JP2003011056A - Polishing method for workpiece and polishing device thereof - Google Patents
Polishing method for workpiece and polishing device thereofInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ワークの研磨技術
に関し、具体的には、高い平坦度が要求される半導体ウ
エーハ等の研磨方法及び研磨装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing technique for a work, and more particularly to a polishing method and a polishing apparatus for a semiconductor wafer or the like which requires high flatness.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年のデバイスの高精度化に伴ない、デ
バイス作製に用いられる半導体ウェーハは、非常に高精
度に平坦化することが要求されている。このような要求
に対し、半導体ウェーハ（以下、単に「ワーク」あるい
は「ウェーハ」という場合がある）の表面を平坦化する
技術として、化学機械研磨（CMP；Chemical Mechanical
Polishing）が用いられている。従来のCMPの一例とし
て、セラミックス等からなる円板状の保持盤本体に軟質
樹脂製の発泡シート等からなるバッキングパッドを取り
付け、このバッキングパッドを介してウェーハの裏面を
ダメージを与えずに保持してウェーハの表面を研磨する
方法がある。研磨の際には、回転定盤に貼り付けられた
研磨布に研磨スラリーを供給するとともに、ウェーハを
回転させながらその表面を研磨布に押し付けて摺接させ
ることで鏡面化を実現する。2. Description of the Related Art With the recent increase in precision of devices, semiconductor wafers used for device fabrication are required to be planarized with extremely high precision. In response to such demands, as a technique for flattening the surface of a semiconductor wafer (hereinafter sometimes simply referred to as “workpiece” or “wafer”), chemical mechanical polishing (CMP) is used.
Polishing) is used. As an example of conventional CMP, a backing pad made of a soft resin foam sheet or the like is attached to a disc-shaped holding plate body made of ceramics or the like, and the back surface of the wafer is held through the backing pad without damage. There is a method of polishing the surface of the wafer. At the time of polishing, the polishing slurry is supplied to the polishing cloth attached to the rotary platen, and the surface of the wafer is pressed against the polishing cloth while sliding the wafer to achieve a mirror surface.
【０００３】従来、上記のように研磨する際、バッキン
グパッドは、常に水で湿らせた状態で使用されている。
これは、バッキングパッド表面で水の表面張力を利用し
て半導体ウェーハを保持すること、さらに、バッキング
パッドに付着したスラリーが乾燥してウェーハの品質に
悪影響を及ぼすことを回避すること等を目的としてい
る。Conventionally, when polishing as described above, the backing pad is always used while being moistened with water.
This is for the purpose of holding the semiconductor wafer by utilizing the surface tension of water on the backing pad surface, and also for preventing the slurry adhering to the backing pad from being dried and adversely affecting the quality of the wafer. There is.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、バッキング
パッドに形成されている気泡は、必ずしも均一でない。
従って、バッキングパッド面内に硬度斑が生じ、バッキ
ングパッドが吸水した場合には、硬度斑はさらに拡大さ
れるという問題がある。また、バッキングパッド表面に
水滴が付いた状態でウェーハを保持すると、水滴がワー
クとバッキングパッドの間に封じ込められて、バッキン
グパッドの見かけ上の硬度斑をさらに大きくする場合が
ある。However, the bubbles formed on the backing pad are not always uniform.
Therefore, there is a problem that hardness unevenness occurs in the surface of the backing pad, and when the backing pad absorbs water, the hardness unevenness is further expanded. Further, if the wafer is held with water drops on the backing pad surface, the water drops may be trapped between the work and the backing pad, and the apparent hardness unevenness of the backing pad may be further increased.
【０００５】このような状態のバッキングパッドにワー
クを保持して研磨加工を行うと、いわゆるバッキングパ
ッドむら（平坦度異常）を引き起こし、ワークの平坦度
を悪化させる要因となるため、近年要求されている高平
坦度のワークを高歩留りで得ることが困難となる。研磨
圧力を下げてバッキングパッドの硬度斑による影響を低
減する等の対策も考えられるが、研磨圧力の低圧力化は
研磨能率の低下、ひいては生産能力の低下につながって
いた。When the work is held on the backing pad in such a state and subjected to polishing, so-called backing pad unevenness (abnormality of flatness) is caused, which becomes a factor of deteriorating the flatness of the work. It is difficult to obtain a high flatness work with a high yield. Measures such as lowering the polishing pressure to reduce the effect of hardness unevenness of the backing pad can be considered, but lowering the polishing pressure has led to a reduction in polishing efficiency and, in turn, a reduction in production capacity.
【０００６】一方、特開平１１−１５１６６５号公報に
は、吸水率を抑えたバッキングパッドが開示されてい
る。このバッキングパッドを用いてウェーハを研磨すれ
ば、長時間研磨しても吸水することがなく、局部的な応
力の発生を防ぐことができるとされている。しかしなが
ら、このような吸水率を抑えたバッキングパッドを製造
するには、バッキングパッドの表面を樹脂塗料で塗装し
て表面の気孔の一部を塗料で塞ぐ必要がある。従って、
吸水率の高い従来のバッキングパッドをそのまま使用す
ることができず、バッキングパッドの製造コストが上昇
するという問題がある。On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-151665 discloses a backing pad with suppressed water absorption. It is said that if a wafer is polished using this backing pad, water will not be absorbed even if it is polished for a long time, and local stress can be prevented from occurring. However, in order to manufacture such a backing pad with suppressed water absorption, it is necessary to coat the surface of the backing pad with a resin paint and close some of the pores on the surface with the paint. Therefore,
There is a problem that the conventional backing pad having a high water absorption cannot be used as it is, and the manufacturing cost of the backing pad increases.
【０００７】これらの問題点に鑑み、本発明では、バッ
キングパッドを用いたワークの研磨技術において、バッ
キングパッドの硬度斑の影響を低減し、吸水率の高いバ
ッキングパッドを使用しても、高平坦度のワークを高歩
留りで得ることができる研磨技術を提供することを目的
とする。In view of these problems, in the present invention, in the technique for polishing a work using a backing pad, the influence of hardness unevenness of the backing pad is reduced, and even if a backing pad having a high water absorption rate is used, a high flatness is achieved. An object of the present invention is to provide a polishing technique capable of obtaining a high-quality work with a high yield.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明によれば、保持盤本体に取り付けられたバッ
キングパッドを介してワークを保持し、該ワークを研磨
布に摺接させてワーク表面を研磨する方法において、前
記ワークの保持前及び／又は保持後に、前記バッキング
パッドの少なくとも表層部に含まれている水又は研磨液
を除去する工程を含むことを特徴とするワークの研磨方
法が提供される。このようにワークの保持前あるいは保
持後に、バッキングパッドの少なくとも表層部に含まれ
ている水や研磨液を除去してワークを保持することによ
り、バッキングパッドとワークとの間に封じ込められる
水分がほとんど無くなる。従って、バッキングパッドの
見かけ上の硬度斑が少なくなり、ワークを高平坦度に研
磨加工することができる。In order to solve the above problems, according to the present invention, a work is held through a backing pad attached to a holding plate body, and the work is slidably contacted with a polishing cloth. A method for polishing a work surface, comprising a step of removing water or a polishing liquid contained in at least a surface layer portion of the backing pad before and / or after holding the work. Will be provided. In this way, before or after holding the work, by removing the water or the polishing liquid contained in at least the surface layer of the backing pad to hold the work, most of the water contained between the backing pad and the work is retained. Lost. Therefore, the apparent hardness unevenness of the backing pad is reduced, and the work can be polished with high flatness.
【０００９】この場合、バッキングパッド表層部に含ま
れている水等の除去の仕方は特に限定されないが、ワー
ク保持前であれば、回転による振り切り、バッキングパ
ッド表層部へのエアーブロー、又はこれらを併用するこ
とにより水等の除去を好適に行うことができる。また、
ワーク保持後であれば、研磨ヘッドを下げ、ワークを研
磨布に接触させた状態で、バッキングパッドに設けた孔
からエアーを噴射することにより水等の除去を好適に行
うことができる。In this case, the method of removing water and the like contained in the surface layer of the backing pad is not particularly limited, but before the work is held, it is shaken off, air is blown to the surface layer of the backing pad, or these are removed. When used in combination, water and the like can be suitably removed. Also,
After the work is held, water and the like can be suitably removed by lowering the polishing head and injecting air from the holes provided in the backing pad with the work in contact with the polishing cloth.
【００１０】また、本発明の研磨方法では、バッキング
パッドとして、少なくともその表層部が疎水性を有する
バッキングパッドや、独立発泡構造又は無発泡構造を有
するバッキングパッドを用いることが好ましい。このよ
うなバッキングパッドを用いることにより、上記水分除
去が容易に行え、バッキングパッド表層部に水分をほと
んど含まずにワークを保持して研磨することができ、非
常に高精度の研磨加工を行うことができる。Further, in the polishing method of the present invention, it is preferable to use, as the backing pad, a backing pad having at least its surface layer having a hydrophobic property or a backing pad having an independent foam structure or a non-foam structure. By using such a backing pad, the above water removal can be easily performed, and the work can be held and polished with almost no water contained in the backing pad surface layer portion, and extremely highly accurate polishing processing can be performed. You can
【００１１】さらに本発明では、保持盤本体に取り付け
られたバッキングパッドを介してワークを保持し、該ワ
ークを研磨布に摺接させてワーク表面を研磨する研磨装
置において、バッキングパッドの表層部に含まれている
水又は研磨液を除去する手段を有するワーク研磨装置が
提供される。この除去手段は、回転による振り切り手
段、バッキングパッド表層部へのエアーブロー手段、及
びバッキングパッドに設けた孔からエアーを噴射する手
段のうちの少なくとも１つであることが好ましい。Further, according to the present invention, in a polishing apparatus for holding a work through a backing pad attached to a holding plate body and sliding the work to a polishing cloth to polish the surface of the work, a surface layer of the backing pad is provided. Provided is a work polishing apparatus having means for removing contained water or polishing liquid. This removing means is preferably at least one of a swinging-off means by rotation, an air blowing means to the surface layer of the backing pad, and a means for injecting air from a hole provided in the backing pad.
【００１２】また、少なくとも表層部が疎水性を有する
バッキングパッドや、独立発泡構造又は無発泡構造を有
するバッキングパッドを用いれば、更に水分除去が容易
になる。従って、上記のような水分除去手段を備えた研
磨装置を用いてワークの研磨を行うことで、バッキング
パッド表層部の水分を効果的に除去することができ、よ
り高精度な平坦化を達成することができる。Further, if a backing pad having a hydrophobic property at least in the surface layer or a backing pad having an independent foam structure or a non-foam structure is used, it becomes easier to remove water. Therefore, by polishing the work using the polishing apparatus having the water removing means as described above, it is possible to effectively remove the water in the surface layer of the backing pad, and to achieve more accurate flattening. be able to.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら具体的に説明する。なお、本発明
が適用されるワークとしては、特に限定されるものでは
なく、シリコンウェーハをはじめとした半導体ウェー
ハ、酸化物結晶、石英基板等の高い平坦度が要求される
薄板状ワークを研磨する場合に適用できるが、好適な具
体例として半導体ウエーハを研磨する場合を例として以
下に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. The work to which the present invention is applied is not particularly limited, and a thin plate-like work such as a semiconductor wafer including a silicon wafer, an oxide crystal, and a quartz substrate that requires high flatness is polished. Although it can be applied to the case, the case of polishing a semiconductor wafer will be described below as a preferred specific example.
【００１４】本発明によれば、バッキングパッドとウェ
ーハとの間に余分な水を封じ込めることなく、ウェーハ
を高平坦度に研磨することができる方法が提供される。
すなわち、保持盤本体に取り付けられたバッキングパッ
ドを介してウェーハを保持し、該ウェーハを研磨布に摺
接させてウェーハ表面を研磨する際、ウェーハの保持前
あるいは保持後に、バッキングパッドの少なくとも表層
部に含まれている水又は研磨液を除去して研磨を行えば
よい。According to the present invention, there is provided a method capable of polishing a wafer to a high degree of flatness without trapping excess water between the backing pad and the wafer.
That is, a wafer is held via a backing pad attached to the holding plate body, and when the wafer surface is polished by sliding the wafer in contact with a polishing cloth, before or after holding the wafer, at least the surface layer portion of the backing pad is held. The polishing may be performed by removing the water or the polishing liquid contained in.
【００１５】図１は、上記のようにバッキングパッド表
面の水分除去処理を行うことができる研磨装置の一例の
概略を示している。このウェーハ研磨装置１は、バッキ
ングパッド４の表層部に含まれている水又は研磨液を除
去する手段として、高速回転による振り切り手段、バッ
キングパッド表層部へのエアーブロー手段、及びバッキ
ングパッドに設けた孔からエアーを噴射する手段を備え
ている。このような装置を用いれば、バッキングパッド
の表層部に含まれている水や研磨液を、ワーク保持前に
は、高速回転による振り切り、バッキングパッド表層部
へのエアーブロー、又はこれらを併用することにより、
また、ワーク保持後には、研磨ヘッドを降下してワーク
を研磨布に接触させた後、バッキングパッドに設けた孔
からエアーを噴射することにより除去することができ
る。FIG. 1 shows an outline of an example of a polishing apparatus capable of removing water on the backing pad surface as described above. This wafer polishing apparatus 1 is provided on the backing pad 4 as a means for removing water or polishing liquid contained in the surface layer of the backing pad 4, a shake-off means by high speed rotation, an air blowing means to the surface layer of the backing pad, and a backing pad. Means for injecting air from the holes are provided. If such a device is used, water or polishing liquid contained in the surface layer of the backing pad may be shaken off by high speed rotation, air blown to the surface layer of the backing pad, or a combination thereof before holding the work. Due to
After the work is held, the work can be removed by lowering the polishing head to bring the work into contact with the polishing cloth, and then injecting air from the holes provided in the backing pad.
【００１６】従来の研磨装置でも、通常、研磨ヘッドは
回転機能を具備しているが、本発明に係る研磨装置１で
は、研磨ヘッド２が高速で回転することができる。例え
ば、通常の研磨では、５０rpm以下で研磨ヘッドを回転
させることが多い。本発明では水分を振り切るために研
磨ヘッドの回転速度を１００rpm以上と高速で行う。た
だし、この回転速度は必ずしも１００rpmに設定する必
要はない。回転速度はバッキングパッドの種類により適
宜選定すれば良く、バッキングパッドの表面の水分を除
去できる程度に設定する。これによりウェーハを保持す
る前に、バッキングパッド４に含まれている水や研磨液
を振り切ることができる。Even in the conventional polishing apparatus, the polishing head usually has a rotating function, but in the polishing apparatus 1 according to the present invention, the polishing head 2 can rotate at a high speed. For example, in normal polishing, the polishing head is often rotated at 50 rpm or less. In the present invention, the polishing head is rotated at a high speed of 100 rpm or more to shake off water. However, this rotation speed does not necessarily have to be set to 100 rpm. The rotation speed may be appropriately selected according to the type of backing pad, and is set to such an extent that water on the surface of the backing pad can be removed. As a result, the water or polishing liquid contained in the backing pad 4 can be shaken off before holding the wafer.
【００１７】また、図１の装置１では、バッキングパッ
ド表層部へのエアーブロー手段５を備えている。具体的
には、ウェーハを保持する前に、エアーブローノズル５
からバッキングパッド４表面へのエアーブローを行うこ
とで、バッキングパッド表層部の水分を吹き飛ばすこと
ができる。エアーブロー手段５の設置位置は、特に限定
されないが、例えば、図１に示されるようにウェーハロ
ーディングユニット（ローダー）６付近に設けておけ
ば、ウェーハ保持前にバッキングパッド表層部へのエア
ーブローを行い、その後すぐにウェーハを保持すること
ができる。なお、このエアーブローは空気に限らず、Ｎ
２ガス等、他の気体でもよい。Further, the apparatus 1 of FIG. 1 is provided with air blowing means 5 for the surface layer of the backing pad. Specifically, before holding the wafer, the air blow nozzle 5
By blowing air from the backing pad 4 to the surface of the backing pad 4, the moisture in the surface layer of the backing pad can be blown off. Although the installation position of the air blowing means 5 is not particularly limited, for example, if it is provided near the wafer loading unit (loader) 6 as shown in FIG. 1, air blowing to the surface layer of the backing pad before holding the wafer is possible. The wafer can be held immediately after being performed. This air blow is not limited to air
Other gas such as 2 gas may be used.
【００１８】また、本発明では、高速回転による振り切
り手段とバッキングパッド表層部へのエアーブロー手段
を併用してもよく、例えば、研磨ヘッドを高速あるいは
低速で回転させながらエアーブローを行ってもよいし、
高速で振り切り後、エアーブローを行ってもよい。な
お、他の水分除去手段として、バッキングパッド表面に
赤外線ランプを照射する手段を用いることもできる。Further, in the present invention, the shake-off means by high speed rotation and the air blow means for the surface layer of the backing pad may be used together. For example, the air blow may be performed while rotating the polishing head at high speed or low speed. Then
After blowing off at high speed, air blow may be performed. As another means for removing water, a means for irradiating the surface of the backing pad with an infrared lamp can be used.
【００１９】さらに本発明に係る研磨装置は、バッキン
グパッド表層部に含まれている水をウェーハ保持後に除
去する手段として、バッキングパッドに設けた孔からエ
アーを噴射する手段を具備している。図２に示されてい
るように、SiC製の硬質の保持盤本体３には厚さ方向に
多数の貫通孔１７が所定の間隔で設けられており、貫通
孔１７はワーク保持盤本体３とワーク保持盤裏板１１の
間にある空間部１６を経て、真空ライン１３から不図示
の真空ポンプにつながっている。さらに図３に示される
ように、真空ライン１３の途中には、エアー供給源につ
ながっているエアー噴射ライン１９が連結されており、
各ラインの弁２１，２２の開閉により、真空吸引あるい
はエアー噴射を行うことができる。Further, the polishing apparatus according to the present invention comprises means for injecting air from the holes provided in the backing pad as means for removing water contained in the surface layer of the backing pad after holding the wafer. As shown in FIG. 2, a large number of through-holes 17 are provided in the thickness direction of the hard holding plate body 3 made of SiC at predetermined intervals. A vacuum line 13 is connected to a vacuum pump (not shown) through a space 16 between the work holding plate back plate 11. Further, as shown in FIG. 3, in the middle of the vacuum line 13, an air injection line 19 connected to an air supply source is connected,
Vacuum suction or air injection can be performed by opening and closing the valves 21 and 22 of each line.
【００２０】保持盤本体３の下面には、バッキングパッ
ド４が取り付けられ、さらに、バッキングパッドの周囲
に沿ってテンプレート１０が取り付けられている。バッ
キングパッド４には、保持盤本体３の貫通孔１７の位置
に合わせて穿たれた孔１８が設けられている。バッキン
グパッド４の孔１８の大きさは特に限定されず、針等で
あけたような非常に小さなものであってもよい。A backing pad 4 is attached to the lower surface of the holding plate body 3, and a template 10 is attached along the periphery of the backing pad. The backing pad 4 is provided with a hole 18 formed at the position of the through hole 17 of the holding plate body 3. The size of the hole 18 of the backing pad 4 is not particularly limited, and may be a very small size such as that formed by a needle or the like.
【００２１】なお、研磨ヘッド２は、エアバック加圧方
式を採用しており、保持盤本体３の上部、裏板１１、及
び真空ライン１３の外側を覆う外カバー１４が設けら
れ、さらに外カバー１４と保持盤本体３をつなぐゴムシ
ート１２が保持盤本体３の周囲に沿って設けられてい
る。そして、外カバー１４とゴムシート１２と保持盤９
等により密閉された領域が加圧エリア１５を形成し、加
圧エリア１５内の圧力を調整することで、研磨圧力を調
整することができる。The polishing head 2 employs an air bag pressurizing method, and is provided with an outer cover 14 for covering the upper part of the holding plate body 3, the back plate 11 and the outside of the vacuum line 13, and further the outer cover. A rubber sheet 12 that connects the holding plate body 3 to the holding plate body 14 is provided along the periphery of the holding plate body 3. Then, the outer cover 14, the rubber sheet 12, and the holding plate 9
The area sealed by the above or the like forms the pressure area 15, and the polishing pressure can be adjusted by adjusting the pressure in the pressure area 15.
【００２２】このような研磨ヘッド２を備えた研磨装置
を用いてウェーハを研磨する場合、真空吸着により研磨
ヘッド２でバッキングパッド４を介してウェーハＷの裏
面を保持した後、研磨布８が貼られた定盤７上に移動し
て研磨ヘッド２を定盤上に降下させる。次いで、真空ラ
イン１３の真空オンオフ弁２１を閉じる一方、エアー噴
射ライン１９のエアー噴射オンオフ弁２２を開く。これ
によりウェーハＷを保持した状態で、バッキングパッド
４に設けた孔１８からエアーを噴射することができる。
このとき、ウェーハＷはバッキングパッド４と研磨布８
との間に挟まれている上、ウェーハＷの周囲をテンプレ
ートが囲っているため、ウェーハＷがエアー噴射によっ
て保持盤９から外れることはない。When a wafer is polished by using the polishing apparatus having the polishing head 2 as described above, the back surface of the wafer W is held by the polishing head 2 via the backing pad 4 by vacuum suction, and then the polishing cloth 8 is attached. The polishing head 2 is moved onto the surface plate 7 and the polishing head 2 is lowered onto the surface plate. Next, the vacuum on / off valve 21 of the vacuum line 13 is closed, while the air injection on / off valve 22 of the air injection line 19 is opened. As a result, air can be jetted from the holes 18 provided in the backing pad 4 while holding the wafer W.
At this time, the wafer W has the backing pad 4 and the polishing cloth 8
In addition, since the template is surrounded by and the wafer W is surrounded by the template, the wafer W is not separated from the holding plate 9 by the air injection.
【００２３】次いで、研磨布８を回転させながら研磨液
を供給するとともに、研磨ヘッド２を回転させて研磨を
行うが、この場合、エアー噴射を止めてから研磨を行う
ほか、研磨しながらエアー噴射を行ってもよい。例え
ば、研磨ヘッド２を定盤７上に降下させた後、エアー噴
射しながら研磨を開始することができる。Then, the polishing liquid is supplied while rotating the polishing cloth 8 and the polishing head 2 is rotated to perform the polishing. In this case, the air jet is stopped before the polishing is performed, and the air jet is performed while the polishing is performed. You may go. For example, after the polishing head 2 is lowered onto the surface plate 7, polishing can be started while jetting air.
【００２４】適度な時間で上記のようにエアー噴射を行
う。保持盤本体３の貫通孔１７を通ってウェーハ裏面方
向に噴射されたエアーは、ウェーハ裏面で反射し、バッ
キングパッド４に当たる。これによりバッキングパッド
４に含まれている水分をバッキングパッド４の周囲に向
けて移動させ、除去することができる。そして、このよ
うな方法によりウェーハの研磨を行えば、比較的高い研
磨圧力でも、ウェーハの平坦度異常が発生し難く、高平
坦度のウェーハを高効率で生産することができる。Air injection is performed as described above at an appropriate time. The air jetted toward the back surface of the wafer through the through holes 17 of the holding plate body 3 is reflected on the back surface of the wafer and hits the backing pad 4. Thereby, the water contained in the backing pad 4 can be moved toward the periphery of the backing pad 4 and removed. If the wafer is polished by such a method, abnormal flatness of the wafer is unlikely to occur even with a relatively high polishing pressure, and a wafer with high flatness can be produced with high efficiency.
【００２５】上記の例では、バッキングパッドを具備
し、バッキングパッドの表層部に含まれている水又は研
磨液を除去する手段として、高速回転による振り切り手
段、バッキングパッド表層部へのエアーブロー手段、及
びバッキングパッドに設けた孔からエアーを噴射する手
段の３つを具備した態様を説明したが、本発明はこれに
限定されるものではない。上記３つの水分除去手段のう
ち、少なくとも１つを備えた研磨装置であれば、バッキ
ングパッド表面の水滴に起因する硬度斑を抑制すること
ができる。従って、吸水率の高いバッキングパッドを用
いた場合でも、上記水分除去手段によりバッキングパッ
ド表面の水分を容易に除去することができ、これにウェ
ーハを保持して研磨を行うことで、ウェーハを高平坦度
に研磨することができる。In the above example, the backing pad is provided, and as means for removing water or polishing liquid contained in the surface layer portion of the backing pad, shake-off means by high speed rotation, air blowing means to the surface layer portion of the backing pad, Also, the embodiment provided with three means for injecting air from the hole provided in the backing pad has been described, but the present invention is not limited to this. With a polishing apparatus including at least one of the three water removing means, it is possible to suppress hardness unevenness due to water droplets on the backing pad surface. Therefore, even when a backing pad having a high water absorption rate is used, the water on the backing pad surface can be easily removed by the water removing means, and by holding the wafer and polishing it, the wafer can be highly flattened. Can be polished once and for all.
【００２６】また、本発明では、疎水性を有するバッキ
ングパッドや、独立発泡構造又は無発泡構造のバッキン
グパッドを使用すれば、水分起因の硬度斑を更に容易に
抑制することができる。ここで、疎水性を有するバッキ
ングパッドとは、バッキングパッドの少なくとも表層部
が疎水性、すなわち、水の吸収や吸着をしない、あるい
は吸収、吸着等をし難い性質を有するバッキングパッド
である。このような疎水性のバッキングパッドとして
は、パッド全体を疎水性を有する材料で作製するか、あ
るいは市販されている従来のバッキングパッドの表面を
疎水性のコート剤でコートすることによって作製しても
よい。Further, in the present invention, by using a backing pad having a hydrophobic property or a backing pad having an independent foam structure or a non-foam structure, it is possible to more easily suppress the hardness unevenness caused by water. Here, the hydrophobic backing pad is a backing pad having a property that at least the surface layer portion of the backing pad is hydrophobic, that is, does not absorb or adsorb water, or has a property of being difficult to absorb or adsorb water. Such a hydrophobic backing pad may be prepared by making the entire pad with a material having hydrophobicity or by coating the surface of a conventional commercially available backing pad with a hydrophobic coating agent. Good.
【００２７】上記疎水性材料としては、水の吸収や吸着
をし難く、バッキングパッドとして形成できるものであ
れば特に限定されないが、例えば、ウレタンゴムにフッ
素系界面活性剤を練り込んだ材料を使用することができ
る。また、疎水性のコート剤に関しても特に限定されな
いが、例えば、フッ素系表面コート剤を使用できる。こ
のコート剤は、塗膜形成型のコート剤であり、バッキン
グパッドにコートすることで、見かけ上、疎水性材料で
バッキングパッドを作製したのと同様の効果を得ること
ができる。The hydrophobic material is not particularly limited as long as it is difficult to absorb and adsorb water and can be formed as a backing pad. For example, a material obtained by kneading a fluorosurfactant into urethane rubber is used. can do. Also, the hydrophobic coating agent is not particularly limited, but for example, a fluorine-based surface coating agent can be used. This coating agent is a film-forming type coating agent, and by coating the backing pad, it is possible to obtain the same effect as when the backing pad is made of a hydrophobic material in appearance.
【００２８】さらにバッキングパッドの構造は、オープ
ンポア（連続気泡）タイプとしてもよいが、少なくとも
表層部が独立発泡構造又は無発泡構造とすることが好ま
しい。このように他の気泡とは連絡がない（表層部に連
続気泡がほとんど存在しない）あるいは気泡のない構造
のバッキングパッドとすれば、表面で口の開いた気泡も
少ないので、バッキングパッド全体として吸水し難い構
造となり、水分の除去が容易で、バッキングパッド中の
水分起因の硬度斑を最小限に抑えることができる。従っ
て、上記のような疎水性を有するバッキングパッドや、
独立発泡構造または無発泡構造のバッキングパッドを用
いれば、極めて容易に水分除去処理を行うことができ、
ウェーハをより高平坦に研磨することができる。Further, the structure of the backing pad may be an open pore (open cell) type, but it is preferable that at least the surface layer portion has an independent foam structure or a non-foam structure. In this way, if the backing pad has a structure that does not communicate with other air bubbles (there are almost no continuous air bubbles on the surface layer) or has no air bubbles, there are few air bubbles with open mouths on the surface. The structure is difficult to remove, water is easily removed, and hardness unevenness due to water in the backing pad can be minimized. Therefore, the backing pad having hydrophobicity as described above,
If you use a backing pad with an independent foam structure or a non-foam structure, you can very easily remove water,
The wafer can be polished to a higher flatness.
【００２９】[0029]
【実施例】以下、実施例及び比較例を示して本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるも
のではない。EXAMPLES The present invention will be described more specifically below by showing Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these.
【００３０】（実施例１）バッキングパッドの水分除去
処理の影響を確認した。本実施例では、枚葉式の研磨装
置を用いた。細孔を多数設けたSiC製ワーク保持盤本体
にバッキングパッドをはり付け、細孔部に相当する部分
に孔をあけることによりワーク保持盤を作製した。この
ワーク保持盤は、図２に示すようなエアバック加圧方式
の研磨ヘッド２に保持され、図３に示すようなライン１
３，１９を通じて保持盤本体３及びバッキングパッド４
の孔１７，１８から真空引き又はエアー噴射を行うこと
ができる。Example 1 The effect of water removal treatment on the backing pad was confirmed. In this example, a single-wafer polishing apparatus was used. A backing pad was attached to a SiC work holding plate main body provided with a large number of pores, and a work holding plate was prepared by making holes in the portions corresponding to the pores. This work holding board is held by a polishing head 2 of an air bag pressurizing system as shown in FIG. 2 and a line 1 as shown in FIG.
Holding plate body 3 and backing pad 4 through 3, 19
Vacuuming or air injection can be performed from the holes 17 and 18.
【００３１】研磨の手順を示すと、まずバッキングパッ
ド表面のゴミを除去するため、シャワー水を噴射、又は
シャワー水を噴射しながらブラッシングをする。なお、
ブラッシング部にはエアーノズルが設置されており、ゴ
ミ除去後は、エアーブローによる水分除去操作が可能と
なっている。ゴミを除去した後、研磨ヘッドを高速回転
（本実施例では１００ｒｐｍで回転）させながらエアー
ブローすることによりバッキングパッド表面の水分を除
去する。その後、ワーク（ウェーハ）をローディングス
テージで保持盤に真空吸着し、研磨定盤上に搬送する。
研磨定盤上に移動したら研磨ヘッドを降下させた後、真
空を切ってラインを大気開放状態にし、その後所望の研
磨圧力を印加してワークの研磨を行った。To show the procedure of polishing, first, in order to remove dust on the surface of the backing pad, shower water is sprayed or brushing is performed while spraying shower water. In addition,
An air nozzle is installed in the brushing section, and after removing dust, it is possible to perform a water removal operation by air blow. After removing the dust, the polishing head is rotated at a high speed (rotating at 100 rpm in this embodiment) to blow air to remove water on the surface of the backing pad. After that, the work (wafer) is vacuum-adsorbed on the holding plate at the loading stage and conveyed onto the polishing platen.
After moving to the polishing platen, the polishing head was lowered, then the vacuum was cut to open the line to the atmosphere, and then a desired polishing pressure was applied to polish the work.
【００３２】なお、本実施例の研磨条件としては、ワー
クとして直径２００ｍｍのシリコンウェーハ、研磨剤と
してコロイダルシリカ系研磨剤（ｐＨ＝１０〜１１）、
研磨布として不織布タイプ研磨布を使用した。研磨圧力
は３０ｋＰａ、目標研磨代８μｍで研磨した。バッキン
グパッドは、オープンポアタイプのバッキングパッド
（ロデール・ニッタ（株）製 Ｒ２０１）を用いた。The polishing conditions of this embodiment are as follows: a silicon wafer having a diameter of 200 mm as a work, a colloidal silica-based polishing agent (pH = 10 to 11) as a polishing agent,
A non-woven cloth type polishing cloth was used as the polishing cloth. The polishing pressure was 30 kPa and the target polishing allowance was 8 μm. As the backing pad, an open pore type backing pad (R201 manufactured by Rodel Nitta Co., Ltd.) was used.
【００３３】（比較例１）バッキングパッド表面のゴミ
をシャワー水で除去した後、バッキングパッド表面の水
分を除去することなしにウェーハを保持し、研磨を行っ
た。なお、水分除去処理を実施しなかった以外は実施例
１と同じ条件で研磨を行った。Comparative Example 1 After removing dust on the backing pad surface with shower water, the wafer was held and polished without removing water on the backing pad surface. The polishing was performed under the same conditions as in Example 1 except that the water removal treatment was not performed.
【００３４】（評価）実施例１及び比較例１で研磨を行
った各ウェーハの研磨前後の平坦度を比較し、ウェーハ
形状が急峻に変化している部分の有無によってバッキン
グパッド起因の平坦度異常の有無を判断した。具体的に
は、静電容量式の平坦度測定器等を用いて平坦度のデー
タの等高線マップを、０．０３μｍ間隔で作成した。平
坦度が高ければ、同心円状のマップが得られるが、水滴
の存在などによるバッキングパッド起因の異常がある
と、同心円状が崩れたマップになる。このような状態を
平坦度異常とした。実施例１及び比較例１の各条件でそ
れぞれ１００枚研磨し、上記のような平坦度異常の発生
割合を調べた。(Evaluation) The flatness before and after the polishing of each wafer polished in Example 1 and Comparative Example 1 was compared, and the flatness abnormality caused by the backing pad was detected depending on the presence / absence of a portion where the wafer shape changed sharply. It was judged whether or not. Specifically, a contour map of flatness data was created at intervals of 0.03 μm using a capacitance type flatness measuring device or the like. If the flatness is high, a concentric circle map can be obtained, but if there is an abnormality due to the backing pad due to the presence of water droplets, etc., the concentric circle map will collapse. Such a state was defined as flatness abnormality. 100 sheets were each polished under the conditions of Example 1 and Comparative Example 1, and the occurrence ratio of the above-mentioned flatness abnormality was examined.
【００３５】実施例１のようにワーク保持前の高速回転
による水切りとバッキングパッド表面へのエアーブロー
により、平坦度異常の発生は３０％に抑えられた。一
方、水分除去処理を実施しなかった比較例１では、ほぼ
１００％で平坦度異常が発生した。このような平坦度異
常のあるウェーハ及び平坦度異常のないウェーハについ
て、セルサイズ２５ｍｍ×２５ｍｍで測定した平坦度
（SFQRmax）を確認した。平坦度異常があるウェーハ
は、SFQRmax＝０．１５μｍ以上、特に０．２μｍ程度
であり、平坦度としては通常レベルであった。一方、平
坦度異常のないものはSFQRmax＝０．１５μｍ未満、特
に０．１３μｍ以下の高平坦度ウェーハであった。本発
明のように水分除去処理を行い同心円状が崩れたマップ
となる状態のウェーハがないように研磨すれば、たいへ
ん高平坦度なウェーハを高歩留りで生産できる。As in Example 1, the occurrence of abnormal flatness was suppressed to 30% by draining water by high speed rotation before holding the work and air blowing on the backing pad surface. On the other hand, in Comparative Example 1 in which the water removal treatment was not performed, the flatness abnormality occurred at almost 100%. The flatness (SFQRmax) measured with a cell size of 25 mm × 25 mm was confirmed for wafers with such abnormalities in flatness and wafers without abnormalities in flatness. The wafer with abnormal flatness was SFQRmax = 0.15 μm or more, especially about 0.2 μm, and the flatness was at a normal level. On the other hand, those having no flatness abnormality were high flatness wafers with SFQRmax = 0.15 μm or less, particularly 0.13 μm or less. If moisture removal treatment is performed as in the present invention and polishing is performed so that there are no wafers having a map in which the concentric circles have collapsed, a wafer with a very high flatness can be produced with a high yield.
【００３６】なお、SFQR（Site Front Least Squares R
ange）とは、設定されたサイト内でデータを最小二乗法
にて算出したサイト内平面を基準平面とし、この平面か
らの＋側、−側各々最大変位量の絶対値の和で表した平
坦度のことである。各サイト毎に評価し、最大値をSFQR
maxという。SFQR (Site Front Least Squares R
ange) is the flatness expressed by the sum of the absolute values of the maximum displacements on each of the + and-sides of this plane, with the in-site plane calculated by the least squares method as the reference plane within the set site It is a degree. Each site is evaluated and the maximum value is SFQR
called max.
【００３７】（実施例２）水分除去処理として実施例１
と同様に、ワーク保持前にバッキングパッド表面の水を
遠心力で除去できる程度の高速回転による水切りとバッ
キングパッド表面へのエアーブローを行った。ワークを
保持盤に保持した後、研磨ヘッドを下げてワークと研磨
布とを接触させた状態で、バッキングパッドに設けた孔
からエアーを噴射することにより水分を除去した。研磨
条件に関しては、研磨圧力のみ１０、２０、３０、５
０、６０、７０ｋＰａとそれぞれ変えた以外は、実施例
１と同様の条件で研磨を行った。(Example 2) Example 1 as a water removal treatment
Similarly to the above, before the work was held, the water on the backing pad surface was drained by a high speed rotation so that the water could be removed by centrifugal force, and the backing pad surface was air blown. After the work was held on the holding plate, the water was removed by injecting air from the holes provided in the backing pad with the polishing head lowered to bring the work and the polishing cloth into contact with each other. Regarding polishing conditions, only polishing pressure is 10, 20, 30, 5
Polishing was performed under the same conditions as in Example 1 except that the pressure was changed to 0, 60, and 70 kPa, respectively.
【００３８】（比較例２）バッキングパッド表面の水分
除去処理を実施しないで研磨した以外は、実施例２と同
じ条件でウェーハを研磨した。Comparative Example 2 A wafer was polished under the same conditions as in Example 2 except that the surface of the backing pad was not removed to remove water.
【００３９】水分除去処理をしないで研磨した比較例２
では、研磨圧力が１０ｋＰａ及び２０ｋＰａ程度と低い
場合でも、平坦度異常の発生はそれぞれ５０％、８０％
程度と高く、３０ｋＰａ以上の研磨圧力では、ほぼ１０
０％で平坦度異常が発生した。これに対し、実施例２で
は、２０ｋＰａ以下では０％、３０ｋＰａで３０％、５
０ｋＰａで４２％、６０ｋＰａで５３％、７０ｋＰａで
７０％程度と、比較例２に比べれば、全研磨圧力におい
て遥かに平坦度異常の発生は少なかった。これによりバ
ッキングパッドの水分除去処理を行って研磨した方が、
平坦度異常の発生割合が低くなることがわかる。Comparative Example 2 polished without water removal treatment
Then, even when the polishing pressure is as low as about 10 kPa and 20 kPa, the occurrence of the flatness abnormality is 50% and 80%, respectively.
At a polishing pressure of 30 kPa or more, it is almost 10
Abnormality of flatness occurred at 0%. On the other hand, in Example 2, 0% at 20 kPa or less, 30% at 30 kPa, and 5%.
42% at 0 kPa, 53% at 60 kPa, and about 70% at 70 kPa. Compared to Comparative Example 2, the occurrence of flatness abnormality was much less at all polishing pressures. By doing this, it is better to polish the backing pad with water.
It can be seen that the occurrence rate of the flatness abnormality decreases.
【００４０】（実施例３）バッキングパッドとして、疎
水性で独立発泡構造のバッキングパッドを用いた以外は
実施例１と同様にウェーハの研磨を行った。その結果、
平坦度異常は観察されなかった（０％）。疎水性で独立
発泡構造のバッキングパッドを用い、これに水分除去処
理を行ったことにより、バッキングパッド表面に残る水
滴が除去されやすくなり、結果的にウェーハを高平坦度
に研磨することができた。また、この条件で研磨圧力を
高くして研磨を行った場合、約６０ｋＰａの研磨圧力で
も平坦度異常の発生は観察されなかった。Example 3 A wafer was polished in the same manner as in Example 1 except that a hydrophobic backing pad having an independent foam structure was used as the backing pad. as a result,
No abnormal flatness was observed (0%). By using a hydrophobic backing pad with an independent foam structure and applying a moisture removal treatment to this, water droplets remaining on the backing pad surface were easily removed, and as a result, the wafer could be polished to a high flatness. . Further, when polishing was carried out under a high polishing pressure under these conditions, no abnormal flatness was observed even at a polishing pressure of about 60 kPa.
【００４１】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は単なる例示であり、本
発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的
に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、
いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含され
る。The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is merely an example, and it has substantially the same configuration as the technical idea described in the scope of claims of the present invention, and has the same operational effect.
Anything is included in the technical scope of the present invention.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上説明したように、バッキングパッド
の水分除去処理を行ってワークの研磨を行うことで、平
坦度異常の発生を防止または大幅に抑制することができ
る。また、本発明の研磨装置を用いることで、比較的高
い研磨圧力でワークの研磨を行っても、平坦度異常が発
生し難くなるので、高平坦度のワークを高効率で生産す
ることが可能になる。特に、疎水性のバッキングパッド
を用いれば、ワークの平坦度異常の発生を大きく低下さ
せることができる。As described above, by carrying out the water removal treatment of the backing pad and polishing the work, it is possible to prevent or significantly suppress the occurrence of abnormal flatness. Further, by using the polishing apparatus of the present invention, even if the workpiece is polished at a relatively high polishing pressure, the flatness abnormality is unlikely to occur, so that the work with high flatness can be produced with high efficiency. become. Particularly, if a hydrophobic backing pad is used, the occurrence of abnormal flatness of the work can be greatly reduced.
【００４３】特に、半導体ウエーハのような非常に高い
平坦度が要求される研磨に本発明を適用することで、表
面全体にわたって非常に高い平坦度が達成され、表面特
性に優れた鏡面ウエーハを高歩留りで得ることができ
る。In particular, by applying the present invention to polishing such as a semiconductor wafer which requires a very high flatness, a very high flatness is achieved over the entire surface and a mirror-finished wafer having excellent surface characteristics can be obtained. It can be obtained with a yield.
【図１】本発明に係る研磨装置の一例の部分概略図であ
る。FIG. 1 is a partial schematic view of an example of a polishing apparatus according to the present invention.
【図２】本発明で使用される研磨ヘッドの一例の部分断
面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view of an example of a polishing head used in the present invention.
【図３】真空ラインとエアー噴射ラインとの連結を示す
説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a connection between a vacuum line and an air injection line.
１…研磨装置、 ２…研磨ヘッド、 ３…保持盤本体、
４…バッキングパッド、 ５…エアーブローノズル、
６…ローダー、 ７…回転定盤、 ８…研磨布、 ９
…保持盤、 １０…テンプレート、 １１…保持盤裏
板、 １２…ゴムシート、 １３…真空ライン、 １４
…外カバー、 １５…加圧エリア、 １６…空間部、
１７…貫通孔、 １８…孔、 １９…エアー噴射ライ
ン、 ２１…真空オンオフ弁、 ２２…エアー噴射オン
オフ弁、 Ｗ…ワーク（ウエーハ）。1 ... Polishing device, 2 ... Polishing head, 3 ... Holding plate body,
4 ... backing pad, 5 ... air blow nozzle,
6 ... loader, 7 ... rotating surface plate, 8 ... polishing cloth, 9
... holding board, 10 ... template, 11 ... holding board back plate, 12 ... rubber sheet, 13 ... vacuum line, 14
… Outer cover, 15… Pressure area, 16… Space part,
17 ... Through hole, 18 ... Hole, 19 ... Air injection line, 21 ... Vacuum on / off valve, 22 ... Air injection on / off valve, W ... Work (wafer).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 文夫 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 Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AB04 AC01 AC05 BA02 BA09 CB01 CB03 DA17 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Fumio Suzuki Odaira, Odakura, Saigo Village, Nishishirakawa-gun, Fukushima Prefecture No. 150 Shin-Etsu Semiconductor Co., Ltd. Semiconductor Shirakawa In the laboratory F term (reference) 3C058 AA07 AB04 AC01 AC05 BA02 BA09 CB01 CB03 DA17
Claims (9)
パッドを介してワークを保持し、該ワークを研磨布に摺
接させてワーク表面を研磨する方法において、前記ワー
クの保持前及び／又は保持後に、前記バッキングパッド
の少なくとも表層部に含まれている水又は研磨液を除去
する工程を含むことを特徴とするワークの研磨方法。1. A method for holding a work through a backing pad attached to a holding plate body and polishing the work surface by bringing the work into sliding contact with a polishing cloth, and before and / or after holding the work. A method for polishing a work, comprising a step of removing water or a polishing liquid contained in at least a surface layer portion of the backing pad.
を、回転による振り切り、バッキングパッド表層部への
エアーブロー、又はこれらを併用することにより行うこ
とを特徴とする請求項１に記載のワークの研磨方法。2. The removal of water or polishing liquid before holding the work is performed by shaking off by rotation, air blowing to the surface layer of the backing pad, or by using these in combination. Work polishing method.
を、ワークを研磨布に接触させた状態で、バッキングパ
ッドに設けた孔からエアーを噴射することにより行うこ
とを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のワークの
研磨方法。3. The removal of water or polishing liquid after holding the work is performed by injecting air from a hole provided in a backing pad in a state where the work is in contact with a polishing cloth. The work polishing method according to claim 1 or 2.
もその表層部が疎水性を有するバッキングパッドを用い
ることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか
一項に記載のワークの研磨方法。4. The method of polishing a work according to claim 1, wherein a backing pad having at least a surface layer thereof having hydrophobicity is used as the backing pad.
もその表層部が独立発泡構造又は無発泡構造を有するバ
ッキングパッドを用いることを特徴とする請求項１ない
し請求項４のいずれか一項に記載のワークの研磨方法。5. The backing pad according to claim 1, wherein at least a surface layer portion of the backing pad has an independent foam structure or a non-foam structure. Polishing method.
パッドを介してワークを保持し、該ワークを研磨布に摺
接させてワーク表面を研磨する研磨装置において、前記
バッキングパッドの表層部に含まれている水又は研磨液
を除去する手段を有することを特徴とするワーク研磨装
置。6. A polishing apparatus for holding a work through a backing pad attached to a holding plate main body and sliding the work to a polishing cloth to polish the work surface, the work being included in a surface layer portion of the backing pad. A work polishing apparatus, which has a means for removing water or a polishing liquid that is present.
ている水又は研磨液を除去する手段が、回転による振り
切り手段、バッキングパッド表層部へのエアーブロー手
段、及びバッキングパッドに設けた孔からエアーを噴射
する手段のうちの少なくとも１つであることを特徴とす
る請求項６に記載のワーク研磨装置。7. The means for removing water or polishing liquid contained in the surface layer portion of the backing pad includes a shake-off means by rotation, an air blowing means to the surface layer portion of the backing pad, and air from a hole provided in the backing pad. 7. The work polishing apparatus according to claim 6, wherein the work polishing apparatus is at least one of means for ejecting.
部が、疎水性を有することを特徴とする請求項６又は請
求項７に記載のワーク研磨装置。8. The work polishing apparatus according to claim 6, wherein at least a surface layer portion of the backing pad has hydrophobicity.
又は無発泡構造を有することを特徴とする請求項６ない
し請求項８のいずれか一項に記載のワーク研磨装置。9. The work polishing apparatus according to claim 6, wherein the backing pad has an independent foam structure or a non-foam structure.
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