TW201921472A - 半導體晶圓的製造方法 - Google Patents
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Abstract
提供一種半導體晶圓的製造方法，其係包含多段研磨步驟，該多段研磨步驟包含：使用含有砥粒的研磨劑所進行的3階段以上的研磨步驟，在上述多段研磨步驟中，該多段研磨步驟的最終研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度、在最終研磨步驟的1階段前所進行的1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度、及在最終研磨步驟的2階段前所進行的2階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度，係滿足下述關係式1，而且1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑所含有的砥粒之藉由動態光散射法所求出的平均粒徑係65nm以上而且結合度係超過1.50： （關係式1） 2階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度＞1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度＞最終研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度。
Description
本發明係關於半導體晶圓的製造方法。
在半導體晶圓（以下亦僅記載為「晶圓」）的製造步驟中，通常包含使用含有砥粒的研磨劑所進行的多段研磨步驟（參照例如日本專利第3637594號的段落0008及實施例）。
使用含有砥粒的研磨劑所進行的多段研磨步驟通常包含：為了晶圓表面的平坦度提升或去除加工變形層所進行的粗研磨步驟、及藉由粗研磨步驟來去除被導入至晶圓表面的表面缺陷（因研磨而起的缺陷）所進行的1階段或2階段以上的完工研磨步驟。但是，若在完工研磨步驟中無法充分去除因研磨而起的缺陷，或在完工研磨步驟中被新導入因研磨而起的缺陷時，會造成由作為製品被出貨的半導體晶圓所製造的元件的高積體化的阻礙。尤其近年來，伴隨元件更加高積體化的進展，對半導體晶圓的表面品質提升的要求漸高，因此減低半導體晶圓之因研磨而起的缺陷，比以往更加強烈期望。
本發明之一態樣係提供一種半導體晶圓的製造方法，其係包含使用含有砥粒的研磨劑所進行的多段研磨步驟的半導體晶圓的製造方法，可製造因研磨而起的缺陷被減低的半導體晶圓。
本發明之一態樣係關於一種半導體晶圓的製造方法， 其係包含多段研磨步驟，該多段研磨步驟包含：使用含有砥粒的研磨劑所進行的3階段以上的研磨步驟， 在上述多段研磨步驟中，該多段研磨步驟的最終研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度、在最終研磨步驟的1階段前所進行的1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度、及在最終研磨步驟的2階段前所進行的2階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度，係滿足下述關係式1： （關係式1） 2階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度＞1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度＞最終研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度，而且 1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑所含有的砥粒之藉由動態光散射法所求出的平均粒徑係65nm以上而且結合度係超過1.50。
在本發明及本說明書中，研磨劑的砥粒濃度係質量基準的濃度。
在本發明及本說明書中，研磨劑所含有的砥粒的「結合度」係指由研磨劑所含有的砥粒之藉由BET（Brunauer-Emmett-Teller）法所求出的平均粒徑（以下記載為「BET粒徑」）、及藉由動態光散射（DLS；Dynamic Light Scattering）法所求出的砥粒的平均粒徑（以下記載為「DLS粒徑」），藉由下述式而被算出的值： 結合度＝DLS粒徑／BET粒徑。
關於藉由BET法所為之平均粒徑的測定方法及藉由動態光散射法所為之平均粒徑的測定方法，係可適用周知技術。例如，DLS粒徑的測定係可藉由Journal of Chemical Physics第57卷11號（1972年12月）第4814頁所說明的方法等周知方法來進行，可使用例如含有砥粒濃度0.3質量%的鹼基的水性漿料來進行。該水性漿料係可為例如氨濃度0.1質量%的水性漿料，溶媒較佳為水。
在一態樣中，最終研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度係可為0.06～0.40質量%的範圍（其中滿足關係式1）。
在一態樣中，1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度係可為0.30～0.70質量%的範圍（其中滿足關係式1）。
在一態樣中，2階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度係可為1.00～5.00質量%的範圍（其中滿足關係式1）。
在一態樣中，上述半導體晶圓係可為矽晶圓。
藉由本發明之一態樣，可提供藉由包含使用含有砥粒的研磨劑所進行的多段研磨步驟的半導體晶圓的製造方法，因研磨而起的缺陷被減低的半導體晶圓。
本發明之一態樣係關於一種半導體晶圓的製造方法，其係包含多段研磨步驟（以下亦僅記載為「多段研磨步驟」），該多段研磨步驟包含：使用含有砥粒的研磨劑所進行的3階段以上的研磨步驟，在上述多段研磨步驟中，該多段研磨步驟的最終研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度、在最終研磨步驟的1階段前所進行的1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度、及在最終研磨步驟的2階段前所進行的2階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度，係滿足下述關係式1，而且1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑所含有的砥粒之藉由動態光散射法所求出的平均粒徑係65nm以上而且結合度係超過1.50。關係式1中的符號「＞」意指符號左側所記載的砥粒濃度比同符號右側所記載的砥粒濃度為高濃度。 （關係式1） 2階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度＞1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度＞最終研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度
以在進行使用含有砥粒的研磨劑的多段研磨步驟的半導體晶圓的表面存在因研磨而起的缺陷的理由之一而言，列舉有：無法將在某階段的研磨步驟被導入的研磨加工缺陷在下個步驟之後的研磨步驟中充分去除。此外，以上述理由之一而言，列舉有：在某階段的研磨步驟中，研磨劑中的砥粒凝集而附著在半導體晶圓表面，在附著的狀態下，進行該階段或下個步驟之後的研磨，由此發生刮痕等表面缺陷。關於此點，有研磨劑中的砥粒濃度愈高，研磨能愈高的傾向，另一方面，有砥粒濃度愈低，研磨劑中的砥粒的凝集愈不易發生的傾向。此外，關於砥粒的DLS粒徑及結合度，DLS粒徑愈大、而且結合度的值愈大，有研磨能愈高的傾向。 在上述半導體晶圓的製造方法中，多段研磨步驟中所使用的各種研磨劑的濃度滿足上述關係式1，而且1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑所含有的砥粒之藉由動態光散射法所求出的平均粒徑（DLS粒徑）為65nm以上而且結合度為超過1.50，藉此被認為可充分去除至前步驟為止被導入之因研磨而起的缺陷，而且可抑制因研磨劑中的砥粒凝集而起的表面缺陷的發生，本發明人推察出該等情形有助於減低多段研磨步驟後的半導體晶圓的因研磨而起的缺陷。 但是以上僅為推察，並非為將本發明作任何限定者。
以下更加詳細說明上述半導體晶圓的製造方法。
［在多段研磨步驟被交付的半導體晶圓］ 上述半導體晶圓的製造方法係包含：包括使用含有砥粒的研磨劑所進行的3階段以上的研磨步驟的多段研磨步驟。在多段研磨步驟被交付的半導體晶圓係可為矽晶圓（單結晶矽晶圓）等各種半導體晶圓。半導體晶圓的導電型可為p型，亦可為n型。此外，半導體晶圓可為200mm、300mm、450mm等各種口徑的晶圓。其厚度為例如600～1000μm，但是並非為特別限定者。
圖1係顯示半導體晶圓的一般製造步驟的流程圖。但是圖1所示之流程圖為一例，並非為將本發明作任何限定者。圖1所示之態樣的製造步驟係包含有：切片步驟（例如由單結晶矽錠之晶圓的切出步驟）11、倒角步驟12、搓擦步驟13、蝕刻步驟14、多段研磨步驟15、及最終洗淨步驟16。關於多段研磨步驟，容後詳述。在多段研磨步驟被交付的半導體晶圓係在一態樣中，如圖1所示之製造步驟所示，可為經由切片步驟、倒角步驟、搓擦步驟、及蝕刻步驟的半導體晶圓。其中，關於切片步驟、倒角步驟、搓擦步驟、及蝕刻步驟等供製造半導體晶圓用所進行的各種步驟，均可適用周知技術。
［多段研磨步驟］ 上述半導體晶圓的製造方法所包含的多段研磨步驟係包含使用含有砥粒的研磨劑所進行的3階段以上的研磨步驟。在多段研磨步驟中所進行的研磨步驟係例如可為3階段，亦可為4階段以上。較佳為，在多段研磨步驟中所進行的研磨步驟係3階段。在3階段以上的研磨步驟之中，最終研磨步驟、在最終研磨步驟的1階段前所進行的1階段前研磨步驟、及在最終研磨步驟的2階段前所進行的2階段前研磨步驟容後詳述。若多段研磨步驟包含4階段以上的研磨步驟，關於比在最終研磨步驟的2階段前所進行的2階段前研磨步驟更為之前進行的研磨步驟，係可適用周知技術，並未特別限定。此外，在一態樣中，在多段研磨步驟的最終研磨步驟之後，亦可進行使用不含有砥粒的研磨劑（無砥粒研磨劑）的研磨步驟，亦可不進行。
在最終研磨步驟、1階段前研磨步驟、2階段前研磨步驟等各種研磨步驟中所進行的研磨的一態樣係僅研磨半導體晶圓的其中一方表面的單面研磨，其他一態樣係同時研磨半導體晶圓的表面與背面的兩面研磨。以下藉由兩面研磨所研磨的半導體晶圓的表面與背面亦總稱為「表面」。研磨處理係可藉由在例如被黏貼在研磨裝置的平台的研磨墊（例如胺甲酸乙酯系的研磨墊等）與半導體晶圓表面之間供給預定量研磨劑，使半導體晶圓相對研磨墊作相對移動（例如旋轉）來進行。
以研磨裝置而言，可無任何限制地使用市售的研磨裝置等周知構成的研磨裝置。例如，研磨裝置係可為具有：在其表面黏貼研磨墊的平台、研磨劑的供給手段及半導體晶圓的移動手段（例如旋轉手段）的裝置。此外，以研磨裝置而言，係可使用：僅將以蠟等黏貼在載體板的晶圓的表面研磨的單面研磨裝置、或將保持在具有晶圓保持用圓孔的載體的晶圓的表面與背面同時研磨的兩面研磨裝置等各種研磨裝置。以平台而言，係以由鐵、不銹鋼等金屬或陶瓷所製造之平坦性良好者為適合。平台的尺寸係可按照半導體晶圓的尺寸作適當選擇。
在使用含有砥粒的研磨劑所進行的研磨步驟中，半導體晶圓通常係在研磨裝置中在被供給研磨劑的研磨墊上，一邊相對研磨墊作相對移動一邊與砥粒相接觸。在此的晶圓移動速度（例如晶圓及／或平台的旋轉數）係可按照裝置機構、砥粒的材質、半導體晶圓的口徑或材質等來適當選擇。此外，半導體晶圓通常係朝向平台被加壓。加壓時的壓力係可按照研磨砥粒的種類及尺寸來適當選擇。研磨劑的供給量亦可按照平台的尺寸來適當選擇。
多段研磨步驟所包含的各研磨步驟中所使用的研磨劑係至少含有砥粒，以另外含有溶媒為佳，以使砥粒分散於溶媒的漿料為較佳。
以砥粒而言，一般而言使用被使用在半導體晶圓研磨的各種砥粒，例如可將膠體二氧化矽、二氧化矽、氧化鋁、二氧化鈰、二氧化鈦、二氧化鋯、氮化矽、碳化矽、氧化錳及鑽石，單獨或混合2種以上使用。由抑制研磨劑中的砥粒凝集的觀點來看，以使用分散性高的砥粒為佳，由該點來看，以膠體二氧化矽為佳。
溶媒係可按照作為研磨對象的半導體晶圓的材質、所使用的砥粒的種類等來適當選擇，可使用例如鹼性水溶液等。以鹼性水溶液而言，可列舉：KOH、NaOH等鹼金屬氫氧化物的水溶液、鹼土類金屬氫氧化物的水溶液、氨水等。溶媒的使用量並非為特別限定者，例如可為砥粒量的2～200質量倍，以5～50質量倍為佳。
此外，研磨劑係除了砥粒及溶媒之外，亦可視需要，以任意量含有1種以上的pH調整劑等添加劑。研磨劑的pH係可藉由上述鹼性水溶液的鹼濃度來調整，或者亦可藉由添加pH調整劑來調整。以pH調整劑而言，係可使用例如：碳酸氫鹽、有機酸等。研磨劑的pH係可按照作為研磨對象的半導體晶圓的材質、所使用的砥粒的種類等作適當選擇。以一例而言，研磨劑的pH可為鹼性區域的pH。
接著，詳細說明使用含有砥粒的研磨劑所進行的各種研磨步驟。
＜2階段前研磨步驟＞ 2階段前研磨步驟係在包含使用含有砥粒的研磨劑所進行的3階段以上的研磨步驟的多段研磨步驟中，在最終步驟（最終研磨步驟）的2階段前進行的研磨步驟。該2階段前研磨步驟較佳為可作為主要以晶圓的平坦度提升及加工變形層的去除為目的的研磨步驟（所謂粗研磨步驟）來進行。與該2階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度相比，下一研磨步驟亦即1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度較低。此有助於抑制1階段前研磨步驟中的研磨劑中的砥粒凝集，被認為結果造成抑制因研磨而起的缺陷發生。
在2階段前研磨步驟中，較佳為將包含在其之前的步驟被導入至半導體晶圓的加工變形之層（加工變形層）去除。由提高加工變形層的去除效率的觀點來看，2階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度係以1.00質量%以上為佳，以1.50質量%以上為較佳，以2.00質量%以上為更佳。此外，由抑制砥粒凝集的觀點來看，2階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度係以5.00質量%以下為佳，以4.00質量%以下為較佳。此外，藉由2階段前研磨步驟所致之研磨加工餘量係可在例如晶圓單面形成為5～12μm左右。但是，若依晶圓厚度等來決定即可，並非為限定於該範圍者。
關於2階段前研磨步驟中所使用的研磨劑所含有的砥粒的粒子尺寸，由提高加工變形層的去除效率的觀點來看，DLS粒徑以50nm以上為佳，以60nm以上為較佳。另一方面，由抑制2階段前研磨步驟中形成加工變形層的觀點來看，2階段前研磨步驟中所使用的研磨劑所含有的砥粒的DLS粒徑係以90nm以下為佳，以85nm以下為較佳，以80nm以下為更佳。此外，之前記載的結合度係藉由： 結合度＝DLS粒徑／BET粒徑 所求出的值。BET粒徑係如周知所示，由藉由BET法所測定的一次粒子的比表面積，將粒子形狀視為球狀（正球）所算出的值。相對於此，DLS粒徑亦可稱為液中粒徑，與實際存在於研磨劑中的粒子的狀態（例如若存在為二次粒子，則為二次粒子的狀態）相關。因此，結合度的值愈接近1，被認為意指包含愈多以接近球狀的形狀的狀態存在於研磨劑中的砥粒。此外，結合度的值愈大於1，被認為意指在研磨劑中係包含愈多以不為球狀的形狀（非球狀）所存在的砥粒，作為二次粒子以上的高次粒子。2階段前研磨步驟中所使用的研磨劑所含有的砥粒的結合度由加工變形層的去除效率的觀點來看，以1.00以上為佳，以超過1.00為較佳，以1.10以上為較佳。此外，由抑制在2階段前研磨步驟中形成加工變形層的觀點來看，在2階段前研磨步驟中所使用的研磨劑所含有的砥粒的結合度係以2.00以下為佳，以1.95以下為較佳。
在以上說明的2階段前研磨步驟與1階段前研磨步驟之間，可藉由周知方法進行1階段以上的洗淨步驟，亦可不進行。
＜1階段前研磨步驟＞ 1階段前研磨步驟係在包含使用含有砥粒的研磨劑所進行的3階段以上的研磨步驟的多段研磨步驟中，在最終步驟（最終研磨步驟）的1階段前所進行的研磨步驟。該1階段前研磨步驟較佳為可進行用以去除在2階段前研磨步驟所發生的晶圓的表面粗糙度、變形、污點等。該1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度係比1階段前的研磨步驟亦即2階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度為更低。此被認為有助於抑制在1階段前研磨步驟中所凝集的砥粒附著在半導體晶圓表面而發生表面缺陷的情形。此外，1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度係比下個研磨步驟亦即最終研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度為更高。此被認為有助於提高在2階段前研磨步驟中所發生的晶圓的表面粗糙度、變形、污點等的去除效率。由提高在2階段前研磨步驟中所發生的晶圓的表面粗糙度、變形、污點等的去除效率的觀點來看，1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度係以0.30質量%以上為佳，以0.50質量%以上為較佳。此外，由更進一步抑制砥粒的粒子凝集的觀點來看，1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度係以0.80質量%以下為佳，以0.70質量%以下為較佳。此外，藉由1階段前研磨步驟所致之研磨加工餘量係可在例如晶圓單面形成為0.1～0.7μm左右。但是，若依晶圓厚度等來決定即可，並非為限定於該範圍者。
關於1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑所含有的砥粒的粒子尺寸，藉由動態光散射法所求出的平均粒徑（DLS粒徑）為65nm以上，而且結合度為超過1.50。使用砥粒的DLS粒徑及結合度分別為上述範圍的研磨劑，亦被認為有助於提高在2階段前研磨步驟中所發生的晶圓的表面粗糙度、變形、污點等的去除效率。此在接下來的研磨步驟亦即最終研磨步驟中，即使使用砥粒濃度更低的研磨劑（亦即即使使用研磨能低的研磨劑），推察出有助於可提供因研磨而起的缺陷最終被減低的半導體晶圓。1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑所含有的砥粒的DLS粒徑係65nm，以66nm以上為佳，以67nm以上為較佳。此外，砥粒係粒子尺寸愈大則愈重，有在研磨劑中更容易沈積的傾向，因此由抑制因沈積所致之凝集的觀點來看，1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑所含有的砥粒的DLS粒徑係以100nm以下為佳，以90nm以下為較佳，以80nm以下為更佳，以70nm以下為尤其佳。另一方面，1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑所含有的砥粒的結合度係超過1.50，以1.60以上為佳，以1.70以上為較佳，以1.80以上為更佳。此外，1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑所含有的砥粒的結合度係以例如2.10以下為佳，以2.05以下為較佳。
在以上說明的1階段前研磨步驟與最終研磨步驟之間，可藉由周知方法進行1階段以上的洗淨步驟，亦可不進行。
＜最終研磨步驟＞ 最終研磨步驟係在包含使用含有砥粒的研磨步驟所進行的3階段以上的研磨步驟的多段研磨步驟中，作為最終的研磨步驟來進行。該最終研磨步驟較佳為可進行用以去除至1階段前研磨步驟為止原無法去除的表面粗糙度、變形、污點等。該最終研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度係比1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度為更低。此被認為有助於抑制在最終研磨步驟中發生因研磨而起的缺陷的情形。由更進一步抑制最終研磨步驟中之因研磨而起的缺陷的發生的觀點來看，最終研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度係以0.40質量%以下為佳，以0.30質量%以下為較佳。此外，由提高最終研磨步驟中的表面粗糙度、變形、污點等的去除效率的觀點來看，最終研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度係以0.06質量%以上為佳，以0.08質量%以上為較佳。此外，藉由最終研磨步驟所致之研磨加工餘量係可在例如晶圓單面形成為0.01～0.1μm左右。但是並非為限定於該範圍者，最終研磨步驟若可以藉由充分去除表面粗糙度、變形、污點等而得製品晶圓所圖求的表面品質的方式進行即可。
關於最終研磨步驟中所使用的研磨劑所含有的砥粒的粒子尺寸，由提高最終研磨步驟中的表面粗糙度、變形、污點等的去除效率的觀點來看，DLS粒徑以30nm以上為佳，以40nm以為較佳，以50nm以上為較佳。此外，由更進一步抑制在最終研磨步驟中發生因研磨而起的缺陷的觀點來看，最終研磨步驟中所使用的研磨劑所含有的砥粒的DLS粒徑以110nm以下為佳，以100nm以下為較佳，以90nm以下為更佳，以80nm以下為尤其佳。另一方面，由最終研磨步驟中的表面粗糙度、變形、污點等的去除效率的觀點來看，最終研磨步驟中所使用的研磨劑所含有的砥粒的結合度以1.00以上為佳，以超過1.00為較佳，以1.10以上為較佳。此外，由更進一步抑制在最終研磨步驟中發生因研磨而起的缺陷的觀點來看，最終研磨步驟中所使用的研磨劑所含有的砥粒的結合度係以2.20以下為佳，以2.10以下為較佳。
以上說明的多段研磨步驟的最終研磨步驟後的半導體晶圓亦可交付至最終洗淨步驟，或在交付至1個以上的其他步驟之後交付至最終洗淨步驟，作為下一步驟。以1個以上的其他步驟之一例而言，可列舉使用不含有砥粒的研磨劑（無砥粒研磨劑）所進行的研磨步驟。關於該研磨步驟，可適用周知技術。其中，在本發明及本說明書中，「不含有砥粒的研磨劑」係指雖然有含有不可避免地混入的砥粒的可能性，但是在調製研磨劑時，砥粒未被積極添加作為研磨劑成分的研磨劑。
最終洗淨步驟係可藉由周知的洗淨方法作為半導體晶圓的洗淨方法來進行。以如上所示之洗淨方法而言，可藉由例如藉由純水所為的洗淨、藉由有機溶媒所為的洗淨、RCA洗淨、SC-1洗淨等周知的洗淨方法來進行。洗淨步驟係可進行1階段，亦可進行2階段以上的多段洗淨步驟。
藉由以上說明的上述半導體晶圓的製造方法，可提供因研磨而起的缺陷被減低的半導體晶圓。此外，藉由上述半導體晶圓的製造方法的一態樣，亦可抑制比習知更為微小之因研磨而起的缺陷的發生。作為因研磨而起的缺陷被減低的半導體晶圓，係可藉由在雷射表面檢查裝置所檢測的亮點（LPD；Light Point Defect）的個數來進行評估。例如，藉由本發明之一態樣之半導體晶圓的製造方法，在一態樣中，例如以直徑300nm的半導體晶圓而言，可提供在進行藉由多段研磨步驟所為之研磨的表面中，藉由屬於雷射表面檢查裝置的KLA Tencor公司製SP5所測定的檢測尺寸為19nm以上的LPD的個數為30個以下的半導體晶圓。 ［實施例］
以下藉由實施例，說明本發明。但是，本發明並非為限定於實施例所示之態樣者。
［實施例1～13、比較例1～7］ 將直徑300mm的單結晶矽錠進行切片、倒角、搓擦、及蝕刻，獲得厚度為約785μm的研磨對象的矽晶圓。 對研磨對象的矽晶圓，以下列條件，實施包含使用含有砥粒的研磨劑的3階段的研磨步驟的多段研磨步驟。各研磨步驟係在具備有平台的研磨裝置中，在被安裝在平台的研磨墊與矽晶圓表面之間供給研磨劑，一邊使平台或晶圓旋轉，一邊將晶圓朝向平台加壓來進行。以各研磨劑而言，係使用以純水稀釋市售的膠體二氧化矽溶液者。在各研磨步驟之間係實施RCA洗淨，且對最終研磨步驟後的晶圓進行RCA洗淨作為最終洗淨步驟。 （1）2階段前研磨步驟（兩面研磨） 研磨劑種類：含砥粒氫氧化鉀水溶液（水性漿料） 研磨劑pH：11.0 砥粒：膠體二氧化矽（參照表1） 研磨加工餘量：在晶圓兩面為10μm （2）1階段前研磨步驟（單面研磨） 研磨劑種類：含研磨砥粒氫氧化鉀水溶液（水性漿料） 研磨劑pH：10.5 研磨砥粒：膠體二氧化矽（參照表1） 研磨加工餘量：在晶圓單面為0.5μm （3）最終研磨步驟（單面研磨） 研磨劑種類：含研磨砥粒氫氧化鉀水溶液（水性漿料） 研磨劑pH：10.2 研磨砥粒：膠體二氧化矽（參照表1） 研磨加工餘量：在晶圓單面為0.1μm
［評估方法］ （1）砥粒的DLS粒徑 使用在上述各研磨劑的調製中所使用的膠體二氧化矽溶液，調製出DLS粒徑測定用試料液。試料液係調製為將膠體二氧化矽溶液藉由28質量%氨水溶液及純水稀釋的鹼性的水性漿料（二氧化矽濃度0.3質量%、氨濃度0.1質量%）。使用該試料液，在保有試料液中的二氧化矽的分散性的狀態下，藉由大塚電子公司製ELS-Z2，測定出DLS粒徑。 （2）砥粒的結合度 使在上述各研磨劑的調製中所使用的市售的研磨劑充分乾燥而得砥粒試料。關於所得的砥粒試料，使用藉由比表面積測定裝置（島津製作所公司製Micromeritic）而以BET法所求的比表面積S（m2
／g），藉由下述式，算出BET粒徑。 BET粒徑（nm）＝2727／S 由上述所求出的BET粒徑與上述DLS粒徑，算出結合度。 （3）LPD個數的測定 以DWO（Dark Field Wide Oblique）模式使用KLA Tencor公司製的SP5，檢測在最終洗淨步驟後的晶圓表面所存在的LPD，測定出檢測尺寸為19nm以上的LPD的個數。若經測定出的LPD的個數為30個以下，因研磨而起的缺陷少，可判斷為具有可充分對應近年來被期望的元件的高積體化的高表面品質的半導體晶圓。
［表1］
在比較例1～3及比較例6中，研磨劑的砥粒濃度未滿足關係式1。 在比較例4及比較例5中，在1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒的DLS粒徑小於65nm。 在比較例7中，在1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒的結合度為1.50以下。 由表1所示之LPD個數的對比，可確認出與該等比較例相比，在實施例1～13中，可抑制在使用含有砥粒的研磨劑所進行的多段研磨步驟後的半導體晶圓發生因研磨而起的缺陷的情形。
本發明之一態樣係可有用於各種半導體晶圓及元件的技術領域。
11‧‧‧切片步驟
12‧‧‧倒角步驟
13‧‧‧搓擦步驟
14‧‧‧蝕刻步驟
15‧‧‧多段研磨步驟
16‧‧‧最終洗淨步驟
［圖1］係顯示半導體晶圓的一般製造步驟的流程圖。
Claims (7)
- 一種半導體晶圓的製造方法，其係包含多段研磨步驟，該多段研磨步驟包含：使用含有砥粒的研磨劑所進行的3階段以上的研磨步驟，在前述多段研磨步驟中，該多段研磨步驟的最終研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度、在最終研磨步驟的1階段前所進行的1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度、及在最終研磨步驟的2階段前所進行的2階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度，係滿足下述關係式1： （關係式1） 2階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度＞1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度＞最終研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度，而且 1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑所含有的砥粒之藉由動態光散射法所求出的平均粒徑係65nm以上而且結合度係超過1.50。
- 如申請專利範圍第1項之半導體晶圓的製造方法，其中，最終研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度係滿足前述關係式1，而且為0.06～0.40質量%的範圍。
- 如申請專利範圍第1項之半導體晶圓的製造方法，其中，1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度係滿足前述關係式1，而且為0.30～0.70質量%的範圍。
- 如申請專利範圍第2項之半導體晶圓的製造方法，其中，1階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度係滿足前述關係式1，而且為0.30～0.70質量%的範圍。
- 如申請專利範圍第1至4項中任一項之半導體晶圓的製造方法，其中，2階段前研磨步驟中所使用的研磨劑的砥粒濃度係滿足前述關係式1，而且為1.00～5.00質量%的範圍。
- 如申請專利範圍第1至4項中任一項之半導體晶圓的製造方法，其中，前述半導體晶圓為矽晶圓。
- 如申請專利範圍第5項之半導體晶圓的製造方法，其中，前述半導體晶圓為矽晶圓。
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