硅晶片用研磨液组合物制造技术

本发明专利技术的硅晶片用研磨液组合物含有二氧化硅粒子0.01～0.5质量％、含氮碱性化合物、及水溶性高分子，水溶性高分子包含下述通式(1)所表示的结构单元，于水溶性高分子中，源自羟基的氧原子数与源自聚氧亚烷基的氧原子数之比(源自羟基的氧原子数/源自聚氧亚烷基的氧原子数)为0.8～10。水溶性高分子优选为选自由聚缩水甘油、聚缩水甘油衍生物、聚甘油、聚甘油衍生物、以聚乙烯醇为侧链的聚乙烯醇-聚乙二醇接枝共聚物所组成的组中的至少1种。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术关于一种硅晶片用研磨液组合物及使用其的半导体基板的制造方法、以及硅晶片的研磨方法。现有技术近年来，由于对半导体内存的高记录容量化的要求增高，而推进半导体装置的设计规则的微细化。因此，于半导体装置的制造过程中进行的光蚀刻法中，对焦点深度变浅、硅晶片(裸晶片)的缺陷减少或平滑性的要求变得越发严格。以提升硅晶片的质量为目的，硅晶片的研磨以多阶段进行。尤其是于研磨的最终阶段进行的精研磨以抑制表面粗糙度(雾度)及抑制因研磨后的硅晶片表面的润湿性提升(亲水化)而导致的微粒或刮痕、凹坑等表面缺陷(LPD：Lightpointdefects(亮点缺陷))为目的而进行。作为精研磨所使用的研磨液组合物，已知有含有胶体二氧化硅、及碱性化合物的化学机械研磨用的研磨液组合物。进而，作为以改善雾度等级为目的的研磨液组合物，已知有含有胶体二氧化硅、羟乙基纤维素(HEC)及聚环氧乙烷(PEO)的化学机械研磨用的研磨液组合物(专利文献1)。另一方面，作为以减少表面缺陷(LPD)的数量为目的的研磨液组合物，已知有藉由使聚乙烯醇水溶液进行离子交换而使研磨液组合物中的钠离子及乙酸离子中的任一者的浓度成为10ppb以下的研磨液组合物(专利文献2)。另外，作为以改善起伏(うねり)和/或雾度为目的的研磨液组合物，已知有含有具有碳长链结构且作为侧链具有羟基低级烷氧基的链状烃系高分子(例如，环氧乙烷加成聚乙烯醇)的研磨液组合物(专利文献3)。另外，作为用于具有高差的半导体晶片的表面的平坦化的研磨液组合物，已知有含有聚乙烯醇类作为高差消除剂的研磨液组合物(专利文献4)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2004-128089号公报专利文献2：日本专利特开2008-53414号公报专利文献3：日本专利特开平11-140427号公报专利文献4：WO2011/093223
技术实现思路
专利技术所欲解决的问题但是，使用HEC的研磨液组合物由于HEC以作为天然物的纤维素为原料，故而含有源自纤维素的水不溶物，该水不溶物成为核而使二氧化硅粒子易凝聚。而且，由于二氧化硅粒子的凝聚体或该水不溶物本身的存在，而有产生表面缺陷(LPD)的增大的情形。另外，关于专利文献2～4中记载的研磨液组合物，使用这些研磨液组合物的研磨亦无法充分地兼顾硅晶片的表面粗糙度(雾度)与表面缺陷(LPD)的减少。因此，本专利技术提供一种可兼顾硅晶片的表面粗糙度(雾度)的降低与表面缺陷(LPD)的减少的硅晶片用研磨液组合物、及使用该硅晶片用研磨液组合物的半导体基板的制造方法、以及硅晶片的研磨方法。解决问题的技术手段本专利技术的硅晶片用研磨液组合物含有下述成分A～成分C。(成分A)二氧化硅粒子(成分B)含氮碱性化合物(成分C)水溶性高分子硅晶片用研磨液组合物中的二氧化硅粒子的含量为0.01～0.5质量％，所述水溶性高分子(成分C)包含下述通式(1)所表示的结构单元，于所述水溶性高分子中，源自羟基的氧原子数与源自聚氧亚烷基的氧原子数之比(源自羟基的氧原子数/源自聚氧亚烷基的氧原子数)为0.8～10。其中，所述通式(1)中，R1为亚甲基或键合键，R2、R3、R4、R5分别独立地为氢原子、羟基、-CH2OH或聚乙烯醇，但R2、R3、R4、R5各自不全部同时为氢原子、羟基或-CH2OH。本专利技术的硅晶片的研磨方法包含使用本专利技术的硅晶片用研磨液组合物对硅晶片进行研磨的研磨工序。本专利技术的半导体基板的制造方法包含使用本专利技术的硅晶片用研磨液组合物对硅晶片进行研磨的研磨工序。专利技术效果根据本专利技术，可提供一种可兼顾硅晶片的表面粗糙度(雾度)的降低与表面缺陷(LPD)的减少的硅晶片用研磨液组合物、及使用该硅晶片用研磨液组合物的硅晶片的研磨方法、以及半导体基板的制造方法。具体实施方式本专利技术基于如下见解，即，于硅晶片用研磨液组合物中的二氧化硅粒子的含量为0.01～0.50质量％的情形时，使硅晶片用研磨液组合物(以下，有时简称为「研磨液组合物」)中含有包含下述通式(1)所表示的结构单元、且源自羟基的氧原子数与源自聚氧亚烷基的氧原子数之比(源自羟基的氧原子数/源自聚氧亚烷基的氧原子数)为0.8～10的水溶性高分子，藉此可兼顾以研磨液组合物研磨的硅晶片的表面(研磨面)的表面粗糙度(雾度)的降低与表面缺陷(LPD)的减少。其中，所述通式(1)中，R1为亚甲基或键合键，R2、R3、R4、R5分别独立地为氢原子、羟基、-CH2OH或聚乙烯醇，但R2、R3、R4、R5各自不可全部同时为氢原子、羟基或-CH2OH。可兼顾以本专利技术的研磨液组合物研磨的硅晶片的表面(研磨面)的表面粗糙度(雾度)的降低与表面缺陷(LPD)的减少的本专利技术的效果的表现机制的详情尚不明确，但推测如下。研磨液组合物中所含的水溶性高分子(成分C)于一分子中的主链上包含与硅晶片相互作用的亚烷基氧基，于侧链上包含作为与硅晶片相互作用的部位的羟基。因此，使水溶性高分子(成分C)吸附于硅晶片表面而抑制因含氮碱性化合物而导致的硅晶片表面的腐蚀、即表面粗糙度(雾度)的上升，并且表现出良好的润湿性而抑制认为因硅晶片表面的干燥而产生的于硅晶片表面的微粒的附着。另外，由于藉由使水溶性高分子(成分C)吸附于硅晶片表面而提升硅晶片表面的润湿性，故而使硅晶片表面的研磨的均匀性提升，因此表面粗糙度(雾度)降低。另外，由于水溶性高分子(成分C)不含有如HEC所含的源自原料的水不溶物，故而若使用水溶性高分子(成分C)代替HEC，则不会产生起因于该水不溶物本身的存在的表面缺陷(LPD)的增大。如此，推测本专利技术藉由含有所述水溶性高分子(成分C)，而实现兼顾硅晶片的表面粗糙度(雾度)的降低与表面缺陷(LPD)的减少。但是，本专利技术并不限定于这些推测。[二氧化硅粒子(成分A)]于本专利技术的研磨液组合物中含有二氧化硅粒子作为研磨材料。作为二氧化硅粒子的具体例，可列举胶体二氧化硅、热解法二氧化硅等，但就提升硅晶片的表面平滑性的观点而言，更优选为胶体二氧化硅。作为二氧化硅粒子的使用形态，就操作性的观点而言，优选为浆料状。于本专利技术的研磨液组合物中所含的研磨材料为胶体二氧化硅的情形时，就防止因碱金属或碱土金属等而导致的硅晶片...

【技术保护点】
一种硅晶片用研磨液组合物，其含有二氧化硅粒子0.01～0.5质量％、含氮碱性化合物及水溶性高分子，所述水溶性高分子包含下述通式(1)所表示的结构单元，于所述水溶性高分子中，源自羟基的氧原子数与源自聚氧亚烷基的氧原子数之比以源自羟基的氧原子数/源自聚氧亚烷基的氧原子数计为0.8～10，其中，所述通式(1)中，R1为亚甲基或键合键，R2、R3、R4、R5分别独立地为氢原子、羟基、‑CH2OH或聚乙烯醇，但R2、R3、R4、R5各自不全部同时为氢原子、羟基、或‑CH2OH。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.25 JP 2013-2225411.一种硅晶片用研磨液组合物，其含有二氧化硅粒子0.01～
0.5质量％、含氮碱性化合物及水溶性高分子，
所述水溶性高分子包含下述通式(1)所表示的结构单元，
于所述水溶性高分子中，源自羟基的氧原子数与源自聚氧亚
烷基的氧原子数之比以源自羟基的氧原子数/源自聚氧亚烷基的
氧原子数计为0.8～10，
其中，所述通式(1)中，R1为亚甲基或键合键，R2、R3、
R4、R5分别独立地为氢原子、羟基、-CH2OH或聚乙烯醇，但R2、
R3、R4、R5各自不全部同时为氢原子、羟基、或-CH2OH。
2.如权利要求1所述的硅晶片用研磨液组合物，其中，
所述水溶性高分子为聚乙烯醇-聚乙二醇接枝共聚物。
3.如权利要求2所述的硅晶片用研磨液组合物，其中，
所述聚乙烯醇-聚乙二醇接枝共聚物的重均分子量为1万以上
且15万以下。
4.如权利要求1所述的硅晶片用研磨液组...

【专利技术属性】
技术研发人员：内田洋平，西田一博，
申请(专利权)人：花王株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP