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TW201912302A - 矽晶圓的兩面研磨方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種可抑制在研磨後的矽晶圓的表背面上產生微痕的矽晶圓的兩面研磨方法。本發明是利用兩面研磨裝置同時研磨矽晶圓的表面及背面的矽晶圓的兩面研磨方法，其連續地包括：第1研磨工序，一面將由包含研磨粒的鹼水溶液構成的第1研磨液供給至研磨布，一面進行兩面研磨；研磨液切換工序，在第1研磨工序之後，保持著使上壓盤及下壓盤的研磨布分別與矽晶圓的表面及背面接觸的狀態，並且在使上壓盤及下壓盤繼續旋轉的狀態下，停止第1研磨液的供給，並且開始供給由不含研磨粒而包含水溶性高分子的鹼水溶液構成的第2研磨液；以及第2研磨工序，在所述研磨液切換工序之後，一面將第2研磨液供給至研磨布，一面進行兩面研磨。

Description

矽晶圓的兩面研磨方法
本發明是有關於一種同時研磨矽晶圓的表面及背面的矽晶圓的兩面研磨方法。
用以製造矽晶圓的製程（process）主要包含用以製作單晶錠（single crystal ingot）的單晶拉製工序、以及經製作的單晶錠的加工工序。所述加工工序一般包括切片（slice）工序、包覆（wrapping）工序、倒角工序、蝕刻工序、研磨工序、洗滌工序等，藉由經由該些工序，來製造表面經鏡面加工的矽晶圓。
在研磨工序中，一般是使矽晶圓與研磨布相對地旋轉、滑動而進行的化學機械研磨（chemical mechanical polishing，CMP）。在CMP中，眾所周知的是使研磨液中的研磨粒的機械研磨作用與研磨液（鹼水溶液）的化學研磨作用加以複合，由此，獲得優異的平滑性。在所述研磨工序中，是進行利用如圖5所示的兩面研磨裝置同時研磨矽晶圓的表背面的兩面研磨工序（粗研磨工序）、及其後使矽晶圓的至少單面鏡面化的精研磨工序等多個階段的研磨。
初始階段的粗研磨是為了將矽晶圓研磨至所需的厚度為止而進行，利用聚胺基甲酸酯等的硬質研磨布在研磨速度比較快的條件下進行研磨，並進行兩面研磨，以降低研磨後的矽晶圓厚度的不均而加以平坦化。最終階段的精研磨是為了改善矽晶圓表面的粗糙度而進行，使用如麂皮（suede）般的軟質研磨布及微小尺寸的游離研磨粒，進行單面研磨，以降低奈米形貌或霧度（haze）等矽晶圓表面上的微小的面粗糙度的不均。
在專利文獻1（參照申請專利範圍第1項、第2項及實施例1等）中，記載有如下的矽晶圓的研磨方法：包括同時研磨矽晶圓的表背面的粗研磨工序、以及其後對經粗研磨的面進行精研磨的精研磨工序，所述粗研磨包括：1次研磨，使用含有游離研磨粒的研磨液去除自然氧化膜；以及2次研磨，在所述1次研磨之後，使用在不含游離研磨粒的胺水溶液中添加有水溶性高分子的研磨液，對所述矽晶圓的已去除自然氧化膜的表背面以單面研磨量為5 μm～10 μm的方式進行研磨。而且，在實施例1中，利用1次研磨中所使用的兩面研磨裝置進行2次研磨。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第5754659號公報
[發明所欲解決之課題] 專利文獻1所記載的兩個階段的粗研磨是基於如下的設計思想而進行。即，在利用兩面研磨裝置的粗研磨工序中，與晶圓的中心部相比外周部的研磨量更容易變多，其結果使得晶圓的外周部產生塌邊成為問題。因此，在專利文獻1中，利用不含研磨粒而包含水溶性高分子的研磨液進行粗研磨，藉由所述水溶性高分子的作用，來抑制晶圓的外周部的塌邊量（Roll Off Amount，ROA）。此外，通常，在粗研磨工序前的矽晶圓的表面上存在厚度5 Å～20 Å左右的自然氧化膜時，藉由不含研磨粒的研磨液難以去除自然氧化膜。因此，利用包含研磨粒的研磨液進行1次研磨，來去除自然氧化膜。在專利文獻1的實施例1中，進行包含自然氧化膜的去除在內且單面研磨量為0.5 μm（兩面研磨量為1 μm）的1次研磨、以及其後單面研磨量為5 μm（兩面研磨量為10 μm）的2次研磨。
然而，專利文獻1所記載的兩面研磨方法並未針對如下問題進行任何研究，即，在利用共同的兩面研磨裝置進行1次研磨及2次研磨時，使用包含研磨粒的研磨液的1次研磨與使用不含研磨粒的研磨液的2次研磨之間的研磨液的切換。而且，根據本發明者等人的研究，已弄清根據如何進行所述研磨液的切換，會在2次研磨開始時產生托板（carrier plate）的振動，從而在研磨後的矽晶圓的表背面上產生微痕（micro scratch）。
因此，本發明鑒於所述問題，旨在提供一種可抑制在研磨後的矽晶圓的表背面上產生微痕的矽晶圓的兩面研磨方法。 [解決課題之手段]
為了解決所述課題，本發明者等人經潛心研究後，發現以下的見解。在兩面研磨中，一般是將使用完畢的研磨液加以回收並使其返回至研磨液供給用槽來加以循環，而重複用作研磨液。因此，當利用共同的兩面研磨裝置進行1次研磨及2次研磨時，可考慮如下方法：在1次研磨結束後，停止對研磨布供給研磨液，以使1次研磨中所使用的研磨液與2次研磨中所使用的研磨液不混合，並且對研磨布供給純水，去除附著於晶圓或托板上的研磨粒，然後，利用高壓水對研磨布進行洗滌。但是，在此種情況下，已確認在2次研磨開始時會產生來自托板的噪音，並且使托板產生振動。其原因可認為是：在無研磨粒的狀態下會重新開始上下壓盤的旋轉，因此使來自研磨布的按壓力直接傳播至托板，其結果使得晶圓及托板與研磨布的摩擦阻力增大，自上下壓盤向晶圓的加壓載荷增大。因此，本發明者等人對在無研磨粒的狀態下可不重新開始上下壓盤的旋轉的研磨液的切換方法進行有研究。繼而，想到不設法使1次研磨中所使用的研磨液與2次研磨中所使用的研磨液不混合，而反倒藉由設置在有意使兩種研磨液混合的狀態下進行研磨的過渡期間，是否可抑制托板的振動，結果抑制微痕的產生，經試驗確認此方法正確。
本發明是基於所述見解而完成的，其主旨構成如下。 （1）一種矽晶圓的兩面研磨方法，藉由利用包括具有保持矽晶圓的1個以上的保持孔的托板、以及夾著所述托板相向而配置且在表面上設有研磨布的上壓盤及下壓盤的兩面研磨裝置，於使所述上壓盤及所述下壓盤的研磨布分別與填裝於所述保持孔內的矽晶圓的表面及背面接觸的狀態下，使所述上壓盤及所述下壓盤與所述托板相對旋轉，而同時研磨所述矽晶圓的表面及背面，所述矽晶圓的兩面研磨方法的特徵在於連續地包括： 第1研磨工序，一面將由包含研磨粒的鹼水溶液構成的第1研磨液供給至所述研磨布，一面進行兩面研磨； 研磨液切換工序，在所述第1研磨工序之後，保持著使所述上壓盤及所述下壓盤的研磨布分別與所述矽晶圓的表面及背面接觸的狀態，並且在使所述上壓盤及所述下壓盤繼續旋轉的狀態下，停止所述第1研磨液的供給，並且開始供給由不含研磨粒而包含水溶性高分子的鹼水溶液構成的第2研磨液；以及 第2研磨工序，在所述研磨液切換工序之後，一面將所述第2研磨液供給至所述研磨布，一面進行兩面研磨。
（2）如所述（1）記載的矽晶圓的兩面研磨方法，其中關於所述上壓盤及所述下壓盤施加至所述矽晶圓的表面及背面的面壓力， 在所述第1研磨工序中，以第1面壓力進行兩面研磨，在其末期使所述面壓力下降，而在結束時設為低於所述第1面壓力的第2面壓力， 在所述第2研磨工序中以所述第2面壓力進行兩面研磨。
（3）如所述（2）記載的矽晶圓的兩面研磨方法，其中相對於所述第1面壓力的值，所述第2面壓力的值小5%～40%。
（4）如所述（1）至所述（3）中任一項記載的矽晶圓的兩面研磨方法，其中在所述第1研磨工序中，進行所述第1研磨工序及第2研磨工序中的總研磨量的80%～99.5%的研磨量的兩面研磨， 在所述第2研磨工序中，進行單面平均研磨量為0.05 μm～0.5 μm的兩面研磨。
（5）如所述（1）至所述（4）中任一項記載的矽晶圓的兩面研磨方法，其中 在所述第1研磨工序中，將使用完畢的第1研磨液加以回收後，再次供給至所述研磨布， 在所述第2研磨工序中，將使用完畢的研磨液加以回收後，加以廢棄。 [發明的效果]
根據本發明的矽晶圓的兩面研磨方法，可抑制在研磨後的矽晶圓的表背面上產生微痕。
首先，參照圖5，說明本發明的一實施形態的矽晶圓的兩面研磨方法中所使用的兩面研磨裝置100的基本構成。兩面研磨裝置100包括托板10、以及夾著所述托板10相向而配置的上壓盤14及下壓盤16。在托板10上，設有保持矽晶圓W的多個保持孔12（圖5中代表性地圖示有1個），在其中裝填各1塊矽晶圓W。在上壓盤14、下壓盤16的表面上，分別設有研磨布18、研磨布20。在上壓盤14、下壓盤16的中心部設有太陽齒輪（sun gear）22，在外周部設有內齒輪（internal gear）24。
研磨液是自研磨液供給線26，經由沿鉛垂方向貫通上壓盤14的流路，供給至上壓盤14、下壓盤16之間。再者，研磨液的供給與回收機構的詳情將在後文描述。
在所述兩面研磨裝置100中，利用上壓盤14及下壓盤16夾著裝填至多個孔12中的多塊矽晶圓W，在使研磨布18、研磨布20分別與矽晶圓W的表面及背面接觸的狀態下，一面將研磨液供給至研磨布18、研磨布20，一面使太陽齒輪22及內齒輪24旋轉，藉此使上壓盤14及下壓盤16與托板10相對旋轉。藉此，可同時研磨多塊矽晶圓W的表面及背面。
再者，可用於本發明的矽晶圓的兩面研磨方法的兩面研磨裝置的構成並不限定於如上所述，亦可採用太陽齒輪（行星齒輪）方式的構成、或使托板進行不伴有自轉的圓周運動的無太陽齒輪方式的構成。
在本實施形態中，作為矽晶圓的粗研磨，首先，進行第1研磨工序，即，一面將由包含研磨粒的鹼水溶液構成的第1研磨液供給至研磨布18、研磨布20，一面進行兩面研磨，繼而，利用已進行第1研磨工序的兩面研磨裝置100，進行第2研磨工序，即，一面將由不含研磨粒而包含水溶性高分子的鹼水溶液構成的第2研磨液供給至研磨布18、研磨布20，一面進行兩面研磨。
本實施形態中的第1研磨工序是為了如下目的而進行：利用包含研磨粒的研磨液去除形成於矽晶圓W的表層上的厚度5 Å～20 Å左右的自然氧化膜，並且將矽晶圓W研磨至大致所需的厚度為止。
第1研磨工序及第2研磨工序中的總研磨量設定在單面平均研磨量大致為2.5 μm～10 μm的範圍內。在第1研磨工序中，進行第1研磨工序及第2研磨工序中的總研磨量的80%～99.5%的研磨量的兩面研磨。當第1研磨工序的研磨量未達總研磨量的80%時，為了達到所需厚度，必須大量進行研磨率低的第2研磨工序，從而破壞生產率。另一方面，當第1研磨工序的研磨量超過總研磨量的99.5%時，第2研磨工序中的研磨加工餘裕量會變得過少，因此抑制晶圓的外周部的塌邊量的效果會不充分。
與此相對，本實施形態中的第2研磨工序是為了如下目的而進行：藉由利用不含研磨粒而包含水溶性高分子的研磨液對矽晶圓W的兩面稍微進行研磨，來抑制晶圓的外周部的塌邊量。具體而言，在第2研磨工序中，進行單面平均研磨量為0.05 μm～0.5 μm的兩面研磨。當單面平均的研磨量未達0.05 μm時，抑制晶圓的外周部的塌邊量的效果不充分。另一方面，不含研磨粒而包含水溶性高分子的研磨液的研磨率低，因此若單面平均的研磨量超過0.5 μm，會破壞生產率。
在專利文獻1中，使用包含研磨粒的研磨液的1次研磨的主要目的是去除自然氧化膜，因此其單面平均的研磨量為0.5 μm，並藉由利用不含研磨粒而包含水溶性高分子的研磨液的2次研磨，進行單面的研磨量為5 μm～10 μm的兩面研磨，來實現所需的厚度。與此相對，在本實施形態中，是藉由主要進行研磨率高的1次研磨實現所需厚度來實現高生產率。另一方面，關於2次研磨，亦只要確保單面平均研磨量為0.05 μm以上，即可充分抑制晶圓的外周部的塌邊量。
第1研磨液及第2研磨液均較佳為將pH調整至9～12的範圍。若未達pH9，則蝕刻作用會變得過低，從而容易在矽晶圓的表面上產生刮痕（scratch）、瑕疵等因加工引起的缺陷。若超過pH12，則溶液的處理自身變得困難。又，作為鹼劑，較佳為使用添加有鹼性銨鹽、鹼性鉀鹽、鹼性鈉鹽中的任一者的鹼水溶液或碳酸鹼水溶液，或者添加有胺的鹼水溶液。此外，可採用聯胺（hydrazine）或胺類的水溶液，自提高研磨率的角度考慮，特佳為使用胺。
在第1研磨液中，研磨粒可使用包含氧化矽（silica）、氧化鋁、金鋼石等的顆粒，但自低成本、研磨液中的分散性、研磨粒的粒徑控制的難易度等的理由而言，較佳為包含SiO2 粒子。研磨粒的平均一次粒徑可設為在利用吸附比表面測試法（Brunauer Emmett Teller，BET）來測定時為30 nm～100 nm。
在第2研磨液中，作為水溶性高分子，較佳為使用選自非離子系的1種以上的物質。例如，可舉出羥乙基纖維素（hydroxyethyl cellulose，HEC）、聚乙二醇（polyethyleneglycol，PEG）及聚丙二醇（polypropylene glycol，PPG）等。自充分抑制晶圓的外周部的塌邊量的角度考慮，水溶性高分子的濃度較佳為1 ppm以上，更佳為10 ppm以上。又，自使研磨率大幅下降而不妨礙生產率的角度考慮，較為200 ppm以下，更佳為100 ppm以下。
作為研磨布18、研磨布20，可舉出包含聚酯製的不織布的研磨布、聚胺基甲酸酯製的研磨布等，特佳為矽晶圓的研磨面的鏡面化精度卓越的發泡性聚胺基甲酸酯製的研磨布。研磨布18、研磨布20較佳為由日本工業標準（Japanese Industrial Standards，JIS）K 6253-1997/國際標準化組織（International Standardization Organization，ISO）7619規定的蕭氏（Shore）D硬度為70～90，壓縮率為1%～5%，壓縮率特佳為2%～3%。
第1研磨工序中的研磨率較佳設為0.1 μm/分～1.0 μm/分，第2研磨工序中的研磨率較佳設為0.03 μm/分～0.5 μm/分。
上下壓盤的旋轉速度、矽晶圓的旋轉速度、面壓力及研磨液供給量只要以實現所述研磨率的方式適當設定即可。上下壓盤的旋轉速度可在第1研磨工序及第2研磨工序中共同設為5 rpm～40 rpm的範圍。面壓力只要在50 g/cm2 ～300 g/cm2 的範圍內設定即可，在第2研磨工序中由於使用不含研磨粒的研磨液，摩擦阻力增大，故而理想的是將第2研磨工序中的面壓力設定得較第1研磨工序中的面壓力低5%～40%。
此處，本實施形態的特徵在於利用共同的兩面研磨裝置100進行第1研磨工序及第2研磨工序時的第1研磨液與第2研磨液的切換方法。為了說明本實施形態的技術意義，首先參照圖2、圖3對比較例1、比較例2的兩面研磨方法進行說明。
參照圖2，在比較例1的兩面研磨方法中，首先，藉由在上下壓盤與晶圓接觸（抵接）並且旋轉的狀態下供給第1研磨液，而進行第1研磨工序（步驟S1），在設定時間經過後停止第1研磨液的供給。繼而，在第1研磨工序後，進行純水漂洗處理及研磨布洗滌，以使第1研磨液與第2研磨液不混合。具體而言，保持著上下壓盤與晶圓抵接並且旋轉的狀態，自上壓盤對研磨布供給純水，去除附著在晶圓或托板上的研磨粒（步驟S2）。其次，使上下壓盤的旋轉停止，亦使純水的供給停止後，使上壓盤上升而自晶圓分開（分離）上壓盤，自下壓盤（研磨布上）取出托板及晶圓（步驟S3）。其次，對研磨布噴附高壓水，去除附著在研磨布上的研磨屑或研磨粒等（步驟S4）。當研磨布的洗滌結束後，使托板及矽晶圓返回至原來的位置（步驟S5）。然後，在使上下壓盤與晶圓抵接，旋轉已停止的狀態下，開始第2研磨液的供給，其後重新開始上下壓盤的旋轉，進行第2研磨工序（步驟S6）。在設定時間經過後停止第2研磨液的供給。其後，與第1研磨工序後同樣地，進行純水漂洗處理及研磨布洗滌（步驟S7～步驟S10）。在所述步驟S10中，填裝未研磨的新晶圓。然後，在使上下壓盤與晶圓抵接，旋轉已停止的狀態下，開始第1研磨液的供給，其後返回至步驟S1，進行新批次的兩面研磨。
其次，參照圖3，在比較例2的兩面研磨方法中，一面不使第1研磨液與第2研磨液混合，一面為了使工序縮短，而在第1研磨工序後，僅進行純水漂洗處理（步驟S2）。其後，開始第2研磨液的供給，重新開始上下壓盤的旋轉，進行第2研磨工序（步驟S6）。除此以外的工序與圖2相同。在所述方法中，在第1研磨工序與第2研磨工序之間，不含研磨布洗滌工序，因此無需使上壓盤自晶圓分離，並再次抵接。
但是，比較例1、比較例2均在第2研磨工序（步驟S6）開始時，產生托板的振動。其原因可認為是：在無研磨粒的狀態下重新開始上下壓盤的旋轉，故而晶圓及托板與研磨布的摩擦阻力增大，自上下壓盤向晶圓的加壓載荷增大。
與此相對，參照圖1，在本實施形態中，在第1研磨工序後，不進行純水漂洗處理與研磨布洗滌，而直接進入至第2研磨工序。即，在第1研磨工序（步驟S1）之後，保持著使上下壓盤與晶圓抵接的狀態，並且在使旋轉繼續的狀態下，停止第1研磨液的供給，同時開始第2研磨液的供給（步驟S20：研磨液切換工序）。然後，進行第2研磨工序（步驟S6）。此時，不會變為在無研磨粒的狀態下重新開始上下壓盤的旋轉的狀況，在自第2研磨工序開始起規定期間（20秒左右）內，是利用包含研磨粒的第1研磨液與不含研磨粒的第2研磨液經混合的研磨液，進行兩面研磨。因此，自上下壓盤向晶圓的加壓載荷不會增大，可抑制托板的振動。其結果為，可抑制在研磨後的矽晶圓的表背面上產生微痕。
再者，在第2研磨工序中，在自開始起規定期間內，包含研磨粒的第1研磨液與不含研磨粒的第2研磨液混合。因此，較佳為避免研磨液的回收、循環及再利用。因此，較佳為如圖4所示，在第1研磨工序中使回收線導通，將使用完畢的第1研磨液加以回收後，再次供給至所述研磨布，在第2研磨工序開始時，使回收線斷開後同時使廢棄線導通，在第2研磨工序中不斷將使用完畢的研磨液加以回收後，予以廢棄。如上所述，在本實施形態中第2研磨工序為極短時間，因此即使不再利用使用完畢的研磨液，研磨液成本亦不會顯著變高。
參照圖5，說明實現如上所述的使用完畢的研磨液的處理方法的切換的研磨液的供給與回收機構。第1研磨液是自第1研磨液用供給槽32供給至第1研磨液用供給線30，第2研磨液是自第2研磨液用供給槽36供給至第2研磨液用供給線34。在線30、線34的合流部上設有切換閥28，藉由對所述切換閥進行控制，可控制對研磨液供給線26供給哪種研磨液。另一方面，使用完畢的研磨液自位於下壓盤的下方的回收機構（未圖示）進入至使用完畢研磨液回收線38。在所述線38上，設有切換閥40及自此處分支的廢液線46，藉由對切換閥40進行控制，可控制將使用完畢研磨液移入至線38所連接的回收槽42，還是移入至廢液線46。已移入至回收槽42的使用完畢廢液經由再利用線44，而返回至第1研磨液用供給槽32。
在第1研磨工序中，對切換閥28進行控制而自第1研磨液用供給線30供給包含研磨粒的第1研磨液，並且對切換閥40進行控制而將使用完畢的第1研磨液回收至回收槽42加以再利用。在第2研磨工序中，對切換閥28進行控制而自第2研磨液用供給線34供給第2研磨液，並且對切換閥40進行控制而自廢液線46廢棄使用完畢的研磨液。
其次，第2研磨工序是利用不含研磨粒的第2研磨液來進行，因此晶圓及托板與研磨布的摩擦阻力容易增大。因此，關於上下壓盤施加至矽晶圓的表面的面壓力，在第2研磨工序中，較佳為以低於第1研磨工序的面壓力進行。由此，可確實地防止托板的振動。其結果為，可更充分地抑制在研磨後的矽晶圓的表背面上產生微痕。此時，在本實施形態中，為了連續地進行第1研磨工序及第2研磨工序，如圖4所示，在第1研磨工序的末期使面壓力下降，而在第1研磨工序結束時，下降至第2研磨工序的面壓力為止。 [實施例]
（比較例1） 利用圖5所示的兩面研磨裝置，按照圖2所示的流程，進行直徑300 mm的矽晶圓（5塊/批次×2批次＝10塊）的兩面研磨。作為第1研磨液，是使用包含5質量%的平均一次粒徑70 nm的膠質氧化矽（colloidal silica）粒子作為研磨粒的KOH水溶液。作為第2研磨液，是使用不含研磨粒，而含有10質量ppm的羥乙基纖維素（HEC）的哌啶（piperidine）水溶液。在第1研磨工序中，進行上下壓盤的旋轉速度為15 rpm，面壓力為250 g/cm2 ，單面平均研磨量為5 μm的研磨處理。在第2研磨工序中，進行上下壓盤的旋轉速度為15 rpm，面壓力為250 g/cm2 ，單面平均研磨量為0.5 μm的研磨處理。在第1研磨工序與第2研磨工序之間，進行30秒的純水漂洗工序及60秒的研磨布洗滌工序。
（比較例2） 利用圖5所示的兩面研磨裝置，按照圖3所示的流程，進行直徑300 mm的矽晶圓（5塊/批次×2批次＝10塊）的兩面研磨。即，除了在第1研磨工序與第2研磨工序之間，不進行研磨布的洗滌以外，採用與比較例1同樣的條件及流程。
（發明例1） 利用圖5所示的兩面研磨裝置，按照圖1所示的流程，進行直徑300 mm的矽晶圓（5塊/批次×2批次＝10塊）的兩面研磨。第1研磨液及第2研磨液是使用與比較例1、比較例2相同的研磨液。在第1研磨工序中，進行上下壓盤的旋轉速度為15 rpm，面壓力為250 g/cm2 ，單面平均研磨量為5 μm的研磨處理。其後，保持著使上下壓盤與晶圓抵接的狀態，並且在繼續旋轉的狀態下，停止第1研磨液的供給，同時開始第2研磨液的供給。在第2研磨工序中，進行上下壓盤的旋轉速度為15 rpm，面壓力為250 g/cm2 ，單面平均研磨量為0.5 μm的研磨處理。如圖4所示，在第1研磨工序中使回收線導通，在第2研磨工序開始時，使回收線斷開，同時使廢棄線導通。
（發明例2） 如圖4所示，在第1研磨工序的最後10秒內使面壓力自250 g/cm2 下降至200 g/cm2 ，以面壓力200 g/cm2 進行第2研磨工序。除此以外，以與發明例1同樣的條件及流程進行兩面研磨。
＜微痕的評估＞ 利用表面缺陷檢查裝置（科磊（KLA-Tencor）公司製造：Surfscan SP-2）使用DWO模式（暗場複合斜投影（Dark Field Composite Oblique）模式），觀察經兩面研磨的各晶圓的背面，數出在晶圓面內觀察到的缺陷尺寸為160 nm以上的光點缺陷（Light Point Defect，LPD）的數量作為微痕的產生個數。將其結果示於表1。
[表1] 表1
如上所述，在比較例1、比較例2中產生有多個微痕，與此相對，在發明例1中可減少微痕，在發明例2中，可較發明例1進一步減少微痕。
＜晶圓的平坦度評估＞ 利用平坦度測定器（科磊（KLA-Tencor）公司製造：Wafer Sight），對經兩面研磨的發明例1、發明例2的矽晶圓評估邊緣部位正面基準最小二乘範圍（Edge Site Front least sQuares Range，ESFQR）。ESFQR是平坦度容易變差的邊緣的平坦度的評估指標（部位平整度（site flatness）），表示塌邊（edge roll off）量的大小。ESFQR是定義為與基準面（部位最佳匹配面（Site Best Fit Surface））的偏差的最大值與最小值之差，所述基準面是以對沿晶圓的邊緣的環狀的區域在周方向上進而均等地加以分割而獲得的單位區域（地點）為對象，根據地點內的厚度分佈利用最小二乘法而求出。此處，是測定將設定在自晶圓最外周算起2 mm～32 mm的範圍（扇區（sector）長為30 mm）內的環狀的外周區域沿周方向分割成72份而得的地點的ESFQR，然後求出所有地點的平均值ESFQR_mean。
其結果為，發明例1、發明例2均已確認是在平均值ESFQR_mean時30 nm以下的外周塌邊得以抑制的經高度平坦化的矽晶圓。 [產業上的可利用性]
根據本發明的矽晶圓的兩面研磨方法，可抑制在研磨後的矽晶圓的表背面上產生微痕。
10‧‧‧托板
12‧‧‧保持孔
14‧‧‧上壓盤
16‧‧‧下壓盤
18、20‧‧‧研磨布
22‧‧‧太陽齒輪
24‧‧‧內齒輪
26‧‧‧研磨液供給線
28、40‧‧‧切換閥
30‧‧‧第1研磨液用供給線（線）
32‧‧‧第1研磨液用供給槽
34‧‧‧第2研磨液用供給線（線）
36‧‧‧第2研磨液用供給槽
38‧‧‧使用完畢研磨液回收線（線）
42‧‧‧回收槽
44‧‧‧再利用線
46‧‧‧廢液線
100‧‧‧兩面研磨裝置
S1～S10、S20‧‧‧步驟
W‧‧‧矽晶圓
圖1是本發明的一實施形態的矽晶圓的兩面研磨方法的流程圖。 圖2是比較例1的矽晶圓的兩面研磨方法的流程圖。 圖3是比較例2的矽晶圓的兩面研磨方法的流程圖。 圖4是說明在本發明的一實施形態的矽晶圓的兩面研磨方法中，施加至矽晶圓的面壓力的切換、漿料（slurry）供給的切換、及使用完畢研磨液的處理方法的切換的圖。 圖5是本發明的一實施形態的矽晶圓的兩面研磨方法中所使用的兩面研磨裝置100的示意圖。

Claims (6)

  1. 一種矽晶圓的兩面研磨方法，藉由利用包括具有保持矽晶圓的1個以上的保持孔的托板、以及夾著所述托板相向而配置且在表面上設有研磨布的上壓盤及下壓盤的兩面研磨裝置，於使所述上壓盤及所述下壓盤的所述研磨布分別與填裝於所述保持孔內的所述矽晶圓的表面及背面相接觸的狀態下，使所述上壓盤及所述下壓盤與所述托板相對旋轉，而同時研磨所述矽晶圓的表面及背面，所述矽晶圓的兩面研磨方法的特徵在於連續地包括： 第1研磨工序，一面將由包含研磨粒的鹼水溶液構成的第1研磨液供給至所述研磨布，一面進行兩面研磨； 研磨液切換工序，在所述第1研磨工序之後，保持著使所述上壓盤及所述下壓盤的所述研磨布分別與所述矽晶圓的表面及背面接觸的狀態，並且，在使所述上壓盤及所述下壓盤繼續旋轉的狀態下，停止所述第1研磨液的供給，並且開始供給由不含研磨粒而包含水溶性高分子的鹼水溶液構成的第2研磨液；以及 第2研磨工序，在所述研磨液切換工序之後，一面將所述第2研磨液供給至所述研磨布，一面進行兩面研磨。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的矽晶圓的兩面研磨方法，其中 關於所述上壓盤及所述下壓盤施加至所述矽晶圓的表面及背面的面壓力， 在所述第1研磨工序中，以第1面壓力進行兩面研磨，在其末期使所述面壓力下降，而在結束時設為低於所述第1面壓力的第2面壓力， 在所述第2研磨工序中以所述第2面壓力進行兩面研磨。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的矽晶圓的兩面研磨方法，其中相對於所述第1面壓力的值，所述第2面壓力的值小5%～40%。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的矽晶圓的兩面研磨方法，其中 在所述第1研磨工序中，進行所述第1研磨工序及所述第2研磨工序中的總研磨量的80%～99.5%的研磨量的兩面研磨， 在所述第2研磨工序中，進行單面平均研磨量為0.05 μm～0.5 μm的兩面研磨。
  5. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的矽晶圓的兩面研磨方法，其中 在所述第1研磨工序中，將使用完畢的所述第1研磨液加以回收後，再次供給至所述研磨布， 在所述第2研磨工序中，將使用完畢的研磨液加以回收後，予以廢棄。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的矽晶圓的兩面研磨方法，其中 在所述第1研磨工序中，將使用完畢的所述第1研磨液加以回收後，再次供給至所述研磨布， 在所述第2研磨工序中，將使用完畢的研磨液加以回收後，予以廢棄。
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