KR102568201B1 - 웨이퍼의 양면연마방법 - Google Patents

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신에쯔 한도타이 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 양면연마기를 이용한 웨이퍼의 양면연마방법으로서, 상기 양면연마기에 배설하기 전의 캐리어에, 미리, 상기 웨이퍼를 양면연마하는데에 이용하는 양면연마기와는 상이한 양면연마기를 이용하여, 지립을 포함하는 슬러리를 이용한 1차 연마와, 지립을 포함하지 않는 무기알칼리용액을 이용한 2차 연마로 이루어지는 2단계 양면연마를 행하고, 이 2단계 양면연마를 행한 캐리어를 상기 웨이퍼를 양면연마하는데에 이용하는 양면연마기에 배설하여 웨이퍼의 양면연마를 행하는 웨이퍼의 양면연마방법이다. 이에 따라, 상하정반 사이로의 캐리어 배설 직후에 있어서의 연마 웨이퍼의 흠집의 발생을 억제할 수 있는 웨이퍼의 양면연마방법이 제공된다.

Description

웨이퍼의 양면연마방법
본 발명은, 양면연마기에 있어서 연마포가 첩부된 상하정반 사이에 캐리어를 배설(配設)하고, 그 캐리어에 형성된 유지구멍에 웨이퍼를 유지하여, 상하정반 사이에 끼워넣어 양면연마하는 웨이퍼의 양면연마방법에 관한 것이다.
웨이퍼의 양면을 동시에 연마할 때, 양면연마기용의 캐리어에 의해 웨이퍼를 유지하고 있다. 이 캐리어는, 웨이퍼보다 얇은 두께로 형성되어 있으며, 웨이퍼를 양면연마기의 상정반과 하정반 사이의 소정 위치에 유지하기 위한 유지구멍을 구비하고 있다. 이 유지구멍에 웨이퍼가 삽입되어 유지되고, 상정반과 하정반의 대향면에 마련된 연마포 등의 연마구(具)로 웨이퍼의 상하면이 끼워지고, 연마면에 연마제를 공급하면서 연마가 행해진다(특허문헌 1).
일본특허공개 2007-21680호 공보
이러한 양면연마방법을 행한 결과, 본 발명자들은, 양면연마된 웨이퍼에 흠집(キズ)이 발생하는 경우가 있는 것을 발견하였다. 이에, 이 흠집에 대하여 예의 조사를 한 바, 특히, 캐리어를 상하정반 사이에 배설한 직후의 수 배치(數バッチ)에 있어서의 연마 웨이퍼에 발생하고 있는 것을 발견하였다.
본 발명은 상기 서술한 바와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 상하정반 사이로의 캐리어 배설 직후에 있어서의 연마 웨이퍼의 흠집의 발생을 억제할 수 있는 웨이퍼의 양면연마방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 양면연마기에 있어서 연마포가 첩부된 상하정반 사이에 캐리어를 배설하고, 그 캐리어에 형성된 유지구멍에 웨이퍼를 유지하여, 상기 상하정반 사이에 끼워넣어 양면연마하는 웨이퍼의 양면연마방법으로서, 상기 양면연마기에 배설하기 전의 캐리어에, 미리, 상기 웨이퍼를 양면연마하는데에 이용하는 양면연마기와는 상이한 양면연마기를 이용하여, 지립을 포함하는 슬러리를 이용한 1차 연마와, 지립을 포함하지 않는 무기알칼리용액을 이용한 2차 연마로 이루어지는 2단계 양면연마를 행하고, 이 2단계 양면연마를 행한 캐리어를 상기 웨이퍼를 양면연마하는데에 이용하는 양면연마기에 배설하여 웨이퍼의 양면연마를 행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법을 제공한다.
이러한 양면연마방법이면, 양면연마기에 배설하기 전의 캐리어의 표면에 자연산화막이 형성되어 있거나, 슬러리 잔사, 연마 잔사 등이 부착되어 있어도, 상기 2단계 양면연마에 의해 이들을 배설 전에 제거할 수 있다. 따라서, 이 2단계 양면연마를 행한 캐리어를 이용하여 웨이퍼의 양면연마를 행함으로써, 이들로부터의 발진물(파티클)에 의해, 양면연마 중 웨이퍼에 흠집이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 캐리어 배설 직후에 있어서의 연마 웨이퍼의 흠집의 발생 방지에 특히 효과적이다.
또한, 캐리어의 2단계 양면연마와 웨이퍼의 양면연마를 상이한 양면연마기로 별도로 행하므로, 캐리어의 2단계 양면연마에서 발생한 파티클이 양면연마기 내에 남아, 웨이퍼를 연마할 때에 웨이퍼를 손상시키는 경우도 없다.
이때, 상기 양면연마기에 배설하기 전에 행하는 캐리어로의 2단계 양면연마를, 상기 웨이퍼를 양면연마하기 위해 처음 배설하기 전에 행할 수 있다.
이렇게 하면, 제조업체로부터 납품된 신품의 캐리어의 표면에, 자연산화막 등이 이미 형성되어 있다고 해도, 이들을 기인으로 하는 연마 웨이퍼의 흠집의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 상기 양면연마기에 배설하기 전에 행하는 캐리어로의 2단계 양면연마를, 상기 웨이퍼의 양면연마에 이용한 캐리어를 상기 양면연마기로부터 분리하여 일단 보관하고, 다음 웨이퍼를 양면연마하기 위해 재차 배설하기 전에 행할 수 있다.
양면연마기의 메인터넌스 등을 위해 캐리어를 일단 분리하여 보관하는 경우가 있는데, 이 양면연마에 이용한 캐리어의 표면은 특히 활성적이며, 보관시에 자연산화막이 형성되기 쉽다. 또한 슬러리 잔사, 연마 잔사가 흡착되거나 하여 오염되어 있는 경우가 있다. 그러나, 상기와 같이 함으로써, 이들을 기인으로 하는 연마 웨이퍼로의 흠집의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 상기 캐리어를 금속제의 것으로 할 수 있다.
금속제의 캐리어의 표면은 특히 활성적이고 불안정하여, 자연산화막의 형성 등이 쉽게 된다. 따라서, 이들을 양면연마 전에 미리 제거할 수 있는 본 발명은 특히 유효하다.
또한, 상기 캐리어의 1차 연마에 있어서 이용하는 슬러리 중의 지립을, 직경 70nm 이상인 것으로 할 수 있다.
이러한 지립을 이용한다면, 효율 좋게, 보다 확실하게 캐리어 표면에 형성된 자연산화막 등을 제거할 수 있다.
또한, 상기 캐리어의 2단계 양면연마에 있어서 이용하는 연마포를, 쇼어 A경도 80 이상의 발포 폴리우레탄 패드로 할 수 있다.
연마포로서 이러한 것을 이용한다면, 효율 좋게, 보다 확실하게 캐리어 표면에 형성된 자연산화막 등을 제거할 수 있다.
또한, 상기 캐리어의 1차 연마에 있어서의 연마절삭량(取り代)을, 편면당 30nm 이상으로 할 수 있다.
이렇게 1차 연마에 있어서의 연마절삭량을 설정한다면, 캐리어 표면에 형성된 자연산화막 등을 제거하기에 충분한 연마량이며, 보다 확실하게 제거할 수 있다.
또한, 상기 캐리어의 2차 연마에 있어서 이용하는 무기알칼리용액의 온도를, 30℃ 이상으로 할 수 있다.
이렇게 한다면, 2차 연마에 있어서, 1차 연마에 의한 잔사를 효율 좋게 제거할 수 있고, 보다 확실하게 캐리어 표면에 남지 않도록 할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따르면, 캐리어 표면에 형성된 자연산화막 등을 배설 전에 미리 제거할 수 있고, 그 캐리어를 이용하여 웨이퍼의 양면연마를 행할 수 있으므로, 이들의 자연산화막 등을 기인으로 하는 캐리어 배설 직후에 있어서의 연마 웨이퍼의 흠집의 발생을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 웨이퍼의 양면연마방법의 일례를 나타내는 플로우도이다.
도 2는 본 발명의 웨이퍼의 양면연마방법의 다른 일례를 나타내는 플로우도이다.
도 3은 양면연마기의 일례를 나타내는 종단면도이다.
도 4는 양면연마기의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 5는 종래의 웨이퍼의 양면연마방법의 일례를 나타내는 플로우도이다.
도 6은 비교예에 있어서의 스크래치의 일례를 나타내는 관찰도이다.
도 7은 실시예 및 비교예에 있어서의, 배치마다의 스크래치수의 추이를 나타내는 그래프이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 실시의 형태를 설명하나, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.
우선, 도 3에 본 발명의 양면연마방법에 사용할 수 있는 양면연마기의 종단면도의 일례를 나타낸다. 또한 도 4는 양면연마기의 평면도이다. 여기서는 유성식인 것에 대하여 설명하나, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 요동식인 것으로 할 수도 있다.
한편, 본 발명에 있어서는 웨이퍼 연마용과 캐리어 연마용으로 상이한 양면연마기가 필요한데, 그 기본적인 구조는 동일한 것으로 할 수도 있고, 상이한 구조로 할 수도 있다. 적절하게 웨이퍼나 캐리어를 양면연마할 수 있는 것이면 된다. 여기서는 기본적인 구조가 동일한 것을 사용하는 경우에 대하여 설명한다.
단, 캐리어 자체는 공통이다. 즉, 캐리어 연마용의 양면연마기로 양면연마된 캐리어가, 웨이퍼 연마용의 양면연마기로 웨이퍼를 양면연마할 때에 이용되게 된다.
양면연마기(1)(웨이퍼 연마용의 양면연마기(A), 캐리어 연마용의 양면연마기(B)라 함)는, 상하로 상대향하여 마련된 하정반(2)과 상정반(3)을 구비하고 있으며, 각 정반(2, 3)의 대향면측에는, 각각 연마포(4)가 첩부되어 있다. 또한, 상정반(3)의 상부에는 슬러리 등을 공급하는 노즐(5), 상정반(3)에는 관통구멍(6)이 마련되어 있다. 그리고 상정반(3)과 하정반(2) 사이의 중심부에는 선기어(7)가, 주연부에는 인터널기어(8)가 마련되어 있다. 캐리어(9)에 형성된 유지구멍(10)에 유지된 웨이퍼(W)(웨이퍼(W)는 미도시한 인서트재를 개재하여 유지구멍(10)으로 유지되어 있다)는, 상정반(3)과 하정반(2) 사이에 끼워져 있다.
한편, 도 3, 4는 연마대상이 웨이퍼(W)인 경우이다. 연마대상이 캐리어(9)인 경우에는, 도 3, 4로부터 웨이퍼(W)를 없앤 상태가 된다.
선기어(7) 및 인터널기어(8)의 각 톱니부(齒部)에는 캐리어(9)의 외주톱니가 맞물려 있고, 상정반(3) 및 하정반(2)이 미도시한 구동원에 의해 회전됨에 수반하여, 캐리어(9)는 자전하면서 선기어(7)의 둘레를 공전한다.
이때 캐리어(9)는 상하의 연마포(4)에 의해 양면이 동시에 연마된다.
또한, 웨이퍼(W)가 연마대상인 경우에는, 웨이퍼(W)는 캐리어(9)의 유지구멍(10)으로 유지되어 있으며, 상하의 연마포(4)에 의해 양면이 동시에 연마된다.
한편, 각각, 연마시에는, 노즐(5)로부터 관통구멍(6)을 통과하여 캐리어 연마용의 슬러리 또는 웨이퍼 연마용의 슬러리가 공급된다. 온도조절기도 구비되어 있으며, 각 슬러리는 원하는 온도에서 공급할 수 있도록 되어 있다.
한편, 캐리어(9)의 재질은 특별히 한정되지 않으나, 금속제의 것인 경우에 본 발명은 특히 유효하다. 금속제의 캐리어의 표면은 활성적이고 불안정하며, 연마 웨이퍼의 흠집의 기인이 되는 자연산화막의 형성 등이 쉽게 된다. 본 발명은, 캐리어를 웨이퍼 연마를 위해, 상하정반 사이에 배설하기 전에, 그 표면에 형성되기 쉬운 자연산화막 등을 미리 제거할 수 있다.
또한, 연마포(4)는 특별히 한정되지 않으나, 캐리어 연마용의 양면연마기(B)에 있어서는, 예를 들어 쇼어 A경도 80 이상의 발포 폴리우레탄 패드를 이용할 수 있다. 이러한 경도의 것이면, 본 발명의 양면연마방법에 있어서, 효율 좋게, 보다 확실하게 캐리어(9)의 표면에 형성된 자연산화막 등을 제거할 수 있기 때문이다.
다음에, 도 3, 4와 같은 양면연마기를 이용한 본 발명의 웨이퍼의 양면연마방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 웨이퍼의 양면연마방법은, 예를 들어, 웨이퍼를 양면연마하기 위해 처음 양면연마기에 배설하는 경우에 적용할 수 있다. 캐리어 교환에서, 제조업체로부터 납품된 신품의 캐리어를 이용하는 경우를 생각할 수 있다(실시태양 1).
또한, 이미 웨이퍼의 양면연마에 이용한 캐리어를 양면연마기로부터 분리하여 일단 보관하고, 다음 웨이퍼를 양면연마하기 위해, 양면연마기에 재차 배설하는 경우에 적용할 수 있다. 연마포 등의 캐리어 이외의 부품의 교환, 메인터넌스 등을 위해, 양면연마기로부터 일단 분리한 캐리어를 이용하는 경우를 생각할 수 있다(실시태양 2).
한편, 본 발명은 이것들로 한정되는 것이 아니며, 양면연마기에 캐리어를 배설하여 웨이퍼를 양면연마하는 경우이면 본 발명을 적용할 수 있다.
(실시태양 1: 웨이퍼를 양면연마하기 위해 처음 양면연마기에 배설하는 경우)
먼저, 실시태양 1의 경우에 대하여 도 1을 참조하여 설명한다.
먼저, 캐리어 교환을 위한 신품의 캐리어를 준비한다(공정 B1). 한편, 상기와 같이, 본 발명은 특히 금속제인 것에 특히 유효하나, 그 밖에, 수지 등의 다른 재질의 것으로 할 수도 있다. 제조업체로부터 납품된 신품의 캐리어에는 자연산화막이 통상 형성되어 있다. 또한, 다른 불순물이 부착되어 있는 경우도 생각할 수 있다. 이 상태에서 웨이퍼의 양면연마를 위해 그대로 사용하면, 웨이퍼의 양면연마 중에 이들이 벗겨져, 연마 웨이퍼 표면의 흠집의 원인이 된다.
이에, 캐리어 표면의 자연산화막 등을 미리 제거해 둔다. 구체적으로는, 양면연마기(B)에 신품의 캐리어를 배설하고(공정 B2), 노즐로부터 슬러리 등을 공급하면서, 상하정반이나 각 기어를 구동시키고, 연마포로 캐리어를 양면연마함으로써 자연산화막을 제거한다(공정 B3).
여기서, 이 공정 B3에서는, 2단계로 양면연마를 행한다(1차 연마 및 2차 연마). 한편, 여기서 사용하는 양면연마기(B)의 연마포에 대해서는 앞서 설명한 바와 같이, 예를 들어 쇼어 A경도 80 이상의 것으로 할 수 있으며, 이에 따라, 자연산화막을 효율 좋게, 보다 확실하게 제거할 수 있다. 경도의 상한으로는, 예를 들어 쇼어 A경도 95이면 충분하다.
1차 연마에서는 지립을 포함하는 슬러리를 이용한다. 이에 따라 캐리어 표면의 자연산화막, 혹은 불필요한 불순물을 벗길 수 있다. 사용하는 지립은 특별히 한정되지 않으나, 효율 좋게 자연산화막 등을 제거하는데 있어서는, 예를 들어 직경 70nm 이상인 것을 이용할 수 있다. 더욱 바람직하게는 100nm 이상인 것을 이용할 수 있고, 상한으로는 예를 들어 200nm 정도이면 충분하다. 실리카 등, 그때마다 웨이퍼의 재질에 따라 적절한 재질의 것을 이용할 수 있다.
또한, 이 슬러리에 관해, 예를 들어 지립농도는 10wt% 이상 20wt% 이하로 할 수 있고, pH 10-11의 무기알칼리용액으로 할 수 있다.
그리고, 연마절삭량으로는, 편면당, 예를 들어 30nm 이상으로 할 수 있다. 이 정도 연마한다면, 자연산화막 등을 보다 확실하게 제거할 수 있다. 상한으로는, 예를 들어 100nm로 할 수 있다. 이러한 범위의 연마량이면, 자연산화막 등을 제거하기 위한 연마량으로서 충분하다. 단, 당연히 이 연마량으로 한정되는 것이 아니며, 캐리어의 자연산화막 등의 형성상태에 따라, 적당히 결정할 수 있다.
또한, 가공하중은 1차 연마에서는 예를 들어 100-200gf/cm2로 설정할 수 있다.
다음에, 지립을 포함하지 않는 무기알칼리용액을 이용한 2차 연마를 행한다. 무기알칼리용액으로는, 예를 들어 pH 10-11의 KOH 베이스인 것을 이용할 수 있다. 이에 따라, 1차 연마에서 캐리어 표면에 부착한 잔사나 지립, 연마부스러기 등을 제거할 수 있다. 잔사가 건조·응고되면 용해되기 어려워져 세정하기 어려워지는데, 상기와 같이 양면연마기(B) 내에서 1차 연마 후에 2차 연마를 행하여 무기알칼리 세정을 행함으로써, 효율 좋게 이것들을 제거할 수 있다.
또한, 무기알칼리용액의 온도는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 30℃ 이상으로 할 수 있다. 상한으로는, 예를 들어 40℃로 할 수 있다. 이러한 온도범위이면, 1차 연마에 의한 잔사 등을 한층 효율 좋게 제거할 수 있고, 이후의 웨이퍼의 양면연마에 이용할 때에, 캐리어에 부착된 상태의 잔사가 원인이 되어 연마 웨이퍼에 결함이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 가공하중은 2차 연마에서는 예를 들어 50-100gf/cm2로 설정할 수 있다.
상기와 같이 하여 2단계 양면연마를 행한 캐리어를 양면연마기(B)로부터 취출한다(공정 B4).
다음에, 양면연마기(B)와는 달리, 웨이퍼를 양면연마하는데에 이용하는 양면연마기(A)에, 상기 2단계 양면연마를 행한 캐리어를 배설한다(공정 A1). 양면연마기(B)와는 상이한 양면연마기(A)를 이용하여 웨이퍼의 양면연마를 행한다. 만약 웨이퍼 연마용과 캐리어 연마용으로 동일한 양면연마기를 이용하면, 캐리어의 2단계 양면연마에서 발생한 연마부스러기 등이 양면연마기 내에 남아 웨이퍼를 손상시킨다. 그러나, 본 발명에서는 상이한 양면연마기를 이용하므로 그러한 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 공정 B4 후, 공정 A1을 행해 후술하는 양면연마를 행하는 것은 1시간 이내로 하는 것이 보다 좋다. 자연산화막이 캐리어 표면에 재차 형성되거나, 불순물이 부착되는 것을 억제할 수 있기 때문이다.
다음에, 웨이퍼를 투입, 즉, 캐리어의 유지구멍에 웨이퍼를 유지하여 상하정반 사이에 끼우고(공정 A2), 양면연마를 행한다(공정 A3). 이 양면연마의 수순 자체는 종래와 동일한 수순으로 할 수 있다. 즉, 웨이퍼 연마를 위해, 노즐로부터 적절한 슬러리를 공급하면서, 상하정반이나 각 기어를 구동시켜, 연마포로 원하는 연마절삭량만큼 양면연마한다.
그리고, 연마 후의 웨이퍼를 회수한다(공정 A4). 필요에 따라, 공정 A2-공정 A4를 연속하여 반복(N회) 행하고, 웨이퍼의 연마, 회수를 행한다.
이러한 본 발명의 웨이퍼의 양면연마방법이면, 실제로 캐리어를 양면연마기(A)에 배설하기 전에, 캐리어 표면의 자연산화막 등을 2단계 양면연마에 의해 제거할 수 있다. 따라서, 종래에는, 자연산화막 등을 가진 상태의 신품의 캐리어를 그대로 사용하여 웨이퍼의 연마를 할 때에 발생했던, 자연산화막 등으로부터 기인하는 파티클이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그러므로 연마 웨이퍼의 표면에 스크래치 등의 흠집이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이 흠집은 캐리어 배설 직후의 수 배치에 있어서 특히 많이 발생하였으나, 이를 방지할 수 있어, 배설 직후로부터 고품질의 연마 웨이퍼를 제공하는 것이 가능해진다.
(실시태양 2: 웨이퍼의 양면연마에 이용한 캐리어를 양면연마기로부터 분리하여 일단 보관하고, 다음 웨이퍼를 양면연마하기 위해 재차 배설하는 경우)
다음에, 실시태양 2에 대하여 도 2를 참조하여 설명한다.
연마포의 수명, 기타 각종 메인터넌스를 위해, 웨이퍼의 양면연마에 이용한 캐리어를 양면연마기(A)로부터 취출하고(공정 A5), 양면연마기(A)를 완전 정지하여(공정 A6), 양면연마기(A)의 메인터넌스를 행한다(공정 A7).
한편, 양면연마기(A)로부터 분리한 캐리어에 대해서는, 뒤에 재차 사용하기 위해, 필요에 따라 세정 등 행한 후, 일단 보관한다(공정 B5). 보관방법은 특별히 한정되지 않는다. 용기 내에 자연건조보관할 수도 있고, 소정의 용액으로 채워진 수조 내에 보관할 수도 있다. 자연산화막의 형성이나 기타 불순물의 부착을 방지할 수 있는 방법으로 적당히 보관할 수 있다.
그리고, 양면연마기(A)의 메인터넌스 종료의 타이밍에 맞추어, 보관하고 있던 캐리어에 대해 양면연마기(B)를 이용하여 2단계 양면연마를 행한다(공정 B2-공정 B4). 공정 B2-공정 B4에 대해서는 실시태양 1과 동일한 수순으로 행할 수 있다.
그리고, 메인터넌스 종료 후의 양면연마기(A)에, 2단계 양면연마를 행한 캐리어를 재차 배설하고(예를 들어, 2단계 양면연마로부터 1시간 이내에 배설)(공정 A1), 다음에 연마하는 웨이퍼의 투입, 연마, 회수를 반복 행한다(공정 A2-공정 A4). 공정 A2-공정 A4에 대해서는 실시태양 1과 동일한 수순으로 행할 수 있다.
그리고, 재차 양면연마기(A)의 메인터넌스를 행하는 경우, 캐리어를 취출하고(공정 A5), 상기와 같은 공정을 재차 반복할 수 있다.
일단 연마처리에 사용한 캐리어의 표면은 특히 활성적이며, 보관 시에 자연산화막이 형성되기 쉽다. 또한 웨이퍼 연마에서의 슬러리 잔사, 연마 잔사가 흡착되거나 하여 오염되어 있는 경우가 있다. 본 발명에서는, 이들 부착물을 양면연마기(A)로의 재차 배설 전에, 양면연마기(B)에서의 2단계 양면연마를 행함으로써 제거할 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼의 연마시에, 이들로부터의 파티클의 발생을 방지하고, 더 나아가서는 웨이퍼의 흠집의 발생을 방지할 수 있다. 특히 캐리어의 재차 배설 직후의 수 배치에 있어서 실로 효과적이다.
한편, 실시태양 1, 2에서는, 신품의 캐리어의 경우와 사용을 마친 캐리어의 경우로 나누어 설명하였으나, 당연히, 이들을 조합할 수도 있다. 즉, 예를 들어 실시태양 1과 같이, 우선 신품의 캐리어에 2단계 양면연마를 행하여 양면연마기(A)에 배설하고, 웨이퍼의 양면연마를 행한다. 그 후, 계속해서 실시태양 2와 같이, 양면연마기(A)의 메인터넌스를 위해, 그 사용을 마친 캐리어에 2단계 양면연마를 행해 양면연마기(A)에 재차 배설하고, 웨이퍼의 양면연마를 행할 수도 있다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예를 나타내어, 본 발명을 구체적으로 설명하나, 본 발명은 이것들로 한정되는 것은 아니다.
(실시예)
도 2에 나타내는 본 발명의 웨이퍼의 양면연마방법에 따라, 도 3, 4에 나타내는 양면연마기(1)(양면연마기(A), 양면연마기(B))를 이용하여 캐리어 및 웨이퍼의 연마를 행하였다.
연마포의 교환을 위해, 웨이퍼의 양면연마에 사용하고 있던 캐리어를 취출하고, 양면연마기(A)를 완전 정지하고, 연마포를 교환하였다. 한편, 취출한 캐리어는 일단 보관하고, 그 후에 양면연마기(B)를 이용하여 2단계 양면연마를 행하였다. 그 후, 재차 양면연마기(A)에 배설하고, 웨이퍼를 투입하여 양면연마를 행하고, 회수하였다. 한편, 캐리어의 재차 배설 후, 웨이퍼의 양면연마는 10배치 행하였다. 1배치당 5매이다.
한편, 양면연마기(B)에 있어서의 캐리어의 연마, 양면연마기(A)에 있어서의 웨이퍼의 연마의 각 조건은 이하와 같다.
(캐리어 연마에 대하여)
캐리어 연마는, 웨이퍼 연마를 실시하기 전의 1시간 이내로 행하였다.
양면연마기(B)는, 후지코시기계공업주식회사제의 DSP-20B를 이용하였다.
연마포는, 쇼어 A경도 86의 발포 폴리우레탄 패드를 이용하였다.
캐리어는, 기판을 티탄으로 하였다. 인서트재에는, 유리섬유에 에폭시 수지를 함침한 FRP를 이용하였다.
슬러리는 1차 연마에 실리카지립함유·평균입경 89nm·지립농도 13wt%·pH 10.5·KOH 베이스인 것을 이용하고, 2차 연마에 실리카지립없음·pH 11.0·KOH 베이스·35℃인 것을 이용하였다.
가공하중은 1차 연마에서는 180gf/cm2, 2차 연마에서는 70gf/cm2로 설정하였다.
가공시간은 1차 연마의 절삭량이 30nm 이상(구체적으로는, 50nm)이 되도록 설정하였다. 2차 연마에서는, 5min로 하였다.
각 구동부의 회전속도는, 상정반은 -13.4rpm, 하정반은 35rpm, 선기어는 25rpm, 인터널기어는 7rpm으로 설정하였다.
연마포의 드레싱은, 다이아몬드 지립이 전착된 드레스플레이트를 소정압으로 순수를 흘리면서 상하의 연마포에 슬라이드접촉시킴으로서 행하였다.
(웨이퍼 연마·세정에 대하여)
웨이퍼는 직경 300mm의 P형 실리콘 단결정 웨이퍼를 이용하였다.
양면연마기(A)는, 후지코시기계공업주식회사제의 DSP-20B를 이용하였다. 이는, 상기 캐리어 연마를 행한 양면연마기(B)와는 다른 양면연마기이다.
연마포는, 쇼어 A경도 86의 발포 폴리우레탄 패드를 이용하였다.
캐리어는, 상기 캐리어 연마를 행한 후의 티탄캐리어를 사용하였다.
슬러리는 실리카 지립 함유·평균입경 35nm·지립농도 1.0wt%·pH 10.5·KOH 베이스인 것을 이용하였다.
가공하중은 150gf/cm2로 설정하였다.
가공시간은 웨이퍼두께가 캐리어와 동일해지도록 설정하였다.
각 구동부의 회전속도는, 상정반은 -13.4rpm, 하정반은 35rpm, 선기어는 25rpm, 인터널기어는 7rpm으로 설정하였다.
연마포의 드레싱은, 다이아몬드 지립이 전착된 드레스플레이트를 소정압으로 순수를 흘리면서 상하의 연마포에 슬라이드접촉시킴으로써 행하였다.
웨이퍼의 세정으로서, SC-1세정을, NH4OH:H2O2:H2O=1:1:15로 행하였다.
(비교예)
도 5에 나타내는 종래의 웨이퍼의 연마방법에 따라, 도 3, 4에 나타내는 양면연마기와 동일한 양면연마기를 이용하여 웨이퍼의 양면연마를 행하였다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 종래법에서는, 본 발명과 같은, 캐리어 보관 후의 양면연마기(B)를 이용한 2단계 양면연마는 행하지 않았다. 즉, 캐리어를 보관한 후, 2단계 양면연마는 행하지 않고, 그대로 티탄 캐리어를 양면연마기에 재차 배설하고, 웨이퍼의 양면연마를 행하였다. 그 밖의 조건은 실시예와 동일하게 하였다.
이렇게 하여 얻어진 실시예 및 비교예의 연마 웨이퍼(캐리어의 재차 배설 후에 양면연마된 것)에 대하여, 상기 세정 후, 그 표면을 검사하였다. 구체적으로는, 검사장치SP1(KLA-Tencor사제)의 200nmup로 측정하고, 웨이퍼 표면의 스크래치를 계측하였다.
그 스크래치의 일례(비교예)를 도 6에 나타낸다. 점선으로 둥글게 둘러싸인 것이 스크래치의 일례이다.
또한, 배치마다의 스크래치수의 추이를 모니터링하였다. 배치마다의 스크래치수의 추이를 도 7에 나타낸다. 한편, 각 배치 모두, 5매의 평균값이다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 캐리어의 연마를 행하지 않은 종래법의 비교예에서는, 캐리어의 재차 배설 직후의 수 배치(1~3배치)에 있어서, 스크래치수가 많다(11~3개). 이는, 일단 사용하여 취출·보관을 행한 캐리어의 표면에 형성된 자연산화막이나 슬러리 잔사 등이, 웨이퍼의 양면연마시에 캐리어로부터 벗겨지고, 웨이퍼 표면에 결함을 생기게 한 것으로 생각된다.
한편, 본 발명을 실시한 실시예에서는, 캐리어의 재차 배설 직후의 수 배치(1~3배치)에 있어서, 비교예에 비해 스크래치수를 대폭 억제하고 있음을 알 수 있다(1~0개). 이는, 본 발명에 의해, 상기 캐리어 표면의 자연산화막이나 슬러리 잔사 등을, 양면연마기(A)로의 재차 배설 전에 적절히 제거할 수 있었기 때문으로 생각된다.
또한, 상기 실시예는 한번 사용한 캐리어를 재차 사용하는 경우에 대한 것인데, 신품의 캐리어를 별도 준비하고, 도 1에 나타내는 본 발명의 다른 실시태양 1에 기초하여 웨이퍼의 양면연마방법을 실시하고, 그 연마 웨이퍼에 대해서도 스크래치수를 검사한 결과, 상기 실시예와 마찬가지로, 캐리어 배설 직후의 수 배치에 있어서 스크래치수를 억제할 수 있었다.
한편, 본 발명은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는 예시이며, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지며, 동일한 작용효과를 나타내는 것은, 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims (23)

  1. 양면연마기에 있어서 연마포가 첩부된 상하정반 사이에 캐리어를 배설하고, 그 캐리어에 형성된 유지구멍에 웨이퍼를 유지하여, 상기 상하정반 사이에 끼워넣어 양면연마하는 웨이퍼의 양면연마방법으로서,
    상기 양면연마기에 배설하기 전의 캐리어에, 미리, 상기 웨이퍼를 양면연마하는데에 이용하는 양면연마기와는 상이한 양면연마기를 이용하여, 지립을 포함하는 슬러리를 이용한 1차 연마와, 지립을 포함하지 않는 무기알칼리용액을 이용한 2차 연마로 이루어지는 2단계 양면연마를 행하고, 이 2단계 양면연마를 행한 캐리어를 상기 웨이퍼를 양면연마하는데에 이용하는 양면연마기에 배설하여 웨이퍼의 양면연마를 행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 양면연마기에 배설하기 전에 행하는 캐리어로의 2단계 양면연마를,
    상기 웨이퍼를 양면연마하기 위해 처음 배설하기 전에 행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 양면연마기에 배설하기 전에 행하는 캐리어로의 2단계 양면연마를,
    상기 웨이퍼의 양면연마에 이용한 캐리어를 상기 양면연마기로부터 분리하여 일단 보관하고, 다음 웨이퍼를 양면연마하기 위해 재차 배설하기 전에 행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 양면연마기에 배설하기 전에 행하는 캐리어로의 2단계 양면연마를,
    상기 웨이퍼의 양면연마에 이용한 캐리어를 상기 양면연마기로부터 분리하여 일단 보관하고, 다음 웨이퍼를 양면연마하기 위해 재차 배설하기 전에 행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어를 금속제의 것으로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 캐리어를 금속제의 것으로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 캐리어를 금속제의 것으로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 캐리어를 금속제의 것으로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어의 1차 연마에 있어서 이용하는 슬러리 중의 지립을, 직경 70nm 이상인 것으로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 캐리어의 1차 연마에 있어서 이용하는 슬러리 중의 지립을, 직경 70nm 이상인 것으로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 캐리어의 1차 연마에 있어서 이용하는 슬러리 중의 지립을, 직경 70nm 이상인 것으로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법.
  12. 제4항에 있어서,
    상기 캐리어의 1차 연마에 있어서 이용하는 슬러리 중의 지립을, 직경 70nm 이상인 것으로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 캐리어의 1차 연마에 있어서 이용하는 슬러리 중의 지립을, 직경 70nm 이상인 것으로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법.
  14. 제6항에 있어서,
    상기 캐리어의 1차 연마에 있어서 이용하는 슬러리 중의 지립을, 직경 70nm 이상인 것으로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법.
  15. 제7항에 있어서,
    상기 캐리어의 1차 연마에 있어서 이용하는 슬러리 중의 지립을, 직경 70nm 이상인 것으로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 캐리어의 1차 연마에 있어서 이용하는 슬러리 중의 지립을, 직경 70nm 이상인 것으로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어의 2단계 양면연마에 있어서 이용하는 연마포를, 쇼어 A경도 80 이상의 발포 폴리우레탄 패드로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법.
  18. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어의 1차 연마에 있어서의 연마절삭량을, 편면당 30nm 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 캐리어의 1차 연마에 있어서의 연마절삭량을, 편면당 30nm 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법.
  20. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어의 2차 연마에 있어서 이용하는 무기알칼리용액의 온도를, 30℃ 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 캐리어의 2차 연마에 있어서 이용하는 무기알칼리용액의 온도를, 30℃ 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 캐리어의 2차 연마에 있어서 이용하는 무기알칼리용액의 온도를, 30℃ 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 캐리어의 2차 연마에 있어서 이용하는 무기알칼리용액의 온도를, 30℃ 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법.
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