研磨用组合物及研磨方法技术

提供一种研磨用组合物，其可减低研磨后的硅晶圆表面的雾度、改善湿润性。该研磨用组合物包含二氧化硅颗粒、纤维素衍生物、碱性化合物和水。其中，上述二氧化硅颗粒的平均一次粒径为30nm以下，平均二次粒径为60nm以下。另外，上述纤维素衍生物的重均分子量大于120

【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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044715号的优先权，该申请的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存在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，除了作为磨粒的二氧化硅颗粒以外，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]另外，为了实现高品质的表面，雾度的降低是重要的。因此，改善如上所述的研磨后的硅晶圆表面的湿润性，且可以实现雾度降低是更优选的。但是如专利文献1所记载的那样，以往的包含纤维素衍生物的组成不一定赋予充分的湿润性，雾度也有改善的余地。
[0009]因此，本专利技术的目的在于，提供包含二氧化硅颗粒及纤维素衍生物的组成中可以兼具研磨后的硅晶圆表面的雾度降低与湿润性改善的研磨用组合物及研磨方法。
[0010]用于解决问题的方案
[0011]根据本说明书，提供一种硅晶圆研磨用组合物。该研磨用组合物包含二氧化硅颗粒、纤维素衍生物、碱性化合物和水。其中，上述二氧化硅颗粒的平均一次粒径为30nm以下，平均二次粒径为60nm以下。另外，上述纤维素衍生物的重均分子量(Mw)大于120
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104。根据该构成的研磨用组合物，可以兼具研磨后的硅晶圆表面的雾度降低与湿润性改善。更具体而言，通过并用比较小径的二氧化硅颗粒与相对高分子量的纤维素衍生物，可以兼具雾度降低与湿润性改善。
[0012]数个优选方式中，作为上述纤维素衍生物，使用重均分子量大于150
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104者。通过
使用该纤维素衍生物，可以实现湿润性更优异的研磨面。
[0013]数个优选方式中，上述纤维素衍生物的含量相对于上述二氧化硅颗粒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二氧化硅颗粒含量为特定范围，可以更优选地实现此处公开的技术的效果。
[0014]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。通过使用具有上述pH的研磨用组合物，可发挥特定研磨效率，并且可优选地兼具雾度降低与湿润性改善。
[0015]数个优选方式中，上述二氧化硅颗粒的含量为0.01重量％以上且10重量％以下。通过使二氧化硅颗粒含量为特定范围，可优选地兼具二氧化硅颗粒的研磨效率与雾度降低。
[0016]数个优选方式中，上述研磨用组合物还包含表面活性剂。在包含高分子量的纤维素衍生物的组成中，通过使用比较小径的二氧化硅颗粒与表面活性剂，可以实现湿润性改善，并且可有效降低研磨后的硅晶圆表面的雾度。
[0017]数个优选方式中，上述研磨用组合物还包含非离子性表面活性剂作为上述表面活性剂。在包含高分子量的纤维素衍生物的组成中，通过并用比较小径的二氧化硅颗粒与非离子性表面活性剂，可以实现湿润性改善，并且可以更适当实现雾度降低效果。
[0018]数个优选方式中，上述表面活性剂的分子量低于4000。在包含高分子量的纤维素衍生物的组成中，通过并用比较小径的二氧化硅颗粒与分子量低于4000的表面活性剂，可以实现湿润性改善，并且可有效降低研磨后的硅晶圆表面的雾度。
[0019]此处公开的研磨用组合物优选使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，上述精研磨工序中使用研磨用组合物对研磨对象基板进行研磨。此处，特征在于，作为上述研磨用组合物使用如下研磨用组合物：包含二氧化硅颗粒、纤维素衍生物、碱性化合物和水，上述二氧化硅颗粒的平均一次粒径为30nm以下，平均二次粒径为60nm以下，上述纤维素衍生物的重均分子量大于120
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104。根据该研磨方法，在上述精研磨工序后，可得到雾度低且湿润性高的高品质硅晶圆表面。
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]<二氧化硅颗粒>
[0023]此处公开的研磨用组合物包含二氧化硅颗粒。二氧化硅颗粒在研磨用组合物中作为磨粒使用。研磨用组合物所含的二氧化硅颗粒的第一特征在于，平均一次粒径为30nm以下。由此，能降低研磨后的硅晶圆表面的雾度。上述平均一次粒径优选低于30nm，也可以为29nm以下。通过使用如上所述的小径二氧化硅颗粒，可以均匀地加工硅晶圆表面。另外，就研磨效率等的观点来看，二氧化硅颗粒的平均一次粒径优选为5nm以上，更优选为10nm以上。就得到更高研磨效果的观点来看，上述平均一次粒径优选为15nm以上，更优选为20nm以上(例如25nm以上)。
[0024]另外，本说明书中的平均一次粒径是指，自通过BET法测定的比表面积(BET值)，由平均一次粒径(nm)＝6000/(真密度(g/cm3)
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BET值(m2/g))的式子算出的粒径(BET粒径)。上述比表面积可以使用例如Micromeritics公司制的表面积测定装置、商品名“Flow Sorb II 2300”测定。
[0025]此处公开的二氧化硅颗粒的第二特征在于，平均二次粒径为60nm以下。由此，能降低研磨后的硅晶圆表面的雾度。上述平均二次粒径优选为55nm以下，更优选为50nm以下(例如低于50nm)。通过使用如上所述的小径二氧化硅颗粒，可以均匀地加工硅晶圆表面。另外，就研磨效率改善的观点来看，二氧化硅颗粒的平均二次粒径优选为30nm以上，更优选为35nm以上，进一步优选为40nm以上(例如超过40nm)。
[0026]另外，本说明书中的平均二次粒径是指，通过动态光散射法本文档来自技高网...

【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，其包含二氧化硅颗粒、纤维素衍生物、碱性化合物和水，所述二氧化硅颗粒的平均一次粒径为30nm以下，平均二次粒径为60nm以下，所述纤维素衍生物的重均分子量大于120
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104。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150
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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二氧化硅颗粒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，所述研磨用组合物的pH为8.0以上且12.0以下。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，所述二氧化硅颗粒的含量为0.01重量％以上且10重量...

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