DE-112013004148-B4 - Doppelseitiges Polierverfahren

Abstract

Verfahren zum doppelseitigen Polieren, umfassend einen Polierzyklus, der Folgendes umfasst: Ausführen eines ersten Polierschrittes, in dem ein doppelseitiger Polierprozess mit einer hohen Polierrate ausgeführt wird, wobei der doppelseitige Polierprozess gleichzeitig beide Oberflächen eines Wafers poliert, der mit einem Träger gehalten wird und zwischen Polierpads angeordnet ist, die jeweils an einer oberen und einer unteren Drehscheibe angeordnet sind, während der Träger gedreht und revolviert wird, Poliermittel zugeführt wird und eine Dicke des Wafers gemessen wird, Ausführen eines zweiten Polierschrittes, in dem der doppelseitige Polierprozess mit einer niedrigen Polierrate ausgeführt wird, Unterteilen einer geraden Linie, die sich von einem äußersten Umfang des polierten Wafers durch eine Mitte des polierten Wafers zum anderen äußersten Umfang in vorgegebene Abschnitte erstreckt, und optisches Messen einer Querschnittsform der unterteilten Abschnitte; Anwenden eines für jeden unterteilten Abschnitt vorbestimmten Gewichts auf die gemessene Querschnittsform, um die Planheit jedes Abschnitts zu quantifizieren; und Bestimmen der Polierbedingungen des ersten und des zweiten Polierschrittes in einem anschließenden Polierzyklus auf einer Grundlage der quantifizierten Planheit, wobei ein Strahldurchmesser einer Messvorrichtung, der verwendet wird, um die Querschnittsform von äußersten Abschnitten zu messen, kleiner ist als derjenige, der verwendet wird, um die Querschnittsform des anderen Abschnitts zu messen.

Inventors

• Kazumasa, c/o Nagano Electronics Industr Asai

Assignees

• SHIN-ETSU HANDOTAI CO., LTD.

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20131021

Priority Date

20121113

Claims (7)

1. Verfahren zum doppelseitigen Polieren, umfassend einen Polierzyklus, der Folgendes umfasst: Ausführen eines ersten Polierschrittes, in dem ein doppelseitiger Polierprozess mit einer hohen Polierrate ausgeführt wird, wobei der doppelseitige Polierprozess gleichzeitig beide Oberflächen eines Wafers poliert, der mit einem Träger gehalten wird und zwischen Polierpads angeordnet ist, die jeweils an einer oberen und einer unteren Drehscheibe angeordnet sind, während der Träger gedreht und revolviert wird, Poliermittel zugeführt wird und eine Dicke des Wafers gemessen wird, Ausführen eines zweiten Polierschrittes, in dem der doppelseitige Polierprozess mit einer niedrigen Polierrate ausgeführt wird, Unterteilen einer geraden Linie, die sich von einem äußersten Umfang des polierten Wafers durch eine Mitte des polierten Wafers zum anderen äußersten Umfang in vorgegebene Abschnitte erstreckt, und optisches Messen einer Querschnittsform der unterteilten Abschnitte; Anwenden eines für jeden unterteilten Abschnitt vorbestimmten Gewichts auf die gemessene Querschnittsform, um die Planheit jedes Abschnitts zu quantifizieren; und Bestimmen der Polierbedingungen des ersten und des zweiten Polierschrittes in einem anschließenden Polierzyklus auf einer Grundlage der quantifizierten Planheit, wobei ein Strahldurchmesser einer Messvorrichtung, der verwendet wird, um die Querschnittsform von äußersten Abschnitten zu messen, kleiner ist als derjenige, der verwendet wird, um die Querschnittsform des anderen Abschnitts zu messen.
2. Verfahren zum doppelseitigen Polieren nach Anspruch 1 , wobei der Schritt des Bestimmens der Polierbedingungen des ersten und des zweiten Polierschrittes das Einstellen mindestens eines der folgenden Parameter beinhaltet: eine Polierlast, eine Rotationsgeschwindigkeit und eine Revolutionsgeschwindigkeit des Trägers sowie eine Rotationsgeschwindigkeit der oberen und der unteren Drehscheibe, so dass die Dicke des in dem ersten und dem zweiten Polierschritt behandelten Wafers eine Solldicke wird.
3. Verfahren zum doppelseitigen Polieren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 , wobei der Strahldurchmesser der Messvorrichtung, der zum Messen der Querschnittsform der äußersten Abschnitte verwendet wird, 1 mm oder weniger ist.
4. Verfahren zum doppelseitigen Polieren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , wobei die Querschnittsform durch optische Reflexionsinterferometrie mit einem Infrarot-Laser gemessen wird.
5. Verfahren zum doppelseitigen Polieren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , wobei der Schritt des Messens der Querschnittsform beinhaltet: Unterteilen der Linie derart, dass die vorgegebenen Abschnitte bezüglich der Mitte des Wafers symmetrisch sind; Berechnen einer Differenz ΔA in der Dicke des Wafers zwischen beiden Enden jedes Abschnitts; Vergleichen der Differenz ΔA jedes Abschnitts mit derjenigen des entsprechenden bezüglich der Mitte des Wafers symmetrischen Abschnitts und Bestimmen, dass die Differenz der entsprechenden Abschnitte ein größerer Wert von Absolutwerten der verglichenen Differenzen ist; und der Schritt des Quantifizierens der Planheit beinhaltet: Quantifizieren der Planheit β eines Außenumfangs des Wafers von der Differenz ΔA der äußersten Abschnitte; Quantifizieren der Planheit α des gesamten Wafers mit Ausnahme des Außenumfangs durch Anwenden jedes Gewichts auf die Differenz ΔA des entsprechenden Abschnitts, so dass, wenn der Abschnitt näher an der Mitte des Wafers ist, das Gewicht größer ist, und Aufaddieren der Differenz ΔA der Abschnitte mit Ausnahme der äußersten Abschnitte.
6. Verfahren zum doppelseitigen Polieren nach Anspruch 5 , wobei die Planheit α des gesamten Wafers derart quantifiziert wird, dass die Planheit α des am nächsten an der Mitte des Wafers liegenden Abschnitts in 0 umgewandelt wird, wenn die Differenz ΔA 0 ist, in 1 oder 2, wenn die Differenz ΔA positiv ist, in -1 oder -2, wenn die Differenz ΔA negativ ist; die Planheit α des anderen Abschnitts in 0 umgewandelt wird, wenn die Differenz ΔA 0 ist, in 0,5, wenn die Differenz ΔA positiv ist, in -0,5, wenn die Differenz ΔA negativ ist; und die Differenz ΔA jedes Abschnitts dann aufaddiert wird, die Planheit β des Außenumfangs des Wafers derart quantifiziert wird, dass die Planheit β 0 ist, wenn die Differenz ΔA 0 ist, 1, wenn die Differenz ΔA positiv ist, -1, wenn die Differenz ΔA negativ ist, und der Schritt des Bestimmens der Polierbedingungen des ersten und des zweiten Polierschrittes das Bestimmen der Solldicke des Wafers, auf die in dem ersten Polierschritt poliert werden soll, der in dem anschließenden Polierzyklus auszuführen ist, durch Addieren von βxT zu der Solldicke in einem gegenwärtigen Polierzyklus und Bestimmen der Solldicke des Wafers, auf die in dem zweiten Polierschritt poliert werden soll, der in dem anschließenden Polierzyklus auszuführen ist, durch Subtrahieren von αxT von der Solldicke in dem gegenwärtigen Polierzyklus beinhaltet, wobei T eine Differenz zwischen der maximalen Dicke und der minimalen Dicke des Wafers ist.
7. Verfahren zum doppelseitigen Polieren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , das ferner das Blasen von Luft auf eine Oberfläche des aus dem Träger herausgenommenen Wafers umfasst.

Description

TECHNISCHES GEBIET Die vorliegende Erfindung betrifft ein doppelseitiges Polierverfahren zum gleichzeitigen Polieren beider Oberflächen eines Wafers, während ein Poliermittel zugeführt wird. STAND DER TECHNIK Die Verkleinerung von Halbleitervorrichtungen hat zu einem größeren Bedarf an hochgradig flachen Halbleiterwafern mit verbesserter Produktivität geführt, die als deren Substrat verwendet werden. Angesichts dieser Umstände wurde aufgrund der höheren Genauigkeit zum Polieren von Wafern doppelseitiges Polieren anstatt des herkömmlichen einseitigen Polierens verwendet. 8 zeigt ein schematisches Diagramm einer üblichen Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren vom Typ mit Planetengetriebe. Die Vorrichtung 101 zum doppelseitigen Polieren umfasst eine obere und eine untere Drehscheibe. Die obere Drehscheibe ist aufwärts und abwärts beweglich und kann durch Druck auf die untere Drehscheibe eine Last auf einen zwischen der oberen und der unteren Drehscheibe angeordneten Wafer aufbringen. Wie in 8 gezeigt, umfasst die Vorrichtung 101 zum doppelseitigen Polieren ein innerhalb der unteren Drehscheibe angeordnetes Sonnenrad 107 und ein außerhalb der unteren Drehscheibe angeordnetes Innenrad 108. Ein Träger 105 zum Halten des Wafers ist zwischen der oberen und der unteren Drehscheibe angeordnet und kann sich drehen, wobei sein Außenumfang an dem Sonnenrad 107 und dem Innenrad 108 angreift. Der Träger 105 wird gemäß der Rotationsgeschwindigkeit des Sonnenrads 107 und des Innenrads 108 zwischen der oberen und der unteren Drehscheibe gedreht und revolviert. Der zu polierende Wafer wird in eine in dem Träger gebildete Halteöffnung 106 eingefügt und dort festgehalten, so dass der Wafer poliert werden kann, ohne sich von der Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren zu lösen. Bezüglich der Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren vom Typ mit Planetengetriebe ist bekannt, dass, da das Verhältnis zwischen der Dicke eines Trägers und der Dicke eines polierten Wafers, d.h. der Dicke eines fertiggestellten Wafers, die Planheit des polierten Wafers beeinflusst, die Planheit durch Einstellen des Verhältnisses der Enddicke zu der Dicke des Trägers gesteuert wird (siehe zum Beispiel Patentdokument 1). Im Allgemeinen erfordert eine Verbesserung der Präzision der Planheit eine verringerte Polierrate, wohingegen eine Verbesserung der Produktivität eine erhöhte Polierrate erfordert. Der Polierprozess wird dementsprechend in zwei Schritte, einen ersten Polierschritt und einen zweiten Polierschritt, unterteilt. Der erste Polierschritt führt grobes Polieren bei einer hohen Polierrate aus; der zweite Polierschritt führt präzises Polieren bei einer niedrigen Polierrate aus. Mit anderen Worten trägt der erste Polierschritt zu effizientem Polieren bei, während der zweite Polierschritt zum Erreichen präziser Planheit beiträgt, so dass die Planheit verbessert werden kann, ohne die Produktivität zu verringern. Die Enddicke wird durch das Ändern der Polierzeit in dem ersten Polierschritt eingestellt. Das oben genannte herkömmliche Verfahren muss einen Wafer mit der optimalen Dicke in Abhängigkeit von der Trägerdicke fertigstellen, um den Wafer zu einem flachen Wafer zu polieren. CN 1 02 089 121 A offenbart ein Verfahren zum Polieren von Wafern, wobei die beiden Oberflächen eines Wafers gleichzeitig poliert werden, indem der Wafer sandwichartig angeordnet wird und der Wafer mit einem Druck mittels mindestens einer unteren Platte, die drehangetrieben ist und eine flache Polieroberseite aufweist, einer oberen Platte, die so angeordnet ist, dass sie der unteren Platte gegenüberliegt, drehangetrieben ist und eine flache Polierunterseite aufweist, und einem Träger mit einem Waferhalteloch zum Halten des Wafers gleitet. CN 1 01 909 817 A offenbart ein Verfahren, wobei die Nanotopographie eines geschliffenen Wafers unter Verwendung von Daten, die das Profil eines mit einer doppelseitigen Schleifmaschine geschliffenen Wafers anzeigen, vorhergesagt wird, wobei Schleifparameter zur Verbesserung der Nanotopographie der nachfolgend geschliffenen Wafer auf der Grundlage der vorhergesagten Nanotopographie bestimmt werden, wobei der Betrieb der doppelseitigen Schleifmaschine entsprechend den bestimmten Schleifparametern eingestellt wird. STAND DER TECHNIK PATENTLITERATUR Patentdokument 1: JP H05 - 177 539 APatentdokument 2: JP 2002 - 100 594 A KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG TECHNISCHES PROBLEM Der polierte Wafer mit der eingestellten Enddicke hat jedoch nicht zwangsläufig sowohl eine hohe Planheit des gesamten Wafers, wie z.B.: Global Backside Ideal Range (GBIR), als auch eine hohe Planheit des Außenumfangs, wie z.B. Site Front Least Squares Range (SFQR) oder Edge SFQR (ESFQR). Selbst wenn der Wafer mit einer derartigen Enddicke poliert ist, dass er einen guten GBIR hat, kann zum Beispiel eine Erhebung oder eine Vertiefung am Außenumfang auftreten, was die Planheit von SFQR und ESFQR verschlechtert. In den letzten Jahren wurde die Ausbeute der neuesten Vorrichtungen