专利名称：研磨用组合物以及使用其的研磨方法
技术领域：
本发明涉及主要在对硅单晶、无定形硅、多晶硅等单体硅以及氮化硅、氧化硅等硅 化合物等的硅材料进行研磨的用途中使用的研磨用组合物以及使用该研磨用组合物的研 磨方法。
背景技术：
例如在半导体装置的制造工序中，有时会进行用于除去硅单晶、无定形硅、多晶硅 等单体硅的至少一部分的研磨。这种研磨通常使用碱性的研磨用组合物进行(例如参照专 利文献1、2)。但是，以往已知的研磨用组合物的多数并不能够以使用者十分满意的高的除 去速度对单体硅进行研磨。另外，当将单体硅与氮化硅、氧化硅等硅化合物同时研磨等时，优选使用中性或酸 性的研磨用组合物。但是，使用以往已知的中性或酸性研磨用组合物时，难以以使用者十分 满意的高的除去速度对单体硅进行研磨。作为本发明涉及的现有技术文献，不仅可举出上述专利文献1、2，还可举出专利文 献3 6。专利文献1 日本特表2002-525383号公报专利文献2 日本特开平7149600号公报专利文献3 日本特开2001-031951号公报专利文献4 日本特开2006-060205号公报专利文献5 日本特开平11-3(^633号公报专利文献6 日本特开2004-266155号公报
发明内容
因此，本发明的目的在于提供可适用于研磨单体硅以及硅化合物等硅材料的用途 的研磨用组合物以及使用该研磨用组合物的研磨方法。为了达成上述目的，本发明的第1方式提供含有含氮化合物和磨料、PH为1 7的 研磨用组合物。第1方式所涉及的研磨用组合物中所含的含氮化合物优选具有通式⑴ R1-N(-R2)-R3(其中，R1、R2、R3分别表示烷基或者在烷基上附加特性基团得到的基团，R1 R3中的2个可以构成杂环的一部分，R1 R3中的2个还可以相同并与剩余的1个一起构成 杂环的一部分)所示的结构。具有上述通式⑴所示结构的化合物优选具有通式(2) #-则-旳-((= 0)_R4(其中，R1、R2、R4分别表示烷基或者在烷基上附加特性基团得到的基团，R1或R2可以 与R4—起构成杂环的一部分)所示的结构，或者为氨基酸型两性表面活性剂或者为胺型非 离子表面活性剂。或者第1方式的研磨用组合物中所含的含氮化合物优选为羧基甜菜碱型两性表面活性剂、磺基甜菜碱型两性表面活性剂、咪唑啉型两性表面活性剂和氧化胺型两性表面 活性剂中的任一种。本发明的第2方式提供含有水溶性高分子和磨料、不含氧化剂、pH为1 8的研 磨用组合物。第2方式的研磨用组合物中所含的水溶性高分子优选为多糖、聚羧酸、聚羧酸酰 胺、聚羧酸酯、聚羧酸盐、聚磺酸和乙烯基系聚合物中的任一种。本发明的第3方式提供以使用上述第1或第2方式的研磨用组合物研磨硅材料为 特征的研磨方法。
具体实施例方式第1实施方式以下说明本发明的第1实施方式。本实施方式的研磨用组合物通过将含氮化合物和磨料与根据需要的pH调节剂以 及PH缓冲剂一起混合于水中，使得pH达到1 7的范围内而制造。因此，研磨用组合物含 有含氮化合物、磨料和水，根据需要进一步含有PH调节剂和pH缓冲剂。本实施方式的研磨用组合物在研磨硅材料、即硅单晶、无定形硅、多晶硅等单体硅 和氮化硅、氧化硅等硅化合物的用途中使用，更具体地，主要在例如研磨单晶硅基板等硅基 板的用途、或者研磨形成于硅基板上的无定形硅膜、多晶硅膜等单体硅膜或者氮化硅膜、氧 化硅膜等硅化合物膜的用途中使用。硅化合物膜包含相对介电常数为3以下的低介电常数 膜。含氮化合物具体地可举出胺类、酰胺类、亚胺类、酰亚胺类、脲类、铵类、季铵类、氨 基酸类、氨基磺酸类、氨基膦酸类。胺类和酰胺类根据氮原子上的取代基数分为伯、仲、叔 级。伯胺包括甲基胺、乙基胺、丁基胺、乙二胺、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸等，仲胺包括哌嗪、 哌啶、吗啉、N-甲基甘氨酸等，叔胺包括甲基哌啶、乙基哌啶、甲基吡咯烷、N，N-二甲基乙酰 胺、N，N-二乙基乙酰胺等。作为研磨用组合物中所含的含氮化合物优选使用的是具有通式(1) =R1-N(^2)-R3 所示结构的化合物。通式(1)中，R1、! 2、R3分别表示烷基或者在烷基上附加特性基团得到 的基团。R1 R3中的2个可以构成杂环的一部分，还可以是R1 R3中的2个相同并与剩余 1个一起构成杂环的一部分。作为附加于烷基的特性基团，例如可举出卤素、羟基、氨基、亚 氨基、N-氧化物、N-羟基、胼、硝基、亚硝基、偶氮、重氮基、叠氮、氧基、环氧基、氧代、羰基、 苯基、膦基、硫代、S-氧化物、thioxy。具有通式(1)所示结构的化合物中，作为R1 R3中 的2个构成杂环的一部分的化合物的具体例子，可举出甲基哌啶、乙基哌啶等哌啶类及其 类似化合物、甲基吡咯烷等吡咯烷类及其类似化合物、甲基吡咯等吡咯及其类似化合物、甲 基吗啉等吗啉类及其类似化合物、甲基哌嗪、二甲基哌嗪等哌嗪类及其类似化合物、六亚甲 基四胺及其类似化合物。另外作为R1 R3中的2个相同并与剩余1个一起构成杂环一部 分的化合物的具体例子，可举出咪唑、卩比唑、三唑、四唑、噻唑、异噻唑、11恶唑、异喝唑、吡啶、 吡嗪、嘧啶、哒嗪以及它们的类似化合物。要说明的是，这里所说的类似化合物均包含衍生 物。具有通式⑴所示结构的化合物中，具有通式(2) ！^-则-旳-以=0)_R4所示结构的化合物特别优选用作研磨用组合物中所含的含氮化合物。通式O)中，R1、! 2、R4分别 表示烷基或者在烷基上附加特性基团得到的基团。R1或R2可以与R4 —起构成杂环的一部 分。附加在烷基上的特性基团的具体例子如上所述。作为具有通式(2)所示结构的化合 物的具体例子，可举出N，N-二甲基乙酰胺、1-甲基-2-吡咯烷酮、N, N-二甲基丙烯酰胺、 1-乙烯基-2-吡咯烷酮、N, N- 二甲基乙酰乙酰胺、N, N- 二乙基丙烯酰胺、N-月桂酰基肌 氨酸钠水合物、1-(2-羟基乙基)-2-吡咯烷酮、N-油酰肌氨酸、1-环己基-2-吡咯烷酮、 N-苯基马来酰亚胺、N-乙烯基-ε -己内酰胺、N-月桂酰基肌氨酸、1-正辛基-2-吡咯烷 酮、N-乙酰乙酰基吗啉、N-(2-乙基己基)-5-降冰片烯_2，3-二羧基酰亚胺、1，3，5-三丙 烯酰基六氢-1，3，5-三嗪、4-丙烯酰基吗啉、N, N- 二乙基乙酰乙酰胺、N-乙酰基-ε -己 内酰胺、N-邻苯二甲酰基甘氨酸、4，4’ -双马来酰亚胺二苯基甲烷、N，N-二甲基丙酰胺、 4-乙酰基吗啉、N-羟基甲基邻苯二甲酰亚胺、N，N- 二乙基十二烷酰胺、N，N’ -1,3-亚苯基 二马来酰亚胺、N，N-二乙基乙酰胺、Ν-(2-羟基乙基)邻苯二甲酰亚胺、1，3-二甲基巴比妥 酸、N-乙氧羰基(carboethoxy)邻苯二甲酰亚胺、7_ (2_羟基乙基)茶碱、N-甲基-ε -己 内酰胺、双(3-乙基-5-甲基-4-马来酰亚胺苯基)甲烷、肌酸酐、1-乙酰基-4-(4-羟基 苯基)哌嗪、N，N-二乙基氯乙酰胺、N-(2-溴乙基)邻苯二甲酰亚胺、1-乙基-2，3-二氧 代哌嗪、1-乙基-2-吡咯烷酮、重氮烷基脲(diazolidinyl urea)、N_(3_溴丙基)邻苯二 甲酰亚胺、双(N，N-二甲基乙酰胺)三氢溴酸盐、N-甲基马来酰亚胺、3，，6，-双(二乙基 氨基)-2-(4-硝基苯基)螺[异吲哚_1，9’ -咕吨]-3-酮、青霉素G钾、N，N-二乙基丙酰 胺、N-月桂酰基肌氨酸钠水合物、氯美扎酮、N-甲基-4-硝基邻苯二甲酰亚胺、6-氨基青 霉烷酸、邻苯二甲酰亚胺丙酮、N-乙酰基邻苯二甲酰亚胺、3-苄基绕丹酸、3-乙基绕丹酸、 N，N，N，，N，-四乙酰基乙二胺、3-烯丙基绕丹酸、N-环己基马来酰亚胺、N- (2,4,6-三氯苯 基)马来酰亚胺、头孢氨苄、N-甲基邻苯二甲酰亚胺、邻苯二甲酰亚胺DBU、2-邻苯二甲酰亚 胺乙醛二乙基缩醛、二氯丙烯胺(dichlormid)、N- 丁基邻苯二甲酰亚胺、氨苄青霉素、4-乙 基-2，3- 二氧代-1-哌嗪碳酰氯、绕丹酸-3-乙酸、N-乙基马来酰亚胺、N-苄基邻苯二甲 酰亚胺、3，4，5，6-四氟-N-甲基邻苯二甲酰亚胺、头孢唑啉钠、1-乙酰基-4-哌啶酮、N-乙 基丁二酰亚胺、阿莫西林、N-(溴甲基)邻苯二甲酰亚胺、4-硝基-N-苯基邻苯二甲酰亚胺、 1-乙酰基哌啶、1-乙酰基哌嗪、7-氨基去乙酰氧基头孢烷酸、1-(3-羟基丙基)-2-吡咯烷 酮、4-氨基-N-甲基邻苯二甲酰亚胺、N，N，N’，N’ -四甲基丙二酰胺、1-乙酰基-2-吡咯烷 酮、N- (4-溴丁基)邻苯二甲酰亚胺、1- 丁基-2-吡咯烷酮、三氯乙酰异氰酸酯、头孢氨噻肟 钠、头孢曲松二钠(ceftriaxone disodium)、N，N_二乙基氨基甲酰基甲基膦酸二丁基酯、邻 苯二甲酰基-DL-谷氨酸、2-丁基-1，3-二氮杂螺[4.4]壬-1-烯-4-酮盐酸、头孢他啶、 N，N’，N”，N”’ -四乙酰基甘脲、苯唑西林钠、1-乙酰基-2-咪唑啉酮、2-氧代-1-吡咯烷乙 酸甲酯、2-氰基-N，N- 二甲基乙酰胺、盐酸洛哌丁胺、N-苄基马来酰亚胺、绕丹酸-3-丙酸、 N-邻苯二甲酰基-DL-谷氨酸、(+) -N, N，N’，N’ -四甲基-L-酒石酸二酰胺、N- (4-氯苯基) 邻苯二甲酰亚胺、(邻苯二甲酰亚胺甲基)膦酸二乙基酯、(_)-N，N，N’，N’ -四甲基-D-酒 石酸二酰胺、7-氨基头孢烷酸(7-aminoc印halosporanic acid)、N-(4-溴苯基)邻苯二 甲酰亚胺、N，N-二甲基甲基丙烯酰胺、1-苄基-5-苯基巴比妥酸、胡椒碱、托品酰胺、卡托 普利、N，N’ - 二乙酰基甘氨酸、N-乙烯基邻苯二甲酰亚胺、邻苯二甲酰亚胺丙二酸二乙酯、 (R)-N-缩水甘油基邻苯二甲酰亚胺、( -N-缩水甘油基邻苯二甲酰亚胺、N-邻苯二甲酰基-L-苯基丙氨酸、邻苯二甲酰基-DL-丙氨酸、1，3，4，6-四-0-乙酰基-2-脱氧-2-邻苯 二甲酰亚胺-β -D-吡喃葡萄糖、N, N，N’，N’ -四乙基丙二酰胺、N, N, N’，N’ -四丙基丙二 酰胺、N，N, N’，N’ -四丁基丙二酰胺、N，N, N’，N’ -四戊基丙二酰胺、N-氯甲基邻苯二甲酰 亚胺、氯唑西林钠、N-(4-硝基苯基)马来酰亚胺、Ν，Ν’-1，4-亚苯基二马来酰亚胺、1，5_ 二 甲基-2-哌啶酮、L-丙氨酰-L-脯氨酸、N-癸酰基肌氨酸钠、N-邻苯二甲酰基-L-谷氨酸、 1- [ (2S) -3-(乙酰基硫代)-2-甲基丙酰基]-L-脯氨酸、N, N- 二乙基氨基甲酰基亚甲基膦 酸二己酯、(S) - (+) -2-羟基-4-邻苯二甲酰亚胺丁酸、2-溴-2-氰基-N，N- 二甲基乙酰胺、 1-乙酰基吡咯烷、N-甲基双(三氟乙酰胺)、青霉素G钠、格列喹酮、1，3_ 二甲基-2-硫代乙 内酰脲、3-(Ν-乙酰基-N-甲基氨基)吡咯烷、赖诺普利、反式-1-甲基-4-羧基-5-(3-吡啶 基)-2-吡咯烷酮、N- (3- 丁烯-1-基)邻苯二甲酰亚胺、(R)-㈠-4-苄基-3-丙酰基-2-喁 唑烷酮、(S) - (+) -4-苄基-3-丙酰基-2-喝唑烷酮、NAM、哌拉西林钠、N-溴甲基_2，3- 二氯 马来酰亚胺、4-甲氧基苯基3，4，6-三-0-乙酰基-2-脱氧-2-邻苯二甲酰亚胺-β -D-吡 喃葡糖苷、1，3- 二环己基巴比妥酸、甘氨酰肌氨酸、(S) - (+) -4-异丙基-3-丙酰基-2- ”恶唑 烷酮、(R)-(-)-4-异丙基-3-丙酰基-2- Ρ恶唑烷酮、酮康唑、N-氯甲基-4-硝基邻苯二甲 酰亚胺、3-(N-乙酰基-N-乙基氨基)吡咯烷、4，4，，4”_三(4，5-二氯邻苯二甲酰亚胺)三 苯甲基溴、4-甲氧基苯基4，6-0-亚苄基-2-脱氧-2-邻苯二甲酰亚胺- β -D-吡喃葡萄糖 苷、4-甲氧基苯基3-0-烯丙基-4，6-0-亚苄基-2-脱氧-2-邻苯二甲酰亚胺- β -D-吡喃 葡萄糖苷、甲基3，4，6-三-0-乙酰基-2-脱氧-2-邻苯二甲酰亚胺-1-硫代-β -D-吡喃葡 萄糖苷、4-甲氧基苯基3-0-苄基-4，6-0-亚苄基-2-脱氧-2-邻苯二甲酰亚胺-β -D-吡 喃葡萄糖苷、甘氨酰-L-脯氨酸、酒石酸麦角胺、3-丙烯酰基-2- 〃恶唑烷酮、N-(8-羟基辛 基)邻苯二甲酰亚胺、(R)-I-乙酰基-3-吡咯烷醇、甲磺酸二氢麦角胺、3-马来酰亚胺丙 酸、N-(l-芘基)马来酰亚胺、3-马来酰亚胺苯甲酸N- 丁二酰亚胺酯、酒石酸二氢麦角胺、 4-马来酰亚胺丁酸N- 丁二酰亚胺酯、3-马来酰亚胺丙酸N- 丁二酰亚胺酯、6-马来酰亚胺 己酸N-丁二酰亚胺酯、1，2_双(马来酰亚胺)乙烷、1，6_双马来酰亚胺己烷、Ν-(4-氨基苯 基)马来酰亚胺、N-乙基-Ν44-吡啶甲基)阿托胺、Ν44-(2-苯并咪唑)苯基]马来酰亚 胺、(lR，2R)-2-(蒽_2，3_二羧基酰亚胺)环己烷羧酸、(1S，2 -2-(蒽-2，3-二羧基酰亚 胺)环己烷羧酸、(lR，2R)-2-(萘-2，3-二羧基酰亚胺)环己烷羧酸、(lS，2Q-2-(萘-2， 3- 二羧基酰亚胺)环己烷羧酸、6，7-亚甲二氧基-4-甲基-3-马来酰亚胺香豆素、2，4，7， 8，9-五-0-乙酰基-N-乙酰基神经氨酸甲酯、GlcNPhth [346Ac] β (1_3) Gal [246Βη] - β-MP、 Gal [2346Ac] β (1-3) GlcNPhth [46Bzd] - β -MP,4-甲氧基苯基 3_0_ 苄基-2-脱氧-2-邻苯 二甲酰亚胺-β -D-吡喃葡萄糖苷、4-甲氧基苯基-3，6- 二 -0-苄基-2-脱氧-2-邻苯二甲 酰亚胺-β -D-吡喃葡萄糖苷、4-甲氧基苯基4-0-乙酰基-3，6- 二 -0-苄基-2-脱氧-2-邻 苯二甲酰亚胺-β -D-吡喃葡萄糖苷、1，3- 二甲基-2-咪唑啉酮、1-(羟基甲基)-5，5- 二甲 基乙内酰脲、N-(环己基硫代)邻苯二甲酰亚胺、1，3_ 二甲基-3，4，5，6-四氢-2(1Η)_嘧 啶酮、N-羟基邻苯二甲酰亚胺、四甲基脲、N-氯邻苯二甲酰亚胺、3-(4-氯苯基)-1，1- 二 甲基脲、3-(3，4-二氯苯基)-1，1_ 二甲基脲、1，3_ 二甲基巴比妥酸、3-甲基-2-喁唑烷酮、 7-(2-羟基乙基)茶碱、1-哌嗪羧酸乙酯、N-苄氧羰氧基丁二酰亚胺、1，3_ 二甲基-5-吡 唑啉酮、重氮烷基咪唑脲、1，1-二甲基脲、1，1，3，3-四乙基脲、1-乙氧基羰基-4-哌啶 酮、1-烯丙基乙内酰脲、1-苄基-5-乙氧基乙内酰脲、1-甲基乙内酰脲、N-(叔丁氧基羰
6基)-L-脯氨酸、N-苄氧羰基-L-脯氨酸、N-[(9H-芴-9-基甲氧基)羰基]_L_脯氨酸、
1-丁基乙内酰脲、顺式-1，3- 二苄基-2-氧代-4，5-咪唑烷二羧酸、N- (2-氯苄基氧基羰氧 基)丁二酰亚胺、1-十二烷基乙内酰脲、4-氯-1-哌啶羧酸乙酯、1，1_ 二乙基脲、Ν，Ν，0-三 乙酰基羟基胺、4-羟基-1-哌啶羧酸乙酯、1-苄基乙内酰脲、4-氨基-1-哌啶羧酸乙基酯、
3-甲磺酰基-2-氧代-1-咪唑烷羰基氯、碳酸2-溴苄基丁二酰亚胺酯、N-溴邻苯二甲酰 亚胺、碳酸9-芴甲基N-丁二酰亚胺酯、1，3，4，6_四(甲氧基甲基)甘脲、2-氧代-1-咪 唑烷羰基氯、克菌丹(Captan)U-十六烷基乙内酰脲、1，1，3，3_四丁基脲、N-氨基邻苯二 甲酰亚胺、N，N’ -二甲氧基-N，N’ - 二甲基草酰胺、溴新斯的明、1-苄氧羰基哌嗪、N-烯丙 氧基邻苯二甲酰亚胺、1-(叔丁氧基羰基)-4-哌啶酮、1，1- 二甲基-3-[3-(三氟甲基)苯 基]脲、柠檬酸二乙基乙胺嗪、N，N’，N”，N”’ -四乙酰基甘脲、1_(叔丁氧基羰基)-4-羟基 哌啶、1，5，5_三甲基乙内酰脲、1-乙酰基-2-咪唑烷酮、甲基硫酸新斯的明、碳酸二(N-丁 二酰亚胺基)酯、N-甲氧基-N-甲基乙酰胺、1，1’_(偶氮二羰基)二哌啶、(-)_噻唑烷_3，
4-二羧酸3-乙基酯、N-(叔丁氧基羰基)-L-脯氨醇、乙氧基羰基异硫氰酸酯、2-氯-N-甲 氧基-N-甲基乙酰胺、N-(l，2，2，2-四氯乙氧基羰基氧基)丁二酰亚胺、N-(苯基硫代)邻 苯二甲酰亚胺、溴吡斯的明(pyridostigmine bromide)、1-苄基-5-苯基巴比妥酸、N-苄 氧羰基-D-脯氨酸、N-(叔丁氧基羰基)-D-脯氨酸、N-(叔丁氧基羰基)-L-4-羟基脯氨酸、
2-(5-降冰片烯-2，3-二羧基酰亚胺)-1，1，3，3-四甲基脲四氟硼酸盐、1-(叔丁氧基羰基) 哌嗪、(3S) -2-CBZ-1，2，3,4-四氢异喹啉_3_羧酸、N-苄氧羰基-L-脯氨酸叔丁基酯、N-羟 基-4-硝基邻苯二甲酰亚胺、N-甲氧基二乙酰胺、(S)-(-)-3-叔丁氧基羰基-4-甲氧基羰 基-2，2-二甲基-1，3-喝唑烷、N-[(9H-芴-9-基甲氧基)羰基]-D-脯氨酸、N-(叔丁氧基 羰基)-0-苄基-L-丝氨酸N- 丁二酰亚胺酯、1-(叔丁氧基羰基)异哌啶酸、N，N，N’，N’ -四 甲基-0-(N- 丁二酰亚胺基)脲四氟硼酸盐、4-氨基-1-叔丁氧基羰基哌啶、碳酸叔丁基邻 苯二甲酰亚胺、3-(N-叔丁氧基羰基-N-甲基氨基)吡咯烷、N-[2-(三甲基甲硅烷基)乙 氧基羰基氧基]丁二酰亚胺、N-(叔丁氧基羰基)-D-脯氨醇、1-(叔丁氧基羰基)-4-哌啶 甲醇、(S)-(+)-4-苄基-3-丙酰基-2-Ρ恶唑烷酮、(S)-1-(叔丁氧基羰基)-3-吡咯烷醇、 (R)-1-(叔丁氧基羰基)-3-吡咯烷醇、1，3- 二环己基巴比妥酸、(R) - (-) -4-苄基-3-丙酰 基-2-喝唑烷酮、1，1’_偶氮双(N，N-二甲基甲酰胺)、(S)-(+)-4-异丙基-3-丙酰基-2-喁 唑烷酮、三(苄氧羰基)_L-精氨酸、(N-甲氧基-N-甲基氨基甲酰基甲基)膦酸二乙酯、 (R) - (“) -4-异丙基-3-丙酰基-2- 〃恶唑烷酮、(3R) - (+)-1-(叔丁氧基羰基)-3-氨基吡咯 烷、(3 -(-)-1-(叔丁氧基羰基)-3-氨基吡咯烷、(N-甲氧基-N-甲基氨基甲酰基甲基) 膦酸二苯酯、N-氨基丁二酰亚胺盐酸、4-硝基苯基乙酸N- 丁二酰亚胺酯、1_(叔丁氧基羰 基)-3-羟基氮杂环丁烷、( - (-) -3-(叔丁氧基羰基)-4-甲酰基-2，2- 二甲基-1，3-喝 唑烷、3，3’_ 二硫代二丙酸二(N-丁二酰亚胺基)酯、S-乙酰基巯基乙酸N-丁二酰亚胺酯、
3-丙烯酰基-2-〃恶唑烷酮、N-(二乙基氨基甲酰基)-N-甲氧基甲酰胺、6-(2，4-二硝基苯 胺基)己酸N- 丁二酰亚胺酯、3-马来酰亚胺苯甲酸N- 丁二酰亚胺酯、(2S、4R)-1-(叔丁氧 基羰基)-4-氟-2-吡咯烷羧酸、(2S.4S)-1-(叔丁氧基羰基)-4-氟-2-吡咯烷羧酸、4-马 来酰亚胺丁酸N- 丁二酰亚胺酯、3-马来酰亚胺丙酸N- 丁二酰亚胺酯、6-马来酰亚胺己酸 N- 丁二酰亚胺酯、D-生物素N- 丁二酰亚胺酯、4-[3，5- 二甲基-4-(4-硝基苄基氧基)苯 基]-4-氧代丁酸丁二酰亚胺酯、(幻-1_(叔丁氧基羰基)-2-氮杂环丁烷甲醇、(R)-l_(叔
7丁氧基羰基)-2-氮杂环丁烷甲醇、N-叔丁氧基羰基-N-[3_(叔丁氧基羰基氨基)丙基]甘 氨酸、盐酸依立替康、6-[ [7- (N, N- 二甲基氨基磺酰基)_2，1，3-苯并〃恶二唑-4-基]氨基] 己酸丁二酰亚胺酯、OR)-6-(四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2，5，7，8-四甲基色烷-2-羧 酸丁二酰亚胺酯、苯基N-苄基-2-氨基-4，6-0-亚苄基-2-N，3-0-羰基-2-脱氧-1-硫 代-β-D-吡喃葡萄糖苷。研磨用组合物含有具有通式(2)所示结构的化合物时，研磨用组 合物中的其含量优选为0. 05摩尔/L左右。作为研磨用组合物中所含的含氮化合物，特别优选具有通式(2)所示结构的化合 物的原因在于这些化合物大致为中性。当所使用的含氮化合物大致为中性时，即使不加入 大量的酸，也可容易地将研磨用组合物的PH调节至7以下。与此相对，当所使用的含氮化 合物为强碱性时，为了将研磨用组合物的PH调节至7以下，有时需要加入大量的酸。大量 酸的使用会导致研磨用组合物中的磨料的凝集。在具有通式(1)所示结构的化合物中，作为研磨用组合物中所含的含氮化合物还 可特别优选地使用氨基酸型两性表面活性剂和胺型非离子表面活性剂。作为氨基酸型两性 表面活性剂的具体例子，例如可举出烷基氨基单丙酸、烷基氨基二丙酸、烷基酰胺肌氨酸。 作为胺型非离子表面活性剂的具体例子，例如可举出聚氧乙烯烷基氨基醚、烷基二乙醇胺、 聚氧乙烯烷基胺、附加了聚氧丙烯和聚氧乙烯的烷基胺、Ν，Ν’，Ν’_三(2-羟基乙基)-N-烷 基-1，3-二氨基丙烷。当研磨用组合物含有氨基酸型两性表面活性剂时，优选研磨用组合 物中的其含量为0. 002 0. 20g/L。当研磨用组合物含有胺型非离子表面活性剂时，优选研 磨用组合物中的其含量为0. 002 lg/L。另外，除了具有上述通式(1)所示结构的化合物之外，作为研磨用组合物中所含 的含氮化合物也可优选使用羧基甜菜碱型两性表面活性剂、磺基甜菜碱型两性表面活性 剂、咪唑啉型两性表面活性剂、氧化胺型两性表面活性剂。作为羧基甜菜碱型两性表面活性 剂的具体例子，例如可举出烷基二甲基氨基乙酸甜菜碱(别名烷基甜菜碱)、烷基酰胺丙 基二甲基氨基乙酸甜菜碱(别名烷基酰胺丙基甜菜碱)。作为磺基甜菜碱型两性表面活性 剂的具体例子，例如可举出烷基羟基磺基甜菜碱。作为咪唑啉型两性表面活性剂的具体例 子，例如可举出2-烷基-N-羧基甲基-N-羟基乙基咪唑啉甜菜碱、2-高级脂肪酸-N’ -羧 基甲基-N’-羟基乙基乙二胺。作为氧化胺型两性表面活性剂的具体例子，例如可举出烷基 二甲基氧化胺、高级脂肪酸酰胺丙基二甲基胺氧化物。当研磨用组合物含有这些两性表面 活性剂的任一种时，优选研磨用组合物中的其含量为0. 002 0. 20g/L。对研磨用组合物中所含的上述磨料的种类并无特别限定，例如可使用二氧化硅、 氧化铝、氧化锆、氧化铈。在研磨硅材料的用途中使用研磨用组合物时可优选使用的是二氧 化硅，其中特别优选胶态二氧化硅或热解法二氧化硅。当使用二氧化硅、特别是其中的胶 态二氧化硅或热解法二氧化硅作为磨料时，利用研磨用组合物的硅材料的研磨速度大大提 尚ο优选研磨用组合物中所含磨料的平均二次粒径为5nm以上、更优选为IOnm以上。 随着平均二次粒径增大，利用研磨用组合物的硅材料的研磨速度提高。在此方面，当磨料的 平均二次粒径为5nm以上、进一步为IOnm以上时，可以容易地将利用研磨用组合物的硅材 料的研磨速度提高至实用上特别优选的水平。另外，优选研磨用组合物中所含磨料的平均二次粒径为250nm以下、更优选为200nm以下。随着平均二次粒径减小，磨料在研磨用组合物中的分散性提高。在此方面，当 磨料的平均二次粒径为250nm以下、进一步为200nm以下时，可以容易地将磨料在研磨用组 合物中的分散性提高至实用上特别优选的水平。研磨用组合物中的磨料的含量优选为1质量％以上、更优选为3质量％以上。随 着磨料的含量增多，则利用研磨用组合物的硅材料的研磨速度提高。在此方面，当研磨用组 合物中的磨料含量为1质量％以上、进一步为3质量％以上时，可以容易地将利用研磨用组 合物的硅材料的研磨速度提高至实用上特别优选的水平。另外，研磨用组合物中的磨料的含量优选为25质量％以下、更优选为20质量％以 下。随着磨料的含量减少，磨料在研磨用组合物中的分散性提高。在此方面，当研磨用组合 物中的磨料含量为25质量％以下、进一步为20质量％以下时，可以容易地将磨料在研磨用 组合物中的分散性提高至实用上特别优选的水平。对研磨用组合物中根据需要含有的上述pH调节剂并无特别限定，为了使研磨用 组合物的PH达到1 7之间的所需值，可以使用适当量的任一种酸或碱。同样，对研磨用组 合物中根据需要含有的上述PH缓冲剂也无特别限定，为了获得所需的缓冲作用，可以使用 适当量的任一种盐。作为PH调节剂或者pH缓冲剂，优选避免使用如硝酸、硝酸盐等具有氧 化作用的物质、即氧化剂。不限于硝酸以及硝酸盐，当在研磨用组合物中含有过氧化氢等过 氧化物、氢碘酸盐、高碘酸盐、次氯酸盐、亚氯酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、过硫酸盐、重铬酸盐、 高锰酸盐、臭氧水、二价的银盐以及三价的铁盐等氧化剂时，由于在研磨中的硅材料表面上 形成氧化膜，因此利用研磨用组合物的硅材料的研磨速度有可能会降低。作为PH调节剂可 优选使用的酸，例如可举出硫酸、盐酸、磷酸等无机酸，乙酸、乙醇酸、苹果酸、酒石酸、柠檬 酸、乳酸、α-丙氨酸、甘氨酸等有机酸。另外，作为pH调节剂可优选使用的碱剂例如可举 出氢氧化铵、氢氧化四甲基铵、氢氧化钠、氢氧化钾等。通过本实施方式可获得以下优点。·通过使用本实施方式的研磨用组合物，能够以高的除去速度对单体硅以及硅化 合物等硅材料进行研磨。因此，本实施方式的研磨用组合物不仅可优选用于研磨硅材料的 用途、具体的说单独研磨单体硅或硅化合物的用途，还可适用于同时研磨单体硅和硅化合 物的用途。通过本实施方式的研磨用组合物能够以高的除去速度实现硅材料的研磨的理由 还不十分清楚，但推测由于存在于研磨用组合物中所含含氮化合物的氮原子的非共有电子 对具有高的供电子性，因此在中性 酸性的区域内发挥相对于硅材料的高反应性。该非共 有电子对的供电子性在含氮化合物具有上述通式(1)所示结构时特别增强。第2实施方式以下说明本发明的第2实施方式。第2实施方式的研磨用组合物通过将水溶性高分子和磨料与根据需要的pH调节 剂和PH缓冲剂一起混合在水中，使pH达到1 8的范围内而制造。因此，研磨用组合物含 有水溶性高分子、磨料和水，根据需要含有PH调节剂和pH缓冲剂。S卩，第2实施方式的研 磨用组合物仅在含有水溶性高分子代替含氮化合物方面以及PH不是1 7而是1 8的 范围的方面与第1实施方式的研磨用组合物不同。作为研磨用组合物中所含的上述水溶性高分子，例如可举出藻酸、果胶酸、羧甲基 纤维素、淀粉、琼脂、凝胶多糖、支链淀粉等多糖；聚天冬氨酸、聚谷氨酸、聚赖氨酸、聚苹果酸、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸铵盐、聚甲基丙烯酸钠盐、聚马来酸、聚衣康酸、聚富马酸、 聚(对苯乙烯羧酸)、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、氨基聚丙烯酰胺、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙 酯、聚丙烯酸铵盐、聚丙烯酸钠盐、聚酰胺酸、聚酰胺酸铵盐、聚酰胺酸钠盐、聚乙醛酸等聚 羧酸、聚羧酸酰胺、聚羧酸酯或聚羧酸盐；聚苯乙烯磺酸等聚磺酸；聚乙烯醇、聚乙烯吡啶、 聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯醛等乙烯基系聚合物。为了防止被研磨的硅材料被碱金属、碱土金 属或卤化物污染，优选分子中不含碱金属、碱土金属或卤元素的水溶性高分子。研磨用组合 物中的水溶性高分子的含量优选为0. 1 5. Og/L。通过第2实施方式可获得以下的优点。·通过使用第2实施方式的研磨用组合物，能够以高的除去速度研磨单体硅。因 此，第2实施方式的研磨用组合物可适用于研磨单体硅的用途。通过第2实施方式的研磨 用组合物能够以高的除去速度实现硅单体的研磨的理由还不十分清楚，但推测是由于硅单 体的表面被研磨用组合物中所含的水溶性高分子改性所导致的。 与第1实施方式的研磨用组合物同样，利用第2实施方式的研磨用组合物的单体 硅的研磨速度也由于氧化剂的存在有降低的可能。此点由于第2实施方式的研磨用组合物 不含氧化剂，因此可以避免由于氧化剂所导致的硅材料的研磨速度降低。上述第1和第2实施方式还可如下改变。·第1实施方式的研磨用组合物可以含两种以上的含氮化合物。·第2实施方式的研磨用组合物可以含两种以上的水溶性高分子。 第1和第2实施方式的研磨用组合物可分别含有两种以上的磨料。·第1实施方式的研磨用组合物还可以含有含氮化合物、磨料和水以外的成分，例 如可根据需要添加螯合剂、水溶性高分子、表面活性剂、防腐剂、防霉剂、防锈剂等添加剂。·第2实施方式的研磨用组合物还可以含有水溶性高分子、磨料和水以外的成分， 例如可根据需要添加螯合剂、表面活性剂、防腐剂、防霉剂、防锈剂等添加剂。 第1和第2实施方式的研磨用组合物可通过分别用水稀释研磨用组合物的原液 进行调制。接着，举出实施例和比较例更具体地说明本发明。实施例1 21和参考例1 5中，将含氮化合物和磨料与根据需要的pH调节剂 一起混合至水中，调制研磨用组合物。比较例1 5中，将磨料与根据需要的pH调节剂一 起混合至水中，调制研磨用组合物。将各例的研磨用组合物中的含氮化合物的详细情况以 及测定各例研磨用组合物的PH的结果示于表1。予以说明，各例中所用的磨料是平均二次 粒径为30nm的胶态二氧化硅，研磨用组合物中的胶态二氧化硅含量均为5质量％。另外， 各例所用的PH调节剂为乙酸或氢氧化钾。使用各例的研磨用组合物，在表2所示的条件下研磨直径为200mm的带多晶硅膜 的基板的表面。用使用大日本7 ” U— >制造株式会社的光干涉式膜厚测定装置“，A夕' 工一 7 VM-203(T’测定的研磨前后各基板的厚度差除以研磨时间，求得多晶硅研磨速度。使 利用实施例4的研磨用组合物的多晶硅研磨速度为100，用相对值表示此时的利用各例研 磨用组合物的多晶硅研磨速度，将其示于表1的“多晶硅研磨速度”栏。使用一部分的各例的研磨用组合物，在表2所示条件下研磨直径为200mm的带氮 化硅膜的基板的表面。用使用光干涉式膜厚测定装置“，A夕一 7 VM-2030”测定的研磨前后各基板的厚度差除以研磨时间，求得氮化硅研磨速度。使利用实施例4的研磨用组合 物的氮化硅研磨速度为100，用相对值表示此时的利用各例研磨用组合物的氮化硅研磨速 度，将其示于表1的“氮化硅研磨速度”栏。[表 1]
\含氮化合物PH多晶硅 研磨速度 (相对值)氮化硅 研磨速度 (相对值)种类浓度 (mol/L)实施例1哌嗪0.055.015105参考例1哌嗪0.0511.025018实施例21-曱基-2-吡咯坑酮0.053.08024实施例31-曱基-2-吡咯烷酮0.054.011374实施例41-曱基-2-吡咯烷酮0.055.0100100实施例51-曱某-2-吡咯烷酮0.056.07893实施例61-曱基-2-吡咯烷酮0.057.05388参考例21-曱基-2-吡咯烷酮0.058.010744参考例31-甲基-2-吡咯烷酮0.059.012417参考例41-曱基-2-吡咯烷酮0.0510.013516参考例51-曱基-2-吡咯烷酮0.0511.010016比较例1无03.0120比较例2无04.0271比较例3无05.0495比较例4无08.0439比较例5无011.0410实施例71-乙基-2-吡咯烷酮0.055.0100未测定实施例8N, N-二曱基乙酰胺.0.055.090未测定实施例9N, N-二曱基乙酰胺0.055.099未测定实施例10曱基哌啶0.055.092未测定实施例11吡淀0.055.099未测定实施例12亚胺基二6酸0.055.038未测定实施例13乙内醜脉0.055.011未测定实施例14琥珀酰亚胺0.055.017未测定实施例15N-羟基琥珀酰亚胺0.055.011未测定实施例16哌啶0,055.064未测定实施例17吡咯坑0.055.054未测定实施例18甘氨酸0.055.017未测定实施例19丙氨酸0.055.011未测定实施例20缬氨酸0.055.015未测定实施例21N-甲基甘氨酸0.055.015未测定 [表 2]
1权利要求
1.一种研磨用组合物，其含有含氮化合物和磨料，PH为1 7。
2.根据权利要求1所述的研磨用组合物，其中上述含氮化合物具有通式⑴ R1-N(-R2)-R3(其中，R1、R2、R3分别表示烷基或者在烷基上附加特性基团得到的基团，R1 R3中的2个可构成杂环的一部分，R1 R3中的2个还可以相同并与剩余的1个一起构成杂 环的一部分)所示的结构。
3.根据权利要求2所述的研磨用组合物，其中上述含氮化合物具有通式 R1-M-R2)-C( = 0)-R4(其中，R1、R2、R4分别表示烷基或者在烷基上附加特性基团得到的基 团，R1或R2可以与R4 —起构成杂环的一部分)所示的结构。
4.根据权利要求3所述的研磨用组合物，其中上述含氮化合物为1-甲基-2-吡咯烷 酮、1-乙基-2-吡咯烷酮、N, N- 二甲基乙酰胺、或N，N- 二乙基乙酰胺。
5.根据权利要求2所述的研磨用组合物，其中上述含氮化合物为氨基酸型两性表面活 性剂。
6.根据权利要求2所述的研磨用组合物，其中上述含氮化合物为胺型非离子表面活性剂。
7.根据权利要求1所述的研磨用组合物，其中上述含氮化合物为羧基甜菜碱型两性表 面活性剂、磺基甜菜碱型两性表面活性剂、咪唑啉型两性表面活性剂和氧化胺型两性表面 活性剂中的任一种。
8.根据权利要求1 7中任一项所述的研磨用组合物，其不含氧化剂。
9.一种研磨用组合物，其特征在于含有水溶性高分子和磨料，不含氧化剂，pH为1 8。
10.根据权利要求9所述的研磨用组合物，其中所述水溶性高分子为多糖、聚羧酸、聚 羧酸酰胺、聚羧酸酯、聚羧酸盐、聚磺酸和乙烯基系聚合物中的任一种。
11.一种研磨方法，其特征在于使用权利要求1 10中任一项所述的研磨用组合物对 硅材料进行研磨。
全文摘要
本发明的第1方式的研磨用组合物含有含氮化合物和磨料、pH为1～7。研磨用组合物中所含的含氮化合物优选具有通式(1)R1-N(-R2)-R3(其中，R1、R2、R3分别表示烷基或者在烷基上附加特性基团得到的基团，R1～R3中的2个可构成杂环的一部分，R1～R3中的2个还可以相同并与剩余的1个一起构成杂环的一部分)所示的结构，或者为羧基甜菜碱型两性表面活性剂、磺基甜菜碱型两性表面活性剂、咪唑啉型两性表面活性剂、和氧化胺型两性表面活性剂中的任一种。本发明的第2方式的研磨用组合物含有水溶性高分子和磨料，不含氧化剂，pH为1～8。
文档编号H01L21/304GK102084465SQ20098010333
公开日2011年6月1日 申请日期2009年1月29日 优先权日2008年2月1日
发明者井泽由裕, 水野敬广, 赤塚朝彦 申请人:福吉米株式会社