JP2021106239A - シリコンウェーハの研磨方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ところで、前記のような片面枚葉研磨装置にあっては、研磨ヘッド31にシリコンウェーハWを保持するために、例えば図7に示されるようなシリコンウェーハWを囲う環状のリテーナリング40(例えば特許文献1参照)が用いられることが多い。
このリテーナリング40はバッキングパッド43において前記ガイド材41が設けられた側とは反対側の面が研磨ヘッド31に貼り付けられ(ガイド材41が下側になるようにして)用いられる。
交換された後の新品のリテーナリング40は、研磨ヘッドに装着後、水による簡易的な洗浄と、立ち上げ加工とを行う。立ち上げ加工とは、ダミーワークで慣らし運転をして研磨布と研磨剤をリテーナリング40に馴染ませる作業(ブレークインともいう)である。
このとき、リテーナリング40(ガイド材41)中の表面の金属不純物は立ち上げ加工とともに除去されるが、表層部の金属不純物は除去されず、リテーナリング40(ガイド材41)内に残留する。
その結果、シリコンウェーハWの研磨時にリテーナリング40(ガイド材41)から金属不純物が溶出し、それがシリコンウェーハW表面に欠陥を発生させる原因となる虞があった。
尚、前記リテーナリングに対し、少なくともアルカリ性溶液と酸性溶液のいずれかで洗浄する工程の後、前記シリコンウェーハの研磨を行う工程の前に、慣らし運転をして研磨布と研磨剤を前記リテーナリングに馴染ませる立ち上げ加工を行う工程を含むことが望ましい。
また、前記リテーナリングに対し、少なくともアルカリ性溶液と酸性溶液のいずれかで洗浄する工程において、前記リテーナリングの洗浄に用いる前記アルカリ性溶液は、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、TMAHのいずれかを含む薬液であることが望ましい。
また、前記リテーナリングに対し、少なくともアルカリ性溶液と酸性溶液のいずれかで洗浄する工程において、前記リテーナリングの洗浄に用いる前記酸性溶液は、フッ化水素酸、硫酸、塩化水素、酢酸、硝酸のいずれかを含む薬液であることが望ましい。
また、前記リテーナリングの材質として、上記記載のアルカリ性溶液及び酸性溶液に耐えられる高分子材料であり、特に、ガラスエポキシ樹脂、PEEK、PPS、PET、ベスペルのいずれかを用いることが望ましい。
図1は、本発明のシリコンウェーハの研磨方法を適用することのできる片面枚葉研磨装置の正面図である。図2は、図1の片面枚葉研磨装置の一部拡大断面図である。
片面枚葉研磨装置100は、図1、図2に示すように、研磨ヘッド1に取り付けられるウェーハ保持具として、内部にエアーを封入した偏平な円板状を呈し、シリコンウェーハWをソフトチャッキングするゴムチャック2と、研磨ヘッド1の下面縁部に接着固定された環状のリテーナリング3と、研磨定盤4に貼付された発泡ウレタンからなる研磨布5とを有している。前記リテーナリング3の材質は、後述するアルカリ性溶液及び酸性溶液に耐えられる高分子材料であり、特に、ガラスエポキシ樹脂、PEEK、PPS、PET、ベスペルのいずれかを用いることが望ましい。
また、前記アルカリ洗浄に用いるアルカリ性溶液として、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、TMAHのいずれかを用いてよい。
また、前記酸洗浄に用いる酸性溶液として、フッ化水素酸、硫酸、塩化水素、酢酸、硝酸のいずれかを用いてもよい。
立ち上げ加工終了後、ゴムチャック2によりシリコンウェーハWをソフトチャッキングしながらその表面(デバイス形成面)を一次研磨する(ステップSP6)。
また、再び片面枚葉研磨装置100を用いてシリコンウェーハWをソフトチャッキングしながら表面を仕上研磨してから(ステップSP9)、シリコンウェーハWを純水によって洗浄し(ステップSP10)、片面鏡面を有するシリコンウェーハを得る。
リテーナリング3の材質はガラスエポキシ樹脂とし、リテーナリングに対する洗浄は、アルカリ洗浄としてSC1(NH4OH:1wt%、H2O2:1wt%の混合液)に30分間浸漬し、その後、純水でリンス洗浄した。また、酸洗浄として、HF(1wt%)に30分間浸漬して酸洗浄を行い、その後、純水によりリンス洗浄した。
研磨加工したシリコンウェーハに対し、その表面をレーザ散乱パーティクルカウンタ(KLA−Tencor製Surfscan SP−3)を用いてパーティクルの数を測定した。
実施例1と同様に研磨加工したシリコンウェーハに対し、その表面をレーザ散乱パーティクルカウンタを用いてパーティクルの数を測定した。
図4のグラフにおいて横軸に実施例1、比較例1、縦軸に26nmLPD(counts/wf)を示す。尚、26nmLPDとは、ウェーハ表面の粒径26nmサイズ以上の欠陥・パーティクル等のLPD(Light PointDefect)数を意味する。
このLPDは、リテーナリングから溶出する金属不純物によって生じるウェーハ表面の欠陥以外にも、ウェーハ表面上の付着物(ゴミ)のパーティクル、研磨加工によって発生するPID(PolishingInduced Defect)の欠陥が含まれる。
このうち、付着物(ゴミ)のパーティクルやPIDによるLPD数については、リテーナリングの洗浄以外の条件を同じにしている比較例1と実施例1とでは同等であると考えることができる。
図4のグラフから明らかなように実施例1ではウェーハ上のパーティクル(金属不純物)数が大幅に低減されたことが確認できた。
2 ゴムチャック
3 リテーナリング
4 研磨定盤
5 研磨布
W ウェーハ
Claims (5)
- 研磨ヘッドにシリコンウェーハがリテーナリングに囲われた状態で保持するとともに、研磨定盤に貼付された研磨布に対し、前記研磨ヘッドに保持された前記シリコンウェーハを押し当てて回転させながら、その表面を研磨するシリコンウェーハの研磨方法において、
前記リテーナリングに対し、少なくともアルカリ性溶液と酸性溶液のいずれかで洗浄する工程と、
前記リテーナリングに対する洗浄工程の後に、前記シリコンウェーハの研磨を行う工程と、を含むことを特徴とするシリコンウェーハの研磨方法。 - 前記リテーナリングに対し、少なくともアルカリ性溶液と酸性溶液のいずれかで洗浄する工程の後、
前記シリコンウェーハの研磨を行う工程の前に、慣らし運転をして研磨布と研磨剤を前記リテーナリングに馴染ませる立ち上げ加工を行う工程を含むことを特徴とする請求項1に記載されたシリコンウェーハの研磨方法。 - 前記リテーナリングに対し、少なくともアルカリ性溶液と酸性溶液のいずれかで洗浄する工程において、
前記リテーナリングの洗浄に用いる前記アルカリ性溶液は、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、TMAHのいずれかを含む薬液であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載されたシリコンウェーハの研磨方法。 - 前記リテーナリングに対し、少なくともアルカリ性溶液と酸性溶液のいずれかで洗浄する工程において、
前記リテーナリングの洗浄に用いる前記酸性溶液は、フッ化水素酸、硫酸、塩化水素、酢酸、硝酸のいずれかを含む薬液であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載されたシリコンウェーハの研磨方法。 - 前記リテーナリングの材質は、前記アルカリ性溶液及び前記酸性溶液に耐えられる高分子材料としての、ガラスエポキシ樹脂、PEEK、PPS、PET、ベスペルのいずれかを用いることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載されたシリコンウェーハの研磨方法。
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