硅晶圓用研磨液組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種硅晶圓用研磨液組合物，其含有二氧化硅顆粒(成分A)、選自胺化合物及銨化合物中的至少1種以上的含氮堿性化合物(成分B)、以及包含10重量％以上的下述通式(1)所表示的結(jié)構(gòu)單元I且重均分子量為50,000以上1,500,000以下的水溶性高分子化合物(成分C)，且25℃下的pH值為8.0～12.0。其中，下述通式(1)中，R1、R2分別獨立表示氫、碳原子數(shù)1～8的烷基、或碳原子數(shù)1～2的羥烷基，不存在R1、R2的兩者均為氫的情況。
【專利說明】娃晶圓用研磨液組合物

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種硅晶圓用研磨液組合物、使用其的半導(dǎo)體基板的制造方法及硅晶 圓的研磨方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，由于對于半導(dǎo)體內(nèi)存的高記錄容量化的要求升高，因此半導(dǎo)體裝置的設(shè) 計規(guī)則的微細(xì)化正逐步推進(jìn)。因此，在半導(dǎo)體裝置的制造過程中所進(jìn)行的光刻法中，焦點深 度變淺，對于硅晶圓（裸晶圓）的缺陷減少或平滑性的要求越來越嚴(yán)格。
[0003] 以提高硅晶圓的質(zhì)量為目的而分多階段進(jìn)行硅晶圓的研磨。尤其是研磨的最終階 段所進(jìn)行的最終研磨是以利用表面粗糙度（霧度）的抑制及研磨后的硅晶圓表面的濕潤性 提高（親水化）對微粒、刮痕或凹坑等表面缺陷（LPD:Light point defects)的抑制為目 的而進(jìn)行。
[0004] 硅晶圓表面所容許的表面缺陷的尺寸逐年變小，通常，該缺陷是通過將激光照射 至晶圓表面并檢測此時的散射光而進(jìn)行測定。因此，為了測定更微細(xì)的缺陷，必需降低硅晶 圓的表面粗糙度（霧度），提高缺陷測定時的S/N比。
[0005] 作為最終研磨中所使用的研磨液組合物，已知有使用膠體二氧化硅及堿性化合物 的化學(xué)機械研磨用的研磨液組合物。進(jìn)而，作為以霧度等級的改善為目的的研磨液組合物， 報告有在上述研磨液組合物中進(jìn)而添加有水溶性高分子化合物的研磨液組合物（專利文 獻(xiàn)1)。又，作為以表面缺陷（LPD)的數(shù)的減少為目的的研磨液組合物，已知包含含有含氮基 的水溶性高分子化合物的研磨液組合物（專利文獻(xiàn)2)。
[0006] 另一方面，公開有含有丙烯酰胺衍生物等水溶性高分子化合物的研磨液組合物通 過形成對于金屬表面的保護(hù)膜來抑制腐蝕，而提高平坦性（專利文獻(xiàn)3)。又，在專利文獻(xiàn) 4中，作為可進(jìn)行迅速的研磨、平坦性提高、在配線與絕緣層之間不易形成溝槽、保存穩(wěn)定性 較高的金屬用研磨液，提出有含有硅溶膠及丙烯酰胺的N-烷基取代體的研磨液。
[0007] [現(xiàn)有技術(shù)]
[0008] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利特開2004-128089號公報
[0009] 專利文獻(xiàn)2 :日本專利特開2008-53415號公報
[0010] 專利文獻(xiàn) 3:W〇2〇〇7/〇55278
[0011] 專利文獻(xiàn)4 :日本專利特開2008-91524號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] [發(fā)明所要解決的課題]
[0013] 在專利文獻(xiàn)1所記載的研磨液組合物中，以表面粗糙度（霧度）的降低為目的而 含有輕乙基纖維素（HEC，Hydroxyethyl Cellulose)及聚氧化乙烯（PEO，Poly (ethylene oxide))，但HEC由于以作為天然原料的天然纖維素為原料，因此含有源自纖維素的水不溶 物，其質(zhì)量并不穩(wěn)定。并且，該水不溶物成為核而使二氧化硅顆粒凝集，因此研磨液組合物 的保存穩(wěn)定性降低，使二氧化硅顆粒的凝集體的表面缺陷數(shù)（LPD)增大。又，有時該水不溶 物本身的存在也會產(chǎn)生表面缺陷（LPD)數(shù)的增大的情況。因此，通常以除去二氧化硅顆粒 的凝集體或該水不溶物為目的而在即將使用研磨液組合物之前進(jìn)行過濾，但因 HEC的溶解 而使研磨液組合物的粘度升高，又，因水不溶物等的存在而引起過濾器堵塞，因此必需降低 過濾精度，其結(jié)果，二氧化硅顆粒的凝集體或水不溶物的除去變得不充分，引起硅晶圓的生 產(chǎn)率的降低。
[0014] 在專利文獻(xiàn)2所記載的研磨液組合物中，以表面缺陷（LPD)的減少為目的而含有 選自聚乙烯吡咯啶酮及聚N-乙烯基甲酰胺中的至少一種水溶性高分子，但使用該研磨液 組合物的研磨無法充分地降低霧度。
[0015] 因此，本發(fā)明提供一種與現(xiàn)有的硅晶圓用研磨液組合物相比，研磨液組合物的保 存穩(wěn)定性優(yōu)異，并且，可以一方面確保維持良好的生產(chǎn)率的研磨速度一方面降低硅晶圓的 表面粗糙度（霧度）及表面缺陷（LPD)的硅晶圓用研磨液組合物，使用該硅晶圓用研磨液 組合物的半導(dǎo)體基板的制造方法，以及硅晶圓的研磨方法。
[0016] [用于解決課題的技術(shù)手段]
[0017] 本發(fā)明的硅晶圓用研磨液組合物含有下述成分A?成分C。上述硅晶圓用研磨液 組合物的25°C下的pH值為8. 0?12. 0。
[0018] (成分A):二氧化硅顆粒
[0019](成分B):選自胺化合物及銨化合物中的至少1種以上的含氮堿性化合物
[0020] (成分C):包含10重量％以上的下述通式（1)所表示的結(jié)構(gòu)單元I且重均分子量 為50, 000以上1，500, 000以下的水溶性高分子化合物
[0021]

【權(quán)利要求】
1. 一種硅晶圓用研磨液組合物，其含有： 成分A:二氧化硅顆粒、 成分B:選自胺化合物及銨化合物中的至少1種以上的含氮堿性化合物、以及 成分C:包含10重量％以上的下述通式（1)所表示的結(jié)構(gòu)單元I且重均分子量為 50, 000以上1，500, 000以下的水溶性高分子化合物，且 25°C下的pH值為8.0?12.0，
其中，上述通式（1)中，RpR2分別獨立表示氫、碳原子數(shù)1?8的烷基、或碳原子數(shù)1? 2的羥烷基，不存在RpR2兩者均為氫的情況。
2. 如權(quán)利要求1所述的硅晶圓用研磨液組合物，其中， 上述硅晶圓用研磨液組合物中的上述成分C的含量為0. 002?0. 050重量％。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的硅晶圓用研磨液組合物，其中， 上述成分C中的上述結(jié)構(gòu)單元I包含： 選自上述通式（1)中的R1及R2均為碳原子數(shù)1?4的烷基的結(jié)構(gòu)單元I-KR1為氫原 子且R2為碳原子數(shù)1?8的烷基的結(jié)構(gòu)單元1-11、以及R1為氫原子且R2為碳原子數(shù)1? 2的羥烷基的結(jié)構(gòu)單元I-III中的至少1種結(jié)構(gòu)單元。
4. 如權(quán)利要求1?3中任一項所述的硅晶圓用研磨液組合物，其中， 上述結(jié)構(gòu)單元I為源自選自N-異丙基丙烯酰胺、N-羥基乙基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙 烯酰胺、以及N，N-二乙基丙烯酰胺中的至少1種單體的結(jié)構(gòu)單元。
5. 如權(quán)利要求1?4中任一項所述的硅晶圓用研磨液組合物，其中， 上述成分C進(jìn)而包含下述通式（2)所表示的結(jié)構(gòu)單元II， 作為上述結(jié)構(gòu)單元I的重量除以上述結(jié)構(gòu)單元I的重量與上述結(jié)構(gòu)單元Π的重量的 總和而獲得的值，結(jié)構(gòu)單元I的重量八結(jié)構(gòu)單元I的重量+結(jié)構(gòu)單元Π的重量）為0. 2? 1,
6. 如權(quán)利要求1?5中任一項所述的硅晶圓用研磨液組合物，其中， 上述二氧化娃顆粒的平均一次粒徑為5?50nm。
7. 如權(quán)利要求1?6中任一項所述的硅晶圓用研磨液組合物，其中， 上述二氧化硅顆粒為膠體二氧化硅。
8. 如權(quán)利要求1?7中任一項所述的硅晶圓用研磨液組合物，其中， 進(jìn)而含有多元醇的氧化烯烴加成物。
9. 一種半導(dǎo)體基板的制造方法，其包括使用如權(quán)利要求1?8中任一項所述的硅晶圓 用研磨液組合物來研磨硅晶圓的工序。
10. 如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體基板的制造方法，其包括在研磨的工序前，稀釋濃縮液 而獲得如權(quán)利要求1?8中任一項所述的硅晶圓用研磨液組合物的工序。
11. 如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體基板的制造方法，其中， 上述濃縮液含有5?40重量％的上述成分A、0. 02?5重量％的上述成分B、以及 0. 005?5重量％的上述成分C。
12. -種娃晶圓的研磨方法，其包括使用如權(quán)利要求1?8中任一項所述的娃晶圓用研 磨液組合物來研磨硅晶圓的工序。
13. 如權(quán)利要求12所述的硅晶圓的研磨方法，其包括在研磨的工序前，稀釋濃縮液而 獲得如權(quán)利要求1?8中任一項所述的硅晶圓用研磨液組合物的工序。
14. 如權(quán)利要求13所述的硅晶圓的研磨方法，其中， 上述濃縮液含有5?40重量％的上述成分A、0. 02?5重量％的上述成分B、以及 0. 005?5重量％的上述成分C。
【文檔編號】B24B37/00GK104272439SQ201380020648
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2013年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月17日
【發(fā)明者】三浦穣史, 松井芳明, 加藤佑樹, 古高佑季 申請人:花王株式會社