硅晶片用研磨液組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明關(guān)于一種娃晶片用研磨液組合物及使用其的半導(dǎo)體基板的制造方法、W及 娃晶片的研磨方法。 現(xiàn)有技術(shù)
[0002] 近年來，由于對半導(dǎo)體內(nèi)存的高記錄容量化的要求增高，而推進半導(dǎo)體裝置的設(shè) 計規(guī)則的微細化。因此，于半導(dǎo)體裝置的制造過程中進行的光蝕刻法中，對焦點深度變淺、 娃晶片(裸晶片）的缺陷減少或平滑性的要求變得越發(fā)嚴(yán)格。
[0003] W提升娃晶片的質(zhì)量為目的，娃晶片的研磨W多階段進行。尤其是于研磨的最終 階段進行的精研磨W抑制表面粗糖度(霧度)及抑制因研磨后的娃晶片表面的潤濕性提升 (親水化)而導(dǎo)致的微?；蚬魏?、凹坑等表面缺陷化PD:Light point defects(亮點缺陷）） 為目的而進行。
[0004] 作為精研磨所使用的研磨液組合物，已知有含有膠體二氧化娃、及堿性化合物的 化學(xué)機械研磨用的研磨液組合物。進而，作為W改善霧度等級為目的的研磨液組合物，已知 有含有膠體二氧化娃、徑乙基纖維素(肥C)及聚環(huán)氧乙燒(PE0)的化學(xué)機械研磨用的研磨液 組合物(專利文獻1)。
[0005] 另一方面，作為W減少表面缺陷(LPD)的數(shù)量為目的的研磨液組合物，已知有藉由 使聚乙締醇水溶液進行離子交換而使研磨液組合物中的鋼離子及乙酸離子中的任一者的 濃度成為lOppbW下的研磨液組合物(專利文獻2)。另外，作為W改善起伏（弓權(quán)弓)和/或霧 度為目的的研磨液組合物，已知有含有具有碳長鏈結(jié)構(gòu)且作為側(cè)鏈具有徑基低級烷氧基的 鏈狀控系高分子(例如，環(huán)氧乙燒加成聚乙締醇）的研磨液組合物(專利文獻3)。另外，作為 用于具有高差的半導(dǎo)體晶片的表面的平坦化的研磨液組合物，已知有含有聚乙締醇類作為 高差消除劑的研磨液組合物(專利文獻4)。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0007] 專利文獻
[000引專利文獻1:日本專利特開2004-128089號公報
[0009] 專利文獻2:日本專利特開2008-53414號公報
[0010] 專利文獻3:日本專利特開平11-140427號公報
[0011] 專利文獻 4: W02011/093223

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明所欲解決的問題
[0013] 但是，使用皿C的研磨液組合物由于皿CW作為天然物的纖維素為原料，故而含有 源自纖維素的水不溶物，該水不溶物成為核而使二氧化娃粒子易凝聚。而且，由于二氧化娃 粒子的凝聚體或該水不溶物本身的存在，而有產(chǎn)生表面缺陷(LPD)的增大的情形。
[0014] 另外，關(guān)于專利文獻2~4中記載的研磨液組合物，使用運些研磨液組合物的研磨 亦無法充分地兼顧娃晶片的表面粗糖度(霧度)與表面缺陷(LPD)的減少。
[0015] 因此，本發(fā)明提供一種可兼顧娃晶片的表面粗糖度（霧度）的降低與表面缺陷 (LPD)的減少的娃晶片用研磨液組合物、及使用該娃晶片用研磨液組合物的半導(dǎo)體基板的 制造方法、W及娃晶片的研磨方法。
[0016] 解決問題的技術(shù)手段
[0017] 本發(fā)明的娃晶片用研磨液組合物含有下述成分A~成分C。
[001引（成分A)二氧化娃粒子
[0019] (成分B)含氮堿性化合物
[0020] (成分C)水溶性高分子
[0021] 娃晶片用研磨液組合物中的二氧化娃粒子的含量為0.01~0.5質(zhì)量％，所述水溶 性高分子(成分C)包含下述通式（1)所表示的結(jié)構(gòu)單元，于所述水溶性高分子中，源自徑基 的氧原子數(shù)與源自聚氧亞烷基的氧原子數(shù)之比（源自徑基的氧原子數(shù)/源自聚氧亞烷基的 氧原子數(shù))為0.8~10。
[0022]
[002；3] 其中，所述通式（1)中，Ri為亞甲基或鍵合鍵，32、護、於、護分別獨立地為氨原子、徑 基、-C出0H或聚乙締醇，但R2、R3、R4、R5各自不全部同時為氨原子、徑基或-C出0H。
[0024] 本發(fā)明的娃晶片的研磨方法包含使用本發(fā)明的娃晶片用研磨液組合物對娃晶片 進行研磨的研磨工序。
[0025] 本發(fā)明的半導(dǎo)體基板的制造方法包含使用本發(fā)明的娃晶片用研磨液組合物對娃 晶片進行研磨的研磨工序。
[0026] 發(fā)明效果
[0027] 根據(jù)本發(fā)明，可提供一種可兼顧娃晶片的表面粗糖度（霧度）的降低與表面缺陷 (LPD)的減少的娃晶片用研磨液組合物、及使用該娃晶片用研磨液組合物的娃晶片的研磨 方法、W及半導(dǎo)體基板的制造方法。
【具體實施方式】
[00%]本發(fā)明基于如下見解，即，于娃晶片用研磨液組合物中的二氧化娃粒子的含量為 0.01~0.50質(zhì)量％的情形時，使娃晶片用研磨液組合物下，有時簡稱為「研磨液組合 物」）中含有包含下述通式（1)所表示的結(jié)構(gòu)單元、且源自徑基的氧原子數(shù)與源自聚氧亞燒 基的氧原子數(shù)之比（源自徑基的氧原子數(shù)/源自聚氧亞烷基的氧原子數(shù))為0.8~10的水溶 性高分子，藉此可兼顧W研磨液組合物研磨的娃晶片的表面(研磨面)的表面粗糖度(霧度） 的降低與表面缺陷(LPD)的減少。
[0029]
[0030] 其中，所述通式（1)中，Ri為亞甲基或鍵合鍵，32、護、於、護分別獨立地為氨原子、徑 基、-C出0H或聚乙締醇，但R2、R3、R4、R5各自不可全部同時為氨原子、徑基或-C出0H。
[0031] 可兼顧W本發(fā)明的研磨液組合物研磨的娃晶片的表面(研磨面)的表面粗糖度(霧 度)的降低與表面缺陷化PD)的減少的本發(fā)明的效果的表現(xiàn)機制的詳情尚不明確，但推測如 下。
[0032] 研磨液組合物中所含的水溶性高分子(成分C)于一分子中的主鏈上包含與娃晶片 相互作用的亞烷基氧基，于側(cè)鏈上包含作為與娃晶片相互作用的部位的徑基。因此，使水溶 性高分子(成分C)吸附于娃晶片表面而抑制因含氮堿性化合物而導(dǎo)致的娃晶片表面的腐 蝕、即表面粗糖度(霧度）的上升，并且表現(xiàn)出良好的潤濕性而抑制認為因娃晶片表面的干 燥而產(chǎn)生的于娃晶片表面的微粒的附著。另外，由于藉由使水溶性高分子(成分C)吸附于娃 晶片表面而提升娃晶片表面的潤濕性，故而使娃晶片表面的研磨的均勻性提升，因此表面 粗糖度(霧度)降低。
[0033] 另外，由于水溶性高分子(成分C)不含有如皿C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)代替皿C，則不會產(chǎn)生起因于該水不溶物本身的存在的表面缺 陷(LPD)的增大。
[0034] 如此，推測本發(fā)明藉由含有所述水溶性高分子(成分C)，而實現(xiàn)兼顧娃晶片的表面 粗糖度(霧度)的降低與表面缺陷(LPD)的減少。但是，本發(fā)明并不限定于運些推測。
[0035] [二氧化娃粒子(成分A)]
[0036] 于本發(fā)明的研磨液組合物中含有二氧化娃粒子作為研磨材料。作為二氧化娃粒子 的具體例，可列舉膠體二氧化娃、熱解法二氧化娃等，但就提升娃晶片的表面平滑性的觀點 而言，更優(yōu)選為膠體二氧化娃。
[0037] 作為二氧化娃粒子的使用形態(tài)，就操作性的觀點而言，優(yōu)選為漿料狀。于本發(fā)明的 研磨液組合物中所含的研磨材料為膠體二氧化娃的情形時，就防止因堿金屬或堿±金屬等 而導(dǎo)致的娃晶片的污染的觀點而言，膠體二氧化娃優(yōu)選為由烷氧基硅烷的水解物所獲得 者。由烷氧基硅烷的水解物所獲得的二氧化娃粒子可藉由自先前公知的方法而制作。
[0038] 就確保研磨速度的觀點而言，本發(fā)明的研磨液組合物中所含的二氧化娃粒子的平 均一次粒徑優(yōu)選為5nmW上，更優(yōu)選為lOnmW上，進一步優(yōu)選為15nmW上，進一步更優(yōu)選為 30nmW上。另外，就確保研磨速度、及兼顧娃晶片的表面粗糖度(霧度）的降低與表面缺陷 (LPD)的減少的觀點而言，二氧化娃粒子的平均一次粒徑優(yōu)選為50nmW下，更優(yōu)選為45nmW 下，進一步優(yōu)選為40nmW下。
[0039] 尤其是，于將膠體二氧化娃用作二氧化娃粒子的情形時，就確保研磨速度的觀點 而言，平均一次粒徑優(yōu)選為5nmW上，更優(yōu)選為lOnmW上，進一步優(yōu)選為15nmW上，進一步更 優(yōu)選為30nmW上。另外，就確保研磨速度、及兼顧娃晶片的表面粗糖度(霧度)的降低與表面 缺陷化PD)的減少的觀點而言，膠體二氧化娃的平均一次粒徑優(yōu)選為50nmW下，更優(yōu)選為 45nm W下，進一步優(yōu)選為40nm W下。
[0040] 二氧化娃粒子的平均一次粒徑使用藉由邸T(化unauer Emmett Teller,布厄特） (氮吸附）法算出的比表面積S(m2/g)而算出。比表面積可藉由例如實施例中記載的方法而 測定。
[0041] 就確保研磨速度、及兼顧娃晶片的表面粗糖度(霧度）的降低與表面缺陷化PD)的 減少的觀點而言，二氧化娃粒子的締合度優(yōu)選為3.0 W下，更優(yōu)選為1.1~3.0，進一步優(yōu)選 為1.8~2.5,進一步更優(yōu)選為2.0~2.3。二氧化娃粒子的形狀優(yōu)選為所謂球型與所謂雖形。 于二氧化娃粒子為膠體二氧化娃的情形時，就確保研磨速度、及兼顧娃晶片的表面粗糖度 (霧度)的降低與表面缺陷化PD)的減少的觀點而言，其締合度優(yōu)選為3.0W下，更優(yōu)選為1.1 ~3.0,進一步優(yōu)選為1.8~2.5,進一步更優(yōu)選為2.0~2.3。
[0042] 二氧化娃粒子的締合度是表示二氧化娃粒子的形狀的系數(shù)，藉由下述式而算出。 平均二次粒徑為藉由動態(tài)光散射法而測定的值，例如可使用實施例中記載的裝置而測定。
[0043] 締合度=平均二次粒徑/平均一次粒徑
[0044] 作為二氧化娃粒子的締合度的調(diào)整方法，并無特別限定，例如可采用日本專利特 開平6-254383號公報、日本專利特開平11-214338號公報、日本專利特開平11-60232號公 報、日本專利特開2005-060217號公報、日本專利特開2005-060219號公報等中記載的方法。
[0045] 就確保娃晶片的研磨速度的觀點而言，本發(fā)明的研磨液組合物中所含的二氧化娃 粒子的含量WSi化換算為0.01質(zhì)量％ ^上，優(yōu)選為0.07質(zhì)量％ ^上，更優(yōu)選為0.10質(zhì)量％ W上。另外，就兼顧娃晶片的表面粗糖度(霧度）的降低與表面缺陷化PD)的減少的觀點而 言，本發(fā)明的研磨液組合物中所含的二氧化娃粒子的含量為0.50質(zhì)量％ ^下，優(yōu)選為0.30 質(zhì)量％ ^下，更優(yōu)選為0.20質(zhì)量％ W下。
[0046] [含氮堿性化合物(成分B)]
[0047] 就提升研磨液組合物的保存穩(wěn)定性、確保研磨速度、及兼顧娃晶片的表面粗糖度 (霧度）的降低與表面缺陷化PD)的減少的觀點而言，本發(fā)明的研磨液組合物含有水溶性的 堿性化合物。作為水溶性的堿性化合物，為選自胺化合物及錠化合物中的至少巧巾W上的含 氮堿性化合物。此處，所謂「水溶性」是指于水中具有2g/100mlW上的溶解度，所謂「水溶性 的堿性化合物」是指溶解于水中時顯示堿性的化合物。
[0048] 作為選自胺化合物及錠化合物中的至少巧中W上的含氮堿性化合物，例如可列舉： 氨、氨氧化錠、碳酸錠、碳酸氨錠、甲基胺、二甲基胺、Ξ甲基胺、乙基胺、二乙基胺、Ξ乙基 胺、單乙醇胺、二乙醇胺、S乙醇胺、N-甲基乙醇胺、N-甲基-N，N-二乙醇胺、N，N-二甲基乙醇 胺、N，N-二乙基乙醇胺、N，N-二下基乙醇胺、Ν-(β-氨基乙基）乙醇胺、單異丙醇胺、二異丙醇 胺、Ξ異丙醇胺、乙二胺、己二胺、贓嗦六水合物、無水贓嗦、1-( 2-氨基乙基)贓嗦、Ν-甲基贓 嗦、二亞乙Ξ胺、及氨氧化四甲基錠。運些含氮堿性化合物亦可混合巧中W上使用。作為本發(fā) 明的研磨液組合物中可含有的含氮堿性化合物，就兼顧娃晶片的表面粗糖度(霧度)的降低 與表面缺陷化PD)的減少的觀點、提升研磨液組合物的保存穩(wěn)定性及確保研磨速度的觀點 而言，更優(yōu)選為氨。
[0049] 就兼顧娃晶片的表面粗糖度(霧度）的降低與表面缺陷化PD)的減少的觀點、提升 研磨液組合物的保存穩(wěn)定性及確保研磨速度的觀點而言，本發(fā)明的研磨液組合物中所含的 含氮堿性化合物的含量優(yōu)選為0.001質(zhì)量％ ^上，更優(yōu)選為0.005質(zhì)量％ ^上，進一步優(yōu)選 為0.007質(zhì)量％ ^上，進一步更優(yōu)選為0.010質(zhì)量％ ^上，進一步更優(yōu)選為0.012質(zhì)量％ W 上。另外，就兼顧娃晶片的表面粗糖度(霧度）的降低與表面缺陷化PD)的減少的觀點而言， 含氮堿性化合物的含量優(yōu)選為0.1質(zhì)量％ ^下，更優(yōu)選為0.05質(zhì)量％ ^下，進一步優(yōu)選為 0.025質(zhì)量％^下，進一步更優(yōu)選為0.018質(zhì)量％^下，進一步更優(yōu)選為0.014質(zhì)量％ W下。
[0050] [水溶性高分子(成分C