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KR20190098152A - 연마용 조성물 및 연마 방법 - Google Patents

연마용 조성물 및 연마 방법 Download PDF

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KR20190098152A
KR20190098152A KR1020197018210A KR20197018210A KR20190098152A KR 20190098152 A KR20190098152 A KR 20190098152A KR 1020197018210 A KR1020197018210 A KR 1020197018210A KR 20197018210 A KR20197018210 A KR 20197018210A KR 20190098152 A KR20190098152 A KR 20190098152A
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노리아키 스기타
다카유키 마쓰시타
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니타 하스 인코포레이티드
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Abstract

연마 후의 웨이퍼의 미소 결함 및 헤이즈를 더 저감할 수 있는 연마용 조성물을 제공한다. 연마용 조성물은, 실리카 입자와, 무기 알칼리 화합물과, 폴리글리세린과, 다쇄형의 폴리옥시알킬렌알킬에테르를 포함한다. 다쇄형의 폴리옥시알킬렌알킬에테르는, 폴리옥시알킬렌메틸글루코시드 및 폴리옥시알킬렌폴리글리세릴에테르로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다. 무기 알칼리 화합물은, 알칼리 금속의 수산화물, 알칼리 금속의 염, 알칼리 토류 금속의 수산화물, 알칼리 토류 금속의 염으로부터 선택되는 적어도 1종이어도 된다.

Description

연마용 조성물 및 연마 방법
본 발명은, 연마용 조성물 및 연마 방법에 관한 것이다.
CMP에 의한 반도체 웨이퍼의 연마는, 3단계 또는 4단계의 다단계의 연마를 행함으로써, 고정밀도의 평활화·평탄화를 실현하고 있다. 최종 단계에서 행해지는 마무리 연마 공정에서는, 헤이즈(표면 흐림)나 미소 결함의 저감을 주된 목적으로 하고 있다.
반도체 웨이퍼의 마무리 연마 공정에서 사용되는 연마용 조성물은, 일반적으로, 히드록시에틸셀룰로오스(HEC) 등의 수용성 고분자를 함유한다. 수용성 고분자는, 반도체 웨이퍼 표면을 친수화시키는 역할이 있어, 표면으로의 지립(砥粒)의 부착, 과도한 케미컬 에칭, 지립의 응집 등에 의한 반도체 웨이퍼에 대한 데미지를 억제한다. 이것에 의해, 헤이즈나 미소 결함을 저감할 수 있는 것이 알려져 있다.
HEC는 천연 원료인 셀룰로오스를 원료로 하고 있기 때문에, 셀룰로오스 유래의 수불용성의 불순물이 포함되는 경우가 있다. 그 때문에, HEC를 함유하는 연마용 조성물에서는, 이 불순물의 영향으로 미소 결함이 발생하는 경우가 있다.
HEC는 분자량이 수십만에서 백만 정도의 분자량인 것이 잘 이용된다. 분자량이 높아질수록 필터의 막힘이 일어나기 쉬워, 구멍 직경이 작은 필터에서는 통액이 곤란해진다. 그 때문에, 분자량이 큰 수용성 고분자를 사용한 경우, 조대(粗大) 입자를 제거하는 것이 곤란해진다. 또, 지립의 응집도 일어나기 쉬워지기 때문에, 연마용 조성물의 장기 안정성에 있어서도 염려가 있다.
일본국 특허공개 2015-109423호 공보에는, 실리카 입자를 0.01~0.5질량%와, 질소 함유 염기성 화합물과, 수용성 고분자를 포함하는 실리콘 웨이퍼 연마용 조성물이 기재되어 있다. 이 연마용 조성물의 수용성 고분자는, 수산기 유래의 산소 원자수와 폴리옥시알킬렌 유래의 산소 원자수의 비가, 0.8~10이다.
일본국 특허 제4021080호 공보에는, 킬레이트성 화합물 또는 그 염을 0.5~10중량%와, 다가 알코올 화합물의 부분 에스테르화물 및/또는 부분 에테르화물을 0.05~10중량%와, 물을 함유하여 이루어지는 연마액 조성물이 기재되어 있다.
최근, 반도체 디바이스의 디자인 룰의 미세화가 진행되고 있는 것에 수반하여, 반도체 웨이퍼의 표면의 미소 결함에 대해서도, 보다 엄격한 관리가 요구되고 있다.
본 발명의 목적은, 연마 후의 웨이퍼의 미소 결함 및 헤이즈를 더 저감할 수 있는 연마용 조성물 및 연마 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일실시 형태에 의한 연마용 조성물은, 실리카 입자와, 무기 알칼리 화합물과, 폴리글리세린과, 다쇄형의 폴리옥시알킬렌알킬에테르를 포함한다.
본 발명의 일실시 형태에 의한 연마용 조성물은, 다쇄형의 폴리옥시알킬렌알킬에테르가, 폴리옥시알킬렌메틸글루코시드 및 폴리옥시알킬렌폴리글리세릴에테르로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시 형태에 의한 연마용 조성물은, 무기 알칼리 화합물이, 알칼리 금속의 수산화물, 알칼리 금속의 염, 알칼리 토류 금속의 수산화물, 알칼리 토류 금속의 염으로부터 선택되는 적어도 1종이어도 된다.
본 발명의 일실시 형태에 의한 연마 방법은, 상기의 연마용 조성물과, 경도가 80 이하인 발포 우레탄 패드를 이용하여, 실리콘 웨이퍼를 마무리 연마하는 공정을 포함한다.
본 발명에 의하면, 연마 후의 웨이퍼의 미소 결함 및 헤이즈를 더 저감할 수 있다.
본 발명자들은, 상기의 과제를 해결하기 위해, 다양한 검토를 행했다. 그 결과, 이하의 지견을 얻었다.
염기성 화합물로서 무기 알칼리 화합물을 사용하면, 질소 함유 염기성 화합물을 사용한 경우와 비교해, 웨이퍼에 대한 데미지를 저감할 수 있다. 이것은, KOH 등의 강(强)무기 알칼리 화합물에서는, 실리카 입자 표면이 용해되어 연질화하기 때문에, K2CO3 등의 약(弱)무기 알칼리 화합물에서는, 웨이퍼의 과도한 에칭이 억제되기 때문이라고 생각할 수 있다.
한편, 염기성 화합물로서 무기 알칼리 화합물을 사용하면, 조대 입자의 수가 많아지는 경향이 있다. 그러나, 수용성 고분자로서 폴리글리세린을 사용하여, 다쇄형의 폴리옥시알킬렌알킬에테르를 함유시킴으로써, 염기성 화합물로서 무기 알칼리 화합물을 사용해도, 연마용 조성물 중의 조대 입자의 수를 저감할 수 있다. 또, 다쇄형의 폴리옥시알킬렌알킬에테르를 함유시킴으로써, 웨이퍼의 보호성이 높아져, 보다 소프트하며 또한 웨이퍼에 대한 데미지도 적은 연마를 행할 수 있다.
실리콘 웨이퍼의 마무리 연마는, 통상, 스웨드형의 연마 패드를 이용하여 행해진다. 그러나, 상기의 연마용 조성물에서는, 발포 우레탄형의 연마 패드를 이용하여 연마함으로써, 미소 결함을 더 저감할 수 있다.
본 발명은, 이러한 지견에 의거하여 완성되었다. 이하, 본 발명의 일실시 형태에 의한 연마용 조성물을 상세히 서술한다.
본 발명의 일실시 형태에 의한 연마용 조성물은, 실리카 입자와, 무기 알칼리 화합물과, 폴리글리세린과, 다쇄형의 폴리옥시알킬렌알킬에테르를 포함한다.
실리카 입자는, 지립으로서 연마용 조성물에 배합된다. 실리카 입자는, 이 분야에서 상용되는 것을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 콜로이달 실리카, 흄드 실리카 등을 이용할 수 있다.
실리카 입자의 함유량은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 연마용 조성물 전체의 0.15~20질량%이다. 실리카 입자의 함유량의 하한은, 바람직하게는 0.3질량%이며, 더 바람직하게는 1.5질량%이다. 실리카 입자의 함유량의 상한은, 바람직하게는 15질량%이며, 더 바람직하게는 10질량%이다.
무기 알칼리 화합물은, 웨이퍼의 표면을 에칭하여 화학적으로 연마한다. 무기 알칼리 화합물은, 예를 들면, 알칼리 금속의 수산화물, 알칼리 금속의 염, 알칼리 토류 금속의 수산화물, 알칼리 토류 금속의 염 등을 들 수 있다. 무기 알칼리 화합물은, 구체적으로는, 수산화 칼륨, 수산화 나트륨, 탄산수소칼륨, 탄산칼륨, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 2인산 칼륨, 4붕산 나트륨·10수화물 등이며, 탄산나트륨이 특히 바람직하다.
상술한 무기 알칼리 화합물은, 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 혼합하여 사용해도 된다. 무기 알칼리 화합물의 합계의 함유량은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 연마용 조성물 전체의 0.0003~1.2질량%이다. 염기성 화합물의 함유량의 하한은, 바람직하게는 0.003질량%이다. 염기성 화합물의 함유량의 상한은, 바람직하게는 0.6질량%이다.
본 실시 형태에 의한 연마용 조성물은, 수용성 고분자로서 폴리글리세린을 포함한다. 폴리글리세린은, 무기 알칼리 화합물과 함께 분산매를 형성하여, 실리카 입자의 표면 및 웨이퍼 표면에 흡착된다. 분산매가 실리카 입자의 표면에 흡착됨으로써, 실리카 입자에 의한 연마가 소프트해져, 연마흠이 억제된다. 또, 분산매가 웨이퍼 표면에 흡착됨으로써, 연마흠이나 이물의 부착이 억제된다.
폴리글리세린의 구조는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 직쇄형, 분기형, 덴드리머형 등이 있다. 폴리글리세린의 중량 평균 분자량은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 100~20000이다. 폴리글리세린의 중량 평균 분자량의 하한은, 바람직하게는 300이며, 더 바람직하게는 500이다. 폴리글리세린의 중량 평균 분자량의 상한은, 바람직하게는 10000이며, 더 바람직하게는 5000이다.
폴리글리세린의 함유량은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 연마용 조성물 전체의 0.15~3질량%이다. 폴리글리세린의 함유량의 하한은, 바람직하게는 0.2질량%이며, 더 바람직하게는 0.3질량%이다. 폴리글리세린의 함유량의 상한은, 바람직하게는 2.5질량%이며, 더 바람직하게는 2.0질량%이다.
본 실시 형태에 의한 연마용 조성물은, 다쇄형의 폴리옥시알킬렌알킬에테르를 포함한다. 다쇄형의 폴리옥시알킬렌알킬에테르는 구체적으로는, 메틸글루코시드의 알킬렌옥시드 유도체(폴리옥시알킬렌메틸글루코시드), 폴리옥시알킬렌글리세릴에테르, 폴리옥시알킬렌디글리세릴에테르, 폴리옥시알킬렌폴리글리세릴에테르, 폴리옥시알킬렌펜타에리트리톨에테르, 폴리옥시알킬렌트리메틸올프로판, 폴리옥시프로필렌소르비트 등이다. 더 구체적으로는, 폴리옥시에틸렌메틸글루코시드, 폴리옥시프로필렌메틸글루코시드, 폴리옥시에틸렌글리세릴에테르, 폴리옥시프로필렌글리세릴에테르, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌글리세릴에테르, 폴리옥시에틸렌디글리세릴에테르, 폴리옥시프로필렌디글리세릴에테르, 폴리옥시에틸렌폴리글리세릴에테르, 폴리옥시프로필렌폴리글리세릴에테르, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌펜타에리트리톨에테르, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌트리메틸올프로판, 폴리옥시프로필렌소르비트 등이다.
다쇄형의 폴리옥시알킬렌알킬에테르 중에서도, 폴리옥시알킬렌메틸글루코시드 또는 폴리옥시알킬렌폴리글리세릴에테르가 바람직하다.
폴리옥시알킬렌메틸글루코시드의 중량 평균 분자량은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 100~10000이다. 폴리옥시알킬렌글루코시드의 중량 평균 분자량의 하한은, 바람직하게는 200이며, 더 바람직하게는 500이다. 폴리옥시알킬렌글루코시드의 중량 평균 분자량의 상한은, 바람직하게는 5000이며, 더 바람직하게는 1000이다.
폴리옥시알킬렌폴리글리세릴에테르의 중량 평균 분자량은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 100~10000이다. 폴리옥시알킬렌폴리글리세릴에테르의 중량 평균 분자량의 하한은, 바람직하게는 200이며, 더 바람직하게는 300이다. 폴리옥시알킬렌폴리글리세릴에테르의 중량 평균 분자량의 상한은, 바람직하게는 5000이며, 더 바람직하게는 3000이다.
다쇄형의 폴리옥시알킬렌알킬에테르의 함유량(복수종을 함유하는 경우는, 그 총량. 이하 동일.)은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 연마용 조성물 전체의 0.003~0.3질량%이다. 다쇄형의 폴리옥시알킬렌알킬에테르의 함유량의 하한은, 바람직하게는 0.005질량%이며, 더 바람직하게는 0.015질량%이다. 다쇄형의 폴리옥시알킬렌알킬에테르의 함유량의 상한은, 바람직하게는 0.25질량%이며, 더 바람직하게는 0.15질량%이다.
본 실시 형태에 의한 연마용 조성물은, pH조정제를 더 포함하고 있어도 된다. 본 실시 형태에 의한 연마용 조성물의 pH는, 바람직하게는 8.0~12.0이다.
본 실시 형태에 의한 연마용 조성물은, 상기 외에, 연마용 조성물의 분야에서 일반적으로 알려진 배합제를 임의로 배합할 수 있다.
본 실시 형태에 의한 연마용 조성물은, 실리카 입자, 무기 알칼리 화합물, 폴리글리세린, 다쇄형의 폴리옥시알킬렌알킬에테르, 그 외의 배합 재료를 적당히 혼합하고 물을 더함으로써 제작된다. 본 실시 형태에 의한 연마용 조성물은, 혹은, 실리카 입자, 무기 알칼리 화합물, 폴리글리세린, 다쇄형의 폴리옥시알킬렌알킬에테르, 그 외의 배합 재료를, 순차적으로, 물에 혼합함으로써 제작된다. 이들 성분을 혼합하는 수단으로서는, 호모지나이저, 초음파 등, 연마용 조성물의 기술 분야에 있어서 상용되는 수단이 이용된다.
이상에서 설명한 연마용 조성물은, 적당한 농도가 되도록 물로 희석한 후, 실리콘 웨이퍼의 연마에 이용된다.
본 실시 형태에 의한 연마용 조성물은, 실리콘 웨이퍼의 마무리 연마에 특히 적합하게 이용할 수 있다.
본 실시 형태에 의한 연마용 조성물은, 저경도의 발포 우레탄형의 연마 패드를 이용한 연마에 적합하다. 본 실시 형태에 의한 연마용 조성물과, 저경도의 발포 우레탄형의 연마 패드를 이용함으로써, 적당한 막두께의 고분자의 피복막이 형성되어, 웨이퍼의 보호와 결함 제거의 밸런스를 유지할 수 있다. 막두께에 맞는 긁어냄량으로 함으로써, 낮은 데미지로 밸런스가 잡힌 연마 작용을 발휘할 수 있다. 또, 실리카 입자의 농도를 낮게 함으로써 연마 중의 응집이 억제되어, 저결함으로 할 수 있다.
연마 패드의 경도는, JIS-A 규격의 경도로 80 이하이다. 연마 패드의 경도가 80을 초과하면, 웨이퍼와 패드의 접촉 면적(컨택트 에리어)이 적어지기 때문에 결함 제거가 곤란해진다. 연마 패드의 경도의 상한은, 바람직하게는 78이며, 더 바람직하게 75이다. 연마 패드의 경도의 하한은, 바람직하게는 40이며, 더 바람직하게는 50이다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 본 발명은 이들 실시예로 한정되지 않는다.
［연마예 1］
표 1에 나타내는 실시예 1~4, 및 비교예 1~12의 연마용 조성물을 제작했다.
Figure pct00001
표 1에 있어서, 「실리카 입자」의 「입경」은, 실리카 입자의 평균 2차 입자경을 나타낸다. 「KOH」는 수산화 칼륨, 「K2CO3」는 탄산칼륨, 「NH4OH」는 암모니아 수용액을 나타낸다. 「PGL」은 중량 평균 분자량 3000의 폴리글리세린을 나타내고, 「HEC」는 중량 평균 분자량 800000의 히드록시에틸셀룰로오스를 나타낸다. 다쇄형의 폴리옥시알킬렌알킬에테르는, 중량 평균 분자량 775의 폴리옥시프로필렌메틸글루코시드를 사용했다. 또한, 각 연마용 조성물의 잔부는 물이다.
실시예 1의 연마용 조성물은, 콜로이달 실리카를 3질량%, 수산화 칼륨을 0.045질량%, 폴리글리세린을 0.45질량%, 폴리옥시프로필렌메틸글루코시드를 0.045질량% 함유했다. 실시예 2의 연마용 조성물은, 실시예 1의 연마용 조성물을 베이스로, 폴리옥시프로필렌메틸글루코시드의 함유량을 0.075질량%로 한 것이다.
실시예 3의 연마용 조성물은, 콜로이달 실리카를 1.5질량%, 수산화 칼륨을 0.045질량%, 폴리글리세린을 0.75질량%, 폴리옥시프로필렌메틸글루코시드를 0.060질량% 함유했다. 실시예 4의 연마용 조성물은, 실시예 3의 연마용 조성물을 베이스로, 수산화 칼륨 대신에 탄산칼륨을 함유시킨 것이다.
비교예 1의 연마용 조성물은, 실시예 1의 연마용 조성물을 베이스로, 폴리옥시프로필렌메틸글루코시드를 비첨가로 한 것이다.
비교예 2 및 3의 연마용 조성물은, 비교예 1의 연마용 조성물을 베이스로, 폴리글리세린의 함유량을 각각 0.30질량% 및 0.38질량%로 한 것이다. 비교예 4 및 5의 연마용 조성물은, 비교예 1의 연마용 조성물을 베이스로, 수산화 칼륨의 함유량을 각각 0.090질량% 및 0.135질량%로 한 것이다. 비교예 6의 연마용 조성물은, 비교예 1의 연마용 조성물을 베이스로, 콜로이달 실리카를 입경 65nm인 것에서 70nm인 것으로 변경한 것이다. 비교예 7의 연마용 조성물은, 비교예 1의 연마용 조성물을 베이스로, 염기성 화합물을 수산화 칼륨에서 탄산칼륨으로 변경한 것이다.
비교예 8의 연마용 조성물은, 콜로이달 실리카를 10.5질량%, 암모니아 수용액을 0.390질량%, 히드록시에틸셀룰로오스를 0.36질량% 함유했다. 비교예 9의 연마용 조성물은, 콜로이달 실리카를 2질량%, 암모니아 수용액을 0.078질량%, 히드록시에틸셀룰로오스를 0.34질량% 함유했다. 비교예 10의 연마용 조성물은, 콜로이달 실리카를 1질량%, 암모니아 수용액을 0.039질량%, 히드록시에틸셀룰로오스를 0.34질량% 함유했다. 비교예 11의 연마용 조성물은, 콜로이달 실리카를 0.2질량%, 암모니아 수용액을 0.009질량%, 히드록시에틸셀룰로오스를 0.34질량% 함유했다.
비교예 12의 연마용 조성물은, 실시예 3, 4의 연마용 조성물을 베이스로, 염기성 화합물로서 무기 알칼리 화합물(KOH, K2CO3) 대신에, 암모니아 수용액을 함유시킨 것이다.
이들 실시예 및 비교예의 연마용 조성물을 사용하여, 12인치의 실리콘 웨이퍼의 연마를 행했다. 실리콘 웨이퍼의 도전형은 P형이며, 저항률이 0.1Ωcm 이상, 100Ωcm 미만인 것을 사용했다. 연마면은 ＜100＞면으로 했다. 연마 장치는, 주식회사 오카모토 공작기계 제작소제의 SPP800S 편면 연마 장치를 사용했다. 연마 패드는, 경도 73의 발포 우레탄형의 연마 패드를 사용했다. 연마용 조성물을 30배로 희석하여, 0.6L/분의 공급 속도로 공급했다. 정반의 회전 속도는 40rpm, 캐리어의 회전 속도는 39rpm, 연마 하중은 100gf/cm2로 하여, 4분 간의 연마를 행했다.
연마 후의 실리콘 웨이퍼의 미소 결함 및 헤이즈를 측정했다. 미소 결함은, 웨이퍼 표면 검사 장치 MAGICS M5640(Lasertec사제)을 이용하여 측정했다. 헤이즈는, 웨이퍼 표면 검사 장치 LS6600(히타치 엔지니어링 주식회사제)을 사용했다. 결과를 상기 게재한 표 1에 나타낸다.
표 1에 나타내는 바와 같이, 수용성 고분자로서 폴리글리세린을 사용하고, 염기성 화합물로서 무기 알칼리 화합물을 사용하며, 또한 다쇄형의 폴리옥시알킬렌알킬에테르를 함유시킨 실시예 1~4에서는, 비교예 1~12와 비교해, 미소 결함의 수가 현저하게 감소되어 있었다.
실시예 1과 비교예 1의 비교로부터, 다쇄형의 폴리옥시알킬렌알킬에테르를 함유시킴으로써, 미소 결함이 현저하게 감소하는 것을 알 수 있다. 또, 실시예 3, 4와 비교예 12의 비교로부터, 염기성 화합물로서 무기 알칼리 화합물을 이용함으로써, 미소 결함이 현저하게 감소하는 것을 알 수 있다.
다음에, 실시예 1과 비교예 1에 대해서, 연마용 조성물의 조대 입자의 수(입자경이 0.5μm 이상인 입자의 수)를 측정했다. 조대 입자의 수의 측정은, Particle Sizing System사제의 AccuSizer FX Nano Dual을 사용했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure pct00002
표 2에 나타내는 바와 같이, 다쇄형의 폴리옥시알킬렌알킬에테르를 함유시킴으로써, 조대 입자의 수는 약 3할 감소했다. 조대 입자의 감소는, 다쇄형의 폴리옥시알킬렌알킬에테르에 의해 입자와 분산매의 친화성이 향상되어, 입자가 응집되기 어려워졌기 때문이라고 생각할 수 있다.
［연마예 2］
표 3에 나타내는 실시예 1, 3~16, 비교예 1, 12, 13의 연마용 조성물을 작성했다. 또한, 연마예 1과 대비하기 쉽게 하기 위해, 동일한 배합인 것에는 동일한 실시예·비교예의 번호를 붙였다(실시예 1, 3, 4, 비교예 1, 8, 12).
Figure pct00003
표 3에 있어서, 「NaOH」는 수산화 나트륨을, 「LiOH」는 수산화 리튬을, 「K4P2O7」은 2인산 칼륨을, 「Na2CO3」는 탄산나트륨을 나타낸다. 나머지는 난외에 기재한 대로이며, 그 외는 표 1과 동일하다.
표 3에 기재된 실시예 및 비교예의 연마용 조성물을 사용하여, 12인치의 실리콘 웨이퍼의 연마를 행했다. 연마 패드로서 스웨드형의 연마 패드(니타 하스 인코포레이티드제 Supreme(등록상표) RN-H)를 이용한 것 외에는, 연마예 1과 동일한 조건으로 연마를 행하여, 연마예 1과 마찬가지로 미소 결함 및 헤이즈를 측정했다. 또, 연마예 1과 마찬가지로 조대 입자수를 측정했다. 결과를 표 4에 나타낸다.
Figure pct00004
이 결과로부터도, 수용성 고분자로서 폴리글리세린을 사용하고, 염기성 화합물로서 무기 알칼리 화합물을 사용하며, 또한 다쇄형의 폴리옥시알킬렌알킬에테르를 함유시킴으로써, 표면 결함 및 헤이즈를 저감할 수 있는 것이 확인되었다.
또한, 실리콘 웨이퍼의 마무리 연마는, 통상, 연마예 2와 같이 스웨드형의 연마 패드를 이용하여 행해진다. 종래의 연마용 조성물, 예를 들면, 비교예 8의 연마용 조성물인 경우, 스웨드형의 연마 패드로 연마한 연마예 1(표 1)과, 발포 우레탄형의 패드로 연마한 연마예 2(표 4)를 비교하면, 미소 결함은 495(연마예 1)에서 398(연마예 2)로 감소하고 있다. 즉, 종래의 연마용 조성물에서는, 발포 우레탄형의 패드보다 스웨드형의 연마 패드를 이용하는 것이 바람직하다. 이에 반해, 실시예 1, 3~5의 연마용 조성물의 경우, 연마예 1이 미소 결함이 적어져 있다. 즉, 본 실시 형태에 의한 연마용 조성물에서는, 발포 우레탄형의 패드를 이용하여 연마를 함으로써, 미소 결함의 수를 더 저감할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시의 형태를 설명했다. 상술한 실시의 형태는 본 발명을 실시하기 위한 예시에 지나지 않는다. 따라서, 본 발명은 상술한 실시의 형태로 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 상술한 실시의 형태를 적당히 변형하여 실시하는 것이 가능하다.

Claims (4)

  1. 실리카 입자와,
    무기 알칼리 화합물과,
    폴리글리세린과,
    다쇄형의 폴리옥시알킬렌알킬에테르를 포함하는, 연마용 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 다쇄형의 폴리옥시알킬렌알킬에테르는, 폴리옥시알킬렌메틸글루코시드 및 폴리옥시알킬렌폴리글리세릴에테르로부터 선택되는 적어도 1종인, 연마용 조성물.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 무기 알칼리 화합물은, 알칼리 금속의 수산화물, 알칼리 금속의 염, 알칼리 토류 금속의 수산화물, 알칼리 토류 금속의 염으로부터 선택되는 적어도 1종인, 연마용 조성물.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 연마용 조성물과, 경도가 80 이하인 발포 우레탄 패드를 이용하여, 실리콘 웨이퍼를 마무리 연마하는 공정을 포함하는, 실리콘 웨이퍼의 연마 방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7158280B2 (ja) * 2018-12-28 2022-10-21 ニッタ・デュポン株式会社 半導体研磨用組成物
JPWO2021199723A1 (ko) * 2020-03-31 2021-10-07

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014187268A (ja) * 2013-03-25 2014-10-02 Hitachi Chemical Co Ltd Ｃｍｐ研磨剤及び基板の研磨方法
KR20150014924A (ko) * 2012-04-18 2015-02-09 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 연마용 조성물
KR20160043120A (ko) * 2013-10-25 2016-04-20 카오카부시키가이샤 실리콘 웨이퍼용 연마액 조성물
KR20160138049A (ko) * 2014-03-28 2016-12-02 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 연마용 조성물

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101153206A (zh) * 2006-09-29 2008-04-02 安集微电子（上海）有限公司 用于抛光多晶硅的化学机械抛光液
WO2009041697A1 (ja) * 2007-09-28 2009-04-02 Nitta Haas Incorporated 研磨用組成物
JP2009099819A (ja) * 2007-10-18 2009-05-07 Daicel Chem Ind Ltd Ｃｍｐ用研磨組成物及び該ｃｍｐ用研磨組成物を使用したデバイスウェハの製造方法
US9640407B2 (en) * 2011-06-14 2017-05-02 Fujimi Incorporated Polishing composition
KR102004570B1 (ko) * 2012-02-21 2019-07-26 히타치가세이가부시끼가이샤 연마제, 연마제 세트 및 기체의 연마 방법
JP2015088495A (ja) * 2012-02-21 2015-05-07 日立化成株式会社 研磨剤、研磨剤セット及び基体の研磨方法
JP6028942B2 (ja) * 2012-05-25 2016-11-24 日産化学工業株式会社 ウェーハ用研磨液組成物
CN104582899B (zh) * 2012-08-30 2018-11-09 日立化成株式会社 研磨剂、研磨剂套剂及基体的研磨方法
WO2016031485A1 (ja) * 2014-08-29 2016-03-03 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物および研磨用組成物の製造方法
JP6559936B2 (ja) * 2014-09-05 2019-08-14 日本キャボット・マイクロエレクトロニクス株式会社 スラリー組成物、リンス組成物、基板研磨方法およびリンス方法
US10946494B2 (en) * 2015-03-10 2021-03-16 Showa Denko Materials Co., Ltd. Polishing agent, stock solution for polishing agent, and polishing method
CN105950115A (zh) * 2016-05-13 2016-09-21 盐城工学院 一种适用于氧化镓衬底的环保研磨膏及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150014924A (ko) * 2012-04-18 2015-02-09 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 연마용 조성물
JP2014187268A (ja) * 2013-03-25 2014-10-02 Hitachi Chemical Co Ltd Ｃｍｐ研磨剤及び基板の研磨方法
KR20160043120A (ko) * 2013-10-25 2016-04-20 카오카부시키가이샤 실리콘 웨이퍼용 연마액 조성물
KR20160138049A (ko) * 2014-03-28 2016-12-02 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 연마용 조성물

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