研磨方法、研磨用组合物以及研磨用组合物套装技术

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专利技术的研磨方法，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）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术的目的是，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。本专利技术的专利技术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，从而完成了本专利技术。即，本专利技术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)。本专利技术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)。本专利技术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)。本专利技术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)。本专利技术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，本专利技术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。附图说明图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，对本专利技术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，为了提高预研本文档来自技高网...

【技术保护点】
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％。

【技术特征摘要】
JP 2005-9-30 2005-2891701.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...

【专利技术属性】
技术研发人员：清水干和，
申请(专利权)人：福吉米株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]