[发明专利]抛光用组合物以及抛光方法

说明书

技术领域

本发明涉及主要在抛光半导体晶片用途中使用的抛光用组合物以及使用该抛光用组合物的抛光方法。

背景技术

以往，硅晶片等半导体晶片的抛光分为预备抛光和精抛光两阶段进行。已知可在精抛光中使用的抛光用组合物例如有专利文献1、2中记载的抛光用组合物。专利文献1的抛光用组合物含有水、胶体二氧化硅、聚丙烯酰胺或裂裥菌素等水溶性高分子以及氯化钾等水溶性盐类。专利文献2的抛光用组合物含有钠和金属含量为0-200ppm的胶体二氧化硅、灭菌剂和灭生物剂。

目前，对于使用抛光用组合物进行抛光后在晶片表面观察到的缺陷的一种-LPD(光点缺陷)，由于其对半导体装置的性能有影响，要求其大小为65nm或以上的LPD数量降低。对于这一点，即使使用专利文献1、2的抛光用组合物，也难以使LPD的数量比以往降低。

[专利文献1]日本特开平02-158684号公报

[专利文献2]日本特开平03-202269号公报

发明内容

本发明的目的在于提供使用抛光用组合物进行抛光后，抛光对象表面的65nm或以上大小的LPD数量可以降低的抛光用组合物，以及使用该抛光用组合物的抛光方法。

为实现上述目的，方面1的发明提供钠离子和乙酸离子其中之一的浓度为10ppb或以下的抛光用组合物。

方面2的发明提供钠离子和乙酸离子的浓度分别为10ppb或以下的抛光用组合物。

方面3的发明提供方面1或2的抛光用组合物，该抛光用组合物含有水溶性高分子和碱以及磨粒。

方面4的发明提供使用方面1-3中任一项的抛光用组合物对半导体晶片的表面进行抛光的抛光方法。

本发明提供使用抛光用组合物进行抛光后，抛光对象表面的65nm或以上大小的LPD的数量可以降低的抛光用组合物，以及使用该抛光用组合物的抛光方法。

具体实施方式

以下对本发明的一个实施方案进行说明。

本实施方案的抛光用组合物通过将规定量的水溶性高分子和碱和磨粒与水混合制备。因此，本实施方案的抛光用组合物实质上包含水溶性高分子、碱、磨粒和水。该抛光用组合物在对硅晶片等半导体晶片进行抛光的用途中使用，特别在晶片的精抛光中使用。

本实施方案的抛光用组合物必须是钠离子和乙酸离子的浓度分别为10ppb或以下。抛光用组合物中的钠离子和乙酸离子来自于水溶性高分子、碱、磨粒和水中所含的杂质。其中，除了来自在水溶性高分子合成中使用的钠化合物和乙酸化合物的钠离子和乙酸离子之外，当磨粒含有二氧化硅时，也包括在二氧化硅合成时所产生的钠离子。抛光用组合物中的钠离子和乙酸离子的浓度比10ppb多时，使用抛光用组合物进行抛光后，晶片表面的65nm或以上大小的LPD数量难以降低。这可能是由于抛光用组合物中的钠离子和乙酸离子电吸附于作为抛光对象的晶片的表面或抛光用组合物中磨粒的表面，结果，晶片或磨粒的表面的电偶极子层不稳定。更具体地说，抛光用组合物中的钠离子和乙酸离子起到减弱均带负电荷的晶片表面与磨粒表面之间的电排斥的作用。因此，随着抛光用组合物中的钠离子浓度和乙酸离子浓度的增高，磨粒容易附着于晶片表面，结果晶片表面容易产生缺陷。关于这一点，如果抛光用组合物中的钠离子和乙酸离子的浓度分别为10ppb或以下，则可以强烈抑制起因于所述抛光用组合物中的钠离子和乙酸离子的表面缺陷的产生，可以降低晶片表面65nm或以上大小的LPD的数量。

为了使抛光用组合物中的钠离子和乙酸离子的浓度分别为10ppb或以下，优选在制备抛光用组合物时，使用尽量不含有杂质的高纯度的原料。例如，像碱，如果市场有销售高纯度的原料则可以使用该原料，或者如果可以合成高纯度的原料则使用合成的原料。另外，原料含有较多杂质时，优选预先进行杂质的除去，然后将其用作抛光用组合物的制备。水溶性高分子中含有的杂质的除去例如可通过洗涤或离子交换进行。碱中所含的杂质的除去例如可通过离子交换进行。磨粒中所含的杂质的除去例如可通过洗涤或离子交换进行。

从使用抛光用组合物抛光后在晶片表面观察到的缺陷的一种-雾降低的角度考虑，本实施方案的抛光用组合物中含有的水溶性高分子优选水溶性纤维素或乙烯基聚合物。水溶性纤维素的具体例子有：羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素等。乙烯基聚合物的具体例子有聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮等。可能是由于这些水溶性高分子在晶片表面形成亲水膜，通过该亲水膜的作用，可降低雾。