KR20020093991A - Method of Modifying the Surface of a Semiconductor Wafer - Google Patents

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KR20020093991A
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존 제이. 가글리알디
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
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Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼의 표면 개질 방법을 제공한다. 본 발명의 방법은 (a) 반도체 웨이퍼를 -OH, -OOH, =O 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 내지 10개의 관능기 및 -CH2-, -CH2O-, -C2H4O-, -C3H6O- 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 내지 10개의 연속적인 기를 갖는 극성 성분 및 물을 포함하는 조성물의 존재하에 고정된 연마제 용품과 접촉시키는 단계, 및 (b) 웨이퍼와 고정된 연마제 용품을 상대적으로 이동시켜 웨이퍼의 표면을 개질하는 단계를 포함한다.The present invention provides a method of surface modification of a semiconductor wafer. The process of the present invention comprises (a) 1 to 10 functional groups selected from the group consisting of -OH, -OOH, = O and combinations thereof, and -CH 2- , -CH 2 O-, -C 2 H Contacting with the fixed abrasive article in the presence of a composition comprising water and a polar component having from 1 to 10 consecutive groups selected from the group consisting of 4 O-, -C 3 H 6 O- and combinations thereof, and (b) relatively moving the wafer and the fixed abrasive article to modify the surface of the wafer.

Description

반도체 웨이퍼의 표면 개질 방법 {Method of Modifying the Surface of a Semiconductor Wafer}Method of Modifying the Surface of a Semiconductor Wafer

반도체의 제조에 사용되는 웨이퍼는 종종 제조 공정동안 몇몇 시점에서 표면 개질, 예를 들어 연마 및 평면화를 요구한다. 통상의 연마 방법은 연마 기재와 웨이퍼를 서로에 대해, 통상 수성 용액의 존재하에 이동시키는 것을 포함한다.Wafers used in the manufacture of semiconductors often require surface modification, eg polishing and planarization, at some point during the manufacturing process. Conventional polishing methods include moving the polishing substrate and the wafer relative to each other, usually in the presence of an aqueous solution.

연마 방법은 웨이퍼의 표면으로부터 가장 높은 지점을 제거하는데 사용될 수 있다. 연마 작업은 비가공 및 부분 가공된 웨이퍼상에 수행된다. 통상의 비가공된 웨이퍼는 결정성 규소 또는 또다른 반도체 물질, 예를 들어 갈륨 비화물이다. 통상의 웨이퍼가 연마를 위해 준비되는 경우 하나 이상의 패턴화된 층 위에 윤곽을 따라 놓여진 유리, 이산화규소와 같은 유전 물질 또는 금속의 상부층을 갖는다. 하부 패턴화된 층은 국소적인 돌출부를 생성한다. 연마는 웨이퍼의 표면이 이상적으로 평평하거나 평면화되도록 국소적인 지형을 평탄하게 한다.The polishing method can be used to remove the highest point from the surface of the wafer. Polishing operations are performed on unprocessed and partially processed wafers. Typical unprocessed wafers are crystalline silicon or another semiconductor material, such as gallium arsenide. When a conventional wafer is prepared for polishing, it has an upper layer of glass, a dielectric material such as silicon dioxide, or a metal that is contoured over one or more patterned layers. The lower patterned layer creates a localized protrusion. Polishing flattens the local topography such that the surface of the wafer is ideally flattened or planarized.

몇몇 경우에, 연마는 화학 기계적 연마 공정에서 고정된 연마제 용품과 조합하여 작업되는 용액을 통해 달성된다. 예를 들어, 이산화규소 기재의 화학적 연마는 용액중 염기성 화합물이 이산화규소와 반응하여 수산화규소의 표면층을 형성하는 경우 일어난다. 기계적 공정은 연마제 용품이 기재의 표면으로부터 금속 수산화물을 제거하는 경우 일어난다.In some cases, polishing is accomplished through a solution working in combination with a fixed abrasive article in a chemical mechanical polishing process. For example, chemical polishing based on silicon dioxide occurs when the basic compound in solution reacts with silicon dioxide to form a surface layer of silicon hydroxide. The mechanical process occurs when the abrasive article removes metal hydroxides from the surface of the substrate.

많은 화학 기계적 연마 기술이 존재한다. 몇몇 화학 기계적 연마 기술은 연마하려는 용품 또는 연마 패드, 또는 이들 둘다의 궤도선회(orbiting) 또는 오실레이션(oscillation) 운동을 포함한다. 다른 화학 기계적 연마 기술은 연마하려는 용품하에 병진운동으로 전진하는 벨트형 연마 패드를 포함하고 연마하려는 용품은 벨트형 패드의 표면을 가로질러 회전, 오실레이션 또는 이들 둘다로 운동한다.Many chemical mechanical polishing techniques exist. Some chemical mechanical polishing techniques include orbiting or oscillation movement of an article or polishing pad, or both, to be polished. Other chemical mechanical polishing techniques include belt-like polishing pads that advance in translation under the article to be polished and the article to be polished rotates, oscillates or both across the surface of the belt-like pad.

몇몇 화학 기계적 연마 기술에서, 슬러리는 패드와 연마하려는 표면 사이에 분포된다. 이 슬러리는 종종 물 및 연마제 입자를 함유한다.In some chemical mechanical polishing techniques, the slurry is distributed between the pad and the surface to be polished. This slurry often contains water and abrasive particles.

다른 화학 기계적 연마 기술에서, 연마제는 기재상에 고정되고 연마 용액이 고정된 연마제와 연마하려는 표면 사이에 분포된다.In another chemical mechanical polishing technique, the abrasive is distributed between the abrasive to be fixed on the substrate and the polishing solution is fixed to the surface to be polished.

종종, 연마 패드 및 연마하려는 기재는 습윤을 억제하는 소수성이다. 습윤은 연마제 표면과 평면화하려는 웨이퍼의 표면 사이의 영역으로 새로운 화학물질의 운반을 용이하게 한다. 연마 액체는 또한 연마하려는 기재의 표면으로부터 제거되는 잔해물 또는 가용성 물질의 제거를 도울 수 있다. 조성물중에 존재하는 계면활성제는 제거율을 억제할 수 있다. 용액이 연마제 표면을 습윤하지 않는 경우, 연마 공정이 또한 억제될 수 있다.Often, the polishing pad and the substrate to be polished are hydrophobic to inhibit wetting. Wetting facilitates the transfer of new chemicals to the area between the abrasive surface and the surface of the wafer to be planarized. The polishing liquid may also assist in the removal of debris or soluble material that is removed from the surface of the substrate to be polished. Surfactants present in the composition can inhibit the removal rate. If the solution does not wet the abrasive surface, the polishing process can also be suppressed.

<발명의 요약>Summary of the Invention

본 발명의 일면은 (a) 반도체 웨이퍼를 -OH, -OOH, =O 및 이들의 조합으로이루어진 군으로부터 선택되는 1 내지 10개의 관능기 및 -CH2-, -CH2O-, -C2H4O-, -C3H6O- 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 내지 10개의 연속적인 기를 갖는 극성 성분 및 물을 포함하는 조성물의 존재하에 고정된 연마제 용품과 접촉시키는 단계, 및 (b) 웨이퍼와 고정된 연마제 용품을 상대적으로 이동시켜 웨이퍼의 표면을 개질하는 단계를 포함하는 반도체 웨이퍼의 표면 개질 방법을 제공한다. 몇몇 실시 양태에서, 극성 성분은 8개 이하의 탄소 원자를 포함한다. 다른 실시 양태에서, 극성 성분은 알코올, 글리콜, 케톤, 에테르, 아세테이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.One aspect of the present invention provides a semiconductor wafer comprising (a) 1 to 10 functional groups selected from the group consisting of -OH, -OOH, = O and combinations thereof, and -CH 2- , -CH 2 O-, -C 2 H Contacting with the fixed abrasive article in the presence of a composition comprising water and a polar component having from 1 to 10 consecutive groups selected from the group consisting of 4 O-, -C 3 H 6 O- and combinations thereof, and (b) modifying the surface of the wafer by relatively moving the wafer and the fixed abrasive article. In some embodiments, the polar component includes up to eight carbon atoms. In other embodiments, the polar component is selected from the group consisting of alcohols, glycols, ketones, ethers, acetates, and combinations thereof.

또다른 실시 양태에서, 극성 성분은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 이소부탄올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 알코올을 포함한다. 몇몇 실시 양태에서, 극성 성분은 아세톤, 에틸 아세테이트, 셀로솔브 아세테이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.In another embodiment, the polar component comprises an alcohol selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol and mixtures thereof. In some embodiments, the polar component is selected from the group consisting of acetone, ethyl acetate, cellosolve acetate, and mixtures thereof.

한 실시 양태에서, 고정된 연마제 용품은 패턴으로 배열된 복수개의 연마제 입자 및 결합제를 갖는 3차원 텍스쳐드 연마제 표면을 포함한다. 몇몇 실시 양태에서, 고정된 연마제는 세리아, 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 산화망간 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 입자를 포함한다.In one embodiment, the fixed abrasive article comprises a three-dimensional textured abrasive surface having a plurality of abrasive particles and a binder arranged in a pattern. In some embodiments, the fixed abrasive includes particles selected from the group consisting of ceria, silica, alumina, titania, zirconia, manganese oxide, and mixtures thereof.

다른 실시 양태에서, 본 발명의 방법은 웨이퍼의 표면을 화학 및 기계적으로 개질하는 것을 포함한다.In another embodiment, the method includes chemically and mechanically modifying the surface of the wafer.

또다른 실시 양태에서, 본 발명의 고정된 연마제 용품은 배킹 및 배킹의 표면상의 연마제 코팅물을 포함하고, 연마제 코팅물은 연마제 입자 및 결합제를 포함한다.In another embodiment, the fixed abrasive article of the present invention comprises a backing and an abrasive coating on the surface of the backing, wherein the abrasive coating comprises abrasive particles and a binder.

본 발명의 또다른 일면은 (a) 제1 용품을 -OH, -OOH, =O 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 내지 10개의 관능기 및 -CH2-, -CH2O-, -C2H4O-, -C3H6O- 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 내지 10개의 연속적인 기를 갖는 극성 성분 및 물을 포함하는 조성물의 존재하에 고정된 연마제 용품과 접촉시키는 단계, 및 (b) 제1 용품과 고정된 연마제 용품을 상대적으로 이동시켜 제1 용품의 표면을 개질하는 단계를 포함하는 제1 용품의 표면 개질 방법을 제공한다. 한 실시 양태에서, 극성 성분은 8개 이하의 탄소 원자를 포함한다. 다른 실시 양태에서, 극성 성분은 알코올, 글리콜, 케톤, 에테르, 아세테이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.Another aspect of the present invention is directed to a method for (a) 1-10 functional groups selected from the group consisting of -OH, -OOH, = O and combinations thereof, and -CH 2- , -CH 2 O-,- Contacting a fixed abrasive article in the presence of a composition comprising water and a polar component having from 1 to 10 consecutive groups selected from the group consisting of C 2 H 4 O—, —C 3 H 6 O— and combinations thereof And (b) moving the first article and the fixed abrasive article relatively to modify the surface of the first article. In one embodiment, the polar component comprises up to eight carbon atoms. In other embodiments, the polar component is selected from the group consisting of alcohols, glycols, ketones, ethers, acetates, and combinations thereof.

몇몇 실시 양태에서, 극성 성분은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 이소부탄올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 알코올을 포함한다. 또다른 실시 양태에서, 극성 성분은 아세톤, 에틸 아세테이트, 셀로솔브 아세테이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.In some embodiments, the polar component comprises an alcohol selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol and mixtures thereof. In another embodiment, the polar component is selected from the group consisting of acetone, ethyl acetate, cellosolve acetate, and mixtures thereof.

또다른 실시 양태에서, 고정된 연마제 용품은 패턴으로 배열된 복수개의 연마제 입자 및 결합제를 포함하는 3차원 텍스쳐드 연마제 표면을 포함한다.In another embodiment, the fixed abrasive article comprises a three-dimensional textured abrasive surface comprising a plurality of abrasive particles and a binder arranged in a pattern.

본 발명의 방법에 사용되는 조성물은 바람직하게는 물에 대해 감소된 표면 장력을 나타내고 소수성 기재를 습윤할 수 있다. 본 발명의 방법은 소수성 산화물연마제, 예를 들어 산화세륨 입자를 포함하는 연마제를 습윤하는데 특히 적합하다. 또한, 본 발명의 방법은 용액을 웹의 한정부내에 유지시켜 기계적 어려움을 초래할 수 있는 웹 하부로 용액이 스며나오지 않도록 함으로써 웹 연마를 용이하게 한다. 또한, 개선된 습윤은 표면 물질의 양호한 제거율을 제공한다. 또한, 본 발명의 조성물은 화학 기계적 평면화 작업 동안 양호한 저 진동 및 마찰을 제공하다.The composition used in the process of the invention preferably exhibits reduced surface tension for water and can wet hydrophobic substrates. The method of the invention is particularly suitable for wetting hydrophobic oxide abrasives, for example abrasives comprising cerium oxide particles. In addition, the method of the present invention facilitates web polishing by keeping the solution within the confines of the web so that the solution does not seep out under the web, which can cause mechanical difficulties. In addition, improved wetting provides good removal of surface material. In addition, the compositions of the present invention provide good low vibration and friction during chemical mechanical planarization operations.

본 발명의 다른 특징 및 이점이 하기 바람직한 실시 양태의 설명 및 청구범위로부터 명백할 것이다.Other features and advantages of the invention will be apparent from the following description of the preferred embodiments, and from the claims.

본 발명은 반도체 웨이퍼의 개질 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of modifying a semiconductor wafer.

본 발명자들은 수성 연마 용액이 소수성 웹과 접촉하는 경우 큰 액체 비드를 형성하는 경향이 있다는 것을 드디어 발견하였다. 큰 비드는 연마시 연마제 표면상에서 이동성을 갖는 경향이 있다. 그 결과, 연마 헤드의 작용하에, 용액이 연마제 표면의 가장자리를 넘어 이동하고 연마제 표면 연마 패드와 고정된 연마제 연마 패드가 위에 놓여진 서브 패드 사이에서 스며나온다. 이는 연마 패드가 서브 패드에 달라 붙게 할 수 있고 따라서 기계적 문제를 초래한다.The inventors have finally discovered that aqueous polishing solutions tend to form large liquid beads when in contact with a hydrophobic web. Large beads tend to have mobility on the abrasive surface upon polishing. As a result, under the action of the polishing head, the solution moves beyond the edge of the abrasive surface and exudes between the abrasive surface polishing pad and the sub pad on which the fixed abrasive polishing pad is placed. This may cause the polishing pad to stick to the sub pad and thus cause mechanical problems.

반도체 웨이퍼의 표면 개질 방법은 웨이퍼를 물 및 극성 성분을 포함하는 조성물의 존재하에 고정된 연마제 용품과 접촉시키고 웨이퍼와 고정된 연마제 용품중 적어도 하나를 서로에 대해 이동시켜 웨이퍼의 표면을 개질하는 것을 포함한다. 상기 방법은 바람직하게는 웨이퍼의 표면을 개질하여 처리전 웨이퍼 표면과 비교하여 보다 평면 또는 균일하거나, 덜 거칠거나 또는 이들의 조합인 표면을 달성한다.The method of surface modification of a semiconductor wafer includes contacting the wafer with a fixed abrasive article in the presence of a composition comprising water and a polar component and moving at least one of the wafer and the fixed abrasive article relative to each other to modify the surface of the wafer. do. The method preferably modifies the surface of the wafer to achieve a surface that is more planar or uniform, less rough, or a combination thereof compared to the wafer surface before processing.

극성 성분은 바람직하게는 개질하려는 소수성 기재 뿐만 아니라 고정된 연마제 패드를 충분히 습윤할 수 있는 조성물을 제공한다. 극성 성분은 -OH, -OOH, =O 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 내지 10개의 관능기 및 -CH2-, -CH2O-, -C2H4O-, -C3H6O- 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 내지 10개의 연속적인 기를 포함한다. 바람직하게는, 극성 성분은 8개 이하의 탄소원자를 포함한다.The polar component preferably provides a composition capable of sufficiently wetting the fixed abrasive pad as well as the hydrophobic substrate to be modified. The polar component may be selected from the group consisting of -OH, -OOH, = O and combinations thereof and -CH 2- , -CH 2 O-, -C 2 H 4 O-, -C 3 H 6 O- and combinations thereof from 1 to 10 consecutive groups selected from the group consisting of. Preferably, the polar component contains up to eight carbon atoms.

유용한 극성 성분의 예는 알코올, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, sec-부탄올, tert-부탄올, 이소부탄올 및 옥탄올; 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트 및 셀로솔브 아세테이트를 포함하는 아세테이트; 케톤, 예를 들어 아세톤; 케톤 알코올, 예를 들어 디아세톤 알코올; 예를 들어 메틸 에테르를 포함하는 에테르; C2-C6알킬렌기를 함유하는 알킬렌 글리콜 또는 티오글리콜, 예를 들어 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 펜틸렌 글리콜 및 헥실렌 글리콜; 폴리(알킬렌-글리콜) 및 티오글리콜, 예를 들어 디에틸렌 글리콜, 티오디글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜; 폴리올, 예를 들어 글리세롤 및 1,2,6-헥산트리올; 및 저급 알킬 글리콜 및 폴리글리콜 에테르, 예를 들어 2-메톡시에탄올, 2-(2-메톡시에톡시)에탄올, 2-(2-에톡시에톡시)에탄올, 2-(2-부톡시에톡시)에탄올, 3-부톡시프로판-1-올, 2-[2-(2-메톡시에톡시)-에톡시]에탄올, 2-[2-(2-에톡시에톡시)에톡시]-에탄올; 시클릭 에스테르 및 시클릭 아미드, 예를 들어 치환된 피롤리돈; 술폴란; 다관능가 극성 성분; 및 이들의 혼합물을 포함한다.Examples of useful polar components include alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol, tert-butanol, isobutanol and octanol; Acetates including methyl acetate, ethyl acetate and cellosolve acetate; Ketones such as acetone; Ketone alcohols such as diacetone alcohol; Ethers including, for example, methyl ethers; Alkylene glycols or thioglycols containing C 2 -C 6 alkylene groups such as ethylene glycol, propylene glycol, tripropylene glycol, butylene glycol, pentylene glycol and hexylene glycol; Poly (alkylene-glycol) and thioglycols such as diethylene glycol, thiodiglycol, polyethylene glycol and polypropylene glycol; Polyols such as glycerol and 1,2,6-hexanetriol; And lower alkyl glycols and polyglycol ethers such as 2-methoxyethanol, 2- (2-methoxyethoxy) ethanol, 2- (2-ethoxyethoxy) ethanol, 2- (2-butoxye Methoxy) ethanol, 3-butoxypropan-1-ol, 2- [2- (2-methoxyethoxy) -ethoxy] ethanol, 2- [2- (2-ethoxyethoxy) ethoxy]- ethanol; Cyclic esters and cyclic amides such as substituted pyrrolidones; Sulfolane; Polyfunctional polar components; And mixtures thereof.

조성물의 pH는 개질하려는 기재에 적합하도록 선택된다. 유용한 조성물의 pH는 1.5 초과, 더욱 바람직하게는 약 3 내지 약 12.5, 가장 바람직하게는 약 5 내지 약 12이다. 첨가제가 조성물에 포함되어 목적하는 pH를 달성할 수 있다. 그러한 첨가제의 예는 염기, 예를 들어 수산화칼륨 및 수산화암모늄, 및 산, 예를 들어 KIO3, 칼륨 프탈레이트, 프탈산, 인산, 질산 및 황산을 포함한다. 또한, 완충제가 조성물중에 포함되어 목적하는 pH를 유지할 수 있다.The pH of the composition is selected to be suitable for the substrate to be modified. Useful compositions have a pH above 1.5, more preferably about 3 to about 12.5, most preferably about 5 to about 12. Additives may be included in the compositions to achieve the desired pH. Examples of such additives include bases such as potassium hydroxide and ammonium hydroxide, and acids such as KIO 3 , potassium phthalate, phthalic acid, phosphoric acid, nitric acid and sulfuric acid. In addition, buffers may be included in the composition to maintain the desired pH.

또한, 본 발명의 조성물은 예를 들어 액체 에칭제, 예를 들어 강산(예를 들어, 황산 및 불화수소산) 및 산화제(예를 들어 과산화물), 윤활제 및 이들의 조합물을 포함하는 다른 성분을 포함할 수 있다. 적합한 윤활제의 예는 예를 들어 스테아르산아연, 스테아르산칼슘 및 스테아르산리튬을 포함하는 지방산의 금속염, 흑연, 운모, 이황화몰리브데늄, 탈크, 폴리아미드, 질화붕소, 황화물, 왁스, 실리콘 화합물, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 알코올, 중합체 및 이들의 조합물을 포함한다.In addition, the compositions of the present invention include other components, including, for example, liquid etchant such as strong acids (eg sulfuric acid and hydrofluoric acid) and oxidants (eg peroxides), lubricants and combinations thereof. can do. Examples of suitable lubricants include, for example, metal salts of fatty acids, including zinc stearate, calcium stearate and lithium stearate, graphite, mica, molybdenum disulfide, talc, polyamides, boron nitride, sulfides, waxes, silicone compounds, Polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polymers, and combinations thereof.

본 발명의 방법은 다양한 고정된 연마제 용품에 사용하는데 적합하다. 유용한 고정된 연마제 용품의 예는 패드 또는 웹, 예를 들어 연속 벨트 형태인 고정된 연마제 용품을 포함한다. 고정된 연마제 용품은 바람직하게는 기재, 예를 들어 배킹에 부착된 결합제중 많은 연마제 입자를 포함한다. 결합제중 연마제 입자는 연마제 코팅물(예를 들어, 연속 또는 불연속 코팅물), 연마제 복합재(예를 들어, 성형체) 또는 이들의 조합물 형태일 수 있다. 연마제 성분(예를 들어, 입자 및 복합재)은 패턴 또는 랜덤 배열로 배열될 수 있다. 고정된 연마제 용품은 돌출부 및 함몰부를 포함하도록 텍스쳐드될 수 있다. 또한, 고정된 연마제 용품은 표면 개질 공정시 연마제 입자의 일부를 제거하여 표면 개질 기능을 수행할 수 있는 추가의 연마제 입자를 노출시키도록 그의 두께의 적어도 일부에 걸쳐 연장되는 많은 연마제 입자를 포함하도록 3차원일 수 있다. 유용한 고정된 연마제 용품의 예는 미국 특허 5,958,794호, 5,692,950호 및 5,990,012호에 기재되어 있다.The method of the present invention is suitable for use in various fixed abrasive articles. Examples of useful fixed abrasive articles include fixed abrasive articles in the form of pads or webs, for example continuous belts. The fixed abrasive article preferably comprises many abrasive particles in a binder attached to a substrate, for example a backing. The abrasive particles in the binder may be in the form of abrasive coatings (eg, continuous or discontinuous coatings), abrasive composites (eg, shaped bodies), or combinations thereof. Abrasive components (eg, particles and composites) can be arranged in a pattern or random arrangement. The fixed abrasive article may be textured to include protrusions and depressions. In addition, the fixed abrasive article may include many abrasive particles extending over at least a portion of its thickness to remove some of the abrasive particles during the surface modification process to expose additional abrasive particles capable of performing the surface modification function. It can be a dimension. Examples of useful fixed abrasive articles are described in US Pat. Nos. 5,958,794, 5,692,950 and 5,990,012.

연마제 용품은 임의의 수의 상이한 연마제 입자를 포함할 수 있다. 적합한 연마제 입자는 에를 들어 세리아, 실리카, 알루미나, 산화철, 크로미아, 티타니아, 산화주석, 지르코니아, 산화망간 및 이들의 조합물을 포함한다. 다른 유용한 연마제 입자는 융합된 산화알루미늄, 가열 처리된 산화알루미늄, 백색 융합된 산화알루미늄, 흑색 탄화규소, 녹색 탄화규소, 이붕화티타늄, 탄화붕소, 질화규소, 탄화텅스텐, 탄화티타늄, 디이아몬드, 입방체 질화붕소, 6방정계 질화붕소, 가닛(garnet), 융합된 알루미나 지르코니아, 알루미나 기재의 졸 겔 유도된 연마제 입자 및 이들의 조합물을 포함한다.The abrasive article may comprise any number of different abrasive particles. Suitable abrasive particles include, for example, ceria, silica, alumina, iron oxide, chromia, titania, tin oxide, zirconia, manganese oxide and combinations thereof. Other useful abrasive particles are fused aluminum oxide, heat treated aluminum oxide, white fused aluminum oxide, black silicon carbide, green silicon carbide, titanium diboride, boron carbide, silicon nitride, tungsten carbide, titanium carbide, diamond, cubic nitride Boron, hexagonal boron nitride, garnet, fused alumina zirconia, alumina based sol gel derived abrasive particles, and combinations thereof.

웨이퍼의 표면을 개질하는 연마제 용품과 웨이퍼중 적어도 하나의 서로에 대한 이동은 회전, 예를 들어 원형, 나선형, 타원형 또는 불균일 형태, 8자형 또는 나사모양, 병진, 진동, 오실레이션 또는 이들의 조합일 수 있다. 바람직하게는, 이동은 고정된 연마제 용품과 웨이퍼중 하나 또는 둘다의 회전을 포함한다. 예를 들어, 웨이퍼 및 연마제 용품은 원형으로 동일 방향으로 회전될 수 있다. 또한, 웨이퍼 및 고정된 연마제 용품은 반대 방향으로 회전될 수 있다. 기재의 표면을개질하기 위해 고정된 연마제 용품과 웨이퍼중 적어도 하나를 서로에 대해 상대적으로 이동시키기에 적합한 방법의 예는 미국 특허 5,871,390, 5,961,372, 6,000,997, 5,851,136, 5,335,453, WO 99/06182, 5,759,918 및 5,938,884호에 기재되어 있다.Movement of at least one of the wafer and the abrasive article modifying the surface of the wafer may be rotational, for example circular, spiral, elliptical, or non-uniform, eight-shaped or threaded, translational, vibrational, oscillation, or a combination thereof. Can be. Preferably, the movement comprises rotation of one or both of the fixed abrasive article and the wafer. For example, the wafer and the abrasive article can be rotated in the same direction in a circle. In addition, the wafer and the fixed abrasive article can be rotated in opposite directions. Examples of suitable methods for moving at least one of the fixed abrasive article and the wafer relative to each other to modify the surface of the substrate are described in U.S. Pat. It is described in the issue.

상기 방법은 예를 들어 반도체 웨이퍼 및 반도체 웨이퍼의 부품을 포함하는 다양한 용품의 표면을 개질하는데 사용될 수 있다. 반도체 웨이퍼는 예를 들어 블랭크 웨이퍼(즉, 가공전의 웨이퍼, 예를 들어 금속화 및 절연 영역과 같은 지형적 부분을 가하기 전의 웨이퍼) 또는 가공된 웨이퍼(즉, 웨이퍼 표면에 지형적 부분을 가하는 하나 이상의 가공 단계에 적용된 웨이퍼)를 포함하는 다양한 형태일 수 있다. 웨이퍼는 예를 들어 규소, 이산화규소, 질화규소, 비화갈륨, 구리, 알루미늄, 텅스텐, 티타늄, 질화티타늄, 중합체 및 이들의 조합물을 포함하는 많은 물질을 포함할 수 있다.The method can be used to modify the surfaces of various articles including, for example, semiconductor wafers and components of semiconductor wafers. The semiconductor wafer may be, for example, a blank wafer (i.e., a wafer before processing, for example, a wafer before applying topographical parts such as metallization and insulation regions) or a processed wafer (i.e., one or more processing steps to apply a topographical part to the wafer surface). Wafers applied thereto). Wafers can include many materials including, for example, silicon, silicon dioxide, silicon nitride, gallium arsenide, copper, aluminum, tungsten, titanium, titanium nitride, polymers, and combinations thereof.

본 발명이 이제 하기 실시예에 의해 설명될 것이다. 모든 비율 및 백분율은 달리 언급이 없는 한 중량 단위이다.The invention will now be illustrated by the following examples. All ratios and percentages are by weight unless otherwise indicated.

하기 표 1에 나타낸 화학물질을 증류수에 10 부피％로 가한 후 SWR 159 산화세륨 고정된 접착제(미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 3M)상에 위치시켰다. 습윤 성질을 관찰하고 하기 표 1에 기록하였다.The chemicals shown in Table 1 below were added to distilled water at 10% by volume and then placed on an SWR 159 cerium oxide fixed adhesive (3M, St. Paul, Minn.). Wetting properties were observed and reported in Table 1 below.

화학물질chemical substance 관찰observe 증류수Distilled water 용액이 기재의 표면상에 비드를 형성함The solution forms beads on the surface of the substrate 아세톤Acetone 용액이 기재의 표면상에 평탄한 필름을 형성함The solution forms a flat film on the surface of the substrate 메탄올Methanol 용액이 기재의 표면상에 평탄한 필름을 형성함The solution forms a flat film on the surface of the substrate 에탄올ethanol 용액이 기재의 표면상에 평탄한 필름을 형성함The solution forms a flat film on the surface of the substrate 부탄올Butanol 용액이 기재의 표면상에 평탄한 필름을 형성함The solution forms a flat film on the surface of the substrate 이소프로판올Isopropanol 용액이 기재의 표면상에 평탄한 필름을 형성함The solution forms a flat film on the surface of the substrate 에틸 아세테이트Ethyl acetate 용액이 기재의 표면상에 평탄한 필름을 형성함The solution forms a flat film on the surface of the substrate 셀로솔브 아세테이트Cellosolve acetate 용액이 기재의 표면상에 평탄한 필름을 형성함The solution forms a flat film on the surface of the substrate 트리프로필렌 글리콜 메틸 에테르Tripropylene glycol methyl ether 용액이 기재의 표면상에 평탄한 필름을 형성함The solution forms a flat film on the surface of the substrate 폴리에틸렌 옥시드Polyethylene oxide 용액이 기재의 표면상에 평탄한 필름을 형성함The solution forms a flat film on the surface of the substrate

다른 실시 양태가 하기 청구범위내에 있다. 예를 들어, 본 발명의 방법이 반도체 웨이퍼에 대해 기재되었지만, 개질하려는 용품이 다양한 용품일 수 있고 규소, 이산화규소, 질화규소, 비화갈륨, 구리, 알루미늄, 텅스텐, 티타늄, 질화티타늄, 중합체 및 이들의 조합물과 같은 물질을 포함할 수 있다.Other embodiments are within the scope of the following claims. For example, although the method of the present invention has been described for semiconductor wafers, the articles to be modified may be various articles and include silicon, silicon dioxide, silicon nitride, gallium arsenide, copper, aluminum, tungsten, titanium, titanium nitride, polymers and their It can include materials such as combinations.

Claims (16)

(a) 반도체 웨이퍼를 -OH, -OOH, =O 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 내지 10개의 관능기 및 -CH2-, -CH2O-, -C2H4O-, -C3H6O- 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 내지 10개의 연속적인 기를 포함하는 극성 성분 및 물을 포함하는 조성물의 존재하에 고정된 연마제 용품과 접촉시키는 단계, 및(a) 1 to 10 functional groups selected from the group consisting of -OH, -OOH, = O and combinations thereof, and -CH 2- , -CH 2 O-, -C 2 H 4 O-,- Contacting with the fixed abrasive article in the presence of a composition comprising water and a polar component comprising 1 to 10 consecutive groups selected from the group consisting of C 3 H 6 O— and combinations thereof; and (b) 웨이퍼와 고정된 연마제 용품을 상대적으로 이동시켜 웨이퍼의 표면을 개질하는 단계(b) modifying the surface of the wafer by moving the wafer and the fixed abrasive article relatively 를 포함하는 반도체 웨이퍼의 표면 개질 방법.Surface modification method of a semiconductor wafer comprising a. 제1항에 있어서, 극성 성분이 8개 이하의 탄소 원자를 포함하는 방법.The method of claim 1 wherein the polar component comprises up to eight carbon atoms. 제1항에 있어서, 극성 성분이 알코올, 글리콜, 케톤, 에테르, 아세테이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.The method of claim 1 wherein the polar component is selected from the group consisting of alcohols, glycols, ketones, ethers, acetates, and combinations thereof. 제1항에 있어서, 상기 극성 성분이 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 이소부탄올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 알코올을 포함하는 방법.The method of claim 1 wherein said polar component comprises an alcohol selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol and mixtures thereof. 제1항에 있어서, 상기 극성 성분이 아세톤, 에틸 아세테이트, 셀로솔브 아세테이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.The method of claim 1 wherein said polar component is selected from the group consisting of acetone, ethyl acetate, cellosolve acetate, and mixtures thereof. 제1항에 있어서, 상기 고정된 연마제 용품이 패턴으로 배열된 복수개의 연마제 입자 및 결합제를 포함하는 3차원 텍스쳐드 연마제 표면을 포함하는 방법.The method of claim 1, wherein the fixed abrasive article comprises a three-dimensional textured abrasive surface comprising a plurality of abrasive particles and a binder arranged in a pattern. 제1항에 있어서, 상기 고정된 연마제가 세리아, 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 산화망간 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 입자를 포함하는 방법.The method of claim 1 wherein the fixed abrasive comprises particles selected from the group consisting of ceria, silica, alumina, titania, zirconia, manganese oxide and mixtures thereof. 제6항에 있어서, 상기 연마제 입자가 세리아, 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 산화망간 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.The method of claim 6, wherein the abrasive particles are selected from the group consisting of ceria, silica, alumina, titania, zirconia, manganese oxide, and mixtures thereof. 제1항에 있어서, 웨이퍼의 표면을 화학 및 기계적으로 개질하는 것을 포함하는 방법.The method of claim 1 comprising chemically and mechanically modifying the surface of the wafer. 제1항에 있어서, 상기 고정된 연마제 용품이 배킹 및 배킹의 표면상의 연마제 코팅물을 포함하고, 상기 연마제 코팅물은 연마제 입자 및 결합제를 포함하는 방법.The method of claim 1, wherein the fixed abrasive article comprises a backing and an abrasive coating on the surface of the backing, wherein the abrasive coating comprises abrasive particles and a binder. (a) 제1 용품을 -OH, -OOH, =O 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 내지 10개의 관능기 및 -CH2-, -CH2O-, -C2H4O-, -C3H6O- 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 내지 10개의 연속적인 기를 포함하는 극성 성분 및 물을 포함하는 조성물의 존재하에 고정된 연마제 용품과 접촉시키는 단계, 및(a) 1 to 10 functional groups selected from the group consisting of -OH, -OOH, = O and combinations thereof, and -CH 2- , -CH 2 O-, -C 2 H 4 O-, Contacting the fixed abrasive article in the presence of a composition comprising water and a polar component comprising 1 to 10 consecutive groups selected from the group consisting of -C 3 H 6 O- and combinations thereof; and (b) 제1 용품과 고정된 연마제 용품을 상대적으로 이동시켜 제1 용품의 표면을 개질하는 단계(b) modifying the surface of the first article by moving the first article and the fixed abrasive article relatively 를 포함하는 제1 용품의 표면 개질 방법.Surface modification method of the first article comprising a. 제11항에 있어서, 극성 성분이 8개 이하의 탄소 원자를 포함하는 방법.The method of claim 11 wherein the polar component comprises up to eight carbon atoms. 제11항에 있어서, 극성 성분이 알코올, 글리콜, 케톤, 에테르, 아세테이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.The method of claim 11, wherein the polar component is selected from the group consisting of alcohols, glycols, ketones, ethers, acetates, and combinations thereof. 제11항에 있어서, 상기 극성 성분이 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 이소부탄올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 알코올을 포함하는 방법.The method of claim 11 wherein said polar component comprises an alcohol selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol and mixtures thereof. 제11항에 있어서, 상기 극성 성분이 아세톤, 에틸 아세테이트, 셀로솔브 아세테이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.The method of claim 11 wherein said polar component is selected from the group consisting of acetone, ethyl acetate, cellosolve acetate, and mixtures thereof. 제11항에 있어서, 상기 고정된 연마제 용품이 패턴으로 배열된 복수개의 연마제 입자 및 결합제를 포함하는 3차원 텍스쳐드 연마제 표면을 포함하는 방법.The method of claim 11, wherein the fixed abrasive article comprises a three-dimensional textured abrasive surface comprising a plurality of abrasive particles and a binder arranged in a pattern.
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