JP2014232783A - ウェーハの研磨方法 - Google Patents

ウェーハの研磨方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2014232783A
JP2014232783A JP2013112321A JP2013112321A JP2014232783A JP 2014232783 A JP2014232783 A JP 2014232783A JP 2013112321 A JP2013112321 A JP 2013112321A JP 2013112321 A JP2013112321 A JP 2013112321A JP 2014232783 A JP2014232783 A JP 2014232783A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing
wafer
nozzle
pure water
time
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.)
Granted
Application number
JP2013112321A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6044455B2 (ja
Inventor
三千登 佐藤
Michito Sato
三千登 佐藤
上野 淳一
Junichi Ueno
淳一 上野
薫 石井
Kaoru Ishii
薫 石井
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.)
Shin Etsu Handotai Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Handotai Co Ltd
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 Shin Etsu Handotai Co Ltd filed Critical Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority to JP2013112321A priority Critical patent/JP6044455B2/ja
Priority to PCT/JP2014/002332 priority patent/WO2014192224A1/ja
Priority to TW103116862A priority patent/TW201517144A/zh
Publication of JP2014232783A publication Critical patent/JP2014232783A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6044455B2 publication Critical patent/JP6044455B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002Preparing wafers
    • H01L21/02005Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008Multistep processes
    • H01L21/0201Specific process step
    • H01L21/02024Mirror polishing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041Cleaning
    • H01L21/02043Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02052Wet cleaning only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (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

【課題】インデックス方式の研磨装置特有の研磨ステップ途中及び研磨終了後から剥離動作開始までに発生するヘイズムラやエッチングムラを効果的に防止することができる研磨方法。
【解決手段】研磨ヘッドと、研磨布が貼り付けられた定盤を共に複数用い、研磨ヘッドを旋回移動させることで、研磨ヘッドで保持したウェーハの研磨に用いる定盤を切り替えながら、研磨剤をそれぞれの定盤上に供給しつつ、複数のウェーハを同時に研磨するインデックス方式の研磨方法であって、定盤を切り替える際のウェーハの研磨中断後から研磨再開までの時間とウェーハの研磨終了後から研磨ヘッドからの剥離動作開始までの時間を30秒以内とし、ウェーハの研磨中断後及び研磨終了後に、研磨ヘッドを回転させつつ、純水又は親水剤をノズルから噴射してウェーハの研磨面に付着した研磨剤の泡を除去することを特徴とするウェーハの研磨方法。
【選択図】 図1

Description

本発明は、ヘイズムラ及びエッチングムラを防止するインデックス方式のウェーハの研磨方法に関する。
シリコンウェーハに代表される半導体ウェーハは、図8に示すような、研磨布105が貼り付けられた定盤102と、定盤102上に研磨剤106を供給するための研磨剤供給機構103と、研磨するウェーハWを保持するための研磨ヘッド104から構成された研磨装置101を用い、研磨ヘッド104でウェーハWを保持し、研磨剤供給機構103から研磨布105上に研磨剤106を供給するとともに、定盤102と研磨ヘッド104をそれぞれ回転させてウェーハWの表面を研磨布105に摺接させることにより研磨が行なわれている。
また、半導体ウェーハの研磨は、研磨布の種類や研磨剤の種類を換えて、多段で行なわれることが多く、特に最終段で行なわれる研磨工程を仕上研磨やファイナル研磨と呼んでいる。
半導体ウェーハの研磨で用いられる研磨装置は、生産性の面から、一般的にインデックス方式と呼ばれている複数の定盤を持つ研磨装置が使用されていることが多い。インデックス方式の研磨装置を図9に示す。ここで、複数の定盤207、208、209を持つ研磨装置201は、研磨ヘッドを回転させるための研磨軸を定盤数よりも多く持つことが多く、このような研磨装置201は、研磨中にウェーハWのローディング(保持)とアンローディング(剥離)を行なうことができるため、生産性を向上させることができる。このような研磨装置201は、中心軸202を起点に各研磨軸を旋回させる方式が用いられている。
また、インデックス方式の研磨装置は、各種配線等の保護のため、研磨ヘッドの旋回移動時の動きは研磨軸によって異なる。
例えば図9に示すような定盤を3つ持つインデックス方式の研磨装置の場合、研磨ヘッド206を取り付ける研磨軸は、4軸×n以上(図9の研磨装置201の場合は4軸)ある。初期位置がローディング/アンローディングステージ205の位置である研磨軸を第1の研磨軸204とした場合、図10に示すように、第1の研磨軸204は、ローディング/アンローディングステージ205の位置を基準として、0度(ローディング/アンローディングステージ205位置)→90度(第1の定盤207位置)→180度(第2の定盤208位置)→270度(第3の定盤209位置)→0度(ローディング/アンローディングステージ205位置)のように第1の研磨ヘッド206が旋回移動しながらウェーハの研磨が行なわれる。つまり、270度(第3の定盤209位置)の位置で研磨が終了すると、270度逆方向へ旋回しローディング/アンローディングステージ205位置へ戻って研磨ヘッドからの剥離動作を開始する。なお、図10中の第1、2、3、4の研磨軸は、図9中における、第1の研磨軸204、第2の研磨軸210、第3の研磨軸211、第4の研磨軸212をそれぞれ表している。
仕上げ研磨工程が終了したウェーハは、超音波や薬液を用いた洗浄を行った後、KLA−Tencor社製などのパーティクル測定器にてパーティクルとヘイズの検査が行なわれる。パーティクル測定器は、面内のヘイズの違いをマップとして出力することが可能である。ここで、ヘイズマップは、表面のムラを判定し易くするため、オートスケールで出力されることが多く、ヘイズレベルが小さくなると、ムラはより見えやすくなる。
このため、従来では、オートスケールで出力した際に確認されるヘイズムラの顕在化を防止するため、仕上げ研磨剤に含有する親水剤を調整し、研磨後のウェーハ表面の保護膜を強化するなどの対策をとっていた。また、特許文献1には、ウェーハ表面に付着した研磨剤による局所的なエッチングを防止するために、仕上げ研磨終了後、40秒以内に研磨後のウェーハを洗浄槽へ投入する、あるいは、仕上げ研磨終了後のウェーハ表面に対し、霧状にしたシャワーあるいは低圧のシャワーを行い、ウェーハの表面が研磨剤で覆われた状態で洗浄する方法が記載されている。
特開2004−265906号公報
上記したように、例えば図9に示すインデックス方式の研磨装置201を用いて研磨した場合、各研磨軸は90度旋回移動する場合と、270度旋回移動する場合があり、次のステップまでの移動時間がそれぞれ異なる。第1の研磨軸204のウェーハは、第3の定盤209で最後の研磨をした後、アンローディング位置まで逆方向に270度の旋回移動を行なうため、研磨終了後の移動中にウェーハ表面に付着した研磨剤によるエッチング作用を受ける時間が長くなり、他の研磨軸のウェーハに比べて、ヘイズムラが発生しやすい。このヘイズムラの原因は、ウェーハの研磨面に残留する研磨剤の泡であり、ウェーハの研磨面の泡がある部分とない部分では、研磨剤の付着状態が異なり、研磨剤のエッチングにより泡のパターンの一部あるいは全体がウェーハの研磨面に残り、ヘイズムラとして観察されるからである。
さらに、各研磨軸はスタート位置が異なるため、270度の逆旋回を行なうタイミングが異なる。上記したように、第1の研磨軸204は研磨終了後に270度の旋回を行なうため、研磨後ウェーハの表面がエッチングされやすい。第2の研磨軸210、第3の研磨軸211は研磨終了前の研磨ステップの途中で270度の旋回が行なわれるため、旋回移動中にウェーハ表面が研磨剤によりエッチングされても、次の研磨ステップで修正がされることが多い。第4の研磨軸212は、研磨開始前に270度の旋回を行なうため、研磨中断後から研磨再開までの旋回は全て90度となり、旋回移動時間の面では理想的な動作となる。したがって、研磨装置201の機構的に、ヘイズムラは第1の研磨軸204が最も発生し易く、第4の研磨軸212が最も発生し難くなる。
インデックス方式の研磨装置を使用して研磨を行なった直径300mmの複数のウェーハの中から、各研磨軸の位置での研磨ヘッドで保持しながら研磨したウェーハのヘイズマップの一例を図11に示す。第1の研磨軸204にて研磨されたウェーハの研磨面は、全体的にムラっぽいことが分かる。第2の研磨軸210と第3の研磨軸211で研磨されたウェーハの研磨面は、全体的には均一であるが、図中の丸で囲んだ部分で一部ムラのようなパターンが見える。第4の研磨軸212で研磨されたウェーハの研磨面には、このようなムラは見られない。
特に、第1の研磨軸204のウェーハのヘイズムラは、直径450mmの研磨が可能な大型の研磨装置では、更に顕著となり、オートスケールのマップによるヘイズムラ判定では不良となるレベルとなる。このヘイズムラの一例を図12に示す。
このように、どの研磨軸で研磨を行うかによって、研磨後のウェーハ表面のヘイズマップに違いが発生し、特に第1の研磨軸204で研磨されたウェーハは、他の研磨軸で研磨されたウェーハよりもヘイズムラが潜在的に発生しやすいといった機構上の問題があった。
近年、表面の平滑性の改善要求が高まり、研磨後の洗浄にエッチング力の少ないブラシ洗浄等が導入されたことにより、ヘイズレベルは大きく改善した。これに伴い、インデックス方式の研磨装置で研磨した場合のインデックス方式の研磨装置特有の研磨軸間のヘイズムラが問題となってきた。特に、直径450mmのウェーハの研磨が可能な大型の研磨装置では、図12で示すように第1の研磨軸204で発生するヘイズムラは明らかな異常として認識されるようになった。
また、特許文献1に記載された方法は、仕上研磨後のウェーハに対し、洗浄槽投入までの時間管理や、洗浄前に霧状にしたシャワーあるいは低圧のシャワーを用いる方法であるため、図10に示したような、インデックス方式における各研磨軸の移動時間の違いから発生するヘイズムラは防止することができなかった。従って、同一製品であっても、研磨に使用する研磨軸毎に、異なるヘイズパターンが混在するといった問題があった。
本発明は前述のような問題に鑑みてなされたもので、インデックス方式の研磨装置特有の、研磨ステップ途中及び研磨終了後から剥離動作開始までに発生するヘイズムラやエッチングムラを、効果的に防止することができる研磨方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、ウェーハを保持するための研磨ヘッドと、ウェーハを研磨するための研磨布が貼り付けられた定盤を共に複数用い、前記研磨ヘッドを旋回移動させることによって、前記研磨ヘッドで保持した前記ウェーハの研磨に用いる前記定盤を切り替えながら、研磨剤供給機構から研磨剤をそれぞれの前記定盤上に供給しつつ、複数のウェーハを同時に研磨するインデックス方式の研磨方法であって、前記定盤を切り替える際の前記ウェーハの研磨中断後から研磨再開までの時間、及び、前記ウェーハの研磨終了後から前記研磨ヘッドからの剥離動作開始までの時間を30秒以内とし、前記ウェーハの研磨中断後及び研磨終了後に、前記研磨ヘッドを回転させつつ、純水又は親水剤をノズルから噴射して前記ウェーハの研磨面に付着した研磨剤の泡を除去することを特徴とするウェーハの研磨方法を提供する。
このようなウェーハの研磨方法であれば、ウェーハの研磨中断後及び研磨終了後に、ウェーハの研磨面に残留する研磨剤の泡を効果的に除去することができ、かつ、短時間で研磨再開及び剥離動作開始することで、ウェーハが研磨剤のエッチング作用を受ける時間を短くすることができる。その結果、ウェーハのヘイズムラやエッチングムラの発生を防止することができる。特に、インデックス方式における各研磨軸の移動時間の違いから発生するヘイズムラは防止することができる。また、噴射液は純水でも十分な効果が得られるが、親水剤を用いることもできる。親水剤を用いると、ウェーハ表面をコーティングする効果がある。
このとき、前記ノズルからの前記純水又は前記親水剤の噴射を、前記ウェーハの直径範囲内となるように行うことができる。
このようにすれば、ノズルからの噴射はウェーハ面内に限定され、研磨ヘッド上部のカバー内に設置された電装部品に、噴射した純水又は親水剤が到達することを防ぐことができ、電装部品のトラブルを防ぐことができる。さらに、泡除去に寄与しない純水又は親水剤の使用量を削減することができ、コストを抑えることができる。
またこのとき、前記ノズルのオリフィス径を0.5mm〜2.0mmとすることができる。
このようにすれば、ノズルの供給圧を調整することにより、純水又は親水剤の噴射角度と流量を最適化することができ、より確実に研磨剤の泡を除去してウェーハのヘイズムラの発生を防止することができる。
さらに、前記ノズルの材質を樹脂製とすることができる。
このようにすれば、純水又は親水剤がノズルからの不純物汚染を受けることを防止でき、清浄度の高い純水又は親水剤でウェーハの研磨面に残留する研磨剤の泡を除去できる。その結果、ウェーハの不純物汚染を防止することができる。
このとき、前記ノズルから噴射する前記純水又は前記親水剤の流量を0.5L/min以上とすることが好ましい。
このようにすれば、ウェーハの研磨面に残留する研磨剤の泡を効果的に除去するために必要な純水又は親水剤を十分に噴射することができ、より確実にヘイズムラの発生を防止することができる。
またこのとき、前記ノズルから前記純水又は前記親水剤を噴射しているときの前記研磨ヘッドの回転数を20rpm以下とすることができる。
このような回転数の範囲にすれば、ウェーハの研磨面に残留する研磨剤の泡の除去効率が上昇し、短い噴射時間で泡を除去することができるとともに、必要以上に高回転となることにより、純水等が振り飛ばされて、周囲に飛散する心配もない。その結果、純水又は親水剤の使用量を削減し、コストを抑えることができ、さらに、作業効率を向上させることができる。
本発明の、ウェーハの研磨方法では、定盤を切り替える際のウェーハの研磨中断後から研磨再開までの時間、及び、ウェーハの研磨終了後から研磨ヘッドからの剥離動作開始までの時間を30秒以内とし、ウェーハの研磨中断後及び研磨終了後に、研磨ヘッドを回転させつつ、純水又は親水剤をノズルから噴射して前記ウェーハの研磨面に付着した研磨剤の泡を除去するので、エッチング作用を受ける時間を短くすることができる。その結果、ウェーハの研磨面におけるヘイズムラやエッチングムラの発生を効果的に防止することができる。
本発明のウェーハの研磨方法で用いる研磨装置を説明する概略図である。 本発明のウェーハの研磨方法で用いる研磨装置の一部を示す概略図である。 本発明の研磨方法における各研磨軸の旋回移動方法の一例を示すフロー図である。 ノズルからの噴射パターンを示す図である。 実施例1,2,3と比較例1におけるヘイズムラ発生率を示した図である。 実施例1と比較例2におけるヘイズムラ発生率を示した図である。 実施例1と比較例2におけるヘイズマップを示した図である。 一般的な研磨装置の一例を示す図である。 インデックス方式の研磨装置の一例を示す図である。 インデックス方式の研磨方法の各研磨軸の旋回移動方法の一例を示すフロー図である。 従来のインデックス方式の研磨方法により研磨した直径300mmウェーハのヘイズマップを示した図である。 従来のインデックス方式の研磨方法により第1の研磨軸の位置で研磨した直径450mmウェーハのヘイズマップを示した図である。
以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記したように、従来のインデックス方式のウェーハの研磨方法においては、研磨軸毎に、次のステップまでの移動時間がそれぞれ異なり、特に研磨中断後及び研磨終了後に長時間の移動を要する研磨軸においては、研磨剤の泡による研磨剤の付着状態のばらつきがあり、研磨剤のエッチング作用により泡のパターンの一部あるいは全体がウェーハ表面に残り、ヘイズムラが発生するという問題があった。
そこで、本発明者等はインデックス方式のウェーハの研磨方法において、ヘイズムラの発生を防止すべく鋭意検討を重ねた。その結果、定盤を切り替える際のウェーハの研磨中断後から研磨再開までの時間、及び、ウェーハの研磨終了後から研磨ヘッドからの剥離動作開始までの時間を30秒以内とし、ウェーハの研磨中断後及び研磨終了後に、研磨ヘッドを回転させつつ、純水又は親水剤をノズルから噴射してウェーハの研磨面に付着した研磨剤の泡を除去することでヘイズムラやエッチングムラの発生を効果的に防止できることに想到し、本発明を完成させた。
まず、本発明の研磨方法において用いられる研磨装置について説明する。図1及び図2に示すように、研磨装置1はウェーハWのロード及びアンロードを行うローディング/アンローディングステージ2と、ウェーハWを研磨するための研磨布17が貼り付けられた第1の定盤3、第2の定盤4、第3の定盤5を具備する。ローディング/アンローディングステージ2、第1の定盤3、第2の定盤4、第3の定盤5の上方には、それぞれウェーハWを保持するための第1の研磨ヘッド6と第1の研磨ヘッド6を取り付け回転させるための第1の研磨軸10、第2の研磨ヘッド7と第2の研磨軸11、第3の研磨ヘッド8と第3の研磨軸12、第4の研磨ヘッド9と第4の研磨軸13を有している。
また、各々の回転軸が同時に中心軸14を起点に旋回することで、各研磨ヘッドが旋回移動し、ウェーハの研磨に用いる定盤を切り替えながら研磨を行うものとなっている。図1に示した各研磨ヘッドと研磨軸の位置は初期位置であり、この後旋回移動を繰り返して定盤を切り替えながらウェーハの研磨、ロード、アンロード(剥離)を行う。
また、図2に示すように、各定盤の上方には研磨剤を定盤上に供給するための研磨剤供給機構15とウェーハの研磨面に純水又は親水剤を噴射し、ウェーハの研磨面に付着した研磨剤の泡を除去するノズル16を有している。
ここで、効果的に泡を除去するために、ノズル16としては、フラットタイプのノズルが好ましい。フラットタイプのノズルであれば、噴射液が扇状に噴射されるため、ウェーハ面に対し、水平方向に噴射することにより、効果的に泡を除去することができる。
このような研磨装置1を用いた場合の本発明のウェーハの研磨方法について説明する。
図1及び図3に示すように、最初、ローディング/アンローディングステージ2の位置にある第1の研磨軸10は、第1の研磨ヘッド6にウェーハをロードした後、90度旋回し、第1の定盤3へ移動し、そこで研磨を開始する。次に、第1の定盤3での研磨を中断し、90度旋回し、第2の定盤4へ移動し研磨を再開する。次に、第2の定盤4での研磨を中断し、90度旋回し、第3の定盤5へ移動し第3の定盤5で研磨を再開する。
第3の定盤5でウェーハの研磨が終了すると、270度逆側に旋回し、ローディング/アンローディングステージ2へ移動し、ウェーハをアンロードし、1サイクル終了となる。その他の研磨軸も同時に、同様の旋回移動をすることで各定盤または各定盤とローディング/アンローディングステージ2を切り替えながらウェーハの研磨、ロード、アンロードを行う。
ここで、本発明では各定盤を切り替える際のウェーハの研磨中断後から研磨再開までの時間、及び、ウェーハの研磨終了後から前記研磨ヘッドからの剥離動作開始までの時間を30秒以内とする。さらに、ウェーハの研磨中断後から研磨再開前、及び、研磨終了後から剥離動作開始までに、各研磨ヘッドを回転させながら、純水又は親水剤をノズル16から噴射してウェーハの研磨面に付着した研磨剤の泡を除去する。
このような、本発明の研磨方法であれば、ウェーハの研磨中断後及び研磨終了後に、純水又は親水剤の噴射によってウェーハの研磨面に残留する研磨剤の泡を効果的に除去することができ、研磨剤のエッチングにより泡のパターンがウェーハの研磨面に残るのを防ぐことができる。さらに、短時間で研磨再開及び剥離動作開始することで、ウェーハが研磨剤のエッチング作用を受ける時間を短くすることができる。また、噴射液は純水でも十分な効果が得られるが、親水剤を用いることもできる。親水剤を用いると、ウェーハ表面をコーティングする効果があり、研磨剤のエッチング作用を低減することができる。以上のことから、本発明のウェーハの研磨方法であれば、ヘイズムラやエッチングムラの発生を防止することができる。
このとき、ノズル16からの純水又は親水剤の噴射を、ウェーハの直径範囲内となるように行うことができる。
ここでノズル16からの噴射パターンを、図4に示す。図4に示すようにノズル16からの純水又は親水剤が噴射される範囲の角度を噴射角度とすると、この噴射角度が、ウェーハの直径の範囲内に入るようにすれば、噴射した純水又は親水剤による各研磨ヘッドの上部の電装部品のトラブルの発生を未然に防ぐことができる。さらに、ウェーハの研磨面に残留する研磨剤の泡の除去に寄与しない純水又は親水剤の使用量を削減することができ、コストを抑えることができる。
また、純水又は親水剤の噴射角度は、ウェーハ直径とウェーハ中心位置からノズル16までの距離から計算して選定することができる。例えば、直径300mmのウェーハで、ノズルからウェーハ中心までの距離が500mmの場合、直径をカバーするのに必要な噴射角度は約31度となる。同様に、直径450mmのウェーハで、ノズルからウェーハ中心までの距離が700mmの場合、必要な角度は約33度となり、どちらの場合も、選定するノズルの噴射角度は25度〜30度程度を選定すれば、ウェーハ表面に付着した泡を効果的に除去することができる。
このとき、ノズル16のオリフィス径を0.5mm〜2.0mmとすることが好ましい。
この範囲であれば、ノズル16の供給圧により、噴射角度と流量を最適化することができ、ヘイズムラの発生をより確実に防止することができる。
またこのとき、ノズルの材質を樹脂製とすることが好ましい。
このようにすれば、ノズルからの不純物汚染を防止することができ、清浄度の高い純水又は親水剤でウェーハの研磨面に残留する研磨剤の泡を除去でき、ウェーハの不純物汚染を防止できる。
より具体的には、ノズルの材質として選択する樹脂は、PP(ポリプロピレン)やPVDF(ポリフッ化ビニリデン)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PFA(パーフルオロアルコキシアルカン)、PE(ポリエチレン)、PVC(ポリ塩化ビニル)が好ましい。
さらに、ノズル16から噴射する前記純水又は前記親水剤の流量を0.5L/min以上とすることが好ましい。
このようにすれば、ウェーハの研磨面に残留する研磨剤の泡を効果的に除去するために必要な純水又は親水剤を十分に噴射することができ、より確実にヘイズムラの発生を防止することができる。
より好ましくは、1L/min以上の流量が取れると良い。一般的にカタログ等に表示されているノズルの噴射角度は0.3MPaの供給圧の場合であるが、噴射流量は、0.3MPaの圧力で、0.5L/min以上の流量が確保できるノズルを選定すれば泡の除去は可能であり、さらに好ましくは、各研磨軸の旋回移動時間に制約があるため、1L/min以上の流量が取れるノズルを選定する。また、ノズルからの噴射角度は、純水又は親水剤供給圧に依存して変化する。粘性のある親水剤を規定の角度で噴射するためには、低圧では難しいため、供給圧は0.3MPa以上であることが望ましい。
このとき、ノズル16から純水又は親水剤を噴射しているときの各研磨ヘッドの回転数を20rpm以下とすることが好ましい。
このように、回転数を制御することで、泡の除去効率を向上させることができ、噴射時間が短くなる。その結果、より効率良く確実にウェーハの研磨面に残留する研磨剤の泡を除去することができ、さらに、純水又は親水剤の使用量を削減することができ、コストを抑えることができる。また、必要以上に高速回転させることで、水滴等を振り飛ばして、飛散させることもなくなる。
表1に、本発明の研磨方法を用いて、噴射流量を1L/min、噴射角度25度、噴射液を純水とし、研磨ヘッド回転数と純水の噴射時間を変化させて直径450mmのウェーハの研磨を行った場合のヘイズムラ発生率を示す。複数の研磨ヘッド回転数と純水の噴射時間の組合せでヘイズムラの発生率を0%に、すなわちヘイズムラの発生を防止することができ、使用するノズルに合わせて、研磨ヘッド回転数と噴射時間を最適化することにより短時間で、確実な泡除去が可能であることがわかる。
Figure 2014232783
ノズルの設置位置は、図2のように、研磨ヘッド下斜め方向が好ましい。噴射する位置は研磨中断後及び研磨終了後のヘッド上昇端位置であれば、研磨終了後最短時間で泡除去を行うことができる。また、ヘッド旋回途中に噴射位置を設けることも可能である。旋回途中に噴射する場合は、泡除去までの時間は若干遅くなるが、最適化条件として旋回速度が加わるため、より条件の最適化がし易くなる。
上記では、3個の定盤と4個の研磨ヘッドを具備した研磨装置を用いているが、本発明はこの数に限定されず、これらを複数用いてウェーハを同時に研磨するインデックス方式の研磨装置であれば、いずれのものを用いても本発明を実施できる。また、図1に示すような1つの定盤に割り当てる研磨ヘッドを1つではなく複数としたものを用いても本発明を実施できる。
以下、本発明の実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(実施例1)
図1、図2に示すようなインデックス方式のウェーハの研磨装置を用いて、本発明のウェーハの研磨方法に従ってシリコンウェーハを研磨した。研磨後の洗浄に、ヘイズレベルを改善するためのブラシ洗浄機構を用いた加工フローを行った後で、最もヘイズムラが発生しやすい第1の研磨軸を使用して研磨を行ったシリコンウェーハのヘイズムラを、KLA−Tencor社製のパーティクル測定器SP3で測定し、ヘイズマップをオートスケールで出力した後、目視で判定した。
研磨対象のウェーハは直径450mmとした。ノズルからの噴射液は純水とし、ノズルはPP製のフラットタイプ、純水供給圧を0.3MPa、噴射角度25度、オリフィス径1.3mm、噴射量を1L/minとした。また、定盤を切り替える際の研磨中断から再開までの時間、及び、研磨終了からアンローディングステージでの剥離動作開始までの時間(270度の旋回移動を含む)を30秒とした。
(実施例2)
定盤を切り替える際の研磨中断から再開までの時間、及び、研磨終了からアンローディングステージでの剥離動作開始までの時間(270度の旋回移動を含む)を20秒としたこと以外、実施例1と同様な条件でウェーハを研磨し、ヘイズムラを評価した。
(実施例3)
定盤を切り替える際の研磨中断から再開までの時間、及び、研磨終了からアンローディングステージでの剥離動作開始までの時間(270度の旋回移動を含む)を15秒としたこと以外、実施例1と同様な条件でウェーハを研磨し、ヘイズムラを評価した。
(比較例1)
定盤を切り替える際の研磨中断から再開までの時間、及び、研磨終了からアンローディングステージでの剥離動作開始までの時間(270度の旋回移動を含む)を40秒としたこと以外、実施例1と同様な条件でウェーハを研磨し、ヘイズムラを評価した。
(比較例2)
ノズルからウェーハに純水又は親水剤を噴射しなかったこと以外、実施例1と同様な条件でウェーハを研磨し、ヘイズムラを評価した。
図5に示すように、実施例1、2、3においてはヘイズムラの発生を防止することができた。しかし、比較例1では約4%のヘイズムラの発生が見られた。このことから、定盤を切り替える際の研磨中断から再開までの時間、及び、研磨終了から剥離動作開始までの時間が長くなるとヘイズムラが発生するが、30秒以内であれば、ヘイズムラの発生を防止することができることがわかった。
図6に示すように、比較例2では、ヘイズムラ発生率が53.1%と非常に高くなってしまった。また、図7に実施例1と比較例2の場合のウェーハ表面におけるヘイズマップを示す。ノズルからの純水の噴射があった実施例1の場合、ウェーハ表面にはヘイズムラは見られないが、ノズルからの純水の噴射がない比較例2の場合では、ヘイズムラが顕著にみられた。
以上の結果から、噴射液をウェーハの研磨面に噴射し、かつ、定盤を切り替える際の研磨中断から再開までの時間、及び、研磨終了からアンローディングステージでの剥離動作開始までの時間を30秒以内とすることでヘイズムラの発生を防止できることが分かった。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
1…研磨装置、2…ローディング/アンローディングステージ、
3…第1の定盤、4…第2の定盤、5…第3の定盤、6…第1の研磨ヘッド、
7…第2の研磨ヘッド、8…第3の研磨ヘッド、9…第4の研磨ヘッド、
10…第1の研磨軸、11…第2の研磨軸、
12…第3の研磨軸、13…第4の研磨軸、
14…中心軸、15…研磨剤供給機構、16…ノズル、17…研磨布。

Claims (6)

  1. ウェーハを保持するための研磨ヘッドと、ウェーハを研磨するための研磨布が貼り付けられた定盤を共に複数用い、前記研磨ヘッドを旋回移動させることによって、前記研磨ヘッドで保持した前記ウェーハの研磨に用いる前記定盤を切り替えながら、研磨剤供給機構から研磨剤をそれぞれの前記定盤上に供給しつつ、複数のウェーハを同時に研磨するインデックス方式の研磨方法であって、
    前記定盤を切り替える際の前記ウェーハの研磨中断後から研磨再開までの時間、及び、前記ウェーハの研磨終了後から前記研磨ヘッドからの剥離動作開始までの時間を30秒以内とし、前記ウェーハの研磨中断後及び研磨終了後に、前記研磨ヘッドを回転させつつ、純水又は親水剤をノズルから噴射して前記ウェーハの研磨面に付着した研磨剤の泡を除去することを特徴とするウェーハの研磨方法。
  2. 前記ノズルからの前記純水又は前記親水剤の噴射を、前記ウェーハの直径範囲内となるように行うことを特徴とする請求項1に記載のウェーハの研磨方法。
  3. 前記ノズルのオリフィス径を0.5mm〜2.0mmとすることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のウェーハの研磨方法。
  4. 前記ノズルの材質を樹脂製とすることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のウェーハの研磨方法。
  5. 前記ノズルから噴射する前記純水又は前記親水剤の流量を0.5L/min以上とすることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のウェーハの研磨方法。
  6. 前記ノズルから前記純水又は前記親水剤を噴射しているときの前記研磨ヘッドの回転数を20rpm以下とすることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のウェーハの研磨方法。
JP2013112321A 2013-05-28 2013-05-28 ウェーハの研磨方法 Active JP6044455B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013112321A JP6044455B2 (ja) 2013-05-28 2013-05-28 ウェーハの研磨方法
PCT/JP2014/002332 WO2014192224A1 (ja) 2013-05-28 2014-04-25 ウェーハの研磨方法
TW103116862A TW201517144A (zh) 2013-05-28 2014-05-13 晶圓的硏磨方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013112321A JP6044455B2 (ja) 2013-05-28 2013-05-28 ウェーハの研磨方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014232783A true JP2014232783A (ja) 2014-12-11
JP6044455B2 JP6044455B2 (ja) 2016-12-14

Family

ID=51988279

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013112321A Active JP6044455B2 (ja) 2013-05-28 2013-05-28 ウェーハの研磨方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6044455B2 (ja)
TW (1) TW201517144A (ja)
WO (1) WO2014192224A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6602720B2 (ja) * 2016-04-04 2019-11-06 グローバルウェーハズ・ジャパン株式会社 半導体基板の保護膜形成方法
TWI722478B (zh) * 2019-07-05 2021-03-21 新代科技股份有限公司 具有砂輪之磨床及其砂輪加工地圖的最佳化方法
CN114714234B (zh) * 2022-05-13 2023-11-21 安徽微芯长江半导体材料有限公司 一种碳化硅晶片减薄装置及方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11340184A (ja) * 1998-05-22 1999-12-10 Nec Corp 半導体装置の製造方法
JP2001196340A (ja) * 1999-10-27 2001-07-19 Shin Etsu Handotai Co Ltd ワークの研磨方法及びワーク研磨装置
JP2001274124A (ja) * 2000-03-23 2001-10-05 Tokyo Seimitsu Co Ltd ウェハ研磨装置
JP2002510875A (ja) * 1998-04-08 2002-04-09 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド ケミカルメカニカルポリシングにおいてスラリーを除去する装置および方法
JP2003289058A (ja) * 2002-03-28 2003-10-10 Sumitomo Electric Ind Ltd 化合物半導体ウエハの研磨方法および化合物半導体ウエハの研磨装置
JP2011066426A (ja) * 2009-09-21 2011-03-31 Semes Co Ltd スイングノズルユニット及びそれを有する基板処理装置
JP2011142201A (ja) * 2010-01-07 2011-07-21 Okamoto Machine Tool Works Ltd 半導体基板の平坦化加工装置および平坦化加工方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002510875A (ja) * 1998-04-08 2002-04-09 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド ケミカルメカニカルポリシングにおいてスラリーを除去する装置および方法
JPH11340184A (ja) * 1998-05-22 1999-12-10 Nec Corp 半導体装置の製造方法
JP2001196340A (ja) * 1999-10-27 2001-07-19 Shin Etsu Handotai Co Ltd ワークの研磨方法及びワーク研磨装置
JP2001274124A (ja) * 2000-03-23 2001-10-05 Tokyo Seimitsu Co Ltd ウェハ研磨装置
JP2003289058A (ja) * 2002-03-28 2003-10-10 Sumitomo Electric Ind Ltd 化合物半導体ウエハの研磨方法および化合物半導体ウエハの研磨装置
JP2011066426A (ja) * 2009-09-21 2011-03-31 Semes Co Ltd スイングノズルユニット及びそれを有する基板処理装置
JP2011142201A (ja) * 2010-01-07 2011-07-21 Okamoto Machine Tool Works Ltd 半導体基板の平坦化加工装置および平坦化加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW201517144A (zh) 2015-05-01
WO2014192224A1 (ja) 2014-12-04
JP6044455B2 (ja) 2016-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6100002B2 (ja) 基板裏面の研磨方法および基板処理装置
TWI353006B (en) Method for manufacturing epitaxial wafer
KR100903602B1 (ko) 실리콘 웨이퍼 제조 방법
TW201618898A (zh) 拋光處理裝置及基板處理裝置
JP6044455B2 (ja) ウェーハの研磨方法
KR20190074403A (ko) 웨이퍼 세정 장치
US10256120B2 (en) Systems, methods and apparatus for post-chemical mechanical planarization substrate buff pre-cleaning
TWI547348B (zh) 化學機械研磨裝置與方法
TW201246318A (en) Method for cleaning a semiconductor wafer
CN110957208A (zh) 晶圆洗边方法及晶圆清洗装置
CN102172878B (zh) 一种硅片的抛光方法
CN203887686U (zh) 研磨头清洗装置和化学机械研磨设备
CN112405331A (zh) 晶圆研磨装置
US11881418B2 (en) Wafer cleaning apparatus
JP2010021273A (ja) 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置
JP6439608B2 (ja) 面取り加工方法及び面取り加工装置
JP2016111265A (ja) バフ処理装置、および、基板処理装置
KR20080109181A (ko) 반도체 제조설비의 웨이퍼 표면 세정장치
JP6083346B2 (ja) ウェーハの研磨方法及びウェーハの研磨装置
JP2015191930A (ja) 化学機械研磨装置
CN103128649A (zh) 能减少残余浆料的化学机械抛光方法
KR101540799B1 (ko) 실리콘 웨이퍼 재사용을 위한 웨이퍼 클리닝 장치 및 클리닝 방법
JP2010034429A5 (ja)
CN102380818A (zh) 化学机械研磨方法和研磨设备
KR101105699B1 (ko) 웨이퍼 연마 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150420

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160607

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160722

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161018

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161031

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6044455

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250