DE112018001605T5 - Verfahren zum Polieren von Silizium- Wafern - Google Patents

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Abstract

Diese Erfindung ist ein Verfahren zum Polieren eines Silizium-Wafers, umfassend: Einen ersten Polierschritt zum Polieren einer Silizium-Waferoberfläche, indem der von einem Polierkopf gehaltene Wafer in Schleifkontakt mit einem an einem Drehteller befestigten Poliertuch gebracht wird, während eine wässrige alkalische Lösung, die Schleifkörner enthält, auf das Poliertuch aufgebracht wird, und einen zweiten Polierschritt zum Polieren der Silizium-Waferoberfläche, indem der Wafer in Schleifkontakt mit dem Poliertuch gebracht wird, während eine wässrige alkalische Lösung, die ein Polymer enthält, ohne Schleifkörner zu enthalten, auf das Poliertuch aufgebracht wird, wobei die Oberflächentemperatur des Poliertuchs so gesteuert wird, dass die Oberflächentemperatur des Poliertuchs im zweiten Polierschritt um 2 °C oder mehr höher ist als die Oberflächentemperatur des Poliertuchs im ersten Polierschritt. Dadurch wird sowohl eine höhere Ebenheit als auch eine Verringerung der Oberflächenrauheit erreicht.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Polieren eines Silizium-Wafers.
  • STAND DER TECHNIK
  • In den letzten Jahren haben Halbleiterbauelemente bemerkenswerte Fortschritte in Richtung Miniaturisierung, Gewichtsreduzierung und höherer Integration gemacht. Dementsprechend wurden Wafer, die die Matrix bilden sollen, vorangebracht, damit sie eine höhere Qualität und einen größeren Durchmesser aufweisen, sodass einige von ihnen einen Durchmesser von mehr als 300 mm aufweisen, und die Anforderungen an die Verbesserung der Wafer in Bezug auf Ebenheit und Oberflächenrauheit werden immer strenger.
  • Das bisherige Polieren wurde hauptsächlich mit einem Verfahren unter Verwendung einer Poliervorrichtung durchgeführt, die mit einem Drehteller mit einem daran befestigten Poliertuch, einem Polierkopf zum Halten eines Wafers von seiner Rückseite und einer Düse zum Aufbringen einer Aufschlämmung ausgestattet ist, wobei bei dem Verfahren die Waferoberfläche unter Verwendung des Polierkopfes in Schleifkontakt mit dem Poliertuch gebracht wird, während der Drehteller und der Polierkopf gedreht werden und eine Aufschlämmung auf das Poliertuch aufgebracht wird (siehe Patentdokument 1).
  • Bisher wurde ein Polieren durchgeführt, das die erste Stufe, um einen Wafer hinsichtlich Ebenheit unter Aufbringen einer Schleifkörner enthaltenden Aufschlämmung präzise zu bearbeiten, zusammen mit der zweiten Stufe umfasst, um den Wafer hinsichtlich Oberflächenbedingungen (Rauheit, Kratzer, Partikel usw.) unter Aufbringen einer Aufschlämmung, die ein Polymer enthält, ohne Schleifkörner zu enthalten, präzise zu bearbeiten. Bei diesen Ausführungen des Polierens in einer Mehrzahl von Stufen waren die Polierbedingungen, wie etwa die Drehzahl des Drehtellers usw., immer konstant.
  • LITERATURLISTE
  • PATENTLITERATUR
  • Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Nr. 2001-334454
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHE AUFGABE
  • Die vorliegenden Erfinder forschten an einem Polieren, das die erste Stufe und die zweite Stufe umfasst, die vorstehend beschrieben sind, um festzustellen, dass ΔESFQRmax zwischen vor und nach dem Polieren in einer Kompromissbeziehung mit der Oberflächenrauheit in Bezug auf die Drehzahl eines Drehtellers steht (3). Im Übrigen ist 3 ein Diagramm, das den relativen Wert der Oberflächenrauheit (linke Achse) und den relativen Wert von ΔESFQRmax (Kantenebenheit, rechte Achse) zeigt, die basierend auf Werten, wenn die Drehzahl des Drehtellers verdreifacht wird, normiert sind. Selbst in einer solchen Beziehung ist die Poliertechnologie erforderlich, um beide Eigenschaften zu verbessern.
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Aufgabenstellungen erreicht. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Polieren eines Silizium-Wafers bereitzustellen, das es ermöglicht, sowohl die Ebenheit als auch die Oberflächenrauheit zu verbessern.
  • LÖSUNG DER AUFGABE
  • Um die vorstehend beschriebenen Aufgabenstellungen lösen, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Polieren eines Silizium-Wafers bereit, wobei das Verfahren umfasst:
    • einen ersten Polierschritt zum Polieren einer Oberfläche des Silizium-Wafers, indem der von einem Polierkopf gehaltene Silizium-Wafer in Schleifkontakt mit einem an einem Drehteller befestigten Poliertuch gebracht wird, während eine wässrige alkalische Lösung, die ein Schleifkorn enthält, auf das Poliertuch aufgebracht wird, und
    • einen zweiten Polierschritt zum Polieren einer Oberfläche des Silizium-Wafers, indem der Silizium-Wafer in Schleifkontakt mit dem Poliertuch gebracht wird, während eine wässrige alkalische Lösung, die ein Polymer enthält, ohne ein Schleifkorn zu enthalten, auf das Poliertuch aufgebracht wird,
    • wobei das Poliertuch so gesteuert wird, dass es eine Oberflächentemperatur aufweist, sodass die Oberflächentemperatur des Poliertuchs im zweiten Polierschritt um 2 °C oder mehr höher ist als die Oberflächentemperatur des Poliertuchs im ersten Polierschritt, um den Silizium-Wafer zu polieren.
  • Es wird möglich, einen Silizium-Wafer zu erhalten, bei dem sowohl eine höhere Ebenheit als auch eine Verringerung der Oberflächenrauheit durch Polieren erreicht wird, wobei die Oberflächentemperatur des Poliertuchs wie vorstehend beschrieben im zweiten Polierschritt um 2 °C oder mehr höher eingestellt wird als im ersten Polierschritt.
  • Vorzugsweise wird die Oberflächentemperatur des Poliertuchs gesteuert, während die Oberflächentemperatur des Poliertuchs mit einem Infrarotstrahl gemessen wird.
  • Dadurch ist es möglich, die Oberflächentemperatur des Poliertuchs genauer zu steuern.
  • In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Oberflächentemperatur des Poliertuchs durch Einstellen von mindestens einem aus einer Drehzahl des Drehtellers sowie einem Durchfluss und einer Temperatur eines in den Drehteller strömenden wässrigen Kühlmittels gesteuert wird.
  • Wenn die Oberflächentemperatur des Poliertuchs auf diese Weise gesteuert wird, ist es möglich, die Oberflächentemperatur ohne Weiteres zu steuern, um die Oberflächentemperatur des Poliertuchs im zweiten Polierschritt um 2 °C oder mehr höher als die des Poliertuchs im ersten Polierschritt einzustellen.
  • VORTEILHAFTE WIRKUNG DER ERFINDUNG
  • Das erfinderische Verfahren zum Polieren eines Silizium-Wafers ermöglicht es, einen Silizium-Wafer zu erhalten, bei dem sowohl eine höhere Ebenheit als auch eine Verringerung der Oberflächenrauheit erreicht wurde.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Diagramm, das die Veränderung der Oberflächentemperatur des Poliertuchs in den Beispielen 1 und 2 zeigt;
    • 2 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel einer einseitigen Poliervorrichtung zeigt, die im erfinderischen Verfahren zum Polieren eines Silizium-Wafers verwendet werden kann;
    • 3 ist ein Diagramm, das die Kompromissbeziehung zwischen ΔESFQRmax und Oberflächenrauheit zeigt.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Wie vorstehend beschrieben, war für ein Verfahren zum Polieren eines Silizium-Wafers erforderlich, das sowohl eine höhere Ebenheit als auch eine Verringerung der Oberflächenrauheit erreicht werden kann.
  • Die vorliegenden Erfinder haben weiter untersucht, um festzustellen, dass die Ebenheit überwiegend durch die Poliertemperatur in der ersten Stufe (die Oberflächentemperatur des Poliertuchs im ersten Polierschritt) beeinflusst wird, bei der eine wässrige alkalische Lösung, die nur ein Schleifkorn enthält, aufgebracht wird, und die Oberflächenrauheit überwiegend durch die Poliertemperatur in der zweiten Stufe (die Oberflächentemperatur des Poliertuchs im zweiten Polierschritt) beeinflusst wird, bei der eine wässrige alkalische Lösung, die nur ein Polymer enthält, aufgebracht wird. Dementsprechend werden die Polierbedingungen zum Erreichen sowohl der Ebenheit als auch der Verbesserung der Oberflächenrauheit durch Polieren bestimmt, wobei die Oberflächentemperatur des Poliertuchs mittels Infrarotstrahl überwacht wird, um die Oberflächentemperatur des Poliertuchs zum Polieren im zweiten Polierschritt höher als die Oberflächentemperatur des Poliertuchs im ersten Polierschritt einzustellen.
  • Dann haben die vorliegenden Erfinder festgestellt, dass sowohl eine höhere Ebenheit als auch eine Verringerung der Oberflächenrauheit erreicht werden kann, indem die Oberflächentemperatur des Poliertuchs im zweiten Polierschritt um 2 °C oder mehr höher als die Oberflächentemperatur des Poliertuchs im ersten Polierschritt gesteuert wird; wodurch die vorliegende Erfindung erreicht wurde.
  • Das heißt, die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Polieren eines Silizium-Wafers bereit, wobei das Verfahren umfasst:
    • einen ersten Polierschritt zum Polieren einer Oberfläche des Silizium-Wafers, indem der von einem Polierkopf gehaltene Silizium-Wafer in Schleifkontakt mit einem an einem Drehteller befestigten Poliertuch gebracht wird, während eine wässrige alkalische Lösung, die ein Schleifkorn enthält, auf das Poliertuch aufgebracht wird, und
    • einen zweiten Polierschritt zum Polieren einer Oberfläche des Silizium-Wafers, indem der Silizium-Wafer in Schleifkontakt mit dem Poliertuch gebracht wird, während eine wässrige alkalische Lösung, die ein Polymer enthält, ohne ein Schleifkorn zu enthalten, auf das Poliertuch aufgebracht wird,
    • wobei die Oberflächentemperatur des Poliertuchs so gesteuert wird, dass die Oberflächentemperatur des Poliertuchs im zweiten Polierschritt um 2 °C oder mehr höher ist als die Oberflächentemperatur des Poliertuchs im ersten Polierschritt, um den Silizium-Wafer zu polieren.
  • Im Folgenden wird das Verfahren zum Polieren eines Silizium-Wafers besonders beschrieben.
  • In der vorliegenden Erfindung kann eine einseitige Poliervorrichtung 10 verwendet werden, wie in 2 dargestellt, die mit einem Drehteller 2 mit einen daran befestigten Poliertuch 1 und einem Polierkopf 3 zum Halten eines Wafers W ausgestattet ist. Diese einseitige Poliervorrichtung 10 ist ausgelegt, um die Oberfläche des Wafers W zu polieren, indem sie den vom Polierkopf 3 gehaltenen Wafer W in Schleifkontakt mit dem Poliertuch 1 bringt und gleichzeitig ein Poliermittel (Aufschlämmung) von der Düse 4 auf das Poliertuch 1 aufbringt.
  • Es ist zu beachten, dass die in der vorliegenden Erfindung verwendete Poliervorrichtung nicht auf die von 2 beschränkt ist, die eine Ausführungsform mit zwei Polierköpfen 3 über einem Drehteller darstellt. So können beispielsweise ein, drei oder mehr Polierköpfe über einem Drehteller montiert sein. Auch die Anzahl der Drehteller ist nicht besonders begrenzt, und es kann eine Mehrzahl von Drehtellern montiert sein.
  • Als Poliertuch 1 wird vorzugsweise ein geschäumtes Urethan-Tuch oder ein Vliesstoff verwendet.
  • In der vorliegenden Erfindung wird zunächst der erste Polierschritt unter Verwendung einer solchen einseitigen Poliervorrichtung 10 durchgeführt, um die Oberfläche des Silizium-Wafers W zu polieren, indem der vom Polierkopf 3 gehaltene Silizium-Wafer W in Schleifkontakt mit dem am Drehteller 2 befestigten Poliertuch 1 gebracht wird, während eine wässrige alkalische Lösung, die ein Schleifkorn enthält, von der Düse 4 auf das Poliertuch aufgebracht wird.
  • Als Poliermittel (Aufschlämmung) wird im ersten Polierschritt eine wässrige alkalische Lösung mit einem Schleifkorn verwendet. Ein anschauliches Beispiel für die wässrige alkalische Lösung umfasst eine wässrige KOH-Lösung. Das Schleifkorn ist vorzugsweise kolloidale Kieselsäure. Es kann jedoch jede wässrige alkalische Lösung verwendet werden, die ein Schleifkorn enthält, und die Arten von Schleifkorn und wässriger alkalischer Lösung sind nicht darauf beschränkt.
  • Anschließend wird der zweite Polierschritt durchgeführt, um die Oberfläche des Silizium-Wafers W zu polieren, indem der Silizium-Wafer W in Schleifkontakt mit dem Poliertuch 1 gebracht wird, während eine wässrige alkalische Lösung, die ein Polymer enthält, ohne ein Schleifkorn zu enthalten, auf das Poliertuch 1 aufgebracht wird. Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächentemperatur des Poliertuchs zum Polieren eines Silizium-Wafers so gesteuert wird, dass die Oberflächentemperatur des Poliertuchs im zweiten Polierschritt um 2 °C oder mehr höher ist als die Oberflächentemperatur des Poliertuchs im ersten Polierschritt (d. h. ΔT ≥ 2 °C in 1). Wenn die Oberflächentemperatur des Poliertuchs auf diese Weise gesteuert wird, ist es möglich, sowohl eine höhere Ebenheit als auch eine Verringerung der Oberflächenrauheit zu erreichen.
  • Das im zweiten Polierschritt verwendete Poliermittel ist eine wässrige alkalische Lösung, die ein Polymer enthält, ohne ein Schleifkorn (z. B. kolloidale Kieselsäure) zu enthalten. Veranschaulichende Beispiele für das Polymer sind das auf einem Wafer absorbierte Polymer, wie beispielsweise Hydroxyethylcellulose. Als wässrige alkalische Lösung kann beispielhaft wässriges Ammoniak genannt werden. Die Arten des Polymers und der wässrigen alkalischen Lösung sind jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Die Oberflächentemperatur des Poliertuchs ist im ersten Polierschritt und im zweiten Polierschritt nicht besonders begrenzt, sofern sie so gesteuert wird, dass die Oberflächentemperatur des Poliertuchs im zweiten Polierschritt um 2 °C oder mehr höher ist als die Oberflächentemperatur des Poliertuchs im ersten Polierschritt. So können sie zum Beispiel eine vorgegebene Temperatur im Bereich von 25 bis 35 °C aufweisen. Jede Polierzeit kann auf 2 bis 8 Minuten eingestellt werden.
  • Vorzugsweise wird die Oberflächentemperatur des Poliertuchs gesteuert, während die Oberflächentemperatur des Poliertuchs mit einem Infrarotstrahl gemessen wird. Dadurch ist es möglich, die Oberflächentemperatur des Poliertuchs genauer zu steuern.
  • Das Verfahren ist nicht besonders darauf begrenzt, die Oberflächentemperatur des Poliertuchs im zweiten Polierschritt um 2 °C oder mehr höher als die Oberflächentemperatur des Poliertuchs im ersten Polierschritt einzustellen. Insbesondere kann die Oberflächentemperatur des Poliertuchs durch Einstellen von mindestens einem aus der Drehzahl des Drehtellers sowie dem Durchfluss und der Temperatur eines in den Drehteller strömenden wässrigen Kühlmittels gesteuert werden, während die Oberflächentemperatur des Poliertuchs mit einem Infrarotstrahl gemessen wird. So kann die Oberflächentemperatur des Poliertuchs zum Beispiel nach Abschluss des ersten Polierschrittes um 2 °C oder mehr erhöht werden, indem die Drehzahl des Drehtellers erhöht wird, um die Reibungswärme zu erhöhen, die Temperatur des wässrigen Kühlmittels erhöht wird oder der Durchfluss des wässrigen Kühlmittels verringert wird, das in den Drehteller fließt. Die Übergangszeit (zum Erhöhen der Temperatur) vom ersten Polierschritt zum zweiten Polierschritt kann zum Beispiel 15 bis 30 Sekunden betragen. Als ein Verfahren zum Einstellen der Oberflächentemperatur des Poliertuchs im zweiten Polierschritt, die um 2 °C oder mehr höher ist als die Oberflächentemperatur des Poliertuchs im ersten Polierschritt, ist es auch möglich, den Durchfluss oder die Temperatur des aufzubringenden Poliermittels, die Drehzahl des Polierkopfes oder den Durchfluss oder die Temperatur des in den Polierkopf strömenden wässrigen Kühlmittels einzustellen. Die Oberflächentemperatur des Poliertuchs kann jedoch leichter kontrolliert werden, indem die Drehzahl des Drehtellers, an dem das Poliertuch befestigt ist, oder das in den Drehteller strömende wässrige Kühlmittel eingestellt wird.
  • Wenn die Oberflächentemperatur des Poliertuchs im zweiten Polierschritt niedriger ist als die Oberflächentemperatur des Poliertuchs im ersten Polierschritt, oder wenn die Differenz zwischen der Oberflächentemperatur des Poliertuchs im zweiten Polierschritt und der Oberflächentemperatur des Poliertuchs im ersten Polierschritt weniger als 2 °C beträgt, wird es unmöglich, sowohl eine höhere Ebenheit als auch eine Verringerung der Oberflächenrauheit zu erreichen.
  • BEISPIELE
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung durch die Darstellung von Beispielen und Vergleichsbeispielen näher beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt.
  • (Beispiele 1 bis 2, Vergleichsbeispiele 1 bis 3)
  • Die einseitige Poliervorrichtung 10, wie in 2 dargestellt, wurde verwendet, um die Oberfläche des Wafers W zu polieren, indem der vom Polierkopf 3 gehaltene Wafer in Schleifkontakt mit dem am Drehteller 2 befestigten Poliertuch 1 gebracht wird, während eine Aufschlämmung von der Düse 4 auf das Poliertuch 1 aufgebracht wird. Als Poliertuch 1 wurde ein Vliesstoff verwendet. Als Polieraufschlämmung wurde im ersten Polierschritt eine wässrige KOH-Lösung mit kolloidaler Kieselsäure und im zweiten Polierschritt eine wässrige Ammoniaklösung mit Hydroxyethylcellulose (HEC) mit dem Molekulargewicht 1.000.000.000 verwendet.
  • Wie in 1 dargestellt, wurde ein Silizium-Wafer poliert, während eine kolloidale Kieselsäure enthaltende wässrige KOH-Lösung aufgebracht wurde (der erste Polierschritt); danach wurde der Kühlmittelstrom zum Drehteller gestoppt, während gleichzeitig das Aufbringen einer HEC mit dem Molekulargewicht von 1.000.000.000 enthaltenden wässrigen Ammoniaklösung begonnen wurde und dabei die Drehzahl des Drehtellers in 15 Sekunden erhöht wurde (Temperaturerhöhungszeitraum); und der zweite Polierschritt wurde mit einer Drehzahl durchgeführt, die ein Wert relativ zur Drehzahl des Drehtellers im ersten Polierschritt ist, wie in Tabelle 1 dargestellt. Die Oberflächentemperatur des Poliertuchs wurde während des Poliervorgangs mit einem Infrarotstrahl gemessen. Tabelle 1 zeigt die Differenz zwischen den mittleren Temperaturen (ΔT) im ersten Polierschritt und im zweiten Polierschritt.
  • Tabelle 1 zeigt die Temperaturdifferenz zwischen dem ersten Polierschritt und dem zweiten Polierschritt sowie die entsprechende ΔESFQRmax und Oberflächenrauheit, gemessen unter Verwendung eines TMS-3000W (Hersteller Schmitt Industries Inc.). Die Kantenebenheit wurde unter Verwendung des Wafer Sight der KLA Tencor Corporation gemessen. Bei der Berechnung des ESFQRmax wurden Zonen (andere Bezeichnung: Polare Stellen) auf den M49-Modus mit der Gesamtsektorzahl von 72 und der Sektorlänge von 30 mm (2 mm E.E. (äußerer Umfangsausschlussbereich)) eingestellt. ΔESFQRmax stellt eine Differenz zwischen vor und nach dem Polieren dar.
  • [Tabelle 1]
    Vergleichsbeispiel 1 Vergleichsbeispiel 2 Vergleichsbeispiel 3 Beispiel 1 Beispiel 2
    Differenz der mittleren Temperatur 0,3 °C 1,4 °C 1,8 °C 2,0 °C 2,6 °C
    Oberflächenrauheit *1 1,67 1,27 1,08 0,93 0,79
    Ebenheit *1 (ΔES-FQRmax) 0,73 0,78 0,83 0,88 0,83
    Drehzahl des Drehtellers beim zweiten Polierschritt *2 1,0 1,6 2,2 2,8 3,5
    Erfolgreich bei Nur Ebenheit Nur Ebenheit Nur Ebenheit Beide Beide
    *1 Relativwert, wenn der Normwert auf 1 gesetz ist
    *2 1 eingestellt ist relativver Wert, wen n die Drehzahl des Drehtel im ersten en Polierschritt auf
  • Wie in Tabelle 1, Beispiele 1 und 2 dargestellt, bei denen die Oberflächentemperatur des Poliertuchs im zweiten Polierschritt jeweils so gesteuert wurde, dass sie um 2 °C oder mehr höher ist als die Oberflächentemperatur des Poliertuchs im ersten Polierschritt, gelang es, sowohl hinsichtlich der Ebenheit als auch der Oberflächenrauheit die Standards zu erreichen. Andererseits konnte bei den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 der Standard der Oberflächenrauheit nicht erreicht werden, womit sowohl die Ebenheit als auch die Oberflächenrauheit nicht erfüllt waren.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt ist. Die vorstehende Ausführungsform ist nur ein veranschaulichendes Beispiel und jedes Beispiel, das im Wesentlichen die gleiche Konfiguration aufweist und die gleichen Funktionen und Wirkungen wie das in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung beschriebene technische Konzept ausübt, ist im technischen Umfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2001334454 [0005]

Claims (3)

  1. Verfahren zum Polieren eines Silizium-Wafers, wobei das Verfahren umfasst: einen ersten Polierschritt zum Polieren einer Oberfläche des Silizium-Wafers, indem der von einem Polierkopf gehaltene Silizium-Wafer in Schleifkontakt mit einem an einem Drehteller befestigten Poliertuch gebracht wird, während eine wässrige alkalische Lösung, die ein Schleifkorn enthält, auf das Poliertuch aufgebracht wird, und einen zweiten Polierschritt zum Polieren einer Oberfläche des Silizium-Wafers, indem der Silizium-Wafer in Schleifkontakt mit dem Poliertuch gebracht wird, während eine wässrige alkalische Lösung, die ein Polymer enthält, ohne ein Schleifkorn zu enthalten, auf das Poliertuch aufgebracht wird, wobei das Poliertuch so gesteuert wird, dass es eine Oberflächentemperatur aufweist, sodass die Oberflächentemperatur des Poliertuchs im zweiten Polierschritt um 2 °C oder mehr höher ist als die Oberflächentemperatur des Poliertuchs im ersten Polierschritt, um den Silizium-Wafer zu polieren.
  2. Verfahren zum Polieren eines Silizium-Wafers nach Anspruch 1, wobei die Oberflächentemperatur des Poliertuchs gesteuert wird, während die Oberflächentemperatur des Poliertuchs durch einen Infrarotstrahl gemessen wird.
  3. Verfahren zum Polieren eines Silizium-Wafers nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Oberflächentemperatur des Poliertuchs durch Einstellen von mindestens einem aus einer Drehzahl des Drehtellers sowie einem Durchfluss und einer Temperatur eines in den Drehteller strömenden wässrigen Kühlmittels gesteuert wird.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6635088B2 (ja) * 2017-04-24 2020-01-22 信越半導体株式会社 シリコンウエーハの研磨方法
WO2020054811A1 (ja) * 2018-09-14 2020-03-19 株式会社Sumco ウェーハの鏡面面取り方法、ウェーハの製造方法、及びウェーハ
JP7467188B2 (ja) 2020-03-24 2024-04-15 キオクシア株式会社 Ｃｍｐ方法及びｃｍｐ用洗浄剤
CN111618707A (zh) * 2020-05-20 2020-09-04 清华大学 晶圆磨削方法及晶圆磨削系统
CN112405330B (zh) * 2020-12-08 2021-09-07 杭州众硅电子科技有限公司 一种抛光装置
CN112652526A (zh) * 2020-12-14 2021-04-13 西安奕斯伟硅片技术有限公司 一种硅片抛光方法和硅片
JP7543977B2 (ja) 2021-05-10 2024-09-03 株式会社Sumco 研磨条件決定用相関関係式の作成方法、研磨条件の決定方法および半導体ウェーハの製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001334454A (ja) 2000-05-29 2001-12-04 Shin Etsu Handotai Co Ltd ワークの研磨方法並びにワーク保持板及びワーク研磨装置

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0659623B2 (ja) * 1984-03-23 1994-08-10 株式会社日立製作所 ウェハのメカノケミカルポリシング加工方法および装置
JPH06114725A (ja) * 1992-09-30 1994-04-26 Kawasaki Steel Corp 半導体ウェーハの研磨方法および装置
US5352328A (en) * 1992-12-15 1994-10-04 At&T Bell Laboratories Control of time-dependent haze in the manufacture of integrated circuits
JPH08112752A (ja) * 1994-10-13 1996-05-07 Mitsubishi Materials Shilicon Corp 半導体ウェーハの研磨方法および研磨装置
JPH0992632A (ja) * 1995-09-22 1997-04-04 Nippon Steel Corp 化学機械研磨方法
MY133700A (en) 1996-05-15 2007-11-30 Kobe Steel Ltd Polishing fluid composition and polishing method
JPH09306881A (ja) * 1996-05-15 1997-11-28 Kobe Steel Ltd シリコン用研磨液組成物および研磨方法
US6611060B1 (en) * 1999-10-04 2003-08-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device having a damascene type wiring layer
US6189546B1 (en) * 1999-12-29 2001-02-20 Memc Electronic Materials, Inc. Polishing process for manufacturing dopant-striation-free polished silicon wafers
JP3916375B2 (ja) * 2000-06-02 2007-05-16 株式会社荏原製作所 ポリッシング方法および装置
JP2002231672A (ja) * 2001-01-31 2002-08-16 Mitsubishi Materials Silicon Corp ウェーハ研磨方法およびその装置
JP2003086548A (ja) * 2001-06-29 2003-03-20 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法及びその研磨液
JP2003086553A (ja) * 2001-09-13 2003-03-20 Hitachi Cable Ltd 半導体結晶ウェハ
JP4799122B2 (ja) * 2005-10-20 2011-10-26 株式会社東芝 Ｃｕ膜の研磨方法および半導体装置の製造方法
JP2007258510A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JP5009101B2 (ja) * 2006-10-06 2012-08-22 株式会社荏原製作所 基板研磨装置
CN101310925A (zh) * 2007-05-22 2008-11-26 天津晶岭电子材料科技有限公司 硅片研磨表面应力消减方法
JP5707682B2 (ja) * 2009-08-21 2015-04-30 株式会社Sumco エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法
TWI498954B (zh) 2009-08-21 2015-09-01 Sumco Corp 磊晶矽晶圓的製造方法
DE112011101518B4 (de) * 2010-04-30 2019-05-09 Sumco Corporation Verfahren zum Polieren von Siliziumwafern
WO2012002525A1 (ja) * 2010-07-02 2012-01-05 株式会社Sumco シリコンウェーハの研磨方法
CN103282160A (zh) * 2010-12-29 2013-09-04 Hoya株式会社 磁盘用玻璃基板的制造方法以及磁盘的制造方法
US20130210173A1 (en) * 2012-02-14 2013-08-15 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Multiple Zone Temperature Control for CMP
DE102013204839A1 (de) 2013-03-19 2014-09-25 Siltronic Ag Verfahren zum Polieren einer Scheibe aus Halbleitermaterial
JP6279593B2 (ja) * 2013-09-26 2018-02-14 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物、研磨用組成物の製造方法およびシリコンウェーハ製造方法
US9984888B2 (en) * 2014-08-13 2018-05-29 Newport Fab, Llc Method of fabricating a semiconductor wafer including a through substrate via (TSV) and a stepped support ring on a back side of the wafer
JP6234957B2 (ja) * 2015-04-20 2017-11-22 信越半導体株式会社 エピタキシャルウェーハの製造方法
US10600634B2 (en) * 2015-12-21 2020-03-24 Globalwafers Co., Ltd. Semiconductor substrate polishing methods with dynamic control
JP6081006B2 (ja) * 2016-04-26 2017-02-15 株式会社東京精密 ウェハ割断方法及びウェハ割断装置
JP6635088B2 (ja) * 2017-04-24 2020-01-22 信越半導体株式会社 シリコンウエーハの研磨方法
DE112017007930T5 (de) * 2017-10-17 2020-05-28 Sumco Corporation Verfahren zum polieren eines siliziumwafers
US10879077B2 (en) * 2017-10-30 2020-12-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Planarization apparatus and planarization method thereof
US11081359B2 (en) * 2018-09-10 2021-08-03 Globalwafers Co., Ltd. Methods for polishing semiconductor substrates that adjust for pad-to-pad variance
WO2020054811A1 (ja) * 2018-09-14 2020-03-19 株式会社Sumco ウェーハの鏡面面取り方法、ウェーハの製造方法、及びウェーハ
US20200198090A1 (en) * 2018-12-13 2020-06-25 Xia Tai Xin Semiconductor (Qing Dao) Ltd. Cmp apparatus and method of performing ceria-based cmp process

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001334454A (ja) 2000-05-29 2001-12-04 Shin Etsu Handotai Co Ltd ワークの研磨方法並びにワーク保持板及びワーク研磨装置

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Publication number Publication date
SG11201909787SA (en) 2019-11-28
JP6635088B2 (ja) 2020-01-22
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