特開 2022-160903 ウェーハの加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022160903

(43)【公開日】2022-10-20

(54)【発明の名称】ウェーハの加工方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20221013BHJP

   B24B 37/00 20120101ALI20221013BHJP

   B24B 1/00 20060101ALI20221013BHJP

   C09K 3/14 20060101ALI20221013BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 622D

H01L21/304 631

H01L21/304 621A

H01L21/304 621B

B24B37/00 H

B24B1/00 A

C09K3/14 550D

C09K3/14 550Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021065422

(22)【出願日】2021-04-07

(71)【出願人】

【識別番号】000190149

【氏名又は名称】信越半導体株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100102532

【弁理士】

【氏名又は名称】好宮 幹夫

(74)【代理人】

【識別番号】100194881

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 俊弘

(74)【代理人】

【識別番号】100215142

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 徹

(72)【発明者】

【氏名】大関 正彬

(72)【発明者】

【氏名】阿部 達夫

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 三千登

【テーマコード（参考）】

3C049

3C158

5F057

【Ｆターム（参考）】

3C049AA07

3C049CB01

3C049CB03

3C158AA07

3C158CB01

3C158CB03

3C158DA17

3C158EB01

3C158ED26

5F057AA28

5F057DA02

5F057DA11

5F057EA07

5F057EA28

(57)【要約】

【課題】高い研磨レートと高い欠陥低減能力とを両立することができるウェーハの加工方法を提供すること。
【解決手段】ウェーハを平面研削又はラッピングする研削工程と、研削した前記ウェーハを粗研磨する粗研磨工程と、粗研磨した前記ウェーハを、分子内に２級アミンを有する化合物と、重量平均分子量が１万以上である水溶性高分子とを含み、前記２級アミンを有する化合物の濃度が１０ｐｐｍ～１００ｐｐｍである研磨用組成物を供給しながらポスト粗研磨するポスト粗研磨工程と、ポスト粗研磨した前記ウェーハを仕上げ研磨する仕上げ研磨工程とを含むことを特徴とするウェーハの加工方法。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウェーハを平面研削又はラッピングする研削工程と、
研削した前記ウェーハを粗研磨する粗研磨工程と、
粗研磨した前記ウェーハを、分子内に２級アミンを有する化合物と、重量平均分子量が１万以上である水溶性高分子とを含み、前記２級アミンを有する化合物の濃度が１０ｐｐｍ～１００ｐｐｍである研磨用組成物を供給しながらポスト粗研磨するポスト粗研磨工程と、
ポスト粗研磨した前記ウェーハを仕上げ研磨する仕上げ研磨工程と
を含むことを特徴とするウェーハの加工方法。

【請求項2】

前記ポスト粗研磨工程において、前記２級アミンが環状構造となっている化合物を少なくとも含む前記研磨用組成物を用いることを特徴とする請求項１に記載のウェーハの加工方法。

【請求項3】

前記ポスト粗研磨工程において、前記２級アミンが６員環構造となっている化合物を少なくとも含む前記研磨用組成物を用いることを特徴とする請求項２に記載のウェーハの加工方法。

【請求項4】

前記ポスト粗研磨工程において、砥粒として二酸化ケイ素が含まれている前記研磨用組成物を用いることを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載のウェーハの加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウェーハの加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスプロセスにおいて、微細化が進むにつれ、基板となるシリコンウェーハも高平坦化、低欠陥化が求められる。

【0003】

シリコンウェーハは一般的に、単結晶シリコンのインゴットをスライスし、ウェーハ状にした後、平面研削やラッピング等の研削工程により、スライスにおいて発生したダメージ層を除去し、さらに複数段の研磨工程において平面研削工程等において発生したダメージ層を除去することで無欠陥化を図る。

【0004】

特に研磨工程では、既存のダメージ層や欠陥を素早く除去する必要がある。
一般的に研磨工程は粗研磨工程と仕上げ研磨工程から構成されており、粗研磨工程では平面研削等において発生したダメージを除去することが目的であり、仕上げ研磨では粗研磨工程で発生したダメージを除去することが目的である。

【0005】

粗研磨工程は、比較的硬質な研磨布を用い、強塩基ベースの研磨用組成物を用いることでｐＨも高くし、メカニカル面からもケミカル面からも研磨レートを高くしている。

【0006】

その一方、仕上げ研磨では比較的軟質な研磨布を用い、弱塩基ベースの研磨用組成物でｐＨも９～１０程度とし、さらには水溶性高分子や界面活性剤などの添加剤を用い、メカニカル面からもケミカル面からも研磨レートを低くしている。

【0007】

そのため、粗研磨工程で発生したダメージを仕上げ研磨工程で除去するためには多大なる研磨時間を要し、生産性の低下が問題となっていた。

【0008】

また、生産性低下を防ぐため、仕上げ研磨工程の研磨時間を短くしてしまうと、欠陥が大幅に増加してしまうという問題点がある。

【0009】

仕上げ研磨時間を短くして発生する欠陥、すなわち粗研磨の残留欠陥はとくに凹欠陥と呼ばれ、粗研磨工程で発生したダメージの除去ができなかったものと考えられる。

【0010】

そのような中、近年は粗研磨工程と仕上げ研磨工程との間に「ポスト粗研磨工程」を挿入する試みがなされている。

【0011】

粗研磨で発生したダメージ除去に特化したポスト粗研磨工程を設けることにより、工程数は増えるものの仕上げ研磨の研磨時間を減らすことができるため、トータルで生産性の向上が実現する。

【0012】

ここで、ポスト粗研磨工程では、先述したように高い研磨レートにより素早く粗研磨起因のダメージを除去することが求められるのに加え、ポスト粗研磨工程自体で欠陥を発生させないようにしなければならない。

【0013】

ポスト粗研磨工程において、これまで例えば研磨加工中の荷重を高くするなどして研磨レートを高くする手法があるが、荷重を高くしてしまうとポスト粗研磨工程自体で多くの欠陥が発生してしまい、かえって仕上げ研磨工程の研磨時間が伸びてしまう。

【0014】

また、他にもアルカリ添加し研磨用組成物のｐＨを高くして研磨する手法も考案されているが、ｐＨを高くすることで異方性エッチングの寄与が高くなり、粗研磨で発生したダメージ部がさらにエッチングされ結果的に多くの研磨取り代を要することになる。

【0015】

他には、砥粒のサイズを大きくして機械的な除去作用を増やす試みもあるが、砥粒サイズを大きくしすぎてしまうと砥粒によるダメージが発生してしまい、ポスト粗研磨工程自体で多くの欠陥が発生してしまい、仕上げ研磨工程の研磨時間が伸びてしまう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0016】

【特許文献1】特開２００８－１４７６５１号公報

【特許文献2】特開２０１６－１２４９４３号公報

【特許文献3】国際公開第ＷＯ２０１１／０９３２２３号パンフレット

【特許文献4】特開２０１７－１１２２０号公報

【特許文献5】特開２０１９－１１９８５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0017】

以上のことから、ポスト粗研磨工程では、高い研磨レートで素早く粗研磨工程起因のダメージ除去を行いつつも、ポスト粗研磨工程自体で欠陥を作らない研磨技術が求められる。

【0018】

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、高い研磨レートと高い欠陥低減能力とを両立することができるウェーハの加工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】

【0019】

上記課題を解決するために、本発明では、ウェーハを平面研削又はラッピングする研削工程と、
研削した前記ウェーハを粗研磨する粗研磨工程と、
粗研磨した前記ウェーハを、分子内に２級アミンを有する化合物と、重量平均分子量が１万以上である水溶性高分子とを含み、前記２級アミンを有する化合物の濃度が１０ｐｐｍ～１００ｐｐｍである研磨用組成物を供給しながらポスト粗研磨するポスト粗研磨工程と、
ポスト粗研磨した前記ウェーハを仕上げ研磨する仕上げ研磨工程と
を含むことを特徴とするウェーハの加工方法を提供する。

【0020】

このような本発明のウェーハの加工方法によれば、高い研磨レートで、研削工程及び粗研磨工程で発生したダメージを十分に除去することができる。したがって、本発明のウェーハの加工方法によれば、高い研磨レートと高い欠陥低減能力とを両立することができる。

【0021】

前記ポスト粗研磨工程において、前記２級アミンが環状構造となっている化合物を少なくとも含む前記研磨用組成物を用いることが好ましい。

【0022】

このような化合物を含む研磨用組成物をポスト粗研磨工程で用いることにより、より高い研磨レートを実現することができる。

【0023】

前記ポスト粗研磨工程において、前記２級アミンが６員環構造となっている化合物を少なくとも含む前記研磨用組成物を用いることがより好ましい。

【0024】

このような化合物を含む研磨用組成物をポスト粗研磨工程で用いることにより、より高い欠陥低減能力を実現すると共に、更に高い研磨レートを実現することができる。

【0025】

前記ポスト粗研磨工程において、砥粒として二酸化ケイ素（シリカ）が含まれている前記研磨用組成物を用いることが好ましい。

【0026】

純度の観点から、このような研磨用組成物を用いることが好ましい。

【発明の効果】

【0027】

以上のように、本発明のウェーハの加工方法によれば、高い研磨レートで、研削工程及び粗研磨工程で発生したダメージを十分に除去することができる。したがって、本発明のウェーハの加工方法によれば、高い研磨レートと高い欠陥低減能力とを両立することができ、生産性と表面欠陥低減に優れたウェーハの加工方法となる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明のウェーハの加工方法の一例を示すフロー図である。

【図2】実施例１～５及び比較例１～６のウェーハの加工方法の各々での研磨レート（比較例１を１とした相対値）を示した図である。

【図3】実施例１～５及び比較例１～６のウェーハの加工方法の各々での総欠陥数（比較例１を１とした相対値）を示した図である。

【図4】実施例１～５及び比較例１～６のウェーハの加工方法の各々での凹欠陥数（各々の総欠陥数を１とした相対値）を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

上述のように、高い研磨レートと高い欠陥低減能力とを両立することができるウェーハの加工方法の開発が求められていた。

【0030】

本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、ポスト粗研磨工程において、分子内に２級アミンを有する化合物と、重量平均分子量が１万以上である水溶性高分子とを含み、２級アミンを有する化合物の濃度が１０ｐｐｍ～１００ｐｐｍである研磨用組成物を用いることで、高い研磨レートと高い欠陥低減能力とを両立することができることを見出し、本発明を完成させた。

【0031】

即ち、本発明は、ウェーハを平面研削又はラッピングする研削工程と、
研削した前記ウェーハを粗研磨する粗研磨工程と、
粗研磨した前記ウェーハを、分子内に２級アミンを有する化合物と、重量平均分子量が１万以上である水溶性高分子とを含み、前記２級アミンを有する化合物の濃度が１０ｐｐｍ～１００ｐｐｍである研磨用組成物を供給しながらポスト粗研磨するポスト粗研磨工程と、
ポスト粗研磨した前記ウェーハを仕上げ研磨する仕上げ研磨工程と
を含むことを特徴とするウェーハの加工方法である。

【0032】

なお、特許文献１～５には、アミン化合物を研磨組成物に含ませる技術が開示されているが、ポスト粗研磨工程において用いる研磨用組成物に、分子内に２級アミンを有する化合物と、重量平均分子量が１万以上である水溶性高分子とを含ませることは、記載も示唆もされていない。

【0033】

以下、本発明について図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0034】

図１は、本発明のウェーハの加工方法の一例を示すフロー図である。

【0035】

本発明のウェーハの加工方法では、図１に示すように、ウェーハを平面研削又はラッピングする研削工程、及び研削したウェーハを粗研磨する工程に続き、ポスト粗研磨工程を行う。ポスト粗研磨工程の後、ウェーハを仕上げ研磨する仕上げ研磨工程を行う。

【0036】

本発明のウェーハ加工方法では、ポスト粗研磨工程において、粗研磨したウェーハを、分子内に２級アミンを有する化合物と、重量平均分子量が１万以上である水溶性高分子とを含み、２級アミンを有する化合物の濃度が１０ｐｐｍ～１００ｐｐｍである研磨用組成物を供給しながらポスト粗研磨する。このようなポスト粗研磨工程を行う理由を、以下に説明する。

【0037】

本発明者らは、上記課題を解決するため、ポスト粗研磨工程で用いる研磨用組成物への添加剤としてアミン類の検討を行った。

【0038】

検討の結果、特に２級アミン類（２級アミンを有する化合物）において、研磨レートの大幅な上昇が見られた。

【0039】

アミンは、窒素原子に結合しているアルキル基の数によって級数が決定し、例えば、１つのアルキル基しか結合せず、他は水素原子であれば１級アミン、２つのアルキル基が結合している場合は２級アミン、３つのアルキル基が結合している場合は３級アミンと呼ばれる。

【0040】

さらに、２級アミンのなかでも、特に環状構造物を有し、その中に２級アミン基を有する構造が特に研磨レートの上昇効果が顕著であった。

【0041】

一般的に、アミン類は高い求核性を有し、さらにアミン級数が上がるにつれてさらに求核性が高まる。一方、３級アミンは立体的な障害により求核性が減少するため、２級アミンが最も求核性が高い。

【0042】

今回、２級アミンの高い求核性により、シリコンウェーハ表面の化学反応が促進されたものと考えられる。

【0043】

また、環状構造で更に高い研磨レートの上昇効果を得られた点に関しては、２次元状の分子構造を有することで、平板上のシリコンウェーハとの相互作用が強まり、より高い化学作用を得られたためと考えられる。

【0044】

アミンの添加濃度に関して、添加量を１０ｐｐｍ以上にすることで、研磨レート増大効果が顕著となることが分かった。しかし、添加濃度を上げすぎてしまうとポスト粗研磨組成物のｐＨが高くなり、逆に欠陥が増加してしまう。

【0045】

ｐＨが高くなることで、研磨における化学的作用が強くなり、粗研磨で発生したダメージが研磨中に顕在化してしまったことが原因と考えられる。

【0046】

そのため、研磨用組成物における２級アミンを有する化合物の濃度を１０ｐｐｍ～１００ｐｐｍとした。

【0047】

また、アミン以外の添加剤として、水溶性高分子を添加することで、ポスト粗研磨工程で発生させる欠陥を減少させることが分かった。

【0048】

水溶性高分子は、研磨環境中で研磨布やウェーハに吸着し、シリコンウェーハ表面へのダメージを和らげる作用がある。

【0049】

水溶性高分子の中でも、特に重量平均分子量１万以上の水溶性高分子を用いることで、特に欠陥発生を抑制することができる。

【0050】

すなわち、研磨レート上昇効果を有する２級アミンを有する化合物と、重量平均分子量１万以上の水溶性高分子を共に添加し、２級アミンを有する化合物の濃度を１０ｐｐｍ～１００ｐｐｍとした研磨用組成物を、粗研磨工程と仕上げ研磨工程との間に行なうポスト粗研磨工程で用いることにより、高い研磨レートと欠陥発生抑制を両立することができる。

【0051】

一方、上記研磨用組成物を、ポスト粗研磨工程においては用いずに例えば粗研磨工程や仕上げ研磨工程だけで用いても、本発明のように高い研磨レートと高い欠陥低減能力とを両立することはできない。

【0052】

以下、本発明のウェーハの加工方法における各工程の詳細を説明する。

【0053】

〇研削工程
研削工程では、ウェーハを平面研削又はラッピングする。平面研削及びラッピングは、一般に行われているいずれの工程をも適用することができ、特に限定されない。

【0054】

〇粗研磨工程
粗研磨工程は、研削工程で導入されたダメージを除去するために行われる。粗研磨工程はダメージ除去のため、０．１μｍ以上研磨するのが良く、さらには０．３μｍ以上が良く、１μｍ以上の除去が望ましい。一方、平坦度や生産性維持のため、３０μｍ以下が望ましく、さらには１０μｍ以下が望ましい。

【0055】

なお、粗研磨工程は片面研磨でも両面研磨でもどちらでも良い。

【0056】

粗研磨工程では硬質の研磨パッドにより研磨を行う。研磨パッドは発泡ウレタンパッドや不織布に樹脂を含浸させた不織布パッド、スウェードパッドを用いる。

【0057】

平坦性向上の観点から、なるべく硬質の研磨パッドを用いるのが望ましく、Ａ硬度で７０以上の研磨パッドを用いることが望ましい。

【0058】

粗研磨工程で用いる研磨用組成物としては、まず砥粒を有することが望ましい。砥粒としては、二酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどの金属酸化物が挙げられるが、純度の観点から特に二酸化ケイ素が好ましい。

【0059】

砥粒の二酸化ケイ素は研磨レート確保の観点から、粗研磨工程で用いる研磨用組成物の０．０１ｗｔ％以上含むのが良く、さらには０．１ｗｔ％以上が好ましい。一方、粗研磨工程でのダメージ低減の観点から、粗研磨工程で用いる研磨用組成物における二酸化ケイ素の含有量は、３０ｗｔ％以下が好ましく、さらには１０ｗｔ％以下が好ましい。

【0060】

粗研磨用組成物としては、砥粒のほかに塩基性化合物を含んでいても良い。塩基性化合物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、アンモニア、水酸化テトラメチルアンモニウムなどがある。

【0061】

塩基性化合物により研磨用組成物のｐＨが増大するが、研磨レート促進の観点から、粗研磨工程で用いる研磨用組成物のｐＨは８．０以上が好ましく、さらには９．０以上が良く、さらには１０．０以上が好ましい。また、砥粒の安定性の観点から、ｐＨは１４．０以下が好ましく、さらには１３．０以下が良く、さらには１２．０以下が好ましい。

【0062】

〇ポスト粗研磨工程
ポスト粗研磨工程は、粗研磨工程で発生した研磨ダメージを除去し、その後の仕上げ研磨の取り代を少なくするのが目的である。

【0063】

ポスト粗研磨工程の取り代は、粗研磨工程の条件に強く依存するが、０．１μｍ以上が好ましく、さらには０．３μｍ以上が望ましい。一方、平坦度維持の観点から１０μｍ以下が望ましく、さらには３μｍ以下が望ましい。

【0064】

ポスト粗研磨工程も片面研磨でも両面研磨でもどちらでも良い。

【0065】

ポスト粗研磨工程では、研磨ダメージ低減のため、粗研磨工程より軟質な研磨パッドを用いるのが望ましい。研磨パッドは発泡ウレタンパッドや不織布に樹脂を含浸させた不織布パッド、スウェードパッドを用いる。

【0066】

ポスト粗研磨工程の研磨布硬度は、具体的には、粗研磨工程の研磨布硬度より小さく且つＡ硬度で９０以下が望ましく、さらには８０以下が望ましい。一方、平坦性向上のため、Ａ硬度は４０以上が望ましく、５０以上が望ましい。

【0067】

ポスト研磨工程において用いる研磨用組成物は、分子内に２級アミンを有する化合物を含む。

【0068】

２級アミンを有する化合物としては、例えば、ピペラジン誘導体やアルコールアミン誘導体などが挙げられる。ピペラジン誘導体の中では、例えば、ピペラジンや、２－メチルピペラジン、２－ピロリジノン、２－アミノエチルピペラジンがあり、アルコールアミン誘導体としては、例えばジエタノールアミンなどが挙げられる。

【0069】

２級アミンを有する化合物としては、先に述べた理由で環状構造となっている化合物が好ましく、６員環構造となっている化合物がより好ましい。

【0070】

２級アミンを有する化合物の添加濃度は、先に述べた理由で、１０ｐｐｍ～１００ｐｐｍとする。

【0071】

ポスト粗研磨工程で用いる研磨用組成物には、研磨ダメージ低減のため、重量平均分子量が１万以上である水溶性高分子を添加する。重量平均分子量が１万以上である水溶性高分子は、セルロース誘導体やポリビニルアルコールなどが好適に用いられる。

【0072】

水溶性高分子の平均重量平均分子量は、凝集による欠陥増加を低減するため、１０００万以下が望ましく、さらには１００万以下が望ましい。

【0073】

重量平均分子量が１万以上である水溶性高分子は研磨ダメージ低減のため、ポスト粗研磨工程で用いる研磨用組成物に１ｐｐｍ以上添加するのが望ましく、さらには１０ｐｐｍ以上添加するのが望ましい。一方、研磨レートの減少を防ぐために、１００００ｐｐｍ以下が望ましく、さらには１０００ｐｐｍ以下が望ましく、さらには１００ｐｐｍ以下が望ましい。

【0074】

ポスト粗研磨工程で用いる研磨用組成物は砥粒を更に含むことができる。砥粒としては、二酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどの金属酸化物が挙げられるが、純度の観点から特に二酸化ケイ素が好ましい。すなわち、ポスト粗研磨工程において、砥粒として二酸化ケイ素が含まれている研磨用組成物を用いることが好ましい。

【0075】

ポスト粗研磨用組成物に含まれる砥粒の二酸化ケイ素は、研磨レート確保の観点から、研磨用組成物の０．０１ｗｔ％以上含まれるのが良く、さらには０．１ｗｔ％以上が好ましい。一方、ポスト粗研磨工程でのダメージ低減の観点から、３０ｗｔ％以下が好ましく、さらには１０ｗｔ％以下が好ましい。

【0076】

ポスト粗研磨用組成物は、２級アミンを有する化合物とは別の、塩基性化合物を含んでいても良い。塩基性化合物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、アンモニア、水酸化テトラメチルアンモニウムなどがある。

【0077】

２級アミンを有する化合物及び上記塩基性化合物により研磨用組成物のｐＨが増大するが、研磨レート促進の観点から、ｐＨは８．０以上が好ましく、さらには９．０以上が良く、さらには１０．０以上が好ましい。また、砥粒の安定性の観点から、ｐＨは１４．０以下が好ましく、さらには１３．０以下が良く、さらには１２．０以下が好ましい。

【0078】

〇仕上げ研磨工程
ポスト粗研磨工程を経たウェーハは、最終仕上げ研磨工程へと運ばれる。

【0079】

最終仕上げ研磨工程は、マイクロラフネスを除去するのが目的である。

【0080】

最終仕上げ研磨工程の取り代は、粗研磨工程やポスト粗研磨工程の条件に強く依存するものの、１ｎｍ以上が好ましく、さらには３ｎｍ以上が望ましい。一方、平坦度維持の観点から１００ｎｍ以下が望ましく、さらに３０ｎｍ以下が望ましい。

【0081】

最終仕上げ研磨工程も片面研磨でも両面研磨でもどちらでも良い。

【0082】

最終仕上げ研磨工程では、研磨ダメージ低減のため、ポスト粗研磨工程よりさらに軟質な研磨パッドを用いるのが望ましい。研磨パッドは発泡ウレタンパッドや不織布に樹脂を含浸させた不織布パッド、スウェードパッドを用いるが、この中ではスウェードパッドが好ましい。

【0083】

仕上げ研磨工程の研磨布硬度は、具体的には、ポスト粗研磨工程の研磨布硬度よりも小さく且つＡ硬度で８０以下が望ましく、さらには７０以下が望ましい。一方、平坦性向上のため、Ａ硬度は３０以上が望ましく、４０以上が望ましい。

【0084】

仕上げ研磨工程で用いる砥粒として、二酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどの金属酸化物が挙げられるが、純度の観点から特に二酸化ケイ素が好ましい。

【0085】

仕上げ研磨用組成物に含まれる砥粒の二酸化ケイ素は研磨レート確保の観点から、研磨用組成物の０．０１ｗｔ％以上含むのが良く、さらには０．１ｗｔ％以上が好ましい。一方、粗研磨工程でのダメージ低減の観点から、３０ｗｔ％以下が好ましく、さらには１０ｗｔ％以下が好ましい。

【0086】

仕上げ研磨用組成物としては、砥粒のほかに塩基性化合物を含んでいても良い。塩基性化合物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、アンモニア、水酸化テトラメチルアンモニウムなどがある。

【0087】

塩基性化合物により研磨用組成物のｐＨが増大するが、研磨レート促進の観点から、ｐＨは７．０以上が好ましく、さらには８．０以上が良い。また、砥粒の安定性の観点から、ｐＨは１４．０以下が好ましく、さらには１３．０以下が良く、さらには１２．０以下が好ましい。

【0088】

仕上げ研磨用組成物には、研磨ダメージ低減のため、水溶性高分子を添加しても良い。水溶性高分子は、セルロース誘導体やポリビニルアルコールなどが好適に用いられる。

【0089】

水溶性高分子は研磨ダメージ低減のため、重量平均分子量は１００以上が好ましく、さらには１０００以上が望ましい。一方、凝集による欠陥増加を低減するため、重量平均分子量は１０００万以下が望ましく、さらには１００万以下が望ましい。

【0090】

水溶性高分子は研磨ダメージ低減のため、１ｐｐｍ以上添加するのが望ましく、さらには１０ｐｐｍ以上添加するのが望ましい。一方、研磨レートの減少を防ぐために、１００００ｐｐｍ以下が望ましく、さらには１０００ｐｐｍ以下が望ましく、さらには１００ｐｐｍ以下が望ましい。

【0091】

砥粒、塩基性化合物、水溶性高分子のほかに、研磨レート増大を目的としアミンを添加しても良い。アミンはピペラジン誘導体やアルコールアミン誘導体などが挙げられる。ピペラジン誘導体のなかでは、ピペラジンや、２－メチルピペラジン、２－ピロリジノン、２－アミノエチルピペラジンがあり、アルコールアミン誘導体としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどが挙げられる。

【0092】

アミン類の添加濃度としては、研磨レートの観点から１ｐｐｍ以上添加するのが望ましく、さらには１０ｐｐｍ以上添加するのが望ましい。一方、面粗さの悪化を防ぐため、１００００ｐｐｍ以下が望ましく、さらには１０００ｐｐｍ以下が望ましく、さらには１００ｐｐｍ以下が望ましい。

【0093】

〇洗浄工程
研磨工程を経たウェーハを薬液によって洗浄する洗浄工程を行ってもよい。薬液は、例えば、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、過酸化水素水、塩酸、硫酸、クエン酸、フッ酸、オゾン水などから必要に応じて適宜選択される。

【0094】

〇検査工程
ウェーハ表面欠陥は、例えば、ＫＬＡテンコール社製のＳｕｒｆｓｃａｎ、ＳＰ３により２６ｎｍ以上の粒径の欠陥数を計測することにより求められる。

【0095】

また、上記欠陥の実態を調査する際、コンフォーカル光学系による欠陥レビュー検査を行うことがある。例えば、レーザーテック社製の欠陥検査レビュー装置ＭＡＧＩＣＳ（Ｍ５６４０）を用いることができる。

【0096】

上記レビュー像を解析することで、欠陥が凸形状か凹形状か判定できる。一般的に凹形状は研削ダメージや粗研磨のダメージが残っていることを意味している。

【0097】

なお、本発明のウェーハの加工方法により加工するウェーハは特に限定されないが、例えばシリコンウェーハを加工対象とすることができる。

【実施例0098】

以下、実施例及び比較例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0099】

以下の実施例及び比較例の各々では、粗研磨工程後、片面研磨によりポスト粗研磨工程を実施した。なお、加工フローは図１のように、研削工程（具体的には平面研削工程）、粗研磨工程、ポスト粗研磨工程、及び仕上げ研磨工程の順とした。

【0100】

実施例及び比較例では、ポスト粗研磨工程において用いる研磨用組成物を、以下の通り作製した。

【0101】

（比較例１～６）
比較例１では、砥粒にコロイダルシリカ、アルカリに水酸化カリウムを用いて作製した研磨用組成物を用いて、ポスト粗研磨工程を実施した。その際、水溶性高分子やアミン類の添加は行わなかった。

【0102】

比較例２では、水溶性高分子としてヒドロキシエチルセルロース（重量平均分子量２５万）を１００ｐｐｍ添加したこと以外は比較例１と同様にして作製した研磨用組成物を用いて、ポスト粗研磨工程を実施した。

【0103】

比較例３では、比較例２で添加したのと同じヒドロキシエチルセルロースに加え、アミン類としてモノエタノールアミンを３０ｐｐｍ添加したこと以外は比較例１と同様にして研磨用組成物を作製した。

【0104】

比較例４では、比較例３で用いたモノエタノールアミンの代わりに、トリエタノールアミンを３０ｐｐｍ添加したこと以外は比較例１と同様にして研磨用組成物を作製した。

【0105】

比較例５では、ヒドロキシエチルセルロースを添加せず、アミンとしてピペラジンのみ３０ｐｐｍ添加したこと以外は比較例１と同様にして研磨用組成物を作製した。

【0106】

比較例６では、ヒドロキシエチルセルロースと共に、ピペラジンを比較例５の３０ｐｐｍから３００ｐｐｍに増量して添加したこと以外は比較例２と同様にして研磨用組成物を作製した。

【0107】

（実施例１～５）
実施例１では、ヒドロキシエチルセルロースと共に、ピペラジンを３０ｐｐｍ添加したこと以外は比較例２と同様にして研磨用組成物を作製した。

【0108】

実施例２では、ヒドロキシエチルセルロースと共に、ピペラジンを９０ｐｐｍ添加したこと以外は実施例１と同様にして研磨用組成物を作製した。

【0109】

実施例３では、ヒドロキシエチルセルロースと共に、２－メチルピペラジンを３０ｐｐｍ添加したこと以外は実施例１と同様にして研磨用組成物を作製した。

【0110】

実施例４では、ヒドロキシエチルセルロースと共に、２－ピロリジノンを３０ｐｐｍ添加したこと以外は実施例１と同様にして研磨用組成物を作製した。

【0111】

実施例５では、ヒドロキシエチルセルロースと共に、２－アミノエチルピペラジンを３０ｐｐｍ添加したこと以外は実施例１と同様にして研磨用組成物を作製した。

【0112】

各実施例及び各比較例では、これらのポスト粗研磨用組成物を作製し、粗研磨後のウェーハを取り代１μｍとなるよう前記研磨用組成物を供給しながらポスト粗研磨を実施した。

【0113】

その後、仕上げ研磨を行った後、洗浄工程でウェーハ表面を清浄にし、各種検査を実施した。

【0114】

図２及び３に、実施例１～５及び比較例１～６のウェーハの加工方法の各々での研磨レート及び総欠陥数を、比較例１を１とした相対値として示す。また、図４に、実施例１～５及び比較例１～６のウェーハの加工方法の各々での凹欠陥数（各々の総欠陥数を１としたときの相対値）を示す。また、以下の表１に、実施例１～５及び比較例１～６のポスト粗研磨工程で用いた研磨用組成物の成分と共に、各例の検査結果を示す。

【0115】

【表1】

【0116】

その結果、図２及び表１からわかる通り、比較例１に対し、ピペラジン類を添加した比較例５で研磨レートの増大が認められていることが分かる。しかしながら、比較例５では、総欠陥数及び凹欠陥数が共に比較例１よりも大きかった。これは、比較例５のポスト粗研磨工程で用いた研磨用組成物が水溶性高分子を含んでいなかったためであると考えられる。

【0117】

一方、図３及び表１から、ポスト粗研磨工程で用いた研磨用組成物に、１０ｐｐｍ～１００ｐｐｍの濃度のピペラジン類などの２級アミンを有する化合物と共に重量平均分子量が１万以上である水溶性高分子を添加した実施例１～５では、図２及び表１に示すように研磨レートが比較例１と同等以上でありながら、仕上げ研磨後の総欠陥数が比較例１に対して減少していることが分かる。特に、ポスト粗研磨工程で用いた研磨用組成物に、１０ｐｐｍ～１００ｐｐｍの濃度のピペラジン類と共に重量平均分子量が１万以上である水溶性高分子を添加した実施例１～３及び５では、図２及び表１に示すように、比較例１に対し、研磨レートの増大が認められると共に、仕上げ研磨後の総欠陥数が比較例１に対して減少していることが分かる。

【0118】

また、先ほどの欠陥をレビューし、凹欠陥の数を比較してみた結果、図４及び表１の通り、実施例１～５ではいずれも減少傾向となっていることが分かる。

【0119】

すなわち、実施例１～５では、高い研磨レートと高い欠陥低減能力とを両立することができた。

【0120】

この結果は、ピペラジン類などの２級アミンを有する化合物の１０ｐｐｍ～１００ｐｐｍの濃度での添加により、ポスト粗研磨工程での研磨レートが増大し、粗研磨工程以前の研磨ダメージを減らし、凹欠陥を減少できたことに起因していると考えられる。

【0121】

また、ポスト粗研磨工程に用いる研磨用組成物に、水溶性高分子として、重量平均分子量が１万以上であるヒドロキシエチルセルロースを添加することで、ポスト粗研磨工程で発生する欠陥に関しても低減できたことも大きく寄与していると考えられる。

【0122】

一方、ポスト粗研磨工程で用いた研磨用組成物に２級アミンを有する化合物を添加しなかった比較例２～４は、図２～図４、及び表１から明らかなように、実施例１～５よりも、研磨レートが低く、総欠陥数及び凹欠陥数は大きかった。特に、アミン類の添加量を同程度とした実施例１、３～５と比較例３及び４との比較から、高い研磨レートと高い欠陥低減能力との両立は、１級アミン又は３級アミンを有する化合物を用いた場合では実現できないことが分かる。

【0123】

また、図２～図４から明らかなように、比較例６でも、総欠陥数及び凹欠陥数が大きかった。これは、比較例６のポスト粗研磨工程で用いた研磨用組成物におけるピペラジンの含有量が大き過ぎ、欠陥が増加してしまったからであると考えられる。

【0124】

なお、本発明は、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、本発明の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、い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。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】