JP2012054281A - 研磨用組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の研磨用組成物はコロイダルシリカを含有する。コロイダルシリカの平均アスペクト比をA(無次元)、コロイダルシリカの平均粒子径をD(単位:nm)、コロイダルシリカの粒子径の標準偏差をE(単位:nm)、コロイダルシリカ中に占める粒子径が1〜300nmである粒子の体積割合をF(単位:%)としたときに、式:A×D×E×Fで求められる値は350,000以上である。また、コロイダルシリカ中に占める粒子径が1〜300nmである粒子の体積割合は90%以上である。
【選択図】なし
Description
上記の態様において、コロイダルシリカ中に占める粒子径が300nmを超える粒子の体積割合は2%未満であることが好ましい。
本実施形態の研磨用組成物は、少なくともコロイダルシリカを含有し、半導体デバイス材料からなる研磨対象物、例えばシリコンウェーハや化合物半導体ウェーハなどの半導体ウェーハ、あるいはウェーハ上に形成された誘電体物質又は導電体物質の膜を研磨する用途で主に使用される。
・ 本実施形態の研磨用組成物中に含まれるコロイダルシリカの平均アスペクト比A(無次元)、平均粒子径D(単位nm)、粒子径の標準偏差E(単位nm)及び粒子径が1〜300nmである粒子の体積含有率F(単位%)の積(A×D×E×Fの値)は350,000以上である。これにより、コロイダルシリカの平均アスペクト比が比較的高く、かつコロイダルシリカ中に研磨に有効なサイズの粒子が比較的多く含まれ、かつコロイダルシリカの粒子径分布が比較的ブロードであることが理由で、本実施形態の研磨用組成物は高い研磨速度で研磨対象物を研磨することができる。また、研磨用組成物中に含まれるコロイダルシリカに占める粒子径が1〜300nmである粒子の体積割合が90%以上であることにより、コロイダルシリカ中に沈降しやすい粗大な粒子が少ないことが理由で、本実施形態の研磨用組成物は高い沈降安定性を有する。よって、本実施形態によれば、優れた研磨速度と沈降安定性を両立したコロイダルシリカを含んだ研磨用組成物を提供することができる。
・ 前記実施形態の研磨用組成物は、公知の添加剤を必要に応じてさらに含有してもよい。例えば、(a)アルカリ金属の水酸化物、アルカリ金属塩、アンモニア、アンモニウム塩、アミン、アミン化合物、第四級アンモニウム水酸化物、第四級アンモニウム塩等のアルカリ、(b)塩酸、リン酸、硫酸、ホスホン酸、硝酸、ホスフィン酸、ホウ酸等の無機酸、あるいは、酢酸、イタコン酸、コハク酸、酒石酸、クエン酸、マレイン酸、グリコール酸、マロン酸、メタンスルホン酸、ギ酸、リンゴ酸、グルコン酸、アラニン、グリシン、乳酸、hydroxyethylidene diphosphonic acid(HEDP)、nitrilotris[methylene phosphonic acid](NTMP)、phosphonobutane tricarboxylic aci d(PBTC)等の有機酸、(c)ノニオン性、アニオン性、カチオン性又は両性の界面活性剤、(d)水溶性セルロース、ビニル系ポリマー、ポリアルキレンオキサイド等の水溶性ポリマー、(e)ポリアミン、ポリホスホン酸、ポリアミノカルボン酸、ポリアミノホスホン酸等のキレート剤、(f)過酸化水素、過酸化物、オキソ酸、酸性金属塩化合物等の酸化剤、(g)防かび剤、殺菌剤、殺生物剤等のその他の添加剤のいずれかを含有してもよい。
・ 前記実施形態の研磨用組成物は、半導体デバイス材料からなる研磨対象物を研磨する以外の用途で使用されてもよい。
実施例1〜3及び比較例1〜10では、コロイダルシリカスラリーを純水で希釈した後、48質量%水酸化カリウム水溶液を用いてpH11.0に調整することにより研磨用組成物を調製した。いずれの研磨用組成物の場合も研磨用組成物中のコロイダルシリカの含有量は10.0質量%である。各例の研磨用組成物中に含まれるコロイダルシリカの詳細、各例の研磨用組成物を用いて測定した研磨速度の値、並びに各例の研磨用組成物の沈降安定性を評価した結果を表1に示す。
表1の“粒子径が50nm以上でかつアスペクト比が1.2以上である粒子の体積含有率”欄には、各例の研磨用組成物中のコロイダルシリカに占める粒子径が50nm以上でかつアスペクト比が1.2以上である粒子の体積割合を測定した結果を示す。
表1の“粒子径の標準偏差”欄には、各例の研磨用組成物中のコロイダルシリカの粒子径の標準偏差を測定した結果を示す。
表1の“沈降安定性”欄には、各例の研磨用組成物250mLを蓋付き透明樹脂容器に入れ、蓋を閉めて室温下にて5日間静置した後に、容器の底部を観察して固形の凝集物の有無を調べることにより、研磨用組成物の沈降安定性を評価した結果を示す。同欄中の×(不良)は容器の底部の全体にわたり凝集物が認められたことを示し、△(やや不良)は、容器の底部の全体にわたってではないものの凝集物が認められたこと、○(良)は、凝集物が認められなかったことを示す。
Claims (4)
- コロイダルシリカを含有する研磨用組成物であって、コロイダルシリカの平均アスペクト比をA(無次元)、コロイダルシリカの平均粒子径をD(単位nm)、コロイダルシリカの粒子径の標準偏差をE(単位nm)、コロイダルシリカ中に占める粒子径が1〜300nmである粒子の体積割合をF(単位%)としたとき、式:A×D×E×Fで求められる値が350,000以上であり、なおかつ、コロイダルシリカ中に占める粒子径が1〜300nmである粒子の体積割合が90%以上であることを特徴とする研磨用組成物。
- コロイダルシリカのアスペクト比の標準偏差をB(無次元)としたとき、式:A×B×D×E×Fで求められる値は30,000以上である、請求項1に記載の研磨用組成物。
- コロイダルシリカ中に占める粒子径が50nm以上でかつアスペクト比が1.2以上である粒子の体積割合は50%以上である、請求項1又は2に記載の研磨用組成物。
- コロイダルシリカ中に占める粒子径が300nmを超える粒子の体積割合は2%未満である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の研磨用組成物。
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