研磨用组合物制造技术

本发明专利技术提供：能够维持高研磨速度，并且改善硅晶圆的外周部的平坦性的方法。本发明专利技术为一种研磨用组合物，其用于对硅晶圆进行研磨，且包含磨粒、碱性化合物、下述化学式1所示的含磷化合物、和水，所述化学式1中，R1及R2分别独立地为氢原子、羟基、或者非取代的直链状或支链状的碳数1～20的烷氧基，R3为非取代的直链状或支链状的碳数1～20的烷氧基。或支链状的碳数1～20的烷氧基。或支链状的碳数1～20的烷氧基。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】研磨用组合物


[0001]本专利技术涉及研磨用组合物。

技术介绍

[0002]对于硅、铝、镍、钨、铜、钽、钛、不锈钢等金属或半导体、或者这些的合金；碳化硅、氮化镓、砷化镓等化合物半导体晶圆材料等而言，根据平坦化等各种要求进行研磨，并应用于各种领域。
[0003]其中，为了制作集成电路等半导体元件，制作具有高平坦且无缺陷、杂质的高品质的镜面的镜面晶圆，因此对研磨单晶硅基板(硅晶圆)的技术进行各种研究。
[0004]例如，日本特开2016
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124943号公报中提出了包含聚乙烯醇类的水溶性高分子化合物和哌嗪化合物的研磨用组合物。此外，日本特开2016
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124943号公报中示出了：通过上述研磨用组合物，研磨后的硅晶圆的周缘部(外周部)的平坦性得到改善。
[0005]除此以外，提出了用于改善硅晶圆的外周部的平坦性的各种方法，但期望开发出全新的方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供：在硅晶圆的研磨中，能够维持高研磨速度，并且改善硅晶圆的外周部的平坦性的方法。
[0007]上述课题可以通过如下研磨用组合物解决，其为用于对硅晶圆进行研磨的研磨用组合物，且包含磨粒、碱性化合物、下述化学式1所示的含磷化合物、和水。
[0008][0009]上述化学式1中，R1及R2分别独立地为氢原子、羟基、或者非取代的直链状或支链状的碳数1～20的烷氧基，R3为非取代的直链状或支链状的碳数1～20的烷氧基。
具体实施方式
[0010]以下，对本专利技术的实施方式进行说明。需要说明的是，本专利技术并不仅限于以下的实施方式。另外，若无特别说明，则操作及物性等的测定以室温(20℃以上25℃以下的范围)/相对湿度40％RH以上且50％RH以下的条件进行测定。
[0011]以下，对本专利技术的研磨用组合物进行详细说明。
[0012]〔研磨用组合物〕
[0013]本专利技术的一个方式为研磨用组合物，其为用于对硅晶圆进行研磨而使用的研磨用组合物，且包含磨粒、碱性化合物、下述化学式1所示的含磷化合物、和水。
[0014][0015]上述化学式1中，R1及R2分别独立地为氢原子、羟基、或者非取代的直链状或支链状的碳数1～20的烷氧基，R3为非取代的直链状或支链状的碳数1～20的烷氧基。
[0016]本专利技术人等从改善硅晶圆的外周部的平坦性、和改善研磨速度的观点出发进行了深入研究。结果发现：通过包含上述化学式1所示的含磷化合物的研磨用组合物，能够维持硅晶圆的高研磨速度，并改善硅晶圆的外周部的平坦性。
[0017]通过本专利技术的研磨用组合物得到上述效果的作用机制尚不明确，但可如下考虑。认为本专利技术的含磷化合物具有保护硅晶圆的外周部、并抑制外周部的过度研磨的作用。用包含该含磷化合物的研磨用组合物对硅晶圆进行研磨时，能够实现硅晶圆的外周部的平坦性改善与良好的研磨速度的兼顾。
[0018]需要说明的是，上述机制基于推测，其正误并不影响本申请的技术范围。
[0019][研磨对象物][0020]本专利技术的研磨用组合物用于对硅晶圆进行研磨的用途。此处，硅晶圆可以如单晶硅基板、多结晶硅基板的那样由单质硅形成，也可以由单质硅形成的层与除此以外的层构成。另外，硅晶圆中可容许以杂质水平的含量包含除硅以外的元素。因此，上述硅晶圆也可包含硼等p型掺杂剂、磷等n型掺杂剂。硅晶圆的结晶方位并无特别限制，为<100>、<110>、<111>均可。另外，硅晶圆的电阻率也没有特别限制。另外，硅晶圆的厚度例如为600～1000μm，但并无特别限定。本专利技术的组合物还适应于200mm、300mm、450mm等任意口径的晶圆。当然也可使用除这些以外的口径的晶圆。
[0021]接着，对本专利技术的研磨用组合物的构成成分进行说明。
[0022][磨粒][0023]本专利技术的研磨用组合物包含磨粒。研磨用组合物中包含的磨粒具有对硅晶圆进行机械研磨的作用。
[0024]本专利技术中使用的磨粒可以单独使用也可组合使用2种以上。作为磨粒，为无机颗粒、有机颗粒、及有机无机复合颗粒均可。作为无机颗粒的具体例，可举出例如由二氧化硅、氧化铝、二氧化铈、二氧化钛等金属氧化物形成的颗粒、氮化硅颗粒、碳化硅颗粒、氮化硼颗粒。作为有机颗粒的具体例，可举出例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)颗粒。另外，该磨粒可以使用市售品也可使用合成品。需要说明的是，本说明书中若无特别说明，磨粒是指未经表面改性的那些。
[0025]这些磨粒中，优选二氧化硅，特别优选胶体二氧化硅。
[0026]磨粒的平均一次粒径的下限优选为10nm以上，更优选为15nm以上，进一步优选为20nm以上，进一步优选为30nm以上，更进一步优选为40nm以上，特别优选为50nm以上。若为这样的范围，则能够维持高研磨速度，因此可以适宜地于粗研磨工序。另外，磨粒的平均一次粒径的上限优选为200nm以下，更优选为150nm以下，进一步优选为100nm以下。在若干的方式中，平均一次粒径可以为75nm以下，也可以为60nm以下。若为这样的范围，则能够进一步抑制研磨后的硅晶圆的表面产生缺陷。需要说明的是，磨粒的平均一次粒径例如可以基
于用BET法测定的磨粒的比表面积计算。
[0027]磨粒的平均二次粒径的下限优选为15nm以上，更优选为30nm以上，进一步优选为40nm以上，更进一步优选为50nm以上，特别优选为60nm以上(例如80nm以上)。若为这样的范围，则能够维持高研磨速度。另外，磨粒的平均二次粒径的上限优选为300nm以下，更优选为260nm以下，进一步优选为220nm以下，特别优选为150nm以下(例如130nm以下)。若为这样的范围，则能够进一步抑制研磨后的硅晶圆的表面产生缺陷。磨粒的平均二次粒径可以利用例如动态光散射法测定。
[0028]磨粒的平均缔合度优选为1.2以上，更优选为1.4以上，进一步优选为1.5以上。此处平均缔合度可以通过用磨粒的平均二次粒径的值除以平均一次粒径的值而得到。磨粒的平均缔合度为1.2以上时，有有利于改善研磨速度的效果，故优选。另外，磨粒的平均缔合度优选为4以下，更优选为3.5以下，进一步优选为3以下。随着磨粒的平均缔合度减小，容易得到基于使用研磨用组合物对研磨对象物进行研磨的表面缺陷少的研磨面。
[0029]将研磨用组合物直接用作研磨液时，相对于研磨用组合物，磨粒的含量优选为0.1质量％以上，更优选为0.5质量％以上，进一步优选为1.0质量％以上。通过增大磨粒的含量，研磨速度得到改善。另外，将研磨用组合物直接用作研磨液时，从防止划痕等的观点来看，磨粒的含量通常为10质量％以下是适合的，优选为5质量％以下，更优选为3质量％以下，进一步优选为2质量％以下。从经济性的观点来看，也优选减少磨粒的含量。
[0030]另外，将研磨用组合物稀释并用于研磨时，即该研磨用组合物为浓缩液时，从保存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种研磨用组合物，其用于对硅晶圆进行研磨，且包含磨粒、碱性化合物、下述化学式1所示的含磷化合物、和水，(化学式1)所述化学式1中，R1及R2分别独立地为氢原子、羟基、或者非取代的直链状或支链状的碳数1～20的烷氧基，R3为非取代的直链状或支链状的碳数1～20的烷氧基。2.根据权利要求1所述的研磨用组合物，其中，所述化学式1中的R1、R2、及R3中的至少1者为非取代的直链状的碳数1～20的烷氧基。3.根据权利要求1或2所述的研磨用组合物，其中，所述含磷化合物为磷酸酯化合物。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：田边谊之，谷口惠，
申请(专利权)人：福吉米株式会社，
类型：发明
国别省市：