JP2002331453A

JP2002331453A - ウェーハの研磨方法及びウェーハの研磨装置

Info

Publication number: JP2002331453A
Application number: JP2001137597A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Tsuchiya; 敏弘土屋; Hisashi Masumura; 寿桝村; Yu Ishii; 遊石井; Norio Kimura; 憲雄木村
Original assignee: Ebara Corp; Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Ebara Corp; Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 2001-05-08
Filing date: 2001-05-08
Publication date: 2002-11-19
Also published as: TW587969B; WO2002090050A1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ウェーハの外周部の過剰研磨を抑制又はウェ
ーハの外周部が過剰に研磨されたウェーハを平坦にする
研磨方法及び研磨装置を提供する。【解決手段】ウェーハＷを保持盤１１に保持し、ウェ
ーハＷを研磨布１５に押圧して研磨剤を添加しつつ研磨
する研磨方法において、ウェーハＷの直径より１．０ｍ
ｍ以下大きい内径を有するリング４によって、ウェーハ
Ｗを取り囲む研磨布１５の部分をウェーハＷの被研磨面
に対して少なくとも０ｍｍより大きく１ｍｍ以下凹ませ
た状態でウェーハの被研磨面を研磨する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハ、
石英やセラミック材料のウェーハ等（以下単にウェーハ
という）を研磨するウェーハの研磨方法及び研磨装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ウェーハの研磨工程に用いられる研磨装
置として、表面に研磨布が貼付された円盤状の定盤と、
研磨すべきウェーハの一面を保持して研磨布にウェーハ
の他面（主面）を当接させるウェーハ保持盤と、研磨布
上に研磨剤を供給する研磨剤供給装置とを備え、ウェー
ハ保持盤を定盤に対し相対回転させながら、研磨布とウ
ェーハとの間に研磨剤を供給することにより研磨を行う
ものが広く知られている。

【０００３】上記ウェーハ保持盤には、ウェーハの平坦
度等を改善させるため、様々な形態のものがある。例え
ば、ウェーハを収容可能な凹部を有するウェーハ保持盤
の外周に上下動可能な押圧リングを配置し、ウェーハ保
持盤がウェーハに与える押圧力と押圧リングが研磨布に
与える押圧力とを独立に変更して、ウェーハの外周部の
研磨量を調節するものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ウェーハを
研磨布に対して押圧しつつ研磨すると、研磨布は弾性が
あり撓むため、ウェーハの外周部に過剰に研磨される部
分が生じる。この過剰研磨部分（以下、ダレという）が
ウェーハ外周の面取り部よりも内側に存在する場合には
ウェーハの主面（被研磨面）の平坦度が悪化する。特
に、半導体デバイス製造工程では、半導体基板としての
ウェーハの有効面積がウェーハ全体の大きさに対してで
きるだけ大きいことが要求されるが、上記のようなダレ
が存在すると、ウェーハの有効面積が小さくなるという
問題が生ずる。また、ウェーハを複数の研磨工程で研磨
する場合には、ウェーハにダレが形成されると、その後
の研磨工程においてこのダレを修正するため研磨代を多
くする必要があり、生産性が低下するという問題もあ
る。

【０００５】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、本発明の課題は、ウェーハの外周部の過剰研磨を
抑制するウェーハの研磨方法及び研磨装置を提供するこ
とである。また、本発明の他の課題は、ウェーハの外周
部が過剰に研磨されたウェーハを平坦にする研磨方法及
び研磨装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のウェーハの研磨方法は、ウェーハを保持盤
に保持し、前記ウェーハを研磨布に押圧して研磨剤を添
加しつつ研磨するウェーハの研磨方法において、ウェー
ハの直径より１．０ｍｍ以下大きい内径を有するリング
によって、ウェーハを取り囲む研磨布の部分をウェーハ
の被研磨面に対して少なくとも０ｍｍより大きく１ｍｍ
以下凹ませた状態でウェーハの被研磨面を研磨すること
を特徴としている。

【０００７】この研磨方法によれば、リングによって、
研磨布をウェーハの被研磨面に対して上記範囲で凹ませ
ているので、ウェーハの外周部の研磨布への押圧力が弱
まり、ウェーハの外周部の過剰研磨が抑止又は抑制され
る。従って、外周部の研磨量をウェーハの主面に対して
ほぼ均等にすることができ、ウェーハの外周部のダレを
抑制できる。また、ウェーハの外周部にダレが存在する
場合は、外周部の研磨が抑制されるのでダレを精度良く
修正することができる。ゆえに、ウェーハのフラットネ
スを改善することができ、生産性を向上することができ
る。研磨布の凹み量を上記範囲としたのは、１ｍｍより
大きく研磨布をウェーハの被研磨面に対して凹ませる
と、ダレの存在しない部分も研磨されなくなり、フラッ
トネスが悪化するためである。

【０００８】また、リングの内径を、ウェーハの直径よ
り１．０ｍｍ以下大きくしたのは、ウェーハの外周とリ
ングの内側との間に平均して０．５ｍｍ以下隙間が残る
ようにするためである。１．０ｍｍよりも大きいと、ウ
ェーハの外周部の研磨布への押圧力を弱めるために研磨
布の凹み深さを深くする必要があり、更にウェーハの位
置がリング内でばらつき、研磨布の凹みによるウェーハ
外周部の過剰研磨抑制又は研磨抑制の効果が十分得られ
ず、ダレの防止又は修正の効果が減少するからである。

【０００９】研磨布は、不織布と弾性体シートとから構
成される多層研磨布であって、ウェーハと接する側に不
織布が配置されることが好ましい。この多層研磨布を用
いることにより、リングの荷重による研磨布の反力によ
る外周部の応力を緩和することができ、また、中心部の
均一性を向上することができる。

【００１０】さらに、研磨布の圧縮率が２％〜２０％で
あり、圧縮弾性率が７０％〜９０％であることが好まし
い。このような圧縮率及び圧縮弾性率の研磨布は、適度
な硬さを有するため、ウェーハの研磨速度が早く、又リ
ングによる凹み量（変形量）の制御も容易である。研磨
布が柔らかすぎると、ウェーハの研磨速度が遅く、また
凹み量を調整するための精密な圧力制御が必要となる。
また、研磨布が硬すぎると、リングの押圧力を大きくす
る必要がある。研磨圧力に対する押圧リングの荷重は、
少なくとも２〜５倍程度にすれば制御が容易であり、上
記圧縮率、圧縮弾性率の研磨布であればこのような圧力
差で研磨布の凹み量を０ｍｍより大きく１ｍｍ以内に設
定できるので好ましい。

【００１１】本発明によるウェーハの研磨装置は、研磨
布が貼付された定盤と、ウェーハを保持する保持盤と、
研磨剤を供給する研磨剤供給装置とを備え、前記ウェー
ハを研磨布に押圧して研磨剤を添加しつつ研磨するウェ
ーハの研磨装置において、前記保持盤の周囲に当該保持
盤とは独立に上下動可能なリングを備え、前記リング
は、ウェーハの直径より１．０ｍｍ以下大きい内径を有
し、前記ウェーハの被研磨面より研磨布側に少なくとも
０ｍｍより大きく１ｍｍ以下突出可能に構成されている
ことを特徴としている。

【００１２】この研磨装置によれば、リングはウェーハ
の直径より１．０ｍｍ以下大きい内径を有し、ウェーハ
の被研磨面より研磨布側に突出可能に構成されているの
で、ウェーハを取り囲む部分の研磨布がウェーハに対し
て凹むこととなる。つまり、ウェーハの外周部の研磨布
への押圧力が弱まり、ウェーハの外周部の過剰研磨が抑
止又は抑制される。従って、外周部の研磨量をウェーハ
の主面に対してほぼ均等にすることができるので、ウェ
ーハの外周部のダレを抑止又は抑制できる。また、外周
部にダレが存在する場合は、ウェーハの外周部の研磨を
抑制できるためダレを修正することができる。ゆえに、
ウェーハのフラットネスを改善することができ、生産性
を向上することができる。リングの内径がウェーハの直
径に対して１．０ｍｍより大きいと、リング内でウェー
ハの位置がばらつき、ウェーハ外周部の過剰研磨抑制又
は研磨抑制の効果が十分得られず、ダレの防止又は修正
の効果が減少するため、上記範囲とした。また、リング
の突出範囲を上記範囲としたのは、特にこの範囲内でリ
ングを突出させることにより、面取り部より内側の外周
部のダレを精度良く修正することができるためである。

【００１３】研磨布は、圧縮率が２％〜２０％であり、
圧縮弾性率が７０％〜９０％であることが好ましい。こ
のような圧縮率及び圧縮弾性率の研磨布は、適度な硬さ
を有するため、ウェーハの研磨速度が早く、又リングに
よる凹み量（変形量）の制御も容易である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して、本発明に係
るウェーハの研磨装置及びウェーハの研磨方法について
説明するが、本発明の技術思想から逸脱しない限り、種
々の変形が可能であることはいうまでもない。図１は本
発明に係るウェーハの研磨装置の概略説明図、図２は保
持盤の概略説明図である。図１に示す研磨装置１０は、
ウェーハＷを保持する保持盤１１と、定盤１２と、研磨
剤１３を供給する研磨剤供給装置１４とを備えている。
定盤１２上には研磨布１５が貼付されている。図２に示
すように、保持盤１１はバッキングパッド１を有し、こ
のバッキングパッド１でウェーハＷの一方の面（裏面）
を水貼りしてウェーハＷを保持し、所定の荷重で研磨布
１５にウェーハＷの他方の面（被研磨面：主面）を押し
付ける。定盤１２は、回転軸１６を中心に回転し、保持
盤１１は、回転軸１７を中心に回転する。研磨剤供給装
置１４により研磨剤１３をウェーハＷと研磨布１５との
間に供給しながらウェーハＷを回転させることで、ウェ
ーハＷが研磨される。

【００１５】保持盤１１は、バッキングパッド１、セラ
ミックスの本体２、押圧ブロック３、押圧リング４、リ
ング押圧部材５を有している。バッキングパッド１及び
本体２には、これらを貫通してバキューム路６とつなが
る貫通孔７が複数設けられ、バキューム路６を経て連結
される不図示の真空装置により真空を発生させて、ウェ
ーハＷの裏面をバッキングパッド１に真空吸着により保
持してウェーハＷをローダー、アンローダーに搬送でき
るようにしている。

【００１６】押圧リング４は、セラミックスにより形成
され、ウェーハＷの外周を取り囲むリング形状を有して
いる。押圧リング４の縦断面は、ほぼ正方形である。押
圧リング４の内径は、ウェーハＷの直径より大きいが、
その差｛（押圧リング４の内径）−（ウェーハＷの直
径）｝は１．０ｍｍ以下である。押圧リング４の上にエ
アシリンダーやエアバッグのような中空のリング押圧部
材５が配置され、空気圧縮機８につながっている。この
空気圧縮機８から空気をリング押圧部材５内に送り込む
ことにより、押圧リング４を保持盤１１とは独立に加圧
する。このため、押圧リング４は保持盤１１とは独立に
上下動可能となっている。押圧リング４の上下の移動可
能な範囲は、ウェーハの被研磨面より上下に２ｍｍ程度
である。

【００１７】ウェーハＷの被研磨面に対して研磨布１５
を凹ませた状態でウェーハＷを研磨するには、保持盤１
１全体を研磨布１５に押圧すると共に、リング押圧部材
５によって、押圧リング４の研磨布１５に対する押圧力
をウェーハＷの押圧力より大きくし、押圧リング４の研
磨布１５側の下端をウェーハＷ中央の被研磨面よりも研
磨布１５側に飛び出させる。すると、図２に示すよう
に、ウェーハＷの外周を取り囲む部分の研磨布１５が沈
み込み、ウェーハＷの被研磨面に対して凹んだ状態とな
る。研磨布１５の凹み量、言い換えれば、研磨時の押圧
リング４の下端とウェーハＷ中央の被研磨面との高さの
差は、０ｍｍより大きく１ｍｍ以下とする。これは、１
ｍｍより大きく研磨布１５をウェーハＷの被研磨面に対
して凹ませると、ダレの存在しない部分も研磨されなく
なり、フラットネスが悪化するためである。

【００１８】上述の内径を有する押圧リング４によっ
て、ウェーハＷの外周を取り囲む部分の研磨布１５をウ
ェーハＷの被研磨面に対して０ｍｍより大きく１ｍｍ以
下沈み込ませることにより、ウェーハＷの外周部に対す
る研磨荷重をウェーハＷの中央部より低圧にする。特に
この状態を、研磨中常に維持して研磨することが重要で
ある。この状態を安定に維持するには、後述のように圧
力による研磨布１５の凹み量を把握しておくと共に、押
圧リング４と研磨圧力を独立して制御させ、押圧リング
４の押圧力を常に研磨圧力より高く設定して研磨すると
よい。

【００１９】研磨布１５の凹み量、つまり、押圧リング
４の突出高さを調整することで、ウェーハＷの外周部に
対応する研磨布１５の部分への押圧力が弱まり、ウェー
ハＷの外周部の過剰研磨が抑制され、ダレの発生を抑制
し、良好な平坦度のウェーハＷを得ることができる。ま
た、前工程の研磨でダレが生じた場合でも、ウェーハＷ
の外周部の研磨が抑制されるので、このダレを修正し
て、良好な平坦度のウェーハＷを得ることができる。特
に、上記範囲で研磨布１５を凹ませると、ダレ発生の抑
制又はダレ修正効果が大きい。

【００２０】また、押圧リング４の内径がウェーハＷの
直径より１．０ｍｍ以下大きいとするのは、押圧リング
４とウェーハＷとの間に０．５ｍｍ程度以下の隙間を空
けるためである。これは、隙間が大きいと、押圧リング
４内でのウェーハＷの可動範囲が大きくなり、研磨布を
凹ました効果が有効に作用せず、ダレ発生の抑制又はダ
レ修正効果が十分に発揮できないためである。また、偏
りが大きい状態で研磨するとウェーハ面内に厚さ分布が
生じてしまい、平坦度を悪化させてしまうこともあるた
めである。

【００２１】研磨布１５としては、特に限定はされない
が、表層に不織布からなる研磨布１５ａ、下層に弾性体
シート１５ｂを用いた多層研磨布を用いることが好まし
い。研磨布１５の圧縮率は２％〜２０％、また圧縮弾性
率は７０％〜９０％が好ましい。

【００２２】ここで、研磨布の圧縮率及び圧縮弾性率は
以下のように求められる。まず、初荷重Ｗ０を負荷後、
1分後の厚さＴ１を測定する。同時に荷重をＷ１に増や
し、1分後の厚さＴ２を測定する。同時に荷重をゼロに
し、1分間放置し、再びＷ０を負荷する。負荷後1分後の
厚さＴ３を測定する。そして次式によって各値を求め
る。本発明では、Ｗ０を３０ｋＰａ、Ｗ１を１８０ｋＰ
ａで評価した。圧縮率（％）＝｛（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ１｝×１００圧縮弾性率（％）＝｛（Ｔ３−Ｔ２）／（Ｔ１―Ｔ
２）｝×１００

【００２３】研磨布１５の凹みの効果と、ウェーハＷの
鏡面研磨のためには、上記値をもつ研磨布が好ましい。
図３は、上記研磨布の一例である圧縮率８％、圧縮弾性
率８８％の研磨布に対する押圧力(ｋＰａ)と圧縮量(μ
ｍ)との関係を表す。例えば、ウェーハＷの研磨圧力が
３０ｋＰａの時、この研磨布は約１１０μｍ圧縮され
る。また押圧リング４をウェーハＷの研磨圧力の４倍で
ある１２０ｋＰａで研磨布に対して押圧すると、押圧リ
ング４に対応する部分の研磨布は約１９０μｍ圧縮され
る。つまり、ウェーハＷの外周を取り囲む部分の研磨布
がウェーハＷの被研磨面に対して約８０μｍ凹む。上記
範囲の内径を持つ押圧リング４を用いる場合には、研磨
布１５の凹み量を８０μｍ程度に維持しておけばダレ発
生の抑制又はダレ修正効果が十分得られる。

【００２４】どのような研磨布でもあらかじめ図３のよ
うな、研磨布１５にかかる圧力とその時の研磨布１５の
凹み量（圧縮量）を確認しておき、研磨圧力と押圧リン
グ４との圧力の差を調整し、研磨布１５の変形量を０ｍ
ｍより大きく１ｍｍ以内に設定することで外周まで高平
坦度なウェーハＷが製造できる。つまり、どのような研
磨布でも、凹み量の調節は可能であり特に限定はされな
いが、柔らかすぎると研磨能力の低下、主に研磨速度の
低下が起こることもあるため、圧縮率は２％〜２０％、
また圧縮弾性率は７０％〜９０％が好ましい。

【００２５】押圧リング４の押圧力は、研磨布１５の圧
縮量に応じて定められるが、上記の圧縮率８％の研磨布
の場合、研磨布１５の凹み量が１ｍｍ以下であればよい
ので、押圧力が高ければ高いほどダレ発生の抑制又はダ
レ修正効果は大きい。しかし、研磨装置１０の押圧能力
を考慮して、ウェーハＷに対する押圧力より大きくかつ
１０倍程度までが好ましい。更に好ましくは、２倍から
５倍程度である。このように研磨布１５の圧縮量を考慮
に入れ、研磨圧力と押圧リング４の押圧力との差を一定
に保つと、研磨布１５を常に一定の状態の凹形状に維持
できる。

【００２６】上記研磨装置１０を用いてウェーハＷを研
磨する方法を説明する。まず、ウェーハＷの裏面をバッ
キングパッド１によって保持盤１１に保持し、所定の荷
重で研磨布１５に保持盤１１全体を押し付ける。この
際、空気圧縮機８により空気をリング押圧部材５内に送
り込み、ウェーハＷの研磨布１５に対する押圧力よりも
押圧リング４の研磨布１５に対する押圧力を大きくす
る。これにより、ウェーハＷの外周を取り囲む部分の研
磨布１５を押圧リング４により沈み込ませ、ウェーハＷ
の被研磨面に対して凹んだ状態とする。そして、回転軸
１６を中心に定盤１２を回転させ、また回転軸１７を中
心に研磨ヘッド１１を回転させる。研磨剤供給装置１４
から研磨剤１３をウェーハＷと研磨布１５との間に供給
しながらウェーハＷを回転させることで、ウェーハＷの
外周部の研磨を抑制しつつウェーハＷを研磨する。

【００２７】

【実施例】（実施例1）被研磨ウェーハとして直径２０
０ｍｍのシリコンウェーハを用いた。このウェーハは、
最外周から０．５ｍｍの幅で面取り部が形成され、面取
り部から内側に７ｍｍ程度の範囲でダレが存在するウェ
ーハである。本発明の研磨装置１０を用い、コロイダル
シリカを含有した研磨剤を添加しつつ、研磨布として圧
縮率が８．０％、圧縮弾性率が８８％の研磨布を使用
し、研磨圧力３０ｋＰａで被研磨ウェーハの主面を研磨
した。具体的には、ロデール・ニッタ社から市販されて
いるＳｕｂａ４００の不織布に、サンポリマー社から市
販されているＳＥ−４００の弾性体シートを積層した多
層研磨布を使用した。

【００２８】押圧リングは、その内径がウェーハの直径
より１．０ｍｍ大きいものを使用した（押圧リング内径
２０１ｍｍ）。これにより押圧リングの内側とウェーハ
の外周との間に平均して０．５ｍｍ程度の隙間ができ
る。この押圧リングを圧力１５０ｋＰａで研磨布に押し
付け、押圧リングに当接する研磨布の部分を強制的に凹
ませて研磨した。この時、押圧リングとウェーハの被研
磨面との高さの差は約０．１ｍｍである。

【００２９】このような条件で被研磨ウェーハの目標研
磨代を１．５μｍとし、ウェーハの外周部形状を研磨前
後で比較した。

【００３０】（比較例１）押圧リングの圧力を被研磨ウ
ェーハの押圧力と同じ（３０ｋＰａ）に設定した以外
は、実施例１と同様の条件で研磨し、ウェーハの外周部
形状を研磨前後で比較した。この時、押圧リングと被研
磨面との高さの差は約０ｍｍである。

【００３１】図４は、実施例１で研磨した時のウェーハ
の外周部形状を研磨前後で比較したものである。縦軸は
ウェーハ形状、具体的にはウェーハ中央部の厚さ（外周
から７ｍｍ程度からウェーハ中心まではほぼ平坦であっ
たので外周から７ｍｍの位置での厚さ）を基準とし、ウ
ェーハ外周から７ｍｍの範囲の各位置での厚さを求め、
その差｛（各位置での厚さ）−（ウェーハ中央部の厚
さ）｝を求めた値（μｍ）である。横軸は、ウェーハ外
周からの距離（ｍｍ）を示している。図５は、比較例１
で研磨したときのウェーハの外周部形状を、図４と同様
に示したものである。

【００３２】この結果、実施例１では外周から１．５〜
６ｍｍ程度の部分で研磨前に比べ、厚さの差が減少し、
ダレが改善していることがわかる。一方、比較例１は形
状自体がそれほど大きく変化しておらず、ダレは修正さ
れていない。つまり、研磨布を凹状に変形させることが
ダレ改善に有効であることがわかる。

【００３３】なお、実施例１及び比較例１で用いた研磨
布では、押圧リングの圧力をより大きくすればするほ
ど、ウェーハ外周部のダレがより改善された。本実施例
１の押圧リング自体の強度の問題等から２００ｋＰａ程
度までしか押圧できなかったが、この時の押圧リングと
被研磨面との差は０〜０．２ｍｍで調整できた。

【００３４】（比較例２）押圧リングと被研磨面との差
の関係を更に確認するため、他の研磨布を用いた。比較
例２では、本発明の研磨装置１０を用い、コロイダルシ
リカを含有した研磨剤を添加しつつ、研磨布として圧縮
率が２０％、圧縮弾性率が７０％の研磨布を使用し、研
磨圧力３０ｋＰａで被研磨ウェーハの主面を研磨した。
具体的には、スエードタイプの研磨布を表層にし、スポ
ンジ状のシリコーンを用いた弾性体シートを積層した多
層研磨布を使用した。また、押圧リングの圧力を今回使
用した装置の最大限値２００ｋＰａで設定した以外は、
実施例１と同様のウェーハを同様の条件で研磨し、ウェ
ーハの外周部形状を研磨前後で比較した。この時、押圧
リングと被研磨面との差はおよそ１．２ｍｍである。

【００３５】この結果を図６に示す。図６も図４と同様
に示したものである。図６から、ダレは改善されたもの
の、外周部が中心より厚く、逆に反った状態になってし
まい好ましくないことがわかる。

【００３６】なお、比較例２で用いた研磨布は、実施例
１に比べ柔らかい研磨布を用いたものである。比較例２
で用いた研磨布で、押圧リングの圧力を調整し、押圧リ
ングと被研磨面との高さの差とダレの関係を確認したと
ころ、押圧リングと被研磨面との差を０ｍｍより大き
く、１．０ｍｍ以内に抑えればダレを効果的に改善でき
た。特にこの研磨布では、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの
範囲で調整すれば、ウェーハ外周部のダレが非常に小さ
い研磨が行えた。

【００３７】つまり、押圧リングと被研磨面との高さの
差が０ｍｍより大きくなると徐々にダレが改善される。
一方、１．０ｍｍを超えると、研磨代が少ない場合は外
周部が研磨されず、また研磨代を多くしても比較例２の
ような大きな反りが見られることがあり、好ましくない
ことがわかる。

【００３８】（実施例２）押圧リングとして、その内径
がウェーハ直径より０．４ｍｍ大きいものを使用し、研
磨代の目標を０．５μｍ、１．０μｍ、１．５μｍ、
２．０μｍとした。

【００３９】（実施例３）押圧リングとして、その内径
がウェーハ直径より１．０ｍｍ大きいものを使用し、研
磨代の目標を０．５μｍ、１．０μｍ、１．５μｍ、
２．０μｍとした。

【００４０】（比較例３）押圧リングとして、その内径
がウェーハ直径より４．０ｍｍ大きいものを使用し、研
磨代の目標を０．５μｍ、１．０μｍ、１．５μｍ、
２．０μｍとした。

【００４１】実施例２、実施例３、比較例３ともに、被
研磨ウェーハ及び研磨布は、実施例１の場合と同じ種類
のものを用いた。そして、本発明の研磨装置１０を用
い、コロイダルシリカを含有した研磨剤を添加しつつ、
ウェーハの研磨圧力３０ｋＰａ、押圧リングの押圧力１
２０ｋＰａでウェーハの主面を研磨した。この時、押圧
リングと被研磨面との高さの差はおよそ８０μｍであ
る。

【００４２】図７は、実施例２、実施例３及び比較例３
の各目標研磨代（μｍ）に対するウェーハ外周から７ｍ
ｍの領域におけるダレ改善量（μｍ）をグラフで表した
ものである。ウェーハ外周から７ｍｍの領域におけるダ
レ改善量とは、ウェーハ外周から７ｍｍの位置でのウェ
ーハの厚さを基準とし、ウェーハ外周から２．０ｍｍで
の厚さとの差（ダレ）（μｍ）を求め、更にこの差を研
磨前後で比較してダレの差（改善量）を求めたものであ
る。

【００４３】図７から実施例３の場合にダレの改善量が
最も大きいことがわかる。例えば、外周から７ｍｍの領
域において、ダレを０．１μｍ改善するには、実施例３
の場合は研磨代が約１．１μｍであれば良いが、実施例
２の場合は研磨代が約１．３μｍ、比較例３の場合は研
磨代が約２．８μｍ必要となる。従って、実施例３の条
件で研磨すれば、少ない研磨代でもダレを改善する効果
が高い。つまり、ウェーハ外周の周囲に０．５ｍｍ程度
の隙間が空く（ウェーハの直径より押圧リングの内径を
１ｍｍ大きくする）ように保持することが最も良いこと
がわかった。

【００４４】この結果から、単に研磨布を押圧リングで
押圧するだけではダレの抑制又は改善の効果は小さく、
ウェーハ外周の周囲に一定間隔以上隙間があるとその効
果は小さいことがわかる。

【００４５】なお、上記実施の形態において、押圧リン
グの縦断面はほぼ正方形としたが、これに限定されず、
長方形、円形、楕円形等でもよい。

【００４６】

【発明の効果】本発明の代表的なものによる効果を説明
すれば、ウェーハの直径より１．０ｍｍ以下大きい内径
を有するリングによって、ウェーハを取り囲む部分の研
磨布をウェーハに対して少なくとも０ｍｍより大きく１
ｍｍ以下凹ませているので、ウェーハの外周部の研磨布
への押圧力が弱まり、ウェーハの外周部の過剰研磨が抑
制される。従って、外周部の研磨量をウェーハの主面に
対してほぼ均等にすることができるので、ウェーハの外
周部のダレを抑制できる。また、外周部にダレが存在す
る場合は、ウェーハの外周部の研磨を抑制できるのでダ
レを修正することができる。よって、ウェーハのフラッ
トネスを改善することができ、生産性を向上することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るウェーハの研磨装置の概略説明図
である。

【図２】図１の保持盤の概略説明図である。

【図３】本発明に用いられるものの一例である研磨布に
対する押圧力と圧縮量との関係を示した図である。

【図４】押圧リングとウェーハの被研磨面との高さの差
を約０．１ｍｍとしてウェーハを研磨した時の、ウェー
ハの外周部形状を研磨前後で比較した図である。

【図５】押圧リングとウェーハの被研磨面との高さの差
を約０ｍｍとしてウェーハを研磨した時の、ウェーハの
外周部形状を研磨前後で比較した図である。

【図６】押圧リングとウェーハの被研磨面との高さの差
を約１．２ｍｍとしてウェーハを研磨した時の、ウェー
ハの外周部形状を研磨前後で比較した図である。

【図７】目標研磨代に対するダレ改善量を、押圧リング
の内径とウェーハの直径との差を変えて比較した図であ
る。

【符号の説明】

Ｗウェーハ１バッキングパッド２保持盤本体３押圧ブロック４押圧リング５リング押圧部材６バキューム路７貫通孔８空気圧縮機１０研磨装置１１保持盤１２定盤１３研磨剤１４研磨剤供給装置１５研磨布１５ａ表層研磨布１５ｂ下層研磨布１６、１７回転軸

フロントページの続き (72)発明者桝村寿福島県西白河郡西郷村大字小田倉字大平 150番地信越半導体株式会社半導体白河研究所内 (72)発明者石井遊東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内 (72)発明者木村憲雄東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AA09 AB04 BA05 BB04 BC01 CB01 DA17 4F100 AR00B BA02 DG15A GB41 GB90 JK07B JK08 JK15 JL01 YY00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウェーハを保持盤に保持し、前記ウェー
ハを研磨布に押圧して研磨剤を添加しつつ研磨するウェ
ーハの研磨方法において、ウェーハの直径より１．０ｍ
ｍ以下大きい内径を有するリングによって、ウェーハを
取り囲む研磨布の部分をウェーハの被研磨面に対して少
なくとも０ｍｍより大きく１ｍｍ以下凹ませた状態でウ
ェーハの被研磨面を研磨することを特徴とするウェーハ
の研磨方法。
【請求項２】前記研磨布は、不織布と弾性体シートと
から構成される多層研磨布であって、ウェーハと接する
側に不織布が配置されることを特徴とする請求項１記載
のウェーハの研磨方法。
【請求項３】前記研磨布の圧縮率が２％〜２０％であ
り、圧縮弾性率が７０％〜９０％であることを特徴とす
る請求項１又は２記載のウェーハの研磨方法。
【請求項４】研磨布が貼付された定盤と、ウェーハを
保持する保持盤と、研磨剤を供給する研磨剤供給装置と
を備え、前記ウェーハを研磨布に押圧して研磨剤を添加
しつつ研磨するウェーハの研磨装置において、前記保持盤の周囲に当該保持盤とは独立に上下動可能な
リングを備え、前記リングは、ウェーハの直径より１．０ｍｍ以下大き
い内径を有し、前記ウェーハの被研磨面より研磨布側に
少なくとも０ｍｍより大きく１ｍｍ以下突出可能に構成
されていることを特徴とするウェーハの研磨装置。
【請求項５】前記研磨布の圧縮率が２％〜２０％であ
り、圧縮弾性率が７０％〜９０％であることを特徴とす
る請求項４記載のウェーハの研磨装置。