JP2987171B2 - Concentrated composition for fine polishing of wafers - Google Patents

Concentrated composition for fine polishing of wafers

Info

Publication number
JP2987171B2
JP2987171B2 JP2141343A JP14134390A JP2987171B2 JP 2987171 B2 JP2987171 B2 JP 2987171B2 JP 2141343 A JP2141343 A JP 2141343A JP 14134390 A JP14134390 A JP 14134390A JP 2987171 B2 JP2987171 B2 JP 2987171B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing
water
wafer
silica
composition
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2141343A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0463428A (en
Inventor
美穂 小島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical EI Du Pont de Nemours and Co
Priority to JP2141343A priority Critical patent/JP2987171B2/en
Publication of JPH0463428A publication Critical patent/JPH0463428A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2987171B2 publication Critical patent/JP2987171B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、電気集積回路の支持結晶として広範囲に使
用されているウェハーの表面を、平滑に研磨するための
研磨用濃縮組成物に関する。更に詳しくは、ウェハーの
表面の10mμより大きい凹凸を平滑に研磨するファイン
研磨用濃縮組成物に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polishing composition for polishing a surface of a wafer which is widely used as a supporting crystal of an electric integrated circuit, for smooth polishing. More specifically, the present invention relates to a fine polishing concentrate composition for smoothly polishing irregularities larger than 10 μm on the surface of a wafer.

(従来の技術) 電気集積回路の支持結晶として広範囲に使用されてい
るウェハーは、通常、珪素またはゲルマニウム結晶のイ
ンゴットからスライスし、これらの表面を研磨して、で
きる限り凹凸のない表面を形成させた後に、回路形成に
供されている。
2. Description of the Related Art Wafers widely used as supporting crystals for electric integrated circuits are usually sliced from silicon or germanium crystal ingots, and their surfaces are polished to form a surface as uneven as possible. After that, they are used for circuit formation.

なぜなら、ウェハー表面上に回路パターンを線描する
時、表面に凹凸があると、精密かつ精緻に線描すること
が困難になるとともに、ウェハーの電気特性の不均一化
を招く原因となるからである。
This is because, when a circuit pattern is drawn on the surface of a wafer, if the surface has irregularities, it becomes difficult to draw the line precisely and precisely, and it also causes non-uniformity of the electrical characteristics of the wafer.

このようなウェハーの表面を研磨するために、従来か
ら種々の研磨剤が提案されている。
In order to polish the surface of such a wafer, various polishing agents have been conventionally proposed.

例えば、米国特許第3,170,273号明細書には、シリカ
濃度2〜50重量を有するシリカゾル、及びシリカ濃度2
〜100%のシリカゲルが研磨剤として開示されている。
又、米国特許第3,328,141号明細書には、これら研磨剤
にアルカリ性化合物を加えて、pHを10.5〜12.5に調整
し、これを用いると研磨速度が増大することが開示され
ている。
For example, U.S. Pat. No. 3,170,273 discloses a silica sol having a silica concentration of 2 to 50 wt.
-100% silica gel is disclosed as an abrasive.
U.S. Pat. No. 3,328,141 discloses that an alkaline compound is added to these abrasives to adjust the pH to 10.5 to 12.5, and the use of the same increases the polishing rate.

しかしながら、これらの研磨剤で研磨したウェハーの
表面を、微分干渉型顕微鏡などで観察すると、5〜500m
μの凹凸があり、充分満足できるものではない。
However, when the surface of the wafer polished with these abrasives is observed with a differential interference microscope or the like, it is 5 to 500 m
There are irregularities of μ, which are not sufficiently satisfactory.

又、特公昭53−9910号広報には、石英、珪酸塩、ヘキ
サフルオロ珪酸塩を含有し、さらに、炭素原子を3〜5
個有する1価アルコール、及びポリビニルアルコールを
含有する研磨剤が開示されている。
Japanese Patent Publication No. 53-9910 contains quartz, silicate and hexafluorosilicate, and further contains 3 to 5 carbon atoms.
An abrasive containing monohydric alcohol and polyvinyl alcohol is disclosed.

しかし、このような研磨剤を用いても、まだ充分満足
できる研磨面が得られない上に、これらアルコールを含
有する研磨剤は、長期間安定貯蔵することが困難である
という欠点があった。
However, even if such an abrasive is used, a sufficiently satisfactory polished surface cannot be obtained yet, and it is difficult to store these alcohol-containing abrasives stably for a long period of time.

更に、特公昭61−14655号公報(米国特許第4,260,396
号明細書に対応する。)には、水に可溶性のカルボキシ
メチレンゴム、またはキサンタンガムを含有する研磨剤
が開示されている。しかし、この研磨剤によって平滑研
磨面を形成するに要する研磨時間、及び研磨後、洗浄の
ための水を流しながらのいわゆる空研磨を長時間行わな
くてはならないという欠点があった。又、平滑面を形成
するのに必要な最低シリカ量が多い、とう欠点があっ
た。
Further, Japanese Patent Publication No. 61-14655 (US Pat. No. 4,260,396)
Corresponds to the issue specification. ) Discloses an abrasive containing water-soluble carboxymethylene gum or xanthan gum. However, there are drawbacks that the polishing time required to form a smooth polishing surface with this abrasive and that so-called empty polishing must be performed for a long time while flowing water for cleaning after polishing. Further, there is a drawback that the minimum amount of silica required to form a smooth surface is large.

(発明が解決しようとした課題) 本発明者は、先に、従来の研磨剤組成物に存在してい
た欠点を排除し、次のような諸課題を解決することを目
的とするため、コロイダルシリカ粒子を含むスラリー
に、特定の水溶解性の高分子化合物を含有させ、更に特
定の水溶解性の塩類を含有させたウェハーのファイン研
磨用濃縮組成物を提案した(特願昭63−313480号参
照)。
(Problems to be Solved by the Invention) The present inventor has previously attempted to eliminate the disadvantages that existed in the conventional polishing composition and to solve the following problems by using a colloidal material. A concentrated composition for fine polishing of wafers is proposed in which a slurry containing silica particles contains a specific water-soluble polymer compound and further contains a specific water-soluble salt (Japanese Patent Application No. 63-313480). No.).

1.ウエハーを研磨した時に、微分干渉型顕微鏡で観察し
ても、凹凸の見えない研磨面を与える研磨剤を提供す
る。
1. To provide an abrasive which gives a polished surface with no unevenness even when the wafer is polished when observed with a differential interference microscope.

2.平滑面を与えるに要する研磨時間が短い研磨剤を提供
する。
2. Provide an abrasive that requires a short polishing time to provide a smooth surface.

3.平滑面を与えるに必要な最低シリカ量が少ない研磨剤
を提供する。
3. To provide an abrasive with a minimum amount of silica required to provide a smooth surface.

4.長期間安定貯蔵可能な研磨剤を提供する。4. Provide abrasives that can be stored stably for a long period of time.

しかして、上述のコロイダルシリカを含むスラリー
は、通常濃縮された状態で供給され、使用者がこれを希
釈して用いるのであるが、更に、研究の結果、上記ウェ
ハーのファイン研磨用組成物において、特定の水溶解性
高分子物質を使用し、各成分を特定の範囲で選択するこ
とによって、微分干渉型顕微鏡で観察しても、凹凸の見
えない研磨面(平滑面)を与え、また、平滑面を与える
研磨時間が短いという優れた研磨性を保持しつつ、濃縮
された状態においても優れた貯蔵安定性の研磨剤を得る
ことを見出し、本発明を完成したもので、本発明の目的
は、優れた研磨特性を有し、且つ、優れた貯蔵安定性を
有するウェハーのファインに研磨用濃縮組成物を提供す
るにある。
Thus, the above-mentioned slurry containing colloidal silica is usually supplied in a concentrated state, and the user dilutes and uses it.Furthermore, as a result of research, in the fine polishing composition for wafers, By using a specific water-soluble polymer substance and selecting each component within a specific range, a polished surface (smooth surface) with no unevenness even when observed with a differential interference microscope can be provided. It has been found that a polishing agent having excellent storage stability even in a concentrated state is obtained while maintaining excellent polishing properties such that the polishing time for giving a surface is short, and the present invention has been completed. Another object of the present invention is to provide a concentrated polishing composition for fine wafers having excellent polishing characteristics and excellent storage stability.

(課題を解決するための手段) 即ち、本発明の要旨とするところは、水、コロイダル
シリカ粒子、水溶解性の高分子、及び、水溶解性の塩類
を含有してなるウェハーのファイン研磨用濃縮組成物に
おいて、水溶解性の高分子が、分子量10万以上のポリア
クリルアミド、ポリアクリルアミド変性物、ポリアクリ
ル酸ソーダ、ポリアクリル酸及びポリメタアクリル酸よ
りなる群より選ばれた少なくとも1種であり、且つコロ
イダルシリカの含有量が1〜50重量%、水溶解性の高分
子が10〜1,000ppm水溶解性の塩数が200〜10,000ppmの範
囲にあることを特徴とする、ウェハーのファイン研磨用
濃縮組成物である。
(Means for Solving the Problems) That is, the gist of the present invention is to finely polish a wafer containing water, colloidal silica particles, a water-soluble polymer, and water-soluble salts. In the concentrated composition, the water-soluble polymer is at least one selected from the group consisting of polyacrylamide having a molecular weight of 100,000 or more, a modified polyacrylamide, sodium polyacrylate, polyacrylic acid, and polymethacrylic acid. A fine particle of a wafer, wherein the content of colloidal silica is 1 to 50% by weight, the water-soluble polymer is 10 to 1,000 ppm, and the number of water-soluble salts is in the range of 200 to 10,000 ppm. It is a concentrated composition for polishing.

そして、本発明にかかる濃縮組成物は、使用に際して
希釈して研磨スラリーとするのであって、水溶解性高分
子が1〜100ppm、水溶解性の塩数が20〜1000ppmの範囲
になるように希釈する。
Then, the concentrated composition according to the present invention is diluted into a polishing slurry when used, so that the water-soluble polymer is in a range of 1 to 100 ppm, and the number of water-soluble salts is in a range of 20 to 1000 ppm. Dilute.

以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の実施において、有用なコロイダルシリカは、
液中にある無定型シリカの安定なコロイド状分散体をい
う。この液中において、シリカ粒子の平均粒径は5〜50
0ミリミクロンの範囲内にあるのがよい。平均粒子径5
ミリミクロン未満では、コロイド状分散体に含まれるケ
イ酸やモノマーやオリゴマーの割合が多くなり、これら
を多く含むものでシリコンなどのウェハー表面を研磨す
ると、ウェハー表面にシリカとなって付着するので好ま
しくない。平均粒径が500ミリミクロンを超える場合
は、ウェハー表面に引っ掻き傷が生じ易くなるので、好
ましくない。
In the practice of the present invention, useful colloidal silica is
A stable colloidal dispersion of amorphous silica in a liquid. In this liquid, the average particle size of the silica particles is 5 to 50.
It should be in the range of 0 millimicron. Average particle size 5
When the diameter is less than millimicron, the proportion of silicic acid, monomers, and oligomers contained in the colloidal dispersion increases, and when a wafer surface such as silicon is polished with such a large amount, silica adheres to the wafer surface and is preferably used. Absent. If the average particle size exceeds 500 millimicrons, the surface of the wafer is apt to be scratched, which is not preferable.

なお、本発明で平均粒子径とは、粒子が凝集せずに単
離した状態で存在する場合には、その状態にある粒子の
平均粒径を意味し、粒子が凝集した状態で存在する場合
には、その状態にある平均粒径を意味する。
In the present invention, the average particle diameter means, when the particles are present in an isolated state without aggregation, means the average particle diameter of the particles in that state, and when the particles are present in an aggregated state Means the average particle size in that state.

本発明において、有用なコロイダルシリカは、粒子表
面にシラノールを1〜10コ/nm2の面密度で有するのがよ
い。粒子表面のシラノールの面密度が上の範囲である
と、シリカ粒子の水和性が向上し、シラノールの面密度
が1コ/nm2未満のシリカパウダーを含有した研磨剤に比
べて、水分散性が優れたものとなる。
In the present invention, useful colloidal silica preferably has silanol on the particle surface at an areal density of 1 to 10 co / nm 2 . When the areal density of the silanol on the particle surface is in the above range, the hydration of the silica particles is improved, and the dispersion of the silanol in water is smaller than that of the abrasive containing silica powder having an areal density of less than 1 / nm 2. The properties are excellent.

シリカ粒子表面のシラノールの面密度は、例えば次の
方法によって測定することができる。
The areal density of silanol on the surface of the silica particles can be measured, for example, by the following method.

(1)まず、シリカゾルをイオン交換し、このイオン交
換によって金属イオンを除去したシリカゾル(Wg)に水
酸化ナトリウムを滴下して、pHが8に達するまでに要す
る水酸化ナトリウムのモル数(M)を測定する方法。こ
の際の反応は、次のように進行すると測定される。
(1) First, silica sol is ion-exchanged, and sodium hydroxide is dropped into silica sol (Wg) from which metal ions have been removed by this ion exchange, and the number of moles of sodium hydroxide required until pH reaches 8 (M) How to measure. The reaction at this time is measured as proceeding as follows.

Si−OH+NaOH⇒Si−ONa+H2O (2)イオン交換したシリカゾル中のシリカ分(S重量
%)を、乾固法によって測定する。
Si—OH + NaOH⇒Si—ONa + H 2 O (2) The silica content (S wt%) in the ion-exchanged silica sol is measured by a dry method.

(3)シラノールの面密度は、次のように計算すること
ができる。
(3) The areal density of silanol can be calculated as follows.

ただし、rは、シリカ粒子の平均半径(nm)を意味す
る。
Here, r means the average radius (nm) of the silica particles.

シラノールを1〜10コ/nm2の面密度で有するコロイダ
ルシリカは、水ガラス中のナトリウムイオンを減じた状
態で、ケイ酸縮重合反応させ、シリカ粒子を形成させる
ことによって得られる。
Colloidal silica having silanol at an areal density of 1 to 10 cores / nm 2 can be obtained by subjecting silica to polycondensation reaction with reduced sodium ions in water glass to form silica particles.

このようなコロイダル粒子の製法の詳細は、“The ch
emist−ry of silica:Solubility,polymerization,coll
oid and surface properties,and biochemistry"Ralpf
K.ller JOHN WILEYSONS(1979)の第3章に記述されて
いる。
Details of the method for producing such colloidal particles are described in “The ch
emist-ry of silica: Solubility, polymerization, coll
oid and surface properties, and biochemistry "Ralpf
It is described in Chapter 3 of K.ller JOHN WILEYSONS (1979).

本発明に係る研磨濃縮組成物は、水溶解性の高分子化
合物を含有している。水溶解性の高分子化合物として
は、ポリアクリルアミド、ポリアクリルアミドの変性
物、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリル酸及びポリメ
タクリル酸からなる群から選ばれたものである。ポリア
クリルアミドの変性物としては、例えば次のような分子
構造を有するものがあげられる。
The polishing concentrate composition according to the present invention contains a water-soluble polymer compound. The water-soluble polymer compound is selected from the group consisting of polyacrylamide, modified polyacrylamide, sodium polyacrylate, polyacrylic acid and polymethacrylic acid. Examples of the modified polyacrylamide include those having the following molecular structures.

これらの水溶解性の高分子化合物は、低い濃度でも高
いドラッグリダクション効果を示す。
These water-soluble polymer compounds show a high drug reduction effect even at a low concentration.

ドラッグリダクション効果とは、流体のレイノズル数
が高い条件においても乱流が生じ難くする効果のことを
いう。本発明に係る研磨組成物のドラッグリダクション
効果が高いという意味は、加圧状態での研磨でも研磨用
組成物は層流を維持し、乱流になり難いことを意味す
る。しかして、上記の水溶解性の高分子化合物は、ウェ
ハーの研磨の際、研磨布とウェハー表面との間で、研磨
布の滑り方向にきれいな層流が形成され、ウェハー表面
を一層平滑にする機能を果たす。
The drag reduction effect refers to an effect that turbulence hardly occurs even under the condition that the number of Reynolds nozzles of the fluid is high. The high drag reduction effect of the polishing composition according to the present invention means that the polishing composition maintains a laminar flow and is unlikely to become turbulent even in polishing under a pressurized state. When the wafer is polished, the water-soluble polymer compound forms a clean laminar flow between the polishing cloth and the surface of the wafer in the sliding direction of the polishing cloth, and makes the wafer surface smoother. Perform the function.

上記の水溶解性高分子は、分子量が10万以上のものと
する。分子量が10万未満であると、研磨の際、研磨布と
ウェハー表面との間に層流が形成されないので好ましく
ない。なお、本発明において高分子化合物の分子量は、
光散乱法(例えば、昭和53年に(株)丸善から発行され
た新実験化学講座19巻、第571頁〜第585頁参照)によっ
て測定したものをいう。
The above water-soluble polymer has a molecular weight of 100,000 or more. If the molecular weight is less than 100,000, a laminar flow is not formed between the polishing pad and the wafer surface during polishing, which is not preferable. In the present invention, the molecular weight of the polymer compound is
It refers to a value measured by a light scattering method (for example, see New Experimental Chemistry Lecture Vol. 19, pp. 571 to 585 published by Maruzen Co., Ltd. in 1978).

上記の水溶解性高分子化合物は、ポリアクリルアミ
ド、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、などの対応す
るモノマー(単量体)を公知の方法によって、製造させ
ることができる。
The above-mentioned water-soluble polymer compound can be produced by a known method using a corresponding monomer (monomer) such as polyacrylamide, polyacrylic acid, or polymethacrylic acid.

本発明に係る研磨用濃縮組成物中の、水溶解性の高分
子の含有量は、10〜1,000ppmである。これを希釈してシ
リカ濃度0.1〜5%の研磨スラリーとしたときに、通常1
00ppm未満の範囲で適用され、特に1〜50ppmが好まし
い。含有量がこれらの範囲内にある研磨スラリーを用い
てウェハーを研磨するときは、研磨布とウェハー表面と
の間で、滑り方向に層流が形成され、ウェハー表面を一
層平滑にすることができるが、含有量が、1ppm未満で
は、上記層流が形成されにくく、また、100ppmを超える
と、かえって乱流が形成されやすくなるので好ましくな
い。
The content of the water-soluble polymer in the polishing concentrate composition according to the present invention is 10 to 1,000 ppm. When this is diluted to obtain a polishing slurry having a silica concentration of 0.1 to 5%,
It is applied in a range of less than 00 ppm, and particularly preferably 1 to 50 ppm. When a wafer is polished using a polishing slurry having a content within these ranges, a laminar flow is formed in the sliding direction between the polishing cloth and the wafer surface, and the wafer surface can be further smoothed. However, when the content is less than 1 ppm, the laminar flow is difficult to be formed, and when the content is more than 100 ppm, turbulent flow tends to be formed, which is not preferable.

本発明に係る研磨用濃縮組成物は、水溶解性の塩類を
含有している。水溶解性の塩類は、スラリー状を呈する
ファイン研磨用組成物中のシリカ粒子表面の水和層を薄
くする機能を奏する。これにより、研磨用組成物による
ウェハーの研磨中に、シリカ粒子がウェハーに及ぼす力
学的作用量が増大し、メカニカル研磨能が増大し、研磨
能率が向上する。水溶解性の塩類の具体例としては、陽
イオンがリチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウム
イオン、セシウムイオン、アモニウムイオンからなる群
から選ばれた1種と、陰イオンがフッ酸イオン、塩素イ
オン、臭酸イオン、ヨウ酸イオン、硫酸イオン、硝酸イ
オン、過塩素酸イオン、炭酸イオン、ギ酸イオン、アク
リル酸イオン、シュウ酸イオンからなる群から選ばれた
1種とを組み合わせたものから選ばれた化合物をいう。
水溶解性の塩類は、1種でも2種以上の組合わせであっ
てもよい。中でもスラリー状を呈する研磨組成物中で、
イオン解難度が高く、陽イオンの原子が半径の大きい塩
化カリウム、過塩素酸カリウムが好適である。
The polishing concentrate composition according to the present invention contains water-soluble salts. The water-soluble salts have a function of thinning the hydrated layer on the surface of the silica particles in the slurry-like fine polishing composition. Thereby, during polishing of the wafer with the polishing composition, the amount of mechanical action exerted by the silica particles on the wafer increases, the mechanical polishing ability increases, and the polishing efficiency improves. As specific examples of the water-soluble salts, the cation is selected from the group consisting of lithium ion, sodium ion, potassium ion, cesium ion and amonium ion, and the anion is hydrofluoric acid ion, chloride ion, Selected from a combination of one selected from the group consisting of bromate, iodate, sulfate, nitrate, perchlorate, carbonate, formate, acrylate, and oxalate ions Refers to a compound.
The water-soluble salts may be used alone or in combination of two or more. Among them, in the polishing composition presenting a slurry state,
Potassium chloride and potassium perchlorate, which have high ion dissociation degree and have a large cation atom radius, are preferred.

本発明に係るウェハーのファイン研磨用濃縮組成物中
の水溶解性の塩類の含有量は200〜10,000ppmである。こ
の濃縮組成物を希釈して、シリカ濃度0.1〜5%の研磨
スラリーとしたときに、通常20〜1,000ppm範囲ので適用
され、特に100〜500ppmの範囲にあるのが好ましい。水
溶解性の塩類を含有させることにより、シリカ粒子表面
に形成される水和層の厚さを減ずることができるが、20
ppm未満ではこの効果が充分に発揮されないので好まし
くない。1000ppm以上であると、ウェハーのファイン研
磨用濃縮組成物には、さらに必要があれば組成物のpHを
8〜12の調整するために、アルカリ性化合物を添加する
ことができる。
The content of the water-soluble salts in the concentrated composition for fine polishing of a wafer according to the present invention is 200 to 10,000 ppm. When this concentrated composition is diluted to obtain a polishing slurry having a silica concentration of 0.1 to 5%, it is usually applied in the range of 20 to 1,000 ppm, and particularly preferably in the range of 100 to 500 ppm. By including water-soluble salts, the thickness of the hydrated layer formed on the surface of the silica particles can be reduced.
If the amount is less than ppm, this effect is not sufficiently exhibited, which is not preferable. When the concentration is 1000 ppm or more, an alkaline compound can be added to the concentrated composition for fine polishing of a wafer, if necessary, in order to adjust the pH of the composition to 8 to 12.

アルカリ性化合物としては、アルカリ金属の水酸化
物、アミン類またはアンモニアを使用することができ
る。アルカリ金属の水酸化物としては、水酸化カリウ
ム、水酸化ナトリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシ
ウムなどが挙げられる。中でも水酸化カリウム、水酸化
ナトリウムが好ましい。アミン類としては、トリエチル
アミン、トリエタノールアミン、モノエタノールアミ
ン、ジイソプロパノールアミン、エチレンジアミン、テ
トラエチルペンタアミン、トリエチルペンタミン、ジエ
チレントリアミン、ヘキサメチレンジアミン等が挙げら
れる。
As the alkaline compound, hydroxides of alkali metals, amines or ammonia can be used. Examples of the alkali metal hydroxide include potassium hydroxide, sodium hydroxide, rubidium hydroxide, and cesium hydroxide. Among them, potassium hydroxide and sodium hydroxide are preferred. Examples of the amines include triethylamine, triethanolamine, monoethanolamine, diisopropanolamine, ethylenediamine, tetraethylpentamine, triethylpentamine, diethylenetriamine, and hexamethylenediamine.

(発明の効果) 本発明は、次のように特別に顕著な効果を示すので、
その産業上の利用価値は極めて大である。
(Effects of the Invention) The present invention has the following particularly remarkable effects.
Its industrial utility value is extremely large.

(1)本発明に係るファイン研磨用濃縮組成物は、高濃
度で安定性を有するために輸送等において極めて有利で
あり、使用に除しては単にこれが希釈すればよいのであ
って、その取扱が容易である。
(1) The concentrated composition for fine polishing according to the present invention is extremely advantageous in transportation and the like because of its stability at a high concentration. Is easy.

(2)本発明に係るファイン研磨用濃縮組成物希釈して
ウェハーを研磨するときには、高いドラッグリダクショ
ン効果を示す水溶解性の高分子が、研磨布とウェハーと
の間で層流を形成させ、乱流の発生を抑制する。従っ
て、研磨されたウェハーの表面は、微分干渉型顕微鏡で
観察しても凹凸が認められない平滑な研磨面が得られ
る。
(2) When polishing a wafer by diluting the concentrated composition for fine polishing according to the present invention, a water-soluble polymer exhibiting a high drag reduction effect forms a laminar flow between the polishing cloth and the wafer, Suppress turbulence. Therefore, the surface of the polished wafer can be obtained as a smooth polished surface without any irregularities even when observed with a differential interference microscope.

(3)本発明に係るファイン研磨用濃縮組成物は、シリ
カ粒子として粒子表面にシラノール基を1−10コ/nm2
面密度で有するコロイダルシリカを含有しているので、
粒子表面にシラノール基を1コ/nm2以下しか有しないシ
リカ粒子を含むシリカパウダーを含有した研磨剤に比べ
て、シリカ粒子の水親和が高く、水分散性に優れてい
る。
(3) Since the concentrated composition for fine polishing according to the present invention contains, as silica particles, colloidal silica having silanol groups on the surface of the particles at an area density of 1 to 10 co / nm 2 ,
The silica particles have higher water affinity and are superior in water dispersibility as compared with an abrasive containing silica powder containing silica particles having only 1 silanol group / nm 2 or less on the particle surface.

(4)本発明に係るファイン研磨用濃縮組成物を用いて
研磨スラリーとし、これでウェハーを研磨するときに
は、スラリー中に配合される水溶解性の塩類によって、
スラリー中のコロイダルシリカ粒子表面の水和層の厚さ
が薄いため、シリカ粒子のウェハーに衝突する時にシリ
カ粒子のウェハーに及ぼす力学的作用量が増大し、従っ
てメカニカル研磨能が増大するために、ファイン研磨の
能率が塩類を配合されない組成物による研磨のそれより
高くなっている。
(4) A polishing slurry is prepared using the concentrated composition for fine polishing according to the present invention, and when a wafer is polished with the polishing composition, water-soluble salts mixed in the slurry may cause
Since the thickness of the hydrated layer on the surface of the colloidal silica particles in the slurry is small, the amount of mechanical action exerted on the wafer of the silica particles when colliding with the wafer of the silica particles is increased, and thus the mechanical polishing ability is increased. The efficiency of fine polishing is higher than that of polishing with a composition containing no salt.

(実施例) 次に、本発明を実施例及び比較例によって、更に具体
的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、
以下の例に制約されるものではない。
(Examples) Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples.
It is not limited to the following example.

(1)研磨組成物の調整 平均粒子径が60ミリミクロンで、シリカ粒子を50重量
%含有し、粒子表面のシラノールの面密度が8コ/nm2
クロイダルシリカ;水溶解性の高分子化合物としてポリ
アクリルアミド(三菱化成(株)製、商品名ダイヤクリ
アMN3000)(以下「PAAM」という。)の水溶液(0.5重
量%濃度)、ポリアクリルアミドの変性物(三菱化成
(株)製、商品名ダイヤクリアMN3000H)(以下「MN300
0H」という。)の水溶液(0.5重量%濃度)、水溶解製
の塩類としてKCl,NH4Cl;のそれぞれを、純水と混合し
て、シリカ含量20%の研磨用濃縮組成物を得た。水溶解
性の高分子化合物、水溶解性の塩類は、上記研磨用濃縮
組成物を20倍希釈してシリカ含量1重量%の研磨スラリ
ーとしたとき、第1表に記載した割合となるように秤量
した。
(1) Adjustment of polishing composition Cloidal silica having an average particle diameter of 60 millimicrons, containing 50% by weight of silica particles, and having a silanol surface density of 8 particles / nm 2 on the particle surface; a water-soluble polymer As a compound, an aqueous solution (0.5% by weight) of polyacrylamide (trade name: Diaclear MN3000, manufactured by Mitsubishi Kasei Co., Ltd.) (hereinafter referred to as “PAAM”), a modified polyacrylamide (trade name, manufactured by Mitsubishi Kasei Co., Ltd.) Diamond Clear MN3000H) (hereinafter “MN300
0H. " ), And KCl and NH 4 Cl; as salts dissolved in water, were mixed with pure water to obtain a polishing composition having a silica content of 20%. The water-soluble polymer compound and the water-soluble salts are adjusted to have the proportions shown in Table 1 when the above-mentioned polishing composition is diluted 20-fold to obtain a polishing slurry having a silica content of 1% by weight. Weighed.

(2)ウェハーのファイン研磨試験 スピードファム製研磨機、SPAW36を使用し、柔らかめ
のスウェッドタイプの研磨布を用いて、上記研磨用濃縮
組成物を純水で20倍に希釈し、1分間当り11の割合で供
給しながら、シリコンウェハーを5分間研磨した。この
際の研磨圧力は100g/cm2、ウェハーと研磨布の相対速度
を1m/secとし、研磨中の研磨布の温度は40℃とした。研
磨機による研磨後、上記研磨組成物の代りに水を流しな
がらリンス研磨を30秒行った。リンス研磨終了後のウェ
ハーの研磨面上の凹凸を微分干渉型顕微鏡で観察した。
その結果を第1表に示す。
(2) Fine polishing test of wafer The above polishing concentrate composition was diluted 20 times with pure water using a soft swed type polishing cloth using a Speed Fam polisher, SPAW36, and diluted per minute. The silicon wafer was polished for 5 minutes while supplying at a rate of 11. The polishing pressure at this time was 100 g / cm 2 , the relative speed between the wafer and the polishing cloth was 1 m / sec, and the temperature of the polishing cloth during polishing was 40 ° C. After polishing by the polishing machine, rinse polishing was performed for 30 seconds while flowing water instead of the above polishing composition. The irregularities on the polished surface of the wafer after the rinse polishing were observed with a differential interference microscope.
Table 1 shows the results.

(3)研磨用濃縮組成物の長期貯蔵安定試験 上記(2)で得られた研磨用濃縮組成物を室温で保存
し、ゲル化時間を測定した。結果を第1表に示す。
(3) Long-term storage stability test of concentrated polishing composition The concentrated polishing composition obtained in (2) above was stored at room temperature, and the gelation time was measured. The results are shown in Table 1.

第1表より、次のことが明らかとなる。 The following is clear from Table 1.

1.本発明に係る研磨濃縮組成物を希釈して研磨スラリー
として研磨を行うと、その研磨面は、微分干渉型顕微鏡
で観察した結果、凹凸のない平滑な面が得られ、研磨剤
として好適である。
1.When the polishing concentrate composition according to the present invention is diluted and polished as a polishing slurry, the polished surface thereof is observed with a differential interference microscope, and as a result, a smooth surface without unevenness is obtained, which is suitable as an abrasive. It is.

2.又、ファイン研磨を達成するのに必要なスラリー中の
高分子含量が少なくて良いので経済的である。
2. Also, it is economical because the polymer content in the slurry required to achieve fine polishing is small.

3.本発明に係る研磨組成物の貯蔵試験では、何れも3ケ
月以上ゲル化せず、長期間安定である。
3. In the storage test of the polishing composition according to the present invention, each of the polishing compositions does not gel for 3 months or more and is stable for a long period of time.

これに対して、比較例1のごとく水溶解性の高分子化
合物含量が多いときは、ファイン研磨が達成されない。
又、比較例2のごとく水溶解性の塩類の含量が多いとき
も、ファイン研磨が達成されないし、長期貯蔵安定性に
欠ける。
On the other hand, when the content of the water-soluble polymer compound is large as in Comparative Example 1, fine polishing is not achieved.
Also, when the content of water-soluble salts is large as in Comparative Example 2, fine polishing is not achieved and the long-term storage stability is lacking.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/304 B24B 37/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 21/304 B24B 37/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】水、コロイダルシリカ粒子、水溶解性の高
分子、及び、水溶解性の塩類を含有してなるウェハーの
ファイン研磨用濃縮組成物において、水溶解性の高分子
が、分子量10万以上のポリアクリルアミド、ポリアクリ
ルアミド変性物、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリル
酸及びポリメタアクリル酸よりなる群より選ばれた少な
くとも1種であり、且つコロイダルシリカの含有量が1
〜50重量%、水溶解性の高分子が10〜1,000ppmの水溶解
性の塩数が200〜10,000ppmの範囲にあることを特徴とす
る、ウェハーのファイン研磨用濃縮組成物。
1. A concentrated composition for fine polishing of a wafer comprising water, colloidal silica particles, a water-soluble polymer, and water-soluble salts, wherein the water-soluble polymer has a molecular weight of 10 10,000 or more polyacrylamide, polyacrylamide modified product, sodium polyacrylate, at least one selected from the group consisting of polyacrylic acid and polymethacrylic acid, and the content of colloidal silica is 1
A concentrated composition for fine polishing of wafers, characterized in that the number of water-soluble salts is in the range of 200 to 10,000 ppm, the water-soluble polymer being in the range of 200 to 10,000 ppm.
JP2141343A 1990-06-01 1990-06-01 Concentrated composition for fine polishing of wafers Expired - Fee Related JP2987171B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2141343A JP2987171B2 (en) 1990-06-01 1990-06-01 Concentrated composition for fine polishing of wafers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2141343A JP2987171B2 (en) 1990-06-01 1990-06-01 Concentrated composition for fine polishing of wafers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0463428A JPH0463428A (en) 1992-02-28
JP2987171B2 true JP2987171B2 (en) 1999-12-06

Family

ID=15289756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2141343A Expired - Fee Related JP2987171B2 (en) 1990-06-01 1990-06-01 Concentrated composition for fine polishing of wafers

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2987171B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009150938A1 (en) 2008-06-11 2009-12-17 信越化学工業株式会社 Polishing agent for synthetic quartz glass substrate

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MY133700A (en) * 1996-05-15 2007-11-30 Kobe Steel Ltd Polishing fluid composition and polishing method
JP4163785B2 (en) * 1998-04-24 2008-10-08 スピードファム株式会社 Polishing composition and polishing method
JP2000080350A (en) * 1998-09-07 2000-03-21 Speedfam-Ipec Co Ltd Abrasive composition and polishing method using same
US6676718B2 (en) * 2001-01-12 2004-01-13 Rodel Holdings, Inc. Polishing of semiconductor substrates
JP2006231436A (en) * 2005-02-23 2006-09-07 Tokyo Seimitsu Co Ltd Polishing slurry and polishing method
JP7206695B2 (en) * 2017-11-10 2023-01-18 三菱ケミカル株式会社 Silica sol, polishing composition, method for polishing silicon wafer, method for producing silicon wafer, chemical-mechanical polishing composition, and method for producing semiconductor device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009150938A1 (en) 2008-06-11 2009-12-17 信越化学工業株式会社 Polishing agent for synthetic quartz glass substrate
US9919962B2 (en) 2008-06-11 2018-03-20 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Polishing agent for synthetic quartz glass substrate

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0463428A (en) 1992-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2714411B2 (en) Composition for fine polishing of wafers
TWI640586B (en) Honing composition, manufacturing method of honing composition, and preparation kit for honing composition
KR0130900B1 (en) Fine polishing composition for wafers
JP5495508B2 (en) Abrasive particle dispersion and method for producing the same
JPS6138954B2 (en)
JP2008270584A (en) Polishing composition for semiconductor wafer and polishing processing method
JP6360311B2 (en) Polishing composition and method for producing the same
TWI658132B (en) Polishing composition, manufacturing method of polishing composition, and silicon wafer manufacturing method
JP3521614B2 (en) Polishing liquid composition for silicon
JP2987171B2 (en) Concentrated composition for fine polishing of wafers
JP6207345B2 (en) Method for producing silica particles
JP2016023216A (en) Polishing composition
JPWO2005090511A1 (en) Polishing composition and polishing method
JP5574702B2 (en) Polishing particle dispersion comprising aggregates of organic particles and silica particles, and method for producing the same
JP4430331B2 (en) Semiconductor wafer polishing composition
JP4346712B2 (en) Wafer edge polishing method
JPH09306881A (en) Silicon polishing liquid composition and polishing method
JP2019163457A5 (en)
JP2004027042A (en) Gelled product of fine particle dispersion and fine particle dispersion obtained from the same
JP2625002B2 (en) Composition for fine polishing of wafers
JP2001152134A (en) Composition and process for grinding oxide single crystal wafer
JP2001093866A (en) Oxide single-crystal wafer processing/polishing composition and method of polishing the oxide single- crystal wafer
JP5421006B2 (en) Particle-linked silica sol and method for producing the same
JPH0623393B2 (en) Composition for fine polishing of wafer
JPH11279534A (en) Surface polishing liquid composition for semiconductor product

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081001

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091001

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees