KR20230082605A - 실리콘 기판의 연마 - Google Patents

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KR20230082605A
KR20230082605A KR1020237005732A KR20237005732A KR20230082605A KR 20230082605 A KR20230082605 A KR 20230082605A KR 1020237005732 A KR1020237005732 A KR 1020237005732A KR 20237005732 A KR20237005732 A KR 20237005732A KR 20230082605 A KR20230082605 A KR 20230082605A
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조지 미우라
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카오카부시키가이샤
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Abstract

일 양태에 있어서, 실리콘 기판의 연마 속도와 연마 후의 실리콘 기판의 표면 품질을 조정하는 방법을 제공한다. 일 양태에 있어서, pKa 가 5 이상 8.5 이하인 아미노기 함유 수용성 고분자 화합물 (성분 A) 및 논이온성 수용성 고분자 화합물 (성분 B) 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 일방의 성분을 함유하는 연마액 조성물을 사용하여, 성분 A 와 성분 B 의 함유량비를 변경함으로써, 실리콘 기판의 연마 속도와 연마 후의 기판의 표면 품질을 조정하는 방법이다.

Description

실리콘 기판의 연마
본 개시는, 실리콘 기판의 연마에 관한 것으로서, 실리콘 기판의 연마 속도와 연마 후의 기판의 표면 품질의 조정 방법에 관한 것이다.
최근, 반도체 메모리의 고기록 용량화에 대한 요구의 고조로부터 반도체 장치의 디자인 룰은 미세화가 진행되고 있다. 이 때문에 반도체 장치의 제조 과정에서 실시되는 포토리소그래피에 있어서 초점 심도는 얕아지고, 실리콘 기판 (베어 웨이퍼) 의 결함 저감이나 평활성에 대한 요구는 점점 심해지고 있다.
실리콘 기판의 품질을 향상시킬 목적으로, 실리콘 기판의 연마는 다단계로 실시되고 있다. 특히 연마의 최종 단계에서 실시되는 마무리 연마는, 표면 조도 (헤이즈) 의 억제와 연마 후의 실리콘 기판 표면의 젖음성 향상 (친수화) 에 의한 파티클이나 스크래치, 피트 등의 표면 결함 (LPD : Light point defects) 의 억제를 목적으로 하여 실시되고 있다.
실리콘 기판 표면에 대해 허용되는 표면 결함의 사이즈는 해마다 작아지고 있으며, 통상적으로 이 결함은 레이저광을 기판 표면에 조사하여 그 때의 산란광을 검출함으로써 측정하고 있다. 그 때문에, 보다 미세한 결함을 측정하기 위해서는, 실리콘 기판의 표면 조도 (헤이즈) 를 저감시키고, 결함 측정시의 S/N 비를 향상시켜야만 한다.
마무리 연마에 사용되는 연마액 조성물로는, 콜로이달 실리카, 및 알칼리 화합물을 사용한 화학적 기계 연마용의 연마액 조성물이 알려져 있다.
예를 들어, 일본 공개특허공보 2004-128089호에는, 헤이즈 레벨을 개선하는 것을 목적으로 한 연마액 조성물로서, 하이드록시에틸셀룰로오스나 폴리에틸렌옥사이드 등의 수용성 고분자 화합물을 함유하는 연마액 조성물이 보고되어 있다.
일본 공개특허공보 2008-53415호에는, 표면 결함 (LPD) 의 수를 저감시키는 것을 목적으로 한 연마액 조성물로서, 폴리비닐피롤리돈 및 폴리 N-비닐포름아미드 등의 질소 함유기를 갖는 수용성 고분자 화합물을 함유하는 연마액 조성물이 보고되어 있다.
또, 실리콘 기판의 연마를 다단계로 실시하는 연마 방법이 제안되어 있다.
예를 들어, 일본 공개특허공보 2015-185672호에는, 다단계의 연마 공정에 사용하는 각 연마 슬러리의 수용성 폴리머의 농도와 중량 평균 분자량의 곱의 값의 관계를 규정한 실리콘 기판의 연마 방법이 제안되어 있다.
일본 공개특허공보 2015-185674호에는, 다단계의 연마 공정에 사용하는 각 연마 슬러리의 지립의 농도/체적 평균 입자경의 값의 관계를 규정한 실리콘 기판의 연마 방법이 제안되어 있다.
일본 공개특허공보 2016-4953호에는, 2 단계의 연마 공정에 사용하는 각 연마 슬러리의 상대 헤이즈의 관계를 규정한 실리콘 기판의 연마 방법이 제안되어 있다.
일본 공개특허공보 2017-183478호에는, 전 (前) 연마 공정, 린스 공정, 마무리 연마 공정의 순서로 실시하는 연마 방법에 있어서, 전연마 공정에 사용하는 연마액 조성물의 친수성 파라미터와 린스 공정에 사용하는 린스제의 친수성 파라미터의 관계를 규정한 실리콘 기판의 연마 방법이 제안되어 있다.
국제공개 제2017/169154호에는, 전연마 공정에 사용하는 연마액 조성물의 친수성 파라미터 및 마무리 정밀도 파라미터의 값, 마무리 연마 공정에 사용하는 연마액 조성물의 연마 가공성 파라미터의 값을 규정한 연마용 조성물 세트가 제안되어 있다.
상기 5 개의 문헌에 기재되어 있는 연마액 조성물의 수용성 폴리머는 하이드록시에틸셀룰로오스 및, 폴리비닐피롤리돈이 사용되고 있다.
본 개시는, 일 양태에 있어서, pKa 가 5 이상 8.5 이하인 아미노기 함유 수용성 고분자 화합물 (성분 A) 및 논이온성 수용성 고분자 화합물 (성분 B) 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 일방의 성분을 함유하는 연마액 조성물을 사용하여, 성분 A 와 성분 B 의 함유량비를 변경함으로써, 실리콘 기판의 연마 속도와 연마 후의 기판의 표면 품질을 조정하는 방법 (이하,「본 개시의 조정 방법」이라고도 한다) 에 관한 것이다.
본 개시는, 일 양태에 있어서, 실리콘 기판의 마무리 연마를 실시하는 마무리 연마 공정 2 와, 그 마무리 연마 공정 2 보다 전의 연마 공정인 마무리 연마 공정 1 을 구비하고, 그 마무리 연마 공정 1 과 그 마무리 연마 공정 2 가 이 순서로 실시되는 실리콘 기판의 연마 방법으로서, 마무리 연마 공정 1 및 2 에 있어서 사용되는 연마액 조성물은, pKa 가 5 이상 8.5 이하인 아미노기 함유 수용성 고분자 화합물 (성분 A) 및 논이온성 수용성 고분자 화합물 (성분 B) 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 일방의 성분을 함유하고, 그 마무리 연마 공정 1 에서는, 그 연마액 조성물은 실리카 입자 (성분 C) 를 함유하고, 성분 A 및 성분 B 의 합계 함유량에 대한 성분 A 의 함유량의 비율이 50 질량％ 이상인 연마액 조성물로 연마하고, 그 마무리 연마 공정 2 에서는, 성분 A 및 성분 B 의 합계 함유량에 대한 성분 B 의 함유량의 비율이 50 질량％ 이상인 연마액 조성물로 연마하는 실리콘 기판의 연마 방법 (이하,「본 개시의 연마 방법」이라고도 한다) 에 관한 것이다.
본 개시는, 일 양태에 있어서, 본 개시의 조정 방법, 또는, 본 개시의 연마 방법을 실시하는 것을 포함하는, 반도체 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
표면 결함 등을 저감시키기 위해, 마무리 연마에 사용되는 연마액에는, 보다 입경이 작은 콜로이달 실리카가 사용되어, 연마 속도가 느려지는 경향에 있어, 연마 속도의 향상에 과제가 있다.
그러나, 일본 공개특허공보 2004-128089호 및 일본 공개특허공보 2008-53415호의 연마액 조성물을 사용한 연마에서는, 연마 속도가 충분하다고는 할 수 없다.
또, 일본 공개특허공보 2015-185672호, 일본 공개특허공보 2015-185674호, 일본 공개특허공보 2016-4953호, 일본 공개특허공보 2017-183478호, 및 국제공개 제2017/169154호의 실리콘 기판의 연마를 다단계로 실시하는 연마 방법은, 모두 표면 평활성의 향상이나 미소 결함의 발생 억제와 같은 고품위의 연마 표면을 달성하는 것을 목적으로 하고 있어, 연마 속도에 관한 언급은 없다.
본 개시는, 실리콘 기판의 연마 속도와 연마 후의 기판의 표면 품질을 조정할 수 있는 방법을 제공한다.
본 개시에 의하면, 일 양태에 있어서, 실리콘 기판의 연마에 있어서, 연마 속도와 연마 후의 기판 표면 품질 (예를 들어, 기판 표면 조도 (헤이즈)) 을 향상시킬 수 있다.
본 개시의 효과 발현 기구의 상세는 분명하지는 않지만, 이하와 같이 추찰된다.
5 이상 8.5 이하의 pKa 를 갖는 아미노기 함유 수용성 고분자 (성분 A) 는, 카티온성이 낮고, 실리카 입자 (성분 C) 나 피연마 실리콘 기판에 대하여, 아미노기와의 정전 상호 작용보다, 주요인으로서 분자 전체의 반데르발스력으로 흡착됨으로써 실리카 지립, 실리콘 기판 간의 정전 척력을 억제한다. 그 때문에 정전 상호 작용에서 유래하는 실리카의 응집에 의한 스크래치 등의 표면 결함을 신규로 발생시키지 않고, 고연마 속도를 발현함으로써 조 (粗) 연마 공정 유래의 표면 조도의 저감이나 표면 결함의 제거를 할 수 있다.
한편, 논이온성 수용성 고분자 (성분 B) 는 실리콘 기판 표면에 흡착되고, 알킬렌옥사이드나 수산기 등의 친수기가 실리콘 기판 표면에 퍼짐으로써, 알칼리에 의한 과잉의 부식 억제와 실리카 지립의 접근을 억제하는 효과, 즉, 연마 후의 기판 표면 품질의 향상 (예를 들어, 헤이즈의 저감 등) 의 효과를 갖는다.
양 성분은 주요인으로서 반데르발스력으로 흡착되는 것으로 생각되며, 그 흡착력은 동일한 정도가 생각되기 때문에, 서로의 흡착을 저해하지 않고, 연마액 중의 성분 A 와 성분 B 의 비율에 따라, 실리카 입자 (성분 C) 나 피연마 실리콘 기판에 흡착된다.
그 결과, 성분 A 의 연마 속도를 향상시키는 효과와 성분 B 의 표면 품질을 향상시키는 효과를 저해하지 않고, 흡착량의 비율, 즉, 성분 A 와 성분 B 의 비율에 따라, 성분 A 의 효과와 성분 B 의 효과를 발현하여, 기판의 연마 속도와 표면 품질을 자유롭게 조정할 수 있는 것으로 생각된다.
단, 본 개시는 이들 메커니즘에 한정하여 해석되지 않아도 된다.
[피연마 실리콘 기판]
본 개시의 조정 방법 또는 연마 방법에 있어서의 연마는, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 실리콘 기판의 연마이고, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 반도체 기판의 제조 방법에 있어서의 피연마 실리콘 기판의 연마이다. 본 개시의 조정 방법 또는 연마 방법에 있어서 연마되는 피연마 실리콘 기판으로는, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 실리콘 기판 등을 들 수 있고, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 단결정 실리콘 기판을 들 수 있다.
[연마액 조성물]
본 개시의 조정 방법 또는 연마 방법에 있어서의 연마액 조성물 (이하,「본 개시의 연마액 조성물」이라고도 한다) 은, pKa 가 5 이상 8.5 이하인 아미노기 함유 수용성 고분자 화합물 (성분 A) 및 논이온성 수용성 고분자 화합물 (성분 B) 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 일방의 성분을 함유한다.
본 개시의 연마액 조성물은, 필요에 따라 연마 지립을 함유해도 된다. 연마 지립으로는, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 실리카 입자를 들 수 있다.
본 개시의 연마 방법에 있어서의「마무리 연마 공정 1」의 연마액 조성물은, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 연마 지립을 함유하는 것이 바람직하다. 본 개시의 연마 방법에 있어서의「마무리 연마 공정 2」의 연마액 조성물은, 연마 지립을 함유해도 되고, 함유하지 않아도 된다.
본 개시에 있어서, 연마 후의 기판의 표면 품질의 향상은, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 연마 후의 기판의 표면 조도 (헤이즈) 의 저감이다.
[pKa 가 5 이상 8.5 이하인 아미노기 함유 수용성 고분자 (성분 A)]
본 개시의 연마액 조성물은, pKa 가 5 이상 8.5 이하인 아미노기 함유 수용성 고분자 (이하,「성분 A」라고도 한다) 를 함유할 수 있다. 성분 A 는, 연마 지립의 응집을 억제하고, 연마 속도를 향상시키는 효과를 발휘할 수 있다. 본 개시에 있어서,「수용성」이란, 물 (20 ℃) 에 대하여 0.5 g/100 mL 이상의 용해도, 바람직하게는 2 g/100 mL 이상의 용해도를 갖는 것을 말한다.
성분 A 의 pKa 는, 연마 속도를 향상시키는 관점에서, 5 이상으로서, 5.5 이상이 바람직하고, 5.9 이상이 보다 바람직하고, 6.3 이상이 더욱 바람직하고, 6.8 이상이 더욱 바람직하고, 7.3 이상이 더욱 바람직하고, 7.5 이상이 더욱 바람직하고, 7.7 이상이 더욱 바람직하며, 그리고, 표면 품질을 향상시키는 관점에서, 8.5 이하로서, 8.3 이하가 바람직하고, 8.1 이하가 보다 바람직하고, 8 이하가 더욱 바람직하다.
성분 A 가 후술하는 성분 A1 인 경우, 성분 A 의 pKa 는 상기 범위가 바람직하다.
또한, 성분 A 가 후술하는 성분 A2 인 경우, 성분 A 의 pKa 는, 연마 속도를 향상시키는 관점에서, 6.6 이상이 더욱 바람직하고, 6.9 이상이 더욱 바람직하고, 7.1 이상이 더욱 바람직하며, 그리고, 표면 품질을 향상시키는 관점에서, 7.8 이하가 더욱 바람직하고, 7.6 이하가 더욱 바람직하고, 7.4 이하가 더욱 바람직하다.
성분 A 로는, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 알릴아민 및 디알릴아민에서 선택되는 1 종 이상의 모노머 유래의 구성 단위를 포함하는 것이 바람직하다. 성분 A 는, 입수성의 관점에서, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 알릴아민 유래의 구성 단위를 포함하는 아미노기 함유 수용성 고분자 (이하,「성분 A1」이라고도 한다) 인 것이 바람직하고, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 디알릴아민 유래의 구성 단위를 포함하는 아미노기 함유 수용성 고분자 (이하,「성분 A2」라고도 한다) 인 것이 바람직하다.
(성분 A1 : 알릴아민 유래의 구성 단위를 포함하는 아미노기 함유 수용성 고분자)
알릴아민 유래의 구성 단위 중의 아미노기의 적어도 일부는, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점, 및 입수성의 관점에서, 입체 차폐기를 갖는 것이 바람직하다. 본 개시에 있어서, 입체 차폐기란, 성분 A 의 아미노기의 질소 원자를 차폐하여 카티온화를 억제할 수 있는, 즉 pKa 를 낮게 하는 입체적인 (벌키한) 치환기를 말한다. 상기 입체 차폐기를 갖는 아미노기는, 동일한 관점에서, 수산기를 갖는 탄소수 3 이상 11 이하의 탄화수소기를 포함하는 제 2 급 아미노기 또는 제 3 급 아미노기인 것이 바람직하다. 상기 탄화수소기의 탄소수는, 아미노기의 차폐성을 향상시키는 (아미노기의 질소 원자의 카티온화를 억제하는) 관점, 및 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 3 이상이 바람직하며, 그리고, 수용성을 향상시키는 관점, 및 입수성의 관점에서, 11 이하가 바람직하고, 7 이하가 보다 바람직하고, 5 이하가 더욱 바람직하고, 4 이하가 보다 더 바람직하다.
상기 입체 차폐기를 갖는 아미노기는, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 아미노기에 대한 글리시돌 유도체에 의한 수식기이고, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 알릴아민 유래의 구성 단위 중의 아미노기와 글리시돌 유도체가 반응하여 형성되는 기이다. 성분 A1 의 전체 아미노기 중 적어도 일부의 아미노기가 글리시돌 유도체에 의해 변성되어, 입체 차폐기를 갖는 아미노기가 된다. 알릴아민 유래의 구성 단위 중의 아미노기수 (1 당량) 에 대한 글리시돌 유도체의 당량 (이하,「글리시돌 변성률」이라고도 한다) 은, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 0.3 이상이 바람직하고, 0.5 이상이 보다 바람직하고, 0.8 이상이 더욱 바람직하고, 1 이상이 더욱 바람직하고, 1.3 이상이 더욱 바람직하고, 1.5 이상이 더욱 바람직하고, 1.7 이상이 더욱 바람직하며, 그리고, 연마 속도를 향상시키는 관점에서, 4 이하가 바람직하고, 3 이하가 보다 바람직하고, 2.5 이하가 더욱 바람직하고, 2 이하가 더욱 바람직하다.
본 개시에 있어서, 글리시돌 변성률은, 13C-NMR 을 사용하여 실시예에 기재된 방법에 의해 측정되는 값이다. 단, 글리시돌 변성률은, 이하의 방법 (1) 또는 (2) 에 의해서도 측정할 수 있다.
(1) 반응 원료에 사용한 알릴아민 중합체의 아미노기 당량과 글리시돌 유도체의 몰수로부터 구할 수 있다.
(2) 글리시돌 유도체와 알릴아민 중합체의 반응물의 질소 함유량 N (질량％) 을 측정하고, 하기 식으로부터 구할 수 있다.
글리시돌 변성률 ＝ A/B
여기서, A ＝ (100 － N × 알릴아민 중합체의 분자량/14)/글리시돌 유도체 분자량이고, B ＝ N/14 이다.
상기 글리시돌 유도체로는, 예를 들어, 글리시돌, 알킬글리시딜에테르 등을 들 수 있고, 입수성의 관점, 및 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 글리시돌이 바람직하다. 상기 알킬글리시딜에테르의 알킬기는, 입수성의 관점에서, 탄소수 1 ∼ 8 의 알킬기가 바람직하며, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 2-에틸헥실기 등을 들 수 있다. 상기 알킬글리시딜에테르로는, 메틸글리시딜에테르, 2-에틸헥실글리시딜에테르 등을 들 수 있다.
성분 A1 로는, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 적어도 일부의 아미노기가 입체 차폐기를 갖는 폴리알릴아민을 들 수 있고, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 폴리알릴아민과 글리시돌 유도체의 반응물을 들 수 있다.
성분 A1 로는, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 하기 식 (I) 의 구성 단위를 포함하는 화합물 (글리시돌 변성 폴리알릴아민) 을 들 수 있다.
[화학식 1]
Figure pct00001
식 (I) 중, R1 및 R2 는 각각, 수소 원자 또는 입체 차폐기이다. 입체 차폐기로는, 글리시돌 유도체 유래의 수식기를 들 수 있고, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 글리시돌의 1 몰 부가체 또는 2 몰 부가체를 들 수 있고, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, -CH2CH(OH)CH2(OH), -CH2CH(OH)CH2O-CH2CH(OH)CH2(OH) 등을 들 수 있다.
(성분 A2 : 디알릴아민 유래의 구성 단위를 포함하는 아미노기 함유 수용성 고분자)
디알릴아민 유래의 구성 단위 중의 아미노기의 적어도 일부는, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 아미노기의 β 위치 또는 γ 위치에 전자 흡인기를 갖는 것이 바람직하다. 전자 흡인기로는, 하기 식 (II) 로 나타내는 기 등을 들 수 있다.
[화학식 2]
Figure pct00002
성분 A2 로는, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 디알릴아민 유래의 구성 단위 및 이산화황 유래의 구성 단위를 포함하는 화합물을 들 수 있으며, 예를 들어, 하기 식 (III) 으로 나타내는 구성 단위를 포함하는 화합물을 들 수 있다.
[화학식 3]
Figure pct00003
식 (III) 중, R3 은, 수산기를 가져도 되는 탄소수 1 ∼ 3 의 알킬기이다. 입수성 및 경제성의 관점에서, R3 은 메틸기가 바람직하다. 또, n ＋ m ＝ 1 이고, n, m 은 0 또는 1 이다. 동일한 관점에서, m ＝ 1 또한 n ＝ 0 의 화합물이 바람직하다. 또한, m ＝ 1 또한 n ＝ 0 의 화합물과 m ＝ 0 또한 n ＝ 1 의 화합물의 혼합물이어도 된다.
성분 A2 로는, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 하기 식 (IV) 로 나타내는 구성 단위를 포함하는 화합물을 들 수 있으며, 예를 들어, 메틸디알릴아민/이산화황 공중합체를 들 수 있다.
[화학식 4]
Figure pct00004
성분 A 의 중량 평균 분자량은, 연마 속도를 향상시키는 관점에서, 800 이상이 바람직하고, 1,000 이상이 보다 바람직하고, 1,500 이상이 더욱 바람직하고, 2,000 이상이 더욱 바람직하며, 그리고, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 100,000 이하가 바람직하고, 50,000 이하가 보다 바람직하고, 30,000 이하가 더욱 바람직하고, 20,000 이하가 더욱 바람직하고, 15,000 이하가 더욱 바람직하고, 12,000 이하가 더욱 바람직하다. 본 개시에 있어서의 성분 A 의 중량 평균 분자량은, 예를 들어, 실시예에 기재하는 방법에 의해 측정할 수 있다.
성분 A 가 성분 A1 인 경우, 성분 A 의 중량 평균 분자량은, 연마 속도를 향상시키는 관점에서, 800 이상이 바람직하고, 1,000 이상이 보다 바람직하고, 1,500 이상이 더욱 바람직하고, 2,000 이상이 더욱 바람직하고, 3,000 이상이 바람직하고, 5,000 이상이 보다 바람직하고, 6,000 이상이 더욱 바람직하며, 그리고, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 100,000 이하가 바람직하고, 50,000 이하가 보다 바람직하고, 30,000 이하가 더욱 바람직하고, 20,000 이하가 더욱 바람직하고, 15,000 이하가 더욱 바람직하고, 12,000 이하가 더욱 바람직하다.
성분 A 가 성분 A2 인 경우, 성분 A 의 중량 평균 분자량은, 연마 속도를 향상시키는 관점에서, 800 이상이 바람직하고, 1,000 이상이 보다 바람직하고, 1,500 이상이 더욱 바람직하고, 2,000 이상이 더욱 바람직하며, 그리고, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 100,000 이하가 바람직하고, 50,000 이하가 보다 바람직하고, 30,000 이하가 더욱 바람직하고, 20,000 이하가 더욱 바람직하고, 15,000 이하가 더욱 바람직하고, 12,000 이하가 더욱 바람직하고, 10,000 이하가 더욱 바람직하고, 7,000 이하가 더욱 바람직하고, 5,000 이하가 더욱 바람직하고, 4,000 이하가 더욱 바람직하다.
본 개시의 연마액 조성물 중의 성분 A 의 함유량은, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 10 질량ppm 이상, 20 질량ppm 이상, 또는 30 질량ppm 이상을 들 수 있으며, 그리고, 동일한 관점에서, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 200 질량ppm 이하, 150 질량ppm 이하, 또는 120 질량ppm 이하를 들 수 있다. 또한, 본 개시에 있어서, 1 질량％ 는 10,000 질량ppm 이다 (이하 동일).
[논이온성 수용성 고분자 (성분 B)]
본 개시의 연마액 조성물은, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 연마 후의 기판의 표면 품질을 향상시키는 관점에서, 논이온성 수용성 고분자 (이하,「성분 B」라고도 한다) 를 함유할 수 있다. 성분 B 로는, 동일한 관점에서, 분자 내에 알킬렌옥사이드기, 수산기, 또는 아미드기를 갖는 논이온성 수용성 고분자가 바람직하다. 상기 알킬렌옥사이드기로는, 예를 들어, 에틸렌옥사이드기, 프로필렌옥사이드기 등을 들 수 있다. 성분 B 는, 1 종이어도 되고, 2 종 이상의 조합이어도 된다.
성분 B 로는, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 폴리글리세린, 폴리글리세린알킬에테르, 폴리글리세린알킬에스테르, 하이드록시알킬셀룰로오스, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리하이드록시에틸아크릴아미드, 및 중량 평균 분자량이 300 이상 1,000 이하인 폴리에틸렌글리콜에서 선택되는 적어도 1 종을 들 수 있다.
상기 폴리글리세린알킬에테르의 알킬기는, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점, 및 연마액의 기포 발생 억제의 관점에서, 탄소수 3 이상 22 이하의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 5 이상 16 이하의 알킬기가 보다 바람직하고, 탄소수 7 이상 12 이하의 알킬기가 더욱 바람직하다. 상기 알킬기는, 직사슬 알킬기여도 되고, 분기사슬 알킬기여도 된다. 상기 폴리글리세린알킬에테르의 글리세린 단위의 평균 중합도는, 젖음성 향상의 관점에서, 5 이상이고, 10 이상이 바람직하고, 15 이상이 보다 바람직하고, 18 이상이 더욱 바람직하며, 그리고, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 100 이하이고, 60 이하가 바람직하고, 45 이하가 보다 바람직하고, 25 이하가 더욱 바람직하다. 상기 폴리글리세린알킬에테르로는, 예를 들어, 폴리글리세린라우릴에테르, 폴리글리세린데실에테르, 폴리글리세린미리스틸에테르 등을 들 수 있다.
상기 폴리글리세린알킬에스테르의 알킬기는, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점, 및 연마액의 기포 발생 억제의 관점에서, 탄소수 3 이상 22 이하의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 5 이상 16 이하의 알킬기가 보다 바람직하고, 탄소수 7 이상 12 이하의 알킬기가 더욱 바람직하다. 상기 알킬기는, 직사슬 알킬기여도 되고, 분기사슬 알킬기여도 된다. 상기 폴리글리세린알킬에스테르의 글리세린 단위의 평균 중합도는, 젖음성 향상의 관점에서, 5 이상이고, 10 이상이 바람직하고, 15 이상이 보다 바람직하고, 18 이상이 더욱 바람직하며, 그리고, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 100 이하이고, 60 이하가 바람직하고, 45 이하가 보다 바람직하고, 25 이하가 더욱 바람직하다. 상기 폴리글리세린알킬에스테르로는, 예를 들어, 폴리글리세린라우릴에스테르, 폴리글리세린데실에스테르, 폴리글리세린미리스틸에스테르 등을 들 수 있다.
상기 하이드록시알킬셀룰로오스는, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 하이드록시에틸셀룰로오스 (HEC), 하이드록시프로필셀룰로오스, 및 하이드록시부틸셀룰로오스에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하고, 하이드록시에틸셀룰로오스 (HEC) 가 보다 바람직하다.
이것들 중에서도, 성분 B 는, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 폴리글리세린, 폴리비닐알코올 (PVA), 폴리비닐피롤리돈 (PVP), 하이드록시에틸셀룰로오스 (HEC), 중량 평균 분자량이 300 이상 1,000 이하인 폴리에틸렌글리콜 (PEG) 에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하고, 폴리글리세린이 보다 바람직하다.
성분 B 의 중량 평균 분자량은, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 300 이상이 바람직하고, 500 이상이 보다 바람직하고, 1,000 이상이 더욱 바람직하고, 1,500 이상이 더욱 바람직하고, 2,000 이상이 더욱 바람직하며, 그리고, 동일한 관점, 및 연마액의 여과성의 관점에서, 50 만 미만이 바람직하고, 40 만 이하가 보다 바람직하고, 30 만 이하가 더욱 바람직하고, 15 만 이하가 더욱 바람직하고, 10 만 이하가 더욱 바람직하고, 5 만 이하가 더욱 바람직하고, 2 만 이하가 더욱 바람직하고, 1 만 이하가 더욱 바람직하다.
성분 B 가 폴리글리세린인 경우, 성분 B 의 중량 평균 분자량은, 동일한 관점에서, 1,000 이상이 바람직하고, 1,500 이상이 보다 바람직하고, 2,000 이상이 더욱 바람직하며, 그리고, 10000 이하가 바람직하고, 8000 이하가 보다 바람직하고, 6000 이하가 더욱 바람직하다.
성분 B 가 폴리비닐알코올 (PVA) 인 경우, 성분 B 의 중량 평균 분자량은, 동일한 관점에서, 5,000 이상이 바람직하고, 10,000 이상이 보다 바람직하고, 20,000 이상이 더욱 바람직하며, 그리고, 15 만 이하가 바람직하고, 12 만 이하가 보다 바람직하고, 10 만 이하가 더욱 바람직하다.
성분 B 가 폴리비닐피롤리돈 (PVP) 인 경우, 성분 B 의 중량 평균 분자량은, 동일한 관점에서, 5000 이상이 바람직하고, 10000 이상이 보다 바람직하고, 20000 이상이 더욱 바람직하며, 그리고, 15 만 이하가 바람직하고, 12 만 이하가 보다 바람직하고, 10 만 이하가 더욱 바람직하다.
성분 B 가 하이드록시에틸셀룰로오스 (HEC) 인 경우, 성분 B 의 중량 평균 분자량은, 동일한 관점에서, 5 만 이상이 바람직하고, 10 만 이상이 보다 바람직하고, 15 만 이상이 더욱 바람직하며, 그리고, 50 만 이하가 바람직하고, 40 만 이하가 보다 바람직하고, 30 만 이하가 더욱 바람직하다.
성분 B 가 중량 평균 분자량이 300 이상 1,000 이하인 폴리에틸렌글리콜 (PEG) 인 경우, 성분 B 의 중량 평균 분자량은, 동일한 관점에서, 500 이상이 바람직하며, 그리고, 900 이하가 바람직하고, 800 이하가 보다 바람직하다.
성분 B 의 중량 평균 분자량은 이후의 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.
본 개시의 연마액 조성물 중의 성분 B 의 함유량은, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 0 질량ppm 이상, 2 질량ppm 이상, 10 질량ppm 이상, 20 질량ppm 이상, 30 질량ppm 이상, 50 질량ppm 이상, 또는 100 질량ppm 이상을 들 수 있으며, 그리고, 1,000 질량ppm 이하, 500 질량ppm 이하, 300 질량ppm 이하, 또는 200 질량ppm 이하를 들 수 있다. 성분 B 가 2 종 이상의 조합인 경우, 성분 B 의 함유량은 그것들의 합계 함유량을 말한다.
본 개시의 연마액 조성물 중의 성분 A 와 성분 B 의 합계 함유량은, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 20 질량ppm 이상이 바람직하고, 40 질량ppm 이상이 보다 바람직하고, 60 질량ppm 이상이 더욱 바람직하고, 80 질량ppm 이상이 더욱 바람직하고, 90 질량ppm 이상이 더욱 바람직하다. 그리고, 동일한 관점에서, 400 질량ppm 이하가 바람직하고, 350 질량ppm 이하가 보다 바람직하고, 300 질량ppm 이하가 더욱 바람직하고, 260 질량ppm 이하가 더욱 바람직하고, 240 질량ppm 이하가 더욱 바람직하고, 220 질량ppm 이하가 더욱 바람직하다. 본 개시의 연마액 조성물 중의 성분 A 와 성분 B 의 합계 함유량은, 동일한 관점에서, 20 질량ppm 이상 400 질량ppm 이하가 바람직하고, 40 질량ppm 이상 350 질량ppm 이하가 보다 바람직하고, 60 질량ppm 이상 300 질량ppm 이하가 더욱 바람직하고, 80 질량ppm 이상 260 질량ppm 이하가 더욱 바람직하고, 90 질량ppm 이상 240 질량ppm 이하가 더욱 바람직하고, 90 질량ppm 이상 220 질량ppm 이하가 더욱 바람직하다.
[연마 지립 : 실리카 입자 (성분 C)]
본 개시의 연마액 조성물에 포함될 수 있는 연마 지립은, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 실리카 입자 (이하,「성분 C」라고도 한다) 이다. 성분 C 로는, 콜로이달 실리카, 퓸드 실리카, 분쇄 실리카, 또는 그것들을 표면 수식한 실리카 등을 들 수 있고, 연마 속도의 향상과 보존 안정성을 양립시키는 관점, 및 표면 조도 (헤이즈), 표면 결함 및 스크래치의 저감 등의 표면 품질이 향상되는 관점에서, 콜로이달 실리카가 바람직하다. 성분 C 는, 1 종이어도 되고, 2 종 이상의 조합이어도 된다.
성분 C 의 사용 형태로는, 조작성의 관점에서, 슬러리상이 바람직하다. 본 개시의 연마액 조성물에 포함되는 성분 C 가 콜로이달 실리카인 경우, 알칼리 금속이나 알칼리 토금속 등에 의한 실리콘 기판의 오염을 방지하는 관점에서, 콜로이달 실리카는, 알콕시실란의 가수 분해물로부터 얻은 것인 것이 바람직하다. 알콕시실란의 가수 분해물로부터 얻어지는 실리카 입자는, 종래부터 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다.
성분 C 의 평균 일차 입자경은, 연마 속도를 유지하는 관점에서, 10 ㎚ 이상이 바람직하고, 15 ㎚ 이상이 보다 바람직하고, 20 ㎚ 이상이 더욱 바람직하며, 그리고, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 50 ㎚ 이하가 바람직하고, 45 ㎚ 이하가 보다 바람직하고, 40 ㎚ 이하가 더욱 바람직하다. 동일한 관점에서, 성분 C 의 평균 일차 입자경은, 10 ㎚ 이상 50 ㎚ 이하가 바람직하고, 15 ㎚ 이상 45 ㎚ 이하가 보다 바람직하고, 20 ㎚ 이상 40 ㎚ 이하가 더욱 바람직하다.
본 개시에 있어서, 성분 C 의 평균 일차 입자경은, 질소 흡착법 (BET 법) 에 의해 산출되는 비표면적 S (㎡/g) 를 사용하여 산출된다. 평균 일차 입자경의 값은, 실시예에 기재하는 방법으로 측정되는 값이다.
성분 C 의 평균 이차 입자경은, 연마 속도를 유지하는 관점에서, 20 ㎚ 이상이 바람직하고, 30 ㎚ 이상이 보다 바람직하고, 40 ㎚ 이상이 더욱 바람직하며, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 100 ㎚ 이하가 바람직하고, 90 ㎚ 이하가 보다 바람직하고, 80 ㎚ 이하가 더욱 바람직하다. 동일한 관점에서, 성분 C 의 평균 이차 입자경은, 20 ㎚ 이상 100 ㎚ 이하가 바람직하고, 30 ㎚ 이상 90 ㎚ 이하가 보다 바람직하고, 40 ㎚ 이상 80 ㎚ 이하가 더욱 바람직하다.
본 개시에 있어서, 평균 이차 입자경은, 동적 광 산란 (DLS) 법에 의해 측정되는 값이며, 실시예에 기재하는 방법으로 측정되는 값이다.
성분 C 의 회합도는, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 3 이하가 바람직하고, 2.5 이하가 보다 바람직하고, 2.3 이하가 더욱 바람직하며, 그리고, 동일한 관점에서, 1.1 이상이 바람직하고, 1.5 이상이 보다 바람직하고, 1.8 이상이 더욱 바람직하다.
본 개시에 있어서, 성분 C 의 회합도란, 실리카 입자의 형상을 나타내는 계수이며, 하기 식에 의해 산출된다.
회합도 ＝ 평균 이차 입자경/평균 일차 입자경
성분 C 의 회합도의 조정 방법으로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 평6-254383호, 일본 공개특허공보 평11-214338호, 일본 공개특허공보 평11-60232호, 일본 공개특허공보 2005-060217호, 일본 공개특허공보 2005-060219호 등에 기재된 방법을 채용할 수 있다.
성분 C 의 형상은, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 이른바 구형 및/또는 이른바 고치형인 것이 바람직하다.
본 개시의 연마액 조성물 중의 성분 C 의 함유량은, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, SiO2 환산으로, 0.01 질량％ 이상이 바람직하고, 0.05 질량％ 이상이 보다 바람직하고, 0.07 질량％ 이상이 더욱 바람직하며, 그리고, 동일한 관점에서, 2.5 질량％ 이하가 바람직하고, 1 질량％ 이하가 보다 바람직하고, 0.8 질량％ 이하가 더욱 바람직하고, 0.5 질량％ 이하가 보다 더 바람직하고, 0.3 질량％ 이하가 보다 더 바람직하다. 본 개시의 연마액 조성물 중의 성분 C 의 함유량은, 0.01 질량％ 이상 2.5 질량％ 이하가 바람직하고, 0.05 질량％ 이상 1 질량％ 이하가 보다 바람직하고, 0.05 질량％ 이상 0.8 질량％ 이하가 보다 바람직하고, 0.05 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하가 보다 바람직하고, 0.07 질량％ 이상 0.3 질량％ 이하가 보다 더 바람직하다. 성분 C 가 2 종 이상의 조합인 경우, 성분 C 의 함유량은 그것들의 합계 함유량을 말한다.
본 개시의 연마액 조성물 중에 있어서의 성분 C 의 함유량에 대한 성분 A 의 함유량의 비 (질량비 A/C) 는, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 0.001 이상이 바람직하고, 0.005 이상이 보다 바람직하고, 0.008 이상이 더욱 바람직하며, 그리고, 동일한 관점에서, 0.2 이하가 바람직하고, 0.18 이하가 보다 바람직하고, 0.16 이하가 더욱 바람직하다.
본 개시의 연마액 조성물 중에 있어서의 성분 C 의 함유량에 대한 성분 B 의 함유량의 비 (질량비 B/C) 는, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 0.0005 이상이 바람직하고, 0.001 이상이 보다 바람직하고, 0.0012 이상이 더욱 바람직하며, 그리고, 0.4 이하가 바람직하고, 0.2 이하가 보다 바람직하고, 0.18 이하가 더욱 바람직하고, 0.17 이하가 더욱 바람직하다.
[물]
본 개시의 연마액 조성물은, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 물을 포함하고 있어도 된다. 물로는, 예를 들어, 이온 교환수나 초순수 등의 물을 들 수 있다. 본 개시의 연마액 조성물 중의 물의 함유량은, 예를 들어, 성분 A, 성분 B, 성분 C 및 후술하는 임의 성분의 잔여로 할 수 있다.
[함질소 염기성 화합물 (성분 D)]
본 개시의 연마액 조성물은, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, pH 를 조정하는 관점에서, 함질소 염기성 화합물 (이하,「성분 D」라고도 한다) 을 추가로 함유하는 것이 바람직하다. 성분 D 로는, 연마 속도의 향상과 보존 안정성을 양립시키는 관점, 및 표면 품질을 향상시키는 관점에서, 수용성의 함질소 염기성 화합물인 것이 바람직하다. 본 개시에 있어서,「수용성의 함질소 염기성」이란, 물에 용해시켰을 때에 염기성을 나타내는 함질소 화합물을 말한다. 성분 D 는, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, pKa 가 5 이상 8.5 이하인 아미노기 함유 수용성 고분자 (성분 A) 를 포함시키지 않는 것으로 한다. 성분 D 는, 1 종이어도 되고, 2 종 이상의 조합이어도 된다.
성분 D 로는, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 아민 화합물 및 암모늄 화합물에서 선택되는 적어도 1 종을 들 수 있다. 성분 D 로는, 예를 들어, 암모니아, 수산화암모늄, 탄산암모늄, 탄산수소암모늄, 디메틸아민, 트리메틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, N-메틸에탄올아민, N-메틸-N,N-디에탄올아민, N,N-디메틸에탄올아민, N,N-디에틸에탄올아민, N,N-디부틸에탄올아민, N-(β-아미노에틸)에탄올아민, 모노이소프로판올아민, 디이소프로판올아민, 트리이소프로판올아민, 에틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 피페라진·육수화물, 무수 피페라진, 1-(2-아미노에틸)피페라진, N-메틸피페라진, 디에틸렌트리아민, 수산화테트라메틸암모늄, 및 하이드록시아민에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 조합을 들 수 있다. 그 중에서도, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 성분 D 로는, 암모니아, 또는, 암모니아와 하이드록시아민의 혼합물이 바람직하고, 암모니아가 보다 바람직하다.
본 개시의 연마액 조성물이 성분 D 를 포함하는 경우, 본 개시의 연마액 조성물 중의 성분 D 의 함유량은, 연마 속도를 향상시키는 관점에서, 5 질량ppm 이상이 바람직하고, 10 질량ppm 이상이 보다 바람직하고, 20 질량ppm 이상이 더욱 바람직하며, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 500 질량ppm 이하가 바람직하고, 300 질량ppm 이하가 보다 바람직하고, 150 질량ppm 이하가 더욱 바람직하고, 100 질량ppm 이하가 더욱 바람직하다. 동일한 관점에서, 성분 D 의 함유량은, 5 질량ppm 이상 500 질량ppm 이하가 바람직하고 10 질량ppm 이상 300 질량ppm 이하가 보다 바람직하고, 20 질량ppm 이상 150 질량ppm 이하가 더욱 바람직하고, 20 질량ppm 이상 100 질량ppm 이하가 더욱 바람직하다. 성분 D 가 2 종 이상의 조합인 경우, 성분 D 의 함유량은 그것들의 합계 함유량을 말한다.
본 개시의 연마액 조성물이 성분 D 를 포함하는 경우, 본 개시의 연마액 조성물 중에 있어서의 성분 C 의 함유량에 대한 성분 D 의 함유량의 비 D/C (질량비 D/C) 는, 연마 속도를 향상시키는 관점에서, 0.002 이상이 바람직하고, 0.01 이상이 보다 바람직하고, 0.015 이상이 더욱 바람직하며, 그리고, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 1 이하가 바람직하고, 0.5 이하가 보다 바람직하고, 0.1 이하가 더욱 바람직하고, 0.08 이하가 더욱 바람직하다. 동일한 관점에서, 질량비 D/C 는, 0.002 이상 1 이하가 바람직하고, 0.01 이상 0.5 이하가 보다 바람직하고, 0.015 이상 0.1 이하가 더욱 바람직하고, 0.015 이상 0.08 이하가 더욱 바람직하다.
[그 밖의 성분]
본 개시의 연마액 조성물은, 본 개시의 효과가 방해받지 않는 범위에서, 그 밖의 성분을 추가로 포함해도 된다. 그 밖의 성분으로는, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 성분 A, B 이외의 수용성 고분자, 성분 D 이외의 pH 조정제, 방부제, 알코올류, 킬레이트제, 및 산화제 등을 들 수 있다.
[pH]
본 개시의 연마액 조성물의 pH 는, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 8.5 초과이고, 9 이상이 바람직하고, 9.5 이상이 더욱 바람직하고, 10 이상이 더욱 바람직하며, 그리고, 동일한 관점에서, 14 이하이고, 13 이하가 바람직하고, 12.5 이하가 보다 바람직하고, 12 이하가 더욱 바람직하고, 11.5 이하가 더욱 바람직하고, 11 이하가 더욱 바람직하다. 동일한 관점에서, 본 개시의 연마액 조성물의 pH 는, 8.5 초과 14 이하이고, 9 이상 13 이하가 바람직하고, 9.5 이상 12.5 이하가 보다 바람직하고, 9.5 이상 12 이하가 더욱 바람직하고, 9.5 이상 11.5 이하가 더욱 바람직하고, 10 이상 11 이하가 더욱 바람직하다. 본 개시의 연마액 조성물의 pH 는, 성분 D 나 공지된 pH 조정제를 사용하여 조정할 수 있다. 본 개시에 있어서, 상기 pH 는, 실시예에 기재하는 방법으로 측정되는 값이다.
[pH － pKa]
본 개시의 연마액 조성물의 pH 는, 연마 속도와 연마 후 기판 표면 품질을 조정하는 관점에서, 성분 A 의 pKa 보다 큰 것이 바람직하다. pH 와 pKa 의 차 (pH － pKa) 는, 동일한 관점에서, 0 초과가 바람직하고, 0.5 이상이 보다 바람직하고, 1 이상이 더욱 바람직하고, 1.5 이상이 더욱 바람직하고, 2 이상이 더욱 바람직하며, 그리고, 동일한 관점에서, 7 이하가 바람직하고, 6 이하가 보다 바람직하고, 5.5 이하가 더욱 바람직하고, 5 이하가 더욱 바람직하고, 4.5 이하가 더욱 바람직하다.
본 개시의 연마액 조성물은, 예를 들어, 성분 A 및 성분 B 와, 추가로 원하는 바에 따라, 물, 성분 C 및 성분 D 그리고 그 밖의 성분을 공지된 방법으로 배합함으로써 제조할 수 있다. 즉, 본 개시의 연마액 조성물은, 예를 들어, 적어도 성분 A 와 성분 B 를 배합함으로써 제조할 수 있다. 따라서, 본 개시는, 그 밖의 양태에 있어서, 적어도 성분 A, 및 성분 B 를 배합하는 공정을 포함하는, 연마액 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 본 개시에 있어서「배합한다」는 것은, 성분 A, 성분 B, 그리고, 필요에 따라 물, 성분 C 및 그 밖의 성분을 동시에 또는 임의의 순서로 혼합하는 것을 포함한다. 상기 배합은, 예를 들어, 호모믹서, 호모게나이저, 초음파 분산기, 습식 볼 밀, 또는 비드 밀 등의 교반기 등을 사용하여 실시할 수 있다. 상기 본 개시의 연마액 조성물의 제조 방법에 있어서의 각 성분의 바람직한 배합량은, 상기 서술한 본 개시의 연마액 조성물 중의 각 성분의 바람직한 함유량과 동일하게 할 수 있다.
본 개시에 있어서,「연마액 조성물 중의 각 성분의 함유량」은, 사용시, 즉, 연마액 조성물의 연마에 대한 사용을 개시하는 시점에 있어서의 각 성분의 함유량을 말한다.
본 개시의 연마액 조성물은, 저장 및 수송의 관점에서, 농축물로서 제조되고, 사용시에 희석되어도 된다. 희석 배율로는, 제조 및 수송 비용의 관점에서, 바람직하게는 2 배 이상이고, 보다 바람직하게는 10 배 이상, 더욱 바람직하게는 30 배 이상, 더욱 바람직하게는 50 배 이상이며, 보존 안정성의 관점에서, 바람직하게는 180 배 이하이고, 보다 바람직하게는 140 배 이하, 더욱 바람직하게는 100 배 이하, 더욱 바람직하게는 70 배 이하이다. 본 개시의 연마액 조성물의 농축물은, 사용시에 각 성분의 함유량이, 상기 서술한 함유량 (즉, 사용시의 함유량) 이 되도록 물로 희석시켜 사용할 수 있다. 본 개시에 있어서 연마액 조성물의 농축물의「사용시」란, 연마액 조성물의 농축물이 희석된 상태를 말한다.
[조정 방법]
본 개시의 조정 방법은, 상기 서술한 본 개시의 연마액 조성물을 사용하여, 성분 A 와 성분 B 의 함유량비를 변경함으로써, 실리콘 기판의 연마 속도와 연마 후의 기판의 표면 품질을 조정하는 방법이다. 본 개시의 조정 방법에 의하면, 성분 A 와 성분 B 의 함유량의 비를 변경함으로써, 연마 속도의 효과와 기판의 표면 품질의 효과를 변경할 수 있다. 따라서,「실리콘 기판의 연마 속도와 연마 후의 기판의 표면 품질을 조정한다」는 것은, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 본 개시의 연마액 조성물을 사용하여 연마를 할 때에, 연마액 조성물을, 연마 후 기판의 표면 품질의 향상보다 연마 속도의 향상을 우선한 조성으로 하는 것을 포함하고, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 본 개시의 연마액 조성물을 사용하여 연마를 할 때에, 연마액 조성물을, 연마 속도의 향상보다 연마 후 기판의 표면 품질의 향상을 우선한 조성으로 하는 것을 포함하고, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 본 개시의 연마액 조성물을 사용하여 연마를 할 때에, 연마액 조성물을, 연마 속도의 향상과 연마 후 기판의 표면 품질의 향상의 밸런스가 잡힌 조성으로 하는 것을 포함한다.
본 개시의 조정 방법은, 그 밖의 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 상기 서술한 바와 같이 연마 속도의 향상과 연마 후 기판의 표면 품질의 향상이 조정된 일 또는 복수의 연마액 조성물에 의해 피연마 실리콘 기판을 연마함으로써, 연마의 연마 속도의 향상과 연마 후 기판의 표면 품질의 향상을 조정하는 것도 포함한다.
연마 속도의 향상을 우선한 조성으로 하는 경우, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 본 개시의 연마액 조성물에 있어서의 성분 A 의 비율을 높게 하는 것을 들 수 있다.
성분 A 의 비율을 높게 하는 경우, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 연마액 조성물 중의 성분 A 와 성분 B 의 합계 함유량에 대한 성분 A 의 비율 [A/(A ＋ B)] 을, 바람직하게는 50 질량％ 이상, 보다 바람직하게는 70 질량％ 이상, 더욱 바람직하게는 80 질량％ 이상, 보다 더 바람직하게는 90 질량％ 이상, 보다 더 바람직하게는 95 질량％ 이상, 보다 더 바람직하게는 98 질량％ 이상, 보다 더 바람직하게는 실질적으로 100 질량％ 로 하는 것을 들 수 있다.
본 개시에 있어서, 비율 [A/(A ＋ B)] 이 실질적으로 100 질량％ 란, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 성분 B 가 0 질량％ 혹은 의도적으로 첨가 또는 배합되어 있지 않은 경우를 들 수 있다.
연마 후 기판의 표면 품질의 향상을 우선한 조성으로 하는 경우, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 본 개시의 연마액 조성물에 있어서의 성분 B 의 비율을 높게 하는 것을 들 수 있다.
성분 B 의 비율을 높게 하는 경우, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 연마액 조성물 중의 성분 A 와 성분 B 의 합계 함유량에 대한 성분 B 의 비율 [B/(A ＋ B)] 을 바람직하게는 50 질량％ 이상, 보다 바람직하게는 70 질량％ 이상, 더욱 바람직하게는 80 질량％ 이상, 보다 더 바람직하게는 90 질량％ 이상, 보다 더 바람직하게는 95 질량％ 이상, 보다 더 바람직하게는 98 질량％ 이상, 보다 더 바람직하게는 실질적으로 100 질량％ 로 하는 것을 들 수 있다.
본 개시에 있어서, 비율 [B/(A ＋ B)] 이 실질적으로 100 질량％ 란, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 성분 A 가 0 질량％ 혹은 의도적으로 첨가 또는 배합되어 있지 않은 경우를 들 수 있다.
연마 속도의 향상을 우선한 조성으로 하는 경우, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 본 개시의 연마액 조성물은 실리카 입자 (성분 C) 를 함유하는 것이 바람직하다.
연마 후 기판의 표면 품질의 향상을 우선한 조성으로 하는 경우, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 실리카 입자 (성분 C) 를 함유하지 않는 연마액 조성물을 사용할 수도 있다.
[연마 공정의 조정]
본 개시의 조정 방법은, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 상기 서술한 바와 같이 연마 속도의 향상과 연마 후 기판의 표면 품질의 향상이 조정된 2 이상의 연마액 조성물을 사용하여 연마함으로써, 연마 공정에 있어서의 연마의 연마 속도의 향상과 연마 후 기판의 표면 품질의 향상을 조정하는 것도 포함한다.
일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 어느 표면 품질의 기판을 얻는 데에 있어서, 처음에는 연마 속도의 향상을 우선한 성분 A 의 함유 비율이 높은 연마액 조성물을 사용하여 연마하고, 다음으로 연마 후 기판의 표면 품질의 향상을 우선한 성분 B 의 함유 비율이 높은 연마액 조성물을 사용하여 연마를 실시한다. 이와 같이, 본 개시의 조정 방법은, 2 이상의 연마액 조성물 중의 성분 A 및 성분 B 의 함유 비율을 변경하여, 소정의 표면 품질을 얻을 때까지의 연마 시간이 짧아지는 연마액 조성물의 조합을 선택하는 것, 및 그것들을 사용하여 연마하는 것을 포함한다. 이들 연마액을 사용함으로써, 생산성을 높일 수 있고, 연마에 관련된 비용을 낮출 수 있다.
본 개시의 조정 방법은, 2 이상의 연마액 조성물 중의 성분 A 및 성분 B 의 함유 비율을 변경하는 것에 추가하여, 성분 A 및 성분 B 의 합계의 함유량을 변경하는 것을 포함해도 된다.
본 개시의 조정 방법은, 3 이상의 연마액 조성물의 조합을 선택하는 것을 포함할 수 있다.
본 개시의 연마액 조성물을 2 이상의 조합으로 사용하여 연마하는 경우, 1 개의 연마 정반에 2 이상의 연마액 조성물을 전환시켜 공급함으로써 연마할 수 있다. 혹은, 2 이상의 조합의 연마액 조성물마다 연마 정반을 변경하여 연마할 수도 있다.
동일한 연마 정반에 있어서 성분 A 및 성분 B 의 각각의 저장 용기로부터 튜브 등을 사용하여 공급하고, 연마 정반에 도입하기 전에 혼합하여 연마액에 도입하는 시스템을 사용해서, 성분 A 와 성분 B 의 공급량을 변경하여 연속적으로 함유 비율을 변경하여 연마하는 형태도, 본 개시에 있어서의 조정 방법의 2 이상 연마액 조성물을 사용하여 연마하는 경우에 해당할 수 있다.
[실리콘 기판의 연마 방법]
본 개시의 조정 방법은, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 연마 속도의 향상과 표면 품질의 향상을 양립시키는 관점에서, 마무리 연마 공정에서 사용되는 것이 바람직하다.
본 개시의 조정 방법이 사용되는 마무리 연마 공정으로는, 본 개시의 효과가보다 발휘되는 관점에서, 실리콘 기판의 마무리 연마를 실시하는 마무리 연마 공정 2 와, 그 마무리 연마 공정 2 보다 전의 연마 공정인 마무리 연마 공정 1 을 구비하고, 그 마무리 연마 공정 1 과 그 마무리 연마 공정 2 가 이 순서로 실시되는 연마 공정이 바람직하며, 실리콘 기판의 마무리 연마를 실시하는 마무리 연마 공정 2 와, 그 마무리 연마 공정 2 의 1 단계 전의 연마 공정인 마무리 연마 공정 1 을 구비하고, 그 마무리 연마 공정 1 과 그 마무리 연마 공정 2 가 연속하는 연마 공정이 보다 바람직하다.
마무리 연마 공정 1 에서는, 연마액 조성물은, 실리카 입자 (성분 C) 를 함유하고, 성분 A 및 성분 B 의 합계 함유량에 대한 성분 A 의 함유량의 비율 [A/(A ＋ B)] 이 높은 연마액 조성물로 연마하고, 마무리 연마 공정 2 에서는, 성분 A 및 성분 B 의 합계 함유량에 대한 성분 B 의 함유량의 비율 [B/(A ＋ B)] 이 높은 연마액으로 연마하는 것이 바람직하다.
마무리 연마 공정 2 에서 사용하는 연마액 조성물은 실리카 입자 (성분 C) 를 함유해도 되고, 함유하지 않아도 된다. 또, 마무리 연마 공정 2 에 있어서, 실리카 입자 (성분 C) 를 함유하는 연마액 조성물로 연마한 후, 실리카 입자 (성분 C) 를 함유하지 않는 연마액 조성물로 연마해도 된다.
따라서, 본 개시는 일 양태에 있어서, 실리콘 기판의 마무리 연마를 실시하는 마무리 연마 공정 2 와, 마무리 연마 공정 2 보다 전의 연마 공정인 마무리 연마 공정 1 을 구비하고, 마무리 연마 공정 1 과 마무리 연마 공정 2 가 이 순서로 실시되는 실리콘 기판의 연마 방법으로서,
마무리 연마 공정 1 및 2 에 있어서 사용되는 연마액 조성물은 성분 A 및 성분 B 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 일방의 성분을 함유하고, 그 마무리 연마 공정 1 에서는, 그 연마액 조성물은 성분 C 를 함유하고, 성분 A 및 성분 B 의 합계 함유량에 대한 성분 A 의 함유량의 비율이 50 질량％ 이상인 연마액 조성물로 연마하고,
마무리 연마 공정 2 에서는, 성분 A 및 성분 B 의 합계 함유량에 대한 성분 B 의 함유량의 비율이 50 질량％ 이상인 연마액 조성물로 연마하는 실리콘 기판의 연마 방법에 관한 것이다. 본 양태의 실리콘 기판의 연마 방법에 의하면, 연마 속도와 표면 품질을 향상시킬 수 있다.
마무리 연마 공정 1 에서 사용하는 연마액 조성물의 비율 [A/(A ＋ B)] 은, 연마 속도를 향상시키는 관점에서, 바람직하게는 50 질량％ 이상, 보다 바람직하게는 70 질량％ 이상, 더욱 바람직하게는 80 질량％ 이상, 보다 더 바람직하게는 90 질량％ 이상, 보다 더 바람직하게는 95 질량％ 이상, 보다 더 바람직하게는 98 질량％ 이상, 보다 더 바람직하게는 실질적으로 100 질량％ 이다.
또, 마무리 연마 공정 2 에서 사용하는 연마액 조성물의 비율 [B/(A ＋ B)] 은, 표면 품질을 향상시키는 관점에서, 바람직하게는 50 질량％ 이상, 보다 바람직하게는 70 질량％ 이상, 더욱 바람직하게는 80 질량％ 이상, 보다 더 바람직하게는 90 질량％ 이상, 보다 더 바람직하게는 95 질량％ 이상, 보다 더 바람직하게는 98 질량％ 이상, 보다 더 바람직하게는 실질적으로 100 질량％ 이다.
본 개시의 연마 방법에 있어서의 마무리 연마 공정 1 및 2 에서는, 예를 들어, 연마 패드를 첩부한 정반에 피연마 실리콘 기판을 가압하여, 3 ∼ 20 ㎪ 의 연마 압력으로 피연마 실리콘 기판을 연마할 수 있다. 본 개시에 있어서, 연마 압력이란, 연마시에 피연마 실리콘 기판의 피연마면에 가해지는 정반의 압력을 말한다.
본 개시의 연마 방법에 있어서의 마무리 연마 공정 1 및 2 에서는, 예를 들어, 연마 패드를 첩부한 정반에 피연마 실리콘 기판을 가압하여, 15 ℃ 이상 40 ℃ 이하의 연마액 조성물 및 연마 패드 표면 온도에서 피연마 실리콘 기판을 연마할 수 있다. 연마액 조성물의 온도 및 연마 패드 표면 온도로는, 연마 속도 향상과 표면 조도 (헤이즈) 저감 등의 표면 품질의 양립의 관점에서, 15 ℃ 이상 또는 20 ℃ 이상이 바람직하고, 40 ℃ 이하 또는 30 ℃ 이하가 바람직하다.
마무리 연마 공정 1 과 마무리 연마 공정 2 는, 1 개의 연마 정반 (동일한 연마 정반) 에서 실시할 수 있다. 혹은, 마무리 연마 공정 1 과 마무리 연마 공정 2 는, 연마 정반을 변경하여 실시할 수도 있고, 즉, 마무리 연마 공정 2 를, 마무리 연마 공정 1 에서 사용한 연마 정반과는 다른 연마 정반에서 실시할 수도 있다.
마무리 연마 공정 1 과 마무리 연마 공정 2 를 동일한 연마 정반에서 실시하는 경우, 성분 A 및 성분 B 의 각각의 저장 용기로부터 튜브 등을 사용하여 공급하고, 연마 정반에 도입하기 전에 혼합하여 연마액에 도입하는 시스템을 사용해서, 성분 A 와 성분 B 의 공급량을 변경하여 연속적으로 함유 비율을 변경하여 연마해도 된다.
마무리 연마 공정 2 에 있어서, 실리카 입자 (성분 C) 를 함유하는 연마액 조성물로 연마한 후, 실리카 입자 (성분 C) 를 함유하지 않는 연마액 조성물로 연마하는 경우, 동일한 연마 정반에서 실시할 수 있다. 혹은, 실리카 입자 (성분 C) 를 함유하지 않는 연마액 조성물로 연마하는 공정을, 실리카 입자 (성분 C) 를 함유하는 연마액 조성물로 연마하는 공정에서 사용한 연마 정반과는 다른 연마 정반에서 실시할 수 있다.
[반도체 기판의 제조 방법]
본 개시는, 일 양태에 있어서, 본 개시의 조정 방법, 또는, 본 개시의 연마 방법을 실시하는 것을 포함하는, 반도체 기판의 제조 방법 (이하,「본 개시의 반도체 기판 제조 방법」이라고도 한다) 에 관한 것이다. 본 개시의 반도체 기판 제조 방법은, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 본 개시의 연마액 조성물을 사용하여 피연마 실리콘 기판을 연마하는 공정 (이하,「연마 공정」이라고도 한다) 과, 연마된 실리콘 기판을 세정하는 공정 (이하,「세정 공정」이라고도 한다) 을 포함할 수 있다. 본 개시의 반도체 기판 제조 방법에 의하면, 본 개시의 조정 방법, 또는, 본 개시의 연마 방법을 사용함으로써, 연마 속도 향상과 표면 품질의 향상을 양립시킬 수 있기 때문에, 고품질의 반도체 기판을 고수율로, 양호한 생산성으로, 저렴하게 제조할 수 있다.
본 개시의 반도체 기판 제조 방법에 있어서의 연마 공정은, 예를 들어, 단결정 실리콘 잉곳을 얇은 원판상으로 슬라이스함으로써 얻어진 단결정 실리콘 기판을 평면화하는 래핑 (조연마) 공정과, 래핑된 단결정 실리콘 기판을 에칭한 후, 단결정 실리콘 기판 표면을 경면화하는 마무리 연마 공정을 포함할 수 있다. 본 개시의 조정 방법은, 연마 속도의 향상과 표면 품질의 향상을 양립시키는 관점에서, 상기 마무리 연마 공정에서 사용되면 보다 바람직하다. 본 개시의 조정 방법이 사용되는 마무리 연마 공정으로는, 상기 서술한 것을 들 수 있다. 본 개시의 반도체 기판 제조 방법에 있어서의 연마 공정에서는, 상기 서술한 본 개시의 연마 방법에 있어서의 마무리 연마 공정 1 및 2 와 동일한 조건 (연마 압력, 연마 조성물 및 연마 패드 표면 온도 등) 에서 연마를 실시할 수 있다.
본 개시의 반도체 기판 제조 방법은, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 상기 연마 공정의 전에, 연마액 조성물의 농축물을 희석시키는 희석 공정을 포함하고 있어도 된다. 희석매에는, 예를 들어, 물을 사용할 수 있다.
본 개시의 반도체 기판 제조 방법에 있어서의 세정 공정에서는, 실리콘 기판 표면 상의 잔류물 저감의 관점에서, 무기물 세정을 실시하는 것이 바람직하다. 무기물 세정에서 사용하는 세정제로는, 예를 들어, 과산화수소, 암모니아, 염산, 황산, 불산 및 오존수에서 선택되는 적어도 1 종을 포함하는 무기물 세정제를 들 수 있다.
본 개시의 반도체 기판 제조 방법은, 일 또는 복수의 실시형태에 있어서, 상기 세정 공정의 후에, 세정 후의 실리콘 기판을 물로 린스하고, 건조시키는 공정을 추가로 포함할 수 있다.
본 개시의 반도체 기판 제조 방법에 있어서의 연마 공정이, 상기 서술한 마무리 연마 공정 1 과 마무리 연마 공정 2 가 이 순서로 실시되는 연마 공정인 경우, 마무리 연마 공정 1 을 실시한 후, 세정, 건조를 실시하고, 마무리 연마 공정 2 를 실시해도 된다. 또, 마무리 연마 공정 1 을 실시한 후, 세정, 건조를 실시하지 않고, 마무리 연마 공정 2 를 실시해도 된다. 생산성 향상의 관점에서, 마무리 연마 공정 1 을 실시한 후, 세정, 건조를 실시하지 않고, 마무리 연마 공정 2 를 실시하는 것이 바람직하다.
본 개시는, 또한 이하의 일 또는 복수의 실시형태에 관한 것이다.
＜1＞ pKa 가 5 이상 8.5 이하인 아미노기 함유 수용성 고분자 화합물 (성분 A) 및 논이온성 수용성 고분자 화합물 (성분 B) 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 일방의 성분을 함유하는 연마액 조성물을 사용하여, 성분 A 와 성분 B 의 함유량비를 변경함으로써, 실리콘 기판의 연마 속도와 연마 후의 기판의 표면 품질을 조정하는 방법.
＜2＞ pKa 가 5 이상 8.5 이하인 아미노기 함유 수용성 고분자 화합물 (성분 A) 및 논이온성 수용성 고분자 화합물 (성분 B) 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 일방의 성분을 함유하고, 연마액 조성물의 pH 가 9 이상 12 이하이고, 그 pH 와 그 pKa 의 차 [pH － pKa] 가 2 이상 6 이하인 연마액 조성물을 사용하여, 성분 A 와 성분 B 의 함유량비를 변경하는 것에 의한, ＜1＞ 에 기재된 방법.
＜3＞ 성분 A 가 폴리알릴아민과 글리시돌 유도체의 반응물 및 상기 식 (III) 으로 나타내는 구성 단위를 포함하는 화합물에서 선택되는 적어도 1 종이고, 성분 B 가 폴리글리세린, 폴리글리세린알킬에테르, 폴리글리세린알킬에스테르, 하이드록시알킬셀룰로오스, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리하이드록시에틸아크릴아미드, 및 중량 평균 분자량이 300 이상 1,000 이하인 폴리에틸렌글리콜에서 선택되는 적어도 1 종인, ＜1＞ 또는 ＜2＞ 에 기재된 방법.
＜4＞ 상기 연마액 조성물 중의 성분 A 의 함유량이 0 질량ppm 이상 200 질량ppm 이고, 상기 연마액 조성물 중의 성분 B 의 함유량이 0 질량ppm 이상 200 질량ppm 인, ＜1＞ 내지 ＜3＞ 중 어느 하나에 기재된 방법.
＜5＞ 성분 A 의 중량 평균 분자량이 800 이상 12000 이하이고, 성분 B 의 중량 평균 분자량이 300 이상 30 만 이하인, ＜1＞ 내지 ＜4＞ 중 어느 하나에 기재된 방법.
＜6＞ 상기 연마액 조성물이 추가로 실리카 입자 (성분 C) 를 함유하는, ＜1＞ 내지 ＜5＞ 중 어느 하나에 기재된 방법.
＜7＞ 상기 연마액 조성물 중의 성분 C 의 함유량이 0.07 질량％ 이상 0.3 질량％ 이하이고, 실리콘 기판이 단결정 실리콘 기판인, ＜1＞ 내지 ＜6＞ 중 어느 하나에 기재된 방법.
＜8＞ 상기 연마액 조성물 중의 성분 C 의 함유량이 0.1 질량％ 이상 0.8 질량％ 이하이고, 실리콘 기판이 폴리실리콘 기판인, ＜1＞ 내지 ＜6＞ 중 어느 하나에 기재된 방법.
＜9＞ 실리콘 기판의 마무리 연마를 실시하는 마무리 연마 공정 2 와, 마무리 연마 공정 2 보다 전의 연마 공정인 마무리 연마 공정 1 을 구비하고, 마무리 연마 공정 1 과 마무리 연마 공정 2 가 이 순서로 실시되는 실리콘 기판의 연마 방법으로서,
마무리 연마 공정 1 및 2 에 있어서 사용되는 연마액 조성물은, pKa 가 5 이상 8.5 이하인 아미노기 함유 수용성 고분자 화합물 (성분 A) 및 논이온성 수용성 고분자 화합물 (성분 B) 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 일방의 성분을 함유하고,
마무리 연마 공정 1 에서는, 연마액 조성물은 실리카 입자 (성분 C) 를 함유하고, 성분 A 및 성분 B 의 합계 함유량에 대한 성분 A 의 함유량의 비율이 50 질량％ 이상인 연마액 조성물로 연마하고,
마무리 연마 공정 2 에서는, 성분 A 및 성분 B 의 합계 함유량에 대한 성분 B 의 함유량의 비율이 50 질량％ 이상인 연마액 조성물로 연마하는, 실리콘 기판의 연마 방법.
＜10＞ 실리콘 기판의 마무리 연마를 실시하는 마무리 연마 공정 2 와, 마무리 연마 공정 2 보다 전의 연마 공정인 마무리 연마 공정 1 을 구비하고, 마무리 연마 공정 1 과 마무리 연마 공정 2 가 이 순서로 실시되는 실리콘 기판의 연마 방법으로서,
마무리 연마 공정 1 및 2 에 있어서 사용되는 연마액 조성물은, pKa 가 5 이상 8.5 이하인 아미노기 함유 수용성 고분자 화합물 (성분 A) 및 논이온성 수용성 고분자 화합물 (성분 B) 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 일방의 성분을 함유하고, 연마액 조성물의 pH 가 9 이상 12 이하이고, 그 pH 와 그 pKa 의 차 [pH － pKa] 가 2 이상 6 이하이고,
마무리 연마 공정 1 에서는, 연마액 조성물은 실리카 입자 (성분 C) 를 함유하고, 성분 A 및 성분 B 의 합계 함유량에 대한 성분 A 의 함유량의 비율이 50 질량％ 이상인 연마액 조성물로 연마하고,
마무리 연마 공정 2 에서는, 성분 A 및 성분 B 의 합계 함유량에 대한 성분 B 의 함유량의 비율이 50 질량％ 이상인 연마액 조성물로 연마하는, ＜9＞ 에 기재된 실리콘 기판의 연마 방법.
＜11＞ 성분 A 가 폴리알릴아민과 글리시돌 유도체의 반응물 및 상기 식 (III) 으로 나타내는 구성 단위를 포함하는 화합물에서 선택되는 적어도 1 종이고, 성분 B 가 폴리글리세린, 폴리글리세린알킬에테르, 폴리글리세린알킬에스테르, 하이드록시알킬셀룰로오스, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리하이드록시에틸아크릴아미드, 및 중량 평균 분자량이 300 이상 1,000 이하인 폴리에틸렌글리콜에서 선택되는 적어도 1 종인, ＜9＞ 또는 ＜10＞ 에 기재된 연마 방법.
＜12＞ 상기 연마액 조성물 중의 성분 A 의 함유량이 0 질량ppm 이상 200 질량ppm 이고, 상기 연마액 조성물 중의 성분 B 의 함유량이 0 질량ppm 이상 200 질량ppm 인, ＜9＞ 내지 ＜11＞ 중 어느 하나에 기재된 연마 방법.
＜13＞ 성분 A 의 중량 평균 분자량이 800 이상 12000 이하이고, 성분 B 의 중량 평균 분자량이 300 이상 30 만 이하인, ＜9＞ 내지 ＜12＞ 중 어느 하나에 기재된 연마 방법.
＜14＞ 상기 연마액 조성물 중의 성분 C 의 함유량이 0.07 질량％ 이상 0.3 질량％ 이하이고, 실리콘 기판이 단결정 실리콘 기판인, ＜9＞ 내지 ＜13＞ 중 어느 하나에 기재된 연마 방법.
＜15＞ 상기 마무리 연마 공정 1 과 상기 마무리 연마 공정 2 를 1 개의 연마 정반에서 실시하는, ＜9＞ 내지 ＜14＞ 중 어느 하나에 기재된 연마 방법.
＜16＞ 상기 마무리 연마 공정 1 과 상기 마무리 연마 공정 2 를 연마 정반을 변경하여 실시하는, ＜9＞ 내지 ＜14＞ 중 어느 하나에 기재된 연마 방법.
＜17＞ 상기 마무리 연마 공정 2 에 있어서, 실리카 입자 (성분 C) 를 함유하는 연마액 조성물로 연마한 후, 실리카 입자 (성분 C) 를 함유하지 않는 연마액 조성물로 연마하는, ＜9＞ 내지 ＜16＞ 중 어느 하나에 기재된 연마 방법.
＜18＞ ＜1＞ 내지 ＜8＞ 중 어느 하나에 기재된 방법, 또는, ＜9＞ 내지 ＜17＞ 중 어느 하나에 기재된 연마 방법을 실시하는 것을 포함하는, 반도체 기판의 제조 방법.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 개시를 더욱 상세하게 설명하지만, 이것들은 예시적인 것으로서, 본 개시는 이들 실시예에 제한되는 것은 아니다.
1. 연마액 조성물의 조제
(연마액 조성물의 농축물)
표 1 에 나타내는 실리카 입자 (성분 C), 아미노기 함유 수용성 고분자 화합물 (성분 A), 논이온성 수용성 고분자 화합물 (성분 B), 암모니아 (성분 D), 및 초순수를 교반 혼합하여, 연마액 조성물의 농축물 (60 배) 을 얻었다. 농축물의 25 ℃ 에 있어서의 pH 는 10.3 ∼ 11.0 이었다.
(연마액 조성물)
상기 농축물을 이온 교환수로 60 배 희석시켜, 실시예 1 ∼ 12 의 연마액 조성물 (a1 ∼ a6, b1 ∼ b6) 을 얻었다 (표 1). 표 1 중의 각 성분의 함유량은, 희석 후의 연마액 조성물의 사용시에 있어서의 각 성분의 함유량 (질량％ 또는 질량ppm, 유효분) 이다. 초순수의 함유량은, 성분 A ∼ D 를 제외한 잔여이다. 각 연마액 조성물 (사용시) 의 25 ℃ 에 있어서의 pH 는, 10.1 또는 10.3 이었다.
25 ℃ 에 있어서의 pH 는, pH 미터 (토아 전파 공업 주식회사, HM-30G) 를 사용하여 측정한 값이며, pH 미터의 전극을 연마액 조성물 또는 그 농축물에 침지시키고 1 분 후의 수치이다.
각 연마액 조성물의 조제에 사용한 성분 A, 성분 B, 성분 C 및 성분 D 에는 하기의 것을 사용하였다.
(성분 A)
A1 : 메틸디알릴아민·이산화황 공중합체 [닛토보 메디컬사 제조, 중량 평균 분자량 3,000, pKa 7.2]
A2 : 글리시돌 변성 폴리알릴아민 (글리시돌 변성률 : 2.0) [닛토보 메디컬사 제조, 중량 평균 분자량 11,000, pKa 6.1]
(성분 B)
B1 : 폴리글리세린 [다이셀사 제조의「XPW」, 중합도 40, 중량 평균 분자량 2,980]
(성분 C)
C1 : 콜로이달 실리카 [평균 일차 입자경 35 ㎚, 평균 이차 입자경 70 ㎚, 회합도 2.0]
C2 : 콜로이달 실리카 [평균 일차 입자경 25 ㎚, 평균 이차 입자경 49 ㎚, 회합도 2.0]
(성분 D)
암모니아 [28 질량％ 암모니아수, 키시다 화학사 제조, 시약 특급]
2. 각종 파라미터의 측정 방법
(1) 실리카 입자 (성분 C) 의 평균 일차 입자경의 측정
성분 C 의 평균 일차 입자경 (㎚) 은, BET (질소 흡착) 법에 의해 산출되는 비표면적 S (㎡/g) 를 사용하여 하기 식으로 산출하였다.
평균 일차 입자경 (㎚) ＝ 2727/S
성분 C 의 비표면적 S 는, 하기의 [전처리] 를 한 후, 측정 샘플 약 0.1 g 을 측정 셀에 소수점 이하 4 자릿수까지 정밀 칭량하고, 비표면적의 측정 직전에 110 ℃ 의 분위기하에서 30 분간 건조시킨 후, 비표면적 측정 장치 (마이크로메리틱 자동 비표면적 측정 장치「플로소브 III2305」, 시마즈 제작소 제조) 를 사용하여 질소 흡착법 (BET 법) 에 의해 측정하였다.
[전처리]
(a) 슬러리상의 성분 C 를 질산 수용액으로 pH 2.5 ± 0.1 로 조정한다.
(b) pH 2.5 ± 0.1 로 조정된 슬러리상의 성분 C 를 샬레에 넣고 150 ℃ 의 열풍 건조기 내에서 1 시간 건조시킨다.
(c) 건조 후, 얻어진 시료를 마노 막자 사발로 미세하게 분쇄한다.
(d) 분쇄된 시료를 40 ℃ 의 이온 교환수에 현탁시키고, 공경 1 ㎛ 의 멤브레인 필터로 여과한다.
(e) 필터 상의 여과물을 20 g 의 이온 교환수 (40 ℃) 로 5 회 세정한다.
(f) 여과물이 부착된 필터를 샬레에 넣고, 110 ℃ 의 분위기하에서 4 시간 건조시킨다.
(g) 건조된 여과물 (성분 C) 을 필터 찌꺼기가 혼입되지 않도록 취하고, 막자 사발로 미세하게 분쇄하여 측정 샘플을 얻었다.
(2) 실리카 입자 (성분 C) 의 평균 이차 입자경
성분 C 의 평균 이차 입자경 (㎚) 은, 성분 C 의 농도가 0.25 질량％ 가 되도록 연마재를 이온 교환수에 첨가한 후, 얻어진 수 분산액을 Disposable Sizing Cuvette (폴리스티렌제 10 ㎜ 셀) 에 하측 바닥으로부터의 높이 10 ㎜ 까지 넣고, 동적 광 산란법 (장치명 :「제타사이저 Nano ZS」, 시스멕스사 제조) 을 사용하여 측정하였다.
(3) 수용성 고분자의 중량 평균 분자량의 측정
수용성 고분자 (성분 A, 성분 B) 의 중량 평균 분자량은, 겔 퍼미에이션 크로마토그래피 (GPC) 법을 하기의 조건에서 적용하여 얻은 크로마토그램 중의 피크에 기초하여 산출하였다.
＜아미노기 함유 수용성 고분자 (성분 A)＞
장치 : HLC-8320 GPC (토소사 제조, 검출기 일체형)
칼럼 : GS-220HQ ＋ GS-620HQ
용리액 : 0.4 M NaCl
유량 : 1.0 mL/min
칼럼 온도 : 30 ℃
검출기 : 쇼덱스 RI SE-61 시차 굴절률 검출기
표준 물질 : 분자량이 이미 알려진 단분산 폴리에틸렌글리콜
＜논이온성 수용성 고분자 (성분 B)＞
장치 : HLC-8320 GPC (토소사 제조, 검출기 일체형)
칼럼 : GMPWXL ＋ GMPWXL (아니온)
용리액 : 0.2 M 인산 버퍼/CH3CN ＝ 9/1
유량 : 0.5 mL/min
칼럼 온도 : 40 ℃
검출기 : 쇼덱스 RI SE-61 시차 굴절률 검출기
표준 물질 : 분자량이 이미 알려진 단분산 폴리에틸렌글리콜
(4) pKa 의 측정
HM-41K 형 pH 미터 (토아 DKK (주)) 를 사용하여, 1 M 으로 조정한 성분 B 의 수용액을 0.1 M-염산에 의해 실온에서 전위차 적정을 실시하였다. 얻어진 적정 곡선으로부터 pKa 를 산출하였다.
(5) 글리시돌 변성률
글리시돌 변성률은, 13C-NMR 을 사용하여 구하였다.
＜측정 조건＞
시료 : 글리시돌 변성 폴리알릴아민 200 mg 을 중수 0.6 mL 에 용해
사용 장치 : 400 ㎒ 13C-NMR (애질런트·테크놀로지 주식회사 제조의「Agilent 400-MR DD2」)
측정 조건 : 13C-NMR 측정, 펄스 간격 시간 5 초, 테트라메틸실란을 표준 피크 (σ : 0.0 ppm) 로 하여 측정
적산 횟수 : 5000 회
적분에 사용하는 각 피크 범위 :
A : 71.0 ∼ 72.3 ppm (아미노기와 반응한 글리시돌의 2 급 수산기가 결합한 C 의 피크의 적분값)
B : 32.0 ∼ 41.0 ppm (알릴아민의 주사슬 C 의 피크의 적분값)
＜글리시돌 변성률＞
글리시돌 변성률 (아미노기의 당량에 대한 글리시돌의 당량비) 은 이하의 식으로 구한다.
글리시돌 변성률 (당량비) ＝ 2A/B
3. 연마액 조성물 (a1 ∼ a6, b1 ∼ b6) 의 평가 (실시예 1 ∼ 12)
(1) 연마 방법 등
각 연마액 조성물에 대해, 각각 연마 직전에 필터 (콤팩트 카트리지 필터「MCP-LX-C10S」, 아드반텍사 제조) 로 여과를 실시하고, 하기의 연마 조건에서 하기의 피연마 실리콘 기판에 대하여 마무리 연마 및 세정을 실시하였다.
＜피연마 실리콘 기판＞
단결정 실리콘 기판 [직경 200 ㎜ 의 실리콘 편면 경면 기판, 전도형 : P, 결정 방위 : 100, 저항률 : 0.1 Ω·㎝ 이상 100 Ω·㎝ 미만]
상기 단결정 실리콘 기판을 시판되는 연마액 조성물 (후지미 인코퍼레이티드 제조, GLANZOX 1302) 을 사용하여 미리 조연마를 실시하였다. 조연마를 종료하고 마무리 연마에 제공한 단결정 실리콘 기판의 헤이즈는, 2 ∼ 3 ppm 이었다.
＜마무리 연마 조건＞
연마기 : 편면 8 인치 연마기「GRIND-X SPP600s」 (오카모토 공작 제조)
연마 패드 : 스웨이드 패드 (도레이 코텍스사 제조, 아스카 경도 : 64, 두께 : 1.37 ㎜, 냅 길이 : 450 ㎛, 개구 직경 : 60 ㎛)
실리콘 기판 연마 압력 : 100 g/㎠
정반 회전 속도 : 60 rpm
연마 시간 : 5 분
연마액 조성물의 공급 속도 : 150 g/min
연마액 조성물의 온도 : 23 ℃
캐리어 회전 속도 : 62 rpm
＜세정 방법＞
마무리 연마 후, 실리콘 기판에 대하여, 오존 세정과 희불산 세정을 하기와 같이 실시하였다. 오존 세정에서는, 20 ppm 의 오존을 포함한 수용액을 노즐로부터 유속 1 L/min, 600 rpm 으로 회전하는 실리콘 기판의 중앙을 향하여 3 분간 분사하였다. 이 때 오존수의 온도는 상온으로 하였다. 다음으로 희불산 세정을 실시하였다. 희불산 세정에서는, 0.5 질량％ 의 불화수소암모늄 (특급, 나칼라이테스크 주식회사) 을 포함한 수용액을 노즐로부터 유속 1 L/min, 600 rpm 으로 회전하는 실리콘 기판의 중앙을 향하여 6 초간 분사하였다. 상기 오존 세정과 희불산 세정을 1 세트로 하여 합계 2 세트 실시하고, 마지막으로 스핀 건조를 실시하였다. 스핀 건조에서는 1,500 rpm 으로 실리콘 기판을 회전시켰다.
(2) 연마 속도의 평가
연마 전후의 각 실리콘 기판의 중량을 정밀 천칭 (Sartorius 사 제조의「BP-210S」) 을 사용하여 측정하고, 얻어진 중량차를 실리콘 기판의 밀도, 면적 및 연마 시간으로 나눠, 단위 시간당의 편면 연마 속도를 구하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 또한, 연마 후의 실리콘 기판의 중량이란, 상기 마무리 연마 및 세정을 실시한 후의 실리콘 기판의 중량이다.
(3) 실리콘 기판의 표면 조도 (헤이즈) 의 측정
상기 마무리 연마 및 세정을 실시한 후의 실리콘 기판의 표면 조도를, 표면 조도 측정 장치「Surfscan SP1-DLS」(KLA Tencor 사 제조) 를 사용하여 측정되는, 암시야 와이드 사입사 채널 (DWO) 에서의 값 (DWO 헤이즈) 을 사용하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 헤이즈의 값은 작을수록 평탄성이 높은 것으로 평가할 수 있다.
Figure pct00005
표 1 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1, 2, 5, 7, 8, 및 11 의 연마액 조성물은, 성분 A 및 성분 B 의 합계 함유량에 대한 성분 A 의 함유량의 비율 [A/(A ＋ B)] 이 50 질량％ 를 초과하는 조성이 됨으로써, 실리콘 기판의 연마 속도가 연마 후 기판의 표면 품질 (헤이즈) 보다 우선하도록 조정되었다. 또, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 실시예 3, 4, 6, 9, 10 및 12 의 연마액 조성물은, 성분 A 및 성분 B 의 합계 함유량에 대한 성분 B 의 함유량의 비율 [B/(A ＋ B)] 이 50 질량％ 를 초과하는 조성이 됨으로써, 연마 후 기판의 표면 품질 (헤이즈) 이 실리콘 기판의 연마 속도보다 우선하도록 조정되었다.
4. 2 단계 마무리 연마의 평가 (실시예 2-1, 2-2, 비교예 2-1)
(1) 연속 연마
마무리 연마를, 표 2 에 나타내는 연마액 조성물의 조합을 사용하여 실시하였다. 마무리 연마 1 을 실시한 후, 세정 및 건조를 실시하지 않고, 연마기 (연마 정반) 를 변경하여 마무리 연마 2 를 연속해서 실시한 것 이외에는, 상기 3. 과 동일한 연마 조건에서 실시하였다.
(2) 합계 연마량의 평가
연마 전후의 각 실리콘 기판의 중량을 정밀 천칭 (Sartorius 사 제조의「BP-210S」) 을 사용하여 측정하고, 얻어진 중량차를 실리콘 기판의 밀도 및 면적 및 연마 시간으로 나눠, 2 단계 연마의 합계 연마량 (㎚) 을 구하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다. 또한, 연마 후의 실리콘 기판의 중량이란, 상기 마무리 연마 및 세정을 실시한 후의 실리콘 기판의 중량이다.
(3) 실리콘 기판의 표면 조도 (헤이즈) 의 측정
상기 마무리 연마 및 세정을 실시한 후의 실리콘 기판의 표면 조도를, 상기 서술과 동일하게 측정하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
Figure pct00006
표 2 에 나타내는 바와 같이, 실시예 2-1 및 2-2 에서는, 처음의 마무리 연마 1 에서 비율 [A/(A ＋ B)] 가 50 질량％ 를 초과하는 조성으로 하여 실리콘 기판의 연마 속도를 우선하고, 마지막의 마무리 연마 2 에서 비율 [B/(A ＋ B)] 가 50 질량％ 를 초과하는 조성으로 하여 연마 후의 기판의 표면 품질을 우선하도록 조정함으로써, 합계 연마량 (겉보기의 연마 속도) 의 향상과 표면 품질의 향상을 양립시킬 수 있었다.
본 개시의 연마액 조성물을 사용하면, 실리콘 기판의 연마 속도와 연마 후의 실리콘 기판의 표면 품질을 조정할 수 있다. 따라서, 본 개시의 연마액 조성물은, 다양한 반도체 기판의 제조 과정에서 사용되는 연마액 조성물로서 유용하고, 그 중에서도, 실리콘 기판의 마무리 연마용의 연마액 조성물로서 유용하다.

Claims (17)

  1. pKa 가 5 이상 8.5 이하인 아미노기 함유 수용성 고분자 화합물 (성분 A) 및 논이온성 수용성 고분자 화합물 (성분 B) 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 일방의 성분을 함유하는 연마액 조성물을 사용하여, 성분 A 와 성분 B 의 함유량비를 변경함으로써, 실리콘 기판의 연마 속도와 연마 후의 기판의 표면 품질을 조정하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    연마액 조성물의 pH 가, 성분 A 의 pKa 보다 큰, 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    연마액 조성물의 pH 와 상기 아미노기 함유 수용성 고분자 화합물의 pKa 의 차가 0 초과 7 이하인, 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    성분 A 는, 알릴아민 및 디알릴아민에서 선택되는 1 종 이상의 모노머 유래의 구성 단위를 포함하는, 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    알릴아민 유래의 구성 단위 중의 아미노기의 적어도 일부는, 입체 차폐기를 갖는, 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    알릴아민 유래의 구성 단위 중의 아미노기의 적어도 일부는, 수산기를 갖는 탄소수 3 이상 11 이하의 탄화수소기를 포함하는 제 2 급 아미노기 또는 제 3 급 아미노기인, 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    성분 A 는, 폴리알릴아민과 글리시돌 유도체의 반응물인, 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    디알릴아민 유래의 구성 단위 중의 아미노기의 적어도 일부는, β 위치 또는 γ 위치에 전자 흡인기를 갖는, 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    성분 A 는, 하기 식 (III) 으로 나타내는 구성 단위를 포함하는 화합물인, 방법.
    Figure pct00007

    식 (III) 중, R3 은, 수산기를 가져도 되는 탄소수 1 ∼ 3 의 알킬기이고, n ＋ m ＝ 1 이다.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    성분 B 는, 분자 내에 알킬렌옥사이드기, 수산기, 또는 아미드기를 갖는 수용성 고분자인, 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    성분 B 는, 폴리글리세린, 폴리글리세린알킬에테르, 폴리글리세린알킬에스테르, 하이드록시알킬셀룰로오스, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리하이드록시에틸아크릴아미드, 및 중량 평균 분자량이 300 이상 1,000 이하인 폴리에틸렌글리콜에서 선택되는 적어도 1 종인, 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    연마액 조성물은, 추가로, 실리카 입자 (성분 C) 를 함유하는, 방법.
  13. 실리콘 기판의 마무리 연마를 실시하는 마무리 연마 공정 2 와, 마무리 연마 공정 2 보다 전의 연마 공정인 마무리 연마 공정 1 을 구비하고, 마무리 연마 공정 1 과 마무리 연마 공정 2 가 이 순서로 실시되는 실리콘 기판의 연마 방법으로서,
    마무리 연마 공정 1 및 2 에 있어서 사용되는 연마액 조성물은, pKa 가 5 이상 8.5 이하인 아미노기 함유 수용성 고분자 화합물 (성분 A) 및 논이온성 수용성 고분자 화합물 (성분 B) 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 일방의 성분을 함유하고,
    마무리 연마 공정 1 에서는, 연마액 조성물은 실리카 입자 (성분 C) 를 함유하고, 성분 A 및 성분 B 의 합계 함유량에 대한 성분 A 의 함유량의 비율이 50 질량％ 이상인 연마액 조성물로 연마하고,
    마무리 연마 공정 2 에서는, 성분 A 및 성분 B 의 합계 함유량에 대한 성분 B 의 함유량의 비율이 50 질량％ 이상인 연마액 조성물로 연마하는, 실리콘 기판의 연마 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 마무리 연마 공정 1 과 상기 마무리 연마 공정 2 를 1 개의 연마 정반에서 실시하는, 연마 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 마무리 연마 공정 1 과 상기 마무리 연마 공정 2 를 연마 정반을 변경하여 실시하는, 연마 방법.
  16. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마무리 연마 공정 2 에 있어서, 실리카 입자 (성분 C) 를 함유하는 연마액 조성물로 연마한 후, 실리카 입자 (성분 C) 를 함유하지 않는 연마액 조성물로 연마하는, 연마 방법.
  17. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 방법, 또는, 제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 기재된 연마 방법을 실시하는 것을 포함하는, 반도체 기판의 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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