JP6381619B2 - 研磨用組成物、及び研磨用組成物の製造方法 - Google Patents
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Description
前記水溶性高分子の重量平均分子量は200000以下であることが好ましい。
前記水溶性高分子の重量平均分子量は100000以下であることが好ましい。
前記研磨用組成物原液における前記二酸化ケイ素の含有量を1質量%以上20質量%以下とするとともに、前記塩基性化合物の含有量を0.01質量%以上1質量%以下とすることが好ましい。
本実施形態の研磨用組成物は、少なくとも二酸化ケイ素と水溶性高分子と水とを含有する。本実施形態の研磨用組成物は、例えばシリコン基板等の半導体基板を研磨対象物として、その半導体基板を研磨する用途に用いられる。
研磨用組成物中の塩基性組成物は、基板表面に対して、化学的な作用を与えて化学的に研磨する(ケミカルエッチング)。これにより、基板を研磨する際の研磨速度を向上させることが容易となる。
従来、研磨用組成物中に水溶性高分子を含有させることによって、基板表面に親水性が付与される傾向があることが知られている。本発明者らは、鋭意研究の結果、二酸化ケイ素と水溶性高分子とを含有する研磨用組成物において、二酸化ケイ素に吸着した水溶性高分子を含む吸着物の絶対量及び研磨用組成物中における上記吸着物の相対量と、基板表面への親水性の付与効果との間に関連性が存在することを見出した。そして、上記吸着物の炭素換算濃度を4質量ppm以上とするとともに、研磨用組成物の全炭素量に対する上記吸着物の炭素換算濃度の百分率を15%以上とすることによって、基板表面への親水性の付与効果が顕著に高められることを見出した。
研磨用組成物の製造方法は、二酸化ケイ素と水溶性高分子と水とを含有する研磨用組成物原液を調製する原液調製工程と、研磨用組成物原液を希釈する希釈工程とを有する。
原液調製工程では、先ず、二酸化ケイ素及び水を含有する第1混合液が調製される。このとき、二酸化ケイ素は予めろ過しておくことが好ましい。第1混合液のpHは、8以上であることが好ましく、より好ましくは9以上である。第1混合液のpHの上昇によって、後工程において、第1混合液と水溶性高分子と混合した際に、二酸化ケイ素に対する水溶性高分子の吸着を抑制できるとともに、水溶性高分子の凝集物(ゲル化物)の発生を抑制することができる。また、第1混合液のpHは、12以下であることが好ましく、より好ましくは10.5以下である。第1混合液のpHの減少によって、二酸化ケイ素の溶解を抑制することができる。第1混合液のpHは、塩基性化合物を含有させることにより調整できる。
希釈工程では、研磨用組成物原液が水又は塩基性水溶液により希釈されることによって、研磨用組成物が調製される。この希釈工程時において、二酸化ケイ素の表面に水溶性高分子が吸着された状態となる。
研磨方法は、本実施形態の研磨用組成物を用いてシリコン基板の表面を研磨する研磨工程を有する。研磨工程においては、シリコン基板の表面に研磨用組成物を供給しながら、同表面に研磨パッドを押し付けてシリコン基板及び研磨パッドを回転させる。このとき、研磨パッドとシリコン基板表面との間の摩擦による物理的作用によってシリコン基板の表面は研磨される。そして、二酸化ケイ素とシリコン基板表面との間の摩擦による物理的作用によってもシリコン基板の表面は研磨される。同時に、二酸化ケイ素に吸着した水溶性高分子はシリコン基板の表面へ移行して、シリコン基板の表面に親水性を付与する。また、研磨用組成物が塩基性化合物を含有する場合には、上記物理的作用に加えて、塩基性化合物による化学的作用によってもシリコン基板の表面は研磨される。
(1)研磨用組成物は、二酸化ケイ素と水溶性高分子と水とを含有する。二酸化ケイ素には、水溶性高分子を含む吸着物が吸着されている。研磨用組成物における吸着物の炭素換算濃度が4質量ppm以上であり、且つ研磨用組成物の全炭素濃度に対する吸着物の炭素換算濃度の百分率が15%以上である。これにより、研磨後の基板表面の親水性を高めることができる。その結果、基板表面の洗浄性が高められて、基板表面に吸着した異物に起因するナノオーダーの微小な表面欠陥を低減させることが容易となる。
・前記実施形態の研磨用組成物は、一剤型であってもよいし、二剤型を始めとする多剤型であってもよい。
・研磨用組成物の製造方法において、界面活性剤や塩等の他成分を混合するタイミングは特に限定されるものではない。例えば、他成分は、第1混合液又は第2混合液の調製時に混合してもよいし、第3混合液の調製時に混合してもよい。また、他成分を混合する場合には、各成分は予めろ過しておくことが好ましい。
(イ)二酸化ケイ素と水溶性高分子と水とを含有する研磨用組成物であって、前記二酸化ケイ素に吸着した前記水溶性高分子の炭素換算濃度が4質量ppm以上であり、且つ前記水溶性高分子の全炭素濃度に対する、前記二酸化ケイ素に吸着した前記水溶性高分子の炭素換算濃度の百分率が15%以上である研磨用組成物。
実施例1〜13及び比較例2〜8では、二酸化ケイ素、塩基性化合物及びイオン交換水を混合した第1混合液と、水溶性高分子及びイオン交換水を混合した第2混合液とを混合することにより第3混合液を調製した。また、実施例14〜17では、二酸化ケイ素、塩基性化合物及びイオン交換水を混合した第1混合液と、水溶性高分子、界面活性剤、塩及びイオン交換水を混合した第2混合液とを混合することにより第3混合液を調製した。また、比較例1では、塩基性化合物及びイオン交換水を混合した第1混合液と、水溶性高分子とを混合することにより第3混合液を調製した。そして、各第3混合液に対して、目開き0.45μmのフィルタでろ過を行うことにより研磨用組成物原液を調製した。得られた研磨用組成物原液をイオン交換水にて20倍(実施例10のみ40倍)に希釈処理することにより各例の研磨用組成物を調製した。
Claims (10)
- 二酸化ケイ素と水溶性高分子と水とを含有する研磨用組成物であって、
前記二酸化ケイ素の含有量は0.5質量%以下であり、
前記二酸化ケイ素には前記水溶性高分子を含む吸着物が吸着され、
研磨用組成物における前記吸着物の炭素換算濃度が4質量ppm以上であり、且つ研磨用組成物の全炭素濃度に対する前記吸着物の炭素換算濃度の百分率が37.2%以上かつ71.3%以下であり、
シリコン基板に適用されることを特徴とする研磨用組成物。 - 前記水溶性高分子の重量平均分子量が300000以下であることを特徴とする請求項1に記載の研磨用組成物。
- 前記水溶性高分子の重量平均分子量が200000以下であることを特徴とする請求項1に記載の研磨用組成物。
- 前記水溶性高分子の重量平均分子量が100000以下であることを特徴とする請求項1に記載の研磨用組成物。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の研磨用組成物の製造方法であって、
二酸化ケイ素と水溶性高分子と水とを含有する研磨用組成物原液を調製する原液調製工程と、前記研磨用組成物原液を水又は塩基性水溶液により希釈して、二酸化ケイ素に水溶性高分子を含む吸着物を吸着させる希釈工程とを有し、
前記希釈工程により得られた研磨用組成物における前記吸着物の炭素換算濃度を4質量ppm以上とするとともに、研磨用組成物の全炭素濃度に対する前記吸着物の炭素換算濃度の百分率を37.2%以上かつ71.3%以下とすることを特徴とする研磨用組成物の製造方法。 - 前記原液調製工程は、二酸化ケイ素と塩基性化合物との混合物に、更に水溶性高分子を混合し、得られた混合物をろ過する工程を有することを特徴とする請求項5に記載の研磨用組成物の製造方法。
- 前記研磨用組成物原液における前記二酸化ケイ素の含有量を1質量%以上20質量%以下とするとともに、前記塩基性化合物の含有量を0.01質量%以上1質量%以下とすることを特徴とする請求項6に記載の研磨用組成物の製造方法。
- 前記研磨用組成物原液における前記二酸化ケイ素の単位表面積あたりの塩基性化合物のモル数を8.5×10−6mol/m2以上とすることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の研磨用組成物の製造方法。
- 二酸化ケイ素と水溶性高分子と水とを含有する研磨用組成物であって、
前記二酸化ケイ素の含有量は、0.5質量%以下であり、
前記水溶性高分子の含有量は、0.032質量%以下であり、
前記二酸化ケイ素には前記水溶性高分子を含む吸着物が吸着され、
研磨用組成物における前記吸着物の炭素換算濃度が4質量ppm以上であり、且つ研磨用組成物の全炭素濃度に対する前記吸着物の炭素換算濃度の百分率が15%以上であり、
シリコン基板に適用されることを特徴とする研磨用組成物。 - 請求項9に記載の研磨用組成物の製造方法であって、
二酸化ケイ素と水溶性高分子と水とを含有する研磨用組成物原液を調製する原液調製工程と、前記研磨用組成物原液を水又は塩基性水溶液により希釈して、二酸化ケイ素に水溶性高分子を含む吸着物を吸着させる希釈工程とを有し、
前記希釈工程により得られた研磨用組成物における前記吸着物の炭素換算濃度を4質量ppm以上とするとともに、研磨用組成物の全炭素濃度に対する前記吸着物の炭素換算濃度の百分率を15%以上とすることを特徴とする研磨用組成物の製造方法。
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