(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハを保持するヘッドに設けられたリテーナリングを交換する工程と、
プラテン上に設けられたパッド上に、研磨シートを貼り付ける工程と、
前記研磨シートを用い前記リテーナリングの下面を研磨する工程と、
前記研磨シートを剥がす工程と、
前記パッドを用い前記ウエハの下面を研磨する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記研磨シートを剥がす工程は、前記研磨シートと前記パッドを前記プラテンから剥がす工程であり、
前記ウエハの下面を研磨する工程は、前記プラテン上に貼り付けられた新しいパッドを用い前記ウエハの下面を研磨する工程であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記研磨シートは、固定砥粒を用い前記リテーナリングを研磨することを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記リテーナリングの下面を研磨する工程は、スラリーを用いず水を用いることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
ウエハを研磨する研磨装置のパッド上に貼り付く粘着層と、
前記粘着層の上に形成され、リテーナリングの下面を研磨する研磨層と、
を具備することを特徴とする研磨シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法および研磨シートに関し、例えば、リテーナリングを研磨する半導体装置の製造方法および研磨シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程においては、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polish）装置等の研磨装置が用いられる。研磨装置においては、スラリーのような遊離砥粒を用いウエハを研磨する。研磨装置は、ウエハの周囲にウエハを固定するリテーナリングを備えている。ウエハの研磨を多数行なうと、リテ−ナリングの表面が磨耗により消費される。このため、リテーナリングを定期的または不定期に交換する。新品のリテーナリングに交換した際は、ラッピング処理によりリテーナリングの研磨を行なう。リテーナリングの表面を研磨することで、新品のリテーナリングの角部に生じたバリ取りを行なう。また、リテーナリング交換後のリテーナリングの取り付け誤差および定盤との接触状態を調整する。
【０００３】
リテーナリングの研磨方法として、ウエハの研磨を行なうプラテンとは別の研磨機構を用いることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１４９４０８号公報
【特許文献２】特開２００９−２６０１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
リテーナリングの研磨を、ウエハ研磨を行なうプラテン上のパッドを用い行なう場合、リテーナリングの研磨には長い時間がかかってしまう。このため、パッドが消耗し、スラリーが消費される。これらにより、コストの増加となる。
【０００６】
一方、リテーナリングの研磨をウエハの研磨を行なうプラテンとは異なる研磨機構を用いて行なう場合、リテーナリングの研磨を行なった研磨機構とウエハの研磨を行なうプラテンとが異なる。このため、プラテン上面とリテーナリング下面とが完全に平行でない場合がある。この場合、ウエハの研磨を行なうプラテン上でリテーナリングを再度研磨することになる。結局、コストの増加となってしまう。
【０００７】
本半導体装置の製造方法および研磨シートは、リテーナリングの表面をラッピングする際のコストの削減を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
例えば、ウエハを保持するヘッドに設けられたリテーナリングを交換する工程と、プラテン上に設けられたパッド上に、研磨シートを貼り付ける工程と、前記研磨シートを用い前記リテーナリングの下面を研磨する工程と、前記研磨シートを剥がす工程と、前記パッドを用い前記ウエハの下面を研磨する工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法を用いる。
【０００９】
例えば、ウエハを研磨する研磨装置のパッド上に貼り付く粘着層と、前記粘着層の上に形成され、リテーナリングの下面を研磨する研磨層と、を具備することを特徴とする研磨シートを用いる。
【発明の効果】
【００１０】
本半導体装置の製造方法および研磨シートは、リテーナリングの表面をラッピングする際のコストの削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１（ａ）は、研磨装置の平面図、図１（ｂ）は、研磨ヘッドの下面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】図２は、実施例１に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】図３（ａ）から図３（ｃ）、研磨装置の断面図（その１）である。
【図４】図４（ａ）から図４（ｃ）、研磨装置の断面図（その２）である。
【図５】図５は、実施例２に係る研磨シートの断面図である。
【図６】図６（ａ）および図６（ｂ）は、研磨テープの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照し、実施例について説明する。
【実施例１】
【００１３】
実施例１は、研磨装置としてＣＭＰ装置を用いる例である。図１（ａ）は、研磨装置の平面図、図１（ｂ）は、研磨ヘッドの下面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１（ａ）および図１（ｃ）のように、プラテン１０（例えば定盤）上にパッド１２（例えば研磨布）が貼り付けられている。回転軸１４は、プラテン１０を回転させる。ヘッド３０の下面には、ウエハ保持バッド３２を介しウエハ２２が保持される。ウエハ２２の周囲にはリテ−ナリング２０が設けられている。回転軸３４はヘッド３０を回転させる。ノズル４０はパッド１２上にスラリー（例えば研磨剤）を供給する。プラテン１０およびヘッド３０を回転させた状態でウエハ２２をパッド１２に接触させる。これにより、ウエハ２２の下面が研磨される。
【００１４】
プラテン１０およびヘッド３０には、例えばステンレスのような硬質な材料が用いられる。パッド１２には、例えば、ウレタン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の樹脂のような材料が用いられる。ウエハ２２は、真空吸着等によりパッド１２に保持される。この際、ウエハ２２の表面を保護するためウエハ保持パッド３２には、シリコンゴム等の軟質材が用いられる。リテーナリング２０は、例えばテフロン（登録商標）またはＰＰＳ（Polyphenylene Sulfide）等が用いられる。リテ−ナリング２０は、ウエハ２２のエッジを保護するとともに、ウエハ２２の研磨の分布を調整する機能がある。なお、研磨装置は、プラテン１０およびヘッド３０を複数備えていてもよい。これにより、複数のウエハの研磨を同時に行なうことができる。
【００１５】
図２は、実施例１に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。図３（ａ）から図４（ｃ）は、研磨装置の断面図である。図２および図３（ａ）のように、リテーナリング２０が磨耗すると、リテーナリング２０を新しいリテーナリング２０ａと交換する（ステップＳ１０）。パッド１２上に研磨シート５０（例えば研磨テープ）を貼り付ける（ステップＳ１２）。パッド１２が水分を含んでいる場合、プラテン１０を回転させ、パッド１２の水分をある程度除去した後、研磨シート５０を貼り付けることが好ましい。
【００１６】
図２および図３（ｂ）のように、研磨シート５０を用い、リテーナリング２０ａの下面を研磨する。この研磨の際は、例えば、スラリーを用いず水（例えば純水）を用いる。また、ヘッド３０がダミーウエハ２２ａを保持した状態でリテーナリング２０ａを研磨してもよい。リテーナリング２０ａの研磨により、リテーナリング２０ａの下面が平坦となる。また、リテーナリング２０ａのエッジ部分の突起等を除去する。リテーナリング２０ａのエッジ部分の突起がパッド１２上に残存すると、ウエハ２２を研磨する際に、ウエハ２２表面の傷の原因となるためである。
【００１７】
図２および図３（ｃ）のように、リテーナリング２０ａの研磨が終了すると、研磨シート５０を剥離する（ステップＳ１６）。このとき、研磨シート５０をパッド１２から剥離してもよい。
【００１８】
図２および図４（ａ）のように、ステップＳ１６において、パッド１２を剥離した場合、プラテン１０上に新しいパッド１２ａを貼り付ける（ステップＳ１８）。図２および図４（ｂ）のように、コンディショニングディスク６０が回転軸６２を中心に回転することにより、コンディショニングディスク６０を用い新しいパッド１２ａの上面を研磨する。これにより、パッド１２ａ表面がウエハ２２の研磨をし易くコンディショニングされる。ヘッド３０を用いウエハ２２を研磨する際は、コンディショニングディスク６０はプラテン１０上方から退避されている。コンディショニングディスク６０はパッド１２ａの上面を研磨する際にプラテン１０上に配置される。コンディショニングディスク６０を用いパッド１２ａを研磨する際には、ヘッド３０はプラテン１０上方から退避されている。コンディショニングディスク６０のパッド１２と接する面には例えばダイヤモンド粒子がニッケル電着等の電着方法により取り付けられている。パッド１２ａを研磨する際は、ノズル４０から研磨剤４６をパッド１２ａ上面に供給する。研磨剤４６は、ウエハ２２を研磨する際に用いるスラリー４２と同じでもよいし異なっていてもよい。
【００１９】
図２および図４（ｃ）のように、ダミーウエハを用いパッド１２ａ表面をならし処理する（ステップＳ２２）。ダミーウエハを用い、研磨レート及び研磨の際の塵の検査を行なう（ステップＳ２４）。検査に合格すると、製品を形成するための半導体ウエハを研磨する（ステップＳ２６）。ＣＭＰ装置を用い研磨する半導体ウエハの表面（図２および図４（ｃ）においては下面）は、例えば、酸化シリコン膜等の絶縁膜、銅またはタングステン等の金属等が形成されている。
【００２０】
実施例１によれば、図２のステップＳ１０のように、ヘッド３０に設けられたリテーナリング２０を交換する。ステップＳ１２のように、プラテン１０上に設けられたパッド１２上に、研磨シート５０を貼り付ける。ステップＳ１４のように、研磨シート５０を用いリテーナリング２０の下面を研磨する。ステップＳ１６のように、研磨シート５０を剥がす。その後、パッド１２ａを用いウエハ２２の下面を研磨する。
【００２１】
このように、研磨シート５０を、ウエハ２２を研磨するパッド１２上に貼り付けてリテーナリング２０を研磨する。これにより、ウエハ２２を研磨するプラテン１０と異なる研磨機構を用いリテーナリング２０を研磨するのに比べ、プラテン１０上面とリテーナリング２０下面をより平行にできる。よって、余分なリテーナリング２０の研磨を行なわなくてもよい。
【００２２】
パッド１２を用いウエハ２２の研磨を行なう場合、研磨レートより、ウエハ表面の平坦性および研磨表面のスクラッチの抑制を重視する。このため、パッド１２を用いリテーナリング２０を研磨する場合、処理時間がかかり、パッド１２の消耗、およびスラリーの消費が多くなる。実施例１によれば、パッド１２とスラリーを用いる場合に比べ、研磨処理時間重視で研磨シート５０を選択できる。よって、パッド１２の消耗、スラリーの消費を抑制できる。また、研磨シート５０を用いることで、リテーナリング２０を研磨するプロセス間での研磨レートバラツキがなくなる。これらにより、リテーナリング２０の研磨のコストを削減することができる。
【００２３】
図２のステップＳ１６において、パッド１２を剥がさず、ステップＳ１８において、新たなパッド１２ａをプラテン１０に貼り付けなくともよい。しかしながら、研磨シート５０を剥がす際には、研磨シート５０とパッド１２をプラテン１０から剥がすことが好ましい。これにより、研磨シート５０の粘着層５８等により汚染されたパッド１２を用いなくてもよい。
【００２４】
リテーナリング２０の研磨は、研磨シート５０に設けられた研磨粒子等の固定砥粒を用いリテーナリング２０を研磨することが好ましい。固定砥粒を用いた場合、スラリーのような遊離砥粒を用いる場合に比べ、リテーナリング２０の下面と砥粒との接触効率よい。よって、機械的な研削効果が向上して、効果的にリテーナリング２０のラッピング処理が行なえる。これにより、遊離砥粒を用いて研磨するよりも短時間で、効率よくリテーナリング２０下面のラッピング処理が可能となる。よって、処理時間を短縮できる。また、リテーナリング２０の下面を研磨する際は、スラリーを用いず水を用いることが好ましい。これにより、高価なスラリーを用いなくてよくコストを抑制することができる。
【実施例２】
【００２５】
実施例２は、研磨シートの例である。図５は、実施例２に係る研磨シートの断面図である。図５のように、研磨シート５０は、剥離用フィルム５９、粘着層５８、基材シート５６および研磨層５４が積層されている。研磨層５４は、固定砥粒である研磨粒子５２と研磨粒子５２を保持するバインダー５３とを含んでいる。粘着層５８は、パッド１２に貼り付くための層である。研磨シート５０をパッド１２に貼り付ける際は、剥離用フィルム５９を剥がし、研磨シート５０をパッド１２上に貼り付ける。研磨層５４は、リテーナリング２０の下面を研磨する層である。
【００２６】
基材シート５６には、例えばポリエチレン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニルおよびフッ素樹脂等の樹脂を使用できる。その他の材料でもよい。基材シート５６の膜厚は、例えば１０μｍ〜３００μｍとすることができる。好ましくは、５０μｍ〜１５０μｍである。
【００２７】
研磨層５４の厚みは２０μｍ以下とすることが好ましい。研磨粒子５２としては、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ、α−アルミナ、θ−アルミナ、γ−アルミナ、ヒュームドアルミナ、ジルコニア、ゲルマニア、チタニアおよびセリア等の金属酸化物粒子のうち１種類または複数の混合物を用いることができる。ウエハを研磨する際に用いるスラリーと同一粒子特性の材料を用いることが好ましい。これにより、装置の汚染を抑制できる。例えば、一般的に用いられるシリカ等を用いることが好ましい。研磨粒子５２の平均粒子径は、二次粒子径で１０ｎｍ以上１０μｍ以下が好ましい。平均粒子径が大きいと、リテーナリングの加工精度が低下して、バリおよび加工歪みを除去できない。さらにスクラッチを誘発し、高精度の加工面が得られない可能性がある。粒子形状としては、例えば非晶質シリカ粒子(１次粒子)の粒子間結合体からなる凝集シリカ粒子(２次粒子)等を用いてもよい。
【００２８】
バインダー５３としては、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエステルウレタン、フェノール、塩化ビニル、アクリル、エポキシ等の樹脂を使用できる。熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を用い、これらを混合して使用してもよい。熱可塑性樹脂として、ポリエステル樹脂、アクリル-ポリエステル樹脂、アクリル-ウレタン樹脂、ポリエステル-ウレタン樹脂等を用いることができる。
【００２９】
粘着層５８に用いる接着剤としては、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエステルウレタン、フェノール、塩化ビニル、アクリル、エポキシ等の樹脂を使用できる。粘着層５８の形成には、ワイヤーバーコーター、グラビアコーター、リバースコーター、ナイフコーター、ノズルコーター、ダイコーター、スクリーンコーター、グラビアコーターおよびグラビアオフセットコーター等を用いることができる。粘着層５８の厚さは０．１μｍ〜５０μｍが好ましい。粘着層５８が薄いと密着強度が得られず、研磨層が剥離し易くなる。パッド１２は水分を含んでいることもある。そこで、接着効果を上げるために粘着層５８に用いる接着剤は置換基にカルボン酸基等の極性基を含むことが好ましい。
【００３０】
剥離用フィルム５９は、粘着層５８の保護のため用いることが好ましい。剥離用フィルム５９としては、ポリエチレンテレフタラート、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等が使用できる。剥離用フィルム５９の厚さは、例えば１μｍ〜１００μｍとすることができる。
【００３１】
図６（ａ）および図６（ｂ）は、研磨テープの上面図である。図６（ａ）のように、研磨層５４は基材シート５６上面の全面に形成されていてもよい。また、図６（ｂ）のように、基材シート５６上に研磨層５４が同心円状に形成されていてもよい。これにより、リテーナリング２０を研磨した際の異物を効果的に排出することができる。研磨層５４は基材シート５６上にらせん状に形成されていてもよい。
【００３２】
実施例２によれば、粘着層５８がウエハ２２を研磨する研磨装置のパッド１２上に貼り付く。研磨層５４は、粘着層５８の上に形成され、リテーナリング２０の下面を研磨する。このような、研磨シートを用いることにより、実施例１のように、リテーナリング２０を研磨するコストを低減することができる。なお、実施例２のように、研磨層５４と粘着層５８とを保持する基材シート５６を設けることが好ましい。
【００３３】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１０            プラテン
１２            パッド
２０            リテーナリング
２２            ウエハ
３０            ヘッド
５０            研磨シート
５４            研磨層
５８            粘着層
【図１】
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【図２】
0005655584.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005655584.tif 000005
【図５】
0005655584.tif 000006
【図６】
0005655584.tif 000007