JP2001260010A - ウェハ研磨装置用テーブル、半導体ウェハの研磨方法、半導体ウェハの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＭＰを行った場合でも効率よく研磨を行う
ことができかつ好適な研磨状態が得られ、しかも耐薬品
性及び耐磨耗性に優れたウェハ研磨装置用テーブルを提
供すること。 【解決手段】 このテーブル２はウェハ研磨装置１を構
成する部品の１つである。テーブル２は炭化珪素基材製
であって、その上部に研磨面２ａを有する。研磨面２ａ
には窪み２１が形成されている。そして、研磨面２ａに
は、ウェハ保持プレート６の保持面６ａに保持されてい
る半導体ウェハ５が直接摺接される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウェハ研磨装置用
テーブル、半導体ウェハの研磨方法、半導体ウェハの製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体製造用装置の一種として、
プッシャプレート３２及びテーブル３３等を備える図４
〜図６のようなウェハ研磨装置３１が知られている。プ
ッシャプレート３２の保持面３２ａには、シリコンウェ
ハ３４が熱可塑性ワックスを用いて貼付けられる。この
シリコンウェハ３４の被研磨面３４ａには微細なチャン
ネル３５が形成され、かつそのような被研磨面３４ａに
はパターン形成用の銅層３６が積層されている。また、
セラミック基材製（例えばアルミナ基材製）のテーブル
３３の上部は研磨面３３ａになっていて、そこには布製
の研磨クロス３７が配設されている。

【０００３】回転するプッシャプレート３２に保持され
たシリコンウェハ３４は、テーブル３３の上部にある研
磨面３３ａ（正確にいうと研磨クロス３７の表面）に対
して上方から押し付けられる。このとき、研磨クロス３
７上にはＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）用
の薬液が供給される。この薬液はＳｉＯ₂等の絶縁膜及
びＣｕを溶かすものであって、微細で硬質の研磨材４０
が分散されている。

【０００４】その結果、機械的かつ化学的に被研磨面３
４ａが研磨されるとともに、銅層３６の一部が選択的に
研磨されてチャンネル３５内に銅パターン３９が残るよ
うになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、研磨クロス
３７はある程度弾力性があって変形しやすいものである
ため、研磨クロス３７を配設した状態でＣＭＰを行った
場合、銅パターン３９に「ディッシング」が起こりやす
くなる。即ち、研磨クロス３７が突出変形してチャンネ
ル３５内に入り込む結果、シリコンに比べて軟らかい銅
が早く削られてしまい、そこに皿状の凹部４１が生じて
しまう（図６参照）。つまり、この場合には好適な研磨
状態が得られなくなる。

【０００６】そこで、ディッシングの原因である研磨ク
ロス３７を除去し、セラミック基材の研磨面３３ａに対
してシリコンウェハ３４を直接摺接させるという対策が
考えられる。

【０００７】しかしながら、単純に研磨クロス３７を除
去しただけでは、薬液中の研磨材４０が基材の研磨面３
３ａ上に保持されにくくなり、結果として研磨効率が悪
くなるおそれがある。また、研磨された残査がウェハ摺
接部に残存し、スクラッチの原因となる。

【０００８】また、ＣＭＰにおいては腐蝕性の強い薬液
が用いられるため、その薬液に直接晒されるセラミック
基材には、相当高い耐薬品性が要求される。さらに、研
磨クロス３７を除去した状態でのＣＭＰにおいて、シリ
コンウェハ３４を直接支持させるセラミック基材には、
相当高い耐磨耗性が要求される。

【０００９】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、ＣＭＰを行った場合でも効率よく
研磨を行うことができかつ好適な研磨状態が得られ、し
かも耐薬品性及び耐磨耗性に優れたウェハ研磨装置用テ
ーブルを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、ウェハ研磨装置を構
成しているウェハ保持プレートの保持面に保持されてい
る半導体ウェハが摺接される研磨面をその上部に有す
る、セラミック基材製のテーブルにおいて、前記セラミ
ック基材は炭化珪素焼結体製基材であり、前記基材の上
部にある前記研磨面には窪みが形成されていることを特
徴とするウェハ研磨装置用テーブルをその要旨とする。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、前記窪みの深さは３μｍ〜１０００μｍであるとし
た。請求項３に記載の発明は、請求項１または２におい
て、前記研磨面の表面粗さＲａは１μｍ以下であるとし
た。

【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３
のいずれか１項において、前記窪みの開口縁は丸みを帯
びた形状になっているとした。請求項５に記載の発明
は、請求項１乃至４のいずれか１項において、前記窪み
は砥粒噴射加工によって形成されたものであるとした。

【００１３】請求項６に記載の発明では、請求項１乃至
５のいずれか１項に記載のテーブルを用いた半導体ウェ
ハの研磨方法であって、研磨クロスが配設されていない
前記研磨面上にＣＭＰ用薬液を供給し、この状態で前記
半導体ウェハを回転させつつ前記研磨面に直接摺接させ
ることにより、前記半導体ウェハの研磨を行うことを特
徴とする半導体ウェハの研磨方法をその要旨とする。

【００１４】請求項７に記載の発明では、請求項１乃至
５のいずれか１項に記載のテーブルを用いた半導体ウェ
ハの製造方法であって、研磨クロスが配設されていない
前記研磨面上にＣＭＰ用薬液を供給し、この状態で前記
半導体ウェハを回転させつつ前記研磨面に直接摺接させ
ることにより、前記半導体ウェハの研磨を行う工程を含
むことを特徴とする半導体ウェハの製造方法。

【００１５】以下、本発明の「作用」について説明す
る。請求項１〜７に記載の発明によると、研磨面に形成
された窪み内にＣＭＰ用薬液中の研磨材が入り込むこと
により、研磨面に研磨材が保持されやすくなるため、Ｃ
ＭＰを行った場合でも効率よく研磨を行うことができ
る。また、研磨クロスよりも硬質のセラミック基材が半
導体ウェハに対して直接摺接するため、好適な研磨状態
を得ることができる。また、研磨された残査が窪みに入
り、摺接面の残存を抑制するため、スクラッチの発生が
低減される。さらに、好適な物性を備える炭化珪素焼結
体製の基材であれば、ＣＭＰを行った場合でも薬液によ
る腐蝕が起こりにくく、しかも研磨材によって基材表面
が削り取られてしまうこともない。

【００１６】請求項２に記載の発明によると、窪みの深
さを上記好適範囲内に設定することにより、テーブルの
破壊を防止しつつ効率のよい研磨を行うことができる。
前記深さが３μｍよりも小さいと、研磨材保持効果が十
分に得られなくなり、研磨効率が低下するおそれがあ
る。逆に、１０００μｍを超える深さにしたとしても、
研磨材保持効果が顕著に向上するわけではなく、基材に
おける窪み部分の肉薄化に起因する機械的強度の低下に
より、テーブルが破壊しやすくなるおそれがある。

【００１７】請求項３に記載の発明によると、研磨面に
おいて窪みが形成されていない部分の平滑性が高くな
り、当該部分にある凹凸も極めて小さくなる。従って、
研磨面にウェハを摺接させたとしても、ウェハ側に凹凸
が転写されるような心配がなく、ウェハを高精度に研磨
することができる。

【００１８】請求項４に記載の発明によると、窪みの開
口縁に角張った形状のエッジが存在しなくなることか
ら、開口縁がウェハに引っ掛かりにくく、半導体ウェハ
のスクラッチが防止される。また、ウェハの傷を除去す
るための修正作業も不要になるため、半導体ウェハを効
率よく得ることができる。

【００１９】請求項５に記載の発明によると、砥粒噴射
加工によれば、窪みを形成する工程と、その開口縁の面
取り工程とを同時に行うことができる。このため、両工
程を別々に行う場合に比べ、丸みを帯びた形状の開口縁
を持つ窪みを短時間で簡単に形成することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態のＣＭＰ用ウェハ研磨装置１を図１〜図３に基づき
詳細に説明する。

【００２１】図１，図３には、本実施形態のウェハ研磨
装置１が概略的に示されている。同ウェハ研磨装置１を
構成しているテーブル２は円盤状である。テーブル２の
上面は、シリコンウェハ５を研磨するための研磨面２ａ
になっている。この研磨面２ａには、研磨クロスは特に
貼り付けられていない。即ち、研磨面２ａは外表面に露
出した状態となっている。本実施形態のテーブル２は、
冷却ジャケットを用いることなく、円柱状をした回転軸
４の上端面に対して水平にかつ直接的に固定されてい
る。従って、回転軸４を回転駆動させると、その回転軸
４とともにテーブル２が一体的に回転する。

【００２２】図１に示されるように、このウェハ研磨装
置１は、複数（図１では図示の便宜上２つ）のウェハ保
持プレート６を備えている。プレート６の形成材料とし
ては、例えばガラスや、アルミナ等のセラミックス材料
や、ステンレス等の金属材料などが採用される。各ウェ
ハ保持プレート６の片側面（非保持面６ｂ）の中心部に
は、プッシャ棒７が固定されている。各プッシャ棒７は
テーブル２の上方に位置するとともに、図示しない駆動
手段に連結されている。各プッシャ棒７は各ウェハ保持
プレート６を水平に支持している。このとき、保持面６
ａはテーブル２の研磨面２ａに対向した状態となる。ま
た、各プッシャ棒７はウェハ保持プレート６とともに回
転することができるばかりでなく、所定範囲だけ上下動
することができる。プレート６側を上下動させる方式に
代え、テーブル２側を上下動させる構造を採用しても構
わない。ウェハ保持プレート６の保持面６ａには、シリ
コンウェハ５が例えば熱可塑性ワックス等を用いて貼着
される。シリコンウェハ５は、保持面６ａに対して真空
引きによりまたは静電的に吸着されてもよい。このと
き、シリコンウェハ５における被研磨面５ａは、テーブ
ル２の研磨面２ａ側を向いている必要がある。

【００２３】次に、テーブル２の構成について詳細に説
明する。図１，図３に示されるように、本実施形態のテ
ーブル２は、複数枚（ここでは２枚）の基材１１Ａ，１
１Ｂを材料とし、それらを積層してなる積層セラミック
ス構造体である。２枚の基材１１Ａ，１１Ｂのうち上側
のもの（上側基材１１Ａ）の底面には、流体流路である
冷却用水路１２の一部を構成する溝１３が所定パターン
状に形成されている。一方、下側基材１１Ｂのほうに
は、このような溝１３は特に形成されていない。２枚の
基材１１Ａ，１１Ｂ同士は、金属系接着層としてのロウ
材層１４を介して互いに接合されることにより、一体化
されている。その結果、基材１１Ａ，１１Ｂの接合界面
に前記水路１２が形成される。下側基材１１Ｂの略中心
部には、貫通孔１５が形成されている。これらの貫通孔
１５は、回転軸４内に設けられた流路４ａと、前記水路
１２とを連通させている。

【００２４】各々の基材１１Ａ，１１Ｂを構成している
セラミックス材料として、本実施形態では炭化珪素焼結
体（ＳｉＣ焼結体）が採用されている。前記炭化珪素焼
結体は、セラミックスのなかでも、とりわけ物性（具体
的には熱伝導性、耐熱性、耐熱衝撃性、耐摩耗性、剛
性、耐薬品性等）に優れているからである。

【００２５】なお、本実施形態において、上側基材１１
Ａの厚さは３ｍｍ〜２０ｍｍに設定され、下側基材１１
Ｂの厚さは１０ｍｍ〜５０ｍｍに設定されている。上記
炭化珪素粉末としては、α型炭化珪素粉末、β型炭化珪
素粉末、非晶質炭化珪素粉末等が用いられる。この場
合、一種の粉末のみを単独で用いてもよいほか、２種以
上の粉末を組み合わせて（α型＋β型、α型＋非晶質、
β型＋非晶質、α型＋β型＋非晶質、のいずれかの組み
合わせで）用いてもよい。なお、β型炭化珪素粉末を用
いて作製された焼結体は、他のタイプの炭化珪素粉末を
用いて作製された焼結体に比べて、多くの大型板状結晶
を含んでいる。従って、緻密体を得たいような場合に
は、焼結体における結晶粒子の粒界が少なくなり、熱伝
導性に特に優れたものとすることができる。

【００２６】炭化珪素焼結体製の上側基材１１Ａの熱伝
導率は４０Ｗ／ｍＫ以上であることがよく、さらには８
０Ｗ／ｍＫ〜３００Ｗ／ｍＫであることが望ましい。熱
伝導率が小さすぎると焼結体内に温度バラツキが生じや
すくなり、シリコンウェハ５の大口径化・高品質化を妨
げる原因となるからである。逆に、熱伝導率は大きいほ
ど好適である反面、３００Ｗ／ｍＫを超えるものについ
ては、安価かつ安定的な材料供給が難しくなるからであ
る。なお、下側基材１１Ｂの熱伝導率は５Ｗ／ｍＫ以上
であることがよく、さらには１０Ｗ／ｍＫ〜８０Ｗ／ｍ
Ｋであることが望ましい。その理由は、冷却用水路１２
にて構成される冷却部よりも下の放熱を防止することに
より、研磨面２ａの温度制御をしやすくするためであ
る。

【００２７】ロウ材層１４は、チタンを含むロウ材を用
いて形成されたものであることがよい。炭化珪素焼結体
製基材１１Ａ，１１Ｂを選択したとき、チタンを含むロ
ウ材を用いることにより、ロウ材層１４に高い熱伝導率
を確保しながら高い接合強度を得ることが可能だからで
ある。ロウ材層１４の厚さは１０μm〜５０μm程度に設
定されることがよい。

【００２８】水路１２の一部を構成する溝１３は、上側
基材１１Ａの底面を砥石を用いて研削加工することによ
り形成された研削溝である。溝１３は、研削加工により
形成されたもののみならず、例えばサンドブラスト等の
ような噴射加工により形成されたものでもよい。溝１３
の深さは３mm〜１０mmに、幅は５mm〜２０mmにそれぞれ
設定されることがよい。

【００２９】図１〜図３に示されるように、上側基材１
１Ａの上部にある研磨面２ａは、平坦面ではなく凹凸を
有している。より具体的にいうと、前記研磨面２ａには
窪み２１が形成されている。前記窪み２１は多数であっ
て、テーブル２の中心部を除き研磨面２ａのほぼ全域に
存在している。図３に概略的に示されるように、本実施
形態では窪み２１の形状は略矩形状になっている。これ
らの窪み２１は同じ形状・寸法であって、研磨面２ａ内
に規則的に配列されている。前記窪み２１はウェハサイ
ズに比較して十分小さいものとなっている。より具体的
にいうと、個々の窪み２１の大きさは０．１ｍｍ角〜１
０ｍｍ角に、好ましくは０．５ｍｍ角〜５ｍｍ角に設定
される。窪み２１が小さすぎると、形成が困難になるば
かりでなく、研磨材２６を保持する効果が十分に得られ
なくなって研磨効率が低下するおそれがあるからであ
る。逆に、窪み２１が大きすぎると、シリコンウェハ５
側に微細な銅パターン２４を精度よく形成することが困
難になるからである。

【００３０】また、窪み２１の深さは３μｍ〜１０００
μｍに設定されることがよく、さらには３００μｍ〜５
００μｍに設定されることが望ましく、特には４００μ
ｍ〜５００μｍに設定されることが最も望ましい。前記
深さが３μｍよりも小さいと、研磨材保持効果が十分に
得られなくなり、研磨効率が低下するおそれがあるから
である。逆に、１０００μｍを超える深さにしたとして
も、研磨材保持効果が顕著に向上するわけではないから
である。また、上側基材１１Ａが肉薄なものである場
合、窪み部分の肉薄化に起因する機械的強度の低下によ
り、テーブル２が破壊しやすくなるおそれがあるからで
ある。

【００３１】研磨面２ａにおいて窪み２１が形成されて
いない部分は、平滑面（詳細には鏡面）であることが好
ましく、具体的には当該部分の表面粗さＲａが１μｍ以
下になっていることが好ましい。このように設定する
と、研磨面２ａにおいて窪み２１が形成されていない部
分の平滑性が高くなり、当該部分にある凹凸も極めて小
さくなる。従って、シリコンウェハ５側に大きな凹凸が
転写されるような心配がなくなる。

【００３２】図２に概略的に示されるように、窪み２１
の開口縁は面取り加工されていて、丸みを帯びた形状に
なっている。従って、同図のものにおいては、窪み２１
の開口縁に角張った形状のエッジは存在していない。な
お、窪み２１の四隅部についても同様に丸みを帯びてい
ることがよい。

【００３３】ここで、テーブル２を製造する手順を簡単
に説明する。まず、炭化珪素粉末に少量の焼結助剤を添
加したものを均一に混合する。焼結助剤としては、ほう
素及びその化合物、アルミニウム及びその化合物、炭素
などが選択される。この種の焼結助剤が少量添加されて
いると、炭化珪素の結晶成長速度が増加し、焼結体の緻
密化・高熱伝導化につながるからである。

【００３４】次いで、上記混合物を材料として用いて金
型成形を行うことにより、円盤状の成形体を作製する。
さらに、この成形体を１８００℃〜２４００℃の温度範
囲内で焼成することにより、炭化珪素焼結体製の基材１
１Ａ，１１Ｂを２枚作製する。この場合において焼成温
度が低すぎると、粒子間結合を大きくすることが困難と
なるばかりでなく、焼結体中に多くの気孔が残ってしま
う。逆に焼成温度が高すぎると、炭化珪素の分解が始ま
る結果、焼結体の強度低下を来してしまう。

【００３５】続いて、上側基材１１Ａの底面を砥石を用
いて研削加工することにより、同面のほぼ全域に所定幅
・所定深さの溝１３を形成する。さらに、２枚の基材１
１Ａ，１１Ｂ間に適量のロウ材を配置した状態で、両者
１１Ａ，１１Ｂを積層する。このような状態で２枚の基
材１１Ａ，１１Ｂを加熱し、基材１１Ａ，１１Ｂ同士を
ロウ付けする。

【００３６】次に、上側基材１１Ａの研磨面２ａに対す
る表面研磨加工（いわゆる鏡面加工）を行い、研磨面２
ａの表面粗さＲａの値を０．１μｍ以下にする。上記の
加工を実施するため、ここでは硬質な炭化珪素製研磨治
具を用いている。

【００３７】このような表面研磨加工を行った後、さら
に、その平滑になった研磨面２ａに対して砥粒噴射加工
を行う。このような砥粒噴射加工として、本実施形態で
はマスクを用いたサンドブラスト処理を行なっている。
以下、サンドブラスト処理の手順を簡単に説明する。

【００３８】処理に先立って、上側基材１１Ａの研磨面
２ａの全体にマスクを設けておく必要がある。このマス
クには多数の開口部が形成されている。なお、マスクに
はサンドブラスト処理に耐えうるだけの厚さが確保され
ていることがよく、具体的には５０μｍ〜３００μｍ程
度の厚さが確保されていることが望ましい。

【００３９】マスク形成工程に続くサンドブラスト処理
では、マスクを設けた研磨面２ａに対してノズルの先端
を向け、噴射口から遊離砥粒を噴射する。その結果、研
磨面２ａが遊離砥粒の衝突によって部分的に削り取ら
れ、開口部に対応した位置に所定形状の窪み２１が形成
される。このとき、ノズルの直下の位置に遊離砥粒が衝
突する確率のほうが、そこからずれた位置に遊離砥粒が
衝突する確率に比べて高い。即ち、ノズルの直下の位置
は、そこからずれた位置よりも速く抉られる。このた
め、当該位置が最終的には窪み２１の底面となる。この
ようにして形成される窪み２１の場合、開口縁となる箇
所も、一連の形成過程を通じて遊離砥粒による攻撃を受
ける。従って、窪み２１の開口縁は、エッジのない丸み
を帯びた形状となる。なお、本実施形態では、上記のサ
ンドブラスト処理によって、窪み２１の形成工程と開口
縁の面取り加工工程とが同時に行なわれることになる。

【００４０】そして、不要となったマスクをサンドブラ
スト処理後に剥離することにより、最終的に図１のよう
なテーブル２が完成する。以下、本実施形態をより具体
化した実施例及び比較例を紹介する。 ［実施例１］９４．６重量％のβ型結晶を含む炭化珪素
粉末として、イビデン株式会社製「ベータランダム（商
品名）」を用いた。この炭化珪素粉末は、１．３μｍと
いう結晶粒径の平均値を有し、かつ１．５重量％のほう
素及び３．６重量％の遊離炭素を含有していた。

【００４１】まず、この炭化珪素粉末１００重量部に対
し、ポリビニルアルコール５重量部、水３００重量部を
配合した後、ボールミル中にて５時間混合することによ
り、均一な混合物を得た。この混合物を所定時間乾燥し
て水分をある程度除去した後、その乾燥混合物を適量採
取しかつ顆粒化した。次いで、前記混合物の顆粒を、金
属製押し型を用いて５０ｋｇ／ｃｍ²のプレス圧力で成
形した。得られた２枚の円盤状の生成形体の密度は１．
２ｇ／ｃｍ³であった。

【００４２】次いで、外気を遮断することができる黒鉛
製ルツボに前記生成形体を装入し、タンマン型焼成炉を
使用してその焼成を行なった。焼成は１気圧のアルゴン
ガス雰囲気中において実施した。また、焼成時において
は１０℃／分の昇温速度で最高温度である２３００℃ま
で加熱し、その後はその温度で２時間保持することとし
た。得られた２枚の基材１１Ａ，１１Ｂを観察してみた
ところ、板状結晶が多方向に絡み合った極めて緻密な三
次元網目構造を呈していた。基材１１Ａ，１１Ｂの密度
は３．１ｇ／ｃｍ³ 、熱伝導率は１５０W／ｍＫ、ヤン
グ率は３．５kg／cm²（×１０⁶）であった。含有してい
るほう素は０．４重量％、遊離炭素は１．８重量％であ
った。ここでは、基材１１Ａ，１１Ｂの寸法を、直径６
００ｍｍ、厚さ５ｍｍに設定した。

【００４３】続いて、研削加工によって深さ５mmかつ幅
１０mmの溝１３を上側基材１１Ａの裏面に形成した。そ
の後、ロウ付けによって２枚の基材１１Ａ，１１Ｂを一
体化した。ここではチタンを含む箔状の銀ロウ材を用
い、ロウ材層１４の厚さを２０μmに設定することとし
た。

【００４４】ロウ付け工程の後、研磨面２ａに対する鏡
面加工を行い、研磨面２ａの表面粗さＲａの値を０．９
μｍにした。次いで、平滑になった研磨面２ａに対し、
下記の条件設定にてサンドブラスト処理を行った。

【００４５】１）遊離砥粒の種類： ＧＣ（なお、Ｃ，
ＷＡ，Ａ等に変更可能） ２）遊離砥粒の粒度： ＃１８０〜＃１０００（得たい
窪み２１の大きさ、深さに応じて適宜この範囲内で選択
する） ３）投射圧： ３．０ｋｇ／ｃｍ²〜５．０ｋｇ／ｃｍ² ４）ノズルとマスクとの離間距離： ２０ｍｍ〜１５０
ｍｍ その結果、深さ１０μｍであって１０μｍ角の窪み２１
を研磨面２ａに多数形成し、最終的に所望のテーブル２
を完成した。 ［実施例２〜６］実施例２では、深さ３００μｍであっ
て３ｍｍ角の窪み２１を形成することとし、それ以外の
点については実施例１に順じてテーブル２を作製した。

【００４６】実施例３では、深さ５００μｍであって５
ｍｍ角の窪み２１を形成することとし、それ以外の点に
ついては実施例１に順じてテーブル２を作製した。実施
例４では、深さ１０００μｍであって１０ｍｍ角の窪み
２１を形成することとし、それ以外の点については実施
例１に順じてテーブル２を作製した。

【００４７】実施例５では、研磨面２ａの表面粗さＲａ
を約０．１μｍに設定することとし、それ以外の点につ
いては実施例１に順じてテーブル２を作製した。実施例
６では、研磨面２ａの表面粗さＲａを約１．５μｍに設
定することとし、それ以外の点については実施例１に順
じてテーブル２を作製した。 ［比較例］比較例では、アルミナからなる上側基材１１
Ａ及び下側基材１１Ｂを用いるとともに、窪み２１を形
成するためのサンドブラスト処理を実施せずにテーブル
２を作製した。それ以外の点については、基本的に実施
例１に準じることとした。 ［評価試験の方法及び結果］このようにして得られた７
種のテーブル２を、研磨面２ａに研磨クロスを配設する
ことなくＣＭＰ用ウェハ研磨装置１にセットし、テーブ
ル２内に冷却水Wを常時循環させるようにした。ここで
は各種サイズのシリコンウェハ５を用意し、それらにつ
いて研磨を行った。

【００４８】そして、外表面に露出している研磨面２ａ
上に、研磨材２６を含むＣＭＰ用薬液２５を供給し、こ
の状態でシリコンウェハ５を回転させつつ研磨面２ａに
直接摺接させるようにした。ＣＭＰ用薬液２５として
は、１％〜５％の硝酸鉄（Ｆｅ（ＮＯ₃）₃）を用いた。

【００４９】その結果、実施例１〜６については、機械
的かつ化学的に被研磨面５ａが研磨されるとともに、銅
層の一部が選択的に研磨されてチャンネル２３内に銅パ
ターン２４が残っていた。得られた銅パターン２４を観
察したところ、ディッシングは特に認められず、研磨状
態は好適なものとなっていた。つまり、銅パターン２４
の表面に皿状の凹部が生じることもなく、形状のよい銅
パターン２４が形成されていた。しかも、研磨に要する
時間も従来に比べて長くならず、研磨効率に関しても申
し分なかった。

【００５０】また、シリコンウェハ５に傷や凹凸や反り
等は認められず、極めて高精度かつ高品質のシリコンウ
ェハ５が得られることがわかった。さらに、装置１を長
期間使用した後にテーブル２の観察を行ったところ、薬
液２５による腐蝕も認められず、研磨材２６によって上
側基材１１Ａの表面が削り取られてしまうこともなかっ
た。つまり、このテーブル２は耐薬品性及び耐磨耗性に
優れるものとなっていた。

【００５１】一方、比較例についても、銅パターン２４
にディッシングは特に認められず、研磨状態は好適なも
のとなっていた。しかしながら、実施例１〜６に比べて
研磨スピードが遅く、研磨に要する時間が長かった。つ
まり、研磨効率に関しては明らかに実施例１〜６に劣っ
ていた。ただし、シリコンウェハ５に傷や凹凸や反り等
は特に認められなかった。

【００５２】長期間使用後にテーブル２の観察を行った
ところ、基材１１Ａ，１１Ｂに薬液２５による腐蝕が認
められ、表面が粗くなって不規則な凹凸が生じていた。
しかも、研磨材２６によって上側基材１１Ａの表面が削
り取られていたため、僅かではあるがテーブル２が当初
の状態より肉薄になって磨耗していた。ゆえに、これ以
降は、シリコンウェハ５の品質が低下するであろうこと
が容易に推測できた。

【００５３】従って、本実施形態の各実施例によれば、
以下のような効果を得ることができる。 （１）各実施例のテーブル２の場合、炭化珪素焼結体製
の上側基材１１Ａの上部にて研磨面２ａが露出するとと
もに、その研磨面２ａには多数の窪み２１が形成されて
いる。従って、前記窪み２１内に研磨材２６が入り込む
ことにより、研磨面２ａに研磨材２６が保持されやすく
なる（図２参照）。このため、窪み２１を全く持たない
比較例に比べて、研磨材２６が研磨面２ａ上に留まりや
すくなり、研磨材２６による研磨作用を確実に発揮させ
ることができる。以上の結果、ＣＭＰを行った場合であ
っても、効率よく研磨を行うことができる。

【００５４】また、研磨クロスよりも硬質の上側基材１
１Ａがシリコンウェハ５に対して直接摺接するため、銅
パターン２４におけるディッシングの発生も防止され、
好適な研磨状態を得ることができる。

【００５５】さらに、このテーブル２には好適な物性を
備える炭化珪素焼結体製の基材１１Ａ，１１Ｂが用いら
れているため、耐薬品性及び耐磨耗性に優れたテーブル
２を得ることができる。

【００５６】（２）実施例１〜５のテーブル２では、研
磨面２ａの表面粗さＲａが１μｍ以下に設定されてい
る。このため、研磨面２ａにおいて窪み２１が形成され
ていない部分の平滑性が高くなり、当該部分にある凹凸
も極めて小さくなる。従って、研磨面２ａにシリコンウ
ェハ５を摺接させたとしても、シリコンウェハ５側に凹
凸が転写されるような心配がない。ゆえに、シリコンウ
ェハ５を高精度に研磨することができる。

【００５７】（３）実施例１，２，３，５，６のテーブ
ル２では、窪み２１の深さが３μｍ〜１０００μｍとい
う好適範囲内に設定されている。従って、テーブル２の
破壊を防止しつつ効率のよい研磨を行うことができる。

【００５８】（４）各実施例のテーブル２では、窪み２
１の開口縁が丸みを帯びた形状になっている。従って、
開口縁がシリコンウェハ５に引っ掛かりにくくなり、シ
リコンウェハ５の傷付きを防止することができる。ま
た、この場合にはシリコンウェハ５の傷を除去するため
の修正作業も不要になる。以上のことから、傷が少なく
て高品質のシリコンウェハ５を効率よく得ることができ
る。

【００５９】（５）各実施例のテーブル２では、砥粒噴
射加工の一種であるサンドブラスト処理によって窪み２
１を加工形成している。そして、このような処理によれ
ば、窪み２１を形成する工程と、その開口縁の面取り工
程とを同時に行うことができる。このため、両工程を別
々に行う場合に比べ、丸みを帯びた形状の開口縁を持つ
窪み２１を短時間で簡単に形成することができる。ゆえ
に、製造工程数を減らすことができ、テーブル２の製造
コストの高騰を防止することができる。また、砥石を必
要としないサンドブラスト処理によれば、微細かつ多数
の窪み２１を比較的簡単に形成することができるという
利点がある。このことはテーブル２の製造コストの高騰
を防止するのに貢献している。

【００６０】（６）各実施例のテーブル２では、炭化珪
素焼結体製基材１１Ａ，１１Ｂの接合界面に冷却構造と
しての水路１２を形成している。従って、研磨面２ａに
て発生した熱は、テーブル２の内部を伝導し、水路１２
内を流れる冷却水Ｗに確実に受け渡される。よって、冷
却ジャケット等にテーブル２を載せて間接的に冷却を行
う従来装置に比べ、熱をテーブル２から直接かつ効率よ
く逃がすことができる。ゆえに、シリコンウェハ５に反
りをもたらすテーブル２内の温度バラツキも小さくな
る。即ち、テーブル２の均熱性が向上し、流体供給によ
る温度制御が比較的容易になる。そして、反りが未然に
防止されることにより、シリコンウェハ５の平坦度が向
上する結果、高精度・高品質のシリコンウェハ５を困難
なく得ることが可能となる。

【００６１】なお、本発明の実施形態は以下のように変
更してもよい。 ・ 窪み２１の形状は実施形態のような矩形状のみに限
定されることはなく、例えば円形状等にする等、任意に
変更可能である。なお、窪み２１は実施形態のような不
連続の形状ばかりでなく、溝のように連続した形状であ
ってもよい。

【００６２】・ 窪み２１を形成するためのサンドブラ
スト処理は、実施形態のようにテーブル２に対する表面
研磨工程（鏡面加工工程）の後に行われてもよいほか、
同工程の前に行われてもよい。また、サンドブラスト処
理は、基材ロウ付け工程の後に行われてもよいほか、同
工程の前に行われても構わない。

【００６３】・ 窪み２１を形成する工程と、その窪み
２１の開口縁の面取り加工をする工程とは、別々に行わ
れてもよい。また、開口縁が丸みを帯びていない形状の
窪み２１を形成することとしてもよい。

【００６４】・ 窪み２１を形成する手法として、砥粒
噴射加工以外の手法、例えば研削加工やエッチング等を
採用することも可能である。 ・ サンドブラスト以外の砥粒噴射加工、例えばショッ
トブラスト等の乾式噴射加工や、さらには液体ホーニン
グ等の湿式噴射加工を用いて、窪み２１の形成を行って
もよい。

【００６５】・ ２層構造をなす実施形態のテーブル２
に代え、基材を３枚用いて３層構造のテーブルを作製し
てもよい。勿論、基材を４枚以上用いてさらなる多層構
造にしても構わない。

【００６６】・ 水路１２を構成する溝１３は上側基材
１１Ａのみに形成されていてもよいほか、下側基材１１
Ｂのみに形成されていてもよく、あるいは両方の基材１
１Ａ，１１Ｂに形成されていてもよい。また、水路１２
内に水以外の液体を循環させてもよく、さらには気体を
循環させてもよい。

【００６７】・ 溝１３内に冷却用配管を通してその内
部に水等を循環させる、という冷却構造を採用してもよ
い。また、溝１３を持たないテーブル２を従来からある
冷却ジャケット上に設置した構造を採用することも可能
である。

【００６８】次に、特許請求の範囲に記載された技術的
思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技
術的思想をその効果とともに以下に列挙する。 （１） 請求項１乃至７のいずれか１つにおいて、前記
窪みの大きさは０．１ｍｍ〜１０ｍｍであること。従っ
て、この技術的思想１に記載の発明によれば、研磨効率
の低下及び研磨精度の低下を防止することができる。

【００６９】（２） ウェハ研磨装置を構成しているウ
ェハ保持プレートの保持面に保持されている半導体ウェ
ハが摺接される研磨面をその上部に有する、セラミック
基材製のテーブルにおいて、前記セラミック基材は炭化
珪素焼結体製基材であり、前記基材は複数枚積層される
とともに基材同士の界面には流体流路が形成され、前記
最上層に位置する基材の上部にある前記研磨面には窪み
が形成されていることを特徴とするウェハ研磨装置用テ
ーブル。従って、この技術的思想２に記載の発明によれ
ば、請求項１の作用効果に加え、反りが少なくて高精度
・高品質の半導体ウェハを困難なく得ることができる。

【００７０】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
発明によれば、ＣＭＰを行った場合でも効率よく研磨を
行うことができかつ好適な研磨状態が得られ、しかも耐
薬品性及び耐磨耗性に優れたウェハ研磨装置用テーブル
を提供することができる。

【００７１】請求項２に記載の発明によれば、破壊しに
くいことに加え、効率のよい研磨を行うことができるテ
ーブルとすることができる。請求項３に記載の発明によ
れば、ウェハを高精度に研磨することが可能なテーブル
とすることができる。

【００７２】請求項４に記載の発明によれば、傷が少な
くて高品質のウェハを効率よく得ることが可能なテーブ
ルとすることができる。請求項５に記載の発明によれ
ば、製造コストの高騰を防止することができる。

【００７３】請求項６，７に記載の発明によれば、高精
度・高品質の半導体ウェハを効率よく得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した実施形態のウェハ研磨装置
を示す概略図。

【図２】同装置用テーブルの使用状態を示す要部拡大概
略断面図。

【図３】前記テーブルの概略平面図。

【図４】従来のウェハ研磨装置を示す概略図。

【図５】従来における問題点を説明するためのテーブル
の要部拡大断面図。

【図６】従来における問題点を説明するためのテーブル
の要部拡大断面図。

【符号の説明】

１…ウェハ研磨装置、２…ウェハ研磨装置用テーブル、
２ａ…研磨面、５…半導体ウェハとしてのシリコンウェ
ハ、６…ウェハ保持プレート、６ａ…保持面、１１Ａ…
炭化珪素焼結体製基材としての上側基材、２１…窪み、
２５…ＣＭＰ用薬液。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C049 AA07 AA09 BC02 CA01 CB01 CB03 3C058 AA07 AA09 CB01 CB03 DA12 DA17

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウェハ研磨装置を構成しているウェハ保持
   プレートの保持面に保持されている半導体ウェハが摺接
   される研磨面をその上部に有する、セラミック基材製の
   テーブルにおいて、 前記セラミック基材は炭化珪素焼結体製基材であり、前
   記基材の上部にある前記研磨面には窪みが形成されてい
   ることを特徴とするウェハ研磨装置用テーブル。
2. 【請求項２】前記窪みの深さは３μｍ〜１０００μｍで
   あることを特徴とする請求項１に記載のウェハ研磨装置
   用テーブル。
3. 【請求項３】前記研磨面の表面粗さＲａは１μｍ以下で
   あることを特徴とする請求項１または２に記載のウェハ
   研磨装置用テーブル。
4. 【請求項４】前記窪みの開口縁は丸みを帯びた形状にな
   っていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１
   項に記載のウェハ研磨装置用テーブル。
5. 【請求項５】前記窪みは砥粒噴射加工によって形成され
   たものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれ
   か１項に記載のウェハ研磨装置用テーブル。
6. 【請求項６】請求項１乃至５のいずれか１項に記載のテ
   ーブルを用いた半導体ウェハの研磨方法であって、研磨
   クロスが配設されていない前記研磨面上にＣＭＰ用薬液
   を供給し、この状態で前記半導体ウェハを回転させつつ
   前記研磨面に直接摺接させることにより、前記半導体ウ
   ェハの研磨を行うことを特徴とする半導体ウェハの研磨
   方法。
7. 【請求項７】請求項１乃至５のいずれか１項に記載のテ
   ーブルを用いた半導体ウェハの製造方法であって、研磨
   クロスが配設されていない前記研磨面上にＣＭＰ用薬液
   を供給し、この状態で前記半導体ウェハを回転させつつ
   前記研磨面に直接摺接させることにより、前記半導体ウ
   ェハの研磨を行う工程を含むことを特徴とする半導体ウ
   ェハの製造方法。