JP2010021391A - Polishing method of silicon wafer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、研磨パッドの表面に、所定の研磨液を塗布し、キャリアによって固定されたシリコンウェーハに対し前記研磨パッドを相対的に摺動させることで、シリコンウェーハ表面を研磨する、シリコンウェーハの研磨方法に関するものである。 The present invention applies a predetermined polishing liquid to the surface of a polishing pad, and polishes the silicon wafer surface by sliding the polishing pad relative to the silicon wafer fixed by a carrier. The present invention relates to a polishing method.
シリコンウェーハの表面を研磨するために用いられる研磨液としては、従来から遊離砥粒としてのシリカ粒子をアルカリ液中に含有させたものが広く使用されている。また、シリコンウェーハの研磨には、砥粒としてのシリカ微粒子を含有する研磨液と、軟質の人工皮革ポリシャを用いた湿式の化学機械研磨（メカノケミカル研磨）が一般的であり、この研磨方法は、シリカ微粒子による機械的研磨作用と、アルカリ液による化学的研磨作用とを複合させたものであり、優れた平滑性及び結晶性を有する鏡面が得られることが知られている。 As a polishing liquid used for polishing the surface of a silicon wafer, conventionally, a solution in which silica particles as free abrasive grains are contained in an alkaline liquid has been widely used. For polishing silicon wafers, wet chemical mechanical polishing (mechanochemical polishing) using a polishing liquid containing silica fine particles as abrasive grains and a soft artificial leather polisher is generally used. It is known that a mechanical polishing action by silica fine particles and a chemical polishing action by an alkali solution are combined, and a mirror surface having excellent smoothness and crystallinity can be obtained.
しかしながら、上記のような砥粒を含有する研磨液を用いて、シリコンウェーハの研磨を行った場合、高い加工速度や、ある程度のウェーハの平坦度を得ることはできるものの、研磨を行った際、前記砥粒がシリコンウェーハの表面を傷付けるため、ウェーハ表面に加工歪みが発生するという問題や、研磨中に、前記ウェーハを固定するための部材であるキャリアから、いわゆる「鳴き」と呼ばれる騒音が発生するという問題があった。 However, when polishing a silicon wafer using a polishing liquid containing abrasive grains as described above, a high processing speed and a certain degree of flatness of the wafer can be obtained, but when polishing is performed, Since the abrasive grains damage the surface of the silicon wafer, processing distortion occurs on the wafer surface, and noise called so-called “squeal” is generated from the carrier that is a member for fixing the wafer during polishing. There was a problem to do.
そのため、上記加工歪みを防止するための研磨方法として、例えば特許文献１に開示されているように、実質的に砥粒を含まないアルカリ水溶液を研磨液として用いる化学研磨法が知られている。しかし、単純な化学研磨だけでは、研磨された表面の形状精度が劣るというという問題や、シリコンウェーハの研磨に用いた場合、ウェーハ表面に自然に成長する酸化膜を完全に除去することができないか、除去するまでの時間が長くかかりすぎるため、研磨速度が大幅に劣化するという問題があった。この傾向は、直径が大きなウェーハの場合に特に顕著である。
また、前記キャリアから発生する騒音を十分に抑制できる方法は、未だ開発されていなかった。
In addition, a method capable of sufficiently suppressing noise generated from the carrier has not been developed yet.
本発明の目的は、特に大口径のウェーハに対して、優れた研磨均一性及び平坦度を維持するとともに、研磨中にキャリアから発生する騒音を有効に抑制できるシリコンウェーハの研磨方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a silicon wafer polishing method that can maintain excellent polishing uniformity and flatness, particularly for large-diameter wafers, and can effectively suppress noise generated from a carrier during polishing. It is in.
本発明者らは、上記の課題を解決するため検討を重ねた結果、固定砥粒を有する研磨パッドの表面に、実質的に砥粒を含まず、所定の高分子成分を含有する研磨液を塗布し、キャリアによって固定されたシリコンウェーハに対して、前記研磨パッドを相対的に摺動させることでシリコンウェーハ表面を均一に研磨できること、さらに、従来のウェーハ研磨方法に比べて、ウェーハ端部の無駄な研磨を抑制することを見出した。
そして、さらなる鋭意研究を重ねた結果、従来の砥粒研磨や、所定の高分子成分を含まない無砥粒研磨方法おける前記キャリアから発生する騒音の原因は、研磨の際のパッドからの押圧力を前記キャリアへと伝播させる結果、摩擦力によって該キャリアが面内方向に弾性変形し、その弾性変形に起因して前記騒音（鳴き）が発生するということを発見するとともに、実質的に砥粒を含まず、所定の高分子成分を含有する研磨液を用いることによって、前記パッドからの押圧力と前記キャリアとの間の摩擦係数を低下させキャリアの弾性変形を抑止できる結果、研磨中のキャリアから発生する騒音を有効に抑制できることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。
As a result of repeated studies to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have developed a polishing liquid containing substantially no abrasive grains and containing a predetermined polymer component on the surface of the polishing pad having fixed abrasive grains. The silicon wafer surface can be uniformly polished by sliding the polishing pad relative to the silicon wafer applied and fixed by the carrier, and moreover, compared with the conventional wafer polishing method, It has been found that useless polishing is suppressed.
As a result of further earnest research, the cause of noise generated from the carrier in the conventional abrasive polishing and the abrasive-free polishing method not containing a predetermined polymer component is the pressing force from the pad during polishing. As a result of propagating the carrier to the carrier, the carrier is elastically deformed in the in-plane direction by frictional force, and the noise (squeal) is generated due to the elastic deformation. As a result of using a polishing liquid that does not contain a predetermined polymer component, the friction coefficient between the pressing force from the pad and the carrier can be reduced, and elastic deformation of the carrier can be suppressed. As a result, the present inventors have found that the noise generated from the above can be effectively suppressed and have completed the present invention.
上記目的を達成するため、本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）研磨パッドの表面に、所定の研磨液を塗布し、キャリアによって固定されたシリコンウェーハに対し前記研磨パッドを相対的に摺動させることで、シリコンウェーハ表面を研磨するシリコンウェーハの研磨方法であって、前記研磨パッドが、固定砥粒を有する研磨パッドであり、前記所定の研磨液が、実質的に砥粒を含まず、所定の高分子成分を含有する研磨液であることを特徴とするシリコンウェーハの研磨方法。
In order to achieve the above object, the gist of the present invention is as follows.
(1) A silicon wafer polishing method for polishing a silicon wafer surface by applying a predetermined polishing liquid to the surface of the polishing pad and sliding the polishing pad relative to a silicon wafer fixed by a carrier. The polishing pad is a polishing pad having fixed abrasive grains, and the predetermined polishing liquid is a polishing liquid substantially free of abrasive grains and containing a predetermined polymer component. A method for polishing a silicon wafer.
（２）前記高分子成分は、ヒドロキシエチルセルロースである上記（１）記載のシリコンウェーハの研磨方法。 (2) The method for polishing a silicon wafer according to (1), wherein the polymer component is hydroxyethyl cellulose.
（３）前記研磨を行う際の、前記キャリアから発生する音の大きさが装置から１ｍ地点で85dB以下である上記（１）又は（２）記載のシリコンウェーハの研磨方法。 (3) The method for polishing a silicon wafer according to the above (1) or (2), wherein the magnitude of sound generated from the carrier when performing the polishing is 85 dB or less at a 1 m point from the apparatus.
（４）前記シリコンウェーハ表面と前記研磨パッドの表面との間に供給される前記研磨液が、ハイドロプレーン層を形成し、該ハイドロプレーン層の厚みを制御することにより、前記シリコンウェーハ表面の研磨状態を変化させる上記（１）〜（３）のいずれか１項記載のシリコンウェーハの研磨方法。 (4) The polishing liquid supplied between the surface of the silicon wafer and the surface of the polishing pad forms a hydroplane layer, and the thickness of the hydroplane layer is controlled to polish the surface of the silicon wafer. The method for polishing a silicon wafer according to any one of (1) to (3), wherein the state is changed.
（５）前記シリコンウェーハの研磨方法は、前記ハイドロプレーン層の厚みを薄くして、前記シリコンウェーハの表面に形成した酸化膜を除去する工程と、前記ハイドロプレーン層の厚みを厚くして、前記シリコンウェーハ表面を仕上げ研磨する工程とを有する上記（１）〜（４）のいずれか１項記載のシリコンウェーハの研磨方法。 (5) The method for polishing the silicon wafer includes a step of reducing the thickness of the hydroplane layer, removing an oxide film formed on the surface of the silicon wafer, and increasing the thickness of the hydroplane layer, The method for polishing a silicon wafer according to any one of the above (1) to (4), further comprising a step of finish polishing the surface of the silicon wafer.
（６）前記シリコンウェーハの研磨方法は、前記ハイドロプレーン層の厚みを薄くして、前記シリコンウェーハの表面に形成した酸化膜を除去する工程と、前記ハイドロプレーン層の厚みを厚くして、前記シリコンウェーハ表面を仕上げ研磨する工程とを有する上記（１）〜（５）のいずれか１項記載のシリコンウェーハの研磨方法。 (6) The method for polishing the silicon wafer includes a step of reducing the thickness of the hydroplane layer, removing an oxide film formed on the surface of the silicon wafer, and increasing the thickness of the hydroplane layer, The method for polishing a silicon wafer according to any one of the above (1) to (5), further comprising a step of finish polishing the surface of the silicon wafer.
（７）ハイドロプレーン層の厚み制御は、さらに、前記研磨パッドの硬度、及び／又は前記固定砥粒と前記シリコンウェーハ表面との接触面積の大きさにより制御する上記（１）〜（６）のいずれか１項記載のシリコンウェーハの研磨方法。 (7) The thickness control of the hydroplane layer is further controlled by the hardness of the polishing pad and / or the size of the contact area between the fixed abrasive and the silicon wafer surface. The method for polishing a silicon wafer according to any one of the preceding claims.
（８）前記ハイドロプレーン層の厚みは、10nm〜10μmの範囲である上記（１）〜（７）のいずれか１項記載のシリコンウェーハの研磨方法。 (8) The method for polishing a silicon wafer according to any one of (1) to (7), wherein the thickness of the hydroplane layer is in the range of 10 nm to 10 μm.
（９）前記シリコンウェーハは、直径450mm以上の大口径シリコンウェーハである上記（１）〜（８）のいずれか１項記載のシリコンウェーハの研磨方法。 (9) The silicon wafer polishing method according to any one of (1) to (8), wherein the silicon wafer is a large-diameter silicon wafer having a diameter of 450 mm or more.
この発明によれば、特に大口径のウェーハに対して、優れた研磨均一性及び平坦度を維持するとともに、研磨中にキャリアから発生する騒音を有効に抑制できるシリコンウェーハの研磨方法の提供が可能となった。 According to the present invention, it is possible to provide a silicon wafer polishing method capable of maintaining excellent polishing uniformity and flatness, and effectively suppressing noise generated from a carrier during polishing, particularly for a large-diameter wafer. It became.
本発明によるシリコンウェーハの研磨方法は、研磨パッドの表面に、所定の研磨液を塗布し、キャリアによって固定されたシリコンウェーハに対し前記研磨パッドを相対的に摺動させることで、シリコンウェーハ表面を研磨するシリコンウェーハの研磨方法である。以下に、各構成についての詳細を述べる。 The method for polishing a silicon wafer according to the present invention applies a predetermined polishing liquid to the surface of the polishing pad, and slides the polishing pad relative to the silicon wafer fixed by a carrier, thereby A method for polishing a silicon wafer to be polished. Details of each component will be described below.
本発明の研磨パッドは、固定砥粒を有する研磨パッドであることを特徴とする。ここで、固定砥粒とは、研磨パッド表面に固定された、研磨パッド母材とは材質の異なる固体のことをいい、例えば、シリカやアルミナなどのセラミックス類、ダイヤモンドやシリコンカーバイドなどの単体または化合物類又はポリエチレンやポリプロピレンなどの高分子重合体等からなるものを用いることができる。また、その形状は、粒子状に限られず、固体であっても、ゲル状などであっても構わない。さらに、前記シリカの種類としては、例えば、乾式法（燃焼法・アーク法）、湿式法（沈降法・ゾルゲル法）で作製したもの、いずれでも用いることができる。 The polishing pad of the present invention is a polishing pad having fixed abrasive grains. Here, the fixed abrasive refers to a solid having a different material from the polishing pad base material fixed to the surface of the polishing pad, for example, ceramics such as silica and alumina, single substance such as diamond and silicon carbide, or A compound or a polymer made of a polymer such as polyethylene or polypropylene can be used. Further, the shape is not limited to a particle shape, and may be a solid or a gel. Furthermore, as the kind of the silica, for example, any of those prepared by a dry method (combustion method / arc method) or a wet method (precipitation method / sol-gel method) can be used.
本発明の研磨液は、前記研磨パッドに塗布する（装置構成としては、回転する研磨盤状にノズルを介して滴下されてゆく）ものであり、実質的に砥粒を含まず、所定の高分子成分を含有する研磨液であることを特徴とする。砥粒を含んだ研磨液を用いた場合、前記シリコンウェーハの表面に加工歪みが生じ、研磨後のウェーハ表面の平坦度が悪化する恐れがあり、さらに、前記ウェーハ端部の研磨が過度に進むという問題が発生するためである。さらにまた、前記キャリアの弾性変形を抑制し、キャリアから発生する騒音を低減するためである。 The polishing liquid of the present invention is applied to the polishing pad (apparatus configuration is dripped through a nozzle in a rotating polishing disc shape), and does not substantially contain abrasive grains and has a predetermined height. A polishing liquid containing molecular components. When a polishing liquid containing abrasive grains is used, processing distortion may occur on the surface of the silicon wafer, and the flatness of the wafer surface after polishing may be deteriorated. Further, the polishing of the wafer end portion proceeds excessively. This is because a problem occurs. Furthermore, it is for suppressing the elastic deformation of the carrier and reducing noise generated from the carrier.
ここで、図１は、固定砥粒を有する研磨パッドの表面に、実質的に砥粒を含まず、所定の高分子成分を含有する研磨液を塗布し、キャリアによって固定されたシリコンウェーハに対し前記研磨パッドを相対的に摺動させる、本発明の研磨方法の一形態を模式的に示したものであり、図２は、固定砥粒を有さない研磨パッドの表面に、砥粒を含有する研磨液を塗布し、キャリアによって固定されたシリコンウェーハに対し前記研磨パッドを相対的に摺動させる、従来の研磨方法の一形態を模式的に示したものである。図２に示されているように、従来の研磨液中に砥粒を含んでいる場合には、パッド２０からの圧力がキャリア３へ伝播していること（キャリア３中の矢印）や、砥粒４１がウェーハ端部１ａに集積することで、端部１ａの研磨が過度に信仰することがわかる。一方、図１に示すように、本発明の研磨方法の場合、前記キャリア３及び前記ウェーハ端部１ａへ圧力が加わることなく研磨できることがわかる。
Here, FIG. 1 shows a case where a polishing liquid containing substantially no abrasive grains and containing a predetermined polymer component is applied to the surface of a polishing pad having fixed abrasive grains, and the silicon wafer fixed by a carrier is applied. FIG. 2 schematically shows an embodiment of the polishing method of the present invention in which the polishing pad is slid relatively, and FIG. 2 contains abrasive grains on the surface of the polishing pad that does not have fixed abrasive grains. 1 schematically shows an embodiment of a conventional polishing method in which a polishing liquid is applied and the polishing pad is slid relative to a silicon wafer fixed by a carrier. As shown in FIG. 2, when abrasive grains are included in the conventional polishing liquid, the pressure from the
前記研磨液の種類としては、例えば、pH8〜11程度のアンモニア水溶液、KOH水溶液又はアミン類の水溶液等のアルカリ水溶液を用いることができる。ここで、「実質的に砥粒を含まない」とは、不可避的に前記研磨液に含有する砥粒成分について含む可能性はあるものの、積極的に前記砥粒成分を含有させることがない研磨液をいう。 As the kind of the polishing liquid, for example, an aqueous alkaline solution such as an ammonia aqueous solution having a pH of about 8 to 11, a KOH aqueous solution, or an amine aqueous solution can be used. Here, “substantially free of abrasive grains” means that polishing that does not actively contain the abrasive grain components, although it may be unavoidably included in the abrasive grains contained in the polishing liquid. Refers to liquid.
また、前記研磨液中の前記高分子成分は、ヒドロキシエチルセルロースであることが好ましい。これはヒドロキシエチルセルロースが、比較的容易に高純度のものが入手でき、大きな分子量を持つため、パッドとキャリアの間でベアリング的な機能を持って、摩擦係数を効率良く低下させることができるためである。 The polymer component in the polishing liquid is preferably hydroxyethyl cellulose. This is because hydroxyethyl cellulose is relatively easy to obtain in high purity and has a large molecular weight, so it has a bearing function between the pad and the carrier, and can reduce the friction coefficient efficiently. is there.
また、本発明の研磨方法は、前記シリコンウェーハに対して、前記研磨パッドを相対的に摺動させることで、シリコンウェーハ表面を研磨する。その摺動方法は、特に限定する必要はなく、前記研磨パッドのみ、又は、前記シリコンウェーハのみを動かすことにより摺動させてもいいし、前記研磨パッド及び前記シリコンウェーハの双方を相対的に動かすことによって摺動させても構わない。 In the polishing method of the present invention, the surface of the silicon wafer is polished by sliding the polishing pad relative to the silicon wafer. The sliding method is not particularly limited, and the sliding method may be performed by moving only the polishing pad or only the silicon wafer, or relatively moving both the polishing pad and the silicon wafer. You may make it slide by.
なお、本発明による研磨方法を用いれば、研磨を行う際の、前記キャリアから発生する音の大きさを、装置から１ｍ地点で85dB以下に抑えることが可能となる。 If the polishing method according to the present invention is used, the volume of sound generated from the carrier during polishing can be suppressed to 85 dB or less at a point of 1 m from the apparatus.
また、本発明の研磨方法は、前記シリコンウェーハ表面と前記研磨パッドの表面との間に供給される前記研磨液がハイドロプレーン層を形成し、該ハイドロプレーン層の厚みを制御することにより、前記シリコンウェーハ表面の研磨状態を変化させることが好ましい。ここで、ハイドロプレーン層とは、本発明の場合、前記研磨液の存在によって、前記固定砥粒と前記ウェーハ表面との間にあって、それぞれが接触状態となり上滑りするような現象（ハイドロプレーン現象）を引き起こす層であり、前記研磨液がハイドロプレーン層を形成すれば、表面に前記固定砥粒が設けられた前記研磨パッドを用いて研磨を施した場合であっても、ある時には、前記ハイドロプレーン層の作用によって、前記固定砥粒と前記シリコンウェーハ表面が接触しない状態で研磨を行うことができ、また別の時には、前記ハイドロプレーン層の作用を小さくして、前記固定砥粒と前記シリコンウェーハ表面が接触した状態で研磨を行うことができる結果、前記研磨パッドや前記研磨液を変更することなく、実質的に２段研磨プロセスと同様の効果を奏し、さらに、前記シリコンウェーハ表面について優れた平坦度を実現することができる点で有効な手段である。 Further, in the polishing method of the present invention, the polishing liquid supplied between the silicon wafer surface and the surface of the polishing pad forms a hydroplane layer, and the thickness of the hydroplane layer is controlled, thereby It is preferable to change the polishing state of the silicon wafer surface. Here, in the case of the present invention, the hydroplane layer is a phenomenon (hydroplane phenomenon) between the fixed abrasive grains and the wafer surface due to the presence of the polishing liquid and in which each of them comes into contact and slides up. If the polishing liquid forms a hydroplane layer, the hydroplane layer is sometimes used even when polishing is performed using the polishing pad provided with the fixed abrasive grains on the surface. By this action, polishing can be performed in a state where the fixed abrasive and the silicon wafer surface are not in contact with each other. In another case, the action of the hydroplane layer is reduced to reduce the fixed abrasive and the silicon wafer surface. As a result of being able to perform polishing in a state where the contact is made, the two-stage polishing process can be substantially performed without changing the polishing pad or the polishing liquid. Exhibit the scan and similar effects, furthermore, it is an effective means in that it is possible to realize excellent flatness for the silicon wafer surface.
また、本発明のシリコンウェーハの研磨方法は、前記ハイドロプレーン層の厚みを薄くして、前記シリコンウェーハの表面に形成した酸化膜を除去する工程と、前記ハイドロプレーン層の厚みを厚くして、前記シリコンウェーハ表面を仕上げ研磨する工程とを有することが好ましい。上述したように、前記ハイドロプレーン層の制御によって研磨状態を変化することが可能となり、具体的には、前記ハイドロプレーン層の厚みが薄い場合には、前記酸化膜に対して砥粒を用いた研磨を行えるため、良好な研磨速度を有しつつ、平坦度にすぐれた研磨が可能となり、一方、前記ハイドロプレーン層の厚みが厚い場合には、前記固定砥粒と前記ウェーハ表面とが接触しない、実質的に無砥粒での研磨と同様の研磨が行えるため、ウェーハ表面の加工歪みの発生を抑制できるからである。 Further, in the method for polishing a silicon wafer of the present invention, the thickness of the hydroplane layer is reduced, the oxide film formed on the surface of the silicon wafer is removed, and the thickness of the hydroplane layer is increased. It is preferable to include a step of finish polishing the surface of the silicon wafer. As described above, it is possible to change the polishing state by controlling the hydroplane layer. Specifically, when the hydroplane layer is thin, abrasive grains are used for the oxide film. Since polishing can be performed, it is possible to polish with excellent flatness while having a good polishing rate. On the other hand, when the hydroplane layer is thick, the fixed abrasive and the wafer surface do not contact each other. This is because the polishing similar to the polishing with abrasive-free grains can be performed, so that the occurrence of processing distortion on the wafer surface can be suppressed.
なお、前記ハイドロプレーン層の厚み制御は、前記シリコンウェーハの表面に対して垂直方向の前記研磨パッドに加える圧力、前記研磨パッドの相対摺動速度、及び／又は前記研磨液の粘性により制御することが好ましい。その他の方法によって前記ハイドロプレーン層の制御を行う場合、前記ハイドロプレーン層の厚さに与える影響が小さなファクターであるため、十分な制御を行うことができない恐れがあるからである。 The thickness of the hydroplane layer is controlled by the pressure applied to the polishing pad in the direction perpendicular to the surface of the silicon wafer, the relative sliding speed of the polishing pad, and / or the viscosity of the polishing liquid. Is preferred. This is because when the hydroplane layer is controlled by other methods, the influence on the thickness of the hydroplane layer is a small factor, and thus there is a possibility that sufficient control cannot be performed.
さらに、上記研磨パッドに加える圧力、研磨パッドの相対摺動速度、及び／又は研磨液の粘性の大きさによる制御に加えて、前記ハイドロプレーン層の厚み制御は、前記研磨パッドの硬度、及び／又は前記固定砥粒と前記シリコンウェーハ表面との接触面積の大きさによる制御を併用することが、より高い厚み制御が可能となる点で好ましい。 Further, in addition to the control by the pressure applied to the polishing pad, the relative sliding speed of the polishing pad, and / or the viscosity of the polishing liquid, the thickness control of the hydroplane layer is performed by controlling the hardness of the polishing pad and / or Alternatively, it is preferable to use a combination of control based on the size of the contact area between the fixed abrasive grains and the silicon wafer surface in that higher thickness control is possible.
そして、前記ハイドロプレーン層の厚み制御により、その厚みが、10nm〜10μmの範囲であることが好ましい。10nm未満の場合には、前記固定砥粒と前記シリコンウェーハ表面との間隔が小さくなることにより、前記固定砥粒による摩擦力が大きくなりすぎるため、前記シリコンウェーハ表面に加工歪みが生じる恐れがあり、一方、10μｍを超える場合、前記固定砥粒と前記シリコンウェーハ表面との間隔が大きくなることにより、前記酸化膜の除去に時間を要することになるためである。 And it is preferable that the thickness is the range of 10 nm-10 micrometers by thickness control of the said hydroplane layer. If it is less than 10 nm, the distance between the fixed abrasive grains and the silicon wafer surface becomes small, and the frictional force due to the fixed abrasive grains becomes too large. On the other hand, when the thickness exceeds 10 μm, it takes time to remove the oxide film due to an increase in the distance between the fixed abrasive grains and the surface of the silicon wafer.
また、本発明に用いられる前記シリコンウェーハは、直径450mm以上の大口径シリコンウェーハであることが好ましい。前記大口径ウェーハでは、従来の研磨方法によって研磨を施した場合、平坦度が悪化する恐れがあることから、本発明による効果が顕著に発揮できるためである。 The silicon wafer used in the present invention is preferably a large-diameter silicon wafer having a diameter of 450 mm or more. This is because, in the case of the large-diameter wafer, when the polishing is performed by a conventional polishing method, the flatness may be deteriorated, so that the effect of the present invention can be remarkably exhibited.
なお、上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。 The above description is merely an example of the embodiment of the present invention, and various modifications can be made within the scope of the claims.
（実施例１）
実施例１は、直径が450mm、表面の結晶方位が（１００）であるシリコンウェーハに対して、シリカを含有する固定砥粒を有するポリウレタンからなる研磨パッドの表面に、砥粒を含まないKOH水溶液及び高分子成分（水溶性ヒドロキシエチルセルロース）を含有する研磨液（粘度：1.5cps）を塗布し、研磨条件を、前記シリコンウェーハが載置されたステージ及び前記研磨パッドの回転速度を60rpmとし、前記研磨パッドに加える圧力を、300gf／cm2（酸化膜の除去を目的(1分)）→150gf／cm2（シリコン表面の研磨を目的(9分)）へと変化させて、前記研磨パッドを前記シリコンウェーハに対して相対的に摺動させることにより、シリコンウェーハ表面の研磨を計10分間行った。
なお、研磨状態を確認したところ、前記研磨パッドに加える圧力の調整によって、前記酸化膜（膜厚：約1nm）を除去する間（1分）は前記固定砥粒と前記シリコンウェーハの表面とが接触した状態（ハイドロプレーン層の厚さ：1μm）で研磨が行われ、前記シリコンウェーハ表面の研磨する間（9分）は、ハイドロプレーン層（厚さ：5μm）によって、前記固定砥粒と前記シリコンウェーハの表面とが接触していないことが確認できた。
Example 1
Example 1 is a KOH aqueous solution containing no abrasive grains on the surface of a polishing pad made of polyurethane having fixed abrasive grains containing silica with respect to a silicon wafer having a diameter of 450 mm and a crystal orientation of (100) on the surface. And a polishing liquid (viscosity: 1.5 cps) containing a polymer component (water-soluble hydroxyethyl cellulose) is applied, and the polishing conditions are such that the rotation speed of the stage on which the silicon wafer is placed and the polishing pad is 60 rpm, The pressure applied to the polishing pad is changed from 300 gf / cm 2 (for the purpose of removing oxide film (1 minute)) to 150 gf / cm 2 (for the purpose of polishing the silicon surface (9 minutes)). The silicon wafer surface was polished for a total of 10 minutes by sliding relative to the silicon wafer.
When the polishing state was confirmed, the fixed abrasive and the surface of the silicon wafer were removed during the removal of the oxide film (film thickness: about 1 nm) (1 minute) by adjusting the pressure applied to the polishing pad. Polishing is performed in a contacted state (hydroplane layer thickness: 1 μm), and during the polishing of the silicon wafer surface (9 minutes), the hydroplane layer (thickness: 5 μm) causes the fixed abrasive grains and the It was confirmed that the surface of the silicon wafer was not in contact.
（実施例２）
実施例２は、研磨条件として、前記研磨パッドに加える圧力を150gf／cm2で固定し、前記シリコンウェーハが載置されたステージ及び前記研磨パッドの回転速度を、30rpm（酸化膜の除去を目的(1分)）→60rpm（シリコン表面の研磨を目的(9分)）と変化させること以外は、実施例１と同様の条件により、シリコンウェーハ表面の研磨を計10分間行った。
なお、研磨状態を確認したところ、前記研磨パッドに加える圧力の調整によって、前記酸化膜（膜厚：約1nm）を除去する間（1分）は前記固定砥粒と前記シリコンウェーハの表面とが接触した状態（ハイドロプレーン層の厚さ：1μm）で研磨が行われ、前記シリコンウェーハ表面の研磨する間（9分）は、ハイドロプレーン層（厚さ：5μm）によって、前記固定砥粒と前記シリコンウェーハの表面とが接触していないことが確認できた。
(Example 2)
In Example 2, as the polishing conditions, the pressure applied to the polishing pad was fixed at 150 gf / cm 2 , and the rotation speed of the stage on which the silicon wafer was placed and the polishing pad was 30 rpm (for the purpose of removing the oxide film) (1 minute)) → The surface of the silicon wafer was polished for a total of 10 minutes under the same conditions as in Example 1 except that it was changed to 60 rpm (the purpose of polishing the silicon surface (9 minutes)).
When the polishing state was confirmed, the fixed abrasive and the surface of the silicon wafer were removed during the removal of the oxide film (film thickness: about 1 nm) (1 minute) by adjusting the pressure applied to the polishing pad. Polishing is performed in a contacted state (hydroplane layer thickness: 1 μm), and during the polishing of the silicon wafer surface (9 minutes), the hydroplane layer (thickness: 5 μm) causes the fixed abrasive grains and the It was confirmed that the surface of the silicon wafer was not in contact.
（実施例３）
実施例３は、研磨液として、砥粒を含まないKOH水溶液及び高分子成分（ポリビニルアルコール）を含有する研磨液（粘度：1.5cps）を用いたこと以外は、実施例１と同様の条件により、シリコンウェーハ表面の研磨を計10分間行った。
(Example 3)
Example 3 was the same as in Example 1 except that a polishing liquid (viscosity: 1.5 cps) containing a KOH aqueous solution containing no abrasive grains and a polymer component (polyvinyl alcohol) was used as the polishing liquid. The silicon wafer surface was polished for a total of 10 minutes.
（実施例４）
実施例４は、研磨条件として、前記研磨パッドに加える圧力を300gf／cm2で固定したこと以外は、実施例１と同様の条件により、シリコンウェーハ表面の研磨を計10分間行った。
なお、研磨状態を確認したところ、研磨中（10分間）は、常に、前記固定砥粒と前記シリコンウェーハの表面とが接触した状態（ハイドロプレーン層の厚さ：1μm）であることが確認できた。
Example 4
In Example 4, the silicon wafer surface was polished for a total of 10 minutes under the same conditions as Example 1 except that the pressure applied to the polishing pad was fixed at 300 gf / cm 2 as the polishing conditions.
When the polishing state was confirmed, it was confirmed that the fixed abrasive grains were always in contact with the surface of the silicon wafer (hydroplane layer thickness: 1 μm) during polishing (10 minutes). It was.
（実施例５）
実施例５は、研磨条件として、前記研磨パッドに加える圧力を150gf／cm2で固定し、前記研磨パッドの回転速度を30rpmで固定したこと以外は、実施例１と同様の条件により、シリコンウェーハ表面の研磨を計10分間行った。
なお、研磨状態を確認したところ、研磨中（10分間）は、常に、前記固定砥粒と前記シリコンウェーハの表面とが接触した状態（ハイドロプレーン層の厚さ：1μm）であることが確認できた。
(Example 5)
In Example 5, the polishing conditions were the same as in Example 1 except that the pressure applied to the polishing pad was fixed at 150 gf / cm 2 and the rotational speed of the polishing pad was fixed at 30 rpm. The surface was polished for a total of 10 minutes.
When the polishing state was confirmed, it was confirmed that the fixed abrasive grains were always in contact with the surface of the silicon wafer (hydroplane layer thickness: 1 μm) during polishing (10 minutes). It was.
（比較例１）
比較例１は、実施例１と同様の研磨パッドの表面に、シリカを含有する遊離砥粒を含んだKOH水溶液及び高分子成分（水溶性ヒドロキシエチルセルロース）を含有する研磨液（粘度：1.5cps）を塗布し、研磨条件として、前記研磨パッドに加える圧力を150gf／cm2で固定したこと以外は、実施例１と同様の条件により、シリコンウェーハ表面の研磨を計10分間行った。
なお、研磨状態を確認したところ、前記研磨パッドに加える圧力及び前記研磨パッドの回転数の調整によって、研磨中（10分間）は、常に、前記研磨液のハイドロプレーン層によって、前記固定砥粒と前記シリコンウェーハの表面とが接触していない状態（ハイドロプレーン層の厚さ：5μm）であることが確認できた。
(Comparative Example 1)
Comparative Example 1 is a polishing liquid (viscosity: 1.5 cps) containing a KOH aqueous solution containing free abrasive grains containing silica and a polymer component (water-soluble hydroxyethyl cellulose) on the same polishing pad surface as in Example 1. As a polishing condition, the surface of the silicon wafer was polished for 10 minutes under the same conditions as in Example 1 except that the pressure applied to the polishing pad was fixed at 150 gf / cm 2 .
In addition, when the polishing state was confirmed, by adjusting the pressure applied to the polishing pad and the rotation speed of the polishing pad, during the polishing (10 minutes), the fixed abrasive grains were always It was confirmed that the silicon wafer was not in contact with the surface (hydroplane layer thickness: 5 μm).
（評価方法）
上記で作製した各評価用サンプルについて、（１）研磨時の騒音、（２）ウェーハ端部のダレ（３）研磨量及び（４）スクラッチの状態について評価を行った。
（１）研磨時の騒音については、騒音計を用いて、研磨中にキャリアから発生する騒音の大きさ（dB）を測定した。
（２）ウェーハ端部のダレについては、フィゾー式干渉計を用いてエッジから１ｍｍの表面高さを計測することによって評価した。
（３）研磨量については、研磨によって減少したウェーハ厚（μm）を計測した。
（４）スクラッチの状態については、研磨によってシリコンウェーハ表面に形成されたスクラッチ（加工による歪みも含む）の状態を、ＰＳＬ換算０．１μｍ以上のＬＰＤの数を計測し、以下の基準に従って評価を行った。評価の結果を表１に示す。
○：１０個以下、△：１１〜１００個、×：１０１個以上
(Evaluation methods)
Each sample for evaluation produced above was evaluated for (1) polishing noise, (2) sagging of the wafer edge (3) polishing amount, and (4) scratch state.
(1) About the noise at the time of grinding | polishing, the magnitude (dB) of the noise which generate | occur | produces from a carrier during grinding | polishing was measured using the noise meter.
(2) The sagging of the wafer edge was evaluated by measuring the surface height of 1 mm from the edge using a Fizeau interferometer.
(3) Regarding the polishing amount, the wafer thickness (μm) decreased by polishing was measured.
(4) Regarding the scratch state, the number of LPDs with a PSL equivalent of 0.1 μm or more was measured based on the scratch state (including distortion caused by processing) formed on the silicon wafer surface by polishing, and evaluated according to the following criteria: went. The evaluation results are shown in Table 1.
○: 10 or less, Δ: 11 to 100, ×: 101 or more
表１に示すように、実施例１〜３については、比較例１に比べて、研磨時に発生する騒音が２０ｄＢ程度低減できている。また、ウェーハ端部のダレについても、実施例１〜３のほうが、比較例１に比べて低減できていることがわかる。
さらに、実施例１〜３については、前記研磨パッドに加える圧力及び前記研磨パッドの回転数による研磨状態の制御によって、前記酸化膜（膜厚：約1nm）を除去する間（1分）は前記固定砥粒と前記シリコンウェーハの表面とを接触させた状態で研磨をし、前記シリコンウェーハ表面の研磨する間（9分）は、ハイドロプレーン層によって、前記固定砥粒と前記シリコンウェーハの表面とを接触させずに研磨ができていることから、研磨量についてはウェーハ表面に酸化膜の膜厚と同程度で、さらに、研磨後のウェーハ表面については、スクラッチもほとんどなく表面状態が良好であった。
一方、比較例１については、前記ハイドロプレーン層によって、前記固定砥粒と前記シリコンウェーハの表面とを接触させずに研磨が行えたものの、研磨液中に含有する遊離砥粒によってウェーハの表面にスクラッチがいくつか見られた。また、実施例４及び５については、前記研磨パッドに加える圧力及び前記研磨パッドの回転数による研磨状態の制御がうまくできていないため、前記ハイドロプレーン層を形成することができず、研磨量が多くなり、シリコンウェーハ表面のスクラッチも多く発生したことがわかる。
As shown in Table 1, in Examples 1 to 3, compared to Comparative Example 1, the noise generated during polishing can be reduced by about 20 dB. It can also be seen that the sagging at the edge of the wafer can be reduced in Examples 1 to 3 compared to Comparative Example 1.
Further, in Examples 1 to 3, the oxide film (film thickness: about 1 nm) was removed (1 minute) by controlling the polishing state by the pressure applied to the polishing pad and the number of rotations of the polishing pad (1 minute). Polishing is performed in a state where the fixed abrasive and the surface of the silicon wafer are in contact with each other, and during the polishing of the surface of the silicon wafer (9 minutes), the hydroplane layer causes the fixed abrasive and the surface of the silicon wafer to be polished. Since the polishing can be performed without bringing the wafer into contact, the amount of polishing is about the same as the film thickness of the oxide film on the wafer surface, and the surface of the polished wafer surface is almost free from scratches. It was.
On the other hand, in Comparative Example 1, although the hydroplane layer was used for polishing without bringing the fixed abrasive and the surface of the silicon wafer into contact with each other, the free abrasive contained in the polishing liquid applied to the surface of the wafer. Some scratches were seen. In addition, in Examples 4 and 5, since the control of the polishing state by the pressure applied to the polishing pad and the number of rotations of the polishing pad is not good, the hydroplane layer cannot be formed, and the polishing amount is It can be seen that a lot of scratches on the surface of the silicon wafer occurred.
この発明によれば、特に大口径のウェーハに対して、優れた研磨均一性及び平坦度を維持するとともに、研磨中にキャリアから発生する騒音を有効に抑制できるシリコンウェーハの研磨方法の提供することが可能になった。 According to the present invention, there is provided a silicon wafer polishing method capable of maintaining excellent polishing uniformity and flatness, particularly for a large-diameter wafer, and effectively suppressing noise generated from a carrier during polishing. Became possible.
１ シリコンウェーハ
２、２０ 研磨パッド
３ キャリア
４、４０ 研磨液
４１ 砥粒
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (9)
前記研磨パッドが、固定砥粒を有する研磨パッドであり、前記所定の研磨液が、実質的に砥粒を含まず、所定の高分子成分を含有する研磨液であることを特徴とするシリコンウェーハの研磨方法。 A silicon wafer polishing method for polishing a silicon wafer surface by applying a predetermined polishing liquid to the surface of the polishing pad and sliding the polishing pad relative to the silicon wafer fixed by a carrier. ,
The polishing pad is a polishing pad having fixed abrasive grains, and the predetermined polishing liquid is a polishing liquid that does not substantially contain abrasive grains and contains a predetermined polymer component. Polishing method.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011135949A1 (en) * | 2010-04-30 | 2011-11-03 | 株式会社Sumco | Method for polishing silicon wafer and polishing liquid therefor |
| JP2014236147A (en) * | 2013-06-04 | 2014-12-15 | 株式会社Sumco | Method for manufacturing laminated soi wafer |
| JP2018037671A (en) * | 2017-10-18 | 2018-03-08 | 株式会社Sumco | Method for polishing silicon wafer |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01216764A (en) * | 1988-02-22 | 1989-08-30 | Nec Corp | Polishing device and polishing method |
| JPH0938849A (en) * | 1995-08-01 | 1997-02-10 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Wafer grinding method |
| JPH10277931A (en) * | 1997-03-31 | 1998-10-20 | Komatsu Electron Metals Co Ltd | Manufacture of hard substrate and its device |
| JP2001018169A (en) * | 1999-07-07 | 2001-01-23 | Ebara Corp | Polishing device |
| JP2003179008A (en) * | 2001-12-12 | 2003-06-27 | Mitsubishi Electric Corp | Method of polishing semiconductor wafer |
| JP2005525244A (en) * | 2002-01-17 | 2005-08-25 | エイエスエム・ナトゥール・インコーポレーテッド | Advanced chemical mechanical polishing system with sharp end point detection |
-
2008
- 2008-07-11 JP JP2008181087A patent/JP2010021391A/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01216764A (en) * | 1988-02-22 | 1989-08-30 | Nec Corp | Polishing device and polishing method |
| JPH0938849A (en) * | 1995-08-01 | 1997-02-10 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Wafer grinding method |
| JPH10277931A (en) * | 1997-03-31 | 1998-10-20 | Komatsu Electron Metals Co Ltd | Manufacture of hard substrate and its device |
| JP2001018169A (en) * | 1999-07-07 | 2001-01-23 | Ebara Corp | Polishing device |
| JP2003179008A (en) * | 2001-12-12 | 2003-06-27 | Mitsubishi Electric Corp | Method of polishing semiconductor wafer |
| JP2005525244A (en) * | 2002-01-17 | 2005-08-25 | エイエスエム・ナトゥール・インコーポレーテッド | Advanced chemical mechanical polishing system with sharp end point detection |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011135949A1 (en) * | 2010-04-30 | 2011-11-03 | 株式会社Sumco | Method for polishing silicon wafer and polishing liquid therefor |
| JP2014017524A (en) * | 2010-04-30 | 2014-01-30 | Sumco Corp | Silicon wafer polishing method |
| KR101439995B1 (en) | 2010-04-30 | 2014-09-12 | 가부시키가이샤 사무코 | Method for polishing silicon wafer |
| US8932952B2 (en) | 2010-04-30 | 2015-01-13 | Sumco Corporation | Method for polishing silicon wafer and polishing liquid therefor |
| JP5656132B2 (en) * | 2010-04-30 | 2015-01-21 | 株式会社Sumco | Polishing method of silicon wafer |
| DE112011101518B4 (en) | 2010-04-30 | 2019-05-09 | Sumco Corporation | Method for polishing silicon wafers |
| JP2014236147A (en) * | 2013-06-04 | 2014-12-15 | 株式会社Sumco | Method for manufacturing laminated soi wafer |
| JP2018037671A (en) * | 2017-10-18 | 2018-03-08 | 株式会社Sumco | Method for polishing silicon wafer |
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