KR20130014588A - 실리콘 웨이퍼의 연마 방법 - Google Patents

실리콘 웨이퍼의 연마 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20130014588A
KR20130014588A KR1020127031269A KR20127031269A KR20130014588A KR 20130014588 A KR20130014588 A KR 20130014588A KR 1020127031269 A KR1020127031269 A KR 1020127031269A KR 20127031269 A KR20127031269 A KR 20127031269A KR 20130014588 A KR20130014588 A KR 20130014588A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polishing
silicon wafer
aqueous solution
final
finish
Prior art date
Application number
KR1020127031269A
Other languages
English (en)
Inventor
류이치 다니모토
신야 사도하라
타케루 다쿠시마
Original Assignee
가부시키가이샤 사무코
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 가부시키가이샤 사무코 filed Critical 가부시키가이샤 사무코
Publication of KR20130014588A publication Critical patent/KR20130014588A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/042—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
    • B24B37/044—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor characterised by the composition of the lapping agent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • H01L21/0201—Specific process step
    • H01L21/02024—Mirror polishing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

무지립(無砥粒)의 약염기성 수용액이 주제(主劑)인 최종 연마액을 사용하여, 마무리 연마면을 최종 연마한다. 그때, 최종 연마액의 주제로서, 최종 연마면의 헤이즈값이 웨이퍼의 마무리 연마면의 헤이즈값보다 낮아지는 알칼리 농도의 약염기성 수용액을 이용한다.

Description

실리콘 웨이퍼의 연마 방법{METHOD FOR POLISHING SILICON WAFER}
본 발명은, 실리콘 웨이퍼의 연마 방법, 상세하게는 연마액을 공급하면서, 실리콘 웨이퍼와 연마포를 상대적으로 회전시켜, 실리콘 웨이퍼의 표리면 중, 피(被)연마면이 되는, 적어도 표면을 연마하는 실리콘 웨이퍼의 연마 방법에 관한 것이다.
최근, 실리콘 웨이퍼의 표면을 연마하는 방법으로서는, 실리카 입자 등의 유리(遊離) 지립(砥粒)을 알칼리성 수용액 중에 함유시킨 연마액을 공급하면서, 실리콘 웨이퍼와 연마포를 상대적으로 회전시켜 행하는 CMP(화학적 기계적 연마)가 일반적이다. CMP는, 유리 지립에 의한 기계적 연마 작용과, 알칼리성 수용액에 의한 화학적 연마 작용을 복합시켜, 실리콘 웨이퍼의 표면에 높은 평탄도를 얻을 수 있는 것으로 알려져 있다. CMP 처리에서는, 통상, 초벌 연마로부터 마무리 연마로 복수의 단계를 거쳐 웨이퍼 표면이 연마된다.
초기 단계의 초벌 연마는, 소망으로 하는 두께까지 실리콘 웨이퍼를 연마하는 것을 목적으로 하며, 폴리우레탄 등의 경질의 연마포를 이용하여 연마 속도가 비교적 빠른 조건에서, 연마 후의 실리콘 웨이퍼의 두께의 불균일을 작게, 평탄화하도록 연마된다. 이 초벌 연마 공정에서는, 연마포의 종류나 유리 지립 사이즈를 변경하여, 실리콘 웨이퍼의 연마량(여유분)을 복수 단계(예를 들면 1～3단계)로 나누면서 연마 처리되는 경우도 있다.
마무리 연마는, 실리콘 웨이퍼의 표면의 거칠기를 개선하는 것을 목적으로 행해지고, 스웨이드와 같은 연질의 연마포 및 미소(微小) 사이즈의 유리 지립을 사용하여, 헤이즈라고 불리는 웨이퍼 표면 상의 미소한 면 거칠기의 불균일을 저감하도록 연마된다. 이 마무리 연마 공정도 초벌 연마 공정과 동일하게, 연마포의 종류나 유리 지립 사이즈를 변경하면서, 복수 단계로 나누어 이루어지는 경우도 있다.
그러나, 유리 지립을 포함하는 연마액(슬러리)을 이용하여 마무리 연마를 실시한 경우, 어느 정도의 웨이퍼 표면의 거칠기를 개선할 수는 있지만, 연마액 중의 유리 지립의 응집을 원인으로서, 실리콘 웨이퍼의 표면에는, 가공 기인의 결함인 마이크로 스크래치가 발생하고 있었다.
한편, 특허문헌 1에서는, 연마재(지립)를 포함하는 마무리 연마 후, 유리 지립에 의한 마무리 연마에 의해 발생한 잠상(마이크로 스크래치 등)이 존재하지 않게 될 때까지, 연마재를 포함하지 않는 화학적 연마액을 연마포에 공급하면서 웨이퍼를 연마하는 것이 제안되고 있다. 구체적으로는, 유리 지립을 포함하는 슬러리를 사용하여 마무리 연마한 웨이퍼에 대해서, 연마재를 포함하지 않는 0.2중량％의 NaOH 수용액에 의해 약 30분의 연마를 행하여, 깊이 5㎛까지 제거하도록 웨이퍼 표면을 연마함으로써, 스크래치상(像)이 거의 소멸되는 것이 보고되고 있다.
일본특허공보 제3202305호
그러나, 특허문헌 1과 같은, 유리 지립을 포함하지 않는 화학적 연마액을 사용하여, 마무리 연마 후의 실리콘 웨이퍼의 표면을 잠상이 존재하지 않게 될 때까지 연마한 경우, 웨이퍼 표면이 등방성 에칭되어 버려, 유리 지립을 포함하는 마무리 연마 직후의 실리콘 웨이퍼에 비하여, 실리콘 웨이퍼의 표면의 헤이즈 레벨이 악화되는 현상이 발생하는 문제가 있었다.
본 발명은, 실리콘 웨이퍼 표면의 헤이즈 레벨을 개선할 수 있는 실리콘 웨이퍼의 연마 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
일반적으로 행해지는 유리 지립을 포함하는 연마액을 사용하여 마무리 연마를 행하면, 초벌 연마로 얻어진 실리콘 웨이퍼 표면의 헤이즈 레벨을 어느 정도까지 향상시킬 수 있다. 그러나, 유리 지립을 이용한 마무리 연마 후의 실리콘 웨이퍼 표면의 헤이즈 레벨은, 사용하는 유리 지립의 평균 입경에 크게 의존하여, 미소 지름 사이즈의 지립을 사용할수록 헤이즈 레벨의 향상을 도모할 수는 있지만, 지립의 평균 입경을 작게 하면 연마액 중의 지립의 분산성이 저하되어 지립이 응집되어 버려, 실리콘 웨이퍼 표면으로의 스크래치 등의 가공 기인의 결함을 일으키는 문제가 있다. 이 때문에, 유리 지립을 포함하는 연마액을 사용한 마무리 연마에서는, 지립의 응집을 발생하지 않는 평균 입경의 범위 내에서밖에 연마를 행할 수 없고, 마무리 연마에 의해 개선할 수 있는 헤이즈 레벨에 한계가 있었다.
본 발명자들은, 전술한 마무리 연마에 있어서의 헤이즈 레벨의 문제를 해결하기 위해, 유리 지립을 포함하지 않는 약염기성 수용액을 주제(主劑)로 한 연마액을 이용하여 연마(최종 연마)함으로써, 마무리 연마한 실리콘 웨이퍼 표면의 헤이즈 성분인 요철부의 볼록부를 선택적으로 에칭하여 제거하는 것을 상기하여, 예의 연구한 결과, 이하의 인식에 기초하여 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 유리 지립을 포함하지 않는 최종 연마에 의해 달성할 수 있는 헤이즈 레벨은, 화학적 연마액 중의 알칼리종 및 알칼리 농도에 의존하여, 저(低)농도의 알칼리 농도로 함으로써, 헤이즈값을 저감할 수 있는 것을 밝혀내어, 본 발명의 완성에 이르렀다.
청구항 1에 기재된 발명은, 유리 지립을 포함하는 마무리 연마액을 연마포에 공급하면서, 당해 연마포와 실리콘 웨이퍼를 상대적으로 회전시켜, 당해 실리콘 웨이퍼의 표리면 중, 적어도 표면을 마무리 연마하고, 당해 마무리 연마 후, 유리 지립을 포함하지 않는 약염기성 수용액을 주제로 한 최종 연마액을 연마포에 공급하면서, 당해 연마포와 상기 실리콘 웨이퍼를 상대적으로 회전시켜, 당해 실리콘 웨이퍼의 마무리 연마된 면을 최종 연마하는 실리콘 웨이퍼의 연마 방법으로서, 상기 실리콘 웨이퍼의 최종 연마된 면의 헤이즈값이, 당해 실리콘 웨이퍼의 마무리 연마된 면의 헤이즈값보다 낮아지도록, 상기 최종 연마액의 약염기성 수용액의 알칼리 농도를 조정한 실리콘 웨이퍼의 연마 방법이다.
청구항 2에 기재된 발명은, 상기 최종 연마액의 약염기성 수용액의 알칼리 농도는, 당해 약염기성 수용액이 암모니아수인 경우에는 0.1～1000ppm, 당해 약염기성 수용액이 수산화 테트라메틸암모늄 수용액인 경우에는 0.1～100ppm, 당해 약염기성 수용액이 암모니아와 탄산수소 암모늄과의 혼합 수용액인 경우에는 0.1～500ppm인 청구항 1에 기재된 실리콘 웨이퍼의 연마 방법이다.
청구항 3에 기재된 발명은, 상기 최종 연마액에는, 수용성 고분자가 첨가된 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 실리콘 웨이퍼의 연마 방법이다.
청구항 4에 기재된 발명은, 상기 수용성 고분자는, 비이온계의 폴리머 및 모노머 중 1종 또는 복수종, 또는, 음이온계의 폴리머 및 모노머 중 1종 또는 복수종인 청구항 3에 기재된 실리콘 웨이퍼의 연마 방법이다.
청구항 5에 기재된 발명은, 상기 수용성 고분자는, 하이드록시에틸셀룰로오스인 청구항 4에 기재된 실리콘 웨이퍼의 연마 방법이다.
청구항 6에 기재된 발명은, 상기 최종 연마에서 사용되는 연마포는, 스웨이드형인 것인 청구항 1에 기재된 실리콘 웨이퍼의 연마 방법이다.
본 발명의 실리콘 웨이퍼의 연마 방법에 의하면, 실리콘 웨이퍼의 최종 연마시, 약염기성 수용액의 알칼리 농도를, 실리콘 웨이퍼의 마무리 연마면의 헤이즈값에 도달하는 알칼리 농도 미만으로 했기 때문에, 유리 지립을 포함하지 않는 약염기성 수용액을 주제로 한 최종 연마액의 알칼리 에칭 작용을 원인으로서, 실리콘 웨이퍼의 최종 연마면의 헤이즈 레벨을, 마무리 연마면의 헤이즈 레벨보다 악화되지 않게 할 수 있다.
또한, 최종 연마액에 수용성 고분자를 첨가한 경우에는, 헤이즈 레벨을 더욱 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예 1의 실리콘 웨이퍼의 연마 방법을 나타내는 플로우 시트이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예 1의 실리콘 웨이퍼의 연마 방법에 이용되는 편면 경면 연마 장치의 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예 1～실시예 3의 실리콘 웨이퍼의 연마 방법에 있어서의 최종 연마액으로의 종류별 알칼리제의 첨가량과, 헤이즈 레벨과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예 1의 실리콘 웨이퍼의 연마 방법에 있어서의 최종 연마액으로의 하이드록시에틸셀룰로오스의 첨가량과 헤이즈 레벨과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5(a)～(c)는 종래의 실리콘 웨이퍼의 연마 방법에 있어서의 유(有)지립 연마의 단계별 헤이즈 레벨의 변화를 나타내는 실리콘 웨이퍼의 요부(要部) 확대 단면도이다.
도 6(a)～(c)는, 본 발명에 따른 실리콘 웨이퍼의 연마 방법에 있어서의 무(無)지립 연마의 경시적인 헤이즈 레벨의 변화를 나타내는 실리콘 웨이퍼의 요부 확대 단면도이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.
본 발명의 실리콘 웨이퍼의 연마 방법은, 유리 지립을 포함하는 마무리 연마액을 연마포에 공급하면서, 당해 연마포와 실리콘 웨이퍼를 상대적으로 회전시켜, 당해 실리콘 웨이퍼의 표리면 중, 적어도 표면을 마무리 연마하고, 당해 마무리 연마 후, 유리 지립을 포함하지 않는 약염기성 수용액을 주제로 한 최종 연마액을 연마포에 공급하면서, 당해 연마포와 상기 실리콘 웨이퍼를 상대적으로 회전시켜, 당해 실리콘 웨이퍼의 마무리 연마된 면을 최종 연마하는 실리콘 웨이퍼의 연마 방법으로서, 상기 실리콘 웨이퍼의 최종 연마된 면의 헤이즈값이, 당해 실리콘 웨이퍼의 마무리 연마된 면의 헤이즈값보다 낮아지도록, 상기 최종 연마액의 약염기성 수용액의 알칼리 농도를 조정한 실리콘 웨이퍼의 연마 방법이다.
여기에서, 본 발명의 실리콘 웨이퍼의 연마 방법에 의해, 실리콘 웨이퍼의 마무리 연마된 실리콘 웨이퍼의 표면의 헤이즈 레벨을 개선 가능한 점에 대해서 상술한다.
본 발명의 실리콘 웨이퍼의 연마 방법에서는, 최종 연마액에는 유리 지립이 포함되어 있지 않기 때문에, 유리 지립의 응집에 의한 가공 기인의 결함은 발생하지 않고, 사용 가능한 지립 사이즈의 제한에 의한 헤이즈 레벨의 제약을 받는 경우가 없다.
특히, 본 발명의 실리콘 웨이퍼의 연마 방법에서는, 최종 연마액으로서 약염기성 수용액을 주제로 한 연마액을 사용하고, 최종 연마된 실리콘 웨이퍼의 표면의 헤이즈값이, 마무리 연마된 실리콘 웨이퍼의 표면의 헤이즈값보다 낮아지도록 약염기성 수용액의 알칼리 농도를 조정하여, 실리콘 웨이퍼의 표면을 연마하는 것이 매우 중요해진다.
게다가, 도 5(a)～도 5(c)에 나타내는 바와 같이, 초벌 연마로서의 1차 연마를 포함하여, 연마포(13)를 사용하여 행해지는 마무리 연마로서의 2차 연마 및 3차 연마는, 연마액 중에 유리 지립(a)이 포함된 유지립 연마이다. 그 때문에, 연마 후의 헤이즈 레벨은, 마무리 연마시의 유리 지립(a)의 입경에 의존한다. 따라서, 장시간 연마해도 지립 사이즈를 변경하지 않는 한, 실리콘 웨이퍼(W)의 연마면의 헤이즈 레벨의 저하는 바랄 수 없다.
그러나, 도 6(a)～도 6(c)에 나타내는 바와 같이, 최종 연마로서의 4차 연마는, 유리 지립(a)을 포함하지 않는 약염기성 수용액의 알칼리 에칭 작용에 의한 무지립 연마이기 때문에, 실리콘 웨이퍼(W)의 최종 연마면의 헤이즈 레벨은 길게 연마할수록, 마무리 연마면보다도 헤이즈값을 저하시킬 수 있다.
여기에서, 약염기성 수용액이란, 약염기성 물질을 수용액으로 할 때의 전리도가 작은 것이며, 암모니아 수용액, 암모니아와 탄산수소 암모늄과의 혼합 수용액, 수산화 테트라메틸암모늄 수용액, 수산화 테트라에틸암모늄 수용액 등을 들 수 있다. 예를 들면, 암모니아를 수용액으로 하면 수산화 암모늄이 되고, 그 일부가 암모늄 이온과 수산화물 이온으로 전리하여 염기성을 나타낸다. 전리하는 수산화 암모늄은 극히 일부이며, 나머지는 수산화 암모늄으로서 수중에 존재한다. 따라서, 실효적으로 효과가 있는 수산화물 이온은 강염기성 물질을 이용한 경우에 비하여 적기 때문에, 에칭 속도는 비교적 완만하다. 또한, 약염기성 물질은, 금속 이온이 매우 적은 고순도품의 입수가 용이하다.
그러나, 예를 들면, 약염기성 수용액을 충전한 에칭조 내에 실리콘 웨이퍼를 침지시켜, 그 표면을 알칼리 에칭하는 처리를 행해도, 실리콘 웨이퍼의 표면의 헤이즈 성분인 요철부의 볼록부를 선택적으로 에칭하는 작용은 거의 얻을 수 없다.
저알칼리 농도로 조정한 약염기성 수용액을 연마액으로서 사용하고, 그리고 웨이퍼 표면을 연마 처리함으로써, 헤이즈 레벨을 저감할 수 있다. 이는, 최종 연마 처리 중의 실리콘 웨이퍼 및 연마 정반 중, 적어도 1개의 회전에 의해, 저알칼리 농도의 약염기성 수용액이 웨이퍼의 지름 방향으로 유동하고, 실리콘 웨이퍼의 깊이 방향에 대한 에칭 작용보다도 원심 방향(웨이퍼 지름 방향)의 에칭 작용이 우선되어, 실리콘 웨이퍼의 표면의 헤이즈 성분인 요철부의 볼록부가 선택적으로 에칭되어, 헤이즈 레벨이 저감되는 것으로 추측된다.
한편, NaOH나 KOH 등의 전리도가 1에 가까운 강염기성 수용액을 사용한 경우, 이들 강염기성 물질을 수용액으로 하면, 나트륨 이온(칼륨 이온)과 수산화물 이온으로 완전하게 전리한다. 이 때문에, 실리콘에 대한 에칭 작용이 지나치게 강하여, 실리콘 웨이퍼의 표면의 헤이즈 성분인 요철부의 볼록부를 선택적으로 에칭하는 작용은 얻을 수 없고, 요철부의 전체가 균일하게 등방 에칭되어 버려, 최종 연마면의 헤이즈 레벨은 마무리 연마면의 헤이즈 레벨보다 오히려 악화되어 버리게 된다. 또한, 불순물로서 금속 이온이 잔류하는 결점도 있다.
또한, 본 발명의 실리콘 웨이퍼의 연마 방법에서는, 최종 연마액에 수용성 고분자를 첨가함으로써, 최종 연마 후의 실리콘 웨이퍼의 표면의 헤이즈 레벨을 더욱 저감시킬 수 있다. 즉, 최종 연마액 중의 수용성 고분자는 실리콘 웨이퍼의 표면에 부착되어, 에칭 반응을 억제하는 기능이 있다. 이 때문에, 실리콘 웨이퍼의 표면의 헤이즈 성분인 요철부의 볼록부에 부착된 수용성 고분자는 연마포와의 접촉에 의해 닦아내져, 볼록부의 알칼리 에칭이 진행되고, 한편, 실리콘 웨이퍼 표면의 헤이즈 성분인 요철부의 오목부 내에는 수용성 고분자가 부착되어 체류하고, 오목부에 대한 알칼리 에칭의 진행이 억제되어, 볼록부의 선택적 에칭 작용이 진행된다고 추측된다.
연마 대상으로 하는 실리콘 웨이퍼로서는, 예를 들면 단결정 실리콘 웨이퍼, 다결정 실리콘 웨이퍼 등을 채용할 수 있다. 또한, 에피텍셜 실리콘 웨이퍼, SOI 실리콘 웨이퍼 등이라도 좋다. 실리콘 웨이퍼의 직경으로서는, 예를 들면 100㎜, 125㎜, 150㎜, 200㎜, 300㎜, 450㎜ 등을 들 수 있다.
초벌 연마되는 실리콘 웨이퍼의 면은, 표면, 이면(裏面) 및 이들 양쪽이라도 좋다. 초벌 연마에서는, 예를 들면 폴리우레탄제 등의 경질의 연마포를 사용하여, 평균 입경 30～100㎚의 유리 지립(콜로이달 실리카, 다이아몬드 지립, 알루미나 지립 등)을 포함하는 초벌 연마액을 연마포에 공급하면서, 연마 후의 실리콘 웨이퍼의 두께의 불균일을 작게, 평탄화하도록 연마된다. 초벌 연마 공정은, 연마포의 종류나 초벌 연마액에 포함되는 유리 지립의 사이즈를 변경하여, 실리콘 웨이퍼의 피연마면의 연마량을, 예를 들면 2단계 또는 3단계로 나누어 연마해도 좋다.
초벌 연마액으로서는, pH8～pH13으로 조정된 알칼리성 수용액을 이용하는 것이 바람직하고, 알칼리제로서, 염기성 암모늄염, 염기성 칼륨염, 염기성 나트륨염 등이 첨가된 알칼리성 수용액, 또는 탄산 알칼리성 수용액, 또는 아민이 첨가된 알칼리성 수용액 등이 바람직하다. 또한, 초벌 연마는, 유리 지립을 포함하지 않는 고농도 알칼리성 수용액으로 이루어지는 초벌 연마액을 사용하는 무지립 연마 방식이라도 좋다.
웨이퍼 표리면을 초벌 연마하는 경우는, 실리콘 웨이퍼를 수납하는 캐리어 플레이트와, 이 캐리어 플레이트를 사이에 끼우는 연마포를 당겨 붙인 상(上)정반 및 하(下)정반을 구비한 양면 연마 장치를 이용하여 연마하는 것이 바람직하다. 양면 연마 장치로서는, 예를 들면 선기어(유성 톱니바퀴) 방식인 것, 또는, 캐리어 플레이트에 자전을 수반하지 않는 원운동을 시키는 무(無)선기어 방식인 것을 채용할 수 있다. 이에 따라, 한 번의 연마 처리로 웨이퍼 표면뿐만 아니라, 웨이퍼 이면의 고평탄화까지를 달성할 수 있다.
마무리 연마에 있어서, 유리 지립을 포함하는 알칼리성 수용액을 마무리 연마액으로 할 수 있다. 예를 들면, 알칼리성 수용액 중에, 콜로이달 실리카(지립), 다이아몬드 지립, 알루미나 지립 등의 유리 지립이 혼입된 것을 채용할 수 있다. 이에 따라, 실리콘 웨이퍼의 피연마면은, 주로 유리 지립에 의한 메커니컬인 연삭작용과, 알칼리에 의한 케미컬 작용에 의해 연마된다.
마무리 연마액용의 알칼리성 수용액에 첨가되는 유리 지립의 평균 입경은, 마이크로 스크래치 등의 가공 기인의 결함을 발생시키지 않도록, 지립이 응집하지 않는 입경 범위로 선정하면 좋고, 평균 입경이 10～50㎚인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 평균 입경이 10㎚ 미만에서는, 연마액 중의 지립의 분산성이 저하되어 지립이 응집해, 실리콘 웨이퍼 표면으로의 스크래치 등의 가공 기인의 결함을 일으킬 우려가 있다. 50㎚를 초과하면, 마무리 연마 후의 실리콘 웨이퍼의 표면의 헤이즈값이 크게 악화되어, 그 후에 지립을 포함하지 않는 약염기성 수용액, 예를 들면 암모니아 수용액을 주제로 하는 무지립 연마를 행해도, 현재 상태에서 요구되는 헤이즈 레벨로까지 저감하는 것이 곤란해진다. 평균 입경은 BET법에 의해 측정된 것이다.
사용하는 알칼리성 수용액으로서는, 초벌 연마액과 동일하게, pH8～pH13으로 조정된 알칼리성 수용액을 이용하는 것이 바람직하고, 알칼리제로서, 염기성 암모늄염, 염기성 칼륨염, 염기성 나트륨염 중 어느 것 등이 첨가된 알칼리성 수용액, 또는 탄산 알칼리성 수용액, 또는 아민이 첨가된 알칼리성 수용액 등을 예시할 수 있다.
또한, 마무리 연마는, 초벌 연마와 같은 실리콘 웨이퍼의 평탄도를 조정하는 연마와는 상이하며, 웨이퍼 표면의 미소한 굴곡이나 헤이즈 레벨의 개선을 목적으로서 실시하는 것이다. 현재 상태에서는, 마무리 연마된 실리콘 웨이퍼를 세정(SC-1 세정) 후, 웨이퍼 표면을 표면 검사 장치(KLA-Tencor사 제작, SP2를 이용한 DWO 모드)로 평가한 경우에서, 0.03～0.2ppm의 헤이즈 레벨인 것이 제조된다.
마무리 연마용의 연마포로서는, 초벌 연마용의 폴리우레탄 등의 경질의 연마포와는 상이하며, 연질의 연마포가 적합하다. 구체적으로는, 벨루어 타입이나 스웨이드 타입인 것을 채용할 수 있다. 벨루어 타입의 연마포는, 단층 구조의 소위 부직포이며, 입체적인 구조의 다공질 시트 형상 재료이다. 스웨이드 타입의 연마포는, 이를테면 공업 재료용의 인공 피혁으로, 합성 섬유 및 특수 합성 고무에 의해 형성한 입체 구조의 부직포로 이루어지는 기체(基體)층과, 내마모성이 우수한 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 폴리카보네이트 수지 등의 고분자 수지에 다수의 미세한 포어(구멍)를 형성한 표면층으로 구성한 것이다.
최종 연마액으로서는, 유리 지립을 포함하지 않는 약염기성 수용액을 주제로 한 것을 채용하고 있다. 여기에서, 「유리 지립을 포함하지 않는 약염기성 수용액」이란, 최종 연마액의 주제인 약염기성 수용액 중에, 콜로이달 실리카, 다이아몬드 지립, 알루미나 지립 등의 유리 지립이 혼입되어 있지 않은 것을 말한다. 이에 따라, 실리콘 웨이퍼의 최종 연마면은, 케미컬 작용에 의해 연마되어, 유리 지립을 이용한 마무리 연마와 같은 메커니컬 작용에 의한 가공 대미지의 발생을 회피할 수 있다. 게다가, 유리 지립을 이용하지 않는 연마이기 때문에, 지립 응집에 기인한 마이크로 스크래치 등의 가공 기인의 결함 발생도 저감할 수 있다.
최종 연마액용의 약염기성 수용액의 알칼리 농도(알칼리제의 함유량)는, 최종 연마된 면의 헤이즈값이, 실리콘 웨이퍼의 마무리 연마된 면의 헤이즈값보다 낮아지도록 조정된다. 알칼리 농도가, 실리콘 웨이퍼의 마무리 연마면의 헤이즈값에 도달하는 농도값 이상에서는, 실리콘 웨이퍼의 표면의 에칭 작용이 과도하게 높아져, 최종 연마면의 헤이즈 레벨이 마무리 연마면보다 악화된다.
최종 연마액의 약염기성 수용액이 암모니아수인 경우에 있어서, 약염기성 수용액의 알칼리 농도는, 0.1～1000ppm의 범위로 조정하는 것이 바람직하다. 0.1ppm 미만에서는, 마무리 연마면의 헤이즈 레벨의 개선 효과가 작다. 또한, 1000ppm을 초과하면, 과도한 알칼리 에칭 반응에 의해 실리콘 웨이퍼의 최종 연마면에 면 거침을 발생하기 쉽다. 0.1～1000ppm의 범위라면, 실리콘 웨이퍼의 마무리 연마면의 헤이즈 성분(유지립 연마에 의해 발생한 웨이퍼면의 요철 부분)을 저감할 수 있다. 또한, 암모니아수인 경우는, 알칼리 농도가 500ppm을 초과한 부근부터 헤이즈값이 악화되어 가는 경향이 있다. 그 때문에, 효과적인 헤이즈값의 개선 효과를 얻는 관점에서는, 알칼리 농도를 10～500ppm의 범위로 조정하는 것이 특히 바람직하다.
최종 연마액의 약염기성 수용액이 수산화 테트라메틸암모늄 수용액인 경우에 있어서, 약염기성 수용액의 알칼리 농도는, 0.1～100ppm의 범위로 조정하는 것이 바람직하다. 0.1ppm 미만에서는, 마무리 연마면의 헤이즈 레벨의 개선 효과가 작다. 또한, 100ppm을 초과하면, 과도한 알칼리 에칭 반응에 의해 실리콘 웨이퍼의 최종 연마면에 면 거침을 발생하기 쉽다. 0.1～100ppm의 범위라면, 실리콘 웨이퍼의 마무리 연마면의 헤이즈 성분(유지립 연마에 의해 발생한 웨이퍼면의 요철 부분)을 저감할 수 있다. 또한, 수산화 테트라메틸암모늄 수용액인 경우는, 알칼리 농도가 50ppm을 초과한 부근부터 헤이즈값이 악화되어 가는 경향이 있다. 그 때문에, 효과적인 헤이즈값의 개선 효과를 얻는 관점에서는, 알칼리 농도를 1～50ppm의 범위로 조정하는 것이 특히 바람직하다.
최종 연마액의 약염기성 수용액이 암모니아와 탄산수소 암모늄과의 혼합 수용액인 경우에 있어서, 약염기성 수용액의 알칼리 농도는, 0.1～500ppm의 범위로 조정하는 것이 바람직하다. 0.1ppm 미만에서는, 마무리 연마면의 헤이즈 레벨의 개선 효과가 작다. 또한, 500ppm을 초과하면, 과도한 알칼리 에칭 반응에 의해, 실리콘 웨이퍼의 최종 연마면에 면 거침을 발생하기 쉽다. 또한, 암모니아와 탄산수소 암모늄과의 혼합 수용액인 경우는, 알칼리 농도가 100ppm을 초과한 부근부터 헤이즈값이 악화되어 가는 경향이 있다. 그 때문에, 효과적인 헤이즈값의 개선 효과를 얻는 관점에서는, 알칼리 농도를 10～100ppm의 범위로 조정하는 것이 특히 바람직하다.
최종 연마용의 연마포로서는, 마무리 연마에서 사용되는 연질의 연마포를 채용할 수 있고, 특히, 스웨이드 타입의 연마포를 채용하는 것이 바람직하다. 이유는 명확하지 않지만, 본 발명자들은, 벨루어 타입보다 스웨이드 타입 쪽이 헤이즈 레벨의 개선 효과가 높은 것을 확인하고 있다. 구체적으로는, JIS K 6253-1997/ISO 7619에 의해 규정된 쇼어 C경도로 40°～80°, 압축 탄성률이 60～100％인 연마포 등이 적합하다.
최종 연마(초벌 연마 및 마무리 연마도 동일함)는, 실리콘 웨이퍼와 연마포를 상대적으로 회전시킴으로써 행해진다. 「상대적으로 회전시킨다」란, 실리콘 웨이퍼를 회전시키거나, 연마포를 회전시키거나, 혹은 실리콘 웨이퍼와 연마포의 양쪽을 회전시키는 것을 말한다. 실리콘 웨이퍼 및 연마포의 회전 방향은 임의이다. 예를 들면, 양쪽을 회전시키는 경우의 실리콘 웨이퍼와 연마포의 회전 방향은, 동일해도 상이해도 좋다.
최종 연마시, 실리콘 웨이퍼의 마무리 연마면의 연마량은, 0Å를 초과하고 80Å 이하로 하는 것이 바람직하다. 즉, 최종 연마는, 마무리 연마된 실리콘 웨이퍼의 표면의 헤이즈 성분인 요철부의 볼록부만을 선택적으로 제거하고자 하는 것이다. 그 때문에, 0Å를 초과하고 80Å 이하라는 극히 근소한 연마량으로 볼록부를 제거할 수 있어, 충분한 헤이즈 개선 효과를 얻을 수 있다. 연마 시간도 이 연마량이 되도록 설정하면 좋고, 최대라도 10분간 이하의 연마 시간으로 충분하다. 이에 따라, 마무리 연마면의 헤이즈값보다도 헤이즈값을 작게 할 수 있다.
실리콘 웨이퍼의 최종 연마(초벌 연마 및 마무리 연마도 동일함)에서는, 매엽식(single wafer type)의 연마 장치를 사용해도, 복수매의 실리콘 웨이퍼를 동시에 연마하는 배치식(batch type)의 연마 장치를 사용해도 좋다. 또한, 표면만의 편면 연마라도, 웨이퍼 표리면을 동시에 연마하는 양면 연마라도 좋다. 또한, 최종 연마용의 연마 장치는, 마무리 연마용의 연마 장치를 계속해서 사용하여 연마액만 변경하도록 해도 좋다. 그러나, 마무리 연마에서 사용한 유리 지립이 연마포의 표면에 잔류하여, 이를 제거하는 세정 조작이나, 연마액 교환 작업 등을 행할 필요가 있기 때문에, 마무리 연마용의 것과는 상이한 최종 연마 전용의 연마 장치를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
최종 연마액에는, 수용성 고분자를 첨가하는 편이 바람직하다. 이에 따라, 최종 연마 후의 실리콘 웨이퍼의 헤이즈 레벨을, 더욱 저감할 수 있다.
수용성 고분자에는, 비이온계의 폴리머 및 모노머 중 1종 또는 복수종, 또는, 음이온계의 폴리머 및 모노머 중 1종 또는 복수종 등을 사용한다.
수용성 고분자로서는, 하이드록시에틸셀룰로오스(HEC), 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 하이드록시에틸셀룰로오스는, 고순도인 것을 비교적 용이하게 입수할 수 있어, 웨이퍼 표면에서 고분자막을 형성하기 쉽기 때문에, 알칼리에 의한 에칭 반응을 억제하는 효과가 높다는 특성을 갖는다. 단, 각종의 수용성 고분자 중, 약염기성 수용액에 의한 실리콘 웨이퍼의 에칭을 촉진시키는 것은 부적당하다. 수용성 고분자는, 1종류만을 사용해도, 복수 종류를 사용해도 좋다.
또한, 수용성 고분자를 대신하여, 계면활성제 또는 지방족 알코올이라도 좋다. 계면활성제로서는, 예를 들면, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 등을 채용할 수 있다. 또한, 지방족 알코올로서는, 예를 들면, 폴리비닐알코올 등을 채용할 수 있다.
최종 연마액 중의 수용성 고분자의 농도는, 0.1～1000ppm의 범위로 설정하면 좋고, 특히 10～100ppm이 바람직하다. 수용성 고분자로서 하이드록시에틸셀룰로오스를 채용한 경우도, 첨가량 10～100ppm이 바람직하다. 과잉으로 첨가하면, 연마 그 자체를 행할 수 없게 되어 버릴 우려가 있다.
실시예 1
랩핑 및 모따기 가공이 행해진, 직경 300㎜, 결정 방위(100)의 실리콘 웨이퍼를 복수매 준비하고, 이들 실리콘 웨이퍼에 대하여, 초벌 연마에 해당하는 1차 연마와, 마무리 연마의 전단(前段) 부분이 되는 2차 연마와, 마무리 연마의 후단(後段) 부분이 되는 3차 연마와, 최종 연마에 해당하는 4차 연마로 이루어지는 4단계의 연마를 행했다(도 1의 플로우 시트).
1차 연마 공정에서는, 무선기어 방식의 양면 연마 장치를 이용해, 1차 연마액을 사용하여 실리콘 웨이퍼의 표리면을 동시에 연마하는 1차 연마를 실시했다. 1차 연마액에는, 평균 입경 70㎚의 콜로이달 실리카 입자(유리 지립)가 5중량％ 첨가된 KOH 수용액을 사용하여, 실리콘 웨이퍼의 표리면을 초벌 연마했다. 이때의 연마량은, 편면에서 10㎛로 했다.
다음으로, 1차 연마된 실리콘 웨이퍼(W)의 표면에 대하여, 유리 지립을 포함하는 2차 연마액을 공급하면서, 편면 경면 연마 장치에 의해 2차 연마를 행했다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 편면 경면 연마 장치(10)는, 연마 정반(11)과, 그 상방에 배치된 연마 헤드(12)를 구비하고 있다. 연마 정반(11)의 상면에는, 경질 발포 우레탄 패드제의 연마포(13)가 접착되어 있다. 연마 헤드(12)는 헤드 구동부(14)의 회전축(14a)에 고정되고, 연마 헤드(12)의 하면에는 실리콘 웨이퍼(W)가 1매, 연마 헤드(12)에 진공 흡착되어 있다. 또한, 연마 정반(11)의 중앙부의 상방에는, 2차 연마액을 연마포(13)에 공급하는 슬러리 노즐(15)이 배치되어 있다. 2차 연마액은, 0.08중량％의 KOH 수용액에, 평균 입경이 70㎚인 콜로이달 실리카 입자가 0.5중량％ 첨가된 것을 사용했다.
2차 연마시에는, 회전축(14a)을 개재하여, 헤드 구동부(14)에 의해 연마 헤드(12)를 회전시키면서 이를 서서히 하강시키고, 실리콘 웨이퍼(W)를 연마포(13)에 압압한다. 이 상태에서, 슬러리 노즐(15)로부터 2차 연마액을 연마포(13)에 공급하면서, 실리콘 웨이퍼(W)의 표면을 2차 연마했다. 이에 따라, 실리콘 웨이퍼(W)의 1차 연마된 표면에, 0.6㎛의 연마량으로 한 마무리 연마의 전단 부분을 행했다.
다음으로, 2차 연마된 실리콘 웨이퍼(W)의 표면을 3차 연마한다. 구체적으로는, 2차 연마에서 사용한 편면 경면 연마 장치(10)를 이용하여, 0.08중량％의 KOH 수용액에, 평균 입경이 35㎚인 콜로이달 실리카 입자가 0.5중량％ 첨가된 3차 연마액을 연마포(13)에 공급하면서, 실리콘 웨이퍼(W)의 표면을 3차 연마했다. 이에 따라, 실리콘 웨이퍼(W)의 2차 연마된 표면에, 연마량 0.04㎛로 한 마무리 연마의 후단 부분을 행했다.
이어서, 3차 연마된 실리콘 웨이퍼(W)에, 소정의 SC1 세정액에 의한 SC1 세정을 행한다. 그 후, 웨이퍼 표면의 헤이즈 레벨을 측정했다. 측정의 결과, 실리콘 웨이퍼(W)의 표면의 헤이즈값은 0.077ppm이었다. 헤이즈값의 측정에는, 표면 검사 장치로서, KLA Tencor사 제작, SP2를 채용하고, 그 DWO 모드(Dark Field Wide Oblique 모드, 암(暗)시야 와이드 경사 입사 모드)를 사용하여 측정했다. 또한, 본 실시예에서는, 마무리 연마를 2차 연마, 3차 연마의 2단계로 행한 예를 나타냈지만, 3차 연마 조건으로 2차 연마를 행하는 1단 연마 처리라도 좋다.
다음으로, 3차 연마 후의 실리콘 웨이퍼(W)의 표면을, 유리 지립을 포함하지 않는 4차 연마액(최종 연마액)을 이용하여 4차 연마(최종 연마)했다. 구체적으로는, 1차 연마～3차 연마에서 사용한 편면 경면 연마 장치(10)를 이용하여, 연마포(13)로서, JIS K 6253-1997/ISO 7619에 의해 규정된 쇼어 C경도가 64°, 압축 탄성률이 63％인 스웨이드제의 것(치요다 가부시키가이샤 제조의 시갈(CIEGAL))을 사용했다.
4차 연마시에는, 유리 지립을 함유하지 않는 암모니아수로 이루어지는 4차 연마액을, 0.4리터/분으로 연마포(13)에 공급하면서, 연마 정반(11) 및 연마 헤드(12)의 회전 속도가 50rpm(회전 방향은 반대 방향), 연마압이 100g/㎠, 연마 시간이 3분간이고, 게다가 농도를 0.1～1000ppm으로 변화시킨 연마 조건으로, 실리콘 웨이퍼(W)의 표면을 4차 연마했다. 그 결과를, 도 3의 그래프에 나타낸다. 도 3의 그래프는, 최종 연마 후의 실리콘 웨이퍼(W)의 표면의 헤이즈값이, 마무리 연마면의 헤이즈값(0.077ppm)에 도달할 때까지 필요해지는 알칼리제의 첨가량(알칼리 농도)의 차이를 확인하는 시험의 결과이다. 헤이즈값의 측정에는, 표면 검사 장치(KLA-Tencor사 제작, SP2를 이용한 DWO 모드)를 사용했다. 또한, 최종 연마면의 헤이즈값을 측정하기 전에, 실리콘 웨이퍼(W)의 표면을 소정의 SC1 세정액에 의해 세정했다.
도 3의 그래프로부터 분명한 바와 같이, 최종 연마액이 암모니아수인 경우에는, 웨이퍼 표면의 헤이즈값이 0.077ppm에 도달할 때까지 필요한 암모니아의 첨가량은 약 1000ppm이 된다. 예를 들면, 최종 연마액의 암모니아수에 첨가된 암모니아의 첨가량이 100ppm일 때, 최종 연마면의 헤이즈값은 0.065ppm이었다.
실시예 2
다음으로, 동일하게 도 3의 그래프를 참조하여, 본 발명의 실시예 2에 따른 실리콘 웨이퍼의 연마 방법을 설명한다.
실시예 2에서는, 실시예 1의 암모니아수를 대신하는 약염기성 수용액으로서, 수산화 테트라메틸암모늄(TMAH)의 수용액을 채용하고, 실시예 1과 동일한 조건으로, 3차 연마 후의 실리콘 웨이퍼(W)의 표면을 4차 연마했다. 그 결과를, 동일하게 도 3의 그래프에 나타낸다.
도 3의 그래프로부터 분명한 바와 같이, 최종 연마액이 수산화 테트라메틸암모늄의 수용액인 경우에는, 그 첨가량이 0.1～50ppm의 범위이며, 그 첨가량의 증대에 수반하여 실리콘 웨이퍼(W)의 표면의 헤이즈 레벨이 저하되었다. 한편, 수산화 테트라메틸암모늄의 첨가량이 50ppm을 초과한 시점부터 그 첨가량의 증대에 따라, 웨이퍼 표면의 헤이즈 레벨도 악화되어, 이 첨가량이 약 100ppm에 도달했을 때, 헤이즈 레벨은 마무리 연마면의 헤이즈값에 도달했다.
그 외의 구성, 작용 및 효과는, 실시예 1과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
실시예 3
다음으로, 동일하게 도 3의 그래프를 참조하여, 본 발명의 실시예 3에 따른 실리콘 웨이퍼의 연마 방법을 설명한다.
실시예 3에서는, 실시예 1의 암모니아수를 대신하는 약염기성 수용액으로서, 암모니아와 탄산수소 암모늄(NH4HCO3)과의 혼합물의 수용액을 채용하고, 실시예 1과 동일한 조건으로, 3차 연마 후의 실리콘 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 4차 연마를 행했다. 그 결과를, 동일하게 도 3의 그래프에 나타낸다. 또한, 암모니아와 탄산수소 암모늄과의 혼합 비율은, 중량비로 1:1이다.
도 3의 그래프로부터 분명한 바와 같이, 최종 연마액이, 암모니아와 탄산수소 암모늄(NH4HCO3)과의 혼합 수용액인 경우에는, 암모니아와 탄산수소 암모늄과의 첨가량이 0.1～100ppm의 범위에 있어서, 이 알칼리제의 첨가량의 증대에 수반하여 실리콘 웨이퍼의 표면의 헤이즈 레벨이 저하되었다. 한편, 암모니아와 탄산수소 암모늄과의 혼합물의 첨가량이 100ppm을 초과한 시점부터, 이 혼합물의 첨가량의 증대에 수반하여 웨이퍼 표면의 헤이즈 레벨도 악화되기 시작하고, 그 첨가량이 약 500ppm에 도달했을 때, 그 헤이즈 레벨은 마무리 연마면의 헤이즈값에 도달했다.
그 외의 구성, 작용 및 효과는, 실시예 1과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
실시예 4
다음으로, 도 4의 그래프를 참조하여, 본 발명의 실시예 4에 따른 실리콘 웨이퍼의 연마 방법을 설명한다.
최종 연마에 있어서의 수용성 고분자의 첨가의 유효성을 확인하기 위해, 실시예 1에서 행한 1차 연마～3차 연마의 조건으로 마무리 연마된 실리콘 웨이퍼(W)를 이용하여, 4차 연마(최종 연마)용의 최종 연마액의 주제로서, 유리 지립을 포함하지 않고, 암모니아(NH4 ＋)의 농도가 100ppm인 암모니아수로 이루어지는 4차 연마액을 이용하여, 이에, 하이드록시에틸셀룰로오스(HEC; 수용성 고분자)를 첨가하고, 그 첨가량을 변화시켜 연마 실험을 3회(1회째; ▲, 2번째; ●, 3번째; ■) 행했다. 다른 4차 연마 조건은 실시예 1과 동일하다.
최종 연마액 중의 하이드록시에틸셀룰로오스의 첨가량과, 실리콘 웨이퍼(W)의 최종 연마면의 헤이즈값을, 표면 검사 장치(KLA-Tencor사 제작, SP2)를 사용하여, DWO 모드로 측정한 결과를 도 4의 그래프에 나타낸다.
도 4의 그래프로부터 분명한 바와 같이, 하이드록시에틸셀룰로오스의 첨가량이 0.1～1000ppm일 때, 대폭으로 실리콘 웨이퍼(W)의 헤이즈 레벨이 저하되는 것이 확인되었다.
그 외의 구성, 작용 및 효과는, 실시예 1과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
본 발명은, 표면 거칠기가 저감된 반도체 디바이스용 실리콘 웨이퍼의 제조 방법으로서 유용하다.
13 : 연마포
W : 실리콘 웨이퍼
a : 유리 지립

Claims (6)

  1. 유리(遊離) 지립(砥粒)을 포함하는 마무리 연마액을 연마포에 공급하면서, 당해 연마포와 실리콘 웨이퍼를 상대적으로 회전시켜, 당해 실리콘 웨이퍼의 표리면 중, 적어도 표면을 마무리 연마하고,
    당해 마무리 연마 후, 유리 지립을 포함하지 않는 약염기성 수용액을 주제(主劑)로 한 최종 연마액을 연마포에 공급하면서, 당해 연마포와 상기 실리콘 웨이퍼를 상대적으로 회전시켜, 당해 실리콘 웨이퍼의 마무리 연마된 면을 최종 연마하는 실리콘 웨이퍼의 연마 방법으로서,
    상기 실리콘 웨이퍼의 최종 연마된 면의 헤이즈값이, 당해 실리콘 웨이퍼의 마무리 연마된 면의 헤이즈값보다 낮아지도록, 상기 최종 연마액의 약염기성 수용액의 알칼리 농도를 조정한 실리콘 웨이퍼의 연마 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 최종 연마액의 약염기성 수용액의 알칼리 농도는,
    당해 약염기성 수용액이 암모니아수인 경우에는 0.1～1000ppm,
    당해 약염기성 수용액이 수산화 테트라메틸암모늄 수용액인 경우에는 0.1～100ppm,
    당해 약염기성 수용액이 암모니아와 탄산수소 암모늄과의 혼합 수용액인 경우에는 0.1～500ppm인 실리콘 웨이퍼의 연마 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 최종 연마액에는, 수용성 고분자가 첨가된 실리콘 웨이퍼의 연마 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 수용성 고분자는, 비이온계의 폴리머 및 모노머 중 1종 또는 복수종, 또는, 음이온계의 폴리머 및 모노머 중 1종 또는 복수종인 실리콘 웨이퍼의 연마 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 수용성 고분자는, 하이드록시에틸셀룰로오스인 실리콘 웨이퍼의 연마 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 최종 연마에서 사용되는 연마포는, 스웨이드형인 것인 실리콘 웨이퍼의 연마 방법.
KR1020127031269A 2010-07-02 2011-07-01 실리콘 웨이퍼의 연마 방법 KR20130014588A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010152088 2010-07-02
JPJP-P-2010-152088 2010-07-02
PCT/JP2011/065145 WO2012002525A1 (ja) 2010-07-02 2011-07-01 シリコンウェーハの研磨方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130014588A true KR20130014588A (ko) 2013-02-07

Family

ID=45402227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127031269A KR20130014588A (ko) 2010-07-02 2011-07-01 실리콘 웨이퍼의 연마 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20130095660A1 (ko)
JP (1) JP5622124B2 (ko)
KR (1) KR20130014588A (ko)
DE (1) DE112011102252T5 (ko)
WO (1) WO2012002525A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200029568A (ko) * 2017-07-21 2020-03-18 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 기판의 연마 방법 및 연마용 조성물 세트

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6255287B2 (ja) * 2014-03-24 2017-12-27 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨方法およびそれに用いられる研磨用組成物
JP6343160B2 (ja) * 2014-03-28 2018-06-13 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
JP6314019B2 (ja) * 2014-03-31 2018-04-18 ニッタ・ハース株式会社 半導体基板の研磨方法
JP6311446B2 (ja) * 2014-05-19 2018-04-18 株式会社Sumco シリコンウェーハの製造方法
JP6259723B2 (ja) * 2014-06-18 2018-01-10 株式会社フジミインコーポレーテッド シリコンウェーハの研磨方法、研磨用組成物および研磨用組成物セット
JP6206360B2 (ja) * 2014-08-29 2017-10-04 株式会社Sumco シリコンウェーハの研磨方法
WO2016129215A1 (ja) * 2015-02-12 2016-08-18 株式会社フジミインコーポレーテッド シリコンウェーハの研磨方法および表面処理組成物
KR20180122318A (ko) * 2016-03-01 2018-11-12 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 실리콘 기판의 연마 방법 및 연마용 조성물 세트
JP6635088B2 (ja) * 2017-04-24 2020-01-22 信越半導体株式会社 シリコンウエーハの研磨方法
JP6690606B2 (ja) * 2017-07-14 2020-04-28 信越半導体株式会社 研磨方法
JP7330676B2 (ja) * 2018-08-09 2023-08-22 株式会社フジミインコーポレーテッド シリコンウェーハ研磨用組成物
CN112652526A (zh) * 2020-12-14 2021-04-13 西安奕斯伟硅片技术有限公司 一种硅片抛光方法和硅片
JP7040591B1 (ja) 2020-12-16 2022-03-23 株式会社Sumco シリコンウェーハの研磨方法及びシリコンウェーハの製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07102541B2 (ja) 1989-12-28 1995-11-08 ミサワホーム株式会社 木製パネル用枠組の製造装置
JP3551226B2 (ja) * 1998-02-26 2004-08-04 三菱住友シリコン株式会社 半導体基板の研磨終了時のリンス液及びこれを用いたリンス法
JP3551229B2 (ja) * 1998-05-15 2004-08-04 三菱住友シリコン株式会社 半導体基板の研磨終了時の研磨反応停止液及びこれを用いた研磨停止方法
US6685757B2 (en) * 2002-02-21 2004-02-03 Rodel Holdings, Inc. Polishing composition
US6849548B2 (en) * 2002-04-05 2005-02-01 Seh America, Inc. Method of reducing particulate contamination during polishing of a wafer
JP4212861B2 (ja) * 2002-09-30 2009-01-21 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物及びそれを用いたシリコンウエハの研磨方法、並びにリンス用組成物及びそれを用いたシリコンウエハのリンス方法
US6875087B2 (en) * 2003-05-13 2005-04-05 Novellus Systems, Inc. Method for chemical mechanical planarization (CMP) and chemical mechanical cleaning (CMC) of a work piece
JP2006005246A (ja) * 2004-06-18 2006-01-05 Fujimi Inc リンス用組成物及びそれを用いたリンス方法
JP2006352043A (ja) * 2005-06-20 2006-12-28 Nitta Haas Inc 半導体研磨用組成物
JP2007027488A (ja) * 2005-07-19 2007-02-01 Komatsu Electronic Metals Co Ltd 半導体ウェーハの研磨方法
DE102010010885B4 (de) * 2010-03-10 2017-06-08 Siltronic Ag Verfahren zum Polieren einer Halbleiterscheibe

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200029568A (ko) * 2017-07-21 2020-03-18 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 기판의 연마 방법 및 연마용 조성물 세트

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012002525A1 (ja) 2012-01-05
JP5622124B2 (ja) 2014-11-12
DE112011102252T5 (de) 2013-05-02
JPWO2012002525A1 (ja) 2013-08-29
US20130095660A1 (en) 2013-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5622124B2 (ja) シリコンウェーハの研磨方法
KR101862139B1 (ko) 반도체 웨이퍼의 제조 방법
US8337282B2 (en) Polishing pad
JP5585652B2 (ja) シリコンウェーハの研磨方法
US8376811B2 (en) Method for the double sided polishing of a semiconductor wafer
JP2004507085A (ja) 新規な最終研磨方法を用いて半導体ウェーハを処理する方法および装置
KR20120127507A (ko) 실리콘 웨이퍼의 연마 방법 및 그 연마액
JP5493956B2 (ja) 半導体ウェーハの製造方法
CN111095491B (zh) 硅晶片的双面抛光方法
JP2002231669A (ja) 半導体ウェーハ用研磨布およびこれを用いた半導体ウェーハの研磨方法
KR20020017910A (ko) 재생웨이퍼를 반도체웨이퍼로 변환시키는 방법
JP2012235072A (ja) ウェーハ表面処理方法
US20170178890A1 (en) Semiconductor substrate polishing methods with dynamic control
EP3849742A1 (en) Methods for polishing semiconductor substrates that adjust for pad-to-pad variance
JP5343099B2 (ja) 半導体ウェハの研磨方法
JP4683233B2 (ja) 半導体ウェーハの製造方法
KR20230096088A (ko) 웨이퍼의 연마 방법 및 웨이퍼의 제조 방법
CN113614198A (zh) 包含具有硅-硅键的材料的研磨对象物的研磨方法
JP5803601B2 (ja) 研磨スラリーの供給方法及び供給装置、並びに研磨装置
JP2006297497A (ja) 研磨パッド

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL NUMBER: 2015101001301; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20150309

Effective date: 20160829