抛光组合物和表面处理组合物制造技术

一种用于电阻率最大为０．１Ω.ｃｍ的硅晶片的抛光组合物，它包括水，磨料和至少一种作为添加剂选自碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐、季铵盐、过氧化物或过氧酸化合物的化合物。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合于半导体晶片表面处理的表面处理组合物或抛光组合物。更具体地说，本专利技术涉及一种表面处理组合物或抛光组合物，它具有高的抛光除去率，通过在低电阻硅晶片(在该晶片中含大量掺杂物并且电阻率最大为0.1Ω·cm)的镜面抛光中减少波度的形成，能获得极光滑的表面。近年来，已经开发了高集成并且大容量的用于高技术产品(包括计算机)的高性能半导体元件芯片，并且由于这种大的容量而正在扩大芯片的尺寸。对用作分立的半导体元件、双极IC、MOSIC和其它高性能半导体元件的取向附生晶片的需求正在逐年增加。半导体元件设计标准的小型化已年复一年地取得进展，因此在元件制造方法中的焦深变浅，并且对形成元件前的晶片抛光表面的精度要求更趋严格。作为抛光表面的精度参数，有例如各种表面缺陷，如LPD、沉积较大的外来物质、划痕、表面粗糙度、雾度级别和SSS(次表面划痕，它是一种细的划痕，也称隐划痕)。LPD包括沉积在晶片表面上细小外来物质(下面称之为“颗粒”)形成的缺陷和COP(晶体原生颗粒)形成的缺陷。沉积在晶片上的较大的外来物质包括由抛光组合物干燥及其它原因形成的干的凝胶。如果存在这种LPD或较大的外来物质，则很可能形成图形缺陷、绝缘体电压击穿、不能离子注入或元件的其它性能下降，并且成品率(yield)很可能很低。因此，目前正在研究这种表面缺陷低的晶片或制造所述晶片的方法。硅晶片是常用的半导体基材，它是将硅单晶坯料切成晶片，随后粗抛光(称为磨配(lapping))成大致的形状而制得的。接着，浸蚀除去在切片或磨配过程中在晶片表面上形成的损伤层，随后将该晶片表面抛光成镜面形成硅晶片。这种抛光常包括多个抛光步骤，具体为毛坯除去抛光、第二级抛光和精制抛光(最后抛光)。根据所使用的方法，可省略第二级抛光，或者在第二级抛光和最后抛光之间增加进一步抛光步骤。上述硅单晶坯料是用CZ法或FZ法生长的硅单晶。FZ法的优点在于杂质污染很小，可生长具有高电阻率的单晶，但其缺点在于其直径难以增加或电阻率难以控制，作为制造单晶的方法它是具有特色的。目前主要使用CZ法。CZ法用这种方法生长单晶，即用具有预定取向的晶种诱发单晶的生长(所述晶种位于一个具有减压的氩气气氛的密闭容器中的石英坩埚内加热并熔融的硅熔体表面的中央)，并将该单晶拉成具有所需形状的坯料。通常，可以以大于常见的量向上述硅熔体中掺入锑、砷、硼或其它掺杂物来降低晶片的电阻率。最大具有0.1Ω·cm电阻率的晶片常称为低电阻晶片。上面提到的取向附生晶片是一种有硅单晶薄膜(下面称为取向附生层)的晶片，该薄膜无晶体缺陷，通过化学或物理方法生长在这种低电阻晶片的表面上。当在CZ法中拉该单晶硅时，在硅熔体中的掺杂物可能较容易加入单晶中，随着拉晶的进行，在硅熔体中的掺杂物浓度下降。因此，为了保持坯料中掺杂物的浓度恒定，在拉晶(withdrawn)过程中向石英坩埚中补充适量的硅熔体或掺杂物，但是这难以使拉制坯料中掺杂物浓度均匀。如果将用这种方法由含掺杂物的熔体制得的坯料切片，则会以环状方式显示出掺杂物浓度的不均匀性。以前，为了抛光常见的低电阻晶片，常使用包括水、二氧化硅和抛光促进剂(如胺或氨)的抛光组合物。如果将这种抛光组合物用于抛光具有高掺杂物浓度的低电阻晶片，则会在晶片表面上形成与掺杂物浓度不均匀性相对应的环状波度(下面称为“掺杂物条纹”)。在抛光除去率高的毛坯除去抛光中形成这种掺杂物条纹是明显的。在毛坯除去抛光后进行的第二级抛光或最后抛光中，与毛坯除去抛光相比抛光除去率通常较低，难以通过第二级或随后的抛光操作修补在毛坯除去抛光中形成的波度。即使为了减少形成这种掺杂物条纹而减少用于毛坯除去抛光中的抛光促进剂的量，减少掺杂物条纹的效果也是微小的，并且还会导致抛光除去率显著下降的另一个问题。在实际的抛光操作中，通过循环重复使用抛光组合物，如果在减少添加剂量的状态下通过循环重复使用所述组合物，则会产生抛光除去率显著下降的问题。另一方面，第二次和随后的抛光操作，尤其是最后的抛光步骤用于修光在前面步骤中抛光的晶片表面。即在第二次和随后的抛光操作中，重要的是能降低表面粗糙度，防止形成微突起、微凹坑和其它细小的表面缺陷，而非如毛坯除去抛光中所需的那样具有大的修补波度或较大的表面缺陷的能力。另外，从生产率的观点看，高的抛光除去率是重要的。就本专利技术人所知，在常规的两步抛光中，可在第二级抛光中获得低表面粗糙度的晶片表面，但是使用的抛光除去率很低，不适合于实际的制造，并且难以防止形成微突起、微凹坑和其它表面缺陷。因此，需要开发一种抛光组合物或表面处理组合物，它具有高的抛光除去率，在抛光最大具有0.1Ω·cm电阻率的低电阻晶片时，能形成无掺杂物条纹的非常光滑的抛光表面。本专利技术已解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种抛光组合物，它具有高的抛光除去率，在抛光用CZ法制得的最大具有0.1Ω·cm电阻率的低电阻晶片时，能形成无掺杂物条纹的非常光滑的抛光表面。本专利技术另一个目的是提供一种表面处理组合物，在抛光前将其施加在要处理的物体表面上，减少在抛光中形成掺杂物条纹，并能有效地清洁抛光物体的表面。本专利技术提供一种用于电阻率最大为0.1Ω·cm的硅晶片的抛光组合物，它包括水、磨料和至少一种作为添加剂选自碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐、季铵盐、过氧化物或过氧酸化合物的化合物。另外，本专利技术提供一种用于电阻率最大为0.1Ω·cm的硅晶片的表面处理组合物，它包括水和至少一种作为添加剂选自碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐、季铵盐、过氧化物或过氧酸化合物的化合物。在抛光电阻率最大为0.1Ω·cm的低电阻硅晶片，尤其是用CZ法制得的晶片时，本专利技术抛光组合物能形成无波度的很光滑的抛光表面，当循环使用该组合物时，抛光除去率的下降很小。在抛光电阻率最大为0.1Ω·cm的低电阻硅晶片前或抛光后使用本专利技术表面处理组合物，可在抛光处理中减少形成波度，或抛光后的表面清洁效果将很好。下面将参照较好的实例详细地描述本专利技术。添加剂本专利技术表面处理组合物或抛光组合物包括水和添加剂。在抛光组合物中这种添加剂通过作为抛光促进剂的化学作用而促进抛光作用，在表面处理组合物中不含磨料，在抛光前它起表面处理的作用，或在抛光后起漂清表面的作用。这种添加剂可包括下列物料(a)碱金属氢氧化物，如氢氧化钾或氢氧化钠，(b)碱金属碳酸盐，如碳酸钾或碳酸钠，(c)碱金属碳酸氢盐，如碳酸氢钾或碳酸氢钠，(d)季铵盐，如氢氧化四甲铵、氢氧化四乙铵或氢氧化四丁铵，(e)过氧化物，如过氧化氢、过氧化钠、过氧化钾、过氧化锂、过氧化钙或过氧化锆，和(f)过氧酸盐，如过二硫酸(peroxodisulfuric acid)、过二硫酸铵、过二硫酸钾、过二硫酸钠、过二磷酸(peroxodiphosphoric acid)、过二磷酸钾、过碳酸钾、过硼酸钠、过硼酸镁或过硼酸钾。要求这种添加剂能溶解在组合物中。可在不影响本专利技术效果的范围内以任意的比例组合使用这些添加剂。在本专利技术组合物中这种添加剂的含量随所使用的化合物类型的不同或随组合物使用目的的不同而不同，但是按组合物的总重量计，它通常为0.001-50重量％。当将本专利技术组合物用于毛坯除去抛光时，最好将添加剂的浓度设定在较高的水平。尤其当所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电阻率最大为０．１Ω.ｃｍ的硅晶片的抛光组合物，它包括水，磨料和至少一种作为添加剂的化合物，所述化合物选自碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐、季铵盐、过氧化物或过氧酸化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上穣，伊东真时，
申请(专利权)人：不二见株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]