JPH06338483A - ウェーハ研磨方法 - Google Patents
ウェーハ研磨方法Info
- Publication number
- JPH06338483A JPH06338483A JP12744293A JP12744293A JPH06338483A JP H06338483 A JPH06338483 A JP H06338483A JP 12744293 A JP12744293 A JP 12744293A JP 12744293 A JP12744293 A JP 12744293A JP H06338483 A JPH06338483 A JP H06338483A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polishing
- wafer
- grinding
- mirror
- polished
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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】
【目的】 ウェーハの研磨方法を提供する。
【構成】 プレート１に保持された半導体ウェーハ２の
表面を研磨定盤３上に貼付けられた研磨布４で研磨剤６
を滴下しながら研磨する際に、研磨圧力を130 〜200gf/
cm2 とすることにより、ウェーハ表面に生じる加工歪を
制御しながら、短時間の研磨で良好な研磨面粗度を有す
るウェーハを得ることを可能とする。
表面を研磨定盤３上に貼付けられた研磨布４で研磨剤６
を滴下しながら研磨する際に、研磨圧力を130 〜200gf/
cm2 とすることにより、ウェーハ表面に生じる加工歪を
制御しながら、短時間の研磨で良好な研磨面粗度を有す
るウェーハを得ることを可能とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウェーハの研磨
方法に係り、特に被研磨ウェーハと相対運動する研磨定
盤上に貼付された研磨布によりウェーハ表面を鏡面研磨
する方法に関する。
方法に係り、特に被研磨ウェーハと相対運動する研磨定
盤上に貼付された研磨布によりウェーハ表面を鏡面研磨
する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩ（大規模集積回路）等の半導体装
置を製造する際の基板となる半導体ウェーハ（以下、単
にウェーハという）には、高平坦度でかつ低加工歪、低
研磨面粗度である表面が要求され、このようなウェーハ
表面は複数段階からなる研磨工程により鏡面研磨され
る。
置を製造する際の基板となる半導体ウェーハ（以下、単
にウェーハという）には、高平坦度でかつ低加工歪、低
研磨面粗度である表面が要求され、このようなウェーハ
表面は複数段階からなる研磨工程により鏡面研磨され
る。
【０００３】通常のウェーハの鏡面研磨には、メカノケ
ミカルポリッシング法（機械・化学複合研磨法）と呼ば
れる研磨方法が用いられている。これは、機械研磨がも
つ力学的作用とエッチングによる化学的除去作用を複合
させ、それらの相乗効果で高能率かつ高精度の鏡面を得
る方法であり、その研磨特性は研磨時の機械的要素およ
び化学的要素の配分により左右される。
ミカルポリッシング法（機械・化学複合研磨法）と呼ば
れる研磨方法が用いられている。これは、機械研磨がも
つ力学的作用とエッチングによる化学的除去作用を複合
させ、それらの相乗効果で高能率かつ高精度の鏡面を得
る方法であり、その研磨特性は研磨時の機械的要素およ
び化学的要素の配分により左右される。
【０００４】研磨工程の初期段階においては、研磨時の
機械的要素および化学的要素をともに大きく作用させる
ことにより、研磨装置系に依存する高い平坦度を高能率
につくり込み、続く最終段階において研磨時の機械的要
素を低減することにより、加工歪の小さい高精度な鏡面
研磨を行っている。
機械的要素および化学的要素をともに大きく作用させる
ことにより、研磨装置系に依存する高い平坦度を高能率
につくり込み、続く最終段階において研磨時の機械的要
素を低減することにより、加工歪の小さい高精度な鏡面
研磨を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、研磨工
程の最終段階において、研磨の機械的要素を低下させ、
化学的要素に基づく研磨を支配的にすることで、研磨の
進行はどちらかといえば等方的に進行しやすくなり、被
研磨面粗度に応じて研磨が進行するという研磨選択性が
低下する。その結果、研磨面粗度を低減するために研磨
時間を長くとる必要があり、研磨能率が低下するという
問題があった。
程の最終段階において、研磨の機械的要素を低下させ、
化学的要素に基づく研磨を支配的にすることで、研磨の
進行はどちらかといえば等方的に進行しやすくなり、被
研磨面粗度に応じて研磨が進行するという研磨選択性が
低下する。その結果、研磨面粗度を低減するために研磨
時間を長くとる必要があり、研磨能率が低下するという
問題があった。
【０００６】ところで、上記のようなウェーハ研磨の諸
問題を改善する手段について種々の提案がなされてい
る。すなわち、たとえば特公昭61− 14655号公報には研
磨剤組成が開示されているが、これによる研磨では平滑
な研磨を得るのに長時間を要し、さらにはその後のリン
ス（水研磨）を長時間行う必要がある。
問題を改善する手段について種々の提案がなされてい
る。すなわち、たとえば特公昭61− 14655号公報には研
磨剤組成が開示されているが、これによる研磨では平滑
な研磨を得るのに長時間を要し、さらにはその後のリン
ス（水研磨）を長時間行う必要がある。
【０００７】また、たとえば特開平４− 63428号公報に
開示されている研磨剤についても、微分干渉型顕微鏡で
は評価できない他のウェーハ表面品質（たとえばヘイズ
など）に影響を及ぼすことが考えられる。さらには、特
開平２−199834号公報に開示されたウェーハ研磨方法に
おいては、研磨砥粒や研磨布等を変更せずに粗研磨から
仕上研磨までを行うことを目的としているため、研磨効
率と研磨面性状の双方を向上させることが困難である。
開示されている研磨剤についても、微分干渉型顕微鏡で
は評価できない他のウェーハ表面品質（たとえばヘイズ
など）に影響を及ぼすことが考えられる。さらには、特
開平２−199834号公報に開示されたウェーハ研磨方法に
おいては、研磨砥粒や研磨布等を変更せずに粗研磨から
仕上研磨までを行うことを目的としているため、研磨効
率と研磨面性状の双方を向上させることが困難である。
【０００８】本発明は、上記のような従来技術の有する
課題を解決すべくしてなされたもので、その目的とする
ところは良好な研磨面の表面粗度を有するウェーハを高
能率に得ることができるウェーハの研磨方法を提供する
ことにある。
課題を解決すべくしてなされたもので、その目的とする
ところは良好な研磨面の表面粗度を有するウェーハを高
能率に得ることができるウェーハの研磨方法を提供する
ことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、プレートに保
持された半導体ウェーハの表面を研磨定盤上に貼付けら
れた研磨布で研磨剤を滴下しながら研磨する方法におい
て、研磨時に作用させる研磨圧力を130 〜200gf/cm2 と
することを特徴とするウェーハ研磨方法である。
持された半導体ウェーハの表面を研磨定盤上に貼付けら
れた研磨布で研磨剤を滴下しながら研磨する方法におい
て、研磨時に作用させる研磨圧力を130 〜200gf/cm2 と
することを特徴とするウェーハ研磨方法である。
【００１０】
【作 用】本発明者らは、上記のように従来技術の課題
を解決すべく鋭意検討を行った結果、つぎのような知見
を得た。まず、従来のウェーハ鏡面研磨の最終工程にお
いては、研磨の機械的成分を小さくするためにウェーハ
にかかる研磨圧力はたとえば50gf/cm2程度と低く設定さ
れていることが判明した。
を解決すべく鋭意検討を行った結果、つぎのような知見
を得た。まず、従来のウェーハ鏡面研磨の最終工程にお
いては、研磨の機械的成分を小さくするためにウェーハ
にかかる研磨圧力はたとえば50gf/cm2程度と低く設定さ
れていることが判明した。
【００１１】そこで、研磨面粗度に対する加工の選択性
を高めるため、研磨時の機械的成分を大きく作用させる
ことを目的として研磨圧力を実験的に増大させて定量研
磨を行った。すなわち、最終研磨において研磨圧力を40
gf/cm2から200 gf/cm2の範囲で変化させて、0.5 μm 定
量研磨を行った場合の研磨面粗度と表面圧力の関係を調
べたところ、図２に示すような結果を得た。この結果か
ら、130 gf/cm2以上でほぼ一定となることがわかる。
を高めるため、研磨時の機械的成分を大きく作用させる
ことを目的として研磨圧力を実験的に増大させて定量研
磨を行った。すなわち、最終研磨において研磨圧力を40
gf/cm2から200 gf/cm2の範囲で変化させて、0.5 μm 定
量研磨を行った場合の研磨面粗度と表面圧力の関係を調
べたところ、図２に示すような結果を得た。この結果か
ら、130 gf/cm2以上でほぼ一定となることがわかる。
【００１２】また、このときの研磨圧力と被研磨面の残
留応力の関係を調査した結果を図３に示した。この結果
から、研磨圧力を200 gf/cm2以下とすることにより、研
磨面に残留する加工歪はほぼ−1.9kgf/mm2の一定値にな
ることがわかる。これらの結果から、研磨圧力を130 gf
/cm2から200 gf/cm2の範囲に制御するようにすれば、従
来の研磨法に比べてウェーハの研磨面粗度が向上するこ
とが可能となる。
留応力の関係を調査した結果を図３に示した。この結果
から、研磨圧力を200 gf/cm2以下とすることにより、研
磨面に残留する加工歪はほぼ−1.9kgf/mm2の一定値にな
ることがわかる。これらの結果から、研磨圧力を130 gf
/cm2から200 gf/cm2の範囲に制御するようにすれば、従
来の研磨法に比べてウェーハの研磨面粗度が向上するこ
とが可能となる。
【００１３】上記のような知見から、本発明によれば、
複数段の研磨工程からなるウェーハの鏡面研磨工程にお
いて、その最終研磨段階のウェーハ研磨圧力を増大させ
た場合は研磨速度は上昇し、その結果短時間に良好な面
粗度を有する研磨面が得られることがわかる。これは、
ウェーハ研磨時における機械的除去作用成分を高めるこ
とにより、ウェーハ表面の凹凸形状に対して凸部分を選
択的に研磨される度合いが高まるため、結果的に短時間
に良好な面粗度を有する鏡面研磨面が得られるものと推
察される。
複数段の研磨工程からなるウェーハの鏡面研磨工程にお
いて、その最終研磨段階のウェーハ研磨圧力を増大させ
た場合は研磨速度は上昇し、その結果短時間に良好な面
粗度を有する研磨面が得られることがわかる。これは、
ウェーハ研磨時における機械的除去作用成分を高めるこ
とにより、ウェーハ表面の凹凸形状に対して凸部分を選
択的に研磨される度合いが高まるため、結果的に短時間
に良好な面粗度を有する鏡面研磨面が得られるものと推
察される。
【００１４】なお、最終研磨時の研磨圧力を増大させる
ことにより、研磨面に加工変質を与えることが懸念され
るが、研磨圧力を200 gf/cm2以下として研磨することに
より、ウェーハに残留する加工歪をほぼ−1.9kgf/mm2の
一定値に抑制することができる。
ことにより、研磨面に加工変質を与えることが懸念され
るが、研磨圧力を200 gf/cm2以下として研磨することに
より、ウェーハに残留する加工歪をほぼ−1.9kgf/mm2の
一定値に抑制することができる。
【００１５】
【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。
本発明の実施に用いられるウェーハ研磨装置の一例を図
１に示す。すなわち、回転するプレート１に保持された
ウェーハ２に対し、これと相対運動する研磨定盤３上に
貼付けられた研磨布４の上にノズル５を介して研磨剤６
を滴下しながら、ウェーハ２の表面を鏡面研磨するよう
に構成される。
本発明の実施に用いられるウェーハ研磨装置の一例を図
１に示す。すなわち、回転するプレート１に保持された
ウェーハ２に対し、これと相対運動する研磨定盤３上に
貼付けられた研磨布４の上にノズル５を介して研磨剤６
を滴下しながら、ウェーハ２の表面を鏡面研磨するよう
に構成される。
【００１６】このウェーハ研磨装置を用いてウェーハ２
を研磨する際に、最終研磨において研磨圧力の値を変え
てその表面粗度が所定値になる時間を測定した。表１は
研磨圧力を本発明範囲の 200gf/cm2としたときの表面粗
度が 0.3nmになるのに要した時間の測定結果を示したも
のである。なお、比較のために、研磨圧力が従来範囲の
50gf/cm2としたときの結果をも同表に併せて示した。
を研磨する際に、最終研磨において研磨圧力の値を変え
てその表面粗度が所定値になる時間を測定した。表１は
研磨圧力を本発明範囲の 200gf/cm2としたときの表面粗
度が 0.3nmになるのに要した時間の測定結果を示したも
のである。なお、比較のために、研磨圧力が従来範囲の
50gf/cm2としたときの結果をも同表に併せて示した。
【００１７】
【表１】
【００１８】この表から明らかなように、本発明例は従
来例に比して所要時間が減少していることがわかる。
来例に比して所要時間が減少していることがわかる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
短時間に良好な研磨面粗度が得られ、かつ被研磨面に与
える残留応力を半導体装置の製作上において問題になら
ない範囲に抑制することができるので、高能率でかつ高
品位の鏡面ウェーハを得ることが可能である。
短時間に良好な研磨面粗度が得られ、かつ被研磨面に与
える残留応力を半導体装置の製作上において問題になら
ない範囲に抑制することができるので、高能率でかつ高
品位の鏡面ウェーハを得ることが可能である。
【図１】本発明の実施例を示す概要図である。
【図２】研磨圧力と研磨面粗度との関係を示す特性図で
ある。
ある。
【図３】研磨圧力と研磨面残留応力の関係を示す特性図
である。
である。
１ プレート ２ ウェーハ（半導体ウェーハ） ３ 研磨定盤 ４ 研磨布 ５ ノズル ６ 研磨剤
Claims (1)
- 【請求項１】 プレートに保持された半導体ウェーハ
の表面を研磨定盤上に貼付けられた研磨布で研磨剤を滴
下しながら研磨する方法において、研磨時に作用させる
研磨圧力を130 〜200gf/cm2 とすることを特徴とするウ
ェーハ研磨方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12744293A JPH06338483A (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | ウェーハ研磨方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12744293A JPH06338483A (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | ウェーハ研磨方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06338483A true JPH06338483A (ja) | 1994-12-06 |
Family
ID=14960043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12744293A Pending JPH06338483A (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | ウェーハ研磨方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06338483A (ja) |
-
1993
- 1993-05-28 JP JP12744293A patent/JPH06338483A/ja active Pending
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