CN110099977A - 研磨用组合物及硅晶圆的研磨方法 - Google Patents
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Abstract
提供能实现高平坦性的研磨用组合物、及硅晶圆的研磨方法。研磨用组合物含有磨粒和碱性化合物，磨粒的异形度参数与粒径分布宽度的乘积为4以上。磨粒的异形度参数是构成磨粒的各颗粒的投影面积Sr与各颗粒的虚拟投影面积Si之比Sr/Si减1而得的值的绝对值|Sr/Si‑1|的平均值，虚拟投影面积Si是以各颗粒的垂直费雷特直径为直径的虚拟圆的面积。磨粒的粒径分布宽度是磨粒的体积基准的累积粒径分布中的90％粒径与10％粒径之差。90％粒径与10％粒径的单位为nm。
Description
技术领域
本发明涉及研磨用组合物及硅晶圆的研磨方法。
背景技术
为了硅晶圆的平坦化，已经提出了各种涉及研磨用组合物、研磨方法的技术。作为这样的技术，可列举例如专利文献1公开的技术。但是，近年来对硅晶圆品质的要求水准日益提高，因此这些技术需要进行进一步的改良。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开公报2001年第011433号
发明内容
发明要解决的问题
本发明的技术问题在于解决如上所述的现有技术所存在的问题、并且提供能实现高平坦性的研磨用组合物及硅晶圆的研磨方法。
用于解决问题的方案
为了解决上述技术问题，本发明的一个方式的研磨用组合物的主旨在于，含有磨粒和碱性化合物，磨粒的异形度参数与粒径分布宽度的乘积为4以上，磨粒的异形度参数是构成磨粒的各颗粒的投影面积Sr与各颗粒的虚拟投影面积Si之比Sr/Si减1而得的值的绝对值|Sr/Si-1|的平均值，虚拟投影面积Si是以各颗粒的垂直费雷特直径为直径的虚拟圆的面积，磨粒的粒径分布宽度是磨粒的体积基准的累积粒径分布中的90％粒径与10％粒径之差。90％粒径与10％粒径的单位为nm。
另外，本发明的另一方式的硅晶圆的研磨方法的主旨在于，包括使用上述一个方式的研磨用组合物来研磨硅晶圆的步骤。
发明的效果
根据本发明，能实现高平坦性。
附图说明
图1是对构成磨粒的颗粒的投影面积进行说明的图。
图2是对构成磨粒的颗粒的虚拟投影面积进行说明的图。
图3是对构成磨粒的颗粒的虚拟投影面积进行说明的图。
具体实施方式
对本发明的一个实施方式进行详细说明。本实施方式的研磨用组合物含有磨粒和碱性化合物。作为该磨粒，使用异形度参数与粒径分布宽度的乘积为4以上的磨粒。
磨粒的粒径分布宽度是指：磨粒的体积基准的累积粒径分布中的90％粒径(以下有时也记作“D90”)与10％粒径(以下有时也记作“D10”)之差。需要说明的是，D10、D90是指：在体积基准的累积粒径分布中，从小粒径侧起的累积分布数分别为10％、90％的粒径。90％粒径与10％粒径的单位为nm。这些D10、D90可以使用激光衍射/散射式粒径分布测定装置来测定。作为激光衍射/散射式粒径分布测定装置，使用日机装株式会社制的纳米粒度分布测定装置“UPA-UT”。
另外，磨粒的异形度参数是指：构成磨粒的各颗粒的投影面积Sr与构成磨粒的各颗粒的虚拟投影面积Si之比Sr/Si减1而得的值的绝对值|Sr/Si-1|的平均值。在此，虚拟投影面积Si是指：以构成磨粒的各颗粒的垂直费雷特直径为直径的虚拟圆的面积。
磨粒的异形度参数是表示构成磨粒的颗粒的形状与正球状相比的差异度的指标，异形度参数越接近0则意味着颗粒的形状越接近正球，异形度参数的数值越大则意味着颗粒的形状呈越偏离正球的形状。即，异形度参数的数值越大则意味着颗粒形状的异形度越高。
构成磨粒的各颗粒的投影面积Sr可以通过使用扫描型电子显微鏡(SEM)的图像分析来计算。参照图1来进行说明。由SEM图像可以得到颗粒的投影面积。图1中画有阴影线的部分为投影面积Sr。并且分别得到构成磨粒的各颗粒的投影面积Sr。
构成磨粒的各颗粒的虚拟投影面积Si可以通过使用了SEM的图像分析来计算。参照图2、3来进行说明。由SEM图像可以得到颗粒的水平费雷特直径Fx及垂直费雷特直径Fy。分别得到构成磨粒的各颗粒的垂直费雷特直径Fy。然后，若计算以该垂直费雷特直径Fy为直径的虚拟圆的面积，则可以得到虚拟投影面积Si。
磨粒的异形度参数是构成磨粒的各颗粒的投影面积Sr与各颗粒的虚拟投影面积Si之比Sr/Si减1而得的值的绝对值|Sr/Si-1|的平均值。磨粒的异形度参数使用200个颗粒的投影面积Sr和虚拟投影面积Si来计算。
这样的本实施方式的研磨用组合物可以适宜用于单晶硅、多晶硅、硅化合物、金属、陶瓷等各种研磨对象物的研磨，能实现高平坦性。特别是如果将本实施方式的研磨用组合物用于研磨硅晶圆，则能够制造具有高平坦性的硅单晶晶圆等硅晶圆。
例如，在制造硅晶圆时，如果对形成有硬激光标记的硅晶圆实施预研磨，则有时会在硬激光标记的周缘部形成突起。由此使硅晶圆的平坦性下降。该形成在硬激光标记的周缘部的突起不能通过精密研磨去除，有所制成的硅晶圆的平坦性变得不充分的担心。
使用本实施方式的研磨用组合物进行形成有硬激光标记的硅晶圆的预研磨时，能够降低形成在硬激光标记的周缘部的突起。因此如果在使用本实施方式的研磨用组合物进行预研磨之后进行精密研磨，则能够制造具有高平坦性的硅晶圆。
本实施方式的研磨用组合物如上所述适合于形成有硬激光标记的硅晶圆的预研磨，但本实施方式的研磨用组合物的用途、所研磨的研磨对象物的种类均没有特别限定。
例如，本实施方式的研磨用组合物也可以用于未形成硬激光标记的研磨对象物。另外，不限于在预研磨中使用，也可以在对预研磨后的研磨对象物的表面进行镜面精加工的精密研磨中使用。进而，在形成有硬激光标记的硅晶圆的预研磨中，通常进行双面研磨，但本实施方式的研磨用组合物也可以用于单面研磨。
以下对本实施方式的研磨用组合物进行详细说明。需要说明的是，以下所说明的各种操作、物性的测定只要没有特别声明则在20℃以上且25℃以下的室温、相对湿度40％以上且50％以下的条件下进行。
1.关于磨粒
本实施方式的研磨用组合物需要使用异形度参数与粒径分布宽度的乘积为4以上的磨粒，例如可以使用异形度参数与粒径分布宽度的乘积为8以上的磨粒。通过使用构成磨粒的颗粒的形状的异形度高、且粒径分布宽度大的磨粒，构成磨粒的颗粒在研磨时不易滚动而留在微小范围内，因此研磨压力提高。因此，能实现高平坦性，例如在进行形成有硬激光标记的硅晶圆的研磨时能够降低形成在硬激光标记的周缘部的突起。
异形度参数与粒径分布宽度的乘积可以设为40以下，可以为30以下，也可以设为20以下。即，异形度参数与粒径分布宽度的乘积可以设为4以上且40以下，优选为4以上且30以下，进一步优选为4以上且20以下，最优选为4以上且10以下。
磨粒的种类没有特别限定，可以使用无机颗粒、有机颗粒、有机无机复合颗粒等作为磨粒。作为无机颗粒的具体例，可列举：由二氧化硅、氧化铝、氧化铈、二氧化钛等氧化物形成的颗粒；由氮化硅、碳化硅、氮化硼等陶瓷形成的颗粒。另外，作为有机颗粒的具体例，可列举聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)颗粒。作为有机无机复合颗粒的具体例，可列举在二氧化硅上结合有聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的颗粒。这些颗粒中，优选二氧化硅，更优选胶体二氧化硅。需要说明的是，磨粒可以单独使用1种，也可以将2种以上混合使用。
本实施方式的研磨用组合物所含有的磨粒的平均粒径没有特别限定，有平均粒径大则研磨速度提高的倾向。以通过使用了SEM的图像观察而测得的平均一次粒径而言，磨粒的平均一次粒径优选为20nm以上，更优选为30nm以上，进一步优选为40nm以上，更进一步优选为45nm以上。另外，以利用动态光散射法测定的平均二次粒径而言，磨粒的平均二次粒径优选为30nm以上，更优选为50nm以上，进一步优选为70nm以上，更进一步优选为90nm以上。
从研磨用组合物的分散稳定性的观点出发，磨粒的平均一次粒径优选为500nm以下，更优选为200nm以下，进一步优选为100nm以下。另外，磨粒的平均二次粒径也同样地优选为500nm以下，更优选为250nm以下，进一步优选为200nm以下。
本实施方式的研磨用组合物中的磨粒含量可以设为0.01质量％以上，优选为0.1质量％以上，更优选为0.3质量％以上。如果磨粒的含量在上述范围内则容易得到高平坦性。另一方面，研磨用组合物中的磨粒含量可以设为5质量％以下，优选为2质量％以下，更优选为1质量％以下。如果磨粒的含量在上述范围内则可以兼顾高平坦性和研磨用组合物的制造成本的降低。
2.关于碱性化合物
本实施方式的研磨用组合物含有碱性化合物。该碱性化合物对硅晶圆等研磨对象物的表面提供化学性的作用。于是研磨对象物的表面受到化学性研磨。通过该化学研磨，变得容易提高对研磨对象物进行研磨时的研磨速度。
碱性化合物的种类没有特别限定，可以是有机碱性化合物，也可以是碱金属氢氧化物、碱金属碳酸氢盐、碱金属碳酸盐、氨等无机碱性化合物。这些碱性化合物既可以单独使用1种，也可以将2种以上组合使用。
碱金属氢氧化物的种类没有特别限定，可列举例如氢氧化钠、氢氧化钾。另外，碱金属碳酸氢盐的种类没有特别限定，可列举例如碳酸氢钠、碳酸氢钾。另外，碱金属碳酸盐的种类没有特别限定，可列举例如碳酸钠、碳酸钾。
作为有机碱性化合物的例子，可列举四烷基铵盐等季铵盐。作为上述铵盐中的阴离子，可列举OH-。在组合使用碱金属氢氧化物等其它碱性化合物时，作为阴离子，也可使用F-、Cl-、Br-、I-、ClO4 -、BH4 -等。可优选使用例如胆碱、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵等季铵盐。这些中，更优选四甲基氢氧化铵。
作为有机碱性化合物的其它例子，可列举四烷基鏻盐等季鏻盐。作为上述鏻盐中的阴离子，可列举OH-。在组合使用碱金属氢氧化物等其它碱性化合物时，作为阴离子，也可使用F-、Cl-、Br-、I-、ClO4 -、BH4 -等。可优选使用例如四甲基鏻、四乙基鏻、四丙基鏻、四丁基鏻等的卤化物、氢氧化物。
作为有机碱性化合物的其它例子，可列举胺类、哌嗪类、唑类、二氮杂双环烷烃类、其它环状胺类、胍等。作为胺类，可列举例如甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、单乙醇胺、N-(β-氨基乙基)乙醇胺、六亚甲基二胺、二亚己基三胺、三亚乙基四胺。作为哌嗪类，可列举例如哌嗪、1-(2-氨基乙基)哌嗪、N-甲基哌嗪。作为唑类，可列举例如咪唑、三唑。作为二氮杂双环烷烃类，可列举例如1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯、1,5-二氮杂双环[4.3.0]-5-壬烯。作为其它环状胺类，可列举例如哌啶、氨基吡啶。
本实施方式的研磨用组合物中的碱性化合物的含量可以设为0.001质量％以上，优选为0.01质量％以上，更优选为0.05质量％以上。如果碱性化合物的含量在上述范围内，则通过研磨用组合物进行的研磨对象物的研磨速度提高。另一方面，研磨用组合物中的碱性化合物的含量可以设为5质量％以下，优选为3质量％以下，更优选为1.5质量％以下。如果碱性化合物的含量在上述范围内，则研磨用组合物的稳定性增加，制造成本降低。
3.关于研磨用组合物的pH
本实施方式的研磨用组合物的pH没有特别限定，可以设为9.0以上，更优选为10.0以上，进一步优选为10.2以上。另外，pH可以设为12.0以下，更优选为11.4以下，进一步优选为11.0以下。如果pH在上述范围内，则研磨速度进一步提高。研磨用组合物的pH例如可以通过添加后述的pH调节剂来调节。
4.关于添加剂
本实施方式的研磨用组合物可以为了提高其性能而根据需要添加pH调节剂、水溶性高分子、表面活性剂、螯合剂、防霉剂等各种添加剂。这里，水溶性高分子既可以是水溶性共聚物，也可以是水溶性高分子、水溶性共聚物的盐或衍生物。其中，优选实质上不含氧化剂。
4-1关于pH调节剂
本实施方式的研磨用组合物的pH值可以通过添加pH调节剂来调节。通过调节研磨用组合物的pH，可以对研磨对象物的研磨速度、磨粒的分散性等进行控制。pH调节剂的添加量没有特别限定，按照使研磨用组合物达到期望的pH的方式适宜调节即可。
作为pH调节剂的具体例，可列举无机酸、羧酸、有机硫酸等有机酸。作为无机酸的具体例，可列举盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸、硼酸、碳酸、次磷酸、亚磷酸、磷酸等。另外，作为羧酸的具体例，可列举甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、2-甲基丁酸、正己酸、3,3-二甲基丁酸、2-乙基丁酸、4-甲基戊酸、正庚酸、2-甲基己酸、正辛酸、2-乙基己酸、苯甲酸、羟基乙酸、水杨酸、甘油酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、马来酸、邻苯二甲酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、乳酸、二甘醇酸、2-呋喃羧酸、2,5-呋喃二羧酸、3-呋喃羧酸、2-四氢呋喃羧酸、甲氧基乙酸、甲氧基苯基乙酸、苯氧基乙酸等。另外，作为有机硫酸的具体例子，可列举甲磺酸、乙磺酸、羟乙磺酸等。这些酸可以单独使用1种，也可以将2种以上组合使用。
4-2关于水溶性高分子
本实施方式的研磨用组合物中可以添加作用于研磨对象物的表面、磨粒的表面的水溶性高分子。这里，水溶性高分子既可以是水溶性共聚物，也可以是水溶性高分子、水溶性共聚物的盐或衍生物。作为水溶性高分子、水溶性共聚物、它们的盐或衍生物的具体例，可列举聚丙烯酸盐等聚羧酸、聚膦酸、聚苯乙烯磺酸等聚磺酸。另外，作为其它具体例，可列举：黄原胶、海藻酸钠等多糖类；羟乙基纤维素、羧甲基纤维素等纤维素衍生物。
另外，作为其它具体例，可列举具有吡咯烷酮单元的水溶性高分子、聚乙二醇、聚乙烯醇、山梨醇酐单油酸酯、具有一种或多种氧亚烷基单元的氧亚烷基系聚合物等。作为具有吡咯烷酮单元的水溶性高分子，可列举例如聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基吡咯烷酮-聚丙烯酸共聚物、聚乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物。这些水溶性高分子中，优选具有吡咯烷酮单元的水溶性高分子，更优选聚乙烯基吡咯烷酮。这些水溶性高分子既可以单独使用1种，也可以将2种以上组合使用。
4-3关于表面活性剂
本实施方式的研磨用组合物中可以添加表面活性剂。作为表面活性剂，可列举阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂。这些表面活性剂中，优选使用非离子型表面活性剂。
作为非离子型表面活性剂的具体例，可列举环氧烷的均聚物、多种环氧烷的共聚物、聚环氧烷加成物。这些非离子型表面活性剂中，优选使用多种环氧烷的共聚物或聚环氧烷加成物。
4-4关于螯合剂
本实施方式的研磨用组合物中可以添加螯合剂。螯合剂通过捕捉研磨体系中的金属杂质成分而形成络合物，从而抑制硅晶圆的金属污染，特别是镍、铜所致的污染。
作为螯合剂的具体例，可列举：葡糖酸等羧酸系螯合剂；乙二胺、二亚乙基三胺、三甲基四胺等胺系螯合剂；乙二胺四乙酸、次氮基三乙酸、羟乙基乙二胺三乙酸、三亚乙基四胺六乙酸、二亚乙基三胺五乙酸等多氨基多羧酸系螯合剂；2-氨基乙基膦酸、1-羟基乙叉-1,1-二膦酸、氨基三(亚甲基膦酸)、乙二胺四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、乙烷-1,1-二膦酸、乙烷-1,1,2-三膦酸、甲烷羟基膦酸、1-膦酰基丁烷-2,3,4-三羧酸等有机膦酸系螯合剂；酚衍生物、1,3-二酮等。这些螯合剂中，优选使用有机膦酸系螯合剂、特别优选使用乙二胺四(亚甲基膦酸)。这些螯合剂既可以单独使用1种，也可以将2种以上组合使用。
4-5关于防霉剂
本实施方式的研磨用组合物中可以添加防霉剂。作为防霉剂的具体例，可列举噁唑烷-2,5-二酮等噁唑啉等。
4-6关于氧化剂
本实施方式的研磨用组合物优选实质上不含氧化剂。这是由于，如果研磨用组合物中包含氧化剂，则由于将研磨用组合物供给于研磨对象物，研磨对象物的表面会被氧化而产生氧化膜，由此使所需的研磨时间变长。作为氧化剂的具体例，可列举过氧化氢(H2O2)、过硫酸钠、过硫酸铵、高锰酸钾、二氯异氰脲酸钠等。
需要说明的是，“研磨用组合物实质上不含氧化剂”是指：至少不刻意地使其含有氧化剂。因此，由于原料、制法等而不可避免地包含微量氧化剂的研磨用组合物可包含在这里所谓的“实质上不含氧化剂的研磨用组合物”的概念内。研磨用组合物中的氧化剂的摩尔浓度为例如0.0005摩尔/L以下，优选为0.0001摩尔以下，更优选为0.00001摩尔/L以下，特别优选为0.000001摩尔/L以下。
5.关于水
本实施方式的研磨用组合物可以含有水。水作为用于分散或溶解研磨用组合物的各成分、即磨粒、碱性化合物、添加剂等的分散介质或溶剂起作用。为了最大限度地避免研磨用组合物中所含的其它成分的作用受到抑制，优选使用例如过渡金属离子的总含量为100ppb以下的水。例如可以通过使用离子交换树脂去除杂质离子、利用过滤器去除颗粒、通过蒸馏等操作来提高水的纯度。具体而言，优选使用离子交换水、纯水、超纯水、蒸馏水等。
6.关于研磨用组合物的制造方法
本实施方式的研磨用组合物的制造方法没有特别限定，可以通过将磨粒、碱性化合物、及根据期望而使用的pH调节剂、水溶性高分子等各种添加剂在水中搅拌、混合来制造。混合时的温度没有特别限定，优选为10℃以上且40℃以下，也可以为了提高溶解速度而进行加热。另外，混合时间也没有特别限定。
7.关于硅晶圆等研磨对象物的研磨方法
使用本实施方式的研磨用组合物的研磨对象物的研磨可以利用常规的研磨中所使用的研磨装置、研磨条件来进行。例如可以使用单面研磨装置、双面研磨装置。
例如，在研磨对象物为硅晶圆等晶圆并使用单面研磨装置进行研磨时，使用被称为载体的保持件保持晶圆，将晶圆的单面按压在粘贴有研磨布的研磨平板上，边供给研磨用组合物边使研磨平板旋转，由此对晶圆的单面进行研磨。
另外，使用双面研磨装置研磨晶圆时，使用被称为载体的保持件保持晶圆，使粘贴有研磨布的研磨平板从晶圆的两侧分别按压在晶圆的两表面，边供给研磨用组合物边使两侧的研磨平板旋转，由此对晶圆的两面进行研磨。
在使用任意的研磨装置时，均通过基于研磨布和研磨用组合物与晶圆的摩擦的物理作用、以及研磨用组合物对晶圆带来的化学作用来对晶圆进行研磨。
作为研磨布，可以使用聚氨酯、无纺布、绒面革等各种材质的研磨布。另外，除了材质不同以外，还可以使用硬度、厚度等物性分别不同的各种研磨布。另外可以使用包含磨粒或不含磨粒的研磨布中的任意者，优选使用不含磨粒的研磨布。进一步，可以使用实施了可使液态的研磨用组合物积存的槽加工的研磨布。
另外，在研磨条件中，对施加于研磨对象物的压力、即研磨载荷没有特别限定，可以设为5kPa以上且50kPa以下，优选为8kPa以上且40kPa以下，更优选为10kPa以上且30kPa以下。如果研磨载荷在该范围内，则可以发挥充分的研磨速度且抑制载荷所致的研磨对象物破损、或研磨对象物的表面产生划痕等缺陷。
另外，研磨条件中，研磨中所使用的研磨布与硅晶圆等研磨对象物的相对速度(线速度)没有特别限定，可以设为10m/分钟以上且300m/分钟以下，优选为30m/分钟以上且200m/分钟以下。如果研磨布与研磨对象物的相对速度在该范围内，则可以得到充分的研磨速度。另外，能够抑制研磨对象物的摩擦所致的研磨布破损，而且能使摩擦充分传导至研磨对象物、从而抑制所谓的研磨对象物滑动的状态，能够充分进行研磨。
另外，对于研磨条件中的研磨用组合物的供给量，根据研磨对象物的种类、研磨装置的种类、研磨条件而不同，只要是足以没有不均地、整面地将研磨用组合物供给到研磨对象物与研磨布的量即可。研磨用组合物的供给量少时，有时研磨用组合物未被供给到研磨对象物整体、或研磨用组合物干燥凝固而使研磨对象物的表面产生缺陷。相反，当研磨用组合物的供给量多时，不经济，而且有过量的研磨用组合物妨碍摩擦、从而抑制研磨的担心。特别是有因水而妨碍摩擦、从而抑制研磨的担心。
另外，本实施方式的研磨用组合物可以在用于研磨对象物的研磨之后回收、并且再次用于研磨对象物的研磨。作为再次使用研磨用组合物的方法的一例，可列举如下方法：将从研磨装置排出的研磨用组合物回收到罐中，使其再次在研磨装置内循环来用于研磨。如果将研磨用组合物循环使用，则能够减少以废液的形式排出的研磨用组合物的量，因此能够降低环境负荷。另外，能够减少所使用的研磨用组合物的量，因此能够降低研磨对象物的研磨所需要的制造成本。
再次使用本实施方式的研磨用组合物时，可以以组成调整剂的形式添加因用于研磨而消耗或损失的磨粒、碱性化合物、添加剂等的一部分或全部之后进行再次使用。作为组成调整剂，可以使用以任意的混合比率将磨粒、碱性化合物、添加剂等混合而成的混合物。通过追加添加组成调整剂，可以调整为适合于研磨用组合物的再次使用的组成，可以进行适宜的研磨。组成调整剂中所含有的磨粒、碱性化合物、及其它添加剂的浓度是任意的，没有特别限定，根据罐的大小、研磨条件适宜调整即可。
需要说明的是，本实施方式示出本发明的一例，本发明不限定于本实施方式。另外，可以对本实施方式实施各种变更或改良，这种实施了变更或改良的方式也包含在本发明中。例如，本实施方式的研磨用组合物可以是单组分型，也可以是将研磨用组合物的部分成分或全部成分以任意的比率混合而成的双组分型等多组分型。另外，在研磨研磨对象物时，可以直接使用本实施方式的研磨用组合物的原液进行研磨，也可以使用将原液用水等稀释液稀释至例如10倍以上后的研磨用组合物的稀释物进行研磨。
〔实施例〕
以下示出实施例，边参照表1边更具体地说明本发明。
将由胶体二氧化硅构成的磨粒、3种碱性化合物、添加剂和超纯水混合而制造了实施例1～7及比较例1～4的研磨用组合物。3种碱性化合物为氢氧化钾、碳酸钾、四甲基氢氧化铵，添加剂为螯合剂。
对于任意的研磨用组合物，均将原液用超纯水稀释至30倍而制造了研磨用组合物。原液中的胶体二氧化硅的浓度为11.7质量％，氢氧化钾的浓度为0.13质量％，碳酸钾的浓度为1.12质量％，四甲基氢氧化铵的浓度为1.72质量％，作为螯合剂的乙二胺四(亚甲基膦酸)的浓度为0.08质量％。
实施例1～7及比较例1～4的研磨用组合物的区别仅在于胶体二氧化硅的种类。实施例1～7及比较例1～4的研磨用组合物所使用的各胶体二氧化硅的异形度参数及粒径分布宽度(D90-D10)、以及异形度参数与粒径分布宽度的乘积如表1所示。另外，将实施例1～7及比较例1～4的研磨用组合物所使用的各胶体二氧化硅的D10、D90及平均粒径D50一并示于表1。
各胶体二氧化硅的异形度参数通过使用SEM的图像分析计算出。另外，各胶体二氧化硅的D10及D90使用日机装株式会社制的纳米粒度分布测定装置“UPA-UT”进行了测定。
[表1]
使用实施例1～7及比较例1～4的研磨用组合物并按照下述的研磨条件进行直径4英寸的裸硅晶圆的研磨。该硅晶圆的表面形成有硬激光标记。另外，该硅晶圆的传输型为P型，晶体取向为＜100＞，电阻率为0.1Ω·cm以上且小于100Ω·cm。
(研磨条件)
研磨装置：Engis Japan Corporation制的单面研磨装置、型号“EJ-380IN”
研磨垫(研磨布)：Nitta Haas Incorporated制“MH-S15A”
研磨载荷：16.7kPa
研磨平板的转速：50分钟-1
研磨头(载体)的转速：40分钟-1
研磨时间：使研磨的加工余量为5μm的时间(其中，在加工余量达不到5μm时，在60分钟时结束研磨)
研磨用组合物的供给速度：100mL/分钟(挂流使用)
研磨用组合物的温度：23～26℃
然后，测定研磨前的硅晶圆的质量和研磨后的硅晶圆的质量，由其质量差、研磨时间、被研磨面的面积、硅的密度等计算出研磨速度。将结果示于表1。
另外，对研磨完成后的硅晶圆的表面进行分析，测定了形成在硬激光标记的周缘部的突起的高度。将结果示于表1。突起的高度使用东京精密株式会社制的形状测定装置SURFCOM DX-12而测定。
由表1可知，实施例1～7的研磨用组合物由于胶体二氧化硅的异形度参数与粒径分布宽度的乘积为4以上，因而研磨速度高且形成在硬激光标记的周缘部的突起的高度低。由该结果可知，如果使用实施例1～7的研磨用组合物对形成有硬激光标记的硅晶圆的表面进行研磨，则能够降低形成在硬激光标记的周缘部的突起。
与此相对地，比较例1～4的研磨用组合物由于胶体二氧化硅的异形度参数与粒径分布宽度的乘积小于4，因而形成在硬激光标记的周缘部的突起的高度高。由该结果可知，即使使用比较例1～4的研磨用组合物对形成有硬激光标记的硅晶圆的表面进行研磨，也不能充分降低形成在硬激光标记的周缘部的突起。特别是比较例1、4的研磨用组合物，不能对硅晶圆的表面进行研磨。
附图标记说明
Fx 水平费雷特直径
Fy 垂直费雷特直径
Claims (4)
1.一种研磨用组合物，其含有磨粒和碱性化合物，所述磨粒的异形度参数与粒径分布宽度的乘积为4以上，
所述磨粒的异形度参数是构成所述磨粒的各颗粒的投影面积Sr与所述各颗粒的虚拟投影面积Si之比Sr/Si减1而得的值的绝对值|Sr/Si-1|的平均值，
所述虚拟投影面积Si是以所述各颗粒的垂直费雷特直径为直径的虚拟圆的面积，
所述磨粒的粒径分布宽度是所述磨粒的体积基准的累积粒径分布中的90％粒径与10％粒径之差。
2.根据权利要求1所述的研磨用组合物，其中，所述磨粒包含二氧化硅。
3.根据权利要求1或2所述的研磨用组合物，其用于硅晶圆的研磨。
4.一种硅晶圆的研磨方法，其包括使用权利要求1～3中任一项所述的研磨用组合物来研磨硅晶圆的步骤。
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