TW202231830A - 矽晶圓用研磨用組成物及其利用 - Google Patents

矽晶圓用研磨用組成物及其利用 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種適合研磨之新穎研磨用組成物。本發明提供一種矽晶圓用研磨用組成物。該研磨用組成物包含鹼性化合物、界面活性劑、及水。上述界面活性劑係為一分子中具有1個乙炔基之乙炔二醇型之化合物且係更加成有環氧烷之化合物。

Description

矽晶圓用研磨用組成物及其利用
本發明係關於矽晶圓用研磨用組成物及使用該研磨用組成物之矽晶圓之研磨方法。本申請案係依據在2020年11月30日提出申請之日本國專利申請第2020-198395號來主張優先權,並將該申請案之全部內容組合導入至本說明書中作為參照內容。
以往,對於金屬或半金屬、非金屬、其之氧化物等之材料表面實行使用研磨用組成物之精密研磨。例如,使用作為半導體製品之構成要素等之矽晶圓表面一般係經由研光(lapping)步驟(粗研磨步驟)與拋光(polishing)步驟(精密研磨步驟)而完成作為高品位之鏡面。上述拋光步驟係典型地包含預備拋光步驟(預備研磨步驟)與完工拋光步驟(最終研磨步驟)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本國專利申請公開2008-147651號公報
[發明所欲解決之課題]
研磨用組成物係使用具有良好效率地將研磨對象物予以研磨之研磨能力者。例如,上述矽晶圓等之半導體基板、其他基板之研磨係利用由鹼性化合物所成之化學性研磨作用(鹼蝕刻)。上述研磨係因應必要會使用磨粒,除了上述化學性研磨作用,並加上基於磨粒之機械性研磨作用,而能發揮更高之加工力。又,對於上述基板之研磨所使用之研磨用組成物要求在研磨後會實現高品質之表面的性能。研磨面之表面品質提升係藉由使研磨用組成物包含界面活性劑等之添加劑,並以上述添加劑來保護基板等之方法來實現者。作為檢討關於使用添加劑之先前技術,可舉出例如專利文獻1。但,上述添加劑之使用會有導致加工力降低的情況,從而並不容易同時達成研磨面品質與研磨速率。在如上述般之研磨領域中,進行從各種觀點來檢討關於研磨成分,例如,進行檢討如上述般一般被認為會有取捨關係之能平衡良好地併存研磨面品質提升與研磨速率之組成等。
本發明係基於上述背景所創作者,其目的在於提供一種適合研磨之新穎組成物。 [用以解決課題之手段]
根據本說明書,提供一種矽晶圓用研磨用組成物。該研磨用組成物包含鹼性化合物、界面活性劑、及水。且,界面活性劑係為一分子中具有1個乙炔基之乙炔二醇型(acetylene glycol)之化合物,且係更加成有環氧烷(alkylene oxide)之化合物。根據此種組成,藉由一分子中具有1個乙炔基且更具有環氧烷之特定構造之界面活性劑之作用,而能良好地發揮由鹼性化合物所成之化學性研磨作用,並且能維持或改善研磨面之表面品質。即,提供一種適合研磨之組成物。
在某些為佳之態樣中,藉由使用下述式(1)所示之化合物作為界面活性劑,而容易使高品質之研磨面與研磨速率良好平衡地併存。
Figure 02_image001
(式(1)中,R 1~R 4係各自獨立為氫原子或碳數1~20之取代或無取代烷基,R 5、R 6係各自獨立為碳數1~5之取代或無取代伸烷基,m為1以上之整數,n為0以上之整數,且滿足m+n≦50。)
在某些為佳之態樣中,研磨用組成物更包含磨粒。藉由使研磨用組成物包含磨粒,基於由含有磨粒所成之機械性研磨作用而能使研磨速率提升。藉由使包含磨粒及鹼性化合物之組成含有上述特定構造之界面活性劑,而能維持或改善研磨後之表面品質,並且使研磨速率提升。作為上述磨粒,以使用二氧化矽粒子為佳。藉由使用二氧化矽粒子作為磨粒,而容易使高品質之研磨面與研磨速率平衡良好地併存。包含上述特定構造之界面活性劑之效果係在包含二氧化矽粒子作為磨粒之研磨用組成物中適宜地實現。
在某些為佳之態樣中,研磨用組成物更包含水溶性高分子。使用包含上述特定構造之界面活性劑與水溶性高分子之組成來較佳地實現高品質之研磨面。
在某些為佳之態樣中,上述研磨用組成物之pH為8.0以上12.0以下。具有上述範圍pH之組成係能較佳地發揮由在此揭示之技術所成之效果。
又,根據本說明書,提供一種使用在此揭示之任一之研磨用組成物之矽晶圓之研磨方法。上述研磨方法包含拋光步驟。上述拋光步驟中,使用包含上述特定構造之界面活性劑、鹼性化合物、及水之矽晶圓用研磨用組成物來研磨矽晶圓。 在某些為佳之態樣中,上述研磨方法包含預備拋光步驟與完工拋光步驟。且,上述完工拋光步驟中,實施使用在此揭示之研磨用組成物之研磨。根據該研磨方法,在上述完工拋光步驟中,能效率良好地取得更高品位之矽晶圓表面。
以下,說明本發明之適宜實施形態。尚且,本說明書中,特別言及之事項以外之事物且係實施本發明之必要事物皆係能理解作為基於本領域之先前技術之業界人士之設計事項。本發明係能基於本說明書揭示之內容與該領域之技術常識來實施。
<界面活性劑A> 在此揭示之研磨用組成物,其特徵在於藉由包含一分子中具有1個乙炔基之乙炔二醇型之化合物且係更加成有環氧烷之化合物即界面活性劑(以下,方便上亦稱為「界面活性劑A」)。使用含有上述特定構造之界面活性劑A之研磨用組成物進行研磨時,會良好地揮發後述之由鹼性化合物所成之化學性研磨作用,且能維持或改善研磨面之表面品質。作為其理由,認為係上述特定構造之界面活性劑A藉由同時具有乙炔構造與環氧烷構造,不會過度抑制由鹼化合物所成之鹼蝕刻,而會適宜地保護基板表面所致。尚且,界面活性劑A之作用並非係受限於上述之作用者。作為界面活性劑A,從表面品質提升之觀點,以非離子性之界面活性劑A為較佳。界面活性劑A係可單獨一種,或可組合使用兩種以上。
作為界面活性劑A之適宜例,可舉出如下述一般式(1)所示之化合物。
Figure 02_image003
上述式(1)中,R 1~R 4係各自獨立為氫原子或碳數1~20之取代或無取代烷基。成為R 1~R 4之烷基之碳原子數可為1以上,可為2以上,可為3以上,又可為20以下,可為18以下,可為16以下,可為12以下,可為10以下,可為8以下,也可為5以下。作為烷基之具體例,可舉出如甲基、乙基、丙基、iso-丙基、丁基、iso-丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、iso-戊基、neo-戊基、tert-戊基、己基、辛基、壬基、癸基、月桂基、肉豆蔻基、棕櫚基、硬脂醯基等。R 1~R 4係可為相同亦可為相異。
上述式(1)中,R 5、R 6係各自獨立為碳數1~5之取代或無取代伸烷基。成為R 5及R 6之伸烷基之碳原子數可為1以上,可為2以上,可為3以上,又可為4以下,也可為3以下。作為伸烷基之具體例,可舉出如伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基等。R 5與R 6係可為相同亦可為相異。
上述式(1)中,m為1以上之整數,n為0以上之整數,且滿足m+n≦50。m+n可為1以上,可為3以上,可為5以上,可為10以上,可為15以上,可為20以上,又可為50以下,可為30以下,可為22以下,可為16以下,可為12以下,可為8以下,也可為4以下(例如3以下)。m與n係可為相同亦可為相異。
尚且,上述式(1)中,由於會難以完全地控制m及n,故能以包含複數之m+n為異之化合物之態樣來使用作為界面活性劑A。又,即使在更包含具有m=n=0構造之化合物之態樣下也能使用作為界面活性劑A。該等情況之m+n之平均值(以下,亦稱為「平均加成莫耳數」)可為1以上,可為3以上,可為5以上,可為10以上,可為15以上,可為20以上,又可為50以下,可為30以下,可為22以下,可為16以下,可為12以下,可為8以下,也可為4以下(例如3以下)。
作為界面活性劑A,係使用在研磨用組成物中會發揮其作用之具有適當分子量者,而並非係受限於特定之分子量。界面活性劑A之分子量係、典型為250以上,例如300以上,以400以上為佳,較佳為500以上,可為700以上,可為1200以上,可為1500以上。上述分子量之上限為例如3000以下,適當為2000以下,可為1400以下,可為1000以下,也可為600以下。作為界面活性劑A之分子量,採用由化學式所算出之分子量。
從使界面活性劑A之添加效果展現之觀點,研磨用組成物中之界面活性劑A之含量係可作成例如1.0×10 -6重量%以上,從研磨後之表面品質之觀點,以5.0×10 -6重量%以上為佳,較佳為1.0×10 -5重量%以上,更佳為5.0×10 -5重量%以上,特佳為1.0×10 -4重量%以上。又,從洗淨性等之觀點,研磨用組成物中之界面活性劑A之含量係以作成未滿0.2重量%為適當,可為未滿0.1重量%,以0.05重量%以下為佳,較佳為0.01重量%以下,可為0.005重量%以下,也可為0.003重量%以下。該等之含量係較佳適用例如供給至基板之研磨液(工作漿(working slurry))中之含量。
又,在此揭示之研磨用組成物在包含水溶性高分子時,界面活性劑A之含量(在包含兩種以上之界面活性劑時則為該等之合計量)係也能藉由與水溶性高分子之相對性關係來特定。並非係受到特別限定者,在某些態樣中,相對於水溶性高分子100重量份之水溶性高分子之含量係可作成例如0.01重量份以上,從減低霧度等之觀點,以作成0.1重量份以上為適當,以0.5重量份以上為佳,較佳為1重量份以上。又,相對於水溶性高分子100重量份之界面活性劑A之含量,例如可為50重量份以下,也可為30重量份以下。從研磨用組成物之分散安定性等之觀點,在某些態樣中,相對於水溶性高分子100重量份之界面活性劑A之含量係以作成15重量份以下為適當,以10重量份以下為佳,可作成8重量份以下,也可為7重量份以下。
<鹼性化合物> 在此揭示之研磨用組成物含有鹼性化合物。本說明書中鹼性化合物係指具有溶解於水而使水溶液之pH上升之機能之化合物。藉由使研磨用組成物包含鹼性化合物,由於其之化學性研磨作用(鹼蝕刻),而研磨對象物能效率良好地被研磨。作為鹼性化合物,可使用如包含氮之有機或無機之鹼性化合物、包含磷之鹼性化合物、鹼金屬之氫氧化物、鹼土類金屬之氫氧化物、各種之碳酸鹽或碳酸氫鹽等。作為包含氮之鹼性化合物之例,可舉出如第四級銨化合物、氨、胺(較佳為水溶性胺)等。作為包含磷之鹼性化合物之例,可舉出如第四級鏻化合物。此種鹼性化合物係可單獨使用一種,或可組合使用兩種以上。
作為鹼金屬之氫氧化物之具體例,可舉出如氫氧化鉀、氫氧化鈉等。作為碳酸鹽或碳酸氫鹽之具體例,可舉出如碳酸氫銨、碳酸銨、碳酸氫鉀、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸鈉等。作為胺之具體例,可舉出如甲基胺、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-胺基乙基)乙醇胺、六亞甲基二胺、二伸乙三胺、三伸乙四胺、無水哌嗪、哌嗪六水合物、1-(2-胺基乙基)哌嗪、N-甲基哌嗪、胍、咪唑或三唑等之唑類等。作為第四級鏻化合物之具體例,可舉出如氫氧化四甲基鏻、氫氧化四乙基鏻等之氫氧化第四級鏻。
作為第四級銨化合物,可使用如四烷基銨鹽、羥基烷基三烷基銨鹽等之第四級銨鹽(典型為強鹼)。該第四級銨鹽中之陰離子成分能為例如,OH -、F -、Cl -、Br -、I -、ClO 4 -、BH 4 -等。作為上述第四級銨化合物之例,可舉出如陰離子為OH -之第四級銨鹽,即氫氧化第四級銨。作為氫氧化第四級銨之具體例,可舉出如氫氧化四甲基銨、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之氫氧化四烷基銨;氫氧化2-羥基乙基三甲基銨(亦稱為膽鹼)等之氫氧化羥基烷基三烷基銨等。
該等鹼性化合物之中,例如,較佳能使用選自鹼金屬氫氧化物、氫氧化第四級銨及氨之至少一種之鹼性化合物。其中亦以氫氧化四烷基銨(例如,氫氧化四甲基銨)及氨為較佳,以氨為特佳。
研磨用組成物中之鹼性化合物之含量並無特別限制。從提升研磨速率等之觀點,通常係將上述含量作成0.0005重量%以上為適當,以作成0.001重量%以上為佳,以作成0.003重量%以上為更佳。又,從表面品質提升(例如減低霧度(haze))等之觀點,上述含量係以作成未滿0.1重量%為適當,以作成未滿0.05重量%為佳,以作成未滿0.03重量%(例如未滿0.025重量%,以及未滿0.01重量%)為較佳。尚且,在組合使用兩種以上之情況,上述含量係指兩種以上之鹼性化合物之合計含量。該等之含量較佳適用例如供給至基板之研磨液(工作漿)中之含量。
並非係受到特別限定者,在此揭示之研磨用組成物係以適當比率來包含界面活性劑A與鹼性化合物為佳。藉此,能良好地發揮由鹼性化合物所成之化學性研磨作用,且能較佳地實現研磨面之表面品質之維持或改善。鹼性化合物之含量C B對界面活性劑A之含量C A之比(C B/C A)為例如0.01以上,從發揮鹼性化合物之添加效果之觀點,以0.1以上為佳,較佳為0.3以上,更佳為0.8以上,可為1以上,也可為3以上。又,上述比(C B/C A)係可作成100以下,從更加良好發揮界面活性劑A之添加效果之觀點,以70以下為佳,較佳為60以下,例如可為50以下,也可為40以下。
<水> 作為在此揭示之研磨用組成物所包含之水,較佳可使用如離子交換水(脫離子水)、純水、超純水、蒸餾水等。所使用之水為了盡量避免研磨用組成物所含有之其他成分之作用受到阻礙,例如係以過渡金屬離子之合計含量在100ppb以下為佳。例如,可藉由利用離子交換樹脂去除雜質離子利用過濾器去除異物、蒸餾等之操作來提高水之純度。尚且,在此揭示之研磨用組成物在因應必要亦可更包含能與水均勻混合之有機溶劑(低級醇、低級酮等)。研磨用組成物所包含之溶劑之90體積%以上係以水為佳,以95體積%以上(例如99~100體積%)係水為佳。
<磨粒> 在此揭示之研磨用組成物係可包含也可不包含磨粒。在某些為佳之態樣中,研磨用組成物包含磨粒。磨粒具有機械性研磨基板表面之作用。藉由使研磨用組成物包含磨粒,基於因含有磨粒含有所得之機械性研磨作用而能提升研磨速率。磨粒之材質或物性並無特別限制,可因應研磨用組成物之使用目的或使用態樣等來適宜選擇。作為磨粒之例,可舉出如無機粒子、有機粒子、及有機無機複合粒子。作為無機粒子之具體例,可舉出如二氧化矽粒子、氧化鋁粒子、氧化鈰粒子、氧化鉻粒子、二氧化鈦粒子、氧化鋯粒子、氧化鎂粒子、二氧化錳粒子、氧化鋅粒子、氧化鐵(bengala)粒子等之氧化物粒子;氮化矽粒子、氮化硼粒子等之氮化物粒子;碳化矽粒子、碳化硼粒子等之碳化物粒子;金剛石粒子;碳酸鈣或碳酸鋇等之碳酸鹽等。作為有機粒子之具體例,可舉出如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)粒子或聚(甲基)丙烯酸粒子(在此(甲基)丙烯酸係包括性泛指丙烯酸及甲基丙烯酸)、聚丙烯腈粒子等。此種磨粒係可單獨使用一種,亦可組合使用兩種以上。
作為上述磨粒,以無機粒子為佳,其中亦以由金屬或半金屬之氧化物所構成之粒子為佳,以二氧化矽粒子為特佳。在能使用於如後述之矽晶圓等般具有由矽所構成之表面之基板研磨(例如完工研磨)之研磨用組成物中,採用二氧化矽粒子作為磨粒係特別具有意義者。在此揭示之技術係例如,在上述磨粒係實質上由二氧化矽粒子所構成之態樣下能較佳實施者。在此「實質上」係指構成磨粒之粒子之95質量%以上(以98質量%以上為佳,較佳為99質量%以上,也可為100質量%)為二氧化矽粒子。
作為二氧化矽粒子之具體例,可舉出如膠質二氧化矽、氣相二氧化矽、沉澱二氧化矽等。二氧化矽粒子係可單獨使用一種或亦可組合使用兩種以上。由於研磨後容易取得表面品位優異之研磨面,故以使用膠質二氧化矽為特佳。作為膠質二氧化矽,較佳可採用例如,藉由離子交換法將水玻璃(矽酸Na)作為原料來製作之膠質二氧化矽或烷氧化物法膠質二氧化矽(藉由烷氧基矽烷之水解縮合反應所製造之膠質二氧化矽)。膠質二氧化矽係可單獨使用一種或亦可組合使用兩種以上。
磨粒構成材料(例如,構成二氧化矽粒子之二氧化矽)之真比重係以1.5以上為佳,較佳為1.6以上,更佳為1.7以上。二氧化矽之真比重之上限並未受到特別限定,典型為2.3以下,以2.2以下為佳,以2.0以下為更佳,例如1.9以下。作為磨粒(例如二氧化矽粒子)之真比重,能採用由使用乙醇作為取代液之液體取代法所得之測量值。
磨粒(典型為二氧化矽粒子)之平均一次粒子徑並無特別限定,從研磨速率等之觀點,以5nm以上為佳,較佳為10nm以上。從取得更高研磨效果(例如,減低霧度、去除缺陷等之效果)之觀點,上述平均一次粒子徑係以15nm以上為佳,以20nm以上(例如超過20nm)為較佳。又,從防刮傷等之觀點,磨粒之平均一次粒子徑係以100nm以下為佳,較佳為50nm以下,更佳為45nm以下。從變得更容易取得低霧度表面之觀點,在某些態樣中,磨粒之平均一次粒子徑可為43nm以下,可為未滿40nm,可為未滿38nm,可為未滿35nm,可為未滿32nm,也可為未滿30nm。
尚且,本說明書中平均一次粒子徑係指從藉由BET法所測量之比表面積(BET值),根據平均一次粒子徑(nm)=6000/(真密度(g/cm 3)×BET值(m 2/g))之式來算出之粒子徑(BET粒子徑)。上述比表面積係例如,可使用Micromeritics公司製之表面積測量裝置,商品名「Flow Sorb II 2300」來進行測量。
磨粒(例如二氧化矽粒子)之平均二次粒子徑並無特別限定,例如能從15nm~300nm程度之範圍適宜選擇。從提升研磨速率之觀點,上述平均二次粒子徑30nm以上為佳,以35nm以上為較佳。在某些態樣中,上述平均二次粒子徑係例如可為40nm以上,可為42nm以上,較佳也可為44nm以上。又,上述平均二次粒子徑通常在250nm以下為有利者,以200nm以下為佳,以150nm以下為較佳。在某些為佳之態樣中,上述平均二次粒子徑為120nm以下,較佳為100nm以下,更佳為70nm以下,例如可為60nm以下,也可為50nm以下。
尚且,本說明書中平均二次粒子徑係指藉由動態光散射法所測量之粒子徑(體積平均粒子徑)。磨粒之平均二次粒子徑係例如,可藉由使用日機裝股份有限公司製之「Nanotrac(註冊商標)UPA-UT151」之動態光散射法來進行測量。
磨粒之形狀(外形)可為球形,也可為非球形。作為成為非球形之粒子之具體例,可舉出如花生形狀(即,落花生之殼之形狀)、繭型形狀、金平糖形狀、橄欖球形狀等。例如,較佳可採用粒子之諸多為形成花生形狀或繭型形狀之磨粒。
並非係受到特別限定者,磨粒之長徑/短徑比之平均值(平均長寬比)原理上為1.0以上,以1.05以上為佳,較佳為1.1以上。藉由增加平均長寬比,而能實現更高研磨速率。又,從減少刮傷等之觀點,磨粒之平均長寬比係以3.0以下為佳,較佳為2.0以下,更佳為1.5以下。
磨粒之形狀(外形)或平均長寬比係例如可藉由電子顯微鏡觀察來掌握。作為掌握平均長寬比之具體操作順序,例如,使用掃描型電子顯微鏡(SEM),對於能辨識獨立粒子之形狀之規定個數(例如200個)之磨粒粒子,描繪出外切於個別粒子圖像之最小長方形。且,關於對各粒子圖像所描繪之長方形,將其長邊長度(長徑之值)除以短邊長度(短徑之值)而得之值算出作為長徑/短徑比(長寬比)。藉由將上述規定個數之粒子之長寬比進行算術平均,而可求出平均長寬比。
研磨用組成物在包含磨粒之情況,研磨用組成物中之磨粒之含量並無特別限制,例如為0.01重量%以上,以0.05重量%以上為佳,較佳為0.10重量%以上,更佳為0.15重量%以上。藉由增加磨粒含量,而能實現更高研磨速率。上述含量適當為10重量%以下,以7重量%以下為佳,較佳為5重量%以下,更佳為2重量%以下,例如可為1重量%以下,可為0.5重量%以下,也可為0.4重量%以下。藉此,能實現更高品位之表面。上述磨粒含量係能在研磨用組成物為研磨液(工作漿)之形態下來使用之態樣中被較佳採用。
<水溶性高分子> 在此揭示之研磨用組成物亦可包含水溶性高分子。水溶性高分子係能對於基板表面之保護,或提升研磨後基板表面之濕潤性等產生有效作用者。例如,藉由選擇使用界面活性劑A,以及適當之水溶性高分子,能使研磨後之表面品質與研磨速率更加良好地併存。在某些態樣中,作為水溶性高分子,可舉出如,在分子中包含羥基、羧基、醯氧基、磺酸基、醯胺構造、醯亞胺構造、第四級銨構造、雜環構造、乙烯構造等之化合物。作為水溶性高分子,可使用例如纖維素衍生物、澱粉衍生物、包含氧伸烷基(oxyalkylene)單位之聚合物、聚乙烯醇系聚合物、含有氮原子之聚合物等,作為含有氮原子之聚合物之一態樣,可使用如N-乙烯型聚合物、N-(甲基)丙烯醯基型聚合物等。水溶性高分子可為源自天然物之聚合物,也可為合成聚合物。水溶性高分子係可單獨使用一種,亦可組合使用兩種以上。
在某些態樣中,可使用源自天然物之聚合物作為水溶性高分子。作為源自天然物之聚合物,可舉出如纖維素衍生物或澱粉衍生物。源自天然物之聚合物係可單獨使用一種,亦可組合使用兩種以上。
在某些態樣中,可使用纖維素衍生物作為水溶性高分子。在此,纖維素衍生物為包含β-葡萄糖單位作為主要重複單位之聚合物。作為纖維素衍生物之具體例,可舉出如羥基乙基纖維素(HEC)、羥基丙基纖維素、羥基乙基甲基纖維素、羥基丙基甲基纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素、乙基羥基乙基纖維素、羧基甲基纖維素等。其中亦以HEC為佳。纖維素衍生物係可單獨使用一種,亦可組合使用兩種以上。
在某些其他態樣中,可使用澱粉衍生物作為水溶性高分子。澱粉衍生物為包含α-葡萄糖單位作為主重複單位之聚合物,可舉出例如預糊化澱粉、支鏈澱粉、羧基甲基澱粉、環糊精等。澱粉衍生物係可單獨使用一種,亦可組合使用兩種以上。
在某些其他態樣中,可使用合成聚合物作為水溶性高分子。利用在此揭示之技術所得之效果係會在使用合成聚合物作為水溶性高分子之態樣中被較佳發揮。合成聚合物係可單獨使用一種,亦可組合使用兩種以上。
在某些態樣中,可使用包含氧伸烷基單位之聚合物作為水溶性高分子。作為包含氧伸烷基單位之聚合物,可例示如聚環氧乙烷(PEO),或環氧乙烷(EO)與環氧丙烷(PO)或環氧丁烷(BO)之嵌段共聚物、EO與PO或BO之無規共聚物等。其中亦以EO與PO之嵌段共聚物或EO與PO之無規共聚物為佳。EO與PO之嵌段共聚物能為包含PEO嵌段與聚環氧丙烷(PPO)嵌段之二嵌段共聚物,或三嵌段共聚物等。上述三嵌段共聚物之例係包括PEO-PPO-PEO型三嵌段共聚物及PPO-PEO-PPO型三嵌段共聚物。通常係以PEO-PPO-PEO型三嵌段共聚物為較佳。
尚且,本說明書中,在並未特別註記之情況,共聚物係包括性地意指無規共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物等之各種共聚物。
EO與PO之嵌段共聚物或無規共聚物中,從對水之溶解性或洗淨性等之觀點,構成該共聚物之EO與PO之莫耳比(EO/PO)係以大於1為佳,以2以上為較佳,以3以上(例如5以上)為更佳。
在某些為佳之態樣中,可使用聚乙烯醇系聚合物作為水溶性高分子。根據包含聚乙烯醇系聚合物之組成,則會維持研磨後之表面品質,且容易改善研磨速率。聚乙烯醇系聚合物係指包含乙烯醇單位(以下亦稱為「VA單位」)作為其重複單位之聚合物。聚乙烯醇系聚合物係可僅包含VA單位作為重複單位,亦可包含VA單位以及VA單位以外之重複單位(以下亦稱為「非VA單位」)。聚乙烯醇系聚合物可為包含VA單位與非VA單位之無規共聚物,可為嵌段共聚物,也可為交替共聚物或接枝共聚物。聚乙烯醇系聚合物可僅包含一種類之非VA單位,也可包含兩種類以上之非VA單位。
上述聚乙烯醇系聚合物可為未變性之聚乙烯醇(非變性PVA),也可為變性聚乙烯醇(變性PVA)。在此非變性PVA係指藉由水解(皂化)聚乙酸乙烯酯而生成,且實質上不包含乙酸乙烯酯經乙烯基聚合而成之構造之重複單位(-CH 2-CH(OCOCH 3)-)及VA單位以外之重複單位的聚乙烯醇系聚合物。上述非變性PVA之皂化度例如可為60%以上,從水溶性之觀點,可為70%以上,可為80%以上,也可為90%以上。
聚乙烯醇系聚合物可為包含VA單位,及具有選自氧伸烷基、羧基、(二)羧酸基、(二)羧酸酯、苯基、萘基、磺酸基、胺基、羥基、醯胺基、醯亞胺基、腈基、醚基、酯基、及該等之鹽之至少1種構造之非VA單位的變性PVA。
又,作為變性PVA所能包含之非VA單位,例如可為後述之源自N-乙烯型單體或N-(甲基)丙烯醯基型單體之重複單位、源自伸乙基之重複單位、源自烷基乙烯基醚之重複單位、源自碳原子數3以上之單羧酸之乙烯基酯之重複單位等,但並非受限於該等。作為上述N-乙烯型單體之一適宜例,可舉出如N-乙烯基吡咯啶酮。作為上述N-(甲基)丙烯醯基型之單體之一適宜例,可舉出如N-(甲基)丙烯醯基嗎啉。上述烷基乙烯基醚例如能為丙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、2-乙基己基乙烯基醚等之具有碳原子數1以上10以下之烷基之乙烯基醚。上述碳原子數3以上之單羧酸之乙烯基酯例如能為丙烷酸乙烯基酯、丁酸乙烯基酯、戊酸乙烯基酯、己酸乙烯基酯等之碳原子數3以上7以下之單羧酸之乙烯基酯。
又,聚乙烯醇系聚合物可為縮醛化聚乙烯醇系聚合物。作為縮醛化聚乙烯醇系聚合物,可舉出例如,聚乙烯醇系聚合物所包含之VA單位之一部分係使用醛而經縮醛化之變性PVA。作為上述醛,較佳能使用例如烷基醛,以具有碳原子數1以上7以下之烷基之烷基醛為佳,其中亦以乙醛、n-丙醛、n-丁醛、n-戊醛為佳。
作為聚乙烯醇系聚合物,也可使用導入有第四級銨構造等之陽離子性基之陽離子變性聚乙烯醇。作為上述陽離子變性聚乙烯醇,可舉出例如,源自二烯丙基二烷基銨鹽、N-(甲基)丙烯醯基胺基烷基-N,N,N-三烷基銨鹽等之具有陽離子性基之單體之導入有陽離子性基者。
作為聚乙烯醇系聚合物,可為具有非VA單位係由化學式:-CH 2-CH(CR (1)(OR (4))-CR (2)(OR (5))-R (3))-所示之構造部分者。在此,R (1)~R (3)係各自獨立表示氫原子或有機基,R (4)及R (5)係各自獨立表示氫原子或R (6)-CO-(式中,R (6)表示烷基)。作為此種變性PVA,可舉出如在側鏈具有1,2-二醇構造之變性PVA。
構成聚乙烯醇系聚合物之全重複單位之莫耳數所佔之VA單位之莫耳數之比例,例如可為5%以上,可為10%以上,可為20%以上,也可為30%以上。並非係受到特別限定者,在某些態樣中,上述VA單位之莫耳數之比例可為50%以上,可為65%以上,可為75%以上,可為80%以上,也可為90%以上(例如95%以上,或98%以上)。也可為構成聚乙烯醇系聚合物之重複單位之實質上100%為VA單位。在此「實質上100%」係指至少不蓄意使聚乙烯醇系聚合物含有非VA單位,典型而言全重複單位之莫耳數所佔之非VA單位之莫耳數之比例係未滿2%(例如未滿1%),且也包括0%的情況。在其他某些態樣中,構成聚乙烯醇系聚合物之全重複單位之莫耳數所佔之VA單位之莫耳數之比例,例如可為95%以下,可為90%以下,可為80%以下,也可為70%以下。
聚乙烯醇系聚合物中之VA單位之含量(重量基準之含量),例如可為5重量%以上,可為10重量%以上,可為20重量%以上,也可為30重量%以上。並非係受到特別限定者,在某些態樣中,上述VA單位之含量可為50重量%以上(例如超過50重量%),可為70重量%以上,也可為80重量%以上(例如90重量%以上,或95重量%以上,或98重量%以上)。也可為構成聚乙烯醇系聚合物之重複單位之實質上100重量%為VA單位。在此,「實質上100重量%」係指至少不蓄意地含有非VA單位作為構成聚乙烯醇系聚合物之重複單位,典型而言聚乙烯醇系聚合物中之非VA單位之含量為未滿2重量%(例如未滿1重量%)。在其他某些態樣中,聚乙烯醇系聚合物中之VA單位之含量,例如可為95重量%以下,可為90重量%以下,可為80重量%以下,也可為70重量%以下。
聚乙烯醇系聚合物係亦可在同一分子內包含VA單位之含量相異之複數之聚合物鏈。在此,聚合物鏈係指構成一分子之聚合物一部分的部分(鏈段(segment))。例如,聚乙烯醇系聚合物係可在同一分子內包含VA單位之含量高於50重量%之聚合物鏈A,與VA單位之含量低於50重量%之(即,非VA單位之含量多於50重量%)聚合物鏈B。
聚合物鏈A係可僅包含VA單位作為重複單位,亦可包含VA單位以及非VA單位。聚合物鏈A中之VA單位之含量可為60重量%以上,可為70重量%以上,可為80重量%以上,也可為90重量%以上。在某些態樣中,聚合物鏈A中之VA單位之含量可為95重量%以上,也可為98重量%以上。也可為構成聚合物鏈A之重複單位之實質上100重量%為VA單位。
聚合物鏈B係可僅包含非VA單位作為重複單位,亦可包含非VA單位以及VA單位。聚合物鏈B中之非VA單位之含量可為60重量%以上,可為70重量%以上,可為80重量%以上,也可為90重量%以上。在某些態樣中,聚合物鏈B中之非VA單位之含量可為95重量%以上,也可為98重量%以上。也可為構成聚合物鏈B之重複單位之實質上100重量%為非VA單位。
作為在同一分子中包含聚合物鏈A與聚合物鏈B之聚乙烯醇系聚合物之例,可舉出如包含該等聚合物鏈之嵌段共聚物或接枝共聚物。上述接枝共聚物可為在聚合物鏈A(主鏈)接枝聚合物鏈B(側鏈)之構造之接枝共聚物,也可為在聚合物鏈B(主鏈)接枝聚合物鏈A(側鏈)之構造之接枝共聚物。在一態樣中,可使用在聚合物鏈A接枝聚合物鏈B之構造之聚乙烯醇系聚合物。
作為聚合物鏈B之例,可舉出如將源自N-乙烯型單體之重複單位作為主重複單位之聚合物鏈、將源自N-(甲基)丙烯醯基型單體之重複單位作為主重複單位之聚合物鏈、將源自富馬酸、馬來酸、無水馬來酸等之二羧酸乙烯酯之重複單位作為重複單位之聚合物鏈、將源自苯乙烯、萘乙烯基等之芳香族乙烯基單體之重複單位作為主重複單位之聚合物鏈、將氧伸烷基單位作為主重複單位之聚合物鏈等。尚且,在並未特別註記之情況,本說明書中主重複單位係指包含超過50重量%之重複單位。
作為聚合物鏈B之一適宜例,可舉出如將N-乙烯型單體作為主重複單位之聚合物鏈,即N-乙烯系聚合物鏈。N-乙烯系聚合物鏈中之源自N-乙烯型單體之重複單位之含量典型為超過50重量%,可為70重量%以上,可為85重量%以上,也可為95重量%以上。也可為聚合物鏈B之實質上全部為源自N-乙烯型單體之重複單位。
本說明書中,N-乙烯型單體之例係包括:具有含氮之雜環(例如內醯胺環)之單體及N-乙烯基鏈狀醯胺。作為N-乙烯基內醯胺型單體之具體例,可舉出如N-乙烯基吡咯啶酮、N-乙烯基哌啶酮、N-乙烯基嗎啉酮、N-乙烯基己內醯胺、N-乙烯基-1,3-噁嗪-2-酮、N-乙烯基-3,5-嗎啉二酮等。作為N-乙烯基鏈狀醯胺之具體例,可舉出如N-乙烯基乙醯胺、N-乙烯基丙酸醯胺、N-乙烯基丁酸醯胺等。聚合物鏈B係例如可為其重複單位超過50重量%(例如70重量%以上,或85重量%以上,或95重量%以上)為N-乙烯基吡咯啶酮單位之N-乙烯系聚合物鏈。也可為構成聚合物鏈B之重複單位之實質上全部為N-乙烯基吡咯啶酮單位。
作為聚合物鏈B之其他例,可舉出如將源自N-(甲基)丙烯醯基型單體之重複單位作為主重複單位之聚合物鏈,即,N-(甲基)丙烯醯基系聚合物鏈。N-(甲基)丙烯醯基系聚合物鏈中之源自N-(甲基)丙烯醯基型單體之重複單位之含量典型為超過50重量%,可為70重量%以上,可為85重量%以上,也可為95重量%以上。也可為聚合物鏈B之實質上全部為源自N-(甲基)丙烯醯基型單體之重複單位。
本說明書中,N-(甲基)丙烯醯基型單體之例係包括:具有N-(甲基)丙烯醯基之鏈狀醯胺及具有N-(甲基)丙烯醯基之環狀醯胺。作為具有N-(甲基)丙烯醯基之鏈狀醯胺之例,可舉出如,(甲基)丙烯醯胺;N-甲基(甲基)丙烯醯胺、N-乙基(甲基)丙烯醯胺、N-丙基(甲基)丙烯醯胺、N-異丙基(甲基)丙烯醯胺、N-n-丁基(甲基)丙烯醯胺等之N-烷基(甲基)丙烯醯胺;N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二丙基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二異丙基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二(n-丁基)(甲基)丙烯醯胺等之N,N-二烷基(甲基)丙烯醯胺等。作為具有N-(甲基)丙烯醯基之環狀醯胺之例,可舉出如N-(甲基)丙烯醯基嗎啉、N-(甲基)丙烯醯基吡咯啶等。
作為聚合物鏈B之其他例,可舉出如將氧伸烷基單位包含作為主重複單位之聚合物鏈,即氧伸烷基系聚合物鏈。氧伸烷基系聚合物鏈中之氧伸烷基單位之含量典型為超過50重量%,可為70重量%以上,可為85重量%以上,也可為95重量%以上。也可為聚合物鏈B所包含之重複單位之實質上全部為氧伸烷基單位。
作為氧伸烷基單位之例,可舉出如氧伸乙基單位、氧伸丙基單位、氧伸丁基單位等。此種氧伸烷基單位能為源自分別所對應之環氧烷之重複單位。氧伸烷基系聚合鏈所包含之氧伸烷基單位可為一種類,也可為兩種類以上。例如,也可為組合包含氧伸乙基單位與氧伸丙基單位之氧伸烷基系聚合物鏈。包含兩種類以上之氧伸烷基單位之氧伸烷基系聚合物鏈中,該等氧伸烷基單位可為對應之環氧烷之無規共聚物,可為嵌段共聚物,也可為交替共聚物或接枝共聚物。
作為聚合物鏈B之另外其他之例,可舉出如,包含源自烷基乙烯基醚(例如,具有碳原子數1以上10以下之烷基之乙烯基醚)之重複單位之聚合物鏈、包含源自單羧酸乙烯基酯(例如,碳原子數3以上之單羧酸之乙烯基酯)之重複單位之聚合物鏈、導入有陽離子性基(例如,具有第四級銨構造之陽離子性基)之聚合物鏈等。
在此揭示之技術中之作為水溶性高分子之聚乙烯醇系聚合物係以包含VA單位及非VA單位之共聚物之變性聚乙烯醇為佳。又,作為水溶性高分子之聚乙烯醇系聚合物之皂化度通常為50莫耳%以上,以65莫耳%以上為佳,較佳為70莫耳%以上,例如75莫耳%以上。尚且,聚乙烯醇系聚合物之皂化度原理上為100莫耳%以下。
在其他某些態樣中,作為水溶性高分子,可使用N-乙烯型聚合物。N-乙烯型聚合物之例係包括:包含源自具有含氮之雜環(例如內醯胺環)之單體之重複單位的聚合物。此種聚合物之例包括:N-乙烯基內醯胺型單體之均聚物及共聚物(例如,N-乙烯基內醯胺型單體之共聚合比例超過50重量%之共聚物)、N-乙烯基鏈狀醯胺之均聚物及共聚物(例如,N-乙烯基鏈狀醯胺之共聚合比例超過50重量%之共聚物)等。
作為N-乙烯基內醯胺型單體(即,一分子內具有內醯胺構造與N-乙烯基之化合物)之具體例,可舉出如,N-乙烯基吡咯啶酮(VP)、N-乙烯基哌啶酮、N-乙烯基嗎啉酮、N-乙烯基己內醯胺(VC)、N-乙烯基-1,3-噁嗪-2-酮、N-乙烯基-3,5-嗎啉二酮等。作為包含N-乙烯基內醯胺型單體單位之聚合物之具體例,可舉出如,聚乙烯基吡咯啶酮、聚乙烯基己內醯胺、VP與VC之無規共聚物、VP及VC之一者或兩者與其他乙烯基單體(例如,丙烯醯基單體、乙烯基酯系單體等)之無規共聚物、包含含有VP及VC之一者或兩者之聚合物鏈之嵌段共聚物、交替共聚物或接枝共聚物等。 作為N-乙烯基鏈狀醯胺之具體例,可舉出如N-乙烯基乙醯胺、N-乙烯基丙酸醯胺、N-乙烯基丁酸醯胺等。
在其他某些態樣中,作為水溶性高分子,較佳能使用N-(甲基)丙烯醯基型聚合物。由在此揭示之技術所成之效果係在包含N-(甲基)丙烯醯基型聚合物之組成中能被較佳實現。N-(甲基)丙烯醯基型聚合物之例係包括:N-(甲基)丙烯醯基型單體之均聚物及共聚物(典型為N-(甲基)丙烯醯基型單體之共聚合比例超過50重量%之共聚物)。N-(甲基)丙烯醯基型單體之例係包括:具有N-(甲基)丙烯醯基之鏈狀醯胺及具有N-(甲基)丙烯醯基之環狀醯胺。
作為具有N-(甲基)丙烯醯基之鏈狀醯胺之例,可舉出如,(甲基)丙烯醯胺;N-甲基(甲基)丙烯醯胺、N-乙基(甲基)丙烯醯胺、N-丙基(甲基)丙烯醯胺、N-異丙基(甲基)丙烯醯胺、N-n-丁基(甲基)丙烯醯胺等之N-烷基(甲基)丙烯醯胺;N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二丙基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二異丙基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二(n-丁基)(甲基)丙烯醯胺等之N,N-二烷基(甲基)丙烯醯胺等。作為將具有N-(甲基)丙烯醯基之鏈狀醯胺包含作為單體單位之聚合物之例,可舉出如,N-異丙基丙烯醯胺之均聚物及N-異丙基丙烯醯胺之共聚物(例如,N-異丙基丙烯醯胺之共聚合比例超過50重量%之共聚物)。
作為具有N-(甲基)丙烯醯基之環狀醯胺之例,可舉出如,N-丙烯醯基嗎啉、N-丙烯醯基硫代嗎啉、N-丙烯醯基哌啶、N-丙烯醯基吡咯啶、N-甲基丙烯醯基嗎啉、N-甲基丙烯醯基哌啶、N-甲基丙烯醯基吡咯啶等。作為將具有N-(甲基)丙烯醯基之環狀醯胺包含作為單體單位之聚合物之例,可舉出如丙烯醯基嗎啉系聚合物(PACMO)。作為丙烯醯基嗎啉系聚合物之典型例,可舉出如,N-丙烯醯基嗎啉(ACMO)之均聚物及ACMO之共聚物(例如,ACMO之共聚合比例超過50重量%之共聚物)。丙烯醯基嗎啉系聚合物中,全重複單位之莫耳數所佔之ACMO單位之莫耳數之比例通常為50%以上,以80%以上(例如90%以上,典型為95%以上)為適當者。水溶性高分子之全重複單位係也可為實質上由ACMO單位所構成者。
並非係受到特別限定者,在此揭示之技術係併用含氮原子之聚合物(典型為N-(甲基)丙烯醯基型聚合物)之一種或兩種以上,及,與含氮原子之聚合物(典型為N-(甲基)丙烯醯基型聚合物)為相異之水溶性高分子(非含氮原子之聚合物,典型為非N-(甲基)丙烯醯基型聚合物)之一種或兩種以上作為水溶性高分子之態樣下來較佳實施。藉由併用上述兩種以上之水溶性高分子,則能以更高層級地使表面品質與研磨速率並存。作為非含氮原子之聚合物(典型為非N-(甲基)丙烯醯基型聚合物),並無特別限定,例如較佳使用變性或非變性之聚乙烯醇系聚合物。作為與上述聚乙烯醇系聚合物併用之含氮原子之聚合物(典型為N-(甲基)丙烯醯基型聚合物),並無特別限定,以將具有N-(甲基)丙烯醯基之環狀醯胺包含作為單體單位之聚合物為佳,以PACMO為較佳。在併用含氮原子之聚合物與非含氮原子之聚合物之態樣中,其使用比率(含氮原子之聚合物:非含氮原子之聚合物)並無特別限定,以重量基準計可作成1:9~9:1,可為3:7~8:2,也可為5:5~7:3。
在此揭示之技術中,水溶性高分子之重量平均分子量(Mw)並無特別限定。水溶性高分子之Mw、例如可為約200×10 4以下,適當為約150×10 4以下,從洗淨性等之觀點,以約100×10 4以下為佳,可為約50×10 4以下。又,從研磨表面之保護性之觀點,水溶性高分子之Mw,例如可為0.2×10 4以上,以0.5×10 4以上為佳。在某些態樣中,上述Mw係以1.0×10 4以上為適當者,可為2×10 4以上,例如可為5×10 4以上。
在此揭示之技術中,較佳之水溶性高分子化合物之分子量之範圍係能根據所使用之聚合物之種類而不同。例如,纖維素衍生物及澱粉衍生物之Mw係可分別作成約200×10 4以下,以150×10 4以下為適當者。上述Mw可為約100×10 4以下,也可為約50×10 4以下(例如約30×10 4以下)。又,從研磨表面之保護性之觀點,上述Mw為例如約0.2×10 4以上,以約0.5×10 4以上為適當者,以約1.0×10 4以上為佳,較佳為約3.0×10 4以上,更佳為約10×10 4以上,也可為約20×10 4以上。
又例如,聚乙烯醇系聚合物之Mw係可作成100×10 4以下,以60×10 4以下為適當者。從濃縮效率等之觀點,上述Mw可為30×10 4以下,以20×10 4以下為佳,例如10×10 4以下,典型可為8×10 4以下,可為5×10 4以下,也可為3×10 4以下。又,從適宜地保護研磨表面而維持或提升表面品質之觀點,Mw例如可為0.2×10 4以上,通常係以0.5×10 4以上為佳。在某些態樣中,Mw係適當為0.8×10 4以上,以1.0×10 4以上為佳,可為2×10 4以上,可為3×10 4以上,例如可為4×10 4以上,也可為5×10 4以上。
又例如,含氮原子之聚合物(例如N-(甲基)丙烯醯基型聚合物,適宜為PACMO)之Mw係可作成100×10 4以下,以70×10 4以下為適當者。從濃縮效率等之觀點,上述Mw可為60×10 4以下,也可為50×10 4以下。又,從維持或提升表面品質之觀點,Mw例如可為1.0×10 4以上,也可為10×10 4以上。在某些態樣中,Mw係以20×10 4以上為適當,以30×10 4以上為佳,例如可為40×10 4以上。
作為水溶性高分子之Mw,可採用從基於水系凝膠滲透層析(GPC)之值(水系,以聚環氧乙烷換算)所算出之分子量。作為GPC測量裝置,宜使用東曹股份有限公司製之機種名「HLC-8320GPC」。測量係例如能在下述之條件下進行。後述之實施例也係採用相同之法。 [GPC測量條件] 試樣濃度:0.1重量% 管柱:TSKgel GMPWXL 檢測器:示差折射計 溶析液:100mM 硝酸鈉水溶液/乙腈=10~8/0~2 流速:1mL/分鐘 測量溫度:40℃ 試樣注入量:200μL
從減低凝聚物或提升洗淨性等之觀點,較佳能採用非離子性聚合物作為水溶性高分子。又,從化學構造或純度之控制容易性之觀點,較佳能採用合成聚合物作為水溶性高分子。例如,在此揭示之技術係以包含合成聚合物作為水溶性高分子之態樣來實施之情況,研磨用組成物能為實質上不使用源自天然物之聚合物作為水溶性高分子者。在此,實質上不使用係指相對於水溶性高分子之合計含量100重量份之源自天然物之聚合物之使用量典型為3重量份以下,較佳為1重量份以下,且包括0重量份或檢出極限以下。
研磨用組成物中之水溶性高分子之含量(重量基準之含量)並無特別限定。例如可作成1.0×10 -4重量%以上。從減低霧度等之觀點,含量係以5.0×10 -4重量%以上為佳,較佳為1.0×10 -3重量%以上,更佳為2.0×10 -3重量%以上,例如5.0×10 -3重量%以上。又,從研磨速率等之觀點,以將上述含量作成0.2重量%以下為佳,以作成0.1重量%以下為較佳,以作成0.05重量%以下(例如0.02重量%以下,以及0.015重量%以下)為更佳。尚且,上述研磨用組成物在包含兩種以上之水溶性高分子時,上述含量係指該研磨用組成物所包含之全部水溶性高分子之合計含量(重量基準之含量)。該等含量係能較佳使用為例如供給至基板之研磨液(工作漿)中之含量。
又,在此揭示之研磨用組成物在包含磨粒之情況,水溶性高分子之含量(包含兩種以上之水溶性高分子時則為該等之合計量)係也能藉由與磨粒之相對性關係來特定。並非係受到特別限定者,在某些態樣中,相對於磨粒100重量份之水溶性高分子之含量係例如可成0.01重量份以上,從減低霧度等之觀點,以作成0.1重量份以上為適當,以0.5重量份以上為佳,較佳為1重量份以上,更佳為3重量份以上,例如可為4重量份以上。又,相對於磨粒100重量份之水溶性高分子之含量例如可為50重量份以下,也可為30重量份以下。從研磨用組成物之分散安定性等之觀點,在某些態樣中,相對於磨粒100重量份之水溶性高分子之含量係作成15重量份以下為適當,以10重量份以下為佳,可作成8重量份以下,也可為7重量份以下。
(任意界面活性劑B) 在此揭示之研磨用組成物除了界面活性劑A之外,因應必要亦可更含有與界面活性劑A相異之界面活性劑B(任意界面活性劑)。作為界面活性劑B,能使用陰離子性、陽離子性、非離子性、兩性之任意者。通常係能較佳採用陰離子性或非離子性之界面活性劑B。從低起泡性或pH調整之容易性之觀點,以非離子性界面活性劑為較佳。可舉出例如,聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等之氧伸烷基聚合物;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、聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯等之聚氧伸烷基衍生物(例如,聚氧伸烷基加成物);複數種之氧伸烷基之共聚物(例如,二嵌段型共聚物、三嵌段型共聚物、無規型共聚物、交替共聚物);等之非離子性界面活性劑。例如,作為上述界面活性劑B,可使用含有聚氧伸烷基構造之界面活性劑。界面活性劑B係可單獨使用一種,或可組合使用兩種以上。
作為含有聚氧伸烷基構造之非離子性界面活性劑之具體例,可舉出如,環氧乙烷(EO)與環氧丙烷(PO)之嵌段共聚物(二嵌段型共聚物、PEO(聚環氧乙烷)-PPO(聚環氧丙烷)-PEO型三嵌段物、PPO-PEO-PPO型之三嵌段共聚物等)、EO與PO之無規共聚物、聚氧乙烯二醇(polyoxyethylene glycol)、聚氧乙烯丙基醚、聚氧乙烯丁基醚、聚氧乙烯戊基醚、聚氧乙烯己基醚、聚氧乙烯辛基醚、聚氧乙烯-2-乙基己基醚、聚氧乙烯壬基醚、聚氧乙烯癸基醚(polyoxyethylene decyl ether)、聚氧乙烯異癸基醚、聚氧乙烯十三基醚、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯十六基醚、聚氧乙烯硬脂醯基醚、聚氧乙烯異硬脂醯基醚、聚氧乙烯油醯基醚、聚氧乙烯苯基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯十二基苯基醚、聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚、聚氧乙烯月桂基胺、聚氧乙烯硬脂醯基胺、聚氧乙烯油醯基胺、聚氧乙烯單月桂酸酯、聚氧乙烯單硬脂酸酯、聚氧乙烯二硬脂酸酯、聚氧乙烯單油酸酯、聚氧乙烯二油酸酯、單月桂酸聚氧乙烯山梨醇酐、單棕櫚酸聚氧乙烯山梨醇酐、單硬脂酸聚氧乙烯山梨醇酐、單油酸聚氧乙烯山梨醇酐、三油酸聚氧乙烯山梨醇酐、四油酸聚氧乙烯山梨醇、聚氧乙烯蓖麻油、聚氧乙烯硬化蓖麻油等。
界面活性劑B之重量平均分子量(Mws)典型為未滿2000,從過濾性或洗淨性等之觀點,以1900以下(例如未滿1800)為佳。又,從界面活性能等之觀點,界面活性劑之Mws通常適當為200以上,從減低霧度效果等之觀點,以250以上(例如300以上)為佳。界面活性劑B之Mws之較佳範圍係能根據界面活性劑B之種類而不同。例如,使用聚氧乙烯烷基醚作為界面活性劑B時,其Mws係以1500以下為佳,也可為1000以下(例如500以下)。又,例如在使用PEO-PPO-PEO型之三嵌段共聚物作為界面活性劑B時,其Mws例如可為500以上,可為1000以上,以及可為1200以上。作為界面活性劑B之分子量,可採用與界面活性劑A同樣地由化學式所算出之分子量。
在此揭示之研磨用組成物在包含界面活性劑A以及界面活性劑B之情況,界面活性劑B之含量係以作成界面活性劑A之含量之10倍以下(例如0.01倍以上10倍以下)程度為適當,可為界面活性劑A之含量之例如5倍以下,可為1倍以下,也可為0.1倍以下。在此揭示之技術係在研磨用組成物實質上不含有界面活性劑B之態樣下較佳被實施。尚且,研磨用組成物實質上不包含界面活性劑B係指至少蓄意不使其含有界面活性劑B。
<其他成分> 在此揭示之研磨用組成物在不顯著妨礙本發明之效果範圍,因應必要亦可更含有例如有機酸、有機酸鹽、無機酸、無機酸鹽、螯合物劑、防腐劑、防黴劑等之能使用於研磨用組成物(例如矽晶圓之完工拋光步驟所使用之研磨用組成物)之公知之添加劑。
有機酸及其鹽,以及無機酸及其鹽係單獨使用一種,或可組合使用兩種以上。作為有機酸之例,可舉出如甲酸、乙酸、丙酸等之脂肪酸,安息香酸、酞酸等之芳香族羧酸,伊康酸、檸檬酸、草酸、酒石酸、蘋果酸、馬來酸、富馬酸、琥珀酸、乙醇酸、丙二酸、葡萄糖酸、丙胺酸、甘胺酸、乳酸、羥基乙叉二膦酸(HEDP)、甲烷磺酸等之有機磺酸,氮基參(亞甲基磷酸)(NTMP)、膦醯基丁烷三羧酸(PBTC)等之有機膦酸等。作為有機酸鹽之例,可舉出如有機酸之鹼金屬鹽(鈉鹽、鉀鹽等)或銨鹽等。作為無機酸之例,可舉出如鹽酸、磷酸、硫酸、膦酸、硝酸、膦酸、硼酸、碳酸等。作為無機酸鹽之例,可舉出如無機酸之鹼金屬鹽(鈉鹽、鉀鹽等)或銨鹽。
上述螯合物劑係可單獨使用一種,亦可組合使用兩種以上。作為上述螯合物劑之例,可舉出如胺基羧酸系螯合物劑及有機膦酸系螯合物劑。作為螯合物劑之適宜例,可舉出例如乙二胺肆(亞甲基膦酸)、二伸乙三胺五(亞甲基膦酸)及二伸乙三胺五乙酸。作為上述防腐劑及防黴劑之例,可舉出如異噻唑啉系化合物、對羥基安息香酸酯類、苯氧基乙醇等。
在此揭示之研磨用組成物係以實質上不包含氧化劑為佳。其係由於研磨用組成物中在包含氧化劑時,藉由該研磨用組成物被供給至基板(例如矽晶圓)而該基板表面受到氧化進而產生氧化膜,從而可能導致研磨速率降低。作為在此所稱之氧化劑之具體例,可舉出如過氧化氫(H 2O 2)、過硫酸鈉、過硫酸銨、二氯異三聚氰酸鈉等。尚且,研磨用組成物實質上不包含氧化劑係指至少蓄意地不使其含有氧化劑。因此,無法避免地包含源自原料或製法等微量(例如,研磨用組成物中之氧化劑之莫耳濃度為0.0005莫耳/L以下,以0.0001莫耳/L以下為佳,較佳為0.00001莫耳/L以下,特佳為0.000001莫耳/L以下)氧化劑之研磨用組成物係能包括於在此所稱之實質上不含有氧化劑之研磨用組成物之概念中。
<pH> 在此揭示之研磨用組成物之pH並無特別限定,能因應基板,或在包含磨粒時之磨粒種類等來採用適當之pH。在某些態樣中,研磨用組成物之pH適當為8.0以上,以8.5以上為佳,較佳為9.0以上。研磨用組成物之pH若變高,則有研磨速率提升之傾向。另一方面,例如在研磨用組成物包含磨粒之態樣中,從防止磨粒(例如二氧化矽粒子)溶解並抑制機械性研磨作用降低之觀點,研磨用組成物之pH通常適當為12.0以下,以11.0以下為佳,以10.8以下為較佳,以10.5以下為更佳。
尚且,在此揭示之技術中,研磨用組成物之pH係可藉由使用pH計(例如,堀場製作所製之玻璃電極式氫離子濃度指示計(型號F-72)),利用標準緩衝液(酞酸鹽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℃))進行三點校正後,將玻璃電極放入測量對象之組成物中,測量經過2分鐘以上而安定後之值來掌握。
<研磨液> 在此揭示之研磨用組成物,典型為以包含該研磨用組成物之研磨液之形態供給至基板表面上,而使用於該基板之研磨。上述研磨液能為例如,藉由將在此揭示之任一之研磨用組成物予以稀釋(典型為藉由水來稀釋)來調製者。亦或,也可將該研磨用組成物直接使用作為研磨液。即,在此揭示之技術中之研磨用組成物之概念係包括供給至基板而使用於研磨該基板之研磨液(工作漿),及,進行稀釋而使用作為研磨液之濃縮液(研磨液之原液)的雙方。作為在此揭示之包含研磨用組成物之研磨液之其他例,可舉出如調整該組成物之pH而成之研磨液。
<濃縮液> 在此揭示之研磨用組成物可為在供給至基板之前為經濃縮之形態(即,研磨液之濃縮液之形態)。因此經濃縮形態之研磨用組成物在從製造、流通、保存等時之便利性或減低成本等之觀點上為有利者。濃縮倍率並無特別限定,例如,以體積換算可作成2倍~100倍程度,通常適當為5倍~50倍程度(例如10倍~40倍程度)。 此種濃縮液係能以在所欲之時間點進行稀釋而調製出研磨液(工作漿),將該研磨液供給至基板之態樣來使用。上述稀釋係例如可藉由對上述濃縮液添加水進行混合來進行。
又,在研磨用組成物包含磨粒之態樣中,在稀釋研磨用組成物(即濃縮液)使用於研磨時,上述濃縮液中之磨粒之含量例如可作成25重量%以下。從研磨用組成物之分散安定性或過濾性等之觀點,通常上述含量係以20重量%以下為佳,較佳為15重量%以下。在較佳之一態樣中,可將磨粒之含量作成10重量%以下,也可作成5重量%以下。又,從製造、流通、保存等時之便利性或減低成本等之觀點,濃縮液中之磨粒之含量係例如可作成0.1重量%以上,以0.5重量%以上為佳,較佳為0.7重量%以上,更佳為1重量%以上。
<研磨用組成物之調製> 在此揭示之技術中所使用之研磨用組成物可為單劑型,也可為以二劑型為首之多劑型。例如,在研磨用組成物包含磨粒之態樣中,也可以將研磨用組成物之構成成分之中至少包含磨粒之部分A,與包含剩餘成分之至少一部分之部分B予以混合,因應必要將該等在適當時機下進行混合及稀釋,而調製出研磨液之方式來構成。
研磨用組成物之調製方法並特別限定。例如,宜使用葉式攪拌機、超音波分散機、均質混合機等之周知之混合裝置,來混合構成研磨用組成物之各成分。混合該等成分之態樣並無特別限定,例如可一次性混合全部成分,亦可以適宜設定之順序來進行混合。
<用途> 在此揭示之研磨用組成物係能適用於具有各種材質及形狀之基板之研磨。基板之材質例如可為矽、鋁、鎳、鎢、銅、鉭、鈦、不鏽鋼等之金屬或半金屬,或該等之合金;石英玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、玻璃狀碳等之玻璃狀物質;氧化鋁、二氧化矽、藍寶石、氮化矽、氮化鉭、碳化鈦等之陶瓷材料;碳化矽、氮化鎵、砷化鎵等之化合物半導體基板材料;聚醯亞胺樹脂等之樹脂材料等。也可為藉由該等之中複數之材質所構成之基板。基板之形狀並無特別限制。在此揭示之研磨用組成物係能適用於例如,板狀或多面體狀等之具有平面之基板之研磨,或基板端部之研磨(例如晶圓邊端之研磨)。
在此揭示之研磨用組成物係能特佳使用於研磨由矽所構成之表面(典型為矽晶圓之研磨)。在此所稱之矽晶圓之典型例為矽單結晶晶圓,例如,切割矽單結晶鑄錠而得之矽單結晶晶圓。
在此揭示之研磨用組成物係能較佳適用於基板(例如矽晶圓)之拋光步驟。由在此揭示之研磨用組成物所成之拋光步驟之前,亦可對基板施加研光或蝕刻等之比拋光步驟還上游之步驟中能適用於基板之一般性處理。
在此揭示之研磨用組成物係使用於基板(例如矽晶圓)之完工步驟或其正前之拋光步驟為極具效果者,以使用於完工拋光步驟中為特佳。在此,完工拋光步驟係指目的物之製造製程中之最後之拋光步驟(即,在該步驟後不進行更多拋光之步驟)。在此揭示之研磨用組成物又也可使用於比完工拋光還上流之拋光步驟(意指粗研磨步驟與最終研磨步驟之間之預備研磨步驟。典型為包含至少1次拋光步驟,且能更包含2次、3次・・・等之拋光步驟),例如在完工拋光之正前進行之拋光步驟。
在此揭示之研磨用組成物係適用於例如,藉由上游之步驟而調整成表面粗度0.01nm~100nm之表面狀態之矽晶圓之拋光(典型為完工拋光或其正前之拋光)為極具效果者。特佳為適用於完工拋光。基板之表面粗度Ra係例如,可使用Schmitt Measurement System Inc.公司製之雷射掃描式表面粗度計「TMS-3000WRC」進行測量。
<研磨> 在此揭示之研磨用組成物係能在例如包含以下操作之態樣下使用於基板之研磨。以下,說明關於使用在此揭示之研磨用組成物來研磨作為基板之矽晶圓之方法之適宜之一態樣。 即,準備包含在此揭示之任一之研磨用組成物之研磨液。準備上述研磨液係能包括:對研磨用組成物施加濃度調整(例如稀釋)、pH調整等之操作而調製出研磨液。或,亦可直接將研磨用組成物使用作為研磨液。
接著,將該研磨液供給至基板,並藉由常法進行研磨。例如,在進行矽晶圓之完工研磨之情況,典型為將經過研光步驟之矽晶圓設置於一般性研磨裝置,通過該研磨裝置之研磨墊來對上述矽晶圓之研磨對象面供給研磨液。典型而言,連續性供給上述研磨液,並將研磨墊壓向矽晶圓之研磨對象面並使兩者相對性移動(例如旋轉移動)。經過該研磨步驟而完成基板之研磨。
上述研磨步驟所使用之研磨墊並無特別限定。例如,可使用發泡聚胺基甲酸酯型、不織布型、麂皮型等之研磨墊。各研磨墊係可包含磨粒,也可不包含磨粒。通常係較佳使用不包含磨粒之研磨墊。
使用在此揭示之研磨用組成物來研磨之基板典型係會受到洗淨。洗淨係可使用適當洗淨液來進行。使用之洗淨液並無特別限定,可使用例如半導體等之領域中一般性SC-1洗淨液(氫氧化銨(NH 4OH)與過氧化氫(H 2O 2)與水(H 2O)之混合液)、SC-2洗淨液(HCl與H 2O 2與H 2O之混合液)等。洗淨液之溫度係例如可作成室溫(典型為約15℃~25℃)以上,約90℃程度為止之範圍。從提升洗淨效果之觀點,較佳能使用50℃~85℃程度之洗淨液。
如上述般,在此揭示之技術能提供包含由上述之任一之研磨方法所成之拋光步驟(較佳為完工拋光)之研磨物之製造方法(例如,矽晶圓之製造方法),及藉由該方法所製造之研磨物(例如矽晶圓)。 [實施例]
以下,說明關於本發明之數個實施例,但並非係意圖將本發明限制於該實施例所示者。尚且,以下之說明中,在並未特別界定之情況,「%」為重量基準。
<研磨用組成物之調製> (實施例1) 混合磨粒、界面活性劑、水溶性高分子、鹼性化合物及脫離子水而調製出本例之研磨用組成物之濃縮液。使用膠質二氧化矽(平均一次粒子徑:27nm)作為磨粒。使用上述式(1)之R 1及R 4皆為iso-丁基,R 2及R 3皆為甲基,平均加成莫耳數為10,分子量約666之化合物作為界面活性劑。使用重量平均分子量(Mw)約1.0×10 4之縮醛化聚乙烯醇(ac-PVA)作為水溶性高分子。使用氨作為鹼性化合物。藉由將取得之研磨用組成物之濃縮液以脫離子水稀釋成體積比20倍,而取得作成磨粒之濃度0.175%,界面活性劑之濃度0.00015%,水溶性高分子之濃度0.005%,鹼性化合物之濃度0.005%之本例之研磨用組成物。
(實施例2) 除了使用上述式(1)之R 1及R 4皆為iso-丁基,R 2及R 3皆為甲基,平均加成莫耳數為30,分子量約1540之化合物作為界面活性劑以外,其他係與實施例1同樣地操作,而調製出本例之研磨用組成物。
(比較例1) 除了使用環氧乙烷加成莫耳數5之聚氧乙烯癸基醚(C10EO5)作為界面活性劑以外,其他係與實施例1同樣地操作,而調製出本例之研磨用組成物。本例所使用之界面活性劑為分子量378之化合物。
(實施例3) 混合磨粒、界面活性劑、水溶性高分子、鹼性化合物及脫離子水,而調製出本例之研磨用組成物之濃縮液。使用膠質二氧化矽(平均一次粒子徑:27nm)作為磨粒。使用實施例2所使用之化合物作為界面活性劑。使用Mw約2.5×10 5之羥基乙基纖維素(HEC)作為水溶性高分子。使用氨作為鹼性化合物。藉由將取得之研磨用組成物之濃縮液以脫離子水稀釋成體積比20倍,而取得作成磨粒濃度0.175%、界面活性劑之濃度0.00015%,HEC之濃度0.009%,鹼性化合物之濃度0.005%之本例之研磨用組成物。
(比較例2) 除了使用比較例1所使用之環氧乙烷加成莫耳數5之聚氧乙烯癸基醚(C10EO5)作為界面活性劑以外,其他係與實施例3同樣地操作,而調製出本例之研磨用組成物。
(實施例4) 混合磨粒、界面活性劑、水溶性高分子、鹼性化合物及脫離子水而調製出本例之研磨用組成物之濃縮液。使用膠質二氧化矽(平均一次粒子徑:27nm)作為磨粒。使用上述式(1)之R 1及R 4皆為iso-丁基,R 2及R 3皆為甲基,平均加成莫耳數為1.3,分子量約283之化合物作為界面活性劑。使用Mw約4.7×10 5之聚丙烯醯基嗎啉(PACMO)及Mw約1.0×10 4之縮醛化聚乙烯醇(ac-PVA)作為水溶性高分子。使用氨作為鹼性化合物。藉由將取得之研磨用組成物之濃縮液以脫離子水稀釋成體積比20倍,而作成磨粒之濃度0.169%,界面活性劑之濃度0.00015%,PACMO之濃度0.0083%,ac-PVA之濃度0.005%,鹼性化合物之濃度0.005%之本例之研磨用組成物。
(實施例5) 除了使用上述式(1)之R 1及R 4皆為iso-丁基,R 2及R 3皆為甲基,平均加成莫耳數為3.5,分子量約380之化合物作為界面活性劑以外,其他係與實施例4同樣地操作,而調製出本例之研磨用組成物。
(實施例6) 除了使用實施例1所使用之化合物作為界面活性劑以外,其他係與實施例4同樣地操作,而調製出本例之研磨用組成物。
(實施例7) 除了使用實施例2所使用之化合物作為界面活性劑以外,其他係與實施例4同樣地操作,而調製出本例之研磨用組成物。
(實施例8) 除了將界面活性劑之濃度作成0.0003%以外,其他係與實施例7同樣地操作,而調製出本例之研磨用組成物。
(比較例3) 除了使用比較例1所使用之環氧乙烷加成莫耳數5之聚氧乙烯癸基醚(C10EO5)作為界面活性劑,並將其濃度作成0.005%以外,其他係與實施例4同樣地操作,而調製出各例之研磨用組成物。
<矽晶圓之研磨> 作為基板,準備了藉由下述之研磨條件1對已結束研光及蝕刻之直徑200mm之市售矽單結晶晶圓(傳導型:P型,結晶方位:<100>,無COP(Crystal Originated Particle:結晶缺陷))進行預備拋光之矽晶圓。預備拋光係在脫離子水中使用包含磨粒(平均一次粒子徑為42nm之膠質二氧化矽)1.0%及氫氧化鉀0.068%之研磨液來進行。
[研磨條件1] 研磨裝置:股份有限公司岡本工作機械製作所製之單晶圓研磨裝置 型式「PNX-322」 研磨荷重:15kPa 定盤之旋轉速度:30rpm 磨頭(載體)之旋轉速度:30rpm 研磨墊:富士紡愛媛股份有限公司製 製品名「FP55」 預備研磨液之供給速率:550mL/min 預備研磨液之溫度:20℃ 定盤冷卻水之溫度:20℃ 研磨時間:3min
將上述經調製之各例之研磨用組成物使用作為研磨液,藉由下述之研磨條件2來研磨上述預備拋光後之矽晶圓。
[研磨條件2] 研磨裝置:股份有限公司岡本工作機械製作所製之單晶圓研磨裝置 型式「PNX-322」 研磨荷重:15kPa 定盤之旋轉速度:30rpm 磨頭(載體)之旋轉速度:30rpm 研磨墊:富士紡愛媛股份有限公司製 製品名「POLYPAS275NX(RB)」 研磨液之供給速率:400mL/min 研磨液之溫度:20℃ 定盤冷卻水之溫度:20℃ 研磨時間:4min
從研磨裝置取下研磨後之矽晶圓,使用NH 4OH(29%):H 2O 2(31%):脫離子水(DIW)=1:1:12(體積比)之洗淨液進行洗淨(SC-1洗淨)。具體而言,準備第1及第2之2個洗淨槽,該等各種洗淨槽中收容上述洗淨液並保持在60℃。將研磨後之矽晶圓浸漬於第1洗淨槽5分鐘,其後浸漬於超純水並經過賦予超音波之潤洗槽,在第2洗淨槽中浸漬5分鐘後,浸漬於超純水並經過賦予超音波之潤洗槽,使用旋轉乾燥機使其乾燥。
<霧度測量> 使用KLA Tencor公司製之晶圓檢査裝置,商品名「Surfscan SP2 XP」,在DWO模式下,對洗淨後之矽晶圓表面測量霧度(ppm)。將取得之個別結果,換算成將關於比較例1之霧度值設為100%之相對值(霧度比)而展示於表1中,換算成將關於比較例2之霧度值設為100%之相對值(霧度比)而展示於表2中,換算成將關於比較例3之霧度值設為100%之相對值(霧度比)而展示於表3中。霧度比之值越小,則顯示霧度改善效果越高。又,由於比較對象之界面活性劑(C10EO5)也具有一定之霧度改善效果,故對於含有該界面活性劑(C10EO5)之比較例1、2、3,將在相對值基準下展示105以下之霧度比者判定為霧度值受到維持或改善。
<研磨速度> 準備直徑200mm之矽晶圓(傳導型:P型,結晶方位:<100>,無COP(Crystal Originated Particle:結晶缺陷))作為研磨對象物,浸漬於HF水溶液(HF濃度:2%)60秒鐘來去除氧化膜,將各例之研磨用組成物使用研磨液,在下述研磨條件3下進行研磨。
[研磨條件3] 研磨裝置:股份有限公司岡本工作機械製作所製之單晶圓研磨裝置 型式「PNX-322」 研磨荷重:15kPa 定盤之旋轉速度:30rpm 磨頭(載體)之旋轉速度:30rpm 研磨墊:富士紡愛媛股份有限公司製 製品名「POLYPAS275NX(RB)」 研磨液之供給速率:400mL/min 研磨液之溫度:20℃ 定盤冷卻水之溫度:20℃ 研磨時間:10min
從研磨裝置取下研磨後之矽晶圓,浸漬於NH 4OH(29%):H 2O 2(31%):脫離子水=1:1:12(體積比)之洗淨液5分鐘來進行洗淨(SC-1洗淨)。其後,在超音波發振器運轉之狀態下浸漬於脫離子水,並使用旋轉乾燥機使其乾燥。
(評價) 測量研磨前後之矽晶圓之重量,從該重量差及矽之比重,求出研磨速度[nm/min]。將取得之個別結果,換算成將關於比較例1之研磨速度設為100%之相對值而展示於表1中,換算成將關於比較例2之研磨速度設為100%之相對值而展示於表2中,換算成將關於比較例3之研磨速度設為100%之相對值而展示於表3中。值越大表示研磨速率越高。
Figure 02_image005
Figure 02_image007
Figure 02_image009
如表1、表2所示般,在利用使用上述式(1)所示之化合物之界面活性劑的實施例1~3之研磨用組成物進行研磨時,在與不包含上述特定構造之界面活性劑的比較例1、2相比,確認到會有將霧度值維持在指定範圍內(相對值為105%以下)或予以改善,且研磨速度提升的傾向。又,如表3所示般,在利用使用上述式(1)所示之化合物之界面活性劑的實施例4~8之研磨用組成物進行研磨時,在與不包含上述特定構造之界面活性劑的比較例3相比,確認到會有將霧度值維持在指定範圍內(相對值為105%以下)或予以改善,且研磨速度提升的傾向。 由上述結果,可得知藉由使用上述式(1)所示之化合物之界面活性劑,即可製作適合研磨之組成物。
以上,詳細地說明了本發明之具體例,但該等僅為例示,而並非係限定申請專利範圍者。申請專利範圍記載之技術係包含將以上所例示之具體例予以各種變形、變更者。

Claims (7)

  1. 一種矽晶圓用研磨用組成物,其係包含:鹼性化合物、界面活性劑、水,且前述界面活性劑為下述式(1)所示之化合物;
    Figure 03_image001
    式(1)中,R 1~R 4係各自獨立為氫原子或碳數1~20之取代或無取代烷基,R 5、R 6係各自獨立為碳數1~5之取代或無取代伸烷基,m為1以上之整數,n為0以上之整數,且滿足m+n≦50。
  2. 如請求項1之矽晶圓用研磨用組成物,其中更包含磨粒。
  3. 如請求項2之矽晶圓用研磨用組成物,其係包含二氧化矽粒子作為前述磨粒。
  4. 如請求項1至3中任一項之矽晶圓用研磨用組成物,其中更包含水溶性高分子。
  5. 如請求項1至4中任一項之矽晶圓用研磨用組成物,其中前述研磨用組成物之pH為8.0以上12.0以下。
  6. 一種矽晶圓之研磨方法,其係包含:使用如請求項1至5中任一項之矽晶圓用研磨用組成物來研磨矽晶圓之步驟。
  7. 一種如請求項1至5中任一項之矽晶圓用研磨用組成物之濃縮液。
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