[發明專利]研磨用組合物及用該組合物研磨的方法

有效

• 申請號: 02103447.8
• 申請日: 2002-02-01
• 公開（公告）號: CN1369534A
• 公開（公告）日: 2002-09-18
• 發明（設計）人: 河瀨昭博;岡村正朗;井上穰
• 申請（專利權）人: 不二見株式會社
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14
• 代理公司: 上海專利商標事務所
• 代理人: 章鳴玉

發明所屬的技術領域

本發明是有關可有效防止金屬對被研磨物污染的研磨用組合物。詳細說來，就是在單晶硅晶片、外延晶片、半導體器件等的制造工序中使用的、研磨聚硅薄膜、氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、單晶硅、多晶硅、及使用非晶體硅的太陽能電池等半導體元件時，可有效防止過渡金屬對被研磨物污染的研磨用組合物以及通過使用該研磨組合物可有效防止金屬對被研磨物污染的研磨方法。

現有技術

在半導體基片的研磨工序中，通常都使用把微細金屬氧化物磨粒均勻分散在水中，再加化學研磨促進劑等添加劑的研磨用組合物，進行所謂化學機械研磨(機械化學加工)。

在半導體基片中，特別是在由單晶硅、多晶硅、氧化硅、氮化硅組成的半導體晶片的加工中，要求精度非常高而且必須無缺陷，因此一直都使用大量研磨用組合物。

關于半導體基片的研磨劑及鏡面拋光劑，在特公昭49-13665號公報中，為了得到半導體的表面完整性，公開了用含有最終粒徑為2～100μm、固形成分約2～50％的硅膠來進行研磨的方法。此外，美國專利4,169,337號公報公開了用添加0.1～5重量％(以SiO₂膠為基準)的水溶性胺的水溶性膠體二氧化硅或凝膠來研磨硅片或類似材料的方法。

此外，在特公昭61-38954號公報中，還公開了用具有如下組成的研磨劑來研磨硅片的方法：以溶膠或凝膠氧化硅含量為基準，研磨劑包含①有2～8個碳原子的水溶性烷基胺或水溶性氨基烷基乙醇胺0.1～5重量％和②有6個以下碳原子的水溶性烷基季銨鹽或堿0.1～5重量％的水溶性膠狀二氧化硅溶膠或凝膠。

在特開昭63-272460號公報中，公開了由水、非晶體二氧化硅及水溶性螯合劑和/或分子量在5000以上的高分子離子組成、pH調整到9以上的晶片研磨劑組合物；在特開平3-202269號公報中，公開了除含有以二氧化硅含量為基準含0～200ppm鈉及金屬的膠狀二氧化硅及殺菌劑和殺生物劑外還含有研磨速度促進劑的膠狀二氧化硅漿。

用這些研磨用組合物，可將半導體晶片表面加工成高精度、缺陷少的鏡面。為了防止金屬雜質附著在半導體表面，特別是防止鈉附著在半導體基片上，人們一直在進行研究，如采用不含鈉的組合物，或如特開昭63-272460那樣，探討了防止鈉附著在晶片表面的添加劑，還研究了通過清洗除去已附著金屬的種種方法。另外，還研究了通過提高其后的晶片清洗技術，來除去研磨時附著在晶片表面上鈉的方法。目前認為，要降低這種雜質鈉，以后清洗法效果更佳。

發明要解決的問題

但是，這種研磨用組合物一般都含有幾～幾十ppb以上的金屬雜質如過渡金屬銅(Cu)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、鉻(Cr)等，這些金屬雜質在堿溶液中很容易附著在半導體晶片表面上。附著的金屬雜質中，尤其是銅的擴散系數很大，即使在室溫或研磨溫度(30～50℃)下，也容易擴散到半導體晶片的晶體內部去。顯然，因為擴散到晶體內部的金屬雜質無法通過后清洗工序除去，所以會導致半導體晶片的品質下降，繼而造成使用這種半導體晶片的器件特性變差。

作為防止來自上述含二氧化硅研磨用組合物的金屬對半導體晶片污染的對策，考慮過用高純度研磨用組合物的方法。在特開平11-214338號公報中，公開了使用鐵、鉻、鎳、鋁及銅的含量各低于1ppb的硅膠來研磨半導體晶片的實例。但是，這種高純度研磨用組合物一般都很昂貴，會大大增加研磨成本。

另外，即便在組合物中使用高純度物質，在實際進行半導體晶片研磨時，也避免不了來自研磨臺、研磨裝置、貯藏用的容器或管道類的一些污染。尤其是從經濟和環保觀點來看，在將使用過的研磨用組合物周而復始地循環使用的情況下，由這種設備帶來的污染很明顯，即便準備了高純度組合物，也很難防止金屬對半導體晶片的污染。

因此，特別是在半導體晶片研磨、使用半導體晶片制造器件這些忌諱金屬污染的環境下，一直很需要一種能有效防止銅、鐵、鎳、鉻等過渡金屬污染的研磨用組合物。

本發明的目的在于提供一種能有效防止金屬雜質尤其是銅、鐵、鎳、鉻等過渡金屬造成的對被研磨物污染的研磨用組合物以及用其進行研磨的方法，以解決上述存在的問題點。

解決問題的方法