JP2012011488A - Method for measuring silica particulate - Google Patents

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PROBLEM TO BE SOLVED: To detect silica particulates for polishing remaining on a surface of a precision component.SOLUTION: Silica particulates remaining on a precision component subjected to a polishing process of polishing a precision component basically constituted of silicon dioxide with polishing liquid containing silica particulates with impurities being contained in its composition, and a cleaning process of cleaning the precision component after the polishing process are measured. The method for measuring silica particulates includes a solving step of solving a surface of the precision component with a solution, and a quantitative determination step of quantitatively determining the silica particulates out of impurities in the solution through the solving step. In one embodiment, the method includes a defect counting step of detecting impurities contained in the silica particles by optically counting defective parts on the surface of the precision component before the solving step after the cleaning process. Impurities can be detected as a marker in a sample inspection process 10.

Description

本発明は、シリカ微粒子の測定方法に関する。   The present invention relates to a method for measuring silica fine particles.

二酸化ケイ素を含む精密部品、例えば、ハードディスクドライブ(HDD)に代表される精密部品、或いは半導体ウェハに代表される単結晶部品は、研磨工程を経て製造される。そのような研磨工程では、主にシリカ系砥粒を含む研磨液が利用される。   A precision part containing silicon dioxide, for example, a precision part represented by a hard disk drive (HDD) or a single crystal part represented by a semiconductor wafer is manufactured through a polishing process. In such a polishing process, a polishing liquid mainly containing silica-based abrasive grains is used.

シリカ系砥粒の原料の製法として、例えば、特許文献1、2は、最終研磨に使用されるコロイダルシリカ等のシリカ微粒子の製造方法を開示している。かかるシリカ微粒子は、安定性等の観点から、不純物を除去することが理想であると考えられてきた。   As a method for producing a raw material for silica-based abrasive grains, for example, Patent Documents 1 and 2 disclose a method for producing silica fine particles such as colloidal silica used for final polishing. It has been considered that such silica fine particles are ideal to remove impurities from the viewpoint of stability and the like.

図1は、従来のガラス基板を用いた従来のハードディスクドライブの製造工程を示す工程フロー図である。図1に示すように、精密部品が情報記録用媒体のガラス基板(サブストレート)である場合、当該ガラス基板は、ガラス素材の溶融工程1、研削工程2を経て製造される。さらに、このガラス基板は、研磨工程3で研磨される。その最終工程(通常、研磨工程3は、複数のステップを経て段階的に研磨精度をあげるようになっている)において、特許文献1、2の方法で製造されたコロイダルシリカなどのシリカ系砥粒を含む研磨液で研磨される。なお、シリカ系砥粒を用いてガラス基板を製造する方法は、例えば、特許文献3、4に開示されている。   FIG. 1 is a process flow diagram showing a manufacturing process of a conventional hard disk drive using a conventional glass substrate. As shown in FIG. 1, when a precision component is a glass substrate (substrate) of an information recording medium, the glass substrate is manufactured through a glass material melting step 1 and a grinding step 2. Further, this glass substrate is polished in the polishing step 3. Silica-based abrasive grains such as colloidal silica produced by the methods of Patent Documents 1 and 2 in the final process (usually, the polishing process 3 is designed to increase the polishing accuracy step by step through a plurality of steps). It polishes with the polishing liquid containing. In addition, the method of manufacturing a glass substrate using a silica-type abrasive grain is disclosed by patent document 3, 4, for example.

また、精密部品の品質を確保するため、研磨された精密部品は、光学的表面分析装置(OSA)や、パーティクル検出装置などで検査される。OSAは、例えば、0.22ミクロン(220nm)から2,000ミクロン(2,000,000nm)の解像度で、精密部品の異物量を測定する。また、パーティクル検出装置は、ウェハ表面をレーザ光により走査し、パーティクルなどからの光散乱強度を測定することにより、異物やCOP(Crystal Originated Particle)などの位置および大きさを輝点欠陥(Light Point Defect:LPD)として認識する検出装置である。   In order to ensure the quality of precision parts, the polished precision parts are inspected by an optical surface analyzer (OSA), a particle detector, or the like. OSA measures the amount of foreign matter in precision parts, for example, with a resolution of 0.22 microns (220 nm) to 2,000 microns (2,000,000 nm). In addition, the particle detector scans the wafer surface with laser light and measures the light scattering intensity from the particles and the like, thereby determining the position and size of a foreign matter or COP (Crystal Originated Particle) and the like as a bright point defect (Light Point). It is a detection device recognized as Defect (LPD).

特開2001−11433号公報JP 2001-11433 A 国際公開WO2008/072637号公報International Publication WO2008 / 072637 特開2008−246645号公報JP 2008-246645 A 特開2008−101132号公報JP 2008-101132 A

最終研磨に使用するシリカ微粒子は、その粒径が年々小さくなる傾向にある。現在では、光の波長よりも小さい数nm〜数十nm程度のシリカ微粒子が使用されている。そのため、OSAでは、シリカ微粒子を計測することができなかった。他方、一般的な高周波誘導結合プラズマ質量分析装置(ICP−MS)を用いても、精密部品が二酸化ケイ素を基本とするものである場合には、精密部品のケイ素と残留した研磨液のケイ素とを識別することができないため、研磨用のシリカ微粒子が付着した不良品を検出できずにいた。その結果、研磨工程3でシリカ微粒子が過度に付着した不良品が発生していたとしても、その不良を検出する術が無く、従来は、そのまま成膜工程5、組立工程6を経ていた。その結果、最終の検査工程7で研磨工程3での不良が発覚することになり、歩留まりが悪く、生産性が低かった。   Silica fine particles used for final polishing tend to be smaller in size every year. At present, silica fine particles of about several nm to several tens of nm smaller than the wavelength of light are used. Therefore, OSA could not measure silica fine particles. On the other hand, even if a general high frequency inductively coupled plasma mass spectrometer (ICP-MS) is used, if the precision part is based on silicon dioxide, the precision part silicon and the remaining polishing liquid silicon Therefore, it was impossible to detect a defective product to which silica fine particles for polishing adhered. As a result, even if a defective product in which the silica fine particles are excessively adhered is generated in the polishing process 3, there is no way to detect the defect, and conventionally, the film forming process 5 and the assembling process 6 are directly performed. As a result, a defect in the polishing process 3 was detected in the final inspection process 7, resulting in poor yield and low productivity.

本発明は上記不具合に鑑みてなされたものであり、精密部品の表面に残存している場合にこれを検出することのできるシリカ微粒子の測定方法を提供することを課題としている。   This invention is made | formed in view of the said malfunction, and makes it a subject to provide the measuring method of the silica particle which can detect this, when it remains on the surface of a precision component.

上記課題を解決するために本発明は、不純物を組成内に含有したシリカ微粒子を含む研磨液で二酸化ケイ素を基本とする精密部品を研磨する研磨工程と、前記研磨工程後の精密部品を洗浄する洗浄工程とを経た前記精密部品に残存しているシリカ微粒子を測定するシリカ微粒子の測定方法であって、前記洗浄工程後に、前記精密部品の表面を溶液で溶解する溶解ステップと、前記溶解ステップを経た溶液中の不純物量からシリカ微粒子を定量する定量ステップとを備えていることを特徴とするシリカ微粒子の測定方法である。この態様では、研磨用のシリカ微粒子に含まれる不純物が、マーカーとして機能するので、精密部品を検査する際、シリカ微粒子に含まれる不純物を検出し、それに基づいて、シリカ微粒子を定量することができる。上記マーカーとしての機能により、従来は、検出が困難であった微小な(例えば、粒径が1nm〜100nm)シリカ微粒子を定量することが可能になる。この結果、従来よりも上流側の工程で、精密部品の良否を判定することが可能になるので、後工程の歩留まりが向上し、生産性を高めることが可能になる。精密部品は、二酸化ケイ素を基本とするものであれば、半導体ウェハのような結晶基板であってもよく、或いは、ガラス基板であってもよい。さらにガラス基板としては、ハードディスク用ガラス基板が例示される。「精密部品に含まれる元素」は、ハードディスク用ガラス基板の場合、ナトリウム、カリウム等が例示される。また半導体ウェハの場合、ガリウムやインジウムが例示される。さらに、不純物として列挙したものは、何れもイオン化エネルギーが低く(9.26eV未満)、ICP−MSで不純物を分析し、これに基づいて、シリカ微粒子を定量することが容易になる。   In order to solve the above problems, the present invention provides a polishing step of polishing a precision component based on silicon dioxide with a polishing liquid containing silica fine particles containing impurities in the composition, and cleaning the precision component after the polishing step. A method for measuring silica fine particles for measuring silica fine particles remaining in the precision component that has undergone a cleaning process, wherein after the cleaning process, a dissolution step of dissolving the surface of the precision component with a solution, and the dissolution step And a quantitative determination step of quantifying the silica fine particles from the amount of impurities in the passed solution. In this aspect, the impurities contained in the silica fine particles for polishing function as a marker. Therefore, when inspecting a precision part, the impurities contained in the silica fine particles can be detected and the silica fine particles can be quantified based on the detected impurities. . The function as the marker makes it possible to quantify fine silica particles (for example, particle diameters of 1 nm to 100 nm) that have been difficult to detect in the past. As a result, since it is possible to determine the quality of precision parts in a process upstream of the prior art, the yield of subsequent processes can be improved and productivity can be increased. The precision part may be a crystal substrate such as a semiconductor wafer or a glass substrate as long as it is based on silicon dioxide. Furthermore, the glass substrate is exemplified by a glass substrate for hard disk. In the case of a glass substrate for hard disk, “elements contained in precision parts” are exemplified by sodium, potassium and the like. In the case of a semiconductor wafer, gallium and indium are exemplified. Further, any of the enumerated impurities has low ionization energy (less than 9.26 eV), and the impurities are analyzed by ICP-MS, and based on this, silica fine particles can be easily quantified.

本発明の別の態様は、不純物を組成内に含有したシリカ微粒子を含む研磨液で二酸化ケイ素を基本とする精密部品を研磨する研磨工程と、前記研磨工程後の精密部品を洗浄する洗浄工程とを経た前記精密部品に残存しているシリカ微粒子を測定するシリカ微粒子の測定方法であって、前記洗浄工程後に、前記精密部品の表面にある欠陥部位を光学的にカウントして、前記シリカ微粒子に含まれる前記不純物を検出する欠陥カウントステップを備えていることを特徴とするシリカ微粒子の測定方法である。この態様では、前記不純物を含有するシリカ微粒子を含有する研磨液を用いることによって、シリカ微粒子に含まれる不純物を光学的に検出する装置(例えば、半導体ウェハの輝度欠陥をカウントするパーティクル検出装置)で検出することができ、その欠陥カウントに基づいて、シリカ微粒子の定量を行うことができる。   Another aspect of the present invention includes a polishing step of polishing a precision component based on silicon dioxide with a polishing liquid containing silica fine particles containing impurities in the composition, and a cleaning step of cleaning the precision component after the polishing step. The silica fine particle measurement method measures the silica fine particles remaining in the precision component that has undergone the cleaning, and after the cleaning step, optically counts defective sites on the surface of the precision component, A method for measuring silica fine particles, comprising a defect counting step for detecting the impurities contained therein. In this aspect, an apparatus for optically detecting impurities contained in silica fine particles by using a polishing liquid containing silica fine particles containing impurities (for example, a particle detection device for counting luminance defects in a semiconductor wafer). The silica fine particles can be quantified based on the defect count.

前記欠陥カウントステップは、前記精密部品としての半導体ウェハ表面をレーザ光により走査し、光散乱強度を測定することにより、輝点欠陥を検出するものであることが好ましい。   The defect counting step preferably detects a bright spot defect by scanning the surface of the semiconductor wafer as the precision component with a laser beam and measuring the light scattering intensity.

各態様において、前記不純物は、チタン、バナジウム、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ルビジウム、ストロンチウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、インジウム、錫、アンチモン、テルル、セシウム、バリウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、イリジウム、白金、金、鉛、ビスマス、並びに希土類元素のグループから一以上選択される元素であることが好ましい。この態様では、不純物は、何れもイオン化エネルギーが低く(9.26eV未満)、ICP−MSで不純物を分析し、これに基づいて、シリカ微粒子を定量することが容易になる。   In each embodiment, the impurity is titanium, vanadium, zinc, gallium, germanium, rubidium, strontium, zirconium, niobium, molybdenum, ruthenium, rhodium, palladium, silver, indium, tin, antimony, tellurium, cesium, barium, hafnium, It is preferably an element selected from the group of tantalum, tungsten, rhenium, iridium, platinum, gold, lead, bismuth, and rare earth elements. In this embodiment, all the impurities have low ionization energy (less than 9.26 eV), and the impurities are analyzed by ICP-MS, and based on this, the silica fine particles can be easily quantified.

好ましい態様において、前記シリカ微粒子は、コロイダルシリカである。   In a preferred embodiment, the silica fine particles are colloidal silica.

好ましい態様において、前記シリカ微粒子は、粒径が1nm〜100nmである。この態様では、粒径が光の波長よりも短く、極めて良好な研磨性能を発揮することができる一方、このシリカ微粒子に含まれる不純物によって、研磨液に含まれていたシリカ微粒子を精密部品自身のケイ素成分から識別することが可能になる。   In a preferred embodiment, the silica fine particles have a particle size of 1 nm to 100 nm. In this embodiment, the particle size is shorter than the wavelength of light and can exhibit extremely good polishing performance. On the other hand, due to impurities contained in the silica fine particles, the silica fine particles contained in the polishing liquid are removed from the precision component itself. It becomes possible to distinguish from the silicon component.

好ましい態様において、前記不純物の含有量は、総質量の1ppmから10,000ppmまでの範囲である。この態様では、研磨液として好適な性能を維持しつつ、識別機能を発揮することが可能な範囲となる。   In a preferred embodiment, the content of the impurities ranges from 1 ppm to 10,000 ppm of the total mass. In this aspect, it becomes the range which can exhibit an identification function, maintaining performance suitable as polishing liquid.

好ましい態様において、前記精密部品を研磨する工程は、当該精密部品の最終研磨工程で使用されるものである。   In a preferred embodiment, the step of polishing the precision component is used in the final polishing step of the precision component.

好ましい態様において、前記不純物としての元素は、チタン、バナジウム、ガリウム、ゲルマニウム、ルビジウム、ストロンチウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ロジウム、パラジウム、銀、インジウム、錫、セシウム、バリウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、鉛、ビスマス、並びに希土類元素から選択されるものである。この態様では、不純物として選択される元素のグループのうち、同位体存在比が一つの原子量で70%以上であり、且つ原子量の同重量体の数が少ないものが不純物として選択されるので、検出感度をより向上させることができる。   In a preferred embodiment, the element as the impurity is titanium, vanadium, gallium, germanium, rubidium, strontium, zirconium, niobium, molybdenum, rhodium, palladium, silver, indium, tin, cesium, barium, hafnium, tantalum, tungsten, rhenium. , Lead, bismuth, and rare earth elements. In this embodiment, among the group of elements selected as the impurity, an isotope abundance ratio of 70% or more with one atomic weight and a small number of the same weight bodies with the atomic weight are selected as the impurities, Sensitivity can be further improved.

好ましい態様において、前記不純物としての元素は、希土類元素から選択されるものである。この態様では、不純物として選択される元素のグループのうち、安定している希土類元素が選択されるので、不純物としてコロイダルシリカ微粒子の中に含有させやすくなる。   In a preferred embodiment, the element as the impurity is selected from rare earth elements. In this embodiment, since a stable rare earth element is selected from the group of elements selected as impurities, it is easy to include them in the colloidal silica fine particles as impurities.

好ましい態様において、前記不純物としての元素は、ルテニウム、ロジウム、パラジウムのいずれか一つ以上である。この態様では、不純物として選択される元素のグループのうち、塩酸に溶けやすい元素が選択されるので、単離が容易になる。   In a preferred embodiment, the element as the impurity is at least one of ruthenium, rhodium, and palladium. In this embodiment, an element that is soluble in hydrochloric acid is selected from the group of elements selected as impurities, so that isolation is facilitated.

好ましい態様において、前記不純物としての元素は、ゲルマニウム、ストロンチウム、テルルのいずれか一つ以上である。この態様では、不純物として選択される元素のグループのうち、硝酸に溶けやすい元素が選択されるので、洗浄の際に落としやすくなる。これに対し、塩酸や硫酸等は洗浄に使うと鉄が付着するので好ましくないのである。   In a preferred embodiment, the element as the impurity is at least one of germanium, strontium, and tellurium. In this embodiment, an element that is easily soluble in nitric acid is selected from the group of elements selected as impurities, and thus it is easy to remove during cleaning. On the other hand, when hydrochloric acid, sulfuric acid, etc. are used for cleaning, iron adheres to them, which is not preferable.

好ましい態様において、前記不純物としての元素は、タングステン、タンタル、モリブデン、ニオブ、ジルコニウムのいずれか一つ以上である。この態様では、不純物として選択される元素のグループのうち、フッ化水素酸以外の酸に比較的安定で、加工中や洗浄中に溶出しないので、取り扱いが便利になる。   In a preferred embodiment, the element as the impurity is at least one of tungsten, tantalum, molybdenum, niobium, and zirconium. In this embodiment, the group of elements selected as impurities is relatively stable to acids other than hydrofluoric acid and does not elute during processing or cleaning, so that handling becomes convenient.

以上説明したように、本発明によれば、精密部品の表面に残存している研磨用のシリカ微粒子を検出することができ、その検出に基づいてコロイダルシリカを定量することができるので、従来よりも上流側の工程で、精密部品の良否を判定することが可能になる結果、後工程での歩留まりが向上し、生産性を高めることが可能になるという顕著な効果を奏する。     As described above, according to the present invention, it is possible to detect the silica fine particles for polishing remaining on the surface of the precision component, and it is possible to quantify the colloidal silica based on the detection. As a result, it is possible to determine the quality of precision parts in the upstream process. As a result, the yield in the subsequent process is improved, and the productivity can be increased.

従来のガラス基板の製造方法を示す工程フロー図である。It is a process flow figure showing the manufacturing method of the conventional glass substrate. 本発明の実施形態に係るガラス基板の製造方法を示す工程フロー図である。It is a process flow figure showing a manufacturing method of a glass substrate concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る半導体ウェハの製造方法を示す工程フロー図である。It is a process flow figure showing a manufacturing method of a semiconductor wafer concerning an embodiment of the present invention.

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について説明する。
[精密部品]
本実施形態は、種々の精密部品に適用することが可能である。精密部品は、基本的には、二酸化ケイ素を基本とするものであり、ハードディスク用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス素材、半導体ウェハ等が例示される。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[Precision parts]
The present embodiment can be applied to various precision parts. The precision parts are basically based on silicon dioxide, and examples thereof include a glass substrate for hard disk, a glass material for plasma display, and a semiconductor wafer.

例えば、ハードディスク用ガラス基板のガラス素材としては、Li2Oが3.6質量%、Na2Oが11.2質量%、K2Oが0.4質量%、MgOが0.6質量%、CaOが1.6質量%、Al23が14.9質量%、SiO2が64.5質量%、ZrO2が2.0質量%、CeO2が0.5質量%、SnO2が0.7質量%のものが好適である。 For example, as a glass material of a glass substrate for hard disk, Li 2 O is 3.6% by mass, Na 2 O is 11.2% by mass, K 2 O is 0.4% by mass, MgO is 0.6% by mass, CaO 1.6% by mass, Al 2 O 3 14.9% by mass, SiO 2 64.5% by mass, ZrO 2 2.0% by mass, CeO 2 0.5% by mass, SnO 2 0 7% by mass is preferred.

また、半導体ウェハとしては、高純度の金属ケイ素を精製した単結晶が基本となる。
[不純物を含むコロイダルシリカの製造方法]
シリカ微粒子としてのコロイダルシリカは、反応媒体中でアルキルシリケートを加水分解、重縮合反応して作成される。この時、合成を行う反応媒体に不純物を溶解させることにより、コロイダルシリカの中に不純物を含有させることができる。本実施形態は、3nm〜100nmの粒子径を有するコロイダルシリカを製造するに有効である。
The semiconductor wafer is basically a single crystal obtained by purifying high-purity metallic silicon.
[Method for producing colloidal silica containing impurities]
Colloidal silica as silica fine particles is prepared by hydrolysis and polycondensation reaction of alkyl silicate in a reaction medium. At this time, the impurities can be contained in the colloidal silica by dissolving the impurities in the reaction medium for synthesis. This embodiment is effective for producing colloidal silica having a particle diameter of 3 nm to 100 nm.

反応媒体は、アンモニア、ナトリウム、カリウム、リチウム等アルカリ金属の水酸化物、水溶性アミン、四級アンモニウム水酸化物等のアルカリを含む。特にアルカリ金属の水酸化物は、反応性が高く、好ましく使用される。アルカリ金属を含有しないコロイダルシリカを得たい場合には、含窒素塩基性化合物を使用する。   The reaction medium contains alkali metals such as ammonia, sodium, potassium and lithium, alkalis such as water-soluble amines and quaternary ammonium hydroxides. In particular, alkali metal hydroxides have high reactivity and are preferably used. In order to obtain colloidal silica containing no alkali metal, a nitrogen-containing basic compound is used.

本実施形態に使用されるアルキルシリケートは、珪酸モノマまたは重合度2〜10の珪酸オリゴマのアルキルエステルである。このアルキル基としては、1〜3の炭素数を有するものが好ましい。また分子内に異なったアルキル基を有する混合エステルや、これらアルキルシリケートの混合物も用いることができる。好ましいアルキルシリケートの例としては、テトラメチルシリケート、テトラエチルシリケート、メチルトリエチルシリケート等が挙げられる。   The alkyl silicate used in this embodiment is a silicic acid monomer or an alkyl ester of a silicic acid oligomer having a polymerization degree of 2 to 10. As this alkyl group, those having 1 to 3 carbon atoms are preferable. Also, mixed esters having different alkyl groups in the molecule and mixtures of these alkyl silicates can be used. Examples of preferred alkyl silicates include tetramethyl silicate, tetraethyl silicate, methyl triethyl silicate and the like.

不純物としては、チタン、バナジウム、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ルビジウム、ストロンチウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、インジウム、錫、アンチモン、テルル、セシウム、バリウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、イリジウム、白金、金、鉛、ビスマス、並びに希土類元素が好適である。本発明を実施する際には、上述した元素のグループから好適なものを1以上、選択することが好ましい。不純物は、原則として、精密部品を構成する組成にないこと、精密部品が遭遇する環境にないこと、ICP−MSで分析できること、安定していること、毒性がないことが条件である。特に希土類元素はそれに有効である。   Impurities include titanium, vanadium, zinc, gallium, germanium, rubidium, strontium, zirconium, niobium, molybdenum, ruthenium, rhodium, palladium, silver, indium, tin, antimony, tellurium, cesium, barium, hafnium, tantalum, tungsten, Rhenium, iridium, platinum, gold, lead, bismuth, and rare earth elements are preferred. In practicing the present invention, it is preferable to select one or more suitable elements from the group of elements described above. Impurities are, in principle, provided that they are not in the composition constituting the precision part, not in the environment where the precision part is encountered, can be analyzed by ICP-MS, are stable, and are not toxic. In particular, rare earth elements are effective for this.

ケイ素は、精密部品の組成に含まれるため、元素のグループから除外される。また、精密部品が磁気ディスク用ガラス基板の場合、ストロンチウム、チタン、亜鉛等の元素は、基板に含まれる場合があるため、グループから除外される。精密部品が半導体ウェハの場合では、ガリウムやインジウムが上記グループから除外される場合がある。   Silicon is excluded from the group of elements because it is included in the composition of precision parts. When the precision component is a magnetic disk glass substrate, elements such as strontium, titanium, and zinc are excluded from the group because they may be included in the substrate. When the precision component is a semiconductor wafer, gallium and indium may be excluded from the above group.

アルカリ金属(但し、Rb、Csを除く)や鉄、塩素、ニッケル、アルミニウムは、精密部品が遭遇する環境もしくは工程に存在するため、本実施形態では、元素のグループから除外される。   Alkali metals (except Rb and Cs), iron, chlorine, nickel and aluminum are excluded from the element group in this embodiment because they exist in the environment or process encountered by precision parts.

ICP−MSで測定可能という観点では、硫黄等のイオン化エネルギーが高い(9.26eV以上)元素も測定限界値が高いため、マーカーとして不向きである。好適なものは、チタン、バナジウム、ガリウム、ゲルマニウム、ルビジウム、ストロンチウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ロジウム、パラジウム、銀、インジウム、錫、セシウム、バリウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、鉛、ビスマス、並びに希土類元素である。   From the viewpoint of being measurable by ICP-MS, an element having high ionization energy such as sulfur (9.26 eV or more) is also unsuitable as a marker because of its high measurement limit value. Suitable are titanium, vanadium, gallium, germanium, rubidium, strontium, zirconium, niobium, molybdenum, rhodium, palladium, silver, indium, tin, cesium, barium, hafnium, tantalum, tungsten, rhenium, lead, bismuth, and It is a rare earth element.

安定している材質としては、希土類元素が好ましい。   As a stable material, a rare earth element is preferable.

毒性の観点からは、ベリリウム、ホウ素、ヒ素等環境面、人体面で悪影響が想定されるものは、除外される。   From the viewpoint of toxicity, those that are expected to have adverse effects on the environment and human body, such as beryllium, boron and arsenic, are excluded.

これらの条件を満たす不純物を反応媒体に加え、さらに不純物を含む反応媒体にアルキルシリケートを加えて、45℃からこの反応媒体の沸点以下の温度で、反応媒体とアルキルシリケートを接触させることにより、アルキルシリケートを加水分解反応させるとともに、これによって生じた反応媒体中の珪酸の重合反応を進行させることができる。そしてこの珪酸の重合反応の進行によって反応媒体中に、不純物を含むシリカの核粒子が生成し、その粒子成長によって3nm〜100nm、好ましくは5nm〜100nmの揃った粒子径を有するコロイダルシリカが生成する。   Impurities satisfying these conditions are added to the reaction medium, alkyl silicate is further added to the reaction medium containing impurities, and the reaction medium is brought into contact with the alkyl silicate at a temperature from 45 ° C. to the boiling point of the reaction medium. While allowing the silicate to undergo a hydrolysis reaction, the polymerization reaction of silicic acid in the reaction medium generated thereby can be advanced. As the silicic acid polymerization reaction proceeds, silica core particles containing impurities are generated in the reaction medium, and colloidal silica having a uniform particle size of 3 nm to 100 nm, preferably 5 nm to 100 nm, is generated by the particle growth. .

例えば、アルカリ性触媒として水酸化ナトリウムを3質量%、分散剤としてクエン酸三ナトリウムを2質量%添加し、さらに、不純物として酸化イットリウム、二酸化マンガン、塩化亜鉛をそれぞれ1質量%となるように溶解させた水溶液にテトラエチルシリケートを添加する態様をとることができる。その場合、反応媒体中の酸化イットリウムの含有量は、0.01%〜5.00%までが好ましい。これは低すぎると検出ができず、多すぎると反応を阻害するおそれがあるからである。反応は、例えば80℃で行い、反応終了後に未反応残渣をフィルターで除去してイットリウムを約100ppm含むコロイダルシリカを製造することができる(含有量は、コロイダルシリカをフッ化水素酸で溶解後ICP−MSで評価)。
[研磨液]
上記コロイダルシリカは、分散媒としての研磨用粒子分散液と混ぜ、種々の精密部品の最終研磨に使用する研磨液の主成分となる。
For example, 3% by weight of sodium hydroxide is added as an alkaline catalyst, 2% by weight of trisodium citrate is added as a dispersing agent, and yttrium oxide, manganese dioxide, and zinc chloride are dissolved as impurities in an amount of 1% by weight. In another embodiment, tetraethyl silicate can be added to the aqueous solution. In that case, the content of yttrium oxide in the reaction medium is preferably 0.01% to 5.00%. This is because if it is too low, it cannot be detected, and if it is too high, the reaction may be inhibited. The reaction is carried out, for example, at 80 ° C., and after completion of the reaction, unreacted residues can be removed with a filter to produce colloidal silica containing about 100 ppm of yttrium (content is ICP after dissolving the colloidal silica with hydrofluoric acid). -Evaluated by MS).
[Polishing liquid]
The colloidal silica is mixed with a polishing particle dispersion as a dispersion medium and becomes a main component of a polishing liquid used for final polishing of various precision parts.

本実施形態に係る研磨用粒子分散液は、ポリビニルアルコール、変成ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、(メタ)アクリル酸(共)重合体、ポリ(メタ)アクリルアミド(共)重合体、エチレングリコール等の水溶性ポリマーや、スルホン酸系、リン酸系、カルボン酸系、非イオン系の界面活性剤が好適である。   The polishing particle dispersion according to this embodiment is water-soluble such as polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, (meth) acrylic acid (co) polymer, poly (meth) acrylamide (co) polymer, and ethylene glycol. Polymers and sulfonic acid, phosphoric acid, carboxylic acid, and nonionic surfactants are preferred.

また、本実施形態に係る研磨用粒子分散液は、上記コロイダルシリカを含んだだけで研磨液として使用可能なものであるが、所望により、添加剤として、研磨促進剤、界面活性剤、複素環化合物、pH調整剤およびpH緩衝剤からなる群より選ばれる1種以上を添加して使用しても構わない。pH調整剤としては、無機酸や有機酸を用いる。例えば、無機酸としては、硝酸、硫酸、塩酸、過塩素酸、リン酸などが挙げられるが、硝酸が取り扱いやすさの点で好ましい。フッ化水素酸などのガラスに対して浸蝕性の大きい酸は、傷を顕在させるので用いることはできない。また、有機酸としては、シュウ酸、クエン酸などが挙げられる。   Further, the polishing particle dispersion according to the present embodiment can be used as a polishing liquid only by including the colloidal silica, but if desired, as an additive, a polishing accelerator, a surfactant, a heterocyclic ring can be used. You may add and use 1 or more types chosen from the group which consists of a compound, a pH adjuster, and a pH buffer. As the pH adjuster, an inorganic acid or an organic acid is used. For example, examples of the inorganic acid include nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, perchloric acid, phosphoric acid, and the like, and nitric acid is preferable in terms of ease of handling. Acids that are highly erodible to glass such as hydrofluoric acid cannot be used because they cause scratches. Examples of the organic acid include oxalic acid and citric acid.

本発明に係る研磨液には、精密部品の種類によっても異なるが、必要に応じて従来公知の研磨促進剤を使用することができる。   In the polishing liquid according to the present invention, a conventionally known polishing accelerator can be used as necessary, although it varies depending on the type of precision component.

次に、上述した研磨液を用いて二酸化ケイ素を基本とする精密部品の製造方法について説明する。
[ガラス基板の製造方法]
図2を参照して、精密部品がガラス基板である場合、従来技術と同様に、溶融工程1および研削工程2を実施する。次いで、実施形態1または2で製造されたコロイダルシリカを含有する研磨液を用いて、研磨工程3を行った後、洗浄工程4を施される。次いで、本実施形態では、サンプル検査工程10を実施する。
Next, a method for manufacturing precision parts based on silicon dioxide using the above-described polishing liquid will be described.
[Glass substrate manufacturing method]
Referring to FIG. 2, when the precision component is a glass substrate, a melting step 1 and a grinding step 2 are performed as in the prior art. Next, the polishing step 3 is performed using the polishing liquid containing colloidal silica produced in Embodiment 1 or 2, and then the cleaning step 4 is performed. Next, in this embodiment, a sample inspection process 10 is performed.

このサンプル検査工程10では、サンプルをいくつか抜き出して、コロイダルシリカを測定する。この測定検査では、前記ガラス基板の表面を溶液で溶解する溶解ステップと、前記溶解ステップを経た溶液中の不純物量からコロイダルシリカを定量する定量ステップとを備えている。   In this sample inspection process 10, several samples are extracted and colloidal silica is measured. This measurement inspection includes a dissolution step of dissolving the surface of the glass substrate with a solution, and a determination step of quantifying colloidal silica from the amount of impurities in the solution that has undergone the dissolution step.

上述した実施形態によって製造されるコロイダルシリカは、3nm〜100nmの粒の揃った粒子であるため、通常は、光学的表面分析装置(OSA)では検出されない。しかしながら、上述した所定の不純物を混入させることによって、この不純物が影となり、高周波誘導結合プラズマ質量分析装置(ICP−MS)での検出が可能になるのである。   The colloidal silica produced by the above-described embodiment is a particle having a uniform particle size of 3 nm to 100 nm, and thus is usually not detected by an optical surface analyzer (OSA). However, when the above-mentioned predetermined impurity is mixed, this impurity becomes a shadow, and detection by a high frequency inductively coupled plasma mass spectrometer (ICP-MS) becomes possible.

溶解ステップでは、硫酸等の溶液で溶解し、成分を分析可能とする。フッ化水素酸と硝酸を加えたもの、フッ化水素酸と塩酸を加えたものなど、フッ化水素酸に無機酸を加える形で溶解させたものであれば種々の態様を用いることが可能である。また、ICP−MSでの測定がしやすくなるので、フッ化水素酸と硝酸を加えた溶液で溶解することが好ましい。   In the dissolution step, the components can be analyzed by dissolving in a solution such as sulfuric acid. Various embodiments can be used as long as the inorganic acid is added to hydrofluoric acid, such as hydrofluoric acid and nitric acid, hydrofluoric acid and hydrochloric acid. is there. Moreover, since it becomes easy to measure by ICP-MS, it is preferable to dissolve in a solution containing hydrofluoric acid and nitric acid.

次いで、定量ステップでは、ICP−MSで不純物の成分を検出することにより、当該不純物を含んでいたコロイダルシリカを定量することが可能になる。
[半導体ウェハの製造方法]
図3を参照して、精密部品が半導体ウェハの場合、インゴット成長工程20、外形研削工程21、エッチング工程22、スラッシング工程23、面取り工程24、ラッピング工程25、エッチング工程26、鏡面研磨工程27、洗浄工程28、並びにサンプル検査工程29が実施される。
Next, in the quantification step, it is possible to quantify the colloidal silica containing the impurity by detecting the component of the impurity by ICP-MS.
[Method of manufacturing semiconductor wafer]
Referring to FIG. 3, when the precision component is a semiconductor wafer, ingot growth process 20, external grinding process 21, etching process 22, slashing process 23, chamfering process 24, lapping process 25, etching process 26, mirror polishing process 27, A cleaning process 28 and a sample inspection process 29 are performed.

まず、インゴット成長工程20では、チョクラルスキー法(CZ法)やフローティングゾーン法(FZ法)などにより単結晶の半導体インゴットを成長させる。   First, in the ingot growth step 20, a single crystal semiconductor ingot is grown by the Czochralski method (CZ method), the floating zone method (FZ method), or the like.

外形研削工程21では、単結晶の半導体インゴットの先端部及び終端部が切断される。そして、この外形研削工程21において、直径を均一にするために半導体インゴットの外周を円筒研削盤等により研削してブロック体とし、外周形状が整えられる。   In the external grinding step 21, the front end portion and the end portion of the single crystal semiconductor ingot are cut. In this external grinding step 21, the outer periphery of the semiconductor ingot is ground with a cylindrical grinder or the like in order to make the diameter uniform, and the outer peripheral shape is adjusted.

エッチング工程22では、必要に応じて、エッチング液に浸漬されて、エッチングされる。   In the etching step 22, etching is performed by being immersed in an etching solution as necessary.

スラッシング工程23では、外形研削工程21を経たブロック体が特定の結晶方位を示すために、オリエンテーションフラットやオリエンテーションノッチをこのブロック体に施す。このプロセスの後、ブロック体は、棒軸方向に対して所定角度をもってワイヤソー等によりスライスされ、ウェハとなる。   In the slashing step 23, an orientation flat or an orientation notch is applied to the block body so that the block body that has undergone the external grinding step 21 exhibits a specific crystal orientation. After this process, the block body is sliced with a wire saw or the like at a predetermined angle with respect to the rod axis direction to become a wafer.

面取り工程24では、周辺部の欠けやチッピングを防止するために、スラッシング工程S3を経てスライスされたウェハの周辺に面取り加工が行われる。すなわち、ウェハの外周部が面取り用砥石により、所定の形状に面取りされる。これにより、ウェハの外周部は、所定の丸みを帯びた形状に成形される。   In the chamfering step 24, chamfering is performed on the periphery of the wafer sliced through the thrashing step S3 in order to prevent chipping and chipping of the peripheral portion. That is, the outer peripheral portion of the wafer is chamfered into a predetermined shape by the chamfering grindstone. Thereby, the outer peripheral portion of the wafer is formed into a predetermined rounded shape.

ラッピング工程25では、スライス等の工程で生じた薄円板状のウェハ表裏面の凹凸層をラッピングにより平坦化される。このラッピング工程では、ウェハを、互いに平行なラッピング定盤の間に配置し、ラッピング定盤とウェハとの間に、アルミナ砥粒、分散剤、水の混合物であるラッピング液を流し込む。そして、加圧下で回転・すり合わせを行い、ウェハ表裏両面をラッピングする。これにより、ウェハ表裏面の平坦度とウェハの平行度とが高まる。   In the lapping step 25, the concavo-convex layers on the front and back surfaces of the thin disk-like wafer generated in the slicing step and the like are flattened by lapping. In this lapping step, the wafer is placed between lapping surface plates parallel to each other, and a lapping solution that is a mixture of alumina abrasive grains, a dispersant, and water is poured between the lapping surface plate and the wafer. Then, rotation and rubbing are performed under pressure to wrap the front and back surfaces of the wafer. This increases the flatness of the wafer front and back surfaces and the parallelism of the wafer.

エッチング工程26では、ラッピング工程S5を経たウェハをエッチング液に浸漬されてエッチングする。このエッチング工程では、面取り工程24やラッピング工程25のような機械加工プロセスによって導入された加工変質層をエッチングによって完全に除去する。   In the etching step 26, the wafer that has undergone the lapping step S5 is immersed in an etching solution and etched. In this etching process, the work-affected layer introduced by the machining process such as the chamfering process 24 and the lapping process 25 is completely removed by etching.

鏡面研磨工程27では、例えば、3段階でウェハの表面が研磨される。
(1)外周研磨工程
まず、エッチング工程26を経たウェハは、外周部が外周研磨される。これにより、ウェハの面取り面が鏡面仕上げされる。外周研磨工程では、ウェハの面取り面を、遊離砥粒を含有する研磨液を供給しながら研磨布に押し付けて、鏡面に研磨する。
(2)粗研磨工程
次に、外周研磨工程を経たウェハは、表裏面を同時に研磨する両面研磨装置又は表裏面を片面ずつ研磨する片面研磨装置を用いて、表面が粗研磨される。粗研磨工程では、ウェハの所定の面を、遊離砥粒を含有する研磨液を供給しながら研磨布に押し付けて、5〜10μmの研磨量で研磨する。研磨布としては、例えばポリエステルフェルトにポリウレタンを含浸させた多孔性の不織布タイプの研磨布が挙げられる。なお、この粗研磨は1段階でもよく(1次研磨)、多段階でもよい(1次研磨、2次研磨、・・・)。すなわち、この粗研磨とは、最終的な鏡面仕上げを行う仕上げ研磨の前の全ての研磨工程を意味する。
(3)仕上げ研磨工程
粗研磨工程を経たウェハには、さらに表裏面を同時に研磨する両面同時研磨装置又は表裏面を片面ずつ研磨する片面研磨装置を用いて、仕上げ研磨が行われる。仕上げ研磨工程では、上述した本実施形態の研磨液をウェハの所定の面に供給しながら研磨布に押し付けて、1μm以下の研磨量で鏡面に研磨する。研磨布としては、例えば不織布の基布の上にポリウレタンを発泡させた2層のスウェード状研磨布が挙げられる。この仕上げ研磨により、鏡面研磨が完了する。
In the mirror polishing step 27, for example, the surface of the wafer is polished in three stages.
(1) Outer peripheral polishing step First, the outer peripheral portion of the wafer that has undergone the etching step 26 is subjected to outer peripheral polishing. Thereby, the chamfered surface of the wafer is mirror finished. In the peripheral polishing step, the chamfered surface of the wafer is pressed against a polishing cloth while supplying a polishing liquid containing loose abrasive grains, and polished to a mirror surface.
(2) Rough Polishing Step Next, the surface of the wafer that has undergone the peripheral polishing step is roughly polished using a double-side polishing apparatus that simultaneously polishes the front and back surfaces or a single-side polishing apparatus that polishes the front and back surfaces one by one. In the rough polishing step, a predetermined surface of the wafer is pressed against a polishing cloth while supplying a polishing liquid containing free abrasive grains, and is polished with a polishing amount of 5 to 10 μm. Examples of the polishing cloth include a porous nonwoven cloth type polishing cloth in which a polyester felt is impregnated with polyurethane. The rough polishing may be performed in one step (primary polishing) or in multiple steps (primary polishing, secondary polishing,...). That is, the rough polishing means all polishing steps before final polishing for performing final mirror finish.
(3) Final polishing process The wafer that has undergone the rough polishing process is further subjected to final polishing using a double-sided simultaneous polishing apparatus that simultaneously polishes the front and back surfaces or a single-side polishing apparatus that polishes the front and back surfaces one by one. In the final polishing step, the polishing liquid of the present embodiment described above is pressed against the polishing cloth while being supplied to a predetermined surface of the wafer, and polished to a mirror surface with a polishing amount of 1 μm or less. Examples of the abrasive cloth include a two-layer suede-like abrasive cloth in which polyurethane is foamed on a nonwoven fabric base cloth. By this finish polishing, the mirror polishing is completed.

洗浄工程28では、鏡面研磨工程27を経たウェハを仕上げ洗浄する。具体的には、RCA洗浄液により洗浄される。その後、検査が施されて、最終的なウェハ製品として出荷される。なお、鏡面研磨工程27を経たウェハを洗浄工程28に供する前に、必要に応じて保管液中で一時的に保管してもよい。すなわち、鏡面研磨工程27を経たウェハは、次工程である仕上げ洗浄工程に送られるが、洗浄工程に送られるまでの待ち時間(搬送に要する時間等)に、保管液中で一時的に保管される場合がある。これは、ウェハを大気中に放置したのでは、研磨液が乾燥してウェハの表面に固着し、洗浄工程で除去することが困難になるためである。保管液としては、クエン酸等のキレート剤を含有する水溶液が挙げられる。   In the cleaning step 28, the wafer that has undergone the mirror polishing step 27 is finished and cleaned. Specifically, it is cleaned with an RCA cleaning solution. Thereafter, the inspection is performed and shipped as a final wafer product. Note that the wafer that has undergone the mirror polishing step 27 may be temporarily stored in a storage solution as necessary before being subjected to the cleaning step 28. That is, the wafer that has undergone the mirror polishing step 27 is sent to the final cleaning step, which is the next step, but is temporarily stored in the storage liquid during a waiting time (such as time required for conveyance) until it is sent to the cleaning step. There is a case. This is because if the wafer is left in the atmosphere, the polishing liquid dries and adheres to the surface of the wafer, making it difficult to remove in the cleaning process. Examples of the storage solution include an aqueous solution containing a chelating agent such as citric acid.

サンプル検査工程29では、パーティクル検出装置でシリカ中に含まれる不純物からコロイダルシリカ付着量を算出する工程を含む。上述したように、半導体ウェハを最終的に研磨する際の研磨材には、不純物を含有するシリカ微粒子が含まれているので、そのシリカ微粒子の不純物をウェハの表面の輝点欠陥(Light Point Defect:LPD)として検出することが可能となる。   The sample inspection step 29 includes a step of calculating a colloidal silica adhesion amount from impurities contained in the silica by a particle detection device. As described above, since the polishing material used for finally polishing a semiconductor wafer includes silica fine particles containing impurities, the impurities of the silica fine particles are caused to cause bright spot defects (Light Point Defect) on the surface of the wafer. : LPD).

アルカリ性触媒として水酸化ナトリウムを3質量%、分散剤としてクエン酸三ナトリウムを2質量%添加し、さらに、不純物として酸化イットリウム、二酸化マンガン、塩化亜鉛をそれぞれ1質量%となるように溶解させた水溶液にテトラエチルシリケートを添加し、さらに上述して得られた研磨液を製造した。   An aqueous solution in which 3% by weight of sodium hydroxide is added as an alkaline catalyst, 2% by weight of trisodium citrate is added as a dispersant, and yttrium oxide, manganese dioxide, and zinc chloride are dissolved as impurities in an amount of 1% by weight. Tetraethyl silicate was added to the above, and the above-obtained polishing liquid was produced.

この研磨液を用いて、表1に示すガラス素材を最終研磨し、精密部品としてのハードディスクドライブ用のガラス基板を5枚製造した。   Using this polishing liquid, the glass materials shown in Table 1 were finally polished to produce five glass substrates for hard disk drives as precision parts.

Figure 2012011488
Figure 2012011488

ガラス基板は、図2の工程1〜4により、溶融工程、研削工程、研磨工程、洗浄工程を施した段階のものである。研磨工程では、実施形態の製造方法で製造したイットリウムを含む研磨液で、ガラス基板を最終研磨し、洗浄・乾燥を行った。   The glass substrate is in a stage where a melting process, a grinding process, a polishing process, and a cleaning process are performed in steps 1 to 4 in FIG. In the polishing step, the glass substrate was finally polished with a polishing liquid containing yttrium manufactured by the manufacturing method of the embodiment, and washed and dried.

次いで、サンプル検査工程を実施した。このサンプル検査工程では、不純物を含有するシリカ微粒子を主成分とする研磨液の効果を確認するため、洗浄後のガラス基板を光学的表面分析装置(OSA)で検査して欠陥部位をカウントする欠陥カウントステップを事前に行い、次いで溶解ステップと定量ステップとを実施した。欠陥カウントステップでは、OSAとして、ケーエルエー・テンコール株式会社製のCandela6300を使用し、5枚のガラス基板を検査した。それぞれ欠陥カウントは、表2の通りであった。   Next, a sample inspection process was performed. In this sample inspection process, in order to confirm the effect of a polishing liquid mainly composed of silica fine particles containing impurities, a defect in which a glass substrate after cleaning is inspected with an optical surface analyzer (OSA) and a defect site is counted. A counting step was performed in advance, followed by a lysis step and a quantification step. In the defect counting step, Candela 6300 manufactured by KLA-Tencor Corporation was used as the OSA, and five glass substrates were inspected. The defect counts were as shown in Table 2, respectively.

Figure 2012011488
Figure 2012011488

次に、溶解ステップとして、これら5枚のガラス基板をそれぞれフッ化水素酸0.1%で硫酸3N(超純水使用)の水溶液に浸漬し、80℃まで加熱してコロイダルシリカを溶解させた。その後、定量ステップとして、その液をアジレントテクノロジー社製の高周波誘導結合プラズマ質量分析装置(7700s)でイットリウムの量を測定し、検量線からガラス基板に付着しているコロイダルシリカを定量した。結果は表3の通りであった。   Next, as a dissolution step, these five glass substrates were each immersed in an aqueous solution of 3N sulfuric acid (using ultrapure water) with 0.1% hydrofluoric acid, and heated to 80 ° C. to dissolve the colloidal silica. . Thereafter, as a quantitative step, the amount of yttrium was measured with a high-frequency inductively coupled plasma mass spectrometer (7700 s) manufactured by Agilent Technologies, and the colloidal silica adhering to the glass substrate was quantitatively determined from the calibration curve. The results are shown in Table 3.

Figure 2012011488
Figure 2012011488

表3から明らかなように、これまでのOSAによる付着物の評価では差がなかったガラス基板であっても、不純物を検出することにより、その検出量に差があることがわかった。   As is clear from Table 3, it was found that even if the glass substrate had no difference in the evaluation of the deposits by OSA so far, the detected amount was different by detecting the impurities.

以上により、これまで検出されていなかったコロイダルシリカの付着が定量的に検出できるようになるため、精密部品の品質向上に寄与できる。   As described above, the adhesion of colloidal silica that has not been detected so far can be quantitatively detected, which can contribute to the improvement of the quality of precision parts.

アルカリ性触媒として水酸化ナトリウムを3質量%、分散剤としてクエン酸三ナトリウムを2質量%添加し、さらに、不純物として酸化イットリウム、二酸化マンガン、塩化亜鉛をそれぞれ1質量%となるように溶解させた水溶液にテトラエチルシリケートを添加し、さらに上述して得られた研磨液を製造した。   An aqueous solution in which 3% by weight of sodium hydroxide is added as an alkaline catalyst, 2% by weight of trisodium citrate is added as a dispersant, and yttrium oxide, manganese dioxide, and zinc chloride are dissolved as impurities in an amount of 1% by weight. Tetraethyl silicate was added to the above, and the above-obtained polishing liquid was produced.

この研磨液を用いて、半導体デバイスに用いられるSiO2酸化膜を形成している精密部品としてのシリコンウエハ基板(直径200mm)を製造した。シリコンウエハ基板は、図3の各工程20〜27を経て、上記実施形態に係る研磨液で研磨したものである。 Using this polishing liquid, a silicon wafer substrate (diameter 200 mm) as a precision part on which a SiO 2 oxide film used for a semiconductor device was formed was manufactured. The silicon wafer substrate is polished with the polishing liquid according to the above-described embodiment through steps 20 to 27 in FIG.

研磨後のシリコンウエハ基板をRCA洗浄、乾燥後、3枚のサンプル品をパーティクル検出装置で評価した。   After polishing the silicon wafer substrate after RCA cleaning and drying, three sample products were evaluated with a particle detector.

Figure 2012011488
Figure 2012011488

表4から明らかなように、これまでは、検出が困難であったシリコンウエハ基板に残存するシリカ微粒子であっても、本実施例では、研磨液のシリカ微粒子の中含まれる不純物を検出することにより、有効にシリコンウエハ基板の良否を判定することが可能になった。   As is apparent from Table 4, even in the case of silica fine particles remaining on the silicon wafer substrate that have been difficult to detect until now, in this embodiment, impurities contained in the silica fine particles of the polishing liquid are detected. Thus, it is possible to determine the quality of the silicon wafer substrate effectively.

上述した実施の形態は、本発明の好ましい具体例を例示したものに過ぎず、本発明は上述した実施形態に限定されない。本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることはいうまでもない。   The above-described embodiment is merely a preferred specific example of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment. It goes without saying that various modifications are possible within the scope of the claims of the present invention.

Claims (13)

不純物を組成内に含有したシリカ微粒子を含む研磨液で二酸化ケイ素を基本とする精密部品を研磨する研磨工程と、前記研磨工程後の精密部品を洗浄する洗浄工程とを経た前記精密部品に残存しているシリカ微粒子を測定するシリカ微粒子の測定方法であって、
前記洗浄工程後に、前記精密部品の表面を溶液で溶解する溶解ステップと、
前記溶解ステップを経た溶液中の不純物量からシリカ微粒子を定量する定量ステップと
を備えていることを特徴とするシリカ微粒子の測定方法。
It remains in the precision part that has undergone a polishing process for polishing a precision part based on silicon dioxide with a polishing liquid containing silica fine particles containing impurities in the composition, and a cleaning process for cleaning the precision part after the polishing process. A method for measuring silica fine particles for measuring silica fine particles,
A dissolution step of dissolving the surface of the precision part with a solution after the cleaning step;
And a quantitative step of quantifying the silica fine particles from the amount of impurities in the solution that has undergone the dissolution step.
不純物を組成内に含有したシリカ微粒子を含む研磨液で二酸化ケイ素を基本とする精密部品を研磨する研磨工程と、前記研磨工程後の精密部品を洗浄する洗浄工程とを経た前記精密部品に残存しているシリカ微粒子を測定するシリカ微粒子の測定方法であって、
前記洗浄工程後に、前記精密部品の表面にある欠陥部位を光学的にカウントして、前記シリカ微粒子に含まれる前記不純物を検出する欠陥カウントステップを備えている
ことを特徴とするシリカ微粒子の測定方法。
It remains in the precision part that has undergone a polishing process for polishing a precision part based on silicon dioxide with a polishing liquid containing silica fine particles containing impurities in the composition, and a cleaning process for cleaning the precision part after the polishing process. A method for measuring silica fine particles for measuring silica fine particles,
A method for measuring silica fine particles, comprising: a defect counting step for optically counting defect sites on the surface of the precision component after the cleaning step and detecting the impurities contained in the silica fine particles. .
請求項2記載のシリカ微粒子の測定方法において、
前記欠陥カウントステップは、前記精密部品としての半導体ウェハ表面をレーザ光により走査し、光散乱強度を測定することにより、輝点欠陥を検出するものである
ことを特徴とするシリカ微粒子の測定方法。
In the measuring method of the silica fine particles according to claim 2,
In the defect counting step, a bright spot defect is detected by scanning the surface of the semiconductor wafer as the precision component with a laser beam and measuring the light scattering intensity.
請求項1から3の何れか1項に記載のシリカ微粒子の測定方法において、
前記不純物は、チタン、バナジウム、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ルビジウム、ストロンチウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、インジウム、錫、アンチモン、テルル、セシウム、バリウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、イリジウム、白金、金、鉛、ビスマス、並びに希土類元素のグループから一以上選択される元素である
ことを特徴とするシリカ微粒子の測定方法。
In the measuring method of the silica fine particles according to any one of claims 1 to 3,
The impurities include titanium, vanadium, zinc, gallium, germanium, rubidium, strontium, zirconium, niobium, molybdenum, ruthenium, rhodium, palladium, silver, indium, tin, antimony, tellurium, cesium, barium, hafnium, tantalum, tungsten, A method for measuring fine silica particles, which is an element selected from the group consisting of rhenium, iridium, platinum, gold, lead, bismuth, and rare earth elements.
請求項1から4の何れか1項に記載のシリカ微粒子の測定方法において、
前記シリカ微粒子は、コロイダルシリカである
ことを特徴とするシリカ微粒子の測定方法。
In the measuring method of the silica fine particles according to any one of claims 1 to 4,
The method for measuring silica fine particles, wherein the silica fine particles are colloidal silica.
請求項1から5の何れか1項に記載のシリカ微粒子の測定方法において、
前記シリカ微粒子は、粒径が1nm〜100nmである
ことを特徴とするシリカ微粒子の測定方法。
In the measuring method of the silica fine particles according to any one of claims 1 to 5,
The silica fine particles have a particle size of 1 nm to 100 nm.
請求項1から6の何れか1項に記載のシリカ微粒子の測定方法において、
前記不純物の含有量は、総質量の1ppmから10,000ppmまでの範囲である
ことを特徴とするシリカ微粒子の測定方法。
In the measuring method of the silica fine particles according to any one of claims 1 to 6,
Content of the said impurity is the range from 1 ppm to 10,000 ppm of total mass. The measuring method of the silica particle characterized by the above-mentioned.
請求項1から7の何れか1項に記載のシリカ微粒子の測定方法において、
前記研磨工程は、当該精密部品の最終研磨工程である
ことを特徴とするシリカ微粒子の測定方法。
In the measuring method of the silica fine particles according to any one of claims 1 to 7,
The method for measuring silica fine particles, wherein the polishing step is a final polishing step of the precision part.
請求項1から8の何れか1項に記載のシリカ微粒子の測定方法において、
前記不純物としての元素は、チタン、バナジウム、ガリウム、ゲルマニウム、ルビジウム、ストロンチウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ロジウム、パラジウム、銀、インジウム、錫、セシウム、バリウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、鉛、ビスマス、並びに希土類元素から選択されるものである
ことを特徴とするシリカ微粒子の測定方法。
In the measuring method of the silica fine particles according to any one of claims 1 to 8,
Elements as the impurities are titanium, vanadium, gallium, germanium, rubidium, strontium, zirconium, niobium, molybdenum, rhodium, palladium, silver, indium, tin, cesium, barium, hafnium, tantalum, tungsten, rhenium, lead, bismuth. And a method for measuring silica fine particles, wherein the silica fine particles are selected from rare earth elements.
請求項1から9の何れか1項に記載のシリカ微粒子の測定方法において、
前記不純物としての元素は、希土類元素から選択されるものである
ことを特徴とするシリカ微粒子の測定方法。
In the measuring method of the silica fine particles according to any one of claims 1 to 9,
The element as the impurity is selected from rare earth elements. A method for measuring silica fine particles, wherein:
請求項1から8の何れか1項に記載のシリカ微粒子の測定方法において、
前記不純物としての元素は、ルテニウム、ロジウム、パラジウムのいずれか一つ以上である
ことを特徴とするシリカ微粒子の測定方法。
In the measuring method of the silica fine particles according to any one of claims 1 to 8,
The element as the impurity is at least one of ruthenium, rhodium, and palladium.
請求項1から8の何れか1項に記載のシリカ微粒子の測定方法において、
前記不純物としての元素は、ゲルマニウム、ストロンチウム、テルルのいずれか一つ以上である
ことを特徴とするシリカ微粒子の測定方法。
In the measuring method of the silica fine particles according to any one of claims 1 to 8,
The element as the impurity is at least one of germanium, strontium, and tellurium.
請求項1から8の何れか1項に記載のシリカ微粒子の測定方法において、
前記不純物としての元素は、タングステン、タンタル、モリブデン、ニオブ、ジルコニウムのいずれか一つ以上である
ことを特徴とするシリカ微粒子の測定方法。
In the measuring method of the silica fine particles according to any one of claims 1 to 8,
The element as the impurity is at least one of tungsten, tantalum, molybdenum, niobium, and zirconium.
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