研磨用组合物及研磨方法技术

本发明专利技术提供一种研磨用组合物，其为包含纤维素衍生物的组成，可以改善研磨加工性，且改善研磨后的硅晶圆表面的湿润性。研磨用组合物包含磨粒、纤维素衍生物、碱性化合物和水。其中，上述研磨用组合物的ζ电位为

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】研磨用组合物及研磨方法


[0001]本专利技术涉及硅晶圆研磨用组合物。另外，涉及使用上述研磨用组合物的硅晶圆的研磨方法。本申请主张基于2020年3月13日申请的日本专利申请2020
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044714号的优先权，该申请全部内容在本说明书中作为参照并援引。

技术介绍

[0002]作为半导体装置的构成要素等使用的硅晶圆的表面一般经过打磨工序(粗研磨工序)与拋光工序(精研磨工序)而修饰成高品质的镜面。上述抛光工序典型地包括预抛光工序(预研磨工序)与精抛光工序(最终研磨工序)。作为硅晶圆研磨用组合物的相关技术文献，可列举出例如专利文献1。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本专利第5196819号公报

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的问题
[0007]硅晶圆被要求具有高品质表面。因此，在该用途中，除了磨粒和水以外，为了研磨对象物表面的保护或湿润性改善等的目的，优选使用包含水溶性高分子的研磨用组合物。通过将研磨后的表面保持以水湿润的状态(附着有水膜的状态)，可以防止空气中的异物等直接附着于研磨后的硅晶圆表面，可以降低因该异物所造成的表面缺陷等。具有这种湿润性的表面有清洗性也良好的倾向，通过该清洗，容易得到更高品质的表面。例如专利文献1中提出了，包含作为水溶性高分子的羟乙基纤维素的研磨用组合物。
[0008]然而，在包含作为水溶性高分子的纤维素衍生物的组成中，由于该纤维素衍生物的保护作用，因此，有研磨加工性降低的倾向，难以兼具研磨加工性与研磨面的湿润性。另外，以往包含纤维素衍生物的组成并非一定赋予充分的湿润性。
[0009]本专利技术是鉴于该情况而完成的，其目的在于，可提供一种研磨用组合物，其为包含纤维素衍生物的组成，可以改善研磨加工性，且改善研磨后的硅晶圆表面的湿润性。另外，本专利技术的其他目的在于，可提供使用这些研磨用组合物研磨硅晶圆的方法。
[0010]用于解决问题的方案
[0011]根据本说明书，可以提供硅晶圆研磨用组合物。该研磨用组合物包含磨粒、纤维素衍生物、碱性化合物和水。其中，特征在于上述研磨用组合物的ζ电位为
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24.0mV以上。根据该构成的研磨用组合物，可以改善研磨速率，且改善研磨后的湿润性。
[0012]数个优选方式中，作为上述纤维素衍生物，采用重均分子量(Mw)大于80
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104者。通过使用该纤维素衍生物，可以优选地实现上述ζ电位，可以优选地发挥此处公开的技术效果。
[0013]数个优选方式中，上述纤维素衍生物的含量相对于前述磨粒100重量份为0.1～20
重量份。通过使纤维素衍生物的含量相对于磨粒的含量为特定范围，可以更良好地改善研磨速率，且也有改善湿润性的倾向。
[0014]数个优选方式中，上述碱性化合物的含量为0.001重量％以上且低于0.1重量％。根据该构成，研磨用组合物的ζ电位容易成为适当范围，可以优选地实现研磨速率的改善。
[0015]数个优选方式中，上述研磨用组合物的pH为8.0以上且12.0以下。具有上述pH的研磨用组合物中，可以优选地发挥成为上述ζ电位所带来的加工性改善效果。
[0016]数个优选方式中，作为上述磨粒采用二氧化硅颗粒。此处公开的技术所得到的效果可以通过包含二氧化硅颗粒作为磨粒的组合物而优选地实现。另外，通过采用二氧化硅颗粒，可以防止源自磨粒的成分所致的晶圆污染。作为二氧化硅颗粒，优选为胶体二氧化硅。
[0017]数个优选方式中，前述二氧化硅颗粒的平均一次粒径为5nm以上且100nm以下。通过使用具有特定值以上的平均一次粒径的二氧化硅颗粒，可以容易得到研磨速率改善效果。另外，根据具有特定值以下的平均一次粒径的二氧化硅颗粒，可以容易得到高品质的研磨面。
[0018]上述研磨用组合物优选用于由硅构成的表面的研磨。此处公开的研磨用组合物在研磨对象物为由硅构成的表面的硅晶圆的研磨中，可以实现研磨速率改善与湿润性改善。
[0019]此处公开的研磨用组合物优选用于例如经过打磨的硅晶圆的抛光。作为特别优选的适用对象，可列举出硅晶圆的精研磨。
[0020]另外，根据本说明书，提供使用此处公开的任一研磨用组合物的硅晶圆的研磨方法。上述研磨方法包含预研磨工序及精研磨工序。而且，特征在于，上述精研磨工序中使用如下研磨用组合物对研磨对象基板进行研磨：包含磨粒、纤维素衍生物、碱性化合物和水，所述研磨用组合物的ζ电位为
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24.0mV以上。根据该研磨方法，上述精研磨工序中，可以改善研磨速率、且改善研磨后的晶圆表面湿润性，可以得到更高品质的硅晶圆表面。
具体实施方式
[0021]以下，对本专利技术的优选实施方式进行说明。需要说明的是，除了本说明书中特别提及的事项以外的对于实施本专利技术所必须的事项为本领域技术人员基于本领域现有技术能理解的事项。本专利技术可以基于本说明书所公开的内容与本领域技术常识而实施。
[0022]<研磨用组合物的特性>
[0023]本专利技术的研磨用组合物的特征在于，ζ电位为
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24.0mV以上。此处，研磨用组合物的ζ电位是指，针对研磨用组合物使用ζ电位测定装置测定的ζ电位。更具体而言，针对研磨用组合物所含的颗粒测定的ζ电位。根据ζ电位为
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24.0mV以上的研磨用组合物，可以兼具研磨加工性改善与研磨后的研磨面湿润性改善。实施此处公开的技术时，虽无必要理解研磨用组合物的ζ电位有助于研磨加工性及研磨后的湿润性改善的机理，但认为如下。关于研磨加工性，具有负的ζ电位的研磨用组合物的ζ电位升高意味着在研磨用组合物中包含磨粒的颗粒的静电排斥减少，其结果，认为包含磨粒的颗粒变得容易对研磨对象物发挥机械作用，以使加工性改善。尤其与研磨用组合物中的颗粒同样，研磨对象物的硅晶圆表面具有负电荷时，认为其效果显著体现。另外，关于湿润性改善，如果如上述那样研磨用组合物中的颗粒容易作用于作为研磨对象面的硅晶圆表面，则认为这些颗粒以包含磨粒、纤维素衍生物的
形式作用于硅晶圆表面，有助于该表面的亲水性改善，以使湿润性改善。但是，此处公开的技术所带来的效果并非解释为仅限定于上述机理。
[0024]就改善研磨速率的观点来看，研磨用组合物的ζ电位优选为
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22.0mV以上，更优选
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21.0mV以上，进一步优选为
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20.0mV以上，也可以为
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19.0mV以上。另外，上述ζ电位的上限没有特别设定，通常低于0.0mV，就研磨用组合物的分散性、研磨面的表面品质等观点来看，适当为
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5.0mV以下，优选为
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10.0mV以下，例如可以为
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15.0mV以下。研磨用组合物的ζ电位可以通过磨粒种类、含量、纤维素衍生物的种类、分子量、含量、其他添加成分(纤维素衍生物以外的水溶性高分子、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，其为硅晶圆研磨用组合物，其包含磨粒、纤维素衍生物、碱性化合物和水，所述研磨用组合物的ζ电位为
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24.0mV以上。2.根据权利要求1所述的研磨用组合物，其中，所述纤维素衍生物的重均分子量大于80
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104。3.根据权利要求1或2所述的研磨用组合物，其中，所述纤维素衍生物的含量相对于所述磨粒100重量份为0.1～20重量份。4.根据权利要求1至3中任一项所述的研磨用组合物，其中，所述碱性化合物的含量为0.001重量％以上且低于0.1重量％。5.根据权利要求1至4中任一项所述的研磨用组合物，其中，所述研磨用组合物的pH为8.0以上且12...

【专利技术属性】
技术研发人员：土屋公亮，市坪大辉，
申请(专利权)人：福吉米株式会社，
类型：发明
国别省市：