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CN110800085B - 硅晶圆的抛光方法 - Google Patents

硅晶圆的抛光方法 Download PDF

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CN110800085B
CN110800085B CN201780090843.7A CN201780090843A CN110800085B CN 110800085 B CN110800085 B CN 110800085B CN 201780090843 A CN201780090843 A CN 201780090843A CN 110800085 B CN110800085 B CN 110800085B
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Abstract

本发明的硅晶圆的抛光方法在包括前阶段抛光工序及此后的精抛工序的最终抛光工序中，所述前阶段抛光工序中，作为抛光液，首先，供给含有密度为1×1014个/cm3以上的磨粒的第1碱水溶液，然后，切换为供给含有水溶性高分子及密度为5×1013个/cm3以下的磨粒的第2碱水溶液，所述精抛工序中，作为抛光液，供给含有水溶性高分子及密度为5×1013个/cm3以下的磨粒的第3碱水溶液。由此，不仅能够抑制PID，还能够抑制产生阶梯差低的划痕。

Description

硅晶圆的抛光方法
技术领域
本发明涉及一种硅晶圆的抛光方法，其特征在于对经双面抛光的硅晶圆的单面进行镜面抛光的最终抛光工序。
背景技术
用于制造硅晶圆的工艺主要包括用于制作单晶锭的单晶提拉工序及所制作的单晶锭的加工工序。该加工工序通常包括切片工序、研磨工序、倒角工序、蚀刻工序、镜面抛光工序、清洗工序等，通过经过这些工序，可制造表面经镜面加工的硅晶圆。
镜面抛光工序中进行同时抛光硅晶圆的双面的双面抛光工序(粗抛光工序)或之后对硅晶圆的单面进行镜面化的最终抛光工序之类的多阶段的抛光。通常，最终抛光工序利用包含在表面设置有抛光垫的平台及保持硅晶圆的头部的抛光单元来进行。将在头部所保持的硅晶圆的单面按压到抛光垫，向抛光垫供给含有磨粒的碱水溶液即抛光液(抛光浆料)，并且使头部与平台一起旋转。由此，硅晶圆的单面通过基于磨粒的机械抛光作用与基于碱水溶液的化学抛光作用相结合的机械化学抛光(CMP)被抛光，成为具有优异的平滑性的镜面。
在此，最终抛光工序中进行包括在一个以上的前阶段抛光单元中进行的一个以上的前阶段抛光工序及之后在精抛单元中进行的精抛工序的两个阶段以上的抛光。专利文献1中记载有如下内容：在最终抛光工序的精抛工序中，通过将含有水溶性高分子及密度为5×1013个/cm3以下的磨粒的碱水溶液用作抛光液，能够获得减少了PID(Process InducedDefect：工艺引起的缺陷)的硅晶圆。
并且，专利文献2中记载有一种硅晶圆的抛光方法，其特征在于，具备：第一抛光工序，一边向抛光布供给将不含水溶性高分子且含有磨粒的碱性水溶液作为主剂的抛光液，一边对硅晶圆的单侧表面进行抛光；保护膜形成工序，紧接着所述第一抛光工序，向结束所述第一抛光工序后的所述抛光布供给含有水溶性高分子的保护膜形成溶液，使所述硅晶圆的所述第一抛光工序中经抛光的被抛光面接触所述保护膜形成溶液，而在所述被抛光面形成保护膜；及第二抛光工序，一边将含有水溶性高分子且含有磨粒的碱性水溶液作为主剂的抛光液供给至不同于所述第一抛光工序中所使用的抛光布的抛光布，一边对所述硅晶圆的在所述保护膜形成工序中形成的保护膜的形成面进行抛光。该抛光方法为通过形成上述保护膜来减少当将硅晶圆进行空中输送而从第一抛光工序过渡到第二抛光工序时成为问题的水印的产生的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2010/140671号公报
专利文献2：日本特开2016-51763号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
专利文献1中被评价的PID是指如专利文献1的图1(a)所示的线状的突起缺陷，认为该产生机理如下。即，在精抛的过程中，抛光液中的磨粒或其他异物以一定概率在硅晶圆表面上造成线状损伤。该线状损伤的部位成为加工变质层，因此在刚进行精抛后的清洗工序或检查后的最终清洗工序之类的后续的蚀刻工序中，蚀刻速率变得低于晶圆表面的其他部位，其结果，成为线状突起。而且，专利文献1中，利用激光粒子计数器(KLA Tencor公司制、SP2)测定晶圆表面，将尺寸为35nm以上且分类为LPD-N的缺陷认定为PID，并评价了其数量。
根据专利文献1的晶圆的抛光方法，通过在精抛工序中将磨粒的数量设为5×1013个/cm3以下，能够可靠地抑制PID的产生。然而，本发明人等研究的结果，判断出在专利文献1的晶圆的抛光方法中，未能充分地抑制阶梯差比较低的划痕的产生。通过利用激光粒子计数器(KLA Tencor公司制、SP3)的正常模式测定晶圆表面来显现该阶梯差低的划痕，其为与专利文献1中评价的PID不同的缺陷。
并且，在专利文献2的晶圆的抛光方法中，也未考虑到减少如上所述的阶梯差低的划痕，根据本发明人等的研究，判断出未能充分地抑制阶梯差比较低的划痕的产生。
因此鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种不仅能够抑制PID，还能够抑制阶梯差低的划痕的产生的硅晶圆的抛光方法。
用于解决技术问题的方案
为了解决上述技术问题，本发明人等进行深入研究的结果，得出以下见解。以往的最终抛光工序中，在前阶段抛光工序中，使用基于碱的蚀刻速率比较高，且磨粒的数量也多的抛光液进行抛光作用强的抛光，精抛工序中，使用基于碱的蚀刻速率低，且磨粒的数量也少的抛光液进行了实现更高平坦度的抛光。刚进行前阶段抛光工序后的晶圆一边被浇水一边被输送至精抛单元。此时，由于前阶段抛光工序中所使用的抛光液的上述特性，刚进行前阶段抛光工序后的晶圆表面成为防水面。本发明人等认为，若晶圆表面为防水面的状态下进行晶圆的输送，并进行精抛，则在精抛阶段在晶圆表面上会产生磨粒的凝聚。因此，想到在前阶段抛光工序的中途，将供给至晶圆表面的抛光液从前阶段抛光用的抛光液切换为精抛用的抛光液，对刚进行前阶段抛光工序后的晶圆表面进行亲水化，由此防止在精抛阶段的晶圆表面上的磨粒的凝聚。而且，如此进行前阶段抛光工序及精抛工序的结果，判断出晶圆表面中的阶梯差低的划痕减少。
本发明是根据上述见解而完成的，其主旨方案如下。
(1)一种硅晶圆的抛光方法，其将以下工序作为最终抛光工序来进行：
前阶段抛光工序，使用包含在表面设置有第1抛光垫的第1平台及第1抛光头的前阶段抛光单元，向所述第1抛光垫供给第1抛光液，并且在使由所述第1抛光头保持的硅晶圆与所述第1抛光垫接触的状态下使所述第1平台及所述硅晶圆旋转，由此抛光所述硅晶圆的表面；及
精抛工序，在上述工序之后，使用包含在表面设置有第2抛光垫的第2平台及第2抛光头的精抛单元，向所述第2抛光垫供给第2抛光液，并且在使由所述第2抛光头保持的所述硅晶圆与所述第2抛光垫接触的状态下使所述第2平台及所述硅晶圆旋转，由此进一步抛光所述硅晶圆的表面，
所述硅晶圆的抛光方法的特征在于，
所述前阶段抛光工序中，作为所述第1抛光液，首先，供给含有密度为1×1014个/cm3以上的磨粒的第1碱水溶液，然后，切换为供给含有水溶性高分子及密度为5×1013个/cm3以下的磨粒的第2碱水溶液，
在所述前阶段抛光工序之后，将所述硅晶圆从所述第1抛光头拆卸，向所述硅晶圆的表面供给水并输送至所述精抛单元，并安装于所述第2抛光头，
所述精抛工序中，作为所述第2抛光液，供给含有水溶性高分子及密度为5×1013个/cm3以下的磨粒的第3碱水溶液。
(2)上述(1)所述的硅晶圆的抛光方法，其中，所述前阶段抛光工序中，在经过了达到该工序中的目标抛光量的抛光时间之后，将所述第1碱水溶液的供给切换到所述第2碱水溶液的供给。
(3)上述(1)或(2)所述的硅晶圆的抛光方法，其中，在所述前阶段抛光工序中，将供给所述第2碱水溶液的期间设为10秒以上。
(4)上述(1)至(3)中任一项所述的硅晶圆的抛光方法，其中，所述精抛工序中，在稀释罐中混合含有所述水溶性高分子和所述磨粒的碱原液及纯水来制备所述第3碱水溶液，
将制备而成的所述第3碱水溶液利用与所述稀释罐连通的配管设备供给至所述精抛单元，
而且，在所述稀释罐内的所述第3碱水溶液用尽之前，向所述稀释罐新投入所述碱原液及所述纯水来制备新的所述第3碱水溶液。
(5)上述(4)所述的硅晶圆的抛光方法，其中，当所述第3碱水溶液残留所述稀释罐的容积的10％以上时，向所述稀释罐新投入所述碱原液及所述纯水。
(6)上述(1)至(5)中任一项所述的硅晶圆的抛光方法，其中，在所述第1至第3碱水溶液中，所述磨粒的平均一次粒径在10～70nm的范围。
(7)上述(1)至(6)中任一项所述的硅晶圆的抛光方法，其中，在所述第1至第3碱水溶液中，所述磨粒含有SiO2粒子。
(8)上述(1)至(7)中任一项所述的硅晶圆的抛光方法，其中，
所述第1碱水溶液含有选自氢氧化钾、氢氧化钠、四甲基氢氧化铵及四乙基氢氧化铵中的一种以上的碱，
所述第2及第3碱水溶液含有氨。
(9)上述(1)至(8)中任一项所述的硅晶圆的抛光方法，其中，在所述第2及第3碱水溶液中，所述水溶性高分子为选自羟基乙基纤维素、聚乙二醇及聚丙二醇中的一种以上。
发明效果
根据本发明的硅晶圆的抛光方法，不仅能够抑制PID，还能够抑制产生阶梯差低的划痕。
附图说明
图1为表示包含基于本发明的一实施方式的硅晶圆的抛光方法的硅晶圆的制造工序的流程图。
图2为表示本发明的一实施方式的硅晶圆的抛光方法中的精抛工序中使用的抛光液的供给机构的示意图。
图3中，(A)、(B)、(C)及(D)为分别在比较例1、比较例2、发明例1及发明例2中获得的LPD分布图。
具体实施方式
参考图1并对基于本发明的一实施方式的硅晶圆的抛光方法进行说明。硅晶圆利用图1所示的流程来制造。步骤S1的前一个工序中，进行切片工序、研磨工序、倒角工序、蚀刻工序等，通过步骤S2的双面抛光(DSP工序)制作晶圆形状。经双面抛光的硅晶圆经过步骤S3的清洗，被提供到包括步骤S4的前阶段抛光工序及步骤S5的精抛工序的最终抛光工序。经过最终抛光工序的硅晶圆在步骤S6的清洗之后，被提供到步骤S7中晶圆的平坦度或有无能够目视确认的损伤、污垢的检查，然后在步骤S8的最终清洗工序后，被提供到步骤S9中表面检查，并出货。
本实施方式的硅晶圆的抛光方法涉及上述工序中的最终抛光工序。最终抛光工序包括在前阶段抛光单元中进行的前阶段抛光工序S4及之后在精抛单元中进行的精抛工序S5这两个阶段的抛光。
前阶段抛光工序S4中，使用包含在表面设置有第1抛光垫的第1平台及第1抛光头的前阶段抛光单元，向所述第1抛光垫供给第1抛光液，并且在使由所述第1抛光头保持的硅晶圆与所述第1抛光垫接触的状态下使所述第1平台及所述硅晶圆旋转，由此抛光所述硅晶圆的表面。
作为前阶段抛光工序中使用的第1抛光液，优选使用基于碱的蚀刻速率比较高，磨粒的数量也多的抛光液。作为这种抛光液，本实施方式中，使用含有密度为1×1014个/cm3以上的磨粒的第1碱水溶液。相对于第1碱水溶液中的硅的抛光速率优选设为100～300nm/分钟。这是因为，若为100nm/分钟以上，则不会使生产率变差，若为300nm/分钟以下，则晶圆表面不会变粗糙，能够均匀地抛光晶圆面内。从获得这种抛光速率的观点考虑，第1碱水溶液优选含有选自氢氧化钾(KOH)、氢氧化钠(NaOH)、四甲基氢氧化铵(TMAH)及四乙基氢氧化铵(TEAH)中的一种以上的碱，且设为不含水溶性高分子。磨粒的密度只要是1×1014个/cm3以上则并无特别限定，但从抑制磨粒的凝聚的观点考虑，优选设为1×1015个/cm3以下。在此，本实施方式中，供给上述第1碱水溶液并进行抛光后，如后述，切换为供给与第3碱水溶液同等规格的第2碱水溶液。
关于刚进行前阶段抛光工序后的晶圆，从第1抛光头拆卸，向晶圆表面供给水以便使表面不干燥的同时，并输送至精抛单元。以下，将该输送也简称为“水中输送”。具体而言，在输送用容器中容纳晶圆，并一边向晶圆表面浇水一边输送至精抛单元。并且，可以在晶圆输送用的通路灌满水而在其中输送。并且，也可以在输送用容器中容纳晶圆，并在该容器内灌满水，连同容器一起输送。
精抛工序S5中，使用包含在表面设置有第2抛光垫的第2平台及第2抛光头的精抛单元，向所述第2抛光垫供给第2抛光液，并且在使由所述第2抛光头保持的所述硅晶圆与所述第2抛光垫接触的状态下使所述第2平台及所述硅晶圆旋转，由此进一步抛光所述硅晶圆的表面。
作为精抛工序中使用的第2抛光液，优选使用基于碱的蚀刻速率低，磨粒的数量也少的抛光液。作为这种抛光液，本实施方式中，使用含有水溶性高分子及密度为5×1013个/cm3以下的磨粒的第3碱水溶液。相对于第3碱水溶液中的硅的抛光速率优选设为5～20nm/分钟。若为5nm/分钟以上，则用于获得所期望的抛光量的抛光时间不会变长，因此不会使生产率变差，并且，能够充分获得前阶段抛光工序中去除形成于晶圆表面的缺陷的效果。若为20nm/分钟以下，则碱的蚀刻效果不会过度进行，晶圆表面的粗糙度不会变差。从获得这种抛光速率的观点考虑，第3碱水溶液优选含有氨，且设为含有水溶性高分子。作为水溶性高分子，优选使用选自羟基乙基纤维素(HEC)、聚乙二醇(PEG)及聚丙二醇(PPG)中的一种以上。磨粒的密度只要是5×1013个/cm3以下则并无特别限定，但从确保最低限的抛光能力而可靠地提高晶圆表面的表面粗糙度的观点考虑，优选设为2×1013个/cm3以上。另外，关于第3碱水溶液，由于含有水溶性高分子，因此粘度变得比第1碱水溶液高，但使用温度(18～25℃)下的粘度优选设为1.5～5.0mPa·s。这是因为，粘度小于1.5mPa·s的情况下，抛光液变得容易流淌，从而有可能无法获得所期望的蚀刻速率，粘度为5.0mPa·s以上的情况下，即使在精抛后清洗，抛光液也有可能残留、固着于晶圆表面。
在此，本实施方式中重要的是，如图1所示，在前阶段抛光工序中，从前阶段抛光用浆料的供给(步骤S4A)切换为精抛用浆料的供给(步骤S4B)。即，前阶段抛光工序中，作为第1抛光液，首先，供给上述第1碱水溶液，然后，切换为供给与上述第3碱水溶液同等规格的第2碱水溶液。第2碱水溶液与精抛中使用的第3碱水溶液为同等规格，必须含有水溶性高分子及密度为5×1013个/cm3以下的磨粒，除此以外的要件与上述的第3碱水溶液相同。
本实施方式中，通过这种抛光液供给的切换，不仅能够抑制PID，还能够抑制产生阶梯差低的划痕，关于其作用，本发明人等认为为如下。
(1)第2碱水溶液中的磨粒少于第1碱水溶液中的磨粒，因此从前阶段抛光单元向精抛单元的水中输送中，不易引起残留于晶圆表面的磨粒的凝聚。
(2)由于第2碱水溶液中含有的水溶性高分子保护水中输送中的晶圆表面，因此在水中输送中不易引起残留于晶圆表面的磨粒的凝聚。
(3)由于在开始精抛时，晶圆表面上残留的液体(第2碱水溶液)的组成与所供给的第2抛光液(与第3碱水溶液)的组成相近，因此第2抛光液的pH在晶圆表面不易变动，从而不易引起磨粒的凝聚。
(4)虽说第2碱水溶液中的磨粒少于第1碱水溶液中的磨粒，但重要的是含有磨粒。前阶段抛光中使用的第1碱水溶液中的磨粒浓度高，因此容易使磨粒凝聚且容易附着于晶圆。在此，如专利文献2中记载的保护膜形成用液那样，假如第2碱水溶液不含磨粒，仅含有水溶性高分子的情况下，虽然在晶圆表面形成水溶性高分子的保护膜，但仅此无法充分去除附着于晶圆的磨粒。本实施方式中，第2碱水溶液中的磨粒去除在前阶段抛光中凝聚并附着于晶圆表面的磨粒，因此在之后的输送或精抛开始的阶段中附着于晶圆表面的磨粒减少。如上所述，从该观点考虑，第2碱水溶液中的磨粒的密度优选设为2×1013个/cm3以上。
另外，上述(1)、(2)的作用是以通过水中输送进行从前阶段抛光单元向精抛单元的输送为前提而获得的作用。即，在本实施方式中，为了抑制产生阶梯差低的划痕，水中输送也是重要的工序之一。并且，通过水中输送，也不会产生由前阶段抛光中使用的第1碱水溶液在晶圆表面被干燥/浓缩而引起的水印。并且，即使前阶段抛光中使用的第1碱水溶液中的磨粒附着于晶圆侧面或倒角部，也能够通过水中输送而去除。
关于抛光液供给的切换时机并无特别限定，但前阶段抛光工序中，优选在经过了达到该工序中的目标抛光量的抛光时间之后，将第1碱水溶液的供给切换到第2碱水溶液的供给。
并且，从充分获得基于抛光液供给的切换的上述作用及效果的观点考虑，在前阶段抛光工序中，优选将供给所述第2碱水溶液的期间设为10秒以上。另外，该期间的上限并无特别限定，从生产率的观点考虑，优选设为300秒以下。
在第1至第3碱水溶液中，磨粒的平均一次粒径优选在10～70nm的范围。这是因为，若所述粒径小于10nm，则磨粒凝聚而成为粒径大的粗大粒子，该粗大粒子有可能引起PID，另一方面，若粒径大于70nm，则粒径过大，因此抛光后的晶圆表面的粗糙度有可能变差。另外，在本说明书中，“平均一次粒径”设为通过BET法(将已知吸附占有面积的分子以液氮的温度吸附于粉体粒子表面，根据其量求出试样的比表面积的方法)将比表面积换算为球状粒子的直径的值。
在第1至第3碱水溶液中，磨粒能够使用由二氧化硅或氧化铝等陶瓷类、钻石或碳化硅等单体或者化合物类、或聚乙烯或聚丙烯等高分子聚合物等构成的磨粒，但根据低成本、抛光液中的分散性及磨粒的粒径控制的容易性等理由，优选含有SiO2粒子。除此以外，作为SiO2粒子的种类，例如，能够使用利用干式法(燃烧法/电弧法)、湿式法(沉淀法/溶胶凝胶法)制作的任一种粒子。磨粒的形状能够使用球状、茧形等。
第1至第3碱水溶液优选不含氧化剂(过氧化氢(H2O2)、过硫酸钠等)。这是因为，含有氧化剂的情况下，不仅晶圆表面被氧化而降低蚀刻速率，还在氧化时发生磨粒附着于表面而成为PID的原因。
作为第2抛光垫，能够使用无纺布、绒面革、聚氨酯发泡体、聚乙烯发泡体及多孔氟树脂等材料。
其次，本实施方式中通过对精抛工序中的第3碱水溶液(第2抛光液)的供给方法进行如下研究，能够更充分地抑制产生阶梯差低的划痕。参考图2对该点进行说明。图2为表示精抛工序中使用的抛光液的供给机构的示意图。精抛工序中，在稀释罐10中混合含有水溶性高分子和磨粒的碱原液及纯水，通过将碱原液稀释成数十倍来制备第3碱水溶液。此时，具体而言，优选经由纯水用配管16将纯水投入到稀释罐10中，然后，经由原液用配管14将所需量的碱原液投入到稀释罐10中，然后，再投入纯水。当首先将碱原液加入稀释罐10内之后，在此基础上供给纯水时，由于碱原液中的水溶性高分子的影响而发生起泡，变得容易产生抛光液中的磨粒的凝聚。因此，首先供给纯水，使纯水液面高于罐内的原液用配管14的排出口之后，供给碱原液，然后再供给纯水。之后，搅拌纯水和碱原液的混合液。混合液的搅拌方法并无特别限定，例如能够使用循环泵进行，并且，也可以将具备任意形状的搅拌子及其驱动构件的搅拌装置配置于罐内来进行。
制备出的第3碱水溶液利用与稀释罐10连通的配管设备供给至抛光装置(精抛单元)。具体而言，经由连结于稀释罐10下部的供给用配管18将第3碱水溶液移送至精抛单元。另外，将前阶段抛光工序中使用的第2碱水溶液设为与第3碱水溶液相同规格时，可以经由连结于稀释罐10下部的供给用配管18将第3碱水溶液移送至前阶段抛光单元，并将其作为第2碱水溶液来使用。
在此判断出，在制备出的第3碱水溶液从稀释罐10全部移送至精抛单元而稀释罐10清空后，向稀释罐内新投入碱原液和纯水并进行混合，制备新的(新鲜的)第3碱水溶液的情况下，导致液体中的pH变动大，其结果磨粒凝聚，成为产生阶梯差低的划痕的原因。因此本实施方式中，在稀释罐10内的第3碱水溶液用尽之前，向稀释罐10内新投入碱原液和纯水，而制备新的第3碱水溶液。由此，能够减小液体中的pH的变动，其结果磨粒变得不易凝聚，能够更充分地抑制产生阶梯差低的划痕。
从充分获得这种作用效果的观点考虑，优选在第3碱水溶液残留稀释罐10的容积的10％以上时，向稀释罐10内新投入碱原液和纯水。并且，从生产率的观点考虑，优选在第3碱水溶液残留稀释罐10的容积的50％以下时，向稀释罐10内新投入碱原液和纯水。
经过了以上的最终抛光工序的硅晶圆在经过冲洗、水中保管，结束最终抛光工序之后24小时以内，被提供到步骤S6的清洗(典型的为硫酸+臭氧清洗)。进行水中保管，并在抛光液的成分或磨粒固着于晶圆表面之前进行清洗，由此能够抑制PID。
另外，上述实施方式中，如图1所示，示出了包括在一个前阶段抛光单元中进行的一个前阶段抛光工序S4和之后在精抛单元中进行的精抛工序S5这两个阶段抛光的例子。然而，本发明并不限定于上述实施方式，可以通过两个以上的前阶段抛光单元来进行前阶段抛光工序。即，能够通过多个前阶段抛光单元进行多个前阶段抛光工序，并将其中最后的前阶段抛光工序作为与图1的S4相当的步骤。
实施例
(比较例1)
将按照常规方法进行至双面抛光后的清洗为止的25片直径为300mm的硅晶圆通过以下条件提供至最终抛光工序。前阶段抛光工序中，作为第1抛光液，供给了不含水溶性高分子，作为碱含有TMAH，并含有密度为2.5×1014个/cm3的磨粒(平均一次粒径为35nm的SiO2粒子)的第1碱水溶液。相对于该第1碱水溶液中的硅的抛光速率为200nm/分钟。抛光时间设为300秒。
精抛工序中，作为第2抛光液，供给了作为水溶性高分子含有HEC，作为碱含有氨，含有密度为5×1013个/cm3的磨粒(平均一次粒径为35nm的SiO2粒子)的第3碱水溶液。相对于该第3碱水溶液中的硅的抛光速率为10nm/分钟，25℃下的粘度为3mPa·s。抛光时间设为300秒。作为精抛工序中的第2抛光液的供给方法，在稀释罐清空后向稀释罐内新投入碱原液和纯水并进行混合，制备了新的抛光液。
对经过了最终抛光工序的硅晶圆按照常规方法实施清洗、检查及最终清洗工序，通过表面检查如下进行了PID及阶梯差低的划痕的评价。
(发明例1)
除了以下方面以外，以与上述比较例1相同的条件进行硅晶圆的抛光，并进行了PID及阶梯差低的划痕的评价。即，本发明例1中，在前阶段抛光工序中，在进行300秒的供给了上述第1碱水溶液的抛光之后，将抛光液的供给切换到与上述第3碱水溶液相同规格的第2碱水溶液的供给，进一步进行了30秒的抛光。
(比较例2)
除了以下方面以外，以与上述发明例1相同的条件进行硅晶圆的抛光，并进行了PID及阶梯差低的划痕的评价。即，本比较例2中，作为第2碱水溶液，除了不含磨粒的方面以外，使用了与上述第3碱水溶液相同规格的碱水溶液。
(发明例2)
除了以下方面以外，以与上述发明例1相同的条件进行硅晶圆的抛光，并进行了PID及阶梯差低的划痕的评价。即，本发明例2中，作为精抛工序中的第2抛光液的供给方法，在稀释罐内的第3碱水溶液用尽之前(具体而言，第3碱水溶液残留稀释罐的容积的20％的时机)，向稀释罐内新投入碱原液和纯水并进行混合，制备了新的抛光液。
<PID的评价>
利用激光粒子计数器(KLA Tencor公司制、SP2)测定各晶圆的表面，将尺寸为35nm以上且分类为LPD-N的缺陷认定为PID，并计数了其个数。以25片的平均计，比较例1为3个、比较例2为3个、发明例1为2个、发明例2为1个。如此，在比较例1、2，发明例1、2的所有中，能够充分地抑制了PID的产生。
<阶梯差低的划痕的评价>
利用激光粒子计数器(KLA Tencor公司制、SP3)的正常模式测定各晶圆的表面，通过检测为尺寸为36nm以上的缺陷的LPD制作晶圆面内的分布图，此时，如图3所示，将检测出的缺陷相连而被观察为长线状的缺陷作为薄的划痕来进行了评价。另外，图3(A)～图3(D)为将25片晶圆的LPD分布图叠加的图。比较例1中，在25片中的15片中产生划痕，从图3(A)明确可知，划痕较长，为接近晶圆的半径的140mm左右的长度。比较例2中，在25片中的10片中也产生了划痕。相对于此，发明例1中，在25片中的10片中产生划痕，与比较例1、2相比，划痕大幅减少，而且，与比较例1、2相比，检测出的划痕的长度非常短。发明例2中，25片中均没有产生划痕。
产业上的可利用性
根据本发明的硅晶圆的抛光方法，不仅能够抑制PID，还能够抑制产生阶梯差低的划痕。
附图标记说明
10-稀释罐，14-原液用配管，16-纯水用配管，18-供给用配管。

Claims (9)

1.一种硅晶圆的抛光方法，其中，对硅晶圆进行作为粗抛光工序的双面抛光工序，然后，将以下工序作为最终抛光工序来进行：
前阶段抛光工序，使用包含在表面设置有第1抛光垫的第1平台及第1抛光头的前阶段抛光单元，向所述第1抛光垫供给第1抛光液，并且在使由所述第1抛光头保持的所述硅晶圆与所述第1抛光垫接触的状态下使所述第1平台及所述硅晶圆旋转，由此抛光所述硅晶圆的表面；及
精抛工序，在上述工序之后，使用包含在表面设置有第2抛光垫的第2平台及第2抛光头的精抛单元，向所述第2抛光垫供给第2抛光液，并且在使由所述第2抛光头保持的所述硅晶圆与所述第2抛光垫接触的状态下使所述第2平台及所述硅晶圆旋转，由此进一步抛光所述硅晶圆的表面，
所述硅晶圆的抛光方法的特征在于，
所述前阶段抛光工序中，作为所述第1抛光液，首先，供给含有密度为1×1014个/cm3以上的磨粒的第1碱水溶液，进行抛光速率为100～300nm/分钟的抛光，然后，切换为供给含有水溶性高分子及密度为5×1013个/cm3以下的磨粒的第2碱水溶液，进行抛光速率为5～20nm/分钟的抛光，
在所述前阶段抛光工序之后，将所述硅晶圆从所述第1抛光头拆卸，向所述硅晶圆的表面供给水并输送至所述精抛单元，并安装于所述第2抛光头，
所述精抛工序中，作为所述第2抛光液，供给含有水溶性高分子及密度为5×1013个/cm3以下的磨粒的第3碱水溶液，进行抛光速率为5～20nm/分钟的抛光。
2.根据权利要求1所述的硅晶圆的抛光方法，其中，
所述前阶段抛光工序中，在经过了达到该工序中的目标抛光量的抛光时间之后，将所述第1碱水溶液的供给切换到所述第2碱水溶液的供给。
3.根据权利要求1或2所述的硅晶圆的抛光方法，其中，
在所述前阶段抛光工序中，将供给所述第2碱水溶液的期间设为10秒以上。
4.根据权利要求1或2所述的硅晶圆的抛光方法，其中，
所述精抛工序中，在稀释罐中混合含有所述水溶性高分子和所述磨粒的碱原液及纯水来制备所述第3碱水溶液，
将制备而成的所述第3碱水溶液利用与所述稀释罐连通的配管设备供给至所述精抛单元，
而且，在所述稀释罐内的所述第3碱水溶液用尽之前，向所述稀释罐新投入所述碱原液及所述纯水来制备新的所述第3碱水溶液。
5.根据权利要求4所述的硅晶圆的抛光方法，其中，
当所述第3碱水溶液残留所述稀释罐的容积的10％以上时，向所述稀释罐新投入所述碱原液及所述纯水。
6.根据权利要求1或2所述的硅晶圆的抛光方法，其中，
在所述第1至第3碱水溶液中，所述磨粒的平均一次粒径在10～70nm的范围。
7.根据权利要求1或2所述的硅晶圆的抛光方法，其中，
在所述第1至第3碱水溶液中，所述磨粒含有SiO2粒子。
8.根据权利要求1或2所述的硅晶圆的抛光方法，其中，
所述第1碱水溶液含有选自氢氧化钾、氢氧化钠、四甲基氢氧化铵及四乙基氢氧化铵中的一种以上的碱，
所述第2及第3碱水溶液含有氨。
9.根据权利要求1或2所述的硅晶圆的抛光方法，其中，
在所述第2及第3碱水溶液中，所述水溶性高分子为选自羟基乙基纤维素、聚乙二醇及聚丙二醇中的一种以上。
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