JP2001088018A - 半導体ウェハの両面同時ポリッシング方法及び両面同時ポリッシング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】両面同時ポリッシング装置を用いて略円形状Ｇ
ａＡｓウェハの両面同時ポリッシング作業を行ったとき
に、チッピング不良やキズ不良件数を効果的に低減で
き、それによって略円形状ＧａＡｓウェハの完成品の品
質と歩留とを顕著に向上することができる半導体ウェハ
の両面同時ポリッシング方法及び両面同時ポリッシング
装置を提供すること。 【解決手段】 両面同時ポリッシング装置へ半導体ウェ
ハ３をセットしてから該半導体ウェハの両面を同時に鏡
面ポリッシングする半導体ウェハの両面同時ポリッシン
グ方法において、前記両面同時ポリッシング装置の噛み
合い部分で発生した摩耗粉を前記半導体ウェハの両面ポ
リッシング箇所内に入り込まないように純水シャワー８
で水洗除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウェハの両面
同時ポリッシング方法及び両面同時ポリッシング装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】薄板状半導体結晶ウェハは半導体デバイ
スの基礎部材として大量に生産されている。

【０００３】一般に、このような薄板状半導体結晶ウェ
ハ、例えば薄板状ＧａＡｓウェハは、まずＧａＡｓ単結
晶インゴットを結晶成長装置により製造し、次にその製
造したＧａＡｓ単結晶インゴットをスライス装置により
複数枚のＧａＡｓウェハにスライス加工し、次にそのス
ライス加工されたＧａＡｓウェハをラッピングポリッシ
ング、エッチング両面同時ポリッシング、片面仕上げポ
リッシング等を順次行い、最後にそれを洗浄、乾燥する
ことによって鏡面にポリッシングした略円形状ＧａＡｓ
ウェハの完成品とするようになっている。

【０００４】これらの作業工程のうち両面同時ポリッシ
ング工程は、略円形状ＧａＡｓウェハの完成品の品質、
生産性に大きく関与することが知られている。

【０００５】さて、両面同時ポリッシング装置は略円形
状ＧａＡｓウェハをセットするキャリア、研磨布を貼り
付ける上下定盤、サンギア、インターナルギア、加圧
部、駆動部、研磨液供給部等から構成されている。

【０００６】この両面同時ポリッシング装置による両面
同時ポリッシング作業は、まずキャリアに略円形状Ｇａ
Ａｓウェハをセットし、次にこの略円形状ＧａＡｓウェ
ハをセットしたキャリアを上下定盤で挾み、次にサンギ
アとインターナルギアとをある回転比で回転させること
によりキャリアを自公転させ、更に上下定盤を回転させ
る。次に、このような回転下で研磨液を供給しながらキ
ャリアにセットした略円形状ＧａＡｓウェハの上下両面
を同時に鏡面加工するようになっている。

【０００７】当然ながら鏡面ポリッシングした略円形状
ＧａＡｓウェハの表面は高精度な鏡面にポリッシングす
ることが要求されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この両
面同時ポリッシング工程ではキャリアとギア（インター
ナル、サンギア）とが噛み合うことから、その噛み合い
部に摩耗粉が発生し、そしてその発生した摩耗粉がキャ
リアに付着したり、研磨布に持ち込まれたりし、それに
よってポリッシング中の略円形状ＧａＡｓウェハと接触
してチッピング不良やキズ不良を発生するということが
知られている。

【０００９】本発明はかかる点に立って為されたもので
あって、その目的とするところは前記した従来技術の欠
点を解消し、両面同時ポリッシング装置を用いて略円形
状ＧａＡｓウェハの両面同時ポリッシング作業を行った
ときに、チッピング不良やキズ不良件数を効果的に低減
でき、それによって略円形状ＧａＡｓウェハの完成品の
品質と歩留とを顕著に向上することができる半導体ウェ
ハの両面同時ポリッシング方法及び両面同時ポリッシン
グ装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、次の２点にある。

【００１１】（１） 両面同時ポリッシング装置へ半導
体ウェハをセットしてから該半導体ウェハの両面を同時
に鏡面ポリッシングする半導体ウェハの両面同時ポリッ
シング方法において、前記両面同時ポリッシング装置の
噛み合い部分で発生した摩耗粉を前記半導体ウェハの両
面ポリッシング箇所内に入り込まないように水シャワー
で水洗除去することを特徴とする半導体ウェハの両面同
時ポリッシング方法。

【００１２】（２） ポリッシングする半導体ウェハを
セットすることができるキャリアと、下面側に研磨布を
貼り付けられた上定盤と、上面側に研磨布が貼り付けら
れた下定盤と、前記キャリアを自公転でき且つ前記上定
盤と前記下定盤とを回転させることができるサンギアと
インターナルギアと、前記研磨布へ研磨を液供給できる
研磨液供給部とを具備する両面同時ポリッシング装置に
おいて、前記キャリアと前記インターナルギアとの噛み
合い部及び前記キャリアと前記サンギアとの噛み合い部
でそれぞれ発生した摩耗粉を除去する摩耗粉除去機構を
設けて成ることを特徴とする両面同時ポリッシング装
置。

【００１３】本発明において摩耗粉除去機構としては、
キャリアとインターナルギアとの噛み合い部の上方及び
キャリアと前記サンギアとの噛み合い部の上方にそれぞ
れ設けられた水シャワー機構であることが好ましい。ま
た、本発明において摩耗粉除去機構としては、キャリア
とインターナルギアとの噛み合い部の下方及びキャリア
と前記サンギアとの噛み合い部の下方にそれぞれ設けら
れた高圧水噴霧機構であってもよい。勿論、これらを併
用してもよい。

【００１４】更に、本発明において摩耗粉除去機構とし
ては、キャリアとインターナルギアとの噛み合い部及び
キャリアと前記サンギアとの噛み合い部にそれぞれ設け
られたブラシ機構であってもよい。

【００１５】即ち、本発明の要旨とするところは、両面
同時ポリッシング装置のキャリアとギア（インターナ
ル、サンギア）との噛み合いで発生した摩耗粉を研磨布
側に持ち込む前に水シャワー、ブラシ等で除去するよう
にした半導体ウェハの両面同時ポリッシング方法及び両
面同時ポリッシング装置にある。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の半導体ウェハの両
面同時ポリッシング方法及びポリッシング装置の一実施
例を図面により説明する。

【００１７】（本発明のポリッシング装置の一実施例）
まず、本発明のポリッシング装置の一実施例について説
明する。

【００１８】図１は本発明のポリッシング装置の一実施
例の部分拡大断面説明図を示したものである。

【００１９】図１において１はインターナルギア、２は
サンギア、３は略円形状ＧａＡｓウェハ、４はキャリ
ア、５は上定盤、６は下定盤、７はシャワーノズル、８
は純水シャワー、９は研磨布である。

【００２０】ここにおいてキャリア４は樹脂製で、その
厚みは６００μｍである。

【００２１】なお図示はしないが、この本発明のポリッ
シング装置の一実施例の装置は、スピードファム社の１
６Ｂ型、５キャリア塔載タイプのものをベースとした。
この一つのキャリア４には外径φ４インチのウェハを８
枚塔載することができ、従って本発明のポリッシング装
置の一実施例の装置は同時に４０枚の略円形状ＧａＡｓ
ウェハ３の両面をポリッシングすることができるもので
ある。

【００２２】本発明のポリッシング装置の一実施例の装
置の一般構成は、両面同時ポリッシングする略円形状Ｇ
ａＡｓウェハ３をセットすることができるキャリア４
と、下面側に研磨布９が貼り付けられている上定盤５
と、上面側に研磨布９が貼り付けられている下定盤６
と、前記キャリア４を自公転させると共に上定盤５と下
定盤６とを回転させることができるサンギア２とインタ
ーナルギア１と、これら外に図示しない駆動部、研磨液
供給部等から成っている。

【００２３】そして、本発明の一実施例のポリッシング
装置の特徴とするところは、キャリア４とインターナル
ギア１のキャリア４側端部及びサンギア２のキャリア４
側端部にそれぞれ純水シャワー８を噴霧することができ
るシャワーノズル７を設置したことである。

【００２４】このシャワーノズル７は、両面同時ポリッ
シング装置のキャリア４とギア（インターナル１、サン
ギア２）との噛み合いで発生した摩耗粉を研磨布９側へ
移動する前に両面同時ポリッシング系外へ流れ落とすこ
とができる。従って研磨布９にはキャリア４とギア（イ
ンターナル１、サンギア２）との噛み合いで発生した摩
耗粉の侵入がなく、その結果摩耗粉により発生していた
チッピング不良やキズ不良件数を効果的に低減して、略
円形状ＧａＡｓウェハの完成品の品質と歩留とを顕著に
向上することができる。

【００２５】本発明の一実施例のポリッシング装置で
は、シャワーノズル７からキャリア４とインターナルギ
ア１との噛み合い部及びキャリア４とサンギア２との噛
み合い部への純水シャワーリングを上方から行うように
したものであるが、本発明ではキャリア４の下部から吹
き付けるようにしてもよく、またこれらを併用してもよ
い。 また、本発明ではシャワーリングの代わりに高圧
ガスの吹き付け、ブラシング等でもかなりの効果が得ら
れる。

【００２６】（本発明の半導体ウェハの両面同時ポリッ
シング方法の一実施例）次に、本発明の半導体ウェハの
両面同時ポリッシング方法の一実施例について説明す
る。

【００２７】まず、両面同時ポリッシングに供した半導
体ウェハとして、厚さ６８０μｍ、外径φ４インチの略
円形状ＧａＡｓウェハを用意した。

【００２８】次に、キャリア４へ略円形状ＧａＡｓウェ
ハ３をセットした。

【００２９】次に、この略円形状ＧａＡｓウェハ３をセ
ットしたキャリア４を上定盤５と下定盤６とで挾さむよ
うにした。

【００３０】次に、研磨液供給部より研磨液を研磨布９
へ供給した。研磨液としてはフジミインコーポレーテッ
ド社製のインセックＦＰを使用した。

【００３１】次に、インターナルギア１部及びサンギア
２部にそれぞれ設置したリング状のシャワーノズル７よ
りキャリア４とインターナルギア１との噛み合い部及び
キャリア４とサンギア２との噛み合い部へ純水シャワー
リングを開始した。この純水シャワーリングはポリッシ
ング中続けた。

【００３２】次に、図示しない駆動部を駆動させること
によりサンギア２とインターナルギア１とを適当な回転
比で回転させると共にキャリア４を自公転させ、更に上
定盤形状ＧａＡｓウェハ３の上下の両面を同時に鏡面ポ
リッシングした。

【００３３】ポリッシングは厚さ６８０μｍ、外径φ４
インチの略円形状ＧａＡｓウェハを厚さが６３０μｍと
なるまで５０μｍポリッシングした。

【００３４】両面ポリッシュが完了後、得られた略円形
状ＧａＡｓウェハの外観検査を行った。

【００３５】（比較例１の半導体ウェハの両面同時ポリ
ッシング方法）従来の半導体ウェハの両面同時ポリッシ
ング方法、即ちシャワーノズルよりキャリアとインター
ナルギアとの噛み合い部及びキャリアとサンギアとの噛
み合い部への純水シャワーリングを行わない以外は実施
例１と同様にして、厚さ６８０μｍ、外径φ４インチの
略円形状ＧａＡｓウェハの両面を同時に鏡面ポリッシン
グした。（鏡面ポリッシングした略円形状ＧａＡｓウェ
ハの試験方法）次に、実施例及び比較例で得られた鏡面
ポリッシングした略円形状ＧａＡｓウェハについて、チ
ッピング不良率及びキズ発生不良率を求めた。

【００３６】（鏡面ポリッシングした略円形状ＧａＡｓ
ウェハの試験結果）表１はこれらの試験結果を示したも
のである。

【００３７】

【表１】

【００３８】表１から分かるように実施例１の半導体ウ
ェハの両面同時ポリッシング方法で研磨したときのチッ
ピング不良率は０．８％で、比較例１のときの約１／６
に低減した。また、実施例１の半導体ウェハの両面同時
ポリッシング方法で研磨したときのキズ発生不良率は
３．１％で、比較例１のときの約１／５に低減した。こ
れらにより略円形状ＧａＡｓウェハの完成品の品質と歩
留とを顕著に向上することができた。

【００３９】

【発明の効果】本発明の半導体ウェハの両面同時ポリッ
シング方法及び両面同時ポリッシング装によれば、略円
形状ＧａＡｓウェハの両面を同時に鏡面ポリッシング作
業を行ってもチッピング不良やキズ不良件数を顕著に低
減でき、それによって略円形状ＧａＡｓウェハの完成品
の品質と歩留とを顕著に向上することができるものであ
り、工業上有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のポリッシング装置の一実施例の部分拡
大断面説明図を示したものである。

【符号の説明】

１ インターナルギア ２ サンギア ３ 略円形状ＧａＡｓウェハ ４ キャリア ５ 上定盤 ６ 下定盤 ７ シャワーノズル ８ 純水シャワー ９ 研磨布

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】両面同時ポリッシング装置へ半導体ウェハ
   をセットしてから該半導体ウェハの両面を同時に鏡面ポ
   リッシングする半導体ウェハの両面同時ポリッシング方
   法において、前記両面同時ポリッシング装置の噛み合い
   部分で発生した摩耗粉を前記半導体ウェハの両面ポリッ
   シング箇所内に入り込まないように水シャワーで水洗除
   去することを特徴とする半導体ウェハの両面同時ポリッ
   シング方法。
2. 【請求項２】ポリッシングする半導体ウェハをセットす
   ることができるキャリアと、下面側に研磨布を貼り付け
   られた上定盤と、上面側に研磨布が貼り付けられた下定
   盤と、前記キャリアを自公転でき且つ前記上定盤と前記
   下定盤とを回転させることができるサンギアとインター
   ナルギアと、前記研磨布へ研磨液を供給できる研磨液供
   給部とを具備する両面同時ポリッシング装置において、
   前記キャリアと前記インターナルギアとの噛み合い部及
   び前記キャリアと前記サンギアとの噛み合い部でそれぞ
   れ発生した摩耗粉を除去する摩耗粉除去機構を設けて成
   ることを特徴とする両面同時ポリッシング装置。
3. 【請求項３】摩耗粉除去機構が、キャリアとインターナ
   ルギアとの噛み合い部の上方及びキャリアとサンギアと
   噛み合い部の上方にそれぞれ設けられた水シャワーであ
   ることを特徴とする請求項２記載の両面同時ポリッシン
   グ装置。
4. 【請求項４】摩耗粉除去機構が、キャリアとインターナ
   ルギアとの噛み合い部の下方及びキャリアとサンギアと
   噛み合い部の下方にそれぞれ設けられた高圧水噴霧機構
   であることを特徴とする請求項２記載の両面同時ポリッ
   シング装置。
5. 【請求項５】摩耗粉除去機構が、キャリアとインターナ
   ルギアとの噛み合い部及びキャリアとサンギアと噛み合
   い部にそれぞれ設けられたブラシ機構であることを特徴
   とする請求項１記載の両面同時ポリッシング装置。