CN100470731C - 研磨剂制造方法和硅晶片制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种研磨剂的制造方法，是将二氧化硅粒子分散在水溶液中而制成的研磨剂的方法，其特征为至少包含：通过离子交换，除去所准备的硅溶胶中的金属离子的步骤(B)；进一步将该离子交换后的硅溶胶高纯度化的步骤(D)；将碱金属氢氧化物添加在该高纯度化后的硅溶胶中的步骤(F)；及在已经添加了该碱金属氢氧化物的硅溶胶中，添加酸的步骤(G)。由此，可以提供一种研磨剂的制造方法，在研磨硅晶片等的时候，能够极有效地抑制金属污染。
Description
技术领域
本发明主要是涉及研磨剂的制造方法，特别是涉及适用于硅晶片的研磨的研磨剂的制造方法。
背景技术
使用于半导体元件的制造中的半导体晶片，是经过各种步骤(工序)而被制造出来。例如制造硅晶片的情况，是先切割根据切克劳斯基法等的方法育成的硅单结晶晶锭，加工成薄圆板状的晶片(切割步骤)。接着，为了防止裂痕、缺口，晶片的外周部施行去角取面(去角取面步骤)；另外，为了使晶片的表面平坦化，进行磨光(平坦化步骤)。也可取代磨光(lapping)而进行平面磨削。接着，为了除去残留在晶片表层上的加工应变等，进行蚀刻(蚀刻步骤)。
进一步，为了使晶片的表面更加平坦化和镜面化，进行表面研磨(研磨步骤)；然后，使用含有过氧化氢等的洗净液(SC-1、SC-2等)，除去在研磨加工中附着于晶片表面上的研磨剂和异物等的污染物(洗净步骤)。经过这些步骤而制造出来的硅晶片，最后进行品质检查等；然后，收容在专用的容器内加以包装之后，供货至元件制造厂商(元件制造步骤)。
而且，除了上述各步骤以外，也有加入热处理等的步骤、变更步骤顺序或是将相同的步骤分成数次来进行的情况。
在研磨步骤中，例如使用图2所示的研磨装置1来进行研磨。此装置1，是将晶片W保持在研磨头(保持板)2，相对于贴在平台3上的研磨布，使晶片W以规定的压力接触，来进行研磨。此时，分别通过旋转轴8、7使研磨头2和平台3旋转，同时从喷嘴5将研磨剂6供给至研磨布4上。研磨硅晶片时，通常是使用悬浮液状的研磨剂(也称为磨浆)，此研磨剂是在以纯水混合微粒状的二氧化硅(SiO2)而成的悬浮状胶态硅(硅溶胶)中，添加碱性溶液而调制的。这种研磨剂，通过存在于研磨布和硅晶片之间，研磨剂和晶片发生机械化学作用，促进研磨。而且，研磨步骤分成进行比较粗略的研磨的1次研磨步骤、和进行更精密的研磨的精加工研磨步骤，根据情况，也有分成1次、2次和精加工这样的3段步骤以上，来进行研磨的情况。
近年来，随着元件的微细化，对于半导体晶片的品质要求越来越严格，而要求将晶片的表面加工成高平坦度，同时极力防止金属污染。例如，对于研磨后的晶片，正在要求其Cu浓度为1E+10原子/cm2以下的程度。因此，研磨步骤中，需要使用金属杂质尽可能少的研磨剂。
作为研磨剂所使用的硅溶胶的制造方法，有通过离子交换等的方式除去金属杂质来提高纯度的方法(参照日本特开平5-97422号公报及特开平6-16414号公报)。例如，提出一种制造方法，使碱金属硅酸盐的水溶液和阳离子交换树脂接触之后，经过添加强酸、离子交换、添加碱金属氢氧化物等的步骤，制成水性硅溶胶，进一步通过离子交换及添加氨，而制造出实质上未含有金属杂质(金属氧化物)的水性硅溶胶(参照日本特开平5-97422号公报)。
另外，作为在硅晶片等的半导体晶片的表面研磨中所使用的研磨剂，提出一种研磨剂，其含有以铝或氧化铝包覆而成的二氧化硅粒子。含有以铝包覆而成的二氧化硅粒子的胶态硅，被认为在强碱区域具有高稳定性(参照日本特开平11-302635号公报)。
近年来，包覆氧化铝而成的硅溶胶广泛地被使用。制造这种含有包覆有氧化铝的硅溶胶的研磨剂的时候，通常对于通过离子交换等的方法而高纯度化硅溶胶，混合铝酸苏打之后，进行加热灭菌处理。由此，二氧化硅粒子被氧化铝包覆，而可以得到分散性良好的研磨剂。
然而，如上所述，使用经过离子交换、氧化铝包覆等的步骤而制造出来的研磨剂来进行硅晶片的研磨的情况，晶片主体(bulk)中的Cu等的金属杂质浓度变高，而有无法满足近年的元件制造中的品质要求这样的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而开发出来，其主要目的在于提供一种研磨剂的制造方法，在研磨硅晶片等的时候，能够非常有效地防止金属污染。
为了达到上述目的，若根据本发明，可以提供一种研磨剂的制造方法，是制造将二氧化硅粒子分散在水溶液中而成的研磨剂的方法，其特征为至少包含：通过离子交换，除去所准备的硅溶胶中的金属离子的步骤；进一步将该离子交换后的硅溶胶高纯度化的步骤；将碱金属氢氧化物添加在该高纯度化后的硅溶胶中的步骤；及在已经添加了该碱金属氢氧化物的硅溶胶中，添加酸的步骤。
若这样对二氧化硅粒子的分散水溶液，以离子交换、进一步地高纯度化、添加碱金属氢氧化物、添加酸这样的顺序，来制造研磨剂，则能够有效地除去附着在二氧化硅粒子的周围的Cu等的金属离子，而能够制造出纯度极高的研磨剂。
作为上述酸，较佳是使用强酸。
特别是使用硫酸、硝酸、盐酸等的强酸，则能够制造出提高了可抑制Cu等的金属污染的效果的研磨剂。
在添加上述碱金属氢氧化物之后，较佳为：与上述酸一起、或是在添加上述酸之前或之后，添加季铵盐；特别是作为上述季铵盐，较佳是使用四甲基氢氧化铵。
若这样添加季铵盐、特别是添加四甲基氢氧化铵TMAH)，则能够有效地防止二氧化硅粒子的凝集，而能够制造出高纯度且分散性高的稳定的研磨剂。
进一步，在添加上述碱金属氢氧化物之后，能够与上述酸一起、或是在添加上述酸之前或之后，添加有机螯合剂；
特别是作为有机螯合剂，较佳是使用由聚胺聚羧酸衍生物及聚胺聚羧酸衍生物的盐所组成的群组中所选择出来的至少一种。
若这样添加有机螯合剂、特别是添加聚胺聚羧酸衍生物或其盐，则可捕捉研磨剂中的Cu等的金属离子，而能够制成进一步提高对于硅晶片等的金属污染的抑制效果的研磨剂。
作为上述高纯度化步骤，是进行离子交换。
也就是说，对于硅溶胶，若在最初的离子交换后，再次进行离子交换，则能够更确实地除去残留在硅溶胶中的金属离子等，而能够使其更高纯度化。
作为上述所准备的硅溶胶，较佳是使用pH8～13范围内的碱性硅溶胶；另外，较佳是使用包含平均粒径为11～13nm范围内的球状二氧化硅粒子。
若使用上述的硅溶胶，特别是容易制造出适合硅晶片的研磨的研磨剂。
另外，进行上述离子交换的情况，较佳是使该离子交换后的硅溶胶的pH值在2～4的范围内；另外，较佳是使添加上述酸之后的硅溶胶的pH值在10～12的范围内。
在各步骤中，若调整成上述的pH值，则能够制造出对于硅晶片具有更适合的机械化学作用的硅溶胶。
进一步，若根据本发明，可以提供一种通过上述方法制造出来的研磨剂。
通过本发明的方法所制造出来的研磨剂，其附着在二氧化硅粒子的表面上的Cu等的金属杂质浓度极少，而特别适合用于研磨硅晶片等的半导体晶片。
另外，若根据本发明，提供一种硅晶片的制造方法，是针对至少包含研磨步骤的硅晶片的制造方法，其特征为：
作为上述研磨步骤，是使用通过上述方法制造出来的研磨剂，一边将该研磨剂供给至研磨布上，一边使上述晶片滑动接触在上述研磨布上，来进行研磨。
若使用通过本发明的方法所制造出来的研磨剂来进行硅晶片的研磨，则附着在二氧化硅粒子的表面上的Cu等的金属杂质极少，而能够精加工制造出镜面晶片，其可满足近年来的元件制造中的品质要求。
若根据本发明，能够有效地除去附着在二氧化硅粒子的周围的Cu等的金属离子，而制造出高纯度的研磨剂。因此，若使用此研磨剂来进行硅晶片等的研磨，能够有效地抑制由于研磨剂所造成的晶片的金属污染，而能够精加工制造出高品质的镜面晶片。
附图说明
图1是表示根据本发明的研磨剂的制造方法的实例的流程图。
图2是表示单面研磨装置的实例的概略图。
图3是表示双面研磨装置的实例的概略图。
图4是表示在实施例1及比较例1中进行研磨后的硅晶片的Cu浓度的图表。
图5是表示在实施例1及实施例2中进行研磨后的硅晶片的Cu浓度的图表。
图6是表示实施例3、4及比较例1的研磨剂的研磨速度的图表。
图7是表示以实施例3、4及比较例1的研磨剂进行研磨后的硅晶片的表面缺陷数的图表。
图8是表示以实施例3、4及比较例1的研磨剂进行研磨后的硅晶片的Cu浓度的图表。
附图主要符号说明
1 研磨装置 2 研磨头(保持板)
3 平台 4 研磨布
5 喷嘴 6 研磨剂
7、8 旋转轴 11 双面研磨装置
12 载具 13a 上平台
13b 下平台 14a、14b 研磨布
15 研磨剂供给孔 W 晶片
具体实施方式
以下，具体地说明根据本发明的研磨剂的制造方法、及使用制造出来的研磨剂来研磨硅晶片的方法。
本发明的发明人，就硅晶片的研磨剂，进行研究。
若使用含有胶态硅的研磨剂来研磨硅晶片，则由于包含在研磨剂中的金属杂质，会有晶片被金属污染的情况。作为这种金属污染的原因，被认为是存在于二氧化硅粒子的表面上的Cu等的金属杂质，由于研磨中的发热或其他原因，扩散至晶片的内部，而被收进主体中。
因此，为了除去包含在胶态硅中的Cu等的金属杂质，考虑通过改变二氧化硅粒子本身的制造方法等，来提高纯度。但是，若想要以这样的方式来提高纯度，则二氧化硅粒子的形状会变形成歪斜的形状，若使用含有变形后的二氧化硅粒子的研磨剂来进行硅晶片的研磨，则研磨后的晶片会引起LPD(Light Point Defect(光点缺陷)，根据光散射法所测得的缺陷的总称)的异常发生。
本发明的发明人，更进一步地研究的结果，发现在制造研磨剂的时候，通过离子交换等来进行一定程度的高纯度化之后，并不进行如公知的添加铝酸苏打、及之后的加热灭菌处理，而是在最后阶段添加酸，则能够制造出不会有二氧化硅粒子的变形的高品质的研磨剂，而完成本发明。
图1是表示根据本发明的研磨剂的制造方法的实例的流程图。根据本发明来制造研磨剂的情况，首先准备硅溶胶(图1(A))。此硅溶胶，由于要制成具有高机械化学作用的研磨剂，较佳为属于pH8～13的碱性，其二氧化硅的平均粒径在11～13nm的范围内。这样的硅溶胶虽然也可以从市面上购得，例如可以根据以下的公知方法加以调制。
对于含有1～6重量％二氧化硅(SiO2)的硅酸钠水溶液，进行脱钠处理。例如通过使上述硅酸钠水溶液通过充填有氢型阳离子交换树脂的管柱(column)，能够除去钠离子等的金属离子。由此，特别是可以得到碱金属离子被除去后的活性硅酸的水溶液。此时的二氧化硅粒子的直径为1～5nm左右，特别是制成2nm左右为佳。
如上述进行脱钠处理之后，将碱金属氢氧化物、较佳为NaOH水溶液，混合在此活性硅酸的水溶液中。在此，根据温度、时间、SiO2/Na2O比等，能够调整二氧化硅的粒径、形状、粒径分布。例如，添加NaOH水溶液之后，通过在60～150℃的温度下搅拌1分钟～12小时，使二氧化硅粒子的平均粒径成长为5～30nm左右而能够得到稳定化的水性溶胶。接着，通过使此水性溶胶通过多孔质膜，除去水分，而能够得到SiO2浓度提高后的硅溶胶。
对于上述准备的硅溶胶，通过进行离子交换，除去硅溶胶中的金属离子(图1(B))。例如，通过使硅溶胶与氢型阳离子交换树脂接触，能够有效地除去二氧化硅粒子表面和液体中的金属杂质离子，特别是能够有效地除去Cu、Fe、Ni等的重金属离子。而且，通过此离子交换，除了上述金属杂质离子以外，由于Na等的碱金属离子也被除去，pH值往酸性变化。此离子交换后的硅溶胶，较佳为制成pH2～4的酸性硅溶胶(I)(图1(C))。
接着，进一步使上述离子交换后的硅溶胶高纯度化(图1(D))。作为这种进行高纯度化的手段，例如能够再次进行离子交换。也就是说，通过再次进行离子交换，更加除去残留在二氧化硅粒子表面和液体中的微量金属杂质离子、特别是Cu等的重金属离子，能够进一步地高纯度化。
而且，此高纯度化步骤后，较佳为制成pH2～4范围内的酸性硅溶胶(II)(图1(E))。
接着，将碱金属氢氧化物，添加在上述的高纯度化后的硅溶胶中(图1(F))。例如添加高纯度的NaOH水溶液，使pH值上升至8～14附近。利用制成这样的强碱性，能够提高蚀刻性。而且，也可以添加KOH等来作为碱金属氢氧化物。
进一步，作为最后阶段，在如上述已经添加了碱金属氢氧化物的硅溶胶中，添加酸(图1(G))。在此，作为要添加的酸，较佳为采用强酸，例如能够适合地使用盐酸、硫酸、硝酸等的无机酸。添加这类的强酸所产生的作用效果，虽然并没有弄清楚，但是若添加强酸，被认为根据以下的机制(mechanism)，能够减少晶片的金属杂质。
添加酸之前的硅溶胶，由于是碱性，所以金属杂质是以金属氢氧化物(例如Cu(OH)2、Ni(OH)2)的形态存在。这些金属氢氧化物，由于带正电，会强力地吸附在带负电的二氧化硅粒子(胶态硅)的表面上。因此，若采用含有这种二氧化硅粒子的研磨剂来研磨硅晶片，则吸附在二氧化硅粒子的表面上的金属杂质，被认为将成为金属污染的原因；若通过使这些金属氢氧化物从胶态硅表面远离，被认为能够降低金属污染。
因此，若添加强酸，例如添加硫酸，硫酸的酸性比二氧化硅(硅酸)强，会剥下已经吸附在二氧化硅粒子的表面上的金属氢氧化物而将其强力地吸附。结果，通过添加强酸，发挥使金属氢氧化物从二氧化硅粒子的表面远离的效果，而被认为能够抑制对于晶片的金属污染。
而且，并不限定于上述强酸，也能够使用磷酸等的弱酸；另外，使用乙酸、甲酸、草酸、酒石酸、安息香酸等的羧酸、胺基磺酸等的有机酸，也能够得到Cu等的降低效果。或者，也能够采用上述各种酸的混合酸。
另外，在此步骤中，一起添加酸和季铵盐，特别是一起添加酸和四甲基氢氧化铵(TMAH)为佳(图1(G))。而且，若将TMAH直接添加在酸性硅溶胶中，则由于相溶稳定性的问题，混合后会有黏度增加的可能性，所以例如预先添加规定量的高纯度NaOH，使pH值成为8.5左右以后，一同添加硫酸和TMAH。通过以这样的方式添加TMAH，防止二氧化硅粒子发生凝集，而能够使其稳定化。而且，作为添加的季铵盐，也可以举出：四乙基氢氧化铵、甲基三乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、甲基三丁基氢氧化铵、十六烷基三甲基氢氧化铵、胆碱、三甲基苄基氢氧化铵等。
而且，上述的季铵盐，在添加上述碱金属氢氧化物之后，可以在添加酸之前或之后添加。
另外，对应需要，也能够添加胺盐、乙二胺等的有机螯合剂(图1(G))。作为有机螯合剂，能够适合地采用聚胺聚羧酸衍生物及聚胺聚羧酸衍生物的盐。具体来说，能够添加氮川三乙酸(NTA)、羟乙基亚胺二乙酸(HIDA)、乙二胺四乙酸(EDTA)、羟乙基乙二胺三乙酸(EDTA-OH)、1，3-二胺基丙烷四乙酸(DPTA)、二乙基三胺五乙酸(DTPA)、三乙四胺六乙酸(TTHA)、2-羟基-1，3-二胺基丙烷四乙酸(DPTA-OH)、氮川三甲撑膦酸(NTMP)、氮川三乙撑膦酸(NTEP)、乙二胺四甲撑膦酸(EDTMP)、乙二胺四乙撑膦酸(EDTEP)、二乙撑三胺五甲撑膦酸(DTPMP)、二乙撑三胺五乙撑膦酸(DTPEP)、三乙撑四胺六甲撑膦酸(TTHMP)、三乙撑四胺六乙撑膦酸(TTHEP)之中的至少一种。
上述有机螯合剂，也能够一起添加上述硫酸等的酸，或是可以在添加上述碱金属氢氧化物之后，在添加酸之前或之后添加。通过添加这样的有机螯合剂，螯合剂捕捉Cu等的金属离子，而能够抑制对于晶片的金属污染。
而且，上述季铵盐和有机螯合剂，可以添加其中任一种，也可以两种都添加。
但是，不论如何，较佳为将最后已经添加酸之后的硅溶胶的pH，调成在10～12的范围内(图1(H))。若是在此范围内的碱性，对于硅晶片来说，具有适当的蚀刻性，而成为可显现出适当的机械化学作用。
根据以上的步骤，没有进行添加铝酸或加热灭菌处理，而在最后阶段，通过添加酸、特别是添加强酸，能够除去吸附在二氧化硅粒子表面上的金属杂质。另外，由于几乎没有变更二氧化硅粒子本身的制造过程，而只要进行数次通过离子交换等所实施的高纯度化处理，便可以达到，所以也能够防止二氧化硅粒子的变形，而能够制成拥有与公知的二氧化硅粒子相同形状的粒子。因此，能够制造出其二氧化硅粒子表面为极高纯度、粒子形状也调整成球状的高品质的研磨剂。
接着，说明有关使用通过上述方法所制造出来的研磨剂来进行硅晶片的表面研磨的情况。
研磨装置并没有特别限定，例如能够使用图2所示的单面研磨装置1。进行研磨硅晶片W时，是通过研磨头2保持晶片W，并分别使平台3和研磨头2往规定方向旋转。从喷嘴5将研磨剂6以规定的流量供给至研磨布4上，并以规定的负载将晶片W按压在研磨布4上。由此，晶片W，是在与研磨布4之间存在研磨剂的状态下，滑动接触在研磨布4上，与通过碱性所产生的蚀刻作用一起，包含在研磨剂中的二氧化硅粒子接触晶片W的表面，来进行研磨。此时，在本发明中，是设计将通过上述本发明的方法制造出来的研磨剂，供应给研磨布。
在这样的研磨步骤中，若供给本发明的研磨剂来进行研磨，在二氧化硅粒子的表面上，由于几乎没有金属杂质附着，所以能够极有效果地防止研磨剂所造成的晶片的污染。另外，通过本发明所制造出来的研磨剂，其二氧化硅粒子没有变形、几乎为球状，所以不会引起晶片的LPD的异常发生。因此，能够制造出高平坦度且Cu等的金属污染被极度地抑制的镜面状硅晶片。
而且，研磨也可以使用双面研磨装置。例如在图3所示的双面研磨装置11中，将收容于载具(carrier)12的保持孔中的晶片W，分别夹在已经黏贴在上下的平台13a、13b上的研磨布14a、14b之间，同时地研磨晶片的双面。此情况，通过从设在上平台13a的研磨剂供给孔15，供给本发明的研磨剂，能够制造出高平坦度且金属污染被极度地抑制的高品质的硅晶片。
以下，说明有关本发明的实施例及比较例。
实施例1
对于pH 10的碱性硅溶胶(平均粒径：约11nm)，采用充填有氢型阳离子交换树脂的管柱(column)，进行离子交换，进一步为了高纯度化，再次进行离子交换。通过此二次离子交换，制成pH2.5的酸性硅溶胶。接着，通过混合高纯度的NaOH水溶液，使pH值上升至12之后，添加磷酸而制造出研磨剂(pH11.5)。
使用以这样的方式制造出来的研磨剂，进行硅晶片的研磨。硅晶片，是采用直径200mm、结晶轴<100>、P型、电阻率0.01～0.1Ωcm而在磨光后已作过蚀刻的硅晶片(CW)。研磨，是使用图2所示的单面研磨装置，并分成1次、2次和精加工这样的3段步骤，来进行研磨。研磨量设计总共10μm左右。
对于研磨后的晶片，进行SC1洗净及SC2洗净之后，测定晶片的主体中的Cu浓度。Cu浓度，是先将浓硫酸滴在硅晶片的表面上，来将固溶于晶片内部的金属杂质抽出至浓硫酸中，然后根据无框架(frameless)原子吸光分析装置(AAS)来测定浓硫酸中的Cu(参照日本特开2001-208743号公报)。而且，Cu浓度的测定，是对2枚晶片进行。
比较例
对于包覆有氧化铝而成的硅溶胶，进行1次离子交换，来制成研磨剂。使用此研磨剂来进行硅晶片的研磨。研磨剂以外，是以与实施例1相同的条件，进行研磨和洗净，之后，与实施例1同样地测定晶片的主体中的Cu浓度。
将实施例1和比较例1中的Cu浓度的测定结果，表示于表1和图4中。
[表1]
由表1和图4可知，在实施例1中，其主体中的Cu浓度在2E+10以下，可将Cu浓度抑制在比较例1的1/3以下。
实施例2
与实施例1同样地对于碱性硅溶胶(平均粒径：约11nm)，进行离子交换，进一步为了高纯度化，再次进行离子交换。接着，混合高纯度的NaOH水溶液后，添加硫酸而制造出研磨剂(pH11)。
使用此研磨剂进行硅晶片的研磨。研磨剂以外，是以与实施例1相同的条件，进行研磨和洗净，然后测定晶片的主体中的Cu浓度。
将在实施例2中所测得的主体中的Cu浓度和上述实施例1的测定结果，一起表示于表2和图5中。
[表2]
由表2和图5可知，在添加硫酸的实施例2中，其主体中的Cu浓度在1E+10以下，与添加磷酸的实施例1比较，Cu污染的抑制效果更佳。
实施例3、4
经过与实施例2同样离子交换等的步骤，并混合高纯度的NaOH水溶液后，一起添加硫酸和TMAH而制造出研磨剂(pH11)(实施例3)。
另外，通过与实施例3同样的步骤，并一起添加硫酸和TMAH之后，进一步添加2-羟基-1，3-二胺基丙烷四乙酸(DPTA-OH)而制造出研磨剂(实施例4)。
有关实施例3、4的研磨剂的离子交换的次数、添加酸、螯合剂的有无等，与比较例1的研磨剂，一起表示于表3。
| 包覆氧化铝 | 离子交换 | 添加酸 | 螯合剂 | |
| 比较例1 | 有 | 1次 | 无 | 无 |
| 实施例3 | 无 | 2次 | 硫酸 | 无 |
| 实施例4 | 无 | 2次 | 硫酸 | 2-羟基-1，3-二胺基丙烷四乙酸 |
分别使用实施例3、4的研磨剂来进行硅晶片的研磨。除研磨剂以外，是以与实施例1相同的条件，进行研磨和洗净，并测定研磨速度、研磨后的晶片的表面缺陷数及主体中的Cu浓度。
研磨速度，是先根据静电容量式厚度测定机来求出研磨量，然后算出平均每单位时间的研磨量，并将比较例1的平均值设为1，来算出研磨速度。
图6是表示使用各研磨剂的情况的研磨速度(2枚晶片的平均值)。使用实施例3或实施例4的研磨剂的情况，与使用公知的研磨剂(比较例1)的情况比较，可知其研磨速度提高20％以上。这被认为是添加TMAH所产生的效果。
研磨后的晶片的表面缺陷数，是利用共焦光学系统的激光显微镜(Lasertec公司制造：MAGICS)来进行测定。
图7是表示将比较例1的平均值设为1的时候的表面缺陷数(2枚晶片的平均值)。使用实施例3和实施例4的研磨剂的情况，研磨后的晶片的表面缺陷密度，是使用公知的研磨剂(比较例1)的情况的一半以下，特别是在使用添加了螯合剂的实施例4的研磨剂的情况，其缺陷密度是比较例1的30％左右。
将研磨后的晶片的主体中的Cu浓度，表示于表1和图8中。
[表4]
与比较例1的研磨剂的情况相比，实施例3、4的研磨剂的情况，在研磨后的晶片的主体中的Cu浓度，低一数量级(仅为比较例1的1/10)，特别是添加了螯合剂的实施例4的研磨剂的情况，与没有添加螯合剂的实施例3的研磨剂的情况相比，其Cu浓度更低，Cu污染的抑制效果极高。
而且，本发明并未被限定于上述实施方式。上述实施方式仅是例示，只要是具有与被记载于本发明的申请专利范围中的技术构思实质上相同的构成，能得到同样的作用效果的技术，不论是何种技术，均被包含在本发明的技术范围内。
例如，在上述实施方式中，是说明了有关进行硅晶片的表面研磨的情况，但是本发明所制造出来的研磨剂，也可以使用于研磨去角部(倒角部、chamfer)的情况。
另外，研磨对象不限于硅晶片，也能够适合地使用于其他的半导体晶片或石英基板等的同时要求高平坦度和防止金属污染的各种精密基板的研磨中。
另外，例如在实施例中是使用低电阻的硅晶片，但是根据本发明所制造出来的研磨剂，与晶片的电阻没有关系，都能够使用，除了能够降低研磨后的晶片的Cu等的金属污染以外，有关研磨速度的提高及晶片表面缺陷数的降低，也能够达到同样的效果。
Claims (17)
1、一种研磨剂的制造方法，其是将二氧化硅粒子分散在水溶液中而制成研磨剂，其特征为至少包含：
准备pH8～13范围内的碱性硅溶胶，然后通过离子交换，除去该所准备的硅溶胶中的金属离子的步骤，其中，该碱性硅溶胶包含平均粒径为11～13nm范围内的球状二氧化硅粒子；
进一步将该离子交换后的硅溶胶高纯度化的步骤；
将碱金属氢氧化物添加在该高纯度化后的硅溶胶中使其成为碱性的步骤；及
在已经添加了该碱金属氢氧化物的硅溶胶中，添加酸的步骤。
2、如权利要求1所述的研磨剂的制造方法，其中作为上述酸，是使用强酸。
3、如权利要求1所述所述的研磨剂的制造方法，其中在添加上述碱金属氢氧化物之后，与上述酸一起、或是在添加上述酸之前或之后，添加四级铵盐。
4、如权利要求2所述所述的研磨剂的制造方法，其中在添加上述碱金属氢氧化物之后，与上述酸一起、或是在添加上述酸之前或之后，添加四级铵盐。
5、如权利要求3所述的研磨剂的制造方法，其中作为上述四级铵盐，是使用四甲基氢氧化铵。
6、如权利要求4所述的研磨剂的制造方法，其中作为上述四级铵盐，是使用四甲基氢氧化铵。
7、如权利要求1所述的研磨剂的制造方法，其中在添加上述碱金属氢氧化物之后，与上述酸一起、或是在添加上述酸之前或之后，添加有机螯合剂。
8、如权利要求6所述的研磨剂的制造方法，其中在添加上述碱金属氢氧化物之后，与上述酸一起、或是在添加上述酸之前或之后，添加有机螯合剂。
9、如权利要求7所述的研磨剂的制造方法，其中作为有机螯合剂，是使用由聚胺聚羧酸衍生物及聚胺聚羧酸衍生物的盐所组成的群组中所选择出来的至少一种。
10、如权利要求8所述的研磨剂的制造方法，其中作为有机螯合剂，是使用由聚胺聚羧酸衍生物及聚胺聚羧酸衍生物的盐所组成的群组中所选择出来的至少一种。
11、如权利要求1所述的研磨剂的制造方法，其中作为上述高纯度化步骤，是进行离子交换。
12、如权利要求10所述的研磨剂的制造方法，其中作为上述高纯度化步骤，是进行离子交换。
13、如权利要求1所述的研磨剂的制造方法，其中在进行上述离子交换时，使该离子交换后的硅溶胶的pH值在2～4的范围内。
14、如权利要求12所述的研磨剂的制造方法，其中在进行上述离子交换时，使该离子交换后的硅溶胶的pH值在2～4的范围内。
15、如权利要求1所述的研磨剂的制造方法，其中使添加上述酸之后的硅溶胶的pH值在10～12的范围内。
16、如权利要求14所述的研磨剂的制造方法，其中使添加上述酸之后的硅溶胶的pH值在10～12的范围内。
17、一种硅晶片的制造方法，其是至少包含研磨步骤的硅晶片的制造方法，其特征为：
所述的研磨步骤是使用通过权利要求1至16中任一项所述的方法制造出来的研磨剂，一边将该研磨剂供给至研磨布上，一边使所述晶片滑动接触在上述研磨布上进行研磨。
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