JPWO2018124229A1

JPWO2018124229A1 - 研磨用組成物及び研磨方法

Info

Publication number: JPWO2018124229A1
Application number: JP2018559609A
Authority: JP
Inventors: 規章杉田; 隆幸松下
Original assignee: Nitta Haas Inc
Current assignee: Nitta DuPont Inc
Priority date: 2016-12-28
Filing date: 2017-12-27
Publication date: 2019-10-31
Anticipated expiration: 2037-12-27
Also published as: JP7061969B2; TWI770098B; KR20190098145A; CN110050053B; CN110050053A; TW201831644A; KR102508180B1; WO2018124229A1

Abstract

研磨後のウェーハの微少欠陥及びヘイズをさらに低減することができる研磨用組成物を提供する。研磨用組成物は、シリカ粒子と、塩基性化合物と、ポリグリセリンとを含み、ポリグリセリンに対するシリカの質量比が０．９以下である。基性化合物は、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ金属の塩、アンモニア、アミン、アンモニウム塩、及び第四級アンモニウム水酸化物類から選ばれる少なくとも一種であってもよい。研磨用組成物は、非イオン性界面活性剤である多価アルコールをさらに含むことが好ましい。

Description

本発明は、研磨用組成物及び研磨方法に関する。

ＣＭＰによる半導体ウェーハの研磨は、３段階又は４段階の多段階の研磨を行うことで、高精度の平滑化・平坦化を実現している。最終段階で行われる仕上げ研磨工程では、ヘイズ（表面曇り）や微少欠陥の低減を主な目的としている。

半導体ウェーハの仕上げ研磨工程で使用される研磨用組成物は、一般に、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）等の水溶性高分子を含有する。水溶性高分子は、半導体ウェーハ表面を親水化させる役割があり、表面への砥粒の付着、過度なケミカルエッチング、砥粒の凝集等による半導体ウェーハへのダメージを抑制する。これによって、ヘイズや微少欠陥を低減できることが知られている。

ＨＥＣは天然原料のセルロースを原料としているため、セルロース由来の水不溶性の不純物が含まれる場合がある。そのため、ＨＥＣを含有する研磨用組成物では、この不純物の影響で微少欠陥が発生する場合がある。

ＨＥＣは分子量が数十万から百万程度の分子量のものがよく用いられる。分子量が高くなるほどフィルターの目詰まりが起こりやすく、孔径が小さいフィルターでは通液が困難になる。そのため、分子量の大きい水溶性高分子を使用した場合、粗大粒子を除去することが困難になる。また、砥粒の凝集も起こりやすくなるため、研磨用組成物の長期安定性においても懸念がある。

特開２０１５−１０９４２３号公報には、シリカ粒子を０．０１〜０．５質量％と、含窒素塩基性化合物と、水溶性高分子とを含むシリコンウェーハ研磨用組成物が記載されている。この研磨用組成物の水溶性高分子は、水酸基由来の酸素原子数とポリオキシアルキレン由来の酸素原子数の比が、０．８〜１０である。

近年、半導体デバイスのデザインルールの微細化が進んでいることにともなって、半導体ウェーハの表面の微少欠陥についても、より厳しい管理が求められている。

本発明の目的は、研磨後のウェーハの微少欠陥及びヘイズをさらに低減することができる研磨用組成物及び研磨方法を提供することである。

本発明の一実施形態による研磨用組成物は、シリカ粒子と、塩基性化合物と、ポリグリセリンとを含み、前記ポリグリセリンに対する前記シリカ粒子の質量比が０．９以下である。

本発明の一実施形態による研磨用組成物は、塩基性化合物が、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ金属の塩、アンモニア、アミン、アンモニウム塩、及び第四級アンモニウム水酸化物類から選ばれる少なくとも一種であってもよい。

本発明の一実施形態による研磨用組成物は、非イオン性界面活性剤である多価アルコールをさらに含むことが好ましい。

本発明の一実施形態による研磨用組成物は、多価アルコールが、多鎖型のポリオキシアルキレンアルキルエーテルであることが好ましい。

本発明の一実施形態による研磨用組成物は、多鎖型のポリオキシアルキレンアルキルエーテルが、ポリオキシアルキレンメチルグルコシド及びポリオキシアルキレンポリグリセリルエーテルから選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。

本発明の一実施形態による研磨方法は、上記の研磨用組成物と、硬度が８０以下である発泡ウレタンパッドを用いて、シリコンウェーハを仕上げ研磨する工程を含む。

本発明によれば、研磨後のウェーハの微少欠陥及びヘイズをさらに低減することができる。

本発明者らは、上記の課題を解決するため、種々の検討を行った。その結果、以下の知見を得た。

水溶性高分子としてポリグリセリンを使用し、かつ、ポリグリセリンに対するシリカ粒子の質量比を０．９以下とすることで、分散媒とシリカ粒子表面との親和性が向上し、分散媒とシリカ粒子とがなじみ易くなる。これによって、ウェーハへのソフトな研磨が行われ、粒子による傷が抑制されて表面欠陥が低減する。

さらに、ポリグリセリンに非イオン性界面活性剤である多価アルコールを加えることで、分散媒がウェーハになじみ易くなる。これによって、ウェーハの保護性が高まり、表面欠陥をさらに低減できるとともに、平滑な表面を実現することができる

ポリグリセリンは、通常、ＨＥＣよりも分子量が小さい。そのため、水溶性高分子としてポリグリセリンを使用すれば、シリカ粒子は凝集しにくくなるようにも思われる。しかし、本発明者らの調査の結果、水溶性高分子としてポリグリセリンを使用すると、むしろシリカ粒子が凝集しやすくなることがわかった。この理由は、次のように考えられる。

水溶性高分子がＨＥＣの場合には、いくつかの分子同士が３次元的な網目構造を有するため、シリカ粒子を取り込んだクラスターが形成される。そのため、シリカ粒子の濃度が高くても、凝集が起こりにくい。一方、ポリグリセリンの場合、ＨＥＣのようなクラスターを形成しないため、シリカ粒子の濃度が高くなることで粒子間距離が短くなる。これによってシリカ粒子にポリグリセリンが吸着し、凝縮しやすくなる。また、ポリグリセリンはＨＥＣよりも分子量が小さく、同濃度比では分子数は多くなる。そのため、分子の吸着数もＨＥＣよりも多くなる。

ポリグリセリンに対するシリカ粒子の質量比を０．９以下とすることで、シリカ粒子の凝集も抑制することができる。これによって、研磨用組成物の長期安定性を改善できる。

シリコンウェーハの仕上げ研磨は、通常、スウェード型の研磨パッドを用いて行われる。しかし、上記の研磨用組成物では、発泡ウレタン型の研磨パッドを用いて研磨することで、ヘイズをさらに低減することができる。

本発明は、これらの知見に基づいて完成された。以下、本発明の一実施形態による研磨用組成物を詳述する。

本発明の一実施形態による研磨用組成物は、シリカ粒子と、塩基性化合物と、ポリグリセリンとを含み、ポリグリセリンに対するシリカ粒子の質量比が０．９以下である。

シリカ粒子は、砥粒として研磨用組成物に配合される。シリカ粒子は、この分野で常用されるものを使用でき、例えば、コロイダルシリカ、ヒュームドシリカ等を用いることができる。

シリカ粒子の含有量は、特に限定されないが、例えば、研磨用組成物（原液）全体の３質量％未満である。シリカ粒子の含有量の上限は、好ましくは１質量％であり、さらに好ましくは０．５質量％であり、さらに好ましくは０．２５質量％である。シリカ粒子の含有量の下限は、好ましくは０．０１５質量％であり、さらに好ましくは０．０７５質量％である。

塩基性化合物は、ウェーハの表面をエッチングして化学的に研磨する。塩基性化合物は、例えば、アミン化合物、無機アルカリ化合物等である。

アミン化合物は、例えば、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン、第四級アンモニウム及びその水酸化物、複素環式アミン等である。具体的には、アンモニア、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）、水酸化テトラエチルアンモニウム（ＴＥＡＨ）、水酸化テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＨ）、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−（β−アミノエチル）エタノールアミン、無水ピペラジン、ピペラジン六水和物、１−（２−アミノエチル）ピペラジン、Ｎ−メチルピペラジン、ピペラジン塩酸塩、炭酸グアニジン等が挙げられる。

無機アルカリ化合物は、例えば、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ金属の塩、アルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ土類金属の塩等が挙げられる。無機アルカリ化合物は、具体的には、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等である。

上述した塩基性化合物は、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を混合して使用してもよい。上述した塩基性化合物の中でも、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ金属の塩、アンモニア、アミン、アンモニウム塩、及び第四級アンモニウム水酸化物類が好ましい。塩基性化合物の合計の含有量は、特に限定されないが、例えば研磨用組成物（原液）全体の０．０００３〜１．２質量％である。塩基性化合物の含有量の下限は、好ましくは０．００３量％である。塩基性化合物の含有量の上限は、好ましくは０．６質量％である。

本実施形態による研磨用組成物は、水溶性高分子としてポリグリセリンを含む。ポリグリセリンは、塩基性化合物とともに分散媒を形成し、シリカ粒子の表面及びウェーハ表面に吸着する。分散媒がシリカ粒子の表面に吸着することによって、シリカ粒子による研磨がソフトになり、研磨傷が抑制される。また、分散媒がウェーハ表面に吸着することによって、研磨傷や異物の付着が抑制される。

ポリグリセリンの構造は、特に限定されないが、例えば、直鎖型、分岐型、デンドリマー型等がある。ポリグリセリンの重量平均分子量は、特に限定されないが、例えば１００〜２００００である。ポリグリセリンの重量平均分子量の下限は、好ましくは３００であり、さらに好ましくは５００である。ポリグリセリンの重量平均分子量の上限は、好ましくは１００００であり、さらに好ましくは５０００である。

ポリグリセリンの含有量は、特に限定されないが、例えば研磨用組成物（原液）全体の０．１５〜３質量％である。ポリグリセリンの含有量の下限は、好ましくは０．２質量％であり、さらに好ましくは０．３質量％である。ポリグリセリンの含有量の上限は、好ましくは２．５質量％であり、さらに好ましくは２．０質量％である。

本実施形態による研磨用組成物は、ポリグリセリンに対するシリカ粒子の質量比（シリカ粒子の含有量／ポリグリセリンの含有量）が、０．９以下である。ポリグリセリンに対するシリカ粒子の質量比を０．９以下にすることで、ポリグリセリン及び塩基性化合物からなる分散媒とシリカ粒子の表面との親和性が高くなり、分散媒とシリカ粒子とがなじみ易くなる。ポリグリセリンに対するシリカ粒子の質量比の上限は、好ましくは０．８であり、さらに好ましくは０．７である。ポリグリセリンに対するシリカ粒子の質量比の下限は、好ましくは０．００５であり、さらに好ましくは０．０１である。

本実施形態による研磨用組成物は、非イオン性界面活性剤である多価アルコールをさらに含んでいてもよい。非イオン性界面活性剤である多価アルコールは、ポリグリセリンの分子と分子との間に入り込んで、シリカ粒子及びウェーハの表面に緻密に吸着する。これによって、分散媒がシリカ粒子及びウェーハの表面になじみ易くなる。これによって、表面欠陥をさらに低減できるとともに、平滑な表面を実現することができる

非イオン性界面活性剤である多価アルコール（以下、単に「多価アルコール」という場合がある。）は、具体的には、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス・ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレン・エチレンジアミン（ポロキサミン）、ポリビニルアルコール、ポリアルキレングリコール、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル（直鎖型、多鎖型）、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、及びポリオキシアルキレンアルキルアミン等が挙げられる。

ポリアルキレングリコールは具体的には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等である。直鎖型のポリオキシアルキレンアルキルエーテルは具体的には、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール（ポロキサマー）、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル等である。多鎖型のポリオキシアルキレンアルキルエーテルは具体的にメチルグルコシドのアルキレンオキシド誘導体（ポリオキシアルキレンメチルグルコシド）、ポリオキシアルキレングリセリルエーテル、ポリオキシアルキレンジグリセリルエーテル、ポリオキシアルキレンポリグリセリルエーテル、ポリオキシアルキレンペンタエリスリトールエーテル、ポリオキシアルキレントリメチロールプロパン、ポリオキシプロピレンソルビット等である。更に具体的には、ポリオキシエチレンメチルグルコシド、ポリオキシプロピレンメチルグルコシド、ポリオキシエチレングリセリルエーテル、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリセリルエーテル、ポリオキシエチレンジグリセリルエーテル、ポリオキシプロピレンジグリセリルエーテル、ポリオキシエチレンポリグリセリルエーテル、ポリオキシプロピレンポリグリセリルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンペンタエリスリトールエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレントリメチロールプロパン、ポリオキシプロピレンソルビット等である。ポリオキシアルキレン脂肪酸エステルは具体的には、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノステアレート等である。ポリオキシアルキレンアルキルアミンは具体的には、ポリオキシエチレンラウリルアミン、ポリオキシエチレンオレイルアミン等である。これらの化合物の中でも、多鎖型のポリオキシアルキレンアルキルエーテルが好ましく、ポリオキシアルキレンメチルグルコシド又はポリオキシアルキレンポリグリセリルエーテルが特に好適である。

多価アルコールの重量平均分子量は、特に限定されないが、例えば１００〜３００００である。多価アルコールの重量平均分子量の下限は、好ましくは２００であり、さらに好ましくは５００である。多価アルコールの重量平均分子量の上限は、好ましくは１００００であり、さらに好ましくは１０００である。

多価アルコールの含有量は、特に限定されないが、例えば研磨用組成物（原液）全体の０．００３〜０．３質量％である。多価アルコールの含有量の下限は、好ましくは０．００５質量％であり、さらに好ましくは０．０１５質量％である。多価アルコールの含有量の上限は、好ましくは０．２５質量％であり、さらに好ましくは０．１５質量％である。

本実施形態による研磨用組成物は、ｐＨ調整剤をさらに含んでいてもよい。本実施形態による研磨用組成物のｐＨは、好ましくは８．０〜１２．０である。

本実施形態による研磨用組成物は、上記の他、研磨用組成物の分野で一般に知られた配合剤を任意に配合することができる。

本実施形態による研磨用組成物は、シリカ粒子、塩基性化合物、ポリグリセリンその他の配合材料を適宜混合して水を加えることによって作製される。本実施形態による研磨用組成物は、あるいは、シリカ粒子、塩基性化合物、ポリグリセリンその他の配合材料を、順次、水に混合することによって作製される。これらの成分を混合する手段としては、ホモジナイザー、超音波等、研磨用組成物の技術分野において常用される手段が用いられる。

以上で説明した研磨用組成物は、適当な濃度となるように水で希釈した後、シリコンウェーハの研磨に用いられる。

本実施形態による研磨用組成物は、シリコンウェーハの仕上げ研磨に特に好適に用いることができる。

本実施形態による研磨用組成物は、低硬度の発泡ウレタン型の研磨パッドを用いた研磨に好適である。本実施形態による研磨用組成物と、低硬度の発泡ウレタン型の研磨パッドとを用いることで、適度な膜厚な高分子の被覆膜が形成され、ウェーハの保護と欠陥除去とのバランスを保つことができる。膜厚に合ったかきとり量とすることで、低いダメージでバランスのとれた研磨作用を発揮することができる。また、シリカ粒子の濃度を低くすることで研磨中の凝集が抑制され、低欠陥にできる。

研磨パッドの硬度は、ＪＩＳ−Ａ規格の硬度で８０以下である。研磨パッドの硬度が８０を超えると、ウェーハとパッドとの接触面積（コンタクトエリア）が少なくなるため欠陥除去が困難になる。研磨パッドの硬度の上限は、好ましくは７８であり、さらに好ましく７５である。研磨パッドの硬度の下限は、好ましくは４０であり、さらに好ましくは５０である。

以下、実施例によって本発明をより具体的に説明する。本発明はこれらの実施例に限定されない。

［研磨例１］
表１に示す実施例１〜８、及び比較例１〜４の研磨用組成物を作製した。

表１において、「シリカ粒子」の「粒径」は、シリカ粒子の平均二次粒子径を表す。「ＮＨ_４ＯＨ」はアンモニア水溶液を表す。「ＰＧＬ」は重量平均分子量３０００のポリグリセリンを表す。「ＨＥＣ」は重量平均分子量８０００００のヒドロキシエチルセルロースを表す。多価アルコールは、重量平均分子量７７５のポリオキシプロピレンメチレングルコシドを使用した。なお、各研磨用組成物の残部は水である。

実施例１の研磨用組成物は、コロイダルシリカを０．２９７質量％、アンモニア水溶液を０．０４５質量％、ポリグリセリンを０．４５質量％含有した。実施例２〜４の研磨用組成物は、実施例１の研磨用組成物をベースに、コロイダルシリカの含有量をそれぞれ０．１５質量％、０．０７５質量％、及び０．０３０質量％にしたものである。実施例５〜８の研磨用組成物は、実施例１の研磨用組成物をベースに、さらにポリオキシプロピレンメチルグルコシドをそれぞれ０．０１５質量％、０．０４５質量％、０．０６０質量％、及び０．０７５質量％含有させたものである。

比較例１の研磨用組成物は、コロイダルシリカを１０．５質量％、アンモニア水溶液を０．３９質量％、ヒドロキシエチルセルロースを０．３６質量％含有した。比較例２の研磨用組成物は、コロイダルシリカを０．２０４質量％、アンモニア水溶液を０．００９質量％、ヒドロキシエチルセルロースを０．３３９質量％含有した。

比較例３の研磨用組成物は、コロイダルシリカを１．５質量％、アンモニア水溶液を０．０４５質量％、ポリグリセリンを０．７５質量％含有した。比較例４の研磨用組成物は、コロイダルシリカを１．５質量％、アンモニア水溶液を０．０６質量％、ポリグリセリンを０．７５質量％含有した。

これら実施例及び比較例の研磨用組成物を使用して、１２インチのシリコンウェーハの研磨を行った。シリコンウェーハの導電型はＰ型で、抵抗率が０．１Ωｃｍ以上、１００Ωｃｍ未満のものを使用した。研磨面は＜１００＞面とした。研磨装置は、株式会社岡本工作機械製作所製のＳＰＰ８００Ｓ片面研磨装置を使用した。研磨パッドは、硬度７３の発泡ウレタン型の研磨パッドを使用した。研磨用組成物を３０倍に希釈して、０．６Ｌ／分の供給速度で供給した。定盤の回転速度は４０ｒｐｍ、キャリアの回転速度は３９ｒｐｍ、研磨荷重は１００ｇｆ／ｃｍ^２として、４分間の研磨を行った。

研磨後のシリコンウェーハの微少欠陥及びヘイズを測定した。微少欠陥は、ウェーハ表面検査装置ＭＡＧＩＣＳＭ５６４０（Ｌａｓｅｒｔｅｃ社製）を用いて測定した。ヘイズは、ウェーハ表面検査装置ＬＳ６６００（日立エンジニアリング株式会社製）を使用した。結果を前掲の表１に示す。

表１に示すように、水溶性高分子としてポリグリセリンを使用し、かつポリグリセリンに対するシリカ粒子の質量比が０．９以下であった実施例１〜８では、比較例１〜４と比較して、いずれも微少欠陥の数が減少していた。特に、多価アルコールを含有した実施例５〜８では、微少欠陥の数が顕著に減少していた。また、多価アルコールを含有した実施例５〜８では、ヘイズも有意に改善していた。

一方、実施例１〜４の比較から、ポリグリセリンに対するシリカ粒子の質量比が０．９以下の範囲では、シリカ粒子の含有量を変えても、微少欠陥の数に大きな差異は見られなかった。

ポリグリセリンに対するシリカ粒子の質量比と微少欠陥との関係をより詳しく調べるため、以下に説明するパルスＮＭＲによって、シリカ粒子と分散媒との界面特性を評価した。

粒子表面に接触又は吸着している分散媒分子と分散媒バルク中の分散媒分子（粒子表面と接触していない自由な状態の分散媒分子）とでは、磁場の変化に対する応答が異なる。一般に、粒子表面に吸着している液体分子の運動は制限を受けるが、バルク液中の液体分子は自由に動くことができる。その結果、粒子表面に吸着している液体分子のＮＭＲ緩和時間は、バルク液中の液体分子のＮＭＲ緩和時間よりも短くなる。粒子を分散させた液体で観測されるＮＭＲ緩和時間は、粒子表面上の液体体積濃度と自由状態の液体体積濃度とを反映した二つの緩和時間の平均値となる。

シリカ粒子を分散させた研磨用組成物で観測されるＮＭＲ緩和時間の逆数（時定数）をＲａｖ、粒子を分散させる前の研磨用組成物で観測されるＮＭＲ緩和時間の逆数（時定数）をＲｂとし、Ｒｓｐ＝（Ｒａｖ／Ｒｂ）−１を計算する。Ｒｓｐは、分散媒と粒子表面との親和性の指標であり、粒子の総表面積が同一であれば、Ｒｓｐが大きいほど分散媒と粒子表面との親和性が高いことを意味する。

本実施例では、Ｘｉｇｏｎａｎｏｔｏｏｌｓ社製のパルスＮＭＲ装置Ａｃｏｒｎａｒｅａを用いて緩和時間を測定した。測定条件は、磁場：０．３Ｔ、測定周波数：１３ＭＨｚ、測定核：^１ＨＮＭＲ、測定方法：ＣＰＭＧパルスシークエンス法、サンプル量：１ｍｌ、温度：２５℃とした。

上述した実施例１及び７の研磨用組成物について、緩和時間の測定を行った。また、比較例５として、実施例７の研磨用組成物をベースに、シリカ粒子の含有量を３質量％にした研磨用組成物を作製し、同様に緩和時間の測定を行った。結果を表２に示す。

表２中の「Ｒｂ^−１」は、シリカ粒子を分散させる前の研磨用組成物（ブランク）で観測された緩和時間であり、「Ｒａｖ^−１」は、シリカ粒子を分散させた研磨用組成物で観測された緩和時間である。「体積分率」は、研磨用組成物全体におけるシリカ粒子の体積分率であり、シリカ粒子の含有量と密度とから算出した。「親和性」は、Ｒｓｐ＝（Ｒａｖ／Ｒｂ）−１をシリカ粒子の体積分率で割ったものである。粒子の濃度が異なるサンプル間で親和性を比較する場合、厳密にはＲｓｐを粒子の総表面積で割った値を指標とすべきであるが、今回の比較ではすべて同じ平均粒子径のシリカ粒子を用いたため、シリカ粒子の総表面積は体積分率に比例するものとした。

実施例７と比較例５との比較から、ポリグリセリンに対するシリカ粒子の質量比を０．９以下とすることで、親和性が顕著に向上していたことがわかる。この結果から、ポリグリセリンに対するシリカ粒子の質量比を０．９以下とすることによって微少欠陥が低減したのは、シリカ粒子と分散媒との親和性の向上によるものと考えられる。また、実施例１と実施例７との比較から、多価アルコールを含有させることによって、シリカ粒子と分散媒との親和性がさらに向上していたことがわかる。

以上の結果から、水溶性高分子としてポリグリセリンを使用し、かつ、シリカ粒子の含有量を０．３質量％未満とすることで、表面欠陥が低減できることが確認された。

次に、研磨用組成物の粗大粒子の数（粒子径が０．５μｍ以上の粒子の数）を測定した。粗大粒子の数の測定は、ＰａｒｔｉｃｌｅＳｉｚｉｎｇＳｙｓｔｅｍ社製のＡｃｃｕＳｉｚｅｒＦＸＮａｎｏＤｕａｌを使用した。結果を表３に示す。

実施例７と比較例５との比較から分かるように、ポリグリセリンに対するシリカ粒子の質量比を０．９以下とすることで、粗大粒子の数が顕著に減少していた。この結果から、ポリグリセリンに対するシリカ粒子の質量比を０．９以下とすることで、シリカ粒子の凝集を抑制できることが分かる。

［研磨例２］
表４に示す実施例１、６、７、９〜１６、及び比較例６の研磨用組成物を作製した。なお、研磨例１と対比しやすくするため、同じ配合のものには同じ実施例の番号を付した（実施例１、６、７）。

実施例９の研磨用組成物は、実施例１の研磨用組成物をベースに、コロイダルシリカの含有量を０．４００質量％にしたものである。実施例１０〜１２の研磨用組成物は、実施例１の研磨用組成物をベースに、ポリグリセリンの含有量をそれぞれ０．７５質量％、０．９質量％、１．８質量％にしたものである。実施例１３の研磨用組成物は、実施例１２の研磨用組成物に多価アルコール（ポリオキシプロピレンメチルグルコシド）を加えたものである。実施例１３〜１６の研磨用組成物は、実施例１の研磨用組成物に、それぞれ種類の異なる多価アルコール（表３の欄外を参照）を加えたものである。

比較例６の研磨用組成物は、実施例１の研磨用組成物のポリグリセリンをヒドロキシエチルセルロースに置き換えたものである。

表４に記載された実施例及び比較例の研磨用組成物を使用して、１２インチのシリコンウェーハの研磨を行った。研磨パッドとしてスウェード型の研磨パッド（ニッタ・ハース株式会社製Ｓｕｐｒｅｍｅ（登録商標）ＲＮ−Ｈ）を用いた他は、研磨例１と同じ条件で研磨を実施し、研磨例１と同様に微小欠陥及びヘイズを測定した。また、研磨例１と同様に、親和性及び粗大粒子数を測定した。結果を表５に示す。

この結果からも、水溶性高分子としてポリグリセリンを使用し、ポリグリセリンに対するシリカ粒子の質量比が０．９以下にすることで、表面欠陥が低減できることが確認された。

シリコンウェーハの仕上げ研磨は、通常、研磨例２のようにスウェード型の研磨パッドを用いて行われる。従来の研磨用組成物では、発泡ウレタン型のパッドよりもスウェード型の研磨パッドを用いることが好ましい。これに対して、実施例１、６、７の研磨用組成物の場合、研磨例１と研磨例２とを比較すると、微小欠陥は同程度であるが、ヘイズは研磨例１の方が少なくなっている。すなわち、本実施形態による研磨用組成物の場合、発泡ウレタン型のパッドを用いて研磨をすることで、微小欠陥は同等以下でヘイズをさらに低減できることがわかった。

以上、本発明の実施の形態を説明した。上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

Claims

シリカ粒子と、
塩基性化合物と、
ポリグリセリンとを含み、
前記ポリグリセリンに対する前記シリカ粒子の質量比が０．９以下である、研磨用組成物。
請求項１に記載の研磨用組成物であって、
前記塩基性化合物は、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ金属の塩、アンモニア、アミン、アンモニウム塩、及び第四級アンモニウム水酸化物類から選ばれる少なくとも一種である、研磨用組成物。
請求項１又は２に記載の研磨用組成物であって、
非イオン性界面活性剤である多価アルコールをさらに含む、研磨用組成物。
請求項３に記載の研磨用組成物であって、
前記多価アルコールは、多鎖型のポリオキシアルキレンアルキルエーテルである、研磨用組成物。
請求項４に記載の研磨用組成物であって、前記多鎖型のポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、ポリオキシアルキレンメチルグルコシド及びポリオキシアルキレンポリグリセリルエーテルから選ばれる少なくとも一種である、研磨用組成物。
請求項１〜５のいずれか一項に記載の研磨用組成物と、硬度が８０以下である発泡ウレタンパッドを用いて、シリコンウェーハを仕上げ研磨する工程を含む、研磨方法。