シリコンウェーハの研磨方法

研磨前の準備

実際の研磨プロセスを開始する前に、いくつかの重要な準備手順があります。

クリーニング

ウェーハ表面を徹底的に洗浄し、ラッピングやエッチングなどの前工程で残った粒子や化学残留物をすべて除去します。汚染があると、研磨中に表面欠陥が発生する可能性があります。次の方法で洗浄することをお勧めします。

SC-1 クリーン- 熱い水酸化アンモニウム、過酸化水素、水を1:1:5の割合で75度で10分間加熱する

SC-2 クリーン- 塩酸、過酸化水素、水を1:1:6の割合で75度で10分間加熱する

クイックダンプリンス（QDR）- DI水をあふれさせながら2-3分間複数回浸す

検査

明視野モードを使用して洗浄後にウェーハ表面を慎重に検査し、次の点を確認します。

残留粒子または汚れ

以前のプロセスによる穴、傷、または表面下の損傷

エッジの欠けやひび割れなどのその他の物理的欠陥

欠陥の悪化を避けるために、研磨前のこの段階で問題に対処してください。

バックレイヤーを適用する

研磨中に均一なサポートを提供し、裏面の損傷を防ぐために、ウェーハの裏面に接着裏打ち層を塗布します。

UV硬化接着剤を1-2層塗布する

研磨前に完全に硬化していることを確認してください

表1. 推奨される裏地層

研磨装置

主な機能:

最大120rpmの可変スピンドル速度

最大8psiまでのダウンフォース/圧力をプログラム可能

リアルタイムトルクモニタリング

自動スラリー供給/供給

研磨後の洗浄ステーションを統合

研磨工程の手順

主な研磨手順は以下のとおりです。

研磨パッドの準備/整え

適切なパッド素材を選択してください（推奨事項については後述）

ダイヤモンド含浸による新しいパッドの調整

毎回の走行前にダイヤモンドディスクでパッドをドレスし、表面をリフレッシュします。

マウントウェーハ

ウェーハをウェーハチャック/キャリアにしっかりと固定します

均一な研磨を確実にするためにウェハーを適切にセンターリングする

プロセスパラメータの設定

主軸速度 -30-60 回転典型的な

プレッシャー -3-5 psi典型的な

スラリー供給速度 -100-250 ml/分

プロセス時間 - 必要な材料除去量に依存

研磨サイクルを開始

スピンドルの回転を開始

パッドの中央にスラリーを連続的に吐出する

ウェーハチャックを下げ、設定された圧力に従ってパッドをかみ合わせます。

プロセス全体を通じてトルクを監視する

研磨後の洗浄

研磨後の徹底した洗浄は、残留物を除去し、欠陥を最小限に抑えるために重要です。

プライマリークリーン- ウェーハの表面を水酸化アンモニウムまたは酢酸ベースの溶液でブラシでこすります。

二次洗浄- 化学残留物を除去するためにHFまたはその他の酸性溶液に短時間浸す

QDR - 複数のオーバーフローバスをそれぞれ 3-5 分間

洗浄後、完成したウェーハを再度検査します。次のプロセス ステップに進む前に、必要な領域を再加工/再研磨します。

シリコンウェーハ研磨プロセスの最適化

ウェーハ研磨プロセスを最適化するために調整できる重要なパラメータがいくつかあります。

適用されたダウンフォース/圧力

圧力が高いほど研磨/材料除去率が上がる

圧力が強すぎると、エッジが丸くなり、微小な亀裂が生じる

ほとんどのアプリケーションに最適な 3-5 psi

回転速度

パッドとウェーハの界面の温度を上昇させる

速度を上げると、研磨速度はある程度まで上がります。

30-60 回転ほとんどのバッチプロセスに適しています

パッド素材

パッドの材質の選択は、研磨速度、表面仕上げ、欠陥レベルなどの重要な要素に影響します。

表2. パッド材質の比較

柔らかいパッドはカットが速いが、仕上がりが滑らかではない

ハードパッドは研磨が遅く、光沢度は高い

より硬い最終パッドを使用した多段階プロセスに最適

スラリー最適化

研磨剤含有量/化学/pH/流量のバランスが重要

用途とパッドの材質に合わせてスラリー配合を調整

最適な結果を得るためにスラリーを継続的にテストし、改善します

研磨後分析

研磨後のウェーハ品質を評価および分析することは、仕様が満たされていることを確認し、プロセスの改善点を特定するために不可欠です。主な分析には次のものが含まれます。

表面粗さ

Ra、RMS、PSD、HFデータを測定

長波長形状/平坦性を監視する

傷、穴、粒子、追加の研磨の必要性を特定します

フィルムの厚さ

必要な厚さの層の除去を確認する

ウェーハ表面全体の厚さの均一性をチェックする

ヘイズレベル

ヘイズ率と分布を測定する

アプリケーション仕様に従って表面の残留損傷を最小限に抑える

欠陥検査

明視野、暗視野などを使用して、残っている欠陥を明らかにする

研磨前後の欠陥レベル/タイプを比較する

パッド、スラリー、パラメータを調整するためのフィードバックデータ

当社の統合計測ツールは、最適なプロセス制御のための包括的な分析機能を提供します。

表面仕上げ

ラ< 1オングストローム可能

RMS2オングストローム以下の標準仕様

プロセスの最適化により微細粗さを最小限に抑える

総厚さ変動 (TTV)

ウェーハ直径全体でTTV < 1 umを容易に達成可能

大型光学系でTIR < 3秒角が実現可能

サブナノメートルの厚さ均一性を実証

欠陥密度

パッドコンディショニング、フィード最適化によるゼロナノスクラッチ

< 5 defects/cm^2 over large areas

粒子の検出と最小化<0.1 um

弊社のエンジニアリング チームにご連絡いただき、お客様の技術要件をご確認ください。最も厳しい仕様にも対応できるよう、総合的な研磨プロセスをカスタマイズいたします。