KR20220071187A - 연마용 조성물 - Google Patents

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KR20220071187A
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요시유키 다나베
메구미 다니구치
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가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드
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Abstract

본 발명은 높은 연마 속도를 유지하면서, 실리콘 웨이퍼의 외주부의 평탄성을 향상시킬 수 있는 수단을 제공한다. 본 발명은 실리콘 웨이퍼를 연마하기 위해 사용되는 연마용 조성물이며, 지립과, 염기성 화합물과, 하기 화학식 1로 표시되는 인 함유 화합물과, 물을 포함하는, 연마용 조성물이다: 상기 화학식 1 중, R1 및 R2는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 히드록시기 또는 비치환된 직쇄상 혹은 분지상의 탄소수 1 내지 20의 알콕시기이며, R3은, 비치환된 직쇄상 또는 분지상의 탄소수 1 내지 20의 알콕시기이다.

Description

연마용 조성물
본 발명은, 연마용 조성물에 관한 것이다.
실리콘, 알루미늄, 니켈, 텅스텐, 구리, 탄탈, 티타늄, 스테인리스강 등의 금속 혹은 반도체, 또는 이들의 합금; 탄화규소, 질화갈륨, 비소화갈륨 등의 화합물 반도체 웨이퍼 재료 등은, 평탄화 등의 각종 요구에 의해 연마가 이루어지고, 각종 분야에서 응용되고 있다.
그 중에서도, 집적 회로 등의 반도체 소자를 만들기 위해, 고평탄이고 흠집이나 불순물이 없는 고품질의 경면을 갖는 미러 웨이퍼를 만들기 위해, 단결정 실리콘 기판(실리콘 웨이퍼)을 연마하는 기술에 대해서는 다양한 연구가 이루어지고 있다.
예를 들어, 일본 특허 공개 제2016-124943호 공보에서는, 폴리비닐알코올류의 수용성 고분자 화합물과, 피페라진 화합물을 포함하는, 연마용 조성물이 제안되어 있다. 그리고, 일본 특허 공개 제2016-124943호 공보에는, 상기 연마용 조성물에 의해, 연마 후의 실리콘 웨이퍼의 주연부(외주부)에 있어서의 평탄성이 향상되는 것이 나타내어져 있다.
이외에도, 실리콘 웨이퍼의 외주부의 평탄성을 향상시키기 위한 다양한 수단이 제안되어 있지만, 새로운 수단의 개발이 요망되고 있다.
일본 특허 공개 제2016-124943호 공보 일본 특허 공개 제2016-124943호 공보
본 발명은, 실리콘 웨이퍼의 연마에 있어서, 높은 연마 속도를 유지하면서, 실리콘 웨이퍼의 외주부의 평탄성을 향상시킬 수 있는 수단을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제는, 실리콘 웨이퍼를 연마하기 위해 사용되는 연마용 조성물이며, 지립과, 염기성 화합물과, 하기 화학식 1로 표시되는 인 함유 화합물과, 물을 포함하는, 연마용 조성물에 의해 해결된다.
(화학식 1)
Figure pct00001
상기 화학식 1 중, R1 및 R2는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 히드록시기 또는 비치환된 직쇄상 혹은 분지상의 탄소수 1 내지 20의 알콕시기이며, R3은, 비치환된 직쇄상 또는 분지상의 탄소수 1 내지 20의 알콕시기이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시 형태만으로 한정되지는 않는다. 또한, 특기하지 않는 한, 조작 및 물성 등의 측정은 실온(20℃ 이상 25℃ 이하의 범위)/상대 습도 40%RH 이상 50%RH 이하의 조건에서 측정한다.
이하, 본 발명의 연마용 조성물에 대해서, 상세를 설명한다.
〔연마용 조성물〕
본 발명의 일 형태는, 실리콘 웨이퍼를 연마하기 위해 사용되는 연마용 조성물이며, 지립과, 염기성 화합물과, 하기 화학식 1로 표시되는 인 함유 화합물과, 물을 포함하는, 연마용 조성물이다.
(화학식 1)
Figure pct00002
상기 화학식 1 중, R1 및 R2는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 히드록시기 또는 비치환된 직쇄상 혹은 분지상의 탄소수 1 내지 20의 알콕시기이며, R3은, 비치환된 직쇄상 또는 분지상의 탄소수 1 내지 20의 알콕시기이다.
본 발명자들은, 실리콘 웨이퍼의 외주부의 평탄성의 향상과, 연마 속도의 향상이라고 하는 관점에서 예의 검토를 행하였다. 그 결과, 상기 화학식 1로 표시되는 인 함유 화합물을 포함하는 연마용 조성물에 의해, 실리콘 웨이퍼의 고연마 속도를 유지하면서, 실리콘 웨이퍼의 외주부의 평탄성을 향상시킬 수 있는 것을 알아 내었다.
본 발명의 연마용 조성물에 의해 상기 효과가 얻어지는 작용기서는 불분명하지만, 이하와 같이 생각된다. 본 발명에 관한 인 함유 화합물은 실리콘 웨이퍼의 외주부를 보호하고, 외주부의 과연마를 억제하는 작용을 갖는다고 생각된다. 이 인 함유 화합물을 포함하는 연마용 조성물로 실리콘 웨이퍼를 연마하면, 실리콘 웨이퍼의 외주부의 평탄성 향상과 양호한 연마 속도의 양립을 달성할 수 있다고 생각된다.
또한, 상기 메커니즘은 추측에 기초하는 것이며, 그 정오가 본원의 기술적 범위에 영향을 미치는 것은 아니다.
[연마 대상물]
본 발명에 따른 연마용 조성물은, 실리콘 웨이퍼를 연마하는 용도에 사용된다. 여기서, 실리콘 웨이퍼는, 단결정 실리콘 기판이나, 다결정 실리콘 기판과 같이 단체 실리콘으로 이루어지는 것이어도 되고, 단체 실리콘으로 이루어지는 층과 그 이외의 층으로 구성되는 것이어도 된다. 또한 실리콘 웨이퍼는, 불순물 정도의 함유량으로 실리콘 이외의 원소가 포함되는 것은 허용된다. 따라서, 상기 실리콘 웨이퍼는, 붕소 등의 p형 도펀트나, 인 등의 n형 도펀트를 포함하고 있어도 된다. 실리콘 웨이퍼의 결정 방위도 특별히 제한되지 않고, <100>, <110>, <111> 중 어느 것이어도 된다. 또한, 실리콘 웨이퍼의 저항률에도 특별히 제한은 없다. 또한, 실리콘 웨이퍼의 두께는, 예를 들어 600 내지 1000㎛이지만, 특별히 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 조성물은, 200mm, 300mm, 450mm 등 어떠한 구경의 웨이퍼에도 적응 가능하다. 물론, 이들 이외의 구경의 것을 사용해도 된다.
다음에, 본 발명의 연마용 조성물의 구성 성분에 대해서 설명한다.
[지립]
본 발명의 연마용 조성물은, 지립을 포함한다. 연마용 조성물 중에 포함되는 지립은, 실리콘 웨이퍼를 기계적으로 연마하는 작용을 갖는다.
본 발명에 사용되는 지립은, 단독이어도 또는 2종 이상 조합이어도 사용할 수 있다. 지립으로서는, 무기 입자, 유기 입자 및 유기 무기 복합 입자 중 어느 것이어도 된다. 무기 입자의 구체예로서는, 예를 들어, 실리카, 알루미나, 세리아, 티타니아 등의 금속 산화물로 이루어지는 입자, 질화규소 입자, 탄화규소 입자, 질화붕소 입자를 들 수 있다. 유기 입자의 구체예로서는, 예를 들어, 폴리메타크릴산메틸(PMMA) 입자를 들 수 있다. 또한, 해당 지립은 시판품을 사용해도 되고 합성품을 사용해도 된다. 또한, 본 명세서에 있어서 특별히 언급이 없는 한, 지립은 표면 수식되어 있지 않은 것을 가리킨다.
이들 지립 중에서도, 실리카가 바람직하고, 특히 바람직한 것은 콜로이달 실리카이다.
지립의 평균 1차 입자경의 하한은, 10㎚ 이상인 것이 바람직하고, 15㎚ 이상인 것이 보다 바람직하고, 20㎚ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 30㎚ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 40㎚ 이상인 것이 보다 더 바람직하고, 50㎚ 이상인 것이 특히 바람직하다. 이러한 범위라면, 높은 연마 속도를 유지할 수 있으므로, 조연마 공정에 있어서 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 지립의 평균 1차 입자경의 상한은, 200㎚ 이하인 것이 바람직하고, 150㎚ 이하인 것이 보다 바람직하고, 100㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 몇몇 양태에 있어서, 평균 1차 입자경은 75㎚ 이하이어도 되고, 60㎚ 이하이어도 된다. 이러한 범위라면, 연마 후의 실리콘 웨이퍼의 표면에 결함이 발생하는 것을 보다 억제할 수 있다. 또한, 지립의 평균 1차 입자경은, 예를 들어 BET법에 의해 측정되는 지립의 비표면적에 기초하여 산출된다.
지립의 평균 2차 입자경의 하한은, 15㎚ 이상인 것이 바람직하고, 30㎚ 이상인 것이 보다 바람직하고, 40㎚ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 50㎚ 이상인 것이 보다 더 바람직하고, 60㎚ 이상(예를 들어 80㎚ 이상)인 것이 특히 바람직하다. 이러한 범위라면, 높은 연마 속도를 유지할 수 있다. 또한, 지립의 평균 2차 입자경의 상한은, 300㎚ 이하인 것이 바람직하고, 260㎚ 이하인 것이 보다 바람직하고, 220㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 150㎚ 이하(예를 들어 130㎚ 이하)인 것이 특히 바람직하다. 이러한 범위라면, 연마 후의 실리콘 웨이퍼의 표면에 결함이 발생하는 것을 보다 억제할 수 있다. 지립의 평균 2차 입자경은, 예를 들어 동적 광산란법에 의해 측정할 수 있다.
지립의 평균 회합도는 1.2 이상인 것이 바람직하고, 1.4 이상인 것이 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1.5 이상이다. 여기서 평균 회합도란 지립의 평균 2차 입자경의 값을 평균 1차 입자경의 값으로 나눔으로써 얻어진다. 지립의 평균 회합도는 1.2 이상이면, 연마 속도가 향상되는 유리한 효과가 있어, 바람직하다. 또한, 지립의 평균 회합도는 4 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3.5 이하, 더욱 바람직하게는 3 이하이다. 지립의 평균 회합도가 작아짐에 따라서, 연마용 조성물을 사용하여 연마 대상물을 연마하는 것에 의한 표면 결함이 적은 연마면이 얻어지기 쉽다.
연마용 조성물이 그대로 연마액으로서 사용되는 경우, 지립의 함유량은, 연마용 조성물에 대하여, 0.1질량% 이상인 것이 바람직하고, 0.5질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 1.0질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 지립의 함유량 증대에 의해, 연마 속도가 향상된다. 또한, 연마용 조성물이 그대로 연마액으로서 사용되는 경우, 스크래치 방지 등의 관점에서, 지립의 함유량은, 통상은 10질량% 이하가 적당하고, 5질량% 이하가 바람직하고, 3질량% 이하가 보다 바람직하고, 2질량% 이하가 더욱 바람직하다. 지립의 함유량을 적게 하는 것은, 경제성의 관점에서도 바람직하다.
또한, 연마용 조성물이 희석되어 연마에 사용되는 경우, 즉 해당 연마용 조성물이 농축액인 경우, 지립의 함유량은, 보존 안정성이나 여과성 등의 관점에서, 통상은, 연마용 조성물에 대하여, 50질량% 이하인 것이 바람직하고, 40질량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 농축액으로 하는 것의 이점을 살리는 관점에서, 지립의 함유량은, 1질량% 이상인 것이 바람직하고, 5질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.
또한, 지립을 2종 이상 조합하여 사용하는 경우는, 상기의 함유량은 2종 이상의 지립 합계 함유량을 가리킨다.
[인 함유 화합물]
본 발명에 따른 연마용 조성물은, 하기 화학식 1로 표시되는 인 함유 화합물을 포함한다. 해당 인 함유 화합물은, 실리콘 웨이퍼의 외주부를 보호하여, 외주부의 과연마를 억제하는 작용을 갖는다고 생각된다. 따라서, 이 인 함유 화합물을 포함하는 연마용 조성물로 실리콘 웨이퍼를 연마하면, 실리콘 웨이퍼의 외주부의 평탄성 향상과 양호한 연마 속도의 양립이 달성된다고 생각된다.
(화학식 1)
Figure pct00003
상기 화학식 1 중, R1 및 R2는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 히드록시기 또는 비치환된 직쇄상 혹은 분지상의 탄소수 1 내지 20의 알콕시기이며, R3은, 비치환된 직쇄상 또는 분지상의 탄소수 1 내지 20의 알콕시기이다.
R1, R2 및 R3으로 사용되는 비치환된 직쇄상 또는 분지상의 탄소수 1 내지 20의 알콕시기의 예로서는, 예를 들어 메톡시기, 에톡시기, n-프로필옥시기, 이소프로필옥시기, n-부틸옥시기, 이소부틸옥시기, sec-부틸옥시기, tert-부틸옥시기, n-펜틸옥시기, n-헥실옥시기, n-헵틸옥시기, n-옥틸옥시기, 2-에틸헥실옥시기, n-노닐옥시기, n-데실옥시기, n-운데실옥시기, n-트리데실옥시기, n-테트라데실옥시기, n-펜타데실옥시기, n-헥사데실옥시기, n-헵타데실옥시기, n-옥타데실옥시기, n-노나데실옥시기, n-에이코실옥시기 등을 들 수 있다.
본 발명에서 사용되는 인 함유 화합물은, 단독이어도 또는 2종 이상 조합이어도 사용할 수 있다. 또한, 인 함유 화합물은, 시판품을 사용해도 되고 합성품을 사용해도 된다. 상기 화학식 1로 표시되는 인 함유 화합물의 구체적인 예로서는, 예를 들어, 인산모노메틸, 인산디메틸, 인산트리메틸, 인산모노에틸, 인산디에틸, 인산트리에틸, 인산모노이소프로필, 인산디이소프로필, 인산트리가소프로필, 인산모노부틸, 인산디부틸, 인산트리부틸, 인산모노2-에틸헥실, 인산디2-에틸헥실, 인산트리2-에틸헥실 등의 인산에스테르 화합물; 아인산모노메틸, 아인산디메틸, 아인산모노에틸, 아인산디에틸, 아인산모노이소프로필, 아인산디이소프로필, 아인산모노부틸, 아인산디부틸 등의 아인산에스테르 화합물; 등을 들 수 있다.
상기 화학식 1에 있어서, R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는, 비치환된 직쇄상의 탄소수 1 내지 20의 알콕시기인 것이 바람직하고, 비치환된 직쇄상의 탄소수 1 내지 10의 알콕시기인 것이 보다 바람직하다. 실리콘 웨이퍼의 외주부의 평탄성 향상과 양호한 연마 속도를, 보다 높은 레벨로 양립시킬 수 있기 때문이다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 인 함유 화합물은, 인산에스테르 화합물인 것이 바람직하다. 즉, 상기 화학식 1의 R1 및 R2가, 각각 독립적으로, 히드록시기 또는 비치환된 직쇄상 혹은 분지상의 탄소수 1 내지 20의 알콕시기인 화합물이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 내지 15이며, 더욱 바람직하게는 1 내지 10이며, 1 내지 5(예를 들어 1 내지 3)이어도 된다. 이러한 범위라면, 실리콘 웨이퍼의 외주부의 평탄성 향상과, 연마용 조성물의 분산 안정성에 있어서 유의미로 될 수 있다. 또한, 인산에스테르 화합물 중에서도, 예를 들어, 인산디에스테르 화합물, 인산트리에스테르 화합물 등의 에스테르 구조가 많은 화합물이 보다 바람직하다. 이들 인 함유 화합물은 실리콘 웨이퍼의 외주부의 평탄성 향상과 양호한 연마 속도를, 보다 높은 레벨로 양립시킬 수 있기 때문이다.
그 중에서도 보다 바람직한 것 인 함유 화합물로서는, 인산디에스테르 화합물, 인산트리에스테르 화합물 등의 인산에스테르 화합물; 아인산모노에스테르, 아인산디에스테르 등의 아인산에스테르 화합물; 등이며, 인산트리에틸인 것이 보다 바람직하다.
연마용 조성물이 상기 화학식 1로 표시되는 인 함유 화합물을 2종 이상 포함하여 사용되는 경우, 예를 들어 인산모노에스테르 화합물로부터 2종 이상, 인산디에스테르 화합물로부터 2종 이상, 인산트리에스테르 화합물로부터 2종 이상, 인산모노에스테르 화합물과 인산디에스테르 화합물로부터 각각 1종 이상, 인산모노에스테르 화합물과 인산트리에스테르 화합물로부터 각각 1종 이상, 인산디에스테르 화합물과 인산트리에스테르 화합물로부터 각각 1종 이상, 아인산모노에스테르 화합물로부터 2종 이상, 아인산디에스테르 화합물로부터 2종 이상, 아인산트리에스테르 화합물로부터 2종 이상, 아인산모노에스테르 화합물과 아인산디에스테르 화합물로부터 각각 1종 이상, 아인산모노에스테르 화합물과 아인산트리에스테르 화합물로부터 각각 1종 이상, 아인산디에스테르 화합물과 아인산트리에스테르 화합물로부터 각각 1종 이상, 등의 조합으로 인 함유 화합물을 사용할 수 있다. 인 함유 화합물로서 인산모노에스테르 화합물과 인산디에스테르 화합물을 조합하여 사용하는 경우, 구체적인 예로서는 인산모노이소프로필과 인산디이소프로필의 조합을 들 수 있다.
연마용 조성물이 그대로 연마액으로서 사용되는 경우, 상기 인 함유 화합물의 함유량은, 연마용 조성물에 대하여, 바람직하게는 0.0001질량% 이상이며, 보다 바람직하게는 0.0015질량% 이상이며, 더욱 바람직하게는 0.002질량% 이상이다. 또한, 연마용 조성물이 그대로 연마액으로서 사용되는 경우, 상기 인 함유 화합물의 함유량은, 0.01질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.008질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.006질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 함유량의 범위라면, 실리콘 웨이퍼의 외주부의 평탄성 향상과 양호한 연마 속도를, 보다 높은 레벨로 양립시킬 수 있기 때문이다.
또한, 연마용 조성물이 희석되어 연마에 사용되는 경우, 즉 해당 연마용 조성물이 농축액인 경우, 인 함유 화합물의 함유량은, 보존 안정성 등의 관점에서, 연마용 조성물에 대하여, 0.5질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.3질량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 농축액으로 하는 것의 이점을 살리는 관점에서, 인 함유 화합물의 함유량은, 0.01질량% 이상인 것이 바람직하고, 0.015질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.
또한, 인 함유 화합물을 2종 이상 조합하여 사용하는 경우는, 상기의 함유량은 2종 이상의 인 함유 화합물의 합계 함유량을 가리킨다.
연마용 조성물이 상기 화학식 1로 표시되는 인 함유 화합물을 2종 이상 포함하여 사용되는 경우, 인 함유 화합물의 함유량 비율은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어 인산모노에스테르 화합물과 인산디에스테르 화합물을 조합하여 사용하는 경우, 상기 비율은 질량비로, 인산모노에스테르 화합물: 인산디에스테르 화합물이 5:95 내지 95:5이어도 되고, 10:90 내지 90:10이어도 된다. 평탄성의 향상의 관점에서, 상기 비율은 20:80 내지 80:20이어도 되고, 25:75 내지 75:25이어도 되고, 예를 들어 25:75 내지 45:55이어도 된다.
[염기성 화합물]
본 발명에 따른 연마용 조성물은, 염기성 화합물을 포함한다. 여기서 염기성 화합물이란, 연마용 조성물에 첨가됨으로써 해당 조성물의 pH를 상승시키는 기능을 갖는 화합물을 가리킨다. 염기성 화합물은, 연마 대상이 되는 면을 화학적으로 연마하는 작용을 하여, 연마 속도의 향상에 기여할 수 있다. 또한, 염기성 화합물은, 연마용 조성물의 분산 안정성의 향상에 도움이 될 수 있다.
본 발명에 사용되는 염기성 화합물은, 단독이어도 또는 2종 이상 조합이어도 사용할 수 있다. 염기성 화합물로서는, 질소를 포함하는 유기 또는 무기의 염기성 화합물, 알칼리 금속 또는 제2족 금속의 수산화물, 각종 탄산염이나 탄산수소염; 수산화 제4급 암모늄 또는 그의 염; 암모니아, 아민 등을 들 수 있다. 알칼리 금속의 수산화물의 구체예로서는, 수산화칼륨, 수산화나트륨 등을 들 수 있다. 탄산염 또는 탄산수소염의 구체예로서는, 탄산수소암모늄, 탄산암모늄, 탄산수소칼륨, 탄산칼륨, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨 등을 들 수 있다. 수산화 제4급 암모늄 또는 그의 염의 구체예로서는, 수산화테트라메틸암모늄(TMAH), 수산화테트라에틸암모늄, 수산화테트라부틸암모늄 등을 들 수 있다. 아민의 구체예로서는, 메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 에틸렌디아민, 모노에탄올아민, N-(β-아미노에틸)에탄올아민, 헥사메틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 무수피페라진, 피페라진6수화물, 1-(2-아미노에틸)피페라진, N-메틸피페라진, 구아니딘, 이미다졸이나 트리아졸 등의 아졸류 등을 들 수 있다.
연마 속도 향상 등의 관점에서, 바람직한 염기성 화합물로서, 암모니아, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화테트라메틸암모늄, 수산화테트라에틸암모늄, 탄산수소암모늄, 탄산암모늄, 탄산수소칼륨, 탄산칼륨, 탄산수소나트륨 및 탄산나트륨으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 들 수 있다. 그 중에서도 보다 바람직한 것으로서, 암모니아, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화테트라메틸암모늄 수산화테트라에틸암모늄 및 탄산칼륨이 예시된다. 2종 이상을 조합하여 사용하는 경우, 예를 들어 탄산칼륨과 수산화테트라메틸암모늄의 조합이 바람직하다.
연마용 조성물이 그대로 연마액으로서 사용되는 경우, 염기성 화합물의 함유량은, 연마용 조성물에 대하여, 0.01질량% 이상인 것이 바람직하고, 0.05질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.07질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 범위라면, 높은 연마 속도를 유지할 수 있다. 또한, 염기성 화합물의 함유량 증가에 의해, 안정성도 향상시킬 수 있다. 또한, 연마용 조성물이 그대로 연마액으로서 사용되는 경우, 상기 염기성 화합물의 함유량의 상한은, 1질량% 이하로 하는 것이 적당하고, 표면 품질 등의 관점에서, 0.5질량% 이하인 것이 바람직하다.
또한, 연마용 조성물이 희석되어 연마에 사용되는 경우, 즉 해당 연마용 조성물이 농축액인 경우, 염기성 화합물의 함유량은, 보존 안정성이나 여과성 등의 관점에서, 통상은, 10질량% 이하인 것이 적당하고, 5질량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 농축액으로 하는 것의 이점을 살리는 관점에서, 염기성 화합물의 함유량은, 0.1질량% 이상인 것이 바람직하고, 0.5질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.9질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 염기성 화합물을 2종 이상 조합하여 사용하는 경우는, 상기의 함유량은 2종 이상의 염기성 화합물의 합계 함유량을 가리킨다.
[물]
본 발명에 따른 연마용 조성물은, 각 성분을 분산 또는 용해하기 위해 분산매로서 물을 포함한다. 물은, 실리콘 웨이퍼의 오염이나 다른 성분의 작용을 저해하는 것을 방지하는 관점에서, 불순물을 가능한 한 함유하지 않는 것이 바람직하다. 이러한 물로서는, 예를 들어, 전이 금속 이온의 합계 함유량이 100ppb 이하인 물이 바람직하다. 여기서, 물의 순도는, 예를 들어, 이온 교환 수지를 사용하는 불순물 이온의 제거, 필터에 의한 이물의 제거, 증류 등의 조작에 의해 높일 수 있다. 구체적으로는, 물로서는, 예를 들어, 탈이온수(이온 교환수), 순수, 초순수, 증류수 등을 사용하는 것이 바람직하다.
임의로 유기 용매를 첨가해도 되고, 유기 용매는 단독이어도 또는 2종 이상 조합이어도 사용할 수 있다. 또한, 각 성분의 분산 또는 용해를 위해, 물과 유기 용매를 병용해도 된다. 이 경우, 사용되는 유기 용매로서는, 물과 혼화되는 유기 용매인 아세톤, 아세토니트릴, 에탄올, 메탄올, 이소프로판올, 글리세린, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등을 들 수 있다. 또한, 이들의 유기 용매를 물과 혼합하지 않고 사용하고, 각 성분을 분산 또는 용해한 후에, 물과 혼합해도 된다.
[그 밖의 성분]
본 발명에 따른 연마용 조성물은, 본 발명의 효과가 현저하게 방해되지 않는 범위에서, 계면 활성제, 킬레이트제, 방부제, 곰팡이 방지제 등의, 연마용 조성물에 사용될 수 있는 공지된 첨가제를, 필요에 따라서 더 함유해도 된다.
(계면 활성제)
본 발명의 연마용 조성물은, 필요에 따라서 비이온성 계면 활성제, 양이온성 계면 활성제, 음이온성 계면 활성제 등의 계면 활성제를 더 포함해도 된다.
본 발명에 사용할 수 있는 비이온성 계면 활성제는, 단독이어도 또는 2종 이상 조합이어도 사용할 수 있다. 비이온성 계면 활성제의 예로서는, 알킬베타인, 알킬아민옥시드, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시알킬렌알킬에테르, 소르비탄 지방산에스테르, 글리세린지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬아민 및 알킬알칸올아미드 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 연마용 조성물의 분산 안정성 향상의 관점에서, 폴리옥시알킬렌알킬에테르가 바람직하고, 폴리옥시에틸렌알킬에테르가 보다 바람직하다.
연마용 조성물이 그대로 연마액으로서 사용되는 경우, 비이온성 계면 활성제의 함유량은, 연마용 조성물에 대하여, 바람직하게는 0.00001질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.00002질량% 이상, 더욱 바람직하게는 0.00003질량% 이상이다. 이러한 범위라면, 연마용 조성물의 분산 안정성이 향상된다. 연마용 조성물이 그대로 연마액으로서 사용되는 경우, 비이온성 계면 활성제의 함유량의 상한은, 0.002질량% 이하로 하는 것이 적당하고, 높은 연마 속도를 유지하는 관점에서, 바람직하게는 0.001질량% 이하이다.
또한, 연마용 조성물이 희석되어 연마에 사용되는 경우, 즉 해당 연마용 조성물이 농축액인 경우, 비이온성 계면 활성제의 함유량은, 보존 안정성이나 여과성 등의 관점에서, 통상은, 0.1질량% 이하인 것이 적당하고, 0.05질량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 농축액으로 하는 것의 이점을 살리는 관점에서, 비이온성 계면 활성제의 함유량은, 0.0001질량% 이상인 것이 바람직하고, 0.0002질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.0005질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 비이온성 계면 활성제를 2종 이상 조합하여 사용하는 경우에는, 상기의 함유량은 2종 이상의 비이온성 계면 활성제의 합계 함유량을 가리킨다.
(킬레이트제)
연마용 조성물에 포함될 수 있는 킬레이트제는, 단독이어도 또는 2종 이상을 조합해도 사용할 수 있다. 킬레이트제로서는, 아미노카르복실산계 킬레이트제 및 유기 포스폰산계 킬레이트제를 들 수 있다. 아미노카르복실산계 킬레이트제의 예에는, 에틸렌디아민4아세트산, 에틸렌디아민4아세트산나트륨, 니트릴로3아세트산, 니트릴로3아세트산나트륨, 니트릴로3아세트산암모늄, 히드록시에틸에틸렌디아민3아세트산, 히드록시에틸에틸렌디아민3아세트산나트륨, 디에틸렌트리아민5아세트산, 디에틸렌트리아민5아세트산나트륨, 트리에틸렌테트라민6아세트산 및 트리에틸렌테트라민6아세트산나트륨이 포함된다. 유기 포스폰산계 킬레이트제의 예에는, 2-아미노에틸포스폰산, 1-히드록시에틸리덴-1, 1-디포스폰산, 아미노트리(메틸렌포스폰산), 에틸렌디아민테트라키스(메틸렌포스폰산)(EDTPO), 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-포스포노 부탄-2,3,4-트리카르복실산 및 α-메틸포스포노숙신산이 포함된다. 이들 중 유기 포스폰산계 킬레이트제가 보다 바람직하다. 그 중에서도 바람직한 것으로서, 에틸렌디아민테트라키스(메틸렌포스폰산), 디에틸렌트리아민펜타(메틸렌포스폰산) 및 디에틸렌트리아민5아세트산을 들 수 있다. 특히 바람직한 킬레이트제로서, 에틸렌디아민테트라키스(메틸렌포스폰산) 및 디에틸렌트리아민펜타(메틸렌포스폰산)를 들 수 있다.
연마용 조성물이 그대로 연마액으로서 사용되는 경우, 킬레이트제의 함유량의 하한은, 연마용 조성물에 대하여, 0.0001질량% 이상인 것이 바람직하고, 0.001질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.002질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 킬레이트제의 함유량의 상한은, 1질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.5질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.3질량% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 0.15질량% 이하인 것이 특히 바람직하다.
또한, 연마용 조성물이 희석되어 연마에 사용되는 경우, 즉 해당 연마용 조성물이 농축액인 경우, 킬레이트제의 함유량은, 보존 안정성이나 여과성 등의 관점에서, 통상은, 5질량% 이하인 것이 적당하고, 3질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.5질량% 이하인 것이 특히 바람직하다. 또한, 농축액으로 하는 것의 이점을 살리는 관점에서, 킬레이트제의 함유량은, 0.001질량% 이상인 것이 바람직하고, 0.01질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.05질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 킬레이트제를 2종 이상 조합하여 사용하는 경우는, 상기의 함유량은 2종 이상의 킬레이트제 합계 함유량을 가리킨다.
연마용 조성물에 포함될 수 있는 방부제 및 곰팡이 방지제는, 단독이어도 또는 2종 이상 조합이어도 사용할 수 있다. 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 페녹시에탄올 등을 들 수 있다.
[연마용 조성물의 특성]
본 발명에 따른 연마용 조성물은, 전형적으로는 해당 연마용 조성물을 포함하는 연마액의 형태로 상기의 실리콘 웨이퍼에 공급되어, 그 실리콘 웨이퍼의 조연마에 사용된다. 본 발명에 따른 연마용 조성물은, 예를 들어, 희석하여 연마액으로서 사용되는 것이어도 되고, 그대로 연마액으로서 사용되는 것이어도 된다. 여기서 희석이란, 전형적으로는, 물에 의한 희석이다. 본 발명에 따른 기술에 있어서의 연마용 조성물의 개념에는, 실리콘 웨이퍼에 공급되어 연마에 사용되는 연마액(워킹 슬러리)과, 희석하여 연마에 사용되는 농축액(워킹 슬러리의 원액)의 양쪽이 포함된다. 상기 농축액의 농축 배율은, 예를 들어, 체적 기준으로 2배 이상 140배 이하 정도로 할 수 있고, 통상은 4배 이상 80배 이하 정도(예를 들어 5배 이상 50배 이하 정도)가 적당하다.
연마용 조성물이 그대로 연마액으로서 사용되는 경우, 연마용 조성물의 pH는, 바람직하게는 8.0 이상이며, 보다 바람직하게는 8.5 이상이며, 보다 더 바람직하게는 9.5 이상이며, 특히 바람직하게는 10.0 이상이다. 연마용 조성물의 pH가 높아지면 연마 속도가 상승한다. 한편, 연마용 조성물이 그대로 연마액으로서 사용되는 경우, 연마용 조성물의 pH는, 바람직하게는 12.0 이하이고, 보다 바람직하게는 11.5 이하이다. 연마용 조성물의 pH가 12.0 이하이면 지립의 용해를 억제하여, 해당 지립에 의한 기계적인 연마 작용의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 연마용 조성물이 희석되어 연마에 사용되는 경우, 즉 해당 연마용 조성물이 농축액인 경우, 연마용 조성물의 pH는, 바람직하게는 9.5 이상이며, 보다 바람직하게는 10.0 이상이며, 보다 더 바람직하게는 10.5 이상이다. 또한, 연마용 조성물의 pH는, 12.0 이하인 것이 적당하고, 11.5 이하인 것이 바람직하다.
또한, 연마용 조성물의 pH는, pH 미터를 사용하여 측정할 수 있다. 표준 완충액을 사용하여 pH 미터를 3점 교정한 후에, 유리 전극을 연마용 조성물에 넣는다. 그리고, 2분 이상 경과하여 안정된 후의 값을 측정함으로써 연마용 조성물의 pH를 파악할 수 있다. pH 미터는, 예를 들어, 호리바 세이사꾸쇼제의 유리 전극식 수소이온 농도 지시계(형식 번호 F-23)를 사용할 수 있다. 또한, 표준 완충액은, 예를 들어, 프탈산염 pH 완충액 pH:4.01, 중성 인산염 pH 완충액 pH:6.86, 탄산염 pH 완충액 pH:10.01이다. 여기서 pH는 25℃의 값이다.
본 발명에 따른 연마용 조성물은 1액형이어도 되고, 2액형을 비롯한 다액형이어도 된다. 다액형은, 연마용 조성물의 일부 또는 전부를 임의의 혼합 비율로 혼합한 액의 조합이다. 또한, 연마용 조성물의 공급 경로를 복수 갖는 연마 장치를 사용한 경우, 연마 장치 상에서 연마용 조성물이 혼합되도록, 미리 조정된 2개 이상의 연마용 조성물을 사용해도 된다.
[실리콘 웨이퍼 외주부의 평탄성]
본 명세서에 있어서는, 실리콘 웨이퍼 외주부의 평탄성의 1개의 지표로서, ESFQR을 사용한다. ESFQR(Edge flatness metric, Sector based, Front surface referenced, least squares fit reference plane, Range of the data within sector)이란, 웨이퍼 전체 둘레의 외주부 영역에 형성된 부채형의 영역(섹터) 내의 SFQR을 측정한 것이며, ESFQRmax란, 웨이퍼 상의 전체 섹터의 ESFQR 중의 최댓값을 나타내고, ESFQRmean은, 전체 섹터의 ESFQR의 평균값을 나타내는 것이다. 본 명세서에 있어서, ESFQR이란, ESFQRmean의 값을 말한다. 본 명세서에서 규정하는, ESFQR은, 구로다 세이코 가부시키가이샤 제조의 초정밀 표면 형상 측정 장치 「나노 메트로(등록 상표) 300TT」를 사용하고, 에지 제외 영역(Edge Exclusion, 웨이퍼 상에서, 디바이스가 형성되지 않는 외주 부분의 폭)이 1㎜이고, 웨이퍼 전체 둘레를 5° 간격으로 72분할하고, 사이트를 구성하는 직경 방향의 1변의 길이를 35㎜로 한 사이트 내의 SFQR을 측정한 값이다. SFQR(Site Front Least Squares Range)이란, 설정된 사이트 내에서 데이터를 최소 제곱법으로 산출한 사이트 내 평면을 기준 평면으로 하고, 이 평면으로부터의 +측(웨이퍼의 표면을 위로 향해 수평하게 둔 경우의 상측), -측(동 하측)의 최대 편차이다.
본 실시 형태에 있어서, 실리콘 웨이퍼 연마 후의 ESFQR의 평균값과 실리콘 웨이퍼 연마 전의 ESFQR의 평균값의 차는, 마이너스의 값이며 또한 절댓값이 클수록 바람직하다. 이와 같은 값이라면, 실리콘 웨이퍼 외주부의 평탄성이 보다 양호하다.
실리콘 웨이퍼 외주부의 평탄성의 다른 지표로서, GBIR(Global Backside Ideal Range)을 사용할 수도 있다. GBIR는, 웨이퍼의 이면을 평탄한 척면에 전체면 흡착시키고, 해당 이면을 기준면으로 하여, 웨이퍼의 전체면에 대하여 상기 기준면으로부터의 높이를 측정하여, 최고 높이로부터 최저 높이까지의 거리를 나타낸 것이다.
[연마용 조성물의 제조 방법]
본 발명의 연마용 조성물은, 예를 들어, 각 성분을 수중에서 교반 혼합함으로써 얻을 수 있다. 단 이 방법에 제한되지 않는다. 또한, 각 성분을 혼합할 때의 온도는 특별히 제한되지 않지만, 10℃ 이상 40℃ 이하가 바람직하고, 용해 속도를 높이기 위해 가열해도 된다. 또한, 혼합 시간도 특별히 제한되지 않는다.
[연마 방법]
본 발명에 따른 연마용 조성물은, 예를 들어 이하의 조작을 포함하는 양태로, 실리콘 웨이퍼의 연마 공정에 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 상기의 연마용 조성물을 사용하여 실리콘 웨이퍼를 연마하는 연마 방법도 제공한다.
먼저, 본 발명에 따른 연마용 조성물을 준비한다. 이어서, 그 연마용 조성물을 실리콘 웨이퍼에 공급하고, 통상의 방법에 의해 연마를 행한다. 예를 들어, 일반적인 연마 장치에 실리콘 웨이퍼를 세트하고, 해당 연마 장치의 연마 패드를 통하여 해당 실리콘 웨이퍼의 표면(연마 대상면)에 연마용 조성물을 공급한다. 전형적으로는, 상기 연마용 조성물을 연속적으로 공급하면서, 실리콘 웨이퍼의 표면에 연마 패드를 압박하여 양자를 상대적으로 이동(예를 들어 회전 이동)시킨다. 이러한 연마 공정을 거쳐서 실리콘 웨이퍼의 연마가 완료된다.
상기 공정에서 사용되는 연마 패드는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 폴리우레탄 타입, 부직포 타입, 스웨이드 타입, 지립을 포함하는 것, 지립을 포함하지 않는 것 등의 어느 것을 사용해도 된다. 또한, 상기 연마 장치로서는, 실리콘 웨이퍼의 양면을 동시에 연마하는 양면 연마 장치를 사용해도 되고, 실리콘 웨이퍼의 편면만을 연마하는 편면 연마 장치를 사용해도 된다.
연마 조건도 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 연마 정반의 회전 속도는, 10rpm(0.17s-1) 이상 500rpm(8.3s-1) 이하가 바람직하고, 실리콘 웨이퍼에 가하는 압력(연마 압력)은 3kPa 이상 70kPa 이하, 예를 들어 3.45kPa 이상 69kPa 이하가 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.
상기 연마용 조성물은, 소위 「흘려 보냄식」으로 사용되어도 되고, 순환하여 반복 사용되어도 된다. 여기서 흘려 보냄식이란, 일단 연마에 사용하면 버리는 양태를 말한다. 연마용 조성물을 순환 사용하는 방법으로서 이하의 예를 들 수 있다. 연마 장치로부터 배출되는 사용 완료의 연마용 조성물을 탱크 내에 회수하고, 회수한 연마용 조성물을 다시 연마 장치에 공급하는 방법이다. 연마용 조성물을 순환 사용하는 경우에는, 환경 부하를 저감할 수 있다. 흘려 보냄식으로 연마용 조성물을 사용하는 경우에 비해, 폐액으로서 처리되는 사용 완료의 연마용 조성물의 양이 줄어들기 때문이다. 또한, 연마용 조성물의 사용량이 줄어듦으로써 비용을 억제할 수 있다.
[용도]
상술한 바와 같이, 본 발명의 연마용 조성물은, 실리콘 웨이퍼의 외주부의 형상을 갖추는 성능이 우수하다. 또한, 본 발명의 연마용 조성물은, 높은 연마 속도를 유지할 수 있다. 이러한 특장을 살려서, 여기에 개시되는 연마용 조성물은, 실리콘 웨이퍼를 연마하는 연마용 조성물로서 적합하다. 실리콘 웨이퍼 외주부의 평탄성 향상은, 폴리싱 공정의 초기에 해 두는 것이 바람직하다. 이 때문에, 여기에 개시되는 연마용 조성물은, 예비 연마 공정, 즉 폴리싱 공정에서의 최초의 연마 공정(1차 연마 공정) 혹은 그 다음의 중간 연마 공정(2차 연마 공정)에 있어서 특히 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 예비 연마 공정은, 전형적으로는, 실리콘 웨이퍼의 양면을 동시에 연마하는 양면 연마 공정으로서 실시된다. 여기에 개시되는 연마용 조성물은, 이와 같은 양면 연마 공정에 있어서 바람직하게 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명은 지립과, 염기성 화합물과, 상기 화학식 1로 표시되는 인 함유 화합물과, 물을 포함하는 연마용 조성물을 사용하여, 실리콘 웨이퍼의 외주부의 평탄성을 향상시키는 방법도 제공한다. 또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 인 함유 화합물을 포함하는, 실리콘 웨이퍼 외주부의 평탄성 향상제를 제공한다. 또한, 본 발명은 상기 평탄성 향상제를 사용하여 실리콘 웨이퍼를 연마하는 연마 방법을 제공한다.
실시예
본 발명을, 이하의 실시예 및 비교예를 사용하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 본 발명의 기술적 범위가 이하의 실시예만으로 제한되는 것은 아니다.
[연마용 조성물의 조제]
(실시예 1)
지립으로서 콜로이달 실리카(BET법에 의해 측정한 평균 1차 입자경 55㎚) 33질량%, 염기성 화합물로서 수산화테트라메틸암모늄(TMAH) 1.6질량% 및 탄산칼륨 1질량%, 인 함유 화합물로서 아인산디에틸 0.07질량%의 농도가 되도록, 상기 성분 및 이온 교환수를 실온(25℃)에서 30분 교반 혼합하여, 혼합물을 얻었다. 얻어진 혼합물에, 체적비로 30배 희석이 되도록 이온 교환수를 첨가하여, 연마용 조성물을 조제하였다. 각 예에 관한 연마용 조성물의 pH는 10.3이었다.
30배 희석하여 얻어진 연마용 조성물의 각 성분의 함유량은, 이하와 같다:
콜로이달 실리카 1.4질량%
TMAH 0.07질량%
탄산칼륨 0.04질량%
아인산디에틸(도꾜 가세이 고교 가부시키가이샤 제조의 제품 코드 「D0521」) 0.003질량%.
(실시예 2)
아인산디에틸 대신에, 인 함유 화합물로서 아인산디이소프로필(도꾜 가세이 고교 가부시키가이샤 제조의 제품 코드 「P0629」)을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 연마용 조성물을 조제하였다.
(실시예 3)
아인산디에틸 대신에, 인 함유 화합물로서 인산트리에틸(도꾜 가세이 고교 가부시키가이샤 제조의 제품 코드 「P0270」)을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 연마용 조성물을 조제하였다.
(실시예 4)
아인산디에틸 대신에, 인 함유 화합물로서 인산모노이소프로필과 인산디이소프로필의 혼합물(인산모노이소프로필:인산디이소프로필=25 내지 45%:55 내지 75%, 도꾜 가세이 고교 가부시키가이샤 제조의 제품 코드 「I0227」)을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 연마용 조성물을 조제하였다.
(비교예 1)
인 함유 화합물을 사용하지 않은 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 연마용 조성물을 조제하였다.
(연마 속도 및 면 질의 평가)
〔연마 속도〕
실시예 1 내지 4 및 비교예 1의 각 연마용 조성물을 사용하여, 하기의 연마 조건에서 실리콘 웨이퍼를 연마했다:
<실리콘 웨이퍼>
워크종: <100>면 실리콘 웨이퍼
워크 사이즈: 300mm
<연마 조건>
연마 장치: 20B-5P-4D(SpeedFam사제 양면 연마 장치)
연마 패드: MH-S15A(닛타 하스 가부시키가이샤 제조)
캐리어 재질: SUS 아라미드 끼워 맞춤
연마 압력: 14kPa
슬러리 유량: 4.5L/min(순환 사용)
연마 여유분: 12㎛
대 캐리어 두께차: ca.0㎛
선 기어: 16.2rpm
인터널: 4.5rpm
상부 정반 회전수: -21.0rpm
하부 정반 회전수: 35.0rpm
(연마기 상방에서 보아, 시계 방향을 정회전이라 함)
연마 시간: 35분.
〔연마 속도의 평가〕
각 실시예 및 비교예의 연마용 조성물을 사용하여 실리콘 웨이퍼를 연마한 후, 구로다 세이코 가부시키가이샤 제조의 초정밀 표면 형상 측정 장치 「나노 메트로(등록 상표) 300TT」를 사용하여 실리콘 웨이퍼의 두께를 측정하고, 연마 전후의 두께차를 연마 시간으로 나눔으로써 연마 속도를 산출하였다. 또한, 하기 표 1의 연마 속도는, 비교예 1의 연마용 조성물을 사용한 경우의 연마 속도를 100%라 했을 때의 비율을 나타내고 있고, 수치가 클수록 연마 속도가 높은 것을 나타낸다.
〔ESFQR〕
구로다 세이코 가부시키가이샤 제조의 초정밀 표면 형상 측정 장치 「나노 메트로(등록 상표) 300TT」를 사용하여, 사이트 길이 35㎜, 에지 제외 영역 1㎜(합계 72사이트)의 조건에서, ESFQR의 평균값을 측정하였다.
연마 전의 ESFQR의 평균값을 E0이라 하고, 연마 후의 ESFQR의 평균값을 E1이라 하고, 연마 시간을 t라 하고, 다음 식에 의해 ESFQR 변화율(ΔESFQR)을 산출하였다.
Figure pct00004
하기 표 1의 ESFQR 변화율(ΔESFQR)은, 비교예 1의 연마용 조성물을 사용한 경우의 ΔESFQR를 100%라 했을 때의 비율을 나타내고 있다. 수치가 클수록, 실리콘 웨이퍼 외주부의 평탄성이 보다 양호한 것을 나타낸다.
각 평가 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
Figure pct00005
상기 표 1로부터 명백한 바와 같이, 실시예의 연마용 조성물을 사용한 경우, 실리콘 웨이퍼를 높은 연마 속도로 연마할 수 있으며, 또한 실리콘 웨이퍼의 외주부의 평탄성도 양호해지는 것을 알았다. 또한, 실시예 1 및 실시예 4의 연마용 조성물을 사용한 경우, 실리콘 웨이퍼의 GBIR도 양호해지는 것을 알았다.
비교예 1의 연마용 조성물을 사용한 경우, 실리콘 웨이퍼의 외주부의 평탄성이 저하되는 것을 알았다.
또한, 본 출원은, 2019년 9월 30일에 출원된 일본 특허 출원 번호 제2019-179151호에 기초하고 있고, 그 개시 내용은, 참조에 의해 전체로서 인용되고 있다.

Claims (7)

  1. 실리콘 웨이퍼를 연마하기 위해 사용되는 연마용 조성물이며, 지립과, 염기성 화합물과, 하기 화학식 1로 표시되는 인 함유 화합물과, 물을 포함하는, 연마용 조성물:
    (화학식 1)
    Figure pct00006

    상기 화학식 1 중, R1 및 R2는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 히드록시기 또는 비치환된 직쇄상 혹은 분지상의 탄소수 1 내지 20의 알콕시기이며, R3은, 비치환된 직쇄상 또는 분지상의 탄소수 1 내지 20의 알콕시기이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1 중의 R1, R2 및 R3의 적어도 하나가, 비치환된 직쇄상의 탄소수 1 내지 20의 알콕시기인 연마용 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 인 함유 화합물은, 인산에스테르 화합물인 연마용 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    실리콘 웨이퍼의 예비 연마 공정에 사용되는 연마용 조성물.
  5. 하기 화학식 1로 표시되는 인 함유 화합물을 포함하는, 실리콘 웨이퍼 외주부의 평탄성 향상제:
    (화학식 1)
    Figure pct00007

    상기 화학식 1 중, R1 및 R2는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 히드록시기 또는 비치환된 직쇄상 혹은 분지상의 탄소수 1 내지 20의 알콕시기이며, R3은, 비치환된 직쇄상 또는 분지상의 탄소수 1 내지 20의 알콕시기이다.
  6. 실리콘 웨이퍼의 연마 방법이며, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 연마용 조성물을 사용하여 연마하는 연마 방법.
  7. 실리콘 웨이퍼의 연마 방법이며, 제5항에 기재된 평탄성 향상제를 사용하여 연마하는 연마 방법.
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