JPS63272459A

JPS63272459A - ウエハ−のフアイン研磨用の組成物

Info

Publication number: JPS63272459A
Application number: JP62103985A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Sasaki; 佐々木　茂男; Koji Maeda; 前田　孝司
Original assignee: Mitsubishi Monsanto Chemical Co
Current assignee: Mitsubishi Kasei Polytec Co
Priority date: 1987-04-27
Filing date: 1987-04-27
Publication date: 1988-11-09
Anticipated expiration: 2009-03-30
Also published as: JPH0623393B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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に使用さ
れているウェハーの１０１１１μより大きな表面凹凸を
平滑にするための研磨、つまりファイン研磨に好適な研
磨用の組成物に関する。

「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、通常ケイ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、これの表面を研磨して、できる
限り凹凸のない平面を形成させた後、回路形成用に供さ
れている。

何故なら、ウェハー表面上に回路パターンを線描きする
時、表面に凹凸があると、精密かつち密に線描きするこ
とが困難となると共に、ウェハーの電気特性の不均一性
を招く原因となるからである。

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。

例えば、米国特許第３，１７０，２７３号明細書には、
シリカ濃度２〜５０％を有するシリカゾル、およびシリ
カ濃度２′ｕｌｏＯ％のシリカゾルが研磨剤としで開示
され、また米国特許第３，３２８゜１４１号明細書には
、これらの研磨剤にアルカリ性化合物を加えてｐＨを１
０．５〜１２．５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。しかし、これらの研磨
剤で研磨したウェハーの表面を、微分干渉型顕微鏡また
は電子顕微鏡などで観察すると、５〜５００ｉｎμの凹
凸があり、充分満足で外るものではない。

また、特公昭５４−１２８８９０号公報にはカルボキシ
メチレンゴムまたはキサンタンゴムを含有する研磨剤が
、更に特公昭５３−９９１０号公報には石英、珪酸、珪
酸塩、ヘキサフルオロ珪酸塩を含有し、更にＣ−原子を
３〜５個を有する一価アルコールおよびポリビニルアル
コールを含有する研磨剤が開示されているが、このよう
な研磨剤を用いてもまだ充分満足でさる研磨面は得られ
ない。そのうえ、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。

「発明が解決しようとする問題点」本発明は、ウェハーを研磨した時に、微分干渉型顕微鏡
や電子顕微鏡で観察しても凹凸のない研磨面を与えると
ころの研磨剤、すなわちウェハー表面をファイン研磨す
るのに好適なファイン研磨用組成物を提供しようとする
ものである。

［発明が解決するための手段」本発明の要旨とするところは、水、粒状アモルファスシ
リカおよび剛直性紐状高分子化合物を含有し、かつアル
カリ性化合物によってｐＨ９以上に調整されてなること
を特徴とする、ウェハーのファイン研磨用の組成物に存
する。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明において使用される粒状アモルファスシリカとし
ては、フロイグルシリ力またはシリカパウダーなどがあ
り、これらはコロイグルシリ力ゾルの形や、シリカパウ
ダーを水に懸濁させた水性スラリーの形で使用するか、
または水中に加えた時水性スラリーとすることができる
ような形で使用される。特に、水性スラリーにした時の
安定性、または均一分散性などの点で、コロイグルンリ
力、例えばサイトン（登録商標、三菱モンサント化成（
株）社が再販中）が好ましい。水性スラリーにした時の
スラリー中のシリカ濃度は通常１〜５重量％が好ましい
。

しかして、上記の粒状アモルファスシリカは、通常平均
粒径が５　＋ｎμより大きく１０μより小さいのもが使
用される。本発明で平均粒径とは、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＃：集した状態で存在する場合
にはその状態にある凝集した粒子の平均粒径を意味する
。平均粒径が５＋＋＋μ以下では、粒子中に含まれるケ
イ素の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（，１０μ以上ではウェハ
ー表面に引っかき傷が生じやすくなるので好ましくない
。

また、研磨用組成物中の粒状アモルファスシリカの含有
量は、余り少ないとその効果が充分でないので通常０．
１重量％以上の割合で使用される。

本発明において剛直性紐状高分子化合物としては、例え
ば水に可溶性で二重ラセン構造をしているデオキシリボ
核酸、ヘリックス構造をしでいるポリリジン、フィブリ
ン、分子量１０万以上のポリメタクリル酸、ポリイタコ
ン酸、ポリマレイン酸、マレイン酸と各種ビニル基を有
する化合物との共重合物、ポリエチレンオキサイド、ポ
リアクリロアマイド、ポリスチレンスルホン酸、水に可
溶性のポリビニルピロリドンまたはヒドロキシプロピル
セルロースなどがあげられる。

上記、剛直性紐状高分子化合物は、通常、約０．５重量
％程度の水溶液として調製し、これをシリカゾルに混合
し、研磨用組成物中に加えられ０．０１重量％以上、特
に、０．０５〜０．２重量％が好ましい。

本発明に係るファイン研磨用組成物に含まれる剛直性紐
状高分子化合物は、上記範囲であると、研磨布とウェハ
ー表面との間で、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ことができる。しかし、
その量が０．０１重量％未満であると層流が形成されに
＜＜、これが０．２重量％を越えたときも層流となりに
くく、好ましくない。

本発明に係る組成物に含有されるアルカリ性化合物とし
ては、金属アルカリ、アンモニウム、水酸化４級アンモ
ニウムまたはアミン類などがあり、特に、エチレンジア
ミンを適用した、組成物を用いてウェハーを研磨する時
は、研磨速度をあげることができるので、好ましい化合
物である。

本発明に係る組成物は、シリカゾルを安定に保つために
通常、上記アルカリ性化合物を加えて、ｐ）Ｉ９以上、
好ましくは、ｐＨ１０，５以上１１．５以下となるよう
にアルカリ性化合物の量を１１１ｉ整する。

「発明の効果」本発明は、次のように特別に顕著な効果を奏するので、
その産業上の利用価値は極めて大である。

−の間でウェハーの滑り方向に配向し、きれいな層流を
形成することが判明した。そして、これによって研磨さ
れたウェハーの研磨面は、微分干渉型顕微鏡にて観察し
ても、その凹凸は認められず、平滑な研磨面が得られる
。

（２）本発明に係るファイン研磨用の組成物は、その成
分に揮発性のアルコールを含まないので、有効な研磨剤
として、長期間安定貯蔵することができる。

（３）本発明に係るファイン研磨用の組成物は、比較的
精製し易い合成の高分子を用いるため、ウェハーを汚染
する恐れのある一ｊ１１−属や有機物を含まないという
利息もある。

「実施例」次に、本発明を、実施例および比較例によって、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。

実施例１．２、および比較例粒状アモルファスシリカとして、コロイグルシリ力”サ
イトンＨＴ−５０”（登録商標　三菱モンサント化成（
株）社が再販中）を用い、下記表１のような種類の剛直
性紐状高分子化合物およびエチレンジアミンを、表１に
掲げた割合で含有する７アた。　スピード７７ム製研磨
槻５ＰＡＷ３６、スウェードタイプの研磨布を使用した
。加重１００ｇ／ｃＬ１１２、ウェハーと研磨布の相対
速度は６０１／分とし、研磨中の研磨布の温度は４０℃
とした。

研磨は、スラリー状の研磨用組成物を約７５０１／分で
研磨布上に流しながら１０分間行った。

研磨したウェハーの研磨面上の凹凸の存否を、微分干渉
型顕微鏡で観察した結果を下記表１に示す。

なお、比較のために剛直性紐状高分子化合物を含まない
組成物を調製し、これを用いて上記と同様にウェハーの
研磨を行った結果についても併記する。

表　　　　１表１の結果より、本発明に係る剛直性紐状高分子化合物
を含有する組成物を用いて、ウェハーの研磨を行うと、
その研磨面は、微分干渉型顕微鏡で観察した結果凹凸の
ない平滑な面であることが明白である。

すなわち、本発明に係る研磨用組成物は、ウェハーの７
１イン研磨用組成物として優れている。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）水、粒状アモルファスシリカおよび剛直性紐状高
分子化合物を含有し、かつアルカリ性化合物によってｐ
Ｈ９以上に調整されてなることを特徴とする、ウェハー
のファイン研磨用の組成物。
（２）粒状アモルファスシリカの平均粒径が、５ｍμな
いし１０μの範囲のものであることを特徴とする、特許
請求の範囲（１）に記載のウェハーの研磨用の組成物。
（３）研磨用の組成物中の粒状アモルファスシリカの含
有量が０．１重量％以上であり、また剛直性紐状高分子
化合物の含有量が０．０１重量％以上であることを特徴
とする特許請求の範囲（１）に記載のウェハーの研磨用
の組成物。
（４）剛直性紐状高分子化合物が水に可溶性のデオキシ
リボ核酸、ポリリジン、フィブリン、分子量１０万以上
のポリメタクリル酸、ポリイタコン酸、ポリマレイン酸
、マレイン酸と各種ビニル基を有する化合物との共重合
物、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリロアマイド、
ポリスチレンスルホン酸、水に可溶性のポリビニルピロ
リドンまたはヒドロキシプロピルセルロースから選ばれ
た１種以上であることを特徴とする、特許請求の範囲（
１）に記載のウェハーの研磨用の組成物。