CN102741370A - 研磨用组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种研磨用组合物，其可提高SiOx(0<x≦2)的研磨速率。该研磨用组合物含有胶态二氧化硅以及包含能够在水溶液中释放氢离子的电解质或电解质的盐的添加剂。该电解质包含硫酸、焦磷酸及磷酸等，该电解质的盐包含硫酸铵等。
Description
技术领域
本发明涉及用于研磨氧化硅(SiOx(0<x≦2))的研磨用组合物。
背景技术
先前，在研磨玻璃等SiO2时，由于采用二氧化铈浆料可获得高研磨速率，所以一直使用至今。
但是，随着技术进步，若使用二氧化铈浆料进行研磨，则无法避免在表面产生伤痕等缺陷，因此在抛光研磨时须使用低缺陷的二氧化硅浆料。现尤其常用的是可耐受循环使用的胶态二氧化硅。
并且，作为含有胶态二氧化硅的研磨用组合物，已知有含有12.5(质量%)的胶态二氧化硅、0.49(质量%)的氢氧化钾及0.25(质量%)的侧链型聚氧乙烯改性聚硅氧油(HLB值=12)的研磨用组合物(专利文献1)。此处，侧链型聚氧乙烯改性聚硅氧油的HLB(亲水亲油平衡Hydrophile-Lipophile Balance：)值为12。
现有技术
专利文件
专利文献1：日本专利特开2008-130988号公报
发明概述
但是，在使用专利文献1中所公开的含有胶态二氧化硅的研磨用组合物研磨SiO2的情况下，研磨速率为其存在研磨速率较低的问题。
因此，本发明是解决所述问题而进行研究，其目的在于提供能够提高SiOx(0<x≦2)的研磨速率的研磨用组合物。
根据本发明，研磨用组合物含有胶态二氧化硅与添加剂。该添加剂包含在水溶液中释放氢离子的电解质或电解质的盐。
优选地，该添加剂包含含氧酸、含氧酸盐、盐酸、盐酸盐、酸性氨基酸或中性氨基酸以及酸性氨基酸或中性氨基酸的盐中的任一种。
优选地，该添加剂包含硫酸、焦硫酸、磷酸、焦磷酸或其盐，添加剂的浓度相对于该研磨用组合物整体为2重量%以下。
优选地，该添加剂的浓度相对于该研磨用组合物整体为1重量%以下。
本发明的实施方式的研磨用组合物含有胶态二氧化硅以及包含在水溶液中释放氢离子的电解质或电解质的盐的添加剂。其结果为，可在实质上提高胶态二氧化硅的浓度的状态下研磨SiOx。
因此，可提高SiOx的研磨速率。
附图说明
图1是表示研磨速率与胶态二氧化硅的平均粒径的关系的图。
图2是表示电解质浓度与胶态二氧化硅的平均粒径及研磨速率的关系的图。
图3是表示改变胶态二氧化硅的浓度时的研磨速率与电解质浓度的关系的图。
图4是表示改变电解质时的研磨速率与电解质浓度的关系的图。
图5是表示改变电解质盐时的研磨速率与电解质浓度的关系的图。
图6是表示研磨速率与电解质种类的关系的图。
图7是表示研磨速率与盐的种类的关系的图。
图8是表示pH值与研磨速率及胶态二氧化硅的平均粒径的关系的图。
图9是表示改变电解质的浓度时的研磨速率与胶态二氧化硅的浓度的关系的图。
具体实施方式
参照附图来详细说明本发明的实施方式。应当注意的是，图中相同或相应的部分采用相同的标记，不再重复说明。
本发明的实施方式的研磨用组合物COMP含有胶态二氧化硅以及包含在水溶液中释放氢离子的电解质或电解质的盐的添加剂。
并且，该研磨用组合物COMP以如下作为研磨对象：LSI(大规模集成电路)所使用的作为层间绝缘膜的SiO2、硬盘所使用的SiO2及用作石英、玻璃的SiO2等SiOx(0<x≦2)。并且，研磨用组合物COMP尤其是用于抛光研磨。
添加剂包含含氧酸、含氧酸盐、盐酸、盐酸盐、氨基酸、氨基酸盐及醇中的任一种。
含氧酸包含无机含氧酸或有机含氧酸。
无机含氧酸包含硫酸、磷酸、硫代硫酸、硝酸、焦磷酸、碳酸、过硫酸、多磷酸及焦硫酸中的任一种。
有机含氧酸包含草酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、丙二酸、甲磺酸、乳酸、顺丁烯二酸、酒石酸、柠檬酸、羟乙酸、聚丙烯酸(PAA)及苯磺酸中的任一种。
含氧酸盐包含所述无机含氧酸与碱金属、碱土金属及氨中的任一种的盐，或所述有机含氧酸与碱金属、碱土金属及氨中的任一种的盐。碱金属包含钾及钠等。碱土金属包含钙、镁及钡等。
无机含氧酸的盐例如包含硫酸铵、硫酸钾、焦硫酸钾、碳酸氢铵、碳酸钾、过硫酸铵、磷酸氢二钾及硫代硫酸铵中的任一种。
氨基酸包含天冬氨酸、天冬酰胺及丙氨酸中的任一种。天冬氨酸为酸性氨基酸，天冬酰胺及丙氨酸为中性氨基酸。
氨基酸盐包含所述氨基酸与碱金属、碱土金属及氨中的任一种的盐。在该情况下，碱金属及碱土金属的实例与所述实例相同。
醇包含丁醇、甘油、丙醇及乙醇中的任一种。
盐酸盐包含盐酸与碱金属、碱土金属及氨中的任一种的盐。在该情况下，碱金属及碱土金属的实例也与所述实例相同。
另外，研磨用组合物COMP也可含有pH值调节剂。pH值调节剂包含通常用于调节pH值的氨、氢氧化钾及氢氧化钠等。
研磨用组合物COMP可通过将胶态二氧化硅以及包含在水溶液中释放氢离子的电解质或电解质的盐的添加剂适当地混合并添加水而制备。并且，研磨用组合物COMP可通过将胶态二氧化硅以及包含在水溶液中释放氢离子的电解质或电解质的盐的添加剂依次在水中混合而制备。并且，作为混合这些成分的手段，可采用均质机及超声波等研磨用组合物的技术领域中常用的手段。
再者，在研磨用组合物COMP含有pH值调节剂的情况下，研磨用组合物COMP可通过所述方法进而添加pH值调节剂而制备。
并且，使用研磨用组合物COMP的SiOx的研磨条件及研磨速率的评价方法如下。
使用研磨装置(装置名：ECOMET3，BUEHLER公司制造)，以16ml/分的速度向研磨垫(商品名：Supreme RN-H，NITTA HAAS股份有限公司制造)供给研磨用组合物COMP，且对2.5×3.0cm的TEOS晶圆芯片施加3.5(psi)的压力，同时以250rpm的旋转速度旋转研磨定盘，并且以60rpm的旋转速度旋转载具，同时研磨60秒钟。
研磨速率用每单位时间内通过研磨而除去的各膜的厚度
来表示。通过研磨而除去的膜的厚度通过研磨前的膜的厚度减去研磨后的膜的厚度而算出。并且，膜的厚度使用NANOMETRICS公司制造的Nanospec/AFT5100而测定。
图1是表示研磨速率与胶态二氧化硅的平均粒径的关系的图。图1中，纵轴表示研磨速率，横轴表示胶态二氧化硅的平均粒径。并且，图1所示的研磨速率与胶态二氧化硅的平均粒径的关系是胶态二氧化硅的浓度相对于研磨用组合物COMP整体为22(重量%)、添加剂为硫酸铵且硫酸铵的浓度相对于研磨用组合物COMP整体为0.5(重量%)时的研磨速率与胶态二氧化硅的平均粒径的关系。进而，研磨的对象是使用TEOS(四乙氧基硅烷)作为原料气体并通过电浆CVD(化学气相沉积(Chemical Vapour Deposition))法而制备的TEOS膜(SiO2膜)(以下相同)。
再者，所谓平均粒径为X(nm)，是指胶态二氧化硅的粒径主要分布于X(nm)。
参照图1，当胶态二氧化硅的平均粒径为25.3(nm)时，研磨速率约为
当胶态二氧化硅的平均粒径为32.8(nm)时，研磨速率约为
并且，若胶态二氧化硅的平均粒径大于55(nm)，则研磨速率会激增至约
但即使胶态二氧化硅的平均粒径增加至80(nm)及90(nm)，研磨速率也大致保持固定。
因此，在本发明的实施方式中，胶态二氧化硅的平均粒径优选地为55(nm)以上。
图2是表示胶态二氧化硅的平均粒径及研磨速率与电解质浓度的关系的图。在图2中，纵轴表示胶态二氧化硅的平均粒径及研磨速率，横轴表示相对于研磨用组合物COMP整体的电解质浓度。并且，图2所示的胶态二氧化硅的平均粒径及研磨速率与电解质浓度的关系是胶态二氧化硅的浓度相对于研磨用组合物COMP整体为5(重量%)、胶态二氧化硅的平均粒径为80(nm)且添加剂为硫酸铵时的胶态二氧化硅的平均粒径及研磨速率与电解质浓度的关系。并且，曲线k1表示研磨速率与电解质浓度的关系，曲线k2表示胶态二氧化硅的平均粒径与电解质浓度的关系。
参照图2，当电解质浓度达到2(重量%)之前，研磨速率随着电解质浓度的增加而提高，若电解质浓度达到3(重量%)，则研磨速率降低(参照曲线k1)。
另一方面，当电解质浓度达到1(重量%)之前，胶态二氧化硅的平均粒径保持在约80(nm)的固定值，若电解质浓度增加至2(重量%)及3(重量%)，则电解质浓度大幅度提高(参照曲线k2)。因此认为，在2(重量%)及3(重量%)的电解质浓度下，胶态二氧化硅发生凝集。
根据图2所示的结果，电解质浓度优选地为相对于研磨用组合物COMP整体为2(重量%)以下。其原因在于：在2(重量%)以下的电解质浓度下，研磨速率随着电解质浓度的增加而提高。
并且，电解质浓度更优选地为相对于研磨用组合物COMP整体在1(重量%)以下。其原因在于：在1(重量%)以下的电解质浓度下，研磨速率随着电解质浓度的增加而提高，且胶态二氧化硅不发生凝集。
图3是表示改变胶态二氧化硅的浓度时的研磨速率与电解质浓度的关系的图。图3中，纵轴表示研磨速率，横轴表示相对于研磨用组合物COMP整体的电解质浓度。并且，曲线k3表示胶态二氧化硅的浓度相对于研磨用组合物COMP整体为5(重量%)、胶态二氧化硅的平均粒径为80(nm)且添加剂为硫酸铵时的研磨速率与电解质浓度的关系。进而，曲线k4表示胶态二氧化硅的浓度相对于研磨用组合物COMP整体为12.5(重量%)、胶态二氧化硅的平均粒径为80(nm)且添加剂为硫酸铵时的研磨速率与电解质浓度的关系。进而，曲线k5表示胶态二氧化硅的浓度相对于研磨用组合物COMP整体为22(重量%)、胶态二氧化硅的平均粒径为80(nm)且添加剂为硫酸铵时的研磨速率与电解质浓度的关系。
再者，在图2中电解质浓度更优选地在1(重量%)以下的浓度范围内变化。
参照图3，研磨速率在胶态二氧化硅的各浓度下随着电解质浓度的增加而提高。并且，研磨速率在电解质浓度的各浓度下随着胶态二氧化硅浓度的增加而提高。并且，在1(重量%)的电解质浓度及22(重量%)的胶态二氧化硅的浓度下，获得
以上的研磨速率(参照曲线k3~k5)。
因此，在这种使用研磨用组合物COMP研磨SiO2的情况下，研磨速率随着电解质浓度和/或胶态二氧化硅浓度的增加而提高。
图4是表示改变电解质时的研磨速率与电解质浓度的关系的图。图4中，纵轴表示研磨速率，横轴表示相对于研磨用组合物COMP整体的电解质浓度。并且，曲线k6表示使用盐酸(HCl)作为电解质时的研磨速率与电解质浓度的关系。进而，曲线k7表示使用硝酸(HNO3)作为电解质时的研磨速率与电解质浓度的关系。进而，曲线k8表示使用磷酸(H3PO4)作为电解质时的研磨速率与电解质浓度的关系。进而，曲线k9表示使用硫酸(H2SO4)作为电解质时的研磨速率与电解质浓度的关系。
再者，曲线k6~k9所示的实验结果是当1(重量%)以下的范围内改变HCl、HNO3、H3PO4及H2SO4的各浓度时所获得的实验结果。在该情况下，HCl及H2SO4是将浓度改变为0.0、0.25、0.5，HNO3及H3PO4是将浓度改变为0.0、0.25、0.5、1.0。并且，胶态二氧化硅的平均粒径为80nm。
参照图4，当使用HCl、HNO3、H3PO4及H2SO4作为电解质的情况下，研磨速率随着电解质的浓度的增加而提高(参照曲线k6~k9)。
并且，当使用HCl及H2SO4作为电解质的情况下，在0.5(重量%)的浓度下，研磨速率分别为
或(参照曲线k6、k9)。并且，在使用HNO3及H3PO4作为电解质的情况下，在1.0(重量%)的浓度下，研磨速率分别为及(参照曲线k7、k8)。因此，在使用HCl及H2SO4作为电解质的情况下，即使将电解质的浓度从1.0(重量%)减少至0.5(重量%)，也可获得与使用1.0(重量%)的HNO3及H3PO4作为电解质的情况相同的研磨速率。
图5是表示改变电解质盐时的研磨速率与电解质浓度的关系的图。图5中，纵轴表示研磨速率，横轴表示相对于研磨用组合物COMP整体的电解质浓度。并且，曲线k10表示使用硫酸钾(K2SO4)作为电解质盐时的研磨速率与电解质浓度的关系。进而，曲线k11表示使用磷酸氢二钾(K2HPO4)作为电解质盐时的研磨速率与电解质浓度的关系。进而，曲线k12表示使用碳酸钾(K2CO3)作为电解质盐时的研磨速率与电解质浓度的关系。
再者，曲线k10~k12所示的实验结果是在1(重量%)以下的范围内改变K2SO4、K2HPO4及K2CO3的各浓度时所获得的实验结果。在该情况下，K2SO4是将浓度改变为0.00、0.25、0.50、0.75、1.00，K2HPO4是将浓度改变为0.00、0.25、0.50、0.72、1.00，K2CO3是将浓度改变为0.00、0.25、0.50、0.75、1.00。并且，胶态二氧化硅的平均粒径为80nm。
参照图5，在使用K2SO4、K2HPO4及K2CO3作为电解质盐的情况下，研磨速率随着电解质盐的浓度的增加而提高(参照曲线k10~k12)。
并且，在使用K2SO4作为电解质盐的情况下，在1.0(重量%)的浓度下，获得
的研磨速率(参照曲线k10)，在使用K2HPO4作为电解质盐的情况下，在1.0(重量%)的浓度下，获得
的研磨速率(参照曲线k11)，在使用K2CO3作为电解质盐的情况下，在1.0(重量%)的浓度下，获得
的研磨速率(参照曲线k12)。
已知，在这样使用含有电解质或电解质盐的研磨用组合物COMP研磨SiO2的情况下，研磨速率随着电解质或电解质盐的浓度在1.0(重量%)以下的范围内增加而提高。
图6是表示研磨速率与电解质的种类的关系的图。图6中，纵轴表示研磨速率，横轴表示电解质的种类。并且，图6所示的研磨速率与电解质的种类的关系是电解质的浓度相对于研磨用组合物COMP整体为0.5(重量%)、胶态二氧化硅的浓度相对于研磨用组合物COMP整体为20(重量%)且胶态二氧化硅的平均粒径为80(nm)时的研磨速率与电解质的种类的关系。进而，电解质系使用磷酸、焦磷酸、多磷酸、硫代硫酸铵、过硫酸铵、碳酸氢铵、硫酸、盐酸、硝酸及硫酸铵。进而，为了进行比较，也公开未添加添加剂(即电解质)的情形。
参照图6，研磨速率通过添加电解质而大幅度提高。并且，已知在使用磷酸、焦磷酸、硫酸、盐酸及硫酸铵中的任一种作为电解质的情况下，与未添加电解质的情况相比，研磨速率提高约2倍。并且，在使用硫酸铵作为电解质的情况下，获得
的研磨速率。
如此证实，通过添加电解质，研磨速率会大幅度提高。
图7是表示研磨速率与盐的种类的关系的图。图7中，纵轴表示研磨速率，横轴表示盐的种类。并且，图7所示的研磨速率与盐的种类的关系是电解质的浓度相对于研磨用组合物COMP整体为0.5(重量%)、胶态二氧化硅的浓度相对于研磨用组合物COMP整体为22(重量%)、pH值为9.5且胶态二氧化硅的平均粒径为80(nm)时的研磨速率与盐的种类的关系。并且，pH值的调节系通过添加氨而进行。
进而，铵盐表示硫酸铵，钾盐表示硫酸钾，钠盐表示硫酸钠。
参照图7，研磨速率通过添加铵盐、钾盐及钠盐中的任一种而提高。并且，在添加有铵盐及钾盐中的任一种的情况下，研磨速率提高至约
因此证实，通过添加碱性电解质，会提高研磨速率。
图8是表示研磨速率及胶态二氧化硅的平均粒径与pH值的关系的图。图8中，纵轴表示研磨速率及胶态二氧化硅的平均粒径，横轴表示pH值。并且，图8所示的研磨速率及胶态二氧化硅的平均粒径与pH值的关系是电解质为硫酸、电解质的浓度相对于研磨用组合物COMP整体为0.5(重量%)、胶态二氧化硅的浓度相对于研磨用组合物COMP整体为22(重量%)且胶态二氧化硅的平均粒径为80(nm)时的研磨速率及胶态二氧化硅的平均粒径与pH值的关系。并且，曲线k13表示研磨速率与pH值的关系，曲线k14表示胶态二氧化硅的平均粒径与pH值的关系。
再者，通过添加硫酸，pH值达到1.3左右，为了将pH值调节为大于1.3的值而使用氨。
参照图8，于0~12的pH值的范围内，研磨速率大于
并且，于2以下的pH值及8以上的pH值下，研磨速率大于
(参照曲线k13)。
另一方面，在2以下的pH值及8以上的pH值下，胶态二氧化硅的平均粒径为约80(nm)，在2~8的pH值下，胶态二氧化硅的平均粒径大于80(nm)(参照曲线k14)。因此认为，在2~8的pH值下，胶态二氧化硅发生凝集。
根据图8所示的结果，在2~8的pH值下，胶态二氧化硅发生凝集，研磨速率大幅超出
因此证实，研磨用组合物COMP在不循环使用的情况下，无论pH值如何均适于研磨SiO2。
并且，在欲防止胶态二氧化硅发生凝集的情况下，即循环使用研磨用组合物COMP的情况下，对于研磨用组合物COMP，优选地为调节至2以下的pH值或8以上的pH值。
图9是表示改变电解质浓度时的研磨速率与胶态二氧化硅的浓度的关系的图。在图9中，纵轴表示研磨速率，横轴表示胶态二氧化硅的浓度。并且，图9所示的研磨速率与胶态二氧化硅的浓度的关系是电解质为硫酸铵、胶态二氧化硅的平均粒径为80(nm)时的研磨速率与胶态二氧化硅的浓度的关系。并且，符号×表示未添加电解质时的研磨速率与胶态二氧化硅的浓度的关系，黑圆点表示电解质的浓度相对于研磨用组合物COMP整体为0.25(重量%)时的研磨速率与胶态二氧化硅的浓度的关系，黑三角表示电解质的浓度相对于研磨用组合物COMP整体为0.50(重量%)时的研磨速率与胶态二氧化硅的浓度的关系，黑四方形表示电解质的浓度相对于研磨用组合物COMP整体为1.00(重量%)时的研磨速率与胶态二氧化硅的浓度的关系。
参照图9，在未添加电解质的情况下，研磨速率在胶态二氧化硅的浓度增加至40(重量%)之前而大致呈直线性提高，在40(重量%)以上的胶态二氧化硅的浓度下，大致达到固定值(参照×)。
另一方面，在添加电解质的情况下，研磨速率在胶态二氧化硅的浓度增加至约20(重量%)之前而大致呈直线性提高，在20(重量%)以上的胶态二氧化硅的浓度下，大致达到固定值(参照黑圆点、黑三角及黑四方形)。
并且，随着胶态二氧化硅的浓度接近20(重量%)，研磨速率激增。
并且，在添加电解质的情况下的研磨速率，在20(重量%)以上的胶态二氧化硅浓度下，与未添加电解质且在40(重量%)以上的胶态二氧化硅的浓度下的研磨速率大致相同。
即，通过添加电解质，即使将胶态二氧化硅的浓度从40(重量%)减半而达到20(重量%)，研磨速率也保持未添加电解质且在40(重量%)以上的胶态二氧化硅的浓度下的研磨速率。
此情况表明，通过添加电解质，会实质上提高研磨用组合物中的胶态二氧化硅的浓度。
因此，通过使用研磨用组合物COMP研磨SiO2，可在研磨用组合物中的胶态二氧化硅的浓度实质上提高的状态下研磨SiO2。
因此，可提高SiO2的研磨速率。
并且，由于即使将胶态二氧化硅的浓度减半，也可获得大致相同的研磨速率，因此可减低研磨用组合物COMP中的胶态二氧化硅的浓度。其结果为，即使最终将研磨用组合物COMP废弃，环境负担也较小。
以下，列举实施例，具体地说明本发明。
将实施例1~实施例31中的研磨用组合物的成分以及评价结果示于表1~表7。并且，将比较例1~比较例13中的研磨用组合物的成分以及评价结果示于表8~表10。
[表1]
[表2]
[表3]
PAA：聚丙烯酸
[表4]
[表5]
[表6]
[表7]
[表8]
PEG：聚乙二醇
[表9]
PVP：聚(N-乙烯基吡咯啶酮)
TMAH：氢氧化四甲基铵
[表10]
DABCO：1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷
(实施例1)
实施例1中的研磨用组合物COMP1含有浓度相对于研磨用组合物COMP1整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP1整体为0.5(重量%)的硫酸铵。
(实施例2)
实施例2中的研磨用组合物COMP2含有浓度相对于研磨用组合物COMP2整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP2整体为0.5(重量%)的硫酸钾。
(实施例3)
实施例3中的研磨用组合物COMP3含有浓度相对于研磨用组合物COMP3整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP3整体为0.5(重量%)的盐酸。
(实施例4)
实施例4中的研磨用组合物COMP4含有浓度相对于研磨用组合物COMP4整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP4整体为0.5(重量%)的羟乙酸。
(实施例5)
实施例5中的研磨用组合物COMP5含有浓度相对于研磨用组合物COMP5整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP5整体为0.5(重量%)的焦硫酸钾。
(实施例6)
实施例6中的研磨用组合物COMP6含有浓度相对于研磨用组合物COMP6整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP6整体为0.5(重量%)的天冬氨酸。
(实施例7)
实施例7中的研磨用组合物COMP7含有浓度相对于研磨用组合物COMP7整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP7整体为0.5(重量%)的硫酸。
(实施例8)
实施例8中的研磨用组合物COMP8含有浓度相对于研磨用组合物COMP8整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP8整体为0.5(重量%)的焦磷酸。
(实施例9)
实施例9中的研磨用组合物COMP9含有浓度相对于研磨用组合物COMP9整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP9整体为0.5(重量%)的磷酸。
(实施例10)
实施例10中的研磨用组合物COMP10含有浓度相对于研磨用组合物COMP10整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP10整体为0.5(重量%)的硝酸。
(实施例11)
实施例11中的研磨用组合物COMP11含有浓度相对于研磨用组合物COMP11整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP11整体为0.5(重量%)的草酸。
(实施例12)
实施例12中的研磨用组合物COMP12含有浓度相对于研磨用组合物COMP12整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP12整体为0.5(重量%)的PAA(聚丙烯酸)。
(实施例13)
实施例13中的研磨用组合物COMP13含有浓度相对于研磨用组合物COMP13整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP13整体为0.5(重量%)的天冬酰胺。
(实施例14)
实施例14中的研磨用组合物COMP14含有浓度相对于研磨用组合物COMP14整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP14整体为0.5(重量%)的邻苯二甲酸。
(实施例15)
实施例15中的研磨用组合物COMP15含有浓度相对于研磨用组合物COMP15整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP15整体为0.5(重量%)的苯甲酸。
(实施例16)
实施例16中的研磨用组合物COMP16含有浓度相对于研磨用组合物COMP16整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP16整体为0.5(重量%)的丙二酸。
(实施例17)
实施例17中的研磨用组合物COMP17含有浓度相对于研磨用组合物COMP17整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP17整体为0.5(重量%)的碳酸氢铵。
(实施例18)
实施例18中的研磨用组合物COMP18含有浓度相对于研磨用组合物COMP18整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP18整体为0.5(重量%)的过硫酸铵。
(实施例19)
实施例19中的研磨用组合物COMP19含有浓度相对于研磨用组合物COMP19整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP19整体为0.5(重量%)的硫代硫酸铵。
(实施例20)
实施例20中的研磨用组合物COMP20含有浓度相对于研磨用组合物COMP20整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP20整体为0.5(重量%)的甲磺酸。
(实施例21)
实施例21中的研磨用组合物COMP21含有浓度相对于研磨用组合物COMP21整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP21整体为0.5(重量%)的多磷酸。
(实施例22)
实施例22中的研磨用组合物COMP22含有浓度相对于研磨用组合物COMP22整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP22整体为0.5(重量%)的乳酸。
(实施例23)
实施例23中的研磨用组合物COMP23含有浓度相对于研磨用组合物COMP23整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP23整体为0.5(重量%)的丙氨酸。
(实施例24)
实施例24中的研磨用组合物COMP24含有浓度相对于研磨用组合物COMP24整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP24整体为0.5(重量%)的顺丁烯二酸。
(实施例25)
实施例25中的研磨用组合物COMP25含有浓度相对于研磨用组合物COMP25整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP25整体为0.5(重量%)的酒石酸。
(实施例26)
实施例26中的研磨用组合物COMP26含有浓度相对于研磨用组合物COMP26整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP26整体为0.5(重量%)的柠檬酸。
(实施例27)
实施例27中的研磨用组合物COMP27含有浓度相对于研磨用组合物COMP27整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP27整体为0.5(重量%)的苯磺酸。
(实施例28)
实施例28中的研磨用组合物COMP28含有浓度相对于研磨用组合物COMP28整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP28整体为0.5(重量%)的丁醇。
(实施例29)
实施例29中的研磨用组合物COMP29含有浓度相对于研磨用组合物COMP29整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP29整体为0.5(重量%)的甘油。
(实施例30)
实施例30中的研磨用组合物COMP30含有浓度相对于研磨用组合物COMP30整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP30整体为0.5(重量%)的丙醇。
(实施例31)
实施例31中的研磨用组合物COMP31含有浓度相对于研磨用组合物COMP31整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP31整体为0.5(重量%)的乙醇。
(比较例1)
比较例1中的研磨用组合物COMP_CP1含有浓度相对于研磨用组合物COMP_CP1整体为20(重量%)的胶态二氧化硅。即，研磨用组合物COMP_CP1不含有电解质或电解质的盐作为添加剂。
(比较例2)
比较例2中的研磨用组合物COMP_CP2含有浓度相对于研磨用组合物COMP_CP2整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP_CP2整体为0.5(重量%)的葡萄糖。
(比较例3)
比较例3中的研磨用组合物COMP_CP3含有浓度相对于研磨用组合物COMP_CP3整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP_CP3整体为0.5(重量%)的吡啶。
(比较例4)
比较例4中的研磨用组合物COMP_CP4含有浓度相对于研磨用组合物COMP_CP4整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP_CP4整体为0.5(重量%)的糊精。
(比较例5)
比较例5中的研磨用组合物COMP_CP5含有浓度相对于研磨用组合物COMP_CP5整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP_CP5整体为0.5(重量%)的PEG(聚乙二醇)。
(比较例6)
比较例6中的研磨用组合物COMP_CP6含有浓度相对于研磨用组合物COMP_CP6整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP_CP6整体为0.5(重量%)的可溶性淀粉。
(比较例7)
比较例7中的研磨用组合物COMP_CP7含有浓度相对于研磨用组合物COMP_CP7整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP_CP7整体为0.5(重量%)的三乙醇胺。
(比较例8)
比较例8中的研磨用组合物COMP_CP8含有浓度相对于研磨用组合物COMP_CP8整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP_CP8整体为0.5(重量%)的PVP(聚(N-乙烯基吡咯啶酮))。
(比较例9)
比较例9中的研磨用组合物COMP_CP9含有浓度相对于研磨用组合物COMP_CP9整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP_CP9整体为0.5(重量%)的TMAH(氢氧化四甲基铵)。
(比较例10)
比较例10中的研磨用组合物COMP_CP10含有浓度相对于研磨用组合物COMP_CP10整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP_CP10整体为0.5(重量%)的乙胺。
(比较例11)
比较例11中的研磨用组合物COMP_CP11含有浓度相对于研磨用组合物COMP_CP11整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP_CP11整体为0.5(重量%)的DABCO(1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷)。
(比较例12)
比较例12中的研磨用组合物COMP_CP12含有浓度相对于研磨用组合物COMP_CP12整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP_CP12整体为0.5(重量%)的精氨酸。
(比较例13)
比较例13中的研磨用组合物COMP_CP13含有浓度相对于研磨用组合物COMP_CP13整体为20(重量%)的胶态二氧化硅以及浓度相对于研磨用组合物COMP_CP13整体为0.5(重量%)的哌啶。
实施例1~31及比较例1~11、13中的研磨用组合物COMP1~COMP31、COMP_CP1~COMP_CP11、COMP_CP13为使用氨调节为9.5的pH值，比较例12中的研磨用组合物COMP_CP12为使用氨调节为10.1的pH值。
因此，研磨用组合物COMP1~COMP31、COMP_CP1~COMP_CP13除表1~表10所示的成分以外，也含有氨。
并且，研磨用组合物COMP6中所含的天冬氨酸为酸性氨基酸，研磨用组合物COMP13中所含的天冬酰胺及研磨用组合物COMP23中所含的丙氨酸为中性氨基酸，研磨用组合物COMP_CP12中所含的精氨酸为碱性氨基酸。并且，这些氨基酸具有胺及酸两者。
(结果)
使用研磨用组合物COMP1~COMP31研磨SiO2时的研磨速率高于使用研磨用组合物COMP_CP1~COMP_CP13研磨SiO2时的研磨速率。
并且，使用研磨用组合物COMP1~COMP9研磨SiO2时的研磨速率相比使用研磨用组合物COMP_CP1~COMP_CP13研磨SiO2时的研磨速率高约2倍。
尤其是使用研磨用组合物COMP1的情况下，获得
的研磨速率。
并且，使用含有包含作为酸性氨基酸的天冬氨酸的电解质作为添加剂的研磨用组合物COMP6时的研磨速率高于使用研磨用组合物COMP_CP1时的研磨速率。使用含有包含作为中性氨基酸的天冬酰胺的电解质作为添加剂的研磨用组合物COMP13时的研磨速率高于使用研磨用组合物COMP_CP1时的研磨速率。使用含有包含作为中性氨基酸的丙氨酸的电解质作为添加剂的研磨用组合物COMP23时的研磨速率高于使用研磨用组合物COMP_CP1时的研磨速率。使用含有包含作为碱性氨基酸的精氨酸的电解质作为添加剂的研磨用组合物COMP_CP12时的研磨速率低于使用研磨用组合物COMP_CP1时的研磨速率。
因此，通过添加包含酸性氨基酸或中性氨基酸的电解质，会提高研磨速率，而通过添加包含碱性氨基酸的电解质，会降低研磨速率。
因此，本发明的实施方式中，系添加包含酸性氨基酸或中性氨基酸的电解质作为添加剂。
进而，使用含有包含醇的电解质作为添加剂的研磨用组合物COMP28~COMP31时的研磨速率高于使用研磨用组合物COMP_CP1时的研磨速率。
因此，本发明的实施方式中，添加包含醇的电解质作为添加剂。
进而，使用含有包含胺的电解质作为添加剂的研磨用组合物COMP_CP7、COMP_CP10时的研磨速率低于使用研磨用组合物COMP_CP1时的研磨速率。
因此，通过添加包含胺的电解质，会降低研磨速率。
因此，本发明的实施方式中，从添加剂中排除包含胺的电解质。
研磨用组合物COMP1含有作为硫酸盐的硫酸铵作为添加剂。研磨用组合物COMP2含有作为硫酸盐的硫酸钾作为添加剂。研磨用组合物COMP4含有羟乙酸作为添加剂。研磨用组合物COMP5含有作为焦硫酸盐的焦硫酸钾作为添加剂。研磨用组合物COMP7含有硫酸作为添加剂。研磨用组合物COMP8含有焦磷酸作为添加剂。研磨用组合物COMP9含有磷酸作为添加剂。研磨用组合物COMP10含有硝酸作为添加剂。研磨用组合物COMP17含有作为碳酸盐的碳酸氢铵作为添加剂。研磨用组合物COMP18含有作为过硫酸盐的过硫酸铵作为添加剂。研磨用组合物COMP19含有作为硫代硫酸盐的硫代硫酸铵作为添加剂。研磨用组合物COMP21含有多磷酸作为添加剂。
并且，硫酸、羟乙酸、焦硫酸、焦磷酸、磷酸、硝酸、碳酸、过硫酸、硫代硫酸及多磷酸为无机含氧酸。
因此，研磨用组合物COMP1、COMP2、COMP4、COMP5、COMP7~COMP10、COMP17~COMP19、COMP21含有包含无机含氧酸或无机含氧酸的盐的电解质作为添加剂。
并且，研磨用组合物COMP11含有草酸作为添加剂。研磨用组合物COMP12含有包含PAA(聚丙烯酸)的电解质作为添加剂。研磨用组合物COMP14含有邻苯二甲酸作为添加剂。研磨用组合物COMP15含有苯甲酸作为添加剂。研磨用组合物COMP16含有丙二酸作为添加剂。研磨用组合物COMP20含有甲磺酸作为添加剂。研磨用组合物COMP22含有乳酸作为添加剂。研磨用组合物COMP24含有顺丁烯二酸作为添加剂。研磨用组合物COMP25含有酒石酸作为添加剂。研磨用组合物COMP26含有柠檬酸作为添加剂。研磨用组合物COMP27含有苯磺酸作为添加剂。
并且，草酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、丙二酸、甲磺酸、乳酸、顺丁烯二酸、酒石酸、柠檬酸、聚丙烯酸及苯磺酸为有机含氧酸。
因此，研磨用组合物COMP11、COMP12、COMP14~COMP16、COMP20、COMP22、COMP24~COMP27含有包含有机含氧酸的电解质作为添加剂。
进而，研磨用组合物COMP3含有包含盐酸的电解质作为添加剂。
进而，研磨用组合物COMP6含有天冬氨酸作为添加剂。研磨用组合物COMP13含有天冬酰胺作为添加剂。研磨用组合物COMP23含有丙氨酸作为添加剂。
并且，天冬氨酸、天冬酰胺及丙氨酸为酸性氨基酸或中性氨基酸。
因此，研磨用组合物COMP6、COMP13、COMP23含有包含酸性氨基酸或中性氨基酸的电解质作为添加剂。
进而，研磨用组合物COMP28含有丁醇作为添加剂。研磨用组合物COMP29含有甘油作为添加剂。研磨用组合物COMP30含有丙醇作为添加剂。研磨用组合物COMP31含有乙醇作为添加剂。
并且，丁醇、甘油、丙醇及乙醇为醇。
因此，研磨用组合物COMP28~COMP31含有包含醇的电解质作为添加剂。
其结果为，研磨用组合物COMP1~COMP31含有包含无机含氧酸、无机含氧酸的盐、有机含氧酸、盐酸、酸性氨基酸或中性氨基酸及醇中的任一种的电解质作为添加剂。
在该情况下，无机含氧酸、无机含氧酸的盐、有机含氧酸、盐酸、酸性氨基酸或中性氨基酸及醇会在水溶液中释放氢离子。
因此，研磨用组合物COMP1~COMP31含有在水溶液中释放氢离子的电解质或电解质的盐作为添加剂。
结果证实，通过添加包含在水溶液中释放氢离子的电解质或电解质的盐的添加剂，可提高SiO2的研磨速率。
有机含氧酸的盐、盐酸盐及氨基酸盐也可在水溶液中释放氢离子。
因此，本发明的实施方式中的研磨用组合物COMP含有包含无机含氧酸、无机含氧酸的盐、有机含氧酸、有机含氧酸的盐、盐酸、盐酸盐、酸性氨基酸或中性氨基酸、酸性氨基酸或中性氨基酸的盐及醇中的任一种的电解质作为添加剂即可。即，研磨用组合物COMP含有包含含氧酸、含氧酸盐、盐酸、盐酸盐、酸性氨基酸或中性氨基酸、酸性氨基酸或中性氨基酸的盐及醇中的任一种的电解质作为添加剂即可。并且，研磨用组合物COMP通常含有包含在水溶液中释放氢离子的电解质或电解质的盐的添加剂即可。
研磨用组合物COMP优选地为含有包含含氧酸、含氧酸盐、盐酸、盐酸盐、酸性氨基酸或中性氨基酸及酸性氨基酸或中性氨基酸的盐中的任一种的电解质作为添加剂。
并且，研磨用组合物COMP的研磨对象并不限定于SiO2，通常可为SiOx(0<x≦2)。
此次公开的实施方式在所有方面均为例示，并非具有制限性的内容。本发明的范围由权利要求范围所表示，而非所述实施方式的说明，该范围意在包括与专利申请范围等同的含义及在范围内的全部变更。
产业上的实用性
本发明可应用于研磨SiOx(0<x≦2)的研磨用组合物。
Claims (4)
1.研磨用组合物，其包含
胶态二氧化硅，和添加剂，所述添加剂包含在水溶液中释放氢离子的电解质或所述电解质的盐。
2.如权利要求1所述的研磨用组合物，其中所述添加剂包含含氧酸、含氧酸盐、盐酸、盐酸盐、酸性氨基酸或中性氨基酸及酸性氨基酸或中性氨基酸的盐中的任一种。
3.如权利要求2所述的研磨用组合物，其中所述添加剂包含硫酸、焦硫酸、磷酸、焦磷酸或其盐，所述添加剂的浓度相对于所述研磨用组合物整体为2重量%以下。
4.如权利要求3所述的研磨用组合物，其中所述添加剂的浓度相对于所述研磨用组合物整体为1重量%以下。
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