WO2005010966A1 - ウエーハの研磨方法 - Google Patents

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wafer
silica
abrasive
cloth
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Naoyuki Takamatsu
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Shin-Etsu Handotai Co., Ltd.
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    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents

Definitions

  • the present invention relates to an improvement in a polishing method for polishing a wafer such as a silicon wafer.
  • a silicon wafer used as a semiconductor substrate material used for a memory device or the like is generally manufactured using a Czochralski (CZ) method, a floating zone (FZ) method, or the like.
  • the method includes a single crystal growth step of manufacturing a single crystal ingot, and a wafer manufacturing (processing) step of slicing the single crystal ingot and processing at least one principal surface into a mirror surface. A device is formed on the mirror polished wafer thus manufactured.
  • a single crystal ingot is sliced to obtain a thin disk-shaped wafer, and the wafer obtained by the slice process is prevented from cracking or chipping.
  • a chamfering step of chamfering the outer peripheral portion For this purpose, a lapping step of flattening the wafer, an etching step of removing a chamfer remaining on the chamfered and wrapped wafer, and mirroring the wafer surface It has a polishing (polishing) step and a cleaning step of cleaning the polished wafer and removing abrasives and foreign substances adhering thereto.
  • the above-mentioned e-wafer processing step shows a main step.
  • other steps such as a surface grinding step and a heat treatment step are added, the same step is performed in multiple stages, and the order of the steps is changed.
  • the polishing step is divided into a primary polishing step called rough polishing and a finish polishing step called precision polishing.
  • the primary polishing step is further divided into two or more steps. This is called the secondary polishing process.
  • polishing is performed by bringing a polishing cloth rotating on a surface plate and an etched silicon wafer supported by a wafer support board of a polishing head into contact with an appropriate pressure.
  • an alkaline solution containing colloidal silica (called slurry, abrasive, etc.) Is used.
  • polishing apparatuses there is a batch type of polishing apparatus in which a plurality of wafers are held in one polishing head.
  • the polishing apparatus A has a polishing platen 30 that is rotated at a predetermined rotation speed by a rotating shaft 37.
  • a polishing cloth P is stuck on the upper surface of the polishing platen 30.
  • Reference numeral 33 denotes a work holding plate, which is rotated by a rotating shaft 38 via an upper load 35 and is oscillated by oscillating means.
  • the plurality of wafers W are pressed against the surface of the polishing pad P while being held on the lower surface of the work holding plate 33 by means of bonding, and are simultaneously passed through a slurry supply pipe 34 from a slurry supply device (not shown).
  • the slurry (abrasive) 39 is supplied onto the polishing pad P at a flow rate of, and the polished surface of the wafer A is rubbed with the surface of the polishing pad P via the slurry 39 to polish the wafer W.
  • polishing apparatus of a sheet type in which one wafer is held and polished by one polishing head.
  • various methods for holding the wafer such as a method of holding the wafer by vacuum suction, a method of attaching it to a work holding board with wax, and a method of applying the surface tension of water.
  • polishing machines that grind one side. Other polishing machines also grind both sides simultaneously.
  • Linear defects are minute defects that can hardly be detected by conventional inspection equipment.
  • the surface of the silicon wafer is observed using a laser microscope of a confocal optical system, it is easily observed. Its features are a few nanometers in height and a length as shown in Fig. 2. Are linear and protruding defects having a size of about 0.5 ⁇ m or more.
  • an object of the present invention is to provide a wafer polishing method that prevents such linear defects from occurring.
  • Such a defect may be caused particularly when NaCO for pH adjustment which has been conventionally used is excessively added. This is thought to be due to the fact that silica used as the main component of the abrasive microaggregates due to excessive addition of NaCO, and thus does not adversely affect the surface of the wafer.
  • a first aspect of the wafer polishing method of the present invention is to hold the wafer on a rotatable wafer holding plate, supply an abrasive to a polishing cloth attached to a rotatable platen, and polish the wafer with the wafer.
  • the method of polishing a wafer surface by sliding a cloth thereon is characterized in that the polishing is performed using an alkaline solution containing substantially spherical silica as a main component as a polishing agent and further containing an organic base or a salt thereof.
  • the wafer is held on a rotatable wafer holding plate, and the polishing agent is supplied to a polishing cloth attached to a rotatable platen.
  • the silica has substantially uniformly dispersed silica as an abrasive, the silica has a substantially spherical shape, and the average of the silica is The polishing is performed using an alkaline solution having a particle diameter of 12 nm or less.
  • the average particle diameter of silica in a dispersed state is preferably 5 nm to 10 nm, and particularly preferably the maximum particle diameter of silica is 12 nm or less. Under such conditions, linear defects can be significantly reduced.
  • polishing is performed in a state where the pH of the alkaline aqueous solution is 10-13.
  • Na CO is used for pH adjustment during polishing. Under such conditions, the polishing rate can be improved and a stable polishing rate can be obtained.
  • Na CO is a cause of silica aggregation
  • pH adjustment is easy, and it is easy to handle in operation, easy.
  • the polishing agent used in the second embodiment of the wafer polishing method of the present invention contains the above-mentioned silica as a main component and further comprises an organic base as in the case of the first embodiment of the wafer polishing method of the present invention.
  • it can be an alkaline solution containing a salt thereof.
  • the organic base or a salt thereof may be added instead of sodium carbonate (Na 2 CO 3), or may be added in combination with sodium carbonate.
  • quaternary ammonium hydroxide or the like can be particularly used, and examples thereof include the following chemical species.
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide oxide
  • TEAH tetraethylammonium hydroxide oxide
  • methinoletriethanolamine hydroxide oxide methinoletriethanolamine hydroxide oxide
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide oxide
  • TEAH tetraethylammonium hydroxide oxide
  • methinoletriethanolamine hydroxide oxide methinoletriethanolamine hydroxide oxide
  • tetrabutylammonium hydroxide mouth oxide methyltributylammoniumhydride mouthoxide
  • cetyltrimethylammoniumhydride mouthoxide cetyltrimethylammoniumhydride mouthoxide
  • choline trimethylbenzylammoniumhydride mouthoxide, and the like.
  • organic base or a salt thereof By adding such an organic base or a salt thereof, dispersibility is improved, aggregation of silica can be prevented, and generation of linear defects can be suppressed.
  • organic bases and salts thereof may not always have good dispersibility, it is preferable to use a combination of a plurality of amines / quaternary ammonium hydroxides.
  • an abrasive to which an organic base or a salt thereof, for example, a quaternary ammonium hydroxide, particularly TMAH is added.
  • the amount of the organic base or salt added is preferably up to the solubility limit of the abrasive used.
  • TMAH quaternary ammonium hydroxide
  • the silicon wafer may be mentioned as the silicon wafer.
  • the polishing allowance of the wafer is relatively large at 1 ⁇ m or more, and the polishing conditions such as the polishing pressure are strictly set so that the polishing speed is relatively high. Therefore, this is a process in which linear defects are generated due to contact between the wafer and the abrasive, which has relatively large mechanical action. Therefore, by performing the wafer polishing method of the present invention in such a step, the occurrence of linear defects can be prevented.
  • the method for polishing an wafer of the present invention it is possible to prevent the occurrence of linear defects that have appeared after the polishing of the wafer, and to manufacture a mirror-finished wafer having an excellent surface state.
  • FIG. 1 is a schematic side view showing a polishing apparatus and a slurry supply / circulation system used in the method of the present invention.
  • FIG. 2 is a photograph showing an example of a linear defect observed on a wafer surface by a laser microscope using a confocal optical system.
  • FIG. 3 is a schematic side view showing an example of a polishing apparatus.
  • FIG. 1 is a schematic side view showing an example of a polishing apparatus and a slurry supply and circulation system used in the polishing method of the present invention.
  • the polishing apparatus A has the same configuration as the configuration of the polishing apparatus shown in FIG. have.
  • An example in which a slurry supply and circulation system B is attached to the polishing apparatus A will be described. That is, the polishing apparatus A has a polishing platen 30 which is rotated by a rotating shaft 37. A polishing cloth P is stuck on the upper surface of the polishing platen 30.
  • Reference numeral 33 denotes a work holding plate which is rotated by a rotating shaft 38 via an upper load 35 and is oscillated by oscillating means.
  • a plurality of wafers W are pressed against the surface of the polishing cloth P while being held on the lower surface of the work holding plate 33, and simultaneously the slurry (abrasive) is passed from the slurry supply tank 50 of the slurry supply circulation system B to the slurry supply pipe 34.
  • 39 is supplied onto the polishing pad P, and the polishing surface of the wafer W is slid in contact with the surface of the polishing pad P via the slurry 39 to polish the wafer W.
  • a slurry preparation tank 52 is provided above the slurry supply tank 50.
  • Reference numeral 60 denotes a pH meter for measuring the pH of the new slurry 39a prepared in the slurry preparation tank 52, and the pH of the new slurry 39a is controlled.
  • the new slurry 39a prepared in the slurry preparation tank 52 is supplied to the slurry supply tank 50 through the new slurry supply pipe 62.
  • the slurry 39 supplied to the polishing pad P through the slurry supply pipe 34 flows down while performing a polishing action, and is collected in a slurry collecting tank 64 provided below the platen 30.
  • the recovered used slurry 39b is pumped to the slurry supply tank 50 by a pump 70 through a slurry recovery pipe 68 connected to a drain port 66 opened at the bottom of the slurry recovery tank 64, and is recovered.
  • Reference numeral 72 denotes a pH adjuster supply pipe for supplying a pH adjuster to the slurry supply tank 50.
  • the used slurry 39b, the new slurry 39a, and the pH adjuster are supplied to the slurry supply tank 50, and the polishing slurry 39 having a desired composition ratio can be produced.
  • Reference numeral 74 denotes a pH meter for measuring the pH of the slurry 39 prepared in the slurry supply tank 50, and the pH of the slurry 39 is controlled.
  • the used slurry 39b can be collected and circulated and used, and the slurry can be effectively used. That can be S.
  • a filter or the like that removes the polishing dust may be used in the slurry collection pipe 68 or the slurry supply pipe.
  • the abrasive used in the polishing method for wafers of the present invention is an alkaline solution comprising a solid component, various additives, and pure water.
  • the solid component of the above-mentioned abrasive is silica having a substantially spherical shape, and the one containing an organic base and a salt thereof to improve dispersibility is used.
  • the above-mentioned abrasive those having silica substantially uniformly dispersed, and particularly having an average particle diameter of silica in a dispersed state of 12 nm or less, preferably 510 nm are used. If the average particle diameter is less than 5 nm, it is difficult to produce silica in a spherical state, and the stability of the shape is deteriorated. If the average particle diameter is more than 12 nm, the occurrence of linear defects increases, which is not preferable.
  • the silica force in a dispersed state in the abrasive used in the polishing method for wafers of the present invention may have an average particle diameter within the above range, but preferably the individual silica particle diameter is within the above range. It is better not to exceed. That is, the maximum particle size is preferably 12 nm or less.
  • the average particle size and the maximum particle size are values confirmed by the BET method.
  • any silica can be used as long as the average particle diameter and shape of the silica in the dispersed state in the abrasion agent used in the method of the present invention can be as described above.
  • silica fine powder may be used, but it is preferable to use an aqueous colloidal silica (silica sol) solution produced from water glass from the viewpoint of dispersion stability.
  • the aqueous colloidal silica liquid is alkaline because it can be easily adjusted to pH conditions as a polishing agent for wafers.
  • the shape of the silica at this time needs to be substantially spherical. The more the shape is broken, the more the occurrence of linear defects increases. For such an alkaline colloidal sill force, a commercially available product can also be used.
  • the polishing agent used in the wafer polishing method of the present invention preferably has a pH adjusted to 10 13.
  • a pH adjusted to 10 13 when using an abrasive (when polishing), it is preferable to use ⁇ . If the pH is less than the above range, the polishing efficiency is poor and the practicality is poor. If the pH is more than the above range, the polishing agent (silica) may aggregate, which is preferable. Good luck, The pH can be adjusted before use by using any known alkali agent (for example, NaOH, KOH, ammonia, organic amine, etc.) as an additive. In addition, the abrasive used for polishing is repeatedly reused (circulated), and in such a case, fine adjustment is made by PH control, such as NaCO.
  • PH control such as NaCO.
  • the polishing agent used in the polishing method of the present invention has a necessary force S in which silica is sufficiently dispersed. It is preferable to add a treatment or an additive so that the silica particles do not aggregate.
  • the method for dispersing is not particularly limited. For example, an organic base or a salt thereof is added.
  • organic base and a salt thereof quaternary ammonium hydroxide or the like can be particularly used.
  • organic bases and salts thereof whose molecules have a three-dimensional structure, and which have an action of preventing aggregation of silica.
  • TMAH tetramethylammonium hydride oxide
  • the TMAH acts so as to cover the silica surface (adsorbs), the aggregation of silica particles is reduced, and a uniform dispersion state can be maintained.
  • an abrasive may be used in which silica is coated on the surface of the active silica particles, or the silica particles do not agglomerate with each other.
  • TMAH is preferably added as much as possible without the influence of heavy metals, and may be added to the limit of dissolving in the abrasive, but it is added at least 5% by weight or more based on the total amount of the abrasive.
  • the upper limit of the dissolution of TMAH varies depending on the solvent used (usually pure water to which an alkali component is added), operating temperature, and the like.
  • the concentration of the solid component (silica) of the polishing agent (especially stock solution) for polishing the wafer is not particularly limited, and the solid component (silica) concentration is 580% by weight, preferably 1070% by weight. It may be manufactured, but when it is used for polishing, it is used after diluting the solid component concentration (silica concentration) of the entire composition to 2 to 20% by weight with water. Polishing equipment etc. What is necessary is just to set suitably according to the form of installation, a polishing condition, etc.
  • the wafer is polished using the polishing agent having such a configuration.
  • the above-mentioned silica shape and particle size and its dispersion state are particularly important.
  • other problems such as improvement of polishing rate and problems of metal contamination as abrasives are also solved. You have to do it.
  • additives such as TMAH can improve the problem.However, in order to prevent such metal contamination, the above-mentioned abrasives have been added with a substance having a chelating effect, such as sodium tripolyphosphate and other chelating agents. Even good.
  • the concentration of Cu and Ni in the abrasive be controlled to lppb or less.
  • the effect of the polishing cloth used in this polishing is great when the polishing cloth is a non-woven cloth polishing cloth. Particularly, the effect is great when the polishing cloth is used in the polishing step using a polishing cloth having a hardness (Ascar C hardness) of 50 or more. .
  • the primary cause of linear defects is considered to be the effect of the abrasive. Since primary and secondary polishing using this type of polishing cloth frequently occurs, linear defects are compatible with such polishing cloth. Is considered as one of the causes of the occurrence. According to the polishing method of the present invention, the generation of linear defects can be prevented even if a polishing cloth such as this is used.
  • the ASKER C hardness is a value measured by an ASKA rubber hardness tester, a type C of spring hardness tester, and is a value based on SRIS (Japanese Rubber Association Standard) 0101.
  • abrasives particularly particle size, shape, dispersibility
  • a solid content contained in the polishing agent a silica sol obtained by ion-exchanging Na water glass to obtain an active keic acid and subjecting it to condensation polymerization by heating was used. Pure water and NaOH for pH adjustment were added to this to prepare an abrasive with a solid component (silica) concentration of 50%. Further, tripolyphosphoric acid was added to this abrasive.
  • Six types of abrasives containing the above-described abrasive as a main component and varying the average particle diameter and shape of silica were prepared as shown in the following (1)-(6).
  • the average particle size and shape of the silica can be controlled by changing the polycondensation step for forming the silica zone. Therefore, several levels of abrasives containing silica with different particle sizes and shapes were prepared, and the relationship with the linear defects appearing after polishing was confirmed.
  • silica prepared by adding NaCO and adjusting the pH as an abrasive (silica is likely to aggregate during polishing and is uniformly dispersed, abrasive). About 13nm, silica shape is spherical
  • a pH-adjusted silica is added by adding NaCO.
  • a pH-adjusted silica is added by adding NaCO.
  • TMAH TMAH is added as an abrasive (a spherical abrasive having good dispersibility even during polishing and a small particle diameter) of 10% by weight, and the average particle diameter of silica in the above abrasive is 12 nm (maximum).
  • An abrasive having a particle size of about 15 nm and a minimum particle size of about 8 nm) and a spherical silica was prepared (Example 1).
  • TM AH 10% by weight of TM AH is added as a polishing agent (a polishing agent having a smaller particle size that is more dispersible even during polishing) and the average particle size of silica in the polishing agent is 8 nm.
  • a polishing agent having a spherical shape (a maximum particle size of about 12 nm and a minimum particle size of about 5 nm) was prepared (Example 2).
  • TMAH is added to the dissolution limit (20% by weight in the case of the present polishing agent) as a polishing agent (a polishing agent having excellent dispersibility even during polishing and having a small particle diameter and a spherical shape).
  • a polishing agent a polishing agent having excellent dispersibility even during polishing and having a small particle diameter and a spherical shape.
  • the polishing apparatus and polishing conditions of the wafer are not particularly limited, but in this example, a single-side polishing apparatus using a polishing head capable of simultaneously supporting two wafers having a diameter of 300 mm and a wafer was used.
  • a polishing procedure two silicon wafers having a diameter of 300 mm and polished on both sides (primarily polished) were adhered to a wafer support plate of the polishing head in two batches, and polished using a nonwoven cloth polishing cloth.
  • the above abrasive was added at 8 liter / min. This abrasive was diluted with pure water so that the silica concentration was 3.0% by weight. Further, Na CO was added for pH adjustment. The initial pH was adjusted to 10.5.
  • the polishing conditions were as follows: a non-woven fabric type polishing cloth (Ascar C hardness 80) was used.
  • the silicon surface was polished to about 1.5 x m as OkPa. These polishing conditions correspond to polishing conditions called secondary polishing.
  • the abrasive of Comparative Example 3 is one in which the particle size of the silica particles is relatively large. In this polishing, about 150 linear defects (per 300 mm @ a wafer) were observed. It was found that the particle size had no significant effect, but that linear defects tended to increase slightly as the particle size increased.
  • Example 1 to Example 3 linear defects were significantly reduced.
  • Example 1 As the abrasive of Example 1, about 10% by weight of TMAH was added as an organic base, and silica was added. The dispersibility was improved, and the particle size was reduced to a very small value, and the force using spherical silica was used. This significantly reduced the occurrence of linear defects. In particular, in this polishing, the number of linear defects was as small as 30 pieces (300 mm / a wafer).
  • the number of linear defects was as small as 20 (300 mm per e-ha).
  • Example 3 The abrasive of Example 3 was added to the limit of dissolving TMAH. Even with such an abrasive, the generation of linear defects can be suppressed, and even if repeated abrasives are used (even when Na 2 CO or the like is added), silica can be prevented from agglomerating, and the polishing rate can be improved. And can be polished stably. In particular, in this polishing, almost no defects were observed.
  • a batch-type wax-mounted single-side polishing apparatus as shown in Fig. 1 was used as the polishing apparatus.
  • the polishing conditions were as follows: a nonwoven fabric type polishing cloth (Ascar C hardness 60) was used, the polishing pressure was 30 kPa, and the surface of the silicon A8 was polished by about 10 ⁇ m. These polishing conditions correspond to polishing conditions called primary polishing. A 200 mm diameter silicon wafer was polished in five batches, and 20 batches were polished.
  • the abrasive was circulated and used, and a plurality of wafers were repeatedly polished. Adjustment of the time P H was performed in Na CO. The initial pH was adjusted to 10.5. Abrasive flow rate is 10 litters / Minutes.
  • polishing apparatus In the secondary polishing, a single-side polishing apparatus having the form shown in FIG. 1 was used as the polishing apparatus.
  • the polishing conditions were as follows.
  • the primary polished wafer surface was polished using a nonwoven fabric type polishing cloth (Asker C hardness 80) at a polishing pressure of 20 kPa, and the silicon surface was polished to about 1.5 ⁇ m.
  • These polishing conditions correspond to polishing conditions called secondary polishing.
  • the abrasive was circulated and used, and a plurality of wafers were repeatedly polished. At this time, the pH was adjusted with NaCO. The initial pH has been adjusted to 10.5. The flow rate of the abrasive was 8 liter / min.
  • polishing apparatus having a form as shown in FIG. 3 was used as the polishing apparatus.
  • the polishing conditions were as follows: the surface of the secondary polished wafer was polished with a suede-type polishing cloth (Aker C hardness 50), the polishing pressure was 15 kPa, and the silicon surface was slightly polished (l ⁇ m or less). These polishing conditions correspond to polishing conditions called finish polishing.
  • the abrasive used was an alkaline solution in which the concentration of silica solid components adjusted to pHIO was 0.4% by weight, and the slurry was thrown away.
  • epitaxy was performed using the polished silicon wafer as a substrate. As a result, no defects were observed on the surface of the epitaxy wafer.
  • Example 4 Under the same conditions as in Example 4, TMAH was not added to the abrasive, and the abrasive was polished with an irregular silica shape.
  • the method of the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the above embodiment is
  • the form of the polishing apparatus such as a double-side polishing apparatus or a single-side polishing apparatus is not particularly limited.
  • the wafer may be in any form such as a batch type in which a plurality of wafers are polished simultaneously, and a single wafer type in which one wafer is polished one by one.

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Abstract

　線状欠陥が生じないようにしたウエーハの研磨方法を提供する。 　回転可能なウエーハ保持板にウエーハを保持し、回転可能な定盤に貼付された研磨布に研磨剤を供給するとともに前記ウエーハと研磨布を摺接させてウエーハ表面を研磨する方法において、研磨剤として略球形状のシリカを主成分とし、更に有機塩基又はその塩を含有するアルカリ溶液を用い研磨するようにした。上記有機塩基又はその塩としては第４級アンモニウム水酸化物を用いる。

Description

明 細 書
ゥエーハの研磨方法
技術分野
[0001] 本発明は、シリコンゥエーハ等のゥエーハを研磨するための研磨方法の改良に関 する。
^景技術
[0002] 従来、メモリーデバイスなどに用いられる半導体基板材料として用いられるシリコン ゥエーハの製造方法は、一般にチヨクラルスキー（Czochralski ; CZ)法や浮遊帯域 溶融 (Floating Zone； FZ)法等を使用して単結晶インゴットを製造する単結晶成長 工程と、この単結晶インゴットをスライスし、少なくとも一主面が鏡面状に加工されるゥ エーハ製造 (加工）工程とからなる。このように製造された鏡面研磨ゥエーハ上にデ バイスが形成される。
[0003] 更に詳しくゥエーハ製造 (加工）工程について示すと、単結晶インゴットをスライスし て薄円板状のゥエーハを得るスライス工程と、該スライス工程によって得られたゥエー ハの割れ、欠けを防止するためにその外周部を面取りする面取り工程と、このゥエー ハを平坦ィ匕するラッピング工程と、面取り及びラッピングされたゥエーハに残留する加 ェ歪みを除去するエッチング工程と、そのゥエーハ表面を鏡面化する研磨（ポリッシ ング）工程と、研磨されたゥエーハを洗浄して、これに付着した研磨剤や異物を除去 する洗浄工程を有している。上記ゥエーハ加工工程は、主な工程を示したもので、他 に平面研削工程や、熱処理工程等の工程が加わったり、同じ工程を多段で行ったり 、工程順が入れ換えられたりする。
[0004] 特に研磨工程では、粗研磨と称される 1次研磨工程と精密研磨と称される仕上げ研 磨工程に区分けされ、場合により 1次研磨工程を更に 2工程以上に分け、 1次、 2次 研磨工程等と称されている。
[0005] 研磨工程では、定盤上で回転する研磨布と、研磨ヘッドのゥエーハ支持盤に支持 されたエッチング済みのシリコンゥエーハ等を、適切なる圧力で接触させて研磨する 。この際にコロイダルシリカを含有したアルカリ溶液 (スラリー、研磨剤などと呼ばれる） が用いられている。このような研磨剤を研磨布とシリコンゥエーハの接触面に添加す ることにより、研磨剤とシリコンゥエーハがメカノケミカル作用を起こし研磨が進行する
[0006] 研磨装置には様々な形態のものが用いられており、例えば、図 3に示すように 1つ の研磨ヘッドに複数枚のゥエーハを保持した状態で研磨するバッチ式のものがある。 図 3において、研磨装置 Aは回転軸 37により所定の回転数で回転せしめられる研磨 定盤 30を有している。該研磨定盤 30の上面には研磨布 Pが貼設されている。
[0007] 33はワーク保持盤で上部荷重 35を介して回転シャフト 38によって回転せしめられ るとともに揺動手段によって揺動せしめられる。複数枚のゥエーハ Wは接着の手段に よってワーク保持盤 33の下面に保持された状態で上記研磨布 Pの表面に押し付けら れ、同時にスラリー供給装置（図示せず)よりスラリー供給管 34を通して所定の流量 でスラリー（研磨剤） 39を研磨布 P上に供給し、このスラリー 39を介してゥエーハ Wの 被研磨面が研磨布 P表面と摺擦されてゥエーハ Wの研磨が行われる。
[0008] その他に、 1つの研磨ヘッドに 1枚のゥエーハを保持し研磨する枚様式の研磨装置 などもある。またゥエーハの保持方法も真空吸着により保持するものや、ワーク保持 盤にワックスにより貼り付けるもの、水の表面張力等を利用して貼り付けるものなど種 々の形態がある。これらは片面を研磨するタイプの研磨装置である力 この他にも両 面を同時に研磨する研磨装置もある。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0009] このような研磨工程を行いゥエーハを平坦かつ鏡面状に研磨したゥエーハ表面に おいて、更にェピタキシャル成長等を行うと欠陥が観察されることがあった。鋭意調査 するとェピ基板となる研磨後の鏡面ゥエーハの状態で線状の欠陥（以下この欠陥を 線状欠陥と呼ぶ）が観察された。またこの欠陥は研磨工程で発生していることが明ら かになつた。
[0010] 線状欠陥は、従来の検査装置ではほとんど検出できないような微小な欠陥であるが
、例えばコンフォーカル光学系のレーザー顕微鏡を用いシリコンゥエーハの表面を 観察すると容易に観察される。その特徴としては図 2に示すように高さが数 nmで長さ が概ね 0. 5 μ m以上である線状でかつ突起状の欠陥である。
[0011] 従って、本発明の目的は、このような線状欠陥が生じないようにしたゥエーハの研磨 方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0012] 本発明者が鋭意調査したところ、この線状欠陥の発生要因の一つとして研磨剤が 原因であることが明らかになった。
[0013] 特に従来用いていた pH調整用の Na COが過剰に添加された場合など、このよう な欠陥の発生につながることがある。これは研磨剤の主成分として用いられているシ リカが Na COの過剰添加によってミクロ凝集してしまい、ゥエーハ表面に悪影響を 与免るちのと考えられる。
[0014] つまり、研磨剤中に含まれているシリカの形状、シリカの粒径及びその分散度合い が大きく影響していることが明ら力となった。そこで、本発明のゥエーハの研磨方法の 第 1の態様は、回転可能なゥエーハ保持板にゥエーハを保持し、回転可能な定盤に 貼付された研磨布に研磨剤を供給するとともに前記ゥエーハと研磨布を摺接させて ゥエーハ表面を研磨する方法にぉレ、て、研磨剤として略球形状のシリカを主成分とし 、更に有機塩基又はその塩を含有するアルカリ溶液を用い研磨することを特徴とする
[0015] 本発明のゥエーハの研磨方法の第 2の態様は、回転可能なゥエーハ保持板にゥェ ーハを保持し、回転可能な定盤に貼付された研磨布に研磨剤を供給するとともに前 記ゥエーハと研磨布を摺接させてゥエーハ表面を研磨する方法において、研磨剤と して略均一に分散されたシリカを有し、該シリカの形状が略球形状であり、かつシリカ の平均粒子径が 12nm以下であるアルカリ溶液を用い研磨することを特徴とする。
[0016] 特に、分散状態でのシリカの平均粒子径が 5nm— 10nm、特に好ましくはシリカの 最大粒子径が 12nm以下であると良い。このような条件であれば、線状欠陥を著しく 低減できる。
[0017] 好ましくは、上記アルカリ水溶液の pHが 10— 13の状態で研磨する。また、好ましく は研磨中の pH調整に Na COを用いる。このような条件であれば、研磨速度も向上 しかつ安定した研磨速度を得ることができる。 Na COはシリカの凝集の原因のひと つではあるが、 pHの調整が行レ、やすく操業上取り扱レ、やすレ、。
[0018] 本発明のゥエーハの研磨方法の第 2の態様において用いられる研磨剤は、本発明 のゥエーハの研磨方法の第 1の態様の場合と同様に、上記シリカを主成分とし、更に 有機塩基又はその塩を含有するアルカリ溶液とすることができる。
[0019] 有機塩基又はその塩は、炭酸ナトリウム (Na CO )の代わりに添加されてもよぐま た炭酸ナトリウムと併用して添加されても良い。有機塩基又はその塩としては、特に第 4級アンモニゥム水酸化物などが用いることができ、例えば以下のような化学種のもの 力 Sある。
[0020] 第 4級アンモニゥム水酸化物としては、テトラメチルアンモニゥムハイド口オキサイド（ TMAH)、テトラエチルアンモニゥムハイド口オキサイド（TEAH)、メチノレトリェチノレア ンモニゥムハイド口オキサイド、テトラプロピルアンモニゥムハイド口オキサイド、テトラ ブチルアンモニゥムハイド口オキサイド、メチルトリブチルアンモニゥムハイド口ォキサ イド、セチルトリメチルアンモニゥムハイド口オキサイド、コリン、トリメチルベンジルアン モニゥムハイド口オキサイドなどがあげられる。
[0021] このような有機塩基又はその塩を添加することで分散性を向上させ、シリカの凝集 が防止でき、線状欠陥の発生を抑制できる。但し、これらの有機塩基及びその塩は、 必ずしも分散性が良くならない場合があるので、複数のアミンゃ第 4級アンモニゥム 水酸化物を組み合わせて使用することが好ましい。
[0022] このようにシリカを均一に分散させる為に、有機塩基又はその塩、例えば、第 4級ァ ンモニゥム水酸化物、特に TMAHを添加した研磨剤を用いると良い。この有機塩基 又はその塩の添加量としては、使用する研磨剤の溶解限界まで添加することが好ま しい。このようにすれば研磨速度も向上でき、さらに研磨後の洗浄で除去しやすい。 また、 Na COが過剰に添加された場合でも、凝集が起こりずらい。なお、上記した第
4級アンモニゥム水酸化物、例えば、 TMAHそのものは分散剤ではなレ、が、その分 子が立体構造を有する為、シリカの凝集を妨げる作用を有すると考えられる。
[0023] 上記ゥエーハとしてはシリコンゥエーハをあげることができる。特に鏡面研磨工程の 粗研磨工程（1次研磨及び 2次研磨工程)で実施することが好ましい。このような工程 でシリカ濃度が 2— 20重量％で使用するのが好適である。 [0024] このような工程ではゥエーハの研磨代が 1 μ m以上と比較的多ぐまた研磨圧力等 の研磨条件も厳しく設定して、研磨速度が比較的早く処理されている。そのため、比 較的機械的作用も大きぐ研磨剤とゥエーハが接触することによって線状欠陥も発生 しゃすい工程である。従って、このような工程で本発明のゥエーハの研磨方法を実施 することで線状欠陥の発生が防止できる。
発明の効果
[0025] 本発明のゥエーハの研磨方法によれば、ゥエーハの研磨後に現れていた線状欠 陥の発生を防止し、優れた表面状態の鏡面ゥエーハを製造できる。
図面の簡単な説明
[0026] [図 1]本発明方法に用いられる研磨装置及びスラリー供給循環システムを示す側面 的概略説明図である。
[図 2]コンフォーカル光学系によるレーザー顕微鏡によりゥエーハ表面に観察される 線状欠陥の 1例を示す写真である。
[図 3]研磨装置の 1例を示す側面的概略説明図である。
符号の説明
[0027] 30:研磨定盤、 33:ワーク保持盤、 34:スラリー供給管、 35:上部荷重、 37:回転軸 、 38:回転シャフト、 39:スラリー、 39a:スラリー新液、 39b:使用済スラリー、 50:スラ リー供給タンク、 52:スラリー調合タンク、 54:スラリー原液投入管、 56:純水投入管、 58:添加剤投入管、 60， 74:pHメータ、 62:スラリー新液供給管、 64:スラリー回収 槽、 66:排水口、 68:スラリー回収管、 70:ポンプ、 72:pH調整剤供給管、 A:研磨装 置、 B:スラリー供給循環システム、 P:研磨布、 W:ゥエーハ。
発明を実施するための最良の形態
[0028] 以下、本発明のゥエーハの研磨方法に用いられる研磨装置及びスラリー供給循環 システムの 1例を添付図面によって説明する。
[0029] 図 1は本発明の研磨方法に用いられる研磨装置及びスラリー供給循環システムの 1 例を示す側面的概略説明図である。
[0030] 図 1において、研磨装置 Aは、前述した図 3に示した研磨装置の構成と同様の構成 を有している。この研磨装置 Aにスラリー供給循環システム Bが付設されている例で 説明する。即ち、該研磨装置 Aは回転軸 37により回転せしめられる研磨定盤 30を有 してレ、る。該研磨定盤 30の上面には研磨布 Pが貼設されてレ、る。
[0031] 33はワーク保持盤で上部荷重 35を介して回転シャフト 38によって回転せしめられ るとともに揺動手段によって揺動せしめられる。複数枚のゥエーハ Wはワーク保持盤 33の下面に保持された状態で上記研磨布 Pの表面に押し付けられ、同時にスラリー 供給循環システム Bのスラリー供給タンク 50よりスラリー供給管 34を通してスラリー（ 研磨剤） 39を研磨布 P上に供給し、このスラリー 39を介してゥエーハ Wの被研磨面が 研磨布 P表面に摺接されてゥエーハ Wの研磨が行われる。
[0032] 上記スラリー供給タンク 50の上方にはスラリー調合タンク 52が設置されている。該 スラリー調合タンク 52にはスラリー原液を投入するスラリー原液投入管 54、純水を投 入する純水投入管 56及び PH調整剤や有機塩基などの添加剤を投入する添加剤投 入管 58がそれぞれ設けられ、所望の組成割合のスラリー新液 39aを調合することが できるようになつている。 60は該スラリー調合タンク 52内で調合されたスラリー新液 3 9aの pHを測定する pHメータであり、該スラリー新液 39aの pH管理が行われる。
[0033] 該スラリー調合タンク 52内で調合されたスラリー新液 39aはスラリー新液供給管 62 を通してスラリー供給タンク 50に供給される。一方、スラリー供給管 34を通して研磨 布 Pに供給されたスラリー 39は研磨作用を行いつつ流下し定盤 30の下方に設けら れたスラリー回収槽 64に回収される。この回収された使用済みスラリー 39bは該スラ リー回収槽 64の底部に開口された排水口 66に接続するスラリー回収管 68を通して スラリー供給タンク 50にポンプ 70によって圧送され回収される。 72はスラリー供給タ ンク 50に pH調整剤を供給するための pH調整剤供給管である。
[0034] したがって、該スラリー供給タンク 50には使用済スラリー 39b、スラリー新液 39a及 び pH調整剤が供給され、所望の組成割合の研磨用スラリー 39を作製することができ る。 74は該スラリー供給タンク 50内に作製されたスラリー 39の pHを測定する pHメー タであり、該スラリー 39の pH管理が行われる。
[0035] このような構成のスラリー供給循環システム Bを研磨装置 Aに接続することによって 、使用済スラリー 39bを回収して循環使用することができ、スラリーの有効利用を図る こと力 Sできる。なお、このようにスラリーを循環して使用する場合、研磨屑（例えば、研 磨布屑）の量によっては、研磨屑を除去するようなフィルタ一等をスラリー回収管 68ま たはスラリー供給管 34等に適宜設置する。
[0036] 続いて、本発明のゥエーハの研磨方法についてさらに詳述する。本発明のゥエー ハの研磨方法に用いる研磨剤は、固形成分、各種添加剤、純水からなるアルカリ溶 液である。
[0037] 上記研磨剤の固形成分は略球形の形状をしたシリカであり、かつ有機塩基及びそ の塩を含むことで分散性を良くしたものが用いられる。また、上記研磨剤としては略均 一に分散されたシリカを有し、特に分散状態でのシリカの平均粒子径が 12nm以下、 好ましくは 5 10nmの範囲内にあるものも用いられる。平均粒子径が 5nm未満であ ると、球形の状態のシリカを製造するのが難しくなり形状の安定性が悪化し、 12nmを 超えると、線状欠陥の発生が増えてしまうために好ましくない。
[0038] なお、本発明のゥエーハの研磨方法において用いる研磨剤中の分散状態でのシリ 力は平均粒子径が上記範囲内であれば良いが、好ましくは個々のシリカの粒子径が 上記範囲を超えないようにすると良い。つまり最大粒径が 12nm以下であることが好 ましレ、。なお、平均粒径や最大粒径は BET法により確認した値である。
[0039] 更に、本発明方法に用いるシリカは、本発明方法で用いるゥエーハ研磨剤中の分 散状態でのシリカ平均粒子径及び形状が上記の通りとなり得るものであればどのよう なものでも使用することができ、例えば、シリカ微粉末であってもよいが、水ガラスから 製造される水性コロイダルシリカ（シリカゾル)液を使用するのが分散安定性の点から 好ましレ、。又、水性コロイダルシリカ液がアルカリ性のものであると、ゥエーハの研磨 剤としての pH条件に調整し易いので好ましい。但し、この時のシリカの形状は略球状 である必要がある。形状が崩れるほど線状欠陥の発生が増えてしまう。このようなアル カリ性コロイダルシル力は、一般に市販されている製品を使用することもできる。
[0040] また、本発明のゥエーハの研磨方法で用いる研磨剤は、 pHが 10 13に調整され たものが好ましい。特に研磨剤の使用時 (研磨時）には ρΗΙΟ. 5 11. 5の範囲で 使用することが好ましい。 pHが上記範囲未満であると研磨効率が悪く実用性に乏し ぐ pHが上記範囲を超えると研磨剤（シリカ）の凝集が起こる可能性があるために好 ましくなレ、。なお、 pHの調整は使用前に任意の公知アルカリ剤（例えば、 NaOH、 K OH、アンモニア、有機アミン等）を添加剤として使用して調整することができる。また 、研磨に使用された研磨剤は繰り返し再利用（循環使用）されておりこのような場合、 PHコントロールしゃすい Na COなどにより微調整される。
[0041] 更に、本発明の研磨方法で用いる研磨剤は、シリカが十分に分散されている必要 力 Sある。シリカ粒子同士が凝集しないような処理または添加剤を添加すると好ましい。 分散させる為の方法は特に限定するものではないが、例えば、有機塩基又はその塩 を添カ卩する。
[0042] 有機塩基及びその塩としては、特に第 4級アンモニゥム水酸化物などを用いること ができる。特にその分子が立体構造を有しており、シリカの凝集を妨げる作用を有す る有機塩基及びその塩が好ましレ、。
[0043] 特に、シリカを十分に分散させる為にテトラメチルアンモニゥムハイド口オキサイド (T MAH)を添加すると良レ、。このように TMAHを研磨剤中に添加するとシリカ表面を T MAHが覆うように作用し（吸着し）、シリカ同士が凝集されることが低減され、均一な 分散状態を維持できる。同様に表面が活性な状態のシリカ粒子の表面にアルミをコ ートしたりして、シリカ粒子同士が凝集せず、分散性の良い状態の研磨剤を用いても 良い。
[0044] シリカ粒子は分散していれば分散しているほど好ましい為、有機塩基等の添加はで きるだけ多くすることが好ましい。しかし、有機塩基の中には重金属を含有しているも のもあり、ゥエーハを汚染させないようなレベルで添加する。
[0045] 特に TMAHは重金属の影響もなぐできるだけ多く添加することが好ましぐ研磨 剤中に溶解する限界まで添加すればよいが、少なくとも研磨剤全量に対し 5重量％ 以上添加する。なお、 TMAHの溶解の上限は使用する溶媒 (通常純水にアルカリ成 分を添加したもの）や使用温度等により変化する。
[0046] ゥエーハを研磨するための研磨剤（特に原液）の固形成分 (シリカ）濃度は、特に限 定するものではなく固形成分 (シリカ）濃度が 5 80重量％、好ましくは 10 70重量 %で製造すればよいが、これを研磨に使用する際には水で組成物全体の固形成分 濃度（シリカ濃度）を 2— 20重量％に希釈して使用する。研磨時の濃度等は研磨装 置の形態や研磨条件等により適宜設定すればよい。
[0047] このような構成を有する研磨剤を用い、ゥエーハを研磨する。なお、線状欠陥を無く すには上記したシリカの形状及び粒径、更にはその分散状態が特に重要であるが、 その他に研磨剤としては研磨速度の向上や、金属汚染等に対する問題も解決しなく てはいけない。 TMAHのような添加剤である程度改善されるものの、このような問題 点については、上記研磨剤に更に金属汚染を防止するためキレート効果のある物質 、例えばトリポリリン酸ソーダやその他キレート剤が添加されていても良レ、。更に研磨 速度を向上させるため、有機アミンゃピペラジン等を添加するのも任意である。また、 シリカ粒子の製造段階でイオン交換樹脂等を用い重金属等が十分に除去されている ことが好ましレ、。研磨剤中の Cuや Niの濃度が lppb以下に管理されてレ、ることが好ま しい。
[0048] また、この研磨で使用する研磨布は、不織布タイプの研磨布であると効果が大きぐ 特に硬度（ァスカー C硬度）が 50以上の研磨布を使用し研磨工程で実施すると効果 が大きい。線状欠陥の発生原因は主に研磨剤の影響と考えられる力 このタイプの 研磨布を用いた 1次、 2次研磨で発生が多いことから、このような研磨布との相性も線 状欠陥の発生要因のひとつとして考えられる。本発明の研磨方法であれば、例えこ のような研磨布を用いても線状欠陥の発生を防止することが出来る。なお、ァスカー C硬度とは、スプリング硬さ試験機の一種であるァスカ一ゴム硬度計 C型により測定し た値であり、 SRIS (日本ゴム協会規格) 0101に準じた値である。
実施例
[0049] 以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例は例 示的に示されるもので限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもない。
[0050] (実施例 1一 3及び比較例 1一 3)
線状欠陥に対する研磨剤 (特に粒径、形状、分散性)の影響について確認した結 果を示す。研磨剤中に含まれる固形分として、 Na水ガラスをイオン交換し活性ケィ酸 を得、これを加熱することによって縮重合させたシリカゾルを使用した。これに純水や pH調整の為の NaOHを添加し、固形成分 (シリカ）濃度が 50%の研磨剤を用意した 。更にこの研磨剤にトリポリリン酸を添加した。 [0051] 上記のような研磨剤を主成分とし、シリカの平均粒径や形状を振った 6種類の研磨 剤を下記の（1)一（6)に示すように準備した。シリカの平均粒径や形状はシリカゾノレ を形成する縮重合工程等を変更することで制御できる。そこで異なった粒径や形状 のシリカを含む研磨剤を数水準用意し、研磨後に現れる線状欠陥との関係を確認し た。
[0052] ( 1 )研磨剤 (研磨中にシリカ同士が凝集しやすく均一に分散してレ、なレ、研磨剤）とし て、 Na COを添カ卩して pH調整したシリカの平均粒径が約 13nm、シリカ形状が球形
2 3
である研磨剤を準備した（比較例 1)。
[0053] (2)研磨剤（形状が球状でない研磨剤）として、 Na COを添加して pH調整したシリ
2 3
力の平均粒径が約 13nm、シリカ形状がいびつな形状をした研磨剤を準備した（比較 例 2)。
[0054] (3)研磨剤（平均粒径が大きい研磨剤）として、 Na COを添加して pH調整したシリ
2 3
力の平均粒径が約 20nm (最大粒径約 60nm程度）、シリカ形状が球形である研磨剤 を準備した (比較例 3)。
[0055] (4)研磨剤 (研磨中でも分散性良く粒径が小さく球状の研磨剤）として、 TMAHが 1 0重量％添加されており、上記研磨剤中のシリカの平均粒径が 12nm (最大粒径約 1 5nm、最小粒径約 8nm)、シリカ形状が球形である研磨剤を準備した (実施例 1)。
[0056] (5)研磨剤 (研磨中でも分散性良ぐ粒径が更に小さく球状の研磨剤）として、 TM AHが 10重量％添加されており、上記研磨剤中のシリカの平均粒径が 8nm (最大粒 径約 12nm、最小粒径約 5nm)、シリカ形状が球形である研磨剤を準備した（実施例 2)。
[0057] (6)研磨剤 (研磨中でも分散性がすばらしく良く粒径が小さく球状の研磨剤）として 、 TMAHが溶解限界 (本研磨剤の場合 20重量％)まで添加されており、上記研磨剤 中のシリカの平均粒径が 8nm (最大粒径約 12nm、最小粒径約 5nm)、シリカ形状が 球形である研磨剤を準備した（実施例 3)。
[0058] ゥエーハの研磨装置及び研磨条件等については特に限定するものではなレ、が、本 例では直径 300mmゥエーハを 2枚同時に支持できる研磨ヘッドを用いた片面研磨 装置を用いた。 [0059] 研磨の手順としては、直径 300mmの両面研磨済み（1次研磨済み）のシリコンゥェ ーハを上記研磨ヘッドのゥエーハ支持盤に 1バッチ 2枚貼付け、不織布からなる研磨 布を用い研磨した。研磨の際に上記研磨剤を 8リットル/分で添加した。この研磨剤 は、シリカ濃度が 3. 0重量％になるように純水で薄めて使用した。更に、 pH調整の 為 Na COを添加した。初期 pHは 10. 5に調整した。
2 3
[0060] 研磨条件としては、不織布タイプの研磨布（ァスカー C硬度 80)を用レ、、研磨圧が 2
OkPaとして、シリコン表面を約 1. 5 x m研磨した。これらの研磨条件は 2次研磨とい われる研磨条件に相当する研磨である。
[0061] このように研磨したゥエーハの表面をコンフォーカル光学系のレーザー顕微鏡（レ 一ザ一テック社製 MAGICS)を用い欠陥の観察を行った。
[0062] その結果、比較例 1一比較例 3の研磨剤では図 2に示すような線状の欠陥が観察さ れた。
[0063] 比較例 1の研磨剤ではこのような欠陥の個数は 100個（300mmゥエーハ当たり）と 大変多く存在した。特に同じ研磨剤を繰り返し使用したので、 pH調整の為、研磨途 中で Na COを添加した力 初めは線状欠陥は少なかったものの、ある程度 Na CO
2 3 2 3 を添加すると研磨剤がミクロ凝集してしまい分散性が悪くなり、これに伴い線状欠陥 の発生も急増した。この結果から、研磨中のシリカの分散状態が重要であることがわ かった。
[0064] 比較例 2の研磨剤では、球状のシリカを酸処理して形状がいびつになったシリカを 用いたものであるが、球状の形状が若干いびつになった場合、線状欠陥の発生を促 進してしまうことがわかった。特に今回の研磨では、 1000個（300mmゥエーハ当たり )と大変多くの欠陥が存在していた。このことから、シリカの形状はできるだけ球状に 近くすることが好ましいことがわかった。
[0065] 比較例 3の研磨剤は、シリカ粒子の粒径を比較的大きくしたものである。この研磨で は、 150個（300mmゥエーハ当たり）程度の線状欠陥が観察された。粒径はそれ程 影響ないが、粒径を大きくすると線状欠陥が若干増える傾向にあることがわかった。
[0066] 一方、実施例 1一実施例 3では線状欠陥が著しく減少していた。
[0067] 実施例 1の研磨剤としては、有機塩基として TMAHを 10重量％程度加え、シリカ の分散性を良くし、更に粒径をなるベく小さくし球状のシリカを用いたものである力 こ れにより線状欠陥の発生が著しく低減した。特に、この研磨では、線状欠陥は 30個（ 300mmゥエーハ当たり）と大変少なかった。
[0068] 実施例 2の研磨剤では、更に粒径を小さくしている。このように粒径を小さくすれば
、繰り返し研磨剤を使用しても（Na CO等が添加されても）シリカ同士が凝集すること が防止でき安定して研磨することが出来る。特に、この研磨では、線状欠陥は 20個（ 300mmゥエーハ当たり）と大変少なかった。
[0069] 実施例 3の研磨剤は、 TMAHを溶解する限界まで添加したものである。このような 研磨剤でも線状欠陥の発生が抑えられ、更に繰り返し研磨剤を使用しても（Na CO 等が添加されても）シリカ同士が凝集することが防止でき、さらに研磨速度も向上して 安定して研磨することが出来る。特に、この研磨では、ほとんど欠陥は観察されなか つた。
[0070] (実施例 4)
以下に本発明のゥエーハの研磨方法によってシリコンゥエーハを研磨した場合を 説明する。エッチング済みの直径 200mmゥエーハに対して 1次、 2次、仕上げの 3段 の片面研磨を行った。この 1次、 2次研磨に本発明の研磨方法を適用した。
[0071] つまり、 1次研磨及び 2次研磨では研磨剤として、 TMAHを 20重量％添加した、シ リカの平均粒子径約 8nm (最大粒径約 12nm、最小粒径約 5nm)、シリカ固形分 30 重量％のアルカリ性コロイダルシリカの原液 (研磨剤）を、シリカ固形成分の濃度が 3 重量％、 pH= 10— 11になるように純水で希釈した研磨剤を用いた。
[0072] (1次研磨）
1次研磨では研磨装置として、図 1に示したようなバッチ式のワックスマウント方式の 片面研磨装置を用いた。研磨条件としては、不織布タイプの研磨布（ァスカー C硬度 60)を用レ、、研磨圧が 30kPaとして、シリコンゥエー八の表面を約 10 μ m研磨した。 これらの研磨条件は 1次研磨といわれる研磨条件に相当する研磨である。直径 200 mmのシリコンゥエーハを 1バッチ 5枚で行レ、 20バッチ研磨した。
[0073] 研磨剤は循環して使用し、複数枚のゥエーハを繰り返し研磨した。この時 PHの調 整は Na COで行った。初期 pHは 10. 5に調整した。研磨剤の流量は 10リットノレ/ 分で実施した。
[0074] (2次研磨）
2次研磨でも研磨装置としては図 1に示したような形態の片面研磨装置を用いた。 研磨条件としては、 1次研磨されたゥエーハ表面を不織布タイプの研磨布（ァスカー C硬度 80)を用い、研磨圧が 20kPaとして、シリコン表面を約 1. 5 μ m研磨した。これ らの研磨条件は 2次研磨といわれる研磨条件に相当する研磨である。
[0075] 2次研磨でも研磨剤は循環して使用し、複数枚のゥエーハを繰り返し研磨した。こ の時 pHの調整は Na COで行った。初期 pHが 10. 5に調整されている。研磨剤の 流量は 8リットル/分で実施した。
[0076] 仕上げ研磨では研磨装置としては図 3に示したような形態の片面研磨装置を用い た。研磨条件としては、 2次研磨されたゥエーハ表面をスエードタイプの研磨布（ァス カー C硬度 50)を用レ、、研磨圧が 15kPaとして、シリコン表面を若干（l x m以下)研 磨した。これらの研磨条件は仕上げ研磨といわれる研磨条件に相当する研磨である 。研磨剤は pHIOに調整されたシリカ固形成分の濃度が 0. 4重量％のアルカリ溶液 を用い、掛け捨てで使用した。
[0077] このような研磨をしても線状欠陥はほとんど観察されず、観察されたゥエーハでも 1 5個以下と大変少量であった。また繰り返し研磨剤を使用して研磨しても研磨したゥ エーハにおける線状欠陥の増加はほとんど観察されず、かつ平坦度も良好であった
[0078] また、この研磨したシリコンゥエーハを基板としェピタキシャル成長を行った。その結 果、ェピタキシャルゥエーハ表面にも欠陥は観察されなかった。
[0079] (比較例 4)
実施例 4と同じ条件で研磨剤に TMAHを添加しておらず、シリカの形状がいびつ な研磨剤を使用し研磨した。
[0080] その結果、 1バッチ目から線状欠陥が観察され、繰り返し研磨剤を使用する毎に線 状欠陥の発生が増えた。
[0081] 実施例 4と同様にゥエーハ上にェピタキシャル層を形成したところ、欠陥が観察され た。この欠陥は線状欠陥が現れていた部分と略同様な位置に観察された。 [0082] 以上のように本発明のゥエーハの研磨方法に特有の研磨剤を使用することで線状 欠陥の発生を防止することが出来る。
[0083] なお、本発明方法は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は
、例示であり、本特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を 有し、同様な作用効果を奏するものは、レ、かなるものであっても本発明の技術的範囲 に包含される。
[0084] 例えば、両面研磨装置、片面研磨装置など研磨装置の形態は特に限定されない。
また、ゥエーハは複数枚同時に研磨するバッチ式、また 1枚ずつ研磨する枚葉式等 の形態も問わない。

Claims

請求の範囲
[I] 回転可能なゥエーハ保持板にゥエーハを保持し、回転可能な定盤に貼付された研 磨布に研磨剤を供給するとともに前記ゥエーハと研磨布を摺接させてゥエーハ表面 を研磨する方法において、研磨剤として略球形状のシリカを主成分とし、更に有機塩 基又はその塩を含有するアルカリ溶液を用い研磨することを特徴とするゥエーハの研 磨方法。
[2] 回転可能なゥエーハ保持板にゥエーハを保持し、回転可能な定盤に貼付された研 磨布に研磨剤を供給するとともに前記ゥエーハと研磨布を摺接させてゥエーハ表面 を研磨する方法において、研磨剤として略均一に分散されたシリカを有し、該シリカ の形状が略球形状であり、かつシリカの平均粒子径が 12nm以下であるアルカリ溶液 を用い研磨することを特徴とするゥエーハの研磨方法。
[3] 前記研磨剤が前記シリカを主成分とし、更に有機塩基又はその塩を含有するァノレ カリ溶液であることを特徴とする請求項 2記載のゥエーハの研磨方法。
[4] 前記有機塩基又はその塩が第 4級アンモニゥム水酸化物であることを特徴とする請 求項 1又は 3記載のゥエーハの研磨方法。
[5] 前記シリカの分散状態での平均粒子径が 5nm 10nmであることを特徴とする請 求項 2— 4のいずれか 1項記載のゥエーハの研磨方法。
[6] 前記シリカの分散状態での最大粒子径が 12nm以下であることを特徴とする請求 項 2— 5のいずれか 1項記載のゥエーハの研磨方法。
[7] 前記アルカリ溶液の pHが 10 13であることを特徴とする請求項 1一 6のいずれか 1 項記載のゥエーハの研磨方法。
[8] 前記アルカリ溶液の pH調整に Na COが用いられていることを特徴とする請求項 1 一 7のいずれか 1項記載のゥエーハの研磨方法。
[9] 前記第 4級アンモニゥム水酸化物がテトラメチルアンモニゥムハイド口オキサイドで あることを特徴とする請求項 4一 8のいずれ力 1項記載のゥエーハの研磨方法。
[10] 前記有機塩基又はその塩を、使用する研磨剤の溶解限界まで添加することを特徴 とする請求項 1、 3— 9のいずれか 1項記載のゥエーハの研磨方法。
[I I] 前記ゥエーハがシリコンゥエーハであることを特徴とする請求項 1一 10のいずれか 1 項記載のゥエーハの研磨方法。
[12] 鏡面研磨工程の粗研磨工程（1次研磨及び 2次研磨工程）で実施されることを特徴 とする請求項 1一 11のいずれか 1項記載のゥエーハの研磨方法。
[13] 前記粗研磨工程が 2次研磨工程であることを特徴とする請求項 12記載のゥエーハ の研磨方法。
[14] 前記シリカを 2 20重量％の濃度で使用することを特徴とする請求項 1一 13のい ずれか 1項記載のゥエーハの研磨方法。
[15] 不織布タイプの研磨布を使用し研磨することを特徴とする請求項 1一 14のいずれ 力、 1項記載のゥエーハの研磨方法。
[16] 前記研磨布の硬度（ァスカー C硬度）が 50以上であることを特徴とする請求項 1一 1
5のレ、ずれか 1項記載のゥエーハの研磨方法。
[17] 前記ゥエーハの研磨代が 1 μ m以上となるように研磨することを特徴とする請求項 1 一 16のいずれか 1項記載のゥエーハの研磨方法。
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