JPH09171980A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH09171980A JPH09171980A JP33147695A JP33147695A JPH09171980A JP H09171980 A JPH09171980 A JP H09171980A JP 33147695 A JP33147695 A JP 33147695A JP 33147695 A JP33147695 A JP 33147695A JP H09171980 A JPH09171980 A JP H09171980A
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Abstract
加圧袋を用いた等分布荷重ホルダを用いると加工速度分
布むらの少ない加工はできるが、反面、ウェハ裏面から
空気を噴き出してウェハを離脱できず、従来は手作業で
ウェハホルダからウェハを剥離せざるを得ず、自動化が
困難であった。 【解決手段】負圧または液体圧を用い、ウェハ表面側か
ら剥離のための力を与える。
Description
製造過程で用いられる研磨加工法によるウェハ表面パタ
ーンの平坦化技術に係り、特にウェハホルダから被加工
ウェハを離脱させる方法およびそのための装置に関す
る。
程からなるが、まず本発明が適用される工程の一例であ
る配線工程について図1を用いて説明する。
るウェハの断面図を示している。トランジスタ部が形成
されているウェハ1の表面には絶縁膜2が形成されてお
り、その上にアルミニウム等の配線層3が設けられる。
トランジスタとの接合をとるために絶縁膜2にホール4
が開けられているので、配線層3表面上の凹み5の部分
は多少凹んでいる。
一層目の上に絶縁膜6,金属アルミニウム層7を形成
し、さらに、金属アルミニウム層7を配線パターン化す
るため露光用ホトレジスト層8を付着させる。次に図1
(c)に示すようにステッパ9を用いて回路パターンを
露光用ホトレジスト層8上に露光転写する。この場合、
露光用ホトレジスト層8の表面が凹凸になっていると、
図の点線10で示すようにホトレジスト表面の凹部と凸
部では同時に焦点が合わないことになり、解像不良とい
う重大な障害が生じる。
な基板表面の平坦化処理が行われる。図1(a)の処理
工程の次に、図1(d)に示すように、絶縁層6を形成
後、図の中の点線11のレベルまで平坦となるように後
述する方法によって研磨加工し、図1(e)の状態を得
る。その後、金属アルミニウム層7と露光用ホトレジス
ト層8を形成し、図1(f)のようにステッパ9で露光
する。この状態ではレジスト表面が平坦であるので解像
不良の問題は生じない。
従来一般的に用いられている化学機械研磨加工CMP(C
hemical Mechanical Polishing)法を示す。研磨パッド
13を定盤12の表面に貼り付けて回転しておく。研磨
パッド13は、例えば、発泡ウレタン樹脂を薄いシート
状にスライスして成形したものであり、被加工物の種類
や仕上げたい表面粗さの程度によってその材質や微細な
表面構造を種々選択して使いわける。他方、加工すべき
ウェハ1は弾性バッキングパッド14を介してウェハホ
ルダ15に固定する。ウェハホルダ15を回転しながら
研磨パッド13の表面に向かって加圧し、さらに研磨パ
ッド13の上に研磨スラリ16を供給することにより、
図1に示したようにウェハ表面上の絶縁膜6の凸部が研
磨除去され、平坦化される。
般に研磨スラリとしてはコロイダルシリカが用いられ
る。コロイダルシリカは直径30nm程度の微細なシリ
カ粒子を水酸化カリウム等のアルカリ水溶液に懸濁させ
たものであり、アルカリによる化学反応作用が加わるた
め、砥粒のみによる機械的研磨に比べ飛躍的に高い加工
能率と加工ダメージの少ない平滑面を得られる特徴があ
る。このように、研磨パッドと被加工物の間に研磨スラ
リを供給しながら加工する方法は遊離砥粒研磨技術とし
て良く知られている。
あり、この供給孔を介してウェハ1に加わる背圧を調整
し、ホルダ15へのウェハ1の着脱を行っている。
における加工速度の分布むらの問題がある。このウェハ
面内の加工速度分布むらは主として被加工ウェハに加え
られる圧力分布のむらに起因するので、一般的には図2
に示したように、弾性バッキングパッド14を介して加
圧するが、このパッドの弾性率の経時変化等によって、
現実的には、圧力分布むらが発生するという重大な欠点
がある。
に、ウェハホルダ15に通常取り付けられている弾性バ
ッキングパッド14に代えて、中に水や空気22を封入
したゴム製の加圧袋17を介して被加工物に均一に加圧
する方法がある。この方法によれば、圧力分布のむらが
なくなるので、極めて均一な加工面が得られる。しか
し、ウェハの裏面には極近傍まで上記の加圧袋17が配
置されているので、図2に示したような、ウェハの離脱
のための圧縮空気等の供給ができない。そのため、従来
はウェハホルダ15から手作業でウェハを剥がさなけれ
ばならず、この加圧袋17を用いるウェハ荷重法が実用
的に用いられることはなかった。
袋等を用いたウェハホルダにおいて、ウェハの剥離を自
動化可能とするためになされたものである。
負圧または流体圧を利用してウェハに固体が接触するこ
となくウェハを剥離することができる方法を提供するも
のである。
パッド表面上に半導体ウェハを取り付け、ウェハの背面
から荷重しながらウェハ表面を平坦化研磨加工する工程
において、加工後の前記被加工ウェハをウェハホルダか
ら離脱する方法として、ウェハ表面側の雰囲気圧力を、
ウェハとウェハホルダが吸着している部分の圧力より低
くすることによりウェハを離脱する。
とウェハホルダが吸着している部分より低くする方法と
して、例えばウェハを弾性バッキングパッドを介してウ
ェハホルダに水貼りしたものを、負圧チャンバに入れ、
負圧チャンバを周囲の雰囲気圧力より負圧にする。ま
た、水槽の中に水没させ、ウェハ表面と対向した水槽の
底で撹拌子を回転させて旋回水流を作り、負圧を発生す
る。また、ウェハを弾性バッキングパッドを介してウェ
ハホルダに水貼りしたような場合、別の弾性バッキング
パッドの表面に加工後のウェハ表面を接触させ、押し付
けたあと、ウェハホルダを急速に引き離す。また、ウェ
ハと弾性バッキングパッドの接する面の外周に予め形成
されたくさび状の空間に向けて、水流を噴射してウェハ
を離脱する。
した断面図である。
キングパッド14を介して水貼りされて装着され研磨さ
れる。その後、ウェハホルダ15からウェハ1を離脱す
るために、負圧チャンバ18上に設置する(a)。ウェ
ハホルダ15と負圧チャンバ18の境界は密閉度を保つ
ために密閉保持具20を介する。負圧チャンバ18内を
吸引口19から吸引する。周囲の雰囲気圧力より負圧に
なると、弾性バッキングパッド14からウェハ1が離脱
する。離脱したウェハ1は、ウェハ受取治具21によっ
て受け止められる。
リング機構によって取り出され、その後ウェハは洗浄,
エッチングなどの工程を経て、半導体装置の機能を付加
することを反復して、半導体装置が形成される。
図である。
キングパッド14を介して水貼りされて装着され研磨さ
れる。その後、ウェハホルダ15からウェハ1を離脱す
るために、負圧チャンバ18に設置する(a)。この例
では負圧チャンバ内にあらかじめ水等22を満たしてお
く。ウェハホルダ15と負圧チャンバ18の境界は密閉
度を保つために密閉度保持具20を介する。負圧チャン
バ18内を吸引口19から吸引する。周囲の雰囲気圧力
より負圧になると、弾性バッキングパッド14からウェ
ハ1が離脱する。離脱したウェハは、水や空気22によ
って受け止められる。この実施例によれば、離脱したウ
ェハは、極めてソフトに支えることができ、さらに水等
22を介在させることによりウェハ加工面の乾燥等を防
止し、砥粒の残骸の固着を防止することができる。
リング機構によって取り出され、洗浄,エッチングなど
の工程を経て、半導体装置の機能を付加することを反復
して、半導体装置が形成される。
図である。
14を介して水貼りされているウェハ1を、水流噴射装
置23に設置する。給水口兼水流噴射口24から、水や
空気22を噴射すると、弾性バッキングパッド14を介
して水貼りされているウェハ1が接する周囲のくさび状
の境界に水や空気22が入り込み、弾性バッキングパッ
ド14からウェハ1が離脱する。離脱したウェハは、水
や空気22によって受け止められる。本実施例では数mm
間隔で配置した、約φ0.5mm の噴射口を用いている。
一つの噴射口の流速は約3m/sで流量は約3cm3 /s
程度の条件で数秒のうちにウェハは離脱した。ここで示
した噴出流速,流量は必要とするウェハの処理時間に応
じて適宜設定できることは当然である。離脱したウェハ
は、極めてソフトに支えることができ、液体を介在させ
ることによりウェハ加工面の乾燥等を防止し、砥粒の残
骸の固着を防止することができる。
リング機構によって取り出され、洗浄,エッチングなど
の工程を経て、半導体装置の機能を付加することを反復
して、半導体装置が形成される。
図である。
14を介して水貼りされているウェハ1を、ウェハ受取
治具21,水や空気22,撹拌子27の設置された水槽
26の中に水没させる。磁石を用いたスターラー28で
撹拌子27を回転させ、水槽26内に旋回水流を作り出
す。その後、数秒内にウェハ1が弾性バッキングパッド
14から離脱する。離脱したウェハ1はウェハ受取治具
21によって受け止められる。このウェハの離脱させる
時間は撹拌子の回転速度に依存する。本実施例では、回
転数0,約700,約1,000rpm時の三種類の回転数
で撹拌子を回転させた時の離脱までの時間を測定した。
測定結果の平均値は0rpm 時は、約120秒,約700rpm
時は、約30秒,約1,000rpm時は、約5秒程度で
離脱することが分かった。
リング機構によって取り出され、洗浄,エッチングなど
の工程を経て、半導体装置の機能を付加することを反復
して、半導体装置が形成される。
図である。
14を介して水貼りされているウェハ1の表面を、水槽
30に含水している治具29に、平坦に貼り付けられた
弾性バッキングパッド14の表面に接触させて加圧す
る。その後、ウェハホルダ1を瞬間的に引き離すと、弾
性バッキングパッド14からウェハ1が離脱する。
適宜のハンドリング機構によって洗浄工程,エッチング
工程など、半導体装置の機能を付加するプロセスを経
て、半導体装置が形成される。
使わないで自動的に数秒以下の短時間でウェハホルダか
ら離脱することができるので半導体装置のスループット
の向上、しかも人手による離脱作業時のウェハ表面への
接触が避けられるのでデリケートなウェハの取り扱い、
表面への傷等の入ることを解消できる。また、半導体装
置の性能劣化が生じないので安価で信頼性が高くなる。
法の説明図。
ハホルダ、18…負圧チャンバ、19…吸引口、20…
密閉保持具、21…ウェハ受取治具。
Claims (5)
- 【請求項1】研磨パッド表面上に半導体ウェハを荷重し
ながら平坦化研磨加工し、加工後の前記ウェハをウェハ
ホルダから離脱する方法において、ウェハ表面側の雰囲
気圧力を、ウェハとウェハホルダが吸着している部分の
圧力より低くすることによりウェハをホルダから離脱せ
しめることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】上記、ウェハ表面側の雰囲気圧力をウェハ
とウェハホルダが吸着している部分より低くする方法と
して、ウェハを弾性バッキングパッドを介してウェハホ
ルダに水貼りしたものを、負圧チャンバに入れ、負圧チ
ャンバを周囲の雰囲気圧力より負圧にする請求項1記載
の半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】上記、ウェハ表面側の雰囲気圧力をウェハ
とウェハホルダが吸着している部分より低くする方法と
して、ウェハを弾性バッキングパッドを介してウェハホ
ルダに水貼りしたものを、水槽の中に水没させ、水槽に
おいて水没しているウェハ表面と対向した水槽の底で撹
拌子を回転させて旋回水流を作り、負圧を発生せしめる
請求項1記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項4】上記、ウェハ表面側の雰囲気圧力をウェハ
とウェハホルダが吸着している部分より低くする方法と
して、ウェハを弾性バッキングパッドを介してウェハホ
ルダに水貼りしたものを、弾性バッキングパッドの表面
に接触させ押し付ける工程と、ウェハホルダを急速に引
き離すことで行う請求項1記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項5】研磨パッド表面上に荷重しながら被加工ウ
ェハを平坦化研磨加工して、加工後の前記ウェハをウェ
ハホルダから離脱する工程において、ウェハを弾性バッ
キングパッドを介してウェハホルダに水貼りしたもの
を、ウェハと弾性バッキングパッドの接する面の外周に
形成されるくさび状の空間に向けて、水流を噴射してウ
ェハを離脱する工程を含むことを特徴とする半導体装置
の製造方法。
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- 1995-12-20 JP JP33147695A patent/JP3566430B2/ja not_active Expired - Fee Related
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