TWI621702B - Slurry composition for cerium oxide film - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種可提昇研磨速度之氧化矽膜用研磨液組合物。
於一個或複數個實施形態中，本發明係一種氧化矽膜用研磨液組合物，其含有：水；氧化鈰粒子；及於分子內具有胺基、以及選自磺酸基及膦酸基中之至少1種酸基之化合物。於上述研磨液組合物中，[化合物中所包含之酸基之莫耳數]/[氧化鈰粒子之總表面積]為1.6×10-5~5.0×10-2莫耳/m2。

Description

氧化矽膜用研磨液組合物
本發明係關於一種氧化矽膜用研磨液組合物、及使用其之半導體基板之製造方法。
CMP(chemical mechanical polishing，化學機械拋光)技術為如下技術：於使欲加工之被研磨基板之表面與研磨墊接觸之狀態下，一面將研磨液供給至該等之接觸部位一面使被研磨基板及研磨墊相對地移動，藉此使被研磨基板之表面凹凸部分發生化學反應，並且將其機械地去除而使之平坦化。
於專利文獻1中，作為淺溝槽元件分離構造之形成中所使用之研磨劑，揭示有一種CMP研磨劑，其包含：氧化鈰粒子；分散劑；添加劑，其選自具有游離之-COOM基、酚性OH基、-SO3M基、-OSO3H基、-PO4M2基或-PO3M2基等陰離子性基之水溶性有機低分子(M為H、NH4、或Na、K等金屬原子)中；及水。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2001-7060號公報
於CMP研磨中，對被研磨膜、例如氧化矽膜之研磨速度之提昇為1個問題。因此，於一個或複數個實施形態中，本發明提供一種可 提昇研磨速度之氧化矽膜用研磨液組合物。
於一個或複數個實施形態中，本發明係關於一種氧化矽膜用研磨液組合物(以下，亦稱為「本發明之研磨液組合物」)，其含有：水；氧化鈰粒子；及於分子內具有胺基、以及選自磺酸基及膦酸基中之至少1種酸基之化合物；且上述化合物中所包含之上述酸基之莫耳數相對於上述氧化鈰粒子之總表面積的比([化合物中所包含之酸基之莫耳數]/[氧化鈰粒子之總表面積])為1.6×10-5莫耳/m2以上且5.0×10-2莫耳/m2以下。
於其他一個或複數個實施形態中，本發明係關於一種組合物之用途，其係將含有如下者之組合物用於氧化矽膜之研磨：水；氧化鈰粒子；及於分子內具有胺基、以及選自磺酸基及膦酸基中之至少1種酸基之化合物。
此處，上述化合物中所包含之上述酸基之莫耳數相對於上述氧化鈰粒子之總表面積的比([化合物中所包含之酸基之莫耳數]/[氧化鈰粒子之總表面積])為1.6×10-5莫耳/m2以上且5.0×10-2莫耳/m2以下。
於其他一個或複數個實施形態中，本發明係關於一種半導體基板之製造方法，其包括使用本發明之研磨液組合物對氧化矽膜進行研磨。
於其他一個或複數個實施形態中，本發明係關於一種半導體基板之研磨方法，其包括使用本發明之研磨液組合物對氧化矽膜進行研磨。
根據本發明之研磨液組合物，於一個或複數個實施形態中，能夠發揮出可提昇對氧化矽膜之研磨速度之效果。
本發明係基於如下見解：若於以氧化鈰(以下，有時稱為二氧化鈰)粒子作為研磨粒之研磨液組合物中含有於分子內具有胺基、以及磺酸基及/或膦酸基之化合物，則可提昇氧化矽膜之研磨速度。於一個或複數個實施形態中，於使用膠體二氧化鈰作為二氧化鈰粒子之情形時，可達成研磨後之研磨損傷(刮痕數)之降低。
於本發明之研磨液組合物中可提昇氧化矽膜之研磨速度之機制的詳細內容雖殘留有不明之部分，但可認為如下所述。即，獲得於分子內具有胺基、以及磺酸基及/或膦酸基之化合物多層吸附於二氧化鈰粒子之表面之見解。一般氧化矽膜之表面電位為負，故而表面電位為正之二氧化鈰粒子與表面電位為負之二氧化鈰粒子相比，研磨速度較高。進而可認為於分子內具有胺基、以及磺酸基及/或膦酸基之化合物藉由多層吸附於帶正電之二氧化鈰粒子之表面而使正電荷之擴散變大，二氧化鈰粒子容易被吸引至基板，從而使研磨速度提昇。但是，該等為推斷，本發明可不限定於該等機制。
[於分子內具有胺基、以及磺酸基及/或膦酸基之化合物]
於本發明中，於分子內具有胺基、以及選自磺酸基及膦酸基中之至少1種之化合物(以下，亦簡稱為「兩性化合物」)於一個或複數個實施形態中為可吸附於二氧化鈰粒子之兩性化合物，就研磨速度提昇之觀點而言，為可多層吸附於二氧化鈰粒子之化合物。於本發明中，所謂多層吸附，於一個或複數個實施形態中，係指超過以單層吸附之情形時所預想之吸附量，且吸附量與所添加的化合物量相關地增加。
於一個或複數個實施形態中，就研磨速度提昇之觀點而言，於分子內具有胺基及磺酸基之兩性化合物可列舉胺基磺酸、牛磺酸或其 衍生物，較佳為胺基磺酸。於一個或複數個實施形態中，就相同之觀點而言，於分子內具有胺基及膦酸基之兩性化合物可列舉胺甲基膦酸。
於一個或複數個實施形態中，就研磨速度提昇之觀點而言，本發明之研磨液組合物中之上述兩性化合物之含量較佳為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，進而更佳為0.05質量%以上。於一個或複數個實施形態中，就相同之觀點而言，本發明之研磨液組合物中之上述兩性化合物之含量較佳為0.50質量%以下，更佳為0.30質量%以下，進而較佳為0.15質量%以下。作為本發明之研磨液組合物中之上述兩性化合物之含量，於一個或複數個實施形態中，就研磨速度提昇之觀點而言，較佳為0.001質量%以上且0.50質量%以下，更佳為0.005質量%以上且0.30質量%以下，進而較佳為0.01質量%以上且0.15質量%以下，進而更佳為0.05質量%以上且0.15質量%以下。
[二氧化鈰(氧化鈰)粒子]
本發明之研磨液組合物含有二氧化鈰粒子作為研磨粒。作為二氧化鈰粒子，於一個或複數個實施形態中，可列舉膠體二氧化鈰及焙燒粉碎二氧化鈰。就降低研磨後之研磨損傷之觀點而言，作為二氧化鈰粒子，較佳為膠體二氧化鈰。就研磨速度提昇之觀點而言，作為二氧化鈰粒子，較佳為焙燒粉碎二氧化鈰。本發明之研磨液組合物亦可包含鈰之氫氧化物。
作為二氧化鈰粒子之形狀，較佳為大致球狀。就研磨速度之觀點而言，所使用之二氧化鈰粒子之平均一次粒徑較佳為15nm以上，更佳為20nm以上，進而較佳為40nm以上，進而更佳為50nm以上，且較佳為300nm以下，更佳為200nm以下，進而較佳為150nm以下，進而更佳為100nm以下。若二氧化鈰粒子之平均一次粒徑為15nm以 上，則可有效地提昇氧化矽膜之研磨速度，若為300nm以下，則可有效地抑制研磨損傷之產生。於本發明中，二氧化鈰粒子之平均一次粒徑係使用藉由BET(氮吸附)法所算出之比表面積S(m2/g)而算出。比表面積例如可藉由實施例中所記載之方法進行測定。於本發明中，亦將藉由BET法所算出之平均一次粒徑稱為「BET換算粒徑」。
[化合物之酸基數/粒子之總表面積]
於本發明之研磨液組合物中，關於兩性化合物中所包含之酸基(磺酸基及膦酸基)之莫耳數相對於所含有之二氧化鈰粒子之總表面積的比([磺酸基及膦酸基之莫耳數]/[氧化鈰粒子之總表面積])，於一個或複數個實施形態中，就研磨速度提昇之觀點而言，較佳為1.6×10-5莫耳/m2以上，更佳為5.1×10-5莫耳/m2以上，進而較佳為8.4×10-5莫耳/m2以上，進而更佳為1.6×10-4莫耳/m2以上。於一個或複數個實施形態中，就相同之觀點而言，該比較佳為5.0×10-2莫耳/m2以下，更佳為1.4×10-3莫耳/m2以下，進而較佳為8.6×10-4莫耳/m2以下，進而更佳為5.2×10-4莫耳/m2以下。就相同之觀點而言，該比較佳為1.6×10-5莫耳/m2以上且5.0×10-2莫耳/m2以下，更佳為5.1×10-5莫耳/m2以上且1.4×10-3莫耳/m2以下，進而較佳為8.4×10-5莫耳/m2以上且8.6×10-4莫耳/m2以下，進而更佳為1.6×10-4莫耳/m2以上且5.2×10-4莫耳/m2以下。於本發明中，二氧化鈰粒子之總表面積可將藉由BET(氮吸附)法所算出之比表面積S(m2/g)乘以本發明之研磨液組合物中之二氧化鈰粒子之含量而算出。
[二氧化鈰粒子之含量]
於一個或複數個實施形態中，就研磨速度提昇之觀點而言，本發明之研磨液組合物中之二氧化鈰粒子之含量較佳為0.001質量%以上，更佳為0.01質量%以上，進而較佳為0.05質量%以上，進而更佳為0.1質量%以上。於一個或複數個實施形態中，就相同之觀點而言， 本發明之研磨液組合物中之二氧化鈰粒子之含量較佳為1.0質量%以下，更佳為0.80質量%以下，進而較佳為0.60質量%以下，進而更佳為0.5質量%以下。作為本發明之研磨液組合物中之二氧化鈰粒子之含量，於一個或複數個實施形態中，就相同之觀點而言，較佳為0.001質量%以上且1.0質量%以下，更佳為0.01質量%以上且0.80質量%以下，進而較佳為0.05質量以上且0.60質量%以下，進而更佳為0.1質量%以上且0.5質量%以下。
[水]
本發明之研磨液組合物含有水作為水系介質。就半導體基板之品質提昇之觀點而言，更佳為該水包含離子交換水、蒸餾水、超純水等水。關於本發明之研磨液組合物中之水之含量，若將該兩性化合物、該二氧化鈰粒子及水之質量之合計設為100質量%，則可設為去除該兩性化合物及該二氧化鈰粒子後之剩餘。
[pH值]
就研磨速度提昇、研磨選擇性提昇之觀點而言，本發明之研磨液組合物之pH值較佳為超過2.5，更佳為3.0以上，進而較佳為3.5以上，進而更佳為4.0以上。就相同之觀點而言，該pH值較佳為8.0以下，更佳為7.5以下，進而較佳為7.0以下。就相同之觀點而言，該pH值較佳為超過2.5且8.0以下，更佳為3.0以上且8.0以下，進而較佳為3.5以上且7.5以下，進而更佳為4.0以上且7.0以下。於本發明中，研磨液組合物之pH值係25℃下之值，且為使用pH計所測得之值。具體而言，本發明中之研磨液組合物之pH值可藉由實施例中所記載之方法進行測定。
本發明之研磨液組合物之pH值之調整可視需要使用酸或鹼而進行。作為上述酸，並無特別限定，於一個或複數個實施形態中，可列舉：鹽酸、硝酸、硫酸等無機酸；乙酸、草酸、檸檬酸及蘋果酸等有 機酸。其中，就通用性之觀點而言，作為上述酸，較佳為選自鹽酸、硝酸及乙酸中之至少1種，更佳為選自鹽酸及乙酸中之至少1種。作為上述鹼，並無特別限定，於一個或複數個實施形態中，可列舉：氨及氫氧化鉀等無機鹼性化合物；烷基胺及烷醇胺等有機鹼性化合物。其中，就半導體基板之品質提昇之觀點而言，作為上述鹼，較佳為選自氨及烷基胺中之至少1種，更佳為氨。
[其他成分]
本發明之研磨液組合物亦可於無損研磨速度提昇之效果之範圍內含有上述成分以外的研磨助劑等任意成分。就確保氧化矽膜之研磨速度之觀點而言，該等任意成分之含量較佳為0.001質量%以上，更佳為0.0025質量%以上，進而較佳為0.01質量%以上，就提昇研磨選擇性之觀點而言，較佳為1質量%以下，更佳為0.5質量%以下，進而較佳為0.1質量%以下。
[研磨液組合物之製備]
於一個或複數個實施形態中，本發明之研磨液組合物可藉由包括將該兩性化合物、該二氧化鈰粒子及水混合之步驟之方法而製造。
於一個或複數個實施形態中，本發明之研磨液組合物並不限定於在所有成分經預先混合之狀態下供給至市場之所謂1液型，亦可為使用時混合之所謂2液型。於一個或複數個實施形態中，2液型之研磨液組合物分為第1液及第2液，研磨液組合物例如可為包含該二氧化鈰粒子混合於水中而成之第1液、及該兩性化合物溶解於水中而成之第2液，且將第1液與第2液混合者。第1液與第2液之混合可於供給至研磨對象(被研磨基板)之表面之前進行，亦可分別供給第1液及第2液而於被研磨基板之表面上進行混合。
上述所說明之各成分之含量係於研磨步驟中使用時之含量，但本發明之研磨液組合物亦可於在無損其穩定性之範圍內加以濃縮之狀 態下進行保存及供給。於此情形時，就可使製造、輸送成本較低之方面而言較佳。而且，本發明之研磨液組合物之濃縮液可視需要藉由上述水系介質適當進行稀釋而於研磨步驟中使用。作為稀釋比率，較佳為5~100倍。
[半導體基板之製造方法]
本發明之研磨液組合物可較佳地用於形成半導體基板之元件分離構造之步驟中所進行的研磨。作為本發明之半導體基板之製造方法中之一個或複數個實施形態，首先，藉由將矽基板於氧化爐內暴露於氧氣而於其表面使二氧化矽層成長，繼而，藉由例如CVD法(chemical vapor deposition，化學氣相成長法)於該二氧化矽層上形成氮化矽(Si3N4)膜。其次，於包含矽基板及配置於上述矽基板之一主表面側之氮化矽膜之基板、例如在矽基板之二氧化矽層上形成有氮化矽膜之基板上，使用光微影技術形成溝槽。繼而，例如藉由使用矽烷氣體及氧氣之CVD法，形成溝槽埋入用氧化矽(SiO2)膜，獲得氮化矽膜經氧化矽膜覆蓋之被研磨基板。藉由氧化矽膜之形成，上述溝槽被氧化矽膜之氧化矽填滿，氮化矽膜之上述矽基板側之面之相反面由氧化矽膜被覆。如此形成之氧化矽膜之矽基板側之面之相反面具有與下層之凸凹對應地形成之階差。繼而，藉由CMP法對氧化矽膜進行研磨直至至少氮化矽膜之矽基板側之面之相反面露出為止，更佳為對氧化矽膜進行研磨直至氧化矽膜之表面與氮化矽膜之表面成為同一平面為止。本發明之研磨液組合物係用於進行藉由該CMP法之研磨之步驟中。
作為本發明之半導體基板之製造方法中之其他一個或複數個實施形態，首先，藉由將矽基板於氧化爐內暴露於氧氣而於其表面使二氧化矽層成長，繼而，藉由例如CVD法(化學氣相成長法)於該二氧化矽層上形成多晶矽(Poly-Si)膜。其次，使用光微影技術於該基板形成溝槽。繼而，藉由使用矽烷氣體及氧氣之CVD法，形成溝槽埋入用氧 化矽(SiO2)膜，獲得多晶矽膜經氧化矽膜覆蓋之被研磨基板。藉由氧化矽膜之形成，上述溝槽被氧化矽膜之氧化矽填滿，多晶矽膜之上述矽基板側之面之相反面由氧化矽膜被覆。如此形成之氧化矽膜之矽基板側之面之相反面具有與下層之凸凹對應地形成之階差。繼而，藉由CMP法，對氧化矽膜進行研磨直至至少多晶矽膜之矽基板側之面之相反面露出為止，更佳為對氧化矽膜進行研磨直至氧化矽膜之表面與多晶矽膜之表面成為同一平面為止。本發明之研磨液組合物係用於進行藉由該CMP法之研磨之步驟中。
於藉由CMP法進行之研磨中，於使被研磨基板之表面與研磨墊接觸之狀態下，一面將本發明之研磨液組合物供給至被研磨基板與研磨墊之接觸部位一面使被研磨基板及研磨墊相對地移動，藉此使被研磨基板之表面之凹凸部分平坦化。於本發明之半導體基板之製造方法中，可於矽基板之二氧化矽層與氮化矽膜之間形成其他絕緣膜，亦可於氧化矽膜與氮化矽膜之間形成其他絕緣膜。
無論本發明之研磨液組合物為1液型、2液型中之任一者，研磨墊之轉數均較佳為30~200r/分鐘，更佳為45~150r/分鐘，進而較佳為60~100r/分鐘。被研磨基板之轉數較佳為130~200r/分鐘，更佳為45~150r/分鐘，進而較佳為60~100r/分鐘。
無論研磨液組合物為1液型、2液型中之任一者，就抑制起因於負載過大而產生之對平坦化之不良影響及損傷之產生的觀點而言，具備研磨墊之研磨裝置所設定之研磨負載均較佳為500g重量/cm2以下，更佳為400g重量/cm2以下，進而較佳為350g重量/cm2以下。另一方面，就研磨時間之縮短化之觀點而言，上述研磨負載較佳為20g重量/cm2以上，更佳為50g重量/cm2以上，進而較佳為100g重量/cm2以上。於本發明中，研磨負載係指研磨時施加至被研磨基板之研磨面之壓盤之壓力。
就研磨之效率性之觀點而言，本發明之研磨液組合物之供給速度較佳為500mL/分鐘以下，更佳為400mL/分鐘以下，進而較佳為300mL/分鐘以下。另一方面，就提昇氧化矽膜之研磨速度之觀點而言，研磨液組合物之供給速度較佳為10mL/分鐘以上，更佳為30mL/分鐘以上。
[研磨方法]
作為其他態樣，本發明係關於一種半導體基板之研磨方法(以下，亦稱為本發明之研磨方法)，其包括使用上述本發明之研磨液組合物對氧化矽膜進行研磨。具體之研磨之方法及條件可設為與上述本發明之半導體基板之製造方法相同。藉由使用本發明之研磨方法，能夠發揮出可提昇對氧化矽膜之研磨速度之效果。
關於上述實施形態，本發明進而揭示以下之組合物、製造方法或用途。
<A1>一種氧化矽膜用研磨液組合物，其含有：水；氧化鈰粒子；及於分子內具有胺基、以及磺酸基及/或膦酸基之化合物。
<A2>如<A1>記載之研磨液組合物，其中研磨液組合物中之上述化合物之含量較佳為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，進而更佳為0.05質量%以上。
<A3>如<A1>或<A2>記載之研磨液組合物，其中研磨液組合物中之上述化合物之含量較佳為0.50質量%以下，更佳為0.30質量%以下，進而較佳為0.15質量%以下。
<A4>如<A1>至<A3>中任一項記載之研磨液組合物，其中研磨液組合物中之上述化合物之含量較佳為0.001質量%以上且0.50質量%以下，更佳為0.005質量%以上且0.30質量%以下，進而較佳為0.01質量%以上且0.15質量%以下，進而更佳為0.05質量%以上且0.15質量%以下。
<A5>如<A1>至<A4>中任一項記載之研磨液組合物，其中上述化合物為胺基磺酸或胺甲基膦酸。
<A6>如<A1>至<A5>中任一項記載之研磨液組合物，其中上述磺酸基及/或膦酸基相對於上述氧化鈰粒子之總表面積之比([磺酸基及/或膦酸基之莫耳數]/[氧化鈰粒子之總表面積])較佳為1.6×10-5莫耳/m2以上，更佳為5.1×10-5莫耳/m2以上，進而較佳為8.4×10-5莫耳/m2以上，進而更佳為1.6×10-4莫耳/m2以上。
<A7>如<A1>至<A6>中任一項記載之研磨液組合物，其中上述磺酸基及/或膦酸基相對於上述氧化鈰粒子之總表面積之比([磺酸基及/或膦酸基之莫耳數]/[氧化鈰粒子之總表面積])較佳為5.0×10-2莫耳/m2以下，更佳為1.4×10-3莫耳/m2以下，進而較佳為8.6×10-4莫耳/m2以下，進而更佳為5.2×10-4莫耳/m2以下。
<A8>如<A1>至<A7>中任一項記載之研磨液組合物，其中上述磺酸基及/或膦酸基相對於上述氧化鈰粒子之總表面積之比([磺酸基及/或膦酸基之莫耳數]/[氧化鈰粒子之總表面積])較佳為1.6×10-5莫耳/m2以上且5.0×10-2莫耳/m2以下，更佳為5.1×10-5莫耳/m2以上且1.4×10-3莫耳/m2以下，進而較佳為8.4×10-5莫耳/m2以上且8.6×10-4莫耳/m2以下，進而更佳為1.6×10-4莫耳/m2以上且5.2×10-4莫耳/m2以下。
<A9>如<A1>至<A8>中任一項記載之研磨液組合物，其中上述氧化鈰粒子藉由BET(氮吸附)法所算出之平均一次粒徑較佳為15nm以上，更佳為20nm以上，進而較佳為40nm以上，進而更佳為50nm以上。
<A10>如<A1>至<A9>中任一項記載之研磨液組合物，其中上述氧化鈰粒子藉由BET(氮吸附)法所算出之平均一次粒徑較佳為300nm以下，更佳為200nm以下，進而較佳為150nm以下，進而更佳為100nm以下。
<A11>如<A1>至<A10>中任一項記載之研磨液組合物，其中研磨液組合物中之上述氧化鈰粒子之含量較佳為0.001質量%以上，更佳為0.01質量%以上，進而較佳為0.05質量%以上，進而更佳為0.1質量%以上。
<A12>如<A1>至<A11>中任一項記載之研磨液組合物，其中研磨液組合物中之上述氧化鈰粒子之含量較佳為1.0質量%以下，更佳為0.80質量%以下，進而較佳為0.60質量%以下，進而更佳為0.5質量%以下。
<A13>如<A1>至<A12>中任一項記載之研磨液組合物，其中研磨液組合物中之上述氧化鈰粒子之含量較佳為0.001質量%以上且1.0質量%以下，更佳為0.01質量%以上且0.80質量%以下，進而較佳為0.05質量%以上且0.60質量%以下，進而更佳為0.1質量%以上且0.5質量%以下。
<A14>如<A1>至<A13>中任一項記載之研磨液組合物，其中研磨液組合物之pH值較佳為超過2.5，更佳為3.0以上，進而較佳為3.5以上，進而更佳為4.0以上。
<A15>如<A1>至<A14>中任一項記載之研磨液組合物，其中研磨液組合物之pH值較佳為8.0以下，進而較佳為7.5以下，進而更佳為7.0以下。
<A16>如<A1>至<A15>中任一項記載之研磨液組合物，其中研磨液組合物之pH值較佳為超過2.5且8.0以下，更佳為3.0以上且8.0以下，進而較佳為3.5以上且7.5以下，進而更佳為4.0以上且7.0以下。
<A17>一種半導體基板之製造方法，其包括使用如<A1>至<A16>中任一項記載之研磨液組合物對氧化矽膜進行研磨。
本發明進而關於以下之一個或複數個實施形態。
<B1>一種氧化矽膜用研磨液組合物，其含有：水；氧化鈰粒子；及於分子內具有胺基、以及選自磺酸基及膦酸基中之至少1種酸基之化合物；且上述化合物中所包含之上述酸基之莫耳數相對於上述氧化鈰粒子之總表面積的比([化合物中所包含之酸基之莫耳數]/[氧化鈰粒子之總表面積])為1.6×10-5莫耳/m2以上且5.0×10-2莫耳/m2以下。
<B2>如<B1>記載之研磨液組合物，其中研磨液組合物中之上述化合物之含量較佳為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，進而更佳為0.05質量%以上。
<B3>如<B1>或<B2>記載之研磨液組合物，其中研磨液組合物中之上述化合物之含量較佳為0.50質量%以下，更佳為0.30質量%以下，進而較佳為0.15質量%以下。
<B4>如<B1>至<B3>中任一項記載之研磨液組合物，其中研磨液組合物中之上述化合物之含量較佳為0.001質量%以上且0.50質量%以下，更佳為0.005質量%以上且0.30質量%以下，進而較佳為0.01質量%以上且0.15質量%以下，進而更佳為0.05質量%以上且0.15質量%以下。
<B5>如<B1>至<B4>中任一項記載之研磨液組合物，其中上述化合物為胺基磺酸或胺甲基膦酸。
<B6>如<B1>至<B5>中任一項記載之研磨液組合物，其中上述化合物中所包含之上述酸基之莫耳數相對於上述氧化鈰粒子之總表面積的比([化合物中所包含之酸基之莫耳數]/[氧化鈰粒子之總表面積])較佳為1.6×10-5莫耳/m2以上，更佳為5.1×10-5莫耳/m2以上，進而較佳為8.4×10-5莫耳/m2以上，進而更佳為1.6×10-4莫耳/m2以上。
<B7>如<B1>至<B6>中任一項記載之研磨液組合物，其中上述化合物中所包含之上述酸基之莫耳數相對於上述氧化鈰粒子之總表面積的比([化合物中所包含之酸基之莫耳數]/[氧化鈰粒子之總表面 積])較佳為5.0×10-2莫耳/m2以下，更佳為1.4×10-3莫耳/m2以下，進而較佳為8.6×10-4莫耳/m2以下，進而更佳為5.2×10-4莫耳/m2以下。
<B8>如<B1>至<B7>中任一項記載之研磨液組合物，其中上述化合物中所包含之酸基之莫耳數相對於上述氧化鈰粒子之總表面積的比([化合物中所包含之酸基之莫耳數]/[氧化鈰粒子之總表面積])較佳為1.6×10-5莫耳/m2以上且5.0×10-2莫耳/m2以下，更佳為5.1×10-5莫耳/m2以上且1.4×10-3莫耳/m2以下，進而較佳為8.4×10-5莫耳/m2以上且8.6×10-4莫耳/m2以下，進而更佳為1.6×10-4莫耳/m2以上且5.2×10-4莫耳/m2以下。
<B9>如<B1>至<B8>中任一項記載之研磨液組合物，其中上述氧化鈰粒子藉由BET(氮吸附)法所算出之平均一次粒徑較佳為15nm以上，更佳為20nm以上，進而較佳為40nm以上，進而更佳為50nm以上。
<B10>如<B1>至<B9>中任一項記載之研磨液組合物，其中上述氧化鈰粒子藉由BET(氮吸附)法所算出之平均一次粒徑較佳為300nm以下，更佳為200nm以下，進而較佳為150nm以下，進而更佳為100nm以下。
<B11>如<B1>至<B10>中任一項記載之研磨液組合物，其中研磨液組合物中之上述氧化鈰粒子之含量較佳為0.001質量%以上，更佳為0.01質量%以上，進而較佳為0.05質量%以上，進而更佳為0.1質量%以上。
<B12>如<B1>至<B11>中任一項記載之研磨液組合物，其中研磨液組合物中之上述氧化鈰粒子之含量較佳為1.0質量%以下，更佳為0.80質量%以下，進而較佳為0.60質量%以下，進而更佳為0.5質量%以下。
<B13>如<B1>至<B12>中任一項記載之研磨液組合物，其 中研磨液組合物中之上述氧化鈰粒子之含量較佳為0.001質量%以上且1.0質量%以下，更佳為0.01質量%以上且0.80質量%以下，進而較佳為0.05質量%以上且0.60質量%以下，進而更佳為0.1質量%以上且0.5質量%以下。
<B14>如<B1>至<B13>中任一項記載之研磨液組合物，其中研磨液組合物之pH值較佳為超過2.5，更佳為3.0以上，進而較佳為3.5以上，進而更佳為4.0以上。
<B15>如<B1>至<B14>中任一項記載之研磨液組合物，其中研磨液組合物之pH值較佳為8.0以下，進而較佳為7.5以下，進而更佳為7.0以下。
<B16>如<B1>至<B15>中任一項記載之研磨液組合物，其中研磨液組合物之pH值較佳為超過2.5且8.0以下，更佳為3.0以上且8.0以下，進而較佳為3.5以上且7.5以下，進而更佳為4.0以上且7.0以下。
<B17>一種半導體基板之製造方法，其包括使用如<B1>至<B16>中任一項記載之研磨液組合物對氧化矽膜進行研磨。
<B18>一種組合物之用途，其係將含有如下者之組合物用於氧化矽膜之研磨：水；氧化鈰粒子；及於分子內具有胺基、以及選自磺酸基及膦酸基中之至少1種酸基之化合物；
此處，上述化合物中所包含之上述酸基之莫耳數相對於上述氧化鈰粒子之總表面積的比([化合物中所包含之酸基之莫耳數]/[氧化鈰粒子之總表面積])為1.6×10-5莫耳/m2以上且5.0×10-2莫耳/m2以下。
<B19>一種半導體基板之研磨方法，其包括使用如<B1>至<B16>中任一項記載之研磨液組合物對氧化矽膜進行研磨。
[實施例]
1.研磨液組合物之製備
將水、研磨粒(二氧化鈰粒子)及胺基磺酸或胺甲基膦酸以成為下述表1之含量之方式混合而獲得研磨液組合物。該研磨液組合物之pH值係使用1N鹽酸水溶液進行調整。
作為二氧化鈰粒子，使用膠體二氧化鈰(BET換算粒徑69nm，BET比表面積12.1m2/g)及焙燒粉碎二氧化鈰(BET換算粒徑70nm，BET比表面積11.8m2/g)。
研磨液組合物之pH值、二氧化鈰粒子之BET換算粒徑及二氧化鈰粒子之BET比表面積係藉由以下之方法進行測定。
(a)研磨液組合物之pH值測定
研磨液組合物於25℃下之pH值係使用pH計(東亞電波工業股份有限公司，HM-30G)所測得之值，且為電極浸漬於研磨液組合物後1分鐘後之數值。
(b)二氧化鈰粒子之BET換算粒徑
二氧化鈰粒子之BET換算粒徑(nm)係使用藉由下述BET(氮吸附)法而獲得之比表面積S(m2/g)，將二氧化鈰粒子之比重設為7.2g/cm3而算出。
(c)二氧化鈰粒子之BET比表面積之測定方法
將二氧化鈰粒子分散液於120℃下熱風乾燥3小時後，藉由瑪瑙研缽粉碎為較細而獲得樣品。於即將測定比表面積之前於120℃之環境下將樣品乾燥15分鐘後，使用比表面積測定裝置(麥克默瑞提克(Micromeritics)自動比表面積測定裝置Flowsorb III2305，島津製作所製造)藉由氮吸附法(BET法)測定比表面積S(m2/g)。
2.研磨液組合物(實施例1~18、比較例1~3、參考例1~2)之評價
[試片之製作]
於矽晶圓之單面藉由TEOS(tetraethyl orthosilicate，四乙基原矽酸鹽)-電漿CVD法形成厚度2000nm之氧化矽膜(氧化膜)，自所得者切 割出40mm×40mm之正方形片，獲得氧化膜試片。
[氧化膜之研磨速度之測定]
作為研磨裝置，使用壓盤直徑300mm之Musashino Denshi公司製造之「MA-300」。又，作為研磨墊，使用Nitta Haas公司製造之硬質胺基甲酸酯墊「IC-1000/Sub400」。於上述研磨裝置之壓盤貼附上述研磨墊。將上述試片設置於支架，以試片之形成有氧化矽膜之面成為下方之方式(以氧化膜面對研磨墊之方式)將支架放置於研磨墊。進而，以對試片施加之負載成為300g重量/cm2之方式，將鉛錘放置於支架。於貼附有研磨墊之壓盤之中心，一面以50mL/分鐘之速度滴加研磨液組合物，一面使壓盤及支架之各者沿相同旋轉方向以90r/分鐘旋轉2分鐘，進行氧化膜試片之研磨。研磨後，使用超純水進行清洗，並進行乾燥，將氧化膜試片作為下述光干涉式膜厚測定裝置之測定對象。
於研磨前及研磨後，使用光干涉式膜厚測定裝置(大日本網屏(Dai-Nippon Screen)公司製造之「Lambda ACE VM-1000」)，測定氧化膜之膜厚。氧化膜之研磨速度係藉由下述式算出。將氧化膜之研磨速度、以及與不使用胺基磺酸及胺甲基膦酸之比較例1、2或3進行比較之情形時之速度比率示於下述表1。
氧化膜之研磨速度(Å/分鐘) =[研磨前之氧化膜厚度(Å)-研磨後之氧化膜厚度(Å)]/研磨時間(分鐘)
如表1所示，組合膠體二氧化鈰粒子與胺基磺酸之實施例1~8與未添加胺基磺酸之比較例1相比，研磨速度有所提昇。同樣地，組合膠體二氧化鈰粒子與胺基磺酸之實施例9~14與未添加胺基磺酸之比較例2相比，研磨速度有所提昇。進而，組合焙燒粉碎二氧化鈰粒子與胺基磺酸之實施例15~17與未添加胺基磺酸之比較例3相比，研磨速度有所提昇。進而，又，組合膠體二氧化鈰粒子與胺甲基膦酸之實施例18與未添加胺甲基膦酸之比較例1相比，研磨速度有所提昇。
[產業上之可利用性]
如以上所說明般，於一個或複數個實施形態中，本發明之研磨液組合物於高密度化或高積體化用之半導體基板之製造方法中較為有用。

Claims (9)

  1. 一種氧化矽膜用研磨液組合物，其含有：水；氧化鈰粒子；及於分子內具有胺基、以及選自磺酸基及膦酸基中之至少1種酸基之化合物；且上述化合物中所包含之上述酸基之莫耳數相對於上述氧化鈰粒子之總表面積的比([化合物中所包含之酸基之莫耳數]/[氧化鈰粒子之總表面積])為1.6×10-5莫耳/m2以上且5.0×10-2莫耳/m2以下。
  2. 如請求項1之研磨液組合物，其中上述氧化鈰粒子藉由BET法所算出之平均一次粒徑為15nm以上且300nm以下。
  3. 如請求項1或2之研磨液組合物，其中上述氧化鈰粒子之含量為0.001質量%以上且1質量%以下。
  4. 如請求項1或2之研磨液組合物，其中上述化合物為胺基磺酸或胺甲基膦酸。
  5. 如請求項1或2之研磨液組合物，其中上述化合物之含量為0.001質量%以上且0.15質量%以下。
  6. 如請求項1或2之研磨液組合物，其中pH值為3.0以上且8.0以下。
  7. 一種組合物之用途，其係將含有如下者之組合物用於氧化矽膜之研磨：水；氧化鈰粒子；及於分子內具有胺基、以及選自磺酸基及膦酸基中之至少1種酸基之化合物； 此處，上述化合物中所包含之上述酸基之莫耳數相對於上述氧化鈰粒子之總表面積的比([化合物中所包含之酸基之莫耳數]/[氧化鈰粒子之總表面積])為1.6×10-5莫耳/m2以上且5.0×10-2莫耳/m2以下。
  8. 一種半導體基板之製造方法，其包括使用如請求項1至6中任一項之研磨液組合物對氧化矽膜進行研磨。
  9. 一種半導體基板之研磨方法，其包括使用如請求項1至6中任一項之研磨液組合物對氧化矽膜進行研磨。
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