TWI722138B - 研磨用組合物 - Google Patents

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Abstract

本發明的課題係在於提供能夠充分去除殘留於研磨完成的研磨對象物表面的缺陷，且在研磨包含複數材料的研磨對象物時，能夠使各材料的研磨速度大致相等的研磨用組合物。

本發明的解決手段係一種研磨用組合物，其係使用於研磨包含具有矽-矽鍵結的材料、具有矽-氮鍵結的材料與具有矽-氧鍵結的材料的研磨對象物的用途的研磨用組合物，其包含：有機酸表面固定二氧化矽粒子、潤濕、與具有上述矽-矽鍵結的材料的研磨速度抑制劑，pH為未滿7。

Description

研磨用組合物
本發明係關於研磨用組合物。
近幾年，隨著大型積體電路(Large Scale Integration,LSI)的高積體化、高性能化，新穎的微細加工技術被持續開發。化學機械研磨(chemical mechanical polishing,CMP)法亦係其中之一，係在LSI的製造步驟，特別在多層配線形成步驟的層間絕緣膜的平坦化、金屬插塞形成、鑲嵌線路(damascene線路)形成被頻繁利用的技術。
該CMP適用於製造半導體的各步驟，作為其中之一態樣，可列舉，例如，適用於電晶體製作的閘極形成步驟。電晶體製作時，有研磨，例如，包含多晶矽(Poly-Si)、氮化矽(SiN)與氧化矽膜(例如，TEOS)的研磨對象物等的複合材料，為了提升生產性，而存在著以高速研磨各材料的要求。
為了因應如此的要求，在日本特開2012-40671號公報，揭示使用將有機酸固定化的膠態二氧化矽，能夠以高速研磨氮化矽。
的確，在日本特開2012-40671號公報，揭示使用將有機酸固定化的膠態二氧化矽，能夠以高速研磨氮化矽。
但是，日本特開2012-40671號公報所揭示的研磨用組合物，雖然能夠以高速研磨研磨對象物，但研磨完成的研磨對象物的表面有缺陷(雜質)殘存的問題。
此外，研磨包含具有矽-矽鍵結的材料、具有矽-氮鍵結的材料與具有矽-氧鍵結的材料的研磨對象物時，也有希望以研磨速度大致相等的條件(即，具有矽-矽鍵結的材料的研磨速度：具有矽-氮鍵結的材料的研磨速度：具有矽-氧鍵結的材料的研磨速度=1：1：1)研磨各材料的要求。
因此，本發明係以提供能夠充分去除殘留於研磨完成的研磨對象物表面的缺陷，且在研磨包含具有矽-矽鍵結的材料、具有矽-氮鍵結的材料與具有矽-氧鍵結的材料的研磨對象物時，能夠使各材料的研磨速度大致相等的研磨用組合物為目標。
本發明者們為解決上述課題專心反覆研究。結果發現，藉由一種研磨用組合物，其係使用於研磨包含具有矽-矽鍵結的材料、具有矽-氮鍵結的材料與具有矽-氧鍵結的材料的研磨對象物的用途的研磨用組合物，其包含：有機酸表面固定二氧化矽粒子、沾濕劑、與具有上述矽-矽鍵結的材料的研磨速度抑制劑，pH為未滿7，可解決上述課題。
以下，說明本發明。再者，本發明並非限定於以下的實施的形態。
此外，若無特別提及，操作及物性等的測定，係在室溫(20℃以上、25℃以下)/相對濕度40%RH以上、50%RH以下的條件測定。
本發明係一種研磨用組合物，其係使用於研磨包含具有矽-矽鍵結的材料、具有矽-氮鍵結的材料與具有矽-氧鍵結的材料的研磨對象物的用途的研磨用組合物，其包含：有機酸表面固定二氧化矽粒子、潤濕劑、與具有上述矽-矽鍵結的材料的研磨速度抑制劑，pH為未滿7。
根據該構成，能夠充分去除殘留在研磨完成的研磨對象物表面的缺陷，且研磨包含具有矽-矽鍵結的材料、具有矽-氮鍵結的材料與具有矽-氧鍵結的材料的研磨對象物時，能夠使各材料的研磨速度大致相等的機制，係推測如下。
已知為了從研磨完成的研磨對象物去除缺陷(雜質)，在CMP步驟之後，使用潤濕劑進行潤洗洗淨。因此，對日本特開2012-40671號公報所揭示的研磨劑組合物，添加潤濕劑(例如，聚乙烯醇)，可藉由對研磨完成的研磨對象物使用該組合物而充分去除殘留的缺陷。但是，本發明者，發現研磨包含具有矽-矽鍵結的材料、具有矽-氮鍵結的材料與具有矽-氧鍵結的材料的研磨對象物時，具有矽-矽鍵結的材料的研磨速度會大幅上升。因此，本發明者研究的結果，發現藉由將潤濕劑與具有矽-矽鍵結的材料的研磨速度抑制劑(例如，聚丙二醇)組合使用，能夠維持充分去除缺陷的性能，且能夠使研磨上述研磨對象物時的各材料的研磨速度大致相等，而完成本發明。
再者，本說明書中，所謂「使研磨速度大致相等」，係指具有矽-矽鍵結的材料的研磨速度及具有矽-氧鍵結的材料的研磨速度，對具有矽-氮鍵結的材料的研磨速度的比，分別為0.8~1.2的範圍內。
惟，該原理只不過是推測，並不限制本發明的技術範圍，此係不言而喻。
<研磨對象物>
本發明相關的研磨對象物，只要是包含具有矽-矽鍵結的材料、具有矽-氮鍵結的材料與具有矽-氧鍵結的材料的研磨對象物，並無特別限制。
具有矽-矽鍵結的材料，可列舉多晶矽(Poly-Si)、非晶矽、單晶矽、n型摻雜單晶矽、p型摻雜單晶矽、SiGe等的Si系合金等。
具有矽-氮鍵結的材料，可列舉氮化矽(SiN)等。
具有矽-氧鍵結的材料，可列舉矽酸四乙酯(tetraethyl orthosilicate,TEOS)、黑鑽石(BD：SiOCH)、氟矽酸鹽玻璃(FSG)、氫倍半矽氧烷(hydrogen silsesquioxane,HSQ)、甲基倍半矽氧烷(methyl silsesquioxane,MSQ)等。
在本發明的較佳的實施形態，研磨對象物包含Poly-Si、SiN及TEOS。
<研磨用組合物>
根據本發明的一形態，提供一種研磨用組合物，其係使用於研磨上述研磨對象物的用途的研磨用組合物，其包含：有機酸表面固定二氧化矽粒子、潤濕劑、與具有上述矽-矽鍵結的 材料的研磨速度抑制劑，pH為未滿7。
[有機酸表面固定二氧化矽粒子]
本發明相關的研磨用組合物，包含有機酸表面固定二氧化矽粒子。有機酸表面固定二氧化矽粒子，係可使用作為研磨粒之使有機酸化學性鍵結於表面的二氧化矽粒子。上述二氧化矽粒子，包含氣相二氧化矽或膠態二氧化矽等，特別是以膠態二氧化矽為佳。上述有機酸，並無特別限制，以磺酸或羧酸為佳。再者，在包含於本發明的研磨用組合物中的「有機酸表面固定二氧化矽粒子」的表面，來自上述有機酸的酸性基(例如，磺基、羧基等)(視情況經由交聯劑結構)以共價鍵固定。
有機酸表面固定二氧化矽粒子，可使用合成品，亦可使用市售品。此外，將有機酸固定化的二氧化矽粒子，可以單獨使用，亦可以混合2種以上使用。
將該等有機酸導入二氧化矽粒子表面的方法，並無特別限制，有以巰基(mercapto group)或烷基等的狀態導入二氧化矽粒子表面，之後，以磺酸或羧酸氧化的方法；此外，亦有以保護基鍵結於上述有機酸基的狀態導入二氧化矽粒子表面，之後，使脫保護基脫離的方法。此外，在對二氧化矽粒子表面導入有機酸時所使用的化合物，至少具有一個可成為有機酸基的官能基，以進一步包含：與二氧化矽粒子表面的羥基的鍵結所使用的官能基；為了控制疏水性‧親水性而導入的官能基；為了控制立體的體積而導入的官能基等為佳。
有機酸表面固定二氧化矽粒子的具體的合成方法，只要是將有機酸的一種的磺酸固定在二氧化矽粒子的表面 即可，例如，能夠以”Sulfonic acid-functionalized silica through quantitative oxidation of thiol groups”,Chem.Commun.246-247(2003)所記載的方法進行。具體而言，使3-巰基丙基三甲氧基矽烷等的具有硫醇基的矽烷偶合劑，與二氧化矽粒子偶合之後，以過氧化氫將硫醇基氧化，藉此可得到在表面固定化磺酸的二氧化矽粒子。或者，只要是將羧酸固定在二氧化矽粒子的表面即可，例如，能夠以”Novel Silane Coupling Agents Containing a Photo labile 2-Nitrobenzyl Ester for Introduction of a Carboxy Group on the Surface of Silica Gel」”,Chemistry Letters,3,228-229(2000)所記載的方法進行。具體而言，將包含光反應性2-硝基苄基酯的矽烷偶合劑，與二氧化矽粒子偶合之後，藉由光照射，而可得到在表面固定化羧酸的二氧化矽粒子。
研磨用組合物中的有機酸表面固定二氧化矽粒子的平均一次粒徑，以5nm以上為佳，更佳為7nm以上，進一步更佳為10nm以上。隨著有機酸表面固定二氧化矽粒子的平均一次粒徑變大，有因研磨用組合物所致之對研磨對象物的研磨速度提升的優點。
研磨用組合物中的有機酸表面固定二氧化矽粒子的平均一次粒徑，以50nm以下為佳，更佳為45nm以下，進一步更佳為40nm以下。隨著有機酸表面固定二氧化矽粒子的平均一次粒徑變小，有能夠抑制使用研磨用組合物研磨後之在研磨對象物的表面發生刮痕的優點。再者，有機酸表面固定二氧化矽粒子的平均一次粒徑的值，係例如，根據以BET法測 定的有機酸表面固定二氧化矽粒子的比表面積算出。
研磨用組合物中的有機酸表面固定二氧化矽粒子的平均二次粒徑，以10nm以上為佳，更佳為15nm以上，進一步更佳為20nm以上。隨著有機酸表面固定二氧化矽粒子的平均二次粒徑變大，有因研磨用組合物所致之對研磨對象物的研磨速度提升的優點。
研磨用組合物中的有機酸表面固定二氧化矽粒子的平均二次粒徑，以100nm以下為佳，更佳為90nm以下，進一步更佳為80nm以下。隨著有機酸表面固定二氧化矽粒子的平均二次粒徑變小，有能夠抑制使用研磨用組合物研磨後之在研磨對象物的表面發生刮痕的優點。再者，二氧化矽粒子的平均二次粒徑的值，係例如，根據以使用雷射光的光散射法所測定的二氧化矽粒子的比面積算出。
研磨用組合物中的有機酸表面固定二氧化矽粒子的含量，以0.0005質量%以上為佳，更佳為0.001質量%以上，進一步更佳為0.005質量%以上。隨著有機酸表面固定二氧化矽粒子的含量變多，有因研磨用組合物所致之對研磨對象物的研磨速度提升的優點。
研磨用組合物中的有機酸表面固定二氧化矽粒子的含量，以10質量%以下為佳，更佳為5質量%以下。隨著有機酸表面固定二氧化矽粒子的含量變少，有抑制有機酸表面固定二氧化矽粒子的凝集、抑制發生刮痕，降低漿料的成本等的優點。
再者，雖然在本發明必須使用「有機酸表面固定 二氧化矽粒子」作為研磨粒，然而，視情況亦可併用沒有將有機酸固定在表面上的二氧化矽粒子。惟，佔研磨粒全體的「有機酸表面固定二氧化矽粒子」的含有比例，以質量基準係以50質量%以上為佳，以80質量%以上為更佳，以90質量以上為進一步更佳，以95質量%以上為特佳，以100質量%為最佳。此外，僅使用「沒有將有機酸固定在表面的二氧化矽粒子」作為研磨粒，則由於會引起因凝集物所致之缺陷性能的惡化而不佳。
[潤濕劑]
包含在本發明相關的研磨用組合物的「潤濕劑」，係吸附在具有矽-矽鍵結的材料的表面，而具有使上述表面的潤濕性從疏水性變化為親水性的效果。作為本發明所使用的潤濕劑，只要是具有上述效果，並無特別限制，可列舉，例如，水溶性高分子。水溶性高分子，可使用在分子中具有選自由非離子基、陰離子基及陽離子基的至少一種官能基者。水溶性高分子，可列舉，例如，在分子中包含羥基、羧基、醯氧基、磺基、第四級銨結構、雜環結構、乙烯基結構、聚氧化烯基結構等。水溶性高分子，具體而言，可列舉，聚乙烯醇或其衍生物等的乙烯醇系聚合物、澱粉衍生物、纖維素衍生物、包含N-(甲基)丙烯醯型的單體單位的聚合物、聚羧酸或其衍生物、包含氧化烯單位的聚合物、包含N-乙烯基型的單體單位的聚合物、亞胺衍生物等。該等之中，以-OH、-COOH、-NH2等的親水基朝向液側而吸附於具有矽-矽鍵結的材料的表面的水溶性高分子為佳。
作為水溶性高分子的合適之例，可列舉聚乙烯醇(PVA)、普魯蘭多糖、羥乙基纖維素等的非離子性水溶性高分子；聚丙烯酸、羧甲基纖維素等的陰離子性水溶性高分子；及聚丙烯醯胺等的陽離子性水溶性高分子等。
水溶性高分子，可以1種單獨或組合2種以上使用。
在本發明的較佳的實施形態，潤濕劑，係選自由聚乙烯醇、普魯蘭多糖、羥乙基纖維素、聚丙烯酸、羧甲基纖維素及聚丙烯醯胺所組成之群之至少1種。
潤濕劑，由能夠抑制有機酸表面固定二氧化矽粒子的凝集及能夠抑制潤濕劑對具有矽-氮鍵結的材料的吸附的觀點，以非離子性水溶性高分子為佳。
因此，在本發明的更佳的實施形態，潤濕劑係選自由聚乙烯醇、普魯蘭多糖、及羥乙基纖維素所組成之群之至少1種。
在本發明的進一步更佳的實施形態，潤濕劑係聚乙烯醇。
因為吸附於基板(研磨對象物)的官能基越多，能夠得到越強固的吸附膜，潤濕劑的重量平均分子量的下限，以1000以上為佳，更佳為2000以上，進一步更佳為3000以上。因為需要對基板(研磨對象物)均勻地吸附，潤濕劑的重量平均分子量的上限，以300000以下為佳，更佳為200000以下，進一步更佳為150000以下。再者，潤濕劑的重量平均分子量，能夠藉由，例如，凝膠滲透層析儀(GPC)測定。
研磨用組合物中的沾濕劑的含量的下限，由改善基板(研磨對象物)的潤濕性的觀點，以0.1g/kg以上為佳，更佳為1.5g/kg以上。研磨用組合物中的潤濕劑的含量的上限，由摩擦力下降會使研磨速度下降的觀點，以5.0g/kg以下為佳，更佳為3.0g/kg以下。
[具有矽-矽鍵結的材料的研磨速度抑制劑]
包含於本發明的研磨用組合物的「具有矽-矽鍵結的材料的研磨速度抑制劑」(本說明書中，有時僅稱為「研磨速度抑制劑」)，能夠吸附在上述具有矽-矽鍵結的材料的表面，形成保護膜，而有阻礙有機酸表面固定二氧化矽粒子的機械研磨作用的效果。可使用於本發明的研磨速度抑制劑，只要具有上述效果，並無特別限制，可列舉非離子性化合物或陰離子性化合物，其中以包含聚氧化烯鏈的化合物為佳。此外，研磨速度抑制劑，由不會靜電吸附至其他的膜(具有矽-矽鍵結的材料以外)的觀點，以非離子性化合物為佳。
作為研磨速度抑制劑之例，可列舉聚丙二醇(PPG)、聚乙二醇(PEG)、聚氧乙烯壬基苯基醚(POE壬基苯基醚)、聚甘油等的非離子性化合物；及聚氧乙烯月桂基硫酸鹽(POE月桂基硫酸鹽)等的陰離子性化合物等。
在本發明的較佳的實施形態，研磨速度抑制劑，係選自由聚丙二醇、聚乙二醇、POE壬基苯基醚、聚甘油及POE月桂基硫酸鹽所組成之群之至少1種。
在本發明的更佳的實施形態，研磨速度抑制劑為聚丙二醇及聚乙二醇的至少一方。
研磨速度抑制劑的重量平均分子量的下限，只要能夠抑制具有矽-矽鍵結的材料的研磨速度，並無特別限制，可為例如，100以上。研磨速度抑制劑的重量平均分子量的上限，由抑制有機酸表面固定二氧化矽粒子的凝集的觀點，以2000以下為佳，更佳為1000以下。再者，研磨速度抑制劑的重量平均分子量，能夠藉由，例如，凝膠滲透層析儀(GPC)測定。
研磨用組合物中的研磨速度抑制劑的含量，可按照使用的化合物而適宜調整。作為上述研磨速度抑制劑的含量，可為例如，0.1g/kg~10.0g/kg。
使用PPG作為研磨速度抑制劑時，研磨用組合物中的PPG含量的下限，可為例如，超過1.0g/kg，以1.3g/kg以上為佳，更佳為1.4g/kg以上。研磨用組合物中的PPG含量的上限，可為例如，未滿2.0g/kg，以1.7g/kg以下為佳，以1.6g/kg以下為更佳。此外，使用PEG作為研磨速度抑制劑時，研磨用組合物中的PEG含量的下限，可為例如，0.5g/kg以上，以0.8g/kg以上為佳。研磨用組合物中的PEG含量的上限，可為例如，1.2g/kg以下，以1.0g/kg以下為佳。
[分散劑或溶劑]
本發明的研磨用組合物，以包含水作為分散劑或溶劑為佳。由防止因雜質所致之對研磨用組合物的其他的成分的影響的觀點，以使用盡可能高純度的水為佳。具體而言，較佳為以離子交換樹脂去除雜質離子之後，透過過濾器去除異物的純水或超純水、或蒸餾水。此外，基於控制研磨用組合物的其他的 成分的分散性等的目的，亦可進一步含有機溶劑等作為分散劑或溶劑。
[無機酸鹽或有機酸鹽]
本發明相關的研磨用組合物，可包含無機酸鹽或有機酸鹽。無機酸鹽或有機酸鹽，能夠提高研磨用組合物的電導度，能夠使研磨粒表面的靜電排斥層的厚度變薄，而具有使研磨粒容易接近研磨對象物的作用，能夠使因研磨用組合物所致之研磨對象物的研磨速度提升。
無機酸鹽或有機酸鹽，可列舉，例如，硫酸銨、硝酸銨、氯化鉀、硫酸鈉、硝酸鉀、碳酸鉀、四氟硼酸鉀、焦磷酸鉀、六氟磷酸鉀等的無機酸鹽；及草酸鉀、檸檬酸三鈉，(+)-酒石酸鉀等的有機酸鹽。無機酸鹽或有機酸鹽，可以單獨或混合2種以上使用。
研磨用組合物中的無機酸鹽或有機酸鹽的含量，相對於研磨用組合物的全部質量，以0.1g/kg以上為佳，更佳為0.5g/kg以上。此外，無機酸鹽或有機酸鹽的含量，相對於組合物的全部質量，以10g/kg以下為佳，更佳為5g/kg以下。
[pH調整劑]
本發明相關的研磨用組合物的pH值為未滿7。若pH值在7以上，則會降低具有矽-氮鍵結的材料與具有矽-氧鍵結的材料的研磨速度，因而不佳。
研磨用組合物的pH值，由使各材料的研磨速度大致相等的觀點，以6以下為佳，更佳為5.5以下。
研磨用組合物的pH值的下限，並無特別限制，由 安全上的觀點，以1以上為佳，更佳為3以上，進一步更佳為4.5以上。
本發明相關的研磨用組合物，為使pH為未滿7，可進一步包含pH調整劑。
pH調整劑，可使用如下所述的酸或螯合劑。
作為酸，可列舉有機酸、無機酸等。有機酸之例，作為可列舉蟻酸、醋酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、十四烷酸、棕櫚酸、十七烷酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻仁油酸、花生四烯酸、二十二碳六烯酸、二十碳五烯酸、乳酸、蘋果酸、檸檬酸、安息香酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、柳酸、沒食子酸、苯六甲酸、桂皮酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、富馬酸、馬來酸、烏頭酸、胺基酸、硝基羧酸等的羧酸、或甲磺酸、乙磺酸、苯磺酸、對甲苯磺酸、10-樟腦磺酸、2-羥基乙磺酸、牛磺酸等的磺酸。此外，作為無機酸之例，可列舉碳酸、鹽酸、硝酸、磷酸、次磷酸、亞磷酸、膦酸、硫酸、硼酸、氫氟酸、正磷酸、焦磷酸、多磷酸、偏磷酸、六偏磷酸等。
螯合劑，可列舉多胺、多膦酸、聚胺基羧酸、聚胺基膦酸等。
該等pH調整劑，可以單獨或混合2種以上使用。該等pH調整劑之中，以馬來酸為佳。
pH調整劑的添加量，並無特別限制，適宜選擇可成為上述pH的範圍的添加量即可。
[其他的成分]
本發明的研磨用組合物，可視需要而進一步包含，錯化劑、金屬防蝕劑、防腐劑、防霉劑、氧化劑、還原劑、界面活性劑、水溶性高分子、用以溶解難溶性的有機物的有機溶劑等的其他的成分。以下，說明較佳的成分之氧化劑、金屬防蝕劑、防腐劑及防霉劑。
(氧化劑)
可添加於研磨用組合物的氧化劑，具有氧化研磨對象物的表面的作用，能夠使因研磨用組合物所致之研磨對象物的研磨速度提升。
可以使用的氧化劑，可列舉過氧化氫、過氧化鈉、過氧化鋇、有機氧化劑、臭氧水、銀(II)鹽、鐵(III)鹽、過錳酸、鉻酸、重鉻酸、過氧二硫酸、過氧磷酸、過氧硫酸、過氧硼酸、過氧甲酸、過氧乙酸、過氧苯甲酸、過氧鄰苯二甲酸、次氯酸、次溴酸、次碘酸、氯酸、亞氯酸、過氯酸、溴酸、碘酸、過碘酸、過硫酸、二氯異三聚氰酸及該等的鹽。該等氧化劑，可以單獨或混合2種以上使用。該等之中，以過氧化氫、過硫酸銨、過碘酸、次氯酸及二氯異三聚氰酸鈉為佳。
研磨用組合物中的氧化劑的含量，以0.1g/L以上為佳，更佳為1g/L以上，進一步更佳為3g/L以上。隨著氧化劑的含量變多，可更加提升研磨用組合物對研磨對象物的研磨速度。
又，研磨用組合物中的氧化劑的含量，以200g/L以下為佳，更佳為100g/L以下，進一步更佳為40g/L以下。隨著氧化劑的含量變少，能夠控制研磨用組合物的材料成本， 並且能夠減輕於研磨使用後的研磨用組合物的處理，即廢液處理的負荷。此外，能夠減少因氧化劑所致之研磨對象物表面的過度氧化之虞。
(金屬防蝕劑)
藉由在研磨用組合物中加入金屬防蝕劑，能夠更加抑制因使用研磨用組合物的研磨所致之線路邊的凹陷的發生。此外，能夠更加抑制在使用研磨用組合物研磨之後的研磨對象物的表面發生碟形凹陷(dishing)。
可使用的金屬防蝕劑，並無特別限制，較佳的是雜環化合物或界面活性劑。雜環化合物中的雜環的員數，並無特別限定。此外，雜環化合物可為單環化合物，亦可為具有縮合環的多環化合物。該金屬防蝕劑，可以單獨或混合2種以上使用。此外，該金屬防蝕劑，可使用市售品，亦可使用合成品。
作為可使用於作為金屬防蝕劑的雜環化合物的具體例，可列舉，例如，吡咯化合物、吡唑化合物、咪唑化合物、三唑化合物、四唑化合物、吡啶化合物、吡嗪化合物、噠嗪化合物、氮茚化合物、吲哚嗪化合物、吲哚化合物、異吲哚化合物、吲唑化合物、嘌呤化合物、喹嗪化合物、喹啉化合物、異喹啉化合物、萘啶化合物、酞嗪化合物、喹喔啉化合物、喹唑啉化合物、噌啉化合物、蝶啶化合物、噻唑化合物、異噻唑化合物、噁唑化合物、異噁唑化合物、呋咱化合物等的含氮雜環化合物。
(防腐劑及防霉劑)
作為可添加在本發明相關的研磨用組合物的防腐劑及防 霉劑，可列舉，例如，2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、或5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮等的異噻唑啉系防腐劑、對羥基苯甲酸酯類、及苯氧基乙醇等。該等防腐劑及防霉劑，可以單獨或混合2種以上使用。
<研磨用組合物的製造方法>
本發明的研磨用組合物的製造方法，並無特別限制，可藉由，例如，將有機酸表面固定二氧化矽粒子、潤濕劑、與具有矽-矽鍵結的材料的研磨速度抑制劑、及視需要的無機酸鹽或有機酸鹽及/或其他的成分，在分散劑中或溶劑中攪拌混合而得。再者，為了使研磨用組合物的pH為未滿7，可適宜地使用pH調整劑。
混合各成分時的溫度，並無特別限制，以10~40℃為佳，為了提高溶解速度，亦可加熱。
<使用研磨用組合物的研磨方法>
根據本發明的其他的形態，可提供一種研磨方法，其係使用本發明的研磨用組合物研磨包含具有矽-矽鍵結的材料、具有矽-氮鍵結的材料與具有矽-氧鍵結的材料的研磨對象物。
作為研磨裝置，可使用裝有保持具有研磨對象物的基板等的夾具與可改變旋轉數的馬達等，具有可黏貼研磨墊(研磨布)的研磨定盤的一般的研磨裝置。
上述研磨墊，可無特別限制地使用一般的不織布、聚氨酯及多孔質氟樹脂等。研磨墊，以施行可儲留研磨用組合物的溝加工為佳。
研磨條件，並無特別限制，例如，平台(定盤)及研 磨頭(載體)的旋轉速度，以10~5O0rpm為佳，對具有研磨對象物的基板施加的壓力(研磨壓力)，以0.1~10psi為佳。將研磨用組合物供給到研磨墊的方法，並無特別限制，可使用，例如，以幫浦等連續供給的方法。其供應量，並無限制，較佳是將研磨墊的表面總是以本發明的研磨用組合物覆蓋。此外，研磨時間，亦無特別限制。
再者，研磨用組合物及研磨對象物等的細節，與上述研磨用組合物及研磨用組合物的製造方法的說明所敘述的相同。
<研磨完成的研磨對象物的製造方法>
根據本發明進一步的其他形態，可提供一種研磨完成的研磨對象物的製造方法，其包含：使用本發明的研磨用組合物或研磨方法，將包含具有矽-矽鍵結的材料、具有矽-氮鍵結的材料與具有矽-氧鍵結的材料的研磨對象物研磨的步驟。
研磨完成的研磨對象物的製造方法，以在研磨步驟之後具有洗淨‧乾燥研磨對象物的步驟為佳。
再者，研磨用組合物及研磨對象物等的細節，與上述研磨用組合物、研磨用組合物的製造方法及研磨方法的說明所敘述的相同。
[實施例]
使用以下的實施例及比較例更詳細地說明本發明。惟，並非將本發明的技術範圍僅限制在以下的實施例。再者，若無特別提及，「%」及「份」，分別係指「質量%」及「質量份」。此外，在下述實施例，若無特別提及，操作係在 室溫(25℃)/相對濕度40~50%RH的條件下進行。
<研磨用組合物的調製>
實施例1~4及比較例1~2的研磨用組合物，係由有機酸表面固定二氧化矽粒子(研磨粒)、潤濕劑、與具有矽-矽鍵結的材料的研磨速度抑制劑(研磨速度抑制劑)、及無機酸鹽，以表1所示的組成選擇，添加純水作為溶劑，藉由攪拌混合而得(混合溫度：約25℃、混合時間：約10分鐘)。表中的「-」係表示未添加。再者，研磨用組合物的pH，係以表1所示的pH調整劑調整，藉由pH計(堀場製造所公司製，型號：LAQUA)確認。
Figure 106108895-A0305-02-0020-1
<研磨性能評價>
使用上述所得到的研磨用組合物，評價研磨性能。研磨對象物及研磨條件，係如下所示。
(研磨對象物)
300mm晶圓：氮化矽(SiN)
300mm晶圓：矽酸四乙酯(TEOS)
300mm晶圓：多晶矽(Poly-Si)。
(研磨條件)
研磨機：300mm研磨機(株式會社荏原製造所製：型號F-REX300E)
研磨墊：聚氨酯製墊(Dow Electronic Materials公司製：型號IC1010)
壓力：2psi
調理器(修整器)：Diamond dresser(3M Corp公司製：型號A188)
平台(定盤)旋轉數：60rpm
研磨頭(載體)旋轉數：65rpm
研磨用組合物的流量：300ml/min
研磨時間：60秒
[研磨速度]
研磨速度(研磨率)，以下式計算。
Figure 106108895-A0202-12-0019-2
膜厚係以光干涉式膜厚測定裝置(KLA TENCOR株式會社製，型號：ASET F5X)求得。
[缺陷數]
使用KLA TENCOR株式會社製SP-1，測定殘留在研磨完成的研磨對象物表面的0.16μm以上的尺寸的缺陷總數。
將實施例1~4及比較例1~2的研磨用組合物的評 價結果示於表2。
Figure 106108895-A0202-12-0020-4
 選擇比：TEOS及多晶矽的研磨速度對氮化矽的研磨速度的比
由上述表2可知，藉由使用本發明的研磨用組合物(實施例1~4)，與比較例1的研磨用組合物相比，能夠充分去除缺陷。此外，與比較例2的研磨用組合物相比，可知能夠使各材料(氮化矽、TEOS及Poly-Si)的研磨速度大致相等。
本發明係基於西元2016年3月24日申請之日本專利申請第2016-060631號申請案，且其全部內容以參考資料而引用於本文。

Claims (10)

  1. 一種研磨用組合物，其係使用於研磨包含具有矽-矽鍵結的材料、具有矽-氮鍵結的材料與具有矽-氧鍵結的材料的研磨對象物的用途的研磨用組合物，其包含：有機酸表面固定二氧化矽粒子、潤濕劑、具有上述矽-矽鍵結的材料的研磨速度抑制劑、分散劑、與無機酸鹽或有機酸鹽，其中該無機酸鹽包括硫酸銨、硝酸銨、氯化鉀、硫酸鈉、硝酸鉀、碳酸鉀、四氟硼酸鉀、焦磷酸鉀或六氟磷酸鉀，且該有機酸鹽包括草酸鉀、檸檬酸三鈉、或(+)-酒石酸鉀，pH為未滿7。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的研磨用組合物，其中上述有機酸，係磺酸或羧酸。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述的研磨用組合物，其中上述潤濕劑，係選自由聚乙烯醇、普魯蘭多糖、羥乙基纖維素、聚丙烯酸、羧甲基纖維素及聚丙烯醯胺所組成之群之至少1種。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述的研磨用組合物，其中上述具有矽-矽鍵結的材料的研磨速度抑制劑，係選自由聚丙二醇、聚乙二醇、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚甘油及聚氧乙烯月桂基硫酸鹽所組成之群之至少1種。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的研磨用組合物，其中上述具 有矽-矽鍵結的材料的研磨速度抑制劑，係選自由聚丙二醇、聚乙二醇、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚甘油及聚氧乙烯月桂基硫酸鹽所組成之群之至少1種。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述的研磨用組合物，其中進一步包含pH調整劑。
  7. 如申請專利範圍第3項所述的研磨用組合物，其中進一步包含pH調整劑。
  8. 如申請專利範圍第4項所述的研磨用組合物，其中進一步包含pH調整劑。
  9. 一種研磨方法，使用如申請專利範圍第1至8項中任一項所述的研磨用組合物研磨包含具有矽-矽鍵結的材料、具有矽-氮鍵結的材料與具有矽-氧鍵結的材料的研磨對象物。
  10. 一種研磨完成的研磨對象物的製造方法，包含：使用如申請專利範圍第1至8項中任一項所述的研磨用組合物、或使用如申請專利範圍第9項所述的研磨方法，研磨包含具有矽-矽鍵結的材料、具有矽-氮鍵結的材料與具有矽-氧鍵結的材料的研磨對象物的步驟。
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