KR101427419B1 - 연마용 조성물 및 연마 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 텅스텐을 포함하는 웨이퍼를 연마하는 용도에 보다 적합한 연마용 조성물 및 그 연마용 조성물을 이용한 연마 방법을 제공한다.
본 발명의 연마용 조성물은, 콜로이드 실리카와 과산화수소를 함유한다. 연마용 조성물의 pH는 5 내지 8.5이고, 연마용 조성물 중의 철 이온 농도는 0.02 ppm 이하이다. 연마용 조성물은 인산 또는 인산염을 더 함유하는 것이 바람직하다.
연마용 조성물, 콜로이드 실리카, 과산화수소, 인산, 인산염

Description

연마용 조성물 및 연마 방법{POLISHING COMPOSITION AND POLISHING PROCESS}
본 발명은 텅스텐을 포함하는 웨이퍼를 연마하는 용도, 보다 구체적으로는 텅스텐 플러그를 형성하기 위해 텅스텐 패턴 부착 웨이퍼를 연마하는 용도로 주로 사용되는 연마용 조성물 및 그 연마용 조성물을 이용한 연마 방법에 관한 것이다.
텅스텐을 포함하는 웨이퍼를 연마하는 용도로 사용되는 연마용 조성물로서, 과산화수소 등의 산화제, 질산철 등의 철 촉매, 및 실리카 등의 지립을 함유하는 연마용 조성물이 특허 문헌 1에 개시되어 있다. 그러나, 특허 문헌 1의 연마용 조성물을 사용하여 연마를 행한 경우에는, 연마용 조성물 중의 철 이온에 의한 웨이퍼의 철 오염을 피할 수 없다는 문제가 있었다. 또한, 특허 문헌 1의 연마용 조성물에서는 실리콘 산화막에 대하여 텅스텐막을 선택적으로 연마할 수 없었다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 (평)10-265766호 공보
본 발명은 이러한 실정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 텅스텐을 포함하는 웨이퍼를 연마하는 용도에 보다 적합한 연마용 조성물 및 그 연마용 조성물을 이용한 연마 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 청구항 1에 기재된 발명은, 콜로이드 실리카와 과산화수소를 함유하며, pH가 5 내지 8.5이고, 연마용 조성물 중의 철 이온 농도가 0.02 ppm 이하인 연마용 조성물을 제공한다.
청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 있어서, 인산 또는 인산염을 더 함유하는 연마용 조성물을 제공한다.
청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 2에 있어서, 실리콘 산화막의 연마 속도에 대한 텅스텐막의 연마 속도의 비가 3 이상인 연마용 조성물을 제공한다.
청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서 연마용 조성물을 사용하여 연마한 후의 웨이퍼에서의 실리콘 산화막의 손실 불균일을 20 nm 이하로 할 수 있는 연마용 조성물을 제공한다.
청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 연마용 조성물을 사용하여 텅스텐을 포함하는 웨이퍼를 연마하는 연마 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 텅스텐을 포함하는 웨이퍼를 연마하는 용도에 보다 적합 한 연마용 조성물 및 그 연마용 조성물을 이용한 연마 방법이 제공된다.
이하, 본 발명의 일실시 형태를 설명한다.
본 실시 형태의 연마용 조성물은, 콜로이드 실리카 및 과산화수소를 바람직하게는 pH 조정제와 함께, 물과 혼합함으로써 pH가 5 내지 8.5가 되도록, 또한 연마용 조성물 중의 철 이온 농도가 0.02 ppm 이하가 되도록 제조된다. 따라서, 연마용 조성물은 콜로이드 실리카, 과산화수소 및 물을 함유하고, 바람직하게는 pH 조정제를 더 함유한다.
이 연마용 조성물은, 텅스텐을 포함하는 웨이퍼를 연마하는 용도로 사용된다. 보다 구체적으로는 텅스텐 플러그를 형성하기 위해 텅스텐 패턴 부착 웨이퍼를 연마하는 용도, 특히 실리콘 산화막에 대하여 텅스텐막을 선택적으로 연마하는 용도로 사용된다.
상기 콜로이드 실리카는, pH가 5 내지 8.5인 영역에서는 실리콘 산화막에 대하여 텅스텐막을 선택적으로 기계적 연마하는 작용을 갖고, 연마용 조성물에 의한 텅스텐막의 연마 속도를 향상시키는 기능을 한다. 또한, 콜로이드 실리카 대신에 퓸드 실리카나 α-알루미나 등의 다른 지립을 사용한 경우에는, 연마용 조성물을 사용하여 연마 후의 웨이퍼에서 측정되는 부식량을 실용적으로 충분한 수준으로까지 감소시키는 것이 불가능하다.
연마용 조성물에 포함되는 콜로이드 실리카는, 규산소다법에 의해 합성되는 콜로이드 실리카보다는 졸겔법에 의해 합성되는 콜로이드 실리카인 것이 바람직하 다. 졸겔법에 의해 합성되는 콜로이드 실리카는, 규산소다법에 의해 합성되는 콜로이드 실리카와 비교하여 순도가 높고, 특히 철 이온이나 나트륨 이온 등의 불순물 금속 이온의 함유량이 적다는 점에서 유리하다. 졸겔법에 의한 콜로이드 실리카의 합성은, 규산메틸을 메탄올, 암모니아 및 물을 포함하는 용매 중에 용해하여 가수분해시킴으로써 행해진다. 한편, 규산소다법에 의한 콜로이드 실리카의 합성은, 규산나트륨을 출발 원료로서 사용하여 이온 교환을 통해 행해진다.
연마용 조성물에 포함되는 콜로이드 실리카의 평균 일차 입경은 8 nm 이상인 것이 바람직하고, 10 nm 이상인 것이 보다 바람직하고, 12 nm 이상인 것이 더욱 바람직하다. 평균 일차 입경이 커짐에 따라, 텅스텐막을 기계적으로 연마하는 콜로이드 실리카의 작용이 강해지기 때문에, 연마용 조성물에 의한 텅스텐막의 연마 속도가 향상된다. 이러한 점에서 콜로이드 실리카의 평균 일차 입경이 8 nm 이상, 다시 말해 10 nm 이상, 다시 말해 12 nm 이상이면, 연마용 조성물에 의한 텅스텐막의 연마 속도를 실용상 특히 바람직한 수준으로까지 향상시킬 수 있다.
또한, 연마용 조성물에 포함되는 콜로이드 실리카의 평균 일차 입경은 100 nm 이하인 것이 바람직하고, 85 nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 70 nm 이하인 것이 더욱 바람직하다. 평균 일차 입경이 작아짐에 따라, 콜로이드 실리카의 분산성이 향상되고, 연마용 조성물 중에 콜로이드 실리카의 침전이 생기지 않게 된다. 이러한 점에서 콜로이드 실리카의 평균 일차 입경이 100 nm 이하, 다시 말해 85 nm 이하, 다시 말해 70 nm 이하이면, 연마용 조성물 중의 콜로이드 실리카의 분산성을 실용상 특히 바람직한 수준으로까지 향상시킬 수 있다. 또한, 콜로이드 실리카의 평균 일차 입경이 70 nm 이하이면, 콜로이드 실리카의 평균 일차 입경이 지나치게 큰 경우에 발생할 수 있는 연마용 조성물에 의한 텅스텐막의 연마 속도의 저하를 억제할 수도 있다. 또한, 이상에서 설명한 평균 일차 입경의 값은, BET법으로 측정되는 콜로이드 실리카의 비표면적에 기초하여 산출되는 것이다.
연마용 조성물 중의 콜로이드 실리카의 함유량은 10 g/L 이상인 것이 바람직하고, 15 g/L 이상인 것이 보다 바람직하고, 20 g/L 이상인 것이 더욱 바람직하다. 콜로이드 실리카의 함유량이 많아짐에 따라, 연마용 조성물에 의한 텅스텐막의 연마 속도가 향상된다. 이러한 점에서 연마용 조성물 중의 콜로이드 실리카의 함유량이 10 g/L 이상, 다시 말해 15 g/L 이상, 다시 말해 20 g/L 이상이면, 연마용 조성물에 의한 텅스텐막의 연마 속도를 실용상 특히 바람직한 수준으로까지 향상시킬 수 있다.
또한, 연마용 조성물 중의 콜로이드 실리카의 함유량은 200 g/L 이하인 것이 바람직하고, 150 g/L 이하인 것이 보다 바람직하고, 100 g/L 이하인 것이 더욱 바람직하다. 콜로이드 실리카의 함유량이 적어짐에 따라, 연마용 조성물에 의한 텅스텐막의 연마 속도와 비교하여 연마용 조성물에 의한 실리콘 산화막의 연마 속도가 크게 저하되기 때문에, 실리콘 산화막에 대한 텅스텐막의 연마 선택성이 향상된다. 이러한 점에서 연마용 조성물 중의 콜로이드 실리카의 함유량이 200 g/L 이하, 다시 말해 150 g/L 이하, 다시 말해 100 g/L 이하이면, 실리콘 산화막에 대한 텅스텐막의 연마 선택성을 실용상 특히 바람직한 수준으로까지 향상시킬 수 있다.
상기 과산화수소는, 텅스텐막을 산화하는 작용을 갖고, 연마용 조성물에 의 한 텅스텐막의 연마 속도를 향상시키는 기능을 한다.
연마용 조성물에 포함되는 과산화수소는 EL 등급, 즉 전자 공업용 고순도품인 것이 바람직하다.
연마용 조성물 중의 과산화수소의 함유량은 10 g/L 이상인 것이 바람직하고, 30 g/L 이상인 것이 보다 바람직하고, 50 g/L 이상인 것이 더욱 바람직하다. 과산화수소의 함유량이 많아짐에 따라, 연마용 조성물에 의한 텅스텐막의 연마 속도가 향상된다. 이러한 점에서 연마용 조성물 중의 과산화수소의 함유량이 10 g/L 이상, 다시 말해 30 g/L 이상, 다시 말해 50 g/L 이상이면, 연마용 조성물에 의한 텅스텐막의 연마 속도를 실용상 특히 바람직한 수준으로까지 향상시킬 수 있다.
또한, 연마용 조성물 중의 과산화수소의 함유량은 200 g/L 이하인 것이 바람직하고, 150 g/L 이하인 것이 보다 바람직하고, 100 g/L 이하인 것이 더욱 바람직하다. 과산화수소의 함유량이 적어짐에 따라, 연마용 조성물의 재료 비용이 억제된다. 이러한 점에서 연마용 조성물 중의 과산화수소의 함유량이 200 g/L 이하, 다시 말해 150 g/L 이하, 다시 말해 100 g/L 이하이면, 비용 대 효과면에서 유리하다.
상기 pH 조정제는, 연마용 조성물의 pH를 5 내지 8.5, 바람직하게는 6 내지 8, 보다 바람직하게는 6.5 내지 7.5가 되도록 필요에 따라 적절하게 첨가된다.
pH 조정제로서 사용되는 산은 질산, 염산, 붕산, 황산 및 인산으로부터 선택되는 무기산일 수도 있고, 숙신산, 시트르산, 말산, 글리세린산, 만델산, 아스코르브산, 글루탐산, 글리옥실산, 글리콜산, 락트산, 글루콘산, 타르타르산, 말레산 및 이타콘산으로부터 선택되는 유기산일 수도 있다. 그 중에서도 질산은 연마용 조성물의 안정성을 향상시킨다는 점에서 바람직하고, 인산은 연마용 조성물에 의한 텅스텐막의 연마 속도를 향상시킨다는 점에서 바람직하고, 시트르산은 연마용 조성물 중의 과산화수소를 안정화한다는 점에서 바람직하다.
또한, pH 조정제로서 사용되는 알칼리는, 암모니아, 4급 암모늄염을 제외한 암모늄염, 또는 알칼리 금속 수산화물인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 수산화나트륨 이외의 알칼리 금속 수산화물 또는 암모니아, 가장 바람직하게는 암모니아이다. 암모니아, 4급 암모늄염을 제외한 암모늄염, 또는 알칼리 금속 수산화물을 사용한 경우에는, 다른 알칼리, 특히 4급 암모늄염을 사용한 경우와 비교하여 양호한 슬러리 안정성을 갖는 연마용 조성물을 얻을 수 있다. 또한, 수산화나트륨 이외의 알칼리 금속 수산화물 또는 암모니아를 사용한 경우에는, 실리콘 산화막 중으로의 나트륨 이온의 확산에 따른 문제를 피할 수 있고, 암모니아를 사용한 경우에는, 실리콘 산화막 중으로의 알칼리 금속 이온의 확산에 따른 문제를 피할 수 있다. 수산화나트륨 이외의 알칼리 금속 수산화물은, 입수가 용이하다는 점에서 수산화칼륨인 것이 바람직하다.
연마용 조성물의 pH는 5 이상인 것이 필수이다. 연마용 조성물의 pH가 5 이상이면, 연마용 조성물에 의한 실리콘 산화막의 연마가 억제되기 때문에, 실리콘 산화막에 대한 텅스텐막의 연마 선택성을 향상시킬 수 있다. 단, 연마용 조성물의 pH가 약산성에서는 연마용 조성물 중의 콜로이드 실리카의 안정성이 저하되기 때문에, 콜로이드 실리카의 안정성 향상을 위해서는 연마용 조성물의 pH는 6 이상인 것 이 바람직하고, 6.5 이상인 것이 보다 바람직하다.
또한, 연마용 조성물의 pH는 8.5 이하인 것이 필수이다. 이것은 연마용 조성물의 pH가 8.5를 초과하면, 연마용 조성물에 의한 텅스텐막의 연마 속도에 관하여 실용적으로 충분한 수준으로까지 향상시킬 수 없기 때문이다. 연마용 조성물에 의한 텅스텐막의 연마 속도를 실용상 특히 바람직한 수준으로까지 향상시키기 위해서는, 연마용 조성물의 pH는 8 이하인 것이 바람직하고, 7.5 이하인 것이 보다 바람직하다.
본 실시 형태에 따르면, 이하의 이점이 얻어진다.
ㆍ본 실시 형태의 연마용 조성물은, 콜로이드 실리카 및 과산화수소를 함유하고, pH가 5 내지 8.5로 설정되어 있기 때문에, 실리콘 산화막에 대하여 텅스텐막을 선택적으로 연마할 수 있다. 따라서, 이 연마용 조성물에 따르면, 실리콘 산화막의 손실을 적게 할 수 있고, 실리콘 산화막의 손실 불균일도 작게 억제할 수 있다. 이에 따라, 연마 후의 웨이퍼의 표면 평탄성이 향상된다. 또한, 연마용 조성물 중의 철 이온 농도가 0.02 ppm 이하이기 때문에, 웨이퍼의 철 오염을 최대한 억제할 수도 있다. 따라서, 본 실시 형태의 연마용 조성물은, 텅스텐을 포함하는 웨이퍼를 연마하는 용도, 보다 구체적으로는 텅스텐 플러그를 형성하기 위해 텅스텐 패턴 부착 웨이퍼를 연마하는 용도로 적합하다.
ㆍ본 실시 형태의 연마용 조성물에는, 요오드산이나 과요오드산 등의 요오드 화합물이 함유되어 있지 않기 때문에, 연마 장치나 연마 패드를 부식할 우려가 있는 요오드 가스가 연마 중에 연마용 조성물로부터 발생할 우려가 없다.
상기 실시 형태는 다음과 같이 변경될 수도 있다.
ㆍ상기 실시 형태의 연마용 조성물에는 2종 이상의 콜로이드 실리카, 예를 들면 평균 일차 입경이 상이한 2종 이상의 콜로이드 실리카가 함유될 수도 있다.
ㆍ상기 실시 형태의 연마용 조성물에는 2종 이상의 pH 조정제가 함유될 수도 있다.
ㆍ상기 실시 형태의 연마용 조성물에는 인산염을 첨가할 수도 있다. 인산염을 첨가한 경우에는, pH 조정제로서 인산을 사용한 경우와 마찬가지로 연마용 조성물에 의한 텅스텐막의 연마 속도를 향상시킬 수 있다. 연마용 조성물에 첨가되는 인산염은 알칼리 금속의 인산염일 수도 있고, 인산이수소암모늄 등의 인산암모늄일 수도 있다.
ㆍ상기 실시 형태의 연마용 조성물에는, 필요에 따라 계면활성제, 수용성 고분자, 금속 킬레이트제를 첨가할 수도 있다. 계면활성제는 음이온 계면활성제, 비이온 계면활성제, 양이온 계면활성제 중 어느 하나일 수 있다. 수용성 고분자는, 예를 들면 폴리아크릴산, 히드록시에틸셀룰로오스 또는 플루란일 수도 있다. 금속 킬레이트제는, 예를 들면 에틸렌디아민사아세트산 또는 디에틸렌트리아민오아세트산일 수도 있다.
ㆍ상기 실시 형태의 연마용 조성물은 1 제형일 수도 있고, 2 제형을 비롯한 다제형일 수도 있다. 다제형으로 하는 경우, 콜로이드 실리카를 포함하는 제제의 pH는 6 내지 12인 것이 바람직하고, 6.5 내지 11인 것이 보다 바람직하다. 이 pH가 지나치게 낮은 경우에는, 콜로이드 실리카의 분산 안정성이 양호하지 않기 때문 에 겔화가 발생하기 쉽다. 반대로 pH가 지나치게 높은 경우에는, 콜로이드 실리카의 용해가 발생할 우려가 있다.
ㆍ상기 실시 형태의 연마용 조성물은, 연마용 조성물의 원액을 물로 희석함으로써 제조될 수도 있다.
ㆍ상기 실시 형태의 연마용 조성물은, 텅스텐 배선을 형성하기 위해 텅스텐 패턴 부착 웨이퍼를 연마하는 용도로 사용할 수도 있다.
<실시예>
이어서, 본 발명의 실시예 및 비교예를 설명한다.
콜로이드 실리카, 과산화수소, 산, 알칼리 및 인산염을 적당히 물과 혼합함으로써 실시예 1 내지 16의 연마용 조성물을 제조하였다. 콜로이드 실리카 또는 그에 대체되는 지립, 과산화수소 또는 그에 대체되는 산화제, 산, 알칼리, 및 인산염 또는 그에 대체되는 염을 적당히 물과 혼합함으로써 비교예 1 내지 13의 연마용 조성물을 제조하였다. 각 예의 연마용 조성물 중의 콜로이드 실리카 또는 그에 대체되는 지립, 과산화수소 또는 그에 대체되는 산화제, 산, 알칼리, 및 인산염 또는 그에 대체되는 염의 상세한 것, 및 연마용 조성물의 pH 및 연마용 조성물 중의 철 이온 농도를 측정한 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 또한, 연마용 조성물 중의 철 이온 농도의 측정에는 가부시끼가이샤 시마즈 세이사꾸쇼 제조의 플라즈마 발광 분석 장치 "ICPS-8100"을 사용하였다.
Figure 112007084621035-pat00001
표 1의 "콜로이드 실리카 또는 그에 대체되는 지립"란 중, "콜로이드 실리카*1"은 졸겔법에 의한 평균 일차 입경이 28 nm인 콜로이드 실리카, "콜로이드 실리카*2"는 졸겔법에 의한 평균 일차 입경이 23 nm인 콜로이드 실리카, "콜로이드 실리카*3"은 졸겔법에 의한 평균 일차 입경이 36 nm인 콜로이드 실리카, "콜로이드 실리카*4"는 졸겔법에 의한 평균 일차 입경이 44 nm인 콜로이드 실리카, "콜로이드 실리카*5"는 졸겔법에 의한 평균 일차 입경이 67 nm인 콜로이드 실리카, "콜로이드 실리카*6"은 졸겔법에 의한 평균 일차 입경이 22 nm인 콜로이드 실리카, "콜로이드 실리카*7"은 졸겔법에 의한 평균 일차 입경이 90 nm인 콜로이드 실리카, "콜로이드 실리카*8"은 졸겔법에 의한 평균 일차 입경이 11 nm인 콜로이드 실리카, "콜로이드 실리카*9"는 졸겔법에 의한 평균 일차 입경이 10 nm인 콜로이드 실리카, "콜로이드 실리카*10"은 졸겔법에 의한 평균 일차 입경이 30 nm인 콜로이드 실리카, "콜로이드 실리카*11"은 규산소다법에 의한 평균 일차 입경이 30 nm인 콜로이드 실리카, "퓸드 실리카"는 평균 입경이 30 nm인 퓸드 실리카, "α-알루미나"는 평균 입경이 190 nm인 α-알루미나를 나타낸다.
표 1의 "산화제"란 중, "H2O2"는 과산화수소, "H5IO6"은 오르토과요오드산을 나타낸다.
표 1의 "알칼리"란 중, "KOH"는 수산화칼륨, "NH3"은 암모니아를 나타낸다.
표 1의 "염류"란 중, "NH4H2PO4"는 인산이수소암모늄, "NH4NO3"은 질산암모늄, "NH4Cl"은 염화암모늄을 나타낸다.
하기 표 2의 "텅스텐막의 연마 속도"란 및 "실리콘 산화막의 연마 속도"란에는, 각 예의 연마용 조성물을 사용하여 텅스텐 블랭킷 웨이퍼 및 TEOS 블랭킷 웨이퍼를 하기 표 3에 나타낸 연마 조건으로 연마했을 때, 텅스텐막의 연마 속도 및 실리콘 산화막(TEOS막)의 연마 속도를 측정한 결과를 나타내었다. 연마 속도는, 연마 전후의 각 웨이퍼의 두께 차이를 연마 시간으로 나눔으로써 구하였다. 텅스텐 블랭킷 웨이퍼의 두께 측정에는 국제 전기 시스템 서비스 주식회사의 시트 저항 측정기 "VR-120"을 사용하고, TEOS 블랭킷 웨이퍼의 두께 측정에는 KLAㆍ텐콜사의 막 두께 측정 장치 "ASET F5x"를 사용하였다.
표 2의 "선택비"란에는, 상기와 같이 하여 구해지는 텅스텐막 및 실리콘 산화막의 연마 속도로부터 실리콘 산화막의 연마 속도에 대한 텅스텐막의 연마 속도의 비율을 계산한 결과를 나타내었다.
표 2의 "부식"란에는, 각 예의 연마용 조성물을 사용하여 표 3에 나타낸 연마 조건으로 연마한 텅스텐 패턴 부착 웨이퍼(가부시끼가이샤 어드반텍 제조)에서 부식량을 측정한 결과를 나타내었다. 사용한 텅스텐 패턴 부착 웨이퍼에는, 밑에서부터 순서대로 400 nm 두께의 TEOS막, 20 nm 두께의 티탄막, 50 nm의 질화티탄막 및 400 nm 두께의 텅스텐막이 설치되어 있다. TEOS막의 연마량이 두께 80 nm에 도달할 때까지 텅스텐 패턴 부착 웨이퍼를 연마함으로써, 0.2 ㎛ 간격으로 설치된 0.2 ㎛ 폭의 텅스텐 플러그를 웨이퍼 상에 형성하였다. 부식량의 측정은 KLAㆍ텐콜사의 접촉식 표면 측정 장치인 프로파이라 "HRP340"을 사용하여 행하였다.
표 2의 "철 오염"란에는, 각 예의 연마용 조성물을 사용하여 표 3에 나타낸 연마 조건으로 연마한 후의 텅스텐 패턴 부착 웨이퍼의 철 오염 정도를 평가한 결과를 나타내었다. 구체적으로는 가부시끼가이샤 테크노스 제조의 전체 반사 형광 X선 분석 장치 "TREX620"을 사용하여, 연마 후의 텅스텐 패턴 부착 웨이퍼 표면의 철 원자의 개수를 계측하여, 1×1010[atoms/cm2] 미만인 경우에는 ○(양호), 1×1010 [atoms/cm2] 이상인 경우에는 ×(불량)로 평가하였다.
표 2의 "실리콘 산화막 손실 불균일"란에는, 각 예의 연마용 조성물을 사용하여 표 3에 나타낸 연마 조건으로 연마한 텅스텐 패턴 부착 웨이퍼에서 실리콘 산화막의 손실 불균일을 측정한 결과를 나타내었다. 구체적으로는, 웨이퍼의 중심 부근의 센터 부분, 웨이퍼의 중심에서부터 30 nm 부근의 미들 부분, 및 웨이퍼의 단부로부터 30 nm 부근의 단부 부분에서의 실리콘 산화막의 연마 전후의 두께 차이를 측정하여, 그 두께 차이의 최대치와 최소치의 차를 실리콘 산화막의 손실 불균일로 하였다.
표 2의 "슬러리 안정성"란에는, 각 예의 연마용 조성물의 슬러리 안정성을 평가한 결과를 나타내었다. 보다 구체적으로는, 각 예의 연마용 조성물 1 ℓ를 용량 1 ℓ의 폴리에틸렌병에 넣어 80 ℃의 항온조 중에 유지하고, 하루 경과한 시점에서 연마용 조성물 중에 침전이 생기거나 연마용 조성물의 겔화가 발생한 경우에는 ×(불량), 하루 후에는 없었지만, 일주일 경과한 시점에서는 침전 또는 겔화가 있었던 경우에는 △(보통), 일주일 경과해도 침전 또는 겔화가 없었던 경우에는 ○(양호)로 평가하였다.
표 2의 "요오드 가스"란에는, 각 예의 연마용 조성물의 요오드 가스 농도를 평가한 결과를 나타내었다. 구체적으로는 리켄 게끼 가부시끼가이샤 제조의 요오드 가스 농도 검출기 "EC-777"을 사용하여, 각 예의 연마용 조성물의 요오드 가스 농도를 측정하고, 요오드 가스 농도가 0.1 ppm 이하인 경우에는 ○(양호), 0.1 ppm을 상회하는 경우에는 ×(불량)로 평가하였다.
Figure 112007084621035-pat00002
Figure 112007084621035-pat00003
표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 16의 연마용 조성물에서는, 텅스텐막의 연마 속도에 관하여 100 nm/분 이상이라는 실용적으로 충분한 수준의 값이 얻어지고, 실리콘 산화막과 텅스텐막 사이의 선택비에 관해서도 3 이상이라는 실용적으로 충분한 수준의 값이 얻어졌다. 또한, 실시예 1 내지 16의 연마용 조성물에서는, 부식에 관해서도 40 nm 이하라는 실용적으로 충분한 수준의 값이 얻어졌다. 또한, 실리콘 산화막의 손실 불균일에 관해서도 20 nm 이하라는 실용적으로 충분한 수준의 값이 얻어졌다. 또한, 실시예 1 내지 16의 연마용 조성물에서는, 철 오염에 관한 평가가 모두 양호하였다.
이에 대하여, 비교예 3 내지 13의 연마용 조성물에서는, 실리콘 산화막과 텅스텐막 사이의 선택비에 관하여 실용적으로 충분한 수준의 값이 얻어지지 않았다. 또한, 비교예 1, 2의 연마용 조성물에서는, 부식에 관하여 실용적으로 충분한 수준의 값이 얻어지지 않았다.

Claims (8)

  1. 콜로이드 실리카, 과산화수소 및 인산염을 함유하며,
    pH가 5 내지 8.5이고,
    연마용 조성물 중의 철 이온 농도가 0.02 ppm 이하인 것을 특징으로 하는 연마용 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 실리콘 산화막의 연마 속도에 대한 텅스텐막의 연마 속도의 비가 3 이상인 것을 특징으로 하는 연마용 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 연마용 조성물을 사용하여 연마한 후의 웨이퍼에서의 실리콘 산화막의 손실 불균일을 20 nm 이하로 할 수 있는 연마용 조성물.
  5. 제1항에 기재된 연마용 조성물을 사용하여 텅스텐을 포함하는 웨이퍼를 연마하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 인산염이 알칼리 금속의 인산염 또는 인산암모늄인 연마용 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 콜로이드 실리카의 함유량이 10 g/L 내지 200 g/L인 연마용 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 과산화수소의 함유량이 10 g/L 내지 200 g/L인 연마용 조성물.
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