(57)【要約】【課題】  固定砥粒研磨パッドを用いて高い平坦度を達成可能なウエーハの研磨方法を提供することである。【解決手段】  ウエーハの研磨方法であって、ウエーハの一面側を保持部材で保持する保持ステップと、ウエーハの他面に対向して配設された少なくとも発泡ウレタンと砥粒とからなる固定砥粒研磨パッドをウエーハの該他面に所定の圧力で当接させる当接ステップと、ウエーハに研磨液を供給しつつウエーハと該固定砥粒研磨パッドとを摺動させてウエーハを研磨する研磨ステップとを具備し、該研磨ステップにおいては、該研磨液と界面活性剤とを含む混合液をウエーハに供給しながら研磨を遂行することを特徴とする。【選択図】図１
2011171409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエーハの研磨方法であって、
ウエーハの一面側を保持部材で保持する保持ステップと、
ウエーハの他面に対向して配設された少なくとも発泡ウレタンと砥粒とからなる固定砥粒研磨パッドをウエーハの該他面に所定の圧力で当接させる当接ステップと、
ウエーハに研磨液を供給しつつウエーハと該固定砥粒研磨パッドとを摺動させてウエーハを研磨する研磨ステップとを具備し、
該研磨ステップにおいては、該研磨液と界面活性剤とを含む混合液をウエーハに供給しながら研磨を遂行することを特徴とするウエーハの研磨方法。
【請求項２】
前記研磨ステップは、ウエーハに前記研磨液のみを供給して研磨を遂行する当初研磨ステップと、該研磨液に前記界面活性剤を混入した前記混合液を供給しながら研磨を遂行する仕上げ研磨ステップとを含む請求項１記載のウエーハの研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨液を供給しながら発泡ウレタンと砥粒とからなる固定砥粒研磨パッドを用いてウエーハを研磨するウエーハの研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成するシリコンウエーハは、シリコンインゴットからワイヤーソー等によって切り出され（スライスされ）、切り出されたウエーハの両面を研削又は研磨等によって平坦化加工することによって製造されている。
【０００３】
優れた平坦性を有する表面を形成することができる研磨方法の一形態として、化学的機械研磨、所謂ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）が広く採用されている。
【０００４】
ＣＭＰは研磨パッドとウエーハ等の被研磨物との間に研磨液を供給しつつ研磨パッドと被研磨物とをそれぞれ回転させつつ相対的に摺動させることで遂行される（例えば、特開平３−２４８５３２号公報参照）。
【０００５】
インゴットをスライスして得られるウエーハは、微細な凹凸及び切断時に生じた歪を有しているが、これらの微細な凹凸及び歪はＣＭＰを利用した平坦化加工によって取り除かれる。
【０００６】
研磨パッドとしては不織布が使用され、遊離砥粒を含んだ研磨液を供給しながら研磨を行うことが一般的であるが、遊離砥粒を含んだ研磨液では排液処理が困難であり、また大部分の砥粒が研磨に寄与することなく廃棄されるため無駄が多いという問題がある。
【０００７】
そこで、例えば特開２００５−１２９６４４号公報に開示されているように、遊離砥粒を含有しない研磨液とともに使用する固定砥粒研磨パッドも知られている。この固定砥粒研磨パッドは、少なくとも発泡ウレタンと砥粒とからなり、研磨液としてアルカリ性水溶液を供給しながら研磨が遂行される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平３−２４８５３２号公報
【特許文献２】特開２００５−１２９６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、固定砥粒研磨パッドによる研磨は遊離砥粒を用いた研磨に比べて面粗さが粗くなる傾向があり、最終仕上げ研磨等次工程での研磨量を増やす必要があった。
【００１０】
即ち、固定砥粒研磨パッドで研磨した被研磨物は、固定砥粒研磨パッドに含まれる砥粒で削られ、被研磨物の被研磨面にはヘイズと呼ばれる非常に微細な研磨痕が形成される。従って、例えば、Ｒａ（中心線平均粗さ）が３Å等の非常に良好な面粗さが求められる場合には固定砥粒研磨パッドの使用が難しいという問題があった。
【００１１】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、固定砥粒研磨パッドを用いて良好な面粗さを得ることができるウエーハの研磨方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によると、ウエーハの研磨方法であって、ウエーハの一面側を保持部材で保持する保持ステップと、ウエーハの他面に対向して配設された少なくとも発泡ウレタンと砥粒とからなる固定砥粒研磨パッドをウエーハの該他面に所定の圧力で当接させる当接ステップと、ウエーハに研磨液を供給しつつウエーハと該固定砥粒研磨パッドとを摺動させてウエーハを研磨する研磨ステップとを具備し、該研磨ステップにおいては、該研磨液と界面活性剤とを含む混合液をウエーハに供給しながら研磨を遂行することを特徴とするウエーハの研磨方法が提供される。
【００１３】
好ましくは、前記研磨ステップは、ウエーハに前記研磨液のみを供給して研磨を遂行する当初研磨ステップと、該研磨液に前記界面活性剤を混入した前記混合液を供給しながら研磨を遂行する仕上げ研磨ステップとを含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、研磨中、固定砥粒研磨パッドに含まれる砥粒によって形成されたウエーハ上の研磨痕に研磨液と界面活性剤とを含む混合液が流入する。研磨痕に流入した混合液の界面活性剤成分により、研磨痕底部が被覆されて研磨液によるエッチングが抑制されるため、ウエーハの良好な面粗さが達成される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明実施形態のウエーハの研磨方法の説明図である。
【図２】図２（Ａ）は固定砥粒研磨パッドの斜視図、図２（Ｂ）はその断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、研磨定盤２の表面には固定砥粒研磨パッド４が貼着されている。１２はシリコンウエーハ１４をその下面に保持する保持部材であり、回転可能に取り付けられている。保持部材１２は保持部材１２に装着されたシリコンウエーハ１４を矢印Ｂ方向に固定砥粒研磨パッドパッド４に対して押圧する押圧機構に連結されている。
【００１７】
固定砥粒研磨パッド４は、図２（Ｂ）に最もよく示されるように、研磨定盤２に貼着される緩衝層６と、発泡ウレタン内に複数の砥粒１０が分散された固定砥粒層８とから構成される。緩衝層６は、固定砥粒層８より軟質の発泡ウレタン、フェルト、不織布、ＰＥＴ、ＰＶＣ等から形成される。
【００１８】
図１を再び参照すると、シリコンウエーハ１４の研磨中には、アルカリ水溶液１８とノニオン系界面活性剤２０との混合液が研磨液供給ノズル２６から固定砥粒研磨パッド４上に供給される。２２，２４は開閉バルブである。
【００１９】
ここで、界面活性剤は非イオン性のノニオン系界面活性剤が好ましいが、これに限定されるものではなく、イオン性のアニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤も適用可能である。
【００２０】
本実施形態のウエーハの研磨方法では、まず開閉バルブ２２を開き開閉バルブ２４を閉じて、研磨液供給ノズルからアルカリ水溶液１８を研磨パッド４上に滴下しつつ、研磨定盤２を矢印Ａ方向に１００ｒｐｍ程度の低速で回転する。研磨パッド４上に滴下された研磨液は研磨パッド４の回転に伴ってウエーハ１４に供給される。
【００２１】
そして、保持部材１２を矢印Ｂ方向に移動して、シリコンウエーハ１４に所定の研磨圧力を印加しながら当初研磨（一次研磨）を実施する。シリコンウエーハ１４を所定の研磨圧力で固定砥粒研磨パッド４に当接すると、保持部材１２は研磨定盤２の回転方向に連れ回る。
【００２２】
シリコンウエーハ１４の当初研磨を実施すると、ウエーハ１４の研磨面に非常に微細な研磨痕１６が形成される。この当初粗研磨では、研磨液としてアルカリ水溶液１８のみを供給しながら研磨を遂行するので、研磨レートを向上することができる。
【００２３】
固定砥粒研磨パッド４による研磨では、化学的な作用（研磨液がウエーハ１４をエッチングする）と物理的な作用（砥粒１０がウエーハ１４を研磨する）によってウエーハ１４の研磨が行われる。化学的な作用は、研磨によって生じる加工熱によって反応が促進される。
【００２４】
界面活性剤２０を含まないアルカリ水溶液１８を用いて固定砥粒研磨パッド４でシリコンウエーハ１４を研磨する当初研磨を実施すると、砥粒で形成された微細な研磨痕１６中に研磨液が流入・流出しにくい上、研磨痕１６に入り込んだ研磨液によって研磨痕底部がエッチングされていくため、常に研磨痕１６が残ってしまい、研磨面の非常に良好な面粗さが得られない。
【００２５】
そこで、当初研磨を所定時間実施後、開閉バルブ２４を開いて研磨液供給ノズル２６からアルカリ水溶液１８とノニオン系界面活性剤２０との混合液を固定砥粒研磨パッド４に供給しながら仕上げ研磨を実施する。
【００２６】
仕上げ研磨工程では、アルカリ水溶液１８とノニオン系界面活性剤２０とを含む混合液を研磨液として使用することで、研磨痕１６に流入した研磨液の界面活性剤成分により、研磨痕１６の底部は被覆されて保護されるため、研磨液によるエッチングが進行しがたい状態となり、最終的には殆ど研磨痕が形成されずに研磨面を良好な面粗さに仕上げることができる。
【００２７】
上述した実施形態では、研磨時間の短縮化を図るため、研磨工程を研磨液としてアルカリ水溶液のみを供給する当初研磨工程と、研磨液としてアルカリ水溶液とノニオン系界面活性剤との混合液を使用する仕上げ研磨工程とに分けてシリコンウエーハ１４を研磨したが、研磨時間は多少長くかかるが、研磨の最初から最後まで研磨液としてアルカリ水溶液とノニオン系界面活性剤との混合液を使用して研磨を遂行するようにしてもよい。
【実施例１】
【００２８】
研磨液供給ノズル２６から２００ｍｌ／分の研磨液を供給しつつ、直径６００ｍｍの固定砥粒研磨パッド４を９０ｒｐｍで回転しながら、研磨圧力３００ｇ／ｃｍ３で直径８インチのシリコンウエーハ１４を以下の２段階ステップで研磨した。
【００２９】
まず、研磨液供給ノズル２６から研磨液としてアルカリ水溶液のみを供給しつつシリコンウエーハ１４を当初研磨して９．８μ除去した。次いで、ノニオン系界面活性剤をアルカリ水溶液に混入した研磨液を研磨液供給ノズル２６から供給しながら仕上げ研磨を実施し、シリコンを０．２μｍ除去したところ、シリコンウエーハ１４の研磨面の面粗さ、即ちＲａ（中心線平均粗さ）２Åを達成することができた。
【符号の説明】
【００３０】
２    研磨定盤
４    固定砥粒研磨パッド
６    緩衝層
８    固定砥粒層
１０    砥粒
１２    保持部材
１４    シリコンウエーハ
１６    研磨痕
１８    アルカリ水溶液
２０    ノニオン系界面活性剤
２６    研磨液供給ノズル
【図１】
2011171409.tif 000003
【図２】
2011171409.tif 000004