JP2003142437A - ウェーハの研磨方法及びウェーハ研磨用研磨パッド - Google Patents
ウェーハの研磨方法及びウェーハ研磨用研磨パッドInfo
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- Y10T428/249953—Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]
- Y10T428/249955—Void-containing component partially impregnated with adjacent component
Abstract
(57)【要約】
【課題】ウェーハの外周ダレを効果的に防止するウェー
ハの研磨方法及びそのウェーハの研磨方法に好適に用い
られるウェーハ研磨用研磨パッドを提供する。 【解決手段】不織布に樹脂を含浸させた研磨パッドにウ
ェーハ主面を摺接させて、鏡面研磨するウェーハの研磨
方法において、前記研磨パッドの表面粗さと圧縮率の比
｛表面粗さＲａ（μｍ）／圧縮率（％）｝を３.８以上
にし研磨するようにした。
ハの研磨方法及びそのウェーハの研磨方法に好適に用い
られるウェーハ研磨用研磨パッドを提供する。 【解決手段】不織布に樹脂を含浸させた研磨パッドにウ
ェーハ主面を摺接させて、鏡面研磨するウェーハの研磨
方法において、前記研磨パッドの表面粗さと圧縮率の比
｛表面粗さＲａ（μｍ）／圧縮率（％）｝を３.８以上
にし研磨するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はウェーハの研磨方法
及びそのウェーハの研磨方法に好適に用いられるウェー
ハ研磨用研磨パッドに関する。
及びそのウェーハの研磨方法に好適に用いられるウェー
ハ研磨用研磨パッドに関する。
【０００２】
【関連技術】従来、半導体基板材料として用いられるシ
リコンウェーハの製造方法は、一般にチョクラルスキー
（Czochralski；ＣＺ）法や浮遊帯域溶融（Floating Zo
ne；ＦＺ）法等を使用して単結晶インゴットを製造する
結晶成長工程、この単結晶インゴットをスライスし、少
なくとも一主面が鏡面状に加工されるウェーハ加工工程
を経る。更に詳しくその工程を示すと、ウェーハ加工工
程は、単結晶インゴットをスライスして薄円板状のウェ
ーハを得るスライス工程と、該スライス工程によって得
られたウェーハの割れ、欠けを防止するためにその外周
部を面取りする面取り工程と、このウェーハを平坦化す
るラッピング工程と、面取り及びラッピングされたウェ
ーハに残留する加工歪みを除去するエッチング工程と、
そのウェーハ表面を鏡面化する研磨（ポリッシング）工
程と、研磨されたウェーハを洗浄して、これに付着した
研磨剤や異物を除去する洗浄工程を有している。上記ウ
ェーハ加工工程は、主な工程を示したもので、他に熱処
理工程等の工程が加わったり、同じ工程を多段で行なっ
たり、工程順が入れ換えられたりする。
リコンウェーハの製造方法は、一般にチョクラルスキー
（Czochralski；ＣＺ）法や浮遊帯域溶融（Floating Zo
ne；ＦＺ）法等を使用して単結晶インゴットを製造する
結晶成長工程、この単結晶インゴットをスライスし、少
なくとも一主面が鏡面状に加工されるウェーハ加工工程
を経る。更に詳しくその工程を示すと、ウェーハ加工工
程は、単結晶インゴットをスライスして薄円板状のウェ
ーハを得るスライス工程と、該スライス工程によって得
られたウェーハの割れ、欠けを防止するためにその外周
部を面取りする面取り工程と、このウェーハを平坦化す
るラッピング工程と、面取り及びラッピングされたウェ
ーハに残留する加工歪みを除去するエッチング工程と、
そのウェーハ表面を鏡面化する研磨（ポリッシング）工
程と、研磨されたウェーハを洗浄して、これに付着した
研磨剤や異物を除去する洗浄工程を有している。上記ウ
ェーハ加工工程は、主な工程を示したもので、他に熱処
理工程等の工程が加わったり、同じ工程を多段で行なっ
たり、工程順が入れ換えられたりする。
【０００３】これらの工程のうち、研磨（ポリッシン
グ）工程ではいろいろな形態の研磨方式がある。例え
ば、シリコンウェーハの鏡面研磨方法は、ラッピング加
工のように両面を同時に鏡面化する両面研磨方式や１枚
ずつウェーハをプレートに真空吸着保持して研磨する枚
葉方式、ウェーハをワックス等の接着剤を使用しない
で、バッキングパッドとテンプレートで保持しつつ研磨
するワックスフリー研磨方式等様々な方式がある。現在
のところガラスやセラミック等のプレートに複数枚のウ
ェーハをワックスで貼り付けて片面を研磨するワックス
マウントバッチ式片面研磨装置を用いて研磨する方式が
主流である。この研磨装置ではウェーハが保持されたプ
レートを研磨パッドを貼った定盤上に置き、上部トップ
リングに荷重を掛けて、定盤及びトップリングを回転さ
せながら研磨を行なう。
グ）工程ではいろいろな形態の研磨方式がある。例え
ば、シリコンウェーハの鏡面研磨方法は、ラッピング加
工のように両面を同時に鏡面化する両面研磨方式や１枚
ずつウェーハをプレートに真空吸着保持して研磨する枚
葉方式、ウェーハをワックス等の接着剤を使用しない
で、バッキングパッドとテンプレートで保持しつつ研磨
するワックスフリー研磨方式等様々な方式がある。現在
のところガラスやセラミック等のプレートに複数枚のウ
ェーハをワックスで貼り付けて片面を研磨するワックス
マウントバッチ式片面研磨装置を用いて研磨する方式が
主流である。この研磨装置ではウェーハが保持されたプ
レートを研磨パッドを貼った定盤上に置き、上部トップ
リングに荷重を掛けて、定盤及びトップリングを回転さ
せながら研磨を行なう。
【０００４】これらの研磨方式で用いられる研磨パッド
は、一般的に不織布タイプの研磨パッドやスエードタイ
プの研磨パット等が用いられている。不織布タイプの研
磨パッドはポリエステルフェルト（組織はランダムな構
造）にポリウレタンを含浸させたもので多孔性があり、
かつ弾性も適度で、高い研磨速度と平坦性にすぐれ、ダ
レの少ない加工ができるようになっている。シリコン基
板の１次研磨用で広く使用されている。
は、一般的に不織布タイプの研磨パッドやスエードタイ
プの研磨パット等が用いられている。不織布タイプの研
磨パッドはポリエステルフェルト（組織はランダムな構
造）にポリウレタンを含浸させたもので多孔性があり、
かつ弾性も適度で、高い研磨速度と平坦性にすぐれ、ダ
レの少ない加工ができるようになっている。シリコン基
板の１次研磨用で広く使用されている。
【０００５】スエードタイプ研磨パットは、ポリエステ
ルフェルトにポリウレタンを含浸させた基材に、ポリウ
レタン内に発泡層を成長させ、表面部位を除去し発泡層
に開口部を設けたもの（この層をナップ層と呼ぶ）で、
特に仕上げ研磨用に使用されており、発泡層内に保持さ
れた研磨剤が、工作物と発泡層内面との間で作用するこ
とにより研磨が進行する。ケミカルメカニカルな研磨に
多用され、ダメージのない面が得られるが、時間をかけ
ると周辺ダレが発生しやすい。他にも、発泡ウレタンシ
ート等の研磨パッドがある。
ルフェルトにポリウレタンを含浸させた基材に、ポリウ
レタン内に発泡層を成長させ、表面部位を除去し発泡層
に開口部を設けたもの（この層をナップ層と呼ぶ）で、
特に仕上げ研磨用に使用されており、発泡層内に保持さ
れた研磨剤が、工作物と発泡層内面との間で作用するこ
とにより研磨が進行する。ケミカルメカニカルな研磨に
多用され、ダメージのない面が得られるが、時間をかけ
ると周辺ダレが発生しやすい。他にも、発泡ウレタンシ
ート等の研磨パッドがある。
【０００６】研磨パッドの製造方法としては、例えば不
織布タイプの研磨パッド等はポリエステルフェルトにポ
リウレタン等の樹脂を含浸させ硬化させ、その表面を超
硬砥粒の付いたロール状の砥石で研削（バフィングとい
う）して任意の特性の研磨パッドを作製している。樹脂
の材質や含浸量及び表面のバフィング加工条件によって
その研磨パッドの圧縮率等を制御している。現状では、
圧縮率については数％程度の研磨パッドが用いられてお
り、低圧縮率のものが外周ダレ制御に効果が見られるこ
とが知られている。
織布タイプの研磨パッド等はポリエステルフェルトにポ
リウレタン等の樹脂を含浸させ硬化させ、その表面を超
硬砥粒の付いたロール状の砥石で研削（バフィングとい
う）して任意の特性の研磨パッドを作製している。樹脂
の材質や含浸量及び表面のバフィング加工条件によって
その研磨パッドの圧縮率等を制御している。現状では、
圧縮率については数％程度の研磨パッドが用いられてお
り、低圧縮率のものが外周ダレ制御に効果が見られるこ
とが知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】研磨工程では、研磨さ
れたウェーハの品質を一定に保つことが重要である。そ
の為には、研磨パッドの安定性が重要であるが、特に研
磨パッド表面の面粗さや研磨パッドの圧縮率、圧縮弾性
率等が問題となる。
れたウェーハの品質を一定に保つことが重要である。そ
の為には、研磨パッドの安定性が重要であるが、特に研
磨パッド表面の面粗さや研磨パッドの圧縮率、圧縮弾性
率等が問題となる。
【０００８】例えば、研磨パッドの圧縮率を小さくする
と、研磨装置精度の影響（定盤の形状や定盤の面振れや
加工時の振動等）を吸収できず平坦度（以下、フラット
ネスということがある。）が悪化する問題が発生してい
る。逆に、圧縮率を大きくし過ぎると研磨パッドの沈み
込量が大きくなり、外周ダレを引き起こす。
と、研磨装置精度の影響（定盤の形状や定盤の面振れや
加工時の振動等）を吸収できず平坦度（以下、フラット
ネスということがある。）が悪化する問題が発生してい
る。逆に、圧縮率を大きくし過ぎると研磨パッドの沈み
込量が大きくなり、外周ダレを引き起こす。
【０００９】また、研磨パッドの表面粗さにおいては、
表面が滑らかで含浸樹脂の存在比が多いと研磨パッドと
ウェーハ外周部との接触率が高くなり外周ダレが強くな
る。逆にバフィングを粗くしてパッド表面の粗さを大き
くすると圧縮率自体が大きくなり、やはり外周ダレがよ
り強くなる。
表面が滑らかで含浸樹脂の存在比が多いと研磨パッドと
ウェーハ外周部との接触率が高くなり外周ダレが強くな
る。逆にバフィングを粗くしてパッド表面の粗さを大き
くすると圧縮率自体が大きくなり、やはり外周ダレがよ
り強くなる。
【００１０】本発明は、上記事情を鑑みなされたもので
あって、ウェーハの外周ダレを効果的に防止するウェー
ハの研磨方法及びそのウェーハの研磨方法に好適に用い
られるウェーハ研磨用研磨パッドを提供することを目的
とする。
あって、ウェーハの外周ダレを効果的に防止するウェー
ハの研磨方法及びそのウェーハの研磨方法に好適に用い
られるウェーハ研磨用研磨パッドを提供することを目的
とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】表面粗さと圧縮率は関連
のある品質で、表面粗さを粗くすると圧縮率は大きくな
ってしまう傾向がある。外周ダレをなくすにはなるべく
表面粗さは大きくし、圧縮率は小さくしたいが、相反す
る品質でこれまでは一方の品質のみの制御となってい
た。上記課題を解決するため、本発明者らが鋭意調査し
たところ、平坦度を維持するには、これらの特性の比を
取ることで最適な研磨パッドの品質を規定できることを
発見し、本発明を完成させた。
のある品質で、表面粗さを粗くすると圧縮率は大きくな
ってしまう傾向がある。外周ダレをなくすにはなるべく
表面粗さは大きくし、圧縮率は小さくしたいが、相反す
る品質でこれまでは一方の品質のみの制御となってい
た。上記課題を解決するため、本発明者らが鋭意調査し
たところ、平坦度を維持するには、これらの特性の比を
取ることで最適な研磨パッドの品質を規定できることを
発見し、本発明を完成させた。
【００１２】つまり、本発明のウェーハの研磨方法は、
不織布に樹脂を含浸させた研磨パッドにウェーハ主面を
摺接させて鏡面研磨する方法において、前記研磨パッド
の表面粗さと圧縮率の比｛表面粗さＲａ（μｍ）／圧縮
率（％）｝を３.８以上にし研磨することを特徴とす
る。
不織布に樹脂を含浸させた研磨パッドにウェーハ主面を
摺接させて鏡面研磨する方法において、前記研磨パッド
の表面粗さと圧縮率の比｛表面粗さＲａ（μｍ）／圧縮
率（％）｝を３.８以上にし研磨することを特徴とす
る。
【００１３】本発明のウェーハ研磨用研磨パッドは、不
織布に樹脂を含浸させた研磨パッドにおいて、前記研磨
パッドの表面粗さと圧縮率の比｛表面粗さ（μｍ）／圧
縮率（％）｝を３．８以上にしたことを特徴とする。
織布に樹脂を含浸させた研磨パッドにおいて、前記研磨
パッドの表面粗さと圧縮率の比｛表面粗さ（μｍ）／圧
縮率（％）｝を３．８以上にしたことを特徴とする。
【００１４】上記した表面粗さと圧縮率の比が大きいほ
ど平坦度が良くなる傾向にあるため、この比の上限は特
に限定するものではないが、表面粗さや圧縮率を考慮す
ると１０以下が適当である。特に研磨布の製造のしやす
さ等を考慮すると５〜６程度が好ましい。
ど平坦度が良くなる傾向にあるため、この比の上限は特
に限定するものではないが、表面粗さや圧縮率を考慮す
ると１０以下が適当である。特に研磨布の製造のしやす
さ等を考慮すると５〜６程度が好ましい。
【００１５】特に、圧縮率は２％以上４．５％以下であ
ることが好ましい。２％未満の圧縮率の場合、研磨装置
定盤形状の影響や加工時の僅かな振動の影響が吸収でき
ず、逆に外周ダレを発生させてしまう。また、圧縮率が
４．５％を越えると研磨パッドの沈み込みにより逆に外
周ダレが強くなってしまう。
ることが好ましい。２％未満の圧縮率の場合、研磨装置
定盤形状の影響や加工時の僅かな振動の影響が吸収でき
ず、逆に外周ダレを発生させてしまう。また、圧縮率が
４．５％を越えると研磨パッドの沈み込みにより逆に外
周ダレが強くなってしまう。
【００１６】また、表面粗さも１５μｍ〜１９μｍの範
囲で制御すると好ましい。この範囲の研磨パッドであれ
ば、高品質なウェーハが研磨できる。
囲で制御すると好ましい。この範囲の研磨パッドであれ
ば、高品質なウェーハが研磨できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一つの実施の形態
を添付図面に基づいて説明するが、図示例は例示的に示
されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種
々の変形が可能なことはいうまでもない。図４は本発明
の研磨方法に用いられる研磨装置の一例を示したもので
あり、枚葉式研磨ヘッドを具備したワークの研磨装置の
構成概要を説明するための要部概略断面説明図である。
を添付図面に基づいて説明するが、図示例は例示的に示
されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種
々の変形が可能なことはいうまでもない。図４は本発明
の研磨方法に用いられる研磨装置の一例を示したもので
あり、枚葉式研磨ヘッドを具備したワークの研磨装置の
構成概要を説明するための要部概略断面説明図である。
【００１８】図４において、符号１０は研磨装置で、ウ
ェーハＷ、例えばシリコン等の半導体ウェーハの片面を
研磨する装置として構成される。研磨装置１０は、回転
する定盤（回転テーブル）１２と研磨ヘッド１４及び研
磨剤供給管１６を有している。この定盤１２は回転軸１
８により所定の回転速度で回転され、その上面には研磨
パッド２０が貼付してある。
ェーハＷ、例えばシリコン等の半導体ウェーハの片面を
研磨する装置として構成される。研磨装置１０は、回転
する定盤（回転テーブル）１２と研磨ヘッド１４及び研
磨剤供給管１６を有している。この定盤１２は回転軸１
８により所定の回転速度で回転され、その上面には研磨
パッド２０が貼付してある。
【００１９】そして、ウェーハＷは、真空吸着等により
研磨ヘッド１４のウェーハ保持盤基体２２のウェーハ保
持面２２ａに保持され、研磨ヘッド１４により回転され
ると同時に所定の荷重で定盤１２の研磨パッド２０に押
しつけられる。
研磨ヘッド１４のウェーハ保持盤基体２２のウェーハ保
持面２２ａに保持され、研磨ヘッド１４により回転され
ると同時に所定の荷重で定盤１２の研磨パッド２０に押
しつけられる。
【００２０】研磨剤Ｌの供給は研磨剤供給管１６から所
定の流量で研磨パッド２０上に供給し、この研磨剤Ｌが
ウェーハＷと研磨パッド２０の間に供給されることによ
りウェーハＷの表面が研磨される。
定の流量で研磨パッド２０上に供給し、この研磨剤Ｌが
ウェーハＷと研磨パッド２０の間に供給されることによ
りウェーハＷの表面が研磨される。
【００２１】さらに、研磨ヘッド１４は、ウェーハ保持
面２２ａと多数の吸着貫通孔ｈをもつウェーハ保持盤本
体２２及び保持盤裏板２４とから構成され、吸着貫通孔
ｈは保持盤裏板２４に設けた真空用溝２６を経てバキュ
ーム路２８から不図示の真空装置につながり、真空の発
生によってウェーハ保持面２２ａにウェーハＷを吸着保
持するようになっている。
面２２ａと多数の吸着貫通孔ｈをもつウェーハ保持盤本
体２２及び保持盤裏板２４とから構成され、吸着貫通孔
ｈは保持盤裏板２４に設けた真空用溝２６を経てバキュ
ーム路２８から不図示の真空装置につながり、真空の発
生によってウェーハ保持面２２ａにウェーハＷを吸着保
持するようになっている。
【００２２】更に外カバー３０と保持盤裏板２４及び環
状弾性体３２とで囲まれる空間３４を形成し、該空間３
４に加圧空気供給路３６が延設され、不図示の加圧空気
供給装置につながっている。この加圧空気供給装置の圧
力調整により、研磨圧力を調整可能にしている。
状弾性体３２とで囲まれる空間３４を形成し、該空間３
４に加圧空気供給路３６が延設され、不図示の加圧空気
供給装置につながっている。この加圧空気供給装置の圧
力調整により、研磨圧力を調整可能にしている。
【００２３】本発明のウェーハの研磨方法に用いられる
研磨装置は図４に示した形態に限定するものではないこ
とは勿論である。
研磨装置は図４に示した形態に限定するものではないこ
とは勿論である。
【００２４】本発明のウェーハの研磨方法は、例えば、
図４に示したような研磨装置１０において、研磨パッド
２０として本発明の特定の性能を有する研磨パッドを用
いるものである。本発明方法で用いる研磨パッド、即
ち、本発明の研磨パッドは、研磨前の段階で｛表面粗さ
（μｍ）／圧縮率（％）｝が３．８以上であることが必
須である。つまり、アズレシーブの状態（研磨布を製造
した段階又は購入した段階））で研磨パッドの品質を、
本発明における所定の条件を具備するように調整する。
図４に示したような研磨装置１０において、研磨パッド
２０として本発明の特定の性能を有する研磨パッドを用
いるものである。本発明方法で用いる研磨パッド、即
ち、本発明の研磨パッドは、研磨前の段階で｛表面粗さ
（μｍ）／圧縮率（％）｝が３．８以上であることが必
須である。つまり、アズレシーブの状態（研磨布を製造
した段階又は購入した段階））で研磨パッドの品質を、
本発明における所定の条件を具備するように調整する。
【００２５】ここで、研磨パッドの圧縮率はJIS L-1096
に準拠した方法で測定する。具体的にはデジタルリニア
ゲージ（例えば、ミツトヨ製１ＤＢ−１１２Ｍ）を使用
し、初荷重ＷＯを負荷後１分後の厚さＴ１を読み、同時
に荷重をＷ１に増やし、１分後の厚さＴ２を読む。そし
て圧縮率（％）は、｛（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ１｝×１００
で算出する。初荷重Ｗ０は３００ｇ／ｃｍ2、荷重Ｗ１
は１８００ｇ／ｃｍ2で評価する。
に準拠した方法で測定する。具体的にはデジタルリニア
ゲージ（例えば、ミツトヨ製１ＤＢ−１１２Ｍ）を使用
し、初荷重ＷＯを負荷後１分後の厚さＴ１を読み、同時
に荷重をＷ１に増やし、１分後の厚さＴ２を読む。そし
て圧縮率（％）は、｛（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ１｝×１００
で算出する。初荷重Ｗ０は３００ｇ／ｃｍ2、荷重Ｗ１
は１８００ｇ／ｃｍ2で評価する。
【００２６】また、表面粗さは、研磨パッドの表面を触
針式の粗さ測定器（例えば、東京精密製 Ｓｕｒｆｃｏ
ｍ４８０Ａ）を用い、所定の測定条件（測定長１２．５
ｍｍ、測定速度０．３ｍｍ／ｍｉｎ、カットオフ２．５
ｍｍ、Ｒａ値）で測定する。
針式の粗さ測定器（例えば、東京精密製 Ｓｕｒｆｃｏ
ｍ４８０Ａ）を用い、所定の測定条件（測定長１２．５
ｍｍ、測定速度０．３ｍｍ／ｍｉｎ、カットオフ２．５
ｍｍ、Ｒａ値）で測定する。
【００２７】特に、本発明方法に用いる研磨パッド、即
ち本発明の研磨パッドの圧縮率は２％以上４．５％以下
であることが好ましい。したがって、表面粗さＲａ（μ
ｍ）／圧縮率（％）＝３．８以上という本発明の特徴を
示す関係式より、本発明の研磨パッドの表面粗さは好ま
しくは７．６μｍ以上であり、更に好ましくは、１５μ
ｍ〜１９μｍの範囲で制御すると良い。例えば、表面粗
さ１８μｍの研磨パッドでは圧縮率が２％〜４．７％、
表面粗さが１５μｍの研磨パッドでは圧縮率が２％〜
３．９％程度の研磨パッドにするのが好適である。
ち本発明の研磨パッドの圧縮率は２％以上４．５％以下
であることが好ましい。したがって、表面粗さＲａ（μ
ｍ）／圧縮率（％）＝３．８以上という本発明の特徴を
示す関係式より、本発明の研磨パッドの表面粗さは好ま
しくは７．６μｍ以上であり、更に好ましくは、１５μ
ｍ〜１９μｍの範囲で制御すると良い。例えば、表面粗
さ１８μｍの研磨パッドでは圧縮率が２％〜４．７％、
表面粗さが１５μｍの研磨パッドでは圧縮率が２％〜
３．９％程度の研磨パッドにするのが好適である。
【００２８】本発明の研磨パッドの製造方法は特に従来
方法とは違わないが、本発明の研磨パッドでは特に圧縮
率と表面粗さの関係に注意し製造する必要がある。本発
明の研磨パッドに要求される条件を有する研磨パッドを
製造するには、例えば、研磨パッドを製造する時の条
件、例えば不織布タイプの研磨布でポリエステルフェル
トにポリウレタンを含浸させたものであれば、ポリウレ
タンの含浸量を調整し、まず圧縮率を２％程度（２％よ
りやや小さく）にし、次に目の粗さが＃１００前後の砥
石により研磨パッド表面をバフィングすることにより粗
さを調整し本発明の条件を満たすようにすればよい。
方法とは違わないが、本発明の研磨パッドでは特に圧縮
率と表面粗さの関係に注意し製造する必要がある。本発
明の研磨パッドに要求される条件を有する研磨パッドを
製造するには、例えば、研磨パッドを製造する時の条
件、例えば不織布タイプの研磨布でポリエステルフェル
トにポリウレタンを含浸させたものであれば、ポリウレ
タンの含浸量を調整し、まず圧縮率を２％程度（２％よ
りやや小さく）にし、次に目の粗さが＃１００前後の砥
石により研磨パッド表面をバフィングすることにより粗
さを調整し本発明の条件を満たすようにすればよい。
【００２９】また、本発明方法においては、ウェーハの
研磨中も、研磨パッドの｛表面粗さ（μｍ）／圧縮率
（％）｝を３．８以上とする必要がある。しかし、研磨
条件、例えば研磨剤等の影響や使用時間等で研磨パッド
の品質は研磨中でも変化していくことは避けられない。
従って、現実の研磨作業においては、少なくとも研磨パ
ッドを使用する開始段階でこの範囲に入るようにする。
また、繰り返し研磨を行なった場合、徐々に研磨パッド
の品質も変化していくが、その途中で研磨パッドのドレ
ッシング等を行ない｛表面粗さ（μｍ）／圧縮率
（％）｝を３．８以上となるように調整すればよい。
研磨中も、研磨パッドの｛表面粗さ（μｍ）／圧縮率
（％）｝を３．８以上とする必要がある。しかし、研磨
条件、例えば研磨剤等の影響や使用時間等で研磨パッド
の品質は研磨中でも変化していくことは避けられない。
従って、現実の研磨作業においては、少なくとも研磨パ
ッドを使用する開始段階でこの範囲に入るようにする。
また、繰り返し研磨を行なった場合、徐々に研磨パッド
の品質も変化していくが、その途中で研磨パッドのドレ
ッシング等を行ない｛表面粗さ（μｍ）／圧縮率
（％）｝を３．８以上となるように調整すればよい。
【００３０】
【実施例】以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的
に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもの
で限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもな
い。
に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもの
で限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもな
い。
【００３１】（実験例１）研磨パッドの｛表面粗さ（μ
ｍ）／圧縮率（％）｝を変化させ、研磨後のウェーハフ
ラットネスとの関係を調べた。フラットネスはＡＤＥ社
のフラットネステスター９７００Ｅ＋を用い、エッジ除
外２ｍｍで２５ｍｍセルのサイズでＳＦＱＲ（Site Fro
nt least sQuares〈site〉Range：サイト毎のウェーハ
表面の高低差）を測定し、ウェーハ面内のセルのＭａｘ
値（ＳＦＱＲｍａｘ）を評価した。
ｍ）／圧縮率（％）｝を変化させ、研磨後のウェーハフ
ラットネスとの関係を調べた。フラットネスはＡＤＥ社
のフラットネステスター９７００Ｅ＋を用い、エッジ除
外２ｍｍで２５ｍｍセルのサイズでＳＦＱＲ（Site Fro
nt least sQuares〈site〉Range：サイト毎のウェーハ
表面の高低差）を測定し、ウェーハ面内のセルのＭａｘ
値（ＳＦＱＲｍａｘ）を評価した。
【００３２】エッチング処理された８インチウェーハに
ついて、図４に示した研磨装置と同様の研磨装置に｛表
面粗さ（μｍ）／圧縮率（％）｝の異なる研磨パッドを
張り付け、研磨圧力３００ｇ／ｃｍ2及び研磨時間１５
分の研磨条件で、コロイダルシリカ含有の研磨剤（ｐＨ
＝１０．５）を用い研磨した。
ついて、図４に示した研磨装置と同様の研磨装置に｛表
面粗さ（μｍ）／圧縮率（％）｝の異なる研磨パッドを
張り付け、研磨圧力３００ｇ／ｃｍ2及び研磨時間１５
分の研磨条件で、コロイダルシリカ含有の研磨剤（ｐＨ
＝１０．５）を用い研磨した。
【００３３】研磨後のフラットネス（ＳＦＱＲｍａｘ：
エッジ除外２ｍｍの場合）の結果と研磨パッドの（｛表
面粗さ（μｍ）／圧縮率（％）｝）の関係を図１に示
す。図１に示すように、この比はフラットネスに大きく
影響し、直線状の良い相関があることがわかった。つま
り｛表面粗さ（μｍ）／圧縮率（％）｝で研磨パッドの
品質を規定することが重要であることがわかる。
エッジ除外２ｍｍの場合）の結果と研磨パッドの（｛表
面粗さ（μｍ）／圧縮率（％）｝）の関係を図１に示
す。図１に示すように、この比はフラットネスに大きく
影響し、直線状の良い相関があることがわかった。つま
り｛表面粗さ（μｍ）／圧縮率（％）｝で研磨パッドの
品質を規定することが重要であることがわかる。
【００３４】現状では、平坦度としてＳＦＱＲｍａｘ＝
０．１３μｍ以下の品質が要求されており、この比で規
定する場合、その比が３．８以上であれば、安定して高
平坦度のウェーハが得られることがわかる。
０．１３μｍ以下の品質が要求されており、この比で規
定する場合、その比が３．８以上であれば、安定して高
平坦度のウェーハが得られることがわかる。
【００３５】なお、図２には、研磨パッドの表面粗さ
（μｍ）とフラットネス（エッジ除外２ｍｍの場合）と
の関係、図３には研磨パッドの圧縮率とフラットネス
（エッジ除外２ｍｍの場合）との関係を示す。これらの
図からわかるように、個別に表面粗さ、圧縮率を制御し
てもフラットネスと相関は低く、好ましい研磨パッドを
規定できないが、本発明のように｛表面粗さ（μｍ）／
圧縮率（％）｝の比を取る事で、フラットネスの制御が
容易な研磨パッドを規定できる。特に上記｛表面粗さ
（μｍ）／圧縮率（％）｝の比が３．８以上であると今
後要求されるフラットネスのウェーハを容易に製造でき
好ましい。
（μｍ）とフラットネス（エッジ除外２ｍｍの場合）と
の関係、図３には研磨パッドの圧縮率とフラットネス
（エッジ除外２ｍｍの場合）との関係を示す。これらの
図からわかるように、個別に表面粗さ、圧縮率を制御し
てもフラットネスと相関は低く、好ましい研磨パッドを
規定できないが、本発明のように｛表面粗さ（μｍ）／
圧縮率（％）｝の比を取る事で、フラットネスの制御が
容易な研磨パッドを規定できる。特に上記｛表面粗さ
（μｍ）／圧縮率（％）｝の比が３．８以上であると今
後要求されるフラットネスのウェーハを容易に製造でき
好ましい。
【００３６】（実施例１）図４に示した研磨装置と同様
の研磨装置に、圧縮率３．９％、表面粗さ１６．２μｍ
の研磨パッド（｛表面粗さ（μｍ）／圧縮率（％）｝＝
４．１５）を用い８インチウェーハ１００枚を研磨し
た。研磨したウェーハの平坦度を周辺３ｍｍ除外及び周
辺２ｍｍ除外の厳しい条件で測定した。
の研磨装置に、圧縮率３．９％、表面粗さ１６．２μｍ
の研磨パッド（｛表面粗さ（μｍ）／圧縮率（％）｝＝
４．１５）を用い８インチウェーハ１００枚を研磨し
た。研磨したウェーハの平坦度を周辺３ｍｍ除外及び周
辺２ｍｍ除外の厳しい条件で測定した。
【００３７】研磨の結果、すべてのウェーハでＳＦＱＲ
ｍａｘ＝０．１２μｍ以下の平坦度が得られた。２ｍｍ
除外で評価してもＳＦＱＲｍａｘ＝０．１２μｍ以下の
フラットネスであり、外周部まで平坦なウェーハが安定
して研磨されている事がわかる。
ｍａｘ＝０．１２μｍ以下の平坦度が得られた。２ｍｍ
除外で評価してもＳＦＱＲｍａｘ＝０．１２μｍ以下の
フラットネスであり、外周部まで平坦なウェーハが安定
して研磨されている事がわかる。
【００３８】（実施例２）図４に示した研磨装置と同様
の研磨装置に、圧縮率４．６％、表面粗さ１７．８μｍ
の研磨パッド（｛表面粗さ（μｍ）／圧縮率（％）｝＝
３．８７）を用い８インチウェーハ１００枚を研磨し
た。研磨したウェーハの平坦度を周辺３ｍｍ除外及び周
辺２ｍｍ除外の厳しい条件で平坦度を測定した。
の研磨装置に、圧縮率４．６％、表面粗さ１７．８μｍ
の研磨パッド（｛表面粗さ（μｍ）／圧縮率（％）｝＝
３．８７）を用い８インチウェーハ１００枚を研磨し
た。研磨したウェーハの平坦度を周辺３ｍｍ除外及び周
辺２ｍｍ除外の厳しい条件で平坦度を測定した。
【００３９】研磨の結果、すべてのウェーハでＳＦＱＲ
ｍａｘ＝０．１３μｍ以下の平坦度が得られた。２ｍｍ
除外でも評価してもＳＦＱＲｍａｘ＝０．１３μｍ以下
のフラットネスであり、外周部まで平坦なウェーハが安
定して研磨されている事がわかる。
ｍａｘ＝０．１３μｍ以下の平坦度が得られた。２ｍｍ
除外でも評価してもＳＦＱＲｍａｘ＝０．１３μｍ以下
のフラットネスであり、外周部まで平坦なウェーハが安
定して研磨されている事がわかる。
【００４０】（実施例３）図４に示した研磨装置と同様
の研磨装置に、圧縮率３．２％、表面粗さ１７．５μｍ
の研磨パッド（｛表面粗さ（μｍ）／圧縮率（％）｝＝
５．４７）を用い８インチウェーハ１００枚を研磨し
た。研磨したウェーハの平坦度を周辺３ｍｍ除外及び周
辺２ｍｍ除外の厳しい条件で平坦度を測定した。
の研磨装置に、圧縮率３．２％、表面粗さ１７．５μｍ
の研磨パッド（｛表面粗さ（μｍ）／圧縮率（％）｝＝
５．４７）を用い８インチウェーハ１００枚を研磨し
た。研磨したウェーハの平坦度を周辺３ｍｍ除外及び周
辺２ｍｍ除外の厳しい条件で平坦度を測定した。
【００４１】研磨の結果、すべてのウェーハでＳＦＱＲ
ｍａｘ＝０．１０μｍ以下の平坦度が得られた。２ｍｍ
除外で評価してもＳＦＱＲｍａｘ＝０．１０μｍ以下の
フラットネスであり、外周部まで平坦なウェーハが安定
して研磨されている事がわかる。
ｍａｘ＝０．１０μｍ以下の平坦度が得られた。２ｍｍ
除外で評価してもＳＦＱＲｍａｘ＝０．１０μｍ以下の
フラットネスであり、外周部まで平坦なウェーハが安定
して研磨されている事がわかる。
【００４２】（比較例１）図４に示した研磨装置と同様
の研磨装置に、圧縮率４．６％、表面粗さ１４．５μｍ
の研磨パッド（｛表面粗さ（μｍ）／圧縮率（％）｝＝
３．１７）を用い８インチウェーハ１００枚を研磨し
た。研磨したウェーハの平坦度を周辺３ｍｍ除外及び周
辺２ｍｍ除外の厳しい条件で平坦度を測定した。
の研磨装置に、圧縮率４．６％、表面粗さ１４．５μｍ
の研磨パッド（｛表面粗さ（μｍ）／圧縮率（％）｝＝
３．１７）を用い８インチウェーハ１００枚を研磨し
た。研磨したウェーハの平坦度を周辺３ｍｍ除外及び周
辺２ｍｍ除外の厳しい条件で平坦度を測定した。
【００４３】研磨の結果、すべてのウェーハで３ｍｍ除
外のＳＦＱＲｍａｘ＝０．１４μｍ程度であり、０．１
３μｍ以下の平坦度は得られなかった。２ｍｍ除外で評
価した場合は、０．１６μｍ程度で３ｍｍ除外より悪い
値が得られ、外周がダレてしまっている事がわかる。
外のＳＦＱＲｍａｘ＝０．１４μｍ程度であり、０．１
３μｍ以下の平坦度は得られなかった。２ｍｍ除外で評
価した場合は、０．１６μｍ程度で３ｍｍ除外より悪い
値が得られ、外周がダレてしまっている事がわかる。
【００４４】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明の研磨パッド
を用いた研磨方法によれば、ウェーハの研磨にあたり、
外周ダレ、特にエッジ部３ｍｍよりも外周のダレを制御
することが可能となり、２ｍｍ除外でＳＦＱＲｍａｘ＝
０．１３μｍ以下のフラットネスの達成が可能となる。
を用いた研磨方法によれば、ウェーハの研磨にあたり、
外周ダレ、特にエッジ部３ｍｍよりも外周のダレを制御
することが可能となり、２ｍｍ除外でＳＦＱＲｍａｘ＝
０．１３μｍ以下のフラットネスの達成が可能となる。
【図１】 実験例１における研磨パッドの｛表面粗さ
（μｍ）／圧縮率（％）｝とフラットネス（エッジ除外
２ｍｍの場合）との関係を示した図である。
（μｍ）／圧縮率（％）｝とフラットネス（エッジ除外
２ｍｍの場合）との関係を示した図である。
【図２】 実験例１における研磨パッドの表面粗さ（μ
ｍ）とフラットネス（エッジ除外２ｍｍの場合）との関
係を示した図である。
ｍ）とフラットネス（エッジ除外２ｍｍの場合）との関
係を示した図である。
【図３】 実験例１における研磨パッドの圧縮率（％）
とフラットネス（エッジ除外２ｍｍの場合）との関係を
示した図である
とフラットネス（エッジ除外２ｍｍの場合）との関係を
示した図である
【図４】 本発明方法に用いられる研磨装置の一例を示
す要部概略断面説明図である。
す要部概略断面説明図である。
１０：研磨装置、１２：定盤、１４：研磨ヘッド、１
６：研磨剤供給管、１８：回転軸、２０：研磨パッド、
２２：ウェーハ保持盤基体、２２ａ：ウェーハ保持面、
２４：保持盤裏板、２６：真空用溝、２８：バキューム
路、３０：外カバー、３２：環状弾性体、３４：空間、
３６：加圧空気供給管、Ｌ：研磨剤、Ｗ：ウェーハ。
６：研磨剤供給管、１８：回転軸、２０：研磨パッド、
２２：ウェーハ保持盤基体、２２ａ：ウェーハ保持面、
２４：保持盤裏板、２６：真空用溝、２８：バキューム
路、３０：外カバー、３２：環状弾性体、３４：空間、
３６：加圧空気供給管、Ｌ：研磨剤、Ｗ：ウェーハ。
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フロントページの続き
(72)発明者 冨井 和弥
東京都千代田区丸の内１丁目４番２号 信
越半導体株式会社内
(72)発明者 伊藤 栄直
奈良県大和郡山市池沢町172 ロデール・
ニッタ株式会社奈良工場内
(72)発明者 安在 健一
奈良県大和郡山市池沢町172 ロデール・
ニッタ株式会社奈良工場内
(72)発明者 井上 憲一
奈良県大和郡山市池沢町172 ロデール・
ニッタ株式会社奈良工場内
Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AA09 CA01 CB01 CB10
Claims (6)
- 【請求項１】 不織布に樹脂を含浸させた研磨パッドに
ウェーハ主面を摺接させて、鏡面研磨するウェーハの研
磨方法において、前記研磨パッドの表面粗さと圧縮率の
比｛表面粗さＲａ（μｍ）／圧縮率（％）｝を３.８以
上にし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】 前記研磨パッドの圧縮率を２％以上４．
５％以下としたことを特徴とするウェーハの研磨方法。 - 【請求項３】 前記研磨パッドの表面粗さを１５μｍ〜
１９μｍとした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】 不織布に樹脂を含浸させたウェーハ研磨
用研磨パッドにおいて、前記研磨パッドの表面粗さと圧
縮率の比｛表面粗さ（μｍ）／圧縮率（％）｝を３.８
以上にしたことを特徴とするウェーハ研磨用研磨パッ
ド。 - 【請求項５】 前記研磨パッドの圧縮率を２％以上４．
５％以下としたことを特徴とする請求項４記載のウェー
ハ研磨用研磨パッド。 - 【請求項６】 前記研磨パッドの表面粗さを１５μｍ〜
１９μｍとしたことを特徴とする請求項４又は５記載の
ウェーハ研磨用研磨パッド。
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP2001333233A JP3664676B2 (ja) | 2001-10-30 | 2001-10-30 | ウェーハの研磨方法及びウェーハ研磨用研磨パッド |
| CNB028214021A CN1299335C (zh) | 2001-10-30 | 2002-10-25 | 晶片的研磨方法及晶片研磨用研磨垫 |
| PCT/JP2002/011094 WO2003038882A1 (fr) | 2001-10-30 | 2002-10-25 | Procede et patin de polissage de plaquette |
| KR10-2004-7004745A KR20040097982A (ko) | 2001-10-30 | 2002-10-25 | 웨이퍼의 연마방법 및 웨이퍼 연마용 연마 패드 |
| EP20020773017 EP1441386A1 (en) | 2001-10-30 | 2002-10-25 | Method and pad for polishing wafer |
| US10/493,494 US7695347B2 (en) | 2001-10-30 | 2002-10-25 | Method and pad for polishing wafer |
| TW91132083A TWI289889B (en) | 2001-10-30 | 2002-10-29 | Method of polishing wafer and polishing pad for polishing wafer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001333233A JP3664676B2 (ja) | 2001-10-30 | 2001-10-30 | ウェーハの研磨方法及びウェーハ研磨用研磨パッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003142437A true JP2003142437A (ja) | 2003-05-16 |
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Family
ID=19148535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001333233A Expired - Lifetime JP3664676B2 (ja) | 2001-10-30 | 2001-10-30 | ウェーハの研磨方法及びウェーハ研磨用研磨パッド |
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| EP (1) | EP1441386A1 (ja) |
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| KR (1) | KR20040097982A (ja) |
| CN (1) | CN1299335C (ja) |
| TW (1) | TWI289889B (ja) |
| WO (1) | WO2003038882A1 (ja) |
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| JP4895530B2 (ja) * | 2005-05-16 | 2012-03-14 | 京セラミタ株式会社 | 画像形成装置 |
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| US8883034B2 (en) * | 2009-09-16 | 2014-11-11 | Brian Reiss | Composition and method for polishing bulk silicon |
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| CN106002498B (zh) * | 2016-08-01 | 2018-04-06 | 中国电子科技集团公司第四十六研究所 | 一种有机dast晶体的表面研磨工艺方法 |
| JP2018074019A (ja) * | 2016-10-31 | 2018-05-10 | 株式会社Sumco | ウェーハの製造方法およびウェーハ |
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| JP6951895B2 (ja) * | 2017-07-25 | 2021-10-20 | ニッタ・デュポン株式会社 | 研磨布 |
| JP7306234B2 (ja) * | 2019-11-19 | 2023-07-11 | 株式会社Sumco | ウェーハの研磨方法及びシリコンウェーハ |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH10128674A (ja) | 1996-10-28 | 1998-05-19 | Rooder Nitta Kk | 研磨用パッド |
| US6126532A (en) * | 1997-04-18 | 2000-10-03 | Cabot Corporation | Polishing pads for a semiconductor substrate |
| WO1998047662A1 (en) * | 1997-04-18 | 1998-10-29 | Cabot Corporation | Polishing pad for a semiconductor substrate |
| US5797076A (en) * | 1997-05-12 | 1998-08-18 | Lexmark International, Inc. | Abrasive shim compliant doctor blade |
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-
2001
- 2001-10-30 JP JP2001333233A patent/JP3664676B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2002
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