TW201908056A - 研磨方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種研磨方法，係在供給研磨劑的同時並使以研磨頭支承的半導體矽晶圓於貼附定盤的研磨布滑動，進行半導體矽晶圓研磨，其中對半導體矽晶圓依序作一次研磨、二次研磨、修飾研磨時，二次研磨係由藉由含有游離磨粒且不含水溶性高分子劑的鹼基的研磨劑之研磨，及下一步的藉由含有水溶性高分子劑的研磨劑之潤濕研磨組成，潤濕研磨由二階段的研磨組成，將含有水溶性高分子劑的研磨劑予以供給的同時並施作第一階段的潤濕研磨後，切換為水溶性高分子劑的平均分子量較第一階段的研磨劑為大的研磨劑而供給的同時並施作第二階段的潤濕研磨。

Description

研磨方法

本發明係關於一種半導體矽晶圓的研磨方法。

半導體矽晶圓（以下亦僅稱為矽晶圓或晶圓）的研磨，通常會改變研磨布或研磨劑的種類而以複數個階段進行。此時，如圖4所示將最初進行的研磨稱為一次研磨，在一次研磨之後進行的研磨稱為二次研磨，而在二次研磨之後進行的最終研磨稱為修飾研磨。以下以一次研磨、二次研磨及修飾研磨的稱呼進行說明。

一次研磨步驟一般來說，係以於上下定盤貼附有不織布或發泡聚氨酯製的硬質研磨布的雙面研磨機來實施。在晶圓被支承於載體的孔內且載體被夾於上下定盤間的狀態下，將研磨劑滴落於上下定盤間且相互朝反方向旋轉的同時並同時讓載體進行自轉公轉，藉此使晶圓的正反面同時被研磨。載體係藉由位於上下定盤的內周部與外周部的太陽齒輪與內齒輪獲得旋轉驅動力。就研磨劑而言，可使用矽酸膠等的含有游離磨粒的鹼基的研磨劑。

二次研磨步驟係以單面研磨裝置將支承有晶圓的研磨頭壓至貼附有研磨布的定盤，滴落含有矽酸膠等游離磨粒的鹼基的研磨劑，使相互旋轉且滑動的方式進行研磨。二次研磨的研磨布一般亦使用硬質的不織布或發泡聚氨酯製的研磨布。

一次研磨或二次研的研磨即將結束前，為了抑制一次研磨劑或二次研磨劑造成的晶圓表面的蝕刻或異物的附著，以將晶圓表面親水化為目的會使用含有如羥乙基纖維素（HEC）般的水溶性高分子纖維素的研磨劑而實施研磨。此研磨被稱為潤濕研磨等。此外，此時使用的研磨劑被稱為潤濕研磨劑。

修飾研磨步驟亦與二次研磨同樣地以單面研磨裝置實施。此處的修飾研磨的目的之一，係為減少表面缺陷的同時並同時改善晶圓的表面粗糙度，尤其是被稱為霧度的空間波長為數微米以下的細微的粗糙度。

習知，含有如羥乙基纖維素般的水溶性高分子研磨劑，具有改善如霧度般的空間波長為短的晶圓表面粗糙度的效果（專利文獻1）。這是因為水溶性高分子吸附於晶圓表面，而具有抑制該部分的晶圓研磨的功能，附著於晶圓粗糙成分的凹凸部的凸出部的高分子，係藉由與研磨布的接觸而容易剝離，此部分會被研磨，然而另一方面，凹陷部係為水溶性高分子所滯留而不會被研磨。

因此，修飾研磨中，係使用含有如羥乙基纖維素般的水溶性高分子研磨劑，以及如麂皮型般的軟質性的研磨布而進行研磨。

此處羥乙基纖維素的平均分子量為大者（例如100萬以上），其自身係傾向於溶液中成為媒介而凝聚研磨劑中的游離磨粒，一旦以如此的研磨劑進行研磨，會有變得容易於晶圓表面產生微小的表面缺陷（微刮痕）的問題。 故作為解決此問題的方法而言，有採用含有平均分子量為小的羥乙基纖維素的研磨劑的方法，或是進一步實施過濾而減少凝聚的方法（專利文獻2）。

另一方面，平均分子量少（例如40萬以下）的羥乙基纖維素係對晶圓表面的吸附力弱，換言之，晶圓表面的保護性能低，尤其是研磨中機械性作用強的場合，例如使用硬質研磨布且晶圓負載高的場合、研磨時的定盤或研磨頭的轉速高等等場合，附著於晶圓表面的水溶性高分子會剝離，在無法充分地成為晶圓表面保護的情況下，與因晶圓表面的蝕刻所造成的霧度不均、磨漿燒痕或是被稱為Differential Interference Contrast（DIC）缺陷的平緩的凸或凹形狀的缺陷等等品質不良的增加有所關聯。 ［先前技術文獻］ ［專利文獻］

［專利文獻1］日本特開2008-053414號公報 ［專利文獻2］日本特開2010-34509號公報

［發明所欲解決之問題］ 本發明之目的在於提供一種晶圓表面的微小缺陷亦少、或DIC缺陷亦少且表面粗糙度為良好的半導體矽晶圓的研磨方法。 ［解決問題之技術手段］

為達成上述目的，本發明提供一種研磨方法，係在供給研磨劑的同時並同時使以研磨頭支承的半導體矽晶圓於貼附在定盤的研磨布滑動，而進行該半導體矽晶圓的研磨，其中，對該半導體矽晶圓依序施作一次研磨、二次研磨、修飾研磨時，該二次研磨係由藉由含有游離磨粒且不含有水溶性高分子劑的鹼基的研磨劑之研磨，以及下一步的藉由含有水溶性高分子劑的研磨劑之潤濕研磨所組成，該潤濕研磨係由二階段的研磨所組成，將含有水溶性高分子劑的研磨劑予以供給的同時並同時施作第一階段的潤濕研磨後，切換為水溶性高分子劑的平均分子量較第一階段的研磨劑為大的研磨劑而供給的同時並同時施作第二階段的潤濕研磨。

若為如此的研磨方法，除了能夠使二次研磨後的矽晶圓之中晶圓表面的微小缺陷或DIC缺陷為少者，還能夠改善表面粗糙度。接著，即使不變更修飾研磨的研磨條件，修飾研磨後的矽晶圓之中，也能夠在上述微小缺陷、DIC缺陷以及表面粗糙度的方面得到良好的結果。

此時，該游離磨粒可為矽酸膠。

矽酸膠經常用來作為二次研磨中的游離磨粒，而能夠容易地準備。

此外，該水溶性高分子劑可為羥乙基纖維素。

羥乙基纖維素經常用來作為潤濕研磨劑中的水溶性高分子劑，而能夠容易地準備。此外亦能夠有效率地謀求晶圓的表面粗糙度的改善或保護。

此外，該第一階段的潤濕研磨的研磨劑係可為含有平均分子量20萬以上且未達70萬的水溶性高分子劑者，該第二階段的潤濕研磨的研磨劑係可為含有平均分子量70萬以上且150萬以下的水溶性高分子劑者。

如此地使第一階段的潤濕研磨的研磨劑的水溶性高分子劑的平均分子量為上述範圍，便能更有效地抑制微小缺陷數的惡化，此外，可更有效地改善表面粗糙度。 此外，使第二階段的潤濕研磨的研磨劑的水溶性高分子劑平均分子量為上述範圍，便能充分地保護晶圓表面，而能更有效地抑制DIC缺陷數的惡化。

此外，該第一階段的潤濕研磨中的研磨負載、定盤轉速以及研磨頭轉速的值可為藉由該鹼基的研磨劑研磨時的值的±30%以下。

如此一來，可有效地防止研磨晶圓的生產性的減低，又可改善二次研磨後，修飾研磨後的表面粗糙度。

此外，該第二階段的潤濕研磨中的研磨負載、定盤轉速以及研磨頭轉速的值可為藉由該鹼基的研磨劑研磨時的值的±70%以下。

如此一來，可藉由水溶性高分子劑更有效地保護晶圓表面，可更進一步防止微小缺陷或DIC缺陷等的表面缺陷的惡化。 ［對照先前技術之功效］

如上所述，若為本發明的研磨方法，可減低二次研磨後，修飾研磨後的矽晶圓中，微小缺陷、DIC缺陷的數量，此外，可為表面粗糙度良好者。

以下關於本發明的研磨方法，做為實施方式的一範例，參考圖式並詳細說明，然而本發明並不限於此。 圖3表示本發明的研磨方法的二次研磨中可使用的研磨裝置。研磨裝置1為單面研磨裝置，由貼附有研磨布5的定盤2、研磨頭3及研磨劑供給機構4所構成。定盤2係藉由旋轉軸6的旋轉而能夠旋轉，此外，研磨頭3也能夠旋轉。 接著，自研磨劑供給機構4供給研磨劑7的同時，並同時將支承於研磨頭3的半導體矽晶圓W予以滑接至研磨布5且旋轉定盤2及研磨頭3以使晶圓W被研磨。研磨劑供給機構4係能於研磨中，依序切換複數種類的研磨劑。

另外，一次研磨中，例如可使用雙面研磨機。該雙面研磨機係具備上下定盤、設置有支承晶圓用孔的載體、用於使該載體於上下定盤間旋轉的太陽齒輪及內齒輪。 接著，研磨時，晶圓被載體支承而被夾於上下定盤間的狀態下，將研磨劑滴落於上下定盤間且相互朝反方向旋轉的同時，並同時讓載體進行自轉公轉，以使晶圓的正反面同時被研磨。 此外，修飾研磨中，可與二次研磨同樣使用單面研磨裝置。可使用與二次研磨不同的研磨布或可供給不同的研磨劑。

另外，此等一次研磨、二次研磨及修飾研磨中使用的裝置本身，可為例如與過去同樣者。

接下來，就本發明的研磨方法加以說明。本發明的研磨方法的步驟的一範例示於圖1。如圖1所示，概略分為一次研磨、二次研磨及修飾研磨三個部分而成。

［關於一次研磨］ 首先，雖為一次研磨，但此步驟本身無特別限定，可例如使用與過去同樣的雙面研磨機、以與過去同樣的研磨條件（研磨布或研磨劑的種類、研磨負載、上下定盤轉速及研磨時間等）實施晶圓的雙面研磨。為了能夠得到所期望的品質而可適宜決定。

［關於二次研磨］ 接下來，就二次研磨加以說明。二次研磨係為藉由鹼基的研磨劑的研磨及下一步進行的潤濕研磨而成。

（藉由鹼基的研磨劑的研磨） 二次研磨中，最初進行的藉由鹼基的研磨劑的研磨時係使用含有游離磨粒且不含有水溶性高分子劑的鹼基的研磨劑。作為游離磨粒，可使用例如常用且能夠較容易準備的矽酸膠。

作為矽酸膠，可使用藉由BET法的平均一次粒子直徑為例如38nm左右者。這是因為若矽酸膠的一次粒子直徑較20nm為小，雖然表面粗糙度會被改善，但研磨率會下降而生產性變得容易惡化。此外矽會變得容易凝聚，故表面缺陷也有增加的傾向。另一方面，一次粒子直徑若為50nm以上，則表面粗糙度會變得容易惡化。所以矽酸膠的一次粒子直徑係以生產性及表面粗糙度、表面缺陷的觀點來看，20nm至40nm的範圍者為佳。使用如此範圍者，便能更提升生產性，更有效地謀求表面粗糙度或表面缺陷的改善。

此外若研磨劑的pH變得比9更低，則矽酸膠的界達電位會接近0，而粒子間的排斥力會減弱而變得容易凝聚。另一方面，若pH變得比12更高，則矽酸膠會變得容易溶解至溶液中。基於以上原因，此鹼基的研磨劑的pH係調整收斂於9至12的範圍內為佳，調整收斂於10至11的範圍內較佳。pH調整可透過添加KOH溶液而實施。

此外，有關研磨負載等的其他的研磨條件，可因應所期望的品質，按每次決定。

（潤濕研磨） 接下來，切換研磨劑而進行潤濕研磨。此潤濕研磨係由二階段的研磨所組成。係為使用係含有水溶性高分子劑的研磨劑的第一階段的潤濕研磨，以及使用水溶性高分子劑的平均分子量係較第一階段的研磨劑者更大的研磨劑的第二階段的潤濕研磨。 另外，水溶性高分子劑並無特別限定，可為例如羥乙基纖維素（HEC）、羥丙基纖維素（HPC）以及羧甲基纖維素（CMC）等。經常被作為潤濕研磨劑，而且可效率良好地進行晶圓的表面粗糙度的改善或保護。以下就使用羥乙基纖維素的場合舉例說明。

首先，關於第一階段的潤濕研磨，切換至含有平均分子量例如20萬以上且未達70萬的羥乙基纖維素的研磨劑而供給的同時並同時研磨的場合，能夠有效地改善晶圓表面粗糙度係為已知。此外，可更有效地防止二次研磨後、修飾研磨後的微小缺陷數量的惡化。

此時為了盡量不損失生產性，研磨負載、定盤轉速或研磨頭轉速係與切換至潤濕研磨劑之前的鹼基的研磨劑使用時同樣的條件，或者是±30%的範圍內的條件下為佳。此外，改善表面粗糙度的時候，於該條件下予以研磨7秒以上為佳，研磨10秒以上較佳。在如此等研磨條件下進行第一階段的潤濕研磨，便能夠在生產性及表面粗糙度的改善的點上，得到更優良的結果。

之後切換至含有平均分子量為70萬以上且150萬以下的羥乙基纖維素的研磨劑而供給的同時並同時進行第二階段的潤濕研磨。若使用如此的平均分子量的研磨劑，羥乙基纖維素帶來的晶圓表面的保護性能便可更進一步提高，能夠有效地防止晶圓表面的部分的蝕刻（磨漿燒痕）或DIC缺陷的發生。

此時，為了減少對於晶圓的機械性作用而防止表面缺陷，研磨負載、定盤轉速及研磨頭轉速，自鹼基的研磨劑使用時的條件降低30%以上（換言之，係以藉由該鹼基的研磨劑的研磨時的條件的70%以下的條件）而研磨為佳，降低50%以上較佳。此外作為下限，例如相較於藉由鹼基的研磨劑予以研磨時的條件的0%為大即可。此外以表面保護為目的的研磨時間係20秒以下為佳，係15秒以下較佳。據此便能夠藉由羥乙基纖維素充分地保護晶圓表面，並且防止表面品質的惡化。

圖2為例舉表示上述的研磨方法中的研磨負載的變化。此範例之中，第一階段的潤濕研磨係成為與鹼基的研磨劑使用時同樣的條件，第二階段的潤濕研磨係成為與鹼基的研磨劑使用時的50%左右。若為如此的研磨條件，便能夠更進一步確實地得到前述的效果。

此外，於第一階段的潤濕研磨中，雖然為了促進研磨而希望含有矽酸膠等游離磨粒，但是調查的結果，既使將研磨劑從鹼基的研磨劑切換至第一階段的潤濕研磨劑，鹼基的研磨劑中的游離磨粒會暫時殘留在研磨布，故於此第一階段的潤濕研磨，不一定要含有游離磨粒。然而，研磨時間為30秒以上時，殘留磨粒的影響會消失，故第一階段的潤濕研磨劑中不含有矽酸膠的場合，則希望第一階段的潤濕研磨時間為30秒以下。

第二階段的潤濕研磨劑以晶圓表面保護的目的而言，沒有必要含游離磨粒，但即使含有也不會有品質上的問題。不含有的場合，可謀求成本面的優化。

此處描述關於二次研磨等使用的研磨布與平坦度。 過去對於微小缺陷或DIC缺陷的問題，於一次研磨或二次研磨時，一般而言，作為過去的潤濕研磨，係使用羥乙基纖維素的平均分子量為70萬至200萬左右的潤濕研磨劑，如圖5般地藉由降低晶圓研磨負載或研磨布轉速而短時間研磨，使表面缺陷不會增加，並且確保良好的表面保護性能。

另一方面，下一步的修飾研磨中，以抑制表面缺陷為目的，而使用含有平均分子20萬以上且未達70萬的羥乙基纖維素的研磨劑。再者，為了確保藉由羥乙基纖維素的表面保護性能，使用軟質研磨布而降低晶圓研磨負載，並降低定盤轉速及研磨頭轉速，以減少研磨中機械性作用而確保了表面缺陷少且良好的表面粗糙度。

此時，如同多次提到般作為晶圓品質之一有表面粗糙度。表面粗糙度當中，被稱為霧度的空間波長為數微米以下者受到重視。這是因為若霧度水準差，則自晶圓上的缺陷所得到的訊號強度與晶圓的雜訊（霧度）成分的訊號強度的比（S/N比）會變小，故成為微小缺陷測出的阻礙。霧度係藉由例如KLA Tencor公司製造的SP2等予以測定，面內全體的平均值用來作為晶圓的代表值。

然而，與霧度不同，吾人逐漸了解具有數微米至50微米左右的空間波長的表面粗糙度會對裝置製造時的良率產生影響並受到重視。如此的表面粗糙度以例如Schmitt Measurement System製造的TMS3000 RC測定，以其面內全體的平均值作為晶圓的代表粗糙度使用。此區域的晶圓表面粗糙度能夠藉由使用軟質的研磨布而改善，例如將使用軟質研磨布的修飾研磨的研磨去除量予以增加，因而被作為能夠改善此種的晶圓表面粗糙度。

但是，若以如此的軟質研磨布將研磨去除量予以增加，則晶圓外周部的去除量會變多，而有晶圓平坦度惡化的問題。一般認為這是因為承受了研磨負載的晶圓會陷入軟質的研磨布內，使得晶圓的外周部所受到的來自研磨布的反作用力變強，結果更加速了外周部的研磨之故。

如上所述，通常二次研磨中，大多使用硬質的研磨布。本發明的二次研磨中亦同，可適宜地使用硬質者。使用那樣的硬質研磨布的二次研磨中，藉由鹼基的研磨劑的研磨之後，切換過研磨劑的第一階段的潤濕研磨中，即使為了改善表面粗糙度而延長其研磨時間，也不會有平坦度惡化的情形。 如此一來，過去方法中，雖然藉由使用軟質的研磨布的修飾研磨的條件變化而欲改善表面粗糙度，卻招致平坦度的惡化，但是，本發明中，不必改變修飾研磨的條件。接著能夠在一般使用硬質的研磨布的二次研磨中，在無損平坦度的情況下謀求表面粗糙度的改善。

［關於修飾研磨］ 修飾研磨的步驟本身並無特別限定，可例如使用與過去同樣的單面研磨裝置、與過去同樣的研磨條件（研磨布或研磨劑的種類、研磨負載、定盤轉速、研磨頭轉速及研磨時間等）實施晶圓的單面研磨。為了能夠得到所期望的品質而可適宜決定。另外，既不必如過去般，將使用軟質研磨布的修飾研磨中的研磨去除量增加，也不會減損平坦度。

以上係詳述關於本發明的研磨方法，以如上述般地進行二次研磨，便使得在不讓晶圓平坦度或表面缺陷惡化的情形下，改善二次研磨後的表面粗糙度一事成為可能。此外，二次研磨後的粗糙度改善的結果，既不用變更修飾研磨條件，也能夠一併改善修飾研磨後的表面粗糙度。 ［實施例］

以下表示實施例及比較例而具體說明本發明，然而本發明並不限定於這些。 ［關於實施例1至8］ 依照圖1所示的流程，實施本發明的研磨方法。 準備直徑300mm的半導體矽晶圓作為被研磨物，首先，使用雙面研磨機施一次研磨。此一次研磨的研磨條件如下。 研磨裝置使用不二越機械工業製造的DSP-20B。此外，使用Asker C型硬度92的發泡聚氨酯製者，磨漿係準備平均粒徑38nm的含有1.0wt%矽酸膠的鹼基者，並以KOH溶液調整而成為pH 10.5。

接著，對於經施作一次研磨的晶圓，使用示於圖3的研磨裝置施作二次研磨。作為二次研磨，依序施作了藉由鹼基的研磨劑的研磨、第一階段的潤濕研磨及第二階段的潤濕研磨。作為研磨裝置則使用岡本製作所製造的PNX332B。 此外，這些二次研磨中所使用的研磨布係為了更有效地防止平坦度的惡化，準備了經陳化處理後的Asker C硬度67的不織布型者。另外，陳化方法在本發明中並無特別限定，此處使用晶圓，以與藉由鹼基的研磨劑的研磨相同的研磨負載、定盤及研磨頭轉速、研磨劑條件，實施了60分鐘連續研磨。

藉由鹼基的研磨劑的研磨中，研磨劑係使用含係為游離磨粒的矽酸膠的鹼基者，矽酸膠係使用了藉由BET法的平均一次粒子徑為38nm左右者。pH調整係使用pH為10.5的KOH溶液進行。 　此外，關於其他的研磨條件將按每個實施例之予以後說明。

潤濕研磨中使用的二種潤濕研磨劑1、2示於下方的表1。 第一階段的潤濕研磨中，作為改善表面粗糙度用的潤濕研磨劑1，使用含有平均一次粒子徑為38nm的矽酸膠的鹼基的研磨劑。進行調整而使矽酸膠濃度成為0.4wt%、羥乙基纖維素濃度成為0.05wt%。

第二階段的潤濕研磨中，作為晶圓表面保護用的潤濕研磨劑2，使用不含游離磨粒而含有0.05wt%的羥乙基纖維素者。 關於潤濕研磨劑1、2的羥乙基纖維素平均分子量或其他的研磨條件，將於之後描述於各個實施例。

【表1】

二次研磨後，使用採濕式研磨布的單面研磨裝置實施修飾研磨。此修飾研磨的研磨條件如下。 使用Asker C硬度60的研磨布，且磨漿使用含有0.4wt%的平均粒徑38nm的矽酸膠以及含有0.05wt%的平均分子量為30萬的羥乙基纖維素。

下一步，晶圓洗淨後，測量晶圓的表面粗糙度。表面粗糙度係以Schmitt Measurement System製造的TMS3000 RC測量，將晶圓面內全測量點的平均值設定為晶圓的代表粗糙度。 此外，微小缺陷或DIC缺陷則以KLA Tencor公司製造的SP2測量。

以下就各個實施例的研磨條件、研磨晶圓的品質結果更加詳細描述，但後敘內容以外的二次研磨中使用研磨劑之際的條件及修飾研磨的條件，以下所有的實施例（以及後敘的比較例）中係以同一條件實施。 另外，將潤濕研磨的研磨條件（潤濕研磨劑1、2的HEC平均分子量以及各研磨劑供給時的研磨負載、定盤轉速、研磨頭轉速及研磨時間）及研磨晶圓的品質結果彙整於表2。

（實施例1） 二次研磨中，使用鹼基的研磨劑的主研磨中的定盤轉速為30rpm、研磨頭轉速為30rpm、晶圓研磨負載為15kPa、鹼基的研磨劑為1000ml/min的條件下研磨60秒。 下一步，僅將研磨劑切換至含平均分子量為30萬的羥乙基纖維素的潤濕研磨劑1而研磨20秒。 更下一步，在定盤轉速、研磨頭轉速各自為15rpm、15rpm，晶圓負載為7kPa的狀態下，切換至含平均分子量為100萬的羥乙基纖維素的潤濕研磨劑2而研磨10秒。 其結果，修飾研磨後的表面粗糙度成為1.29Å，得到滿意的結果。此外，微小缺陷、DIC缺陷都能得到滿意的結果。

（實施例2） 潤濕研磨劑1的條件為表2所示條件，換言之，除了羥乙基纖維素的平均分子量為20萬以外，其他以與實施例1相同條件實施研磨，並且評估晶圓的品質。 其結果，表面粗糙度、微小缺陷及DIC缺陷皆能得到滿意的結果。

（實施例3） 潤濕研磨劑1的條件為表2所示條件，換言之，除了羥乙基纖維素的平均分子量為60萬以外，其他以與實施例1相同條件實施研磨，並且評估晶圓的品質。 其結果，表面粗糙度、微小缺陷及DIC缺陷皆能得到滿意的結果。

（實施例4） 潤濕研磨劑2的條件為表2所示條件，換言之，除了羥乙基纖維素的平均分子量為70萬以外，其他以與實施例1相同條件實施研磨，並且評估晶圓的品質。 其結果，表面粗糙度、微小缺陷及DIC缺陷皆能得到滿意的結果。

（實施例5） 潤濕研磨劑2的條件為表2所示條件，換言之，除了羥乙基纖維素的平均分子量為150萬以外，其他以與實施例1相同條件實施研磨，並且評估晶圓的品質。 其結果，表面粗糙度、微小缺陷及DIC缺陷皆能得到滿意的結果。

（實施例6） 潤濕研磨劑1的條件為表2所示條件，換言之，除了定盤轉速及研磨頭轉速各自為25rpm以外，其他以與實施例1相同條件實施研磨，並且評估晶圓的品質。 其結果，表面粗糙度、微小缺陷及DIC缺陷皆能得到滿意的結果。

（實施例7） 潤濕研磨劑1的條件為表2所示條件，換言之，除了羥乙基纖維素的平均分子量為20萬、定盤轉速及研磨頭轉速各自為35rpm、研磨時間為15秒，又潤濕研磨劑2的條件係羥乙基纖維素的平均分子量為70萬、研磨負載為5kPa、定盤轉速及研磨頭轉速各自為20rpm以外，其他以與實施例1相同條件實施研磨，並且評估晶圓的品質。 其結果，表面粗糙度、微小缺陷及DIC缺陷皆能得到滿意的結果。

（實施例8） 潤濕研磨劑1的條件為表2所示條件，換言之，除了研磨負載12kPa、研磨時間為30秒，又潤濕研磨劑2的條件係研磨負載為5kPa、定盤轉速及研磨頭轉速各自為20rpm以外，其他以與實施例1相同條件實施研磨，並且評估晶圓的品質。 其結果，表面粗糙度、微小缺陷及DIC缺陷皆能得到滿意的結果。

［關於比較例1-5］ 準備與實施例1同樣的半導體矽晶圓，以與實施例1同樣的條件施作一次研磨。下一步，各比較例中，如表2所示地施作二次研磨。關於二次研磨中的詳細條件之後描述。下一步，以與實施例1同樣的條件進行修飾研磨。 接著，與實施例1同樣地，於晶圓洗淨後進行晶圓表面的粗糙度、微小缺陷及DIC缺陷的評估。

（比較例1） 比較例1係如表2所示，藉由二次研磨劑研磨後，除了將藉由潤濕研磨劑1的研磨省略以外，其他以與實施例1相同條件實施研磨，並且評估晶圓的品質。 其結果，修飾研磨後的表面粗糙度為1.63Å，與實施例相比成為惡化的結果。此外，微小缺陷、DIC缺陷都能得到滿意的結果。

（比較例2） 潤濕研磨劑2的條件為表2所示條件，換言之，除了省略了藉由潤濕研磨劑1的研磨、研磨負載為15kPa、定盤轉速及研磨頭轉速各為30rpm、研磨時間為20秒以外，其他以與實施例1相同條件實施研磨，並且評估晶圓的品質。 其結果，修飾研磨後的表面粗糙度為1.33Å，雖然成為滿意的結果，但微小缺陷惡化。此外DIC缺陷數也微幅增加。

（比較例3） 潤濕研磨劑1的條件為表2所示條件，換言之，除了研磨負載為7kPa、以定盤轉速及研磨頭轉速各為15rpm研磨10秒、並且省略了藉由潤濕研磨劑2的研磨以外，其他以與實施例1相同條件實施研磨，並且評估晶圓的品質。 其結果，修飾研磨後的表面粗糙度為1.61Å，與實施例相比係為惡化。雖然能得到微小缺陷為滿足的結果，但是DIC缺陷數成為惡化的結果。

（比較例4） 如表2所示，除了省略了潤濕研磨劑2的研磨以外，其他以與實施例1相同條件實施研磨，並且評估晶圓的品質。 其結果，修飾研磨後的表面粗糙度為1.32Å。此外雖然能得到微小缺陷為滿足的結果，但DIC缺陷與實施例相比係為惡化。

（比較例5） 潤濕研磨劑1、2的條件為表2所示條件，換言之，除了潤濕研磨劑1的羥乙基纖維素的平均分子量為100萬、潤濕研磨劑2的羥乙基纖維素的平均分子量為30萬以外，其他為與實施例1相同條件。 其結果，修飾研磨後的表面粗糙度為1.32Å，雖然能得到與實施例同等的品質，但微小缺陷、DIC缺陷與實施例相比都成為惡化的結果。

【表2】

如前述或如表二所示，各實施例中的表面粗糙度係為改善，此外關於表面的微小缺陷、DIC缺陷能得到滿意的結果。此外，各實施例中也沒有平坦度惡化的情形。

另外，本發明並不限於上述的實施型態。上述實施型態為舉例說明，凡具有與本發明的申請專利範圍所記載之技術思想及實質上同樣構成而產生相同的功效者，不論為何物皆包含在本發明的技術範圍內。

1‧‧‧研磨裝置

2‧‧‧定盤

3‧‧‧研磨頭

4‧‧‧研磨劑供給機構

5‧‧‧研磨布

6‧‧‧旋轉軸

7‧‧‧研磨劑

W‧‧‧晶圓

圖1係為表示本發明的研磨方法的一範例的流程圖。 圖2係為表示本發明的研磨方法中研磨負載的變化的一範例的圖。 圖3係為表示本發明的二次研磨中可使用的研磨裝置的一範例的示意圖。 圖4係為表示過去的研磨方法的一範例的流程圖。 圖5係為表示過去的研磨方法中研磨負載的變化的一範例的圖。

Claims (11)

1. 一種研磨方法，係在供給研磨劑的同時並同時使以研磨頭支承的半導體矽晶圓於貼附在定盤的研磨布滑動，而進行該半導體矽晶圓的研磨，其中， 對該半導體矽晶圓依序施作一次研磨、二次研磨、修飾研磨時， 該二次研磨係由藉由含有游離磨粒且不含有水溶性高分子劑的鹼基的研磨劑之研磨，以及下一步的藉由含有水溶性高分子劑的研磨劑之潤濕研磨所組成， 該潤濕研磨係由二階段的研磨所組成，將含有水溶性高分子劑的研磨劑予以供給的同時並同時施作第一階段的潤濕研磨後，切換為水溶性高分子劑的平均分子量較第一階段的研磨劑為大的研磨劑而供給的同時並同時施作第二階段的潤濕研磨。
2. 如請求項1所述之研磨方法，其中該游離磨粒為矽酸膠。
3. 如請求項1所述之研磨方法，其中該水溶性高分子劑為羥乙基纖維素。
4. 如請求項2所述之研磨方法，其中該水溶性高分子劑係為羥乙基纖維素。
5. 如請求項1所述之研磨方法，其中該第一段的潤濕研磨的研磨劑係含有平均分子量為20萬以上且未達70萬的水溶性高分子劑者，該第二階段的潤濕研磨的研磨劑係含有平均分子量為70萬以上且150萬以下的水溶性高分子劑者。
6. 如請求項2所述之研磨方法，其中該第一段的潤濕研磨的研磨劑係含有平均分子量為20萬以上且未達70萬的水溶性高分子劑者，該第二階段的潤濕研磨的研磨劑係含有平均分子量為70萬以上且150萬以下的水溶性高分子劑者。
7. 如請求項3所述之研磨方法，其中該第一段的潤濕研磨的研磨劑係含有平均分子量為20萬以上且未達70萬的水溶性高分子劑者，該第二階段的潤濕研磨的研磨劑係含有平均分子量為70萬以上且150萬以下的水溶性高分子劑者。
8. 如請求項4所述之研磨方法，其中該第一段的潤濕研磨的研磨劑係含有平均分子量為20萬以上且未達70萬的水溶性高分子劑者，該第二階段的潤濕研磨的研磨劑係含有平均分子量為70萬以上且150萬以下的水溶性高分子劑者。
9. 如請求項1至8中任一項所述之研磨方法，其中該第一階段的潤濕研磨中的研磨負載、定盤轉速及研磨頭轉速的值，為藉由該鹼基的研磨劑之研磨時的值的±30%以內。
10. 如請求項1至8中任一項所述之研磨方法，其中該第二階段的潤濕研磨中的研磨負載、定盤轉速及研磨頭轉速的值，為藉由該鹼基的研磨劑之研磨時的值的70%以下。
11. 如請求項9中所述之研磨方法，其中該第二階段的潤濕研磨中的研磨負載、定盤轉速及研磨頭轉速的值，為藉由該鹼基的研磨劑之研磨時的值的70%以下。