JP5347807B2 - 半導体基板の研磨方法及び研磨装置 - Google Patents
半導体基板の研磨方法及び研磨装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5347807B2 JP5347807B2 JP2009177411A JP2009177411A JP5347807B2 JP 5347807 B2 JP5347807 B2 JP 5347807B2 JP 2009177411 A JP2009177411 A JP 2009177411A JP 2009177411 A JP2009177411 A JP 2009177411A JP 5347807 B2 JP5347807 B2 JP 5347807B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polishing
- semiconductor substrate
- surface plate
- voltage
- substrate
- 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.)
- Active
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 154
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 122
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 72
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 16
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 9
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract description 9
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 24
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 19
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 13
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 11
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 11
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 11
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 9
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- QOSATHPSBFQAML-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide;hydrate Chemical compound O.OO QOSATHPSBFQAML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002048 anodisation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- RPPBZEBXAAZZJH-UHFFFAOYSA-N cadmium telluride Chemical compound [Te]=[Cd] RPPBZEBXAAZZJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- QFWPJPIVLCBXFJ-UHFFFAOYSA-N glymidine Chemical compound N1=CC(OCCOC)=CN=C1NS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 QFWPJPIVLCBXFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- KHIWWQKSHDUIBK-UHFFFAOYSA-N periodic acid Chemical compound OI(=O)(=O)=O KHIWWQKSHDUIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Description
(1) 上定盤と下定盤との間に半導体基板を挟み込み、半導体基板の表裏両面に電圧を印加しながら両面研磨を行う半導体基板の研磨方法であって、前記印加電圧の極性を研磨途中で切り替えて、半導体基板の表面と裏面とに正電位が交互に印加されるようにして研磨を行うことを特徴とする半導体基板の研磨方法。
(2) 上定盤及び下定盤を介して、半導体基板の表裏両面に電圧が印加される(1)に記載の半導体基板の研磨方法。
(3) 上定盤と下定盤との間に印加する電圧が0.5ボルト以上10ボルト未満である(1)又は(2)に記載の半導体基板の研磨方法。
(4) 上定盤と下定盤との間に印加する電圧が5.0ボルト以上10ボルト未満である(3)に記載の半導体基板の研磨方法。
(5) 上定盤と下定盤との間に印加する電圧が3.5ボルト以上5.0ボルト未満である(3)に記載の半導体基板の研磨方法。
(6) 上定盤と下定盤との間に印加する電圧が0.5ボルト以上3.5ボルト未満である(3)に記載の半導体基板の研磨方法。
(7) 前記半導体基板が単結晶炭化珪素基板である(1)〜(6)のいずれかに記載の半導体基板の研磨方法。
(8) 半導体基板を両面研磨するための上定盤及び下定盤を少なくとも有する研磨装置であって、上定盤及び下定盤は互いに電気的に絶縁されて、上定盤と下定盤との間に電圧を印加するための電源が接続されていると共に、上定盤と下定盤との間に印加される電圧の極性を変換させる手段を有しており、上定盤と下定盤との間に挟持された半導体基板の表裏両面に電圧を印加しながら研磨でき、かつ、研磨途中で印加電圧の極性を切り替えて半導体基板の表面と裏面とに正電位が交互に印加できるようにしたことを特徴とする半導体基板の研磨装置。
本実施形態で用いられる両面研磨装置においては、上定盤及び下定盤が電気的に絶縁されており、さらに、両定盤に電源が接続されている。図1に示した本実施形態においては、上定盤に正電位、下定盤に負電位が印加されているが、電圧印加の極性は逆でも良い。また、印加電圧の極性を切り替えながら研磨を行っても良い。すなわち、電圧を印加しながら両面研磨を行い、正電位側で陽極酸化を起こして酸化膜を形成しつつ、同時に酸化膜を除去して基板表層の加工変質層を効率的に取り除くことができる。
参考例1は、本発明をシリコン基板の研磨に適用したものであり、上定盤及び下定盤と、これらの間に電圧を印加する電源とを備えた本発明の研磨装置を用いてシリコン基板の両面研磨を行った。研磨に先だって、上定盤及び下定盤にそれぞれ研磨パッドを貼り付けた。対象基板は直径3インチ(75mm)のシリコン基板であり、表面及び裏面にそれぞれ5000nm厚のシリコンエピタキシャル膜を堆積したものを準備し、表面及び裏面の研磨速度を測定できるようにした。エピ成膜に用いたシリコン基板はボロンドープによりp型導電性を示し、抵抗率は10mΩcmである。半導体基板の主面は(100)面でon-axis基板である。エピ成膜においてはジボラン(BH3)を添加し、p型で抵抗率10Ωcmのシリコンエピ膜を堆積した。膜厚測定はSEMIスタンダードM62に規定されているFT/IR法を用いて行った。
参考例2は、参考例1と同様の研磨装置を用いて、本発明を六方晶炭化ケイ素単結晶基板のSi面の研磨に適用したものである。対象基板は直径3インチ(75mm)の炭化ケイ素基板であり、結晶ポリタイプは4Hである。窒素ドープによりn型導電性を示し、抵抗率は20mΩcmである。半導体基板の主面は(0001)面であり、c軸は[11-20]方向に8°傾いている。本基板においては(0001)面の最表層はSi原子で覆われており、一方、(000-1)面の最表層はC原子で覆われている。ここでは、便宜上、前者をSi面、後者をC面と呼ぶことにする。本参考例においては、Si面が上定盤に接するように、C面が下定盤に接するように基板を両面研磨装置に設置した。
参考例3においては、対象基板及び研磨条件は、印加電圧の極性を除いて、参考例2と同一である。電圧印加に際しては、上定盤と下定盤の間に5.0ボルトの電圧を印加し、炭化ケイ素基板のC面側が正電位となるように、基板を両面研磨装置に装着し研磨を行った。研磨は4時間連続して行い、研磨量は研磨開始前と研磨終了後の基板質量の差より測定し、単位時間当りの研磨速度は本研磨量を研磨時間で除算して求めた。C面を研磨した場合の研磨速度は1300nm/時間であった。これは、六方晶炭化ケイ素単結晶基板C面の研磨において、実用上、好適な研磨速度である。また、C面の表層を透過型電子顕微鏡により観察したが、加工変質層は認められなかった。一方、負電位が印加されたSi面は全く研磨されず、前工程のラップ研磨時の加工痕及び加工ダメージが残っていた。
実施例4においては、上定盤と下定盤との間に印加される電圧の極性を変換できる極性切り替え回路を更に備えた両面研磨装置を用い、研磨条件は、印加電圧の極性を除いて、参考例2と同一である。研磨対象は参考例2で用いた炭化ケイ素基板のSi面及びC面にそれぞれ5000nm厚の炭化ケイ素エピタキシャル膜を堆積したものを準備し、Si面及びC面の研磨速度を測定できるようにした。エピタキシャル膜の堆積に当たっては窒素を添加し、n型で抵抗率10Ωcmの炭化ケイ素エピ膜とした。エピタキシャル膜厚はFT/IR法により求め、研磨前と研磨後の膜厚より研磨量を測定した。
Claims (8)
- 上定盤と下定盤との間に半導体基板を挟み込み、半導体基板の表裏両面に電圧を印加しながら両面研磨を行う半導体基板の研磨方法であって、前記印加電圧の極性を研磨途中で切り替えて、半導体基板の表面と裏面とに正電位が交互に印加されるようにして研磨を行うことを特徴とする半導体基板の研磨方法。
- 上定盤及び下定盤を介して、半導体基板の表裏両面に電圧が印加される請求項1に記載の半導体基板の研磨方法。
- 上定盤と下定盤との間に印加する電圧が0.5ボルト以上10ボルト未満である請求項1又は2に記載の半導体基板の研磨方法。
- 上定盤と下定盤との間に印加する電圧が5.0ボルト以上10ボルト未満である請求項3に記載の半導体基板の研磨方法。
- 上定盤と下定盤との間に印加する電圧が3.5ボルト以上5.0ボルト未満である請求項3に記載の半導体基板の研磨方法。
- 上定盤と下定盤との間に印加する電圧が0.5ボルト以上3.5ボルト未満である請求項3に記載の半導体基板の研磨方法。
- 前記半導体基板が単結晶炭化珪素基板である請求項1〜6のいずれかに記載の半導体基板の研磨方法。
- 半導体基板を両面研磨するための上定盤及び下定盤を少なくとも有する研磨装置であって、上定盤及び下定盤は互いに電気的に絶縁されて、上定盤と下定盤との間に電圧を印加するための電源が接続されていると共に、上定盤と下定盤との間に印加される電圧の極性を変換させる手段を有しており、上定盤と下定盤との間に挟持された半導体基板の表裏両面に電圧を印加しながら研磨でき、かつ、研磨途中で印加電圧の極性を切り替えて半導体基板の表面と裏面とに正電位が交互に印加できるようにしたことを特徴とする半導体基板の研磨装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009177411A JP5347807B2 (ja) | 2009-07-30 | 2009-07-30 | 半導体基板の研磨方法及び研磨装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009177411A JP5347807B2 (ja) | 2009-07-30 | 2009-07-30 | 半導体基板の研磨方法及び研磨装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011035023A JP2011035023A (ja) | 2011-02-17 |
JP5347807B2 true JP5347807B2 (ja) | 2013-11-20 |
Family
ID=43763838
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009177411A Active JP5347807B2 (ja) | 2009-07-30 | 2009-07-30 | 半導体基板の研磨方法及び研磨装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5347807B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5743800B2 (ja) * | 2011-08-15 | 2015-07-01 | 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 | SiCウェハの製造方法 |
JP6041301B2 (ja) * | 2012-12-12 | 2016-12-07 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 半導体ウエハの加工装置 |
JP6106535B2 (ja) * | 2013-06-24 | 2017-04-05 | 昭和電工株式会社 | SiC基板の製造方法 |
JP6329655B2 (ja) * | 2017-02-06 | 2018-05-23 | 国立大学法人大阪大学 | 陽極酸化を援用した研磨方法 |
US20220170179A1 (en) * | 2019-06-13 | 2022-06-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Silicon carbide substrate and method of manufacturing silicon carbide substrate |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62127731U (ja) * | 1986-02-04 | 1987-08-13 | ||
DE3929484A1 (de) * | 1989-09-05 | 1991-03-14 | Wacker Chemitronic | Verfahren zum zweiseitigen chemomechanischen polieren von halbleiterscheiben, sowie vorrichtung zu seiner durchfuehrung und dadurch erhaeltliche halbleiterscheiben |
JP3136169B2 (ja) * | 1991-03-04 | 2001-02-19 | 理化学研究所 | 両面ラップ研削装置 |
JPH04331068A (ja) * | 1991-04-26 | 1992-11-18 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 工作物の研磨方法 |
JP3233954B2 (ja) * | 1991-09-09 | 2001-12-04 | 理化学研究所 | 電解ドレッシングを用いた両面研削装置 |
JPH11185253A (ja) * | 1997-12-18 | 1999-07-09 | Kao Corp | 磁気記録媒体用基板の製造方法及び装置 |
JPH11198034A (ja) * | 1998-01-16 | 1999-07-27 | Nippei Toyama Corp | 研削加工方法及び研削盤 |
JP2000108021A (ja) * | 1998-09-30 | 2000-04-18 | Murata Mfg Co Ltd | ラップ研磨装置および厚み管理方法 |
JP2006053965A (ja) * | 2004-08-10 | 2006-02-23 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 磁気記録媒体用基板の製造方法並びにそれに用いる両面研磨装置及び基板研磨用キャリア |
JP5014737B2 (ja) * | 2006-09-21 | 2012-08-29 | 新日本製鐵株式会社 | SiC単結晶基板の製造方法 |
-
2009
- 2009-07-30 JP JP2009177411A patent/JP5347807B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011035023A (ja) | 2011-02-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5347807B2 (ja) | 半導体基板の研磨方法及び研磨装置 | |
JP4786223B2 (ja) | エピタキシャル炭化珪素単結晶基板及びその製造方法 | |
JP5516424B2 (ja) | エピタキシャル成長用炭化珪素単結晶基板の製造方法 | |
JP5935865B2 (ja) | 炭化ケイ素単結晶基板の製造方法 | |
US9396945B2 (en) | Method for producing SiC substrate | |
Deng et al. | Competition between surface modification and abrasive polishing: a method of controlling the surface atomic structure of 4H-SiC (0001) | |
JP6598150B2 (ja) | 単結晶SiC基板の製造方法 | |
KR20150074176A (ko) | 평탄한 SiC 반도체 기판 | |
JP2010130009A (ja) | 歪み緩和Si1−xGex層を有する半導体ウェハをポリシングする方法 | |
WO2018174105A1 (ja) | 改質SiCウエハの製造方法、エピタキシャル層付きSiCウエハ、その製造方法、及び表面処理方法 | |
JP2008306189A (ja) | 裸半導体ウェハの片面ポリシングのための方法 | |
TW201126588A (en) | Method for producing a semiconductor wafer | |
KR20160120719A (ko) | 반도체용 복합 기판의 핸들 기판 및 반도체용 복합 기판 | |
US20210238766A1 (en) | Ga2O3-BASED SINGLE CRYSTAL SUBSTRATE | |
JP6361747B2 (ja) | 炭化ケイ素半導体装置の製造方法及び炭化ケイ素半導体装置 | |
JP2014210690A (ja) | 炭化珪素基板の製造方法 | |
JP5400228B1 (ja) | SiC単結晶基板 | |
JP2004299018A (ja) | SiC単結晶基板等の研磨による超平滑結晶面形成方法 | |
JP6747376B2 (ja) | シリコンウエーハの研磨方法 | |
JP2018078260A (ja) | 窒化アルミニウム単結晶基板及び、該単結晶基板の製造方法 | |
Deng et al. | Damage-free and atomically-flat finishing of single crystal SiC by combination of oxidation and soft abrasive polishing | |
JP2013125969A (ja) | 半導体基板の研磨方法及び半導体基板の研磨装置 | |
JP5287982B2 (ja) | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 | |
JP2013077661A (ja) | 化合物半導体基板の表面研磨方法 | |
JP2008264952A (ja) | 多結晶シリコン基板の平面研磨加工方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110816 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130305 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130422 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130723 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130805 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5347807 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |