JP2021536140A - パッド−パッド変動のために調整を行う半導体基板の研磨方法 (関連出願の相互参照) 本願は、2018年9月10日に出願された米国仮特許出願第62/729,134号の優先権の利益を主張する。当該米国仮特許出願の開示内容は、全ての関連性および一貫性のため(for all relevant and consistent purposes)参照により本明細書中に組み込まれる。 - Google Patents
パッド−パッド変動のために調整を行う半導体基板の研磨方法 (関連出願の相互参照) 本願は、2018年9月10日に出願された米国仮特許出願第62/729,134号の優先権の利益を主張する。当該米国仮特許出願の開示内容は、全ての関連性および一貫性のため(for all relevant and consistent purposes)参照により本明細書中に組み込まれる。 Download PDFInfo
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Abstract
Description
本開示の分野は、半導体基板を研磨するための方法に関する。特に、本開示の分野は、研磨パッドにおけるパッド−パッド変動(またはパッド間の変動、ズレもしくはバラツキ、pad-to-pad variance)に基づいて仕上げ研磨シーケンス(finish polishing sequence)を調整することを伴う半導体基板の研磨方法に関する。
半導体ウエハは、電気回路が印刷されている集積回路(IC)チップの製造でよく用いられている。まずウエハの表面に電気回路が微細な形態で印刷され、次いで、回路チップへとウエハが分割される。かかる微細な電気回路では、ウエハの全面に亘って電気回路が適切に印刷されることを確実ならしめるべく、各ウエハの表側面および裏側面が極めてフラットで平行であることが求められる。このため、グラインド・プロセスや研磨プロセスがよく用いられており、インゴットからウエハがカットされた後で当該ウエハの表側面および裏側面の平坦度および平行度の向上が図られている。電子ビームのリソグラフィ・プロセスまたはフォトリソグラフィ・プロセスによりウエハ上に微細化された電気回路をプリントするための調整としてウエハ研磨を行うに際しては、特に良好な仕上げが求められる。微細化された電気回路が印刷されることになるウエハ表面は、フラットであるべきである。
本開示の1つの要旨は、半導体基板(複数の半導体基板)を研磨(polish)するための方法を対象としている。各々の基板は、表側面、およびその表側面と略平行(または概ね平行、parallel)な裏側面を有している。第1半導体基板の表側面を研磨パッドに接触させる。研磨スラリーは研磨パッドに供給され、第1半導体基板の表側面を研磨し、研磨された第1半導体基板がもたらされる。第1半導体基板のエッジ・ロールオフが測定される。第2半導体基板の表側面を研磨パッドに接触させる。研磨スラリーが研磨パッドに供給され、第2半導体基板の表側面が研磨される。第2半導体基板を研磨パッドに接触させる間において(又は第2半導体基板が研磨パッドに接する間で、もしくは、第2半導体基板を研磨パッドに接触させつつ)研磨パッドに供給される研磨スラリーの量は、第1半導体基板の測定されたエッジ・ロールオフに少なくとも一部基づき(または少なくとも部分的に基づいて)制御される。
両面が粗研磨されたウエハが片面ポリッシャーで仕上げ研磨に付された。最終の研磨装置の第1テーブルの第1研磨工程において、シリカ粒子を含んで成る第1研磨スラリー(Syton−HT50)およびアルカリ研磨スラリー(KOH)の量が、研磨パッドに供給された。第2工程では、シリカ粒子を含んで成る第2研磨スラリー(Glanzox−3018とNP 8020との混合物)およびアルカリがテーブルに供給された。第2シリカ含有スラリーは、第1シリカ含有スラリーよりも少ないシリカを含んでいた。第3工程では、第2シリカ含有スラリーおよび脱イオン水がパッドに供給された。
仕上げポリッシャーの第1テーブルで第1シリカ含有研磨のトータル・フローを調整しつつ実施例1の研磨プロセスを実施した。図4は、仕上げ研磨の前後におけるエッジ・ロールオフの変化(148mmにおける測定)を示している(仕上げROA−粗ROA)。図4に示されるように、第1シリカ含有研磨の小さい体積の使用は、エッジ・ロールオフを減らす(即ち、負のROAがより小さい“負”となる)。このような改善は、第1シリカ含有研磨スラリーの付加的な体積とともに減少する。x軸との交差の右側にある体積は、付加的な第1スラリーの使用によって引き起こされるエッジ・ロールオフの増加を示している。
実施例1で記載される仕上げプロセスの第1テーブルの第2研磨工程で第2シリカ含有スラリーの量に対するアルカリ量の比を変更した。ウエハのエッジ・ロールオフを仕上げ研磨の後に測定(148mmにおいて測定)した。
両面が粗研磨されたウエハが片面ポリッシャーにおいて仕上げ研磨に付された。最終の研磨装置の第1テーブルにおける第1研磨工程では、シリカ粒子を含んで成る第1研磨スラリー(NalcoのDVSTS029)およびアルカリ研磨スラリー(KOH)の量が、研磨パッドに供給された。第2工程では、シリカ粒子を含んで成る第2研磨スラリー(Nitta HaasのNP 8020H)およびアルカリがテーブルに供給された。第2シリカ含有スラリーは、第1シリカ含有スラリーよりも少ないシリカを含んでいた。第1工程および第2工程における相対的なフィード・レート(feed rate)を以下の表1に示す。
図8は、パッド・ライフタイムの増加に伴う仕上げ研磨の前後におけるエッジ・ロールオフの変化を示しており、正規化されたライフタイムが示されている。図8から分かるように、エッジ・ロールオフは、パッドのライフタイムが増すにつれて増加する(即ち、より大きな“負”となる)。
ウエハのドーミング(即ち、中心とエッジとの間の厚さ変化であり、正のパラメーターではドーム状のウエハの結果となり、負の数字では皿状ウエハの結果となる)を仕上げ研磨の前後に測定し(「デルタ・ドーミング」)、ウエハのエッジ・ロールオフを仕上げ研磨の前後で測定した(「デルタ・ロールオフ」)。図9は、デルタ・ドーミングの変化を関数としたロールオフの変化を示す。図9に示されるように、デルタ・ドーミングの増加は、エッジ・ロールオフが減少する結果となった(即ち、“負”のエッジ・ロールオフがより小さい“負”となる)。
Claims (18)
- 表側面および該表側面と略平行な裏側面を各々有する複数の半導体基板を研磨するための方法であって、
第1半導体基板の表側面を研磨パッドに接触させること、
研磨スラリーを研磨パッドに供給して、第1半導体基板の表側面を研磨し、研磨された第1半導体基板を生じさせること、
第1半導体基板のエッジ・ロールオフを測定すること、
第2半導体基板の表側面を研磨パッドに接触させること、
研磨スラリーを研磨パッドに供給して、第2半導体基板の表側面を研磨すること、及び
第1半導体基板の測定されたエッジ・ロールオフに少なくとも一部基づいて、第2半導体基板を研磨パッドに接触させる間にて研磨パッドに供給される研磨スラリーの量を制御すること
を含んで成る、半導体基板の研磨方法。 - 第1半導体基板は、複数の半導体基板のバッチから成るものであって、前記半導体基板の研磨方法が、
複数の半導体基板のバッチの各半導体基板の表側面を研磨パッドに接触させること、
研磨スラリーを研磨パッドに供給して、バッチの複数の半導体基板の各々の表側面を研磨し、研磨された複数の半導体基板のバッチを生じさせること、
バッチの研磨された複数の半導体基板の各々のエッジ・ロールオフを測定すること、及び
研磨された複数の半導体基板のバッチの測定されたエッジ・ロールオフに少なくとも一部基づいて、第2半導体基板を研磨パッドに接触させる間にて研磨パッドに供給される研磨スラリーの量を制御すること、
を含んで成る、請求項1に記載の半導体基板の研磨方法。 - バッチの研磨された複数の半導体基板の各々の測定されたエッジ・ロールオフを平均化しており、バッチの平均化したロールオフ量に少なくとも一部基づいて、第2半導体基板を研磨パッドに接触させる間にて研磨パッドに供給される研磨スラリーの量が制御される、請求項2に記載の半導体基板の研磨方法。
- 研磨パッドのパッド−パッド変動を決定するため、複数の半導体基板のバッチの平均エッジ・ロールオフを、第1半導体基板の研磨に使用される研磨パッドと同じタイプの複数の研磨パッドの平均エッジ・ロールオフと比べることを更に含んで成る、請求項3に記載の半導体基板の研磨方法。
- バッチが、少なくとも2つの半導体基板、または、少なくとも5個、少なくとも10個もしくは少なくとも20個の半導体基板を有して成る、請求項2〜4のいずれかに記載の半導体基板の研磨方法。
- 第2半導体基板を研磨パッドに接触させる間で研磨パッドに供給される研磨スラリーの量は、研磨パッドのライフタイムに少なくとも一部基づいて制御される、請求項1〜5のいずれかに記載の半導体基板の研磨方法。
- 第2半導体基板を研磨パッドに接触させる間で研磨パッドに供給される研磨スラリーの量は、第2半導体基板のフラットネスに少なくとも一部基づいて制御される、請求項1〜6のいずれかに記載の半導体基板の研磨方法。
- 研磨スラリーはシリカを含んで成る第1研磨スラリーであって、第1研磨スラリーが第1研磨スラリー体積で研磨パッドへと供給され、前記半導体基板の研磨方法が、
第2研磨スラリーを第2研磨スラリー体積で研磨パッドへと供給することを更に含んで成り、
第1研磨スラリーは、第2研磨スラリーよりも相対的に高いシリカ濃度を有し、研磨パッドに供給される第1研磨スラリーの量は、第2研磨スラリー体積に対する第1研磨スラリー体積の比が制御されることによって制御される、請求項1〜7のいずれかに記載の半導体基板の研磨方法。 - 第2研磨スラリーがシリカを含んで成る、請求項8に記載の半導体基板の研磨方法。
- 第2研磨スラリー体積に対する第1研磨スラリー体積の比は、第1研磨スラリーおよび第2研磨スラリーが研磨パッドに適用される時間を制御することによって制御される、請求項8または9に記載の半導体基板の研磨方法。
- 第1研磨スラリーおよび第2研磨スラリーが、研磨パッドへと別個に供給される、請求項8〜10のいずれかに記載の半導体基板の研磨方法。
- 研磨パッドに供給される研磨スラリーの量は、研磨装置の第1テーブルにおいて研磨される際に供給される研磨スラリーの総量であり、前記半導体基板の研磨方法が、研磨装置の第2テーブルへと基板を移すことを含んで成る、請求項1〜11のいずれかに記載の半導体基板の研磨方法。
- 第1半導体基板および第2半導体基板の裏側面は、基板の表側面が研磨される間、研磨パッドに接触していない、請求項1〜12のいずれかに記載の半導体基板の研磨方法。
- 研磨工程が、基板の表側面から約0.5μm以下となる材料が除去される仕上げ研磨である、請求項1〜13のいずれかに記載の半導体基板の研磨方法。
- 第1半導体基板は、研磨パッドによって研磨される第1の5個の基板または第1の10個もしくは20個の基板である、請求項1〜14のいずれかに記載の半導体基板の研磨方法。
- 第1半導体基板が、研磨パッドによって研磨される第1基板である、請求項1〜14のいずれかに記載の半導体基板の研磨方法。
- 第2半導体基板を研磨パッドに接触させる間で研磨パッドに供給される研磨スラリーの量は、第1半導体基板の測定されたエッジ・ロールオフと、同じタイプの複数の研磨パッドの平均エッジ・ロールオフとの差に少なくとも一部基づいている、請求項1〜16のいずれかに記載の半導体基板の研磨方法。
- 表側面および該表側面と略平行な裏側面を各々有する複数の半導体基板を仕上げ研磨するための方法であって、
研磨パッドのライフタイムを決定すること、
半導体基板の表側面のみを研磨パッドに接触させること、
研磨スラリーを研磨パッドに供給して、半導体基板の表側面を研磨し、研磨された半導体基板を生じさせること、及び
半導体基板を研磨パッドに接触させる間で研磨パッドに供給される研磨スラリーの量は、研磨パッドのライフタイムに少なくとも一部基づいて制御すること
を含んで成る、半導体基板の仕上げ研磨方法。
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