JP2002210649A - 半導体ウエハのhaze低減化方法 - Google Patents

半導体ウエハのhaze低減化方法

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JP2002210649A
JP2002210649A JP2001007463A JP2001007463A JP2002210649A JP 2002210649 A JP2002210649 A JP 2002210649A JP 2001007463 A JP2001007463 A JP 2001007463A JP 2001007463 A JP2001007463 A JP 2001007463A JP 2002210649 A JP2002210649 A JP 2002210649A
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JP
Japan
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polishing
wafer
haze
semiconductor wafer
polishing cloth
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JP2001007463A
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English (en)
Inventor
Junichi Yamashita
純一 山下
Junichi Matsuzaki
順一 松崎
Kimiyuki Kawazoe
公之 川副
Tateo Hayashi
健郎 林
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Super Silicon Crystal Research Institute Corp
Original Assignee
Super Silicon Crystal Research Institute Corp
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハのHAZEの低減効果を向上させる。 【解決手段】 半導体ウエハのHAZE低減化方法にお
いて、鏡面研磨処理に使用した研磨クロスの半導体ウエ
ハへの当接面を、弱酸性界面活性剤を添加しながらブラ
シ手段によって5〜10回にわたりブラッシングするド
レッシング工程と、ドレッシング工程終了後の研磨クロ
スにより、半導体ウエハを鏡面研磨する研磨工程とを有
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、半導体ウエハを仕
上げ研磨する半導体ウエハ研磨方法に関するものであ
り、特に半導体ウエハのHAZEを低減するための研磨
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】シリコン単結晶インゴットから切り出さ
れたシリコンウエハは、エッチング、ラッピング等の処
理の後、表面粗さを低減し平坦化するために鏡面研磨処
理が施される。ここで、ウエハ表面の粗さは、μmオー
ダの波長を有する粗さ成分であるマイクロラフネスと、
nmオーダの波長を有する粗さ成分であるHAZEに大
別される。このうちウエハのHAZEを低減するための
従来からの試みとしては、鏡面研磨の中の仕上げ研磨の
加工条件を最適化したり、新たな研磨クロスや研磨スラ
リー等の副資材の開発等が行われてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな研磨加工条件や研磨副資材の開発によってもウエハ
のHAZEを十分に低減することはできないという問題
がある。
【0004】また、シリコンウエハ表面に付着するパー
ティクル、金属不純物等の異物を除去してウエハの高清
浄化を図るためには、パーティクルの付着度を測定する
必要があるが、数十nmの粒径のパーティクルを測定に
はHAZEが大きく影響を与えている。即ち、従来の研
磨加工条件や研磨副資材の開発によるHAZEの低減の
程度では、サイズ80nm程度のパーティクルを分離す
ることが限界であり、80nm以下のパーティクルの検
出及び測定ができないという問題がある。
【0005】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであり、ウエハのHAZE低減を向上させること
ができる半導体ウエハ研磨方法を提供することを主な目
的とする。本発明の別の目的は、HAZE低減を向上さ
せることにより粒径の小さなパーティクルの測定を可能
とした半導体ウエハ研磨方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、請求項1に係る発明は、鏡面研磨処理に使用した研
磨クロスの半導体ウエハへの当接面を、ブラシ手段によ
って所定回数ブラッシングするドレッシング工程と、前
記ドレッシング工程終了後の研磨クロスにより、半導体
ウエハを鏡面研磨する研磨工程と、を含むことを特徴と
する半導体ウエハのHAZE低減化方法に係るものであ
る。
【0007】この請求項1に係る発明は、本願発明者
が、半導体ウエハの鏡面研磨に使用した研磨クロスを所
定回数ブラッシングした後に、次の研磨対象の半導体ウ
エハの鏡面研磨を行うことにより(研磨対象とする半導
体ウエハの鏡面研磨の前に、研磨クロスを複数回ブラッ
シングする)、ウエハのHAZEを低減することができ
ることを発見したことに基づいたものである。
【0008】研磨クロスを、1次研磨又は2次研磨の後
に若しくは仕上げ研磨の後にブラシ手段によってだけブ
ラッシングしたり、複数回の鏡面研磨を終了した後に研
磨クロスをブラッシングすることは従来から行われてい
たが、かかるブラッシングはHAZE低減の目的ではな
く、鏡面研磨処理に使用した研磨剤(スラリー)により
研磨クロスの目詰まりを防止するために行われていたも
のであり、必ずしもウエハのHAZEを低減させること
はできない。本発明は、鏡面研磨ごとに毎回、鏡面研磨
処理で使用した研磨クロスをブラッシングすることによ
り、研磨加工法の最適化や研磨副資材の改良等によりウ
エハのHAZE低減を図っていた従来の方法に比べてH
AZEの低減を図ることが可能となる。
【0009】また、ウエハのHAZEを低減することに
より、ウエハ表面のnmレベルの粗さを少なくしてウエ
ハ表面を平坦化できるので、ウエハ表面に残存するパー
ティクルのうち、より小さな粒径のパーティクルの測定
(検出)が可能となり、パーティクル数測定の正確性を
得ることが可能となる。
【0010】本発明におけるドレッシング工程は、鏡面
研磨終了後に研磨クロスを所定回数ブラッシングするも
のであれば良く、ブラッシングの所定回数は特に限定さ
れるものではない。
【0011】本発明における研磨工程は、半導体ウエハ
を鏡面研磨するものであれば良いが、研磨処理の最終段
階である仕上げ研磨であることが、HAZEの低減効果
を向上させるために好ましい。
【0012】請求項2に係る発明は、請求項1に記載の
半導体ウエハのHAZE低減化方法において、前記ドレ
ッシング工程は、弱酸性界面活性剤を添加しながら前記
研磨クロスをブラッシングするものであることを特徴と
する。
【0013】この請求項2に係る発明は、弱酸性の界面
活性剤を添加しながら研磨クロスをブラッシングするこ
とにより、半導体ウエハのHAZE低減効果をより向上
したことを本願発明者が発見したことに基づいたもので
ある。
【0014】本発明で使用する界面活性剤には、弱酸性
の界面活性剤であれば任意のものを用いることができ
る。また、本発明に使用する界面活性剤を弱酸性とする
のは、鏡面研磨処理に用いる研磨剤(スラリー)がアル
カリ性であるため、弱酸性の界面活性剤により研磨クロ
ス表面を中和させるためである。
【0015】請求項3に係る発明は、請求項1又は2に
記載の半導体ウエハのHAZE低減化方法において、前
記ドレッシング工程は、前記研磨クロスのブラッシング
を2回以上繰り返し行うことを特徴とする。
【0016】この請求項3に係る発明は、研磨クロスの
ブラッシングを2回以上繰り返し行ったときに半導体ウ
エハのHAZEの低減効果をもっとも向上させることが
できることを本願発明者が発見したことに基づいたもの
である。ここで、ブラッシング回数(所定回数)はブラ
シ手段のサイズに応じて任意に定めることができ、例え
ば5〜10回程度とすることができる。研磨クロスを、
1次研磨又は2次研磨の後に1回だけ、若しくは仕上げ
研磨の後にブラシ手段によって1回だけブラッシングし
たり、複数回の鏡面研磨を終了した後に研磨クロスを1
回ブラッシングすることは従来から行われていたが、か
かるブラッシングは上述のとおり研磨クロスの目詰まり
を防止するために行われていたものであるため、1回の
みのブラッシングではウエハのHAZEを低減させるこ
とはできない。本発明は、鏡面研磨ごとに毎回、鏡面研
磨処理で使用した研磨クロスを2回以上繰り返しブラッ
シングすることにより、研磨加工法の最適化や研磨副資
材の改良等によりウエハのHAZE低減を図っていた従
来の方法に比べてHAZEの低減を図ることが可能とな
る。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施形態につい
て、以下に図示例とともに説明する。本実施形態は、複
数のシリコンウエハを一枚ごとに順次、鏡面研磨、特に
仕上げ研磨を行うウエハ研磨装置であり、図1は、本実
施形態のウエハ研磨装置の概略構成図である。
【0018】本実施形態のウエハ研磨装置は、定盤1
と、定盤1の上面に貼付された研磨クロス3と、研磨ヘ
ッド2と、ブラシ4とを主に備えた公知の研磨装置の構
成である。定盤1はその中心周りに回転駆動機構(図示
せず)により回転可能となっている。
【0019】定盤1の上面には研磨クロス3が敷設され
おり、エッチング処理等の工程を経たシリコンウエハの
表面が当接されるようになっている。
【0020】研磨ヘッド2は、シリコンウエハを保持す
るものであり、仕上げ研磨処理を実行するときに定盤側
へ下降してウエハ表面を研磨クロス3に当接させ、所定
圧力で押圧するようになっている。本実施形態のウエハ
研磨装置では、研磨対象のシリコンウエハを研磨ヘッド
2にワックスレスで吸引して保持するか、あるいはワッ
クスでウエハ裏面を貼付して保持しており、その保持方
法は特に限定されるものではない。また研磨ヘッド2
は、回転駆動機構(図示せず)によりその中心周りに回
転可能となっている。
【0021】ブラシ4は、仕上げ研磨処理終了後に下降
して研磨クロス3をブラッシングするために使用され
る。尚、本実施形態のウエハ研磨装置で使用する研磨用
スラリーの成分と研磨クロス3の材質は、従来から使用
されているものであり、特に成分、材質を限定するもの
ではない。
【0022】次にこのように構成されたウエハ研磨装置
によるウエハHAZE低減化を目的としたウエハの仕上
げ研磨処理について説明する。
【0023】まず、仕上げ研磨終了後の研磨クロス3に
ブラシ4を当接させて、研磨クロス3上を全面に亘り移
動することによりブラッシングを行う。このとき、弱酸
性の界面活性剤希釈液を研磨クロス3上に添加しながら
ブラッシング処理を行う。この研磨クロス3のブラッシ
ングは、研磨クロス全面に亘るブラッシングを1回とし
て、全部で5〜10回程度繰り返して実行する。
【0024】研磨クロス3のブラッシング処理を終了し
たら、エッチング処理を終了した次のシリコンウエハを
研磨ヘッド2で保持させる。そして、研磨ヘッド2を下
降して、ウエハ表面を研磨クロス3に所定の圧力で押圧
する。そして定盤1と研磨ヘッド2を回転させることに
よりウエハの仕上げ研磨(本研磨)を行う。
【0025】仕上げ研磨には、研磨用スラリーを用いて
ウエハを研磨する本研磨加工と、ウエハ研磨面に対し低
加圧若しくは無加圧でスラリーを水に切り換えて供給す
る水リンス処理(水研磨処理)があるが、本実施形態で
は、かかる本研磨終了後に、水リンス処理(水研磨処
理)を行ってから洗浄装置へ搬送するか、水リンス処理
(水研磨処理)を行わずに直ちに洗浄装置へ搬送するか
はいずれでも良い。但し、以下の研磨クロス3のブラッ
シング処理を行った研磨クロス3によって仕上げ研磨の
本研磨処理を施したウエハに、水リンス処理を行わなか
った場合の方が、最終的にHAZEの更なる低減効果を
得ることができた。
【0026】このようなウエハの仕上げ研磨処理を実行
することによって、ウエハ表面のHAZEを従来に比べ
て更に低減することができた。
【0027】
【実施例】以下の表1及び表2に、ブラッシング処理を
5回又は10回行った研磨クロスによって直径400m
mのシリコンウエハに対し仕上げ研磨処理を行った場合
におけるウエハ表面のHAZEの低減効果を示す。ここ
で、表1の実施例では、シリコンウエハに対して仕上げ
研磨の本研磨後に水リンス(水研磨)処理を行い、表2
の例では水リンス(水研磨)処理を行っていない。ま
た、両方の実施例において弱酸性の界面活性剤を添加し
ながら研磨クロスのブラッシングを行っている。尚、弱
酸性の界面活性剤としては、和光純薬工業(株)製NC
W601Aを用いた。また、以下の表においてHAZE
レベル、検出強度及びパーティクル数は、ADE社製A
WIS−400の装置で測定した。また、以下の表でH
AZEレベル、検出強度の単位はいずれもADE社製A
WIS−400固有のものであり、任意単位(A.
U.)である。尚、下表では、HAZEレベルは値が小
さくなるに従って、ウエハの面が滑らかであることを示
している。
【0028】
【表1】
【0029】
【表2】
【0030】また、対比例として、研磨クロスのブラッ
シング処理を1回若しくはブラッシング処理を行わなか
った場合のシリコンウエハ表面のHAZEの低減効果を
表3〜6に示す。
【0031】
【表3】
【0032】
【表4】
【0033】
【表5】
【0034】
【表6】
【0035】上記の結果から分かるように、研磨クロス
のブラッシング処理を行わなかった場合及び1回のみブ
ラッシング処理を行った場合に比べて、弱酸性界面活性
剤を添加しながら5回以上のブラッシング処理を行った
場合の方がHAZEの低減効果に優れており、ブラッシ
ング回数を10回でかつ水リンス(水研磨)処理を行わ
ない場合に、HAZEの低減効果を最も向上させること
ができた。
【0036】更に、表7及び表8は、パーティクル測定
数とHAZEの低減効果との関係を示すものである。表
7はHAZEの平均が0.0198で HAZEの低減
効果を向上させた場合、表8はHAZEの平均が0.0
338でHAZEの低減効果があまり向上していない場
合である。
【0037】
【表7】
【0038】
【表8】
【0039】表8に示すように、HAZEの低減効果が
得られない場合には、サイズ80nm未満の微小パーテ
ィクルがノイズに隠れてしまい、サイズ60〜80nm
の範囲のパーティクル数の測定は不可能であった。しか
し、表7に示すようにウエハのHAZE低減効果を向上
させた場合には、サイズ80nm未満の微小パーティク
ルが現れ、サイズ60〜80nmの範囲のパーティクル
数の測定が可能となった。
【0040】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
研磨加工法の最適化や研磨副資材の改良等によりウエハ
のHAZE低減を図っていた従来の方法に比べて、ウエ
ハのHAZE低減効果を向上させることができるという
効果を有する。また、本発明によれば、ウエハのHAZ
Eの低減効果を向上させることにより、微小パーティク
ルの検出が可能となり、パーティクル数測定の正確性を
得られるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態のウエハ研磨装置の概略構成図であ
る。
【符号の説明】
1:研磨定盤 2:研磨ヘッド 3:研磨クロス 4:ブラシ W:シリコンウエハ
フロントページの続き (72)発明者 川副 公之 群馬県安中市中野谷555番地の1 株式会 社スーパーシリコン研究所内 (72)発明者 林 健郎 群馬県安中市中野谷555番地の1 株式会 社スーパーシリコン研究所内 Fターム(参考) 3C058 AA19 AC04 CA01 DA17

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鏡面研磨処理に使用した研磨クロスの半
    導体ウエハへの当接面を、ブラシ手段によって所定回数
    ブラッシングするドレッシング工程と、 前記ドレッシング工程終了後の研磨クロスにより、半導
    体ウエハを鏡面研磨する研磨工程と、を含むことを特徴
    とする半導体ウエハのHAZE低減化方法。
  2. 【請求項2】 前記ドレッシング工程は、弱酸性界面活
    性剤を添加しながら前記研磨クロスをブラッシングする
    ものであることを特徴とする請求項1に記載の半導体ウ
    エハのHAZE低減化方法。
  3. 【請求項3】 前記ドレッシング工程は、前記研磨クロ
    スのブラッシングを2回以上繰り返し行うことを特徴と
    する請求項1又は2に記載の半導体ウエハのHAZE低
    減化方法。
JP2001007463A 2001-01-16 2001-01-16 半導体ウエハのhaze低減化方法 Pending JP2002210649A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007500087A (ja) * 2003-05-29 2007-01-11 ティービーダブリュ インダストリーズ,インコーポレーテッド 開口部を備えたコンディショニングディスクを利用する真空補助パッドコンディショニングシステム及び方法

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JP2007500087A (ja) * 2003-05-29 2007-01-11 ティービーダブリュ インダストリーズ,インコーポレーテッド 開口部を備えたコンディショニングディスクを利用する真空補助パッドコンディショニングシステム及び方法

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