专利名称：研磨方法、研磨用组合物以及研磨用组合物套装的制作方法
技术领域：
本发明涉及对设置在硅板上的多晶硅膜进行研磨的研磨方法以及该研磨方法中所使用的研磨用组合物和研磨用组合物套装。
背景技术：
为了在硅板上形成元件区域而用研磨用组合物对设置在硅板上的多晶硅膜进行研磨时，都希望能尽量避免在研磨面产生碟形凹陷(dishing)。碟形凹陷指的是不应被除去的多晶硅膜的一部分由于被研磨除去而在研磨面产生凹陷的现象，它是造成平坦性下降的原因。
特开2004-266155号公报中，公开了用以抑制碟形凹陷产生而改良过的研磨用组合物。特开2004-266155号公报中的研磨用组合物含有磨粒、碱、水溶性高分子和水。但是，特开2004-266155号公报的研磨用组合物不能充分满足碟形凹陷相关的性能要求，依然有改良的余地。
发明内容
本发明的目的是，提供能恰当地对设置在硅板上的多晶硅膜进行研磨的研磨方法以及该研磨方法中所使用的研磨用组合物和研磨用组合物套装。
本发明的发明人为了达成上述目的，经过反复锐意研究后发现，对直至露出部分分离区域的上表面的研磨、与从露出部分分离区域的上表面起直至全部露出的研磨，用以抑制碟形凹陷产生的适宜的研磨用组合物中水溶性高分子的含量范围是不同的，从而完成了本发明。
即，本发明的一种方式是提供对设置在具有分离区域的硅板上的多晶硅膜进行研磨的研磨方法。该方法具备以下工序用含有磨粒、碱、水溶性高分子和水的预研磨用组合物对多晶硅膜进行预研磨直至分离区域上表面的一部分露出的预研磨工序；和用含有磨粒、碱、水溶性高分子和水的最终研磨用组合物，对预研磨后的多晶硅膜进行研磨，直至分离区域上表面的全部露出的最终研磨工序。上述预研磨用组合物中水溶性高分子的含量为0.0075～0.05％(质量)，上述最终研磨用组合物中的水溶性高分子的含量为0.002～0.01％(质量)。
本发明的另一种方式是提供在对设置在具有分离区域的硅板上的多晶硅膜进行研磨的用途中所使用的研磨用组合物。该研磨用组合物中含有磨粒、碱、水溶性高分子和水，研磨用组合物中水溶性高分子的含量为0.0075～0.05％(质量)。
本发明还提供在对设置在具有分离区域的硅板上的多晶硅膜进行研磨的用途中所使用的另一种研磨用组合物。该研磨用组合物中含有磨粒、碱、水溶性高分子和水，研磨用组合物中的水溶性高分子的含量为0.002～0.01％(质量)。
本发明的另一种方式是提供在对设置在具有分离区域的硅板上的多晶硅膜进行研磨的用途中所使用的套装。该套装具有预研磨用组合物，用在对多晶硅膜进行研磨直至露出一部分的分离区域上表面的预研磨工序中；最终研磨用组合物，用在对预研磨后的多晶硅膜进行研磨直至露出全部分离区域上表面的最终研磨工序中。上述预研磨用组合物中含有磨粒、碱、水溶性高分子和水，预研磨用组合物中水溶性高分子的含量为0.0075～0.05％(质量)。上述最终研磨用组合物中含有磨粒、碱、水溶性高分子和水，最终研磨用组合物中的水溶性高分子的含量为0.002～0.01％(质量)。
本发明还提供在对设置在具有分离区域的硅板上的多晶硅膜进行研磨的用途中所使用的另一种套装。该套装中具备有含有磨粒、碱、水溶性高分子和水，水溶性高分子的含量为0.0075～0.05％(质量)的预研磨用组合物；含有磨粒、碱、水溶性高分子和水中间的至少一种成分，混合入上述预研磨用组合物中用于调制最终研磨用组合物的助剂。
此外，本发明还提供在对设置在具有分离区域的硅板上的多晶硅膜进行研磨的用途中所使用的套装。该套装具有含有磨粒、碱、水溶性高分子和水，水溶性高分子的含量为0.002～0.01％(质量)的最终研磨用组合物；含有磨粒、碱、水溶性高分子和水中的至少一种成分，为调制预研磨用组合物而被混合入上述最终研磨用组合物中的助剂。
图1A、图1B和图1C为研磨对象物的截面图，用以说明元件区域的形成方法。
具体实施例方式
以下参照图1A、图1B和图1C，对本发明的一种实施方式进行说明。
本实施方式中，硅板11上的元件区域形成如下。首先，如图1A所示，嵌埋着由硅氧化物构成的分离区域12的硅板11上，形成有多晶硅膜13。然后，对多晶硅膜13进行研磨，直至露出分离区域12的上表面。换言之，至少在与硅板11的厚度方向垂直相交的方向上，将与分离区域12不重叠的多晶硅膜13的部分(多晶硅膜13的外侧部分)通过研磨除去。结果如图1C所示，在与硅板11的厚度方向垂直相交的方向上，与分离区域12重叠的多晶硅膜13部分(多晶硅膜13的内侧部分)的至少一部分残留在硅板11上。这样残留在硅板11上的部分多晶硅膜13作为元件区域发挥功能。
通过研磨至少将多晶硅膜13的外侧部分除去的情况下，如图1B所示，首先，至少要进行将多晶硅膜13的大部分外侧部分研磨除去的预研磨。此项工序在露出分离区域12的一部分上表面时结束。然后，如图1C所示，进行最终研磨(日文原文仕上げ研磨)，至少将多晶硅膜13的外侧部分的残余部分研磨除去，以露出分离区域12的全部上表面。
在最初的用以除去至少多晶硅膜13的大部分外侧部分的研磨中使用的是预研磨用组合物，接下来的用以除去至少多晶硅膜13的残余外侧部分的研磨中使用的是最终研磨用组合物。本实施方式的套装中具有该预研磨用组合物和最终研磨用组合物，用于研磨位于硅板11上的多晶硅膜13，以此在硅板11上形成元件区域。以下依次对预研磨用组合物和最终研磨用组合物进行说明。
预研磨用组合物预研磨用组合物通过混合磨粒、碱、水溶性高分子和水而制成。因此，预研磨用组合物实质上包含磨粒、碱、水溶性高分子和水。
预研磨用组合物中的磨粒起着对多晶硅膜13进行机械研磨的作用，帮助提高预研磨用组合物对多晶硅膜13的研磨速度。预研磨用组合物中所含的磨粒既可以是煅制二氧化硅(fumed silica)或胶体二氧化硅等二氧化硅，也可以是二氧化硅以外的磨粒，但较好的是煅制二氧化硅或胶体二氧化硅，最好是胶体二氧化硅。预研磨用组合物中所含的磨粒是煅制二氧化硅或胶体二氧化硅时，用预研磨用组合物对多晶硅膜13研磨时容易得到良好的研磨面。预研磨用组合物中所含的磨粒是胶体二氧化硅时，除了容易得到良好的研磨面，还可以大幅度提高预研磨用组合物对多晶硅膜13的研磨速度。
由预研磨用组合物中所含的磨粒的BET比表面积算出的磨粒的平均粒径小于20nm时，进一步地说小于25nm时，预研磨用组合物对多晶硅膜13的研磨速度几乎不会提高。如果预研磨用组合物对多晶硅膜13的研磨速度不高，那么用预研磨用组合物对多晶硅膜13进行研磨时，研磨面出现刮痕的可能性会增加。因此，为了提高预研磨用组合物对多晶硅膜13的研磨速度，预研磨用组合物中所含的磨粒的平均粒径在20nm以上较好，更好的是在25nm以上。另一方面，由预研磨用组合物中所含磨粒的BET比表面积算出的磨粒的平均粒径大于100nm时，进一步地说大于75nm时，使用预研磨用组合物对多晶硅膜13研磨时，研磨面的粗度可能增大。此外，磨粒容易出现凝集，可能发生沉淀。因此，为了抑制研磨面粗度的增大并抑制磨粒的凝集，预研磨用组合物中所含的磨粒的平均粒径在100nm以下较好，更好的是在75nm以下。
预研磨用组合物中磨粒的含量小于0.5％(质量)，进一步地说小于1％(质量)时，预研磨用组合物对多晶硅膜13的研磨速度几乎无法提高。因此，为了提高预研磨用组合物对多晶硅膜13的研磨速度，预研磨用组合物中磨粒的含量在0.5％(质量)以上较好，更好的是在1％(质量)以上。另一方面，预研磨用组合物中磨粒的含量大于20％(质量)，进一步地说大于10％(质量)时，容易出现预研磨用组合物的凝胶化和磨粒凝集。因此，为了抑制凝胶化并抑制磨粒的凝集，预备研磨用组合物中的磨粒含量在20％(质量)以下较好，更好的是在10％(质量)以下。
预研磨用组合物中的碱起到对多晶硅膜13进行化学研磨的作用，帮助提高预研磨用组合物对多晶硅膜13的研磨速度。预研磨用组合物中所含的碱可以是氨；氢氧化四甲铵(TMAH)等胺；碳酸铵等铵盐；碳酸钠或碳酸钾、碳酸锂等碱金属盐；氢氧化钠或氢氧化钾、氢氧化锂等碱金属氢氧化物中的任何一种。
预研磨用组合物中碱的含量小于0.05％(质量)，进一步地说小于0.1％(质量)时，预研磨用组合物对多晶硅膜13的研磨速度几乎无法提升。因此，为了提高预研磨用组合物对多晶硅膜13的研磨速度，预研磨用组合物中碱的含量在0.05％(质量)以上较好，更好的是在0.1％(质量)以上。另一方面，预研磨用组合物中碱的含量大于0.4％(质量)，进一步说大于0.3％(质量)时，由于碱起到的化学研磨作用(蚀刻作用)过强，预研磨用组合物对多晶硅膜13研磨时，研磨面可能产生碟形凹陷。此外，也可能引起预研磨用组合物中的磨粒溶解。因此，为了更确实地抑制碟形凹陷的产生，也为了防止磨粒溶解，预研磨用组合物中碱的含量在0.4％(质量)以下较好，更好的是在0.3％(质量)以下。
预研磨用组合物中水溶性高分子在预研磨用组合物对多晶硅膜13进行研磨时起到抑制研磨面产生碟形凹陷的作用。通过多晶硅膜13表面形成的水溶性高分子所构成的保护膜，可以抑制由于碱的蚀刻作用所引起的多晶硅膜13内侧部分的被除去，从而起到上述作用。为了加强抑制碟形凹陷的产生，预研磨用组合物中所含的水溶性高分子为羟乙基纤维素(HEC)或聚乙烯醇较好。
预研磨用组合物中所含的水溶性高分子为聚乙烯醇时，预研磨用组合物所含的作为水溶性高分子的聚乙烯醇的平均分子量小于20,000时，难以抑制预研磨用组合物对多晶硅膜13研磨时研磨面产生碟形凹陷。因此，为了加强抑制碟形凹陷的产生，预研磨用组合物中所含的作为水溶性高分子的聚乙烯醇的平均分子量在20,000以上较好。另一方面，预研磨用组合物所含的作为水溶性高分子的聚乙烯醇的平均分子量大于50,000时，或者预研磨用组合物对多晶硅膜13研磨速度将下降，或者预研磨用组合物容易起泡。因此，为了防止预研磨用组合物对多晶硅膜13研磨速度下降并提高消泡性，预研磨用组合物中所含的作为水溶性高分子的聚乙烯醇的平均分子量在50,000以下较好。预研磨用组合物中所含的水溶性高分子为羟乙基纤维素时，预研磨用组合物所含的作为水溶性高分子的羟乙基纤维素的平均分子量在300,000～1,600,000范围内的话都可。
预研磨用组合物中水溶性高分子的含量为0.0075～0.05％(质量)。预研磨用组合物所含的水溶性高分子含量少于0.0075％(质量)时，几乎难以抑制预研磨用组合物对多晶硅膜13研磨时研磨面产生碟形凹陷。另一方面，预研磨用组合物所含的水溶性高分子含量大于0.05％(质量)时，由于多晶硅膜13表面形成的水溶性高分子构成的保护膜的作用，预研磨用组合物对多晶硅膜13的研磨被极大地抑制，因而极大地降低了预研磨用组合物对多晶硅膜13的研磨速度。
其中，预研磨用组合物所含的水溶性高分子含量少于0.01％(质量)时，即使是在0.0075％(质量)以上，也可能难以抑制碟形凹陷的产生。因此，为了加强抑制碟形凹陷的产生，预研磨用组合物所含的水溶性高分子含量在0.01％(质量)以上较好。此外，预研磨用组合物所含的水溶性高分子含量多于0.03％(质量)时，即使是在0.05％(质量)以下，也可能略微降低预研磨用组合物对多晶硅膜13的研磨速度。因此，为了更确实地抑制研磨速度的下降，预研磨用组合物所含的水溶性高分子含量在0.03％(质量)以下(含0.03％)较好。
最终研磨用组合物最终研磨用组合物由磨粒、碱、水溶性高分子和水混合制成。因此，最终研磨用组合物实质上包含磨粒、碱、水溶性高分子和水。
最终研磨用组合物中的磨粒起到了对多晶硅膜13进行机械研磨的作用，帮助提高最终研磨用组合物对多晶硅膜13的研磨速度。最终研磨用组合物中所含的磨粒既可以是煅制二氧化硅或胶体二氧化硅等二氧化硅，也可以是二氧化硅以外的磨粒，但较好的是煅制二氧化硅或胶体二氧化硅，特别好的是胶体二氧化硅。最终研磨用组合物中所含的磨粒是煅制二氧化硅或胶体二氧化硅时，用最终研磨用组合物对多晶硅膜13研磨时容易得到良好的研磨面。最终研磨用组合物中所含的磨粒是胶体二氧化硅时，除了容易得到良好的研磨面，还可以大幅度提高最终研磨用组合物对多晶硅膜13的研磨速度。
由最终研磨用组合物中所含的磨粒的BET比表面积算出的磨粒的平均粒径小于20nm时，进一步地说小于25nm时，最终研磨用组合物对多晶硅膜13的研磨速度几乎无法提升。如果最终研磨用组合物对多晶硅膜13的研磨速度不高，用最终研磨用组合物对多晶硅膜13进行研磨时，研磨面出现划痕的可能增加。因此，为了提高最终研磨用组合物对多晶硅膜13的研磨速度，最终研磨用组合物中所含的磨粒的平均粒径在20nm以上较好，更好的是在25nm以上。另一方面，由最终研磨用组合物中所含的磨粒的BET比表面积算出的磨粒的平均粒径大于100nm时，进一步地说大于75nm时，最终研磨用组合物对多晶硅膜13研磨时，研磨面的粗度可能增大。此外，磨粒容易出现凝集，可能发生沉淀。因此，为了抑制研磨面粗度的增大并抑制磨粒的凝集，最终研磨用组合物中所含的磨粒的平均粒径在100nm以下较好，更好的是在75nm以下。
最终研磨用组合物中磨粒的含量小于0.5％(质量)，进一步地说小于1％(质量)时，最终研磨用组合物对多晶硅膜13的研磨速度几乎无法提升。因此，为了提高最终研磨用组合物对多晶硅膜13的研磨速度，最终研磨用组合物中磨粒的含量在0.5％(质量)以上较好，更好的是在1％(质量)以上。另一方面，最终研磨用组合物中磨粒的含量大于20％(质量)，进一步地说大于10％(质量)时，容易出现最终研磨用组合物的凝胶化和磨粒凝集。因此，为了抑制凝胶化并抑制磨粒的凝集，最终研磨用组合物中的磨粒含量在20％(质量)以下较好，更好的是在10％(质量)以下。
最终研磨用组合物中的碱起着对多晶硅膜13进行化学研磨的作用，帮助提高最终研磨用组合物对多晶硅膜13的研磨速度。最终研磨用组合物中所含的碱可以是氨；氢氧化四甲铵(TMAH)等胺；碳酸铵等铵盐；碳酸钠或碳酸钾、碳酸锂等碱金属盐；氢氧化钠或氢氧化钾、氢氧化锂等碱金属氢氧化物中的任意一种。
最终研磨用组合物中碱的含量小于0.01％(质量)，进一步地说小于0.05％(质量)时，最终研磨用组合物对多晶硅膜13的研磨速度几乎无法提升。因此，为了提高最终研磨用组合物对多晶硅膜13的研磨速度，最终研磨用组合物中碱的含量在0.01％(质量)以上较好，更好的是在0.05％(质量)以上。另一方面，最终研磨用组合物中碱的含量大于0.2％(质量)，进一步地说大于0.15％(质量)时，由于碱起到的化学研磨作用(蚀刻作用)过强，最终研磨用组合物对多晶硅膜13研磨时，研磨面可能产生碟形凹陷。此外，也可能引起最终研磨用组合物中的磨粒溶解。因此，为了更确实地抑制碟形凹陷的产生，也为了防止磨粒溶解，最终研磨用组合物中碱的含量在0.2％(质量)以下较好，更好的是在0.15％(质量)以下。
最终研磨用组合物中的水溶性高分子在最终研磨用组合物对多晶硅膜13进行研磨时起着抑制研磨面产生碟形凹陷的作用。通过多晶硅膜13表面形成的水溶性高分子所构成的保护膜，可以抑制碱的蚀刻作用所引起的多晶硅膜13内侧部分的被除去，从而起到上述作用。因此，为了加强抑制碟形凹陷的产生，最终研磨用组合物中所含的水溶性高分子为羟乙基纤维素或聚乙烯醇较好。
最终研磨用组合物中所含的水溶性高分子为聚乙烯醇时，最终研磨用组合物所含的作为水溶性高分子的聚乙烯醇的平均分子量小于20,000时，难以抑制最终研磨用组合物对多晶硅膜13研磨时研磨面产生碟形凹陷。因此，为了加强抑制碟形凹陷的产生，最终研磨用组合物中所含的作为水溶性高分子的聚乙烯醇的平均分子量在20,000以上较好。另一方面，最终研磨用组合物所含的作为水溶性高分子的聚乙烯醇的平均分子量大于50,000时，或者最终研磨用组合物对多晶硅膜13研磨速度将下降，或者最终研磨用组合物容易起泡。因此，为了防止最终研磨用组合物对多晶硅膜13研磨速度下降并提高消泡性，最终研磨用组合物中所含的作为水溶性高分子的聚乙烯醇的平均分子量在50,000以下较好。最终研磨用组合物中所含的水溶性高分子为羟乙基纤维素时，最终研磨用组合物所含的作为水溶性高分子的羟乙基纤维素的平均分子量在300,000～1,600,000范围内的话都可。
最终研磨用组合物中水溶性高分子的含量为0.002～0.01％(质量)。最终研磨用组合物所含的水溶性高分子含量少于0.002％(质量)时，几乎难以抑制最终研磨用组合物对多晶硅膜13研磨时研磨面产生碟形凹陷。另一方面，最终研磨用组合物所含的水溶性高分子含量大于0.01％(质量)时，由于多晶硅膜13表面形成的水溶性高分子构成的保护膜的作用，最终研磨用组合物对多晶硅膜13的研磨被极大地抑制，因而极大地降低了最终研磨用组合物对多晶硅膜13的研磨速度。
其中，最终研磨用组合物所含的水溶性高分子含量少于0.004％(质量)时，即使是在0.002％(质量)以上，也可能难以抑制碟形凹陷的产生。因此，为了加强抑制碟形凹陷的产生，最终研磨用组合物所含的水溶性高分子含量在0.004％(质量)以上较好。此外，最终研磨用组合物所含的水溶性高分子含量多于0.0075％(质量)时，即使是在0.01％(质量)以下，也可能略微降低最终研磨用组合物对多晶硅膜13的研磨速度。因此，为了更确实地抑制研磨速度的下降，最终研磨用组合物所含的水溶性高分子含量在0.0075％(质量)以下较好。
根据本实施方式可得到以下优点。
用以至少去除多晶硅膜13的大部分外侧部分的预研磨所使用的预研磨用组合物中，含有0.0075～0.05％(质量)的水溶性高分子。因此，通过该预研磨用组合物，可以以较高的研磨速度对多晶硅膜13进行研磨，同时可以抑制预研磨用组合物对多晶硅膜13研磨时研磨面产生碟形凹陷。因此，通过本实施方式，可以较好地进行预研磨。
用以至少去除多晶硅膜13的外侧残余部分的最终研磨所使用的最终研磨用组合物中，含有0.002～0.01％(质量)的水溶性高分子。因此，通过该最终研磨用组合物，可以以较高的研磨速度对多晶硅膜13进行研磨，同时可以抑制最终研磨用组合物对多晶硅膜13研磨时研磨面产生碟形凹陷。因此，通过本实施方式，可以较好地进行最终研磨。
上述实施方式也可做如下变更。
上述实施方式的预研磨用组合物中也可含有2种以上的磨粒。
上述实施方式的预研磨用组合物中也可含有2种以上的碱。
上述实施方式的预研磨用组合物中也可含有2种以上的水溶性高分子。
上述实施方式的预研磨用组合物中也可根据需要添加防霉剂、防腐蚀剂、消泡剂、螯合剂等。
上述实施方式的预研磨用组合物也可以通过将分别含有磨粒、碱和水溶性高分子中的至少一种成分以及水的第1剂与第2剂混合调制而成。预研磨用组合物可以通过例如，含有磨粒和水的第1剂与含有碱、水溶性高分子和水的第2剂混合调制而成；也可以将含有磨粒、碱、水溶性高分子和水的第1剂与含有水的第2剂混合调制而成。第1剂与第2剂混合可以通过对想要研磨的多晶硅膜13独立且同时供给第1剂与第2剂而进行。具体的，第1剂与第2剂可以在研磨装置的研磨剂供给线内混合，也可以在研磨装置的研磨盘上混合。
上述实施方式的预研磨用组合物也可以通过将最终研磨用组合物与含有磨粒、碱、水溶性高分子和水中至少一种成分的助剂混合调制而成。最终研磨用组合物与助剂的混合可以通过对想要研磨的多晶硅膜13独立且同时供给最终研磨用组合物与助剂而进行。更具体的，最终研磨用组合物与助剂可以在研磨装置的研磨剂供给线内混合，也可以在研磨装置的研磨盘上混合。
上述实施方式的最终研磨用组合物中也可含有2种以上的磨粒。
上述实施方式的最终研磨用组合物中也可含有2种以上的碱。
上述实施方式的最终研磨用组合物中也可含有2种以上的水溶性高分子。
上述实施方式的最终研磨用组合物中也可根据需要添加防霉剂、防腐蚀剂、消泡剂、螯合剂等。
上述实施方式的最终研磨用组合物也可以通过将分别含有磨粒、碱和水溶性高分子中的至少一种成分以及水的第1剂与第2剂混合调制而成。最终研磨用组合物可以通过例如，含有磨粒和水的第1剂与含有碱、水溶性高分子和水的第2剂混合调制而成；也可以由含有磨粒、碱、水溶性高分子和水的第1剂与含有水的第2剂混合调制而成。第1剂与第2剂混合也可以通过对想要研磨的多晶硅膜13独立且同时供给第1剂与第2剂而进行。具体的，第1剂与第2剂可以在研磨装置的研磨剂供给线内混合，也可以在研磨装置的研磨盘上混合。
上述实施方式的最终研磨用组合物也可以通过将预研磨用组合物与含有磨粒、碱、水溶性高分子和水中至少一种成分的助剂混合调制而成。预研磨用组合物与助剂的混合也可以通过对想要研磨的多晶硅膜13独立且同时供给预研磨用组合物与助剂而进行。更具体的，预研磨用组合物与助剂可以在研磨装置的研磨剂供给线内混合，也可以在研磨装置的研磨盘上混合。
接着说明本发明的实施例和比较例。
实施例1～8以及比较例1～8将胶体二氧化硅、氢氧化四甲铵、羟乙基纤维素与水适当混合，调制成实施例1～8以及比较例1～8的预研磨用组合物。实施例1～8以及比较例1～8的各预研磨用组合物中的胶体二氧化硅、氢氧化四甲铵、羟乙基纤维素的含量如表1所示。
使用实施例1～8以及比较例1～8的各预研磨用组合物，以表2所示的研磨条件，对附有多晶硅膜的薄片进行研磨，直至检出基于研磨盘的驱动马达电流变化的既定终点(endpoint)。然后，用KLA-Tencor公司的接触式表面测定装置——靠模工具机“HRP340”，测定研磨后的薄片的100μm宽的线条与空间(Line and Space)部分的碟形凹陷量(碟形凹陷引起的凹陷部分的深度)，如表1的“碟形凹陷量”栏所示。
表1
表2
如表1所示，与羟乙基纤维素含量在0.005％(质量)以下的比较例1～8的预研磨用组合物相比，羟乙基纤维素含量在0.015％(质量)以上的实施例1～8的预研磨用组合物，碟形凹陷量降低。
实施例9～16以及比较例9～16将胶体二氧化硅、氢氧化四甲铵、羟乙基纤维素与水适当混合，调制成实施例9～16以及比较例9～16的最终研磨用组合物。实施例9～16以及比较例9～16的各最终研磨用组合物中的胶体二氧化硅、氢氧化四甲铵、羟乙基纤维素的含量如表3所示。
使用实施例1的预研磨用组合物，以表2所示的研磨条件，对附有多晶硅膜的薄片进行预研磨，直至检出基于研磨盘的驱动马达电流变化的既定终点(end point)。然后，使用实施例9～16以及比较例9～16的各最终研磨用组合物，仅用上述研磨所需时间的60％的时间，以表2所示的研磨条件，对预研磨后的薄片进行最终研磨。使用靠模工具机“HRP340”，测定研磨后的薄片的100μm宽的线条与空间(Line and Space)部分的碟形凹陷量，从中减去同样用靠模工具机“HRP340”测定的预研磨后的薄片的100μm宽的线条与空间(Line and Space)部分的碟形凹陷量，所得到的值如表3的“碟形凹陷增量”栏所示。
表3 如表3所示，与羟乙基纤维素含量在0.015％(质量)以上的比较例9～16的最终研磨用组合物相比，羟乙基纤维素含量在0.005％(质量)以下的实施例9～16的最终研磨用组合物，碟形凹陷的增量降低。此外，与氢氧化四甲铵含量为0.225％(质量)的实施例9、10、13、14的最终研磨用组合物相比，氢氧化四甲铵含量为0.075％(质量)的实施例11、12、15、16的最终研磨用组合物，碟形凹陷的增量更低。
实施例17～24以及比较例17～24
将胶体二氧化硅、氢氧化四甲铵、羟乙基纤维素与水适当混合，调制成实施例17～24以及比较例17～24的最终研磨用组合物。实施例17～24以及比较例17～24的各最终研磨用组合物中的胶体二氧化硅、氢氧化四甲铵、羟乙基纤维素的含量如表4所示。
使用实施例5的预研磨用组合物，以表2所示的研磨条件，对附有多晶硅膜的薄片进行预研磨，直至检出基于研磨盘的驱动马达电流变化的既定终点(end point)。然后，使用实施例17～24以及比较例17～24的各最终研磨用组合物，仅用上述研磨所需时间的60％的时间，以表2所示的研磨条件，对预研磨后的薄片进行最终研磨。与实施例9～16以及比较例9～16相同，在表4的“碟形凹陷增量”栏中标示出最终研磨后的碟形凹陷量减去预研磨后的碟形凹陷量得到的值。
表4
如表4所示，与羟乙基纤维素含量在0.015％(质量)以上的比较例17～24的最终研磨用组合物相比，羟乙基纤维素含量在0.005％(质量)以下的实施例17～24的最终研磨用组合物的话，碟形凹陷的增量降低。此外，与氢氧化四甲铵含量为0.225％(质量)的实施例17、18、21、22的最终研磨用组合物相比，氢氧化四甲铵含量为0.075％(质量)的实施例19、20、23、24的最终研磨用组合物，碟形凹陷的增量更低。
权利要求
1.对设置在含有分离区域的硅板上的多晶硅膜进行研磨的研磨方法，其特征在于，该方法具有用含有磨粒、碱、水溶性高分子和水的预研磨用组合物，对多晶硅膜进行预研磨，直至露出分离区域上表面的一部分的预研磨工序；用含有磨粒、碱、水溶性高分子和水的最终研磨用组合物，对预研磨后的多晶硅膜进行最终研磨，直至露出全部分离区域上表面的最终研磨工序，上述预研磨用组合物中的水溶性高分子的含量为0.0075～0.05质量％，上述最终研磨用组合物中的水溶性高分子的含量为0.002～0.01质量％。
2.如权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，还具有在多晶硅膜的预研磨前，将分别含有磨粒、碱和水溶性高分子中的至少一种成分以及水的第1剂与第2剂混合，调制上述预研磨用组合物的工序；和在多晶硅膜的最终研磨前，将分别含有磨粒、碱和水溶性高分子中的至少一种成分以及水的第1剂与第2剂混合，调制上述最终研磨用组合物的工序。
3.如权利要求2所述的研磨方法，其特征在于，上述第1剂与第2剂的混合是通过对想要研磨的多晶硅膜独立地且同时地供给第1剂与第2剂而进行的。
4.如权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，还具有在多晶硅膜的预研磨前，将上述最终研磨用组合物与含有磨粒、碱、水溶性高分子和水中的至少一种成分的助剂混合，调制上述预研磨用组合物的工序。
5.如权利要求4所述的研磨方法，其特征在于，上述最终研磨用组合物与助剂的混合是通过对想要研磨的多晶硅膜独立地且同时地供给最终研磨用组合物与助剂而进行的。
6.如权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，还具有在多晶硅膜的最终研磨前，将上述预研磨用组合物与含有磨粒、碱、水溶性高分子和水中的至少一种成分的助剂混合，调制上述最终研磨用组合物的工序。
7.如权利要求6所述的研磨方法，其特征在于，上述预研磨用组合物与助剂的混合是通过对想要研磨的多晶硅膜独立地且同时地供给预研磨用组合物与助剂而进行的。
8.用于对设置在具有分离区域的硅板上的多晶硅膜进行研磨的研磨用组合物，含有磨粒、碱、水溶性高分子和水，研磨用组合物中的水溶性高分子的含量为0.0075～0.05质量％。
9.用于对设置在具有分离区域的硅板上的多晶硅膜进行研磨的研磨用组合物，含有磨粒、碱、水溶性高分子和水，研磨用组合物中的水溶性高分子的含量为0.002～0.01质量％。
10.在对设置在具有分离区域的硅板上的多晶硅膜进行研磨的用途中所使用的套装，该套装具有对多晶硅膜进行研磨直至露出分离区域上表面的一部分的预研磨工序中使用的预研磨用组合物；对预研磨后的多晶硅膜进行研磨直至露出分离区域全部上表面的最终研磨工序中使用的最终研磨用组合物，上述预研磨用组合物中含有磨粒、碱、水溶性高分子和水，预研磨用组合物中水溶性高分子的含量为0.0075～0.05质量％，上述最终研磨用组合物中含有磨粒、碱、水溶性高分子和水，最终研磨用组合物中的水溶性高分子的含量为0.002～0.01质量％。
11.在对设置在具有分离区域的硅板上的多晶硅膜进行研磨的用途中所使用的套装，该套装具有含有磨粒、碱、水溶性高分子和水，水溶性高分子的含量为0.0075～0.05％(质量)的预研磨用组合物；和含有磨粒、碱、水溶性高分子和水中的至少一种成分，为调制最终研磨用组合物而混入上述预研磨用组合物中的助剂。
12.在对设置在具有分离区域的硅板上的多晶硅膜进行研磨的用途中所使用的套装，该套装具有含有磨粒、碱、水溶性高分子和水，水溶性高分子的含量为0.002～0.01质量％的最终研磨用组合物；和含有磨粒、碱、水溶性高分子和水中的至少一种成分，为调制预研磨用组合物而混入上述最终研磨用组合物中的助剂。
全文摘要
对设置在含有分离区域的硅板上的多晶硅膜进行研磨的本发明的研磨方法，具有使用含有磨粒、碱、水溶性高分子和水的预研磨用组合物，对多晶硅膜进行研磨，直至露出分离区域上表面的一部分的预研磨工序；用含有磨粒、碱、水溶性高分子和水的最终研磨用组合物，对预研磨后的多晶硅膜进行研磨，直至露出分离区域全部上表面的最终研磨工序。预研磨用组合物中的水溶性高分子的含量为0.0075～0.05％(质量)，最终研磨用组合物中的水溶性高分子的含量为0.002～0.01％(质量)。
文档编号B24B37/00GK1939663SQ20061014218
公开日2007年4月4日 申请日期2006年9月29日 优先权日2005年9月30日
发明者清水干和 申请人:福吉米株式会社