JP7203542B2 - Machining system and method - Google Patents
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Description
本発明は、被加工物の表面(被加工面)を平坦に加工する加工システム及び方法に関する。 The present invention relates to a machining system and method for flattening the surface of a workpiece (surface to be machined).
半導体製造分野では、被加工物としてシリコンウェハ等の半導体ウェハ(以下、「ウェハ」という)の表面を平滑に研磨する化学的機械的研磨、いわゆるCMP(Chemical Mechanical Polishing)技術を適用した研磨装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 In the field of semiconductor manufacturing, there is a polishing apparatus that applies a chemical mechanical polishing (CMP) technique for polishing the surface of a semiconductor wafer such as a silicon wafer (hereinafter referred to as a "wafer") as an object to be processed to a smooth surface. known (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1記載の研磨装置は、ウェハ及びプラテンを互いに回転させ、砥粒を含むスラリーを供給させながらウェハをプラテン上の研磨パッドに押し付けることにより、ウェハの表面を平滑化するものである。
The polishing apparatus described in
しかしながら、上述したような特許文献1記載の研磨装置は、ウェハ表面を全面に亘って一様に加工するため、研磨前のウェハ表面が不均一であると、ウェハ表面の凹凸がそのまま残存する虞があった。
However, since the polishing apparatus described in
そこで、被加工物の表面(被加工面)を精度良く平坦に加工するという解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は、この課題を解決することを目的とする。 Therefore, there arises a technical problem to be solved, that is, to process the surface of the workpiece (surface to be processed) flat with high accuracy. An object of the present invention is to solve this problem.
上記目的を達成するために、本発明に係る加工システムは、ウェハの表面を平坦に加工する加工システムであって、前記ウェハの表面を研削する研削装置と、研磨ヘッドに取り付けられて前記研磨ヘッドとともに回転する前記ウェハを回転する研磨パッドに押圧することにより、前記研削装置で研削した前記ウェハの全表面を研磨するCMP装置と、前記研磨パッドを貫通する孔を通して前記CMP装置で研磨した前記ウェハの表面の高さを前記ウェハの全面に亘って測定する測定装置と、前記測定装置で測定した測定結果から前記ウェハにおいて前記ウェハの表面の高さが閾値以上の領域を抽出し、前記領域の前記ウェハの表面の高さに応じて照射条件を設定する制御装置と、中心部のガスクラスターイオンのみを選別したガスクラスターイオンビームを前記照射条件で前記領域に照射し、前記領域をトリミングするトリミング装置と、を備えている。 In order to achieve the above object, a processing system according to the present invention is a processing system for processing a surface of a wafer flat, comprising: a grinding device for grinding the surface of the wafer; and a polishing head attached to the polishing head. a CMP apparatus for polishing the entire surface of the wafer ground by the grinding apparatus by pressing the wafer rotating with the rotating polishing pad against the rotating polishing pad; and the wafer polished by the CMP apparatus through a hole penetrating the polishing pad. a measuring device for measuring the height of the surface of the wafer over the entire surface of the wafer, and extracting a region of the wafer where the height of the surface of the wafer is equal to or higher than a threshold value from the measurement result measured by the measuring device, and A controller for setting irradiation conditions according to the height of the surface of the wafer, and a trimming for trimming the region by irradiating the region with a gas cluster ion beam in which only gas cluster ions in the center are selected under the irradiation conditions. and a device.
この構成によれば、被加工物表面を全面に亘ってCMP研磨した上で、被加工物表面のうち相対的に高い領域にガスクラスターイオンビームを照射して局所的にトリミングして被加工物表面の凹凸を緩やかにすることにより、被加工物表面を一様にCMP研磨だけする場合と比較して、効率良く且つ高精度で被加工物表面を平坦に加工することができる。また、測定装置で研磨後の被加工物表面の高さを測定することにより、被加工物表面のうち相対的に高い領域を精度良く検出可能なため、効率的に被加工物表面を平坦に加工することができる。さらに、複合基板等に対して研削、CMP研磨及びトリミングを連続して行うことにより、効率的に被加工物表面を平坦に加工することができる。 According to this configuration, after the entire surface of the workpiece is polished by CMP, a relatively high region of the workpiece surface is irradiated with a gas cluster ion beam to locally trim the workpiece. By making the unevenness of the surface moderate, the surface of the workpiece can be processed flat with high efficiency and high accuracy as compared with the case where the surface of the workpiece is only uniformly polished by CMP. In addition, by measuring the height of the surface of the workpiece after polishing with a measuring device, it is possible to accurately detect a relatively high area on the surface of the workpiece. can be processed. Furthermore, by continuously performing grinding, CMP polishing, and trimming on a composite substrate or the like, the surface of the workpiece can be efficiently processed flat.
また、本発明に係る加工システムは、前記照射条件が、ガスの種類、照射量及び照射時間を含むことが好ましい。 Moreover, in the processing system according to the present invention, it is preferable that the irradiation conditions include the type of gas, the amount of irradiation, and the irradiation time .
また、本発明に係る加工システムは、前記CMP装置が、前記研削装置で研削した前記ウェハの表面から前記ウェハの厚さの1/3まで研磨し、前記トリミング装置が、前記領域における前記ウェハの厚さの数%乃至二十数%をトリミングすることが好ましい。 Further, in the processing system according to the present invention, the CMP device polishes the surface of the wafer ground by the grinding device to ⅓ of the thickness of the wafer, and the trimming device polishes the wafer in the region. It is preferable to trim several percent to twenty-odd percent of the thickness .
また、本発明に係る加工システムは、前記トリミング装置が、磁界によって前記中心部のガスクラスターイオンよりも小さいガスクラスターイオンの進路を変更させることが好ましい。Further, in the processing system according to the present invention, it is preferable that the trimming device changes paths of gas cluster ions smaller than gas cluster ions in the central portion by a magnetic field.
また、上記目的を達成するために、本発明に係る加工方法は、ウェハの表面を平坦に加工する加工方法であって、前記ウェハの表面を研削し、研磨ヘッドに取り付けられて前記研磨ヘッドとともに回転する前記ウェハを回転する研磨パッドに押圧することにより、研削した前記ウェハの全表面を研磨し、前記研磨パッドを貫通する孔を通して研磨した前記ウェハの表面の高さを前記ウェハの全面に亘って測定し、前記ウェハの表面の高さの測定結果から前記ウェハの表面の高さが閾値以上の領域を抽出し、前記領域の前記ウェハの表面の高さに応じて照射条件を設定し、中心部のガスクラスターイオンのみを選別したガスクラスターイオンビームを前記照射条件で前記領域に照射して前記領域をトリミングする。 Further, in order to achieve the above object, a processing method according to the present invention is a processing method for processing the surface of a wafer flat, wherein the surface of the wafer is ground, and a polishing head is attached to the polishing head to form a polishing apparatus. The entire surface of the ground wafer is polished by pressing the rotating wafer against the rotating polishing pad, and the height of the polished surface of the wafer is measured over the entire surface of the wafer through holes penetrating the polishing pad. and extracting a region where the height of the surface of the wafer is equal to or higher than a threshold value from the measurement results of the height of the surface of the wafer, setting irradiation conditions according to the height of the surface of the wafer in the region, The region is trimmed by irradiating the region with a gas cluster ion beam in which only gas cluster ions in the center are selected under the irradiation conditions.
この構成によれば、被加工物表面を全面に亘ってCMP研磨した上で、被加工物表面のうち相対的に高い領域にガスクラスターイオンビームを照射して局所的にトリミングして被加工物表面の凹凸を緩やかにすることにより、被加工物表面を一様にCMP研磨だけする場合と比較して、効率良く且つ高精度で被加工物表面を平坦に加工することができる。また、測定装置で研磨後の被加工物表面の高さを測定することにより、被加工物表面のうち相対的に高い領域を精度良く検出可能なため、効率的に被加工物表面を平坦に加工することができる。さらに、複合基板等に対して研削、CMP研磨及びトリミングを連続して行うことにより、効率的に被加工物表面を平坦に加工することができる。 According to this configuration, after the entire surface of the workpiece is polished by CMP, a relatively high region of the workpiece surface is irradiated with a gas cluster ion beam to locally trim the workpiece. By making the unevenness of the surface moderate, the surface of the workpiece can be processed flat with high efficiency and high accuracy as compared with the case where the surface of the workpiece is only uniformly polished by CMP. In addition, by measuring the height of the surface of the workpiece after polishing with a measuring device, it is possible to accurately detect a relatively high area on the surface of the workpiece. can be processed. Furthermore, by continuously performing grinding, CMP polishing, and trimming on a composite substrate or the like, the surface of the workpiece can be efficiently processed flat.
本発明は、被加工物表面を全面に亘ってCMP研磨した上で、被加工物表面のうち相対的に高い領域にガスクラスターイオンビームを照射して局所的にトリミングして被加工物表面の凹凸を緩やかにすることにより、効率良く且つ高精度で被加工物表面を平坦に加工することができる。 In the present invention, after the entire surface of the workpiece is polished by CMP, a relatively high region of the workpiece surface is irradiated with a gas cluster ion beam to locally trim the surface of the workpiece. By smoothing the unevenness, the surface of the workpiece can be processed flat with high efficiency and high accuracy.
本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下では、構成要素の数、数値、量、範囲等に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも構わない。 An embodiment of the present invention will be described based on the drawings. In addition, hereinafter, when referring to the number, numerical value, amount, range, etc. of the constituent elements, unless otherwise specified or clearly limited to a specific number in principle, it is limited to the specific number It does not matter if the number is greater than or less than a certain number.
また、構成要素等の形状、位置関係に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似又は類似するもの等を含む。 In addition, when referring to the shape or positional relationship of components, etc., unless otherwise specified or in principle clearly considered otherwise, etc. include.
また、図面は、特徴を分かり易くするために特徴的な部分を拡大する等して誇張する場合があり、構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。また、断面図では、構成要素の断面構造を分かり易くするために、一部の構成要素のハッチングを省略することがある。 In addition, the drawings may exaggerate characteristic parts by enlarging them in order to make the characteristics easier to understand. In addition, in cross-sectional views, hatching of some components may be omitted in order to facilitate understanding of the cross-sectional structure of the components.
図1は、加工システム1の基本的構成を示す模式図である。加工システム1は、被加工物の表面(被加工面)を加工するものであり、具体的には、ウェハを薄く平坦に加工したり、ウェハ表面に形成された酸化膜等を平坦に加工するものである。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the basic configuration of a
以下では、被加工物として半導体結晶又は圧電結晶等の機能層に単結晶、多結晶セラミック又は非晶質等の支持基板(下地層)を接合した複合基板(以下、単に「ウェハW」という)を例に説明するが、被加工物はこれに限定されるものではなく、例えば単一層の基板であっても構わない。 In the following, a composite substrate (hereinafter simply referred to as "wafer W") in which a supporting substrate (base layer) such as single crystal, polycrystalline ceramic or amorphous is bonded to a functional layer such as a semiconductor crystal or piezoelectric crystal as a work piece. will be described as an example, but the workpiece is not limited to this, and may be, for example, a single-layer substrate.
加工システム1は、ウェハWの研削加工、トリミング加工及び研磨加工を連続して行うものである。加工システム1は、研削装置10と、CMP装置20と、トリミング装置30と、制御装置40と、を備えている。
The
また、加工システム1は、研削装置10、CMP装置20及びトリミング装置30の間でウェハWを搬送する図示しない搬送装置を備えている。なお、加工システム1は、各種装置を単一のハウジング内に収容して構成されても構わないし、各装置が一つずつハウジング内に収容されたものを相互に連結して構成されても構わない。
The
図2は、研削装置10の構成を示す模式図である。研削装置10は、インデックステーブル11と、インデックステーブル11上に配置されてウェハWの裏面を吸着保持するウェハチャック12を備えている。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the
ウェハチャック12は、上面にアルミナ等の多孔質材料からなる図示しない吸着体が埋設されている。ウェハチャック12は、内部を通って表面に延びる図示しない管路を備えている。管路は、図示しないロータリージョイントを介して真空源、圧縮空気源又は給水源に接続されている。真空源が起動すると、ウェハチャック12に載置されたウェハWがウェハチャック12に吸着保持される。また、圧縮空気源又は給水源が起動すると、ウェハWとウェハチャック12との吸着が解除される。
The
ウェハチャック12は、エアベアリング13を介してインデックステーブル11上に設けられている。エアベアリング13のロータを介して、ウェハチャック12と図示しないロータリージョイントとが接続されており、ウェハチャック12は回転軸a1回りに回転可能に構成されている。
A
また、研削装置10は、研削砥石14と、スピンドル15と、スピンドル送り機構16と、を備えている。研削砥石14には、例えばカップ型砥石が用いられる。研削砥石14は、スピンドル15の下端に取り付けられている。スピンドル15は、研削砥石14を回転軸a2回りに回転可能に支持している。スピンドル送り機構16は、スピンドル15を垂直方向(図2の紙面上下方向)に昇降させるように構成されている。スピンドル送り機構16は、スピンドル15と図示しないコラムとを連結する2つのリニアガイド16aと、スピンドル15を垂直方向に昇降させる公知のボールネジスライダ機構(不図示)と、を備えている。
The
図3は、CMP装置20の構成を示す斜視図である。CMP装置20は、ウェハW表面を全面に亘って平坦に加工するものである。CMP装置20は、プラテン21と、研磨パッド22と、研磨ヘッド23と、を備えている。
FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the
プラテン21は、円盤状に形成されており、プラテン21の下方に配置された回転軸24に連結されている。回転軸24がモータ25の駆動によって回転することにより、プラテン21は図3中の矢印D1の方向に回転する。
The
プラテン21の上面には、研磨パッド22が貼付されている。研磨パッド22は、例えばウレタン製であるが、これに限定されるものではない。なお、研磨パッド22は、図3に示すように円形に形成されて研磨パッド22の中央の回転軸回りに回転運動するものに限定されず、例えば、無端ベルト状に形成されて直線運動するものであっても構わない。
A
研磨パッド22上に図示しないノズルから研磨剤と化学薬品との混合物であるスラリーが供給される。スラリーは、プラテン21の自転に応じて研磨パッド22上に広がり、ウェハWと研磨パッド22との接触領域に供給される。スラリーは、例えば、酸化剤及び研磨材を含むもの、シリカスラリー等である。酸化剤は、例えば、セリアスラリー、アルミナスラリー等であるが、これに限定されるものではない。また、スラリーにウェハWの表面を親水化させる濡れ剤を添加しても構わない。
Slurry, which is a mixture of abrasives and chemicals, is supplied onto the
研磨ヘッド23は、プラテン21より小径の円盤状に形成されており、研磨ヘッド23の上方に配置された回転軸26に連結されている。回転軸26が図示しないモータの駆動によって回転することにより、研磨ヘッド23は、図3中の矢印D2の方向に回転する。研磨ヘッド23は、図示しない昇降装置によって垂直方向に昇降自在である。研磨ヘッド23は、ウェハWを研磨する際に下降して研磨パッド22にウェハWを押圧する。
The polishing
CMP装置20は、ウェハW内の機能層の厚み(高さ)を測定する高さセンサ27を備えている。高さセンサ27は、例えばレーザ光を用いたレーザ干渉計であるが、これに限定されるものではない。高さセンサ27は、プラテン21の下方に配置されている。高さセンサ27は、プラテン21及び研磨パッド22を垂直方向に貫通する孔28に装着された透過性の窓29を介してレーザ光をウェハW表面に投射し、ウェハWで反射した反射光を受光することにより、機能層の厚みを測定する。
The
図4は、トリミング装置30の構成を示す模式図である。トリミング装置30は、研削後のウェハW表面にガスクラスターイオンビーム(GCIB)を局所的に照射して、ウェハWの被照射領域を平坦に加工するものである。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the
トリミング装置30の構成について具体的に説明すると、トリミング装置30は、主に、ソースチャンバ31A、イオンチャンバ31B、プロセスチャンバ31Cを連結して構成されており、各チャンバはターボ分子ポンプ32によって個別に減圧されている。
Specifically describing the configuration of the
ソースチャンバ31Aには、ガラス製のノズル33が設置されており、高圧ガスをノズル33から真空中に噴射すると、急激な断熱膨張によって分子が冷却されて多数の分子からなるガスクラスターが生成される。ガスは、例えば、三フッ化窒素、酸素、窒素又はアルゴン等であるが、ウェハの種類等によって任意に選択可能である。
A
ガスクラスターは、ソースチャンバ31Aとイオンチャンバ31Bとの間にガスクラスターの進行方向(図4の矢印の向き)に対して垂直に設けられた僅かな孔径のスキマー34に向けて移動する。スキマー34は、中心部のクラスターと周辺部のモノマーとに分離し、クラスターのみがイオンチャンバ31Bに入るようになっている。
The gas cluster moves toward a
イオンチャンバ31Bには、イオナイザー35と、加速器36と、アパーチャー板37と、静電レンズ38とが、クラスターの進行方向に沿ってこの順に設けられている。
In the
イオナイザー35は、図示しないフィラメントから放出された熱電子を印加して加速させ、熱電子をガスクラスターに衝突させることにより、ガスクラスターをイオン化させる。
The
加速器36は、イオン化されたガスクラスターイオンを印加して加速させる。
The
アパーチャー板37は、ガスクラスターイオンのうち中心部のガスクラスターイオンのみを選別し、静電レンズ38は、磁界によって比較的小さいガスクラスターイオンの進路を変更させる。これにより、ガスクラスターイオンのクラスターサイズが選別されるとともに、GCIBが収束されて、アパーチャー穴39を介してウェハWに向けて照射される。なお、符号Sは、ウェハWを保持するステージである。ステージSは、GCIBの照射位置に対してウェハWを相対的に移動可能に構成されている。
The
加工システム1は、制御装置40によって動作を制御されている。制御装置40は、加工システム1を構成する構成要素をそれぞれ制御するものである。制御装置40は、例えば、CPU、メモリ等により構成される。なお、制御装置40の機能は、ソフトウェアを用いて制御することにより実現されても良く、ハードウェアを用いて動作することにより実現されても良い。
The
次に、加工システム1を用いてウェハWの機能層を平坦化する手順について、図5に基づいて説明する。
Next, a procedure for planarizing the functional layer of the wafer W using the
[研削工程]
ウェハWをウェハチャック12に吸着保持した後に、研削砥石14をウェハWの近傍まで接近させる。次に、ウェハチャック12及び研削砥石14をそれぞれ回転させながら、研削砥石14をウェハW表面に押し当てる。
[Grinding process]
After the wafer W is sucked and held by the
研削装置10の研削条件は、例えば、ウェハチャック12の回転速度は300rpm、研削砥石14の番手は#6000、スピンドル15の回転速度は2000rpm、スピンドル送り機構16の送り速度は0.4μm/sである。
The grinding conditions of the grinding
研削装置10は、図5(a)に示すように、ウェハWを所望の厚み(例えば、6μm)にまで研削する。なお、研削工程は、単一の研削装置のみで行うものであっても、加工条件が異なる複数の研削装置を用意して段階的に行うものであっても構わない。
The grinding
[CMP工程]
ウェハW表面が研磨パッド22に対向するようにウェハWが研磨ヘッド23の下端に取り付けられた後に、研磨ヘッド23を研磨パッド22まで接近させる。次に、図5(b)に示すように、プラテン21及び研磨ヘッド23をそれぞれ回転させながら、研磨ヘッド23がウェハWを研磨パッド22に向けて押圧する。なお、図5(b)では、説明の都合上、研磨パッド22及び研磨ヘッド23とウェハWとを上下反転して図示している。
[CMP process]
After the wafer W is attached to the lower end of the polishing
CMP装置20の研磨条件は、例えば、プラテン21の回転速度は80rpm、研磨ヘッド23の回転速度は80rpm、ウェハWに作用する圧力は3psi、研磨時間60secである。
The polishing conditions of the
CMP装置20は、ウェハW表面を全面に亘って一様に研磨する。研磨パッド22による研磨量は、例えばウェハWの表面から約2μmに設定される。
The
研削装置10による研削が終了すると、図5(c)に示すように、CMP研磨後のリンス処理時に、プラテン21が窓29がウェハWの下方を通過する度に、高さセンサ27が、ウェハW全面に亘って機能層の厚みを測定して研磨後のウェハW表面の細かい凹凸の高さを測定する。高さセンサ27の測定地点は、研磨ヘッド23がプラテン21に対して水平方向に移動しながら自転することにより、ウェハW表面で任意に設定可能である。なお、図5(c)では、説明の都合上、高さセンサ27とウェハWとを上下反転して図示している。
When the grinding by the grinding
制御装置40は、高さセンサ27が測定した測定地点の座標及び高さに基づいて、ウェハW表面の形状を示すプロファイルを生成する。
The
[トリミング工程]
制御装置40は、プロファイルに基づいて、ウェハW内において表面の高さが予め設定された所定閾値以上の測定地点を含む領域をトリミング対象領域として抽出するとともに、トリミング対象領域に対してGCIBを照射する照射条件を設定する。
[Trimming process]
Based on the profile, the
トリミング対象となるウェハW表面の高さ閾値は任意に変更可能であるが、例えば、CMP研磨前の目標高さに対して数百nm等と設定することが考えられる。 The height threshold value of the surface of the wafer W to be trimmed can be arbitrarily changed, but for example, it can be set to several hundred nanometers with respect to the target height before CMP polishing.
GCIBの照射条件は、ガスの種類、照射量及び照射時間等であり、所望のトリミング量(例えば、数百nm)等に応じて、制御装置40に予め記憶された照射条件の組み合わせが呼び出される。
The irradiation conditions of GCIB include the type of gas, irradiation amount, irradiation time, etc., and depending on the desired trimming amount (for example, several hundred nm), etc., a combination of irradiation conditions stored in advance in the
ステージSにウェハWが保持された後に、ステージSは、GCIBの照射範囲がトリミング対象領域を含むようにウェハWをGCIBの照射位置に対して相対的に移動させる。 After the wafer W is held on the stage S, the stage S moves the wafer W relative to the GCIB irradiation position so that the GCIB irradiation range includes the trimming target region.
その後、図5(d)に示すように、トリミング装置30は、制御装置40から呼び出された照射条件に基づいて、ウェハW表面に向かってGCIBを照射する。ウェハWの表面に照射されたガスクラスターイオンは、ウェハW表面の原子をスパッタリング(叩き出し)することにより、図5(e)に示すように、ウェハW表面が平坦化される。
After that, as shown in FIG. 5D , the trimming
GCIBは、クラスターイオン1原子あたりのエネルギーがクラスターを構成する原子の数に反比例するため、モノマーイオンと比較して、ウェハW表面のダメージを低減することができる。なお、複数のトリミング領域が抽出された場合には、トリミング装置30によるトリミングを各領域に対して行う。
In GCIB, since the energy per atom of cluster ion is inversely proportional to the number of atoms forming the cluster, damage to the surface of the wafer W can be reduced compared to monomer ions. Note that when a plurality of trimming regions are extracted, the trimming by the trimming
ここで、GCIBによるトリミングの一例を示す。図6(a)~(d)は、サンプルウェハ(8インチのSiウェハ)におけるGCIB照射前のウェハ表面の4つの照射地点を示すAFM画像である。図7(a)~(d)は、サンプルウェハにおけるGCIB照射後のウェハ表面の4つの照射地点を示すAFM画像である。なお、照射地点1~4は、ウェハ中心回りに同心円上で互いに等間隔に離間した4点に設定した。また、サンプルウェハは、#6000の研削砥石14を用いて予め研削したものである。
Here, an example of trimming by GCIB is shown. FIGS. 6(a)-(d) are AFM images showing four irradiation spots on the wafer surface before GCIB irradiation on a sample wafer (8-inch Si wafer). FIGS. 7(a)-(d) are AFM images showing four irradiation spots on the wafer surface after GCIB irradiation on a sample wafer. The irradiation points 1 to 4 were set at four points spaced apart from each other at equal intervals on concentric circles around the center of the wafer. Also, the sample wafers were previously ground using a
表1は、トリミング装置30でサンプルウェハをトリミングした際のGCIBの照射条件を示す表である。
Table 1 shows the GCIB irradiation conditions when the sample wafer is trimmed by the trimming
表2は、照射地点4か所におけるGCIB照射前のAFM画像内の表面粗さRa及びGCIB照射後のAFM画像内の表面粗さRaを示す。 Table 2 shows the surface roughness Ra in the AFM image before GCIB irradiation and the surface roughness Ra in the AFM image after GCIB irradiation at four irradiation points.
表2によれば、照射地点1~4全てにおいて表面粗さRaが低下しており、ウェハ表面が平坦化されていることが分かる。 According to Table 2, it can be seen that the surface roughness Ra is lowered at all the irradiation points 1 to 4, and the wafer surface is flattened.
このようにして、上述した加工システム1は、ウェハW表面を全面に亘ってCMP研磨した上で、ウェハW表面のうち高さが所定閾値以上であるトリミング対象領域をGCIBで局所的にトリミングしてウェハW表面の凹凸を緩やかにすることにより、効率良く且つ高精度でウェハW表面を平坦に加工することができる。
In this manner, the above-described
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。 It should be noted that the present invention can be modified in various ways without departing from the spirit of the present invention, and it is a matter of course that the present invention extends to the modified ones.
上述した実施形態では、研削工程、CMP工程及びトリミング工程を経てウェハを薄く平坦に加工する場合を例に説明したが、ウェハ表面の酸化膜を平坦に加工する場合には、研削工程は不要である。 In the above-described embodiment, the case where the wafer is processed to be thin and flat through the grinding process, the CMP process, and the trimming process has been described as an example. be.
1 ・・・加工システム
10 ・・・研削装置
11 ・・・インデックステーブル
12 ・・・ウェハチャック
13 ・・・エアベアリング
14 ・・・研削砥石
15 ・・・スピンドル
16 ・・・スピンドル送り機構
20 ・・・CMP装置
21 ・・・プラテン
22 ・・・研磨パッド
23 ・・・研磨ヘッド
24 ・・・回転軸
25 ・・・モータ
26 ・・・回転軸
27 ・・・高さセンサ
28 ・・・孔
29 ・・・窓
30 ・・・トリミング装置
31A、31B、31C・・・ソースチャンバ
32 ・・・ターボ分子ポンプ
33 ・・・ノズル
34 ・・・スキマー
35 ・・・イオナイザー
36 ・・・加速器
37 ・・・アパーチャー板
38 ・・・静電レンズ
39 ・・・アパーチャー穴
40 ・・・制御装置
S ・・・ステージ
W ・・・ウェハ
Claims (5)
前記ウェハの表面を研削する研削装置と、
研磨ヘッドに取り付けられて前記研磨ヘッドとともに回転する前記ウェハを回転する研磨パッドに押圧することにより、前記研削装置で研削した前記ウェハの全表面を研磨するCMP装置と、
前記研磨パッドを貫通する孔を通して前記CMP装置で研磨した前記ウェハの表面の高さを前記ウェハの全面に亘って測定する測定装置と、
前記測定装置で測定した測定結果から前記ウェハにおいて前記ウェハの表面の高さが閾値以上の領域を抽出し、前記領域の前記ウェハの表面の高さに応じて照射条件を設定する制御装置と、
中心部のガスクラスターイオンのみを選別したガスクラスターイオンビームを前記照射条件で前記領域に照射し、前記領域をトリミングするトリミング装置と、
を備えていることを特徴とする加工システム。 A processing system for processing a flat surface of a wafer,
a grinding device for grinding the surface of the wafer;
a CMP device that polishes the entire surface of the wafer ground by the grinding device by pressing the wafer attached to a polishing head and rotating together with the polishing head against a rotating polishing pad ;
a measuring device for measuring the height of the surface of the wafer polished by the CMP device over the entire surface of the wafer through a hole penetrating the polishing pad ;
a control device that extracts a region of the wafer whose surface height is equal to or higher than a threshold value from the measurement result obtained by the measurement device, and sets irradiation conditions according to the height of the wafer surface of the region;
a trimming device for irradiating the region under the irradiation conditions with a gas cluster ion beam in which only central gas cluster ions are selected to trim the region;
A processing system comprising:
前記トリミング装置は、前記領域における前記ウェハの厚さの数%乃至二十数%をトリミングすることを特徴とする請求項1又は2に記載の加工システム。 The CMP device polishes the surface of the wafer ground by the grinding device to 1/3 of the thickness of the wafer,
3. The processing system according to claim 1, wherein said trimming device trims several percent to twenty-odd percent of the thickness of said wafer in said region.
前記ウェハの表面を研削し、
研磨ヘッドに取り付けられて前記研磨ヘッドとともに回転する前記ウェハを回転する研磨パッドに押圧することにより、研削した前記ウェハの全表面を研磨し、
前記研磨パッドを貫通する孔を通して研磨した前記ウェハの表面の高さを前記ウェハの全面に亘って測定し、
前記ウェハの表面の高さの測定結果から前記ウェハの表面の高さが閾値以上の領域を抽出し、
前記領域の前記ウェハの表面の高さに応じて照射条件を設定し、
中心部のガスクラスターイオンのみを選別したガスクラスターイオンビームを前記照射条件で前記領域に照射して前記領域をトリミングすることを特徴とする加工方法。 A processing method for flattening the surface of a wafer, comprising:
grinding the surface of the wafer;
polishing the entire surface of the ground wafer by pressing the wafer attached to a polishing head and rotating with the polishing head against a rotating polishing pad ;
measuring the height of the surface of the wafer polished through holes penetrating the polishing pad over the entire surface of the wafer;
Extracting a region where the height of the surface of the wafer is a threshold value or more from the measurement result of the surface height of the wafer,
setting irradiation conditions according to the height of the surface of the wafer in the region;
A processing method comprising: irradiating said region with a gas cluster ion beam in which only central gas cluster ions are selected under said irradiation conditions to trim said region.
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JP3451140B2 (en) * | 1994-10-26 | 2003-09-29 | 科学技術振興事業団 | Ultra-precision polishing method using gas cluster ion beam |
JPH11269669A (en) * | 1998-03-18 | 1999-10-05 | Ebara Corp | Nozzle device and polishing device for substrate using the same and method therefor |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004310067A (en) | 2003-03-27 | 2004-11-04 | Hoya Corp | Method for manufacturing glass substrate for mask blanks, method for manufacturing mask blanks, method for manufacturing transfer mask and method for manufacturing |
WO2017138355A1 (en) | 2016-02-09 | 2017-08-17 | 東京エレクトロン株式会社 | Grinding apparatus and grinding method |
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