[发明专利]晶圆抛光方法

说明书

本发明提供一种晶圆抛光方法，即使在已形成纳米形貌的晶圆上，也可以抑制其影响，对于各压力区施以适当的抛光压力，由此提高晶圆的平坦度。一种晶圆抛光方法，其使用具备多区加压方式的抛光头的晶圆抛光装置对晶圆表面进行镜面抛光，所述多区加压方式的抛光头将晶圆的按压面划分为多个压力区并能够独立地对各压力区进行加压控制，所述晶圆抛光方法具有：测定步骤(步骤S1)，测定晶圆表面的纳米形貌图；及抛光步骤(步骤S2、S3)，根据所述纳米形貌图的测定结果，针对各压力区设定所述抛光头对于所述晶圆的抛光压力，以实施抛光加工。

技术领域

本发明涉及一种晶圆抛光方法，尤其涉及一种在表面已形成纳米形貌的晶圆的抛光方法。

背景技术

硅晶圆被广泛用作半导体器件的基板材料。通过对单晶硅锭依次进行如下工序来制造硅晶圆：外周磨削、切片、研磨(lapping)、蚀刻、双面抛光、单面抛光、清洗等。其中，单面抛光工序为去除晶圆表面的凹凸或起伏以提高平坦度的必要工序，使用CMP(ChemicalMechanical Polishing：化学机械抛光)法进行镜面加工。

通常，在硅晶圆的单面抛光工序中使用单片式的晶圆抛光装置(CMP装置)。该晶圆抛光装置具备贴附了抛光垫的旋转平台及按压并保持抛光垫上的晶圆的抛光头，一边供给浆料，一边使旋转平台及抛光头分别旋转，由此抛光晶圆的单面。

为了提高晶圆的平坦度，已知有一种晶圆抛光装置，其具备多区加压方式的抛光头，所述多区加压方式的抛光头将晶圆的按压面分割为多个压力区，并能够独立地对各压力区进行加压控制。例如，专利文献1中记载了一种晶圆抛光装置，其具有被划分为同心圆状的第1～第3压力区(压力室)。

近年来，在硅晶圆上称为“纳米形貌”的表面的起伏成分成为问题。该纳米形貌为波长比“翘曲”或“扭曲(Warp)”短，波长比“表面粗糙度”长，且为波长λ＝0.2～20mm的起伏成分，PV值(峰-谷(Peak to Valley)值)为0.2μm以下的浅起伏。当纳米形貌值超过适当值时，会对器件工艺中的STI(浅槽隔离(Shallow Trench Isolation))的产率造成很大影响。

为了改善晶圆的纳米形貌，例如专利文献2中记载了一种晶圆的磨削方法，其事先求出纳米形貌的平均值成分的凹凸量与用于将该凹凸平坦化的磨石的倾斜调整量及偏移调整量之间的关系式，根据该关系式，进行后续磨削工序中的磨石的倾斜调整及偏移调整。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-120160号公报

专利文献2：日本特开2007-95987号公报。

采用多区加压方式的以往的晶圆抛光装置，是以与抛光垫对置的晶圆表面为基准来设定抛光压力，并且对应于晶圆的厚度来调整各压力区的抛光压力，以使晶圆厚度大的地方的抛光压力较强，因此能够去除晶圆表面的凹凸或起伏而提高平坦度。

然而，在以往的晶圆抛光装置中，即使是在各压力区设定均匀的抛光压力的情况下，仍有如下问题：在存在纳米形貌的区域中施加了与设定值不同的抛光压力，由此使得晶圆厚度的均匀性恶化。如图6(a)所示，在没有纳米形貌的晶圆上，由于对晶圆整个面施加如设定值那样的均匀的压力，因此加工后的晶圆能够维持加工前的晶圆的厚度均匀度。但是，如图6(b)所示，当晶圆表面存在纳米形貌的情况下，即使晶圆的厚度均匀度和图6(a)的晶圆相同，也会有与设定值不同的抛光压力施加到晶圆的背面侧。若在此状态下抛光晶圆，则抛光压力会集中在晶圆表面的凸部，由于抛光压力高的部分的抛光率较高，因此会如图示那样，加工后的晶圆的厚度变得不均匀，晶圆的平坦度也随之恶化。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种晶圆抛光方法，即使在已形成纳米形貌的晶圆上，也能够抑制其影响，对于各压力区施以适当的抛光压力，由此提高晶圆的平坦度。

用于解决技术问题的方案