DE112016005815B4 - Waferpolierverfahren und -vorrichtung - Google Patents

Waferpolierverfahren und -vorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE112016005815B4
DE112016005815B4 DE112016005815.2T DE112016005815T DE112016005815B4 DE 112016005815 B4 DE112016005815 B4 DE 112016005815B4 DE 112016005815 T DE112016005815 T DE 112016005815T DE 112016005815 B4 DE112016005815 B4 DE 112016005815B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
polishing
wafer
value
platen
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE112016005815.2T
Other languages
English (en)
Other versions
DE112016005815T5 (de
Inventor
Tomonori Kawasaki
Ryoya Terakawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumco Corp
Original Assignee
Sumco Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumco Corp filed Critical Sumco Corp
Publication of DE112016005815T5 publication Critical patent/DE112016005815T5/de
Application granted granted Critical
Publication of DE112016005815B4 publication Critical patent/DE112016005815B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/07—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
    • B24B37/10—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping
    • B24B37/105—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping the workpieces or work carriers being actively moved by a drive, e.g. in a combined rotary and translatory movement
    • B24B37/107—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping the workpieces or work carriers being actively moved by a drive, e.g. in a combined rotary and translatory movement in a rotary movement only, about an axis being stationary during lapping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
    • B24B37/015—Temperature control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/042—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/07—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
    • B24B37/08—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for double side lapping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/07—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
    • B24B37/10—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/14—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the temperature during grinding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/16—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the load
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/31051—Planarisation of the insulating layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321—After treatment
    • H01L21/32115—Planarisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68764—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a movable susceptor, stage or support, others than those only rotating on their own vertical axis, e.g. susceptors on a rotating caroussel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

Waferpolierverfahren zum Polieren einer Oberfläche eines Wafers, bereitgestellt durch Rotieren einer Rotationsauflageplatte, an welcher ein Polierpad angebracht ist, und eines Andruckkopfes, während Aufschlämmung auf die Rotationsauflageplatte zugeführt wird und der Wafer mit dem Andruckkopf gegen das Polierpad angedrückt bzw. daran gehalten wird, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:Berechnen eines F/T-Werts durch Überwachen eines Laststromwerts F eines Motors zum Rotieren der Rotationsauflageplatte und einer Oberflächentemperatur T des Polierpads während des Waferpolierens, undSteuern der Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte und/oder des Polierandrucks des Andruckkopfes auf der Grundlage des berechneten F/T-Werts.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Waferpolierverfahren und eine Waferpoliervorrichtung, insbesondere ein Verfahren zum Steuern von Polierbedingungen (Polierzuständen) in einem einzigen Polierprozess für einen Siliziumwafer.
  • Hintergrund
  • Siliziumwafer werden verbreitet als ein Substratmaterial für Halbleitervorrichtungen verwendet. Siliziumwafer werden hergestellt, indem sequenziell Prozesse, wie etwa Außenumfangsschleifen, Schneiden, Läppen, Ätzen, doppelseitiges Polieren, einseitiges Polieren, Reinigen usw., auf einen Siliziumeinkristall-Ingot angewendet werden. Unter den obigen Prozessen ist der Einseiten-Polierprozess ein Prozess, der benötigt wird, um eine Unebenheit oder Welligkeit der Waferoberfläche zu entfernen und somit die Ebenheit zu verbessern, und bei dem Hochglanzpolieren durch ein CMP(chemisch-mechanisches Polieren)-Verfahren durchgeführt wird.
  • Typischerweise wird beim einseitigen Polierprozess für einen Siliziumwafer eine einzige Waferpoliervorrichtung (CMP-Vorrichtung) verwendet. Die Waferpoliervorrichtung beinhaltet eine rotierende Auflageplatte, an der ein Poliertuch fixiert ist, und einen Andruckkopf, der einen Wafer auf der rotierenden Auflageplatte hält, während der Wafer herunterdrückt wird. Die Vorrichtung poliert eine Seite des Wafers durch Rotieren der rotierenden Auflageplatte und des Andruckkopfes, während eine Aufschlämmung (Slurry) zugeführt wird.
  • Beispielsweise beschreibt das Patentdokument 1 als eine Technik zum Verbessern einer Waferbearbeitungsgenauigkeit ein Verfahren, welches ein Messen der Temperatur eines auf der oberen Oberfläche einer Polierrotationsauflageplatte befestigten Poliertuchs während des Bearbeitens unter Verwendung eines Strahlungsthermometers und ein Regeln der Temperatur der Polierrotationsauflageplatte auf eine konstante Temperatur durch Kühlwasserzufuhr zu einer wassergekühlten Ummantelung oder Abschalten der Zufuhr, so dass die Temperatur des Poliertuchs konstant gehalten wird, beinhaltet. Ferner beschreibt das Patentdokument 2 eine Halbleiterwafer-Hochglanzpoliervorrichtung, in welcher ein Messkopf eines Wirbelstrom-Wegsensors bereitgestellt ist, der die Verschiebung einer Rotationsauflageplatte auf kontaktlose Weise von der radialen Mitte der Rotationsauflageplatte zu deren äußerem Peripherieabschnitt misst. Ein Verfahren, das den Messkopf des Wirbelstrom-Wegsensors verwendet, ist gegenüber einem Verfahren von Vorteil, das eine Formänderung der Rotationsauflageplatte anhand einer Temperaturänderung schätzt, die durch Messen der Temperatur auf einem Polierpad unter Verwendung eines Strahlungsthermometers oder durch Messen der Temperatur von gesammelter Polierlösung berechnet wird, indem keine Verzögerung der Messergebnisse auftritt und indem die Formänderung der Rotationsauflageplatte genau gemessen werden kann.
  • Ferner beschreibt das Patentdokument 3 ein Polierverfahren, das ein zu bearbeitendes Objekt poliert, während ein mit einem Poliertuch versehener Tisch durch einen Motor rotiert wird. Bei diesem Verfahren wird ein Drehmomentstromwert für den Motor während des Polierens für jede Sektion gemäß einem Polierprozess erhalten und eine Polierzeit für das zu bearbeitende Objekt wird auf der Grundlage einer Multiregressionsformel bestimmt, in welcher der Drehmomentstromwert für jede Sektion als eine erläuternde Variable eingestellt ist. Ferner beschreibt Patentdokument 4 ein Polierverfahren, das einen Polierendpunkt eines zu bearbeitenden Objekts, wie etwa ein Siliziumsubstrat, auf der Grundlage eines integrierten Werts eines Antriebsstroms zum Rotieren einer Rotationsauflageplatte zum Polieren des zu bearbeitenden Objekts bestimmt, um somit den Polierendpunkt zuverlässig und schnell zu detektieren.
  • Die JP 2005 - 342 841 A offenbart ein Polierverfahren, bei dem ein Laststromwert eines Motors zum Rotieren einer Rotationsauflageplatte und eine Oberflächentemperatur eines Polierpads gemessen wird und die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte und ein Polierandruck überwacht werden.
  • Die DE 103 14 212 A1 offenbart eine Messung von verschiedenen Parametern einer Poliervorrichtung, wie Temperatur, Drehzahl, Stromwert oder Drehmomentwert einer Richtplatte. Daraus werden verschiedene räumliche Druckverteilungen während des Polierens abgeleitet.
  • [Zitatliste]
  • [Patentdokument]
    • [Patentdokument 1] JP H07 - 171 759 A
    • [Patentdokument 2] JP H07 - 307 317 A
    • [Patentdokument 3] JP 2004 - 106 123 A
    • [Patentdokument 4] JP H09 - 70 753 A
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • [Durch die Erfindung zu lösendes Problem]
  • Herkömmlich wird das Polieren in einem Blatt(Sheet)-Polierprozess bei einem konstanten Polierandruck und bei einer konstanten Rotationsgeschwindigkeit über die Lebensdauer eines Polierpads vom Start der Verwendung des Polierpads bis zu dessen Ersatz aufgrund von Verschleiß hinweg durchgeführt. Allerdings ändern sich die physischen Eigenschaften des Polierpads zusammen mit dem Fortschreiten der Lebensdauer des Pads, mit dem Ergebnis, dass die Form einer Entfernung am äußeren Rand eines Wafers zwischen dem Beginn (Start der Verwendung des Polierpads) und dem Ende (unmittelbar vor dem Ersatz) des Polierprozesses selbst unter denselben Bearbeitungsbedingungen abweichen kann.
  • Um mehr Bauelemente aus einem Wafer herzustellen, ist es notwendig, die Chipausbeute in der Nähe der Randregion des Wafers so stark wie möglich zu erhöhen. Somit ist es erforderlich, eine Region (in der Nähe des Randes des Wafers positionierte Region: Randausschlussregion), die der Herstellung des Bauelements nicht dienlich ist, zu verschmälern.
  • Die äußere Umrandung des Wafers ist gefast, so dass es wünschenswert ist, dass nur die gefaste Region der Randausschlussregion entspricht. Allerdings nimmt in einem einseitigen Polierprozess der Abtragsbetrag an dem äußeren Umrandungsabschnitt des Wafers aufgrund von Kontakt mit dem Polierpad zu, so dass unbeabsichtigte Dickenverringerung, d. h. Absacken der äußeren Umrandung (Randabrollen) in der Nähe des Waferrandes auftritt. Somit ist es sehr schwierig, die gesamte Region der Innenseite der gefasten Region mit einem erforderlichen Ebenheitsgrad zu ebnen. Ferner unterscheidet sich, wie oben beschrieben, der Absackbetrag (Randabrollbetrag) zwischen dem Beginn und dem Ende der Lebensdauer des Polierpads und daher sollte ein passender Ansatz gefunden werden, um mit dem vorgenannten Problem fertig zu werden.
  • [Mittel zum Lösen des Problems]
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Waferpolierverfahren und eine Waferpoliervorrichtung bereitzustellen, die in Lage sind, ungeachtet des Lebensdauerfortschritts des Polierpads eine Formvariation des Abtrags an der äußeren Waferumrandung zu unterdrücken.
  • Um das obige Problem zu lösen, ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Waferpolierverfahren zum Polieren einer Oberfläche eines Wafers bereitgestellt durch Rotieren einer Rotationsauflageplatte, an welcher ein Polierpad angebracht ist, und eines Andruckkopfes, während Aufschlämmung auf die Rotationsauflageplatte zugeführt wird und der Wafer mit dem Andruckkopf gegen das Polierpad angedrückt bzw. daran gehalten wird, wobei das Verfahren beinhaltet: Berechnen eines F/T-Werts durch Überwachen eines Laststromwerts F eines Motors zum Rotieren der Rotationsauflageplatte und einer Oberflächentemperatur T des Polierpads während des Waferpolierens und Steuern der Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte und/oder des Polierandrucks des Andruckkopfes relativ zum Wafer auf der Grundlage des berechneten F/T-Werts.
  • Bei der vorliegenden Erfindung repräsentieren jeweils der Laststromwert F und die Oberflächentemperatur T die Stärke des mechanischen Polierens und des chemischen Polierens und der F/T-Wert ist ein Index, der ein Gleichgewicht zwischen einer mechanischen Entfernungsoperation und einer chemischen Entfernungsoperation repräsentiert. Gemäß dem Waferpolierverfahren der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine leichte Änderung eines Waferrandabrollbetrags mit dem Lebensdauerfortschritt des Polierpads zu erfassen, indem der F/T-Wert stets überwacht wird. Dann ist es, durch Rückkoppeln des F/T-Werts zu den Polierbedingungen, möglich, den Waferrandabrollbetrag auf einen konstanten Wert zu stellen, wodurch eine Variation der Abtragsform an der Waferaußenumrandung unterdrückt wird.
  • Das Waferpolierverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung erhöht bevorzugt die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte gemäß einer Zunahme des F/T-Werts und verringert ebenfalls bevorzugt den Polierandruck des Andruckkopfs gemäß einer Zunahme des F/T-Werts. Indem somit die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte oder der Polierandruck des Andruckkopfes gemäß einer Zunahme des F/T-Werts gesteuert werden, ist es möglich, einen Wafer herzustellen, der einen konstanten Randabrollbetrag über die Padlebensdauer hinweg aufweist.
  • Das Waferpolierverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung steuert besonders bevorzugt die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte vorrangig vor dem Polierandruck des Andruckkopfs. Dies ist der Fall, da das Polierpad früh verschleißen kann, wenn eine Steuerung zum Erhöhen des Polierandrucks des Andruckkopfs durchgeführt wird, was die Anzahl von Polierprozessen, die ein Polierpad verkraften kann, reduziert, was die Produktivität herabsetzt. Solch ein Problem kann gelöst werden, indem die Steuergröße der Rotationsauflageplatte so viel wie möglich erhöht wird.
  • Das Waferpolierverfahren der vorliegenden Erfindung stellt bevorzugt die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte oder den Polierandruck des Andruckkopfes in einem Waferbearbeitungsprozess von aufeinanderfolgenden Chargen auf der Grundlage des in einem Waferbearbeitungsprozess der vorherigen Charge gemessenen F/T-Werts ein. Somit ist es möglich, einen nachteiligen Einfluss auf die Waferqualität zu verhindern, der aufgrund einer Änderung von Polierbedingungen während des Polierprozesses verursacht wird, und es gibt ebenfalls kein Problem hinsichtlich einer Steuerverzögerung.
  • Ferner wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Waferpoliervorrichtung bereitgestellt, die eine Oberfläche eines Wafers durch Rotieren einer Rotationsauflageplatte, an welcher ein Polierpad angebracht ist, und eines Andruckkopfes, während Aufschlämmung auf die Rotationsauflageplatte zugeführt wird und der Wafer mit dem Andruckkopf gegen das Polierpad angedrückt bzw. daran gehalten wird, poliert, wobei die Vorrichtung Folgendes beinhaltet: eine Strommessschaltung zum Messen eines Laststromwerts F eines Motors zum Rotieren der Rotationsauflageplatte, ein Thermometer zum Messen einer Oberflächentemperatur T des Polierpads, und eine Steuerung, die einen F/T-Wert aus dem Laststromwert F und der Oberflächentemperatur T berechnet und die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte und/oder den Polierandruck des Andruckkopfs auf der Grundlage des F/T-Werts steuert.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Variation der Abtragsform an der Waferaußenumrandung über die Polierpadlebensdauer hinweg zu unterdrücken, wodurch ein Wafer hergestellt wird, der einen konstanten Randabrollbetrag aufweist.
  • Bei der vorliegenden Erfindung erhöht die Steuerung bevorzugt die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte gemäß einer Zunahme des F/T-Werts und verringert bevorzugt den Polierandruck des Andruckkopfs gemäß einer Zunahme des F/T-Werts. Indem somit die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte oder der Polierandruck des Andruckkopfes gemäß einer Zunahme des F/T-Werts gesteuert werden, ist es möglich, einen Wafer herzustellen, der über die Padlebensdauer hinweg einen konstanten Randabrollbetrag aufweist.
  • Bei der vorliegenden Erfindung steuert die Steuerung besonders bevorzugt die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte vorrangig vor dem Polierandruck des Andruckkopfs. Dies ist der Fall, da das Polierpad früh verschleißen kann, wenn eine Steuerung zum Erhöhen des Polierandrucks des Andruckkopfs durchgeführt wird, was die Anzahl von Polierprozessen, die ein Polierpad verkraften kann, reduziert, was die Produktivität herabsetzt. Solch ein Problem kann gelöst werden, indem die Steuergröße der Rotationsauflageplatte so viel wie möglich erhöht wird.
  • Bei der vorliegenden Erfindung stellt die Steuerung bevorzugt die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte oder den Polierandruck des Andruckkopfes in einem Waferbearbeitungsprozess von aufeinanderfolgenden Chargen auf der Grundlage des in einem Waferbearbeitungsprozess der vorherigen Charge gemessenen F/T-Werts ein. Somit ist es möglich, einen nachteiligen Einfluss auf die Waferqualität zu verhindern, der aufgrund einer Änderung von Polierbedingungen während des Polierprozesses verursacht wird, und es gibt ebenfalls kein Problem hinsichtlich einer Steuerverzögerung.
  • [Vorteile der Erfindung]
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung können ein Waferpolierverfahren und eine Waferpoliervorrichtung bereitgestellt werden, die in Lage sind, ungeachtet des Lebensdauerfortschritts des Polierpads eine Formvariation des Abtrags an der äußeren Waferberandung zu unterdrücken.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
    • 1 ist eine schematische seitliche Querschnittsansicht, die die Konfiguration einer Waferpoliervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
    • 2 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte und dem F/T-Wert veranschaulicht;
    • 3 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen dem Polierandruck des Andruckkopfs und dem F/T-Wert veranschaulicht;
    • 4 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen dem F/T-Wert und dem Waferrandabrollbetrag veranschaulicht;
    • 5 ist eine Grafik, die Änderungen der jeweiligen ESFQR- und F/T-Werte des Wafers mit dem Fortschreiten der Polierpadlebensdauer gemäß dem Vergleichsbeispiel mit dem herkömmlichen Waferpolierverfahren veranschaulicht;
    • 6 ist eine Grafik, die Änderungen der jeweiligen ESFQR- und F/T-Werte des Wafers mit dem Fortschreiten der Polierpadlebensdauer gemäß dem ersten Beispiel des Waferpolierverfahrens veranschaulicht; und
    • 7 ist eine Grafik, die Änderungen der jeweiligen ESFQR- und F/T-Werte des Wafers mit dem Fortschreiten der Polierpadlebensdauer gemäß dem zweiten Beispiel des Waferpolierverfahrens veranschaulicht.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Folgenden ausführlich beschrieben.
  • 1 ist eine schematische seitliche Querschnittsansicht, die die Konfiguration einer Waferpoliervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • Wie in 1 veranschaulicht, weist eine Waferpoliervorrichtung 1 eine Rotationsauflageplatte 10, einen Rotationsmechanismus 11 für die Rotationsauflageplatte 10, ein an der oberen Oberfläche der Rotationsauflageplatte 10 angebrachtes veloursartiges Polierpad 12, einen über der Rotationsauflageplatte 10 angeordneten Andruckkopf 13, einen Andruck-/Rotationsmechanismus 14 für den Andruckkopf 13 und einen Aufschlämmungs-Zuführmechanismus 15 zum Zuführen von Aufschlämmung auf die Rotationsauflageplatte 10 auf. Die Waferpoliervorrichtung 1 weist ferner ein Strahlungsthermometer 16 zum kontaktlosen Messen einer Oberflächentemperatur T des Polierpads 12 während des Waferpolierens, eine Strommessschaltung 11b zum Messen eines Laststromwerts F eines Motors 11a, der in dem Rotationsmechanismus 11 zum Rotieren der Rotationsauflageplatte 10 bereitgestellt ist, und eine Steuerung 17 zum Steuern der obigen Komponenten auf.
  • Bei einem die Waferpoliervorrichtung 1 verwendenden Waferpolierprozess wird die Rotationsauflageplatte 10 mit Aufschlämmung, die schleifende Körner enthält, die auf die Rotationsauflageplatte 10 zugeführt wird, an welcher das Polierpad 12 angebracht ist, und mit einem Wafer auf der Rotationsauflageplatte 10, der durch den Andruckkopf 13 angedrückt/gehalten wird, rotiert, um eine Oberfläche des Wafers, die das Polierpad 12 kontaktiert, zu polieren. Dieses einseitige Polieren ist ein Endbearbeitungsprozess für den Wafer, der einem doppelseitigen Polieren der vorherigen Stufe ausgesetzt war, so dass ein Waferpolierbetrag (Abtragsbetrag) einige hundert nm bis zu 1 µm beträgt und eine Verarbeitungszeit extrem kurz ist, wie etwa einige Minuten. Dies ist deswegen so, weil, wenn die Polierzeit zu lang ist, der Randabrollbetrag des Wafers zunimmt, um die Abtragsform an der Außenumrandung abzusenken.
  • Der Randabrollbetrag (edge roll-off amount - ROA) bezieht sich auf einen Absackbetrag auf einer Waferoberfläche an der Grenze zwischen einer Randausschlussregion, die sich außerhalb des Anwendungsbereichs von Ebenheitsstandards befindet, und einer Region im Innern der Randausschlussregion. Insbesondere wird die Neigung einer Waferoberfläche in einem Zustand korrigiert, bei dem die Rückoberfläche des Wafers richtig eingeebnet ist, und eine ebene Region der Waferoberfläche bei einer Position 3 mm bis 6 mm von der äußersten Umrandung davon als eine Referenzebene eingestellt wird. In diesem Zustand ist der Randabrollbetrag als ein Formabweichungsbetrag von der Referenzebene, z. B. bei einer Position 0,5 mm von der äußersten Umrandung entfernt, definiert.
  • Während des Waferpolierens nimmt die Steuerung 17 die durch das Strahlungsthermometer 16 gemessene Oberflächentemperatur T des Polierpads 12 auf und nimmt den Laststromwert F des Motors 11a zum Rotieren der Rotationsauflageplatte 10 von der Strommessschaltung 11b auf und berechnet dann einen F/T-Wert, während immer die Werte T und F überwacht werden.
  • Der Laststromwert F des Motors 11a ist als ein Index definiert, der das Ausmaß der Reibung repräsentiert, d. h. die Stärke einer mechanischen Entfernungsoperation, und je größer der Laststromwert F ist, desto größer wird der F/T-Wert. Eine Zunahme des Laststromwerts F unter einer Bedingung, dass die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte 10 konstant ist, bezieht sich auf eine Zunahme einer Reibungskraft bezüglich der Rotationsauflageplatte 10. Aufgrund einer Zunahme eines mechanischen Polierbetrags durch schleifende Körner ist der Waferrandabrollbetrag verringert, wohingegen der Polierbetrag der gesamten Waferoberfläche zu einer Zunahme tendiert.
  • Die Oberflächentemperatur T des Polierpads 12 ist als ein Index definiert, der die Stärke einer chemischen Abtragungsoperation repräsentiert, und je höher die Oberflächentemperatur T ist, umso kleiner wird der F/T-Wert. Eine Zunahme der Oberflächentemperatur T bezieht sich auf eine Förderung einer chemischen Reaktion der Aufschlämmung. Aufgrund einer Zunahme eines chemischen Polierbetrags durch die Aufschlämmung ist der Waferrandabrollbetrag erhöht, wohingegen der Polierbetrag der gesamten Waferoberfläche zu einer Abnahme tendiert.
  • 2 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte 10 und dem F/T-Wert veranschaulicht, und 3 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen dem Polierandruck des Andruckkopfs 13 und dem F/T-Wert veranschaulicht.
  • Wie in 2 veranschaulicht, tendiert der F/T-Wert dazu, mit zunehmender Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte 10 verringert zu werden. Somit kann der F/T-Wert durch Erhöhen der Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte 10 verringert werden und der F/T-Wert kann durch Verringern der Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte 10 erhöht werden.
  • Wie in 3 veranschaulicht, tendiert der F/T-Wert dazu, mit zunehmendem Polierandruck des Andruckkopfs 13 erhöht zu werden. Somit kann der F/T-Wert durch Verringern des Polierandrucks des Andruckkopfs 13 verringert werden und der F/T-Wert kann durch Erhöhen des Polierandrucks des Andruckkopfs 13 erhöht werden.
  • 4 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen dem F/T-Wert und des Waferrandabrollbetrags veranschaulicht, in welcher die Horizontalachse den F/T-Wert angibt und die Vertikalachse den Abrollbetrag (relativer Wert) angibt.
  • Wie in 4 veranschaulicht ist, tendiert der Waferrandabrollbetrag dazu, mit zunehmendem F/T-Wert verringert zu werden und mit abnehmendem F/T-Wert zuzunehmen. Somit kann der Waferrandabrollbetrag durch Erhöhen des F/T-Werts verringert werden und der Waferrandabrollbetrag kann durch Verringern des F/T-Werts erhöht werden.
  • Wie in 2 und 3 veranschaulicht ist, kann der F/T-Wert durch Verringern der Rotationsgeschwindigkeit oder durch Erhöhen des Polierandrucks erhöht werden, so dass der Waferrandabrollbetrag durch eine solche Steuerung verringert werden kann. Ferner kann der F/T-Wert durch Erhöhen der Rotationsgeschwindigkeit oder durch Verringern des Polierandrucks verringert werden, sodass der Waferrandabrollbetrag durch eine solche Steuerung erhöht werden kann.
  • Der Waferrandabrollbetrag ist am Beginn der Padlebensdauer des Polierpads 12 groß und verringert sich graduell mit dem Fortschreiten der Padlebensdauer. Der F/T-Wert nimmt mit dem Fortschreiten der Padlebensdauer zu, da der Waferrandabrollbetrag verringert wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte 10 erhöht oder der Polierandruck des Andruckkopfs 13 wird verringert, um eine solche Zunahme des F/T-Werts zu Beginn der Padlebensdauer zu unterdrücken. Dann wird die Rotationsgeschwindigkeit graduell mit dem Fortschreiten der Padlebensdauer verringert oder der Polierandruck wird graduell mit dem Fortschreiten der Padlebensdauer erhöht. Dies ermöglicht es, den F/T-Wert konstant zu halten, womit es möglich wird, Fluktuationen des Waferrandabrollbetrags zu unterdrücken, d. h. eine Variation des Formabtrags an Waferaußenumrandung.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann der Waferrandabrollbetrag durch die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte 10 oder den Polierandruck des Andruckkopfs 13 gesteuert werden, obwohl es stärker bevorzugt ist, der Waferrandabrollbetrag durch die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte 10 zu steuern. Dies ist deswegen so, weil, wenn die obige Steuerung durch den Polierandruck des Andruckkopfs 13 durchgeführt wird, das Polierpad 12 schneller verschleißt (eine Ersetzungszeit des Polierpads kommt früh), so dass die Waferanzahl, die ein Polierpad 12 polieren kann, auf eine geringere Produktivität verringert wird. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte 10 bevorzugt gesteuert wird, ist es bevorzugt, eine einem Ziel-F/T-Wert nächste Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte 10 auszuwählen und dann den Polierdruck zu steuern, um somit einen Fehler aus dem Zielwert zu korrigieren. Indem man dies macht, ist es möglich, die Genauigkeit beim Steuern des Waferrandabrollbetrags zu verbessern, während ein Verschleiß des Polierpads 12 unterdrückt wird.
  • Es ist nicht nötig, die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte 10 oder den Polierandruck des Andruckkopfs 13 während des Waferbearbeitungsprozesses in Echtzeit zu ändern, allerdings können die Rotationsgeschwindigkeit oder der Polierandruck in dem Waferpolierprozess der nachfolgenden Charge oder Chargen auf der Grundlage des in dem Waferpolierprozess der vorherigen Charge gemessenen F/T-Werts eingestellt werden. Dies ist deswegen so, weil die Waferqualität, wenn die Bedingung während der Bearbeitung geändert wird, nachteilig beeinflusst wird und weil ein Problem einer Nachstellverzögerung schwerlich auftritt, selbst wenn die in der vorigen Charge eingestellte Bedingung in der nachfolgenden Charge geändert wird.
  • Die Waferpoliervorrichtung 1 wendet Polieren in einer Charge auf so viele Wafer wie eine Maximalanzahl von Wafern an, die in einer Waferkiste aufgenommen werden sollen. Wenn beispielsweise 25 Wafer in einer Waferkiste aufgenommen werden können, wendet die Waferpoliervorrichtung 1 nacheinander Polieren unter den gleichen Polierbedingungen auf die ersten 25 Wafer an. Dann wendet die Waferpoliervorrichtung 1 nach dem Abschließen des Polierens der ersten 25 Wafer ein Polieren auf die zweiten 25 Wafer an. Am Start des Polierens für die zweiten 25 Wafer können neue Polierbedingungen eingestellt werden. Die Anzahl der in einer Charge unter den gleichen Polierbedingungen zu polierenden Wafer ist bevorzugt 10 bis 30, kann aber auch 1 betragen. D. h., dass die Polierbedingungen jedes Mal, wenn Polieren eines Wafers abgeschlossen wurde, zurückgesetzt werden können. Wie oben beschrieben, kann durch Einstellen der Polierbedingungen infolge einer Änderung des F/T-Werts in einem kürzesten Zeitraum, so dass die Waferqualität nicht nachteilig beeinflusst wird, der Waferrandabrollbetrag über die Padlebensdauer hinweg konstant gehalten werden.
  • Wie oben beschrieben ist in dem Waferpolierverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform der Laststromwert F des Motors 11a zum Rotieren der Rotationsauflageplatte 10 als ein Index definiert, der die Stärke des mechanischen Polierens repräsentiert, und die durch das Strahlungsthermometer 16 gemessene Oberflächentemperatur T des Polierpads 12 ist als ein Index definiert, der die Stärke des chemischen Polierens repräsentiert. Durch ständiges Überwachen von sowohl des F- als auch des T-Werts wird der F/T-Wert zur Steuerung der Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte 10 oder zur Steuerung des Polierandrucks des Andruckkopfs 13 zurückgeführt. Selbst wenn sich der physikalische Eigenschaftswert des Polierpads 12 mit dem Fortschreiten der Polierpadlebensdauer ändert, ist es somit möglich, Variationen der Formentfernung an der Waferaußenumrandung zu unterdrücken, was folglich ermöglicht, dass ein Wafer mit einem konstanten Randabrollbetrag hergestellt wird. Ferner ist das Verfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform gegenüber passiver Steuerung einer Änderung der Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte 10 gemäß dem Fortschreiten der Padlebensdauer mit einer festen Änderungsrate dadurch vorteilhaft, dass ein individueller Unterschied des physikalischen Werts des Polierpads 12 oder eine Fluktuation des physikalischen Werts aufgrund des Fortschreitens der Padlebensdauer für nachfolgende Steuerung genauer erfasst werden kann.
  • Wenngleich die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt, kann aber auf verschiedene Weise modifiziert werden, ohne von der Idee der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Dementsprechend sind alle derartigen Modifikationen in der vorliegenden Erfindung enthalten.
  • [Beispiel]
  • Siliziumwafermuster mit einer Dicke von 776 µm wurden durch Anwenden von Außenumfangsschleifen, Schneiden, Läppen, Ätzen und doppelseitiges Polieren auf einen durch das Czochralski-Verfahren gewachsenen Siliziumeinkristall-Ingot mit einem Durchmesser von 300 mm erhalten. Dann wurde die in 1 veranschaulichte Waferpoliervorrichtung verwendet, um ein einseitiges Polieren auf die Siliziumwafermuster anzuwenden. Beim einseitigen Polieren wurde ein Zielabtragsbetrag des Wafers auf 1 µm eingestellt. Als das Polierpad 12 wurde ein veloursartiges Polierpad verwendet. Als Aufschlämmung wurde eine Aufschlämmung verwendet, die 0,3 Gewichts% kolloidalen Siliziumdioxids mit einem Partikeldurchmesser von 35 nm enthält.
  • Danach wurde eine Änderung des ESFQR (Edge Site Front least sQuares Range) einer großen Anzahl von Siliziumwafern, die über die Padlebensdauer hinweg, von deren Beginn zu deren Ende (Ersatz), poliert wurden, ausgewertet. Der ESFQR ist ein Auswertungsindex für Ebenheit (Ortsebenheit), der sich auf den Randabschnitt konzentriert, wo die Ebenheit leicht nachlässt, und die Größe des Randabrollbetrags angibt. Der ESFQR zielt auf eine Einheitsregion (Ort) ab, die durch gleichmäßiges Unterteilen einer ringförmigen Region entlang des Waferrandes in der Umfangsrichtung erhalten wird, und ist als eine Differenz zwischen Abweichungsmaximalwerten und -minimalwerten von einer Referenzoberfläche (beste Ortspassoberfläche) definiert, die aus einer Dickenverteilung an dem Ort durch das Verfahren der kleinsten Quadrate berechnet werden. In diesem Beispiel wurden ESFQRs von 72 Orten, die durch Unterteilen einer ringförmigen äußeren Umrandungsregion, eingestellt in einem Bereich von 2 mm bis 32 mm (Sektorlänge: 30 mm) von der äußersten Waferumrandung, gemessen und dann wurde ein Mittelwert ESFQR_Mittel von allen Orten berechnet.
  • Als ein Vergleichsbeispiel wurde eine große Waferanzahl jeweils mit dem Polierandruck des Andruckkopfs 13 fest auf 150 g/cm2 eingestellt und der Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte 10 fest auf 30 U/min eingestellt poliert und dann wurden die ESFQR_Mittel-Werte der sich ergebenden Wafer berechnet.
  • 5 ist eine Grafik, die Änderungen der jeweiligen ESFQR- und F/T-Werte des Wafers mit dem Fortschreiten der Polierpadlebensdauer veranschaulicht, bei welcher die horizontale Achse die Anzahlen von Chargenverarbeitung angibt und die vertikale Achse das ESFQR_Mittel (nm) angibt und das Box-Whisker-Diagramm eine Variation der ESFQR_Mittel-Werte der 25 in derselben Charge polierten Wafer angibt. Wie in 5 veranschaulicht, war der F/T-Wert am Anfang größer als der Zielbereich und der ESFQR_Mittel-Wert war größer als der Zielwert. Ferner war eine Variation der ESFQR_MittelWerte sehr groß.
  • Andererseits wurde in Beispiel 1 eine große Waferanzahl mit dem Polierandruck des Andruckkopfs 13 mit festen 150 g/cm2 und mit der Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte 10 innerhalb eines Bereichs von 20 U/min bis 60 U/min geregelt poliert, so dass der F/T-Wert innerhalb des Zielbereichs fällt und die ESFQR-Mittelwerte der sich ergebenden Wafer wurden berechnet. Als Ergebnis fiel, wie in 6 veranschaulicht, der ESFQR_Mittel-Wert über die Padlebensdauer hinweg in den Zielbereich und der F/T-Wert war stabil.
  • Weiter wurde, wie in Beispiel 2, eine große Waferanzahl mit der Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte 10 auf 30 U/min festgelegt und mit dem mit dem Polierandruck des Andruckkopfs 13 innerhalb eines Bereich von 100 g/cm2 bis 200 g/cm2 geregelt poliert, so dass der F/T-Wert innerhalb des Zielbereichs fällt und die ESFQR-Werte der sich ergebenden Wafer wurden berechnet. Als Ergebnis fiel, wie in 7 veranschaulicht, der ESFQR_Mittel-Wert über die Padlebensdauer hinweg in den Zielbereich und der F/T-Wert war stabil. Allerdings wurde die Lebensdauer des Polierpads 12 verkürzt, um die Anzahl von Wafern, die poliert werden kann, um einen Wafer zu verringern, was zu einer Produktivitätsverschlechterung führt.
    • 1
    Waferpoliervorrichtung
    10
    Rotationsauflageplatte
    11
    Rotationsmechanismus der Rotationsauflageplatte
    11a
    Motor
    11b
    Strommessschaltung
    12
    Polierpad
    13
    Andruckkopf
    14
    Andruck-/Rotationsmechanismus
    15
    Aufschlämmungs-Versorgungsmechanismus
    16
    Strahlungsthermometer
    17
    Steuerung
    F
    Laststromwert des Motors
    T
    Oberflächentemperatur des Polierpads

Claims (10)

  1. Waferpolierverfahren zum Polieren einer Oberfläche eines Wafers, bereitgestellt durch Rotieren einer Rotationsauflageplatte, an welcher ein Polierpad angebracht ist, und eines Andruckkopfes, während Aufschlämmung auf die Rotationsauflageplatte zugeführt wird und der Wafer mit dem Andruckkopf gegen das Polierpad angedrückt bzw. daran gehalten wird, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Berechnen eines F/T-Werts durch Überwachen eines Laststromwerts F eines Motors zum Rotieren der Rotationsauflageplatte und einer Oberflächentemperatur T des Polierpads während des Waferpolierens, und Steuern der Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte und/oder des Polierandrucks des Andruckkopfes auf der Grundlage des berechneten F/T-Werts.
  2. Waferpolierverfahren nach Anspruch 1, wobei die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte gemäß einer Zunahme des F/T-Werts erhöht wird.
  3. Waferpolierverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Polierandruck des Andruckkopfs gemäß einer Zunahme des F/T-Werts verringert wird.
  4. Waferpolierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte bevorzugt vorrangig vor dem Polierandruck des Andruckkopfs gesteuert wird.
  5. Waferpolierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte oder der Polierandruck des Andruckkopfes in einem Waferbearbeitungsprozess von aufeinanderfolgenden Chargen auf der Grundlage des in einem Waferbearbeitungsprozess der vorherigen Charge gemessenen F/T-Werts eingestellt wird.
  6. Waferpoliervorrichtung, die eine Oberfläche eines Wafers durch Rotieren einer Rotationsauflageplatte, an welcher ein Polierpad angebracht ist, und eines Andruckkopfes, während Aufschlämmung auf die Rotationsauflageplatte zugeführt wird und der Wafer mit dem Andruckkopf gegen das Polierpad angedrückt bzw. daran gehalten wird, poliert, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: eine Strommessschaltung zum Messen eines Laststromwerts F eines Motors zum Rotieren der Rotationsauflageplatte; ein Thermometer zum Messen einer Oberflächentemperatur T des Polierpads; und eine Steuerung, die einen F/T-Wert aus dem Laststromwert F und der Oberflächentemperatur T berechnet und die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte und/oder den Polierandruck des Andruckkopfs auf der Grundlage des berechneten F/T-Werts steuert.
  7. Waferpoliervorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Steuerung die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte gemäß einer Zunahme des F/T-Werts erhöht.
  8. Waferpoliervorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Steuerung den Polierandruck des Andruckkopfs gemäß einer Zunahme des F/T-Werts verringert.
  9. Waferpoliervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Steuerung bevorzugt die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte vorrangig vor dem Polierandruck des Andruckkopfs steuert.
  10. Waferpoliervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Steuerung die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsauflageplatte oder den Polierandruck des Andruckkopfes in einem Waferbearbeitungsprozess von aufeinanderfolgenden Chargen auf der Grundlage des in einem Waferbearbeitungsprozess der vorherigen Charge gemessenen F/T-Werts einstellt.
DE112016005815.2T 2015-12-18 2016-11-04 Waferpolierverfahren und -vorrichtung Active DE112016005815B4 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-247341 2015-12-18
JP2015247341A JP6406238B2 (ja) 2015-12-18 2015-12-18 ウェーハ研磨方法および研磨装置
PCT/JP2016/082765 WO2017104285A1 (ja) 2015-12-18 2016-11-04 ウェーハ研磨方法および研磨装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE112016005815T5 DE112016005815T5 (de) 2018-09-06
DE112016005815B4 true DE112016005815B4 (de) 2023-11-30

Family

ID=59056040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112016005815.2T Active DE112016005815B4 (de) 2015-12-18 2016-11-04 Waferpolierverfahren und -vorrichtung

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10744616B2 (de)
JP (1) JP6406238B2 (de)
KR (1) KR102075480B1 (de)
CN (1) CN108369906B (de)
DE (1) DE112016005815B4 (de)
TW (1) TWI614802B (de)
WO (1) WO2017104285A1 (de)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11081359B2 (en) * 2018-09-10 2021-08-03 Globalwafers Co., Ltd. Methods for polishing semiconductor substrates that adjust for pad-to-pad variance
CN109904094B (zh) * 2019-01-17 2021-02-19 安徽华顺半导体发展有限公司 一种多晶硅铸锭硅片清洗设备
JP7081544B2 (ja) * 2019-03-22 2022-06-07 株式会社Sumco ワークの両面研磨方法及びワークの両面研磨装置
JP7306234B2 (ja) * 2019-11-19 2023-07-11 株式会社Sumco ウェーハの研磨方法及びシリコンウェーハ
JP7264039B2 (ja) * 2019-12-19 2023-04-25 株式会社Sumco 研磨ヘッド、化学的機械的研磨装置、および、化学的機械的研磨方法
CN111761419B (zh) * 2020-06-11 2021-10-15 上海中欣晶圆半导体科技有限公司 用于修复晶圆边缘损伤的胶带研磨工艺
KR20240065143A (ko) 2021-09-30 2024-05-14 사노 인더스트리얼 캄파니 리미티드 연마 장치, 연마 방법 및 프로그램
CN114290156B (zh) * 2021-11-30 2023-05-09 浙江晶盛机电股份有限公司 硅片抛光过程中的测厚方法、系统及抛光装置
CN115741453B (zh) * 2022-11-30 2024-02-27 大连理工大学 一种多传感器融合的智能双面研磨机

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10314212A1 (de) 2002-03-29 2003-11-06 Hoya Corp Verfahren zur Bestimmung einer Ebenheit eines Substrats für elektronische Bauelemente, Verfahren zur Herstellung des Substrats, Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlings, Verfahren zur Herstellung einer Transfermaske, Polierverfahren, Substrat für elektronische Bauelemente, Maskenrohling, Transfermaske und Poliervorrichtung
JP2005342841A (ja) 2004-06-03 2005-12-15 Renesas Technology Corp 研磨装置

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4450652A (en) * 1981-09-04 1984-05-29 Monsanto Company Temperature control for wafer polishing
JPH07171759A (ja) 1993-12-20 1995-07-11 Toshiba Mach Co Ltd ポリッシング定盤の温度制御方法
JPH07307317A (ja) 1994-05-16 1995-11-21 Nippon Steel Corp 半導体ウェーハ研磨装置
JPH0970753A (ja) 1995-06-28 1997-03-18 Toshiba Corp 研磨方法及び研磨装置
US6191037B1 (en) * 1998-09-03 2001-02-20 Micron Technology, Inc. Methods, apparatuses and substrate assembly structures for fabricating microelectronic components using mechanical and chemical-mechanical planarization processes
US6568989B1 (en) * 1999-04-01 2003-05-27 Beaver Creek Concepts Inc Semiconductor wafer finishing control
US6458013B1 (en) * 2000-07-31 2002-10-01 Asml Us, Inc. Method of chemical mechanical polishing
JP2004106123A (ja) 2002-09-19 2004-04-08 Toshiba Corp 研磨方法、ｃｍｐ装置及び膜厚測定装置
WO2004049417A1 (ja) * 2002-11-27 2004-06-10 Toyo Tire & Rubber Co., Ltd. 研磨パッド及び半導体デバイスの製造方法
JP2004306173A (ja) * 2003-04-03 2004-11-04 Sharp Corp 基板研磨装置
JP2005005317A (ja) * 2003-06-09 2005-01-06 Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp 半導体ウェーハの研磨方法およびその研磨装置
KR100506942B1 (ko) * 2003-09-03 2005-08-05 삼성전자주식회사 화학적 기계적 연마장치
US20070205112A1 (en) * 2004-08-27 2007-09-06 Masako Kodera Polishing apparatus and polishing method
KR101126662B1 (ko) * 2004-11-01 2012-03-30 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 폴리싱장치
JP4597634B2 (ja) * 2004-11-01 2010-12-15 株式会社荏原製作所 トップリング、基板の研磨装置及び研磨方法
US7371160B1 (en) * 2006-12-21 2008-05-13 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings Inc. Elastomer-modified chemical mechanical polishing pad
JP5245319B2 (ja) * 2007-08-09 2013-07-24 富士通株式会社 研磨装置及び研磨方法、基板及び電子機器の製造方法
US20090287340A1 (en) * 2008-05-15 2009-11-19 Confluense Llc In-line effluent analysis method and apparatus for CMP process control
US20100279435A1 (en) * 2009-04-30 2010-11-04 Applied Materials, Inc. Temperature control of chemical mechanical polishing
US8562849B2 (en) * 2009-11-30 2013-10-22 Corning Incorporated Methods and apparatus for edge chamfering of semiconductor wafers using chemical mechanical polishing
SG191150A1 (en) * 2010-12-27 2013-07-31 Sumco Corp Method and apparatus for polishing workpiece
JP5621702B2 (ja) * 2011-04-26 2014-11-12 信越半導体株式会社 半導体ウェーハ及びその製造方法
JP5695963B2 (ja) * 2011-04-28 2015-04-08 株式会社荏原製作所 研磨方法
US10702972B2 (en) * 2012-05-31 2020-07-07 Ebara Corporation Polishing apparatus
CN102799793B (zh) * 2012-07-27 2016-04-27 中国科学院微电子研究所 化学机械研磨去除率计算的方法及设备
JP2014124730A (ja) * 2012-12-27 2014-07-07 Ebara Corp 基板研磨装置、熱伝達部材、および、研磨パッドの表面温度制御方法
US9242337B2 (en) * 2013-03-15 2016-01-26 Applied Materials, Inc. Dynamic residue clearing control with in-situ profile control (ISPC)
CN104678897B (zh) * 2015-01-27 2017-10-27 合肥京东方光电科技有限公司 监控装置及方法、显示基板切割及磨边装置
CN104742002B (zh) * 2015-03-19 2017-03-08 华南理工大学 一种短脉冲电熔排屑冷却的智能磨削装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10314212A1 (de) 2002-03-29 2003-11-06 Hoya Corp Verfahren zur Bestimmung einer Ebenheit eines Substrats für elektronische Bauelemente, Verfahren zur Herstellung des Substrats, Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlings, Verfahren zur Herstellung einer Transfermaske, Polierverfahren, Substrat für elektronische Bauelemente, Maskenrohling, Transfermaske und Poliervorrichtung
JP2005342841A (ja) 2004-06-03 2005-12-15 Renesas Technology Corp 研磨装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR102075480B1 (ko) 2020-02-10
TW201730951A (zh) 2017-09-01
DE112016005815T5 (de) 2018-09-06
TWI614802B (zh) 2018-02-11
CN108369906A (zh) 2018-08-03
JP2017112302A (ja) 2017-06-22
KR20180075669A (ko) 2018-07-04
CN108369906B (zh) 2022-07-05
US20180369985A1 (en) 2018-12-27
JP6406238B2 (ja) 2018-10-17
US10744616B2 (en) 2020-08-18
WO2017104285A1 (ja) 2017-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112016005815B4 (de) Waferpolierverfahren und -vorrichtung
DE112016005417B4 (de) Waferpolierverfahren
DE102007056628B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum gleichzeitigen Schleifen mehrerer Halbleiterscheiben
DE102007013058B4 (de) Verfahren zum gleichzeitigen Schleifen mehrerer Halbleiterscheiben
DE112012001458B4 (de) Halbleiterwafer und Herstellungsverfahren dafür
DE60133306T2 (de) Verfahren zum Abrichten eines Poliertuches
DE112009000334B4 (de) Doppelscheibenschleifvorrichtung für Werkstücke und Doppelscheibenschleifverfahren für Werkstücke
DE112012001943B4 (de) Verfahren zum Einstellen der Höhenposition eines Polierkopfs und Verfahren zum Polieren eines Werkstücks
DE112012004211T5 (de) Doppelseitiges Polierverfahren
DE112013000613B4 (de) Verfahren zum doppelseitigen Polieren eines Wafers
DE102004005702A1 (de) Halbleiterscheibe, Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung der Halbleiterscheibe
DE102013207013A1 (de) Doppelseiten-Flächenschleifverfahren und Doppelseiten-Flächenschleifer
DE102011082777A1 (de) Verfahren zum beidseitigen Polieren einer Halbleiterscheibe
EP3642866B1 (de) Verfahren zum bearbeiten einer halbleiterscheibe sowie halbleiterscheibe
CN212218918U (zh) 单晶硅半导体晶片
DE112013003038B4 (de) Doppelseitenschleifmaschine und Doppelseitenschleifverfahren für Werkstücke
DE112009002220B4 (de) Rohblockschneideverfahren
DE102019120002A1 (de) Schätzmodell-Erstellungsvorrichtung zum Schätzen des Schleifscheibenoberflächenzustands, Schleifscheibenoberflächenzustands-Schätzvorrichtung, Einstellmodell-Erstellungsvorrichtung zum Einstellen von Schleifmaschinenbetriebsbefehlsdaten, Aktualisierungsvorrichtung zum Aktualisieren von Schleifmaschinenbetriebsbefehlsdaten
DE10345381B4 (de) Verfahren und System zum Steuern des chemisch-mechanischen Polierens unter Anwendung eines Sensorsignals eines Kissenkonditionierers
DE112014003809T5 (de) Vorrichtung zum Richten eines Urethanschaum-Tuchs zum Polieren
WO2013031090A1 (ja) シリコンウェーハの研磨方法及び研磨装置
DE112018000935T5 (de) Verfahren zur Herstellung eines Wafers
DE112020001146T5 (de) Doppelseitiges Polierverfahren
DE102014220888B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum doppelseitigen Polieren von scheibenförmigen Werkstücken
DE112015000522T5 (de) Werkstückdoppelscheibenschleifverfahren

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division