DE69914830T2

DE69914830T2 - Verwendung einer Zusammensetzung zum Abfasen von Halbleiterscheiben

Info

Publication number: DE69914830T2
Application number: DE69914830T
Authority: DE
Inventors: Yutaka Nishikasugai-gun Inoue; Akihiro Nishikasugai-gun Kawase
Original assignee: Fujimi Inc
Current assignee: Fujimi Inc
Priority date: 1998-06-05
Filing date: 1999-06-04
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2019-06-05
Also published as: MY128556A; US6280652B1; JPH11349925A; DE69914830D1; EP0962508A1; CN1133705C; TW500792B; CN1238365A; KR100628019B1; EP0962508B1; KR20000005891A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer Polierzusammensetzung zum Bearbeiten der Kantenfläche eines Halbleiter-Wafers sowie auf ein Verfahren, in dem eine solche verwendet wird. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Verwendung einer Kantenpolierzusammensetzung, die eine hohe Abtragungsrate bei der Bearbeitung der Kantenfläche (nachfolgend als „Kantenpolieren" bezeichnet) von Silizium-Wafern oder Halbleiter-Wafern mit einem darauf ausgebildeten Oxidfilm bereitstellt und die Ablagerung eines getrockneten Gels auf der Wafer-Oberfläche verringern und gleichzeitig eine exzellente Wafer-Kantenfläche (nachfolgend als „Kante" bezeichnet) bilden kann.
In den letzten Jahren wurden Hochleistungs-Halbleitervorrichtungs-Chips, die in Hochtechnologie-Produkten, einschließend Computer, verwendet werden sollen, zum Zwecke hoher Integration und großer Kapazität entwickelt, und eine Vergrößerung der Chip-Größe schreitet aufgrund der hohen Kapazität voran. Weiters schritt in den Auslegungsrichtlinien für Halbleitervorrichtungen die Miniaturisierung Jahr für Jahr voran, wobei die Fokustiefe im Verfahren zur Herstellung dieser Vorrichtungen dazu tendiert, gering zu sein, während die Präzisionsanforderungen der bearbeiteten Oberfläche für einen Wafer vor der Bildung einer Vorrichtung in zunehmendem Maß strenger wurden.
Andererseits sind aufgrund der vergrößerten Chip-Größen die Produktivität gefallen, die Herstellungskosten gestiegen und andere Probleme angefallen. Um derartige Probleme einer Lösung zuzuführen, wurden Versuche unternommen, die Fläche eines Halbleiter-Wafers zu vergrößern, aus welcher Vorrichtungs-Chips hergestellt werden, um auf diese Weise die Anzahl der Chips pro Flächeneinheit zu erhöhen, d. h. die Größe eines Wafers zu vergrößern.
Als Parameter für die Präzision der bearbeiteten Oberfläche können verschiedene Oberflächendefekte angeführt werden, so z. B. die Ablagerung relativ großer Fremdkörper, LPD („Light Point Defects", Lichtpunktdefekte, die nachfolgend noch erklärt werden), Kratzer, Oberflächerauheit, Trübungsstufen, SSS (Sub-Surface Scratches – Kratzer unter der Oberfläche, eine Art feiner Kratzer, die auch als latente Kratzer bezeichnet werden) sowie andere Defekte.
Die relativ großen Fremdkörper, die sich auf Wafern ablagern, können einem Trockengel zugeschrieben werden, das bei der Trocknung einer Polierzusammensetzung gebildet wird, etc. LPD umfasst Defekte, die feinen Fremdkörpern (nachfolgend als „Teilchen" bezeichnet) zugeschrieben werden können, die auf der Oberfläche eines Wafers abgelagert werden, sowie Defekte, die COP (Crystal Originated Particles – Teilchen mit Kristallursprung) zugeordnet werden können.
Gibt es solche relativ großen Fremdkörper oder LPD, so entstehen im nachfolgenden Schritt der Vorrichtungsbildung Musterdefekte, Durchschlagspannung eines Isolators, Versagen bei der Injektion von Ionen oder Verschlechterung anderer Eigenschaften der Vorrichtung, wodurch sich die Ausbeute verringert. Aus diesem Grunde wurde über Wafer, die im Wesentlichen frei von solchen Oberflächendefekten sind, oder über ein Verfahren zur Herstellung solcher Wafer eine Studie durchgeführt.
Ein Silizium-Wafer als typisches Halbleiter-Substrat wird hergestellt, indem ein Silizium-Einkristallbarren zu einem Wafer geschnitten wird, der danach rau poliert wird, was man als Läppen bezeichnet, um seinem Profil eine Form zu geben. Danach wird die auf der Wafer-Oberfläche durch das Schneiden oder Läppen gebildete beschädigte Schicht durch Ätzen entfernt. Im Anschluss daran werden, speziell im Fall eines Silizium-Halbleiter-Wafers mit einem großen Durchmesser von mindestens 20 cm (8 Zoll), normalerweise die Kanten poliert, um ein Reißen oder Abblättern der Kante, wie nachfolgend beschrieben, oder ein Auftreten von Teilchen zu verhindern. Im Allgemeinen erfolgt danach ein primäres Polieren, das so genannte Polieren zur Materialabräumung, danach das sekundäre Polieren sowie ein Endpolieren, um die Oberfläche des Wafers zu einer Spiegeloberfläche zu polieren, um das Endprodukt als Silizium-Wafer zu erhalten. Abhängig vom Vorgang kann der Schritt des sekun dären Polierens ausgelassen werden, oder es kann noch zusätzlich ein Polierschritt zwischen dem sekundären Polieren und dem Endpolieren eingeschoben werden.
Im Allgemeinen wird ein Wafer, wenn er aus einer Vorrichtung zur Herstellung von Halbleitern entnommen und transferiert wird, in einem Gehäuse aufgenommen transferiert. Im Fall eines herkömmlichen Wafers mit einer relativ kleinen Fläche, so z. B. mit einem Durchmesser von bis zu 15 cm (6 Zoll), ist das Gewicht des Wafers selbst gering, und selbst wenn die Kante gegen das Gehäuse scheuern kann, sind die Auswirkungen darauf nur geringfügig, und es kommt nur selten zu Rissbildung oder Abblättern, wenn die beiden aneinander reiben. Beträgt der Durchmesser des Wafers zumindest 8 Zoll, so wird auch das Gewicht des Wafers selbst groß, und die Auswirkungen von Reibung der Kante gegen das Gehäuse sind eher groß, so dass sich an der Kante wahrscheinlich Risse bilden oder die Kante abblättert.
Weiters ist, wenn ein Wafer nicht kantenpoliert wird, die Kante nicht glatt, und es entsteht das Problem, dass, wenn die Kante am Gehäuse reibt oder wenn die Kante gegen einen Arm oder dergleichen einer Vorrichtung während der Handhabung zwischen Halbleiter-Herstellungsvorrichtungen reibt, die Kante wahrscheinlich Risse ausbildet oder abblättert oder das Gehäuse oder der Arm oder dergleichen abgerieben wird, wodurch das Material des Wafers selbst oder ein Abrieb des Gehäuses, des Arms oder dergleichen sich auf der Wafer-Oberfläche ablagert, was wiederum zu Teilchendefekten führt.
In Zusammenhang mit einem solchen Problem ist bekannt, dass es möglich ist, durch Glätten der Kante die Festigkeit der Kante zu erhöhen und die Bildung von Teilchen zu reduzieren, und es wurde üblich, die Kante zu polieren und somit die Kante eines Wafers nach dem Ätzen zu glätten.
Früher war es beim Kantenpolieren üblich, eine Kantenpolierzusammensetzung, die Wasser und kolloidale Kieselsäure mit einer mittleren Teilchengröße von 10 bis 50 nm umfasst, oder eine primäre Polierzusammensetzung, die weiters noch eine basische Verbindung enthält, zu verwenden. Doch zeigte sich, dass beim Polieren von Kanten mit Hilfe einer solchen Zusammensetzung die Abtragungsrate und somit die Produktivität gering ist.
Weiters ist es wahrscheinlich, dass während der Bearbeitung die verstreute Zusammensetzung auf der Wafer-Oberfläche trocknet, und das Siliziumdioxid in der Zusammensetzung kann sich darauf als Trockengel ablagern. Dieses Trockengel kann nicht mit einem Reinigungsschritt entfernt werden und stellte somit einen Faktor für das Auftreten von Oberflächendefekten dar. Weiters kann sich, wenn das auf der Wafer-Oberfläche abgelagerte Trockengel nicht in einem Reinigungsschritt entsprechend entfernt wurde und es danach einem primären Poliervorgang unterzogen wird, selbiges während des Polierens ablösen und Kratzer auf der Wafer-Oberfläche verursachen. Demgemäß war eine Kantenpolierzusammensetzung erwünscht, die über eine hohe Abtragungsrate verfügt und bei der sich kein Trockengel ablagert.
Andererseits steigt der Bedarf an Epitaxie-Wafern, die für diskrete Halbleiter, bipolare IC, MOSIC etc. zweckdienlich sind, von Jahr zu Jahr stetig an. Ein solcher Epitaxie-Wafer ist ein Wafer mit einem dünnen Film aus einem Silizium-Einkristall (nachfolgend als „Epitaxieschicht" bezeichnet), der frei von Kristalldefekten auf der Oberfläche eines Wafers mit geringem Widerstand ist, wobei dieser Wafer Antimon, Arsen, Bor oder ein anderes Dotierungsmittel in einer größeren Menge als ein gewöhnlicher Wafer enthält.
Bei der Herstellung eines solchen Epitaxie-Wafers kann es passieren, dass das im Wafer enthaltene Dotierungsmittel, wenn die Epitaxieschicht gebildet wird, von der Rückseite des Wafers abgezogen und erneut in die Epitaxieschicht auf der Wafer-Oberfläche eingeführt wird, wodurch es unmöglich wird, einen Wafer mit einem vorgeschriebenen Widerstand zu erhalten. Um zu verhindern, dass das Dotierungsmittel aus der Rückseite des Wafers abgezogen wird, war es üblich, einen mit einem Oxid film versehenen Wafer zu verwenden, der durch das Ausbilden eines Oxidfilms auf der Rückseite des Wafers nach dem Ätzen, entweder in einem chemischen oder einem physikalischen Verfahren, hergestellt wird.
Bei einem solchen mit einem Oxidfilm versehenen Wafer wird das Kantenpolieren zu dem Zweck durchgeführt, ein Reißen oder Abblättern der Kante oder eine Teilchenbildung zu verhindern und einer Ausbildung einer Krone entlang des Umfangs des Wafers zuvorzukommen. Die Ausbildung einer Krone ist ein Phänomen, in welchem ein Silizium-Einkristallfilm entlang des Umfangs des Wafers während des Bildens einer Epitaxieschicht anschwillt und dicker als der Mittelabschnitt der Wafer-Oberfläche wird.
Früher wurde als Kantenpolierzusammensetzung für einen mit einem Oxidfilm versehenen Wafer üblicherweise eine Kantenpolierzusammensetzung, die Wasser und kolloidale Kieselsäure mit einer mittleren Teilchengröße von 10 bis 50 nm umfasst, oder eine primäre Polierzusammensetzung, die weiters eine basische Verbindung enthält, wie dies im zuvor erwähnten Silizium-Wafer der Fall ist, verwendet. Eine solche Zusammensetzung weist jedoch das Problem auf, dass die Abtragungsrate sehr gering ist, die Verarbeitung sehr lange Zeit in Anspruch nimmt und ein Trockengel sich wahrscheinlich auf der Wafer-Oberfläche ablagert.
JP-A-4-313224 (1992) beschreibt eine Schleifzusammensetzung zum primären Polieren eines Silizium-Wafers, die eine alkalische kolloidale Kieselsäurelösung enthält, wobei Siliziumdioxid mit einer mittleren Teilchengröße von 7 bis 100 nm, 5–500 Gew.-% (in Bezug auf festes Siliziumdioxid) eines organischen, wasserlöslichen Amins und 0,1–50 Gew.-% (in Bezug auf festes Siliziumdioxid) einer schwachen Säure sowie ein Alkalimetallsalz enthalten sind.
EP-A-846.740, veröffentlicht am 10. Juni 1998, beschreibt eine Aufschlämmungszusammensetzung, die für das Polieren geeignet ist, insbesondere von nicht planari sierten Oberflächen, die Abriebteilchen, wie etwa Siliziumdioxid mit einer Teilchengröße von 30–200 nm, vorzugsweise 75–100 nm, gemeinsam mit einem Polyion-Additiv, das saure Gruppen oder basische Gruppen wie etwa eine basische Stickstoff-hältige Gruppe, z. B. Amino, umfasst, enthält.
Die vorliegende Erfindung soll die oben angeführten Probleme lösen, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren unter Verwendung einer Kantenpolierzusammensetzung bereitzustellen, das über eine hohe Abtragungsrate verfügt und die Ablagerung eines Trockengels auf der Wafer-Oberfläche reduzieren und gleichzeitig eine exzellente Kante ausbilden kann.
Die vorliegende Erfindung besteht darin, eine Kantenpolierzusammensetzung für Wafer zu verwenden, wie dies in Anspruch 1 dargelegt ist. Die Erfindung besteht weiters in einem Verfahren gemäß Anspruch 2.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Kantenpolierzusammensetzung bietet eine hohe Abtragungsrate und kann die Ablagerung eines Trockengels auf der Wafer-Oberfläche reduzieren, wenn die Kanten eines Silizium-Wafers oder eines mit Oxidfilmen versehenen Halbleiter-Wafers poliert werden.
Im Anschluss wird die vorliegende Erfindung im Detail unter Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben.
Schleifmittel
Unter den Komponenten für die in der vorliegenden Erfindung verwendete Kantenpolierzusammensetzung wird Siliziumdioxid als hauptsächliches Schleifmittel verwendet. Siliziumdioxid umfasst viele verschiedene Typen, die sich in ihren Eigenschaften oder in ihren Herstellungsvorgängen unterscheiden. Von diesen werden als Siliziumdioxid, das für die Kantenpolierzusammensetzung der vorliegenden Erfin dung verwendet werden kann, vorzugsweise amorphes Siliziumdioxid, wie z. B. kolloidale Kieselsäure, Quarzstaub und Kieselhydrogel verwendet. Zum Kantenpolieren eines mit einem Oxidfilm versehenen Halbleiter-Wafers wird Quarzstaub besonders bevorzugt.
Von diesen wird kolloidale Kieselsäure üblicherweise hergestellt, indem Teilchen aus ultrafeiner kolloidaler Kieselsäure, die durch Ionenaustausch aus Natriumsilicat oder durch Hydrolyse eines Alkoxysilans mit einer Säure oder einer Base gewonnen wird, gebildet werden. In einem solchen Nassverfahren hergestellte kolloidale Kieselsäure wird üblicherweise in Form einer im Zustand von Primär- oder Sekundärteilchen in Wasser dispergierten Aufschlämmung erhalten. Derartige kolloidale Kieselsäure ist im Handel z. B. unter dem Markennamen SPHERICA SLURRY von Catalysts & Chemicals Ind. Co., Ltd., erhältlich.
Quarzstaub wird durch Verbrennung von Siliziumtetrachlorid und Wasserstoff hergestellt. Einen solchen durch ein Gasphasenverfahren hergestellten Quarzstaub liegt in Form von Sekundärteilchen mit einer Kettenstruktur, in der sich einige oder einige Dutzend Primärteilchen zusammenschließen, und mit der Eigenschaft vor, dass der Anteil an Metallverunreinigungen relativ gering ist. Diese Art von Quarzstaub ist im Handel z. B. unter dem Markennamen Aerosil von Nippon Aerosil Co., Ltd., erhältlich.
Kieselhydrogel ist wasserhältiges, amorphes Siliziumdioxid, das durch Reaktion von Natriumsilikat mit einer Säure entsteht. Das in einem Nasssystem erzeugte Kieselhydrogel besitzt die Form sperriger Teilchen mit runden Primärteilchen, die wie Trauben angehäuft sind, und zeigt die Eigenschaft, dass die spezifische Oberfläche sowie das Porenvolumen relativ groß sind. Ein solches Kieselhydrogel ist im Handel z. B. unter dem Handelsnamen Carplex von Shionogi & Co. erhältlich.
Siliziumdioxid poliert die zu polierende Oberfläche durch einen mechanischen Vorgang als Schleifkörner. Seine mittlere Teilchengröße liegt in einem Bereich von 70 bis 2.500 nm, wobei die mittlere Teilchengröße aus durch Lichtstreuung gemessenen Werten erhalten wurde. Insbesondere im Fall von kolloidaler Kieselsäure beträgt die mittlere Teilchengröße gewöhnlich 70 bis 1.000 nm, vorzugsweise 120 bis 800 nm und insbesondere 150 bis 500 nm. Im Fall von Quarzstaub beträgt die mittlere Teilchengröße gewöhnlich 70 bis 300 nm, vorzugsweise 130 bis 300 nm und insbesondere 170 bis 300 nm. Im Fall von Kieselhydrogel beträgt die mittlere Teilchengröße gewöhnlich 300 bis 3.000 nm, vorzugsweise 350 bis 2.500 nm und insbesondere 400 bis 2.000 nm. Die in dieser Spezifikation offenbarten mittleren Teilchengrößen sind alle mittlere Sekundärteilchengrößen, die von durch Lichtstreuung gemessenen Werten erhalten wurden.
Mit der in der vorliegenden Erfindung verwendeten Kantenpolierzusammensetzung kann, wenn die mittlere Teilchengröße des Siliziumdioxids den oben angeführten Bereich überschreitet, eine Dispersion der Kornteilchen kaum aufrechterhalten werden, wodurch sich die Probleme ergiben, dass sich die Stabilität verschlechtert, Schleifkörner ausfallen können und sich wahrscheinlich Kratzer an der polierten Kante ausbilden. Andererseits ist, wenn die Teilchengröße diesen Bereich unterschreitet, die Abtragungsrate eher sehr gering, weshalb die Verarbeitung längere Zeit in Anspruch nimmt und sich wahrscheinlich ein Trockengel auf der Wafer-Oberfläche ablagert, was nicht nützlich ist.
Der Schleifmittelgehalt in der Kantenpolierzusammensetzung beträgt gewöhnlich 0,005 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 30 Gew.-% und insbesondere 0,05 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Wenn der Gehalt des Schleifmittels zu gering ist, ist die Abtragungsrate eher gering, was zu einer langen Verarbeitungszeit führt, oder die Abscheidung eines Trockengels auf der Wafer-Oberfläche findet wahrscheinlich statt. Ist die Menge an Schleifmittel andererseits aber zu hoch, so kann der dispergierte Zustand der Zusammensetzung eher nur sehr schwer einheitlich gehalten werden, oder die Viskosität der Zusammensetzung wird eher übermäßig, wodurch ein Einsatz dieser erschwert wird.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendet Kantenpolierzusammensetzung enthält als Schleifmittel Siliziumdioxid, kann aber weiters auch ein anderes Schleifmittel als Siliziumdioxid enthalten, so z. B. Aluminiumoxid, Ceroxid, Titanoxid, Siliziumnitrid, Zirkoniumoxid, Mangandioxid etc., jedoch in einem Rahmen, in welchem die Effekte der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden.
Andere Additive
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Kantenpolierzusammensetzung umfasst das oben erwähnte Schleifmittel und Wasser, kann aber gegebenenfalls zusätzlich auch andere Additive enthalten.
Als ein solches Additiv kann z. B. eine basische Verbindung angeführt werden. Die nur aus einem Schleifmittel und Wasser bestehende Kantenpolierzusammensetzung poliert die Oberfläche durch einen mechanischen Vorgang, während hingegen eine basische Verbindung den mechanischen Poliervorgang noch durch einen chemischen Vorgang ergänzt. Demgemäß sollte, wenn die in der vorliegenden Erfindung verwendete Kantenpolierzusammensetzung eine basische Verbindung enthält, diese so ausgewählt sein, dass sie in der Zusammensetzung löslich ist, d. h. eine wasserlösliche basische Verbindung.
Die in der vorliegenden Erfindung zu verwendende basische Verbindung ist nicht speziell eingeschränkt, sofern sie die Effekte der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt. Sie ist jedoch vorzugsweise zumindest eine aus der folgenden Gruppe ausgewählte Verbindung: Methylamin, Dimethylamin, Trimethylamin, Ethylamin, Diethylamin, Triethylamin, Ethylendiamin, Hexamethylendiamin, Piperazinhexahydrat, wasserfreies Piperazin, 1-(2-Aminoethyl)piperazin, N-Methylpiperazin, Diethylentriamin, Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, N-Methylethanolamin, N-Methyl-N-N-diethanolamin, N,N-Dimethylethanolamin, N,N-Diethylethanolamin, N,N-Dibutylethanolamin, N-(β-Aminoethyl)ethanolamin, Monoisopropanolamin, Diisopropanol amin, Triisopropanolamin, Ammoniumhydroxid, Tetramethylammoniumhydroxid, Ammoniumcarbonat, Ammoniumhydrogencarbonat, Kaliumhydroxid und Natriumhydroxid. Diese basischen Verbindungen können in Kombination in einem optionalen Verhältnis verwendet werden.
Besonders für das Kantenpolieren eines mit einem Oxidfilm versehenen Halbleiter-Wafers enthält die in der vorliegenden Erfindung verwendete Kantenpolierzusammensetzung weiters vorzugsweise zumindest eine Verbindung, die aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: Ammoniumhydroxid, Tetramethylammoniumhydroxid, Ammoniumcarbonat, Ammoniumhydrogencarbonat, Kaliumhydroxid und Natriumhydroxid.
Enthält die in der vorliegenden Erfindung verwendete Kantenpolierzusammensetzung eine basische Verbindung, so liegt der Gehalt der basischen Verbindung vorzugsweise bei 0,001 bis 30 Gew.-%, noch bevorzugter bei 0,005 bis 10 Gew.-% und insbesondere bei 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, obwohl dieser von der Art der verwendeten basischen Verbindung abhängt. Erhöht sich der Gehalt der basischen Verbindung, so nimmt die Ablagerung eines Trockengels auf der Wafer-Oberfläche eher ab. Ist der Gehalt jedoch übermäßig groß, so ist der chemische Vorgang zu stark, und es ergibt sich der Nachteil, dass ein Oberflächendefekt entsteht, wie etwa, dass sich durch den starken Ätzvorgang eine Oberflächerauheit auf der Wafer-Oberfläche ergibt oder dass sich die Stabilität der Schleifkörner als Schleifmittel verliert, wodurch es zu Ausfällungen kommen kann. Andererseits wird, wenn die richtige Menge an basischer Verbindung enthalten ist, die Abtragungsrate durch einen, wie schon zuvor erwähnten, chemischen Vorgang verbessert, und es ergibt sich auch der Effekt, dass die Ablagerung eines Trockengels auf der Wafer-Oberfläche verringert wird. Insbesondere wenn Quarzstaub als Schleifmittel verwendet wird, schafft die Zugabe der basischen Verbindung den Vorteil, dass die Gelierung der Zusammensetzung verhindert, die Stabilität der Dispersion verbessert und die Viskosität reduziert wird.
Der in der vorliegenden Erfindung verwendeten Kantenpolierzusammensetzung können zusätzlich zur bereits erwähnten basischen Verbindung noch verschiedene andere Additive zugeführt werden, um die Qualität des Produkts oder, abhängig von der Art des zu polierenden Objekts, die Polierbedingungen und andere für den Poliervorgang erforderliche Notwendigkeiten zu stabilisieren oder aufrechtzuerhalten. Als weitere Additive können die Folgenden angeführt werden.

(a) Cellulosen, wie z. B. Cellulose, Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose etc.
(b) wasserlösliche Alkohole, wie z. B. Ethanol, Propanol, Ethylenglykol etc.
(c) Tenside, wie z. B. Natriumalkylbenzolsulfonat, ein Kondensat aus Naphthalinsulfonsäure mit Formalin etc.
(d) organische polyanionische Substanzen, wie z. B. Ligninsulfonat, ein Polyacrylat etc.
(e) wasserlösliche Polymere (Emulgatoren), wie z. B. Polyvinylalkohol etc.
(f) Chelatbildner, wie z. B. Dimethylglyoxim, Dithizon, Oxin, Acetylaceton, Glycin, EDTA, NTA etc.
(g) Fungizide, wie z. B. Natriumalginat etc.

Darüber hinaus kann in der Kantenpolierzusammensetzung, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, eines der zuvor erwähnten Schleifmittel und Additive als zusätzliches Additiv nicht nur als Schleifmittel oder Schleifbeschleuniger, sondern auch noch für einen anderen Zweck verwendet werden, beispielsweise um die Ausfällung des Schleifmittels zu verhindern.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Kantenpolierzusammensetzung wird gewöhnlich hergestellt, indem das obige Schleifmittel in einer gewünschten Menge in Wasser gemischt und dispergiert wird und andere Additive je nach Bedarf in einer erforderlichen Menge gelöst werden. Das Verfahren zum Dispergieren oder Lösen dieser Komponenten in Wasser ist fakultativ. So können sie z. B. durch Rühren mit einem Flügelrührer oder mittels Ultraschalldispersion dispergiert werden. In einem Fall, in dem ein anderes Additiv als das Schleifmittel verwendet wird, ist die Mischordnung der jeweiligen Komponenten beliebig, d. h. es kann entweder das Schleifmittel zuerst dispergiert oder das andere Additive zuerst gelöst werden, oder beides erfolgt gleichzeitig.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Polierzusammensetzung kann in Form einer Stammlösung mit einer relativ hohen Konzentration hergestellt, gelagert und transportiert werden, und sie kann zum Zeitpunkt des tatsächlichen Poliervorgangs verdünnt verwendet werden. Der zuvor erwähnte bevorzugte Konzentrationsbereich gilt für den tatsächlichen Poliervorgang, und es ist selbstverständlich, dass in einem solchen Verwendungsverfahren während der Lagerung oder des Transports die Zusammensetzung eine Lösung mit einer höheren Konzentration ist. Hinsichtlich ihrer Handhabungseffizienz wird die Zusammensetzung vorzugsweise in solch einer konzentrierten Form hergestellt. Die oben angeführte Konzentration in Bezug auf die Polierzusammensetzung ist nicht die Konzentration solch einer konzentrierten Formulierung, sondern vielmehr die Konzentration zum Zeitpunkt der praktischen Anwendung.
Der Grund, warum die in der vorliegenden Erfindung verwendete Kantenpolierzusammensetzung beim Kantenpolieren eines Silzium-Wafers oder eines mit einem Oxidfilm versehenen Halbleiter-Wafers eine hohe Abtragungsrate sowie eine geringer Ablagerung eines Trockengels auf der Wafer-Oberfläche zeigt, ist nicht zur Gänze verständlich, kann aber an Hand eines Beispiels mit einem Silizium-Wafer wie folgt erklärt werden.
Für gewöhnlich beträgt die mittlere Teilchengröße des für das primäre Polieren der Wafer-Oberfläche verwendeten Schleifmittels in der Polierzusammensetzung 10 bis 50 nm. Selbst wenn die Teilchengröße dieses Schleifmittels erhöht wird, steigt die Abtragungsrate nicht wie erwartet an, und es kommt wahrscheinlich zu anderen Problemen, wie etwa Kratzern. Demgemäß macht es für eine Polierzusammensetzung für das primäre Polieren keinen Sinn, die Teilchengröße des Schleifmittels zu erhöhen. Wird jedoch beim Kantenpolieren die Teilchengröße des Schleifmittels erhöht, so steigt die Abtragungsrate in beträchtlicher Weise. Dies scheint der Tatsache zuzusprechen zu sein, dass sich die Wirkung des Schleifmittels beim Polieren flacher Oberflächen, wie primärem Polieren, von jener beim Kantenpolieren, in welchem entlang einer Kante, die so eng wie ein Punkt oder eine Linie ist, poliert wird, unterscheidet.
Der Grund, warum ein Trockengel sich nur selten auf der Wafer-Oberfläche ablagert, kann weiters darin liegen, dass bei der in der vorliegenden Erfindung verwendeten Kantenpolierzusammensetzung die Schleifmittelteilchen groß sind, während die Oberflächenaktivität der Teilchen gering ist, und dass die Adhäsionskraft zwischen dem Schleifmittel und dem Wafer schwach ist, wobei die Zusammensetzung einfach von der Wafer-Oberfläche entfernt werden kann, und dass die Bearbeitungszeit bei hoher Abtragungsrate verkürzt werden kann, während die auf der Wafer-Oberfläche abgelagerte Zusammensetzung während des Bearbeitens kaum trocknet.
Nachfolgend wird die in der vorliegenden Erfindung verwendete Kantenpolierzusammensetzung detailliert unter Bezug auf Beispiele beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung keineswegs auf diese spezifischen Beispiele beschränkt ist.
Kantenpolierzusammensetzungen und ihrer Herstellung
Als Schleifmittel wurden kolloidale Kieselsäure (hergestellt von Catalysts & Chemicals Ind. Co., Ltd.), Quarzstaub (hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd.) oder Kieselhydrogel (hergestellt von Shionogi & Co.) in Wasser mit Hilfe eines Rührers dispergiert, um eine Aufschlämmung mit einer Schleifmittelkonzentration von 2 bis 4 Gew.-% zu erhalten. Danach wurde der Aufschlämmung eine basische Verbindung, siehe Tabelle 1 oder 2, in einer ebenfalls dort ersichtlichen Menge zugegeben, um eine Kantenpolierzusammensetzung zu erhalten. Unter Verwendung einer solchen Kantenpolierzusammensetzung wurden ein Test, in welchem ein 20-cm- (8-Zoll-) Silizium-Wafer P<100> (wurde einer Ätzbehandlung unterzogen) als zu polierendes Objekt verwendet wurde (Tabelle 1), sowie ein weiterer Test, in welchem ein mit einem Oxidfilm versehener 20-cm- (8-Zoll-) Silizium-Wafer P<100> als zu polierendes Objekt verwendet wurde (Tabelle 2), durchgeführt.
Kantenpoliertest

Die Bedingungen für den Kantenpoliertest waren wie folgt.

Poliermaschine:	Kantenpoliermaschine EP-200 IV SN (hergestellt von Speedfam Co., Ltd.)
Last:	2 kg
Trommelrotationsgeschwindigkeit:	800 U/min
Polierpolster:	SUBA400 (hergestellt von Rodel, Inc., USA)
Menge an zugeführter Zusammensetzung:	300 cm³/min (wiederverwendet)
Polierdauer:	10 Minuten

Nach dem Polieren wurde der Wafer gewaschen und getrocknet, danach wurde die Wafer-Oberfläche visuell untersucht, indem diese in einem dunklen Raum mit einem Scheinwerfer bestrahlt wurde, um auf diese Weise den Ablagerungszustand eines Trockengels zu evaluieren. Die Bewertungsstandards waren wie folgt:

©:	Es wurde keine Ablagerung beobachtet.
O:	Es wurde keine wesentliche Ablagerung eines Trockengels beobachtet, und die Ablagerung stellte kein Problem dar.
X:	Es wurde die Ablagerung eines Trockengels in einem problematischen Ausmaß beobachtet.

Danach wurde in jedem Test als Index für die Abtragungsrate die Gewichtsreduktion des Wafers aufgrund des Polierens gemessen.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen dargestellt.
Aus den in den Tabellen 1 und 2 dargestellten Ergebnissen geht hervor, dass die in der vorliegenden Erfindung verwendete Kantenpolierzusammensetzung im Vergleich zu herkömmlichen Kantenpolierzusammensetzungen hohe Abtragungsraten sowie eine geringere Ablagerung eines Trockengels auf der Wafer-Oberfläche zeigt.
Wie zuvor ausgeführt wurde, zeigt die in der vorliegenden Erfindung verwendete Kantenpolierzusammensetzung eine hohe Abtragungsrate beim Kantenpolieren eines Silizium-Wafers oder eines mit einem Oxidfilm versehenen Halbleiter-Wafers und kann die Ablagerung eines Trockengels auf der Wafer-Oberfläche verringern.

Claims

Verwendung einer Wasser und Siliziumdioxid umfassenden Kantenpolierzusammensetzung mit einer mittleren Teilchengröße von 70 bis 2.500 nm als Zusammensetzung zum Polieren der Kantenfläche eines Siliziumwafers oder eines mit Oxidfilm beschichteten Halbleiterwafers.
Verfahren zum Polieren der Kantenfläche eines Siliziumwafers oder eines mit Oxidfilm beschichteten Halbleiterwafers, worin eine Wasser und Siliziumdioxid umfassende Kantenpolierzusammensetzung mit einer mittleren Teilchengröße von 70 bis 2.500 nm als Zusammensetzung zum Polieren der Kantenoberfläche verwendet wird.
Verwendung oder Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin die Kantenpolierzusammensetzung eine basische Verbindung enthält.
Verwendung oder Verfahren nach Anspruch 3, worin die basische Verbindung zumindest eine aus Methylamin, Dimethylamin, Trimethylamin, Ethylamin, Diethylamin, Triethylamin, Ethylendiamin, Hexamethylendiamin, Piperazinhexahydrat, wasserfreiem Piperazin, 1-(2-Aminoethyl)piperazin, N-Methylpiperazin, Diethylentriamin, Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, N-Methylethanolamin, N-Methyl-N,N-diethanolamin, N,N-Dimethylethanolamin, N,N-Diethylethanolamin, N,N-Dibutylethanolamin, N-(β-Aminoethyl)ethanolamin, Monoisopropanolamin, Diisopropanolamin, Triisopropanolamin, Ammoniumhydroxid, Tetramethylammoniumhydroxid, Ammoniumcarbonat, Ammoniumhydrogencarbonat, Kaliumhydroxid und Natriumhydroxid ausgewählte Verbindung ist.
Verwendung oder Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, worin der Gehalt der basischen Verbindung 0,001 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Kantenpolierzusammensetzung, beträgt.
Verwendung oder Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin das Siliziumdioxid aus kolloidaler Kieselsäure, Quarzstaub und Kieselhydrogel ausgewählt ist.
Verwendung oder Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin der Gehalt an Siliziumdioxid 0,005 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Kantenpolierzusammensetzung, beträgt.