JP2868885B2 - シリコンウェハの研磨液及び研磨方法 - Google Patents
シリコンウェハの研磨液及び研磨方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、シリコンウェハのラッピングあるいはポリ
ッシングにおいて、金属系汚染物質がウェハ表面に付着
するのを防止するための研磨方法に関するものである。
ッシングにおいて、金属系汚染物質がウェハ表面に付着
するのを防止するための研磨方法に関するものである。
従来の技術 近年、デバイスの高集積化に伴って、その基板となる
シリコンウェハの表面をより一層清浄化することが強く
望まれている。
シリコンウェハの表面をより一層清浄化することが強く
望まれている。
一般にシリコンウェハは、円盤状に切り出された後、
ラッピング、エッチング、ポリッシング、洗浄の各工程
を経て、加工歪や汚染物質が除去された平滑な表面の製
品となる。最終製品の表面に遷移金属等の金属系汚染物
質があると、酸化誘起積層欠陥の発生やライフタイムの
低下といった、シリコンウェハの品質上の問題が生じ、
さらにデバイスの電気特性劣化の原因ともなる。
ラッピング、エッチング、ポリッシング、洗浄の各工程
を経て、加工歪や汚染物質が除去された平滑な表面の製
品となる。最終製品の表面に遷移金属等の金属系汚染物
質があると、酸化誘起積層欠陥の発生やライフタイムの
低下といった、シリコンウェハの品質上の問題が生じ、
さらにデバイスの電気特性劣化の原因ともなる。
また、シリコン粒子や塵等の微粒子汚染物質（パーテ
ィクルとも言われる）が存在しても、デバイスの配線の
断線やショートの原因となる。したがって、これら汚染
物質を極力低減することが必要である。
ィクルとも言われる）が存在しても、デバイスの配線の
断線やショートの原因となる。したがって、これら汚染
物質を極力低減することが必要である。
このため、上記従来の製造工程において使用される薬
品類には、一般の工業用グレード、一級グレード、特級
グレードのものに比べて、微粒子や不純物金属成分の少
ない非常に純度の高いELグレードと言われるものが採用
されている、しかし、このような高純度の薬品類を使用
し、かつ器具類も充分に洗浄する等の注意を払っても、
洗浄後のシリコンウェハ表面から金属系汚染物質が検出
されることがある。
品類には、一般の工業用グレード、一級グレード、特級
グレードのものに比べて、微粒子や不純物金属成分の少
ない非常に純度の高いELグレードと言われるものが採用
されている、しかし、このような高純度の薬品類を使用
し、かつ器具類も充分に洗浄する等の注意を払っても、
洗浄後のシリコンウェハ表面から金属系汚染物質が検出
されることがある。
発明が解決しようとする課題 シリコンウェハ表面の清浄度を評価する方法の一つ
に、マイクロ波反射法によるライフタイム（以下、再結
合ライフタイムという）を調べる方法がある。本発明者
は、この方法を用いて、シリコンウェハの各製造工程に
おける表面の汚染につき徹底的に調査した。その結果、
シリコンウェハ表面の金属系汚染物質は、使用する薬品
類に元々含まれていた不純物金属、および製造装置を構
成する金属材料に主として起因し、特にFe汚染によって
再結合ライフタイムが劣化することが判明した。
に、マイクロ波反射法によるライフタイム（以下、再結
合ライフタイムという）を調べる方法がある。本発明者
は、この方法を用いて、シリコンウェハの各製造工程に
おける表面の汚染につき徹底的に調査した。その結果、
シリコンウェハ表面の金属系汚染物質は、使用する薬品
類に元々含まれていた不純物金属、および製造装置を構
成する金属材料に主として起因し、特にFe汚染によって
再結合ライフタイムが劣化することが判明した。
本発明者がシリコンウェハのラッピング、エッチン
グ、ポリッシング、洗浄各工程終了後のFe汚染量を測定
した結果を第１表に示す。ラッピングは砥粒としてアル
ミナを水に分散させた弱アルカリ性の研磨液で行い、エ
ッチングは酸で行い、ポリッシングは砥粒としてシリカ
を分散させた、強アルカリ性の研磨液で行い、洗浄はア
ンモニアと過酸化水素の混合液で行ったものである。
グ、ポリッシング、洗浄各工程終了後のFe汚染量を測定
した結果を第１表に示す。ラッピングは砥粒としてアル
ミナを水に分散させた弱アルカリ性の研磨液で行い、エ
ッチングは酸で行い、ポリッシングは砥粒としてシリカ
を分散させた、強アルカリ性の研磨液で行い、洗浄はア
ンモニアと過酸化水素の混合液で行ったものである。
第１表から判るように、シリコンウェハは主にラッピ
ング工程およびポリッシング工程でFe汚染を受ける。ラ
ッピング工程の研磨液は、水にアルミナ（Al2O3）を分
散させたもので、副成分として少量の有機アミンを含有
しているため、弱アルカリ性になっており、不純物とし
て0.05〜0.1％ものFeが含まれている。
ング工程およびポリッシング工程でFe汚染を受ける。ラ
ッピング工程の研磨液は、水にアルミナ（Al2O3）を分
散させたもので、副成分として少量の有機アミンを含有
しているため、弱アルカリ性になっており、不純物とし
て0.05〜0.1％ものFeが含まれている。
エッチング工程では、水酸化カリウム等のアルカリ溶
液、あるいは硝酸と弗酸の混酸等の酸溶液でシリコンウ
ェハの表面を溶解するが、アルカリ溶液の場合はFeやZn
で汚染されやすい。
液、あるいは硝酸と弗酸の混酸等の酸溶液でシリコンウ
ェハの表面を溶解するが、アルカリ溶液の場合はFeやZn
で汚染されやすい。
ポリッシング工程の研磨液は、シリコンウェハに対し
エッチング作用を持たせるため、媒体である水に水酸化
カリウムまたはアンモニアを添加し、それにシリカ（Si
O2）を分散させたもので、PHが約10の強アルカリ性にな
っており、不純物として１〜3ppmのFeが含まれている。
エッチング作用を持たせるため、媒体である水に水酸化
カリウムまたはアンモニアを添加し、それにシリカ（Si
O2）を分散させたもので、PHが約10の強アルカリ性にな
っており、不純物として１〜3ppmのFeが含まれている。
洗浄工程は、希弗酸水溶液、塩酸と過酸化水素の混合
水溶液、硫酸と過酸化水素の混合水溶液、あるいはアン
モニアと過酸化水素の混合水溶液を洗浄液として行われ
る。
水溶液、硫酸と過酸化水素の混合水溶液、あるいはアン
モニアと過酸化水素の混合水溶液を洗浄液として行われ
る。
また、シリコンウェハの製造装置には、ステンレス鋼
や真鍮が多用されているが、その構成成分であるFe、C
r、Cu、Zn等が研磨液、エッチング液および洗浄液等に
溶出し、この汚染液でシリコンウェハが汚染されること
がある。
や真鍮が多用されているが、その構成成分であるFe、C
r、Cu、Zn等が研磨液、エッチング液および洗浄液等に
溶出し、この汚染液でシリコンウェハが汚染されること
がある。
上述のように、ラッピング、エッチング、ポリッシン
グおよび洗浄の各工程において、アルカリ性溶液を使用
した場合には特にFeの汚染を受けやすい。
グおよび洗浄の各工程において、アルカリ性溶液を使用
した場合には特にFeの汚染を受けやすい。
本発明者は、100ppbのFeを含むアルカリ溶液で、シリ
コンウェハをエッチングした結果、Fe汚染量が1015atom
s/cm2台の高濃度になったことを確認している。
コンウェハをエッチングした結果、Fe汚染量が1015atom
s/cm2台の高濃度になったことを確認している。
エッチングを酸で行った場合は、第１表に示したよう
に、前工程のラッピングでの汚染Feはかなり除去される
が、ポリッシング工程が強アルカリ溶液で行われるため
再びFeで汚染され、後工程の洗浄で除去されずに製品に
極微量のFeが残存することがある。
に、前工程のラッピングでの汚染Feはかなり除去される
が、ポリッシング工程が強アルカリ溶液で行われるため
再びFeで汚染され、後工程の洗浄で除去されずに製品に
極微量のFeが残存することがある。
Feの場合には極微量の汚染でもウェハ品質の低下を招
くのであって、例えばシリコンウェハの表面が８×1011
atoms/cm2程度のFeで汚染されても、再結合ライフタイ
ムが低下することが知られている（大塚ら、第34回半導
体・集積回路技術シンポジウム予稿集、1988年、P.3
7）。
くのであって、例えばシリコンウェハの表面が８×1011
atoms/cm2程度のFeで汚染されても、再結合ライフタイ
ムが低下することが知られている（大塚ら、第34回半導
体・集積回路技術シンポジウム予稿集、1988年、P.3
7）。
本発明は、シリコンウェハの製造工程のうちで最もFe
汚染を受け易いラッピングおよびポリッシング工程にお
いて、Fe等の金属系汚染物質がウェハ表面に付着するの
を防止することによって、酸化誘起積層欠陥の発生やラ
イフタイムの低下といった問題がなく、かつデバイスに
したときの電気特性劣化のおそれもない、高清浄度のシ
リコンウェハを製造することを目的とする。
汚染を受け易いラッピングおよびポリッシング工程にお
いて、Fe等の金属系汚染物質がウェハ表面に付着するの
を防止することによって、酸化誘起積層欠陥の発生やラ
イフタイムの低下といった問題がなく、かつデバイスに
したときの電気特性劣化のおそれもない、高清浄度のシ
リコンウェハを製造することを目的とする。
課題を解決するための手段および作用 本発明者は、従来のラッピングやポリッシングにおい
て、研磨液中のFeによりシリコンウェハの表面が汚染さ
れる理由は、アルカリ性の研磨液中のFeが、水に不溶の
水酸化第二鉄Fe（OH）３としてコロイド状に分散してい
て、表面が研磨により活性化されたシリコンウェハに、
これが吸着するためであると推察し、研磨液中のFeをFe
（OH）３とは異なる化合物にすることによって、吸着を
防止することを検討した。
て、研磨液中のFeによりシリコンウェハの表面が汚染さ
れる理由は、アルカリ性の研磨液中のFeが、水に不溶の
水酸化第二鉄Fe（OH）３としてコロイド状に分散してい
て、表面が研磨により活性化されたシリコンウェハに、
これが吸着するためであると推察し、研磨液中のFeをFe
（OH）３とは異なる化合物にすることによって、吸着を
防止することを検討した。
本発明はこのような考え方によりなされたものであっ
て、その要旨は、少なくとも砥粒が分散されているシリ
コンウェーハの研磨液において、前記研磨液に、金属系
汚染物質と錯化合物を形成する錯化剤として、 （１）金属との結合にあずかるドナー原子の２個の酸素
が水酸基とカルボキシル基にもとずいたヒドロキシポリ
カルボン酸類、 （２）金属との結合にあずかるドナー原子２個の酸素が
水酸基にもとずいた化合物類、 （３）金属との結合にあずかるドナー原子２個の酸素が
水酸基とカルボニル基にもとずいた化合物類、 （４）β−ジケトン類、 （５）金属との結合にあずかるドナー原子の２個のうち
１個が窒素であるアミノ基で、他の１個が酸素であるカ
ルボキシル基にもとずいたポリアミノカルボン酸類、 （６）金属との反応にあずかるドナー原子の１個がニト
ロ基で、他の１個の酸素が水酸基にもとずいた化合物
類、 から選ばれる１種または２種以上の錯化剤を添加したこ
とを特徴とするシリコンウェハ研磨液、及び、砥粒を分
散させた液体を研磨液としてシリコンウェハを研磨する
に際し、該シリコンウェハの表面あるいは該研磨液中に
存在する金属系汚染物質と錯化合物を形成する錯化剤と
して、 （１）金属との結合にあずかるドナー原子の２個の酸素
が水酸基とカルボキシル基にもとずいたヒドロキシポリ
カルボン酸類、 （２）金属との結合にあずかるドナー原子２個の酸素が
水酸基にもとずいた化合物類、 （３）金属との結合にあずかるドナー原子２個の酸素が
水酸基とカルボニル基にもとずいた化合物類、 （４）β−ジケトン類、 （５）金属との結合にあずかるドナー原子の２個のうち
１個が窒素であるアミノ基で、他の１個が酸素であるカ
ルボキシル基にもとずいたポリアミノカルボン酸類、 （６）金属との反応にあずかるドナー原子の１個がニト
ロ基で、他の１個の酸素が水酸基にもとずいた化合物
類、 から選ばれる１種または２種以上の錯化剤を該研磨液に
添加することを特徴とするシリコンウェハ研磨方法であ
る。
て、その要旨は、少なくとも砥粒が分散されているシリ
コンウェーハの研磨液において、前記研磨液に、金属系
汚染物質と錯化合物を形成する錯化剤として、 （１）金属との結合にあずかるドナー原子の２個の酸素
が水酸基とカルボキシル基にもとずいたヒドロキシポリ
カルボン酸類、 （２）金属との結合にあずかるドナー原子２個の酸素が
水酸基にもとずいた化合物類、 （３）金属との結合にあずかるドナー原子２個の酸素が
水酸基とカルボニル基にもとずいた化合物類、 （４）β−ジケトン類、 （５）金属との結合にあずかるドナー原子の２個のうち
１個が窒素であるアミノ基で、他の１個が酸素であるカ
ルボキシル基にもとずいたポリアミノカルボン酸類、 （６）金属との反応にあずかるドナー原子の１個がニト
ロ基で、他の１個の酸素が水酸基にもとずいた化合物
類、 から選ばれる１種または２種以上の錯化剤を添加したこ
とを特徴とするシリコンウェハ研磨液、及び、砥粒を分
散させた液体を研磨液としてシリコンウェハを研磨する
に際し、該シリコンウェハの表面あるいは該研磨液中に
存在する金属系汚染物質と錯化合物を形成する錯化剤と
して、 （１）金属との結合にあずかるドナー原子の２個の酸素
が水酸基とカルボキシル基にもとずいたヒドロキシポリ
カルボン酸類、 （２）金属との結合にあずかるドナー原子２個の酸素が
水酸基にもとずいた化合物類、 （３）金属との結合にあずかるドナー原子２個の酸素が
水酸基とカルボニル基にもとずいた化合物類、 （４）β−ジケトン類、 （５）金属との結合にあずかるドナー原子の２個のうち
１個が窒素であるアミノ基で、他の１個が酸素であるカ
ルボキシル基にもとずいたポリアミノカルボン酸類、 （６）金属との反応にあずかるドナー原子の１個がニト
ロ基で、他の１個の酸素が水酸基にもとずいた化合物
類、 から選ばれる１種または２種以上の錯化剤を該研磨液に
添加することを特徴とするシリコンウェハ研磨方法であ
る。
従来のシリコンウェハのラッピング工程における研磨
は、砥粒としてAl2O3を純水に分散させたものに、有機
アミンを0.2〜0.3％添加した、PH約８の弱アルカリ性の
研磨液で行われている。また従来のポリッシング工程に
おける研磨は、砥粒としてSiO2を純水に分散させたもの
に、水酸化カリウムまたはアンモニアを約0.4％程度添
加したPH約10〜11の強アルカリ性の研磨液で行われてい
る。
は、砥粒としてAl2O3を純水に分散させたものに、有機
アミンを0.2〜0.3％添加した、PH約８の弱アルカリ性の
研磨液で行われている。また従来のポリッシング工程に
おける研磨は、砥粒としてSiO2を純水に分散させたもの
に、水酸化カリウムまたはアンモニアを約0.4％程度添
加したPH約10〜11の強アルカリ性の研磨液で行われてい
る。
本発明法は、このような従来の研磨液に錯化剤を添加
した液を研磨液とするのであるが、添加する錯化剤は、
シリコンウェハの表面あるいは研磨液中に存在する金属
系汚染物質と反応して、安定した錯化合物を形成するも
の、特にFeと反応して安定したFe錯化合物を形成するも
のでなければならない。
した液を研磨液とするのであるが、添加する錯化剤は、
シリコンウェハの表面あるいは研磨液中に存在する金属
系汚染物質と反応して、安定した錯化合物を形成するも
の、特にFeと反応して安定したFe錯化合物を形成するも
のでなければならない。
本発明において金属系汚染物質と錯化合物を形成する
錯化剤は、以下に示すものの１種または２種以上であ
る。
錯化剤は、以下に示すものの１種または２種以上であ
る。
（１）金属との結合にあずかるドナー原子の２個の酸素
が水酸基とカルボキシル基にもとずいたヒドロキシポリ
カルボン酸類。
が水酸基とカルボキシル基にもとずいたヒドロキシポリ
カルボン酸類。
例えば、クエン酸、酒石酸、（リンゴ酸、4,6−ジヒド
ロキシ−０−トルイル酸類、ジンコン等、およびそれら
の塩類等。
ロキシ−０−トルイル酸類、ジンコン等、およびそれら
の塩類等。
（２）金属との結合にあずかるドナー原子２個の酸素が
水酸基にもとずいた化合物類。
水酸基にもとずいた化合物類。
例えば、カテーコル、レゾルシン、ピロガロール、オル
シン、4,2−ピリジルアゾレゾルシン、4,5−ジヒドロキ
シ−ベンゼン−1,3−ジスルホン酸（チロン）類等、お
よびそれらの塩類等。
シン、4,2−ピリジルアゾレゾルシン、4,5−ジヒドロキ
シ−ベンゼン−1,3−ジスルホン酸（チロン）類等、お
よびそれらの塩類等。
（３）金属との結合にあずかるドナー原子２個の酸素が
水酸基とカルボニル基にもとずいた化合物類。
水酸基とカルボニル基にもとずいた化合物類。
例えば、トロポロン類、２−ヒドロキシ−1,4−ベンゾ
キノン、２−ヒドロキシ−1,4−ナフトキノン、５−ヒ
ドロキシ−1,4−ナフトキノン、１−ヒドロキシ−9,10
−アントラキノン類等のヒドロキシキノン類、３−ヒド
ロキシ−４−ピロン（ピロメコン酸）、コウジ酸、コメ
ン酸、マルトール類等の４−ピロン類。
キノン、２−ヒドロキシ−1,4−ナフトキノン、５−ヒ
ドロキシ−1,4−ナフトキノン、１−ヒドロキシ−9,10
−アントラキノン類等のヒドロキシキノン類、３−ヒド
ロキシ−４−ピロン（ピロメコン酸）、コウジ酸、コメ
ン酸、マルトール類等の４−ピロン類。
（４）β−ジケトン類 例えば、アセチルアセトン、テノイルトリフルオルアセ
トン等。
トン等。
（５）金属との結合にあずかるドナー原子の２個のうち
１個が窒素であるアミノ基で、他の１個が酸素であるカ
ルボキシル基にもとずいたポリアミノカルボン酸類。
１個が窒素であるアミノ基で、他の１個が酸素であるカ
ルボキシル基にもとずいたポリアミノカルボン酸類。
例えば、エチレンジアミン２酢酸、エチレンジアミン４
酢酸等、およびそれらの塩類等。
酢酸等、およびそれらの塩類等。
（６）金属との反応にあずかるドナー原子の１個がニト
ロ基で、他の１個の酸素が水酸基にもとずいた化合物
類。
ロ基で、他の１個の酸素が水酸基にもとずいた化合物
類。
例えば、クペロン、ニトロソＲ塩等。
本発明において、これら錯化剤の添加量は、錯化剤の
種類および研磨液中の不純物金属の成分と量により異な
るので一概には決められないが、ラッピング用研磨液へ
の添加量は、0.1重量％以上10重量％以下とするが、よ
り好ましくは添加効果および経済性を考慮して0.5重量
％以上５重量％以下が望ましい。ポリッシング用研磨液
への添加量は、0.005重量％以上10重量％以下とする
が、より好ましくは添加効果および経済性を考慮して0.
01重量％以上３重量％以下が望ましい。
種類および研磨液中の不純物金属の成分と量により異な
るので一概には決められないが、ラッピング用研磨液へ
の添加量は、0.1重量％以上10重量％以下とするが、よ
り好ましくは添加効果および経済性を考慮して0.5重量
％以上５重量％以下が望ましい。ポリッシング用研磨液
への添加量は、0.005重量％以上10重量％以下とする
が、より好ましくは添加効果および経済性を考慮して0.
01重量％以上３重量％以下が望ましい。
なお、ラッピング工程においては、本発明法を適用せ
ず第１表に示したように高濃度のFeでシリコンウェハが
汚染されても、その後のエッチング工程で酸エッチング
を行えばFeがかなり除去されるので、このような場合に
は、ラッピング用研磨液に錯化剤を添加しなくてもよ
い。
ず第１表に示したように高濃度のFeでシリコンウェハが
汚染されても、その後のエッチング工程で酸エッチング
を行えばFeがかなり除去されるので、このような場合に
は、ラッピング用研磨液に錯化剤を添加しなくてもよ
い。
本発明法によりシリコンウェハを研磨すると、研磨液
中にFeが含まれていても、錯化剤の作用により可溶性の
Fe錯化合物になり、非可溶性のFe（OH）３が生成しない
ので、研磨により活性化されたウェハ表面が汚染されな
い。さらに、錯化剤の種類によっては、Al、Ca、Cr、C
u、Mg、Ni、Zn等の金属も錯化合物になるので、Feも含
め微量のこれら金属で汚染されたシリコンウェハを研磨
した場合、あるいは微量のこれら金属で汚染された研磨
液を使用した場合も、これら金属系汚染物質による汚染
が回避される。
中にFeが含まれていても、錯化剤の作用により可溶性の
Fe錯化合物になり、非可溶性のFe（OH）３が生成しない
ので、研磨により活性化されたウェハ表面が汚染されな
い。さらに、錯化剤の種類によっては、Al、Ca、Cr、C
u、Mg、Ni、Zn等の金属も錯化合物になるので、Feも含
め微量のこれら金属で汚染されたシリコンウェハを研磨
した場合、あるいは微量のこれら金属で汚染された研磨
液を使用した場合も、これら金属系汚染物質による汚染
が回避される。
本発明法を利用して高清浄度のシリコンウェハを製造
するには、例えばつぎのようなプロセスが望ましい。
するには、例えばつぎのようなプロセスが望ましい。
まず、シリコンウェハをラッピングした後、硝酸、弗
酸と酢酸の混酸でエッチングしてウェハ表面の加工歪層
を除去する。このラッピング工程においては、本発明法
を適用しなくても、後工程における酸エッチングで、Fe
等の金属系汚染物質が除去されるが、Fe等を後工程に移
行させない等の意味で、本発明法を適用するのが望まし
い。ついで、本発明法を適用してポリッシングを行い、
その後洗浄して製品とする。
酸と酢酸の混酸でエッチングしてウェハ表面の加工歪層
を除去する。このラッピング工程においては、本発明法
を適用しなくても、後工程における酸エッチングで、Fe
等の金属系汚染物質が除去されるが、Fe等を後工程に移
行させない等の意味で、本発明法を適用するのが望まし
い。ついで、本発明法を適用してポリッシングを行い、
その後洗浄して製品とする。
洗浄液としては、希弗酸水溶液、塩酸と過酸化水素の
混合水溶液、アンモニアと過酸化水素の混合水溶液等を
用いることができる。しかし、アンモニアと過酸化水素
の混合水溶液を用いると、洗浄液中に存在する不純物Fe
で、シリコンウェハ表面が再汚染されるおそれがあるた
め、該洗浄液中に本発明法におけるのと同様の錯化剤を
添加して、洗浄するのが望ましい。
混合水溶液、アンモニアと過酸化水素の混合水溶液等を
用いることができる。しかし、アンモニアと過酸化水素
の混合水溶液を用いると、洗浄液中に存在する不純物Fe
で、シリコンウェハ表面が再汚染されるおそれがあるた
め、該洗浄液中に本発明法におけるのと同様の錯化剤を
添加して、洗浄するのが望ましい。
このような製造プロセスにより、Fe等の金属系汚染物
質が極えて低減されたシリコンウェハが得られ、再結合
ライフタイムの低下が回避される。
質が極えて低減されたシリコンウェハが得られ、再結合
ライフタイムの低下が回避される。
実施例 直径５インチのｎ型シリコンウェハを、本発明法およ
び従来法により研磨した結果を第２表に示す。ラッピン
グは、砥粒としてAl2O3を純水に分散させたものに、有
機アミンを0.25％添加したPH約８の弱アルカリ性の研磨
液に、各種錯化剤を添加し、ポリッシングは、砥粒とし
てSiO2を純水に分散させたものにアンモニアを0.4％添
加したPH約10の強アルカリ性の研磨液に、各種錯化剤を
添加して行った。
び従来法により研磨した結果を第２表に示す。ラッピン
グは、砥粒としてAl2O3を純水に分散させたものに、有
機アミンを0.25％添加したPH約８の弱アルカリ性の研磨
液に、各種錯化剤を添加し、ポリッシングは、砥粒とし
てSiO2を純水に分散させたものにアンモニアを0.4％添
加したPH約10の強アルカリ性の研磨液に、各種錯化剤を
添加して行った。
両工程共に、研磨後のシリコンウェハを超純水で15分
間流水水洗したのち、イソプロピルアルコール蒸気中に
浸漬した乾燥した。乾燥後のシリコンウェハを、硝酸と
弗酸の混酸で表面から１μｍ深さまで溶解して、ウェハ
表面の金属系汚染物質を混酸中に回収し、硝酸と弗酸を
揮散させ、残ったシリコンウェハ表面の金属系汚染物質
を、希硝酸に再溶解してフレーム原子吸光分析装置によ
り分析し、研磨後のシリコンウェハ表面のFe汚染量を求
めた。
間流水水洗したのち、イソプロピルアルコール蒸気中に
浸漬した乾燥した。乾燥後のシリコンウェハを、硝酸と
弗酸の混酸で表面から１μｍ深さまで溶解して、ウェハ
表面の金属系汚染物質を混酸中に回収し、硝酸と弗酸を
揮散させ、残ったシリコンウェハ表面の金属系汚染物質
を、希硝酸に再溶解してフレーム原子吸光分析装置によ
り分析し、研磨後のシリコンウェハ表面のFe汚染量を求
めた。
第２表から明らかなように、本発明例では、研磨後の
シリコンウェハのFe汚染量が極めて低減されている。
シリコンウェハのFe汚染量が極めて低減されている。
第２表のうちのNo.10、No.15、No.20について、研磨
後のシリコンウェハを、NH4OH3.7重量％、H2O24.9重量
％のアンモニア過酸化水素混合水溶液に、錯化剤として
カテコールを0.01重量％添加、あるいは添加しない、80
℃に保持した洗浄液に10分間浸漬して洗浄した。
後のシリコンウェハを、NH4OH3.7重量％、H2O24.9重量
％のアンモニア過酸化水素混合水溶液に、錯化剤として
カテコールを0.01重量％添加、あるいは添加しない、80
℃に保持した洗浄液に10分間浸漬して洗浄した。
これらを超純水で５分間以上の流水水洗を２回行い、
スピンドライヤーにより乾燥させ、酸化炉にて1000℃で
25分間のドライ酸化を行い、表面に約280Å厚さの酸化
膜を形成させ、マイクロ波反射法により再結合ライフタ
イムを測定した。その結果、第３表に示すように本発明
法で研磨したものでは、再結合ライフタイムの優れたシ
リコンウェハが得られる。
スピンドライヤーにより乾燥させ、酸化炉にて1000℃で
25分間のドライ酸化を行い、表面に約280Å厚さの酸化
膜を形成させ、マイクロ波反射法により再結合ライフタ
イムを測定した。その結果、第３表に示すように本発明
法で研磨したものでは、再結合ライフタイムの優れたシ
リコンウェハが得られる。
発明の効果 本発明によれば、従来のシリコンウェハの製造工程の
うちで、最もFe汚染を受け易かったラッピングおよびポ
リッシング工程において、Fe等の金属系汚染物質が、ウ
ェハ表面に付着するのが防止されるため、高清浄度のシ
リコンウェハが得られ、酸化誘起積層欠陥の発生やライ
フタイムの低下といった、シリコンウェハの品質低下が
回避されるとともに、高集積化したデバイスに使用した
場合の電気特性劣化のおそれも回避される。
うちで、最もFe汚染を受け易かったラッピングおよびポ
リッシング工程において、Fe等の金属系汚染物質が、ウ
ェハ表面に付着するのが防止されるため、高清浄度のシ
リコンウェハが得られ、酸化誘起積層欠陥の発生やライ
フタイムの低下といった、シリコンウェハの品質低下が
回避されるとともに、高集積化したデバイスに使用した
場合の電気特性劣化のおそれも回避される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B24B 37/00 H01L 21/304 622
Claims (2)
- 【請求項１】少なくとも砥粒が分散されているシリコン
ウェーハの研磨液において、 前記研磨液に、金属系汚染物質と錯化合物を形成する錯
化剤として、 金属との結合にあずかるドナー原子の２個の酸素が水酸
基とカルボキシル基にもとずいたヒドロキシポリカルボ
ン酸類、 金属との結合にあずかるドナー原子２個の酸素が水酸基
にもとずいた化合物類、 金属との結合にあずかるドナー原子２個の酸素が水酸基
とカルボニル基にもとずいた化合物類、 β−ジケトン類、 金属との結合にあずかるドナー原子の２個のうち１個が
窒素であるアミノ基で、他の１個が酸素であるカルボキ
シル基にもとずいたポリアミノカルボン酸類、 金属との反応にあずかるドナー原子の１個がニトロ基
で、他の１個の酸素が水酸基にもとずいた化合物類、 から選ばれる１種または２種以上の錯化剤を添加したこ
とを特徴とするシリコンウェハ研磨液。 - 【請求項２】砥粒を分散させた液体を研磨液としてシリ
コンウェハを研磨するに際し、該シリコンウェハの表面
あるいは該研磨液中に存在する金属系汚染物質と錯化合
物を形成する錯化剤として、 金属との結合にあずかるドナー原子の２個の酸素が水酸
基とカルボキシル基にもとずいたヒドロキシポリカルボ
ン酸類、 金属との結合にあずかるドナー原子２個の酸素が水酸基
にもとずいた化合物類、 金属との結合にあずかるドナー原子２個の酸素が水酸基
とカルボニル基にもとずいた化合物類、 β−ジケトン類、 金属との結合にあずかるドナー原子の２個のうち１個が
窒素であるアミノ基で、他の１個が酸素であるカルボキ
シル基にもとずいたポリアミノカルボン酸類、 金属との反応にあずかるドナー原子の１個がニトロ基
で、他の１個の酸素が水酸基にもとずいた化合物類、 から選ばれる１種または２種以上の錯化剤を該研磨液に
添加することを特徴とするシリコンウェハ研磨方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1-289938 | 1989-11-09 | ||
| JP28993889 | 1989-11-09 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03256665A JPH03256665A (ja) | 1991-11-15 |
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|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2868885B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010067844A1 (ja) * | 2008-12-11 | 2010-06-17 | 日立化成工業株式会社 | Ｃｍｐ用研磨液及びこれを用いた研磨方法 |
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| US5827781A (en) * | 1996-07-17 | 1998-10-27 | Micron Technology, Inc. | Planarization slurry including a dispersant and method of using same |
| US5916819A (en) | 1996-07-17 | 1999-06-29 | Micron Technology, Inc. | Planarization fluid composition chelating agents and planarization method using same |
| WO1998004646A1 (en) * | 1996-07-25 | 1998-02-05 | Ekc Technology, Inc. | Chemical mechanical polishing composition and process |
| US5759917A (en) * | 1996-12-30 | 1998-06-02 | Cabot Corporation | Composition for oxide CMP |
| US6468909B1 (en) | 1998-09-03 | 2002-10-22 | Micron Technology, Inc. | Isolation and/or removal of ionic contaminants from planarization fluid compositions using macrocyclic polyethers and methods of using such compositions |
| US6276996B1 (en) | 1998-11-10 | 2001-08-21 | Micron Technology, Inc. | Copper chemical-mechanical polishing process using a fixed abrasive polishing pad and a copper layer chemical-mechanical polishing solution specifically adapted for chemical-mechanical polishing with a fixed abrasive pad |
| US6429133B1 (en) | 1999-08-31 | 2002-08-06 | Micron Technology, Inc. | Composition compatible with aluminum planarization and methods therefore |
| JP2003017445A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-17 | Hitachi Chem Co Ltd | Ｃｍｐ研磨剤及び基板の研磨方法 |
| JP4551167B2 (ja) * | 2004-09-14 | 2010-09-22 | 日本化学工業株式会社 | 半導体ウェーハの研磨装置及びこれを用いた研磨方法 |
| JP4852302B2 (ja) * | 2004-12-01 | 2012-01-11 | 信越半導体株式会社 | 研磨剤の製造方法及びそれにより製造された研磨剤並びにシリコンウエーハの製造方法 |
| WO2011081109A1 (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-07 | 日立化成工業株式会社 | Ｃｍｐ用研磨液及びこれを用いた研磨方法 |
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| JP5418571B2 (ja) * | 2011-11-07 | 2014-02-19 | 日立化成株式会社 | Ｃｍｐ研磨剤及び基板の研磨方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH01153262A (ja) * | 1987-12-10 | 1989-06-15 | Mitsubishi Metal Corp | 鏡面研磨方法 |
-
1990
- 1990-10-26 JP JP2287090A patent/JP2868885B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010067844A1 (ja) * | 2008-12-11 | 2010-06-17 | 日立化成工業株式会社 | Ｃｍｐ用研磨液及びこれを用いた研磨方法 |
| JP2013157614A (ja) * | 2008-12-11 | 2013-08-15 | Hitachi Chemical Co Ltd | Ｃｍｐ用研磨液及びこれを用いた研磨方法 |
| JP5397386B2 (ja) * | 2008-12-11 | 2014-01-22 | 日立化成株式会社 | Ｃｍｐ用研磨液及びこれを用いた研磨方法 |
| US9022834B2 (en) | 2008-12-11 | 2015-05-05 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Polishing solution for CMP and polishing method using the polishing solution |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03256665A (ja) | 1991-11-15 |
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