硅基板用研磨液组合物制造技术

本发明专利技术在一个方式中提供一种能够兼顾研磨速度的提高与浓缩物的保存稳定性的硅基板用研磨液组合物。本发明专利技术在一个方式中涉及一种硅基板用研磨液组合物，其含有下述成分A及下述成分B，且pH值大于8.5且为14以下。成分A：二氧化硅粒子；成分B：pKa为5以上且8.5以下的含氨基的水溶性高分子。氨基的水溶性高分子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】硅基板用研磨液组合物


[0001]本专利技术涉及一种硅基板用研磨液组合物、以及使用其的研磨方法、半导体基板的制造方法。

技术介绍

[0002]作为用于制造半导体基板的硅基板的研磨所使用的研磨液组合物，已知有含有二氧化硅粒子的研磨液组合物。在这种研磨液组合物中，因二氧化硅粒子的凝聚而导致硅基板的表面产生缺陷(LPD：Light point defects，亮点缺陷)、为了将凝聚物去除而对研磨液组合物进行过滤的情况下过滤器堵塞成为问题(例如，参照日本特开2008
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53415号公报)。另外，已知有为了提高研磨速度而包含水溶性高分子化合物的研磨液组合物(参照日本特开2007
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19093号公报、日本特开平11
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116942号公报)。
[0003]在日本特开2008
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53415号公报中，为了减少LPD，提出有一种含有选自聚乙烯基吡咯烷酮及聚N
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乙烯基甲酰胺中的至少一种水溶性高分子以及碱的研磨液组合物。
[0004]在日本特开2007
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19093号公报中，提出有一种包含聚亚乙基亚胺等包含含氮基的水溶性高分子化合物的研磨液组合物。
[0005]在日本特开平11
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116942号公报中，为了提高研磨速度及提高研磨对象物的表面的润湿性，提出有一种包含羟乙基纤维素(HEC)的研磨液组合物。

技术实现思路

[0006]本专利技术在一个方式中涉及一种硅基板用研磨液组合物，其含有下述成分A及下述成分B，且pH值大于8.5且为14以下。
[0007]成分A：二氧化硅粒子
[0008]成分B：pKa为5以上且8.5以下的含氨基的水溶性高分子
[0009]本专利技术在一个方式中涉及一种硅基板的研磨方法，其包含使用本专利技术的研磨液组合物对被研磨硅基板进行研磨的工序。
[0010]本专利技术在一个方式中涉及一种半导体基板的制造方法，其包含：使用本专利技术的研磨液组合物对被研磨硅基板进行研磨的工序；及清洗经研磨的硅基板的工序。
具体实施方式
[0011]然而，就使用日本特开2008
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53415号公报的研磨液组合物的研磨而言，研磨速度称不上充分。
[0012]当使用日本特开2007
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19093号公报的研磨液组合物时，存在二氧化硅粒子因包含含氮基的水溶性高分子化合物而凝聚、产生刮痕等硅基板的表面状态变差的问题。
[0013]当使用日本特开平11
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116942号公报的包含HEC的研磨液组合物时，容易产生二氧化硅粒子的凝聚物，即使对研磨液组合物进行过滤，也会立刻发生过滤器堵塞，因此存在无法在即将研磨前对研磨液组合物进行过滤的问题。
[0014]另外，通常，研磨液组合物是以浓缩物的状态保管、运输的，也要求浓缩物的状态下的保存稳定性。
[0015]本专利技术提供一种可兼顾研磨速度的提高与浓缩物的保存稳定性的硅基板用研磨液组合物、及使用其的硅基板的研磨方法以及半导体基板的制造方法。
[0016]本专利技术基于如下见解：通过使用含有二氧化硅粒子及pKa为5以上且8.5以下的含氨基的水溶性高分子，且pH值大于8.5且为14以下的硅基板用研磨液组合物，可对硅基板进行高速研磨且浓缩物的保存稳定性优异。
[0017]即，本专利技术在一个方式中涉及一种硅基板用研磨液组合物(以下，也称为“本专利技术的研磨液组合物”)，其含有下述成分A及下述成分B，且pH值大于8.5且为14以下。
[0018]成分A：二氧化硅粒子
[0019]成分B：pKa为5以上且8.5以下的含氨基的水溶性高分子
[0020]根据本专利技术，在一个或多个实施方式中，可提供一种可兼顾研磨速度的提高与浓缩物的保存稳定性的硅基板用研磨液组合物。
[0021]本专利技术的效果表现机制的详细内容虽不明确，但推测如下。
[0022]在pH值大于8.5且为14以下的碱性研磨条件下，二氧化硅研磨粒、被研磨硅基板均具有负电荷，始终产生静电排斥力。为了提高研磨速度，有效的是缓和该静电斥力，通过阳离子性的物质虽能够缓和两表面的负电荷，但当这样做时，会产生如下新的课题：发生二氧化硅粒子间的凝聚，研磨液组合物的保存稳定性、尤其是研磨液组合物的浓缩物的保存稳定性降低。
[0023]因此，着眼于具有氨基的水溶性高分子，结果认为，具有小于研磨剂组合物的pH值的pKa的含氨基的水溶性高分子(成分B)的阳离子性低，相比于与氨基的静电相互作用而言，是以分子整体的范德华力作为主要原因而吸附于二氧化硅粒子(成分A)、被研磨硅基板。认为因此可适度缓和二氧化硅粒子(成分A)与被研磨硅基板间的静电排斥力，抑制二氧化硅粒子的凝聚，从而兼顾研磨速度的提高与保存稳定性。
[0024]但是，本专利技术也可不限定解释为这些机制。
[0025][被研磨硅基板][0026]本专利技术的研磨液组合物是硅基板用研磨组合物，例如可用于半导体基板的制造方法中的对被研磨硅基板进行研磨的研磨工序、硅基板的研磨方法中的对被研磨硅基板进行研磨的研磨工序。作为使用本专利技术的研磨液组合物进行研磨的被研磨硅基板，在一个或多个实施方式中可举出硅基板等，在一个或多个实施方式中，可举出单晶硅基板、多晶硅基板、具有多晶硅膜的基板、SiN基板等，就发挥本专利技术的研磨液组合物的效果的观点而言，优选为单晶硅基板或多晶硅基板，更优选为单晶硅基板。
[0027][二氧化硅粒子(成分A)][0028]本专利技术的研磨液组合物含有二氧化硅粒子(以下，也称为“成分A”)作为磨料。作为成分A，可举出：胶体二氧化硅、气相二氧化硅、粉碎二氧化硅或对这些进行表面改性所得的二氧化硅等；就兼顾研磨速度的提高与保存稳定性的观点、及减少表面粗糙度(雾度)、表面缺陷及刮痕等提高表面品质的观点而言，优选为胶体二氧化硅。成分A可为1种，也可为2种以上的组合。
[0029]作为成分A的使用形态，就操作性的观点而言，优选为浆料状。在本专利技术的研磨液
组合物中所包含的成分A为胶体二氧化硅的情况下，就防止因碱金属、碱土金属等产生硅基板的污染的观点而言，胶体二氧化硅优选为由烷氧基硅烷的水解物获得的胶体二氧化硅。由烷氧基硅烷的水解物获得的二氧化硅粒子可通过以往公知的方法制作。
[0030]就维持研磨速度的观点而言，成分A的平均一次粒径优选为10nm以上，更优选为20nm以上，进一步优选为30nm以上，并且，就提高保存稳定性的观点、及减少表面粗糙度(雾度)、表面缺陷及刮痕等提高表面品质的观点而言，优选为50nm以下，更优选为45nm以下，进一步优选为40nm以下。就相同观点而言，成分A的平均一次粒径优选为10nm以上且50nm以下，更优选为20nm以上且45nm以下，进一步优选为30nm以上且40nm以下。
[0031]在本专利技术中，成分A的平均一次粒径使用通过氮吸附法(BET法)算出的比表面积S(m2/g)而算出。平均一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种硅基板用研磨液组合物，其含有下述成分A及下述成分B，且pH值大于8.5且为14以下，成分A：二氧化硅粒子，成分B：pKa为5以上且8.5以下的含氨基的水溶性高分子。2.根据权利要求1所述的研磨液组合物，其中，成分B包含源自选自烯丙基胺及二烯丙基胺中的1种以上单体的结构单元。3.根据权利要求2所述的研磨液组合物，其中，源自烯丙基胺的结构单元中的氨基的至少一部分具有位阻基。4.根据权利要求2或3所述的研磨液组合物，其中，源自烯丙基胺的结构单元中的氨基的至少一部分是包含具有羟基的碳数3以上且11以下的烃基的仲胺基或叔胺基。5.根据权利要求1～4中任一项所述的研磨液组合物，其中，成分B是聚烯丙基胺与缩水甘油衍生物的反应产物。...

【专利技术属性】
技术研发人员：三浦穣史，若林慧亮，
申请(专利权)人：花王株式会社，
类型：发明
国别省市：