JPH04291723A - シリコンウェハー用研摩剤 - Google Patents

シリコンウェハー用研摩剤

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JPH04291723A
JPH04291723A JP3056744A JP5674491A JPH04291723A JP H04291723 A JPH04291723 A JP H04291723A JP 3056744 A JP3056744 A JP 3056744A JP 5674491 A JP5674491 A JP 5674491A JP H04291723 A JPH04291723 A JP H04291723A
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JP
Japan
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silicon wafer
haze
silica
colloidal silica
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JP3056744A
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English (en)
Inventor
Ichiro Hiratsuka
一郎 平塚
Tadao Takahata
高畑 忠雄
Shuichi Tada
修一 多田
Junichi Kuno
久野 純一
Takayoshi Azumi
安住 孝芳
Masanori Konishi
正則 小西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Adeka Corp
Original Assignee
Asahi Denka Kogyo KK
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体の製造工程での
シリコンウェハーの鏡面研摩に使用される研摩剤に関す
る。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】半導体
用シリコンウェハーの鏡面化研摩工程には、シリコンイ
ンゴットから切断によってウェハー状に切り出した際に
生じる切断歪層及び表面うねりを除去するラッピング工
程(粗研摩)と、ラッピング工程を経たラップドシリコ
ンウェハーを目的とする表面精度に仕上げるポリッシン
グ工程(精密研摩工程)がある。又ポリッシング工程に
は、大体の精度に仕上げる1次ポリッシング工程(1次
研摩工程)と、目的とする表面精度に仕上げるファイナ
ルポリッシング工程(最終研摩工程)に分別され、場合
によっては、1次ポリッシング工程を2つに分け、1次
、2次ポリッシング工程と称する場合もある。本発明は
、前述のファイナルポリッシング工程用の研摩剤に関す
る。
【0003】ファイナルポリッシング工程は、1次、又
は1次、2次ポリッシング工程によって一般的に表面粗
さで4〜20nm程度まで仕上げられたシリコンウェハ
ーを目的とする表面粗さまで仕上げる工程を指し、ファ
イナルポリッシング工程をもって半導体の基板としての
シリコンウェハーが仕上がる。実際のファイナルポリッ
シング工程としては、研摩ブロックに複数枚の1次ポリ
ッシング工程を経たシリコンウェハーを貼り付け、この
研摩ブロックを回転テーブル上に接着した軟質人造皮革
(軟質ポリッシャー)に適切なる圧力を加えて密着させ
、pH8〜12程度のアルカリ性コロイダルシリカ又は
水に分散させたシリカパウダー研摩液を流し、研摩液と
シリコンウェハーがメカノケミカル作用を起こすことに
よって研摩される。
【0004】しかし、従来のアルカリ性コロイダルシリ
カ研摩液をファイナルポリッシング工程に用いると、研
摩工程終了時にシリコンウェハー表面にヘイズ(曇り)
を生じ、そのままでは使用できない状態であった。
【0005】又、パウダーシリカを任意の水溶液で分散
した研摩液を研摩に使用すると、ヘイズは生じないが、
シリコンウェハー表面に細かい傷(スクラッチ)を生じ
させ易く、かつ、静置しておくと沈澱するため常に攪拌
しておく必要があり、更に、分散作業自体も大変である
と言う欠点を有していた。
【0006】特開平2−125413号公報には、半導
体ウェハーの曇り防止装置の記載があるが、特殊な装置
を必要とするものであり、新たな設備導入はメーカー側
の負担増となり、非実用的である。特開昭61−209
909号、同61−209910号各公報にはシリコン
ウェハー研摩用コロイダルシリカの合成法が開示されて
いるが、コストが高く、更に本発明の要旨であるヘイズ
の防止は何ら改善されているものではない。又、特開昭
62−285976号、特開平1−297487号、特
開昭63−272458号、同63−272459号、
特開平1−177969号各公報等も同様な理由で本目
的のヘイズ防止能はない。又、USP4169337号
、USP3170273号明細書にもシリコンウェハー
用研摩剤の組成が開示されているが、ヘイズの発生を抑
制する機能は何らない状態であり、本目的には不適であ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決すべく鋭意検討の結果、平均粒子径7〜100mμ
のアルカリ性コロイダルシリカにスルホン酸塩型、硫酸
エステル塩型、カルボン酸塩型又は燐酸エステル塩型ア
ニオン界面活性剤を、コロイダルシリカ中に含まれるシ
リカ固形分に対して1ppm 〜1.0 重量%添加す
ることによって、何ら特別な処理を施すことなくヘイズ
の発生を抑制することができる研摩剤を開発することに
成功し、本発明を完成した。
【0008】即ち本発明は、平均粒子径7〜100mμ
のアルカリ性コロイダルシリカにスルホン酸塩型、硫酸
エステル塩型、カルボン酸塩型又は燐酸エステル塩型ア
ニオン界面活性剤を、コロイダルシリカ中に含まれるシ
リカ固形分に対して1ppm 〜1.0重量%添加して
なる、ヘイズの発生しないシリコンウェハー用研摩剤を
提供するものである。
【0009】本発明で用いるアルカリ性コロイダルシリ
カはpH 8.5〜11.0のものが好ましく、例えば
窒素吸着法(BET法)で測定した平均粒子径が7〜1
00mμのもので、一般に市販されている製品を使用す
ることができる。例えば、アデライトAT−30S(旭
電化工業(株)、平均粒子径7〜10 mμ、シリカ固
形分30重量%)、アデライトAT−30(旭電化工業
(株)、平均粒子径10〜15 mμ、シリカ固形分3
0重量%)、アデライトAT−40(旭電化工業(株)
、平均粒子径15〜20 mμ、シリカ固形分40重量
%)、アデライトAT−50(旭電化工業(株)、平均
粒子径20〜30 mμ、シリカ固形分50重量%)、
アデライトBT−55(旭電化工業(株)、平均粒子径
30〜50 mμ、シリカ固形分50重量%)、アデラ
イトBT−57(旭電化工業(株)、平均粒子径50〜
70 mμ、シリカ固形分50重量%)、アデライトB
T−59(旭電化工業(株)、平均粒子径70〜100
mμ、シリカ固形分50重量%)等が最適である。
【0010】本発明で使用できるアニオン界面活性剤と
しては、スルホン酸塩型、硫酸エステル塩型、カルボン
酸塩型、燐酸エステル塩型があり、スルホン酸塩型とし
ては、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホ
ン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、スルホコハ
ク酸塩、N−アシルスルホン酸塩等がある。硫酸エステ
ル塩型としては、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫
酸塩、アルキルアリールエーテル硫酸塩、アルキルアミ
ド硫酸塩等がある。カルボン酸塩型としては、N−アシ
ルアミノ酸塩、アルキルエーテルカルボン酸塩、アシル
化ペプタイド塩等がある。又燐酸エステル塩型としては
、アルキル燐酸塩、アルキルエーテル燐酸塩、アルキル
アリールエーテル燐酸塩等がある。なお対イオンとなる
ものは何でも構わないが、Na、K、Li、アミン、ア
ンモニウム等が良い。添加量は、アルカリ性コロイダル
シリカのシリカ固形分に対して1種又は複数種のアニオ
ン界面活性剤の有効成分総量で1ppm 〜1.0 重
量%である。添加量が1ppm 未満であると目的とす
る性能が出ず、1.0 重量%を越えて添加しても性能
の向上は期待できず、滑り現象が現れ、シリコンウェハ
ーを研摩・加工すること自体が困難になる。
【0011】本発明のシリコンウェハー用研摩剤は、ア
ルカリ性コロイダルシリカとアニオン界面活性剤を組み
合わせたもので、シリカ濃度0.5 〜20重量%に、
更に望ましくは1〜10重量%の濃度に水で希釈して使
用するのが経済的な理由で良いが、限定されるものでは
ない。
【0012】
【実施例】以下に各種の実施例を記載するが、本発明は
以下の実施例に限定されるものではない。
【0013】実施例1 アデライトAT−30S(旭電化工業(株)、平均粒子
径7〜10 mμ、シリカ固形分30%)をシリカ固形
分 5.0重量%に希釈した。この希釈したアデライト
AT−30Sにラウリルスルホン酸ナトリウム(スルホ
ン酸塩型)をシリカ固形分に対して2ppm 添加し、
良く攪拌して均一化し、希釈研摩液とした。この希釈研
摩液を以下に記載の条件で流し、1次ポリッシング工程
を経た1次ポリッシングウェハーを研摩した。
【0014】ポリッシングマシーン:LPH−15改良
機  ラップマスター(株)製 ポリッシング盤直径:15inch 加工圧力:100g/cm2     加工温度:30℃ 加工液供給量:10リットル/hr 加工時間:1時間 加工枚数:1枚 ポリッシャー:SUPREME  RN−H  ロデー
ル・ニッタ(株)製 上記条件下でファイナルポリッシングを行い、終了後、
ウェハー表面を乾燥させないように注意して、過酸化水
素−アンモニア溶液80℃でRCA洗浄した。洗浄後、
QDR(クイックダンプ洗浄)を行い、スピンドライヤ
ーで乾燥させた。乾燥終了後、クリーンベンチ内でハロ
ゲン平行光(超高輝度検査用照明装置U1H−1H、イ
ンテック(株))の反射を目視で測定し、ヘイズの発生
を観察した。測定の結果、得られたシリコンウェハーは
、ヘイズの発生がなく(ヘイズフリー)、良好なもので
あった。
【0015】実施例2 ラウリルスルホン酸ナトリウムの添加量をシリカ固形分
に対して0.6 重量%に変更した他は、実施例1に従
った。得られたシリコンウェハーはヘイズフリーで良好
なものであった。
【0016】実施例3 用いるアルカリ性コロイダルシリカをアデライトAT−
50(旭電化工業(株)、平均粒子径20〜30 mμ
、シリカ固形分50%)に変更し、添加するアニオン界
面活性剤をドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(ス
ルホン酸塩型)に、添加量をシリカ固形分に対して3p
pm に変更した他は、実施例1に従った。得られたシ
リコンウェハーはヘイズフリーで良好なものであった。
【0017】実施例4 ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの添加量をシリ
カ固形分に対して0.8重量%に変更した他は、実施例
3に従った。得られたシリコンウェハーはヘイズフリー
で良好なものであった。
【0018】実施例5 用いるアルカリ性コロイダルシリカをアデライトBT−
59(旭電化工業(株)、平均粒子径70〜100mμ
、シリカ固形分50%)に変更し、シリカ濃度2.0 
重量%に希釈した。添加するアニオン界面活性剤をドデ
シルナフタレンスルホン酸ナトリウム(スルホン酸塩型
)に、添加量をシリカ固形分に対して10ppm に変
更した他は、実施例1に従った。得られたシリコンウェ
ハーはヘイズフリーで良好なものであった。
【0019】実施例6 ドデシルナフタレンスルホン酸ナトリウムの添加量をシ
リカ固形分に対して0.9 重量%に変更した他は、実
施例5に従った。得られたシリコンウェハーはヘイズフ
リーで良好なものであった。
【0020】実施例7 用いるアルカリ性コロイダルシリカをアデライトAT−
40(旭電化工業(株)、平均粒子径15〜20 mμ
、シリカ固形分40%)に変更し、シリカ濃度8.0 
重量%に希釈した。添加するアニオン界面活性剤をラウ
リル硫酸ナトリウム(硫酸エステル塩型)に、添加量を
シリカ固形分に対して5ppm に変更した他は、実施
例1に従った。得られたシリコンウェハーはヘイズフリ
ーで良好なものであった。
【0021】実施例8 ラウリル硫酸ナトリウムの添加量をシリカ固形分に対し
て1.0 重量%に変更した他は、実施例7に従った。 得られたシリコンウェハーはヘイズフリーで良好なもの
であった。
【0022】実施例9 用いるアルカリ性コロイダルシリカをアデライトAT−
50(旭電化工業(株)、平均粒子径20〜30 mμ
、シリカ固形分50%)に変更し、シリカ濃度3.0 
重量%に希釈した。添加するアニオン界面活性剤をドバ
ノールのエチレンオキサイド3mol 付加物の硫酸ナ
トリウム(硫酸エステル塩型)に、添加量をシリカ固形
分に対して10ppm に変更した他は、実施例1に従
った。得られたシリコンウェハーはヘイズフリーで良好
なものであった。
【0023】実施例10 ドバノールのエチレンオキサイド3mol 付加物の硫
酸ナトリウムの添加量をシリカ固形分に対して0.8 
重量%に変更した他は、実施例9に従った。得られたシ
リコンウェハーはヘイズフリーで良好なものであった。
【0024】実施例11 用いるアルカリ性コロイダルシリカをアデライトBT−
55(旭電化工業(株)、平均粒子径30〜50 mμ
、シリカ固形分50%)に変更し、シリカ濃度4.0 
重量%に希釈した。添加するアニオン界面活性剤をラウ
リルエーテルカルボン酸カリウム(カルボン酸塩型)に
、添加量をシリカ固形分に対して4ppm に変更した
他は、実施例1に従った。得られたシリコンウェハーは
ヘイズフリーで良好なものであった。
【0025】実施例12 ラウリルエーテルカルボン酸カリウムの添加量をシリカ
固形分に対して0.7重量%に変更した他は、実施例1
1に従った。得られたファイナルポリッシングシリコン
ウェハーはヘイズフリーで良好なものであった。
【0026】実施例13 用いるアルカリ性コロイダルシリカをアデライトAT−
30(旭電化工業(株)、平均粒子径10〜15 mμ
、シリカ固形分30%)に変更し、シリカ濃度7.0 
重量%に希釈した。添加するアニオン界面活性剤を2−
エチルヘキシルエチレンオキサイド付加物の燐酸ナトリ
ウム(燐酸エステル塩型)に、添加量をシリカ固形分に
対して10ppm に変更した他は、実施例1に従った
。得られたシリコンウェハーはヘイズフリーで良好なも
のであった。
【0027】実施例14 2−エチルヘキシルエチレンオキサイド付加物の燐酸ナ
トリウムの添加量をシリカ固形分に対して0.8 重量
%に変更した他は、実施例13に従った。得られたシリ
コンウェハーはヘイズフリーで良好なものであった。
【0028】比較例1 アデライトAT−50(旭電化工業(株)、平均粒子径
20〜30 mμ、シリカ固形分50%)をシリカ固形
分5.0 重量%に希釈した。この希釈加工液を直接研
摩に用いた他は、実施例1の条件に従った。得られたシ
リコンウェハーはヘイズが発生して不良なものであった
【0029】比較例2 用いるアルカリ性コロイダルシリカをアデライトAT−
30S(旭電化工業(株)、平均粒子径7〜10 mμ
、シリカ固形分30%)に変更し、シリカ固形分5.0
重量%に希釈した。この希釈加工液を直接研摩に用いた
他は、実施例1の条件に従った。得られたシリコンウェ
ハーはヘイズが発生して不良なものであった。
【0030】比較例3 用いるアルカリ性コロイダルシリカをアデライトBT−
59(旭電化工業(株)、平均粒子径70〜100mμ
、シリカ固形分50%)に変更し、シリカ濃度2.0 
重量%に希釈した。この希釈加工液を直接研摩に用いた
他は、実施例1の条件に従った。得られたシリコンウェ
ハーはヘイズが発生して不良なものであった。
【0031】比較例4 アデライトAT−30S(旭電化工業(株)、平均粒子
径7〜10 mμ、シリカ固形分30%)をシリカ固形
分10重量%に希釈した。この希釈したアデライトAT
−30Sにラウリルスルホン酸ナトリウム(スルホン酸
塩型)を有効成分換算でシリカ固形分に対して1.1 
重量%添加し、良く攪拌して均一化した他は、実施例1
に従った。 研摩終了したシリコンウェハーにはヘイズは発生してい
なかったが、1次研摩した時と同様の研摩弧が残留して
おり、滑り現象が現れて加工が進行していないことが判
った。得られたシリコンウェハーは、上記の理由で不良
であった。
【0032】比較例5 ラウリルスルホン酸ナトリウム(スルホン酸塩型)を有
効成分換算でシリカ固形分に対して0.5ppmに変更
した他は、実施例1に従った。得られたシリコンウェハ
ーはヘイズが僅かに発生した不良なものであった。
【0033】比較例6 アデライトAT−40(旭電化工業(株)、平均粒子径
15〜20 mμ、シリカ固形分40%)をシリカ固形
分6.0 重量%に希釈した。この希釈したアデライト
AT−40にラウリル硫酸ナトリウム(硫酸エステル塩
型)を有効成分換算でシリカ固形分に対して1.2 重
量%添加し、良く攪拌して均一化した他は、実施例7に
従った。研摩終了したシリコンウェハーにはヘイズは発
生していなかったが、1次研摩した時と同様の研摩弧が
残留しており、滑り現象が現れて加工が進行していない
ことが判った。得られたシリコンウェハーは、上記の理
由で不良であった。
【0034】比較例7 ラウリル硫酸ナトリウム(スルホン酸塩型)を有効成分
換算でシリカ固形分に対して0.8ppmに変更した他
は、実施例7に従った。得られたシリコンウェハーはヘ
イズが僅かに発生した不良なものであった。
【0035】比較例8 アデライトBT−55(旭電化工業(株)、平均粒子径
30〜50 mμ、シリカ固形分50%)をシリカ固形
分 4.0重量%に希釈した。この希釈したアデライト
BT−55にラウリルエーテルカルボン酸カリウム(カ
ルボン酸塩型)を有効成分換算でシリカ固形分に対して
1.1 重量%添加し、良く攪拌して均一化した他は、
実施例11に従った。研摩終了したシリコンウェハーに
はヘイズは発生していなかったが、1次研摩した時と同
様の研摩弧が残留しており、滑り現象が現れて加工が進
行していないことが判った。得られたシリコンウェハー
は、上記の理由で不良であった。
【0036】比較例9 ラウリルエーテルカルボン酸カリウム(カルボン酸塩型
)を有効成分換算でシリカ固形分に対して0.9ppm
に変更した他は、実施例11に従った。得られたシリコ
ンウェハーはヘイズが僅かに発生した不良なものであっ
た。
【0037】
【発明の効果】平均粒子径7〜100mμのアルカリ性
コロイダルシリカにスルホン酸塩型、硫酸エステル塩型
、カルボン酸塩型又は燐酸エステル塩型アニオン界面活
性剤を、コロイダルシリカ中に含まれるシリカ固形分に
対して1ppm 〜1.0 重量%添加してなる研摩剤
をシリコンウェハーのファイナル研摩に用いると、何ら
特別の操作も装置の改造もいらず、従来の研摩工程と同
様な方法で容易にヘイズフリーのシリコンウェハーを得
ることができた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  平均粒子径7〜100mμのアルカリ
    性コロイダルシリカにスルホン酸塩型、硫酸エステル塩
    型、カルボン酸塩型又は燐酸エステル塩型アニオン界面
    活性剤を、コロイダルシリカ中に含まれるシリカ固形分
    に対して1ppm〜1.0重量%添加してなるシリコン
    ウェハー用研摩剤。
JP3056744A 1991-03-20 1991-03-20 シリコンウェハー用研摩剤 Pending JPH04291723A (ja)

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