揺動速度制御型研磨による大口径ウエハの高平坦化－シミュレーション精度に影響する加工速度特性の解明

摘要

半導体製造プロセスのリソグラフィ工程で要求されるシリコンウエハの平坦度はますます厳しくなると予想される中，次世代450mm ウエハに対する量産加工技術の検討が進められている．ウエハの高平坦化に用いられるCMP （ Chemical Mechanical Polishing）工程には，サイト平坦度ばかりでなく，大口径化に伴い劣化が予想されるウエハ全面の平坦度にも高精度化が求められている．一般的なバッチ式CMP ではウエハ全面を均一に研磨するため，平坦度の修正は難しい．一方，枚葉式の揺動速度制御型CMP は高い修正研磨能力をもち，研磨シミュレーションによりウエハサイズに応じて最適研磨条件を計算するので，直径450mm ウエハの平坦化にも適用可能である．しかし，ウエハの大口径化に伴い加工形状と研磨シミュレーションによる理論形状の差が，直径300mm ウエハに比べて大きくなると考えられる．現在使用している，プレストンの式を基本とする研磨シミュレーションでは，研磨パッドとウエハ間の相対速度は加工速度に比例するが，実験結果と一致しないため補正式を導入している．小径の研磨を用いる揺動速度制御型研磨においては，加工速度を相加させるために工具·試料の回転速度を高速にする．この生産能率を上げるために相対速度域は加工速度の飽和域に入るので，高相対速度下における加工速度特性を明らかにすることはシミュレーション精度を向上させることになる．本報では，直径300mm ウエハを用いた研磨実験により．相対速度の高速域における加工速度特性を明らかにする．