(57)【要約】【課題】  研磨液のｐＨ値を長時間一定に維持して，高い研磨効率を安定して得る。【解決手段】  研磨パッドに砥粒を含有させた固定砥粒研磨パッド１６を使用して，半導体ウェハ表面を研磨する際に使用される研磨液２５であって，研磨液２５は，少なくとも，無機アルカリ，塩，及び有機アルカリを混合することにより製造されたものである。【選択図】  図１
2006093655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨パッドに砥粒を含有させた固定砥粒研磨パッドを使用して，ウェハ表面を研磨する際に使用される研磨液であって，
前記研磨液は，少なくとも，無機アルカリ，塩及び有機アルカリを混合することにより製造されたものである，ことを特徴とする研磨液。
【請求項２】
前記塩は，弱酸と強アルカリとを混合して製造されたものである，ことを特徴とする請求項１に記載の研磨液。
【請求項３】
前記強アルカリは，アルカリ金属化合物の水酸化物，アルカリ土類化合物の水酸化物，アンモニア，または有機アルカリの群から選択されるいずれか１つ，あるいは複数を混合して製造されたものである，ことを特徴とする請求項２に記載の研磨液。
【請求項４】
前記研磨液は，そのｐＨ値が１０〜１３の範囲に調整されている，ことを特徴とする請求項１，２あるいは３項のうちいずれか１項に記載の研磨液。
【請求項５】
前記無機アルカリは，アルカリ金属化合物の水酸化物あるいはアルカリ土類化合物の水酸化物のうちいずれか一方，あるいは双方を混合して製造されたものである，ことを特徴とする請求項１，２，３あるいは４項のうちいずれか１項に記載の研磨液。
【請求項６】
前記有機アルカリは，アンモニアまたはアミンのうちいずれか一方，あるいは双方を混合して製造されたものである，ことを特徴とする請求項１，２，３，４あるいは５項のうちいずれか１項に記載の研磨液。
【請求項７】
前記固定砥粒研磨パッドは，少なくともハードセグメントとソフトセグメントとからなるポリウレタン結合材と，水酸基を有する砥粒，あるいは水酸基を付与した砥粒とから構成されると共に，前記ハードセグメントの分子量が分子量比で全体の２０％以上６０％以下に調整されている，ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５あるいは６項のうちいずれか１項に記載の研磨液。
【請求項８】
研磨パッドに砥粒を含有させた固定砥粒研磨パッドを使用して，ウェハとの間に研磨液を供給しながら前記ウェハとの相対運動によってウェハ表面を研磨する研磨装置であって，
前記研磨液として，前記請求項１〜請求項７に記載の研磨液が使用される，ことを特徴とする研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，研磨液，及び研磨装置に関し，さらに詳細には，研磨パッドに砥粒を含有させた固定砥粒研磨パッドを使用して，半導体ウェハ表面を研磨する際に使用される研磨液，及び当該研磨液を使用する研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年におけるＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）高集積化技術の一つとして多層配線化技術が挙げられる。かかる多層配線化技術は，半導体回路をシリコンウェハ上に立体的に形成する配線化技術であり，単位面積当たりの回路規模の増大することが可能な技術として急速に普及している。このような多層配線をシリコンウェハ上に形成するためには，ウェハ工程において新たな配線を積層する前にベースとなる下層の表面を浅い焦点深度でも余裕を持った露光が行えるように，ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：化学的機械的研磨法）装置を使用して半導体ウェハの平坦化プロセスを行うことが必要となる。
【０００３】
また，上記ＣＭＰ装置は，ＬＳＩの高速動作を実現する銅配線技術に必要なダマシンプロセスを行うためにも必須の装置である。ダマシンプロセスとは，配線材料の埋め込み技術であって，絶縁膜に形成された溝内に配線材料を埋め込むように薄膜を形成し，ＣＭＰにより溝外部に形成された余分な薄膜を除去するプロセスである。
【０００４】
さらに，近年における半導体デバイスの小型化や薄型化の潮流により，半導体ウェハの薄型化が要求されている。かかる半導体ウェハを薄型化するために，半導体ウェハの裏面を砥石などで機械的に研削した後，研削面に残存するストレスを除去するために，あるいは抗折強度を高めるために，ＣＭＰ装置により半導体ウェハの裏面（研削面）を研磨することも行われている。
【０００５】
このようにＣＭＰは，半導体製造分野における様々な工程で必要とされる技術となっている。かかるＣＭＰは，通常，不織布の研磨パッドと遊離砥粒を含む研磨液とを使用して，半導体ウェハの表面を研磨している。しかしながら，不織布の研磨パッドを使用するＣＭＰでは，遊離砥粒を含む研磨液を使用しているので，大部分の遊離砥粒（例えば，シリカなど）が廃液中に残存するため廃液を簡易に処理することが困難である。また，研磨の際における砥粒の消費量は，通常，砥粒全体の３〜４％程度であることから，大部分の砥粒が研磨に寄与することなく無駄に消費されている。
【０００６】
このような背景から，遊離砥粒を含む研磨液を使用せずに，研磨パッドに砥粒を含有させた固定砥粒研磨パッドを使用したＣＭＰが検討されている。このような固定粒研磨パッドを使用したＣＭＰでは，遊離砥粒を含有しない研磨液（例えば，アルカリ溶液）を使用することができるので，大部分の砥粒（例えばシリカなど）が研磨に寄与して消費される。したがって，廃液中には殆ど砥粒が残存しないので，廃液を濾過して効率的に再利用することが期待できる。また，遊離砥粒を使用したＣＭＰと比較すると，砥粒が無駄に消費されることがないので，研磨工程のランニングコストを大幅に低減することもできる。
【０００７】
上記固定砥粒研磨パッドを使用したＣＭＰにおいて，特許文献１には，半導体ウェハ（例えば，シリコンウェハ）を研磨する際には，遊離砥粒を含有しない研磨液として，例えば，純水と，アミンと，キレート剤と，アルカリ剤とからなる研磨液を使用することが記載されている（特許文献１を参照）。上記特許文献１では，研磨液として単に純水を使用すると半導体ウェハの研磨効率が良好でないことから，上記のような研磨液を使用することにより半導体ウェハの研磨効率を向上させることができる。さらに，上記研磨液は，金属元素と錯体を形成するので，半導体ウェハ表面の金属元素による汚染を防止することができる。
【０００８】
また，他の例として，特許文献２には，純水と無機アルカリ剤とからなる研磨液を使用することにより，半導体ウェハの研磨効率の向上を図ることができる旨が開示されている（特許文献２を参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１６４３０６号公報
【特許文献２】特開２００２−２５２１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら，本件発明者らが実験した結果，上記各研磨液を使用すれば，純水を研磨液として使用した場合と比較して半導体ウェハの研磨効率が向上するものの，その研磨効率が不安定であり一定の高い研磨効率を維持できない，という問題があることが認識された。かかる研磨効率を一定に維持できない原因は，研磨液のｐＨ値が長時間安定せずに経時的に変動してしまうことが原因である，と推測された。
【００１１】
さらに，上記研磨液のｐＨ値の経時変化に起因して，個々の半導体ウェハの研磨精度にバラツキが発生するばかりでなく，廃液をリサイクルして再利用することが困難である，という問題も認識された。
【００１２】
したがって，本発明の目的は，研磨液のｐＨ値を長時間一定に維持して，高い研磨効率を安定して得ることができ，さらに，その廃液を効率的に再利用することが可能な新規かつ改良された研磨液及び研磨装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため，本発明の第１の観点においては，研磨パッドに砥粒を含有させた固定砥粒研磨パッドを使用して，半導体ウェハ表面を研磨する際に使用される研磨液であって，前記研磨液は，少なくとも，無機アルカリ，塩，及び有機アルカリを混合することにより製造されたものである，ことを特徴とする研磨液が提供される。
【００１４】
上記記載の発明では，無機アルカリと有機アルカリを含有させた研磨液は，そのｐＨ値が上昇しており半導体ウェハと研磨液との化学的反応が促進されるので，半導体ウェハの研磨効率を向上させることができる。さらに，研磨液を製造する際には，塩が加えられるので，研磨液のｐＨ値を長時間一定に保つことができる。この結果，半導体ウェハを均一な研磨精度に研磨することができると共に，研磨液のｐＨ値の経時変化が小さいので，その廃液をリサイクルして再利用することが可能となる。
【００１５】
また，前記塩は，弱酸と強アルカリとを混合して製造されたものである，如く構成すれば，研磨液中に混合される塩は，強アルカリと弱酸とを混合して製造されたものであるので，塩として機能させることができると共に，研磨液の成分比も容易に制御することができる。
【００１６】
また，前記強アルカリは，アルカリ金属化合物の水酸化物，アルカリ土類化合物の水酸化物，アンモニア，または有機アルカリの群から選択されるいずれか１つ，あるいは複数を混合して製造されたものである，如く構成することができる。
【００１７】
また，前記研磨液は，ｐＨ値が１０〜１３の範囲に調整されている，如く構成すれば，高い研磨効率及び高い研磨精度を維持することができる。即ち，研磨液のｐＨ値が１０未満では研磨効率が低くなり，ｐＨ値が１３を超えると化学的反応が大きくなり過ぎて半導体ウェハを平坦に研磨できなくなるからである。
【００１８】
また，前記無機アルカリは，アルカリ金属化合物の水酸化物，あるいはアルカリ土類化合物の水酸化物のうちいずれか一方，あるいは双方を混合して製造されたものである，如く構成することができる。
【００１９】
また，前記有機アルカリは，アンモニアまたはアミンのうちいずれか一方，あるいは双方を混合して製造されたものである，如く構成することができる。
【００２０】
また，前記固定砥粒研磨パッドは，少なくともハードセグメントとソフトセグメントとからなるポリウレタン結合材と，水酸基を有する砥粒，あるいは水酸基を付与した砥粒とから構成されると共に，前記ハードセグメントの分子量が分子量比で全体の２０％以上６０％以下に調整されている，如く構成すれば，研磨液との化学的反応が促進されるので，固定砥粒研磨パッドの研磨効率が向上される。
【００２１】
上記課題を解決するため，本発明の第２の観点においては，研磨パッドに砥粒を含有させた固定砥粒研磨パッドを使用して，ウェハとの間に研磨液を供給しながら前記ウェハとの相対運動によってウェハ表面を研磨する研磨装置であって，前記研磨液として，前記請求項１〜７に記載の研磨液が使用される，ことを特徴とする研磨装置が提供される。
【００２２】
上記記載の発明では，半導体ウェハを高い研磨効率を維持しながら均一な研磨精度で研磨することが可能な研磨装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明においては，無機アルカリと有機アルカリを含有させた研磨液は，そのｐＨ値が上昇しており半導体ウェハと研磨液との化学的反応が促進されるので，半導体ウェハの研磨効率を向上させることができる。さらに，研磨液を製造する際に，塩が加えられるので，研磨液のｐＨ値を長時間一定に保つことができる。この結果，半導体ウェハを均一な研磨精度に研磨することができると共に，研磨液のｐＨ値の経時変化が小さいので，その廃液をリサイクルして再利用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２５】
（第１の実施の形態）
まず，図１に基づいて，第１の実施形態にかかる固定砥粒研磨パッドが使用される研磨装置の構成について説明する。なお，図１は，本実施形態にかかる固定砥粒研磨パッドが使用される研磨装置の構成を示す斜視図である。
【００２６】
本実施形態にかかる固定砥粒研磨パッドが使用される研磨装置１０は，図１に示すように，モータ１２により回転可能な研磨テーブル１４と，研磨テーブル１４上に設けられた固定砥粒研磨パッド１６と，保持した半導体ウェハ３０の研磨面を固定砥粒研磨パッド１６に押しつける基板保持部２０と，基板保持部２０を回転，加圧駆動させる基板保持部駆動手段１８と，研磨テーブル１４上に研磨液２５を供給する研磨液供給口２４などから構成されている。
【００２７】
研磨テーブル１４は，例えば，ステンレス鋼，セラミックスなどで形成された略円盤状のテーブルであり，上面に例えば平滑な水平面を有する。この研磨テーブル１４は，例えばその下方の装置内に設けられたモータ１２の駆動力がスピンドル２６，変速機（図示せず）等を介して伝達されることにより，図１の太矢印の方向に所定速度（例えば４０ｒｐｍ）で回転する。
【００２８】
なお，固定砥粒研磨パッド１６は，研磨テーブル１４上に極力平坦になるように貼り付けられ，研磨テーブル１４の回転に伴って半導体ウェハ３０に対して回転運動し，研磨液供給口２４から供給された研磨液２５を介して，半導体ウェハ３０の研磨面が研磨される。
【００２９】
基板保持部駆動手段１８は，ロッド２８を介して基板保持部２０を加圧しながら回転させる機構であり，例えばモータおよびシリンダ（図示せず）等からなる。即ち，例えば，加圧機構であるシリンダにより，半導体ウェハ３０を保持した基板保持部２０を固定砥粒研磨パッド１６に対し例えば垂直方向に押しつけるとともに，回転機構であるモータにより基板保持部２０を図１の細矢印の方向に回転させることができる。また，基板保持部２０を任意の略水平方向に揺動させることが可能なように基板保持部駆動手段１８を構成してもよい。
【００３０】
また，基板保持部（研磨ヘッド，キャリアとも呼ばれる）２０は，全体が略円柱形状を有し，研磨テーブル１４の上方に回転可能に設置される。かかる基板保持部２０は，保持部駆動手段１８とロッド２８を介して連結されており，下面には半導体ウェハ３０の横ずれを防止するためのリング（リテーナリング）を備えている。
【００３１】
通常の研磨時においては，基板保持部２０は，半導体ウェハ３０を保持した状態で回転しながら，半導体ウェハ３０の研磨面を固定砥粒研磨パッド１６に押圧する。このように固定砥粒研磨パッド１６に押しつけられた半導体ウェハ３０は，反対方向に回転する固定砥粒研磨パッド１６と双方向で擦り合わせられて，研磨面全体が均等に研磨される。
【００３２】
研磨液供給ノズル２４は，半導体ウェハ３０の研磨時に，回転する固定砥粒研磨パッド１６上に研磨液２５を供給する。研磨液２５は，化学反応性物質を含む溶液であり，研磨中に半導体ウェハ３０と固定砥粒研磨パッド１６の間に入り込んで半導体ウェハ３０の研磨面と化学的に反応しながら高精度に平滑化する。
【００３３】
本実施形態にかかる研磨液２５は，詳細は後述するが，少なくとも，無機アルカリ，塩，及び有機アルカリを混合することにより製造された研磨液が使用される。無機アルカリと有機アルカリを含有した研磨液は，そのｐＨ値が上昇しているので，半導体ウェハと研磨液との化学的反応を促進して半導体ウェハの研磨効率を向上させることができる。さらに，研磨液を製造する際に，塩が加えられるので，研磨液のｐＨ値を長時間一定に保つことができる。この結果，半導体ウェハを均一な研磨精度に研磨することができると共に，研磨液のｐＨ値の経時変化が小さいため，リサイクルして使用することが可能となる。
【００３４】
なお，本実施形態にかかる研磨装置には，基板保持部（研磨ヘッド）２０，研磨テーブル１４，研磨液供給ノズル２４には，各々，温調装置（図示せず）が設けられており，上記箇所の温度を適宜好適に設定することにより，より好適な研磨を実行することができる。
【００３５】
また，図２に示すように，本実施形態にかかる固定砥粒研磨パッド１６の表面には，溝加工１６ａ，１６ｂが施されている。かかる溝加工は，研磨液を，固定砥粒研磨パッドの全体（特に中心付近）に効率的に均一に行き渡らせるためである。このことにより，半導体ウェハ面内の平坦化，研磨レートの向上，局部的な昇温による熱膨張の防止などを図ることができる。例えば，図２（ａ）に示すような放射状の溝加工や，図２（ｂ）に示すような格子状の溝加工を施すことができる。
【００３６】
また，本実施形態にかかる固定砥粒研磨パッド１６は，少なくとも多官能イソシアネートと，多官能ポリオールと，水またはカルボン酸からなる発泡剤とからなるポリウレタン結合材に，水酸基を持つ砥粒，あるいは水酸基を付与した砥粒を含有させた構成である。即ち，本実施形態にかかる固定砥粒研磨パッドは，例えば砥粒（シリカ）の水酸基（−ＯＨ）が，結合材（ウレタン）のイソシアネート化合物（−Ｎ＝Ｃ＝０を有する化合物）との共有結合により反応して化学的に結合されている。
【００３７】
また，本実施形態にかかる固定砥粒研磨パッド１６は，ポリウレタンのハードセグメントの分子量が分子量比で全体の２０％〜６０％となるように調整されているのが好ましい。このように，ポリウレタンのハードセグメントの分子量を，分子量比で全体の２０％以上６０％以下に制御することにより，シリコンウェハ，及び水酸基を持つ砥粒（あるいは水酸基を付与した砥粒）に対して水素結合を促進させることができる。かかる水素結合によって，結合材がシリコンウェハに対して化学研磨機能を発揮してＣＭＰ研磨効率が向上すると共に，固定砥粒研磨パッド１６中の砥粒の離脱も防止される。
【００３８】
即ち，砥粒自身は水酸基を有しており（あるいは砥粒表面には水酸基が付着されており），結合材はウレタン結合の［Ｏ−］部分を有している。かかる水酸基と，ウレタン結合の［Ｏ−］部分とが水素結合することにより，結合材から砥粒が脱離することが防止される。さらに，シリコンウェハのＣＭＰ効率が向上するのに起因して砥粒への負担が軽減されることにより，砥粒の脱離が防止される。
【００３９】
また，ウレタン結合量はハードセグメントの分子量比に比例するので，分子量比が２０％以下の場合であってもウレタン結合がされて多少は水素結合を促進させる状態となる。しかしながら，分子量比が２０％以下ではウレタン結合量が少な過ぎるため，研磨性能（研磨レート）の向上に寄与することができないものとなる。一方，分子量比が６０％以上である場合には，ハードセグメントが多すぎるため研磨パッドの硬度が高すぎる状態となってしまい，半導体ウェハにスクラッチが発生してしまう，という問題が発生する。
【００４０】
以上の理由により，ポリウレタン結合材のハードセグメントの分子量を分子量比で全体の２０％以上６０％以下とすれば，上記水素結合を促進できるものと考えられる。
【００４１】
本実施形態にかかる研磨液２５として，無機アルカリと，塩と，有機アルカリとを混合させて製造した研磨液が使用される。本実施形態にかかる研磨液においては，無機アルカリと有機アルカリとの異なる２種類のアルカリが使用されるので，各々単独で使用した場合と比較して半導体ウェハと研磨液との化学的反応を促進することができる。なお，上記化学的反応とは，研磨液から水酸基（ＯＨ−）が半導体ウェハ表面に付与されて化学的に結合することにより，固定砥粒研磨パッド１６のハードセグメントを構成する極性基あるいは固定砥粒研磨パッド１６に含まれる砥粒の水酸基と水素結合を生成あるいは水酸基同士の脱水反応によって半導体ウェハ表面を研磨することを意味する。
【００４２】
また，異なる２種類のアルカリを使用することにより，化学的反応が促進されることの原理の詳細は不明であるが，以下の理由が考えられる。即ち，例えば，無機アルカリである水酸化カリウム（ＫＯＨ）は，研磨液中でＫ＋とＯＨ−とに分かれて存在するが，有機アルカリであるアンモニア（ＮＨ３）は，研磨液中の水と反応して，ＮＨ４＋とＯＨ−とに分かれて存在する。かかる水酸基（ＯＨ−）が形成される状態が異なることを理由として，化学反応の相乗効果が発揮されるからであると推察される。
【００４３】
上記のように，研磨液に無機アルカリと有機アルカリを含有させることによって，研磨液のｐＨ値が上昇して化学的反応を促進するので，半導体ウェハの研磨効率を向上させることができる。しかしながら，研磨液のｐＨ値を長時間維持することができずに，時間が経過するにつれて研磨液のｐＨ値が著しく低下してしまっていた。このため，研磨液の品質（ｐＨ値）を一定に保つためには，研磨液を頻繁に交換するしかなかった。このため，生産コストが上昇するだけでなく，固定砥粒研磨パッド１６による研磨方法の特徴である研磨液を容易に再利用できるという長所が失われてしまう，という問題があつた。
【００４４】
かかる問題を回避して研磨液のｐＨ値を長時間維持させるため，本実施形態においては，無機アルカリと，有機アルカリとを混合する際に，塩を加えて混合する構成を採用することとしている。このように，無機アルカリと，塩と，有機アルカリとを混合して研磨液を製造することによって，研磨液の高いｐＨ値を長時間維持することが可能となった。
【００４５】
このとき，研磨液のｐＨ値は１０〜１３の範囲であるのが好ましい。即ち，研磨液のｐＨ値が１０未満では研磨効率が低くなり，ｐＨ値が１３を超えると化学的反応が大きくなり過ぎるため，半導体ウェハを平坦に研磨できなくなるからである。
【００４６】
本実施形態にかかる研磨液は，無機アルカリ，塩及び有機アルカリと混合して製造される。以下にその詳細を説明する。
【００４７】
本実施形態にかかる無機アルカリとしては，アルカリ金属化合物の水酸化物，アルカリ土類化合物の水酸化物のいずれか一方，あるいは双方を混合して製造される。アルカリ金属化合物の水酸化物としては，例えば水酸化リチウム，水酸化ナトリウム，水酸化カリウムなどが挙げられる。アルカリ土類化合物の水酸化物としては，例えば，水酸化カルシウム，水酸化ストロンチウム，水酸化バリウムからなる群から選択することができる。
【００４８】
また，本実施形態にかかる有機アルカリとしては，アンモニアまたはアミンのうちいずれか一方，あるいは双方を混合して製造される。アミンは，水溶性の有するアミンであれば，特に限定されない。例えば，水溶性を有するアミンとしては，アニリン，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，ピペラジン，１，６−ヘキサンジアミンヒドラジン，エチルアミン，ジエチルアミン，トリエチルアミン，メチルアミン，ジメチルアミン，トリメチルアミン，イソプロパノールアミン，アミノエチルエタノールアミン，アミノエチルピペラジン，エチレンジアミン，ジエチレントリアミン，テトラエチレンペンタミン，トリエチレンテトラミン，ヘキサメチレンテトラミン，ペンタエチレンヘキサミンなどが含まれる。
【００４９】
また，本実施形態にかかる塩は，強アルカリと弱酸とを混合して製造される。強アルカリとしては，アルカリ金属化合物の水酸化物，あるいはアルカリ土類化合物の水酸化物を使用し，各々，弱酸と混合される。例えば，塩は，炭酸アンモニウム，炭酸水素アンモニウム，カルバミン酸アンモニウム，炭酸リチウム，炭酸ナトリウム，炭酸水素ナトリウム，炭酸カリウム，炭酸水素カリウム，炭酸カルシウム，炭酸ストロンチウム，炭酸バリウムからなる群から選択することができる。
【００５０】
また，本実施形態においては，必要に応じて，汚染物を除去するためにキレート剤を加えることもできる。キレート剤としては，エチレンジアミン四酢酸，エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム，ジエチレントリアミン五酢酸，プロピレンジアミン四酢酸，ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸，グリコールエーテルジアミン四酢酸，ニトリロ三酢酸，ヒドロキシエチルイミノ二酢酸，ジヒドロキシエチルグリシン，およびトリエチレンテトラアミン六酢酸，シュウ酸，アセチルアセトン，２，２’−ビピリジンおよびその他が挙げられる。これらの中で，エチレンジアミン四酢酸，エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム，ジエチレントリアミン五酢酸，プロピレンジアミン四酢酸，ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸，グリコールエーテルジアミン四酢酸，ニトリロ三酢酸，ヒドロキシエチルイミノ二酢酸，ジヒドロキシエチルグリシン，およびトリエチレンテトラアミン六酢酸などが含まれる。
【００５１】
なお，塩で使用される強アルカリと，有機アルカリあるいは無機アルカリの成分とが重なる場合もあるが，強アルカリと弱酸とを混合して製造された塩の状態であるため，強アルカリは，有機アルカリ，あるいは無機アルカリとは同じ働きはしない。また，塩は，強アルカリと弱酸とを混合して一度塩として製造しないと塩として機能しないばかりでなく，成分比も制御することができない。
【００５２】
本実施形態においては，無機アルカリと有機アルカリを含有させた研磨液は，そのｐＨ値が上昇しており半導体ウェハと研磨液との化学的反応が促進されるので，半導体ウェハの研磨効率を向上させることができる。さらに，研磨液を製造する際に，塩が加えられるので，研磨液のｐＨ値を長時間一定に保つことができる。この結果，半導体ウェハを均一な研磨精度に研磨することができると共に，研磨液のｐＨ値の経時変化が小さいので，その廃液をリサイクルして再利用することができる。
【実施例】
【００５３】
次に，上記実施形態に基づいて，固定砥粒研磨パッド１６を作製し，各種研磨液を使用して，被研磨物の研磨効率などを調査したので，以下に具体的に説明する。
【００５４】
なお，本実施例では，同一の固定砥粒研磨パッド１６に対して，８種類の研磨液を使用した（実施例１〜８）。また，上記固定砥粒研磨パッド１６の比較例として，従来より市販されている遊離砥粒方式の研磨パッドを使用した。
【００５５】
実施例１は，無機アルカリのみの研磨液を使用した。実施例２は，強アルカリと弱酸からなる塩のみの研磨液を使用した。実施例３は，弱アルカリと弱酸からなる塩のみ研磨液を使用した。実施例４は，弱アルカリと強酸からなる塩のみの研磨液を使用した。実施例５は，強アルカリと強酸からなる塩のみの研磨液を使用した。実施例６は，有機アルカリのみの研磨液を使用した。実施例７は，無機アルカリと有機アルカリとを混合した研磨液を使用した。実施例８は，無機アルカリと有機アルカリと塩とを混合した研磨液を使用した。
【００５６】
また，比較例としては，遊離砥粒方式で市販の研磨パッド（ロデール・ニッタ社製ＳＵＢＡ４００）と研磨液（フジミインコーポレーテッド社製，コンポール８０）を使用した。シリコンウェハを研磨加工した例を示した。
【００５７】
固定砥粒研磨パッド１６は，分子量２５０〜４０００官能基数２〜５のポリエーテルポリオール（三洋化成社製，商品名：サンニックス），ポリエステルポリオール（旭電化工業社製，商品名：アデカ  ニューエース  住友バイエルウレタン製，商品名：デスモフェン，バイコール），イソシアネートＮＣＯ基含有量３１％のイソシアネート（ダウ・ポリウレタン社製，商品名ＰＡＰＩ  １３５），水，アミン系触媒（東ソー社製，商品名ＴＯＹＯＣＡＴ−ＥＴ），シリコーン整泡剤（日本ユニカー社製，商品名：Ｌ−５３０９）と研磨砥粒（コロイダルシリカ：扶桑化学工業社製，ヒュームドシリカ：信越石英社製，各々砥粒径２〜８μｍ）を割合（重量部）で配合して，液状混合物を調整した。この液状混合物を金型に注入して，２０〜３０℃の室温で２４時間放置し，発泡硬化させて作製した。
【００５８】
この固定砥粒研磨パッド１６を研磨機の定盤に粘着テープで貼り付け，ダイアモンドを電着した，修正リングで，固定砥粒研磨パッド１６の表面を修正し，発泡構造が表面に露出した厚さ９ｍｍの固定砥粒研磨パッド１６を得た。固定砥粒研磨パッド１６に被研磨物を押圧し，固定砥粒研磨パッド１６と被研磨物との間に研磨液を供給しながら，固定砥粒研磨パッド１６と被研磨物との相対運動によって，被研磨物を研磨加工した。
【００５９】
なお，無機アルカリとしては，水酸化ナトリウムを使用した。また，強アルカリと弱酸からなる塩としては炭酸ナトリウムを使用した。また，弱アルカリと弱酸からなる塩としては，酢酸アンモニウムを使用した。また，弱アルカリと強酸からなる塩としては，塩化アンモニウムを使用した。また，強アルカリと強酸からなる塩としては，塩化ナトリウムを使用した。また，有機アルカリとしては，エチレンジアミンを使用した。
【００６０】
［研磨条件］
研磨圧力：２００ｇ重／ｃｍ２
定盤（φ６５０）の回転数：８０ｒｐｍ
【００６１】
［実験結果］
【表１】
2006093655.tif 000003
【００６２】
（実施例）
（１）研磨状態
上記表１に示すように，実施例１，実施例２，実施例６〜８では，初期の段階において，研磨することができた。実施例３〜５は，初期の段階においてｐＨ値が下がり過ぎてしまい研磨することが出来なかった。
【００６３】
（２）研磨レート
上記表１に示すように，研磨レートは，初期の段階では，実施例１，実施例２，実施例６では，０．５μｍ/ｍｉｎ前後であり，ほぼ一定であった。これに対し，実施例７および８では，初期の段階では，実施例１，実施例２，実施例６よりも大きい値の研磨レートが得られた。また，研磨液を５０℃で２４時間保持した場合には，実施例２および実施例８では，研磨レートは殆ど低下しなかった。
【００６４】
（比較例）
また，比較例では，固定砥粒研磨パッドの場合と比較して，研磨レートが低下していた。この理由としては，研磨液が有機アルカリだけで調整されているので，ｐＨ値の経時変化が大きいことが原因と推察される。また，研磨液を５０℃で２４時間保持した場合には，遊離砥粒が凝固してしまい研磨レートが低下するという現象も知見された。
【００６５】
かかる実験結果により，上記実施例８の無機アルカリと有機アルカリと塩とを混合した研磨液を使用することにより，半導体ウェハの研磨状態及び研磨レート共に良好な結果が得られた。このことから，実施例８の無機アルカリと有機アルカリと塩とを混合した研磨液を使用することが，最も好適であると考えられる。
【００６６】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は，研磨液，及び研磨装置に適用可能であり，さらに詳細には，研磨パッドに砥粒を含有させた固定砥粒研磨パッドを使用して，半導体ウェハ表面を研磨する際に使用される研磨液，及び当該研磨液を使用する研磨装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる固定砥粒研磨パッドを使用した研磨装置の概要を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかる固定砥粒研磨パッドの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０  研磨装置
１４  研磨テーブル
１６  固定砥粒研磨パッド
２０  基板保持部
２２  リング
２５  研磨液
３０  半導体ウェハ
【図１】
2006093655.tif 000004
【図２】
2006093655.tif 000005