專利名稱：：拋光組合物和拋光方法拋光組合物和拋光方法背景枝術(shù)本發(fā)明涉及一種用于例如硅片最終拋光的拋光組合物、和一種使用該拋光組合物的拋光方法。技術(shù)領(lǐng)塽已知日本特開平4—291722號專利公報公開了用于硅片最終拋光的常用拋光組合物。所述拋光組合物包括HLB值不小于13且小于20的非離子表面活性劑，以抑制硅片表面的霧度。作為所述HLB值不小于13且小于20的非離子表面活性劑，該公報公開了加入環(huán)氧乙烷的壬基苯酚、加入環(huán)氧乙烷的對異丙苯基酚、加入環(huán)氧乙垸的碳數(shù)為12或13的伯醇、環(huán)氧乙垸和環(huán)氧丙烷的嵌段聚合物等等。然而，按照當前的要求，包含這些非離子表面活性劑的拋光組合物抑制硅片表面霧度的性能并不令人滿意。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目標是提供一種適用于硅片最終拋光的拋光組合物、和一種使用該拋光組合物的拋光方法。為實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明提供了一種含有聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯、二氧化硅、水溶性纖維素、堿性化合物、和水，其中所述拋光組合物中的所述聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯的含量小于0.0025%(質(zhì)量)。本發(fā)明還提供了一種硅片拋光方法，包括用上述拋光組合物進行硅片的最終拋光。具體實施方式下面對本發(fā)明的具體實施方式進行說明。通過將聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯、二氧化硅、水溶性纖維素、堿性化合物、以及水混合，得到含有聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯、二氧化硅、水溶性纖維素、堿性化合物、和水的拋光組合物。例如，所述拋光組合物用于硅片的最終拋光。當用所述拋光組合物對硅片進行拋光，所述拋光組合物中的所述聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯起到抑制所述硅片表面的霧度的作用。所述聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯可由下述分子式表示。在該分子式中，R表示垸基或烯基，a、b和c表示自然數(shù)。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>為得到符合實際應(yīng)用的拋光速率(去除速率)，所述拋光組合物中的所述聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯的含量必須小于0.0025%(質(zhì)量)。這里，當所述含量超過0.0015%(質(zhì)量)時，就有這樣的風險所述硅片在用所述拋光組合物拋光后，所述硅片表面的潤濕性可能降低，并因此容易在所述硅片表面上附著粒子。因此，為了降低用所述拋光組合物對拋光硅片后，附著在所述硅片表面的粒子量，優(yōu)選地，所述拋光組合物中聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯的含量不超過0.0015%(質(zhì)量)。同時，如果所述拋光組合物中聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯的含量低于0.000025%(質(zhì)量)，更具體地低于0.00005%(質(zhì)量)，即使更具體地低于0.0005%(質(zhì)量)，所述聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯的含量不足，并因此有這樣的風險所述硅片表面的霧度不能得到很好的抑制。因此，為了更加可靠地抑制所述霧度，優(yōu)選地，所述拋光組合物中聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯的含量不低于0.000025%(質(zhì)量)，更優(yōu)選地，不低于0.00005%(質(zhì)量)，最好不低于0.0005%(質(zhì)量)。如果所述拋光組合物中聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯的HLB值低于8，更具地低于ll，即使更具體地低于14，所述拋光組合物中的聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯和溶劑的親和力較低，并因此有這樣的風險所述硅片表面的霧度不能被很好地抑制。因此，為了更可靠地抑制所述霧度，優(yōu)選地，所述拋光組合物中的聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯的HLB值不低于8，更優(yōu)選地，不低于ll，最好不低于14。同時，如果所述拋光組合物中的聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯的HLB值超過18，更具體地超過17，就有這樣的風險所述硅片表面的霧度不能被很好地抑制。因此，為了更可靠地抑制所述霧度，優(yōu)選地，所述拋光組合物中的聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯的HLB值不大于18,更優(yōu)選地，不大于17。所述拋光組合物中的二氧化硅對硅片起機械拋光的作用。優(yōu)選地，所述包含在拋光組合物中的二氧化硅為硅溶膠和氣相法二氧化硅，更優(yōu)選地為硅溶膠。當包含在拋光組合物中的二氧化硅為硅溶膠和氣相法二氧化硅，尤其當包含在拋光組合物中的二氧化硅為硅溶膠時，用所述拋光組合物拋光硅片后，形成于所述硅片表面的劃痕量減少。當所述拋光組合物中的二氧化硅為硅溶膠時，優(yōu)選地，所述硅溶膠的平均原生粒徑為5nm至300nm，更優(yōu)選地為5nm至200nm，最好為5nm至120nm。同時，當所述拋光組合物中的二氧化硅是氣相法二氧化硅時，優(yōu)選地，所述氣相法二氧化硅的平均原生粒徑為10nm至300nm，更優(yōu)選地為10nm至200nm，最好為10nm至120nm。如果所述平均原生粒徑太小，就有這樣的風險使用所述拋光組合物的硅片的拋光速率可能達不到實用要求。如果所述平均原生粒徑太大，就有這樣的風險用所述拋光組合物拋光硅片后，形成于所述硅片表面上的所述劃痕可能增加，或者所述硅片表面的霧度或粗糙度變得糟糕。本文中，根據(jù)所述硅溶膠或氣相法二氧化硅的比表面積、和所述硅溶膠或氣相法二氧化硅的粒子密度，來計算所述硅溶膠和氣相法二氧化硅的平均原生粒徑，所述比表面積根據(jù)用氣體吸附測量粉末比表面積的方法(BET法)進行測量。此外，當所述拋光組合物中的二氧化硅為硅溶膠時，優(yōu)選地，所述硅溶膠的平均二次粒徑為5nm至300nm，更優(yōu)選地為5nm至200nm，最好為5nm至150nm。當所述拋光組合物中的二氧化硅是氣相法二氧化硅時，優(yōu)選地，所述氣相法二氧化硅的平均二次粒徑為30nm至500nm，更優(yōu)選地為40nm至400nm，最好為50nm至300nm。當所述平均二次粒徑太小，就有這樣的風險使用所述拋光組合物的硅片的拋光速率可能達不到實用要求。當所述平均原生粒徑太大，就有這樣的風險用所述拋光組合物拋光硅片后，形成于所述硅片表面上的所述劃痕可能增加，或者所述硅片表面的霧度或粗糙度變得糟糕。本文中，用激光束散射法測量所述硅溶膠和氣相法二氧化硅的平均二次粒徑。當所述拋光組合物中的二氧化硅的含量小于0.005%(質(zhì)量)，更具體地小于0.05%(質(zhì)量)，即使更具體地小于0.15%(質(zhì)量)時，就有這樣的風險使用所述拋光組合物的硅片的拋光速率不能滿足實用要求。因此，為了得到符合實用要求的拋光速率，優(yōu)選地，所述拋光組合物中的二氧化硅的含量不低于0.005%(質(zhì)量)，更優(yōu)選地不低于0.05%(質(zhì)量)，最好不低于0.15%(質(zhì)量)。同時，當所述拋考組合物中的二氧化硅的含量高于2.5%(質(zhì)量)，更具體地高于1.25%，即使更具體地高于0.75%(質(zhì)量)時，就有這樣的風險由于所述拋光組合物的機械拋光能力過分增加，所述硅片表面的霧度不能得到很好地抑制。因此，為了更可靠地抑制所述霧度，優(yōu)選地，所述拋光組合物中的二氧化硅的含量不高于2.5%(質(zhì)量)，更優(yōu)選地不高于1.25%(質(zhì)量)，最好不高于0.75%(質(zhì)量)。當用所述拋光組合物拋光硅片時，為了防止所述硅片被金屬污染，所述拋光組合物中的二氧化硅中的金屬雜質(zhì)最好盡可能地少。具體地，用所述拋光組合物中的二氧化硅配制1%(質(zhì)量)的二氧化硅分散液時，優(yōu)選地，所述分散液中的鐵、鎳、銅、鈣、鉻和鋅的總含量不高于15ppm，更優(yōu)選地不高于5ppm，最好不高于0.015ppm。所述拋光組合物中的堿性化合物對硅片起化學拋光作用。從增加所述拋光速率的角度看，優(yōu)選地，所述拋光組合物中的堿性化合物為選自下組的至少一種銨、氫氧化鉀、氫氧化鈉、四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、碳酸氫銨、碳酸銨、碳酸氫鉀、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸鈉、甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、單醚胺、N-(p-胺乙基)乙醇胺、己二胺、二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、哌嗪酐、六水合哌嗪、l-(2-氨乙基)哌嗪、N-甲基哌嗪。此外，用所述拋光組合物拋光硅片時，為了防止所述硅片被金屬污染，優(yōu)選地，所述拋光組合物中的堿性化合物為選自下組的至少一種銨、銨鹽、堿金屬氫氧化物、堿金屬鹽和四烷基氫氧化銨。更優(yōu)選地，所述堿性化合物選自下組銨、氫氧化鉀、氫氧化鈉、四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、碳酸氫銨、碳酸銨、碳酸氫鉀、碳酸鉀、碳酸氫鈉、和碳酸鈉，并且最好選自下組-銨、氫氧化鉀、氫氧化鈉、四甲基氫氧化銨、和四乙基氫氧化銨。當所述拋光組合物中的堿性化合物為銨、銨鹽、堿金屬氫氧化物、堿金屬鹽或四垸基氫氧化銨時，優(yōu)選地，所述拋光組合物中的堿性化合物的含量為0.0025%(質(zhì)量)至0.5%(質(zhì)量)，更優(yōu)選地為0.005%(質(zhì)量)至0.4%(質(zhì)量)，最好為0.01%(質(zhì)量)至0.25%(質(zhì)量)。同時，當所述拋光組合物至的堿性化合物為哌嗪酐、六水合哌嗪、l-(2-氨乙基)哌嗪或N-甲基哌嗪時，優(yōu)選地，所述拋光組合物中的堿性化合物的含量為0.0005%(質(zhì)量)至0.3%(質(zhì)量)，更優(yōu)選地為0.001%(質(zhì)量)至0.15%(質(zhì)量)，最好為0.01%(質(zhì)量)至0.05%(質(zhì)量)(在這里，所述六水合哌嗪的值被換算成哌嗪酐的值)。當所述拋光組合物中的堿性化合物的含量太少時，就有這樣的風險使用所述拋光組合物的硅片的拋光速率可能不符合實用要求。當所述拋光組合物中的堿性化合物的含量太高時，就有這樣的風險用所述拋光組合物拋光硅片時，所述拋光組合物可能變成膠狀物，或者所述硅片表面可能變得粗糙。用所述拋光組合物拋光硅片時，所述拋光組合物中的水溶性纖維素起改善所述硅片表面的潤濕性的作用。優(yōu)選地，所述拋光組合物中的水溶性纖維素為烷基的碳數(shù)為1至4的羥烷基纖維素或羧烷基纖維素，這些纖維素具有很強的改善所述潤濕性的作用。具體地，優(yōu)選的所述水溶性纖維素為羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、或羧甲基纖維素，更優(yōu)選的所述水溶性纖維素為羥乙基纖維素。優(yōu)選地，所述拋光組合物中的水溶性纖維素的粘度平均分子量為100,000至3,000,000，更優(yōu)選地為200,000至2,000,000，最好為300,000至1，500，000。當所述拋光組合物中的水溶性纖維素的粘度平均分子量太小時，就有這樣的風險用所述拋光組合物拋光硅片時，所述硅片表面的霧度不能得到很好的抑制。相反，當所述粘度平均分子量太大，所述拋光組合物的粘度過度增加，使處理困難，就有這樣的風險所述拋光組合物可能轉(zhuǎn)變成膠狀物。當所述拋光組合物中的水溶性纖維素的含量低于0.0005%(質(zhì)量)，更具體地低于0.0025%(質(zhì)量)，即使更具體地低于0.005%(質(zhì)量)時，就有這樣的風險用所述拋光組合物拋光硅片時，所述硅片表面的潤濕性可能得不到充分改善。因此，為了更可靠地改善所述硅片表面的潤濕性，優(yōu)選地，所述拋光組合物中的水溶性纖維素的含量不低于0.0005%(質(zhì)量)，更優(yōu)選地不低于0.0025%(質(zhì)量)，最好不低于0.005%(質(zhì)量)。同時，當所述拋光組合物中的水溶性纖維素的含量高于0.15%(質(zhì)量)，更具體地高于0.1%(質(zhì)量)，即使更具體地高于0.05%(質(zhì)量)時，所述拋光組合物的粘度過度增加，使處理困難，這就有這樣的風險所述拋光組合物可能變成膠狀物。因此，為了優(yōu)化所述拋光組合物的粘度，并且防止所述拋光組合物變成膠狀物，優(yōu)選地，所述拋光組合物中的水溶性纖維素的含量不高于0.15%(質(zhì)量)，更優(yōu)選地不高于0.1%(質(zhì)量)，最好不高于0.05%(質(zhì)如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施方式的拋光組合物含有聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯、二氧化硅、水溶性纖維素、堿性化合物、和水，并且所述拋光組合物中的聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯的含量低于0.0025%(質(zhì)量)。因此，用所述拋光組合物拋光硅片時，可以得到符合實用要求的所述拋光速率，并且同時，所述硅片表面的霧度得到很好的抑制。因此，根據(jù)本發(fā)明實施方式的所述拋光組合物特別適合于硅片的最終拋光。可按下述方式對上述實施方式作出改良。如果需要，可在根據(jù)上述實施方式的所述拋光組合物中加入螯合劑、水溶性聚合物、表面活性劑、防腐劑、防霉劑、防銹劑等等。根據(jù)上述實施方式的拋光組合物可用于硅片之外的物體的拋光?？梢酝ㄟ^用水稀釋所述拋光組合物原液，來配制根據(jù)上述具體實施方式的拋光組合物。優(yōu)選地，所述稀釋比不超過50倍，更優(yōu)選地不超過40倍，最好不超過30倍。和所述拋光組合物相比，所述原液的體積較小，并因此容易貯藏和運輸。本文中，當所述原液的濃度太高，所述原液的粘度就太高，使得貯藏和稀釋時處理困難，并且有時候所述原液會變成膠狀物。接下去，對本發(fā)明的實施例和比較例作出說明。將適宜量的聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯或其替代化合物、二氧化硅、水溶性纖維素或其替代化合物、堿性化合物、和水相混合，并因此配制得到實施例1至15以及比較例1至15的拋光組合物。表1示出了所述實施例1至15以及比較例1至15中拋光組合物的聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯或其替代化合物、二氧化硅、水溶性纖維素或其替代化合物、堿性化合物的詳細情況。本文中，所述實施例1至15以及比較例1至15中拋光組合物的二氧化硅均為硅溶膠，并且所述硅溶膠的平均原生粒徑為35nm，平均二次粒徑為70nm，并且各拋光組合物中，所述硅溶膠的含量為0.5%(質(zhì)量)。根據(jù)所述比表面積、和所述粒子密度，來計算所述硅溶膠的平均原生粒徑，所述比表面積用由MicromeriticsInstrumentCorporation制造的FlowSorbII2300測量。所述硅溶膠的平均二次粒徑用BeckmanCoulterInc.制造的N4plus亞微米粒度儀測量。表1中，"S12"表示聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯(HLB值16.7)，"S16"表示聚氧乙烯失水山梨醇單棕櫚酸酯(HLB值15.7)，"S18"表示聚氧乙烯失水山梨醇單硬脂酸酯(HLB值14.9)，"S18*"表示聚氧乙烯失水山梨醇單油酸酯(HLB值15.0)，"PG1"表示聚氧乙烯烷基醚(烷基為十二垸基或十六烷基)，"PG2"表示聚乙烯十二垸基醚，"HEC"表示平均分子量為1,200,000的羥乙基纖維素，"PVA"表示皂化度不低于98%且聚合度不低于500的聚乙烯醇，"PEO"表示平均分子量為150,000至400,000的聚氧乙烯，"POEPOP"表示聚氧乙烯聚氧丙二醇，氧乙烯基和氧丙烯基的質(zhì)量比為80/20，"NH4OH"表示銨，"KOH"表示氫氧化鉀，"TMAH"表示四甲基氫氧化銨，以及"PIZ"表示哌嗪。按照表2所示的條件，用所述實施例1至15以及比較例1至15中拋光組合物對硅片進行拋光。所述被拋光硅片事先已用FujimiIncorporated制造的"RDS-10310"拋光劑拋光，所述硅片的直徑為200mm，導(dǎo)電類型為P型，晶體取向為<100>，電阻率不低于OJ^cm且低于100Q.cm。拋光后將硅片送至由KLA-TencorCorporation制造的"SurfscanSP1TBI"硅片檢測單元，根據(jù)所得到的測量值，表1中的"霧度"列示出了所述硅片上的霧度水平評價結(jié)果。在所述"霧度"欄，oo(優(yōu))表示所述測量值低于0.05ppm，o(良)表示所述測量值不低于0.05ppm且低于0.06ppm，△(一般)表示所述測量值不低于0.06ppm且低于0.08ppm，而x(差)表示所述測量值不低于0.08ppm。硅片拋光后在暗房中用500千勒克斯的聚光燈進行照射，表1中的"目測霧度"欄示出了對觀察到的棕霧度的評價結(jié)果。在該"目測霧度"欄中，o(良)表示沒有觀察到棕霧，A(稍差)表示觀察到淡棕霧，而x(差)表示觀察到深棕霧。表1中的"粒子"欄示出了對拋光后硅片表面粒度不低于0.065pm粒子的數(shù)量的評價結(jié)果，所述粒子的數(shù)量用"SurfscanSPlTBI"測量。在所述"粒子"欄中，o(良)表示所述粒子數(shù)量少于50，A(稍差)表示所述數(shù)量不少于50但少于200，而x(差)表示所述數(shù)量不少于200。表1中的"劃痕"欄示出了對拋光后硅片表面劃痕數(shù)量的評價結(jié)果，所述劃痕數(shù)量用"SurfscanSP1TBI"測量。如果單片的劃痕數(shù)量為0，評價為o(良)，所述數(shù)量不少于1但少于5，評價為A(稍差)，而如果所述數(shù)量不小于5，評價為x(差)。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>如表1所示，實施例1至15的所有評價項目都得到了能滿足實際應(yīng)用要求的"優(yōu)"或"良"的結(jié)果。相反，在比較例1至15中，至少有一個評價項目的結(jié)果是"差"或"稍差"，因此，未能獲得滿足實際應(yīng)用要求的結(jié)果。權(quán)利要求1.一種拋光組合物，其特征在于，所述拋光組合物包括聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯；二氧化硅；水溶性纖維素；堿性化合物；以及水，其中所述拋光組合物中所述聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯的含量低于0.0025％(質(zhì)量)。2.如權(quán)利要求1所述的拋光組合物，其特征在于，所述拋光組合物中的所述聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯的含量不超過0.0015%(質(zhì)量)。3.如權(quán)利要求l所述的拋光組合物，其特征在于，所述聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯的HLB值為8至18。4.如權(quán)利要求3所述的拋光組合物，其特征在于，所述聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯的所述HLB值為14至17。5.如權(quán)利要求l所述的拋光組合物，其特征在于，所述二氧化硅為硅溶膠或氣相法二氧化硅。6.如權(quán)利要求1所述的拋光組合物，其特征在于，所述拋光組合物中所述二氧化硅的含量不高于2.5%(質(zhì)7.如權(quán)利要求1所述的拋光組合物，其特征在于，所述水溶性纖維素是烷基碳數(shù)為1至4的羥烷基纖維素或羧烷基纖維素。8.如權(quán)利要求7所述的拋光組合物，其特征在于，所述水溶性纖維素是羥乙基纖維素、羥丙基纖維素或羧甲基纖維素。9.如權(quán)利要求1所述的拋光組合物，其特征在于，所述水溶性纖維素的粘度平均分子量為100,000至3,000,000。10.如權(quán)利要求l所述的拋光組合物，其特征在于，所述拋光組合物中的所述水溶性纖維素的含量不高于0.15%(質(zhì)量)。11.如權(quán)利要求1所述的拋光組合物，其特征在于，所述堿性化合物為選自下組的至少一種銨、銨鹽、堿金屬氫氧化物、堿金屬鹽、和四烷基氫氧化銨。12.如權(quán)利要求ll所述的拋光組合物，其特征在于，所述堿性化合物為選自下組的至少一種銨、氫氧化鉀、氫氧化鈉、四甲基氫氧化銨、和四乙基氫氧化銨。13.如權(quán)利要求ll所述的拋光組合物，其特征在于，所述拋光組合物中的堿性化合物的含量不超過0.5%(質(zhì)14.如權(quán)利要求1至13中的任一項所述的拋光組合物，其特征在于，所述拋光組合物用于硅片的最終拋光。15.—種拋光硅片的方法，其特征在于，使用如權(quán)利要求1至13中的任一項所述的拋光組合物對硅片進行最終拋光。全文摘要一種拋光組合物，包含聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯、二氧化硅、水溶性纖維素、堿性化合物和水。所述拋光組合物中聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯的含量小于0.0025％(質(zhì)量)。所述拋光劑適用于硅片的最終拋光。文檔編號B24B37/00GK101235253SQ20071000187公開日2008年8月6日申請日期2007年2月2日優(yōu)先權(quán)日2006年2月7日發(fā)明者山田修平申請人:福吉米株式會社