KR101907229B1 - 연마용 조성물 및 그것을 이용한 연마 방법 - Google Patents

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Abstract

연마용 조성물은, 연마 입자를 포함하지 않고 실리콘 웨이퍼를 연마하는 연마용 조성물로서, pH 완충제와, 연마 촉진제와, 수용성 고분자와, 블록형 화합물을 포함한다.
그 결과, 연마용 조성물을 이용하여, 실리콘 웨이퍼를 연마함으로써, 0.1μm/min보다 큰 연마 속도가 얻어진다.

Description

연마용 조성물 및 그것을 이용한 연마 방법{POLISHING COMPOSITION AND POLISHING METHOD USING SAME}
이 발명은, 실리콘 웨이퍼를 연마하는 연마용 조성물 및 그것을 이용한 연마 방법에 관한 것이다.
종래, 실리콘 웨이퍼의 연마에 있어서, 일반적으로 다단 연마가 행해지고 있다. 즉, 1차 연마에서 실리콘 웨이퍼를 평탄하게 하고, 그 후의 2차 연마 이후로, 실리콘 웨이퍼의 표면을 보다 정밀하게 마무리하는 다단 연마가 행해지고 있다.
1차 연마에 있어서는, 높은 연마 레이트와 실리콘 웨이퍼의 평탄성이 요구된다. 종래의 1차 연마용의 연마 조성물에는, 연마 레이트를 얻기 위해, 연마 입자가 이용되고 있다. 그리고, 이 연마 입자로서 나노미터 수준의 콜로이드형상 입자 등이 이용된다.
최근, 웨이퍼 품질의 요구 정밀도가 높아짐에 따라, 1차 연마에 있어서도, 스크래치, 및 LPD(Light Point Defect)의 방지·대책이 필요해졌다.
연마 입자를 이용한 연마 조성물에 의한 기계적 연마는, 높은 연마 레이트를 얻을 수 있지만, 동시에, 스크래치의 발생 및 LPD를 낳는 요인이 될 수 있다.
스크래치의 발생 및 LPD의 저감 대책으로서, 연마 입자에 주목하여, 연마 입자를 포함하지 않고 실리콘 웨이퍼를 연마하는 연마용 조성물 A가 알려져 있다(특허 문헌 1). 이 연마용 조성물 A는, 수용성 규산 성분과 알칼리 성분을 함유하고, pH가 8.5~13인 알칼리성 수용액으로 이루어진다.
그리고, 이 연마용 조성물 A는, 연마 입자를 포함하는 연마용 조성물 B로 실리콘 웨이퍼를 연마한 후의 연마에 이용된다. 즉, 연마용 조성물 A는, 실리콘 웨이퍼의 2단 연마에 있어서의 후단의 연마에 이용된다. 따라서, 실질적인 연마 입자가 없는 연마용 조성물에 의한 연마를 실현할 수 없었다. 또, 연마 레이트를 얻기 위해, 통상, 이용되고 있는 300gf/cm2 전후의 높은 연마압을 필요로 하기 때문에, 스크래치의 증가나, 가장자리 함몰 등의 웨이퍼의 형상 악화의 문제가 있다. 또한, 높은 연마압에 의한 연마는, 연마 온도의 상승을 수반하기 때문에, 케미컬 성분의 반응성이 국소적으로 높아짐으로써, 웨이퍼의 면내의 두께가 불균일해지는 것 같은 평탄성의 문제가 생긴다.
또, 실리콘 웨이퍼의 다단 연마에 있어서는, 후단의 연마는, 보다 미세한 거칠기, 스크래치 및 나노미터 수준의 결함, LPD의 제거·저하가 주된 과제가 된다.
일본국 특허공개 평9-306881호 공보
그러나, 실리콘 웨이퍼의 1차 연마에 있어서, 연마 입자를 제외한 조성에서 연마를 행하면, 일반적으로 기계적 연마 작용이 저하되어, 연마 레이트가 저하된다는 문제가 있다. 또, 연마 후의 웨이퍼에 있어서의 Haze 및 LPD의 불균형이 크다는 문제도 있었다.
그래서, 이 발명은, 이와 같은 문제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그 목적은, 연마 입자를 포함하지 않고, 또한, 실리콘 웨이퍼의 1차 연마에 적용 가능한 연마 레이트가 얻어지는 연마용 조성물을 제공하는 것이다.
또, 이 발명의 다른 목적은, 연마 입자를 포함하지 않고, 또한, 실리콘 웨이퍼의 1차 연마에 적용 가능한 연마 레이트가 얻어지는 연마용 조성물을 이용한 연마 방법을 제공하는 것이다.
이 발명에 의하면, 연마용 조성물은, 연마 입자를 포함하지 않고 실리콘 웨이퍼를 연마하는 연마용 조성물로서, 연마 촉진제와, 수용성 고분자와, 옥시에틸렌기 및 옥시프로필렌기가 블록형 폴리에테르에 포함되는 블록형 화합물을 포함한다. 연마 촉진제는, 아민 화합물 또는 무기 알칼리 화합물로 이루어진다.
또, 이 발명에 의하면, 연마 방법은, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 연마용 조성물을 이용하여 실리콘 웨이퍼를 연마하는 연마 방법이다.
이 발명의 실시의 형태에 의하면, 연마용 조성물은, 연마 입자를 포함하지 않고 실리콘 웨이퍼를 연마하는 연마용 조성물이며, 연마 촉진제와, 수용성 고분자와, 블록형 화합물을 포함한다. 그 결과, 연마용 조성물을 이용하여 실리콘 웨이퍼를 연마함으로써, 0.1μm/min보다 큰 연마 속도가 얻어진다.
또, 이 수용성 고분자와 블록형 화합물의 효과에 의해, Haze 및 LPD를 저감시킬 수 있다. 특히, 블록형 화합물은, 1개의 고분자쇄 중에 친수성과 소수성의 기를 가지며, 또한, 공존하는 수용성 고분자에 비해, 분자량이 작기 때문에, 분자쇄·액 중에서의 입체 사이즈가 보다 작다. 이것에 의해, 실리콘 웨이퍼 표면으로의 흡착 속도가 빠르고, 입체 장해도 발생하기 어렵기 때문에, 실리콘 웨이퍼 표면에 고밀도로 결합하는 것이 가능해진다. 또한, 친수성과 소수성의 기를 가지는 블록 공중합체는, 연마된 직후의 실리콘 웨이퍼 표면, 즉, 반응성이 높은 실리콘과 친수성의 기가 신속한 결합을 일으킨다. 반대로, 소수성의 부위는, 분자쇄가 흡착된 후의 실리콘 웨이퍼 표면에 위치하여, 연마 환경 하에 존재하는 이물의 흡착을 막을 수 있다. 또, 수용성 고분자는, 수소결합에 의해 물분자를 포함하는 입체의 고분자쇄를 형성함으로써, 실리콘 웨이퍼 표면을 친수성으로 유지할 수 있다. 이들 수용성 고분자와 블록형 화합물 양쪽을 포함으로써, 각각 단체(單體)로 이용하는 경우보다, 보다 좋은 효과를 얻을 수 있다.
따라서, 이 발명의 실시의 형태에 의한 연마용 조성물을 실리콘 웨이퍼의 1차 연마에 적용할 수 있다.
도 1은 상대 연마 레이트와 블록형 화합물의 농도의 관계를 나타낸 도이다.
도 2는 LPD와 블록형 화합물의 농도의 관계를 나타낸 도이다.
도 3은 LPD와 블록형 화합물의 농도의 다른 관계를 나타낸 도이다.
도 4는 Haze와 블록형 화합물의 농도의 관계를 나타낸 도이다.
도 5는 LPD의 분포와 블록형 화합물의 농도의 관계를 나타낸 도이다.
도 6은 LPD의 분포와 블록형 화합물의 농도의 다른 관계를 나타낸 도이다.
도 7은 Haze의 분포와 블록형 화합물의 농도의 관계를 나타낸 도이다.
본 발명의 실시의 형태에 대해서 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 도면 중 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그 설명은 반복하지 않는다.
이 명세서에 있어서는, 연마에 관련한 설명을 기재하는 경우에는, 「실리콘 웨이퍼」를 이용하고, 화학 반응에 관련한 설명을 기재하는 경우에는, 「실리콘」을 이용한다.
이 발명의 실시의 형태에 의한 연마용 조성물 COMP1은, 연마 입자를 포함하지 않고 실리콘 웨이퍼를 연마하는 연마용 조성물로서, pH 완충제와, 연마 촉진제와, 수용성 고분자와, 하기 일반식(1)로 표시되는 2개의 질소를 가지는 알킬아민 구조를 포함하며, 또한, 적어도 1개의 블록형 폴리에테르가 알킬아민 구조의 2개의 질소 중 어느 하나에 결합된 화합물이며, 옥시에틸렌기 및 옥시프로필렌기가 블록형 폴리에테르에 포함되는 화합물을 포함한다.
Figure 112013075514369-pct00001
또한, 이 발명의 실시의 형태에 있어서는, 옥시에틸렌기 및 옥시프로필렌기가 블록형 폴리에테르에 포함되는 화합물을 「블록형 화합물」이라고 한다.
연마용 조성물 COMP1은, 산화층이 표면에 형성된 실리콘 웨이퍼의 연마, 즉, 실리콘 웨이퍼의 1차 연마에 이용된다. 또, 연마용 조성물 COMP1은, 실리콘 웨이퍼의 편면 연마 또는 실리콘 웨이퍼의 양면 연마에 이용된다.
pH 완충제는, 예를 들면, 탄산염 및 탄산수소염을 포함한다. 완충 작용으로서는, 탄산염과 탄산수소염을 혼합, 혹은 각각 단체로도 이용할 수 있다. 탄산염은, 알칼리 금속 원소와 같이 1가 이온의 탄산염으로 이루어지며, 예를 들면, 탄산칼륨 및 탄산나트륨 중 어느 하나로 이루어진다. 또, 알칼리토류 금속 원소와 같이 2가의 금속 이온으로 이루어지는 탄산염 및 암모늄염 및 아민탄산염과 같이 질소기 및 유기 화합물로 이루어지는 탄산염도 포함된다. 예를 들면, 아민탄산염으로서는, 구아니딘 탄산염, 아미노구아니딘 탄산염, 비구아니드 탄산염 등으로 이루어진다. 또, 탄산수소염은, 탄산염과 마찬가지로 알칼리·알칼리토류 금속 원소의 염, 암모늄염, 아민 화합물에 의한 염과 같이 무기 화합물 및 유기 화합물의 염으로 이루어진다. 예를 들면, 1가의 알칼리 금속의 탄산수소 화합물로서는, 탄산수소칼륨 및 탄산수소나트륨 중 어느 하나로 이루어진다.
pH 완충제는, 탄산염과 탄산수소염을 포함한다. 탄산염은, 1가 이온의 탄산염으로 이루어지며, 예를 들면, 탄산칼륨 및 탄산나트륨 중 어느 하나로 이루어진다. 탄산수소염은, 1가 이온의 탄산수소염으로 이루어지며, 예를 들면, 탄산수소칼륨 및 탄산수소나트륨 중 어느 하나로 이루어진다.
연마 촉진제는, 아민 화합물 또는 무기 알칼리 화합물로 이루어진다. 이 발명의 실시의 형태에 있어서는, 아민 화합물이란, 질소기를 포함하는 제1급으로부터 제4급의 아민을 포함하는 것이다. 그리고, 아민 화합물은, 탄소수가 1~6인 아민으로 이루어지며, 예를 들면, 2-(2-아미노에틸아미노)에탄올로 이루어진다. 탄소수가 6을 넘으면, 연마 촉진제로서 실리콘과의 착체 형성 능력이 저하되어, 단위 농도당 효과가 저하되기 때문이다.
무기 알칼리 화합물은, 예를 들면, 수산화칼륨으로 이루어진다.
수용성 고분자는, 셀룰로오스 구조를 가지는 고분자 화합물로 이루어지며, 예를 들면, 히드록시에틸셀룰로오스로 이루어진다. 또, 수용성 고분자는, 비이온성 고분자 화합물로 이루어지며, 예를 들면, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 및 폴리에틸렌옥시드 중 어느 하나로 이루어진다.
블록형 화합물은, 옥시에틸렌기 및 옥시프로필렌기가 블록형 폴리에테르 1개의 고분자쇄 중에 친수성과 소수성의 기를 가지는 블록형 화합물, 예를 들면, 에틸렌디아민테트라폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌으로 이루어진다.
연마용 조성물 COMP1은, pH 완충제, 연마 촉진제, 수용성 고분자 및 블록형 화합물을 적절히 혼합하고 물을 더함으로써 제작된다. 또, 연마용 조성물 COMP1은, pH 완충제, 연마 촉진제, 수용성 고분자 및 블록형 화합물을, 순차적으로, 물에 혼합함으로써 제작된다. 그리고, 이들 성분을 혼합하는 수단으로서는, 호모지나이저, 및 초음파 등, 연마용 조성물의 기술 분야에 있어서 상용되는 수단이 이용된다.
연마용 조성물 COMP1이 상기 서술한 pH 완충제를 포함하는 결과, 연마용 조성물 COMP1의 pH는, 10.5로 제어된다.
이 발명의 실시의 형태에 있어서는, 연마용 조성물 COMP1은, 킬레이트제를 더 포함하고 있어도 된다.
킬레이트제는, 에틸렌디아민4아세트산(EDTA: Ethylene Diamine Tetraacetic Acid), 히드록시에틸렌디아민3아세트산(HEDTA: Hydroxyethyl Ethylene Diamine Triacetic Acid), 디에틸렌트리아민5아세트산(DTPA: Diethylene Triamine Pentaacetic Acid), 니트릴로3아세트산(NTA: Nitrilo Triacetic Acid), 트리에틸렌테트라민6아세트산(TTHA: Triethylene Tetramine Hexaacetic Acid), 히드록시에틸이미노2아세트산(HIDA: Hydroxyethyl Imino Diacetic Acid), 디히드록시에틸글리신(DHEG: Dihydroxy Ethyl Glycine), 에틸렌글리콜비스2아미노에틸에테르4아세트산(EGTA: Ethylene Glycol bis(2-aminoethylether)Tetraacetic Acid), 및 1,2-시클로헥산디아민4아세트산(CDTA: 1,2-Cyclohexane Diamine Tetraacetic Acid) 중 어느 하나로 이루어진다. 또, 킬레이트제는, 이들 치환체 및 유도체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종류의 화합물로 이루어진다. 또한, 킬레이트제는, 유기산으로 이루어져 있어도 되고, 예를 들면, 주석산 칼륨나트륨, 주석산 칼륨, 구연산, 구연산3나트륨, 구연산1나트륨, 구연산3칼륨, 락트산, 및 DL-사과산 중 어느 하나로 이루어진다.
그리고, 킬레이트제는, 연마 대상물인 실리콘 웨이퍼가 금속에 오염되는 것을 방지한다. 또, 킬레이트제는, 금속 오염 방지에 대한 효과 이외에 기본적으로는 연마 레이트의 향상, 및 실리콘 웨이퍼의 표면 거칠기 등에 영향을 주지 않지만, 그 농도에 따라 연마용 조성물의 pH가 변화된다. 이 때문에, 킬레이트제는, pH 조정제로서 기능하는 경우도 있다.
이하, 실시예를 이용하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
실시예 1에 있어서의 연마용 조성물의 성분 및 연마 레이트를 표 1에 나타낸다.
Figure 112013075514369-pct00002
실시예 1의 연마용 조성물은, 4.75중량%의 K2CO3와, 1.15중량%의 KHCO3와, 0.50중량%의 2-(2-아미노에틸아민)에탄올과, 0.025중량%의 히드록시에틸셀룰로오스(HEC)와, 0.025중량%의 에틸렌디아민테트라폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌과, 0.375중량%의 디에틸렌트리아민5아세트산을 포함한다.
실시예 1의 연마용 조성물은, 2종류의 pH 완충제를 포함한다.
(연마 속도 평가)
연마 장치(DSM20B-5P-4D(스피드팜 사제))를 이용하여, 연마 패드(우레탄제 패드(닛타·하스 주식회사제))에 실시예 1의 25배 희석한 연마용 조성물을 5.0리터/분의 비율로 공급하고, 또한, 직경 300mm의 실리콘 웨이퍼에 175(g/cm2)의 압력을 인가하면서 연마 정반을 상측 정반 -11.9rpm/하측 정반 35.0rpm의 회전 속도로 회전시켜, 캐리어를 -8.3rpm의 회전 속도로 회전시키면서, 30~120분간, 양면 연마를 행했다.
연마 종료 후, 연마에 의해 제거된 실리콘 웨이퍼의 두께의 차를 쿠로다 정공 주식회사제 웨이퍼용 평탄도 검사 장치 나노메트로·300TT에 의해 측정했다. 연마 속도는, 단위 시간당 연마에 의해 제거된 실리콘 웨이퍼의 두께(μm/분)로 평가했다.
표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1의 연마용 조성물을 이용했을 때의 연마 속도는, 0.14~0.15(μm/min)이며, 0.1(μm/min)보다 크다.
상기 서술한 바와 같이, 연마용 조성물 COMP1을 이용하여, 실리콘 웨이퍼를 연마함으로써, 0.1(μm/min)보다 큰 연마 속도가 얻어진다.
따라서, 연마용 조성물 COMP1을 실리콘 웨이퍼의 1차 연마에 적용할 수 있다.
실시예 2, 3에 있어서의 연마용 조성물의 성분을 표 2에 나타낸다.
Figure 112013075514369-pct00003
실시예 2의 연마용 조성물은, 0.200중량%의 K2CO3와, 0.050중량%의 KHCO3와, 0.020중량%의 2-(2-아미노에틸아민)에탄올과, 중량 평균 분자량이 500,000이며, 농도가 10ppm인 히드록시에틸셀룰로오스(HEC)와, 0.1~10ppm의 에틸렌디아민테트라폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌과, 0.015중량%의 디에틸렌트리아민5아세트산을 포함한다.
실시예 3의 연마용 조성물은, 0.200중량%의 K2CO3와, 0.050중량%의 KHCO3와, 0.020중량%의 2-(2-아미노에틸아민)에탄올과, 중량 평균 분자량이 1,300,000이며, 농도가 10ppm인 히드록시에틸셀룰로오스(HEC)와, 0.1~10ppm의 에틸렌디아민테트라폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌과, 0.015중량%의 디에틸렌트리아민5아세트산을 포함한다.
실시예 3의 연마용 조성물은, 실시예 2의 연마용 조성물에 있어서의 히드록시에틸셀룰로오스(HEC)의 중량 평균 분자량을 500,000(Mw)에서 1,300,000(Mw)으로 바꾼 것이다.
연마 후의 실리콘 웨이퍼의 LPD 및 Haze는, 히타치 전자 엔지니어링 주식회사제 LS6600로 측정했다. LPD는, 130nm보다 큰 사이즈와, 90nm보다 큰 사이즈를 각각 측정했다.
도 1은, 상대 연마 레이트와 블록형 화합물의 농도의 관계를 나타낸 도이다. 도 1에 있어서, 종축은, 상대 연마 레이트를 나타내고, 횡축은, 블록형 화합물(=에틸렌디아민테트라폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌)의 농도를 나타낸다. 또, 흰 마름모꼴은, 실시예 2의 연마용 조성물을 이용했을 때의 상대 연마 레이트를 나타내고, 흰 동그라미는, 실시예 3의 연마용 조성물을 이용했을 때의 상대 연마 레이트를 나타낸다.
또한, 상대 연마 레이트는, 연마 입자를 포함하는 연마용 조성물을 이용했을 때의 연마 레이트를 1.0으로 했을 때의 연마 레이트를 나타낸다. 그리고, 연마 입자를 포함하는 연마용 조성물은, 5중량%의 콜로이달실리카와, 0.06중량%의 수산화칼륨(KOH)과, 에틸렌디아민4아세트산(EDTA)을 포함하며, pH가 11.2이다.
도 1을 참조하여, 상대 연마 레이트는, 0.1~10ppm의 블록형 화합물의 농도의 전체 범위에 있어서, 1.0보다 크다. 즉, 실시예 2, 3의 연마용 조성물을 이용했을 때의 연마 레이트는, 연마 입자를 포함하는 연마용 조성물을 이용했을 때의 연마 레이트보다 크다.
도 2는, LPD와 블록형 화합물의 농도의 관계를 나타낸 도이다. 도 2에 있어서는, 종축은, 130nm보다 큰 LPD를 나타내고, 횡축은, 블록형 화합물(=에틸렌디아민테트라폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌)의 농도를 나타낸다. 또, 흰 마름모꼴은, 실시예 2의 연마용 조성물을 이용했을 때의 130nm보다 큰 LPD와 블록형 화합물의 농도의 관계를 나타내고, 흰 동그라미는, 실시예 3의 연마용 조성물을 이용했을 때의 130nm보다 큰 LPD와 블록형 화합물의 농도의 관계를 나타낸다. 또한, 검은 마름모꼴은, 실시예 2의 연마용 조성물에 있어서 블록형 화합물의 농도를 0ppm으로 했을 때의 130nm보다 큰 LPD를 나타내고, 검은 동그라미는, 실시예 3의 연마용 조성물에 있어서 블록형 화합물의 농도를 0ppm으로 했을 때의 130nm보다 큰 LPD를 나타낸다.
또한, 도 2에 있어서의 130nm보다 큰 LPD는, 실시예 2의 연마용 조성물에 있어서 블록형 화합물의 농도를 0ppm으로 했을 때의 130nm보다 큰 LPD(=검은 마름모꼴)를 기준으로서 나타내고 있다.
도 2를 참조하여, 실시예 2, 3의 연마용 조성물을 이용했을 때의 130nm보다 큰 LPD는, 1~10ppm의 블록형 화합물의 농도에 있어서, 블록형 화합물의 농도가 0ppm인 경우보다 작아진다.
도 3은, LPD와 블록형 화합물의 농도의 다른 관계를 나타낸 도이다. 도 3에 있어서는, 종축은, 90nm보다 큰 LPD를 나타내고, 횡축은, 블록형 화합물(=에틸렌디아민테트라폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌)의 농도를 나타낸다. 또, 흰 마름모꼴은, 실시예 2의 연마용 조성물을 이용했을 때의 90nm보다 큰 LPD와 블록형 화합물의 농도의 관계를 나타내고, 흰 동그라미는, 실시예 3의 연마용 조성물을 이용했을 때의 90nm보다 큰 LPD와 블록형 화합물의 농도의 관계를 나타낸다. 또한, 검은 마름모꼴은, 실시예 2의 연마용 조성물에 있어서 블록형 화합물의 농도를 0ppm으로 했을 때의 90nm보다 큰 LPD를 나타내고, 검은 동그라미는, 실시예 3의 연마용 조성물에 있어서 블록형 화합물의 농도를 0ppm으로 했을 때의 90nm보다 큰 LPD를 나타낸다.
또한, 90nm보다 큰 LPD는, 실시예 2의 연마용 조성물에 있어서 블록형 화합물의 농도를 0ppm으로 했을 때의 90nm보다 큰 LPD(=검은 마름모꼴)를 기준으로서 나타내고 있다.
도 3을 참조하여, 실시예 2, 3의 연마용 조성물을 이용했을 때의 90nm보다 큰 LPD는, 1~10ppm의 블록형 화합물의 농도에 있어서, 블록형 화합물의 농도가 0ppm인 경우보다 작아진다.
도 4는, Haze와 블록형 화합물의 농도의 관계를 나타낸 도이다. 도 4에 있어서, 종축은, Haze(상대치)를 나타내고, 횡축은, 블록형 화합물(=에틸렌디아민테트라폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌)의 농도를 나타낸다. 또, 흰 마름모꼴은, 실시예 2의 연마용 조성물을 이용했을 때의 Haze(상대치)와 블록형 화합물의 농도의 관계를 나타내고, 흰 동그라미는, 실시예 3의 연마용 조성물을 이용했을 때의 Haze(상대치)와 블록형 화합물의 농도의 관계를 나타낸다. 또한, 검은 마름모꼴은, 실시예 2의 연마용 조성물에 있어서 블록형 화합물의 농도를 0ppm으로 했을 때의 Haze(상대치)를 나타내고, 검은 동그라미는, 실시예 3의 연마용 조성물에 있어서 블록형 화합물의 농도를 0ppm으로 했을 때의 Haze(상대치)를 나타낸다.
또한, Haze는, 실시예 2의 연마용 조성물에 있어서 블록형 화합물의 농도를 0ppm으로 했을 때의 Haze(=검은 마름모꼴)를 기준으로서 나타내고 있다.
도 4를 참조하여, 실시예 2, 3의 연마용 조성물을 이용했을 때의 Haze는, 1~10ppm의 블록형 화합물의 농도에 있어서, 블록형 화합물의 농도가 0ppm인 경우보다 작아진다.
따라서, 블록형 화합물의 농도는, 1~10ppm의 범위가 적합하다.
도 5는, LPD의 분포와 블록형 화합물의 농도의 관계를 나타낸 도이다. 도 5에 있어서는, 종축은, 130nm보다 큰 LPD를 나타내고, 횡축은, 블록형 화합물(=에틸렌디아민테트라폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌)의 농도를 나타낸다. 또, 검은 사각형은, 실시예 2의 연마용 조성물을 이용했을 때의 130nm보다 큰 LPD와 블록형 화합물의 농도의 관계를 나타낸다. 또한, 도 5 중의 직선에 의해 나타내는 범위가 LPD의 분포 범위를 나타낸다.
도 5를 참조하여, 130nm보다 큰 LPD의 분포는, 블록형 화합물(=에틸렌디아민테트라폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌)의 농도를 1~10ppm으로 증가시키면, 작아진다.
도 6은, LPD의 분포와 블록형 화합물의 농도의 다른 관계를 나타낸 도이다. 도 6에 있어서는, 종축은, 90nm보다 큰 LPD를 나타내고, 횡축은, 블록형 화합물(=에틸렌디아민테트라폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌)의 농도를 나타낸다. 또, 검은 사각형은, 실시예 3의 연마용 조성물을 이용했을 때의 90nm보다 큰 LPD와 블록형 화합물의 농도의 관계를 나타낸다. 또한, 도 6 중의 직선에 의해 나타내는 범위가 LPD의 분포 범위를 나타낸다.
도 6을 참조하여, 90nm보다 큰 LPD의 분포는, 블록형 화합물(=에틸렌디아민테트라폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌)의 농도를 1~10ppm으로 증가시키면, 극단적으로 작아진다.
도 7은, Haze의 분포와 블록형 화합물의 농도의 관계를 나타낸 도이다. 도 7에 있어서, 종축은, Haze(상대치)를 나타내고, 횡축은, 블록형 화합물(=에틸렌디아민테트라폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌)의 농도를 나타낸다. 또, 검은 사각형은, 실시예 3의 연마용 조성물을 이용했을 때의 Haze와 블록형 화합물의 농도의 관계를 나타낸다. 또한, 도 7 중의 직선에 의해 나타내는 범위가 Haze의 분포 범위를 나타낸다.
도 7을 참조하여, Haze의 분포는, 블록형 화합물(=에틸렌디아민테트라폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌)의 농도가 1~10ppm으로 증가하면, 극단적으로 작아진다.
이와 같이, 블록형 화합물(=에틸렌디아민테트라폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌)의 농도를 1~10ppm으로 증가시킴으로써 LPD의 분포 및 Haze의 분포를 작게 할 수 있다.
상기 서술한 연마용 조성물 COMP1은, pH 완충제를 포함하지만, 연마용 조성물 COMP1을 순환시키지 않는 경우, 연마용 조성물 COMP1은, pH 완충제를 포함하지 않아도 된다.
연마용 조성물 COMP1을 순환시키는 경우, 실리콘 웨이퍼의 표면에 공급되는 연마용 조성물 COMP1의 pH가 시간의 경과와 함께 변화한다. 그래서, 연마용 조성물 COMP1은, 연마용 조성물 COMP1을 순환시키는 경우, pH 완충제를 포함한다.
따라서, 연마용 조성물 COMP1은, 연마용 조성물 COMP1을 순환시키는 경우, pH 완충제를 포함하며, 연마용 조성물 COMP1을 순환시키지 않는 경우, pH 완충제를 포함하지 않는다.
또한, 이 발명의 실시의 형태에 있어서는, 블록형 화합물은, 상기의 일반식(1)에 의해 표시되는 2개의 질소를 가지는 알킬아민 구조를 포함하지 않아도 되고, 옥시에틸렌기 및 옥시프로필렌기가 블록형 폴리에테르에 포함되는 화합물이면 된다.
이번 개시된 실시의 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시의 형태의 설명이 아닌 특허청구범위에 의해 나타내며, 특허청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
이 발명은, 실리콘 웨이퍼의 연마에 이용되는 연마용 조성물 및 그것을 이용한 연마 방법에 적용된다.

Claims (3)

  1. 연마 입자를 포함하지 않고 실리콘 웨이퍼를 연마하는 1차 연마용 조성물로서,
    탄소수가 1~6인 아민 화합물로 이루어지는 연마 촉진제와,
    수용성 고분자와,
    옥시에틸렌기 및 옥시프로필렌기가 블록형 폴리에테르에 포함되는 블록형 화합물을 포함하고,
    상기 블록형 화합물의 농도는 0.1~10ppm인, 1차 연마용 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    탄산염과 탄산수소염으로 이루어지는 pH완충제를 더 포함하는, 1차 연마용 조성물.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 1차 연마용 조성물을 이용하여 실리콘 웨이퍼를 1차 연마하는, 연마 방법.
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