DE112018003106T5 - Polierverfahren - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein Polierverfahren zum Polieren bereit, indem ein von einem Polierkopf gehaltener Halbleitersiliziumwafer gegen ein an einem Drehtisch angebrachtes Polierkissen geschoben wird, während ein Poliermittel zugeführt wird, wobei, wenn der Halbleitersiliziumwafer der Reihe nach einem Primärpolieren, einem Sekundärpolieren und einem Endpolieren unterzogen wird, das Sekundärpolieren das Polieren durch ein Poliermittel auf Alkalibasis, das freie Schleifkörner aufweist und kein wasserlösliches Polymermittel aufweist, und anschließendes Spülpolieren durch ein Poliermittel, das ein wasserlösliches Polymermittel aufweist, umfasst und das Spülpolieren zwei Polierstufen umfasst, wobei nach der Durchführung einer ersten Stufe des Spülpolierens unter Zufuhr eines Poliermittels, das ein wasserlösliches Polymermittel aufweist, eine zweite Stufe des Spülpolierens durchgeführt wird, während ein gewechseltes Poliermittel, dessen wasserlösliches Polymermittel ein durchschnittliches Molekulargewicht aufweist, das größer als das des Poliermittels der ersten Stufe ist, zugeführt wird. Auf diese Weise wird ein Verfahren zum Polieren eines Halbleitersiliziumwafers mit wenigen winzigen Defekten auf der Waferoberfläche, wenigen DIC-Defekten und einer guten Oberflächenrauheit bereitgestellt.

Description

  • GEBIET DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Polieren eines Halbleitersiliziumwafers.
  • STAND DER TECHNIK
  • Ein Halbleitersiliziumwafer (im Folgenden auch einfach als Siliziumwafer oder Wafer bezeichnet) wird in der Regel in mehreren Stufen poliert, wobei der Typ des Polierkissens oder des Poliermittels geändert wird. In einem derartigen Fall, wie in 4 gezeigt, kann das Polieren, das zuerst durchgeführt wird, als Primärpolieren bezeichnet werden, das Polieren, das nach dem Primärpolieren durchgeführt wird, als Sekundärpolieren bezeichnet werden und das letzte Polieren, das nach dem Sekundärpolieren durchgeführt wird, als Endpolieren bezeichnet werden. Im Folgenden werden die Begriffe Primärpolieren, Sekundärpolieren und Endpolieren in der Beschreibung verwendet.
  • Der Primärpolierprozess wird im Allgemeinen auf einer doppelseitigen Poliermaschine durchgeführt, die harte Polierkissen aus Vliesstoff oder Urethanschaum aufweist, die an den oberen und unteren Drehtischen angebracht sind. Der Wafer wird in einem Loch eines Trägers gehalten, der Träger befindet sich in einem zwischen den oberen und unteren Drehtischen angeordneten Zustand, das Poliermittel wird zwischen den oberen und unteren Drehtischen eingefügt, während sie in entgegengesetzten Richtungen zueinander rotieren, und der Träger rotiert und dreht sich auch, wodurch sowohl die vorderen als auch hinteren Oberflächen des Wafers gleichzeitig poliert werden. Der Träger erhält eine Drehantriebskraft von einem Sonnenrad und einem Innenrad, die sich am Innenumfang und am Außenumfang der oberen und unteren Drehtische befinden. Als Poliermittel wird ein Poliermittel auf Alkalibasis verwendet, das freie Schleifkörner wie kolloidales Siliziumdioxid aufweist.
  • Beim Sekundärpolierprozess wird das Polieren an einer einseitigen Poliervorrichtung durchgeführt, indem ein Polierkopf, in dem der Wafer gehalten wird, gegen einen Drehtisch gedrückt wird, an dem ein Polierkissen angebracht ist, ein Poliermittel auf Alkalibasis, das freie Schleifkörner wie kolloidales Siliziumdioxid aufweist, eingefügt wird und rotiert und gegeneinander verschoben wird. Auch beim Sekundärpolieren wird in der Regel ein Polierkissen aus hartem Vliesstoff oder Urethanschaum verwendet.
  • Unmittelbar vor dem Ende des Polierens beim Primärpolieren oder beim Sekundärpolieren, um das Ätzen und Anhaften von Fremdsubstanzen der Waferoberfläche aufgrund des Primärpoliermittels oder des Sekundärpoliermittels zu unterdrücken, wird das Polieren unter Verwendung eines Poliermittels durchgeführt, das wasserlösliche Polymerzellulose wie Hydroxyethylzellulose (HEC, Hydroxyethyl Cellulose) zum Zweck der Hydrophilisierung der Waferoberfläche aufweist. Dieses Polieren kann als Spülpolieren bezeichnet werden. Zusätzlich wird das zu diesem Zeitpunkt verwendete Poliermittel als Spülpoliermittel bezeichnet.
  • Der Endpolierprozess wird auf einer einseitigen Poliervorrichtung wie beim Sekundärpolieren durchgeführt. Hier besteht ein Zweck des Endpolierens darin, die Oberflächenrauheit des Wafers zu verbessern, insbesondere die als „Haze“ bezeichnete feine Rauheit, die eine räumliche Wellenlänge von einigen Mikrometern oder weniger aufweist, während gleichzeitig Oberflächendefekte reduziert werden.
  • Es ist bekannt, dass Poliermittel, die wasserlösliches Polymer wie Hydroxyethylzellulose aufweisen, eine Verbesserung der Rauheit der Waferoberfläche bewirken, die eine kurze räumliche Wellenlänge wie Haze aufweist (Patentdokument 1). Dies liegt daran, dass das auf der Waferoberfläche adsorbierte wasserlösliche Polymer die Funktion hat, das Polieren dieses Abschnitts des Wafers zu unterdrücken, und das Polymer, das an einem konvexen Abschnitt eines konkaven und konvexen Abschnitts haftet, der eine Waferrauheitskomponente ist, aufgrund des Kontakts mit dem Polierkissen leicht delaminiert wird, so dass dieser Abschnitt poliert wird. Andererseits wird der konkave Abschnitt nicht poliert, da das wasserlösliche Polymer erhalten bleibt. Es ist zu vermuten, dass der konvexe Abschnitt infolgedessen selektiv poliert wird, wodurch die Rauheit der Waferoberfläche verbessert wird.
  • Aus diesem Grund wird das Polieren beim Endpolieren unter Verwendung eines Poliermittels durchgeführt, das ein wasserlösliches Polymer wie Hydroxyethylzellulose und ein weiches Polierkissen wie eines vom Wildledertyp aufweist.
  • Hier wird Hydroxyethylzellulose, die ein großes durchschnittliches Molekulargewicht (zum Beispiel 1.000.000 oder mehr) aufweist, selbst zu einem Medium in der Lösung und neigt dazu, eine Agglomeration der freien Schleifkörner im Poliermittel zu verursachen, und es besteht das Problem, dass durch das Polieren mit einem derartigen Poliermittel winzige Oberflächendefekte (Mikrokratzer) auf der Waferoberfläche generiert werden können.
  • Daher wird als Mittel zur Lösung dieses Problems manchmal ein Verfahren unter Verwendung eines Poliermittels, das Hydroxyethylzellulose mit einem kleinen durchschnittlichen Molekulargewicht aufweist, oder ein Verfahren zur Reduzierung der Agglomeration durch zusätzliches Filtern angewendet (Patentdokument 2).
  • Andererseits weist Hydroxyethylzellulose mit einem kleinen durchschnittlichen Molekulargewicht (zum Beispiel 400.000 oder weniger) eine schwache Adsorption an der Waferoberfläche auf, das heißt, sie hat eine geringe Schutzleistung der Waferoberfläche. Insbesondere wenn die mechanische Einwirkung beim Polieren stark ist, beispielsweise wenn ein hartes Polierkissen verwendet wird und wenn die Waferlast hoch ist oder wenn der Drehtisch oder der Polierkopf zum Zeitpunkt des Polierens eine hohe Rotationsgeschwindigkeit hat, wird das an der Waferoberfläche haftende wasserlösliche Polymer delaminiert und der Schutz der Waferoberfläche reicht nicht aus, und das Ätzen der Waferoberfläche führt zu einer Zunahme von Qualitätsfehlern wie Haze-Unebenheit, Slurry-Burn oder Defekten mit allmählich konvexen oder konkaven Formen, die als Differentialinterferenzkontrast(DIC, Differential Interference Contrast)-Defekte bezeichnet werden.
  • LISTE DER ANFÜHRUNGEN
  • PATENTLITERATUR
    • Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2008-053414
    • Patentdokument 2: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2010-34509
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHES PROBLEM
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Polieren eines Halbleitersiliziumwafers mit wenigen winzigen Defekten auf der Waferoberfläche, wenigen DIC-Defekten und einer guten Oberflächenrauheit bereitzustellen.
  • LÖSUNG DES PROBLEMS
  • Um die obige Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung ein Polierverfahren zum Polieren eines Halbleitersiliziumwafers bereit, indem der von einem Polierkopf gehaltene Halbleitersiliziumwafer gegen ein an einem Drehtisch angebrachtes Polierkissen geschoben wird, während ein Poliermittel zugeführt wird, wobei, wenn der Halbleitersiliziumwafer der Reihe nach einem Primärpolieren, einem Sekundärpolieren und einem Endpolieren unterzogen wird, das Sekundärpolieren das Polieren durch ein Poliermittel auf Alkalibasis, das freie Schleifkörner aufweist und kein wasserlösliches Polymermittel aufweist, und anschließendes Spülpolieren durch ein Poliermittel, das ein wasserlösliches Polymermittel aufweist, umfasst und das Spülpolieren zwei Polierstufen umfasst, wobei nach der Durchführung einer ersten Stufe des Spülpolierens unter Zufuhr eines Poliermittels, das ein wasserlösliches Polymermittel aufweist, eine zweite Stufe des Spülpolierens durchgeführt wird, während ein gewechseltes Poliermittel, dessen wasserlösliches Polymermittel ein durchschnittliches Molekulargewicht aufweist, das größer als das des Poliermittels der ersten Stufe ist, zugeführt wird.
  • Mit einem derartigen Polierverfahren kann der Siliziumwafer nach dem Sekundärpolieren einige winzige Defekte oder DIC-Defekte auf der Waferoberfläche aufweisen, und die Oberflächenrauheit kann verbessert werden. Zusätzlich kann infolgedessen ein guter Siliziumwafer in Bezug auf den obigen winzigen Defekt, den DIC-Defekt und die Oberflächenrauheit auch nach dem Endpolieren erhalten werden, ohne die Polierbedingungen des Endpolierens zu ändern.
  • Zu diesem Zeitpunkt können die freien Schleifkörner kolloidales Siliziumdioxid sein.
  • Kolloidales Siliziumdioxid wird häufig als die freien Schleifkörner beim Sekundärpolieren verwendet und kann leicht präpariert werden.
  • Zusätzlich kann das wasserlösliche Polymermittel Hydroxyethylzellulose sein.
  • Hydroxyethylzellulose wird häufig als wasserlösliches Polymermittel im Spülpoliermittel verwendet und kann leicht präpariert werden. Zusätzlich kann der Wafer geschützt werden und seine Oberflächenrauheit kann effizient verbessert werden.
  • Zusätzlich kann das Poliermittel der ersten Stufe des Spülpolierens ein wasserlösliches Polymermittel mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 200.000 oder mehr und weniger als 700.000 aufweisen, und das Poliermittel der zweiten Stufe des Spülpolierens kann ein wasserlösliches Polymermittel mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 700.000 oder mehr und 1.500.000 oder weniger aufweisen.
  • Indem das durchschnittliche Molekulargewicht des wasserlöslichen Polymermittels im Poliermittel der ersten Stufe des Spülpolierens so auf den obigen Bereich festgelegt wird, kann eine Verschlechterung der Anzahl winziger Defekte effizienter unterdrückt werden, und zusätzlich kann die Oberflächenrauheit effektiver verbessert werden.
  • Indem das durchschnittliche Molekulargewicht des wasserlöslichen Polymermittels im Poliermittel der zweiten Stufe des Spülpolierens auf den obigen Bereich festgelegt wird, kann zusätzlich die Waferoberfläche gut genug geschützt werden, und die Verschlechterung der Anzahl von DIC-Defekten kann effektiver unterdrückt werden.
  • Zusätzlich können die Werte einer Polierlast, einer Drehtischrotationsgeschwindigkeit und einer Polierkopfrotationsgeschwindigkeit in der ersten Stufe des Spülpolierens innerhalb von ±30 % der Werte beim Polieren durch das Poliermittel auf Alkalibasis liegen.
  • Auf diese Weise kann eine Reduzierung der Produktivität von polierten Wafern effektiv verhindert werden, und die Oberflächenrauheit nach dem Sekundärpolieren und nach dem Endpolieren kann verbessert werden.
  • Zusätzlich können die Werte einer Polierlast, einer Drehtischrotationsgeschwindigkeit und einer Polierkopfrotationsgeschwindigkeit in der zweiten Stufe des Spülpolierens 70 % oder weniger der Werte beim Polieren durch das Poliermittel auf Alkalibasis sein.
  • Auf diese Weise kann die Waferoberfläche mit dem wasserlöslichen Polymermittel effektiver geschützt werden, und eine Verschlechterung von Oberflächendefekten wie winzigen Defekten und DIC-Defekten kann noch mehr verhindert werden.
  • VORTEILHAFTE WIRKUNG DER ERFINDUNG
  • Wie oben beschrieben, kann das erfindungsgemäße Polierverfahren bewirken, dass der Siliziumwafer nach dem Sekundärpolieren und nach dem Endpolieren eine reduzierte Anzahl von winzigen Defekten und DIC-Defekten und eine gute Oberflächenrauheit aufweist.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des erfindungsgemäßen Polierverfahrens zeigt;
    • 2 ist eine Grafik, die ein Beispiel der Änderung der Polierlast im erfindungsgemäßen Polierverfahren zeigt;
    • 3 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel einer Poliervorrichtung zeigt, die beim Sekundärpolieren der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
    • 4 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines herkömmlichen Polierverfahrens zeigt;
    • 5 ist eine Grafik, die ein Beispiel der Änderung der Polierlast in einem herkömmlichen Polierverfahren zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Polierverfahren als ein Beispiel einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
  • 3 zeigt eine Poliervorrichtung, die beim Sekundärpolieren des erfindungsgemäßen Polierverfahrens verwendet werden kann. Die Poliervorrichtung 1 ist eine einseitige Poliervorrichtung und besteht aus einem Drehtisch 2, an dem ein Polierkissen 5 angebracht ist, einem Polierkopf 3 und einem Poliermittelzufuhrmechanismus 4. Der Drehtisch 2 kann durch die Rotation einer Drehwelle 6 rotiert werden, und zusätzlich kann der Polierkopf 3 auch rotiert werden.
  • Ein Halbleitersiliziumwafer W wird poliert, indem ein Poliermittel 7 vom Poliermittelzufuhrmechanismus 4 zugeführt wird, während der Wafer W, der vom Polierkopf 3 gehalten wird, gegen das Polierkissen 5 geschoben und der Drehtisch 2 und der Polierkopf 3 rotiert werden. Der Poliermittelzufuhrmechanismus 4 kann während des Polierens nacheinander verschiedene Typen von Poliermittel wechseln.
  • Es sei zu beachten, dass beim Primärpolieren beispielsweise eine doppelseitige Poliermaschine verwendet werden kann. Die doppelseitige Poliermaschine ist mit oberen und unteren Drehtischen, einem Träger, der ein Loch zum Halten eines Wafers aufweist, und einem Sonnenrad und einem Innenrad zum Rotieren des Trägers zwischen den oberen und unteren Drehtischen ausgestattet.
  • Zum Zeitpunkt des Polierens wird der Wafer vom Träger in einem zwischen den oberen und unteren Drehtischen angeordneten Zustand gehalten, und das Poliermittel wird zwischen den oberen und unteren Drehtischen eingefügt, während sie in entgegengesetzten Richtungen zueinander rotieren, und der Träger rotiert und dreht sich auch, wodurch sowohl die vorderen als auch hinteren Oberflächen des Wafers gleichzeitig poliert werden.
  • Zusätzlich kann beim Endpolieren eine einseitige Poliervorrichtung wie beim Sekundärpolieren verwendet werden. Ein anderes Polierkissen als beim Sekundärpolieren kann verwendet werden, und ein anderes Poliermittel kann zugeführt werden.
  • Es sei zu beachten, dass die Vorrichtungen selbst, die beim Primärpolieren, Sekundärpolieren und Endpolieren verwendet werden, beispielsweise die gleichen sein können wie herkömmliche.
  • Als Nächstes wird das erfindungsgemäße Polierverfahren beschrieben. Ein Beispiel für den Prozess des erfindungsgemäßen Polierverfahrens ist in 1 gezeigt. Wie in 1 gezeigt, besteht der Prozess grob aus drei Teilen: Primärpolieren, Sekundärpolieren und Endpolieren.
  • [Bezüglich des Primärpolierens]
  • Erstens ist dieser Prozess in Bezug auf das Primärpolieren nicht besonders eingeschränkt, und beispielsweise kann die gleiche doppelseitige Poliermaschine wie herkömmlich verwendet werden, und der Wafer kann unter den gleichen Polierbedingungen wie herkömmlich einem doppelseitigen Polieren unterzogen werden (Typen von Polierkissen und Poliermitteln, Polierlast, Rotationsgeschwindigkeit der oberen und unteren Drehtische, Polierdauer usw.). Diese können geeignet bestimmt werden, um die gewünschte Qualität zu erhalten.
  • [Bezüglich des Sekundärpolierens]
  • Als Nächstes wird das Sekundärpolieren beschrieben. Das Sekundärpolieren schließt das Polieren durch ein Poliermittel auf Alkalibasis und ein anschließend durchgeführtes Spülpolieren ein.
  • (Polieren durch ein Poliermittel auf Alkalibasis)
  • Beim Sekundärpolieren wird beim Polieren durch ein Poliermittel auf Alkalibasis, das zuerst durchgeführt wird, ein Poliermittel auf Alkalibasis verwendet, das freie Schleifkörner aufweist und kein wasserlösliches Polymermittel aufweist. Als freie Schleifkörner kann beispielsweise kolloidales Siliziumdioxid verwendet werden, das häufig verwendet wird und relativ leicht präpariert werden kann.
  • Als kolloidales Siliziumdioxid können solche mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von beispielsweise etwa 38 nm nach einem BET-Verfahren verwendet werden. Dies liegt daran, dass, wenn die Primärteilchengröße des kolloidalen Siliziumdioxids weniger als 20 nm beträgt, die Oberflächenrauheit verbessert wird, aber die Polierrate verringert wird und die Produktivität zur Verschlechterung neigt. Da Siliziumdioxid zur Agglomeration neigt, nehmen zusätzlich auch die Oberflächendefekte zu. Falls andererseits die Primärteilchengröße 50 nm oder mehr beträgt, neigt die Oberflächenrauheit zur Verschlechterung. Daher liegt die Primärteilchengröße des kolloidalen Siliziumdioxids unter Berücksichtigung der Produktivität, der Oberflächenrauheit und der Oberflächendefekte vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 20 nm bis 40 nm. Durch die Verwendung von kolloidalem Siliziumdioxid in einem derartigen Bereich kann die Produktivität weiter gesteigert, und die Oberflächenrauheit und Oberflächendefekte können effektiver verbessert werden.
  • Falls der pH-Wert des Poliermittels niedriger als 9 wird, nähert sich das Zetapotential des kolloidalen Siliziumdioxids zusätzlich 0 an und die Abstoßungskraft zwischen den Partikeln schwächt sich ab, wodurch die Gefahr einer Agglomeration größer wird. Falls der pH-Wert andererseits höher als 12 wird, neigt das kolloidale Siliziumdioxid dazu, sich in der Lösung zu lösen. Aufgrund des Vorstehenden ist es bevorzugt, den pH-Wert dieses Poliermittels auf Alkalibasis so anzupassen, dass er innerhalb des Bereichs von 9 bis 12 passt, und es ist bevorzugter, ihn innerhalb des Bereichs von 10 bis 11 anzupassen. Die Anpassung des pH-Werts kann durch Zugabe einer KOH-Lösung erfolgen.
  • Zusätzlich können andere Polierbedingungen, wie beispielsweise die Polierlast, abhängig von der gewünschten Qualität bei jeder Gelegenheit bestimmt werden.
  • (Spülpolieren)
  • Als Nächstes wird das Poliermittel gewechselt und das Spülpolieren durchgeführt. Dieses Spülpolieren schließt zwei Polierstufen ein. Hierbei handelt es sich um die erste Stufe des Spülpolierens, in der ein Poliermittel verwendet wird, das ein wasserlösliches Polymermittel aufweist, und die zweite Stufe des Spülpolierens, in der ein Poliermittel verwendet wird, dessen wasserlösliches Polymermittel ein durchschnittliches Molekulargewicht aufweist, das größer als das des Poliermittels der ersten Stufe ist.
  • Es sei zu beachten, dass das wasserlösliche Polymermittel nicht besonders eingeschränkt ist, sondern beispielsweise Hydroxyethylzellulose (HEC, Hydroxyethyl Cellulose), Hydroxypropylzellulose (HPC, Hydroxypropyl Cellulose) oder Carboxymethylzellulose (CMC, Carboxymethyl Cellulose) verwendet werden kann. Diese werden häufig als Spülpoliermittel verwendet und können die Oberflächenrauheit des Wafers effektiv schützen oder verbessern. Im Folgenden wird ein Fall am Beispiel von Hydroxyethylzellulose beschrieben.
  • Zunächst wurde in Bezug auf die erste Stufe des Spülpolierens beobachtet, dass beim Polieren unter Zufuhr eines gewechselten Poliermittels, das Hydroxyethylzellulose mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von beispielsweise 200.000 oder mehr und weniger als 700.000 aufweist, die Oberflächenrauheit des Wafers effektiv verbessert werden kann. Zusätzlich kann eine Verschlechterung der Anzahl von winzigen Defekten nach dem Sekundärpolieren und nach dem Endpolieren effektiver verhindert werden.
  • Zu diesem Zeitpunkt sind, um einen Produktivitätsverlust so weit wie möglich zu vermeiden, die Polierlast, die Drehtischrotationsgeschwindigkeit und die Polierkopfrotationsgeschwindigkeit vorzugsweise unter den gleichen Bedingungen oder innerhalb von ±30 % der Bedingungen, unter denen ein Poliermittel auf Alkalibasis verwendet wird, bevor auf das Spülpoliermittel gewechselt wird. Zusätzlich ist es zur Verbesserung der Oberflächenrauheit bevorzugt, unter den obigen Bedingungen 7 Sekunden oder länger zu polieren, und es ist bevorzugter, 10 Sekunden oder länger zu polieren. Durch Durchführen der ersten Stufe des Spülpolierens unter derartigen Polierbedingungen können noch bessere Ergebnisse hinsichtlich der Verbesserung der Produktivität und der Oberflächenrauheit erhalten werden.
  • Anschließend wird die zweite Stufe des Spülpolierens durchgeführt, während ein gewechseltes Poliermittel zugeführt wird, das Hydroxyethylzellulose mit einem Molekulargewicht von 700.000 oder mehr und 1.500.000 oder weniger aufweist. Durch Verwendung von Hydroxyethylzellulose mit einem derartigen durchschnittlichen Molekulargewicht kann die Schutzleistung durch die Hydroxyethylzellulose auf der Waferoberfläche weiter verbessert werden, und die Generierung eines teilweisen Ätzens der Waferoberfläche (Slurry-Burn) und von DIC-Defekten kann effektiv verhindert werden.
  • In diesem Fall wird, um die mechanische Einwirkung auf den Wafer zu reduzieren und Oberflächendefekte zu verhindern, das Polieren vorzugsweise mit der Polierlast, der Drehtischrotationsgeschwindigkeit und der Polierkopfrotationsgeschwindigkeit um 30 % oder mehr gegenüber den Bedingungen reduziert durchgeführt, wenn das Poliermittel auf Alkalibasis verwendet wird (das heißt, unter Bedingungen von 70 % oder weniger der Bedingungen zum Zeitpunkt des Polierens durch das Poliermittel auf Alkalibasis), und es ist bevorzugter, um 50 % oder mehr zu reduzieren. Was die Untergrenze betrifft, kann sie beispielsweise alles größer als 0 % der Bedingungen zum Zeitpunkt des Polierens durch das Poliermittel auf Alkalibasis sein. Da der Oberflächenschutz die Aufgabe ist, beträgt die Polierdauer zusätzlich vorzugsweise 20 Sekunden oder weniger und bevorzugtererweise 15 Sekunden oder weniger. Auf diese Weise kann die Waferoberfläche durch Hydroxyethylzellulose ausreichend geschützt und eine Verschlechterung der Oberflächenqualität verhindert werden.
  • 2 zeigt ein Beispiel der Änderung der Polierlast im obigen Polierverfahren. In diesem Beispiel ist die Bedingung in der ersten Stufe des Spülpolierens die gleiche wie die bei der Verwendung des Poliermittels auf Alkalibasis, und in der zweiten Stufe des Spülpolierens ist sie etwa 50 % derjenigen, wenn das Poliermittel auf Alkalibasis verwendet wird. Durch Anwenden derartiger Polierbedingungen können die oben angegebenen Wirkungen mit noch größerer Sicherheit erhalten werden.
  • Zusätzlich ist es wünschenswert, freie Schleifkörner wie kolloidales Siliziumdioxid in das Spülpoliermittel der ersten Stufe einzuschließen, um das Polieren zu fördern. Infolge der Forschung, da die freien Schleifkörner im Poliermittel auf Alkalibasis für eine Weile auf dem Polierkissen verbleiben, nachdem das Poliermittel vom Poliermittel auf Alkalibasis auf das Spülpoliermittel der ersten Stufe gewechselt wurde, ist es jedoch nicht unbedingt erforderlich, freie Schleifkörner in dieses Spülpoliermittel der ersten Stufe einzuschließen. Da jedoch der Einfluss der verbleibenden Schleifkörner verloren geht, falls die Polierdauer 30 Sekunden oder mehr beträgt, beträgt die Dauer der ersten Stufe des Spülpolierens wünschenswerterweise 30 Sekunden oder weniger, wenn das Spülpoliermittel der ersten Stufe kein kolloidales Siliziumdioxid aufweist.
  • Das Spülpoliermittel der zweiten Stufe muss zum Schutz der Waferoberfläche keine freien Schleifkörner einschließen, aber selbst wenn sie eingeschlossen sind, gibt es keine Probleme hinsichtlich der Qualität. Falls sie nicht eingeschlossen sind, sind Kostenverbesserungen möglich.
  • An dieser Stelle wird das beim Sekundärpolieren usw. verwendete Polierkissen und die Ebenheit erläutert.
  • Um Problemen von winzigen Defekten und DIC-Defekten entgegenzuwirken, war es beim Primärpolieren oder Sekundärpolieren konventionell beim herkömmlichen Spülpolieren üblich, ein Spülpoliermittel zu verwenden, dessen Hydroxyethylzellulose ein durchschnittliches Molekulargewicht von etwa 700.000 bis 2.000.000 aufweist, und wie in 5 für eine kurze Zeit zu polieren, wobei die Waferpolierlast und die Polierkissenrotationsgeschwindigkeit reduziert sind, um die Oberflächendefekte nicht zu erhöhen und eine gute Oberflächenschutzleistung sicherzustellen.
  • Andererseits wird beim anschließenden Endpolieren zur Unterdrückung von Oberflächendefekten ein Poliermittel verwendet, das Hydroxyethylzellulose mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 200.000 oder mehr und weniger als 700.000 aufweist. Um die Oberflächenschutzleistung von Hydroxyethylzellulose sicherzustellen, wird ferner die Waferpolierlast unter Verwendung eines weichen Polierkissens reduziert, und die Drehtischrotationsgeschwindigkeit und die Polierkopfrotationsgeschwindigkeit werden reduziert, wodurch die mechanische Einwirkung beim Polieren reduziert wird und weniger Oberflächendefekte und eine gute Oberflächenrauheit sichergestellt werden.
  • Im Übrigen wurde als eine Qualität eines Wafers wiederholt auf Oberflächenrauheit Bezug genommen. Unter der Oberflächenrauheit wird ein Typ hervorgehoben, der eine räumliche Wellenlänge von einigen Mikrometern oder weniger aufweist und als Haze bezeichnet wird. Dies liegt daran, dass in einer Vorrichtung zum Testen von Oberflächendefekten, falls der Haze-Pegel unerwünscht ist, das Verhältnis der Signalstärke, die aus den Defekten auf dem Wafer erhalten werden kann, zur Signalstärke der Rausch- (Haze-) Komponente des Wafers (S/N-Verhältnis) klein wird, was die Detektion winziger Defekte behindert. Haze wird beispielsweise mit SP2 von KLA Tencor Co., Ltd. usw. gemessen, und der Durchschnittswert der gesamten Oberfläche wird als repräsentativer Wert des Wafers verwendet.
  • In den letzten Jahren wurde jedoch beobachtet, dass neben Haze die Oberflächenrauheit, die eine räumliche Wellenlänge von etwa einigen Mikrometern bis zu 50 Mikrometern aufweist, die Ausbeute bei der Herstellung von Vorrichtungen beeinflusst und Aufmerksamkeit erregt. Eine derartige Oberflächenrauheit wird beispielsweise mit TMS3000 RC von Schmitt Measurement Systems Inc. gemessen, und der Durchschnittswert der gesamten Oberfläche wird als repräsentative Rauheit des Wafers verwendet. Die Rauheit der Waferoberfläche in diesem Bereich kann durch Verwendung eines weichen Polierkissens verbessert werden, und beispielsweise durch vermehrtes Entfernen von Poliermaterial beim Endpolieren, bei dem ein weiches Polierkissen verwendet wird, wird es als möglich erachtet, diesen Typ der Rauheit der Waferoberfläche zu verbessern.
  • Das vermehrte Entfernen von Poliermaterial unter Verwendung eines derartigen weichen Polierkissens verursacht jedoch das Problem, dass die Materialentfernung eines peripheren Abschnitts des Wafers erhöht wird und die Ebenheit des Wafers verschlechtert wird. Es wird angenommen, dass dies durch Nachfolgendes verursacht wird. Der Wafer, der eine Polierlast erhalten hat, sinkt in das weiche Polierkissen, wodurch die Abstoßungskraft erhöht wird, die der periphere Abschnitt des Wafers vom Polierkissen erhält, was zu einer weiteren Förderung des Polierens des peripheren Abschnitts führt.
  • Wie oben erwähnt, wird beim Sekundärpolieren in der Regel oft ein hartes Polierkissen verwendet, und in diesem Punkt kann auch beim Sekundärpolieren der vorliegenden Erfindung ein hartes in geeigneter Weise ähnlich verwendet werden. Bei einem Sekundärpolieren, das ein derartiges hartes Polierkissen verwendet, wird die Ebenheit nicht verschlechtert, selbst wenn die Polierdauer in der ersten Stufe des Spülpolierens mit dem gewechselten Poliermittel nach dem Polieren mit dem Poliermittel auf Alkalibasis verlängert wird, um die Oberflächenrauheit zu verbessern.
  • Somit führt beim herkömmlichen Verfahren der Versuch, die Oberflächenrauheit durch Ändern der Bedingungen des Endpolierens zu verbessern, bei dem ein weiches Polierkissen verwendet wird, zu einer Verschlechterung der Ebenheit, aber bei der vorliegenden Erfindung besteht nicht einmal die Notwendigkeit, die Bedingungen des Endpolierens zu ändern. Zusätzlich kann beim Sekundärpolieren, bei dem im Allgemeinen ein hartes Polierkissen verwendet wird, die Oberflächenrauheit verbessert werden, ohne die Ebenheit zu verlieren.
  • [Bezüglich des Endpolierens]
  • Der Prozess des Endpolierens selbst ist nicht besonders eingeschränkt, und beispielsweise kann die gleiche einseitige Poliervorrichtung wie herkömmlich verwendet werden, und der Wafer kann unter denselben Polierbedingungen wie herkömmlich einem einseitigen Polieren unterzogen werden (Typen von Polierkissen und Poliermitteln, Polierlast, Drehtischrotationsgeschwindigkeit, Polierkopfrotationsgeschwindigkeit, Polierdauer usw.). Diese können geeignet bestimmt werden, um die gewünschte Qualität zu erhalten. Es sei zu beachten, dass es auch nicht erforderlich ist, mehr Poliermaterial beim Endpolieren zu entfernen, bei dem ein weiches Polierkissen verwendet wird, wie es herkömmlich ist, und die Ebenheit auch nicht verloren geht.
  • Vorstehend wurde das erfindungsgemäße Polierverfahren detailliert beschrieben, und mittels Durchführen des Sekundärpolierens wie oben beschrieben kann die Oberflächenrauheit nach dem Sekundärpolieren verbessert werden, ohne die Ebenheit des Wafers oder Oberflächendefekte zu verschlechtern. Zusätzlich kann infolge der Verbesserung der Rauheit nach dem Sekundärpolieren auch die Oberflächenrauheit nach dem Endpolieren verbessert werden, ohne die Endpolierbedingungen zu ändern.
  • BEISPIELE
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele und Vergleichsbeispiele genauer beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
  • [Bezüglich der Beispiele 1 bis 8]
  • Das erfindungsgemäße Polierverfahren wurde gemäß dem in 1 gezeigten Ablauf durchgeführt.
  • Als Gegenstand zum Polieren wurde ein Halbleitersiliziumwafer mit einem Durchmesser von 300 mm präpariert, und zunächst wurde das Primärpolieren unter Verwendung einer doppelseitigen Poliermaschine durchgeführt. Die Polierbedingungen dieses Primärpolierens sind wie folgt.
  • Als Poliervorrichtung wurde DSP-20B von Fujikoshi Machinery Corp. verwendet. Zusätzlich wurde als Polierkissen ein Urethanschaumtyp mit einer Asker-C-Härte von 92 verwendet, und als Slurry wurde ein Typ auf Alkalibasis präpariert, der 1,0 Gew.-% kolloidales Siliziumdioxid mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 38 nm aufweist und mit einer KOH-Lösung auf einen pH-Wert von 10,5 angepasst wurde.
  • Als Nächstes wurde das Sekundärpolieren an dem dem Primärpolieren unterzogenen Wafer unter Verwendung der in 3 gezeigten Poliervorrichtung durchgeführt. Als Sekundärpolieren wurden nacheinander ein Polieren durch ein Poliermittel auf Alkalibasis, die erste Stufe des Spülpolierens und die zweite Stufe des Spülpolierens durchgeführt. Als Poliervorrichtung wurde PNX332B von Okamoto co. Itd. verwendet.
  • Zusätzlich wurde als Polierkissen, das beim Sekundärpolieren verwendet wurde, ein Vliesstofftyp mit einer Asker-C-Härte von 67 nach einer Seasoning-Behandlung präpariert, um eine Verschlechterung der Ebenheit effektiver zu verhindern. Es sei zu beachten, dass das Seasoning-Verfahren in der vorliegenden Erfindung nicht besonders eingeschränkt ist, in diesem Fall wurde jedoch unter Verwendung eines Wafers ein kontinuierliches Polieren von 60 Minuten unter der gleichen Polierlast, den gleichen Drehtisch- und Polierkopfrotationsgeschwindigkeiten und den gleichen Poliermittelbedingungen wie beim Polieren mit dem Poliermittel auf Alkalibasis durchgeführt.
  • Beim Polieren durch das Poliermittel auf Alkalibasis wurde als Poliermittel ein Typ auf Alkalibasis, der kolloidales Siliziumdioxid aufweist, das freie Schleifkörner sind, und kolloidales Siliziumdioxid, das eine durchschnittliche Primärteilchengröße von etwa 38 nm nach einem BET-Verfahren aufweist, verwendet. Die Anpassung des pH-Werts wurde unter Verwendung einer KOH-Lösung durchgeführt, und ein Typ mit einem pH-Wert von 10,5 wurde verwendet.
  • Zusätzlich werden andere Polierbedingungen in jedem Beispiel unten beschrieben.
  • Die zwei Typen von Spülpoliermittel 1 und 2, die beim Spülpolieren verwendet wurden, sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
  • In der ersten Stufe des Spülpolierens wurde als das Spülpoliermittel 1 zur Verbesserung der Oberflächenrauheit ein Poliermittel auf Alkalibasis verwendet, das kolloidales Siliziumdioxid mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 38 nm aufweist. Es wurden Anpassungen vorgenommen, so dass die Konzentration von kolloidalem Siliziumdioxid 0,4 Gew.-% betrug und die Hydroxyethylzellulose 0,05 Gew.-% betrug.
  • In der zweiten Stufe des Spülpolierens wurde als das Spülpoliermittel 2 zum Schutz der Waferoberfläche ein Typ verwendet, der keine freien Schleifkörner aufweist und 0,05 Gew.-% Hydroxyethylzellulose aufweist.
  • Das durchschnittliche Molekulargewicht der Hydroxyethylzellulose in den Spülpoliermitteln 1 und 2 und andere Polierbedingungen werden in jedem nachstehenden Beispiel beschrieben.
    [Tabelle 1]
    Spülpoliermittel 1 Spülpoliermittel 2
    HEC-Konzentration Durchschnittliche Primärteilchengröße von kolloidalem Siliziumdioxid Konzentration von kolloidalem Siliziumdioxid HEC-Konzentration Durchschnittliche Primärteilchengröße von kolloidalem Siliziumdioxid Konzentration von kolloidalem Siliziumdioxid
    0,05 Gew.-% 38 nm 0,4 Gew.-% 0,05 Gew.-% Nicht eingeschlossen 0%
  • Nach dem Sekundärpolieren wurde das Endpolieren unter Verwendung einer einseitigen Poliervorrichtung durchgeführt, die ein Polierkissen vom Wildledertyp verwendet. Die Polierbedingungen dieses Endpolierens sind wie folgt.
  • Ein Polierkissen mit einer Asker-C-Härte von 60 wurde verwendet, und als Slurry wurde Slurry verwendet, das 0,4 Gew.-% kolloidales Siliziumdioxid mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 38 nm aufweist und 0,05 Gew.-% Hydroxyethylzellulose mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 300.000 aufweist.
  • Anschließend wurde die Rauheit der Waferoberfläche nach dem Reinigen des Wafers gemessen. Die Oberflächenrauheit wurde mit TMS3000 RC von Schmitt Measurement Systems Inc. gemessen, und der Durchschnittswert aller Messpunkte auf der Waferoberfläche wurde als repräsentative Rauheit des Wafers festgelegt.
  • Zusätzlich wurden winzige Defekte und DIC-Defekte mit SP2 von KLA Tencor Co. Ltd. gemessen.
  • Im Folgenden werden die Polierbedingungen und die resultierende Qualität des polierten Wafers in jedem Beispiel detaillierter beschrieben, die Bedingungen, unter denen das Poliermittel beim Sekundärpolieren verwendet wurde, und die Bedingungen für das Endpolieren, mit Ausnahme der nachstehend beschriebenen, wurden jedoch in jedem nachfolgenden Beispiel (und nachstehend beschriebenen Vergleichsbeispiel) unter den gleichen Bedingungen durchgeführt.
  • Es sei zu beachten, dass die Polierbedingungen des Spülpolierens (das HEC-Durchschnittsmolekulargewicht der Spülpoliermittel 1 und 2, die Polierlast beim Zuführen jedes Poliermittels, die Drehtischrotationsgeschwindigkeit, die Polierkopfrotationsgeschwindigkeit und die Polierdauer) und die resultierende Qualität des polierten Wafers in Tabelle 2 zusammengefasst sind.
  • (Beispiel 1)
  • Beim Sekundärpolieren wurde das Polieren 60 Sekunden lang unter den folgenden Bedingungen durchgeführt: Drehtischrotationsgeschwindigkeit von 30 U/min, Kopfrotationsgeschwindigkeit von 30 U/min, Waferpolierlast von 15 kPa und Poliermittel auf Alkalibasis von 1000 ml/min beim Hauptpolieren, bei dem ein Poliermittel auf Alkalibasis verwendet wird.
  • Anschließend wurde das Polieren 20 Sekunden lang durchgeführt, wobei das Poliermittel nur auf das Spülpoliermittel 1 gewechselt wurde, das Hydroxyethylzellulose mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 300.000 aufweist.
  • Danach wurden die Drehtischrotationsgeschwindigkeit und die Kopfrotationsgeschwindigkeit jeweils auf 15 U/min und 15 U/min festgelegt, und bei einer Waferlast von 7 kPa wurde das Polieren 10 Sekunden lang durchgeführt, wobei auf das Spülpoliermittel 2 gewechselt wurde, das Hydroxyethylzellulose mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 1.000.000 aufweist.
  • Infolgedessen betrug die Oberflächenrauheit nach dem Endpolieren 1,29 Å, und es wurde ein zufriedenstellendes Ergebnis erhalten. Zusätzlich wurden zufriedenstellende Ergebnisse sowohl für winzige Defekte als auch für DIC-Defekte erhalten.
  • (Beispiel 2)
  • Das Polieren wurde mit dem Spülpoliermittel 1 unter den in Tabelle 2 gezeigten Bedingungen durchgeführt, das heißt den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1, außer dass das durchschnittliche Molekulargewicht der Hydroxyethylzellulose auf 200.000 festgelegt wurde, und die Qualität des Wafers wurde bewertet.
  • Infolgedessen wurden zufriedenstellende Ergebnisse für die Oberflächenrauheit, winzige Defekte und DIC-Defekte erhalten.
  • (Beispiel 3)
  • Das Polieren wurde mit dem Spülpoliermittel 1 unter den in Tabelle 2 gezeigten Bedingungen durchgeführt, das heißt den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1, außer dass das durchschnittliche Molekulargewicht der Hydroxyethylzellulose auf 600.000 festgelegt wurde, und die Qualität des Wafers wurde bewertet.
  • Infolgedessen wurden zufriedenstellende Ergebnisse für die Oberflächenrauheit, winzige Defekte und DIC-Defekte erhalten.
  • (Beispiel 4)
  • Das Polieren wurde mit dem Spülpoliermittel 2 unter den in Tabelle 2 gezeigten Bedingungen durchgeführt, das heißt den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1, außer dass das durchschnittliche Molekulargewicht der Hydroxyethylzellulose auf 700.000 festgelegt wurde, und die Qualität des Wafers wurde bewertet.
  • Infolgedessen wurden zufriedenstellende Ergebnisse für die Oberflächenrauheit, winzige Defekte und DIC-Defekte erhalten.
  • (Beispiel 5)
  • Das Polieren wurde mit dem Spülpoliermittel 2 unter den in Tabelle 2 gezeigten Bedingungen durchgeführt, das heißt den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1, außer dass das durchschnittliche Molekulargewicht der Hydroxyethylzellulose auf 1.500.000 festgelegt wurde, und die Qualität des Wafers wurde bewertet.
  • Infolgedessen wurden zufriedenstellende Ergebnisse für die Oberflächenrauheit, winzige Defekte und DIC-Defekte erhalten.
  • (Beispiel 6)
  • Das Polieren wurde mit dem Spülpoliermittel 1 unter den in Tabelle 2 gezeigten Bedingungen durchgeführt, das heißt den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1, außer dass die Drehtischrotationsgeschwindigkeit und die Kopfrotationsgeschwindigkeit auf jeweils 25 U/min festgelegt wurden, und die Qualität des Wafers wurde bewertet.
  • Infolgedessen wurden zufriedenstellende Ergebnisse für die Oberflächenrauheit, winzige Defekte und DIC-Defekte erhalten.
  • (Beispiel 7)
  • Das Polieren wurde mit dem Spülpoliermittel 1 unter den in Tabelle 2 gezeigten Bedingungen durchgeführt, das heißt den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1, außer dass das durchschnittliche Molekulargewicht der Hydroxyethylzellulose auf 200.000 festgelegt wurde, die Drehtischrotationsgeschwindigkeit und die Kopfrotationsgeschwindigkeit auf jeweils 35 U/min festgelegt wurden, die Polierdauer auf 15 Sekunden festgelegt wurde und die Bedingungen des Spülpoliermittels 2 festgelegt wurden, so dass das durchschnittliche Molekulargewicht der Hydroxyethylzellulose 700.000 beträgt, die Polierlast 5 kPa beträgt und die Drehtischrotationsgeschwindigkeit und die Kopfrotationsgeschwindigkeit jeweils 20 U/min betragen, und die Qualität des Wafers wurde bewertet.
  • Infolgedessen wurden zufriedenstellende Ergebnisse für die Oberflächenrauheit, winzige Defekte und DIC-Defekte erhalten.
  • (Beispiel 8)
  • Das Polieren wurde mit dem Spülpoliermittel 1 unter den in Tabelle 2 gezeigten Bedingungen durchgeführt, das heißt den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1, außer dass die Polierlast auf 12 kPa festgelegt wurde, die Polierdauer auf 30 Sekunden festgelegt wurde und die Bedingungen des Spülpoliermittels 2 festgelegt wurden, so dass die Polierlast 5 kPa beträgt und die Drehtischrotationsgeschwindigkeit und die Kopfrotationsgeschwindigkeit jeweils 20 U/min betragen, und die Qualität des Wafers wurde bewertet.
  • Infolgedessen wurden zufriedenstellende Ergebnisse für die Oberflächenrauheit, winzige Defekte und DIC-Defekte erhalten.
  • [Bezüglich der Vergleichsbeispiele 1 bis 5]
  • Ein Halbleitersiliziumwafer ähnlich dem in Beispiel 1 wurde präpariert und dem Primärpolieren unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 unterzogen. Anschließend wurde in jedem Vergleichsbeispiel das Sekundärpolieren wie in Tabelle 2 gezeigt durchgeführt. Detaillierte Bedingungen des Sekundärpolierens werden nachstehend beschrieben. Anschließend wurde das Endpolieren unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt.
  • Zusätzlich wurden wie in Beispiel 1 die Rauheit der Waferoberfläche, winzige Defekte und DIC-Defekte nach dem Reinigen des Wafers bewertet.
  • (Vergleichsbeispiel 1)
  • In Vergleichsbeispiel 1 wurde, wie in Tabelle 2 gezeigt, das Polieren unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer dass das Polieren durch das Spülpoliermittel 1 nach dem Polieren durch das Sekundärpoliermittel weggelassen wurde, und die Qualität des Wafers wurde bewertet.
  • Infolgedessen betrug die Oberflächenrauheit nach dem Endpolieren 1,63 Ä, und das Ergebnis war im Vergleich zu den Beispielen unerwünscht. Zusätzlich wurden zufriedenstellende Ergebnisse sowohl für winzige Defekte als auch für DIC-Defekte erhalten.
  • (Vergleichsbeispiel 2)
  • Das Polieren wurde mit dem Spülpoliermittel 2 unter den in Tabelle 2 gezeigten Bedingungen durchgeführt, das heißt den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1, außer dass das Polieren durch das Spülpoliermittel 1 weggelassen wurde, die Polierlast auf 15 kPa festgelegt wurde, die Drehtischrotationsgeschwindigkeit und die Kopfrotationsgeschwindigkeit auf jeweils 30 U/min festgelegt wurden und die Polierdauer auf 20 Sekunden festgelegt wurde, und die Qualität des Wafers wurde bewertet.
  • Infolgedessen betrug die Oberflächenrauheit nach dem Endpolieren 1,33 Ä, und das Ergebnis war zufriedenstellend, aber die winzigen Defekte waren verschlechtert. Zusätzlich wurde auch die Anzahl von DIC-Defekten leicht erhöht.
  • (Vergleichsbeispiel 3)
  • Das Polieren wurde mit dem Spülpoliermittel 1 unter den in Tabelle 2 gezeigten Bedingungen durchgeführt, das heißt den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1, außer dass 10 Sekunden lang mit einer auf 7 kPa festgelegten Polierlast poliert wurde, und die Drehtischrotationsgeschwindigkeit und die Kopfrotationsgeschwindigkeit auf jeweils 15 U/min festgelegt wurden und das Polieren durch das Spülpoliermittel 2 weggelassen wurde, und die Qualität des Wafers wurde bewertet.
  • Infolgedessen betrug die Oberflächenrauheit nach dem Endpolieren 1,61 Ä und war im Vergleich zu den Beispielen verschlechtert. Zufriedenstellende Ergebnisse wurden für winzige Defekte erhalten, aber die Anzahl von DIC-Defekten führte zu einer Verschlechterung.
  • (Vergleichsbeispiel 4)
  • Wie in Tabelle 2 gezeigt, wurde das Polieren unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer dass das Polieren durch das Spülpoliermittel 2 weggelassen wurde, und die Qualität des Wafers wurde bewertet.
  • Infolgedessen betrug die Oberflächenrauheit nach dem Endpolieren 1,32 Ä. Zusätzlich wurden zufriedenstellende Ergebnisse für winzige Defekte erhalten, aber die DIC-Defekte waren im Vergleich zu den Beispielen verschlechtert.
  • (Vergleichsbeispiel 5)
  • Die Bedingungen der Spülpoliermittel 1 und 2 wurden wie in Tabelle 2 gezeigt festgelegt, das heißt auf die gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1, außer dass das durchschnittliche Molekulargewicht der Hydroxyethylzellulose im Spülpoliermittel 1 auf 1.000.000 festgelegt wurde und das durchschnittliche Molekulargewicht der Hydroxyethylzellulose im Spülpoliermittel 2 auf 300.000 festgelegt wurde.
  • Infolgedessen betrug die Oberflächenrauheit nach dem Endpolieren 1,32 Å, und es wurde ein ähnliches Qualitätsniveau wie in den Beispielen erhalten, die winzigen Defekte und die DIC-Defekte führten jedoch beide im Vergleich zu den Beispielen zu einer Verschlechterung.
    Figure DE112018003106T5_0001
    Figure DE112018003106T5_0002
  • Wie oben erwähnt und in Tabelle 2 gezeigt, wurde die Oberflächenrauheit in jedem Beispiel verbessert, und es wurden zufriedenstellende Ergebnisse in Bezug auf winzige Defekte auf der Oberfläche und DIC-Defekte erhalten. Zusätzlich wurde in jedem Beispiel die Ebenheit nicht verschlechtert.
  • Es sei zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist. Die Ausführungsformen sind lediglich Beispiele, und alle Beispiele, die im Wesentlichen die gleichen Merkmale aufweisen und die gleichen Funktionen und Wirkungen wie diejenigen des in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung offenbarten technischen Konzepts zeigen, sind im technischen Schutzbereich 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 2008053414 [0011]
    • JP 201034509 [0011]

Claims (6)

  1. Polierverfahren zum Polieren eines Halbleitersiliziumwafers, indem der von einem Polierkopf gehaltene Halbleitersiliziumwafer gegen ein an einem Drehtisch angebrachtes Polierkissen geschoben wird, während ein Poliermittel zugeführt wird, wobei wenn der Halbleitersiliziumwafer der Reihe nach einem Primärpolieren, einem Sekundärpolieren und einem Endpolieren unterzogen wird, das Sekundärpolieren das Polieren durch ein Poliermittel auf Alkalibasis, das freie Schleifkörner aufweist und kein wasserlösliches Polymermittel aufweist, und anschließendes Spülpolieren durch ein Poliermittel, das ein wasserlösliches Polymermittel aufweist, umfasst und das Spülpolieren zwei Polierstufen umfasst, wobei nach der Durchführung einer ersten Stufe des Spülpolierens unter Zufuhr eines Poliermittels, das ein wasserlösliches Polymermittel aufweist, eine zweite Stufe des Spülpolierens durchgeführt wird, während ein gewechseltes Poliermittel, dessen wasserlösliches Polymermittel ein durchschnittliches Molekulargewicht aufweist, das größer als das des Poliermittels der ersten Stufe ist, zugeführt wird.
  2. Polierverfahren nach Anspruch 1, wobei die freien Schleifkörner kolloidales Siliziumdioxid sind.
  3. Polierverfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das wasserlösliche Polymermittel Hydroxyethylzellulose ist.
  4. Polierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Poliermittel der ersten Stufe des Spülpolierens ein wasserlösliches Polymermittel mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 200.000 oder mehr und weniger als 700.000 aufweist und das Poliermittel der zweiten Stufe des Spülpolierens ein wasserlösliches Polymermittel mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 700.000 oder mehr und 1.500.000 oder weniger aufweist.
  5. Polierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Werte einer Polierlast, einer Drehtischrotationsgeschwindigkeit und einer Polierkopfrotationsgeschwindigkeit in der ersten Stufe des Spülpolierens innerhalb von ±30 % der Werte beim Polieren durch das Poliermittel auf Alkalibasis liegen.
  6. Polierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Werte einer Polierlast, einer Drehtischrotationsgeschwindigkeit und einer Polierkopfrotationsgeschwindigkeit in der zweiten Stufe des Spülpolierens 70 % oder weniger der Werte beim Polieren durch das Poliermittel auf Alkalibasis sind.
DE112018003106.3T 2017-07-14 2018-06-22 Polierverfahren Active DE112018003106B4 (de)

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