硅晶圆的研磨方法技术

本发明专利技术提供一种硅晶圆的研磨方法，其具有：第一研磨工序，向贴附于底板的砂布上供给含有磨粒的碱性水溶液，并使研磨头所保持的硅晶圆的表面与所述砂布滑动接触来进行研磨；以及第二研磨工序，向所述砂布供给不含磨粒而含有高分子聚合物的碱性水溶液，并使所述硅晶圆的表面与所述砂布滑动接触来进行研磨，该方法的特征在于，将所述砂布的表面温度控制为所述第二研磨工序中的所述砂布的表面温度比所述第一研磨工序中的所述砂布的表面温度高2℃以上来进行所述硅晶圆的研磨。由此可提供一种兼顾了平面度(Flatness)的提高和表面粗糙度的降低的硅晶圆的研磨方法。

Grinding method of silicon wafer

The invention provides a grinding method of silicon wafer, which has the following steps: the first grinding process is to supply the abrasive cloth attached to the bottom plate with an alkaline water solution containing abrasive particles, and to make the surface of silicon wafer maintained by the grinding head slide contact with the abrasive cloth for grinding; and the second grinding process is to supply the abrasive cloth with an alkaline water solution containing polymer without abrasive particles, The method is characterized in that the surface temperature of the abrasive cloth in the second grinding process is 2 \u2103 higher than the surface temperature of the abrasive cloth in the first grinding process to grind the silicon wafer. Therefore, it can provide a grinding method of silicon wafer which takes into account the improvement of flatness and the reduction of surface roughness.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】硅晶圆的研磨方法
本专利技术涉及一种硅晶圆的研磨方法。
技术介绍
近年来，半导体元件的小型轻量化、高度集成化受到关注，因此随着作为母体的晶圆的高品质化和大尺寸化，出现了直径超过300mm的晶圆，并且对于晶圆的平面度和表面粗糙度的要求日益严苛。在以往的研磨方法中使用的研磨装置主要具备：贴附有砂布的底板、从背面侧保持晶圆的研磨头、以及供给浆液的喷嘴，使底板、研磨头旋转并向砂布上供给浆液，利用研磨头使晶圆的表面与砂布滑动接触来进行研磨(参考专利文献1)。以往实施的研磨包括如下两阶段：第一阶段，为了提高晶圆的平面度(Flatness)而一边供给含有磨粒的浆液一边进行加工；第二阶段，为了改善晶圆的表面状态(粗糙度、伤痕、颗粒等)而一边供给不含磨粒而含有高分子聚合物的浆液一边进行加工。另外，在这种进行多阶段研磨的方式中，底板转速等研磨条件始终保持不变。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利公开2001-334454号公报
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的专利技术人在此前的研究中发现：在进行包括上述第一阶段和第二阶段的研磨时，以底板转速为轴，研磨前后的ΔESFQRmax和表面粗糙度之间具有折衷(Tradeoff)的关系(图3)。另外，图3是以底板转速3倍速时为基准来表示表面粗糙度的相对值(左轴)和ΔESFQRmax(EdgeFlatness：边缘平面度)的相对值(右轴)的图。但是就这种关系而言，仍然需要能够良好地兼顾双方品质的技术。>针对上述问题，本专利技术的目的在于，提供一种硅晶圆的研磨方法，其能够兼顾平面度(Flatness)和表面粗糙度的改善。(二)技术方案为解决上述问题，本专利技术提供一种硅晶圆的研磨方法，其具有：第一研磨工序，向贴附于底板的砂布上供给含有磨粒的碱性水溶液，并使研磨头所保持的硅晶圆的表面与所述砂布滑动接触来进行研磨；以及第二研磨工序，向所述砂布供给不含磨粒而含有高分子聚合物的碱性水溶液，并使所述硅晶圆的表面与所述砂布滑动接触来进行研磨，该方法的特征在于，将所述砂布的表面温度控制为所述第二研磨工序中的所述砂布的表面温度比所述第一研磨工序中的所述砂布的表面温度高2℃以上来进行所述硅晶圆的研磨。这样，通过使第二研磨工序中的砂布的表面温度比第一研磨工序高2℃以上来进行研磨，从而能够得到兼顾了平面度(Flatness)的提高和表面粗糙度的减低这两方面的硅晶圆。另外，优选一边利用红外线取得所述砂布的表面温度，一边进行所述砂布的表面温度的控制。通过这种方式，能够更加准确地进行砂布的表面温度的控制。并且在这种情况下，优选通过对所述底板的转速、流向所述底板的冷却水的流量和温度中的至少一项进行控制来进行所述砂布的表面温度的控制。通过这样来进行砂布的表面温度的控制，从而能够容易地将第二研磨工序中的砂布的表面温度控制为比第一研磨工序中的砂布的表面温度高2℃以上。(三)有益效果根据本专利技术的硅晶圆的研磨方法，能够得到同时兼顾了平面度(Flatness)的提高和表面粗糙度的降低的硅晶圆。附图说明图1是表示实施例1和2的砂布的表面温度的发展变化的图。图2是表示能够在本专利技术的硅晶圆的研磨方法中使用的单面研磨机一例的概略图。图3是表示ΔESFQRmax与表面粗糙度之间的折衷(Tradeoff)关系的图。具体实施方式如上所述，需要一种能兼顾平面度(Flatness)的提高和表面粗糙度的降低的硅晶圆的研磨方法。本专利技术的专利技术人通过深入研究发现：供给仅含磨粒的碱性水溶液的第一阶段的研磨温度(第一研磨工序中的砂布的表面温度)对于平面度具有支配性的影响；供给仅含高分子聚合物的碱性水溶液的第二阶段的研磨温度(第二研磨工序中的砂布的表面温度)对于表面粗糙度具有支配性的影响。因此，利用红外线来监测砂布的表面温度，以第二研磨工序中的砂布的表面温度比第一研磨工序中的砂布的表面温度高的方式来进行研磨，从而求出使平面度(Flatness)和表面粗糙度两者均得以改善的条件。并且，本专利技术的专利技术人研究发现：通过将第二研磨工序中的砂布的表面温度控制为比第一研磨工序中的砂布的表面温度高2℃以上，能够兼顾平面度(Flatness)的提高和表面粗糙度的降低，并完成本专利技术。换言之，本专利技术提供一种硅晶圆的研磨方法，其具有：第一研磨工序，向贴附于底板的砂布上供给含有磨粒的碱性水溶液，并使研磨头所保持的硅晶圆的表面与所述砂布滑动接触来进行研磨；以及第二研磨工序，向所述砂布供给不含磨粒而含有高分子聚合物的碱性水溶液，并使所述硅晶圆的表面与所述砂布滑动接触来进行研磨，该方法的特征在于，将所述砂布的表面温度控制为第二研磨工序中的所述砂布的表面温度比所述第一研磨工序中的所述砂布的表面温度高2℃以上来进行所述硅晶圆的研磨。以下对硅晶圆的研磨方法详细地进行说明。本专利技术可使用如图2所示的单面研磨机10，其具备：贴附有砂布1的底板2、用于保持晶圆W的研磨头3。该单面研磨机10从喷嘴4向砂布1上供给研磨液(浆液)，并使研磨头3所保持的晶圆W的表面与该砂布1滑动接触来进行研磨。此外，虽然在图2中示出了在一个底板上有两个研磨头3的状态，但是本专利技术中使用的研磨装置不限于此。例如，也可以是在一个底板上有一个或三个以上的研磨头。另外，底板的数量也没有特别限定，也可以具有多个底板。砂布1优选使用发泡聚氨酯垫或无纺布。在本专利技术中，使用这种单面研磨机10，首先进行第一研磨工序：从喷嘴4向贴附于底板2的砂布上供给含有磨粒的碱性水溶液，并使研磨头3所保持的硅晶圆W的表面与砂布1滑动接触来进行研磨。作为第一研磨工序的研磨液(浆液)，使用含有磨粒的碱性水溶液。作为碱性水溶液，可举出KOH水溶液。磨粒优选为胶体二氧化硅。需要说明的是，只要是含有磨粒的碱性水溶液，则磨粒、碱性水溶液的种类不限于此。接下来，进行第二研磨工序：向砂布1供给不含磨粒而含有高分子聚合物的碱性水溶液，并使硅晶圆W的表面与砂布1滑动接触来进行研磨。在此，本专利技术将砂布的表面温度控制为第二研磨工序中的砂布的表面温度比第一研磨工序中的砂布的表面温度高2℃以上来进行硅晶圆的研磨(即在图1中ΔT≧2℃)。通过这样来控制砂布的表面温度，能够兼顾平面度的提高和表面粗糙度的降低。作为第二研磨工序的研磨液，使用不含磨粒(例如胶体二氧化硅)而含有高分子聚合物的碱性水溶液。高分子聚合物优选吸附于晶圆，例如可举出羟乙基纤维素等。作为碱性水溶液，可举出氨水。但是，高分子聚合物、碱性水溶液的种类不限于此。只要能够将第一研磨工序中和第二研磨工序中的砂布的表面温度控制为第二研磨工序中的砂布的表面温度比第一研磨工序中的砂布的表面温度高2℃以上，则没有特别限定，例如可以是25℃至35℃的范围内的规定的温度。研磨时间分别可以是2分钟至8分钟。另外，优选一边利用红外线取得砂布的表面温度，一边进行砂布的表面温度的控制。这样本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅晶圆的研磨方法，其具有：/n第一研磨工序，向贴附于底板的砂布上供给含有磨粒的碱性水溶液，并使研磨头所保持的硅晶圆的表面与所述砂布滑动接触来进行研磨；以及第二研磨工序，向所述砂布供给不含磨粒而含有高分子聚合物的碱性水溶液，并使所述硅晶圆的表面与所述砂布滑动接触来进行研磨，该方法的特征在于，/n将所述砂布的表面温度控制为所述第二研磨工序中的所述砂布的表面温度比所述第一研磨工序中的所述砂布的表面温度高2℃以上来进行所述硅晶圆的研磨。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170424 JP 2017-0852701.一种硅晶圆的研磨方法，其具有：
第一研磨工序，向贴附于底板的砂布上供给含有磨粒的碱性水溶液，并使研磨头所保持的硅晶圆的表面与所述砂布滑动接触来进行研磨；以及第二研磨工序，向所述砂布供给不含磨粒而含有高分子聚合物的碱性水溶液，并使所述硅晶圆的表面与所述砂布滑动接触来进行研磨，该方法的特征在于，
将所述砂布的表面温度控制为所述第二研磨工序中...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中佑宜，上滨直纪，
申请(专利权)人：信越半导体株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP