JP2000084840A - 研磨用バックシート及び被研磨物固定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定盤の凹凸が被研磨物の表面に悪影響を与え
ず、大径の半導体シリコンウエハにも対応でき、しかも
環境に悪影響を与えないようにする。 【解決手段】 被研磨物である半導体シリコンウエハ３
００と定盤２００との間に介在されるものであって、連
続的な気泡１１１を有するとともに、表面に微小な凹凸
が形成されており、粘着性を有する薄膜１１０と、この
薄膜１１０の裏面側に積層された硬質のベース材として
のＰＥＴフィルム１２０とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は被研磨物、例えば半
導体シリコンウエハや、液晶ディスプレイに用いられる
ガラス板等を研磨する際に、被研磨物と定盤との間に介
在されて被研磨物を定盤に固定する研磨用バックシート
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、被研磨物としての半導体シリコ
ンウエハを研磨する際には、半導体シリコンウエハを定
盤の上に載置固定するが、この固定の方法としては以下
のようなものがある。

【０００３】まず、定盤を多孔質のセラミックスからな
るセラミックス定盤５００とし、このセラミックス定盤
５００に半導体シリコンウエハ３００を真空吸着して
（バキュームして）固定する方法がある。また、他の方
法としてはガラスやセラミックス等からなる定盤の表面
に加熱して溶かしたロジンワックスを滴下し、その上か
ら半導体シリコンウエハを載せて均等に加圧し、冷却さ
れたロジンワックスで半導体シリコンウエハ３００を定
盤に固定する方法がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方法には以下のような問題点がある。すなわち、図４に
示すように多孔質のセラミックスからなるセラミックス
定盤５００では、バキュームが行われる孔５１０が均等
に形成されているわけではないので、半導体シリコンウ
エハ３００を均等に吸着しているとは限らない。また、
セラミックス定盤５００中にバキュームに大きく関与す
る大きな孔５１１が一旦形成されると、その大きな孔５
１１が主要通路となりバキュームされることになる。ま
た、セラミックス定盤５０の表面と半導体シリコンウエ
ハ３００の裏面とは、ともに硬質であるので密着には無
理が生じる。弱いバキュームでは、研磨摺動時に半導体
シリコンウエハ３００が動くおそれがあり、強いバキュ
ームでは液状研磨スラリーがセラミックス定盤５００と
半導体シリコンウエハ３００との間の端面から流入しや
すく、半導体シリコンウエハ３００の研磨後の表面は裏
面基準で形成される。すなわち、図４に矢印で示すよう
に、研磨後に半導体シリコンウエハ３００をセラミック
ス定盤５００から剥離したとき、孔５１１の開口部分に
密着していた部分３１０の表面側が凸となるので、現行
の超微細平坦加工には適さない半導体シリコンウエハ３
００となる。

【０００５】また、後者の方法では、熱溶融ロジンワッ
クスを極薄（１μｍ前後）の均一な厚みの伸展は気泡が
入り易く、例えうまく半導体シリコンウエハ３００がセ
ラミックス定盤５００にロジンワックスで固定できたと
しても決して強固なものではない。現時点で一般化して
いるコロイダルシリカ系スラリーは、研磨中に必ずでき
る硬い酸化結晶によって半導体シリコンウエハ３００が
けり込まれ、半導体シリコンウエハ３００が飛び出し破
損するのでスラリー管理が重要となる。研磨終了後にセ
ラミックス定盤５００から半導体シリコンウエハ３００
を剥がすのは、半導体シリコンウエハ３００の横方向か
ら力を加えて行う。この場合、比較的厚くて小径の半導
体シリコンウエハ３００であれば破損しないが、現行で
主流となっている薄型かつ大径の半導体シリコンウエハ
３００であると、破損するおそれがある。また、半導体
シリコンウエハ３００が破損しなくとも、半導体シリコ
ンウエハ３００をセラミックス定盤５００から剥がした
後、ロジンワックスを溶剤で除去する工程が必要とな
り、同時に剥がした半導体シリコンウエハ３００も溶剤
洗浄が必要となる。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
で、大径の半導体シリコンウエハにも対応でき、しかも
環境に悪影響を与えない研磨用バックシート及び被研磨
物固定方法を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る研磨用バッ
クシートは、被研磨物と定盤との間に介在される研磨用
バックシートであって、連続的な気泡を有するととも
に、表面に微小な凹凸が形成されており、粘着性を有す
る薄膜と、この薄膜の裏面側に積層された硬質のベース
材とを有している。

【０００８】また、本発明に係る被研磨物固定方法は、
定盤の表面に薄膜を表側にして取り付けられた請求項１
記載の研磨用バックシートに純水を含ませた後、被研磨
物の裏側を研磨用バックシートの薄膜の表面に載せて押
圧密着して被研磨物を固定する。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態に係る
研磨用バックシートの概略的断面図、図２は本発明の実
施の形態に係る研磨用バックシートを用いた被研磨物固
定方法を示す概略的断面図、図３は本発明の実施の形態
に係る研磨用バックシートを用いた被研磨物固定方法を
示す概略的断面図である。

【００１０】本発明の実施の形態に係る研磨用バックシ
ート１００は、被研磨物である半導体シリコンウエハ３
００と定盤２００との間に介在されるものであって、連
続的な気泡１１１を有するとともに、表面に微小な凹凸
（図示省略）が形成されており、粘着性を有する薄膜１
１０と、この薄膜１１０の裏面側に積層された硬質のベ
ース材としてのＰＥＴフィルム１２０とを有している。

【００１１】例えば、この研磨用バックシート１００に
用いられる薄膜１１０は、１００μｍ前後の厚さを有し
ており、全体に均一な気泡１１１が形成されている。こ
の気泡１１１は、相互に独立したものではなく、周囲の
気泡１１１同士で連続的に連なっている。

【００１２】従って、１つの気泡１１１は、他の気泡１
１１と相互に連通しているので、薄膜１１０に水等を含
ませた場合には、１つの気泡１１１に入り込んだ水は、
薄膜１１０に圧力が加えられることによって、他の気泡
１１１に移動する。これが連続的に繰り返されることに
よって、薄膜１１０の外周部に形成された気泡１１１に
含まれていた水は外部に追い出される。

【００１３】また、この薄膜１１０の表面に形成された
凹凸は、５０ｇ／ｃｍ² 〜２５０ｇ／ｃｍ² の圧力を加
えた場合、窪みが３μｍ以下となるように設定されてい
る。特に、高精度の平坦性が要求される場合、窪みを１
μｍ以下にすることが望ましく、また可能である。逆
に、半導体シリコンウエハ３００の裏面のうねりが大き
い場合、同じ加圧で５〜１０μｍの窪みであっても高い
平坦性を確保できることが実験で確認されている。

【００１４】かかる薄膜１１０は、耐水性、耐酸性、耐
アルカリ性を有することが必要である。すなわち、半導
体シリコンウエハ３００を固定する研磨用バックシート
１００における薄膜１１０中の気泡１１１を埋めるのに
純水４００を使用するのであるから耐水性が必要とな
り、被研磨物である半導体シリコンウエハ３００の研磨
に使用される研磨用スラリーには酸性、アルカリ性のも
のがあるため耐酸性、耐アルカリ性を有することが必要
となる。好ましい薄膜１１０としては、例えば、天然ゴ
ム、合成ゴム、ナイロン８やその他の弾性樹脂から構成
される本願出願人が製造販売するダースボンド（登録商
標）を使用することが望ましい。

【００１５】一方、前記硬質のベース材としてのＰＥＴ
フィルム１２０は、１００μｍ前後の厚さを有してお
り、接着剤６００によって前記薄膜１１０の裏面側に積
層される。

【００１６】このように構成された研磨用バックシート
１００は、被研磨物である半導体シリコンウエハ３００
と同サイズか、または、半導体シリコンウエハ３００よ
りも若干小さなサイズにカットされている。これは、研
磨の際に用いられるテンプレート（図示省略）の開口部
に確実に研磨用バックシート１００を嵌め込むためであ
る。

【００１７】次に、上述した研磨用バックシート１００
を用いた被研磨物としての半導体シリコンウエハ３００
の固定方法について説明する。

【００１８】まず、セラミックス等からなる定盤２００
の上に、研磨用バックシート１００を接着する。すなわ
ち、定盤２００の表面と、研磨用バックシート１００の
裏面側のＰＥＴフィルム１２０の裏面とを接着剤６００
で接着するのである。

【００１９】ここで、セラミックス等からなる定盤２０
０は表面が平坦で、その上に硬いＰＥＴフィルム１２０
が接着剤６００で接着されているため、薄膜１１０の表
面には悪影響を及ぼさない。すなわち、薄膜１１０の気
泡１１１や表面の凹凸は、その上に載せた半導体シリコ
ンウエハ３００の裏面側の僅かな凹凸も、半導体シリコ
ンウエハ３００の表面から５０ｇ／ｃｍ² 〜２５０ｇ／
ｃｍ² の加圧により薄膜１１０が圧縮・変形することに
よって吸収一体化されるので、半導体シリコンウエハ３
００の表面側に影響を及ぼすことがない。すなわち、こ
の研磨用バックシート１００の使用によって、半導体シ
リコンウエハ３００は表面側が平滑になった表面基準で
研磨されることになる。

【００２０】次に、研磨用バックシート１００を定盤２
００に接着したまま、純水４００に浸漬する。この浸漬
は、研磨用バックシート１００の洗浄も兼ねている。こ
の浸漬によって、研磨用バックシート１００の薄膜１１
０の気泡１１１には純水４００が充満されることにな
る。さらに、気泡１１１に純水４００が充満された研磨
用バックシート１００を定盤２００に貼り付けたまま引
き上げるか、若しくは水中で半導体シリコンウエハ３０
０をセットする。

【００２１】研磨用バックシート１００の表面に半導体
シリコンウエハ３００を載置・セットしたら、半導体シ
リコンウエハ３００に５０ｇ／ｃｍ² 〜２５０ｇ／ｃｍ
² の圧力を加える。この加圧により、半導体シリコンウ
エハ３００の下に位置する気泡１１１は、容積が縮小さ
れる。この縮小される窪みは、予め設定された薄膜１１
０に入れた気泡１１１によることになる。容積が縮小さ
れた気泡１１１に充満していた純水４００は、半導体シ
リコンウエハ３００の端面側に位置する気泡１１１へと
順番に移動する。そして、研磨用バックシート１００の
外部、すなわち薄膜１１０の端面から外部に押し出さ
れ、気泡１１１のない薄膜１１０と純水４００に半導体
シリコンウエハ３００が密着する。この時点で、半導体
シリコンウエハ３００から定盤２００までが硬質の塊状
になっているのである。

【００２２】研磨用バックシート１００は、上述したよ
うな理由により、半導体シリコンウエハ３００と同径か
又は若干小径に形成されている。

【００２３】なお、半導体シリコンウエハ３００の径が
２００ｍｍの場合には、１５．７Ｋｇ〜７８．５Ｋｇ
（＝５０ｇ／ｃｍ² 〜２５０ｇ／ｃｍ² ）の加圧が最も
適していることが実験によって確認されている。

【００２４】このようにしてから、半導体シリコンウエ
ハ３００への加圧を一時解除して、１次研磨から２次、
３次研磨へと移動しても、半導体シリコンウエハ３００
は落下したり、動いたりしない。すなわち、半導体シリ
コンウエハ３００は、押し圧によって下に位置する薄膜
１１０の気泡１１１の内部が略真空状態となり、それと
純水４００及び薄膜の粘着性のある表面の凹凸との四者
の複合作用により、半導体シリコンウエハ３００は完全
に密着する。横移動（平行移動）は、実動研磨摺動に十
分耐えることが実験で確認されている。また、薄膜１１
０は勿論のこと、表面の凹凸の凹の部分には純水４００
が入ることによって半導体シリコンウエハ３００の厚み
差を吸収し、定盤２００から半導体シリコンウエハ３０
０までが一体化したいわば一枚岩のようになっている。

【００２５】このようにした固定された半導体シリコン
ウエハ３００は研磨用スラリーと研磨用バックシート１
００を用いて研磨を施すのである。

【００２６】研磨作業が終了したならば、半導体シリコ
ンウエハ３００と薄膜１１０との間の端面に金属又は硬
質樹脂製の爪を挿入するか、水圧又はエアによって半導
体シリコンウエハ３００の端面を若干上方向に持ち上げ
ることにより、半導体シリコンウエハ３００を研磨用バ
ックシート１００から剥がすことができる。

【００２７】半導体シリコンウエハ３００を持ち上げる
ことにより、半導体シリコンウエハ３００の下に位置し
ていた気泡１１１、すなわち小さな吸盤の役目を果たし
ていた気泡１１１に空気が順次流入するため、半導体シ
リコンウエハ３００の研磨用バックシート１００からの
剥離は簡単である。従って、大径の半導体シリコンウエ
ハ３００であっても、破損することなく容易に剥がすこ
とができる。これが、気泡１１１が連続的に形成されて
いることに起因する利点の１つである。

【００２８】半導体シリコンウエハ３００の剥離が完了
したならば、研磨用バックシート１００を純水で洗浄す
る。その後、上述と同様の手順を繰り返す。

【００２９】なお、研磨用バックシート１００の薄膜１
１０の気泡１１１に純水を充満させるために、研磨用バ
ックシート１００を貼り付けた定盤２００ごと純水４０
０中に浸漬したが、研磨用バックシート１００の上面に
純水４００を滴下するようにしてもよい。この場合、滴
下する純水４００の量は、研磨用バックシート１００を
構成する薄膜１１０の気泡１１１に充満されなければな
らないし、それ以上の純水４００が残っている状態と
し、この薄膜１１０の表面に半導体シリコンウエハ３０
０を押して圧縮すれば、気泡１１１中の純水４００、そ
して薄膜１１０の表面の過剰の純水４００は端面から放
出されて、半導体シリコンウエハ３００は薄膜１１０の
表面に密着する。

【００３０】なお、上述した実施の形態では、被研磨物
として半導体シリコンウエハ３００を挙げたが、液晶デ
ィスプレイに用いられるガラス板等の他のものであって
もよいことはもちろんである。

【００３１】

【発明の効果】本発明に係る研磨用バックシートは、被
研磨物とこの被研磨物を載置する定盤との間に介在され
る研磨用バックシートであって、連続的な気泡を有する
とともに、表面に微小な凹凸が形成されており、粘着性
を有する薄膜と、この薄膜の裏面側に積層された硬質の
ベース材とを有している。

【００３２】このように構成された研磨用バックシート
であると、薄膜に純水を充満させた状態で被研磨物を押
しつけると、気泡中の純水の移動により、被研磨物の下
の気泡があたかも小さな吸盤のように作用するので、確
実に被研磨物を固定することが可能となる。しかも、純
水は薄膜に存在する気泡や載置する半導体シリコンウエ
ハの裏面のうねりを埋めるのに安全・確実な働きをする
重要なものである。

【００３３】また、本発明に係る被研磨物固定方法は、
定盤の表面に薄膜を表側にして取り付けられた請求項１
記載の研磨用バックシートに純水を含ませた後、被研磨
物の裏側を研磨用バックシートの薄膜の表面に載せて押
圧密着して被研磨物を固定するようになっている。

【００３４】従って、従来のように定盤の表面の凹凸が
被研磨物の表面に悪影響を及ぼすこともない。しかも、
薄膜に存在する気泡の排除、半導体シリコンウエハの裏
面の厚み差の吸収、半導体シリコンウエハを薄膜の表面
に密着固定するのに純水を使用するため、ロジンワック
スを除去する溶剤のように公害の一因となる薬剤を使用
することがないので、環境にも悪影響を与えることがな
い。

【００３５】さらに、前記研磨用バックシートに純水を
含ませるのは、研磨用バックシートを定盤とともに純水
に浸漬することで行うとすると、研磨用バックシートの
洗浄を兼ねることができるので、特に研磨工程の工数を
増加させることないので好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る研磨用バックシート
の概略的断面図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る研磨用バックシート
を用いた被研磨物固定方法を示す概略的断面図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る研磨用バックシート
を用いた被研磨物固定方法を示す概略的断面図である。

【図４】従来の被研磨物固定方法を示す概略的断面図で
ある。

【符号の説明】

１００ 研磨用バックシート １１０ 薄膜 １１１ 気泡 １２０ ＰＥＴフィルム（ベース材） ２００ 定盤 ３００ 半導体シリコンウエハ（被研磨物） ３１０ 凹部 ４００ 純水 ５００ セラミックス定盤 ５１０ 孔 ５１１ 大きな孔５１１（バキュームの主要通路）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被研磨物と定盤との間に介在される研磨
   用バックシートにおいて、連続的な気泡を有するととも
   に、表面に微小な凹凸が形成されており、粘着性を有す
   る薄膜と、この薄膜の裏面側に積層された硬質のベース
   材とを具備したことを特徴とする研磨用バックシート。
2. 【請求項２】 定盤の表面に薄膜を表側にして取り付け
   られた請求項１記載の研磨用バックシートに純水を含ま
   せた後、被研磨物の裏側を研磨用バックシートの薄膜の
   表面に載せて押圧密着して被研磨物を固定する被研磨物
   固定方法。
3. 【請求項３】 前記研磨用バックシートに純水を含ませ
   るのは、研磨用バックシートを定盤とともに純水に浸漬
   することで行うことを特徴とする請求項２記載の被研磨
   物固定方法。