專利名稱：表面處理組合物及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合于半導(dǎo)體晶片表面處理的表面處理組合物或拋光組合物。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種表面處理組合物或拋光組合物，它具有高的拋光除去率，通過(guò)在低電阻硅晶片(在該晶片中含大量摻雜物并且電阻率最大為0.1Ω·cm)的鏡面拋光中減少波度的形成，能獲得極光滑的表面。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了高集成并且大容量的用于高技術(shù)產(chǎn)品(包括計(jì)算機(jī))的高性能半導(dǎo)體元件芯片，并且由于這種大的容量而正在擴(kuò)大芯片的尺寸。對(duì)用作分立的半導(dǎo)體元件、雙極IC、MOSIC和其它高性能半導(dǎo)體元件的取向附生晶片的需求正在逐年增加。半導(dǎo)體元件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的小型化已年復(fù)一年地取得進(jìn)展，因此在元件制造方法中的焦深變淺，并且對(duì)形成元件前的晶片拋光表面的精度要求更趨嚴(yán)格。
作為拋光表面的精度參數(shù)，有例如各種表面缺陷，如LPD、沉積較大的外來(lái)物質(zhì)、劃痕、表面粗糙度、霧度級(jí)別和SSS(次表面劃痕，它是一種細(xì)的劃痕，也稱隱劃痕)。
LPD包括沉積在晶片表面上細(xì)小外來(lái)物質(zhì)(下面稱之為“顆?！?形成的缺陷和COP(晶體原生顆粒)形成的缺陷。沉積在晶片上的較大的外來(lái)物質(zhì)包括由拋光組合物干燥及其它原因形成的干的凝膠。
如果存在這種LPD或較大的外來(lái)物質(zhì)，則很可能形成圖形缺陷、絕緣體電壓擊穿、不能離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，目前正在研究這種表面缺陷低的晶片或制造所述晶片的方法。
硅晶片是常用的半導(dǎo)體基材，它是將硅單晶坯料切成晶片，隨后粗拋光(稱為磨配(lapping))成大致的形狀而制得的。接著，浸蝕除去在切片或磨配過(guò)程中在晶片表面上形成的損傷層，隨后將該晶片表面拋光成鏡面形成硅晶片。這種拋光常包括多個(gè)拋光步驟，具體為毛坯除去拋光、第二級(jí)拋光和精制拋光(最后拋光)。根據(jù)所使用的方法，可省略第二級(jí)拋光，或者在第二級(jí)拋光和最后拋光之間增加進(jìn)一步拋光步驟。
上述硅單晶坯料是用CZ法或FZ法生長(zhǎng)的硅單晶。FZ法的優(yōu)點(diǎn)在于雜質(zhì)污染很小，可生長(zhǎng)具有高電阻率的單晶，但其缺點(diǎn)在于其直徑難以增加或電阻率難以控制，作為制造單晶的方法它是具有特色的。目前主要使用CZ法。CZ法用這種方法生長(zhǎng)單晶，即用具有預(yù)定取向的晶種誘發(fā)單晶的生長(zhǎng)(所述晶種位于一個(gè)具有減壓的氬氣氣氛的密閉容器中的石英坩堝內(nèi)加熱并熔融的硅熔體表面的中央)，并將該單晶拉成具有所需形狀的坯料。
通常，可以以大于常見(jiàn)的量向上述硅熔體中摻入銻、砷、硼或其它摻雜物來(lái)降低晶片的電阻率。最大具有0.1Ω·cm電阻率的晶片常稱為低電阻晶片。上面提到的取向附生晶片是一種有硅單晶薄膜(下面稱為取向附生層)的晶片，該薄膜無(wú)晶體缺陷，通過(guò)化學(xué)或物理方法生長(zhǎng)在這種低電阻晶片的表面上。
當(dāng)在CZ法中拉該單晶硅時(shí)，在硅熔體中的摻雜物可能較容易加入單晶中，隨著拉晶的進(jìn)行，在硅熔體中的摻雜物濃度下降。因此，為了保持坯料中摻雜物的濃度恒定，在拉晶(withdrawn)過(guò)程中向石英坩堝中補(bǔ)充適量的硅熔體或摻雜物，但是這難以使拉制坯料中摻雜物濃度均勻。如果將用這種方法由含摻雜物的熔體制得的坯料切片，則會(huì)以環(huán)狀方式顯示出摻雜物濃度的不均勻性。
以前，為了拋光常見(jiàn)的低電阻晶片，常使用包括水、二氧化硅和拋光促進(jìn)劑(如胺或氨)的拋光組合物。如果將這種拋光組合物用于拋光具有高摻雜物濃度的低電阻晶片，則會(huì)在晶片表面上形成與摻雜物濃度不均勻性相對(duì)應(yīng)的環(huán)狀波度(下面稱為“摻雜物條紋”)。在拋光除去率高的毛坯除去拋光中形成這種摻雜物條紋是明顯的。在毛坯除去拋光后進(jìn)行的第二級(jí)拋光或最后拋光中，與毛坯除去拋光相比拋光除去率通常較低，難以通過(guò)第二級(jí)或隨后的拋光操作修補(bǔ)在毛坯除去拋光中形成的波度。即使為了減少形成這種摻雜物條紋而減少用于毛坯除去拋光中的拋光促進(jìn)劑的量，減少摻雜物條紋的效果也是微小的，并且還會(huì)導(dǎo)致拋光除去率顯著下降的另一個(gè)問(wèn)題。在實(shí)際的拋光操作中，通過(guò)循環(huán)重復(fù)使用拋光組合物，如果在減少添加劑量的狀態(tài)下通過(guò)循環(huán)重復(fù)使用所述組合物，則會(huì)產(chǎn)生拋光除去率顯著下降的問(wèn)題。
另一方面，第二次和隨后的拋光操作，尤其是最后的拋光步驟用于修光在前面步驟中拋光的晶片表面。即在第二次和隨后的拋光操作中，重要的是能降低表面粗糙度，防止形成微突起、微凹坑和其它細(xì)小的表面缺陷，而非如毛坯除去拋光中所需的那樣具有大的修補(bǔ)波度或較大的表面缺陷的能力。另外，從生產(chǎn)率的觀點(diǎn)看，高的拋光除去率是重要的。就本發(fā)明人所知，在常規(guī)的兩步拋光中，可在第二級(jí)拋光中獲得低表面粗糙度的晶片表面，但是使用的拋光除去率很低，不適合于實(shí)際的制造，并且難以防止形成微突起、微凹坑和其它表面缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
因此，需要開(kāi)發(fā)一種拋光組合物或表面處理組合物，它具有高的拋光除去率，在拋光最大具有0.1Ω·cm電阻率的低電阻晶片時(shí)，能形成無(wú)摻雜物條紋的非常光滑的拋光表面。
本發(fā)明已解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種拋光組合物，它具有高的拋光除去率，在拋光用CZ法制得的最大具有0.1Ω·cm電阻率的低電阻晶片時(shí)，能形成無(wú)摻雜物條紋的非常光滑的拋光表面。本發(fā)明另一個(gè)目的是提供一種表面處理組合物，在拋光前將其施加在要處理的物體表面上，減少在拋光中形成摻雜物條紋，并能有效地清潔拋光物體的表面。
本發(fā)明提供一種用于電阻率最大為0.1Ω·cm的硅晶片的拋光組合物，它包括水、磨料和至少一種作為添加劑選自堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽、季銨鹽、過(guò)氧化物或過(guò)氧酸化合物的化合物。
本發(fā)明提供上述拋光組合物用于拋光電阻率最大為0.1Ω·cm的硅晶片的用途。
本發(fā)明還提供一種拋光硅晶片的方法，該方法中將上述拋光組合物用作拋光電阻率最大為0.1Ω·cm的硅晶片的組合物。
另外，本發(fā)明提供一種用于電阻率最大為0.1Ω·cm的硅晶片的表面處理組合物，它包括水和至少一種作為添加劑選自堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽、季銨鹽、過(guò)氧化物或過(guò)氧酸化合物的化合物。
在拋光電阻率最大為0.1Ω·cm的低電阻硅晶片，尤其是用CZ法制得的晶片時(shí)，本發(fā)明拋光組合物能形成無(wú)波度的很光滑的拋光表面，當(dāng)循環(huán)使用該組合物時(shí)，拋光除去率的下降很小。
在拋光電阻率最大為0.1Ω·cm的低電阻硅晶片前或拋光后使用本發(fā)明表面處理組合物，可在拋光處理中減少形成波度，或拋光后的表面清潔效果將很好。
具體實(shí)施例方式
下面將參照較好的實(shí)例詳細(xì)地描述本發(fā)明。
添加劑本發(fā)明表面處理組合物或拋光組合物包括水和添加劑。在拋光組合物中這種添加劑通過(guò)作為拋光促進(jìn)劑的化學(xué)作用而促進(jìn)拋光作用，在表面處理組合物中不含磨料，在拋光前它起表面處理的作用，或在拋光后起漂清表面的作用。
這種添加劑可包括下列物料(a)堿金屬氫氧化物，如氫氧化鉀或氫氧化鈉，(b)堿金屬碳酸鹽，如碳酸鉀或碳酸鈉，(c)堿金屬碳酸氫鹽，如碳酸氫鉀或碳酸氫鈉，
(d)季銨鹽，如氫氧化四甲銨、氫氧化四乙銨或氫氧化四丁銨，(e)過(guò)氧化物，如過(guò)氧化氫、過(guò)氧化鈉、過(guò)氧化鉀、過(guò)氧化鋰、過(guò)氧化鈣或過(guò)氧化鋯，和(f)過(guò)氧酸鹽，如過(guò)二硫酸(peroxodisulfuric acid)、過(guò)二硫酸銨、過(guò)二硫酸鉀、過(guò)二硫酸鈉、過(guò)二磷酸(peroxodiphosphoric acid)、過(guò)二磷酸鉀、過(guò)碳酸鉀、過(guò)碳酸鈉、過(guò)硼酸鈉、過(guò)硼酸鎂或過(guò)硼酸鉀。
要求這種添加劑能溶解在組合物中?？稍诓挥绊懕景l(fā)明效果的范圍內(nèi)以任意的比例組合使用這些添加劑。在本發(fā)明組合物中這種添加劑的含量隨所使用的化合物類型的不同或隨組合物使用目的的不同而不同，但是按組合物的總重量計(jì)，它通常為0.001-50重量％。
當(dāng)將本發(fā)明組合物用于毛坯除去拋光時(shí)，最好將添加劑的濃度設(shè)定在較高的水平。尤其當(dāng)所述添加劑是堿金屬的氫氧化物、碳酸鹽或碳酸氫鹽時(shí)，該濃度宜為0.001-30重量％，較好為0.01-5重量％，最好為0.05-3重量％。當(dāng)所述添加劑是季銨鹽時(shí)，該濃度宜為0.05-15重量％，較好為0.1-10重量％，最好為0.5-5重量％。當(dāng)所述添加劑是過(guò)氧化物時(shí)，該濃度宜為0.01-50重量％，較好為0.1-30重量％，最好為0.5-25重量％。當(dāng)所述添加劑是過(guò)氧酸鹽時(shí)，該濃度較好為0.01-50重量％，較好為0.1-30重量％，最好為0.5-25重量％。
另一方面，當(dāng)將本發(fā)明組合物用于第二次或隨后的拋光操作，尤其是用于最后的拋光時(shí)，該添加劑最好是低濃度的。尤其當(dāng)該添加劑是堿金屬的氫氧化物、碳酸鹽或碳酸氫鹽時(shí)，其濃度宜為0.001-30重量％，較好為0.01-5重量％，最好為0.05-3重量％。當(dāng)該添加劑是季銨鹽時(shí)，其濃度宜為0.005-15重量％，較好為0.01-10重量％，最好為0.05-5重量％。當(dāng)所述添加劑是過(guò)氧化物時(shí)，其濃度宜為0.001-50重量％，較好為0.01-30重量％，最好為0.05-25重量％。當(dāng)所述添加劑是過(guò)氧酸鹽時(shí)，其濃度宜為0.001-50重量％，較好為0.01-30重量％，最好為0.05-25重量％。
當(dāng)將這種添加劑用作拋光組合物時(shí)，隨著其含量的增加，拋光除去率有增加的趨勢(shì)，當(dāng)通過(guò)循環(huán)而重復(fù)使用這種添加劑時(shí)，拋光除去率的下降很小。但是，如果含量太大，拋光組合物的化學(xué)作用會(huì)太強(qiáng)，很可能會(huì)由于強(qiáng)的浸蝕作用而在晶片表面形成表面缺陷(如表面變粗糙)；或者會(huì)失去磨粒的分散穩(wěn)定性，形成沉淀。另一方面，如果用量太小，拋光除去率會(huì)變低，需要長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行拋光操作，使生產(chǎn)率下降，這在實(shí)踐中是不可取的。尤其當(dāng)煅制二氧化硅用作磨料時(shí)，在拋光組合物中會(huì)產(chǎn)生凝膠，使分散穩(wěn)定性變差，組合物的粘度會(huì)高得難以操作。
當(dāng)在拋光處理后將含這種添加劑的表面處理組合物用于漂清處理時(shí)，便于除去在表面上的殘余物或除去干的拋光組合物。
水溶性聚合物本發(fā)明組合物可含有水溶性聚合物。尤其當(dāng)本發(fā)明組合物用于第二次或隨后的拋光(特別是最后拋光)時(shí)，該組合物最好含有水溶性聚合物。拋光后的晶片表面馬上具有疏水性，在這種情況下當(dāng)拋光組合物、空氣中的灰塵或其它外來(lái)物質(zhì)沉積在晶片表面上時(shí)，該組合物中的磨料或外來(lái)物質(zhì)會(huì)變干和固化，緊緊地固定在晶片表面上，從而導(dǎo)致在晶片表面上沉積顆粒。然而，在本發(fā)明拋光組合物中，水溶性聚合物具有在晶片表面上形成親水性的功能，使得在完成拋光至隨后的清洗步驟之間的短時(shí)間內(nèi)晶片表面不會(huì)變干。要求欲使用的水溶性聚合物能溶解在組合物中。所述欲使用的水溶性聚合物無(wú)特別的限制，只要它不影響本發(fā)明效果即可。但是，該聚合物通常具有親水性基團(tuán)并且分子量至少為100,000，較好至少為1,000,000。在本發(fā)明中，所述親水性基團(tuán)可以是，例如羥基、羧基、羧酸酯基、磺基等。具體地說(shuō)，這種水溶性聚合物最好是至少一種選自纖維素衍生物和聚乙烯醇的聚合物。所述纖維素衍生物較好是至少一種選自羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素和羧甲基乙基纖維素的纖維素衍生物。最好是羥乙基纖維素?？梢匀芜x的比例組合使用這些水溶性聚合物。
在本發(fā)明拋光組合物中所述水溶性聚合物的含量隨所使用的水溶性聚合物的種類不同或者該組合物中其它組分的含量不同而不同。但是，按拋光組合物的總量計(jì)，其通常宜為0.001-10重量％，較好為0.003-3重量％，最好為0.005-0.3重量％。如果水溶性聚合物的含量顯著超過(guò)上述范圍，組合物的粘度將太高，從拋光墊上除去組合物廢液的能力將變差。另一方面，如果含量太小，拋光后晶片的親水性將較差，會(huì)沉積顆粒。
另外，所述水溶性聚合物在所述組合物中的溶解度取決于其它組分的含量。因此，即使水溶性聚合物的量在上述范圍之內(nèi)，所述聚合物也可能不完全溶解，或者已溶解的水溶性組分還會(huì)沉淀。該沉淀物可能會(huì)與磨料顆粒等聚結(jié)，從而使處理效率變差。因此需要引起注意。
磨料除了上述添加劑外，本發(fā)明拋光組合物含有磨料。作為磨料，可使用在不影響本發(fā)明效果范圍內(nèi)的任何磨料。但是最好使用二氧化硅。
本發(fā)明拋光組合物通過(guò)磨料而具有機(jī)械拋光作用，通過(guò)添加劑的化學(xué)作用而具有拋光或幫助拋光作用。
二氧化硅具有許多類型，它們具有不同的性能或具有不同的制造方法。其中，較好用于本發(fā)明拋光組合物的二氧化硅有，例如膠態(tài)二氧化硅、煅制二氧化硅或沉淀二氧化硅。
其中，膠態(tài)二氧化硅通常是通過(guò)硅酸鈉離子交換(或用酸或堿水解烷氧基硅烷)得到的超細(xì)膠態(tài)二氧化硅的顆粒生長(zhǎng)制得的。用這種濕法制得的膠態(tài)二氧化硅通常是淤漿狀的，二氧化硅以初級(jí)粒子或二次粒子的狀態(tài)分散在水中。這種膠態(tài)二氧化硅可購(gòu)自，例如Catalysts & Chemicals Ind.Co.，Ltd.名為SPHERICASlurry的商品。
在本發(fā)明中，當(dāng)使用膠態(tài)二氧化硅時(shí)，常使用用上述方法制得的膠態(tài)二氧化硅。但是，在半導(dǎo)體基材的拋光操作中，在許多情況下金屬雜質(zhì)是不合需求的，因此最好使用高純膠態(tài)二氧化硅。這種高純膠態(tài)二氧化硅可在濕體系中通過(guò)有機(jī)硅化合物的熱分解制得，它具有金屬雜質(zhì)極其微小并且即使在中性區(qū)也相對(duì)穩(wěn)定的特性。
煅制二氧化硅是一種通過(guò)四氯化硅和氫燃燒而制得的二氧化硅。這種用氣相法制得的煅制二氧化硅是具有鏈結(jié)構(gòu)的二次顆粒狀態(tài)的，其中數(shù)個(gè)或數(shù)十個(gè)初級(jí)顆粒聚集在一起，并具有金屬雜質(zhì)含量較小的特征。這種煅制二氧化硅可以例如Aerosil的商品名購(gòu)自Nippon Aerosil Co.，Ltd.
沉淀二氧化硅是含水的無(wú)定形二氧化硅，它通過(guò)硅酸鈉與酸反應(yīng)制得。這種通過(guò)濕體系制得的沉淀二氧化硅是球狀的初級(jí)顆粒如葡萄般團(tuán)聚的松散顆粒狀的，并具有比表面積和孔體積較大的特性。這種沉淀二氧化硅可例如以Carplex的商品名購(gòu)自Shionogi & Co.。
這些二氧化硅可根據(jù)需要以任意的比例組合使用。
二氧化硅用于對(duì)要用磨粒的機(jī)械作用拋光的表面進(jìn)行拋光。用于本發(fā)明拋光組合物的二氧化硅的平均粒徑通常為10-3000nm(平均二次顆粒的粒徑，用光散射法測(cè)得)。具體地說(shuō)，在膠態(tài)二氧化硅的情況下，平均粒徑宜為10-1,000nm，較好為15-500nm，最好為20-300nm。在煅制二氧化硅的情況下，粒徑宜為50-300nm，較好為100-300nm，最好為150-300nm。同樣，在沉淀二氧化硅的情況下，粒徑宜為100-3,000nm，較好為200-2,500nm，最好為300-2,000nm。
對(duì)于本發(fā)明拋光組合物，如果二氧化硅的平均粒徑超過(guò)上述范圍，磨粒的分散難以維持，產(chǎn)生組合物穩(wěn)定性下降、磨粒沉淀的問(wèn)題，在拋光的晶片表面上會(huì)產(chǎn)生刮痕。另一方面，如果粒徑小于上述范圍，拋光去除率會(huì)極低，需要長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行加工，生產(chǎn)率太低難以在實(shí)踐中使用。
按組合物的總量計(jì)，在拋光組合物中磨料的含量通常為0.01-50重量％，較好為0.05-30重量％，最好為0.1-20重量％。如果磨料的含量太小，則拋光除去率將很低，需要長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行加工，從而使生產(chǎn)率太低難以在實(shí)踐中使用。另一方面，如果含量太高，則難以維持均勻的分散，組合物的粘度會(huì)太高，難以進(jìn)行操作。
表面處理組合物和拋光組合物本發(fā)明組合物通常是通過(guò)以所需的含量將上述各個(gè)組分(即在表面處理組合物情況下的添加劑，或者在拋光組合物情況下的磨料和添加劑)混合在水中，使之分散或溶解而制得的。將這些組分分散或溶解在水中的方法是任選的。例如，可以用葉輪型攪拌器或通過(guò)超聲波分散使之分散。另外，這些組分的混合次序是任選的。即在拋光組合物的情況下，可先分散磨料或溶解添加劑，或者可同時(shí)進(jìn)行所述分散和溶解。
另外，在制造上述拋光組合物時(shí)，出于保持或穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量的目的，或者根據(jù)要拋光的物體的類型，拋光條件和拋光加工的其它因素，可根據(jù)需要，混入各種已知的添加劑。對(duì)于這種附加的添加劑，可列舉出下列物料(a)水溶性醇，如乙醇、丙醇、乙二醇等；(b)表面活性劑，如烷基苯磺酸鈉、萘磺酸與甲醛的縮合物等；(c)聚有機(jī)陰離子物質(zhì)，如木素磺酸鹽，聚丙烯酸鹽等；(d)鰲合劑，如二甲基乙二肟，雙硫腙，8-羥基喹啉，乙酰丙酮，氨基乙酸，EDTA，NTA等；(g)殺真菌劑，如藻酸鈉，碳酸氫鉀等。
另外，適用于本發(fā)明拋光組合物的上述磨料或添加劑可作為輔助添加劑，以達(dá)到上述目的以外的目的，例如，用于防止磨料的沉淀。
可以以較高濃度的原料液形式制備、儲(chǔ)存或運(yùn)輸本發(fā)明拋光組合物，并可在實(shí)際拋光操作時(shí)稀釋使用。前面所述較好的濃度范圍是就實(shí)際拋光操作而言的，如果采用實(shí)際使用時(shí)才稀釋組合物的方法，不言而喻，該組合物是在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中的高濃度溶液。另外，從處理效率的觀點(diǎn)看，最好以這種濃縮的形式制備組合物。
另外，所述組合物中各組分的溶解度隨其它組分的種類或含量的不同而不同。因此，即使各組分的量落在上述優(yōu)選范圍之內(nèi)，仍可能出現(xiàn)不是所有組分都均勻地溶解或分散，或者已溶解的組分又發(fā)生沉淀的情況。當(dāng)組合物中任一組分聚結(jié)或者應(yīng)溶解的組分發(fā)生沉淀時(shí)，如果這些組分能再次溶解或分散，則沒(méi)有任何問(wèn)題。盡管如此，還是需要進(jìn)行附加的處理。因此，不僅在使用時(shí)，而且在上述濃縮狀態(tài)下，本發(fā)明的組合物最好都處于均勻溶解或分散狀態(tài)。具體來(lái)說(shuō)，在拋光組合物中包含作為磨料的膠態(tài)二氧化硅、作為添加劑的氫氧化四甲銨(TMAH)和作為水溶性聚合物的分子量為1.3×106的羥乙基纖維素(HEC)，較好的是HEC的含量為0.25重量％，TMAH的濃度為0.001至0.3重量％，由此得到的組合物是穩(wěn)定的，不存在諸如膠凝等問(wèn)題。
與含胺或氨的常規(guī)拋光組合物相比本發(fā)明拋光組合物幾乎不形成摻雜劑條紋的原因還不很清楚。但是，可能是本發(fā)明拋光組合物提供的某些化學(xué)作用與晶片中摻雜劑的濃度無(wú)關(guān)。認(rèn)為在拋光前將本發(fā)明表面處理組合物施加至晶片上，它也會(huì)產(chǎn)生相同的作用。另外，在拋光后施加表面處理組合物以漂清晶片時(shí)，認(rèn)為它提供了抗含摻雜劑的刮屑的化學(xué)作用，以增強(qiáng)清洗效果。
下面將參照本發(fā)明拋光組合物的實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。但是，應(yīng)理解本發(fā)明不受這些具體實(shí)施例的限制。
毛坯去除拋光試驗(yàn)制備拋光組合物首先，用攪拌器將作為磨料的膠態(tài)二氧化硅(初級(jí)顆粒粒徑35nm，二次顆粒粒徑70nm)分散在水中，得到磨料濃度為2重量％的淤漿。隨后，將該淤漿分成數(shù)份，加入如表1所示的添加劑，制得實(shí)施例1-13和比較例1-4的試樣作為拋光組合物。
拋光試驗(yàn)在下列條件下進(jìn)行拋光試驗(yàn)。
拋光條件拋光機(jī)單面拋光機(jī)(面板直徑810mm)，四頭；拋光物體三個(gè)5英寸的硅晶片基本相同地粘結(jié)在直徑300mm的陶瓷板上(電阻率0.01Ω·cm，晶體取向P<100>)；壓力350g/cm2；面板轉(zhuǎn)速87rpm；拋光墊BELLATRIX K0013(Kanebo Ltd.制)；
施加的拋光組合物量6,000cc/min(循環(huán)使用)；拋光時(shí)間20分鐘。
拋光后，依次洗滌并干燥晶片，對(duì)于全部12塊晶片，用微米計(jì)測(cè)得拋光造成的晶片厚度變化，將這些數(shù)據(jù)的平均值作為拋光去除率的替代數(shù)據(jù)。
接著，使用影象圖儀(shadow graph，LX-230B，Mizojiri Optical Co.，Ltd.制)，在暗室中用光照射在晶片表面上，檢查投射在屏幕上的影象以評(píng)價(jià)形成的摻雜劑條紋。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下未觀察到摻雜劑條紋；未觀察到顯著的摻雜劑條紋，該條紋的量不會(huì)引起麻煩；×觀察到會(huì)造成麻煩的摻雜劑條紋。
另外，使用WYKO TOPO-3D物鏡(WYKO Corporation，USA制，放大倍數(shù)1.5倍)測(cè)定拋光后晶片的表面粗糙度Ra。
獲得的結(jié)果列于表1。
表1

*KOH氫氧化鉀NaOH氫氧化鈉KC碳酸鉀TMAH3.6％氫氧化四甲銨溶液H2O230％過(guò)氧化氫水溶液MEA一乙醇胺AEEAN-(β-氨基乙基)乙醇胺PIZ哌嗪六水合物由表1的結(jié)果可見(jiàn)，使用本發(fā)明拋光組合物，在拋光加工低電阻硅晶片時(shí)的拋光除去率是高的，可以獲得幾乎不形成摻雜劑條紋的非常光滑的拋光表面。
最后拋光試驗(yàn)制備拋光組合物首先，用攪拌器將作為磨料的膠態(tài)二氧化硅(初級(jí)顆粒粒徑35nm，二次顆粒粒徑70nm)分散在水中，得到磨料濃度如表2所示的淤漿。隨后，將該淤漿分成數(shù)份，加入如表2所示的添加劑，接著，以加入如表2所示的水溶性聚合物，制得實(shí)施例16-30和比較例5-7的試樣作為拋光組合物。
拋光試驗(yàn)在下列條件下進(jìn)行拋光試驗(yàn)。
拋光條件拋光機(jī)單面拋光機(jī)(面板直徑810mm)，四頭；拋光物體實(shí)施例10的拋光晶片(表面粗糙度Ra＝0.9nm)；壓力100g/cm2；面板轉(zhuǎn)速60rpm；拋光墊Surfin000(FUJIMI INCORPORATED制)；施加的拋光組合物量200cc/min；拋光時(shí)間10分鐘。
拋光后，用與上述相同的方法評(píng)價(jià)晶片表面的狀態(tài)。獲得的結(jié)果列于表2。
表2

**KOH氫氧化鉀TMAH3.6％氫氧化四甲銨溶液NH329％的氨水溶液PIZ哌嗪六水合物HEC羥乙基纖維素(平均分子量為1.3×106)PVA聚乙烯醇(平均分子量1.3×105)由表2的結(jié)果可見(jiàn)，使用本發(fā)明拋光組合物，在拋光加工低電阻硅晶片時(shí)可以獲得不形成摻雜劑條紋的非常光滑的拋光表面。
如上所述，在拋光加工電阻率最大為0.1Ω·cm的低電阻晶片時(shí)，本發(fā)明拋光組合物能形成非常光滑的無(wú)波度的拋光表面并提供高的拋光除去率，并且在循環(huán)使用時(shí)拋光除去率很少下降，本發(fā)明表面處理組合物適用于在拋光加工低電阻硅晶片之前或加工后減少拋光處理形成的波度，或者在拋光后高效地進(jìn)行表面清洗。
權(quán)利要求
1.一種用于電阻率最大為0.1Ω·cm的硅晶片的表面處理組合物，它包括水和至少一種作為添加劑的化合物，所述化合物選自堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽、季銨鹽、過(guò)氧化物或過(guò)氧酸化合物。
2.如權(quán)利要求1所述的表面處理組合物，其特征在于所述添加劑選自氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鈉、氫氧化四甲銨、氫氧化四乙銨、氫氧化四丁銨、過(guò)氧化氫、過(guò)氧化鈉、過(guò)氧化鉀、過(guò)氧化鋰、過(guò)氧化鈣、過(guò)氧化鋯、過(guò)二硫酸、過(guò)二硫酸銨、過(guò)二硫酸鉀、過(guò)二硫酸鈉、過(guò)二磷酸、過(guò)二磷酸鉀、過(guò)碳酸鉀、過(guò)碳酸鈉、過(guò)硼酸鈉、過(guò)硼酸鎂和過(guò)硼酸鉀中的至少一種。
3.如權(quán)利要求1所述的表面處理組合物，其特征在于按表面處理組合物的總重量計(jì)，所述添加劑的含量為0.001-50重量％。
4.如權(quán)利要求1所述的表面處理組合物，其特征在于它還含有選自纖維素衍生物和/或聚乙烯醇的水溶性聚合物。
5.權(quán)利要求1所述的表面處理組合物用于對(duì)電阻率最大為0.1Ω·cm的硅晶片進(jìn)行表面處理的用途。
全文摘要
公開(kāi)了一種用于電阻率最大為0.1Ω·cm的硅晶片的表面處理組合物，它包括水和至少一種作為添加劑的化合物，所述化合物選自堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽、季銨鹽、過(guò)氧化物或過(guò)氧酸化合物。
文檔編號(hào)H01L21/304GK1515641SQ0310099
公開(kāi)日2004年7月28日 申請(qǐng)日期1999年6月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月22日
發(fā)明者井上穣, 伊東真時(shí), 井上 , 時(shí) 申請(qǐng)人:不二見(jiàn)株式會(huì)社