KR20200031606A - 연마방법 - Google Patents

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KR20200031606A
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카즈아키 아오키
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신에쯔 한도타이 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 연마제를 공급하면서, 정반에 첩부된 연마포에, 연마헤드로 유지된 반도체 실리콘 웨이퍼를 슬라이드이동시켜 연마를 행하는 연마방법으로서, 반도체 실리콘 웨이퍼에 1차연마, 2차연마, 마무리연마를 차례로 실시할 때, 2차연마를, 유리지립을 함유하고, 수용성 고분자제를 함유하지 않는 알칼리베이스의 연마제에 의한 연마와, 그 후의 수용성 고분자제를 함유하는 연마제에 의한 린스연마로 이루어지는 것으로 하고, 린스연마를 2단계의 연마로 이루어지는 것으로 하고, 수용성 고분자제를 함유하는 연마제를 공급하면서 1단계째의 린스연마를 실시한 후, 수용성 고분자제의 평균분자량이 1단계째의 연마제의 것보다 큰 연마제로 전환하여 공급하면서 2단계째의 린스연마를 실시하는 연마방법을 제공한다. 이에 따라, 웨이퍼 표면의 미소결함도 적고, 또한 DIC결함도 적고, 또한 표면거칠기가 양호한 반도체 실리콘 웨이퍼의 연마방법이 제공된다.

Description

연마방법
본 발명은, 반도체 실리콘 웨이퍼의 연마방법에 관한 것이다.
반도체 실리콘 웨이퍼(이하, 간단히 실리콘 웨이퍼나 웨이퍼라고도 부른다)의 연마는, 통상, 연마포나 연마제의 종류를 바꾸어 복수 단계로 행해진다. 이 때, 도 4에 나타낸 바와 같이 최초로 행해지는 연마를 1차연마, 1차연마 후에 행해지는 연마를 2차연마, 2차연마 후에 행해지는 최종연마를 마무리연마라고 부르는 경우가 있다. 이하에서는 1차연마, 2차연마 및 마무리연마라는 명칭으로 설명을 행한다.
1차연마공정은, 상하정반에 부직포나 발포우레탄제의 경질연마포가 첩부된 양면연마기로 실시되는 것이 일반적이다. 웨이퍼는 캐리어의 홀 내에 유지되고, 캐리어는 상하정반간에 끼워진 상태에서, 연마제가 상하정반간에 적하되면서 서로 역방향으로 회전하면서, 캐리어도 자공전함으로써 웨이퍼 표리면이 동시에 연마된다. 캐리어는 상하정반의 내주부와 외주부에 있는 선기어와 인터널기어에 의해 회전구동력을 얻는다. 연마제로는 콜로이달실리카 등의 유리지립을 포함하는 알칼리베이스의 연마제가 이용된다.
2차연마공정은 편면연마장치에서 연마포가 첩부된 정반에 웨이퍼가 유지된 연마헤드를 꽉 눌러, 콜로이달실리카 등의 유리지립을 포함하는 알칼리베이스의 연마제를 적하하여 서로 회전하고 슬라이드이동시킴으로써 연마가 행해진다. 2차연마의 연마포도 경질의 부직포나 발포우레탄제인 것이 일반적으로 사용된다.
1차연마나 2차연마의 연마종료직전에는, 1차연마제나 2차연마제에 의한 웨이퍼 표면의 에칭이나 이물의 부착을 억제하기 위해, 웨이퍼 표면을 친수화할 목적으로 하이드록시에틸셀룰로오스(HEC)와 같은 수용성 고분자 셀룰로오스를 포함한 연마제를 사용하여 연마를 실시한다. 이 연마는 린스연마 등이라 불린다. 또한 이 때 사용되는 연마제는 린스연마제라고도 불린다.
마무리연마공정도 2차연마와 마찬가지로 편면연마장치에서 실시된다. 여기서 마무리연마의 목적 중 하나는, 표면결함을 줄이면서 웨이퍼의 표면거칠기, 특히 헤이즈라고 불리는 공간파장이 수마이크론 이하의 미세한 거칠기를 개선하는 것이다.
하이드록시에틸셀룰로오스와 같은 수용성 고분자를 포함하는 연마제는, 헤이즈와 같은 공간파장이 짧은 웨이퍼 표면거칠기를 개선하는 효과가 알려져 있다(특허문헌 1). 이것은 수용성 고분자가 웨이퍼 표면에 흡착함으로써, 그 부분의 웨이퍼연마를 억제하는 기능이 있어, 웨이퍼거칠기성분인 요철부의 볼록부에 부착된 고분자는 연마포와의 접촉에 의해 용이하게 박리되어서, 이 부분은 연마되는 한편, 오목부는 수용성 고분자가 체류하여 연마되지 않는다. 그 결과, 볼록부가 선택적으로 연마됨으로써 웨이퍼 표면거칠기가 개선될 것으로 추측된다.
이 점에서, 마무리연마에 있어서는 하이드록시에틸셀룰로오스와 같은 수용성 고분자를 포함하는 연마제, 및 스웨이드타입과 같은 연질성의 연마포를 이용하여 연마가 행해진다.
여기서 하이드록시에틸셀룰로오스의 평균분자량이 큰 것(예를 들어 100만 이상)은, 그 자신이 용액 중에서 매개가 되어 연마제 중의 유리지립을 응집하는 경향이 있으며, 이러한 연마제로 연마를 하면, 웨이퍼 표면에 미소한 표면결함(마이크로스크래치)이 발생하기 쉬워진다는 문제가 있다.
이에 이 문제를 해결하는 수단으로서, 평균분자량이 작은 하이드록시에틸셀룰로오스를 함유한 연마제를 이용하는 방법이나, 추가로 여과를 실시함으로써 응집을 줄이는 방법이 취해지고 있는 경우가 있다(특허문헌 2).
한편, 평균분자량이 작은(예를 들어 40만 이하) 하이드록시에틸셀룰로오스는 웨이퍼 표면에 대한 흡착력이 약하여, 즉 웨이퍼 표면의 보호성능이 낮아, 특히 연마에 있어서의 기계적 작용이 강한 경우, 예를 들어 경질연마포를 사용하고, 웨이퍼하중이 높은 경우나 연마시의 정반이나 연마헤드의 회전수가 높다고 하는 경우에는, 웨이퍼 표면에 부착된 수용성 고분자가 박리하여, 충분히 웨이퍼 표면보호가 이루어지지 않아서 웨이퍼 표면의 에칭에 의한 헤이즈얼룩이나 슬러리번 또는 Differential Interference Contrast(DIC) 결함이라 불리는 완만한 볼록 또는 오목형상의 결함과 같은 품질불량의 증가로 이어진다.
일본특허공개 2008-053414호 공보 일본특허공개 2010-34509호 공보
본 발명의 목적은, 웨이퍼 표면의 미소결함도 적고, 또 DIC결함도 적고, 또한 표면거칠기가 양호한 반도체 실리콘 웨이퍼의 연마방법을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 연마제를 공급하면서, 정반에 첩부된 연마포에, 연마헤드로 유지된 반도체 실리콘 웨이퍼를 슬라이드이동시킴으로써 상기 반도체 실리콘 웨이퍼의 연마를 행하는 연마방법으로서, 상기 반도체 실리콘 웨이퍼에 1차연마, 2차연마, 마무리연마를 차례로 실시할 때, 상기 2차연마를, 유리지립을 함유하고, 수용성 고분자제를 함유하지 않는 알칼리베이스의 연마제에 의한 연마와, 그 후의 수용성 고분자제를 함유하는 연마제에 의한 린스연마로 이루어지는 것으로 하고, 상기 린스연마를 2단계의 연마로 이루어지는 것으로 하고, 수용성 고분자제를 함유하는 연마제를 공급하면서 1단계째의 린스연마를 실시한 후, 수용성 고분자제의 평균분자량이 1단계째의 연마제의 것보다 큰 연마제로 전환하여 공급하면서 2단계째의 린스연마를 실시하는 것을 특징으로 하는 연마방법을 제공한다.
이러한 연마방법이면, 2차연마 후의 실리콘 웨이퍼에 있어서, 웨이퍼 표면의 미소결함이나, DIC결함이 적은 것으로 할 수 있고, 표면거칠기를 개선할 수 있다. 그리고, 그 결과, 마무리연마의 연마조건을 변경하는 일 없이, 마무리연마 후의 실리콘 웨이퍼에 있어서도, 상기 미소결함, DIC결함, 표면거칠기의 면에서 양호한 것을 얻는 것이 가능하다.
이 때, 상기 유리지립을, 콜로이달실리카로 할 수 있다.
2차연마에서의 유리지립으로서 콜로이달실리카는 자주 사용되고 있으며, 간단히 준비할 수 있다.
또한, 상기 수용성 고분자제를, 하이드록시에틸셀룰로오스로 할 수 있다.
린스연마제로의 수용성 고분자제로서, 하이드록시에틸셀룰로오스는 자주 사용되고 있으며, 간단히 준비할 수 있다. 또한, 효율좋게 웨이퍼의 표면거칠기의 개선이나 보호를 도모할 수 있다.
또한, 상기 1단계째의 린스연마의 연마제를, 평균분자량이 20만 이상 70만 미만인 수용성 고분자제를 함유하는 것으로 하고, 상기 2단계째의 린스연마의 연마제를, 평균분자량이 70만 이상 150만 이하인 수용성 고분자제를 함유하는 것으로 할 수 있다.
이와 같이 1단계째의 린스연마의 연마제의 수용성 고분자제의 평균분자량을 상기 범위로 함으로써, 미소결함수의 악화를 보다 효과적으로 억제할 수 있고, 또한, 표면거칠기를 보다 효과적으로 개선할 수 있다.
또한, 2단계째의 린스연마의 연마제의 수용성 고분자제 평균분자량을 상기 범위로 함으로써, 웨이퍼 표면을 충분히 보호시킬 수 있고, DIC결함수의 악화를 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 상기 1단계째의 린스연마에 있어서의 연마하중, 정반회전수, 및 연마헤드회전수의 값을, 상기 알칼리베이스의 연마제에 의한 연마일 때의 값의 ±30% 이내로 할 수 있다.
이와 같이 하면, 연마웨이퍼의 생산성이 저감되는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 2차연마 후, 마무리연마 후의 표면거칠기를 개선할 수 있다.
또한, 상기 2단계째의 린스연마에 있어서의 연마하중, 정반회전수, 및 연마헤드회전수의 값을, 상기 알칼리베이스의 연마제에 의한 연마일 때의 값의 70% 이하로 할 수 있다.
이와 같이 하면, 수용성 고분자제에 의해 웨이퍼 표면을 보다 효과적으로 보호시키고, 미소결함이나 DIC결함 등의 표면결함의 악화를 보다 한층 방지할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 연마방법이면, 2차연마 후, 마무리연마 후의 실리콘 웨이퍼에 있어서, 미소결함, DIC결함의 수를 저감할 수 있고, 또한, 표면거칠기가 양호한 것으로 하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 연마방법의 일례를 나타내는 플로우도이다.
도 2는 본 발명의 연마방법에 있어서의 연마하중의 변화의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 2차연마로 사용가능한 연마장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 4는 종래의 연마방법의 일례를 나타내는 플로우도이다.
도 5는 종래의 연마방법에 있어서의 연마하중의 변화의 일례를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 연마방법에 대하여, 실시태양의 일례로서, 도면을 참조하면서 상세히 설명하나, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.
도 3은, 본 발명의 연마방법의 2차연마로 사용할 수 있는 연마장치를 나타내고 있다. 연마장치(1)는, 편면연마장치이며, 연마포(5)가 붙여진 정반(2)과, 연마헤드(3), 및 연마제 공급기구(4)로 구성되어 있다. 정반(2)은 회전샤프트(6)의 회전에 의해 회전가능하며, 또한, 연마헤드(3)도 회전가능하다.
그리고, 연마제 공급기구(4)로부터 연마제(7)를 공급하면서, 연마헤드(3)에 유지된 반도체 실리콘 웨이퍼(W)를 연마포(5)에 슬라이드접촉하면서 정반(2) 및 연마헤드(3)를 회전함으로써 웨이퍼(W)가 연마된다. 연마제 공급기구(4)는 연마 중에 복수 종류의 연마제를 순차 전환할 수 있다.
한편, 1차연마에 있어서는, 예를 들어 양면연마기를 이용할 수 있다. 이 양면연마기는 상하정반, 웨이퍼를 유지하기 위한 홀이 마련된 캐리어, 이 캐리어를 상하정반간에 회전시키기 위한 선기어 및 인터널기어를 구비하고 있다.
그리고, 연마시에는, 웨이퍼는 캐리어에 유지되어 상하정반간에 끼워진 상태에서, 연마제가 상하정반간에 적하되면서 서로 역방향으로 회전하면서, 캐리어도 자전공전함으로써 웨이퍼 표리면이 동시에 연마된다.
또한, 마무리연마에 있어서는, 2차연마와 마찬가지로, 편면연마장치를 이용할 수 있다. 2차연마와는 상이한 연마포를 이용하거나, 상이한 연마제를 공급할 수 있다.
한편, 이들 1차연마, 2차연마, 마무리연마에 있어서 이용하는 장치 자체는, 예를 들어 종래와 동일한 것으로 할 수 있다.
다음에, 본 발명의 연마방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 연마방법의 공정의 일례를 도 1에 나타낸다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 크게 나누면 1차연마, 2차연마, 마무리연마의 3개로 이루어져 있다.
[1차연마에 대하여]
우선, 1차연마이나, 이 공정자체는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 종래와 동일한 양면연마기를 이용하고, 종래와 동일한 연마조건(연마포나 연마제의 종류, 연마하중, 상하정반회전수, 연마시간 등)으로 웨이퍼의 양면연마를 실시하는 것이 가능하다. 원하는 품질이 얻어지도록, 적당히 결정할 수 있다.
[2차연마에 대하여]
다음에, 2차연마에 대하여 설명한다. 2차연마는, 알칼리베이스의 연마제에 의한 연마와, 그 후에 행하는 린스연마로 이루어져 있다.
(알칼리베이스의 연마제에 의한 연마)
2차연마에 있어서, 최로로 행하는 알칼리베이스의 연마제에 의한 연마에서는, 유리지립을 함유하고, 수용성 고분자제를 함유하지 않는, 알칼리베이스의 연마제를 사용한다. 유리지립으로는, 예를 들어, 자주 이용되고 있으며, 비교적 간단히 준비할 수 있는 콜로이달실리카를 사용할 수 있다.
콜로이달실리카로는, BET법에 의해 평균1차입자경이 예를 들어 38nm 정도인 것을 사용할 수 있다. 이것은 콜로이달실리카의 1차입자경이 20nm보다 작으면 표면거칠기는 개선되나, 연마레이트가 낮아져 생산성이 악화되기 쉬워진다. 또한 실리카가 응집하기 쉬워지므로 표면결함도 증가하는 경향이 있다. 한편 1차입자경이 50nm 이상이면 표면거칠기가 악화되기 쉬워진다. 이에 콜로이달실리카의 1차입자경은 생산성과 표면거칠기, 표면결함의 관점에서 20nm 내지 40nm의 범위인 것이 바람직하다. 이러한 범위인 것을 사용함으로써, 생산성을 보다 향상시키고, 표면거칠기나 표면결함의 개선을 보다 효과적으로 도모할 수 있다.
또한 연마제의 pH는 9보다 낮아지면, 콜로이달실리카의 제타전위가 0에 가까워져 입자간의 반발력이 약해짐으로써 응집하기 쉬워진다. 한편 pH가 12보다 높아지면 콜로이달실리카가 용액 중에 용해되기 쉬워진다. 이상의 점에서 이 알칼리베이스의 연마제의 pH는 9 내지 12의 범위 내에 들어가도록 조정되어 있는 것이 바람직하고, 10 내지 11의 범위로 조정되는 것이 보다 바람직하다. pH조정은 KOH용액을 첨가함으로써 실시할 수 있다.
또한, 연마하중 등의 다른 연마조건에 관해서는, 원하는 품질에 따라, 그 때마다 결정할 수 있다.
(린스연마)
다음에, 연마제를 전환하여 린스연마한다. 이 린스연마는 2단계의 연마로 이루어져 있다. 수용성 고분자제를 함유하는 연마제를 이용하는 1단계째의 린스연마와, 수용성 고분자제의 평균분자량이 1단계째의 연마제의 것보다 큰 연마제를 이용하는 2단계째의 린스연마이다.
한편, 수용성 고분자제는 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들어, 하이드록시에틸셀룰로오스(HEC), 하이드록시프로필셀룰로오스(HPC), 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 등으로 할 수 있다. 린스연마제로서 자주 사용되고 있으며, 웨이퍼의 표면거칠기의 개선이나 보호를 효율좋게 행할 수 있다. 이하에서는, 하이드록시에틸셀룰로오스를 사용하는 경우를 예로 들어 설명한다.
우선, 1단계째의 린스연마에 대해서인데, 평균분자량이 예를 들어 20만 이상 70만 미만인 하이드록시에틸셀룰로오스를 함유하는 연마제로 전환하여 공급하면서 연마한 경우, 웨이퍼 표면거칠기를 효과적으로 개선할 수 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 2차연마 후, 마무리연마 후의 미소결함수의 악화를 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
이 때 생산성을 가능한 한 잃지 않도록 하기 위해, 연마하중이나 정반회전수, 연마헤드회전수는 린스연마제로 전환하기 전의 알칼리베이스의 연마제를 사용시의 조건과 동일 또는 ±30%의 범위 내의 조건하인 것이 바람직하다. 또한 표면거칠기를 개선함에 있어서 상기 조건하에서 7초 이상 연마하는 것이 바람직하고, 10초 이상 연마하는 것이 보다 바람직하다. 이들과 같은 연마조건 하에서 1단계째의 린스연마를 행함으로써, 생산성, 표면거칠기의 개선의 점에서 보다 우수한 결과를 얻을 수 있다.
그 후, 분자량이 70만 이상 150만 이하인 하이드록시에틸셀룰로오스를 함유한 연마제로 전환하여 공급하면서 2단계째의 린스연마를 행한다. 이러한 평균분자량의 것을 이용하면, 하이드록시에틸셀룰로오스에 의한 웨이퍼 표면의 보호성능을 보다 높게 할 수 있고, 웨이퍼 표면의 부분적인 에칭(슬러리번)이나 DIC결함이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
이 때, 웨이퍼에 대한 기계적 작용을 줄여 표면결함을 방지하기 위해, 연마하중과 정반회전수 및 연마헤드회전수는, 알칼리베이스의 연마제 사용시의 조건으로부터 30% 이상 낮추어(즉, 상기 알칼리베이스의 연마제에 의한 연마시의 조건의 70% 이하의 조건으로) 연마하는 것이 바람직하고, 50% 이상 낮추는 것이 보다 바람직하다. 또한 하한으로는, 예를 들어 알칼리베이스의 연마제에 의한 연마시의 조건의 0%보다 크면 된다. 또한 표면보호가 목적이므로 연마시간은 20초 이하인 것이 바람직하고, 15초 이하인 것이 보다 바람직하다. 이에 따라, 하이드록시에틸셀룰로오스에 의해 웨이퍼 표면을 충분히 보호시켜, 표면품질의 악화를 방지할 수 있다.
도 2는 상기의 연마방법에 있어서의 연마하중의 변화를 예시한 것이다. 이 예에서는, 1단계째의 린스연마에 있어서는, 알칼리베이스의 연마제 사용시와 동일한 조건으로 되어 있고, 2단계째의 린스연마에 있어서는, 알칼리베이스의 연마제 사용시의 50% 정도로 되어 있다. 이러한 연마조건으로 함으로써, 전술한 효과를 보다 한층 확실히 얻을 수 있다.
또한 1단계째의 린스연마제에는, 연마를 촉진하기 위해 콜로이달실리카와 같은 유리지립을 포함하는 것이 바람직하나, 조사의 결과, 알칼리베이스의 연마제로부터 1단계째의 린스연마제에 연마제를 전환해도 알칼리베이스의 연마제 중의 유리지립이 연마포에 한동안 잔류하고 있으므로, 반드시 이 1단계째의 린스연마제에 유리지립을 포함할 필요는 없다. 단, 연마시간이 30초 이상일 때는 잔류지립의 영향이 없어지므로, 1단계째의 린스연마제에 콜로이달실리카를 함유하지 않는 경우는, 1단계째의 린스연마시간은 30초 이하인 것이 바람직하다.
2단계째의 린스연마제는, 웨이퍼 표면보호와 같은 목적으로 봤을 때 유리지립을 포함할 필요는 없으나, 포함하고 있다고 해도 품질 상의 문제는 없다. 포함하지 않는 경우, 비용면에서의 향상을 도모할 수 있다.
여기서, 2차연마 등에서 사용하는 연마포와 평탄도에 관하여 서술한다.
종래에 있어서는, 미소결함이나 DIC결함의 문제에 대하여, 1차연마나 2차연마시에 있어서의, 종래의 린스연마로는 하이드록시에틸셀룰로오스의 평균분자량이 70만 내지 200만 정도의 린스연마제를 사용하고, 도 5와 같이 웨이퍼연마하중이나 연마포회전수를 낮추어 단시간 연마함으로써 표면결함을 증가시키지 않고, 또한 양호한 표면보호성능을 확보하는 것이 일반적이었다.
그 한편으로, 그 후의 마무리연마에서는 표면결함을 억제하는 목적으로, 평균분자량이 20만 이상 70만 미만인 하이드록시에틸셀룰로오스를 포함한 연마제가 사용된다. 나아가 하이드록시에틸셀룰로오스에 의한 표면보호성능을 확보하기 위해, 연질연마포를 이용하여 웨이퍼연마하중을 낮게 하고, 정반회전수 및 연마헤드회전수를 낮게 함으로써, 연마에 있어서의 기계적 작용을 줄여 표면결함이 적고 또한 양호한 표면거칠기를 확보하고 있었다.
그런데, 웨이퍼품질 중 하나로서 수 차례 서술한 바와 같이 표면거칠기가 있다. 표면거칠기에는 헤이즈라 불리우는 공간파장이 수 마이크론 이하인 것이 중요시되고 있다. 이는 표면결함검사장치에 있어서 헤이즈레벨이 나쁘면 웨이퍼 상의 결함으로부터 얻어지는 신호강도와 웨이퍼의 노이즈(헤이즈)성분의 신호강도의 비(S/N비)가 작아짐으로써 미소결함검출의 방해가 되기 때문이다. 헤이즈는 예를 들어 KLATencor사제의 SP2 등으로 측정되고, 그 면내전체의 평균값이 웨이퍼의 대표값으로서 사용된다.
그런데 최근 헤이즈와는 별도로, 수마이크론 내지 50마이크론 정도의 공간파장을 갖는 표면거칠기가 디바이스 제조시의 수율에 영향을 주는 것을 알게 되어 주목받고 있다. 이러한 표면거칠기는 예를 들어 Schmitt Measurement System제 TMS3000 RC로 측정되고, 그 면내 전체의 평균값이 웨이퍼의 대표거칠기로서 사용된다. 이 영역의 웨이퍼 표면거칠기는 연질의 연마포를 사용함으로써 개선할 수 있고, 예를 들어 연질의 연마포를 사용하는 마무리연마의 연마절삭량을 늘림으로써, 이러한 웨이퍼 표면거칠기는 개선할 수 있다고 되어 있다.
그러나, 이러한 연질의 연마포로 연마절삭량을 늘리면, 웨이퍼 외주부의 절삭량이 많아져 웨이퍼평탄도가 악화된다는 등의 문제가 있다. 이는 연마하중을 받은 웨이퍼가 연질의 연마포 내에 가라앉음으로써, 웨이퍼 외주부가 받는 연마포로부터의 반발력이 높아지고, 그 결과로서 외주부의 연마가 보다 촉진되는 것이 원인으로 생각되고 있다.
전술한 바와 같이, 통상, 2차연마에서는 경질의 연마포가 자주 이용되고 있으며, 이 점, 본 발명의 2차연마에 있어서도 동일한 경질의 것을 호적하게 이용할 수 있다. 이러한 경질의 연마포를 이용하는 2차연마에서는, 알칼리베이스의 연마제에 의한 연마의 후, 연마제를 전환한 1단계째의 린스연마에 있어서, 표면거칠기 개선을 위해 그 연마시간을 늘려도 평탄도를 악화시킬 일이 없다.
이와 같이, 종래법에서는, 연질의 연마포를 사용하는 마무리연마의 조건변화에 따라 표면거칠기의 개선을 도모하지만 평탄도의 악화를 초래하는데, 본 발명에 있어서는, 마무리연마의 조건을 굳이 변화시킬 필요도 없다. 그리고 일반적으로 경질의 연마포가 이용되는 2차연마에 있어서, 평탄도를 손상시키는 일 없이 표면거칠기의 개선을 도모할 수 있다.
[마무리연마에 대하여]
마무리연마의 공정 자체는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 종래와 동일한 편면연마장치를 이용하여, 종래와 동일한 연마조건(연마포나 연마제의 종류, 연마하중, 정반회전수, 연마헤드회전수, 연마시간 등)으로 웨이퍼의 편면연마를 실시하는 것이 가능하다. 원하는 품질이 얻어지도록, 적당히 결정할 수 있다. 한편, 종래와 같이, 연질연마포를 사용하는 마무리연마에서의 연마절삭량을 늘릴 필요도 없고, 평탄도를 손상시키는 일도 없다.
이상, 본 발명의 연마방법에 대하여 상세히 서술해왔으나, 상기와 같이 하여 2차연마를 함으로써 웨이퍼평탄도나 표면결함을 악화시키는 일 없이 2차연마 후의 표면거칠기를 개선하는 것이 가능해진다. 또한 2차연마 후의 거칠기가 개선된 결과, 마무리연마조건을 변경하는 일 없이, 마무리연마 후의 표면거칠기도 함께 개선할 수 있다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예를 나타내어, 본 발명을 구체적으로 설명하나, 본 발명은 이것들로 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1-8에 대하여]
도 1에 나타내는 플로우를 따라, 본 발명의 연마방법을 실시하였다.
피연마물로서 직경 300mm의 반도체 실리콘 웨이퍼를 준비하고, 우선, 양면연마기를 이용하여 1차연마를 실시하였다. 이 1차연마의 연마조건은 이하와 같다.
연마장치는 후지코시기계공업제의 DSP-20B를 이용하였다. 또한, 연마포는 아스카 C 경도 92의 발포우레탄제인 것을 이용하고, 슬러리는 평균입경 38nm의 콜로이달실리카를 1.0wt% 포함하는 알칼리베이스인 것을 준비하고, PH10.5가 되도록 KOH용액으로 조정하였다.
다음에, 1차연마를 실시한 웨이퍼에 대하여, 도 3에 나타낸 연마장치를 이용하여 2차연마를 실시하였다. 2차연마로는, 알칼리베이스의 연마제에 의한 연마, 1단계째의 린스연마, 2단계째의 린스연마를 차례로 실시하였다. 연마장치로서 오카모토제작소제의 PNX332B를 이용하였다.
또한, 이들 2차연마에서 사용하는 연마포는, 평탄도의 악화를 보다 효과적으로 방지하기 위해 Asker C 경도 67의 부직포타입인 것을 시즈닝처리 후의 것으로 준비하였다. 한편 시즈닝방법은 본 발명에 있어서 특별히 한정되는 것은 아니나, 여기서는 웨이퍼를 이용하여, 알칼리베이스의 연마제에 의한 연마와 동일한 연마하중, 정반 및 연마헤드회전수, 연마제조건으로 60분간 연속연마를 실시하였다.
알칼리베이스의 연마제에 의한 연마에서는, 연마제는 유리지립인 콜로이달실리카를 포함하는 알칼리베이스인 것을 사용하고, 콜로이달실리카는 BET법에 의해 평균1차입자경이 38nm 정도인 것을 사용하였다. pH조정은 KOH용액을 이용하여 행하고, pH가 10.5인 것을 사용하였다.
또한, 기타 연마조건에 대해서는 실시예마다 후술한다.
린스연마에 있어서 사용한 2종류의 린스연마제(1, 2)를 하기의 표 1에 나타낸다.
1단계째의 린스연마에서는, 표면거칠기 개선을 위한 린스연마제(1)로서, 평균1차입자경이 38nm인 콜로이달실리카를 포함하는 알칼리베이스의 연마제를 이용하였다. 콜로이달실리카농도는 0.4wt%, 하이드록시에틸셀룰로오스를 0.05wt%가 되도록 조정하고 있다.
2단계째의 린스연마에서는, 웨이퍼 표면보호용으로서의 린스연마제(2)로서, 유리지립을 포함하지 않고, 하이드록시에틸셀룰로오스를 0.05wt% 함유한 것을 사용하였다.
린스연마제(1, 2)의 하이드록시에틸셀룰로오스의 평균분자량이나, 기타 연마조건에 대해서는 실시예마다 후술한다.
Figure pct00001
2차연마 후에는, 스웨이드타입의 연마포를 사용한 편면연마장치를 이용하여 마무리연마를 실시하였다. 이 마무리연마의 연마조건은 이하와 같다.
아스카 C 경도 60의 연마포를 사용하고, 슬러리는 평균입경 38nm의 콜로이달실리카를 0.4wt% 함유하고, 평균분자량이 30만인 하이드록시에틸셀룰로오스를 0.05wt% 포함하는 슬러리를 사용하였다.
그 후, 웨이퍼를 세정한 후에 웨이퍼 표면의 거칠기를 측정하였다. 표면거칠기는 Schmitt Measurement System제 TMS3000 RC로 측정하고, 웨이퍼면내 전체측정점의 평균값을 웨이퍼의 대표거칠기로서 설정하였다.
또한, 미소결함이나, DIC결함은, KLATencor사제의 SP2로 측정하였다.
이하, 실시예마다의 연마조건, 연마웨이퍼의 품질결과에 대하여 더욱 상세히 서술하나, 후술되는 내용 이외의, 2차연마 중에 있어서의 연마제를 이용했을 때의 조건, 및 마무리연마의 조건은 이하의 모든 실시예(및 후술하는 비교예)에 있어서 동일조건 하에서 실시하였다.
한편, 표 2에 린스연마에서의 연마조건(린스연마제(1, 2)의 HEC평균분자량이나, 각 연마제 공급시의 연마하중, 정반회전수, 연마헤드회전수, 연마시간)과 연마웨이퍼의 품질결과를 정리하였다.
(실시예 1)
2차연마에 있어서의, 알칼리베이스의 연마제를 이용한 주된 연마에 있어서의 정반회전수를 30rpm, 헤드회전수를 30rpm, 웨이퍼연마하중을 15kPa, 알칼리베이스의 연마제를 1000ml/min의 조건 하에서 60초 연마하였다.
그 후, 연마제만을 평균분자량이 30만인 하이드록시에틸셀룰로오스를 포함하는 린스연마제(1)로 전환하여 20초간 연마하였다.
다시 그 후, 정반회전수, 헤드회전수를 각각 15rpm, 15rpm으로 하고, 웨이퍼하중을 7kPa로 한 상태에서, 평균분자량이 100만인 하이드록시에틸셀룰로오스를 포함하는 린스연마제(2)로 전환하여 10초간 연마하였다.
그 결과, 마무리연마 후에서의 표면거칠기는 1.29Å가 되고, 만족하는 결과가 얻어졌다. 또한 미소결함, DIC결함은 모두 만족하는 결과가 얻어졌다.
(실시예 2)
린스연마제(1)의 조건을 표 2에서 나타낸 조건, 즉 하이드록시에틸셀룰로오스의 평균분자량을 20만으로 한 것 이외는 실시예 1과 동일한 조건으로 연마를 실시하여, 웨이퍼의 품질을 평가하였다.
그 결과, 표면거칠기, 미소결함, DIC결함은, 모두 만족하는 결과가 얻어졌다.
(실시예 3)
린스연마제(1)의 조건을 표 2에서 나타낸 조건, 즉 하이드록시에틸셀룰로오스의 평균분자량을 60만으로 한 것 이외는 실시예 1과 동일한 조건으로 연마를 실시하여, 웨이퍼의 품질을 평가하였다.
그 결과, 표면거칠기, 미소결함, DIC결함은, 모두 만족하는 결과가 얻어졌다.
(실시예 4)
린스연마제(2)의 조건을 표 2에서 나타낸 조건, 즉 하이드록시에틸셀룰로오스의 평균분자량을 70만으로 한 것 이외는 실시예 1과 동일한 조건으로 연마를 실시하여, 웨이퍼의 품질을 평가하였다.
그 결과, 표면거칠기, 미소결함, DIC결함은, 모두 만족하는 결과가 얻어졌다.
(실시예 5)
린스연마제(2)의 조건을 표 2에서 나타낸 조건, 즉 하이드록시에틸셀룰로오스의 평균분자량을 150만으로 한 것 이외는 실시예 1과 동일한 조건으로 연마를 실시하여, 웨이퍼의 품질을 평가하였다.
그 결과, 표면거칠기, 미소결함, DIC결함은, 모두 만족하는 결과가 얻어졌다.
(실시예 6)
린스연마제(1)의 조건을 표 2에서 나타낸 조건, 즉 정반회전수 및 헤드회전수를 각각 25rpm으로 한 것 이외는 실시예 1과 동일한 조건으로 연마를 실시하여, 웨이퍼의 품질을 평가하였다.
그 결과, 표면거칠기, 미소결함, DIC결함은, 모두 만족하는 결과가 얻어졌다.
(실시예 7)
린스연마제(1)의 조건을 표 2에서 나타낸 조건, 즉 하이드록시에틸셀룰로오스의 평균분자량을 20만으로 하고, 정반회전수 및 헤드회전수를 각각 35rpm, 연마시간을 15초로 하고, 또한 린스연마제(2)의 조건을, 하이드록시에틸셀룰로오스의 평균분자량을 70만으로 하고, 연마하중 5kPa, 정반회전수 및 헤드회전수를 각각 20rpm으로 한 것 이외는 실시예 1과 동일한 조건으로 연마를 실시하여, 웨이퍼의 품질을 평가하였다.
그 결과, 표면거칠기, 미소결함, DIC결함은, 모두 만족하는 결과가 얻어졌다.
(실시예 8)
린스연마제(1)의 조건을 표 2에서 나타낸 조건, 즉 연마하중을 12kPa, 연마시간을 30초로 하고, 또한 린스연마제(2)의 조건을, 연마하중 5kPa, 정반회전수 및 헤드회전수를 각각 20rpm으로 한 것 이외는 실시예 1과 동일한 조건으로 연마를 실시하여, 웨이퍼의 품질을 평가하였다.
그 결과, 표면거칠기, 미소결함, DIC결함은, 모두 만족하는 결과가 얻어졌다.
[비교예 1-5에 대하여]
실시예 1과 동일한 반도체 실리콘 웨이퍼를 준비하고, 실시예 1과 동일한 조건으로 1차연마를 실시하였다. 그 후, 각 비교예에 있어서, 표 2에 나타낸 바와 같이 하여 2차연마를 실시하였다. 2차연마에서의 상세한 조건에 대해서는 후술한다. 그 후, 실시예 1과 동일한 조건으로 마무리연마를 행하였다.
그리고, 실시예 1과 마찬가지로, 웨이퍼를 세정한 후에 웨이퍼 표면의 거칠기, 미소결함, DIC결함의 평가를 행하였다.
(비교예 1)
비교예 1은, 표 2에 나타낸 바와 같이, 2차연마제에 의한 연마의 후, 린스연마제(1)에 의한 연마를 생략한 것 이외는 실시예 1과 동일한 조건으로 연마를 실시하여, 웨이퍼의 품질을 평가하였다.
그 결과, 마무리연마 후에 있어서의 표면거칠기는 1.63Å로, 실시예와 비교하면 나쁜 결과가 되었다. 또한, 미소결함, DIC결함은 모두 만족하는 결과가 얻어졌다.
(비교예 2)
린스연마제(2)의 조건을 표 2에서 나타낸 조건, 즉 린스연마제(1)에 의한 연마를 생략하고, 연마하중을 15kPa, 정반회전수, 헤드회전수를 각각 30rpm, 연마시간을 20초로 한 것 이외는 실시예 1과 동일한 조건으로 연마를 실시하여, 웨이퍼의 품질을 평가하였다.
그 결과, 마무리연마 후에 있어서의 표면거칠기는 1.33Å로, 만족하는 결과가 되었으나, 미소결함은 악화되었다. 또한 DIC결함수도 미세하게 증가하였다.
(비교예 3)
린스연마제(1)의 조건을 표 2에서 나타낸 조건, 즉 연마하중을 7kPa, 정반회전수, 헤드회전수를 각각 15rpm으로 10초간 연마하고, 린스연마제(2)에 의한 연마를 생략한 것 이외는 실시예 1과 동일한 조건으로 연마를 실시하여, 웨이퍼의 품질을 평가하였다.
그 결과, 마무리연마 후의 표면거칠기는 1.61Å로, 실시예에 비해 악화되었다. 미소결함은 만족하는 결과가 얻어졌으나, DIC결함수는 악화된 결과가 되었다.
(비교예 4)
표 2에 나타낸 바와 같이, 린스연마제(2)의 연마를 생략한 것 이외는 실시예 1과 동일한 조건으로 연마를 실시하여, 웨이퍼의 품질을 평가하였다.
그 결과, 마무리연마 후의 표면거칠기는 1.32Å가 되었다. 또한 미소결함은 만족하는 결과가 얻어졌으나, DIC결함은 실시예에 비해 악화되었다.
(비교예 5)
린스연마제(1, 2)의 조건을 표 2에서 나타낸 조건, 즉 린스연마제(1)의 하이드록시에틸셀룰로오스의 평균분자량을 100만으로 하고, 린스연마제(2)의 하이드록시에틸셀룰로오스의 평균분자량을 30만으로 한 것 이외는 실시예 1과 동일한 조건이다.
그 결과, 마무리연마 후의 표면거칠기는 1.32Å가 되고 실시예와 동등한 품질이 얻어졌으나, 미소결함, DIC결함은 모두 실시예에 비해 악화된 결과가 되었다.
Figure pct00002
전술한 바와 같이, 또한 표 2에 나타낸 바와 같이, 각 실시예에서는 표면거칠기는 개선되고, 또한 표면의 미소결함이나 DIC결함에 대해서는 만족하는 결과가 얻어지고 있다. 또한, 각 실시예에 있어서, 평탄도가 악화되는 경우도 없었다.
한편, 본 발명은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는, 예시이며, 본 발명의 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 동일한 작용효과를 나타내는 것은, 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims (6)

  1. 연마제를 공급하면서, 정반에 첩부된 연마포에, 연마헤드로 유지된 반도체 실리콘 웨이퍼를 슬라이드이동시킴으로써 상기 반도체 실리콘 웨이퍼의 연마를 행하는 연마방법으로서,
    상기 반도체 실리콘 웨이퍼에 1차연마, 2차연마, 마무리연마를 차례로 실시할 때,
    상기 2차연마를, 유리지립을 함유하고, 수용성 고분자제를 함유하지 않는 알칼리베이스의 연마제에 의한 연마와, 그 후의 수용성 고분자제를 함유하는 연마제에 의한 린스연마로 이루어지는 것으로 하고,
    상기 린스연마를 2단계의 연마로 이루어지는 것으로 하고, 수용성 고분자제를 함유하는 연마제를 공급하면서 1단계째의 린스연마를 실시한 후, 수용성 고분자제의 평균분자량이 1단계째의 연마제의 것보다 큰 연마제로 전환하여 공급하면서 2단계째의 린스연마를 실시하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유리지립을, 콜로이달실리카로 하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 수용성 고분자제를, 하이드록시에틸셀룰로오스로 하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 1단계째의 린스연마의 연마제를, 평균분자량이 20만 이상 70만 미만인 수용성 고분자제를 함유하는 것으로 하고, 상기 2단계째의 린스연마의 연마제를, 평균분자량이 70만 이상 150만 이하인 수용성 고분자제를 함유하는 것으로 하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 1단계째의 린스연마에 있어서의 연마하중, 정반회전수, 및 연마헤드회전수의 값을, 상기 알칼리베이스의 연마제에 의한 연마일 때의 값의 ±30% 이내로 하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2단계째의 린스연마에 있어서의 연마하중, 정반회전수, 및 연마헤드회전수의 값을, 상기 알칼리베이스의 연마제에 의한 연마일 때의 값의 70% 이하로 하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11939491B2 (en) 2019-03-27 2024-03-26 Fujimi Incorporated Method of polishing object to be polished containing material having silicon-silicon bond
JP6809626B1 (ja) 2020-04-08 2021-01-06 信越半導体株式会社 シリコンウェーハのｄｉｃ欠陥の形状測定方法及び研磨方法
CN114434218B (zh) * 2022-02-21 2023-07-25 合肥江丰电子材料有限公司 一种lcd平面靶材的修复方法
CN116852183B (zh) * 2023-08-02 2024-04-02 山东有研半导体材料有限公司 一种用于大型晶圆研磨机改善晶圆形貌的研磨工艺

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008053414A (ja) 2006-08-24 2008-03-06 Fujimi Inc 研磨用組成物及び研磨方法
JP2010034509A (ja) 2008-07-03 2010-02-12 Fujimi Inc 半導体用濡れ剤、それを用いた研磨用組成物および研磨方法
JP2016001705A (ja) * 2014-06-12 2016-01-07 信越半導体株式会社 ウェーハの研磨方法
JP2016004953A (ja) * 2014-06-18 2016-01-12 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
JP2016039179A (ja) * 2014-08-05 2016-03-22 信越半導体株式会社 シリコンウェーハの仕上げ研磨方法及びシリコンウェーハ

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100832942B1 (ko) * 2000-10-26 2008-05-27 신에츠 한도타이 가부시키가이샤 웨이퍼의 제조방법 및 연마장치 및 웨이퍼
JP2005303060A (ja) * 2004-04-13 2005-10-27 Nitta Haas Inc リンス研磨溶液
JP5204960B2 (ja) * 2006-08-24 2013-06-05 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物及び研磨方法
SG185085A1 (en) * 2010-04-30 2012-12-28 Sumco Corp Method for polishing silicon wafer and polishing liquid therefor
WO2011142362A1 (ja) * 2010-05-11 2011-11-17 日産化学工業株式会社 シリコンウェーハ用研磨組成物及びシリコンウェーハの研磨方法
WO2012002525A1 (ja) * 2010-07-02 2012-01-05 株式会社Sumco シリコンウェーハの研磨方法
TW201321489A (zh) * 2011-11-18 2013-06-01 Nissan Chemical Ind Ltd 半導體晶圓用研磨液組成物
JP5656960B2 (ja) * 2012-11-14 2015-01-21 株式会社フジミインコーポレーテッド Ｌｐｄ低減剤及びそれを用いたシリコンウエハの欠陥低減方法
CN105451940B (zh) * 2013-08-09 2018-12-11 福吉米株式会社 研磨完的研磨对象物的制造方法及研磨用组合物试剂盒
JP6228032B2 (ja) * 2014-02-25 2017-11-08 株式会社フジミインコーポレーテッド 半導体基板を連続的に製造する方法
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
JP6265542B2 (ja) * 2014-05-30 2018-01-24 花王株式会社 半導体基板の製造方法
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
JP6775511B2 (ja) * 2015-09-25 2020-10-28 山口精研工業株式会社 研磨剤組成物、および磁気ディスク基板の研磨方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008053414A (ja) 2006-08-24 2008-03-06 Fujimi Inc 研磨用組成物及び研磨方法
US20080053001A1 (en) * 2006-08-24 2008-03-06 Fujimi Incorporated Polishing Composition and Polishing Method
JP2010034509A (ja) 2008-07-03 2010-02-12 Fujimi Inc 半導体用濡れ剤、それを用いた研磨用組成物および研磨方法
JP2016001705A (ja) * 2014-06-12 2016-01-07 信越半導体株式会社 ウェーハの研磨方法
JP2016004953A (ja) * 2014-06-18 2016-01-12 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
JP2016039179A (ja) * 2014-08-05 2016-03-22 信越半導体株式会社 シリコンウェーハの仕上げ研磨方法及びシリコンウェーハ
US20170213742A1 (en) * 2014-08-05 2017-07-27 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Final polishing method of silicon wafer and silicon wafer

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