JP2001057349A - シリコンウエハの高速鏡面研摩方法 - Google Patents

シリコンウエハの高速鏡面研摩方法

Info

Publication number
JP2001057349A
JP2001057349A JP11232203A JP23220399A JP2001057349A JP 2001057349 A JP2001057349 A JP 2001057349A JP 11232203 A JP11232203 A JP 11232203A JP 23220399 A JP23220399 A JP 23220399A JP 2001057349 A JP2001057349 A JP 2001057349A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing
silicon wafer
barium carbonate
abrasive
processed
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.)
Pending
Application number
JP11232203A
Other languages
English (en)
Inventor
Noboru Kinoshita
暢 木下
Kazuto Ando
和人 安藤
Yoshitaka Yamamoto
良貴 山本
Nobuo Yasunaga
暢男 安永
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.)
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Osaka Cement 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 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd filed Critical Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority to JP11232203A priority Critical patent/JP2001057349A/ja
Publication of JP2001057349A publication Critical patent/JP2001057349A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鏡面研摩速度が著しく向上し、短時間でか
つ少ない工程数で鏡面が得られることによりスループッ
トが向上すると共に、ウエハにスクラッチ傷や加工変質
層等のダメージを与えず、しかも廃液処理の問題や研摩
装置や治具が損傷することもないシリコンウエハの高速
鏡面研摩方法を提供することを課題とする。 【解決手段】 シリコンウエハを表面粗さ 150nmR
a以下になるまで表面加工し、この加工表面を炭酸バリ
ウム粒子を含む研摩材を用いて鏡面研摩するように構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウエハを
高速度で鏡面研摩することが可能な高速鏡面研摩方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、シリコンウエハの鏡面研摩方法と
しては、例えば、シリカ粒子とKOH等のアルカリを含
むスラリーやコロイダルシリカを研摩材として用い、不
織布タイプやスウェードタイプの軟質パッドにより研摩
する多段階研摩方法が知られている。
【0003】〔問題点〕しかしながら、従来の研摩方法
では、研摩速度が著しく低く、鏡面を得るには長時間を
要し、生産性が極めて低いものであった。すなわち、鏡
面加工の前処理として、ラッピング加工の後、エッチン
グ処理により加工ダメージ層を表面粗さ 80 nmRa程
度以下まで除去し、その後、目的とする品質のウエハを
得るためには、少なくとも研摩条件の異なる3段階以上
の多段研摩を行わなければならず、工程数が多くスルー
プットの悪い鏡面研摩プロセスであった。また、シリカ
はシリコンよりも硬質なためウエハにスクラッチ傷や加
工変質層等のダメージを与え易く、また、軟質パッドを
用いた研摩方法であるためエッジ部ダレが生じやすく加
工精度も充分でない。さらに、研摩材にKOH等のアル
カリ水溶液を含むため、廃液処理の問題と研摩装置や治
具が損傷するという不都合があった。さらにまた、エッ
チング液の廃液処理にも問題点を有するものであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
が有する上記問題点に鑑みなされたものであって、その
解決のため具体的に設定された課題は、鏡面研摩速度が
著しく向上し、少ない工程数で短時間に鏡面が得られる
ことによりスループットが向上し、ウエハにスクラッチ
傷や加工変質層等のダメージを与えることがなく、しか
も廃液処理の問題や研摩装置や治具が損傷することもな
いシリコンウエハの高速鏡面研摩方法を提供することに
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】かかる課題を効果的に解
決できるよう具体的に構成された手段としての、本発明
における請求項1に係るシリコンウエハの高速鏡面研摩
方法は、シリコンウエハを表面粗さ 150nmRa以下に
なるまで表面加工し、この加工表面を炭酸バリウム粒子
を含む研摩材を用いて鏡面研摩することを特徴とするも
のである。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
的に説明する。ただし、この実施の形態は、発明の趣旨
をより良く理解させるため具体的に説明するものであ
り、特に指定のない限り、発明内容を限定するものでな
い。
【0007】本実施の形態に係るシリコンウエハの高速
鏡面研摩方法は、従来の公知方法により表面粗さが 150
nmRa以下となるようシリコンウエハを予め加工する
工程(以下、加工工程という)と、この加工後のシリコ
ンウエハを、砥粒として炭酸バリウム粒子を含む研摩材
により、更に鏡面研摩する工程(以下、研摩工程とい
う)を少なくとも有している。
【0008】以下、各工程毎に詳説する。 〔加工工程〕表面粗さが 150nmRa以下となるようシ
リコンウエハの表面を加工する従来公知の表面加工方法
としては、特段制限されるものではなが、例えば、ラッ
ピング法や研削法等を例示することができ、中でも研削
法によるのが好ましい。研削法によるのが好ましい理由
は、研削加工によるウエハはダメージ層が薄く、また必
ずしも明確ではないが、シリコンウエハと炭酸バリウム
粒子とのメカノケミカル反応が進みやすいからであるな
お、本明細書において、「表面粗さ」とは、接触指針型
表面粗さ計等で測定される被測定物の表面における凸部
と凹部の段差の平均をいう。
【0009】〔研摩工程〕研摩工程は、表面粗さが 150
nmRa以下となるように加工された後のシリコンウエ
ハを、砥粒として炭酸バリウム粒子を含む研摩材により
更に研摩して、鏡面を得る工程である。
【0010】この研摩工程の具体例としては、次の工程
を例示することができる。 砥粒としての炭酸バリウム粒子を含有する研摩材ス
ラリー又はペーストをシリコンウエハと研摩パッドとの
間に供給しつつ回転させてシリコンウエハを湿式研摩す
る工程(以下、研摩工程Aという)。 砥粒としての炭酸バリウム粒子を砥石に成形し、ま
たはポリウレタン樹脂等の発泡体中に固定させた研摩パ
ッド(以下、これらを研摩体という)をシリコンウエハ
に接触・回転させて研摩する工程(以下、研摩工程Bと
いう)。
【0011】また、炭酸バリウム粒子の粒径は、特段制
限されるものでなく、通常、砥粒として用いられている
粒径、例えば 0.1〜100 μm程度のものを使用すること
ができる。
【0012】〔研摩工程A〕この研摩工程に用いる研摩
材スラリーは、例えば、砥粒としての炭酸バリウム粒子
と水とを含有している。研摩材スラリー中の炭酸バリウ
ム粒子の添加量(砥粒量)は、特段制限されるものでは
ないが、砥粒量が少なすぎると研摩速度が低下しすぎて
実用性に欠け、また、砥粒量が多すぎると研摩加工に寄
与しない砥粒が多くなり、研摩液コストが上昇して研摩
加工コストの上昇を招き、そして、研摩材スラリーの流
動性が低下して研摩材スラリーのシリコンウエハ表面へ
の供給に問題が生じるため好ましくない。このようなこ
とから、通常、2 〜 60 重量%が好ましい。
【0013】なお、前記炭酸バリウム粒子を加えて分散
させた研摩材スラリー(研摩液)とするには、ポリカル
ボン酸塩等の界面活性剤などを加えると、炭酸バリウム
粒子の分散性が向上するので好ましい。
【0014】研摩パッドとしては、シリコンウエハの研
摩に従来から用いられている研摩パッドを用いることが
できるが、IC 1000 やMHS 15 A(いずれもロデー
ルニッタ社製)のような発泡ポリウレタン製の研摩パッ
ド等の硬質パッドを用いると、砥粒と真実接触点での圧
力が高くなり、研摩速度が向上するので好ましい。
【0015】〔研摩工程B〕前記研摩体は、砥石または
研摩パッドからなる。砥粒としての前記炭酸バリウム粒
子を砥石状に成形するには、前記炭酸バリウムにより砥
石全体を成形する場合や砥石のシリコンウエハとの接触
部を部分的に形成させる場合があり、また砥石にも前記
炭酸バリウム粒子を結合材なしで固化させたもの(ボン
ドレス砥石)と、レジノイドボンド等の結合剤を使用し
て固化し成形させたもの(レジノイドボンド砥石)があ
り得る。砥石における砥粒率(砥石中に占める砥粒の容
積比率)は、特に限定されるものではない。
【0016】レジノイドボンド砥石の形成に用いるレジ
ノイドボンドは、特に限定されず、熱硬化性樹脂、熱可
塑性樹脂、水溶性高分子樹脂などの単体または混合物を
用いることができる。レジノイドボンド砥石またはボン
ドレス砥石の成形は、一般に用いられる公知の成形技術
を用いて形成することができる。
【0017】炭酸バリウム粒子を含有する前記研摩パッ
ドとしては、例えば、次のようなものを例示することが
できる。 炭酸バリウム粒子を含むポリウレタン溶液にポリエ
ステル等の化学繊維の不織布を含浸して作製した不織布
タイプ。 ポリエステル等の化学繊維の不織布上に、炭酸バリ
ウム粒子を含むポリウレタンを発泡剤により発泡させて
作製したスウェードタイプ。 炭酸バリウム粒子を含むポリウレタン溶液を発泡剤
により独立発泡させて作製した発泡ポリウレタンタイ
プ。
【0018】前記研摩体とシリコンウエハとを接触させ
て研摩する際の研摩加工圧は、特段限定されるものでは
なく、通常 100〜400 gf/cm2 程度で充分である
が、研摩加工圧は大きいほど砥粒と真実接触点での圧力
が高くなり研摩速度が向上するので好ましい。また、必
要に応じて、適切にアルカリ成分を含有させた溶液を、
前記研摩体とシリコンウエハとの間に滴下して研摩する
と研摩速度が向上するので効果的である。
【0019】〔作用効果〕本高速鏡面研摩方法によるシ
リコンウエハの研摩メカニズムは、必ずしも明確でない
が、シリコンウエハを構成するシリコンと炭酸バリウム
とは、加圧された状態でメカノケミカル反応を起こすた
め、砥粒(炭酸バリウム)がシリコンより軟質であるに
も拘わらず鏡面研摩が可能となるものと推測される。
【0020】
【実施例】以下、実施例を掲げ、本発明を更に詳説す
る。 「実施例1」 (研摩材スラリーの調整)粒径 0.5μm以下の炭酸バリ
ウム粒子 2000 gと水 8000 gとを混合し攪拌後、超音
波分散機に 10 分間かけ研摩剤スラリーとした。
【0021】(研摩試験)この研摩材スラリーを使用し
て、研摩パッド(ロデールニッタ社製IC 1000)、研
摩加工圧 300gf/cm2 、研摩時間 30 分の研摩条件
下で、機械的回転式研摩装置(回転数: 60 rpm)を
用いてシリコンウエハを研摩した。シリコンウエハは#
800 のダイヤモンド砥石を用いて予め表面粗さが 140n
mRaとなるよう研削されたものである。研摩試験の結
果を表1に示した。なお、研摩材スラリーの滴下量は 2
0 ml/分である。
【0022】なお、研摩速度はデジタル式マイクロメー
タによる研摩前後のシリコンウエハ厚みの測定値と研摩
時間から測定し、表面粗さ及びエッジ部ダレは接触指針
型表面粗さ計によりそれぞれ測定し、スクラッチ傷の有
無は光学顕微鏡観察による。また、加工変質層の有無
は、研摩後のシリコンウエハをエッチング液に浸漬して
斜め方向にエッチングし、4結晶モノクロメータ付きX
線回析装置を用いたロッキングカーブ測定法により深さ
方向の加工変質層の厚みを測定するか、又はシリコンウ
エハの断面を透過型電子顕微鏡により観察することによ
り確認した。
【0023】「実施例2」被研摩加工物(シリコンウエ
ハ)を、# 1000 ダイヤモンド砥石を用いた研削法によ
り表面粗さRaが 60 nmとなるよう予め加工されたシ
リコンウエハに変更した他は実施例1に準じて研摩試験
を実施した。その結果を表1に示した。
【0024】「実施例3」被研摩加工物(シリコンウエ
ハ)を# 1500 のアルミナ砥粒で表面粗さRaが140n
mとなるよう予めラッピングされたものに変更した他は
実施例1に準じてシリコンウエハを研摩した。その結果
を表1に示した。
【0025】「実施例4」 (砥石の作製)粒径 0.5μm以下の炭酸バリウム粒子 3
600 g、フェノール樹脂(住友デュレズ社製) 400gを
混合し、研摩定盤が 15 インチΦの砥石を成形した。 (研摩試験)この砥石を用い、研摩加工圧 350g/cm
2 、砥石貼付け定盤回転数 60 rpm、ワーク回転数 4
0 rpmの条件下で、乾式法により機械的回転式研摩装
置を用いてシリコンウエハを研摩した。被研摩加工物
(シリコンウエハ)は実施例1で用いたものと同一であ
る。研摩試験の結果を表1に示した。
【0026】「実施例5」被研摩加工物(シリコンウエ
ハ)を、実施例2で用いたものに変更した他は実施例4
に準じて研摩試験を実施した。その結果を表1に示し
た。
【0027】「比較例1」被研摩加工物(シリコンウエ
ハ)を、#600 ダイヤモンド砥石を用いた研削法により
表面粗さRaが 170nmとなるよう予め加工されたシリ
コンウエハに変更した他は実施例1に準じて研摩試験を
実施した。その結果を表1に示した。
【0028】「比較例2」被研摩加工物(シリコンウエ
ハ)を、比較例1で用いたものに変更した他は実施例4
に準じて研摩試験を実施した。その結果を表1に示し
た。
【0029】「比較例3」 (研摩材スラリーの調整)砥粒として粒径 0.03 μmの
コロイダルシリカ粒子 500gを水 9500 gに加え、KO
HでpHを 10 に調整し研摩剤スラリーとした。
【0030】(研摩試験)この研摩材スラリーを使用
し、被研摩加工物(シリコンウエハ)をラッピング後、
エッチング法により表面粗さRaが80nmとなるよう予
め処理されたものに変更した他は実施例1に準じてシリ
コンウエハを研摩した。その結果を表1に示した。
【0031】
【表1】
【0032】
【発明の効果】本発明の高速鏡面研磨方法によれば、シ
リコンウエハを表面粗さ 150nmRa以下になるまで表
面加工し、この加工表面を炭酸バリウムを含む研摩材を
用いて研摩することにより、鏡面研摩中に被研摩加工物
表面に加工ダメージを与えることなく、加工変質層の形
成もない高速鏡面研摩が可能となる。このため、この研
摩方法を実施することにより、ラッピング加工や研削加
工後、直ちに表面粗さRaが例えば 0.5nm程度の鏡面
研摩加工が可能となり、従来のシリカスラリーによる2
次鏡面研磨同等以上の品質を持つシリコンウエハが1工
程で得られ、もってスループットが向上し、シリコンウ
エハを高生産性と低コストを両立させて鏡面研摩仕上げ
加工することができる。また、エッチング廃液の処理問
題もなく、さらにアルカリ廃液等の処理問題や研摩装置
や治具が損傷することもない。さらに、硬質の研摩パッ
ドを使用可能であるため、エッジ部ダレの発生が少な
く、加工精度も向上する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 良貴 千葉県船橋市豊富町585番地 住友大阪セ メント株式会社新規技術研究所内 (72)発明者 安永 暢男 静岡県伊奈市富戸866−1 Fターム(参考) 3C049 AA07 AA16 AB06 AC04 CA01 CB03 4J027 AG01 CA06 CA14 CA36 CA38 CD02

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリコンウエハを表面粗さ 150nmRa以
    下になるまで表面加工し、この加工表面を炭酸バリウム
    粒子を含む研摩材を用いて鏡面研摩することを特徴とす
    るシリコンウエハの高速鏡面研摩方法。
JP11232203A 1999-08-19 1999-08-19 シリコンウエハの高速鏡面研摩方法 Pending JP2001057349A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11232203A JP2001057349A (ja) 1999-08-19 1999-08-19 シリコンウエハの高速鏡面研摩方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11232203A JP2001057349A (ja) 1999-08-19 1999-08-19 シリコンウエハの高速鏡面研摩方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001057349A true JP2001057349A (ja) 2001-02-27

Family

ID=16935613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11232203A Pending JP2001057349A (ja) 1999-08-19 1999-08-19 シリコンウエハの高速鏡面研摩方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001057349A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7108586B2 (en) 2001-12-21 2006-09-19 Solvay Barium Strontium Gmbh Method of chemical mechanical polishing using abrasive particles of alkaline earth metal salts
JP2016174115A (ja) * 2015-03-18 2016-09-29 グローバルウェーハズ・ジャパン株式会社 シリコンウェーハの製造方法
CN106736881A (zh) * 2016-12-28 2017-05-31 苏州爱彼光电材料有限公司 晶片表面加工处理方法
CN114523340A (zh) * 2022-02-22 2022-05-24 深圳大学 研磨抛光成套装备、研磨抛光方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7108586B2 (en) 2001-12-21 2006-09-19 Solvay Barium Strontium Gmbh Method of chemical mechanical polishing using abrasive particles of alkaline earth metal salts
JP2016174115A (ja) * 2015-03-18 2016-09-29 グローバルウェーハズ・ジャパン株式会社 シリコンウェーハの製造方法
CN106736881A (zh) * 2016-12-28 2017-05-31 苏州爱彼光电材料有限公司 晶片表面加工处理方法
CN114523340A (zh) * 2022-02-22 2022-05-24 深圳大学 研磨抛光成套装备、研磨抛光方法
CN114523340B (zh) * 2022-02-22 2023-02-14 深圳大学 研磨抛光成套装备、研磨抛光方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6451696B1 (en) Method for reclaiming wafer substrate and polishing solution compositions therefor
JP4113282B2 (ja) 研磨組成物及びそれを用いたエッジポリッシング方法
KR100909140B1 (ko) 반도체웨이퍼의 제조방법 및 웨이퍼
KR100429940B1 (ko) 개선된 세리아 분말
JP5795995B2 (ja) 研磨パッド
JP2013214784A (ja) 半導体ウェハの研磨方法
CN108698192B (zh) 双面研磨装置用的载体的制造方法及晶圆的双面研磨方法
JP2000049122A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2002532898A (ja) 後表面損傷を組み込む半導体ウエハの処理法
JP3617665B2 (ja) 半導体ウェーハ用研磨布
JP2000080350A (ja) 研磨用組成物及びそれによるポリッシング加工方法
JP3668647B2 (ja) 半導体ウエハ基板の再生法および半導体ウエハ基板再生用研磨液
JP4573492B2 (ja) 合成砥石
JP2001156030A (ja) 半導体ウェーハ用研磨ローラおよびこれを用いた半導体ウェーハの研磨方法
JP2001057349A (ja) シリコンウエハの高速鏡面研摩方法
JP3578975B2 (ja) シリコンウエハの高速鏡面研磨方法
JP2001170858A (ja) 研削シリコンウエハの鏡面研摩方法
CN102189471B (zh) 用于抛光半导体晶片的方法
JP2002292556A (ja) シリコンウエハ鏡面研磨用スラリー、砥石、パッド及び研磨液、並びにこれらを用いたシリコンウエハの鏡面研磨方法
JP2002252189A (ja) 半導体ウェーハ用研磨液
JP2016198878A (ja) 砥石、加工装置、被加工物の加工方法
JPH10329032A (ja) Lsi酸化膜研磨用砥石およびlsi酸化膜研磨方法
JP2002025950A (ja) 半導体ウェーハの製造方法
JPH11138422A (ja) 半導体基板の加工方法
JP2001287152A (ja) 半導体ウェハー用研磨シートおよびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051208

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080702

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080805

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090113