TWI659800B - 矽晶圓之研磨方法以及矽晶圓之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種矽晶圓的研磨方法及矽晶圓的製造方法，能夠抑制階差狀微小缺陷的發生。這種矽晶圓的研磨方法，包括：兩面研磨步驟，對矽晶圓的正面及背面進行研磨處理；缺口部研磨步驟，在兩面研磨步驟後，對矽晶圓的缺口部的倒角部進行研磨處理；外周倒角部研磨步驟，在缺口部研磨步驟後，對缺口部的倒角部以外的矽晶圓的外周部進行研磨處理；以及完工研磨步驟，在外周倒角部研磨步驟後，對矽晶圓的正面進行完工研磨處理，其中該缺口部研磨步驟是在正面沾水溼潤的狀態下進行。

Description

矽晶圓之研磨方法以及矽晶圓之製造方法
本發明係有關於矽晶圓的研磨方法及矽晶圓的製造方法。
過去，做為半導體裝置的基板會廣泛使用矽晶圓。矽晶圓如以下方式製造。首先藉由柴可拉斯基法(Czochralski，CZ)法等育成單晶矽棒。接著，對育成的單晶矽棒的外周部實施研削處理，調整晶棒的直徑到規定值。
接著，在外周研削的單晶矽棒的外周面形成顯示出特定的結晶方位的缺口部。例如，在結晶面為(100)的面的矽晶圓上形成顯示<110>方位的缺口部。這個缺口部，例如使適合的砥石接觸晶棒的外周部的狀態下沿著軸方向移動，藉此形成圓弧狀或略V字狀的溝部。
接著，將形成有缺口部的單晶矽棒切斷加工成塊狀後，使用線鋸裝置等對單晶矽塊切片，對獲得的矽晶圓進行倒角處理、1次平坦化處理(研磨處理)、研磨處理等。
倒角處理係藉由倒角裝置將矽晶圓的外周端面部調整成既定的形狀。這個倒角處理也同樣對缺口部實施。
1次平坦化處理是使用研磨裝置或者是兩頭研削裝置等，對矽晶圓的正面(裝置製造面)及反面做粗研削，提高晶圓正反面的平行度。
研磨處理是使用研磨裝置研磨矽晶圓的正面及反面來提高平坦度。這個研磨處理大致分為同時研磨矽晶圓的正面及反面的兩面研磨處理、以及只研磨正面的單面研磨處理。
兩面研磨處理會使用聚氨酯等的比較硬質的研磨布，以比較快的速度同時研磨裝填於承載板的矽晶圓的正面及反面，直到希望的厚度為止。相對於此，單面研磨處理是使用毛皮這種比較軟質的研磨布以及微小尺寸的研磨粒，研磨矽晶圓的正面，減低奈米形貌或霧度等的矽晶圓表面上的微小面粗糙度。最後進行的單面研磨處理稱為完工研磨處理。
上述研磨處理中，一邊供給鹼性水溶液中含有二氧化矽等的研磨粒的研磨劑(做為研磨液)，一邊使矽晶圓與研磨布相對旋轉，一般都會使用這樣的化學且機械的研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)。CMP法是組合研磨粒的機械研磨作用、鹼性水溶液的化學研磨作用的方法，藉由這些複合作用，能夠使晶圓表面鏡面化，實現高平坦性。
又，上述研磨處理，從不僅矽晶圓的正面及反面，也要防止來自倒角部的粉塵的觀點來看，必須對晶圓外周部的倒角部實施研磨處理使倒角部鏡面化，且對缺口部的倒角部也同樣要實施研磨處理。
另外，在實行兩面研磨處理前實行晶圓外周部的倒角部的研磨處理的話，兩面研磨處理時，因為承載板的晶圓 保持孔的內周面與鏡面化的倒角面接觸，而有產生摩擦並且損傷倒角面的可能。因此，兩面研磨處理後才會進行倒角面的研磨處理(例如，參照專利文獻1)。
近年來，矽晶圓的微細化及積體化不斷進展，矽晶圓的表面被要求極高的平坦性，做為矽晶圓表面平坦性的評價，一直以來使用者微分干涉對比法(Differential Interference Contrast，DIC)。這個DIC法是能夠檢測出晶圓表面的高度(或者是深度)超過既定的閾值(例如2nm)的凹凸形狀的階差狀微小缺陷的個數的方法。另外，這個階差狀微小缺陷是寬度30~200μm，高度2~90nm左右的缺陷，是在其他檢測模式中難以檢測出來的缺陷。
第1圖係說明以DIC法檢測出階差狀微小缺陷的原理。如圖所示，以分光器B將雷射L(例如He-Ne雷射)分光，照射矽晶圓W的表面。光二極體P透過鏡面M接受被矽晶圓W的表面反射的反射光。矽晶圓W的表面存在凹凸的階差狀微小缺陷D的情況下，階差狀微小缺陷特有的相位差被檢測出來，能夠從反射光的光路差求出該缺陷的高度資訊。以下，在本說明書中，將DIC法檢測出的高度2nm以上、凹凸形狀的階差狀微小缺陷簡單稱之為「階差狀微小缺陷」。
上述階差狀微小缺陷的個數在希望的基準內的話，能夠判定矽晶圓表面的品質良好。另一方面，不滿足上述希望的基準的矽晶圓則判定為不良品，這種矽晶圓不能做為產品出貨。
[先行技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2002-299290號公報
然而，實施兩面研磨處理後，實施倒角部的研磨處理，接著對矽晶圓表面進行完工研磨處理的情況下，在完工研磨處理後的矽晶圓表面上發現了階差狀微小缺陷的發生量增加。
因此，本發明的目的是提供一種矽晶圓的研磨方法及矽晶圓的製造方法，能夠抑制矽晶圓的階差微小缺陷的發生。
本發明人為了解決上述問題，詳細調查了晶圓製造步驟全體。檢討階差微小缺陷發生的原因。結果，發現了對形成於晶圓外周部的缺口部的倒角部進行研磨處理時，研磨劑飛散於矽晶圓的表面，研磨劑的飛沫乾燥時，包含於飛沫的研磨粒(例如二氧化矽)會固定附著於表面，在固定附著物存在的狀態下進行完工研磨，就會發生階差狀微小缺陷。
因此，本發明人認真地檢討了對缺口部的倒角部進行研磨處理時，抑制研磨劑飛沫中包含的研磨粒固定到矽晶圓正面上的方法。結果，找出了使對缺口部的倒角部進行研磨處理，在矽晶圓的正面沾水溼潤的狀態下進行的話極為有效。
也就是說，本發明的要旨構成如下。(1)一種矽晶圓的研磨方法，包括：兩面研磨步驟，研磨矽晶圓的正面及背面；缺口部研磨步驟，在該兩面研磨步驟後，對該矽晶圓的缺口部的倒角部進行研磨處理；外周倒角部研磨步驟，在該缺 口部研磨步驟後，對該缺口部的倒角部以外的該矽晶圓的外周部進行研磨處理；以及完工研磨步驟，在該外周倒角部研磨步驟後，對該矽晶圓的正面進行完工研磨處理，其中該缺口部研磨步驟是在該正面沾水溼潤的狀態下進行。
(2)如(1)所述之矽晶圓的研磨方法，該沾水溼潤狀態是在該兩面研磨步驟後，對該正面實施親水化處理形成親水面後，供給水至該親水面而形成。
(3)如(2)所述之矽晶圓的研磨方法，其中該親水化處理是化學洗淨處理。
(4)如(2)或(3)所述之矽晶圓的研磨方法，其中該水的供給是在1L/分以上10L/分以下的流量進行。
(5)如(1)所述之矽晶圓的研磨方法，其中該沾水溼潤狀態是在該兩面研磨步驟後，持續供給水至該正面而形成。
(6)如(1)~(5)任一者所述之矽晶圓的研磨方法，該外周倒角部研磨步驟及該完工研磨步驟之間不進行化學洗淨處理。
(7)一種矽晶圓的製造方法，其中在以柴可斯基法育成的單晶矽棒的外周部形成缺口部，接著切片獲得矽晶圓後，對獲得的矽晶圓，採用如(1)~(6)任一者所述之矽晶圓的研磨方法，來進行研磨處理。
根據本發明，因為使對缺口部的倒角部進行研磨處理，在矽晶圓的正面沾水溼潤的狀態下進行，能夠抑制研磨劑飛沫中包含的研磨粒固定附著，能夠抑制階差狀微小缺陷發 生。
11‧‧‧研磨墊
12‧‧‧研磨劑供給部
13‧‧‧水供給手段
21‧‧‧平台
22‧‧‧研磨劑供給部
23‧‧‧研磨墊
31‧‧‧二流體噴嘴
32‧‧‧刷子
33‧‧‧水供給手段
41‧‧‧吸引手段
B‧‧‧分光器
D‧‧‧階差狀微小缺陷
F‧‧‧水膜
H‧‧‧飛沫
L‧‧‧雷射
M‧‧‧鏡面
N‧‧‧缺口部
P‧‧‧光二極體
S‧‧‧研磨劑
W‧‧‧矽晶圓
第1圖係說明微分干涉對比法來測量階差狀微小缺陷的原理的圖表。
第2圖係說明對矽晶圓的外周部的倒角部實施的一般的研磨處理的圖表。
第3圖係說明本發明能夠防止飛散的研磨劑固定附著於矽晶圓的正面的原理的圖表。
第4圖係顯示相對於習知例與發明例的階差狀微小缺陷的個數的圖表。
(矽晶圓的研磨方法)
以下，參照圖式說明本發明的實施型態。本發明的矽晶圓的研磨方法包括：對矽晶圓的正面及背面進行研磨處理的兩面研磨步驟、兩面研磨步驟後對矽晶圓的缺口部的倒角部進行研磨處理的缺口部研磨步驟、缺口部研磨步驟後對缺口部的倒角部以外的矽晶圓的外周倒角部(外周部的倒角部)進行研磨處理的外周倒角部研磨步驟、外周倒角部研磨步驟後對矽晶圓的正面進行完工研磨處理的完工研磨步驟。在此，缺口部研磨步驟的特徵是在正面沾水溼潤的狀態下進行。
如上述，對於形成了倒角部的矽晶圓，依序進行兩面研磨處理、倒角部的研磨處理及完工研磨處理。第2圖係說明對矽晶圓的倒角部實施研磨處理的圖表。如此圖所示，倒 角部的研磨處理包括以下4個步驟。
首先，實施倒角部研磨處理，對缺口部的倒角部進行研磨處理。具體來說，如第2(a)圖所示，旋轉小徑的研磨墊11。然後，從研磨劑供給部12對矽晶圓W的缺口部N的倒角部供給研磨劑S，一邊改變矽晶圓W的角度，一邊將研磨墊11壓在缺口部N上。藉此，能夠鏡面完成缺口部N的倒角部。
接著，進行外周倒角部研磨步驟，對缺口部N的倒角部以外的晶圓外周倒角部進行研磨處理。具體來說，如第2(b)圖所示，使載置矽晶圓W的平台21旋轉。然後，一邊從研磨劑供給部22對矽晶圓W的中心部供給研磨劑S，一邊將研磨墊23壓在矽晶圓W的外周倒角部。藉此，能夠鏡面完成缺口部N的倒角部以外的晶圓外周倒角部。
接著，進行洗淨步驟，洗淨對上述倒角部實施了研磨處理的矽晶圓W。具體來說，如第2(c)圖所示，使載置矽晶圓W的平台(未圖示)旋轉。然後，從配置於晶圓面方向外側的二流體噴嘴31將空氣及純水吹到矽晶圓W的外周部，且同時從水供給手段33供給純水到矽晶圓W的正面，在這個狀態下一邊旋轉刷子32，一邊壓向矽晶圓W的外周部。像這樣做，將矽晶圓W的正面及外周部全體洗淨。
最後，進行乾燥步驟，使洗淨後的矽晶圓W乾燥。這如同第2(d)圖所示，能夠例如以旋轉乾燥來進行，使載置矽晶圓W的平台(未圖示)高速旋轉，吹掉附著於矽晶圓W表面上的水分使其乾燥，且同時藉由吸引手段41回收吹走的 水分。
本發明人在調查階差狀微小缺陷的發生原因的過程中，發現了如第3(a)圖所示的對缺口部N的倒角部進行研磨處理時，包含於飛沫H中的研磨粒會固定到矽晶圓W的表面。對上述缺口部N的倒角部進行研磨處理時，不使矽晶圓W旋轉。又，研磨劑S的供給僅局部地供給缺口部N。因此，上述缺口部的倒角部的研磨處理期間，缺口部N以外的正面的領域乾燥。當這個乾燥的矽晶圓W的正面附著飛散的研磨劑S時，附著的研磨劑S的飛沫H乾燥，飛沫H中包含的研磨粒因此固定住。
另外，對第2(b)圖所示的缺口部N以外的外周倒角部進行研磨處理時，研磨劑S被供給到旋轉的矽晶圓W的中心部，因此研磨劑S供給到正面全體，矽晶圓W的正面處於溼潤狀態。結果，在倒角部的研磨中，研磨劑S所含的研磨粒不發生局部固定附著。
本發明人發現用上述研磨粒固定附著於正面的矽晶圓W來下一個步驟的完工研磨處理的話，研磨粒固定附著的部分的研磨速率會比其他部分低，結果就形成了階差狀微小缺陷。
像這樣，本發明人找出了對缺口部N的倒角部進行研磨處理時，飛散於矽晶圓W的正面的研磨劑S的飛沫H乾燥，飛沫H中所包含的研磨粒局部的固定附著則是發生階差狀微小缺陷的一個原因。
因此，本發明人們認真地檢討了在對缺口部N的 倒角部進行研磨處理時，抑制研磨劑S的飛沫H所包含的研磨粒在正面附著固定的方案。結果，想到了將上述研磨處理在矽晶圓的正面沾水溼潤的狀態下進行。
在此，「矽晶圓的正面沾水溼潤的狀態」是指如第3(b)圖所示，矽晶圓W的正面形成水膜F的狀態。藉由這個水膜F，即使研磨劑S飛散於矽晶圓W的正面的情況下，也能夠抑制飛沫H在晶圓的正面乾燥使得飛沫H所包含的研磨粒固定附著。
上述的水膜F具體來說，能夠在對矽晶圓W的正面進行親水化處理而形成親水面後，藉由供給水到這個親水面而形成。也就是說，研磨處理的前步驟之兩面研磨處理實施後，矽晶圓W的正面具有疏水性。將水供給至這種具有疏水性的正面也會把水排開，難以形成水膜F於正面。因此，首先對兩面研磨處理後具有疏水性的正面實施親水化處理，使其成為親水面。
上述親水化處理能夠藉由例如化學洗淨處理來進行。具體來說，是對矽晶圓W的正面實施臭氧水洗淨或SC-1洗淨等，將矽晶圓W的正面氧化形成氧化矽膜。氧化矽膜具有親水性，因此能夠將兩面研磨處理後具有疏水性的正面形成親水面。
對這樣子獲得的親水面供給水，藉此能夠形成水膜F於矽晶圓W的正面。上述水的供給能夠藉灑水器等的水供給手段來進行。又，供給的水是比純水或純水純度更高的超純水。
又，上述水的供給以1L/分以上10L/分以下的流量為佳。藉由將流量設定在1L/分以上，能夠良好地形成水膜F於矽晶圓W的正面全體。又，雖然越提高水的供給流量對水膜F的形成越有效，但不需要過度地提高，從減低製造成本的觀點來看，將流量設定在10L/分以下為佳。
上述水膜F的形成也能夠藉由將親水化處理後的矽晶圓W浸漬到水中來形成。
藉由本發明，對缺口部N的倒角部進行研磨處理時，能夠防止附著物附著到矽晶圓的正面。藉此，就變得不需要在原本習知進行的外周倒角部研磨步驟結束後且完工研磨步驟的開始前，進行化學洗淨處理來除去附著於矽晶圓的正面上的附著物，能夠節約使用於化學洗淨處理中的藥劑。
另外，也能夠取代上述的水膜F的形成，在對上述缺口部的倒角部進行研磨處理期間，持續地對矽晶圓W的正面供給水，也能夠抑制飛散於正面上的研磨劑S的飛沫H乾燥、固定附著。因此，這個構造也視為包含於本發明的「矽晶圓的正面沾水溼潤的狀態」之中。這個情況下，矽晶圓S的正面可以維持疏水性也可以是實施親水化處理後的親水面。
上述水的供給，只要飛散附著於矽晶圓W的正面的研磨劑S的飛沫H不乾燥的話，也不必要連續地進行，可以斷續地進行。
像這樣，能夠抑制矽晶圓的正面發生階差狀微小缺陷。
(矽晶圓的製造方法)
接著，說明本發明的矽晶圓的製造方法。本發明的矽晶圓的製造方法的特徵是以柴可斯基法育成矽晶棒，將育成後的矽晶棒切片而獲得矽晶圓後，以上述本發明的矽晶圓的研磨方法，對獲得的矽晶圓以特定的條件下對缺口部的倒角部實施研磨處理。因此，除了按照順序進行兩面研磨步驟、缺口部研磨步驟、外周倒角部研磨步驟、及完工研磨步驟，並且在矽晶圓的正面沾水溼潤的狀態下進行缺口部研磨步驟以外，一切並不限定。以下，顯示本發明的矽晶圓的製造方法的一例。
首先，藉由CZ法，將投入石英坩堝的多晶矽熔融於1400℃左右，接著一邊使種結晶沾液面並旋轉一邊拉起，藉此製造出例如結晶面為(100)面的單晶矽棒。在此，為了獲得希望的阻抗率，例如摻雜硼或磷等。又，藉由使用磁場施加柴可斯基法(Magnetic field CZochralski，MCZ)在製造晶棒時施加磁場，能夠控制矽晶棒中的氧濃度。
接著，對獲得的單晶矽棒的外周部實施研削處理使直徑均一後，將具有適當形狀的砥石壓在晶棒的外周面上，來回移動於晶棒的軸方向，藉此形成例如顯示<110>方向的缺口部。之後，進行加工將形成缺口部的晶棒切成塊狀。
接著，使用線鋸或內周刃切斷機，對形成缺口部的單晶矽塊進行切片，得到矽晶圓。
接著，對矽晶圓的外周端面部實施1次倒角處理(粗倒角)。實行方式能夠使用藉由修整而預先形成具有對應倒角形狀的溝於外周部的砥石來進行研削加工，或者是輪廓加工。例如，一邊旋轉粒徑粗的鑽石輪等的圓柱砥石，一邊壓向 矽晶圓的外周部，實施1次倒角處理。這樣做，矽晶圓的外周部被加工成帶有既定圓弧的形狀。
之後，對矽晶圓的主面實施1次平坦化處理。這個1次平坦化處理會將矽晶圓配置於彼此平行的一對的研磨定盤間，在研磨定盤間，一邊供給例如鋁等的砥石與分散劑與水的混合物所組成的研磨液，一邊在既定的加壓下旋轉及滑動，藉此機械地研磨矽晶圓的正反面，提高晶圓的平行度。另外，做為1次平坦化處理，可以使用兩頭研削裝置來研削晶圓正反面，也可以實施研磨處理及兩頭研削處理兩者。
接著，對1次平坦化處理後的矽晶圓的缺口部實施倒角處理。具體來說，是使金屬結合或樹脂結合等的砥石旋轉，一邊壓向矽晶圓的缺口部，使砥石沿著缺口部的輪廓移動，對矽晶圓的缺口部實施倒角處理。又，也可以對實施這個倒角處理後的缺口部實施公知的端面倒角處理。
之後，對實施了1次平坦化處理的矽晶圓的外周部進行2次倒角處理。具體來說，一邊旋轉比1次倒角處理中使用的砥石粒徑更細的金屬結合或樹脂結合等的砥石，一邊壓向矽晶圓的外周部，對矽晶圓實施2次倒角處理(完工倒角)。又，也可以對實施這個倒角處理後的外周部實施公知的端面倒角處理。
接著，對實施了2次倒角處理的矽晶圓，實施蝕刻處理。具體來說，使用氟酸、硝酸、醋酸、磷酸中的至少一者組成的水溶液的酸蝕刻、或者是使用氫氧化鈣水溶液或氫氧化鈉水溶液等的鹼蝕刻、或者是上述酸蝕刻及鹼蝕刻的併用， 藉此除去到前一步驟為止的處理所產生的晶圓的變形。
另外，也可以對於實施了蝕刻處理的矽晶圓，實施平面研削處理，更進一步提高晶圓的平坦性。這個平面研削處理可以使用單面平面研削裝置，也可以使用兩頭平面研削裝置。
之後，使用兩面研磨處理裝置，對矽晶圓的正面及反面進行兩面研磨處理。這個兩面研磨處理是將矽晶圓嵌入承載板的孔部後，將貼有研磨布的上定盤及下定盤夾住承載板，上下定盤與晶圓之間，流入例如鹼溶液中含有膠體二氧化矽等的研磨粒的研磨劑，使上下定盤及承載板朝向彼此相反的方向旋轉。藉此能夠減低晶圓表面的凹凸而獲得平坦度高的晶圓。
接著，對矽晶圓的外周部的倒角部實施研磨處理。首先。對缺口部的倒角部實施研磨處理。這個研磨處理是一邊使前端成型為細尖狀的盤狀的聚氨酯軟棉旋轉，一邊壓向缺口部的倒角部來進行。另外，對缺口部的倒角部進行的研磨處理也可以是將旋轉的研磨帶推壓向缺口部的研磨處理。
本發明中，將對這個缺口部的倒角部的研磨處理，在矽晶圓的正面沾水溼潤的狀態下進行是最重要的。藉此，對缺口部的倒角部研磨處理時，能夠抑制飛散於矽晶圓的正面的研磨劑S的飛沫H乾燥且包含於飛沫H的研磨粒固定附著，當進行完工研磨處理時，能夠抑制矽晶圓發生階差狀微小缺陷。
同樣地，對缺口部以外的外周部的倒角部進行研 磨處理。例如，以吸附平台保持著矽晶圓的背面的狀態下使晶圓旋轉，將聚氨酯製等的研磨軟棉壓向旋轉的晶圓的外周端面部，藉此鏡面完成矽晶圓的外周部的倒角部。
之後，使用單面研磨裝置，對倒角部實施了研磨處理的矽晶圓的正面實施完工研磨處理。這個完工研磨處理能夠使用絨面素材的研磨布，研磨液能夠使用含有膠體二氧化矽的鹼性研磨液。
接著，將實施了完工研磨處理的矽晶圓搬送到洗淨步驟，例如使用氨水、過氧化氫溶液及水的混合物之SC-1洗淨液、或者是鹽酸、過氧化氫溶液及水的混合物之SC-2洗淨液，除去晶圓表面的粒子或有機物、金屬等。
最後，將洗淨的矽晶圓搬送到檢查步驟，檢查晶圓的平坦度、晶圓表面的LPD數、損傷、晶圓表面的污染等。只有通過這些檢查並且滿足既定的產品品質的晶圓會被做為產品出貨。
另外，對於經過上述步驟而獲得的晶圓，能夠因應需要而實施退火處理或磊晶膜成長處理，藉此獲得退火晶圓或磊晶晶圓、SOI(Silicon On Insulator)晶圓等。
這樣一來，就能夠製造階差狀微小缺陷減低的矽晶圓。
[實施例] (發明例)
利用本發明的矽晶圓的製造方法製作矽晶圓。首先，對CZ法育成的單晶矽棒的外周部實施研削處理來調節直 徑後，形成晶棒的外周部顯示<110>方位的缺口部。接著，進行從單晶矽棒切出塊體的加工後，將形成缺口部的塊體切片，得到直徑300mm的矽晶圓。
接著，使用倒角加工機，對矽晶圓的外周部進行1次倒角處理。具體來說，一邊使矽晶圓旋轉，一邊將晶圓的外周部推壓向粒徑粗的金屬結合砥石，藉此對矽晶圓的外周端面部實施1次倒角處理。
接著，將實施了1次倒角處理的矽晶圓搬送到研磨裝置，對矽晶圓的正面及背面進行1次平坦化處理。
之後，使用倒角裝置對實施了1次平坦化處理的矽晶圓的缺口部實施倒角處理。具體來說，一邊使金屬結合砥石旋轉一邊壓向缺口部，使砥石沿著缺口部的輪廓移動，藉此對缺口部實施倒角處理而形成倒角部。接著，對缺口部以外的晶圓外周部也使用比1次倒角處理中使用的砥石的粒徑更細的精研削用的樹脂結合砥石所組成的研削輪，實施2次倒角處理而形成倒角部。
接著，對形成了倒角部的矽晶圓的正面及反面實施兩面研磨處理。兩面研磨處理中，一邊從上定盤側供給含有研磨粒的鹼性的研磨劑，一邊將裝填於承載板的晶圓保持孔內的矽晶圓夾持於貼附了聚氨酯製的研磨布的上下定盤之間，施加既定的壓力的狀態下使上定盤及下定盤彼此往反方向旋轉。承載板因為齒輪機構而朝向與上定盤相同的方向旋轉，將裝填於承載板內的矽晶圓的正反面研磨到既定的厚度為止。
之後，使用第2圖所示的倒角部研磨裝置，對實 施了兩面研磨處理的矽晶圓的倒角部實施研磨處理。具體來說，首先對缺口部的倒角部實施研磨處理。在這個研磨處理之前，對矽晶圓的正面以過氧化氫水溶液實施親水化處理，將矽晶圓表面形成親水面後，以1.8L/分的流量透過灑水器供給純水到親水面，在正面的全體形成水膜。此外，做為其他的親水化處理液，能夠舉出臭氧、界面活性劑等。
形成上述的水膜後，一邊使前端部形成細尖狀的盤狀的聚氨酯軟棉以600rpm旋轉，一邊壓向缺口部的倒角部，且同時，做為研磨液則會朝向缺口部的倒角部以1.5L/分的流量供給含有膠體二氧化矽的鹼性的研磨劑，使晶圓傾斜於+55度~-55度的範圍進行研磨，使倒角部全體被研磨。接著，以吸附平台保持矽晶圓的背面的狀態使晶圓旋轉。將聚氨酯製的軟棉壓向旋轉的晶圓的外周倒角部，藉此對缺口部以外的矽晶圓的外周部的倒角部實施鏡面研磨處理。
接著，將實施了倒角部的研磨處理的矽晶圓搬送到單面研磨裝置，對矽晶圓的主面實施完工研磨處理。這個單面研磨處理會使用絨面素材的研磨布，研磨液能夠使用含有膠體二氧化矽的鹼性研磨液。
之後，以晶圓洗淨裝置對實施了完工研磨處理的矽晶圓做最終洗淨，得到矽晶圓。
對於切片上述塊體時所獲得的其他的1片的矽晶圓，也實施與上述相同的處理，再得到1片矽晶圓。
(習知例)
製作2片與發明例相同的矽晶圓。只不過，在對 缺口部的倒角部進行研磨處理前，不在矽晶圓的正面形成水膜。其他的條件與發明例完全相同。
<DIC缺陷的評價>
使用晶圓表面檢查裝置(Surfscan SP2；KLA-Tencor公司製)，以DIC模式(採用DIC法的測量模式)來測量對發明例及習知例製造的矽晶圓的表面，在測量時，將凹凸形狀的階差狀微小缺陷的高度的閾值設定為3nm，求出超出這個閾值的階差狀微小缺陷的個數。得到的結果顯示於第4圖。
如第4圖所示，習知例中，檢測出的階差狀微小缺陷是9個及16個，相對於此，發明例中是0個及2個。如此一來可了解到，使對缺口部的倒角部的研磨處理，在矽晶圓的正面沾水溼潤的狀態下進行，藉此能夠抑制階差狀微小缺陷。
根據本發明，因為使對矽晶圓的缺口部的倒角部的研磨處理，在矽晶圓的正面沾水溼潤的狀態下進行，所以能夠抑制研磨劑中所包含的研磨粒固定附著，抑制階差狀微小缺陷產生，因此對半導體製造業相當有助益。

Claims (7)

  1. 一種矽晶圓的研磨方法，包括：兩面研磨步驟，研磨矽晶圓的正面及背面；缺口部研磨步驟，在該兩面研磨步驟後，對該矽晶圓的缺口部的倒角部進行研磨處理；外周倒角部研磨步驟，在該缺口部研磨步驟後，對該缺口部的倒角部以外的該矽晶圓的外周部進行研磨處理；以及完工研磨步驟，在該外周倒角部研磨步驟後，對該矽晶圓的正面進行完工研磨處理，其中該缺口部研磨步驟是在該正面沾水溼潤的狀態下進行，該沾水溼潤狀態是在該兩面研磨步驟後，對該正面實施親水化處理形成親水面後，供給水至該親水面而形成。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之矽晶圓的研磨方法，其中該親水化處理是化學洗淨處理。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之矽晶圓的研磨方法，其中該水的供給是在1L/分以上10L/分以下的流量進行。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之矽晶圓的研磨方法，其中該水的供給是在1L/分以上10L/分以下的流量進行。
  5. 如申請專利範圍第1~4項任一項所述之矽晶圓的研磨方法，該外周倒角部研磨步驟及該完工研磨步驟之間不進行化學洗淨處理。
  6. 一種矽晶圓的製造方法，其中在以柴可斯基法育成的單晶矽棒的外周部形成缺口部，接著切片獲得矽晶圓後，對獲得的矽晶圓，採用如申請專利範圍第1~4項任一項所述之矽晶圓的研磨方法，來進行研磨處理。
  7. 一種矽晶圓的製造方法，其中在以柴可斯基法育成的單晶矽棒的外周部形成缺口部，接著切片獲得矽晶圓後，對獲得的矽晶圓，採用如申請專利範圍第5項所述之矽晶圓的研磨方法，來進行研磨處理。
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