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公開番号2025165761
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-05
出願番号2024070053
出願日2024-04-23
発明の名称加工方法、及び研磨装置
出願人株式会社ディスコ
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01L 21/304 20060101AFI20251028BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】より低コストかつ簡便な構成で基板を研磨及び洗浄する。
【解決手段】酸化ケイ素膜を表面に有する基板の該酸化ケイ素膜を研磨する加工方法であって、該酸化ケイ素膜が露出するように保持ユニットで該基板を保持する保持ステップと、該保持ユニットで保持された該基板の該酸化ケイ素膜に酸化物粒子を含むスラリーを供給しながら該酸化ケイ素膜を研磨パッドで研磨する研磨ステップと、該研磨ステップで研磨された該酸化ケイ素膜に洗浄液を供給しながら、接触洗浄部材を該酸化ケイ素膜に接触させて該接触洗浄部材で擦ることによって、該酸化ケイ素膜に残留する該スラリーを該酸化ケイ素膜から除去する洗浄ステップと、を備え、該研磨ステップで該酸化ケイ素膜に供給される該スラリーのpHは6以下であり、該洗浄ステップで該酸化ケイ素膜に供給される該洗浄液のpHは6以下である。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
酸化ケイ素膜を表面に有する基板の該酸化ケイ素膜を研磨する加工方法であって、
該酸化ケイ素膜が露出するように保持ユニットで該基板を保持する保持ステップと、
該保持ユニットで保持された該基板の該酸化ケイ素膜に酸化物粒子を含むスラリーを供給しながら該酸化ケイ素膜を研磨パッドで研磨する研磨ステップと、
該研磨ステップで研磨された該酸化ケイ素膜に洗浄液を供給しながら、接触洗浄部材を該酸化ケイ素膜に接触させて該接触洗浄部材で擦ることによって、該酸化ケイ素膜に残留する該スラリーを該酸化ケイ素膜から除去する洗浄ステップと、を備え、
該研磨ステップで該酸化ケイ素膜に供給される該スラリーのｐＨは６以下であり、
該洗浄ステップで該酸化ケイ素膜に供給される該洗浄液のｐＨは６以下であることを特徴とする加工方法。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
該接触洗浄部材は、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、または、ナイロンで形成されたブラシであり、
該洗浄液は、フッ化水素の水溶液、または、クエン酸の水溶液であり、
該酸化物粒子は、酸化セリウム、または、酸化アルミニウムを含むことを特徴とする請求項１に記載の加工方法。
【請求項３】
該洗浄ステップで該酸化ケイ素膜に供給される該洗浄液のｐＨは、該研磨ステップで該酸化ケイ素膜に供給される該スラリーのｐＨよりも低いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加工方法。
【請求項４】
該研磨ステップで該酸化ケイ素膜に供給される該スラリーのｐＨは４以上６以下であり、
該洗浄ステップで該酸化ケイ素膜に供給される該洗浄液のｐＨは３．５以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加工方法。
【請求項５】
該洗浄ステップで該酸化ケイ素膜に供給される該洗浄液のｐＨは２．５以下であることを特徴とする請求項４に記載の加工方法。
【請求項６】
酸化ケイ素膜を表面に有する基板の該酸化ケイ素膜を研磨する研磨装置であって、
該酸化ケイ素膜が露出するように該基板を保持する保持ユニットと、
研磨パッドが装着されており、該保持ユニットで保持された該基板の該酸化ケイ素膜に酸化物粒子を含むスラリーを供給しながら該酸化ケイ素膜を該研磨パッドで研磨する研磨ユニットと、
接触洗浄部材が装着されており、該研磨ユニットで研磨された該酸化ケイ素膜に洗浄液を供給しながら、該接触洗浄部材を該酸化ケイ素膜に接触させて該接触洗浄部材で擦ることによって、該酸化ケイ素膜に残留する該スラリーを該酸化ケイ素膜から除去する洗浄ユニットと、を備え、
該研磨ユニットで該酸化ケイ素膜に供給される該スラリーのｐＨは６以下であり、
該洗浄ユニットで該酸化ケイ素膜に供給される該洗浄液のｐＨは６以下であることを特徴とする研磨装置。
【請求項７】
該接触洗浄部材は、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、または、ナイロンで形成されたブラシであり、
該洗浄液は、フッ化水素の水溶液、または、クエン酸の水溶液であり、
該酸化物粒子は、酸化セリウム、または、酸化アルミニウムを含むことを特徴とする請求項６に記載の研磨装置。
【請求項８】
該洗浄ユニットで該酸化ケイ素膜に供給される該洗浄液のｐＨは、該研磨ユニットで該酸化ケイ素膜に供給される該スラリーのｐＨよりも小さいことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の研磨装置。
【請求項９】
該研磨ユニットで該酸化ケイ素膜に供給される該スラリーのｐＨは４以上６以下であり、
該洗浄ユニットで該酸化ケイ素膜に供給される該洗浄液のｐＨは３．５以下であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の研磨装置。
【請求項１０】
該洗浄ユニットで該酸化ケイ素膜に供給される該洗浄液のｐＨは２．５以下であることを特徴とする請求項９に記載の研磨装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化ケイ素膜が表面に形成されたシリコン基板に代表される基板を研磨する加工方法、及び研磨装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
携帯電話やコンピュータ等の電子機器に使用されるデバイスチップの製造工程では、まず、シリコン基板（シリコンウェーハ）の表面にＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ(Large Scale Integration)等の複数のデバイスを形成する。次に、シリコン基板等の基板を裏面側から研削して所定の厚みに薄化し、基板をデバイス毎に分割して個々のデバイスチップを形成する。
【０００３】
近年、スマートフォン、タブレット型端末等のモバイル機器に代表される様に、電子機器の小型化、薄型化及び軽量化が進んでいる。これに伴い、電子機器に搭載されるデバイスチップにも、小型化、薄型化及び高密度化が要求されている。
【０００４】
この要求に応えるために、積層マルチチップパッケージ（Multi Chip Package：ＭＣＰ）を製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、まず、複数のデバイスが各々形成されている第１のシリコン基板及び第２のシリコン基板を準備し、接合層を介してこれらを貼り合わせて、ウェーハ・オン・ウェーハ（Wafer On Wafer：ＷＯＷ）構造の積層デバイスウェーハを形成する。その後、この積層デバイスウェーハを分割することで、積層マルチチップパッケージを形成する。
【０００５】
このＷＯＷ構造の積層デバイスウェーハを形成するために、シリコン基板の表層に形成された酸化ケイ素膜を用いた直接接合が実施されることがある。この接合方法においては、平坦な清浄面同士の接合を実施するために、予め酸化ケイ素膜にＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）を実施して平坦化する。
【０００６】
ＣＭＰにおいては、スラリーが研磨液としてシリコン基板の被研磨面に供給される。スラリーは、例えば、砥粒が分散された薬液である。スラリーは、化学的及び機械的に作用して研磨に寄与する。ＣＭＰで使用されるスラリーは、アルカリ性の溶液であることが一般的である。
【０００７】
そして、ＣＭＰにより酸化ケイ素膜が平坦化された後、シリコン基板は洗浄される。洗浄工程では、まず、フッ酸（フッ化水素の水溶液）等の酸性洗浄剤を用いて、酸化ケイ素膜上に付着している金属不純物を除去する。その後、アンモニア水等のアルカリ性洗浄剤を用いて酸化ケイ素膜上に残留するスラリー等のパーティクルを除去する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２００８－１５３４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、酸性洗浄剤を用いた洗浄と、アルカリ性洗浄剤を用いた洗浄と、は一般的に同じ洗浄室では実施できない。これは、酸性洗浄剤及びアルカリ性洗浄剤で中和反応が生じてしまうことや、洗浄室に必要な排気系及び廃液回収系の仕様が異なること、各種治具の薬液耐性等の事情による。
【００１０】
酸性洗浄剤を用いた洗浄と、アルカリ性洗浄剤を用いた洗浄と、の一方のみを実施すると、ＣＭＰにより平坦化された酸化ケイ素膜に金属不純物またはパーティクルが残留して２つの基板を接合する際に気泡が混入してしまう。そのため、基板の研磨及び洗浄を一連実施する研磨装置では、酸性洗浄剤を用いた洗浄を実施する洗浄室と、アルカリ性洗浄剤を用いた洗浄を実施する洗浄室と、の２つの処理室が必要となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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