JP3488854B2 - シリコンウェハー用研摩剤 - Google Patents

シリコンウェハー用研摩剤

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JP3488854B2 JP2000120558A JP2000120558A JP3488854B2 JP 3488854 B2 JP3488854 B2 JP 3488854B2 JP 2000120558 A JP2000120558 A JP 2000120558A JP 2000120558 A JP2000120558 A JP 2000120558A JP 3488854 B2 JP3488854 B2 JP 3488854B2
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修一 多田
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、半導体の製造工程での
シリコンウェハーの鏡面研摩に使用される研摩剤に関す
る。 【0002】 【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】半導体
用シリコンウェハーの鏡面化研摩工程には、シリコンイ
ンゴットから切断によってウェハー状に切り出した際に
生じる切断歪層及び表面うねりを除去するラッピング工
程(粗研摩)と、ラッピング工程を経たラップドシリコ
ンウェハーを目的とする表面精度に仕上げるポリッシン
グ工程(精密研摩工程)がある。又ポリッシング工程に
は、大体の精度に仕上げる1次ポリッシング工程(1次
研摩工程)と、目的とする表面精度に仕上げるファイナ
ルポリッシング工程(最終研摩工程)に分別され、場合
によっては、1次ポリッシング工程を2つに分け、1
次、2次ポリッシング工程と称する場合もある。本発明
は、前述のファイナルポリッシング工程用の研摩剤に関
する。 【0003】ファイナルポリッシング工程は、1次、又
は1次、2次ポリッシング工程によって一般的に表面粗
さで4〜20nm程度まで仕上げられたシリコンウェハーを
目的とする表面粗さまで仕上げる工程を指し、ファイナ
ルポリッシング工程をもって半導体の基板としてのシリ
コンウェハーが仕上がる。実際のファイナルポリッシン
グ工程としては、研摩ブロックに複数枚の1次ポリッシ
ング工程を経たシリコンウェハーを貼り付け、この研摩
ブロックを回転テーブル上に接着した軟質人造皮革(軟
質ポリッシャー)に適切なる圧力を加えて密着させ、pH
8〜12程度のアルカリ性コロイダルシリカ又は水に分散
させたシリカパウダー研摩液を流し、研摩液とシリコン
ウェハーがメカノケミカル作用を起こすことによって研
摩される。 【0004】しかし、従来のアルカリ性コロイダルシリ
カ研摩液をファイナルポリッシング工程に用いると、研
摩工程終了時にシリコンウェハー表面にヘイズ(曇り)
を生じ、そのままでは使用できない状態であった。 【0005】又、パウダーシリカを任意の水溶液で分散
した研摩液を研摩に使用すると、ヘイズは生じないが、
シリコンウェハー表面に細かい傷(スクラッチ)を生じ
させ易く、かつ、静置しておくと沈澱するため常に攪拌
しておく必要があり、更に、分散作業自体も大変である
と言う欠点を有していた。 【0006】特開平2−125413号公報には、半導
体ウェハーの曇り防止装置の記載があるが、特殊な装置
を必要とするものであり、新たな設備導入はメーカー側
の負担増となり、非実用的である。特開昭61−209
909号、同61−209910号各公報にはシリコン
ウェハー研摩用コロイダルシリカの合成法が開示されて
いるが、コストが高く、更に本発明の要旨であるヘイズ
の防止は何ら改善されているものではない。又、特開昭
62−285976号、特開平1−297487号、特
開昭63−272458号、同63−272459号、
特開平1−177969号各公報等も同様な理由で本目
的のヘイズ防止能はない。又、USP4169337
号、USP3170273号明細書にもシリコンウェハ
ー用研摩剤の組成が開示されているが、ヘイズの発生を
抑制する機能は何らない状態であり、本目的には不適で
ある。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決すべく鋭意検討の結果、平均粒子径7〜100mμのア
ルカリ性コロイダルシリカにHLB値13.0以上20未満の
パラクメニルフェノールのエチレンオキサイド付加物
を、コロイダルシリカ中に含まれるシリカ固形分に対し
て1質量ppm 〜1.0 質量%添加することによって、何ら
特別な処理をすることなくヘイズの発生を抑制すること
ができる研摩剤を開発することに成功し、本発明を完成
した。 【0008】即ち本発明は、平均粒子径7〜100mμのア
ルカリ性コロイダルシリカにHLB値13.0以上20未満の
パラクメニルフェノールのエチレンオキサイド付加物
を、コロイダルシリカ中に含まれるシリカ固形分に対し
て1質量ppm 〜 1.0質量%添加してなる、最終精密研摩
工程終了時にヘイズが生じない、シリコンウェハー用研
摩剤を提供するものである。 【0009】本発明で用いるアルカリ性コロイダルシリ
カは、例えば窒素吸着法(BET法)で測定した平均粒
子径が7〜100mμのもので、一般に市販されている製品
を使用することが出来る。例えば、アデライトAT−3
0S(旭電化工業(株)、平均粒子径7〜10 mμ、シリ
カ固形分30質量%)、アデライトAT−30(旭電化工
業(株)、平均粒子径10〜15 mμ、シリカ固形分30質量
%)、アデライトAT−40(旭電化工業(株)、平均
粒子径15〜20 mμ、シリカ固形分40質量%)、アデライ
トAT−50(旭電化工業(株)、平均粒子径20〜30 m
μ、シリカ固形分50質量%)、アデライトBT−55
(旭電化工業(株)、平均粒子径30〜50 mμ、シリカ固
形分50質量%)、アデライトBT−57(旭電化工業
(株)、平均粒子径50〜70 mμ、シリカ固形分50質量
%)、アデライトBT−59(旭電化工業(株)、平均
粒子径70〜100mμ、シリカ固形分50質量%)等が最適で
ある。 【0010】本発明で用いるHLB値13.0以上20未満の
パラクメニルフェノールのエチレンオキサイド付加物の
HLB値は、下記式によって簡単に算出できる。 【0011】 【数1】 【0012】パラクメニルフェノールのエチレンオキサ
イド付加物の添加量としては、有効成分総量で、コロイ
ダルシリカ中に含まれるシリカ固形分に対して1質量pp
m 〜1.0 質量%である。添加量が1質量ppm 未満である
と目的とする性能が出ず、1.0 質量%を越えて添加して
も性能の向上は期待できず、滑り現象が現れ、シリコン
ウェハーを研摩・加工すること自体が困難になる。 【0013】本発明のシリコンウェハー用研摩剤は、ア
ルカリ性コロイダルシリカとパラクメニルフェノールの
エチレンオキサイド付加物を組み合わせたもので、シリ
カ濃度0.1 〜20質量%に、更に望ましくは1〜10質量
の濃度で水に希釈して使用するのが良いが、限定される
ものではない。 【0014】 【実施例】以下に各種の実施例を記載するが、本発明は
以下の実施例に限定されるものではない。 実施例1 アデライトAT−30S(旭電化工業(株)、平均粒子
径7〜10 mμ、シリカ固形分30%)をシリカ固形分 3.0
質量%に希釈した。この希釈したアデライトAT−30
Sにパラクメニルフェノールのエチレンオキサイド13mo
l 付加物(HLB値14.6)をシリカ固形分に対して5
ppm 添加し、良く攪拌して均一化した。この希釈研摩
液を10リットル/hrの割合で流し、1次ポリッシング工
程を経た1次ポリッシングシリコンウェハーを研摩し
た。研摩条件は以下の通りであった。 【0015】ポリッシングマシーン:LPH−15改良
機 ラップマスター(株)製 シリコンウェハー:φ4inch (100) CZ法 ポリッシング盤直径:15inch 加工圧力:100g/cm2 加工温度:30℃ 加工液供給量:10リットル/hr 加工時間:1時間 加工枚数:1枚 ポリッシャー:SUPREME RN−H ロデール・
ニッタ(株)製 上記条件下でファイナルポリッシングを1時間行い、終
了後、ウェハー表面を乾燥させないように注意して、過
酸化水素−アンモニア溶液80℃でRCA洗浄した。洗浄
後、QDR(クイックダンプ洗浄)を行い、スピンドラ
イヤーで乾燥させた。乾燥終了後、クリーンベンチ内で
ハロゲン平行光(超高輝度検査用照明装置U1H−1
H、インテック(株))の反射を目視で測定し、ヘイズ
の発生を観察した。測定の結果、得られたシリコンウェ
ハーは、ヘイズの発生がなく(ヘイズフリー)、良好な
ものであった。 実施例2 添加するパラクメニルフェノールのエチレンオキサイド
13 mol付加物の添加量をシリカ固形分に対して0.5 質量
%に変更した他は、実施例1に従った。得られたシリコ
ンウェハーはヘイズフリーで良好なものであった。 実施例3 用いるアルカリ性コロイダルシリカをアデライトAT−
50(旭電化工業(株)、平均粒子径20〜30 mμ、シリ
カ固形分50%)に変更し、シリカ固形分5.0 質量%に希
釈して用いた他は、実施例1に従った。得られたシリコ
ーンウェハーはヘイズフリーで良好なものであった。 実施例4 添加するパラクメニルフェノールのエチレンオキサイド
13 mol付加物の添加量をシリカ固形分に対して0.6 質量
%に変更した他は、実施例3に従った。得られたシリコ
ンウェハーはヘイズフリーで良好なものであった。 比較例1 アデライトAT−30S(旭電化工業(株)、平均粒子
径7〜10 mμ、シリカ固形分30%)をシリカ固形分3.0
質量%に希釈し、良く攪拌して研摩液とした。この研摩
液をそのままファイナルポリッシングに用いた他は、実
施例1の条件に従った。得られたシリコンウェハーはヘ
イズが発生しており、不良なものであった。 比較例2 アデライトAT−50(旭電化工業(株)、平均粒子径
20〜30 mμ、シリカ固形分50%)をシリカ固形分5.0
%に希釈し、良く攪拌して研摩液とした。この研摩液
をそのままファイナルポリッシングに用いた他は、実施
例1の条件に従った。得られたシリコンウェハーはヘイ
ズが発生しており、不良なものであった。 比較例3 用いるコロイダルシリカをアデライトAT−50(旭電
化工業(株)、平均粒子径20〜30 mμ、シリカ固形分50
%)に変更し、固形分 5.0質量%に希釈した。この希釈
液にパラクメニルフェノールのエチレンオキサイド8mo
l 付加物(HLB値12.5)をシリカ固形分に対して 0.1
質量%添加し、良く攪拌して均一化した。この研摩液を
実施例1の方法で研摩した。得られたシリコンウェハー
はヘイズが発生しており、不良なものであった。 【0016】 【発明の効果】平均粒子径7〜100mμのアルカリ性コロ
イダルシリカにHLB値13.0以上20未満のパラクメニル
フェノールのエチレンオキサイド付加物を、コロイダル
シリカ中に含まれるシリカ固形分に対して1質量ppm〜
1.0質量%添加してなる本発明のシリコンウェハーポリ
ッシング用研摩剤を用いると、何ら特別の操作も装置の
改良もいらず、従来のポリッシング工程と同様の方法
で、容易にヘイズフリーのシリコンウェハー表面を得る
ことができた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久野 純一 東京都荒川区東尾久7丁目2番35号 旭 電化工業株式会社内 (72)発明者 安住 孝芳 東京都荒川区東尾久7丁目2番35号 旭 電化工業株式会社内 (72)発明者 小西 正則 東京都荒川区東尾久7丁目2番35号 旭 電化工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−209910(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09K 3/14 B24B 37/00 H01L 21/304

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 平均粒子径7〜100mμのアルカリ性コロ
    イダルシリカにHLB値13.0以上20未満のパラクメニル
    フェノールのエチレンオキサイド付加物を、コロイダル
    シリカ中に含まれるシリカ固形分に対して1質量ppm 〜
    1.0 質量%添加してなるシリコンウェハー用研摩剤。
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