[发明专利]硅晶圆的研磨方法

说明书

本发明是一种硅晶圆的研磨方法，将供给至硅晶圆而使用于研磨的含有研磨磨粒的使用过的研磨浆回收，并将经回收的使用过的研磨浆循环供给至硅晶圆而进行研磨，其中，于经回收的使用过的研磨浆不加入未经使用的研磨磨粒，以及注入混合碱性溶液，而将经回收的使用过的研磨浆循环供给至硅晶圆而进行研磨，其中混合碱性溶液包含螯合剂以及包含pH调整剂及研磨速率促进剂的其中一个或是两个，因此能够在将使用过的研磨浆循环提供至硅晶圆而进行研磨时，抑制金属杂质污染，并且使使用过的研磨浆的组成(螯合剂的浓度等)安定。

技术领域

本发明涉及一种使用研磨浆对硅晶圆加工的研磨方法。

背景技术

一般而言，直径在300mm以上的硅晶圆(以下有时也单以晶圆来称呼)，经过如下的制造步骤而制造。首先进行截割步骤，将硅铸碇截割而得到薄圆板状的硅晶圆，并进行倒角步骤，将透过该截割步骤所得的硅晶圆的外周部倒角以防止硅晶圆的断裂、破损。接着进行研磨步骤，将经倒角的晶圆平坦化，并进行蚀刻步骤，将经倒角及抛光的晶圆表面所残留的加工扭曲去除。接着实施研磨步骤，将经蚀刻的晶圆的表面镜面化、平坦化，及实施洗净步骤，将经研磨的晶圆洗净而去除附着于晶圆的研磨浆或异物。

前述的步骤仅显示主要的步骤，其他也有加入热处理步骤或平面打磨步骤，或是变换步骤的顺序。又也有将同一步骤实施多次。之后进行检查等，输送至装置制造步骤，于硅晶圆表面上形成绝缘膜或金属配线，制造内存等装置。

但是，上述研磨步骤，一般而言通过一边供给研磨浆一边使硅晶圆滑接于研磨布而使表面镜面化，平坦化的步骤。硅晶圆的研磨步骤中，通常经过自粗研磨至精研磨的多阶段而进行研磨。一般而言，通过双面研磨进行一次研磨，接着为了去除一次研磨所产生的伤痕，及改变表面的粗糙，通过单面研磨进行二次研磨，进一步进行精研磨。

双面研磨中，硅晶圆支承于载体的支承孔，将载体夹于贴有研磨布的上下定盘之间而配置。接着，透过一边供给研磨浆至研磨布，一边使上下定盘以互为相反的方向旋转，以使晶圆的双面滑接于研磨布而同时研磨(例如参照专利文献1)。又于双面研磨中，常见有采用一次同时研磨多个硅晶圆，并将其以批次式重复进行的方式。

单面研磨还以研磨头支承硅晶圆，在供给研磨浆至贴附于定盘的研磨布上的同时，通过使定盘及研磨头分别旋转且使硅晶圆的单面滑接于研磨布以进行研磨(例如，参照专利文献2)。单面研磨还常被采用于用以改善硅晶圆表面粗糙的精研磨步骤。由此精研磨步骤所去除的硅晶圆的厚度(研磨量)为0.1μm以下的微量。又于精研磨中，为了防止伤痕等的产生，用于研磨的研磨浆常以抛弃式使用。

于如同前述的硅晶圆的研磨中所使用的研磨浆中，使用有使细小的SiO₂(二氧化硅)磨粒或CeO₂(二氧化铈)磨粒于pH＝9至12的碱性水溶液中分散为胶体状的研磨剂。如此的研磨浆，透过SiO₂或CeO₂所致的机械作用与碱性溶液蚀刻硅的化学作用的复合作用，而研磨硅晶圆。但是，二氧化硅磨粒或二氧化铈磨粒中，虽然微量但含有金属杂质。以包含于二氧化硅磨粒或二氧化铈磨粒的金属杂质而言，可列举镍、铬、铁及铜等。

特别是，比存在于二氧化硅磨粒中的氢更为离子化倾向的微小的铜、镍等金属杂质会在碱性研磨浆中作为金属离子而熔化，于硅晶圆研磨加工中析出于晶圆表面，深入扩散至硅内部，使晶圆质量劣化，并使该晶圆所形成的半导体装置的特性显著低落。

作为用以防止如同前述的包含有研磨磨粒的研磨浆所导致的晶圆质量的劣化的对策，有例如使用含有高纯度化的二氧化硅磨粒的研磨浆。但是二氧化硅磨粒中的金属杂质难以完全去除，揭示有将水溶性螯合剂添加至研磨浆，透过螯合剂补捉金属离子的方法(例如，参照专利文献3)。

因此，若是不同时以一定的浓度比例供给研磨磨粒及水溶系螯合剂，便有金属杂质增加的危险。又含有研磨磨粒的研磨浆常有以研磨速率的上升为目的，添加碱性的胺类作为研磨速率促进剂以使用。