WO2011135949A1 - シリコンウェーハの研磨方法およびその研磨液 - Google Patents

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silicon wafer
aqueous solution
alkaline aqueous
soluble polymer
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晋一 緒方
竜一 谷本
一郎 山崎
俊介 御厨
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株式会社Sumco
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    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
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Definitions

  • the present invention provides a polishing method for a silicon wafer and its polishing liquid, more specifically, a silicon wafer and a polishing cloth, while supplying the polishing liquid, so that the silicon wafer and the polishing cloth are rotated relative to each other to be a surface to be polished.
  • the present invention relates to a silicon wafer polishing method for polishing at least the surface and a polishing liquid thereof.
  • CMP Chemical Mechanical Polishing
  • a silicon wafer and a polishing cloth are relatively rotated while supplying a polishing liquid containing free abrasive grains such as silica particles in an alkaline aqueous solution.
  • CMP Chemical Mechanical Polishing
  • the CMP treatment of the silicon wafer is usually performed through a plurality of stages from rough polishing to final polishing.
  • Rough polishing at the initial stage is performed for the purpose of polishing a silicon wafer to a desired thickness, and polishing is performed under a relatively high polishing rate using a hard polishing cloth such as polyurethane, and silicon after polishing Polishing is performed so that variation in wafer thickness is small and flattened.
  • the polishing process may be performed while changing the type of polishing cloth and the size of the free abrasive grains and dividing the polishing amount (removal allowance) of the silicon wafer into a plurality of steps (for example, 1 to 3 steps). is there.
  • Final finish polishing is aimed at improving the roughness of the silicon wafer surface, using a soft abrasive cloth such as suede and fine sized loose abrasives to form silicon such as nanotopography and haze. Polishing is performed so as to reduce the variation in minute surface roughness on the wafer surface. As in the rough polishing process, the final polishing process may be performed in multiple stages while changing the type of abrasive cloth and the size of the free abrasive grains.
  • Patent Document 1 As a conventional technique for solving this problem, for example, one disclosed in Patent Document 1 is known. This is composed of an aqueous alkaline solution containing a water-soluble silicic acid component and an alkaline component and having a pH of 8.5 to 13, and uses a polishing liquid substantially free of free abrasive grains to polish the surface of a silicon wafer. is there. In this way, since free abrasive grains are not used, processing damage on the surface of the silicon wafer is reduced.
  • the silicic acid molecules bind to the silicon atoms on the wafer surface bonded to the hydroxyl groups to form condensed silicic acid and promote the elution of silicon atoms into the alkaline aqueous solution, so that the polishing rate is also increased.
  • ROA Roll Off Amount
  • a virtual reference plane is obtained from the wafer shape at a position 124 to 135 mm (Reference area) from the center of a wafer where a silicon wafer having a diameter of 300 mm is considered to be flat. Is defined as the height from the reference plane at the position of. At this time, if the height of the reference plane is 0, and the shape extends from the wafer edge to the outer edge, the amount of displacement is-(roll-off), and if the shape is flipped up, the value is + (Roll up). Moreover, it is evaluated that the flatness is higher near the outermost periphery as the absolute value of roll-off and roll-up is smaller.
  • the polishing liquid is a silicon wafer during the polishing process. It flows from the outer periphery of the center toward the center. Therefore, an alkaline aqueous solution having more etching action contacts the outer peripheral portion than the wafer central portion.
  • the polishing rate from the outer periphery of the silicon wafer to 3 mm is high, and the roll-off control is performed in an area of 3 mm or less from the outer periphery of the wafer, as in the case of CMP using a polishing liquid containing free abrasive grains.
  • the silicic acid component in the polishing liquid may gel, which functions as free abrasive grains in the colloidal silica, and may cause processing damage and processing-related defects. there were.
  • the inventor used a hard polishing cloth such as polyurethane in rough polishing of the surface of a silicon wafer, and added a polishing liquid in which a water-soluble polymer was added to an alkaline aqueous solution containing no free abrasive grains.
  • a hard polishing cloth such as polyurethane
  • a polishing liquid in which a water-soluble polymer was added to an alkaline aqueous solution containing no free abrasive grains.
  • the present invention provides a silicon wafer polishing method and polishing liquid capable of polishing the surface to be polished of a silicon wafer at a high polishing rate and controlling the flatness of the outer peripheral portion of the wafer including roll-off and roll-up.
  • the purpose is to provide.
  • the silicon wafer and the polishing cloth are relatively rotated while supplying a polishing liquid obtained by adding a water-soluble polymer to an alkaline aqueous solution not containing loose abrasive grains to a hard polishing cloth.
  • a method of polishing a silicon wafer wherein rough polishing is performed on at least a surface to be polished among the front and back surfaces of the silicon wafer, and after the rough polishing, at least the surface of the silicon wafer is subjected to finish polishing. It is.
  • the silicon wafer and the polishing cloth are relatively rotated to perform rough polishing on at least the surface to be polished among the front and back surfaces of the silicon wafer, and after the rough polishing,
  • the rough polishing is performed for the first stage in which a water-soluble polymer is added to an alkaline aqueous solution containing no free abrasive grains.
  • This is divided into second-stage polishing performed while supplying the cloth, and the concentration of the water-soluble polymer in the second-stage polishing liquid is higher than the concentration of the water-soluble polymer in the first-stage polishing liquid. Polished silicon wafer It is the law.
  • the water-soluble polymer is one or more of nonionic polymers and monomers, or one or more of anionic polymers and monomers.
  • the invention according to claim 4 is the method for polishing a silicon wafer according to claim 3, wherein the water-soluble polymer is hydroxyethyl cellulose.
  • the invention according to claim 5 is the silicon wafer polishing method according to claim 4, wherein the concentration of hydroxyethyl cellulose in the polishing liquid is 0.1 ppm to 1000 ppm.
  • the alkaline aqueous solution is adjusted to pH 8 to pH 13, and the alkaline aqueous solution is added with any one of a basic ammonium salt, a basic potassium salt, and a basic sodium salt as an alkaline agent.
  • the aqueous solution is an alkaline aqueous solution, an alkaline carbonate aqueous solution, or an alkaline aqueous solution to which an amine is added.
  • the invention according to claim 7 is the method for polishing a silicon wafer according to claim 1 or 2, wherein the polishing cloth is made of a nonwoven fabric made of polyester or made of polyurethane.
  • a carrier plate for storing a silicon wafer in the rough polishing, a carrier plate for storing a silicon wafer, an upper surface plate in which the carrier plate is sandwiched from above and below and the polishing cloth is pasted on a lower surface, and the upper surface plate on the upper surface.
  • the invention according to claim 9 is the silicon wafer polishing method according to claim 8, wherein the polishing is performed so that the thickness of the silicon wafer after the rough polishing is larger than the thickness of the carrier plate.
  • the invention according to claim 10 is a polishing liquid used for rough polishing at least the surface to be polished among the front and back surfaces of a silicon wafer, and is mainly composed of an alkaline aqueous solution containing no free abrasive grains, A polishing liquid in which a water-soluble polymer is added to an alkaline aqueous solution.
  • the invention according to claim 11 is an alkaline aqueous solution in which the alkaline aqueous solution is adjusted to pH 8 to pH 13, and any one of a basic ammonium salt, a basic potassium salt, and a basic sodium salt is added as an alkaline agent, or An aqueous alkali carbonate solution or an alkaline aqueous solution to which an amine is added, wherein the water-soluble polymer is one or more of nonionic polymers and monomers, or one of anionic polymers and monomers or The polishing liquid according to claim 10, which is a plurality of types.
  • the invention according to claim 12 is the polishing liquid according to claim 10 or 11, wherein the water-soluble polymer is hydroxyethyl cellulose.
  • the invention according to claim 13 is the polishing liquid according to claim 12, wherein the concentration of the hydroxyethyl cellulose in the alkaline aqueous solution is adjusted to a concentration range of 0.1 ppm to 1000 ppm.
  • the wafer outer periphery roll-off is reduced, and the wafer outer peripheral flatness including roll-off and roll-up ( ROA) can be controlled.
  • ROA roll-off and roll-up
  • FIG. 1 is a perspective view of a sun gearless double-side polishing apparatus used in a silicon wafer polishing method according to a first embodiment of the present invention.
  • BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a principal part longitudinal cross-sectional view of the non-sun gear type double-side polish apparatus used for the silicon wafer grinding
  • Example 4 is a graph showing the relationship between the amount of hydroxyethyl cellulose added to the polishing liquid and the polishing rate of the silicon wafer in the method for polishing a silicon wafer according to Example 1 of the present invention. It is a graph which shows the outer peripheral part shape of the silicon wafer according to the addition amount of water-soluble polymer in the silicon wafer tertiary-polished by the silicon wafer grinding
  • polishing method of Example 2 which concerns on this invention.
  • Double-side polishing equipment 11 Silicon wafer, 15 Abrasive cloth, 110 carrier plate, 120 Upper surface plate, 130 Lower surface plate.
  • the method for polishing a silicon wafer according to the present invention is a method in which a silicon wafer and a polishing cloth are relatively moved while supplying a polishing liquid obtained by adding a water-soluble polymer to an alkaline aqueous solution not containing free abrasive grains to a hard polishing cloth. Rotating to perform rough polishing on at least the surface to be polished among the front and back surfaces of the silicon wafer, and polishing the silicon wafer after the rough polishing, and finish-polishing at least the rough polished surface of the silicon wafer Is the method.
  • the silicon wafer and the polishing cloth are relatively rotated to perform rough polishing on at least the surface to be polished among the front and back surfaces of the silicon wafer,
  • the rough polishing is performed by adding a water-soluble polymer to an alkaline aqueous solution containing no free abrasive grains.
  • First-stage polishing performed while supplying a polishing liquid for a stage to the polishing cloth, and a second-stage polishing in which a water-soluble polymer is added to an alkaline aqueous solution containing no free abrasive grains after the first stage polishing.
  • the second-stage polishing is performed while supplying the polishing liquid to the polishing cloth, and the concentration of the water-soluble polymer in the second-stage polishing liquid is set to a high level of water-solubility in the first-stage polishing liquid. Higher than the concentration of molecules It is a method of polishing a silicon wafer.
  • the roll-off of the outer periphery of the wafer is maintained while maintaining a high polishing rate by the etching action by the alkaline aqueous solution and the etching suppression action of the outer periphery of the silicon wafer by the water-soluble polymer. It is possible to control the flatness (ROA) of the outer peripheral portion of the wafer including reduction and eventually roll-off and roll-up. Further, in the conventional polishing method using a polishing liquid containing loose abrasive grains, roll-off of the wafer outer peripheral portion is promoted as the polishing progresses. In the case of the present invention, for example, the polishing time is increased.
  • the outer peripheral portion of the wafer can be made into a roll-up shape. Therefore, for example, an ideal flat shape can be realized on the outer peripheral portion of the product wafer, assuming roll off of the outer peripheral portion of the wafer during finish polishing.
  • the reason why roll-off is reduced is probably due to the following phenomenon.
  • the water-soluble polymer in the polishing liquid is adsorbed on the surface of the silicon wafer, so that the wafer surface is covered with the water-soluble polymer.
  • the polymer film formed on the surface to be polished (surface to be polished) is removed by a polishing cloth, and the surface to be polished from which the polymer film has been removed is a hydrophilic surface that is active in reaction, so Chemically etched. It is considered that the polishing proceeds by repeating the adsorption of the polymer, the removal of the polymer film, and the alkali etching.
  • polishing liquid flows toward the center from the outer edge of the wafer, and a larger amount of polishing liquid is supplied to the outer peripheral portion of the wafer than the central portion of the wafer. Polishing proceeds in a state in which the amount of the polymer film to be formed is larger than the amount removed. Thereby, it is presumed that the etching reaction at the outer peripheral portion of the wafer is suppressed and the roll-off amount is reduced.
  • an alkaline aqueous solution containing no free abrasive grains is used as the polishing liquid.
  • "alkaline aqueous solution not containing free abrasive grains” means that free abrasive grains such as colloidal silica (abrasive grains), diamond abrasive grains, and alumina abrasive grains are mixed in the alkaline aqueous solution that is the main component of the polishing liquid. That which is not done.
  • the to-be-polished surface of a silicon wafer is mainly grind
  • polishing using the conventional free abrasive grain can be avoided.
  • the polishing is performed without using free abrasive grains, it is possible to reduce the occurrence of defects due to processing such as micro scratches due to abrasive grain aggregation.
  • the alkaline aqueous solution one adjusted to a pH of 8 to 13 is used. As a result, processing-related defects such as scratches and scratches do not occur on the surface of the silicon wafer, the handling of the polishing liquid is easy, and a high polishing (etching) rate of the silicon wafer can be obtained.
  • the alkaline aqueous solution is less than pH 8, the etching action is too low, and defects due to processing such as scratches and scratches are likely to occur on the surface of the silicon wafer. Further, if the pH exceeds 13 as in a strong base aqueous solution, it becomes difficult to handle the polishing liquid.
  • Examples of the alkaline agent (pH adjuster) of the alkaline aqueous solution include an alkaline aqueous solution or an alkaline carbonate aqueous solution to which any of a basic ammonium salt, a basic potassium salt, and a basic sodium salt is added, or an alkaline to which an amine is added. It is an aqueous solution.
  • aqueous solutions of hydrazine and amines can be employed. From the viewpoint of increasing the polishing rate, it is desirable to use an alkali excluding ammonia, particularly an amine.
  • the content of the alkaline agent in the alkaline aqueous solution is 100 to 1000 ppm.
  • the etching power of the surface of the silicon wafer by the alkali agent is not sufficient, and it takes a long time to polish the silicon wafer to a predetermined thickness. If it exceeds 1000 ppm, it is difficult to handle the polishing liquid itself, and surface roughness is likely to occur on the wafer surface due to an excessive etching reaction.
  • rough polishing is divided into first-stage polishing using a first-stage polishing liquid and second-stage polishing using a second-stage polishing liquid.
  • concentration of the water-soluble polymer in the eye polishing liquid may be higher than the concentration of the water-soluble polymer in the first-stage polishing liquid.
  • the polishing rate can be increased by lowering the water-soluble polymer concentration in the first-stage polishing liquid used in the first-stage polishing performed from the beginning of polishing. Then, after the first stage polishing, by performing the second stage polishing using the second stage polishing liquid with an increased water-soluble polymer concentration, the occurrence of roll-off at the outer periphery of the wafer is suppressed. Can do.
  • the second stage polishing liquid in which the addition amount of the water-soluble polymer is increased is increased, and the silicon wafer is subjected to the first stage polishing. Since the surface is polished in the second stage, the polishing time of the silicon wafer in which the roll-off of the outer peripheral portion is reduced can be shortened, and the productivity of the mirror surface silicon wafer can be increased.
  • the concentration of the water-soluble polymer in the polishing liquid used for the first stage polishing is desirably 10 ppm or less, and the silicon wafer is polished while maintaining a high polishing rate without impairing the etching action with the aqueous alkali solution. be able to.
  • the polishing conditions for the second-stage polishing may be the same as or different from the polishing conditions for the first-stage polishing except for the addition amount of the water-soluble polymer.
  • the same kind of water-soluble polymer may be used for the first stage polishing and the second stage polishing, or the kind may be changed.
  • the polishing apparatus used in the first stage polishing is continuously used, and the addition amount of the water-soluble polymer in the polishing liquid supplied to the polishing cloth is changed. You just need to (increase). Further, another polishing apparatus different from the polishing apparatus used in the first stage polishing may be used.
  • the water-soluble polymer uses anionic and amphoteric and nonionic polymers and monomers. Specifically, it is desirable to use hydroxyethyl cellulose or polyethylene glycol as the water-soluble polymer. In particular, since hydroxyethyl cellulose can be obtained with high purity relatively easily and it is easy to form a polymer film on the wafer surface, it has a characteristic that the effect of suppressing an etching reaction due to alkali is high. However, among various water-soluble polymers, those that promote the etching of a silicon wafer with an alkaline aqueous solution are inappropriate. Only one type of water-soluble polymer may be used, or a plurality of types may be used.
  • a surfactant or an aliphatic alcohol may be used instead of the water-soluble polymer.
  • the surfactant for example, polyoxyethylene alkyl ether can be employed.
  • aliphatic alcohol polyvinyl alcohol etc. are employable, for example.
  • the concentration of the water-soluble polymer in the polishing liquid may be set within a concentration range of 0.1 ppm to 1000 ppm, and particularly preferably 100 ppm or less. Even when hydroxyethyl cellulose is employed as the water-soluble polymer, the amount added is preferably 100 ppm or less. If it is added excessively, the polishing rate of the silicon wafer is greatly reduced, and the productivity is lowered.
  • the silicon wafer for example, a single crystal silicon wafer or a polycrystalline silicon wafer can be employed.
  • a diameter of a silicon wafer 100 mm, 125 mm, 150 mm, 200 mm, 300 mm, 450 mm etc. are mentioned, for example.
  • a silicon wafer having no oxide film on at least the surface to be polished is used among the front and back surfaces. This is because there is usually a natural oxide film of about 5 to 20 mm on the surface of the silicon wafer before the rough polishing step, and it becomes difficult to remove the natural oxide film with an alkaline aqueous solution containing no free abrasive grains. It is.
  • a method of removing by etching using a chemical such as hydrofluoric acid, a method of removing by polishing using a polishing solution containing free abrasive grains, etc. Can be adopted.
  • the surface of the wafer should be polished not only on the natural oxide film but also on the surface so as to reduce the amount of polishing in the rough polishing. May be.
  • the water-soluble polymer adsorbed on the surface to be polished of the silicon wafer can be efficiently removed by extruding it toward the outer periphery of the wafer, and the high polishing rate and the quality of the surface roughness of the silicon wafer. Can be increased.
  • the hard polishing cloth include a polishing cloth made of a non-woven fabric made of polyester, and a polishing cloth made of polyurethane.
  • an abrasive cloth made of foamable polyurethane having excellent mirror surface polishing accuracy of a silicon wafer is desirable. For example, in the case of using a soft polishing cloth made of suede that is easy to follow the outer peripheral shape of a silicon wafer as used in finish polishing, etching on the outer peripheral portion of the wafer is promoted and roll-off occurs.
  • a polishing cloth having a Shore D hardness of 70 to 90 and a compression ratio of 1 to 5%, especially 2 to 3% as defined by JIS K 6253-1997 / ISO 7619. Is desirable. If the Shore D hardness is less than 70, the inflow of the polishing liquid to the outer peripheral portion of the silicon wafer is suppressed during polishing, and the amount of water-soluble polymer in the outer peripheral portion is reduced, so that from the outer peripheral edge of the silicon wafer to 3 mm. During this period, the polishing rate increases, and roll-off tends to occur at the outer peripheral portion of the wafer. If the Shore D hardness exceeds 90, polishing flaws are likely to occur on the wafer surface.
  • Rough polishing is performed by relatively rotating the silicon wafer and the polishing cloth. “Relatively rotate” refers to rotating the silicon wafer, rotating the polishing cloth, or rotating both the silicon wafer and the polishing cloth.
  • the rotation direction of the silicon wafer and the polishing cloth is arbitrary. For example, the rotation directions of the silicon wafer and the polishing cloth when both are rotated may be the same or different.
  • the polishing rate of the silicon wafer during rough polishing is desirably 0.05 to 1 ⁇ m / min. If it is less than 0.05 ⁇ m / min, the polishing rate is low and it takes a long time for polishing. On the other hand, if it exceeds 1 ⁇ m / min, surface roughness of the silicon wafer surface is likely to occur due to high alkali concentration.
  • the rotation speed of the silicon wafer, the rotation speed of the polishing cloth, the polishing pressure, etc. may be set so as to be within the above-described polishing rate range. For example, the rotation speed of the silicon wafer and the polishing cloth is within the range of 5 to 30 rpm.
  • the polishing pressure may be set within a range of 50 to 500 g / cm 2 .
  • the polishing amount by rough polishing may be set in consideration of the desired silicon wafer thickness, and is generally set within the range of several hundred nm to 10 ⁇ m.
  • the polishing amount by finish polishing performed after rough polishing is set within a range of 500 nm or less at the maximum.
  • a single wafer polishing device or a batch polishing device that simultaneously polishes multiple silicon wafers may be used. It is also possible to perform double-side polishing in which these are simultaneously polished.
  • a carrier plate for storing a silicon wafer, and an upper surface plate and a lower surface plate in which polishing cloths sandwiching the carrier plate from above and below are bonded to the opposing surfaces It is desirable to polish using a double-side polishing apparatus equipped with Thereby, not only the wafer surface but also the wafer back surface can be highly flattened by a single polishing process, which is effective in providing a low-cost and highly flat mirror silicon wafer.
  • the polishing cloth on the upper surface plate side and the polishing cloth on the lower surface plate side may be made of the same material or different materials.
  • This polishing liquid is a polishing liquid used for rough polishing at least the surface to be polished of the front and back surfaces of a silicon wafer.
  • the main liquid is an alkaline aqueous solution that does not contain free abrasive grains, and is water-soluble in the alkaline aqueous solution. A functional polymer is added. Since this polishing liquid is mainly composed of an alkaline aqueous solution containing no free abrasive grains, the surface to be polished of the silicon wafer is mainly polished by a chemical action.
  • the polishing liquid is adjusted to pH 8 to pH 13 in an alkaline aqueous solution, and an alkaline aqueous solution or an alkaline carbonate aqueous solution to which any one of a basic ammonium salt, a basic potassium salt, and a basic sodium salt is added as an alkaline agent.
  • an alkaline aqueous solution to which an amine is added, and the water-soluble polymer is one or more of nonionic polymers and monomers, or one or more of anionic polymers and monomers. It is desirable to configure. As a result, processing-related defects such as scratches and scratches do not occur on the surface of the silicon wafer, the handling of the polishing liquid is easy, and a high polishing (etching) rate of the silicon wafer can be obtained.
  • the content of the alkali component in the alkaline aqueous solution is preferably set to 100 to 1000 ppm. If it is less than 100 ppm, the etching power of the surface of the silicon wafer by alkali is not sufficient, and it takes a long time to polish the silicon wafer to a predetermined thickness. If it exceeds 1000 ppm, it is difficult to handle the polishing liquid itself, and surface roughness is likely to occur on the wafer surface due to an excessive etching reaction.
  • Hydroxyethyl cellulose has a characteristic that it has a high effect of suppressing an etching reaction due to alkali because it can be easily obtained in high purity and can easily form a polymer film on the wafer surface.
  • a chelate agent to the polishing liquid.
  • metal ions are captured and complexed, and then discarded, whereby the degree of metal contamination of the polished silicon wafer can be reduced.
  • Any chelating agent can be used as long as it has a chelating ability for metal ions.
  • a chelate refers to a bond (coordination) to a metal ion by a ligand having a plurality of coordination sites.
  • at least the surface of the roughly polished silicon wafer is subjected to finish polishing. The conditions are not particularly limited.
  • Either a single wafer type polishing device or a batch type polishing device that polishes multiple silicon wafers at the same time may be used.
  • chelating agents examples include phosphonic acid chelating agents and aminocarboxylic acid chelating agents. However, in view of solubility in an alkaline aqueous solution, an aminocarboxylic acid chelating agent is preferred. Furthermore, in view of the chelating ability of heavy metal ions, aminocarboxylates such as ethylenediaminetetraacetic acid EDTA (Ethylene Diamine Tetraacetic Acid) or diethylenetriaminepentaacetic acid DTPA (Diethylene Triamine Pentaacetic Acid) are more preferable. In addition, nitrilotriacetic acid (NTA) may be used. The chelating agent is preferably added in a concentration range of 0.1 ppm to 1000 ppm, whereby metal ions such as Cu, Zn, Fe, Cr, Ni, and Al can be captured.
  • NTA nitrilotriacetic acid
  • a method for polishing a silicon wafer and a polishing liquid thereof according to Embodiment 1 of the present invention will be described.
  • the rough polishing process is performed in two stages, and as the primary polishing process, a polishing liquid containing free abrasive grains is used to remove the natural oxide film present on the wafer surface. Polishing was performed as a secondary polishing step using a polishing liquid containing no free abrasive grains in order to achieve planarization of the silicon wafer.
  • a double-side polished silicon wafer whose front and back surfaces are mirror-polished is manufactured through the following steps.
  • the diameter is 306 mm
  • the length of the straight body is 2500 mm
  • the specific resistance is 0.01 ⁇ ⁇ cm
  • the initial oxygen concentration is 1.0 by the Czochralski method.
  • a single crystal silicon ingot of ⁇ 10 18 atoms / cm 3 is pulled up.
  • the front and back surfaces of the silicon wafer are simultaneously subjected to primary polishing using a primary polishing liquid using a sun gear-free double-side polishing apparatus 10.
  • a primary polishing liquid a KOH aqueous solution containing 5% by weight of colloidal silica particles (free abrasive grains) having an average particle diameter of 70 nm and a pH of 10 is used.
  • the natural oxide film formed on the front and back surfaces of the silicon wafer is removed mainly by the mechanical action of the free abrasive grains.
  • the sun-gearless double-side polishing apparatus 10 will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the upper surface plate 120 of the double-side polishing apparatus 10 is rotationally driven in a horizontal plane by the upper rotary motor 16 via a rotary shaft 12 a extending upward. Further, the upper surface plate 120 is moved up and down in the vertical direction by the lifting and lowering device 18 that moves forward and backward in the axial direction.
  • the elevating device 18 is used when the silicon wafer 11 is supplied to and discharged from the carrier plate 110.
  • the polishing pressure of the upper surface plate 120 and the lower surface plate 130 on the front and back surfaces of the silicon wafer 11 is 300 g / cm 2 , and is applied by a pressurizing means such as an air bag system (not shown) incorporated in the upper surface plate 120 and the lower surface plate 130. Done.
  • the lower surface plate 130 is rotated in the horizontal plane by the lower rotation motor 17 through the output shaft 17a.
  • the carrier plate 110 has a thickness of 750 ⁇ m, and moves circularly in a plane (horizontal plane) parallel to the surface of the plate 110 by the carrier circular motion mechanism 19 so that the plate 110 itself does not rotate.
  • the carrier circular motion mechanism 19 has an annular carrier holder 20 that holds the carrier plate 110 from the outside.
  • the carrier circular motion mechanism 19 and the carrier holder 20 are connected via a connection structure.
  • Four bearing portions 20b protruding outward every 90 ° are disposed on the outer peripheral portion of the carrier holder 20.
  • a distal end portion of an eccentric shaft 24a protruding at an eccentric position on the upper surface of the small-diameter disk-shaped eccentric arm 24 is rotatably inserted into each bearing portion 20b. Further, a rotating shaft 24b is suspended from the center of each of the lower surfaces of the four eccentric arms 24.
  • Each rotary shaft 24b is rotatably inserted into a bearing portion 25a arranged in a total of four on the annular device base 25 every 90 ° with the tip portion protruding downward.
  • Sprockets 26 are fixed to the tip portions of the rotating shafts 24b that protrude downward.
  • a timing chain 27 is stretched across each sprocket 26 in a horizontal state. The four sprockets 26 and the timing chain 27 rotate the four rotating shafts 24b at the same time so that the four eccentric arms 24 perform a circular motion in synchronization.
  • one rotating shaft 24 b is formed to be longer, and its tip protrudes downward from the sprocket 26.
  • a power transmission gear 28 is fixed to this portion.
  • the gear 28 is meshed with a large-diameter driving gear 30 fixed to an output shaft extending upward of the circular motion motor 29. Therefore, when the circular motion motor 29 is activated, the rotational force is transmitted to the timing chain 27 via the sprockets 26 fixed to the gears 30 and 28 and the long rotating shaft 24b.
  • the four eccentric arms 24 rotate in a horizontal plane around the rotation shaft 24b in synchronization with the other three sprockets 26.
  • the carrier holder 20 collectively connected to each eccentric shaft 24a, and thus the carrier plate 110 held by the holder 20, performs a circular motion without rotation in a horizontal plane parallel to the plate 110.
  • the carrier plate 110 turns while maintaining a state that is eccentric from the axis e of the upper surface plate 120 and the lower surface plate 130 by a distance L.
  • a polishing cloth 15 made of a urethane foam resin having a Shore D hardness of 80 and a compression rate of 2.5% is attached to each facing surface of both surface plates 120 and 130.
  • the distance L is the same as the distance between the eccentric shaft 24a and the rotating shaft 24b.
  • the silicon wafer 11 accommodated in the wafer accommodating portion 11a formed on the carrier plate 110 reverses the rotational directions of both polishing surface plates 120 and 130, and the rotational speed and polishing pressure of the polishing surface plates 120 and 130 ( 300 g / cm 2 ), the polishing time and the like are adjusted, and the both surfaces are subjected to simultaneous primary polishing so that the polishing amount is 0.5 ⁇ m on one side (both sides are 1 ⁇ m).
  • the front and back surfaces of the silicon wafer 11 are used as a pretreatment for secondary polishing without interposing free abrasive grains.
  • Each of the natural oxide films of about 10 mm can be removed in a short time mainly by the mechanical action of the free abrasive grains.
  • mirror polishing using a piperidine aqueous solution described later can be performed at a high polishing rate. That is, in the primary polishing performed after a predetermined time has elapsed after etching, a natural oxide film generally exists on the wafer surface.
  • the front and back surfaces of the silicon wafer 11 are subjected to secondary polishing using an abrasive-free secondary polishing liquid.
  • hydroxyethyl cellulose HEC; water-soluble polymer
  • a secondary polishing liquid having a pH of 10.5 added with 1 ⁇ 10 ⁇ 3 wt% (10 ppm) the front and back surfaces of the silicon wafer 11 are subjected to secondary polishing (mirror polishing).
  • the silicon wafer 11 accommodated in the wafer accommodating portion 11a of the carrier plate 110 has the rotational directions of the polishing surface plates 120 and 130 opposite to each other, and the rotational speed, polishing pressure, and polishing time of the polishing surface plates 120 and 130 are set.
  • the secondary polishing is performed simultaneously on both sides so that the polishing rate is 0.5 ⁇ m / min and the polishing amount is 5 ⁇ m on one side (10 ⁇ m on both sides).
  • the secondary polishing liquid is supplied to both polishing cloths 15.
  • Other polishing conditions are the same as in the case of primary polishing. Since the thickness of the carrier plate 110 is 750 ⁇ m and the thickness of the silicon wafer 10 after the secondary polishing is 764 ⁇ m, the silicon wafer 10 remains thicker than the carrier plate even after rough polishing.
  • the silicon wafer 11 from which the natural oxide film has been removed and the polishing cloth 15 are relatively moved.
  • the front and back surfaces of the silicon wafer 11 are polished by 5 ⁇ m on one side.
  • the polishing cloth 15 is pressed against the front and back surfaces of the silicon wafer 11 by the action of the polishing pressure, and the hydroxyethyl cellulose film in the polishing liquid adhering to the surface of the silicon wafer 11 is removed from the silicon wafer 11 by the polishing cloth 15.
  • Polishing proceeds with the hydroxyethyl cellulose adhering to the outer peripheral portion of the silicon wafer 11 by being removed from the surface to be polished. Therefore, the front and back surfaces of the silicon wafer 11 are polished at a high polishing rate of 0.5 ⁇ m / min while maintaining high flatness by the etching action of the alkaline aqueous solution and the hydroxyethyl cellulose removing action of the polishing pad 15. Further, since the front and back surfaces of the silicon wafer 11 are mainly polished by a chemical action, it is possible to avoid the occurrence of processing damage due to a mechanical action such as polishing using conventional free abrasive grains. In addition, since the polishing is performed without using free abrasive grains, it is possible to reduce the occurrence of defects due to processing such as micro scratches due to abrasive grain aggregation.
  • the outer peripheral surface (chamfered) of the silicon wafer 11 is always obtained during polishing. Adhesion of the polishing pad 15 to the surface) is suppressed.
  • the outer peripheral surface of the wafer is covered with hydroxyethyl cellulose in the polishing liquid, and this becomes a protective film on the outer peripheral surface of the wafer against etching.
  • the polishing rate from the outer peripheral edge of the silicon wafer 11 to 3 mm is lowered, the roll-off of the wafer outer peripheral part is reduced, and the flatness of the wafer outer peripheral part including the roll-off and roll-up is controlled. be able to.
  • the reason why a certain amount of roll-up of the outer peripheral portion of the wafer may occur is that offset between the roll-off of the outer peripheral portion of the silicon wafer 11 can be assumed in advance during the subsequent finish polishing.
  • the upper and lower polishing cloths are in contact with the outer peripheral surface of the silicon wafer 11, so that the roll-off of the outer peripheral portion of the silicon wafer 11 is performed. Will be encouraged.
  • hydroxyethyl cellulose is adopted as the water-soluble polymer, an effect is obtained that a polymer film is formed on the outer peripheral portion of the silicon wafer 11 and the etching action by the pivezirine aqueous solution can be suppressed. Moreover, it is very high purity and can reduce impurity contamination. Further, since the concentration of hydroxyethyl cellulose in the secondary polishing liquid is set to 10 ppm, the silicon wafer 11 having no defects due to processing on the front and back surfaces of the silicon wafer 11 and having reduced roll-off of the outer peripheral portion of the silicon wafer 11 is shortened. It can be polished in time.
  • the alkaline aqueous solution adjusted within the range of pH 10.5 is employed, defects caused by processing such as scratches and scratches do not occur on the surface of the silicon wafer 11, and the polishing liquid can be easily handled. A high polishing rate can be obtained. Further, since the foamed polyurethane resin is employed as the material for both polishing cloths 15, it is possible to reduce the roll-off amount at the outer peripheral portion of the silicon wafer 11. Thereafter, the front and back surfaces of the second-polished silicon wafer 11 are subjected to final polishing under predetermined conditions, and further subjected to final cleaning. Here, SC1 cleaning using an alkaline solution and an acid solution is performed on each silicon wafer 11.
  • the secondary polishing step performed in the present embodiment is further divided into two stages (first stage polishing and second stage polishing), and silicon is used in the second polishing (first stage polishing).
  • first stage polishing the concentration of the water-soluble polymer in the polishing liquid is low
  • second-stage polishing the polishing is performed to suppress the roll-off amount of the outer peripheral portion of the silicon wafer 11. Polishing was performed at a high water-soluble polymer concentration in the liquid.
  • Example 2 1 ⁇ 10 ⁇ 5 wt% (0.1 ppm) of hydroxyethylcellulose was added to the secondary polishing liquid, and the polishing amount of the front and back surfaces of the silicon wafer 11 was 4.5 ⁇ m on one side (9 ⁇ m on both sides). Otherwise, the same secondary polishing (first stage polishing) as the secondary polishing of Example 1 is performed, and then the silicon wafer 11 is subjected to tertiary polishing with a higher concentration of hydroxyethyl cellulose than the secondary polishing liquid. Using the liquid, the surface to be polished of the silicon wafer 11 is subjected to tertiary polishing (second-stage polishing).
  • the concentration of hydroxyethyl cellulose in the tertiary polishing liquid used in the tertiary polishing is 1 ⁇ 10 ⁇ 2 wt% (100 ppm), and the polishing amount of the front and back surfaces of the silicon wafer 11 is 0.5 ⁇ m on one side (both sides 1.0 ⁇ m).
  • a secondary polishing liquid having a hydroxyethyl cellulose concentration of 1 ⁇ 10 ⁇ 5 wt% (0.1 ppm) is used, and the polishing amount is 4.5 ⁇ m on one side of the wafer on the front and back surfaces of the silicon wafer 11. Since the polishing is performed, the front and back surfaces of the silicon wafer 11 can be roughly polished at a high polishing rate.
  • the tertiary polishing liquid in which the concentration of hydroxyethyl cellulose was increased to 1 ⁇ 10 ⁇ 2 wt% (100 ppm) was used, and the front and back surfaces of the silicon wafer 11 were subjected to a tertiary polishing of 0.5 ⁇ m on one side of the wafer.
  • the polishing time of the silicon wafer 11 in which the roll-off of the outer peripheral portion is reduced can be shortened, and the productivity of the double-sided mirror silicon wafer 11 can be increased.
  • the concentration of hydroxyethyl cellulose in the tertiary polishing liquid is set to 100 ppm, the roll-off amount at the outer peripheral portion of the silicon wafer 11 can be reduced as much as possible. Since other configurations (including other polishing conditions for the third polishing), operations, and effects are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • Example 1 of the present invention the polishing liquid of Example 1 of the present invention, the method of polishing a silicon wafer using the same (Test Examples 1 to 5), and the conventional hydroxy
  • Test Examples 1 to 5 the polishing liquid of Example 1 of the present invention, the method of polishing a silicon wafer using the same (Test Examples 1 to 5), and the conventional hydroxy
  • the primary polishing step polishing is performed for 3 minutes while supplying a primary polishing liquid containing free abrasive grains (alkaline aqueous solution containing 5% colloidal silica and 0.08% by weight KOH) to both polishing cloths at 9 liters / minute.
  • a primary polishing liquid containing free abrasive grains alkaline aqueous solution containing 5% colloidal silica and 0.08% by weight KOH
  • HEC hydroxyethyl cellulose
  • the secondary polishing if a polishing liquid containing an alkaline aqueous solution not containing loose abrasive grains and a water-soluble polymer is used and a wafer holding method using a carrier plate is adopted, silicon in the wafer holding hole during polishing is used. As the wafer moves, the carrier plate vibrates and the silicon wafer may jump out of the wafer holding hole during polishing. Therefore, in the secondary polishing, the secondary polishing was finished in a state where the thickness of the silicon wafer was about 20 ⁇ m thicker than the thickness of the carrier plate. Table 1 shows the component ratio of the secondary polishing liquid, and the graph of FIG. 3 shows the outer peripheral shape of the polished silicon wafer. For measuring the shape of the outer peripheral portion of the silicon wafer, WaferSight manufactured by KLA Tencor was used.
  • TEST001 to TEST005 represent Test Examples 1 to 5, and TEST006 represents Comparative Example 1 containing no hydroxyethyl cellulose.
  • ROA Roll Off Amount
  • One dimension (line) was used as a reference plane for measurement, and 124 mm to 135 mm in the diameter direction of the silicon wafer was set as the reference range.
  • the distance from the reference surface at the 1 mm (ROA 1 mm) position and 2 mm (ROA 2 mm) position from the outer edge (outermost peripheral edge) of the silicon wafer was measured. These measured values are shown in Table 2.
  • ROA in 1 mm notation ⁇ It can be controlled within the range of 110 nm to +390 nm.
  • the polishing rate tends to decrease as the concentration of hydroxyethyl cellulose increases. This suggests that the protective effect of the surface of the silicon wafer by hydroxyethyl cellulose is suggested, and the reaction (etching action) between the alkali and the silicon wafer is inhibited by hydroxyethyl cellulose.
  • Table 3 shows the component ratio of the primary polishing liquid used in the primary polishing process, the secondary polishing liquid used in the secondary polishing process, and the tertiary polishing liquid used in the tertiary polishing process.
  • abrasive grains refers to free abrasive grains in colloidal silica.
  • the front and back surfaces of the silicon wafer were polished by 4.5 ⁇ m on one side for 15 minutes while supplying the secondary polishing liquid to both polishing cloths at 9 liter / cm 2 .
  • the front and back surfaces of the silicon wafer were polished by 0.5 ⁇ m on one side for 3 minutes while supplying both polishing cloths at 9 liter / cm 2 .
  • Other test conditions are the same as those in Test Examples 1 to 5.
  • the polishing time for one-step polishing requires 9.6 ⁇ m / (0.25 ⁇ m / min) and 38 minutes.
  • polishing amount when the addition amount of hydroxyethyl cellulose by this test was 1 ⁇ 10 ⁇ 2 wt% was 0.75 ⁇ m (0.25 ⁇ m / min ⁇ 3 minutes) from the result shown in FIG. 4 of Example 1. It was.

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Abstract

　遊離砥粒を含まないアルカリ性水溶液に水溶性高分子が添加された研磨液を研磨布に供給しながら、シリコンウェーハの被研磨面を粗研磨するので、被研磨面を高い研磨レートで研磨でき、ロールオフとロールアップとを含めたウェーハ外周部の平坦度の制御が図れる。

Description

シリコンウェーハの研磨方法およびその研磨液
　この発明は、シリコンウェーハの研磨方法およびその研磨液、詳しくは研磨液を供給しながら、シリコンウェーハと研磨布とを相対的に回転させて、シリコンウェーハの表裏面のうち、被研磨面となる少なくとも表面を研磨するシリコンウェーハの研磨方法およびその研磨液に関する。
　近年、シリコンウェーハの表面を研磨する方法としては、シリカ粒子などの遊離砥粒をアルカリ性水溶液中に含有させた研磨液を供給しながら、シリコンウェーハと、研磨布とを相対的に回転させて行うＣＭＰ（化学的機械的研磨）が一般的である。ＣＭＰは、遊離砥粒による機械的研磨作用と、アルカリ性水溶液による化学的研磨作用とを複合させることで、シリコンウェーハの表面に対して高い平坦度が得られることが知られている。このシリコンウェーハのＣＭＰ処理は、通常、粗研磨から仕上げ研磨へと複数の段階を経て研磨が行われる。
　初期段階の粗研磨は、所望とする厚みまでシリコンウェーハを研磨することを目的に行われ、ポリウレタンなどの硬質の研磨布を用いて研磨速度が比較的速い条件で研磨を行い、研磨後のシリコンウェーハ厚さのバラツキを小さく、平坦化するように研磨が行われる。この粗研磨工程では、研磨布の種類や遊離砥粒サイズを変更して、シリコンウェーハの研磨量（取り代量）を複数段階（例えば１～３段階）に分けながら研磨処理が行われることもある。
　最終段階の仕上げ研磨は、シリコンウェーハ表面の粗さを改善することを目的に行われ、スエードのような軟質の研磨布および微小サイズの遊離砥粒を使用して、ナノトポグラフィーやヘイズといったシリコンウェーハ表面上の微小な面粗さのバラツキを低減するように研磨が行われる。この仕上げ研磨工程も粗研磨工程と同様に、研磨布の種類や遊離砥粒サイズを変更しながら、複数段階に分けて研磨処理が行われることもある。
　ところが、遊離砥粒を含む研磨液（スラリー）を使用して粗研磨を実施した場合、高い研磨レートと、ある程度のウェーハの平坦度は得られるものの、研磨中のメカニカル作用により、シリコンウェーハの表面に新たな加工ダメージが導入されていた。また、研磨液中の遊離砥粒の凝集を原因として、シリコンウェーハの研磨面には、マイクロスクラッチなどの加工起因の欠陥なども発生していた。この粗研磨工程で生じた加工ダメージや加工起因の欠陥は、その後の仕上げ研磨工程でも除去されない場合が多く、完全に除去するには、仕上げ研磨時の研磨量を大幅に増大させなければならなかった。
　そこで、これを解消する従来技術として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。これは、水溶性ケイ酸成分およびアルカリ成分を含有するｐＨ８．５～１３のアルカリ性水溶液からなり、かつ実質的に遊離砥粒を含まない研磨液を使用し、シリコンウェーハの表面を研磨するものである。このように、遊離砥粒を使用しないのでシリコンウェーハの表面の加工ダメージが低減される。しかも、ケイ酸分子が、水酸基と結合したウェーハ表面のシリコン原子と結合して縮合ケイ酸を形成し、アルカリ性水溶液中へのシリコン原子の溶出を促進するので研磨レートも高まる。
日本国特開平９－３０６８８１号公報
　ところで、近年のデバイスの微細化およびシリコンウェーハのデバイス形成領域の拡大の観点から、シリコンウェーハの最外周付近でも高い平坦度が要求され、ウェーハの最外周付近の平坦度および表面変位量に対しての関心が高まっている。これに伴い、シリコンウェーハの最外周の形状を評価するため、ウェーハ外周部のダレ量と跳ね上げ量を定量的に表したＲＯＡ（Ｒｏｌｌ　Ｏｆｆ　Ａｍｏｕｎｔ）という指標が知られている。
　これは、例えば直径３００ｍｍのシリコンウェーハが平坦と考えられるウェーハの中心から１２４ｍｍ～１３５ｍｍ位置（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ａｒｅａ）のウェーハ形状から仮想の基準平面を求め、例えば、ＲＯＡ１ｍｍにあっては、ウェーハ外縁より１ｍｍ内側の位置における基準平面からの高さとして定義される。このとき、基準平面の高さを０とし、これよりウェーハ外縁までがダレた形状であれば、その変位量は－の値（ロールオフ）となり、逆に跳ね上げた形状であれば＋の値（ロールアップ）となる。また、ロールオフおよびロールアップの絶対値が小さいほど、最外周付近でも平坦度が高いと評価される。
　特許文献１のように、遊離砥粒を含まずかつ水溶性ケイ酸成分を含有するアルカリ性水溶液からなる研磨液を使用してシリコンウェーハの表面を研磨した場合、研磨処理中、研磨液はシリコンウェーハの外周から中心に向けて流れ込む。そのため、ウェーハ中心部よりも外周部に多くのエッチング作用のあるアルカリ水溶液が接触することになる。これにより、シリコンウェーハの外周縁から３ｍｍまでの間の研磨レートが高く、遊離砥粒を含む研磨液を使用したＣＭＰの場合と同じように、ウェーハ外周縁から３ｍｍ以下の領域でロールオフの制御が不完全であった。また、研磨処理中のアルカリ濃度変化によっては、研磨液中のケイ酸成分がゲル化してしまい、これがコロイダルシリカ中の遊離砥粒として機能し、加工ダメージの発生や加工起因の欠陥を生じるおそれがあった。
　また、近年、シリコンウェーハの表面側だけでなく裏面側も鏡面研磨したシリコンウェーハの提供が求められ、粗研磨工程において、遊離砥粒を含む研磨液を用いて、ウェーハ表裏面を同時に研磨する両面研磨が実施されるようになってきた。
　両面研磨装置としては、近年、キャリアプレート内にシリコンウェーハを収容した状態で、研磨布を貼張した上定盤および下定盤によりキャリアプレートを挟み込み、この状態でシリコンウェーハの表裏面を同時に研磨する両面研磨が採用されつつある。
　このようなキャリアプレートを用いた両面研磨装置を使用した場合、シリコンウェーハの厚みをキャリアプレートの厚みと同等あるいはそれ以下の厚みとなるまでシリコンウェーハの表裏面を研磨すれば、キャリアプレートによって、研磨布によるウェーハ外周部の研磨そのものが抑制されるため、ロールオフの低減を図ることができる。
　しかしながら、キャリアプレートそのものも研磨してしまうため、キャリアプレートの交換頻度が増加し、生産コストの上昇を招く問題が懸念される。
　そこで、発明者は鋭意研究の結果、シリコンウェーハの表面の粗研磨において、ポリウレタンなどの硬質の研磨布を使用し、遊離砥粒を含まないアルカリ性水溶液に水溶性高分子が添加された研磨液を供給しながらウェーハの表面を研磨すれば、高い研磨レートを維持できるとともに、添加する水溶性高分子の濃度を調整することにより、シリコンウェーハ外周部のロールオフ量を任意に制御でき、ロールオフ量を低減できることを知見し、この発明を完成させた。
　この発明は、シリコンウェーハの被研磨面を高い研磨レートで研磨できるとともに、ロールオフとロールアップとを含めたウェーハ外周部の平坦度の制御を図ることができるシリコンウェーハの研磨方法およびその研磨液を提供することを目的としている。
　請求項１に記載の発明は、遊離砥粒を含まないアルカリ性水溶液に水溶性高分子が添加された研磨液を硬質の研磨布に供給しながら、シリコンウェーハと前記研磨布とを相対的に回転させて、前記シリコンウェーハの表裏面のうち、被研磨面となる少なくとも表面に粗研磨を行い、該粗研磨後、前記シリコンウェーハの粗研磨された少なくとも表面に仕上げ研磨を施すシリコンウェーハの研磨方法である。
　請求項２に記載の発明は、シリコンウェーハと研磨布とを相対的に回転させて、前記シリコンウェーハの表裏面のうち、被研磨面となる少なくとも表面に粗研磨を行い、該粗研磨後、前記シリコンウェーハの粗研磨された少なくとも表面に仕上げ研磨を施すシリコンウェーハの研磨方法において、前記粗研磨を、遊離砥粒を含まないアルカリ性水溶液に水溶性高分子が添加された１段目用の研磨液を前記研磨布に供給しながら行う１段目研磨と、該１段目研磨後、遊離砥粒を含まないアルカリ性水溶液に水溶性高分子が添加された２段目用の研磨液を前記研磨布に供給しながら行う２段目研磨とに分け、前記２段目用の研磨液中の水溶性高分子の濃度を、前記１段目用の研磨液中の水溶性高分子の濃度より高くしたシリコンウェーハの研磨方法である。
　請求項３に記載の発明は、前記水溶性高分子は、ノニオン系のポリマーおよびモノマーのうちの１種もしくは複数種、または、アニオン系のポリマーおよびモノマーのうちの１種もしくは複数種である請求項１または請求項２に記載のシリコンウェーハの研磨方法である。
　請求項４に記載の発明は、前記水溶性高分子は、ヒドロキシエチルセルロースである請求項３に記載のシリコンウェーハの研磨方法である。
　請求項５に記載の発明は、前記研磨液中のヒドロキシエチルセルロースの濃度は、０．１ｐｐｍ～１０００ｐｐｍである請求項４に記載のシリコンウェーハの研磨方法である。
　請求項６に記載の発明は、前記アルカリ性水溶液はｐＨ８～ｐＨ１３に調整され、該アルカリ性水溶液は、アルカリ剤として塩基性アンモニウム塩、塩基性カリウム塩、塩基性ナトリウム塩のうち、何れかが添加されたアルカリ性水溶液、または炭酸アルカリ水溶液、またはアミンが添加されたアルカリ性水溶液である請求項１または請求項２に記載のシリコンウェーハの研磨方法である。
　請求項７に記載の発明は、前記研磨布は、ポリエステル製の不織布からなるものもしくはポリウレタン製のものである請求項１または請求項２に記載のシリコンウェーハの研磨方法である。
　請求項８に記載の発明は、前記粗研磨は、シリコンウェーハを収納するキャリアプレートと、このキャリアプレートを上下方向から挟持し、下面に前記研磨布が貼張された上定盤および上面に前記研磨布が貼張された下定盤とを備えた両面研磨装置により、前記シリコンウェーハの表裏面を同時に研磨する請求項１または請求項２に記載のシリコンウェーハの研磨方法である。
　請求項９に記載の発明は、前記粗研磨後の前記シリコンウェーハの厚みが、前記キャリアプレートの厚みより大きくなるように研磨する請求項８に記載のシリコンウェーハの研磨方法である。
　請求項１０に記載の発明は、シリコンウェーハの表裏面のうち、被研磨面となる少なくとも表面を粗研磨する際に使用される研磨液において、遊離砥粒を含まないアルカリ性水溶液を主剤とし、該アルカリ性水溶液に水溶性高分子が添加された研磨液である。
　請求項１１に記載の発明は、前記アルカリ性水溶液はｐＨ８～ｐＨ１３に調整され、アルカリ剤として塩基性アンモニウム塩、塩基性カリウム塩、塩基性ナトリウム塩のうち、何れかが添加されたアルカリ性水溶液、または炭酸アルカリ水溶液、またはアミンが添加されたアルカリ性水溶液で、前記水溶性高分子は、ノニオン系のポリマーおよびモノマーのうちの１種もしくは複数種、または、アニオン系のポリマーおよびモノマーのうちの１種もしくは複数種である請求項１０に記載の研磨液である。
　請求項１２に記載の発明は、前記水溶性高分子は、ヒドロキシエチルセルロースである請求項１０または請求項１１に記載の研磨液である。
　請求項１３に記載の発明は、前記アルカリ性水溶液中の前記ヒドロキシエチルセルロースの濃度が、０．１ｐｐｍ～１０００ｐｐｍの濃度範囲に調整された請求項１２に記載の研磨液である。
　本発明のシリコンウェーハの研磨方法およびその研磨液によれば、高い研磨レートを維持しながら、ウェーハ外周部のロールオフの低減、ひいてはロールオフとロールアップとを含めたウェーハ外周部の平坦度（ＲＯＡ）の制御を図ることができる。また、加工ダメージの発生や砥粒凝集に起因したマイクロスクラッチなどの加工起因の欠陥発生も低減することができる。
この発明に係る実施例１のシリコンウェーハの研磨方法に用いられる無サンギヤ方式の両面研磨装置の斜視図である。 この発明に係る実施例１のシリコンウェーハの研磨方法に用いられる無サンギヤ方式の両面研磨装置の要部縦断面図である。 この発明に係る実施例１のシリコンウェーハの研磨方法により２次研磨されたシリコンウェーハにおいて、水溶性高分子の添加量に応じたシリコンウェーハの外周部形状を示すグラフである。 この発明に係る実施例１のシリコンウェーハの研磨方法において、研磨液中へのヒドロキシエチルセルロースの添加量とシリコンウェーハの研磨レートとの関係を示すグラフである。 この発明に係る実施例２のシリコンウェーハの研磨方法により３次研磨されたシリコンウェーハにおいて、水溶性高分子の添加量に応じたシリコンウェーハの外周部形状を示すグラフである。
１０　両面研磨装置、
１１　シリコンウェーハ、
１５　研磨布、
１１０　キャリアプレート、
１２０　上定盤、
１３０　下定盤。
　本発明のシリコンウェーハの研磨方法は、遊離砥粒を含まないアルカリ性水溶液に水溶性高分子が添加された研磨液を硬質の研磨布に供給しながら、シリコンウェーハと前記研磨布とを相対的に回転させて、前記シリコンウェーハの表裏面のうち、被研磨面となる少なくとも表面に粗研磨を行い、該粗研磨後、前記シリコンウェーハの粗研磨された少なくとも表面に仕上げ研磨を施すシリコンウェーハの研磨方法である。
　また、別の本発明のシリコンウェーハの研磨方法は、シリコンウェーハと研磨布とを相対的に回転させて、前記シリコンウェーハの表裏面のうち、被研磨面となる少なくとも表面に粗研磨を行い、該粗研磨後、前記シリコンウェーハの粗研磨された少なくとも表面に仕上げ研磨を施すシリコンウェーハの研磨方法において、前記粗研磨を、遊離砥粒を含まないアルカリ性水溶液に水溶性高分子が添加された１段目用の研磨液を前記研磨布に供給しながら行う１段目研磨と、該１段目研磨後、遊離砥粒を含まないアルカリ性水溶液に水溶性高分子が添加された２段目用の研磨液を前記研磨布に供給しながら行う２段目研磨とに分け、前記２段目用の研磨液中の水溶性高分子の濃度を、前記１段目用の研磨液中の水溶性高分子の濃度より高くしたシリコンウェーハの研磨方法である。
　これらの本発明のシリコンウェーハの研磨方法によれば、アルカリ性水溶液によるエッチング作用と水溶性高分子によるシリコンウェーハ外周部のエッチング抑制作用により、高い研磨レートを維持しながら、ウェーハ外周部のロールオフの低減、ひいてはロールオフとロールアップとを含めたウェーハ外周部の平坦度（ＲＯＡ）の制御を図ることができる。
　また、遊離砥粒を含む研磨液を使用した従来の研磨方法では、研磨の進行に伴いウェーハ外周部のロールオフが促進されるのに対し、この発明の場合には、例えば研磨時間を長くして研磨量を増やすことで、ウェーハ外周部をロールアップ形状とすることも可能になる。そのため、例えば仕上げ研磨時のウェーハ外周部のロールオフを想定し、製品ウェーハの外周部に理想的な平坦形状を実現することもできる。
　なお、ロールオフが低減される理由としては、恐らく以下のような現象が起きているものと推測される。
　研磨処理中、研磨液の水溶性高分子はシリコンウェーハの表面に吸着されるため、ウェーハ表面は水溶性高分子により覆われた状態となる。しかしながら、被研磨面（研磨される面）に形成された高分子膜は研磨布によって除去され、この高分子膜が除去された被研磨面は反応が活性な親水性面であるためアルカリ性水溶液によりケミカルエッチングされる。この高分子の吸着、高分子膜の除去、アルカリエッチングの繰り返しにより研磨が進行しているものと考えられる。そして、研磨液はウェーハ外縁より中心に向けて流れ込み、ウェーハ中心部に比べてウェーハ外周部には多量の研磨液が供給されるので、ウェーハ外周部においては、研磨布によって除去される高分子膜の除去量よりも、形成される高分子膜の形成量が多くなる状態で研磨が進行する。これにより、ウェーハ外周部でのエッチング反応が抑制され、ロールオフ量が低減されるものと推測される。
　本発明のシリコンウェーハの研磨方法では、研磨液として遊離砥粒を含まないアルカリ性水溶液を使用する。ここで、「遊離砥粒を含まないアルカリ性水溶液」とは、研磨液の主剤であるアルカリ性水溶液中に、例えば、コロイダルシリカ（砥粒）、ダイヤモンド砥粒、アルミナ砥粒などの遊離砥粒が混入されていないものをいう。これにより、シリコンウェーハの被研磨面は、主にケミカル作用により研磨されるので、従来の遊離砥粒を用いた研磨のようなメカニカル作用による加工ダメージの発生を回避することができる。しかも、遊離砥粒を使用しない研磨であるため、砥粒凝集に起因したマイクロスクラッチなどの加工起因の欠陥発生も低減することができる。
　アルカリ性水溶液は、ｐＨ８～ｐＨ１３の範囲内に調整したものを用いる。これにより、シリコンウェーハの表面にスクラッチ、傷などの加工起因の欠陥が発生せず、研磨液の取り扱いも容易で、シリコンウェーハの高い研磨（エッチング）レートが得られる。アルカリ性水溶液がｐＨ８未満では、エッチング作用が低くなりすぎてしまい、シリコンウェーハの表面にスクラッチ、傷などの加工起因の欠陥が発生し易くなる。また、強塩基水溶液のようにｐＨ１３を超えれば、研磨液の取り扱いが困難になる。
　アルカリ性水溶液のアルカリ剤（ｐＨ調整剤）としては、例えば、塩基性アンモニウム塩、塩基性カリウム塩、塩基性ナトリウム塩の何れかが添加されたアルカリ性水溶液もしくは炭酸アルカリ水溶液、あるいはアミンが添加されたアルカリ性水溶液である。その他、ヒドラジンやアミン類の水溶液を採用することができる。研磨レートを高める観点から、アンモニアを除いたアルカリ、特にアミンを用いることが望ましい。
　アルカリ性水溶液中のアルカリ剤の含有量は、１００～１０００ｐｐｍである。１００ｐｐｍ未満ではアルカリ剤によるシリコンウェーハの表面のエッチング力が十分でなく、所定の厚みまでシリコンウェーハを研磨するのに長時間を要してしまう。１０００ｐｐｍを超えると、研磨液そのものの取り扱いが困難であり、また、過度のエッチング反応によりウェーハ表面に面荒れを生じやすくなる。
　また、別の本発明のように、粗研磨を、１段目用の研磨液を使用する１段目研磨と、２段目用の研磨液を使用する２段目研磨とに分け、２段目用の研磨液中の水溶性高分子の濃度を、１段目用の研磨液中の水溶性高分子の濃度より高くしてもよい。
　すなわち、粗研磨では高い生産性が要求されるため、できるだけ研磨レートを大きくした研磨条件下でシリコンウェーハを研磨する必要がある。従って、研磨開始初期から行う１段目研磨で使用する１段目用の研磨液中の水溶性高分子濃度を低くすることで、研磨レートを増大させることができる。そして、１段目研磨後、水溶性高分子濃度を高めた２段目用の研磨液を使用した２段目研磨を実施することで、ウェーハの外周部でのロールオフの発生を抑制することができる。
　このように、高い研磨レートで研磨量が大きくなる１段目研磨後、水溶性高分子の添加量を増やした２段目用の研磨液を使用し、シリコンウェーハの１段目研磨された研磨面を２段目研磨するので、外周部のロールオフが低減されたシリコンウェーハの研磨時間が短縮し、鏡面シリコンウェーハの生産性を高めることができる。
　１段目研磨に使用される研磨液中の水溶性高分子の濃度は、１０ｐｐｍ以下とすることが望ましく、アルカリ水溶液によるエッチング作用を損なうことなく高い研磨レートを維持したまま、シリコンウェーハを研磨することができる。
　２段目研磨の研磨条件は、水溶性高分子の添加量を除き、１段目研磨の研磨条件と同一でも、異なってもよい。また、水溶性高分子の種類は、１段目研磨と２段目研磨とで、同じ種類のものを用いてもよく、種類を変更してもよい。２段目研磨は、１段目研磨の直後において、１段目研磨で用いた研磨装置を連続的に使用し、その研磨布に供給される研磨液中の水溶性高分子の添加量を変更（増加）するだけでよい。また、１段目研磨で使用した研磨装置とは異なる他の研磨装置を使用してもよい。
　水溶性高分子は、アニオン系とその両性およびノニオン系の各ポリマーおよび各モノマーなどを使用する。具体的には、水溶性高分子としては、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコールを使用することが望ましい。特に、ヒドロキシエチルセルロースは、高純度のものを比較的容易に入手でき、ウェーハ表面で高分子膜を形成し易いため、アルカリによるエッチング反応を抑制する効果が高いという特性を有する。ただし、各種の水溶性高分子のうち、アルカリ性水溶液によるシリコンウェーハのエッチングを促進させるものは不適当である。水溶性高分子は、１種類だけを使用しても、複数種類を使用してもよい。
　また、水溶性高分子に代えて、界面活性剤または脂肪族アルコールでもよい。界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどを採用することができる。また、脂肪族アルコールとしては、例えば、ポリビニルアルコールなどを採用することができる。
　研磨液中の水溶性高分子の濃度は、０．１ｐｐｍ～１０００ｐｐｍの濃度範囲で設定すればよく、特に１００ｐｐｍ以下が好ましい。水溶性高分子としてヒドロキシエチルセルロースを採用した場合も、添加量は１００ｐｐｍ以下が好ましい。過剰に添加すれば、シリコンウェーハの研磨レートが大きく低下し、生産性が低下してしまう。
　シリコンウェーハとしては、例えば単結晶シリコンウェーハ、多結晶シリコンウェーハなどを採用することができる。また、シリコンウェーハの直径としては、例えば１００ｍｍ、１２５ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍなどが挙げられる。
　粗研磨を行うシリコンウェーハとして、表裏面のうち、被研磨面となる少なくとも表面に酸化膜が存在しないシリコンウェーハを使用する。これは、通常、粗研磨工程前のシリコンウェーハの表面には５～２０Å程度の自然酸化膜が存在し、この自然酸化膜を遊離砥粒を含まないアルカリ水溶液で除去することが困難となるからである。
　この自然酸化膜の除去にあたっては、粗研磨を行う前に、フッ酸などの薬液を用いたエッチング処理により除去する方法や、遊離砥粒を含有する研磨液を用いた研磨処理により除去する方法などを採用することができる。なお、遊離砥粒を含有する研磨液を用いた研磨処理で自然酸化膜を除去する場合は、粗研磨における研磨量を低減させるように、自然酸化膜だけでなく、ウェーハ表面を研磨するようにしてもよい。
　研磨布は硬質のものを使用する。これにより、シリコンウェーハの外周部でのロールオフ量の低減を図ることができる。すなわち、研磨処理はシリコンウェーハを研磨布に押し付けた状態で行われるため、仮に軟質の研磨布を使用すれば、シリコンウェーハは研磨布内に沈み込んでしまい、ウェーハ外周部において研磨布が元に戻ろうとする反力の作用が大きくなり、ロールオフが発生し易くなる。また、硬質の研磨布であれば、シリコンウェーハの被研磨面に吸着した水溶性高分子をウェーハ外周方向へ押し出して効率良く除去することができ、高い研磨レートおよびシリコンウェーハの表面粗さの品質を高めることができる。
　硬質の研磨布としては、ポリエステル製の不織布からなる研磨布、ポリウレタン製の研磨布などが挙げられる。特に、シリコンウェーハの研磨面の鏡面化精度に優れた発泡性ポリウレタン製の研磨布が望ましい。例えば仕上げ研磨で使用されるような軟質でシリコンウェーハの外周形状に追従し易いスエード製の研磨布を用いた場合には、ウェーハ外周部におけるエッチングが促進され、ロールオフを生じてしまう。
　具体的な硬質の研磨布としては、ＪＩＳ　Ｋ　６２５３－１９９７／ＩＳＯ　７６１９により規定されたショアＤ硬度で７０～９０、圧縮率が１～５％、特に２～３％の研磨布を採用することが望ましい。ショアＤ硬度で７０未満では、研磨中、シリコンウェーハの外周部への研磨液の流入が抑制され、外周部における水溶性高分子の量が低減することにより、シリコンウェーハの外周縁から３ｍｍまでの間の研磨レートが高まり、ウェーハ外周部にロールオフが発生し易くなる。また、ショアＤ硬度で９０を超えれば、ウェーハ表面に研磨傷が発生し易くなる。
　粗研磨はシリコンウェーハと研磨布とを相対的に回転させることにより行われる。「相対的に回転させる」とは、シリコンウェーハを回転させる、研磨布を回転させる、あるいはシリコンウェーハと研磨布との両方を回転させることをいう。シリコンウェーハおよび研磨布の回転方向は任意である。例えば、両方を回転させる場合のシリコンウェーハと研磨布との回転方向は、同一でも異なってもよい。
　粗研磨時のシリコンウェーハの研磨レートは、０．０５～１μｍ／分にすることが望ましい。０．０５μｍ／分未満では研磨レートが低く、研磨に長時間を要する。また、１μｍ／分を超えれば、アルカリの高濃度化によりシリコンウェーハ表面の面荒れを生じやすくなる。
　シリコンウェーハの回転速度、研磨布の回転速度、研磨圧などは、上記した研磨レートの範囲となるように設定すればよく、例えば、シリコンウェーハ、研磨布の回転速度は、５～３０ｒｐｍの範囲内で選択し、研磨圧は、５０～５００ｇ／ｃｍ２の範囲内で設定すればよい。
　なお、粗研磨による研磨量は、所望とするシリコンウェーハ厚みを考慮して設定すればよく、概ね数百ｎｍ～１０μｍの範囲内で設定される。粗研磨後に行う仕上げ研磨による研磨量は、最大でも５００ｎｍ以下の範囲内で設定される。
　シリコンウェーハの粗研磨では、枚葉式の研磨装置を使用しても、複数枚のシリコンウェーハを同時に研磨するバッチ式の研磨装置を使用してもよく、表面のみの片面研磨でも、ウェーハ表裏面を同時に研磨する両面研磨でもよい。
　特に、ウェーハ表裏面を同時に粗研磨するにあたっては、シリコンウェーハを収納するキャリアプレートと、このキャリアプレートを上下方向から挟む研磨布が、それぞれの対向面に貼張された上定盤および下定盤とを備えた両面研磨装置を用いて研磨することが望ましい。これにより、一度の研磨処理でウェーハ表面だけでなく、ウェーハ裏面の高平坦化までを達成することができ、低コストで高平坦度な鏡面シリコンウェーハの提供に有効となる。上定盤側の研磨布と下定盤側の研磨布とは、同一の素材からなるものでも、異なる素材からなるものでもよい。
　遊離砥粒を含まない研磨液を用いてシリコンウェーハの表裏面を両面研磨する際、粗研磨後のシリコンウェーハの厚みが、キャリアプレートの厚みより大きくなるように研磨することが望ましい。これにより、研磨布によるキャリアプレートの研磨が抑制され、キャリアプレートの劣化を防止することができる。しかも、研磨処理中、ウェーハやキャリアプレートの振動が抑制され、キャリアプレートからのウェーハの飛び出しを防止することができる。
　この両面研磨装置としては、サンギヤ（遊星歯車）方式のもの、または、キャリアプレートに自転をともなわない円運動をさせる無サンギヤ方式のものを採用することができる。
　本研磨液は、シリコンウェーハの表裏面のうち、被研磨面となる少なくとも表面を粗研磨する際に使用される研磨液において、遊離砥粒を含まないアルカリ性水溶液を主剤とし、該アルカリ性水溶液に水溶性高分子が添加されたものである。
　本研磨液は遊離砥粒を含まないアルカリ性水溶液を主剤とするものであるため、シリコンウェーハの被研磨面は、主にケミカル作用により研磨される。その結果、従来の遊離砥粒を用いた研磨のようなメカニカル作用による加工ダメージの発生を回避することができ、砥粒凝集に起因したマイクロスクラッチなどの加工起因の欠陥発生も低減することができる。
　また、本研磨液は、アルカリ性水溶液はｐＨ８～ｐＨ１３に調整され、アルカリ剤として塩基性アンモニウム塩、塩基性カリウム塩、塩基性ナトリウム塩のうち、何れかが添加されたアルカリ性水溶液、または炭酸アルカリ水溶液、またはアミンが添加されたアルカリ性水溶液であり、水溶性高分子は、ノニオン系のポリマーおよびモノマーのうちの１種もしくは複数種、または、アニオン系のポリマーおよびモノマーのうちの１種もしくは複数種で構成することが望ましい。これにより、シリコンウェーハの表面にスクラッチ、傷などの加工起因の欠陥が発生せず、研磨液の取り扱いも容易で、シリコンウェーハの高い研磨（エッチング）レートが得られる。
　アルカリ性水溶液中のアルカリ成分の含有量は、１００～１０００ｐｐｍに設定することが望ましい。１００ｐｐｍ未満ではアルカリによるシリコンウェーハの表面のエッチング力が十分でなく、所定の厚みまでシリコンウェーハを研磨するのに長時間を要してしまう。１０００ｐｐｍを超えると、研磨液そのものの取り扱いが困難であり、また、過度のエッチング反応によりウェーハ表面に面荒れを生じやすくなる。
　水溶性高分子としては、ヒドロキシエチルセルロースを含有させることが特に望ましい。ヒドロキシエチルセルロースは、高純度のものを比較的容易に入手でき、ウェーハ表面で高分子膜を形成し易いのでアルカリによるエッチング反応を抑制する効果が高いという特性を有する。
　研磨液中のヒドロキシエチルセルロースの濃度は、０．１ｐｐｍ～１０００ｐｐｍの濃度範囲で設定することが望ましい。研磨液中の水溶性高分子の濃度を０．１ｐｐｍ未満の濃度範囲に日常管理することは極めて困難で、１０００ｐｐｍを超えると、シリコンウェーハの研磨レートが大きく低下する。しかも、シリコンウェーハ外周部がロールアップし過ぎてしまい、粗研磨後に行う仕上げ研磨による研磨量を著しく増大させなければならなくなる。
　また、研磨液に含まれる金属イオンを除去する観点から、研磨液中にキレート（ｃｈｅｌａｔｅ）剤を添加することが望ましい。キレート剤の添加により、金属イオンが捕獲、錯体化され、その後、これを廃棄することで、研磨後のシリコンウェーハの金属汚染の度合いを低減することができる。キレート剤としては、金属イオンに対するキレート能力を有する物質であれば任意である。キレートとは、複数の配位座を有する配位子による金属イオンへの結合（配位）をいう。
　さらに、粗研磨されたシリコンウェーハの少なくとも表面は、仕上げ研磨が施される。その条件は特に限定されない。枚葉式の研磨装置を使用しても、複数枚のシリコンウェーハを同時に研磨するバッチ式の研磨装置を使用してもよく、表面のみの片面研磨でも、ウェーハ表裏面を同時に研磨する両面研磨でもよい。
　キレート剤の種類としては、例えばホスホン酸系キレート剤、アミノカルボン酸系キレート剤などを採用することができる。ただし、アルカリ性水溶液への溶解性を考慮した場合には、アミノカルボン酸系キレート剤が好ましい。さらに、重金属イオンのキレート能力を考慮した場合には、エチレンジアミン四酢酸ＥＤＴＡ（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ　Ｄｉａｍｉｎｅ　Ｔｅｔｒａａｃｅｔｉｃ　Ａｃｉｄ）またはジエチレントリアミン五酢酸ＤＴＰＡ（Ｄｉｅｔｈｙｌｅｎｅ　Ｔｒｉａｍｉｎｅ　Ｐｅｎｔａａｃｅｔｉｃ　Ａｃｉｄ）などのアミノカルボン酸塩がより好ましい。その他、ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）でもよい。キレート剤は０．１ｐｐｍ～１０００ｐｐｍの濃度範囲で添加することがよく、これにより、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌなどの金属イオンなどを捕獲することができる。
　以下、この発明の実施例を具体的に説明する。ここでは、表面と裏面とが研磨された両面研磨シリコンウェーハの製造方法およびその研磨液について説明する。
　この発明の実施例１に係るシリコンウェーハの研磨方法およびその研磨液を説明する。本実施例１では、粗研磨工程を２段階に分けて行う構成とし、１次研磨工程として、ウェーハ表面に存在する自然酸化膜を除去するために、遊離砥粒を含有する研磨液を用いて研磨を行い、２次研磨工程として、シリコンウェーハの平坦化を達成するために、遊離砥粒を含有しない研磨液を用いて研磨を行った。
　表面および裏面が鏡面研磨された両面研磨シリコンウェーハは、以下の各工程を経て作製される。
　すなわち、坩堝内でボロンが所定量ドープされたシリコンの溶融液から、チョクラルスキー法により直径３０６ｍｍ、直胴部の長さが２５００ｍｍ、比抵抗が０．０１Ω・ｃｍ、初期酸素濃度１．０×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の単結晶シリコンインゴットが引き上げられる。
　次に、１本の単結晶シリコンインゴットが、複数の結晶ブロックに切断された後、各結晶ブロックの外周研削が行われる。次いで、三角配置された３本のグルーブローラのワイヤによりシリコン単結晶から、直径３００ｍｍ、厚さ７７５μｍの多数枚のシリコンウェーハがスライスされる。
　その後、回転中の面取り用砥石をシリコンウェーハの外周部に押し付けて面取りし、次に両面ラッピング装置によりシリコンウェーハの両面を同時にラッピングする。次いで、エッチング槽内の酸性エッチング液に、ラッピング後のシリコンウェーハを浸漬してエッチングし、面取りおよびラッピングによるダメージを除去する。その後、シリコンウェーハの表裏面に対して、１次研磨および２次研磨が順次施される。
　１次研磨工程では、無サンギヤ方式の両面研磨装置１０を用い、１次研磨液を使用してシリコンウェーハの表裏面を同時に１次研磨する。１次研磨液には、平均粒径７０ｎｍのコロイダルシリカ粒子（遊離砥粒）を５重量％含むＫＯＨ水溶液０．０８重量％、ｐＨ１０のものが使用される。これにより、シリコンウェーハの表裏面に形成された自然酸化膜を、主に遊離砥粒のメカニカル作用によって除去する。
　以下、図１および図２を参照して、無サンギヤ方式の両面研磨装置１０を具体的に説明する。
　図１および図２に示すように、両面研磨装置１０の上定盤１２０は、上方に延びた回転軸１２ａを介して、上側回転モータ１６により水平面内で回転駆動される。また、上定盤１２０は軸線方向へ進退させる昇降装置１８により垂直方向に昇降させられる。昇降装置１８は、シリコンウェーハ１１をキャリアプレート１１０に給排する際等に使用される。なお、上定盤１２０および下定盤１３０のシリコンウェーハ１１の表裏面に対する研磨圧は３００ｇ／ｃｍ２で、上定盤１２０および下定盤１３０に組み込まれた図示しないエアバック方式等の加圧手段により行われる。下定盤１３０は、その出力軸１７ａを介して、下側回転モータ１７により水平面内で回転させられる。キャリアプレート１１０は、厚さが７５０μｍで、かつそのプレート１１０自体が自転しないように、キャリア円運動機構１９によって、そのプレート１１０の表面と平行な面（水平面）内で円運動する。
　キャリア円運動機構１９は、キャリアプレート１１０を外方から保持する環状のキャリアホルダ２０を有している。キャリア円運動機構１９とキャリアホルダ２０とは、連結構造を介して連結されている。
　キャリアホルダ２０の外周部には、９０°ごとに外方へ突出した４個の軸受部２０ｂが配設されている。各軸受部２０ｂには、小径円板形状の偏心アーム２４の上面の偏心位置に突設された偏心軸２４ａの先端部が回転自在に挿入されている。また、これらの４個の偏心アーム２４の各下面の中心部には、回転軸２４ｂが垂設されている。各回転軸２４ｂは、環状の装置基体２５に９０°ごとに合計４個配設された軸受部２５ａに、それぞれ先端部を下方へ突出させた状態で回転自在に挿入されている。各回転軸２４ｂの下方に突出した先端部には、それぞれスプロケット２６が固着されている。各スプロケット２６には、一連にタイミングチェーン２７が水平状態で架け渡されている。これらの４個のスプロケット２６とタイミングチェーン２７とは、４個の偏心アーム２４が同期して円運動を行うように、４本の回転軸２４ｂを同時に回転させる。
　４本の回転軸２４ｂのうち、１本の回転軸２４ｂはさらに長尺に形成されており、その先端部がスプロケット２６より下方に突出している。この部分に動力伝達用のギヤ２８が固着されている。ギヤ２８は、円運動用モータ２９の上方へ延びる出力軸に固着された大径な駆動用のギヤ３０に噛合されている。
　したがって、円運動用モータ２９を起動すれば、その回転力は、ギヤ３０，２８および長尺な回転軸２４ｂに固着されたスプロケット２６を順次経てタイミングチェーン２７に伝達される。このタイミングチェーン２７が周転することで、他の３個のスプロケット２６を介して、４個の偏心アーム２４が同期して回転軸２４ｂを中心に水平面内で回転する。これにより、各偏心軸２４ａに一括して連結されたキャリアホルダ２０、ひいてはこのホルダ２０に保持されたキャリアプレート１１０が、このプレート１１０に平行な水平面内で、自転をともなわない円運動を行う。
　すなわち、キャリアプレート１１０は上定盤１２０および下定盤１３０の軸線ｅから距離Ｌだけ偏心した状態を保って旋回する。両定盤１２０，１３０の各対向面には、ショアＤ硬度が８０、圧縮率が２．５％の発泡ウレタン樹脂製の研磨布１５が貼張されている。
　前記距離Ｌは、偏心軸２４ａと回転軸２４ｂとの距離と同じである。この自転を伴わない円運動により、キャリアプレート１１０上の全ての点は、同じ大きさ（半径ｒ）の小円の軌跡を描く。これにより、キャリアプレート１１０に形成されたウェーハ収納部１１ａに収納されたシリコンウェーハ１１が、両研磨定盤１２０，１３０の回転方向を反対とし、研磨定盤１２０，１３０の回転速度、研磨圧（３００ｇ／ｃｍ２）、研磨時間などを調整して、研磨量が片面０．５μｍ（両面１μｍ）となるように、両面同時１次研磨を行う。この両面１次研磨時、両研磨布１５には、０．０８重量％のＫＯＨ水溶液に、平均粒径が７０ｎｍのコロイダルシリカ粒子が５重量％添加されたｐＨ１０の１次研磨液を、９リットル／分で供給しながら、３分間、１次研磨処理を行った。
　このように、１次研磨用の研磨液として、遊離砥粒を含むＫＯＨ水溶液が添加されたものを採用したので、遊離砥粒を介在させない２次研磨の前処理として、シリコンウェーハ１１の表裏面に存在する各１０Å程度の自然酸化膜を、主に遊離砥粒のメカニカル作用によって短時間で除去することができる。これにより、２次研磨において、後述するピベリジン水溶液を使用した鏡面研磨を高い研磨レートで行うことができる。
　すなわち、エッチング後、所定時間が経過してから行われる１次研磨では、一般的にウェーハ表面に自然酸化膜が存在する。この自然酸化膜を、遊離砥粒が存在しないケミカルな２次研磨だけで除去することは困難である。そこで、２次研磨の前に遊離砥粒を用いた１次研磨を施したので、自然酸化膜の除去時間を短縮し、鏡面研磨されたシリコンウェーハ１１の生産性の低下を防ぐことができる。
　次に、シリコンウェーハ１１の表裏面を、無砥粒の２次研磨液を用いて２次研磨する。具体的には、１次研磨で使用された無サンギヤ方式の両面研磨装置１０を用い、遊離砥粒を含まずかつ０．０８重量％のピベリジン水溶液にヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ；水溶性高分子）が１×１０－３重量％（１０ｐｐｍ）添加されたｐＨ１０．５の２次研磨液を使用し、シリコンウェーハ１１の表裏面を２次研磨（鏡面研磨）する。すなわち、キャリアプレート１１０のウェーハ収納部１１ａに収納されたシリコンウェーハ１１が、両研磨定盤１２０，１３０の回転方向を反対とし、研磨定盤１２０，１３０の回転速度、研磨圧、研磨時間などを調整して、研磨レートが０．５μｍ／分、研磨量が片面５μｍ（両面１０μｍ）となるように、両面同時の２次研磨を行う。この２次研磨時、両研磨布１５には２次研磨液が供給される。その他の研磨条件は、１次研磨の場合と同じである。なお、キャリアプレート１１０の厚みが７５０μｍで、２次研磨後のシリコンウェーハ１０の厚みが７６４μｍであるため、粗研磨後もシリコンウェーハ１０はキャリアプレートより厚い状態を維持している。
　このように、遊離砥粒を含まないピベリジン水溶液にヒドロキシエチルセルロースが添加された２次研磨液を研磨布に供給しながら、自然酸化膜が除去されたシリコンウェーハ１１と研磨布１５とを相対的に回転させ、シリコンウェーハ１１の表裏面を片面５μｍだけ研磨する。このとき、シリコンウェーハ１１の表裏面には、研磨圧の作用により研磨布１５が押し付けられ、シリコンウェーハ１１の表面に付着する研磨液中のヒドロキシエチルセルロース膜は、研磨布１５により、シリコンウェーハ１１の被研磨面から持ち去られ、シリコンウェーハ１１の外周部にはヒドロキシエチルセルロースが付着した状態で研磨が進行する。そのため、シリコンウェーハ１１の表裏面はアルカリ性水溶液のエッチング作用と、研磨布１５のヒドロキシエチルセルロースの除去作用とにより、高平坦度を維持しながら０．５μｍ／分という高い研磨レートで研磨される。
　また、このシリコンウェーハ１１の表裏面は、主にケミカル作用により研磨されるので、従来の遊離砥粒を用いた研磨のようなメカニカル作用による加工ダメージの発生を回避することができる。しかも、遊離砥粒を使用しない研磨であるため、砥粒凝集に起因したマイクロスクラッチなどの加工起因の欠陥発生も低減することができる。
　一方、シリコンウェーハ１１の外周部においては、発泡ポリウレタン製の硬質の研磨布１５を使用するとともに、研磨液中にヒドロキシエチルセルロースが添加されているため、研磨中、常にシリコンウェーハ１１の外周面（面取り面）への研磨布１５の付着が抑制される。これにより、ウェーハ外周面が研磨液中のヒドロキシエチルセルロースにより被われ、これがエッチングに対するウェーハ外周面の保護膜となる。その結果、シリコンウェーハ１１の外周縁から３ｍｍまでの間の研磨レートが低下し、ウェーハ外周部のロールオフの低減、ひいてはロールオフとロールアップとを含めたウェーハ外周部の平坦度の制御を図ることができる。なお、ある程度のウェーハ外周部のロールアップが発生してもよい理由は、その後の仕上げ研磨時において、あらかじめシリコンウェーハ１１の外周部のロールオフとの相殺を想定することができるためである。
　これに対して、例えばスェード製の軟質の研磨布を使用した場合には、シリコンウェーハ１１の外周面に対して、上下配置された研磨布が接触するため、シリコンウェーハ１１の外周部のロールオフが助長されることになる。
　また、水溶性高分子としてヒドロキシエチルセルロースを採用したので、シリコンウェーハ１１の外周部において高分子膜を形成し、ピベジリン水溶液によるエッチング作用を抑制できるという効果が得られる。また、非常に高純度であり不純物汚染の低減を図ることができる。
　さらに、２次研磨液中のヒドロキシエチルセルロースの濃度を１０ｐｐｍとしたので、シリコンウェーハ１１の表裏面に加工起因の欠陥が存在せず、かつウェーハ外周部のロールオフが低減されたシリコンウェーハ１１を短時間で研磨することができる。
　アルカリ性水溶液として、ｐＨ１０．５の範囲内に調整したものを採用したので、シリコンウェーハ１１の表面にスクラッチ、傷などの加工起因の欠陥が発生せず、研磨液の取り扱いも容易で、シリコンウェーハ１１の高い研磨レートが得られる。
　また、両研磨布１５の素材として発泡ポリウレタン樹脂を採用したので、シリコンウェーハ１１の外周部でのロールオフ量の低減を図ることができる。
　その後、２次研磨されたシリコンウェーハ１１の表裏面には、所定条件で仕上げ研磨が施され、さらに最終洗浄される。ここでは、各シリコンウェーハ１１に対して、アルカリ溶液と酸溶液とを使用したＳＣ１洗浄が行われる。
　次に、この発明の実施例２に係るシリコンウェーハの研磨方法およびその研磨液を説明する。本実施例２では、本実施例で行う２次研磨工程を、更に２段階（１段目研磨、２段目研磨）に分けて行う構成とし、２次研磨（１段目研磨）では、シリコンウェーハ１１の研磨レートを高めるため、研磨液中の水溶性高分子濃度を低濃度とし、３次研磨（２段目研磨）では、シリコンウェーハ１１の外周部のロールオフ量を抑制するため、研磨液中の水溶性高分子濃度を高濃度にして研磨を行った。
　実施例２の発明は、２次研磨液中にヒドロキシエチルセルロースを１×１０－５重量％（０．１ｐｐｍ）添加し、シリコンウェーハ１１の表裏面の研磨量を片面４．５μｍ（両面９μｍ）とした他は実施例１の２次研磨と同じ２次研磨（１段目研磨）が施され、その後、シリコンウェーハ１１に対して、２次研磨液に比べてヒドロキシエチルセルロースが高濃度の３次研磨液を使用し、シリコンウェーハ１１の被研磨面を３次研磨（２段目研磨）するものである。
　具体的には、３次研磨で使用される３次研磨液中のヒドロキシエチルセルロースの濃度を１×１０－２重量％（１００ｐｐｍ）、シリコンウェーハ１１の表裏面の研磨量を片面０．５μｍ（両面１．０μｍ）としている。
　このように、ヒドロキシエチルセルロースの濃度が１×１０－５重量％（０．１ｐｐｍ）の２次研磨液を使用し、シリコンウェーハ１１の表裏面に、研磨量がウェーハ片面で４．５μｍの２次研磨を施すので、高い研磨レートでシリコンウェーハ１１の表裏面を粗研磨することができる。その後、ヒドロキシエチルセルロースの濃度を１×１０－２重量％（１００ｐｐｍ）まで増加した３次研磨液を使用し、シリコンウェーハ１１の表裏面に、ウェーハ片面で０．５μｍの３次研磨を施したので、シリコンウェーハ１１の外周部のロールオフの低減、ひいてはロールオフとロールアップとを含めたウェーハ外周部の平坦度の制御を図ることができる。その結果、外周部のロールオフが低減されたシリコンウェーハ１１の研磨時間が短縮し、両面鏡面シリコンウェーハ１１の生産性を高めることができる。
　特に、３次研磨液中のヒドロキシエチルセルロースの濃度を１００ｐｐｍとしたので、可及的にシリコンウェーハ１１の外周部でのロールオフ量の低減を図ることができる。
　なお、その他の構成（３次研磨の他の研磨条件を含む）、作用および効果は、実施例１と同じであるので説明を省略する。
　次に、図３，図４のグラフおよび表１，２を参照し、この発明の実施例１の研磨液およびこれを使用したシリコンウェーハの研磨方法（試験例１～５）と、従来のヒドロキシエチルセルロースを含まない研磨液を用いるシリコンウェーハの研磨方法（比較例１）により、実際に遊離砥粒を含む１次研磨と、遊離砥粒を含まない２次研磨とを施した結果を報告する。比較例１のその他の試験条件は、試験例１～５と同様に実施例１に則る。
　１次研磨工程では、遊離砥粒を含む１次研磨液（コロイダルシリカ５％、ＫＯＨ０．０８重量％を含むアルカリ水溶液）を両研磨布に９リットル／分で供給しながら、３分間、研磨することで、シリコンウェーハの表裏面の酸化膜を除去した。次に、２次研磨工程では、遊離砥粒を含まないピベリジン０．０８重量％を含むアルカリ性水溶液にヒドロキシエチルセルロース（以下ＨＥＣ）を１×１０－５～１×１０－１重量％だけ添加した２次研磨液を９リットル／ｃｍ２で供給しながら、シリコンウェーハの表裏面を２次研磨した。
　なお、２次研磨において、遊離砥粒を含まないアルカリ性水溶液と水溶性高分子とを含む研磨液を使用し、かつキャリアプレートによるウェーハ保持方式を採用すれば、研磨中にウェーハ保持孔内でシリコンウェーハが移動することでキャリアプレートが振動し、研磨中にシリコンウェーハがウェーハ保持孔から飛び出すおそれがある。そこで、２次研磨ではキャリアプレートの厚みよりシリコンウェーハの厚みが２０μｍ程度厚い状態で２次研磨を終了させた。表１に２次研磨液の成分比、図３のグラフに研磨後のシリコンウェーハの外周部形状を示す。シリコンウェーハの外周部の形状測定には、ＫＬＡＴｅｎｃｏｒ社製ＷａｆｅｒＳｉｇｈｔを使用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　ＴＥＳＴ００１～ＴＥＳＴ００５は試験例１～５を示し、ＴＥＳＴ００６はヒドロキシエチルセルロースを含まない比較例１を示す。
　シリコンウェーハの外周ロールオフ形状を表現するにあたり、Ｒｏｌｌ　Ｏｆｆ　Ａｍｏｕｎｔ（以下ＲＯＡ）を採用した。測定の基準面には１次元（ライン）を用い、シリコンウェーハの直径方向に１２４ｍｍ～１３５ｍｍをその基準範囲に設定した。なお、ＲＯＡ表記にあたり、シリコンウェーハの外縁（最外周縁）から１ｍｍ（ＲＯＡ１ｍｍ）位置、２ｍｍ（ＲＯＡ２ｍｍ）位置における基準面からの距離を測定した。これらの測定値を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　図３のグラフおよび表２から明らかなように、ヒドロキシエチルセルロース濃度を１×１０－５～１×１０－１重量％（０．１～１０００ｐｐｍ）の範囲内に調整することにより、ＲＯＡ１ｍｍ表記で－１１０ｎｍ～＋３９０ｎｍの範囲内に制御することができる。ヒドロキシエチルセルロースを含まない場合およびその濃度が低い場合（１×１０－５重量％）には、シリコンウェーハの外周部でロールオフが発生しているものの、ヒドロキシエチルセルロースの濃度が高くなるほど、ウェーハ外周部がロールアップしている。
　なお、図４のグラフから明らかなように、ヒドロキシエチルセルロースの濃度が高くなれば、研磨レート（Ｒｅｍｏｖａｌ　Ｒａｔｅ）が低下傾向となる。これは、ヒドロキシエチルセルロースによるシリコンウェーハの表面の保護効果を示唆し、ヒドロキシエチルセルロースによってアルカリとシリコンウェーハとの反応（エッチング作用）が阻害されたためと考えられる。
　次に、図５のグラフおよび表３，４を参照し、この発明の実施例２の研磨液およびこれを使用したシリコンウェーハの研磨方法（試験例６）により、実際にシリコンウェーハに対してヒドロキシエチルセルロースの濃度を異ならせた２段研磨を行った結果を報告する。
　すなわち、所望するＲＯＡがロールアップ（＋側）の状態である場合、そのヒドロキシエチルセルロースの濃度によるが、研磨レートが低下し、生産性を大きく阻害する可能性がある。そこで、研磨中にヒドロキシエチルセルロースの濃度を任意に変化させ、シリコンウェーハの加工性とロールオフの抑制とを両立させる方法について試験した。その結果を図５のグラフに示す。図５のグラフ中、Ｒｅｆ０２は２次研磨のみ、Ｒｅｆ０１は３次研磨のみ、２ｓｔｅｐ研磨は２次研磨後に３次研磨を施した試験例６を示す。
　また、１次研磨工程で使用される１次研磨液、２次研磨工程で使用される２次研磨液、３次研磨工程で使用される３次研磨液の成分比を表３に示す。なお、表３中、「砥粒」とはコロイダルシリカ中の遊離砥粒を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　２次研磨工程では、２次研磨液を両研磨布に９リットル／ｃｍ２で供給しながら、シリコンウェーハの表裏面を１５分間、片面４．５μｍだけ研磨した。３次研磨工程では、両研磨布に９リットル／ｃｍ２で供給しながら、シリコンウェーハの表裏面を３分間、片面０．５μｍだけ研磨した。その他の試験条件は、試験例１～５の場合と同じである。
　この試験において、シリコンウェーハの外周部のロールオフ形状をＲＯＡにより表現するにあたり、シリコンウェーハの外縁（最外周縁）から１ｍｍ（ＲＯＡ１ｍｍ）位置、２ｍｍ（ＲＯＡ２ｍｍ）位置における基準面からの距離を測定した。その測定値を表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表４から明らかなように、試験例６のヒドロキシエチルセルロースの濃度を異ならせた２段階研磨では、ヒドロキシエチルセルロースを１×１０－２重量％（１００ｐｐｍ）だけ添加した所望のローフオフ形状の場合と同等のロールオフ形状を実現できた。なお、試験例６による２次研磨と３次研磨とを加算した研磨量は９．６μｍであったが、試験例６でのロールオフを１段階で実現する場合、実施例１におけるヒドロキシエチルセルロースの添加量が１×１０－２重量％時の研磨レートを参考に算出すれば、１段階研磨時の研磨時間は、９．６μｍ／（０．２５μｍ／分）で３８分間を必要とした。これに対して、試験例６の２段階研磨では１９分間で済むことから、２段階研磨により可能な研磨短縮時間は、３８分間－１９分間＝１９分間となり、生産性を５０％改善することができた。このことを表５に示す。
　さらに、この試験によるヒドロキシエチルセルロースの添加量が１×１０－２重量％時の研磨量は、実施例１の図４に示す結果から、０．７５μｍ（０．２５μｍ／分×３分間）となった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005

Claims (13)

  1. 　遊離砥粒を含まないアルカリ性水溶液に水溶性高分子が添加された研磨液を硬質の研磨布に供給しながら、シリコンウェーハと前記研磨布とを相対的に回転させて、前記シリコンウェーハの表裏面のうち、被研磨面となる少なくとも表面に粗研磨を行い、
    　該粗研磨後、前記シリコンウェーハの粗研磨された少なくとも表面に仕上げ研磨を施すシリコンウェーハの研磨方法。
  2. 　シリコンウェーハと研磨布とを相対的に回転させて、前記シリコンウェーハの表裏面のうち、被研磨面となる少なくとも表面に粗研磨を行い、該粗研磨後、前記シリコンウェーハの粗研磨された少なくとも表面に仕上げ研磨を施すシリコンウェーハの研磨方法において、
    　前記粗研磨を、遊離砥粒を含まないアルカリ性水溶液に水溶性高分子が添加された１段目用の研磨液を前記研磨布に供給しながら行う１段目研磨と、該１段目研磨後、遊離砥粒を含まないアルカリ性水溶液に水溶性高分子が添加された２段目用の研磨液を前記研磨布に供給しながら行う２段目研磨とに分け、
    　前記２段目用の研磨液中の水溶性高分子の濃度を、前記１段目用の研磨液中の水溶性高分子の濃度より高くしたシリコンウェーハの研磨方法。
  3. 　前記水溶性高分子は、ノニオン系のポリマーおよびモノマーのうちの１種もしくは複数種、または、アニオン系のポリマーおよびモノマーのうちの１種もしくは複数種である請求項１または請求項２に記載のシリコンウェーハの研磨方法。
  4. 　前記水溶性高分子は、ヒドロキシエチルセルロースである請求項３に記載のシリコンウェーハの研磨方法。
  5. 　前記研磨液中のヒドロキシエチルセルロースの濃度は、０．１ｐｐｍ～１０００ｐｐｍである請求項４に記載のシリコンウェーハの研磨方法。
  6. 　前記アルカリ性水溶液はｐＨ８～ｐＨ１３に調整され、
    　該アルカリ性水溶液は、アルカリ剤として塩基性アンモニウム塩、塩基性カリウム塩、塩基性ナトリウム塩のうち、何れかが添加されたアルカリ性水溶液、または炭酸アルカリ水溶液、またはアミンが添加されたアルカリ性水溶液である請求項１または請求項２に記載のシリコンウェーハの研磨方法。
  7. 　前記研磨布は、ポリエステル製の不織布からなるものもしくはポリウレタン製のものである請求項１または請求項２に記載のシリコンウェーハの研磨方法。
  8. 　前記粗研磨は、
    　シリコンウェーハを収納するキャリアプレートと、このキャリアプレートを上下方向から挟持し、下面に前記研磨布が貼張された上定盤および上面に前記研磨布が貼張された下定盤とを備えた両面研磨装置により、前記シリコンウェーハの表裏面を同時に研磨する請求項１または請求項２に記載のシリコンウェーハの研磨方法。
  9. 　前記粗研磨後の前記シリコンウェーハの厚みが、前記キャリアプレートの厚みより大きくなるように研磨する請求項８に記載のシリコンウェーハの研磨方法。
  10. 　シリコンウェーハの表裏面のうち、被研磨面となる少なくとも表面を粗研磨する際に使用される研磨液において、
    　遊離砥粒を含まないアルカリ性水溶液を主剤とし、該アルカリ性水溶液に水溶性高分子が添加された研磨液。
  11. 　前記アルカリ性水溶液はｐＨ８～ｐＨ１３に調整され、
    　アルカリ剤として塩基性アンモニウム塩、塩基性カリウム塩、塩基性ナトリウム塩のうち、何れかが添加されたアルカリ性水溶液、または炭酸アルカリ水溶液、またはアミンが添加されたアルカリ性水溶液で、
    　前記水溶性高分子は、ノニオン系のポリマーおよびモノマーのうちの１種もしくは複数種、または、アニオン系のポリマーおよびモノマーのうちの１種もしくは複数種である請求項１０に記載の研磨液。
  12. 　前記水溶性高分子は、ヒドロキシエチルセルロースである請求項１０または請求項１１に記載の研磨液。
  13. 　前記アルカリ性水溶液中の前記ヒドロキシエチルセルロースの濃度が、０．１ｐｐｍ～１０００ｐｐｍの濃度範囲に調整された請求項１２に記載の研磨液。
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