JP7435634B2 - 両面研磨装置、半導体シリコンウェーハの両面研磨方法及び両面研磨シリコンウェーハの製造方法 - Google Patents
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Description
まず、本発明に係る両面研磨装置について説明する。図1は本発明に係る両面研磨装置の一例の縦断面図であり、図2は平面視による両面研磨装置の内部構造図である。図1、2に示すように、本発明に係る両面研磨装置2は、上下に相対向して設けられた下定盤3と上定盤4を備えており、各定盤3、4の対向面側には、それぞれ研磨布5が貼付されている。また、上定盤4の上部には、上定盤4と下定盤3の間にスラリーを供給するスラリー供給機構6(ノズル7及び上定盤4の貫通孔8)が設けられている。スラリーとしては、例えば、コロイダルシリカを含有した無機アルカリ水溶液を用いることができる。
本発明に係る半導体シリコンウェーハの両面研磨方法は、上述の本発明に係る両面研磨装置を用いて行う方法である。すなわち、本発明に係る両面研磨装置を用い、研磨布がそれぞれ貼付された上下定盤の間に、両面研磨装置用キャリアを配設し、該両面研磨装置用キャリアに形成された保持孔に半導体シリコンウェーハを保持して、上下定盤間にスラリーを供給しつつ両面研磨を行う。
上記のような、本発明に係る両面研磨装置を用いて行う半導体シリコンウェーハの両面研磨方法により、高い面品質を有する両面研磨シリコンウェーハを得ることができる。具体的には、光散乱式パーティクルカウンターにより検出される90nm以上の表面欠陥が直径300mmウェーハ換算で10個以下かつヘイズが1.0ppm以下の両面研磨シリコンウェーハである。このような両面研磨シリコンウェーハは、表面欠陥が少なく低いヘイズレベルの、高い面品質を有するものであり、半導体デバイスの歩留まり改善等に資するものである。なお、シリコンウェーハの直径、導電型、主面の面方位等は特に限定されない。
両面研磨装置として、4ウェイ方式の両面研磨装置である不二越機械製DSP-20Bを用いた。研磨布にはショアA硬度78の発泡ウレタンパッドを採用し、スラリーは、シリカ砥粒含有・平均粒径35nm・砥粒濃度1.0wt%・pH10.5・KOHベースを用いた。両面研磨加工対象は、主面が(100)、直径300mmのP型シリコンウェーハとし、合計5枚の両面研磨処理加工を行った。加工後のウェーハに対しては、SC-1洗浄を、条件NH4OH:H2O2:H2O = 1:1:15で行った。
まず、研磨布の圧縮率のみを下記の通り変更し、研磨布の圧縮率以外は同条件とした。
比較例1:研磨布の圧縮率2.0%
比較例2:研磨布の圧縮率9.0%
とした。研磨布の圧縮率以外に面品質に影響を及ぼすキャリアやスラリー等の部材や研磨条件は統一して、研磨布の圧縮率の違いによる両面研磨シリコンウェーハの面品質への影響を調査した。なお、用いたキャリア、研磨布の接触角条件は、キャリア:30°、研磨布:50°とした。
キャリアとして、SUS製金属母材であり表裏面の接触角が50°(撥水)のもの、研磨布として接触角が100°(撥水)、圧縮率が5.0%のものを準備して、シリコンウェーハの両面研磨を行い、面品質を調査した。その結果、表面欠陥数は最大16個、平均で9.8個であった。また、ヘイズレベルは、最大0.88ppm、平均で0.71ppmであった。表面欠陥、ヘイズ共に低く良好な結果となった。
上述の比較例1,2の結果を基に、実施例2と比較例3~5では、圧縮率9.0%の研磨布を使用した。キャリアと研磨布の接触角については、キャリア接触角が50°未満(親水)のものと50°以上(撥水)のもの、研磨布の接触角が100°未満(親水)のものと100°以上(撥水)のものを準備した。準備した2種類のキャリアの接触角の測定結果を図5に、準備した2種類の研磨布の接触角の測定結果を図6に示す。
比較例3:キャリア接触角50°未満(親水)+研磨布接触角100°未満(親水)
比較例4:キャリア接触角50°未満(親水)+研磨布接触角100°以上(撥水)
比較例5:キャリア接触角50°以上(撥水)+研磨布接触角100°未満(親水)
実施例2:キャリア接触角50°以上(撥水)+研磨布接触角100°以上(撥水)
5…研磨布、 6…スラリー供給機構、 7…ノズル、 8…貫通孔、
9…サンギア、 10…インターナルギア、 11…保持孔。
W…半導体シリコンウェーハ。
Claims (4)
- 研磨布がそれぞれ貼付された上下定盤と、該上下定盤間にスラリーを供給するスラリー供給機構と、前記上下定盤の間に配設され、研磨の際に前記上下定盤の間に挟まれた半導体シリコンウェーハを保持するための保持孔が形成された両面研磨装置用キャリアを備えた両面研磨装置であって、
前記両面研磨装置用キャリアは、前記研磨布と接触する表裏面の純水に対する接触角が50°以上、80°以下の金属製キャリアであり、
前記研磨布は、純水に対する接触角が100°以上、150°以下かつ圧縮率が5.0%以上、15%以下のものであることを特徴とする両面研磨装置。 - 前記研磨布は、ショアA硬度が70以上の発泡ウレタン系又は不織布系の研磨布であることを特徴とする請求項1に記載の両面研磨装置。
- 研磨布がそれぞれ貼付された上下定盤の間に、両面研磨装置用キャリアを配設し、該両面研磨装置用キャリアに形成された保持孔に前記半導体シリコンウェーハを保持して、前記上下定盤間にスラリーを供給しつつ両面研磨を行う半導体シリコンウェーハの両面研磨方法であって、
請求項1又は2に記載の両面研磨装置を用いることを特徴とする半導体シリコンウェーハの両面研磨方法。 - 請求項3に記載の半導体シリコンウェーハの両面研磨方法により両面研磨シリコンウェーハを製造することを特徴とする両面研磨シリコンウェーハの製造方法。
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