DE102005049202A1 - Polierzusammensetzung und Polierverfahren unter Verwendung derselben - Google Patents
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Abstract
Eine Polierzusammensetzung enthält ein Schleifmittel wie beispielsweise kolloidales Siliziumdioxid, zumindest eine Art einer Verbindung, ausgewählt aus Imidazol und einem Imidazolderivat, und Wasser. Die Polierzusammensetzung enthält vorzugsweise weiterhin eine alkalische Verbindung, ein wasserlösliches Polymer oder einen Komplexbildner. Die Polierzusammensetzung ist zur Verwendung beim Polieren einer Kante eines Gegenstandes, wie beispielsweise eines Halbleitersubstrates, geeignet.
Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Polierzusammensetzung zur Verwendung beim Polieren der Kante eines Gegenstandes, wie beispielsweise von Halbleitersubstraten, und betrifft ein Verfahren zum Polieren der Kante eines Gegenstandes, wie beispielsweise von Halbleitersubstraten, unter Verwendung einer solchen Polierzusammensetzung.
- Polierzusammensetzungen zur Verwendung beim Polieren von Kanten von Halbleitersubstraten, d. h. Polierzusammensetzungen zum Polieren von Kanten, sind in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 11-349925 und Nr. 2004-128069 offenbart. Beim Polieren der Kanten der Halbleitersubstrate ist es wünschenswert, daß die zum Polieren erforderliche Zeit kurz ist und ein qualitativ hochwertiges Halbleitersubstrat gewonnen werden kann, das nur eine kleine Anzahl von Oberflächendefekten, wie beispielsweise Kratzern, aufweist, wie auch beim Polieren der Oberflächen der Halbleitersubstrate. Die Polierzusammensetzungen, die in den oben genannten Veröffentlichungen Nr. 11-349925 und Nr. 2004-128069 offenbart sind, wurden verbessert, um solchen Anforderungen zu entsprechen. Jedoch genügen die Polierzusammensetzungen der obigen Veröffentlichungen den Erfordernissen nicht in ausreichendem Maße und es besteht nach wie vor Raum für Verbesserungen der Polierzusammensetzung.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Es ist demgemäß eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Polierzusammensetzung bereitzustellen, die zur Verwendung beim Polieren der Kante eines Gegenstandes, wie beispielsweise von Halbleitersubstraten, geeigneter ist und ein Verfahren zum Polieren einer Kante eines Objektes bzw. Gegenstandes, wie beispielsweise von Halbleitersubstraten, unter Verwendung der Polierzusammensetzung bereitzustellen.
- Um die vorhergehenden und weitere Ziele zu erreichen und gemäß der Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wird eine Polierzusammensetzung zur Verwendung beim Polieren der Kante eines Gegenstandes bereitgestellt. Die Polierzusammensetzung schließt Schleifmittel, zumindest eine Art einer Verbindung, ausgewählt aus einem Imidazol und einem Imidazolderivat, und Wasser ein.
- Die vorliegende Erfindung stellt ebenfalls ein Verfahren bereit, das das Polieren einer Kante eines Gegenstandes unter Verwendung der obigen Polierzusammensetzung bereitstellt.
- Die vorliegende Erfindung stellt ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung eines polierten Produktes bereit. Das Verfahren schließt folgendes ein: Herstellung der obigen Polierzusammensetzung; und Polieren einer Kante eines Halbfertigproduktes des polierten Produktes unter Verwendung der hergestellten Polierzusammensetzung.
- Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung offensichtlich werden, die die Prinzipien der Erfindung auf dem Wege eines Beispieles veranschaulicht.
- AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
- Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nunmehr beschrieben.
- Eine Polierzusammensetzung gemäß dieser Ausführungsform enthält ein Schleifmittel, Imidazol oder ein Imidazolderivat, und Wasser.
- Das Schleifmittel spielt die Rolle, den Gegenstand mechanisch zu polieren. Das Schleifmittel enthält vorzugsweise Siliziumdioxid und besonders bevorzugt Siliziumdioxid. Siliziumdioxid weist beim sanften Polieren des Gegenstandes eine überlegene Leistung auf. Siliziumdioxid kann kolloidales Siliziumdioxid, Quarzstaub und ausgefälltes Siliziumdioxid bzw. Kieselhydrogel sein und ist vorzugsweise kolloidales Siliziumdioxid. Der unter Verwendung einer Polierzusammensetzung, die kolloidales Siliziumdioxid enthält, polierte Gegenstand weist geringere Oberflächendefekte, wie beispielsweise Kratzer, im Vergleich zu einem Gegenstand auf, der unter Verwendung einer Polierzusammensetzung poliert wurde, die ein anderes Siliziumdioxid als kolloidales Siliziumdioxid enthält.
- Ein Schleifmittel mit einem zu kleinem Teilchendurchmesser weist kein so großes Vermögen auf, einen Gegenstand zu polieren. Im Hinblick auf die Beschleunigung des Polierens des Gegenstandes mit einem Schleifmittel ist die durchschnittliche Teilchengröße des Schleifmittels in der Polierzusammensetzung, gewonnen aus der spezifischen Oberfläche des Schleifmittels, die durch ein BET-Verfahren gemessen wurde, vorzugsweise 10 nm oder mehr, und besonders bevorzugt 30 nm oder mehr und am meisten bevorzugt 50 nm oder mehr. Unterdessen, wenn ein Schleifmittel eine zu große durchschnittliche Teilchengröße aufweist, besteht das Risiko, dass Kratzer auf dem Gegenstand erzeugt werden. Im Hinblick auf die Unterdrückung der Bildung von Kratzern ist die durchschnittliche Teilchengröße des Schleifmittels in der Polierzusammensetzung, die aus der spezifischen Oberfläche des Schleifmittels, gemessen durch das BET-Verfahren, gewonnen wird, vorzugsweise 200 nm oder weniger und besonders bevorzugt 120 nm oder weniger und am meisten bevorzugt 80 nm oder weniger.
- Eine Polierzusammensetzung, die eine zu kleine Menge an Schleifmittel enthält, weist keine so hohe Polierfähigkeit auf. Im Hinblick auf die Sicherstellung einer Verbesserung der Polierfähigkeit der Polierzusammensetzung ist der Gehalt des Schleifmittels in der Polierzusammensetzung vorzugsweise 0,1 Massen-% oder mehr, besonders bevorzugt 1,0 Massen-% oder mehr und am meisten bevorzugt 10,0 Massen-% oder mehr. Unterdessen besteht, wenn die Polierzusammensetzung eine große Menge an Schleifmittel enthält, das Risiko, daß die Viskosität der Polierzusammensetzung übermäßig zunimmt. Im Hinblick auf die Optimierung der Viskosität der Polierzusammensetzung ist der Gehalt des Schleifmittels in der Polierzusammensetzung vorzugsweise 50 Massen-% oder weniger.
- Das Imidazol und das Imidazolderivat in der Polierzusammensetzung tragen zu einer Verbesserung der Polierfähigkeit der Polierzusammensetzung bei. Der Grund, warum das Imidazol und das Imidazolderivat zu einer Verbesserung der Polierfähigkeit beitragen, liegt vermutlich darin, daß das freie Elektronenpaar des Stickstoffatoms an der 1-Position des Imidazolrings direkt auf das Objekt einwirkt. Weiterhin weisen das Imidazol und das Imidazolderivat ein geringes Risiko auf, den Gegenstand zu korrodieren, anderes als andere Amine, wie beispielsweise Monoethanolamin, oder 1, 8-Diazabicyclo(5,4,0)-undecen-7 (abgekürzt DBU), und 1,5-Diazabicyclo(4,3,0)-nonen-5 (abgekürzt DBN).
- Das Imidazolderivat kann ein solches sein, bei dem beispielsweise zumindest eines der Wasserstoffatome, das an das Stickstoffatom in der 1-Position gebunden ist, an das Kohlenstoffatom in der 2-Position gebunden ist, an das Kohlenstoffatom in der 4-Position gebunden ist und an das Kohlenstoffatom in der 5-Position des Imidazolrings gebunden ist, durch eine Alkylgruppe, wie beispielsweise eine Methylgruppe und eine Ethylgruppe, eine Hydroxygruppe, eine Carboxygruppe oder eine Aminogruppe substituiert ist.
- Eine Polierzusammensetzung, die eine zu kleine Menge an Imidazol oder eines Imidazolderivates enthält, weist kein so gutes Poliervermögen auf. Im Hinblick auf das Sicherstellen einer Verbesserung der Polierfähigkeit der Polierzusammensetzung ist der Gehalt des Imidazols oder des Imidazolderivates in der Polierzusammensetzung vorzugsweise 0,1 Massen-% oder mehr und besonders bevorzugt 0,5 Massen-% oder mehr und am meisten bevorzugt 1,0 Massen-% oder mehr. Unterdessen, wenn die Polierzusammensetzung eine große Menge an Imidazol oder Imidazolderivaten enthält, besteht das Risiko einer Aufrauhung der Oberfläche des polierten Gegenstandes, weil die chemische Korrosion der Polierzusammensetzung zu stark wird. Im Hinblick darauf, ein Aufrauhen der Oberfläche zu hemmen, ist der Gehalt des Imidazols und des Imidazolderivates in der Polierzusammensetzung vorzugsweise 20 Massen-% oder weniger und besonders bevorzugt 15 Massen-% oder weniger und am meisten bevorzugt 10 Massen-% oder weniger.
- Das Wasser dient als Medium zum Dispergieren oder Lösen von anderen Bestandteilen als Wasser in der Polierzusammensetzung. Das Wasser kann industrielles Wasser, Leitungswasser, destilliertes Wasser sein oder ein solches, das durch Filtrieren irgendeines von diesen gewonnen wird und enthält vorzugsweise so wenig Verunreinigungen wie möglich.
- Die Polierzusammensetzung gemäß dieser Ausführungsform findet beispielsweise beim Polieren der Kanten von Halbleitersubstraten, wie beispielsweise Siliziumwafern, Anwendung. Mit anderen Worten findet die Polierzusammensetzung beispielsweise zum Polieren der Kanten eines halbfertigen Produktes Anwendung, um Halbleitersubstrate als polierte Produkte zu gewinnen. Die Kante des Gegenstandes wird unter Verwendung der Polierzusammensetzung beispielsweise durch Anordnen eines Polierelementes, wie beispielsweise eines Polierkissens, in Kontakt mit der Kante des Objektes und durch Gleitenlassen entweder des Gegenstandes oder des Polierelementes, während die Polierzusammensetzung dem Kontaktanteil zugeführt wird, poliert.
- Die bevorzugte Ausführungsform stellt die folgenden Vorteile bereit.
- Eine Polierzusammensetzung gemäß dieser Ausführungsform enthält Imidazol oder ein Imidazolderivat, das eine Verbesserung der Polierfähigkeit der Polierzusammensetzung ergibt. Somit weist die Polierzusammensetzung dieser Ausführungsform im Vergleich zu den konventionellen Polierzusammensetzungen ein größeres Poliervermögen auf und poliert die Kanten des Gegenstandes oder insbesondere die Kanten der Halbleitersubstrate prompt. Die Polierzusammensetzung dieser Ausführungsform ist daher beim Polieren von Kanten von Halbleitersubstraten sehr nützlich.
- Das Imidazol und das Imidazolderivat weisen ein geringeres Risiko auf, den Gegenstand zu korrodieren, anders als andere Amine wie beispielsweise Monoethanolamin, DBU und DBN. Deswegen wird der polierte Gegenstand unter Verwendung der Polierzusammensetzung dieser Ausführungsform weniger korrodiert als im Vergleich zu dem Gegenstand, der unter Verwendung einer Polierzusammensetzung poliert wird, die andere Amine, wie beispielsweise Monoethanolamin, DBU und DBN verwendet. Wenn eine Halbleitervorrichtung aus einem Halbleitersubstrat hergestellt wird, die einen großen korrodierten Anteil aufweist, nehmen die elektrischen Eigenschaften der Halbleitervorrichtung ab. Jedoch wird das Halbleitersubstrat, das unter Verwendung der Polierzusammensetzung dieser Ausführungsform poliert wird, nicht oder kaum korrodiert. Deswegen wird eine Halbleitervorrichtung, bei der die Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften unterdrückt wird, aus dem Halbleitersubstrat hergestellt.
- Wenn ein Oxidationsmittel der Polierzusammensetzung dieser Ausführungsform zugesetzt wird, existiert abhängig von der Menge des Oxidationsmittels das zugesetzt wird, das Risiko, daß sich eine Passivierungsschicht auf der Oberfläche des zu polierenden Gegenstandes bildet. Wenn die Passivierungsschicht auf der Oberfläche des Gegenstandes gebildet wird, besteht das Risiko, dass das Poliervermögen der Polierzusammensetzung abnimmt, weil das Polieren des Gegenstandes durch einen chemischen Poliervorgang der Polierzusammensetzung behindert wird. Jedoch verhindert die Polierzusammensetzung dieser Ausführungsform eine Negativwirkung, die durch ein Oxidationsmittel verursacht ist, weil die Polierzusammensetzung das Oxidationsmittel nicht enthält.
- Die bevorzugte Ausführungsform kann wie folgt modifiziert werden.
- Die Polierzusammensetzung dieser Ausführungsform kann weiterhin eine alkalische Verbindung enthalten. Die alkalische Verbindung spielt die Rolle, einen Gegenstand chemisch zu polieren und trägt zu einer Verbesserung der Polierfähigkeit der Polierzusammensetzung bei. Die alkalische Verbindung kann irgendeines von Tetramethylammoniumhydroxid, Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid, Kaliumhydrogenkarbonat, Kaliumkarbonat, Natriumhydrogenkarbonat, Natriumkarbonat, Ammoniak, Ammoniumhydrogenkarbonat und Ammoniumkarbonat enthalten und schließt vorzugsweise zumindest eine Art, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Tetramethylammoniumhydroxid, Kaliumhydroxid und Natriumhydroxid besteht, und schließt besonders bevorzugt Tetramethylammoniumhydroxid ein. Tetramethylammoniumhydroxid, Kaliumhydroxid und Natriumhydroxid weisen dasselbe Poliervermögen des Gegenstandes auf und Tetramethylammoniumhydroxid weist eine besonders hohe Polierfähigkeit des Gegenstandes auf.
- Wenn die Polierzusammensetzung eine zu kleine Menge einer alkalischen Verbindung enthält, wird das Poliervermögen in der Polierzusammensetzung nicht viel verbessert. Im Hinblick auf die signifikante Verbesserung der Polierfähigkeit der Polierzusammensetzung ist der Gehalt der alkalischen Verbindung in der Polierzusammensetzung vorzugsweise 0,05 Massen-% oder mehr, und besonders bevorzugt 0,25 Massen-% oder mehr und am meisten bevorzugt 0,5 Massen-% oder mehr. Unterdessen, wenn die Polierzusammensetzung eine große Menge einer alkalischen Verbindung enthält, besteht das Risiko, daß die Oberfläche des polierten Objektes aufgerauht wird, weil die chemische Korrosion der Polierzusammensetzung zu stark wird. Im Hinblick auf die Hemmung der Aufrauhung der Oberfläche ist der Gehalt der alkalischen Verbindung in der Polierzusammensetzung vorzugsweise 6,0 Massen-% oder weniger und besonders bevorzugt 5,0 Massen-% oder weniger und am meisten bevorzugt 2,0 Massen-% oder weniger.
- Die Polierzusammensetzung dieser Ausführungsform kann weiterhin ein wasserlösliches Polymer enthalten. Das wasserlösliche Polymer dient dazu, die Benetzbarkeit des Gegenstandes zu verbessern. Wenn der Gegenstand eine hohe Benetzbarkeit aufweist, wird, sogar wenn das Schleifmittel an dem Gegenstand anhaltet, das anhaftende Schleifmittel leicht durch einfaches Waschen entfernt.
- Das wasserlösliche Polymer kann Hydroxyethylcellulose, Polyvinylalkohol, Polyethylenoxid oder Polyethylenglykol einschließen und schließt vorzugsweise Hydroxyethylcellulose ein. Hydroxyethylcellulose weist insbesondere ein hohes Vermögen auf, die Benetzbarkeit des Gegenstandes zu verbessern.
- Wenn das wasserlösliche Polymer ein zu geringes Molekulargewicht aufweist, verbessert sich die Benetzbarkeit des polierten Gegenstandes nicht besonders stark. Als Folge besteht das Risiko, daß das Schleifmittel in der Polierzusammensetzung stark an dem Gegenstand anhaftet. Im Hinblick auf die Sicherstellung einer Verbesserung der Benetzbarkeit des polierten Objektes, ist das Molekulargewicht der Hydroxyethylcellulose vorzugsweise 300.000 oder mehr und besonders bevorzugt 600.000 oder mehr und am meisten bevorzugt 900.000 oder mehr. Desgleichen ist das Molekulargewicht des Polyvinylalkohols vorzugsweise 1.000 oder mehr und besonders bevorzugt 5.000 oder mehr und am meisten bevorzugt 10.000 oder mehr, wobei das Molekulargewicht von Polyethylenoxid vorzugsweise 20.000 oder mehr ist und das Molekulargewicht des Polyethylenglycols vorzugsweise 100 oder mehr und besonders bevorzugt 300 oder mehr und am meisten bevorzugt 1.000 oder mehr ist. Unterdessen, wenn das Molekulargewicht eines wasserlöslichen Polymers übermäßig hoch ist, besteht das Risiko, daß die Viskosität der Polierzusammensetzung übermäßig zunimmt. Im Hinblick auf die Optimierung der Viskosität der Polierzusammensetzung ist das Molekulargewicht der Hydroxyethylcellulose vorzugsweise 3.000.000 oder weniger und besonders bevorzugt 3.000.000 oder weniger und am meisten bevorzugt 1.500.000 oder weniger. Desgleichen ist das Molekulargewicht von Polyvinylalkohol vorzugsweise 1.000.000 oder weniger und besonders bevorzugt 500.000 oder weniger und am meisten bevorzugt 300.000 oder weniger, ist das Molekulargewicht des Polyethylenoxids 50.000.000 oder weniger und besonders bevorzugt 30.000.000 oder weniger und am meisten bevorzugt 10.000.000 oder weniger und ist das Molekulargewicht von Polyethylenglycol vorzugsweise 20.000 oder weniger.
- Wenn die Polierzusammensetzung eine zu kleine Menge an wasserlöslichem Polymer enthält, wird die Benetzbarkeit des Gegenstandes nicht besonders stark verbessert. Im Hinblick auf die Verbesserung der Benetzbarkeit des Gegenstandes ist der Gehalt des wasserlöslichen Polymers in der Polierzusammensetzung vorzugsweise 0,0001 Massen-% oder mehr und besonders bevorzugt 0,001 Massen-% oder mehr und am meisten bevorzugt 0,005 Massen-% oder mehr. Unterdessen, wenn die Polierzusammensetzung eine große Menge eines wasserlöslichen Polymers enthält, besteht das Risiko, daß die Viskosität der Polierzusammensetzung übermäßig erhöht wird. Im Hinblick auf die Optimierung der Viskosität der Polierzusammensetzung ist der Gehalt des wasserlöslichen Polymers in der Polierzusammensetzung vorzugsweise 0,5 Massen-% oder weniger und besonders bevorzugt 0,3 Massen-% oder weniger und am meisten bevorzugt 0,15 Massen-% oder weniger.
- Die Polierzusammensetzung gemäß dieser Ausführungsform kann weiterhin einen Komplexbildner enthalten. Der Komplexbildner unterdrückt die Kontamination des Gegenstandes mit Metallverunreinigungen durch Bildung eines Komplexiones mit den Metallverunreinigungen in der Polierzusammensetzung, wodurch die Metallverunreinigungen eingefangen wird. Die Metallverunreinigungen in dieser Beschreibung betreffen Eisen, Nickel, Kupfer, Kalzium, Magnesium und Hydroxide oder Oxide derselben.
- Der Komplexbildner kann Nitrilotriessigsäure, Ethylendiamintetraessigsäure, Hydroxyethylendiamintetraessigsäure, Propandiamintetraessigsäure, Diethylentriaminpentaessigsäure, Triethylentetraminhexaessigsäure, Ethylendiamintetraethylenphosphonsäure, Ethylendiamintetramethylenphosphonsäure, Ethylendiamintetrakismethylenphosphonsäure, Diethylentriaminpentaethylenphosphonsäure, Diethylentriaminpentamethylenphosphonsäure, Triethylentetraminhexaethylenphosphonsäure, Triethylentetraminhexamethylenphosphonsäure und Propandiamintetraethylenphosphonsäure, Propandiamintetramethylenphosphonsäure und die Salze hiervon sein, die ein Ammoniumsalz, Kaliumsalz, Natriumsalz und Lithiumsalz sind.
- Die Polierzusammensetzung, die eine große Menge an Komplexbildner enthält, geliert leicht. Im Hinblick auf das Verhindern einer Gelbildung ist der Gehalt des Komplexbildners in der Polierzusammensetzung vorzugsweise 6 Massen-% oder weniger und besonders bevorzugt 3 Massen-% oder weniger und am meisten bevorzugt 1 Massen-% oder weniger.
- Die Polierzusammensetzung dieser Ausführungsform kann eine kleine Menge eines Oxidationsmittels enthalten. Wenn die Polierzusammensetzung eine große Menge des Oxidationsmittels enthält (beispielsweise, wenn der Gehalt des Oxidationsmittels in der Polierzusammensetzung 1 Massen-% oder mehr beträgt) besteht das Risiko, daß das Poliervermögen der Polierzusammensetzung abnimmt, weil die Passivierungsschicht auf der Oberfläche des Gegenstandes gebildet wird, wie oben beschrieben wurde. Wenn jedoch der Gehalt des Oxidationsmittels klein ist, wird die Passivierungsschicht nicht gebildet und nur eine dünne Passivierungsschicht wird geformt, die einfach durch einen mechanischen Poliervorgang des Schleifmittels entfernt wird. Im Hinblick auf das Verhindern der Verringerung des Poliervermögens der Polierzusammensetzung ist der Gehalt des Oxidationsmittels in der Polierzusammensetzung vorzugsweise 0,1 Massen-% oder weniger und besonders bevorzugt 0,01 Massen-% oder weniger.
- Die Polierzusammensetzung gemäß dieser Ausführungsform kann sowohl das Imidazol als auch das Imidazolderivat enthalten.
- Die Polierzusammensetzung gemäß dieser Ausführungsform kann durch Verdünnen eines flüssigen Konzentrates mit Wasser hergestellt werden.
- Die Polierzusammensetzung gemäß dieser Ausführungsform kann weiterhin zum Polieren einer Kante eines Gegenstandes, der von einem Halbleitersubstrat verschieden ist, verwendet werden.
- Die vorliegende Erfindung wird nunmehr ausführlicher unter Bezugnahme auf die Beispiele und die Vergleichsbeispiele beschrieben werden.
- In den Beispielen 1 bis 17 wurde ein Schleifmittel, Imidazol und Wasser vermischt und dem Gemisch wurde eine alkalische Verbindung, ein wasserlösliches Polymer oder ein Komplexbildner, falls notwendig, zugesetzt, um Flüssigkonzentrate von Polymerzusammensetzungen herzustellen. Typen und Gehalt des Schleifmittels, Imidazols oder einer alternativen Verbindung hiervon, einer alkalischen Verbindung, eines wasserlöslichen Polymers, eines Komplexbildners und eines Oxidationsmittels in jedem Flüssigkonzentrat, das in den Beispielen 1 bis 17 und Vergleichsbeispielen 1 bis 10 verwendet wird, sind in den Tabellen 1 und 2 dargestellt. Jedes Flüssigkonzentrat wurde mit Wasser auf sein zehnfaches Volumen verdünnt, um die Polierzusammensetzung herzustellen, die in den Beispielen 1 bis 17 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 10 verwendet wurde.
- Eine Kante eines Siliziumwafers wurde unter Verwendung jeder Polierzusammensetzung der Beispiele 1 bis 17 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 10 unter einer ersten Polierbedingung poliert, die in Tabelle 3 dargestellt ist. Der Gewichtsunterschied jedes Siliziumwafers vor und nach dem Polieren, das heißt das reduzierte Gewicht jedes Siliziumwafers wurde gemessen. Die Poliergeschwindigkeit, bzw. Polierrate, die durch Teilen der gemessenen Gewichtsreduktionsmenge jedes Siliziumwafers durch die Polierzeit gewonnen wurde, ist in der Spalte mit dem Titel „Poliergeschwindigkeit" der Tabellen 1 und 2 dargestellt.
- Eine Kante eines Siliziumwafers wurde unter Verwendung jeder Polierzusammensetzung der Beispiele 1 bis l7 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 10 unter einer zweiten Polierbedingung poliert, die in Tabelle 3 dargestellt ist. Die Kante des polierten Wafers wurde mit einem Mikroskop beobachtet. Auf Grundlage der Frage, wie viele Kratzer, die sich vor dem Polieren auf der Kante des Wafers befanden, entfernt wurden, wurde die Polierzusammensetzung gemäß einer Fünfrang-Skala ausgewertet: exzellent (1), gut (2), akzeptabel (3), ein wenig schlecht (4) und schlecht (5). Das heißt, wenn alle Kratzer entfernt waren, wurde die Polierzusammensetzung als exzellent eingeordnet; wenn beinahe alle Kratzer entfernt wurden, wurde die Polierzusammensetzung als gut eingeordnet; wenn die meisten der Kratzer entfernt waren, wurde die Polierzusammensetzung als akzeptabel eingeordnet; wenn die Kratzer nicht besonders gut entfernt waren, wurde die Polierzusammensetzung als ein wenig schlecht eingeordnet; und wenn die Kratzer kaum entfernt waren, wurde die Polierzusammensetzung als schlecht eingeordnet. Die Auswertungsergebnisse sind in der Spalte mit dem Titel „Kratzer" in Tabellen 1 und 2 dargestellt.
- Blanke Siliziumwafer in Chips von 32 mm × 32 mm mit hochglanzpolierten Oberflächen wurden in 2,5 Massen-% Lösung verdünnter Fluorwasserstoffsäure für eine Minute eingetaucht, um einen natürlichen Oxidationsfilm, der sich auf der Oberfläche jedes Wafers gebildet hatte, zu entfernen. Wafer wurden dann in die Polierzusammensetzungen der Beispiele 1 bis 17 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 10 eingetaucht. Nach einer Stunde wurden die Wafer aus der Polierzusammensetzung entnommen und danach mit Wasser gewaschen und getrocknet. Anschließend wurden die Oberflächen der Wafer visuell beobachtet. Auf Grundlage davon, wie die hochglanzpolierten Oberflächen des Wafers durch chemische Korrosion der Polierzusammensetzung verändert wurden, wurden die Polierzusammensetzungen gemäß einer fünfrangigen Skala ausgewertet: exzellent (1), gut (2), akzeptabel (3), ein wenig schlecht (4) und schlecht (5). Das heißt, wenn die gesamte Oberfläche des Wafers in einem hochglanzpolierten Zustand verblieb, wurde die Polierzusammensetzung als ausgezeichnet bewertet. Wenn ein großer Teil der Oberfläche des Wafers in einem hochglanzpolierten Zustand verblieb, wurde die Polierzusammensetzung als gut eingeordnet; wenn der größte Teil der Oberfläche des Wafers in einem hochglanzpolierten Zustand verblieb, wurde die Polierzusammensetzung als akzeptabel eingeordnet; wenn ein großer Teil der Oberfläche des Wafers nicht im hochglanzpolierten Zustand verblieb, wurde die Polierzusammensetzung als ein wenig schlecht eingeordnet; und wenn die Gesamtoberfläche des Wafers nicht im hochglanzpolierten Zustand verblieb, wurde die Polierzusammensetzung als schlecht bewertet. Die Auswertungsergebnisse sind in der Spalte mit dem Titel „Korrosivität" in den Tabellen 1 und 2 dargestellt.
- Tabelle 1
-
- Tabelle 2
-
- Tabelle 3
- In der Spalte mit dem Titel „Schleifmittel" in den Tabellen 1 und 2 repräsentiert „kolloidales Siliziumdioxid*1" kolloidales Siliziumdioxid mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 55 nm, die aus der spezifischen Oberfläche gewonnen wurde, gemessen durch das BET Verfahren und „kolloidales Siliziumdioxid*2" repräsentiert kolloidales Siliziumdioxid mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 35 nm, die ebenfalls aus der spezifischen Oberfläche gewonnen wird, gemessen durch das BET-Verfahren. In der Spalte mit dem Titel „alkalische Verbindung" in den Tabellen 1 und 2 repräsentiert „TMAH" Tetramethylammoniumhydroxid, repräsentiert „KOH" Kaliumhydroxid und repräsentiert „NaOH" Natriumhydroxid. In der Spalte mit dem Titel „wasserlösliches Polymer" in den Tabellen 1 und 2 repräsentiert „HEC*1" Hydroxyethylcellulose mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 1.200.000, repräsentiert „HEC*2" Hydroxyethylcellulose mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 300.000, repräsentiert „HEC*3" Hydroxyethylcellulose mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 1.600.000. In der Säule mit dem Titel „Komplexbildner" in den Tabellen 1 und 2 repräsentiert „TTHA" Triethylentetraminhexaessigsäure, repräsentiert „DTPA" Diethylentriaminpentaessigsäure. In der Spalte mit dem Titel „Oxidationsmittel" in Tabelle 2 repräsentiert „H2O2" Wasserstoffperoxid.
- Wie in den Tabellen 1 und 2 dargestellt ist, war die Poliergeschwindigkeit, die unter Verwendung irgendeiner der Polierzusammensetzungen der Beispiele 1 bis 17 gemessen wurde, im allgemeinen größer als die Poliergeschwindigkeit, die unter Verwendung der Polierzusammensetzung nach irgendeinem der Vergleichsbeispiele 1 bis 10 gemessen wurde. Jede der Auswertungen bezüglich der Kratzer war, wenn die Polierzusammensetzungen der Beispiele 1 bis 17 verwendet wurden, entweder exzellent oder gut. Die Ergebnisse legen nahe, daß jede Polierzusammensetzung der Beispiele 1 bis 17 ein hohes Poliervermögen aufweist. Die Poliergeschwindigkeit, die unter Verwendung jeder der Polierzusammensetzung der Beispiele 1 bis 3 gemessen wurde, die eine alkalische Verbindung enthielt, war größer als die Poliergeschwindigkeit, die unter Verwendung der Polierzusammensetzungen nach einem der Beispiele 5 bis 7 gemessen wurde, die keine alkalische Verbindung enthielten. Die Ergebnisse legen nahe, daß das Poliervermögen einer Polierzusammensetzung durch Zusatz einer alkalischen Verbindung verbessert wird.
- Die Auswertung bezüglich der Korrosivität der Polierzusammensetzung von Beispiel 5, die keine alkalische Verbindung enthält, ist der Auswertung der Korrosivität der Polierzusammensetzung von Beispiel 1 überlegen, die Tetramethylammoniumhydroxid als alkalische Verbindung enthält. Darüber hinaus ist die Auswertung der Korrosivität der Polierzusammensetzung nach Beispiel 1 der Auswertung der Korrosivität der Polierzusammensetzung nach Beispielen 8 und 9, die Kaliumhydroxid oder Natriumhydroxid als alkalische Verbindung enthalten, überlegen. Die Ergebnisse legen nahe, daß die Oberflächenaufrauhung durch Zusatz einer alkalischen Verbindung verursacht wird und Tetramethylammoniumhydroxid weist ein geringeres Risiko auf, eine Oberflächenaufrauhung zu verursachen als im Vergleich zu Kaliumhydroxid und Natriumhydroxid.
Claims (16)
- Polierzusammensetzung zur Verwendung beim Polieren der Kante eines Gegenstandes, die durch folgendes gekennzeichnet ist: ein Schleifmittel; zumindest eine Verbindung, ausgewählt aus Imidazol und einem Imidazolderivat; und Wasser.
- Polierzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifmittel kolloidales Siliziumdioxid enthält.
- Polierzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durchschnittliche Teilchengröße des Schleifmittels 10 bis 200 nm beträgt.
- Polierzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der zumindest einen Verbindung, ausgewählt aus Imidazol und einem Imidazolderivat in der Polierzusammensetzung 0,1 bis 20,0 Massen-% beträgt.
- Polierzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine alkalische Verbindung umfaßt.
- Polierzusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die alkalische Verbindung zumindest eine Art einer Verbindung enthält, ausgewählt aus Tetramethylammoniumhydroxid, Kaliumhydroxid und Natriumhydroxid.
- Polierzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin ein wasserlösliches Polymer umfaßt.
- Polierzusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserlösliche Polymer zumindest eine Art einer Verbindung enthält, ausgewählt aus Hydroxyethylcellulose, Polyvinylalkohol, Polyethylenoxid und Polyethylenglycol.
- Polierzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin einen Komplexbildner umfaßt.
- Polierzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin ein Oxidationsmittel umfaßt, wobei der Gehalt des Oxidationsmittels in der Polierzusammensetzung weniger als 1 Massen-% beträgt.
- Polierzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Polierzusammensetzung kein Oxidationsmittel enthält.
- Polierzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand ein Halbleitersubstrat ist.
- Verfahren, gekennzeichnet durch das Polieren einer Kante eines Gegenstandes unter Verwendung der Polierzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
- Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand ein Halbleitersubstrat ist.
- Verfahren zur Herstellung eines polierten Produktes, gekennzeichnet durch: Herstellen der Polierzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11; und Polieren der Kante eines Halbfertigproduktes des polierten Produktes unter Verwendung der hergestellten Polierzusammensetzung.
- Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das polierte Produkt ein Halbleitersubstrat ist.
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