硅基板的研磨制造技术

本发明专利技术在一个方式中提供一种调节硅基板的研磨速度与研磨后的硅基板的表面品质的方法。本发明专利技术在一个方式中是一种调节硅基板的研磨速度与研磨后的基板的表面品质的方法，其使用含有选自pKa为5以上且8.5以下的含氨基的水溶性高分子化合物(成分A)及非离子性水溶性高分子化合物(成分B)中的至少一种成分的研磨液组合物，并改变成分A与成分B的含量比，由此调节硅基板的研磨速度与研磨后的基板的表面品质。质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】硅基板的研磨


[0001]本专利技术涉及一种硅基板的研磨，且涉及一种硅基板的研磨速度与研磨后的基板的表面品质的调节方法。

技术介绍

[0002]近年来，因对半导体存储器的高存储容量化的要求提高，半导体装置的设计规则中，微细化正在推进。因此，在半导体装置的制造过程中所进行的光刻法中，焦点深度变浅，针对硅基板(裸晶圆)的缺陷减少、平滑性的要求日益严格。
[0003]为了提高硅基板的品质，硅基板的研磨以多阶段进行。尤其是在研磨的最终阶段进行的精研磨是为了抑制表面粗糙度(雾度)及通过研磨后的硅基板表面的润湿性提高(亲水化)来抑制微粒、刮痕、凹坑等表面缺陷(LPD：Light point defects，亮点缺陷)而进行的。
[0004]硅基板表面所容许的表面缺陷的尺寸逐年减小，通常该缺陷通过对基板表面照射激光并检测此时的散射光来进行测定。因此，为了测定更微细的缺陷，必须降低硅基板的表面粗糙度(雾度)，提高缺陷测定时的S/N比。
[0005]作为用于精研磨的研磨液组合物，已知有使用胶体二氧化硅、及碱性化合物的化学机械研磨用的研磨液组合物。
[0006]例如，在日本特开2004
‑
128089号公报中，作为用于改善雾度水平的研磨液组合物，报告有含有羟乙基纤维素、聚环氧乙烷等水溶性高分子化合物的研磨液组合物。
[0007]在日本特开2008
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53415号公报中，作为用于减少表面缺陷(LPD)的数量的研磨液组合物，报告有含有聚乙烯基吡咯烷酮及聚N
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乙烯基甲酰胺等具有含氮基的水溶性高分子化合物的研磨液组合物。
[0008]另外，提出有以多阶段进行硅基板的研磨方法。
[0009]例如，在日本特开2015
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185672号公报中提出有一种规定了多阶段的研磨工序所使用的各研磨浆料的水溶性聚合物的浓度与重量平分子量之积的值的关系的硅基板的研磨方法。
[0010]在日本特开2015
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185674号公报中提出有一种规定了多阶段的研磨工序所使用的各研磨浆料的研磨粒的浓度/体积平均粒径的值的关系的硅基板的研磨方法。
[0011]在日本特开2016
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4953号公报中提出有规定了两阶段的研磨工序所使用的各研磨浆料的相对雾度的关系的硅基板的研磨方法。
[0012]在日本特开2017
‑
183478号公报中提出有一种硅基板的研磨方法，其依次进行预研磨工序、冲洗工序、精研磨工序，且规定了预研磨工序所使用的研磨液组合物的亲水性参数与冲洗工序所使用的冲洗剂的亲水性参数的关系。
[0013]在国际公开第2017/169154号中提出有一种规定了预研磨工序所使用的研磨液组合物的亲水参数及精加工精度参数的值、精研磨工序所使用的研磨液组合物的研磨加工性参数的值的研磨用组合物套组。
[0014]上述5个文献所记载的研磨液组合物的水溶性聚合物使用羟乙基纤维素及聚乙烯基吡咯烷酮。

技术实现思路

[0015]本专利技术在一个方式中涉及一种调节硅基板的研磨速度与研磨后的基板的表面品质的方法(以下，也称为“本专利技术的调节方法”)，其使用含有选自pKa为5以上且8.5以下的含氨基的水溶性高分子化合物(成分A)及非离子性水溶性高分子化合物(成分B)中的至少一种成分的研磨液组合物，并改变成分A与成分B的含量比，由此调节硅基板的研磨速度与研磨后的基板的表面品质。
[0016]本专利技术在一个方式中涉及一种硅基板的研磨方法(以下，也称为“本专利技术的研磨方法”)，其具备进行硅基板的精研磨的精研磨工序2、及作为该精研磨工序2前的研磨工序的精研磨工序1，且依次进行该精研磨工序1与该精研磨工序2，精研磨工序1及2中所使用的研磨液组合物含有选自pKa为5以上且8.5以下的含氨基的水溶性高分子化合物(成分A)及非离子性水溶性高分子化合物(成分B)中的至少一种成分，在该精研磨工序1中，利用该研磨液组合物含有二氧化硅粒子(成分C)且成分A的含量相对于成分A及成分B的合计含量的比例为50质量％以上的研磨液组合物进行研磨，在该精研磨工序2中，利用成分B的含量相对于成分A及成分B的合计含量的比例为50质量％以上的研磨液组合物进行研磨。
[0017]本专利技术在一个方式中涉及一种半导体基板的制造方法，其包含进行本专利技术的调节方法或本专利技术的研磨方法的工序。
具体实施方式
[0018]为了减少表面缺陷等，用于精研磨的研磨液使用粒径更小的胶体二氧化硅，有研磨速度变慢的倾向，在提高研磨速度方面存在课题。
[0019]然而，就使用了日本特开2004
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128089号公报及日本特开2008
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53415号公报的研磨液组合物的研磨而言，研磨速度称不上充分。
[0020]另外，日本特开2015
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185672号公报、日本特开2015
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185674号公报、日本特开2016
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4953号公报、日本特开2017
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183478号公报、及国际公开第2017/169154号的以多阶段进行硅基板的研磨方法的目的均在于达成提高表面平滑性及抑制微小缺陷的产生这样的高品质的研磨表面，并未提及研磨速度。
[0021]本专利技术提供一种可调节硅基板的研磨速度与研磨后的基板的表面品质的方法。
[0022]根据本专利技术，在一个方式中，在硅基板的研磨中可提高研磨速度与研磨后的基板表面品质(例如基板表面粗糙度(雾度))。
[0023]本专利技术的效果表现机制的详细内容虽不明确，但推测如下。
[0024]具有5以上且8.5以下的pKa的含氨基的水溶性高分子(成分A)的阳离子性低，相比于与氨基的静电相互作用，是以分子整体的范德华力作为主要原因而吸附于二氧化硅粒子(成分C)、被研磨硅基板，由此抑制二氧化硅研磨粒、硅基板间的静电斥力。因此，在不新产生源于静电相互作用的二氧化硅的凝聚所导致的刮痕等表面缺陷的情况下表现出高研磨速度，由此可降低源于粗研磨工序的表面粗糙度、去除表面缺陷。
[0025]另一方面，非离子性水溶性高分子(成分B)吸附于硅基板表面，环氧烷、羟基等亲
水基在硅基板表面突出，由此具有抑制因碱而导致的过度腐蚀及抑制二氧化硅研磨粒接近的效果、即提高研磨后的基板表面品质(例如雾度的降低等)的效果。
[0026]认为两成分是以范德华力作为主要原因而吸附，认为其吸附力为相同程度，因此不会阻碍相互的吸附，对应于研磨液中的成分A与成分B的比例而吸附于二氧化硅粒子(成分C)、被研磨硅基板。
[0027]认为其结果是，在不阻碍成分A的提高研磨速度的效果与成分B的提高表面品质的效果的情况下，对应于吸附量的比例、即成分A与成分B的比例而表现出成分A的效果与成分B的效果，从而可自由地调节基板的研磨速度与表面品质。
[0028]但是，本专利技术并不限定解释为这些机制。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种调节硅基板的研磨速度与研磨后的基板的表面品质的方法，其使用含有选自成分A及成分B中的至少一种成分的研磨液组合物，并改变成分A与成分B的含量比，由此调节硅基板的研磨速度与研磨后的基板的表面品质，成分A为pKa为5以上且8.5以下的含氨基的水溶性高分子化合物，成分B为非离子性水溶性高分子化合物。2.根据权利要求1所述的方法，其中，研磨液组合物的pH值大于成分A的pKa。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，研磨液组合物的pH值与所述含氨基的水溶性高分子化合物的pKa的差大于0且为7以下。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，成分A包含源自选自烯丙基胺及二烯丙基胺中的1种以上单体的结构单元。5.根据权利要求4所述的方法，其中，源自烯丙基胺的结构单元中的氨基的至少一部分具有位阻基。6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，源自烯丙基胺的结构单元中的氨基的至少一部分是包含具有羟基的碳数3以上且11以下的烃基的仲胺基或叔胺基。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，成分A是聚烯丙基胺与缩水甘油衍生物的反应产物。8.根据权利要求4所述的方法，其中，源自二烯丙基胺的结构单元中的氨基的至少一部分在β位或γ位具有吸电子基。9.根据权利要求1至4、及8中任一项所述的方法，其中，成分A是包含下述式(III)所表示的结构单元的化合物，式(III)中，R3是任选具有羟基的碳数1～3的烷基，n+m＝1。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，成分B是分子内具有环氧烷基、羟基或酰胺基的水溶性高分子。11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：三浦穣史，
申请(专利权)人：花王株式会社，
类型：发明
国别省市：