JP2007063374A - Additive for polishing composition - Google Patents

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Tadashi Teramoto
匡志 寺本
Hiroyuki Nakano
裕之 中野
Yasuyuki Itai
康行 板井
Yoshikazu Nishida
芳和 西田
Yoshitaka Morioka
善隆 森岡
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an additive for a polishing composition capable of achieving stable polishing characteristics. <P>SOLUTION: The additive for a polishing composition is added to a polishing composition (slurry) which was used at least once. This additive is an aqueous solution of one or a plurality of amine compounds, wherein the amine compound comprises a quaternary ammonium salt. Highly alkaline tetramethylammonium hydroxide (TMAH) is particularly preferred as the quaternary ammonium salt. When an amine compound is contained in the polishing composition in advance, the same amine compound as contained in the polishing composition is preferably contained. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、少なくとも1度使用された研磨組成物に添加される研磨組成物用添加剤に関する。   The present invention relates to an additive for polishing composition added to a polishing composition used at least once.

CMPによるシリコンウエハ研磨は、3段階または4段階の多段研磨を行うことで高精度の平坦化を実現している。第1段階および第2段階に行う1次研磨および2次研磨は、表面平滑化を主な目的とし、高い研磨レートが求められる。   Polishing of silicon wafers by CMP achieves high-precision flattening by performing multi-stage polishing of three stages or four stages. The primary polishing and secondary polishing performed in the first stage and the second stage mainly aim at surface smoothing and require a high polishing rate.

1次研磨および一部の2次研磨においては、一般的に研磨組成物であるスラリーを循環させ、繰り返し使用している。ただし、繰り返し使用するとスラリーのpHが低下し、研磨特性の低下が生じる。特に研磨レートの低下が顕著である。ある程度まで特性が低下したスラリーは、新しいスラリーに交換する必要があるが、交換作業を行うために工程を中断させたり、コストが増加するなどの問題が生じる。   In primary polishing and some secondary polishing, a slurry that is a polishing composition is generally circulated and repeatedly used. However, when used repeatedly, the pH of the slurry is lowered and the polishing characteristics are lowered. In particular, the reduction of the polishing rate is remarkable. Slurries whose properties have deteriorated to a certain extent need to be replaced with new slurries, but problems such as interruption of the process and an increase in cost occur for replacement.

交換作業を行わずに、研磨レートなど研磨特性が低下することを抑えるためには、循環中のスラリーに対して、水酸化カリウムや水酸化ナトリウムなどの無機アルカリ溶液を随時添加、もしくは新しいスラリー自体を添加することが有効である。   In order to prevent the polishing properties such as the polishing rate from deteriorating without replacement work, an inorganic alkaline solution such as potassium hydroxide or sodium hydroxide is added to the circulating slurry as needed, or the new slurry itself It is effective to add.

また、特許文献1記載の半導体ウェーハ用研磨液は、砥粒が固定された研磨工具を用いて研磨を行う際に用いられ、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムに、炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウムを混合したものが用いられている。   Moreover, the polishing liquid for semiconductor wafer described in Patent Document 1 is used when polishing using a polishing tool in which abrasive grains are fixed, and sodium carbonate or potassium carbonate is mixed with sodium hydroxide or potassium hydroxide. Things are used.

特開2002−252189号公報JP 2002-252189 A

水酸化カリウムや水酸化ナトリウムなどの無機アルカリ溶液または新しいスラリー自体を随時添加した場合、複数回研磨を行ったときの平均的な研磨レートの低下は抑えることができるが、添加した前後の研磨レートの変化など研磨レートのばらつきが大きいという問題がある。   When an inorganic alkaline solution such as potassium hydroxide or sodium hydroxide or a new slurry itself is added as needed, it is possible to suppress a decrease in the average polishing rate when polishing multiple times, but the polishing rate before and after the addition There is a problem that the variation in the polishing rate is large, such as a change in the thickness.

本発明の目的は、安定した研磨特性を実現することができる研磨組成物用添加剤を提供することである。   An object of the present invention is to provide an additive for a polishing composition capable of realizing stable polishing characteristics.

本発明は、少なくとも1度使用された研磨組成物に添加される研磨組成物用添加剤において、
1種または2種以上のアミン化合物の水溶液であり、
前記アミン化合物は、第4級アンモニウム塩を含むことを特徴とする研磨組成物用添加剤である。
The present invention relates to an additive for polishing composition added to a polishing composition used at least once.
An aqueous solution of one or more amine compounds,
The amine compound is an additive for a polishing composition containing a quaternary ammonium salt.

また本発明は、2種以上のアミン化合物の水溶液であり、前記アミン化合物は、第4級アンモニウム塩と、水溶性および水分散性を有する第1級アミン化合物、第2級アミン化合物、第3級アミン化合物、およびアミノ基を主鎖または側鎖に有する高分子化合物から選ばれる1種または2種以上のアミン化合物とを含むことを特徴とする。   Further, the present invention is an aqueous solution of two or more kinds of amine compounds, and the amine compound includes a quaternary ammonium salt, a primary amine compound having water solubility and water dispersibility, a secondary amine compound, a third It includes a primary amine compound and one or more amine compounds selected from polymer compounds having an amino group in the main chain or side chain.

また本発明は、2種以上のアミン化合物の水溶液であり、前記アミン化合物は、第4級アンモニウム塩と、前記研磨組成物に含まれるアミン化合物と同じアミン化合物とを含むことを特徴とする。   Moreover, this invention is an aqueous solution of 2 or more types of amine compounds, The said amine compound contains a quaternary ammonium salt and the same amine compound as the amine compound contained in the said polishing composition, It is characterized by the above-mentioned.

また本発明は、第4級アンモニウム塩は、水酸化テトラメチルアンモニウムであることを特徴とする。   In the invention, the quaternary ammonium salt is tetramethylammonium hydroxide.

本発明によれば、少なくとも1度使用された研磨組成物に添加される研磨組成物用添加剤である。この研磨組成物用添加剤は、1種または2種以上のアミン化合物の水溶液であり、前記アミン化合物は、第4級アンモニウム塩を含む。   According to the present invention, the polishing composition additive is added to the polishing composition used at least once. The additive for polishing composition is an aqueous solution of one or more amine compounds, and the amine compound contains a quaternary ammonium salt.

これにより、研磨組成物を複数回使用するような場合に、研磨レートの低下を防ぎ、ばらつきを抑えることで、安定した研磨特性を実現することができる。   Accordingly, when the polishing composition is used a plurality of times, it is possible to realize stable polishing characteristics by preventing a decrease in the polishing rate and suppressing variations.

また本発明によれば、研磨組成物用添加剤が、2種以上のアミン化合物の水溶液である場合、前記アミン化合物は、第4級アンモニウム塩と、水溶性および水分散性を有する第1級アミン化合物、第2級アミン化合物、第3級アミン化合物、およびアミノ基を主鎖または側鎖に有する高分子化合物から選ばれる1種または2種以上のアミン化合物とを含むことが好ましい。   According to the invention, when the polishing composition additive is an aqueous solution of two or more amine compounds, the amine compound is a quaternary ammonium salt, a primary having water solubility and water dispersibility. It is preferable to include one or more amine compounds selected from an amine compound, a secondary amine compound, a tertiary amine compound, and a polymer compound having an amino group in the main chain or side chain.

また本発明によれば、研磨組成物用添加剤が、2種以上のアミン化合物の水溶液である場合、前記アミン化合物は、第4級アンモニウム塩と、前記研磨組成物に含まれるアミン化合物と同じアミン化合物とを含むことが好ましい。   According to the invention, when the polishing composition additive is an aqueous solution of two or more amine compounds, the amine compound is the same as the quaternary ammonium salt and the amine compound contained in the polishing composition. It preferably contains an amine compound.

また本発明によれば、第4級アンモニウム塩は、水酸化テトラメチルアンモニウムであることが特に好ましい。   According to the invention, the quaternary ammonium salt is particularly preferably tetramethylammonium hydroxide.

本発明は、少なくとも1度使用された研磨組成物(スラリー)に添加される研磨組成物用添加剤である。本発明の研磨組成物用添加剤は、1種または2種以上のアミン化合物の水溶液であり、前記アミン化合物は、第4級アンモニウム塩を含むことを特徴としている。   The present invention is an additive for a polishing composition added to a polishing composition (slurry) used at least once. The additive for polishing composition of the present invention is an aqueous solution of one or more amine compounds, and the amine compound contains a quaternary ammonium salt.

たとえば、1度使用されたスラリーを回収し、再度同じ条件や同じ研磨装置などで使用することを繰り返すような循環使用する場合、1度使用されたスラリーを回収し、別の条件や別の研磨装置などで複数回使用するような多段使用の場合に、本発明の研磨組成物用添加剤を添加することで、研磨特性の低下を防ぎ、ばらつきを抑えることが可能である。   For example, when a slurry that has been used once is collected and used repeatedly such that it is repeatedly used under the same conditions or the same polishing apparatus, the slurry that has been used once is collected and then subjected to another condition or another polishing. In the case of multistage use that is used multiple times in an apparatus or the like, by adding the additive for polishing composition of the present invention, it is possible to prevent deterioration of polishing characteristics and suppress variation.

アミン化合物としては、少なくとも第4級アンモニウム塩は用いるので、2種以上のアミン化合物を用いる場合は、第4級アンモニウム塩以外に、水溶性または水分散性の第1級アミン化合物、第2級アミン化合物、第3級アミン化合物、およびアミノ基を主鎖または側鎖に有するポリアルキレンイミンなどの高分子化合物から選ばれる1種または2種以上の化合物を用いることが好ましい。具体的には、アンモニア、コリン、モノエタノールアミン、アミノエチルエタノールアミン、アミノエチルピペラジン、ピペラジン、ポリエチレンイミンなどがあげられ、第4級アンモニウム塩としては、強アルカリ性の水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)が特に好ましい。   Since at least a quaternary ammonium salt is used as the amine compound, when two or more amine compounds are used, in addition to the quaternary ammonium salt, a water-soluble or water-dispersible primary amine compound or secondary amine compound is used. It is preferable to use one or more compounds selected from an amine compound, a tertiary amine compound, and a polymer compound such as polyalkyleneimine having an amino group in the main chain or side chain. Specific examples include ammonia, choline, monoethanolamine, aminoethylethanolamine, aminoethylpiperazine, piperazine, polyethyleneimine, and the like. As the quaternary ammonium salt, strong alkaline tetramethylammonium hydroxide (TMAH) is used. Is particularly preferred.

さらに、研磨組成物に予めアミン化合物が含まれている場合は、研磨組成物に含まれているアミン化合物と同じアミン化合物を含むことが好ましい。   Furthermore, when an amine compound is previously contained in the polishing composition, it is preferable that the same amine compound as the amine compound contained in the polishing composition is included.

したがって、研磨組成物に予めアミン化合物が含まれている場合、研磨組成物用添加剤としては、アミン化合物として第4級アンモニウム塩のみを含むか、第4級アンモニウム塩と、研磨組成物に含まれているアミン化合物と同じアミン化合物とを含むことが特に好ましい。   Therefore, when an amine compound is previously contained in the polishing composition, the additive for the polishing composition contains only the quaternary ammonium salt as the amine compound, or is included in the polishing composition with the quaternary ammonium salt. It is particularly preferred to contain the same amine compound as the amine compound being used.

研磨組成物用添加剤のpHは11以上が好ましく、研磨組成物に添加されることで希釈されることを考慮すると、13以上が特に好ましい。   The pH of the additive for polishing composition is preferably 11 or more, and is more preferably 13 or more considering that it is diluted by being added to the polishing composition.

また、研磨組成物用添加剤に、有機酸(キレート剤)を加えることで研磨ウエハの金属汚染を防止することも可能である。この有機酸は、研磨剤中および研磨装置・環境から生じる金属イオンと、溶液中で錯体を形成し、ウエハ表面および内部への金属汚染を妨げる効果がある。加える有機酸は、炭素数2〜6のモノカルボン酸、炭素数2〜6のジカルボン酸、炭素数3〜6のトリカルボン酸およびアスコルビン酸から選ばれ、また一般にキレート剤と呼ばれるものとして、エチレンジアミン4酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン3酢酸、ジエチレントリアミン5酢酸、ニトリロ3酢酸、トリエチレンテトラミン6酢酸、ヒドロキシエチルイミノ2酢酸、ジヒドロキシエチルグリシン、エチレングリコール−ビス(β−アミノエチルエーテル)−N,N’−4酢酸および1,2−ジアミノシクロヘキサン−N,N,N’,N’−4酢酸から選ばれる1種または2種以上を添加することができる。有機酸の濃度は、研磨剤、研磨装置・環境および必要とされるウエハ純度に依存するが、1ppm以上1000ppm未満が好ましい。   Moreover, it is also possible to prevent metal contamination of the polishing wafer by adding an organic acid (chelating agent) to the polishing composition additive. This organic acid has an effect of forming a complex in the solution with metal ions generated in the polishing agent and from the polishing apparatus / environment and preventing metal contamination on the wafer surface and inside. The organic acid to be added is selected from a monocarboxylic acid having 2 to 6 carbon atoms, a dicarboxylic acid having 2 to 6 carbon atoms, a tricarboxylic acid having 3 to 6 carbon atoms, and ascorbic acid, and generally called a chelating agent. Acetic acid, hydroxyethylethylenediamine triacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, nitrilotriacetic acid, triethylenetetramine hexaacetic acid, hydroxyethyliminodiacetic acid, dihydroxyethylglycine, ethylene glycol-bis (β-aminoethyl ether) -N, N′-4 One or more selected from acetic acid and 1,2-diaminocyclohexane-N, N, N ′, N′-4 acetic acid can be added. The concentration of the organic acid depends on the polishing agent, the polishing apparatus / environment, and the required wafer purity, but is preferably 1 ppm or more and less than 1000 ppm.

以上のように、研磨組成物用添加剤は、1種または2種以上のアミン化合物の水溶液であり、前記アミン化合物が、第4級アンモニウム塩を含むので、複数回繰り返して使用するなど1度使用したスラリーに添加することで、研磨特性の低下を防ぎばらつきを抑えることができる。   As described above, the additive for polishing composition is an aqueous solution of one or two or more amine compounds, and the amine compound contains a quaternary ammonium salt. By adding to the used slurry, it is possible to prevent a decrease in polishing characteristics and suppress variations.

研磨組成物用添加剤を研磨組成物に添加するタイミングについて説明する。図1は、循環使用の場合の添加タイミングを示す図であり、図2は、多段(3段)使用の場合の添加タイミングを示す図である。研磨組成物への添加のタイミングとしては、(1)研磨組成物を研磨機に供給する前、(2)研磨組成物がスラリータンクに貯溜している間、(3)研磨組成物を回収後スラリータンクに戻す前、(4)研磨終了直後(研磨機から回収タンクまでの間)などが好ましく、直接研磨組成物に添加することが可能で撹拌によって混合しやすいことから(2)研磨組成物がスラリータンクに貯溜している間に添加するタイミングが特に好ましい。   The timing for adding the polishing composition additive to the polishing composition will be described. FIG. 1 is a diagram showing the addition timing in the case of circulation use, and FIG. 2 is a diagram showing the addition timing in the case of using multiple stages (three stages). The timing of addition to the polishing composition is (1) before supplying the polishing composition to the polishing machine, (2) while the polishing composition is stored in the slurry tank, and (3) after recovering the polishing composition. Before returning to the slurry tank, (4) immediately after completion of polishing (between the polishing machine and the recovery tank) is preferable, and it can be added directly to the polishing composition and can be easily mixed by stirring. (2) Polishing composition Particularly preferred is the timing of addition while is stored in the slurry tank.

研磨組成物用添加剤の添加量などは、研磨組成物のpHや組成または研磨レートをモニタリングしておき、変動が小さくなるように適宜調整することが望ましい。   It is desirable to adjust the addition amount of the polishing composition additive and the like appropriately by monitoring the pH, composition or polishing rate of the polishing composition and reducing the fluctuation.

以下では、本発明の実施例および比較例について説明する。
まず、研磨に使用し、研磨組成物用添加剤が添加される研磨用組成物に付いて説明する。なお、研磨用組成物は、研磨使用時に40倍に希釈して用いた。以下に示す組成は、希釈済みの組成で、残部は水である。
Hereinafter, examples and comparative examples of the present invention will be described.
First, a polishing composition used for polishing and to which an additive for polishing composition is added will be described. The polishing composition was used after being diluted 40 times during polishing. The composition shown below is a diluted composition with the balance being water.

(研磨用組成物)
砥粒 :70nmコロイダルシリカシリカ粒子 0.30重量%
研磨促進剤 :ピペラジン 0.25重量%
(Polishing composition)
Abrasive grain: 70 nm colloidal silica silica particles 0.30% by weight
Polishing accelerator: Piperazine 0.25% by weight

実施例および比較例の組成について示す。
(比較例1)
添加剤なし
(比較例2)
無機アルカリ :水酸化カリウム 5.0重量%
(比較例3)
アミン化合物 :ピペラジン 3.0重量%
(実施例1)
アミン化合物 :水酸化テトラメチルアンモニウム 1.5重量%
アミン化合物 :ピペラジン 3.0重量%
(実施例2)
アミン化合物 :水酸化テトラメチルアンモニウム 3.0重量%
It shows about the composition of an example and a comparative example.
(Comparative Example 1)
No additive (Comparative Example 2)
Inorganic alkali: Potassium hydroxide 5.0% by weight
(Comparative Example 3)
Amine compound: Piperazine 3.0% by weight
Example 1
Amine compound: Tetramethylammonium hydroxide 1.5% by weight
Amine compound: Piperazine 3.0% by weight
(Example 2)
Amine compound: tetramethylammonium hydroxide 3.0% by weight

比較例1は、添加剤を用いず、比較例2は、アミン化合物ではなく無機アルカリとして水酸化カリウム水溶液を用いた。比較例3は、アミン化合物としてピペラジンを用いたが、第4級アンモニウム塩は用いていない。   In Comparative Example 1, no additive was used, and in Comparative Example 2, a potassium hydroxide aqueous solution was used as an inorganic alkali instead of an amine compound. In Comparative Example 3, piperazine was used as the amine compound, but no quaternary ammonium salt was used.

実施例1は、アミン化合物として、第4級アンモニウム塩である水酸化テトラメチルアンモニウムと、研磨用組成物に含まれるアミン化合物と同じアミン化合物であるピペラジンとを用いた。実施例2は、アミン化合物として、第4級アンモニウム塩である水酸化テトラメチルアンモニウムのみを用いた。   In Example 1, tetramethylammonium hydroxide which is a quaternary ammonium salt and piperazine which is the same amine compound as the amine compound contained in the polishing composition were used as the amine compound. In Example 2, only tetramethylammonium hydroxide, which is a quaternary ammonium salt, was used as the amine compound.

研磨特性の評価は、ダミー研磨を60分間行った後に、各30分間の研磨を5バッチ実施した。5バッチの研磨中には、pHを一定に維持するため、比較例2,3および実施例1,2の添加剤をスラリーに随時添加してpH10.5を保った。
研磨組成物は循環使用し、タンク貯溜時に研磨組成物用添加剤を添加した。
For evaluation of the polishing characteristics, after dummy polishing was performed for 60 minutes, polishing was performed for 5 batches for 30 batches each. During the 5 batches of polishing, the additives of Comparative Examples 2 and 3 and Examples 1 and 2 were added to the slurry as needed to maintain the pH constant to maintain the pH of 10.5.
The polishing composition was recycled and an additive for the polishing composition was added when the tank was stored.

バッチごとに研磨レートを測定し、5バッチにおける研磨レートの平均値および各バッチ間の研磨レートのばらつきの評価を行った。さらに、バッチ数を増やしてパッドライフタイムの評価も行った。   The polishing rate was measured for each batch, and the average value of polishing rates in 5 batches and the variation in polishing rate between each batch were evaluated. In addition, the pad lifetime was evaluated by increasing the number of batches.

[研磨レート]
研磨レートは、単位時間当たりに研磨によって除去されたウエハの厚み(μm/min)で表される。研磨によって除去されたウエハの厚みは、ウエハ重量の減少量を測定し、ウエハの研磨面の面積で割ることで算出した。
[Polishing rate]
The polishing rate is represented by the thickness (μm / min) of the wafer removed by polishing per unit time. The thickness of the wafer removed by polishing was calculated by measuring the reduction in wafer weight and dividing by the area of the polished surface of the wafer.

・研磨条件
研磨パッド:MH-S15A(パッドライフタイム評価にはSuba800を使用)(ニッタ・ハース製)
研磨装置:Strasbaugh20”枚葉式
定盤回転速度:115rpm
加圧ヘッド回転速度:100rpm
スラリー流量:300ml/min(パッドライフタイム評価時100ml/min)
荷重面圧:30kPa(300gf/cm2)
研磨時間:30min
リンス時間:15sec
シリコンウエハ:6inch×1
スラリーpH:10.5(比較例1は除く)
・ Polishing conditions Polishing pad: MH-S15A (Suba800 is used for pad lifetime evaluation) (made by Nitta Haas)
Polishing equipment: Strasbaugh20 "single wafer type platen rotation speed: 115rpm
Pressure head rotation speed: 100rpm
Slurry flow rate: 300ml / min (100ml / min at pad lifetime evaluation)
Load surface pressure: 30kPa (300gf / cm 2 )
Polishing time: 30min
Rinse time: 15 sec
Silicon wafer: 6inch × 1
Slurry pH: 10.5 (excluding Comparative Example 1)

図3は、添加剤による研磨レートの平均値および研磨レートのばらつきの変化を示すグラフである。縦軸(左)は、5バッチにおける研磨レート(μm/min)の平均値を示し、縦軸(右)は、5バッチ間のばらつきを表す変動係数(%)を示す。   FIG. 3 is a graph showing changes in the average polishing rate and the variation in polishing rate due to the additive. The vertical axis (left) shows the average value of the polishing rate (μm / min) in 5 batches, and the vertical axis (right) shows the coefficient of variation (%) representing the variation among the 5 batches.

比較例1のように添加剤を使用しない場合は、バッチ数の増加に伴って研磨レートが徐々に低下するため、研磨レートの平均値が低く、変動係数が約2%と各バッチ間でのばらつきも大きかった。   When no additive is used as in Comparative Example 1, the polishing rate gradually decreases as the number of batches increases, so the average value of the polishing rate is low and the coefficient of variation is about 2%. The variation was also large.

比較例2の場合は、水酸化カリウムを用いたことにより、研磨レートの平均値の低下はある程度抑えられたが、変動係数は約1.7%とばらつきが大きかった。   In the case of Comparative Example 2, the use of potassium hydroxide suppressed the decrease in the average polishing rate to some extent, but the variation coefficient was about 1.7% and the variation was large.

比較例3の場合は、ピペラジンのみの組成であり、pH10.5を維持するためのピペラジンの添加量は他の実施例より多かった。研磨レートの平均値の低下は抑えられたが、変動係数は2%を越え、比較例1よりもばらつきが大きかった。   In the case of Comparative Example 3, the composition was only piperazine, and the amount of piperazine added to maintain the pH of 10.5 was larger than in the other examples. Although the decrease in the average value of the polishing rate was suppressed, the variation coefficient exceeded 2%, and the variation was larger than that of Comparative Example 1.

実施例1,2の場合は、研磨レートの平均値の低下が抑えられ、変動係数も約0.7%とばらつきが非常に小さかった。実施例1の研磨レートの平均値は、実施例2よりも高かった。   In the case of Examples 1 and 2, a decrease in the average value of the polishing rate was suppressed, and the variation coefficient was about 0.7% and the variation was very small. The average value of the polishing rate of Example 1 was higher than that of Example 2.

図4は、パッドライフタイムの評価結果を示すグラフである。縦軸は研磨レートを示し、横軸はバッチ数を示す。バッチ数が増加するに伴って研磨レートが低下するが、実施例1の場合は、比較例2の場合に比べて、低下が緩やかであり、研磨レートが安定し、パッド表面の目詰まり(グレージング)が生じにくいことを示している。   FIG. 4 is a graph showing the evaluation results of the pad lifetime. The vertical axis represents the polishing rate, and the horizontal axis represents the number of batches. As the number of batches increases, the polishing rate decreases, but in the case of Example 1, the decrease is gradual compared to the case of Comparative Example 2, the polishing rate becomes stable, and the pad surface is clogged (glazing). ) Is unlikely to occur.

また、シリコンウエハの一次研磨において、一般にスラリーは、循環使用される。そのため研磨されたシリコンウエハから生じるシリコン化合物がスラリー中のシリカ砥粒と同様にスラリー中に含まれることになる。このシリコン化合物およびシリカ砥粒の分散状態が、長時間の循環使用によって不安定化し、粗大な異物を形成する。この異物は、ウエハの表面粗さに悪影響を及ぼしたり、研磨パッド表面に付着してグレージングを生じさせる。   In the primary polishing of a silicon wafer, generally, a slurry is circulated. Therefore, the silicon compound generated from the polished silicon wafer is contained in the slurry in the same manner as the silica abrasive grains in the slurry. The dispersion state of the silicon compound and the silica abrasive grains becomes unstable due to long-term circulation and forms coarse foreign matters. This foreign matter adversely affects the surface roughness of the wafer or adheres to the surface of the polishing pad to cause glazing.

シリカ砥粒および研磨シリコン化合物のスラリー中での分散安定性を確認するため、添加剤を添加したときのそれぞれのゼータ電位測定を行った。測定装置は、Dispersion
Technology社製 DT-1200を用いた。シリカ砥粒としては、pH中性のコロイダルシリカ砥粒(粒径70nm)を用い、シリコン化合物としては、シリコンパウダー(粒径3μm)を用いた。
In order to confirm the dispersion stability of the silica abrasive grains and the polished silicon compound in the slurry, each zeta potential was measured when the additive was added. Measuring device is Dispersion
Technology DT-1200 was used. As the silica abrasive grains, pH-neutral colloidal silica abrasive grains (particle diameter 70 nm) were used, and as the silicon compound, silicon powder (particle diameter 3 μm) was used.

図5は、コロイダルシリカのゼータ電位の変化を示すグラフであり、図6は、シリコンパウダーのゼータ電位の変化を示すグラフである。それぞれ縦軸は、ゼータ電位を示し、横軸はpHを示す。添加剤の添加量を変化させることでpHを変化させた。   FIG. 5 is a graph showing a change in zeta potential of colloidal silica, and FIG. 6 is a graph showing a change in zeta potential of silicon powder. Each vertical axis represents zeta potential, and the horizontal axis represents pH. The pH was changed by changing the amount of additive added.

実施例1の添加量を増加した場合、ゼータ電位の値は、ほぼ一定もしくはより安定化する傾向を示した。比較例2の添加量を増加した場合、コロイダルシリカ、シリコンパウダーともに不安定になる傾向を示した。実施例1の添加剤を用いることで、コロイダルシリカ砥粒だけでなく、研磨によって生じたシリコン化合物が、スラリー中で電気的により安定化した状態を保つことがわかった。これは、パッドライフタイムの評価結果を裏付ける結果であり、実施例1を用いることによってグレージングが防止されていることが明らかになった。   When the addition amount of Example 1 was increased, the value of the zeta potential tended to be almost constant or more stable. When the addition amount of Comparative Example 2 was increased, both colloidal silica and silicon powder tended to be unstable. It was found that by using the additive of Example 1, not only the colloidal silica abrasive grains but also the silicon compound produced by polishing maintained a more electrically stable state in the slurry. This is a result confirming the evaluation result of the pad lifetime, and it became clear that glazing was prevented by using Example 1.

循環使用の場合の添加タイミングを示す図である。It is a figure which shows the addition timing in the case of circulation use. 多段使用の場合の添加タイミングを示す図である。It is a figure which shows the addition timing in the case of multistage use. 添加剤による研磨レートの平均値および研磨レートのばらつきの変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the average value of the polishing rate by an additive, and the dispersion | variation in polishing rate. パッドライフタイムの評価結果を示すグラフである。It is a graph which shows the evaluation result of pad lifetime. コロイダルシリカのゼータ電位の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the zeta potential of colloidal silica. シリコンパウダーのゼータ電位の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the zeta potential of silicon powder.

Claims (4)

少なくとも1度使用された研磨組成物に添加される研磨組成物用添加剤において、
1種または2種以上のアミン化合物の水溶液であり、
前記アミン化合物は、第4級アンモニウム塩を含むことを特徴とする研磨組成物用添加剤。
In the additive for polishing composition added to the polishing composition used at least once,
An aqueous solution of one or more amine compounds,
The additive for polishing compositions, wherein the amine compound contains a quaternary ammonium salt.
2種以上のアミン化合物の水溶液であり、前記アミン化合物は、第4級アンモニウム塩と、水溶性および水分散性を有する第1級アミン化合物、第2級アミン化合物、第3級アミン化合物、およびアミノ基を主鎖または側鎖に有する高分子化合物から選ばれる1種または2種以上のアミン化合物とを含むことを特徴とする請求項1記載の研磨組成物用添加剤。   An aqueous solution of two or more amine compounds, the amine compound comprising a quaternary ammonium salt, a water-soluble and water-dispersible primary amine compound, a secondary amine compound, a tertiary amine compound, and The additive for polishing composition according to claim 1, comprising one or more amine compounds selected from polymer compounds having an amino group in the main chain or side chain. 2種以上のアミン化合物の水溶液であり、前記アミン化合物は、第4級アンモニウム塩と、前記研磨組成物に含まれるアミン化合物と同じアミン化合物とを含むことを特徴とする請求項1または2記載の研磨組成物用添加剤。   The aqueous solution of two or more kinds of amine compounds, wherein the amine compound includes a quaternary ammonium salt and the same amine compound as the amine compound contained in the polishing composition. Polishing composition additive. 第4級アンモニウム塩は、水酸化テトラメチルアンモニウムであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の研磨組成物用添加剤。   The additive for polishing composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the quaternary ammonium salt is tetramethylammonium hydroxide.
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