TW201833291A - 加工介質、加工組成物及加工方法 - Google Patents

加工介質、加工組成物及加工方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201833291A
TW201833291A TW107102819A TW107102819A TW201833291A TW 201833291 A TW201833291 A TW 201833291A TW 107102819 A TW107102819 A TW 107102819A TW 107102819 A TW107102819 A TW 107102819A TW 201833291 A TW201833291 A TW 201833291A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
acid
processing
less
processing medium
polycarboxylic acid
Prior art date
Application number
TW107102819A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI757413B (zh
Inventor
高梨慎也
會田圭佑
高橋桂
Original Assignee
日商帕萊斯化學股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商帕萊斯化學股份有限公司 filed Critical 日商帕萊斯化學股份有限公司
Publication of TW201833291A publication Critical patent/TW201833291A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI757413B publication Critical patent/TWI757413B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M173/00—Lubricating compositions containing more than 10% water
    • C10M173/02—Lubricating compositions containing more than 10% water not containing mineral or fatty oils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M129/00—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing oxygen
    • C10M129/02—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing oxygen having a carbon chain of less than 30 atoms
    • C10M129/26—Carboxylic acids; Salts thereof
    • C10M129/28—Carboxylic acids; Salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
    • C10M129/30—Carboxylic acids; Salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms having 7 or less carbon atoms
    • C10M129/32—Carboxylic acids; Salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms having 7 or less carbon atoms monocarboxylic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M129/00—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing oxygen
    • C10M129/02—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing oxygen having a carbon chain of less than 30 atoms
    • C10M129/26—Carboxylic acids; Salts thereof
    • C10M129/48—Carboxylic acids; Salts thereof having carboxyl groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C10M129/52—Carboxylic acids; Salts thereof having carboxyl groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring polycarboxylic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M133/00—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing nitrogen
    • C10M133/02—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing nitrogen having a carbon chain of less than 30 atoms
    • C10M133/04—Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines
    • C10M133/06—Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines having amino groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
    • C10M133/08—Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines having amino groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms containing hydroxy groups

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

本發明提供一種兼具防銹性能及防止金屬污染性能之加工介質、加工組成物及加工方法。本發明之加工介質於含有或已中和之狀態下含有碳數為2以上且7以下之多元羧酸、芳香族單羧酸及鹼性物質。

Description

加工介質、加工組成物及加工方法
本發明係關於一種加工介質、加工組成物及加工方法。
於進行將錠(鑄塊)等被加工物切割成晶圓狀之加工、或對被加工物之切割面進行研磨(研削)之加工、或進而將被加工物之切割面研磨成鏡面之加工時，對於工具(例如線鋸、帶鋸、內徑刀片、研磨壓盤等)與被加工物之接觸部分供給加工介質(加工液、切削液、冷卻劑)。加工介質係用水等溶劑進行稀釋後使用，或進而摻合研磨粒而以加工組成物(研削液、研磨液、漿料)之形式使用。加工介質具有如下作用，即，將在工具與被加工物之間所產生之熱冷卻的冷卻作用；使工具與被加工物之間變得潤滑的潤滑作用；對加工時所產生之顆粒(切屑、研削屑、研磨屑)與工具或被加工物之熔接進行防護的熔接防護作用等。
源自因加工而產生之顆粒的金屬氧化物的微粒子狀污物(sludge)容易附著(固著、再次附著)於被加工物之表面。若污物附著於被加工物之表面，則導致被加工物之金屬污染。又，於加工時因與工具、配管等金屬之接觸而溶出至加工介質中之金屬離子容易附著(或滲透、擴散)於被加工物表面。金屬離子於被加工物之表面容易移動，因金屬離子之移動而有時會發生下述等問題：形成於被加工物(例如晶圓)之電晶體等元件的誤動作、漏電流(leakage current)。因此，為了抑制污物或金屬離子對被加工物之不良影響，而提出有各種加工介質、加工組成物。
例如於專利文獻1中，揭示有一種含有一級烷醇胺、羧酸、二胺之水溶性切削油劑作為抑制防銹性降低者。又，於專利文獻2中，揭示有一種由四唑化合物及其水溶性鹽構成之水溶性金屬防蝕劑作為對各種金屬具有優異之防銹能力者。
又，於專利文獻3中，揭示有一種含有螯合劑、鹼性化合物、二氧化矽及水之研磨用組成物作為有效地抑制由金屬雜質引起之晶圓污染者。又，於專利文獻4中，揭示有一種含有氧化矽(silica)、鹼性物質、胺基聚膦酸及水之研磨組成物作為有效地防止鎳、鉻、鐵、銅等之金屬污染者。又，於專利文獻5中，揭示有一種含有氧化矽、鹼性物質、胺基酸衍生物、其鹽及水之研磨組成物作為能夠防止金屬污染尤其是銅污染者。又，於專利文獻6中，揭示有一種含有氧化矽、鹼性物質、具有羥基之聚胺基聚羧酸化合物及水之研磨組成物作為能夠防止金屬污染尤其是銅污染者。又，於專利文獻7中，揭示有一種含有二氧化矽、鹼性化合物及具有膦酸基之螯合劑的研磨用組成物作為有效地抑制由金屬雜質引起之晶圓污染者。進而，於專利文獻8中，揭示有一種含有單斜晶鋯、羧酸及氫氧化四級烷基銨之研磨漿料作為能夠有效地防止銅污染者。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本專利特開昭64-43598號公報
專利文獻2：日本專利特開平7-145491號公報
專利文獻3：國際公開第2004/042812號說明書
專利文獻4：日本專利特開2005-347737號公報
專利文獻5：國際公開第2006/046641號說明書
專利文獻6：國際公開第2006/126432號說明書
專利文獻7：日本專利特開2014-82509號公報
專利文獻8：日本專利第5002175號公報
然而，於習知之加工組成物等中並未發現兼具防銹性及防止金屬污染者。
本發明之主要課題在於提供一種兼具防銹性能及防止金屬污染性能之加工介質、加工組成物及加工方法。
本發明之加工介質係於含有或已中和之狀態下含有碳數為2以上且7以下之多元羧酸、芳香族單羧酸及鹼性物質。
本發明之加工組成物含有上述加工介質與研磨粒。
本發明之加工方法係將上述加工介質或上述加工組成物供給至工具與被加工物之接觸部分而對上述被加工物進行加工。
根據本發明，可提供一種兼具防銹性能及防止金屬污染性能之加工介質、加工組成物及加工方法。
1‧‧‧矽晶圓
2‧‧‧金屬污染物
圖1係表示矽晶圓之金屬污染評價之判定方法的照片。
以下，對實施形態進行說明。再者，於在本申請案中附有圖式參照符號之情形時，其等主要用以幫助理解，並非意欲限定圖示之態樣。又，下述實施形態僅為例示，並不限定本發明。
實施形態之加工介質係於進行對矽、碳化矽、藍寶石、氮化鎵之錠等被加工物進行切割的加工、對晶圓等被加工物之切割表面進行研磨的加工、進而將切割表面研磨成鏡面的加工等加工時，被供給至工具(例如線鋸、帶鋸、內徑刀片、研磨壓盤(例如單面壓盤、雙面壓盤、鑄鐵壓盤、銅壓盤等)等)與被加工物之接觸部的介質(加工液、切削液、冷卻劑等)。加工介質可用水進行稀釋後使用。加工介質可進而任意地摻合研磨粒(例如金剛石、氧化鋯、氧化鋁、碳化矽、立方晶氮化硼等)而以加工組成物(例如研削液、研削組成物、研磨液、研磨組成物、漿料、懸濁液等)之形式使用。加工介質例如於切割裝置(切片裝置、切割機)、研削裝置(精磨(lapping)裝置)、研磨裝置(拋光裝置)等加工裝置中使用。再者，於加工裝置中，自加工介質之槽直至供給部之配管大多使用銅。
加工介質係於將銅浸漬於加工介質中時加工介質中之銅離子濃度較佳為70ppm以下，更佳為60ppm以下，尤佳為50ppm以下。若變得大於70ppm，則變得容易發生形成於被加工物之電晶體等元件之誤動作、漏電流等。
加工介質係於含有或已中和之狀態下含有多元羧酸、芳香族單羧酸、鹼性物質及水以。此處，所謂含有或已中和之狀態，係指處於酸及鹼未中和之狀態、酸及鹼為離子之狀態、酸及鹼已中和之狀態中的任一狀態或所有狀態。
多元羧酸係碳數為2以上且7以下之多元羧酸。多元羧酸主要有抑制被加工物之金屬污染之作用。作為多元羧酸，例如可使用：草酸、丙二酸、琥珀酸、延胡索酸、戊二酸、己二酸、庚二酸等二羧酸；鳥頭酸(aconitic acid)等三羧酸；蘋果酸、檸檬酸等羥酸；草醯乙酸等。多元羧酸之碳數較佳為2以上且6以下。若碳數變得大於7，則變得無法抑制被加工物之金屬污染。上述多元羧酸中，草酸其防止通常被使用於工具之鐵之溶出的效果優異。又，檸檬酸其防止銅之溶出的效果優異。
芳香族單羧酸係具有至少1個芳香環與1個羧基之化合物。作為芳香族單羧酸，例如可使用：對三級丁基苯甲酸、鄰三級丁基苯甲酸、間三級丁基苯甲酸、硝基苯甲酸、苯乙酸、萘羧酸等。其中，對三級丁基苯甲酸主要有抑制被使用於工具之金屬材料之氧化(確保防銹性)的作用，故而較佳。
此處，已知為了防止金屬之腐蝕而使用對三級丁基苯甲酸及鹼(例如參照專利文獻2之[0002])，但並未揭示及暗示將碳數為2~7之分子量小之多元羧酸與對三級丁基苯甲酸組合而使用者。
再者，於被加工物之加工中應注意如下情況，即被使用於工具或加工裝置之配管等的銅發生離子化而吸附(或滲透、擴散)於被加工物從而產生污染。眾所周知為了防止銅之腐蝕或溶出而使用苯并三唑類(例如參照專利文獻2之[0002])，但於使用苯并三唑之情形時，若摻合量過多，則有時會無法抑制對銅以外之金屬的被加工物之金屬污染，故而苯并三唑較佳將摻合量限制於微量，更佳為不使用。
關於多元羧酸及芳香族單羧酸之合計摻合量，於加工介質中較佳為0.05wt%以上且15wt%以下，更佳為0.1wt%以上且4wt%以下，進而較佳為0.2wt%以上且2wt%以下。若濃度低於0.05wt%，則難以抑制被加工物之金屬污染，另一方面，若濃度高於15wt%，則需要較多之用以中和其之鹼，若鹼性物質不足，則銅離子變得容易溶出。
多元羧酸及芳香族單羧酸之摻合比較佳為1：4以上且未達2：1，更佳為1：1.8以上且1.8：1以下，進而較佳為1：1.5以上且1.5：1以下。若 變成未達1：4，則銅離子之溶出量變多，另一方面，即便為2：1以上，銅離子之溶出量亦變多。
鹼性物質為鈉化合物、鉀化合物、銨化合物、胺化合物之任意一種以上。鹼性物質較佳包含有鈉化合物或鉀化合物與胺化合物，進而較佳包含有多種胺化合物。作為鹼性物質，可使用其水溶液顯示鹼性(鹼性；pH值大於7)之化合物，例如可使用：氫氧化鈉、碳酸鈉等鈉化合物；氫氧化鉀、碳酸鉀等鉀化合物；四甲基氫氧化銨、氫氧化銨等銨化合物；甲基胺、二甲胺、三甲胺、乙基胺、二乙胺、單乙醇胺、N-乙醇胺、二乙醇胺、三乙胺、三乙醇胺、單異丙醇胺、二異丙基乙基胺、二異丙醇胺、二伸乙基三胺、三伸乙基四胺、聚(丙二醇)二胺、三羥甲基丙烷聚(氧伸丙基(oxypropylene))三胺、伸乙基二胺、四甲基伸乙基二胺、2-胺基-2-甲基丙醇、月桂基胺基丙基胺、乙基胺基乙基胺、油基(oleyl)胺基丙基胺、二乙基胺基丁基胺、乙基胺基己基胺、環己基胺基丙基胺、六亞甲基二胺、精三胺、苯胺、苯乙胺、甲苯胺、吡咯啶、哌啶、嗒、嘧啶、吡、唑、噻唑、N,N-二甲基-4-胺基吡啶、醚胺、無水哌、哌六水合物、1-哌、N-甲基哌等胺化合物。
本發明之加工介質藉由含有鹼性物質，而使芳香族單羧酸可溶於水，故而可獲得均勻且穩定之溶液。鹼性物質之摻合量於加工介質中較佳為0.1wt%以上且20wt%以下，更佳為0.2wt%以上且10wt%以下，進而較佳為0.5wt%以上且5wt%以下。若濃度低於0.1wt%，則會對被加工物之金屬污染帶來不良影響，若鹼性物質不足而pH值成為7以下，則失去防銹性。另一方面，於濃度高於20wt%之情形時，銅離子變得容易溶出。鹼性物質係設為中和多元羧酸及芳香族單羧酸之兩者的分量以上，較佳以加工介質之pH值變得大於7之方式進行摻合，可以成為更佳為8以上且12.5以下、進而較佳為8.5以上且10以下之方式進行摻合。若考慮加工介質之處理性及成本，則較佳設為pH值為12.5以 下。
水係成為原液成分之多元羧酸、芳香族單羧酸及鹼性物質之稀釋介質。關於水之摻合量，只要能夠用水將原液稀釋成任意濃度，則並無特別限定，若考慮處理性及成本，則較佳為50wt%以上且99.7wt%以下，更佳為80wt%以上且99.5wt%以下，進而較佳為90wt%以上且98wt%以下。
又，於加工介質中可視需要而添加界面活性劑、消泡劑、防腐劑、香料、染料等。
界面活性劑可考慮研磨粒之分散性或液體之滲透性而進行摻合。作為界面活性劑，可使用非離子系界面活性劑、陽離子系界面活性劑、陰離子系界面活性劑、兩性界面活性劑等，例如可使用：月桂酸甘油、單硬脂酸甘油等酯型非離子系界面活性劑、聚伸烷基(polyalkylene)二醇單丁醚、聚氧乙烯烷基醚等醚型非離子系界面活性劑；聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯甘油醇(hexytane)脂肪酸酯等酯醚型非離子系界面活性劑；月桂酸二乙醇醯胺、油酸二乙醇醯胺等烷醇醯胺型非離子系界面活性劑；辛基葡萄糖苷、癸基葡萄糖苷等烷基葡萄糖苷型非離子系界面活性劑；鯨蠟醇、硬脂醇等高級醇型非離子系界面活性劑；四甲基氯化銨、四甲基氫氧化銨等四級銨鹽型陽離子系界面活性劑；單甲基胺鹽酸鹽、二甲胺鹽酸鹽等烷胺鹽型陽離子系界面活性劑；氯化丁基吡啶鎓(pyridinium)、氯化十二烷基吡啶鎓等吡啶環型陽離子系界面活性劑；辛酸鈉、癸酸鈉等羧酸型陰離子系界面活性劑；1-己烷磺酸鈉、1-辛烷磺酸鈉等磺酸型陰離子系界面活性劑；月桂基硫酸鈉、肉豆蔻基硫酸鈉等硫酸酯型陰離子系界面活性劑；月桂基磷酸、月桂基磷酸鈉等磷酸酯型陰離子系界面活性劑；月桂基二甲胺基乙酸甜菜鹼、硬脂基(stearyl)二甲胺基乙酸甜菜鹼等烷基甜菜鹼型兩性界面活性劑；椰子醯胺(cocamido)丙基甜菜鹼、椰子醯胺丙基羥基磺基甜菜鹼(sultaine)等脂肪酸醯胺丙基甜菜鹼型兩性界面活性 劑；2-烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉鎓甜菜鹼等烷基咪唑型兩性界面活性劑；月桂醯麩胺酸鈉、月桂醯麩胺酸鉀等胺基酸型兩性界面活性劑；月桂基二甲胺基N-氧化物、油基二甲胺基N-氧化物等胺氧化物型兩性界面活性劑等。界面活性劑之摻合量可相對於加工介質100wt%，設為0.01wt%以上且5wt%以下，較佳為0.02wt%以上且3wt%以下，更佳為0.05wt%以上且1wt%以下。
消泡劑可考慮加工介質自槽之溢出或再利用時之操作而進行摻合。作為消泡劑，例如可使用：矽酮油、改質矽酮、HLB(Hydrophilic-Lipophilic Balance，親水/油比值)為7以上之非離子系界面活性劑；2-乙基己醇、二異辛基醚等有機極性化合物；山梨醇酐酯類、Pluronic L-61等低親水性界面活性劑；添加有脂肪酸金屬鹽之礦物油等。消泡劑之摻合量可相對於加工介質100wt%，設為0.001wt%以上且1wt%以下，較佳為0.002wt%以上且0.5wt%以下，更佳為0.005wt%以上且0.1wt%以下。
作為防腐劑，例如可使用：2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、對羥基苯甲酸酯類及苯氧基乙醇等。
作為香料，例如可使用：乳香油、洋芹油、大茴香油等天然香料；香旱芹酮、大茴香腦、水楊酸甲酯等合成香料；調合香料等。
作為染料，例如可使用：阿特拉斯紅(atlas red)R、偶氮藍、偶氮紫(azo mauve)AM等直接染料、金胺G、金胺II、俾斯麥棕等鹼性染料；傑納斯藍G、傑納斯綠B、傑納斯藍R等鹼性傑納斯染料；蘇木、黃櫨色素(fustic)、茜草、茜素等媒染染料；蒽醌、靛類等甕染料等。
再者，關於上述多元羧酸、芳香族單羧酸及鹼性物質，可使用多元羧酸及芳香族單羧酸與鹼性物質已中和之狀態的鹽作為原料以代替該等混合物。
作為上述加工介質之製造方法，例如使鹼性物質溶解於水中，進而加入多元羧酸及芳香族單羧酸並進行攪拌，藉此可獲得成為中和鹽水溶液之加工介質。可視需要於加工介質中加入界面活性劑、防腐劑、消泡劑、香料、染料等，並加入水以調整濃度。於獲得加工組成物之情形時，可於加工介質中任意地摻合研磨粒並進行攪拌。再者，加工介質及加工組成物之製造方法並不限於上述。以上述方式獲得之加工介質或加工組成物係被注入至加工裝置之槽中，將加工介質或加工組成物供給至該加工裝置之工具與被加工物之接觸部，而對該被加工物進行加工。
根據本實施形態，可藉由多元羧酸而防止(抑制)溶解至加工介質中之金屬離子吸附(或滲透、擴散)於被加工物，故而可防止(抑制)被加工物之金屬污染。又，根據本實施形態，可藉由芳香族單羧酸而防止(抑制)被使用於工具之金屬材料的氧化，故而可防止(抑制)污物附著於被加工物。進而，根據本實施形態，可藉由多元羧酸、芳香族單羧酸及鹼性物質之組合而防止(抑制)被使用於工具或加工裝置之工具等的之銅之離子化，故而可防止(抑制)被加工物之銅污染。
實施例
其次，對加工介質之實施例及比較例進行說明。
[試樣之製作]
首先，以表1-表7中所示之摻合成分之組成製作實施例1-24及比較例1-11之加工介質(試樣)。此處，使鹼性物質溶解至水中，加入多元羧酸及作為芳香族單羧酸之對三級丁基苯甲酸並進行攪拌，視需要加入界面活性劑、1,2,3-苯并三唑，並加入水以調整濃度，藉此獲得加工介質。再者，此處，不含防腐劑、消泡劑、香料、染料等。
再者，表1-表7所記載之摻合成分之商品名、製造商名如下所 述。
摻合成分：商品名，製造商名
‧草酸：草酸二水合物，菱江化學(股)
‧蘋果酸：DL-Malic Acid，東京化成工業(股)
‧延胡索酸：延胡索酸，扶桑化學工業(股)
‧檸檬酸：檸檬酸(晶體)H，扶桑化學工業(股)
‧辛酸：Lunac(註冊商標)8-98，花王(股)
‧癸二酸：癸二酸SR，伊藤製油(股)
‧對三級丁基苯甲酸：4-三級丁基苯甲酸(PTBBA)，扶桑化學工業(股)
‧氫氧化鈉：苛性鈉(固體)，鶴見曹達(股)
‧單異丙醇胺：單異丙醇胺(MIPA)，NANJING HBL ALKYLOL AMINES CO.,LTD.
‧二異丙醇胺：二異丙醇胺85% GT級，Dow Chemical Japan(股)
‧三乙醇胺：TEA(三乙醇胺)99，JAPAN CHEMTECH(股)
‧三羥甲基丙烷聚(氧伸丙基)三胺：JEFFAMINE(註冊商標)T-403，Huntsman Japan(股)
‧聚伸烷基二醇單丁醚：Unilube(註冊商標)50MB-5，日油(股)
‧1,2,3-苯并三唑：Sunlight 123.BTA、Sunwa Kasei(股)
‧水：自來水(銅離子溶解量為測定極限以下之水)
[加工組成物之製作]
對實施例及比較例之加工介質100wt%，加入研磨粒(氧化鋁基底研磨材料：FO#1000，Fujimi Incorporated(股))30wt%並進行攪拌，而獲得加工組成物(漿料)。
[研磨加工方法]
將實施例及比較例之加工組成物供給至鑄鐵壓盤(工具)與矽晶圓(被加工物)之接觸部，而對矽晶圓進行研磨加工。研磨加工條件如下所述。
[研磨加工條件]
研磨加工機：磨擦試驗機GP1(Maruto股份有限公司)
壓盤：鑄鐵製直徑250mm
壓盤槽形狀：格子狀(格子1邊25mm×25mm)
壓盤轉速：100rpm
對試片之面壓力：0.6g/mm2
試片：單晶矽晶圓直徑125mm
加工組成物供給量：1L/min
[鑄鐵壓盤防銹性評價]
由於加工組成物與鑄鐵壓盤總是接觸，故而假定因鑄鐵壓盤生銹而矽晶圓受到污染，並以下述方式進行鑄鐵壓盤之防銹性之評價。將使用實施例及比較例之加工組成物進行過矽晶圓之研磨加工之鑄鐵壓盤(村料：FC200)之試片以浸漬在加工組成物中之狀態於30℃靜置10分鐘，利用目視評價鑄鐵壓盤表面有無生銹。於鑄鐵壓盤(面積：70mm×50mm)中，將未生銹之情形評價為○，將產生10個以下之個數之鏽跡之情形評價為△，將產生大於10個之個數之鏽跡之情形評價為×。
[矽晶圓之金屬污染評價]
利用目視觀察研磨加工後之矽晶圓，進行是否產生由沿著鑄鐵壓盤之槽之顆粒引起之矽晶圓表面之金屬污染(由污物形成之污垢)的試驗。將矽晶圓1無金屬污染物之情形評價為○(圖1之判定：參照○之照片)，將雖有金屬污染物2但於乾燥前用紙巾擦拭1次可去除金屬污染物2(變色)之情形評價為 △，將有金屬污染物2且於乾燥前即便用紙巾擦拭1次亦無法去除金屬污染之情形評價為×(圖1之判定：參照×之照片)。
[銅離子溶出量評價]
假定「銅離子自研磨加工機之配管類或在將矽晶圓切出前之步驟中所附著之銅或其合金溶出，矽晶圓表面因溶出之銅離子而受到污染」，測定使用銅試片之銅離子溶出量。於實施例及比較例之加工介質50g(不含研磨粒者)中以浸漬試片(長度約75mm，寬度約12.5mm，厚度1.5-3.0mm)之一半的方式浸漬JIS K 2513(石油製品-銅板腐蝕試驗方法)用之銅板(材料：C1100P)，於25℃靜置18小時後取出加工介質，利用ICP(Inductively Coupled Plasma，感應耦合電漿；發射光譜分析法)裝置測定加工介質中之銅離子溶出量。ICP裝置之詳細內容如下所述。
[ICP裝置]
製造商：AMETEK(MATERIALS ANALYSIS DIVISION，材料分析部門)
裝置名：SPECTRO ARCOS(註冊商標)
型號：FHM22
類型：MV130(多視圖)
測定條件：原液測定
測定方法：SOP(Side On Plasma)側面方向(徑向)
[pH值測定]
使用pH值測定器(堀場製作所製造，「玻璃電極式氫離子濃度計pH METER F-11」，「pH電極LAQUA(註冊商標)6377」)而測定pH值。
[多元羧酸與單羧酸之組合之評價]
關於不含有多元羧酸且含有對三級丁基苯甲酸之比較例1，由於缺少多元羧酸及對三級丁基苯甲酸之兩者之作用，故而無鑄鐵壓盤之防銹性而無法抑制矽晶圓之金屬污染及銅離子之溶出量。但是，關於不含有多元羧酸且含有對三級丁基苯甲酸之比較例3，即便無多元羧酸及對三級丁基苯甲酸之兩者之作用，亦藉由成為銅溶出防止劑之1,2,3-苯并三唑之作用而具有鑄鐵壓盤之防銹性，且銅離子之溶出量得到抑制，但是無法抑制矽晶圓之金屬污染。因此，可知1,2,3-苯并三唑雖然具有鑄鐵壓盤之防銹性，但是並無抑制矽晶圓之金屬污 染之作用。
關於含有檸檬酸(碳數6)作為多元羧酸且不含有對三級丁基苯甲酸之比較例2，由於缺少多元羧酸及對三級丁基苯甲酸之兩者之作用，故而無鑄鐵壓盤之防銹性，亦無法抑制矽晶圓之金屬污染及銅離子之溶出量。
關於不含有多元羧酸且含有對三級丁基苯甲酸之比較例4，雖然藉由其他單羧酸(辛酸)之作用而有鑄鐵壓盤之防銹性，但是由於缺少多元羧酸及對三級丁基苯甲酸之兩者之作用，故而亦無法抑制矽晶圓之金屬污染及銅離子之溶出量。
關於含有癸二酸(碳數10)作為多元羧酸且含有對三級丁基苯甲酸之比較例5，其中多元羧酸中之碳數過多，而無基於碳數7以下之多元羧酸及對三級丁基苯甲酸之兩者之存在的作用，無鑄鐵壓盤之防銹性，而無法抑制矽晶圓之金屬污染、銅離子溶出量。
關於含有檸檬酸及癸二酸(碳數6及10)作為多元羧酸且不含有對三級丁基苯甲酸之比較例6，雖然藉由多元羧酸之作用而有鑄鐵壓盤之防銹性，但是缺少多元羧酸及對三級丁基苯甲酸之兩者之作用，故而亦無法抑制矽晶圓之金屬污染及銅離子之溶出量。
關於含有檸檬酸(碳數6)作為多元羧酸且不含有對三級丁基苯甲酸之比較例7，雖然藉由單羧酸(辛酸)之作用而有鑄鐵壓盤之防銹性，但是缺少多元羧酸及對三級丁基苯甲酸之兩者之作用，故而亦無法抑制矽晶圓之金屬污染及銅離子之溶出量。
關於含有間苯二甲酸(碳數8)作為多元羧酸且含有對三級丁基苯甲酸之比較例8，由於具有鑄鐵壓盤之防銹性，可抑制矽晶圓之金屬污染，故而具有與基於碳數7以下之多元羧酸及對三級丁基苯甲酸之兩者存在的作用相同之作用，但是關於銅離子溶出量，儘管發現抑制之傾向但未達到合格基 準。
另一方面，關於實施例1-9，藉由對三級丁基苯甲酸之作用而具有鑄鐵壓盤之防銹性，藉由碳數2~7之多元羧酸之作用而可抑制矽晶圓之金屬污染，藉由多元羧酸及對三級丁基苯甲酸之兩者之作用之存在而亦可抑制銅離子之溶出量(參照表1)。再者，如實施例6般，若多元羧酸及對三級丁基苯甲酸之合計摻合量減少，則鑄鐵壓盤之防銹性變小。
[多元羧酸及對三級丁基苯甲酸之摻合比之評價]
關於多元羧酸(檸檬酸：碳數6)及對三級丁基苯甲酸之摻合比，參照表3，1：4以上且未達2：1之實施例10-12具有鑄鐵壓盤之防銹性，亦可抑制矽晶圓之金屬污染及銅離子之溶出量。又，關於多元羧酸(草酸：碳數2)及對三級丁基苯甲酸之摻合比，參照表5，未達2：1之實施例19-21具有鑄鐵壓盤之防銹性，可抑制矽晶圓之金屬污染及銅離子之溶出量。
[多元羧酸及對三級丁基苯甲酸之合計摻合量之評價]
關於多元羧酸(檸檬酸：碳數6)及對三級丁基苯甲酸之合計摻合量，參照表4，處於0.05wt%以上且15wt%以下之範圍內之實施例13-17具有鑄鐵壓盤之防銹性，亦可抑制矽晶圓之金屬污染及銅離子之溶出量。隨著接近0.05wt%或15wt%，而有鑄鐵壓盤之防銹性變小，矽晶圓之金屬污染變大之傾向。又，關於多元羧酸(草酸：碳數2)及對三級丁基苯甲酸之合計摻合量，參照表6，處於0.05wt%以上且15wt%以下之範圍內之實施例22-24具有鑄鐵壓盤之防銹性，可抑制矽晶圓之金屬污染。
[鹼性物質之評價]
參照表7，於不含有鹼性物質之比較例11中，對三級丁基苯甲酸未溶於水中，而無法獲得穩定之加工介質。
(附記)
於本發明中，能夠實現上述加工介質之形態。
於上述加工介質中，上述多元羧酸之碳數較佳為2以上且6以下、3以上且7以下，更佳為3以上且6以下。
於上述加工介質中，上述鹼性物質為鈉化合物、鉀化合物、銨化合物及胺化合物之任意一種以上。
於上述加工介質中，上述鹼性物質包含有鈉化合物及胺化合物。
於上述加工介質中，上述鹼性物質包含有多種胺化合物。
於上述加工介質中，進而含有水。
於上述加工介質中，上述多元羧酸及上述芳香族單羧酸之合計為0.05wt%以上且15wt%以下，上述鹼性物質為0.1wt%以上且20wt%以下，上述水為50wt%以上且99.7wt%以下。多元羧酸及芳香族單羧酸之合計摻合量更佳為0.1wt%以上且4wt%以下，進而較佳為0.2wt%以上且2wt%以下。上述鹼性物質之摻合量更佳為0.2wt%以上且10wt%以下，進而較佳為0.5wt%以上且5wt%以下。水之摻合量更佳為80wt%以上且99.5wt%以下，進而較佳為90wt%以上且98wt%以下。
於上述加工介質中，上述多元羧酸及上述芳香族單羧酸之摻合比為1：4以上且未達2：1。上述多元羧酸及芳香族單羧酸之摻合比更佳為1：1.8以上且1.8：1以下，進而較佳為1：1.5以上且1.5：1以下。
於上述加工介質中，pH值大於7。上述pH值更佳為8以上且12.5以下，進而較佳為8以上且10以下。
於上述加工介質中，含有界面活性劑、消泡劑、防腐劑、香料及染料之至少一種。
於上述加工介質中，相對於如請求項5至7中任一項所述之加工 介質100wt%，摻合有界面活性劑0.01wt%以上且5wt%以下。上述界面活性劑之摻合量較佳為0.02wt%以上且3wt%以下，更佳為0.05wt%以上且1wt%以下。
於上述加工介質中，相對於如請求項5至7中任一項所述之加工介質100wt%，摻合有消泡劑0.001wt%以上且1wt%以下。上述消泡劑之摻合量較佳為0.002wt%以上且0.5wt%以下，更佳為0.005wt%以上且0.1wt%以下。
於上述加工介質中，不含苯并三唑。
於上述加工介質中，在將銅浸漬於上述加工介質中時，上述加工介質中之銅離子為70ppm以下。在將銅浸漬於上述加工介質中時，上述加工介質中之銅離子較佳為60ppm以下，更佳為50ppm以下。
於本發明中，能夠實現上述加工組成物之形態。
於上述加工組成物中，在將上述加工組成物供給至鑄鐵壓盤與矽晶圓之接觸部而對上述矽晶圓進行研磨加工時，上述矽晶圓表面無金屬污染物。或者，存在於上述矽晶圓表面之金屬污染物於乾燥前可被擦拭去除。
於上述加工組成物中，將使用上述加工組成物進行過矽晶圓之研磨加工之鑄鐵壓盤以浸漬於上述加工組成物中之狀態於30℃靜置了10分鐘時，上述鑄鐵壓盤之表面未生銹，或者於70mm×50mm之面積中鏽跡之產生數為10個以下。
於本發明中，能夠實現上述加工方法之形態。
再者，藉由引用將上述專利文獻之揭示內容編入至本說明書中。於本發明之所有揭示(包含申請專利範圍及圖式)之範圍內，可進而基於其基本技術思想而進行實施形態或實施例的變更、調整。又，於本發明之所有揭示之範圍內，可對各種揭示要素(包含各申請專利範圍之各要素、各實施形態或實施例之各要素、各圖式之各要素等)進行多種組合或選擇(視需要不選 擇)。即，本發明當然包括業者根據包含申請專利範圍及圖式在內之所有揭示、技術思想所能實現之各種變形、修正。又，關於本申請案所記載之數值及數值範圍，即便無敘明，亦視為其任意之中間值、下位數值及記載有小範圍者。

Claims (9)

  1. 一種加工介質，於含有或已中和之狀態下含有碳數為2以上且7以下之多元羧酸、芳香族單羧酸及鹼性物質。
  2. 如請求項1所述之加工介質，其中，該鹼性物質為鈉化合物、鉀化合物、銨化合物及胺化合物之任意一種以上。
  3. 如請求項1或2所述之加工介質，其中，該鹼性物質包含有多種胺化合物。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之加工介質，其進而含有水。
  5. 如請求項4所述之加工介質，其中，該多元羧酸及該芳香族單羧酸之合計為0.05wt%以上且15wt%以下，該鹼性物質為0.1wt%以上且20wt%以下，該水為50wt%以上且99.7wt%以下。
  6. 如請求項5所述之加工介質，其中，該多元羧酸及該芳香族單羧酸之摻合比為1：4以上且未達2：1。
  7. 如請求項4至6中任一項所述之加工介質，其pH值大於7。
  8. 一種加工組成物，其含有請求項1至7中任一項所述之加工介質與研磨粒。
  9. 一種加工方法，其係將請求項1至7中任一項所述之加工介質或請求項8所述之加工組成物供給至工具與被加工物之接觸部分而對該被加工物進行加工。
TW107102819A 2017-01-27 2018-01-26 加工介質、加工組成物及加工方法 TWI757413B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017013617 2017-01-27
JPJP2017-013617 2017-01-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201833291A true TW201833291A (zh) 2018-09-16
TWI757413B TWI757413B (zh) 2022-03-11

Family

ID=62979354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107102819A TWI757413B (zh) 2017-01-27 2018-01-26 加工介質、加工組成物及加工方法

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6661175B2 (zh)
KR (1) KR20190112278A (zh)
CN (1) CN110382655B (zh)
TW (1) TWI757413B (zh)
WO (1) WO2018139492A1 (zh)

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS529871B2 (zh) * 1973-01-22 1977-03-18
JPS5216227B2 (zh) 1973-05-15 1977-05-07
JPH0676590B2 (ja) 1987-08-12 1994-09-28 ユシロ化学工業株式会社 水溶性切削油剤
JP2902281B2 (ja) 1993-11-24 1999-06-07 千代田ケミカル株式会社 水溶性金属防食剤
JPH1022241A (ja) * 1996-07-08 1998-01-23 Tokyo Fine Chem Kk シリコンウェハ用ラップ液およびラップ剤
EP1564797B1 (en) 2002-11-08 2016-07-27 Fujimi Incorporated Polishing composition and rinsing composition
JP2005285944A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Hitachi Chem Co Ltd 金属用研磨液及び研磨方法
JP2005347737A (ja) 2004-05-07 2005-12-15 Nissan Chem Ind Ltd シリコンウェハー用研磨組成物
TW200619368A (en) 2004-10-28 2006-06-16 Nissan Chemical Ind Ltd Polishing composition for silicon wafer
US20090127501A1 (en) 2005-05-27 2009-05-21 Nissan Chemical Industries, Ltd. Polishing Composition for Silicon Wafer
JP5317436B2 (ja) * 2007-06-26 2013-10-16 富士フイルム株式会社 金属用研磨液及びそれを用いた研磨方法
US20140011362A1 (en) * 2012-07-06 2014-01-09 Basf Se Chemical mechanical polishing (cmp) composition comprising a non-ionic surfactant and an aromatic compound comprising at least one acid group
CN103555410B (zh) * 2013-11-21 2014-11-12 广州粤晖金属机械防护技术有限公司 一种汽车连杆用水基防锈磨削冷却液及其制备方法和用途

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018139492A1 (ja) 2018-08-02
JPWO2018139492A1 (ja) 2019-11-21
CN110382655B (zh) 2021-05-11
TWI757413B (zh) 2022-03-11
JP6661175B2 (ja) 2020-03-11
CN110382655A (zh) 2019-10-25
KR20190112278A (ko) 2019-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108315748B (zh) 一种金属清洗剂及其制备方法
KR101172922B1 (ko) 알칼리 조건하에서의 알루미늄 또는 착색된 금속 및 그의합금의 표면용 세척 및 부식 억제 시스템 및 조성물
JP4497767B2 (ja) 固定砥粒ワイヤソー用水溶性加工液組成物
CN107904611B (zh) 防止叠加面生锈的环保、低残留清洗防锈剂及其制备方法
TWI618793B (zh) 水性加工液
KR20150133641A (ko) 세정용 조성물 및 세정 방법
KR20060051695A (ko) 수용성 절단 가공용 오일제, 슬러리 및 절단 가공 방법
CN107384566A (zh) 一种玻璃加工用冷却液及其制备方法
JP2007300070A (ja) 半導体ウエハ研磨用エッチング液組成物、それを用いた研磨用組成物の製造方法、及び研磨加工方法
TWI757413B (zh) 加工介質、加工組成物及加工方法
JP2009079083A (ja) 遊離砥粒ワイヤソー用水溶性加工油剤
JP3981168B2 (ja) 研削剤
JP5830814B1 (ja) 水溶性金属加工油剤組成物、クーラント、及び金属加工方法
WO2018169008A1 (ja) 脆性材料加工液
JP4974150B2 (ja) 水溶性加工油剤
JP3508970B2 (ja) 砥粒の水性分散媒組成物及びその切削液を用いるインゴットの切断方法
JP4874772B2 (ja) スライスしたシリコンウエハ又はインゴット用洗浄剤組成物
JP5750525B2 (ja) 固定砥粒ワイヤソー用水溶性加工液
JPH0680993A (ja) 中性洗浄剤
JP4076635B2 (ja) 超硬合金加工用水溶性油剤
KR102201059B1 (ko) 스머트 제거제, 그 제조 방법 및 그를 이용한 스머트 제거 방법
KR101342627B1 (ko) 금속성 및 다이아몬드 와이어 쏘잉용 수용성 금속 가공유 조성물
JP2009062426A (ja) 遊離砥粒ワイヤソー用水溶性加工油剤、スラリー及び切断加工方法
KR970007569B1 (ko) 압연강판 세정용 중성세제 및 그 제조방법
JP6216665B2 (ja) 耐腐敗性が付与された水溶性機能流体