JP6083346B2 - ウェーハの研磨方法及びウェーハの研磨装置 - Google Patents
ウェーハの研磨方法及びウェーハの研磨装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6083346B2 JP6083346B2 JP2013157157A JP2013157157A JP6083346B2 JP 6083346 B2 JP6083346 B2 JP 6083346B2 JP 2013157157 A JP2013157157 A JP 2013157157A JP 2013157157 A JP2013157157 A JP 2013157157A JP 6083346 B2 JP6083346 B2 JP 6083346B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polishing
- wafer
- time
- surface plate
- head
- 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
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims description 347
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 28
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 17
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 16
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 11
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 claims description 4
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 123
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 17
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 6
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000007518 final polishing process Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
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
- B24B27/00—Other grinding machines or devices
- B24B27/0023—Other grinding machines or devices grinding machines with a plurality of working posts
-
- 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
-
- 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
- B24B37/34—Accessories
- B24B37/345—Feeding, loading or unloading work specially adapted to lapping
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Description
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、多段で行われることが多く、特に最終段で行われる研磨工程を仕上げ研磨やファイナル研磨と呼んでいる。
例えば図7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7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8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位置へ戻ってウェーハWの研磨ヘッドからの剥離動作を開始する。剥離動作は、通常ウェーハのエッジ部にノズルから水流を噴射することで行う。剥離したウェーハは、水を満たしたアンローディングステージに落下した後、ロボット等により、水槽や洗浄槽など、次のステップへ搬送される。尚、図8中の第1、2、3、4の研磨軸は、図7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。
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。これは、研磨装置が大型になるほど、旋回移動時間が長くなり、研磨剤にエッチングされる時間が長くなるためであると考えられる。このヘイズムラの一例を図10に示す。
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及び研磨装置においては、研磨軸毎に、次のステップ(ウェーハの研磨再開、装着、剥離)開始までの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、ヘイズムラが発生しやすいという問題があった。
表1に示すように、測定1では、第1の研磨軸が第1の定盤で研磨を中断してから第2の定盤で研磨を再開するまでの時間を平均5.05秒、第2の定盤で研磨を中断してから第3の定盤で研磨を再開するまでの時間を平均5.10秒、第3の定盤で研磨を終了してからローディング/アンローディングステージで剥離動作開始するまでの時間を平均14.70秒として、2回の研磨を行った。この時、第1の研磨軸にて研磨されたウェーハの研磨面には、ヘイズムラが発生していなかった。尚、表1中のLD/ULとは、ローディング/アンローディングステージのことを表す。
表2に示すように、測定2では、第1の研磨軸が第1の定盤で研磨を中断してから第2の定盤で研磨を再開するまでの時間を平均5.47秒、第2の定盤で研磨を中断してから第3の定盤で研磨を再開するまでの時間を平均5.53秒、第3の定盤で研磨を終了してからローディング/アンローディングステージで剥離動作開始するまでの時間を平均16.15秒として、2回の研磨を行った。この時、第1の研磨軸にて研磨されたウェーハの研磨面には、ヘイズムラが発生していた。尚、表2中のLD/ULとは、ローディング/アンローディングステージのことを表す。
図1、図2に示すように、本発明の研磨装置1はウェーハWを研磨するための研磨布16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と、ウェーハWの研磨ヘッドへのロード(装着)及びアンロード(剥離)を行うためのローディング/アンローディングステージ2を具備する。これら第1の定盤3、第2の定盤4、第3の定盤5とローディング/アンローディングステージ2は、中心軸14を中心とした同心円上に配列されている。
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。
図1、図2に示すような本発明のインデックス方式のウェーハの研磨装置を用いて、本発明のインデックス方式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。研磨対象のウェーハは直径300mmとした。実施例1では、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。
実施例1では、270度の旋回移動を行って、次のステップへ移行する時間を10秒とした。これは、第1の研磨軸においては、ウェーハの研磨終了から剥離動作開始までの時間である。このとき、90度の旋回移動を行って、次のステップへ移行する時間(第1の研磨軸においては、定盤を切り替える際の研磨中断から再開までの時間)は、270度の旋回移動を含む場合と比べ旋回移動時間が短いため、10秒以下となる。
図4は、ヘイズムラの発生率を示すグラフである。図4に示すように、ヘイズムラは発生しなかった。
270度の旋回移動を行って、次のステップへ移行する時間(第1の研磨軸においては、ウェーハの研磨終了から剥離動作開始までの時間)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、ヘイズムラの有無を確認した。このとき、90度の旋回移動を行って、次のステップへ移行する時間(第1の研磨軸においては、定盤を切り替える際の研磨中断から再開までの時間)は、270度の旋回移動を含む場合と比べ旋回移動時間が短いため、15秒以下となる。
図4に示すように、ヘイズムラは発生しなかった。
270度の旋回移動を行って、次のステップへ移行する時間(第1の研磨軸においては、ウェーハの研磨終了から剥離動作開始までの時間)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、ヘイズムラの有無を確認した。このとき、90度の旋回移動を行って、次のステップへ移行する時間(第1の研磨軸においては、定盤を切り替える際の研磨中断から再開までの時間)は、270度の旋回移動を含む場合と比べ旋回移動時間が短いため、20秒以下となる。
図4に示すように、ヘイズムラの発生率は10%弱となり、ヘイズムラの発生を防止することはできなかった。
270度の旋回移動を行って、次のステップへ移行する時間(第1の研磨軸においては、ウェーハの研磨終了から剥離動作開始までの時間)を30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。このとき、90度の旋回移動を行って、次のステップへ移行する時間(第1の研磨軸においては、定盤を切り替える際の研磨中断から再開までの時間)は、270度の旋回移動を含む場合と比べ旋回移動時間が短いため、30秒以下となる。
図4に示すように、ヘイズムラの発生率は25%となり、ヘイズムラの発生を防止することはできなかった。
研磨剤によるエッチング力は、研磨剤中に含まれるアルカリ成分の量によって変化する。そこで実施例3では、使用する研磨剤に濃度10%の水酸化カリウム溶液を添加して、研磨剤のエッチング力をより大きくすることで、ヘイズムラがより発生しやすい状態として直径300mmのウェーハを研磨し、ヘイズムラの有無を確認した。
このとき、270度の旋回移動を行って、次のステップへ移行する時間を15秒とした。これは、第1の研磨軸においては、ウェーハの研磨終了から剥離動作開始までの時間である。このとき、90度の旋回移動を行って、次のステップへ移行する時間(第1の研磨軸においては、定盤を切り替える際の研磨中断から再開までの時間)は、270度の旋回移動を含む場合と比べ旋回移動時間が短いため、15秒以下となる。添加した水酸化カリウムの研磨剤中での濃度は0.1%となるように調整した。そして、実施例1と同様な方法で、ヘイズムラの有無を確認した
図5は、ヘイズムラの発生率を示すグラフである。図5に示すように、ヘイズムラは発生しなかった。
水酸化カリウムの研磨剤中での濃度が0.3%となるように調整したこと以外、実施例3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、ヘイズムラは発生しなかった。
270度の旋回移動を行って、次のステップへ移行する時間(第1の研磨軸においては、ウェーハの研磨終了から剥離動作開始までの時間)を20秒としたこと以外、実施例3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。このとき、90度の旋回移動を行って、次のステップへ移行する時間(第1の研磨軸においては、定盤を切り替える際の研磨中断から再開までの時間)は、270度の旋回移動を含む場合と比べ旋回移動時間が短いため、20秒以下となる。
図5に示すように、ヘイズムラの発生率は13%となった。
水酸化カリウムの研磨剤中での濃度が0.3%となるように調整したこと以外、比較例3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、水酸化カリウムの増加したことにより、ヘイズムラの発生率は31%に増加した。
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…研磨布、 W…ウェーハ。
Claims (2)
- ウェーハを保持するための複数の研磨ヘッドと、前記ウェーハを研磨するための研磨布が貼り付けられた複数の定盤と、前記ウェーハの前記研磨ヘッドへの装着又は前記研磨ヘッドからの剥離を行うためのローディング/アンローディングステージと、各定盤の上方に設置され、前記ウェーハの研磨を行う際に水酸化カリウム溶液を含有する研磨剤を前記各定盤上に供給するための複数の研磨剤供給機構とを準備し、前記複数の定盤と前記ローディング/アンローディングステージを同心円上に配列し、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、前記研磨剤供給機構によって前記水酸化カリウム溶液を含有する研磨剤を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15秒以内とすることを特徴とするウェーハの研磨方法。 - ウェーハを保持するための複数の研磨ヘッドと、前記ウェーハを研磨するための研磨布が貼り付けられた複数の定盤と、前記ウェーハの前記研磨ヘッドへの装着又は前記研磨ヘッドからの剥離を行うためのローディング/アンローディングステージと、各定盤の上方に設置され、前記ウェーハの研磨を行う際に水酸化カリウム溶液を含有する研磨剤を前記各定盤上に供給するための複数の研磨剤供給機構とを具備し、前記複数の定盤と前記ローディング/アンローディングステージは同心円上に配列され、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、前記研磨剤供給機構によって前記水酸化カリウム溶液を含有する研磨剤を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装置であって、
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が15秒以内のものであることを特徴とするウェーハの研磨装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013157157A JP6083346B2 (ja) | 2013-07-29 | 2013-07-29 | ウェーハの研磨方法及びウェーハの研磨装置 |
PCT/JP2014/003414 WO2015015705A1 (ja) | 2013-07-29 | 2014-06-26 | ウェーハの研磨方法及びウェーハの研磨装置 |
TW103123012A TW201517147A (zh) | 2013-07-29 | 2014-07-03 | 晶圓的硏磨方法及晶圓的硏磨裝置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013157157A JP6083346B2 (ja) | 2013-07-29 | 2013-07-29 | ウェーハの研磨方法及びウェーハの研磨装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015026794A JP2015026794A (ja) | 2015-02-05 |
JP6083346B2 true JP6083346B2 (ja) | 2017-02-22 |
Family
ID=52431269
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013157157A Active JP6083346B2 (ja) | 2013-07-29 | 2013-07-29 | ウェーハの研磨方法及びウェーハの研磨装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6083346B2 (ja) |
TW (1) | TW201517147A (ja) |
WO (1) | WO2015015705A1 (ja) |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07201786A (ja) * | 1994-01-05 | 1995-08-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 化合物半導体基板の研磨方法と研磨装置 |
JP4260251B2 (ja) * | 1998-09-25 | 2009-04-30 | 株式会社岡本工作機械製作所 | ウエハの研磨装置 |
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 |
JP2002050598A (ja) * | 2000-08-03 | 2002-02-15 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | ウェーハ加工方法及びその装置 |
JP2004296596A (ja) * | 2003-03-26 | 2004-10-21 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
US20100099342A1 (en) * | 2008-10-21 | 2010-04-22 | Applied Materials, Inc. | Pad conditioner auto disk change |
JP5598371B2 (ja) * | 2011-02-21 | 2014-10-01 | 旭硝子株式会社 | ガラス基板の研磨方法 |
-
2013
- 2013-07-29 JP JP2013157157A patent/JP6083346B2/ja active Active
-
2014
- 2014-06-26 WO PCT/JP2014/003414 patent/WO2015015705A1/ja active Application Filing
- 2014-07-03 TW TW103123012A patent/TW201517147A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201517147A (zh) | 2015-05-01 |
WO2015015705A1 (ja) | 2015-02-05 |
JP2015026794A (ja) | 2015-02-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101947614B1 (ko) | 반도체 웨이퍼의 제조 방법 | |
EP1852899A1 (en) | Method for manufacturing semiconductor wafer and method for mirror chamfering semiconductor wafer | |
JP2011142201A (ja) | 半導体基板の平坦化加工装置および平坦化加工方法 | |
CN107398780B (zh) | 一种晶圆的双面抛光方法 | |
JP2016043471A (ja) | 基板処理装置 | |
KR100690098B1 (ko) | 반도체 웨이퍼의 연마방법 및 반도체 웨이퍼의 연마장치 | |
JP2009260142A (ja) | ウェハ研磨装置及びウェハ研磨方法 | |
US20150114430A1 (en) | Systems, methods and apparatus for post-chemical mechanical planarization substrate buff pre-cleaning | |
JP2011165994A (ja) | 半導体基板の平坦化加工装置 | |
JP6468037B2 (ja) | 研磨装置 | |
CN105364699B (zh) | 一种化学机械研磨方法和化学机械研磨设备 | |
CN111095491A (zh) | 硅晶片的双面抛光方法 | |
JP6044455B2 (ja) | ウェーハの研磨方法 | |
CN109643650B (zh) | 半导体晶片的研磨方法及半导体晶片 | |
JP6083346B2 (ja) | ウェーハの研磨方法及びウェーハの研磨装置 | |
KR102102719B1 (ko) | 실리콘 웨이퍼의 편면 연마 방법 | |
CN114833716B (zh) | 化学机械研磨设备及研磨方法 | |
JP2019193968A (ja) | 研磨装置、ウェーハの研磨方法、及び、ウェーハの製造方法 | |
JP2008296351A (ja) | 基板処理装置及び基板処理方法 | |
JP2010135524A (ja) | 研削加工されたシリコン基盤の洗浄方法 | |
TWI614089B (zh) | 半導體基板的保護膜形成方法 | |
JP2011155095A (ja) | 半導体基板の平坦化加工装置およびそれに用いる仮置台定盤 | |
JP6717706B2 (ja) | ウェハの表面処理装置 | |
KR100883511B1 (ko) | 반도체 웨이퍼 연마 방법 및 장치 | |
KR100744221B1 (ko) | 화학적 기계적 연마장치와 이를 이용한 화학적 기계적연마공정 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150619 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160705 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160927 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161111 |
|
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: 20161227 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170109 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6083346 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 |