DE112015003214T5 - Endpolierverfahren eines Siliziumwafers und Siliziumwafer - Google Patents

Endpolierverfahren eines Siliziumwafers und Siliziumwafer Download PDF

Info

Publication number
DE112015003214T5
DE112015003214T5 DE112015003214.2T DE112015003214T DE112015003214T5 DE 112015003214 T5 DE112015003214 T5 DE 112015003214T5 DE 112015003214 T DE112015003214 T DE 112015003214T DE 112015003214 T5 DE112015003214 T5 DE 112015003214T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
polishing
polishing pad
colloidal silica
haze
wafer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE112015003214.2T
Other languages
English (en)
Other versions
DE112015003214B4 (de
Inventor
Michito Sato
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.)
Shin Etsu Handotai Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Handotai Co Ltd filed Critical Shin Etsu Handotai Co Ltd
Publication of DE112015003214T5 publication Critical patent/DE112015003214T5/de
Application granted granted Critical
Publication of DE112015003214B4 publication Critical patent/DE112015003214B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30625With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/042Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
    • B24B37/044Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor characterised by the composition of the lapping agent
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11Lapping tools
    • B24B37/20Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/24Lapping pads for working plane surfaces characterised by the composition or properties of the pad materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B57/00Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents
    • B24B57/02Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents for feeding of fluid, sprayed, pulverised, or liquefied grinding, polishing or lapping agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09GPOLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00Polishing compositions
    • C09G1/02Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1409Abrasive particles per se
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1454Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
    • C09K3/1463Aqueous liquid suspensions
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002Preparing wafers
    • H01L21/02005Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008Multistep processes
    • H01L21/0201Specific process step
    • H01L21/02024Mirror polishing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung ist ein Endpolierverfahren, das ein Poliermittel verwendet, welches kolloidales Siliziumdioxid, Ammoniak und Hydroxyethylcellulose enthält, wobei das kolloidale Siliziumdioxid eine primäre Partikelgröße von 20 nm oder mehr und weniger als 30 nm aufweist, die Hydroxyethylcellulose ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 400.000 bis 700.000 aufweist, und das Poliermittel 1,5 ≤ D1/D2 ≤ 2,5 genügt, wobei D1 eine Partikelgröße mit einem kumulativen Volumenprozentsatz von 95% der in dem Poliermittel enthaltenen Partikel ist, und D2 eine Partikelgröße mit einem kumulativen Volumenprozentsatz von 95% des kolloidalen Siliziumdioxids ist, wenn das kolloidale Siliziumdioxid in Wasser mit einer Konzentration, die identisch ist mit einer Konzentration des kolloidalen Siliziumdioxids in dem Poliermittel, dispergiert wird, und das eine Polierscheibe verwendet, die 100 Sekunden, nachdem reines Wasser auf die Polierscheibe aufgetropft wurde, welche einer Appretur unterzogen und dann getrocknet wurde, einen Kontaktwinkel von 60° oder mehr aufweist. Es kann ein Endpolierverfahren bereitgestellt werden, das einen Siliziumwafer mit einem insgesamt guten Trübungsgrad, einer geringen Trübungsungleichmäßigkeit in einem äußeren Umfangsabschnitt und wenigen Mikrodefekten bereitstellen kann.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Endpolierverfahren eines Siliziumwafers und einen Siliziumwafer.
  • BISHERIGER STAND DER TECHNIK
  • Ein durch einen Siliziumwafer gekennzeichneten Halbleiterwafer wird, wie in 6 dargestellt, mit einer Poliervorrichtung 601 poliert, welche einen Drehtisch 603 mit einer befestigten Polierscheibe 602, eine Zuführungsvorrichtung für Poliermittel 604 und einen Polierkopf 606 umfasst, indem der Halbleiterwafer W mit dem Polierkopf 606 gehalten wird, der Polierscheibe 602 ein Poliermittel 605 von der Zuführungsvorrichtung für Poliermittel 604 zugeführt wird, der Drehtisch 603 und der Polierkopf 606 getrennt in Rotation versetzt werden und die Oberfläche des Halbleiterwafers W mit der Polierscheibe 602 in Gleitkontakt gebracht wird.
  • Der Halbleiterwafer wird häufig in mehreren Stufen poliert, wobei die Arten der Polierscheibe und des Poliermittels gewechselt werden; das erste Doppelseitenpolieren wird als primäres Polieren bezeichnet, das Polieren nach dem primären Polieren wird als sekundäres Polieren bezeichnet und ein Polierverfahren in der Endstufe wird als Finishpolieren oder Endpolieren bezeichnet.
  • In dem Endpolierverfahren wird häufig das Einseitenpolieren verwendet, und das Poliermittel und die Polierscheibe werden derart ausgewählt, dass Oberflächendefekte und Oberflächenrauhigkeit eines Wafers, die so genannte „Trübung”, verringert werden. Die üblicherweise verwendeten Materialien sind ein alkalibasiertes Poliermittel, das kolloidales Siliziumdioxid enthält, und eine wildlederartige Polierscheibe. Da ein polierter Wafer eine hydrophobe Oberfläche aufweist, befinden sich Fremdstoffe auf der Oberfläche, und die Oberfläche wird nicht gleichmäßig durch Alkali in dem Poliermittel geätzt, was eine ungleichmäßige Trübung verursacht. Es war daher bekannt, das eine wasserlösliche Zellulose, wie zum Beispiel Hydroxyethylcellulose, dem Poliermittel zugefügt wird, damit die Oberfläche des polierten Wafers hydrophil wird und die Anhaftung von Fremdstoffen und Ätzungsunebenheiten auf der Oberfläche verhindert werden.
  • Hinsichtlich der Trübung eines Wafers ist bekannt, dass eine Zugabe von Hydroxyethylcellulose (HEC) zu dem Poliermittel einen Trübungsgrad stärker senken kann als eine Zugabe einer anderen Cellulose (siehe beispielsweise Patentdokument 1). Hydroxyethylcellulose, die zur Verbesserung der Hydrophilie eines Wafers geeignet ist, lässt sich jedoch schwer filtern und leicht aggregieren, was in nachteiliger Weise Mikrodefekte auf der Oberfläche eines Wafers verstärkt. Um dieses Problem zu lösen, wurde vorgeschlagen, Hydroxyethylcellulose mit einem niedrigen Molekulargewicht zu verwenden, um die Filterbarkeit zu verbessern, oder eine unverdünnte Lösung zu filtern und dann eine verdünnte Lösung erneut zu filtern (siehe beispielsweise Patentdokument 2). Außerdem wurde vorgeschlagen, das Verhältnis durchschnittlicher sekundärer Partikelgrößen von Schleifkörnern vor und nach der Verdünnung zu kontrollieren (siehe beispielsweise Patentdokument 3).
  • ENTGEGENHALTUNGSLISTE
  • PATENTLITERATUR
    • Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2008-053414
    • Patentdokument 2: WO2013/108777
    • Patentdokument 3: WO2013/108770
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHE AUFGABE
  • Außerdem wurde kürzlich gefordert, die Glattheit der Oberfläche eines Wafers zu verbessern. Um die Oberflächenrauhigkeit (Trübung) eines Wafers zu verbessern, wird eine Bürstenreinigung mit geringer Ätzleistung zur Reinigung eines polierten Siliziumwafers eingeführt. Die Bürstenreinigung ermöglicht eine Reinigung mit einer geringeren Ätzmenge als eine Stapelreinigung, bei der eine chemische Lösung verwendet wird, die durch SC1-Reinigung (eine gemischte Lösung aus Ammoniak und Wasserstoffperoxid-Wasser) gekennzeichnet ist. Die Bürstenreinigung kann daher eine Verstärkung der Trübung auf der Oberfläche eines Wafers durch Ätzung verhindern.
  • Die Trübung eines Siliziumwafers wird durch einen Laserstreuungstyp einer Prüfvorrichtung für eine Wafer-Oberfläche (zum Beispiel Surfscan SP3, hergestellt von KLA-Tencor Corp.) gemessen und ein Durchschnittswert der Gesamtfläche des Wafers wird allgemein als zentraler Wert des Wafers verwendet. Der Trübungsgrad in der Ebene kann auch als Karte ausgegeben werden. Diese Trübungskarte wird verwendet, um visuell eine lokale Trübungsanomalie zu beurteilen, die in dem Durchschnittswert nicht erkannt werden kann.
  • Die Trübungskarte wird üblicherweise in vielen Fällen durch automatische Skalierung ausgegeben. Somit kann zusammen mit der Verbesserung des Trübungsgrads eine Ungleichmäßigkeit der Trübung leicht festgestellt werden, und eine Ungleichmäßigkeit der Trübung, die in einem äußeren Umfangsabschnitt auftritt, wird insbesondere zu einem Problem. 7 zeigt eine beispielhafte Trübungskarte. 8 zeigt ein Beispiel der Ungleichmäßigkeit einer Trübung, die in einem äußeren Umfangsabschnitt auftritt.
  • Die Ungleichmäßigkeit der Trübung in einem äußeren Umfangsabschnitt wird bemerkenswerterweise verursacht, wenn die Polierscheibe eine niedrige Poliermittelaufnahmeeigenschaft aufweist, insbesondere in einer frühen Phase der Lebensdauer der Polierscheibe. Diesem Problem wird durch Verlängerung einer Anlaufzeit (Appreturdauer) der Polierscheibe oder durch Polieren eines Test-Wafers begegnet. Die verlängerte Suspendierung einer Poliervorrichtung senkt jedoch die Produktivität und die Appretur und die Verwendung eines Testwafers erhöhen die Anlaufkosten und senken die Lebensdauer der Polierscheibe.
  • Wenn außerdem Hydroxyethylcellulose mit einem hohen Molekulargewicht hinzugefügt wird, um die Hydrophilie der Wafer-Oberfläche zu verbessern und um ein nicht einheitliches Ätzen der Oberfläche aufgrund des Poliermittels zu verhindern, treten aufgrund der Filterbarkeit mehr Oberflächendefekte auf. Um die Oberflächendefekte zu verbessern, wurde das Verfahren der Filterung einer unverdünnten Lösung und der nachfolgenden Filterung einer verdünnten Lösung (siehe Patentdokument 2) sowie das Verfahren der Kontrolle des Verhältnisses von durchschnittlichen sekundären Partikelgrößen vor und nach der Lösung (siehe Patentdokument 3) vorgeschlagen. Diese Verfahren sind jedoch unzureichend, um sowohl widersprüchliche Eigenschaften der Benetzbarkeit eines Wafers und Mikrodefekten zu genügen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme ausgeführt. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Endpolierverfahren bereitzustellen, das einen Siliziumwafer mit einem insgesamt guten Trübungsgrad, einer geringen Trübungsungleichmäßigkeit in einem äußeren Umfangsabschnitt und wenigen Mikrodefekten bereitstellen kann.
  • PROBLEMLÖSUNG
  • Um diese Aufgabe zu erfüllen, stellt die vorliegende Erfindung ein Endpolierverfahren bereit, das umfasst, einen Siliziumwafer mit einer Polierscheibe, die an einem Drehtisch befestigt ist, in Gleitkontakt zu bringen, während der Polierscheibe ein Poliermittel zugeführt wird, wobei das Poliermittel kolloidales Siliziumdioxid, Ammoniak und Hydroxyethylcellulose enthält, das kolloidale Siliziumdioxid eine primäre Partikelgröße von 20 nm oder mehr und weniger als 30 nm, wie durch das BET-Verfahren gemessen, aufweist, die Hydroxyethylcellulose ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 400.000 bis 700.000 aufweist, das Poliermittel 1,5 ≤ D1/D2 ≤ 2,5 erfüllt, wobei D1 eine Partikelgröße mit einem kumulativen Volumenprozentsatz von 95% der Partikel ist, die in dem Poliermittel enthalten sind, wie durch die dynamische Lichtstreuung oder die Laserdiffraktionsstreuung gemessen, und D2 eine Partikelgröße mit einem kumulativen Volumenprozentsatz von 95% des kolloidalen Siliziumdioxids ist, wenn das kolloidale Siliziumdioxid in Wasser mit einer Konzentration, die mit einer Konzentration des kolloidalen Siliziumdioxids in dem Poliermittel identisch ist, dispergiert wird, wie durch die dynamische Lichtstreuung oder die Laserdiffraktionsstreuung gemessen, und die Polierscheibe einen Kontaktwinkel von 60° oder mehr mit reinem Wasser aufweist, wobei der Kontaktwinkel 100 Sekunden, nachdem das reine Wasser auf die Polierscheibe aufgetropft wurde, welche einer Appretur unterzogen und dann getrocknet wurde, gemessen wird.
  • Dieses Endpolierverfahren kann einen Siliziumwafer mit einem insgesamt guten Trübungsgrad, einer geringen Trübungsungleichmäßigkeit in einem äußeren Umfangsabschnitt und wenigen Mikrodefekten bereitstellen.
  • Die Appreturdauer kann 30 Minuten betragen.
  • Beträgt die Appreturdauer 30 Minuten, wird die Produktivität aufgrund der Suspendierung einer Polierung durch die Poliervorrichtung nicht zu sehr verringert, auch wenn die Appretur beispielsweise mit der Poliervorrichtung selbst durchgeführt wird. Wird die Appretur mit einem Poliermittel durchgeführt, kann außerdem die 30minütige Appretur die Kosten des Poliermittels verringern und eine verringerte Lebensdauer der Polierscheibe aufgrund der Verschmutzung der Polierscheibe verhindern.
  • Außerdem stellt die vorliegende Erfindung zur Erfüllung der oben genannten Aufgabe einen Siliziumwafer bereit, der mit dem erfinderischen Endpolierverfahren poliert wird.
  • Auf diese Weise kann das erfinderische Endpolierverfahren einen Halbleiterwafer mit einem insgesamt guten Trübungsgrad, einer geringen Trübung und Gleichmäßigkeit in einem äußeren Umfangsabschnitt bereitstellen, der die neue Forderung nach einer glatten Wafer-Oberfläche erfüllt und wenige Mikrodefekte aufweist.
  • VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
  • Das Endpolieren gemäß der Erfindung kann einen Siliziumwafer mit einem insgesamt guten Trübungsgrad, einer geringen Trübungsungleichmäßigkeit in einem äußeren Umfangsabschnitt und wenigen Mikrodefekten bereitstellen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein schematisches Diagramm zur Veranschaulichung eines Beispiels einer einseitigen Poliervorrichtung, die in dem Endpolierverfahren gemäß der Erfindung verwendet werden kann;
  • 2 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung einer zeitlichen Veränderung des Kontaktwinkels von reinem Wasser mit der Polierscheibe;
  • 3 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung einer zeitlichen Veränderung des Kontaktwinkels in Abhängigkeit von einer unterschiedlichen Appreturdauer;
  • 4 ist ein Foto zur Veranschaulichung einer zeitlichen Veränderung des Kontaktwinkels in Abhängigkeit von einer unterschiedlichen Appreturdauer;
  • 5 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung des Kontaktwinkels 100 Sekunden nach dem Auftropfen von reinem Wasser auf die Polierscheibe;
  • 6 ist ein schematisches Diagramm zur Veranschaulichung eines Beispiels einer herkömmlichen einseitigen Poliervorrichtung;
  • 7 ist ein Foto zur Veranschaulichung einer beispielhaften Trübungskarte eines Wafers nach dem Endpolieren; und
  • 8 ist ein Foto zur Veranschaulichung eines Beispiels der ungleichmäßigen Trübung in einem äußeren Umfangsabschnitt eines Wafers nach dem Endpolieren.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Zunächst wird eine Poliervorrichtung, die in dem Endpolierverfahren gemäß der Erfindung verwendet werden kann, mit Bezug auf 1 beschrieben.
  • Die in 1 dargestellte Poliervorrichtung umfasst im Wesentlichen einen Drehtisch 3 mit einer befestigten Polierscheibe 2, eine Zuführungsvorrichtung für Poliermittel 4 und einen Polierkopf 6. Die Poliervorrichtung 1 wird verwendet zum Polieren durch Halten eines Siliziumwafers W mit dem Polierkopf 6, zum Zuführen eines Poliermittels 5 von der Zuführungsvorrichtung für Poliermittel 4 zu der Polierscheibe 2, zum getrennten Drehen des Drehtisches 3 und des Polierkopfes 6 und um die Oberfläche des Halbleiter-Wafers W mit der Polierscheibe 2 in Gleitkontakt zu bringen.
  • Das erfinderische Endpolierverfahren unter Verwendung der Poliervorrichtung 1 zum Polieren eines Siliziumwafers wird jetzt beschrieben.
  • Bei dem erfinderischen Endpolierverfahren wird eine Lösung als Poliermittel 5 verwendet, die kolloidales Siliziumdioxid, Ammoniak und Hydroxyethylcellulose enthält. Bei diesem Poliermittel weist das kolloidale Siliziumdioxid eine primäre Partikelgröße von 20 nm oder mehr und weniger als 30 nm, wie durch das BET-Verfahren gemessen, auf und die Hydroxyethylcellulose weist ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 400.000 bis 700.000 auf. Außerdem genügt das Poliermittel 1,5 ≤ D1/D2 ≤ 2,5, wobei D1 eine Partikelgröße mit einem kumulativen Volumenprozentsatz von 95% der Partikel ist, die in dem Poliermittel enthalten sind, wie durch die dynamische Lichtstreuung oder die Laserdiffraktionsstreuung gemessen, und D2 eine Partikelgröße mit einem kumulativen Volumenprozentsatz von 95% des kolloidalen Siliziumdioxids ist, wenn das kolloidale Siliziumdioxid in Wasser mit einer Konzentration, identisch ist mit einer Konzentration des kolloidalen Siliziumdioxids in dem Poliermittel, dispergiert wird, wie durch die dynamische Lichtstreuung oder die Laserdiffraktionsstreuung gemessen.
  • Allgemein verursacht ein Poliermittel, das ein wasserlösliches Polymer, wie zum Beispiel Hydroxyethylcellulose enthält, Schleifkörner (kolloidales Siliziumdioxid), um mit dem wasserlöslichen Polymer zu aggregieren, und neigt somit dazu, im Vergleich mit einem Poliermittel, das kein wasserlösliches Polymer enthält, eine große Schleifkorngröße aufzuweisen. Der vorliegende Erfinder hat festgestellt, dass die Aggregationswirkung des wasserlöslichen Polymers durch D95 (eine Partikelgröße mit einem kumulativen Volumenprozentsatz von 95% in der Partikelgrößenverteilung aufgrund des Volumens) von Partikeln, die in dem Poliermittel enthalten sind, wie durch die dynamische Lichtstreuung oder die Laserdiffraktionsstreuung gemessen, bewertet werden kann.
  • Insbesondere kann der Aggregationszustand von Schleifkörnern, der einem Zusatzstoff, wie zum Beispiel dem wasserlöslichen Polymer, das in dem Poliermittel enthalten ist, zuzuschreiben ist, durch Berechnung des Verhältnisses von D1/D2 quantifiziert werden, wobei D1 D95 von Partikeln in dem Poliermittel, das das wasserlösliche Polymer enthält, ist, und D2 D95 von kolloidalem Siliziumdioxid im Falle der Dispersion des kolloidalen Siliziumdioxids in Wasser mit einer Konzentration, die identisch mit der Konzentration von kolloidalem Siliziumdioxid in dem Poliermittel ist, ist. Die in dem Poliermittel enthaltenen Partikel sind hauptsächlich kolloidales Siliziumdioxid und umfassen ebenfalls beispielsweise Aggregate von Hydroxyethylcellulose und Aggregate anderer Zusatzstoffe. Es kann beurteilt werden, dass, wenn das Verhältnis von D1/D2 etwa 1,0 beträgt, die Schleifkörner nicht aggregiert werden; und wenn das Verhältnis D1/D2 größer ist als 1,0, die Aggregation aufgrund des Zusatzstoffes erfolgt, wie zum Beispiel dem in dem Poliermittel enthaltenen wasserlöslichen Polymer. Entsprechend lassen sich, wenn das Verhältnis D1/D2 klein ist, Mikrodefekte aufgrund aggregierter Schleifkörner in dem Poliermittel vermeiden. D95 lässt sich beispielsweise durch eine von SHIMADU Corp. hergestellte Messvorrichtung für die Nanopartikelgrößenverteilung SALD-7100 messen.
  • Außerdem wird die Trübung der Waferoberfläche ebenfalls durch eine primäre Partikelgröße (auch als durchschnittliche primäre Partikelgröße bezeichnet), die aufgrund eines spezifischen Oberflächenbereichs der Schleifkörner, die von dem BET-Verfahren auf dem kolloidalen Siliziumdioxid (den Schleifkörnern) gemessen werden, berechnet. Bei der gleichen Polierbelastung können Schleifkörner mit einer geringeren primären Partikelgröße eine Druckdispersionswirkung auf die Schleifkörner erreichen, jedoch aggregieren Schleifkörner mit einer primären Partikelgröße von weniger als 20 nm leicht und beeinträchtigen somit den Grad von Oberflächendefekten. Außerdem senken derartige Partikel eine Polierrate, sodass die Produktivität gesenkt und die Kosten erhöht werden. Gleichzeitig weisen Schleifkörner mit einer primären Partikelgröße von 30 nm oder mehr eine unzureichende Druckdispersionswirkung auf und beeinträchtigten somit die Trübung. Daher sollten die Schleifkörner hinsichtlich eines Gleichgewichts zwischen dem Trübungsgrad eines Wafers, dem Grad von Oberflächendefekten und einer Polierrate eine durchschnittliche primäre Partikelgröße von 20 nm oder mehr und weniger als 30 nm aufweisen.
  • Die Hydrophilie (Benetzbarkeit) der Wafer-Oberfläche wird wesentlich durch das gewichtsmittlere Molekulargewicht der Hydroxyethylcellulose beeinflusst. Ein höheres gewichtsmittleres Molekulargewicht kann die Ungleichmäßigkeit der Trübung senken, jedoch das Verhältnis D1/D2 vergrößern und Mikrodefekte aufgrund von agglomerierten Schleifkörnern erhöhen. Wenn außerdem die Konzentration von zugesetzter Hydroxyethylcellulose verringert oder ein Dispersionsmittel zugesetzt wird, um D1/D2 zu senken, kann keine ausreichende hydrophile Wirkung erreicht werden, obwohl D1/D2 gesenkt werden kann. Um die Hydrophilie der Wafer-Oberfläche zu erreichen und Mikrodefekte zu verhindern, sollte die Hydroxyethylcellulose ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 400.000 bis 700.000 sowie ein Verhältnis von D1/D2 zwischen 1,5 und 2,5 aufweisen.
  • Insbesondere sollte das Verhältnis von D1/D2 vorzugsweise 2,3 oder weniger betragen.
  • Die Verwendung eines derartigen Poliermittels ermöglicht eine Vermeidung einer ungleichmäßigen Trübung und eine Verringerung von Mikrodefekten, die bei dem Endpolieren eines Siliziumwafers verursacht werden.
  • Ferner verwendet die vorliegende Erfindung die Polierscheibe 2, die einen Kontaktwinkel von 60° oder mehr mit reinem Wasser aufweist, wenn der Kontaktwinkel 100 Sekunden, nachdem das reine Wasser auf die Polierscheibe aufgetropft wurde, welche einer Appretur unterzogen und dann vollständig getrocknet wurde, gemessen wird. Die Appretur bedeutet einen Anlaufvorgang einer Polierscheibe zum Glätten der Oberfläche einer neuen Polierscheibe direkt nach dem Austausch, allgemein mit Keramik oder Testwafern. Dieser Vorgang erfolgt mit reinem Wasser oder einem Poliermittel. Die Appretur dauert häufig lange, und das Polieren erfordert ein Suspendieren während der Appretur, was zu einer geringeren Produktivität bei Halbleiter-Wafern führt. Außerdem erhöhen sich durch die Appretur unter Verwendung eines Poliermittels die Kosten für das Poliermittel und die Lebensdauer der Polierscheibe wird beeinträchtigt. Somit wird die Appretur in wünschenswerter Weise in einer kurzen Zeit beendet.
  • Die Ungleichmäßigkeit der Trübung in einem äußeren Umfangsabschnitt eines in der Trübungskarte festgestellten Wafers wird bemerkenswerterweise verursacht, wenn die Polierscheibe eine niedrige Poliermittelaufnahmeeigenschaft aufweist, insbesondere in einer frühen Phase der Lebensdauer der Polierscheibe. Dies weist darauf hin, dass die Ungleichmäßigkeit der Trübung auch durch die Poliermittelaufnahmeeigenschaft der Polierscheibe beeinflusst wird. Die Poliermittelaufnahmeeigenschaft der Polierscheibe in der frühen Phase der Lebensdauer kann durch einen Kontaktwinkel in einer bestimmten Zeitdauer nach dem Auftropfen von reinem Wasser auf die Polierscheibe beurteilt werden. Das auf die Polierscheibe aufgetropfte reine Wasser dringt im Laufe der Zeit in die Polierscheibe ein und verändert entsprechend ihren Kontaktwinkel. Eine Polierscheibe mit einer guten Poliermittelaufnahmeeigenschaft kann als eine Polierscheibe definiert werden, die einen großen Kontaktwinkel und wenig Veränderung des Kontaktwinkels im Laufe der Zeit aufweist. Deshalb verwendet die vorliegende Erfindung die Polierscheibe, die 100 Sekunden nach dem Auftropfen von reinem Wasser einen Kontaktwinkel von 60° oder mehr und eine gute Poliermittelaufnahmeeigenschaft aufweist, sodass ein Siliziumwafer mit einer geringen Trübungsungleichmäßigkeit auch in einem frühen Stadium der Lebensdauer der Polierscheibe poliert werden kann.
  • 2 zeigt Messergebnisse der zeitlichen Veränderung des Kontaktwinkels, wenn wildlederartige Polierscheiben A-1, B, C, D und E einer 30-minütigen Appretur unterzogen wurden. Durch die Appretur werden Oberflächen der Polierscheiben ohne Veränderung fast identisch, abhängig von den einzelnen Polierscheiben. Somit waren ihre Kontaktwinkel direkt nach dem Auftropfen von reinem Wasser fast die gleichen. Andererseits variierte die Veränderung des Kontaktwinkels im Laufe der Zeit entsprechend den Polierscheiben.
  • 3 zeigt eine Veränderung des Kontaktwinkels im Laufe der Zeit, wenn die Appreturdauer auf 30 Minuten (Polierscheibe A-1), 120 Minuten (Polierscheibe A-2) und 240 Minuten (Polierscheibe A-3) geändert wurde, wobei dieselbe Polierscheibe verwendet wurde. Diese Figur zeigt, dass, auch wenn die Kontaktwinkel direkt nach dem Auftropfen von reinem Wasser fast die gleichen waren, die Veränderung der Kontaktwinkel im Laufe der Zeit sich trotz derselben Polierscheibe entsprechend der Appreturdauer verändert hat. 4 zeigt einen beispielhaften Zustand des Tröpfchens zu diesem Zeitpunkt. Außerdem zeigt 5 Kontaktwinkel 100 Sekunden nach dem Auftropfen von reinem Wasser auf die Polierscheiben A-1, A-2, A-3, B, C, D und E.
  • In einem Herstellungsverfahren für Polierscheiben wird ein Zusatzmittel, beispielsweise ein Tensid, als Schaumstabilisator verwendet. Das Zusatzmittel unterscheidet sich in der Art und der hinzuzufügenden Menge entsprechend dem Hersteller und der Art der Polierscheibe. Das Zusatzmittel kann während des Herstellungsverfahrens der Polierscheibe nicht vollständig entfernt werden und verbleibt teilweise in der Polierscheibe, was eine unterschiedliche Veränderung des Kontaktwinkels im Laufe der Zeit entsprechend der Polierscheiben bewirkt. Da außerdem das verbleibende Zusatzmittel während der Appretur nach und nach verloren geht, weist dieselbe Polierscheibe unterschiedliche Konzentrationen des verbleibenden Zusatzmittels vor und nach der Appretur auf, was zu einer Veränderung des Kontaktwinkels im Laufe der Zeit führt.
  • Das 30-minütige Appretieren mit einer wildlederartigen Endpolierscheibe, die üblicherweise für die Endpolitur verwendet wird, kann in ausreichender Weise eine geringfügige Unebenheit auf der Oberfläche der Polierscheibe glätten und ermöglicht somit eine stabile Auswertung des Kontaktwinkels. Außerdem kann ein hydrophiles Zusatzmittel, das den Kontaktwinkel stark beeinflusst, seine Restkonzentration mit einer verhältnismäßig hohen Rate senken und ermöglicht somit die Messung des Kontaktwinkels, während die Wirkung des verbleibenden Zusatzmittels bei einer 30-minütigen Appretur in gewisser Weise abgebaut wird.
  • Wie oben beschrieben, ist die Bewertung der Benetzbarkeit der Polierscheibe durch den Kontaktwinkel zu einem bestimmten Zeitpunkt nach dem Auftropfen von reinem Wasser auf die Oberfläche der Polierscheibe für die Bewertung der Poliermittelaufnahmeeigenschaft der Polierscheibe geeignet.
  • Wenn eine Polierscheibe 100 Sekunden nach dem Auftropfen von reinem Wasser auf die Oberfläche der Polierscheibe, die einer 30-minütigen Appretur unterzogen und dann vollständig getrocknet wurde, einen Kontaktwinkel von 60° oder mehr aufweist, kann diese Polierscheibe insbesondere so bewertet werden, dass sie auch in einem frühen Stadium der Lebensdauer der Polierscheibe eine ausreichende Poliermittelaufnahmeeigenschaft aufweist. Der Kontaktwinkel lässt sich mit einem üblichen Kontaktwinkelmesser messen. Als Kontaktwinkelmesser kann beispielsweise ein mobiler Kontaktwinkelmesser PG-X, der von MATSUBO Corp. hergestellt wird, verwendet werden.
  • Durch die Appretur kann die Oberfläche einen Kontaktwinkel von 60° oder mehr aufweisen, aber die Appreturdauer kann in Abhängigkeit von der ausgewählten Polierscheibe verlängert werden, was zu einer geringeren Produktivität und höheren Anlaufkosten führt. Daher ist es besser, eine Polierscheibe auszuwählen, die nach 100 Sekunden einen Kontaktwinkel von 60° oder mehr aufweist, wenn die Appretur in einer kurzen Zeit von etwa 5 bis 120 Minuten, insbesondere vorzugsweise in 30 Minuten, ausgeführt wird.
  • Werden ein derartiges Poliermittel und eine derartige Polierscheibe für die Endpolitur kombiniert, können das Auftreten der ungleichmäßigen Trübung eines Wafers in einem äußeren Umfang eines Wafers und das Auftreten von Mikrodefekten bereits in einem frühen Stadium der Lebensdauer der Polierscheibe effektiv verhindert werden.
  • Außerdem weist ein durch das oben genannte Endpolierverfahren endpolierter Halbleiterwafer einen insgesamt guten Trübungsgrad, eine geringe Trübungsungleichmäßigkeit in einem äußeren Umfangsabschnitt auf, erfüllt die neue Forderung nach einer glatten Wafer-Oberfläche und weist wenige Mikrodefekte auf.
  • BEISPIEL
  • Als Nächstes wird die vorliegende Erfindung insbesondere mit Bezug auf Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
  • (Beispiel 1)
  • Ein Siliziumwafer wurde gemäß dem erfinderischen Endpolierverfahren endpoliert.
  • Zunächst wurden Schleifkörner (kolloidales Siliziumdioxid mit einer durchschnittlichen primären Partikelgröße von 25 nm, wie durch das BET-Verfahren gemessen), Ammoniak, Hydroxyethylcellulose und reines Wasser zur Herstellung eines Poliermittels gemischt. In Beispiel 1 weist die Hydroxyethylcellulose ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 500.000 auf. Das gewichtsmittlere Molekulargewicht der Hydroxyethylcellulose wurde durch Gelpermeationschromatographie in Form von Polyethylenoxid berechnet. Das Verhältnis von D1/D2 betrug 1,86.
  • Als Polierscheibe wurde die in 5 dargestellte Polierscheibe E verwendet. Die Polierscheibe E wies 100 Sekunden nach dem Auftropfen von reinem Wasser einen Kontaktwinkel von 114,5° auf, wie oben beschrieben. In diesem Beispiel erfolgte die Appretur der Polierscheibe mit einem keramischen Drehtisch mit der gleichen Polierbelastung und der gleichen Drehgeschwindigkeit wie beim Polieren des Wafers, auch wenn die Appreturbedingungen in der vorliegenden Erfindung nicht insbesondere darauf beschränkt sind. Außerdem wurde das gleiche Poliermittel wie bei der Endpolitur mit der gleichen Flussrate wie bei der Endpolitur verwendet.
  • Der Kontaktwinkel 100 Sekunden nach dem Auftropfen von reinem Wasser wurde wie folgt gemessen. Nach Beendigung der Appretur wurde die Oberfläche der Polierscheibe mit einer Bürste mit reinem Wasser gereinigt. Die Polierscheibe wurde dann geschnitten, um ein Muster zum Abmessen des Kontaktwinkels in einer Position zu erhalten, welche ein Polierergebnis des Wafers nicht beeinträchtigt, und die Polierscheibe wurde mit dem Muster bewertet. Das Muster zum Bemessen des Kontaktwinkels wurde 24 Stunden oder länger stehen gelassen, damit es nach der Appretur vollständig trocknet. Dann wurde der Kontaktwinkel mit einem mobilen Kontaktwinkelmesser PG-X, der von MATSUBO Corp. hergestellt wird, gemessen.
  • Die Politur erfolgte unter folgenden Bedingungen: Die Poliervorrichtung war PNX332B, hergestellt von Okamoto Corporation; der Poliergegenstand war ein Siliziumwafer mit einem Durchmesser von 300 mm; die Polierbelastung betrug 150 g/cm2; die Drehgeschwindigkeit des Drehtisches betrug 30 U/min.; die Drehgeschwindigkeit des Kopfes betrug 30 U/min.; die Flussrate des Poliermittels betrug 1 L/min. Außerdem erfolgte das gesamte sekundäre Polieren vor dem Endpolieren unter der gleichen Bedingung. Die Polierdauer des Endpolierens wurde so eingestellt, dass die gleiche Materialabtragung erfolgte. Der endpolierte Wafer wurde mit einer Bürstenreinigungsvorrichtung eines Verarbeitungstyps eines Einzel-Wafers gereinigt, um Ätzbedingungen derart einzustellen, dass ein Trübungsgrad nach der Reinigung nicht mehr als 0,08 ppm betrug.
  • Die Trübung des endpolierten Wafers wurde mit einer Prüfvorrichtung für Waferoberflächen Surfscan SP3, die von KLA-Tencor Corp. hergestellt wird, bewertet. Allgemein wird die Ungleichmäßigkeit der Trübung visuell mit einer Trübungskarte bewertet, die durch automatische Skalierung ausgegeben wird. In diesem Beispiel wurde jedoch nur der Wafer mit einem Trübungsgrad von 0,08 ppm oder weniger verwendet, es wurde ein Grenzwert festgesetzt, um ein Muster zu erhalten, dass der in der Karte zu findenden Ungleichmäßigkeit der Trübung ähnelt, und es wurde ein Anteil der Überschreitung des Grenzwertes (im Folgenden wird dieser Anteil als Defekt% bezeichnet) berechnet. Die Trübungskarten aus 7 und 8 wurden mit Ausnahme eines Bereichs innerhalb von 2 mm von dem äußeren Umfang des Wafers entfernt gemessen, jedoch wurde die Ungleichmäßigkeit der Trübung in Beispiel 1 durch Berechnung mit Ausnahme eines Bereichs innerhalb von 3 mm von dem äußeren Umfang des Wafers entfernt quantifiziert, um eine Kohärenz mit einer visuellen Beurteilung herzustellen.
  • Der durch das vorstehende Verfahren quantifizierte Defekt% betrug 1,1% im Falle der Trübungskarte aus 7 und 5,2% im Falle der Trübungsungleichmäßigkeit aus 8. Um die Trübungsungleichmäßigkeit aus 8 als Nichterfüllung zu ermitteln, wurde das Kriterium des Defekt% wie folgt definiert: 5% oder weniger gilt als erfüllt; mehr als 5% gilt als nicht erfüllt.
  • Bei der Bewertung der Qualität wurde ein Mikrodefekt aufgrund des später beschriebenen Vergleichsbeispiels 1 bewertet. Der Mikrodefekt war sehr unterschiedlich und wurde daher wie folgt dargestellt: weniger als 1,5-mal wie das Vergleichsbeispiel 1 gilt als „gut”; 1,5-mal oder mehr und weniger als zweimal gilt als „mäßig”; zweimal oder mehr gilt als „schlecht”.
  • Tabelle 1 zeigt Bedingungen des Poliermittels und der Polierscheibe sowie der Waferqualität nach dem Polieren in Beispiel 1 in den Beispielen 2 bis 6 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 8, die später beschrieben werden. Wie in Tab. 1 dargestellt, war der Trübungsgrad gut und die TrübungsuUngleichmäßigkeit (Defekt%) wies einen guten Wert von 1,1% auf, was wesentlich unterhalb eines Erfüllungskriteriums von 5,0% liegt. Außerdem war das Ergebnis ebenfalls für Mikrodefekte zufriedenstellend.
  • (Beispiel 2)
  • Ein Siliziumwafer wurde wie in Beispiel 1 poliert, abgesehen davon, dass das gewichtsmittlere Molekulargewicht von Hydroxyethylcellulose in dem Poliermittel auf 400.000 geändert wurde und D1/D2 auf 1,51 geändert wurde. Dann wurde die Qualität des polierten Wafers wurde bewertet.
  • Wie in Tab. 1 dargestellt, war danach der Trübungsgrad gut und die Trübungsungleichmäßigkeit (Defekt%) wies einen guten Wert von 3,3% auf, was unterhalb eines Erfüllungskriteriums von 5,0% liegt. Außerdem war das Ergebnis auch für Mikrodefekte zufriedenstellend.
  • (Beispiel 3)
  • Ein Siliziumwafer wurde wie in Beispiel 1 poliert, abgesehen davon, dass das gewichtsmittlere Molekulargewicht von Hydroxyethylcellulose in dem Poliermittel auf 700.000 geändert wurde und D1/D2 auf 2,28 geändert wurde. Dann wurde die Qualität des polierten Wafers wurde bewertet.
  • Wie in Tab. 1 dargestellt, war danach der Trübungsgrad gut und die Trübungsungleichmäßigkeit (Defekt%) wies einen guten Wert von 2,9% auf, was unterhalb eines Erfüllungskriteriums von 5,0% liegt. Außerdem war das Ergebnis auch für Mikrodefekte zufriedenstellend.
  • (Beispiel 4)
  • Ein Siliziumwafer wurde wie in Beispiel 1 poliert, abgesehen davon, dass die Polierscheibe in die in 5 dargestellte Polierscheibe A-3 geändert wurde, d. h. die Polierscheibe, die 100 Sekunden nach dem Auftropfen von reinem Wasser einen Kontaktwinkel von 62,8° aufwies. Dann wurde die Qualität des polierten Wafers bewertet.
  • Wie in Tab. 1 dargestellt, war danach der Trübungsgrad gut und die Trübungsungleichmäßigkeit (Defekt%) wies einen guten Wert von 2,9% auf, was unterhalb eines Erfüllungskriteriums von 5,0% liegt. Außerdem war das Ergebnis auch für Mikrodefekte zufriedenstellend.
  • (Beispiel 5)
  • Ein Siliziumwafer wurde wie in Beispiel 1 poliert, abgesehen davon, dass die Polierscheibe in die in 5 dargestellte Polierscheibe C geändert wurde, D. h. die Polierscheibe, die 100 Sekunden nach dem Auftropfen von reinem Wasser einen Kontaktwinkel von 63,9° aufwies. Dann wurde die Qualität des polierten Wafers bewertet.
  • Wie in Tab. 1 dargestellt, war danach der Trübungsgrad gut und die Trübungsungleichmäßigkeit (Defekt%) wies einen guten Wert von 4,6% auf, was unterhalb eines Erfüllungskriteriums von 5,0% liegt. Außerdem war das Ergebnis auch für Mikrodefekte zufriedenstellend.
  • (Beispiel 6)
  • Ein Siliziumwafer wurde wie in Beispiel 1 poliert, abgesehen davon, dass die Polierscheibe in die in 5 dargestellte Polierscheibe D geändert wurde, D. h. die Polierscheibe, die 100 Sekunden nach dem Auftropfen von reinem Wasser einen Kontaktwinkel von 81,9° aufwies. Dann wurde die Qualität des polierten Wafers bewertet.
  • Wie in Tab. 1 dargestellt, war danach der Trübungsgrad gut und die Trübungsungleichmäßigkeit (Defekt%) wies einen guten Wert von 3,9% auf, was unterhalb eines Erfüllungskriteriums von 5,0% liegt. Außerdem war das Ergebnis auch für Mikrodefekte zufriedenstellend.
  • (Vergleichsbeispiel 1)
  • Ein Siliziumwafer wurde wie in Beispiel 4 poliert, abgesehen davon, dass die durchschnittliche primäre Partikelgröße von kolloidalem Siliziumdioxid in dem Poliermittel auf 35 nm geändert wurde und D1/D2 auf 2,28 geändert wurde. Dann wurde die Qualität des polierten Wafers bewertet.
  • Wie in Tabelle 1 dargestellt, da das Vergleichsbeispiel eine durchschnittliche primäre Partikelgröße von 35 nm aufwies, d. h., die durchschnittliche primäre Partikelgröße betrug 30 nm oder mehr, sank der durchschnittliche Trübungswert auf 0,0750 ppm. Dieses Ergebnis war um etwa 15% höher als in den Beispielen. Dies weist darauf hin, dass die durchschnittliche primäre Partikelgröße kleiner als 30 nm sein sollte. Ist die Partikelgröße jedoch zu klein, sinkt die Polierrate. Daher sollte die durchschnittliche primäre Partikelgröße 20 nm oder mehr betragen.
  • (Vergleichsbeispiel 2)
  • Ein Siliziumwafer wurde wie in Beispiel 4 poliert, abgesehen davon, dass das gewichtsmittlere Molekulargewicht von Hydroxyethylcellulose in dem Poliermittel auf 300.000 geändert wurde und D1/D2 auf 1,51 geändert wurde. Dann wurde die Qualität des polierten Wafers bewertet.
  • Wie in Tabelle 1 dargestellt, da das gewichtsmittlere Molekulargewicht der Hydroxyethylcellulose weniger als 400.000 betrug, konnte daher eine ausreichende Hydrophilie nicht erzielt werden und die Trübungsungleichmäßigkeit (Defekt%) betrug 8,4%, was ein Erfüllungskriterium von 5,0% bei weitem überschreitet.
  • (Vergleichsbeispiel 3)
  • Ein Siliziumwafer wurde wie in Beispiel 4 poliert, abgesehen davon, dass das gewichtsmittlere Molekulargewicht von Hydroxyethylcellulose in dem Poliermittel auf 1.000.000 geändert wurde und D1/D2 auf 2,28 geändert wurde. Dann wurde die Qualität des polierten Wafers bewertet.
  • Wie in Tabelle 1 dargestellt, konnte somit eine ausreichende Hydrophilie erzielt werden und die Trübungsungleichmäßigkeit (Defekt%) wies einen guten Wert auf. Da jedoch das gewichtsmittlere Molekulargewicht der Hydroxyethylcellulose mehr als 700.000 betrug, wurde eine Aggregation des kolloidalen Siliziumdioxids in dem Poliermittel im Vergleich zu den Beispielen vorangetrieben, Mikrodefekte wurden erhöht und das Ergebnis wurde als „schlecht” beurteilt.
  • (Vergleichsbeispiel 4)
  • Ein Siliziumwafer wurde wie in Beispiel 4 poliert, abgesehen davon, dass das gewichtsmittlere Molekulargewicht von Hydroxyethylcellulose in dem Poliermittel auf 700.000 geändert wurde und D1/D2 auf 2,80 geändert wurde. Dann wurde die Qualität des polierten Wafers bewertet. In dem Vergleichsbeispiel 4 wurde D1/D2 verändert, indem die Konzentration von zuzufügendem Hydroxyethylcellulose angepasst wurde.
  • Wie in Tabelle 1 dargestellt, betrug die Ungleichmäßigkeit der Trübung (Defekt%) folglich 5,5%, da D1/D2 mehr als 2,5 betrug, was ein Erfüllungskriterium von 5,0% überschreitet.
  • (Vergleichsbeispiel 5)
  • Ein Siliziumwafer wurde wie in Beispiel 4 poliert, abgesehen davon, dass das gewichtsmittlere Molekulargewicht von Hydroxyethylcellulose in dem Poliermittel auf 500.000 geändert wurde und D1/D2 auf 1,23 geändert wurde. Dann wurde die Qualität des polierten Wafers bewertet. Nur in dem Vergleichsbeispiel 5 wurde ein Dispersionsmittel hinzugefügt, um D1/D2 zu senken. Als Dispersionsmittel kann ein nichtionisches Tensid oder ein anionisches Tensid verwendet werden.
  • Wie in Tabelle 1 dargestellt, konnte eine ausreichende Hydrophilie nicht erzielt werden, da D1/D2 weniger als 1,5 betrug, und die Trübungsungleichmäßigkeit (Defekt%) betrug 5,9%, was ein Erfüllungskriterium von 5,0% überschreitet.
  • (Vergleichsbeispiel 6)
  • Ein Siliziumwafer wurde wie in Beispiel 1 poliert, abgesehen davon, dass die Polierscheibe in die in 5 dargestellte Polierscheibe A-1 geändert wurde, D. h. die Polierscheibe, die 100 Sekunden nach dem Auftropfen von reinem Wasser einen Kontaktwinkel von 0,0° aufwies. Dann wurde die Qualität des polierten Wafers bewertet.
  • Wie in Tabelle 1 dargestellt, sank die Ungleichmäßigkeit der Trübung (Defekt%) auf 11,3%, was ein Erfüllungskriterium von 5,0% bei weitem überschreitet, da die Polierscheibe eine unzureichende Poliermittelaufnahmeeigenschaft aufwies.
  • (Vergleichsbeispiel 7)
  • Ein Siliziumwafer wurde wie in Beispiel 1 poliert, abgesehen davon, dass die Polierscheibe in die in 5 dargestellte Polierscheibe A-2 geändert wurde, D. h. die Polierscheibe, die 100 Sekunden nach dem Auftropfen von reinem Wasser einen Kontaktwinkel von 53,5° aufwies. Dann wurde die Qualität des polierten Wafers bewertet.
  • Wie in Tabelle 1 dargestellt, sank die Ungleichmäßigkeit der Trübung (Defekt%) auf 5,2%, was ein Erfüllungskriterium von 5,0% überschreitet, da die Polierscheibe eine unzureichende Poliermittelaufnahmeeigenschaft aufwies.
  • (Vergleichsbeispiel 8)
  • Ein Siliziumwafer wurde wie in Beispiel 1 poliert, abgesehen davon, dass die Polierscheibe in die in 5 dargestellte Polierscheibe B geändert wurde, D. h. die Polierscheibe, die 100 Sekunden nach dem Auftropfen von reinem Wasser einen Kontaktwinkel von 40,8° aufwies. Dann wurde die Qualität des polierten Wafers bewertet.
  • Wie in Tabelle 1 dargestellt, sank die Ungleichmäßigkeit der Trübung (Defekt%) auf 6,3%, was ein Erfüllungskriterium von 5,0% überschreitet, da die Polierscheibe eine unzureichende Poliermittelaufnahmeeigenschaft aufwies. [Tabelle 1]
    Poliermittel Polierscheibe Qualität
    Primäre Partikelg röße Gewichtsm ittleres Molekularg ewicht D1/D2 Kontaktwin kel [°] (100 sek. nach dem Auftropfen) Härte (Shore A) Appretur Trübung (ppm) Trübungsun gleichmäßig keit (Defekt%) Mikro- defekt
    Beispiel 1 25 nm 500.000 1,86 114,5 54,0 30 min 0,0640 1,1% gut
    Beispiel 2 25 nm 400.000 1,51 114,5 54,0 30 min 0,0630 3,3% gut
    Beispiel 3 25 nm 700.000 2,28 114,5 54,0 30 min 0,0660 2,9% gut
    Beispiel 4 25 nm 500.000 1,86 62,8 56,0 240 min 0,0640 2,9% gut
    Beispiel 5 25 nm 500.000 1,86 63,9 45,0 30 min 0,0470 4,6% gut
    Beispiel 6 25 nm 500.000 1,86 81,9 52,0 30 min 0,0650 3,9% gut
    Vergleichsbeispiel 1 25 nm 500.000 2,28 62,8 56,0 240 min 0,0750 3,1% gut
    Vergleichsbeispiel 2 25 nm 300.000 1,51 62,8 56,0 240 min 0,0660 8,4% gut
    Vergleichsbeispiel 3 25 nm 1.000.000 2,28 62,8 56,0 240 min 0,0640 0,7% gut
    Vergleichsbeispiel 4 25 nm 700.000 2,80 62,8 56,0 240 min 0,0660 5,5% gut
    Vergleichsbeispiel 5 25 nm 500.000 1,23 62,8 56,0 240 min 0,0660 5,9% gut
    Vergleichsbeispiel 6 25 nm 500.000 1,86 0,0 56,0 30 min 0,0650 11,3% gut
    Vergleichsbeispiel 7 25 nm 500.000 1,86 53,5 56,0 120 min 0,0640 5,2% gut
    Vergleichsbeispiel 8 25 nm 500.000 1,86 40,5 50,0 30 min 0,0680 6,3% gut
  • Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben genannte Ausführungsform beschränkt ist. Die Ausführungsform dient nur der Veranschaulichung und beliebige Beispiele, die im Wesentlichen das gleiche Merkmal und die gleichen Funktionen und Wirkungen aufweisen wie die in dem technischen Konzept, das in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung beschrieben wird, sind in dem technischen Umfang der vorliegenden Empfindung enthalten.

Claims (3)

  1. Endpolierverfahren, das umfasst, einen Siliziumwafer mit einer Polierscheibe, die an einem Drehtisch befestigt ist, in Gleitkontakt zu bringen, während der Polierscheibe ein Poliermittel zugeführt wird, wobei das Poliermittel kolloidales Siliziumdioxid, Ammoniak und Hydroxyethylcellulose enthält, das kolloidale Siliziumdioxid eine primäre Partikelgröße von 20 nm oder mehr und weniger als 30 nm, wie durch das BET-Verfahren gemessen, aufweist, die Hydroxyethylcellulose ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 400.000 bis 700.000 aufweist, das Poliermittel 1,5 ≤ D1/D2 ≤ 2,5 erfüllt, wobei D1 eine Partikelgröße mit einem kumulativen Volumenprozentsatz von 95% der Partikel ist, die in dem Poliermittel enthalten sind, wie durch die dynamische Lichtstreuung oder die Laserdiffraktionsstreuung gemessen, und D2 eine Partikelgröße mit einem kumulativen Volumenprozentsatz von 95% des kolloidalen Siliziumdioxids ist, wenn das kolloidale Siliziumdioxid in Wasser mit einer Konzentration, die mit einer Konzentration des kolloidalen Siliziumdioxids in dem Poliermittel identisch ist, dispergiert wird, wie durch die dynamische Lichtstreuung oder die Laserdiffraktionsstreuung gemessen, und die Polierscheibe einen Kontaktwinkel von 60° oder mehr mit reinem Wasser aufweist, wobei der Kontaktwinkel 100 Sekunden, nachdem das reine Wasser auf die Polierscheibe aufgetropft wurde, welche einer Appretur unterzogen und dann getrocknet wurde, gemessen wird.
  2. Endpolierverfahren nach Anspruch 1, wobei die Appreturdauer 30 Minuten beträgt.
  3. Siliziumwafer, der durch das Endpolierverfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 poliert wird.
DE112015003214.2T 2014-08-05 2015-07-13 Endpolierverfahren eines Siliziumwafers Active DE112015003214B4 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-159737 2014-08-05
JP2014159737A JP6160579B2 (ja) 2014-08-05 2014-08-05 シリコンウェーハの仕上げ研磨方法
PCT/JP2015/003522 WO2016021117A1 (ja) 2014-08-05 2015-07-13 シリコンウェーハの仕上げ研磨方法及びシリコンウェーハ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE112015003214T5 true DE112015003214T5 (de) 2017-04-27
DE112015003214B4 DE112015003214B4 (de) 2023-02-16

Family

ID=55263416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112015003214.2T Active DE112015003214B4 (de) 2014-08-05 2015-07-13 Endpolierverfahren eines Siliziumwafers

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10043673B2 (de)
JP (1) JP6160579B2 (de)
KR (1) KR102159232B1 (de)
CN (1) CN106663621B (de)
DE (1) DE112015003214B4 (de)
SG (1) SG11201700608XA (de)
TW (1) TWI602643B (de)
WO (1) WO2016021117A1 (de)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6389629B2 (ja) * 2014-03-31 2018-09-12 ニッタ・ハース株式会社 研磨用組成物
JP6792413B2 (ja) * 2016-10-31 2020-11-25 花王株式会社 シリコンウェーハ用研磨液組成物
WO2018150945A1 (ja) * 2017-02-20 2018-08-23 株式会社フジミインコーポレーテッド シリコン基板中間研磨用組成物およびシリコン基板研磨用組成物セット
JP6690606B2 (ja) 2017-07-14 2020-04-28 信越半導体株式会社 研磨方法
US11170988B2 (en) * 2017-08-31 2021-11-09 Sumco Corporation Method of double-side polishing silicon wafer
SG11201908968QA (en) * 2017-10-17 2019-10-30 Sumco Corp Method of polishing silicon wafer
CN109648451B (zh) * 2018-12-29 2020-12-01 徐州鑫晶半导体科技有限公司 硅晶圆的最终抛光方法和最终抛光装置
JP7435634B2 (ja) 2021-12-21 2024-02-21 信越半導体株式会社 両面研磨装置、半導体シリコンウェーハの両面研磨方法及び両面研磨シリコンウェーハの製造方法
WO2023119951A1 (ja) * 2021-12-21 2023-06-29 信越半導体株式会社 両面研磨装置、半導体シリコンウェーハの両面研磨方法、両面研磨シリコンウェーハ及びその製造方法
CN116038505B (zh) * 2023-04-03 2023-06-16 国营川西机器厂 一种基于等级划分的风扇转子叶片抛光方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020016139A1 (en) * 2000-07-25 2002-02-07 Kazuto Hirokawa Polishing tool and manufacturing method therefor
JP5335183B2 (ja) 2006-08-24 2013-11-06 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物及び研磨方法
JP4889507B2 (ja) * 2007-01-11 2012-03-07 富士紡ホールディングス株式会社 保持パッド
JP4696086B2 (ja) 2007-02-20 2011-06-08 信越半導体株式会社 シリコン単結晶ウエーハの仕上げ研磨方法及びシリコン単結晶ウエーハ
JP4614981B2 (ja) * 2007-03-22 2011-01-19 Jsr株式会社 化学機械研磨用水系分散体および半導体装置の化学機械研磨方法
WO2012102144A1 (ja) * 2011-01-26 2012-08-02 株式会社 フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物、それを用いた研磨方法及び基板の製造方法
CN102516873B (zh) * 2011-10-24 2014-06-04 清华大学 一种硅晶片抛光组合物及其制备方法
TWI650408B (zh) 2012-01-16 2019-02-11 日商福吉米股份有限公司 研磨用組成物,其製造方法,矽基板之製造方法及矽基板
TWI582184B (zh) * 2012-01-16 2017-05-11 福吉米股份有限公司 研磨用組成物、其製造方法、稀釋用原液、矽基板之製造方法、及矽基板
JP6105916B2 (ja) * 2012-12-17 2017-03-29 株式会社フジミインコーポレーテッド セルロース誘導体組成物、当該セルロース誘導体組成物を用いた研磨用組成物、当該研磨用組成物の製造方法、および当該研磨用組成物を用いた基板の製造方法
JP6087143B2 (ja) 2012-12-28 2017-03-01 花王株式会社 シリコンウェーハ用研磨液組成物

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170041201A (ko) 2017-04-14
DE112015003214B4 (de) 2023-02-16
CN106663621B (zh) 2019-06-11
JP6160579B2 (ja) 2017-07-12
US20170213742A1 (en) 2017-07-27
US10043673B2 (en) 2018-08-07
SG11201700608XA (en) 2017-02-27
KR102159232B1 (ko) 2020-09-23
CN106663621A (zh) 2017-05-10
JP2016039179A (ja) 2016-03-22
TWI602643B (zh) 2017-10-21
TW201617170A (zh) 2016-05-16
WO2016021117A1 (ja) 2016-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112015003214B4 (de) Endpolierverfahren eines Siliziumwafers
DE102009031356B4 (de) Herstellung eines Benetzungsmittels für Halbleiter, Herstellung einer Polierzusammensetzung und sie verwendendes Polierverfahren
DE69627613T2 (de) Verfahren zur Rückgewinnung von Substraten
DE10205280C1 (de) Dispersion zum chemisch-mechanischen Polieren
DE69923666T2 (de) Aufschlämmung von ceriumoxid zum polieren, verfahren zur herstellung dieser aufschlämmung und verfahren zum polieren mit dieser aufschlämmung
DE112012000575B4 (de) Polierzusammensetzung, Polierverfahren unter Verwendung derselben und Substrat-Herstellungsverfahren
DE10142400B4 (de) Halbleiterscheibe mit verbesserter lokaler Ebenheit und Verfahren zu deren Herstellung
DE112015003941T5 (de) Verfahren zum Polieren eines Silicium-Wafers
DE102005034120B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe
DE112015005277B4 (de) Verfahren zum Polieren von Siliciumwafern
DE112013000613B4 (de) Verfahren zum doppelseitigen Polieren eines Wafers
DE112011101518T5 (de) Verfahren zum Polieren von Siliziumwafern und Beschreibung der entsprechenden Polierflüssigkeit
DE112011102252T5 (de) Verfahren zum Polieren von Siliziumwafern
DE102009011622B4 (de) Epitaxierte Siliciumscheibe und Verfahren zur Herstellung einer epitaxierten Siliciumscheibe
DE102009037281B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer polierten Halbleiterscheibe
DE112012003686T5 (de) Poliermittel und Polierverfahren
DE112008000396T5 (de) Endpolierverfahren für Einkristall-Siliziumwafer und Einkristall-Siliziumwafer
DE112014003792B4 (de) Verfahren zum Bewerten von Polier-Pads und Verfahren zum Polieren von Wafern
DE112018003106B4 (de) Polierverfahren
DE112017006401T5 (de) Verfahren zum polieren eines siliziumwafers und verfahren zum produzieren eines siliziumwafers
DE112013000578T5 (de) Polierzusammensetzung, Herstellungsverfahren dieser, unverdünnte Flüssigkeit, Verfahren zur Herstellung eines Siliziumsubstrats und Siliziumsubstrat
DE112017007968T5 (de) Doppelseitiges polierverfahren für einen siliziumwafer
DE112013001199T5 (de) Polierzusammensetzung, Herstellungsverfahren für diese, Verfahren zur Herstellung eines Siliziumsubstrats und ein Siliziumsubstrat
DE112010002227B4 (de) Verfahren zum Polieren eines Siliciumwafers
DE112016006354B4 (de) Siliziumwafer-einseiten-polierverfahren

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01L0021304000

Ipc: H01L0021302000

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final