研磨组合物及其制造方法、以及研磨方法技术

本发明专利技术是一种研磨组合物，其包含二氧化锆作为磨粒，所述研磨组合物的特征在于，pH值是11.0以上且未满12.5；前述二氧化锆中所包含的钠、镁、铝、钾、钙、钛、铬、铁、锰、镍、铜、锌、铅及钴的元素浓度各自未满1ppm。由此，提供一种研磨组合物，其可生产性良好地获得一种半导体基板，所述半导体基板不仅内周部的平坦性高，外周部的平坦性也高，并且由金属杂质所造成的污染少。

Grinding compositions and their manufacturing methods and grinding methods

The invention relates to a polishing composition comprising two zirconia as abrasive particles, wherein the abrasive composition, pH value is more than 11 and less than 12.5; the two contains zirconium sodium, potassium, calcium, magnesium, aluminum, titanium, chromium, iron, manganese, nickel and copper and zinc, lead and cobalt elements concentrations under 1ppm. Thereby, a grinding composition is provided, which can obtain a semiconductor substrate with good productivity. The semiconductor substrate has high flatness inside the periphery and high evenness in the periphery, and less pollution caused by metal impurities.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】研磨组合物及其制造方法、以及研磨方法
本专利技术涉及一种研磨组合物及研磨组合物的制造方法。又，本专利技术还涉及一种使用研磨组合物来实行的研磨方法。
技术介绍
伴随半导体集成电路的制造技术的提高，要求半导体元件的高集成化以及高速运作，半导体元件中的微细电路的制造步骤中所要求的半导体基板表面的平坦性变得更为严格。因此，化学机械研磨(ChemicalMechanicalPolishing，CMP)成为了半导体元件的制造步骤中不可或缺的技术。作为CMP的原理，例如，在保持单晶硅基板等半导体基板的状态下，一边将其按压至已贴合在平台(surfaceplate)上的研磨垫上，一边将包含磨粒和试剂等的研磨组合物供给至研磨垫上，且使半导体基板与研磨垫作相对运动。像这样来实行，则利用由试剂所促进的化学反应、与由磨粒所促进的机械研磨效果，能够切削基板表面的凹凸，而将表面平坦化。又，为了降低成本，要求提升半导体元件的生产性，而变得重视基板端面附近的平坦性，使得能够在半导体基板的尽可能大的区域内制作元件，于是在半导体基板的广大区域中实现高平坦性成为了要解决的问题。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特许第3062739号说明书；专利文献2：日本特许第5038194号说明书；专利文献3：日本特开1994-171944号公报；非专利文献非专利文献1：渡边秦等，日本化学会志，1979,(12),p.1674～1680。
技术实现思路
专利技术所要解决的问题然而，一般来说，在距离半导体基板的端面数毫米程度的区域中，塌边(sagging)造成了外周部变得比基板中心附近更薄，而有平坦性恶化的倾向。因此，在半导体基板外周部中，平坦性恶化成为产率下降的原因。在半导体元件的制作步骤中，并且特别是在光刻步骤中，作为半导体基板平坦性的尺度标准，经常使用部位正面基准最小二乘范围(SFQR，Sitefrontsurfacereferencedleastsquaresrange)。SFQR定义如下：指定任意尺寸的部位，在此部位区域中，距离根据最小二乘法(least-squaresmethod)所决定的基准面的偏差范围。由于上述塌边的影响，半导体基板外周部的SFQR有恶化的倾向。又，在如上所述的用于平坦化的CMP中，会有金属杂质附着在半导体基板上这样的问题。这被认为是因为磨粒所包含的金属杂质在研磨加工中扩散至半导体基板的缘故。又，研磨步骤需要的时间长，也就是到研磨至预定的磨削余量(grindingmargin)为止花费的时间长，随之半导体基板的生产性会恶化。因此，为了效率良好地研磨半导体基板，要求一种研磨组合物，其可获得高的研磨速度。本专利技术是鉴于所述问题而完成的，其目的在于，提供一种研磨组合物，所述研磨组合物可生产性良好地获得一种半导体基板，所述半导体基板不仅内周部的平坦性高，外周部的平坦性也高，并且由金属杂质所造成的污染少。又，本专利技术的目的在于提供一种研磨组合物的制造方法，其可制造这种研磨组合物。解决问题的技术方案为了达成上述目的，本专利技术提供一种研磨组合物，其包含二氧化锆作为磨粒，所述研磨组合物的特征在于，pH值是11.0以上且未满12.5；前述二氧化锆中所包含的钠、镁、铝、钾、钙、钛、铬、铁、锰、镍、铜、锌、铅及钴的元素浓度各自未满1ppm。如果是这种研磨组合物，则能够抑制半导体基板的金属杂质污染，并且，通过调和二氧化锆的机械研磨作用与研磨组合物的化学研磨作用的效果，能够抑制塌边的影响，而能够生产性良好地获得一种半导体晶片，其在半导体基板的广大区域中具有高平坦性。通过将二氧化锆作为磨粒来使用，能够提升晶片(wafer)的平坦性。如果在二氧化锆中，锆元素以外的上述金属元素的浓度未满1ppm，则能够降低由研磨后的半导体基板所检测出来的金属杂质的浓度，特别是将上述金属元素的浓度降低至各自未满1.0×1010atom/cm2(atom表示原子)。又，利用研磨组合物的pH值是11.0以上，能够获得充分的化学研磨作用，而能够提升半导体基板的平坦性，并且还能够获得高的研磨速度。利用研磨组合物的pH值未满12.5，化学研磨作用不会变得太强，而能够抑制塌边的产生。此时，优选为前述二氧化锆的含量是前述研磨组合物整体的0.1～10质量％。如果磨粒也就是二氧化锆的含量是0.1质量％以上，则能够获得充分的研磨速度。如果二氧化锆的含量是10质量％以下，则在半导体基板的表面上不容易产生刮痕(scratch)等缺陷。又，此时，本专利技术的研磨组合物，优选为：进一步包含非离子型表面活性剂、或阴离子型表面活性剂、或是这二种表面活性剂来作为水溶性高分子。研磨组合物中所包含的水溶性高分子，其通过与半导体基板表面的被研磨表面之间的交互作用、以及与磨粒也就是锆氧化物的表面之间的交互作用，会具有保护半导体基板的研磨面免于发生刮痕等缺陷的效果、以及防止二氧化锆凝集的效果。此时，本专利技术的研磨组合物，优选为：作为前述非离子型表面活性剂，含有聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚氧乙烯烷基醚(polyoxyethylenealkylether)、以及聚醚中的一种以上。在本专利技术中，能够合适地使用如上所述的非离子型表面活性剂。又，此时，本专利技术的研磨组合物，优选为：作为前述阴离子型表面活性剂，含有聚丙烯酸或其盐、聚磺酸或其盐、以及聚羧酸或其盐中的一种以上。在本专利技术中，能够合适地使用如上所述的阴离子型表面活性剂。此时，优选为前述水溶性高分子的含量是研磨组合物整体的0.001～0.5质量％。如果水溶性高分子相对于研磨组合物整体的浓度是0.001质量％以上，则能够充分获得上述磨粒的凝集抑制效果及被研磨面的保护效果。如果水溶性高分子相对于研磨组合物整体的浓度是0.5质量％以下，则能够防止研磨速度下降及研磨组合物的起泡。又，此时，本专利技术的研磨组合物，优选为：进一步包含氧化剂。利用研磨组合物包含氧化剂，能够氧化半导体基板的表面，而能够更有效地促进研磨。此时，优选为前述氧化剂的含量是研磨组合物整体的0.01～1.0质量％。如果氧化剂的含量相对于研磨组合物是0.01质量％以上，则能够充分获得由氧化剂所促进的研磨促进效果。如果氧化剂的含量相对于研磨组合物是1.0质量％以下，则化学研磨作用不会变得太强，更能够抑制塌边的产生。又，此时，本专利技术的研磨组合物优选为：作为前述氧化剂，包含过氧化氢。在本专利技术中，作为氧化剂，适合使用过氧化氢。又，为了达成上述目的，本专利技术提供一种研磨方法，其特征在于，使用上述任一项所述的研磨组合物来研磨半导体基板。如果使用本专利技术的研磨组合物来研磨半导体基板，则通过研磨，能够生产性良好地获得一种半导体基板，其不仅内周部的平坦性高，外周部的平坦性也高，并且由金属杂质所造成的污染少。此时，能够将半导体基板设为单晶硅基板。本专利技术的研磨方法特别适合用于单晶硅基板的研磨。又，为了达成上述目的，本专利技术提供一种研磨组合物的制造方法，所述研磨组合物包含二氧化锆作为磨粒，所述研磨组合物的制造方法的特征在于，包含以下步骤：作为前述二氧化锆，准备前述二氧化锆中所包含的钠、镁、铝、钾、钙、钛、铬、铁、锰、镍、铜、锌、铅及钴的元素浓度各自未满1ppm者；将前述准备的二氧化锆添加至水中；以及，通过对前述添加二氧化锆而成的溶液添加pH调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种研磨组合物，其包含二氧化锆作为磨粒，所述研磨组合物的特征在于，pH值是11.0以上且未满12.5；所述二氧化锆中所包含的钠、镁、铝、钾、钙、钛、铬、铁、锰、镍、铜、锌、铅及钴的元素浓度各自未满1ppm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.08 JP 2015-1157391.一种研磨组合物，其包含二氧化锆作为磨粒，所述研磨组合物的特征在于，pH值是11.0以上且未满12.5；所述二氧化锆中所包含的钠、镁、铝、钾、钙、钛、铬、铁、锰、镍、铜、锌、铅及钴的元素浓度各自未满1ppm。2.如权利要求1所述的研磨组合物，其中，所述二氧化锆的含量是所述研磨组合物整体的0.1～10质量％。3.如权利要求1或2所述的研磨组合物，其中，进一步包含非离子型表面活性剂、或阴离子型表面活性剂、或是这二种表面活性剂来作为水溶性高分子。4.如权利要求3所述的研磨组合物，其中，作为所述非离子型表面活性剂，含有聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚氧乙烯烷基醚、以及聚醚中的一种以上。5.如权利要求3所述的研磨组合物，其中，作为所述阴离子型表面活性剂，含有聚丙烯酸或其盐、聚磺酸或其盐、以及聚羧酸或其盐中的一种以上。6.如权利要求3至5中任一项所述的研磨组合物，其中，所述水溶性...

【专利技术属性】
技术研发人员：野岛义弘，高桥光人，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP