TWI680167B - 氧化矽膜研磨用研磨液組合物 - Google Patents

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Abstract

本發明之氧化矽膜研磨用研磨液組合物係對多晶矽膜上之氧化矽膜進行研磨者，且含有包含聚乙二醇鏈之水溶性高分子(成分A)、二氧化矽粒子之表面之至少一部分經粒狀氧化鈰被覆之氧化鈰被覆二氧化矽粒子(成分B)、及水系介質(成分C)。成分A所含之聚乙二醇鏈之重量平均分子量較佳為1000以上且200000以下。成分B較佳為平均一次粒徑為15nm以上且300nm以下之二氧化矽粒子經平均一次粒徑為5nm以上且40nm以下之粒狀氧化鈰被覆，且氧化鈰與二氧化矽之質量比(二氧化矽/氧化鈰)為0.5以上且4.0以下的氧化鈰被覆二氧化矽粒子。

Description

氧化矽膜研磨用研磨液組合物
本發明係關於一種氧化矽膜研磨用研磨液組合物、使用該研磨液組合物之半導體基板之製造方法以及半導體基板之研磨方法、及用於對多晶矽膜上之氧化矽膜進行研磨之氧化矽膜研磨用研磨液組合物之用途。
最近，為了將DRAM(Dynamic Random Access Memory，動態隨機存取記憶體)或快閃記憶體元件等半導體元件之元件間進行電性分離，半導體基板之製造方法中具有淺溝槽隔離(Shallow Trench Isolation)步驟(以下，稱為STI步驟)。此種STI步驟包括：利用蝕刻或光微影法於包含矽基板及研磨停止層之被研磨基板形成溝槽之階段、利用氧化矽等絕緣物質對溝槽進行填充之階段、及藉由研磨而去除因過量之絕緣物質所產生之階差(step height)之平坦化階段等。
自先前以來，為了進行上述平坦化階段，使用回焊(Reflow)法、SOG(Spin on Glass，旋塗式玻璃)之利用、或回蝕(Etchback)法等各種各樣之方法，但該等方法因半導體元件之高積體化及高性能化之傾向而未能呈現出令人滿意之結果。因此，最近，為了進行平坦化階段，化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing)方法(以下，稱為CMP法)正受到最廣泛使用。
此種CMP法係如下方法：於研磨裝置之研磨墊與被研磨基板之間供給包含研磨粒子及各種各樣之化學成分之漿料組合物，使上述被 研磨基板及研磨墊接觸並使該等相對地移動，利用上述研磨粒子等機械地研磨被研磨基板，並且藉由上述化學成分等之作用化學地研磨被研磨基板(參照專利文獻1及3等)。
根據CMP法，可選擇性地去除配置於矽基板之上方之氧化矽等絕緣物質，生成填充有絕緣物質之溝槽。藉由在此種平坦化階段於露出研磨停止膜之上表面時中止研磨，能夠使因過度研磨而導致之活性區域與非活性區域之間之階差最小化，從而維持元件之性能及步驟之可靠性。
先前係使用氮化矽膜作為研磨停止膜，但最近為了簡化半導體裝置之製造步驟，正研究將多晶矽薄膜作為研磨停止膜。伴隨於此，要求能夠儘量抑制多晶矽膜之研磨且高速進行氧化矽膜之研磨之「較高之研磨選擇性」(參照專利文獻2)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2009-212378號
專利文獻2：日本專利特表2013-507786號
專利文獻3：日本專利特表2009-518852號
然而，於使用包含氧化鈰粒子之先前之研磨液組合物之情形時，氧化矽膜與多晶矽膜之研磨速度差即研磨選擇性並不足夠高，而且會於多晶矽薄膜產生大量研磨損傷。
因此，本發明提供一種呈現出能夠儘量抑制多晶矽膜(研磨停止膜)之研磨且高速進行氧化矽膜之研磨之較高之研磨選擇性、進而抑制研磨損傷之產生之氧化矽膜研磨用研磨液組合物、使用該研磨液組合物之半導體基板之製造方法以及半導體基板之研磨方法、及用於對 多晶矽膜上之氧化矽膜進行研磨之氧化矽膜研磨用研磨液組合物之用途。
本發明之氧化矽膜研磨用研磨液組合物係對多晶矽膜上之氧化矽膜進行研磨者，且包含下述成分A~C。
成分A：包含聚乙二醇鏈之水溶性高分子
成分B：二氧化矽粒子之表面之至少一部分經粒狀氧化鈰被覆之氧化鈰被覆二氧化矽粒子
成分C：水系介質
本發明之半導體基板之製造方法包括如下步驟：使用研磨液組合物，對具有氧化矽膜及與上述氧化矽膜相接而配置於上述氧化矽膜下之多晶矽膜的被研磨基板之上述氧化矽膜進行研磨，直至上述多晶矽膜上之上述氧化矽膜被去除；且作為上述研磨液組合物，使用本發明之氧化矽膜研磨用研磨液組合物。
本發明之半導體基板之研磨方法包括如下步驟：使用研磨液組合物，對具有氧化矽膜及與上述氧化矽膜相接而配置於上述氧化矽膜下之多晶矽膜的被研磨基板之上述氧化矽膜進行研磨，直至上述多晶矽膜上之上述氧化矽膜被去除；且作為上述研磨液組合物，使用本發明之氧化矽膜研磨用研磨液組合物。
本發明之氧化矽膜研磨用研磨液組合物之用途之一例係上述氧化矽膜研磨用研磨液組合物之用途，其係用於對多晶矽膜上之氧化矽膜進行研磨。
本發明之氧化矽膜研磨用研磨液組合物之用途之另一例係上述氧化矽膜研磨用研磨液組合物之用途，其係用於在半導體基板之製造步驟中，直至具有氧化矽膜及與上述氧化矽膜相接而配置於上述氧化矽膜下之多晶矽膜的被研磨基板之上述多晶矽膜上之上述氧化矽膜被 去除，對上述氧化矽膜進行研磨。
根據本發明，能夠提供一種呈現出能夠確保為了較高之生產性所需要之氧化矽膜之研磨速度並且儘量抑制多晶矽膜之研磨的較高之研磨選擇性、且能夠減少多晶矽膜表面之研磨損傷之氧化矽膜研磨用研磨液組合物、使用該氧化矽膜研磨用研磨液組合物之半導體基板之製造方法以及半導體基板之研磨方法、及用於對多晶矽膜上之氧化矽膜進行研磨之氧化矽膜研磨用研磨液組合物之用途。
本發明係基於如下見解：藉由含有二氧化矽粒子之表面之至少一部分經粒狀氧化鈰被覆之氧化鈰被覆二氧化矽粒子(以下，亦簡稱為「氧化鈰被覆二氧化矽粒子」)作為研磨粒子，並含有包含聚乙二醇(PEG)鏈之水溶性高分子作為研磨助劑，可表現出能夠儘量抑制多晶矽膜(研磨停止膜)之研磨且高速進行氧化矽膜之研磨之較高之研磨選擇性，並且能夠減少多晶矽膜表面之研磨損傷。
本發明之效果表現之機制之詳細情況並不明確，推測如下。於大致中性下，氧化矽膜之表面帶負電且為親水性，另一方面，多晶矽膜之表面帶負電且為較強之疏水性。本發明之氧化矽膜研磨用研磨液組合物(以下，有時亦簡稱為「研磨液組合物」)所含之水溶性高分子由於包含與疏水性物表現出之較強之相互作用之PEG鏈，故而因疏水性相互作用而容易吸附於多晶矽膜，另一方面，帶負電而因電荷排斥而不易吸附於親水性之研磨粒子或氧化矽膜之表面。因此，若進行氧化矽膜之研磨而露出多晶矽膜，則上述研磨助劑因疏水性相互作用而選擇吸附於多晶矽膜。因此，藉由吸附於多晶矽膜之研磨助劑而於多 晶矽膜上形成較厚之覆膜(吸附層)，藉由該覆膜之存在而有效地抑制多晶矽膜之研磨。
又，現狀為廣泛用作研磨粒子之藉由粉碎法所製造之氧化鈰粒子為具有大量邊緣者，與此相對，本發明之研磨液組合物所含之氧化鈰被覆二氧化矽粒子為二氧化矽粒子表面之至少一部分經粒狀氧化鈰被覆之結構。因此，本發明之研磨液組合物與包含藉由粉碎法所製造之氧化鈰粒子作為研磨粒子之先前之研磨液組合物相比，可抑制多晶矽膜表面之研磨損傷之產生。又，通常，若研磨粒子之粒子形狀成為球狀，則因與被研磨面之摩擦阻力之減少而無法表現較高之研磨速度，但推測由於本發明之研磨液組合物所含之氧化鈰被覆二氧化矽粒子藉由在二氧化矽粒子上被覆微細之粒狀氧化鈰而成為於粒子表面上具有微細之凹凸之結構，故而即便例如二氧化矽粒子形狀為大致球狀，藉由該特殊之粒子結構，研磨粒子對被研磨面之摩擦力亦會較大致球狀二氧化矽粒子對被研磨面之摩擦力提昇，表現出較高之研磨速度。
因此，本發明之研磨液組合物藉由併用水溶性高分子(成分A)與氧化鈰被覆二氧化矽粒子(成分B)，可呈現出能夠儘量抑制多晶矽膜之研磨並且高速進行氧化矽膜之研磨之較高之研磨選擇性，進而亦能夠抑制對露出之多晶矽膜產生研磨損傷。藉由該較高之研磨選擇性及研磨損傷產生之抑制效果，本發明中能夠獲得包含氧化矽膜及多晶矽膜且高度平滑之面。但是，該等係推測，本發明並不限定於該等機制。
本發明於一態樣中，係關於一種氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其係用於半導體基板之製造過程之淺溝槽元件分離結構之形成步驟中所進行之氧化矽膜之研磨時，且含有包含PEG鏈之水溶性高分子(成分A)、氧化鈰被覆二氧化矽粒子(成分B)、及水系介質(成分C)。若 使用本發明之研磨液組合物，則於形成元件分離結構之步驟中所進行之氧化矽膜之研磨中，能夠確保為了較高之生產性所需要之氧化矽膜之研磨速度且能夠抑制多晶矽之過度之研磨，從而能夠達成優異之研磨選擇性。又，亦能夠減少研磨損傷。
於本說明書中，若「研磨選擇性」較高，則相對於多晶矽膜之研磨速度之氧化矽膜之研磨速度比(氧化矽膜之研磨速度/多晶矽膜之研磨速度)變大。
[成分A：水溶性高分子]
關於本發明之研磨液組合物，就研磨選擇性提昇、及研磨損傷之減少之觀點而言，含有包含-(CH2CH2O)n-(此處，n為環氧乙烷基(EO)之平均加成莫耳數，且表示整數)所表示之PEG鏈之水溶性高分子(成分A)。包含PEG鏈之水溶性高分子為選自聚乙二醇、結構內具有PEG鏈之均聚物、及結構內具有PEG鏈之共聚物中之至少1種水溶性高分子。該水溶性高分子可為主鏈包含PEG鏈之高分子、側鏈包含PEG鏈之高分子之任一者，就研磨選擇性提昇之觀點而言，較佳為側鏈包含PEG鏈之水溶性高分子。又，該水溶性高分子可為未中和之狀態、藉由鹼進行過中和之狀態之任一者。中和所使用之鹼較佳為K、Na之氫氧化物或氨。此處，所謂「水溶性」，係指對水(20℃)具有2g/100mL以上之溶解度。
關於成分A所具有之PEG鏈之重量平均分子量，就研磨選擇性提昇及研磨損傷減少之觀點而言，較佳為200以上，更佳為300以上，進而較佳為400以上，進而較佳為600以上，進而較佳為1000以上，進而較佳為2000以上，進而較佳為3000以上，進而較佳為4000以上，而且，就確保為了較高之生產性所需要之氧化矽膜之研磨速度之觀點而言，較佳為200000以下，更佳為180000以下，進而較佳為150000以下，進而較佳為130000以下，進而較佳為90000以下，進而較佳為 25000以下，進而較佳為18000以下，進而較佳為10000以下，進而較佳為6500以下。關於上述PEG鏈之平均加成莫耳數，就研磨選擇性提昇及研磨損傷減少之觀點而言，較佳為5以上，更佳為9以上，進而較佳為13以上，進而較佳為20以上，進而較佳為45以上，進而較佳為65以上，進而較佳為90以上，而且，就確保為了較高之生產性所需要之氧化矽膜之研磨速度之觀點而言，較佳為250以下，更佳為200以下，進而較佳為150以下。
於本發明之研磨液組合物中所含之水溶性高分子(成分A)中，例如於主鏈包含PEG鏈之高分子中，關於其PEG鏈之重量平均分子量，就抑制多晶矽膜之研磨之觀點而言，較佳為200以上，更佳為300以上，進而較佳為600以上，進而較佳為1000以上，進而較佳為2000以上，進而較佳為3000以上，進而較佳為4000以上，而且，就確保為了較高之生產性所需要之氧化矽膜之研磨速度之觀點而言，較佳為200000以下，更佳為180000以下，進而較佳為150000以下，進而較佳為130000以下，進而較佳為90000以下，進而較佳為25000以下，進而較佳為18000以下，進而較佳為10000以下，進而較佳為6500以下。關於主鏈包含PEG鏈之高分子之PEG鏈之平均加成莫耳數，就研磨選擇性提昇、及研磨損傷之減少之觀點而言，較佳為5以上，更佳為13以上，進而較佳為20以上，進而較佳為45以上，進而較佳為65以上，進而較佳為90以上，而且，就確保為了較高之生產性所需要之氧化矽膜之研磨速度之觀點而言，較佳為250以下，更佳為200以下，進而較佳為150以下。
於本發明之研磨液組合物所含之水溶性高分子(成分A)中，例如於側鏈包含PEG鏈之高分子中，關於其PEG鏈之重量平均分子量，就抑制多晶矽膜之研磨之觀點而言，較佳為200以上，更佳為400以上，進而較佳為1000以上，進而較佳為4000以上，而且，就確保為了較高 之生產性所需要之氧化矽膜之研磨速度之觀點而言，較佳為10000以下，更佳為6500以下，進而較佳為5500以下。關於側鏈包含PEG鏈之高分子之PEG鏈之平均加成莫耳數，就研磨選擇性提昇、及研磨損傷之減少之觀點而言，較佳為4以上，更佳為9以上，進而較佳為20以上，進而較佳為45以上，進而較佳為65以上，進而較佳為90以上，而且，就確保為了較高之生產性所需要之氧化矽膜之研磨速度之觀點而言，較佳為250以下，更佳為200以下，進而較佳為150以下。
再者，水溶性高分子(成分A)之PEG鏈之重量平均分子量(Mw)係使用後述實施例記載之凝膠滲透層析法(GPC)所測得之值。
關於本發明之研磨液組合物所含之水溶性高分子(成分A)，就研磨選擇性提昇、及研磨損傷之減少之觀點而言，較佳為選自由聚乙二醇、單甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯之均聚物、(甲基)丙烯酸與單甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯之共聚物、(甲基)丙烯酸酯與單甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯之共聚物、(甲基)丙烯酸烷基酯與(甲基)丙烯酸及單甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯之共聚物、聚乙烯醇與聚乙二醇之共聚物、該等之鹼金屬鹽、及該等之銨鹽所組成之群中之至少1種水溶性高分子。作為(甲基)丙烯酸酯，就研磨選擇性提昇、及研磨損傷之減少之觀點而言，較佳為列舉：(甲基)丙烯酸烷基酯(烷基之碳數較佳為1~18，更佳為8~16)；(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸羥基丙酯等具有羥基之(甲基)丙烯酸酯；(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯；磷酸單(2-甲基丙烯醯氧基乙基)酯、磷酸單(2-甲基丙烯醯氧基乙基)酯烷基酯(烷基之碳數較佳為1~18，更佳為1~16)等具有磷酸基之(甲基)丙烯酸酯等。
關於本發明之研磨液組合物所含之水溶性高分子(成分A)，該等之中，就研磨選擇性提昇、及研磨損傷之減少之觀點而言，較佳為包含陰離子性基。推測若水溶性高分子(成分A)包含陰離子性基，則可 藉由電荷排斥而抑制水溶性高分子(成分A)向氧化矽膜之吸附及氧化鈰被覆二氧化矽粒子向已吸附於多晶矽膜之成分A之吸附，故而研磨選擇性會提昇、且研磨損傷會減少。關於成分A，就相同之觀點而言，更佳為包含陰離子性基且於側鏈包含PEG鏈之水溶性高分子。作為陰離子性基，就酸解離常數(pKa)之觀點而言，較佳為選自羧酸基、硫酸基、及磷酸基中之至少1種，更佳為選自羧酸基、及磷酸基中之至少1種，進而較佳為羧酸基。
作為包含陰離子性基之水溶性高分子(成分A)，就研磨選擇性提昇、及研磨損傷之減少之觀點而言，較佳為選自由(甲基)丙烯酸與單甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯之共聚物、具有陰離子基之(甲基)丙烯酸酯與單甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯之共聚物、(甲基)丙烯酸烷基酯與(甲基)丙烯酸及單甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯之共聚物、該等之鹼金屬鹽、及該等之銨鹽所組成之群中之至少1種水溶性高分子，更佳為選自由(甲基)丙烯酸與單甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯之共聚物、具有羧酸基之(甲基)丙烯酸酯與單甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯之共聚物、具有磷酸基之(甲基)丙烯酸酯與單甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯之共聚物、該等之鹼金屬鹽、及該等之銨鹽所組成之群中之至少1種水溶性高分子，進而較佳為選自由甲基丙烯酸/單甲氧基聚乙二醇單甲基丙烯酸酯、其鹼金屬鹽、及其銨鹽所組成之群中之至少1種水溶性高分子。
關於成分A之重量平均分子量，就研磨選擇性提昇及減少研磨損傷之觀點而言，較佳為200以上，更佳為300以上，進而較佳為600以上，進而較佳為1000以上，進而較佳為2000以上，進而較佳為3000以上，進而較佳為4000以上，而且，就確保為了較高之生產性所需要之氧化矽膜之研磨速度之觀點而言，較佳為300000以下，更佳為270000以下，進而更佳為150000以下，進而較佳為130000以下，進而較佳為 90000以下，進而較佳為25000以下，進而較佳為18000以下，進而較佳為10000以下，進而較佳為6500以下。
關於本發明之研磨液組合物所含之水溶性高分子(成分A)之重量平均分子量(Mw)，於主鏈包含PEG鏈之高分子中，就研磨選擇性及減少研磨損傷之觀點而言，較佳為200以上，更佳為300以上，進而較佳為600以上，進而較佳為1000以上，進而較佳為2000以上，進而較佳為3000以上，進而較佳為4000以上，而且，就減少研磨損傷之觀點及確保為了較高之生產性所需要之氧化矽膜之研磨速度之觀點而言，較佳為200000以下，更佳為180000以下，進而較佳為150000以下，進而較佳為130000以下，進而較佳為90000以下，進而較佳為25000以下，進而較佳為18000以下，進而較佳為10000以下，進而較佳為6500以下。又，於側鏈包含PEG鏈之高分子中，就研磨選擇性之觀點而言，較佳為10000以上，更佳為12000以上，進而較佳為15000以上，進而較佳為16000以上，進而較佳為45000以上，就減少研磨損傷之觀點及確保為了較高之生產性所需要之氧化矽膜之研磨速度之觀點而言，較佳為300000以下，更佳為290000以下，進而較佳為280000以下，進而較佳為270000以下，而且，就研磨選擇性進一步提昇及調配容易性之觀點而言，進而較佳為90000以下，進而較佳為70000以下。
再者，水溶性高分子之重量平均分子量(Mw)係使用後述實施例記載之GPC(凝膠滲透層析法)所測得之值。
於本發明之研磨液組合物所含之水溶性高分子(成分A)為選自(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酸酯中之1種以上之單體A與選自聚乙二醇及聚乙二醇之酯中之1種以上之單體B的共聚物之情形時，共聚物中所含之源自單體A之結構單元與源自單體B之結構單元之莫耳比(源自單體A之結構單元/源自單體B之結構單元)較佳為(5/95)以上，更佳為(25/75)以上，進而較佳為(40/60)以上，進而更佳為(55/45)以上，且較 佳為(99/1)以下，更佳為(95/5)以下，進而較佳為(90/10)以下，進而更佳為(85/15)以下。
關於本發明之研磨液組合物中之水溶性高分子(成分A)之含量，若將水溶性高分子(成分A)與氧化鈰被覆二氧化矽粒子(成分B)及水系介質(成分C)之質量之合計設為100質量%，則就研磨選擇性提昇、及研磨損傷之減少之觀點而言，較佳為0.05質量%以上，更佳為0.1質量%以上，進而較佳為0.2質量%以上，進而更佳為0.25質量%以上，且較佳為5質量%以下，更佳為2.5質量%以下，進而較佳為1.0質量%以下，進而更佳為0.75質量%以下。
[成分B：氧化鈰被覆二氧化矽粒子]
關於本發明之研磨液組合物所含之上述研磨粒子，就確保為了較高之生產性所需要之氧化矽膜之研磨速度、減少研磨損傷之觀點而言，包含二氧化矽粒子之表面之至少一部分經粒狀氧化鈰被覆之氧化鈰被覆二氧化矽粒子(成分B)。
藉由動態光散射法(DLS)所測得之上述氧化鈰被覆二氧化矽粒子之平均二次粒徑較佳為100nm以上，更佳為150nm以上，而且較佳為300nm以下，更佳為250nm以下。若氧化鈰被覆二氧化矽粒子之平均二次粒徑較大，則氧化矽膜之研磨速度提高，反之，若較小，則研磨損傷變少。上述氧化鈰被覆二氧化矽粒子之平均二次粒徑可藉由後文敍述之實施例記載之方法進行測定。再者，藉由動態光散射法所測得之上述氧化鈰被覆二氧化矽粒子之平均二次粒徑亦可稱為藉由動態光散射法所測得之平均粒徑，係包含附著(鍵結)有複數個粒狀氧化鈰之一次或二次粒子之二氧化矽粒子之一次或二次粒子之較廣之概念。
關於本發明之研磨液組合物所含之上述研磨粒子，就氧化矽膜之研磨速度之提昇及研磨損傷之減少之觀點而言，被覆二氧化矽粒子之氧化鈰具有結晶性，進而其形狀為粒狀，較佳為大致球狀。又，關 於粒狀氧化鈰之藉由穿透式電子顯微觀察所測得之平均一次粒徑，就研磨速度之觀點而言，較佳為5nm以上，更佳為7.5nm以上，進而較佳為10nm以上，而且，較佳為40nm以下，更佳為30nm以下，進而較佳為25nm以下。若被覆二氧化矽粒子之粒狀氧化鈰之平均一次粒徑較佳為5nm以上，則粒狀氧化鈰之合成變得容易，若較佳為40nm以下，則粒狀氧化鈰能夠均勻地被覆於二氧化矽粒子上從而有效地抑制研磨損傷之產生。再者，粒狀氧化鈰之平均一次粒徑可藉由後文敍述之實施例記載之方法進行測定。
關於氧化鈰被覆二氧化矽粒子於pH值6下之ζ電位，就氧化鈰被覆二氧化矽粒子之分散性之觀點而言，較佳為未達0mV，更佳為-25mV以下，進而較佳為-40mV以下，而且，就研磨劑組合物之製造容易性之觀點而言，較佳為-60mV以上。ζ電位可藉由實施例記載之方法進行測定。關於pH值4下之ζ電位，就氧化鈰被覆二氧化矽粒子之分散性之觀點而言，較佳為未達0mV，更佳為-20mV以下，進而較佳為-28mV以下，而且，就研磨劑組合物之製造容易性之觀點而言，較佳為-60mV以上。pH值8下之ζ電位之較佳範圍與上述pH值6下之ζ電位相同。
關於經粒狀氧化鈰被覆之二氧化矽粒子，就氧化矽膜之研磨速度之提昇及研磨損傷之減少之觀點而言，較佳為膠體二氧化矽，其形狀較佳為大致球狀。又，關於氧化鈰被覆二氧化矽粒子之製備所使用之二氧化矽粒子之藉由穿透式電子顯微觀察所測得之平均一次粒徑，就研磨速度之觀點而言，較佳為15nm以上，更佳為20nm以上，進而較佳為40nm以上，而且，較佳為300nm以下，更佳為200nm以下，進而較佳為150nm以下。若二氧化矽粒子之平均一次粒徑較佳為15nm以上，則能夠有效地提昇氧化矽膜之研磨速度，若較佳為300nm以下，則能夠有效地抑制研磨損傷之產生。再者，二氧化矽粒子之平 均一次粒徑可藉由後文敍述之實施例記載之方法進行測定。
若將氧化鈰被覆二氧化矽粒子之製造過程中用於二氧化矽粒子之被覆之氧化鈰之量以相對於二氧化矽之質量比(二氧化矽/氧化鈰)表示，則較佳為0.5以上，更佳為0.67以上，進而較佳為0.8以上，而且，較佳為4.0以下，更佳為3.0以下，進而較佳為2.5以下。若增多氧化鈰之被覆量，則能夠增大氧化矽膜之研磨速度，若減少氧化鈰之被覆量，則能夠抑制無法被覆於二氧化矽粒子上而成為游離狀態之氧化鈰之凝集體之生成從而抑制研磨損傷之產生。再者，關於該被覆量，雖會因被覆之粒狀氧化鈰之粒徑之影響而有變動，但若大體上以所記載之質量比進行被覆，則能夠獲得良好之研磨特性。又，所謂「用於二氧化矽粒子之被覆之氧化鈰之量」，意指根據氧化鈰之供給源之使用量所換算之氧化鈰之質量。
作為氧化鈰被覆二氧化矽粒子之製造方法，可藉由使氧化鈰沈積於二氧化矽粒子而進行。例如將溶解有硝酸鈰之水溶液滴加於二氧化矽粒子之分散液而使氧化鈰沈積於二氧化矽粒子上之方法、或藉由硝酸銨鈰之熱水解之方法或使用烷氧化物之方法等，只要為能夠於二氧化矽粒子上生成氫氧化鈰或氧化鈰之方法，則先前公知之任一方法均可。於在二氧化矽粒子上生成氫氧化鈰之情形時，藉由水熱處理或煅燒將氫氧化鈰製成氧化鈰即可。利用該等方法所生成之氧化鈰被覆二氧化矽粒子亦可以使因煅燒而相互黏結之粒子彼此分離之方式拆解後使用。
關於本發明之研磨液組合物中之上述氧化鈰被覆二氧化矽粒子(成分B)之含量，若將上述水溶性高分子(成分A)與氧化鈰被覆二氧化矽粒子(成分B)及上述水系介質(成分C)之質量之合計設為100質量%，則就提昇研磨選擇性、及確保較高之生產性之擔保所需要之氧化矽膜之研磨速度之觀點而言，較佳為0.1質量%以上，更佳為0.2質量%以 上，進而較佳為0.25質量%以上，進而更佳為0.5質量%以上，而且，就相同之觀點而言，較佳為5.0質量%以下，更佳為2.5質量%以下，進而較佳為2.0質量%以下，進而更佳為1.5質量%以下。
關於本發明之研磨液組合物中之水溶性高分子(成分A)與上述氧化鈰被覆二氧化矽粒子(成分B)之質量比(水溶性高分子之質量/氧化鈰被覆二氧化矽粒子之質量)，就研磨選擇性提昇及研磨損傷之減少之觀點而言，較佳為0.02以上，更佳為0.1以上，進而較佳為0.2以上，而且，就確保較高之生產性之擔保所需要之氧化矽膜之研磨速度之觀點而言，較佳為25以下，更佳為10以下，進而較佳為1以下。
[水系介質：成分C]
本發明之研磨液組合物含有水系介質。作為水系介質，可列舉水、及水與可溶於水之溶劑之混合物。作為上述可溶於水之溶劑，可列舉甲醇、乙醇、異丙醇等低級醇，就研磨步驟中之安全性之觀點而言，較佳為乙醇。又，作為上述水系介質，就半導體基板之品質提昇之觀點而言，更佳為包含離子交換水、蒸餾水、超純水等水。
關於本發明之研磨液組合物中之水系介質(成分C)之含量，若將水溶性高分子(成分A)與氧化鈰被覆二氧化矽粒子(成分B)及水系介質(成分C)之質量之合計設為100質量%，則為除去共聚物(成分A)及氧化鈰被覆二氧化矽粒子(成分B)之餘量即可。
[其他成分]
本發明之研磨液組合物可於無損本發明之效果之範圍內含有pH值調節劑、成分A以外之研磨助劑、作為研磨粒子之成分B以外之無機粒子等。關於該等任意成分之含量，就確保氧化矽膜之研磨速度之觀點而言，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，而且，就研磨選擇性之提昇之觀點而言，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。本發明之研磨液組合物就研磨後之基板表面之潤濕性提昇之觀點而言，較佳為不含氟化合物。
本發明之研磨液組合物可於無損本發明之效果之範圍內調整其pH值而使用。作為調低之情形時所使用之上述pH值調節劑，只要為酸性化合物則並無特別限定，例如可列舉：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，較佳為鹽酸、硝酸及乙酸，更佳為鹽酸及乙酸。
作為將研磨液組合物之pH值調高之情形時所使用之pH值調節劑，只要為鹼性化合物則並無特別限定，例如可列舉氨、及氫氧化鉀等無機鹼化合物、烷基胺、及烷醇胺等有機鹼化合物。其中，就半導體基板之品質提昇之觀點而言，較佳為氨及烷基胺，更佳為氨。
作為成分A以外之研磨助劑，就氧化鈰被覆二氧化矽粒子之分散性提昇之觀點而言，較佳為陰離子性化合物及非離子性化合物，更佳為陰離子性界面活性劑及非離子性界面活性劑等。作為陰離子性界面活性劑，可列舉聚丙烯酸等陰離子性聚合物、烷基醚乙酸鹽、烷基醚磷酸鹽、及烷基醚硫酸鹽。作為非離子性界面活性劑，可列舉聚丙烯醯胺等非離子性聚合物、及聚氧伸烷基烷基醚。
作為成分B以外之無機粒子，較佳為二氧化矽粒子、氧化鈰粒子，更佳為二氧化矽粒子。關於本發明之研磨液組合物中之成分B以外之無機粒子相對於100質量份之成分B之量，就研磨速度及研磨選擇性之觀點而言，較佳為10質量份以下，更佳為1質量份以下，進而較佳為0質量份。
[研磨液組合物]
本發明之研磨液組合物含有包含PEG鏈之水溶性高分子(成分A)、氧化鈰被覆二氧化矽粒子(成分B)及水系介質(成分C)。本發明之研磨液組合物例如可藉由包括將上述水溶性高分子(成分A)、上述水 系介質(成分C)、及上述氧化鈰被覆二氧化矽粒子(成分B)之水分散液進行混合之步驟之製造方法而製造。較佳為可準備將作為研磨助劑之包含PEG鏈之水溶性高分子溶解於水系介質中而獲得之研磨助劑水溶液、及將氧化鈰被覆二氧化矽粒子分散於水系介質中而獲得之氧化鈰被覆二氧化矽粒子分散液，一面攪拌研磨助劑水溶液，一面將上述氧化鈰被覆二氧化矽粒子分散液及視需要之上述pH值調節劑等其他成分添加(滴加)於研磨助劑水溶液中，獲得研磨液組合物。
氧化鈰被覆二氧化矽粒子向水系介質中之分散例如可使用均質混合機(homomixer)、均質機(homogenizer)、超音波分散機、濕式球磨機、或珠磨機等攪拌機等進行。於水系介質中包含因氧化鈰被覆二氧化矽粒子之凝集等而產生之粗大粒子之情形時，較佳為藉由離心分離或使用過濾器之過濾等將該粗大粒子去除。氧化鈰被覆二氧化矽粒子向水系介質中之分散較佳為於上述包含PEG鏈之水溶性高分子之存在下進行。
關於本發明之研磨液組合物於25℃下之pH值，就研磨裝置之保護、氧化矽膜之研磨速度提昇、研磨選擇性提昇、及氧化鈰被覆二氧化矽粒子之分散性提昇之觀點而言，較佳為3以上，更佳為4以上，進而較佳為5以上，進而更佳為5.5以上，而且，就研磨條件之控制容易性之提昇、研磨選擇性之提昇、多晶矽膜之研磨抑制及氧化鈰被覆二氧化矽粒子之分散性提昇之觀點而言，較佳為9以下，更佳為8.5以下，進而較佳為7.5以下，進而更佳為6.5以下。再者，pH值之測定條件之詳細情況如實施例所示。
本申請案之研磨液組合物之實施形態並不限定於在所有成分已預先混合之狀態下供給市場之所謂1液型，亦可為使用時進行混合之所謂2液型。2液型之研磨液組合物中，上述水系介質分為第1水系介質及第2水系介質，研磨液組合物例如可含有將氧化鈰被覆二氧化矽 粒子及包含PEG鏈之水溶性高分子之一部分分散於第1水系介質中而獲得之氧化鈰被覆二氧化矽粒子分散液、及將剩餘之包含PEG鏈之水溶性高分子溶解於第2水系介質中而獲得之研磨助劑水溶液。
氧化鈰被覆二氧化矽粒子分散液與研磨助劑水溶液之混合可於供給至研磨對象之表面之前進行，亦可分別供給該等並於被研磨基板之表面上進行混合。
再者，上述中所說明之各成分之含量為研磨步驟中之使用時之含量，本實施形態之研磨液組合物亦可於無損其穩定性之範圍內於經濃縮之狀態下進行保存及供給。於此情形時，就能夠降低製造、運輸成本之方面而言較佳。而且，該濃縮液可視需要利用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及半導體基板之研磨方法]
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結構之步驟中進行之研磨。作為本發明之半導體基板之製造方法之具體例，首先，藉由使矽基板於氧化爐內暴露於氧氣中，而使二氧化矽層於其表面成長，繼而，於該二氧化矽層上例如藉由CVD(Chemical Vapor Deposition)法(化學氣相沈積法)形成多晶矽膜(研磨停止膜)。繼而，於包含矽基板及配置於上述矽基板之一主面側之研磨停止膜之基板、例如於矽基板之二氧化矽層上形成有多晶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，形成溝槽填埋用之氧化矽(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，且研磨停止膜之矽基板側之面之相反面被氧化矽膜被覆。
以此方式形成之氧化矽膜之矽基板側之面之相反面具有對應於下層之凹凸而形成之階差。繼而，藉由CMP法對氧化矽膜進行研磨， 直至至少研磨停止膜(多晶矽膜)之矽基板側之面之相反面露出，更佳為對氧化矽膜進行研磨，直至氧化矽膜之表面與研磨停止膜之表面成為同一平面。本發明之研磨液組合物係用於該藉由CMP法進行研磨之步驟。藉由CMP法之研磨中，藉由在使被研磨基板之表面與研磨墊接觸之狀態下將研磨液組合物供給至該等之接觸部位並使被研磨基板及研磨墊相對地移動，而使被研磨基板之表面之凹凸部分平坦化。再者，於本發明之半導體基板之製造方法及半導體基板之研磨方法中，亦可於矽基板之二氧化矽層與研磨停止膜(多晶矽膜)之間形成其他絕緣膜。
關於研磨墊之轉數，不論研磨液組合物為1液型、2液型之哪一者，均較佳為30r/min以上且200r/min以下，更佳為45r/min以上且150r/min以下，進而較佳為60r/min以上且100r/min以下。被研磨基板之轉數較佳為130r/min以上且200r/min以下，更佳為45r/min以上且150r/min以下，進而較佳為60r/min以上且100r/min以下。
關於對具備研磨墊之研磨裝置所設定之研磨負荷，不論研磨液組合物為1液型、2液型之哪一者，就抑制起因於負荷過大而產生之對平坦化之不良影響及損傷之產生之觀點而言，均較佳為500g重/cm2以下，更佳為400g重/cm2以下，進而較佳為350g重/cm2以下。另一方面，就研磨時間之縮短化之觀點而言，較佳為20g重/cm2以上，更佳為50g重/cm2以上，進而較佳為100g重/cm2以上。
關於研磨液組合物之供給速度，就研磨之效率性之觀點而言，較佳為500mL/min以下，更佳為400mL/min以下，進而較佳為300mL/min以下。另一方面，關於研磨液組合物之供給速度，就氧化矽膜之研磨速度提昇之觀點而言，較佳為10mL/min以上，更佳為30mL/min以上。
於本發明之半導體基板之製造方法及被研磨基板之研磨方法 中，氧化矽膜與多晶矽膜之研磨速度比(氧化矽膜之研磨速度/多晶矽膜之研磨速度)越大越佳，較佳為50以上，更佳為52以上，進而較佳為54以上，進而更佳為55以上。
本發明進而係關於以下之一個或複數個實施形態。
<1>一種氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其係對多晶矽膜上之氧化矽膜進行研磨者，且包含下述成分A~C。
成分A：包含PEG鏈之水溶性高分子
成分B：二氧化矽粒子之表面之至少一部分經粒狀氧化鈰被覆之氧化鈰被覆二氧化矽粒子
成分C：水系介質
<2>如上述<1>記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中上述成分A包含之聚乙二醇鏈之重量平均分子量較佳為200以上，更佳為300以上，進而較佳為400以上，進而較佳為600以上，進而較佳為1000以上，進而較佳為2000以上，進而較佳為3000以上，進而較佳為4000以上，且較佳為200000以下，更佳為180000以下，進而較佳為150000以下，進而較佳為130000以下，進而較佳為90000以下，進而較佳為25000以下，進而較佳為18000以下，進而較佳為10000以下，進而較佳為6500以下。
<3>如上述<2>記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中上述PEG鏈中之環氧乙烷基之平均加成莫耳數較佳為5以上，更佳為9以上，進而較佳為13以上，進而較佳為20以上，進而較佳為45以上，進而較佳為65以上，進而較佳為90以上，且較佳為250以下，更佳為200以下，進而較佳為150以下。
<4>如上述<1>記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中上述水溶性高分子為主鏈包含PEG鏈之高分子，且上述PEG鏈之重量平均分子量較佳為200以上，更佳為300以上，進而較佳為600以上， 進而較佳為1000以上，進而較佳為2000以上，進而較佳為3000以上，進而較佳為4000以上，且較佳為200000以下，更佳為180000以下，進而較佳為150000以下，進而較佳為130000以下，進而較佳為90000以下，進而較佳為25000以下，進而較佳為18000以下，進而較佳為10000以下，進而較佳為6500以下。
<5>如上述<4>記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中上述PEG鏈中之環氧乙烷基之平均加成莫耳數較佳為5以上，更佳為13以上，進而較佳為20以上，進而較佳為45以上，進而較佳為65以上，進而更佳為90以上，且較佳為250以下，更佳為200以下，進而較佳為150以下。
<6>如上述<1>記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中上述水溶性高分子為側鏈包含PEG鏈之高分子，且上述PEG鏈之重量平均分子量較佳為200以上，更佳為400以上，進而較佳為1000以上，進而較佳為4000以上，且較佳為10000以下，更佳為6500以下，進而較佳為5500以下。
<7>如上述<6>記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中上述PEG鏈中之環氧乙烷基之平均加成莫耳數較佳為4以上，更佳為9以上，進而較佳為20以上，進而較佳為45以上，進而較佳為65以上，進而更佳為90以上，且較佳為250以下，更佳為200以下，進而較佳為150以下。
<8>如上述<1>至<7>中任一項記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中上述水溶性高分子較佳為具有陰離子性基，更佳為具有選自羧酸基、硫酸基、及磷酸基中之至少1種陰離子性基，進而較佳為具有選自羧酸基、及磷酸基中之至少1種陰離子性基，進而更佳為具有羧酸基。
<9>如上述<1>至<8>中任一項記載之氧化矽膜研磨用研磨 液組合物，其中上述成分A較佳為選自由聚乙二醇、單甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯之均聚物、(甲基)丙烯酸與單甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯之共聚物、(甲基)丙烯酸酯與單甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯之共聚物、(甲基)丙烯酸烷基酯與(甲基)丙烯酸及單甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯之共聚物、聚乙烯醇與聚乙二醇之共聚物、該等之鹼金屬鹽、及該等之銨鹽所組成之群中之至少1種水溶性高分子，更佳為選自由聚乙二醇、單甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯之均聚物、(甲基)丙烯酸酯與單甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯之共聚物、(甲基)丙烯酸烷基酯與(甲基)丙烯酸及單甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯之共聚物、該等之鹼金屬鹽、及該等之銨鹽所組成之群中之至少1種水溶性高分子，進而較佳為選自由(甲基)丙烯酸與單甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯之共聚物、具有陰離子基之(甲基)丙烯酸酯與單甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯之共聚物、(甲基)丙烯酸烷基酯與(甲基)丙烯酸及單甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯之共聚物、該等之鹼金屬鹽、及該等之銨鹽所組成之群中之至少1種水溶性高分子，進而更佳為選自由(甲基)丙烯酸與單甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯之共聚物、具有羧酸基之(甲基)丙烯酸酯與單甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯之共聚物、具有磷酸基之(甲基)丙烯酸酯與單甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯之共聚物、該等之鹼金屬鹽、及該等之銨鹽所組成之群中之至少1種水溶性高分子，進而更佳為選自由甲基丙烯酸/單甲氧基聚乙二醇單甲基丙烯酸酯、其鹼金屬鹽、及其銨鹽所組成之群中之至少1種水溶性高分子。
<10>如上述<9>記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中上述(甲基)丙烯酸酯較佳為選自(甲基)丙烯酸烷基酯(烷基之碳數較佳為1~18，更佳為8~16)；(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸羥基丙酯等具有羥基之(甲基)丙烯酸酯；(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、 (甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯；磷酸單(2-甲基丙烯醯氧基乙基)酯、及磷酸單(2-甲基丙烯醯氧基乙基)酯烷基酯(烷基之碳數較佳為1~18，更佳為1~16)等具有磷酸基之(甲基)丙烯酸酯中之至少1種。
<11>如上述<1>至<10>中任一項記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中於上述水溶性高分子(成分A)為選自(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酸酯中之1種以上之單體A與選自聚乙二醇及聚乙二醇之酯中之1種以上之單體B的共聚物之情形時，共聚物1分子中所含之源自單體A之結構單元與源自單體B之結構單元之莫耳比(源自單體A之結構單元/源自單體B之結構單元)較佳為(5/95)以上，更佳為(25/75)以上，進而較佳為(40/60)以上，進而更佳為(55/45)以上，且較佳為(99/1)以下，更佳為(95/5)以下，進而較佳為(90/10)以下，進而更佳為(85/15)以下。
<12>如上述<1>至<11>中任一項記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中上述水溶性高分子(成分A)之重量平均分子量(Mw)較佳為200以上，更佳為300以上，進而較佳為600以上，進而較佳為1000以上，進而較佳為2000以上，進而較佳為3000以上，進而較佳為4000以上，且較佳為300000以下，更佳為270000以下，進而更佳為150000以下，進而較佳為130000以下，進而較佳為90000以下，進而較佳為25000以下，進而較佳為18000以下，進而較佳為10000以下，進而較佳為6500以下。
<13>如上述<1>至<11>中任一項記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中關於上述水溶性高分子(成分A)之重量平均分子量(Mw)，於主鏈包含PEG鏈之高分子中，較佳為200以上，更佳為300以上，進而較佳為600以上，進而較佳為1000以上，進而較佳為2000以上，進而較佳為3000以上，進而更佳為4000以上，且較佳為200000以下，更佳為180000以下，進而較佳為150000以下，進而更佳為130000 以下，進而較佳為90000以下，進而較佳為25000以下，進而較佳為18000以下，進而較佳為10000以下，進而較佳為6500以下，於側鏈包含PEG鏈之高分子中，較佳為10000以上，更佳為12000以上，進而較佳為15000以上，進而更佳為16000以上，進而較佳為45000以上，且較佳為300000以下，更佳為290000以下，進而較佳為280000以下，進而較佳為270000以下，進而較佳為90000以下，進而較佳為70000以下。
<14>如上述<1>至<13>中任一項記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中關於上述水溶性高分子(成分A)之含量，若將上述水溶性高分子(成分A)與上述氧化鈰被覆二氧化矽粒子(成分B)及上述水系介質(成分C)之質量之合計設為100質量%，則較佳為0.05質量%以上，更佳為0.1質量%以上，進而較佳為0.2質量%以上，進而更佳為0.25質量%以上，且較佳為5質量%以下，更佳為2.5質量%以下，進而較佳為1.0質量%以下，進而更佳為0.75質量%以下。
<15>如上述<1>至<14>中任一項記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中上述成分B係藉由穿透式電子顯微觀察所測得之平均一次粒徑較佳為15nm以上且300nm以下之二氧化矽粒子經藉由穿透式電子顯微觀察所測得之平均一次粒徑較佳為5nm以上且40nm以下之粒狀氧化鈰被覆，且氧化鈰與二氧化矽之質量比(二氧化矽/氧化鈰)較佳為0.5以上且4.0以下的氧化鈰被覆二氧化矽粒子。
<16>如上述<15>記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中上述粒狀氧化鈰之上述平均一次粒徑更佳為7.5nm以上，進而較佳為10nm以上，且更佳為30nm以下，進而較佳為25nm以下。
<17>如上述<15>或<16>記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中上述二氧化矽粒子之上述平均一次粒徑更佳為20nm以上，進而較佳為40nm以上，且更佳為200nm以下，進而較佳為150 nm以下。
<18>如上述<15>至<17>中任一項記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中上述質量比(二氧化矽/氧化鈰)更佳為0.67以上，進而較佳為0.8以上，且更佳為3.0以下，進而較佳為2.5以下。
<19>如上述<1>至<18>中任一項記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中藉由動態光散射法所測得之上述氧化鈰被覆二氧化矽粒子之平均二次粒徑較佳為100nm以上，更佳為150nm以上，且較佳為300nm以下，更佳為250nm以下。
<20>如上述<1>至<19>中任一項記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中上述氧化鈰被覆二氧化矽粒子於pH值6下之ζ電位較佳為未達0mV，更佳為-25mV以下，進而較佳為-40mV以下，且較佳為-60mV以上。
<21>如上述<1>至<20>中任一項記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中上述氧化鈰被覆二氧化矽粒子於pH值4下之ζ電位較佳為未達0mV，更佳為-25mV以下，進而較佳為-28mV以下，且較佳為-60mV以上。
<22>如上述<1>至<21>中任一項記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中上述氧化鈰被覆二氧化矽粒子於pH值8下之ζ電位較佳為未達0mV，更佳為-25mV以下，進而較佳為-40mV以下，且較佳為-60mV以上。
<23>如上述<1>至<22>中任一項記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中關於上述氧化鈰被覆二氧化矽粒子(成分B)之含量，若將上述水溶性高分子(成分A)與氧化鈰被覆二氧化矽粒子(成分B)及上述水系介質(成分C)之質量之合計設為100質量%，則較佳為0.1質量%以上，更佳為0.2質量%以上，進而較佳為0.25質量%以上，進而更佳為0.5質量%以上，且較佳為5.0質量%以下，更佳為2.5質量% 以下，進而較佳為2.0質量%以下，進而更佳為1.5質量%以下。
<24>如上述<1>至<23>中任一項記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中上述水溶性高分子(成分A)與上述氧化鈰被覆二氧化矽粒子(成分B)之質量比(水溶性高分子之質量/氧化鈰被覆二氧化矽粒子之質量)較佳為0.02以上，更佳為0.1以上，進而較佳為0.2以上，且較佳為25以下，更佳為10以下，進而較佳為1以下。
<25>如上述<1>至<24>中任一項記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中上述氧化矽膜研磨用研磨液組合物於25℃之pH值較佳為3以上，更佳為4以上，進而較佳為5以上，進而更佳為5.5以上，且較佳為9以下，更佳為8.5以下，進而較佳為7.5以下，進而更佳為6.5以下。
<26>如上述<1>至<25>中任一項記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中氧化矽膜與多晶矽膜之研磨速度比(氧化矽膜之研磨速度/多晶矽膜之研磨速度)較佳為50以上，更佳為52以上，進而較佳為54以上，進而更佳為55以上。
<27>如上述<1>至<26>中任一項記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中上述氧化矽膜研磨用研磨液組合物為使用時進行混合之所謂2液型，上述水系介質(成分C)分為第1水系介質及第2水系介質，且上述氧化矽膜研磨用研磨液組合物含有使上述氧化鈰被覆二氧化矽粒子及包含PEG鏈之水溶性高分子之一部分分散於第1水系介質中而獲得之氧化鈰被覆二氧化矽粒子分散液、及將剩餘之包含PEG鏈之水溶性高分子溶解於第2水系介質中而獲得之研磨助劑水溶液。
<28>一種半導體基板之製造方法，其包括如下步驟：使用研磨液組合物，對具有氧化矽膜及與上述氧化矽膜相接而配置於上述氧化矽膜下之多晶矽膜的被研磨基板之上述氧化矽膜進行研磨，直至上述多晶矽膜上之上述氧化矽膜被去除；且作為上述研磨液組合物，使 用如上述<1>至<27>中任一項記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物。
<29>一種半導體基板之研磨方法，其包括如下步驟：使用研磨液組合物，對具有氧化矽膜及與上述氧化矽膜相接而配置於上述氧化矽膜下之多晶矽膜的被研磨基板之上述氧化矽膜進行研磨，直至上述多晶矽膜上之上述氧化矽膜被去除；且作為上述研磨液組合物，使用如上述<1>至<27>中任一項記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物。
<30>一種如<1>至<27>中任一項記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物之用途，其係用於對多晶矽膜上之氧化矽膜進行研磨。
<31>一種如<1>至<27>中任一項記載之氧化矽膜研磨用研磨液組合物之用途，其係用於在半導體基板之製造步驟中，直至具有氧化矽膜及與上述氧化矽膜相接而配置於上述氧化矽膜下之多晶矽膜的被研磨基板之上述多晶矽膜上之上述氧化矽膜被去除，對上述氧化矽膜進行研磨。
實施例
1.研磨液組合物之製備
[研磨液組合物之製備例1]
將作為水溶性高分子(成分A)之聚乙二醇與離子交換水均勻地混合，而獲得研磨助劑水溶液。一面攪拌上述研磨助劑水溶液，一面向該水溶液中添加氧化鈰被覆二氧化矽粒子分散液(分散介質：離子交換水)、及作為pH值調節劑之1N鹽酸水溶液，進而添加離子交換水對濃度進行調整，而獲得實施例1之研磨液組合物。以成為表1所記載之研磨液組合物之組成及pH值之方式調整各成分之質量比。再者，表2~4記載之水溶性高分子及研磨粒子之各含量係將水溶性高分子與研磨粒子及水系介質(離子交換水)之質量之合計設為100質量%之情形時 之值。
[研磨液組合物之製備例2]
以成為表2~4所記載之研磨液組合物之組成及pH值之方式對各成分之量進行調整，除此以外，利用與[研磨液組合物之製備例1]相同之方法獲得實施例2~31及比較例1~6之研磨液組合物。作為pH值調節劑，於要調低pH值之情形時使用1mol/L鹽酸，於要調高pH值之情形時使用1質量%氨水。
[氧化鈰被覆二氧化矽粒子之製造方法]
<氧化鈰被覆二氧化矽粒子之製造方法1>
實施例1~7、14~24、27~31、比較例6之研磨液組合物之製備所使用之氧化鈰被覆二氧化矽粒子之製造方法如下。首先，製備平均一次粒徑為80nm之球狀二氧化矽粒子(日揮觸媒化成工業製造，CATALOID SI-80PW)之20質量%水分散液，向該球狀二氧化矽水分散液中滴加使作為CeO2原料之硝酸鈰溶解而成之水溶液，同時另行滴加3質量%之氨水溶液，從而一面使pH值維持為約8一面使鈰沈積於球狀二氧化矽粒子上。於該滴加之間，為了使球狀二氧化矽水分散液維持於50℃而進行加溫。於滴加結束後，藉由使反應液以100℃加熱4小時而進行熟化，使沈積之氧化鈰結晶。其後，將所獲得之粒子過濾分離並充分地實施利用水之洗淨之後，使其於乾燥機中以100℃進行乾燥。可將於該狀態下所獲得之乾燥粉用於製備研磨液組合物，但此處係進而對乾燥粉以1000℃進行2小時煅燒之後，將所獲得之煅燒粉末拆解以使因煅燒而相互黏結之粒子彼此分離，獲得平均一次粒徑為110nm之氧化鈰被覆二氧化矽粒子B1。對該氧化鈰被覆二氧化矽粒子B1利用TEM(Transmission Electron Microscopy，穿透式電子顯微鏡)進行觀察，結果為二氧化矽粒子表面被粒狀氧化鈰被覆。
<氧化鈰被覆二氧化矽粒子之製造方法2>
實施例8、9之研磨液組合物之製備所使用之氧化鈰被覆二氧化矽粒子之製造方法如下。
將用作CeO2原料之硝酸鈰量設為<氧化鈰被覆二氧化矽粒子之製造方法1>之情形時之1/3量，除此以外，利用與<氧化鈰被覆二氧化矽粒子之製造方法1>相同之方法獲得平均一次粒徑為110nm之氧化鈰被覆二氧化矽粒子B2。對該氧化鈰被覆二氧化矽粒子B2利用TEM(穿透式電子顯微鏡)進行觀察，結果為二氧化矽粒子表面被粒狀氧化鈰被覆。
<氧化鈰被覆二氧化矽粒子之製造方法3>
實施例10、11、25之研磨液組合物之製備所使用之氧化鈰被覆二氧化矽粒子之製造方法如下。使用平均一次粒徑為45nm之球狀二氧化矽粒子(日揮觸媒化成工業製造，CATALOID SI-45P)之20質量%水分散液代替平均一次粒徑為80nm之球狀二氧化矽粒子(日揮觸媒化成工業製造，CATALOID SI-80PW)之20質量%水分散液，除此以外，利用與<氧化鈰被覆二氧化矽粒子之製造方法1>相同之方法獲得平均一次粒徑為65nm之氧化鈰被覆二氧化矽粒子B3。對該氧化鈰被覆二氧化矽粒子B3利用TEM(穿透式電子顯微鏡)進行觀察，結果為二氧化矽粒子表面被粒狀氧化鈰被覆。
<氧化鈰被覆二氧化矽粒子之製造方法4>
實施例12、13、26之研磨液組合物之製備所使用之氧化鈰被覆二氧化矽粒子之製造方法如下。使用平均一次粒徑為120nm之球狀二氧化矽粒子(日揮觸媒化成工業製造，CATALOID SI-120P)之20質量%水分散液代替平均一次粒徑為80nm之球狀二氧化矽粒子(日揮觸媒化成工業製造，CATALOID SI-80PW)之20質量%水分散液，除此以外，利用與<氧化鈰被覆二氧化矽粒子之製造方法1>相同之方法獲得平均一次粒徑為160nm之氧化鈰被覆二氧化矽粒子B4。
上述氧化鈰被覆二氧化矽粒子之製造方法1~4中，於所添加之氧化鈰源全部沈澱之條件下進行氧化鈰被覆二氧化矽粒子之製造。因此，推測添加之質量比(二氧化矽/氧化鈰)與根據氧化鈰被覆二氧化矽粒子之溶解物中之氧化矽成分與氧化鈰成分之質量所算出之質量比(二氧化矽/氧化鈰)大致一致。
比較例1~5之研磨液組合物之製備中，作為氧化鈰粒子分散液，使用昭和電工製造之「GPL-C1010」(氧化鈰粒子濃度10質量%)。將上述分散液所含之氧化鈰粒子設為氧化鈰粒子B51。
將氧化鈰被覆二氧化矽粒子B1~B4及氧化鈰粒子B51之ζ電位示於表1。
[單甲氧基聚乙二醇單甲基丙烯酸酯(PEGMA)]
於後述之[水溶性高分子之合成方法或其詳細情況]中，PEGMA(EO平均加成莫耳數120)係使用以如下方式所得者：依據日本專利第3874917號記載之方法，藉由酯化反應進行合成，並將作為未反應物而殘留之甲基丙烯酸藉由蒸餾去除而設為未達1重量%。再者，關於EO平均加成莫耳數9及23之PEGMA，使用市售品(共榮社化學製造)。
[水溶性高分子之合成方法或其詳細情況]
<水溶性高分子(1)~(6)之詳細情況>
作為重量平均分子量300、600、2000、6000、20000、或100000 之聚乙二醇(1)~(6)，使用市售品(和光純藥工業製造)。
<水溶性高分子(7)及(8)之合成方法>
水溶性高分子(7)及水溶性高分子(8)均係參考日本專利特開2012-167053號公報之記載進行合成。重量平均分子量之調整係藉由對聚合起始劑之濃度進行調整而實施。
<水溶性高分子(9)之合成方法>
於具備溫度計、攪拌機、滴加裝置、氮氣導入管、及冷凝管之反應器中添加蒸餾水281.4g，一面攪拌蒸餾水一面對反應器內進行氮氣置換，於氮氣環境中將蒸餾水升溫至80℃。繼而，將使PEGMA(EO平均加成莫耳數120)336.5g與甲基丙烯酸22.2g及2-巰基乙醇1.89g溶解於水238.2g而成者、及使過硫酸銨3.68g溶解於水45g而成者此兩者分別歷時1.5小時滴加至上述反應器內。繼而，將使過硫酸銨1.47g溶解於水15g而成者歷時30分鐘滴加至上述反應器內，其後於相同溫度(80℃)下進行熟化1小時。於熟化結束後，利用48%氫氧化鈉18.7g進行中和，而獲得重量平均分子量56000之甲基丙烯酸(MAA)/單甲氧基聚乙二醇單甲基丙烯酸酯(PEGMA)(莫耳比：80/20)共聚物。其後，利用水進行調整，而獲得固形物成分濃度10質量%之聚合物溶液。
<水溶性高分子(10)之合成方法>
將各單體之使用量設為PEGMA(EO平均加成莫耳數120)3588.3g、甲基丙烯酸17.2g，除此以外，以與<水溶性高分子(9)之合成方法>相同之方式獲得MAA/PEGMA共聚物(重量平均分子量62000，莫耳比65/35)，相同地利用水進行調整，而獲得固形物成分濃度10質量%之聚合物溶液。
<水溶性高分子(11)之合成方法>
將各單體之使用量設為PEGMA(EO平均加成莫耳數120)165.8g、甲基丙烯酸24.0g，除此以外，以與<水溶性高分子(9)之合成方法> 相同之方式獲得MAA/PEGMA共聚物(重量平均分子量46000，莫耳比90/10)，相同地利用水進行調整，而獲得固形物成分濃度10質量%之聚合物溶液。
<水溶性高分子(12)之合成方法>
將各單體之使用量設為PEGMA(EO平均加成莫耳數23)117.2g、甲基丙烯酸17.2g，除此以外，以與[水溶性高分子(9)之合成方法]相同之方式獲得MAA/PEGMA共聚物(重量平均分子量40000，莫耳比65/35)，相同地利用水進行調整，而獲得固形物成分濃度10質量%之聚合物溶液。
<水溶性高分子(13)之合成方法>
於附攪拌機之玻璃製反應容器(四口燒瓶)中添加PEGMA(EO平均加成莫耳數120)157.4g及甲基丙烯酸月桂酯0.39g，並向其中添加偶氮二異丁腈0.075g，於作為聚合溶劑之乙酸乙酯180.0g中於80℃、20小時之條件下進行聚合反應。聚合反應結束後，將所獲得之反應液滴加於甲醇中進行沈澱，將產物單離。進而進行兩次將產物溶解於四氫呋喃(THF)中，並將其滴加於甲醇中而將產物單離之操作，將產物進行精製。將所獲得之精製物於60℃下進行減壓乾燥一晝夜，而獲得聚合物(重量平均分子量76000，莫耳比5/95)。使該聚合物溶解於水中，而製備固形物成分濃度2質量%之聚合物溶液。
<水溶性高分子(14)之合成方法>
於附攪拌機之玻璃製反應容器(四口燒瓶)中添加水366g，一面攪拌水一面對容器內進行氮氣置換，於氮氣環境中將水升溫至80℃。將使PEGMA(EO平均加成莫耳數23)270g與甲基丙烯酸2-羥基乙酯32.5g及3-巰基丙酸4.5g混合而成者與使過硫酸銨8.4g溶解於水48g而成者此兩者分別歷時1.5小時滴加至上述反應容器內。於1小時之熟化後，將使過硫酸銨1.8g溶解於水10g而成者歷時30分鐘滴加至上述反應容 器內，其後於相同溫度(80℃)下進行熟化1.5小時。於熟化結束後，利用32質量%氫氧化鈉水溶液44.4g進行中和，而獲得重量平均分子量(Mw)為58000、莫耳比50/50之聚合物，並利用水進行調整，而獲得固形物成分濃度10質量%之聚合物溶液。
<水溶性高分子(15)之合成方法>
於附攪拌機之玻璃製反應容器(四口燒瓶)中添加水366g，一面攪拌水一面對容器內進行氮氣置換，於氮氣環境中將水升溫至80℃。將使PEGMA(EO平均加成莫耳數23)270g與磷酸單(2-甲基丙烯醯氧基乙基)酯52.4g及3-巰基丙酸4.5g混合而成者與使過硫酸銨8.4g溶解於水48g中而成者此兩者分別歷時1.5小時滴加至上述反應容器內。於1小時之熟化後，將使過硫酸銨1.8g溶解於水10g而成者歷時30分鐘滴加至上述反應容器內，其後於相同溫度(80℃)下進行熟化1.5小時。於熟化結束後，利用32質量%氫氧化鈉水溶液44.4g進行中和，而獲得重量平均分子量(Mw)為64000、莫耳比50/50之聚合物，並利用水進行調整，而獲得固形物成分濃度10質量%之聚合物溶液。
<水溶性高分子(16)>
作為水溶性高分子(16)，使用聚乙烯醇與聚乙二醇之共聚物(商品名Kollicoat，BASF公司製造)。
<水溶性高分子(17)>
將各單體之使用量設為PEGMA(EO平均加成莫耳數9)30.2g及甲基丙烯酸22.2g，除此以外，以與[水溶性高分子(9)之合成方法]相同之方式獲得MAA/PEGMA共聚物(重量平均分子量40000，莫耳比80/20)，並相同地利用水進行調整，而獲得固形物成分濃度10質量%之聚合物溶液。
2.各種測定方法
(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值計(東亞電波工業股份有限公司，HM-30G)所測得之值，且係電極浸漬於研磨液組合物後1分鐘後之數值。
(b-1)藉由動態光散射法(DLS)所測得之研磨粒子之平均二次粒徑
研磨粒子之平均二次粒徑係準備固形物成分濃度為0.1質量%之研磨粒子漿料，並利用Malvern公司製造之Zetasizer Nano ZS(動態光散射法)對其進行測定，將所獲得之體積平均粒徑設為上述平均二次粒徑，於表2~4中作為DLS粒徑表示。
(b-2)二氧化矽粒子之平均一次粒徑
氧化鈰被覆前後之二氧化矽粒子之平均一次粒徑係使用藉由TEM(穿透式電子顯微鏡)而獲得之圖像，對50個二氧化矽粒子之大小進行測量並將該等進行平均而獲得，示於表2~4。二氧化矽粒子之平均一次粒徑於氧化鈰被覆前後並無變動。
(b-3)粒狀氧化鈰之平均一次粒徑
二氧化矽粒子上之粒狀氧化鈰之平均一次粒徑係使用藉由TEM(穿透式電子顯微鏡)而獲得之圖像，對二氧化矽粒子上之100個粒狀氧化鈰之粒徑進行測量，並將該等進行平均而獲得，示於表2~4。作為其他方法，亦可對氧化鈰被覆二氧化矽粒子之粉體進行粉末X射線繞射測定，使用在29~30°附近出現之氧化鈰之(1,1,1)面之波峰之半值寬、繞射角度，藉由謝樂公式(Scherrer's formula)而獲得微晶徑，將其作為平均一次粒徑。
謝樂公式：微晶徑(Å)=K×λ/(β×cosθ)
K：謝樂常數；λ：X射線之波長=1.54056Å；β：半值寬；θ：繞射角2θ/θ
(b-4)研磨粒子之平均一次粒徑
研磨粒子之平均一次粒徑係使用藉由TEM(穿透式電子顯微鏡)而 獲得之圖像，對50個研磨粒子之大小進行測量，並將該等進行平均而獲得。實施例1~31及比較例6之研磨液組合物之製備所使用之氧化鈰被覆二氧化矽粒子B1~B4之平均一次粒徑如上所述，比較例1~5之研磨液組合物之製備所使用之氧化鈰粒子B51之平均一次粒徑為120nm。
(b-5)研磨粒子之ζ電位
製備含有研磨粒子1質量%之離子交換水懸浮液100g，並進行10分鐘超音波處理而獲得分散液。將上述分散液1g、離子交換水40g以上、作為pH值調節劑之鹽酸水溶液及氨水進行混合，而獲得研磨粒子濃度為0.02質量%、pH值分別為4.0、6.0、8.0之測定試樣。使用所獲得之測定試樣，並藉由Malvern公司製造之「Zetasizer Nano ZS型」測定ζ電位。
(c)聚合物之重量平均分子量之測定方法
實施例及比較例之研磨液組合物之製備所使用之水溶性高分子(1)~(17)之重量平均分子量及PEG鏈之重量平均分子量之測定方法如下。
水溶性高分子(1)~(17)之重量平均分子量及PEG鏈之重量平均分子量係藉由凝膠滲透層析法(GPC)於下述條件下進行測定。
[GPC條件]
檢測器：Shodex RI SE-61示差折射率檢測器
管柱：使用將Tosoh股份有限公司製造之G4000PWXL與G2500PWXL串聯地連接而成者。
溶離液：以0.2M磷酸緩衝液/乙腈=90/10(體積比)調整至0.5g/100mL之濃度，並使用20μL。
管柱溫度：40℃
流速：1.0mL/min
標準聚合物：分子量為已知之單分散聚乙二醇
3.研磨液組合物之評價
[試片之製作]
自利用TEOS(Tetraethyl orthosilicate，原矽酸四乙酯)-電漿CVD法於矽晶圓之單面形成厚度2000nm之氧化矽膜(氧化膜)而成者切取40mm×40mm之正方形片，而獲得氧化膜試片。同樣地自於矽晶圓之單面首先形成100nm之熱氧化膜之後利用CVD法形成厚度500nm之多晶矽膜(PoLy-Si膜)而成者切取40mm×40mm之正方形片，而獲得多晶矽膜試片。
[氧化膜之研磨速度之測定]
作為研磨裝置，使用壓盤徑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」。將上述研磨墊貼附於上述研磨裝置之壓盤。將上述試片設置於直徑120mm之裝置之固持器(holder)，以試片之形成有氧化矽膜之面朝下之方式(以氧化膜面對研磨墊之方式)將固持器放置於研磨墊。進而，以對試片施加之負荷成為300g重/cm2之方式將砝碼載置於固持器上。一面於貼附有研磨墊之壓盤之中心以50mL/min之速度滴加研磨液組合物，一面使壓盤及固持器之各者以90r/min向相同旋轉方向旋轉2分鐘，進行氧化膜試片之研磨。研磨後，使用超純水洗淨並進行乾燥，將氧化膜試片作為後述之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(大日本網屏公司製造之「Lambda ACE VM-1000」)對氧化膜之膜厚進行測定。氧化膜之研磨速度係藉由下述式而算出。將氧化膜(SiO2)之研磨速度示於下述表2~4。
氧化膜(SiO2)之研磨速度(nm/min) =[研磨前之氧化膜厚度(nm)-研磨後之氧化膜厚度(nm)]/研磨時間(min)
[多晶矽膜之研磨速度之測定]
使用多晶矽膜試片代替氧化膜試片作為試片，除此以外，與上述[氧化膜之研磨速度之測定]相同地進行多晶矽膜之研磨、膜厚之測定及研磨速度之算出。將多晶矽膜(Poly-Si)之研磨速度示於下述表2~4。
[研磨速度比]
將多晶矽膜之研磨速度相對於氧化矽膜之研磨速度之比(SiO2/Poly-Si)設為研磨速度比，藉由下述式而算出。由於研磨速度比之值越大，研磨選擇性越良好，故而針對消除階差之能力越高。將結果示於下述表2~4。
研磨速度比(SiO2/Poly-Si)=氧化矽膜之研磨速度(nm/min)/多晶矽膜之研磨速度(nm/min)
[研磨損傷(刮痕數)之測定方法]
測定機器：光學顯微鏡(VisionTech公司製造，VMX-3100)
評價：將研磨後進行過洗淨及乾燥之多晶矽膜試片貼附於平坦基板，並照射光源，其後於暗視野條件下進行觀察，並對研磨損傷進行測量。再者，於本發明中所謂「研磨損傷」，係藉由光學顯微鏡檢測出之長度為1μm以上之損傷。
根據對實施例1之研磨液組合物與比較例1之研磨液組合物進行研磨損傷測定之結果可知，於使用包含氧化鈰被覆二氧化矽粒子作為研磨粒子之研磨液組合物之情形時，與使用包含氧化鈰粒子之比較例之研磨液組合物相比，明顯地抑制研磨損傷之產生。因此，如表2~4所示，於使用利用氧化鈰被覆二氧化矽粒子(成分B)作為研磨粒子且含有包含PEG鏈之水溶性高分子(成分A)作為研磨助劑的實施例1~31之研磨液組合物之情形時，與使用比較例之研磨液組合物相比，研磨選擇性優異且多晶矽膜表面之研磨損傷之數較少。
[產業上之可利用性]
本發明之研磨液組合物由於呈現出能夠儘量抑制多晶矽膜(研磨停止膜)之研磨且高速進行氧化矽膜之研磨之較高之研磨選擇性，且能夠抑制研磨損傷之產生，故而例如於高密度化或高積體化用之半導體基板之製造方法中有用。

Claims (10)

  1. 一種氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其係對多晶矽膜上之氧化矽膜進行研磨者，且包含下述成分A~C：成分A：包含聚乙二醇鏈且具有陰離子性基之水溶性高分子；成分B：二氧化矽粒子之表面之至少一部分經粒狀氧化鈰被覆之氧化鈰被覆二氧化矽粒子；成分C：水系介質。
  2. 如請求項1之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中上述成分A所含之聚乙二醇鏈之重量平均分子量為1000以上且200000以下。
  3. 如請求項1或2之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中上述成分B係平均一次粒徑為15nm以上且300nm以下之二氧化矽粒子經平均一次粒徑為5nm以上且40nm以下之粒狀氧化鈰被覆，且氧化鈰與二氧化矽之質量比(二氧化矽/氧化鈰)為0.5以上且4.0以下的氧化鈰被覆二氧化矽粒子。
  4. 如請求項1或2之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中上述成分A為選自由(甲基)丙烯酸烷基酯與(甲基)丙烯酸及單甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯之共聚物、其鹼金屬鹽、及其銨鹽所組成之群中之至少1種水溶性高分子。
  5. 如請求項1或2之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中關於上述氧化矽膜研磨用研磨液組合物中之上述成分A之含量，若將上述水溶性高分子(成分A)與上述氧化鈰被覆二氧化矽粒子(成分B)及上述水系介質(成分C)之質量之合計設為100質量%，則為0.05質量%以上且5質量%以下。
  6. 如請求項1或2之氧化矽膜研磨用研磨液組合物，其中氧化矽膜與多晶矽膜之研磨速度比(氧化矽膜之研磨速度/多晶矽膜之研磨速度)為50以上。
  7. 一種半導體基板之研磨方法，其包括如下步驟：使用研磨液組合物，對具有氧化矽膜及與上述氧化矽膜相接而配置於上述氧化矽膜下之多晶矽膜的被研磨基板之上述氧化矽膜進行研磨，直至上述多晶矽膜上之上述氧化矽膜被去除；且作為上述研磨液組合物，使用如請求項1至6中任一項之氧化矽膜研磨用研磨液組合物。
  8. 一種半導體基板之製造方法，其特徵在於使用如請求項7之半導體基板之研磨方法。
  9. 一種如請求項1至6中任一項之氧化矽膜研磨用研磨液組合物之用途，其係用於對多晶矽膜上之氧化矽膜進行研磨。
  10. 一種如請求項1至6中任一項之氧化矽膜研磨用研磨液組合物之用途，其係用於在半導體基板之製造步驟中，對具有氧化矽膜及與上述氧化矽膜相接而配置於上述氧化矽膜下之多晶矽膜的被研磨基板之上述氧化矽膜進行研磨，直至上述多晶矽膜上之上述氧化矽膜被去除。
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