JPH03197575A - Abrasive colloidal silica slurry - Google Patents
Abrasive colloidal silica slurryInfo
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- JPH03197575A JPH03197575A JP2129344A JP12934490A JPH03197575A JP H03197575 A JPH03197575 A JP H03197575A JP 2129344 A JP2129344 A JP 2129344A JP 12934490 A JP12934490 A JP 12934490A JP H03197575 A JPH03197575 A JP H03197575A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、シリコンウェーハ又は基板の研磨に特に有用
である新規なコロイド状シリカスラリーを提供する。シ
リコンウェーハは集積回路、半導体デバイス、及びトラ
ンジスタの基本構成素子である、
〔従来の技術〕
粗く切断されたシリコンウェーハは、電子部品に使用す
るために受は入れられるようになる前に、(5)
(6)
普通研磨することが必要である。シリカ研磨は、シリコ
ンウェーへの繊細な表面研磨の従来がらの方法である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Industrial Application The present invention provides a novel colloidal silica slurry that is particularly useful for polishing silicon wafers or substrates. Silicon wafers are the basic building blocks of integrated circuits, semiconductor devices, and transistors. [Prior Art] Roughly cut silicon wafers are processed into (5) ) (6) Normal polishing is required. Silica polishing is a traditional method of delicate surface polishing on silicon wafers.
この方法には、研磨へッドヘウェーハを配置すること、
続いて研磨ヘッドを回転研磨板の上に配置することが含
まれる。研磨板を研磨パッド(即ち、ポリマー材料を含
む複合パッド)で覆い、そこへ接着剤で保持する。研磨
の間、希釈コロイド状シリカを、ウェーハを繊細に研磨
するために研磨板とシリコンウェー八との間に連続的に
注入する。This method includes placing the wafer on a polishing head;
Subsequently, the method includes positioning the polishing head over the rotating polishing plate. The polishing plate is covered with a polishing pad (ie, a composite pad containing a polymeric material) and held therein with an adhesive. During polishing, dilute colloidal silica is continuously injected between the polishing plate and the silicon wafer to finely polish the wafer.
コロイド状シリカは普通研磨系で通常−回使用されるが
、シリカとそれに混合される化学薬剤のコストのために
、商業的に受は入れられる再循環系の開発への興味が大
きくなって来た。再循環系は、高温を使用することなく
、従ってウェーハを歪ませることなく、迅速な研磨速度
を与え、そして実質的に研磨工程の間の化学薬剤コスト
を低下させる。都合の悪いことに、長時間使用した場合
に、有機促進剤を含むコロイド状シリカは、微生物及び
菌類の成長を増大させる。細菌汚染は脱色、発臭を起こ
し、コロイド状シリカをウェーハ製造に於ける研磨助剤
として受容できないようにする。Although colloidal silica is commonly used in polishing systems, the cost of the silica and the chemicals with which it is mixed has led to increased interest in developing commercially acceptable recirculating systems. Ta. The recirculating system provides rapid polishing rates without using high temperatures and thus distorting the wafer, and substantially reduces chemical costs during the polishing process. Unfortunately, when used for extended periods of time, colloidal silica containing organic promoters increases the growth of microorganisms and fungi. Bacterial contamination causes discoloration and odor, rendering colloidal silica unacceptable as a polishing aid in wafer manufacturing.
コロイド状シリカ中における微生物及び菌類の成長はよ
く知られている。コロイド状シリカ中の細菌の成長を減
少させるか又は除くために、種々の試みがなされてきた
。いくつかの例が、1967年8月15日発行の米国特
許筒3,336,236号(Michalski)、1
974年6月11日発行の同第3.816,330号(
Havens)、1975年1月14日発行の同第3,
860,431号(Payne)、1958年2月11
日発行の同第2.823.186号(Nickerso
n)、1957年7月30日発行の同第2,801,2
16号(Yoder etal、)、1962年7月2
4日発行の同第3,046,234号(Roman e
t al、)、1968年4月9日発行の同第3.37
7.275号(旧chalski et al)及び1
964年9月8日発行の同第3.148.110号(M
cGahen)に開示されている。The growth of microorganisms and fungi in colloidal silica is well known. Various attempts have been made to reduce or eliminate bacterial growth in colloidal silica. Some examples are U.S. Pat. No. 3,336,236 (Michalski), issued August 15, 1967, 1
No. 3.816,330 issued on June 11, 974 (
Havens), No. 3, published January 14, 1975.
No. 860,431 (Payne), February 11, 1958.
Issue No. 2.823.186 (Nickerso)
n), No. 2,801,2, issued July 30, 1957.
No. 16 (Yoder et al.), July 2, 1962
No. 3,046,234 (Roman e
tal, ), No. 3.37, published April 9, 1968.
7.275 (formerly Chalski et al) and 1
No. 3.148.110 (M
cGahen).
Michalskiの米国特許筒3,336,236号
には、細菌汚染からコロイド状シリカ水性ゾルを保護す
る方法が開示されている。この特許は、コロイド状シリ
カ水性ゾルが、細菌の成長及び再生を禁止す(7)
(8)
るために十分な量で亜塩素酸ナトリウムを単に添加する
ことによって細菌汚染から保護できることされる。Michalski, US Pat. No. 3,336,236, discloses a method for protecting colloidal silica aqueous sols from bacterial contamination. This patent states that colloidal silica aqueous sols can be protected from bacterial contamination by simply adding sodium chlorite in an amount sufficient to inhibit bacterial growth and reproduction (7) (8).
Havensの特許は、ヘキサクロロフェン約10〜1
1000ppを含むコロイド状シリカ水性ゾルが、微生
物による汚染から保護できることを示唆している。ヘキ
サクロロフェンの添加は、脱色、悪臭及び汚泥形成を防
止し、コロイド状シリカゾルの貯蔵寿命を1年より長く
増加させることを意図している。Havens' patent states that hexachlorophene is approximately 10 to 1
It is suggested that colloidal silica aqueous sol containing 1000 pp can protect against microbial contamination. The addition of hexachlorophene is intended to prevent decolorization, malodor and sludge formation and to increase the shelf life of the colloidal silica sol to more than one year.
Payneの特許及びN1ckersonの特許は、多
価アルコールを含むシリカ水性ゾル中の細菌成長を制御
することに関している。Payneは、殺生物剤を添加
することによって、エロバクター及びシュードモナス細
菌、アスペルギルスナイジエルかび(aspergil
lus niger mold)並びに厄介なデスルホ
ビブリオ(desulfovibrio)及びクロスト
リジウム(clostridia)嫌気性細菌のような
有機体の成長を制御するか又は除くことを試みている。The Payne patent and the N1ckerson patent are directed to controlling bacterial growth in silica aqueous sols containing polyhydric alcohols. Payne has shown that by adding biocides, Erobacter and Pseudomonas bacteria, aspergillus
lus niger mold) and the troublesome desulfovibrio and clostridia anaerobic bacteria.
典型的な殺生物剤は、グルタルアルデヒド、エチレンジ
アミン、過酸化水素及p−ヒドロキシ安息香酸メチルで
ある。N1ckersonは、ナトリウムペンタクロロ
フェネートを添加すると、シリカ水性ゾルが硫酸ナトリ
ウムを含有する例に於いてさえも、多価アルコールを含
むシリカ水性ゾルが黒くなるのを防止するか又は禁止す
ることを教示している。Typical biocides are glutaraldehyde, ethylene diamine, hydrogen peroxide and methyl p-hydroxybenzoate. N1ckerson teaches that addition of sodium pentachlorophenate prevents or inhibits silica aqueous sols containing polyhydric alcohols from turning black, even in instances where the silica aqueous sol contains sodium sulfate. are doing.
Yoder及びRoman et alの特許は、細菌
を抑制するためにグルタルアルデヒドのようなジアルデ
ヒドを使用することを開示している。Michalsk
iet alの米国特許筒3,377.275号及びM
cGahenは、コロイド状シリカゾルを細菌成長から
保護するためにホルムアルデヒドを使用することを開示
している。McGahenはまた、殺菌剤として3.5
−ジメチルテトラヒドロI 、 3 、5 、1−H−
チアジアジン−2−チオン類を使用することを開示して
いる。The Yoder and Roman et al patent discloses the use of dialdehydes, such as glutaraldehyde, to inhibit bacteria. Michalsk
U.S. Pat. No. 3,377.275 and M.
cGahen discloses the use of formaldehyde to protect colloidal silica sols from bacterial growth. McGahen also uses 3.5 as a fungicide.
-dimethyltetrahydro I, 3, 5, 1-H-
Discloses the use of thiadiazine-2-thiones.
前記特許のそれぞれは、コロイド状シリカ中の細菌成長
を禁止するための種々の殺生物剤を開示(9)
(10)
しているが、前記水性ゾルの何れもシリコンウェーへの
研磨に使用するために満足できない。即ち、前記水性ゾ
ルは、循環研磨系で使用するためには受容できない研磨
速度を有している。Although each of the aforementioned patents discloses various biocides for inhibiting bacterial growth in colloidal silica (9) (10), none of the aforementioned aqueous sols can be used for polishing silicon wafers. I am not satisfied because of this. That is, the aqueous sol has an unacceptable polishing rate for use in a circulating polishing system.
[発明が解決しようとする課題]
本発明者は、従来のコロイド状シリカ中に最初は微生物
の成長は存在しないが、スラリーの再循環及び希釈の間
に増大した微生物成長が観察されることを見出した。[Problem to be Solved by the Invention] The inventors have discovered that although there is initially no microbial growth in conventional colloidal silica, increased microbial growth is observed during recirculation and dilution of the slurry. I found it.
再循環される研磨系に於ける微生物成長の理由は明かで
かはなかったので、本発明者は、再循環研磨系を検討し
、細菌及び菌類成長を除くのみならず、この系の研磨速
度を維持し、ある場合には増加させる、新規な種類のコ
ロイド状シリカスラリーを開発することを試みた。Since the reasons for microbial growth in recirculating polishing systems were not clear, the inventors investigated recirculating polishing systems and determined that they not only eliminate bacterial and fungal growth, but also improve the polishing speed of this system. We sought to develop a new type of colloidal silica slurry that maintains and in some cases increases .
長い実験により、本発明者は、シリコンウェーへの研磨
速度を増大させながら、細菌の成長を禁止する新規な種
類のコロイド状シリカスラリーを開発した。Through extensive experiments, the inventors have developed a new type of colloidal silica slurry that inhibits bacterial growth while increasing the polishing rate on silicon wafers.
本発明のその他の利点は、下記のことから明らかになる
であろう。Other advantages of the invention will become apparent from the following.
本発明の第一の目的は、細菌の成長を禁止し、そしてシ
リコンウェーハ研磨速度を増大させることができる新規
なコロイド状スラリーを提供することである。The first objective of the present invention is to provide a new colloidal slurry that can inhibit bacterial growth and increase silicon wafer polishing rates.
本発明の他の目的は、研磨パッドを含む研磨板とシリコ
ンウェーハとの間にコロイド状シリカスラリーを再循環
する工程を含むシリコンウェーハを研磨する方法であっ
て、コロイド状シリカ、研磨速度促進剤、殺細菌剤、及
び殺生物剤からなるコロイド状シリカスラリーを使用す
ることによってウェーハの研磨方法を改良することであ
る。Another object of the present invention is a method of polishing a silicon wafer comprising recycling a colloidal silica slurry between a polishing plate containing a polishing pad and the silicon wafer, the method comprising colloidal silica, a polishing rate accelerator, and the like. The purpose of the present invention is to improve the method of polishing wafers by using a colloidal silica slurry consisting of a bactericide, a bactericide, and a biocide.
本発明の新規なコロイド状シリカスラリーは、コロイド
状シリカ、研磨速度促進剤、殺細菌剤(bacteri
cide)及び殺生物剤からなり、更に任意的に、殺菌
類剤(fungicide)を菌類の成長を禁止するた
めに該スラリーに添加することができる。The novel colloidal silica slurry of the present invention contains colloidal silica, a polishing rate accelerator, a bactericidal
and, optionally, a fungicide can be added to the slurry to inhibit fungal growth.
(11)
(12)
本発明はまた、以下に更に記載される多くの追加の特徴
も含む。(11) (12) The invention also includes a number of additional features described further below.
電子デバイスに使用するためのシリコンウェーハ又は基
板の研磨に於いて、細菌及び菌類の成長を避け、同時に
系の研磨速度を増大させるコロイド状シリカスラリーを
再循環することが好ましい。In polishing silicon wafers or substrates for use in electronic devices, it is preferable to recirculate the colloidal silica slurry to avoid bacterial and fungal growth while increasing the polishing rate of the system.
シリコンウェーハ又は基板は、集積回路、半導体デバイ
ス及びトランジスタの基本的構成素子である。Silicon wafers or substrates are the basic building blocks of integrated circuits, semiconductor devices and transistors.
本発明のコロイド状シリカスラリーは、コロイド状シリ
カ、研磨速度促進剤、殺細菌剤及び殺生物剤からなる。The colloidal silica slurry of the present invention consists of colloidal silica, a polishing rate accelerator, a bactericide, and a biocide.
菌類が存在する場合には、該スラリーに殺菌類剤を添加
することが望ましい。If fungi are present, it is desirable to add a fungicide to the slurry.
コロイド状シリカは約1〜60%、好ましくは約50%
の量で存在することが好ましい。研磨速度促進剤は約1
〜5%の量で存在する。殺細菌剤は約0.10〜1.2
5%、好ましくは0.25〜0.75%、更に好ましく
は0.5〜0.75%の量で存在する。殺生物剤は、約
0〜500ppm、好ましくは65〜1100ppの量
で存在する。殺菌類剤は約O〜2.0%、好ましくは0
〜0.8%、更に好ましくは0.8%の量でコロイド状
シリカスラリーに添加される。Colloidal silica is about 1-60%, preferably about 50%
Preferably, it is present in an amount of . The polishing speed accelerator is approximately 1
Present in an amount of ~5%. Bactericide is about 0.10-1.2
It is present in an amount of 5%, preferably 0.25-0.75%, more preferably 0.5-0.75%. The biocide is present in an amount of about 0-500 ppm, preferably 65-1100 ppm. The fungicide is about 0 to 2.0%, preferably 0
It is added to the colloidal silica slurry in an amount of ~0.8%, more preferably 0.8%.
ユ旦不上秋之悲左
コロイド状シリカスラリーは典型的にコロイド状シリカ
と水、好ましくは脱イオン水との混合物である。コロイ
ド状シリカはどのような平均粒子サイズを有しても良く
、また種々のサイズのシリカ粒子の混合物であっても良
い。本発明者は約4〜200ナノメーター(nm)、好
ましくは50〜1100nの範囲の最終又は極限(ul
timate)的粒子サイズが満足されることを見出し
たが、好ましい粒子サイズは特定の応用に依存するであ
ろう。The colloidal silica slurry is typically a mixture of colloidal silica and water, preferably deionized water. Colloidal silica may have any average particle size or may be a mixture of silica particles of various sizes. The inventor has determined that the final or ultimate (ul) range is approximately 4-200 nanometers (nm), preferably 50-1100n.
Although some particle sizes have been found to be satisfactory, the preferred particle size will depend on the particular application.
この応用に使用できる一種のコロイド状シリカは、40
%固形分、35〜55nmの間の粒子サイズ、安定化カ
チオンとしてナトリウムを有するpH8,5を有する。One type of colloidal silica that can be used for this application is 40
% solids, particle size between 35 and 55 nm, pH 8.5 with sodium as stabilizing cation.
他のものは、50%固体、50〜70nmの間の粒子サ
イズ、そして安定化カチオンとしてナトリウムを有し、
pH8,4である。更に他のものは30%(13)
(14)
固形分、10〜16nmの間の粒子サイズ、安定化カチ
オンとしてナトリウムを有し、pH10,2である。ま
た、50%固形分、16〜25nmの間の粒子サイズ、
安定化カチオンとしてナトリウムを有し、pH9,oで
あるコロイド状シリカを使用することも可能である。Others have 50% solids, particle size between 50 and 70 nm, and sodium as the stabilizing cation,
The pH is 8.4. Still others have a solids content of 30% (13) (14), a particle size between 10 and 16 nm, sodium as stabilizing cation, and a pH of 10.2. Also, 50% solids content, particle size between 16 and 25 nm,
It is also possible to use colloidal silica with sodium as stabilizing cation and pH 9.0.
本発明のシリカ研磨スラリーを調製する際に、コロイド
状シリカを沈澱シリカ、熱分解シリカ(fumed 5
Nica)、又はシリカゲルの何れかで置き換えること
も可能である。In preparing the silica polishing slurry of the present invention, colloidal silica is mixed with precipitated silica, pyrogenic silica (fumed 5
It is also possible to replace it with either Nica) or silica gel.
研ILt度1」E肘
研磨速度促進剤は任意のアミン/窒素化合物であっても
良い。しかしながら、研磨速度促進剤は、第一級アミン
、第二級アミン、第三級アミン及び複素環アミンからな
る群から選択された少なくとも一種の化合物であること
が好ましい。第四級アミンが使用できるが、他の種類の
アミンの一種と組み合わせた場合のみ好ましい。上記の
分類には当業者に公知であるこれらの全ての混合物が含
まれるものとする。The polishing rate accelerator may be any amine/nitrogen compound. However, the polishing rate accelerator is preferably at least one compound selected from the group consisting of primary amines, secondary amines, tertiary amines, and heterocyclic amines. Quaternary amines can be used, but are preferred only in combination with one of the other types of amines. The above classification shall include all mixtures of these known to the person skilled in the art.
選択された第一級アミンはモノエタノールアミン、イソ
プロピルアミン、エチレンジアミン及びプロパンジアミ
ンである。選択された第二級アミンはジェタノールアミ
ン、ジプロピルアミン及びジブチルアミンである。選択
された第三級アミンはトリエタノールアミンである。選
択された第四級アミンはテトラメチルアンモニウムクロ
ライド又はヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムク
ロライド又はヒドロキシド及びテトラプロピルアンモニ
ウムクロライド又はヒドロキシドである。The primary amines selected are monoethanolamine, isopropylamine, ethylenediamine and propanediamine. The secondary amines selected are jetanolamine, dipropylamine and dibutylamine. The tertiary amine selected is triethanolamine. The quaternary amines selected are tetramethylammonium chloride or hydroxide, tetraethylammonium chloride or hydroxide and tetrapropylammonium chloride or hydroxide.
選択された複素環アミンはへキサメチレンジアミン、ビ
ス(アミノプロピル)ピペラジン及びピペラジンである
。研磨速度促進剤は、また、ジエチレントリアミン、ト
リエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン及び
アミノエチルエタノールアミンからなる群から選択され
た一種の化合物とすることができる。The heterocyclic amines selected are hexamethylene diamine, bis(aminopropyl)piperazine and piperazine. The polishing rate accelerator can also be a compound selected from the group consisting of diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, and aminoethylethanolamine.
(15)
(16)
イド、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラプ
ロピルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニ
ウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキ
シド及びテトラプロピルアンモニウムヒドロキシドから
なる群から選択される少なくとも一種の化合物である。(15) (16) At least one compound selected from the group consisting of hydroxide, tetraethylammonium chloride, tetrapropylammonium chloride, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, and tetrapropylammonium hydroxide.
好ましい殺細菌剤は、二つの機能を果たすもの、即ち、
殺細菌剤及びアミンと組み合わさって研磨速度増強剤で
あるものである。Preferred bactericides are those that perform two functions:
It is a polishing rate enhancer in combination with bactericides and amines.
殺生吻■ 好ましい殺生物剤は亜塩素酸ナトリウムである。Killing proboscis■ A preferred biocide is sodium chlorite.
u皿皿遁
好まし殺菌類剤はナトリウムオマジン(omadine
)(ピリチオン)である。The preferred bactericidal agent is sodium omadine.
) (pyrithione).
本発明はまた、研磨パッドを含む研磨板とシリコンウェ
ーハとの間にコロイド状シリカスラリーを再循環する工
程を含むシリコンウェーハを研磨する方法であって、コ
ロイド状シリカ、研磨速度促進剤、殺細菌剤及び殺生物
剤からなるコロイド状シリカスラリーを使用することを
特徴とする改良方法を含む。The present invention also provides a method of polishing a silicon wafer comprising recirculating a colloidal silica slurry between a polishing plate containing a polishing pad and a silicon wafer, the method comprising colloidal silica, a polishing rate accelerator, a bactericidal The present invention includes an improved method characterized in that it uses a colloidal silica slurry consisting of a biocide and a biocide.
本発明の新規なコロイド状シリカスラリーの有効性は、
下記の実施例により最も良く示すことができる。The effectiveness of the novel colloidal silica slurry of the present invention is
This can be best illustrated by the examples below.
[
この例は、好気性細菌及びかびを除去する際の殺生物剤
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMA−OH
)又はテトラメチルアンモニウムクロライド(TMA−
CL)の効果を示す。試料l及び17はシリコンウェー
ハの研磨に使用される従来のコロイド状シリカであり、
他方試料2〜14は、選択されたシリカスラリーである
。[This example uses the biocide tetramethylammonium hydroxide (TMA-OH) in eliminating aerobic bacteria and mold.
) or tetramethylammonium chloride (TMA-
CL). Samples 1 and 17 are conventional colloidal silica used for polishing silicon wafers;
Samples 2-14 on the other hand are selected silica slurries.
下記の結果を出すのに使用した微生物学的試験方法は以
下の通りである。The microbiological test methods used to produce the results below are as follows.
(1)生成物1部を水20部で希釈する(pH調整はし
ない);
(2)生成物に、(a)アスペルギルスナイジエル、(
b)シュードモナスエルギノーサ(pseudomon
us(17)
(18)
aeruginosa)及び(c)エロバクターエロゲ
ン(aer。(1) Dilute 1 part of the product with 20 parts of water (no pH adjustment); (2) Add the product to (a) Aspergillus nigiel, (
b) Pseudomonas aeruginosa
us (17) (18) aeruginosa) and (c) Erobacter aerogen (aer.
bacter aerogenes)からなる細菌/か
び接種をする;
(3)接種した試料を37°Cに調節した部屋の中の回
転振盪器(100rpmで連続的に回転する)の上に置
く;そして、
(4)0時間、1週間、及び2週間で標本抽出し、下記
の条件下で生物を成長させる:
(a)全数=37°Cで72時間TGE寒天培地(トリ
プトン−グルコース抽出)を使用して操作する、(b)
アスペルギルス:30°Cで96時間じゃがいもデキス
トロースを使用して操作する、そして(c)エロバクタ
ー:37°Cで24時間EMB寒天培地(エオシンメチ
レンブルー)を使用して操作する。(3) place the inoculated sample on a rotary shaker (continuously rotating at 100 rpm) in a chamber controlled at 37°C; and (4) ) Sampling at 0 h, 1 week, and 2 weeks and growing organisms under the following conditions: (a) Total number = 72 h at 37 °C Manipulated using TGE agar (tryptone-glucose extraction) do, (b)
Aspergillus: operated using potato dextrose for 96 hours at 30°C, and (c) Elobacter: operated using EMB agar (eosin methylene blue) for 24 hours at 37°C.
下記第1〜5表は、微生物学的試験の結果を示す。99
.0%又はそれ以上の死滅は、受容できるコロイド状シ
リカスラリーであると考えられる。Tables 1 to 5 below show the results of the microbiological tests. 99
.. A kill of 0% or more is considered an acceptable colloidal silica slurry.
(19)
第−又一表
TMA−OH微生物学的結果
第2表は、細菌及びかびへの2及び3倍大きいTMA−
OHの影響を示している。ピペラジン系は、細菌及びか
びにおていAREAより以上に著しい減少を示している
が、かびCtsは些細であった。(19) Table 1 TMA-OH microbiological results Table 2 shows that TMA-OH has a two and three times greater effect on bacteria and fungi.
It shows the influence of OH. The piperazine series showed more significant reductions than AREA in bacteria and mold, but mold Cts were insignificant.
(21)
第一1−表
TMA−OH微生物学的結果
AEE八は、アミノエチルエタノールアミンPIFは、
ピペラジンを示す。(21) 11-Table TMA-OH Microbiological Results AEE8 Aminoethylethanolamine PIF:
Indicates piperazine.
第1表は、亜塩素酸ナトリウムが有るとき及び無いとき
の細菌及びかびへのTMA−01ルベルの影響を示して
いる。この結果は、亜塩素酸ナトリウム及びナトリウム
オマジン(ピリチオン)無しに0、25%活性TMA−
OHが2週間後に生成物を禁止することを示している。Table 1 shows the effect of TMA-01 Lebel on bacteria and mold with and without sodium chlorite. This result shows that 0.25% active TMA- without sodium chlorite and sodium omazine (pyrithione)
It shows that OH inhibits the product after 2 weeks.
(20)
第一ユー表
TMA−OFI微生物学的結果
かびを制御するためのナトリウムオマジン(ピリチオン
)の添加が第3表で明示される。2週間試験の結果では
ピペラジン系では殆ど全部死滅であった。しかしながら
、かびCtsはなお些細であった。(20) Table 1 TMA-OFI Microbiological Results The addition of sodium omazine (pyrithione) to control mold is specified in Table 3. The results of the two-week test showed that almost all of the piperazine-based drugs were killed. However, mold Cts was still trivial.
(22)
第−A−表
TMA−O1l微生物学的結果
第−五一表
研磨速度へのより高いAEEAレベルの影響を第4表に
示す。AREAのより高いレベルは、実際にはコロイド
状シリカスラリーの研磨速度を増大させなかった。塩素
が有るか又は無いより高いAREAは、細菌及びかびの
両方を制御することを助けていると思われる。(22) Table A - TMA-O11 Microbiological Results Table 51 The effect of higher AEEA levels on polishing rate is shown in Table 4. Higher levels of AREA did not actually increase the polishing rate of the colloidal silica slurry. Higher AREA with or without chlorine appears to help control both bacteria and mold.
第5表は、TMA−OHの代わりにテトラメチルアンモ
ニウムクロライド(耐へ−CL)がコロイド状シリカス
ラリーへ有する影響を示している。この結果は、TMA
−CLが2週間後に細菌及びかびを制御するためにTM
A−Ollと大体同じように有効であることを示してい
る。TMA−CL、ナトリウムオマジン、及び亜塩素酸
ナトリウムを有する系を使用する試験は、細菌及びかび
の両方の優れた制御を与えた。Table 5 shows the effect that tetramethylammonium chloride (H-CL) instead of TMA-OH has on colloidal silica slurry. This result shows that TMA
-CL TM to control bacteria and mold after 2 weeks
It has been shown to be approximately as effective as A-Oll. Tests using systems with TMA-CL, sodium omazine, and sodium chlorite gave excellent control of both bacteria and mold.
尖隻桝I
種々の試料を製造し、従来のコロイド状シリカに対して
研磨スラリーとして評価した。試料1はアミノエチルエ
タノールアミン
(23)
(24)
従来のコロイド状シリカであり、試料17はアミノエチ
ルエタノールアミン5%を含む従来のコロイド状シリカ
である。Various samples were prepared and evaluated as polishing slurries against conventional colloidal silica. Sample 1 is aminoethylethanolamine (23) (24) conventional colloidal silica and Sample 17 is conventional colloidal silica containing 5% aminoethylethanolamine.
上記第6,7及び8表に示すフィールド試験を下記の操
作パラメーターで行った。研磨機は、それぞれ7個の4
インチウェーハを保持できる、4個の18インチヘッド
を有する36インチ直径のプラテンを有するSilte
c 3800であった。ウェーハは、Tygh Sil
iconから入手した、P−100型、ホウ素ドープ、
4インチ直径×2.2±0.2mil ; KOHエ
ッチ、30.0〜60.0の固有抵抗のものであった。The field tests shown in Tables 6, 7 and 8 above were conducted with the following operating parameters. The polishing machine has 4 pieces of 7 pieces each.
Silte has a 36-inch diameter platen with four 18-inch heads that can hold inch wafers.
c 3800. The wafer is Tygh Sil
P-100 type, boron doped, obtained from icon.
4 inch diameter x 2.2±0.2 mil; KOH etch, resistivity between 30.0 and 60.0.
テンプレート組体は、12milのポケットを有するP
SA■であり、各8回操作した後に取り替えた。研磨パ
ッドは36インチ直径のSuba 500で有り、操作
毎に取り替えた。The template assembly is P with a 12mil pocket.
It was SA■ and was replaced after each operation 8 times. The polishing pad was a 36 inch diameter Suba 500 and was replaced between each run.
フィールド試験のための研磨条件は、研磨圧150ゲー
ジ(5.551b/ in2)、研磨速度65〜66P
PM、研磨温度32〜35°及び42〜45°、pH1
1.0〜11.1、KOHアルカリ性、流速210mL
/分、ウオーミングアツプ操作10分間及び研磨時間2
0分間であった。The polishing conditions for the field test were a polishing pressure of 150 gauge (5.551b/in2) and a polishing speed of 65 to 66P.
PM, polishing temperature 32-35° and 42-45°, pH 1
1.0-11.1, KOH alkaline, flow rate 210mL
/min, warm-up operation 10 minutes and polishing time 2
It was 0 minutes.
フィールド試験の結果は下記の研磨試験方法を使用して
得た。Field test results were obtained using the polishing test method described below.
(1)新しい研磨パッドを機械の上に置く、(2)先ず
脱イオン水で洗浄し、次いで安全剃刀の刃でパッドを削
ってパッドを仕上げる、(3)ウェーへのセットを機械
に取り付ける、(4)ラインを除きパッドを浸漬するた
めにスラリーを流し始める、
(5)所望の圧力及び流速で5分間ウオーミングアツプ
を行う(温度をチエツクしそれによって調節する)、
(6)実施操作が終わった後、ウェーハを洗浄し、キャ
リヤ一体からウェーハを取り除き良好なウェーハで置き
換える、
(7) 20分間実施操作を行う、
(8)ウェーハを洗浄し、支持体からウェーハを取り除
き、再び洗浄し、熱水(≧1706F)中に5〜10分
間置く、そして
(9)ウェーハを空気乾燥する。(1) place a new polishing pad on the machine, (2) finish the pad by first cleaning it with deionized water and then scraping the pad with a safety razor blade, (3) attaching the wafer set to the machine. (4) remove the line and begin flowing the slurry to soak the pad; (5) perform a 5 minute warm-up at the desired pressure and flow rate (check and adjust temperature accordingly); (6) perform the operation. After cleaning the wafer, remove the wafer from the carrier and replace it with a good wafer, (7) perform the operation for 20 minutes, (8) clean the wafer, remove the wafer from the support, clean again and heat it. Place in water (≧1706F) for 5-10 minutes, and (9) air dry the wafer.
(25)
(26)
第−」し−表
第一1−表
2%AEEA
5%AEEA
1%AEEA
1%ARE^
1% PIP
0、50
0.75
0.50
O,08
0,08
0,08
29±10
27±10
33± 4
28± 8
31± 4
0.68
0.68
0.58
0.68
0.62
0.03
0゜05
0.06
0.03
0.04
第6表では、同じ研磨条件を使用して、従来のコロイド
状シリカ(試料l及び17)に対する本発明の種々のコ
ロイド状シリカスラリーの研磨速度を比較している。^
EE^系はTM^−OHのレベルによって影響される。(25) (26) No. 1-Table 1-Table 2%AEEA 5%AEEA 1%AEEA 1%ARE^ 1% PIP 0,50 0.75 0.50 O,08 0,08 0, 08 29±10 27±10 33± 4 28± 8 31± 4 0.68 0.68 0.58 0.68 0.62 0.03 0゜05 0.06 0.03 0.04 In Table 6 , comparing the polishing rates of various colloidal silica slurries of the present invention against conventional colloidal silica (Samples 1 and 17) using the same polishing conditions. ^
The EE^ system is influenced by the level of TM^-OH.
即ち、1%AEEAを有する0、75%活性rMa−o
Hが、従来のコロイド状シリカ(試料1)に相当する研
磨速度を得るために必要である。i.e. 0.75% active rMa-o with 1% AEEA
H is required to obtain polishing rates comparable to conventional colloidal silica (Sample 1).
Aは、40%固形分、35〜55r++nの間の粒子サ
イズ、安定化カチオンとしてナトリウムを有するpH8
,5のペースシリカゾルを表す。A is 40% solids, particle size between 35 and 55r++n, pH 8 with sodium as stabilizing cation.
, 5 represents the pace silica sol.
Bは、50%固形分、50〜70nmの間の粒子サイズ
、安定化カチオンとしてナトリウムを有するpH8,4
のペースシリカゾルを表す。B has 50% solids content, particle size between 50 and 70 nm, pH 8.4 with sodium as stabilizing cation.
represents the pace silica sol.
(27)
(28)
第−且一表
Aは、40%固形分、35〜55nmの間の粒子サイズ
、安定化カチオンとしてナトリウムを有するpH8,5
のベースシリカゾルを表す。(27) (28) Table A has a pH of 8.5 with 40% solids content, particle size between 35 and 55 nm, and sodium as stabilizing cation.
represents the base silica sol.
Bは、50%固形分、50〜70nmの間の粒子サイズ
、安定化カチオンとしてナトリウムを有するpH8,4
のベースシリカゾルを表す。B has 50% solids content, particle size between 50 and 70 nm, pH 8.4 with sodium as stabilizing cation.
represents the base silica sol.
第7表及び第8表には、TMA−OR及び/又はTMA
−CLが有る及び無い高アミンレベルの生成物を使用し
たフィールド試験の研磨結果が示されている。In Tables 7 and 8, TMA-OR and/or TMA
Field test polishing results using high amine level products with and without -CL are shown.
二の結果は、アミンの種類及び温度が、改良された研磨
速度のための重要な変数であることを示している。更に
、TMA−OH及び耐^−CLが、研磨速度に於ける改
良を起こしていると思われる。The second result shows that amine type and temperature are important variables for improved polishing rate. Additionally, TMA-OH and ^-CL resistance appear to be responsible for the improvement in polishing rate.
本発明者は、本発明によるいくつかの態様を示し記述し
たが、同じものは当業者に明らかな多数の変形及び修正
が許されることが明らかに理解されるべきである。それ
で、本発明者は、示され記述された発明の詳細な説明に
限定されるものではなく、特許請求の範囲に入る全ての
変形及び修正が本発明の技術的範囲に包含されることは
いうまでもない。While the inventor has shown and described several embodiments in accordance with the invention, it is to be clearly understood that the same is susceptible to numerous variations and modifications that will be apparent to those skilled in the art. Therefore, the inventors do not intend to limit the invention to the detailed description shown and described, but wish to include within the scope of the invention all variations and modifications that fall within the scope of the appended claims. Not even.
Claims (1)
殺生物剤を含んで成る、コロイド状シリカスラリー。 2、該コロイド状シリカが約1〜60%の範囲の量で存
在し、該研磨速度促進剤が約1〜5%の範囲の量で存在
し、該殺細菌剤が約0.10〜1.25%の範囲の量で
存在し、そして該殺生物剤が約0〜500ppmの範囲
の量で存在する、請求項1記載のコロイド状シリカスラ
リー。 3、該殺細菌剤が約0.25〜0.75%の範囲の量で
存在する請求項2記載のコロイド状シリカスラリ4、該
殺細菌剤が約0.5〜0.75%の範囲の量で存在する
請求項3記載のコロイド状シリカスラリ5、該殺生物剤
が約65〜100ppmの範囲の量で存在する請求項2
記載のコロイド状シリカスラリ6、該コロイド状シリカ
スラリーが更に殺菌類剤を含む請求項1記載のコロイド
状シリカスラリ7、該殺菌類剤が約0〜2.0%の範囲
の量で存在する請求項6記載のコロイド状シリカスラリ
ー。 8、該殺菌類剤が約0〜0.8%の範囲の量で存在する
請求項7記載のコロイド状シリカスラリー。 9、該殺菌類剤が約0.1〜0.5%の範囲の量で存在
する請求項8記載のコロイド状シリカスラリ10、該コ
ロイド状シリカが約4〜200ナノメートルの範囲の最
終粒子サイズを有する請求項1記載のコロイド状シリカ
スラリー。 11、該コロイド状シリカが、約50〜100ナノメー
トルの範囲の最終粒子サイズを有する請求項1記載のコ
ロイド状シリカスラリー。 12、該コロイド状シリカが約1〜60%の範囲の固体
、約4〜200ナノメートルの範囲の粒子サイズ及び約
8〜12.5の範囲のpHを有する請求項1記載のコロ
イド状シリカスラリー。 13、沈澱シリカ、熱分解シリカ及びシリカゲルからな
る群から選択された少なくとも1種の物質で、該コロイ
ド状シリカを置き換える請求項1記載のコロイド状シリ
カスラリー。 14、該研磨速度促進剤が第一級アミン、第二級アミン
、第三級アミン及び複素環アミンからなる群から選択さ
れた少なくとも一種の化合物である請求項1記載のコロ
イド状シリカスラリー。 15、該研磨速度促進剤が少なくとも1種の第四級アミ
ンを含む請求項14記載のコロイド状シリカスラリー。 16、該第一級アミンがモノエタノールアミン、イソプ
ロピルアミン、エチレンジアミン及びプロパンジアミン
からなる群から選択される請求項14記載のコロイド状
シリカスラリー。 17、該第二級アミンがジエタノールアミン、ジプロピ
ルアミン及びジブチルアミンからなる群から選択される
請求項14記載のコロイド状シリカスラリー。 18、該第三級アミンがトリエタノールアミンである請
求項14記載のコロイド状シリカスラリー。 19、該第四級アミンがテトラメチルアンモニウムクロ
ライド、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラ
プロピルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモ
ニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロ
キシド及びテトラプロピルアンモニウムヒドロキシドか
らなる群から選択される請求項15記載のコロイド状シ
リカスラリ20、該複素環アミンがヘキサメチレンジア
ミン、ビス(アミノプロピル)ピペラジン及びピペラジ
ンからなる群から選択される請求項14記載のコロイド
状シリカスラリー。 21、該研磨速度促進剤がジエチレントリアミン、トリ
エチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン及びア
ミノエチルエタノールアミンからなる群から選択される
請求項1記載のコロイド状シリカスラリー。 22、該殺細菌剤がテトラメチルアンモニウムクロライ
ド、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラプロ
ピルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウ
ムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシ
ド及びテトラプロピルアンモニウムヒドロキシドからな
る群から選択された少なくとも1種の化合物である請求
項1記載のコロイド状シリカスラリー。 23、該殺生物剤が亜塩素酸ナトリウムである請求項1
記載のコロイド状シリカスラリー。 24、該殺菌類剤がナトリウムオマジンである請求項6
記載のコロイド状シリカスラリー。 25、研磨パッドを含む研磨板とシリコンウェーハとの
間にコロイド状シリカスラリーを再循環する工程を含む
シリコンウェーハを研磨する方法において、コロイド状
シリカ、研磨速度促進剤、殺細菌剤及び殺生物剤からな
るコロイド状シリカスラリーを使用することを特徴とす
る方法。 26、該コロイド状シリカが約1〜60%の範囲の量で
存在し、該研磨速度促進剤が約1〜5%の範囲の量で存
在し、該殺細菌剤が約0.10〜1.25%の範囲の量
で存在し、そして該殺生物剤が約0〜500ppmの範
囲の量で存在する請求項25記載のコロイド状シリカス
ラリー。 27、該コロイド状シリカスラリーが、殺菌類剤も含む
請求項25記載の方法。 28、該殺菌類剤が約0〜0.8%の範囲の量で存在す
る請求項27記載のコロイド状シリカスラリー。[Claims] 1. A colloidal silica slurry comprising colloidal silica, a polishing rate accelerator, a bactericide, and a biocide. 2. The colloidal silica is present in an amount ranging from about 1 to 60%, the polishing rate accelerator is present in an amount ranging from about 1 to 5%, and the bactericide is present in an amount ranging from about 0.10 to 1%. 25% and the biocide is present in an amount ranging from about 0 to 500 ppm. 3. The colloidal silica slurry of claim 2, wherein said bactericide is present in an amount ranging from about 0.25 to 0.75%. The colloidal silica slurry 5 of claim 3, wherein the biocide is present in an amount ranging from about 65 to 100 ppm.
The colloidal silica slurry 6 of claim 1, wherein the colloidal silica slurry further comprises a fungicide, and the colloidal silica slurry 7 of claim 1, wherein the fungicide is present in an amount ranging from about 0 to 2.0%. Colloidal silica slurry according to 6. 8. The colloidal silica slurry of claim 7, wherein said fungicide is present in an amount ranging from about 0 to 0.8%. 9. A colloidal silica slurry according to claim 8, wherein said fungicide is present in an amount ranging from about 0.1 to 0.5%, said colloidal silica having a final particle size ranging from about 4 to 200 nanometers. The colloidal silica slurry according to claim 1, comprising: 11. The colloidal silica slurry of claim 1, wherein said colloidal silica has a final particle size in the range of about 50-100 nanometers. 12. The colloidal silica slurry of claim 1, wherein the colloidal silica has a solids range of about 1 to 60%, a particle size of about 4 to 200 nanometers, and a pH of about 8 to 12.5. . 13. The colloidal silica slurry of claim 1, wherein said colloidal silica is replaced with at least one material selected from the group consisting of: 13. precipitated silica, pyrogenic silica, and silica gel. 14. The colloidal silica slurry according to claim 1, wherein the polishing rate accelerator is at least one compound selected from the group consisting of primary amines, secondary amines, tertiary amines, and heterocyclic amines. 15. The colloidal silica slurry of claim 14, wherein the polishing rate accelerator comprises at least one quaternary amine. 16. The colloidal silica slurry of claim 14, wherein said primary amine is selected from the group consisting of monoethanolamine, isopropylamine, ethylenediamine, and propanediamine. 17. The colloidal silica slurry of claim 14, wherein the secondary amine is selected from the group consisting of diethanolamine, dipropylamine, and dibutylamine. 18. The colloidal silica slurry according to claim 14, wherein the tertiary amine is triethanolamine. 19. The quaternary amine of claim 15, wherein the quaternary amine is selected from the group consisting of tetramethylammonium chloride, tetraethylammonium chloride, tetrapropylammonium chloride, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, and tetrapropylammonium hydroxide. 15. Colloidal silica slurry 20, wherein the heterocyclic amine is selected from the group consisting of hexamethylene diamine, bis(aminopropyl)piperazine, and piperazine. 21. The colloidal silica slurry of claim 1, wherein the polishing rate accelerator is selected from the group consisting of diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, and aminoethylethanolamine. 22. The bactericide is at least one compound selected from the group consisting of tetramethylammonium chloride, tetraethylammonium chloride, tetrapropylammonium chloride, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, and tetrapropylammonium hydroxide. A colloidal silica slurry according to claim 1. 23. Claim 1, wherein the biocide is sodium chlorite.
Colloidal silica slurry as described. 24. Claim 6, wherein the fungicide is sodium omazine.
Colloidal silica slurry as described. 25. A method of polishing a silicon wafer comprising recycling a colloidal silica slurry between a polishing plate containing a polishing pad and the silicon wafer, comprising colloidal silica, a polishing rate accelerator, a bactericide and a biocide. A method characterized by using a colloidal silica slurry consisting of: 26, the colloidal silica is present in an amount ranging from about 1 to 60%, the polishing rate accelerator is present in an amount ranging from about 1 to 5%, and the bactericide is present in an amount ranging from about 0.10 to 1%. 26. The colloidal silica slurry of claim 25, wherein the biocide is present in an amount ranging from about 0 to 500 ppm. 27. The method of claim 25, wherein the colloidal silica slurry also includes a fungicide. 28. The colloidal silica slurry of claim 27, wherein said fungicide is present in an amount ranging from about 0 to 0.8%.
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