JP2000198073A - 研磨砥石 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体ウェーハのウェーハメイキングにおけ
る研磨において、比較的短時間で周辺環境を汚染せずに
研磨を行うとともに、前後の工程で使用される装置との
間での自動化を可能として生産性を向上させる。 【解決手段】 超微細砥粒を凝集した凝集砥粒１４を樹
脂１５で固めて砥石１３を形成し、該砥石１３を硬質基
台に固定した研磨砥石を提供する。
る研磨において、比較的短時間で周辺環境を汚染せずに
研磨を行うとともに、前後の工程で使用される装置との
間での自動化を可能として生産性を向上させる。 【解決手段】 超微細砥粒を凝集した凝集砥粒１４を樹
脂１５で固めて砥石１３を形成し、該砥石１３を硬質基
台に固定した研磨砥石を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハの
表面を研磨する研磨砥石に関し、詳しくは、遊離砥粒を
使用せずに鏡面研磨を可能とした研磨砥石に関する。
表面を研磨する研磨砥石に関し、詳しくは、遊離砥粒を
使用せずに鏡面研磨を可能とした研磨砥石に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウェーハに回路を形成する前のウ
ェーハメイキングにおいては、インゴットからのウェー
ハの切り出し、ラッピング、エッチング等がなされた
後、ポリッシング装置を用いて、遊離砥粒を適宜供給し
ながら半導体ウェーハを上盤と下盤とで挟み込み、これ
らを相対的に回転運動させることによって半導体ウェー
ハの鏡面研磨を行う。
ェーハメイキングにおいては、インゴットからのウェー
ハの切り出し、ラッピング、エッチング等がなされた
後、ポリッシング装置を用いて、遊離砥粒を適宜供給し
ながら半導体ウェーハを上盤と下盤とで挟み込み、これ
らを相対的に回転運動させることによって半導体ウェー
ハの鏡面研磨を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにして研磨を行う場合には作業効率が良くないため
比較的時間がかかる。また、遊離砥粒を供給しながら研
磨が行われるため、周辺環境が汚染されるという問題も
ある。
ようにして研磨を行う場合には作業効率が良くないため
比較的時間がかかる。また、遊離砥粒を供給しながら研
磨が行われるため、周辺環境が汚染されるという問題も
ある。
【０００４】更に、研磨の前後の工程で使用される装置
とポリッシング装置との間での半導体ウェーハの搬送等
の自動化を図ることができないため、生産性が悪いとい
う問題もある。
とポリッシング装置との間での半導体ウェーハの搬送等
の自動化を図ることができないため、生産性が悪いとい
う問題もある。
【０００５】このように、半導体ウェーハのウェーハメ
イキングにおける研磨においては、比較的短時間で周辺
環境を汚染せずに研磨を行うとともに、前後の工程で使
用される装置との間での自動化を可能とすることに解決
すべき課題を有している。
イキングにおける研磨においては、比較的短時間で周辺
環境を汚染せずに研磨を行うとともに、前後の工程で使
用される装置との間での自動化を可能とすることに解決
すべき課題を有している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の具体的手段として本発明は、被加工物の表面を研磨す
る研磨砥石であって、複数の超微細砥粒を凝集した凝集
砥粒と、該凝集砥粒を混練して固め砥石を形成する樹脂
と、凝集砥粒と樹脂とによって形成された砥石を保持す
る硬質基台とから構成される研磨砥石を提供するもので
ある。
の具体的手段として本発明は、被加工物の表面を研磨す
る研磨砥石であって、複数の超微細砥粒を凝集した凝集
砥粒と、該凝集砥粒を混練して固め砥石を形成する樹脂
と、凝集砥粒と樹脂とによって形成された砥石を保持す
る硬質基台とから構成される研磨砥石を提供するもので
ある。
【０００７】そして、超微細砥粒の粒径は１ｎｍ〜１０
０ｎｍであり、該超微細砥粒を１０００個以上凝集して
形成した凝集砥粒の粒径は１μｍ〜２０μｍであるこ
と、凝集砥粒はシリカであり、樹脂はフェノール樹脂で
あることを付加的要件とするものである。
０ｎｍであり、該超微細砥粒を１０００個以上凝集して
形成した凝集砥粒の粒径は１μｍ〜２０μｍであるこ
と、凝集砥粒はシリカであり、樹脂はフェノール樹脂で
あることを付加的要件とするものである。
【０００８】このような研磨砥石は、超微細砥粒を凝集
した凝集砥粒を樹脂により固めた砥石が硬質基台に保持
された構造となっており、適宜の研磨装置に装着可能で
あるため、遊離砥粒を使用することなく研磨を行うこと
ができる。更に、研磨装置に装着して使用することによ
り、研磨対象である半導体ウェーハの自動搬入、自動搬
出が可能となる。
した凝集砥粒を樹脂により固めた砥石が硬質基台に保持
された構造となっており、適宜の研磨装置に装着可能で
あるため、遊離砥粒を使用することなく研磨を行うこと
ができる。更に、研磨装置に装着して使用することによ
り、研磨対象である半導体ウェーハの自動搬入、自動搬
出が可能となる。
【０００９】また、凝集砥粒を構成する超微細砥粒の粒
径は極めて小さいため、遊離砥粒による研磨と同様の研
磨効果が得られると共に、研磨焼けも生じにくい。
径は極めて小さいため、遊離砥粒による研磨と同様の研
磨効果が得られると共に、研磨焼けも生じにくい。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態として、図１
に示す研磨砥石１０について説明する。この研磨砥石１
０は、３つのネジ穴１１を有する円環状の例えばアルミ
ニウム等から構成された硬質基台１２の下部にリング状
の砥石１３が固定された構成となっている。なお、硬質
基台１２の形状は、研磨砥石１０が装着される装置との
関係で決まるものであり、図１に示した形状には限定さ
れない。
に示す研磨砥石１０について説明する。この研磨砥石１
０は、３つのネジ穴１１を有する円環状の例えばアルミ
ニウム等から構成された硬質基台１２の下部にリング状
の砥石１３が固定された構成となっている。なお、硬質
基台１２の形状は、研磨砥石１０が装着される装置との
関係で決まるものであり、図１に示した形状には限定さ
れない。
【００１１】砥石１３は、図２において拡大して示すよ
うに、多数の凝集砥粒１４を混練して樹脂１５で固めた
構成となっている。そして、凝集砥粒１４が少なすぎる
と研磨能力が低下して鏡面研磨ができなくなること、及
び、凝集砥粒１４が多すぎると樹脂１５のボンド機能が
低下して凝集砥粒１４の支持状態が脆くなることを考慮
し、樹脂１５に対する凝集砥粒１４の体積比率は１５％
〜７０％としている。なお、樹脂１５内に気孔を含ませ
ることによって凝集砥粒１４が適度に脱落して研磨能力
が向上することもあるため、砥石１３には適宜気孔を含
ませるようにしてもよい。
うに、多数の凝集砥粒１４を混練して樹脂１５で固めた
構成となっている。そして、凝集砥粒１４が少なすぎる
と研磨能力が低下して鏡面研磨ができなくなること、及
び、凝集砥粒１４が多すぎると樹脂１５のボンド機能が
低下して凝集砥粒１４の支持状態が脆くなることを考慮
し、樹脂１５に対する凝集砥粒１４の体積比率は１５％
〜７０％としている。なお、樹脂１５内に気孔を含ませ
ることによって凝集砥粒１４が適度に脱落して研磨能力
が向上することもあるため、砥石１３には適宜気孔を含
ませるようにしてもよい。
【００１２】ここで、凝集砥粒１４は、図３に示すよう
に超微細砥粒１６を凝集して形成したものであり、具体
的には、例えば、シリカを成分とする触媒化成株式会社
が提供する「マイクロビード」、アルミナを成分とする
米ノートン社が提供する「ＳＧ」、合成ダイヤを成分と
する株式会社イズミテックが提供する「ＳＣＭファイン
ダイヤ」等の製品を使用することができる。更に、製品
化はされていないが、日産化学工業株式会社の酸化セリ
ウムを成分とする凝集砥粒を形成して使用することもで
きる。
に超微細砥粒１６を凝集して形成したものであり、具体
的には、例えば、シリカを成分とする触媒化成株式会社
が提供する「マイクロビード」、アルミナを成分とする
米ノートン社が提供する「ＳＧ」、合成ダイヤを成分と
する株式会社イズミテックが提供する「ＳＣＭファイン
ダイヤ」等の製品を使用することができる。更に、製品
化はされていないが、日産化学工業株式会社の酸化セリ
ウムを成分とする凝集砥粒を形成して使用することもで
きる。
【００１３】また、樹脂１５としては、例えば、フェノ
ール樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等を用いるこ
とができる。
ール樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等を用いるこ
とができる。
【００１４】凝集砥粒１４を構成する個々の微細砥粒１
６は、粒径が１ｎｍ〜１００ｎｍであり、このような超
微細砥粒１６が１０００個以上凝集して形成された凝集
砥粒１４の粒径は、１μｍ〜２０μｍである。
６は、粒径が１ｎｍ〜１００ｎｍであり、このような超
微細砥粒１６が１０００個以上凝集して形成された凝集
砥粒１４の粒径は、１μｍ〜２０μｍである。
【００１５】なお、図４に示す研磨砥石２０のように、
円環状の硬質基台１２にセグメントタイプの砥石２１が
多数固定された構成にしてもよい。この場合は、３つの
ネジ穴１１を有する円環状の硬質基台１２の下部にセグ
メントタイプの多数の砥石２１が固定されている。
円環状の硬質基台１２にセグメントタイプの砥石２１が
多数固定された構成にしてもよい。この場合は、３つの
ネジ穴１１を有する円環状の硬質基台１２の下部にセグ
メントタイプの多数の砥石２１が固定されている。
【００１６】図１に示した研磨砥石１０や図４に示した
研磨砥石２０は、例えば図５に示す研磨装置３０に搭載
されて半導体ウェーハの研磨に供される。この研磨装置
３０においては、研磨しようとする半導体ウェーハは、
まず、カセット３１に複数段にわたって収容され、搬出
入手段３２によって一枚ずつ取り出されて、第一の搬送
手段３３によってターンテーブル３４に配設されたチャ
ックテーブル３５に搬送され吸引保持される。
研磨砥石２０は、例えば図５に示す研磨装置３０に搭載
されて半導体ウェーハの研磨に供される。この研磨装置
３０においては、研磨しようとする半導体ウェーハは、
まず、カセット３１に複数段にわたって収容され、搬出
入手段３２によって一枚ずつ取り出されて、第一の搬送
手段３３によってターンテーブル３４に配設されたチャ
ックテーブル３５に搬送され吸引保持される。
【００１７】そして、チャックテーブル３５に保持され
た半導体ウェーハＷは、ターンテーブル３４の回転によ
り第一のスピンドルユニット３６の直下に位置付けられ
る。第一のスピンドルユニット３６においては、回転可
能な第一のスピンドル３７の先端部に第一のマウンタ３
８を介して粗研磨用の研磨砥石３９が装着され、ネジ４
０が研磨砥石３９のネジ穴（図示せず）に螺合して研磨
砥石３９が第一のマウンタ３８に固定されている。そし
て、第一のスピンドル３７の回転に伴って研磨砥石３９
が回転すると共に、第一のスピンドルユニット３６が下
降することにより半導体ウェーハＷに研磨砥石３９の下
部が接触して研磨され、ここでは粗研磨が行われる。こ
のとき、半導体ウェーハＷと研磨砥石３９との接触位置
には、半導体ウェーハＷの冷却用の研磨水が供給され
る。
た半導体ウェーハＷは、ターンテーブル３４の回転によ
り第一のスピンドルユニット３６の直下に位置付けられ
る。第一のスピンドルユニット３６においては、回転可
能な第一のスピンドル３７の先端部に第一のマウンタ３
８を介して粗研磨用の研磨砥石３９が装着され、ネジ４
０が研磨砥石３９のネジ穴（図示せず）に螺合して研磨
砥石３９が第一のマウンタ３８に固定されている。そし
て、第一のスピンドル３７の回転に伴って研磨砥石３９
が回転すると共に、第一のスピンドルユニット３６が下
降することにより半導体ウェーハＷに研磨砥石３９の下
部が接触して研磨され、ここでは粗研磨が行われる。こ
のとき、半導体ウェーハＷと研磨砥石３９との接触位置
には、半導体ウェーハＷの冷却用の研磨水が供給され
る。
【００１８】こうして粗研磨が行われた後は、更にター
ンテーブル３４が所要角度回転することにより半導体ウ
ェーハＷが第二のスピンドルユニット４１の直下に位置
付けられる。第二のスピンドルユニット４１において
は、回転可能な第二のスピンドル４２の先端部に第二の
マウンタ４３を介して鏡面研磨用の本発明に係る研磨砥
石１０が装着され、ネジ４４が研磨砥石１０のネジ穴１
１に螺合して研磨砥石１０が第二のマウンタ４３に固定
されている。そして、第二のスピンドル４２の回転に伴
って研磨砥石１０が回転すると共に、第二のスピンドル
ユニット４１が下降することにより半導体ウェーハＷに
研磨砥石１０の砥石１３が接触して研磨され、ここでは
鏡面研磨が行われる。
ンテーブル３４が所要角度回転することにより半導体ウ
ェーハＷが第二のスピンドルユニット４１の直下に位置
付けられる。第二のスピンドルユニット４１において
は、回転可能な第二のスピンドル４２の先端部に第二の
マウンタ４３を介して鏡面研磨用の本発明に係る研磨砥
石１０が装着され、ネジ４４が研磨砥石１０のネジ穴１
１に螺合して研磨砥石１０が第二のマウンタ４３に固定
されている。そして、第二のスピンドル４２の回転に伴
って研磨砥石１０が回転すると共に、第二のスピンドル
ユニット４１が下降することにより半導体ウェーハＷに
研磨砥石１０の砥石１３が接触して研磨され、ここでは
鏡面研磨が行われる。
【００１９】このように、凝集砥粒１４を樹脂１５で固
めて形成した砥石１３を硬質基台１２に固定した構成の
研磨砥石１０や研磨砥石２０を研磨装置３０に装着した
ことにより、ポリッシング装置を用いた従来の研磨のよ
うに遊離砥粒を使用することなく研磨を行うことができ
るため、周辺環境が汚染されることがない。
めて形成した砥石１３を硬質基台１２に固定した構成の
研磨砥石１０や研磨砥石２０を研磨装置３０に装着した
ことにより、ポリッシング装置を用いた従来の研磨のよ
うに遊離砥粒を使用することなく研磨を行うことができ
るため、周辺環境が汚染されることがない。
【００２０】また、研磨時には、半導体ウェーハＷと砥
石１３との間に発生する摩擦熱を除去するために、両者
の接触部に冷却用の研磨水を供給する必要があるが、凝
集砥粒１４は極めて微細な砥粒により構成されているた
め、１０ｃｃ／分程度の少量の研磨水を供給すれば、半
導体ウェーハに研磨焼けが生じることがなく、鏡面研磨
を行うことが可能である。
石１３との間に発生する摩擦熱を除去するために、両者
の接触部に冷却用の研磨水を供給する必要があるが、凝
集砥粒１４は極めて微細な砥粒により構成されているた
め、１０ｃｃ／分程度の少量の研磨水を供給すれば、半
導体ウェーハに研磨焼けが生じることがなく、鏡面研磨
を行うことが可能である。
【００２１】なお、研磨水がこれより少量の場合には摩
擦熱を充分に除去することができないため、チャックテ
ーブル３５自体にペルチェ素子を配設する等して冷却機
能を持たせることが好ましい。
擦熱を充分に除去することができないため、チャックテ
ーブル３５自体にペルチェ素子を配設する等して冷却機
能を持たせることが好ましい。
【００２２】このようにして半導体ウェーハＷの粗研磨
及び鏡面研磨が終了すると、ターンテーブル３４が更に
回転し、第二の搬送手段４５によって研磨後の半導体ウ
ェーハＷがスピンナー洗浄乾燥装置４６に搬送され、こ
こでスピンナー洗浄、乾燥が行われる。そして、洗浄、
乾燥後の半導体ウェーハＷは、搬出入手段３２によって
カセット４７に収容される。
及び鏡面研磨が終了すると、ターンテーブル３４が更に
回転し、第二の搬送手段４５によって研磨後の半導体ウ
ェーハＷがスピンナー洗浄乾燥装置４６に搬送され、こ
こでスピンナー洗浄、乾燥が行われる。そして、洗浄、
乾燥後の半導体ウェーハＷは、搬出入手段３２によって
カセット４７に収容される。
【００２３】このように、カセット３１から半導体ウェ
ーハＷを搬出して粗研磨、鏡面研磨を行い、研磨後の半
導体ウェーハをカセット４７に搬入するまでの作業は、
すべて自動化されている。従って、カセット３１ごと自
動搬送したり、カセット４７ごと自動搬送したりするよ
うにすれば、前後の工程との間での自動化を図ることが
できる。
ーハＷを搬出して粗研磨、鏡面研磨を行い、研磨後の半
導体ウェーハをカセット４７に搬入するまでの作業は、
すべて自動化されている。従って、カセット３１ごと自
動搬送したり、カセット４７ごと自動搬送したりするよ
うにすれば、前後の工程との間での自動化を図ることが
できる。
【００２４】なお、本発明に係る研磨砥石によってウェ
ーハのエッジを研磨することもでき、エッジを研磨する
ことによってパーティクルの発生を防止することができ
る。
ーハのエッジを研磨することもでき、エッジを研磨する
ことによってパーティクルの発生を防止することができ
る。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る研磨
砥石は、超微細砥粒を凝集した凝集砥粒を樹脂により固
めた砥石が硬質基台に保持された構造となっており、適
宜の研磨装置に装着可能であるため、遊離砥粒を使用す
ることなく研磨を行うことができるため、周辺環境を汚
染せずに研磨を行うことができる。
砥石は、超微細砥粒を凝集した凝集砥粒を樹脂により固
めた砥石が硬質基台に保持された構造となっており、適
宜の研磨装置に装着可能であるため、遊離砥粒を使用す
ることなく研磨を行うことができるため、周辺環境を汚
染せずに研磨を行うことができる。
【００２６】更に、研磨装置に装着して使用することに
より、研磨対象である半導体ウェーハの自動搬入、自動
搬出が可能となり、生産性の向上を図ることができる。
より、研磨対象である半導体ウェーハの自動搬入、自動
搬出が可能となり、生産性の向上を図ることができる。
【００２７】また、凝集砥粒を構成する超微細砥粒の粒
径は極めて小さいため、遊離砥粒による研磨と同様の研
磨効果が得られると共に、研磨焼けも生じにくいため、
研磨水も少量で済み、経済的である。
径は極めて小さいため、遊離砥粒による研磨と同様の研
磨効果が得られると共に、研磨焼けも生じにくいため、
研磨水も少量で済み、経済的である。
【図１】本発明に係る研磨砥石の第一の実施の形態を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図２】同研磨砥石を構成する砥石を拡大して示す説明
図である。
図である。
【図３】同研磨砥石を構成する凝集砥粒を示す説明図で
ある。
ある。
【図４】同研磨砥石の第二の実施の形態を示す斜視図で
ある。
ある。
【図５】同研磨砥石が装着される研磨装置の一例を示す
斜視図である。
斜視図である。
１０……研磨砥石 １１……ネジ穴 １２……硬質基台
１３……砥石 １４……凝集砥粒 １５……樹脂 １６……超微細砥粒 ２０……研磨砥石 ２１……砥石 ３０……研磨装置 ３１……カセット ３２……搬出入
手段 ３３……第一の搬送手段 ３４……ターンテーブル ３
５……チャックテーブル ３６……第一のスピンドルユニット ３７……第一のス
ピンドル ３８……第一のマウンタ ３９……研磨砥石 ４０……
ネジ ４１……第二のスピンドルユニット ４２……第二のス
ピンドル ４３……第二のマウンタ ４４……ネジ ４５……第二
の搬送手段 ４６……スピンナー洗浄乾燥装置 ４７……カセット
１３……砥石 １４……凝集砥粒 １５……樹脂 １６……超微細砥粒 ２０……研磨砥石 ２１……砥石 ３０……研磨装置 ３１……カセット ３２……搬出入
手段 ３３……第一の搬送手段 ３４……ターンテーブル ３
５……チャックテーブル ３６……第一のスピンドルユニット ３７……第一のス
ピンドル ３８……第一のマウンタ ３９……研磨砥石 ４０……
ネジ ４１……第二のスピンドルユニット ４２……第二のス
ピンドル ４３……第二のマウンタ ４４……ネジ ４５……第二
の搬送手段 ４６……スピンナー洗浄乾燥装置 ４７……カセット
Claims (3)
- 【請求項１】 被加工物の表面を研磨する研磨砥石であ
って、 複数の超微細砥粒を凝集した凝集砥粒と、該凝集砥粒を
混練して固め砥石を形成する樹脂と、該凝集砥粒と該樹
脂とによって形成された砥石を保持する硬質基台とから
構成される研磨砥石。 - 【請求項２】 超微細砥粒の粒径は１ｎｍ〜１００ｎｍ
であり、該超微細砥粒を１０００個以上凝集して形成し
た凝集砥粒の粒径は１μｍ〜２０μｍである請求項１に
記載の研磨砥石。 - 【請求項３】 凝集砥粒はシリカであり、樹脂はフェノ
ール樹脂である請求項１または２に記載の研磨砥石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11000423A JP2000198073A (ja) | 1999-01-05 | 1999-01-05 | 研磨砥石 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2003011063A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-15 | Ricoh Co Ltd | 研磨用砥石及び研磨用砥石の製造方法 |
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-
1999
- 1999-01-05 JP JP11000423A patent/JP2000198073A/ja active Pending
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