TW202039718A - 研磨用組合物 - Google Patents

Abstract

提供一種能夠達成兼具高研磨速率與優良的HLM邊緣的隆起消除性之研磨用組合物。根據本發明提供之研磨用組合物是使用於矽基板的預備研磨步驟。上述研磨用組合物包含研磨粒、鹼性化合物及含氮有機化合物A，上述含氮有機化合物A為該含氮有機化合物A中所包含的至少1個的氮原子構成π共軛系結構的化合物。

Description

研磨用組合物

本發明是有關於研磨用組合物。詳細而言，有關於用於矽基板的用於預備研磨的預備研磨用組合物。本申請基於2019年2月5日所申請之日本專利申請第2019-18930號主張優先權，將其申請的全部內容參照引用至本說明書中。

通常，對於金屬、半金屬、非金屬及其氧化物等的材料表面使用研磨用組合物進行精密研磨。例如，作為半導體製品的構成要素等而使用的矽基板的表面，一般經過精磨（lapping）步驟、研磨（polishing）步驟等而完成高品質的鏡面。上述研磨步驟、典型地包含進行預備研磨的步驟（預備研磨步驟）及進行最終研磨的步驟（最終研磨步驟）。上述預備研磨步驟、典型地包含粗研磨步驟（一次研磨步驟）及中間研磨步驟（二次研磨步驟）。作為關於此種的矽基板的研磨的技術文獻，例如可列舉專利文獻1。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利申請公開2015-191966號公報

[發明所欲解決的問題]

然而，矽基板為了識別等的目的，有藉由在該矽基板的表面、背面照射雷射光，而賦予條碼、數字、記號等的標誌（hard laser mark；以下有表示為「HLM」之情形。）之情事。一般而言，賦予HLM是在終止矽基板的精磨步驟之後、開始研磨步驟之前進行。通常，因用於賦予HLM的雷射光的照射，在HLM邊緣的矽基板表面產生改質層。矽基板中、HLM的部分本身不使用為最終製品，但是HLM賦予後的研磨步驟中，若上述改質層未被適當地研磨，則造成隆起、產率可能會不必要地降低。然而，上述改質層是因雷射光的能量使聚合矽（polysilicon）等改質成為難以被研磨的狀態，因此以往的一般的矽基板用的研磨用組合物難以有效地抑制上述隆起的發生。

再者，期待提升研磨效率使用顯示高研磨速率（每單位時間所除去研磨對象物的量）的研磨用組合物研磨被賦予HLM的矽基板的情況時，上述HLM邊緣以外的容易被研磨的部位比該HLM邊緣部的難以被研磨的部位更被選擇性地研磨，結果有難以達成提升上述HLM邊緣的隆起（以下、亦單純稱為「隆起」）的消除性。因此，要求關於滿足研磨速率實用性的要求水準、同時消除HLM邊緣的隆起性能優良的研磨用組合物。

本發明鑑於上述觀點而成，其目的在於提供一種使用於矽基板的預備研磨步驟，能夠達成兼具高研磨速率與優良的HLM邊緣的隆起消除性之研磨用組合物。 [用於解決課題之手段]

根據本發明，提供用於使用於矽基板的預備研磨步驟之研磨用組合物。上述研磨用組合物包含研磨粒、鹼性化合物及含氮有機化合物A。在此，上述含氮有機化合物A為該含氮有機化合物A中所包含的至少一個的氮原子為構成π共軛系結構的化合物。藉由此種構成的研磨用組合物，使用於矽基板的預備研磨步驟，能夠達成兼具實際應用上充分地高研磨速率與優良的HLM邊緣的隆起消除性。

再者，本說明書中消除HLM邊緣的隆起是指、縮小從矽基板的HLM周邊的基準面（基準平面）起至上述隆起的最高點為止的高度。從矽基板的HLM周邊的基準面起至上述隆起的最高點為止的高度，例如，能夠藉由後述實施例中所記載的方法測定。

較佳的一態樣中，上述研磨用組合物中包含從脒衍生物胺、含氮雜環芳香族胺、氮共軛系含羧基化合物及尿素所組成的群組所選擇的至少1種作為上述含氮有機化合物A。藉由含有此種含氮有機化合物A的研磨用組合物，能夠維持實際應用時充分地高研磨速率，同時更適當地消除HLM邊緣的隆起。

較佳的一態樣中，上述鹼性化合物為有機的鹼性化合物（有機鹼）。使用有機鹼作為鹼性化合物，提升研磨用組合物中研磨粒的分散性，容易提升研磨速率。

較佳的其他一態樣的研磨用組合物，作為上述鹼性化合物含有四級銨化合物。藉由此種構成的研磨用組合物，提升研磨用組合物中研磨粒的分散性，能夠提升研磨速率。

較佳的一態樣的研磨用組合物，含有精胺酸、組胺酸及色胺酸中的至少1種作為上述含氮有機化合物A。藉由含有此種含氮有機化合物A的構成，能夠維持實際應用時充分地高研磨速率，同時更適當地消除HLM邊緣的隆起。

較佳的其他一態樣的研磨用組合物，含有從咪唑、吡啶及此等的衍生物所組成的群組中所選擇的至少1種作為上述含氮有機化合物A。藉由含有此種含氮有機化合物A的構成，能夠達成兼具高研磨速率與HLM邊緣的優良的隆起消除性。

較佳的其他一態樣的研磨用組合物，含有尿素作為上述含氮有機化合物A。藉由含有此種含氮有機化合物A的構成，能夠達成兼具高研磨速率與HLM邊緣的優良的隆起消除性。

在此揭示的研磨用組合物的較佳其他的一態樣，上述研磨粒為二氧化矽粒子。使用二氧化矽粒子作為研磨粒的研磨，能夠更有效地發揮因上述含氮有機化合物A的HLM邊緣的隆起消除效果。

以下，說明本發明之較佳實施型態。惟，本說明書中特別說明的事項以外之事項之實施本發明之必要項目，能夠基於該領域中之具有通常知識者的設計事項而獲得。本發明能夠基於本說明書所揭示的內容及該領域之技術常識而實施。 本說明書中，顯示範圍的「X~Y」意指「X以上、Y以下」。

此說明書中，研磨粒的平均一次粒徑是指藉由從BET法而測定的比表面積（BET值），以平均一次粒徑（nm）=6000/（真密度（g/cm³ ）×BET值（m² /g））的算式而計算之粒徑。例如二氧化矽粒子的情況，能夠藉由平均一次粒徑（nm）=2727/BET值（m² /g）而計算平均一次粒徑。比表面積的測定，例如使用Micromeritics公司製的表面積測定裝置，商品名「Flow sorb II 2300」而進行。

在此說明書中，構成研磨粒之各粒子的長寬比、能夠藉由外接於掃描式電子顯微鏡（SEM）之該粒子的影像的最小的長方形的長邊的長度除以相同長方形的短邊的長度而求取。

在此說明書中，粒子的圓換算徑是指，由掃描式電子顯微鏡（SEM）測量該粒子的影像的面積，藉由求取與其相同面積的圓的直徑而獲得的值。

＜研磨粒＞ 在此揭示的研磨用組合物包含研磨粒。研磨粒作為機械地研磨研磨對象物的表面的作用。

研磨粒的材質、性狀等無特殊限制，能夠依照使用目的、使用態樣等適當地選擇。研磨粒能夠單獨使用1種，亦可組合使用2種以上。作為研磨粒的例子，能夠列舉無機粒子、有機粒子及有機無機複合粒子。作為無機粒子的具體例子，能夠列舉二氧化矽粒子、氮化矽粒子、碳化矽粒子等的矽化合物粒子、鑽石粒子等。作為有機粒子的具體例子，能夠列舉聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）粒子，聚丙烯腈粒子等。其中以無機粒子為佳。

作為在此揭示的技術中特佳的研磨粒，能夠列舉二氧化矽粒子。在此揭示的技術，例如，以上述研磨粒為實質地由二氧化矽粒子所構成之態樣能夠較佳實施。在此「實質地」是指，構成研磨粒的粒子的95重量%以上（較佳為98重量%以上，更佳為99重量%以上，100重量%亦可。）為二氧化矽粒子。

作為二氧化矽粒子的具體例，能夠列舉膠體二氧化矽、氣相式二氧化矽、沉降二氧化矽等。二氧化矽粒子，能夠1種單獨或組合2種以上使用。從不易在研磨對象物表面產生刮痕，且發揮良好的研磨性能（降低表面粗糙度性能、隆起消除性等）而言，膠體二氧化矽為特佳。作為膠體二氧化矽，例如，能夠較佳採用藉由離子交換法、以水玻璃（矽酸Na）為原料而製作的膠體二氧化矽、烷氧化物（alkoxide）法膠體二氧化矽。在此、烷氧化物法膠體二氧化矽是指，藉由烷氧矽烷的水解縮合反應而製造的膠體二氧化矽。膠體二氧化矽，能夠1種單獨或組合2種以上使用。

構成二氧化矽粒子的二氧化矽的真比重以1.5以上為佳，更佳為1.6以上，進而較佳為1.7以上。藉由二氧化矽的真比重的增大，有研磨速率成為較高的傾向。從此觀點而言，真比重為2.0以上（例如2.1以上）的二氧化矽粒子為特佳。二氧化矽的真比重的上限未特殊限定，典型地為2.3以下，例如2.2以下。作為二氧化矽的真比重，能夠採用以酒精作為置換液之液體置換法的測定值。

研磨粒的平均一次粒徑未特殊限定，例如能夠從約10nm~200nm的範圍適當地選擇。從提升隆起消除性的觀點而言，平均一次粒徑為20nm以上為佳，30nm以上較佳。在一些態樣中、平均一次粒徑為例如超過40nm亦可，超過45nm亦可，超過50nm亦可。再者，從防止刮痕的發生的觀點而言，通常、平均一次粒徑以150nm以下為有利，120nm以下為佳，100nm以下更佳。在一些態樣中，研磨粒的平均一次粒徑為75nm以下亦可，60nm以下亦可。

研磨粒的形狀（外形）可為球形、亦可為非球形。作為非球形粒子的具體例，能夠列舉花生形狀，亦即，落花生的殼的形狀、繭形形狀、如金平糖形狀等的具有突起的形狀、橄欖球形狀等。

研磨粒的平均長寬比未特殊限定。研磨粒的平均長寬比、原理上為1.0以上，能夠為1.05以上、或者1.1以上。藉由增大平均長寬比，通常有提升隆起消除性的傾向。再者，研磨粒的平均長寬比，從降低刮痕、提升研磨安定性等的觀點而言，較佳為3.0以下、更佳為2.0以下。在一些態樣中，研磨粒的平均長寬比為，例如1.5以下亦可、1.4以下亦可、1.3以下亦可。

在一些態樣中，作為研磨粒、能夠採用圓換算徑為50nm以上、且長寬比為1.2以上的粒子的體積比例為50%以上者。上述體積比例也可為60%以上。上述體積比例的值為50%以上的情況，進一步而言60%以上的情況，由於因為研磨粒中包含比較多對於隆起的消除特別有效的尺寸及長寬比的粒子，能夠經由研磨粒的機械的作用更提升隆起消除性。

在一些態樣中，研磨粒的平均圓換算徑，例如25nm以上亦可、40nm以上亦可、55nm以上亦可、70nm以上亦可。再者，研磨粒的平均圓換算徑，例如300nm以下亦可、200nm以下亦可、150nm以下亦可、100nm以下亦可。在此揭示的研磨用組合物，使用具有此種平均圓換算徑的研磨粒、能夠較佳地實施。

研磨粒的含量無特別限定，能夠依照目的適當地設定。相對於研磨用組合物的總重量、研磨粒的含量，例如為0.01重量%以上亦可、0.05重量%以上亦可、0.1重量%以上亦可。藉由增加研磨粒的含量，有大致提升隆起消除性的傾向。在一些態樣中、研磨粒的含量為0.2重量%以上亦可、0.5重量%以上亦可、0.6重量%以上亦可、0.7重量%以上亦可、0.8重量%以上亦可、0.85重量%以上亦可。再者。從防止刮痕、節約研磨粒的使用量的觀點而言，在一些態樣中、研磨粒的含量為例如10重量%以下亦可、5重量%以下亦可、3重量%以下亦可、2重量%以下亦可。此等的含量較佳適用於例如、被供給於研磨對象物的研磨液（工作漿）中的含量。

＜含氮有機化合物A＞ 在此揭示的研磨用組合物含有含氮有機化合物A。在此、上述含氮有機化合物A是指分子中至少含有1個氮原子的有機化合物，且該含氮有機化合物A所含有的至少一個氮原子構成π共軛系結構（π電子為非局部化之結構）的化合物。根據含有此種的含氮有機化合物A的研磨用組合物，容易達成兼具高研磨速率及優良的HLM邊緣的隆起消除性。

上述含氮有機化合物A所包含的氮原子的數目為1以上亦可，無特別限定。在此揭示的技術中，作為上述含氮有機化合物A，能夠較佳使用分子中含有氮原子為1以上10以下之物。上述含氮有機化合物A所包含的氮原子的數目較佳為1以上6以下、進而較佳為1以上5以下、例如1以上4以下。

在此，含氮有機化合物A所包含的氮原子的數目為2以上的情況時，含氮有機化合物A所包含的氮原子不需要全部皆構成π共軛系結構。亦即，含氮有機化合物A所包含的氮原子之中至少1個的氮原子構成π共軛系結構即可。在此揭示的技術中的適合的一態樣中，上述含氮有機化合物A所包含的構成π共軛系結構的氮原子的數目為1以上3以下、較佳為1以上2以下。

在此揭示的技術中，氮原子構成π共軛系結構的構造（以下、亦稱為「氮共軛系結構」）的構成無特別限定。例如，作為上述氮共軛系結構的例子，能夠列舉氮原子構成交互位置的單鍵及多重鍵結的一部份之構造（例如含氮不飽和雜環構造等）、具有氮原子之非共價電子對與該氮原子相鄰原子間構成共軛系結構等。作為上述氮共軛系結構的具體例，能夠列舉脒(amidine)構造、含氮不飽和雜環構造、尿素（脲，carbamide）構造等。藉由含有於分子內具有此種構造的含氮有機化合物A的研磨用組合物，容易提升消除HLM邊緣的隆起的性能。

在此揭示的含氮有機化合物A只要含有氮原子構成π共軛系結構，該氮共軛系結構以外的部分的構成（構造、取代基等）無特別限定。作為在此揭示的技術中能夠適合使用的含氮有機化合物A的具體例，能夠列舉脒衍生物胺、含氮雜環芳香族胺、氮共軛系含羧基化合物、尿素等。其中，從HLM邊緣的隆起消除性的觀點而言，能夠較佳使用從含氮雜環芳香族胺、氮共軛系含羧基化合物及尿素所組成的群組中選擇之1種或2種以上。在此，上述氮共軛系含羧基化合物是指分子中包含氮共軛系結構，同時至少含有1個羧基的化合物。

作為上述脒衍生物胺的例子，能夠列舉具有脒部位的胺（例如具有脒的部分構造的雜環胺）。具體地、能夠列舉1,8-二吖雙環[5.4.0]十一-7-烯（DBU）、1,5-二吖雙環[4.3.0]-5-壬烯（DBN）等。其中，從HLM邊緣的隆起消除性的觀點而言，以DBU為佳。

上述含氮雜環芳香族胺是指，在分子内含有至少1個含有氮原子的芳香族雜環的胺。在此，上述芳香族雜環的大小無特別限定。在此揭示的技術的較佳的一態樣中，上述芳香族雜環以六員環以下為佳、較佳為五員環或六員環。上述含氮雜環芳香族胺亦可在分子內具有2以上的不飽和雜環（典型的為芳香族雜環）。較佳為上述含氮雜環芳香族胺在分子內具有1個或2個的含氮不飽和雜環。

作為上述含氮雜環芳香族胺的例子，能夠列舉含氮六員環芳香族胺、含氮五員環芳香族胺等。作為上述含氮六員環芳香族胺的較佳例子，能夠列舉吡啶及其衍生物。作為吡啶衍生物的較佳例子，能夠列舉4-胺基吡啶、2-吡啶甲酸、吡啶等。其中，能夠較佳使用吡啶。作為上述含氮五員環芳香族胺的較佳例子，能夠列舉咪唑及其衍生物。作為咪唑衍生物的較佳例子，能夠列舉1-（3-胺丙基）咪唑、2-甲基咪唑等。其中，能夠較佳使用1-（3-胺丙基）咪唑。

作為上述氮共軛系含羧基化合物的非限定的例子，能夠列舉胍基安息香酸、胍基戊二酸、胍基琥珀酸、胍基醋酸、肌酸、胍基丙酸等的胍衍生物、1-咪唑醋酸等的咪唑衍生物、2-吡啶甲酸等。

進而，作為上述氮共軛系含羧基化合物的例子，能夠列舉氮共軛系胺基酸。上述氮共軛系胺基酸是指分子内的至少1個氮原子構成π共軛系結構的胺基酸。上述氮共軛系胺基酸，從HLM邊緣的隆起消除性的觀點而言，能夠較佳使用。作為上述氮共軛系胺基酸的具體例，能夠列舉精胺酸、組胺酸、色胺酸等。

在此揭示的技術中含氮有機化合物A為如上述的化合物的任1種亦可、亦可為2種以上的混合物。

上述研磨用組合物中含氮有機化合物A的含量（使用複數種的含氮有機化合物A的情況時為此等的總量）無特別限定，能夠依照使用目的、使用態樣等，以能獲得所期望的效果的方式適當地設定。較佳的一態樣中、研磨用組合物中含氮有機化合物A的含量，例如能夠設定為0.0001重量%以上，從更加地發揮隆起消除效果的觀點而言，0.001重量%以上亦可、0.003重量%以上較佳、0.004重量%以上更佳。再者、研磨用組合物中含氮有機化合物A的含量例如能夠設定為0.5重量%以下，從研磨效率等的觀點而言，0.1重量%以下亦可、0.05重量%以下為較佳、較佳為0.03重量%以下、進而較佳為0.02重量%以下。此等的含量較佳適用於例如、被供給於研磨對象物的研磨液（工作漿）中的含量。

雖未特別限定，在此揭示的研磨用組合物中含氮有機化合物A的含量相對於研磨粒100重量份，能夠設定為0.01重量份以上、從更發揮隆起消除效果的觀點而言，0.05重量份以上亦可、較佳為0.1重量份以上、較佳為0.3重量份以上、進而較佳為0.5重量份以上。再者，研磨用組合物中含氮有機化合物A的含量、相對於研磨粒100重量份，能夠設定為20重量份以下，從研磨效率等的觀點而言，15重量份以下亦可、較佳為10重量份以下、較佳為5重量份以下、進而較佳為3重量份以下（例如2.5重量份以下）。

＜鹼性化合物＞ 關於本發明之研磨用組合物含有鹼性化合物。在此鹼性化合物是指，具有藉由添加至研磨用組合物而提升該組合物的pH之功能的化合物。鹼性化合物發揮對於成為研磨對象的面的化學地研磨的功能，能夠貢獻於提升研磨速率。再者，在本發明中，上述鹼性化合物不包括氮原子構成π共軛系結構的含氮有機化合物A。

作為上述鹼性化合物，能夠使用含有氮的有機或無機的鹼性化合物，鹼金屬或鹼土金屬的氫氧化物等。例如，作為上述鹼性化合物，能夠列舉鹼金屬的氫氧化物，氫氧化四級銨或其鹽，氨，胺等。作為鹼金屬的氫氧化物的具體例，能夠列舉氫氧化鉀、氫氧化鈉等。做為氫氧化四級銨或其鹽的具體例，能夠列舉氫氧化四甲銨、氫氧化四乙銨、氫氧化四丁銨等。作為胺的具體例，能夠列舉甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、乙基胺、二乙基胺、三乙基胺、乙二胺、單乙醇胺、N-（β-胺乙基）乙醇胺、六亞甲基二胺、二乙三胺、三乙四胺、無水哌、哌六水合物、1-（2-胺乙基）哌、N-甲基哌（N-methylpiperazine）等。將此種的氮原子未構成π共軛系結構的鹼性化合物與含氮有機化合物A組合使用，容易達成兼具提升研磨速率與提升HLM邊緣的隆起消除性。

在此揭示的技術中，作為較佳使用的鹼性化合物，能夠列舉有機的鹼性化合物（有機鹼）。若使用有機鹼作為鹼性化合物，則提升研磨粒的分散性，有提升研磨速率的傾向。

從提升隆起消除性等的觀點而言，作為較佳鹼性化合物能夠列舉四級銨化合物。作為四級銨化合物能夠較佳使用四烷基銨鹽、羥基烷基三烷基銨鹽等的四級銨鹽（典型的為強鹼基）。此種四級銨鹽中的陰離子成分，例如可為OH^- 、F^- 、Cl^- 、Br^- 、I^- 、ClO₄ ^- 、BH₄ ^- 等。作為其中的較佳例，能夠列舉陰離子為OH^- 的四級銨鹽，亦即，氫氧化四級銨。作為氫氧化四級銨的具體例，能夠列舉氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、氫氧化四丙基銨、氫氧化四丁基銨、氫氧化四戊基銨及氫氧化四己基銨等的氫氧化四烷基銨；氫氧化2-羥基乙基三甲基銨（也稱為膽鹼）等的氫氧化羥基烷基三烷基銨；等。作為特佳使用者，能夠列舉氫氧化四烷基銨（例如、氫氧化四甲基銨）。上述鹼性化合物能夠1種單獨或組合2種以上使用。

從促進研磨速率的觀點而言，相對於研磨用組合物總量、鹼性化合物的含量較佳為0.01重量%以上、較佳為0.02重量%以上、進而較佳為0.03重量%以上。藉由鹼性化合物的含量的增加，能夠提升研磨用組合物的分散安定性。上述鹼性化合物的含量以1重量%以下為適當，從表面品質等的觀點而言，較佳為0.5重量%以下、較佳為0.1重量%以下。再者、組合使用2種以上的鹼性化合物的情況時，上述含量是指2種以上的鹼性化合物的總計含量。此等的含量較佳適用於，例如被供給於研磨對象物的研磨液（工作漿）中的含量。

雖未特別限定，在此揭示的研磨用組合物中鹼性化合物的含量、相對於研磨粒100重量份，能夠設定為0.01重量份以上，從促進研磨速率的觀點而言，0.05重量份以上亦可、較佳為0.1重量份以上、較佳為0.3重量份以上、進而較佳為0.5重量份以上。再者、研磨用組合物中鹼性化合物的含量、相對於研磨粒100重量份，能夠設定為20重量份以下，從表面品質等的觀點而言、15重量份以下亦可、較佳為12重量份以下、較佳為10重量份以下。例如，相對於研磨粒100重量份、鹼性化合物的含量亦可為8重量份以下、也能夠設定為5重量份以下。組合使用2種以上的鹼性化合物的情況時，上述含量是指2種以上的鹼性化合物的總計含量。

＜水＞ 較佳的一態樣中，在此揭示的研磨用組合物包含水。做為水，能夠較佳使用離子交換水（去離子水）、純水、超純水、蒸餾水等。所使用的水，為了盡可能避免阻礙研磨用組合物所包含的其他成分的功效，例如過渡金屬離子的總計含量為100 ppb以下為佳。例如，使用離子交換樹脂除去雜質離子，藉由過濾器除去異物，蒸餾等的操作而能夠提高水的純度。 在此揭示的研磨用組合物，依照需要亦可進一步含有能夠與水均勻地混合的有機溶劑（低級醇，低級酮等）。通常，以研磨用組合物所含有的分散媒的90體積%以上為水為佳，95體積%以上（典型地為99~100體積%）為水為更佳

＜其他成分＞ 在此揭示的研磨用組合物在不顯著地妨礙本發明的效果的範圍內，亦可依照需要含有水溶性高分子，界面活性劑，酸，螯合劑，防腐劑，防黴劑等的研磨用組合物（典型地為矽基板的研磨步驟所使用的研磨用組合物）所使用的週知的添加劑。

作為上述水溶性高分子的例子，能夠列舉纖維素衍生物、澱粉衍生物、包含氧伸烷（oxyalkylene）單元的聚合物、含氮原子聚合物、乙烯醇系聚合物等。作為上述水溶性高分子的具體例，能夠列舉羥乙基纖維素、聚三葡萄糖（pullulan）、環氧乙烷（ethylene oxide）與環氧丙烷（propylene oxide）的隨機共聚物、嵌段聚合物等、聚乙烯醇、聚異戊二烯磺酸、聚乙烯磺酸、聚烯丙基磺酸、聚異戊烯磺酸、聚苯乙烯磺酸鹽、聚丙烯酸鹽、聚乙酸乙烯酯、聚乙二醇、聚乙烯咪唑、聚乙烯咔唑、聚乙烯吡咯啶酮、聚乙烯己內醯胺、聚乙烯哌啶等。水溶性高分子，能夠單獨1種或組合2種以上而使用。在此揭示的研磨用組合物以實質上不包含水溶性高分子的態樣，亦即，至少不特意含有水溶性高分子的態樣能夠較佳實施。

在此揭示的研磨用組合物中，能夠含有界面活性劑（典型的為分子量未滿1×10⁴ 的水溶性有機化合物）作為任意成分。藉由使用界面活性劑，能夠提升研磨用組合物的分散安定性。界面活性劑能夠1種單獨、或是組合2種以上使用。 作為界面活性劑能夠較佳使用陰離子性或非離子性者。從低起泡性、pH調整的容易性的觀點而言，非離子性的界面活性劑更佳。例如能夠列舉，聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亞甲二醇等的氧伸烷基聚合物；聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯甘油基醚脂肪酸酯、聚氧乙烯去水山梨醇脂肪酸酯等的聚氧化烯加成物；複數種的氧化烯(oxyalkylene)的共聚物（二嵌段型、三嵌段型、隨機型、交互型）；等的非離子性界面活性劑。 界面活性劑的使用量以每1kg研磨粒5g以下為適當、2g以下較佳、1g以下更佳。在此揭示的研磨用組合物，以即使實質上不含有界面活性劑的態樣亦能夠較佳實施。

作為上述酸的例子，能夠列舉鹽酸、磷酸、硫酸、膦酸、硝酸、次磷酸（phosphinic acid）、硼酸等的無機酸；乙酸、依康酸、琥珀酸、酒石酸、檸檬酸、順丁烯二酸、乙醇酸、丙二酸、甲磺酸、甲酸、蘋果酸、葡萄糖酸、丙胺酸、甘胺酸、乳酸、羥基亞乙基二磷酸（hydroxyethylidene diphosphonic acid，HEDP）、氮基三（亞甲基膦酸）（nitrilotris[methylene phosphonic acid]，NTMP）、膦醯基丁烷三羧酸（phosphonobutane tricarboxylic acid，PBTC）等的有機酸。酸亦能夠使用該酸的鹽的形態。上述酸的鹽，例如可為鈉鹽、鉀鹽等的鹼金屬鹽，銨鹽等。

作為上述螯合劑的例子，能夠列舉胺基羧酸系螯合劑及有機膦酸系螯合劑。胺基羧酸系螯合劑的例子，包含乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸鈉、氮三醋酸、氮三醋酸鈉、氮三醋酸銨、羥乙基乙二胺三乙酸、羥乙基乙二胺三乙酸鈉、二乙三胺五乙酸、二乙三胺五乙酸鈉、三伸乙四胺六乙酸及三伸乙四胺六乙酸鈉。有機膦酸系螯合劑的例子，包含2-胺基乙基膦酸、1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸、胺基三（亞甲基膦酸）、乙二胺肆（亞甲基膦酸）、二乙三胺五（亞甲基膦酸）、乙烷-1,1-二膦酸、乙烷-1,1,2-三膦酸、乙烷-1-羥基-1,1-二膦酸、乙烷-1-羥基-1,1,2-三膦酸、乙烷-1,2-二羧基-1,2-二膦酸、甲羥基膦酸、2-膦醯基丁烷-1,2-二羧酸、1-膦醯基丁烷-2,3,4-三羧酸及α-甲基膦醯基琥珀酸。此等之中以有機膦酸系螯合劑更佳。作為其中更佳者，能夠列舉乙二胺肆（亞甲基膦酸）、二乙三胺五（亞甲基膦酸）及二乙三胺五乙酸。作為特佳螯合劑，乙二胺肆（亞甲基膦酸）及二乙三胺五（亞甲基膦酸）。螯合劑，能夠單獨1種或組合2種以上而使用。 螯合劑的使用量為例如、工作漿中螯合劑的含量能夠設定為約0.0001～1重量%、約0.001～0.5重量%、或約0.0 05～0.1重量%，但不受限於此。在此揭示的研磨用組合物即使是不包含螯合劑的態樣，亦能夠較佳使用

作為上述防腐劑及防黴劑的例子，能夠列舉異噻唑啉系化合物、對羥苯甲酸酯類、苯氧乙醇等。

在此揭示的研磨用組合物，以實質地不含氧化劑為佳。研磨用組合物中含有氧化劑，則供給該組合物造成矽基板表面氧化、產生氧化膜，因此造成研磨速率降低。在此，研磨用組合物實質地不含有氧化劑是指，至少意圖地不調配氧化劑，容許源自於因原料、製法等的不可避免的微量氧化劑。上述微量是指，研磨用組合物中氧化劑的mole濃度為0.0005mole/L以下（較佳為0.0001mole/L以下，更佳為0.00001mole/L以下，特佳為0.000001mole/L以下）。較佳的一態樣為研磨用組合物不含有氧化劑。在此揭示的研磨用組合物，例如，以不包含過氧化氫，過硫酸鈉，過硫酸銨及二氯異三聚氰酸鈉之任一者的態樣能夠較佳實施。

＜研磨用組合物＞ 在此揭示的研磨用組合物，典型地為以包含該研磨用組合物的研磨液（工作漿）的形態供給於研磨對象物，使用於此研磨對象物的研磨。在此揭示的研磨用組合物，例如，進行稀釋（典型地為以水稀釋）作為研磨液使用亦可，直接作為研磨液使用亦可。亦即，在此揭示的技術的研磨用組合物的概念，包含供給於研磨對象物用於該研磨對象物的研磨之工作漿，以及此工作漿的濃縮液（原液）的雙方。上述濃縮液的濃縮倍率，例如，以體積基準的2倍~100倍程度亦可，通常為5倍~50倍程度為適當。

研磨用組合物的pH典型地為8.0以上，較佳為8.5以上，更佳為9.0以上，進而較佳為9.5以上，例如10.0以上。pH變高，則有提升研磨速率、隆起消除性的傾向。另一方面，從防止研磨粒（例如二氧化矽粒子）的溶解、抑制藉由該研磨粒的機械研磨作用的降低的觀點而言，研磨液的pH通常以12.0以下為適當，11.8以下為佳，11.5以下更佳，11.0以下進而更佳。此等pH能夠適用於供給於研磨對象物的研磨液（工作漿）及其濃縮液的pH的任一者

再者，研磨用組合物的pH能夠藉由下述而知，使用pH儀（例如，堀場製作所製造的玻璃電極式氫離子濃度指示計（型號F-23））、使用標準緩衝液（鄰苯二甲酸鹽pH緩衝液 pH：4.01（25℃），中性磷酸鹽pH緩衝液 pH：6.86（25℃），碳酸鹽pH緩衝液 pH：10.01（25℃））進行3點校正後，將玻璃電極放入研磨用組合物，測定經過2分鐘以上使其安定後的值。

在此揭示的研磨用組合物，可為一劑型、亦可為以兩劑型為始的多劑型。例如，將至少包含研磨粒的A部分與包含剩餘成分的B部分混合，依照需要在適當地時機藉由稀釋而調配研磨液的構成亦可。

在此揭示的研磨用組合物的製造方法未特殊限定。例如，亦可使用翼式攪拌機，超音波分散機，均質機等的周知的混合裝置，將研磨用組合物所包含的各成分混合。混合此等成分的態樣未特殊限定，例如可將全部成分一次混合，亦可依照適當設定的順序混合。

＜研磨＞ 在此揭示的研磨用組合物，能夠例如以包含以下的操作的態樣，使用於研磨對象物的研磨。 亦即，準備包含在此揭示的任一的研磨用組合物的工作漿。接著，將該研磨用組合物供給於研磨對象物，藉由通常的方法研磨。例如，將研磨對象物裝設於一般的研磨裝置，通過該研磨裝置的研磨墊對該研磨對象物的表面（研磨對象面）供給研磨用組合物。典型地將上述研磨用組合物連續地供給，同時將研磨對象物的表面壓至研磨墊使兩者進行相對地移動（例如旋轉移動）。經過此研磨步驟完成研磨對象物的研磨。

上述研磨步驟所使用的研磨墊未特殊限定。例如，能夠使用發泡聚氨酯型，不織布型，麂皮型，包含研磨粒者，不包含研磨粒者等的任一種。又，作為上述研磨裝置，能夠使用同時研磨研磨對象物的雙面的雙面研磨裝置，亦可使用僅研磨研磨對象物的單面的單面研磨裝置。

上述研磨用組合物，能夠以一但使用於研磨即丟棄的態樣（所謂的「流水式」）使用，亦可循環反覆使用。作為循環使用研磨用組合物方法的一例子，能夠列舉將從研磨裝置排出的使用過後的研磨用組合物回收至槽內，將回收的研磨用組合物再度供給於研磨裝置的方法。循環使用在此揭示的研磨用組合物的情況時，亦可對此種使用中的研磨用組合物在任意的時機添加新成分、因使用而減少的成分或希望使其增加的成分。例如，作為添加成分的態樣能夠列舉對於循環使用中的研磨用組合物僅添加上述含氮有機化合物A、僅添加上述鹼性化合物、此等的任一者皆添加等的態樣。

＜用途＞ 在此揭示的研磨用組合物，消除HLM邊緣的隆起的性能（隆起消除性）優良。活用此種特性，上述研磨用組合物能夠較佳適合使用於含有賦予HLM的表面的研磨對象面的研磨。在此揭示的研磨用組合物，能夠特佳使用於預備研磨步驟，亦即，研磨步驟中最初的研磨步驟（一次研磨步驟）、或者接續其的中間研磨步驟（二次研磨步驟）。

在此揭示的研磨用組合物適合使用於矽基板的研磨。上述矽基板，在使用在此揭示的研磨用組合物的研磨步驟之前，亦可施加精磨、蝕刻、上述HLM的賦予等的能夠適用於矽基板的一般處理。 上述矽基板，典型地為具有由矽所形成的表面。此種矽基板，典型地為單晶矽晶圓，例如，將單晶矽鑄錠切片所獲得的單晶矽晶圓。在此揭示的研磨用組合物，適合用於研磨賦予HLM的單晶矽晶圓之用途。 又，在此揭示的研磨用組合物，亦能夠適合使用於不具有HLM的研磨對象物的研磨。

以下，說明關於本發明之數個實施例，惟並非意圖將本發明限定於此等實施例所示之物。

＜研磨用組合物的調配＞ （例1） 以作為研磨粒的膠體二氧化矽（平均一次粒徑：55nm）的含量為0.9重量%、氫氧化四甲基銨（TMAH）的含量為0.04重量%，作為含氮有機化合物A的Ｌ-精胺酸的含量為0.016重量%的方式，將上述各成分與離子交換水在室溫25℃程度約30分鐘攪拌混合，藉此調配例1的研磨用組合物。

（例2～6） 除了將含氮有機化合物A的種類以及含量變更為如表1所記載者以外，以與例1之研磨用組合物同樣的方法，調配例2～6的研磨用組合物。

（例7） 除了不使用含氮有機化合物A以外，以與例1之研磨用組合物同樣的方法，調配例7的研磨用組合物。

（例8～11） 除了將含氮有機化合物的種類以及含量變更為如表1所記載者以外，以與例1之研磨用組合物同樣的方法，調配例8～11的研磨用組合物。

＜矽基板的研磨＞ 將各例的研磨液直接使用作為工作漿，將研磨對象物（試驗片）的表面以下述的條件研磨。作為試驗片，使用完成精磨及蝕刻、直徑100mm的市售單晶矽晶圓（厚度：525μm，導電型：P型，晶體方向：＜100＞，電阻率：0.1Ω・cm以上、未滿100Ω・cm）。上述晶圓賦予HLM。

（研磨條件） 研磨裝置：日本Engis股份公司製的單面研磨裝置，型號「EJ-380IN」 研磨壓力：12kPa 定盤旋轉數：50rpm 頭旋轉數：45rpm 研磨墊：Nittahaas公司製，商品名「SUBA800」 研磨液供給速率：100mL/分（流水式使用） 研磨環境的保持溫度：25℃ 研磨除去量：4μm

＜隆起消除性評價＞ 關於研磨後的矽晶圓，使用觸針式表面粗糙度形狀測定機（SURFCOM 1500DX，東京精密股份公司製）測定包含HLM部位的表面形狀，測量從HLM周邊的基準面至隆起的最高點為止的高度。隆起高度越大，則評價結果為隆起消除性差。所得到的結果顯示於表1的「隆起高度」的欄位。再者，將所得到的各例的隆起高度換算為以例7的隆起高度為100%的相對值（相對隆起高度）。所得到的結果顯示於表1的「相對隆起高度」的欄位。 ＜研磨速率評價＞ 基於上述研磨所需要的時間，亦即，研磨除去量到達4μm為止所需要的時間，計算各例的研磨速率［nm/分］。將所獲得的結果換算為以例7的研磨速率作為100%時的相對值（相對研磨速率）。所得到的結果顯示於表1的「相對研磨速率」的欄位。

[表1]

	含氮有機化合物	隆起高度  [μm]	相對隆起高度  [%]	相對研磨速率  [%]
種類	含量[wt%]
例 1	Arg	0.016	1.42	88	98
例 2	His	0.014	1.28	79	102
例 3	Trp	0.018	0.78	49	92
例 4	APP	0.011	1.22	76	114
例 5	Py	0.007	1.35	84	96
例 6	尿素	0.005	1.22	76	103
例 7	-	-	1.61	100	100
例 8	二乙基胺	0.007	1.91	118	105
例 9	哌	0.008	1.99	124	111
例 10	TEA	0.009	1.90	118	97
例 11	AEP	0.012	1.84	114	115

再者，表1中的簡稱意指以下的化合物。 Arg：L-精胺酸 His：L-組胺酸 Trp：L-色胺酸 APP：1-（3-胺丙基）咪唑 Py：吡啶 TEA：三乙基胺 AEP：N-（2-胺乙基）哌

如同表1所示，根據含有氮原子構成π共軛系結構的含氮有機化合物A的例1～6的研磨用組合物，相較於不含有含氮有機化合物A的例7的研磨用組合物，研磨速率維持充分地高水準，同時顯著提升隆起消除性。

另一方面，不含有含氮有機化合物A，而替換為含有氮原子不構成π共軛系結構的含氮有機化合物的例8～11的研磨用組合物相較於含有含氮有機化合物A的例1～6的研磨用組合物，隆起消除性劣化。

以上詳細地說明本發明的具體例，但該等僅為例示，並非用於限定請求的範圍。請求的範圍所記載的技術，包含以上例示的具體例的種種變形、變更者。

無。

無。

Claims (8)

1. 一種研磨用組合物，其為用於矽基板的預備研磨步驟中所使用之研磨用組合物， 包含研磨粒、鹼性化合物及含氮有機化合物A，其中 前述含氮有機化合物A為該含氮有機化合物A中所包含的至少1個氮原子構成π共軛系結構之化合物。
2. 如請求項1所述之研磨用組合物，其中前述鹼性化合物為有機鹼。
3. 如請求項2所述之研磨用組合物，其中含有四級銨化合物作為前述有機鹼。
4. 如請求項1~3中任一項所述之研磨用組合物，其中前述含氮有機化合物A為氮共軛系含羧基化合物。
5. 如請求項4所述之研磨用組合物，其中含有精胺酸、組胺酸及色胺酸之至少一種作為前述含氮有機化合物A。
6. 如請求項1~3中任一項所述之研磨用組合物，其中含有從咪唑、吡啶及此等的衍生物所組成之群組中選擇之至少1種作為前述含氮有機化合物A。
7. 如請求項1~3中任一項所述之研磨用組合物，其中含有尿素作為前述含氮有機化合物A。
8. 如請求項1~7中任一項所述之研磨用組合物，其中前述研磨粒為二氧化矽粒子。