JP2002151445A - 半導体ウエハのノッチ部分の研磨装置及び研磨加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 スラリ液の飛散を減らすとともに、スラリ液
の消費量を少なくし得る半導体ウエハのノッチ部分の研
磨装置及び研磨加工方法を提供する。 【解決手段】 研磨パッド２２を覆うカバー２１の内部
の下半分の位置にスラリ液２９を供給するための給液口
３０と余分なスラリ液を排出させるための排液口２７と
を近接して設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウエハの
ノッチ部分の面取り部の研磨を行う研磨装置及び研磨加
工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコンウエハの製造工程においては、
ＣＺ（チョクラルスキー）法等で引き上げられたシリコ
ンインゴットから切り出されたシリコンウエハに対し
て、所定の研磨液（スラリ液）を使用して面取り処理、
ラッピング処理及びポリッシング加工を施すことによ
り、その表面を平滑にし、或いは鏡面状態に仕上げるよ
うにしている。

【０００３】ラッピング処理やポリッシング加工が施さ
れる前の面取り処理においては、シリコンウエハに対し
て、その周縁部を面取り加工することにより、シリコン
ウエハの周縁部が、ウエハ搬送装置やハンドリング装
置、熱処理するためのサセプターやボート等と接触して
チップやかけが発生することを防止するようにしてい
る。

【０００４】最近では、この面取り加工の後、面取り部
をポリッシング（研磨）して、周縁部を鏡面状に仕上げ
て、より微細なチップやかけの発生を少なくしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、面取り、研
磨の対象であるシリコンウエハ１５として、図４に示さ
れるような構成のものがある。図４はシリコンの結晶軸
方向を示すと共に位置決めを行うために用いられる切欠
き形状のノッチ部１５Ｂが形成されたシリコンウエハ１
５を示す平面図である。最近では、上述の理由で、この
ノッチ加工部分についても、鏡面状に研磨することが多
くなっている。

【０００６】このような形状のノッチ部１５Ｂは、周縁
部の面取り加工法と同様に加工され、その後鏡面状に研
磨される。ノッチ部１５Ｂの面取り加工面を鏡面研磨す
る場合、その鋭角部分や凹んだ部分を研磨しようとする
と、図５に示される構成の研磨装置１０が用いられてい
る。すなわち図５は研磨装置１０の縦断面図を示し、カ
バー１１の内側の空間に押さえ板１３によって保持され
た研磨パッド１２が矢印ａ方向およびその逆方向に回動
自在に枢支されている。カバー１１の上部にはスラリ液
をカバー外側から内側に供給するための円管形状のスラ
リ供給ノズル１４が設けられている。このスラリ供給ノ
ズル１４からカバー内側に供給されたスラリ液は、矢印
ａ方向に回動する研磨パッド１２に流れ落ち、当該研磨
パッド２１に供給される。

【０００７】スラリ液が供給された研磨パッド１２は、
矢印ａ方向及びその逆方向に所定のタイミングごとに反
転しながら回動することにより、カバー１１の開口部１
１Ａにおいて当該研磨パッド１２の周縁部に当接された
シリコンウエハの周縁部に形成されているノッチ部１５
Ｂの面取り部を鏡面研磨する。

【０００８】ここで、カバー内側に供給されたスラリ液
のうち余分なスラリ液は、カバー内側の低部に一旦溜ま
った後、カバー１１の側面に形成されている排液口１６
からカバー外側に流れ出るようになされている。

【０００９】ところがカバー１１の側面に排液口１６が
設けられていると、カバー内側の最も低い底部に余分な
スラリ液が溜まり易くなる。このようにカバー内側に余
分なスラリ液が溜まると、研磨パッド１２が当該液溜ま
りに浸漬しながら回動することとなり、多量のスラリ液
を巻上げ、カバー１１の開口部１１Ａから外側に飛散す
る問題があった。

【００１０】また、従来の研磨装置１０においては、ス
ラリ液をカバー内側に供給するためのスラリ供給ノズル
１４が研磨パッド１２の上部に設けられ、スラリ液を研
磨パッド１２に滴下させるようになされている。従っ
て、余分なスラリ液がＳＵＳ板でなる押さえ板１３に付
着し易くなる。押さえ板１３はフェルト状素材からなる
研磨パッド１２とは異なり、スラリ液を吸収することが
ないため、当該押さえ板１３に付着したスラリ液は押さ
え板１３の回動によってカバー１１の開口部１１Ａから
カバー外側に飛散する問題があった。

【００１１】また、従来の研磨装置１０においては、図
６に示すように、円形断面形状のスラリ液供給ノズル１
４を用いていたため、比較的厚みの小さな研磨パッド１
２にスラリ液を均一かつ確実に供給するためには、供給
するスラリ液の流量を多くする必要がある。スラリ液の
流量を多くすると、研磨パッド１２とカバー１１との間
隔が小さいことにより、過剰なスラリ液が研磨パッドに
付着し、カバー外側にスラリ液が飛散する問題があっ
た。

【００１２】スラリ液がカバー外側に飛散すると、この
分、スラリ液の回収量が減り、結果としてスラリ液の消
費量が増えることとなる。また、カバー外側に過剰にス
ラリ液が飛散すると、シリコンウエハに当該飛散したス
ラリ液が付着し、シリコンウエハの品質の劣化を招くこ
とになる。

【００１３】本発明は、以上のような課題に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、スラリ液の飛散を減らす
とともに、スラリ液の消費量を少なくし得る半導体ウエ
ハのノッチ部分の研磨装置及び研磨加工方法を提供する
ことにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために、本発明に係る半導体ウエハのノッチ部分の
研磨装置においては、回転する研磨パッドの下側の部分
に、スラリ液の給液口と排液口とを近接させて配置し、
当該回転する研磨パッドに染み込んだスラリ液のうちで
も余分なものが直ちに落ちるようにすることによって、
余分なスラリ液が飛散するのを防止するようにしてい
る。

【００１５】より具体的には、本発明においては以下の
ようなものを提供する。

【００１６】（１） 回動する薄円盤状の研磨パッドに
よって半導体ウエハのノッチ部分の面取り加工面の研磨
を行う研磨装置であって、前記研磨パッドの研磨部分を
露出させると共に他の部分を覆って当該研磨パッドを収
容するカバーと、このカバーに収容されている前記研磨
パッドを回動させる駆動軸と、を備え、前記カバーの内
側において、前記研磨パッドにスラリ液を供給する給液
口が当該カバーの下半分の部分に配置されていると共
に、スラリ液を排出する排液口が当該カバーの最下部の
部分に配置されていることを特徴とする半導体ウエハの
ノッチ部分の研磨装置。

【００１７】「研磨パッド」とは、フェルト等の布製の
ものであって、研磨剤を含んだスラリ液を吸収し、この
状態で半導体ウエハのノッチ部分を擦ることにより、鏡
面研磨を行うものをいう。

【００１８】「カバー」とは、スラリ液が外側に飛散す
ることを防止した樹脂製、金属製等でなる、研磨パッド
を覆うものである。

【００１９】「最下部」とは、供給ノズルから噴出され
たスラリ液のうち、余分なスラリ液が落下して溜まり易
くなる部位をいう。

【００２０】（２） （１）記載の研磨装置であって、
前記給液口は所定長のスリット形状をなし、当該給液口
から上方に噴出された前記スラリ液を前記研磨パッドが
横切るようにしたことを特徴とする半導体ウエハのノッ
チ部分の研磨装置。

【００２１】（３） （１）または（２）記載の研磨装
置であって、前記給液口は、前記カバーの最下部の部分
に配置されていることを特徴とする半導体ウエハのノッ
チ部分の研磨装置。

【００２２】（４） 回動する薄円盤状の研磨パッドに
よって半導体ウエハのノッチ部分の面取り部の研磨を行
う研磨加工方法において、前記ノッチ部分の研磨を行う
前記薄円盤状の研磨パッドの下部において、スラリ液を
供給する給液口とスラリ液を排出する排液口とを近接し
て設置することにより、スラリ液の効率使用を図りなが
ら、半導体ウエハのノッチ部分の面取り部の研磨を行う
研磨加工方法。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体ウエハ
のノッチ部分の研磨装置及び研磨加工方法について図面
を参照しながら説明する。

【００２４】[装置の構成]図１は、本発明に係る半導体
ウエハの研磨装置２０の全体構成を示す断面図である。
この図１に示されるように、研磨装置２０においては、
カバー２１の内側の空間に押さえ板２３によって保持さ
れた研磨パッド２２が回動軸２４を回動中心として矢印
ａ方向およびその逆方向に回動自在に枢支されている。

【００２５】カバー２１の内側の最も低い底部には、ス
ラリ液２９を上方に向かって噴出させるためのスラリ液
供給ノズル３０が設けられている。図２は、スラリ液供
給ノズル３０の構成を示す斜視図である。この図２に示
されるように、スラリ液供給ノズル３０は、外側から供
給されたスラリ液をノズル先端部に導くための供給路３
２と、当該供給路３２を介してノズル先端部に供給され
たスラリ液を、所定の幅Ｌ及び所定の厚さで上方に噴出
させるようになされたスリット状の噴出口３３とを有す
る。このスリットの長さは、当該スリット状の噴出口３
３から上方に噴出されたスラリ液２９の幅Ｌが研磨パッ
ド２２の厚みよりも大きくなるように形成されている。
これにより、研磨パッド２２を研磨装置２０のカバー２
１の内側の空間に押さえ板２３によって取り付けた際
に、当該研磨パッド２２が回動軸２４と平行なスラスト
方向に動いたとしても、その研磨パッドは、噴出された
スラリ液２９の幅Ｌ内を通過するようになされている。

【００２６】かくして、噴出口３３から上方に噴出され
たスラリ液２９を、回動する研磨パッド２２が横切るこ
とにより、当該研磨パッド２２は、スラリ液２９を横切
る瞬間のみ当該スラリ液に触れることになる。この結
果、研磨パッド２２には、過剰なスラリ液が付着せず、
必要十分な量のスラリ液が研磨パッド２２に供給され
る。研磨パッド２２に供給されたスラリ液は、フェルト
状素材でなる研磨パッド２２に浸透する。

【００２７】このように、スラリ液が浸透した研磨パッ
ド２２は、図１に示されるように、所定の回動駆動手段
（図示せず）によって矢印ａ方向及びそれとは逆方向に
所定のタイミングごとに反転しながら回動駆動され、こ
の回動する研磨パッド２２の周縁部に対して、カバー２
１の開口部２１Ａを介してシリコンウエハ１５のノッチ
部分１５Ｂが当接されることにより、当該シリコンウエ
ハ１５のノッチ部分１５Ｂの面取り部が研磨される。

【００２８】因みに、シリコンウエハ１５は、真空吸着
ベース４１によって吸着保持されており、当該真空吸着
ベース４２は、回動支持部材４２によって矢印ｃ、ｄ方
向に回動自在に支持されている。したがって、真空吸着
ベース４１を回動させることにより、当該真空吸着ベー
ス４１に保持されたシリコンウエハ１５を傾かせ、これ
により当該シリコンウエハ１５のノッチ部分１５Ｂをそ
の形状に合わせて研磨することが可能となっている。

【００２９】スラリ液供給ノズル３０の噴出口３３から
上方に噴出したスラリ液は、カバー２１の内側の最も低
い低部に形成された開口部２６に直接落下する。この開
口部２６は、カバー２１の内側の最も低い底部に設けら
れた排液口２７の開口端を拡張したものであり、当該開
口部２６の内側空間にスラリ液供給ノズル３０を配置し
ている。したがって、スラリ液供給ノズル３０から上方
に噴出したスラリ液は、直接開口部２６に落下すること
となる。

【００３０】また、開口部２６に流れ落ちたスラリ液２
９は、当該開口部２６から排液口２７を介してカバー２
１の外側に排出されることとなり、これによりカバー内
側の底部にはスラリ液２９が溜まらず、研磨パッド２２
に過剰なスラリ液が付着することを回避している。

【００３１】因みに、カバー２１の内周面には、開口部
２１Ａの上方及び下方にそれぞれ突起部２８Ａ及び２８
Ｂが形成されている。図３は、図１のＡ−Ａ線を断面に
とって示す縦断面図であり、突起部２８Ａ及び２８Ｂ
は、それぞれカバー２１の内周面の幅方向に土手状に形
成されている。この突起部２８Ａ及び２８Ｂのうち、開
口部２１Ａよりも上方に形成されている突起部２８Ａ
は、図１に示されるように、研磨パッド２２が矢印ａと
逆方向に回動した際に、当該研磨パッド２２の回動によ
ってカバー内側で発生するスラリ液の飛沫が開口部２１
Ａに到達することを防止する。また、開口部２１Ａより
も下方に形成されている突起部２８Ｂは、研磨パッド２
２が矢印ａ方向に回動した際に、当該研磨パッド２２の
回動によってカバー内側で発生するスラリ液の飛沫が開
口部２１Ａに到達することを防止するようになされてい
る。

【００３２】[動作]以上の構成の研磨装置２０において
は、矢印ａで示す方向またはこれとは逆方向に回動する
研磨パッド２２に対して、スラリ液供給ノズル３０から
スラリ液が上方の研磨パッド２２が横切る位置に噴出さ
れた後、開口部２６に直接落下する。従って、カバー２
１の内側に余分なスラリ液が滞留することがなくなると
ともに、スラリ液を吸収し得ないＳＵＳ材等で構成され
た押さえ板２３にスラリ液が付着しないことにより、カ
バー２１の内側において余分なスラリ液の飛散が少なく
なる。

【００３３】カバー２１の内側で余分なスラリ液の飛散
が減少すると、開口部２１Ａからカバー外側へのスラリ
液の飛散も減少することになり、スラリ液の回収量も増
える。回収されたスラリ液は再利用される。

【００３４】また、スラリ液供給ノズル３０によって噴
出されたスラリ液２９は、スラリ液供給ノズル３０のス
リット状の噴出口３３によって、研磨パッド２２の回動
軸方向（スラスト方向）に所定幅Ｌを以って噴出されて
いることにより、研磨パッド２２の位置がそのスラスト
方向に動いた場合であっても、当該研磨パッド２２は噴
出口３３から噴出されたスラリ液２９の幅Ｌ内を横切る
ことになる。従って、研磨パッド２２をカバー内側の空
間へ取り付けた際に当該研磨パッド２２が押さえ板２３
によって回動軸２４と平行なスラスト方向に動いたとし
ても、その研磨パッド２２は、スラリ液２９の幅Ｌ内を
横切ることとなって、当該研磨パッド２２へのスラリ液
の付着量を常に一定量に保つことが可能となる。従っ
て、研磨パッド２２に対してスラリ液を均一に付着させ
ることができる。

【００３５】このように、研磨装置２０を用いることに
より、スラリ液の飛散が防止されその余分なスラリ液の
回収量も増えることにより、例えば、図４に示されるよ
うな、ノッチ１５Ｂを有するシリコンウエハ１５のよう
に、ノッチ１５Ｂの面取り部の研磨にスラリ液を多く消
費するような場合であっても、スラリ液の不必要な消費
を少なくすることが可能となる。

【００３６】[他の実施形態]なお上述の実施形態におい
ては、スラリ液供給ノズル３０をカバー２１の最も低い
部分に設ける場合について述べたが、本発明はこれに限
らず、少なくとも流れ落ちたスラリ液が押さえ板２３に
触れないような位置であればよく、この位置としては、
カバー２１の真下の位置から角度９０°上方の位置まで
の間、すなわちカバー２１の下半部が好ましい。この場
合、カバー２１の最も低い位置に加えて、スラリ液供給
ノズル３０から噴射されたスラリ液の落下位置にも開口
部２６及び排液口２７を設けるようにすれば、余分なス
ラリ液の飛散を減少させることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る半導
体ウエハのノッチ部分の研磨装置は、スラリ液が過剰に
研磨パッドに付着することを防止することができ、ま
た、余分なスラリ液の飛散を少なくすることができるこ
とにより、スラリ液の消費量を少なくし得るとともに、
スラリ液の飛散による半導体ウエハの品質の劣化を防止
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る半導体ウエハの研磨装置の構成
を示す断面図である。

【図２】 本発明に係るスラリ液供給ノズルの構成を示
す斜視図である。

【図３】 本発明に係る半導体ウエハの研磨装置の構成
を示す断面図である。

【図４】 ノッチを有する半導体ウエハを示す平面図で
ある。

【図５】 従来の半導体ウエハの研磨装置の構成を示す
断面図である。

【図６】 従来の半導体ウエハの研磨装置の構成を示す
断面図である。

【符号の説明】

１０、２０ 面取り装置 １１、２１ カバー １１Ａ、２１Ａ 開口部 １２、２２ 研磨パッド １３、２３ 押さえ板 １４、３０ スラリ液供給ノズル １５ シリコンウエハ １５Ｂ ノッチ部 １６、２７ 排液口 ２８Ａ、２８Ｂ 突起部 ２９ スラリ液 ３３ 噴出口

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回動する薄円盤状の研磨パッドによって
   半導体ウエハのノッチ部分の面取り部の研磨を行う研磨
   装置であって、 前記研磨パッドの研磨部分を露出させると共に他の部分
   を覆って当該研磨パッドを収容するカバーと、このカバ
   ーに収容されている前記研磨パッドを回動させる駆動軸
   と、を備え、 前記カバーの内側において、前記研磨パッドにスラリ液
   を供給する給液口が当該カバーの下半分の部分に配置さ
   れていると共に、スラリ液を排出する排液口が当該カバ
   ーの最下部の部分に配置されていることを特徴とする半
   導体ウエハのノッチ部分の研磨装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の研磨装置であって、前記
   給液口は所定長のスリット形状をなし、当該給液口から
   上方に噴出された前記スラリ液を前記研磨パッドが横切
   るようにしたことを特徴とする半導体ウエハのノッチ部
   分の研磨装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の研磨装置
   であって、前記給液口は、前記カバーの最下部の部分に
   配置されていることを特徴とする半導体ウエハのノッチ
   部分の研磨装置。
4. 【請求項４】 回動する薄円盤状の研磨パッドによって
   半導体ウエハのノッチ部分の面取り部の研磨を行う研磨
   加工方法において、 前記ノッチ部分の研磨を行う前記薄円盤状の研磨パッド
   の下部において、スラリ液を供給する給液口とスラリ液
   を排出する排液口とを近接して設置することにより、ス
   ラリ液の効率使用を図りながら、半導体ウエハのノッチ
   部分の面取り部の研磨を行う研磨加工方法。