KR20220100529A - 연마용 조성물, 연마용 조성물의 제조 방법, 연마 방법 - Google Patents

연마용 조성물, 연마용 조성물의 제조 방법, 연마 방법 Download PDF

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KR20220100529A
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Abstract

TEOS막의 연마 속도를 향상시키는 것이 가능한 연마용 조성물, 연마용 조성물의 제조 방법, 연마 방법을 제공한다.
아미노실란 커플링제로 화학적 표면 수식된 양이온화 콜로이달 실리카와, 음이온성 계면 활성제를 포함하고, pH의 값이 3보다 크고, 또한 6보다 작은 연마용 조성물.

Description

연마용 조성물, 연마용 조성물의 제조 방법, 연마 방법{POLISHING COMPOSITION, METHOD OF MANUFACTURING THE POLISHING COMPOSITION, AND POLISHING METHOD}
본 발명은 연마용 조성물, 연마용 조성물의 제조 방법, 연마 방법에 관한 것이다.
근년, 반도체 기판 표면의 다층 배선화에 수반하여, 반도체 장치(디바이스)를 제조할 때, 반도체 기판을 연마하여 평탄화하는, 소위, 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP) 기술이 이용되고 있다. CMP는, 실리카나 알루미나, 세리아 등의 지립, 방식제, 계면 활성제 등을 포함하는 연마용 조성물(슬러리)을 사용하여, 반도체 기판 등의 연마 대상물(피연마물)의 표면을 평탄화하는 방법이다. 연마 대상물(피연마물)은 실리콘, 폴리실리콘, 실리콘 산화막(산화규소), 실리콘질화물이나, 금속 등으로 이루어지는 배선, 플러그 등이다.
반도체 기판을 CMP에 의해 연마할 때에 사용하는 연마용 조성물에 대해서는, 지금까지 여러가지 제안이 이루어져 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에는, 「양의 ζ 전위를 갖는 콜로이달 실리카 입자와, 음이온성 계면 활성제를 포함하고, 또한 pH의 값이 1.5 내지 7.0의 범위인 연마액을 사용하여, 폴리실리콘 또는 변성 폴리실리콘을 포함하는 제1층과, 산화규소, 질화규소, 탄화규소, 탄질화규소, 산화탄화규소 및 산질화규소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 제2층을 적어도 가지고서 구성되는 피연마체를 연마한다」는 것이 기재되어 있다. 특허문헌 1에 있어서, 콜로이달 실리카 입자는, 음의 전하를 갖는 콜로이달 실리카의 표면에, 양이온성 화합물이 흡착됨으로써, 양의 ζ 전위를 나타내는 것이 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2011-216582호 공보
연마 대상물 중에서, 특히 테트라에톡시실란((Si(OC2H5)4))을 사용하여 형성되는 이산화규소막(이하, TEOS막)의 연마 속도에 관하여, 종래의 연마용 조성물에는, 개선의 여지가 있었다.
본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것이며, TEOS막의 연마 속도를 향상시키는 것이 가능한 연마용 조성물, 연마용 조성물의 제조 방법, 연마 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 과제를 감안하여, 예의 검토를 진행시켰다. 그 결과, 아미노실란 커플링제로 화학적 표면 수식된 양이온화 콜로이달 실리카와, 음이온성 계면 활성제를 포함하고, pH의 값이 3보다 크고, 또한 6보다 작은 연마용 조성물을 사용함으로써, TEOS막의 연마 속도를 높이는(향상시키는) 것을 발견하고, 발명을 완성시켰다.
본 발명에 따르면, TEOS막의 연마 속도를 향상시키는 것이 가능한 연마용 조성물, 연마용 조성물의 제조 방법, 연마 방법이 제공된다.
본 발명의 실시 형태를 상세하게 설명한다. 본 실시 형태의 연마용 조성물은, 아미노실란 커플링제로 화학적 표면 수식된 양이온화 콜로이달 실리카와, 음이온성 계면 활성제를 포함하고, pH의 값이 3보다 크고, 또한 6보다 작은 연마용 조성물이다.
이 연마용 조성물은, 단체 실리콘, 실리콘 화합물, 금속 등의 연마 대상물을 연마하는 용도, 예를 들어, 반도체 디바이스의 제조 프로세스에 있어서 반도체 기판인 단체 실리콘, 폴리실리콘, 실리콘 화합물, 금속 등을 포함한 표면을 연마하는 용도에 적합하다. 그리고, 테트라에톡시실란(Si(OC2H5)4)을 사용하여 형성되는 이산화규소막, 즉, TEOS막을 연마하는 용도에 특히 적합하다. 이 연마용 조성물을 사용하여 연마를 행하면, 특히 TEOS막을 높은 연마 속도로 연마할 수 있다.
이하에, 본 실시 형태의 연마용 조성물에 대하여 상세하게 설명한다.
<지립>
(지립의 종류)
본 발명의 실시 형태에 따른 연마용 조성물은, 지립으로서, 콜로이달 실리카를 포함한다. 콜로이달 실리카의 제조 방법으로서는, 규산 소다법, 졸겔법을 예로 들 수 있다. 어느 제조 방법에 의해 제조된 콜로이달 실리카이어도 되지만, 금속 불순물 저감의 관점에서, 졸겔법에 의해 제조된 콜로이달 실리카가 바람직하다. 졸겔법에 의해 제조된 콜로이달 실리카는, 반도체 중에서 확산하는 성질을 갖는 금속 불순물이나 염화물 이온 등의 부식성 이온의 함유량이 적으므로 바람직하다. 졸겔법에 의한 콜로이달 실리카의 제조는, 종래 공지의 방법을 사용하여 행할 수 있고, 구체적으로는, 가수 분해 가능한 규소 화합물(예를 들어, 알콕시실란 또는 그의 유도체)을 원료로 하고, 가수 분해ㆍ축합 반응을 행함으로써, 콜로이달 실리카를 얻을 수 있다.
(표면 수식)
콜로이달 실리카는, 아미노실란 커플링제의 화학 처리에 의한 표면 수식이 행해져 있다. 본 명세서에서는, 화학 처리에 의한 표면 수식을 화학적 표면 수식이라고도 말한다. 화학적 표면 수식에 의해, 콜로이달 실리카의 표면에는 아미노기가 고정화되어, 양이온화되어 있다. 이 고정은, 물리 흡착이 아니라, 화학 결합이다. 또한, 본 명세서에서는, 양이온화된 콜로이달 실리카를 「양이온화 콜로이달 실리카」라고 한다.
아미노기를 갖는 콜로이달 실리카의 제조 방법으로서, 일본 특허 공개 제2005-162533호 공보에 기재되어 있는 바와 같은, 아미노에틸트리메톡시실란 등의 아미노기를 갖는 실란 커플링제를 실리카 입자의 표면에 고정화하는 방법을 들 수 있다. 또한, 본 명세서에서는, 아미노기를 갖는 실란 커플링제를 「아미노실란 커플링제」라고 말한다.
아미노실란 커플링제로서, 예를 들어, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란(APTES), 4-아미노(3,3-디메틸부틸트리에톡시실란, N-메틸아미노프로필트리메톡시실란, (N,N-디메틸-3-아미노프로필)트리메톡시실란, 2-(4-피리딜에틸)트리에톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필실란트리올, 3-트리메톡시실릴프로필디에틸디에틸렌트리아민, N,N'-BIS[(3-트리메톡시실릴)프로필]에틸렌디아민, [3-(1-피페라지닐)프로필]메틸디메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, 3-트리에톡시실릴-N-(1,3-디메틸-부틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(비닐벤질)-2-아미노에틸-3-아미노프로필트리메톡시실란염산염, N-(1,3-디메틸부틸리덴)-3-(트리에톡시실릴)-1-프로판아민, 비스[3-(트리메톡시실릴)프로필]아민 등을 들 수 있다.
아미노실란 커플링제로서, 예를 들어 하기 식 (1)에 나타내는 구조를 갖는 아미노트리알콕시실란을 사용할 수 있다. 식 (1) 중, X는 탄소(C)수가 1 이상 10 이하(C1 내지 C10이라고 기재한다. 이하 마찬가지)의 알킬기, 질소를 1 이상 포함하는 아미노알킬기(C1 내지 C10), 혹은 단결합이다. 또한, R1, R2 및 R3은, 각각 독립적으로 알킬기(C1 내지 C3), 수소(H) 또는 이들의 염이다. 염은, 예를 들어 염산염이다.
Figure pat00001
상기 아미노트리알콕시실란에는, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란(APTES), 4-아미노3,3-디메틸부틸트리에톡시실란, N-메틸아미노프로필트리메톡시실란, (N,N-디메틸-3-아미노프로필)트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필실란트리올, 3-트리메톡시릴프로필디에틸디에틸렌트리아민 등이 포함된다.
상기한 아미노실란 커플링제 중, 3-아미노프로필트리에톡시실란(APTES)은 식 (2)에 나타내는 구조를 갖는다. 아미노실란 커플링제로서, 3-아미노프로필트리에톡시실란을 사용하는 경우, 콜로이달 실리카의 표면에는 아미노프로필기가 고정화되어, 양이온화된다.
Figure pat00002
아미노실란 커플링제의 화학 처리에 의해 표면 수식된 양이온화 콜로이달 실리카의 제타(ζ) 전위는, 산성 조건 하에서, 바람직하게는 10㎷ 이상이며, 보다 바람직하게는 20㎷ 이상이며, 더욱 바람직하게는 30㎷ 이상이다. 안정적으로 양의 제타 전위를 얻는다는 관점에서, 아미노실란 커플링제로서는, 상기 아미노트리알콕시실란을 사용하는 것이 바람직하고, 그 중에서도 APTES를 사용하는 것이 바람직하다.
아미노실란 커플링제는, 화학 처리에 있어서, 가수 분해 반응 및 탈수 축합 반응에 의해, 콜로이달 실리카와 화학 결합, 예를 들어 Si-O-Si 결합을 발생시킨다. 이와 같이 아미노실란 커플링제의 화학 처리에 의해 표면 수식된 양이온화 콜로이달 실리카의 제타 전위는, 산성 조건 하에서 미수식의 콜로이달 실리카와 비교하여 큰 양의 값을 갖는다. 이에 의해, 본 발명의 효과가 얻어지기 쉽다.
통상의 콜로이달 실리카는, 산성 조건 하에서는 제타 전위의 값이 제로에 가깝지만, 산성 조건 하에서는 콜로이달 실리카의 입자끼리가 서로 전기적으로 반발하지 않고, 응집되기 쉽다. 이에 반해, 산성 조건 하에서도 양이온화 콜로이달 실리카의 입자끼리는 서로 강하게 반발하여 양호하게 분산하고, 응집되기 어렵다. 그 결과, 연마용 조성물의 보존 안정성이 향상된다.
(애스펙트비)
표면 수식이 행해진 양이온화 콜로이달 실리카의 애스펙트비는, 연마 속도의 관점에서, 1.0 이상인 것이 바람직하고, 1.02 이상인 것이 보다 바람직하고, 1.05 이상인 것이 더욱 바람직하고, 1.10 이상인 것이 보다 한층 바람직하다. 또한, 표면 수식이 행해진 양이온화 콜로이달 실리카의 애스펙트비는, 1.4 미만인 것이 바람직하고, 1.3 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.25 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이에 의해, 지립의 형상이 원인이 되는 연마 대상물의 표면 조도를 양호한 것으로 할 수 있다. 또한, 지립의 형상에 의한 결함의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 이 애스펙트비는, 콜로이달 실리카 입자에 외접하는 최소의 직사각형의 긴 변의 길이를 동일한 장방형의 짧은 변의 길이로 나눔으로써 얻어지는 값의 평균값이며, 주사형 전자 현미경에 의해 얻은 콜로이달 실리카 입자의 화상으로부터, 일반적인 화상 해석 소프트웨어를 사용하여 구할 수 있다.
(평균 1차 입자경)
표면 수식이 행해진 양이온화 콜로이달 실리카의 평균 1차 입자경은, 100㎚ 이하인 것이 바람직하고, 70㎚ 이하인 것이 보다 바람직하고, 50㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 이하 순으로, 40㎚ 이하, 35㎚ 이하인 것이 보다 한층 바람직하다. 또한, 표면 수식이 행해진 양이온화 콜로이달 실리카의 평균 1차 입자경은, 5㎚ 이상인 것이 바람직하고, 10㎚ 이상인 것이 보다 바람직하고, 20㎚ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 25㎚ 이상인 것이 보다 한층 바람직하다. 이와 같은 범위이면, 연마용 조성물에 의한 연마 대상물의 연마 속도가 향상된다. 또한, 연마용 조성물을 사용하여 연마한 후의 연마 대상물의 표면에 디싱이 발생함으로써 보다 억제할 수 있다. 또한, 콜로이달 실리카의 평균 1차 입자경은, 예를 들어, BET법에 의해 측정되는 콜로이달 실리카의 비표면적에 기초하여 산출된다.
(평균 2차 입자경)
표면 수식이 행해진 양이온화 콜로이달 실리카의 평균 2차 입자경은, 200㎚ 이하인 것이 바람직하고, 150㎚ 이하인 것이 보다 바람직하고, 100㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 이하 순으로, 80㎚ 이하, 75㎚ 이하인 것이 보다 한층 바람직하다. 또한, 표면 수식이 행해진 양이온화 콜로이달 실리카의 평균 2차 입자경은, 30㎚ 이상인 것이 바람직하고, 50㎚ 이상인 것이 보다 바람직하고, 60㎚ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 65㎚ 이상인 것이 보다 한층 바람직하다. 이와 같은 범위이면, 연마용 조성물에 의한 연마 대상물의 연마 속도가 향상된다. 또한, 연마용 조성물을 사용하여 연마한 후의 연마 대상물의 표면에 표면 결함이 발생하는 것을 보다 억제할 수 있다. 또한, 2차 입자란, 표면에 유기산을 고정화한 콜로이달 실리카(1차 입자)가 연마용 조성물 중에서 회합하여 형성하는 입자를 말한다. 2차 입자의 평균 2차 입자경은, 예를 들어 동적 광산란법에 의해 측정할 수 있다.
(입도 분포)
표면 수식이 행해진 양이온화 콜로이달 실리카의 입도 분포에 있어서, 미립자측으로부터의 적산 입자 질량이 전체 입자 질량의 90%에 도달했을 때의 입자 직경 D90과, 미립자측으로부터의 적산 입자 질량이 전체 입자 질량의 10%에 도달했을 때의 입자의 직경 D10의 비 D90/D10은, 1.5 이상인 것이 바람직하고, 1.8 이상인 것이 보다 바람직하고, 2.0 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 이 비 D90/D10은, 5.0 이하인 것이 바람직하고, 3.0 이하인 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 범위이면, 연마 대상물의 연마 속도가 향상되고, 또한, 연마용 조성물을 사용하여 연마한 후의 연마 대상물의 표면에 표면 결함이 발생하는 것을 보다 억제할 수 있다. 또한, 표면 수식이 행해진 양이온화 콜로이달 실리카의 입도 분포는, 예를 들어 레이저 회절 산란법에 의해 구할 수 있다.
(함유량)
표면 수식이 행해진 양이온화 콜로이달 실리카의 연마용 조성물 전체에 있어서의 함유량은, 0.005질량% 이상인 것이 바람직하고, 0.05질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.5질량% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 0.75질량% 이상인 것이 보다 한층 바람직하다. 또한, 표면 수식이 행해진 양이온화 콜로이달 실리카의 연마용 조성물 전체에 있어서의 함유량은, 10질량% 이하인 것이 바람직하고, 5질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 3질량% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 이하 순으로, 2질량% 이하, 1.5질량% 이하인 것이 보다 한층 바람직하다. 이와 같은 범위이면, 연마 대상물의 연마 속도가 향상된다.
또한, 표면 수식이 행해진 양이온화 콜로이달 실리카의 연마용 조성물 전체에 있어서의 함유량은, 50질량% 이하인 것이 바람직하고, 30질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 20질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이와 같은 범위이면, 연마용 조성물의 비용을 억제할 수 있다. 또한, 연마용 조성물을 사용하여 연마한 후의 연마 대상물의 표면에 표면 결함이 발생하는 것을 보다 억제할 수 있다.
<음이온성 계면 활성제>
본 발명의 실시 형태에 따른 연마용 조성물은, 음이온성 계면 활성제를 포함한다. 음이온성 계면 활성제로서, 황산기, 술폰산기 및 인산기에서 선택되는 1종 이상의 관능기를 갖는 음이온성 계면 활성제가 적합하다. 음이온성 계면 활성제는, 이들 관능기를 갖는 유기산 또는 그의 염을 포함한다. 이와 같은 음이온성 계면 활성제로서, 예를 들어, 도데실황산 Na, 직쇄알킬벤젠술폰산 Na, 헥사데실메틸(3-술포프로필)히드록시드 분자 내 염, 1-도데칸술폰산 Na, 비스-(2-에틸헥실)술포숙신산 Na, 분지쇄알킬벤젠술폰산, 알킬나프탈렌술폰산(부틸기), 폴리옥시에틸렌알릴페닐에테르포스페이트아민염, 폴리옥시에틸렌화페닐에테르인산에스테르, 에틸아시드포스페이트, 부틸아시드포스페이트, 부톡시에틸아시드포스페이트 등을 들 수 있다. 또한, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 음이온성 계면 활성제는, 비이온성 계면 활성제와 병용할 수 있다.
예를 들어, 상기한 음이온성 계면 활성제 중, 직쇄알킬벤젠술폰산 Na는, 식 (3)에 나타내는 구조를 갖는다. 식 (3)에 있어서, R은, 직쇄상의 알킬기를 나타낸다. 직쇄상의 알킬기 탄소(C)의 수는, 예를 들어 10 이상 16 이하이다.
Figure pat00003
음이온성 계면 활성제가 연마 대상물인 TEOS막의 표면에 흡착하면, TEOS막의 표면은 관능기에 의해 음이온화된다. 또한, 상기한 바와 같이, 표면 수식이 행해진 양이온화 콜로이달 실리카의 제타(ζ) 전위는, 산성 조건 하에서 양의 값이다. 이 때문에, 지립인 양이온화 콜로이달 실리카는, 산성 조건 하에서, 연마 대상물인 TEOS막에 정전기력으로 끌어 당겨져 모인다. 이에 의해, TEOS막의 연마 속도가 향상된다.
<액상 매체>
본 발명의 실시 형태에 따른 연마용 조성물은, 액상 매체를 포함한다. 연마용 조성물의 각 성분(표면 수식이 행해진 양이온화 콜로이달 실리카, 음이온성 계면 활성제, pH 조정제 등의 첨가제)을 분산 또는 용해하기 위한 분산매 또는 용매로서 기능한다. 액상 매체로서는 물, 유기 용제를 들 수 있고, 1종을 단독으로 사용할 수 있고, 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있지만, 물을 함유하는 것이 바람직하다. 단, 각 성분의 작용을 저해하는 것을 방지한다고 하는 관점에서, 불순물을 가능한 한 함유하지 않는 물을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 이온 교환 수지로 불순물 이온을 제거한 후에 필터를 통하여 이물을 제거한 순수나 초순수, 혹은 증류수가 바람직하다.
<pH 조정제>
본 발명의 실시 형태에 따른 연마용 조성물은, pH의 값이 3보다 크고, 또한 6보다 작다. 또한, pH의 값이 보다 바람직한 범위는 3.5 이상 5 이하이다. pH의 값은, 4 이하인 것이 더욱 바람직하고, 4 미만인 것이 보다 한층 바람직하다. 또한, 연마용 조성물의 pH가 낮은 쪽이, 표면 수식이 행해진 양이온화 콜로이달 실리카의 제타(ζ) 전위가 양의 값이 되기 쉽다. 이에 의해, TEOS막의 연마 속도 향상에 유리해진다. 한편, pH가 전술한 하한값보다 저하됨에 따라서, 연마 대상물인 TEOS막의 제타 전위가 음의 값으로부터 제로 또는 양의 값으로 변화한다. 그 때문에, pH가 하한값보다 작으면, 양이온화 콜로이달 실리카와 TEOS막 사이의 상호 작용이 약해지고, 그 결과, TEOS막의 연마 속도가 저하된다. 따라서, 연마용 조성물의 pH가 상술한 범위 내이면, TEOS막의 연마 속도를 향상시키기 쉬워진다. 상기한 pH의 값을 실현하므로, 연마용 조성물은 pH 조정제를 포함해도 된다.
연마용 조성물의 pH의 값은, pH 조정제의 첨가에 의해 조정할 수 있다. pH 조절제는, 산, 염기, 또는 그 양쪽을 사용해도 되고, 또한, 무기 화합물, 유기 화합물 또는 그 양쪽을 사용해도 된다.
pH 조정제로서의 산의 구체예로서는, 무기산이나, 유기산을 들 수 있다. 무기산의 구체예로서는, 황산, 질산, 붕산, 탄산, 차아인산, 아인산, 인산 등을 들 수 있다. pH 조정제로서는, 무기산을 사용하는 것이 바람직하고, 그 중에서도 황산 및 질산이 더욱 바람직하고, 질산이 특히 바람직하다. 유기산에는, 카르복실산 및 유기 황산이 포함된다. 카르복실산의 구체예로서는, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부틸산, 발레르산, 2-메틸부틸산, n-헥산산, 3,3-디메틸부틸산, 2-에틸부틸산, 4-메틸펜탄산, n-헵탄산, 2-메틸헥산산, n-옥탄산, 2-에틸헥산산, 벤조산, 글리콜산, 살리실산, 글리세린산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 말레산, 프탈산, 말산, 타르타르산, 시트르산, 락트산 등을 들 수 있다. 또한, 유기 황산의 구체예로서는, 메탄술폰산, 에탄술폰산, 이세티온산 등을 들 수 있다. 이들의 산은, 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 또한, 연마 대상물에 SiN이 포함되는 경우, 인산계의 무기산이나, 카르복실산계 또는 포스폰산계의 유기산을 사용함으로써 SiN의 연마 속도를 향상시킬 수 있다. 이들의 산은, 연마용 조성물에 pH 조정제로서 포함되어 있어도 되고, 연마 속도의 향상을 위한 첨가제로서 포함되어 있어도 되고, 이들의 조합이어도 된다.
pH 조정제로서의 염기의 구체예로서는, 알칼리 금속의 수산화물 또는 그의 염, 알칼리 토류 금속의 수산화물 또는 그의 염, 수산화 제4급 암모늄 또는 그의 염, 암모니아, 아민 등을 들 수 있다. 알칼리 금속의 구체예로서는, 칼륨, 나트륨 등을 들 수 있다. 또한, 알칼리 토류 금속의 구체예로서는, 칼슘, 스트론튬 등을 들 수 있다. 또한, 염의 구체예로서는, 탄산염, 탄산수소염, 황산염, 아세트산염 등을 들 수 있다. 또한, 제4급 암모늄의 구체예로서는, 테트라메틸암모늄, 테트라에틸암모늄, 테트라부틸암모늄 등을 들 수 있다.
수산화 제4급 암모늄 화합물로서는, 수산화 제4급 암모늄 또는 그의 염을 포함하고, 구체예로서는, 수산화테트라메틸암모늄, 수산화테트라에틸암모늄, 수산화테트라부틸암모늄 등을 들 수 있다. 또한, 아민의 구체예로서는, 메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아, 에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 에틸렌디아민, 모노에탄올아민, N-(β-아미노에틸)에탄올아민, 헥사메틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 무수피페라진, 피페라진육수화물, 1-(2-아미노에틸)피페라진, N-메틸피페라진, 구아니딘 등을 들 수 있다.
이들의 염기는, 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 이들의 염기 중에서도, 암모니아, 암모늄염, 알칼리 금속 수산화물, 알칼리 금속염, 수산화 제4급 암모늄 화합물 및 아민이 바람직하고, 또한, 암모니아, 칼륨 화합물, 수산화나트륨, 수산화 제4급 암모늄 화합물, 탄산수소암모늄, 탄산암모늄, 탄산수소나트륨 및 탄산나트륨이 보다 바람직하다. 또한, 연마용 조성물에는, 염기로서, 금속 오염 방지의 관점에서 칼륨 화합물을 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 칼륨 화합물로서는, 칼륨의 수산화물 또는 칼륨염을 들 수 있고, 구체적으로는 수산화칼륨, 탄산칼륨, 탄산수소칼륨, 황산칼륨, 아세트산칼륨, 염화칼륨 등을 들 수 있다.
나아가, pH 조정제로서, 산 및 당해 산의 염 혼합물인 완충계의 pH 조정제를 사용하는 경우, TEOS 연마 시에 pH 변동이 없어 바람직하다. 산 및 당해 산의 염의 조합으로서는, 예를 들어 아세트산 및 락트산 등의 산과, 당해 산의 암모늄염, 나트륨염 및 칼륨염 등의 염의 조합을 들 수 있다. 또한, 불순물의 관점에서, 암모늄염을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
<수용성 고분자>
본 발명의 실시 형태에 따른 연마용 조성물은, 수용성 고분자를 포함해도 된다. 연마 대상물에 폴리실리콘이 포함되는 경우는, 연마용 조성물에 수용성 고분자를 첨가함으로써, 연마 속도를 높게 하거나 낮게 하거나 하는 등, 연마 속도를 조정할 수 있다.
수용성 고분자로서, 폴리비닐알코올(PVA), 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리프로필렌글리콜, 폴리부틸렌글리콜, 옥시에틸렌(EO)과 옥시에틸렌(PO)의 공중합체, 메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 덱스트린, 풀루란 등을 들 수 있다. 이들의 수용성 고분자는, 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 지립 및 TEOS 표면으로의 계면 활성제의 영향을 방해시키지 않는다고 하는 관점(제타 전위를 변동시키지 않음)에서, 수용성 고분자 중에서도 비이온성 고분자가 바람직하다.
또한, 수용성 고분자는, 비이온성 고분자에 한정되는 것은 아니다. 수용성 고분자는, 양이온성일 수도 있고, 음이온성일 수도 있다. 양이온성 고분자로서, 폴리에틸렌이민, 폴리비닐이미다졸, 폴리알릴아민 등을 들 수 있다. 음이온성 고분자로서, 폴리아크릴산, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리비닐술폰산, 폴리아네톨술폰산, 폴리스틸렌술폰산 등을 들 수 있다.
수용성 고분자로서 PVA를 사용하면, 폴리실리콘의 연마 속도를 높게 할 수 있으므로 바람직하다. PVA의 평균 분자량은, 예를 들어 100 이상 150000 이하이다. 소수막으로의 작용의 용이성의 관점에서 말하면 평균 분자량은 큰 쪽이 바람직하고, 슬러리 분산성의 관점에서 말하면 평균 분자량은 작은 쪽이 바람직하다. 예를 들어, PVA의 평균 분자량은 소수막으로의 작용의 용이성의 관점에서, 1000 이상인 것이 바람직하고, 3000 이상인 것이 보다 바람직하고, 6000 이상, 8000 이상이 됨에 따라서 보다 한층 바람직해진다. 또한, PVA의 평균 분자량은 슬러리 분산성의 관점에서, 150000 이하인 것이 바람직하고, 100000 이하인 것이 보다 바람직하고, 80000 이하, 40000 이하, 20000 이하, 15000 이하가 됨에 따라서 보다 한층 바람직해진다.
또한, 수용성 고분자로서 PEG를 사용하면, 폴리실리콘의 연마 속도를 낮게 할 수 있으므로 바람직하다. PEG의 평균 분자량은, 예를 들어 200 이상 150000 이하이다. 소수막으로의 작용의 용이성의 관점에서 말하면 평균 분자량은 큰 쪽이 바람직하고, 슬러리 분산성의 관점에서 말하면 평균 분자량은 작은 쪽이 바람직하다. 예를 들어, PEG의 평균 분자량은 소수막으로의 작용의 용이성의 관점에서, 1000 이상인 것이 바람직하고, 3000 이상인 것이 보다 바람직하고, 6000 이상, 8000 이상이 됨에 따라서 보다 한층 바람직해진다. 또한, PEG의 평균 분자량은 슬러리 분산성의 관점에서, 150000 이하인 것이 바람직하고, 100000 이하인 것이 보다 바람직하고, 80000 이하, 40000 이하, 20000 이하, 15000 이하가 됨에 따라서 보다 한층 바람직해진다.
<산화제>
본 발명의 실시 형태에 따른 연마용 조성물은, 산화제를 포함해도 된다. 연마 대상물에 실리콘, 예를 들어 Poly-Si(다결정 실리콘)가 포함되는 경우는, 연마용 조성물에 산화제를 첨가함으로써, 연마 속도를 조정할 수 있다. 즉, 연마용 조성물에 첨가하는 산화제의 종류를 선택함으로써, Poly-Si의 연마 속도를 빠르게 하거나, 느리게 하거나 할 수 있다. 산화제의 구체예로서는, 과산화수소, 과초산, 과탄산염, 과산화요소, 과염소산, 과황산염 등을 들 수 있다. 과황산염의 구체예로서는, 과황산나트륨, 과황산칼륨, 과황산암모늄 등을 들 수 있다. 이들 산화제는, 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 이들의 산화제 중에서도, 과황산염, 과산화수소가 바람직하고, 특히 바람직한 것은 과산화수소이다.
연마용 조성물 전체에 있어서의 산화제의 함유량이 많을수록, 연마용 조성물에 의한 연마 대상물의 연마 속도를 변화시키기 쉽다. 따라서, 연마용 조성물 전체에 있어서의 산화제의 함유량은, 0.01질량% 이상인 것이 바람직하고, 0.05질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.1질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 연마용 조성물 전체에 있어서의 산화제의 함유량이 적을수록, 연마용 조성물의 재료 비용을 억제할 수 있다. 또한, 연마 사용 후의 연마용 조성물의 처리, 즉 폐액 처리의 부하를 경감할 수 있다. 또한, 산화제에 의한 연마 대상물의 표면 과잉인 산화가 일어나기 어려워진다. 따라서, 연마용 조성물 전체에 있어서의 산화제의 함유량은, 10질량% 이하인 것이 바람직하고, 5질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 3질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
<곰팡이 방지제, 방부제>
연마용 조성물에는 곰팡이 방지제, 방부제를 포함해도 된다. 곰팡이 방지제, 방부제의 구체예로서는, 이소티아졸린계 방부제(예를 들어 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온, 5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸린-3-온), 파라옥시안식향산에스테르류, 페녹시에탄올을 들 수 있다. 이들의 곰팡이 방지제, 방부제는, 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
<연마용 조성물의 제조 방법>
본 실시 형태의 연마용 조성물의 제조 방법은 특별히 한정되는 것은 아니라, 아미노실란 커플링제의 화학 처리에 의한 표면 수식이 행해진(즉, 표면에 아미노기가 고정화된) 양이온화 콜로이달 실리카와, 음이온성 계면 활성제와, pH 조정제와, 필요에 따라서 각종 첨가제(예를 들어, 수용성량 분자, 산화제, 착화제, 곰팡이 방지제, 방부제 등)를 물 등의 액상 매체 중에서 교반, 혼합함으로써 제조할 수 있다. 혼합 시의 온도는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 10℃ 이상 40℃ 이하가 바람직하고, 용해 속도를 향상시키기 위해 가열해도 된다. 또한, 혼합 시간도 특별히 한정되지 않는다.
<연마 대상물>
본 발명의 실시 형태에 따른 연마용 조성물은, TEOS막의 연마 속도의 향상이 가능하다. 이 때문에, 연마 대상물은 TEOS막인 것이 바람직하다. 단, 연마 대상물의 종류는 TEOS에 한정되는 것은 아니지만, 단체 실리콘, TEOS 이외의 실리콘 화합물, 금속 등이어도 된다. 단체 실리콘으로서는, 예를 들어 단결정 실리콘, 폴리실리콘, 아몰퍼스 실리콘 등을 들 수 있다. 또한, 실리콘 화합물로서는, 예를 들어 질화규소, 이산화규소, 탄화규소 등을 들 수 있다. 실리콘 화합물막에는, 비유전율이 3 이하인 저유전율막이 포함된다. 또한, 금속으로서는, 예를 들어, 텅스텐, 구리, 알루미늄, 하프늄, 코발트, 니켈, 티타늄, 탄탈, 금, 은, 백금, 팔라듐, 로듐, 루테늄, 이리듐, 오스뮴 등을 들 수 있다. 이들의 금속은, 합금 또는 금속 화합물의 형태로 포함되어 있어도 된다.
<연마 방법>
연마 장치의 구성은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 연마 대상물을 갖는 기판 등을 보유하는 홀더와, 회전 속도를 변경 가능한 모터 등의 구동부와, 연마 패드(연마포)를 첩부 가능한 연마 정반을 구비하는 일반적인 연마 장치를 사용할 수 있다. 연마 패드로서는, 일반적인 부직포, 폴리우레탄, 다공질 불소 수지 등을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 연마 패드에는, 액상의 연마용 조성물이 모이는 홈 가공이 실시되어 있는 것을 사용할 수 있다.
연마 조건은 특별히 제한은 없지만, 예를 들어, 연마 정반의 회전 속도는 10rpm(0.17s-1) 이상 500rpm(8.3s-1) 이하가 바람직하다. 연마 대상물을 갖는 기판에 가하는 압력(연마 압력)은 0.5psi(3.4㎪) 이상 10psi(68.9㎪) 이하가 바람직하다. 연마 패드에 연마용 조성물을 공급하는 방법도 특별히 제한되지는 않고, 펌프 등에서 연속적으로 공급하는 방법이 채용된다. 이 공급량에 제한은 없지만, 연마 패드의 표면이 항상 본 발명의 일 양태의 연마용 조성물로 덮여 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시 형태에 따른 연마용 조성물은 1액형이어도 되고, 2액형을 비롯한 다액형이어도 된다. 또한, 연마용 조성물은 연마용 조성물의 원액을 물 등의 희석액을 사용하여, 예를 들어 10배 이상으로 희석함으로써 조제되어도 된다.
연마 종료 후, 기판을 예를 들어 유수로 세정하고, 스핀 드라이어 등에 의해 기판 상에 부착된 수적을 털어내어 건조시킴으로써, 예를 들어 실리콘 함유 재료를 포함하는 층을 갖는 기판이 얻어진다. 이와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 연마용 조성물은, 기판의 연마 용도에 사용할 수 있다. 본 발명의 실시 형태에 관한 연마용 조성물을 사용하여, 반도체 기판 상에 마련된 TEOS 등의 연마 대상물의 표면을 연마함으로써, 반도체 기판의 표면을 고연마 속도로 연마하여, 연마 완료 반도체 기판을 제조할 수 있다. 반도체 기판으로서는, 예를 들어, 단체 실리콘, 실리콘 화합물, 금속 등을 포함하는 층을 갖는 실리콘 웨이퍼를 들 수 있다.
[실시예]
본 발명을, 이하의 실시예 및 비교예를 사용하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 본 발명의 기술적 범위가 이하의 실시예에만 제한되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시예에는 다양한 변경 또는 개량을 추가하는 것이 가능하고, 그와 같은 변경 또는 개량을 추가한 형태도 본 발명에 포함될 수 있다.
<연마용 조성물의 조제 방법>
(실시예 1 내지 17)
하기의 표 1에 나타낸 바와 같이, 지립과, 음이온성 계면 활성제와, 액상 매체인 물을 교반, 혼합하여, 혼합액을 제작하였다. 제작한 혼합액에 pH가 표 1의 값이 되도록 pH 조정제를 추가하여, 실시예 1 내지 17의 연마용 조성물을 제조하였다. 또한, 표 1 중, 「-」은 그 성분을 사용하지 않았던 것을 나타낸다.
실시예 1 내지 17에 있어서, 지립에는, 커플링제인 아미노프로필트리에톡시실란(APTES)의 화학 처리에 의한 표면 수식이 행해진 양이온화 콜로이달 실리카를 사용하였다. 연마용 조성물에 있어서의 커플링제의 농도는, 0.1mmol/L로 하였다. 이하, mol/L을 M으로 표기한다. 또한, 연마용 조성물에 있어서의 지립의 농도는, 실리카로서 1질량%로 하였다.
구체적으로는, 콜로이달 실리카의 원액(20질량%)에 2mM의 농도로 되도록 APTES를 추가하여, 표면 수식된 양이온화 콜로이달 실리카를 작성하였다. 상기의 원액에 추가된 APTES는, 연마용 조성물을 작성할 때에 농도가 또한 1/20이 되도록 지립과 함께 희석하였다. 이에 의해, 연마용 조성물에 있어서의 APTES의 농도를, 연마 시에 0.1mM으로 하였다. 또한, 연마용 조성물 중에 있어서, APTES는 콜로이달 실리카 표면에 결합한 상태 및 APTES 그 자체의 상태에서 포함될 수 있다. 연마용 조성물에 있어서의 지립의 입자경(평균 2차 입자경)은 70㎚이다. 연마용 조성물에 있어서의 지립의 제타(ζ) 전위는 표 1과 같다.
실시예 1 내지 17에 있어서, 음이온성 계면 활성제에는 표 1에 기재된 것을 이용하였다. 음이온성 계면 활성제의 관능기는, 실시예 1은 황산기, 실시예 2 내지 12는 술폰산기, 실시예 13 내지 17은 인산기이다. 연마용 조성물에 있어서의 계면 활성제의 농도는, 실시예 1 내지 6, 8 내지 19에서는 50ppm, 실시예 7에서는 100ppm으로 하였다.
실시예 5에서는, 수용성 고분자로서, 평균 분자량이 100 이상 150000 이하인 PVA를 첨가하였다. 연마용 조성물에 있어서의 PVA의 첨가량은 50ppm으로 하였다. 실시예 6에서는, 수용성 고분자로서, 평균 분자량이 200 이상 150000 이하인 PEG를 첨가하였다. 연마용 조성물에 있어서의 PEG의 첨가양은 50ppm으로 하였다.
실시예 1 내지 17에서는, pH 조정제로서, 질산(HNO3) 또는 수산화 칼륨(KOH)을 사용하였다. 실시예 1, 2, 5 내지 17에서는 연마용 조성물의 pH의 값을 3.5로 조정하고, 실시예 3에서는 연마용 조성물의 pH의 값을 4.0으로 조정하고, 실시예 4에서는 연마용 조성물의 pH의 값을 5.0으로 조정하였다. 연마용 조성물(액온: 25℃)의 pH는, pH 미터(가부시키가이샤 호리바 세이사꾸쇼제 제품명: LAQUA(등록 상표))에 의해 측정하였다. 또한, pH가 조정된 각 연마용 조성물의 전기 전도율(EC)의 값은, 표 1과 같다.
(비교예 1 내지 18)
표 1에 나타내는 종류, 농도 등의 각 성분을 사용하고, 각 연마용 조성물의 pH를 표 1에 나타내는 값으로 조정한 것 이외는, 실시예 1 내지 17과 마찬가지로 조작하여, 각 연마용 조성물을 조제하였다.
실시예 1 내지 17과의 차이로서, 비교예 1, 2에서는, 연마용 조성물의 pH의 값을 3.0, 6.0으로 각각 조정하였다. 또한, 비교예 3 내지 11, 13, 15, 17, 18에서는, 음이온성 계면 활성제를 추가하지 않았다. 또한, 비교예 3 내지 5의 p-톨루엔술폰산 Na, p-스티렌술폰산 Na, o-크레졸술폰산은, 모두, 소수기의 탄소쇄가 짧고, 계면 활성제로서 기능하지 않는다. 또한, 비교예 11 내지 18에서는, 콜로이달 실리카에 대하여, 아미노실란 커플링제의 화학 처리에 의한 표면 수식을 행하지 않았다. 비교예 13 내지 16에서 사용한 테트라에틸암모늄(TEAH), 비교예 17, 18에서 사용한 수산화테트라부틸암모늄(TBAH)은, 어느 것이나 모두, 콜로이달 실리카 표면에 물리 흡착은 하지만, 화학 결합은 하지 않는다.
Figure pat00004
<평가>
실시예 1 내지 17 및 비교예 1 내지 18의 연마용 조성물을 사용하여, 하기의 연마 조건에서 직경 200㎜의 실리콘 웨이퍼의 연마를 행하였다.
ㆍ연마 장치: 어플라이드ㆍ머티리얼즈제 200㎜용 CMP 편면 연마 장치
Mirraㆍ연마 패드: 닛타 하스 가부시키가이샤 제조 경질 폴리우레탄 패드 IC1010
ㆍ연마 압력: 2psi(1psi=6894.76Pa)
ㆍ연마 정반 회전수: 43rpm
ㆍ헤드 회전수: 47rpm
ㆍ연마용 조성물의 공급: 흘려 보내기
ㆍ연마용 조성물 공급량: 200mL/분
ㆍ연마 시간: 60초간
연마에 제공한 실리콘 웨이퍼는, 이산화규소막(TEOS막) 구비 실리콘 웨이퍼, 질화규소막(SiN막) 구비 실리콘 웨이퍼, 폴리실리콘막(Poly-Si막) 구비 실리콘 웨이퍼이다. 각 실리콘 웨이퍼에 대해서는, 광간섭식 막 두께 측정 장치를 사용하여, 연마 전과 연마 후의 막 두께를 각각 측정하였다. 그리고, 막 두께 차와 연마 시간으로부터, 각 막의 연마 속도를 각각 산출하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure pat00005
표 2에 나타낸 바와 같이, TEOS막의 연마 속도에 대해서, 실시예 1 내지 17은 모두 260Å/min 이상이며, 비교예 1 내지 18은 모두 260Å/min 미만이었다. 실시예 1 내지 17은, 비교예 1 내지 18보다도 TEOS막의 연마 속도가 높은 것을 알 수 있었다.
상기한 바와 같이 TEOS막의 연마 속도에 대해서, 실시예는 비교예보다도 우수하다. 또한, TEOS막의 연마 속도의 향상률(이하, TEOS 향상률)에 대해서, 실시예 1 내지 17은 모두 1.05 이상이었다. TEOS 향상률이란, 각 실시예 및 각 비교예에 있어서, 동일한 pH에서 연마용 조성물에 계면 활성제를 추가하지 않은 경우의 연마 속도에 대한, 계면 활성제를 추가한 경우의 연마 속도의 비이다. 즉, pH가 3.0, 3.5, 4.0, 5.0 및 6.0의 경우, 각각 비교예 6, 7, 8, 9 및 10에 대한 연마 속도의 비를 TEOS 향상률로 하였다. TEOS 향상률이 1을 초과하는 경우는, 연마용 조성물에 계면 활성제를 추가함으로써 연마 속도가 향상되는 것을 의미한다. 실시예 1 내지 17에서는, TEOS 향상률이 모두 1.05 이상이며, 음이온성 계면 활성제와, 아미노실란 커플링제로 화학적 표면 수식된 양이온화 콜로이달 실리카를 조합하여 사용함으로써, TEOS막의 연마 속도가 높아지는 것을 알 수 있었다.
TEOS막의 연마 속도가 높아지는 이유는, 이하와 같다. 즉, 음이온성 계면 활성제가 TEOS막의 표면에 흡착되면, TEOS막의 표면은, 관능기에 의해 음이온화된다. 또한, 양이온화 콜로이달 실리카의 제타(ζ) 전위는, 산성 조건 하에서 양의 값이다. 이 때문에, 지립인 양이온화 콜로이달 실리카는, 산성 조건 하에서, TEOS막에 정전기력으로 끌어 당겨져 모인다. 이에 의해, TEOS막의 연마 속도가 향상된다.
화학적 표면 수식(화학 결합)인 실시예 1 내지 17과, 물리 흡착인 비교예 13 내지 18을 비교하여 알 수 있는 바와 같이, 동일한 pH의 값이면, 본 발명의 화학적 표면 수식(화학 결합)의 쪽이, 비교예의 물리 흡착보다도, 지립의 제타 전위가 높아지는 경향이 있다. 또한, 물리 흡착의 경우, 음이온성 계면 활성제를 첨가해도, TEOS막의 연마 속도의 향상 효과는 얻어지지 않는다. 따라서, 본 발명의 화학적 표면 수식의 쪽이, TEOS막의 연마 속도를 향상시키기 쉬운 것을 알 수 있다. 또한, 물리 흡착의 경우, 가령 희석한 경우에, 흡착제의 농도 저하에 의해 지립의 제타 전위가 저하된다. 그에 반해 본 발명의 화학적 표면 수식의 것은, 지립 표면에 아미노기가 고정화되어 있으므로 희석에 의한 제타 전위의 변동은 발생하기 어렵다. 즉, 본 발명의 연마용 조성물은 희석하여 사용된 경우에도 연마 속도가 저하되기 어렵다.
또한, 실시예 1 내지 17(특히, 실시예 2 내지 4)과, 비교예 1, 2의 비교로부터, 연마용 조성물의 pH의 값이 3보다 크고 6보다 작으면, TEOS막의 연마 속도가 높아지는 것을 알 수 있었다.
또한, pH의 값이 3.5인 경우, 술폰산계의 계면 활성제를 사용한 실시예 1, 2, 6 내지 12는, 인산계의 계면 활성제를 사용한 실시예 13 내지 17보다도, TEOS막의 연마 속도가 높은 것을 알 수 있었다. 음이온성 계면 활성제로서, 술폰산계의 계면 활성제를 사용함으로써, TEOS막의 연마 속도가 더욱 높아지는 것을 알 수 있었다.
또한, 음이온성 계면 활성제로서 직쇄알킬벤젠술폰산을 사용한 실시예 2 내지 7은, 직쇄알킬벤젠술폰산 이외의 음이온성 계면 활성제를 사용한 다른 실시예 1, 8 내지 17과 비교하여, SiN막의 연마 속도가 높은 것을 알 수 있었다. 음이온성 계면 활성제로서, 직쇄알킬벤젠술폰산을 사용함으로써, TEOS막뿐만 아니라, SiN막의 연마 속도도 높아지는 것을 알 수 있었다.
또한, 실시예 2, 5를 비교하면, 실시예 2보다도 실시예 5의 쪽이 Poly-Si막의 연마 속도가 높다. 실시예 2, 5의 차이는, 연마용 조성물에 PVA를 포함하는 점이다. 이 결과로부터, 본 발명의 실시 형태에 따른 연마용 조성물에 PVA를 추가함으로써, Poly-Si막의 연마 속도가 높아지는 것을 알 수 있었다.
또한, 실시예 2, 6을 비교하면, 실시예 2보다도 실시예 6의 쪽이 Poly-Si막의 연마 속도가 낮다. 실시예 2, 6의 차이는, 연마용 조성물에 PEG를 포함하는 점이다. 이 결과로부터, 본 발명의 실시 형태에 따른 연마용 조성물에 PEG를 추가함으로써, Poly-Si막의 연마 속도가 낮아지는 것을 알 수 있었다.
실시예 2, 5, 6으로부터, 본 발명의 실시 형태에 따른 연마용 조성물에 PVA, PEG를 선택적으로 추가함으로써, TEOS막의 연마 속도를 향상시키면서, Poly-Si막에 대해서도 연마 속도의 제어성을 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있었다.

Claims (11)

  1. 아미노실란 커플링제로 화학적 표면 수식된 양이온화 콜로이달 실리카와,
    음이온성 계면 활성제를 포함하고,
    pH의 값이 3보다 크고, 또한 6보다 작은, 연마용 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아미노실란 커플링제는, 아미노트리알콕시실란을 포함하는, 연마용 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 아미노실란 커플링제는, 아미노프로필트리에톡시실란을 포함하는, 연마용 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 양이온화 콜로이달 실리카의 제타 전위는, 30㎷ 이상인, 연마용 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음이온성 계면 활성제는, 황산기, 술폰산기 및 인산기로부터 선택되는 1종 이상의 관능기를 갖는 유기산염을 포함하는, 연마용 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음이온성 계면 활성제는, 직쇄알킬벤젠술폰산을 포함하는, 연마용 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    수용성 고분자를 더 포함하는, 연마용 조성물.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 수용성 고분자는, 평균 분자량이 100 이상 150000 이하인 폴리비닐알코올을 포함하는, 연마용 조성물.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 수용성 고분자는, 평균 분자량이 200 이상 150000 이하인 폴리에틸렌글리콜을 포함하는, 연마용 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 연마용 조성물의 제조 방법이며,
    아미노실란 커플링제로 화학적 표면 수식된 양이온화 콜로이달 실리카와, 음이온성 계면 활성제와, pH 조정제를 액상 매체 중에서 혼합하는 공정을 포함하는, 연마용 조성물의 제조 방법.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 연마용 조성물을 사용하여, 기판 상에 마련된 연마 대상물을 연마하는 공정을 포함하고,
    상기 연마 대상물은 이산화규소를 포함하는, 연마 방법.
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