JPH02275629A - 半導体ウェーハの研摩方法 - Google Patents
半導体ウェーハの研摩方法Info
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- JPH02275629A JPH02275629A JP1097730A JP9773089A JPH02275629A JP H02275629 A JPH02275629 A JP H02275629A JP 1097730 A JP1097730 A JP 1097730A JP 9773089 A JP9773089 A JP 9773089A JP H02275629 A JPH02275629 A JP H02275629A
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Landscapes
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
利用産業分野
この発明は、半導体ウェーハの研摩方法の改良に係り、
メカノケミカル研摩終了直前に、希釈した酸化剤を含む
溶液にてリンス研摩することにより、親水性の研摩面を
得ることができ、異物の付着がない清浄な研摩面を得る
ことができる研摩方法に関する。
メカノケミカル研摩終了直前に、希釈した酸化剤を含む
溶液にてリンス研摩することにより、親水性の研摩面を
得ることができ、異物の付着がない清浄な研摩面を得る
ことができる研摩方法に関する。
背景技術
ＬＳＩ等の大規模集積回路を製作する材料である半導体
ウェーハの製造工程において、最終鏡面仕上を行う工程
が研摩工程であり、半導体ウェーハの最終品質がこの工
程において決定される。
ウェーハの製造工程において、最終鏡面仕上を行う工程
が研摩工程であり、半導体ウェーハの最終品質がこの工
程において決定される。
この研摩工程では、一般的にメカノケミカル研摩と呼ば
れる研摩手法が用いられる。
れる研摩手法が用いられる。
すなわち、５〜３００ｎｍ程度の粒径を有する１ＳｉＯ
２粒子を、苛性ソーダ、アンモニア及びエタノールアミ
ン等のアルカリ溶液に懸濁させてｐＨ９〜１２程度にし
た、いわゆるコロイダルシリカから成る研摩剤と、ポリ
ウレタン樹脂等から成る研摩布（ポリラシャ−）とを用
いて相対的に回転研摩するた方法が一般的に実施されて
いる。
２粒子を、苛性ソーダ、アンモニア及びエタノールアミ
ン等のアルカリ溶液に懸濁させてｐＨ９〜１２程度にし
た、いわゆるコロイダルシリカから成る研摩剤と、ポリ
ウレタン樹脂等から成る研摩布（ポリラシャ−）とを用
いて相対的に回転研摩するた方法が一般的に実施されて
いる。
また、この研摩工程では、用いる研摩布と研摩剤との選
定組み合せにより、１次、２次、３次研摩の３段階、い
わゆる粗がら密の手順で研摩を実施し、最終的に表面粗
度が１人〜工ｏ人の超精密平坦面を有する半導体ウェー
ハ基板を製造できる。
定組み合せにより、１次、２次、３次研摩の３段階、い
わゆる粗がら密の手順で研摩を実施し、最終的に表面粗
度が１人〜工ｏ人の超精密平坦面を有する半導体ウェー
ハ基板を製造できる。
従来技術の問題点
上記研摩工程にて製造される半導体ウェーハの研摩面は
、その研摩直後では疎水面に近くかつ非常に活性であり
、凝集した研摩剤及びその他の不純物を吸着しやすい状
態にある。
、その研摩直後では疎水面に近くかつ非常に活性であり
、凝集した研摩剤及びその他の不純物を吸着しやすい状
態にある。
したがって、−度前記異物が研摩面に付着すると、その
吸着エネルギーが高いため、異物の除去が困難であり、
また、かかる付着が各研摩段階終了直後に生ずると、そ
の結果、半導体ウェーハ表面に突起を生成させることが
多かった。
吸着エネルギーが高いため、異物の除去が困難であり、
また、かかる付着が各研摩段階終了直後に生ずると、そ
の結果、半導体ウェーハ表面に突起を生成させることが
多かった。
もちろん、研摩後の洗浄工程ではかかる付着物を除去す
るのは困難であり、清浄な半導体ウェーハの研摩面を効
率良く得ることは、従来困難であった。
るのは困難であり、清浄な半導体ウェーハの研摩面を効
率良く得ることは、従来困難であった。
この問題を解決するために、研摩剤中に酸化剤を微量混
合し、半導体ウェーハを酸化しながら研摩することによ
り、研摩進行中に生じた活性な半導体ウェーハ表面を酸
化して不活性な清浄面を得て、親水性の研摩面を得よう
とする方法が試みられた（特公昭５７−１０５６６号公
報）。
合し、半導体ウェーハを酸化しながら研摩することによ
り、研摩進行中に生じた活性な半導体ウェーハ表面を酸
化して不活性な清浄面を得て、親水性の研摩面を得よう
とする方法が試みられた（特公昭５７−１０５６６号公
報）。
すなわち、第１次研摩にて、研摩剤、コロイダルシリカ
液中にその目的を達するまで直接酸化剤を混合させると
、第１図に示す如く親水性（水滴に対する接触角が０度
に近い状態）でかつ清浄な半導体ウェーハ研摩面を得る
こができる。
液中にその目的を達するまで直接酸化剤を混合させると
、第１図に示す如く親水性（水滴に対する接触角が０度
に近い状態）でかつ清浄な半導体ウェーハ研摩面を得る
こができる。
ところが、研摩中に半導体ウェーハ表面に生ずる活性点
が酸化剤により即座に酸化され不活性となり、メカノケ
ミカル研摩の進行を妨げ、その結果、半導体ウェーハの
単位時間当たりの研摩スピードが低下する。
が酸化剤により即座に酸化され不活性となり、メカノケ
ミカル研摩の進行を妨げ、その結果、半導体ウェーハの
単位時間当たりの研摩スピードが低下する。
また、同一操作を３次研摩にて実施した場合、第２図に
示す如く半導体ウェーハ表面に曇り（ヘイズ）が生じた
りして、研摩の良好な進行を妨げたりするという欠点が
あった。
示す如く半導体ウェーハ表面に曇り（ヘイズ）が生じた
りして、研摩の良好な進行を妨げたりするという欠点が
あった。
なお、第２図で用いた曇り（ヘイズンランクは便宜的な
ものであり、ＡＡ、 Ａ、 Ｂ、 Ｃ，Ｄ、 Ｅ、の順
に悪く、一応Ａまでが合格とするものである。
ものであり、ＡＡ、 Ａ、 Ｂ、 Ｃ，Ｄ、 Ｅ、の順
に悪く、一応Ａまでが合格とするものである。
発明の目的
この発明は、上述の問題点を解消すべくなされたもので
あり、半導体ウェーハの研摩に際し、得られた研摩面が
親水性で異物などが付着し難く、超精密平坦面で清浄な
研摩面を効率良く製造することが可能な研摩方法の提供
を目的としている。
あり、半導体ウェーハの研摩に際し、得られた研摩面が
親水性で異物などが付着し難く、超精密平坦面で清浄な
研摩面を効率良く製造することが可能な研摩方法の提供
を目的としている。
発明の概要
この発明は、
Ｓｉ０２粒子及びアルカリ溶媒からなる研摩剤にてウェ
ーハをメカノケミカル研摩する方法において、研摩終了
直前に酸化剤を希釈させた溶液にてリンス研摩し、清浄
な研摩面を得ることを特徴とする半導体ウェーハの研摩
方法である。
ーハをメカノケミカル研摩する方法において、研摩終了
直前に酸化剤を希釈させた溶液にてリンス研摩し、清浄
な研摩面を得ることを特徴とする半導体ウェーハの研摩
方法である。
さらに詳述すれば、この発明は、半導体ウェーハの研摩
に際して、その各研摩段階ごとにその終了直前に、過酸
化ナトリウム、塩素酸ナトリウム、過酸化水素、オゾン
などの酸化剤を希釈した溶液にて、半導体ウェーハをリ
ンス研摩することにより、親水性でかつ清浄な半導体ウ
ェーハ研摩面を効率良く製造することをその要旨として
いる。
に際して、その各研摩段階ごとにその終了直前に、過酸
化ナトリウム、塩素酸ナトリウム、過酸化水素、オゾン
などの酸化剤を希釈した溶液にて、半導体ウェーハをリ
ンス研摩することにより、親水性でかつ清浄な半導体ウ
ェーハ研摩面を効率良く製造することをその要旨として
いる。
発明の構成
半導体ウェーハの研摩に際して使用される研摩剤は、水
酸化ナトリウム、アンモニア、アミンなどのアルカリ溶
媒にシリカ（Ｓｉ０２）粒子を懸濁させた、いわゆるコ
ロイダルシリカであり、発泡層ポＪウレタン等から成る
研摩布とによりいわゆるメカノケミカル研摩が行われる
。
酸化ナトリウム、アンモニア、アミンなどのアルカリ溶
媒にシリカ（Ｓｉ０２）粒子を懸濁させた、いわゆるコ
ロイダルシリカであり、発泡層ポＪウレタン等から成る
研摩布とによりいわゆるメカノケミカル研摩が行われる
。
このメカノケミカル研摩は、半導体ウェーハのアルカリ
による溶解反応とコロイダルシリカ粒子による物理的直
接除去作用との複合作用にて効率良く進行するものと一
般的に考えられている。
による溶解反応とコロイダルシリカ粒子による物理的直
接除去作用との複合作用にて効率良く進行するものと一
般的に考えられている。
従って、研摩中の半導体ウェーハ表面は、常に新鮮で活
性な状態にあり非常に反応性に富んでいる。
性な状態にあり非常に反応性に富んでいる。
そこで研摩修了後の半導体ウェーハ表面を、外部との粗
雑有害反応、例えば、Ｎａ、 Ｆｅ、 Ａ１などの金属
イオンの吸着や、残留アルカリ種による溶解あるいは残
留コロイダルシリカ粒子による付着反応などから、どの
ように研摩面を保護するかが、清浄な半導体ウェーハを
効率良く製造するための要点となる。
雑有害反応、例えば、Ｎａ、 Ｆｅ、 Ａ１などの金属
イオンの吸着や、残留アルカリ種による溶解あるいは残
留コロイダルシリカ粒子による付着反応などから、どの
ように研摩面を保護するかが、清浄な半導体ウェーハを
効率良く製造するための要点となる。
しかし、従来のコロイダルシリカ研摩剤による実研摩と
それに続く水リンス研摩では、半導体ウェーハ研摩面は
粗水面に近く、上述の種々有害反応が生じやすく、−互
生ずればその生成物が半導体ウェーハ研摩面に残留し、
金属汚染あるいは表面突起を生じさせたりして、次の洗
浄にても除去困難な状態に陥り易かった。
それに続く水リンス研摩では、半導体ウェーハ研摩面は
粗水面に近く、上述の種々有害反応が生じやすく、−互
生ずればその生成物が半導体ウェーハ研摩面に残留し、
金属汚染あるいは表面突起を生じさせたりして、次の洗
浄にても除去困難な状態に陥り易かった。
そこで、この発明では、研摩終了直前に、酸化剤を希釈
させた溶液によりリンス研摩を実施することにより、ま
だ研摩布上に残留しているアルカリ種や研摩による発熱
によって酸化剤が分解し、実研摩により生じた非常に活
性な半導体ウェーハ表面を酸化し、ごく薄い酸化膜を半
導体ウェーハ表面上に形成する。
させた溶液によりリンス研摩を実施することにより、ま
だ研摩布上に残留しているアルカリ種や研摩による発熱
によって酸化剤が分解し、実研摩により生じた非常に活
性な半導体ウェーハ表面を酸化し、ごく薄い酸化膜を半
導体ウェーハ表面上に形成する。
この薄い酸化膜は、半導体ウェーハ表面を親水性に変化
させ、かつ活性な半導体ウェーハ表面を外界から保護す
る役割をするため、異物などが付着し難く、超精密平坦
面で清浄な研摩面を効率良く製造することができる。
させ、かつ活性な半導体ウェーハ表面を外界から保護す
る役割をするため、異物などが付着し難く、超精密平坦
面で清浄な研摩面を効率良く製造することができる。
この発明において、酸化剤としては、酸化還元電位ので
きるだけ責な酸化剤が望ましく、例えば、過酸化ナトリ
ウム、塩素酸ナトリウム、過酸化水素、オゾンなどが利
用できる。
きるだけ責な酸化剤が望ましく、例えば、過酸化ナトリ
ウム、塩素酸ナトリウム、過酸化水素、オゾンなどが利
用できる。
この発明のリンス研摩条件は、下記条件が好ましい。
発明の効果
この発明は、研摩終了直前に酸化剤を希釈させた溶液に
より半導体ウェーハにリンス研摩を実施することにより
、研摩面にごく薄い酸化膜を形成でき、その結果研摩面
自体は疎水性から親水性に変化し、もし研摩後残留した
研摩剤などの種々異物が半導体ウェーハ面に付着しても
その付着力は弱められ純水洗浄若しくはその他の洗浄に
て容易に除去できる。
より半導体ウェーハにリンス研摩を実施することにより
、研摩面にごく薄い酸化膜を形成でき、その結果研摩面
自体は疎水性から親水性に変化し、もし研摩後残留した
研摩剤などの種々異物が半導体ウェーハ面に付着しても
その付着力は弱められ純水洗浄若しくはその他の洗浄に
て容易に除去できる。
この発明の研摩方法により、研摩速度の低下もなく、し
み、曇り（ヘイズ）、表面突起のない清浄な半導体ウェ
ーハを効率良く製造することが可能となった。
み、曇り（ヘイズ）、表面突起のない清浄な半導体ウェ
ーハを効率良く製造することが可能となった。
従って、実施例で明らかにする如くＯＳテストにて生ず
る欠陥密度を減少させることができる。
る欠陥密度を減少させることができる。
実施例
比較例１
研摩方法として、コロイダルシリカから成る研摩剤（シ
リカ濃度５ｖｏ１％）を用いて半導体ウェーハに１次研
摩を行い、それに続いて水にてリンス研摩を実施したと
ころ、水に対する接触角は約６０度程度であり、研摩面
は粗水面に近く乾燥し易く、不純物が付着しやすい状態
のため、しみ、表面突起が多かった。また、第３図に示
す如くＯＳテストよる欠陥密度は、３５０〜５８０個／
ｃｍ２であった比較例２ 比較例１の研摩剤中に、酸化剤として過酸化水素を３ｖ
ｏ１％混合して半導体ウェーハの１次研摩を実施したと
ころ、半導体ウェーハ研摩面は親水性でしみなどもなく
、清浄な面が得られたが、単位時間当りの研摩スピード
は比較例１の１／７程度に低下した。
リカ濃度５ｖｏ１％）を用いて半導体ウェーハに１次研
摩を行い、それに続いて水にてリンス研摩を実施したと
ころ、水に対する接触角は約６０度程度であり、研摩面
は粗水面に近く乾燥し易く、不純物が付着しやすい状態
のため、しみ、表面突起が多かった。また、第３図に示
す如くＯＳテストよる欠陥密度は、３５０〜５８０個／
ｃｍ２であった比較例２ 比較例１の研摩剤中に、酸化剤として過酸化水素を３ｖ
ｏ１％混合して半導体ウェーハの１次研摩を実施したと
ころ、半導体ウェーハ研摩面は親水性でしみなどもなく
、清浄な面が得られたが、単位時間当りの研摩スピード
は比較例１の１／７程度に低下した。
実施例１
１次研摩において、比較例１と同様に研摩剤（シリカ濃
度５ｖｏ１％）のみで半導体ウェーハに実研摩を行った
後、引き続き１分間純水を流速６１ ／ｍｉｎで流しな
がらリンス研摩し、その後、０．５ｖｏ１％濃度の過酸
化水素希釈液を流速１ ｌ ／ｍｉｎで流しながら酸化
剤リンスを３０秒間実施したところ、得られた半導体ウ
ェーハ研摩面は、親水性でかつスクラッチやしみ、くも
りの無い清浄なものであり、かつ研摩スピードの低下な
ども無かった。
度５ｖｏ１％）のみで半導体ウェーハに実研摩を行った
後、引き続き１分間純水を流速６１ ／ｍｉｎで流しな
がらリンス研摩し、その後、０．５ｖｏ１％濃度の過酸
化水素希釈液を流速１ ｌ ／ｍｉｎで流しながら酸化
剤リンスを３０秒間実施したところ、得られた半導体ウ
ェーハ研摩面は、親水性でかつスクラッチやしみ、くも
りの無い清浄なものであり、かつ研摩スピードの低下な
ども無かった。
実施例２
１次研摩において、比較例１と同様に研摩剤（シリカ濃
度５ｖｏ１％）のみで半導体ウェーハに実研摩を行った
後、引き続き１分間純水を流速６ ｌ ／ｍｉｎで流し
ながらリンス研摩し、その後、０．２ ｇｅｔ濃度のオ
ゾン溶解液を流速０．５１ ／ｍｉｎで流しながら酸化
剤リンスを２０秒間実施したところ、得られた半導体ウ
ェーハ研摩面は、親水性でかつスクラッチやしみ、くも
りの無い清浄なものであり、かつ研摩スピードの低下な
ども無かった。
度５ｖｏ１％）のみで半導体ウェーハに実研摩を行った
後、引き続き１分間純水を流速６ ｌ ／ｍｉｎで流し
ながらリンス研摩し、その後、０．２ ｇｅｔ濃度のオ
ゾン溶解液を流速０．５１ ／ｍｉｎで流しながら酸化
剤リンスを２０秒間実施したところ、得られた半導体ウ
ェーハ研摩面は、親水性でかつスクラッチやしみ、くも
りの無い清浄なものであり、かつ研摩スピードの低下な
ども無かった。
実施例３
３次研摩において、従来の如く研摩剤（シリカ濃度ｖｏ
ｌ１％）のみで半導体ウェーハに実研摩を行った後、引
き続き２０秒間純水を流速６１／ｍｉｎで流しながらリ
ンス研摩し、その後１ｖｏ１％濃度の過酸化水素希釈液
を０．５１ ／ｍｉｎで流しながら酸化剤リンスを２０
秒間実施したところ、得られた半導体ウェーハ研摩面は
親水性でかつスクラッチやしみ、曇り（ヘイズ）の無い
清浄なものであり、第３図に示す如くＯＳテストよる欠
陥密度は５０個／ｃｍ２以下と良好であった。
ｌ１％）のみで半導体ウェーハに実研摩を行った後、引
き続き２０秒間純水を流速６１／ｍｉｎで流しながらリ
ンス研摩し、その後１ｖｏ１％濃度の過酸化水素希釈液
を０．５１ ／ｍｉｎで流しながら酸化剤リンスを２０
秒間実施したところ、得られた半導体ウェーハ研摩面は
親水性でかつスクラッチやしみ、曇り（ヘイズ）の無い
清浄なものであり、第３図に示す如くＯＳテストよる欠
陥密度は５０個／ｃｍ２以下と良好であった。
第１図は研摩剤へのＨ２Ｏ２添加量と研摩スピードと関
係を示すグラフのである。 第２図は研摩剤へのＨ２Ｏ２添加量とへイズランクとの
関係を示すグラフである。 第３図はＯＳテストよる欠陥密度を示すグラフである。
係を示すグラフのである。 第２図は研摩剤へのＨ２Ｏ２添加量とへイズランクとの
関係を示すグラフである。 第３図はＯＳテストよる欠陥密度を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ＳｉＯ＿２粒子及びアルカリ溶媒からなる研摩剤にてウ
ェーハをメカノケミカル研摩する方法において、研摩終
了直前に酸化剤を希釈させた溶液にてリンス研摩し、清
浄な研摩面を得ることを特徴とする半導体ウェーハの研
摩方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1097730A JP2873310B2 (ja) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | 半導体ウェーハの研摩方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1097730A JP2873310B2 (ja) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | 半導体ウェーハの研摩方法 |
Publications (2)
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