[发明专利]抛光用组合物和抛光方法

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抛光和精抛光至少两阶段进行。其中，为了进一步提高品质和效率，预抛光又进一步分为两个阶段或以上进行。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。

近年来，随着半导体器件的设计规则的细线宽化，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)，由于其对半导体器件性能有影响，要求降低到目前尚未出现问题的小尺寸。具体来说，目前有问题的LPD是0.12μm或以上的大小，这主要原因是颗粒附着于晶片表面，通过洗涤技术的提高可以使其大幅降低。但是，尺寸更小的LPD(＞0.065μm)主要在预抛光时晶片表面产生的划伤，即，起因于抛光加工，这即使通过精抛光或洗涤也可能无法除去。关于该问题，即使使用专利文献1的抛光用组合物进行精抛光，起因于抛光加工的LPD数也不会比以往降低。

[专利文献1]日本特开平02-158684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，抛光对象表面的起因于抛光加工的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的发明提供抛光用组合物，该抛光用组合物含有选自聚乙烯基吡咯烷酮和聚N-乙烯基甲酰胺的至少一种水溶性高分子和碱。

方面2的发明提供方面1的抛光用组合物，其中，上述水溶性高分子的重均分子量为6,000-4,000,000。

方面3的发明提供方面1或2的抛光用组合物，该抛光用组合物进一步含有螯合剂。

方面4的发明提供抛光方法，其特征在于：使用方面1-3中任一项的抛光用组合物对半导体晶片表面进行抛光。

本发明提供使用抛光用组合物进行抛光后，抛光对象表面的起因于抛光加工的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。

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，特别是在晶片的预抛光、预抛光分成两个阶段或以上进行时，在最终阶段的预抛光中使用。

本实施方案的抛光用组合物中含有的水溶性高分子是选自聚乙烯基吡咯烷酮和聚N-乙烯基甲酰胺的至少一种。这些水溶性高分子具有在晶片表面形成亲水膜的作用。可能是该亲水膜起到将以磨粒为代表的粗大颗粒对晶片施加的、相对于晶片表面为垂直方向的力分散成水平方向的作用，结果，抛光时晶片表面的缺陷的发生得到抑制，起因于抛光加工的LPD数量降低。

抛光用组合物中含有的水溶性高分子为聚乙烯基吡咯烷酮时，与为聚N-乙烯基甲酰胺相比，可以降低起因于抛光加工的LPD的数量。因此，抛光用组合物中含有的水溶性高分子优选聚乙烯基吡咯烷酮。

抛光用组合物中的水溶性高分子的含量优选为0.0003g/l或以上，更优选0.001g/l或以上，进一步优选0.003g/l或以上，最优选0.005g/l或以上。随着水溶性高分子含量的增多，容易在晶片表面形成足以抑制缺陷发生的亲水膜，起因于抛光加工的LPD的数量更大幅降低。从该点来看，如果抛光用组合物中的水溶性高分子的含量为0.0003g/l或以上，进一步说为0.001g/l或以上，更近一步说为0.003g/l或以上，最近一步说为0.005g/l或以上，则可以大幅降低起因于抛光加工的LPD的数量。

抛光用组合物中的水溶性高分子的含量还优选为0.1g/l或以下，更优选0.02g/l或以下，进一步优选0.015g/l或以下，最优选0.01g/l或以下。水溶性高分子的亲水膜导致抛光用组合物对晶片的抛光速度(除去速度)降低。因此，随着抛光用组合物中水溶性高分子含量的减少，亲水膜导致的抛光速度的降低受到更强的抑制。从该点考虑，如果抛光用组合物中水溶性高分子的含量为0.1g/l或以下，进一步说为0.02g/l或以下，更进一步说为0.015g/l或以下，最进一步说为0.01g/l或以下，则可强烈抑制亲水膜导致的抛光速度的降低。