Demgemäß ist es
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine neue und verbesserte
Polierflüssigkeit
bereit zu stellen, welche zur Konstanthaltung des pH-Wertes der
Polierflüssigkeit
für eine
lange Zeit in der Lage ist und welche in der Lage ist, stabil einen
hohen Polierwirkungsgrad zu erhalten. Weiterhin sollte es möglich sein,
die flüssigen
Abfälle
effizient wieder zu verwenden.
Um
die vorstehend beschriebenen Probleme zu überwinden, stellt die vorliegende
Erfindung in einer ersten Ausführungsform
eine Polierflüssigkeit
bereit, wobei die Polierflüssigkeit
durch Mischen mindestens eines anorganischen Alkalis, eines Salzes,
eines organischen Alkalis und Wasser erhältlich ist.
In
einer zweiten Ausführungsform
stellt die vorliegende Erfindung die Verwendung der beanspruchten Polierflüssigkeit
zum Polieren einer Oberfläche
eines Halbleiter-Wafers unter Verwendung eines Polierkissens mit
fixierten Schleifkörnern,
in dem Schleifkörner
in ein Polierkissen eingebracht sind, bereit.
Da
die Polierflüssigkeit,
welche das anorganische Alkali und das organische Alkali enthält, einen
erhöhten
pH-Wert aufweist und eine chemische Umsetzung zwischen dem Halbleiter- Wafer und der Polierflüssigkeit
fördert,
kann sie in der vorstehend beschriebenen Erfindung den Polierwirkungsgrad
für den
Halbleiter-Wafer verbessern. Da das Salz bei der Herstellung der
Polierflüssigkeit
zugegeben wird, kann weiter der pH-Wert der Polierflüssigkeit
für eine
lange Zeit konstant gehalten werden. Als ein Ergebnis kann der Halbleiter-Wafer
bei einer einheitlichen Poliergenauigkeit poliert werden und, da
die Polierflüssigkeit
eine weniger zeitabhängige
Veränderung
des pH-Wertes zeigt, können
die flüssigen
Abfälle
davon durch Recyceln wieder verwendet werden.
Weiter
wird das Salz durch Mischen einer schwachen Säure und eines starken Alkalis
hergestellt. Da das in die Polierflüssigkeit gemischte Salz durch
Mischen des starken Alkalis und der schwachen Säure hergestellt wird, kann
es mit einer solchen Zusammensetzung als ein Salz fungieren und
das Verhältnis
der Bestandteile der Polierflüssigkeit
kann einfach kontrolliert werden.
Weiter
kann das starke Alkali eines der Materialien, ausgewählt aus
Hydroxiden von Alkalimetallen, Hydroxiden von Erdalkalimetallen,
Ammoniak und organischen Alkalien, oder Gemische davon umfassen.
Die
Polierflüssigkeit
wird auf einen pH-Wert innerhalb eines Bereichs von 10 bis 13 eingestellt.
Mit einer solchen Zusammensetzung kann ein hoher Polierwirkungsgrad
und eine hohe Poliergenauigkeit aufrechterhalten werden. Das heißt, in einem
Fall, wo der pH-Wert der Polierflüssigkeit niedriger als 10 ist,
neigt der Polierwirkungsgrad dazu, zu niedrig zu sein. Auf der anderen
Seite, in einem Fall, wo der pH-Wert 13 übersteigt, kann die chemische
Umsetzung zu umfangreich stattfinden und es könnte sein, dass der Halbleiter-Wafer
nicht flach poliert wird.
Das
anorganische Alkali kann eines der Hydroxide von Alkalimetallen
und der Hydroxide von Erdalkalimetallen oder Gemische davon umfassen.
Das
organische Alkali kann eines von Ammoniak und Amine oder Gemische
davon umfassen.
Das
Polierkissen mit fixierten Schleifkörnern umfasst bevorzugt mindestens
ein Polurethan-Bindematerial
mit mindestens einem harten Segment und einem weichen Segment und
Schleifkörner
mit Hydroxylgruppen oder Schleifkörner, welche mit Hydroxylgruppen
versehen sind, wobei das Molekulargewicht des harten Segments auf
20 % oder mehr und 60 % oder weniger des Gesamtanteils auf der Basis
des Molekulargewichtsverhältnisses
eingestellt ist. Demgemäß kann die
chemische Umsetzung mit der Polierflüssigkeit gefördert werden
und der Polierwirkungsgrad des Polierkissens mit fixierten Schleifkörnern kann
verbessert werden.
Die
Polierflüssigkeit
kann in einer Polierapparatur zum Polieren einer Waferoberfläche unter
Verwendung eines Polierkissens mit fixierten Schleifkörnern, in
dem Schleifkörner
in ein Polierkissen eingebracht sind, durch relative Bewegung mit
dem Wafer, während
die Polierflüssigkeit
zwischen dem Wafer und dem Kissen zugeführt wird, verwendet werden.
Durch die Verwendung der Polierflüssigkeit in einer solchen Polierapparatur kann
der Halbleiter-Wafer bei einer einheitlichen Poliergenauigkeit poliert
werden, während
ein hoher Polierwirkungsgrad aufrechterhalten wird.
In
der erfindungsgemäßen Polierflüssigkeit,
welche das anorganische Alkali und das organische Alkali enthält, ist
der pH-Wert erhöht
und die chemische Umsetzung zwischen dem Halbleiter-Wafer und der Polierflüssigkeit
wird gefördert
und demgemäß kann der
Polierwirkungsgrad für
den Halbleiter-Wafer verbessert werden. Weiter wird das Salz zugegeben,
wenn die Polierflüssigkeit
hergestellt wird, und so kann der pH-Wert der Polierflüssigkeit
für eine
lange Zeit konstant aufrechterhalten werden. Als ein Ergebnis kann
der Halbleiter-Wafer bei einer einheitlichen Poliergenauigkeit poliert
werden, und die flüssigen
Abfälle
können
durch Recyceln wieder verwendet werden, da der pH-Wert der Polierflüssigkeit
eine weniger zeitabhängige
Veränderung
zeigt.
1 ist
eine perspektivische Ansicht, welche schematisch eine Polierapparatur
unter Verwendung eines Polierkissens mit fixierten Schleifkörnern gemäß einer
ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
und
2A und 2B sind
perspektivische Ansichten, welche jeweils die Konstitutionen von
bevorzugten Polierkissen mit fixierten Schleifkörnern gemäß der Erfindung zeigen.
Die
vorliegende Erfindung wird im Einzelnen über bevorzugte Ausführungsformen
mit Bezug auf die angefügten
Zeichnungen beschrieben. In der Beschreibung und den Zeichnungen
tragen jene Bestandteilelemente mit im Wesentlichen identischen
Funktionen und Aufbau gleiche Bezugsziffern, für welche doppelte Beschreibungen
weggelassen wurden.
Zuerst
wird eine Beschreibung für
den Aufbau einer Polierapparatur unter Verwendung eines Polierkissens
mit fixierten Schleifkörnern
gemäß einer
Ausführungsform
mit Bezug auf 1 gegeben. 1 ist eine
perspektivische Ansicht, welche den Aufbau einer Polierapparatur
unter Verwendung eines Polierkissens mit fixierten Schleifkörnern gemäß dieser
Ausführungsform
zeigt.
Eine
Polierapparatur 10 unter Verwendung eines Polierkissens
mit fixierten Schleifkörnern
gemäß dieser
Ausführungsform
umfasst, wie in 1 gezeigt, einen Poliertisch 14,
welcher durch einen Motor 12 rotiert werden kann, ein Polierkissen
mit fixierten Schleifkörnern 16,
welches über
dem Poliertisch 14 bereitgestellt wird, einen Substrat-haltenden
Teil 20 zum Pressen der zu polierenden Oberfläche eines
gehaltenen Halbleiter-Wafers 30 auf das Polierkissen mit
fixierten Schleifkörnern 16,
eine Antriebsvorrichtung 18 zum Antreiben des Substrat-haltenden
Teils 20 zur Rotation unter Druck, eine Polierflüssigkeit-Bereitstellungsöffnung 24 zur Bereitstellung
einer Polierflüssigkeit 25 auf
den Poliertisch 14.
Der
Poliertisch 14 ist ein im Wesentlichen scheibenförmiger Tisch,
welcher zum Beispiel aus Edelstahl oder Keramik gebildet wird, und
weist auf der oberen Oberfläche
eine glatte horizontale Oberfläche
auf. Der Poliertisch 14 rotiert mit einer vorbestimmten
Geschwindigkeit (zum Beispiel 40 UpM) in der Richtung des dicken
Pfeils in 1 durch Übertragung einer Antriebskraft
eines Motors 12, welcher darunter in der Apparatur angeordnet
ist, über
eine Spindel 26 und einen Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus
(nicht gezeigt) oder dergleichen.
Das
Polierkissen mit fixierten Schleifkörnern 16 ist an den
Poliertisch 14 gebunden, so dass es so flach wie möglich ist,
und bewegt sich in Rotation relativ zum Halbleiter-Wafer 30 zusammen
mit der Rotation des Poliertisches 14, wobei die zu polierende
Oberfläche
des Halbleiter-Wafers 30 durch die Polierflüssigkeit 25, welche
aus der Polierflüssigkeit-Bereitstellungsöffnung 24 bereitgestellt
wird, poliert wird.
Die
Antriebsvorrichtung 18 ist ein Mechanismus zum Rotieren
des Substrat-haltenden Teils 20 unter Druck durch einen
Stab 28 und umfasst einen Motor und einen Zylinder (nicht
gezeigt) und dergleichen. Das heißt zum Beispiel, dass sie durch
den Zylinder als ein Druckmechanismus den Substrat-haltenden Teil 20 zum Halten
des Halbleiter-Wafers 30 in der vertikalen Richtung zu
dem Polierkissen mit fixierten Schleifkörnern 16 drücken kann
und den Substrat-haltenden Teil 20 durch den Motor als
einen rotierenden Mechanismus in der Richtung des dünnen Pfeils
in 1 rotieren kann. Weiter kann die Antriebsvorrichtung 18 so
aufgebaut sein, dass der Substrat-haltende Teil 20 dazu
veranlasst werden kann, in einer im Wesentlichen willkürlichen
horizontalen Richtung zu schwingen.
Weiter
weist der Substrat-haltende Teil (welcher auch als Polierkopf oder
Träger
bezeichnet wird) 20 insgesamt eine im Wesentlichen runde
zylindrische Gestalt auf und ist über dem Poliertisch 14 in
Rotation angeordnet. Der Substrat-haltende Teil 20 ist
mit einer Antriebsvorrichtung 18 durch den Stab 28 verbunden
und weist einen Ring (Haltering) 22 zur Verhinderung von
seitlicher Versetzung des Halbleiter-Wafers 30 an der unteren
Oberfläche
auf.
Bei
normalem Polieren drückt
das Substrat-haltende Teil 20 die zu polierende Oberfläche des
Halbleiter-Wafers 30 auf das Polierkissen mit fixieren
Schleifkörnern 16,
während
es in einem Zustand von Halten des Halbleiter-Wafers 30 rotiert.
Der so auf das Polierkissen mit fixierten Schleifkörnern 16 gedrückte Halbleiter-Wafer 30 wird
reibend gegen das Polierkissen mit fixierten Schleifkörnern 16,
welches in der gegenteiligen Richtung in beiden Richtungen rotiert,
gerieben, wobei die gesamte zu polierende Oberfläche einheitlich poliert wird.
Die
Polierflüssigkeit-Bereitstellungsdüse 24 stellt
die Polierflüssigkeit 25 auf
dem Polierkissen mit fixierten Schleifkörnern 16 bereit, welches
während
dem Polieren des Halbleiter-Wafers 30 rotiert. Die Polierflüssigkeit 25 dringt
während
dem Polieren zwischen den Halbleiter-Wafer 30 und das Polierkissen
mit fixieren Schleifkörnern 16 ein,
wobei die zu polierende Oberfläche
des Halbleiter-Wafers 30 bei einer hohen Genauigkeit unter
chemischer Umsetzung mit der Oberfläche geglättet wird.
Als
die Polierflüssigkeit 25 gemäß dieser
Ausführungsform
wird eine Polierflüssigkeit
verwendet, welche durch Mischen von mindestens einem anorganischen
Alkali, einem Salz, einem organischen Alkali und Wasser hergestellt
wird. Details werden später
beschrieben. Da der pH-Wert der Polierflüssigkeit, welche das anorganische
Alkali und das organische Alkali enthält, erhöht ist, kann die chemische
Umsetzung zwischen dem Halbleiter-Wafer und der Polierflüssigkeit
gefördert
werden, wobei der Polierwirkungsgrad für den Halbleiter-Wafer verbessert
wird. Da das Salz bei der Herstellung der Polierflüssigkeit
zugegeben wird, kann weiter der pH-Wert der Polierflüssigkeit
für eine
lange Zeit konstant aufrechterhalten werden. Als das Ergebnis ist
es möglich,
den Halbleiter-Wafer bei einer einheitlichen Poliergenauigkeit zu
polieren und, da der pH-Wert der Polierflüssigkeit eine geringere zeitabhängige Veränderung
zeigt, kann sie recycelt werden.
In
der Polierapparatur gemäß dieser
Ausführungsform
kann an jedem von dem Substrathaltenden Teil (Polierkopf) 20,
dem Poliertisch 14 und der Polierflüssigkeit-Bereitstellungsdüse 24 eine
Temperaturkontrollvorrichtung (nicht gezeigt) angebracht sein und
ein stärker
bevorzugtes Polieren kann durch geeignetes Einstellen der Temperatur
an jedem der Teile durchgeführt
werden.
Wie
in den 2A und 2B gezeigt,
können
weiter Rillen 16a, 16b in die Oberfläche des
Polierkissens mit fixierten Schleifkörnern 16 gemäß dieser
Ausführungsform
eingebracht werden. Solche Rillierung kann durchgeführt werden,
damit die Polierflüssigkeit
effizient auf dem gesamten Polierkissen mit fixierten Schleifkörnern (insbesondere
nahe des Zentrums) vorhanden ist. Dies kann die Waferebene des Halbleiters planarisieren,
die Polierrate verbessern und die Wärmeausdehnung aufgrund von
lokaler Temperaturerhöhung verhindern.
Zum Beispiel können
eine radiale Rillierung wie in 2A gezeigt
oder eine gitterähnliche
Rillierung wie in 2B gezeigt verwendet werden.
Weiter
kann das Polierkissen mit fixierten Schleifkörnern 16 gemäß dieser
Ausführungsform
einen Aufbau aufweisen, in welchen Schleifkörner mit Hydroxylgruppen oder
Schleifkörner,
welche mit Hydroxylgruppen versehen sind, in ein Polyurethan-Bindemittel
eingebracht sind, welches mindestens ein polyfunktionelles Isocyanat,
ein polyfunktionelles Polyol und ein Treibmittel aus Wasser oder
Carbonsäure
umfasst. Das heißt,
dass sich in dem Polierkissen mit fixierten Schleifkörnern gemäß dieser
Ausführungsform
zum Beispiel Hydroxylgruppen (-OH) der Schleifkörner (z.B. Siliciumoxid) über eine
kovalente Bindung mit einer Isocyanat-Verbindung (Verbindung mit -N=C=O) des
Bindemittels (Urethan) umsetzen und chemisch binden.
Weiter
wird das Polierkissen mit fixierten Schleifkörnern 16 bei dieser
Ausführungsform
bevorzugt so angepasst, dass das Molekulargewicht des harten Segments
des Polyurethans 20 bis 60 % für den Gesamtanteil auf der
Basis des Molekulargewichtsverhältnisses
umfasst. Durch Kontrollieren des Molekulargewichts des harten Segments
des Polyurethans bei 20 % oder mehr und 60 % oder weniger für den Gesamtanteil
auf der Basis des Molekulargewichtsverhältnisses kann die Wasserstoffbrückenbindung
für den
Silicium-Wafer und die Schleifkörner
mit den Hydroxylgruppen (oder Schleifkörner, welche mit Hydroxylgruppen
versehen sind) gefördert
werden. Mit einer solchen Wasserstoffbrückenbindung stellt das Bindemittel
eine chemische Polierfunktion relativ zum Silizium-Wafer bereit,
wobei der CMP-Polierwirkungsgrad
verbessert wird, genauso wie es die Ablösung von Schleifkörnern in
dem Polierkissen mit fixierten Schleifkörnern 16 verhindern
kann.
Das
heißt,
die Schleifkörner
weisen per se Hydroxylgruppen (oder Hydroxylgruppen werden an der Oberfläche der
Schleifkörner
angehaftet) auf und das Bindemittel weist eine [O-]-Einheit der
Urethanbindung auf. Durch die Wasserstoffbrückenbindung zwischen den Hydroxylgruppen
und der [O-]-Einheit der Urethanbindung kann eine Ablösung der
Schleifkörner
von dem Bindemittel verhindert werden. Da die Belastung für die Schleifkörner aufgrund
der Verbesserung des CMP-Wirkungsgrades für den Silizium-Wafer vermindert wird,
kann weiter eine Ablösung
der Schleifkörner
verhindert werden.
Da
der Umfang der Urethanbindung im Verhältnis mit dem Molekulargewichtsverhältnis des
harten Segments steht, sogar wenn das Molekulargewichtsverhältnis 20
% oder weniger beträgt,
wird weiter eine Urethanbindung durchgeführt, um eine mehr oder weniger
starke Förderung
der Wasserstoffbrückenbindung
zu erreichen. Bei einem Molekulargewichtsverhältnis von 20 % oder weniger
kann es jedoch sein, dass es nicht zur Verbesserung der Polierleistung
(Polierrate) beträgt,
da der Umfang der Urethanbindung ungenügend sein kann. Auf der anderen
Seite, bei einem Molekulargewichtsverhältnis von 60 % oder mehr, da
das harte Segment übermäßig vorhanden
sein kann, kann dies in einem Zustand resultieren, wo die Härte des
Polierkissens übermäßig hoch
ist, was das Problem mit sich bringt, dass Kratzer in dem Halbleiter-Wafer
verursacht werden.
Mit
den vorstehend beschriebenen Gründen
nimmt man an, dass die Wasserstoffbrückenbindung gefördert werden
kann, wenn das Molekulargewicht des harten Segments in dem Polyurethanbindemittel
auf 20 % oder mehr und 60 % oder weniger für die Gesamtmenge auf der Basis
des Molekulargewichtsverhältnisses kontrolliert
wird.
Als
die Polierflüssigkeit 25 gemäß dieser
Ausführungsform
wird eine Polierflüssigkeit
verwendet, welche durch Mischen eines anorganischen Alkalis, eines
Salzes und eines organischen Alkalis hergestellt wird. Da zwei unterschiedliche
Typen von Alkalien verwendet werden, d.h. es werden das anorganische
Alkali und das organische Alkali verwendet, kann in der Polierflüssigkeit
gemäß dieser
Ausführungsform
die chemische Umsetzung zwischen dem Halbleiter-Wafer und der Polierflüssigkeit
mehr gefördert
werden, verglichen mit dem Fall, wenn sie einzeln verwendet werden.
Weiter kann die chemische Umsetzung bedeuten, dass Hydroxylgruppen
(OH-) von der Polierflüssigkeit
an der Oberfläche
des Halbleiter-Wafers bereitgestellt werden und chemisch binden,
wobei sie Wasserstoffbrückenbindungen
mit polaren Resten bilden, aus welchen das harte Segment des Polierkissens
mit fixierten Schleifkörnern 16 aufgebaut
ist, oder Wasserstoffbrückenbindungen mit
den Hydroxylgruppen der Schleifkörner,
die in dem Polierkissen mit fixierten Schleifkörnern 16 enthalten sind,
bilden oder eine Entwässerungsreaktion
zwischen den Hydroxylgruppen untereinander verursachen, wobei die
Oberfläche
des Halbleiter-Wafers poliert wird.
Obwohl
die genauen Gründe,
warum die chemische Umsetzung durch die Verwendung von zwei unterschiedlichen
Typen von Alkalien gefördert
wird, nicht klar sind, kann die folgende Theorie, welche in einer beispielhaften
Form dargelegt wird, richtig sein. Wenn Kaliumhydroxid (KOH) als
ein anorganisches Alkali getrennt als K+ und
OH– in
der Polierflüssigkeit
vorhanden ist, setzt sich Ammoniak (NH3)
als das organische Alkali mit Wasser in der Polierflüssigkeit
um und ist getrennt als NH4 + und
OH– vorhanden.
Man nimmt an, dass aus dem Grund, dass der Zustand der Bildung der
Hydroxylgruppen (OH–) unterschiedlich ist,
eine synergistische Wirkung der chemischen Umsetzungen stattfindet.
Durch
Einbringen des anorganischen Alkalis und des organischen Alkalis
in die Polierflüssigkeit
kann wie vorstehend beschrieben der Polierwirkungsgrad für den Halbleiter-Wafer verbessert
werden, da der pH-Wert der Polierflüssigkeit steigt was die chemische
Umsetzung fördert.
Jedoch kann der pH-Wert der Polierlösung nicht für eine lange
Zeit aufrechterhalten werden und der pH-Wert der Polierflüssigkeit
wird im Laufe der Zeit beträchtlich
erniedrigt. Demgemäß ist es
notwendig, häufig
die Polierflüssigkeit
auszutauschen, um die Qualität
(pH-Wert) der Polierflüssigkeit
konstant zu halten. Deshalb werden nicht nur die Herstellungskosten
erhöht,
sondern auch das vorteilhafte Merkmal des Polierverfahrens des Polierkissens
mit fixierten Schleifkörnern 16,
dass die Polierflüssigkeit
einfach wieder verwendet werden kann, wird beeinträchtigt.
Um
ein solches Problem zu vermeiden und um den pH-Wert der Polierlösung für eine lange
Zeit aufrecht zu erhalten, wird in dieser Ausführungsform das Salz beim Mischen
des anorganischen Alkalis und des organischen Alkalis zugemischt.
Wie vorstehend beschrieben kann ein hoher pH-Wert der Polierflüssigkeit
für eine
lange Zeit durch Herstellen der Polierflüssigkeit durch Mischen des
anorganischen Alkalis, des Salzes, des organischen Alkalis und Wasser
aufrechterhalten werden.
In
diesem Fall liegt der pH-Wert der Polierflüssigkeit bevorzugt innerhalb
eines Bereichs von 10 bis 13. Das heißt, in einem Fall, wo der pH-Wert
der Polierflüssigkeit
niedriger als 10 ist, kann der Polierwirkungsgrad erniedrigt sein.
Auf der anderen Seite kann in einem Fall, wo der pH-Wert 13 übersteigt,
die chemische Umsetzung übermäßig fortschreiten
und demgemäß kann es
sein, dass der Halbleiter-Wafer durch Polieren nicht planarisiert
werden kann.
Die
Polierflüssigkeit
gemäß dieser
Ausführungsform
wird durch Mischen des anorganischen Alkalis, des Salzes, des organischen
Alkalis und Wasser hergestellt. Die Details werden nachstehend beschrieben.
Das
anorganische Alkali gemäß dieser
Ausführungsform
ist eines der Hydroxide von Alkalimetallen und der Hydroxide von
Erdalkalimetallen oder Gemische davon. Die Hydroxide der Alkalimetalle
schließen zum
Beispiel Lithiumhydroxid, Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid ein
und die Hydroxide der Erdalkalimetalle können zum Beispiel aus Calciumhydroxid,
Strontiumhydroxid und Bariumhydroxid ausgewählt werden.
Weiter
ist das organische Alkali gemäß dieser
Ausführungsform
eines von Ammoniak und Amin oder Gemische davon. Das Amin ist nicht
besonders eingeschränkt,
solange es ein wasserlösliches
Amin ist. Zum Beispiel schließt
das wasserlösliche
Amin Anilin, Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Piperazin, 1,6-Hexadiamin,
Hydrazin, Ethylamin, Diethylamin, Triethylamin, Methylamin, Dimethylamin,
Trimethylamin, Isopropanolamin, Aminoethylethanolamin, Aminoethylpiperazin,
Ethylendiamin, Diethylentriamin, Tetraethylenpentamin, Triethylentetramin,
Hexamethylentetramin und Pentaethylenhexamin ein.
Das
Salz in dieser Ausführungsform
wird durch Mischen eines starken Alkalis und einer schwachen Säure hergestellt.
Als das starke Alkali kann ein Hydroxid eines Alkalimetalls oder
ein Hydroxid eines Erdalkalimetalls verwendet werden und jeweils
mit einer schwachen Säure
wie Borsäure,
Phosphorsäure,
hypochlorige Säure,
hypobromige Säure,
hypoiodige Säure,
Kohlensäure,
Ameisensäure,
Essigsäure,
Benzoesäure oder
dergleichen gemischt werden. Zum Beispiel kann das Salz aus Ammoniumcarbonat,
Ammoniumhydrogencarbonat, Ammonium carbamat, Lithiumcarbonat, Natriumcarbonat,
Natriumhydrogencarbonat, Kaliumcarbonat, Kaliumhydrogencarbonat,
Calciumcarbonat, Strontiumcarbonat und Bariumcarbonat ausgewählt werden.
Weiter
kann in dieser Ausführungsform
gegebenenfalls auch ein Chelatbildner zugegeben werden, um Verunreinigungen
zu entfernen. Der Chelatbildner schließt zum Beispiel Ethylendiamintetraessigsäure, Dinatriumethylendiamintetraacetat,
Diethylentriaminpentaessigsäure,
Propylendiamintetraessigsäure,
Hydroxyethylethylendiamintriessigsäure, Glycoletherdiamintetraessigsäure, Nitrilotriessigsäure, Hydroxyethyliminodiessigsäure, Dihydroxyethylglycin
und Triethylentetraminhexaessigsäure,
Oxalsäure,
Acetylaceton, 2,2'-Bipyridin
und andere ähnliche
Verbindungen ein. Unter diesen sind Ethylendiamintetraessigsäure, Dinatriumethylendiamintetraacetat,
Diethylentriaminpentaessigsäure,
Propylendiamintetraessigsäure,
Hydroxyethylethylendiamintriessigsäure, Glycoletherdiamintetraessigsäure, Nitrilotriessigsäure, Hydroxyethylethylendiamintriessigsäure, Dihydroxyethylglycin
und Tetraethylentetraminhexaessigsäure bevorzugt.
Während das
für das
Salz verwendete starke Alkali manchmal identisch mit den Bestandteilen
des organischen Alkalis oder des anorganischen Alkalis sein kann,
da dies in einem Zustand des Salzes, das durch Mischen des starken
Alkalis und der schwachen Säure
hergestellt wurde, ist, fungiert die starke Säure nicht in identischer Weise
wie das organische Alkali oder das anorganische Alkali. Weiter kann
das Salz nicht als das Puffersalz fungieren, und es kann nicht das
Verhältnis
der Bestandteile kontrollieren, wenn es nicht vorher als das Salz
durch Mischen des starken Alkalis und der schwachen Säure hergestellt
wurde.
Da
die Polierflüssigkeit,
welche das anorganische Alkali und das organische Alkali enthält, in dieser Ausführungsform
die chemische Umsetzung zwischen dem Halbleiter-Wafer und der Polierflüssigkeit
aufgrund des erhöhten
pH-Werts fördern
kann, kann sie den Polierwirkungsgrad für den Halbleiter-Wafer verbessern. Da
das Salz bei der Herstellung der Polierflüssigkeit zugegeben wird, kann
der pH-Wert der Polierflüssigkeit für lange
Zeit konstant gehalten werden. Als ein Ergebnis kann der Halbleiter-Wafer
bei einer einheitlichen Poliergenauigkeit poliert werden und, da
der pH-Wert der Polierflüssigkeit
eine geringere Veränderung
mit der Zeit zeigt, können
die flüssigen
Abfälle
durch Recyceln wieder verwendet werden.
Beispiele
Das
Polierkissen mit fixierten Schleifkörnern 16 wurde basierend
auf der vorstehend beschriebenen Ausführungsform hergestellt, und
der Polierwirkungsgrad für
den zu polierenden Gegenstand, usw. wurde unter Verwendung von verschiedenen
Arten von Polierflüssigkeiten
untersucht, und sie sind nachstehend genau beschrieben.
Bei
dieser Untersuchung wurden 7 Arten von Polierflüssigkeiten für ein identisches
Polierkissen mit fixierten Schleifkörnern 16 verwendet
(Testbeispiele 1 bis 7) und mit einer Polierflüssigkeit eines erfindungsgemäßen Beispiels
verglichen. Weiter wurde als ein Vergleichsbeispiel zum Polierkissen
mit fixierten Schleifkörnern 16 ein
kommerziell erhältliches
Polierkissen für
lose Schleifkörner
verwendet.
In
Testbeispiel 1 wurde eine Polierflüssigkeit verwendet, welche
durch Mischen von nur einem anorganischen Alkali in Wasser erhalten
wurde. In Testbeispiel 2 wurde eine Polierflüssigkeit verwendet, welche durch
Mischen von nur einem Salz, das ein starkes Alkali und eine schwache
Säure umfasste,
in Wasser erhalten wurde. In Testbeispiel 3 wurde eine Polierflüssigkeit
verwendet, welche durch Mischen von nur einem Salz, das ein schwaches
Alkali und eine schwache Säure
umfasste, in Wasser erhalten wurde. In Testbeispiel 4 wurde eine
Polierflüssigkeit
verwendet, welche durch Mischen von nur einem Salz, das ein schwaches
Alkali und eine starke Säure
umfasste, in Wasser erhalten wurde. In Testbeispiel 5 wurde eine
Polierflüssigkeit
verwendet, welche durch Mischen von nur einem Salz, das ein starkes
Alkali und eine schwache Säure
umfasste, in Wasser erhalten wurde. In Testbeispiel 6 wurde eine
Polierflüssigkeit
verwendet, welche durch Mischen von nur einem organischen Alkali
in Wasser erhalten wurde. In Testbeispiel 7 wurde eine Polierflüssigkeit
verwendet, welche durch Mischen eines anorganischen Alkalis und
eines organischen Alkalis in Wasser gebildet wurde. Im erfindungsgemäßen Beispiel
wurde eine Polierflüssigkeit
verwendet, welche durch Mischen eines anorganischen Alkalis, eines
organischen Alkalis und eines Salzes in Wasser gebildet wurde.
Weiter
wurden als das Vergleichsbeispiel ein kommerziell erhältliches
Polierkissen für
lose Schleifkörner
(SUBA400, hergestellt von Rodel Nitta Company) und eine Polierflüssigkeit
(COMPOLE 80, hergestellt von Fujimi Incorporated) verwendet. Ein
Beispiel von Polieren eines Silicium-Wafers ist gezeigt.
Das
Polierkissen mit fixierten Schleifkörnern 16 wurde durch
Mischen von einem Polyetherpolyol mit einem Molekulargewicht von
250 bis 4000 und einer Anzahl an funktionellen Gruppen von 2 bis
5 (SANNIX, Handelsname der von Sanyo Chemical Industries, Ltd. hergestellten
Produkte), einem Polyesterpolyol (ADECA NEWACE, Handelsname der
von Asahi Denka Co. Ltd. hergestellten Produkte; DESMOFEN, BYCOL, Handelsname
der von Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd. hergestellten Produkte),
Isocyanat mit einem Isocyanat-NCO-gehalt
von 31 % (PAPI 135, Handelsname der von Dow Polyurethane Co., Ltd.
hergestellten Produkte), Wasser, Aminkatalysator (TOYOCAT-ET, Handelsname
der von Tosoh Corporation hergestellten Produkte), Silikon-Schaumregulierungsmittel
(L-5309, Handelsname der von Nippon Unicar Company Limited hergestellten
Produkte) und Schleifkörnern
(Kolloidales Siliciumoxid: hergestellt von Fuso Chemical Co., Ltd., Quarzstaub:
hergestellt von Shin-Etsu Quartz Products Co., Ltd., Korngröße jeweils
2 bis 8 μm)
in einem vorbestimmten Verhältnis
(Gewichtsteile) hergestellt, wobei ein flüssiges Gemisch hergestellt
wurde, Giessen des flüssigen
Gemischs in eine Form, Stehenlassen bei einer Raumtemperatur bei
20 bis 30°C
für 24
Stunden und Treiben und Härten
lassen, um das Kissen herzustellen.
Das
Polierkissen mit fixierten Schleifkörnern 16 wurde an
die Oberfläche
einer Platte einer Poliermaschine durch ein Klebeband gebunden,
und die Oberfläche
des Polierkissens mit fixierten Schleifkörnern 16 wurde durch
einen Anpassungsring, auf dem Diamanten elektrochemisch abgeschieden
waren, angepasst, um ein Polierkissen von 9 mm Dicke zu erhalten,
wobei die geschäumte
Struktur auf der Oberfläche
offen lag. Ein zu polierender Gegenstand wurde an das Polierkissen
mit fixierten Schleifkörnern 16 gepresst,
und der zu polierende Gegenstand wurde einem Polieren unterzogen
durch eine relative Bewegung zwischen dem Polierkissen mit fixierten
Schleifkörnern 16 und
dem zu polierenden Gegenstand, während
die Polierflüssigkeit
zwischen dem Polierkissen mit fixierten Schleifkörnern 16 und dem zu
polierenden Gegenstand zugeführt
wurde.
0,04
Gew.-% Natriumhydroxid wurden als das anorganische Alkali in Wasser
gemischt. Weiter wurden 0,12 Gew.-% Natriumcarbonat als das Salz,
welches ein starkes Alkali und eine schwache Säure umfasst, in Wasser gemischt.
0,12 Gew.-% Ammoniumacetat wurden als das Salz, welches ein schwaches
Alkali und eine schwache Säure
umfasst, in Wasser gemischt. 0,12 Gew.-% Ammoniumchlorid wurden
als das Salz, welches ein schwaches Alkali und eine starke Säure umfasst,
in Wasser gemischt. Weiter wurden 0,12 Gew.-% Natriumchlorid als
das Salz, welches ein starkes Alkali und eine starke Säure umfasst,
in Wasser gemischt. Weiter wurden 0,05 Gew.-% Ethylendiamin als
das organische Alkali in Wasser gemischt.
