KR20170115058A - 연마용 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단체 실리콘을 더 높은 연마 속도로 연마할 수 있는 연마용 조성물을 제공한다. 본 발명은 단체 실리콘과, 단체 실리콘 이외의 규소 함유 화합물을 포함하는 연마 대상물을 연마하는 용도로 사용되는 연마용 조성물이며, 지립과, 분산매를 포함하여, 상기 지립의 단위 표면적당 실라놀기 수가, 0개/n㎡를 초과하여 2.0개/n㎡ 이하인, 연마용 조성물이다.

Description

연마용 조성물
본 발명은 연마용 조성물에 관한 것이다.
최근 들어, LSI(Large Scale Integration)의 고집적화, 고성능화에 따라 새로운 미세 가공 기술이 개발되고 있다. 화학 기계 연마(chemical mechanical polishing; CMP)법도 그 하나이며, LSI 제조 공정, 특히 다층 배선 형성 공정에 있어서의 층간 절연막의 평탄화, 금속 플러그 형성, 매립 배선(다마신 배선) 형성에 서 빈번하게 이용되는 기술이다.
해당 CMP는, 반도체 제조에 있어서의 각 공정에 적용되어 오고 있으며, 그 일 형태로서, 예를 들어 트랜지스터 제작에 있어서의 게이트 형성 공정에 대한 적용을 들 수 있다. 트랜지스터 제작 시에는, 실리콘, 다결정 실리콘(폴리실리콘)이나 실리콘 질화물(질화규소)과 같은 Si 함유 재료를 연마하는 경우가 있고, 트랜지스터의 구조에 따라서는, 각 Si 함유 재료의 연마 레이트를 제어할 것이 요구되고 있다.
예를 들어, 일본 특허 공개 제2013-41992호 공보, 국제 공개 제2008/105223호(미국 특허 출원 공개 제2010/0001229호 명세서에 상당) 및 일본 특허 공개 제2006-344786호 공보에는, 지립, 계면 활성제 등을 포함하는 연마제로 폴리실리콘을 연마하는 기술이 개시되어 있다.
그러나, 상기 특허문헌에 기재된 연마용 조성물은, 폴리실리콘 등의 단체 실리콘의 연마 속도의 향상이 불충분해서, 더 한층의 개량이 요구되고 있었다.
그래서 본 발명은 단체 실리콘을 보다 높은 연마 속도로 연마할 수 있는 연마용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명자는 예의 연구를 거듭했다. 그 결과, 연마용 조성물에 포함되는 지립의 단위 표면적당 실라놀기 수가 특정의 범위에 있는 연마용 조성물에 의해 상기 과제가 해결될 수 있음을 알아내었다. 그리고, 상기 지견에 기초하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 단체 실리콘과, 단체 실리콘 이외의 규소 함유 화합물을 포함하는 연마 대상물을 연마할 용도로 사용되는 연마용 조성물이며, 지립과, 분산매를 포함하며, 상기 지립의 단위 표면적당 실라놀기 수가, 0개/n㎡를 초과하여 2.0개/n㎡ 이하인, 연마용 조성물이다.
본 발명의 연마용 조성물은, 단체 실리콘을 보다 높은 연마 속도로 연마할 수 있다.
본 발명은 단체 실리콘과, 단체 실리콘 이외의 규소 함유 화합물을 포함하는 연마 대상물을 연마하는 용도로 사용되는 연마용 조성물이며, 지립과, 분산매를 포함하여, 상기 지립의 단위 표면적당 실라놀기 수가, 0개/n㎡를 초과하여 2.0개/n㎡ 이하인, 연마용 조성물이다. 이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 연마용 조성물은, 단체 실리콘을 보다 높은 연마 속도로 연마할 수 있다.
본 발명의 연마용 조성물을 이용한 경우, 단체 실리콘의 연마 속도가 향상되는 상세한 이유는 불분명하지만, 하기와 같은 이유라고 생각된다. 또한, 본 발명은 하기에 제한되는 것은 아니다.
즉, 지립의 단위 표면적당 실라놀기 수(이하, 간단히 실라놀기 수라고도 칭함)를 0개/n㎡를 초과하여 2.0개/n㎡ 이하로 함으로써, 지립의 표면의 소수성이 높아지고, 마찬가지로 소수성의 표면을 갖는 단체 실리콘의 상호 작용이 강해진다. 이 결과, 단체 실리콘의 연마 속도가 향상될 것으로 생각된다.
종래, 지립 표면의 실라놀기 수를 감소시킨 경우, 지립끼리 및/또는 지립의 표면 결합이 보다 강고해지고, 그 결과 지립의 경도가 높아지기 때문에, 연마 대상물의 재료의 종류 여하에 관계없이, 연마 속도의 향상을 볼 수 있었다.
그러나, 본 발명에서는, 지립의 단위 표면적당 실라놀기 수를 특정의 범위로 함으로써, 지립의 표면의 소수성이 높아지고, 마찬가지로 소수성의 표면을 갖는 단체 실리콘과 지립과의 상호 작용이 강해져 단체 실리콘의 연마 속도가 향상된다는, 지금까지 알려져 있지 않았던 작용 기서를 알아내어, 상기 과제가 해결되는 것을 알아낸 것이다. 게다가, 본 발명의 연마용 조성물을 이용함으로써, 단체 실리콘의 연마 속도를 향상시키면서, 단체 실리콘 이외의 규소 함유 화합물의 연마 속도를 유지 또는 억제할 수 있다는 효과, 즉 단체 실리콘 이외의 규소 함유 화합물의 연마 속도에 대한 단체 실리콘의 연마 속도의 비(선택비)를 향상시킨다는 효과도 얻을 수 있다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
[연마 대상물]
본 발명에 관한 연마 대상물은, 단체 실리콘과 단체 실리콘 이외의 규소 함유 화합물을 포함한다. 단체 실리콘의 예로서는, 폴리실리콘(Poly Si, 다결정 실리콘), 단결정 실리콘, 비정질 실리콘 등을 들 수 있다.
단체 실리콘 이외의 규소 함유 화합물의 예로서는, 예를 들어 산화규소(SiO2), 질화규소(SiN), 오르토 규산 테트라에틸(TEOS) 등을 들 수 있다. 이들 규소 함유 화합물은, 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수도 있다.
이어서, 본 발명의 연마용 조성물의 구성에 대해, 상세하게 설명한다.
[지립]
연마용 조성물 중에 포함되는 지립은, 연마 대상물을 기계적으로 연마하는 작용을 갖고, 연마용 조성물에 의한 연마 대상물의 연마 속도를 향상시킨다.
본 발명에서 사용되는 지립은, 실라놀기를 갖는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 그 구체예로서는, 예를 들어 실리카, 알루미나, 지르코니아, 티타니아 등의 금속 산화물로 이루어지는 입자를 들 수 있다. 해당 지립은, 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용해도 된다. 또한, 해당 지립은, 시판품을 사용해도 되고 합성품을 사용해도 된다.
이들 지립 중에서도 실리카가 바람직하며, 퓸드 실리카, 콜로이달 실리카가 더 바람직하며, 특히 바람직한 것은 콜로이달 실리카이다. 콜로이달 실리카의 제조 방법으로는, 규산 소다법, 졸겔법을 들 수 있고, 어느 제조 방법으로 제조된 콜로이달 실리카여도, 본 발명의 지립으로서 바람직하게 사용된다. 그러나, 금속 불순물 저감의 관점에서, 고순도로 제조할 수 있는 졸겔법에 의해 제조된 콜로이달 실리카가 바람직하다.
또한, 지립은, 단위 표면적당 실라놀기 수가 상기 범위를 만족시키는 한, 표면 수식되어 있을 수도 있다. 그 중에서도 특히 바람직한 것은, 유기산을 고정화한 콜로이달 실리카이다. 연마용 조성물 중에 포함되는 콜로이달 실리카의 표면에 대한 유기산의 고정화는, 예를 들어 콜로이달 실리카의 표면에 유기산의 관능기가 화학적으로 결합함으로써 행해지고 있다. 콜로이달 실리카와 유기산을 단순히 공존시킨 것만으로는 콜로이달 실리카에의 유기산의 고정화는 이룰 수 없다. 유기산의 일종인 술폰산을 콜로이달 실리카에 고정화하는 것이면, 예를 들어 "Sulfonic acid-functionalized silica through quantitative oxidation of thiol groups", Chem. Commun. 246-247(2003)에 기재된 방법으로 행할 수 있다. 구체적으로는, 3-머캅토프로필트리메톡시실란 등의 티올기를 갖는 실란 커플링제를 콜로이달 실리카에 커플링시킨 후에 과산화수소로 티올기를 산화함으로써, 술폰산이 표면에 고정화된 콜로이달 실리카를 얻을 수 있다. 혹은, 카르복실산을 콜로이달 실리카에 고정화하는 것이면, 예를 들어 "Novel Silane Coupling Agents Containing a Photolabile 2-Nitrobenzyl Ester for Introduction of a Carboxy Group on the Surface of Silica Gel", Chemistry Letters, 3, 228-229(2000)에 기재된 방법으로 행할 수 있다. 구체적으로는, 광 반응성 2-니트로벤질에스테르를 포함하는 실란 커플링제를 콜로이달 실리카에 커플링시킨 후에 광 조사함으로써, 카르복실산이 표면에 고정화된 콜로이달 실리카를 얻을 수 있다.
본 발명의 연마용 조성물에 포함되는 지립에 있어서, 지립의 단위 표면적당 실라놀기 수는, 0개/n㎡를 초과하여 2.0개/n㎡ 이하의 범위이다. 지립의 표면이 실라놀기를 갖지 않는 경우, 즉 상기 실라놀기 수가 단위 표면적당 0개/n㎡의 경우, 지립끼리 응집하여, 단체 실리콘의 연마 속도가 저하된다. 한편, 2.0개/n㎡를 초과하는 경우, 지립의 표면의 친수기 수가 많아짐으로써 연마 대상물과의 소수성 상호 작용이 저하되기 때문에, 단체 실리콘의 연마 속도가 저하된다. 지립의 단위 표면적당 실라놀기 수는, 0.5개/n㎡ 이상 2.0개/n㎡ 이하가 바람직하다.
지립의 단위 표면적당 실라놀기 수는, G.W.시어즈에 의한 Analytical Chemistry, vol.28, No. 12, 1956, 1982 내지 1983에 기재된 중화 적정을 사용한 시어즈법에 의해 산출할 수 있다. 실라놀기 수의 계산식은 이하의 식에 의해 계산한다.
[수 1]
Figure pct00001
지립의 단위 표면적당 실라놀기 수는, 지립의 제조 방법의 선택 등에 의해 제어할 수 있다.
지립의 평균 2차 입자 직경의 하한은, 5㎚ 이상인 것이 바람직하며, 7㎚ 이상인 것이 더 바람직하며, 10㎚ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 지립의 평균 2차 입자 직경의 상한은, 500㎚ 이하인 것이 바람직하며, 300㎚ 이하인 것이 더 바람직하며, 200㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 범위이면, 연마용 조성물에 의한 단체 실리콘의 연마 속도가 향상된다.
또한, 연마용 조성물을 사용하여 연마한 후의 연마 대상물의 표면에 디싱이 발생되는 것을 보다 억제할 수 있다. 또한, 지립의 평균 2차 입자 직경은, 예를 들어 동적 광 산란법에 의해 산출된다.
연마용 조성물 중의 지립 함유량의 하한은, 0.002질량％ 이상인 것이 바람직하며, 0.02질량％ 이상인 것이 더 바람직하며, 0.1질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 연마용 조성물 중의 지립 함유량의 상한은, 10질량％ 이하인 것이 바람직하며, 8질량％ 이하인 것이 더 바람직하며, 5질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 범위이면, 비용을 억제하면서, 높은 연마 속도가 얻어지고, 효율적으로 가공할 수 있다.
[물]
본 발명의 연마용 조성물은, 각 성분을 분산시키향상되었 분산매를 포함한다. 분산매로서는 물이 바람직하다. 다른 성분의 작용을 저해하는 것을 억제한다는 관점에서, 불순물을 가능한 한 함유하지 않는 물이 바람직하며, 구체적으로는, 이온 교환 수지로 불순물 이온을 제거한 후, 필터를 통하여 이물을 제거한 순수나 초순수 또는 증류수가 바람직하다.
[연마용 조성물의 pH]
본 발명의 연마용 조성물의 pH는, 특별히 제한되지 않고, 폭넓은 pH 범위에서 단체 실리콘의 연마 속도의 향상이라는 효과를 발휘한다. 단, 지립의 분산 안정성의 관점에서, pH의 하한은, pH 1.0 이상인 것이 바람직하며, pH 2.0 이상인 것이 더 바람직하다. 또한, pH의 상한은, pH 12 이하인 것이 바람직하며, pH 10.5 이하인 것이 더 바람직하다.
해당 pH는, pH 조절제를 적량 첨가함으로써, 조정할 수 있다. 연마용 조성물의 pH를 원하는 값으로 조정하기 위하여 필요에 따라 사용되는 pH 조정제는, 산 및 알칼리 중 어느 것이어도 되고, 또한, 무기 화합물 및 유기 화합물 중 어느 것이어도 된다. 산의 구체예로서는, 예를 들어 황산, 질산, 붕산, 탄산, 차아인산, 아인산 및 인산 등의 무기산; 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 2-메틸부티르산, n-헥산산, 3,3-디메틸부티르산, 2-에틸부티르산, 4-메틸펜탄산, n-헵탄산, 2-메틸 헥산산, n-옥탄산, 2-에틸헥산산, 벤조산, 글리콜산, 살리실산, 글리세린산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 말레산, 프탈산, 말산, 타르타르산, 시트르산 및 락트산 등의 카르복실산 및 메탄술폰산, 에탄술폰산 및 이세티온산 등의 유기황산, 피트산, 히드록시에틸리덴 디포스폰산 등의 유기인계의 산 등의 유기산 등을 들 수 있다. 알칼리의 구체예로서는, 수산화칼륨 등의 알칼리 금속의 수산화물, 암모니아, 에틸렌디아민 및 피페라진 등의 아민 및 테트라메틸암모늄 및 테트라에틸암모늄 등의 제4급 암모늄염을 들 수 있다. 이들 pH 조절제는, 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
[다른 성분]
본 발명의 연마용 조성물은, 필요에 따라, 산화제, 금속 방식제, 방부제, 곰팡이 방지제, 수용성 고분자, 난용성의 유기물을 용해하기 위한 유기 용매 등의 다른 성분을 더 포함해도 된다. 이하, 바람직한 다른 성분인, 산화제, 금속 방식제, 방부제 및 곰팡이 방지제에 대해 설명한다.
〔산화제〕
연마용 조성물에 첨가할 수 있는 산화제는, 연마 대상물의 표면을 산화하는 작용을 갖고, 연마용 조성물에 의한 연마 대상물의 연마 속도를 향상시킨다.
사용 가능한 산화제는, 과산화수소, 과산화나트륨, 과산화바륨, 오존수, 은(II)염, 철(III)염, 과망간산, 크롬산, 중크롬산, 퍼옥소이황산, 퍼옥소 인산, 퍼옥소황산, 퍼옥소 붕산, 과포름산, 과아세트산, 과벤조산, 과프탈산, 차아염소산, 차아브롬산, 차아요오드산, 염소산, 아염소산, 과염소산, 브롬산, 요오드산, 과요오드산, 과황산, 디클로로 이소시아누르산 및 그것들의 염 등을 들 수 있다. 이들 산화제는, 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용해도 된다.
연마용 조성물 중의 산화제의 함유량은 0.1g/L 이상인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 1g/L 이상이며, 더욱 바람직하게는 3g/L 이상이다. 산화제의 함유량이 많아짐에 따라, 연마용 조성물에 의한 연마 대상물의 연마 속도는 더 향상된다.
연마용 조성물 중의 산화제의 함유량은 또한, 200g/L 이하인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 100g/L 이하이고, 더욱 바람직하게는 40g/L 이하이다. 산화제의 함유량이 적어짐에 따라, 연마용 조성물의 재료 비용을 억제할 수 있는 것 외에도, 연마 사용 후의 연마용 조성물의 처리, 즉 폐액 처리의 부하를 경감시킬 수 있다. 또한, 산화제에 의한 연마 대상물 표면이 과잉인 산화가 일어날 우려를 적게 할 수도 있다.
〔금속 방식제〕
연마용 조성물 중에 금속 방식제를 가함으로써, 연마용 조성물을 사용한 연마에서 배선의 옆에 오목부가 발생하는 것을 보다 억제할 수 있다. 또한, 연마용 조성물을 사용하여 연마한 후의 연마 대상물의 표면에 디싱이 발생되는 것을 보다 억제할 수 있다.
사용 가능한 금속 방식제는, 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 복소환식 화합물 또는 계면 활성제이다. 복소환식 화합물 중의 복소환의 원수는 특별히 한정되지 않는다. 또한, 복소환식 화합물은, 단환 화합물이어도 되고, 축합환을 갖는 다환 화합물이어도 된다. 해당 금속 방식제는, 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용해도 된다. 또한, 해당 금속 방식제는, 시판품을 사용해도 되고 합성품을 사용해도 된다.
금속 방식제로서 사용 가능한 복소환 화합물의 구체예로서는, 예를 들어 피롤 화합물, 피라졸 화합물, 이미다졸 화합물, 트리아졸 화합물, 테트라졸 화합물, 피리딘 화합물, 피라진 화합물, 피리다진 화합물, 피린딘 화합물, 인돌리진 화합물, 인돌 화합물, 이소인돌 화합물, 인다졸 화합물, 퓨린 화합물, 퀴놀리진 화합물, 퀴놀린 화합물, 이소퀴놀린 화합물, 나프티리딘 화합물, 프탈라진 화합물, 퀴녹살린 화합물, 퀴나졸린 화합물, 신놀린 화합물, 부테리진 화합물, 티아졸 화합물, 이소티아졸 화합물, 옥사졸 화합물, 이소옥사졸 화합물, 푸라잔 화합물 등의 질소 함유 복소환 화합물을 들 수 있다.
〔방부제 및 곰팡이 방지제〕
본 발명에서 사용되는 방부제 및 곰팡이 방지제로서는, 예를 들어 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온이나 5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸린-3-온 등의 이소티아졸린계 방부제, 파라옥시벤조산에스테르류 및 페녹시 에탄올 등을 들 수 있다. 이들 방부제 및 곰팡이 방지제는, 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용해도 된다.
[연마용 조성물의 제조 방법]
본 발명의 연마용 조성물의 제조 방법은, 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 지립 및 필요에 따라 다른 성분을, 수 중에서 교반 혼합함으로써 얻을 수 있다.
각 성분을 혼합할 때의 온도는 특별히 제한되지 않지만, 10 내지 40℃가 바람직하며, 용해 속도를 높이기 위하여 가열해도 된다. 또한, 혼합 시간도 특별히 제한되지 않는다.
[연마 방법 및 기판의 제조 방법]
상술한 바와 같이, 본 발명의 연마용 조성물은, 특히, 단체 실리콘과, 단체 실리콘 이외의 규소 함유 화합물을 포함하는 연마 대상물의 연마에 바람직하게 사용된다. 따라서, 본 발명은 단체 실리콘과, 단체 실리콘 이외의 규소 함유 화합물을 포함하는 연마 대상물을 본 발명의 연마용 조성물로 연마하는 연마 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 단체 실리콘과, 단체 실리콘 이외의 규소 함유 화합물을 포함하는 연마 대상물을 상기 연마 방법으로 연마하는 공정을 포함하는 기판의 제조 방법을 제공한다.
연마 장치로서는, 연마 대상물을 갖는 기판 등을 보유 지지하는 홀더와 회전수를 변경 가능한 모터 등이 장착되어 있고, 연마 패드(연마포)를 부착 가능한 연마 정반을 갖는 일반적인 연마 장치를 사용할 수 있다.
상기 연마 패드로서는, 일반적인 부직포, 폴리우레탄 및 다공질 불소 수지 등을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 연마 패드에는, 연마액이 고이는 홈 가공이 실시되어 있는 것이 바람직하다.
연마 조건에도 특별히 제한은 없으며, 예를 들어 연마 정반의 회전 속도는, 10 내지 500rpm이 바람직하며, 연마 대상물을 갖는 기판에 가하는 압력(연마 압력)은, 0.5 내지 10psi가 바람직하다. 연마 패드에 연마용 조성물을 공급하는 방법도 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 펌프 등으로 연속적으로 공급하는 방법이 채용된다. 이 공급량에 제한은 없지만, 연마 패드의 표면이 항상 본 발명의 연마용 조성물로 덮여 있는 것이 바람직하다.
연마 종료 후, 기판을 유수 중에서 세정하여, 스핀 드라이어 등에 의해 기판 상에 부착된 물방울을 털어 내어 건조시킴으로써, 금속 또는 규소 함유 재료를 갖는 층을 갖는 기판이 얻어진다.
실시예
본 발명을, 이하의 실시예 및 비교예를 사용하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 본 발명의 기술적 범위가 이하의 실시예에만 제한되는 것은 아니다.
또한, 지립의 단위 표면적당 실라놀기 수(단위: 개/n㎡)는, 이하의 측정 방법 또는 계산 방법에 의해, 각 파라미터를 측정 또는 산출된 후, 하기의 방법에 의해 산출하였다. 또한, 지립의 평균 2차 입자 직경은, 동적 광 산란식의 입자 직경 측정 장치로 측정했다.
<실라놀기 수의 산출 방법>
지립의 단위 표면적당 실라놀기 수는, G.W.시어즈에 의한 Analytical Chemistry, vol.28, No. 12, 1956, 1982 내지 1983에 기재된 중화 적정을 사용한 시어즈법에 의해 산출할 수 있다. 실라놀기 수의 계산식은 이하의 식에 의해 계산했다.
[수 2]
Figure pct00002
[pH 4에서의 연마]
(실시예 1-1)
지립으로서, 실라놀기 수가 1.5개/n㎡인 콜로이달 실리카(평균 2차 입자 직경: 67㎚, 졸겔법으로 합성)를 0.1질량％의 농도가 되도록 물과 혼합하여(혼합 온도: 25℃, 혼합 시간: 10분), 또한 pH 조정제로서 질산을 첨가해 pH를 조정하여, 연마용 조성물을 제조했다. 연마용 조성물의 pH는, pH 미터에 의해 4인 것을 확인했다.
(실시예 1-2)
연마용 조성물 중의 지립 농도를 4질량％로 변경한 것 이외는, 실시예 1-1과 동일하게 하여, 연마용 조성물을 제조했다.
(실시예 1-3)
지립으로서, 실라놀기 수가 1.6개/n㎡인 콜로이달 실리카(규산 소다법으로 합성된 것)를 4질량％의 농도가 되도록 물과 혼합하여(혼합 온도: 25℃, 혼합 시간: 10분), 또한 pH 조정제로서 질산을 첨가해 pH를 조정하여, 연마용 조성물을 제조했다. 연마용 조성물의 pH는, pH 미터에 의해 4인 것을 확인했다.
(실시예 1-4)
지립으로서, 실라놀기 수가 1.9개/n㎡인 퓸드 실리카를 1질량％의 농도가 되도록 물과 혼합하여(혼합 온도: 25℃, 혼합 시간: 10분), 또한 pH 조정제로서 질산을 첨가해 pH를 조정하여, 연마용 조성물을 제조했다. 연마용 조성물의 pH는, pH 미터에 의해 4인 것을 확인했다.
(비교예 1-1)
지립으로서, 실라놀기 수가 5.7개/n㎡인 콜로이달 실리카(상품명: SS-3P, 후소 가가꾸 고교 가부시키가이샤제, 평균 2차 입자 직경: 70㎚, 졸겔법으로 합성된 것)을 사용한 것 이외는, 실시예 1-1과 동일하게 하여, 연마용 조성물을 제조했다.
(비교예 1-2)
지립으로서, 실라놀기 수가 5.7개/n㎡인 콜로이달 실리카(상품명: SS-3P, 후소 가가꾸 고교 가부시키가이샤제, 평균 2차 입자 직경: 70㎚, 졸겔법으로 합성된 것)을 사용한 것 이외는, 실시예 1-2과 동일하게 하여, 연마용 조성물을 제조했다.
(비교예 1-3)
지립으로서, 실라놀기를 갖고 있지 않은 α-알루미나를 사용한 것 이외는, 실시예 1-1과 동일하게 하여, 연마용 조성물을 제조했다.
(비교예 1-4)
지립으로서, 실라놀기를 갖고 있지 않은 γ-알루미나를 사용한 것 이외는, 실시예 1-1과 동일하게 하여, 연마용 조성물을 제조했다.
(평가)
<지립의 진밀도>
지립의 진밀도는 하기 식에 나타내는 피크노미터법에 의해 계산했다.
[수 3]
Figure pct00003
<연마 속도>
연마 속도는, 이하의 식에 의해 계산했다.
[수 4]
Figure pct00004
Poly Si, SiN 및 TEOS에 대해서는, 막 두께를 광 간섭식 막 두께 측정 장치에 의해 구하며, 그 차를 연마 시간으로 제산함으로써 평가했다.
실시예 1-1 내지 1-4 및 비교예 1-1 내지 1-4의 연마용 조성물의 평가 결과를 하기 표 1에 나타낸다. 또한, 표 1 내지 3 중의 선택비의 란에 있어서, 「Poly Si/TEOS」의 란에는, Poly Si의 연마 속도를 TEOS의 연마 속도로 나눈 값을, 「Poly Si/SiN」의 란에는, Poly Si의 연마 속도를 SiN의 연마 속도로 나눈 값을, 각각 나타낸다.
Figure pct00005
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1-1 내지 1-4의 연마용 조성물은, 비교예 1-1 내지 1-4의 연마용 조성물에 비하여, 폴리실리콘(Poly Si)의 연마 속도를 더 향상시키는 것을 알 수 있었다. 또한, 실시예 1-1 및 실시예 1-2에 있어서는, TEOS의 연마 속도에 대한 폴리실리콘(Poly Si)의 연마 속도의 비(선택비)가, 비교예 1-1 내지 1-4에 비교하여 향상되었다.
[pH 7에서의 연마]
(실시예 2-1)
pH 조정제로서 질산 및 수산화칼륨을 사용하여, 연마용 조성물의 pH를 7로 조정한 것 이외는, 실시예 1-2과 동일하게 하여, 연마용 조성물을 제조했다.
(비교예 2-1)
pH 조정제로서 질산 및 수산화칼륨을 사용하여, 연마용 조성물의 pH를 7로 조정한 것 이외는, 비교예 1-2과 동일하게 하여, 연마용 조성물을 제조했다.
실시예 2-1 및 비교예 2-1의 연마용 조성물의 평가 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
Figure pct00006
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 2-1의 연마용 조성물은, 비교예 2-1의 연마용 조성물에 비하여, 폴리실리콘(Poly Si)의 연마 속도를 더 향상시키는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 2-1에 있어서는, TEOS의 연마 속도에 대한 폴리실리콘(Poly Si)의 연마 속도의 비(선택비) 및 SiN의 연마 속도에 대한 폴리실리콘(Poly Si)의 연마 속도의 비(선택비)가, 비교예 2-1에 비교하여 향상되었다.
[pH 10에서의 연마]
(실시예 3-1)
pH 조정제로서 수산화칼륨을 사용하여, 연마용 조성물의 pH를 10으로 조정한 것 이외는, 실시예 1-2과 동일하게 하여, 연마용 조성물을 제조했다.
(비교예 3-1)
pH 조정제로서 수산화칼륨을 사용하여, 연마용 조성물의 pH를 10으로 조정한 것 이외는, 비교예 1-2과 동일하게 하여, 연마용 조성물을 제조했다.
실시예 3-1 및 비교예 3-1의 연마용 조성물의 평가 결과를 하기 표 3에 나타낸다.
Figure pct00007
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 실시예 3-1의 연마용 조성물에 있어서는, TEOS의 연마 속도에 대한 폴리실리콘(Poly Si)의 연마 속도의 비(선택비) 및 SiN의 연마 속도에 대한 폴리실리콘(Poly Si)의 연마 속도의 비(선택비)가, 비교예 3-1에 비교하여 향상되었다.
또한, 본 출원은, 2015년 2월 10일에 출원된 일본 특허 출원 제2015-024377호에 기초하며, 그 개시 내용은, 참조로 전체로서 인용되어 있다.

Claims (5)

  1. 단체 실리콘과, 단체 실리콘 이외의 규소 함유 화합물을 포함하는 연마 대상물을 연마하는 용도로 사용되는 연마용 조성물이며,
    지립과, 분산매를 포함하며,
    상기 지립의 단위 표면적당 실라놀기 수가, 0개/n㎡를 초과하여 2.0개/n㎡ 이하인, 연마용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지립이 콜로이달 실리카인, 연마용 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 콜로이달 실리카는 졸겔법에 의해 제조된 것인, 연마용 조성물.
  4. 단체 실리콘과, 단체 실리콘 이외의 규소 함유 화합물을 포함하는 연마 대상물을 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 연마용 조성물로 연마하는, 연마 방법.
  5. 단체 실리콘과, 단체 실리콘 이외의 규소 함유 화합물을 포함하는 연마 대상물을 제4항에 기재된 연마 방법으로 연마하는 공정을 포함하는, 기판의 제조 방법.
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