TW202134363A - 研磨用組合物及矽晶圓之研磨方法 - Google Patents

研磨用組合物及矽晶圓之研磨方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種能夠進一步降低研磨後之半導體晶圓之微小缺陷及霧度、且使半導體晶圓親水化之能力良好的研磨用組合物。本發明之研磨用組合物包含：研磨粒；鹼性化合物；及水溶性高分子，其係乙烯基吡咯啶酮與具有下述通式(A)所表示之1,2-二醇結構單元之乙烯醇系樹脂聚合而成的共聚物。
Figure 109146015-A0101-11-0001-1
其中，R1 、R2 及R3 分別獨立地表示氫原子或有機基，X表示單鍵或鍵結鏈，R4 、R5 及R6 分別獨立地表示氫原子或有機基。

Description

研磨用組合物及矽晶圓之研磨方法
本發明係關於一種研磨用組合物及矽晶圓之研磨方法。
利用CMP(Chemical Mechanical Polishing，化學機械研磨)進行半導體晶圓之研磨時，進行3階段或4階段之多階段研磨，藉此實現高精度之平滑化、平坦化。最終階段進行之精研磨步驟之主要目的在於降低微小缺陷及霧度(表面起霧)。
半導體晶圓之精研磨步驟中使用之研磨用組合物通常含有羥乙基纖維素(HEC)等水溶性高分子。水溶性高分子具有使半導體晶圓表面親水化之作用，抑制因研磨粒附著於表面、過度化學蝕刻、研磨粒凝聚等而對半導體晶圓造成損傷。已知藉此可降低微小缺陷及霧度。
HEC係以天然原料之纖維素作為原料，故有時會包含源自纖維素之水不溶性雜質。因此，含有HEC之研磨用組合物中，有時會因該雜質之影響而產生微小缺陷。又，多使用分子量為數十萬至百萬左右之HEC，但分子量越高，越容易引起過濾器堵塞，孔徑較小之過濾器難以使液體通過。因此，於使用分子量較大之水溶性高分子之情形時，難以去除粗大粒子。又，亦容易引起研磨粒凝聚，因此亦擔憂研磨用組合物之長期穩定性。
於日本專利特開2012-216723號公報中揭示有一種研磨用組合物，其含有選自具有1,2-二醇結構單元之乙烯醇系樹脂中之至少1種以上之水溶性高分子。
於日本專利特開2009-147267號公報中揭示有一種化學機械研磨用研磨劑，其含有於聚乙烯醇上接枝聚合乙烯基吡咯啶酮所得之聚合物。
於國際公開第2013/137212號中揭示有一種研磨用組合物，其含有研磨粒及水溶性高分子，且水溶性高分子係包含對矽基板具有優異之潤濕性賦予特性之第1單體單元、及對研磨粒具有優異之吸附特性之第2單體單元的共聚物。
於國際公開第2018/043504號中揭示有一種研磨用組合物，其包含研磨粒、水溶性高分子及鹼性化合物，且水溶性高分子包含於一分子中包含乙烯醇單元與N-乙烯基型單體單元之共聚物。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2012-216723號公報 專利文獻2：日本專利特開2009-147267號公報 專利文獻3：國際公開第2013/137212號 專利文獻4：國際公開第2018/043504號
[發明所欲解決之問題]
近年來，隨著半導體元件之設計規則不斷精細化，要求對半導體晶圓之表面之微小缺陷及霧度亦進行更加嚴格之管理。
已知有使用聚乙烯醇與乙烯基吡咯啶酮之共聚物(以下，稱為「PVA-PVP」)作為水溶性高分子之研磨用組合物。另一方面，與例如聚乙烯醇等相比較，PVA-PVP存在使半導體晶圓親水化之能力較差之問題。
本發明之目的在於提供一種能夠進一步降低研磨後之半導體晶圓之微小缺陷及霧度、且使半導體晶圓親水化之能力良好的研磨用組合物。 [解決問題之技術手段]
本發明之一實施方式之研磨用組合物包含：研磨粒；鹼性化合物；及水溶性高分子，其係乙烯基吡咯啶酮與具有下述通式(A)所表示之1,2-二醇結構單元之乙烯醇系樹脂聚合而成的共聚物。 [化1]
Figure 02_image005
其中，R1 、R2 及R3 分別獨立地表示氫原子或有機基，X表示單鍵或鍵結鏈，R4 、R5 及R6 分別獨立地表示氫原子或有機基。 [發明之效果]
根據本發明，能夠獲得一種能夠進一步降低研磨後之半導體晶圓之微小缺陷及霧度、且使半導體晶圓親水化之能力良好的研磨用組合物。
本發明人為了解決上述問題，進行了各種研究。結果明確，藉由使用乙烯基吡咯啶酮與具有1,2-二醇結構單元之乙烯醇系樹脂聚合而成之共聚物作為水溶性高分子，能夠改善使用先前之PVA-PVP時成為問題之潤濕性賦予特性，能夠獲得綜合平衡優異之研磨用組合物。
本發明係基於該見解而完成。以下，詳細說明本發明之一實施方式之研磨用組合物。
本發明之一實施方式之研磨用組合物包含：研磨粒；鹼性化合物；及水溶性高分子，其係乙烯基吡咯啶酮與具有1,2-二醇結構單元之乙烯醇系樹脂聚合而成之共聚物。
可使用該領域中常用之研磨粒，例如可列舉膠體二氧化矽、發煙二氧化矽、膠體氧化鋁、煙熏氧化鋁及氧化鈰等，尤佳為膠體二氧化矽或發煙二氧化矽。研磨粒之粒徑並無特別限定，例如可使用二次平均粒徑為30～100 nm之研磨粒。研磨粒之二次平均粒徑之下限較佳為50 nm，進而較佳為80 nm。研磨粒之二次平均粒徑之上限較佳為90 nm。
研磨粒之含量並無特別限定，例如為研磨用組合物整體之0.10～20質量%。研磨用組合物例如於研磨時稀釋成10～40倍後再使用。本實施方式之研磨用組合物較佳為以研磨粒之濃度成為100～5000 ppm(質量ppm。下同)之方式稀釋後再使用。稀釋後之研磨粒之濃度之下限較佳為1000 ppm，進而較佳為1500 ppm。稀釋後之研磨粒之濃度之上限較佳為4000 ppm，進而較佳為3500 ppm。
鹼性化合物與晶圓表面高效率地反應，有助於化學機械研磨(CMP)之研磨特性。鹼性化合物例如為胺化合物、無機鹼性化合物等。
胺化合物例如為一級胺、二級胺、三級胺、四級銨及其氫氧化物、雜環式胺等。具體而言，可列舉：氨、氫氧化四甲基銨(TMAH)、氫氧化四乙基銨(TEAH)、氫氧化四丁基銨(TBAH)、甲基胺、二甲胺、三甲胺、乙基胺、二乙胺、三乙胺、己基胺、環己胺、乙二胺、六亞甲基二胺、二伸乙基三胺(DETA)、三伸乙基四胺、四伸乙基五胺、五伸乙基六胺、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-(β-胺基乙基)乙醇胺、無水哌𠯤、哌𠯤六水合物、1-(2-胺基乙基)哌𠯤、N-甲基哌𠯤、哌𠯤鹽酸鹽、碳酸胍等。
無機鹼性化合物例如可列舉：鹼金屬之氫氧化物、鹼金屬之鹽、鹼土類金屬之氫氧化物、鹼土類金屬之鹽等。無機鹼性化合物具體而言為氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸氫鉀、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸鈉等。
上述鹼性化合物可單獨使用一種，亦可混合使用兩種以上。上述鹼性化合物中，尤佳為鹼金屬之氫氧化物、鹼金屬之鹽、氨、胺、銨鹽及四級銨氫氧化物類。
鹼性化合物之含量(於含有兩種以上之情形時指其總量)並無特別限定，例如以與研磨粒之質量比計，為研磨粒：鹼性化合物＝1：0.01～1：0.10。本實施方式之研磨用組合物較佳為以鹼性化合物之濃度成為15～300 ppm之方式稀釋後再使用。
本實施方式之研磨用組合物中所含之水溶性高分子係乙烯基吡咯啶酮與具有1,2-二醇結構單元之乙烯醇系樹脂聚合而成之共聚物。以下，將具有1,2-二醇結構單元之乙烯醇系樹脂稱為「二醇改性PVA」。又，將乙烯基吡咯啶酮與二醇改性PVA聚合而成之共聚物稱為「改性PVA-PVP」。
改性PVA-PVP中之二醇改性PVA係具有下述通式(1)所表示之1,2-二醇結構單元之乙烯醇系樹脂。 [化2]
Figure 02_image007
其中，R1 、R2 及R3 分別獨立地表示氫原子或有機基，X表示單鍵或鍵結鏈，R4 、R5 及R6 分別獨立地表示氫原子或有機基。
「乙烯醇系樹脂」係指包含下述式(2)及(3)所表示之結構單元之水溶性高分子。
[化3]
Figure 02_image009
二醇改性PVA除式(2)及(3)所表示之結構單元以外，還具有式(1)所表示之1,2-二醇結構單元。藉由使用乙烯基吡咯啶酮與二醇改性PVA聚合而成之共聚物，能夠改善使用先前之PVA-PVP時成為問題之潤濕性賦予特性。認為：由於二醇改性PVA具有比通常之PVA更高之氫鍵結力，故聚合物本身容易吸附於晶圓上，或者與水分子之鍵結力增強(即，水分子之捕捉力提高)，由此，於聚合物保護晶圓時，親水保持性提高，結果改善了對晶圓之潤濕性賦予特性。高分子中之1,2-二醇結構單元之改性量並無特別限定，例如為1～20莫耳%。
二醇改性PVA尤佳為通式(1)所表示之1,2-二醇結構單元中之R1 ～R6 全部為氫原子且X為單鍵。即，尤佳為包含下述式(4)之結構單元之二醇改性PVA。 [化4]
Figure 02_image011
改性PVA-PVP可為無規共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物及接枝共聚物中之任一種。
改性PVA-PVP中之改性PVA之重量平均分子量並無特別限定，例如為0.5×104 ～50×104 。改性PVA之重量平均分子量之下限較佳為0.75×104 ，進而較佳為1.0×104 ，進而更佳為1.5×104 。改性PVA之重量平均分子量之上限較佳為35×104 ，進而較佳為25×104 ，進而更佳為15×104 。
改性PVA-PVP中之乙烯基吡咯啶酮之重量平均分子量並無特別限定，例如為0.2×104 ～100×104 。乙烯基吡咯啶酮之重量平均分子量之下限較佳為0.4×104 ，進而較佳為0.6×104 ，進而更佳為0.8×104 。乙烯基吡咯啶酮之重量平均分子量之上限較佳為50×104 ，進而較佳為25×104 ，進而更佳為10×104 。
其中，尤佳為於二醇改性PVA之主鏈上接枝聚合乙烯基吡咯啶酮所得之接枝共聚物。此係因為：藉由形成接枝共聚物，相較於直鏈上之情形，體積變大，分子結構於空間上擴展，由此更容易捕捉水分子，或吸附於研磨粒或晶圓之吸附性提高。
二醇改性PVA與乙烯基吡咯啶酮之接枝共聚物例如可藉由以下方法進行製造，即，於二醇改性PVA之溶液中調配N-乙烯基-2-吡咯啶酮，利用適當之聚合起始劑使N-乙烯基-2-吡咯啶酮與二醇改性PVA聚合。作為聚合起始劑，例如可使用過氧化氫、有機過氧化物、偶氮系起始劑等。
於該情形時，作為主鏈之二醇改性PVA之平均聚合度較佳為200～3000。二醇改性PVA之平均聚合度更佳為200～2000，進而較佳為200～800，進而更佳為300～600。
再者，作為主鏈之二醇改性PVA例如可藉由將乙烯酯系單體與下述通式(5)所表示之化合物之共聚物皂化而製造。
[化5]
Figure 02_image013
其中，R1 、R2 及R3 分別獨立地表示氫原子或有機基，X表示單鍵或鍵結鏈，R4 、R5 及R6 分別獨立地表示氫原子或有機基，R7 及R8 分別獨立地表示氫原子或R9 -CO-(R9 為碳數1～4之烷基)。
關於接枝共聚物中乙烯基吡咯啶酮相對於二醇改性PVA之量，較佳為相對於100重量份之二醇改性PVA而言，乙烯基吡咯啶酮為5～500重量份。
改性PVA-PVP較佳為作為主鏈之改性PVA之聚合度為200～800，於25℃下測得之4%水溶液之濃度為11 mPa・s以下。
對於改性PVA-PVP而言，無法利用與通常之PVA-PVP(乙烯基吡咯啶酮與不具有1,2-二醇結構單元之乙烯醇系樹脂聚合而成之共聚物)相同之方法測定PVP之聚合度。具體而言，對於通常之PVA-PVP而言，可藉由使用僅溶解均聚物(游離PVP)之溶劑自PVA-PVP中分離出均聚物來測定PVP之聚合度。但，對於改性PVA-PVP而言，尚未確立僅分離出均聚物之適當溶劑之選擇方法。因此，難以測定與二醇改性PVA聚合之PVP之準確量。
於本實施方式中，以改性PVA-PVP之水溶液之黏度作為與二醇改性PVA聚合的PVP之量之指標。與二醇改性PVA聚合之PVP之量越低，則改性PVA-PVP之水溶液之黏度越低。於25℃下測得之改性PVA-PVP之4%水溶液之濃度更佳為10 mPa・s以下，進而較佳為9 mPa・s以下，進而更佳為8 mPa・s以下。
改性PVA-PVP之含量(於含有兩種以上之情形時指其總量)並無特別限定，例如以與研磨粒之質量比計，為研磨粒：改性PVA-PVP＝1：0.001～1：0.30。改性PVA-PVP與研磨粒之質量比之下限較佳為0.004，進而較佳為0.008。改性PVA-PVP與研磨粒之質量比之上限較佳為0.20，進而較佳為0.10。
本實施方式之研磨用組合物較佳為以改性PVA-PVP之濃度成為20～200 ppm之方式稀釋後再使用。稀釋後之改性PVA-PVP之濃度之下限較佳為35 ppm，進而較佳為50 ppm。稀釋後之改性PVA-PVP之濃度之上限較佳為150 ppm，進而較佳為120 ppm。
本實施方式之研磨用組合物亦可進而包含非離子性界面活性劑。藉由包含非離子性界面活性劑，能夠進一步降低微小缺陷及霧度。
適用於本實施方式之研磨用組合物之非離子性界面活性劑例如為乙二胺四聚氧乙烯聚氧丙烯(Poloxamine)、泊洛沙姆(Poloxamer)、聚氧伸烷基烷基醚、聚氧伸烷基脂肪酸酯、聚氧伸烷基烷基胺、聚氧伸烷基甲基葡萄糖苷、醇乙氧化物、羰基合成醇乙氧化物等。
作為聚氧伸烷基烷基醚，例如可列舉聚氧乙烯月桂醚、聚氧乙烯鯨蠟醚、聚氧乙烯硬脂醚等。作為聚氧伸烷基脂肪酸酯，例如可列舉聚氧乙烯單月桂酸酯、聚氧乙烯單硬脂酸酯等。作為聚氧伸烷基烷基胺，例如可列舉聚氧乙烯月桂胺、聚氧乙烯油胺等。作為聚氧伸烷基甲基葡萄糖苷，例如可列舉聚氧乙烯甲基葡萄糖苷、聚氧丙烯甲基葡萄糖苷等。
非離子性界面活性劑之含量(於含有兩種以上之情形時指其總量)並無特別限定，例如以與研磨粒之質量比計，為研磨粒：非離子性界面活性劑＝1：0.00001～1：0.015。本實施方式之研磨用組合物較佳為以非離子性界面活性劑之濃度成為0.1～30 ppm之方式稀釋後再使用。
本實施方式之研磨用組合物亦可進而包含pH值調整劑。本實施方式之研磨用組合物之pH值較佳為8.0～12.0。
本實施方式之研磨用組合物除上述成分以外，亦可任意調配研磨用組合物之領域中一般已知之調配劑。
本實施方式之研磨用組合物可藉由將研磨粒、鹼性化合物、改性PVA-PVP及其他調配材料適當混合並加水而製作。或者，本實施方式之研磨用組合物可藉由將研磨粒、鹼性化合物、改性PVA-PVP及其他調配材料依次混合於水中而製作。作為混合該等成分之方法，可使用均質機、超音波等研磨用組合物之技術領域中常用之方法。
以上所說明之研磨用組合物用水稀釋成適當之濃度後，用於半導體晶圓之研磨。
本實施方式之研磨用組合物可較佳地用於矽晶圓(裸晶圓)之研磨，尤其是精研磨。本發明之一實施方式之矽晶圓之研磨方法包括使用上述研磨用組合物對矽晶圓進行研磨之步驟。 [實施例]
以下，藉由實施例更具體地說明本發明。本發明不限定於該等實施例。
製作表1所示之實施例1～23及比較例1～6之研磨用組合物。
[表1]
表1
   研磨粒 NH4 OH 水溶性高分子 界面活性劑 缺陷 霧度 晶圓潤濕性
   粒徑 (nm) 含量 (ppm) 含量 (ppm) 種類 含量 (ppm) 種類 含量 (ppm) 相對值 相對值
實施例1 70 3100 55 改性PVA-PVP(1) 100 - 0 91 98 〇
實施例2 70 3100 55 改性PVA-PVP(2) 100 - 0 71 98 〇
實施例3 70 3100 55 改性PVA-PVP(3) 100 - 0 67 97 〇
實施例4 70 3100 55 改性PVA-PVP(3) 100 S1 5 63 94 〇
實施例5 70 3100 55 改性PVA-PVP(3) 80 - 0 47 92 〇
實施例6 70 3100 20 改性PVA-PVP(3) 80 - 0 47 88 〇
實施例7 70 2350 55 改性PVA-PVP(3) 80 - 0 36 95 〇
實施例8 70 1700 55 改性PVA-PVP(3) 80 - 0 28 105 〇
實施例9 70 1700 35 改性PVA-PVP(3) 80 - 0 34 98 〇
實施例10 70 1700 20 改性PVA-PVP(3) 80 - 0 33 92 〇
實施例11 87 1700 55 改性PVA-PVP(3) 80 - 0 29 70 〇
實施例12 87 1700 20 改性PVA-PVP(3) 80 - 0 32 66 〇
實施例13 70 1700 20 改性PVA-PVP(4) 80 - 0 38 90 〇
實施例14 87 1700 20 改性PVA-PVP(4) 80 - 0 46 62 〇
實施例15 70 2250 35 改性PVA-PVP(4) 80 - 0 27 91 〇
實施例16 87 2250 35 改性PVA-PVP(4) 80 - 0 37 62 〇
實施例17 87 2250 55 改性PVA-PVP(4) 80 - 0 20 63 〇
實施例18 87 2250 35 改性PVA-PVP(4) 80 S1 5 14 60 〇
實施例19 87 2250 35 改性PVA-PVP(4) 80 S3 3 16 59 〇
實施例20 87 2250 35 改性PVA-PVP(4) 80 S2 0.3 11 54 〇
實施例21 87 2250 35 改性PVA-PVP(4) 80 S2 0.6 18 52 〇
實施例22 87 2250 55 改性PVA-PVP(4) 80 S2 0.6 10 54 〇
實施例23 87 2250 35 改性PVA-PVP(4) 80 S2 0.8 13 49 〇
比較例1 70 3100 55 PVA-PVP 100 - 0 100 100 ×
比較例2 70 3100 55 改性PVA 80 - 0 89 109 〇
比較例3 70 3100 55 PVP(1) 80 - 0 340 120 〇
比較例4 70 3100 55 PVP(2) 80 - 0 525 139 〇
比較例5 70 2250 35 PVA-PVP 80 - 0 123 105 ×
比較例6 87 2250 35 PVA-PVP 80 - 0 170 78 ×
表1之含量全部為稀釋後之含量。研磨粒係使用平均二次粒徑為70 nm及87 nm之膠體二氧化矽。「NH4 OH」表示氨水溶液。
水溶性高分子之「種類」一欄之改性PVA-PVP(1)～(4)係於聚合度450、皂化度98 mol%以上(完全皂化)之丁烯二醇乙烯醇聚合物上接枝聚合N-乙烯基-2-吡咯啶酮所得之接枝共聚物。改性PVA-PVP(1)～(4)中，與作為主鏈之丁烯二醇乙烯醇聚合物聚合之N-乙烯基-2-吡咯啶酮之分子量各不相同，分子量按照(1)、(2)、(3)、(4)之順序變小。於25℃下測定改性PVA-PVP(1)～(4)之4%水溶液時，黏度分別為11 mPa・s、10 mPa・s、9 mPa・s、8 mPa・s。
作為改性PVA-PVP以外之水溶性高分子，使用乙烯基吡咯啶酮與通常之聚乙烯醇(不具有1,2-二醇結構單元之乙烯醇系樹脂)聚合而成之共聚物(PVA-PVP)、丁烯二醇乙烯醇聚合物(改性PVA)、及聚乙烯吡咯啶酮(PVP(1)及(2))。
PVA-PVP係於皂化度98莫耳%以上(完全皂化)之乙烯醇聚合物上接枝聚合乙烯基吡咯啶酮(N-乙烯基-2-吡咯啶酮)所得之共聚物。該PVA-PVP之接枝PVP之重量平均分子量約為8.0×104 (K值：40左右)。
改性PVA係聚合度450、皂化度98莫耳%以上(完全皂化)之丁烯二醇聚合物。PVP(1)係K值為17之聚乙烯吡咯啶酮。PVP(2)係K值為30之聚乙烯吡咯啶酮。
非離子性界面活性劑S1係重量平均分子量為300之醇乙氧化物(R-O-(CH2 CH2 O)n-H，其中，R係碳數為6之烴基，n為5左右)。非離子界面活性劑S2係重量平均分子量為550之羰基合成醇乙氧化物(R-O-(CH2 CH2 O)n-H，其中，R係碳數為13之烴基，n為8)。非離子界面活性劑S3係重量平均分子量為775之聚氧丙烯甲基葡萄糖苷。
使用該等實施例及比較例之研磨用組合物，進行12英吋之矽晶圓之研磨。使用導電型為P型且電阻率為0.1 Ωcm以上且未達100 Ωcm之矽晶圓。研磨面係設為＜100＞面。研磨裝置係使用岡本工作機械製作所股份有限公司製造之SPP800S單面研磨裝置。研磨墊係使用絨面革墊。將研磨用組合物稀釋成31倍，以1 L/分鐘之供給速度進行供給。壓盤之轉速設為40 rpm，載具之轉速設為39 rpm，研磨負載設為100 gf/cm2 ，進行3分鐘之研磨。再者，於利用實施例及比較例之研磨用組合物進行研磨之前，使用研磨漿料Nanopure(註冊商標)NP7050S(Nitta Haas股份有限公司製造)，實施2分鐘之預研磨。
測定研磨後之矽晶圓之微小缺陷及霧度。微小缺陷係使用晶圓表面檢查裝置MAGICS M5640(Lasertec公司製造)進行測定。霧度係使用晶圓表面檢查裝置Surfscan SP2(KLA Tencor公司製造)進行測定。再者，霧度係於DWO(Dark Field Wide Oblique，暗視野/廣/斜入射)模式下進行計測。將結果示於上述表1之「缺陷」、「霧度」之欄中。該等欄中之數值係將比較例1設為100時之相對值。
進而，對研磨後之矽晶圓之潤濕性進行評價。具體而言，將研磨後之矽晶圓之表面利用流水(DIW)沖洗15秒，然後，將矽晶圓垂直豎立著靜置。靜置5秒後，對各矽晶圓之潤濕性進行評價。若自研磨面之外周起算撥水部分之距離未達5 mm，則評價為「○」，若自研磨面外周起算撥水部分之距離為5 mm以上，則評價為「×」。將結果示於上述表1之「晶圓潤濕性」一欄中。
根據實施例1～3與比較例1之比較、實施例15與比較例5之比較及實施例16與比較例6之比較可知，與使用通常之PVA-PVP之情形相比，藉由使用改性PVA-PVP，微小缺陷、霧度及潤濕性賦予特性均得到改善。
根據實施例1～3之比較、實施例10與13之比較、及實施例12與14之比較可知，存在改性PVA-PVP之4%黏度越低則霧度越降低之傾向。
根據實施例3與實施例4之比較、實施例16與18～21、23之比較、實施例17與實施例22之比較可知，藉由含有非離子性界面活性劑，可進一步降低微小缺陷及霧度。又，根據實施例20、21及23之比較可知，存在增加非離子性界面活性劑之量會使霧度降低之傾向。
根據實施例3與5之比較可知，若減少改性PVA-PVP之量，則有微小缺陷及霧度降低之傾向。
根據實施例5與6之比較、實施例8～10之比較、實施例11與12之比較、實施例21與22之比較可知，若減少鹼性化合物之量，則有霧度降低之傾向，另一方面，有微小缺陷增加之傾向。
根據實施例5、7及8之比較可知，若減少研磨粒，則有微小缺陷減少之傾向，另一方面，有霧度增高之傾向。
根據實施例8與11之比較、實施例10與12之比較、實施例13與14之比較及實施例15與實施例16之比較可知，若增大研磨粒之粒徑，則霧度會顯著降低。
以上，對本發明之實施方式進行了說明。但上述實施方式僅係用以實施本發明之例示。因此，本發明不限定於上述實施方式，可於不脫離其主旨之範圍內對上述實施方式進行適當變化而實施。
Figure 109146015-A0101-11-0002-2

Claims (7)

  1. 一種研磨用組合物，其包含： 研磨粒； 鹼性化合物；及 水溶性高分子，其係乙烯基吡咯啶酮與具有下述通式(A)所表示之1,2-二醇結構單元之乙烯醇系樹脂聚合而成的共聚物； [化1]
    Figure 03_image015
    其中，R1 、R2 及R3 分別獨立地表示氫原子或有機基，X表示單鍵或鍵結鏈，R4 、R5 及R6 分別獨立地表示氫原子或有機基。
  2. 如請求項1之研磨用組合物，其中 上述水溶性高分子係於具有1,2-二醇結構單元之乙烯醇系樹脂上接枝聚合乙烯基吡咯啶酮所得之接枝共聚物，上述具有1,2-二醇結構單元之乙烯醇系樹脂之聚合度為200～800，於25℃下測得之4%水溶液之黏度為11 mPa・s以下。
  3. 如請求項2之研磨用組合物，其中 上述黏度為9 mPa・s以下。
  4. 如請求項1至3中任一項之研磨用組合物，其中 上述鹼性化合物係選自由鹼金屬氧化物、鹼金屬鹽、氨、胺、銨鹽及四級銨氫氧化物類所組成之群中之1種以上。
  5. 如請求項1至3中任一項之研磨用組合物，其 進而包含非離子性界面活性劑。
  6. 如請求項1至3中任一項之研磨用組合物，其中 上述研磨用組合物用於矽晶圓之研磨。
  7. 一種矽晶圓之研磨方法，其包括使用如請求項1至6中任一項之研磨用組合物對矽晶圓進行研磨之步驟。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009147267A (ja) 2007-12-18 2009-07-02 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd 化学機械研磨用研磨剤
JP5721505B2 (ja) 2011-04-01 2015-05-20 ニッタ・ハース株式会社 研磨用組成物
TWI558800B (zh) 2012-03-14 2016-11-21 福吉米股份有限公司 硏磨用組成物及半導體基板之製造方法
MY154603A (en) * 2012-11-30 2015-07-01 Nitta Haas Inc Polishing composition
TWI713611B (zh) * 2015-10-23 2020-12-21 日商霓塔杜邦股份有限公司 研磨用組合物
JP6801964B2 (ja) * 2016-01-19 2020-12-16 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物及びシリコン基板の研磨方法
WO2018043504A1 (ja) 2016-08-31 2018-03-08 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物および研磨用組成物セット
JP7061862B2 (ja) * 2016-10-28 2022-05-02 花王株式会社 シリコンウェーハ用リンス剤組成物
JP6381619B2 (ja) * 2016-12-13 2018-08-29 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物、及び研磨用組成物の製造方法
JP6978933B2 (ja) * 2017-12-27 2021-12-08 ニッタ・デュポン株式会社 研磨用組成物
JP7340335B2 (ja) * 2018-01-22 2023-09-07 ニッタ・デュポン株式会社 研磨用組成物
JP7002354B2 (ja) * 2018-01-29 2022-02-04 ニッタ・デュポン株式会社 研磨用組成物

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