JP2016199659A - Polishing liquid, polishing liquid set and substrate polishing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、研磨液、研磨液セット及び研磨方法に関する。 The present invention relates to a polishing liquid, a polishing liquid set, and a polishing method.
半導体製造の分野では、超ＬＳＩデバイスの高性能化に伴い、従来の延長線上の微細化技術では、上記高性能化に応え得る高集積化と高速化とを両立することが限界となってきている。そのため、半導体素子の微細化も進めつつ、配線を多層化する（垂直方向にも高集積化する）技術が開発されている。このような多層配線化に必要なプロセスにおいて、最も重要な技術の一つにケミカルメカニカルポリッシンング（化学機械研磨、以下、「ＣＭＰ」という。）技術がある。多層配線化では、リソグラフィの焦点深度を確保するために一層ずつデバイスを平坦化することが不可欠である。デバイスに凹凸がある場合、露光工程において焦点合わせが困難となったり、微細配線構造を形成できなかったりするからである。 In the field of semiconductor manufacturing, along with the higher performance of VLSI devices, the conventional miniaturization technology on the extension line has reached the limit of achieving both higher integration and higher speed that can meet the above-mentioned higher performance. Yes. For this reason, a technology for multilayering wiring (high integration in the vertical direction) has also been developed while further miniaturizing semiconductor elements. One of the most important techniques in such a process necessary for forming a multilayer wiring is a chemical mechanical polishing (chemical mechanical polishing, hereinafter referred to as “CMP”) technique. In multilayer wiring, it is essential to flatten devices one by one in order to ensure the depth of focus of lithography. This is because when the device has irregularities, it becomes difficult to focus in the exposure process or a fine wiring structure cannot be formed.
このようなＣＭＰ技術は、例えば、素子分離構造を形成した後に埋め込むプラズマ酸化膜（ＢＰＳＧ・ＨＤＰ−ＳｉＯ・ｐ−ＴＥＯＳ）又は層間絶縁膜等の平坦化、及び、酸化珪素を含む膜を金属配線に埋め込んだ後のプラグ（例えば、Ａｌ・Ｃｕプラグ）の平坦化にも適用され、半導体製造には欠かせない技術となっている。素子分離構造部分を酸化珪素膜により埋め込んだ場合、素子分離構造が有している凹凸に対応して酸化珪素膜にも凹凸が形成され、これに対してＣＭＰを行うと、凸部が優先的に除去されると共に凹部がゆっくりと除去されることによって平坦化がなされる。 Such a CMP technique is, for example, planarization of a plasma oxide film (BPSG / HDP-SiO / p-TEOS) or an interlayer insulating film embedded after forming an element isolation structure, and a film containing silicon oxide as a metal wiring. It is also applied to planarization of plugs (for example, Al / Cu plugs) after being embedded in the semiconductor, and is an indispensable technology for semiconductor manufacturing. When the element isolation structure portion is embedded with a silicon oxide film, irregularities are also formed in the silicon oxide film corresponding to the irregularities of the element isolation structure. When CMP is performed on this, the projections are preferential. And the recesses are slowly removed to achieve flattening.
加工寸法の微細化に伴って、素子分離幅を狭くするための技術が要求されている。このような素子分離の方法としては、シャロー・トレンチ分離（ＳＴＩ）が用いられつつある。図１は、半導体のＳＴＩ構造を形成する際における研磨工程の断面概略図を示す。図１（ａ）は研磨前の状態を示し、図１（ｂ）は研磨途中の状態を示し、図１（ｃ）は研磨後の状態を示す。図１に示す研磨対象は、シリコン基板１と、研磨速度の遅いストッパ膜（ポリシリコン膜、窒化珪素膜等）２と、酸化珪素膜３とを備えている。シリコン基板１の表面は、凹部（トレンチ部）と凸部（アクティブ部）とを有している。酸化珪素膜３には、シリコン基板１の凹凸に対応する凹凸が形成されている。図１に示すように、ＳＴＩでは、シリコン基板１上に成膜した酸化珪素膜３の段差Ｄを解消するため、表面から突出している余分な部分を除去する目的でＣＭＰを使用する。この際、酸化珪素膜３の下にストッパ膜２が形成されていることにより、表面が平坦化した時点で適切に研磨を停止させることができる。これにより、研磨後には、図１（ｃ）のような平坦な表面が形成され、埋め込み部分５を有する素子分離構造が形成される。高効率な研磨を達成するには、ストッパ膜の研磨速度に対する酸化珪素膜の研磨速度の比が大きいこと（すなわち、ストッパ膜に対する酸化珪素膜の選択性（「選択比」ともいう）が高いこと）が望まれ、このような特性を達成するための研磨液の開発が進められている（例えば、下記特許文献１参照）。
With the miniaturization of processing dimensions, a technique for narrowing the element isolation width is required. As such an element isolation method, shallow trench isolation (STI) is being used. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a polishing process in forming a semiconductor STI structure. 1A shows a state before polishing, FIG. 1B shows a state during polishing, and FIG. 1C shows a state after polishing. The object to be polished shown in FIG. 1 includes a
近年、半導体製造技術が進歩するにつれて、デバイスの構造が複雑化している。特に、酸化珪素、ポリシリコン及び窒化珪素は、新しくかつ更に複雑なデバイス設定を達成するために種々の組み合わせにおいて使用される。この複雑なデバイスの形成に対応するために、ＣＭＰでは、種々の被研磨材料（例えば、酸化珪素、ポリシリコン及び窒化珪素）の研磨速度を調整できる方法及び研磨液、又は、複数の被研磨材料の研磨速度の相対比率を調整できる方法及び研磨液に関する要求がある。そのため、上述のＳＴＩの例のようにストッパの構成材料として用いることの可能な被研磨材料の研磨速度を抑制する要求だけでなく、このような被研磨材料の研磨速度を向上させる要求もある。そこで、これら種々の被研磨材料の研磨速度の調整方法の調査が進められており（例えば、下記特許文献２参照）、ポリシリコンの研磨速度を向上させる方法についてもいくつか報告例がある（例えば、下記特許文献３、４参照）。
In recent years, the structure of devices has become more complex as semiconductor manufacturing technology advances. In particular, silicon oxide, polysilicon and silicon nitride are used in various combinations to achieve new and more complex device settings. In order to cope with the formation of this complex device, in CMP, a method and polishing liquid capable of adjusting the polishing rate of various materials to be polished (for example, silicon oxide, polysilicon and silicon nitride), or a plurality of materials to be polished There is a need for a method and a polishing liquid that can adjust the relative ratio of the polishing rate. Therefore, there is a demand not only for suppressing the polishing rate of a material to be polished that can be used as a constituent material of the stopper as in the above-described example of STI, but also for improving the polishing rate of such a material to be polished. Accordingly, investigations on methods for adjusting the polishing rate of these various materials to be polished have been carried out (see, for example,
しかしながら、従来技術に対しては、ポリシリコンの研磨速度を更に向上させることが求められている。 However, with respect to the prior art, there is a demand for further improving the polishing rate of polysilicon.
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、ポリシリコンの研磨速度を向上させることが可能な研磨液を提供することを目的とする。また、本発明は、前記研磨液を得るための研磨液セットを提供することを目的とする。さらに、本発明は、前記研磨液を用いた基体の研磨方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said subject, and it aims at providing the polishing liquid which can improve the grinding | polishing speed | rate of a polysilicon. Another object of the present invention is to provide a polishing liquid set for obtaining the polishing liquid. Another object of the present invention is to provide a method for polishing a substrate using the polishing liquid.
本発明に係る研磨液は、砥粒と、下記式（Ｉ−Ａ）で表される構造単位、及び、下記式（Ｉ−Ｂ）で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種を有する重合物と、水と、を含有する。
本発明に係る研磨液によれば、ポリシリコンの研磨速度を向上させることができる。 According to the polishing liquid of the present invention, the polishing rate of polysilicon can be improved.
ところで、上記特許文献３の技術では、ポリシリコンに対するアルカリのエッチング作用を利用して研磨速度を向上させている。この場合、ポリシリコンの研磨速度向上剤であるアルカリの含有量が多すぎると、アルカリのエッチング作用が強すぎるためにポリシリコンの除去が制御し難いといった課題、又は、砥粒を溶解させてしまうといった課題がある。これに対し、本発明に係る研磨液によれば、アルカリ等のエッチング作用を利用せず、ポリシリコンの研磨速度を高研磨速度側に向上させることができる。
By the way, with the technique of the said
また、上記特許文献４の技術では、ポリシリコンの研磨速度の向上効果を効率的に得るために研磨液のｐＨを低く設定（ｐＨを１〜３に設定）する必要がある。このようにｐＨが低い研磨液は、研磨装置を腐食させてしまう等の課題がある。これに対し、本発明に係る研磨液によれば、研磨装置を腐食させることなく、ポリシリコンの研磨速度を向上させることができる。 Further, in the technique of Patent Document 4, it is necessary to set the polishing solution to a low pH (set the pH to 1 to 3) in order to efficiently obtain the effect of improving the polishing rate of polysilicon. Such a polishing solution having a low pH has problems such as corroding the polishing apparatus. On the other hand, the polishing liquid according to the present invention can improve the polishing rate of polysilicon without corroding the polishing apparatus.
前記砥粒は、酸化物を含むことが好ましい。これにより、ポリシリコンの研磨速度が向上する効果が得られやすくなる。 The abrasive preferably contains an oxide. As a result, the effect of improving the polishing rate of polysilicon is easily obtained.
前記酸化物は、アルミナ、セリア及びシリカからなる群より選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。これにより、ポリシリコンの研磨速度が向上する効果が得られやすくなる。 The oxide is preferably at least one selected from the group consisting of alumina, ceria and silica. As a result, the effect of improving the polishing rate of polysilicon is easily obtained.
本発明に係る研磨液は、ｐＨ調整剤を更に含有してもよい。 The polishing liquid according to the present invention may further contain a pH adjuster.
本発明に係る研磨液のｐＨは、２．０以上１３．０以下であることが好ましい。これにより、研磨装置の腐食抑制効果に更に優れると共に、保管安定性に優れる。 The pH of the polishing liquid according to the present invention is preferably 2.0 or more and 13.0 or less. Thereby, while being further excellent in the corrosion inhibitory effect of a grinding | polishing apparatus, it is excellent in storage stability.
本発明の一態様は、ポリシリコンを含む被研磨面の研磨への前記研磨液の使用に関する。すなわち、本発明に係る研磨液の一態様は、ポリシリコンを含む被研磨面を研磨するために使用されることが好ましい。 One embodiment of the present invention relates to the use of the polishing liquid for polishing a surface to be polished containing polysilicon. That is, it is preferable that one aspect of the polishing liquid according to the present invention is used for polishing a surface to be polished containing polysilicon.
本発明に係る研磨液セットは、前記研磨液の構成成分が第一の液と第二の液とに分けて保存され、第一の液が砥粒及び水を含み、第二の液が前記重合物及び水を含む。本発明に係る研磨液セットによれば、本発明に係る研磨液と同様の上記効果を得ることができる。 In the polishing liquid set according to the present invention, the constituents of the polishing liquid are stored separately in a first liquid and a second liquid, the first liquid contains abrasive grains and water, and the second liquid is the above-mentioned liquid Contains polymer and water. According to the polishing liquid set concerning the present invention, the same effect as the polishing liquid concerning the present invention can be acquired.
本発明に係る基体の研磨方法は、前記研磨液を用いて基体の被研磨面を研磨する工程を備えていてもよい。このような基体の研磨方法によれば、本発明に係る研磨液と同様の上記効果を得ることができる。 The substrate polishing method according to the present invention may comprise a step of polishing a surface to be polished of the substrate using the polishing liquid. According to such a method for polishing a substrate, the same effects as those of the polishing liquid according to the present invention can be obtained.
本発明に係る基体の研磨方法は、前記研磨液セットにおける前記第一の液と前記第二の液とを混合して得られる研磨液を用いて基体の被研磨面を研磨する工程を備えていてもよい。このような基体の研磨方法によれば、本発明に係る研磨液と同様の上記効果を得ることができる。 The substrate polishing method according to the present invention includes a step of polishing a surface to be polished of a substrate using a polishing liquid obtained by mixing the first liquid and the second liquid in the polishing liquid set. May be. According to such a method for polishing a substrate, the same effects as those of the polishing liquid according to the present invention can be obtained.
本発明によれば、ポリシリコンの研磨速度を向上させることが可能な研磨液、研磨液セット及び基体の研磨方法を提供できる。本発明によれば、ポリシリコンを研磨して除去することができる。本発明は、半導体基板のＣＭＰに使用することができる。本発明は、多結晶シリコン（ポリシリコン）を含む被研磨面を研磨するために使用することができる。本発明によれば、ポリシリコンの研磨への研磨液又は研磨液セットの使用を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the polishing liquid which can improve the grinding | polishing speed | rate of a polysilicon, a polishing liquid set, and the grinding | polishing method of a base | substrate can be provided. According to the present invention, polysilicon can be removed by polishing. The present invention can be used for CMP of a semiconductor substrate. The present invention can be used to polish a surface to be polished containing polycrystalline silicon (polysilicon). According to the present invention, use of a polishing liquid or a polishing liquid set for polishing polysilicon can be provided.
以下、本発明の実施形態に係る研磨液、研磨液セット、及び、前記研磨液又は前記研磨液セットを用いた基体の研磨方法について詳細に説明する。 Hereinafter, a polishing liquid, a polishing liquid set, and a substrate polishing method using the polishing liquid or the polishing liquid set according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
＜定義＞
本明細書において、「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。「研磨速度（Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ Ｒａｔｅ）」とは、単位時間当たりに材料が除去される速度（除去速度＝Ｒｅｍｏｖａｌ Ｒａｔｅ）を意味する。「被研磨材料」とは、被研磨面に露出している材料を意味する。「研磨対象材料」とは、高い研磨速度で積極的に研磨して除去すべき材料を意味する。
<Definition>
In this specification, the term “process” is not limited to an independent process, and is included in the term if the intended action of the process is achieved even when it cannot be clearly distinguished from other processes. It is. The numerical range indicated by using “to” indicates a range including the numerical values described before and after “to” as the minimum value and the maximum value, respectively. The amount of each component in the composition means the total amount of the plurality of substances present in the composition unless there is a specific notice when there are a plurality of substances corresponding to each component in the composition. “Polishing rate” means the rate at which material is removed per unit time (removal rate = removal rate). “Polished material” means a material exposed on the surface to be polished. The “material to be polished” means a material that should be actively polished and removed at a high polishing rate.
＜研磨液＞
本実施形態に係る研磨液は、研磨時に被研磨面に触れる組成物であり、例えばＣＭＰ用研磨液である。具体的には、本実施形態に係る研磨液は、砥粒と、特定の重合物と、水とを少なくとも含有する。以下、必須成分、及び、任意に添加できる成分について説明する。
<Polishing liquid>
The polishing liquid according to this embodiment is a composition that touches the surface to be polished during polishing, and is, for example, a polishing liquid for CMP. Specifically, the polishing liquid according to the present embodiment contains at least abrasive grains, a specific polymer, and water. The essential components and components that can be optionally added are described below.
（砥粒）
本実施形態において、砥粒は、物理的な研磨作用が得られやすい観点から、酸化物を含むことが好ましい。酸化物としては、アルミナ、チタニア、セリア、シリカ、ジルコニア等が挙げられる。酸化物としては、ポリシリコンの研磨速度が向上する効果が得られやすくなる観点から、アルミナ、セリア及びシリカからなる群より選ばれる少なくとも一種が好ましい。酸化物としては、研磨傷を抑制する観点から、セリア及びシリカからなる群より選ばれる少なくとも一種がより好ましい。セリアは、主に酸化珪素等の絶縁材料の研磨速度に優れる。そのため、ポリシリコンの他に絶縁材料を有する基体の研磨に際して絶縁材料を優れた研磨速度で研磨することが要求される場合には、セリアを用いることが好ましい。砥粒は、一種類単独で又は二種類以上を組み合わせて使用できる。
(Abrasive grains)
In the present embodiment, the abrasive preferably contains an oxide from the viewpoint of easily obtaining a physical polishing action. Examples of the oxide include alumina, titania, ceria, silica, zirconia and the like. The oxide is preferably at least one selected from the group consisting of alumina, ceria, and silica from the viewpoint of easily obtaining the effect of improving the polishing rate of polysilicon. The oxide is more preferably at least one selected from the group consisting of ceria and silica from the viewpoint of suppressing polishing scratches. Ceria is excellent in the polishing rate of an insulating material such as silicon oxide. For this reason, ceria is preferably used when it is required to polish the insulating material at an excellent polishing rate when polishing a substrate having an insulating material in addition to polysilicon. An abrasive grain can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
本実施形態において、砥粒は、どのような製造方法によって得られたものであってもよい。例えば、酸化物の製造方法としては、焼成等を用いる固相法；沈殿法、ゾルゲル法、水熱合成法等の液相法；スパッタ法、レーザー法、熱プラズマ法等の気相法などを用いることができる。これらの方法によって製造された砥粒が凝集している場合は、凝集した砥粒を機械的に粉砕してもよい。粉砕方法としては、例えば、ジェットミル等による乾式粉砕方法、及び、遊星ビーズミル等による湿式粉砕方法が好ましい。ジェットミルには、例えば、「化学工学論文集」、第６巻、第５号、（１９８０）、５２７〜５３２頁に説明されている方法を適用することができる。 In the present embodiment, the abrasive grains may be obtained by any manufacturing method. For example, oxide production methods include solid phase methods such as firing; liquid phase methods such as precipitation methods, sol-gel methods, and hydrothermal synthesis methods; gas phase methods such as sputtering methods, laser methods, and thermal plasma methods. Can be used. When the abrasive grains produced by these methods are aggregated, the aggregated abrasive grains may be mechanically pulverized. As the pulverization method, for example, a dry pulverization method using a jet mill or the like, and a wet pulverization method using a planetary bead mill or the like are preferable. For the jet mill, for example, a method described in “Chemical Engineering Journal”, Vol. 6, No. 5, (1980), pages 527 to 532 can be applied.
研磨液に含まれる砥粒は、研磨傷の影響となる粒子が合成時に混入し難い観点から、液相法により合成されるセリア粒子（酸化セリウム粒子）が好ましい。このようなセリア粒子としては、例えば、国際公開第２００８／０４３７０３号に開示された粒子を用いることができる。 The abrasive grains contained in the polishing liquid are preferably ceria particles (cerium oxide particles) synthesized by a liquid phase method from the viewpoint that particles that have an influence of polishing scratches are not easily mixed during synthesis. As such ceria particles, for example, particles disclosed in International Publication No. 2008/043703 can be used.
研磨液に含まれるセリア粒子は、細かくなると共に活性面が次々と現れる挙動を研磨中に示すことにより研磨対象材料の研磨速度を更に向上させることができる観点から、結晶粒界を有する多結晶セリア粒子が好ましい。このような結晶粒界を有する多結晶セリア粒子としては、例えば、再公表特許ＷＯ９９／３１１９５号パンフレットに開示された粒子を用いることができる。 The ceria particles contained in the polishing liquid are made of polycrystalline ceria having crystal grain boundaries from the viewpoint that the polishing rate of the material to be polished can be further improved by showing the behavior in which the active surface appears one after another while becoming finer. Particles are preferred. As the polycrystalline ceria particles having such a crystal grain boundary, for example, particles disclosed in a republished patent WO99 / 31195 pamphlet can be used.
砥粒を研磨液に適用する場合には、主な分散媒である水中に分散させてスラリを得ることが好ましい。分散方法としては、例えば、通常の攪拌機による分散処理のほか、ホモジナイザ、超音波分散機、湿式ボールミル等を用いた方法が挙げられる。分散方法及び粒径制御方法については、例えば、「分散技術大全集」［株式会社情報機構、２００５年７月］第三章「各種分散機の最新開発動向と選定基準」に記述されている方法を用いることができる。また、砥粒を含有する分散液の電気伝導度を下げる（例えば５００ｍＳ／ｍ以下）ことによっても、砥粒の分散性を高めることができる。分散液の電気伝導度を下げる方法としては、砥粒と分散媒とを分けるために遠心分離等で固液分離を行い、上澄み液（分散媒）を捨て、電気伝導度の低い分散媒を加え再分散させる方法；限外ろ過、イオン交換樹脂等を用いた方法などが挙げられる。
When the abrasive grains are applied to the polishing liquid, it is preferable to obtain a slurry by dispersing them in water as a main dispersion medium. Examples of the dispersion method include a method using a homogenizer, an ultrasonic disperser, a wet ball mill, and the like in addition to a dispersion treatment using a normal stirrer. Regarding the dispersion method and the particle size control method, for example, the method described in
上記の方法により分散された砥粒は、更に微粒子化してもよい。微粒子化の方法としては、例えば、沈降分級法（砥粒を遠心分離機で遠心分離した後、強制沈降させ、上澄み液のみを取り出す方法）が挙げられる。この他、分散媒中の砥粒同士を高圧で衝突させる高圧ホモジナイザを用いてもよい。 The abrasive grains dispersed by the above method may be further finely divided. Examples of the fine particle method include a sedimentation classification method (a method in which abrasive grains are centrifuged with a centrifuge and then forcedly settled, and only the supernatant liquid is taken out). In addition, a high-pressure homogenizer that causes the abrasive grains in the dispersion medium to collide with each other at a high pressure may be used.
砥粒の平均粒径の下限は、ポリシリコンに対する更に好適な研磨速度を得る観点から、１ｎｍ以上が好ましく、２ｎｍ以上がより好ましく、３ｎｍ以上が更に好ましい。砥粒の平均粒径の上限は、被研磨面に傷がつくことが更に抑制される観点から、３００ｎｍ以下が好ましく、２５０ｎｍ以下がより好ましく、２００ｎｍ以下が更に好ましい。 The lower limit of the average grain size of the abrasive grains is preferably 1 nm or more, more preferably 2 nm or more, and further preferably 3 nm or more from the viewpoint of obtaining a more suitable polishing rate for polysilicon. The upper limit of the average grain size of the abrasive grains is preferably 300 nm or less, more preferably 250 nm or less, and even more preferably 200 nm or less, from the viewpoint of further suppressing scratches on the surface to be polished.
砥粒の「平均粒径」とは、砥粒の平均二次粒径を意味する。砥粒の平均粒径は、例えば、研磨液、又は、研磨液セットにおけるスラリについて、光子相関法又はレーザー回折式粒度分布計で測定できる。砥粒の平均粒径は、具体的には例えば、マルバーンインスツルメンツ社製の装置名：ゼータサイザー３０００ＨＳ、ＢＥＣＫＭＡＮ ＣＯＵＬＴＥＲ社製の装置名：Ｎ５、株式会社堀場製作所製のＬＡ−９２０等で測定できる。Ｎ５を用いた測定方法は、以下のようにして行うことができる。具体的には例えば、砥粒の含有量を０．２質量％に調整した水分散液を調製し、この水分散液を１ｃｍ角のセルに約４ｍＬ（Ｌは「リットル」を示す。以下同じ）入れ、装置内にセルを設置する。分散媒の屈折率を１．３３、粘度を０．８８７ｍＰａ・ｓに設定し、２５℃において測定を行うことで得られる値を砥粒の平均粒径として採用できる。ＬＡ−９２０では、測定時透過率（Ｈ）が６０〜７０％となるようにスラリを滴下し、その際に得られた算術平均径を平均粒径として採用することができる。 The “average particle diameter” of the abrasive grains means the average secondary particle diameter of the abrasive grains. The average particle diameter of the abrasive grains can be measured, for example, with a photon correlation method or a laser diffraction particle size distribution meter with respect to a slurry in a polishing liquid or a polishing liquid set. Specifically, the average particle diameter of the abrasive grains can be measured by, for example, a device name manufactured by Malvern Instruments Co., Ltd .: Zetasizer 3000HS, a device name manufactured by BECKMAN COULTER: N5, LA-920 manufactured by Horiba Ltd., and the like. The measuring method using N5 can be performed as follows. Specifically, for example, an aqueous dispersion in which the content of abrasive grains is adjusted to 0.2% by mass is prepared, and this aqueous dispersion is about 4 mL (L is “liter” in a 1 cm square cell. ) Put the cell in the device. The value obtained by setting the refractive index of the dispersion medium to 1.33, the viscosity to 0.887 mPa · s, and measuring at 25 ° C. can be adopted as the average particle diameter of the abrasive grains. In LA-920, slurry is dropped so that the transmittance (H) during measurement is 60 to 70%, and the arithmetic average diameter obtained at that time can be adopted as the average particle diameter.
研磨液における砥粒（例えばセリア粒子）の含有量は、砥粒の凝集を抑制しやすい観点から、研磨液の全質量を基準として、２０質量％以下が好ましく、１０質量％以下がより好ましく、５質量％以下が更に好ましく、３質量％以下が特に好ましく、１質量％以下が極めて好ましい。砥粒（例えばセリア粒子）の含有量は、ポリシリコンの研磨速度の向上効果が得られやすい観点から、研磨液の全質量を基準として、０．０１質量％以上が好ましく、０．１質量％以上がより好ましく、０．２質量％以上が更に好ましい。これらの観点から、砥粒（例えばセリア粒子）の含有量は、研磨液の全質量を基準として０．０１〜２０質量％が好ましい。 The content of abrasive grains (for example, ceria particles) in the polishing liquid is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, based on the total mass of the polishing liquid, from the viewpoint of easily suppressing aggregation of the abrasive grains. 5 mass% or less is further more preferable, 3 mass% or less is especially preferable, and 1 mass% or less is very preferable. The content of abrasive grains (for example, ceria particles) is preferably 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass, based on the total mass of the polishing liquid, from the viewpoint of easily obtaining an effect of improving the polishing rate of polysilicon. The above is more preferable, and 0.2% by mass or more is still more preferable. From these viewpoints, the content of abrasive grains (for example, ceria particles) is preferably 0.01 to 20% by mass based on the total mass of the polishing liquid.
（添加剤）
本実施形態に係る研磨液は、添加剤を含有する。ここで、「添加剤」とは、研磨速度、研磨選択性等の研磨特性；砥粒の分散性、保管安定性等の研磨液特性などを調整するために、砥粒及び水以外に研磨液が含有する物質を指す。
(Additive)
The polishing liquid according to this embodiment contains an additive. Here, the “additive” means a polishing liquid other than abrasive grains and water in order to adjust polishing characteristics such as polishing speed and polishing selectivity; and polishing liquid characteristics such as abrasive dispersibility and storage stability. Refers to the substance contained.
［重合物］
本実施形態に係る研磨液は、添加剤として、下記式（Ｉ−Ａ）で表される構造単位、及び、下記式（Ｉ−Ｂ）で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種を有する重合物を含有する。このような重合物を用いることで、ポリシリコンの研磨速度を向上させる効果が得られる。
[Polymerized product]
The polishing liquid according to this embodiment is at least one selected from the group consisting of a structural unit represented by the following formula (IA) and a structural unit represented by the following formula (IB) as an additive. Containing a polymer having By using such a polymer, an effect of improving the polishing rate of polysilicon can be obtained.
式（Ｉ−Ａ）で表される構造単位及び式（Ｉ−Ｂ）で表される構造単位の両方を含む場合、その配列に制限はなく、規則的でもランダムでもよい。 When including both the structural unit represented by the formula (IA) and the structural unit represented by the formula (IB), the arrangement thereof is not limited, and may be regular or random.
前記重合物は、例えば、多糖類であってもよい。前記重合物としては、スクロース；プルラン；アミロース；アミロペクチン；デキストラン；デキストリン；マルトデキストリン；α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン等のシクロデキストリン；マルトース、イソマルトース、マルトトリオース、スタキオース等のオリゴ糖などが挙げられる。前記重合物としては、ポリシリコンの研磨速度が向上する効果が得られやすくなる観点から、デキストリン、デキストラン及びマルトースからなる群より選択される少なくとも一種が好ましく、デキストリンがより好ましい。 The polymer may be, for example, a polysaccharide. Examples of the polymer include sucrose, pullulan, amylose, amylopectin, dextran, dextrin, dextrin, maltodextrin, cyclodextrins such as α-cyclodextrin, β-cyclodextrin, and γ-cyclodextrin; maltose, isomaltose, maltotriose, stachyose And oligosaccharides. The polymer is preferably at least one selected from the group consisting of dextrin, dextran and maltose, and more preferably dextrin, from the viewpoint of easily obtaining the effect of improving the polishing rate of polysilicon.
前記デキストリンとしては、澱粉の分解により得られる、分解物末端にアルデヒド基を有したデキストリン（他のデキストリンとの区別のため、「一般デキストリン」という。）；澱粉の分解の過程で一部分解されにくいものを精製することにより分取した難消化性デキストリン；前記アルデヒド末端を水素添加により還元し、ヒドロキシル基に変えた還元型デキストリン（例えば粉末還元澱粉分解物）；高度分岐環状デキストリン；デキストリン水和物等が挙げられる。デキストリンとしては、これらのいずれの化合物も使用できる。 As the dextrin, a dextrin having an aldehyde group at the end of the decomposition product obtained by the decomposition of starch (referred to as “general dextrin” for distinction from other dextrins); Indigestible dextrin collected by purifying the product; Reduced dextrin in which the aldehyde end is reduced to a hydroxyl group by hydrogenation (for example, powdered reduced starch degradation product); Highly branched cyclic dextrin; Dextrin hydrate Etc. Any of these compounds can be used as the dextrin.
前記重合物としては、サンエイ糖化株式会社製『ＮＳＤ』シリーズ；三和澱粉工業株式会社製『サンマルト−Ｓ』、『サンデック』シリーズ；松谷化学工業株式会社製『Ｈ−ＰＤＸ』、『マックス１０００』、『ＴＫ−１６』、『ファイバーソル２』、『ファイバーソル２Ｈ』；三菱商事フードテック株式会社製『ＰＯ』シリーズ；グリコ栄養食品株式会社製『Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｄｅｘｉｒｉｎ』等が挙げられる。
Examples of the polymer include “NSD” series manufactured by Sanei Saccharification Co., Ltd .; “Sun Mart-S” and “Sandeck” series manufactured by Sanwa Starch Co., Ltd .; “H-PDX” and “Max 1000” manufactured by Matsutani Chemical Industry Co., Ltd. , "TK-16", "
前記重合物の重合度の下限は、ポリシリコンの研磨速度の向上効果を更に高める観点から、２以上であり、３以上が好ましく、５以上がより好ましい。なお、本明細書において「重合物の重合度」とは、式（Ｉ−Ａ）で表される構造単位、及び、式（Ｉ−Ｂ）で表される構造単位の一分子中の合計数として定義される。前記重合度は縮合度であってもよい。 The lower limit of the polymerization degree of the polymer is 2 or more, preferably 3 or more, and more preferably 5 or more from the viewpoint of further enhancing the effect of improving the polishing rate of polysilicon. In the present specification, the “degree of polymerization of the polymer” means the total number of the structural unit represented by the formula (IA) and the structural unit represented by the formula (IB) in one molecule. Is defined as The degree of polymerization may be a degree of condensation.
本実施形態に係る研磨液において、前記重合物は、ポリシリコンの研磨速度を調整する目的等で、一種類単独で又は二種類以上を組み合わせて使用できる。 In the polishing liquid according to this embodiment, the polymer can be used alone or in combination of two or more for the purpose of adjusting the polishing rate of polysilicon.
前記重合物の重量平均分子量は、ポリシリコンの研磨速度の向上効果が更に向上する観点から、２５０以上が好ましく、３５０以上がより好ましく、５００以上が更に好ましい。前記重合物の重量平均分子量は、保管安定性に優れる観点から、１０００００００以下が好ましく、３００００００以下がより好ましく、５０００００以下が更に好ましい。なお、重量平均分子量は、例えば、標準ポリスチレンの検量線を用いてゲルパーミエーションクロマトグラフィー法（ＧＰＣ）により下記の条件で測定できる。 The weight average molecular weight of the polymer is preferably 250 or more, more preferably 350 or more, and further preferably 500 or more, from the viewpoint of further improving the effect of improving the polishing rate of polysilicon. The weight average molecular weight of the polymer is preferably 10000000 or less, more preferably 3000000 or less, and still more preferably 500000 or less, from the viewpoint of excellent storage stability. In addition, a weight average molecular weight can be measured on condition of the following by the gel permeation chromatography method (GPC) using the calibration curve of a standard polystyrene, for example.
｛条件｝
使用機器：ＬＣ−２０ＡＤ（株式会社島津製作所製）
カラム：Ｇｅｌｐａｃｋ ＧＬ−Ｗ５４０＋５５０
溶離液：０．１Ｍ ＮａＣｌ水溶液
測定温度：４０℃
カラムサイズ：１０．７ｍｍＩ．Ｄ．×３００ｍｍ
流量：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
試料濃度：０．２質量％
検出器：ＲＩＤ−１０Ａ（株式会社島津製作所製）
{conditions}
Equipment used: LC-20AD (manufactured by Shimadzu Corporation)
Column: Gelpack GL-W540 + 550
Eluent: 0.1M NaCl aqueous solution Measurement temperature: 40 ° C
Column size: 10.7 mmI. D. × 300mm
Flow rate: 1.0 mL / min
Sample concentration: 0.2% by mass
Detector: RID-10A (manufactured by Shimadzu Corporation)
前記重合物の含有量の下限は、ポリシリコンの研磨速度の向上効果が更に向上する観点から、研磨液の全質量を基準として、０．０１質量％以上が好ましく、０．０５質量％以上がより好ましく、０．１質量％以上が更に好ましく、０．１５質量％以上が特に好ましい。前記重合物の含有量の上限は、保管安定性を保つ観点から、研磨液の全質量を基準として、３．０質量％以下が好ましく、１．０質量％以下がより好ましく、０．５質量％以下が更に好ましい。なお、前記重合物として複数の化合物を用いる場合、各化合物の含有量の合計が前記範囲を満たしていることが好ましい。 The lower limit of the content of the polymer is preferably 0.01% by mass or more and 0.05% by mass or more based on the total mass of the polishing liquid from the viewpoint of further improving the effect of improving the polishing rate of polysilicon. More preferably, 0.1% by mass or more is further preferable, and 0.15% by mass or more is particularly preferable. From the viewpoint of maintaining storage stability, the upper limit of the content of the polymer is preferably 3.0% by mass or less, more preferably 1.0% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass based on the total mass of the polishing liquid. % Or less is more preferable. In addition, when using a some compound as said polymer, it is preferable that the sum total of content of each compound satisfy | fills the said range.
［ｐＨ調整剤］
研磨液は、砥粒、前記重合物及び水に加えて、ｐＨ調整剤を含有してもよい。ただし、ｐＨ調整剤を含まなくても研磨液が所定のｐＨ範囲にある場合は、ｐＨ調整剤は特に添加しなくてもよい。
[PH adjuster]
The polishing liquid may contain a pH adjuster in addition to the abrasive grains, the polymer, and water. However, if the polishing liquid is in the predetermined pH range even if it does not contain a pH adjuster, the pH adjuster need not be added.
ｐＨ調整剤としては、特に制限はなく、有機酸、無機酸、有機塩基、無機塩基等が挙げられる。有機酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、乳酸、マレイン酸、フタル酸、クエン酸、コハク酸等が挙げられる。無機酸としては、硝酸、硫酸、塩酸、リン酸、ホウ酸等が挙げられる。有機塩基としては、トリエチルアミン、ピリジン、ピペリジン、ピロリジン、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、キトサン等が挙げられる。無機塩基としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、アンモニア、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等が挙げられる。また、ｐＨを安定化させるため、緩衝液を添加してもよい。このような緩衝液としては、酢酸塩緩衝液、フタル酸塩緩衝液等が挙げられる。ｐＨ調整剤及び緩衝液のそれぞれは、一種類単独で又は二種類以上を組み合わせて使用できる。 There is no restriction | limiting in particular as a pH adjuster, An organic acid, an inorganic acid, an organic base, an inorganic base, etc. are mentioned. Examples of the organic acid include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, lactic acid, maleic acid, phthalic acid, citric acid, and succinic acid. Examples of inorganic acids include nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, boric acid and the like. Examples of the organic base include triethylamine, pyridine, piperidine, pyrrolidine, imidazole, 2-methylimidazole, chitosan and the like. Examples of the inorganic base include tetramethylammonium hydroxide (TMAH), ammonia, potassium hydroxide, sodium hydroxide and the like. A buffer may be added to stabilize the pH. Examples of such a buffer include acetate buffer and phthalate buffer. Each of the pH adjusting agent and the buffer can be used alone or in combination of two or more.
［その他の添加剤］
本実施形態に係る研磨液は、研磨速度等の研磨特性、砥粒の分散性、保管安定性等の特性を調整する目的で、砥粒、前記重合物、水及びｐＨ調整剤の他に、その他の添加剤を更に含有していてもよい。その他の添加剤は、一種類単独で又は二種類以上を組み合わせて使用できる。
[Other additives]
In addition to abrasive grains, the polymer, water, and a pH adjuster, the polishing liquid according to the present embodiment is for the purpose of adjusting polishing characteristics such as polishing speed, dispersibility of abrasive grains, and storage stability. Other additives may further be contained. Other additives can be used alone or in combination of two or more.
その他の添加剤としては、例えば、平坦性、面内均一性等の研磨特性の調整などに使用される水溶性高分子；ウエハとの濡れ性の向上、又は、添加剤の溶解促進等に使用される、水以外の溶媒（エタノール、アセトン等）などを含有してもよい。 Other additives include, for example, water-soluble polymers used to adjust polishing properties such as flatness and in-plane uniformity; used to improve wettability with wafers, or to promote dissolution of additives In addition, a solvent other than water (ethanol, acetone, etc.) may be contained.
水溶性高分子としては、アルギン酸、ペクチン酸、カルボキシメチルセルロース、寒天、カードラン、グアーガム等の多糖類（前記重合物に該当する化合物を除く）；ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクロレイン等のビニル系ポリマ；ポリグリセリン、ポリグリセリン誘導体等のグリセリン系ポリマ；ポリアクリル酸、ポリアクリル酸共重合体、ポリアクリル酸塩、ポリアクリル酸共重合体塩等のポリアクリル酸系ポリマ；ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸塩等のポリメタクリル酸系ポリマなどが挙げられる。ここで、「水溶性高分子」とは、２５℃において水１００ｇに対して０．１ｇ以上溶解する高分子として定義する。 Examples of water-soluble polymers include polysaccharides such as alginic acid, pectinic acid, carboxymethylcellulose, agar, curdlan and guar gum (excluding compounds corresponding to the polymer); vinyl polymers such as polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone and polyacrolein. Glycerin polymers such as polyglycerin and polyglycerin derivatives; polyacrylic acid polymers such as polyacrylic acid, polyacrylic acid copolymers, polyacrylic acid salts and polyacrylic acid copolymer salts; polymethacrylic acid, polymethacrylic acid; Examples include polymethacrylic acid polymers such as acid salts. Here, the “water-soluble polymer” is defined as a polymer that dissolves 0.1 g or more in 100 g of water at 25 ° C.
その他の添加剤を使用する場合、その他の添加剤のそれぞれの含有量は、砥粒の沈降を抑制しつつその他の添加剤の添加効果が得られる観点から、研磨液の全質量を基準として０．００１〜１０質量％が好ましい。その他の添加剤として複数の化合物を用いる場合、各化合物の含有量の合計が前記範囲を満たしていることが好ましい。 When other additives are used, the content of each other additive is 0 on the basis of the total mass of the polishing liquid from the viewpoint of obtaining the effect of addition of other additives while suppressing sedimentation of abrasive grains. 0.001 to 10% by mass is preferable. When using a some compound as another additive, it is preferable that the sum total of content of each compound satisfy | fills the said range.
水溶性高分子を使用する場合、水溶性高分子の含有量の下限は、砥粒の沈降を抑制しつつ水溶性高分子の添加効果が得られる観点から、研磨液の全質量を基準として、０．０００１質量％以上が好ましく、０．００１質量％以上がより好ましく、０．０１質量％以上が更に好ましい。水溶性高分子の含有量の上限は、砥粒の沈降を抑制しつつ水溶性高分子の添加効果が得られる観点から、研磨液の全質量を基準として、５質量％以下が好ましく、１質量％以下がより好ましく、０．５質量％以下が更に好ましい。水溶性高分子として複数の化合物を用いる場合、各化合物の含有量の合計が前記範囲を満たしていることが好ましい。 When using a water-soluble polymer, the lower limit of the content of the water-soluble polymer is based on the total mass of the polishing liquid from the viewpoint of obtaining the effect of adding the water-soluble polymer while suppressing sedimentation of abrasive grains. 0.0001 mass% or more is preferable, 0.001 mass% or more is more preferable, and 0.01 mass% or more is still more preferable. The upper limit of the content of the water-soluble polymer is preferably 5% by mass or less, preferably 1% by mass based on the total mass of the polishing liquid, from the viewpoint of obtaining the effect of adding the water-soluble polymer while suppressing sedimentation of the abrasive grains. % Or less is more preferable, and 0.5 mass% or less is still more preferable. When using a some compound as water-soluble polymer, it is preferable that the sum total of content of each compound satisfy | fills the said range.
（水）
研磨液の媒体である水としては、特に制限されないが、脱イオン水、イオン交換水、超純水等が好ましい。
(water)
The water that is the medium of the polishing liquid is not particularly limited, but deionized water, ion exchange water, ultrapure water, and the like are preferable.
（研磨液のｐＨ）
本実施形態に係る研磨液のｐＨは、特に制限されないが、負のゼータ電位を有するポリシリコンに対して砥粒に静電的な引力を与えるために、一般的に物質が正のゼータ電位を帯びやすい酸性領域であることが好ましい。具体的には、研磨液のｐＨは、保管安定性に優れる観点から、１３．０以下が好ましく、９．０以下がより好ましく、６．０以下が更に好ましく、５．５以下が特に好ましい。研磨液のｐＨは、研磨装置を更に腐食し難い観点から、２．０以上が好ましく、２．５以上がより好ましく、３．０以上が更に好ましい。ｐＨは、液温２５℃におけるｐＨと定義する。
(PH of polishing liquid)
The pH of the polishing liquid according to the present embodiment is not particularly limited, but generally a substance has a positive zeta potential in order to give an electrostatic attractive force to the abrasive grains with respect to polysilicon having a negative zeta potential. It is preferably an acidic region that is easily tinged. Specifically, the pH of the polishing liquid is preferably 13.0 or less, more preferably 9.0 or less, still more preferably 6.0 or less, and particularly preferably 5.5 or less from the viewpoint of excellent storage stability. The pH of the polishing liquid is preferably 2.0 or more, more preferably 2.5 or more, and still more preferably 3.0 or more, from the viewpoint of further preventing corrosion of the polishing apparatus. The pH is defined as the pH at a liquid temperature of 25 ° C.
本実施形態に係る研磨液のｐＨは、ｐＨメータ（例えば、東亜ディーケーケー株式会社製のガラス電極式水素イオン濃度指示計（型式ＨＭ−２１Ｐ））で測定できる。具体的には例えば、フタル酸塩ｐＨ緩衝液（ｐＨ４．０１）と中性リン酸塩ｐＨ緩衝液（ｐＨ６．８６）とホウ酸塩ｐＨ緩衝液（ｐＨ９．１８）とを標準緩衝液として用いてｐＨメータを３点校正した後、ｐＨメータの電極を研磨液に入れて、２分以上経過して安定した後の値を測定する。このとき、標準緩衝液及び研磨液の液温は共に２５℃とする。 The pH of the polishing liquid according to this embodiment can be measured with a pH meter (for example, a glass electrode type hydrogen ion concentration indicator (model HM-21P) manufactured by Toa DKK Corporation). Specifically, for example, phthalate pH buffer (pH 4.01), neutral phosphate pH buffer (pH 6.86) and borate pH buffer (pH 9.18) are used as standard buffers. After calibrating the pH meter at three points, the electrode of the pH meter is put into the polishing liquid, and the value after 2 minutes has passed and stabilized is measured. At this time, both the standard buffer solution and the polishing solution are set to 25 ° C.
（研磨液の種類）
本実施形態に係る研磨液は、砥粒、前記重合物及び水を少なくとも含む一液式研磨液として保存してもよく、スラリ（第一の液）と添加液（第二の液）とを混合して前記研磨液となるように前記研磨液の構成成分をスラリと添加液とに分けた二液式の研磨液セット（例えばＣＭＰ用研磨液セット）として保存してもよい。スラリは、例えば、砥粒及び水を少なくとも含む。添加液は、例えば、前記重合物及び水を少なくとも含む。前記重合物、及び、その他の添加剤は、スラリ及び添加液のうち添加液に含まれることが好ましい。ただし、砥粒の分散性を向上させる効果のある添加剤については、スラリ及び添加液のうちスラリに含まれることが好ましい。例えば、研磨液セットは、前記研磨液の構成成分がスラリ（第一の液）と添加液（第二の液）とに分けて保存され、前記スラリが砥粒及び水を含み、前記添加液が前記重合物及び水を含む態様であってもよい。なお、前記研磨液の構成成分は、三液以上に分けた研磨液セットとして保存してもよい。
(Type of polishing liquid)
The polishing liquid according to the present embodiment may be stored as a one-part polishing liquid containing at least abrasive grains, the polymer, and water, and a slurry (first liquid) and an additive liquid (second liquid) are used. The constituents of the polishing liquid may be stored as a two-part polishing liquid set (for example, a polishing liquid set for CMP) in which the constituents of the polishing liquid are divided into a slurry and an additive liquid so that the polishing liquid is mixed. The slurry includes at least abrasive grains and water, for example. The additive liquid contains at least the polymer and water, for example. The polymer and other additives are preferably included in the additive liquid among the slurry and the additive liquid. However, the additive having the effect of improving the dispersibility of the abrasive grains is preferably contained in the slurry of the slurry and the additive liquid. For example, in the polishing liquid set, the constituents of the polishing liquid are stored separately in a slurry (first liquid) and an additive liquid (second liquid), and the slurry contains abrasive grains and water, and the additive liquid The aspect which contains the said polymer and water may be sufficient. The constituents of the polishing liquid may be stored as a polishing liquid set divided into three or more liquids.
前記研磨液セットにおいては、研磨直前又は研磨時に、スラリ及び添加液が混合されて研磨液が調製される。また、一液式研磨液は、水の含有量を減じた研磨液用貯蔵液として保存されると共に、研磨直前又は研磨時に水で希釈して用いられてもよい。二液式の研磨液セットは、水の含有量を減じたスラリ用貯蔵液及び添加液用貯蔵液として保存されると共に、研磨直前又は研磨時に水で希釈して用いられてもよい。 In the polishing liquid set, slurry and additive liquid are mixed immediately before polishing or at the time of polishing to prepare a polishing liquid. Further, the one-part polishing liquid is stored as a stock liquid for polishing liquid with a reduced water content, and may be used by diluting with water immediately before polishing or at the time of polishing. The two-pack type polishing liquid set may be stored as a slurry storage liquid and an additive liquid storage liquid with a reduced water content, and may be diluted with water immediately before polishing or at the time of polishing.
一液式研磨液の場合、研磨定盤上への研磨液の供給方法としては、研磨液を直接送液して供給する方法；研磨液用貯蔵液及び水を別々の配管で送液し、これらを合流、混合させて供給する方法；あらかじめ研磨液用貯蔵液及び水を混合しておき供給する方法等を用いることができる。 In the case of a one-pack type polishing liquid, as a method of supplying the polishing liquid onto the polishing surface plate, a method of directly supplying the polishing liquid and supplying it; a storage liquid for polishing liquid and water are supplied through separate pipes; A method in which these are combined and mixed and supplied; a method in which a stock solution for polishing liquid and water are mixed and supplied in advance can be used.
スラリと添加液とに分けた二液式の研磨液セットとして保存する場合、これら二液の配合を任意に変えることにより研磨速度を調整できる。研磨液セットを用いて研磨する場合、研磨定盤上への研磨液の供給方法としては、下記に示す方法がある。例えば、スラリと添加液とを別々の配管で送液し、これらの配管を合流、混合させて供給する方法；スラリ用貯蔵液、添加液用貯蔵液及び水を別々の配管で送液し、これらを合流、混合させて供給する方法；あらかじめスラリ及び添加液を混合しておき供給する方法；あらかじめスラリ用貯蔵液、添加液用貯蔵液及び水を混合しておき供給する方法を用いることができる。また、前記研磨液セットにおけるスラリと添加液とをそれぞれ研磨定盤上へ供給する方法を用いることもできる。この場合、研磨定盤上においてスラリ及び添加液が混合されて得られる研磨液を用いて被研磨面が研磨される。 When storing as a two-pack type polishing liquid set divided into slurry and additive liquid, the polishing rate can be adjusted by arbitrarily changing the blend of these two liquids. In the case of polishing using a polishing liquid set, there are the following methods for supplying the polishing liquid onto the polishing surface plate. For example, the slurry and the additive liquid are sent through separate pipes, and these pipes are combined, mixed and supplied; the slurry storage liquid, the additive liquid storage liquid and water are sent through separate pipes, A method in which these are combined and mixed and supplied; a method in which slurry and additive solution are mixed and supplied in advance; and a method in which slurry storage solution, additive solution storage solution and water are mixed in advance and supplied it can. Further, it is possible to use a method of supplying the slurry and the additive liquid in the polishing liquid set onto the polishing surface plate, respectively. In this case, the surface to be polished is polished using a polishing liquid obtained by mixing the slurry and the additive liquid on the polishing surface plate.
＜基体の研磨方法＞
本実施形態に係る基体の研磨方法は、前記一液式研磨液を用いて基体の被研磨面を研磨する研磨工程を備えていてもよく、前記研磨液セットにおけるスラリと添加液とを混合して得られる研磨液を用いて基体の被研磨面を研磨する研磨工程を備えていてもよい。また、本実施形態に係る基体の研磨方法は、単独又は複数の被研磨材料を有する基体の研磨方法であってもよく、例えば、前記一液式研磨液、又は、前記研磨液セットにおけるスラリと添加液とを混合して得られる研磨液を用いて、ポリシリコンをストッパ材料に対して選択的に研磨する研磨工程を備えていてもよい。この場合、基体は、例えば、ポリシリコンを含む部材と、ストッパ材料を含む部材（ストッパ）とを有していてもよい。ストッパ材料としては、窒化珪素、酸化珪素等の絶縁材料が好ましく、窒化珪素がより好ましい。
<Polishing method of substrate>
The substrate polishing method according to the present embodiment may include a polishing step of polishing the surface to be polished of the substrate using the one-component polishing liquid, and the slurry and the additive liquid in the polishing liquid set are mixed. A polishing step of polishing the surface to be polished of the substrate using the polishing liquid obtained in this manner may be provided. In addition, the substrate polishing method according to the present embodiment may be a method for polishing a substrate having a single or a plurality of materials to be polished. A polishing step of selectively polishing the polysilicon with respect to the stopper material using a polishing liquid obtained by mixing the additive liquid may be provided. In this case, the base may have, for example, a member containing polysilicon and a member (stopper) containing a stopper material. As the stopper material, an insulating material such as silicon nitride or silicon oxide is preferable, and silicon nitride is more preferable.
研磨工程では、例えば、研磨対象材料を有する基体の当該研磨対象材料を研磨定盤の研磨パッド（研磨布）に押圧した状態で、前記研磨液を研磨対象材料と研磨パッドとの間に供給し、基体と研磨定盤とを相対的に動かして研磨対象材料を研磨する。研磨工程では、例えば、研磨対象材料の少なくとも一部を研磨により除去する。 In the polishing step, for example, the polishing liquid is supplied between the polishing target material and the polishing pad in a state where the polishing target material of the substrate having the polishing target material is pressed against the polishing pad (polishing cloth) of the polishing surface plate. The material to be polished is polished by relatively moving the substrate and the polishing surface plate. In the polishing step, for example, at least a part of the material to be polished is removed by polishing.
研磨対象である基体としては、基板等が挙げられ、例えば、半導体素子製造に係る基板（例えば、ＳＴＩパターン、ゲートパターン、配線パターン等が形成された半導体基板）上に被研磨材料が形成された基板が挙げられる。基体としては、被研磨材料として１種又は２種以上有する基体であってもよく、研磨対象材料を１種又は２種以上有し且つストッパ材料を１種又は２種以上有する基体であってもよい。被研磨材料としては、酸化珪素等の絶縁材料、ポリシリコン、窒化珪素等が挙げられる。被研磨材料は、膜状（被研磨膜）であってもよい。研磨対象材料及びストッパ材料は、膜状（研磨対象膜及びストッパ膜）であってもよい。 Examples of the substrate to be polished include a substrate. For example, a material to be polished is formed on a substrate for manufacturing a semiconductor element (for example, a semiconductor substrate on which an STI pattern, a gate pattern, a wiring pattern, etc. are formed). A substrate is mentioned. The substrate may be a substrate having one or more kinds as a material to be polished, or may be a substrate having one or more kinds of materials to be polished and one or more kinds of stopper materials. Good. Examples of the material to be polished include insulating materials such as silicon oxide, polysilicon, silicon nitride, and the like. The material to be polished may be in the form of a film (film to be polished). The material to be polished and the stopper material may be in the form of a film (polishing target film and stopper film).
このような基体上に形成された研磨対象材料（例えばポリシリコン）を前記研磨液で研磨し、余分な部分を除去することによって、研磨対象材料の表面の凹凸を解消し、研磨対象材料の表面全体にわたって平滑な面が得られる。本実施形態に係る研磨液は、ポリシリコンを含む被研磨面を研磨するために使用されることが好ましい。 By polishing the material to be polished (such as polysilicon) formed on such a substrate with the polishing liquid and removing the excess portion, the surface unevenness of the material to be polished is eliminated, and the surface of the material to be polished is removed. A smooth surface can be obtained throughout. The polishing liquid according to this embodiment is preferably used for polishing a surface to be polished containing polysilicon.
以下、半導体基板の研磨方法を一例に挙げて、本実施形態に係る研磨方法を更に説明する。本実施形態に係る研磨方法において、研磨装置としては、被研磨面を有する半導体基板等の基体を保持可能なホルダーと、研磨パッドを貼り付け可能な研磨定盤とを有する一般的な研磨装置を使用できる。ホルダー及び研磨定盤のそれぞれには、例えば、回転数が変更可能なモータ等が取り付けてある。研磨装置としては、例えば、ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ社製の研磨装置（商品名：Ｍｉｒｒａ−３４００、Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎ ＬＫ）、及び、株式会社荏原製作所製の研磨装置（商品名：Ｆ−ＲＥＸ３００）が挙げられる。 Hereinafter, the polishing method according to this embodiment will be further described by taking a semiconductor substrate polishing method as an example. In the polishing method according to the present embodiment, as a polishing apparatus, a general polishing apparatus having a holder capable of holding a substrate such as a semiconductor substrate having a surface to be polished and a polishing surface plate to which a polishing pad can be attached. Can be used. For example, a motor or the like whose rotation speed can be changed is attached to each of the holder and the polishing surface plate. Examples of the polishing apparatus include a polishing apparatus manufactured by APPLIED MATERIALS (trade names: Mira-3400, Reflexion LK), and a polishing apparatus manufactured by Ebara Corporation (trade name: F-REX300).
研磨パッドとしては、一般的な不織布、発泡体、非発泡体等が使用できる。研磨パッドの材質としては、ポリウレタン、アクリル樹脂、ポリエステル、アクリル−エステル共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ４−メチルペンテン、セルロース、セルロースエステル、ポリアミド（例えば、ナイロン（商標名）及びアラミド）、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリシロキサン共重合体、オキシラン化合物、フェノール樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、エポキシ樹脂等の樹脂が使用できる。研磨パッドの材質としては、特に、更に優れた研磨速度及び平坦性を得る観点から、発泡ポリウレタン及び非発泡ポリウレタンが好ましい。研磨パッドには、研磨液がたまるような溝加工が施されていてもよい。 As the polishing pad, a general nonwoven fabric, foam, non-foam, or the like can be used. The material of the polishing pad is polyurethane, acrylic resin, polyester, acrylic-ester copolymer, polytetrafluoroethylene, polypropylene, polyethylene, poly-4-methylpentene, cellulose, cellulose ester, polyamide (for example, nylon (trade name)) And aramid), polyimide, polyimide amide, polysiloxane copolymer, oxirane compound, phenol resin, polystyrene, polycarbonate, epoxy resin and the like. As the material of the polishing pad, foamed polyurethane and non-foamed polyurethane are particularly preferable from the viewpoint of obtaining a further excellent polishing rate and flatness. The polishing pad may be grooved so that the polishing liquid accumulates.
研磨条件に制限はないが、研磨定盤の回転速度は、半導体基板が飛び出さないように２００ｍｉｎ−１（ｒｐｍ）以下が好ましく、半導体基板にかける研磨圧力（加工荷重）は、研磨傷が発生することを充分に抑制する観点から、１００ｋＰａ以下が好ましい。研磨している間、ポンプ等で連続的に研磨液を研磨パッドに供給することが好ましい。この供給量に制限はないが、研磨パッドの表面が常に研磨液で覆われていることが好ましい。 Although there is no limitation on the polishing conditions, the rotation speed of the polishing platen is preferably 200 min −1 (rpm) or less so that the semiconductor substrate does not pop out, and the polishing pressure (processing load) applied to the semiconductor substrate causes polishing scratches. From the viewpoint of sufficiently suppressing this, 100 kPa or less is preferable. During polishing, it is preferable to continuously supply the polishing liquid to the polishing pad with a pump or the like. Although there is no restriction | limiting in this supply amount, it is preferable that the surface of a polishing pad is always covered with polishing liquid.
研磨終了後の半導体基板は、基板を流水中でよく洗浄して、基板に付着した粒子を除去することが好ましい。洗浄には、純水以外に希フッ酸又はアンモニア水を用いてもよく、洗浄効率を高めるためにブラシを用いてもよい。また、洗浄後は、半導体基板に付着した水滴を、スピンドライヤ等を用いて払い落としてから半導体基板を乾燥させることが好ましい。 The semiconductor substrate after polishing is preferably washed thoroughly under running water to remove particles adhering to the substrate. For cleaning, dilute hydrofluoric acid or ammonia water may be used in addition to pure water, and a brush may be used to improve cleaning efficiency. Further, after cleaning, it is preferable to dry the semiconductor substrate after water droplets adhering to the semiconductor substrate are removed using a spin dryer or the like.
また、本実施形態に係る研磨方法において研磨される基板としては、例えば、ダイオード、トランジスタ、化合物半導体、サーミスタ、バリスタ、サイリスタ等の個別半導体、ＤＲＡＭ（ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリー）、ＳＲＡＭ（スタティック・ランダム・アクセス・メモリー）、ＥＰＲＯＭ（イレイザブル・プログラマブル・リード・オンリー・メモリー）、マスクＲＯＭ（マスク・リード・オンリー・メモリー）、ＥＥＰＲＯＭ（エレクトリカル・イレイザブル・プログラマブル・リード・オンリー・メモリー）、フラッシュメモリー等の記憶素子、マイクロプロセッサー、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ等の理論回路素子、ＭＭＩＣ（モノリシック・マイクロウェーブ集積回路）に代表される化合物半導体等の集積回路素子、混成集積回路（ハイブリッドＩＣ）、発光ダイオード、電荷結合素子等の光電変換素子などを有する基板を適用することができる。 In addition, as a substrate to be polished in the polishing method according to the present embodiment, for example, individual semiconductors such as diodes, transistors, compound semiconductors, thermistors, varistors, thyristors, DRAMs (Dynamic Random Access Memory), SRAMs (Static)・ Random access memory), EPROM (erasable programmable read only memory), mask ROM (mask read only memory), EEPROM (electrically erasable programmable read only memory), flash memory Memory elements such as microprocessors, theoretical circuit elements such as DSPs, ASICs, etc., integrated circuit elements such as compound semiconductors such as MMICs (monolithic microwave integrated circuits), mixed circuits Integrated circuit (hybrid IC), a light emitting diode, can be applied to a substrate having such a photoelectric conversion element such as a charge coupled device.
本実施形態に係る研磨液は、上述した実施形態で述べたような、半導体基板に形成されたポリシリコン、酸化珪素、窒化珪素等の研磨に限られず、所定の配線を有する配線板に形成された酸化珪素、ガラス、窒化珪素等の無機絶縁材料、ポリシリコン、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｗ、Ｔａ、ＴａＮ、Ｃｏ、Ｒｕ等を主として含有する材料の研磨に適用することができる。 The polishing liquid according to the present embodiment is not limited to polishing of polysilicon, silicon oxide, silicon nitride, etc. formed on a semiconductor substrate as described in the above-described embodiments, but is formed on a wiring board having predetermined wiring. It can be applied to the polishing of materials mainly containing inorganic insulating materials such as silicon oxide, glass, silicon nitride, polysilicon, Al, Cu, Ti, TiN, W, Ta, TaN, Co, Ru and the like.
本実施形態に係る研磨方法で研磨された基板を備える電子部品としては、種々のものが挙げられる。電子部品としては、半導体素子だけでなく、フォトマスク・レンズ・プリズム等の光学ガラス；ＩＴＯ等の無機導電膜；ガラス及び結晶質材料で構成される光集積回路；光スイッチング素子；光導波路；光ファイバーの端面；シンチレータ等の光学用単結晶；固体レーザー単結晶；青色レーザーＬＥＤ用サファイヤ基板；ＳｉＣ、ＧａＰ、ＧａＡｓ等の半導体単結晶；磁気ディスク用ガラス基板；磁気ヘッドなどが挙げられる。これらの電子部品では、本実施形態に係る研磨液によって各層を研磨することにより、高集積化が図られると共に、優れた特性を発揮することができる。 As an electronic component including a substrate polished by the polishing method according to the present embodiment, various types can be cited. Electronic components include not only semiconductor elements but also optical glasses such as photomasks, lenses and prisms; inorganic conductive films such as ITO; optical integrated circuits composed of glass and crystalline materials; optical switching elements; optical waveguides; An optical single crystal such as a scintillator; a solid laser single crystal; a sapphire substrate for a blue laser LED; a semiconductor single crystal such as SiC, GaP, or GaAs; a glass substrate for a magnetic disk; a magnetic head. In these electronic components, by polishing each layer with the polishing liquid according to the present embodiment, high integration can be achieved and excellent characteristics can be exhibited.
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to the following Example.
＜セリア粒子の準備＞
平均粒径１３３ｎｍのセリア粒子を含む水分散液を準備した。平均粒径は、ＢＥＣＫＭＡＮ ＣＯＵＬＴＥＲ社製のサブミクロン粒子アナライザー「Ｎ５」の単分散モードを用いて測定して得られた粒径である。具体的には、セリア粒子を含む水分散液をＢＥＣＫＭＡＮ ＣＯＵＬＴＥＲ社製のサブミクロン粒子アナライザー「Ｎ５」から得られるＩｎｔｅｎｓｉｔｙ（信号の強さ）が１．０Ｅ＋４〜１．０Ｅ＋６の範囲となるように調整し（水により希釈し）２４０秒の測定を行い得られた結果を平均粒径として用いた。
<Preparation of ceria particles>
An aqueous dispersion containing ceria particles having an average particle size of 133 nm was prepared. The average particle diameter is a particle diameter obtained by measurement using a monodisperse mode of a submicron particle analyzer “N5” manufactured by BECKMAN COULTER. Specifically, the aqueous dispersion containing ceria particles is adjusted so that the intensity (signal strength) obtained from the submicron particle analyzer “N5” manufactured by BECKMAN COULTER is in the range of 1.0E + 4 to 1.0E + 6. (Diluted with water) and measured for 240 seconds were used as the average particle size.
＜ＣＭＰ用研磨液の作製＞
セリア粒子が０．２５質量％、添加剤が０．２質量％となるように、水、各種添加剤、及び、前記セリア粒子を含む水分散液の順にこれらを同一容器内に配合した後に混合してＣＭＰ用研磨液を調製した。
<Preparation of CMP polishing liquid>
After mixing these in the same container in the order of water, various additives, and an aqueous dispersion containing the ceria particles so that the ceria particles are 0.25% by mass and the additive is 0.2% by mass. Thus, a polishing slurry for CMP was prepared.
（実施例１〜７）
前記研磨液中の添加剤としてそれぞれスクロース（和光純薬工業株式会社製、和光一級、分子量：３４２．３０）、プルラン（和光純薬工業株式会社製、生化学用、重量平均分子量：５００００〜１０００００）、デキストリン水和物（和光純薬工業株式会社製、化学用）、粉末還元澱粉分解物（三菱商事フードテック株式会社、商品名：ＰＯ−１０）、高度分岐環状デキストリン（グリコ栄養食品株式会社製、商品名：Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｄｅｘｉｒｉｎ）、デキストラン（和光純薬工業株式会社製、和光一級、重量平均分子量：３２０００〜４５０００、商品名：デキストラン４００００）、デキストラン（和光純薬工業株式会社製、白血球分離用、重量平均分子量：１８００００〜２１００００、商品名：デキストラン２０００００）を用いた。
(Examples 1-7)
As additives in the polishing liquid, sucrose (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Wako first grade, molecular weight: 342.30), pullulan (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., for biochemistry, weight average molecular weight: 50,000 to 100,000) ), Dextrin hydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., for chemical use), powdered reduced starch decomposition product (Mitsubishi Corporation Foodtech Co., Ltd., trade name: PO-10), highly branched cyclic dextrin (Glyco Nutrition Foods Co., Ltd.) Manufactured, trade name: Cluster Dexirin), dextran (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Wako first grade, weight average molecular weight: 32000-45000, trade name: dextran 40000), dextran (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., for leukocyte separation) , Weight average molecular weight: 180,000-210,000, trade name: dextran 200000) It was.
（比較例１〜４）
比較例１の研磨液として、添加剤を含有しない研磨液を調製した。比較例２〜４の研磨液として、添加剤としてＤ（＋）−グルコース（和光純薬工業株式会社製、分子量：１８０．１６）、メチルセルロース（和光純薬工業株式会社製）又はヒドロキシプロピルメチルセルロース（和光純薬工業株式会社製）を含有する研磨液を調製した。
(Comparative Examples 1-4)
As the polishing liquid of Comparative Example 1, a polishing liquid containing no additive was prepared. As polishing liquids of Comparative Examples 2 to 4, D (+)-glucose (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., molecular weight: 180.16), methyl cellulose (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) or hydroxypropyl methylcellulose ( A polishing liquid containing Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was prepared.
＜ＣＭＰ用研磨液のｐＨ測定＞
調製したそれぞれのＣＭＰ用研磨液のｐＨを測定した。測定結果を表１及び表２に示す。ｐＨは、ｐＨメータとして東亜ディーケーケー株式会社製のガラス電極式水素イオン濃度指示計（型式ＨＭ−２１Ｐ）を用いて測定した。具体的には、次の手順によりｐＨを測定した。まず、フタル酸塩ｐＨ緩衝液（ｐＨ４．０１）と中性リン酸塩ｐＨ緩衝液（ｐＨ６．８６）とホウ酸塩ｐＨ緩衝液（ｐＨ９．１８）とを標準緩衝液として用いてｐＨメータを３点校正した。その後、ｐＨメータの電極を研磨液に入れて、３分間経過して安定した後の値を測定した。このとき、標準緩衝液及び研磨液の液温は、恒温槽を用いて２５℃に調整した。
<Measurement of pH of polishing liquid for CMP>
The pH of each prepared polishing liquid for CMP was measured. The measurement results are shown in Tables 1 and 2. The pH was measured using a glass electrode type hydrogen ion concentration indicator (model HM-21P) manufactured by Toa DKK Corporation as a pH meter. Specifically, the pH was measured by the following procedure. First, using a phthalate pH buffer solution (pH 4.01), a neutral phosphate pH buffer solution (pH 6.86), and a borate pH buffer solution (pH 9.18) as standard buffers, Three-point calibration was performed. Thereafter, the electrode of the pH meter was put into the polishing liquid, and the value after being stabilized after 3 minutes was measured. At this time, the temperature of the standard buffer solution and the polishing solution was adjusted to 25 ° C. using a thermostatic bath.
＜ポリシリコンの研磨＞
ＣＭＰ評価用試験ウエハとして、パターンが形成されていないブランケットウエハ（Ｂｌａｎｋｅｔウエハ）を使用した。ブランケットウエハとして、ポリシリコン膜をシリコン（Ｓｉ）基板（直径：３００ｍｍ）上に有するウエハを用いた。
<Polishing of polysilicon>
A blanket wafer (Blanket wafer) on which no pattern was formed was used as a test wafer for CMP evaluation. As a blanket wafer, a wafer having a polysilicon film on a silicon (Si) substrate (diameter: 300 mm) was used.
ＣＭＰ評価用試験ウエハの研磨には、株式会社荏原製作所製の研磨装置（型番：Ｆ−ＲＥＸ３００）を用いた。基板取り付け用の吸着パッドを貼り付けたホルダーにＣＭＰ評価用試験ウエハをセットした。研磨装置の直径６００ｍｍの研磨定盤に、多孔質ウレタン樹脂製の研磨パッド（ローム・アンド・ハース・ジャパン株式会社製、型番ＩＣ１０１０）を貼り付けた。被研磨膜であるポリシリコン膜が配置された面を下にして前記ホルダーを研磨定盤上に載せ、加工荷重を１４０ｇｆ／ｃｍ２（１３．８ｋＰａ）に設定した。 For polishing the test wafer for CMP evaluation, a polishing apparatus (model number: F-REX300) manufactured by Ebara Corporation was used. A test wafer for CMP evaluation was set in a holder to which a suction pad for attaching a substrate was attached. A polishing pad made of porous urethane resin (manufactured by Rohm and Haas Japan Co., Ltd., model number IC1010) was attached to a polishing surface plate having a diameter of 600 mm of the polishing apparatus. The holder was placed on a polishing platen with the surface on which the polysilicon film to be polished was placed facing down, and the processing load was set to 140 gf / cm 2 (13.8 kPa).
前記研磨定盤上に前記ＣＭＰ用研磨液を２００ｍＬ／ｍｉｎの速度で滴下しながら、研磨定盤とＣＭＰ評価用試験ウエハとをそれぞれ９３ｍｉｎ−１、８７ｍｉｎ−１で回転させて、ＣＭＰ評価用試験ウエハを研磨した。研磨は１５秒間行った。ＰＶＡブラシ（ポリビニルアルコールブラシ）を使用して研磨後のウエハを純水でよく洗浄した後、乾燥させた。 While the CMP polishing liquid to the polishing platen was added dropwise at a rate of 200 mL / min, the polishing plate and the CMP evaluation test wafer respectively 93min -1, rotated at 87min -1, test CMP Rating The wafer was polished. Polishing was performed for 15 seconds. The polished wafer was thoroughly washed with pure water using a PVA brush (polyvinyl alcohol brush) and then dried.
＜評価：ブランケットウエハにおけるポリシリコンの研磨速度＞
フィルメトリクス株式会社製の光干渉式膜厚測定装置（装置名：Ｆ８０）を用いて研磨前後のポリシリコン膜の膜厚を直径方向に等間隔で７５点測定し、膜厚変化量の平均値からブランケットウエハにおけるポリシリコンの研磨速度を算出した。なお、研磨速度の単位はｎｍ／ｍｉｎである。評価結果を表１及び表２に示す。
<Evaluation: Polishing speed of polysilicon in blanket wafer>
The film thickness of the polysilicon film before and after polishing is measured 75 times at equal intervals in the diameter direction using an optical interference film thickness measuring device (device name: F80) manufactured by Filmetrics Co., Ltd. From this, the polishing rate of polysilicon in the blanket wafer was calculated. The unit of the polishing rate is nm / min. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
なお、上記表中の記号は下記のとおりである。
Ａ：スクロース
Ｂ：プルラン
Ｃ：デキストリン水和物
Ｄ：ＰＯ−１０（粉末還元澱粉分解物）
Ｅ：Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｄｅｘｉｒｉｎ（高度分岐環状デキストリン）
Ｆ：デキストラン４００００（デキストラン）
Ｇ：デキストラン２０００００（デキストラン）
Ｈ：Ｄ（＋）−グルコース
Ｉ：メチルセルロース
Ｊ：ヒドロキシプロピルメチルセルロース
The symbols in the above table are as follows.
A: Sucrose B: Pullulan C: Dextrin hydrate D: PO-10 (powder reduced starch decomposition product)
E: Cluster Dexirin (highly branched cyclic dextrin)
F: Dextran 40000 (Dextran)
G: Dextran 200000 (Dextran)
H: D (+)-glucose I: Methylcellulose J: Hydroxypropylmethylcellulose
表１及び表２の結果から、スクロース、プルラン、デキストリン水和物、粉末還元澱粉分解物、高度分岐環状デキストリン、デキストランをそれぞれ用いた実施例１〜７は、いずれも、添加剤を用いていない比較例１に比べて高いポリシリコンの研磨速度を示した。また、比較例１と実施例１との対比から、重合物の重合度が２であるスクロースにおいてもポリシリコンの研磨速度を向上させる効果があることが分かる。 From the results of Table 1 and Table 2, none of Examples 1 to 7 using sucrose, pullulan, dextrin hydrate, powdered reduced starch degradation product, highly branched cyclic dextrin, and dextran, respectively. The polysilicon polishing rate was higher than that of Comparative Example 1. Further, from the comparison between Comparative Example 1 and Example 1, it can be seen that sucrose having a polymerization degree of 2 has an effect of improving the polishing rate of polysilicon.
また、表２の結果から、Ｄ（＋）−グルコースを用いた比較例２、式（Ｉ−Ａ）で表される構造単位、及び、式（Ｉ−Ｂ）で表される構造単位とは異なる構造単位を有する重合物であるメチルセルロースを用いた比較例３、及び、ヒドロキシプロピルメチルセルロースを用いた比較例４は、いずれも、添加剤を用いていない比較例１と同等又はそれ以下のポリシリコンの研磨速度を示した。 Moreover, from the result of Table 2, Comparative Example 2 using D (+)-glucose, the structural unit represented by the formula (IA), and the structural unit represented by the formula (IB) Both Comparative Example 3 using methylcellulose, which is a polymer having different structural units, and Comparative Example 4 using hydroxypropylmethylcellulose, are equivalent to or less than Comparative Example 1 in which no additive is used. The polishing rate was shown.
１…シリコン基板、２…ストッパ膜、３…酸化珪素膜、５…埋め込み部分、Ｄ…段差。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
下記式（Ｉ−Ａ）で表される構造単位、及び、下記式（Ｉ−Ｂ）で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種を有する重合物と、
水と、を含有する、研磨液。
A polymer having at least one selected from the group consisting of a structural unit represented by the following formula (IA) and a structural unit represented by the following formula (IB);
A polishing liquid containing water.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018059054A (en) * | 2016-09-29 | 2018-04-12 | 花王株式会社 | Polishing liquid composition |
| JP7575898B2 (en) | 2020-09-14 | 2024-10-30 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | Polishing composition, polishing method, and method for producing semiconductor substrate |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011216582A (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Fujifilm Corp | Polishing method and polishing liquid |
| JP2012129406A (en) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Kuraray Co Ltd | Chemical mechanical polishing method and slurry used therein |
| JPWO2011058952A1 (en) * | 2009-11-11 | 2013-04-04 | 株式会社クラレ | Chemical mechanical polishing slurry and substrate polishing method using the same |
| JPWO2012161202A1 (en) * | 2011-05-24 | 2014-07-31 | 株式会社クラレ | Chemical machine polishing erosion inhibitor, chemical mechanical polishing slurry and chemical mechanical polishing method |
-
2015
- 2015-04-09 JP JP2015079973A patent/JP2016199659A/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2011058952A1 (en) * | 2009-11-11 | 2013-04-04 | 株式会社クラレ | Chemical mechanical polishing slurry and substrate polishing method using the same |
| JP2011216582A (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Fujifilm Corp | Polishing method and polishing liquid |
| JP2012129406A (en) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Kuraray Co Ltd | Chemical mechanical polishing method and slurry used therein |
| JPWO2012161202A1 (en) * | 2011-05-24 | 2014-07-31 | 株式会社クラレ | Chemical machine polishing erosion inhibitor, chemical mechanical polishing slurry and chemical mechanical polishing method |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018059054A (en) * | 2016-09-29 | 2018-04-12 | 花王株式会社 | Polishing liquid composition |
| JP7575898B2 (en) | 2020-09-14 | 2024-10-30 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | Polishing composition, polishing method, and method for producing semiconductor substrate |
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