DE112017005728T5 - Träger für doppelseitige Poliervorrichtung, doppelseitige Poliervorrichtung und doppelseitiges Polierverfahren - Google Patents

Träger für doppelseitige Poliervorrichtung, doppelseitige Poliervorrichtung und doppelseitiges Polierverfahren Download PDF

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Yuki Tanaka
Daichi Kitazume
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Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt einen Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung bereit, die zum doppelseitigen Polieren eines Halbleiter-Siliziumwafers konfiguriert ist, wobei der Träger zwischen einem oberen und unteren Drehtisch angeordnet ist, die jeweils ein daran befestigtes Polierpad aufweisen, und ein darin ausgebildetes Halteloch umfasst, um während des Polierens den zwischen dem oberen und unteren Drehtisch eingeklemmten Halbleiter-Siliziumwafer zu halten. Der Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung besteht aus einem Harz. Ein durchschnittlicher Kontaktwinkel der mit den Polierscheiben in Kontakt kommenden Vorder- und Rückfläche des Trägers mit reinem Wasser beträgt 45° oder mehr und 60° oder weniger, und ein Unterschied der durchschnittlichen Kontaktwinkeln zwischen Vorderfläche und Rückfläche beträgt 5° oder weniger. Dies stellt bereit: einen Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung, die in der Lage ist, die Polierrate für einen Halbleiter-Siliziumwafer unter Verwendung eines harzhaltigen Trägers zu erhöhen; und eine doppelseitige Poliervorrichtung und ein doppelseitiges Polierverfahren, die den Träger verwenden.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft: einen Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung zum Halten eines Halbleiter-Siliziumwafers, wenn der Halbleiter-Siliziumwafer doppelseitig poliert wird; und eine doppelseitige Poliervorrichtung und ein doppelseitiges Polierverfahren, die diesen Träger verwenden.
  • STAND DER TECHNIK
  • Werden beide Oberflächen eines Halbleiter-Siliziumwafers (nachfolgend auch einfach als Siliziumwafer oder Wafer bezeichnet) gleichzeitig durch einen Poliervorgang oder dergleichen poliert, wird der Wafer mit einem Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung gehalten. Ein solcher Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung ist so ausgebildet, dass er eine Dicke aufweist, die kleiner ist als die des Wafers, und ein Halteloch zum Halten eines Wafers umfasst. Der Wafer wird in das Halteloch eingesetzt und gehalten, und dieser Träger wird an einer vorbestimmten Position zwischen einem oberen Drehtisch und einem unteren Drehtisch der doppelseitigen Poliervorrichtung angeordnet. Nachdem die Polierpads an diesen oberen und unteren Drehtischen befestigt worden sind, werden die Ober- und Unterseite des Wafers dazwischen eingeklemmt, und es wird ein doppelseitiges Polieren durchgeführt, während ein Poliermittel (Schlämme) zwischen dem oberen und unteren Drehtisch zugeführt wird (Patentschrift 1).
  • Es gibt verschiedene Arten von wie vorstehend beschriebenen Trägern für eine doppelseitige Poliervorrichtung, in Abhängigkeit von Substratmaterial, Design und Oberflächenbeschaffenheit (z.B. Beschichtung und Rauheit).
  • Vor allem Träger mit Harzsubstraten (harzhaltige Träger) haben derartige Vorteile wie geringes Gewicht, geringe Kosten und einfache Struktur, da ihre Haltelöcher im Gegensatz zu Trägern mit Metallsubstraten (metallische Träger) keinen Einsatz zum Schutz eines Umfangsabschnitts eines Wafers erfordern.
  • ENTGEGENHALTUNGSLISTE
  • PATENTLITERATUR
  • Patentschrift 1: Ungeprüfte Japanische Patentanmeldung (Kokai) Nr. 2015-123553
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHES PROBLEM
  • Harzhaltige Träger sind jedoch andererseits hinsichtlich der Polierrate für Wafer um etwa 40% schlechter als metallische Träger und haben ein Problem mit der Produktivität bei doppelseitig polierten Wafern.
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das oben beschriebene Problem gemacht. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bereitzustellen: einen Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung, die in der Lage ist, die Polierrate für einen Halbleiter-Siliziumwafer unter Verwendung eines harzhaltigen Trägers zu erhöhen; und eine doppelseitige Poliervorrichtung und ein doppelseitiges Polierverfahren, die den Träger verwenden.
  • LÖSUNG DES PROBLEMS
  • Um die Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung einen Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung bereit, die zum doppelseitigen Polieren eines Halbleiter-Siliziumwafers konfiguriert ist, wobei der Träger zwischen einem oberen und unteren Drehtisch angeordnet ist, die jeweils ein daran befestigtes Polierpad aufweisen, und ein darin ausgebildeten Halteloch umfasst, um während des Polierens den zwischen dem oberen und unteren Drehtisch eingeklemmten Halbleiter-Siliziumwafer zu halten, wobei
    der Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung aus einem Harz besteht,
    ein durchschnittlicher Kontaktwinkel der mit den Polierpads in Kontakt kommenden Vorder- und Rückfläche des Trägers mit reinem Wasser 45° oder mehr und 60° oder weniger beträgt, und
    ein Unterschied der durchschnittlichen Kontaktwinkel zwischen der Vorderfläche und der Rückfläche 5° oder weniger beträgt.
  • Ein solcher Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung ist in der Lage, die Polierrate beim doppelseitigen Polieren eines vom Träger gehaltenen Halbleiter-Siliziumwafers im Vergleich zu einem Fall der Verwendung eines herkömmlichen harzhaltigen Trägers für eine doppelseitige Poliervorrichtung deutlich zu erhöhen, so dass die Produktivität für den doppelseitig polierten Wafer erhöht werden kann.
  • Darüber hinaus kann der harzhaltige Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung eine geschichtete Harzplatte sein, und die geschichtete Harzplatte weist ein hydrophiles faseriges Basismaterial auf, das mit einem Harz imprägniert ist.
  • Als harzhaltiger Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung werden häufig geschichtete Harzplatten mit harzimprägnierten faserigen Basismaterialien verwendet. Die vorliegende Erfindung ermöglicht daher die Fertigung unter Verwendung herkömmlich verwendeter Materialien und ist leicht herstellbar. Außerdem erleichtert die Verwendung eines solchen hydrophilen faserigen Basismaterials die Bildung von hydrophilen Oberflächen, die die wie vorstehend beschriebenen Kontaktwinkel mit reinem Wasser aufweisen.
  • Darüber hinaus kann das hydrophile faserige Basismaterial der geschichteten Harzplatte einen freiliegenden Flächenanteil von 50% oder mehr aufweisen.
  • Eine solche Konfiguration ermöglicht es, dass die Vorder- und Rückfläche des Trägers für eine doppelseitige Poliervorrichtung die wie vorstehend beschriebenen Bedingungen der Kontaktwinkel mit reinem Wasser sicherer erfüllt.
  • Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung eine doppelseitige Poliervorrichtung bereit, die umfasst:
    • einen oberen und unteren Drehtisch, die jeweils ein daran befestigtes Polierpad aufweisen;
    • einen Schlämmen-Zuführmechanismus, der dazu konfiguriert ist, eine Schlämme zwischen den oberen und unteren Drehtisch zuzuführen; und
    • einen Träger für die doppelseitige Poliervorrichtung, wobei der Träger zwischen dem oberen und unteren Drehtisch angeordnet ist und ein darin ausgebildetes Halteloch umfasst, um einen Halbleiter-Siliziumwafer zu halten, der während des Polierens zwischen dem oberen und unteren Drehtisch eingeklemmt ist, wobei
    • der Träger für die doppelseitige Poliervorrichtung der oben beschriebene erfinderische Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung ist.
  • Eine solche doppelseitige Poliervorrichtung ist in der Lage, die Polierrate beim doppelseitigen Polieren eines Halbleiter-Siliziumwafers im Vergleich zu einem Fall der Verwendung einer doppelseitigen Poliervorrichtung, in der ein herkömmlicher harzhaltiger Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung angeordnet ist, deutlich zu erhöhen. Dies ermöglicht es, die Produktivität des doppelseitig polierten Wafers zu steigern.
  • Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum doppelseitigen Polieren eines Halbleiter-Siliziumwafers bereit, wobei das Verfahren umfasst:
    • Anordnen des oben beschriebenen erfinderischen Trägers für eine doppelseitige Poliervorrichtung zwischen einem oberen und unteren Drehtisch, die jeweils ein daran befestigtes Polierpad aufweisen;
    • Halten des Halbleiter-Siliziumwafers mit einem in dem Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung ausgebildeten Halteloch; und
    • Durchführen des doppelseitigen Polierens unter Zufuhr einer Schlämme zwischen den oberen und unteren Drehtisch.
  • Ein solches doppelseitige Polierverfahren ermöglicht es, die Polierrate im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren deutlich zu steigern und die Produktivität zu steigern.
  • VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
  • Wie vorstehend beschrieben, ermöglichen der erfinderische Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung, die den Träger umfassende doppelseitige Poliervorrichtung und das erfinderische doppelseitige Polierverfahren die Polierrate im Vergleich zu dem Fall der Verwendung eines herkömmlichen harzhaltigen Trägers für eine doppelseitige Poliervorrichtung deutlich zu steigern. Dadurch kann die Produktivität gesteigert werden.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Längsschnittansicht, die ein Beispiel für einen Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung und eine doppelseitige Poliervorrichtung, die der vorliegenden Erfindung entsprechen, zeigt.
    • 2 ist ein Schaubild einer inneren Struktur, das ein Beispiel für die doppelseitige Poliervorrichtung in einer Draufsicht zeigt.
    • 3 ist ein Bild, das aufgenommen wurde, um ein Beispiel für eine Oberfläche des harzhaltigen Trägers (des erfinderischen Trägers) zu zeigen.
    • 4 ist ein Bild, das aufgenommen wurde, um ein weiteres Beispiel für eine Oberfläche eines harzhaltigen Trägers (herkömmlicher Träger) zu zeigen.
    • 5 ist ein Diagramm zum Vergleich der Polierraten von Beispielen und Vergleichsbeispielen.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Um das oben genannte Problem zu lösen, haben die vorliegenden Erfinder ernsthaft untersucht und herausgefunden, dass die Hydrophilie auf der Oberfläche eines harzhaltigen Trägers zur Polierrate eines Halbleiter-Siliziumwafers beiträgt.
  • Die vorliegenden Erfinder haben die Hydrophilie durch Messung der Kontaktwinkel zu reinem Wasser quantifiziert. So haben die Erfinder festgestellt, dass, wenn ein durchschnittlicher Kontaktwinkel von Vorder- und Rückfläche eines Trägers 45° oder mehr und 60° oder weniger beträgt und ein Unterschied der durchschnittlichen Kontaktwinkeln zwischen Vorder- und Rückfläche 5° oder weniger beträgt, die Polierrate für einen Wafer deutlich gesteigert werden kann. Diese Erkenntnisse haben zur Fertigstellung der vorliegenden Erfindung geführt.
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • 1 ist eine Längsschnittansicht eines Beispiels einer doppelseitigen Poliervorrichtung der vorliegenden Erfindung, die einen Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst. 2 ist ein Schaubild der inneren Struktur der doppelseitigen Poliervorrichtung in einer Draufsicht.
  • Wie in den 1 und 2 gezeigt umfasst eine doppelseitige Poliervorrichtung 2 der vorliegenden Erfindung, die einen Träger 1 für eine doppelseitige Poliervorrichtung (nachfolgend auch einfach als Träger bezeichnet) der vorliegenden Erfindung umfasst, einen unteren Drehtisch 3 und einen oberen Drehtisch 4, die in vertikaler Richtung einander zugewandt sind, und Polierpads 5 sind jeweils an den gegenüberliegenden Flächen der Drehtische 3 und 4 befestigt. Als die Polierpads 5 können beispielsweise auch geschäumte Polyurethan-Pads verwendet werden.
  • Darüber hinaus ist an einem oberen Abschnitt des oberen Drehtisches 4 ein Schlämmen-Zuführmechanismus 6 (eine Düse 7 und ein Durchgangsloch 8 im oberen Drehtisch 4) vorgesehen, der dazu konfiguriert ist, eine Schlämme zwischen den oberen Drehtisch 4 und dem unteren Drehtisch 3 zuzuführen. Als Schlämme kann eine wässrige anorganische alkalische Lösung mit kolloidaler Kieselsäure verwendet werden.
  • Weiterhin ist an einem Mittelabschnitt zwischen dem oberen Drehtisch 4 und dem unteren Drehtisch 3 ein Sonnenrad 9 vorgesehen; an einem Umfangsabschnitt dazwischen ist ein Hohlrad 10 vorgesehen. Somit ist die in den 1 und 2 gezeigte Ausführungsform eine Art doppelseitige 4-Wege-Poliervorrichtung.
  • Es wird angemerkt, dass die erfinderische doppelseitige Poliervorrichtung nicht auf einen solchen Planetengetriebetyp beschränkt ist und auch ein Oszillationstyp sein kann.
  • Ein Halbleiter-Siliziumwafer W wird mit einem Halteloch 11 im Träger 1 gehalten und zwischen dem oberen Drehtisch 4 und dem unteren Drehtisch 3 eingeklemmt.
  • Dieser Träger 1 ist aus einem Harz gefertigt. Ein durchschnittlicher Kontaktwinkel der mit den Polierscheiben 5 in Kontakt kommenden Vorder- und Rückfläche des Trägers 1 mit reinem Wasser beträgt 45° oder mehr und 60° oder weniger, und ein Unterschied der durchschnittlichen Kontaktwinkel zwischen der Vorderfläche und der Rückfläche beträgt 5° oder weniger. Der erfinderische Träger 1 erfüllt die oben beschriebenen Kontaktwinkelbedingungen. Dies ermöglicht, die Polierrate für den Wafer W im Vergleich zur Verwendung eines herkömmlichen harzhaltigen Trägers deutlich zu steigern. Die Polierrate kann beispielsweise um 10% oder mehr, weiterhin 25% oder mehr oder noch mehr erhöht werden. Abhängig von einem zu vergleichenden herkömmlichen Träger kann die vorliegende Erfindung die Polierrate auch verdoppeln oder noch höher machen. Im Ergebnis kann die Produktivität für doppelseitig polierte Wafern deutlich erhöht werden.
  • Im Übrigen kann für die Kontaktwinkelmessung des Trägers beispielsweise der PCA-11 der Firma Kyowa Interface Science Co. Ltd. verwendet werden. Bei der Messung werden beispielsweise 2,0 µL Reinwassertropfen an fünf Stellen auf jede Oberfläche fallen gelassen und die Kontaktwinkel durch Bildanalyse bestimmt. Ihr Durchschnittswert kann als Durchschnittswert der einzelnen Fläche angesehen werden. Weiterhin kann bei Betrachtung der Vorder- und Rückfläche ein Durchschnittswert und eine Differenz daraus aus einem Durchschnittswert der Vorderfläche und einem Durchschnittswert der Rückfläche berechnet werden. Dennoch ist das Kontaktwinkelmessverfahren nicht darauf beschränkt und kann jedes Mal festgelegt werden. Bei Bedarf kann die Messung nicht an fünf Stellen, sondern an mehr Stellen (oder weniger Stellen) durchgeführt werden, um einen Durchschnittswert zu erhalten.
  • Zusätzlich sollte der Träger 1 aus einem Harz bestehen, das mindestens die vorgenannten vorbestimmten Kontaktwinkelbedingungen erfüllt. Ansonsten ist das Einsatzmaterial nicht besonders eingeschränkt.
  • Weiter bevorzugt ist der Träger 1 eine geschichtete Harzplatte. Als Beispiel für das Einsatzmaterial ist es möglich, ein Verbundmaterial (GFK) zu verwenden, bei dem ein hydrophiles faseriges Basismaterial mit einem Harz imprägniert ist. Beispiele für das faserige Basismaterial sind Glas, Flüssigkristallpolymer, Cellulose und dergleichen. Beispiele für das Harz sind Epoxid, Aramid, Phenol und dergleichen. Diese Materialien an sich wurden bisher häufig verwendet und können leicht auf die Fertigung des Trägers 1 hergestellt werden. Dennoch wird bei der vorliegenden Erfindung die Hydrophilie der Vorder- und Rückfläche angepasst. Diese Materialien erleichtern die Bildung des Trägers mit Oberflächen mit geeigneter Hydrophilie und sind wirkungsvoll bei der Erfüllung der Kontaktwinkelbedingungen.
  • Es wird angemerkt, dass, wenn das hydrophile faserige Basismaterial der geschichteten Harzplatte einen freiliegenden Flächenanteil von 50% oder mehr aufweist, die oben genannten Kontaktwinkelbedingungen sicherer erfüllt werden können. Besonders bevorzugt beträgt der freiliegende Flächenanteil des faserigen Basismaterials sowohl auf der Vorderfläche als auch auf der Rückfläche des Trägers 1 50% oder mehr. Dennoch ist die vorliegende Erfindung selbstverständlich nicht darauf beschränkt. Der freiliegende Flächenanteil des faserigen Basismaterials kann in Abhängigkeit vom faserigen Basismaterial und dem zu verwendenden Harz usw. beliebig eingestellt werden. Die oben genannten Kontaktwinkelbedingungen sollten letztendlich erfüllt werden.
  • Durch Einstellen des freiliegenden Flächenanteils des hydrophilen faserigen Basismaterials in einem geeigneten Bereich kann der Träger für die Einstellung unter einer eher mechanischen Bedingung poliert werden als der für das eigentliche Polieren des Wafers. So kann beispielsweise das Polieren mit geschäumten Polyurethan-Pads als Polierpads durchgeführt werden, während eine Schlämme mit Siliziumdioxid-Schleifkörnern zugeführt wird, um dadurch das faserige Basismaterial freizulegen.
  • 3 zeigt hier ein Beispiel für eine Oberfläche, bei der Glasfasern als hydrophiles Fasergrundmaterial verwendet wurden und die einen Kontaktwinkel von 50,7° mit reinem Wasser (dem erfinderischen Träger) aufwies. Ein Bild der Oberfläche des Trägers 1 wurde unter einem Dunkelfeldmikroskop aufgenommen. Die schwarze Farbe zeigt die Glasfasern an. Die Glasfasern weisen einen freiliegenden Flächenanteil von 67% auf.
  • 4 zeigt indes ein Beispiel, wenn der Kontaktwinkel 66,8° beträgt (herkömmlicher Träger). In diesem Fall haben die Glasfasern einen freiliegenden Flächenanteil von 36%.
  • Je höher also der Anteil der freiliegenden Glasfasern, desto geringer ist somit der Kontaktwinkel.
  • Auf diese Weise kann der Kontaktwinkel abhängig von dem freiliegenden Flächenanteil des hydrophilen faserigen Basismaterials variieren. Somit kann der Träger 1, der die obigen Kontaktwinkelbedingungen erfüllt, durch eine entsprechende Anpassung des freiliegenden Flächenanteils jedes Mal erreicht werden.
  • Wie in den 1 und 2 gezeigt greift des Weiteren jeder Zahn des Sonnenrades 9 und des Hohlrads 10 in die Außenumfangszähne des Trägers 1 ein. Wenn der obere Drehtisch 4 und der untere Drehtisch 3 von einer nicht dargestellten Antriebsquelle gedreht werden, dreht sich der Träger 1 und dreht sich um das Sonnenrad 9 herum. In diesem Fall wird der Wafer W mit dem Halteloch 11 in dem Träger 1 gehalten, und beide Oberflächen werden gleichzeitig mit dem oberen und unteren Polierpad 5 poliert. Es wird angemerkt, dass während des Polierens eine Schlämme von der Düse 7 durch die Durchgangsbohrung 8 zugeführt wird.
  • Eine solche doppelseitige Poliervorrichtung umfasst den erfinderischen Träger 1, steigert die Polierrate für den Wafer W erheblich und kann folglich die Produktivität von doppelseitig polierten Wafern steigern.
  • Ein doppelseitiges Polierverfahren der vorliegenden Erfindung umfasst indes: Anordnen des oben beschriebenen erfinderischen Trägers für eine doppelseitige Poliervorrichtung zwischen oberem und unterem Drehtisch, an denen jeweils ein Polierpad befestigt ist; Halten des Halbleiter-Siliziumwafers mit einem in dem Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung ausgebildeten Halteloch; und Durchführen des doppelseitigen Polierens unter Zufuhr einer Schlämme zwischen den oberen und unteren Drehtisch. Dadurch wird ermöglicht, die Polierrate deutlich zu steigern und die Produktivität im Vergleich zu einem Fall von doppelseitigem Polieren unter Verwendung eines herkömmlichen Trägers für eine doppelseitige Poliervorrichtung zu steigern.
  • Insbesondere wird beispielsweise, wie in den 1 und 2 gezeigt, der Wafer W in dem Halteloch 11 des Trägers 1 gehalten. Anschließend wird der Träger 1, der den Wafer W hält, zwischen dem oberen und unteren Drehtisch 3 und 4 der doppelseitigen Poliervorrichtung 2 eingesetzt. Während die Schlämmen-Zuführvorrichtung 6 den zu polierenden Oberflächen eine Schlämme zuführt, wird dann der Träger 1 gedreht und zum Umlaufen gebracht, wobei sich der obere und untere Drehtisch 3 und 4 drehen. Auf diese Weise werden beide Oberflächen des Wafers W in Gleitkontakt mit den Polierpads 5 gebracht, wodurch das doppelseitige Polieren des Wafers W ermöglicht wird.
  • BEISPIEL
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung insbesondere mit Bezug auf Beispiele und Vergleichsbeispiele konkret beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • (Beispiele 1 bis 3)
  • Die erfinderischen Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung wurden so vorbereitet, dass jeder Träger unterschiedliche Kontaktwinkelbedingungen zu den anderen aufwies. Dann wurde die in 1 dargestellte doppelseitige Poliervorrichtung vorbereitet. Ein Halbleiter-Siliziumwafer, der in dem Halteloch eines der Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung gehalten wurde, wurde zwischen dem oberen und unteren Drehtisch positioniert und doppelseitig poliert, während eine Schlämme zugeführt wurde.
  • Nach dem beidseitigen Polieren wurde der Wafer gereinigt. Die Polierrate wurde basierend auf einem Unterschied der Dicke vor und nach dem Polieren berechnet.
  • Die Polier- und Messbedingungen waren wie folgt.
    • • Als Wafer wurden P-Silizium-Einkristallwafer mit einem Durchmesser von jeweils 300 mm verwendet.
    • • Als Poliervorrichtung wurde die DSP-20B von Fujikoshi Machinery Corp. verwendet.
    • • Als Polierpads wurden geschäumte Polyurethan-Pads mit einer Shore A-Härte von 90 verwendet.
    • • Als die Träger wurde GFK verwendet, bei dem Glasfasern mit Epoxidharz imprägniert wurden.
    • • Als Schlämme wurde eine Schlämme auf KOH-Basis verwendet, die Siliziumdioxid-Schleifkörner enthielt und eine durchschnittliche Korngröße von 35 nm, eine Schleifkornkonzentration von 1,0 Gew.-% und einen pH-Wert von 10,5 aufwies.
    • • Die Bearbeitungslast wurde auf 100 gf/cm2 eingestellt.
    • • Die Bearbeitungszeit wurde so eingestellt, dass die Waferdicke bündig mit dem Träger war.
    • • Die Drehzahl jeder Antriebseinheit wurde wie folgt eingestellt: Der obere Drehtisch hatte -13,4 U/min, der untere Drehtisch hatte 35 U/min, das Sonnenrad hatte 25 U/min und das Hohlrad hatte 7 U/min.
    • • Das Abrichten der Polierpads erfolgte, indem eine Abrichtplatte mit darauf galvanisch abgeschiedenen Diamantschleifkörnern mit einem vorbestimmten Druck mit dem oberen und unteren Polierpad in Gleitkontakt gebracht wurde, während reines Wasser floss.
    • • Eine SC-1-Reinigung wurde unter einem Verhältnis von NH4OH:H2O2:H2O=1:1:15 durchgeführt.
  • Die Dickenunterschiede von fünf Wafern pro Charge vor und nach den Behandlungen wurden mit einem Nanometro (hergestellt von Kuroda Precision Industries Ltd.) gemessen. Ein Durchschnittswert der Dickenunterschiede der fünf Wafer wurde durch die Polierzeit dividiert, um die Polierrate zu bestimmen.
    • • Für die Kontaktwinkelmessung der Träger wurde ein PCA-11 der Firma Kyowa Interface Science Co., Ltd. verwendet. In der Messung wurden 2,0 µL reine Wassertropfen an fünf Stellen auf jede Oberfläche fallen gelassen und die Kontaktwinkel durch Bildanalyse bestimmt. Ihr Durchschnittswert wurde als Durchschnittswert der einzelnen Fläche angesehen. Weiterhin wurden bei der Betrachtung der Vorder- und Rückfläche ein Durchschnittswert (Ave) und eine Differenz (Dif) aus einem Durchschnittswert der Vorderfläche und einem Durchschnittswert der Rückfläche berechnet.
  • (Vergleichsbeispiele 1 bis 4)
  • Es wurden herkömmliche Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung hergestellt, die Kontaktwinkelbedingungen außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung aufwiesen.
  • Abgesehen von den Trägern für eine doppelseitige Poliervorrichtung wurde dieselbe doppelseitige Poliervorrichtung wie die in den Beispielen vorbereitet, und Halbleiter-Siliziumwafer wurden beidseitig poliert, gereinigt und die Polierraten wurden auf die gleiche Weise berechnet wie in den Beispielen.
  • Tabelle 1 zeigt eine Zusammenfassung der Kontaktwinkelbedingungen des Trägers und der Polierraten der Beispiele 1 bis 3 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 4. Darüber hinaus zeigt 5 ein Diagramm der Polierraten. Es wird angemerkt, dass die Polierraten sowohl in Tabelle 1 als auch in 5 basierend auf der Polierrate des Vergleichsbeispiels 2 normiert wurden.
  • Es ist zu beachten, dass die Beispiele 1 bis 3 sowohl die Bedingung A, Kontaktwinkel in Bezug auf reines Wasser: 45°≤Ave≤60°, als auch Bedingung B: Dif≤5°, erfüllen. Die Vergleichsbeispiele 1 bis 4 erfüllten nicht beide Bedingungen A, B oder erfüllten nur eine davon.
  • [Tabelle 1]
    Vergleic hsbeispiel 1 Vergleic hsbeispiel 2 Vergleic hsbeispiel 3 Vergleic hsbeispiel 4 Beispie l 1 Beispie l 2 Beispie l 3
    Kontak twinkel Av e 69° 64° 55° 42° 60° 53° 45°
    Dif 9° 3° 7° 2° 3° 5° 2°
    Beding ung A nicht erfüllt nicht erfüllt erfüllt nicht erfüllt erfüllt erfüllt erfüllt
    B nicht erfüllt erfüllt nicht erfüllt erfüllt erfüllt erfüllt erfüllt
    Polierrate 0,58 1,00 0,67 0,50 1,13 1,17 1,25
  • Wie in Tabelle 1 und 5 dargestellt, wurden in allen Beispielen 1 bis 3, die die Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung, die beide der Kontaktwinkelbedingungen A, B in der vorliegenden Erfindung erfüllten, und die doppelseitige Poliervorrichtung verwendeten, die Polierraten im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen 1 bis 4, die die Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung verwendeten, die höchstens eine der Kontaktwinkelbedingungen A, B in der vorliegenden Erfindung erfüllten, erfolgreich gesteigert.
  • Beispielsweise lag im Gegensatz zu Vergleichsbeispiel 2, das als Referenz diente (Polierrate: 1,00), Beispiel 1 bei 1,13, was einem Anstieg um 10% oder mehr entspricht. Darüber hinaus lag Beispiel 3 bei 1,25, was einem Anstieg von bis zu 25% entspricht. Wie weiterhin aus dem Vergleich zwischen dem Vergleichsbeispiel 4 (0,50) und dem Beispiel 3 (1,25) ersichtlich ist, war es möglich, die Polierrate zu erzielen, die mehr als verdoppelt wurde.
  • Der Vergleich zwischen den Beispielen und Vergleichsbeispielen zeigt, dass die Zahlenwerte der Obergrenze und der Untergrenze der Kontaktwinkelbedingungen in der vorliegenden Erfindung kritisch sind.
  • Im Vergleichsbeispiel 4 (Polierrate: 0,50) ist beispielsweise der Satz von Ave und Dif (42°, 2°) und der von Beispiel 3 (1,25) ist (45°, 2°). So kann je nachdem, ob Ave 45° oder mehr beträgt, die Polierrate drastisch gesteigert werden.
  • Es wird angemerkt, dass im Vergleichsbeispiel 4 ein Verschleiß festgestellt wurde, als der verwendete Träger für eine doppelseitige Vorrichtung beobachtet wurde.
  • Wie aus dem Vergleich zwischen dem Vergleichsbeispiel 2 (Polierrate: 1,00) (64°, 3°) und dem Beispiel 1 (1,13) (60°, 3°) ersichtlich ist, wurde zudem mit einem Durchschnittswert von 60° oder weniger die Polierrate erfolgreich um mindestens das 1,1-fache gesteigert.
  • Wie ferner aus dem Vergleich zwischen dem Vergleichsbeispiel 3 (Polierrate: 0,67) (55°, 7°) und dem Beispiel 2 (1,17) (53°, 5°) ersichtlich ist, wurde mit Dif von 5° oder weniger die Polierrate erfolgreich um mindestens das 1,7-fache gesteigert.
  • Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist. Die Ausführungsformen sind nur Beispiele, und alle Beispiele, die im Wesentlichen die gleiche Eigenschaft aufweisen und die gleichen Funktionen und Wirkungen demonstrieren wie diejenigen in dem in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung offenbarten technischen Konzept, sind in dem technischen Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2015123553 [0005]

Claims (5)

  1. Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung, die zum doppelseitigen Polieren eines Halbleiter-Siliziumwafers konfiguriert ist, wobei der Träger zwischen einem oberen und unteren Drehtisch angeordnet ist, die jeweils ein daran befestigtes Polierpad aufweisen, und ein darin ausgebildetes Halteloch umfasst, um während des Polierens den zwischen dem oberen und unteren Drehtisch eingeklemmten Halbleiter-Siliziumwafer zu halten, wobei der Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung aus einem Harz besteht, ein durchschnittlicher Kontaktwinkel der mit den Polierpads in Kontakt kommenden Vorder- und Rückfläche des Trägers mit reinem Wasser 45° oder mehr und 60° oder weniger beträgt, und ein Unterschied der durchschnittlichen Kontaktwinkel zwischen der Vorderfläche und der Rückfläche 5° oder weniger beträgt.
  2. Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der harzhaltige Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung eine geschichtete Harzplatte ist, und die geschichtete Harzplatte ein hydrophiles faseriges Basismaterial aufweist, das mit einem Harz imprägniert ist.
  3. Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung nach Anspruch 2, wobei das hydrophile faserige Basismaterial der geschichteten Harzplatte einen freiliegenden Flächenanteil von 50% oder mehr aufweist.
  4. Doppelseitige Poliervorrichtung, umfassend: einen oberen und unteren Drehtisch, die jeweils ein daran befestigtes Polierpad aufweisen; einen Schlämmen-Zuführmechanismus, der dazu konfiguriert ist, eine Schlämme zwischen den oberen und unteren Drehtisch zuzuführen; und einen Träger für die doppelseitige Poliervorrichtung, wobei der Träger zwischen dem oberen und unteren Drehtisch angeordnet ist und ein darin ausgebildetes Halteloch umfasst, um einen Halbleiter-Siliziumwafer zu halten, der während des Polierens zwischen dem oberen und unteren Drehtisch eingeklemmt ist, wobei der Träger für die doppelseitige Poliervorrichtung der Träger für die doppelseitige Poliervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 ist.
  5. Verfahren zum doppelseitigen Polieren eines Halbleiter-Siliziumwafers, wobei das Verfahren umfasst: Anordnen des Trägers für eine doppelseitige Poliervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zwischen einem oberen und unteren Drehtisch, die jeweils ein daran befestigtes Polierpad aufweisen; Halten des Halbleiter-Siliziumwafers mit einem in dem Träger für eine doppelseitige Poliervorrichtung ausgebildeten Halteloch; und Durchführen des doppelseitigen Polierens unter Zufuhr einer Schlämme zwischen den oberen und unteren Drehtisch.
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