TW201532737A - 硏磨布的清洗方法及晶圓的硏磨方法 - Google Patents

Abstract

本發明是一種研磨布的清洗方法，其藉由將清洗液供給至用以研磨晶圓之研磨布的表面來清洗前述研磨布，該研磨布的清洗方法的特徵在於：一邊將氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液作為前述清洗液供給至前述研磨布的表面，一邊清洗前述研磨布八小時以上。藉此，提供了一種具有下述效果的研磨布的清洗方法及晶圓的研磨方法：利用有效地清洗研磨布，能抑制隨著研磨布的使用時間的增加而導致研磨後的晶圓的表面發生傷痕的情況，且能使研磨布的使用期限更長。

Description

研磨布的清洗方法及晶圓的研磨方法

本發明關於一種研磨布的清洗方法、及利用此清洗方法而實行的晶圓的研磨方法。

一般來說，在研磨步驟中，若是持續使用胺基甲酸乙酯單發泡體(single foam body)研磨布等的研磨布，在研磨布的發泡內部會持續蓄積有漿液凝聚物和從晶圓產生的研磨屑等。這些蓄積物會成為在研磨中的晶圓的表面上發成傷痕的主要原因。

在專利文獻1中記載一種研磨布的清洗方法，其將乾冰粒子等噴射至研磨布上，而將漿液凝聚物和研磨屑等撞出來。又，在專利文獻2中記載一種清洗方法，其利用安裝有修整用磨石之調節器(conditioner)裝置將研磨屑等從研磨布的表面撥出來。進一步，在專利文獻3中記載一種清洗方法，其利用供給高壓的清洗水至研磨布表面，來將積存在研磨布內部的研磨屑等去除。目前為止，是利用上述方法來清洗研磨布。

[先前技術文獻] (專利文獻)

專利文獻1：日本特開2000-354948號公報

專利文獻2：日本特開2003-181756號公報

專利文獻3：日本特開2010-228058號公報

然而，對於經過長時間使用於研磨的研磨布，只實施上述般的先前的研磨布的清洗方法，清洗效果較弱，因此無法充分地去除研磨屑，而有隨著研磨布的使用時間增加，研磨後的晶圓的表面的傷痕的發生率也會增加這樣的問題。在第7圖中表示研磨布的使用時間與研磨後的晶圓的表面的傷痕的發生率。第7圖的圖表的橫軸是相對於研磨布的使用期限(life)之研磨布的使用時間的相對值(研磨布的使用時間/研磨布的使用期限)。如第7圖所示，可得知即便定期地在研磨批次(batch)間等的時候利用先前的清洗方法來實施研磨布的清洗，隨著研磨布使用時間的增加，傷痕的發生率會變得越來越高。像這樣，傷痕的發生率變高後的研磨布，即便是利用先前的清洗方法來清洗，傷痕的發生率還是會繼續增加，因此有難以繼續使用於研磨這樣的問題。此外，上述先前的研磨布的清洗方法，有必要在研磨裝置中重新導入用以清洗研磨布的機構，因此也有成本較高這樣的問題。

本發明是鑑於前述問題而完成，其目的在於提供一種研磨布的清洗方法及晶圓的研磨方法，利用有效地清洗研磨布，能抑制隨著研磨布的使用時間的增加而導致研磨後的 晶圓的表面發生傷痕的情況，且能使研磨布的使用期限更長。

為了達成上述目的，依據本發明，提供一種研磨布的清洗方法，其藉由將清洗液供給至用以研磨晶圓之研磨布的表面來清洗前述研磨布，該研磨布的清洗方法的特徵在於：一邊將氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液作為前述清洗液供給至前述研磨布的表面，一邊清洗前述研磨布八小時以上。

若這麼做的話，即便是已長時間使用的研磨布，也能有效地除去研磨屑。其結果，能抑制隨著研磨布的使用時間的增加而導致研磨後的晶圓的表面發生傷痕的情況，且相較於先前能使研磨布的使用期限更長。

此時，能重複地從用以儲存前述清洗液的槽將前述清洗液供給至前述研磨布的表面，再將進行清洗後的清洗液回收至前述槽內，一邊使前述清洗液循環一邊清洗前述研磨布。

若這麼做的話，能抑制清洗液的使用量，因此能抑制成本。

又，此時，能將前述氫氧化鈉水溶液或前述氫氧化鉀水溶液的濃度設為5~50%。

若是這樣的濃度的話，不但可安全地處置清洗液，也能抑制住殘留在研磨布的清洗液對要研磨的晶圓造成的影響。進一步，由於研磨布的清洗時間不會過長，因此能抑制生產性的低落。

又，依據本發明，提供一種晶圓的研磨方法，其利用使晶圓滑動接觸於研磨布來進行研磨，該晶圓的研磨方法的特徵在於具有下述步驟：清洗步驟，其一邊將氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液作為清洗液供給至前述研磨布的表面，一邊清洗前述研磨布八小時以上；及，研磨步驟，其使前述晶圓滑動接觸於清洗後的前述研磨布來進行研磨。

若這麼做的話，即便是已長時間使用的研磨布，也能有效地除去研磨屑。其結果，能抑制隨著研磨布的使用時間的增加而導致研磨後的晶圓的表面發生傷痕的情況，且相較於先前，能使研磨布的使用期限更長。

此時，在前述清洗步驟中，能重複地從用以儲存前述清洗液的槽將前述清洗液供給至前述研磨布的表面，再將進行清洗後的清洗液回收至前述槽內，一邊使前述清洗液循環一邊清洗前述研磨布。

若這麼做的話，能抑制清洗液的使用量，因此能抑制成本。

又，此時，在前述清洗步驟中，能將所使用的前述氫氧化鈉水溶液或前述氫氧化鉀水溶液的濃度設為5~50%。

若是這樣的濃度的話，不但可安全地處置清洗液，也能抑制住殘留在研磨布的清洗液對要研磨的晶圓造成的影響。進一步，由於研磨布的清洗時間不會過長，因此能抑制生產性的低落。

若是本發明的研磨布的清洗方法及晶圓的研磨方 法，利用有效地清洗研磨布，能抑制隨著研磨布的使用時間的增加而導致研磨後的晶圓的表面發生傷痕的情況，且能使研磨布的使用期限更長。

1‧‧‧雙面研磨裝置

2‧‧‧上平台

3‧‧‧下平台

4a‧‧‧上研磨布

4b‧‧‧下研磨布

5‧‧‧太陽齒輪

6‧‧‧內齒輪

7‧‧‧載具

8‧‧‧上平台孔

9‧‧‧平台承接部

10‧‧‧循環裝置

11‧‧‧雙面研磨系統

12‧‧‧槽

13‧‧‧過濾器

14‧‧‧泵

15‧‧‧清洗液

第1圖是表示本發的研磨布的清洗方法的一例的流程圖。

第2圖是表示雙面研磨裝置的一例的概略圖。

第3圖是表示雙面研磨系統的一例的概略圖。

第4圖是表示本發明的晶圓的研磨方法的一例的流程圖。

第5圖是表示在實施例1~3、比較例1、2中檢查到的傷痕的發生率的長條圖。

第6圖是表示在實施例1~3、比較例1、2中的清洗時間與傷痕的發生率的關係的圖式。

第7圖是表示在利用先前的清洗方法的場合下，傷痕的發生率與研磨布的使用時間的關係的圖式。

以下，針對本發明說明實施方式，但本發明並不限於此實施方式。

在晶圓的研磨中，隨著研磨布的使用時間的增加，研磨屑會持續蓄積於研磨布中，而使研磨後的晶圓的表面發生傷痕。雖然為了除去此蓄積的研磨屑而實行研磨布的清洗，但是先前的研磨布的清洗方法，會有對於經過長時間使用的研磨布，其清洗效果較弱這樣的問題。

因此，本發明人為了解決這樣的問題而不斷地努力 研究。其結果，想到了利用由氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液所組成的清洗液來清洗八小時以上的技術，而完成本發明。

以下，針對本發明的研磨布的清洗方法及晶圓的研磨方法進行說明。

首先，針對本發明的清洗方法進行說明。此處，以將本發明的研磨布的清洗方法適用於雙面研磨裝置的研磨布的清洗的情況為例，進行說明。

第2圖是如第3圖般的雙面研磨系統11內的雙面研磨裝置1。

如第2圖所示，雙面研磨裝置1具備在上下方向設置成互相面對面的上平台2和下平台3；在上平台2與下平台3上，各自黏貼有上研磨布4a、下研磨布4b。在上平台2與下平台3之間的中心部，設置有太陽齒輪5，而在邊緣部則設置有內齒輪6。在雙面研磨矽晶圓時，矽晶圓被保持於載具7的保持孔，且被夾在上平台2與下平台3之間。

又，載具7的外周齒嚙合於太陽齒輪5與內齒輪6的各齒部，隨著上平台2及下平台3藉由未繪示的驅動源而被旋轉，載具7一邊自轉一邊繞著太陽齒輪5作公轉。此時，利用載具7的保持孔而被保持的矽晶圓，藉由上研磨布4a與下研磨布4b而同時地被研磨其雙面。又，此時從上平台孔8供給研磨液。重複地進行上述雙面研磨，以批次方式雙面研磨複數片矽晶圓。

像這樣重複地雙面研磨複數片矽晶圓，由於長時間 地一直使用上研磨布4a與下研磨布4b，研磨屑會蓄積在各研磨布中，而使得雙面研磨後的矽晶圓的表面和背面上發生傷痕。因此，要實施研磨布的清洗。

如第3圖所示，首先，將用以清洗研磨布的清洗液15裝入循環裝置10所具備的槽12內(第1圖的步驟S101)。此處，在本發明中，可使用氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液來作為清洗液15。然後，將槽12內的清洗液15從上平台孔8供給至上研磨布4a和下研磨布4b的表面(第1圖的步驟S102)。此時，為了充分地將清洗液供給至已黏貼在上平台2上的上研磨布4a，較佳是將上平台2下降至下平台3的上方數公厘(mm)的位置處。所供給的清洗液15流入平台承接部9後，被回收至槽12內(第1圖的步驟S103)。然後，將所回收的清洗液15藉由泵14從槽12被送出，通過過濾器13除去雜質後，再次地供給至研磨布。

像這樣重複地一邊從槽12供給清洗液15，一邊將清洗液15回收至槽12中，而使得清洗液15一邊在槽12與上研磨布4a和下研磨布4b之間循環，一邊清洗上研磨布4a和下研磨布4b八小時以上。若是像這樣地使清洗液15循環來重複使用的話，由於能抑制清洗液15的使用量，因此能抑制清洗成本。清洗時間越長的話越能有效地將研磨屑溶解而除去，但是能將不損及生產性的程度的時間設為上限。又，若是要清洗如第3圖般的能一邊使研磨劑循環一邊進行研磨的研磨裝置的研磨布，只要將研磨劑換成清洗液，就能如上述般地一邊使清洗液循環一邊實施清洗。因此，幾乎不需要 使用新的用以清洗研磨布之機構來清洗研磨布，而能低成本地實施本發明。

此時，能將氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液的濃度設為5~50%。若是這樣的濃度的話，能有效率地將研磨屑溶解而除去。又，如果濃度是50%以下的話，不但可安全地處置清洗液15，也能抑制住殘留在研磨布上的清洗液15對要研磨的晶圓造成的負面影響。進一步，如果濃度是5%以上的話，由於研磨布的清洗時間不會過長，因此能抑制生產性的低落。

如上述般地一邊將作為清洗液15的氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液供給至上研磨布4a和下研磨布4b的表面，一邊清洗八小時以上。若是這樣的研磨布的清洗方法，即便是已長時間使用的研磨布，由於不是機械式的清洗方法，而是化學式地將研磨屑溶解而除去的清洗方法，因此能浸透於研磨布中，而能有效地除去研磨屑。其結果，能抑制隨著研磨布的使用時間的增加而導致研磨後的晶圓的表面發生傷痕的情況，且相較於先前，能使研磨布的使用期限更長。

接下來，針對本發明的晶圓的研磨方法進行說明。此處，以將本發明的晶圓的研磨方法適用於矽晶圓的雙面研磨的情況為例，進行說明。

首先，如上述般地利用雙面研磨裝置1重複地雙面研磨複數片矽晶圓(第4圖的步驟S201)。像這樣，由於長時間地一直使用上研磨布4a和下研磨布4b，研磨屑會蓄積在各研磨布中，而使得雙面研磨後的矽晶圓的表面和背面發生傷痕。 因此，實行用以除去研磨屑的清洗步驟。實施清洗步驟的時機點，例如能設在下述時機點：每個批次的雙面研磨後，利用檢查矽晶圓的研磨面的傷痕來求得批次內的傷痕的發生率(第4圖的步驟S202)，且所求得的傷痕的發生率超過預先設定的臨界值時(第4圖的步驟S203)。

於清洗步驟中，首先，將槽12內的清洗液15從上平台孔8供給至上研磨布4a和下研磨布4b的表面。此時，為了將已黏貼在上平台2上的上研磨布4a充分地浸漬到清洗液，較佳是將上平台2下降至下平台3的上方數公厘(mm)處。此處，在本發明中，可使用氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液來作為清洗液15。然後，重複地在從槽12供給清洗液15後，將清洗液15回收至槽12中，而使得清洗液15一邊在槽12與上研磨布4a和下研磨布4b之間循環，一邊清洗上研磨布4a和下研磨布4b八小時以上(第4圖的步驟S204)。

若這樣做的話，由於能抑制清洗液15的使用量，因此能抑制成本。又，若是要清洗如第3圖般的能一邊使研磨劑循環一邊實行研磨的研磨裝置的研磨布，只要將研磨劑換成清洗液，就能如上述般地一邊使清洗液循環一邊實施清洗。因此，幾乎不需要使用新的清洗研磨布之機構來清洗研磨布，而能低成本地實施本發明。

此時，能將氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液的濃度設為5~50%。若是這樣的濃度的話，能有效率地將研磨屑溶解而除去。又，如果濃度是50%以下的話，不但可安全地處置清洗液15，也能抑制住殘留在研磨布上的清洗液15對要 研磨的晶圓造成的負面影響。進一步，如果濃度是5%以上的話，由於研磨布的清洗時間不會過長，因此能抑制生產性的低落。

接下來，使矽晶圓在清洗後的研磨布上作滑動接觸進行研磨來實行研磨步驟(第4圖的步驟S205)。此處，是使矽晶圓滑動接觸於清洗後的上研磨布4a和下研磨布4b來實行雙面研磨。

若是利用上述清洗步驟進行清洗後的研磨布的話，即便是已長時間使用的研磨布，也能有效地溶解而除去原本利用先前的清洗方法無法完全除去的研磨屑。因此，能抑制隨著研磨布的使用時間的增加而導致研磨後的晶圓的表面發生傷痕的情況，且相較於先前，能使研磨布的使用期限更長。

在上述研磨布的清洗方法及晶圓的研磨方法的一例中，說明了雙面研磨矽晶圓的情況，但是當然並未限定於此種情況。要研磨的晶圓也可以是除了矽晶圓以外的晶圓。研磨方法不限於是雙面研磨，在單面研磨的情況下也能應用本發明。

[實施例]

以下，表示本發明的實施例及比較例來更具體地說明本發明，但本發明並不限於這些例子。

(實施例1)

如第3圖所示，使用雙面研磨系統，並依據本發明的研磨布的清洗方法及晶圓的研磨方法，來實行研磨布的清洗及晶圓的研磨。本實施例中所使用的研磨布是胺基甲酸乙酯單 發泡體研磨布。

首先，準備經由下述步驟所獲得的直徑300mm的晶圓：將藉由單晶提拉裝置而被提拉起的單晶矽晶棒切片，再將矽晶圓的邊緣部去角、研光(lapping)，並進行蝕刻以去除殘餘應變(residual strain)。

然後，將在各批次中研磨後的複數片矽晶圓清洗並乾燥，以RAYTEX股份有限公司所製造的自動表背面檢查裝置RXWB-1200(型號)來檢查矽晶圓的背面的傷痕。

此處，當在批次內的矽晶圓的傷痕的發生率超過特定的臨界值時，就依據本發明的清洗方法，清洗上研磨布和下研磨布。作為清洗液，使用了濃度5%的氫氧化鉀水溶液。進一步，將研磨布的清洗時間設為八小時。

清洗結束後，以水沖洗研磨布的表面，並利用修整器(dresser)進行時效(seasoning)。之後，再使用此研磨布並利用雙面研磨裝置，將25片與上述相同的晶圓以充分的研磨裕度來進行加工，且此加工是用於除去因研光(lapping)步驟所造成的應變。作為研磨劑，使用了膠態二氧化矽研磨劑。之後，將研磨後的晶圓清洗並乾燥，利用RAYTEX股份有限公司所製的自動表背面檢查裝置RXWB-1200(型號)來檢查晶圓的背面的傷痕。將傷痕的發生率表示於第5、6圖中。

其結果，如第5、6圖所示，可知利用清洗後的研磨布來研磨後的晶圓的表面的傷痕的發生率約為20%，相較於後述的比較例1、2，傷痕的發生率大幅下降。

像這樣，可確認：即便是已長時間使用而傷痕的發生率 變高的研磨布，只要實施本發明的清洗方法及研磨方法，就能將傷痕的發生率壓低，相較於先前，能使研磨布的使用期限更長。

(實施例2)

除了將清洗時間設為12小時以外，加上與實施例1相同的條件，利用與實施例1相同的方法來實行研磨布的清洗及晶圓的研磨，並檢查傷痕的發生率。

其結果，如第5、6圖所示，能使傷痕的發生率變成14%左右，比實施例1更能壓低傷痕的發生率。這是因為清洗時間設成比實施例1更長的緣故。

(實施例3)

除了將清洗時間設為24小時以外，加上與實施例1相同的條件，利用與實施例1相同的方法來實行研磨布的清洗及晶圓的研磨，並檢查傷痕的發生率。

其結果，如第5、6圖所示，能使傷痕的發生率變成10%左右，比實施例1、2更能壓低傷痕的發生率。

(比較例1)

除了將清洗時間設為6小時以外，加上與實施例1相同的條件，利用與實施例1相同的方法來實行研磨布的清洗及晶圓的研磨，並檢查傷痕的發生率。

其結果，如第5、6圖所示，傷痕的發生率成為40%左右，相較於實施例1、2、3，大幅地惡化。

(比較例2)

即便研磨後的矽晶圓的表面的傷痕的發生率超過特定的 臨界值，也不實施本發明的研磨布的清洗方法，除此之外，利用與實施例1相同的條件來實行晶圓的研磨，並利用與實施例1相同的方法來檢查傷痕的發生率。

其結果，如第5、6圖所示，傷痕的發生率成為45%左右，相較於實施例1、2、3，大幅地惡化。

此外，本發明並不限於上述實施方式。上述實施方式僅為例示，只要是與本發明的申請專利範圍所記載的技術思想實質上具有相同構成，並能達成同樣的作用功效者，無論何者都包含於本發明的技術範圍中。

Claims (6)

1. 一種研磨布的清洗方法，其藉由將清洗液供給至用以研磨晶圓之研磨布的表面來清洗前述研磨布，該研磨布的清洗方法的特徵在於：一邊將氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液作為前述清洗液供給至前述研磨布的表面，一邊清洗前述研磨布八小時以上。
2. 如請求項1所述的研磨布的清洗方法，其中，重複地從用以儲存前述清洗液的槽將前述清洗液供給至前述研磨布的表面，再將進行清洗後的清洗液回收至前述槽內，一邊使前述清洗液循環一邊清洗前述研磨布。
3. 如請求項1或2所述的研磨布的清洗方法，其中，將前述氫氧化鈉水溶液或前述氫氧化鉀水溶液的濃度設為5~50%。
4. 一種晶圓的研磨方法，其利用使晶圓滑動接觸於研磨布來進行研磨，該晶圓的研磨方法的特徵在於具有下述步驟：清洗步驟，其一邊將氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液作為清洗液供給至前述研磨布的表面，一邊清洗前述研磨布八小時以上；及，研磨步驟，其使前述晶圓滑動接觸於清洗後的前述研磨布來進行研磨。
5. 如請求項4所述的晶圓的研磨方法，其中，在前述清洗步驟中，重複地從用以儲存前述清洗液的槽將前述清洗液供給至前述研磨布的表面，再將進行清洗後的清洗液回收至前述槽內，一邊使前述清洗液循環一邊清洗前述研磨布。
6. 如請求項4或5所述的晶圓的研磨方法，其中，在前述清洗步驟中，將所使用的前述氫氧化鈉水溶液或前述氫氧化鉀水溶液的濃度設為5~50%。