半導体基板用研磨液及び半導体基板の研磨方法
【課題】半導体基板及び絶縁層を優れた研磨速度で研磨することが可能な半導体基板用研磨液及び半導体基板の研磨方法を提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態に係る半導体基板用研磨液は、セリア粒子及びシリカ粒子を含む砥粒と、第１酸解離定数が７以下である化合物と、塩基性化合物と、を含有する。本発明の一実施形態に係る半導体基板の研磨方法は、表面１ａのみに開口した中空部３ａが形成された基板本体１と、中空部３ａ内に配置された、ＴＳＶ（貫通電極）７ａとなるべき導電部材７と、中空部３ａ内において基板本体１及び導電部材７の間に配置された絶縁層５と、を備える半導体基板４００の基板本体１及び絶縁層５を、前記半導体基板用研磨液を用いて裏面１ｂ側から研磨して導電部材７を裏面１ｂ側に露出させ、ＴＳＶ７ａを有する貫通電極構造を形成する研磨工程を備える。
【解決手段】本発明の一実施形態に係る半導体基板用研磨液は、セリア粒子及びシリカ粒子を含む砥粒と、第１酸解離定数が７以下である化合物と、塩基性化合物と、を含有する。本発明の一実施形態に係る半導体基板の研磨方法は、表面１ａのみに開口した中空部３ａが形成された基板本体１と、中空部３ａ内に配置された、ＴＳＶ（貫通電極）７ａとなるべき導電部材７と、中空部３ａ内において基板本体１及び導電部材７の間に配置された絶縁層５と、を備える半導体基板４００の基板本体１及び絶縁層５を、前記半導体基板用研磨液を用いて裏面１ｂ側から研磨して導電部材７を裏面１ｂ側に露出させ、ＴＳＶ７ａを有する貫通電極構造を形成する研磨工程を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板用研磨液及び半導体基板の研磨方法に関し、特に、半導体基板の主面の加工に好適な半導体基板用研磨液及び半導体基板の研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで長年にわたり、半導体デバイスの高性能化はスケーリング則に基づく微細化、高集積化によってなされてきた（例えば、下記非特許文献１参照）。しかしながら、近年このようなアプローチは限界を迎えつつあり、設計や実装も含めたシステム全体での高性能化へと方向性が変わりつつある。
【０００３】
このようなシステム全体での高性能化の手法が種々検討されており、例えば、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ−ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：大規模集積回路）チップを縦方向（高さ方向）に高密度に積層する三次元実装技術もその一つである（例えば、下記非特許文献２参照）。三次元実装技術の中でも特に、ＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ−ｓｉｌｉｃｏｎ Ｖｉａ：シリコン貫通ビア）と呼ばれる、ＬＳＩチップを貫通した配線（貫通電極）を介して、上下に配置されたＬＳＩチップを接続する技術が注目されている。
【０００４】
ＴＳＶを形成する手法は多数提案されており、配線工程においてＴＳＶを形成する手法、又は前工程完了後に基板表面からＴＳＶを形成する手法が検討されている。例えば、ＴＳＶ構造を有する半導体基板は、以下のようにして製造される。まず、表面（一方の主面）のみに開口した中空部が形成された半導体基板（例えばシリコン基板）の当該表面上に、ＴＳＶを絶縁するための絶縁層（例えばシリコン酸化膜（二酸化ケイ素膜））を中空部の形状に沿って形成する。次に、ＴＳＶ材料である導電部材（例えば銅層等の導電体層）を中空部内に配置する。続いて、半導体基板を裏面（他方の主面）側からグラインダーを用いて研削して、絶縁層が露出する寸前まで半導体基板を薄層化した後、グラインダーによって半導体基板の裏面に発生した研削傷（研削痕）を研磨により解消する。この場合、半導体基板を裏面側から研磨して半導体基板の裏面側の表層部を除去することにより、半導体基板の裏面側に絶縁層が現れる。そして、半導体基板を裏面側から更に研磨して絶縁層を除去することにより、半導体基板の裏面側に導電部材が露出してＴＳＶが形成される。このようにＴＳＶを得るためには、研削傷を解消するための研磨において、研磨面に露出する半導体基板の裏面側の表層部や絶縁層を研磨除去する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４１６９３３７号明細書
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ Ｊ． Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ， ｖｏｌ． ＳＣ−９， ｐｐ． ２５６−２６８ （１９７４）．
【非特許文献１】Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ｍｅｅｔｉｎｇ （ＩＥＥＥ， Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ， ＮＪ， ２００１）， ｐ． ２３．１．１．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、研削傷を解消するための研磨には、シリコン等の半導体基板の構成材料を研磨対象とした半導体基板製造用の研磨液が使用される場合がある。半導体基板製造用の研磨液としては、例えば、一次粒子の粒径が４〜２００ｎｍ（好ましくは４〜１００ｎｍ）の範囲内であるコロイド形態のシリカ及びシリカゲルのいずれかと、水溶性アミンとを含有する研磨液が挙げられる（例えば、上記特許文献１参照）。
【０００８】
しかしながら、このような半導体基板製造用の研磨液は、シリコン等の半導体基板の構成材料を主な研磨対象としているため、当該研磨液を用いた場合における絶縁層の研磨速度は非常に低い。そのため、このような半導体基板製造用の研磨液を用いて、導電部材を被覆している絶縁層を研磨したとしても、絶縁層が残存してしまい導電部材が露出し難い。この場合、導電部材を露出させるためには、絶縁層研磨用の研磨液を用いて絶縁層を研磨する工程や、ウエットエッチング、ドライエッチング等の手法により絶縁層を除去する工程が別途必要であり、貫通電極を得るための工程が煩雑化してしまう。そのため、従来の半導体基板用研磨液に対しては、半導体基板と共に絶縁層を優れた研磨速度で研磨することが求められている。
【０００９】
本発明は、前記課題を解決しようとするものであり、半導体基板及び絶縁層を優れた研磨速度で研磨することが可能な半導体基板用研磨液及び当該半導体基板用研磨液を用いた半導体基板の研磨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】
【００１０】
本発明に係る半導体基板用研磨液は、セリア粒子及びシリカ粒子を含む砥粒と、第１酸解離定数（ｐＫａ１）が７以下である化合物と、塩基性化合物と、を含有する。
【００１１】
なお、酸解離定数（ｐＫａ）は、酸から水素イオンが放出される解離反応における平衡定数Ｋａの負の常用対数（逆数の対数）であり、複数のｐＫａを有する化合物を用いる場合には、一段目の酸解離定数を「ｐＫａ１」という。また、本発明において、第１酸解離定数が７以下である化合物は、単一のｐＫａを有する化合物であってもよく、この場合には、当該単一のｐＫａを「ｐＫａ１」という。前記ｐＫａ１の値としては、例えば、化学便覧、基礎編ＩＩ（改訂５版、丸善（株））を参照することができる。
【００１２】
本発明に係る半導体基板用研磨液によれば、半導体基板及び絶縁層を優れた研磨速度ですることができる。このような本発明によれば、導電部材を被覆している絶縁層や半導体基板の表層部を研磨することにより導電部材を露出させることが可能であり、導電部材を被覆する絶縁層を除去する工程を別途設ける必要がないことから、工程を煩雑化させることなく貫通電極構造を容易に形成することができる。
【００１３】
ところで、半導体基板を貫通した貫通電極を介して、上下に配置されたＬＳＩチップを接続するためには、半導体基板の主面に露出した貫通電極の端部を凸状に加工して半導体基板の主面から突出させることが好ましい。この場合、半導体基板の主面から突出する貫通電極を得るためには、半導体基板の主面に露出した貫通電極上に凸状の導電体を別途形成する工程を設けることも考えられるが、工程が煩雑化してしまう。
【００１４】
このような問題を避けるため、半導体基板、絶縁層及び貫通電極が露出した研磨面において、貫通電極に比して半導体基板や絶縁層を過剰に研磨除去し、貫通電極の端部を半導体基板の主面から突出させることが考えられる。しかしながら、従来の半導体基板用研磨液を用いた場合には、絶縁層を充分に研磨除去することが困難であることから、半導体基板の主面から突出する貫通電極を得ることが困難である。
【００１５】
一方、本発明に係る半導体基板用研磨液によれば、貫通電極を構成する導電部材（例えば銅層）の研磨速度を抑制しつつ、半導体基板及び絶縁層を優れた研磨速度で研磨することもできる。このような研磨液によれば、半導体基板の主面に露出した貫通電極上に凸状の導電体を別途形成する工程を設ける必要がないことから、工程を煩雑化させることなく、半導体基板の主面から突出する貫通電極を容易に得ることができる。
【００１６】
第１酸解離定数が７以下である化合物は、アゾール及びアミノ酸から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。アゾールは、１，２，４−トリアゾールであることが好ましい。アミノ酸は、グリシン及びヒスチジンから選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。これらの場合、半導体基板及び絶縁層を更に優れた研磨速度で研磨することができる。
【００１７】
塩基性化合物は、含窒素塩基性化合物及び無機塩基性化合物から選ばれる少なくとも一種であることが好ましく、水酸化カリウム及び水酸化テトラメチルアンモニウムから選ばれる少なくとも一種であることがより好ましい。これらの場合、半導体基板及び絶縁層を更に優れた研磨速度で研磨することができる。
【００１８】
塩基性化合物の含有量は、０．１０質量％以上であることが好ましい。
【００１９】
本発明に係る半導体基板用研磨液は、カルボキシル基を有する有機酸を更に含有していてもよい。
【００２０】
本発明に係る半導体基板用研磨液のｐＨは、９．０以上１２．０以下であることが好ましい。
【００２１】
本発明に係る半導体基板用研磨液は、一方の主面のみに開口した中空部が形成された基板本体と、中空部内に配置された、貫通電極となるべき導電部材と、を備える半導体基板の基板本体を他方の主面側から研磨し、導電部材を前記他方の主面側に露出させて貫通電極構造を形成するために用いられてもよい。また、本発明に係る半導体基板用研磨液は、一方の主面から他方の主面にかけて貫通する貫通孔が形成された基板本体と、貫通孔内に配置された貫通電極と、を備える半導体基板の基板本体を前記一方の主面側又は前記他方の主面側から研磨するために用いられてもよい。
【００２２】
本発明に係る半導体基板の研磨方法は、一方の主面のみに開口した中空部が形成された基板本体と、中空部内に配置された、貫通電極となるべき導電部材と、を備える半導体基板の基板本体を、前記半導体基板用研磨液を用いて前記他方の主面側から研磨し、導電部材を前記他方の主面側に露出させて貫通電極構造を形成する研磨工程を備えていてもよい。このような研磨方法によれば、貫通電極構造を有する半導体基板を容易に得ることができる。
【００２３】
また、本発明に係る半導体基板の研磨方法は、一方の主面から他方の主面にかけて貫通する貫通孔が形成された基板本体と、貫通孔内に配置された貫通電極と、を備える半導体基板の基板本体を、前記半導体基板用研磨液を用いて前記一方の主面側又は前記他方の主面側から研磨する研磨工程を備えていてもよい。このような研磨方法によれば、半導体基板の主面から突出する貫通電極を容易に得ることができる。
【００２４】
本発明に係る半導体基板の研磨方法は、研磨工程の前に、研磨工程において研磨される主面側から基板本体を研削する工程を更に備えていてもよい。
【００２５】
本発明に係る半導体基板の研磨方法では、研磨工程において、アスカーＣ硬度が５０以上９０以下である研磨布（研磨パッド）を用いて基板本体を研磨することが好ましい。この場合、半導体基板の主面から突出する貫通電極を更に容易に得ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、半導体基板及び絶縁層を優れた研磨速度で研磨することが可能な半導体基板用研磨液及び当該半導体基板用研磨液を用いた半導体基板の研磨方法が提供される。このような研磨液によれば、工程を煩雑化させることなく貫通電極構造を容易に形成することができる。また、本発明によれば、導電部材の研磨速度を抑制しつつ、半導体基板及び絶縁層を優れた研磨速度で研磨することもできる。このような研磨液によれば、工程を煩雑化させることなく、半導体基板の主面から突出する貫通電極を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る研磨方法の工程を示す模式断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る研磨方法の工程を示す模式断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る研磨方法の工程を示す模式断面図である。
【図４】本発明の他の一実施形態に係る研磨方法の工程を示す模式断面図である。
【図５】研磨後の研磨面のＳＥＭ写真を示す図である。
【図６】研磨後の研磨面におけるＴＳＶの形状の測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施形態に係る半導体基板用研磨液及び当該研磨液を用いた半導体基板の研磨方法ついて詳細に説明する。
【００２９】
＜半導体基板用研磨液＞
本実施形態に係る半導体基板用研磨液は、砥粒（研磨粒子）と、第１酸解離定数（ｐＫａ１）が７以下である化合物と、塩基性化合物と、を含有する。
【００３０】
（砥粒）
本実施形態に係る半導体基板用研磨液で用いられる砥粒は、セリア粒子（酸化セリウム粒子）及びシリカ粒子（二酸化ケイ素粒子）を少なくとも含む。半導体基板及び絶縁層が露出した研磨面をこのような研磨液を用いて研磨する場合には、シリカ粒子によって主に半導体基板が研磨され、セリア粒子によって主に絶縁層が研磨される。シリカ粒子としては、コロイダルシリカ粒子が好ましい。
【００３１】
また、必要に応じて他の砥粒を併用してもよい。併用できる他の砥粒としては、具体的には例えば、アルミナ、チタニア、ジルコニア又は有機ポリマ等からなる砥粒を挙げることができる。
【００３２】
セリア粒子の平均粒径（二次粒径）は、研磨液中での分散安定性が良く、ＣＭＰにより発生する研磨傷（スクラッチ）の発生数が少ない点で、５００ｎｍ以下が好ましく、３００ｎｍ以下がより好ましい。セリア粒子の平均粒径は、実用的な研磨速度を得やすくなる点で、１０ｎｍ以上が好ましく、３０ｎｍ以上がより好ましく、５０ｎｍ以上が更に好ましい。
【００３３】
セリア粒子の含有量は、充分な絶縁層の研磨速度を得やすくなる点で、研磨液全質量基準で０．０１質量％以上が好ましく、０．０５質量％以上がより好ましく、０．１０質量％以上が更に好ましい。セリア粒子の含有量は、研磨液中で粒子が凝集することを抑制可能である点で、研磨液全質量基準で２．００質量％以下が好ましく、１．００質量％以下がより好ましく、０．８０質量％以下が更に好ましい。
【００３４】
シリカ粒子の平均粒径（二次粒径）は、研磨液中での分散安定性が良く、ＣＭＰにより発生する研磨傷（スクラッチ）の発生数が少ない点で、２００ｎｍ以下が好ましく、１００ｎｍ以下がより好ましい。特に、シリカ粒子としては、平均粒径が２００ｎｍ以下のコロイダルシリカが好ましく、平均粒径が１００ｎｍ以下のコロイダルシリカがより好ましい。シリカ粒子の平均粒径は、実用的な研磨速度を得やすくなる点で、５ｎｍ以上が好ましく、７ｎｍ以上がより好ましく、９ｎｍ以上が更に好ましい。
【００３５】
シリカ粒子の含有量は、充分な半導体基板の研磨速度を得やすくなる点で、研磨液全質量基準で０．０１質量％以上が好ましく、０．０５質量％以上がより好ましく、０．１０質量％以上が更に好ましい。シリカ粒子の含有量は、研磨傷等の欠陥の発生を抑制しつつ含有量に見合う研磨速度の向上効果が得やすくなる点で、研磨液全質量基準で５．００質量％以下が好ましく、１．００質量％以下がより好ましく、０．５０質量％以下が更に好ましい。
【００３６】
なお、前記平均粒径は、例えば、レーザ回折式粒度分布計（例えば、堀場製作所製のＬＡ−９２０）、光回折散乱式粒度分布計（例えば、ＣＯＵＬＴＥＲ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社製の商品名ＣＯＵＬＴＥＲ Ｎ４ ＳＤ）で測定できる。
【００３７】
（第１酸解離定数が７以下である化合物）
本実施形態に係る半導体基板用研磨液は、第１酸解離定数が７以下である化合物を含有する。第１酸解離定数が７以下である化合物を研磨液が含有することによって、所望のｐＨにて半導体基板の構成材料（シリコン等）の溶解剤として機能する塩基性化合物の含有量を増加させることができる。その結果、第１酸解離定数が７以下である化合物を含有していない研磨液に比して研磨速度を大幅に高めることが可能となる。
【００３８】
第１酸解離定数が７以下である化合物としては、塩基性化合物の含有量を増加させることができる上に、導電部材に対する研磨を抑制しやすくなる点で、アゾール及びアミノ酸から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。アゾールは、１，２，４−トリアゾールであることが好ましい。なお、１，２，４−トリアゾールは、後述する金属防食剤としての効果も有している。アミノ酸は、グリシン及びヒスチジン（例えばＬ−ヒスチジン）から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
【００３９】
第１酸解離定数が７以下である化合物の含有量は、研磨速度の向上効果を充分に得やすくなる点で、研磨液全質量基準で０．１０質量％以上が好ましく、０．２０質量％以上がより好ましく、０．３０質量％以上が更に好ましい。第１酸解離定数が７以下である化合物の含有量は、研磨液を濃縮する際に砥粒が凝集する等の不具合が発生することを抑制できる点で、研磨液全質量基準で５．００質量％以下が好ましく、３．００質量％以下がより好ましく、１．５０質量％以下が更に好ましい。第１酸解離定数が７以下である化合物として複数の化合物を用いる場合は、各化合物の含有量の合計が上記範囲を満たすことが好ましい。
【００４０】
（塩基性化合物）
本実施形態に係る半導体基板用研磨液は、塩基性化合物を含有する。塩基性化合物は、含窒素塩基性化合物及び無機塩基性化合物から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。含窒素塩基性化合物は、水酸化テトラメチルアンモニウムであることが好ましい。無機塩基性化合物は、水酸化カリウムであることが好ましい。塩基性化合物としては、ＴＳＶを構成する導電部材（例えば銅）が過剰に溶解することを抑制できる点で、水酸化カリウムがより好ましい。一方で、塩基性化合物としては、ＴＳＶを構成する導電部材が過剰に溶解してしまうことを抑制する点で、銅と錯形成する塩基性化合物（例えば水酸化アンモニウム）とは異なる化合物を用いることが好ましい。塩基性化合物は、単独で又は複数組み合わせて用いることができる。
【００４１】
塩基性化合物の含有量は、実用的な半導体基板の研磨速度を得やすくなる点で、研磨液全質量基準で０．１０質量％以上が好ましく、０．２０質量％以上がより好ましく、０．３０質量％以上が更に好ましい。塩基性化合物の含有量は、砥粒であるシリカ粒子の解重合やイオン強度の高まりによる凝集等の不具合が発生することを抑制できる点で、研磨液全質量基準で５．００質量％以下が好ましく、３．００質量％以下がより好ましく、１．００質量％以下が更に好ましい。
【００４２】
（金属防食剤）
本実施形態に係る半導体基板用研磨液は、金属防食剤を更に含有していてもよい。金属防食剤としては、アゾール（第１酸解離定数が７以下である化合物に該当するアゾールを除く）が好ましく、トリアゾール骨格を有するアゾールがより好ましく、ベンゾトリアゾール骨格を有するアゾールが更に好ましく、１Ｈ−ベンゾトリアゾールが特に好ましい。
【００４３】
金属防食剤の含有量は、導電部材（例えば銅層）が研磨されることを充分に抑制し易くなる点で、研磨液全質量基準で０．００１質量％以上が好ましく、０．００５質量％以上がより好ましく、０．０１質量％以上が更に好ましい。金属防食剤の含有量は、砥粒の凝集といった不具合の発生を抑制しつつ、含有量に見合うだけの導電部材の研磨の抑制効果が得られる点で、研磨液全質量基準で１．００質量％以下が好ましく、０．５０質量％以下がより好ましく、０．２０質量％以下が更に好ましい。
【００４４】
（カルボキシル基を有する有機酸）
本実施形態に係る半導体基板用研磨液は、カルボキシル基を有する有機酸（アミノ酸を除く）を更に含有していてもよい。カルボキシル基を有する有機酸としては、例えばリンゴ酸、ピコリン酸、マレイン酸が挙げられる。カルボキシル基を有する有機酸の含有量は、研磨液全質量基準で例えば０．００１質量％以上１．０質量％以下である。
【００４５】
（その他の成分）
本実施形態に係る半導体基板用研磨液は、上述した成分の他に、水、水以外の溶媒、水溶性高分子等のように一般に研磨液に添加される成分を、上述した研磨液の作用効果を損なわない範囲で更に含有することができる。
【００４６】
（ｐＨ）
本実施形態に係る半導体基板用研磨液のｐＨは、充分な研磨速度を得やすくなる点で、９．０以上が好ましく、９．５以上がより好ましく、１０．０以上が更に好ましい。半導体基板用研磨液のｐＨは、研磨液の液状安定性の低下を抑制する点で、１２．０以下が好ましく、１１．５以下がより好ましく、１１．０以下が更に好ましい。半導体基板用研磨液のｐＨが１２．０以下であることにより、砥粒が解重合を生じて研磨液の液状安定性が低下することを抑制することもできる。半導体基板用研磨液のｐＨは、例えば、半導体基板用研磨液における、ｐＫａ１が７以下の化合物及び塩基性化合物の含有量で調整することができる。
【００４７】
半導体基板用研磨液のｐＨは、ｐＨメータ（例えば、横河電機株式会社製、Ｍｏｄｅｌ ｐＨ８１）で測定することができる。中性リン酸塩ｐＨ緩衝液（ｐＨ６．８６（２５℃））と、ホウ酸塩ｐＨ標準液（ｐＨ９．１８（２５℃））とを用いて２点校正した後、電極を研磨液に入れて、２分以上経過して安定した後の値を研磨液のｐＨとして採用することができる。
【００４８】
（保存形態）
本実施形態に係る半導体基板用研磨液は、含有成分の濃度を予め高くした濃縮形態として保存することができる。この場合、研磨液の使用時には、水等で本来の含有成分の濃度まで濃縮形態の研磨液を希釈して使用すればよい。さらに、本実施形態に係る半導体基板用研磨液は、含有成分をいくつかの液体に分けた分液形態として保存し、それらを使用時に混合して使用することもできる。
【００４９】
＜半導体基板の研磨方法＞
本実施形態に係る半導体基板の研磨方法では、前記半導体基板用研磨液を用いて半導体基板を研磨する。前記半導体基板用研磨液は、半導体基板及び絶縁層を優れた研磨特性で同時研磨可能である。そのため、導電部材を被覆する半導体基板の表層部及び絶縁層が露出した半導体基板の主面を前記半導体基板用研磨液を用いて研磨して、半導体基板の表層部及び絶縁層を除去することにより、導電部材を主面に露出させることが可能である。これにより、半導体基板の一方の主面から他方の主面にかけて貫通し一方の主面及び他方の主面を接続する貫通電極を有する配線構造を得ることができる。このような半導体基板用研磨液は、半導体基板の研削工程において研削（グラインディング）した当該基板の主面を研磨して研削傷を解消する用途に特に適している。さらに、前記半導体基板用研磨液を用いて半導体基板の主面を研磨することにより、半導体基板の主面から突出する貫通電極を有する配線構造を得ることも可能であり、上下に配置されたＬＳＩチップの接続に好適な貫通電極を容易に得ることができる。
【００５０】
本実施形態に係る半導体基板の研磨方法の第１態様は、
（１）表面（一方の主面）のみに開口した中空部が形成された基板本体と、中空部内に配置された、貫通電極となるべき導電部材と、導電部材における裏面（基板本体の他方の主面）側の端部及び基板本体の裏面側の表層部の間に少なくとも配置された絶縁層と、を備える半導体基板を準備する準備工程と、
（２）準備工程の後、導体部材が露出しないように裏面側から基板本体を研削して基板本体を薄化する研削工程（薄層化工程）と、
（３）研削工程の後、前記半導体基板用研磨液を用いて基板本体及び絶縁層を裏面側から研磨し、導電部材を裏面側に露出させて貫通電極構造を形成する研磨工程と、を備える。
半導体基板の研磨方法の第１態様では、研磨工程において、導電部材を被覆する絶縁層や基板本体の裏面側の表層部を研磨除去して導電部材を裏面側に露出させ、貫通電極を形成する。以下、図１〜図３を用いて半導体基板の研磨方法の第１態様について説明する。
【００５１】
準備工程では、まず、互いに対向する表面（一方の主面、第１の主面）１ａ及び裏面（他方の主面、第２の主面）１ｂを有するシリコン基板等の基板本体１を準備した後、表面１ａ上に素子２を形成する（図１（ａ）参照）。次に、ＴＳＶ（貫通電極）が配置されるための中空部３ａをプラズマエッチング等の方法により基板本体１の表面１ａに形成する（図１（ｂ）参照）。続いて、ＴＳＶを絶縁するための絶縁層（例えばシリコン酸化膜や、シリコン窒化膜）５を中空部３ａの形状に追従するように表面１ａ上に形成して半導体基板１００を得る（図１（ｃ）参照）。
【００５２】
次に、中空部３ａを埋め込むと共に絶縁層５の全面を覆うように、スパッタリングや電解メッキ等の方法により導電部材（例えば銅層）７を絶縁層５上に積層する（図２（ａ）参照）。続いて、素子２が露出するまで表面１ａ側から導電部材７及び絶縁層５を研磨して、半導体基板２００を得る（図２（ｂ）参照）。
【００５３】
研削工程では、絶縁層５が露出する寸前までグラインダーによって基板本体１を裏面１ｂ側から研削して基板本体１を薄層化し、半導体基板３００を得る（図２（ｃ）参照）。
【００５４】
研磨工程では、半導体基板用研磨液を用いて基板本体１を裏面１ｂ側から研磨して、研削工程においてグラインダーによって裏面１ｂに発生した研削傷を解消する。研磨工程における研磨対象である半導体基板３００は、ＴＳＶを形成するための半導体基板であり、表面１ａのみに開口した中空部３ａが形成された基板本体１と、中空部３ａ内に配置された、ＴＳＶとなるべき導電部材７と、中空部３ａの内壁に沿って基板本体１及び導電部材７の間に配置された絶縁層５と、を備えている。導電部材７の裏面１ｂ側の端部は、絶縁層５と基板本体１の裏面１ｂ側の表層部とに被覆されており、導電部材７の表面１ａ側の端部は、表面１ａ側に露出している。導電部材７は、基板本体１が裏面１ｂ側から研磨されて導電部材７が裏面１ｂ側に露出することによりＴＳＶとなる。
【００５５】
研磨工程では、研磨定盤の研磨布上に半導体基板用研磨液を供給しながら、半導体基板３００における基板本体１の裏面１ｂを研磨布に押圧した状態で、研磨定盤と基板本体１を相対的に動かして基板本体１を裏面１ｂ側から研磨することが好ましい。このような研磨方法を用いた場合に、前記半導体基板用研磨液の研磨特性を顕著に向上させることができる。
【００５６】
研磨装置としては、回転数が変更可能なモータ等に接続されていると共に研磨布を貼り付けることができる研磨定盤と、研磨される基板を保持できるホルダーとを有する一般的な研磨装置を使用できる。研磨布としては、特に制限はなく、一般的な不織布、発泡ポリウレタン、多孔質フッ素樹脂等を使用できる。
【００５７】
研磨定盤の回転速度は、基板が飛び出さないように２００ｒｐｍ以下の低回転が好ましい。基板の研磨布への押し付け圧力（研磨圧力）は、７〜５０ｋＰａが好ましい。研磨している間、研磨布には研磨液をポンプ等で連続的に供給することが好ましい。この供給量に制限はないが、研磨布の表面が常に研磨液で覆われていることが好ましい。
【００５８】
研磨工程では、研磨が進行するに伴い基板本体１の裏面１ｂ側の表層部が除去されて絶縁層５が露出し、半導体基板４００が得られる（図３（ａ）参照）。そして、半導体基板４００における基板本体１が裏面１ｂ側から更に研磨されるに伴い絶縁層５が除去されて、基板本体１に貫通孔３ｂが形成されると共に導電部材７が裏面１ｂに露出する（図３（ｂ）参照）。これにより、表面１ａから裏面１ｂにかけて基板本体１を厚さ方向に貫通するＴＳＶ７ａを有する半導体基板５００が得られる。
【００５９】
研磨工程は、裏面１ｂに研削傷を有する粗ウエハである基板本体１を裏面１ｂ側から粗研磨する粗研磨工程と、粗研磨工程の後に、基板本体１を裏面１ｂ側から精密研磨する精密研磨工程とを有していてもよい。粗研磨工程では、前記半導体基板用研磨液を用いて基板本体１を裏面１ｂ側から研磨して、基板本体１の裏面１ｂ側の表層部と絶縁層５とを除去し、ＴＳＶ７ａを有する半導体基板５００を得る。
【００６０】
前記半導体基板用研磨液は、半導体基板及び絶縁層を優れた研磨特性で同時研磨可能であり、さらに導電部材に対する研磨を充分に抑制できる。このため、さらに研磨を行った場合、ＴＳＶ７ａの研磨速度を抑制しつつ基板本体１及び絶縁層５を研磨できるため、裏面１ｂから突出したＴＳＶ７ｂが形成された半導体基板６００が得られる（図３（ｃ）参照）。
【００６１】
前記研磨工程では、アスカーＣ（ＡＳＫＥＲ Ｃ）硬度が５０以上９０以下である研磨布を用いて基板本体１を裏面１ｂ側から研磨することが好ましい。アスカーＣ硬度が５０以上であることにより、研磨が進行し易くなる傾向がある。また、アスカーＣ硬度が９０以下であることにより、研磨面への追随性が充分であり、研磨が進行するに伴い形成される裏面１ｂから突出したＴＳＶ７ｂに研磨が阻害されることを抑制できる傾向がある。なお、アスカーＣ硬度は、ゴムのような軟質なものの硬度を表す際に多用されており、日本ゴム協会標準規格（ＳＲＩＳ）によって規定されている。
【００６２】
次に、本実施形態に係る半導体基板の研磨方法の第２態様について説明する。半導体基板の研磨方法の第２態様は、
（１）表面のみに開口した中空部が形成された基板本体と、中空部内に配置された、貫通電極となるべき導電部材と、導電部材における裏面側の端部及び基板本体の裏面側の表層部の間に少なくとも配置された絶縁層と、を備える半導体基板を準備する準備工程と、
（２）準備工程の後、導体部材が露出するように裏面側から基板本体を研削することにより、表面から裏面にかけて貫通する貫通孔が形成された基板本体と、貫通孔内に配置された貫通電極と、を備える半導体基板を得る研削工程と、
（３）研削工程の後、前記半導体基板用研磨液を用いて基板本体及び絶縁層を裏面側から研磨する研磨工程と、を備える。
半導体基板の研磨方法の第２態様では、研削工程において、導電部材を裏面側に露出させて貫通電極を形成し、研磨工程において、裏面に露出した半導体基板及び絶縁層を研磨することにより、裏面から突出した貫通電極を形成する。
【００６３】
半導体基板の研磨方法の第２態様では、準備工程において、第１態様と同様に半導体基板１００を準備する。次に、研削工程において、導電部材７が露出するまでグラインダーによって基板本体１を裏面１ｂ側から研削して基板本体１を薄層化し、半導体基板５００（図３（ｂ）参照）と同様にＴＳＶ７ａを有する半導体基板を得る。得られた半導体基板は、第２態様における研磨工程の研磨対象であり、表面１ａから裏面１ｂにかけて貫通する貫通孔３ｂが形成された基板本体１と、貫通孔３ｂ内に配置されたＴＳＶ７ａとを備えている。
【００６４】
研磨工程では、第１態様の研磨工程と同様に、前記半導体基板用研磨液を用いて基板本体１を裏面１ｂ側から研磨する。これにより、半導体基板６００（図３（ｃ）参照）と同様に裏面１ｂから突出したＴＳＶ７ｂが形成された半導体基板を得ることができる。
【００６５】
本発明は上述の実施形態に限定されず、様々な変形態様が可能である。例えば、上述の実施形態では、半導体基板１００を用いて研削工程や研磨工程を行っているが、半導体基板１００に代えて、図４（ａ）に示す半導体基板１００ａを用いてもよい。半導体基板１００ａでは、半導体基板１００と同様に素子２及び中空部３ａが形成されており、ＴＳＶを絶縁するための絶縁層（例えばシリコン酸化膜や、シリコン窒化膜）５ａが中空部３ａの形状に追従するように表面１ａ上に形成されている。さらに、半導体基板１００ａでは、絶縁層５ａの形状に追従するように絶縁層５ａ上にバリアメタル層（例えばＴａＮ層）５ｂが形成されている。
【００６６】
このような半導体基板１００ａを用いた場合においても、半導体基板１００ａにおける基板本体１を裏面１ｂ側から研削及び研磨して、基板本体１の裏面１ｂ側の表層部、絶縁層５ａ及びバリアメタル層５ｂを除去することにより、裏面１ｂ側にＴＳＶ７ａが露出した半導体基板５００ａ（図４（ｂ）参照）や、裏面１ｂから突出したＴＳＶ７ｂが形成された半導体基板６００ａ（図４（ｃ）参照）が得られる。半導体基板５００ａ，６００ａでは、ＴＳＶ７ａ，７ｂ及び絶縁層５ａの間にバリアメタル層５ｂが配置されているため、ＴＳＶ７ａ，７ｂの構成成分であるＣｕ等が基板本体１へ拡散することを抑制すると共に、ＴＳＶ７ａ，７ｂ及び絶縁層５ａの密着性を向上させることができる。このような実施形態に用いられる半導体基板用研磨液は、前記バリアメタルに対する研磨速度が、前記ＴＳＶを構成する導電部材に対する研磨速度より速いものを用いることが好ましい。
【００６７】
また、上述の半導体基板の研磨方法の第１態様では、研削工程において絶縁層５が露出する寸前までグラインダーによって基板本体１を裏面１ｂ側から研削しているが、導電部材７が露出する寸前までグラインダーによって基板本体１を裏面１ｂ側から研削して基板本体１を薄層化してもよい。この場合、研削工程に続く研磨工程において基板本体１を裏面１ｂ側から研磨して絶縁層５を除去し、導電部材７を裏面１ｂに露出させることにより、ＴＳＶ７ａを得ることができる。
【実施例】
【００６８】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６９】
［半導体基板用研磨液の調製］
（実施例１〜５）
砥粒と、第１酸解離定数が７以下である化合物と、塩基性化合物とを以下の手順に従って表１に示す含有量で配合して、実施例１〜５の各半導体基板用研磨液を調製した。なお、実施例１及び実施例３〜５では、第１酸解離定数が７以下である化合物としてアゾールとアミノ酸とを含有する研磨液を調製し、実施例２では、第１酸解離定数が７以下である化合物としてアゾールを含有し、アミノ酸を含有していない研磨液を調製した。
【００７０】
各研磨液の調製では、まず、第１酸解離定数が７以下である化合物を研磨液全体の５０質量％に相当する純水に溶解させた後、塩基性化合物を所定量添加した。次いで、二次粒径がおよそ２５ｎｍであるコロイダルシリカを砥粒固形分が表１の含有量となるように添加して混合液を得た。混合液を充分に撹拌した後、二次粒径が１４０ｎｍであるセリア砥粒のスラリー（日立化成工業株式会社製、ＧＰＸシリーズ、ｐＨ：８〜９）を砥粒固形分が表１の含有量となるように添加した。そして、残部を純水で計１００質量％になるように配合した。
【００７１】
（実施例６）
砥粒と、第１酸解離定数が７以下である化合物（１，２，４−トリアゾール、グリシン）と、塩基性化合物（水酸化カリウム）と、カルボキシル基を有する有機酸（リンゴ酸）とを以下の手順に従って表１に示す含有量で配合して、実施例６の半導体基板用研磨液を調製した。
【００７２】
研磨液の調製では、まず、研磨液全体の５０質量％に相当する純水に１，２，４−トリアゾール、グリシン、及び、リンゴ酸を溶解させた後、水酸化カリウムを所定量添加した。次いで、二次粒径がおよそ２５ｎｍであるコロイダルシリカを砥粒固形分が表１の含有量となるように添加して混合液を得た。混合液を充分に撹拌した後、二次粒径が１４０ｎｍであるセリア砥粒のスラリー（日立化成工業株式会社製、ＧＰＸシリーズ、ｐＨ：８〜９）を砥粒固形分が表１の含有量となるように添加した。そして、残部を純水で計１００質量％になるように配合した。
【００７３】
（比較例１）
研磨液の調製では、まず、カルボキシル基を有する有機酸（リンゴ酸）を研磨液全体の５０質量％に相当する純水に溶解させた後、塩基性化合物（水酸化カリウム）を所定量添加して混合液を得た。混合液を充分に撹拌した後、二次粒径が１４０ｎｍであるセリア砥粒のスラリー（日立化成工業株式会社製、ＧＰＸシリーズ、ｐＨ：８〜９）を砥粒固形分が表２の含有量となるように添加した。そして、残部を純水で計１００質量％になるように配合した。
【００７４】
（比較例２）
研磨液の調製では、まず、カルボキシル基を有する有機酸（リンゴ酸）を研磨液全体の５０質量％に相当する純水に溶解させた後、塩基性化合物（水酸化カリウム）を所定量添加して混合液を得た。混合液を充分に撹拌した後、二次粒径がおよそ２５ｎｍであるコロイダルシリカを砥粒固形分が表２の含有量となるように添加した。そして、残部を純水で計１００質量％になるように配合した。
【００７５】
（比較例３）
研磨液の調製では、まず、カルボキシル基を有する有機酸（リンゴ酸）を研磨液全体の５０質量％に相当する純水に溶解させた後、塩基性化合物（水酸化カリウム）を所定量添加した。次いで、二次粒径がおよそ２５ｎｍであるコロイダルシリカを砥粒固形分が表２の含有量となるように添加して混合液を得た。混合液を充分に撹拌した後、二次粒径が１４０ｎｍであるセリア砥粒のスラリー（日立化成工業株式会社製、ＧＰＸシリーズ、ｐＨ：８〜９）を砥粒固形分が表２の含有量となるように添加した。そして、残部を純水で計１００質量％になるように配合した。
【００７６】
（比較例４）
研磨液の調製では、まず、第１酸解離定数が７以下である化合物（Ｌ−ヒスチジン）、及び、カルボキシル基を有する有機酸（リンゴ酸）を研磨液全体の５０質量％に相当する純水に溶解させた後、塩基性化合物（水酸化カリウム）を所定量添加して混合液を得た。次いで、混合液を充分に撹拌した後、二次粒径がおよそ２５ｎｍであるコロイダルシリカを砥粒固形分が表２の含有量となるように添加した。そして、残部を純水で計１００質量％になるように配合した。
【００７７】
［半導体基板用研磨液のｐＨの測定］
半導体基板用研磨液のｐＨを横河電機株式会社製の「Ｍｏｄｅｌ ｐＨ８１」を用いて測定した。半導体基板用研磨液のｐＨの測定結果を表１及び表２に示す。
【００７８】
［半導体基板の研磨１］
配合直後の実施例１の半導体基板用研磨液を研磨定盤の研磨布上に供給しながら、半導体基板（研磨ウエハ）の研磨面を研磨布に押圧した状態で、半導体基板に対して研磨定盤を相対的に回転させることにより、半導体基板の研磨面を研磨した。また、実施例１と同様の方法で、配合直後の実施例２〜６及び比較例１〜４の各研磨液を用いて半導体基板の研磨面を研磨した。研磨条件の詳細は以下の通りである。
【００７９】
（研磨条件１）
研磨ウエハ：３００ｍｍシリコンウエハ、３００ｍｍシリコンウエハ上に二酸化ケイ素膜（膜厚１μｍ）が成膜されたウエハ、３００ｍｍシリコンウエハ上にＣｕ膜（膜厚１．４μｍ）が成膜されたウエハ、３００ｍｍシリコンウエハ上にＴａＮ膜（膜厚０．２５μｍ）が成膜されたウエハ
研磨装置：Ｆ−ＲＥＸ （荏原製作所製）
研磨布：ＳＵＢＡ６００ （ニッタ・ハース製）
研磨定盤回転数：１２３ｒｐｍ
ホルダー回転数：１１７ｒｐｍ
研磨圧力：２１０ｈＰａ
研磨液供給量：２５０ｍｌ／分
研磨時間：５分（３００ｍｍシリコンウエハ）、３０秒（二酸化ケイ素膜が成膜されたウエハ、Ｃｕ膜が成膜されたウエハ、ＴａＮ膜が成膜されたウエハ）
【００８０】
研磨前及び研磨後における３００ｍｍシリコンウエハ及び各被研磨膜の厚みを下記の装置を用いて測定した。研磨前及び研磨後の厚み差並びに研磨時間から研磨速度を求めた。
厚み計測：Ｃ８１２５−１１（浜松ホトニクス社製）
【００８１】
実施例１〜６における研磨速度の評価結果を表１に示し、比較例１〜４における研磨速度の評価結果を表２に示す。なお、表１及び表２において、「Ｓｉ」は、３００ｍｍシリコンウエハの研磨速度を示し、「ＳｉＯ２」は、二酸化ケイ素膜が成膜されたウエハの研磨速度を示し、「Ｃｕ」は、Ｃｕ膜が成膜されたウエハの研磨速度を示し、「ＴａＮ」は、ＴａＮ膜が成膜されたウエハの研磨速度を示す。
【００８２】
【表１】
【００８３】
【表２】
【００８４】
実施例１〜５の評価結果から、セリア粒子及びシリカ粒子を含む砥粒と、第１酸解離定数が７以下である化合物と、塩基性化合物とを含有する半導体基板用研磨液を用いた場合、シリコン（Ｓｉ）ウエハの研磨速度がいずれも６００ｎｍ／分以上であることから、研削後の研削傷の解消に供するに充分な研磨速度が得られることが分かる。また、二酸化ケイ素膜の研磨速度はいずれも３００ｎｍ／分以上であることから、導電部材（電極）を被覆する二酸化ケイ素膜を研磨して導電部材を露出させるに充分な研磨速度が得られることが分かる。また、Ｃｕ膜の研磨速度はいずれも６０ｎｍ／分以下であるように充分に抑制されていることから、導電部材が過剰に研磨されることを防ぐことができることが分かる。さらに、実施例２〜５では、ＴａＮ膜の研磨速度がいずれも２００ｎｍ／分以上であることから、ＴＳＶの構成成分であるＣｕ等が半導体基板へ拡散することを抑制することや、ＴＳＶと絶縁層との密着性を向上させることを目的としてバリアメタルが使用された場合でも、ＴａＮ等からなるバリアメタル層の研磨速度を向上できることが分かる。
【００８５】
また、実施例３〜５の評価結果から、セリア粒子の含有量の増減により二酸化ケイ素膜の研磨速度を制御できることが分かる。すなわち、ＴＳＶのサイズやパターン密度、二酸化ケイ素膜の厚みが異なる様々なＴＳＶ構造を得るための半導体基板の研磨において、導電部材を被覆する二酸化ケイ素膜を研磨して導電部材を露出させることができる。
【００８６】
実施例６の評価結果から、セリア粒子及びシリカ粒子を含む砥粒と、第１酸解離定数が７以下である化合物と、塩基性化合物と、カルボキシル基を有する有機酸とを含有する半導体基板用研磨液を用いた場合、シリコンウエハの研磨速度が７００ｎｍ／分以上であることから、研削後の研削傷の解消に供するに充分な研磨速度が得られることが分かる。また、二酸化ケイ素膜の研磨速度は７００ｎｍ／分以上であることから、導電部材を被覆する二酸化ケイ素膜を研磨して導電部材を露出させるに充分な研磨速度が得られることが分かる。また、Ｃｕ膜の研磨速度は６０ｎｍ／分以下であるように充分に抑制されていることから、導電部材が過剰に研磨されることを防ぐことができることが分かる。さらに、ＴａＮ膜の研磨速度が２００ｎｍ／分以上であることから、ＴＳＶの構成成分であるＣｕ等が半導体基板へ拡散することを抑制することや、ＴＳＶと絶縁層との密着性を向上させることを目的としてバリアメタルが使用された場合でも、ＴａＮ等からなるバリアメタル層の研磨速度を向上できることが分かる。
【００８７】
一方、比較例１の研磨液は、セリア粒子と、カルボキシル基を有する有機酸と、塩基性化合物とを含有する研磨液である。比較例１の研磨液を用いた場合、二酸化ケイ素膜の研磨速度は３００ｎｍ／分程度であるものの、シリコンウエハの研磨速度は４００ｎｍ／分程度であることから、研削後の研削傷の解消に供するには実用的ではない。また、Ｃｕ膜の研磨速度は７００ｎｍ／分以上と非常に速く、また、Ｃｕ膜の表面も茶褐色に変色していた。
【００８８】
比較例２の研磨液は、シリカ粒子と、カルボキシル基を有する有機酸と、塩基性化合物とを含有する研磨液である。比較例２の研磨液を用いた場合、二酸化ケイ素膜の研磨速度は１５ｎｍ／分であるように実質的に研磨されておらず、また、シリコンウエハの研磨速度は４００ｎｍ／分程度であることから、研削後の研削傷の解消に供するには実用的ではない。
【００８９】
比較例３の研磨液は、セリア粒子及びシリカ粒子を含む砥粒と、カルボキシル基を有する有機酸と、塩基性化合物とを含有する研磨液である。比較例３の研磨液を用いた場合、二酸化ケイ素膜の研磨速度は５５０ｎｍ／分であることから、導電部材を被覆する二酸化ケイ素膜を研磨して導電部材を露出させるに充分な研磨速度が得られるものの、シリコンウエハの研磨速度は４００ｎｍ／分程度であることから、研削後の研削傷の解消に供するには実用的ではない。また、Ｃｕ膜の研磨速度は１２０ｎｍ／分であり充分に抑制されていない。
【００９０】
比較例４の研磨液は、シリカ粒子と、カルボキシル基を有する有機酸と、第１酸解離定数が７以下であるＬ−ヒスチジンと、塩基性化合物とを含有する研磨液である。比較例４の研磨液を用いた場合、シリコンウエハの研磨速度が７００ｎｍ／分以上であることから、研削後の研削傷の解消に供するに充分であるものの、二酸化ケイ素膜の研磨速度は１７ｎｍ／分であり実質的に研磨されていない。
【００９１】
［半導体基板の研磨２］
配合直後の実施例１の半導体基板用研磨液を研磨定盤の研磨布上に供給しながら、半導体基板（研磨ウエハ）の研磨面を研磨布に押圧した状態で、半導体基板に対して研磨定盤を回転させることにより、半導体基板の研磨面を研磨した。研磨条件の詳細は以下の通りである。
【００９２】
（研磨条件２）
研磨ウエハ：ＴＳＶ形成済みシリコンウエハＰＴ−００７（フィルテック社製）をサポート板に固定し、裏面研削にておよそ６０μｍまで薄層化した後、２ｃｍ角にダイシングしたシリコンウエハ
研磨装置：ナノファクター製ＦＡＣＴ−２００型
研磨布：ＳＵＢＡ６００ （ニッタ・ハース製）（アスカーＣ硬度：８２）
研磨定盤回転数：８０ｒｐｍ
ホルダー回転数：駆動装置無し（自由回転）
研磨圧力：３３．８３ｋＰａ
研磨液供給量：１６ｍｌ／分
研磨時間：５０分
【００９３】
図５は、研磨後の研磨面をＦＥ−ＳＥＭにて観察したものである。絶縁層である二酸化ケイ素膜が研磨により除去され、電極となるＣｕ層が露出していることが確認された。Ｃｕ層が露出していることから、上下に配置されるＬＳＩチップの接続に使用できると考えられる。
【００９４】
図６は、研磨後の研磨面に存在するＴＳＶの形状を接触式段差計にて測定した結果である。直径４０μｍのＴＳＶは、およそ８．５μｍほど基板の主面から突き出した形状であることが確認された。このような形状が得られたのは、本発明に係る研磨液を用いた上で、アスカーＣ硬度計で測定した値が５０から９０を示す比較的軟質な研磨布を用いたことによる効果が大きいと考えられる。
【符号の説明】
【００９５】
１…基板本体、１ａ…表面（一方の主面）、１ｂ…裏面（他方の主面）、３ａ…中空部、３ｂ…貫通孔、７…導電部材、７ａ，７ｂ…ＴＳＶ（貫通電極）、３００，４００，５００，５００ａ…半導体基板。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板用研磨液及び半導体基板の研磨方法に関し、特に、半導体基板の主面の加工に好適な半導体基板用研磨液及び半導体基板の研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで長年にわたり、半導体デバイスの高性能化はスケーリング則に基づく微細化、高集積化によってなされてきた（例えば、下記非特許文献１参照）。しかしながら、近年このようなアプローチは限界を迎えつつあり、設計や実装も含めたシステム全体での高性能化へと方向性が変わりつつある。
【０００３】
このようなシステム全体での高性能化の手法が種々検討されており、例えば、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ−ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：大規模集積回路）チップを縦方向（高さ方向）に高密度に積層する三次元実装技術もその一つである（例えば、下記非特許文献２参照）。三次元実装技術の中でも特に、ＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ−ｓｉｌｉｃｏｎ Ｖｉａ：シリコン貫通ビア）と呼ばれる、ＬＳＩチップを貫通した配線（貫通電極）を介して、上下に配置されたＬＳＩチップを接続する技術が注目されている。
【０００４】
ＴＳＶを形成する手法は多数提案されており、配線工程においてＴＳＶを形成する手法、又は前工程完了後に基板表面からＴＳＶを形成する手法が検討されている。例えば、ＴＳＶ構造を有する半導体基板は、以下のようにして製造される。まず、表面（一方の主面）のみに開口した中空部が形成された半導体基板（例えばシリコン基板）の当該表面上に、ＴＳＶを絶縁するための絶縁層（例えばシリコン酸化膜（二酸化ケイ素膜））を中空部の形状に沿って形成する。次に、ＴＳＶ材料である導電部材（例えば銅層等の導電体層）を中空部内に配置する。続いて、半導体基板を裏面（他方の主面）側からグラインダーを用いて研削して、絶縁層が露出する寸前まで半導体基板を薄層化した後、グラインダーによって半導体基板の裏面に発生した研削傷（研削痕）を研磨により解消する。この場合、半導体基板を裏面側から研磨して半導体基板の裏面側の表層部を除去することにより、半導体基板の裏面側に絶縁層が現れる。そして、半導体基板を裏面側から更に研磨して絶縁層を除去することにより、半導体基板の裏面側に導電部材が露出してＴＳＶが形成される。このようにＴＳＶを得るためには、研削傷を解消するための研磨において、研磨面に露出する半導体基板の裏面側の表層部や絶縁層を研磨除去する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４１６９３３７号明細書
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ Ｊ． Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ， ｖｏｌ． ＳＣ−９， ｐｐ． ２５６−２６８ （１９７４）．
【非特許文献１】Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ｍｅｅｔｉｎｇ （ＩＥＥＥ， Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ， ＮＪ， ２００１）， ｐ． ２３．１．１．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、研削傷を解消するための研磨には、シリコン等の半導体基板の構成材料を研磨対象とした半導体基板製造用の研磨液が使用される場合がある。半導体基板製造用の研磨液としては、例えば、一次粒子の粒径が４〜２００ｎｍ（好ましくは４〜１００ｎｍ）の範囲内であるコロイド形態のシリカ及びシリカゲルのいずれかと、水溶性アミンとを含有する研磨液が挙げられる（例えば、上記特許文献１参照）。
【０００８】
しかしながら、このような半導体基板製造用の研磨液は、シリコン等の半導体基板の構成材料を主な研磨対象としているため、当該研磨液を用いた場合における絶縁層の研磨速度は非常に低い。そのため、このような半導体基板製造用の研磨液を用いて、導電部材を被覆している絶縁層を研磨したとしても、絶縁層が残存してしまい導電部材が露出し難い。この場合、導電部材を露出させるためには、絶縁層研磨用の研磨液を用いて絶縁層を研磨する工程や、ウエットエッチング、ドライエッチング等の手法により絶縁層を除去する工程が別途必要であり、貫通電極を得るための工程が煩雑化してしまう。そのため、従来の半導体基板用研磨液に対しては、半導体基板と共に絶縁層を優れた研磨速度で研磨することが求められている。
【０００９】
本発明は、前記課題を解決しようとするものであり、半導体基板及び絶縁層を優れた研磨速度で研磨することが可能な半導体基板用研磨液及び当該半導体基板用研磨液を用いた半導体基板の研磨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】
【００１０】
本発明に係る半導体基板用研磨液は、セリア粒子及びシリカ粒子を含む砥粒と、第１酸解離定数（ｐＫａ１）が７以下である化合物と、塩基性化合物と、を含有する。
【００１１】
なお、酸解離定数（ｐＫａ）は、酸から水素イオンが放出される解離反応における平衡定数Ｋａの負の常用対数（逆数の対数）であり、複数のｐＫａを有する化合物を用いる場合には、一段目の酸解離定数を「ｐＫａ１」という。また、本発明において、第１酸解離定数が７以下である化合物は、単一のｐＫａを有する化合物であってもよく、この場合には、当該単一のｐＫａを「ｐＫａ１」という。前記ｐＫａ１の値としては、例えば、化学便覧、基礎編ＩＩ（改訂５版、丸善（株））を参照することができる。
【００１２】
本発明に係る半導体基板用研磨液によれば、半導体基板及び絶縁層を優れた研磨速度ですることができる。このような本発明によれば、導電部材を被覆している絶縁層や半導体基板の表層部を研磨することにより導電部材を露出させることが可能であり、導電部材を被覆する絶縁層を除去する工程を別途設ける必要がないことから、工程を煩雑化させることなく貫通電極構造を容易に形成することができる。
【００１３】
ところで、半導体基板を貫通した貫通電極を介して、上下に配置されたＬＳＩチップを接続するためには、半導体基板の主面に露出した貫通電極の端部を凸状に加工して半導体基板の主面から突出させることが好ましい。この場合、半導体基板の主面から突出する貫通電極を得るためには、半導体基板の主面に露出した貫通電極上に凸状の導電体を別途形成する工程を設けることも考えられるが、工程が煩雑化してしまう。
【００１４】
このような問題を避けるため、半導体基板、絶縁層及び貫通電極が露出した研磨面において、貫通電極に比して半導体基板や絶縁層を過剰に研磨除去し、貫通電極の端部を半導体基板の主面から突出させることが考えられる。しかしながら、従来の半導体基板用研磨液を用いた場合には、絶縁層を充分に研磨除去することが困難であることから、半導体基板の主面から突出する貫通電極を得ることが困難である。
【００１５】
一方、本発明に係る半導体基板用研磨液によれば、貫通電極を構成する導電部材（例えば銅層）の研磨速度を抑制しつつ、半導体基板及び絶縁層を優れた研磨速度で研磨することもできる。このような研磨液によれば、半導体基板の主面に露出した貫通電極上に凸状の導電体を別途形成する工程を設ける必要がないことから、工程を煩雑化させることなく、半導体基板の主面から突出する貫通電極を容易に得ることができる。
【００１６】
第１酸解離定数が７以下である化合物は、アゾール及びアミノ酸から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。アゾールは、１，２，４−トリアゾールであることが好ましい。アミノ酸は、グリシン及びヒスチジンから選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。これらの場合、半導体基板及び絶縁層を更に優れた研磨速度で研磨することができる。
【００１７】
塩基性化合物は、含窒素塩基性化合物及び無機塩基性化合物から選ばれる少なくとも一種であることが好ましく、水酸化カリウム及び水酸化テトラメチルアンモニウムから選ばれる少なくとも一種であることがより好ましい。これらの場合、半導体基板及び絶縁層を更に優れた研磨速度で研磨することができる。
【００１８】
塩基性化合物の含有量は、０．１０質量％以上であることが好ましい。
【００１９】
本発明に係る半導体基板用研磨液は、カルボキシル基を有する有機酸を更に含有していてもよい。
【００２０】
本発明に係る半導体基板用研磨液のｐＨは、９．０以上１２．０以下であることが好ましい。
【００２１】
本発明に係る半導体基板用研磨液は、一方の主面のみに開口した中空部が形成された基板本体と、中空部内に配置された、貫通電極となるべき導電部材と、を備える半導体基板の基板本体を他方の主面側から研磨し、導電部材を前記他方の主面側に露出させて貫通電極構造を形成するために用いられてもよい。また、本発明に係る半導体基板用研磨液は、一方の主面から他方の主面にかけて貫通する貫通孔が形成された基板本体と、貫通孔内に配置された貫通電極と、を備える半導体基板の基板本体を前記一方の主面側又は前記他方の主面側から研磨するために用いられてもよい。
【００２２】
本発明に係る半導体基板の研磨方法は、一方の主面のみに開口した中空部が形成された基板本体と、中空部内に配置された、貫通電極となるべき導電部材と、を備える半導体基板の基板本体を、前記半導体基板用研磨液を用いて前記他方の主面側から研磨し、導電部材を前記他方の主面側に露出させて貫通電極構造を形成する研磨工程を備えていてもよい。このような研磨方法によれば、貫通電極構造を有する半導体基板を容易に得ることができる。
【００２３】
また、本発明に係る半導体基板の研磨方法は、一方の主面から他方の主面にかけて貫通する貫通孔が形成された基板本体と、貫通孔内に配置された貫通電極と、を備える半導体基板の基板本体を、前記半導体基板用研磨液を用いて前記一方の主面側又は前記他方の主面側から研磨する研磨工程を備えていてもよい。このような研磨方法によれば、半導体基板の主面から突出する貫通電極を容易に得ることができる。
【００２４】
本発明に係る半導体基板の研磨方法は、研磨工程の前に、研磨工程において研磨される主面側から基板本体を研削する工程を更に備えていてもよい。
【００２５】
本発明に係る半導体基板の研磨方法では、研磨工程において、アスカーＣ硬度が５０以上９０以下である研磨布（研磨パッド）を用いて基板本体を研磨することが好ましい。この場合、半導体基板の主面から突出する貫通電極を更に容易に得ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、半導体基板及び絶縁層を優れた研磨速度で研磨することが可能な半導体基板用研磨液及び当該半導体基板用研磨液を用いた半導体基板の研磨方法が提供される。このような研磨液によれば、工程を煩雑化させることなく貫通電極構造を容易に形成することができる。また、本発明によれば、導電部材の研磨速度を抑制しつつ、半導体基板及び絶縁層を優れた研磨速度で研磨することもできる。このような研磨液によれば、工程を煩雑化させることなく、半導体基板の主面から突出する貫通電極を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る研磨方法の工程を示す模式断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る研磨方法の工程を示す模式断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る研磨方法の工程を示す模式断面図である。
【図４】本発明の他の一実施形態に係る研磨方法の工程を示す模式断面図である。
【図５】研磨後の研磨面のＳＥＭ写真を示す図である。
【図６】研磨後の研磨面におけるＴＳＶの形状の測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施形態に係る半導体基板用研磨液及び当該研磨液を用いた半導体基板の研磨方法ついて詳細に説明する。
【００２９】
＜半導体基板用研磨液＞
本実施形態に係る半導体基板用研磨液は、砥粒（研磨粒子）と、第１酸解離定数（ｐＫａ１）が７以下である化合物と、塩基性化合物と、を含有する。
【００３０】
（砥粒）
本実施形態に係る半導体基板用研磨液で用いられる砥粒は、セリア粒子（酸化セリウム粒子）及びシリカ粒子（二酸化ケイ素粒子）を少なくとも含む。半導体基板及び絶縁層が露出した研磨面をこのような研磨液を用いて研磨する場合には、シリカ粒子によって主に半導体基板が研磨され、セリア粒子によって主に絶縁層が研磨される。シリカ粒子としては、コロイダルシリカ粒子が好ましい。
【００３１】
また、必要に応じて他の砥粒を併用してもよい。併用できる他の砥粒としては、具体的には例えば、アルミナ、チタニア、ジルコニア又は有機ポリマ等からなる砥粒を挙げることができる。
【００３２】
セリア粒子の平均粒径（二次粒径）は、研磨液中での分散安定性が良く、ＣＭＰにより発生する研磨傷（スクラッチ）の発生数が少ない点で、５００ｎｍ以下が好ましく、３００ｎｍ以下がより好ましい。セリア粒子の平均粒径は、実用的な研磨速度を得やすくなる点で、１０ｎｍ以上が好ましく、３０ｎｍ以上がより好ましく、５０ｎｍ以上が更に好ましい。
【００３３】
セリア粒子の含有量は、充分な絶縁層の研磨速度を得やすくなる点で、研磨液全質量基準で０．０１質量％以上が好ましく、０．０５質量％以上がより好ましく、０．１０質量％以上が更に好ましい。セリア粒子の含有量は、研磨液中で粒子が凝集することを抑制可能である点で、研磨液全質量基準で２．００質量％以下が好ましく、１．００質量％以下がより好ましく、０．８０質量％以下が更に好ましい。
【００３４】
シリカ粒子の平均粒径（二次粒径）は、研磨液中での分散安定性が良く、ＣＭＰにより発生する研磨傷（スクラッチ）の発生数が少ない点で、２００ｎｍ以下が好ましく、１００ｎｍ以下がより好ましい。特に、シリカ粒子としては、平均粒径が２００ｎｍ以下のコロイダルシリカが好ましく、平均粒径が１００ｎｍ以下のコロイダルシリカがより好ましい。シリカ粒子の平均粒径は、実用的な研磨速度を得やすくなる点で、５ｎｍ以上が好ましく、７ｎｍ以上がより好ましく、９ｎｍ以上が更に好ましい。
【００３５】
シリカ粒子の含有量は、充分な半導体基板の研磨速度を得やすくなる点で、研磨液全質量基準で０．０１質量％以上が好ましく、０．０５質量％以上がより好ましく、０．１０質量％以上が更に好ましい。シリカ粒子の含有量は、研磨傷等の欠陥の発生を抑制しつつ含有量に見合う研磨速度の向上効果が得やすくなる点で、研磨液全質量基準で５．００質量％以下が好ましく、１．００質量％以下がより好ましく、０．５０質量％以下が更に好ましい。
【００３６】
なお、前記平均粒径は、例えば、レーザ回折式粒度分布計（例えば、堀場製作所製のＬＡ−９２０）、光回折散乱式粒度分布計（例えば、ＣＯＵＬＴＥＲ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社製の商品名ＣＯＵＬＴＥＲ Ｎ４ ＳＤ）で測定できる。
【００３７】
（第１酸解離定数が７以下である化合物）
本実施形態に係る半導体基板用研磨液は、第１酸解離定数が７以下である化合物を含有する。第１酸解離定数が７以下である化合物を研磨液が含有することによって、所望のｐＨにて半導体基板の構成材料（シリコン等）の溶解剤として機能する塩基性化合物の含有量を増加させることができる。その結果、第１酸解離定数が７以下である化合物を含有していない研磨液に比して研磨速度を大幅に高めることが可能となる。
【００３８】
第１酸解離定数が７以下である化合物としては、塩基性化合物の含有量を増加させることができる上に、導電部材に対する研磨を抑制しやすくなる点で、アゾール及びアミノ酸から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。アゾールは、１，２，４−トリアゾールであることが好ましい。なお、１，２，４−トリアゾールは、後述する金属防食剤としての効果も有している。アミノ酸は、グリシン及びヒスチジン（例えばＬ−ヒスチジン）から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
【００３９】
第１酸解離定数が７以下である化合物の含有量は、研磨速度の向上効果を充分に得やすくなる点で、研磨液全質量基準で０．１０質量％以上が好ましく、０．２０質量％以上がより好ましく、０．３０質量％以上が更に好ましい。第１酸解離定数が７以下である化合物の含有量は、研磨液を濃縮する際に砥粒が凝集する等の不具合が発生することを抑制できる点で、研磨液全質量基準で５．００質量％以下が好ましく、３．００質量％以下がより好ましく、１．５０質量％以下が更に好ましい。第１酸解離定数が７以下である化合物として複数の化合物を用いる場合は、各化合物の含有量の合計が上記範囲を満たすことが好ましい。
【００４０】
（塩基性化合物）
本実施形態に係る半導体基板用研磨液は、塩基性化合物を含有する。塩基性化合物は、含窒素塩基性化合物及び無機塩基性化合物から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。含窒素塩基性化合物は、水酸化テトラメチルアンモニウムであることが好ましい。無機塩基性化合物は、水酸化カリウムであることが好ましい。塩基性化合物としては、ＴＳＶを構成する導電部材（例えば銅）が過剰に溶解することを抑制できる点で、水酸化カリウムがより好ましい。一方で、塩基性化合物としては、ＴＳＶを構成する導電部材が過剰に溶解してしまうことを抑制する点で、銅と錯形成する塩基性化合物（例えば水酸化アンモニウム）とは異なる化合物を用いることが好ましい。塩基性化合物は、単独で又は複数組み合わせて用いることができる。
【００４１】
塩基性化合物の含有量は、実用的な半導体基板の研磨速度を得やすくなる点で、研磨液全質量基準で０．１０質量％以上が好ましく、０．２０質量％以上がより好ましく、０．３０質量％以上が更に好ましい。塩基性化合物の含有量は、砥粒であるシリカ粒子の解重合やイオン強度の高まりによる凝集等の不具合が発生することを抑制できる点で、研磨液全質量基準で５．００質量％以下が好ましく、３．００質量％以下がより好ましく、１．００質量％以下が更に好ましい。
【００４２】
（金属防食剤）
本実施形態に係る半導体基板用研磨液は、金属防食剤を更に含有していてもよい。金属防食剤としては、アゾール（第１酸解離定数が７以下である化合物に該当するアゾールを除く）が好ましく、トリアゾール骨格を有するアゾールがより好ましく、ベンゾトリアゾール骨格を有するアゾールが更に好ましく、１Ｈ−ベンゾトリアゾールが特に好ましい。
【００４３】
金属防食剤の含有量は、導電部材（例えば銅層）が研磨されることを充分に抑制し易くなる点で、研磨液全質量基準で０．００１質量％以上が好ましく、０．００５質量％以上がより好ましく、０．０１質量％以上が更に好ましい。金属防食剤の含有量は、砥粒の凝集といった不具合の発生を抑制しつつ、含有量に見合うだけの導電部材の研磨の抑制効果が得られる点で、研磨液全質量基準で１．００質量％以下が好ましく、０．５０質量％以下がより好ましく、０．２０質量％以下が更に好ましい。
【００４４】
（カルボキシル基を有する有機酸）
本実施形態に係る半導体基板用研磨液は、カルボキシル基を有する有機酸（アミノ酸を除く）を更に含有していてもよい。カルボキシル基を有する有機酸としては、例えばリンゴ酸、ピコリン酸、マレイン酸が挙げられる。カルボキシル基を有する有機酸の含有量は、研磨液全質量基準で例えば０．００１質量％以上１．０質量％以下である。
【００４５】
（その他の成分）
本実施形態に係る半導体基板用研磨液は、上述した成分の他に、水、水以外の溶媒、水溶性高分子等のように一般に研磨液に添加される成分を、上述した研磨液の作用効果を損なわない範囲で更に含有することができる。
【００４６】
（ｐＨ）
本実施形態に係る半導体基板用研磨液のｐＨは、充分な研磨速度を得やすくなる点で、９．０以上が好ましく、９．５以上がより好ましく、１０．０以上が更に好ましい。半導体基板用研磨液のｐＨは、研磨液の液状安定性の低下を抑制する点で、１２．０以下が好ましく、１１．５以下がより好ましく、１１．０以下が更に好ましい。半導体基板用研磨液のｐＨが１２．０以下であることにより、砥粒が解重合を生じて研磨液の液状安定性が低下することを抑制することもできる。半導体基板用研磨液のｐＨは、例えば、半導体基板用研磨液における、ｐＫａ１が７以下の化合物及び塩基性化合物の含有量で調整することができる。
【００４７】
半導体基板用研磨液のｐＨは、ｐＨメータ（例えば、横河電機株式会社製、Ｍｏｄｅｌ ｐＨ８１）で測定することができる。中性リン酸塩ｐＨ緩衝液（ｐＨ６．８６（２５℃））と、ホウ酸塩ｐＨ標準液（ｐＨ９．１８（２５℃））とを用いて２点校正した後、電極を研磨液に入れて、２分以上経過して安定した後の値を研磨液のｐＨとして採用することができる。
【００４８】
（保存形態）
本実施形態に係る半導体基板用研磨液は、含有成分の濃度を予め高くした濃縮形態として保存することができる。この場合、研磨液の使用時には、水等で本来の含有成分の濃度まで濃縮形態の研磨液を希釈して使用すればよい。さらに、本実施形態に係る半導体基板用研磨液は、含有成分をいくつかの液体に分けた分液形態として保存し、それらを使用時に混合して使用することもできる。
【００４９】
＜半導体基板の研磨方法＞
本実施形態に係る半導体基板の研磨方法では、前記半導体基板用研磨液を用いて半導体基板を研磨する。前記半導体基板用研磨液は、半導体基板及び絶縁層を優れた研磨特性で同時研磨可能である。そのため、導電部材を被覆する半導体基板の表層部及び絶縁層が露出した半導体基板の主面を前記半導体基板用研磨液を用いて研磨して、半導体基板の表層部及び絶縁層を除去することにより、導電部材を主面に露出させることが可能である。これにより、半導体基板の一方の主面から他方の主面にかけて貫通し一方の主面及び他方の主面を接続する貫通電極を有する配線構造を得ることができる。このような半導体基板用研磨液は、半導体基板の研削工程において研削（グラインディング）した当該基板の主面を研磨して研削傷を解消する用途に特に適している。さらに、前記半導体基板用研磨液を用いて半導体基板の主面を研磨することにより、半導体基板の主面から突出する貫通電極を有する配線構造を得ることも可能であり、上下に配置されたＬＳＩチップの接続に好適な貫通電極を容易に得ることができる。
【００５０】
本実施形態に係る半導体基板の研磨方法の第１態様は、
（１）表面（一方の主面）のみに開口した中空部が形成された基板本体と、中空部内に配置された、貫通電極となるべき導電部材と、導電部材における裏面（基板本体の他方の主面）側の端部及び基板本体の裏面側の表層部の間に少なくとも配置された絶縁層と、を備える半導体基板を準備する準備工程と、
（２）準備工程の後、導体部材が露出しないように裏面側から基板本体を研削して基板本体を薄化する研削工程（薄層化工程）と、
（３）研削工程の後、前記半導体基板用研磨液を用いて基板本体及び絶縁層を裏面側から研磨し、導電部材を裏面側に露出させて貫通電極構造を形成する研磨工程と、を備える。
半導体基板の研磨方法の第１態様では、研磨工程において、導電部材を被覆する絶縁層や基板本体の裏面側の表層部を研磨除去して導電部材を裏面側に露出させ、貫通電極を形成する。以下、図１〜図３を用いて半導体基板の研磨方法の第１態様について説明する。
【００５１】
準備工程では、まず、互いに対向する表面（一方の主面、第１の主面）１ａ及び裏面（他方の主面、第２の主面）１ｂを有するシリコン基板等の基板本体１を準備した後、表面１ａ上に素子２を形成する（図１（ａ）参照）。次に、ＴＳＶ（貫通電極）が配置されるための中空部３ａをプラズマエッチング等の方法により基板本体１の表面１ａに形成する（図１（ｂ）参照）。続いて、ＴＳＶを絶縁するための絶縁層（例えばシリコン酸化膜や、シリコン窒化膜）５を中空部３ａの形状に追従するように表面１ａ上に形成して半導体基板１００を得る（図１（ｃ）参照）。
【００５２】
次に、中空部３ａを埋め込むと共に絶縁層５の全面を覆うように、スパッタリングや電解メッキ等の方法により導電部材（例えば銅層）７を絶縁層５上に積層する（図２（ａ）参照）。続いて、素子２が露出するまで表面１ａ側から導電部材７及び絶縁層５を研磨して、半導体基板２００を得る（図２（ｂ）参照）。
【００５３】
研削工程では、絶縁層５が露出する寸前までグラインダーによって基板本体１を裏面１ｂ側から研削して基板本体１を薄層化し、半導体基板３００を得る（図２（ｃ）参照）。
【００５４】
研磨工程では、半導体基板用研磨液を用いて基板本体１を裏面１ｂ側から研磨して、研削工程においてグラインダーによって裏面１ｂに発生した研削傷を解消する。研磨工程における研磨対象である半導体基板３００は、ＴＳＶを形成するための半導体基板であり、表面１ａのみに開口した中空部３ａが形成された基板本体１と、中空部３ａ内に配置された、ＴＳＶとなるべき導電部材７と、中空部３ａの内壁に沿って基板本体１及び導電部材７の間に配置された絶縁層５と、を備えている。導電部材７の裏面１ｂ側の端部は、絶縁層５と基板本体１の裏面１ｂ側の表層部とに被覆されており、導電部材７の表面１ａ側の端部は、表面１ａ側に露出している。導電部材７は、基板本体１が裏面１ｂ側から研磨されて導電部材７が裏面１ｂ側に露出することによりＴＳＶとなる。
【００５５】
研磨工程では、研磨定盤の研磨布上に半導体基板用研磨液を供給しながら、半導体基板３００における基板本体１の裏面１ｂを研磨布に押圧した状態で、研磨定盤と基板本体１を相対的に動かして基板本体１を裏面１ｂ側から研磨することが好ましい。このような研磨方法を用いた場合に、前記半導体基板用研磨液の研磨特性を顕著に向上させることができる。
【００５６】
研磨装置としては、回転数が変更可能なモータ等に接続されていると共に研磨布を貼り付けることができる研磨定盤と、研磨される基板を保持できるホルダーとを有する一般的な研磨装置を使用できる。研磨布としては、特に制限はなく、一般的な不織布、発泡ポリウレタン、多孔質フッ素樹脂等を使用できる。
【００５７】
研磨定盤の回転速度は、基板が飛び出さないように２００ｒｐｍ以下の低回転が好ましい。基板の研磨布への押し付け圧力（研磨圧力）は、７〜５０ｋＰａが好ましい。研磨している間、研磨布には研磨液をポンプ等で連続的に供給することが好ましい。この供給量に制限はないが、研磨布の表面が常に研磨液で覆われていることが好ましい。
【００５８】
研磨工程では、研磨が進行するに伴い基板本体１の裏面１ｂ側の表層部が除去されて絶縁層５が露出し、半導体基板４００が得られる（図３（ａ）参照）。そして、半導体基板４００における基板本体１が裏面１ｂ側から更に研磨されるに伴い絶縁層５が除去されて、基板本体１に貫通孔３ｂが形成されると共に導電部材７が裏面１ｂに露出する（図３（ｂ）参照）。これにより、表面１ａから裏面１ｂにかけて基板本体１を厚さ方向に貫通するＴＳＶ７ａを有する半導体基板５００が得られる。
【００５９】
研磨工程は、裏面１ｂに研削傷を有する粗ウエハである基板本体１を裏面１ｂ側から粗研磨する粗研磨工程と、粗研磨工程の後に、基板本体１を裏面１ｂ側から精密研磨する精密研磨工程とを有していてもよい。粗研磨工程では、前記半導体基板用研磨液を用いて基板本体１を裏面１ｂ側から研磨して、基板本体１の裏面１ｂ側の表層部と絶縁層５とを除去し、ＴＳＶ７ａを有する半導体基板５００を得る。
【００６０】
前記半導体基板用研磨液は、半導体基板及び絶縁層を優れた研磨特性で同時研磨可能であり、さらに導電部材に対する研磨を充分に抑制できる。このため、さらに研磨を行った場合、ＴＳＶ７ａの研磨速度を抑制しつつ基板本体１及び絶縁層５を研磨できるため、裏面１ｂから突出したＴＳＶ７ｂが形成された半導体基板６００が得られる（図３（ｃ）参照）。
【００６１】
前記研磨工程では、アスカーＣ（ＡＳＫＥＲ Ｃ）硬度が５０以上９０以下である研磨布を用いて基板本体１を裏面１ｂ側から研磨することが好ましい。アスカーＣ硬度が５０以上であることにより、研磨が進行し易くなる傾向がある。また、アスカーＣ硬度が９０以下であることにより、研磨面への追随性が充分であり、研磨が進行するに伴い形成される裏面１ｂから突出したＴＳＶ７ｂに研磨が阻害されることを抑制できる傾向がある。なお、アスカーＣ硬度は、ゴムのような軟質なものの硬度を表す際に多用されており、日本ゴム協会標準規格（ＳＲＩＳ）によって規定されている。
【００６２】
次に、本実施形態に係る半導体基板の研磨方法の第２態様について説明する。半導体基板の研磨方法の第２態様は、
（１）表面のみに開口した中空部が形成された基板本体と、中空部内に配置された、貫通電極となるべき導電部材と、導電部材における裏面側の端部及び基板本体の裏面側の表層部の間に少なくとも配置された絶縁層と、を備える半導体基板を準備する準備工程と、
（２）準備工程の後、導体部材が露出するように裏面側から基板本体を研削することにより、表面から裏面にかけて貫通する貫通孔が形成された基板本体と、貫通孔内に配置された貫通電極と、を備える半導体基板を得る研削工程と、
（３）研削工程の後、前記半導体基板用研磨液を用いて基板本体及び絶縁層を裏面側から研磨する研磨工程と、を備える。
半導体基板の研磨方法の第２態様では、研削工程において、導電部材を裏面側に露出させて貫通電極を形成し、研磨工程において、裏面に露出した半導体基板及び絶縁層を研磨することにより、裏面から突出した貫通電極を形成する。
【００６３】
半導体基板の研磨方法の第２態様では、準備工程において、第１態様と同様に半導体基板１００を準備する。次に、研削工程において、導電部材７が露出するまでグラインダーによって基板本体１を裏面１ｂ側から研削して基板本体１を薄層化し、半導体基板５００（図３（ｂ）参照）と同様にＴＳＶ７ａを有する半導体基板を得る。得られた半導体基板は、第２態様における研磨工程の研磨対象であり、表面１ａから裏面１ｂにかけて貫通する貫通孔３ｂが形成された基板本体１と、貫通孔３ｂ内に配置されたＴＳＶ７ａとを備えている。
【００６４】
研磨工程では、第１態様の研磨工程と同様に、前記半導体基板用研磨液を用いて基板本体１を裏面１ｂ側から研磨する。これにより、半導体基板６００（図３（ｃ）参照）と同様に裏面１ｂから突出したＴＳＶ７ｂが形成された半導体基板を得ることができる。
【００６５】
本発明は上述の実施形態に限定されず、様々な変形態様が可能である。例えば、上述の実施形態では、半導体基板１００を用いて研削工程や研磨工程を行っているが、半導体基板１００に代えて、図４（ａ）に示す半導体基板１００ａを用いてもよい。半導体基板１００ａでは、半導体基板１００と同様に素子２及び中空部３ａが形成されており、ＴＳＶを絶縁するための絶縁層（例えばシリコン酸化膜や、シリコン窒化膜）５ａが中空部３ａの形状に追従するように表面１ａ上に形成されている。さらに、半導体基板１００ａでは、絶縁層５ａの形状に追従するように絶縁層５ａ上にバリアメタル層（例えばＴａＮ層）５ｂが形成されている。
【００６６】
このような半導体基板１００ａを用いた場合においても、半導体基板１００ａにおける基板本体１を裏面１ｂ側から研削及び研磨して、基板本体１の裏面１ｂ側の表層部、絶縁層５ａ及びバリアメタル層５ｂを除去することにより、裏面１ｂ側にＴＳＶ７ａが露出した半導体基板５００ａ（図４（ｂ）参照）や、裏面１ｂから突出したＴＳＶ７ｂが形成された半導体基板６００ａ（図４（ｃ）参照）が得られる。半導体基板５００ａ，６００ａでは、ＴＳＶ７ａ，７ｂ及び絶縁層５ａの間にバリアメタル層５ｂが配置されているため、ＴＳＶ７ａ，７ｂの構成成分であるＣｕ等が基板本体１へ拡散することを抑制すると共に、ＴＳＶ７ａ，７ｂ及び絶縁層５ａの密着性を向上させることができる。このような実施形態に用いられる半導体基板用研磨液は、前記バリアメタルに対する研磨速度が、前記ＴＳＶを構成する導電部材に対する研磨速度より速いものを用いることが好ましい。
【００６７】
また、上述の半導体基板の研磨方法の第１態様では、研削工程において絶縁層５が露出する寸前までグラインダーによって基板本体１を裏面１ｂ側から研削しているが、導電部材７が露出する寸前までグラインダーによって基板本体１を裏面１ｂ側から研削して基板本体１を薄層化してもよい。この場合、研削工程に続く研磨工程において基板本体１を裏面１ｂ側から研磨して絶縁層５を除去し、導電部材７を裏面１ｂに露出させることにより、ＴＳＶ７ａを得ることができる。
【実施例】
【００６８】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６９】
［半導体基板用研磨液の調製］
（実施例１〜５）
砥粒と、第１酸解離定数が７以下である化合物と、塩基性化合物とを以下の手順に従って表１に示す含有量で配合して、実施例１〜５の各半導体基板用研磨液を調製した。なお、実施例１及び実施例３〜５では、第１酸解離定数が７以下である化合物としてアゾールとアミノ酸とを含有する研磨液を調製し、実施例２では、第１酸解離定数が７以下である化合物としてアゾールを含有し、アミノ酸を含有していない研磨液を調製した。
【００７０】
各研磨液の調製では、まず、第１酸解離定数が７以下である化合物を研磨液全体の５０質量％に相当する純水に溶解させた後、塩基性化合物を所定量添加した。次いで、二次粒径がおよそ２５ｎｍであるコロイダルシリカを砥粒固形分が表１の含有量となるように添加して混合液を得た。混合液を充分に撹拌した後、二次粒径が１４０ｎｍであるセリア砥粒のスラリー（日立化成工業株式会社製、ＧＰＸシリーズ、ｐＨ：８〜９）を砥粒固形分が表１の含有量となるように添加した。そして、残部を純水で計１００質量％になるように配合した。
【００７１】
（実施例６）
砥粒と、第１酸解離定数が７以下である化合物（１，２，４−トリアゾール、グリシン）と、塩基性化合物（水酸化カリウム）と、カルボキシル基を有する有機酸（リンゴ酸）とを以下の手順に従って表１に示す含有量で配合して、実施例６の半導体基板用研磨液を調製した。
【００７２】
研磨液の調製では、まず、研磨液全体の５０質量％に相当する純水に１，２，４−トリアゾール、グリシン、及び、リンゴ酸を溶解させた後、水酸化カリウムを所定量添加した。次いで、二次粒径がおよそ２５ｎｍであるコロイダルシリカを砥粒固形分が表１の含有量となるように添加して混合液を得た。混合液を充分に撹拌した後、二次粒径が１４０ｎｍであるセリア砥粒のスラリー（日立化成工業株式会社製、ＧＰＸシリーズ、ｐＨ：８〜９）を砥粒固形分が表１の含有量となるように添加した。そして、残部を純水で計１００質量％になるように配合した。
【００７３】
（比較例１）
研磨液の調製では、まず、カルボキシル基を有する有機酸（リンゴ酸）を研磨液全体の５０質量％に相当する純水に溶解させた後、塩基性化合物（水酸化カリウム）を所定量添加して混合液を得た。混合液を充分に撹拌した後、二次粒径が１４０ｎｍであるセリア砥粒のスラリー（日立化成工業株式会社製、ＧＰＸシリーズ、ｐＨ：８〜９）を砥粒固形分が表２の含有量となるように添加した。そして、残部を純水で計１００質量％になるように配合した。
【００７４】
（比較例２）
研磨液の調製では、まず、カルボキシル基を有する有機酸（リンゴ酸）を研磨液全体の５０質量％に相当する純水に溶解させた後、塩基性化合物（水酸化カリウム）を所定量添加して混合液を得た。混合液を充分に撹拌した後、二次粒径がおよそ２５ｎｍであるコロイダルシリカを砥粒固形分が表２の含有量となるように添加した。そして、残部を純水で計１００質量％になるように配合した。
【００７５】
（比較例３）
研磨液の調製では、まず、カルボキシル基を有する有機酸（リンゴ酸）を研磨液全体の５０質量％に相当する純水に溶解させた後、塩基性化合物（水酸化カリウム）を所定量添加した。次いで、二次粒径がおよそ２５ｎｍであるコロイダルシリカを砥粒固形分が表２の含有量となるように添加して混合液を得た。混合液を充分に撹拌した後、二次粒径が１４０ｎｍであるセリア砥粒のスラリー（日立化成工業株式会社製、ＧＰＸシリーズ、ｐＨ：８〜９）を砥粒固形分が表２の含有量となるように添加した。そして、残部を純水で計１００質量％になるように配合した。
【００７６】
（比較例４）
研磨液の調製では、まず、第１酸解離定数が７以下である化合物（Ｌ−ヒスチジン）、及び、カルボキシル基を有する有機酸（リンゴ酸）を研磨液全体の５０質量％に相当する純水に溶解させた後、塩基性化合物（水酸化カリウム）を所定量添加して混合液を得た。次いで、混合液を充分に撹拌した後、二次粒径がおよそ２５ｎｍであるコロイダルシリカを砥粒固形分が表２の含有量となるように添加した。そして、残部を純水で計１００質量％になるように配合した。
【００７７】
［半導体基板用研磨液のｐＨの測定］
半導体基板用研磨液のｐＨを横河電機株式会社製の「Ｍｏｄｅｌ ｐＨ８１」を用いて測定した。半導体基板用研磨液のｐＨの測定結果を表１及び表２に示す。
【００７８】
［半導体基板の研磨１］
配合直後の実施例１の半導体基板用研磨液を研磨定盤の研磨布上に供給しながら、半導体基板（研磨ウエハ）の研磨面を研磨布に押圧した状態で、半導体基板に対して研磨定盤を相対的に回転させることにより、半導体基板の研磨面を研磨した。また、実施例１と同様の方法で、配合直後の実施例２〜６及び比較例１〜４の各研磨液を用いて半導体基板の研磨面を研磨した。研磨条件の詳細は以下の通りである。
【００７９】
（研磨条件１）
研磨ウエハ：３００ｍｍシリコンウエハ、３００ｍｍシリコンウエハ上に二酸化ケイ素膜（膜厚１μｍ）が成膜されたウエハ、３００ｍｍシリコンウエハ上にＣｕ膜（膜厚１．４μｍ）が成膜されたウエハ、３００ｍｍシリコンウエハ上にＴａＮ膜（膜厚０．２５μｍ）が成膜されたウエハ
研磨装置：Ｆ−ＲＥＸ （荏原製作所製）
研磨布：ＳＵＢＡ６００ （ニッタ・ハース製）
研磨定盤回転数：１２３ｒｐｍ
ホルダー回転数：１１７ｒｐｍ
研磨圧力：２１０ｈＰａ
研磨液供給量：２５０ｍｌ／分
研磨時間：５分（３００ｍｍシリコンウエハ）、３０秒（二酸化ケイ素膜が成膜されたウエハ、Ｃｕ膜が成膜されたウエハ、ＴａＮ膜が成膜されたウエハ）
【００８０】
研磨前及び研磨後における３００ｍｍシリコンウエハ及び各被研磨膜の厚みを下記の装置を用いて測定した。研磨前及び研磨後の厚み差並びに研磨時間から研磨速度を求めた。
厚み計測：Ｃ８１２５−１１（浜松ホトニクス社製）
【００８１】
実施例１〜６における研磨速度の評価結果を表１に示し、比較例１〜４における研磨速度の評価結果を表２に示す。なお、表１及び表２において、「Ｓｉ」は、３００ｍｍシリコンウエハの研磨速度を示し、「ＳｉＯ２」は、二酸化ケイ素膜が成膜されたウエハの研磨速度を示し、「Ｃｕ」は、Ｃｕ膜が成膜されたウエハの研磨速度を示し、「ＴａＮ」は、ＴａＮ膜が成膜されたウエハの研磨速度を示す。
【００８２】
【表１】
【００８３】
【表２】
【００８４】
実施例１〜５の評価結果から、セリア粒子及びシリカ粒子を含む砥粒と、第１酸解離定数が７以下である化合物と、塩基性化合物とを含有する半導体基板用研磨液を用いた場合、シリコン（Ｓｉ）ウエハの研磨速度がいずれも６００ｎｍ／分以上であることから、研削後の研削傷の解消に供するに充分な研磨速度が得られることが分かる。また、二酸化ケイ素膜の研磨速度はいずれも３００ｎｍ／分以上であることから、導電部材（電極）を被覆する二酸化ケイ素膜を研磨して導電部材を露出させるに充分な研磨速度が得られることが分かる。また、Ｃｕ膜の研磨速度はいずれも６０ｎｍ／分以下であるように充分に抑制されていることから、導電部材が過剰に研磨されることを防ぐことができることが分かる。さらに、実施例２〜５では、ＴａＮ膜の研磨速度がいずれも２００ｎｍ／分以上であることから、ＴＳＶの構成成分であるＣｕ等が半導体基板へ拡散することを抑制することや、ＴＳＶと絶縁層との密着性を向上させることを目的としてバリアメタルが使用された場合でも、ＴａＮ等からなるバリアメタル層の研磨速度を向上できることが分かる。
【００８５】
また、実施例３〜５の評価結果から、セリア粒子の含有量の増減により二酸化ケイ素膜の研磨速度を制御できることが分かる。すなわち、ＴＳＶのサイズやパターン密度、二酸化ケイ素膜の厚みが異なる様々なＴＳＶ構造を得るための半導体基板の研磨において、導電部材を被覆する二酸化ケイ素膜を研磨して導電部材を露出させることができる。
【００８６】
実施例６の評価結果から、セリア粒子及びシリカ粒子を含む砥粒と、第１酸解離定数が７以下である化合物と、塩基性化合物と、カルボキシル基を有する有機酸とを含有する半導体基板用研磨液を用いた場合、シリコンウエハの研磨速度が７００ｎｍ／分以上であることから、研削後の研削傷の解消に供するに充分な研磨速度が得られることが分かる。また、二酸化ケイ素膜の研磨速度は７００ｎｍ／分以上であることから、導電部材を被覆する二酸化ケイ素膜を研磨して導電部材を露出させるに充分な研磨速度が得られることが分かる。また、Ｃｕ膜の研磨速度は６０ｎｍ／分以下であるように充分に抑制されていることから、導電部材が過剰に研磨されることを防ぐことができることが分かる。さらに、ＴａＮ膜の研磨速度が２００ｎｍ／分以上であることから、ＴＳＶの構成成分であるＣｕ等が半導体基板へ拡散することを抑制することや、ＴＳＶと絶縁層との密着性を向上させることを目的としてバリアメタルが使用された場合でも、ＴａＮ等からなるバリアメタル層の研磨速度を向上できることが分かる。
【００８７】
一方、比較例１の研磨液は、セリア粒子と、カルボキシル基を有する有機酸と、塩基性化合物とを含有する研磨液である。比較例１の研磨液を用いた場合、二酸化ケイ素膜の研磨速度は３００ｎｍ／分程度であるものの、シリコンウエハの研磨速度は４００ｎｍ／分程度であることから、研削後の研削傷の解消に供するには実用的ではない。また、Ｃｕ膜の研磨速度は７００ｎｍ／分以上と非常に速く、また、Ｃｕ膜の表面も茶褐色に変色していた。
【００８８】
比較例２の研磨液は、シリカ粒子と、カルボキシル基を有する有機酸と、塩基性化合物とを含有する研磨液である。比較例２の研磨液を用いた場合、二酸化ケイ素膜の研磨速度は１５ｎｍ／分であるように実質的に研磨されておらず、また、シリコンウエハの研磨速度は４００ｎｍ／分程度であることから、研削後の研削傷の解消に供するには実用的ではない。
【００８９】
比較例３の研磨液は、セリア粒子及びシリカ粒子を含む砥粒と、カルボキシル基を有する有機酸と、塩基性化合物とを含有する研磨液である。比較例３の研磨液を用いた場合、二酸化ケイ素膜の研磨速度は５５０ｎｍ／分であることから、導電部材を被覆する二酸化ケイ素膜を研磨して導電部材を露出させるに充分な研磨速度が得られるものの、シリコンウエハの研磨速度は４００ｎｍ／分程度であることから、研削後の研削傷の解消に供するには実用的ではない。また、Ｃｕ膜の研磨速度は１２０ｎｍ／分であり充分に抑制されていない。
【００９０】
比較例４の研磨液は、シリカ粒子と、カルボキシル基を有する有機酸と、第１酸解離定数が７以下であるＬ−ヒスチジンと、塩基性化合物とを含有する研磨液である。比較例４の研磨液を用いた場合、シリコンウエハの研磨速度が７００ｎｍ／分以上であることから、研削後の研削傷の解消に供するに充分であるものの、二酸化ケイ素膜の研磨速度は１７ｎｍ／分であり実質的に研磨されていない。
【００９１】
［半導体基板の研磨２］
配合直後の実施例１の半導体基板用研磨液を研磨定盤の研磨布上に供給しながら、半導体基板（研磨ウエハ）の研磨面を研磨布に押圧した状態で、半導体基板に対して研磨定盤を回転させることにより、半導体基板の研磨面を研磨した。研磨条件の詳細は以下の通りである。
【００９２】
（研磨条件２）
研磨ウエハ：ＴＳＶ形成済みシリコンウエハＰＴ−００７（フィルテック社製）をサポート板に固定し、裏面研削にておよそ６０μｍまで薄層化した後、２ｃｍ角にダイシングしたシリコンウエハ
研磨装置：ナノファクター製ＦＡＣＴ−２００型
研磨布：ＳＵＢＡ６００ （ニッタ・ハース製）（アスカーＣ硬度：８２）
研磨定盤回転数：８０ｒｐｍ
ホルダー回転数：駆動装置無し（自由回転）
研磨圧力：３３．８３ｋＰａ
研磨液供給量：１６ｍｌ／分
研磨時間：５０分
【００９３】
図５は、研磨後の研磨面をＦＥ−ＳＥＭにて観察したものである。絶縁層である二酸化ケイ素膜が研磨により除去され、電極となるＣｕ層が露出していることが確認された。Ｃｕ層が露出していることから、上下に配置されるＬＳＩチップの接続に使用できると考えられる。
【００９４】
図６は、研磨後の研磨面に存在するＴＳＶの形状を接触式段差計にて測定した結果である。直径４０μｍのＴＳＶは、およそ８．５μｍほど基板の主面から突き出した形状であることが確認された。このような形状が得られたのは、本発明に係る研磨液を用いた上で、アスカーＣ硬度計で測定した値が５０から９０を示す比較的軟質な研磨布を用いたことによる効果が大きいと考えられる。
【符号の説明】
【００９５】
１…基板本体、１ａ…表面（一方の主面）、１ｂ…裏面（他方の主面）、３ａ…中空部、３ｂ…貫通孔、７…導電部材、７ａ，７ｂ…ＴＳＶ（貫通電極）、３００，４００，５００，５００ａ…半導体基板。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セリア粒子及びシリカ粒子を含む砥粒と、第１酸解離定数が７以下である化合物と、塩基性化合物と、を含有する、半導体基板用研磨液。
【請求項２】
前記第１酸解離定数が７以下である化合物が、アゾール及びアミノ酸から選ばれる少なくとも一種である、請求項１に記載の半導体基板用研磨液。
【請求項３】
前記アゾールが１，２，４−トリアゾールである、請求項２に記載の半導体基板用研磨液。
【請求項４】
前記アミノ酸が、グリシン及びヒスチジンから選ばれる少なくとも一種である、請求項２又は３に記載の半導体基板用研磨液。
【請求項５】
前記塩基性化合物が、含窒素塩基性化合物及び無機塩基性化合物から選ばれる少なくとも一種である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体基板用研磨液。
【請求項６】
前記塩基性化合物が、水酸化カリウム及び水酸化テトラメチルアンモニウムから選ばれる少なくとも一種である、請求項５に記載の半導体基板用研磨液。
【請求項７】
前記塩基性化合物の含有量が０．１０質量％以上である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体基板用研磨液。
【請求項８】
カルボキシル基を有する有機酸を更に含有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体基板用研磨液。
【請求項９】
ｐＨが９．０以上１２．０以下である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の半導体基板用研磨液。
【請求項１０】
一方の主面のみに開口した中空部が形成された基板本体と、前記中空部内に配置された、貫通電極となるべき導電部材と、を備える半導体基板の前記基板本体を他方の主面側から研磨し、前記導電部材を前記他方の主面側に露出させて貫通電極構造を形成するために用いられる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の半導体基板用研磨液。
【請求項１１】
一方の主面から他方の主面にかけて貫通する貫通孔が形成された基板本体と、前記貫通孔内に配置された貫通電極と、を備える半導体基板の前記基板本体を前記一方の主面側又は前記他方の主面側から研磨するために用いられる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の半導体基板用研磨液。
【請求項１２】
一方の主面のみに開口した中空部が形成された基板本体と、前記中空部内に配置された、貫通電極となるべき導電部材と、を備える半導体基板の前記基板本体を、請求項１〜９のいずれか一項に記載の半導体基板用研磨液を用いて前記他方の主面側から研磨し、前記導電部材を前記他方の主面側に露出させて貫通電極構造を形成する研磨工程を備える、半導体基板の研磨方法。
【請求項１３】
一方の主面から他方の主面にかけて貫通する貫通孔が形成された基板本体と、前記貫通孔内に配置された貫通電極と、を備える半導体基板の前記基板本体を、請求項１〜９のいずれか一項に記載の半導体基板用研磨液を用いて前記一方の主面側又は前記他方の主面側から研磨する研磨工程を備える、半導体基板の研磨方法。
【請求項１４】
前記研磨工程の前に、前記研磨工程において研磨される主面側から前記基板本体を研削する工程を更に備える、請求項１２又は１３に記載の研磨方法。
【請求項１５】
前記研磨工程において、アスカーＣ硬度が５０以上９０以下である研磨布を用いて前記基板本体を研磨する、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の研磨方法。
【請求項１】
セリア粒子及びシリカ粒子を含む砥粒と、第１酸解離定数が７以下である化合物と、塩基性化合物と、を含有する、半導体基板用研磨液。
【請求項２】
前記第１酸解離定数が７以下である化合物が、アゾール及びアミノ酸から選ばれる少なくとも一種である、請求項１に記載の半導体基板用研磨液。
【請求項３】
前記アゾールが１，２，４−トリアゾールである、請求項２に記載の半導体基板用研磨液。
【請求項４】
前記アミノ酸が、グリシン及びヒスチジンから選ばれる少なくとも一種である、請求項２又は３に記載の半導体基板用研磨液。
【請求項５】
前記塩基性化合物が、含窒素塩基性化合物及び無機塩基性化合物から選ばれる少なくとも一種である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体基板用研磨液。
【請求項６】
前記塩基性化合物が、水酸化カリウム及び水酸化テトラメチルアンモニウムから選ばれる少なくとも一種である、請求項５に記載の半導体基板用研磨液。
【請求項７】
前記塩基性化合物の含有量が０．１０質量％以上である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体基板用研磨液。
【請求項８】
カルボキシル基を有する有機酸を更に含有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体基板用研磨液。
【請求項９】
ｐＨが９．０以上１２．０以下である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の半導体基板用研磨液。
【請求項１０】
一方の主面のみに開口した中空部が形成された基板本体と、前記中空部内に配置された、貫通電極となるべき導電部材と、を備える半導体基板の前記基板本体を他方の主面側から研磨し、前記導電部材を前記他方の主面側に露出させて貫通電極構造を形成するために用いられる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の半導体基板用研磨液。
【請求項１１】
一方の主面から他方の主面にかけて貫通する貫通孔が形成された基板本体と、前記貫通孔内に配置された貫通電極と、を備える半導体基板の前記基板本体を前記一方の主面側又は前記他方の主面側から研磨するために用いられる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の半導体基板用研磨液。
【請求項１２】
一方の主面のみに開口した中空部が形成された基板本体と、前記中空部内に配置された、貫通電極となるべき導電部材と、を備える半導体基板の前記基板本体を、請求項１〜９のいずれか一項に記載の半導体基板用研磨液を用いて前記他方の主面側から研磨し、前記導電部材を前記他方の主面側に露出させて貫通電極構造を形成する研磨工程を備える、半導体基板の研磨方法。
【請求項１３】
一方の主面から他方の主面にかけて貫通する貫通孔が形成された基板本体と、前記貫通孔内に配置された貫通電極と、を備える半導体基板の前記基板本体を、請求項１〜９のいずれか一項に記載の半導体基板用研磨液を用いて前記一方の主面側又は前記他方の主面側から研磨する研磨工程を備える、半導体基板の研磨方法。
【請求項１４】
前記研磨工程の前に、前記研磨工程において研磨される主面側から前記基板本体を研削する工程を更に備える、請求項１２又は１３に記載の研磨方法。
【請求項１５】
前記研磨工程において、アスカーＣ硬度が５０以上９０以下である研磨布を用いて前記基板本体を研磨する、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の研磨方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１８２２９９（Ｐ２０１２−１８２２９９Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４３９９９（Ｐ２０１１−４３９９９）
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
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