TW202244212A - 研磨用組合物、研磨方法及半導體基板之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種研磨用組合物，其能夠以較高之研磨速度對包含摻雜有n型雜質之多晶矽之研磨對象物進行研磨。 本發明之研磨用組合物係包含研磨粒、及分散介質者，且上述研磨粒包含矽烷醇基密度超過0個/nm 2且為4個/nm 2以下之第1二氧化矽粒子、及矽烷醇基密度超過4個/nm 2且為12個/nm 2以下之第2二氧化矽粒子，上述研磨用組合物之pH值超過6。

Description

研磨用組合物、研磨方法及半導體基板之製造方法
本發明係關於一種研磨用組合物、研磨方法及半導體基板之製造方法。
本申請案係基於在2021年3月24日提出申請之日本專利申請號第2021-049532號，藉由參照將其全部揭示內容組入本說明書中。
近年來，隨著半導體基板表面之多層佈線化，在製造裝置時會利用對半導體基板進行研磨而使其平坦化之所謂化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)之技術。CMP係使用包含二氧化矽或氧化鋁、氧化鈰等研磨粒、防蝕劑、界面活性劑等之研磨用組合物(漿料)來使半導體基板等研磨對象物(被研磨物)之表面平坦化之方法，研磨對象物(被研磨物)為包含矽、多晶矽、矽氧化膜(氧化矽)、矽氮化物、或金屬等之佈線、插塞等。
例如，作為對設置於具備分離區域之矽基板上之多晶矽膜進行研磨之技術，專利文獻1中揭示了一種研磨方法，其具備如下步驟：使用含有研磨粒、鹼、水溶性高分子、及水之預研磨用組合物進行預研磨之步驟；及使用含有研磨粒、鹼、水溶性高分子、及水之精研磨用組合物進行精研磨之步驟。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2007-103515號公報
[發明所欲解決之問題]
最近，開始使用包含摻雜有雜質之多晶矽(Polysilicon)之基板作為半導體基板，提出了對該基板進行研磨之新要求。迄今為止，幾乎未針對此種要求進行研究。
因此，本發明之目的在於提供一種能夠以較高之研磨速度對包含摻雜有n型雜質之多晶矽之研磨對象物進行研磨之方法。 [解決問題之技術手段]
為了解決上述課題，本發明人反覆進行了銳意研究。其結果為，發現藉由一種研磨用組合物，會解決上述課題，從而完成本發明，上述研磨用組合物係包含研磨粒、及分散介質者，且上述研磨粒包含矽烷醇基密度超過0個/nm 2且為4個/nm 2以下之第1二氧化矽粒子、及矽烷醇基密度超過4個/nm 2且為12個/nm 2以下之第2二氧化矽粒子，上述研磨用組合物之pH值超過6。 [發明之效果]
根據本發明，提供一種研磨用組合物，其能夠以較高之研磨速度對包含摻雜有n型雜質之多晶矽之研磨對象物進行研磨。
以下，對本發明之實施方式進行說明，但本發明並不僅限定於以下之實施方式。再者，只要無特別記載，則操作及物性等之測定係於室溫(20～25℃)/相對濕度40～50%RH之條件下進行測定。又，於本說明書中，表示範圍之「X～Y」係指「X以上Y以下」。
＜研磨用組合物＞ 本發明係一種研磨用組合物，其係用於對研磨對象物進行研磨，且包含研磨粒、及分散介質者，上述研磨粒包含矽烷醇基密度超過0個/nm 2且為4個/nm 2以下之第1二氧化矽粒子、及矽烷醇基密度超過4個/nm 2且為12個/nm 2以下之第2二氧化矽粒子，上述研磨用組合物之pH值超過6。具有此種構成之本發明之研磨用組合物能夠以較高之研磨速度對包含摻雜有n型雜質之多晶矽之研磨對象物進行研磨。
藉由本發明之研磨用組合物而發揮上述效果之原因雖未必明確，但考慮如下。
一般而言，研磨用組合物係藉由摩擦基板表面所產生之物理作用、及研磨粒以外之成分賦予基板表面之化學作用、以及其等之組合來對研磨對象物進行研磨。藉此，研磨粒之形態或種類會對研磨速度帶來較大之影響。
本發明之研磨用組合物包含矽烷醇基密度超過0個/nm 2且為4個/nm 2以下之第1二氧化矽粒子(以下，亦稱為「低矽烷醇基密度之(第1)二氧化矽粒子」)、及矽烷醇基密度超過4個/nm 2且為12個/nm 2以下之第2二氧化矽粒子(以下，亦稱為「高矽烷醇基密度之(第2)二氧化矽粒子」)作為研磨粒。即，本發明之研磨用組合物包含矽烷醇基密度不同之2種二氧化矽粒子。多晶矽(摻雜有n型雜質之多晶矽亦同樣)之疏水性較高。一般而言，研磨粒之矽烷醇基密度越低，則疏水性越好，結合水越少，越容易靠近疏水性之研磨對象物。又，研磨粒之矽烷醇基密度越高，則親水性越好，結合水越多，越不易靠近疏水性膜。因此，當進行研磨時，研磨用組合物中所含之低矽烷醇基密度之第1二氧化矽粒子靠近研磨對象物，而能夠向研磨對象物(研磨面)充分地施加機械力，從而能夠較合適地進行研磨。當進行研磨時，研磨用組合物中所含之高矽烷醇基密度之第2二氧化矽粒子存在於遠離研磨面之位置，起到將第1二氧化矽粒子壓抵於研磨對象物之作用。即，第2二氧化矽粒子會進一步增強第1二氧化矽粒子向研磨對象物賦予之機械力，從而能夠以更加強之力進行研磨。即，本發明發現了一種能夠有效地對研磨面發揮作用之研磨粒之組合。
本發明之研磨用組合物之pH值超過6。本發明之研磨用組合物係以包含摻雜有n型雜質之多晶矽之研磨對象物作為研磨對象物，藉由使研磨用組合物之pH值超過6，從而可對摻雜有n型雜質之多晶矽高效率地進行研磨，因此認為上述研磨粒之構成所帶來之效果會發揮出更顯著之效果。
如上所述，藉由使第1二氧化矽粒子與第2二氧化矽粒子相對而言為低矽烷醇基密度與高矽烷醇基密度，從而認為對研磨對象物之吸附性不同之2種研磨粒能夠向研磨對象物賦予不同之作用，使得研磨速度得到提高。
進而，本發明人發現，當存在靠近研磨對象物之第1二氧化矽粒子、及位於較第1二氧化矽粒子遠離研磨對象物之位置之第2二氧化矽粒子時(即，當存在低矽烷醇基密度之二氧化矽粒子、及高矽烷醇基密度之二氧化矽粒子時)，由於該等2種二氧化矽粒子之粒子尺寸不同，故本發明之效果(研磨速度較高)進一步提高。第2二氧化矽粒子向第1二氧化矽粒子賦予力(向研磨對象物壓抵之力)，使得第1二氧化矽粒子能夠向研磨對象物賦予較強之機械力。於該情形時，粒徑越大，則壓抵力越強。又，對研磨對象物進行研磨之第1二氧化矽粒子之粒徑越小，則與研磨面接觸之面積越小，向研磨面所賦予之能量密度越高。據此，發現，藉由使靠近研磨對象物之第1二氧化矽粒子之平均二次粒徑相對較小，使位於遠離研磨對象物之位置之第2二氧化矽粒子之平均二次粒徑相對較大，從而研磨速度進一步提高。
如上所述，於本發明之研磨用組合物中，由於研磨時相對於研磨對象物配置於不同位置之第1二氧化矽粒子與第2二氧化矽粒子之粒子尺寸亦具有相對不同之大小，故認為研磨用組合物之研磨特性進一步提高。但，該機制僅為推測，當然不會限制本發明之技術範圍。
[研磨對象物] 本發明之研磨對象物包含摻雜有n型雜質之多晶矽(Polysilicon)膜。即，本發明之研磨對象物係用於對包含摻雜有n型雜質之多晶矽膜之研磨對象物進行研磨之用途。
作為多晶矽中所摻雜之n型雜質之例，可例舉：磷(P)、砷(As)、鉍(Bi)、銻(Sb)等第15族元素。該等n型雜質之中，較佳為磷。
多晶矽中所摻雜之n型雜質之含量(摻雜量)之下限並無特別限制，相對於多晶矽與雜質之合計100 at%，較佳為1 at%以上，更佳為2.5 at%以上，進而較佳為5 at%以上。又，多晶矽中所摻雜之n型雜質之含量(摻雜量)之上限並無特別限制，相對於多晶矽與雜質之合計100 at%，較佳為50 at%以下，更佳為30 at%以下，進而較佳為25 at%以下。再者，多晶矽中所摻雜之n型雜質之含量係使用多功能掃描式X射線光電子光譜分析裝置(XPS)，利用後述之實施例中所記載之方法算出。
本發明之研磨對象物除了包含摻雜有n型雜質之多晶矽(Polysilicon)膜以外，亦可包含其他材料。作為其他材料之例，可例舉：氮化矽(SiN)、碳氮化矽(SiCN)、氧化矽、未摻雜多晶矽(undoped Polysilicon)、未摻雜非晶矽(undoped amorphous silicon)、金屬、SiGe等。
作為包含氧化矽之膜之例，例如可例舉：使用原矽酸四乙酯作為前驅物而生成之TEOS(Tetraethyl Orthosilicate，正矽酸四乙酯)類型之氧化矽膜(以下，亦簡稱為「TEOS膜」)、HDP(High Density Plasma，高密度電漿)膜、USG(Undoped Silicate Glass，未摻雜之矽酸鹽玻璃)膜、PSG(Phosphorus Silicate Glass，磷矽酸鹽玻璃)膜、BPSG(Boron-Phospho Silicate Glass，硼磷矽酸鹽玻璃)膜、RTO(Rapid Thermal Oxidation，快速熱氧化)膜等。
作為上述金屬，例如可例舉：鎢、銅、鋁、鈷、鉿、鎳、金、銀、鉑、鈀、銠、釕、銥、鋨等。
本發明之研磨對象物較佳為進而包含氧化矽膜或氮化矽膜，更佳為進而包含氧化矽膜。據此，本發明之研磨用組合物較佳為用於對包含摻雜有n型雜質之多晶矽(多晶矽)膜、及氧化矽膜或氮化矽膜之研磨對象物進行研磨之用途，更佳為用於對包含摻雜有n型雜質之多晶矽(多晶矽)膜、及氧化矽膜之研磨對象物進行研磨之用途。
於一實施方式中，本發明之研磨對象物除了包含摻雜有n型雜質之多晶矽膜以外，還進而包含氧化矽膜(較佳為TEOS膜)及氮化矽膜中之至少1種膜。於本發明之研磨用組合物同時對摻雜有n型雜質之多晶矽膜與氧化矽膜(較佳為TEOS膜)及/或氮化矽膜進行研磨之情形時，能夠選擇性地對摻雜有n型雜質之多晶矽膜進行研磨。即，即便是對包含摻雜有n型雜質之多晶矽膜、及氧化矽膜(較佳為TEOS膜)及/或氮化矽膜之研磨對象物進行研磨時，亦能夠選擇性地以較高之研磨速度對摻雜有n型雜質之多晶矽膜進行研磨。據此亦可獲得如下效果：能夠提高摻雜有n型雜質之多晶矽膜之研磨速度，並且維持或抑制氧化矽膜(較佳為TEOS膜)及/或氮化矽膜之研磨速度，即，提高摻雜有n型雜質之多晶矽膜之研磨速度相對於氧化矽膜及/或氮化矽膜之研磨速度之比(選擇比)。
於一實施方式中，本發明之研磨對象物不僅提高摻雜有n型雜質之多晶矽膜之研磨速度，還可提高氧化矽膜(較佳為TEOS膜)及/或氮化矽膜之研磨速度，且可提高摻雜有n型雜質之多晶矽膜之研磨速度相對於氧化矽膜及/或氮化矽膜之研磨速度之比(選擇比)。關於此種氧化矽膜(較佳為TEOS膜)及/或氮化矽膜之研磨速度亦較高之研磨用組合物，即便當形成有自然氧化膜時，亦不會使研磨速度下降，而可維持較高之研磨速度，故較佳。
[研磨粒] 本發明之研磨用組合物包含研磨粒。本發明之研磨用組合物中，研磨粒包含矽烷醇基密度超過0個/nm 2且為4個/nm 2以下之第1二氧化矽粒子、及矽烷醇基密度超過4個/nm 2且為12個/nm 2以下之第2二氧化矽粒子。於一實施方式中，研磨粒係由第1二氧化矽粒子及第2二氧化矽粒子所構成。於本說明書，所謂「矽烷醇基密度」，係指二氧化矽粒子表面每單位面積中之矽烷醇基之數量。矽烷醇基密度係用於表示二氧化矽粒子表面之電特性或化學特性之指標。
於本說明書中，矽烷醇基密度係基於利用BET(Brunauer-Emmett-Teller，布厄特)法所測得之比表面積、及藉由滴定所測得之矽烷醇基之數量來進行計算而求出。例如，利用G.W.Sears之「Analytical Chemistry, vol. 28, No. 12, 1956, 1982～1983」中所記載之使用中和滴定之Sears滴定法，可算出二氧化矽(研磨粒)表面之平均矽烷醇基密度(單位：個/nm 2)。所謂「Sears滴定法」，係膠體二氧化矽製造商在對矽烷醇基密度進行評價時通常所使用之分析方法，且該方法係基於使pH值自4變為9所需之氫氧化鈉水溶液之量來進行計算。關於矽烷醇基密度測定之詳情，將在以下之實施例中進行詳細說明。
於本發明之一實施方式中，為了使研磨粒之每單位表面積之矽烷醇基之數量超過0個/nm 2且為4個/nm 2以下、或超過4個/nm 2且為12個/nm 2以下，較有效的是對研磨粒之製造方法進行選擇等，例如適宜進行焙燒等熱處理。於本發明之一實施方式中，例如藉由將研磨粒(例如，二氧化矽)於120～200℃之環境下保持30分鐘以上來進行焙燒。藉由實施此種熱處理，從而能夠使得研磨粒表面之矽烷醇基之數量成為超過0個/nm 2且4個/nm 2以下、或超過4個/nm 2且為12個/nm 2以下等所需之數值。藉由實施此種特殊處理，從而能夠使得研磨粒表面之矽烷醇基之數量超過0個/nm 2且為4個/nm 2以下、或超過4個/nm 2且為12個/nm 2以下。
第1二氧化矽粒子之矽烷醇基密度較佳為0.5個/nm 2以上4個/nm 2以下，更佳為0.6個/nm 2以上3.8個/nm 2以下，進而較佳為0.8個/nm 2以上3.6個/nm 2以下，特佳為0.9個/nm 2以上3.5個/nm 2以下，最佳為1個/nm 2以上3個/nm 2以下。藉由第1二氧化矽粒子之矽烷醇基密度處於上述範圍內，從而當進行研磨時，第1二氧化矽粒子可靠近研磨對象物，從而向研磨對象物有效地賦予第1二氧化矽粒子所產生之機械力。
第2二氧化矽粒子之矽烷醇基密度較佳為4.5個/nm 2以上12個/nm 2以下，更佳為超過5個/nm 2且為12個/nm 2以下，進而較佳為5.5個/nm 2以上12個/nm 2以下，特佳為超過6個/nm 2且為12個/nm 2以下，最佳為超過6個/nm 2且11.5個/nm 2以下。藉由第2二氧化矽粒子之矽烷醇基密度處於上述範圍內，從而當進行研磨時，第2二氧化矽粒子位於較第1二氧化矽粒子遠離研磨對象物之位置，從而向第1二氧化矽粒子有效地賦予第2二氧化矽粒子所產生之力(向研磨對象物壓抵之力)。
第1二氧化矽粒子及第2二氧化矽粒子更佳為膠體二氧化矽。作為膠體二氧化矽之製造方法，可例舉：矽酸鈉法、溶膠凝膠法，利用任一製造方法所製得之膠體二氧化矽均適宜用作本發明之第1二氧化矽粒子及第2二氧化矽粒子。然而，基於減少金屬雜質之觀點而言，較佳為利用能夠以高純度進行製造之溶膠凝膠法所製得之膠體二氧化矽。
進而，第1二氧化矽粒子及第2二氧化矽粒子只要矽烷醇基密度分別滿足上述範圍，則亦可經表面修飾。例如，第1二氧化矽粒子及第2二氧化矽粒子亦可為固定有有機酸之膠體二氧化矽。研磨用組合物中所含之膠體二氧化矽之表面上之有機酸之固定化例如係藉由有機酸之官能基與膠體二氧化矽之表面化學鍵結來進行。僅使膠體二氧化矽與有機酸共存並不能實現膠體二氧化矽上之有機酸之固定化。若將作為有機酸之一種之磺酸固定於膠體二氧化矽，例如可利用「Sulfonic acid-functionalized silica through quantitative oxidation of thiol groups」, Chem. Commun. 246-247 (2003)中所記載之方法來進行。具體而言，藉由使3-巰丙基三甲氧基矽烷等具有硫醇基之矽烷偶合劑與膠體二氧化矽偶合之後，利用過氧化氫使硫醇基氧化，從而可獲得表面固定有磺酸之膠體二氧化矽。或者，若將羧酸固定於膠體二氧化矽，例如可利用「Novel Silane Coupling Agents Containing a Photolabile 2-Nitrobenzyl Ester for Introduction of a Carboxy Group on the Surface of Silica Gel」, Chemistry Letters, 3, 228-229 (2000)中所記載之方法來進行。具體而言，藉由在使包含光反應性2-硝基苄基酯之矽烷偶合劑與膠體二氧化矽偶合之後進行光照射，從而可獲得表面固定有羧酸之膠體二氧化矽。
本發明之研磨用組合物中，研磨粒亦可包含除了第1二氧化矽粒子及第2二氧化矽粒子以外之研磨粒(以下，稱為其他研磨粒)。作為本發明之研磨用組合物中所含之其他研磨粒之種類，並無特別限制，例如可例舉：除了第1二氧化矽粒子及第2二氧化矽粒子以外之二氧化矽、氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈦等氧化物。其他研磨粒可單獨地使用，或組合2種以上來使用。其他研磨粒分別可使用市售品，亦可使用合成品。
再者，以下之說明中，於稱作「研磨粒」之情形時，即只要未特別記載為第1二氧化矽粒子、第2二氧化矽粒子，則無特別區分地指第1二氧化矽粒子、第2二氧化矽粒子及其他研磨粒。
第1二氧化矽粒子之平均一次粒徑之下限較佳為5 nm以上，更佳為7 nm以上，進而較佳為10 nm以上，特佳為15 nm以上，最佳為20 nm以上。第1二氧化矽粒子之平均一次粒徑之上限較佳為300 nm以下，更佳為250 nm以下，進而較佳為200 nm以下，特佳為180 nm以下，最佳為150 nm以下。只要為此種範圍，則能夠更加提高對研磨對象物之研磨速度。
第2二氧化矽粒子之平均一次粒徑之下限較佳為10 nm以上，更佳為15 nm以上，進而較佳為20 nm以上，特佳為25 nm以上，最佳為30 nm以上。第2二氧化矽粒子之平均一次粒徑之上限較佳為400 nm以下，更佳為300 nm以下，進而較佳為250 nm以下，特佳為200 nm以下，最佳為180 nm以下。只要為此種範圍，則能夠更加提高對研磨對象物之研磨速度。
研磨粒之平均一次粒徑之值可基於使用BET法所測得之比表面積來算出。
第1二氧化矽粒子之平均二次粒徑之下限較佳為10 nm以上，更佳為20 nm以上，進而較佳為30 nm以上，特佳為40 nm以上，最佳為50 nm以上。又，第1二氧化矽粒子之平均二次粒徑之上限較佳為200 nm以下，更佳為180 nm以下，進而較佳為150 nm以下，特佳為100 nm以下，最佳為80 nm以下。即，第1二氧化矽粒子之平均二次粒徑較佳為10 nm以上200 nm以下，更佳為20 nm以上180 nm以下，進而較佳為30 nm以上150 nm以下，特佳為40 nm以上100 nm以下，最佳為10 nm以上80 nm以下。只要為此種範圍，則能夠更加提高對研磨對象物之研磨速度。
第2二氧化矽粒子之平均二次粒徑之下限較佳為20 nm以上，更佳為40 nm以上，進而較佳為50 nm以上，特佳為80 nm以上，最佳為100 nm以上。又，第2二氧化矽粒子之平均二次粒徑之上限較佳為300 nm以下，更佳為280 nm以下，進而較佳為250 nm以下，特佳為200 nm以下，最佳為180 nm以下。即，第2二氧化矽粒子之平均二次粒徑較佳為20 nm以上300 nm以下，更佳為40 nm以上280 nm以下，進而較佳為50 nm以上250 nm以下，特佳為80 nm以上200 nm以下，最佳為100 nm以上180 nm以下。只要為此種範圍，則能夠更加提高對於研磨對象物之研磨速度。
於本發明之一實施方式中，第1二氧化矽粒子之平均二次粒徑小於第2二氧化矽粒子之平均二次粒徑。藉此，進一步提高研磨用組合物之研磨速度。
又，於本發明之一實施方式中，第1二氧化矽粒子之平均二次粒徑小於第2二氧化矽粒子之平均二次粒徑，第1二氧化矽粒子之平均二次粒徑為10 nm以上200 nm以下，第2二氧化矽粒子之平均二次粒徑為20 nm以上300 nm以下。藉此，進一步提高研磨用組合物之研磨速度。
再者，研磨粒之平均二次粒徑例如可利用以雷射繞射散射法為代表之動態光散射法來進行測定。即，研磨粒之平均二次粒徑在利用雷射繞射散射法所求出之研磨粒之粒度分佈中，相當於自微粒子側累計粒子質量達到粒子總質量之50%時之粒子之直徑D50。
研磨粒之平均締合度較佳為4.0以下，更佳為3.0以下，進而較佳為2.5以下。隨著研磨粒之平均締合度變小，能夠更加減少研磨對象物表面發生缺陷。又，研磨粒之平均締合度較佳為1.5以上，更佳為1.8以上。隨著研磨粒之平均締合度變大，具有研磨用組合物之研磨速度變高之優點。再者，研磨粒之平均締合度係將研磨粒之平均二次粒徑之值除以平均一次粒徑之值而獲得。
研磨粒之大小(平均粒徑等)能夠藉由對研磨粒之製造方法進行選擇等而恰當地進行控制。
本發明之一實施方式之研磨用組合物中之研磨粒之含量(濃度)之下限相對於研磨用組合物，較佳為0.2質量%以上，更佳為0.3質量%以上，進而較佳為0.5質量%以上。又，本發明之研磨用組合物中，研磨粒之含量之上限相對於研磨用組合物，較佳為20質量%以下，更佳為15質量%以下，進而較佳為10質量%以下，進而更佳為5質量%以下。若為此種範圍，則能夠更加提高研磨速度。再者，於研磨用組合物包含2種以上之研磨粒之情形時，研磨粒之含量係指其等之合計量。
於本發明之一實施方式中，第1二氧化矽粒子與第2二氧化矽粒子之質量比較佳為第1二氧化矽粒子：第2二氧化矽粒子＝1：10～10：1，更佳為第1二氧化矽粒子：第2二氧化矽粒子＝1：5～5：1，進而較佳為第1二氧化矽粒子：第2二氧化矽粒子＝1：2～2：1。若為此種範圍，則能夠更加提高研磨速度。
[研磨速度提昇劑] 於一實施方式中，本發明之研磨用組合物進而包含選自由胺基乙基哌𠯤及氨所組成之群中之至少1種研磨速度提昇劑。此處，所謂研磨速度提昇劑，係指藉由添加於研磨用組合物中而具有提高該組合物之研磨速度之功能之化合物。研磨速度提昇劑具有對研磨對象物之面進行化學研磨之功效、及提高研磨用組合物之分散穩定性之功效。又，本發明之研磨用組合物中所含有之研磨速度提昇劑具有提昇研磨用組合物之導電率之效果。藉此，認為研磨用組合物之研磨速度進一步提高。
於本發明之實施方式中，研磨用組合物中之研磨速度提昇劑之含量之下限相對於研磨用組合物，較佳為0.001質量%以上，更佳為0.005質量%以上，進而較佳為0.01質量%以上，特佳為0.05質量%以上，最佳為0.07質量%以上。藉由為此種下限，從而更加提高研磨速度。研磨用組合物中之研磨速度提昇劑之含量之上限相對於研磨用組合物，較佳為10質量%以下，更佳為8質量%以下，進而較佳為5質量%以下，特佳為3質量%以下，最佳為1質量%以下。藉由為此種上限，從而能夠獲得無凝聚之穩定之漿料。
[pH值及pH值調整劑] 本發明之研磨用組合物之pH值超過6。假如pH值為6以下，則無法提高研磨對象物之研磨速度。本發明之研磨用組合物之pH值只要超過6即可，較佳為pH值7以上，更佳為pH值7.5以上，進而較佳為pH值8以上，進而更佳為pH值9以上，特佳為pH值9.5以上，最佳為pH值10以上。若pH值超過6，則即便是對包含摻雜有n型雜質之多晶矽、及氧化矽膜(較佳為TEOS膜)及/或氮化矽膜之研磨對象物進行研磨時，亦能夠選擇性地以較高之研磨速度對摻雜有n型雜質之多晶矽進行研磨。就實用而言，pH值之上限較佳為13以下，更佳為12.5以下。
本發明之研磨用組合物亦可視需要進而含有pH值調整劑。pH值調整劑係將研磨用組合物之pH值調整為所需之值。
本發明之研磨用組合物中所含之pH值調整劑包括無機酸、有機酸、鹼等。該等可單獨地使用，或組合2種以上來使用。
作為可用作pH值調整劑之無機酸之具體例，例如可例舉：鹽酸、硫酸、硝酸、氫氟酸、硼酸、碳酸、次磷酸、亞磷酸及磷酸。其中，較佳為鹽酸、硫酸、硝酸或磷酸。
作為可用作pH值調整劑之有機酸之具體例，例如可例舉：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、2-甲基丁酸、正己酸、3,3-二甲基丁酸、2-乙基丁酸、4-甲基戊酸、正庚酸、2-甲基己酸、正辛酸、2-乙基己酸、苯甲酸、乙醇酸、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、鄰苯二甲酸、蘋果酸、酒石酸、檸檬酸、乳酸、二乙醇酸、2-呋喃羧酸、2,5-呋喃二羧酸、3-呋喃羧酸、2-四氫呋喃羧酸、甲氧基乙酸、甲氧基苯基乙酸及苯氧基乙酸。亦可使用甲磺酸、乙磺酸及羥乙磺酸等有機硫酸。其中，較佳為丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、馬來酸、鄰苯二甲酸、蘋果酸及酒石酸等二羧酸、以及檸檬酸等三羧酸。
亦可使用無機酸或有機酸之鹼金屬鹽等鹽來代替無機酸或有機酸作為pH值調整劑，或者將無機酸或有機酸之鹼金屬鹽等鹽與無機酸或有機酸組合來作為pH值調整劑。於組合弱酸與強鹼、強酸與弱鹼、或弱酸與弱鹼之情形時，可期待pH值之緩衝作用。
作為可用作pH值調整劑之鹼之具體例，例如可例舉：氨、氫氧化鈉、氫氧化鉀、四甲基氫氧化銨等。pH值調整劑之含量可藉由在發揮本發明之效果之範圍內適當地進行調整來選擇。
於本發明之一實施方式中，研磨用組合物進而包含pH值調整劑，pH值調整劑包含氫氧化鉀。藉由pH值調整劑包含氫氧化鉀，從而容易將導電率調整為較佳之範圍，藉此具有更進一步提高研磨速度之有利效果。
再者，研磨用組合物之pH值例如可藉由pH計來進行測定。具體而言，利用pH計(例如，堀場製作所股份有限公司製造、型號：LAQUA)等，使用標準緩衝液(鄰苯二甲酸鹽pH值緩衝液之pH值：4.01(25℃)、中性磷酸鹽pH值緩衝液之pH值：6.86(25℃)、碳酸鹽pH值緩衝液之pH值：10.01(25℃))來進行三點校正之後，在研磨用組合物中放入玻璃電極，經過2分鐘以上使其穩定之後測定其值，藉此可測定研磨用組合物之pH值。
[分散介質] 本發明之研磨用組合物包含用於使各成分分散之分散介質。作為分散介質，可例示：水；甲醇、乙醇、乙二醇等醇類；丙酮等酮類等；或其等之混合物等。該等之中，作為分散介質，較佳為水。即，根據本發明之較佳之形態，分散介質包含水。根據本發明之更佳之形態，分散介質實質上由水所組成。再者，上述所謂「實質上」，意指只要能夠達成本發明之目標效果，則可包含除了水以外之分散介質，更加具體而言，分散介質較佳為由90質量%以上100質量%以下之水、及0質量%以上10質量%以下之除了水以外之分散介質所組成，更佳為由99質量%以上100質量%以下之水、及0質量%以上1質量%以下之除了水以外之分散介質所組成。分散介質最佳為水。
基於不會損害研磨用組合物中所含之成分之作用之觀點而言，作為分散介質，較佳為儘可能不含雜質之水，具體而言，更佳為在藉由離子交換樹脂去除雜質離子之後，經由過濾器去除異物之純水或超純水、或者蒸餾水。
[其他成分] 本發明之研磨用組合物亦可在不會明顯妨礙本發明之效果之範圍內，視需要進而含有錯合劑、防腐劑、防黴劑等能夠用於研磨用組合物之公知添加劑。但，根據本發明之實施方式，研磨用組合物實質上不含氧化劑。本發明之研磨用組合物中，研磨粒、分散介質、選自由胺基乙基哌𠯤及氨所組成之群中之至少1種研磨速度提昇劑、及pH值調整劑之合計含量相對於研磨用組合物之總質量(100質量%)，較佳為超過99質量%(上限：100質量%)。本發明之研磨用組合物亦可由研磨粒、分散介質、選自由胺基乙基哌𠯤及氨所組成之群中之至少1種研磨速度提昇劑、pH值調整劑、及防黴劑所構成(上述合計含量＝100質量%)。研磨用組合物更佳為由研磨粒、分散介質、選自由胺基乙基哌𠯤及氨所組成之群中之至少1種研磨速度提昇劑、及pH值調整劑所構成(上述合計含量＝100質量%)。根據該實施方式，即便是對包含摻雜有n型雜質之多晶矽、及氧化矽膜(較佳為TEOS膜)及/或氮化矽膜之研磨對象物進行研磨時，亦能夠選擇性地以較高之研磨速度對摻雜有n型雜質之多晶矽進行研磨。再者，所謂「實質上不含」，除了研磨用組合物中完全不含之概念以外，還包括研磨用組合物中含有0.1質量%以下之情形。
[研磨用組合物之導電率] 本發明之研磨用組合物之導電率之下限較佳為0.1 mS/cm以上，更佳為0.3 mS/cm以上，進而較佳為0.5 mS/cm以上，特佳為0.8 mS/cm以上，最佳為0.9 mS/cm以上。又，本發明之研磨用組合物之導電率之上限較佳為6 mS/cm以下，更佳為5 mS/cm以下，進而較佳為4.5 mS/cm以下，特佳為4 mS/cm以下，最佳為3.5 mS/cm以下。藉由研磨用組合物之導電率為上述範圍，從而具有更進一步提高研磨速度之有利效果。再者，研磨用組合物之導電率係藉由桌上型電導計(堀場製作所股份有限公司製造、型號：DS-71)來進行測定之值。
[研磨用組合物之製造方法] 本發明之研磨用組合物之製造方法並無特別限制，例如可藉由於分散介質(例如，水)中攪拌混合研磨粒、及視需要之其他成分而獲得。各成分之詳情如上所述。
混合各成分時之溫度並無特別限制，較佳為10℃以上40℃以下，為了提高溶解速度，亦可進行加熱。又，只要能夠均勻混合，則混合時間亦無特別限制。
[研磨方法及半導體基板之製造方法] 如上所述，本發明之研磨用組合物適宜用於包含摻雜有n型雜質之多晶矽膜之研磨對象物之研磨。據此，本發明提供一種研磨方法，其係藉由本發明之研磨用組合物，對包含摻雜有n型雜質之多晶矽膜之研磨對象物進行研磨。即，本發明包括一種研磨方法，其包括使用本發明之研磨用組合物來對包含摻雜有n型雜質之多晶矽膜之研磨對象物進行研磨之步驟。又，本發明提供一種半導體基板之製造方法，其包括利用上述研磨方法，對包含摻雜有n型雜質之多晶矽膜之半導體基板進行研磨之步驟。
作為研磨裝置，可使用普通之研磨裝置，其安裝有保持具有研磨對象物之基板等之保持器、及能夠改變轉速之馬達等，且具有能夠貼附研磨墊(研磨布)之研磨壓盤。
作為研磨墊，可無特別限制地使用普通之不織布、聚胺基甲酸酯、及多孔質氟樹脂等。較佳為對研磨墊實施槽加工以蓄積研磨液。
關於研磨條件，例如，研磨壓盤之轉速較佳為10 rpm(0.17 s -1)以上500 rpm(8.3 s -1)以下。施加於具有研磨對象物之基板之壓力(研磨壓力)較佳為0.5 psi(3.4 kPa)以上10 psi(68.9 kPa)以下。向研磨墊供應研磨用組合物之方法亦無特別限制，例如採用藉由泵等連續地供應之方法。其供應量並無限制，較佳為使得研磨墊之表面始終被本發明之研磨用組合物所覆蓋。
研磨結束後，於流水中洗淨基板，藉由旋轉乾燥器等去除附著於基板上之水滴而使其乾燥，藉此能夠獲得具有包含摻雜有n型雜質之多晶矽膜之層之基板。
本發明之研磨用組合物可為一液型，亦可為以二液型為代表之多液型。又，本發明之研磨用組合物亦可藉由使用水等稀釋液使研磨用組合物之原液稀釋為例如10倍以上來進行製備。
[研磨速度] 本發明中，摻雜有n型雜質之多晶矽膜之研磨速度較佳為1000 Å/min以上7000 Å/min以下，更佳為1200 Å/min以上6800 Å/min以下，進而較佳為1500 Å/min以上6500 Å/min以下，特佳為2000 Å/min以上6000 Å/min以下。氧化矽膜(較佳為TEOS膜)及/或氮化矽膜之研磨速度較佳為15 Å/min以上500 Å/min以下，更佳為20 Å/min以上300 Å/min以下，進而較佳為25 Å/min以上250 Å/min以下，特佳為50 Å/min以上200 Å/min以下。再者，1 Å＝0.1 nm。
[選擇比] 若將摻雜有n型雜質之多晶矽膜(P'poly-Si)之研磨速度(Å/min)除以氧化矽膜(TEOS)及/或氮化矽膜(SiN)之研磨速度(Å/min)所算出之值作為選擇比，則本發明中選擇比(P'poly-Si/(TEOS或SiN))較佳為10以上100以下，更佳為20以上90以下，進而較佳為30以上80以下。
對本發明之實施方式詳細地進行了說明，但其係說明性且例示性之內容，並無限定性，顯然，本發明之範圍應由隨附之發明申請專利範圍解釋。
本發明包含下述態樣及形態。
1.一種研磨用組合物，其係包含研磨粒、及分散介質者，且 上述研磨粒包含矽烷醇基密度超過0個/nm 2且為4個/nm 2以下之第1二氧化矽粒子、及矽烷醇基密度超過4個/nm 2且為12個/nm 2以下之第2二氧化矽粒子， 研磨用組合物之pH值超過6。
2.如上述1.所記載之研磨用組合物，其中上述第1二氧化矽粒子之平均二次粒徑小於上述第2二氧化矽粒子之平均二次粒徑。
3.如上述2.所記載之研磨用組合物，其中上述第1二氧化矽粒子之平均二次粒徑為10 nm以上200 nm以下，上述第2二氧化矽粒子之平均二次粒徑為20 nm以上300 nm以下。
4.如上述1.至3.中任一項所記載之研磨用組合物，其中上述第2二氧化矽粒子之矽烷醇基密度超過5個/nm 2且為12個/nm 2以下。
5.如上述1.至3.中任一項所記載之研磨用組合物，其中上述第2二氧化矽粒子之矽烷醇基密度超過6個/nm 2且為12個/nm 2以下。
6.如上述1.至5.中任一項所記載之研磨用組合物，其進而包含選自由胺基乙基哌𠯤及氨所組成之群中之至少1種研磨速度提昇劑。
7.如上述1.至6.中任一項所記載之研磨用組合物，其pH值為7以上。
8.如上述1.至7.中任一項所記載之研磨用組合物，其進而包含pH值調整劑，上述pH值調整劑包含氫氧化鉀。
9.如上述1.至8.中任一項所記載之研磨用組合物，其實質上不含氧化劑。
10.如上述1.至9.中任一項所記載之研磨用組合物，其用於對包含摻雜有n型雜質之多晶矽膜之研磨對象物進行研磨之用途。
11.如上述10.所記載之研磨用組合物，其中上述研磨對象物進而包含選自氧化矽膜及氮化矽膜中之至少1種膜。
12.一種研磨方法，其包括使用如上述1.至11.中任一項所記載之研磨用組合物，對包含摻雜有n型雜質之多晶矽膜之研磨對象物進行研磨之步驟。
13.一種半導體基板之製造方法，其具有利用如上述12.所記載之研磨方法，對包含摻雜有n型雜質之多晶矽膜之半導體基板進行研磨之步驟。 [實施例]
使用以下之實施例及比較例，對本發明進而詳細地進行說明。但，本發明之技術範圍並非僅限制於以下之實施例。再者，只要無特別記載，則「%」及「份」分別表示「質量%」及「質量份」。又，於下述實施例中，只要無特別記載，則操作係於室溫(20～25℃)/相對濕度40～50%RH之條件下進行。
[研磨粒之製備] (第1二氧化矽粒子及第2二氧化矽粒子之製備) 準備具有表1中所記載之矽烷醇基密度之二氧化矽粒子作為第1二氧化矽粒子及第2二氧化矽粒子。即，關於第1二氧化矽粒子及第2二氧化矽粒子，例如藉由將二氧化矽於120～200℃之環境下保持30分鐘以上來進行焙燒，從而將二氧化矽粒子表面之矽烷醇基之數量調整為超過0個/nm 2且4個/nm 2以下、或超過4個/nm 2且12個/nm 2以下等所需之數值。 ・二氧化矽粒子a：矽烷醇基密度：1.6個/nm 2、平均一次粒徑：30 nm、平均二次粒徑：60 nm、平均締合度：2 ・二氧化矽粒子b：矽烷醇基密度：3.5個/nm 2、平均一次粒徑：30 nm、平均二次粒徑：60 nm、平均締合度：2 ・二氧化矽粒子c：矽烷醇基密度：7.9個/nm 2、平均一次粒徑：90 nm、平均二次粒徑：210 nm、平均締合度：2.3 ・二氧化矽粒子d：矽烷醇基密度：6.57個/nm 2、平均一次粒徑：78 nm、平均二次粒徑：120 nm、平均締合度：1.6 ・二氧化矽粒子e：矽烷醇基密度：5.7個/nm 2、平均一次粒徑：35 nm、平均二次粒徑：70 nm、平均締合度：2 ・二氧化矽粒子f：矽烷醇基密度：3.8個/nm 2、平均一次粒徑：24 nm、平均二次粒徑：50 nm、平均締合度：2.1 再者，第1二氧化矽粒子及第2二氧化矽粒子之矽烷醇基密度(單位：個/nm 2)係在利用以下之測定方法及計算方法，測定及算出各參數之後，利用下述之方法算出。
[矽烷醇基密度之計算方法] 第1二氧化矽粒子及第2二氧化矽粒子之矽烷醇基密度係利用G.W.Sears之Analytical Chemistry, vol. 28, No. 12, 1956, 1982～1983中所記載之使用中和滴定之Sears法來算出。
更加具體而言，第1二氧化矽粒子及第2二氧化矽粒子之矽烷醇基密度係將第1二氧化矽粒子及第2二氧化矽粒子分別作為測定樣品，利用上述方法進行滴定，並根據下述式1算出。
ρ＝(c×V×N A×10 -21)/(C×S)                式1 上述式1中， ρ表示矽烷醇基密度(個/nm 2)； c表示用於滴定之氫氧化鈉溶液之濃度(mol/L)； V表示pH值自4.0上升至9.0所需之氫氧化鈉溶液之容量(L)； N A表示阿佛加德羅常數(個/mol)； S表示二氧化矽粒子之BET比表面積(nm/g)。
[第1二氧化矽粒子及第2二氧化矽粒子之粒徑] 研磨粒(第1二氧化矽粒子及第2二氧化矽粒子)之平均一次粒徑係根據使用Micromeritics公司製造之「Flow SorbII 2300」測得之基於BET法之研磨粒之比表面積、及研磨粒之密度來算出。又，研磨粒(第1二氧化矽粒子及第2二氧化矽粒子)之平均二次粒徑係藉由日機裝股份有限公司製造之動態光散射式粒徑、粒度分佈裝置UPA-UTI151來進行測定。
[研磨用組合物之製備] (實施例1) 將作為研磨粒之上述所獲得之第1二氧化矽粒子：二氧化矽粒子a(矽烷醇基密度：1.6個/nm 2、平均一次粒徑：30 nm、平均二次粒徑：60 nm、平均締合度：2)、及第2二氧化矽粒子：二氧化矽粒子c(矽烷醇基密度：7.9個/nm 2、平均一次粒徑：90 nm、平均二次粒徑：210 nm、平均締合度：2.3)以最終濃度成為1質量%及1.5質量%、以及將作為研磨速度提昇劑之胺基乙基哌𠯤以最終濃度成為0.02質量%之方式，分別於室溫(25℃)下加入至作為分散介質之純水中，從而獲得混合液。
其後，在混合液中添加氫氧化鉀作為pH值調整劑，使得pH值變為11，並於室溫(25℃)下攪拌混合30分鐘，從而製得研磨用組合物。研磨用組合物(液溫：25℃)之pH值係藉由pH計(堀場製作所股份有限公司製造、型號：LAQUA)來確認。又，研磨用組合物之導電率係藉由桌上型電導計(堀場製作所股份有限公司製造、型號：DS-71)來進行測定。
(實施例2～11、比較例1～8) 如下述表1般變更第1二氧化矽粒子及第2二氧化矽粒子之種類與含量、研磨速度提昇劑之種類與含量、及pH值(pH值調整劑之種類與含量)，除此以外，與實施例1同樣地進行操作，從而製得實施例2～11、比較例1～8之各研磨用組合物。再者，下述表1中「-」之記載係表示不含該劑。將所獲得之各研磨用組合物之pH值及導電率、各研磨用組合物中之研磨粒(第1二氧化矽粒子及第2二氧化矽粒子)之平均二次粒徑示於下述表1中。
表1中，第1二氧化矽粒子及第2二氧化矽粒子中之「粒徑」係表示平均二次粒徑，研磨速度提昇劑之欄中之「AEP」係表示胺基乙基哌𠯤，「EC」係表示導電率，研磨速度之欄中之「P'poly-Si」係表示摻磷多晶矽，選擇比之欄中之「P'poly-Si/TEOS」係表示摻磷多晶矽膜相對於TEOS膜之選擇比。再者，「P'poly-Si/TEOS」係將P'poly-Si之研磨速度除以TEOS之研磨速度而算出。
表1中，矽烷醇基密度為1.6個/nm 2之研磨粒係二氧化矽粒子a，矽烷醇基密度為3.5個/nm 2之研磨粒係二氧化矽粒子b，矽烷醇基密度為7.9個/nm 2之研磨粒係二氧化矽粒子c，矽烷醇基密度為6.57個/nm 2之研磨粒係二氧化矽粒子d，矽烷醇基密度為5.7個/nm 2之研磨粒係二氧化矽粒子e，矽烷醇基密度為3.8個/nm 2之研磨粒係二氧化矽粒子f。又，表1中，比較例5之「第1二氧化矽粒子」之欄中所記載之研磨粒以矽烷醇基密度而言，相當於第2二氧化矽粒子，比較例8之「第2二氧化矽粒子」之欄中所記載之研磨粒以矽烷醇基密度而言，相當於第1二氧化矽粒子。
研磨用組合物中之研磨粒之粒徑(平均一次粒徑、平均二次粒徑)與粉末狀之研磨粒之粒徑相同。再者，粒徑之測定方法與上述測定方法相同。此處，本發明中，製備包含第1二氧化矽粒子作為研磨粒之研磨用組合物(研磨粒以外之構成相同)，測定該研磨用組合物中之第1二氧化矽粒子之粒徑。第2二氧化矽粒子亦如此操作。藉此，確認了研磨用組合物中之第1二氧化矽粒子及第2二氧化矽粒子之粒徑(平均一次粒徑、平均二次粒徑)分別與粉末狀之第1二氧化矽粒子及第2二氧化矽粒子之粒徑相同。
[研磨速度之評價] 使用上述所獲得之各研磨用組合物，於以下之研磨條件下對下述研磨對象物進行研磨時，測定研磨速度。
(研磨裝置及研磨條件) 研磨裝置：日本Engis股份有限公司製造之LAPPING MACHINE EJ-380IN-CH 研磨墊：NITTA DuPont股份有限公司製造之硬質聚胺基甲酸酯墊 IC1010 研磨壓力：3.0 psi(1 psi＝6894.76 Pa) 研磨壓盤轉速：60 rpm 研磨頭(載具)轉速：60 rpm 研磨用組合物之供應：放流 研磨用組合物供應量：100 mL/分鐘 研磨時間：30秒鐘。
(研磨對象物) 準備於表面具有厚度3000 Å之摻磷多晶矽(磷含量：20 at%)膜之300 mm空白晶圓作為研磨對象物。又，準備於表面形成有厚度10000 Å之TEOS膜之矽晶圓(300 mm、空白晶圓、Advantec股份有限公司製造)作為研磨對象物。其後，將晶圓切割為30 mm×30 mm之晶片而獲得之切片(Coupon)作為試片，並實施研磨試驗。用於試驗之研磨對象物之詳情如下所示。
再者，雜質之含量(摻雜量)係相對於多晶矽及雜質之合計100 at%之量。多晶矽中所摻雜之n型雜質之含量係使用下述機器並於下述條件下算出。
測定機器：多功能掃描式X射線光電子光譜分析裝置(XPS) 機器名及製造公司：PHI5000 Versa Probe ULVAC-PHI股份有限公司製造 測定：於摻磷多晶矽之情形時，測定元素係磷、矽、氧、碳之4種，測定機器之掃描(sweep)次數係各元素均為10次，使用其多晶矽之輸出值(Poly-Si輸出值、即Si、O及C之合計輸出值)與磷之輸出值(P輸出值)，並根據下述式2，算出相對於多晶矽與磷之合計100 at%之磷之含量(P含量)(at%)。
P含量(at%) ＝P輸出值(%)/(Poly-Si輸出值(%)＋P輸出值(%))           式2。
(研磨速度) 研磨速度(Removal Rate，RR)係根據以下之式進行計算。
[數1]
Figure 02_image001
膜厚係藉由光干涉式膜厚測定裝置(Dainippon Screen Mfg股份有限公司製造、型號：Lambda ACE VM-2030)求出，並藉由將研磨前後之膜厚之差除以研磨時間來對研磨速度進行評價。
將對摻磷多晶矽膜及TEOS膜之研磨速度之評價結果示於下述表1中。
[表1]
第1二氧化矽粒子 第2二氧化矽粒子 研磨速度提昇劑 pH值調整劑 物性 研磨速度 選擇比
濃度 粒徑 矽烷醇基密度 濃度 粒徑 矽烷醇基密度 化合物 濃度 成分 pH值 EC P'poly-Si TEOS P'poly-Si/TEOS
質量% nm 個/nm 2 質量% nm 個/nm 2 質量% [-] [mS/cm] [Å/min] [Å/min]
實施例1 1 60 1.6 1.5 210 7.9 AEP 0.02 KOH 11 4 3320 154 22
實施例2 0.75 60 1.6 0.75 120 6.57 AEP 0.1 NH 3 11 1 2980 43 69
實施例3 0.75 60 1.6 0.75 210 7.9 AEP 0.1 NH 3 11 1 3098 46 67
實施例4 0.75 60 1.6 0.75 210 7.9 AEP 0.1 NH 3、KOH 11 2 2998 65 46
實施例5 0.75 60 1.6 0.75 120 6.57 AEP 0.1 KOH 11 3 2300 74 31
實施例6 0.75 60 1.6 0.75 120 6.57 NH 3 0.1 NH 3 11 1 2200 34 65
實施例7 0.75 60 3.5 0.75 70 5.7 - - KOH 11 3 1180 52 23
實施例8 0.75 60 1.6 0.75 120 6.57 - - KOH 11 3 1560 78 20
實施例9 0.75 60 1.6 0.75 70 5.7 - - KOH 11 3 1280 62 21
實施例10 0.75 60 1.6 0.75 210 7.9 - - KOH 11 3 1780 83 21
實施例11 0.75 60 3.5 0.75 210 7.9 - - KOH 11 3 1739 92 19
比較例1 1.5 60 1.6 - - - - - KOH 11 3 806 73 11
比較例2 - - - 1.5 120 6.57 - - KOH 11 3 798 43 19
比較例3 - - - 1.5 70 5.7 - - KOH 11 3 720 38 19
比較例4 1.5 60 3.5 - - - - - KOH 11 3 801 68 12
比較例5 0.75 120 6.57 0.75 70 5.7 - - KOH 11 3 790 42 19
比較例6 0.75 60 1.6 0.75 210 7.9 - - HNO 3 4 1 230 1020 0
比較例7 0.75 60 3.5 0.75 210 7.9 - - HNO 3 4 1 130 430 0
比較例8 1.5 60 1.6 0.75 50 3.8 - - KOH 11 3 745 46 16
如表1所示，於使用實施例1～11之研磨用組合物之情形時，對摻磷多晶矽膜之研磨速度超過1000 Å/min，相較於比較例1～8之研磨用組合物而言，可知能夠以更高之研磨速度對摻磷多晶矽膜進行研磨。
又，如表1所示，於使用實施例1～11之研磨用組合物之情形時，對TEOS膜之研磨速度超過40 Å/min，摻磷多晶矽膜相對於TEOS膜之選擇比為19以上，相較於比較例1～8之研磨用組合物而言，可知不僅以較高之研磨速度對摻磷多晶矽膜及TEOS膜進行研磨，還提高了摻磷多晶矽膜相對於TEOS膜之選擇比。
由此可知，藉由研磨用組合物包含矽烷醇基密度不同之2種二氧化矽粒子作為研磨粒，研磨對象物之研磨速度提高。
本申請案係基於在2021年3月24日提出申請之日本專利申請號第2021-049532號，藉由參照將其全部揭示內容組入本說明書中。

Claims (13)

  1. 一種研磨用組合物，其係包含研磨粒、及分散介質者，且 上述研磨粒包含矽烷醇基密度超過0個/nm 2且為4個/nm 2以下之第1二氧化矽粒子、及矽烷醇基密度超過4個/nm 2且為12個/nm 2以下之第2二氧化矽粒子， 上述研磨用組合物之pH值超過6。
  2. 如請求項1之研磨用組合物，其中上述第1二氧化矽粒子之平均二次粒徑小於上述第2二氧化矽粒子之平均二次粒徑。
  3. 如請求項2之研磨用組合物，其中上述第1二氧化矽粒子之平均二次粒徑為10 nm以上200 nm以下，上述第2二氧化矽粒子之平均二次粒徑為20 nm以上300 nm以下。
  4. 如請求項1之研磨用組合物，其中上述第2二氧化矽粒子之矽烷醇基密度超過5個/nm 2且為12個/nm 2以下。
  5. 如請求項1之研磨用組合物，其中上述第2二氧化矽粒子之矽烷醇基密度超過6個/nm 2且為12個/nm 2以下。
  6. 如請求項1之研磨用組合物，其進而包含選自由胺基乙基哌𠯤及氨所組成之群中之至少1種研磨速度提昇劑。
  7. 如請求項1之研磨用組合物，其pH值為7以上。
  8. 如請求項1之研磨用組合物，其進而包含pH值調整劑，上述pH值調整劑包含氫氧化鉀。
  9. 如請求項1之研磨用組合物，其實質上不含氧化劑。
  10. 如請求項1之研磨用組合物，其係用於對包含摻雜有n型雜質之多晶矽膜之研磨對象物進行研磨之用途。
  11. 如請求項10之研磨用組合物，其中上述研磨對象物進而包含選自氧化矽膜及氮化矽膜中之至少1種膜。
  12. 一種研磨方法，其包括使用如請求項1之研磨用組合物，對包含摻雜有n型雜質之多晶矽膜之研磨對象物進行研磨之步驟。
  13. 一種半導體基板之製造方法，其具有利用如請求項12之研磨方法，對包含摻雜有n型雜質之多晶矽膜之半導體基板進行研磨之步驟。
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