KR20220006047A - 편면연마방법 - Google Patents

편면연마방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220006047A
KR20220006047A KR1020217034568A KR20217034568A KR20220006047A KR 20220006047 A KR20220006047 A KR 20220006047A KR 1020217034568 A KR1020217034568 A KR 1020217034568A KR 20217034568 A KR20217034568 A KR 20217034568A KR 20220006047 A KR20220006047 A KR 20220006047A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polishing
condition
oxide film
wafer
polishing pad
Prior art date
Application number
KR1020217034568A
Other languages
English (en)
Inventor
켄타 스즈키
마사아키 오세키
Original Assignee
신에쯔 한도타이 가부시키가이샤
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 filed Critical 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤
Publication of KR20220006047A publication Critical patent/KR20220006047A/ko

Links

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
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
    • B24B37/015—Temperature control
    • 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
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/12—Lapping plates for working plane surfaces
    • 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
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/14—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the temperature during grinding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Abstract

본 발명은, 연마패드를 이용하여 웨이퍼의 표면의 연마를 행하는 편면연마방법으로서, 상기 연마패드의 온도변화를 모니터링하고, 상기 연마의 개시시로부터 제1의 조건으로 상기 웨이퍼의 표면을 연마하고, 상기 연마패드의 온도변화가 상승으로부터 하강으로 변화한 시점에서, 상기 제1의 조건으로부터 제2의 조건으로 전환하여 상기 웨이퍼의 표면을 연마하는 것을 특징으로 하는 편면연마방법이다. 이에 따라, 자연산화막이 제거된 것을 정확하게 검출하여 엣지롤오프를 억제할 수 있다.

Description

편면연마방법
본 발명은, 편면연마방법에 관한 것이다.
편면연마에서는, 연마의 초기단계에서 웨이퍼 표면에 형성된 자연산화막의 제거가 먼저 진행되고, 그 후에 노출된 웨이퍼의 표면(베어(bare)면)의 연마가 이루어진다. 이 연마에 있어서는, 최근의 요구품질의 고조에 따라, 면거칠기나 표면결함 개선을 위해, 슬러리나 연마패드에 웨이퍼에의 보호성을 높인 특성을 갖게 하는 경향이 있다. 한편, 그러한 특성을 가진 슬러리나 연마패드를 이용한 연마에서는, 웨이퍼에의 보호성의 높이에 수반하여, 자연산화막의 제거레이트가 극단적으로 저하되어 생산성의 저하를 초래하고 있다. 즉, 자연산화막의 제거와, 베어면의 연마에서는, 각각에 적합한 조건이 상이하다(특허문헌 1 참조).
일본특허공개 2017-139311호 공보
이상으로부터, 편면연마에 있어서는, 우선, 자연산화막의 제거에 적합한 조건으로 이 자연산화막의 제거를 행하고, 그 후에 베어면(예를 들어, 베어실리콘)의 연마에 적합한 조건으로 베어면을 연마하는 것이 바람직하다. 이 때, 자연산화막의 제거에 적합한 조건으로는, 베어면에 대한 연마레이트가 대체로 높아지는 점에서, 엣지롤오프를 억제하기 위해, 자연산화막이 제거된 후, 신속하게 베어면의 연마에 적합한 조건으로 전환하는 것이 필요해진다.
그러나, 막두께가 나노미터오더로 매우 얇은 자연산화막의 제거완료를 연마 중에 즉시 검출하는 것은 일반적으로 곤란하다. 이 때문에, 종래의 편면연마에서는, 미리, 자연산화막의 제거시간을 조사하여, 그것에 마진을 더한 시간을 산화막 제거시간으로 하고, 먼저, 자연산화막의 제거에 적합한 조건으로 이 자연산화막의 제거를 행하고, 산화막 제거시간이 경과한 후에 베어실리콘의 연마에 적합한 조건으로 베어면을 연마한다는 방법을 이용하고 있었다. 그러나, 이 연마방법에서는, 연마시의 분위기온도나 배치(batch)추이 등이 원인이 되어, 배치마다 산화막 제거시간에 불균일이 발생하므로, 정확한 컨트롤을 할 수 없는 점에서, 정밀도 좋게 엣지롤오프를 억제하기에는 한계가 있었다.
본 발명은, 상기 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 자연산화막이 제거된 것을 정확하게 검출함으로써, 엣지롤오프를 충분히 억제하는 것이 가능한 편면연마방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는, 연마패드를 이용하여 웨이퍼의 표면의 연마를 행하는 편면연마방법으로서, 상기 연마패드의 온도변화를 모니터링하고, 상기 연마의 개시시로부터 제1의 조건으로 상기 웨이퍼의 표면을 연마하고, 상기 연마패드의 온도변화가 상승으로부터 하강으로 변화한 시점에서, 상기 제1의 조건으로부터 제2의 조건으로 전환하여 상기 웨이퍼의 표면을 연마하는 것을 특징으로 하는 편면연마방법을 제공한다.
이러한 편면연마방법에 따르면, 연마패드의 온도변화, 즉, 그 때에 실제로 연마를 행하고 있는 배치(웨이퍼)의 상태에 기초하여, 연마레시피를 전환할 수 있다. 즉, 상기 편면연마방법은, 미리 구해진 산화막 제거시간에 기초하여 일률적으로 연마레시피의 전환을 행하는 경우와 달리, 배치마다, 자연산화막이 제거된 타이밍을 정확하게 검지가능하다. 따라서, 편면연마에 있어서, 고정밀도로 엣지롤오프를 충분히 억제하는 것이 가능해진다.
상기 제1의 조건을, 실리콘산화막을 제거하는 조건으로 하고, 상기 제2의 조건을, 실리콘웨이퍼를 연마하는 조건으로 하여, 상기 연마를 행하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 실리콘웨이퍼의 연마에 있어서, 이 실리콘웨이퍼의 표면에 형성되는 자연산화막의 제거완료를 정확하게 검지할 수 있게 되므로, 실리콘웨이퍼의 엣지롤오프를 개선하여, 플랫니스(flatness)특성의 향상을 도모할 수 있다.
상기 제2의 조건을, 상기 제1의 조건에 대하여, 슬러리, 연마하중, 및 연마회전수 중 어느 1개 이상이 상이한 것으로 하여, 상기 연마를 행하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 슬러리, 연마하중, 및 연마회전수 중 어느 1개 이상에 의해 연마레시피의 전환을 행함으로써, 제1의 조건에 의한 연마(자연산화막의 연마)로부터 제2의 조건에 의한 연마(웨이퍼의 베어면에 대한 연마)로 부드럽게 전환할 수 있다.
한편, 연마하중이란, 연마시에 웨이퍼를 유지한 연마헤드를 정반 상의 연마패드에 압착하는 압력이며, 연마회전수란, 연마시에 있어서의 연마헤드, 정반, 또는 이들 쌍방의 회전수이다.
상기 제2의 조건에서 이용하는 슬러리를, 상기 제1의 조건에서 이용하는 슬러리에 대하여, 동일한 종류이며 농도가 상이한 것, 또는 상이한 종류인 것으로 하여, 상기 연마를 행하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 슬러리의 농도 또는 종류에 따라 연마레시피의 전환을 행함으로써, 상기와 마찬가지로, 제1의 조건에 의한 연마로부터 제2의 조건에 의한 연마로 부드럽게 전환할 수 있다.
상기 연마패드의 온도변화의 모니터링을 실시간으로 행하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 연마패드의 온도변화가 상승으로부터 하강으로 변화한 시점, 즉, 웨이퍼 상의 자연산화막의 제거완료를 보다 정확하게 검지할 수 있으므로, 실리콘웨이퍼의 엣지롤오프를 개선하여, 플랫니스특성의 향상을 도모한다는 효과가 증대된다.
상기 연마패드의 온도변화를 상기 연마패드가 장착되는 정반의 온도변화에 기초하여 검지하는 것이 바람직하다.
연마패드의 온도는, 예를 들어, 방사온도계에 의해 직접 측정하는 것이 가능한데, 정반에 온도센서를 탑재하여, 정반의 온도를 측정함으로써, 정반의 온도변화에 기초하여 연마패드의 온도변화를 검지하는 것도 가능하다. 이 경우, 저렴한 온도센서를 이용하여 간단하게 연마패드의 온도변화를 검지할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따르면, 자연산화막이 제거된 것을 정확하게 검출함으로써, 높은 정밀도로 엣지롤오프를 충분히 억제하는 것이 가능한 편면연마방법을 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 편면연마방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 2는 연마패드의 온도변화를 나타내는 도면이다.
도 3은 연마레시피의 전환타이밍을 나타내는 도면이다.
도 4는 연마 전후에서의 ESFQD의 변화량을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 ESFQD의 변화량을 그래프화한 도면이다.
상기와 같이, 편면연마에서는, 웨이퍼 표면에 형성된 자연산화막의 제거가 먼저 진행되고, 그 후에 노출된 베어면의 연마가 이루어진다. 여기서, 자연산화막의 제거에 적합한 조건으로 이 자연산화막을 제거하면, 이 자연산화막이 제거된 것을 정확하게 검출하는 것이 어렵기 때문에, 자연산화막이 제거된 후에도 동일한 조건으로 베어면을 연마하게 되어, 웨이퍼의 엣지롤오프가 커진다는 문제가 있었다.
여기서, 엣지롤오프란, 웨이퍼 중앙부에 있어서의 표면(기준평면)에 대한 웨이퍼의 엣지 근방에서의 기준평면으로부터의 변위를 의미하고, 웨이퍼의 플랫니스 향상의 관점에서 엣지롤오프를 억제하는 것이 요망되고 있다.
종래, 이 엣지롤오프를 억제하기 위해, 미리, 자연산화막의 제거시간을 조사해 두고, 그것에 마진을 더한 시간을 산화막 제거시간으로 하고, 먼저, 자연산화막의 제거에 적합한 조건으로 이 자연산화막의 제거를 행하고, 산화막 제거시간이 경과한 후에 베어면의 연마에 적합한 조건으로 이 베어면을 연마한다는 방법을 이용하고 있었다. 그러나, 이 연마방법에서는, 연마시의 분위기온도나 배치추이 등이 원인이 되어, 배치마다 산화막 제거시간에 불균일이 발생하므로, 높은 정밀도로 엣지롤오프를 억제하기에는 한계가 있었다.
이러한 점에서, 자연산화막이 제거된 것을 정확하게 검출함으로써, 엣지롤오프를 충분히 억제하는 것이 가능한 편면연마방법의 개발이 요망되고 있었다.
본 발명자들은, 상기 문제에 대해 예의 검토를 거듭한 결과, 편면연마에 있어서, 엣지롤오프를 충분히 억제하여 웨이퍼의 플랫니스의 개선을 도모하는 데에는, 웨이퍼 표면의 자연산화막이 제거된 것을 정확하게 검출하는 것이 가장 중요하며, 그를 위한 수법을 발견하는 것이 필요하다고 생각하였다. 또한, 종래와 같이, 산화막 제거시간을 미리 조사해 두는 수법에서는, 수고가 드는 데다, 배치간의 불균일을 줄이는 것이 어렵다고 판단하여, 그 이외에, 자연산화막이 제거된 것을 정확하게 검출하는 수법이 없는지에 중점을 두고, 더욱 예의 검토를 거듭하였다.
그 결과, 모든 배치에 대하여, 미리 구해진 시간에 기초하여, 일률적으로 연마레시피의 전환을 행하는 것이 아니라, 배치마다 자연산화막의 제거완료를 검출하는 것이, 배치간의 불균일 없이, 정확하게 자연산화막의 제거완료를 검출할 수 있는 유일한 수단이라는 결론에 이르렀다. 그리고, 배치마다 자연산화막의 제거완료를 검출하는 수법으로서, 본 발명자들은, 연마패드의 온도변화에 주목하였다.
즉, 자연산화막의 제거에 적합한 연마조건에서는, 연마개시에 수반하여 자연산화막과 슬러리가 반응함으로써, 연마패드의 온도가 급준하게 상승한다. 이후, 자연산화막이 완전히 제거되어 이 반응이 종료되면, 연마패드의 온도는, 정점에 도달한 후에 저하된다. 추가로 이후, 웨이퍼의 베어면이 연마되면, 재차, 연마패드의 온도가 상승한다. 본 발명자들은, 이상과 같은 편면연마시의 거동을 발견하였다.
이에, 본 발명자들은, 이러한 거동에 기초하여, 연마패드의 표면의 온도변화를 모니터링하고, 이 온도변화가 상승(양)으로부터 하강(음)으로 변화한 시점을 자연산화막의 제거가 완료된 시점으로 하고, 그 시점에서 연마레시피의 전환(자연산화막의 제거에 적합한 조건으로부터 베어면의 연마에 적합한 조건으로의 전환)을 행함으로써, 고정밀도로 엣지롤오프를 충분히 억제하여 웨이퍼의 플랫니스의 개선을 도모할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은, 연마패드를 이용하여 웨이퍼의 표면의 연마를 행하는 편면연마방법으로서, 상기 연마패드의 온도변화를 모니터링하고, 상기 연마의 개시시로부터 제1의 조건으로 상기 웨이퍼의 표면을 연마하고, 상기 연마패드의 온도변화가 상승으로부터 하강으로 변화한 시점에서, 상기 제1의 조건으로부터 제2의 조건으로 전환하여 상기 웨이퍼의 표면을 연마하는 것을 특징으로 하는 편면연마방법이다.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해, 첨부된 도면에 기초하여 구체적으로 설명하는데, 본 발명은, 이들로 한정되는 것은 아니다.
도 1은, 본 발명의 편면연마방법을 나타낸다. 도 2는, 연마패드의 온도변화를 나타낸다.
도 2의 연마패드의 온도변화에 있어서의 S1~S5는, 도 1의 플로우차트에 있어서의 S1~S5에 대응한다.
먼저, 스텝S1에 나타내는 바와 같이, 방사온도계를 이용하여, 연마패드의 표면의 온도측정을 개시한다. 아울러, 연마패드의 온도변화, 즉, 온도상승률[℃/sec]의 계산을 개시한다. 여기서, 연마패드의 온도측정의 개시시점은, 연마패드의 온도변화의 모니터링을 개시하는 시점, 즉, 온도상승률의 계산을 개시하는 시점의 2초 전으로 한다.
한편, 연마패드의 온도변화의 모니터링은, 연마패드의 표면온도를 측정한 후, 곧바로 온도상승률(δ/Δ)을 계산함으로써 실시간으로 행할 수 있다. 또한, 온도상승률의 계산은, 방사온도계에 의해 측정된 연마패드의 표면온도에 기초하여 계산하고 있는데, 이를 대신하여, 연마패드의 온도변화에 대응하고 있는 것에 기초할 수도 있고, 예를 들어, 온도센서에 의해 측정된 정반온도에 기초하여 계산할 수도 있다. 또한, 온도상승률의 계산은, 1초마다 행하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고, 수초마다 행할 수도 있다.
다음에, 스텝S2에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼를 유지한 연마헤드를 연마위치로 이동시킨다. 이후, 스텝S3에 나타내는 바와 같이, 자연산화막(예를 들어, 실리콘산화막)을 제거하는 제1의 조건(연마레시피R1: 자연산화막 제거조건)으로, 연마를 개시한다. 예를 들어, 자연산화막을 제거하기에 적합한 슬러리를 공급하면서 연마를 행한다. 또한, 이에 아울러, 또는 이를 대신하여, 자연산화막을 제거하기에 적합한 연마하중, 또는 연마회전수로, 연마를 행할 수도 있다. 이 때, 자연산화막과 슬러리가 반응하여, 그 반응열에 의해 연마패드의 온도가 급격하게 상승한다. 한편, 제1의 조건으로의 연마를 개시하고 나서의 연마패드의 온도변화, 즉, 온도상승률(δ/Δ)은, 양이다(도 2의 A 참조).
다음에, 스텝S4에 나타내는 바와 같이, 온도상승률이 양→0→음(도 2의 B→C 참조)이 된 시점에서, 제1의 조건으로부터, 웨이퍼의 베어면(예를 들어, 실리콘웨이퍼)을 연마하는 제2의 조건(연마레시피R2: 베어면 연마조건)으로, 연마를 계속한다. 예를 들어, 웨이퍼의 베어면용의 보호성이 높은 슬러리를 공급하면서 연마를 행한다. 여기서, 웨이퍼의 베어면용의 보호성이 높은 슬러리로는, 상기의 자연산화막을 제거하기에 적합한 슬러리에 대하여, 동일한 종류이며 농도가 상이한 것, 또는 상이한 종류인 것이 이용된다.
또한, 본 예에서는, 제2의 조건으로서, 제1의 조건에 대하여, 슬러리를 변화시키고 있는데, 이에 아울러, 또는 이를 대신하여, 연마하중 또는 연마회전수를 웨이퍼의 베어면을 연마하기에 적합한 값으로 변화시킬 수도 있다.
한편, 온도상승률이 양→0→음이 된 시점에서 연마레시피의 변경을 행하는 것은, 이와 같이 온도상승률이 양에서 음으로 변했다는 것은, 자연산화막과 슬러리의 반응이 종료된 것, 즉, 웨이퍼 상의 자연산화막이 완전히 제거된 것을 의미하기 때문이다.
이후, 온도상승률은, 일정기간, 음의 상태를 유지한 후(도 2의 D 참조), 웨이퍼와 슬러리의 반응열 및 마찰열에 의해, 재차, 상승으로 바뀐다(도시하지 않음).
마지막으로, 스텝S5에 나타내는 바와 같이, 필요한 양에 따라, 임의의 시간, 웨이퍼의 베어면을 연마한 후, 본 플로우를 종료한다.
이상의 편면연마방법에 따르면, 연마레시피의 전환을 시간으로 행하는 것이 아니라, 연마패드의 온도의 변화로부터 자연산화막의 제거완료를 정확하게 검지하여 연마레시피의 전환을 행한다. 즉, 자연산화막 제거조건으로부터 베어면 연마조건으로의 전환타이밍을, 연마패드의 온도변화가 상승으로부터 하강으로 변화한 시점으로 함으로써, 자연산화막이 제거된 것을 배치간의 불균일 없이 정확하게 검출할 수 있다. 그 결과, 엣지롤오프를 충분히 억제하는 것이 가능해진다.
실시예
이하에 본 발명의 실시예를 들어, 본 발명을 상세하게 설명하는데, 이들은, 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
(실시예)
이하의 실험조건으로 실리콘웨이퍼의 편면연마를 행하였다.
·실험조건
세라믹 정반에 연마패드를 붙여넣고, 연마헤드에 부착된 실리콘웨이퍼를 이 연마패드에 압착하여 연마를 행하였다.
자연산화막 제거조건(연마레시피R1)의 슬러리로는, 실리카계 지립을 포함하는 KOH베이스의 알칼리성 수용액의 연마슬러리를 이용하였다. 또한, 연마헤드와 정반을 각각 20rpm으로 회전시키면서 실리콘웨이퍼를 연마패드에 슬라이딩접촉시킴으로써, 자연산화막의 제거를 행하였다.
베어면 연마조건(연마레시피R2)의 슬러리로는, 실리카계 지립을 포함하는 NH4OH베이스의 알칼리성 수용액의 연마슬러리를 이용하였다. 또한, 연마헤드와 정반을 각각 40rpm으로 회전시키면서 실리콘웨이퍼를 연마패드에 슬라이딩접촉시킴으로써, 실리콘웨이퍼의 베어면의 연마를 행하였다.
자연산화막 제거조건(연마레시피R1)과 베어면 연마조건(연마레시피R2)의 전환타이밍을 결정하기 위해, 방사온도계를 이용하여 연마패드의 표면온도를 측정하고, 그 온도상승률을 실시간으로 계산하였다. 그리고, 이 온도상승률이 상승(양)으로부터 하강(음)이 된 시점에서, 연마레시피를 전환하였다.
연마가공은 12배치 행하고, 연마 전후에서의 ESFQD(edge site front least squars deviation)의 변화량을 구함으로써, 엣지롤오프의 정도를 구했다.
(비교예)
이하의 실험조건으로 실리콘웨이퍼의 편면연마를 행하였다.
·실험조건
자연산화막 제거조건(연마레시피R1)과 베어면 연마조건(연마레시피R2)의 전환타이밍을 제외하고, 상기 실시예와 동일한 실험조건으로, 실리콘웨이퍼의 연마를 행하였다.
비교예에서는, 연마레시피의 전환타이밍은, 연마개시로부터 25초 후(산화막 제거시간=25초)로 고정하였다.
도 3은, 연마레시피의 전환타이밍을 나타낸다.
동 도면은, 상기의 실시예와 비교예의 연마레시피의 전환타이밍을 비교하여 나타낸 것이다. 이 타이밍의 차이에 의해 어떤 효과의 차가 나타났는지에 대해, 이하의 검증결과에서 상세히 설명한다.
(검증결과)
도 4는, 연마 전후에서의 ESFQD의 변화량을 나타낸다. 도 5는, 도 4의 ESFQD의 변화량을 그래프화한 도면이다.
여기서, ESFQD에 대해 설명한다. ESFQD란, 엣지롤오프를 평가하는 지표의 하나이며, 웨이퍼 중앙부에 있어서의 표면(기준평면)에 대한 웨이퍼의 엣지 근방에서의 기준평면으로부터의 변위량을 나타낸다. 즉, ESFQD가 마이너스일 때는, 기준평면보다도 하측으로 변위하고 있는 것을 의미하고, ESFQD가 플러스일 때는, 기준평면보다도 상측으로 변위하고 있는 것을 의미한다.
웨이퍼의 엣지 근방에서는, ESFQD는 마이너스가 되고, 이 값이 작을수록 엣지롤오프가 억제되어 있는 것을 의미한다.
도 4 및 도 5에서는, 실시예와 비교예의 사이에서, 연마에 의한 엣지롤오프의 변화를 상대평가할 수 있도록, 연마 전후에서의 ESFQD의 변화량을 검증하였다.
연마 전에 있어서, 실시예 및 비교예의 ESFQD가 동일하다고 가정하면, 연마 전후에서의 ESFQD의 변화량은, 실시예 및 비교예의 연마에 의해 엣지롤오프가 얼마만큼 악화되었는지를 나타내는 지표가 된다. 즉, 연마 전후에서의 ESFQD의 변화량이 작다는 것은, 연마에 의한 엣지롤오프가 작은 것을 의미하고, 연마 전후에서의 ESFQD의 변화량이 크다는 것은, 연마에 의해 엣지롤오프가 큰 것을 의미한다.
그 결과, 연마 전후에서의 ESFQD의 변화량에 대해, 비교예에서는, 12배치의 평균값이 -3.48nm이었던 것에 반해, 실시예에서는, 12배치의 평균값이 -1.23nm였다. 이것은, 실시예에서는, 비교예보다도, 연마에 의한 엣지롤오프가 충분히 억제되어 있는 것을 의미한다. 또한, 배치간 불균일을 나타내는 표준편차SD에 대해서도, 비교예의 1.05로부터 실시예의 0.72로 작아졌다.
이상의 검증결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예에서는, 비교예에 대하여, 연마 전후에서의 ESFQD의 변화량이 작고, 배치간의 불균일도 보다 작은 것이 확인되었다. 즉, 실시예에 따르면, 자연산화막이 제거된 것을 배치간의 불균일 없이 정확하게 검출할 수 있고, 그 결과, 엣지롤오프를 충분히 작게 할 수 있는 것이 입증되었다.
이상, 설명해 온 바와 같이, 본 발명에 따르면, 자연산화막이 제거된 것을 정확하게 검출함으로써, 엣지롤오프를 충분히 억제하는 것이 가능한 편면연마방법을 실현할 수 있다.
한편, 본 발명은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는 예시이며, 본 발명의 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 동일한 작용효과를 나타내는 것은, 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims (6)

  1. 연마패드를 이용하여 웨이퍼의 표면의 연마를 행하는 편면연마방법으로서,
    상기 연마패드의 온도변화를 모니터링하고,
    상기 연마의 개시시로부터 제1의 조건으로 상기 웨이퍼의 표면을 연마하고,
    상기 연마패드의 온도변화가 상승으로부터 하강으로 변화한 시점에서, 상기 제1의 조건으로부터 제2의 조건으로 전환하여 상기 웨이퍼의 표면을 연마하는 것을 특징으로 하는 편면연마방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1의 조건을, 실리콘산화막을 제거하는 조건으로 하고, 상기 제2의 조건을, 실리콘웨이퍼를 연마하는 조건으로 하여, 상기 연마를 행하는 것을 특징으로 하는 편면연마방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2의 조건을, 상기 제1의 조건에 대하여, 슬러리, 연마하중, 및 연마회전수 중 어느 1개 이상이 상이한 것으로 하여, 상기 연마를 행하는 것을 특징으로 하는 편면연마방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2의 조건에서 이용하는 슬러리를, 상기 제1의 조건에서 이용하는 슬러리에 대하여, 동일한 종류이며 농도가 상이한 것, 또는 상이한 종류인 것으로 하여, 상기 연마를 행하는 것을 특징으로 하는 편면연마방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연마패드의 온도변화의 모니터링을 실시간으로 행하는 것을 특징으로 하는 편면연마방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연마패드의 온도변화를 상기 연마패드가 장착되는 정반의 온도변화에 기초하여 검지하는 것을 특징으로 하는 편면연마방법.
KR1020217034568A 2019-05-09 2020-03-10 편면연마방법 KR20220006047A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019089306A JP7092092B2 (ja) 2019-05-09 2019-05-09 片面研磨方法
JPJP-P-2019-089306 2019-05-09
PCT/JP2020/010136 WO2020225973A1 (ja) 2019-05-09 2020-03-10 片面研磨方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220006047A true KR20220006047A (ko) 2022-01-14

Family

ID=73051089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217034568A KR20220006047A (ko) 2019-05-09 2020-03-10 편면연마방법

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP7092092B2 (ko)
KR (1) KR20220006047A (ko)
CN (1) CN113766994B (ko)
TW (1) TW202108301A (ko)
WO (1) WO2020225973A1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017139311A (ja) 2016-02-03 2017-08-10 株式会社Sumco シリコンウェーハの片面研磨方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0794452A (ja) * 1993-09-22 1995-04-07 Toshiba Corp 研磨方法及び研磨装置
JPH0878369A (ja) * 1994-09-06 1996-03-22 Sony Corp 研磨の終点検出方法及びその研磨装置
JP3633062B2 (ja) * 1994-12-22 2005-03-30 株式会社デンソー 研磨方法および研磨装置
JPH09148281A (ja) * 1995-11-24 1997-06-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 研磨装置及び研磨方法
JPH10214807A (ja) * 1997-01-31 1998-08-11 Hitachi Chem Co Ltd 半導体基板の研磨方法
JP2006093180A (ja) * 2004-09-21 2006-04-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置の製造方法
JP2007129115A (ja) 2005-11-07 2007-05-24 Fuji Electric Holdings Co Ltd 半導体装置の製造方法
JP5186296B2 (ja) 2008-06-30 2013-04-17 信越半導体株式会社 ウェーハの研磨方法及び半導体素子の製造方法
US8932952B2 (en) 2010-04-30 2015-01-13 Sumco Corporation Method for polishing silicon wafer and polishing liquid therefor
CN103978421B (zh) * 2013-02-07 2017-04-19 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 终点侦测方法及化学机械抛光系统的抛光方法
CN103394994B (zh) * 2013-07-18 2017-12-15 上海集成电路研发中心有限公司 一种晶圆的抛光方法
CN104897296A (zh) * 2015-06-13 2015-09-09 广东工业大学 化学机械抛光过程中抛光界面的温度检测装置及温度信号的利用
CN107398779A (zh) * 2016-05-18 2017-11-28 上海新昇半导体科技有限公司 一种晶圆的精抛光方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017139311A (ja) 2016-02-03 2017-08-10 株式会社Sumco シリコンウェーハの片面研磨方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113766994A (zh) 2021-12-07
JP2020188036A (ja) 2020-11-19
CN113766994B (zh) 2024-03-08
WO2020225973A1 (ja) 2020-11-12
TW202108301A (zh) 2021-03-01
JP7092092B2 (ja) 2022-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10744616B2 (en) Wafer polishing method and apparatus
EP2225070B1 (en) Nanotopography control and optimization using feedback from warp data
KR102119556B1 (ko) 반도체 웨이퍼의 양면 연마 방법
CN104428882B (zh) 半导体晶片的评价方法及制造方法
JP5983422B2 (ja) ガラス基板の研磨方法及び製造方法
SG192518A1 (en) Wafer polishing method
US11728172B2 (en) Wafer thinning apparatus having feedback control
CN105252406A (zh) 一种硅片的抛光方法
JP5028354B2 (ja) ウェーハの研磨方法
KR102454449B1 (ko) 웨이퍼의 제조방법
CN108885982B (zh) 硅晶圆的单面抛光方法
KR20220006047A (ko) 편면연마방법
KR102299152B1 (ko) 연마방법
KR102560436B1 (ko) 실리콘 웨이퍼의 평가방법 및 실리콘 웨이퍼의 제조방법
JP2009027095A (ja) 半導体ウェハの評価方法、半導体ウェハの研削方法、及び半導体ウェハの加工方法
JP6248857B2 (ja) 研磨布の評価方法
TWI467645B (zh) 化學機械研磨方法與系統
KR101736738B1 (ko) 웨이퍼의 연마 방법 및 웨이퍼의 연마 장치
JP4693188B2 (ja) シリコンウェハのエッチング方法
JP2010225695A (ja) 拡散ウェーハの製造方法
JP2004063823A (ja) シリコンウェハの欠陥検出方法
JP2002050593A (ja) 平面研削方法
JP2005292054A (ja) シリコン単結晶ウェーハの評価方法およびこれを用いたシリコン単結晶ウェーハ

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal