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公開番号2025122586
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-21
出願番号2024018201
出願日2024-02-08
発明の名称シリコンウエーハの研磨方法
出願人ノリタケ株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 21/304 20060101AFI20250814BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】使用設備に関わらず使用が可能であり、且つ環境負荷の低いシリコンウエーハの研磨方法を提供する。
【解決手段】研磨砥粒36を内包する研磨砥粒内包型研磨パッドである研磨パッド18を用いて研磨砥粒を含まない研磨液(研磨用組成物)26の供給下でワーク(シリコンウエーハ)16を研磨するに際して、研磨液26は、有機アミンおよび水と、粒径が1μm以下のナノバブルである気泡58とを含み、アルカリ剤及び研磨剤を含まない。これにより、研磨用組成物にアルカリ剤が含まれないので、使用設備に拘わらず研磨用組成物の使用が可能である。また、研磨用組成物に研磨剤が含まれないので、環境負荷が低いシリコンウエーハの研磨方法が得られる。また、気泡58は、粒径が1μm以下のナノオーダであって、研磨パッドの研磨砥粒とシリコンウエーハとの間に入り込み易く、研磨屑に付着して研磨屑が排出され易くなる。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
研磨砥粒を内包する研磨砥粒内包研磨パッドを用いて研磨砥粒を含まない研磨用組成物の供給下でシリコンウエーハを研磨するシリコン研磨方法であって、
前記研磨用組成物は、有機アミンおよび水と、粒径が１μｍ以下の気泡であるナノバブルとを含み、アルカリ剤及び研磨剤を含まない
ことを特徴とするシリコン研磨加工方法。
続きを表示（約 600 文字）【請求項２】
前記研磨用組成物に含まれるナノバブルは、気体が前記研磨用組成物に１５時間以上の打ち込み時間で前記研磨用組成物に打ち込まれた気泡である
ことを特徴とする請求項１のシリコン研磨加工方法。
【請求項３】
前記研磨用組成物に打ち込まれたナノバブルは、前記気体が前記研磨用組成物に打ち込まれてから２４時間以内の気泡である。
ことを特徴とする請求項２のシリコン研磨加工方法。
【請求項４】
前記研磨用組成物に含まれるナノバブルは、１μｍを下回る径の気泡であって、１ｍｌ当たり６×１０
７
個以上の個数で含まれる
ことを特徴とする請求項１のシリコン研磨加工方法。
【請求項５】
前記有機アミンは、エチレンジアミン、ピペラジン、又はジエチレントリアミンである
ことを特徴とする請求項１のシリコン研磨加工方法。
【請求項６】
前記有機アミンは、０．０５Ｎから０．１０Ｎの濃度で含まれるピペラジンである
ことを特徴とする請求項１のシリコン研磨加工方法。
【請求項７】
前記研磨砥粒内包研磨パッドに内包される研磨砥粒は、シリカ、セリア、ジルコニア、アルミナ、炭化珪素のうちの少なくとも１つである
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１のシリコン研磨加工方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスの基板として知られているシリコンウエーハの一面を研磨するために用いられる、シリコンウエーハの研磨方法に関し、有機アミン及びナノバブルを含むが研磨剤を含まないシリコンウエーハ用の研磨用組成物（研磨液）を用いる技術に関するものである。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
シリコンウエーハの鏡面研磨に対しては、有機アミンと水、又は、有機アミン及びアルカリ剤と水から成る研磨用組成物が用いられていた。たとえば、特許文献１に記載の研磨用組成物がそれである。上記有機アミンとしては、ピペラジン、エリレンジアミン、ジエチレントリアミンが用いられる。また、上記アルカリ剤としては、毒物として知られる水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）によく似た四級アミンや、高濃度では劇物となるアンモニア水が用いられる。
【０００３】
このような研磨用組成物では、研磨作業環境や環境負荷について考慮する場合、アルカリ剤を含まない研磨表組成物を用いたいが、研磨効率は、アルカリ剤を添加した研磨用組成物の方がよいので、トレードオフの関係にある。また、使用するアルカリ成分は、劇物指定のものが含まれる場合があり、使用設備によっては使用できない場合があるとともに、今後の規制などによっては使用設備に関わらず使用が困難となる可能性がある。
【０００４】
これに対して、特許文献２に記載のように、マイクロバブル及び研磨剤を水に添加した研磨用組成物が提案されている。これによれば、アルカリ剤が添加されていないので、劇物指定のものが含まれず、その研磨用組成物の使用が困難となる可能性がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開番号（ＷＯ２０２３／１９０６０４Ａ１）
特開２００９－１１１０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載の研磨用組成物には研磨剤が含まれるので、その研磨用組成物を用いてシリコンウエーハの研磨を行なう研磨装置からは使用済の研磨剤が大量に排出され、環境負荷が高いものとなっていた。
【０００７】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、使用設備に拘わらず使用が可能であり、且つ環境負荷の低いシリコンウエーハの研磨方法を提供することにある。
【０００８】
本発明者は、以上の事情を背景として種々検討を重ねた結果、排出砥粒の少ない研磨砥粒内包研磨パッドを用いることを前提として、その研磨砥粒内包研磨パッド上に供給する研磨用組成物を、有機アミンを添加した水から構成するとともに、ナノオーダの径を有する空気のナノバブルを打ち込むことで、研磨用組成物に研磨剤が含まれなくても、シリコンウエーハに対して最大値で２８６ｎｍ／ｍｉｎ程度の高い研磨効率が得られることを見出した。また、シリコンウエーハの研磨面では、最良値で０．８０ｎｍ程度の面粗さＲａが得られた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、第１発明の要旨とするところは、研磨砥粒を内包する研磨砥粒内包研磨パッドを用いて研磨砥粒を含まない研磨用組成物の供給下でシリコンウエーハを研磨するシリコン研磨方法であって、前記研磨用組成物は、有機アミンおよび水と、粒径が１μｍ以下の気泡であるナノバブルとを含み、アルカリ剤及び研磨剤を含まないことにある。
【００１０】
第２発明の要旨とするところは、第１発明において、前記研磨用組成物に含まれるナノバブルは、気体が前記研磨用組成物に１５時間以上の打ち込み時間で前記研磨用組成物に打ち込まれた気泡である。
（【００１１】以降は省略されています）

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