JPH0386468A - 半導体基板の研磨方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体基板の研磨方法、特に半導体基板の平
均表面粗さＲａをＩＯＡ以下にする仕上げ研磨方法に関
する。

〔発明の概要〕

本発明は、半導体基板を研磨盤に接触させ、研磨剤を供
給して半導体基板の面を研磨する半導体基板の研磨方法
において、り）＋　１１．０以下のアルカリ液に粒径１
００〜３００人の砥粒を含有してなる研磨剤を用い、研
磨剤の供給量を０．Ｏｌ〜０．２ｃｃ　／　ｃ＋＋ｌ・
分とし、研磨圧力を１００〜２００　ｇ　／　ｃａｔと
して研磨することによって、平均表面粗さＲａが１０Å
以下の仕上げ研磨を可能にするものである。

〔従来の技術〕

従来の半導体基板の仕上げ研磨は定盤に軟質のポリウレ
タン製の発泡クロスを貼着した研磨盤を用い、研磨剤に
アルカリ液に砥粒であるＳｉＯ□粒子を含有せしめたも
のを用いて行っている。半導体基板は接着剤でガラスプ
レートに接着するか、もしくはテンプレートというホル
ダーを用いて保持している。そして、回転する研磨盤に
研磨剤を適量供給し、半導体基板を研磨盤に接触させて
研磨を行う。この仕上げ研磨の特徴は、軟質クロスを用
いて研磨盤への加圧力を低くして行う所謂エツチング作
用を主とした研磨である。このときの研磨条件は次の如
くである。

研磨圧カニ　１００　ｇ　／　ｃｒｌより低圧研磨剤供
給量二０．４〜２．　Ｏｃｃ　／　ｃｉ・水研磨剤のア
ルカリ液：ｐＨ１１，０を越える強アル刀り研磨剤の砥
粒（Ｓｔｏ＝）粒径：３００人を越える粒径かかる研磨
方法によれば、半導体基板表面に傷、ダメージの無い鏡
面を得ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし乍ら、上述の従来の仕上げ研磨方法はエツチング
作用を主体としているため、平均の表面粗さＲａが２０
Å以上となる。２０Å以上の面粗さの場合、現状のデバ
イスのパターンルールでは特に問題とならないが、今後
、更に微細パターンになると表面粗さが問題となる可能
性がある。また、現在、例えば高電力素子等のデバイス
用基板として２枚のシリコンウェハ同士を直接貼り合せ
てなる貼り合せウェハ、或は貼り合せ方式のＳ○■（ｓ
ｉｌｉｃｏｎ　ｏｎ　１ｎｓｕｌａｔｏｒ）基板等の所
謂貼り合せウェハの研究が進められているが、このよう
な貼り合せウェハに使用した場合、２０Å以上の表面粗
さではウェハ間に気泡が発生する原因になることが実験
で確認されている。

本発明は、上述の点に鑑み、平均の表面粗さが１０Å以
下となるように仕上げ研磨を可能にした半導体基板の研
磨方法を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、半導体基板（５）を研磨盤（２）に接触させ
、研磨剤（８）を供給して半導体基板（５）の面を研磨
する半導体基板の研磨方法において、ｐＨ１１，０以下
のアルカリ液に粒径１００〜３００人の砥粒を含有して
なる研磨剤（８）を用い、研磨剤（８）の供給量を０．
０１〜０．２ｃｃ　／　ｃｒｌ・分とし、研磨圧力を１
００〜２００　ｇ　／　ｃｎとして研磨することを特徴
とする。

〔作用〕

上述の本発明によれば、ｐＨ１１，０以下のアルカリ液
に粒径１００〜３００人の砥粒を含有した研磨剤を用い
、研磨剤の供給量を０．０１〜０．２ｃｃ　／　ａＩｌ
ｌ・分、研磨圧力を１００〜２００ｇ／Ｃｄの条件で仕
上げ研磨することにより、エツチング作用と併せてメカ
ニカル作用が少し強まり、傷、ダメージを生じさせるこ
となく、ＩＯÅ以下の表面粗さに半導体基板表面を研磨
することができる。

Ｅ実施例〕 以下、図面を用いて本発明による半導体基板の研磨方法
の例を説明する。

第１図は研磨装置（１）を示すもので、（２）は定盤（
３）に軟質ポリウレタン製の発泡クロス（４）を貼着し
てなる研磨盤、（５）は研磨されるべき半導体基板例え
ばシリコンウェハであり、ウェハ（５）は接着剤を介し
てホルダー（６）に固定される。研磨時、ウェハ（５）
は回転する研磨盤（２）の発泡クロス（４）の面に接触
し、研磨剤供給子役（７）から研磨剤（８）を供給して
行われる。

本発明に係る仕上げ研磨法は、従来のエツチング作用を
主とした研磨から、メカニカル作用を少し強めた研磨条
件で行うようになす。本実施例では、研磨条件を次のよ
うに設定する。

研磨剤（８）としては、９Ｈ１１，０以下のアルカリ液
に粒径１００〜３００人のＳｉＱ２粒子（砥粒〉を含有
せしめた研磨剤（懸濁液）を用いる。アルカリ液のＳｉ
Ｏ□粒子の含有は５ｗｔ％程度である。アルカリ液とし
ては例えば水酸化ナトリウム、アンモニアの水溶液を用
いろる。

研磨剤（８）の供給量は０．０１〜０．２ｃｃ　／　ｃ
ｌｆＩ・分とする。研磨圧力即ちウェハ（５）の研磨盤
（２）への加圧力は１００〜２００　ｇ　／　ｃｍとす
る。また研磨盤（２）の周速は３４ｍ／分とする。

このような研磨条件でウェハ（５）を研磨すると、傷、
ダメージを生じさせないで１０Å以下の平均表面粗さの
研磨面が得られる。

この結果を第２図乃至第４図のグラフに示す。

第２図の曲線（Ｉ）は研磨剤に含有されているＳｉＱ、
粒子の粒径と面粗さの関係を示すグラフである。Ｓｉｎ
、粒径が３００Ａ以下であれば面粗さはＩＯＡ以下にな
る。

第３図は、研磨圧力と面粗さ及びダメージの関係を示す
もので、曲線（ｆｆ）がダメージのグラフ、曲線（ＩＩ
［＞が面粗さのグラフを示す。研磨圧力が１００　ｇ　
／　ｃＩ１１以上であれば面粗さは１０Å以下となるも
、研磨圧力が２００　ｇ　／　ｃｕｔを越えるとダメー
ジが発生する。従って研磨圧力を１００〜２００　ｇ　
／　ｃｒｊの範囲にすればダメージがなく且つ１０Å以
下の面粗さが得られる。

第４図は、研磨剤の供給量とダメージ及び面粗さの関係
を示すもので、曲線（ｒＶ）がダメージのグラフ、曲線
（Ｖ）が面粗さのグラフを示す。研磨剤供給量が０．０
１ＣＣ／Ｃｌ１１・分より少ないとダメージの発生があ
り、０．２ＣＣ／　ｃＭ・分を越えると面粗かが１０人
より粗くなる。従って、研磨剤供給量を０、Ｏｌ〜０．
２ＣＧ　／　ｃｒｌ・分の範囲にすればダメージがなく
且つ１０Å以下の面粗さが得られる。

なお、表面粗さの測定は、３次元表面粗さ計を用いて行
った。また、ダメージの測定は、研磨後のウェハ表面を
酸化してライトエツツチ（ｌ！ｌｉｇｈｔｅｔｃｈ　：
欠陥検出エッチ〉によるピットを見て行った。

このように本研磨方法を用いることにより、ウェハ（５
）を傷、ダメージのない、しかも面粗さが１０Å以下と
なるような鏡面仕上げを行うことができるものであり、
従って、超微細パターンの半導体デバイス或は信頼性の
高い貼り合せウェハの作成を可能にする。

〔発明の効果〕

本発明による半導体基体の研磨方法によれば、研磨剤の
アルカリ液のｐＨ及び含有されている砥粒の粒径、研磨
剤の供給量、研磨圧力等の条件を特定することにより、
表面粗さが１０Å以下の鏡面研磨を行うことができる。

従って、本研磨方法を用いることにより、超微細パター
ンの半導体デバイスの作成が可能となり、また、貼り合
せウェハにおいてもウェハ間に気泡の発生がなく信頼性
の高い貼り合せをウェハが得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る研磨装置の例を示す構成図、第２
図は砥粒（ＳｉＯ□）の粒径と面粗さの関係を示すグラ
フ、第３図は研磨圧力と面粗さ及びダメージとの関係を
示すグラフ、第４図は研磨剤供給量と面粗さ及びダメー
ジとの関係を示すグラフである。 （１）は研磨装置、（２）は研磨盤、（５）は半導体基
板、（８）は研磨剤である。 代 理 人 松 隈 秀 盛 １朋ｍ装置 第 図 第２図 第３図 手続補正書 １、事件の表示 ）Ｖ戒　１年特　許　願 第２２４０６３号 ２・Ｑ　明（７）　名ｓ　　　半導体基よ１、方法３、
１ｉｌｉ正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　東京部品用区北品用６丁目７番３５号名称（２
１８）ソニー株式会社 代表取締役　大　賀　典　雄 ４、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 半導体基板を研磨盤に接触させ、研磨剤を供給して上記
   半導体基板の面を研磨する半導体基板の研磨方法におい
   て、 ｐＨ１１．０以下のアルカリ液に粒径１００〜３００Å
   の砥粒を含有してなる研磨剤を用い、 該研磨剤の供給量を０．０１〜０．２ｃｃ／ｃｍ＾２・
   分とし、研磨圧力を１００〜２００ｇ／ｃｍ＾２として
   研磨することを特徴とする半導体基板の研磨方法。