TW201929074A - 研磨用組成物 - Google Patents
研磨用組成物 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201929074A TW201929074A TW107142643A TW107142643A TW201929074A TW 201929074 A TW201929074 A TW 201929074A TW 107142643 A TW107142643 A TW 107142643A TW 107142643 A TW107142643 A TW 107142643A TW 201929074 A TW201929074 A TW 201929074A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- polishing
- cellulose derivative
- polishing composition
- less
- acid
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
-
- H10P52/00—
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B11/00—Preparation of cellulose ethers
- C08B11/02—Alkyl or cycloalkyl ethers
- C08B11/04—Alkyl or cycloalkyl ethers with substituted hydrocarbon radicals
- C08B11/08—Alkyl or cycloalkyl ethers with substituted hydrocarbon radicals with hydroxylated hydrocarbon radicals; Esters, ethers, or acetals thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B15/00—Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
- C08B15/10—Crosslinking of cellulose
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
本發明提供一種包含纖維素衍生物及水之研磨用組成物。纖維素衍生物係在與水混合之前係為於該纖維素衍生物之表面加成醛類後之疏水化纖維素衍生物之形態,且,該疏水化纖維素衍生物之製造時之乾燥步驟滿足下述條件(1)、(2)之至少一者。
(1)疏水化纖維素衍生物之最高到達溫度(maximum ultimate temperature)α未滿65℃。
(2)由疏水化纖維素衍生物之溫度與時間所算出之熱量參數β為2500℃・min以下。
(1)疏水化纖維素衍生物之最高到達溫度(maximum ultimate temperature)α未滿65℃。
(2)由疏水化纖維素衍生物之溫度與時間所算出之熱量參數β為2500℃・min以下。
Description
本發明係關於研磨用組成物。本申請案係依據在2017年12月8日提出申請之日本國專利申請2017-236462號主張優先權,將該申請案之全部內容組合併入於本說明書中作為參照內容。
對於金屬或半金屬、非金屬、該氧化物等之材料表面實施使用含有磨粒之研磨用組成物之研磨。例如,半導體製品之製造等所使用之矽基板之表面一般係經過研光(lapping)步驟與拋光(polishing)步驟而完工成高品位之鏡面。上述拋光步驟典型為包含預備研磨步驟與完工研磨步驟。作為關於以研磨矽晶圓等之半導體基板為目的所主要使用之研磨用組成物的技術文獻,可舉出如專利文獻1。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本國專利申請案公開2015-124231號公報
[發明所欲解決之課題]
對於矽晶圓等之半導體基板及其他基板之研磨步驟所使用之研磨用組成物要求在研磨後會實現表面缺陷少之表面的性能。給該用途之研磨用組成物除了包含磨粒及水,以提升研磨對象物表面之保護或濕潤性等之目的,諸多也為包含水溶性高分子者。專利文獻1記載藉由使用包含具有規定慣性半徑之羥基乙基纖維素(HEC)作為水溶性高分子之研磨用組成物,使研磨後之表面濕潤性提升,且減少基板表面之微小缺陷之技術。但,即使藉由該種技術,仍尚有無法充分對應關於研磨後表面品質之近年來所要求之程度的情況。
有鑑於該情況,本發明之目的在於提供一種有效減低表面缺陷之研磨用組成物。
[用以解決課題之手段]
[用以解決課題之手段]
根據本說明書,提供一種研磨用組成物。前述研磨用組成物包含纖維素衍生物與水。前述纖維素衍生物在與前述水混合之前係為在該纖維素衍生物之表面經醛類加成之疏水化纖維素衍生物之形態,且,該疏水化纖維素衍生物之製造時之乾燥步驟滿足以下條件之至少一者:(1)前述疏水化纖維素衍生物之最高到達溫度α未滿65℃,及,(2)由前述疏水化纖維素衍生物之溫度與時間所算出之熱量參數β為2500℃・min以下。包含經由該種乾燥步驟所製造之纖維素衍生物之研磨用組成物能有效地減低研磨後表面之表面缺陷。
在此揭示之研磨用組成物之較佳一種態樣中,前述乾燥步驟係以前述(2)之熱量參數β成為1000℃・min以下之方式進行。藉由使用經由該乾燥步驟所製造之纖維素衍生物,可使研磨後之表面品位更加提升。
在此揭示之研磨用組成物之較佳一種態樣中,前述乾燥步驟係以滿足前述條件(1)、(2)雙方之方式進行。藉由使用經由該乾燥步驟所製造之纖維素衍生物,變得容易取得表面缺陷少之研磨後之表面。
在此揭示之研磨用組成物係可使用於各種研磨對象物之研磨。其中,可較佳使用在研磨矽晶圓及其他基板。尤其,適宜作為矽晶圓之完工研磨所使用之研磨用組成物。
以下,說明本發明之適宜實施形態。尚且,本說明書中未特別敘及之事項以外之事物且係實施本發明之所必要之事物係能理解成本發明所屬技術領域具有通常知識者在根據本發明領域之先前技術而可達成之設計事項。本發明係可依據本說明書揭示之內容與本發明領域之技術常識來實施。
<纖維素衍生物>
在此揭示之研磨用組成物包含纖維素衍生物及水。其特徵在於:纖維素衍生物在與水混合之前係以在該纖維素衍生物之表面經醛類加成之疏水化纖維素衍生物之形態下存在,且,該疏水化纖維素衍生物之製造時之乾燥步驟滿足以下條件之至少一者:
(1)疏水化纖維素衍生物之最高到達溫度α未滿65℃,及,
(2)由疏水化纖維素衍生物之溫度與時間所算出之熱量參數β為2500℃・min以下。
在此揭示之研磨用組成物包含纖維素衍生物及水。其特徵在於:纖維素衍生物在與水混合之前係以在該纖維素衍生物之表面經醛類加成之疏水化纖維素衍生物之形態下存在,且,該疏水化纖維素衍生物之製造時之乾燥步驟滿足以下條件之至少一者:
(1)疏水化纖維素衍生物之最高到達溫度α未滿65℃,及,
(2)由疏水化纖維素衍生物之溫度與時間所算出之熱量參數β為2500℃・min以下。
在此,最高到達溫度α係指在疏水化纖維素衍生物製造時之乾燥步驟中,疏水化纖維素衍生物之表面溫度(以下,亦稱為「品溫」)變成為最高時間點之溫度。疏水化纖維素衍生物之品溫係例如藉由使用溫度計或熱電對等之溫度感測器測量疏水化纖維素衍生物之粉末集合體內部之溫度而能掌握。
又,熱量參數β係指算出作為溫度與時間之積者,該時間為疏水化纖維素衍生物之品溫成為40℃以上後之時間,該溫度為從疏水化纖維素衍生物之品溫減去40℃之溫度。
典型係熱量參數β係可藉由下式:
β=∫a~b {f(t)-40}dt
來算出。在此,上述式中之f(t)係在將上述乾燥步驟中之疏水化纖維素衍生物之品溫T(℃)設為縱軸,且將時間t(min)設為橫軸時之圖表中,顯示疏水化纖維素衍生物之品溫T之推移之函數。a~b為積分區域,在此為疏水化纖維素衍生物之品溫T成為40℃以上時之區域。即,在疏水化纖維素衍生物之品溫T成為40℃以上時之區域a≦t≦b中,可將T=f(t)及T=40之函數所包圍之部分面積算出當作熱量參數β。
又,熱量參數β係指算出作為溫度與時間之積者,該時間為疏水化纖維素衍生物之品溫成為40℃以上後之時間,該溫度為從疏水化纖維素衍生物之品溫減去40℃之溫度。
典型係熱量參數β係可藉由下式:
β=∫a~b {f(t)-40}dt
來算出。在此,上述式中之f(t)係在將上述乾燥步驟中之疏水化纖維素衍生物之品溫T(℃)設為縱軸,且將時間t(min)設為橫軸時之圖表中,顯示疏水化纖維素衍生物之品溫T之推移之函數。a~b為積分區域,在此為疏水化纖維素衍生物之品溫T成為40℃以上時之區域。即,在疏水化纖維素衍生物之品溫T成為40℃以上時之區域a≦t≦b中,可將T=f(t)及T=40之函數所包圍之部分面積算出當作熱量參數β。
在此揭示之研磨用組成物藉由包含經由滿足上述條件(1)、(2)之至少一者之乾燥步驟所製造之纖維素衍生物,研磨後之表面上之表面缺陷(例如光點缺陷(LPD,light point defects))受到低少而能大幅提升研磨對象物之表面品位。取得該種效果之理由係例如認為如以下所述。
即,纖維素衍生物係在溶解於水中時,由於最初與水接觸之部分會隨即溶解變成膠狀之層而包覆未溶解之粉末部分,故有產生團塊等之溶解不良的情況。以抑制該溶解不良為目的,而有在纖維素衍生物之表面加成醛類的情況。但,對纖維素衍生物之表面加成醛類時,在製造時之乾燥步驟中附加40℃以上之熱負荷之際,醛類在纖維素衍生物之分子間開始過度交聯,在溶解於水之過程中而有醛類變得難以從纖維素衍生物分離之傾向。其結果係纖維素衍生物可能會未完全溶解,而產生未溶解物。該未溶解物係附著於研磨對象物之表面而可能成為造成使研磨後之表面缺陷增加之原因。
相對於此,經由滿足上述條件(1)、(2)之至少一者之條件之乾燥步驟所製造之纖維素衍生物在乾燥步驟中,醛類在纖維素衍生物之分子間過度交聯之現象受到抑制,且在溶解於水之過程中醛類會從纖維素衍生物適當地分離。其結果係纖維素衍生物之未溶解物之產生受到抑制。此現象認為係賦予研磨後之表面缺陷減低者。但,並非係僅由該理由所限定解釋者。
即,纖維素衍生物係在溶解於水中時,由於最初與水接觸之部分會隨即溶解變成膠狀之層而包覆未溶解之粉末部分,故有產生團塊等之溶解不良的情況。以抑制該溶解不良為目的,而有在纖維素衍生物之表面加成醛類的情況。但,對纖維素衍生物之表面加成醛類時,在製造時之乾燥步驟中附加40℃以上之熱負荷之際,醛類在纖維素衍生物之分子間開始過度交聯,在溶解於水之過程中而有醛類變得難以從纖維素衍生物分離之傾向。其結果係纖維素衍生物可能會未完全溶解,而產生未溶解物。該未溶解物係附著於研磨對象物之表面而可能成為造成使研磨後之表面缺陷增加之原因。
相對於此,經由滿足上述條件(1)、(2)之至少一者之條件之乾燥步驟所製造之纖維素衍生物在乾燥步驟中,醛類在纖維素衍生物之分子間過度交聯之現象受到抑制,且在溶解於水之過程中醛類會從纖維素衍生物適當地分離。其結果係纖維素衍生物之未溶解物之產生受到抑制。此現象認為係賦予研磨後之表面缺陷減低者。但,並非係僅由該理由所限定解釋者。
在使用滿足上述(1)之條件之纖維素衍生物時,上述乾燥步驟中之纖維素衍生物之最高到達溫度α大致未滿65℃。以成為規定值以下之最高到達溫度α之方式進行乾燥所製造之纖維素衍生物中,醛類在分子間之過度交聯為少。因此,可適宜發揮在此揭示之技術之適用效果。從減低研磨後之微小缺陷等之觀點,上述最高到達溫度α係以60℃以下為佳,較佳為55℃以下,更佳為50℃以下。最高到達溫度α之下限並無特別限定,例如可為20℃以上。從乾燥效率等之觀點,最高到達溫度α係以30℃以上為佳,較佳為40℃以上。在此揭示之技術係能在上述乾燥步驟中疏水化纖維素衍生物之最高到達溫度α為40℃以上未滿65℃,以及45℃以上未滿55℃之態樣較佳實施。
在使用滿足上述(1)之條件之纖維素衍生物時,上述乾燥步驟之熱量參數β之值並無特別限定。例如,熱量參數β可為30℃・min~10000℃・min。作為在此揭示之技術之纖維素衍生物之一適宜例,可舉出如上述乾燥步驟之纖維素衍生物之最高到達溫度α未滿65℃,且,熱量參數β為1000℃・min~6000℃・min者;上述乾燥步驟之纖維素衍生物之最高到達溫度α未滿65℃,且,熱量參數β為2000℃・min~5000℃・min者;上述乾燥步驟之纖維素衍生物之最高到達溫度α為60℃以下,且,熱量參數β為3000℃・min~4500℃・min者等。
在使用滿足前述(2)之條件之纖維素衍生物時,乾燥步驟之熱量參數β大致為2500℃・min以下。上述乾燥步驟之最高到達溫度α即使在65℃以上之情況,藉由將熱量參數β抑制在規定值以下,而在研磨用組成物中可使醛類從纖維素衍生物適當地分離並溶解。其結果係能高度地抑制研磨用組成物中因纖維素衍生物之未溶解物殘留而可能產生之危害。由此觀點,熱量參數β係以2000℃・min以下為佳,較佳為1500℃・min以下,更佳為1000℃・min以下。在某一種態樣中,熱量參數β可為800℃・min以下,亦可為500℃・min以下。熱量參數β之下限並無特別限定,例如可為30℃・min以上。從減少乾燥後所包含之水分等之觀點,熱量參數β係以50℃・min以上為佳,較佳為75℃・min以上。熱量參數β可為100℃・min以上,亦可為300℃・min以上。
在使用滿足前述(2)之條件之纖維素衍生物時,上述乾燥步驟之纖維素衍生物之最高到達溫度α並無特別限定。例如,最高到達溫度α可為65℃~150℃。作為在此揭示之技術中之纖維素衍生物之一適宜例,可舉出如上述乾燥步驟之纖維素衍生物之最高到達溫度α為65℃~150℃,且,熱量參數β為2500℃・min以下者;上述乾燥步驟之纖維素衍生物之最高到達溫度α為70℃~120℃,且,熱量參數β為1500℃・min以下者;上述乾燥步驟之纖維素衍生物之最高到達溫度α為80℃~120℃,且,熱量參數β為1000℃・min以下者;上述乾燥步驟之纖維素衍生物之最高到達溫度α為100℃~120℃,且,熱量參數β為800℃・min以下者等。
作為在此揭示之研磨用組成物中所使用之纖維素衍生物,以經由滿足前述條件(1)、(2)雙方之乾燥步驟所製造者為特佳。藉此,變得容易取得表面缺陷更加良好受到減少之研磨後之表面。作為該纖維素衍生物之一適宜例,可舉出如上述乾燥步驟之纖維素衍生物之最高到達溫度α未滿65℃,且,熱量參數β為2500℃・min以下者;上述乾燥步驟之纖維素衍生物之最高到達溫度α為60℃以下,且,熱量參數β為2500℃・min以下者;上述乾燥步驟之纖維素衍生物之最高到達溫度α為55℃以下,且,熱量參數β為2500℃・min以下者;上述乾燥步驟之纖維素衍生物之最高到達溫度α為50℃以下,且,熱量參數β為2500℃・min以下者;上述乾燥步驟之纖維素衍生物之最高到達溫度α為50℃以下,且,熱量參數β為1000℃・min以下者;上述乾燥步驟之纖維素衍生物之最高到達溫度α為50℃以下,且,熱量參數β為300℃・min以下者等。
作為在此揭示之研磨用組成物所使用之纖維素衍生物為,只要係包含β-葡萄糖單位作為主要重複單位之聚合物,且,滿足前述條件(1)、(2)之至少一者,即無特別限定。例如,纖維素衍生物可為纖維素之羥基之至少一部分被取代基所取代者。作為取代基,並無特別限定,可舉出如甲基、乙基、羥基甲基、羥基乙基、羥基丙基、羧基甲基、羧基乙基等。纖維素在具有複數之取代基時,個別之取代基可為相同者,亦可為相異者。作為纖維素衍生物之具體例,可舉出如羥基乙基纖維素(HEC)、羥基丙基纖維素、羥基乙基甲基纖維素、羥基丙基甲基纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素、乙基羥基乙基纖維素、羧基甲基纖維素等。其中亦以HEC為佳。該等纖維素衍生物係可單獨使用,亦可組合2種以上使用。
在此揭示之研磨用組成物中所使用之纖維素衍生物之重量平均分子量(Mw)並無特別限定,例如可為2×104
以上。從適宜發揮研磨對象表面保護性或表面濕潤等功能之觀點,纖維素衍生物之Mw通常適當為5×104
以上,可為7×104
以上,可為10×104
以上,亦可為15×104
以上(例如20×104
以上)。又,纖維素衍生物之Mw係可作成例如200×104
以下,從提升分散性之觀點,以70×104
以下為佳,以50×104
以下為更佳。在一種態樣中,可較佳採用Mw未滿50×104
(較佳未滿30×104
,例如28×104
以下)之纖維素衍生物。
尚且,本說明書中,作為研磨用組成物所能包含之纖維素衍生物之重量平均分子量(Mw),可採用基於凝膠滲透層析法(GPC)之值(水系、聚環氧乙烷換算)。
<醛類>
在此揭示之研磨用組成物所含有之纖維素衍生物,在與水混合之前,係為在纖維素衍生物之表面經醛類加成之疏水化纖維素衍生物之形態。醛類係在與水混合之前段階,被加成於纖維素衍生物之表面而使該纖維素衍生物之親水性一時性降低。在此所成之加成係指纖維素衍生物之羥基等之水溶性部位與醛類結合。在研磨用組成物之調製時,醛類係在被加成於纖維素衍生物表面之狀態下,與纖維素衍生物一同與水混合。藉此,纖維素衍生物之溶解速度適度地降低,而可抑制團塊等之溶解不良。又,在纖維素衍生物溶解於水之過程中,醛類徐徐地受到水解而從纖維素衍生物分離。藉此,纖維素衍生物之親水性回復而變得能溶於水。
在此揭示之研磨用組成物所含有之纖維素衍生物,在與水混合之前,係為在纖維素衍生物之表面經醛類加成之疏水化纖維素衍生物之形態。醛類係在與水混合之前段階,被加成於纖維素衍生物之表面而使該纖維素衍生物之親水性一時性降低。在此所成之加成係指纖維素衍生物之羥基等之水溶性部位與醛類結合。在研磨用組成物之調製時,醛類係在被加成於纖維素衍生物表面之狀態下,與纖維素衍生物一同與水混合。藉此,纖維素衍生物之溶解速度適度地降低,而可抑制團塊等之溶解不良。又,在纖維素衍生物溶解於水之過程中,醛類徐徐地受到水解而從纖維素衍生物分離。藉此,纖維素衍生物之親水性回復而變得能溶於水。
上述醛類之種類只要係在分子內具有CHO基者,即無特別限定。可使用例如,甲醛、乙醛、丁基醛、異丁基醛、丙三醇醛等之單醛;草酸醛(glyoxal,乙二醛)、丙二酸二醛(丙二醛)、琥珀酸二醛(丁二醛)、戊二醛、己二醛、辛二醛、酞醛等之二醛;三甲醯基甲烷、三甲醯基乙烷等之三醛等。其中,從更加良好發揮前述效果之觀點,以草酸醛、丙二酸二醛等之二醛為佳,以草酸醛為特佳。該等醛類係可單獨使用,亦可組合2種以上使用。
將上述醛類加成於纖維素衍生物表面之方法並無特別限定。例如,疏水化纖維素衍生物係可經過:使原料之纖維素衍生物與醛類在溶劑中混合之步驟,及使取得之疏水化纖維素衍生物乾燥之步驟來製造。
使原料之纖維素衍生物與醛類在溶劑中混合之步驟係包括準備原料之纖維素衍生物。原料之纖維素衍生物係可自行製造,亦可使用市售品。上述混合步驟所使用之溶劑只要係能溶解纖維素衍生物及醛類之溶劑,即無特別限定。作為具體例,可舉出如丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮等之酮類;乙醇、異丙醇、丁基醇、異丁基醇、t-丁基醇、甲醇等之醇類;乙酸甲酯、乙酸乙酯等之酯類;四氫呋喃、二噁烷等之環狀醚類;甲基溶纖劑、乙基溶纖劑等之溶纖劑類等之親水性有機溶劑或水。該等溶劑係可單獨使用1種,或可使用混合2種以上之相溶性者。藉由使醛類溶解於該等溶劑,且添加至原料之纖維素衍生物,醛類與纖維素衍生物在溶劑中混合。其次,藉由以規定溫度進行加溫並同時進行攪拌,而可取得表面已加成醛類之疏水化纖維素衍生物。作為上述加溫溫度,只要係醛類與纖維素衍生物之結合能進行之溫度區域即無特別限定,例如可為10℃~50℃、15℃~40℃。又,攪拌時間並無特別限定,例如可為10分~3小時、0.5小時~2小時程度。因應必要,亦可實施將取得之疏水化纖維素衍生物予以純化等之處理。
作為乾燥疏水化纖維素衍生物之步驟,只要係乾燥條件設定成會滿足前述(1)、(2)之至少一者,即無特別限定。可使用例如,材料靜置型乾燥器(例如,批次式箱型乾燥器等)、材料移送型乾燥器(隧道式乾燥器、通氣帶乾燥器、噴嘴式乾燥器、通氣豎型乾燥器等)、材料攪拌型乾燥器(例如,圓筒及溝型攪拌乾燥器、捏合乾燥器、圓盤乾燥器、旋轉乾燥器、附水蒸氣管旋轉乾燥器、通氣旋轉乾燥器等之流動層乾燥器、圓錐型乾燥器、振動輸送乾燥器等)、熟風移送型乾燥器(例如,噴霧乾燥器、氣流乾燥器等)、圓筒乾燥器(例如,鼓乾燥器、多圓筒乾燥器等)、紅外線乾燥器、凍結乾燥器、高頻乾燥器等之過往公知之乾燥手段進行乾燥處理。較佳之一種態樣係設定成乾燥後之疏水化纖維素衍生物之含水率成為20%以下之乾燥條件。上述含水率例如可為10%以下,可為5%以下,亦可為1%以下。又較佳之一種態樣係乾燥時間可設定成大致為1min~200min。乾燥時間係例如可為100min以下,典型可為50min以下,亦可為20min以下。乾燥處理係係可加壓下、常壓下、減壓下之任一情況下進行,從減低熱負荷並同時進行乾燥等之觀點,以在常壓下或減壓下進行為佳。乾燥後,因應必要亦可進行分級、粉碎等之處理。藉此操作,可取得表面已加成醛類之疏水化纖維素衍生物。
尚且,從生產性之觀點,在加熱處理之前,亦可使疏水化纖維素衍生物進行脫液處理而去除一部分之溶劑。又,脫液處理亦可包括純化疏水化纖維素衍生物用之洗淨處理。
加成於纖維素衍生物之醛類之量並無特別限定,相對於纖維素衍生物100重量份,例如為5重量份以下,可為1重量份以下,又如為0.05重量份~1重量份,以0.1重量份~0.8重量份為佳,較佳為0.3~0.8重量份,特佳為0.5~0.7重量份程度。在該種醛類之加成量之範圍內時,可更有效地抑制團塊等之溶解不良。
在此揭示之研磨用組成物所含有之疏水化纖維素衍生物係使用醛類來疏水化,疏水化纖維素衍生物中之醛類(特別係乙二醛等之二醛)之比例為例如0.03~0.3重量%。醛類之比例若過少時,交聯之程度過小,在水中會有成為球塊之憂慮,反之若過多時,則交聯之程度過大,而有對水之溶解性降低之憂慮。尚且,本說明書中,醛類之比例係可藉由使用分光光度計測量以胼進行衍生物化之化合物之吸光度測量進行評價。
在此揭示之研磨用組成物所含有之疏水化纖維素衍生物係可在環氧乙烷之平均莫耳取代度(MS)為1.5~7程度範圍內選擇。MS若過小時,有對水之溶解性降低之憂慮,反之若過多時,則有對水之溶解性變得過大而在水中變成球塊之憂慮。尚且,本說明書中,MS係可使用核磁共振裝置(NMR)進行測量。
在此揭示之研磨用組成物所含有之疏水化纖維素衍生物之平均莫耳取代度(DS)為例如0.5~2.5。DS若過小時,對水之溶解性變得過大而有在水中變成球塊之憂慮,反之若過時,則有對水之溶解性降低之憂慮。尚且,本說明書中,DS係可使用核磁共振裝置(NMR)進行測量。
<水>
作為在此揭示之研磨用組成物所包含之水,較佳可使用離子交換水(脫離子水)、純水、超純水、蒸餾水等。使用之水為了極力避免研磨用組成物所含有之其他成分之作用受到阻礙,故例如以過渡金屬離子之合計含量在100ppb以下為佳。例如,可使用離子交換樹脂去除雜質離子,可使用過濾器去除異物,可藉由蒸餾等之操作提高水之純度。
作為在此揭示之研磨用組成物所包含之水,較佳可使用離子交換水(脫離子水)、純水、超純水、蒸餾水等。使用之水為了極力避免研磨用組成物所含有之其他成分之作用受到阻礙,故例如以過渡金屬離子之合計含量在100ppb以下為佳。例如,可使用離子交換樹脂去除雜質離子,可使用過濾器去除異物,可藉由蒸餾等之操作提高水之純度。
<磨粒>
在此揭示之研磨用組成物亦可包含磨粒。磨粒之材質或性狀並無特別限制,可因應研磨用組成物之使用目的或使用態樣等適宜選擇。作為磨粒之例,可舉出如無機粒子、有機粒子、及有機無機複合粒子。作為無機粒子之具體例,可舉出如二氧化矽粒子、氧化鋁粒子、氧化鈰粒子、氧化鉻粒子、二氧化鈦粒子、氧化鋯粒子、氧化鎂粒子、二氧化錳粒子、氧化鋅粒子、氧化鐵紅(bengala)粒子等之氧化物粒子;氮化矽粒子、氮化硼粒子等之氮化物粒子;碳化矽粒子、碳化硼粒子等之碳化物粒子;金剛石粒子;碳酸鈣或碳酸鋇等之碳酸鹽等。作為有機粒子之具體例,可舉出如聚甲基丙烯酸甲基(PMMA)粒子或聚(甲基)丙烯酸粒子、聚丙烯腈粒子等。在此(甲基)丙烯酸係包括性地意指丙烯酸及甲基丙烯酸。該種磨粒係可單獨使用一種,亦可組合使用二種以上。
在此揭示之研磨用組成物亦可包含磨粒。磨粒之材質或性狀並無特別限制,可因應研磨用組成物之使用目的或使用態樣等適宜選擇。作為磨粒之例,可舉出如無機粒子、有機粒子、及有機無機複合粒子。作為無機粒子之具體例,可舉出如二氧化矽粒子、氧化鋁粒子、氧化鈰粒子、氧化鉻粒子、二氧化鈦粒子、氧化鋯粒子、氧化鎂粒子、二氧化錳粒子、氧化鋅粒子、氧化鐵紅(bengala)粒子等之氧化物粒子;氮化矽粒子、氮化硼粒子等之氮化物粒子;碳化矽粒子、碳化硼粒子等之碳化物粒子;金剛石粒子;碳酸鈣或碳酸鋇等之碳酸鹽等。作為有機粒子之具體例,可舉出如聚甲基丙烯酸甲基(PMMA)粒子或聚(甲基)丙烯酸粒子、聚丙烯腈粒子等。在此(甲基)丙烯酸係包括性地意指丙烯酸及甲基丙烯酸。該種磨粒係可單獨使用一種,亦可組合使用二種以上。
作為上述磨粒,以無機粒子為佳,其中以由金屬或半金屬之氧化物所構成之粒子為佳,以二氧化矽粒子為特佳。後述之如矽晶圓等之具有由矽所構成之表面之研磨對象物之研磨,例如能使用在完工研磨之研磨用組成物中,採用二氧化矽粒子作為磨粒為特別具有意義。在此揭示之技術係例如可在上述磨粒係實質上由二氧化矽粒子所構成之態樣下較佳實施。在此「實質上」係指構成磨粒之粒子之95重量%以上為二氧化矽粒子。構成磨粒之粒子之98重量%以上,較佳為99重量%以上,例如100重量%可為二氧化矽粒子。
作為二氧化矽粒子之具體例,可舉出如膠質二氧化矽、氣相二氧化矽、沉澱二氧化矽等。二氧化矽粒子係可單獨使用一種或可將兩種以上組合使用。在從研磨後可容易取得表面品位優異之研磨面之觀點,以使用膠質二氧化矽為特佳。作為膠質二氧化矽,可理想採用例如藉由離子交換法將水玻璃(矽酸Na)作為原料所製作之膠質二氧化矽,或烷氧化物法膠質二氧化矽。在此烷氧化物法膠質二氧化矽係指藉由烷氧基矽烷之水解縮合反應所製造之膠質二氧化矽。膠質二氧化矽係可單獨使用一種或亦可組合兩種以上使用。
磨粒構成材料之真比重係以1.5以上為佳,較佳為1.6以上。磨粒構成材料,例如為構成二氧化矽粒子之二氧化矽。藉由增加磨粒構成材料之真比重,有物理性研磨能力變高之傾向。磨粒之物理性研磨能力變高時,一般而言,該磨粒對研磨對象物表面賦予之局部性壓力會有變大之傾向。因此,藉由增加上述真比重(真密度),藉由使在研磨用組成物含有此揭示之聚合物A所得之效果係可更佳良好地受到發揮。從該觀點,以真比重1.7以上之磨粒為特佳。磨粒之真比重之上限並無特別限定,典型為2.3以下,例如為2.2以下。作為磨粒(例如二氧化矽粒子)之真比重,可採用由使用作為取代液之液體取代法所得之測量值。
磨粒之BET徑並無特別限定,從研磨效率等之觀點,以5nm以上為佳,較佳為10nm以上。從取得更高研磨效果,例如,減低霧度、去除缺陷等之效果的觀點,上述BET徑係以15nm以上為佳,以20nm以上,例如超過20nm為較佳。又,從磨粒對研磨對象物表面賦予之局部性壓力之觀點,磨粒之BET徑係以100nm以下為佳,較佳為80nm以下,更佳為60nm以下。在此揭示之技術在從容易取得較高品位表面等觀點,在使用BET徑為50nm以下,典型為未滿40nm,較佳為35nm以下之磨粒之態樣下也能較佳實施。
尚且,本說明書中,BET徑係指從藉由BET法所測量之比表面積(BET值),根據BET徑(nm)=6000/(真密度(g/cm3
)×BET值(m2
/g))之式所算出之粒子徑。例如為二氧化矽粒子之情況,可藉由BET徑(nm)=2727/BET值(m2
/g)來算出BET徑。比表面積之測量係可使用例如,Micromeritex公司製之表面積測量裝置,商品名「Flow Sorb II 2300」來進行。上述BET徑典型為平均一次粒子徑。
磨粒之形狀(外形)可為球形,亦可為非球形。作為成為非球形之粒子之具體例,可舉出如花生形狀即落花生之殻之形狀、繭型形狀、金平糖形狀、橄欖球形狀等。可較佳採用例如粒子之諸多為具有花生形狀或繭型形狀之磨粒。
磨粒之長徑/短徑比之平均值,即平均長寬比,並非係受到特別限定者,但理論上為1.0以上,較佳為1.05以上,更佳為1.1以上。藉由增加平均長寬比,可實現更高研磨效率。又,磨粒之平均長寬比在從減少傷痕等之觀點,以3.0以下為佳,較佳為2.0以下,更佳為1.5以下。
磨粒之形狀(外形)或平均長寬比係可藉由例如電子顯微鏡觀察來掌握。作為掌握平均長寬比之具體操作順序,可使用例如掃描型電子顯微鏡(SEM),對於可辨識獨立粒子之形狀之規定個數之二氧化矽粒子,描繪出外接於個別之粒子畫像之最小長方形。規定個數係例如200個。且,關於針對各粒子畫像所描繪出之長方形,將其長邊之長度(長徑之值)除以短邊之長度(短徑之值)而得之值算出作為長徑/短徑比(長寬比)。藉由將上述規定個數之粒子之長寬比作成算術平均,而可求出平均長寬比。
<鹼性化合物>
在此揭示之研磨用組成物含有鹼性化合物。本說明書中,鹼性化合物係指具有溶解於水而使水溶液pH上升之功能之化合物。作為鹼性化合物,可使用如含氮之有機或無機之鹼性化合物、鹼金屬之氫氧化物、鹼土類金屬之氫氧化物、各種之碳酸鹽或碳酸氫鹽等。作為含氮鹼性化合物之例,可舉出如第四級銨化合物、第四級鏻化合物、氨、胺等。胺係以水溶性胺為佳。該種鹼性化合物係可單獨使用一種或可組合二種以上使用。
在此揭示之研磨用組成物含有鹼性化合物。本說明書中,鹼性化合物係指具有溶解於水而使水溶液pH上升之功能之化合物。作為鹼性化合物,可使用如含氮之有機或無機之鹼性化合物、鹼金屬之氫氧化物、鹼土類金屬之氫氧化物、各種之碳酸鹽或碳酸氫鹽等。作為含氮鹼性化合物之例,可舉出如第四級銨化合物、第四級鏻化合物、氨、胺等。胺係以水溶性胺為佳。該種鹼性化合物係可單獨使用一種或可組合二種以上使用。
作為鹼金屬之氫氧化物之具體例,可舉出如氫氧化鉀、氫氧化鈉等。作為碳酸鹽或碳酸氫鹽之具體例,可舉出如碳酸氫銨、碳酸銨、碳酸氫鉀、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸鈉等。作為胺之具體例,可舉出如甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、乙基胺、二乙基胺、三乙基胺、乙二胺、單乙醇胺、N-(β-胺基乙基)乙醇胺、六亞甲基二胺、二伸乙三胺、三伸乙四胺、無水哌嗪、哌嗪六水合物、1-(2-胺基乙基)哌嗪、N-甲基哌嗪、胍、咪唑或三唑等之唑類等。作為第四級鏻化合物之具體例,可舉出如氫氧化四甲基鏻、氫氧化四乙基鏻等之氫氧化第四級鏻。
作為第四級銨化合物,較佳可使用如四烷基銨鹽、羥基烷基三烷基銨鹽等之第四級銨鹽。第四級銨鹽典型為強鹼。該第四級銨鹽中之陰離子成分可為例如OH-
、F-
、Cl-
、Br-
、I-
、ClO4 -
、BH4 -
等。其中作為較佳之例,可舉出如陰離子為OH-
之第四級銨鹽,即氫氧化第四級銨。作為氫氧化第四級銨之具體例,可舉出如氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、氫氧化四丙基銨、氫氧化四丁基銨、氫氧化四戊基銨及氫氧化四己基銨等之氫氧化四烷基銨;氫氧化2-羥基乙基三甲基銨(意稱為膽鹼)等之氫氧化羥基烷基三烷基銨等。
該等鹼性化合物之中,例如,可較佳使用選自鹼金屬氫氧化物、氫氧化第四級銨及氨之至少一種鹼性化合物。其中係以氫氧化四烷基銨及氨為較佳,以氨為特佳。作為氫氧化四烷基銨,可舉出例如氫氧化四甲基銨。
<其他成分>
其他,在此揭示之研磨用組成物在不顯著妨礙本發明之效果範圍內,因應必要可更含有如水溶性高分子、界面活性劑、螯合物劑、有機酸、有機酸鹽、無機酸、無機酸鹽、防腐劑、防黴劑等之研磨漿,典型為能使用於矽晶圓之拋光步驟所使用之研磨漿之公知之添加劑。
其他,在此揭示之研磨用組成物在不顯著妨礙本發明之效果範圍內,因應必要可更含有如水溶性高分子、界面活性劑、螯合物劑、有機酸、有機酸鹽、無機酸、無機酸鹽、防腐劑、防黴劑等之研磨漿,典型為能使用於矽晶圓之拋光步驟所使用之研磨漿之公知之添加劑。
在此揭示之研磨用組成物係以實質上不包含氧化劑為佳。其係由於研磨用組成物若包含氧化劑時,藉由對研磨對象物供給該研磨用組成物,該研磨對象物之表面會受到氧化而產生氧化膜,因此而有導致研磨效率降低之可能性。上述研磨對象物係例如矽晶圓。作為在此所稱之氧化劑之具體例,可舉出如過氧化氫(H2
O2
)、過硫酸鈉、過硫酸銨、二氯異三聚氰酸鈉等。尚且,研磨用組成物實質上不包含氧化劑係指至少蓄意地不使其含有氧化劑。
在此揭示之研磨用組成物在不顯著妨礙本發明之效果範圍內,可含有纖維素衍生物以外之水溶性高分子(以下,稱為任意聚合物)作為任意成分。作為該種任意聚合物,可舉出如澱粉衍生物、包含氧伸烷基單位之聚合物、含有氮原子之聚合物、乙烯醇系聚合物等。作為具體例,可舉出如支鏈澱粉、環氧乙烷與環氧丙烷之無規共聚物或嵌段共聚物、聚乙烯醇、聚異戊二烯磺酸、聚乙烯磺酸、聚烯丙基磺酸、聚異戊烯磺酸、聚苯乙烯磺酸鹽、聚丙烯酸鹽、聚乙酸乙烯酯、聚乙二醇、聚乙烯吡咯啶酮、聚丙烯醯基嗎啉、聚丙烯醯胺等。任意聚合物係可單獨使用1種或可組合使用2種以上。在此揭示之研磨用組成物可為實質上不含有該種任意聚合物之態樣。
作為界面活性劑,皆能使用陰離子性、陽離子性、非離子性、兩性之任意者。通常係較佳採用陰離子性或非離子性之界面活性劑。從低起泡性或pH調整容易性之觀點,以非離子性之界面活性劑為較佳。可舉出例如,聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等之氧伸烷基聚合物;聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯甘油基醚脂肪酸酯、聚氧乙烯花楸丹脂肪酸酯等之聚氧伸烷基衍生物;複數種之氧伸烷基之共聚物等之非離子性界面活性劑。聚氧伸烷基衍生物例如為聚氧伸烷基加成物。複數種之氧伸烷基之共聚物例如為二嵌段型共聚物、三嵌段型共聚物、無規型共聚物、交互共聚物。界面活性劑係可單獨使用1種或可組合使用2種以上。在此揭示之研磨用組成物可為實質上不含有該種界面活性劑之態樣。
作為螯合物劑之例,可舉出如胺基羧酸系螯合物劑及有機膦酸系螯合物劑。胺基羧酸系螯合物劑之例係包括如乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸鈉、氮基三乙酸、氮基三乙酸鈉、氮基三乙酸銨、羥基乙基乙二胺三乙酸、羥基乙基乙二胺三乙酸鈉、二伸乙三胺五乙酸、二伸乙三胺五乙酸鈉、三伸乙四胺六乙酸及三伸乙四胺六乙酸鈉。有機膦酸系螯合物劑之例係包括如2-胺基乙基膦酸、1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸、胺基三(亞甲基膦酸)、乙二胺肆(亞甲基膦酸)、二伸乙三胺五(亞甲基膦酸)、乙烷-1,1-二膦酸、乙烷-1,1,2-三膦酸、乙烷-1-羥基-1,1-二膦酸、乙烷-1-羥基-1,1,2-三膦酸、乙烷-1,2-二羧基-1,2-二膦酸、甲烷羥基膦酸、2-膦醯基丁烷-1,2-二羧酸、1-膦醯基丁烷-2,3,4-三羧酸及α-甲基膦醯基琥珀酸。該等之中係以有機膦酸系螯合物劑為較佳。其中作為較佳者,可舉出如乙二胺肆(亞甲基膦酸)、二伸乙三胺五(亞甲基膦酸)及二伸乙三胺五乙酸。作為特佳之螯合物劑,可舉出如乙二胺肆(亞甲基膦酸)及二伸乙三胺五(亞甲基膦酸)。螯合物劑係可單獨使用1種或可組合使用2種以上。在此揭示之技術中之研磨用組成物可為實質上不包含螯合物劑之態樣。
作為有機酸之例,可舉出如甲酸、乙酸、丙酸等之脂肪酸、安息香酸、酞酸等之芳香族羧酸、檸檬酸、草酸、酒石酸、蘋果酸、馬來酸、富馬酸、琥珀酸、有機磺酸、有機膦酸等。作為有機酸鹽之例,可舉出如有機酸之鹼金屬鹽、例如鈉鹽、鉀鹽等或銨鹽等。作為無機酸之例,可舉出如硫酸、硝酸、鹽酸、碳酸等。
作為無機酸鹽之例,可舉出如無機酸之鹼金屬鹽、例如鈉鹽、鉀鹽等或銨鹽。有機酸及其鹽,以及無機酸及其鹽係可單獨使用1種或可組合使用2種以上。在此揭示之研磨用組成物可為實質上不含有該種有機酸、有機酸鹽、無機酸、無機酸鹽之態樣。
作為無機酸鹽之例,可舉出如無機酸之鹼金屬鹽、例如鈉鹽、鉀鹽等或銨鹽。有機酸及其鹽,以及無機酸及其鹽係可單獨使用1種或可組合使用2種以上。在此揭示之研磨用組成物可為實質上不含有該種有機酸、有機酸鹽、無機酸、無機酸鹽之態樣。
<pH>
在此揭示之研磨用組成物之pH係典型為8.0以上,以8.5以上為佳,較佳為9.0以上,更佳為9.5以上,例如10.0以上。研磨用組成物之pH變高時,有研磨能率提升之傾向。另一方面,從防止磨粒溶解且抑制機械性研磨作用降低之觀點,研磨用組成物之pH適當為12.0以下,以11.8以下為佳,以11.5以下為較佳,以11.0以下為更佳。
在此揭示之研磨用組成物之pH係典型為8.0以上,以8.5以上為佳,較佳為9.0以上,更佳為9.5以上,例如10.0以上。研磨用組成物之pH變高時,有研磨能率提升之傾向。另一方面,從防止磨粒溶解且抑制機械性研磨作用降低之觀點,研磨用組成物之pH適當為12.0以下,以11.8以下為佳,以11.5以下為較佳,以11.0以下為更佳。
pH係使用pH計,利用標準緩衝液進行3點校正後,藉由將玻璃電極放入測量對象之組成物,測量經過2分以上安定後之值而能掌握。作為pH計,可使用例如堀場製作所製之玻璃電極式氫離子濃度指示計(型號F-23)。作為標準緩衝液,可使用如酞酸鹽pH緩衝液 pH:4.01(25℃)、中性磷酸鹽pH緩衝液 pH:6.86(25℃)、碳酸鹽pH緩衝液 pH:10.01(25℃)。
<用途>
在此揭示之技術中之研磨用組成物係能適用於具有各種材質及形狀之研磨對象物之研磨。研磨對象物之材質可為例如,矽、鋁、鎳、鎢、銅、鉭、鈦、不鏽鋼等之金屬或半金屬,或該等之合金;石英玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、玻璃狀碳等之玻璃狀物質;氧化鋁、二氧化矽、藍寶石、氮化矽、氮化鉭、碳化鈦等之陶瓷材料;碳化矽、氮化鎵、砷化鎵等之化合物半導體基板材料;聚醯亞胺樹脂等之樹脂材料等。亦可為由該等之中複數之材質所構成之研磨對象物。
在此揭示之技術中之研磨用組成物係能適用於具有各種材質及形狀之研磨對象物之研磨。研磨對象物之材質可為例如,矽、鋁、鎳、鎢、銅、鉭、鈦、不鏽鋼等之金屬或半金屬,或該等之合金;石英玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、玻璃狀碳等之玻璃狀物質;氧化鋁、二氧化矽、藍寶石、氮化矽、氮化鉭、碳化鈦等之陶瓷材料;碳化矽、氮化鎵、砷化鎵等之化合物半導體基板材料;聚醯亞胺樹脂等之樹脂材料等。亦可為由該等之中複數之材質所構成之研磨對象物。
在此揭示之技術中之研磨用組成物係能特佳使用在由矽所構成之表面之研磨,典型為矽晶圓之研磨。在此所稱之矽晶圓之典型例為矽單結晶晶圓,例如,切割矽單結晶鑄錠而得之矽單結晶晶圓。在此揭示之研磨用組成物係能適宜使用在研磨具有由矽所構成之表面之研磨對象物。
在此揭示之研磨用組成物係可較佳適用於例如矽晶圓等之研磨對象物之拋光步驟。研磨對象物係使用在此揭示之研磨用組成物之拋光步驟之前,亦可對研磨對象物施以在研光或蝕刻等之比拋光步驟還要上游之步驟中能適用於研磨對象物之一般處理。
在此揭示之研磨用組成物係能較佳使用於例如藉由上游步驟而調製成表面粗度0.01nm~100nm之表面狀態之研磨對象物(例如矽晶圓)之拋光。研磨對象物之表面粗度Ra係可使用例如Schmitt Measurement System Inc.公司製之雷射掃描式表面粗度計「TMS-3000WRC」進行測量。在最終拋光(完工研磨)或其之前之拋光下之使用則極具效果,最終拋光中之使用為特佳。在此,最終拋光係指目的物之製造製程中之最後拋光步驟,即係指在該步驟後不會實施進一步拋光之步驟。在此揭示之研磨用組成物又係可使用於比最終拋光還上游之拋光步驟,例如在最終拋光之當前才實施之拋光步驟。在此,比最終拋光還上游之拋光步驟係指在粗研磨步驟與最終研磨步驟之間之預備研磨步驟。典型為包含至少1次拋光步驟,更能包含2次、3次・・・等之拋光步驟。
<研磨用組成物>
在此揭示之研磨用組成物係典型為在包含該研磨用組成物之研磨液之形態下供給至研磨對象物而使用於該研磨對象物之研磨。上述研磨液能為例如,將在此揭示之任一研磨用組成物予以稀釋所調製者。上述稀釋典型為使用水之稀釋。或,亦可將該研磨用組成物直接使用作為研磨液。即,在此揭示之技術中之研磨用組成物之概念係包括:供給至研磨對象物而使用於研磨該研磨對象物之研磨液(工作漿),與進行稀釋後才使用作為研磨液之濃縮液,即研磨液之原液之雙方。作為在此揭示之包含研磨用組成物之研磨液之其他例,可舉出如調整該組成物之pH而成之研磨液。
在此揭示之研磨用組成物係典型為在包含該研磨用組成物之研磨液之形態下供給至研磨對象物而使用於該研磨對象物之研磨。上述研磨液能為例如,將在此揭示之任一研磨用組成物予以稀釋所調製者。上述稀釋典型為使用水之稀釋。或,亦可將該研磨用組成物直接使用作為研磨液。即,在此揭示之技術中之研磨用組成物之概念係包括:供給至研磨對象物而使用於研磨該研磨對象物之研磨液(工作漿),與進行稀釋後才使用作為研磨液之濃縮液,即研磨液之原液之雙方。作為在此揭示之包含研磨用組成物之研磨液之其他例,可舉出如調整該組成物之pH而成之研磨液。
(研磨液)
研磨液中之纖維素衍生物之含量並無特別限制,例如可作成0.0001重量%以上。從減低霧度等之觀點,濃度係以0.0005重量%以上為佳,較佳為0.001重量%以上,例如0.0015重量%以上,亦可為0.002重量%以上。又,從研磨速度等之觀點,纖維素衍生物之濃度通常係以作成1重量%以下為佳,作成0.5重量%以下為較佳,亦可作成0.1重量%以下,例如0.08重量%以下。纖維素衍生物之濃度可為0.05重量%以下。
研磨液中之纖維素衍生物之含量並無特別限制,例如可作成0.0001重量%以上。從減低霧度等之觀點,濃度係以0.0005重量%以上為佳,較佳為0.001重量%以上,例如0.0015重量%以上,亦可為0.002重量%以上。又,從研磨速度等之觀點,纖維素衍生物之濃度通常係以作成1重量%以下為佳,作成0.5重量%以下為較佳,亦可作成0.1重量%以下,例如0.08重量%以下。纖維素衍生物之濃度可為0.05重量%以下。
在此揭示之研磨用組成物在包含磨粒時,研磨液中之磨粒之含量並無特別限制,典型為0.01重量%以上,以0.05重量%以上為佳,較佳為0.10重量%以上,例如0.15重量%以上。藉由增加磨粒之含量,而能實現更高研磨速度。從實現霧度較低表面之觀點,通常上述含量適當為10重量%以下,以7重量%以下為佳,較佳為5重量%以下,更佳為2重量%以下,例如1重量%以下,亦可為0.7重量%以下。
在此揭示之研磨用組成物在包含鹼性化合物時,研磨液中之鹼性化合物之含量並無特別限制。從提升研磨速度等之觀點,通常以將上述濃度作成研磨液之0.0001重量%以上為佳,以作成0.0005重量%以上,例如0.001重量%以上,典型為0.002重量%以上為較佳。又,從減低霧度等之觀點,上述濃度適當為未滿0.03重量%,以作成未滿0.02重量%為佳,以作成未滿0.01重量%為較佳。
(濃縮液)
在此揭示之研磨用組成物在供給至研磨對象物之前亦可為經濃縮之形態。即,研磨用組成物為研磨液之濃縮液之形態,也能掌握作為研磨液之原液。在從製造、流通、保存等時之便利性或降低成本等之觀點,此種經濃縮形態之研磨用組成物較為有利。濃縮倍率並無特別限定,例如以體積換算可作成2倍~100倍程度,通常適當為5倍~50倍(例如10倍~40倍程度)程度。
在此揭示之研磨用組成物在供給至研磨對象物之前亦可為經濃縮之形態。即,研磨用組成物為研磨液之濃縮液之形態,也能掌握作為研磨液之原液。在從製造、流通、保存等時之便利性或降低成本等之觀點,此種經濃縮形態之研磨用組成物較為有利。濃縮倍率並無特別限定,例如以體積換算可作成2倍~100倍程度,通常適當為5倍~50倍(例如10倍~40倍程度)程度。
該種濃縮液係能以在所欲之時機下進行稀釋而調製成研磨液(工作漿),並將該研磨液供給至研磨對象物之態樣進行使用。上述稀釋係藉由例如對上述濃縮液添加水進行混合來進行。
上述濃縮液中之磨粒之含量例如可作成50重量%以下。從上述濃縮液之操作性,例如磨粒之分散安定性或過濾性等之觀點,通常上述濃縮液中之磨粒之含量係以30重量%以下為佳,較佳為20重量%以下,更佳為10重量%以下。又,從製造、流通、保存等時之便利性或降低成本等之觀點,磨粒之含量係例如可作成0.5重量%以上,以1重量%以上為佳,較佳為2重量%以上,例如3重量%以上。在較佳之一種態樣中,磨粒之含量可作成4重量%以上,亦可作成5重量%以上。
(研磨用組成物之調製)
在此揭示之技術所使用之研磨用組成物可為單劑型,亦可為以兩劑型為首之多劑型。可為例如藉由將研磨用組成物之構成成分之中至少包含磨粒之部分A,與包含剩餘成分之至少一部分之部分B予以混合,因應必要將此等在適當時機下進行混合及稀釋而調製成研磨液之構成。
在此揭示之技術所使用之研磨用組成物可為單劑型,亦可為以兩劑型為首之多劑型。可為例如藉由將研磨用組成物之構成成分之中至少包含磨粒之部分A,與包含剩餘成分之至少一部分之部分B予以混合,因應必要將此等在適當時機下進行混合及稀釋而調製成研磨液之構成。
研磨用組成物之調製方法並無特別限定。例如,使用翼式攪拌機、超音波分散機、均質混合機等之周知混合裝置,混合構成研磨用組成物之各成分為宜。混合該等成分之態樣並無特別限定,例如可將全成分一次地進行混合,亦可以適宜設定之順序進行混合。
根據本說明書,提供製造在此揭示之研磨用組成物之方法。在此揭示之研磨用組成物製造方法包含下述步驟:
準備(購入、製造等)纖維素衍生物之步驟;
在溶劑中混合上述纖維素衍生物與醛類,取得在該纖維素衍生物之表面加成醛類後之疏水化纖維素衍生物的步驟;
氣化上述溶劑而乾燥上述疏水化纖維素衍生物的步驟,及,
藉由使上述疏水化纖維素衍生物溶解於水,而調製成包含纖維素衍生物與水之研磨用組成物的步驟。
在此,乾燥上述疏水化纖維素衍生物的步驟係以滿足以下條件之至少一者之方式來設定乾燥條件:
(1)上述疏水化纖維素衍生物之最高到達溫度α未滿65℃,及,
(2)由上述疏水化纖維素衍生物之溫度與時間所算出之熱量參數β為2500℃・min以下。
在較佳一種態樣中,上述乾燥步驟係以上述熱量參數β成為1000℃・min以下之方式進行。又在較佳一種態樣中,上述乾燥步驟係以成為滿足上述條件(1)、(2)雙方之方式進行。
藉由該方法所製造之研磨用組成物藉由包含經由上述乾燥步驟所製造之纖維素衍生物,研磨後之表面上之表面缺陷有效地被減少而能大幅提升研磨對象物之表面品位。
準備(購入、製造等)纖維素衍生物之步驟;
在溶劑中混合上述纖維素衍生物與醛類,取得在該纖維素衍生物之表面加成醛類後之疏水化纖維素衍生物的步驟;
氣化上述溶劑而乾燥上述疏水化纖維素衍生物的步驟,及,
藉由使上述疏水化纖維素衍生物溶解於水,而調製成包含纖維素衍生物與水之研磨用組成物的步驟。
在此,乾燥上述疏水化纖維素衍生物的步驟係以滿足以下條件之至少一者之方式來設定乾燥條件:
(1)上述疏水化纖維素衍生物之最高到達溫度α未滿65℃,及,
(2)由上述疏水化纖維素衍生物之溫度與時間所算出之熱量參數β為2500℃・min以下。
在較佳一種態樣中,上述乾燥步驟係以上述熱量參數β成為1000℃・min以下之方式進行。又在較佳一種態樣中,上述乾燥步驟係以成為滿足上述條件(1)、(2)雙方之方式進行。
藉由該方法所製造之研磨用組成物藉由包含經由上述乾燥步驟所製造之纖維素衍生物,研磨後之表面上之表面缺陷有效地被減少而能大幅提升研磨對象物之表面品位。
<研磨>
在此揭示之研磨用組成物係可例如在包含以下操作之態樣下使用於研磨對象物之研磨。以下,說明關於使用在此揭示之研磨用組成物對研磨對象物進行研磨之方法之適合之一種態樣。研磨對象物例如為矽晶圓。
即,準備包含在此揭示之任一之研磨用組成物之研磨液。準備上述研磨液係能包括對研磨用組成物施加稀釋等之濃度調整、pH調整等之操作而調製成研磨液。作為濃度調整,可舉出例如稀釋。或,亦可將研磨用組成物直接使用作為研磨液。
在此揭示之研磨用組成物係可例如在包含以下操作之態樣下使用於研磨對象物之研磨。以下,說明關於使用在此揭示之研磨用組成物對研磨對象物進行研磨之方法之適合之一種態樣。研磨對象物例如為矽晶圓。
即,準備包含在此揭示之任一之研磨用組成物之研磨液。準備上述研磨液係能包括對研磨用組成物施加稀釋等之濃度調整、pH調整等之操作而調製成研磨液。作為濃度調整,可舉出例如稀釋。或,亦可將研磨用組成物直接使用作為研磨液。
其次,將該研磨液供給至研磨對象物,藉由常法進行研磨。例如,在進行矽晶圓之完工研磨時,典型為將經過研光步驟之矽晶圓裝設在一般研磨裝置上,透過該研磨裝置之研磨墊對上述矽晶圓之研磨對象面供給研磨液。典型而言,連續供給上述研磨液,且同時將研磨墊壓向矽晶圓之研磨對象面,並使兩者相對地移動,例如使其旋轉移動。經過該研磨步驟而結束研磨對象物之研磨。
上述研磨步驟所使用之研磨墊並無特別限定,可使用例如,發泡聚胺基甲酸酯型、不織布型、麂皮型等之研磨墊。各研磨墊可包含磨粒,亦可不包含磨粒。通常係較佳使用不包含磨粒之研磨墊。
使用在此揭示之研磨用組成物所研磨之研磨對象物典型者為經洗淨者。洗淨係可使用適當洗淨液進行。使用之洗淨液並無特別限定,例如,在半導體等之領域中,可使用一般性SC-1洗淨液、SC-2洗淨液等。作為上述SC-1洗淨液,可舉出如氫氧化銨(NH4
OH)與過氧化氫(H2
O2
)與(H2
O)之混合液。作為上述SC-2洗淨液,可舉出如為HCl與H2
O2
與H2
O之混合液。洗淨液之溫度係可作成例如室溫以上,約90℃程度為止之範圍。室溫係典型為約15℃~25℃。從提升洗淨效果之觀點,可較佳使用50℃~85℃程度之洗淨液。
[實施例]
[實施例]
以下,說明關於本發明之數個實施例,但並非係意指本發明係受限於該實施例所示者。尚且,以下之說明中「份」及「%」在未特別界定時皆為重量基準。
<預備研磨步驟>
調製包含磨粒0.95%及鹼性化合物0.065%,且剩餘部分係由水所構成之預備研磨用組成物。磨粒係使用平均一次粒子徑35nm之膠質二氧化矽。鹼性化合物係使用氫氧化鉀。
將該預備研磨用組成物直接使用作為研磨液(工作漿),在下述之預備研磨條件下研磨作為研磨對象物之矽晶圓。矽晶圓係使用已結束研光及蝕刻之直徑300mm之市售矽單結晶晶圓(傳導型:P型,結晶方位:<100>,電阻率:1Ω・cm以上未滿100Ω・cm,無COP)。
調製包含磨粒0.95%及鹼性化合物0.065%,且剩餘部分係由水所構成之預備研磨用組成物。磨粒係使用平均一次粒子徑35nm之膠質二氧化矽。鹼性化合物係使用氫氧化鉀。
將該預備研磨用組成物直接使用作為研磨液(工作漿),在下述之預備研磨條件下研磨作為研磨對象物之矽晶圓。矽晶圓係使用已結束研光及蝕刻之直徑300mm之市售矽單結晶晶圓(傳導型:P型,結晶方位:<100>,電阻率:1Ω・cm以上未滿100Ω・cm,無COP)。
[預備研磨條件]
研磨裝置:股份有限公司岡本工作機械製作所製之單片式研磨機,型號「PNX-332B」
研磨荷重:12kPa
定盤旋轉數:50rpm
載體旋轉數:50rpm
研磨墊:富士紡愛媛公司製,製品名「FP55」
研磨液供給速率:1公升/分
研磨液之溫度:20℃
定盤冷卻水之溫度:20℃
研磨時間:6分
研磨裝置:股份有限公司岡本工作機械製作所製之單片式研磨機,型號「PNX-332B」
研磨荷重:12kPa
定盤旋轉數:50rpm
載體旋轉數:50rpm
研磨墊:富士紡愛媛公司製,製品名「FP55」
研磨液供給速率:1公升/分
研磨液之溫度:20℃
定盤冷卻水之溫度:20℃
研磨時間:6分
<研磨用組成物之調製與完工研磨>
準備疏水化纖維素衍生物製造時之乾燥步驟之最高到達溫度α及熱量參數β為相異之複數種類之疏水化纖維素衍生物。混合該等疏水化纖維素衍生物、磨粒、鹼性化合物,及水,而調製出例1~8之研磨用組成物。疏水化纖維素衍生物係使用在羥基乙基纖維素(HEC)之表面加成草酸醛而成者。又,HEC之Mw為27.5×104 。磨粒係使用平均一次粒子徑35nm之二氧化矽粒子。鹼性化合物係使用氨。研磨用組成物中之磨粒之含量係作成9重量%,HEC之含量係作成0.86重量%,氨之含量係作成0.09重量%。各例之研磨用組成物中,將使用之疏水化纖維素衍生物之乾燥溫度(乾燥爐之設定溫度)、最高到達溫度α、乾燥時間、熱量參數β及含水率展示於表1。纖維素衍生物之品溫及最高到達溫度α係使用溫度計藉由前述方法進行測量者。熱量參數β係由乾燥步驟之疏水化纖維素衍生物之溫度與時間,依據前述方法來求得者。又,含水率係使用乾燥減量法進行測量之值。具體而言,使疏水化纖維素1.0g在105℃下乾燥1小時,從乾燥後之重量減少來算出者。
以水將該研磨用組成物稀釋成20倍並使用做為研磨液,在下述之完工研磨條件下研磨上述已結束預備研磨步驟之矽晶圓。
準備疏水化纖維素衍生物製造時之乾燥步驟之最高到達溫度α及熱量參數β為相異之複數種類之疏水化纖維素衍生物。混合該等疏水化纖維素衍生物、磨粒、鹼性化合物,及水,而調製出例1~8之研磨用組成物。疏水化纖維素衍生物係使用在羥基乙基纖維素(HEC)之表面加成草酸醛而成者。又,HEC之Mw為27.5×104 。磨粒係使用平均一次粒子徑35nm之二氧化矽粒子。鹼性化合物係使用氨。研磨用組成物中之磨粒之含量係作成9重量%,HEC之含量係作成0.86重量%,氨之含量係作成0.09重量%。各例之研磨用組成物中,將使用之疏水化纖維素衍生物之乾燥溫度(乾燥爐之設定溫度)、最高到達溫度α、乾燥時間、熱量參數β及含水率展示於表1。纖維素衍生物之品溫及最高到達溫度α係使用溫度計藉由前述方法進行測量者。熱量參數β係由乾燥步驟之疏水化纖維素衍生物之溫度與時間,依據前述方法來求得者。又,含水率係使用乾燥減量法進行測量之值。具體而言,使疏水化纖維素1.0g在105℃下乾燥1小時,從乾燥後之重量減少來算出者。
以水將該研磨用組成物稀釋成20倍並使用做為研磨液,在下述之完工研磨條件下研磨上述已結束預備研磨步驟之矽晶圓。
[完工研磨條件]
研磨裝置:股份有限公司岡本工作機械製作所製之單片式研磨機,型號「PNX-332B」
研磨荷重:15kPa
定盤旋轉數:50rpm
載體旋轉數:50rpm
研磨墊:富士紡愛媛公司製之研磨墊,商品名「POLYPAS27NX」
研磨液供給速率:2公升/分
研磨液之溫度:20℃
定盤冷卻水之溫度:20℃
研磨時間:8分
研磨裝置:股份有限公司岡本工作機械製作所製之單片式研磨機,型號「PNX-332B」
研磨荷重:15kPa
定盤旋轉數:50rpm
載體旋轉數:50rpm
研磨墊:富士紡愛媛公司製之研磨墊,商品名「POLYPAS27NX」
研磨液供給速率:2公升/分
研磨液之溫度:20℃
定盤冷卻水之溫度:20℃
研磨時間:8分
從研磨裝置取出研磨後之矽晶圓,使用NH4
OH(29%):H2
O2
(31%):脫離子水(DIW)=1:3:30(體積比)之洗淨液進行洗淨(SC-1洗淨)。更具體而言,準備裝有頻率950kHz之超音波發振器之洗淨槽2個,在該等個別第1及第2之洗淨槽中收納上述洗淨液且保持在60℃,分別在上述超音波發振器運轉之狀態下,將研磨後之矽晶圓浸漬於第1洗淨槽6分,其後通過使用超純水與超音波之潤洗槽,浸漬於第2洗淨槽6分,拉起至異丙基醇(IPA)環境中使其乾燥。
<評價>
對於藉由上述各例取得之矽晶圓實施以下之評價。
對於藉由上述各例取得之矽晶圓實施以下之評價。
(缺陷數測量)
使用晶圓檢査裝置(KLA-Tencor公司製、商品名「Surfscan SP2XP」)計算測量存在於矽晶圓表面(研磨面)之37nm以上之缺陷的缺陷個數。將經計算測量之缺陷個數展示於表1。
使用晶圓檢査裝置(KLA-Tencor公司製、商品名「Surfscan SP2XP」)計算測量存在於矽晶圓表面(研磨面)之37nm以上之缺陷的缺陷個數。將經計算測量之缺陷個數展示於表1。
如表1所示,根據使用包含經由滿足前述條件(1)、(2)之至少一者之乾燥步驟所製造之纖維素衍生物之研磨用組成物進行完工研磨之例1~6,在與使用不包含滿足該等條件纖維素衍生物之研磨用組成物進行完工研磨之例7、8相比,完工研磨後之表面上缺陷數明顯受到減少。由該結果,可確認到藉由使用包含經由滿足前述條件(1)、(2)之至少一者之乾燥步驟所製造之纖維素衍生物之研磨用組成物,能減少研磨後表面之表面缺陷。
以上,已詳細地說明本發明之具體例,但該等僅為例示,而並非係限制申請專利範圍者。申請專利範圍記載之技術係包含將以上例示之具體例予以各種變形、變更者。
Claims (4)
- 一種研磨用組成物,其係包含纖維素衍生物及水,其中 前述纖維素衍生物在與前述水混合之前係為於前述纖維素衍生物之表面經醛類加成之疏水化纖維素衍生物之形態,且,在該疏水化纖維素衍生物之製造時之乾燥步驟中至少滿足以下條件之至少一者: (1)前述疏水化纖維素衍生物之最高到達溫度α未滿65℃,及, (2)由前述疏水化纖維素衍生物之溫度與時間所算出之熱量參數β為2500℃・min以下。
- 如請求項1之研磨用組成物,其中前述乾燥步驟係以前述熱量參數β成為1000℃・min以下之方式進行。
- 如請求項1或2之研磨用組成物,其中前述乾燥步驟係以滿足前述條件(1)、(2)雙方之方式進行。
- 如請求項1~3中任一項之研磨用組成物,其係使用於矽晶圓之研磨。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017-236462 | 2017-12-08 | ||
| JP2017236462 | 2017-12-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201929074A true TW201929074A (zh) | 2019-07-16 |
Family
ID=66750500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW107142643A TW201929074A (zh) | 2017-12-08 | 2018-11-29 | 研磨用組成物 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7303115B2 (zh) |
| TW (1) | TW201929074A (zh) |
| WO (1) | WO2019111686A1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI808485B (zh) * | 2020-09-10 | 2023-07-11 | 南韓商Skc索密思有限公司 | 拋光墊、該拋光墊的製備方法及半導體器件的製備方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7370689B2 (ja) * | 2017-12-08 | 2023-10-30 | ダイセルミライズ株式会社 | 疎水化ヒドロキシエチルセルロースの製造方法及び研磨助剤 |
| JP7430571B2 (ja) * | 2020-05-08 | 2024-02-13 | 花王株式会社 | 研磨液組成物 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5029859B2 (zh) * | 1971-09-09 | 1975-09-26 | ||
| JPS57158244A (en) * | 1981-03-25 | 1982-09-30 | Kao Corp | Production of particulate, easily water-soluble cellulose derivative composition |
| US6933381B2 (en) | 2001-02-02 | 2005-08-23 | Charles B. Mallon | Method of preparing modified cellulose ether |
| JP4869632B2 (ja) | 2005-05-31 | 2012-02-08 | 東邦化学工業株式会社 | 水溶性高分子化合物及びその製造方法 |
| JP2014080461A (ja) | 2012-10-12 | 2014-05-08 | Fujimi Inc | 研磨用組成物の製造方法及び研磨用組成物 |
| AU2013359857B2 (en) | 2012-12-11 | 2017-08-17 | Dow Global Technologies Llc | Cementing composition comprising nonionic hydrophobically-modified cellulose ethers and its use |
-
2018
- 2018-11-19 WO PCT/JP2018/042612 patent/WO2019111686A1/ja not_active Ceased
- 2018-11-19 JP JP2019558110A patent/JP7303115B2/ja active Active
- 2018-11-29 TW TW107142643A patent/TW201929074A/zh unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI808485B (zh) * | 2020-09-10 | 2023-07-11 | 南韓商Skc索密思有限公司 | 拋光墊、該拋光墊的製備方法及半導體器件的製備方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7303115B2 (ja) | 2023-07-04 |
| JPWO2019111686A1 (ja) | 2021-01-14 |
| WO2019111686A1 (ja) | 2019-06-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI660037B (zh) | 矽晶圓研磨用組成物 | |
| TWI832999B (zh) | 研磨用組成物 | |
| TWI658132B (zh) | 研磨用組成物、研磨用組成物之製造方法及矽晶圓製造方法 | |
| JP7148506B2 (ja) | 研磨用組成物およびこれを用いた研磨方法 | |
| JP7566062B2 (ja) | 基板の研磨方法および研磨用組成物セット | |
| JP6678076B2 (ja) | シリコンウェーハ用研磨液組成物 | |
| CN115244659A (zh) | 研磨用组合物及研磨方法 | |
| JP6649828B2 (ja) | シリコン基板の研磨方法および研磨用組成物セット | |
| TW201929074A (zh) | 研磨用組成物 | |
| TWI797076B (zh) | 矽基板之研磨方法及研磨用組成物套組 | |
| TW201518488A (zh) | 研磨用組成物及其製造方法 | |
| WO2025069886A1 (ja) | 研磨用組成物および研磨方法 | |
| TW202344472A (zh) | 二氧化矽粒子及其製造方法、二氧化矽溶膠、研磨組合物、研磨方法、半導體晶圓之製造方法以及半導體裝置之製造方法 | |
| CN119998927A (zh) | 研磨用组合物的制造方法和研磨用组合物 | |
| WO2016035250A1 (ja) | 研磨用組成物の製造方法 | |
| JP7774555B2 (ja) | 研磨用組成物 | |
| JP7531320B2 (ja) | ヒドロキシエチルセルロース溶液の製造方法、該製造方法により製造されたヒドロキシエチルセルロース溶液、および該ヒドロキシエチルセルロース溶液を含む半導体用濡れ剤ならびに研磨用組成物 | |
| TW202421753A (zh) | 研磨用組成物 | |
| CN115244658A (zh) | 研磨用组合物及研磨方法 | |
| TW202219234A (zh) | 研磨用組成物及其利用 |