JP2016122804A - シリコンウェーハ用研磨液組成物 - Google Patents
シリコンウェーハ用研磨液組成物 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016122804A JP2016122804A JP2014263496A JP2014263496A JP2016122804A JP 2016122804 A JP2016122804 A JP 2016122804A JP 2014263496 A JP2014263496 A JP 2014263496A JP 2014263496 A JP2014263496 A JP 2014263496A JP 2016122804 A JP2016122804 A JP 2016122804A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polishing
- component
- mass
- silicon wafer
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 0 CC(C)C(N(*)*)=O Chemical compound CC(C)C(N(*)*)=O 0.000 description 1
Landscapes
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
【解決手段】本発明のシリコンウェーハ用研磨液組成物は、シリカ粒子(成分A)と、ヒドロキシアミン(成分B)と、下記一般式(1)で表される構成単位Iを10質量%以
上含み重量平均分子量が5万以上200万以下の水溶性高分子化合物(成分C)とを含み、成分Cに対するヒドロキシアミンの質量比(ヒドロキシアミンの質量/成分Cの質量)が0.001以上0.1以下である。ただし、下記一般式(1)において、R1、R2は、それぞれ独立して、水素、炭素数が1〜8のアルキル基、又は炭素数が1〜2のヒドロキシアルキル基を示し、R1、R2の両方が水素であることはない。
[化1]
【選択図】なし
Description
均分子量が5万以上200万以下の水溶性高分子化合物(成分C)とを含み、水溶性高分子化合物(成分C)に対する前記ヒドロキシアミンの質量比(ヒドロキシアミンの質量/水溶性高分子化合物の質量)が0.001以上0.1以下である。
水溶性高分子化合物(成分C)とを含み、水溶性高分子化合物(成分C)に対する前記ヒドロキシアミンの質量比(ヒドロキシアミンの質量/水溶性高分子化合物の質量)が0.001以上0.1以下であることにより、シリコンウェーハの、表面粗さ(ヘイズ)及び表面欠陥(LPD)の低減と高研磨速度とを両立できる、という知見に基づく。
中に、シリカ粒子と相互作用する親水性を呈する部位であるアミド基と、シリコンウェーハと相互作用する疎水性を呈する部位であるアルキル基或いはヒドロキシル基の両方を含む。そのため、水溶性高分子化合物(成分C)がシリコンウェーハ表面に適度に吸着して含窒素塩基性化合物による腐食を抑制することで、良好な表面粗さ(ヘイズ)を達成するとともに、良好なぬれ性を発現し、ウェーハ表面の乾燥によるパーティクルの付着を抑制して表面欠陥(LPD)の低減を可能としている。
本発明の研磨液組成物には、研磨材としてシリカ粒子が含まれる。シリカ粒子の具体例としては、コロイダルシリカ、フュームドシリカ等が挙げられるが、シリコンウェーハの表面平滑性を向上させる観点から、コロイダルシリカがより好ましい。
会合度=平均二次粒子径/平均一次粒子径
本発明の研磨液組成物は、研磨液組成物の保存安定性の向上、高研磨速度の確保、及び表面粗さ及び表面欠陥(LPD)の低減の観点から、ヒドロキシアミンを含む。
本発明の研磨液組成物は、研磨液組成物の保存安定性の向上、高研磨速度の確保、及びシリコンウェーハの表面粗さ及び表面欠陥の低減の観点から、下記一般式(1)で表される構成単位Iを10質量%以上含み、重量平均分子量が5万以上200万以下の水溶性高分子化合物(成分C)を含有する。尚、本発明において、水溶性高分子化合物の「水溶性」とは、水(20℃)に対して2g/100ml以上の溶解度を有することをいう。
ヒドロキシアミン以外の含窒素塩基性化合物は、アミン化合物及びアンモニウム化合物から選ばれる少なくとも1種類以上であり、例えば、アンモニア、水酸化アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N一メチルエタノールアミン、N−メチル−N,N一ジエタノ−ルアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、N,N−ジブチルエタノールアミン、N−(β−アミノエチル)エタノ−ルアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ピペラジン・六水和物、無水ピペラジン、1−(2−アミノエチル)ピペラジン、N−メチルピペラジン、ジエチレントリアミン、及び水酸化テトラメチルアンモニウムが挙げられる。これらの含窒素塩基性化合物は2種以上を混合して用いてもよい。本発明の研磨液組成物に含まれ得るヒドロキシアミン以外の含窒素塩基性化合物としては、表面粗さ及び表面欠陥(LPD)の低減及び高研磨速度の確保の観点から、アンモニウム化合物が好ましく、アンモニアがより好ましい。
本発明の研磨液組成物に含まれる水系媒体(成分E)としては、イオン交換水や超純水等の水、又は水と溶媒との混合媒体等が挙げられ、上記溶媒としては、水と混合可能な溶媒(例えば、エタノール等のアルコール)が好ましい。水系媒体としては、なかでも、イオン交換水又は超純水がより好ましく、超純水がさらに好ましい。本発明の成分Eが、水と溶媒との混合媒体である場合、成分Eである混合媒体全体に対する水の割合は、特に限定されるわけではないが、経済性の観点から、95質量%以上が好ましく、98質量%以上がより好ましく、実質的に100質量%がさらに好ましい。
本発明の研磨液組成物には、本発明の効果が妨げられない範囲で、更に、多価アルコールのアルキレンオキシド付加物(成分F)、成分C以外の水溶性高分子化合物、pH調整剤、防腐剤、アルコール類、キレート剤及び非イオン性界面活性剤から選ばれる少なくとも1種の任意成分が含まれてもよい。
本発明の研磨液組成物は、更に多価アルコールのアルキレンオキシド付加物を含んでいてもよい。成分Fは、被研磨シリコンウェーハに吸着する。その為、成分Fは、含窒素塩基性化合物によるシリコンウェーハ表面の腐食を抑制しつつ、シリコンウェーハ表面に濡れ性を付与することにより、シリコンウェーハ表面の乾燥により生じると考えられるシリコンウェーハ表面へのパーティクルの付着を抑制するよう作用する。また、研磨されたシリコンウェーハの洗浄工程において、成分Fが、シリカ粒子とシリコンウェーハとの間におこる相互作用を弱める。したがって、成分Fは、水溶性高分子化合物(成分C)と相まって、表面粗さ(ヘイズ)と表面欠陥(LPD)の低減を増進するものと考えられる。
〈測定条件〉
装置:HLC-8320 GPC(東ソー株式会社、検出器一体型)
カラム:GMPWXL+GMPWXL(アニオン)
溶離液:0.2Mリン酸バッファー/CH3CN=9/1
流量:0.5ml/min
カラム温度:40℃
検出器:RI 検出器
標準物質:分子量が既知の単分散ポリエチレングリコール
防腐剤としては、ベンザルコニウムクロライド、ベンゼトニウムクロライド、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン、(5−クロロ−)2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン、過酸化水素、又は次亜塩素酸塩等が挙げられる。
アルコール類としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソプロピルアルコール、2−メチル−2−プロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン等が挙げられる。アルコール類の含有量は、前記研磨液組成物の濃縮液を希釈して得られる希釈液において、0.1〜5質量%であると好ましい。
キレート剤としては、エチレンジアミン四酢酸、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸アンモニウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、トリエチレンテトラミン六酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸ナトリウム等が挙げられる。キレート剤の含有量は、前記研磨液組成物の濃縮液を希釈して得られる希釈液において、0.01〜1質量%であると好ましい。
非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレン(硬化)ヒマシ油等のポリエチレングリコール型と、ショ糖脂肪酸エステル、ポリグリセリンアルキルエーテル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、アルキルグリコシド等の多価アルコール型及び脂肪酸アルカノールアミド等が挙げられる。
[HEAA単独重合体、重量平均分子量72万]
ヒドロキシエチルアクリルアミド150 g(1.30 mol 興人製)を100 gのイオン交換水に溶解し、モノマー水溶液を調製した。また、別に、2,2’-アゾビス(2‐メチルプロピオンアミジン)ジヒドロクロリド 0.035g(重合開始剤、V-50 1.30 mmol 和光純薬製)を70 gのイオン交換水に溶解し、重合開始剤水溶液を調製した。ジムロート冷却管、温度計および三日月形テフロン(登録商標)製撹拌翼を備えた2Lセパラブルフラスコに、イオン交換水1180 gを投入した後、セパラブルフラスコ内を窒素置換した。次いで、オイルバスを用いてセパラブルフラスコ内の温度を68℃に昇温した後、予め調製したモノマー水溶液と重合開始剤水溶液を各々3.5時間かけて滴下し、重合を行った。滴下終了後、温度及び撹拌を4時間保持し、無色透明10質量%ポリヒドロキシエチルアクリルアミド水溶液1500 gを得た。
(1)水溶性高分子化合物の重合平均分子量
水溶性高分子化合物の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法を下記の条件で適用して得たクロマトグラム中のピークに基づいて算出した。
装置:HLC-8320 GPC(東ソー株式会社、検出器一体型)
カラム:TSKgel α−M+TSKgel α−M(カチオン、東ソー株式会社製)
溶離液:エタノール/水(=3/7)に対して、LiBr (50mmol/L(0.43質量%))、CH3COOH(166.7mmol/L(1.0質量%))を添加
流量:0.6mL/min
カラム温度:40℃
検出器:RI 検出器
標準物質:分子量が既知の単分散ポリエチレングリコール
研磨材の平均一次粒子径(nm)は、BET(窒素吸着)法によって算出される比表面積S(m2/g)を用いて下記式で算出した。
平均一次粒子径(nm)=2727/S
(a)スラリー状の研磨材を硝酸水溶液でpH2.5±0.1に調整する。
(b)pH2.5±0.1に調整されたスラリー状の研磨材をシャーレにとり150℃の熱風乾燥機内で1時間乾燥させる。
(c)乾燥後、得られた試料をメノウ乳鉢で細かく粉砕する。
(d)粉砕された試料を40℃のイオン交換水に懸濁させ、孔径1μmのメンブランフィルターで濾過する。
(e)フィルター上の濾過物を20gのイオン交換水(40℃)で5回洗浄する。
(f)濾過物が付着したフィルターをシャーレにとり、110℃の雰囲気下で4時間乾燥させる。
(g)乾燥した濾過物(砥粒)をフィルター屑が混入しないようにとり、乳鉢で細かく粉砕して測定サンプルを得た。
研磨材の平均二次粒子径(nm)は、研磨材の濃度が0.25質量%となるように研磨材をイオン交換水に添加した後、得られた水溶液をDisposable Sizing Cuvette(ポリスチレン製 10mmセル)に下底からの高さ10mmまで入れ、動的光散乱法(装置名:ゼータサイザーNano ZS、シスメックス(株)製)を用いて測定した。
シリカ粒子(コロイダルシリカ、平均一次粒子径35nm、平均二次粒子径70nm、会合度2)、水溶性高分子化合物、ポリエチレングリコール(EO平均付加モル数=25、Mw1000(カタログ値)、和光純薬(株))、28質量%アンモニア水(キシダ化学(株)試薬特級)、2−アミノエタノール(和光純薬(株)試薬特級)、及び超純水を攪拌混合して、実施例1、2、及び比較例1、2の研磨液組成物(いずれも濃縮液)を得た。シリカ粒子、水溶性高分子化合物、ポリエチレングリコール、アンモニア、2−アミノエタノールを除いた残余は超純水である。
研磨液組成物(濃縮液)をイオン交換水で40倍に希釈して得た研磨液組成物(pH10.6±0.1(25℃))を研磨直前にフィルター(コンパクトカートリッジフィルター MCP−LX−C10S アドバンテック株式会社)にてろ過を行い、下記の研磨条件でシリコンウェーハ(直径200mmのシリコン片面鏡面ウェーハ(伝導型:P、結晶方位:100、抵抗率0.1Ω・cm以上100Ω・cm未満))に対して仕上げ研磨を行った。当該仕上げ研磨に先立ってシリコンウェーハに対して市販の研磨液組成物を用いてあらかじめ粗研磨を実施した。粗研磨を終了し仕上げ研磨に供したシリコンウェーハの表面粗さ(ヘイズ)は、2.680(ppm)であった。表面粗さ(ヘイズ)は、KLA Tencor社製のSurfscan SP1−DLS(商品名)を用いて測定される暗視野ワイド斜入射チャンネル(DWO)での値である。
研磨機:片面8インチ研磨機GRIND-X SPP600s(岡本工作製)
研磨パッド:スエードパッド(東レ コーテックス社製 アスカー硬度64 厚さ 1.37mm ナップ長450um 開口径60um)
シリコンウェーハ研磨圧力:100g/cm2
定盤回転速度:60rpm
研磨時間:5分
研磨液組成物の供給速度:150g/cm2
研磨液組成物の温度:23℃
キャリア回転速度:60rpm
洗浄後のシリコンウェーハ表面の表面粗さ(ヘイズ)(ppm)の評価には、KLA Tencor社製のSurfscan SP1−DLS(商品名)を用いて測定される、暗視野ワイド斜入射チャンネル(DWO)での値を用いた。また、表面欠陥(LPD)(個)は、Haze測定時に同時に測定され、シリコンウェーハ表面の粒子径が45nm以上のパーティクル数を測定することによって評価した。Hazeの数値は小さいほど表面の平坦性が高いことを示す。また、LPDの数値(パーティクル数)が小さいほど表面欠陥が少ないことを示す。表面粗さ(ヘイズ)値と表面欠陥(LPD)の評価結果を表1に示した。表面粗さ(ヘイズ)及び表面欠陥(LPD)の測定は、各々2枚のシリコンウェーハに対して行い、各々平均値を求めた。表面欠陥(LPD)の評価基準は下記のとおりである。
A:表面欠陥(LPD)が400未満の場合
B:表面欠陥(LPD)が400以上の場合
研磨速度は以下の方法で評価した。研磨前後の各シリコンウェーハの重さを精密天秤(Sartorius社製「BP−210S」)を用いて測定し、得られた重量差をシリコンウェーハの密度、面積および研磨時間で除して、単位時間当たりの片面研磨速度を求めた。なお、比較例1の研磨液組成物を用いた場合の片面研磨速度を「100」として、他の研磨液組成物を用いた場合の研磨速度を相対値で示した。
Claims (9)
- 前記ヒドロキシアミンが、2−アミノエタノール及びアミノプロパノールから選ばれる少なくとも1種である、請求項1に記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
- 更にヒドロキシアミン以外の含窒素塩基性化合物(成分D)を含み、前記含窒素塩基性化合物(成分D)は、アミン化合物及びアンモニウム化合物から選ばれる1種又は2種以上である、請求項1又は2に記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
- 前記シリコンウェーハ用研磨液組成物における前記成分Cの含有量は、0.002質量%以上0.050質量%以下である、請求項1〜3のいずれかの項に記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
- 前記シリカ粒子の平均一次粒子径が5nm以上50nm以下である、請求項1〜4のいずれかの項に記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
- 更に、水系媒体(成分E)を含有する、請求項1〜5のいずれかの項に記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
- 更に、多価アルコールのアルキレンオキシド付加物(成分F)を含有する、請求項1〜6のいずれかの項に記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物。
- 請求項1〜7のいずれかの項に記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物を用いて被研磨シリコンウェーハを研磨する工程を含む、被研磨シリコンウェーハの研磨方法。
- 請求項1〜7のいずれかの項に記載のシリコンウェーハ用研磨液組成物を用いて被研磨シリコンウェーハを研磨する工程を含む、半導体基板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014263496A JP6367113B2 (ja) | 2014-12-25 | 2014-12-25 | シリコンウェーハ用研磨液組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014263496A JP6367113B2 (ja) | 2014-12-25 | 2014-12-25 | シリコンウェーハ用研磨液組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016122804A true JP2016122804A (ja) | 2016-07-07 |
JP6367113B2 JP6367113B2 (ja) | 2018-08-01 |
Family
ID=56327543
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014263496A Active JP6367113B2 (ja) | 2014-12-25 | 2014-12-25 | シリコンウェーハ用研磨液組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6367113B2 (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013222863A (ja) * | 2012-04-17 | 2013-10-28 | Kao Corp | シリコンウェーハ用研磨液組成物 |
JP2014130966A (ja) * | 2012-12-28 | 2014-07-10 | Kao Corp | シリコンウェーハ用研磨液組成物 |
WO2014129408A1 (ja) * | 2013-02-21 | 2014-08-28 | 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物製造方法 |
WO2014148399A1 (ja) * | 2013-03-19 | 2014-09-25 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 研磨用組成物、研磨用組成物製造方法および研磨用組成物調製用キット |
-
2014
- 2014-12-25 JP JP2014263496A patent/JP6367113B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013222863A (ja) * | 2012-04-17 | 2013-10-28 | Kao Corp | シリコンウェーハ用研磨液組成物 |
JP2014130966A (ja) * | 2012-12-28 | 2014-07-10 | Kao Corp | シリコンウェーハ用研磨液組成物 |
WO2014129408A1 (ja) * | 2013-02-21 | 2014-08-28 | 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物製造方法 |
WO2014148399A1 (ja) * | 2013-03-19 | 2014-09-25 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 研磨用組成物、研磨用組成物製造方法および研磨用組成物調製用キット |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6367113B2 (ja) | 2018-08-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5822356B2 (ja) | シリコンウェーハ用研磨液組成物 | |
JP5893706B2 (ja) | シリコンウェーハ用研磨液組成物 | |
TWI650410B (zh) | 矽晶圓硏磨用組成物 | |
JP6836671B2 (ja) | シリコンウェーハ用研磨液組成物、又はシリコンウェーハ用研磨液組成物キット | |
JP2016213216A (ja) | シリコンウェーハ用研磨液組成物 | |
JP6489690B2 (ja) | シリコンウェーハ用研磨液組成物 | |
JP6039419B2 (ja) | シリコンウェーハ用研磨液組成物 | |
JP2018074048A (ja) | シリコンウェーハ用研磨液組成物 | |
JP6893835B2 (ja) | シリコンウェーハ用仕上げ研磨液組成物 | |
JP6403324B2 (ja) | シリコンウェーハ用研磨液組成物 | |
JP6245939B2 (ja) | シリコンウェーハ用研磨液組成物 | |
JP6086725B2 (ja) | シリコンウェーハ用研磨液組成物 | |
JP6366139B2 (ja) | シリコンウェーハ用研磨液組成物の製造方法 | |
JP6265542B2 (ja) | 半導体基板の製造方法 | |
JP5995659B2 (ja) | シリコンウェーハ用研磨液組成物 | |
JP6367113B2 (ja) | シリコンウェーハ用研磨液組成物 | |
JP6418941B2 (ja) | シリコンウェーハ用研磨液組成物 | |
JP6792413B2 (ja) | シリコンウェーハ用研磨液組成物 | |
JP6168984B2 (ja) | シリコンウェーハ用研磨液組成物 | |
JP6831667B2 (ja) | 濡れ剤 | |
JP6169938B2 (ja) | シリコンウェーハ用研磨液組成物 | |
JP2016119418A (ja) | シリコンウェーハ用研磨液組成物 | |
JP2023063021A (ja) | シリコン基板の製造方法 | |
JP2023008518A (ja) | シリコン基板の研磨方法 | |
KR20230082605A (ko) | 실리콘 기판의 연마 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170912 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180411 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180417 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180614 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180703 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180704 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6367113 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |