KR20240049278A - 연마용 조성물, 연마용 조성물의 제조 방법, 연마 방법, 반도체 기판의 제조 방법 - Google Patents

연마용 조성물, 연마용 조성물의 제조 방법, 연마 방법, 반도체 기판의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

질화규소의 연마 속도를 높이는 것이 가능한 연마용 조성물, 연마용 조성물의 제조 방법, 연마 방법, 반도체 기판의 제조 방법을 제공한다. 제타 전위가 -5㎷ 이하인 지립과, 양이온성 계면 활성제를 포함하는 연마용 조성물.

Description

연마용 조성물, 연마용 조성물의 제조 방법, 연마 방법, 반도체 기판의 제조 방법
본 발명은 연마용 조성물, 연마용 조성물의 제조 방법, 연마 방법, 반도체 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
근년, 반도체 기판 표면의 다층 배선화에 수반하여, 반도체 장치(디바이스)를 제조할 때에, 반도체 기판을 연마해서 평탄화하는, 소위 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP) 기술이 이용되고 있다. CMP는 실리카나 알루미나, 세리아 등의 지립, 방식제, 계면 활성제 등을 포함하는 연마용 조성물(슬러리)을 사용하여, 반도체 기판 등의 연마 대상물(피연마물)의 표면을 평탄화하는 방법이다. 연마 대상물(피연마물)은 실리콘, 폴리실리콘, 산화규소, 질화규소나, 금속 등으로 이루어지는 배선, 플러그 등이다.
반도체 기판을 CMP에 의해 연마할 때 사용하는 연마용 조성물에 대해서는, 지금까지 다양한 제안이 이루어지고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 「산화규소막을 포함하는 연마 대상물을 연마하기 위해서 사용되는 연마용 조성물이며, 지립과, 분배 계수의 대수값(LogP)이 1.0 이상인 화합물과, 분산매를 함유하고, pH가 7 미만인, 연마용 조성물」이 기재되어 있다.
일본 특허공개 제2020-37669호 공보
질화규소막의 연마 속도에 관해서, 종래의 연마용 조성물은, 유저의 요구를 반드시 충족하는 것은 아니었다. 질화규소막의 연마 속도의 향상이 요망되고 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 질화규소의 연마 속도를 높이는 것이 가능한 연마용 조성물, 연마용 조성물의 제조 방법, 연마 방법, 반도체 기판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 과제를 감안하여, 예의 검토를 진행시켰다. 그 결과, 제타 전위가 -5㎷ 이하인 지립과, 양이온성 계면 활성제를 포함하는 연마용 조성물을 사용함으로써, 질화규소의 연마 속도가 높아지는 것을 알아내어, 발명을 완성시켰다.
본 발명에 따르면, 질화규소의 연마 속도를 높이는(향상시키는) 것이 가능한 연마용 조성물, 연마용 조성물의 제조 방법, 연마 방법, 반도체 기판의 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 형태를 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 형태(이하, 본 실시 형태)에 관한 연마용 조성물은, 제타 전위가 -5㎷ 이하인 지립과, 양이온성 계면 활성제를 포함하는 연마용 조성물이다.
이 연마용 조성물은, 단체 실리콘, 실리콘 화합물, 금속 등의 연마 대상물을 연마하는 용도, 예를 들어 반도체 디바이스의 제조 프로세스에 있어서 반도체 기판인 단체 실리콘, 폴리실리콘, 실리콘 화합물, 금속 등을 포함한 표면을 연마하는 용도에 적용해도 되고, 산화규소막 상의 질화규소막을 연마하는 용도에 적합하다. 예를 들어, 테트라에톡시실란(Si(OC2H5)4)을 사용해서 성막된 산화규소막 상의 질화규소막을 연마하는 용도에 적합하다. 이 연마용 조성물을 사용해서 연마를 행하면, 산화규소막의 연마 속도를 낮게 억제하면서, 질화규소막을 높은 연마 속도로 연마할 수 있는 경우가 있다. 이하에, 본 실시 형태에 관한 연마용 조성물에 대해서 상세하게 설명한다.
<지립>
본 실시 형태에 관한 연마용 조성물은, 제타 전위가 -5㎷ 이하인 지립을 포함한다. 제타 전위가 -5㎷ 이하인 지립으로서, 음이온 수식된 실리카여도 된다. 실리카는 콜로이달 실리카여도 된다. 즉, 지립은, 음이온 수식 콜로이달 실리카이어도 된다.
(제타 전위)
본 실시 형태에 관한 연마용 조성물에 사용되는 지립은, pH7 이하에서, -5㎷ 이하의 제타 전위를 나타내는 것인 것이 바람직하다. 지립의 제타 전위는, 연마 속도 향상의 관점에서, -10㎷ 이하인 것이 바람직하고, -13㎷ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 지립의 제타 전위는, 디펙트 저감의 관점에서, -60㎷ 이상인 것이 바람직하고, -50㎷ 이상인 것이 보다 바람직하고, -30㎷ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 콜로이달 실리카가 이러한 범위의 제타 전위를 갖고 있음으로써, 질화규소에 대한 연마 속도를 향상시키면서, 연마용 조성물을 사용해서 연마한 후의 연마 대상물의 표면에 발생할 수 있는 스크래치 등의 디펙트를 억제할 수 있다.
여기서, 연마용 조성물 중의 지립 제타 전위는, 연마용 조성물을 오츠카 덴시 가부시키가이샤제 ELS-Z2에 제공하고, 측정 온도 25℃에서 플로 셀을 사용해서 레이저 도플러법(전기 영동 광산란 측정법)으로 측정하고, 얻어지는 데이터를 Smoluchowski의 식으로 해석함으로써, 산출한다.
(제조 방법)
콜로이달 실리카의 제조 방법으로서는, 규산 소다법, 졸겔법을 들 수 있고, 어느 제조 방법으로 제조된 콜로이달 실리카여도, 본 발명의 콜로이달 실리카로서 적합하게 사용된다. 그러나, 금속 불순물 저감의 관점에서, 졸겔법에 의해 제조된 콜로이달 실리카가 바람직하다. 졸겔법에 의해 제조된 콜로이달 실리카는, 반도체 중에 확산성이 있는 금속 불순물이나 염화물 이온 등의 부식성 이온의 함유량이 적기 때문에 바람직하다. 졸겔법에 의한 콜로이달 실리카의 제조는, 종래 공지의 방법을 사용해서 행할 수 있고, 구체적으로는, 가수 분해 가능한 규소 화합물(예를 들어, 알콕시실란 또는 그의 유도체)을 원료로 하고, 가수 분해·축합 반응을 행함으로써, 콜로이달 실리카를 얻을 수 있다.
(표면 수식)
사용하는 콜로이달 실리카의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 표면 수식한 콜로이달 실리카의 사용이 가능하다. 콜로이달 실리카의 표면 수식은, 예를 들어 콜로이달 실리카의 표면에 유기산의 관능기를 화학적으로 결합시키는 것, 즉 유기산의 고정화에 의해 행할 수 있다. 또는, 알루미늄, 티타늄 또는 지르코늄 등의 금속, 혹은 그들의 산화물을 콜로이달 실리카와 혼합해서 실리카 입자의 표면에 도프시킴으로써 콜로이달 실리카의 표면 수식을 행할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 연마용 조성물 중에 포함되는 콜로이달 실리카는, 예를 들어 유기산을 표면에 고정화한 콜로이달 실리카이다. 유기산을 표면에 고정화한 콜로이달 실리카는, 유기산이 고정화 되어 있지 않은 통상의 콜로이달 실리카에 비하여, 연마용 조성물 중에서의 제타 전위의 절댓값이 큰 경향이 있다. 그 때문에, 연마용 조성물 중에 있어서의 콜로이달 실리카의 제타 전위를 -5㎷ 이하의 범위로 조정하기 쉽다.
또한, 콜로이달 실리카의 제타 전위는, 예를 들어 pH 조정제로서 후술하는 산을 사용함으로써, 원하는 범위로 제어할 수 있다.
유기산을 표면에 고정화한 콜로이달 실리카로서는, 카르복실산기, 술폰산기, 포스폰산기, 알루민산기 등의 유기산을 표면에 고정화한 콜로이달 실리카를 들 수 있다. 이들 중, 용이하게 제조할 수 있다고 하는 관점에서 술폰산, 카르복실산을 표면에 고정화한 콜로이달 실리카인 것이 바람직하고, 술폰산을 표면에 고정화한 콜로이달 실리카인 것이 보다 바람직하다.
콜로이달 실리카의 표면에 대한 유기산의 고정화는, 콜로이달 실리카와 유기산을 단순히 공존시키는것만으로는 행해지지 않는다. 예를 들어, 유기산의 1종인 술폰산을 콜로이달 실리카에 고정화하는 것이면, 예를 들어 "Sulfonic acid-functionalized silica through 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, 술폰산을 표면에 고정화한 콜로이달 실리카(술폰산 수식 콜로이달 실리카)를 얻을 수 있다.
혹은, 유기산의 1종인 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, 광반응성 2-니트로벤질에스테르를 포함하는 실란 커플링제를 콜로이달 실리카에 커플링시킨 후에 광 조사함으로써, 카르복실산을 표면에 고정화한 콜로이달 실리카(카르복실산 수식 콜로이달 실리카)를 얻을 수 있다.
(평균 1차 입자경)
본 발명의 연마용 조성물 중, 지립의 평균 1차 입자경의 하한은, 1㎚ 이상인 것이 바람직하고, 5㎚ 이상인 것이 보다 바람직하고, 7㎚ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 본 발명의 연마용 조성물 중, 콜로이달 실리카의 평균 1차 입자경의 상한은, 100㎚ 이하인 것이 바람직하고, 50㎚ 이하인 것이 보다 바람직하고, 30㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 20㎚ 이하가 특히 바람직하다. 이러한 범위이면, 연마용 조성물을 사용해서 연마한 후의 연마 대상물의 표면에 발생할 수 있는 스크래치 등의 디펙트를 억제할 수 있다. 또한, 콜로이달 실리카의 평균 1차 입자경은, 예를 들어 BET법으로 측정되는 콜로이달 실리카의 비표면적에 기초하여 산출된다.
(평균 2차 입자경)
본 발명의 연마용 조성물 중, 지립의 평균 2차 입자경의 하한은, 2㎚ 이상인 것이 바람직하고, 10㎚ 이상인 것이 보다 바람직하고, 15㎚ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 20㎚ 이상인 것이 특히 바람직하다. 또한, 본 발명의 연마용 조성물 중, 콜로이달 실리카의 평균 2차 입자경의 상한은, 200㎚ 이하인 것이 바람직하고, 100㎚ 이하인 것이 보다 바람직하고, 80㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 40㎚ 이하인 것이 특히 바람직하다. 이러한 범위이면, 연마용 조성물을 사용해서 연마한 후의 연마 대상물의 표면에 발생할 수 있는 스크래치 등의 디펙트를 억제할 수 있다.
또한, 2차 입자란, 지립(1차 입자)이 연마용 조성물 중에서 회합해서 형성하는 입자를 말한다. 지립의 평균 2차 입자경은, 예를 들어 레이저 회절 산란법에 대표되는 동적 광산란법에 의해 측정할 수 있다.
(평균 회합도)
지립의 평균 회합도는, 바람직하게는 5.0 이하이고, 보다 바람직하게는 4.0 이하이고, 더욱 더 바람직하게는 3.0 이하이다. 콜로이달 실리카의 평균 회합도가 작아짐에 따라서, 연마용 조성물을 사용해서 연마 대상물을 연마함으로써 표면 결함이 적은 연마면을 얻어지기 쉽다. 또한, 지립의 평균 회합도는, 바람직하게는 1.0이상이며, 보다 바람직하게는 1.5 이상이다. 지립의 평균 회합도가 커짐에 따라서, 연마용 조성물에 의한 연마 대상물의 제거 속도가 향상되는 이점이 있다. 또한, 지립의 평균 회합도는, 지립의 평균 2차 입자경의 값을 평균 1차 입자경의 값으로 제산함으로써 얻어진다.
(형상)
본 발명에 있어서, 지립의 형상은, 특별히 제한되지 않고, 구상 또는 비구 형상의 어느 쪽이어도 되지만, 비구상인 것이 바람직하다. 비구형상의 구체예로서는, 삼각 기둥이나 사각 기둥 등의 다각 기둥상, 원기둥상, 원주의 중앙부가 단부보다 볼록한 배게 형상, 원반의 중앙부가 관통하고 있는 도넛상, 판상, 중앙부에 잘록부를 갖는(예를 들어, 2개의 구가 서로 접합되고, 그 접합부가 잘록부와 같이 가늘게 좁아지고 있는) 누에고치형 형상, 복수의 입자가 일체화하고 있는 회합형 구 형상, 표면에 복수의 돌기를 갖는 별사탕 형상, 럭비 볼 형상 등, 구슬 꿰기형 형상 등, 다양한 형상을 들 수 있고, 특별히 제한되지 않는다.
(함유량)
지립의 함유량의 하한은, 연마용 조성물에 대하여, 0.1질량% 이상인 것이 바람직하고, 0.3질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.5질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 지립의 함유량의 상한은, 연마용 조성물에 대하여, 20질량% 이하인 것이 바람직하고, 10질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 2질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 범위이면, 연마 속도를 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 연마용 조성물이 2종 이상의 지립을 포함하는 경우에는, 지립의 함유량은 이들의 합계량을 의미한다.
(실리카 이외의 다른 입자)
또한, 본 실시 형태에 의한 연마용 조성물은, 지립으로서, 제타 전위가 -5㎷ 이하인 실리카(예를 들어, 음이온 수식 콜로이달 실리카)와, 실리카 이외의 다른 지립을 포함하고 있어도 된다. 또는, 연마용 조성물은, 제타 전위가 -5㎷ 이하인, 실리카 이외의 다른 지립을 포함해도 된다. 다른 지립으로서, 예를 들어 알루미나 입자, 지르코니아 입자, 티타니아 입자 등의 금속 산화물 입자를 들 수 있다.
<액상 매체>
본 실시 형태에 관한 연마용 조성물은 액상 매체를 포함할 수 있다. 연마용 조성물의 각 성분(예를 들어, 음이온 수식 콜로이달 실리카, 양이온성 계면 활성제, pH 조정제 등의 첨가제)을 분산 또는 용해하기 위한 분산매 또는 용매로서 기능한다. 액상 매체로서는 물, 유기 용제를 들 수 있고, 1종을 단독으로 사용할 수 있고, 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있지만, 물을 함유하는 것이 바람직하다. 단, 각 성분의 작용을 저해하는 것을 방지한다고 하는 관점에서, 불순물을 가능한 한 함유하지 않는 물을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 이온 교환 수지에서 불순물 이온을 제거한 후에 필터를 통해서 이물을 제거한 순수나 초순수, 혹은 증류수가 바람직하다.
<pH 조정제>
본 실시 형태에 관한 연마용 조성물은, pH의 값이 7 이하인 것이 바람직하고, 5 이하인 것이 보다 바람직하고, 4 이하인 것이 더욱 바람직하고, 3 이하인 것이 특히 바람직하다. 또한, pH의 값은 0.5 이상인 것이 바람직하고, 1 이상인 것이 보다 바람직하고, 1.8 이상인 것이 더욱 바람직하다. 연마용 조성물이 산성이라면, 질화규소막의 연마 속도를 향상시킬 수 있다. 상기한 pH의 값을 실현하기 위해서, 연마용 조성물은 pH 조정제를 포함해도 된다.
연마용 조성물의 pH의 값은, pH 조절제의 첨가에 의해 조정할 수 있다. 사용되는 pH 조절제는, 산 및 알칼리의 어느 것이어도 되고, 또한 무기 화합물 및 유기 화합물의 어느 것이어도 된다.
pH 조정제로서의 산의 구체예로서는, 무기산이나, 카르복실산, 유기 황산 등의 유기산을 들 수 있다. 무기산의 구체예로서는, 황산, 질산, 붕산, 탄산, 차아인산, 아인산, 인산 등을 들 수 있다. pH 조정제로서는, 무기산을 사용하는 것이 바람직하고, 그 중에서도 질산이 더욱 바람직하다. 유기산에는, 카르복실산, 유기 황산이 포함된다. 카르복실산의 구체예로서는, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 2-메틸부티르산, n-헥산산, 3, 3- 디메틸부티르산, 2-에틸부티르산, 4-메틸펜탄산, n-헵탄산, 2-메틸헥산산, n-옥탄산, 2-에틸헥산산, 벤조산, 글리콜산, 살리실산, 글리세린산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 말레산, 프탈산, 말산, 타르타르산, 시트르산, 락트산 등을 들 수 있다. 또한, 유기 황산의 구체예로서는, 메탄술폰산, 에탄술폰산, 이세티온산, 캄파술폰산 등을 들 수 있다. 이들의 산은, 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다. 또한, 이들의 산은, 연마용 조성물에 pH 조정제로서 포함되어 있어도 되고, 연마 속도의 향상을 위해 첨가제로서 포함되어 있어도 되고, 이들의 조합이어도 된다.
pH 조정제로서의 알칼리의 구체예로서는, 알칼리 금속의 수산화물 또는 그의 염, 알칼리 토류 금속의 수산화물 또는 그의 염, 수산화 제4급 암모늄 또는 그의 염, 암모니아, 아민 등을 들 수 있다. 알칼리 금속의 구체예로서는, 칼륨, 나트륨 등을 들 수 있다. 또한, 알칼리 토류 금속의 구체예로서는, 칼슘, 스트론튬 등을 들 수 있다. 또한, 염의 구체예로서는, 탄산염, 탄산수소염, 황산염, 아세트산염 등을 들 수 있다. 또한, 제4급 암모늄의 구체예로서는, 테트라메틸암모늄, 테트라에틸암모늄, 테트라부틸암모늄 등을 들 수 있다.
수산화 제4급 암모늄 화합물로서는, 수산화 제4급 암모늄 또는 그의 염을 포함하고, 구체예로서는, 수산화 테트라메틸암모늄, 수산화 테트라에틸암모늄, 수산화 테트라부틸암모늄 등을 들 수 있다. 또한, 아민의 구체예로서는, 메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 에틸렌디아민, 모노에탄올아민, N-(β-아미노에틸)에탄올아민, 헥사메틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 무수 피페라진, 피페라진육수화물, 1-(2-아미노에틸)피페라진, N-메틸피페라진, 구아니딘 등을 들 수 있다.
이들 알칼리는, 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다. 이들의 알칼리 중에서도, 암모니아, 암모늄염, 알칼리 금속 수산화물, 알칼리 금속염, 수산화 제4급 암모늄 화합물 및 아민이 바람직하고, 또한 암모니아, 칼륨 화합물, 수산화나트륨, 수산화 제4급 암모늄 화합물, 탄산수소암모늄, 탄산암모늄, 탄산수소나트륨 및 탄산나트륨이 보다 바람직하다. 또한, 연마용 조성물에는, 알칼리로서, 금속 오염 방지의 관점에서 칼륨 화합물을 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 칼륨 화합물로서는, 칼륨의 수산화물 또는 칼륨염을 들 수 있으며, 구체적으로는 수산화칼륨, 탄산칼륨, 탄산수소칼륨, 황산칼륨, 아세트산칼륨, 염화칼륨 등을 들 수 있다.
<계면 활성제>
본 실시 형태에 관한 연마용 조성물에는 양이온성 계면 활성제를 포함한다. 양이온성 계면 활성제는, 연마 후의 연마 대상물의 연마 표면에 친수성을 부여하는 작용을 갖고 있으므로, 연마 후의 연마 대상물의 세정 효율을 양호하게 하고, 오염의 부착 등을 억제할 수 있다.
양이온성 계면 활성제의 구체예로서는, 아민옥시드, 알킬트리메틸암모늄염, 알킬 디메틸암모늄염, 알킬벤질디메틸암모늄염, 알킬아민염을 들 수 있고, 그 중에서도 아민옥시드가 바람직하다.
아민옥시드의 구체예로서는, 식 (1) 중의 R1의 탄소수가 3 내지 15인 알킬아민옥시드(N,N-디메틸데실아민-N-옥시드, N,N-디메틸도데실아민-N-옥시드, 야자유 알킬디메틸아민옥시드, 도데실디메틸아민옥시드, 데실디메틸아민옥시드, 테트라데실디메틸아민옥시드, N,N-디메틸노닐아민 N-옥시드 등), 피리딘-N-옥시드, N-메틸모르폴린-N-옥시드, 옥틸디메틸아민옥시드, 트리메틸아민-N-옥시드를 들 수 있고, 그 중에서도 식 (1) 중의 R1의 탄소수가 8 내지 12인 알킬아민옥시드(N,N-디메틸데실아민-N-옥시드, N,N-디메틸도데실아민-N-옥시드)가 바람직하다.
Figure pct00001
이들 계면 활성제는, 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다.
연마용 조성물 전체에 있어서의 계면 활성제의 함유량이 많을수록, 연마 후의 연마 대상물의 세정 효율이 보다 향상된다. 이 때문에, 연마용 조성물 전체에 있어서의 양이온성 계면 활성제의 함유량은, 0.01g/L 이상인 것이 바람직하고, 0.05g/L 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.5g/L 이상인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 연마용 조성물 전체에 있어서의 계면 활성제의 함유량이 적을수록, 연마 후의 연마 대상물의 연마면에 대한 계면 활성제의 잔존량이 저감되어, 세정 효율이 보다 향상된다. 이 때문에, 연마용 조성물 전체에 있어서의 양이온성 계면 활성제의 함유량은 10g/L 이하인 것이 바람직하고, 5.0g/L 이하인 것이 보다 바람직하고, 2.0g/L 이하인 것이 더욱 바람직하다.
<디펙트 저감제>
본 실시 형태에 관한 연마용 조성물은, 디펙트 저감제를 포함해도 된다. 연마용 조성물에 디펙트 저감제를 첨가함으로써, 연마용 조성물을 사용해서 연마한 후의 연마 대상물의 표면에 발생할 수 있는 스크래치 등의 디펙트를 억제할 수 있다. 디펙트 저감제로서 바람직하게는 수용성 고분자이다.
<수용성 고분자>
수용성 고분자로서는, 폴리비닐알코올(PVA), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리프로필렌글리콜, 폴리부틸렌 글리콜, 옥시에틸렌(EO)과 옥시프로필렌(PO)의 공중합체, 메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 덱스트린, 풀루란 등의 비이온성 고분자, 폴리아크릴산, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리비닐술폰산, 폴리아네톨술폰산, 폴리스티렌술폰산 등의 음이온성 고분자, 폴리에틸렌이민, 폴리비닐이미다졸, 폴리알릴아민 등의 양이온성 고분자 모두 사용 가능하다. 이들의 수용성 고분자는, 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다. 연마 대상물의 표면에 발생할 수 있는 스크래치 등의 디펙트를 억제할 수 있다고 하는 관점에서, 수용성 고분자 중에서도 폴리비닐알코올(PVA), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리아크릴산, 폴리스티렌술폰산이 바람직하고, 폴리아크릴산, 폴리스티렌술폰산이 더욱 바람직하고, 폴리스티렌술폰산이 특히 바람직하다.
수용성 고분자의 중량 평균 분자량은, 1,000 이상인 것이 바람직하다. 중량 평균 분자량이 1,000 이상이면 이물의 제거 효과가 더욱 높아진다. 이러한 이유는, 연마가 끝난 연마 대상물이나 이물을 덮을 때의 피복성이 보다 양호해지고, 세정 대상물 표면으로부터의 이물의 제거 작용 또는 연마가 끝난 연마 대상물 표면에의 이물의 재부착 억제 작용이 보다 향상되기 때문이라고 추측된다. 마찬가지 관점에서, 중량 평균 분자량은, 2,000 이상인 것이 보다 바람직하고, 4,000 이상인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 수용성 고분자의 중량 평균 분자량은, 100,000 이하인 것이 바람직하다. 중량 평균 분자량이 100,000 이하이면, 이물의 제거 효과가 더욱 높아진다. 이러한 이유는, 세정 공정 후의 술폰산기 함유 고분자의 제거성이 보다 양호해지기 때문이라고 추측된다. 마찬가지 관점에서, 중량 평균 분자량은, 80,000 이하인 것이 보다 바람직하고, 50,000 이하인 것이 더욱 바람직하다.
해당 중량 평균 분자량은, 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정할 수 있고, 구체적으로는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.
수용성 고분자의 함유량(농도)은, 표면 처리 조성물의 총량에 대하여, 0.001g/L 이상인 것이 바람직하다. 수용성 고분자의 함유량이 0.001g/L 이상이면 이물의 제거 효과가 보다 향상된다. 이러한 이유는, 수용성 고분자가, 연마가 끝난 연마 대상물 및 이물을 피복할 때에 보다 많은 면적에서 피복이 이루어지기 때문이라고 추측된다. 이에 의해, 특히 이물이 미셀을 형성하기 쉬워지기 때문에, 당해 미셀의 용해·분산에 의한 이물의 제거 효과가 향상된다. 마찬가지 관점에서, 수용성 고분자의 함유량(농도)은, 표면 처리 조성물의 총량에 대하여, 0.003g/L 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.005g/L 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 수용성 고분자의 함유량(농도)은, 표면 처리 조성물의 총량에 대하여, 0.5g/L 이하인 것이 바람직하다. 수용성 고분자의 함유량(농도)이 0.5g/L 이하이면, 이물의 제거 효과가 더욱 높아진다. 이러한 이유는, 세정 공정 후의 수용성 고분자 자체의 제거성이 양호해지기 때문이라고 추측된다. 마찬가지 관점에서, 수용성 고분자의 함유량은, 표면 처리 조성물의 총량에 대하여, 0.2g/L 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.1g/L 이하인 것이 더욱 바람직하다.
<산화제>
본 실시 형태에 관한 연마용 조성물은, 산화제를 포함해도 된다. 연마 대상물에 실리콘, 예를 들어 Poly-Si(다결정 실리콘)이 포함되는 경우는, 연마용 조성물에 산화제를 첨가함으로써, 연마 속도를 조정할 수 있다. 즉, 연마용 조성물에 첨가하는 산화제의 종류를 선택함으로써, Poly-Si의 연마 속도를 빠르게 하거나, 느리게 할 수 있다. 산화제의 구체예로서는, 과산화수소, 과아세트산, 과탄산염, 과산화요소, 과염소산, 과황산염 등을 들 수 있다. 과황산염의 구체예로서는, 과황산 나트륨, 과황산칼륨, 과황산암모늄 등을 들 수 있다. 이것들 산화제는, 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다. 이들 산화제 중에서도, 과황산염, 과산화수소가 바람직하고, 특히 바람직한 것은 과산화수소이다.
연마용 조성물 전체에 있어서의 산화제의 함유량이 많을수록, 연마용 조성물에 의한 연마 대상물의 연마 속도를 변화시키기 쉽다. 따라서, 연마용 조성물 전체에 있어서의 산화제의 함유량은 0.01질량% 이상인 것이 바람직하고, 0.05질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.1질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 연마용 조성물 전체에 있어서의 산화제의 함유량이 적을수록, 연마용 조성물의 재료 비용을 억제할 수 있다. 또한, 연마 사용 후의 연마용 조성물의 처리, 즉 폐액 처리의 부하를 경감할 수 있다. 또한, 산화제에 의한 연마 대상물의 표면의 과잉의 산화가 일어나기 어려워진다. 따라서, 연마용 조성물 전체에 있어서의 산화제의 함유량은 10질량% 이하인 것이 바람직하고, 5질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 3질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
<착화제>
본 실시 형태에 관한 연마용 조성물은, 착화제를 포함해도 된다. 연마용 조성물에 착화제를 첨가함으로써, 연마용 조성물에 의한 연마 대상물의 연마 속도를 향상시킬 수 있다. 착화제는, 연마 대상물의 표면을 화학적으로 에칭하는 작용을 갖는다.
연마용 조성물 전체에 있어서의 착화제의 함유량의 하한값은, 소량으로도 효과를 발휘하기 때문에 특별히 한정되는 것은 아니지만, 착화제의 함유량이 많을수록 연마용 조성물에 의한 연마 대상물의 연마 속도가 향상되므로, 연마용 조성물 전체에 있어서의 착화제의 함유량은 0.001g/L 이상인 것이 바람직하고, 0.01g/L 이상인 것이 보다 바람직하고, 1g/L 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 연마용 조성물 전체에 있어서의 착화제의 함유량이 적을수록, 연마 대상물의 용해가 발생하기 어렵고 단차 해소성이 향상된다. 따라서, 연마용 조성물 전체에 있어서의 착화제의 함유량은, 20g/L 이하인 것이 바람직하고, 15g/L 이하인 것이 보다 바람직하고, 10g/L 이하인 것이 더욱 바람직하다.
<곰팡이 방지제, 방부제>
연마용 조성물은, 곰팡이 방지제, 방부제를 포함해도 된다. 곰팡이 방지제, 방부제의 구체예로서는, 이소티아졸린계 방부제(예를 들어 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온, 5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸린-3-온), 파라옥시벤조산 에스테르류, 페녹시에탄올을 들 수 있다. 이들의 곰팡이 방지제, 방부제는, 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다.
<연마용 조성물의 제조 방법>
본 실시 형태에 관한 연마용 조성물의 제조 방법은, 제타 전위가 -5㎷ 이하인 지립과, 양이온성 계면 활성제와, 액상 매체를 혼합하는 공정을 포함한다. 예를 들어, 지립으로서 음이온 수식된 콜로이달 실리카와, 양이온성 계면 활성제로서 아민옥시드와, 필요에 따라 각종 첨가제(예를 들어, pH 조정제, 수용성 고분자, 산화제, 착화제, 곰팡이 방지제, 방부제 등)를, 물 등의 액상 매체 중에서 교반, 혼합함으로써, 본 실시 형태에 관한 연마용 조성물을 제조할 수 있다. 혼합 시의 온도는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 10℃ 이상 40℃ 이하가 바람직하고, 용해 속도를 향상시키기 위해서 가열해도 된다. 또한, 혼합 시간도 특별히 한정되지 않는다.
<연마 대상물>
본 실시 형태에 관한 연마용 조성물은, 질화규소막의 연마 속도의 향상이 가능하다. 이 때문에, 연마 대상물은 질화규소막인 것이 바람직하다. 단, 연마 대상물의 종류는 질화규소막에 한정되는 것은 아니지만, 단체 실리콘, 질화규소막 이외의 실리콘 화합물, 금속 등이어도 된다. 단체 실리콘으로서는, 예를 들어 단결정 실리콘, 폴리실리콘, 아몰퍼스 실리콘 등을 들 수 있다. 또한, 실리콘 화합물로서는, 예를 들어 이산화규소, 탄화규소 등을 들 수 있다. 이산화규소는, 테트라에톡시실란((Si(OC2H5)4))을 사용해서 형성되는 막이어도 된다. 실리콘 화합물막에는, 비유전율이 3 이하인 저유전율막이 포함된다. 또한, 금속으로서는, 예를 들어 텅스텐, 구리, 알루미늄, 하프늄, 코발트, 니켈, 티타늄, 탄탈, 금, 은, 백금, 팔라듐, 로듐, 루테늄, 이리듐, 오스뮴 등을 들 수 있다. 이들의 금속은, 합금 또는 금속 화합물의 형태로 포함되어 있어도 된다.
<연마 방법>
연마 장치의 구성은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 연마 대상물을 갖는 기판 등을 보유 지지하는 홀더와, 회전 속도를 변경 가능한 모터 등의 구동부와, 연마 패드(연마포)를 부착 가능한 연마 정반을 구비하는 일반적인 연마 장치를 사용할 수 있다. 연마 패드로서는, 일반적인 부직포, 폴리우레탄, 다공질 불소 수지 등을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 연마 패드에는, 액상의 연마용 조성물이 고이는 홈 가공이 실시되어 있는 것을 사용할 수 있다.
연마 조건은 특별히 제한은 없지만, 예를 들어 연마 정반의 회전 속도는, 10rpm(0.17s-1) 이상 500rpm(8.3s-1) 이하가 바람직하다. 연마 대상물을 갖는 기판에 거는 압력(연마 압력)은, 0.5psi(3.4㎪) 이상 10psi(68.9㎪) 이하가 바람직하다. 연마 패드에 연마용 조성물을 공급하는 방법도 특별히 제한되지 않고, 펌프 등으로 연속적으로 공급하는 방법이 채용된다. 이 공급량에 제한은 없지만, 연마 패드의 표면이 항상 본 발명의 일 양태의 연마용 조성물로 덮여 있는 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 관한 연마용 조성물은 일액형이어도 되고, 이액형을 비롯한 다액형이어도 된다. 또한, 연마용 조성물은, 연마용 조성물의 원액을 물 등의 희석액을 사용하여, 예를 들어 1.5 내지 3배 이상으로 희석함으로써 조제되어도 된다.
연마 종료 후, 기판을 예를 들어 흐르는 물로 세정하고, 스핀 드라이어 등에 의해 기판 상에 부착한 수적을 털어서 건조시킴으로써, 예를 들어 실리콘 함유 재료를 포함하는 층을 갖는 기판이 얻어진다. 이와 같이, 본 실시 형태에 관한 연마용 조성물은, 기판의 연마 용도에 사용할 수 있다. 본 실시 형태에 관한 연마용 조성물을 사용하여, 반도체 기판(기판의 일례) 상에 마련된 질화규소막 등의 연마 대상물의 표면을 연마함으로써, 연마가 끝난 반도체 기판을 제조할 수 있다. 반도체 기판으로서는, 예를 들어 단체 실리콘, 질화규소막 등의 실리콘 화합물, 금속 등을 포함하는 층을 갖는 실리콘 웨이퍼를 들 수 있다.
<반도체 기판의 제조 방법>
본 실시 형태에 관한 반도체 기판의 제조 방법은, 상기의 연마용 조성물을 사용하여, 반도체 기판의 표면을 연마하는 공정을 포함한다. 이 공정에서의 연마의 방법은, 예를 들어 <연마 방법>의 란에 기재한 바와 같다.
실시예
본 발명을, 이하의 실시예 및 비교예를 사용해서 더욱 상세하게 설명한다. 단, 본 발명의 기술적 범위가 이하의 실시예만에 제한되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시예에는 다양한 변경 또는 개량을 더하는 것이 가능하고, 그와 같은 변경 또는 개량을 더한 형태도 본 발명에 포함될 수 있다.
<연마용 조성물의 조정 방법>
(실시예 1 내지 11)
하기의 표 1에 나타내는 바와 같이, 제타 전위가 -5㎷ 이하인 지립과, 양이온성 계면 활성제와, 액상 매체인 물을 교반, 혼합하고, 혼합액을 제작했다. 제작한 혼합액에 pH 조정제를 첨가하여, 실시예 1 내지 6의 연마용 조성물을 제조했다. 또한, 표 1 중, 「-」은 그 성분을 사용하지 않은 것, 또는 단위가 없는 것을 나타낸다.
Figure pct00002
실시예 1 내지 4에 있어서, 지립에는, 음이온 수식 콜로이달 실리카를 사용했다. 실시예 1 내지 4에 있어서, 연마용 조성물에 있어서의 음이온 수식 콜로이달 실리카의 농도는 1질량% 로 하였다. 이하, 질량%를 wt%로 표기한다. 실시예 1 내지 4에 있어서, 음이온 수식 콜로이달 실리카의 1차 입자경은 12㎚, 2차 입자경은 30㎚, 제타 전위는 -45㎷이다.
실시예 5 내지 11에 있어서, 지립에는, 음이온 수식 콜로이달 실리카를 사용했다. 실시예 5 내지 11에 있어서, 연마용 조성물에 있어서의 음이온 수식 콜로이달 실리카의 농도는 1wt%로 하였다. 실시예 5 내지 11에 있어서, 음이온 수식 콜로이달 실리카의 1차 입자경은 12㎚, 2차 입자경은 34㎚, 제타 전위는 -15㎷이다.
실시예 1 내지 3에서는, 양이온성 계면 활성제로서, N,N-디메틸데실아민N-옥시드를 사용했다. 실시예 1, 2에 있어서, 연마용 조성물에 있어서의 N,N-디메틸데실아민N-옥시드의 농도는, 1g/L로 하였다. 실시예 3에 있어서, 연마용 조성물에 있어서의 N,N-디메틸데실아민N-옥시드의 농도는, 0.1g/L로 하였다.
실시예 4에서는, 양이온성 계면 활성제로서, N,N-디메틸도데실아민N-옥시드를 사용했다. 실시예 4에 있어서, 연마용 조성물에 있어서의 N,N-디메틸도데실아민N-옥시드의 농도는, 1g/L로 하였다.
실시예 5 내지 11에서는, 양이온성 계면 활성제로서, N,N-디메틸데실아민N-옥시드를 사용했다. 실시예 5 내지 11에 있어서, 연마용 조성물에 있어서의 N,N-디메틸데실아민N-옥시드의 농도는 1g/L로 하였다.
실시예 6에서는, 디펙트 저감제로서, 폴리비닐피롤리돈(중량 평균 분자량:8000)을 사용했다. 실시예 7에서는, 디펙트 억제제로서, 폴리비닐피롤리돈(중량 평균 분자량:40000)을 사용했다. 실시예 8에서는, 디펙트 억제제로서, 폴리스티렌술폰산(중량 평균 분자량:10000)을 사용했다. 실시예 9에서는, 디펙트 억제제로서, 폴리비닐알코올(중량 평균 분자량:10000)을 사용했다. 실시예 10에서는, 디펙트 억제제로서, 폴리아크릴산(중량 평균 분자량:5000)을 사용했다. 실시예 6 내지 11에 있어서, 연마용 조성물에 있어서의 디펙트 저감제의 농도는, 0.01g/L로 하였다.
실시예 1 내지 11에서는, pH 조정제로서, 질산(HNO3)을 사용했다. 실시예 1에서는 연마용 조성물의 pH의 값을 4로 조정했다. 실시예 2 내지 4에서는 연마용 조성물의 pH의 값을 2로 조정했다. 실시예 5 내지 10에서는 연마용 조성물의 pH의 값을 2로 조정했다. 실시예 11에서는 연마용 조성물의 pH의 값을 1.5로 조정했다. 연마용 조성물(액온:25℃)의 pH는, pH 미터(가부시키가이샤 호리바 세이사꾸쇼제 제품명:LAQUA(등록 상표))에 의해 측정했다.
(비교예 1 내지 3)
표 1에 나타내는 종류, 농도 등의 각 성분을 사용하여, 각 연마용 조성물의 pH를 표 1에 나타내는 값으로 조정한 것 이외에는, 실시예 1 내지 11과 마찬가지로 조작하여, 각 연마용 조성물을 조제했다.
실시예 1 내지 11의 차이로서, 비교예 1 내지 3에서는, 연마용 조성물에 양이온성 계면 활성제를 첨가하지 않았다.
<평가>
실시예 1 내지 11 및 비교예 1 내지 3의 연마용 조성물을 사용하여, 하기의 연마 조건에서 직경 200㎜의 실리콘 웨이퍼의 연마를 행하였다.
·연마 장치: 어플라이드·머티리얼즈제 200㎜용 CMP 편면 연마 장치 Mirra
·연마 패드: 닛타·하스 가부시키가이샤제 경질 폴리우레탄 패드 IC1010
·연마 압력: 1psi(1psi=6894.76㎩)
·연마 정반 회전수: 107rpm
·헤드 회전수: 113rpm
·연마용 조성물의 공급: 흘려 보냄
·연마용 조성물 공급량: 200mL/분
·연마 시간: 60초간
연마에 제공한 실리콘 웨이퍼는, 질화규소막 구비 실리콘 웨이퍼이다. 광간섭식 막 두께 측정 장치를 사용하여, 연마 전의 질화규소막의 막 두께와, 연마 후의 질화규소막의 막 두께를 각각 측정했다. 그리고, 막 두께 차와 연마 시간으로부터, 질화규소막의 연마 속도를 산출했다. 연마 속도의 결과를 표 1에 나타낸다.
(세정)
상기 연마가 이루어진 후의 연마가 끝난 질화규소 기판에 대해서, 세정용 조성물로서 산성 타입의 계면 활성제(MCX-SDR4, 미츠비시 케미컬 가부시키가이샤제)를 사용하여, 연마에 사용한 정반 상에서, 압력을 가하면서, 하기 조건에서, 연마가 끝난 질화규소 기판을 문지르는 세정 방법에 의해 세정했다.
(세정 장치 및 세정 조건)
·세정 장치: 어플라이드·머티리얼즈제 200㎜용 CMP 편면 연마 장치 Mirra
·헤드 회전수: 60rpm
·정반 회전수: 50rpm
·세정 압력: 1psi
·세정용 조성물의 종류: 산성 타입 계면 활성제(MCX-SDR4 미츠비시 케미컬 가부시키가이샤제)
·세정용 조성물의 공급량: 1000mL/min
·세정 시간: 60초간
(결함수의 측정)
연마가 끝난 웨이퍼에 대해서, 0.13㎛ 이상의 결함수를 측정했다. 결함수의 측정에는 KLA TENCOR사제 웨이퍼 결함 검사 장치 SP-2를 사용했다. 측정은, 연마가 끝난 웨이퍼의 외주 단부로부터 폭 5㎜의 부분(외주 단부를 0㎜로 했을 때에, 폭 0㎜로부터 폭 5㎜까지의 부분)을 제외한 나머지 부분에 대해서 측정을 행하였다. 결함수가 적을수록, 표면의 흠집, 거칠기, 잔사수가 적어, 표면의 흐트러짐이 작다는 것을 의미한다.
(실시예 1, 비교예 1의 비교)
실시예 1과 비교예 1은, 연마용 조성물이 양이온성 계면 활성제를 포함할지의 여부의 점에서 서로 다르다. 실시예 1의 연마용 조성물은 양이온성 계면 활성제를 포함하고, 비교예 1의 연마용 조성물은 양이온성 계면 활성제를 포함하지 않는다. 그 이외의 점은, 실시예 1과 비교예 1에 있어서 동일하다. 실시예 1, 비교예 1로부터, 연마용 조성물에 양이온성 계면 활성제를 첨가하면, 첨가하지 않는 경우에 비하여, 질화규소의 연마 속도가 높아지는(향상되는) 것이 확인되었다.
(실시예 1, 2의 비교)
실시예 1, 2는, 연마용 조성물의 pH가 서로 다르다. 실시예 1의 연마용 조성물의 pH는 4이고, 실시예 2의 연마용 조성물의 pH는 2이다. 그 이외의 점은, 실시예 1, 2에 있어서 동일하다. 실시예 1, 2로부터, 연마용 조성물의 pH4보다 pH2 쪽이, 질화규소의 연마 속도가 높은 것이 확인되었다.
(실시예 2, 3의 비교)
실시예 2, 3은, 연마용 조성물에 있어서의 양이온성 계면 활성제의 농도가 서로 다르다. 실시예 2의 농도는 1g/L이고, 실시예 3의 농도는 0.1g/L이다. 그 이외의 점은 실시예 2, 3에 있어서 동일하다. 실시예 2, 3으로부터, 연마용 조성물에 있어서의 양이온성 계면 활성제의 농도가 높은 쪽이, 질화규소의 연마 속도가 높아지는 것이 확인되었다.
(실시예 2, 4, 비교예 1의 비교)
실시예 2, 4는, 양이온성 계면 활성제의 종류가 서로 다르다. 실시예 2의 양이온성 계면 활성제는 N,N-디메틸데실아민N-옥시드이고, 실시예 4의 양이온성 계면 활성제는 N,N-디메틸도데실아민N-옥시드이다. 그 이외의 점은, 실시예 2, 4에 있어서 동일하다. 실시예 2, 4로부터, 양이온성 계면 활성제로서, N,N-디메틸데실아민N-옥시드, N,N-디메틸도데실아민N-옥시드의 어느 것을 사용한 경우에도, 지립의 농도가 동일하고, 양이온성 계면 활성제를 사용하지 않는 경우(비교예 1)에 비하여, 질화규소의 연마 속도가 높은 것이 확인되었다.
(실시예 5, 비교예 2의 비교)
실시예 5와 비교예 2는, 연마용 조성물이 양이온성 계면 활성제를 포함하는지 여부의 점에서 서로 다르다. 실시예 5의 연마용 조성물은 양이온성 계면 활성제를 포함하고, 비교예 2의 연마용 조성물은 양이온성 계면 활성제를 포함하지 않는다. 그 이외의 점은, 실시예 5와 비교예 2에 있어서 동일하다. 실시예 5, 비교예 2로부터, 연마용 조성물에 양이온성 계면 활성제를 첨가하면, 첨가하지 않는 경우에 비하여, 질화규소의 연마 속도가 높아지는(향상되는) 것이 확인되었다.
(실시예 5, 6, 7의 비교)
실시예 5, 6, 7은, 연마용 조성물의 디펙트 저감제가 서로 다르다. 실시예 5의 연마용 조성물은 디펙트 저감제를 포함하지 않는 것이며, 실시예 6, 7의 연마용 조성물은 디펙트 저감제로서, 폴리비닐피롤리돈(중량 평균 분자량 Mw:8000), 폴리비닐피롤리돈(중량 평균 분자량 Mw:40000)을 0.01g/L 포함한다. 실시예 5, 6, 7로부터, 디펙트 저감제가 포함되는 쪽이, 질화규소 상의 디펙트가 적은 것이 확인되었다.
(실시예 5, 8의 비교)
실시예 5, 8은, 연마용 조성물의 디펙트 저감제가 서로 다르다. 실시예 5의 연마용 조성물은 디펙트 저감제를 포함하지 않는 것이며, 실시예 8의 연마용 조성물은 디펙트 저감제로서, 폴리스티렌술폰산(중량 평균 분자량 Mw:10000)을 0.01g/L 포함한다. 실시예 5, 8로부터, 디펙트 저감제가 포함되는 쪽이, 질화규소 상의 디펙트가 적은 것이 확인되었다.
(실시예 5, 9의 비교)
실시예 5, 9은, 연마용 조성물의 디펙트 저감제가 서로 다르다. 실시예 5의 연마용 조성물은 디펙트 저감제를 포함하지 않는 것이며, 실시예 9의 연마용 조성물은 디펙트 저감제로서, 폴리비닐알코올(중량 평균 분자량 Mw:10000)을 0.01g/L 포함한다. 실시예 5, 9로부터, 디펙트 저감제가 포함되는 쪽이, 질화규소 상의 디펙트가 적은 것이 확인되었다.
(실시예 5, 10의 비교)
실시예 5, 10은, 연마용 조성물의 디펙트 저감제가 서로 다르다. 실시예 5의 연마용 조성물은 디펙트 저감제를 포함하지 않는 것이며, 실시예 10의 연마용 조성물은 디펙트 저감제로서, 폴리아크릴산(중량 평균 분자량 Mw:5000)을 0.01g/L 포함한다. 실시예 5, 10으로부터, 디펙트 저감제가 포함되는 쪽이, 질화규소 상의 디펙트가 적은 것이 확인되었다.
(실시예 5, 11의 비교)
실시예 5, 11은, 연마용 조성물의 pH가 서로 다르다. 실시예 5의 연마용 조성물의 pH는 2이고, 실시예 11의 연마용 조성물의 pH는 1.5이다. 그 이외의 점은, 실시예 5, 11에 있어서 동일하다. 실시예 5, 11로부터, 연마용 조성물의 pH1.5보다 pH2 쪽이, 질화규소 상의 디펙트가 적은 것이 확인되었다.

Claims (14)

  1. 제타 전위가 -5㎷ 이하인 지립과,
    양이온성 계면 활성제를 포함하는 연마용 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    pH가 7 이하인, 연마용 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    pH가 2 이상 4 이하인, 연마용 조성물.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 양이온성 계면 활성제는, 아민옥시드를 포함하는, 연마용 조성물.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 양이온성 계면 활성제는, 디메틸아민옥시드를 포함하는, 연마용 조성물.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    디펙트 저감제를 더 포함하는, 연마용 조성물.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 지립의 2차 입자경(D50)은, 20㎚ 이상 80㎚ 이하인, 연마용 조성물.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 지립은, 음이온 수식된 실리카를 포함하는, 연마용 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 실리카는, 표면에 유기산이 고정된 실리카인, 연마용 조성물.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 실리카는, 콜로이달 실리카인, 연마용 조성물.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    질화규소막을 포함하는 연마 대상물을 연마하는 용도로 사용되는, 연마용 조성물.
  12. 제1항 또는 제2항에 기재된 연마용 조성물의 제조 방법이며,
    제타 전위가 -5㎷ 이하인 상기 지립과, 상기 양이온성 계면 활성제와, 액상 매체를 혼합하는 공정을 포함하는, 연마용 조성물의 제조 방법.
  13. 제1항 또는 제2항에 기재된 연마용 조성물을 사용하여, 질화규소를 포함하는 연마 대상물을 연마하는 공정을 포함하는, 연마 방법.
  14. 제1항 또는 제2항에 기재된 연마용 조성물을 사용하여, 질화규소막을 포함하는 반도체 기판을 연마하는 공정을 포함하는, 반도체 기판의 제조 방법.
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