KR101088594B1 - 반도체 연마 슬러리 정제용 소재, 반도체 연마 슬러리 정제용 모듈 및 반도체 연마 슬러리의 정제 방법 - Google Patents
반도체 연마 슬러리 정제용 소재, 반도체 연마 슬러리 정제용 모듈 및 반도체 연마 슬러리의 정제 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101088594B1 KR101088594B1 KR1020057017269A KR20057017269A KR101088594B1 KR 101088594 B1 KR101088594 B1 KR 101088594B1 KR 1020057017269 A KR1020057017269 A KR 1020057017269A KR 20057017269 A KR20057017269 A KR 20057017269A KR 101088594 B1 KR101088594 B1 KR 101088594B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- polishing slurry
- semiconductor polishing
- slurry
- semiconductor
- refining
- Prior art date
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 247
- 239000002002 slurry Substances 0.000 title claims abstract description 231
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 115
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims description 24
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 87
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 87
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims abstract description 43
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims abstract description 42
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 24
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 108
- 239000013522 chelant Substances 0.000 claims description 39
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 17
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 16
- -1 alkali metal salts Chemical class 0.000 claims description 14
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 12
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 12
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 claims description 8
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N Carbamic acid Chemical class NC(O)=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 6
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 6
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 4
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 4
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 claims description 4
- 150000002443 hydroxylamines Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 claims description 3
- 125000000446 sulfanediyl group Chemical group *S* 0.000 claims description 3
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 claims 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 claims 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 31
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 30
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 23
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 23
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 description 16
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 16
- TVMUHOAONWHJBV-UHFFFAOYSA-N dehydroglycine Chemical compound OC(=O)C=N TVMUHOAONWHJBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 12
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 11
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 9
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 8
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 8
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 7
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 7
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 6
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical group O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 5
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 150000003566 thiocarboxylic acids Chemical class 0.000 description 4
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JZTPOMIFAFKKSK-UHFFFAOYSA-N O-phosphonohydroxylamine Chemical compound NOP(O)(O)=O JZTPOMIFAFKKSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 3
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 3
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 3
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 3
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 3
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 3
- 229920000307 polymer substrate Polymers 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 2
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 229920001429 chelating resin Polymers 0.000 description 2
- SFZULDYEOVSIKM-UHFFFAOYSA-N chembl321317 Chemical compound C1=CC(C(=N)NO)=CC=C1C1=CC=C(C=2C=CC(=CC=2)C(=N)NO)O1 SFZULDYEOVSIKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 2
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- MCJGNVYPOGVAJF-UHFFFAOYSA-N quinolin-8-ol Chemical compound C1=CN=C2C(O)=CC=CC2=C1 MCJGNVYPOGVAJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CHRJZRDFSQHIFI-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.C=CC1=CC=CC=C1C=C CHRJZRDFSQHIFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-tetramine Chemical compound NCCNCCNCCN VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RAEOEMDZDMCHJA-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl-[2-[2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl-(carboxymethyl)amino]ethyl]amino]acetic acid Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(=O)O)CCN(CCN(CC(O)=O)CC(O)=O)CC(O)=O RAEOEMDZDMCHJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MLFIYYDKLNZLAO-UHFFFAOYSA-N 2-aminoethane-1,1-diol Chemical compound NCC(O)O MLFIYYDKLNZLAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KSSJBGNOJJETTC-UHFFFAOYSA-N COC1=C(C=CC=C1)N(C1=CC=2C3(C4=CC(=CC=C4C=2C=C1)N(C1=CC=C(C=C1)OC)C1=C(C=CC=C1)OC)C1=CC(=CC=C1C=1C=CC(=CC=13)N(C1=CC=C(C=C1)OC)C1=C(C=CC=C1)OC)N(C1=CC=C(C=C1)OC)C1=C(C=CC=C1)OC)C1=CC=C(C=C1)OC Chemical compound COC1=C(C=CC=C1)N(C1=CC=2C3(C4=CC(=CC=C4C=2C=C1)N(C1=CC=C(C=C1)OC)C1=C(C=CC=C1)OC)C1=CC(=CC=C1C=1C=CC(=CC=13)N(C1=CC=C(C=C1)OC)C1=C(C=CC=C1)OC)N(C1=CC=C(C=C1)OC)C1=C(C=CC=C1)OC)C1=CC=C(C=C1)OC KSSJBGNOJJETTC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N Hydroxylamine Chemical compound ON AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N N,N-bis{2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl}glycine Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(=O)O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N Nickel(2+) Chemical compound [Ni+2] VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N Potassium ion Chemical compound [K+] NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002262 Schiff base Substances 0.000 description 1
- 150000004753 Schiff bases Chemical class 0.000 description 1
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WDJHALXBUFZDSR-UHFFFAOYSA-N acetoacetic acid Chemical compound CC(=O)CC(O)=O WDJHALXBUFZDSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006640 acetylation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 238000005276 aerator Methods 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007112 amidation reaction Methods 0.000 description 1
- DKVNPHBNOWQYFE-UHFFFAOYSA-N carbamodithioic acid Chemical compound NC(S)=S DKVNPHBNOWQYFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 125000002843 carboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- TVMUHOAONWHJBV-UHFFFAOYSA-M dehydroglycinate Chemical compound [O-]C(=O)C=N TVMUHOAONWHJBV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- IFQUWYZCAGRUJN-UHFFFAOYSA-N ethylenediaminediacetic acid Chemical compound OC(=O)CNCCNCC(O)=O IFQUWYZCAGRUJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 description 1
- 229960002449 glycine Drugs 0.000 description 1
- 235000013905 glycine and its sodium salt Nutrition 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-N iminodiacetic acid Chemical compound OC(=O)CNCC(O)=O NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000009940 knitting Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910001453 nickel ion Inorganic materials 0.000 description 1
- MGFYIUFZLHCRTH-UHFFFAOYSA-N nitrilotriacetic acid Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CC(O)=O MGFYIUFZLHCRTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 150000002923 oximes Chemical class 0.000 description 1
- 229960003330 pentetic acid Drugs 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000083 poly(allylamine) Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000472 sulfonyl group Chemical group *S(*)(=O)=O 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 1
- 229910021655 trace metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J45/00—Ion-exchange in which a complex or a chelate is formed; Use of material as complex or chelate forming ion-exchangers; Treatment of material for improving the complex or chelate forming ion-exchange properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J47/00—Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor
- B01J47/12—Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor characterised by the use of ion-exchange material in the form of ribbons, filaments, fibres or sheets, e.g. membranes
- B01J47/127—Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor characterised by the use of ion-exchange material in the form of ribbons, filaments, fibres or sheets, e.g. membranes in the form of filaments or fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B57/00—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents
- B24B57/02—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents for feeding of fluid, sprayed, pulverised, or liquefied grinding, polishing or lapping agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
- C23F1/46—Regeneration of etching compositions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
본 발명은 반도체 연마 슬러리 정제용 소재, 반도체 연마 슬러리 정제용 모듈 및 반도체 연마 슬러리의 정제 방법에 관한 것으로서, pH를 변화시키지 않고 효율적으로 연마 슬러리를 정제하고, 피처리 대상으로의 금속 오염을 가급적 방지하고, 또한 연마 슬러리의 재사용을 지장없이 수행할 수 있는 반도체 연마 슬러리 정제용 소재, 반도체 연마 슬러리 정제용 모듈 및 이를 이용한 연마용 슬러리의 정제 방법을 제공하고, 이 섬유 기재의 적어도 표면에는 금속 킬레이트 형성 능력을 가진 관능기, 또는 관능기와 수산기가 고정화되어 있고, 이 반도체 연마 슬러리 정제용 소재는 예를 들면 연마 슬러리의 유입구 및 유출구를 구비한 용기 내에 연마 슬러리의 흐름이 통과 가능하게 내장되어 이용되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 반도체 제조 공정에서 이용되는 연마용 슬러리(반도체 연마용 슬러리)중에 함유된 금속 이온, 예를 들면 철, 알루미늄, 구리, 니켈, 아연, 크롬, 망간, 텅스텐 등의 금속과 킬레이트(chelate) 형성 능력을 가진 관능기, 또는 이와 같은 금속과 킬레이트 형성 능력을 가진 관능기와 수산기가 섬유 기재에 고정화된 반도체 연마 슬러리 정제용 소재, 반도체 연마 슬러리 정제용 모듈 및 이를 이용한 반도체 연마용 슬러리의 정제법에 관한 것이다.
여기서, 반도체 제조라는 것은 웨이퍼나 액정·마스크용 유리 등의 기본 소재·제조 장치 부재를 제조하는 공정, 또한 이들 소재를 가공하여 소자나 패턴을 제조하는 디바이스 제조 공정을 적어도 포함하는 것이다.
최근, 컴퓨터의 고속화가 급속히 진행됨에 따라 이용되는 반도체 집적 회로(IC)는 더욱 고집적화되고 있다. 이와 같은 IC의 고집적화에 적합해가기 위해서는 배선 패턴을 미세화하고, 또한 다층 적층 구조를 채용하는 것이 필요하다.
다층 적층 구조를 채용하는데는 기재가 되는 웨이퍼 그 자체나 다층 적층 구조의 각 층의 요철을 이제까지 이상으로 작게 할 필요가 있다. 요철에 의한 단차가 커지면 막 형성시의 단차부에서의 피복성(step coverage)의 악화, 또는 리소그래피 공정의 단차부에서의 포토레지스트의 도포 막두께 변동 등, 여러가지 문제점이 생길 가능성이 있다. 다층화에 있어서의 이와 같은 문제를 해소하기 위해 기재인 웨이퍼는 원래 웨이퍼에 형성되는 각 층 표면을 더 평탄화할 목적으로 슬러리를 이용하여 반도체를 연마하는 것이 실시되고 있다.
반도체 연마 공정, 예를 들면 웨이퍼 제조 공정에서, 제품으로서의 웨이퍼의 표면 거칠기(粗)를 좌우하는 중요한 공정으로서 연마 공정(polishing process)이 있다. 이는 스핀들에 장착한 웨이퍼의 표면을 회전 테이블 표면의 연마 패드에 접촉시키고, 접촉부에 연마 슬러리를 공급하면서 회전 테이블을 회전시킴으로써 실시된다. 연마 공정에서 이용되는 연마 슬러리는 용액중에 연마재를 분산시킨 것이며, 연마재로서는 콜로이달 실리카(colloidal silica), 흄드 실리카(fumed silica) 등이 이용되고 있다. 또한, 웨이퍼 표면을 화학적으로 에칭하는 효과도 갖게 하기 위해 알칼리성 용액이 사용되는 것도 있다.
또한, 디바이스 제조 공정에서, 금속 배선층이나 층간 절연막 등을 다층 적층 구조로 할 경우에는 각 층 표면을 보다 평탄화하기 위한 반도체 연마 수법으로서 CMP(화학 기계 연마)가 이용되고 있다. 상기 CMP는 기본적으로는 상기 웨이퍼 제조의 연마 공정과 유사한 장치에서 실시된다. 여기서 이용되는 연마재로서는 콜로이달 실리카, 흄드 실리카, 흄드 알루미나, 침강 알루미나, 세리아 등을 예로 들 수 있다. 또한, CMP 공정에서는 금속층이나 층간 절연막을 화학적으로 에칭하는 효과를 갖게 하기 위해 산성 용액이 사용되는 것도 있다.
반도체 연마용 슬러리로는 이들 연마재나 연마 장치 또는 분위기로부터의 오염 등에 유래하여 철, 알루미늄, 구리, 니켈과 같은 미량의 불순물 금속 이온, 불순물 금속 콜로이드, 불순물 금속 수산화물 등이 혼입되는 것이 있다. 일본 공개특허공보 평11-186201호에 기재되어 있는 바와 같이 이들 불순 금속 이온 등을 함유한 반도체 연마용 슬러리를 이용하여 예를 들면 실리콘 웨이퍼 등의 연마를 실시한 경우, 특히 구리, 철, 니켈 이온은 실리콘 중에 확산되기 쉬우므로 연마된 웨이퍼가 불순 금속 이온에 의해 오염되는 문제가 있었다. 즉, 이 문제를 해소하기 위해서는 구리나 니켈 등의 연마용 슬러리중의 농도를 각각 0.01 ppb 내지 1 ppb로 할 필요가 있다고 일컬어지고 있다.
또한, CMP 공정에서의 반도체 연마용 슬러리는 연마재의 비용 절감, 배액량 감용화에 따른 환경 부하의 저감, 또는 연마 슬러리 교환에 따른 여러가지 조건으로부터의 시간의 절감 등을 목적으로 재사용하는 시도가 이루어지고 있다. 그러나, 사용 완료된 반도체 연마용 슬러리에는 연마에 유래하는 금속층이나 층간 절연막에 유래하는 텅스텐, 구리, 알루미늄 등의 발생물 함량이 높아져 재순환되지 않고 한번 사용하고 버려지는 것이 실정이다.
또한, 반도체 연마용 슬러리중에 함유되는 상기 불순 금속 화합물은 여러가지 형태로 존재한다고 생각할 수 있다. 이는 반도체 연마용 슬러리가 그 종류에 따라서 pH가 다른 것에 유래한다. 즉, 금속의 종류에 따라서도 그 거동은 다르지 만, 반도체 연마용 슬러리의 pH에 의해 상기 불순 금속 화합물이 예를 들면 이온, 콜로이드, 수산화물 형태로 존재할 수 있다. 따라서, 상기 불순 금속이 반도체 연마용 슬러리 중에서 다른 형태로 존재함으로써, 상기 불순 금속을 제거하는 기구를 바꾸는 것이 필요하게 된다.
따라서, 연마 슬러리 중의 미량 금속 이온을 제거하고, 정제하여 재사용하는 방법도 검토되고 있다. 이와 같은 정제법의 하나로서 이온 교환 수지를 이용하여 금속 이온을 포착 제거하는 방법이 검토되고 있다. 이 방법은 비교적 간단히 금속 이온을 제거할 수 있는 이점을 갖고 있지만, 이온 교환기가 설폰산기(설포닐기) 또는 카르본산기(카르복실기)이므로 pH 의존성이 높고 또 금속 이온의 흡착 선택성이 매우 부족하므로, 예를 들면 나트륨 이온이나 칼륨 이온 등의 알칼리 금속 이온이 존재하면 제거 대상이 되는 다른 금속 이온의 제거 효율이 현저히 저하하는 결점이 있다. 또한, 이온 교환 수지를 이용하여 반도체 연마용 슬러리의 정제를 실시하면, 이들 수지에 고정화된 관능기의 종류에 따라서는 정제 후의 연마 슬러리의 pH가 변화되어, 연마 성능에 큰 영향을 끼치는 문제도 있었다.
또한, 일본 공개특허공보 평9-314466호에는 이와 같은 이온 교환 수지를 이용한 경우의 결점을 개선하고, 금속 이온의 흡착 선택성을 향상시키기 위해 킬레이트 수지를 이용하여 반도체 웨이퍼 연마용 슬러리 중의 중금속을 제거하는 방법이 제안되어 있다.
그러나, 킬레이트 수지는 스티렌-디비닐벤젠 등의 저극성이고 강직한 3차원 가교 구조의 중합체에 킬레이트 관능기를 도입한 비즈 형상 또는 입자 형상의 형태를 이룬 것이며, 극미량의 금속을 선택적으로 분리하기 위해 필요한 비즈 형상 또는 입자 형상의 킬레이트 수지 내부로의 확산 속도가 느리므로 금속 이온의 포착 속도(capturing rate)가 낮은 문제가 있었다. 즉, 반도체 연마 슬러리에는 수%에 달하는 높은 농도의 연마재나 pH 조정제가 함유되어 있으므로 일반적인 수계의 선택 분리를 목적으로 개발된 킬레이트 수지에서는 반도체 연마 슬러리로부터 극미량의 이온상 금속이나 콜로이드 상태 또는 수산화물 상태의 금속을 선택적으로 분리하려고 해도 제거하는 것은 매우 곤란하다.
본 발명은 상기 여러가지 사정에 착안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 반도체 연마용 슬러리를 간단한 방법으로 효율적으로 정제하고, 예를 들면 반도체 웨이퍼 등으로의 금속 오염을 그 금속의 존재 형태에 의하지 않고 가급적 방지하고, 또한 연마 슬러리의 재사용을 지장없이 수행할 수 있는 반도체 연마용 슬러리 정제용 소재 및 이를 이용한 연마용 슬러리의 정제 방법을 제공하는데 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 반도체 연마용 슬러리를 간단한 방법으로 pH를 변화시키지 않고 효율적으로 정제하고, 예를 들면 반도체 웨이퍼 등으로의 금속 오염을 가급적 방지하고, 또한 연마 슬러리의 재사용을 지장없이 수행할 수 있는 반도체 연마 슬러리 정제용 소재, 반도체 연마 슬러리 정제용 모듈 및 이를 이용한 연마용 슬러리의 정제 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 반도체 연마용 슬러리 정제용 소재는 섬유 기재의 적어도 표면에 금속 킬레이트 형성 능력을 가진 관능기가 고정화되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명에 따른 반도체 연마용 슬러리 정제용 소재는 섬유 기재의 적어도 표면에 수산기와 이온 교환 능력 또는 금속 킬레이트 형성 능력을 가진 관능기가 고정화되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. 즉, 상기한 바와 같이 반도체 연마용 슬러리 중에 존재하는 불순 금속은 여러가지 형태로 존재할 가능성이 있으므로, 예를 들면 금속이 이온으로서 존재할 경우에는 고분자 기재에 고정화된 이온 교환기 또는 킬레이트 관능기가 상기 금속 이온과 이온 교환 또는 킬레이트를 형성하여 흡착할 수 있고, 또한 금속이 콜로이드 또는 수산화물로서 존재할 경우에는 고분자 기재중에 존재하는 수산기가 상기 금속 콜로이드 또는 금속 수산화물로서 금속에 배위(配位) 또는 결합하여 수산기에 대한 물리 흡착을 하는 것이 가능해진다.
또는 본 발명의 반도체 연마 슬러리 정제용 소재를 형성하는 고분자 기재는 그 형태가 섬유 형상이므로, 예를 들면 반도체 연마 슬러리 정제용 소재를 충전한 컬럼에 반도체 연마 슬러리를 연속 통액시킴으로써 콜로이드나 수산화물과 같이 불용분으로서 존재하는 금속분을 여과 효과에 의해 제거하는 것이 가능해진다.
즉, 반도체 연마 슬러리중에 존재하는 불순 금속이 이온, 콜로이드, 수산화물 등(이하, 금속 이온 등이라고 함)의 여러가지 형태로 존재하는 경우에도 본 발명의 반도체 연마 슬러리 정제용 소재를 사용함으로써 각각 킬레이트 흡착, 물리 흡착, 여과 효과에 의해 불순 금속을 제거하는 것이 가능해진다.
본 발명에 따른 반도체 연마용 슬러리 정제용 소재에 있어서 섬유 기재의 적어도 표면에 고정화된 수산기는 에틸렌성 수산기인 것이 바람직하고, 또한 수산기가로 40 mgKOH/g 이상이 상기 섬유 기재의 표면에 고정화되어 있는 것이 바람직하다.
여기서, 에틸렌성 수산기를 가진 섬유 기재라는 것은 에스테르화 반응, 아마이드화 반응, 아세틸화 반응을 할 수 있는, 이른바 알콜성 수산기를 가진 섬유 기재를 말한다.
또한, 상기 수산기가는 40 mgKOH/g 미만이면 반도체 연마용 슬러리 중의 금속이 콜로이드 또는 수산화물의 상태로 존재하는 경우, 이들 물리 흡착 성능이 부족해진다. 또한, 상기 수산기가는 1000 mgKOH/g 이상이라도 그 물리 흡착 성능은 어느 일정 이상은 향상되지 않는다.
본 발명에서 섬유 기재에 고정화되는 금속 킬레이트 형성 능력을 가진 관능기로서는, 예를 들면 아미노카르본산류(아미노폴리카르본산류를 포함), 아민류, 히드록실아민류, 인산류, 티오화합물류를 함유하는 기가 바람직하다. 여기서, 아미노카르본산류 중 아미노모노카르본산류로서는 이미노초산, 아미노초산을 예로 들 수 있고, 아미노폴리카르본산류로서는 니트릴로3초산, 에틸렌디아민4초산, 디에틸렌트리아민5초산, 트리에틸렌테트라아민6초산, 글루타민산2초산, 에틸렌디아민2숙신산, 이미노2초산을 예로 들 수 있다. 아민류로서는 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 폴리에틸렌폴리아민, 폴리에틸렌이민, 폴리알릴아민, 피롤, 폴리비닐아민, 시프(Schiff) 염기를 예로 들 수 있다. 히드록실아민류로서는 옥심, 아미드옥심, 옥신(8-옥시퀴놀린), 글루카민, 디히드록시에틸아민, 히드록삼산을 예로 들 수 있다. 인산류로서는 아미노인산, 인산을 예로 들 수 있다. 티오화합물류로서는 티올, 티오카르본산, 디티오카르바민산, 티오요소를 예로 들 수 있다.
또한, 금속 킬레이트 형성 능력을 가진 관능기를 도입할 수 있는 소재를 단독 또는 혼합하여 사용한다. 본 발명에 따른 반도체 연마용 슬러리 정제용 소재에 사용하는 섬유 기재로서는, 예를 들면 셀룰로스, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌이민, 폴리에스테르, 폴리염화비닐, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아미드, 폴리올레핀 등을 들 수 있지만, 에틸렌성 수산기를 갖고, 또한 상기 수산기가의 적정값을 고려하면 셀룰로스 또는 폴리비닐알콜이 가장 바람직하다.
상기 기재에 이용하는 섬유로서는 장섬유의 모노필라멘트, 멀티필라멘트, 단섬유의 방적사 또는 이들을 직물 형상이나 편물 형상으로 제직(製織) 또는 제편(製編)한 포백(布帛) 또는 부직포가 예시되고, 또한 2 종류 이상의 섬유를 복합 또는 혼방한 섬유나 직물·편물을 사용할 수도 있다. 상기 금속 이온 등과의 접촉 효율 및 포착 속도를 고려하면, 사용되는 섬유, 특히 장섬유로서의 단섬유 직경은 바람직하게는 1 ㎛ 내지 500 ㎛, 보다 바람직하게는 5 ㎛ 내지 200 ㎛이며, 길이는 10 mm 이상인 것이 적합하다.
또한, 처리되는 연마 슬러리와의 접촉 효율을 높이기 위해, 상기 기재 섬유로서 단섬유 형상으로 사용하는 것도 유효하다. 여기서 이용되는 단섬유의 바람직한 형상은 길이 0.05 mm 내지 10 mm, 바람직하게는 0.1 mm 내지 3 mm이고, 단섬유 직경을 1 ㎛ 내지 500 ㎛ 정도, 바람직하게는 5 ㎛ 내지 200 ㎛이며, 애스팩트비로서는 1.1 내지 600 정도, 바람직하게는 1.5 내지 100 정도의 것이다.
필요에 따라서 5 mm를 초과하는 장섬유 형상의 것을 사용할 수도 있다.
장섬유형 소재는 시트 형상 또는 펠트 형상으로 가공하기 쉬운 특징을 갖고 있고, 한편, 단섬유형 소재는 장섬유형 소재 보다도 연마 슬러리와의 접촉 효율이 높은 특징을 갖고 있다. 이들 특징을 감안한 경우, 웨이퍼 제조의 연마 공정과 같이 연마 슬러리중의 극저 농도 금속 이온 등의 제거를 목적으로 할 경우에는 단섬유형 소재를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 디바이스 제조의 CMP 공정과 같은 웨이퍼 제조의 연마 공정에서는 그다지 낮은 농도까지 금속 이온 등을 제거할 필요가 없고(연마 슬러리중의 금속 이온 등의 농도는 일반적으로 100 배 이상), 또한 킬레이트 형성성 섬유로의 금속 이온 등의 부하량이 많고, 교환 빈도가 비교적 높은 요구에 대해서는 취급이 용이하게 가공하기 쉬운 장섬유형 소재가 바람직하다.
어느쪽이든 가는 섬유 분자의 표면에 도입된 킬레이트 형성성 관능기의 실질적으로 전부가 금속 이온 등의 포착에 유효하게 작용하므로 킬레이트 수지와 비교하여 탁월한 금속 이온 등의 포착 능력을 발휘한다.
또한, 처리하는 반도체 연마용 슬러리의 pH에 따라서 상기 산형 관능기의 일부 또는 전부를 알칼리 금속염 또는 암모늄염으로 한 것을 이용하는 것도 가능하다.
반도체 연마 슬러리 정제용 소재는 1 종류를 단독으로 사용하는 것도 가능하지만, 처리하는 반도체 연마용 슬러리의 성상 및 포착하는 금속의 종류에 따라서 상기 다른 킬레이트 형성성 관능기 또는 다른 섬유 기재·형상의 것을 2 종류 이상 조합하여 층 형상으로 적층 또는 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.
본 발명의 반도체 연마 슬러리의 정제 방법에 적용하는 구체적인 형태로서는 상기 반도체 연마용 슬러리 정제용 킬레이트 형성성 섬유를 용기 내에 고정적으로 충전한 모듈을 예로 들 수 있다. 이 경우, 반도체 연마용 슬러리 정제용 킬레이트 형성성 섬유를 시트 형상 또는 펠트 형상으로 성형하여, 반도체 연마 슬러리의 유로에 배치하고, 이 시트 형상 또는 펠트 형상으로 성형한 섬유 소재에 반도체 연마용 슬러리를 통액시키도록 해도 좋다.
또한, 다른 형태로서는 예를 들면 단섬유 형상의 킬레이트 형성성 섬유를 연마 슬러리의 유입구 및 유출구를 구비한 용기 내에 유동 가능하도록 충전하고, 용기외로는 필터 또는 스트레이너(strainer)로 유출되지 않도록 하는 것을 예로 들 수 있다.
어떤 방법이나 피처리 반도체 연마 슬러리중에 존재하는 금속 이온 등을 제거하면서, 처리한 연마 슬러리 전부를 반도체 연마를 실시하고 있는 공정에 공급하거나, 또는 적어도 일부 또는 전부를 원래의 반도체 연마 슬러리에 다시 도입하여 순환을 실시하여 금속 이온 등의 제거 레벨을 더 높인 후에 반도체 연마를 실시하는 공정에 공급할 수 있다.
이에 의해 반도체 연마용 슬러리 중에 포함되는 금속 이온 등은 킬레이트 형성성 섬유 기재중에 고정화되어 있는 킬레이트 형성성 관능기에 효과적으로 킬레이트 포착된다.
또한, 본 발명의 반도체 연마용 슬러리의 정제 방법을 적용하는데 있어서는 정제 과정을 통해 pH가 변동되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 정제 과정의 pH의 변화를 억제하는데는, 예를 들면 다음과 같은 방법을 취할 수 있다.
구체적으로는 정제하는 연마 슬러리가 산성인 경우는 킬레이트 형성성 섬유 중의 금속 킬레이트 형성 능력을 가진 관능기를 산형(H형)으로 하는 방법이 정제하는 연마 슬러리가 알칼리성인 경우는 킬레이트 형성성 섬유 중의 금속 킬레이트 형성 능력을 가진 관능기를 알칼리 금속염 또는 암모늄염으로 하는 방법을 예로 들 수 있다. 또한, 킬레이트 형성성 섬유중의 금속 킬레이트 형성 능력을 가진 관능기의 말단기를, 정제하는 연마용 슬러리의 pH를 지배하는 산형 또는 알칼리 금속염 또는 암모늄염과 동일하게 함으로써 다른 종류의 산 또는 알칼리 금속염의 증가를 방지하면서 정제 후의 연마용 슬러리의 pH 변화를 억제하는 방법을 취할 수도 있다.
또한, 정제 후의 연마 슬러리의 pH 변화를 억제하는 다른 방법으로서는 킬레이트 형성성 섬유를 이용한 정제 후의 연마용 슬러리의 pH 변화를 예측하고, 미리 정제 전의 연마용 슬러리의 pH를 조정하는 방법을 예로 들 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시형태인 반도체 웨이퍼의 연마 장치를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 다른 실시형태인 반도체 웨이퍼의 연마 장치의 주요부를 개략적으로 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시형태에 이용되는 금속 제거 장치의 구성을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시형태에 이용되는 금속 제거 장치의 구성을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 실시형태에 이용되는 금속 제거 장치의 구성을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 실시형태에 이용되는 금속 제거 장치의 구성을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 다른 실시형태의 정제 후의 연마용 슬러리의 pH 변동을 억제하는 장치를 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 실시형태의 킬레이트 섬유의 충전 형태를 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 실시형태의 킬레이트 섬유의 충전 형태를 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 실시형태의 킬레이트 섬유의 충전 형태를 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 실시형태의 킬레이트 섬유의 충전 형태를 도시한 도면,
도 12는 본 발명의 실시형태의 킬레이트 섬유의 사용 형태를 도시한 도면,
도 13은 본 발명의 실시형태의 킬레이트 섬유의 사용 형태를 도시한 도면, 및
도 14는 본 발명의 실시형태의 킬레이트 섬유의 사용 형태를 도시한 도면이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 실시형태를 첨부 도면을 이용하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 연마 장치의 일례를 도시한 개략적 으로 설명하는 도면이다.
도 1에서, 도면부호 “10”은 이 실시예의 반도체 웨이퍼의 연마 장치를 나타내며, 연마 장치(10)는 연마 장치 본체(11)와 연마 슬러리를 저장하는 연마 슬러리 탱크(12)를 구비하고 있다. 연마 장치 본체(11)는 연마 슬러리의 받이 접시(13)와, 상기 받이 접시(13) 내에 배치되고, 상면에 연마포 또는 패드를 전체를 피복하도록 부착된 정반(定盤, platen)(14)으로 구성되어 있다.
정반(14)의 상부에는 연마포 또는 패드상에 배치된 웨이퍼(15)를 연마포 또는 패드상에 눌러 부착하는 누름(押壓) 부재(16)가 배치되어 있다. 누름 부재(16)는 웨이퍼(15)를 연마포 또는 패드상에 계속 누르면서 회전축(16a)에 의해 자전하면서 정반(14)의 원주 방향으로 공전하여 웨이퍼(15)의 표면을 균일하게 연마한다. 정반(14)상에는 연마 슬러리 공급관(17)의 한단에 설치된 연마 슬러리 유출구(18)가 개구되고, 연마 슬러리 공급관(17)의 타단측에 개구된 연마 슬러리 흡입구(19)는 연마 슬러리 탱크(12) 내로 유도되어 연마 슬러리(20) 내에 개구되어 있다. 또한, 연마 슬러리의 받이 접시(13)의 바닥부에는 받이 접시(13) 내의 연마 슬러리를 연마 슬러리 탱크(12)로 배출하는 연마 슬러리 회수관(21)이 설치되어 있다. 연마 슬러리 공급관(17)에는 3방향 밸브(2방향 밸브 2개라도 좋음)(22)를 통해 연마 슬러리 회수관(23)이 접속되어 그 단부는 연마 슬러리 탱크(12)상에 개구되어 있다.
또한, 연마 슬러리 공급관(17)의 3 방향 밸브(22)의 상류에는 금속 제거 장치(24)가 설치되고, 또한 그 상류에 배치된 펌프(25)에 의해 연마 슬러리 탱크(12)로부터 빨아올려진 연마 슬러리(20)중의 금속 이온 등이 제거된다.
이 실시 형태에서는 연마 슬러리 탱크(12)로부터 펌프(25)로 빨아올려진 연마 슬러리(20)는 연마 슬러리 공급관(17)을 통해 금속 제거 장치(24)를 거쳐 연마 슬러리 유출구(18)로부터 정반(14)상에 주하(注下)된다. 연마 슬러리(20)는 금속 제거 장치(24)를 유과(流過)할 때, 미량 존재하는 금속이 제거되어 있으므로 정반(14)에는 금속 이온 등을 포함하지 않는 연마 슬러리가 공급된다.
정반(14)상에 공급된 연마 슬러리(20)는 누름 수단(16)의 회전에 따라 연마포 또는 패드와 웨이퍼(15)사이에 취입되고, 누름 부재(16)의 가압하에 웨이퍼의 경면(鏡面) 연마를 실시한 후, 연마 슬러리 받이 접시(13)에 모여 연마 슬러리 회수관(21)으로부터 연마 슬러리 탱크(12)로 회수된다.
이와 같이, 웨이퍼(15)에는 금속 이온 등을 함유하지 않는 연마 슬러리가 공급되므로 웨이퍼(15)의 금속 이온 등에 의한 오염이나 재부착이 억제된다.
이 연마 슬러리의 순환 과정에서 금속 제거 장치(24)를 통과한 연마 슬러리(20)의 일부 또는 전부를 연마 슬러리 바이패스관(23)을 통해 연마 슬러리 탱크(12)로 복귀할 수 있다. 금속 제거 장치(22)를 통과한 연마 슬러리의 금속 이온 등의 농도가 희망 농도 보다도 높은 경우에 이 연마 슬러리 바이패스관(23)에 의해 연마 슬러리의 일부 또는 전부를 연마 슬러리 탱크(12)로 복귀하여 순환시킴으로써 순도를 높인 후에 연마 장치 본체(11)에 공급된다.
도 2는 본 발명의 다른 실시형태의 주요부를 도시한 것으로서, 이 실시형태에서는 연마 슬러리 탱크(12)가 회수한 연마 슬러리중의 금속으로 오염되는 것을 미리 방지하기 위해, 연마 슬러리의 받이 접시(13)로부터 회수된 연마 슬러리(20) 를 연마 슬러리 탱크(12)로 보내는 연마 슬러리 회수관(21a)의 도중에 금속 제거 장치(24a)가 장착되어 있다. 상기 도면에서 도면 부호 “25a”는 펌프이다. 또한, 이하의 도면에서 도 1과 공통되는 부분에는 동일한 부호를 붙이고 중복되는 설명은 생략한다.
도 3 내지 도 6은 이들 실시 형태에 이용되는 금속 제거 장치(24, 24a)의 구성예를 도시한 것이다.
도 3은 예를 들면 연마 슬러리 유입구(17a)와 연마 슬러리 유출구(17b)를 구비한 용기 내에 본 발명의 킬레이트 섬유를 충전하여 구성한 금속 제거 장치(24)를 도시하고 있다.
도 4는 예를 들면 연마 슬러리 유입구(17a)와 연마 슬러리 유출구(17b)를 구비한 용기 내에 본 발명의 킬레이트 섬유를 충전하여 구성한 금속 제거 장치(24)의 상류측에 연마 부분이나 장치로부터 발진한 입자를 제거하거나, 슬러리를 사용 전과 동일한 입도 분포로 정리하기 위한 필터(26)를 설치한 것이다.
도 5는 상류측에 본 발명의 슬러리 정제용 킬레이트 섬유가 충전되어 있는 금속 제거 장치(24)를, 하류측에 연마 부분 또는 장치로부터 발진한 입자를 제거하거나, 슬러리를 사용 전과 동일한 입도 분포로 정리하거나, 또는 금속 제거 장치(24)로부터 발진하는 입자를 제거하기 위한 필터(26)를 설치한 것이다.
도 6은 상류측에 연마 부분이나 장치로부터 발진한 입자의 제거나 슬러리를 사용 전과 동일한 입도 분포로 정리하기 위한 필터(26a)를 설치하고, 중단에 본 발명의 슬러리 정제용 킬레이트 섬유가 충전되어 있는 금속 제거 장치(24)를, 하류측 에 연마 부분이나 장치로부터 발진한 입자를 제거하거나, 슬러리를 사용 전과 동일한 입도 분포로 정리하거나, 금속 제거 장치(24)로부터 발진하는 입자를 제거하기 위한 필터(26b)를 각각 설치한 것이다.
본 발명에서는 정제 전의 연마 슬러리의 pH에 대해 정제 후의 연마 슬러리의 pH 변화를 억제하는 방법으로서 연마 슬러리가 산성인 경우는 본 발명의 킬레이트 형성성 섬유 중의 금속 킬레이트 형성 능력을 갖는 관능기를 산형(H형)으로 하고, 정제하는 연마 슬러리가 알칼리성인 경우는 킬레이트 형성성 섬유 중의 금속 킬레이트 형성 능력을 가진 관능기를 알칼리 금속염 또는 암모늄염으로 하는 방법이나, 또한 본 발명의 킬레이트 형성성 섬유 중의 금속 킬레이트 형성 능력을 가진 관능기의 말단기를 정제하는 연마용 슬러리를 지배하는 산형, 또는 알칼리 금속염 또는 암모늄염과 동일하게 하는 방법에 의해 다른 종류의 산, 또는 알칼리 금속염의 증가를 방지하면서 정제 후의 연마용 슬러리의 pH 변화를 억제할 수 있다.
그러나, pH 조정 정밀도의 요구나 킬레이트 형성성 섬유의 능력이 어떤 이유로 저하하여 pH가 변동한 경우의 백업으로서, 정제 후의 연마 슬러리의 pH 변화를 억제하기 위해 예를 들면 도 7에 도시한 장치를 사용할 수 있다.
즉, 도 7은 정제 후의 연마용 슬러리의 pH 변동을 억제하는 장치를 사용한 본 발명의 다른 실시형태를 도시한 것이다.
상기 도면에서 금속 제거 장치(24)의 연마 슬러리 유입구 부근 및 연마 슬러리 유출구 부근에 각각 pH 측정기(27a, 27b)가 설치되고, 상기 pH 측정기(27a, 27b)의 측정값으로 도시를 생략한 제어부에 의해 필요한 pH 조정제의 주입량이 구해지고, 그 결과에 기초하여 금속 제거 장치(24)와 pH 측정기(27b) 사이에 설치한 pH 조정용 펌프(28)에 의해 피드포워드(feedforward) 제어 또는 피드백(feedback) 제어로 pH 조정제가 정량 주입 수단(28a)을 통해 배관 라인(17)으로 주입되어, 정제 후의 연마용 슬러리의 pH 변동이 억제된다. 도면부호 “29, 30”는 시료 채취 밸브이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명에 이용되는 금속 제거 장치(24)의 킬레이트 섬유의 충전 형태를 도시한 것이다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 이용되는 킬레이트 섬유(31)를 용기(32)에 충전하고, 킬레이트 섬유 유출 방지용 다공 플레이트(33)에 의해 배관 내에 킬레이트 섬유(31)가 유출되지 않도록 구성한 모듈을 도시한 것이다. 또한, 다공 플레이트(33)를 대신하여 스트레이너를 이용하도록 해도 좋다. 이들 도면에서 도 8은 접촉 분리 효율이 좋은 상향류 통수(通水)로 한 경우이며, 도 9는 통액에 따른 압력 손실이 적은 하향류 통수로 한 경우이지만 필요에 따라서 임의로 선택 가능하다.
본 발명에서 반도체 연마용 슬러리 정제용 킬레이트 섬유는 1 종류를 단독으로 사용하는 것도 가능하지만, 처리하는 반도체 연마용 슬러리의 성상 및 포착하는 금속의 종류에 따라서 상기 다른 킬레이트 형성성 관능기 또는 다른 섬유 기재·형상의 것을 2 종류 이상 조합하여 사용할 수 있다.
이 경우, 예를 들면 도 10에 도시한 바와 같이 킬레이트 형성성 관능기가 다른 킬레이트 섬유, 섬유 기재 또는 형상이 다른 킬레이트 섬유를 번갈아 적층하거나, 도 11에 도시한 바와 같이 혼합하여 사용하는 것도 가능하다. 상기 도면에서 “31a, 31b”는 각각 다른 킬레이트 섬유를 도시하고 있다.
도 12는 연마 슬러리 탱크(용기)(12a)에 단섬유 형상의 킬레이트 섬유(31)를 넣고, 교반기(34)(또는 에어레이터)로 교반하여 유동 전개시키고, 연마 슬러리 공급관(17)의 연마 슬러리 흡입구(19)에는 스트레이너(35)를 장착하여, 연마 슬러리 공급관(17)에 킬레이트 섬유(31)가 흡입되지 않도록 한 것이다.
도 13은 연마 슬러리 공급관(17)의 연마 슬러리 흡입구(19)에는 스트레이너(35)를 장착하는 대신에 배관(17)의 중간에 필터(36)를 설치하여 금속 제거 장치(24)에 단섬유 형상의 킬레이트 섬유(31)가 들어가지 않도록 한 것이다. 도 14는 연마 슬러리 탱크(용기)(12a) 하부에 킬레이트 형성성 섬유를 통액 가능한 시트 형상 또는 펠트 형상으로 가공한 필터(37)를 배치하고, 이 필터(37)를 통해 반도체 연마 슬러리(20)를 연마 슬러리 공급관(17)으로 흡입시킴으로써 금속 이온 등의 제거 효율을 높이고, 또한 단섬유 형상의 킬레이트 섬유(31)가 연마 슬러리 탱크(용기)(12a) 외로 나가지 않도록 한 것이다.
계속해서, 실시예를 예로 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하는데 본 발명은 이와 같은 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 요지에 적합할 수 있는 범위로 적당한 변경을 하는 것도 가능하다.
실시예 1 내지 7
(반도체 실리콘 웨이퍼의 제조에 있어서 연마 슬러리 정제용 소재와 연마 슬러리중의 금속 제거 성능)
도 1에 도시한 장치의 연마 슬러리 탱크(12)에 연마 슬러리를 모의(模擬)한 3 중량%의 콜로이달 실리카 원액을 초순수로 10 배 희석한 슬러리(20)를 저장하였다. 이 슬러리의 금속 불순물 농도는 특히 실리콘 웨이퍼에 대한 오염에 의한 장해가 큰 철, 구리, 니켈이 모두 0.01 ppb이었다.
이 슬러리(20)에 제조 장치나 환경으로부터의 오염을 상정하여 철, 구리, 니켈을 30 ppb에서 50 ppb가 되도록 첨가하고 충분히 교반하여 슬러리(20) 중에 균일하게 분산시켰다.
한편, 연마 슬러리 공급관(17)의 중간부에는 하기 표 1에 나타낸 각종 킬레이트 섬유를 충전한 금속 제거 장치(24)를 각각 병렬로 접속시켰다.
| 관능기 | 기재 | 형태 | |
| 비교예 1 | 이미노초산 | 디비닐벤젠-스티렌공중합체 | 비즈 |
| 실시예 1 | 이미노초산 | 폴리비닐알콜+폴리에틸렌이민 | 섬유 |
| 비교예 2 | 이미노초산 | 디비닐벤젠-스티렌공중합체 | 비즈 |
| 실시예 2 | 이미노초산 | 폴리비닐알콜+폴리에틸렌이민 | 섬유 |
| 비교예 3 | 이미노2초산 | 디비닐벤젠-스티렌공중합체 | 비즈 |
| 실시예 3 | 이미노2초산 | 셀룰로스 | 섬유 |
| 비교예 4 | 아미드옥심 | 디비닐벤젠-스티렌공중합체 | 비즈 |
| 실시예 4 | 아미드옥심 | 폴리아크릴로니트릴 | 섬유 |
| 비교예 5 | 아미노인산 | 디비닐벤젠-스티렌공중합체 | 비즈 |
| 실시예 5 | 아미노인산 | 폴리비닐알콜+폴리에틸렌이민 | 섬유 |
| 비교예 6 | 티오카르본산 | 디비닐벤젠-스티렌공중합체 | 비즈 |
| 실시예 6 | 티오카르본산 | 폴리비닐알콜+폴리에틸렌이민 | 섬유 |
| 실시예 7 | 이미노초산+아미노인산 | 폴리비닐알콜+폴리에틸렌이민 | 섬유 |
상기 표 1 중의 관능기와 기재의 분자 구조 및 수산기를 가진 기재의 수산기가는 다음과 같다.
(이미노초산: H형)
(이미노초산: Na형)
(이미노2초산)
(아미드옥심)
(아미노인산)
(티오카르본산)
(디비닐벤젠-스티렌 공중합체)[비즈]
(폴리비닐알콜+폴리에틸렌이민)
(셀룰로스)
(폴리아크릴로니트릴)
(수산기가 mgKOH/g)
셀룰로스(실시예 3) :520
폴리비닐알콜+폴리에틸렌이민(실시예 6) :200
폴리비닐알콜+폴리에틸렌이민(실시예 7) :220
또한, 킬레이트 섬유는 모두 단섬유 직경 0.1 mm, 길이 1 mm, 애스팩트비 10의 단섬유형이고, 구리의 킬레이트 양은 일률적으로 0.8 mmol/g-fiber·dry의 것을 이용하였다. 또한, 비교예 1 내지 6으로서 나타낸 것은 킬레이트 섬유를 대신하여 비즈 형상 킬레이트 수지를 이용하여 실시예와 동일한 조건하에서 금속 이온 등의 제거 성능을 측정한 것이다. 비교예에서 사용한 비즈 형상 킬레이트 수지는 유효 직경 0.5 mm의 구형상이고, 구리의 킬레이트 양은 0.8 mmol/g-resin·dry의 것이다.
실시예 1은 아미노카르본산류를 대표하는 것으로서 이미노초산만이 말단기에 의해 제거성에 차이가 나므로 말단기를 H형으로 한 것을 비교를 위해 나타낸 것이고, 실시예 7은 이미노 초산과 아미노인산의 섬유를 중량비로 1 대 1이 되도록 혼합한 예이다.
사용한 금속 제거 장치(24)의 모듈은 직경 75 mm, 길이 500 mm의 원통 직경의 밀폐 가능한 용기이며, 도 8과 같이 슬러리를 상향류로 통액시켜 사용하였다. 모듈로의 통액은 전량 1 회로 하고, 통수 유속은 공간 속도(Space velocity: SV)는 40 h-1로 하였다.
계속해서 각각의 금속 제거 장치(24)에 상기 금속을 첨가한 연마 슬러리(21)를 통액하여 pH, 나트륨, 철, 구리, 니켈의 농도를 측정하였다. 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
이상의 실시예 및 비교예로부터 알 수 있는 바와 같이, 어느 금속이나 비즈 형상 수지와 섬유와 비교하면 섬유의 제거성이 압도적으로 높아지는 것을 알 수 있다. 또한, 관능기가 이미노초산끼리 말단기를 H형과 Na형으로 비교하면, Na형이 H형에 비해 pH나 Na 농도의 변동도 없고, 또한 철, 구리, 니켈의 제거성도 높은 것을 알 수 있다. 또한, 섬유 기재에 고정화된 관능기의 종류마다 금속의 제거성을 비교하면 관능기의 종류에 따라서 선택성이 있고, 제거성의 하나의 목표인 금속 농도 0.5 ppb 미만을 한 종류의 관능기만으로 철, 구리, 니켈의 3 종류 모두 달성하는 것은 어렵지만, 예를 들면 철, 니켈의 제거성이 우수한 아미노인산의 섬유와 구리, 니켈의 제거성이 우수한 이미노초산의 섬유를, 예를 들면 중량비로 1 대 1이 되도록 혼합하여 장전(裝塡)한 경우에는 철, 구리, 니켈 전부의 금속 농도를 0.5 ppb 미만으로 할 수 있고, pH나 나트륨의 변동도 없앨 수 있다.
실시예 8 내지 12
(반도체 디바이스 제조의 CMP 공정에 있어서 연마 슬러리 정제용 소재와 연마 슬러리중의 금속 제거성)
도 1의 장치에서, Si 웨이퍼상에 디바이스를 제조하는 공정에서 구리, 텅스텐 등으로 구성되어 있는 금속 배선의 연마를 목적으로 CMP 공정을 실시하였다. 이 때의 연마 슬러리 탱크(12)의 연마 슬러리의 양은 50 리터이고, 연마 전의 구리, 텅스텐의 농도는 1 ppm 이하, 철은 연마 조제로서 60 ppm 첨가되어 있다. 금속 제거 장치(24)에 킬레이트 섬유를 충전하지 않고 연마한 후의 연마 슬러리중의 텅스텐은 200 ppm, 구리는 12 ppm까지 농도가 상승하고, pH는 2.3으로 산성으로 되어 있다.
계속해서, 금속 제거 장치(24)에 각종 연마 슬러리 정제용 소재(47)를 충전하고, 각 반도체 연마 슬러리용 소재마다 연마 슬러리 공급관(17)의 도중에 설치한 3방향 밸브(22)를 이용하여 반도체 연마 슬러리 전부가 연마 슬러리 탱크(12)로 되돌아가는 바이패스관(23)을 경유하여 연마 슬러리 탱크(12)로 되돌리고, 이를 3 회 순환시킨 후, 연마 슬러리중의 각 금속의 농도를 측정하였다. 또한, 각각의 펠트 형상 킬레이트 형성 섬유의 종류를 바꿔 시험할 때마다 탱크 및 장치계 내의 연마 슬러리는 모두 갱신하여 금속 농도 등의 조건을 동일하게 하였다.
반도체 연마 슬러리 정제용 소재의 킬레이트 섬유의 관능기로서는 아미노카르본산류의 대표예로서 이미노 초산, 인산류의 대표예로서 아미노인산, 히드록실아민류의 대표예로서 글루카민, 아민류의 대표예로서 에틸렌디아민의 관능기를 갖는 것을 사용하고, 말단기는 H형으로 하였다. 섬유 기재는 하기 표 3에 기재한 것을 사용하였다.
| 관능기 | 기재 | 형태 | |
| 실시예 8 | 이미노초산 | 폴리비닐알콜+폴리에틸렌이민 | 섬유 |
| 실시예 9 | 아미노인산 | 폴리비닐알콜+폴리에틸렌이민 | 섬유 |
| 실시예 10 | 글루카민 | 셀룰로스 | 섬유 |
| 실시예 11 | 에틸렌디아민 | 폴리아미드 | 섬유 |
| 실시예 12 | 이미노초산+에틸렌디아민 | 폴리비닐알콜+폴리에틸렌이민 | 섬유 |
상기 표 3중의 관능기와 기재의 분자 구조 및 수산기를 가진 기재의 수산기가는 다음과 같다.
(글루카민)
(에틸렌디아민)
(폴리아미드)
(수산기가 mgKOH/g)
폴리비닐알콜+폴리에틸렌이민(실시예 8) :210
폴리비닐알콜+폴리에틸렌이민(실시예 9) :200
셀룰로스(실시예 10) :670
폴리비닐알콜+폴리에틸렌이민(실시예 12):220
이 킬레이트 섬유는 모두 단섬유 직경이 0.5 mm, 길이가 100 ㎝, 애스팩트비가 200인 장섬유형을 펠트 형상으로 짜넣은 것으로 하였다. 상기 킬레이트 형성 섬유의 구리의 킬레이트 양이 일률적으로 0.8 mmol/g-fiber·dry인 것을 도 14에 도시한 바와 같이 직경 50 ㎝의 슬러리 탱크(12)의 하부에 장전하였다. 장전된 킬레이트 형성 섬유의 두께는 30 ㎝, 장전량은 2000 g이다. 또한, 연마 슬러리 탱크(12)에 대한 연마 슬러리 통액량은 5ℓ/분으로 하였다. 여기서의 목적은 구리, 텅스텐을 연마 전의 1 ppm 미만까지 제거하고, 철은 60 ppm으로 유지하는 것에 있다.
계속해서, 각각의 금속 제거 장치(24)에 상기 금속을 첨가한 연마 슬러리(21)를 통액하고, pH, 텅스텐, 구리, 철의 농도를 측정하였다. 결과를 하기 표 4에 나타낸다.
상기 실험 결과로부터 이미노초산형은 텅스텐이나 철 보다도 구리의 제거성이 높고, 아미노인산형, 글루카민산형은 모든 금속에 대해 제거성이 높고, 에틸렌디아민형은 철, 구리의 제거성이 나쁘지만 텅스텐의 제거성이 좋은 것을 알 수 있다. 이와 같은 각 킬레이트 섬유의 특성을 고려하여 이미노 초산형과 에틸렌디아민형의 장섬유형 연마 슬러리 정제용 소재를 각각 두께 3 mm의 시트 형상으로 가공하고, 이를 각각 50장을 번갈아 겹치고, 모두 겹친 두께가 30 ㎝가 되도록 하였다(이미노초산형과 에틸렌디아민형의 중량비 1 대 1). 상기 반도체 연마 슬러리 정제용 소재를 이용하여 다시 동일한 조건으로 반도체 연마 슬러리의 정제를 실시한 바, 구리, 텅스텐은 연마 전의 1 ppm 미만이 되고, 철은 60 ppm에 가까울수록 원하는 농도로 할 수 있었다.
상기 실시예로부터도 명확해진 바와 같이, 본 발명의 반도체 연마 슬러리 정제용 소재는 종래의 수지 테이프 타입의 것과 비교하여 유효한 표면적이 매우 크고 킬레이트 형성성 관능기를 도입한 경우에 금속 이온 등과의 접촉 효율이 높기 때문에, 금속 이온 등의 포착 속도가 매우 높고, 금속 제거 성능이 매우 우수하다.
또한, 장섬유의 모노필라멘트, 멀티필라멘트, 단섬유의 방적사 또는 이들을 직물 형상이나 편물 형상으로 제직 또는 제편한 포백, 또는 부직포라도 좋고, 또한 2 종류 이상의 섬유를 복합 또는 혼방한 섬유나 직물·편물을 사용할 수도 있으므로, 용기에 충전하여 통액하거나, 용기 내에 피처리액과 함께 유동시키거나 여러가지 형태로 사용하여 장치 설계의 자유도를 크게 할 수 있다. 또한, 관능기, 섬유기재 또는 형태가 다른 것을 조합하여 사용함으로써 제거성에 선택성을 갖게 할 수도 있다.
Claims (15)
- 삭제
- 섬유 기재의 적어도 표면에 수산기와 금속 킬레이트 형성 능력을 가진 관능기가 고정화되고, 상기 수산기가 에틸렌성 수산기이며, 또한 수산기가로 40 mgKOH/g 이상이 상기 섬유 기재의 표면에 고정화되어 이루어지고, 반도체 연마용 슬러리 중에 존재하는 금속의 제거에 이용되는 것을 특징으로 하는 반도체 연마 슬러리 정제용 소재.
- 삭제
- 제 2 항에 있어서,상기 섬유 기재는 식물계 천연섬유, 동물계 천연섬유, 셀룰로스계 재생섬유 및 폴리비닐알콜계 합성 고분자 섬유로 구성된 그룹에서 선택된 1 종류 이상인 것을 특징으로 하는 반도체 연마 슬러리 정제용 소재.
- 제 2 항에 있어서,상기 금속 킬레이트 형성 능력을 가진 관능기가 아미노카르본산류를 함유하는 기, 인산류를 함유하는 기, 티오 화합물류를 함유하는 기 및 이들 기의 산형(酸型) 관능기의 일부 또는 전부가 알칼리 금속염 또는 암모늄염으로 된 기로 구성된 그룹에서 선택된 1 종류 이상의 기인 것을 특징으로 하는 반도체 연마 슬러리 정제용 소재.
- 제 2 항에 있어서,상기 금속 킬레이트 형성 능력을 가진 관능기가 아민류 또는 히드록실아민류를 함유하는 기인 것을 특징으로 하는 반도체 연마 슬러리 정제용 소재.
- 기재 및/또는 관능기가 서로 상이한 제 2 항에 따른 반도체 연마 슬러리 정제용 소재를 2 종류 이상의 층형상으로 적층하거나 또는 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 연마 슬러리 정제용 소재.
- 제 2 항에 따른 반도체 연마 슬러리 정제용 소재를 자기 지지 가능한 시트 형상 또는 펠트 형상으로 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 연마 슬러리 정제용 소재.
- 제 2 항에 따른 반도체 연마 슬러리 정제용 소재를, 상기 반도체 연마용 슬러리의 유입구 및 유출구를 구비한 용기 내에 상기 반도체 연마용 슬러리의 흐름이 통과 가능하게 내장되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 연마 슬러리 정제용 모듈.
- 제 2 항에 따른 반도체 연마 슬러리 정제용 소재를, 상기 반도체 연마용 슬러리의 유입구 및 유출구를 구비한 용기 내의 상기 반도체 연마용 슬러리의 흐름이 통과하는 필터 또는 스트레이너(strainer)로 구획된 영역 내에 유동 가능한 상태로 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 연마 슬러리 정제용 모듈.
- 제 2 항에 따른 반도체 연마 슬러리 정제용 소재에 피처리 반도체 연마 슬러리를 통액시키고, 그 피처리 반도체 연마 슬러리 중에 존재하는 금속을 제거한 후, 그 전부를 반도체 연마를 실시하고 있는 공정에 공급하거나 또는 그 일부 또는 전부를 원래의 반도체 연마 슬러리에 다시 도입하여 순환을 실시한 후에, 반도체 연마를 실시하고 있는 공정에 공급하는 것을 특징으로 하는 반도체 연마용 슬러리의 정제 방법.
- 제 11 항에 있어서,정제하는 상기 피처리 반도체 연마 슬러리가 산성인 경우는 상기 금속 킬레이트 형성 능력을 가진 관능기의 산형 말단기를 산형(H형)으로 하고, 정제하는 상기 피처리 반도체 연마 슬러리가 알칼리성인 경우는 상기 금속 킬레이트 형성 능력을 가진 관능기의 산형 말단기를 알칼리 금속염 또는 암모늄염으로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 연마용 슬러리의 정제 방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 피처리 반도체 연마 슬러리가 알칼리성인 경우에, 상기 금속 킬레이트 형성 능력을 가진 관능기의 산형 말단기를, 상기 피처리 반도체 연마 슬러리의 알칼리성을 나타내는 성분을 이루고 있는 알칼리 금속염 또는 암모늄염으로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 연마용 슬러리의 정제 방법.
- 제 11 항에 있어서,정제 후의 상기 피처리 반도체 연마 슬러리의 pH 변화가 적어지도록 미리 정제 전의 상기 피처리 반도체 연마 슬러리의 pH를 조정하는 것을 특징으로 하는 반도체 연마용 슬러리의 정제 방법.
- 제 9 항에 따른 반도체 연마 슬러리 정제용 모듈에 피처리 반도체 연마 슬러리를 통액시키고, 그 피처리 반도체 연마 슬러리 중에 존재하는 금속을 제거한 후, 그 전부를 반도체 연마를 실시하고 있는 공정에 공급하거나, 또는 그 일부 또는 전부를 원래의 반도체 연마 슬러리에 다시 도입하여 순환을 실시한 후에, 반도체 연마를 실시하고 있는 공정에 공급하는 것을 특징으로 하는 반도체 연마용 슬러리의 제조 방법.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003074581 | 2003-03-18 | ||
| JPJP-P-2003-00074581 | 2003-03-18 | ||
| PCT/JP2004/003642 WO2004084287A1 (ja) | 2003-03-18 | 2004-03-18 | 半導体研磨スラリー精製用素材、半導体研磨スラリー精製用モジュールおよび半導体研磨スラリーの精製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20050107803A KR20050107803A (ko) | 2005-11-15 |
| KR101088594B1 true KR101088594B1 (ko) | 2011-12-06 |
Family
ID=33027815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020057017269A KR101088594B1 (ko) | 2003-03-18 | 2004-03-18 | 반도체 연마 슬러리 정제용 소재, 반도체 연마 슬러리 정제용 모듈 및 반도체 연마 슬러리의 정제 방법 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7625262B2 (ko) |
| EP (1) | EP1610365B1 (ko) |
| JP (2) | JP4644120B2 (ko) |
| KR (1) | KR101088594B1 (ko) |
| CN (1) | CN100437925C (ko) |
| WO (1) | WO2004084287A1 (ko) |
Families Citing this family (39)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7625262B2 (en) * | 2003-03-18 | 2009-12-01 | Nomura Micro Science Co., Ltd. | Material for purification of semiconductor polishing slurry, module for purification of semiconductor polishing slurry and process for producing semiconductor polishing slurry |
| JP4591851B2 (ja) * | 2005-03-10 | 2010-12-01 | 野村マイクロ・サイエンス株式会社 | 半導体研磨スラリー中の金属の定量方法 |
| JP5219334B2 (ja) * | 2005-11-30 | 2013-06-26 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | 半導体基板の製造方法および品質評価方法 |
| EP1988568A4 (en) * | 2006-02-22 | 2011-10-26 | Ebara Corp | SUBSTRATE PROCESSING DEVICE, SUBSTRATE TRANSPORTING DEVICE, SUBSTRATE GRIPPING DEVICE, AND CHEMICAL SOLUTION PROCESSING DEVICE |
| TWI417430B (zh) * | 2006-08-25 | 2013-12-01 | Applied Materials Inc | 基板研磨液之使用點處理方法與系統 |
| WO2009058278A1 (en) * | 2007-10-29 | 2009-05-07 | Ekc Technology, Inc | Methods of cleaning semiconductor devices at the back end of line using amidoxime compositions |
| TWI490191B (zh) * | 2007-10-29 | 2015-07-01 | Ekc Technology Inc | 含醯胺肟化合物之半導體加工組成物 |
| TW200946448A (en) * | 2007-10-29 | 2009-11-16 | Ekc Technology Inc | Stabilization of hydroxylamine containing solutions and method for their preparation |
| TW200941582A (en) * | 2007-10-29 | 2009-10-01 | Ekc Technology Inc | Methods of post chemical mechanical polishing and wafer cleaning using amidoxime compositions |
| US8802609B2 (en) | 2007-10-29 | 2014-08-12 | Ekc Technology Inc | Nitrile and amidoxime compounds and methods of preparation for semiconductor processing |
| TW200940705A (en) * | 2007-10-29 | 2009-10-01 | Ekc Technology Inc | Copper CMP polishing pad cleaning composition comprising of amidoxime compounds |
| JP5323342B2 (ja) * | 2007-11-28 | 2013-10-23 | エム・イー・エム・シー株式会社 | 半導体ウエハの研磨方法 |
| JP2009167050A (ja) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Toagosei Co Ltd | 高純度アルカリ金属炭酸塩水溶液の製造方法 |
| US8652350B2 (en) * | 2008-02-27 | 2014-02-18 | Jsr Corporation | Chemical mechanical polishing aqueous dispersion, chemical mechanical polishing method using the same, and method of recycling chemical mechanical polishing aqueous dispersion |
| JP5286940B2 (ja) * | 2008-05-29 | 2013-09-11 | パナソニック株式会社 | スラリー供給装置 |
| US7838483B2 (en) | 2008-10-29 | 2010-11-23 | Ekc Technology, Inc. | Process of purification of amidoxime containing cleaning solutions and their use |
| US8133097B2 (en) * | 2009-05-07 | 2012-03-13 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Polishing apparatus |
| JP2011110637A (ja) * | 2009-11-25 | 2011-06-09 | Asahi Glass Co Ltd | 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法 |
| JP5691179B2 (ja) * | 2010-01-22 | 2015-04-01 | 株式会社Sumco | ウェーハ研磨加工液中の金属除去方法および装置 |
| US8696404B2 (en) | 2011-12-21 | 2014-04-15 | WD Media, LLC | Systems for recycling slurry materials during polishing processes |
| KR20140102696A (ko) * | 2011-12-27 | 2014-08-22 | 코니카 미놀타 가부시키가이샤 | 연마재 분리 방법 및 재생 연마재 |
| SG11201404444TA (en) | 2012-02-17 | 2014-10-30 | Konica Minolta Inc | Abrasive regeneration method |
| US9259668B2 (en) * | 2012-02-17 | 2016-02-16 | Jsr Corporation | Cleaning method of immersion liquid, immersion liquid cleaning composition, and substrate |
| EP2858097B1 (en) * | 2012-05-30 | 2019-02-27 | Kuraray Co., Ltd. | Slurry for chemical mechanical polishing and chemical mechanical polishing method |
| JP6519906B2 (ja) * | 2013-06-10 | 2019-05-29 | 住友大阪セメント株式会社 | 塩素含有廃棄物処理方法 |
| JP6519907B2 (ja) * | 2013-06-10 | 2019-05-29 | 住友大阪セメント株式会社 | 塩素含有廃棄物処理方法 |
| JP6140051B2 (ja) * | 2013-10-23 | 2017-05-31 | 株式会社荏原製作所 | 研磨方法および研磨装置 |
| CN104400659B (zh) * | 2014-10-29 | 2016-08-24 | 哈尔滨工业大学 | 独立控制外部循环的抛光液进给系统 |
| JP6206388B2 (ja) * | 2014-12-15 | 2017-10-04 | 信越半導体株式会社 | シリコンウェーハの研磨方法 |
| JP6377656B2 (ja) | 2016-02-29 | 2018-08-22 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | シリコン基板の研磨方法および研磨用組成物セット |
| JP2018056469A (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 基板処理装置 |
| JP7003986B2 (ja) * | 2017-03-23 | 2022-01-21 | 住友電気工業株式会社 | 研削液の再生装置及び研削液の再生方法 |
| TW201934196A (zh) * | 2017-12-25 | 2019-09-01 | 日商日產化學股份有限公司 | 去除溶液中之金屬雜質之金屬去除劑以及金屬去除方法 |
| JP7208779B2 (ja) * | 2018-12-11 | 2023-01-19 | キオクシア株式会社 | 基板処理装置 |
| KR102142301B1 (ko) * | 2018-12-12 | 2020-08-11 | 주식회사 포스코 | 연마장치 |
| CN111744462A (zh) * | 2019-03-28 | 2020-10-09 | 日产化学株式会社 | 用于将环氧树脂中的金属杂质除去的金属吸附剂及金属除去方法 |
| JP7469737B2 (ja) | 2019-03-28 | 2024-04-17 | 日産化学株式会社 | エポキシ樹脂中の金属不純物を除去する金属吸着剤及び金属除去方法 |
| CN111015500B (zh) * | 2019-12-27 | 2021-10-29 | 北京天科合达半导体股份有限公司 | 一种大尺寸晶片加工用抛光液循环装置和方法 |
| CN114083441B (zh) * | 2022-01-17 | 2022-05-06 | 杭州中欣晶圆半导体股份有限公司 | 一种磨片机砂浆桶及操作方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000248467A (ja) * | 1999-02-26 | 2000-09-12 | Kiresuto Kk | 金属キレート形成性繊維及びその製法、並びに該繊維を用いた金属イオン捕捉法及び金属キレート繊維 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2139915B (en) * | 1983-05-19 | 1987-10-28 | Nitivy Co Ltd | Method for separating rare earth metals |
| US4500396A (en) * | 1984-01-26 | 1985-02-19 | Agostino Vincent F D | Copper recovery process |
| JP3384530B2 (ja) | 1996-03-25 | 2003-03-10 | 信越半導体株式会社 | 半導体ウェーハの研磨装置および研磨方法 |
| JPH1110540A (ja) * | 1997-06-23 | 1999-01-19 | Speedfam Co Ltd | Ｃｍｐ装置のスラリリサイクルシステム及びその方法 |
| JP3219142B2 (ja) | 1997-12-17 | 2001-10-15 | 信越半導体株式会社 | 半導体シリコンウエーハ研磨用研磨剤及び研磨方法 |
| JP3964573B2 (ja) * | 1999-05-25 | 2007-08-22 | 中部キレスト株式会社 | 金属キレート形成性繊維の製法、並びに該繊維を用いた金属イオン捕捉法及び金属キレート繊維 |
| JP4484993B2 (ja) * | 1999-12-24 | 2010-06-16 | キレスト株式会社 | ホウ素含有水の処理法 |
| JP2004075859A (ja) | 2002-08-19 | 2004-03-11 | Chubu Kiresuto Kk | 研磨スラリーの清浄化法 |
| US7625262B2 (en) * | 2003-03-18 | 2009-12-01 | Nomura Micro Science Co., Ltd. | Material for purification of semiconductor polishing slurry, module for purification of semiconductor polishing slurry and process for producing semiconductor polishing slurry |
-
2004
- 2004-03-18 US US10/549,294 patent/US7625262B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-03-18 WO PCT/JP2004/003642 patent/WO2004084287A1/ja active Search and Examination
- 2004-03-18 KR KR1020057017269A patent/KR101088594B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2004-03-18 CN CNB2004800072470A patent/CN100437925C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2004-03-18 JP JP2005503737A patent/JP4644120B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2004-03-18 EP EP04721670A patent/EP1610365B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2010
- 2010-08-23 JP JP2010186678A patent/JP5107407B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000248467A (ja) * | 1999-02-26 | 2000-09-12 | Kiresuto Kk | 金属キレート形成性繊維及びその製法、並びに該繊維を用いた金属イオン捕捉法及び金属キレート繊維 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1610365A1 (en) | 2005-12-28 |
| CN100437925C (zh) | 2008-11-26 |
| EP1610365A4 (en) | 2009-07-08 |
| JP4644120B2 (ja) | 2011-03-02 |
| US7625262B2 (en) | 2009-12-01 |
| JP2011003920A (ja) | 2011-01-06 |
| WO2004084287A1 (ja) | 2004-09-30 |
| CN1771586A (zh) | 2006-05-10 |
| EP1610365B1 (en) | 2012-08-08 |
| WO2004084287A9 (ja) | 2005-06-30 |
| US20060205325A1 (en) | 2006-09-14 |
| JP5107407B2 (ja) | 2012-12-26 |
| JPWO2004084287A1 (ja) | 2006-06-29 |
| KR20050107803A (ko) | 2005-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101088594B1 (ko) | 반도체 연마 슬러리 정제용 소재, 반도체 연마 슬러리 정제용 모듈 및 반도체 연마 슬러리의 정제 방법 | |
| TWI480126B (zh) | 用於回收使用過之漿體的方法 | |
| US6830679B2 (en) | Filtration device | |
| US5584959A (en) | Waste treatment system in a polishing apparatus | |
| JP3291488B2 (ja) | 流体の被除去物除去方法 | |
| KR100476322B1 (ko) | 연마제의회수재이용방법및장치 | |
| US20080314832A1 (en) | Method of filtering | |
| US9149744B2 (en) | Filtration method, method for purifying polishing composition using it, method for regenerating filter to be used for filtration, and filter regenerating apparatus | |
| US5934978A (en) | Methods of making and using a chemical-mechanical polishing slurry that reduces wafer defects | |
| KR980011959A (ko) | 연마대를 갖춘 화학 기계적 연마(cmp) 장치 및 그 장치내의 슬러리 재순환 방법 | |
| KR19990007187A (ko) | 화학적 기계 연마 장치용 슬러리 재활용 시스템 및 방법 | |
| US20020006769A1 (en) | Method of fabricating a semiconductor device | |
| CN106398544A (zh) | 一种适用于氮化镓材料的cmp抛光组合物 | |
| US20030095894A1 (en) | Method of filtering | |
| US7438804B2 (en) | Coagulation treatment apparatus | |
| CN114249477A (zh) | 氮化物薄膜刻蚀液的再生方法和氮化物薄膜的刻蚀方法 | |
| JP2004075859A (ja) | 研磨スラリーの清浄化法 | |
| JP4472391B2 (ja) | 使用済み半導体研磨用スラリーの再生方法 | |
| US6929532B1 (en) | Method and apparatus for filtering a chemical polishing slurry of a wafer fabrication process | |
| GB2365808A (en) | Endpoint detection in chemical mechanical polishing | |
| US7238283B2 (en) | System for wastewater treatment | |
| TWI733024B (zh) | 過濾裝置以及過濾方法 | |
| KR20090087046A (ko) | 킬레이트제 첨가 약액의 정제 방법 | |
| JP4100744B2 (ja) | ボロン除去用フィルタ及び汚染気体浄化方法 | |
| US20020098778A1 (en) | Polishing pad, polishing apparatus and polishing method using the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140930 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151005 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161007 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |