JP2009266896A - 評価用ウェーハ及び両面研磨の研磨代の評価方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】両面研磨の研磨代を評価するための評価用ウェーハであって、ウェーハの表裏両面に凹部が形成されているものである評価用ウェーハ及びそれを用いた評価方法を提供する。
【選択図】図1
Description
例えば、ラッピング工程及びエッチング工程の後、ウエーハの表面における歪みを除去し、平坦化するために、数μm程度の研磨代で1次研磨を行う。次いで、1次研磨で発生したキズ等を除去し、表面粗さを改善するため、1μm程度の研磨代で2次研磨を行う。さらにヘイズフリーの表面にするため、1μm未満の研磨代で仕上げ研磨を行う。
このように、凹部をエッチングにより形成すれば、所望パターンの形成や深さの正確な調節が容易にできるため、より精度の高い評価を行うことができる評価用ウェーハにすることができる。
このように、凹部がウェーハの表裏両面に同一パターンで形成され、ウェーハ中心を対称点として回転対称性を有するものであれば、評価の際の両面研磨時に評価用ウェーハ面内で均一に負荷がかかり、製品ウェーハと同様の研磨を行うことができるため、より正確な研磨代の評価を行うことができる評価用ウェーハにすることができる。また、凹部がウェーハの表裏両面に同一パターンで形成されているものであれば、凹部以外の面積やウェーハにかかる圧力が裏面と表面で同条件になり、研磨されるウェーハ両面のそれぞれの研磨代を正確に評価することができる。
このように、凹部の面積をウェーハ面内全体の面積の半分以下とすることで、両面研磨時の評価ウェーハへの負荷を、両面研磨時の製品ウェーハへの負荷に近くすることができるため、研磨代をより正確に調べることができる評価用ウェーハにすることができる。
このように、凹部をエッチングにより形成することで、凹部の形状や深さを簡便な方法で正確に形成することができるため、精度の高い研磨代の評価を行うことができる。
このように、凹部をウェーハの表裏両面に同一パターンで、ウェーハ中心を対称点として回転対称性を有するように形成すれば、評価のための研磨時に面内均一に負荷がかかり、製品ウェーハの研磨時と同様の研磨を行うことができるため、より正確に研磨代を評価することができる。また、凹部をウェーハの表裏両面で同一パターンで形成するため、表面と裏面の研磨条件が同じになり、より正確に研磨代を評価することができる。
このように、凹部の面積をウェーハ面内全体の半分以下にすれば、製品ウェーハを研磨する際の負荷に近くすることができるため、より正確な研磨代を評価することができる。
このように、本発明の両面研磨の研磨代の評価方法を用いれば、両面研磨時のウェーハの表面と裏面の研磨代の違いや、研磨される速度を正確に評価することができるため、それをもとに製品ウェーハの研磨条件を調整することで、無駄な研磨代を少なくすることができ、さらには研磨代の少ない面の研磨速度を速くすることができるため研磨時間が短縮され、ウェーハを生産性高く低コストで両面研磨することができる。
このように、調整される研磨条件を定盤の回転速度とすれば、比較的簡単にウェーハの表面、裏面それぞれの研磨代を変えることができるため、無駄な研磨代を少なくしたり、研磨速度を速くすることを容易に行うことができる。
このように、調整される研磨条件を研磨スラリー又は研磨布の交換サイクルとすれば、本発明の評価方法により研磨代を正確に評価することで、研磨プロセスの維持、管理を効率的に行うことができるため、生産性高く両面研磨することができる。
図1は、本発明の実施態様の例としての評価用ウェーハの表裏両面の平面図である。図2は、局所エッチング装置の概略図である。
この評価用ウェーハWの作製方法としては、特に限定されないが、例えばシリコン単結晶ウェーハ等の製品ウェーハと同じ材料、同条件で作製されたウェーハの表裏両面に、凹部を形成することにより評価用ウェーハを作製することができる。
このように、エッチングにより凹部を形成することで、形状や深さを正確に形成することができるため、簡便な方法で精度高く研磨代の評価を行うことができる。
以下、エッチングにより凹部を形成する方法として、例えば局所エッチング装置を用いて凹部を形成する方法について説明する。
まずフッ酸や硝酸の酸混合液12を酸混合容器11にいれて、この容器に窒素ガス13をバブリングすることでエッチング性ガス14を発生させ、ウエーハ表面に供給するノズル15を、X−Y方向に移動させるとともにウエーハ載置台をθ方向に回転させることでウエーハ表面に深さ:数μm〜数10μm、幅:数mm〜数100mmの寸法精度の高い凹部をエッチングにより形成することができる。
このように、凹部をウェーハの表裏両面に同一パターンでウェーハ中心を対称点として回転対称性を有するように形成すれば、評価のための研磨時の負荷が評価用ウェーハ面内で均一にかかるため、製品ウェーハの研磨時と同様の研磨を行うことができ、より正確に研磨代を評価することができる。また、ウェーハの表面と裏面での研磨される面積やその研磨される面にかかる圧力が同じになるため、より正確にウェーハ両面の研磨代の評価を行うことができる。
このように、凹部の面積をウェーハ面内全体の面積の半分以下にすることで、評価ウェーハへの研磨時の負荷が製品ウェーハへの負荷と同程度になり、研磨代の評価をより正確に行うことができる。
本発明の評価用ウェーハ及び両面研磨の研磨代の評価方法であれば、表裏両面に凹部を有するウェーハを両面研磨することにより、研磨前後の凹部の深さの変化を調べるだけで装置条件による研磨代を簡便な方法で正確に評価することができる。
本発明の評価方法であれば、両面研磨の研磨代をウェーハ両面それぞれについて評価することができるため、それに基づいて研磨条件を調整することで、研磨代の少ない面の研磨速度を速くすることができ、ウェーハの表面と裏面の研磨代の違いによる一方の面の無駄な研磨を少なくすることができる。また、予め両面の研磨代を正確に評価することで製品ウェーハの研磨の際には両面の研磨代がほぼ等しい条件で研磨することができ、無駄な研磨が少なくなり、更に研磨速度が速くなるため研磨時間が短縮され、生産性良く良質な両面研磨を行うことができる。これにより、原料コストを低減し、生産性の高いウェーハを製造することができる。
このように、評価したウェーハ両面のそれぞれの研磨代に基づいて、ウェーハの表面と裏面で研磨代が異なる場合や、一方の面を多めに研磨することが必要な場合には、上定盤と下定盤の速度回転を相対的に調整することにより、ウェーハの表裏の研磨代を容易に調整することができ、無駄な研磨を少なくすることができるため、簡便な方法でコストの低減を図ることができる。
本発明の評価方法であれば、容易にウェーハ両面の研磨代を評価できるため、定期的にこの評価を行うことで、研磨スラリー又は研磨布の交換サイクルについても評価することができ、研磨プロセスの維持、管理を効率的に行うことができ、生産性の高い良質な両面研磨を行うことができる。
まず、チョクラルスキー法で引き上げた直径300mm、P型<100>の単結晶シリコンインゴット(低酸素・通常抵抗品:酸素濃度10.5ppma、抵抗率8〜10Ω・cm)をスライスして薄円板状のウエーハを得た。このウェーハの割れ、欠けを防止するため、外縁部に面取り加工を施した後、ウエーハを平坦化するためにラッピング、エッチング加工を行った。
なお、研磨布にポリエステル不繊布ウレタン樹脂含浸品(アスカーC硬度88°)を使用し、研磨スラリーにはコロイダルシリカを含有するpH11のアルカリ溶液を用いた。
上定盤回転速度(15rpm)、下定盤回転速度(15rpm)
上下定盤によるウエーハの研磨圧力(300g/cm2)、スラリー供給量(2L/分)
ウエーハ仕上げ厚さ(777μm(目標))、研磨速度(0.4μm/分)
裏面側:中心部2.73μm(研磨代12.27μm)、外周部2.89μm(研磨代12.11μm)
これらの値から全研磨量は中心部で18.00μm、外周部17.78μmであった。なお、研磨に要した時間は45分/バッチであった。
この結果を踏まえて、ウェーハの表裏面の研磨代が均等になるよう研磨条件の見直しを行い、上定盤回転速度を変えて、以下の条件で再度同様に10バッチの研磨を行った。
上定盤回転速度(20rpm)、下定盤回転速度(15rpm)
上下定盤によるウエーハの研磨圧力(300g/cm2)、スラリー供給量(2L/分)
ウエーハ仕上げ厚さ(777μm(目標))、研磨速度(0.4μm/分)
裏面側:中心部8.65μm(研磨代6.35μm)、外周部8.76μm(研磨代6.24μm)
これらの値から全研磨量は中心部で12.00μm、外周部11.81μmであった。なお、研磨に要した時間は30分/バッチであった。
4…サンギア、 5…インターナルギア、 6…研磨布、
7…スラリー供給孔、 8…上定盤、 9…下定盤、 10…凹部
11…酸混合容器、 12…酸混合液、 13…窒素ガス、
14…エッチング性ガス、 15…酸供給ノズル、
W…評価用ウェーハ。
Claims (11)
- 両面研磨の研磨代を評価するための評価用ウェーハであって、ウェーハの表裏両面に凹部が形成されているものであることを特徴とする評価用ウェーハ。
- 前記凹部が、エッチングにより形成されたものであることを特徴とする請求項1に記載の評価用ウェーハ。
- 前記凹部が、前記ウェーハの表裏両面に同一パターンで形成されているものであって、前記ウェーハ中心を対称点として回転対称性を有するものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の評価用ウェーハ。
- 前記凹部の面積が、前記ウェーハ面内全体の面積の半分以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の評価用ウェーハ。
- 両面研磨の研磨代の評価方法であって、ウェーハの表裏両面に凹部を形成することによって評価用ウェーハを作製し、該評価用ウェーハを両面研磨し、該両面研磨された評価用ウェーハの研磨前後の凹部の深さの変化によって研磨代を評価することを特徴とする両面研磨の研磨代の評価方法。
- 前記凹部の形成方法を、エッチングにより形成することを特徴とする請求項5に記載の両面研磨の研磨代の評価方法。
- 前記凹部を、前記ウェーハの表裏両面に同一パターンで、前記ウェーハ中心を対称点として回転対称性を有するように形成することを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の両面研磨の研磨代の評価方法。
- 前記凹部の面積を、前記ウェーハ面内全体の面積の半分以下にすることを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれか一項に記載の両面研磨の研磨代の評価方法。
- 少なくとも、請求項5乃至請求項8のいずれか一項に記載の両面研磨の研磨代の評価方法によって研磨代を評価して、製品ウェーハの研磨条件を調整することを特徴とする両面研磨方法。
- 前記調整される研磨条件を、定盤の回転速度とすることを特徴とする請求項9に記載の両面研磨方法。
- 前記調整される研磨条件を、研磨スラリー又は研磨布の交換サイクルとすることを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の両面研磨方法。
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