TWI411670B - Silicon wafer polishing composition - Google Patents

Silicon wafer polishing composition Download PDF

Info

Publication number
TWI411670B
TWI411670B TW099122368A TW99122368A TWI411670B TW I411670 B TWI411670 B TW I411670B TW 099122368 A TW099122368 A TW 099122368A TW 99122368 A TW99122368 A TW 99122368A TW I411670 B TWI411670 B TW I411670B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
polishing
weight
wafer
group
structural unit
Prior art date
Application number
TW099122368A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201111488A (en
Inventor
Masahiko Suzuki
Mami Okamura
Toshiaki Oi
Original Assignee
Kao Corp
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 Kao Corp filed Critical Kao Corp
Publication of TW201111488A publication Critical patent/TW201111488A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI411670B publication Critical patent/TWI411670B/zh

Links

Classifications

    • 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
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • H01L21/0201—Specific process step
    • H01L21/02024—Mirror polishing
    • 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
    • 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
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/042—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
    • B24B37/044—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor characterised by the composition of the lapping agent
    • 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
    • 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

Landscapes

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

Description

矽晶圓用研磨液組合物
本發明係關於一種矽晶圓用研磨液組合物、使用其之半導體基板之製造方法以及矽晶圓之研磨方法。
作為用於半導體基板之製造的矽晶圓之研磨中所使用之研磨液組合物，已知有含有二氧化矽粒子之研磨液組合物。於此種研磨液組合物中，由二氧化矽粒子凝聚所導致之矽晶圓之表面缺陷(LPD：Light point defects)之產生、或為去除凝聚物而過濾研磨液組合物之情形時之過濾器堵塞成為問題(例如，參照專利文獻1及專利文獻2等)。又，以提高研磨速度為目的，已知有包含含有含氮基之水溶性高分子化合物之研磨液組合物(參照專利文獻3)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2006-128518號公報
專利文獻2：日本專利特開2008-53415號公報
專利文獻3：日本專利特開2007-19093號公報
專利文獻4：日本專利特開平11-116942號公報
於專利文獻1中，以防止過濾器之堵塞為目的，而提出有含有膠體二氧化矽、氫氧化鉀及碳酸氫鉀之研磨液組合物。然而，由於該研磨液組合物中含有鈉離子或鉀離子，因此矽晶圓表面易附著研磨粒，結果存在矽晶圓表面易產生缺陷之問題。
於專利文獻2中，為降低LPD，提出有含有選自聚乙烯吡咯烷酮及聚N-乙烯基甲醯胺之至少一種之水溶性高分子與鹼之研磨液組合物。然而，於使用該研磨液組合物之研磨中，研磨速度並不充分。
於專利文獻3中，提出有包含含有聚伸乙亞胺等含氮基之水溶性高分子化合物之研磨液組合物。然而，若使用該研磨液組合物，則存在二氧化矽粒子由於含有含氮基之水溶性高分子化合物而凝聚、產生刮痕等矽晶圓之表面狀態惡化之問題。
於專利文獻4中，為提高研磨速度及研磨對象物之表面之潤濕性，而提出有包含羥乙基纖維素(HEC)之研磨液組合物。然而，若使用HEC則易產生二氧化矽粒子之凝聚物，即使過濾研磨液組合物亦立刻引起過濾器堵塞，因此存在研磨之前無法過濾研磨液組合物之問題。
此外，研磨液組合物係於濃縮液之狀態下加以保管、輸送者，亦要求濃縮液之狀態下之保存穩定性。
於本發明中，提供一種可高速研磨矽晶圓、濃縮液之保存穩定性及矽晶圓之表面之潤濕性良好、並且亦可降低過濾器之堵塞之矽晶圓用研磨液組合物、使用該研磨液組合物之半導體基板之製造方法及矽晶圓之研磨方法。
本發明之矽晶圓用研磨液組合物，其係含有高分子化合物、研磨材料及水系介質者，該高分子化合物包含下述通式(1)所示之結構單元(a1)、下述通式(2)所示之結構單元(a2)、以及下述通式(3)所示之結構單元(a3)，且結構單元(a3)總計為高分子化合物之結構單元中之0.001~1.5莫耳%。
[式中，R係碳數1~3之烷基，X係源自分子中具有陽離子基且可與乙烯醇低級脂肪酸酯共聚合之不飽和化合物之結構單元]。
本發明之半導體基板之製造方法包含使用本發明之矽晶圓用研磨液組合物而研磨矽晶圓之步驟。
本發明之矽晶圓之研磨方法包含使用本發明之矽晶圓用研磨液組合物而研磨矽晶圓之步驟。
根據本發明，可提供一種可高速研磨矽晶圓、濃縮液之保存穩定性及矽晶圓之潤濕性良好、並且亦可降低過濾器之堵塞之矽晶圓用研磨液組合物、使用該研磨液組合物之半導體基板之製造方法及矽晶圓之研磨方法。
本發明係基於以下見解：藉由含有包含下述通式(1)所示之結構單元(a1)、下述通式(2)所示之結構單元(a2)、以及下述通式(3)所示之結構單元(a3)，且結構單元(a3)總計為高分子化合物之結構單元中之0.001~1.5莫耳%的高分子化合物(以下有時亦簡稱為「具有陽離子基之高分子化合物」)，而使濃縮液之保存穩定性及矽晶圓之潤濕性良好，可降低即將研磨前等所進行之研磨液組合物中之研磨材料之凝聚物等的去除中所使用之過濾器之堵塞，且能夠以較高之研磨速度進行矽晶圓之表面之研磨。
一般而言，矽晶圓之表面或二氧化矽等之研磨材料表面於鹼性環境下帶負(minus)電。因此，推定本發明中所使用之具有陽離子基之高分子化合物適度地吸附於矽晶圓之表面，顯現出良好之潤濕性。又，推定本發明中所使用之具有陽離子基之高分子化合物亦吸附於研磨材料表面，使研磨材料適度地凝聚，與矽晶圓之表面之良好的潤濕性相互作用，而能夠進行矽晶圓之高速研磨。
(具有陽離子基之高分子化合物)
本發明之矽晶圓用研磨液組合物(以下有時亦簡稱為「研磨液組合物」)中所包含之具有陽離子基之高分子化合物包含下述通式(1)~(3)所示之結構單元(a1)~(a3)。
[化2]
上述式中，R係碳數1~3之烷基，X係源自分子中具有陽離子基且可與乙烯醇低級脂肪酸酯共聚合之不飽和化合物之結構單元。
包含結構單元(a1)、結構單元(a2)及結構單元(a3)之具有陽離子基之高分子化合物係藉由使作為結構單元(a2)之供給源之單體化合物與作為結構單元(a3)之供給源之單體化合物共聚合，且使所獲得之共聚物部分皂化而獲得。例如，於通式(2)中之R為甲基之情形時，可使用使聚合性陽離子單體(作為結構單元(a3)之供給源之化合物)與乙酸乙烯酯之共聚物部分皂化所獲得之陽離子化聚乙烯醇作為上述具有陽離子基之高分子化合物。
此處，結構單元(a3)含有陽離子基，作為結構單元(a3)之供給源之單體化合物係可與乙烯醇低級(碳數1~3)脂肪酸酯(作為結構單元(a1)、(a2)之供給源之單體化合物)共聚合之化合物。作為結構單元(a3)之供給源之單體化合物，可列舉選自下述通式(3-1)所示之化合物及下述通式(3-2)所示之化合物之化合物。就研磨速度之提高及矽晶圓之表面之潤濕性提高之觀點而言，結構單元(a3)較好的是源自選自下述通式(3-1)所示之化合物及下述通式(3-2)所示之化合物之至少1種化合物者。
式中，R1 、R2 、R3 、R7 、R8 、R9 分別獨立，係氫原子或碳數1~3之烷基。X1 、Y分別獨立，係選自碳數1~12之伸烷基、-COOR12 -、-CONHR12 -、-OCOR12 -、及-R13 -OCO-R12 -之基。此處，R12 、R13 分別獨立，係碳數1~5之伸烷基。R4 係氫原子、碳數1~3之烷基、碳數1~3之羥烷基或R1 R2 C=C(R3 )-X1 -。R5 係氫原子、碳數1~3之烷基、或碳數1~3之羥烷基，R6 係氫原子、碳數1~3之烷基、碳數1~3之羥烷基或苄基，Z- 表示陰離子。R10 係氫原子、碳數1~3之烷基、碳數1~3之羥烷基或R7 R8 C=C(R9 )-Y-。R11 係氫原子、碳數1~3之烷基或碳數1~3之羥烷基。例如，Z- 為鹵離子。
作為結構單元(a3)之供給源之單體化合物，例如可列舉選自二烯丙基二烷基(該烷基之碳數為1~3)銨鹽、N-(甲基)丙烯醯基胺基烷基(該烷基之碳數為1~5)-N,N-二烷基(該烷基之碳數為1~3)胺、N-(甲基)丙烯醯基胺基烷基(該烷基之碳數為1~5)-N,N,N-三烷基(該烷基之碳數為1~3)銨鹽、N-(甲基)丙烯醯氧基烷基(該烷基之碳數為1~5)-N,N,N-三烷基(烷基之碳數為1~3)銨鹽、及N-(ω-烯基(該烯基之碳數為2~10))-N,N-二烷基(該烷基之碳數為1~3)胺之化合物。
於具有陽離子基之高分子化合物之總結構單元中，就研磨速度之提高及研磨液組合物之保存穩定性提高之觀點而言，結構單元(a1)、結構單元(a2)及結構單元(a3)總計較好的是50~100莫耳%，更好的是80~100莫耳%，進而較好的是90~100莫耳%，進而更好的是100莫耳%。
又，於具有陽離子基之高分子化合物之總結構單元中，就研磨速度、濃縮液之保存穩定性、矽晶圓之表面之潤濕性之提高、及過濾器之堵塞減少之觀點而言，含有陽離子基之結構單元(a3)總計為0.001~1.5莫耳%，較好的是0.01~1莫耳%，更好的是0.01~0.5莫耳%，進而更好的是0.01~0.35莫耳%。此處，上述含有陽離子基之結構單元(a3)之總計可藉由實施例中揭示之[陽離子化改性率測定方法]來測定。
又，於具有陽離子基之高分子化合物中，就溶解性提高之觀點而言，結構單元(a1)及結構單元(a2)之莫耳比(a1)/(a2)較好的是1~300，更好的是2~50，進而較好的是2.5~20，進而更好的是3.0~15，最好的是5.0~10。
又，就矽晶圓之表面之潤濕性提高之觀點而言，具有陽離子基之高分子化合物之聚合度較好的是220~20000，更好的是220~10000，進而較好的是220~4500，進而更好的是300~2000，最好的是300~1000。此處，所謂高分子化合物之聚合度，一般係指構成聚合物分子之重複單元數，但關於本發明中之具有陽離子基之高分子化合物之聚合度，係指(a1)之重複單元數與(a2)之重複單元數之總計。
又，就矽晶圓之潤濕性提高之觀點而言，具有陽離子基之高分子化合物之重量平均分子量較好的是10,000~1,000,000，更好的是10,000~500,000，進而較好的是10,000~200,000，進而更好的是10,000~100,000，最好的是10,000~50,000。此處重量平均分子量可藉由凝膠滲透層析法，於下述測定條件下以支鏈澱粉(pullulan)為標準而求出。
<重量平均分子量之測定法>
具有陽離子基之高分子化合物之重量平均分子量係根據於下述條件下應用凝膠滲透層析(GPC)法而獲得之層析圖中之峰值而計算出之值。
管柱：α-M+α-M
溶離液：0.15 mol/L Na2 SO4 ，1% CH3 COOH/水
流量：1.0 mL/min
管柱溫度：40℃
檢測器：RI檢測器
標準物質：支鏈澱粉(分子量：78.8萬、19.4萬、4.73萬、5900全部由Shodex公司製造)
本發明之研磨液組合物中所包含之具有陽離子基之高分子化合物，於不損害本發明之效果之範圍內亦可包含結構單元(a1)~(a3)以外之結構單元，但較好的是實質上不包含，更好的是不包含。
就矽晶圓之表面之潤濕性提高之觀點而言，本發明之研磨液組合物之具有陽離子基之高分子化合物的含量較好的是0.0001重量%(1重量ppm)以上，更好的是0.0005重量%(5重量ppm)以上，進而較好的是0.001重量%(10重量ppm)以上。又，就研磨液組合物之保存穩定性提高之觀點而言，較好的是0.1重量%(1000重量ppm)以下，更好的是0.02重量%(200重量ppm)以下，進而較好的是0.01重量%(100重量ppm)以下。因此，具有陽離子基之高分子化合物之含量較好的是0.0001~0.1重量%(1~1000重量ppm)，更好的是0.0005~0.02重量%(5~200重量ppm)，進而較好的是0.001~0.01重量%(10~100重量ppm)。
(研磨材料)
作為本發明之研磨液組合物中所包含之研磨材料，只要為一般於研磨中所使用之研磨粒即可，並無特別限制，例如，可列舉含有選自由二氧化矽、氧化鋁、氧化鈰、氧化鋯、氧化鈦、氮化矽、二氧化錳、碳化矽、氧化鋅、金剛石及氧化鎂所組成之群中之至少1種粒子。
作為研磨材料之材料之具體例，可列舉膠體二氧化矽、燻製二氧化矽、經表面修飾之二氧化矽等二氧化矽；α-氧化鋁、γ-氧化鋁、δ-氧化鋁、θ-氧化鋁、η-氧化鋁、無定型氧化鋁、燻製氧化鋁、膠體氧化鋁等氧化鋁；氧化數為3價或4價之氧化鈰、晶系為六方晶系、等軸晶系或面心立方晶系之氧化鈰、其他氧化鈰；晶系為單斜晶系、正方晶系、或非晶質之氧化鋯、燻製鋯、其他氧化鋯；一氧化鈦、三氧化二鈦、二氧化鈦、燻製氧化鈦、其他氧化鈦；α-氮化矽、β-氮化矽、非晶質氮化矽、其他氮化矽；α-二氧化錳、β-二氧化錳、γ-二氧化錳、δ-二氧化錳、ε-二氧化錳、η-二氧化錳、其他二氧化錳等。
於該等研磨材料之中，就使矽晶圓之表面平滑性提高之觀點而言，較好的是二氧化矽，更好的是膠體二氧化矽。該等研磨材料可單獨使用或將2種以上混合使用。
作為研磨材料之使用形態，就操作性之觀點而言較好的是漿狀。於本發明之研磨液組合物中所包含之研磨材料為膠體二氧化矽之情形時，就防止由鹼金屬或鹼土族金屬等所導致之矽晶圓之污染之觀點而言，膠體二氧化矽較好的是由烷氧基矽烷之水解物所獲得者。由烷氧基矽烷之水解物所獲得之二氧化矽粒子可藉由先前周知之方法製作。
就維持固定的研磨速度之觀點而言，本發明之研磨液組合物中所包含之研磨材料之平均一次粒徑較好的是5 nm以上，更好的是10 nm以上，進而較好的是15 nm以上。又，就抑制刮痕之產生之觀點而言，較好的是50 nm以下，更好的是45 nm以下，進而較好的是40 nm以下。因此，研磨材料之平均一次粒徑較好的是5~50 nm，更好的是10~45 nm，進而較好的是15~40 nm。
尤其是於使用膠體二氧化矽作為研磨材料之情形時，就使研磨速度提高之觀點而言，平均一次粒徑較好的是5~50 nm，更好的是10~45 nm，進而較好的是15~40 nm。
就提高研磨速度之觀點而言，本發明之研磨液組合物中之研磨材料之含量較好的是0.05重量%以上，更好的是0.1重量%以上，進而較好的是0.5重量%以上。又，就提高研磨液組合物之保存穩定性之觀點而言，較好的是10重量%以下，更好的是7.5重量%以下，進而較好的是5重量%以下，進而更好的是2.5重量%以下。因此，研磨材料之含量較好的是0.05~10重量%，更好的是0.1~7.5重量%，進而更好的是0.5~5重量%，最好的是0.5~2.5重量%。
研磨材料之平均一次粒徑係利用藉由BET(Brunauer-Emmett-Teller，布厄特)(氮吸附)法所計算之比表面積S(m2 /g)而算出。比表面積例如可藉由實施例所揭示之方法測定。
就表面粗糙度降低之觀點而言，研磨材料之凝聚度較好的是3.0以下，研磨材料之形狀較好的是所謂之球型與所謂之繭型。此外，就兼具表面粗糙度降低與研磨速度提高之觀點而言，研磨材料之凝聚度較好的是1.1~3.0，研磨材料之形狀較好的是所謂之繭型。就使研磨速度提高之觀點而言，研磨材料之凝聚度較好的是1.8以上，更好的是2.0以上。又，就表面粗糙度降低之觀點而言，較好的是2.5以下，更好的是2.3以下。於研磨材料為膠體二氧化矽之情形時，就使研磨速度進一步提高之觀點而言，其凝聚度較好的是1.1~3.0，更好的是1.8~2.5。
所謂研磨材料之凝聚度，係指表示研磨材料之形狀之係數，藉由下述式算出。
凝聚度=平均二次粒徑/平均一次粒徑
作為研磨材料之凝聚度之調整方法，並無特別限定，例如，可採用日本專利特開平6-254383號公報、日本專利特開平11-214338號公報、日本專利特開平11-60232號公報、日本專利特開2005-060217號公報、日本專利特開2005-060219號公報等所揭示之方法。
平均二次粒徑係指藉由動態光散射法所測定之值，例如，可使用實施例所揭示之裝置來測定。
(水系介質)
作為本實施形態之研磨液組合物中所包含之水系介質，可列舉水、或水與溶劑之混合介質等，作為上述溶劑，較好的是可與水混合之溶劑(例如，乙醇等醇類)。作為水系介質，其中較好的是水，更好的是離子交換水。
於本實施形態之研磨液組合物中，於不妨礙本發明之效果之範圍內，進而亦可包含選自上述具有陽離子基之高分子化合物以外之水溶性高分子化合物、鹼性化合物、pH調整劑、防腐劑、醇類、螯合劑、陽離子性界面活性劑、陰離子性界面活性劑、非離子性界面活性劑及氧化劑中之至少1種之任意成分。
(水溶性高分子化合物)
就提高研磨速度之觀點而言，本發明之研磨液組合物較好的是進而含有上述具有陽離子基之高分子化合物以外之水溶性高分子化合物。此處所謂水溶性高分子化合物，係指重量平均分子量為10,000以上，較好的是100,000以上之具有水溶性基之高分子化合物，本發明中所使用之上述具有陽離子基之高分子化合物以外者。作為上述水溶性基，例如可列舉羥基、羧基、羧酸酯基、磺酸基等。作為此種水溶性高分子化合物，可列舉聚乙烯吡咯烷酮、聚(N-醯基伸烷基亞胺)、纖維素衍生物、聚乙烯醇、聚環氧乙烷等。作為聚(N-醯基伸烷基亞胺)，可列舉聚(N-乙醯伸乙亞胺)、聚(N-丙醯伸乙亞胺)、聚(N-己醯伸乙亞胺)、聚(N-苯甲醯伸乙亞胺)、聚(N-十九醯伸乙亞胺)、聚(N-乙醯丙烯亞胺)、聚(N-丁醯伸乙亞胺)等。作為纖維素衍生物，可列舉羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥乙基甲基纖維素、羥丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素、及羧甲基乙基纖維素等。該等水溶性高分子化合物亦可以任意之比例將2種以上混合使用。
作為本發明之研磨液組合物中所包含之水溶性高分子化合物，就研磨速度提高、矽晶圓之表面之潤濕性提高、及對經研磨之面之微粒附著減少之觀點而言，較好的是選自聚乙烯吡咯烷酮、聚(N-醯基伸烷基亞胺)及羥乙基纖維素之至少1種，更好的是選自聚乙烯吡咯烷酮及聚(N-醯基伸烷基亞胺)之至少1種。
作為聚乙烯吡咯烷酮之黏度平均分子量，就研磨速度提高、矽晶圓之表面之潤濕性提高、及對經研磨之面之微粒附著減少之觀點而言，較好的是1萬~300萬，更好的是4萬~200萬，進而較好的是10萬~150萬，進而更好的是30萬~150萬，最好的是40萬~150萬。此處黏度平均分子量Mv為由下式所計算之值。固有黏度η為相對於聚乙烯吡咯烷酮之濃度將(ηrel -1)作圖所獲得之截距之值與相對於聚乙烯吡咯烷酮之濃度將(Lnηrel )作圖所獲得之截距之值的平均值。ηrel 為30℃下之運動黏度，係根據JIS Z 8803之方法，使用坎農-芬斯克(Cannon-Fenske)之細管式運動黏度計(黏度計編號75號)而測定之值。
[η]=KMva
η：固有黏度
Mv：黏度平均分子量
K=1.4×10-4
a=0.7
作為聚(N-醯基伸烷基亞胺)之重量平均分子量(聚苯乙烯換算)，就研磨速度提高、矽晶圓之表面之潤濕性提高、及對經研磨之面之微粒附著減少之觀點而言，較好的是1萬~400萬，更好的是1萬~200萬，進而較好的是1萬~150萬，進而更好的是1萬~100萬，進而更好的是5萬~100萬，最好的是10萬~100萬。再者，關於聚(N-醯基伸烷基亞胺)之重量平均分子量之測定方法，除標準物質為聚苯乙烯以外，與具有陽離子基之高分子化合物之重量平均分子量之測定方法相同。
作為羥乙基纖維素之重量平均分子量(聚乙二醇換算)，就研磨速度提高、矽晶圓之表面之潤濕性提高、及對經研磨之面之微粒附著減少之觀點而言，較好的是300,000~4,000,000，更好的是600,000~3,000,000，進而較好的是900,000~2,500,000。再者，關於羥乙基纖維素之重量平均分子量之測定方法，除標準物質為聚乙二醇以外，與具有陽離子基之高分子化合物之重量平均分子量之測定方法相同。
就研磨速度提高之觀點而言，本實施形態之研磨液組合物中之水溶性高分子化合物之含量較好的是0.0001重量%(1重量ppm)以上，更好的是0.0005重量%(5重量ppm)以上，進而較好的是0.001重量%(10重量ppm)以上，進而更好的是0.002重量%(20重量ppm)以上。又，就矽晶圓之表面之潤濕性提高之觀點而言，較好的是5重量%(50000重量ppm)以下，更好的是1重量%(10000重量ppm)以下，進而較好的是0.5重量%(5000重量ppm)以下，進而更好的是0.1重量%(1000重量ppm)以下，最好的是0.05重量%以下(500重量ppm)。因此，水溶性高分子化合物之含量較好的是0.0001~5重量%(1~50000重量ppm)，更好的是0.0005~1重量%(5~10000重量ppm)，進而較好的是0.001~0.5重量%(10~5000重量ppm)，進而更好的是0.001~0.1重量%(10~1000重量ppm)，最好的是0.002~0.05重量%(20~500重量ppm)。
(鹼性化合物)
就研磨速度提高之觀點而言，本發明之研磨液組合物較好的是含有鹼性化合物。作為鹼性化合物，可列舉含氮鹼性化合物、鹼金屬或鹼土族金屬之氫氧化物、碳酸鹽、及碳酸氫鹽等。作為含氮鹼性化合物，可列舉氨、氫氧化銨、碳酸銨、碳酸氫銨、甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、乙基胺、二乙基胺、三乙基胺、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基乙醇胺、N-甲基-N,N-二乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、N,N-二丁基乙醇胺、N-(β-胺基乙基)乙醇胺、單異丙醇胺、二異丙醇胺、及三異丙醇胺、乙二胺、1,6-己二胺、哌-六水合物、無水哌、1-(2-胺基乙基)哌、N-甲基哌、二伸乙三胺及氫氧化四甲基銨；作為鹼金屬或鹼土族金屬之氫氧化物、碳酸鹽及碳酸氫鹽，可列舉氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀、碳酸鈉及碳酸氫鈉。該等鹼性化合物亦可將2種以上混合使用。作為可包含於本發明之研磨液組合物中之鹼性化合物，就研磨速度提高之觀點而言，較好的是含氮鹼性化合物，更好的是氨、甲基胺。
就研磨速度提高之觀點而言，本發明之研磨液組合物中之鹼性化合物之含量較好的是0.001重量%以上，更好的是0.01重量%以上，進而較好的是0.02重量%以上。又，就防止半導體基板之腐蝕之觀點而言，較好的是10重量%以下，更好的是5重量%以下，進而較好的是1重量%以下，進而更好的是0.5重量%以下。因此，鹼性化合物之含量較好的是0.001~10重量%，更好的是0.01~5重量%，進而較好的是0.02~1重量%，最好的是0.02~0.5重量%。
(pH調整劑)
作為pH調整劑，可列舉酸性化合物等。作為酸性化合物，可列舉硫酸、鹽酸、硝酸或磷酸等無機酸，乙酸、草酸、丁二酸、乙醇酸、蘋果酸、檸檬酸或苯甲酸等有機酸等。
(防腐劑)
作為防腐劑，可列舉氯化芐二甲烴銨(benzalkonium chloride)、氯化苯銨松寧(benzethonium chloride)、1,2-苯并異噻唑啉-3-酮、(5-氯-)2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、過氧化氫、或次氯酸鹽等。
(醇類)
作為醇類，可列舉甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、異丙醇、2-甲基-2-丙醇、乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、甘油等。本發明之研磨液組合物中之醇類的含量較好的是0.1~5重量%。
(螯合劑)
作為螯合劑，可列舉伸乙二胺四乙酸、伸乙二胺四乙酸鈉、氮基三乙酸、氮基三乙酸鈉、氮基三乙酸銨、羥乙基伸乙二胺三乙酸、羥乙基伸乙二胺三乙酸鈉、三伸乙四胺六乙酸、三伸乙四胺六乙酸鈉等。本發明之研磨液組合物中之螯合劑的含量較好的是0.01~1重量%。
(陽離子性界面活性劑)
作為陽離子性界面活性劑，例如可列舉脂肪族胺鹽、脂肪族銨鹽等。
(陰離子性界面活性劑)
作為陰離子性界面活性劑，例如可列舉脂肪酸皂、烷基醚羧酸鹽等羧酸鹽，烷基苯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽等磺酸鹽，高級醇硫酸酯鹽、烷基醚硫酸鹽等硫酸酯鹽，烷基磷酸酯等磷酸酯鹽等。
(非離子性界面活性劑)
就研磨速度提高之觀點及抑制晶圓腐蝕之觀點而言，本發明之研磨液組合物較好的是包含非離子性界面活性劑。作為非離子性界面活性劑，例如可列舉聚氧乙烯烷基醚等醚型、甘油酯之聚氧乙烯醚等醚酯型、聚乙二醇脂肪酸酯、甘油酯、山梨糖醇酐酯等酯型等，就研磨速度提高之觀點及抑制晶圓腐蝕之觀點而言，較好的是醚型非離子性界面活性劑，更好的是聚氧乙烯烷基醚。非離子性界面活性劑防止腐蝕之理由並不明確，推定為，非離子性界面活性劑之疏水基吸附於矽晶圓，而形成保護膜，藉此抑制與鹼性物質之接觸。
又，就抑制研磨速度降低之觀點而言，本發明之研磨液組合物中之非離子性界面活性劑之含量較好的是0.01重量%(100重量ppm)以下，更好的是0.005重量%(50重量ppm)以下，進而較好的是0.0025重量%(25重量ppm)以下，最好的是0.001重量%(10重量ppm)以下。又，就防止半導體基板腐蝕之觀點而言，較好的是0.00005重量%(0.5重量ppm)以上，更好的是0.0001重量%(1重量ppm)以上，進而較好的是0.0003重量%(3重量ppm)以上，最好的是0.0004重量%(4重量ppm)以上。因此，非離子性界面活性劑之含量較好的是0.00005~0.01重量%(0.5~100重量ppm)，更好的是0.0001~0.005重量%(1~50重量ppm)，進而較好的是0.0003~0.0025重量%(3~25重量ppm)，最好的是0.0004~0.001重量%(4~10重量ppm)。
又，就研磨液組合物中之溶解性之觀點而言，本發明之研磨液組合物中之非離子性界面活性劑之HLB(Hydrophile Lipophile Babance，親水親油平衡)，較好的是8以上，更好的是10以上，進而較好的是12以上。又，就防止腐蝕之觀點而言，較好的是19.5以下，更好的是18以下，進而較好的是16以下。因此，非離子性界面活性劑之HLB較好的是8~19.5，更好的是10~18，進而較好的是12~16。再者，於本說明書中，HLB係指藉由格里芬(Griffin)法，由HLB=20×(親水基之重量%)之式而算出者。
又，就研磨液組合物之保存穩定性之觀點而言，本發明之研磨液組合物中之非離子性界面活性劑之曇點較好的是30℃以上，更好的是35℃以上，進而較好的是40℃以上。
(氧化劑)
作為氧化劑，可列舉過錳酸、過氧酸等過氧化物，鉻酸或硝酸、及該等之鹽等。
本實施形態之研磨液組合物之25℃下之pH值並無特別限制，但就研磨速度提高之觀點而言，較好的是8.0~12.0，更好的是9.0~11.5，進而較好的是9.5~11.0。此處，25℃下之pH值可使用pH計(東亞電波工業股份有限公司、HM-30G)測定，為電極浸漬於研磨液組合物1分鐘後之數值。
本發明之研磨液組合物之過濾器通液量於下述標準試驗A中較好的是1.0 g/分鐘‧cm2 以上，更好的是2.0 g/分鐘‧cm2 以上，就奈米刮痕等LPD減少之觀點而言，較好的是3.7 g/分鐘‧cm2 以上，更好的是5 g/分鐘‧cm2 以上，進而較好的是10 g/分鐘‧cm2 以上，進而更好的是12 g/分鐘‧cm2 以上。該通液量可藉由以下等方法進行調整：降低研磨液組合物之黏度、提高研磨液組合物中之研磨材料之分散性、利用過濾等去除研磨液組合物中之研磨材料之凝聚物。
(標準試驗A)
(1)　試驗室內溫度：25℃
(2)　吸引壓力：-100 kPa
(3)　過濾器：薄膜過濾器
材質：親水性PTFE(聚四氟乙烯)
孔徑：0.5 μm(以JIS K3832所揭示之方法，使研磨液組合物通過該過濾器剛流出時之壓力相當於0.14 MPa以上)
厚度：35 μm
過濾面積：17.3 cm2 (直徑=47 mm)
作為薄膜過濾器，例如可使用Advantec東洋公司製造之「H050A047A」。
(4)　操作：於上述吸引壓力下，使300 g之研磨液組合物於2秒內流入安裝有上述過濾器之吸引過濾器，測定自其後經過1分鐘通過過濾器之研磨液組合物之重量。將該重量除以標準試驗A中所使用之過濾器之過濾面積所得者設為通液量。減壓之方法並無特別限定，例如可使用水循環式抽氣器。
再者，上述中所說明之各成分之含量為使用時之含量，但本實施形態之研磨液組合物於不損害其保存穩定性之範圍內亦可於濃縮狀態下進行保存及供給。此情形於可進一步降低製造及運輸成本方面較好。濃縮液只要視需要利用上述水系介質進行適當地稀釋而使用即可。
於本實施形態之研磨液組合物為上述濃縮液之情形時，就降低製造及運輸成本之觀點而言，上述具有陽離子基之高分子化合物之含量較好的是0.005重量%以上，更好的是0.01重量%以上，進而較好的是0.02重量%以上。又，就使保存穩定性提高之觀點而言，濃縮液中之上述具有陽離子基之高分子化合物之含量較好的是5重量%以下，更好的是2重量%以下，進而較好的是1重量%以下。因此，上述濃縮液中之具有陽離子基之高分子化合物之含量較好的是0.005~5重量%，更好的是0.01~2重量%，進而較好的是0.02~1重量%。
於本實施形態之研磨液組合物為上述濃縮液之情形時，就降低製造及運輸成本之觀點而言，研磨材料之含量較好的是5重量%以上，更好的是7重量%以上，進而較好的是8重量%以上。又，就使保存穩定性提高之觀點而言，濃縮液中之研磨材料之含量較好的是40重量%以下，更好的是35重量%以下，進而較好的是30重量%以下。因此，上述濃縮液中之研磨材料之含量較好的是5~40重量%，更好的是7~35重量%，進而較好的是8~30重量%。
於本實施形態之研磨液組合物為上述濃縮液之情形時，就降低製造及運輸成本之觀點而言，水溶性高分子化合物之含量較好的是0.02重量%以上，更好的是0.05重量%以上，進而較好的是0.1重量%以上。又，就使保存穩定性提高之觀點而言，濃縮液中之水溶性高分子化合物之含量較好的是5重量%以下，更好的是2重量%以下，進而較好的是1重量%以下。因此，上述濃縮液中之水溶性高分子化合物之含量較好的是0.02~5重量%，更好的是0.05~2重量%，進而較好的是0.1~1重量%。
其次，對本實施形態之研磨液組合物之製造方法之一例進行說明。
本實施形態之研磨液組合物之製造方法之一例並無任何限制，例如，可藉由將具有陽離子基之高分子化合物、研磨材料、水系介質、與視需要之任意成分混合而製備。
關於該等各成分之混合順序並無特別限制，可將全部成分同時混合，於作為任意成分包含水溶性高分子化合物之情形時，亦可預先於溶解有水溶性高分子化合物之水系介質中混合研磨材料。就充分地防止研磨材料之凝聚等之觀點而言，較好的是後者。
關於研磨材料於水系介質中之分散，例如，可利用均質攪拌機、均質機、超音波分散機、濕式球磨機、或珠磨機等攪拌機等進行。於研磨材料凝聚等而形成之粗大粒子包含於水系介質中之情形時，較好的是藉由離心分離或使用過濾器之過濾等，去除該粗大粒子。研磨材料於水系介質中之分散，較好的是於水溶性高分子化合物之存在下進行。
本發明之研磨液組合物，例如可用於半導體基板之製造過程中之矽晶圓之研磨步驟。
矽晶圓之研磨步驟包括：使藉由將矽單晶錠切片為薄圓板狀而獲得之矽晶圓平面化之磨削(粗研磨)步驟；及蝕刻經磨削之矽晶圓後，使矽晶圓表面鏡面化之精加工研磨步驟。本發明之研磨液組合物更好的是用於上述精加工研磨步驟。
實施例
<研磨材料之平均一次粒徑>
研磨材料之平均一次粒徑(nm)係利用藉由BET(氮吸附)法算出之比表面積S(m2 /g)而以下述式算出。
平均一次粒徑(nm)=2727/S
關於研磨材料之比表面積，進行下述[前處理]後，以測定試樣約0.1 g為測定單元，精確測量至小數點以後4位，即將進行比表面積之測定前於110℃之氛圍下乾燥30分鐘後，使用比表面積測定裝置(Micromeritic自動比表面積測定裝置FlowsorbIII2305、島津製作所製造)藉由氮吸附法(BET法)進行測定。
[前處理]
(a)　將漿狀研磨材料以硝酸水溶液調整為pH 2.5±0.1。
(b)　將調整為pH 2.5±0.1之漿狀研磨材料放入培養皿中，並於150℃之熱風乾燥機內使其乾燥1小時。
(c)　乾燥後，將所獲得之試樣於瑪瑙研缽中細細地粉碎。
(d)　使經粉碎之試樣懸浮於40℃之離子交換水中，以孔徑1 μm之薄膜過濾器進行過濾。
(e)　將過濾器上之過濾物以20 g離子交換水(40℃)清洗5次。
(f)　將附著有過濾物之過濾器放入培養皿中，並於110℃之氛圍下使其乾燥4小時。
(g)　取出經乾燥之過濾物(研磨粒)並使其中不混入過濾器屑，於研缽中細細地粉碎而獲得測定試樣。
<研磨材料之平均二次粒徑>
關於研磨材料之平均二次粒徑(nm)，以使研磨材料之濃度達到0.5重量%之方式將研磨材料添加至離子交換水中後，將所獲得之水溶液注入至Disposable Sizing Cuvette(聚苯乙烯製造之10 mm樣品池)中，直至自底部起高度達到10 mm為止，利用動態光散射法(裝置名：ZetasizerNano ZS、Sysmex股份有限公司製造)測定。
(1)　研磨液組合物之製備
將研磨材料(膠體二氧化矽)、具有陽離子基之高分子化合物、28%氨水(Kishida化學股份有限公司試劑特級)、離子交換水、及視需要之其他高分子化合物或非離子性界面活性劑攪拌混合，獲得研磨液組合物之濃縮液(pH 10.0~11.0(25℃))。各濃縮液中之氨之含量為0.4重量%。下述實施例1~43中所使用之具有陽離子基之高分子化合物1~11之聚合度及組成示於下述表1。
高分子化合物1~11係藉由使作為結構單元(a2)之供給源的單體化合物與作為結構單元(a3)之供給源的單體化合物共聚合，並使所獲得之共聚物部分皂化而獲得。
[表1]
(註)於表1中之高分子化合物10~11中，各高分子化合物之總結構單元中之結構單元(a1)、結構單元(a2)及結構單元(a3)總計為100莫耳%。R為CH3 ，作為結構單元(a2)之供給源之單體化合物為乙酸乙烯酯。結構單元(a3)為源自上述通式(3-1)所示之化合物者，Z-為Cl-，X1 為-CONHR12 -，R12 為-(CH2 )3 ，R1 為-H，R2 為-H，R3 為-CH3 ，R4 為H，R5 為H，R6 為H。此處，-CONHR12 -之CO側與R3 所結合之碳相結合。
於表1中之高分子化合物1~9中，各高分子化合物之總結構單元中之結構單元(a1)、結構單元(a2)及結構單元(a3)總計為100莫耳%。R為CH3 ，作為結構單元(a2)之供給源之單體化合物為乙酸乙烯酯。結構單元(a3)為源自上述通式(3-1)所示之化合物者，Z-為Cl-，X1 為-CH2 -，R1 為-H，R2 為-H，R3 為-H。R4 為R1 R2 C=C(R3 )-X1 -，R5 為H，R6 為H。
表1所記載之(a3)之莫耳%係利用藉由下述陽離子化改性率測定方法所測定之氮量及氯濃度而算出。
[陽離子化改性率測定方法]
(1)　用超微天平精確稱量試樣1~5 mg，使試樣於觸媒存在下、氬氧氣流中分解而轉換為NO。測定該NO與臭氧反應時所發出之化學發光強度而求出氮量。關於試樣之燃燒、分解，係一邊確認試樣狀況一邊手動進行。此時，藉由目視水平及檢測強度而確認未產生不完全燃燒。
測定裝置：三菱化學Analytech公司製造TN-10
電爐設定條件：INLET 800℃
：OUTLET 900℃
氣體流量：O2 MAIN 300 ml/min
：Ar 1 L/min
：O2 0.5 L/min
校正曲線調整法：將苯胺溶解於甲苯而成之溶液設為校正曲線試樣。
(2)　另一方面，使試樣100 mg於氧氣流中燃燒，使產生之氣體吸收至3%過氧化氫水。藉由離子層析法測定吸收液中之氯化物離子而求出氯濃度。
燃燒裝置：吉田科學器械公司製造QS-AB2
燃燒溫度：PREH 400℃
：HIH 1000℃
燃燒氣體流量：2.5 L/min(Ar)
測定裝置：Dionex公司製造ICS-2000
分離管柱：IonPack AS418
保護管柱：IonPack AG18
溶離液：30 mM KOH
檢測器：導電率檢測器
(3)　於高分子化合物1~11中，以莫耳比1:1之比例包含N與Cl，且於(a3)之供給源中，分別逐一包含N原子與Cl原子，因此，分別由氮量及氯濃度計算陽離子基之含量(mol%)，將其平均值設為(a3)之結構單元量(mol%)。
將上述濃縮液以離子交換水稀釋20倍，獲得pH 10.0~11.0(25℃)之研磨液組合物。研磨液組合物中，研磨材料之含量為0.5重量%，氨之含量為0.02重量%。具有陽離子基之高分子化合物之含量、具有陽離子基之高分子化合物以外之水溶性高分子化合物之含量、及非離子性界面活性劑之含量如表2及表3所記載。
(2)　研磨方法
使用所獲得之研磨液組合物，以下述研磨條件將下述矽晶圓研磨15分鐘。
<矽晶圓>
將8英吋矽單面鏡面晶圓(二階段研磨結束後之晶圓、厚度0.7 mm)切割為4 cm×4 cm而使用
<研磨條件>
研磨機：單面研磨機MA-300(武藏野電子股份有限公司製造、壓盤直徑300 mm)
研磨墊：SUPREME RN-H(Nitta Haas製造)
轉盤轉速：90 r/min(線速度45 m/min)
壓盤轉速：16 r/min
研磨液組合物供給量：15 ml/min(供給至轉盤中心)
研磨荷重：100 g/cm2
研磨時間：15 min
將以上述研磨條件進行研磨之矽晶圓利用晶圓噴射清洗機WJS-150B(Mtec股份有限公司製造)加以清洗後，使其乾燥。具體而言，依序進行使用離子交換水之旋轉清洗(旋轉速度1500 rpm、30秒)、使用離子交換水之刷洗(旋轉速度100 rpm、60秒)、使用離子交換水之旋轉清洗(旋轉速度1500 rpm、30秒)後，進行旋轉乾燥(旋轉速度3000 rpm、30秒)。
(3)　評價方法
<濃縮液之保存穩定性>
將濃縮液100 g裝入100 ml螺旋管中並密封，確認1天後之保存穩定性。濃縮液保存於23℃之房間中。
×：製備1天後，產生凝聚物及分離者。
○：製備1天後，未產生凝聚物及分離，保持分散穩定性者。
<研磨速度之評價>
使用實施例1~43及比較例1~4之研磨液組合物時之研磨速度藉由以下方法進行評價。首先，利用測量器(Sartorius公司製造之「BP-210S」)測定研磨前後之各矽晶圓之重量，所獲得之重量差除以矽晶圓之密度、面積及研磨時間，求出每單位時間之單面研磨速度。再者，於表2及表3中，將使用比較例4之研磨液組合物之情形之單面研磨速度設為「1.00」，以相對值表示使用其他研磨液組合物之情形之研磨速度。
<過濾器通液量之評價>
(1)　吸引壓力設定機構：使用水循環式抽氣器(「CIRCULATING ASPIRATOR WJ-15」、柴田科學器械工業公司製造)，於抽氣器與吸引過濾器之間(距離吸引過濾器20 cm之位置)連接壓力計，將過濾中之壓力調整為-100 kPa。將試驗室內溫度設為25℃。
(2)　吸引過濾器：附有減壓過濾用過濾器固持器(型號：KGS-47、Advantec東洋股份有限公司製造)之1 L吸引瓶
(3)　過濾器：薄膜過濾器(「H050A047A」、Advantec東洋股份有限公司製造)、材質：親水性PTFE、孔徑：0.5 μm、厚度：35 μm、過濾面積：17.3 cm2 (直徑=47 mm)
(4)　通液時間：1分鐘(自以2秒將300 g研磨液組合物投入至過濾器上之漏斗中而結束之時間點起1分鐘)
(5)　通液量：通液1分鐘後之吸引瓶中之研磨液組合物之重量(g)除以過濾器之過濾面積而求出。
<矽晶圓表面之潤濕性評價(矽晶圓之潤濕面積)>
作為前處理，使切割為40×40 mm見方之矽晶圓浸漬於1%稀氫氟酸水溶液中2分鐘而去除氧化膜後，瞬間浸漬於離子交換水中、清洗後，進行鼓風乾燥。將矽晶圓浸漬於各研磨液組合物20秒後，提起而於空氣中靜置15秒，以目視判定將矽晶圓下部之積存液以擦拭紙去除後之矽晶圓之鏡面之親水化部面積。進行3次測定，算出其平均值。再者，將矽晶圓之其中一個主面的整個面潤濕之情形設為100%。
<腐蝕量之評價>
使切割為40×40 mm見方之矽晶圓浸漬於1%稀氫氟酸水溶液中2分鐘而去除氧化膜後，瞬間浸漬於離子交換水、清洗後，進行鼓風乾燥。其次將矽晶圓放入塑膠容器中，向該塑膠容器加入研磨液組合物20 g後蓋上蓋子。於80℃下將矽晶圓於研磨液組合物中浸漬5小時後，瞬間浸漬於離子交換水中、清洗後，進行鼓風乾燥。將經鼓風乾燥之矽晶圓之浸漬於研磨液組合物前後之重量減少量設為腐蝕量。
(註)於表2及表3中之高分子化合物(1)之欄中所記載之高分子化合物1~11分別為本發明之具有陽離子基之高分子化合物之例，高分子化合物(2)為具有陽離子基之高分子化合物以外之水溶性高分子化合物之例。表2及表3中之研磨材料及成分＊1~＊9之詳細情況如下。
二氧化矽1：平均一次粒徑：26 nm、平均二次粒徑：58 nm、凝聚度：2.2
二氧化矽2：平均一次粒徑：38 nm、平均二次粒徑：78 nm、凝聚度：2.1
成分＊1：完全鹼化聚乙烯醇、可樂麗公司製造、PVA-124
成分＊2：陽離子性聚乙烯醇、可樂麗公司製造、CM-318
成分＊3：聚伸乙亞胺、日本觸媒公司製造、SP-006
成分＊4：HEC、住友精化公司製造、CF-V、重量平均分子量160萬
成分＊5：聚(N-丙醯伸乙亞胺)、花王公司製造、重量平均分子量77萬
成分＊6：聚乙烯吡咯烷酮、和光純藥公司製造、K90、黏度平均分子量59萬
成分＊7：聚氧乙烯烷基醚(花王公司製造、Emulgen 3140S-90、HLB=19)
成分＊8：聚氧乙烯烷基醚(花王公司製造、Emulgen 350、HLB=18)
成分＊9：聚氧乙烯烷基醚(花王公司製造、Emulgen 409 PV、HLB=14)
如表2及表3所示，實施例1~43之研磨液組合物之濃縮液狀態之保存穩定性良好，過濾器通液量較多，矽晶圓之潤濕性亦良好且研磨速度提高。相對於此，比較例1~2之研磨液組合物之潤濕性較差，關於比較例2~3之研磨液組合物，其濃縮液之保存穩定性較差。又，供給至研磨墊上之比較例2~3之研磨液組合物中，存在藉由目視可分辨之程度之較大的凝聚物，明確該凝聚物成為產生刮痕之原因。關於比較例4之研磨液組合物，通液性較差。
產業上之可利用性
若使用本發明之研磨液組合物，則可高速研磨矽晶圓，並且亦可減少過濾器之堵塞。因此，本發明之研磨液組合物作為各種半導體基板之製造過程中所使用之研磨液組合物而有用，其中，亦作為矽晶圓之精加工研磨用之研磨液組合物而有用。

Claims (19)

  1. 一種矽晶圓用研磨液組合物，其含有高分子化合物、研磨材料及水系介質，該高分子化合物包含下述通式(1)所示之結構單元(a1)、下述通式(2)所示之結構單元(a2)、以及源自選自下述通式(3-1)所示之化合物及下述通式(3-2)所示之化合物之結構單元(a3)，且結構單元(a3)總計為高分子化合物之結構單元中之0.001~1.5莫耳%； [式中，R係碳數1~3之烷基]； [式中，R1 、R2 、R3 、R7 、R8 、R9 分別獨立，係氫原子或碳數1~3之烷基；X1 、Y分別獨立，係選自碳數1~12之伸烷基、-COOR12 -、-CONHR12 -、-OCOR12 -、及-R13 -OCO-R12 -之基；此處，R12 、R13 分別獨立，係碳數1~5之伸烷基；R4 係氫原子、碳數1~3之烷基、碳數1~3之羥烷 基或R1 R2 C=C(R3 )-X1 -；R5 係氫原子、碳數1~3之烷基、或碳數1~3之羥烷基，R6 係氫原子、碳數1~3之烷基、碳數1~3之羥烷基或苄基，Z-表示陰離子；R10 係氫原子、碳數1~3之烷基、碳數1~3之羥烷基或R7 R8 C=C(R9 )-Y-；R11 係氫原子、碳數1~3之烷基或碳數1~3之羥烷基]。
  2. 如請求項1之矽晶圓用研磨液組合物，其中於上述高分子化合物之結構單元中，結構單元(a1)、結構單元(a2)及結構單元(a3)總計為50~100莫耳%。
  3. 如請求項1或2之矽晶圓用研磨液組合物，其進而含有選自聚乙烯吡咯烷酮、聚(N-醯基伸烷基亞胺)及羥乙基纖維素中之至少1種。
  4. 如請求項1或2之矽晶圓用研磨液組合物，其進而含有非離子性界面活性劑。
  5. 如請求項3之矽晶圓用研磨液組合物，其進而含有非離子性界面活性劑。
  6. 如請求項1或2之矽晶圓用研磨液組合物，其中上述研磨材料之平均一次粒徑為5~50 nm。
  7. 如請求項3之矽晶圓用研磨液組合物，其中上述研磨材料之平均一次粒徑為5~50 nm。
  8. 如請求項4之矽晶圓用研磨液組合物，其中上述研磨材料之平均一次粒徑為5~50 nm。
  9. 如請求項5之矽晶圓用研磨液組合物，其中上述研磨材料之平均一次粒徑為5~50 nm。
  10. 如請求項1或2之矽晶圓用研磨液組合物，其中上述研磨 材料為膠體二氧化矽。
  11. 如請求項3之矽晶圓用研磨液組合物，其中上述研磨材料為膠體二氧化矽。
  12. 如請求項4之矽晶圓用研磨液組合物，其中上述研磨材料為膠體二氧化矽。
  13. 如請求項5之矽晶圓用研磨液組合物，其中上述研磨材料為膠體二氧化矽。
  14. 如請求項6之矽晶圓用研磨液組合物，其中上述研磨材料為膠體二氧化矽。
  15. 如請求項7之矽晶圓用研磨液組合物，其中上述研磨材料為膠體二氧化矽。
  16. 如請求項8之矽晶圓用研磨液組合物，其中上述研磨材料為膠體二氧化矽。
  17. 如請求項9之矽晶圓用研磨液組合物，其中上述研磨材料為膠體二氧化矽。
  18. 一種半導體基板之製造方法，其包含使用請求項1至17中任一項之矽晶圓用研磨液組合物來研磨矽晶圓之步驟。
  19. 一種矽晶圓之研磨方法，其包含使用請求項1至17中任一項之矽晶圓用研磨液組合物來研磨矽晶圓之步驟。
TW099122368A 2009-07-07 2010-07-07 Silicon wafer polishing composition TWI411670B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009160943 2009-07-07
JP2009270471 2009-11-27
JP2010104079A JP2011171689A (ja) 2009-07-07 2010-04-28 シリコンウエハ用研磨液組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201111488A TW201111488A (en) 2011-04-01
TWI411670B true TWI411670B (zh) 2013-10-11

Family

ID=43429217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW099122368A TWI411670B (zh) 2009-07-07 2010-07-07 Silicon wafer polishing composition

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8926859B2 (zh)
EP (1) EP2444996B1 (zh)
JP (1) JP2011171689A (zh)
KR (1) KR101331823B1 (zh)
SG (1) SG177532A1 (zh)
TW (1) TWI411670B (zh)
WO (1) WO2011004793A1 (zh)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10323162B2 (en) * 2009-12-11 2019-06-18 Mitsui Minig & Smelting Co., Ltd. Abrasive material
CN102666014B (zh) 2010-03-12 2017-10-31 日立化成株式会社 悬浮液、研磨液套剂、研磨液以及使用它们的基板的研磨方法
JP4772156B1 (ja) * 2010-07-05 2011-09-14 花王株式会社 シリコンウエハ用研磨液組成物
WO2012070542A1 (ja) 2010-11-22 2012-05-31 日立化成工業株式会社 スラリー、研磨液セット、研磨液、基板の研磨方法及び基板
WO2012141145A1 (ja) * 2011-04-13 2012-10-18 株式会社 フジミインコーポレーテッド 基板のエッジ研磨用組成物及びそれを用いた基板のエッジ研磨方法
WO2012161202A1 (ja) * 2011-05-24 2012-11-29 株式会社クラレ 化学機械研磨用エロージョン防止剤、化学機械研磨用スラリーおよび化学機械研磨方法
JP5594273B2 (ja) * 2011-10-27 2014-09-24 信越半導体株式会社 スラリー及びスラリーの製造方法
JP5798450B2 (ja) * 2011-11-15 2015-10-21 花王株式会社 シリコンウエハ用研磨液組成物
JP5833435B2 (ja) * 2011-12-28 2015-12-16 花王株式会社 シリコンウエハ用研磨液組成物
TWI582184B (zh) * 2012-01-16 2017-05-11 福吉米股份有限公司 研磨用組成物、其製造方法、稀釋用原液、矽基板之製造方法、及矽基板
JP6357296B2 (ja) * 2012-02-10 2018-07-11 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物、及び半導体基板の製造方法
US10557058B2 (en) * 2012-02-21 2020-02-11 Hitachi Chemical Company, Ltd. Polishing agent, polishing agent set, and substrate polishing method
WO2013125445A1 (ja) * 2012-02-21 2013-08-29 日立化成株式会社 研磨剤、研磨剤セット及び基体の研磨方法
SG11201407087XA (en) 2012-05-22 2014-12-30 Hitachi Chemical Co Ltd Slurry, polishing-solution set, polishing solution, substrate polishing method, and substrate
CN104321852B (zh) 2012-05-22 2016-12-28 日立化成株式会社 悬浮液、研磨液套剂、研磨液、基体的研磨方法及基体
EP2682440A1 (en) * 2012-07-06 2014-01-08 Basf Se A chemical mechanical polishing (cmp) composition comprising a non-ionic surfactant and a carbonate salt
EP2682441A1 (en) * 2012-07-06 2014-01-08 Basf Se A chemical mechanical polishing (CMP) composition comprising a non-ionic surfactant and an aromatic compound comprising at least one acid group
WO2014034425A1 (ja) * 2012-08-31 2014-03-06 株式会社 フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物及び基板の製造方法
SG11201506001VA (en) * 2013-02-13 2015-09-29 Fujimi Inc Polishing composition, method for producing polishing composition and method for producing polished article
KR102226501B1 (ko) * 2013-02-21 2021-03-11 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 연마용 조성물 및 연마물 제조 방법
JP5900913B2 (ja) 2013-03-19 2016-04-06 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物、研磨用組成物製造方法および研磨用組成物調製用キット
US10717899B2 (en) 2013-03-19 2020-07-21 Fujimi Incorporated Polishing composition, method for producing polishing composition and polishing composition preparation kit
US9388328B2 (en) * 2013-08-23 2016-07-12 Diamond Innovations, Inc. Lapping slurry having a cationic surfactant
JP6169938B2 (ja) * 2013-10-04 2017-07-26 花王株式会社 シリコンウェーハ用研磨液組成物
KR101785450B1 (ko) * 2013-10-04 2017-10-16 가부시키가이샤 사무코 연마제 조성물, 실리콘 웨이퍼용 연마제 조성물, 및 실리콘 웨이퍼 제품의 제조 방법
WO2015068672A1 (ja) * 2013-11-08 2015-05-14 東亞合成株式会社 半導体用濡れ剤及び研磨用組成物
JP6185432B2 (ja) * 2014-06-24 2017-08-23 株式会社フジミインコーポレーテッド シリコンウェーハ研磨用組成物
JP6655354B2 (ja) * 2014-12-26 2020-02-26 花王株式会社 シリコンウェーハ用研磨液組成物、又はシリコンウェーハ用研磨液組成物キット
WO2018179061A1 (ja) * 2017-03-27 2018-10-04 日立化成株式会社 研磨液、研磨液セット及び研磨方法
CN108059921B (zh) * 2017-12-25 2019-09-03 北京半导体专用设备研究所（中国电子科技集团公司第四十五研究所） 一种优化晶圆表面形貌的化学机械平坦化方法
JP7253335B2 (ja) * 2018-07-31 2023-04-06 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物、その製造方法および研磨用組成物を用いた研磨方法
CN112846948B (zh) * 2019-11-28 2024-02-23 东莞新科技术研究开发有限公司 一种晶圆表面的加工方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004204116A (ja) * 2002-12-26 2004-07-22 Kao Corp 微小うねり低減剤
TW200425316A (en) * 2003-01-31 2004-11-16 Hitachi Chemical Co Ltd Cmp abrasive and polishing method

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3364261B2 (ja) 1993-03-01 2003-01-08 株式会社トクヤマ 金属酸化物微粒子の製造方法
US5662997A (en) * 1994-05-23 1997-09-02 Seiko Epson Corporation Ink jet recording film comprising cation-modified polyvinyl alcohol and recording method using the same
JP3195569B2 (ja) 1997-08-11 2001-08-06 守 磯 繭型コロイダルシリカの製造方法
JP4115562B2 (ja) 1997-10-14 2008-07-09 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
JPH11214338A (ja) 1998-01-20 1999-08-06 Memc Kk シリコンウェハーの研磨方法
CN100422080C (zh) * 2002-07-10 2008-10-01 株式会社德山 易分散性沉淀二氧化硅滤饼及其制造方法
US7553345B2 (en) * 2002-12-26 2009-06-30 Kao Corporation Polishing composition
JP4566645B2 (ja) 2003-07-25 2010-10-20 扶桑化学工業株式会社 シリカゾル及びその製造方法
JP4011566B2 (ja) 2003-07-25 2007-11-21 扶桑化学工業株式会社 シリカゾル及びその製造方法
JP2005097445A (ja) 2003-09-25 2005-04-14 Yasuhiro Tani 研磨剤用キャリア粒子、研磨剤および研磨方法
JP2005353681A (ja) 2004-06-08 2005-12-22 Hitachi Chem Co Ltd 半導体絶縁膜用ｃｍｐ研磨剤、その製造方法及び基板の研磨方法
TW200604097A (en) 2004-07-26 2006-02-01 Fuso Chemical Co Ltd Silica sol and manufacturing method therefor
JP4808394B2 (ja) 2004-10-29 2011-11-02 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
JP4145865B2 (ja) * 2004-11-18 2008-09-03 花王株式会社 硬質表面用洗浄剤
US20060118760A1 (en) 2004-12-03 2006-06-08 Yang Andy C Slurry composition and methods for chemical mechanical polishing
US20060135045A1 (en) 2004-12-17 2006-06-22 Jinru Bian Polishing compositions for reducing erosion in semiconductor wafers
PL1901924T3 (pl) * 2005-06-02 2012-08-31 Agfa Graphics Nv Znak potwierdzenia autentyczności produktu lub opakowania produktu nanoszony techniką druku atramentowego
JP2007019093A (ja) 2005-07-05 2007-01-25 Nitta Haas Inc 半導体研磨用組成物
JP2007214205A (ja) 2006-02-07 2007-08-23 Fujimi Inc 研磨用組成物
JP5204960B2 (ja) 2006-08-24 2013-06-05 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方法
JP5196819B2 (ja) 2007-03-19 2013-05-15 ニッタ・ハース株式会社 研磨用組成物
JP2009094233A (ja) * 2007-10-05 2009-04-30 Showa Denko Kk 半導体基板用研磨組成物

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004204116A (ja) * 2002-12-26 2004-07-22 Kao Corp 微小うねり低減剤
TW200425316A (en) * 2003-01-31 2004-11-16 Hitachi Chemical Co Ltd Cmp abrasive and polishing method

Also Published As

Publication number Publication date
EP2444996B1 (en) 2016-04-20
US20120108064A1 (en) 2012-05-03
SG177532A1 (en) 2012-02-28
US8926859B2 (en) 2015-01-06
EP2444996A4 (en) 2014-10-08
TW201111488A (en) 2011-04-01
JP2011171689A (ja) 2011-09-01
KR20120030160A (ko) 2012-03-27
WO2011004793A1 (ja) 2011-01-13
EP2444996A1 (en) 2012-04-25
KR101331823B1 (ko) 2013-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI411670B (zh) Silicon wafer polishing composition
JP4772156B1 (ja) シリコンウエハ用研磨液組成物
TWI541335B (zh) Silicon wafer polishing composition
TWI555831B (zh) Silicon wafer polishing composition
JPH11116942A (ja) 研磨用組成物
JP5798450B2 (ja) シリコンウエハ用研磨液組成物
JP5441578B2 (ja) 研磨液組成物
TW201412960A (zh) 晶圓用研磨液組成物
JP2009231486A (ja) シリコンウエハ用研磨液組成物
JP6678076B2 (ja) シリコンウェーハ用研磨液組成物
JP5362319B2 (ja) 研磨液組成物
JP6245939B2 (ja) シリコンウェーハ用研磨液組成物
JP2014130965A (ja) シリコンウェーハ用研磨液組成物
JP6168984B2 (ja) シリコンウェーハ用研磨液組成物
JP6169938B2 (ja) シリコンウェーハ用研磨液組成物
JP2016119418A (ja) シリコンウェーハ用研磨液組成物
JP2023020529A (ja) 研磨液組成物
JP2020109864A (ja) シリコンウェーハ用研磨液組成物
JPWO2019187969A1 (ja) 研磨用組成物
JP2018107263A (ja) シリコンウェーハ用研磨液組成物

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees