TW201600589A

TW201600589A - 研磨用組成物及研磨方法

Info

Publication number: TW201600589A
Application number: TW104107908A
Authority: TW
Inventors: Yasuto Ishida
Original assignee: Fujimi Inc
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2015-03-12
Publication date: 2016-01-01
Also published as: WO2015140850A1; JPWO2015140850A1

Abstract

本發明提供一種具有高研磨速度之研磨用組成物，能夠短時間且安定地研磨具有有機膜的基板，及提供一種使用其之研磨方法。研磨用組成物為用以研磨具有有機膜的基板的組成物，並且含有研磨粒與添加劑、pH未滿10。添加劑含有至少一種含3個以上的氧原子O且標準電位為0.50V以上的化合物。在研磨用組成物中以質量%而計為0.005%以上5.0%以下含有含3個以上的氧原子O且標準電位為0.50V以上的化合物。

Description

研磨用組成物及研磨方法

本發明關於一種有機膜之研磨所使用的研磨用組成物及使用其之研磨方法，尤其關於一種液晶顯示器裝置用彩色濾光片、光阻、及含氟的矽絕緣膜等的具有有機膜的基板之研磨所使用的研磨用組成物及一種使用其之研磨方法。

一般而言，在液晶顯示器裝置或半導體裝置的製造程序中，可藉由在基板表面上重覆進行成膜、蝕刻、氧化、擴散等的各種處理而製作出所希望的元件。例如在液晶顯示器裝置的情況，是形成彩色濾光片膜、黑矩陣、保護層等的有機膜，並且進行微細加工。另外，在半導體裝置的情況，為了得到所希望的構造，是將光阻膜作為犧牲膜來使用，或形成含氟的矽絕緣膜等的有機膜以作為絕緣膜並且微細加工等，而增加了使有機膜成膜、微細加工的步驟。

目前主流的彩色TFT(Thin Film Transistor)液晶顯示器裝置之中，形成了由能夠使液晶顯示器裝置彩色化的紅(R)、綠(G)、藍(B)各畫素所構成的彩色濾光片，而在最終形成的RGB畫素間，會有膜厚的差異發生。另外，彩色濾光片在畫素與黑矩陣的重疊部分會有因為局部隆起而產生高低差的情形。為了使這種高低差平坦化，有文獻提出使用各種研磨液，以化學機械方式加以研磨。例如專利文獻1提出了含有研磨粒、非離子性水溶性聚合物、陰離子性水溶性聚合物及水的研磨液。

另外，在LSI(Large Scale Integration)等的半導體裝置，必須以高精密度形成微細圖型，因此採用了藉由披覆場絕緣膜來製作的方法，或者在具有凹凸的表面積層了多層光阻並且圖形化的方法。使此時所產生的高低差平坦化的方法，是進行光阻研磨。例如專利文獻2提出了使用含有使膠狀二氧化矽懸浮於鹼溶液而成的溶液的研磨布來進行研磨的方法。

此外，半導體裝置的多層配線的層間絕緣膜，發展出採用低比介電率化而且絕緣性優異的有機膜來代替氧化矽膜或金屬氧化膜。這種有機絕緣膜代表性.的例子為例如含氟的電漿氧化膜，是以CHF系有機源為原料並藉由電漿CVD(Chemical Vapor Deposition)而形成CFx膜。專利文獻3提出了一種用來將這種CFx膜藉由以往的CMP處理(Chemical Mechanica Pofishing)有效地研磨的研磨泥，其係含有使有機膜氧化的氧化劑與研磨粒。

然而，上述任一個先前技術，皆無法短時間且安定地研磨具有有機膜的基板，因此與以往的矽晶圓等研磨時的研磨速度相比，具有有機膜的基板的研磨速度較低，會有製造步驟的效率不佳的問題。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開平04-12079號公報

[專利文獻2]日本特開2007-154175號公報

[專利文獻3]日本特開2000-77365號公報

本發明之目的在於提供一種研磨用組成物，其係用來使液晶顯示器裝置用彩色濾光片、光阻、及含氟的矽絕緣膜等的有機膜平坦化，能夠短時間且安定地研磨具有有機膜的基板，而且具有高研磨速度的研磨用組成物，及提供一種使用其之研磨方法。

本發明可提供一種研磨用組成物及使用其之研磨方法，能夠短時間且安定地研磨具有有機膜的基板。

本發明的一個態樣所關連的研磨用組成物為一種研磨用組成物，其係含有研磨粒與添加劑、pH未滿10，添加劑含有至少一種含3個以上的氧原子O且標準電位為0.50V以上的化合物，在研磨用組成物中以質量%而計為0.005%以上5.0%以下含有含3個以上的氧原子O且標準電位為0.50V以上的化合物。

上述本發明的一個態樣所關連的研磨用組成物，其中含3個以上的氧原子O且標準電位為0.50V以上的化合物，可選自硝酸鈰銨、過碘酸、過氯酸、硫酸、過錳酸鉀、過硫酸、Oxone(過氧單硫酸氫鉀)、硝酸、過氧二硫酸、硝酸鋁、過硫酸銨、過氯酸銨、過錳酸銨。

另外，上述本發明的一個態樣所關連的研磨用組成物，其pH可為5以下。

此外，上述本發明的一個態樣所關連的研磨用組成物，其中含3個以上的氧原子O且標準電位為0.50V以上的化合物亦可具有pH調整機能。

此外，上述本發明的一個態樣所關連的研磨用組成物，其中研磨粒亦可含有將有機酸固定化在表面的二氧化矽。

此外，上述本發明的一個態樣所關連的研磨用組成物，可進一步任意含有選自氧化劑、錯化劑、抗蝕劑、界面活性劑、水溶性聚合物、防腐劑、防黴劑的1種以上。

另外，本發明之其他態樣所關連的研磨方法，包括使用上述本發明的一個態樣所關連的研磨用組成物研磨具有有機膜的基板的步驟。

上述其他態樣所關連的研磨方法，可將有機膜的除去速度定在2000Å/分鐘以上。

藉由使用本發明之研磨用組成物，能夠將液晶顯示器裝置用彩色濾光片、光阻、及含氟的矽絕緣膜等的具有有機膜的基板短時間且安定地研磨。

1‧‧‧研磨墊

2‧‧‧有機膜

3‧‧‧研磨頭

4‧‧‧噴嘴

5‧‧‧轉盤

6‧‧‧保持座

7‧‧‧研磨液

圖1表示本發明的一個實施形態之研磨方法之圖。

以下針對本發明的實施形態詳細說明。

本實施形態的研磨用組成物為含有研磨粒與添加劑，且添加劑為含3個以上的氧原子O且標準電位為0.50V以上的化合物的研磨用組成物。此處，含3個以上的氧原子O且標準電位為0.50V以上的化合物，可列舉例如硝酸鈰銨((NH₄)₂[Ce(NO₃)₆])、偏過碘酸(HIO₄)、正過碘酸(H₅IO₆)、過氯酸(HClO₄)、過溴酸(HBrO₄)、溴酸鉀(KBrO₃)、硫酸(H₂SO₄)、過錳酸鉀(KMnO₄)、過硫酸(H₂SO₅)、Oxone(註冊商標)(過氧單硫酸氫鉀)、五酸化釩(V₂O₅)、二鉻酸鉀(K₂Cr₂O₇)、氧化錳(III)(Mn₂O₃)、過釕酸鉀(KRuO₄)、四氧化釕(RuO₄)、氧化鎳(Ni₂O₃)、氫氧化鈀(Pd(OH)₄)、偏錫酸(H₂SnO₃)、硝酸(HNO₃)、過氧二硫酸銨((NH₄)₂S₂O₈)、硒酸(H₂SeO₄)、過氧二硫酸(H₂S₂O₈)、硝酸鋁(Al(NO₃)₃)、過硫酸銨((NH₄)₂SO₅)、過氯酸銨(NH₄ClO₄)、過錳酸銨(NH₄MnO₄)等，然而並不受該等所限定。本實施形態之研磨用組成物含有以上所列舉的化合物的至少一個作為添加劑。

此外，Oxone(過氧單硫酸氫鉀)是由鉀離子、過硫酸氫離子、硫酸離子、及硫酸氫離子所構成之複鹽，由化學式2KHSO₅‧KHSO₄‧K₂SO₄所表示的化合物。

本實施形態之研磨用組成物所含有的添加劑為至少一種含3個以上的氧原子O且標準電位為0.50V以上的化合物，然而並不拘束於理論，認為藉由具有強氧化性而且具備含3個以上的氧原子O的特定構造，可使有機膜中的末端構造由不溶性變化為水溶性，同時可提高有機膜與研磨粒的親和性，可強化機械作用。

認為這並不同於單純選定標準電位高(氧化力強)的化合物作為氧化劑，使研磨對象物的表面變成脆的氧化物，並將該氧化物以研磨粒藉由機械作用削除，或者利用錯化劑來溶解以提升研磨速度這些過去的技術，而是藉由使添加劑具有一定以上的標準電位，而且具備上述特定構造，才開始表現出上述機制，而提升了研磨速度。

本實施形態的研磨用組成物所含有的添加劑中，若氧原子O未滿3、或標準電位未滿0.50V，則不會具有強氧化性，會有不易使有機膜中的末端構造由不溶性變化為水溶性的傾向。因此，有機膜與研磨粒的親和性弱，會有難以提高機械作用的傾向。

本實施形態之研磨用組成物中，作為添加劑所含有的含3個以上的氧原子O且標準電位為0.50V以上的化合物的含量，必須為0.005質量%以上，宜為0.01質量%以上。隨著添加劑的含量增加，可使有機膜中的末端構造變化為水溶性，因此會有提升機械作用的優點。

另外，本實施形態之研磨用組成物中，作為添加劑所含有的含3個以上的氧原子O且標準電位為0.50V以上的化合物的含量，必須為5.0質量%以下，較佳為3.0質量%以下，更佳為1.0質量%以下。只要在此範圍，則可抑制研磨用組成物的材料成本，還能夠更有效地得到本發明之效果。

在本發明中，標準電位意指在某電化學反應之中，參與反應的全部化學物質的活性為1(標準狀態)，且達到平衡狀態時的電極電位。標準電位是與基準電極之間的電位差，可藉由循環伏安法等來測定。

作為本實施形態之研磨用組成物的研磨對象的具有有機物的基板，可列舉例如具有形成於晶圓上的正型及負型光阻的基板、液晶面板用彩色濾光片、液晶面板用透明樹脂、液晶面板用黑矩陣等的形成了有機膜的基板、具有使用CHF系有機源作為原料氣體並藉由電漿CVD等成膜的CFx(氟碳)膜所代表的有機絕緣膜的基板等，然而並不受其限定。

(關於pH)

本實施形態之研磨用組成物的pH必須未滿10，宜為5以下。若pH為5以下，則研磨用組成物的操作性提升，3以下為較佳，2.5以下為特佳。若pH超過5，則會有操作性降低的傾向。研磨用組成物的pH的下限不受特別限定。但是，pH愈高，研磨用組成物中的研磨粒的分散性愈提升，因此宜為1以上。

為了將上述實施形態之研磨用組成物的pH調整成所希望的值，因應必要使用的pH調整劑可為酸及鹼之任一者，或可為無機及有機化合物的任一者。pH調整劑可採用例如硝酸、磷酸、鹽酸、硫酸、檸檬酸等。

本實施形態之研磨用組成物中，含3個以上的氧原子O且標準電位為0.50V以上的化合物，可發揮出具有pH調整機能的pH調整劑的作用。

(關於水)

本實施形態之研磨用組成物，宜含有水作為用來使各成分分散或溶解的分散媒或溶劑。從抑制阻礙其他成分的作用的觀點看來，宜為盡可能不含雜質的水。具體而言，宜為以離子交換樹脂除去雜質離子之後，通過過濾器除去異物的純水或超純水、或蒸餾水。

(關於研磨粒)

本實施形態之研磨用組成物中所含有的研磨粒，可為無機粒子、有機粒子、及有機無機複合粒子之任一者。無機粒子的具體例，可列舉例如由二氧化矽、氧化鋁、氧化鈰、二氧化鈦等的金屬氧化物所構成的粒子，以及氮化矽粒子、碳化矽粒子、氮化硼粒子。有機粒子的具體例子，可列舉例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)粒子。該等之中，以二氧化矽粒子為佳，膠狀二氧化矽為特佳。

研磨粒亦可經過表面修飾。通常的膠狀二氧化矽在酸性條件下ζ電位值接近零，因此在酸性條件下，二氧化矽粒子彼此不會靜電排斥，而容易凝集。相對於此，經過表面修飾而使ζ電位在酸性條件下也具有較大的正或負之值的研磨粒，即使在酸性條件下也會互相強力排斥而良好地分散，結果提升了研磨用組成物的保存安定性。這種表面修飾研磨粒可藉由例如將鋁、鈦或鋯等的金屬或該等的氧化物與研磨粒混合並摻在研磨粒的表面而得到。

或者，研磨用組成物中的表面修飾研磨粒，可為將有機酸固定化在表面的二氧化矽。尤其適合使用將有機酸固定化的膠狀二氧化矽。有機酸在膠狀二氧化矽的固定化，可藉由使有機酸的官能基化學性地結合在膠狀二氧化矽表面來進行。只是單純使膠狀二氧化矽與有機酸共存，無法達成有機酸在膠狀二氧化矽的固定化。

如果是將其中一種有機酸的磺酸固定化在膠狀二氧化矽，則可藉由例如“Sulfonic acid-functionalized silica through quantitative oxidation of thiol groups”,Chem.Commun.246-247(2003)所記載的方法來進行。具體而言，藉由使具有3-巰丙基三甲氧基矽烷等的巰基的矽烷偶合劑偶合於膠狀二氧化矽之後，以過氧化氫使巰基氧化，可得到將磺酸固定化在表面的膠狀二氧化矽。

或者，如果是將羧酸固定化在膠狀二氧化矽，則可藉由例如“Novel Silane Coupling Agent Containing a Photolabile 2-Nitrobenzyl Ester for Introduction of a Carboxy Group on the Surface of Silica Gel”,Chemistry Letters,3,228-229(2000)所記載的方法進行。具體而言，藉由使含有光反應性2-硝基苄基酯的矽烷偶合劑偶合在膠狀二氧化矽，然後進行照光，可得到羧酸被固定化在表面的膠狀二氧化矽。

研磨用組成物中，研磨粒的含量宜為0.1質量%以上，較佳為0.5質量%以上。隨著研磨粒的含量增加，會有提升研磨用組成物除去研磨對象物的速度(研磨速度)的優點。

另外，研磨用組成物中的研磨粒的含量宜為20質量%以下，較佳為15質量%以下，更佳為10質量%以下。隨著研磨粒的含量變少，可抑制研磨用組成物的材料成本，而且研磨粒的凝集不易發生。另外，藉由使用研磨用組成物將研磨對象物加以研磨，容易得到表面缺陷少的研磨面。

研磨粒的平均一次粒徑宜為5nm以上，較佳為7nm以上，更佳為10nm以上。隨著研磨粒的平均一次粒徑變大，會有提升研磨用組成物除去研磨對象物的速度的優點。此外，研磨粒的平均一次粒徑之值，可藉由例如以BET法所測得的研磨粒的比表面積來計算。

另外，研磨粒的平均一次粒徑宜為100nm以下，較佳為90nm以下，更佳為80nm以下。隨著研磨粒的平均一次粒徑變小，藉由使用研磨用組成物將研磨對象物加以研磨，容易得到表面缺陷少的研磨面。

研磨粒的平均二次粒徑宜為300nm以下，較佳為250nm以下，更佳為200nm以下。研磨粒的平均二次粒徑之值，可藉由例如雷射光散射法作測定。

藉由將研磨粒的平均二次粒徑之值除以平均一次粒徑之值，所得到的研磨粒的平均締合度宜為1.2以上，較佳為1.5以上。隨著研磨粒的平均締合度變大，會有提升研磨用組成物除去研磨對象物的速度的優點。

另外，研磨粒的平均締合度宜為5以下，較佳為4以下，更佳為3以下。隨著研磨粒的平均締合度變小，藉由使用研磨用組成物將研磨對象物加以研磨時，容易得到表面缺陷少的研磨面。

本實施形態之研磨用組成物中，除了含有研磨粒以及含3個以上的氧原子O且標準電位為0.50V以上的化合物以外，甚至還可含有選自氧化劑、錯化劑、抗蝕劑、界面活性劑、水溶性聚合物、酸、防腐劑、防黴劑的1種以上。

氧化劑具有使研磨對象物的表面氧化的作用，在研磨用組成物中添加氧化劑的情況，會有提升研磨用組成物的研磨速度的效果。研磨用組成物中氧化劑的含量以質量%而計，宜為研磨用組成物的0.1%以上，較佳為0.5%以上。

另外，氧化劑的含量以質量%而計，宜為研磨用組成物的4%以下，較佳為3%以下。在氧化劑的含量未滿0.1%或超過4%的情況，會有不易得到實用等級的有機膜的研磨速度的傾向。

所能夠使用的氧化劑，例如過氧化物。過氧化物的具體例，可列舉例如過氧化氫、過醋酸、過碳酸鹽、過氧化尿素及過氯酸，以及過硫酸鈉、過硫酸鉀及過硫酸銨等的過硫酸鹽，然而不受該等所限定。尤其從研磨速度的觀點看來，宜為過硫酸鹽及過氧化氫，從水溶液中的安定性及對環境的負荷的觀點看來，以過氧化氫為特佳。

(關於錯化劑)

本實施形態之研磨用組成物中所任意含有的錯化劑，具有使含有有機膜的基板表面發生化學蝕刻的作用，能夠發揮提升研磨用組成物的研磨速度的功用。

研磨用組成物中所任意含有的錯化劑的含量上限宜為10質量%，較佳為1質量%。隨著錯化劑的含量變少，不易使含有有機膜的基板表面發生過度蝕刻。結果可抑制過度研磨。

研磨用組成物中所任意含有的錯化劑的含量的下限，宜為0.01質量%，較佳為0.1質量%。隨著錯化劑的含量變多，對於含有有機膜的基板表面的蝕刻效果增加。結果助長了研磨用組成物的研磨速度的提升。

所能夠使用的錯化劑為例如無機酸、有機酸、及胺基酸。無機酸的具體例，可列舉例如硫酸、硝酸、硼酸、碳酸、次亞磷酸、亞磷酸及磷酸。有機酸的具體例，可列舉例如蟻酸、醋酸、丙酸、酪酸、纈草酸、2-甲基酪酸、正己酸、3,3-二甲基酪酸、2-乙基酪酸、4-甲基戊酸、正庚酸、2-甲基己酸、正辛酸、2-乙基己酸、安息香酸、羥乙酸、水楊酸、甘油酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、馬來酸、酞酸、蘋果酸、酒石酸、檸檬酸及乳酸。還可使用甲磺酸、乙磺酸及2-羥乙磺酸等的有機硫酸。亦可使用無機酸或有機酸的鹼金屬鹽等的鹽來代替無機酸或有機酸，或者與無機酸或有機酸組合。

胺基酸的具體例，可列舉例如甘胺酸、α-丙胺酸、β-丙胺酸、N-甲基甘胺酸、N,N-二甲基甘胺酸、2-胺基酪酸、正纈胺酸、纈胺酸、白胺酸、正白胺酸、異白胺酸、苯丙胺酸、脯胺酸、肌胺酸、鳥胺酸、離胺酸、牛磺酸、絲胺酸、蘇胺酸、高絲氨酸、酪胺酸、蠶豆苷、三(羥甲基)甲基甘胺酸、3,5-二碘-酪胺酸、β-(3,4-二羥苯基)-丙胺酸、甲狀腺素、4-羥基-脯胺酸、半胱胺酸、甲硫胺酸、乙硫胺酸、羊毛硫胺酸、胱硫醚、胱胺酸、半胱胺酸酸、天門冬胺酸、麩胺酸、S-(羧甲基)-半胱胺酸、4-胺基酪酸、天門冬醯胺、麩醯胺酸、氮絲胺酸、精胺酸、刀豆胺酸、瓜胺酸、δ-羥基-離胺酸、肌酸、組胺酸、1-甲基-組胺酸、3-甲基-組胺酸及色胺酸。其中，從研磨性提升的觀點看來，錯化劑宜為甘胺酸、丙胺酸、蘋果酸、酒石酸、檸檬酸、羥乙酸、2-羥乙磺酸或該等的鹽。

(關於抗蝕劑)

本實施形態之研磨用組成物所任意含有的抗蝕劑的含量以質量%而計，宜為研磨用組成物的0.1%以上，較佳為0.2%以上。另外，抗蝕劑的含量以質量%而計，宜為研磨用組成物的0.4%以下，較佳為0.3%以下。在抗蝕劑的含量未滿0.2%或超過0.4%的情況，會有不易得到實用等級的抗蝕效果的傾向。

所能夠使用的抗蝕劑的例子，為例如至少具有5~6員環，並且具有兩個以上的雙鍵，具有一個以上的氮原子的雜環式或複素芳香基化合物。可列舉具有吡啶環、吡唑環、嘧啶環、咪唑環及三唑環或苯并三唑環的化合物，然而並不受該等所限定。另外，抗蝕劑可使用苯并三唑(BTA)。在添加抗蝕劑的情況，有提升研磨用組成物的研磨速度的效果。

(關於界面活性劑)

本實施形態之研磨用組成物可含有界面活性劑。界面活性劑的含量以質量%而計，宜為研磨用組成物的0.01%以上，較佳為0.02%以上。另外，界面活性劑的含量以質量%而計，宜為研磨用組成物的2%以下，較佳為1%以下。界面活性劑可含有選自陰離子性界面活性劑、陽離子性界面活性劑、兩性界面活性劑、及非離子性界面活性劑的1種以上。

陰離子性界面活性劑的例子，可列舉例如聚氧乙烯烷醚醋酸、聚氧乙烯烷基硫酸酯、烷基硫酸酯、聚氧乙烯烷醚硫酸、烷醚硫酸、烷基苯磺酸、烷基磷酸酯、聚氧乙烯烷基磷酸酯、聚氧乙烯磺基琥珀酸、烷基磺基琥珀酸、烷基萘磺酸、烷基二苯醚二磺酸、及該等的鹽等。

陽離子性界面活性劑的例子，可列舉例如烷基三甲基銨鹽、烷基二甲基銨鹽、烷基苄基二甲基銨鹽、烷基胺鹽等。

兩性界面活性劑的例子，可列舉例如烷基甜菜鹼、烷基胺氧化物等。

非離子性界面活性劑的例子，可列舉例如聚氧乙烯烷醚、聚氧伸烷基烷醚、去水山梨醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺、及烷基烷醇醯胺等。

該等之中，合適的界面活性劑為聚氧乙烯烷醚醋酸鹽、聚氧乙烯烷醚硫酸鹽、烷醚硫酸鹽、烷基苯磺酸鹽、及聚氧乙烯烷醚。

這些界面活性劑在研磨對象物表面的化學或物理性的吸附力高，因此藉由研磨對象物的表面可形成堅固的膜。由此可知，使用本實施形態之研磨用組成物，可提升研磨後的研磨對象物表面平坦性，而為有利的。

(關於水溶性聚合物)

本實施形態之研磨用組成物可含有水溶性聚合物。在幾個實施形態中，會有將水溶性聚合物稱為界面活性劑的情形。水溶性聚合物的含量以質量%而計，宜為研磨用組成物的0.01%以上，較佳為0.02%以上。另外，水溶性聚合物的含量以質量%而計，宜為研磨用組成物的2%以下，較佳為1%以下。可使用水溶性聚合物可列舉例如聚丙烯酸鈉、聚丙烯醯胺、聚乙烯醇、聚乙烯亞胺、聚環氧乙烷、聚乙烯基吡咯烷酮等，而不受該等所限定。

(關於防腐劑及防黴劑)

本實施形態之研磨用組成物可含有防腐劑及防黴劑。防腐劑及防黴劑，可列舉例如2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮或5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮等的異噻唑啉系防腐劑、對羥安息香酸酯類、及苯氧基乙醇等。該等防腐劑及防黴劑可單獨或混合2種以上來使用。

本發明之上述實施形態之研磨用組成物可為單液型或以兩液型為首的多液型。另外，上述實施形態之研磨用組成物，還可藉由將研磨用組成物的原液以水稀釋來調製。

(關於研磨方法)

本發明之其他實施形態提供一種研磨方法，其係包括藉由上述實施形態的研磨用組成物並以化學機械方式來研磨具有有機膜的基板。較具體的實施形態，可列舉使用例如圖1所示般，具備貼附了研磨墊1的轉盤5與將表面形成有機膜2的半導體晶圓保持住的研磨頭3之研磨裝置的研磨方法。以例如轉速60rpm使轉盤5旋轉，同時以例如轉速60rpm使研磨頭3旋轉，同時將半導體晶圓的有機膜2以70gf/cm²(6.86kPa)的研磨荷重抵住研磨墊1。此外，圖1中的符號6表示保持座。

將由本發明上述實施形態的研磨用組成物所構成的研磨泥7由供給噴嘴4供給至研磨墊1。在有機膜2的研磨時，將研磨頭3抵住研磨墊1的研磨壓力可在35~280gf/cm²(3.43~27.44kPa)的範圍內選擇。另外，轉盤5的轉速可在10~150rpm的範圍內選擇，研磨頭3的轉速可在10~150rpm的範圍內選擇。有機膜2的除去速度只要在2000Å/分鐘以上，則具有實用的高研磨速度，而為適合。

本研磨方法所能夠使用的研磨墊，可採用一般的不織布、發泡聚胺甲酸乙酯、多孔質氟樹脂等，並無特別限制。另外，研磨墊亦可實施溝槽加工，而形成可積存研磨用組成物的溝槽。具體的研磨墊可為發泡體、布、不織布等的非發泡體之任一者，研磨墊的材質可採用聚胺甲酸乙酯、丙烯酸、聚酯、丙烯酸-酯共聚物、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚4-甲基戊烯、纖維素、纖維素酯、耐綸及芳綸等的聚醯胺、聚醯亞胺、聚醯亞胺醯胺、聚矽氧烷共聚物、環氧乙烷化合物、酚樹脂、聚苯乙烯、聚碳酸酯、環氧樹脂等的樹脂。

[實施例]

接下來針對本發明之實施例作說明。

調製出具有表1、2所記載的發明例1~18及比較例1~8的各成分的研磨用組成物。在表1、2的「研磨粒」及「氧化劑」的欄位中揭示了研磨粒及添加劑的種類及其含量(質量%)。另外，在表1、2的「氧原子的個數」的欄位中揭示了添加劑所具有的氧原子O個數。此外，在表1、2的「標準電位(V)」的欄位中揭示了作為添加劑所含有的化合物的標準電位(V)。此外，在表1、2的「pH」欄位中揭示了各研磨用組成物的pH。此外，表1、2中，膠狀二氧化矽及將磺酸固定化在表面的膠狀二氧化矽的平均一次粒徑為30nm。

首先藉由電漿CVD，在直徑300mm的矽晶圓上形成由i射線光阻所構成的有機膜。接下來，使用發明例1~18及比較例1~8的各研磨用組成物，分別使用柔軟的微孔性聚胺甲酸乙酯研磨墊，對於上述具有i射線光阻有機膜的晶圓進行化學機械研磨。研磨的條件為：研磨用組成物的研磨泥的供給速度為300mL/分鐘、研磨壓力為1.0psi(6.89kPa)、研磨盤(轉盤)轉速為30rpm、研磨頭(Top-ring)轉速為30rpm。將化學機械研磨時的研磨速度分別揭示於表1、2。

此外，研磨用組成物的研磨泥的供給速度，是指將全部供給液的供給量合計除以研磨時間所計算出的每單位時間的供給量。另外，研磨速度，可藉由對於來自有機膜的表面及有機膜與作為基板的矽晶圓的界面的反射光進行分光解析，將具有有機膜的晶圓在研磨前後的厚度差除以研磨時間而求得。

由表1、2所揭示的結果可知，研磨用組成物的pH未滿10、研磨用組成物中以0.005質量%以上5.0質量%以下含有含3個以上的氧原子O且標準電位為0.50V以上的化合物的發明例1~18，可得到2000Å/分鐘以上的高研磨速度。

相對於此，在研磨用組成物中不含含3個以上的氧原子O且標準電位為0.50V以上的化合物的比較例1~4的情況，並未達到具有實用性的研磨速度，任一者的研磨速度皆未滿2000Å/分鐘。另外，研磨用組成物中雖然含有含3個以上的氧原子O且標準電位為0.50V以上的化合物，然而其含量未滿0.005質量%的比較例7、8，及研磨用組成物的pH為10以上的比較例5、6，皆未達到具有實用性的研磨速度，任一者的研磨速度皆未滿2000Å/分鐘。