JPH05177534A - 半導体用シリコンウェーハの研磨方法 - Google Patents

半導体用シリコンウェーハの研磨方法

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JPH05177534A
JPH05177534A JP3359170A JP35917091A JPH05177534A JP H05177534 A JPH05177534 A JP H05177534A JP 3359170 A JP3359170 A JP 3359170A JP 35917091 A JP35917091 A JP 35917091A JP H05177534 A JPH05177534 A JP H05177534A
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silicon wafer
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寿文 吉野
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KYUSHU ELECTRON METAL CO Ltd
Osaka Titanium Co Ltd
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KYUSHU ELECTRON METAL
KYUSHU ELECTRON METAL CO Ltd
Osaka Titanium Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体用シリコンウェーハの製造工程のメカ
ノケミカルポリシング初期研磨方法において、OSF密
度の低減、表面精度の向上を図ると同時に生産性向上を
図った研磨方法の提供。 【構成】 まず従来よりも例えば10%〜50%高い
0.55〜0.8kg/cm2の研磨圧力にて、研磨レ
ートの向上を図り、次いで高圧力領域のポリシングによ
る研磨布の経時変化をダイヤモンドドレッサーによる共
摺りにて修正を行ない、終段研磨として従来よりも例え
ば10%〜50%低減させた0.25〜0.45kg/
cm2の研磨圧力にて表面処理を行なうことにより、O
SF密度を低減し、表面精度を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体用シリコンウ
ェーハにおいて、ラッピングにて一般に必要とする形
状、厚みに施したシリコンウェーハにエッチングを施し
メカノケミカルポリシングにてシリコンウェーハの表面
を高精度に研磨する鏡面研磨方法の改良に係り、MCP
初期研磨工程を高圧領域と低圧領域の多段研磨となすこ
とにより、OSF密度の低減、表面精度の向上、生産性
向上を図った半導体用シリコンウェーハの研磨方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体用シリコンウェーハの製造
に際して、エッチングを施したシリコンウェーハをメカ
ノケミカルポリシング初期研磨にて、必要とする形状、
厚みにポリシングした後、ファイナルポリシングを施
し、加工歪の少ない高精度な鏡面を得る方法が用いられ
ている。
【0003】また、従来のメカノケミカルポリシング初
期研磨方法においては、生産効率とOSF密度の低減と
の兼ね合いから決定された一定の圧力で、所要時間の研
磨を行い必要とする形状、厚みに研磨処理が行なわれて
いた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、メカノケミ
カルポリシングは、その加工圧力の上昇とともにOSF
密度も上昇する傾向にあり、従来の初期研磨方法は高圧
力領域でのポリシングであるため、OSF密度を低いレ
ベルに押さえることが困難となる問題がある。
【0005】また、メカノケミカルポリシングは、その
加工圧力の上昇とともにシリコンウェーハの表面精度
(Flatness:TTV)が低下する傾向にあり、
従来の初期研磨方法の高圧力領域でのポリシングではシ
リコンウェーハの表面精度をより高精度に表面研磨する
ことが困難となる問題がある。
【0006】今日、半導体用シリコンウェーハの製造に
際して、高い生産効率の要求とともに集積回路の著しい
高密度化と微細パターン化のために、すぐれた表面精度
とOSF密度の低減の要求が極めて高くなっている。
【0007】この発明は、半導体用シリコンウェーハの
製造に際して、前記問題点であるOSF密度の低減、表
面精度の向上を図ると同時に生産性向上を図った研磨方
法の提供を目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、半導体用シ
リコンウェーハの製造に際してメカノケミカルポリシン
グ初期研磨にて必要とする形状、厚みにポリシングした
のち、ファイナルポリシングを施し、加工歪の少ない高
精度な鏡面を得る研磨方法において、メカノケミカルポ
リシングの初期研磨工程で、少なくとも2段階の研磨圧
力差を設けて多段研磨を行うに際して、少なくとも最終
段階で最も低圧力による研磨を行うことを特徴とする半
導体用シリコンウェーハの研磨方法である。
【0009】また、この発明は上記の構成において、 1)高圧力領域での研磨を所要時間施し、 2)同一研磨装置にてダイヤモンドドレッサーによる研
磨布の経時変化の修正を施した後、 3)低圧力領域での研磨を一定時間施すことを特徴とす
る半導体用シリコンウェーハの研磨方法である。
【0010】さらに、この発明は上記の低圧力領域での
研磨において、研摩液温度を一定に保持することを特徴
とする半導体用シリコンウェーハの研磨方法である。
【0011】この発明は、メカノケミカルポリシング初
期研磨工程において、OSF密度の低減、表面精度の向
上、生産性向上を図ることを目的に、研磨工程を少なく
とも高圧領域と低圧領域の多段研磨となすことを要旨と
し、低圧研磨を施すことによりOSF密度の低減を図る
もので、低圧力領域でのポリシングは従来の高圧力研磨
に比して生産性低減につながるが、これを解決するため
に多段研磨中に従来よりさらに高圧力領域のポリシング
を施し、生産性向上を図るものである。
【0012】従って、この発明は、初期研磨工程で、少
なくとも高圧領域と低圧領域の2段階の圧力差を設けて
多段研磨を行い、その最終段階で最も低圧力による研磨
を施すことができれば、圧力差の選定、研磨段数、研磨
時間、圧力と研磨順序の選定組合せなどは任意に選定で
きるが、例えば、全研磨量を高圧領域と低圧領域にどの
ように割り振るかは圧力差の選定とともに、要求される
OSF密度、表面精度、生産性を考慮する必要がある。
【0013】また、高圧領域と低圧領域の2段研磨、高
圧領域、中圧領域、低圧領域の3段研磨などの研摩順序
の選定組合せのほか、例えばポリッシャーの回転速度、
ラッピング液種類などの変動や変更を適宜組み合せるこ
ともでき、OSF密度の低減、表面精度の向上、生産性
向上を図ることができる。
【0014】この発明において、圧力差の選定は任意に
選定できるが、例えば、ウエーハに与える歪み量と加工
能率を考慮して、従来の選定圧力に対して10%〜50
%高い研磨圧力の高圧領域と10%〜50%低減させた
研磨圧力の低圧領域を選定し、全研磨量の70〜90%
を高圧力領域にて加工する方法は、OSF密度の低減、
表面精度の向上、生産性向上のいずれの点から最も好ま
しい実施態様である。さらに、高圧領域と低圧領域の圧
力差を相対的に75%以上の差となるように設定するこ
とも好ましい実施態様であり、全研磨量の70〜90%
を高圧領域で一気に研磨後、超低圧で長時間研磨するこ
ともできる。
【0015】またこの発明において、低圧力領域でのポ
リッシングにてより高精度な表面精度を得るために、高
圧力領域でのポリッシング後、ダイヤモンドドレッサー
による共摺りを実施し、高圧力領域での研磨布の経時変
化(目詰り)の修正を行なうことが望ましく、研磨布の
使用時間を考慮して共摺りの回数を増やすなどの手段を
施すことにより、研磨布の寿命を延ばすことができる。
なお、研磨布の目詰りの修正に代えて、研磨布を新品に
交換して必要に応じてダイヤモンドドレッサーによる共
摺りを行い、その後低圧力領域の研磨を実施することも
できる。
【0016】ウエーハの表面研磨をよりよく向上させる
ために低圧領域の研磨時に、実施例に示す如き研磨温度
制御装置を用いて、研磨液温度に応じて研磨圧力を変動
させて、研磨温度を一定に制御する方法を採用すること
ができる。これは、研磨圧力を従来より低圧力にてポリ
シングすることにより、また、研磨温度をコントロール
することにより、シリコンウェーハの面内温度誤差を抑
制し、ケミカルエッチング量を均等にするとともに、ポ
リシング時のシリコンウェーハ外周部への研磨布の食込
みを抑制し、シリコンウェーハ面内の加工量を均一にす
ることが可能であるためである。低圧領域の研磨時の研
磨液温度は±1℃の範囲で一定に制御されることが好ま
しい。
【0017】
【作用】この発明は、半導体用シリコンウェーハのメカ
ノケミカルポリシングの初期研磨において、少なくとも
2段の異なる研磨圧力を選定し、例えば、高圧力領域で
の研磨を全研磨量の70〜90%となるように施し、同
一研磨装置にてダイヤモンドドレッサーによる研磨布の
経時変化の修正を施した後、低圧力領域での研磨を所要
時間施すが、かかる工程により、高圧力領域で短時間で
予定の研磨の大半を完了させることができるため加工効
率がよく、その後の低圧力領域での研磨により、OSF
密度の低減と表面精度の向上が達成でき、従来に比較し
て短時間でより表面性状のすぐれたシリコンウェーハを
得ることができる。さらに、低圧力領域での研磨時に研
磨液温度の一定制御を行うことにより、ケミカルエッチ
ングが安定してよりすぐれた表面性状が得られる。
【0018】
【実施例】後述する構成の研磨装置を用いて、まず初段
研磨として従来の0.5kg/cm2よりも例えば10
%〜50%高い0.55〜0.8kg/cm2の研磨圧
力にて、研磨レートの向上を図り、次いで高圧力領域の
ポリシングによる研磨布の経時変化をダイヤモンドドレ
ッサーによる共摺りにて修正を行ない、終段研磨として
従来よりも例えば10%〜50%低減させた0.25〜
0.45kg/cm2の研磨圧力にて表面処理を行な
う。
【0019】ここでは、EPウェーハをメカノケミカル
ポリシングにて一定厚みに加工する際、全加工厚みの7
0〜90%を高圧力領域にて加工し、この加工量、加工
時間は、各EPウェーハの厚みにて制御する。
【0020】この高圧力領域での研磨を施したのち低圧
領域での研磨を施すが、終段研磨ではウェーハ表面粗
さ、精度向上を図るために、後述の方法にて研磨圧力の
制抑を行ない、所要の目標温度±0.5℃以内に研磨布
表面温度を維持して、研磨液温度を一定に保持しながら
低圧領域での研磨を行う。
【0021】図1に示す研磨装置は、ウエーハ4が貼着
された上定盤5を圧空シリンダ13で押圧して回転する
加圧ヘッドに装着して、回転テーブル1に載置され研磨
布3が貼り付けられた下定盤2に当接させて研磨剤を介
して相対回転運動させる構成からなる。
【0022】非接触式温度計10は回転テーブル1の回
転中心近傍の研磨布3表面温度を測定して、測定値を電
圧信号に変換して温度コントローラー11に出力する。
温度コントローラー11では、予め設定した目標温度と
を比較して所要加圧力を演算し、現在の加圧力との差に
基づいて、圧空シリンダ13へ送る圧空量を決定して圧
空量を電気的に制御する電空レギュレーター12ヘ制御
電流信号を送る。電空レギュレーター12は温度コント
ローラー11からの制御電流信号に従い、圧空シリンダ
13へ制御エアーを送り上定盤5の加圧力を所要値に変
更する。
【0023】この発明による研磨方法によれば、例えば
高圧力領域として0.8kg/cm2の研磨圧力、低圧
力領域として0.3kg/cm2の研磨圧力を選定した
場合、OSF密度を従来よりも50%低減できると同時
に、表面精度においても従来よりも25%の表面精度
(Flatness)が向上した。また、研磨レートの
向上を図っているため、初期研磨の全研磨時間を従来よ
り20%短縮することが可能となり、生産性の向上さら
には、消耗資材ライフの向上が可能となった。
【0024】
【発明の効果】この発明は、実施例に明らかなように、
低圧力領域での研磨によるOSF密度低減と表面精度、
粗さの向上が得られ、さらに高圧力領域での研磨と低圧
力領域での研磨の組合せの多段研磨による、生産性向上
並びに消耗資材ライフの向上が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による研磨方法を示す、研磨装置と制
御装置の説明図である。
【符号の説明】
1 回転テーブル 2 下定盤 3 研磨布 4 ウエーハ 5 上定盤 10 非接触式温度計 11 温度コントローラー 12 電空レギュレーター 13 圧空シリンダ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体用シリコンウェーハの製造に際し
    てメカノケミカルポリシング初期研磨にて必要とする形
    状、厚みにポリシングしたのち、ファイナルポリシング
    を施し、加工歪の少ない高精度な鏡面を得る研磨方法に
    おいて、メカノケミカルポリシングの初期研磨工程で、
    少なくとも2段階の研磨圧力差を設けて多段研磨を行う
    に際して、少なくとも最終段階で最も低圧力による研磨
    を行うことを特徴とする半導体用シリコンウェーハの研
    磨方法。
  2. 【請求項2】 最終段階での低圧力による研磨に先駆け
    て、同一研磨装置にてダイヤモンドドレッサーによる研
    磨布の経時変化の修正を施すことを特徴とする請求項1
    記載の半導体用シリコンウェーハの研磨方法。
  3. 【請求項3】 低圧力領域での研磨において、研摩液温
    度を一定に保持することを特徴とする請求項1、請求項
    2記載の半導体用シリコンウェーハの研磨方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0757378A1 (en) * 1995-08-01 1997-02-05 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Process of polishing silicon wafers
JP2005260038A (ja) * 2004-03-12 2005-09-22 Disco Abrasive Syst Ltd 研磨装置及びウェーハの研磨方法
JP2006216895A (ja) * 2005-02-07 2006-08-17 Disco Abrasive Syst Ltd 半導体ウエーハの研磨装置

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