KR20130111558A - 연마용 조성물 및 린스용 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실리콘 웨이퍼용 연마용 조성물 및 실리콘 웨이퍼용 린스용 조성물은 폴리옥시에틸렌 부가물을 포함하는 비이온성 계면활성제를 포함한다. 폴리옥시에틸렌 부가물의 HLB값은 8 내지 15이다. 폴리옥시에틸렌 부가물의 중량 평균 분자량은 1400 이하이다. 폴리옥시에틸렌 부가물의 옥시에틸렌 평균 부가 몰수는 13 이하이다. 연마용 조성물 중 및 린스용 조성물 중 폴리옥시에틸렌 부가물의 함유량은 0.00001 내지 0.1 질량％이다.

Description

연마용 조성물 및 린스용 조성물{COMPOSITION FOR POLISHING AND COMPOSITION FOR RINSING}
본 발명은 실리콘 웨이퍼의 연마에 사용되는 연마용 조성물 및 실리콘 웨이퍼의 린스에 사용되는 린스용 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 연마용 조성물을 이용한 실리콘 웨이퍼의 연마 방법 및 린스용 조성물을 이용한 실리콘 웨이퍼의 린스 방법에 관한 것이다.
컴퓨터에 사용되는 ULSI 등의 집적 회로의 고도 집적화 및 고속화를 실현하기 위해, 반도체 디바이스의 디자인 룰의 미세화는 해마다 진전되고 있다. 그에 따라, 보다 미소한 표면결함이 반도체 디바이스의 성능에 악영향을 미치는 사례가 늘고 있어, 종래에는 문제되지 않던 나노오더의 결함을 관리하는 것의 중요성이 높아지고 있다.
실리콘 웨이퍼의 표면결함의 관리에는 표면결함 검사 장치가 이용된다. 표면결함 검사 장치에 의해서 검출되는 결함에는, 연마 공정, 린스 공정 및 세정 공정에서 제거되지 않은 실리콘 웨이퍼 위의 이물질 및 잔사가 포함된다. 일반적인 표면결함 검사 장치는, 실리콘 웨이퍼 표면에 레이저광 등의 광을 조사하고, 그 반사광을 신호로서 수신하여 해석함으로써 결함의 유무 및 크기를 검출하고 있다.
연마 후 또는 연마 및 린스 후의 경면에 마무리된 실리콘 웨이퍼의 표면에 강한 광을 조사하면, 실리콘 웨이퍼 표면의 매우 미세한 거칠음에 기인하는 난반사에 의해 혼탁이 보이는 경우가 있다. 이 혼탁은 헤이즈라 불리며, 헤이즈는 실리콘 웨이퍼 표면의 조도의 척도로서 사용할 수 있다. 실리콘 웨이퍼 표면에 헤이즈가 있으면, 헤이즈에 의해 발생하는 난반사광이 노이즈가 되어 표면결함 검사 장치에 의한 결함 검출에 방해가 되는 경우가 있다. 이 때문에, 검출하고자 하는 결함의 크기, 즉 관리하고자 하는 결함의 크기가 작아짐에 따라, 헤이즈 레벨의 개선의 필요성이 높아지고 있다.
특허문헌 1에는, 연마 후 실리콘 웨이퍼 표면의 헤이즈를 감소시키는 것을 주된 목적으로, 폴리옥시에틸렌과 폴리옥시프로필렌의 공중합체를 포함하는 비이온성 계면활성제를 배합한 연마용 조성물의 개시가 있다. 특허문헌 2에는, 마무리 연마 후 실리콘 웨이퍼 표면의 헤이즈를 감소시키는 것을 주된 목적으로, 폴리옥시에틸렌소르비탄모노 지방산 에스테르를 배합한 연마용 조성물의 개시가 있다. 그러나, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 연마용 조성물에 의한 헤이즈 감소 효과는, 나노오더의 결함을 관리하기 위해서는 충분하다고는 할 수 없다.
일본 특허 공개 제2005-85858호 공보 일본 특허 공개 제2007-214205호 공보
따라서 본 발명은 실리콘 웨이퍼 표면의 헤이즈를 보다 감소시킬 수 있는 연마용 조성물 및 린스용 조성물을 제공하는 것을 과제로 하는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제1 양태에서는, 물과, 염기성 화합물과, 폴리옥시에틸렌 부가물을 포함하는 비이온성 계면활성제를 포함하는 실리콘 웨이퍼용 연마용 조성물이며, 상기 폴리옥시에틸렌 부가물의 HLB값이 8 내지 15이고, 상기 폴리옥시에틸렌 부가물의 중량 평균 분자량이 1400 이하이며, 상기 폴리옥시에틸렌 부가물의 옥시에틸렌 평균 부가 몰수가 13 이하이고, 연마용 조성물 중 상기 폴리옥시에틸렌 부가물의 함유량이 0.00001 내지 0.1 질량％인 연마용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명의 제2 양태에서는, 물과, 폴리옥시에틸렌 부가물을 포함하는 비이온성 계면활성제를 포함하는 실리콘 웨이퍼용 린스용 조성물이며, 상기 폴리옥시에틸렌 부가물의 HLB값이 8 내지 15이고, 상기 폴리옥시에틸렌 부가물의 중량 평균 분자량이 1400 이하이고, 상기 폴리옥시에틸렌 부가물의 옥시에틸렌 평균 부가 몰수가 13 이하이고, 연마용 조성물 중 상기 폴리옥시에틸렌 부가물의 함유량이 0.00001 내지 0.1 질량％ 이하인 린스용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명의 제3 양태에서는, 상기 제1 양태의 연마용 조성물을 이용하여 실리콘 웨이퍼를 연마하는 실리콘 웨이퍼의 연마 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 제4 양태에서는, 연마 후의 실리콘 웨이퍼를 상기 제2 양태의 린스용 조성물을 이용하여 린스하는 실리콘 웨이퍼의 린스 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 실리콘 웨이퍼의 연마 또는 린스에 의해 발생하는 실리콘 웨이퍼 표면의 거칠음을 억제하여 헤이즈를 감소시킬 수 있다. 이 결과, 미세한 결함의 평가와 그것에 기초하는 제품 관리가 용이해진다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.
연마용 조성물 및 린스용 조성물
<폴리옥시에틸렌 부가물을 포함하는 비이온성 계면활성제>
본 발명의 연마용 조성물 및 린스용 조성물은, 폴리옥시에틸렌 부가물을 포함하는 비이온성 계면활성제, 즉 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제를 포함하는 것을 하나의 특징으로 한다. 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제의 HLB값은 8 내지 15이다. 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제의 중량 평균 분자량은 1400 이하이다. 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제의 옥시에틸렌 평균 부가 몰수는 13 이하이다. 연마용 조성물 중 및 린스용 조성물 중 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제의 함유량은 0.00001 내지 0.1 질량％이다.
본 명세서 중에서 HLB(Hydrophile-Lipophile Balance)값은 그리핀법으로 정의되는 것이다. 그리핀법으로는 20×(친수부의 분자량의 총합)/(친수부와 소수부의 분자량의 총합)으로 HLB값이 계산된다. 친수부의 예로는 옥시에틸렌기, 히드록실기, 카르복실기, 에스테르 등이 있고, 소수부의 예로는 옥시프로필렌기, 옥시부틸렌기, 알킬기 등이 있다.
본 발명자들의 검토에 따르면, 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제를 포함한 연마용 조성물을 이용하여 실리콘 웨이퍼의 표면을 연마한 경우, 연마 후의 실리콘 웨이퍼 표면의 헤이즈 레벨이 그 계면활성제의 HLB값에 의존하는 것을 알 수 있었다. 또한, 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제를 포함한 린스용 조성물을 이용하여 실리콘 웨이퍼의 표면을 린스한 경우, 린스 후의 실리콘 웨이퍼 표면의 헤이즈 레벨이 그 계면활성제의 HLB값에 의존하는 것을 알 수 있었다. 실리콘 웨이퍼 표면의 헤이즈 감소 측면에서, 사용하는 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제의 HLB값은 15 이하인 것이 필요하고, 바람직하게는 13 이하이다. 계면활성제의 HLB값이 15 이하이면, 실리콘 웨이퍼 표면의 거칠음을 억제하는 데에 효과가 있어, 실리콘 웨이퍼 표면의 헤이즈가 감소된다.
또한, 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제의 HLB값은 8 이상인 것이 필요하고, 바람직하게는 10 이상, 더욱 바람직하게는 12 이상이다. HLB값이 8 이상인 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제는, 연마용 조성물 및 린스용 조성물 내에 용이하게 용해 또는 분산된다.
또한, 본 발명자들의 검토에 따르면, 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제를 포함한 연마용 조성물을 이용하여 실리콘 웨이퍼의 표면을 연마한 경우, 연마 후의 실리콘 웨이퍼 표면의 헤이즈 레벨이 그 계면활성제의 분자량에도 의존하는 것을 알 수 있었다. 또한, 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제를 포함한 린스용 조성물을 이용하여 실리콘 웨이퍼의 표면을 린스한 경우, 린스 후의 실리콘 웨이퍼 표면의 헤이즈 레벨이 그 계면활성제의 분자량에도 의존하는 것을 알 수 있었다. 실리콘 웨이퍼 표면의 헤이즈 감소 측면에서, 사용하는 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제의 중량 평균 분자량은 1400 이하인 것이 필요하고, 바람직하게는 1000 이하, 보다 바람직하게는 700 이하, 더욱 바람직하게는 400 이하이다. 이 중량 평균 분자량이 1400 이하이면, 실리콘 웨이퍼 표면의 거칠음을 억제하는 충분한 효과가 얻어져, 실리콘 웨이퍼 표면의 헤이즈가 충분히 감소된다.
실리콘 웨이퍼 표면의 거칠음을 억제하는 데에 있어서 더 양호한 효과를 얻기 위해서는, 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제의 중량 평균 분자량은 200보다도 큰 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 300 이상이다. 이 중량 평균 분자량이 200보다도 큰 경우, 추가로 300 이상인 경우에는, 실리콘 웨이퍼 표면의 거칠음을 억제하는 충분한 효과가 얻어진다.
폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제의 옥시에틸렌 평균 부가 몰수란, 원칙적으로 1몰의 폴리옥시에틸렌 부가물 중 옥시에틸렌의 유닛의 몰수의 평균값이다. 다만, 모노올레산폴리옥시에틸렌소르비탄과 같이 1 분자 중에 폴리옥시에틸렌쇄를 복수개 갖는 폴리옥시에틸렌 부가물의 경우에는, 폴리옥시에틸렌 부가물의 1 분자 중에 포함되는 옥시에틸렌의 유닛의 총 몰수를, 동일한 1 분자 중에 포함되는 폴리옥시에틸렌쇄의 개수로 나눈 값의 평균값을 옥시에틸렌 평균 부가 몰수라 하고 있다. 즉, 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제의 옥시에틸렌 평균 부가 몰수란, 계면활성제에 포함되는 폴리옥시에틸렌쇄의 길이를 나타내는 것이라 할 수 있다.
본 발명자들의 검토에 따르면, 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제를 포함한 연마용 조성물을 이용하여 실리콘 웨이퍼의 표면을 연마한 경우, 연마 후의 실리콘 웨이퍼 표면의 헤이즈 레벨이 그 계면활성제의 옥시에틸렌 평균 부가 몰수에도 의존하는 것을 알 수 있었다. 또한, 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제를 포함한 린스용 조성물을 이용하여 실리콘 웨이퍼의 표면을 린스한 경우, 린스 후의 실리콘 웨이퍼 표면의 헤이즈 레벨이 그 계면활성제의 옥시에틸렌 평균 부가 몰수에도 의존하는 것을 알 수 있었다. 실리콘 웨이퍼 표면의 헤이즈 감소 측면에서, 사용하는 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제의 옥시에틸렌 평균 부가 몰수는 13 이하인 것이 필요하고, 바람직하게는 10 이하, 보다 바람직하게는 6 이하이다. 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제의 옥시에틸렌 평균 부가 몰수가 13 이하인 경우, 실리콘 웨이퍼 표면의 거칠음을 억제하는 충분한 효과가 있어, 실리콘 웨이퍼 표면의 헤이즈가 감소된다.
실리콘 웨이퍼 표면의 헤이즈를 더욱 감소시키기 위해서는, 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제의 옥시에틸렌 평균 부가 몰수는 2 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4 이상이다. 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제의 옥시에틸렌 평균 부가 몰수가 2 이상인 경우, 추가로 4 이상인 경우에는 실리콘 웨이퍼 표면의 헤이즈가 충분히 감소된다.
본 발명의 연마용 조성물 및 린스용 조성물에서 이용되는 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제는, HLB값이 8 내지 15이고 중량 평균 분자량 1400 이하이고 옥시에틸렌 평균 부가 몰수가 13 이하이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 이러한 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제의 구체예로는, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌페닐에테르, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르, 폴리옥시에틸렌알킬아민, 폴리옥시에틸렌알킬아미드, 폴리옥시에틸렌 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비트 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌피마자유, 및 폴리옥시에틸렌로진에스테르를 들 수 있다. 더욱 구체적으로는, 폴리옥시에틸렌프로필에테르, 폴리옥시에틸렌부틸에테르, 폴리옥시에틸렌펜틸에테르, 폴리옥시에틸렌헥실에테르, 폴리옥시에틸렌옥틸에테르, 폴리옥시에틸렌-2-에틸헥실에테르, 폴리옥시에틸렌노닐에테르, 폴리옥시에틸렌데실에테르, 폴리옥시에틸렌이소데실에테르, 폴리옥시에틸렌트리데실에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌세틸에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌이소스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌올레일에테르, 폴리옥시에틸렌페닐에테르, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌도데실페닐에테르, 폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴아민, 폴리옥시에틸렌스테아릴아민, 폴리옥시에틸렌올레일아민, 폴리옥시에틸렌스테아릴아미드, 폴리옥시에틸렌올레일아미드, 폴리옥시에틸렌모노라우르산에스테르, 폴리옥시에틸렌모노스테아르산에스테르, 폴리옥시에틸렌디스테아르산에스테르, 폴리옥시에틸렌모노올레산에스테르, 폴리옥시에틸렌디올레산에스테르, 모노라우르산폴리옥시에틸렌소르비탄, 모노팔미트산폴리옥시에틸렌소르비탄, 모노스테아르산폴리옥시에틸렌소르비탄, 모노올레산폴리옥시에틸렌소르비탄, 트리올레산폴리옥시에틸렌소르비탄, 테트라올레산폴리옥시에틸렌소르비트, 폴리옥시에틸렌 피마자유, 폴리옥시에틸렌 경화 피마자유, 또는 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌글리콜을 사용할 수 있다. 이들 계면활성제는 1종을 단독으로 이용할 수도 있고, 2종 이상을 조합하여 이용할 수도 있다.
연마용 조성물 및 린스용 조성물 중 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제의 함유량은 0.00001 질량％ 이상일 필요가 있고, 바람직하게는 0.00005 질량％ 이상이다. 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제의 함유량이 0.00001 질량％ 이상인 경우에는, 실리콘 웨이퍼 표면의 거칠음을 억제하는 충분한 효과가 얻어짐으로써, 실리콘 웨이퍼 표면의 헤이즈가 충분히 감소된다.
또한, 연마용 조성물 및 린스용 조성물 중 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제의 함유량은 0.1 질량％ 이하일 필요가 있고, 바람직하게는 0.05 질량％ 이하이다. 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제의 함유량이 0.1 질량％ 이하인 경우에는, 연마용 조성물 및 린스용 조성물이 거품이 발생하기 어렵다는 이점이 있다.
<염기성 화합물>
본 발명에 의한 연마용 조성물은 염기성 화합물을 포함한다. 연마용 조성물 중 염기성 화합물은 실리콘 웨이퍼의 표면을 에칭하여 화학적으로 연마하는 기능을 한다.
사용할 수 있는 염기성 화합물은, 실리콘 웨이퍼를 에칭하는 작용을 갖고 있으면 특별히 제한되지 않으며, 구체예로는 암모니아, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화테트라메틸암모늄, 수산화테트라에틸암모늄, 탄산수소암모늄, 탄산암모늄, 탄산수소칼륨, 탄산칼륨, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 에틸렌디아민, 모노에탄올아민, N-(β-아미노에틸)에탄올아민, 헥사메틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민, 무수 피페라진, 피페라진 육수화물, 1-(2-아미노에틸)피페라진 및 N-메틸피페라진을 들 수 있다. 이들 염기성 화합물은 1종을 단독으로 이용할 수도 있고, 2종 이상을 조합하여 이용할 수도 있다.
연마 후 실리콘 웨이퍼의 금속 오염을 억제할 목적으로는, 염기성 화합물은 암모니아, 암모늄염, 알칼리 금속 수산화물, 알칼리 금속염 또는 제4급암모늄수산화물인 것이 바람직하다. 더욱 구체적으로는, 암모니아, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화테트라메틸암모늄, 수산화테트라에틸암모늄, 탄산수소암모늄, 탄산암모늄, 탄산수소칼륨, 탄산칼륨, 탄산수소나트륨 및 탄산나트륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하고, 암모니아, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화테트라메틸암모늄 또는 수산화테트라에틸암모늄이 보다 바람직하고, 암모니아가 가장 바람직하다.
연마용 조성물 중 염기성 화합물의 함유량은 0.0001 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 0.001 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하다. 염기성 화합물의 함유량이 0.0001 질량％ 이상, 추가로 0.001 질량％ 이상인 경우에는, 실리콘 웨이퍼의 연마 속도가 향상된다.
또한, 연마용 조성물 중 염기성 화합물의 함유량은 0.5 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 0.25 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 염기성 화합물의 함유량이 0.5 질량％이하, 추가로 0.25 질량％ 이하인 경우에는, 표면 조도가 작은 실리콘 웨이퍼를 얻는 것이 용이하다.
본 발명의 린스용 조성물은 염기성 화합물을 포함할 수도 있다. 린스용 조성물 중에 포함되는 염기성 화합물의 구체예는, 연마용 조성물 중에 포함되는 염기성 화합물의 구체예로서 앞서 기재한 것과 동일하다. 린스용 조성물 중 염기성 화합물은, 연마 후의 실리콘 웨이퍼 표면에 남아 있는 잔사의 제거에 효과적이다. 다만, 린스 후의 실리콘 웨이퍼 표면의 거칠음을 억제하기 위해서는, 린스용 조성물 중 염기성 화합물의 함유량은 0.00001 질량％ 내지 0.5 질량％인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.0001 질량％ 내지 0.1 질량％이다.
<물>
본 발명의 연마용 조성물 및 린스용 조성물은 물을 포함한다. 물은 연마용 조성물 또는 린스용 조성물 중 다른 성분을 용해 또는 분산시키는 기능을 한다. 물은 다른 성분의 작용을 저해시키는 불순물을 가능한 한 함유하지 않는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 이온 교환 수지를 사용하여 불순물 이온을 제거한 후에 필터를 통과시켜 이물질을 제거한 이온 교환수, 또는 순수, 초순수 또는 증류수가 바람직하다.
<지립>
본 발명의 연마용 조성물은 지립을 포함할 수도 있다. 지립은 실리콘 웨이퍼의 표면을 물리적으로 연마하는 기능을 한다.
사용할 수 있는 지립의 구체예로는 탄화규소, 이산화규소, 알루미나, 세리아, 지르코니아 및 다이아몬드를 들 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 그 중에서도 콜로이달 실리카, 퓸드 실리카, 졸겔법 실리카 등의 이산화규소를 이용한 경우에는, 다른 종류의 지립을 이용한 경우와 비교하여 실리콘 웨이퍼의 표면 거칠음이 보다 감소되는 경향이 있기 때문에 바람직하다. 또한, 콜로이달 실리카 또는 퓸드 실리카, 특히 콜로이달 실리카를 사용한 경우에는, 연마에 의해 실리콘 웨이퍼의 표면에 발생하는 스크래치가 감소하기 때문에 바람직하다. 이들 지립은 1종을 단독으로 이용할 수도 있고, 2종 이상을 조합하여 이용할 수도 있다.
사용되는 지립은, 기체 흡착에 의한 분체의 비표면적 측정법(BET법)에 의해 측정되는 비표면적으로부터 구해지는 평균 일차 입경이 5 내지 100 nm인 것이 바람직하고, 10 내지 40 nm인 것이 보다 바람직하다.
연마용 조성물 중 지립의 함유량은 0.001 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 0.005 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하다. 지립의 함유량이 0.001 질량％ 이상, 추가로 0.005 질량％ 이상인 경우에는, 실리콘 웨이퍼의 연마 속도가 향상된다.
또한, 연마용 조성물 중 지립의 함유량은 5 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 1 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 지립의 함유량이 5 질량％이하, 추가로 1 질량％ 이하인 경우에는, 연마용 조성물의 분산 안정성이 향상된다.
<습윤제>
본 발명에 의한 연마용 조성물 및 린스용 조성물은 습윤제를 더 포함할 수도 있다. 습윤제는, 실리콘 웨이퍼의 표면을 친수성으로 유지하는 데에 효과적이다. 실리콘 웨이퍼 표면의 친수성이 저하되면, 실리콘 웨이퍼 위에 부착된 이물질이 세정에 의해서 제거되지 않고 잔류하기 쉽다. 실리콘 웨이퍼 위에 이물질이 잔류하면, 실리콘 웨이퍼의 표면 정밀도가 저하되는 경우가 있다.
사용할 수 있는 습윤제의 예로는, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스 유도체, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리-N-비닐포름아미드 등의 비닐 중합체, 전분, 시클로덱스트린, 트레할로오스, 풀루란 등의 다당류, 폴리아크릴아미드, 폴리메타크릴산메틸 등의 그 밖의 수용성 고분자를 들 수 있다. 실리콘 웨이퍼의 표면에 습윤성을 제공하는 능력이 높으며, 용이하게 씻어낼 수 있어 실리콘 웨이퍼 위에 잔류하지 않는다는 점에서 셀룰로오스 유도체가 바람직하고, 그 중에서도 히드록시에틸셀룰로오스가 특히 바람직하다.
사용되는 습윤제의 중량 평균 분자량은 30,000 이상인 것이 바람직하고, 50,000 이상인 것이 보다 바람직하다. 습윤제의 중량 평균 분자량이 30,000 이상, 추가로 50,000 이상인 경우에는, 실리콘 웨이퍼 표면에 친수성을 제공하는 효과가 충분히 발휘된다.
또한, 습윤제의 중량 평균 분자량은 2,000,000 이하인 것이 바람직하고, 1,000,000 이하인 것이 보다 바람직하고, 600,000 이하인 것이 특히 바람직하다. 습윤제의 중량 평균 분자량이 2,000,000 이하, 추가로 1,000,000 이하 또는 600,000 이하인 경우에는, 연마용 조성물 및 린스용 조성물의 분산 안정성이 향상된다.
연마용 조성물 중 습윤제의 함유량은 0.001 질량％ 이상인 것이 바람직하다. 습윤제의 함유량이 0.001 질량％ 이상인 경우에는, 실리콘 웨이퍼 표면에 친수성을 제공하는 효과가 충분히 발휘된다.
또한, 연마용 조성물 중 습윤제의 함유량은 1 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 0.5 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 습윤제의 함유량이 1 질량％이하, 추가로 0.5 질량％ 이하인 경우에는, 연마용 조성물의 분산 안정성이 향상된다.
린스용 조성물 중 습윤제의 함유량은 0.001 질량％ 이상인 것이 바람직하다. 습윤제의 함유량이 0.001 질량％ 이상인 경우에는, 실리콘 웨이퍼 표면에 친수성을 제공하는 효과가 충분히 발휘된다.
또한, 린스용 조성물 중 습윤제의 함유량은 1 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 0.5 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 습윤제의 함유량이 1 질량％ 이하, 추가로 0.5 질량％ 이하인 경우에는, 실리콘 웨이퍼 표면의 청정도가 향상된다.
본 발명에 의한 연마용 조성물 및 린스용 조성물은, 추가로 그 밖의 성분을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 연마용 조성물 및 린스용 조성물은 킬레이트제를 더 함유할 수도 있다. 킬레이트제를 함유하는 경우, 연마용 조성물 또는 린스용 조성물에 의한 실리콘 웨이퍼의 금속 오염을 억제할 수 있다. 사용 가능한 킬레이트제의 예로는, 예를 들면 아미노카르복실산계 킬레이트제 및 유기 포스폰산계 킬레이트제를 들 수 있다. 아미노카르복실산계 킬레이트제에는, 에틸렌디아민사아세트산, 에틸렌디아민사아세트산나트륨, 니트릴로삼아세트산, 니트릴로삼아세트산나트륨, 니트릴로삼아세트산암모늄, 히드록시에틸에틸렌디아민삼아세트산, 히드록시에틸에틸렌디아민삼아세트산나트륨, 디에틸렌트리아민오아세트산, 디에틸렌트리아민오아세트산나트륨, 트리에틸렌테트라민육아세트산 및 트리에틸렌테트라민육아세트산나트륨이 포함된다. 유기 포스폰산계 킬레이트제에는 2-아미노에틸포스폰산, 1-히드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산, 아미노트리(메틸렌포스폰산), 에틸렌디아민테트라키스(메틸렌포스폰산), 니트릴로트리스(메틸렌포스폰산), 디에틸렌트리아민펜타(메틸렌포스폰산), 에탄-1,1,-디포스폰산, 에탄-1,1,2-트리포스폰산, 에탄-1-히드록시-1,1-디포스폰산, 에탄-1-히드록시-1,1,2-트리포스폰산, 에탄-1,2-디카르복시-1,2-디포스폰산, 메탄히드록시포스폰산, 2-포스포노부탄-1,2-디카르복실산, 1-포스포노부탄-2,3,4-트리카르복실산, 2-포스포노부탄-2,3,4-트리카르복실산 및 α-메틸포스포노숙신산이 포함된다.
본 발명에 의한 연마용 조성물 및 린스용 조성물은, 방부제나 계면활성제와 같은 공지된 첨가제를 필요에 따라 더 함유할 수도 있다.
본 발명에 의한 연마용 조성물 또는 린스용 조성물을 이용하여 실리콘 웨이퍼의 표면을 연마 또는 린스함으로써, 나노오더의 결함이 억제된 고정밀도의 표면을 얻는 것이 가능하다. 이 때문에, 연마용 조성물은 특히 높은 표면 정밀도가 요구되는 실리콘 웨이퍼를 최종 연마하는 용도로 바람직하게 사용할 수 있으며, 린스용 조성물은 최종 연마 후의 실리콘 웨이퍼를 린스하는 용도로 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명에 의한 연마용 조성물 또는 린스용 조성물을 이용함으로써 실리콘 웨이퍼의 고정밀도의 표면이 얻어지는 이유는 명확히 해명되지 않지만, 연마용 조성물 또는 린스용 조성물 중 특정한 계면활성제가 실리콘 웨이퍼 표면을 효율적으로 피복하여 보호하는 것과, 실리콘 웨이퍼 표면에 부착된 이물질을 포함하는 실리콘 웨이퍼의 표면결함을 연마용 조성물 또는 린스용 조성물 중 염기성 화합물이 에칭하는 것과의 적절한 균형이 기여하고 있다고 생각된다.
연마용 조성물 및 린스용 조성물의 제조 방법
본 발명의 연마용 조성물 및 린스용 조성물은, 상술한 물 이외의 각 성분을 통상법에 의해 물에 용해 또는 분산시킴으로써 제조할 수 있다. 각 성분을 물에 가하는 순서는 특별히 한정되지 않는다. 용해 또는 분산의 방법도 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 날개식 교반기를 사용한 교반이나 균질기를 사용한 분산과 같은 일반적인 방법으로 행할 수 있다.
연마용 조성물 및 린스용 조성물을 제조하기 위한 농축액
본 발명에 의한 연마용 조성물 및 린스용 조성물은, 상기한 바와 같이 하여 제조할 수 있다. 그러나, 연마나 린스를 행하기 직전에 필요한 성분을 각각 준비하여 이들 조성물을 제조하는 것은 번잡하다. 한편, 연마용 조성물 및 린스용 조성물을 다량으로 제조 또는 구입하여 사용할 때까지 저장해 두는 것은, 저장 비용이 많이 들 뿐 아니라, 이들 조성물의 일정한 품질을 장기간에 걸쳐 유지하는 것이 곤란하다는 점에서도 불리하다. 따라서, 연마용 조성물 또는 린스용 조성물의 조성으로부터 일부의 물을 제거한 농축액의 형태로 저장을 하여, 필요시에 물희석하여 연마용 조성물 또는 린스용 조성물을 제조하도록 할 수도 있다. 연마용 조성물 및 린스용 조성물의 각 농축액은 조성이 상이한 둘 이상의 패키지로 분할하여 키트로 되어 있을 수도 있다. 이 둘 이상의 패키지는 필요시에 혼합하여 추가로 물희석함으로써 연마용 조성물 또는 린스용 조성물을 제조할 수 있다. 희석에 사용하는 물은 일반적으로 어디에서도 입수가 가능하다. 따라서, 용적이 작은 농축액 또는 키트의 형태로 운반 및 저장을 행함으로써, 운반 비용 및 저장 비용을 감소시킬 수 있다. 또한, 농축액 또는 키트의 형태이면, 보존 안정성이 향상되는 이점도 있다.
농축액 또는 키트의 용적을 작게 하기 위해서는, 농축액 내 또는 키트 내에 포함되는 물의 양은 가능한 한 적은 것이 바람직하다. 다만, 농축액 내 또는 키트 내에서 염기성 화합물 또는 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제가 석출되면 희석 조작이 번잡해지기 때문에, 염기성 화합물 및 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제가 농축액 내 또는 키트 내에서 균일하게 용해될 수 있을 정도의 물의 양은 적어도 포함되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 연마용 조성물이 지립을 포함하는 경우, 지립은 염기성 화합물 및 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제를 포함하는 패키지와는 별도의 패키지로 사용까지 보존하도록 할 수도 있다. 이 경우, 염기성 화합물 및 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제를 포함하는 패키지는, 지립과 혼합하여 연마용 조성물의 제조에 사용할 수도 있고, 지립과 혼합하지 않고 린스용 조성물의 제조에 사용할 수도 있다.
농축액의 농축 배율은 특별히 한정되지 않지만, 2배 이상인 것이 바람직하고, 5배 이상인 것이 보다 바람직하고, 20배 이상인 것이 더욱 바람직하다. 여기서 말하는 농축액의 농축 배율이란, 농축액의 총용적 또는 키트의 총용적에 대한, 그의 농축액 또는 키트로부터 제조되는 연마용 조성물 또는 린스용 조성물의 총용적의 비율을 말한다.
농축액 내의 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제의 농도는 0.00002 내지 10 질량％인 것이 바람직하고, 0.00005 내지 1 질량％인 것이 보다 바람직하고, 0.0001 내지 0.2 질량％인 것이 더욱 바람직하다. 이 경우, 소정의 희석률로 농축액을 물희석함으로써, 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제를 적당한 농도로 함유한 연마용 조성물 또는 린스용 조성물을 얻을 수 있다.
연마 방법 및 린스 방법
본 발명에 의한 연마용 조성물은, 통상의 실리콘 웨이퍼의 연마에서 이용되는 것과 동일한 장치 및 조건으로 사용할 수 있다.
본 발명에 의한 연마용 조성물을 이용하여 실리콘 웨이퍼를 연마할 때에는, 부직포 타입, 스웨이드 타입 등 중에서 어느 종류의 연마 패드도 사용할 수 있다. 사용하는 연마 패드는, 지립을 포함하는 것일 수도 있고 지립을 포함하지 않는 것일 수도 있다.
본 발명에 의한 연마용 조성물의 사용시의 온도는 특별히 한정되지 않지만, 5 내지 60℃인 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 연마용 조성물은, 이른바 다단계 연마 중 어느 단계에서도 사용할 수 있다. 즉, 실리콘 웨이퍼의 손상층을 개선하기 위한 연마에서 사용할 수도 있고, 또는 실리콘 웨이퍼의 표층을 마무리하는 최종 연마에서 사용할 수도 있다. 실리콘 웨이퍼의 손상층을 개선하기 위한 연마의 연마 시간은, 손상층의 깊이에 따라서도 다르지만, 일반적으로 0.1 내지 10시간이다. 실리콘 웨이퍼의 표층을 마무리하는 최종 연마의 연마 시간은, 통상 30분 이하이다.
본 발명에 의한 린스용 조성물은, 지립을 포함하는 연마용 조성물을 이용하여 연마된 후 실리콘 웨이퍼의 평활한 표면에 남은 잔사를 제거하는 데에 이용된다. 본 발명에 의한 린스용 조성물은, 통상의 실리콘 웨이퍼의 린스에서 이용되는 것과 동일한 장치 및 조건으로 사용할 수 있다. 예를 들면, 실리콘 웨이퍼의 표면에 패드를 접촉시킨 상태에서 그의 접촉면에 린스용 조성물을 공급하면서, 패드 및/또는 실리콘 웨이퍼를 회전시킴으로써, 실리콘 웨이퍼의 린스는 행할 수 있다.
본 발명에 의한 린스용 조성물을 이용하여 실리콘 웨이퍼를 린스할 때에 사용되는 패드는, 부직포 타입, 스웨이드 타입 등 중에서 어느 종류의 것일 수도 있으며, 패드 중에 지립을 포함하는 것일 수도 있고 지립을 포함하지 않는 것일 수도 있다.
본 발명에 의한 린스용 조성물의 사용시의 온도는 특별히 한정되지 않지만, 5 내지 60℃인 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 린스용 조성물은, 본 발명에 의한 연마용 조성물 또는 그 밖의 연마용 조성물을 이용하여 실리콘 웨이퍼의 손상층을 개선하기 위한 연마 및/또는 최종 연마가 행해진 후의 실리콘 웨이퍼를 린스할 때에 사용된다. 본 발명에 의한 연마용 조성물을 이용하여 연마한 후의 실리콘 웨이퍼를 린스하는 용도로 본 발명에 의한 린스용 조성물을 이용한 경우에는, 린스 후의 실리콘 웨이퍼의 헤이즈는 특히 크게 감소된다.
본 발명에 의한 린스용 조성물을 이용한 실리콘 웨이퍼의 린스는, 실리콘 웨이퍼의 연마 직후, 연마에 이용한 장치에 부착된 그대로의 실리콘 웨이퍼에 대하여 행할 수도 있다. 이 경우, 패드 위에 남아 있는 연마용 조성물 중에 염기성 화합물이 포함되어 있을 수도 있고, 그의 염기성 화합물에 의해서 실리콘 웨이퍼 표면에 거칠음이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예 및 비교예를 설명한다.
실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 16
지립, 염기성 화합물 및 습윤제를 이온 교환수에 혼합하여 비교예 1의 연마용 조성물을 제조하였다. 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제 또는 그것과 대체되는 화합물을 지립, 염기성 화합물 및 습윤제와 함께 이온 교환수에 혼합하여 실시예 1 내지 10 및 비교예 2 내지 16의 연마용 조성물을 제조하였다. 실시예 1 내지 10 및 비교예 2 내지 16의 각 연마용 조성물 중 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제 또는 그것과 대체되는 화합물의 상세를 하기 표 1에 나타내었다. 또한, 비교예 2, 3에서 사용한 폴리에틸렌글리콜은, 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제에는 해당하지 않는다. 표 1에는 나타나 있지 않지만, 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 16의 각 연마용 조성물은, 지립으로서 입경이 25 nm인 콜로이달 실리카를 0.18 질량％, 염기성 화합물로서 암모니아를 0.005 질량％, 습윤제로서 중량 평균 분자량이 250,000인 히드록시에틸셀룰로오스를 0.01 질량％ 함유하고, 실시예 8 내지 10의 각 연마용 조성물은, 지립으로서 입경이 35 nm인 콜로이달 실리카를 0.46 질량％, 염기성 화합물로서 암모니아를 0.01 질량％, 습윤제로서 중량 평균 분자량이 250,000인 히드록시에틸셀룰로오스를 0.018 질량％ 함유하는 것으로 하였다. 콜로이달 실리카의 평균 일차 입경의 값은 모두 표면적 측정 장치 플로우소르브(FlowSorb)II 2300(상품명, 마이크로메리틱스(Micromeritics)사 제조)을 사용하여 측정한 것이다.
실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 16의 각 연마용 조성물을 이용하여, 실리콘 웨이퍼의 표면을 하기의 "연마 조건 1"에 기재된 조건으로 연마하였다. 사용한 실리콘 웨이퍼는, 직경이 200 mm의 원반상이며, 전도형이 P형, 결정방위가 <100>, 저항률이 0.1 Ω·cm 이상 100 Ω·cm 미만이고, 가부시끼가이샤 후지미 인코퍼레이티드 제조의 연마 슬러리(상품명 글란족스(GLANZOX) 1104)를 사용하여 예비 연마하고 나서 이용하였다.
<연마 조건 1>
연마기: 매엽 연마기 PNX-322(가부시끼가이샤 오까모또 고사꾸 기까이 세이사꾸쇼 제조)
연마 하중: 15 kPa
정반 회전수: 30 rpm
헤드 회전수: 30 rpm
연마 시간: 4분간
연마용 조성물의 온도: 20℃
연마용 조성물의 공급 속도: 0.5 L/분(흐르는 상태로 사용)
실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 16의 각 연마용 조성물을 이용하여 연마 후의 실리콘 웨이퍼의 표면을, KLA 텐코사 제조의 웨이퍼 검사 장치 "서프스캔(Surfscan) SP2"의 DWO 모드로 계측하고, 그것에 기초하여 연마 후의 실리콘 웨이퍼 표면의 헤이즈 레벨을 평가한 결과를 표 1의 "헤이즈" 란에 나타내었다. 동일한 란 중, "A"는 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제를 함유하지 않은 비교예 1의 경우와 비교하여 헤이즈 레벨이 10％ 이상 감소된 것을 나타내고, "B"는 감소가 10％ 미만인 것, "C"는 비교예 1과 비교하여 헤이즈 레벨의 감소가 확인되지 않은 것을 나타낸다. 또한, 비교예 16에 대해서는, 폴리옥시에틸렌디올레산에스테르의 용해 불량 때문에, 헤이즈 레벨의 평가를 실시할 수 없었다.
전도형이 P형, 결정방위가 <100>, 저항률이 0.1 Ω·cm 이상 100 Ω·cm 미만이고 한 변이 60 mm인 실리콘 웨이퍼의 표면을, 가부시끼가이샤 후지미 인코퍼레이티드 제조의 연마 슬러리(상품명 글란족스 1104)를 이용하여 예비 연마한 후, 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 16의 각 연마용 조성물을 이용하여 하기의 "연마 조건 2"에 기재된 조건으로 연마하였다. 연마 후의 실리콘 웨이퍼의 표면을 7 L/분의 유량의 유수로 10초간 린스하고, 그 후 실리콘 웨이퍼를 수직으로 세워 정치하였다. 그리고, 30초 경과 후에 각 실리콘 웨이퍼의 주연부로부터 실리콘 웨이퍼의 표면 중 젖어 있는 부분까지의 거리 중 최대를 측정하고, 그것에 기초하여 연마 후의 실리콘 웨이퍼 표면의 습윤성을 평가한 결과를 표 1의 "습윤성" 란에 나타내었다. 동일한 란 중, "A"는 실리콘 웨이퍼의 주연부로부터 젖어 있는 부분까지의 최대 거리가 5 mm 이하인 것을 나타내고, "B"는 최대 거리가 5 mm 초과 40 mm 이하인 것, "C"는 40 mm 초과인 것을 나타낸다. 또한, 비교예 16에 대해서는, 폴리옥시에틸렌디올레산에스테르의 용해 불량 때문에 습윤성의 평가를 실시할 수 없었다.
<연마 조건 2>
연마기: 탁상 연마기 EJ-380IN(닛본 엔기스 가부시끼가이샤 제조)
연마 하중: 15 kPa
정반 회전수: 30 rpm
헤드 회전수: 30 rpm
연마 시간: 1분간
연마용 조성물의 온도: 20℃
연마용 조성물의 공급 속도: 0.25 L/분(흐르는 상태로 사용)
Figure pct00001
표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 10에 있어서는 비교예 1 내지 16과 비교하여, 연마 후의 실리콘 웨이퍼 표면의 헤이즈 레벨이 낮은 것을 알 수 있었다.
실시예 11 및 비교예 17, 18
염기성 화합물 및 습윤제를 이온 교환수에 혼합하여 비교예 17의 린스용 조성물을 제조하였다. 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제를, 염기성 화합물 및 습윤제와 함께 이온 교환수에 혼합하여 실시예 11 및 비교예 18의 린스용 조성물을 제조하였다. 실시예 11 및 비교예 17, 18의 각 린스용 조성물 중 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제의 상세를 하기 표 2에 나타내었다. 또한, 표 2에는 나타나 있지 않지만, 실시예 11 및 비교예 17, 18의 각 린스용 조성물은, 염기성 화합물로서 암모니아를 0.0005 질량％, 습윤제로서 중량 평균 분자량이 250,000인 히드록시에틸셀룰로오스를 0.01 질량％ 함유하는 것으로 하였다.
실시예 11 및 비교예 17, 18의 각 린스용 조성물을 이용하여, 실리콘 웨이퍼의 표면을 하기의 "린스 조건"에 기재된 조건으로 린스하였다. 사용한 실리콘 웨이퍼는, 직경이 200 mm인 원반상이며, 전도형이 P형, 결정방위가 <100>, 저항률이 0.1 Ω·cm 이상 100 Ω·cm 미만이었다. 이 실리콘 웨이퍼를 가부시끼가이샤 후지미 인코퍼레이티드 제조의 연마 슬러리(상품명 글란족스 1104)를 사용하여 예비 연마하고, 이어서 실시예 7의 연마용 조성물을 이용하여 상기한 "연마 조건 1"에 기재된 조건으로 연마하고, 그 직후에 각 린스용 조성물을 이용하여 린스하였다.
<린스 조건>
린스기: 매엽 연마기 PNX-322(가부시끼가이샤 오까모또 고사꾸 기까이 세이사꾸쇼 제조)
린스 하중: 5 kPa
정반 회전수: 30 rpm
헤드 회전수: 30 rpm
린스 시간: 1분간
린스용 조성물의 온도: 20℃
린스용 조성물의 공급 속도: 1 L/분(흐르는 상태로 사용)
실시예 11 및 비교예 17, 18의 각 린스용 조성물을 이용하여 린스 후의 실리콘 웨이퍼의 표면을, KLA 텐코사 제조의 웨이퍼 검사 장치 "서프스캔 SP2"의 DWO 모드로 계측하고, 그것에 기초하여 린스 후의 실리콘 웨이퍼 표면의 헤이즈 레벨을 평가한 결과를 표 2에 나타내었다. 동일한 란 중, "A"는 폴리옥시에틸렌 부가형 비이온성 계면활성제를 함유하지 않은 비교예 17의 경우와 비교하여 헤이즈 레벨이 5％ 이상 감소된 것을 나타내고, "B"는 감소가 5％ 미만인 것, "C"는 비교예 17과 비교하여 헤이즈 레벨의 감소가 확인되지 않은 것을 나타낸다.
전도형이 P형, 결정방위가 <100>, 저항률이 0.1 Ω·cm 이상 100 Ω·cm 미만이고 한 변이 60 mm인 실리콘 웨이퍼의 표면을, 가부시끼가이샤 후지미 인코퍼레이티드 제조의 연마 슬러리(상품명 글란족스 1104)를 이용하여 예비 연마한 후, 실시예 7의 연마용 조성물을 이용하여 상기한 "연마 조건 1"에 기재된 조건으로 연마하였다. 연마 후의 실리콘 웨이퍼의 표면을 실시예 11 및 비교예 17, 18의 각 린스용 조성물을 이용하여 상기한 "린스 조건"에 기재된 조건으로 린스하고, 그 후 실리콘 웨이퍼를 수직으로 세워 정치하였다. 그리고, 30초 경과 후에 각 실리콘 웨이퍼의 주연부로부터 실리콘 웨이퍼의 표면 중 젖어 있는 부분까지의 거리 중 최대의 것을 측정하고, 그것에 기초하여 연마 후의 실리콘 웨이퍼 표면의 습윤성을 평가한 결과를 표 2의 "습윤성" 란에 나타내었다. 동일한 란 중, "A"는 실리콘 웨이퍼의 주연부로부터 젖어 있는 부분까지의 최대 거리가 5 mm 미만인 것을 나타내고, "B"는 최대 거리가 5 mm 이상 40 mm 미만인 것, "C"는 40 mm 이상인 것을 나타낸다.
Figure pct00002
표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 11에 있어서는 비교예 17 및 18과 비교하여, 린스 후의 실리콘 웨이퍼 표면의 헤이즈 레벨이 낮은 것을 알 수 있었다.
연마용 조성물의 농축액 및 린스용 조성물의 농축액의 성능 평가
앞서 설명한 실시예 1 내지 10의 연마용 조성물 및 실시예 11의 린스용 조성물은 각각, 실온에서 6개월간 보존되어 있던 농축액을 이온 교환수로 20배 희석함으로써 제조한 것이다. 이에 대하여, 농축액을 물희석하여 제조하는 것이 아닌, 필요한 성분을 각각 준비하여 이들을 혼합함으로써 실시예 1 내지 10의 연마용 조성물과 동일한 조성을 갖는 연마용 조성물 및 실시예 11의 린스용 조성물과 동일한 조성을 갖는 린스용 조성물을 제조하고, 제조 후 곧바로 이들의 연마용 조성물 및 린스용 조성물을 이용하여 실시예 1 내지 11의 경우와 마찬가지로 하여 헤이즈 레벨 및 습윤성의 평가를 행한 바, 얻어진 결과는 실시예 1 내지 11의 경우와 동등하였다.

Claims (8)

  1. 물과, 염기성 화합물과, 폴리옥시에틸렌 부가물을 포함하는 비이온성 계면활성제를 포함하는 실리콘 웨이퍼용 연마용 조성물이며,
    상기 폴리옥시에틸렌 부가물의 HLB값이 8 내지 15이고,
    상기 폴리옥시에틸렌 부가물의 중량 평균 분자량이 1400 이하이고,
    상기 폴리옥시에틸렌 부가물의 옥시에틸렌 평균 부가 몰수가 13 이하이고,
    연마용 조성물 중 상기 폴리옥시에틸렌 부가물의 함유량이 0.00001 내지 0.1 질량％인 것을 특징으로 하는 연마용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 지립을 더 포함하는 연마용 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 습윤제를 더 포함하는 연마용 조성물.
  4. 물과, 폴리옥시에틸렌 부가물을 포함하는 비이온성 계면활성제를 포함하는 실리콘 웨이퍼용 린스용 조성물이며,
    상기 폴리옥시에틸렌 부가물의 HLB값이 8 내지 15이고,
    상기 폴리옥시에틸렌 부가물의 중량 평균 분자량이 1400 이하이고,
    상기 폴리옥시에틸렌 부가물의 옥시에틸렌 평균 부가 몰수가 13 이하이고,
    린스용 조성물 중 상기 폴리옥시에틸렌 부가물의 함유량이 0.00001 내지 0.1 질량％인 것을 특징으로 하는 린스용 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 염기성 화합물을 더 포함하는 린스용 조성물.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 습윤제를 더 포함하는 린스용 조성물.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 연마용 조성물을 이용하여 실리콘 웨이퍼를 연마하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 연마 방법.
  8. 연마 후의 실리콘 웨이퍼를, 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 린스용 조성물을 이용하여 린스하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 린스 방법.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180113198A (ko) * 2016-02-29 2018-10-15 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 연마용 조성물 및 이것을 사용한 연마 방법
KR20190075897A (ko) * 2016-10-28 2019-07-01 카오카부시키가이샤 실리콘 웨이퍼용 린스제 조성물
KR20190091467A (ko) * 2016-12-22 2019-08-06 카오카부시키가이샤 실리콘 웨이퍼용 린스제 조성물
KR20190123273A (ko) * 2017-03-06 2019-10-31 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 표면 처리 조성물 및 그 제조 방법, 그리고 표면 처리 조성물을 사용한 표면 처리 방법 및 반도체 기판의 제조 방법
KR20210154886A (ko) * 2014-03-28 2021-12-21 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 연마용 조성물
US11926764B2 (en) 2019-04-02 2024-03-12 Resonac Corporation Polishing solution, polishing solution set, polishing method, and defect suppressing method

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2722872A4 (en) * 2011-06-14 2015-04-29 Fujimi Inc POLISHING COMPOSITION
JP6280688B2 (ja) * 2012-10-12 2018-02-14 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物の製造方法及び研磨用組成物
JP6086725B2 (ja) * 2012-12-28 2017-03-01 花王株式会社 シリコンウェーハ用研磨液組成物
JP6209845B2 (ja) * 2013-04-11 2017-10-11 日立化成株式会社 研磨液、研磨液セット及び基体の研磨方法
JP6387250B2 (ja) * 2014-01-15 2018-09-05 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物製造用キットおよびその利用
JP6259723B2 (ja) * 2014-06-18 2018-01-10 株式会社フジミインコーポレーテッド シリコンウェーハの研磨方法、研磨用組成物および研磨用組成物セット
WO2016031485A1 (ja) * 2014-08-29 2016-03-03 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物および研磨用組成物の製造方法
BR112017011562A2 (pt) * 2014-12-05 2018-01-02 3M Innovative Properties Co composição abrasiva
US9873833B2 (en) * 2014-12-29 2018-01-23 Versum Materials Us, Llc Etchant solutions and method of use thereof
JP6641951B2 (ja) * 2015-12-07 2020-02-05 日立化成株式会社 洗浄液及び洗浄方法
JP6761025B2 (ja) * 2016-03-30 2020-09-23 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物セット、前研磨用組成物、及びシリコンウェーハの研磨方法
JP7061862B2 (ja) * 2016-10-28 2022-05-02 花王株式会社 シリコンウェーハ用リンス剤組成物
TWI673357B (zh) * 2016-12-14 2019-10-01 美商卡博特微電子公司 自化學機械平坦化基板移除殘留物之組合物及方法
US20200017719A1 (en) * 2017-03-06 2020-01-16 Fujimi Incorporated Composition for surface treatment, method for producing the same, surface treatment method using composition for surface treatment, and method for producing semiconductor substrate
JP7166819B2 (ja) 2018-07-13 2022-11-08 Ｃｍｃマテリアルズ株式会社 化学機械研磨組成物、リンス組成物、化学機械研磨方法及びリンス方法
JP7356248B2 (ja) * 2019-03-28 2023-10-04 株式会社フジミインコーポレーテッド リンス用組成物およびリンス方法
JP7340969B2 (ja) 2019-06-28 2023-09-08 東京応化工業株式会社 シリコンエッチング液、シリコンエッチング方法、及びシリコンフィン構造体の製造方法
JP7349309B2 (ja) * 2019-09-30 2023-09-22 株式会社フジミインコーポレーテッド シリコンウェーハ用研磨用組成物
JP2020109864A (ja) * 2020-03-16 2020-07-16 花王株式会社 シリコンウェーハ用研磨液組成物

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000114212A (ja) * 1998-10-05 2000-04-21 Asahi Denka Kogyo Kk シリコンウェハー用研磨助剤
JP2001003036A (ja) * 1998-06-22 2001-01-09 Fujimi Inc 研磨用組成物および表面処理用組成物
JP2001240850A (ja) * 2000-02-29 2001-09-04 Sanyo Chem Ind Ltd 研磨用砥粒分散剤および研磨用スラリー
JP2005085858A (ja) 2003-09-05 2005-03-31 Fujimi Inc 研磨用組成物
KR20070080568A (ko) * 2006-02-07 2007-08-10 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 연마용 조성물

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04291722A (ja) 1991-03-20 1992-10-15 Asahi Denka Kogyo Kk シリコンウェハー表面のヘイズ防止方法
JPH04291724A (ja) * 1991-03-20 1992-10-15 Asahi Denka Kogyo Kk シリコンウェハーの研摩方法
JP3996314B2 (ja) * 1999-03-26 2007-10-24 三洋化成工業株式会社 研磨用砥粒分散剤および研磨用スラリー
JP4085356B2 (ja) * 2001-09-28 2008-05-14 株式会社Ｓｕｍｃｏ 半導体ウェーハの洗浄乾燥方法
JP4045180B2 (ja) * 2002-12-03 2008-02-13 Ａｚエレクトロニックマテリアルズ株式会社 リソグラフィー用リンス液およびそれを用いたレジストパターン形成方法
KR100516886B1 (ko) * 2002-12-09 2005-09-23 제일모직주식회사 실리콘 웨이퍼의 최종 연마용 슬러리 조성물
JP2005103684A (ja) * 2003-09-29 2005-04-21 Mimasu Semiconductor Industry Co Ltd コロイド分散型ラッピング剤及びその製造方法
JP2005105068A (ja) * 2003-09-29 2005-04-21 Mimasu Semiconductor Industry Co Ltd ラッピングスラリー及びウェーハの加工方法
JP3892846B2 (ja) * 2003-11-27 2007-03-14 株式会社東芝 Ｃｍｐ用スラリー、研磨方法、および半導体装置の製造方法
JP2007073548A (ja) * 2005-09-02 2007-03-22 Fujimi Inc 研磨方法
EA200800971A1 (ru) 2005-09-29 2008-08-29 Арена Фармасьютикалз, Инк. Фармацевтические композиции модулятора 5-нтрецепторов серотонина, полезные в лечении связанных с ними нарушений
DE102006013531A1 (de) 2006-03-24 2007-09-27 Lts Lohmann Therapie-Systeme Ag Polylactid-Nanopartikel
JP2008182221A (ja) 2006-12-28 2008-08-07 Sanyo Chem Ind Ltd 半導体基板用洗浄剤
JP2008277723A (ja) * 2007-03-30 2008-11-13 Fujifilm Corp 金属用研磨液及び研磨方法
JP5428200B2 (ja) * 2007-05-18 2014-02-26 三菱化学株式会社 半導体デバイス用基板洗浄液、半導体デバイス用基板の洗浄方法及び半導体デバイス用基板の製造方法
JP2009105299A (ja) 2007-10-05 2009-05-14 Mitsubishi Chemicals Corp 半導体デバイス用基板の洗浄液
JP2010129941A (ja) 2008-12-01 2010-06-10 Fujifilm Corp 金属用研磨液、および化学的機械的研磨方法
US20110277524A1 (en) * 2008-12-25 2011-11-17 Kobe Steel, Ltd. Lubricating oil for use in hot-rolling oil and method for manufacturing hot-rolled sheet

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001003036A (ja) * 1998-06-22 2001-01-09 Fujimi Inc 研磨用組成物および表面処理用組成物
JP2000114212A (ja) * 1998-10-05 2000-04-21 Asahi Denka Kogyo Kk シリコンウェハー用研磨助剤
JP2001240850A (ja) * 2000-02-29 2001-09-04 Sanyo Chem Ind Ltd 研磨用砥粒分散剤および研磨用スラリー
JP2005085858A (ja) 2003-09-05 2005-03-31 Fujimi Inc 研磨用組成物
KR20070080568A (ko) * 2006-02-07 2007-08-10 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 연마용 조성물
JP2007214205A (ja) 2006-02-07 2007-08-23 Fujimi Inc 研磨用組成物

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210154886A (ko) * 2014-03-28 2021-12-21 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 연마용 조성물
KR20180113198A (ko) * 2016-02-29 2018-10-15 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 연마용 조성물 및 이것을 사용한 연마 방법
KR20190075897A (ko) * 2016-10-28 2019-07-01 카오카부시키가이샤 실리콘 웨이퍼용 린스제 조성물
KR20190091467A (ko) * 2016-12-22 2019-08-06 카오카부시키가이샤 실리콘 웨이퍼용 린스제 조성물
KR20190123273A (ko) * 2017-03-06 2019-10-31 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 표면 처리 조성물 및 그 제조 방법, 그리고 표면 처리 조성물을 사용한 표면 처리 방법 및 반도체 기판의 제조 방법
US11926764B2 (en) 2019-04-02 2024-03-12 Resonac Corporation Polishing solution, polishing solution set, polishing method, and defect suppressing method

Also Published As

Publication number Publication date
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US20130183826A1 (en) 2013-07-18
JP6193959B2 (ja) 2017-09-06
JP6040029B2 (ja) 2016-12-07

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