(57)【要約】      （修正有）【課題】ポリシングされた半導体ウェハのナノトポグラフィが要求条件を満たす、片面ポリシング方法を提供する。【解決手段】弾性的な材料から形成されたメンブレンを備えたポリシングヘッドによる裸半導体ウェハの片面ポリシングのための方法において、該方法によって、ポリシング圧力が、ポリシングされる半導体ウェハの裏側に伝達され、半導体ウェハが、研磨剤を供給しながら、滑らかな表面を備える研磨布に対して押し付けられかつ、リテーナリングによってメンブレンから滑り落ちることを防止され、リテーナリングの、研磨布に面した側面にチャネルが設けられている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性的な材料から形成されたメンブレンを備えたポリシングヘッドによる裸半導体ウェハの片面ポリシングのための方法において、該方法によって、ポリシング圧力が、ポリシングされる半導体ウェハの裏側に伝達され、半導体ウェハが、研磨剤を供給しながら、滑らかな表面を備える研磨布に対して押し付けられかつ、リテーナリングによってメンブレンから滑り落ちることを防止され、リテーナリングの、研磨布に面した側面にチャネルが設けられていることを特徴とする、方法。
【請求項２】
少なくとも３０に等しいチャネルの数を有するリテーナリングが使用される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
半導体ウェハが、ポリシングの後、ポリシングヘッドが研磨布から持ち上げられる前に、研磨布に設けられた溝又は研磨布のエッジによって案内される、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
ポリシングヘッドが、ポリシングの後に、５０ｍｍ／ｍｉｎ以下の速度で研磨布から持ち上げられる、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
半導体ウェハが、シリコーンから形成されたメンブレンを用いてポリシングされる、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性的な材料から形成されたメンブレンを備えたポリシングヘッドを使用することによって裸の（テクスチャを有さない）半導体ウェハの片面ポリシング（ＣＭＰ、化学機械的ポリシングのための方法に関し、前記弾性的な材料によって、ポリシングされるべき半導体ウェハの裏側にポリシング圧力が伝達される。メンブレン（メンブレンキャリヤ）を備えたこのようなポリシングヘッド（又はキャリヤヘッド）は、特に電子コンポーネントの構造を平坦化するために使用される。場合によっては、しかしながら、裸半導体ウェハのポリシングのためのポリシングヘッドの使用の報告もある。このことの例は、米国特許出願第２００２／００７７０３９号明細書に示されている。ＣＭＰの中心的な目的は、ポリシングされた半導体ウェハの、最大限の高いグローバル及びローカルな平坦度を達成することである。
【背景技術】
【０００２】
ポリシングクロスにはしばしば、溝によって形成された表面構造（テクスチャ）が設けられている。溝は、研磨布における研磨剤の均一な分配、ひいては半導体ウェハの均一なポリシングを促進する。米国特許出願第２００５／０２０２７６１号明細書は、溝が設けられた研磨布を使用するＣＭＰ法を記載しており、このＣＭＰ法は、ポリシング剤の分配及び消費に関して最適化されている。
【特許文献１】米国特許出願第２００２／００７７０３９号明細書
【特許文献２】米国特許出願第２００５／０２０２７６１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ローカル平坦度に関する裸半導体ウェハの特性のための要求条件は、特にナノトポグラフィにおいて常に増大しており、これの要求条件を満たすために、特別な努力が必要である。本特許出願に名を連ねた発明者たちによる実験は、テクスチャを有する研磨布と組み合わせて、裸半導体ウェハをポリシングするためにメンブレンポリシングヘッドを使用することの効果は、ポリシングされた半導体ウェハのナノトポグラフィが要求条件を満たさないということを示した。したがって、彼らの目的は、この欠点を克服し、完全な範囲において現代の要求条件に従う、弾性的な材料から形成されたメンブレンを備えたポリシングヘッドを使用することによる裸半導体ウェハの片面ポリシングのための方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的は、弾性的な材料から形成されたメンブレンを備えたポリシングヘッドを使用することによる裸半導体ウェハの片面ポリシングのための方法によって達成され、ポリシングヘッドによって、ポリシング圧力は、ポリシングされるべき半導体ウェハの裏側に伝達され、半導体ウェハは、研磨剤を供給しながら滑らかな面において研磨布に対して押し付けられ、かつリテーナリングによってメンブレンから滑り落ちるのを防止されており、リテーナリングには、研磨布に面した側面にチャネルが設けられている。
【０００５】
発明者たちは、その研究の過程において、好ましくないナノトポグラフィが、使用されている研磨布の表面構造に実質的に帰することを認識した。研磨布には、研磨布への研磨剤の表面にわたる供給を達成しかつ研磨後に研磨布からの半導体ウェハの持上げを容易にするために、溝のパターンが設けられていた。
【０００６】
請求項に記載の方法は、所要のナノトポグラフィが達成されることができるように、このような研磨布を排除する。その代わりに、半導体ウェハは、テクスチャを備えない、すなわち滑らかな面を備えた研磨布においてポリシングされ、滑らかな面とは、人工的に付加された凹み、例えば溝又は凹所、及び人工的に付加された突出部、例えばリッジ又はバンプを有さない表面を意味する。研磨布の表面は、ポリシング中に半導体ウェハと接触する領域においてのみ滑らかである必要がある。
【０００７】
しかしながら、滑らかな面を備えた研磨布の使用は、テクスチャを有する研磨布を使用することによって回避されることができる問題をも伴う。研磨布に設けられた溝は、ポリシング後の研磨布からの半導体ウェハの持上げを容易にする。研磨布と半導体ウェハとの間に包含された研磨剤は、研磨布上の半導体ウェハの強力な接着を保証する。ポリシングヘッドのメンブレンは比較的柔軟であるので、半導体ウェハは、傾斜しやすく、ポリシングヘッドが滑らかな研磨布から持ち上げられる時にメンブレンから分離される。半導体ウェハをポリシングヘッドと共に研磨布から持ち上げようとする場合、したがって、半導体ウェハは研磨布に残ってしまうことがある。これを回避するために、本発明による方法において、好適には３０ｍｍ／ｍｉｎより速く、５０ｍｍ／ｍｉｎよりも遅い速度で、ポリシング後にポリシングヘッドは研磨布から持ち上げられる。より高い速度において、しばしば、半導体ウェハは研磨布上に残される。ポリシングの後、研磨布を持ち上げる前に、研磨布に設けられた溝によって、又はポリシングプレートのエッジによってポリシングヘッドを案内することがさらに好適である。これは、同様に、半導体ウェハの接着を減じるように働く。溝は、ポリシングの間、半導体ウェハによって覆われない研磨布の領域、好適にはエッジ領域に位置する。なぜならば、本発明によれば、滑らかな研磨布はポリシングのために必要とされるからである。
【０００８】
裸半導体ウェハのポリシングのための考慮されなければならない別の品質パラメータは、ヘイズ（マイクロラフネス）である。研磨布に面した側面においてチャネルが設けられたリテーナリングがポリシングのために使用された場合、特に低いヘイズ値が得られることが分かった。適切なリテーナリングは、例えば米国特許第６２２４４７２号明細書に記載されている。３００ｍｍの直径を備えた裸半導体ウェハをポリシングするために、チャネルの数は好適には少なくとも３０、特に好適には少なくとも４５である。なぜならば、ヘイズ（マイクロラフネス）は、チャネルの数が増大するにつれて減少する傾向がある。
【０００９】
裸半導体ウェハは、金属の不純物又は粒子による汚染から保護されていなければならない。したがって、ポリシングの間、半導体ウェハと直接接触するポリシングヘッドのメンブレンは、適切な材料から形成されていなければならない。できるだけ少ない粒子が形成されるように、メンブレンは、できるだけ金属を解放せず、できるだけ低い摩擦係数を有するべきである。シリコーンから形成されたメンブレンが特に適していることが分かった。
【実施例】
【００１０】
本発明の成功は、例と比較例とを比較することによって以下に実演される。
【００１１】
例と比較例：
３００ｍｍの直径を備えた、シリコーンから形成された半導体ウェハに、片面ポリシングが行われ、ポリシング結果はナノトポグラフィに関して検査される。本発明に従ってポリシングされた半導体ウェハのグループは、比較例の半導体ウェハと同じ条件においてポリシングされたが、ポリシング後の優れたナノトポグラフィを示した。唯一の相違点は、比較例の半導体ウェハが、テクスチャを有する研磨布上でポリシングされたということである。図１及び図２は、例の半導体ウェハと、比較例の半導体ウェハとにおけるナノトポグラフィ測定の結果をそれぞれ示している。研磨布のテクスチャの痕跡が、比較例の半導体ウェハの場合には明らかに見られ（図２）、これは、ナノトポグラフィが損なわれていることを意味している。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】例の半導体ウェハにおけるナノトポグラフィ測定の結果を示している。
【図２】比較例の半導体ウェハにおけるナノトポグラフィ測定の結果を示している。
【図１】
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【図２】
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【外国語明細書】
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