JPH03202269A - 低ナトリウム低金属シリカ研磨スラリー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ーハ又は基板の研磨に特に有用で
ある低いナトリウム及び金属含有量を有する新規なコロ
イド状シリカスラリーに関する。

シリコンウェーハは集積回路、半導体デバイス及びトラ
ンジスタの基本構成素子である。

〔従来の技術〕

粗く切断されたシリコンウェーハは、電子部品に使用す
るために受は入れられるようになる前に、普通研磨する
ことが必要である。シリカ研磨は、シリコンウェーハの
繊細な表面研磨の従来からの方法である。この方法には
、研磨へッドヘウエーハを配置すること、続いて研磨ヘ
ッドを回転研磨板の上に配置することが含まれる。研磨
板を研磨パッド（即ち、ポリマー材料を含む複合パッド
）で覆い、そこへ接着剤で保持する。研磨の間、希釈コ
ロイド状シリカを、ウェーハを繊細に研磨するために研
磨板とシリコンウェーハとの間に連続的に注入する。

完成した半導体チップの電気的性能は、処理の間ウェー
ハによって含有された汚染物質により容易に影響を受け
る。このような汚染は、分離分散した粒子及び水溶性又
は水分散性の有機及び無機不純物が形成することになる
。

リチウム、ナトリウム及びカリウムのようなアルカリ金
属は、半導体デバイス部品に含有された場合に、電気的
特性（閾値及びフラットバンド（ｆ　１ａｔ−ｂａｎｄ
）電圧）に於いて変化を示す。銅、金及び鉄のような重
金属は、小数キャリヤー寿命を短くし、一方暗電流及び
漏れ電流を増加させる傾向がある。錫、ニッケル及びク
ロムも、これらが更に酸化物降伏電圧を低下させる以外
は、同様に挙動する。

塩化物のようなアニオンでさえ、重金属のゲッタリング
（濃縮）及びアルカリ金属の錯体化の工程の間、電気的
特性に悪い影響を及ぼす。

金属汚染物質の更に他の問題点は、これらの物質の多く
が燐及びホウ素のようなより一般的なドーパントよりも
シリコン及び二酸化珪素の両方へのより高い拡散性を有
することである。その結果予測できない電気的特性が存
在し得るようになる。

従って、デバイスの製造の前にシリコンウェーハ中又は
シリコンウェーハ上の金属汚染の可能性を最小にするこ
とが重要である。半導体製造の一つの問題点は、金属を
含有するコロイド状シリカがウェーハ表面を汚染するこ
とである。そのために、コロイド状シリカ生成物を低い
ナトリウム及び金属含有量で形成することが極めて望ま
しい。

低ナトリウム低金属シリカの製造はよく知られている。

シリカ源からナトリウム及び／又は金属を減少させるか
又は除くために種々の試みがなされた。いくつかの例が
、１９８６年１１月２５日発行の米国特許第４，６２４
．８００号（Ｓａｓａｋｉ　ｅｔ　ａｌ）、１９６２年
３月６日発行の米国特許第３．０２４．０８９号（Ｓｐ
ｅｎｃｅｒｅｔ　ａｌ）、１９８８年１１月２２日出願
の特願昭６３−２８５１１２号（Ｗａｔａｎａｂｅ　ｅ
ｔ　ａｌ）、５ｔｏｂｅｒ　ａｎｄ　Ｐｉｎｋ＋　”Ｃ
ｏｎｔｒｏ−１１ｅｄ　Ｇｒｏｗｔｈ　ｏｆ　Ｍｏｎｏ
ｄｉｓｐｅｒｓｅ　５ｉｌｉｃａ　５ｐｈｅｒｅｓ　１
ｎｔｈｅ　Ｍｉｃｒｏｎ　５ｉｚｅ　Ｒａｎｇｅ　＋　
Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｏ１１ｏｉｄ並り力絽旺並Ｌ
）山狸髪、２６巻、１９６８年、６２〜６９頁、Ｗａｇ
ｎｅｒ　ａｎｄ　Ｂｒｕｎｎｅｒ、　”Ａｅｒｏｓｉｌ
＋　Ｆｌｅｒｓｔｅｌｌｕｎｇ。

Ｅｉｇｅｎｓｃｈａｆｔｅｎ　ｕｎｄ　Ｖｅｒｈａｌｔ
ｅｎ　ｉｎ　ＯｒｇａｎｉｓｃｈｅｎＦｌｕｓｓｉｇｋ
ｅｉｔｅｎ’、　！−＋　　７２巻、１９／２０号、１
９６０年、７４４−７５０頁及びｌ１ｅｒ、　”Ｃｈｅ
ｍｉｓｔｒｙ　ｏｆＳｉｌｉｃａ’、　Ｗｉｌｅ　　Ｉ
ｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ、　１９７９年、３５９頁に開
示されている。

５ａｓａｋｉ　ｅｔ　ａｌの特許には、超音波振動を与
えながら金属を除去するために粉末状シリカ七酸ｉ処理
することにより、水性低アルカリ金属低アルミナシリカ
ゾルを製造する方法が開示されている。

５ｐｅｎｃｅｒには、酸化物が沈着している微細に分割
されている炭素系担体と接触させながら、対応する金属
を含有する化合物を加水分解し、次いで炭素から酸化物
を分離することにより微細に分割された金属酸化物を製
造する方法が開示されている。

５ｔｏｂｅｒの文献には、アルコール性溶液中での珪酸
アルキルの加水分解及びそれに続く珪酸の縮合の方法に
より、均一なサイズの球状シリカ粒子の制御された成長
をさせる化学反応系が開示されている。アンモニアが形
態学的触媒（ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌｃａ　ｔａ　
ｌ　ｙｓ　ｔ）として使用されている。

低金属含量を有するか又は有しない低ナトリウムシリカ
ゾル生成物は、ｌ１ｅｒの文献による安定な生成物を形
成するために、イオン交換を使用して対イオンを除去し
、次いで水酸化アンモニウム及び炭酸アンモニウムを後
添加することによっても製造できる。

コロイド状シリカは一般に研磨系で一回使用されるが、
シリカとそれに混合される化学薬剤のコストが、商業的
に受は入れられる再循環系の開発に対する興味を増大さ
せている。再循環系は、高温でない迅速な研磨速度を提
供し、ウェーハの歪トを減少させる。都合の悪いことに
、有機促進剤と一緒に又は有機促進剤無しにコロイド状
シリカを長時間使用下にｌいたとき、微生物及び菌［１
長が増大する。細菌汚染は脱色、発臭を起こし、コロイ
ド状シリカをウェーハ製造に於ける研磨助剤として受容
できないようにする。

コロイド状シリカ中における微生物及び菌類の成長はよ
く知られている。コロイド状シリカ中の細菌の成長を減
少させるか又は除くために、種々の試みがなされてきた
。いくつかの例が、１９６７年８月１５日発行の米国特
許第３，３３６．２３６号（Ｍｉｃｈａｌｓｋｉ）、１
９７４年６月１１日発行の同第３．８１６．３３０号（
Ｈａｖｅｎｓ）、１９７５年１月１４日発行の同第３，
８６０．４３１号（Ｐａｙｎｅ）　、１９５８年２月１
１日発行の同第２．８２３．１８６号（Ｎｉｃｋｅｒｓ
ｏｎ）　、１９５７年７月３０日発行の同第２．８０１
．２１６号（Ｙｏｄｅｒ　ｅｔ　ａｌ、）、１９６２年
７月２４日発行の同第３．０４６．２３４号（Ｒｏｍａ
ｎ　ｅｔ　ａｌ、）、１９６８年４月９日発行の同第３
．３７７、２７５号（Ｍｉｃｈａｌｓｋｉ　ｅｔ　ａｌ
）及び１９６４年９月８日発行の同第３．１４８．１１
０号（ＭｃＧａｈｅｎ）に開示されている。

Ｍｊｃｈａｌｓｋｉの米国特許第３，３３６．２３６号
には、細菌汚染からコロイド状シリカ水性ゾルを保護す
る方法が開示されている。この特許は、コロイド状シリ
カ水性ゾルが、細菌の成長及び再生を禁止する物に十分
な量で亜塩素酸ナトリウムを単に添加することによって
細菌汚染から保護できることを示唆している。−船釣に
、スラリーの約１０〜ｉｏｏ。

ｐｐｌｌの亜塩素酸ナトリウムで、細菌汚染の無い望ま
しい状態が遠戚される。

Ｈａｖｅｎｓの特許は、ヘキサクロロフェン約１０〜１
１０００ｐｐを含むコロイド状シリカ水性ゾルが、微生
物による汚染から保護できることを示唆している。ヘキ
サクロロフェンの添加は、脱色、悪臭及び汚泥形成を防
止し、コロイド状シリカゾルの貯蔵寿命を１年より長く
増加させることΣ意図している。

Ｐａｙｎｅの特許及びＮ１ｃｋｅｒｓｏｎの特許は、多
価アルコールを含むシリカ水性ゾル中の細菌成長を制御
することに関している。Ｐａｙｎｅは、殺生物剤を添加
することによって、エロバクター及ヒシュードモナス細
菌、アスペルギルスナイジェルかび（ａｓｐｅｒｇｉｌ
ｌｕｓ　ｎｉｇｅｒ　ｍｏｌｄ）並びに面倒なデスルホ
ビプリオ（ｄｅｓｕｌｆｏｖｉｂｒｉｏ）及びクロスト
リジウム（ｃｌｏｓｔｒｉｄｉａ）嫌気性細菌のような
有機体の成長を抑制するか又は除くことを試みている。

典型的な殺生物剤はグルタルアルデヒド、エチレンジア
ミン、過酸化水素及びＰ−ヒドロキシ安息香酸メチルで
ある。Ｎ１ｃｋｅｒｓｏｎは、ナトリウムペンタクロロ
フェノラートを添加した場合には、シリカ水性ゾルが硫
酸ナトリウムを含有する例に於いても、多価アルコール
を含むシリカ水性ゾルが黒くなるのを防止するか又は禁
止することを教えている。

Ｙｏｄｅｒ及びＲｏｍａｎ　ｅｔ　ａｌの特許は、細菌
を抑制するためにグルタルアルデヒドのようなジアルデ
ヒドを使用することを開示している。Ｍｉｃｈａｌｓｋ
ｉｅｔ　ａｌの米国特許第３．３７７．２７５号及びＭ
ｃＧａｈｅｎは、コロイド状シリカゾルを細菌成長から
保護するためにホルムアルデヒドを使用することを開示
している。ＭｃＧａｈｅｎはまた、殺菌剤として３．５
−ジメチルテトラヒドロ１．３，５．２−Ｈ−チアジア
ジン−２−チオンを使用することを開示している。

前記特許のそれぞれは、コロイド状シリカ中の細菌成長
を禁止するための種々の殺生物剤を開示しているが、前
記水性ゾルの何れもシリコンウェーハの研磨に使用する
ために満足できない。即ち、前記水性ゾルは、循環研磨
系で使用するためには受容できない研磨速度を有してい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明者らは、従来のコロイド状シリカ中に最初は微生
物の成長は存在しないが、スラリー〇再循環及び希釈の
間に微生物の成長が増大することを見出した。これらの
微生物の成長は、有機速度促進剤を使用した場合に誘発
される。

本発明者らは、再循環研磨系を検討し、細菌及び菌類成
長を除くのみならず、この系の研磨速度を維持し、ある
場合には増大させる、新規な種類のコロイド状シリカス
ラリーを開発することを試み、そして低いナトリウム及
び金属含有量を有する研磨媒体を提供しようとした。

長い実験により、本発明者らは、細菌の成長を禁止し、
シリコンウェーへの研磨速度を増大させることができる
新規な種類の低ナトリウム低金属コロイド状シリカスラ
リーを開発した。

本発明の追加の利点は、下記のことから明らかになるで
あろう。

本発明の第一の目的は、細菌の成長を禁止し、そしてシ
リコンウェーハ研磨速度を増大させることができ、一方
低いナトリウム及び金属含有量を有する研磨スラリーも
提供する新規なコロイド状スラリーを提供することであ
る。低アニオン含有量を有する研磨スラリーを提供する
ことも望ましい。

本発明の他の目的は、研磨パッドを含む研磨板とシリコ
ンウェーハとの間にコロイド状シリカスラリーを再循環
する工程を含むシリコンウェーハを研磨する方法であっ
て、低いナトリウム及び金属含有量を有するコロイド状
シリカ、任意の研磨速度促進剤、殺細菌剤、及び殺生物
剤からなるコロイド状シリカスラリーを使用することを
特徴とする改良である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の新規なコロイド状シリカスラリーは、低いナト
リウム及び金属含有量を有するコロイド状シリカ、任意
の研磨速度促進剤、殺細菌剤（ｂａｃ　ｔｅｒｉｃｉｃ
！ｅ）及び殺生物剤からなり、任意的に、殺菌類剤（ｆ
ｕｎｇｉｃｉｄｅ）を菌類の成長を禁止するために該ス
ラリーに添加することができる。

本発明はまた、以下に更に記載される多くの追加の特徴
も含む。

〔好適実施態様の記述〕

電子デバイスに使用するためのシリコンウェーハ又は基
板の研磨に於いて、細菌及び菌類の成長を避け、同時に
系の研磨速度を増大させる低いナトリウム及び金属含有
量を有するコロイド状シリカスラリーを再循環すること
が好ましい。シリコンウェーハ又は基板は、集積回路、
半導体デバイス及びトランジスタの基本的構成素子であ
る。

再循環ウェーハ研磨系のための低ナトリウム低金属不純
物シリカ生成物は１．テトラメチル−若しくはテトラエ
チル−オルトシリケート又は四塩化珪素のような低金属
シリカ源から製造できる。コロイド状シリカは、低金属
を生じるどのような方法も使用できるが、制御された加
水分解反応によってこれらの物質から製造できる。望ま
しくないナトリウム及び金属を除くために透析した後、
生成物を対イオンを添加することによって安定化できる
。この対イオンは、水酸化アンモニウム、アミン類、第
四級アンモニウムヒドロキシド類（テトラメチル−又は
テトラエチル−アンモニウムヒドロキシド）又はそれら
の混合物から選択できる。

本発明のコロイド状シリカスラリーは、低いナトリウム
及び金属含有量を有するコロイド状シリカ、任意的な研
磨速度促進剤、殺細菌剤及び殺生物剤を含む。低アオニ
ン含有量を有する研磨スラリーを提供することも望まし
い。菌類が存在する場合には、該スラリーに殺菌類剤を
添加することが望ましい。

コロイド状シリカは約１〜６０％、好ましくは約５０％
の量で存在することが好ましい、コロイド状シリカは、
ナトリウム及び金属を一緒にした含有量で、シリカ基準
で約０〜２００ｐｐｍ、更に好ましくは約０〜１１００
ｐｐ＋の量で有するべきである。コロイド状シリカのア
ニオン含有量は、好ましくはシリカ基準で約０〜１００
ｐｐ曽の範囲である。コロイド状シリカはまた、アンモ
ニア、アミン類及び第四級アンモニウム塩の群から選択
された少なくとも１種の対イオンを含有していても良い
。

研磨速度促進剤は、存在する場合には、約０〜５％の量
で存在する。殺細菌剤は約０．０８〜５％、好ましくは
約０．５〜０．７５％の量で存在する。殺生物剤は約０
−１０００ｐｐａ＋　、好ましくは０〜５００ｐｐｍ、
更に好ましくは約６５〜１１００ｐｐの量で存在する。

殺菌類剤は約０〜２．０％、好ましくは０〜０．８％、
更に好ましくは０．１〜０．５％の量でコロイド状シリ
カスラリーに添加される。

２３コ」」た□婁立 コロイド状シリカスラリーは典型的にコロイド状シリカ
と水、好ましくは脱イオン水との混合物である。コロイ
ド状シリカはどのような平均粒子サイズを有しても良く
、また約４ナノメートル（ｎｏ＋）から約１０ξクロン
又はそれ以上までの種々のサイズのシリカ粒子の混合物
であっても良い。

本発明者らは約４〜２００ｎ園、好ましくは５０〜１１
００ｎの範囲の最終又は極限（ｕｌｔｉｍａｔｅ）粒子
サイズが満足されることを見出したが、好ましい粒子サ
イズは特定の応用に依存する。

好ましいコロイド状シリカは、シリカ基準で約０〜２０
０ｐｐｍのナトリウムを含む全金属含有量及びシリカ基
準で約０〜１００ｐｐｍの全アニオン含有量を有するべ
きである。より高い金属及び／又はアニオンも使用でき
るが望ましくはない。塩化物、硫酸物、弗化物、燐酸塩
、硝酸塩及び窒化物のようなアニオンは望ましくなく、
他方炭酸塩、酢酸塩及び重炭酸塩は許容される。

この応用に使用できる１種のコロイド状シリカは、２８
．６％固体、１５〜９０ｎ−の間の粒子サイズ、安定化
カチオンとしてアンモニウムを有するｐＨ１１，６を有
する。

本発明のシリカ研磨スラリーを調製するに際しては、全
ナトリウム及び金属含有量がシリカ基準で０〜２００ｐ
ｐｍ＋の好ましい範囲内にある限り、コロイド状シリカ
を沈澱シリカ、熱分解シリカ（ｆｕｍｅｄｓｉｌｉｃａ
）　、又はシリカゲルの何れかで置き換えることも可能
である。

本発明の低ナトリウム低金属コロイド状シリカ研磨スラ
リーを形成する際に使用されるコロイド状シリカは、従
来の沈澱技術を使用して製造することができる。

例えば、このコロイド状シリカは、（１）脱イオン化さ
れ、次いで水酸化アンモニウム及び／又は炭酸アンモニ
ウムで再アルカリ化された、標準ナトリウム−ベースの
シリカゾル、又は（２）シリケートエステル、テトラハ
ロゲン化珪素又はその他の高純度シリカ源から製造され
た低ナトリウム低金属シリカゾルの何れであっても良い
。

菫Ｅ１翅口む４剋 研磨速度促進剤はどのようなアミン／窒素化合物であっ
ても良い。しかしながら、研磨速度促進剤は、第一級ア
ミン、第二級アミン、第三級アミン、複素環アミン及び
それらの混合物の群から選択された少なくとも１種の化
合物であることが好ましい。第四級アミンも使用できる
が、他の種類のアミンの１種と組み合わせた場合のみで
ある。

上記の種類には当業者に公知であるこれらの全ての混合
物を含むものとする。

第一級アミンの例はモノエタノールアミン、イソプロピ
ルアミン、エチレンジアミン及びプロパンジアミンであ
る。第二級アミンの例はジェタノールアミン、ジプロピ
ルアミン及びジブチルアミンである。第三級アくンの例
はトリエタノールアミンである。第四級アミンの例はテ
トラメチルアンモニウムクロライド又はヒドロキシド、
テトラエチルアンモニウムクロライド又はヒドロキシド
、テトラプロピルアンモニウムクロライドもしくはヒド
ロキシド、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロ
ライド又はヒドロキシド（但し、アルキル鎖は０〜約２
０個の炭素原子の範囲である）である。複素環アミンの
例はへキサメチレンシアごン、ビス（アミノプロピル）
ピペラジン及びピペラジンである。研磨速度促進剤はま
たジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テ
トラエチレンペンタミン及びアミノエチルエタノールア
ミンの群から選択された１種の化合物であっても良い。

殺槻苗遁 殺細菌剤はテトラメチルアンモニウムクロライド、テト
ラエチルアンモニウムクロライド、テトラプロピルアン
モニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムヒドロ
キシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テト
ラプロピルアンモニウムヒドロキシド、アルキルベンジ
ルジメチルアンモニウムクロライド及びアルキルベンジ
ルジメチルアンモニウムヒドロキシド（但し、アルキル
鎖は０〜約２０個の炭素原子の範囲である）の群から選
択される少なくとも１種の化合物である。好ましい殺細
菌剤は、二つの機能を果たすもの、即ち、殺細菌剤及び
研磨速度増強剤であるものである。

殺１」１般 好ましい殺生物剤は亜塩素酸ナトリウムである。

歿目翌剋 好ましい殺菌類剤はナトリウムオマジン（ｃｑａ−ｄｉ
ｎｅ）　（ピリチオン）である。

一つの好ましい低ナトリウム低金属コロイド状シリカ研
磨スラリーは、下記の成分、即ち水、低いナトリウム及
び金属含有量を有する脱イオン化したコロイド状シリカ
、炭酸アンモニウム、アンモニア、ピペラジン、テトラ
メチルアンモニウムヒドロキシド、ナトリウムオマジン
及び亜塩素酸ナトリウムを含む。

本発明はまた、研磨パッドを含む研磨板とシリコンウェ
ーハとの間にコロイド状シリカスラリーを再循環する工
程を含むシリコンウェーハを研磨する方法であって、低
いナトリウム及び金属含有量を有するコロイド状シリカ
、任意的な研磨速度促進剤、殺細菌剤及び殺生物剤から
なるコロイド状シリカスラリーを使用することを特徴と
する改良方法を含む。

〔実施例〕

本発明の新規なコロイド状シリカスラリーの有効性は、
下記の実施例により最も良く示すことができる。

班−上 この例は、好気性細菌及びかびを除去する際の殺生物剤
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡ　−Ｏ
Ｈ）の効果を示す、テトラメチルアンモニウムクロライ
ドも同じ効果で使用できる。試料１は脱イオン化した水
であり、試料２はシリコンウェーへの研磨に使用される
従来のコロイド状シリカであり、試料３は本発明による
低ナトリウム低金属コロイド状シリカスラリーである。

下記の結果を出すのに使用した微生物学的試験方法は以
下の通りである。

（１）生成物１部を水２０部で希釈する（ｐＨ調整はし
ない）； （２）生成物に、（ａ）アスベルギルスナイジェル、（
ｂ）シュードモナスエルギノーサ（ｐｓｅｕ−ｄｏｍｏ
ｎｕｓ　ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）及び（ｃ）エロバクタ
ーエロゲン（’ａｅｒｏｂａｃｔｅｒ　ａｅｒｏｇｅｎ
ｅｓ）からなる細菌／かび接種をする； （３）接種した試料を３７℃に調節した部屋の中の回転
振盪器（１００ｒｐｍで連続的に回転する）の上に置く
；そして、 （４）０時間、１週間、及び２週間で標本抽出する。生
物を下記の条件下で成長させる：（ａ）全数：３７℃で
７２時間ＴＧＥ寒天培地（トリプトン−グルコース抽出
）を使用して操作する、（ｂ）アスペルギルス：３０°
Ｃで９６時間じゃがいもデキストロースを使用して操作
する、そして（Ｃ）エロバクタ一二３７°Ｃで２４時間
ＥＭＢ寒天培地（エオシンメチレンブルー）を使用して
操作する。

下記第１表は、微生物学的試験の結果を示す。

９９．０％又はそれ以上の死滅は、許容できるコロイド
状シリカスラリーであると考えられる。

東上源 Ｔ阿Ａ−ＯＨ微生物学的結果 １　　なし　　なし　　なし　なし　　１週間　なし２
週間　　なし ２　２％ＡＥＥＡ　　１００　　　なし　　なし　　１
週間　　４３２週間　　悠 なし なし ＡＥＥＡは、アミノエチルエタノールアミンを示す。

ＰＩＰば、ピペラジンを示す。

第１表は、亜塩素酸ナトリウムが有るとき及び無いとき
の細菌及びかびへのＴＭＡ　−ＯＲの影響を示している
。この結果は、亜塩素酸ナトリウム及びナトリウムオマ
ジン（ピリチオン）を伴う０．６８％活性ＴＭＡ　−Ｏ
Ｈが１週間又は２週間後に生成物を禁止することを示し
ている。

セＨ 本発明によるコロイド状シリカスラリーを製造し、従来
のコロイド状シリカに対して評価した。

試料ｌは２％アξノエチルエタノールアごンを含む従来
のコロイド状シリカであり、試料２は５％ピペラジンを
含む従来のコロイド状シリカであり、試料３は本発明に
よる低ナトリウム低金属コロイド状シリカスラリーであ
る。

下記第３表に示すフィールド試験を下記の操作パラメー
ターで行った。研磨機は、３個の４インチウェーハを保
持できる、４個の研磨ヘッドを有する２フインチ直径の
プラテンを有するＰｕｊｉｋｏｓｉｆｏｕｒ　ｈｅａｄ
　２７’　　Ｍ／Ｃであった。ウェーハは、Ｔｙｇｈ　
５ｉｌｉｃｏｎから人手した。Ｐ−１００型、ホウ素ド
ープ、４インチ直径、酸エッチのものであった。

シリカレベルはＳｉＯ□として３．５３％であった。研
磨パッドは２フインチ直径の５ｕｂａ　６００で有った
。

フィールド試験のための研磨条件は、研磨圧３７０ｇ／
ｃｊ（５，２１ｂ／ｉｎ”）、研磨速度５０ＲＰＭ　（
プラテン）、研磨温度２６〜３０＠、ｐＨ１０，７〜９
．７（開始から終了まで）、ＫＯＨアルカリ性、流速２
０００＋ｗＬ／分（再循環）、全除去量１５１１ｍであ
った。

下記第２表に試料１〜３の組成を示す。

玉茎糞 戒　分　　　　　　試料１　　試料２　　試料３ベース
シリカ　　　　　　Ａ　　　　　Ａ　　　　　Ｂ対イオ
ン　　　　　　　　Ｎａ　　　　Ｎａ　　　　ＮＨ４研
磨速度促進剤　　　　２％ＡＥＥＡ　　５％ＰＩＰ　　
４．５％ＰＩＰ亜塩素酸ナトリウム　　　あり　　　あ
り　　　ありナトリウムオマジン　　なし　　　あリア
リ第四級塩　　　　　　　なし　　　あり　　　ありシ
リカＡ＝５０％Ｓｉｎ、、粒子サイズ５０〜７０ｎｓ＋
　（９０ｎｍより上無し） シリカＢ＝４０％Ｓｉｎ、、粒子サイズ＞７０ｎｓ＋　
（脱イオン化生成物） フィールド試験の結果は下記の研磨試験方法を使用して
得た。

（１）新しい研磨バンドを機械の上に置く、（２）先ず
脱イオン水で洗浄し、次いで安全剃刀の刃でパッドを削
ってパッドを仕上げる、（３）ウェーハのセットを機械
に取り付ける、（４）ラインを除きパッドを浸漬するた
めにスラリーを流し始める、 （５）所望の圧力及び流速で実施操作を行う、（６）実
施操作が終わった後、ウェーハを洗浄し、支持体（ｃａ
ｒｒｆｅｒ）からウェーハを取り除き別のウェーハで置
き換える、 （７）熱水（≧１７０〒）中に５〜１０分間置く、そし
て （８）ウェーハを空気乾燥する。

１　２％ＡＥＥＡ　　　ＯＯＮａ２９±１　０．４８２
　５％ＰＩＰ　　　Ｏ，７５０，０８Ｎａ　　３１±０
　０．６６３４．５％ｐＩｐ　　Ｏ，６８０，０８ＮＨ
４２８±１　０．７０Ｒａは、ミクロンでの表面粗さを
示す。

ＡＥＥＡは、アミノエチルエタノ−ルアξンを示す。

ＰＩＰは、ピペラジンを示す。

０．４８ ０．７３ ０．７７ 第３表では、同じ研磨条件を使用して、従来のコロイド
状シリカ（試料１及び２）に対する本発明のコロイド状
シリカスラリーの研磨速度を比較している。本発明は、
試料１及び２に於けるナトリウムの代わりにアンモニア
である対イオンにより影響を受け、その結果ナトリウム
レベルを低く保持している従来のコロイド状シリカと同
等であるか又はそれよりも大きい研磨速度になる。

下記第４表で、研磨されたウェーハの品質と本発明のコ
ロイド状シリカスラリー（試料３）の研磨パラメーター
を、従来のコロイド状シリカ（シリカｌ及び２）のもの
と比較する。本発明のコロイド状シリカスラリーは、研
磨後同じバンド特性を維持しながら、従来のスラリーと
同じウェーハ品質を有するウェーハを製造した。

築工犬 １　２６−２７　　　０　　　　受容　　良　　受容２
　２９−２８　　　０　　　　受容　　良　　受容３　
２９−３０　　　０　　　　受容　　良　　受容本発明
者らは、本発明によるいくつかのＨ様を示し記述したが
、同じものは当業者に明らかな多数の変形及び修正が許
されることが明らかに理解されるべきである。それで、
本発明者らは、示され記述された発明の詳細な説明に限
定されるものではなく、特許請求の範囲に入る全ての変
形及び修正が本発明の技術的範囲に包含されることはい
うまでもない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ｉ）シリカ基準で約０〜２００ｐｐｍのナトリウ
   ム及び金属含有量を有するコロイド状シリカ、（ｉｉ）
   殺細菌剤及び（ｉｉ）殺生物剤を含んで成るコロイド状
   シリカスラリー。 ２、該コロイド状シリカがシリカ基準で約０〜１００ｐ
   ｐｍのナトリウム及び金属含有量を有する請求項１記載
   のコロイド状シリカスラリー。 ３、該コロイド状シリカがシリカ基準で約０〜１００ｐ
   ｐｍのアニオン含有量を有する請求項１記載のコロイド
   状シリカスラリー。 ４、該コロイド状シリカがアンモニア、アミン類及び第
   四級アンモニウム塩の群から選択された少なくとも１種
   の対イオンを含む請求項１記載のコロイド状シリカスラ
   リー。 ５、該コロイド状シリカが、脱イオン化され、次いで水
   酸化アンモニウム及び／又は炭酸アンモニウムで再アル
   カリ化された、標準ナトリウム−ベースのシリカゾルで
   ある請求項１記載のコロイド状シリカスラリー。 ６、該コロイド状シリカがシリケートエステル、テトラ
   ハロゲン化珪素及びその他の高純度シリカ源の群から選
   択された少なくとも１種の化合物から製造された低ナト
   リウム低金属シリカゾルである請求項１記載のコロイド
   状シリカスラリー。 ７、該コロイド状シリカが約１〜６０％の範囲の量で存
   在し、該殺細菌剤が約０．０８〜５％の範囲の量で存在
   し、そして該殺生物剤が約０〜１０００ｐｐｍの範囲の
   量で存在する請求項１記載のコロイド状シリカスラリー
   。 ８、該殺細菌剤が約０．１〜１．２５％の範囲の量で存
   在する請求項７記載のコロイド状シリカスラリ９、該殺
   細菌剤が約０．５〜０．７５％の範囲の量で存在する請
   求項８記載のコロイド状シリカスラリ１０、該殺生物剤
   が約６５〜１００ｐｐｍの範囲の量で存在する請求項７
   記載のコロイド状シリカスラリー。 １１、該コロイド状シリカスラリーが更に殺菌類剤を含
   む請求項１記載のコロイド状シリカスラリー。 １２、該殺菌類剤が約０〜２．０％の範囲の量で存在す
   る請求項１１記載のコロイド状シリカスラリー。 １３、該殺菌類剤が約０〜０．８％の範囲の量で存在す
   る請求項１２記載のコロイド状シリカスラリー。 １４、該殺菌類剤が約０．１〜０．５％の範囲の量で存
   在する請求項１３記載のコロイド状シリカスラリー。 １５、該コロイド状シリカが約４ナノメートル〜約１０
   ミクロンの範囲の最終粒子サイズを有する請求項１記載
   のコロイド状シリカスラリー。 １６、該コロイド状シリカが約２〜２００ナノメートル
   の範囲の最終粒子サイズを有する請求項１５記載のコロ
   イド状シリカスラリー。 １７、該コロイド状シリカが約１〜６０％の範囲の固形
   分、約４〜２００ナノメートルの範囲の粒子サイズ及び
   約８〜１２．５の範囲のｐＨを有する請求項１記載のコ
   ロイド状シリカスラリー。 １８、沈澱シリカ、熱分解シリカ及びシリカゲルの群か
   ら選択された少なくとも１種の物質（但し、該物質のナ
   トリウム及び金属含有量はシリカ基準で約０〜２００ｐ
   ｐｍの範囲内にある）で該コロイド状シリカを置き換え
   た請求項１記載のコロイド状シリカスラリー。 １９、該コロイド状シリカスラリーが研磨速度促進剤を
   含む請求項１記載のコロイド状シリカスラリー。 ２０、該研磨速度促進剤が約０．５〜５％の範囲の量で
   存在する請求項１９記載のコロイド状シリカスラリー。 ２１、該研磨速度促進剤が第一級アミン、第二級アミン
   、第三級アミン、複素環アミン及びそれらの混合物の群
   から選択された少なくとも１種の化合物である請求項１
   ９記載のコロイド状シリカスラリー。 ２２、該研磨速度促進剤が少なくとも１種の第四級アミ
   ンを含む請求項１９記載のコロイド状シリカスラリー。 ２３、該第一級アミンがモノエタノールアミン、イソプ
   ロピルアミン、エチレンジアミン及びプロパンジアミン
   の群から選択されたものである請求項２１記載のコロイ
   ド状シリカスラリー。 ２４、該第二級アミンがジエタノールアミン、ジプロピ
   ルアミン及びジブチルアミンの群から選択されたもので
   ある請求項２１記載のコロイド状シリカスラリー。 ２５、該第三級アミンがトリエタノールアミンである請
   求項２１記載のコロイド状シリカスラリー。 ２６、該第四級アミンがテトラメチルアンモニウムクロ
   ライド、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラ
   プロピルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモ
   ニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロ
   キシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、ア
   ルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライド及びア
   ルキルベンジルジメチルアンモニウムヒドロキシド（但
   し、アルキル鎖は０〜約２０個の炭素原子の範囲である
   ）の群から選択されたものである請求項２２記載のコロ
   イド状シリカスラリー。 ２７、該複素環アミンがヘキサメチレンジアミン、ビス
   （アミノプロピル）ピペラジン及びピペラジンの群から
   選択されたものである請求項２１記載のコロイド状シリ
   カスラリー。 ２８、該研磨速度促進剤がジエチレントリアミン、トリ
   エチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン及びア
   ミノエチルエタノールアミンの群から選択されたもので
   ある請求項１９記載のコロイド状シリカスラリー。 ２９、該殺細菌剤がテトラメチルアンモニウムクロライ
   ド、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラプロ
   ピルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウ
   ムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシ
   ド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、アルキ
   ルベンジルジメチルアンモニウムクロライド及びアルキ
   ルベンジルジメチルアンモニウムヒドロキシド（但し、
   アルキル鎖は０〜約２０個の炭素原子の範囲である）の
   群から選択された少なくとも１種の化合物である請求項
   １記載のコロイド状シリカスラリー。 ３０、該殺生物剤が亜塩素酸ナトリウムである請求項１
   記載のコロイド状シリカスラリー。 ３１、該殺菌類剤がナトリウムオマジンである請求項１
   １記載のコロイド状シリカスラリー。 ３２、研磨パッドを含む研磨板とシリコンウェーハとの
   間にコロイド状シリカスラリーを再循環する工程を含む
   シリコンウェーハを研磨する方法であって、シリカ基準
   で約０〜２００ｐｐｍのナトリウム及び金属含有量を有
   するコロイド状シリカ、殺細菌剤及び殺生物剤を含んで
   なるコロイド状シリカスラリーを使用することを特徴と
   する改良研磨方法。 ３３、該コロイド状シリカがシリカ基準で約０〜１００
   ｐｐｍのナトリウム及び金属含有量を有する請求項３２
   記載の方法。 ３４、該コロイド状シリカがシリカ基準で約０〜１００
   ｐｐｍのアニオン含有量を有する請求項３２記載の方法
   。 ３５、該コロイド状シリカがアンモニア、アミン類及び
   第四級アンモニウム塩の群から選択された少なくとも１
   種の対イオンを含む請求項３２記載の方法。 ３６、該コロイド状シリカが約１〜６０％の範囲の量で
   存在し、該殺細菌剤が約０．０８〜５％の範囲の量で存
   在し、そして該殺生物剤が約０〜１０００ｐｐｍの範囲
   の量で存在する請求項３２記載の方法。 ３７、該コロイド状シリカスラリーが更に殺菌類剤を含
   む請求項３２記載の方法。 ３８、該殺菌類剤が約０〜０．８％の範囲の量で存在す
   る請求項３７記載の方法。 ３９、該コロイド状シリカスラリーが研磨速度促進剤を
   含む請求項３２記載の方法。 ４０、該研磨速度促進剤が約０．５〜５％の範囲の量で
   存在する請求項３９記載の方法。 ４１、該コロイド状シリカが脱イオン化され、次いで水
   酸化アンモニウム及び／又は炭酸アンモニウムで再アル
   カリ化された標準ナトリウム−ベースのシリカゾルであ
   る請求項３２記載の方法。 ４２、該コロイド状シリカがシリケートエステル、テト
   ラハロゲン化珪素及びその他の高純度シリカ源の群から
   選択された少なくとも１種の化合物から製造された低ナ
   トリウム低金属シリカゾルである請求項３２記載の方法
   。