WO2018124230A1

WO2018124230A1 - 研磨用組成物

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Publication number: WO2018124230A1
Application number: PCT/JP2017/047089
Authority: WO
Inventors: 修平松田; 規章杉田; 隆幸松下
Original assignee: ニッタ・ハース株式会社
Priority date: 2016-12-28
Filing date: 2017-12-27
Publication date: 2018-07-05
Also published as: CN110036086B; TW201829717A; CN110036086A; KR20190098142A; TWI755467B; JP7077236B2; JPWO2018124230A1

Abstract

研磨速度及び表面平滑性を維持しつつ、良好なウェーハ形状が得られる研磨用組成物を提供する。砥粒と、塩基性化合物と、二種以上の水溶性高分子とを含み、砥粒と二種以上の水溶性高分子のそれぞれとの重量％濃度比が、砥粒：水溶性高分子＝１：０．０００１～１：０．００１０であり、二種以上の水溶性高分子のうちの一種が、１分子中のヒドロキシ基又はラクタム構造の数が１０未満である水溶性高分子であり、二種以上の水溶性高分子のうちの他の一種が、１分子中のヒドロキシ基又はラクタム構造の数が１０以上である水溶性高分子である。

Description

研磨用組成物

　本発明は、研磨用組成物に関する。

　ＣＭＰによるシリコンウェーハの研磨は、３段階又は４段階の多段階の研磨を行うことで、高精度の平滑化・平坦化を実現している。近年、ウェーハの表面品質に対する要求が厳しくなるのにともなって、二次研磨においても、より高水準の平滑性・平坦性を得られることが求められている。

　研磨用組成物に水溶性高分子を加えることで、ウェーハの表面粗さを低減できることが知られている（例えば、特許第５５０５９８７号公報を参照。）。

　研磨用組成物に水溶性高分子を加えると、表面粗さは低減できるものの、研磨速度が低下するという問題がある。また、研磨速度や表面粗さだけではなく、ウェーハ形状に対してもより厳しい制御が求められている。

　本発明の目的は、研磨速度及び表面平滑性を維持しつつ、良好なウェーハ形状が得られる研磨用組成物を提供することである。

　本発明の一実施形態による研磨用組成物は、砥粒と、塩基性化合物と、二種以上の水溶性高分子とを含み、砥粒と二種以上の水溶性高分子のそれぞれとの重量％濃度比が、砥粒：水溶性高分子＝１：０．０００１～１：０．００１０であり、前記二種以上の水溶性高分子のうちの一種が、１分子中のヒドロキシ基又はラクタム構造の数が１０未満である水溶性高分子であり、前記二種以上の水溶性高分子のうちの他の一種が、１分子中のヒドロキシ基又はラクタム構造の数が１０以上である水溶性高分子である。

　本発明の一実施形態による研磨用組成物は、二種以上の水溶性高分子のうちの一種が、下記一般式（１）で示される２つの窒素を有するアルキレンジアミン構造を含み、該アルキレンジアミン構造の２つの窒素に、少なくとも１つのブロック型ポリエーテルが結合されたジアミン化合物であって、該ブロック型ポリエーテルが、オキシエチレン基とオキシプロピレン基とが結合してなるジアミン化合物であってもよい。

　本発明の一実施形態による研磨用組成物は、二種以上の水溶性高分子のうちの他の一種が、ヒドロキシエチルセルロースであってもよい。

　本発明の一実施形態による研磨用組成物は、好ましくは、二種以上の水溶性高分子のうちの一種が、上述したジアミン化合物であり、二種以上の水溶性高分子のうちの他の一種が、ヒドロキシエチルセルロースである。

　本発明によれば、研磨速度及び表面平滑性を維持しつつ、良好なウェーハ形状が得られる。

図１は、差分ＧＢＩＲを説明するための図である。図２は、水溶性高分子を含有しない研磨用組成物で研磨したときの研磨量（取り代）のプロファイルである。図３は、ポロキサミンを含有する研磨用組成物で研磨したときの研磨量（取り代）のプロファイルである。図４は、ＨＥＣを含有する研磨用組成物で研磨したときの研磨量（取り代）のプロファイルである。図５は、ポロキサミン及びＨＥＣを含有する研磨用組成物で研磨したときの研磨量（取り代）のプロファイルである。

　本発明者らは、上記の課題を解決するため、種々の検討を行った。その結果、以下の知見を得た。

　研磨後のウェーハの形状を制御するためには、研磨用組成物に二種以上の水溶性高分子を適量含有させることが有効である。二種以上の水溶性高分子は、ウェーハとの親和性の違いによって、それぞれウェーハの相対的に内側の領域と外側の領域とに作用する。さらに、二種以上の水溶性高分子のそれぞれと砥粒との濃度比を適切に制御することで、研磨速度を低下させることなく、ウェーハの形状をより高い水準で制御することができる。

　本発明は、これらの知見に基づいて完成された。以下、本発明の一実施形態による研磨用組成物を詳述する。

　本発明の一実施形態による研磨用組成物は、砥粒と、塩基性化合物と、二種以上の水溶性高分子とを含む。本実施形態による研磨用組成物は、シリコンウェーハの二次研磨に好適に用いられる。

　砥粒は、この分野で常用されるものを使用できる。砥粒は例えば、コロイダルシリカ、ヒュームドシリカ、コロイダルアルミナ、ヒュームドアルミナ、酸化セリウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等である。これらのうち、コロイダルシリカが好適に用いられる。

　砥粒の含有量は、特に限定されないが、例えば研磨用組成物全体の０．１～１５重量％である。砥粒の含有量は、研磨速度を大きくする観点からは多い方が好ましく、研磨傷や異物残りを低減するという観点からは少ない方が好ましい。砥粒の含有量の下限は、好ましくは０．５重量％であり、さらに好ましくは１重量％である。砥粒の含有量の上限は、好ましくは１２重量％であり、さらに好ましくは１０重量％である。

　塩基性化合物は、ウェーハの表面をエッチングして化学的に研磨する。塩基性化合物は、例えば、アミン化合物、無機アルカリ化合物等である。

　アミン化合物は、例えば、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン、第四級アンモニウム及びその塩、複素環式アミン等である。具体的には、アンモニア、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）、水酸化テトラエチルアンモニウム（ＴＥＡＨ）、水酸化テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＨ）、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ－（β－アミノエチル）エタノールアミン、無水ピペラジン、ピペラジン六水和物、１－（２－アミノエチル）ピペラジン、Ｎ－メチルピペラジン、ピペラジン塩酸塩、炭酸グアニジン等が挙げられる。

　無機アルカリ化合物は、例えば、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ金属の炭酸水素塩、アルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ土類金属の炭酸塩、アルカリ土類金属の炭酸水素塩等が挙げられる。無機アルカリ化合物は、具体的には、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム（Ｋ_２ＣＯ_３）、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等である。

　塩基性化合物は、上記に挙げた物質群のうち、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ土類金属の炭酸塩、第四級アンモニウム、又は第四級アンモニウムの塩が好適に用いられる。上述のとおり、本実施形態による研磨用組成物は、シリコンウェーハの二次研磨に好適に用いられる。仕上げ研磨（ファイナル研磨）用の研磨用組成物では、純度の要求が非常に高いため、アルカリ金属等の含有量が制限されるのに対し、二次研磨用の研磨用組成物では、仕上げ研磨用の研磨用組成物に比べて、研磨レートが要求される。そのため、二次研磨用の研磨用組成物では、化学的研磨作用の強い塩基性化合物を用いることが好ましい。

　上述した塩基性化合物は、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を混合して使用してもよい。塩基性化合物の合計の含有量は、特に限定されないが、例えば研磨用組成物全体の０．１～５重量％である。塩基性化合物の含有量の下限は、好ましくは０．５重量％である。塩基性化合物の含有量の上限は、好ましくは３重量％である。

　本実施形態による研磨用組成物は、二種以上の水溶性高分子を含む。水溶性高分子は、ウェーハの表面に吸着して、ウェーハの表面を改質する。これによって研磨の均一性が向上し、表面粗さを低減することができる。

　水溶性高分子は、例えば、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、酢酸セルロース、メチルセルロース等のセルロース類、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）等のビニルポリマー、配糖体（グリコシド）、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリグリセリン、ポロキサミン、ポロキサマー、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンアルキルアミン、メチルグルコシドのアルキレンオキシド誘導体（後述）、多価アルコールアルキレンオキシド付加物、多価アルコール脂肪酸エステル等が挙げられる。

　研磨時、これら二種以上の水溶性高分子は、ウェーハとの親和性の違いに応じて、それぞれウェーハの相対的に内側の領域と外側の領域とに作用する。これによって、ウェーハの形状をより高い水準で制御することができる。

　本実施形態による研磨用組成物では、二種以上の水溶性高分子のそれぞれと砥粒との重量％濃度比が、砥粒：水溶性高分子＝１：０．０００１～１：０．００１０である。

　砥粒：水溶性高分子＝１：０．０００１よりも水溶性高分子が少なくなると、その水溶性高分子の作用が十分に得られず、二種以上の水溶性高分子を含有させたことによる効果が十分に得られなくなる。その結果、目標とするウェーハ形状が得られなくなる。一方、砥粒：水溶性高分子＝１：０．００１０よりも水溶性高分子が多くなると、研磨速度が低下する。また、二種以上の水溶性高分子を含有させたことによる効果が十分に得られなくなり、やはり目標とするウェーハ形状が得られなくなる。二種以上の水溶性高分子のそれぞれと砥粒との重量％濃度比の上限は、好ましくは水溶性高分子／砥粒で０．０００９であり、さらに好ましくは水溶性高分子／砥粒で０．０００７である。

　水溶性高分子のうちの一種は、下記一般式（１）で示される２つの窒素を有するアルキレンジアミン構造を含み、該アルキレンジアミン構造の２つの窒素に、少なくとも１つのブロック型ポリエーテルが結合されたジアミン化合物であって、該ブロック型ポリエーテルが、オキシエチレン基とオキシプロピレン基とが結合してなるジアミン化合物（以下「ブロック型ポリエーテルが結合されたジアミン化合物」という。）であることが好ましい。

　ブロック型ポリエーテルは、下記一般式（２）～（５）で示されるエーテル基から選ばれる少なくとも一種を用いることができる。

　　－［（ＥＯ）_ａ－（ＰＯ）_ｂ］_ｘ－Ｈ　　　　　　　　　・・・（２）
　　－［（ＰＯ）_ｂ－（ＥＯ）_ａ］_ｘ－Ｈ　　　　　　　　　・・・（３）
　　－（ＥＯ）_ａ－［（ＰＯ）_ｂ－（ＥＯ）_ａ］_ｘ－Ｈ　　　・・・（４）
　　－（ＰＯ）_ｂ－［（ＥＯ）_ａ－（ＰＯ）_ｂ］_ｘ－Ｈ　　　・・・（５）
　式中、ＥＯはオキシエチレン基、ＰＯはオキシプロピレン基を表し、ａ、ｂ、ｘは１以上の整数である。好ましくは、オキシエチレン基の数ａは１～５００であり、オキシプロピレン基の数ｂは１～２００である。好ましくは、オキシエチレン基とオキシプロピレン基との質量比が、ＥＯ：ＰＯ＝１０：９０～８０：２０である。

　ブロック型ポリエーテルが結合されたジアミン化合物の具体例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラキス・ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレン・エチレンジアミン（ポロキサミン）が挙げられる。

　水溶性高分子のうちの一種は、ＨＥＣであることが好ましい。

　研磨用組成物が含有する二種以上の水溶性高分子として、ウェーハ表面に濡れ性を付与しない水溶性高分子から一種以上、ウェーハ表面に濡れ性を付与する水溶性高分子から一種以上を選択する。

　ウェーハ表面に濡れ性を付与しない水溶性高分子は、１分子中のヒドロキシ基又はラクタム構造の数が１０未満（ヒドロキシ基及びラクタム構造の両方がある場合にはその合計が１０未満）である水溶性高分子を指す。ウェーハ表面に濡れ性を付与しない水溶性高分子としては、例えば、上述したポロキサミンの他、ポロキサマー、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンアルキルアミン、及び下記一般式（６）で示されるメチルグルコシドのアルキレンオキシド誘導体、多価アルコールアルキレンオキシド付加物、多価アルコール脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等が挙げられる。

　ポリオキシアルキレンアルキルエーテルは具体的には、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル等である。ポリオキシアルキレン脂肪酸エステルは具体的には、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノステアレート等である。ポリオキシアルキレンアルキルアミンは具体的には、ポリオキシエチレンラウリルアミン、ポリオキシエチレンオレイルアミン等である。メチルグルコシドのアルキレンオキシド誘導体は例えば、ポリオキシエチレンメチルグルコシド、ポリオキシプロピレンメチルグルコシド等である。多価アルコールアルキレンオキシド付加物は具体的には、グリセリン、ペンタエリスリトール、エチレングリコール等のアルキレンオキシド付加物等が挙げられる。

　ウェーハ表面に濡れ性を付与する水溶性高分子は、１分子中のヒドロキシ基又はラクタム構造の数が１０以上（ヒドロキシ基及びラクタム構造の両方がある場合にはその合計が１０以上）である水溶性高分子を指す。ウェーハ表面に濡れ性を付与する水溶性高分子は、例えば、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、酢酸セルロース、メチルセルロース等のセルロース類、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）等のビニルポリマー、配糖体（グリコシド）、ポリグリセリン等が挙げられる。

　研磨用組成物が含有する二種以上の水溶性高分子は、一種をポロキサミン、ポロキサマー、ポリオキシエチレンメチルグルコシド、ポリオキシプロピレンメチルグルコシドからなる群から選択し、他の一種をＨＥＣ、ＰＶＡ、ＰＶＰ、ポリグリセリンからなる群から選択することが好ましい。研磨用組成物が含有する二種以上の水溶性高分子は、さらに好ましくは、一種をポロキサミンとし、他の一種をＨＥＣとする。

　本実施形態による研磨用組成物は、上記に加えて、キレート剤を含んでいてもよい。キレート剤は、例えば、アミノカルボン酸系キレート剤、有機スルホン酸キレート剤等である。

　アミノカルボン酸系キレート剤としては、具体的には、エチレンジアミン四酢酸、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸アンモニウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、トリエチレンテトラミン六酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸ナトリウム等が挙げられる。

　有機ホスホン酸系キレート剤としては、具体的には、２－アミノエチルホスホン酸、１－ヒドロキシエチリデン－１，１－ジホスホン酸、アミノトリ（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミンテトラキス（メチレンホスホン酸）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）、エタン－１，１，－ジホスホン酸、エタン－１，１，２－トリホスホン酸、エタン－１－ヒドロキシ－１，１－ジホスホン酸、エタン－１－ヒドロキシ－１，１，２－トリホスホン酸、エタン－１，２－ジカルボキシ－１，２－ジホスホン酸、メタンヒドロキシホスホン酸、２－ホスホノブタン－１，２－ジカルボン酸、１－ホスホノブタン－２，３，４－トリカルボン酸、α－メチルホスホノコハク酸等が挙げられる。

　本実施形態による研磨用組成物は、ｐＨ調整剤をさらに含んでいてもよい。本実施形態による研磨用組成物のｐＨは、好ましくは８．０～１２．０である。

　本実施形態による研磨用組成物は、上記の他、研磨用組成物の分野で一般に知られた配合剤を任意に配合することができる。

　本実施形態による研磨用組成物は、砥粒、塩基性化合物、二種以上の水溶性高分子その他の配合材料を適宜混合して水を加えることによって作製される。本実施形態による研磨用組成物は、あるいは、砥粒、塩基性化合物、二種以上の水溶性高分子その他の配合材料を、順次、水に混合することによって作製される。これらの成分を混合する手段としては、ホモジナイザー、超音波等、研磨用組成物の技術分野において常用される手段が用いられる。

　以上で説明した研磨用組成物は、適当な濃度となるように水で希釈した後、シリコンウェーハの研磨に用いられる。

　以下、実施例によって本発明をより具体的に説明する。本発明はこれらの実施例に限定されない。

　［研磨例１］
　表１に示す実施例１～４、及び表２に示す比較例１～４の研磨用組成物を作製した。

　実施例１の研磨用組成物は、砥粒として粒径７０ｎｍのコロイダルシリカを、キレート剤としてＤＴＰＡを、塩基性化合物としてＫＯＨ及びＫ_２ＣＯ_３を、水溶性高分子としてポロキサミン及びＨＥＣを含有した。研磨用組成物の残部は水である。砥粒、ＤＴＰＡ、ＫＯＨ、Ｋ_２ＣＯ_３、ポロキサミン、及びＨＥＣの含有量はそれぞれ、３重量％、０．０１重量％、０．３重量％、１重量％、０．０００４重量％、及び０．０００４重量％とした。砥粒とポロキサミンとの重量％濃度比、及び砥粒とＨＥＣとの重量％濃度比はともに１：０．０００１である。

　実施例２～４の研磨用組成物は、実施例１の研磨用組成物をベースに、ポロキサミン及びＨＥＣの含有量を変えて、砥粒と各水溶性高分子との重量％濃度比を１：０．０００３、１：０．０００７、１：０．００１にしたものである。

　比較例１の研磨用組成物は、実施例１の研磨用組成物をベースに、水溶性高分子を非添加にしたものである。

　比較例２の研磨用組成物は、実施例１の研磨用組成物をベースに、ポロキサミン及びＨＥＣの含有量を変えて、砥粒と各水溶性高分子との重量％濃度比を１：０．００１３にしたものである。比較例３の研磨用組成物は、実施例４の研磨用組成物をベースに、ＨＥＣを非添加にしたものである。比較例４の研磨用組成物は、実施例４の研磨用組成物をベースに、ポロキサミンを非添加にしたものである。

　これら実施例及び比較例の研磨用組成物を使用して、直径３００ｍｍのＰ型シリコンウェーハ（１００）面の研磨を行った。研磨装置は、株式会社岡本工作機械製作所製ＳＰＰ８００Ｓを使用した。研磨パッドは、スウェードの研磨パッドを使用した。研磨用組成物を１０倍に希釈して、０．６Ｌ／分の供給速度で供給した。定盤の回転速度は４３ｒｐｍ、ヘッドの回転速度は４０ｒｐｍ、研磨荷重は０．０１２ＭＰａとして、４分間の研磨を行った。

　研磨終了後、非接触表面粗さ測定機（ＷｙｃｏＮＴ９３００，Ｖｅｅｃｏ社製）を用いて、シリコンウェーハの表面粗さＲａを測定した。

　ウェーハ形状の評価は、以下に説明する「差分ＧＢＩＲ」を用いて行った。

　図１は、差分ＧＢＩＲを説明するための図である。まず、研磨前のシリコンウェーハの厚さ（裏面基準平面からの距離）のプロファイルＰ１を測定する。同様に、研磨後のシリコンウェーハの厚さのプロファイルＰ２を測定する。研磨前のプロファイルＰ１と研磨後のプロファイルＰ２との差分をとって、「研磨によって除去された厚さ（取り代）」のプロファイルΔＰを求める。所定のエッジ領域を除いた領域における取代のプロファイルΔＰの最大値ΔＰ_ｍａｘと最小値ΔＰ_ｍｉｎとの差を「差分ＧＢＩＲ」と定義する。

　差分ＧＢＩＲを用いてウェーハ形状を評価することで、通常のＧＢＩＲを用いる場合と比較して、研磨前のシリコンウェーハのばらつきやイレギュラーな要素による影響が緩和され、研磨工程自体の評価をより正確に行うことができる。

　研磨前後のシリコンウェーハの厚さのプロファイルは、ウェーハ用平坦度検査装置（Ｎｏｎｏｍｅｔｒｏ　３００ＴＴ－Ａ、黒田精工株式会社製）を用いて測定した。また、取り代の平均厚さを研磨時間で除して、研磨レートとした。

　研磨レート、表面粗さＲａ、差分ＧＢＩＲを、前掲の表１及び表２に示す。表１及び表２の研磨レート、表面粗さＲａ、差分ＧＢＩＲの数値は、比較例１（水溶性高分子を含有しない研磨用組成物）による値を１００としたときの相対値である。本評価では、研磨レートが９０以上、表面粗さＲａ１１０以下、差分ＧＢＩＲが７０以下となることを目標とした。

　表１に示すように、実施例１～５では、研磨レートが比較例１と同等に維持され、表面粗さＲａ及び差分ＧＢＩＲが大きく改善していた。実施例１～４を比較すると、概ね同じ品質が得られているが、砥粒に対する水溶性高分子の濃度比が小さい実施例１及び２の方が、差分ＧＢＩＲが小さくなる傾向が見られた。

　表２に示すように、比較例２は、比較例１と比較して表面粗さＲａは改善していたものの、研磨レートが低下していた。また、差分ＧＢＩＲは改善していなかった。これは、砥粒に対する水溶性高分子の濃度比が高すぎたためと考えられる。

　比較例３、４は、比較例１と比較して研磨レートは大きくなっていたものの、差分ＧＢＩＲの改善は十分ではなかった。これは、これらの研磨用組成物が水溶性高分子を一種しか含有していなかったためと考えられる。

　［研磨例２］
　続いて、表３に示す比較例５～１０の研磨用組成物を作製した。

　比較例５の研磨用組成物は、比較例１と同様、実施例１の研磨用組成物をベースに、水溶性高分子を非添加としたものである。

　比較例６～８の研磨用組成物は、比較例４の研磨用組成物をベースに、ＨＥＣの含有量を変えて、砥粒とＨＥＣとの重量％濃度比を１：０．００１３、１：００２７、１：０．００５にしたものである。比較例９の研磨用組成物は、比較例３の研磨用組成物をベースに、ポロキサミンの含有量を変えて、砥粒とポロキサミンとの重量％濃度比を１：０．００１３にしたものである。比較例１０の研磨用組成物は、砥粒とポロキサミンとの重量％濃度比、及び砥粒とＨＥＣとの重量％濃度比を、ともに１：０．００１３にしたものである。

　これらの研磨用組成物を使用して、研磨例１と類似の条件で研磨を行った。そして、研磨例１と同様に、研磨レート、表面粗さＲａ、差分ＧＢＩＲを求めた。結果を前掲の表３に示す。表３の研磨レート、表面粗さＲａ、差分ＧＢＩＲの数値は、比較例５（水溶性高分子を含有しない研磨用組成物）による値を１００としたときの相対値である。

　比較例６は、比較例５と比較して、差分ＧＢＩＲの改善が十分ではなかった。比較例７及び８は、差分ＧＢＩＲは改善していたものの、研磨レートの低下が大きかった。比較例９は、差分ＧＢＩＲが、比較例５よりも悪化していた。このように、水溶性高分子が一種の場合には、含有量を調整しても、研磨レート、表面粗さＲａ、差分ＧＢＩＲの３つの指標をバランスよく満たす条件が得られなかった。

　図２～図５はそれぞれ、比較例５（水溶性高分子なし）、比較例９（ポロキサミンのみ）、比較例６（ＨＥＣのみ）、及び比較例１０（ポロキサミンとＨＥＣとを併用）の研磨用組成物によって研磨したシリコンウェーハの取り代のプロファイルである。

　図２と図３との比較から、ポロキサミンは、ウェーハ中心の取り代は変化させず、ウェーハ最外周の取り代を小さくすることが分かる。

　図２と図４との比較から、ＨＥＣは、ウェーハ中心の取り代を小さくし、ウェーハ最外周の取り代を大きくすることが分かる。

　図５に示すように、ポロキサミンとＨＥＣとを併用することで、ウェーハ中心から外周近傍までの取り代の変化が少なくなり、ウェーハの中心と中心から１００ｍｍの位置との間で、取り代をほぼ一定にすることができる。

　［研磨例３］
　続いて、表４に示す実施例５～８、表５に示す実施例１０、１１、比較例１１～１３の研磨用組成物を作製した。

　実施例５～７の研磨用組成物は、実施例２の研磨用組成物をベースに、ＨＥＣを他の水溶性高分子に置き換えたものである。実施例５～７の研磨用組成物は、具体的には、ＨＥＣをそれぞれ、ＰＶＡ、ＰＶＰ、及びポリグリセリンに置き換えたものである。実施例８～１０の研磨用組成物は、実施例２の研磨用組成物をベースに、ポロキサミンを他の水溶性高分子に置き換えたものである。実施例８～１０の研磨用組成物は、具体的には、ポロキサミンをそれぞれ、ポロキサマー、ポリオキシエチレンメチルグルコシド、及びポリオキシプロピレンメチルグルコシドに置き換えたものである。

　比較例１１の研磨用組成物は、比較例１と同様、実施例１の研磨用組成物をベースに、水溶性高分子を非添加としたものである。

　比較例１２の研磨用組成物は、比較例４の研磨用組成物をベースに、ＨＥＣの含有量を変えて、砥粒とＨＥＣとの重量％濃度比を１：０．００２にしたものである。比較例１３の研磨用組成物は、比較例３の研磨用組成物をベースに、ポロキサミンの含有量を変えて、砥粒とポロキサミンとの重量％濃度比を１：０．００２にしたものである。

　これらの研磨用組成物を使用して、研磨例１と類似の条件で研磨を行った。そして、研磨例１と同様に、研磨レート、表面粗さＲａ、差分ＧＢＩＲを求めた。結果を前掲の表４及び表５に示す。表４及び表５の研磨レート、表面粗さＲａ、差分ＧＢＩＲの数値は、比較例１１（水溶性高分子を含有しない研磨用組成物）による値を１００としたときの相対値である。

　実施例５～１０では、研磨レート及び表面粗さＲａが比較例１１と同等か同等以上であり、差分ＧＢＩＲが大きく改善していた。特に、実施例５（水溶性高分子がポロキサミンとＰＶＡ）、実施例７（水溶性高分子がポロキサミンとポリグリセリン）では、研磨レートも顕著に向上していた。

　比較例１２、１３は、差分ＧＢＩＲの改善が十分ではなかった。これは、これらの研磨用組成物が水溶性高分子を一種しか含有していなかったためと考えられる。

　以上の結果から、研磨用組成物に二種以上の水溶性高分子を適量含有させることで、研磨後のウェーハの形状を高い水準で制御できることが確認された。

　以上、本発明の実施の形態を説明した。上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

Claims

　砥粒と、
　塩基性化合物と、
　二種以上の水溶性高分子とを含み、
　前記二種以上の水溶性高分子のそれぞれと前記砥粒との重量％濃度比が、砥粒：水溶性高分子＝１：０．０００１～１：０．００１０であり、
　前記二種以上の水溶性高分子のうちの一種が、１分子中のヒドロキシ基又はラクタム構造の数が１０未満である水溶性高分子であり、
　前記二種以上の水溶性高分子のうちの他の一種が、１分子中のヒドロキシ基又はラクタム構造の数が１０以上である水溶性高分子である、研磨用組成物。
　請求項１に記載の研磨用組成物であって、
　前記二種以上の水溶性高分子のうちの一種が、下記一般式（１）で示される２つの窒素を有するアルキレンジアミン構造を含み、該アルキレンジアミン構造の２つの窒素に、少なくとも１つのブロック型ポリエーテルが結合されたジアミン化合物であって、該ブロック型ポリエーテルが、オキシエチレン基とオキシプロピレン基とが結合してなるジアミン化合物である、研磨用組成物。
　請求項１に記載の研磨用組成物であって、
　前記二種以上の水溶性高分子のうちの他の一種が、ヒドロキシエチルセルロースである、研磨用組成物。
　請求項１に記載の研磨用組成物であって、
　前記二種以上の水溶性高分子のうちの一種が、下記一般式（１）で示される２つの窒素を有するアルキレンジアミン構造を含み、該アルキレンジアミン構造の２つの窒素に、少なくとも１つのブロック型ポリエーテルが結合されたジアミン化合物であって、該ブロック型ポリエーテルが、オキシエチレン基とオキシプロピレン基とが結合してなるジアミン化合物であり、
　前記二種以上の水溶性高分子のうちの他の一種が、ヒドロキシエチルセルロースである、研磨用組成物。