JP2004223684A

JP2004223684A - ウェーハノッチ研磨用パッド

Info

Publication number: JP2004223684A
Application number: JP2003017309A
Authority: JP
Inventors: Takao Sakamoto; 多可雄坂本
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 2003-01-27
Filing date: 2003-01-27
Publication date: 2004-08-12

Abstract

【課題】オーバーポリッシュ現象を抑制でき、削り残しが無い状態でノッチを研磨加工できるウェーハノッチ研磨用パッドを提供する。
【解決手段】ウェーハ（１）のノッチ（２）を研磨するためのウェーハノッチ研磨用パッドにおいて、パッド（３）の外周部（６）が、内側の軟質パッド層（６ａ）と、外側の硬質パッド層（６ｂ）からなり、軟質パッド層（６ａ）は、硬度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）が８０以下で、圧縮率が６％以上であり、硬質パッド層（６ｂ）は、硬度（ＪＩＳ−Ａ）が８５以上で、圧縮率が３％以下である。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウェーハ等のノッチを研磨するためのウェーハノッチ研磨用パッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリコンウェーハには、半導体製造プロセスにおける位置決めおよび方向付けをするために外周の一部に小さな切り欠きすなわちノッチを形成させている。しかしながら、半導体製造プロセスにおいて、シリコンウェーハの位置決めの際に、ノッチ部に硬質なピンを係合させるさせるため、ノッチ部にカケが発生して発塵の要因となってしまうため、半導体集積回路素子の大幅な集積度の向上要求に答えるために、発塵防止、面取り部の強度向上を目的にノッチ部の鏡面化が行われている。
【０００３】
なお、ノッチ部を研磨する方法においては、図４に示すように、ウェーハ５１のノッチ５２に対して円盤状のパッド５３の外周部をノッチ部に押圧し、研磨剤を流しながらパッド５３とウェーハ５１を回転させ研磨を行うのが一般的である。
【０００４】
なお、このようにノッチ部を研磨する研磨装置として、例えば、特許文献１記載のウェーハノッチ部の研磨装置は、ウェーハを保持可能なテーブルと、ウェーハ面に平行な軸を中心に回転可能で、かつ、外周部形状がほぼノッチ形状に近い回転パブと、この回転パブを回転させる第１のモータと、前記回転パブを前記テーブルに保持されるウェーハに対して隣接可能なリンク機構と、このリンク機構を構成するリンクのうち、前記回転バブを保持するリンクを他のリンクとは独立に動作せしめることが可能なシリンダ装置と、前記リンク機構を動作させて、前記回転バブを旋回させる第２のモータを備えた研磨装置が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２では周縁及びノッチに面取りをした半導体ウエハ１０を固定するウエハチャックテーブル１２と、半導体ウエハ１０と直交して当接し、ノッチ表面を回転しながら鏡面加工する研磨ディスク８と、ウエハチャックテーブル１２をウエハ水平位置から所定角度傾斜させるウエハ傾斜手段と、研磨ディスク８を回転させるためのモータ１と、モータ１で駆動されるとともにその一端が研磨ディスク８に連結されたスピンドル６と、スピンドル６を保持すると共にモータを載置する主軸台５と、主軸台５をスライドさせるスライド手段１４と、スライド手段１４を荷重する荷重手段１９とを備え、スライド手段１４を荷重することにより研磨ディスク８の回転中心に向けてノッチの鏡面加工箇所を当接させ、ウエハノッチ面を鏡面加工する事が記載されている（特許文献２
【図１】参考）。
【０００６】
なお、ウェーハノッチ部に接触させる研磨布は、一般的に高品質の不織布基材に樹脂処理をした研磨布、ポリウレタン樹脂からなる研磨布が好適に用いられる（特許文献２と段落００１５を参考）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−１３２２号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平８−１６８９４７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
なお、前述した従来方式で、研磨布として、ポリウレタン樹脂からなる研磨布を用いて、ウェーハ５１のノッチ５２を研磨した場合、パッド５３の外周部が磨耗していき、研磨布の形状変化を引き起こし、変形した研磨布がノッチ部を越えてウェーハの外周部に達し、その部分においてオーバーポリッシュを引き起こしてしまう。なお、ここで言うオーバーボリッシュの定義としては、ある特異部分が異常にポリッシングされてしまう現象のことを差す。これを抑制するために、パッドをダイヤモンドドレッサー等により定期的にドレス処理を実施し、パッドの形状を補正する。しかしながら、このような研磨後のパッドの表面はウェット状態であるため、ダイヤモンドドレッサー等を用いた場合でもパッドの修正を完全にすることが出来ない。なお、上記問題点を解決する上で、例えば、磨耗しにくい硬質パッドを用いた場合。パットの形状変形が抑制され、それによってオーバーポリッシュが抑制される。しかしながら、ウェーハのノッチ形状は、ウェーハ毎に微妙に異なっているので、ノッチ形状の寸法差を吸収することが出来ず、結果、ノッチ部位において研磨のバラツキが発生する可能性がある。また、仮に、軟質なスエードタイプの研磨布を用いた場合でも、ウェーハのノッチ部に該研磨布を押圧するので、その軟質な変形からウェーハ外周部まで研磨布が達してしまいオーバーポリッシュが発生するため、好適に用いることが難しい。
【００１０】
そこで、本発明は、オーバーポリッシュ現象を回避でき、かつ、ノッチ部の研磨ムラが発生しない好適なウェーハノッチ研磨用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】
本発明の解決手段を例示すると、以下のとおりである。
【００１２】
（１）ウェーハのノッチを研磨するためのウェーハ研磨装置用パッドにおいて、パッド（３）の外周部（６）が、内側の軟質パッド層（６ａ）と、外側の硬質パッド層（６ｂ）からなることを特徴とするウェーハノッチ研磨用パッド。
【００１３】
（２）軟質パッド層（６ａ）は、硬度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）が８０以下で、圧縮率が６％以上であり、硬質パッド層（６ｂ）は、硬度（ＪＩＳ−Ａ）が８５以上で、圧縮率が３％以下であることを特徴とする前述のウェーハノッチ研磨用パッド。
【００１４】
（３）軟質パッド層（６ａ）が、不織布またはスウェードタイプの材料からなり、硬質パッド層（６ｂ）が、ポリウレタンからなることを特徴とする前述のウェーハノッチ研磨用パッド。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明によるウェーハノッチ研磨用パッドは、その表面が硬質な材質で覆われた硬質パッド（６ｂ）とその内部が軟質な材質で構成された軟質パット（６ａ）を有することを特徴とする。好ましくは、硬度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）が８０以下で圧縮率が６％以下の不織布又は、スエードタイプの材料からなる軟質パッドを内側に設け、その表面に、硬度（ＪＩＳ−Ａ）が８５以上で圧縮率が３％以下のポリウレタンからなる硬質パット層を設ける。
【００１６】
なお、より好ましくは、硬質パット（６ｂ）の厚さは、０．３〜１．０ｍｍ程度が望ましい。硬質パット（６ｂ）の厚さが、０．３ｍｍ以下だと内側の軟質パット（６ａ）の影響を拾い、例えば、ノッチ部とウェーハ外周部の境界部付近まで研磨布が達し、結果、その境界部が研磨され、オーバーポリッシュを引き起こす。また、硬質パット（６ｂ）の厚さが１．０ｍｍ以上の場合、ノッチ形状の寸法差を吸収することが出来ず、研磨ムラが発生する。
【００１７】
また、軟質パッド（６ａ）は一般的に使用されているスエードタイプの研磨布が望ましい。また、硬質パッド（６ｂ）は、一般的に硬質なウレタン樹脂、又は、不織布タイプの研磨布を使用することが望ましい。なお、本発明によるウェーハノッチ研磨用パッドは、スエードタイプとウレタン樹脂、スエードタイプと不織布タイプとの貼りあわせ、又は、スエードタイプの研磨布の表面にウレタン樹脂系の硬質な樹脂を被膜しても良い。
【００１８】
このような形状を有したパッドを用いることで、パッド表面には硬質パッド層が存在するため、研磨時の磨耗による形状変化が起きにくく、また、パットの内側は軟質パッドで構成されているため、マクロな形状変化が可能であり、これによりノッチ形状の寸法差を吸収し、ノッチ部の研磨ムラを防止することができる。このような研磨布を一般的なノッチ研磨装置に適用することで好適なノッチ研磨を行うことが可能である。
【００１９】
【実施例】
図１は、本発明によるウェーハ研磨装置用パッドの一例を示す水平断面の概略を示す説明図である。図２は、図１のパッドの垂直断面の概略を示す説明図である。
【００２０】
図１及び図２に示された実施例においては、パッドは、貼り合わせ式パッド３として構成されている。
【００２１】
パッド３は、全体的に円盤状である。
【００２２】
通例、パッド３は、垂直に配置され、その中心を回転軸（水平）として図示省略された回転手段により回転制御される。
【００２３】
パッド３は、基部５と外周部６からなる。
【００２４】
基部５は、厚さの一様な円盤で構成されていて、その円盤の中心が回転中心となっている。基部５の中心に上述の回転手段が接続される。
【００２５】
基部５の外周面にリング状の外周部６が設けられている。
【００２６】
外周部６は、軟質パッド層６ａと硬質パッド層６ｂからなる。
【００２７】
軟質パッド層６ａは、基部５の円周面に沿って丸みのある突起の形に設けられていて、内側が円筒面で、そこから外向きに細くなるようなリングの形に構成されている。水平断面において、軟質パッド層６ａの幅は、内側から外側へ向かって狭くなっていて、その外周面はほぼ放物線形状である。軟質パッド層６ａの材料としては、硬度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）が例えば８０以下、圧縮率が例えば６％以上のものが好ましく用いられる。
【００２８】
硬質パッド層６ｂは、基部５の外周面に接したところを除いて、軟質パッド層６ａの表面の全体を覆うように薄く設けられている。硬質パッド層６ｂの厚みは、０．５〜１．０μｍが望ましい。水平断面において、硬質パッド層６ｂの形状はほぼ放物線形状である。硬質バット層６ｂの材料としては、硬度（ＪＩＳ−Ａ）が例えば８５以上、圧縮率が例えば３％以下のものが好ましく用いられる。
【００２９】
図示例においては、軟質パッド層６ａと硬質パッド層６ｂは貼り合わされて一体のものとなっている。
【００３０】
以下に、本発明によるウェーハ研磨装置用パッドを用いてノッチを研磨した実験結果を説明する。
【００３１】
図３は、研磨した後のウェーハのノッチの状態の一例を顕微鏡写真で示している。
【００３２】
図３の左側は従来のパッドの例を示し、右側は、本発明のパッドの例を示す。両者のそれぞれについて、ウェーハのノッチ加工面とオーバーポリッシュ領域が図３の下側に示されている。
【００３３】
図３には、従来のパッドが変形してライフタイムに至るまでの処理時間と同じ処理時間だけ本発明のパッドを使用した後のノッチの表面状態が示されている。
【００３４】
図３の両者のノッチ表面を比較することにより、本発明によるパッドを用いることで、従来のライフタイムまで処理しても、パッドの変形が少なく、オーバーポリッシュを回避できることが明らかとなる。
【００３５】
さらに、従来、オーバーポリッシュ対策として用いられていた硬質パッドのみからなるパッドを使用した場合には、研磨ムラが見られるが、本発明によるパッドを用いれば、研磨ムラが発生しないことが確認できた。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によるウェーハ研磨装置用パッドを使用すると、パッドが磨耗・変形してオーバーポリッシュを引き起こすことを抑制できる。硬質パッド層のみを使用した場合に発生する研磨ムラも、本発明のパッドを用いれば、生ずることがない。
【００３７】
なお、本発明は上述の実施例に限定されない。たとえば、パッドの形状は任意である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるウェーハノッチ研磨用パッドの水平断面を示す概略説明図。
【図２】図１のパッドの垂直断面を示す概略説明図。
【図３】従来のパッドを用いて加工したノッチの表面状態の一例と、本発明によるウェーハノッチ研磨用パッドを用いて加工したノッチの表面状態を対比して示す。
【図４】従来のパッドが変形する過程を示す説明図。
【符号の説明】
１シリコンウェーハ
２ノッチ
３パッド
５基部
６外周部
６ａ軟質パッド層
６ｂ硬質パッド層

Claims

ウェーハのノッチを研磨するためのウェーハ研磨装置用パッドにおいて、パッド（３）の外周部（６）が、内側の軟質パッド層（６ａ）と、外側の硬質パッド層（６ｂ）からなることを特徴とするウェーハノッチ研磨用パッド。
軟質パッド層（６ａ）は、硬度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）が８０以下で、圧縮率が６％以上であり、硬質パッド層（６ｂ）は、硬度（ＪＩＳ−Ａ）が８５以上で、圧縮率が３％以下であることを特徴とする請求項１に記載のウェーハノッチ研磨用パッド。
軟質パッド層（６ａ）が、不織布またはスウェードタイプの材料からなり、硬質パッド層（６ｂ）が、ポリウレタンからなることを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載のウェーハノッチ研磨用パッド。