JP6423279B2 - 研磨用組成物 - Google Patents
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Description
本発明に係る研磨対象物は、単体シリコンと単体シリコン以外のケイ素含有化合物とを含む。単体シリコンの例としては、ポリシリコン(Poly Si、多結晶シリコン)、単結晶シリコン、アモルファスシリコン等が挙げられる。
研磨用組成物中に含まれる砥粒は、研磨対象物を機械的に研磨する作用を有し、研磨用組成物による研磨対象物の研磨速度を向上させる。
本発明の研磨用組成物は、各成分を分散するための分散媒を含む。分散媒としては水が好ましい。他の成分の作用を阻害することを抑制するという観点から、不純物をできる限り含有しない水が好ましく、具体的には、イオン交換樹脂にて不純物イオンを除去した後、フィルタを通して異物を除去した純水や超純水、または蒸留水が好ましい。
本発明の研磨用組成物のpHは、特に制限されず、幅広いpH範囲で単体シリコンの研磨速度の向上という効果を発揮する。ただし、砥粒の分散安定性の観点から、pHの下限は、pH1.0以上であることが好ましく、pH2.0以上であることがより好ましい。また、pHの上限は、pH12以下であることが好ましく、pH10.5以下であることがより好ましい。
本発明の研磨用組成物は、必要に応じて、酸化剤、金属防食剤、防腐剤、防カビ剤、水溶性高分子、難溶性の有機物を溶解するための有機溶媒等の他の成分をさらに含んでもよい。以下、好ましい他の成分である、酸化剤、金属防食剤、防腐剤、および防カビ剤について説明する。
研磨用組成物に添加し得る酸化剤は、研磨対象物の表面を酸化する作用を有し、研磨用組成物による研磨対象物の研磨速度を向上させる。
研磨用組成物中に金属防食剤を加えることにより、研磨用組成物を用いた研磨で配線の脇に凹みが生じるのをより抑えることができる。また、研磨用組成物を用いて研磨した後の研磨対象物の表面にディッシングが生じるのをより抑えることができる。
本発明で用いられる防腐剤および防カビ剤としては、例えば、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オンや5−クロロ−2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン等のイソチアゾリン系防腐剤、パラオキシ安息香酸エステル類、およびフェノキシエタノール等が挙げられる。これら防腐剤および防カビ剤は、単独でもまたは2種以上混合して用いてもよい。
本発明の研磨用組成物の製造方法は、特に制限されず、例えば、砥粒、および必要に応じて他の成分を、水中で攪拌混合することにより得ることができる。
上述のように、本発明の研磨用組成物は、特に、単体シリコンと、単体シリコン以外のケイ素含有化合物とを含む研磨対象物の研磨に好適に用いられる。よって、本発明は、単体シリコンと、単体シリコン以外のケイ素含有化合物とを含む研磨対象物を本発明の研磨用組成物で研磨する研磨方法を提供する。また、本発明は、単体シリコンと、単体シリコン以外のケイ素含有化合物とを含む研磨対象物を前記研磨方法で研磨する工程を含む基板の製造方法を提供する。
砥粒の単位表面積あたりのシラノール基数は、G.W.シアーズによるAnalytical Chemistry, vol.28, No.12, 1956, 1982〜1983に記載された中和滴定を用いたシアーズ法により算出することができる。シラノール基数の計算式は以下の式により計算した。
(実施例1−1)
砥粒として、シラノール基数が1.5個/nm2であるコロイダルシリカ(平均2次粒子径:67nm、ゾルゲル法で合成)を0.1質量%の濃度となるように水と混合し(混合温度:25℃、混合時間:10分)、さらにpH調整剤として硝酸を加えpHを調整し、研磨用組成物を調製した。研磨用組成物のpHは、pHメータにより4であることを確認した。
研磨用組成物中の砥粒の濃度を4質量%に変更したこと以外は、実施例1−1と同様にして、研磨用組成物を調製した。
砥粒として、シラノール基数が1.6個/nm2であるコロイダルシリカ(ケイ酸ソーダ法で合成されたもの)を4質量%の濃度となるように水と混合し(混合温度:25℃、混合時間:10分)、さらにpH調整剤として硝酸を加えpHを調整し、研磨用組成物を調製した。研磨用組成物のpHは、pHメータにより4であることを確認した。
砥粒として、シラノール基数が1.9個/nm2であるヒュームドシリカを1質量%の濃度となるように水と混合し(混合温度:25℃、混合時間:10分)、さらにpH調整剤として硝酸を加えpHを調整し、研磨用組成物を調製した。研磨用組成物のpHは、pHメータにより4であることを確認した。
砥粒として、シラノール基数が5.7個/nm2であるコロイダルシリカ(商品名:SS−3P、扶桑化学工業株式会社製、平均2次粒子径:70nm、ゾルゲル法で合成されたもの)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして、研磨用組成物を調製した。
砥粒として、シラノール基数が5.7個/nm2であるコロイダルシリカ(商品名:SS−3P、扶桑化学工業株式会社製、平均2次粒子径:70nm、ゾルゲル法で合成されたもの)を用いたこと以外は、実施例1−2と同様にして、研磨用組成物を調製した。
砥粒として、シラノール基を有していないα−アルミナを用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして、研磨用組成物を調製した。
砥粒として、シラノール基を有していないγ−アルミナを用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして、研磨用組成物を調製した。
<砥粒の真密度>
砥粒の真密度は下記式に示すピクノメーター法により計算した。
研磨速度は、以下の式により計算した。
(実施例2−1)
pH調整剤として硝酸および水酸化カリウムを用い、研磨用組成物のpHを7に調整したこと以外は、実施例1−2と同様にして、研磨用組成物を調製した。
pH調整剤として硝酸および水酸化カリウムを用い、研磨用組成物のpHを7に調整したこと以外は、比較例1−2と同様にして、研磨用組成物を調製した。
(実施例3−1)
pH調整剤として水酸化カリウムを用い、研磨用組成物のpHを10に調整したこと以外は、実施例1−2と同様にして、研磨用組成物を調製した。
pH調整剤として水酸化カリウムを用い、研磨用組成物のpHを10に調整したこと以外は、比較例1−2と同様にして、研磨用組成物を調製した。
Claims (6)
- 単体シリコンと、単体シリコン以外のケイ素含有化合物とを研磨対象として含む研磨対象物を研磨する用途で使用される研磨用組成物であって、
砥粒と、分散媒と、を含み、
前記砥粒の単位表面積あたりのシラノール基数が、1.5個/nm2以上2.0個/nm2以下である、研磨用組成物。 - 前記砥粒がコロイダルシリカである、請求項1に記載の研磨用組成物。
- 前記コロイダルシリカはゾルゲル法により製造されたものである、請求項2に記載の研磨用組成物。
- 前記砥粒の含有量が0.1質量%以上1質量%以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の研磨用組成物。
- 単体シリコンと、単体シリコン以外のケイ素含有化合物とを研磨対象として含む研磨対象物を請求項1〜4のいずれか1項に記載の研磨用組成物で研磨する、研磨方法。
- 単体シリコンと、単体シリコン以外のケイ素含有化合物とを研磨対象として含む研磨対象物を請求項5に記載の研磨方法で研磨する工程を含む、基板の製造方法。
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