【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエーハの研磨技術に関し、特に表面粗さを改善する二次研磨工程或いは仕上げ研磨工程において最適な状態で研磨が行えるウエーハ研磨装置および研磨方法に関する。
【０００２】
【関連技術】
半導体ウエーハ等を鏡面研磨する工程では、ウエーハ研磨装置が用いられるが、例えば、片面研磨方式のウエーハ研磨装置としては、図７に示す構造のものが広く知られている。図７は従来のウエーハ研磨装置の１例を示す要部の断面的概略説明図である。図７において、１０はウエーハ研磨装置で、被研磨体であるウエーハＷをその被研磨面を下向きにした状態で着脱自在に保持する研磨ヘッド本体１６を有する研磨ヘッド１８と、研磨ヘッド本体１６に保持されるウエーハＷに対向するように配置されてウエーハＷの直径よりもかなり大きな径を有する研磨布１２を貼り付けた回転可能な研磨定盤１４と、ウエーハＷの外周縁を保持するガイドリング２０とを備え、研磨に際しては研磨布１２上に研磨剤供給管２２から研磨剤（スラリー）２４を供給するとともにウエーハＷの一面をバッキングパッド２６等（合成樹脂やセラミックス、弾性体等で保持する場合もある）を介して研磨ヘッド本体１６のウエーハ保持面１６ａに保持し、この研磨ヘッド１８を加圧しウエーハの他面を研磨布１２に押圧して研磨するものである。研磨定盤１４は駆動軸２８を介して基台に支持されるとともに定盤駆動機構により回転駆動される。一方、研磨ヘッド１８は駆動軸２９を介して研磨ヘッド駆動機構により回転駆動される。また、上記ガイドリング２０を具備しない構成のウエーハ研磨装置も従来から用いられている。
【０００３】
このような鏡面研磨ウエーハの製造に用いられる研磨装置には種々の形態が開発されているが、多くは研磨の保持方法（研磨ヘッド、更にはウエーハ保持）の改良であり、バッキングパッド等の軟質保持面でウエーハを保持するものや、真空吸着、さらにはテンプレート（ガイドリングともいわれる）の改良が行われている。
【０００４】
例えば、図８に示すようなウエーハ研磨装置が用いられる。この研磨装置３０は、ウエーハＷの片面を研磨する装置として構成され、回転する定盤３２と研磨ヘッド３３に装着したウエーハ保持盤３４と研磨剤供給管３６から成っている。定盤３２の上面には研磨布３８が貼付してある。定盤３２は回転軸４０により所定の回転速度で回転される。そして、ウエーハ保持盤３４は、真空吸着等によりそのウエーハ保持面３５にウエーハＷを保持し、回転軸４２をもつ研磨ヘッド３３に装着され、研磨ヘッド３３により回転されると同時に所定の荷重で研磨布３８にウエーハＷを押し付ける。研磨剤４４の供給は研磨剤供給管３６から所定の流量で研磨布３８上に供給し、この研磨剤４４がウエーハＷと研磨布３８の間に供給されることによりウエーハＷが研磨される。このウエーハ保持盤３４は、ウエーハ保持面３５に多数の真空吸着用の貫通孔４６をもつウエーハ保持盤本体３４ａおよびウエーハ保持盤裏板３４ｂとから構成され、貫通孔４６はウエーハ保持盤本体３４ａとウエーハ保持盤裏板３４ｂの間にある真空部４８を経て真空ライン５０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エーハ保持面３５にウエーハＷを吸着保持するようになっている。
【０００５】
図８の装置においては、特にウエーハ保持盤本体３４ａのウエーハ保持面３５にバッキングパッド３５ａを設けたものとなっている。研磨ヘッド３３は、その回転ホルダ５２の内部に加圧空間部５４を設け、ゴムシートなどからなる弾性体リング５６を介してウエーハ保持盤３４を気密に保持している。加圧空間部５４は加圧空気供給路５８を経て空気圧縮機（不図示）につながっている。そしてウエーハＷをウエーハ保持面３５上のバッキングパッド３５ａの表面に真空吸着保持しているウエーハ保持盤３４に回転あるいは揺動を与えると同時にウエーハ保持盤３４の背面を空気により加圧して、ウエーハ保持盤３４を研磨布３８に押し付けるようになっている。
【０００６】
このように、研磨布３８を貼った定盤３２とウエーハＷを保持する研磨ヘッド３３を相対的に回転させながら研磨布３８とウエーハＷの間に研磨剤（スラリー）４４を供給することにより研磨が行われる。図８に示した研磨装置３０は、弾性リング５６によって画成された加圧空間部５４へ、回転軸４２を通じて加圧空気源から加圧空気供給路５８を介して加圧空気を供給することにより、ウエーハ保持盤３４を下方へ押圧できるフローティングヘッド構造になっており、研磨布３８に対するウエーハＷの当接圧力が均一化できる利点を有し、ウエーハＷ面内で研磨代（研磨量）を均一に研磨したい場合に主に用いられる。
【０００７】
この時、ウエーハ保持盤３４の外周には同心状にテンプレート（ガイドリングなどとも呼ばれる）６０が配置され、テンプレート６０の下端はウエーハ保持盤３４よりも下方に突出し、これにより、ウエーハ保持盤３４の下面に付着されたウエーハＷの外周を保持することで、研磨中のウエーハＷがウエーハ保持盤３４から外れる不具合が防止でき、またウエーハＷをテンプレート６０で囲み、このテンプレートの下端をウエーハ下面と同じ高さで研磨することにより、ウエーハ外周部での研磨量がウエーハ中央部よりも大きくなる現象が防止できるとされている。
【０００８】
また、図８の例ではウエーハの保持面３５にはバッキングパッド３５ａが貼付してあり、更にウエーハ保持盤（キャリアプレート等）３４には貫通孔が設けてあり、ウエーハ保持盤３４の裏板３４ｂとの空間で真空状態にしウエーハＷを吸着支持できるようになっている。この機構は、研磨時にウエーハＷを固定する為に使用されたり（但し、バッキングパッド３５ａを用いたウエーハＷの保持では研磨時には吸着していないことが多い）、搬送時に真空吸着してウエーハＷを保持する為に使われる。
【０００９】
研磨工程では、複数の研磨条件により多段で実施されることが一般的である。例えば、厚さの厚い部分を積極的に研磨し、高平坦度のウエーハを得る研磨（主に修正研磨、粗研磨、１次研磨などと言われる）と高平坦度になったウエーハの表面改質の為の研磨（主に仕上げ研磨などといわれる）が存在する。またこれらの中間的な研磨が行われることがある（主に２次研磨などといわれる）。この２次研磨は、１次研磨より研磨代が少なく、また仕上げ研磨よりは多く設定するのが通常である。２次研磨では１次研磨後のウエーハ形状により、修正研磨的作用を多くするか、また研磨代を均一にして研磨する均一研磨的な作用（表面改質）を大きくするか適宜設定し実施される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
複数段行われる研磨のなかで下流側の研磨である二次研磨や仕上げ研磨では、ヘイズ（ＨＡＺＥ）と呼ばれる表面粗さを改善することが重要である。
【００１１】
ヘイズ（ＨＡＺＥ）は、例えば１．０μｍ角領域を原子間力顕微鏡で観察した際の平均２乗表面粗さ（Ｒｒｍｓ）で表したもので、数〜数十ｎｍの周期をもった微小な表面粗さである。通常ヘイズレベルは、微小な表面粗さによる微弱な乱反射強度を測定する機能を有するパーティクルカウンターにより準定量的な評価がされる。例えば、レーザー表面検査装置である日立電子エンジニアリング社製ＬＳ−６０３０で測定される値であり、この装置ではビット単位でその値が表される。
【００１２】
これは、一般的に研磨布の使用ライフに応じてウエーハのヘイズ（ＨＡＺＥ）値が悪くなっていく為、ヘイズレベルを管理し定期的な研磨布の交換が必要である。従って、ヘイズが悪化しやすい条件では研磨布の交換頻度が多くなり、生産性が悪くなっていた。従って研磨布の使用ライフをのばすことが重要である。
【００１３】
また、上記した研磨ヘッドは、主に平坦度の改善を目的に開発されてきたため、必ずしもヘイズの改善には繋がらないことがわかった。
【００１４】
そこで、本発明では主に仕上げ研磨において、研磨布の長時間の使用によるヘイズの悪化を防止し、研磨布の使用ライフを長くすることができ、特にヘイズレベルの良好なウエーハを研磨することができるようにしたウエーハの研磨装置及び研磨方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
仕上げ研磨におけるヘイズの悪化原因について調査したところ、研磨剤（スラリー）の供給量が関係していることがわかった。つまり、研磨布全体に研磨剤を回り込ませる為に、ある程度の研磨剤流量が必要となるが、研磨剤が過剰に研磨面に供給されるとウエーハがエッチングされヘイズを悪化させることがわかった。
【００１６】
この他に、ウエーハのエッジ部が研磨布に入り込み、研磨布にダメージを与え、研磨布ライフを低下させることでもＨＡＺＥの悪化が起こることがわかった。特に仕上げ研磨布では研磨布表面が削れ易く研磨布ライフが低下しやすい。
【００１７】
そこで、上記課題を解決するため、本発明に係るウエーハの研磨装置は、表面に研磨布が貼付された定盤と、研磨すべきウエーハの一面を保持面に保持して前記研磨布にウエーハの他面を当接させる研磨ヘッドと、該研磨ヘッドを駆動することにより前記研磨布でウエーハ他面を研磨するヘッド駆動機構と有する研磨装置であって、該研磨ヘッドの外周部に対して所定の隣接間隔ｄをおいて隣接するように研磨剤供給量抑制治具を設けかつ該研磨剤供給量抑制治具は前記研磨布と接触する接触面を有することを特徴とする。
【００１８】
このように二次研磨／仕上げ研磨時に研磨布がウエーハのエッジ部に接触する前に、研磨ヘッド外周部の研磨布部分を研磨剤供給量抑制治具により加圧を行う。これによりウエーハエッジ部の研磨布への入り込みを防止又は制御しウエーハエッジ部による研磨布へのダメージ形成作用を低減し、従って、研磨布の使用ライフも延びることとなる。上記隣接間隔ｄとしては０．５ｍｍ〜１００ｍｍ程度が用いられる。
【００１９】
また、このような研磨剤供給量抑制治具を配置したことにより、ウエーハに対する過剰な研磨剤の供給が排除され、研磨剤供給量抑制治具による加圧の際の圧の調整や研磨剤供給量抑制治具の表面粗さの選択等により最適な研磨剤量を研磨面に供給することができ、不要なエッチングを防止しヘイズを改善することもできる。上記研磨剤供給量抑制治具が、上記接触面を備えたプレート部材を有し、該プレート部材が研磨布との押圧力を調整し研磨ヘッドの研磨面での研磨剤の供給量を調整することができるようにするのが好ましい。
【００２０】
なお、この研磨剤供給量抑制治具は、研磨剤（スラリー）の過剰供給を抑制する部材であり、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、ＳｉＮ等に代表されるセラミックス製、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＥＥＫ、ＰＰＳに代表される樹脂製、ガラスエポキシ、アラミドエポキシに代表されるファイバー強化型樹脂製、或いはナイロン、ポリイミドに代表されるエンジニアリングプラスチック製等を用いることができる。但し、該研磨剤供給量抑制治具の接触面の表面粗さがＲａにて１０．０μｍを超える部材であると研磨布を削り取りやすく、表面粗さが０．０５μｍを下回る部材であると研磨剤の必要最低量が確保されないため、本発明では研磨布へのダメージが少なく、最低限の研磨剤の持ちこみが可能である０．０５〜１０．０μｍ程度の表面粗さの研磨剤供給量抑制治具を用いるのが好ましいが、特にこの表面粗さがＲａで０．５μｍ程度のものを好適に用いることができる。
【００２１】
また、研磨ヘッドの外周部全周に対して隣接するように環状の研磨剤供給量抑制治具を配置すればよいが、本発明の目的を達成する為には必ずしも研磨ヘッドの外周部全周に対して研磨剤供給量抑制治具を配置する必要はなく、研磨剤（スラリー）が供給される側の研磨布上であって研磨ヘッドの外周部に対して隣接して位置するように円弧状（例えば、半円弧状）の研磨剤供給量抑制治具を配置する構成によっても同様の効果を達成することができる。研磨定盤の回転方向により研磨剤が供給される方向が決まるので、この方向に対して研磨剤供給量抑制治具を配置することが好ましい。
【００２２】
更に、研磨ヘッドと研磨剤供給量抑制治具は一体化させたものでも良く、また研磨剤供給量抑制治具と研磨ヘッドとを別々に支持しても良い。
【００２３】
研磨ヘッドと研磨剤供給量抑制治具を一体化させればその制御がしやすくなり好ましい。また研磨ヘッドと研磨剤供給量抑制治具を別々に支持する構成にすれば、現在用いられている研磨装置の改造を必要とせず、既存の研磨ヘッドの外周部に研磨剤供給量抑制治具を容易に設置することも可能であり好ましい。
【００２４】
研磨剤供給量抑制治具は、ある程度の上下動が可能な構成にしておくことが好ましいが、これらの上下動機構は研磨ヘッドの研磨圧の調整などとは独立して制御できることが好ましい。従って、研磨剤供給量抑制治具の内部にプレート部材を上下動させるための機構、例えば、エアーバック方式の圧力調整機構やバネ機構などを利用した加圧圧力を調整する構成を設けるのが好適である。また、研磨剤供給量抑制治具全体を上下動させる機構を設けてもよい。
【００２５】
また、本発明のウエーハの研磨方法は、本発明のウエーハ研磨装置を用い、該研磨ヘッドの外周部に配置した研磨剤供給量抑制治具を研磨布に接触させた状態で研磨することを特徴とする。特に研磨剤供給量抑制治具により研磨面に供給される研磨剤量を調整して研磨すると良い。ヘイズレベルを改善する為の二次研磨／仕上げ研磨で実施することが好ましく、これによりヘイズの改善及び研磨布の使用ライフの向上が実施できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明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。
【００２７】
図１は本発明のウエーハの研磨装置の一つの実施の形態を示す要部の断面的概略説明図である。図２は図１の概略斜視説明図である。図１に示した本発明のウエーハ研磨装置の基本構成は図７に示した従来のウエーハ研磨装置とほぼ同様であり、図１及び図２において図７と同様の記載は同様の符号で示される。図１及び図２において、１０ａは本発明のウエーハ研磨装置である。該ウエーハ研磨装置１０ａにおいては、円盤状の定盤１４が水平に設置され、この定盤１４は定盤駆動機構により駆動軸２８を介して軸線回りに回転されるようになっている。該定盤１４の上面には全面に亙って研磨布１２が貼付されている。該定盤１４の上方には、不図示の複数の支柱を介してヘッド駆動機構が固定され、このヘッド駆動機構には定盤１４と対向する研磨ヘッド１８が駆動軸２９を介して回転駆動可能に設けられている。
【００２８】
該研磨ヘッド１８は、被研磨体であるウエーハＷをその被研磨面を下向きにした状態で着脱自在に保持する研磨ヘッド本体１６を有している。該研磨ヘッド本体１６のウエーハ保持面１６ａにはバッキングパッド２６が設けられ、また該ウエーハ保持面１６ａの周辺部にはウエーハＷの外周縁を保持するガイドリング２０が配置されている。２２は研磨布１２上に研磨剤（スラリー）２４を供給する研磨剤供給管である。
【００２９】
本発明のウエーハ研磨装置１０ａでは、研磨ヘッド外周部の形状が図７に示した従来のウエーハ研磨装置１０とは異なる。図１及び図２に示すように、本発明のウエーハ研磨装置１０ａにおいては、研磨ヘッド１８の外周部に研磨剤供給量抑制治具１７が配置されているのが最大の特徴である。
【００３０】
該研磨剤供給量抑制治具１７は、環状の抑制治具本体１９及び該抑制治具本体１９の下面に設けられたプレート部材２１からなり、研磨ヘッド１８の外周部全周に対して所定の隣接間隔をおいて隣接するように連結部材２３を介して研磨ヘッド本体１６に一体化して接続されている。また、本例では、研磨剤供給量抑制治具１７の内部にプレート部材２１を上下動させるための機構１３が設けられている。
【００３１】
該プレート部材２１は、その下面に前記研磨布１２と接触する接触面２１ａを有している。該接触面２１ａの表面荒さがＲａで０．０５〜１０．０μｍであることが好ましい。また、上記研磨ヘッド１８の外周部に対する前記研磨剤供給量抑制治具１７の隣接間隔ｄは０．５ｍｍ〜１００ｍｍ程度が好ましく、０．５ｍｍ〜１０ｍｍ程度がより好ましい。
【００３２】
上記の構成により、ウエーハＷの研磨を行うには、従来装置と同様に、ウエーハＷの一面をバッキングパッド２６を介して研磨ヘッド本体１６のウエーハ保持面１６ａに保持し、研磨ヘッド１８を加圧しウエーハＷの他面を研磨布１２に押圧当接させ、研磨定盤１４を回転させるとともに、研磨ヘッド１８を研磨定盤１４に対して回転させることで研磨する。この時、前記研磨剤供給量抑制治具１７は、研磨ヘッド１８と連結部材２３を介して一体化されているので、該研磨ヘッド１８の回転とともに該研磨剤供給量抑制治具１７も一緒に回転するが、該研磨剤供給量抑制治具１７は環状であるため、供給される研磨剤を常に調整することが可能である。
【００３３】
本発明装置においては、研磨ヘッド１８の外周部に隣接して研磨剤供給量抑制治具１７が設けられているので、研磨に際しては、研磨布１２がウエーハＷのエッジ部に接触する前に研磨ヘッド１８の外周部に対応する研磨布１２部分を研磨剤供給量抑制治具１７により加圧を行う。この加圧作用によって、ウエーハＷのエッジ部の研磨布１２への入り込みを防止又は制御しウエーハエッジ部による研磨布１２へのダメージ形成作用が低減され、したがって、研磨布１２の使用ライフも延びることとなる。
【００３４】
また、上記研磨剤供給量抑制治具１７を配置したことにより、ウエーハＷに対する過剰な研磨剤２４の供給が排除され、研磨剤供給量抑制治具１７による加圧の際の圧の調整や研磨剤供給量抑制治具１７の表面粗さの選択等により最適量の研磨剤２４をウエーハＷの研磨面に供給することができ、不要なエッチングを防止しウエーハＷのヘイズを改善することができる。
【００３５】
本発明装置で用いられる研磨剤供給量抑制治具１７は、研磨剤（スラリー）の過剰供給を抑制する部材であり、その材質は特別な制限はないが、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、ＳｉＮ等に代表されるセラミックス製、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＥＥＫ、ＰＰＳに代表される樹脂製、ガラスエポキシ、アラミドエポキシに代表されるファイバー強化型樹脂製、或いはナイロン、ポリイミドに代表されるエンジニアリングプラスチック製等を用いることができる。
【００３６】
図１及び図２に示した例では、研磨ヘッド１８の外周部全周に対して隣接するように環状の研磨剤供給量抑制治具１７を配置しかつ研磨ヘッド１８と研磨剤供給量抑制治具１７とは連結部材２３によって一体化された状態となっている場合を示したが、本発明装置においては、必ずしも研磨ヘッド１８の外周部全周に対して研磨剤供給量抑制治具１７を配置する必要はなく、また、必ずしも研磨ヘッド１８と研磨剤供給量抑制治具１７とを一体化させる必要もない。例えば、研磨剤２４が供給される側の研磨布１２上であって研磨ヘッド１８の外周部に対して隣接して位置するように円弧状の研磨剤供給量抑制治具１７を配置しかつ該研磨剤供給量抑制治具１７が研磨ヘッド１８とは別々に支持されているような構成を採用することもできる。以下にその例を説明する。
【００３７】
図３は本発明のウエーハの研磨装置の他の実施の形態を示す要部の概略斜視説明図である。図４は図３の断面的概略説明図である。図３及び図４において、図１及び図２と同一又は類似部材は同一符号で示されている。
【００３８】
図３及び図４に示した本発明のウエーハの研磨装置１０ｂの基本構成は、図１及び図２に示した本発明のウエーハの研磨装置１０ａと、ガイドリング及びバッキングパッドを設けなかった点を除いて、同様であり、その基本構成についての再度の説明は省略する。
【００３９】
本発明のウエーハの研磨装置１０ｂは、研磨剤供給量抑制治具１７の態様が図１及び図２の例とは異なっており、その点について説明する。図３及び図４において、研磨剤供給量抑制治具１７は、円弧状の抑制治具本体１９及び該抑制治具本体１９の下面に設けられたプレート部材２１からなり、研磨ヘッド１８の外周部に対して隣接しかつ研磨剤２４が供給される側、換言すれば、研磨定盤１４の回転方向Ｒの上流側の研磨布１２上に配置するように研磨定盤１４の外部から延出された支持手段２５によって支持されている。
【００４０】
図３によく示されるように、該研磨剤供給量抑制治具１７は、該研磨ヘッド１８とは別々に支持手段２５によって支持された不動状態で配置されているが、研磨剤２４が供給される側に配置されているために充分に研磨剤２４の供給量の調整を行うことができる。なお、研磨剤供給量抑制治具１７の接触面を上下動させる機構は、図１の例と同様に研磨剤供給量抑制治具１７の内部に設けてあってもよいが、本例では、支持手段２５を上下に移動できる構成とし、研磨剤供給量抑制治具１７全体が上下動して調整できる機構とした。
【００４１】
図１及び図２の例のように研磨剤供給量抑制治具１７と研磨ヘッド１８とが一体化した構成の場合は、研磨ヘッド１８の回転とともに該研磨剤供給量抑制治具１７が回転しても研磨剤２４の供給量の調整が可能であるが、図３及び図４の場合には研磨剤供給量抑制治具１７が円弧状であるためそれを回転させると研磨剤供給量抑制治具１７の欠落部から研磨剤２４が研磨ヘッド１８側へ侵入してしまい、研磨剤２４の供給量の調整を充分に行うことができなくなる。なお、図１及び図２の例では環状の研磨剤供給量抑制治具１７を研磨ヘッド１８と一体化し共に回転させる場合を示したが、図１及び図２の環状の研磨剤供給量抑制治具１７に対しても図３の支持手段２５によって研磨定盤１４の外部から不動状態で支持する構成を採用し、環状の研磨剤供給量抑制治具１７を回転させない状態で用いても研磨剤２４の供給量の調整を同様に行うことができる。
【００４２】
次に本発明のウエーハの研磨方法について説明する。本発明のウエーハの研磨方法は、上記した本発明のウエーハ研磨装置１０ａ，１０ｂによりウエーハを研磨する方法であって、該研磨装置１０ａ，１０ｂのウエーハ保持面１６ａにウエーハＷを配置し、かつ研磨布１２に当接させ、研磨定盤１４を回転させると共に、研磨ヘッド１８を研磨定盤１４に対し回転させることで研磨する。特に、本発明方法は、ウエーハの表面粗さを改善するための二次研磨工程あるいは仕上げ研磨工程で実施されるのが好ましい。
【００４３】
本発明方法における研磨条件において、研磨圧力は１００〜２００ｇ／ｃｍ２程度に設定する。仕上げ研磨の場合、この程度の研磨圧力で研磨するとウエーハ表面の改質が良好に行える。
【００４４】
本発明装置における研磨剤供給量抑制治具による加圧の圧力は、実際の研磨にあたっては、１００ｇ／ｃｍ２〜２５０ｇ／ｃｍ２程度に設定することが好ましい。実際の圧力設定値は、使用される研磨剤の種類や研磨布、研磨剤供給量抑制治具の材質や粗さ等により適宜設定されることはいうまでもない。
【００４５】
本発明装置における研磨布としては特に限定するもではなく２次、仕上げ研磨に用いられる一般的な１層型の研磨布、又は多層型の研磨布を用いれば良い。例えば、多層の不織布、スエード状の研磨布が主に用いられる。
【００４６】
【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。
【００４７】
（実施例１）
本発明のウエーハの研磨装置を用い、両面が（１次）研磨された直径３００ｍｍのシリコンウエーハの２次研磨及び仕上げ研磨を行った。本発明装置の研磨ヘッドの基本構成は特に限定されるものではないが、本実施例では、図８に示したようなフローティングヘッド構造の研磨ヘッドを用いた。即ち、該研磨ヘッドのウエーハ保持面にはバッキングパッドが貼付されており、この面にウエーハが保持される。
【００４８】
このような研磨ヘッドの外周部に、図１及び図２に示すように環状の研磨剤供給量抑制治具を配置した。研磨剤供給量抑制治具はアルミナ製のリングを用い、研磨ヘッド及びウエーハと研磨剤供給量抑制治具とは約６ｍｍ離した位置（即ち、隣接距離ｄ＝約６ｍｍ）に配置した。研磨剤供給量抑制治具はその内部に配置したバネの力によりプレート部材を約１００ｇ／ｃｍ２で研磨布に接触するように設定されている。また研磨剤供給量抑制治具の研磨布との接触面の粗さはＲａで約０．５μｍであった。
【００４９】
本実施例の研磨条件としては、研磨布には二次研磨として不織布を用い、仕上げ研磨としてスエード状の研磨布を用いるとともに、研磨剤（スラリー）にはコロイダルシリカを含有するアルカリ溶液を用いた。
【００５０】
このような研磨条件で複数枚のウエーハを研磨した後、ヘイズレベルを測定し、その測定結果を図５に示した。
【００５１】
また研磨布の使用時間によるヘイズの悪化の傾向を調べる為、使用時間の異なる研磨布を用い同様にウエーハを研磨した。この研磨実験は仕上げ研磨で用いられる研磨布を用いて行った。その研磨実験の結果を図６に示した。なお、本実施例で測定したヘイズ（ＨＡＺＥ）は日立電子エンジニアリング社製ＬＳ−６０３０（レーザー表面検査装置）のヘイズモードにより準定量的に測定した相対値である。図６に示したヘイズの値（ビット単位）が大きいほうがヘイズレベルが悪いことを意味している。
【００５２】
（比較例１）
上記のような研磨剤供給量抑制治具を配置しない、図８に示したような研磨装置を用いて二次研磨及び仕上げ研磨を行った。研磨条件等は実施例１と同じとした。
【００５３】
このような研磨条件でウエーハを研磨しそのヘイズレベルを測定し、その測定結果を実施例１の結果とともに図５に示した。図５の結果から実施例１においては比較例１に比べてヘイズレベルが大幅に改善されていることがわかった。また、研磨布の使用時間によるヘイズレベルの悪化も同様に調べ、その結果を実施例１の結果とともに図６に示した。図６の結果から、実施例１においては比較例１に比べて研磨布を長時間使用してもヘイズレベルの悪化が防止されることがわかった。
【００５４】
従来は、上述したような研磨剤供給量抑制治具のようなものを研磨中に使用するとウエーハのヘイズレベルは悪化すると考えられおり使用された例はなかった。しかし、本発明装置のような構成にして使用すれば、ヘイズ値が従来より３０％も改善された。また、一定のヘイズレベルに達した場合、研磨布を交換するが、上記実施例に示したように、大変長時間仕上げ研磨布を使用することができ、従来の約３倍程度に使用ライフが延長された。つまり、本発明のウエーハの研磨装置を用いるとヘイズレベルの良好なウエーハを、研磨布を交換することなく数多く研磨することができる。これにより研磨布の交換頻度も減り作業時間が短縮され、また品質の良いウエーハに研磨されるため、その歩留まりも向上し、生産性の向上に繋がる。また、研磨布の交換も少なくなることから消耗品等のコストも低減でき好ましい。
【００５５】
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、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術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。
【００５６】
例えば、実施例１では研磨ヘッドの外周全域に隣接する環状の研磨剤供給量抑制治具を用いた例を示したが、図３及び図４に示すような研磨剤（スラリー）が回り込む側だけに円弧状の研磨剤供給量抑制治具を配置しても同様な効果があった。
【００５７】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明のウエーハ研磨装置及び方法によれば、研磨布の長時間の使用によるヘイズの悪化を防止し、研磨布の使用ライフを長くすることができ、特にヘイズレベルの良好なウエーハを研磨することができるという大きな効果が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のウエーハの研磨装置の一つの実施の形態を示す要部の断面的概略説明図である。
【図２】図１の概略斜視説明図である。
【図３】本発明のウエーハの研磨装置の他の実施の形態を示す要部の概略斜視説明図である。
【図４】図３の断面的概略説明図である。
【図５】実施例１及び比較例１において研磨したウエーハのヘイズレベルの測定値を示すグラフである。
【図６】実施例１及び比較例１における研磨布使用時間とヘイズレベルとの関係を示すグラフである。
【図７】従来のウエーハの研磨装置の１例を示す要部の断面的概略説明図である。
【図８】従来のウエーハの研磨装置の他の例を示す要部の断面的概略説明図である。
【符号の説明】
１０，３０：従来のウエーハ研磨装置、１０ａ，１０ｂ：本発明のウエーハ研磨装置、１２：研磨布、１４：研磨定盤、１６：研磨ヘッド本体、１６ａ：ウエーハ保持面、１７：研磨剤供給量抑制治具、１８：研磨ヘッド、１９：抑制治具本体、２０：ガイドリング、２１：プレート部材、２１ａ：接触面、２２：研磨剤供給管、２３：連結部材、２４：研磨剤、２５：支持手段、２６：バッキングパッド、２８：駆動軸、２９：駆動軸、３２：定盤、３３：研磨ヘッド、３４：ウエーハ保持盤、３４ａ：ウエーハ保持盤本体、３４ｂ：ウエーハ保持盤裏板、３５：ウエーハ保持面、３５ａ：バッキングパッド、３６：研磨剤供給管、３８：研磨布、４０：回転軸、４２：回転軸、４４：研磨剤、４６：貫通孔、４８：真空部、５０：真空ライン、５２：回転ホルダ、５４：加圧空間部、５６：弾性リング、５６：弾性体リング、５８：加圧空気供給路、６０：テンプレート、ｄ：隣接間隔、Ｒ：研磨定盤の回転方向、Ｗ：ウエーハ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wafer polishing technique, and more particularly, to a wafer polishing apparatus and a polishing method capable of performing polishing in an optimal state in a secondary polishing step or a finish polishing step for improving surface roughness.
[0002]
[Related technology]
In the step of mirror polishing a semiconductor wafer or the like, a wafer polishing apparatus is used. For example, a wafer polishing apparatus having a structure shown in FIG. 7 is widely known as a single-side polishing method. FIG. 7 is a schematic sectional explanatory view of a main part showing an example of a conventional wafer polishing apparatus. In FIG. 7, reference numeral 10 denotes a wafer polishing apparatus, which includes a polishing head 18 having a polishing head body 16 for detachably holding a wafer W to be polished with its surface to be polished facing downward, and a polishing head body 16. A rotatable polishing platen 14 having a polishing cloth 12 attached thereto having a diameter considerably larger than the diameter of the wafer W and arranged opposite to the wafer W to be held, and a guide ring for holding the outer peripheral edge of the wafer W In polishing, an abrasive (slurry) 24 is supplied from the abrasive supply pipe 22 onto the polishing cloth 12 and one surface of the wafer W is held by a backing pad 26 or the like (synthetic resin, ceramics, an elastic body, or the like). The polishing head 18 is held on the wafer holding surface 16a of the polishing head body 16 via the It is intended to polished pressed. The polishing table 14 is supported on a base via a drive shaft 28 and is driven to rotate by a table driving mechanism. On the other hand, the polishing head 18 is rotationally driven by a polishing head drive mechanism via a drive shaft 29. Further, a wafer polishing apparatus having no guide ring 20 has been used.
[0003]
Various types of polishing apparatuses have been developed for use in the production of such mirror-polished wafers, but most of them are improvements in the polishing holding method (polishing head, and further, the wafer holding), and softening such as backing pads. Improvements have been made to those that hold wafers on holding surfaces, vacuum suction, and even templates (also called guide rings).
[0004]
For example, a wafer polishing apparatus as shown in FIG. 8 is used. The polishing device 30 is configured as a device for polishing one surface of a wafer W, and includes a rotating platen 32, a wafer holding plate 34 mounted on a polishing head 33, and an abrasive supply pipe 36. A polishing cloth 38 is attached to the upper surface of the surface plate 32. The platen 32 is rotated by a rotation shaft 40 at a predetermined rotation speed. The wafer holding plate 34 holds the wafer W on the wafer holding surface 35 by vacuum suction or the like, is mounted on a polishing head 33 having a rotating shaft 42, and is polished by a predetermined load while being rotated by the polishing head 33. The wafer W is pressed against the cloth 38. The polishing agent 44 is supplied from the polishing agent supply pipe 36 onto the polishing cloth 38 at a predetermined flow rate. The polishing agent 44 is supplied between the wafer W and the polishing cloth 38 to polish the wafer W. The wafer holding board 34 is composed of a wafer holding board main body 34a having a large number of through holes 46 for vacuum suction on a wafer holding surface 35 and a wafer holding board back plate 34b, and the through holes 46 are connected to the wafer holding board main body 34a. The vacuum line 50 is connected to a vacuum device (not shown) through a vacuum section 48 between the wafer holding board back plates 34b, and the wafer W is suction-held on the wafer holding surface 35 by generation of vacuum.
[0005]
8, the backing pad 35a is provided on the wafer holding surface 35 of the wafer holding board body 34a. The polishing head 33 has a pressurized space portion 54 provided inside its rotary holder 52, and holds the wafer holding board 34 airtight through an elastic ring 56 made of a rubber sheet or the like. The pressurized space 54 is connected to an air compressor (not shown) via a pressurized air supply path 58. Then, the wafer W is rotated or oscillated on the wafer holding plate 34 that holds the wafer W by vacuum suction on the surface of the backing pad 35a on the wafer holding surface 35, and at the same time, the back surface of the wafer holding plate 34 is pressed with air to hold the wafer. The plate 34 is pressed against a polishing cloth 38.
[0006]
As described above, the polishing agent (slurry) 44 is supplied between the polishing pad 38 and the wafer W while the polishing plate 33 holding the wafer W and the platen 32 on which the polishing pad 38 is stuck are relatively rotated. Is performed. The polishing apparatus 30 shown in FIG. 8 supplies pressurized air from a pressurized air source through a rotary shaft 42 to a pressurized space 54 defined by an elastic ring 56 via a pressurized air supply path 58. As a result, a floating head structure capable of pressing the wafer holding plate 34 downward has an advantage that the contact pressure of the wafer W against the polishing pad 38 can be made uniform, and the polishing allowance (amount of polishing) within the surface of the wafer W can be reduced. It is mainly used for uniform polishing.
[0007]
At this time, a template (also referred to as a guide ring) 60 is disposed concentrically around the outer periphery of the wafer holding board 34, and the lower end of the template 60 protrudes below the wafer holding board 34, whereby the wafer holding board 34 By holding the outer periphery of the wafer W attached to the lower surface, it is possible to prevent the wafer W being polished from coming off the wafer holding plate 34, and to surround the wafer W with the template 60, and to set the lower end of the template to be the same as the lower surface of the wafer. It is said that by polishing at the height, the phenomenon that the polishing amount at the outer peripheral portion of the wafer becomes larger than that at the central portion of the wafer can be prevented.
[0008]
In the example of FIG. 8, a backing pad 35a is attached to a wafer holding surface 35, and a through hole is provided in a wafer holding board (carrier plate or the like) 34, and a back plate 34b of the wafer holding board 34 is provided. In this space, a vacuum state is established so that the wafer W can be supported by suction. This mechanism is used for fixing the wafer W at the time of polishing (however, when the wafer W is held using the backing pad 35a, the wafer W is often not suctioned at the time of polishing), or is vacuum-adsorbed at the time of transport to hold the wafer W. Used to hold.
[0009]
Generally, the polishing step is performed in multiple stages under a plurality of polishing conditions. For example, when a portion having a large thickness is aggressively polished to obtain a wafer having a high flatness (mainly referred to as modified polishing, rough polishing, primary polishing, etc.), a surface modification of the wafer having a high flatness is performed. Polishing for quality (mainly called finishing polishing etc.) exists. In addition, intermediate polishing of these may be performed (mainly referred to as secondary polishing or the like). Usually, the secondary polishing is set to have a smaller polishing allowance than the primary polishing, and to set a larger amount than the final polishing. In the secondary polishing, it is appropriately set and performed depending on the shape of the wafer after the primary polishing, whether to increase the effect of the modified polishing, or to increase the uniform polishing effect (surface modification) for uniform polishing and polishing. You.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
It is important to improve the surface roughness called haze in secondary polishing or finish polishing, which is polishing on the downstream side in polishing performed in a plurality of stages.
[0011]
Haze is a mean surface roughness (Rrms) obtained by, for example, observing a 1.0 μm square region with an atomic force microscope, and is a minute surface having a period of several to several tens nm. Roughness. Normally, the haze level is quasi-quantitatively evaluated by a particle counter having a function of measuring weak irregular reflection intensity due to minute surface roughness. For example, it is a value measured by LS-6030 manufactured by Hitachi Electronics Engineering Co., Ltd., which is a laser surface inspection device, and this device represents the value in bit units.
[0012]
Generally, the haze (HAZE) value of the wafer is deteriorated according to the service life of the polishing pad. Therefore, it is necessary to control the haze level and periodically replace the polishing pad. Therefore, under the condition that the haze is apt to be deteriorated, the frequency of replacement of the polishing pad is increased, and the productivity is deteriorated. Therefore, it is important to extend the service life of the polishing cloth.
[0013]
In addition, it has been found that the polishing head described above has been developed mainly for the purpose of improving the flatness, and therefore does not necessarily lead to the improvement of the haze.
[0014]
Therefore, in the present invention, mainly in finish polishing, it is possible to prevent deterioration of haze due to long-time use of the polishing cloth, and to lengthen the use life of the polishing cloth, and particularly to polish a wafer having a good haze level. It is an object of the present invention to provide a polishing apparatus and a polishing method for a wafer which can be performed.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
When the cause of the haze deterioration in the final polishing was investigated, it was found that the supply amount of the abrasive (slurry) was related. That is, it was found that a certain amount of the abrasive flow rate was required in order for the abrasive to flow around the entire polishing cloth, but when the abrasive was excessively supplied to the polished surface, the wafer was etched to deteriorate the haze.
[0016]
In addition, it has been found that the edge of the wafer enters the polishing pad, damages the polishing pad, and deteriorates the life of the polishing pad. In particular, in the case of a finished polishing cloth, the polishing cloth surface is easily shaved and the life of the polishing cloth is likely to be reduced.
[0017]
Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, a wafer polishing apparatus according to the present invention includes a platen having a polishing cloth adhered to a surface thereof, and a wafer to be polished held on a holding surface by holding a wafer on the polishing cloth. A polishing head having a polishing head for abutting the other surface, and a head driving mechanism for polishing the other surface of the wafer with the polishing cloth by driving the polishing head, wherein a predetermined amount is provided with respect to an outer peripheral portion of the polishing head. An abrasive supply amount suppressing jig is provided so as to be adjacent to each other at an adjacent interval d, and the abrasive supply amount suppressing jig has a contact surface that comes into contact with the polishing cloth.
[0018]
As described above, before the polishing cloth comes into contact with the edge of the wafer at the time of the secondary polishing / final polishing, the polishing cloth portion on the outer peripheral portion of the polishing head is pressed by the abrasive supply amount suppressing jig. This prevents or controls the penetration of the wafer edge into the polishing cloth, reduces the damage forming effect on the polishing cloth by the wafer edge, and extends the service life of the polishing cloth. As the adjacent distance d, about 0.5 mm to 100 mm is used.
[0019]
In addition, by disposing such a jig for suppressing the amount of supplied abrasive, excessive supply of the abrasive to the wafer is eliminated, and the pressure is controlled when the jig for suppressing the supplied amount of abrasive is used, and the supply of the abrasive is suppressed. An optimum amount of the abrasive can be supplied to the polished surface by selecting the surface roughness of the amount suppression jig, and unnecessary etching can be prevented to improve the haze. The polishing agent supply amount suppressing jig has a plate member provided with the contact surface, and the plate member adjusts a pressing force with a polishing cloth to adjust the supply amount of the polishing agent on the polishing surface of the polishing head. It is preferable to be able to
[0020]
The jig for suppressing the supply of the abrasive is a member for suppressing the excessive supply of the abrasive (slurry). 2 O 3 , SiC, SiN, etc., ceramics, PTFE, PFA, PEEK, PPS, resin, glass epoxy, aramid epoxy, fiber reinforced resin, or nylon, polyimide, engineering Plastic or the like can be used. However, if the surface roughness of the contact surface of the abrasive supply suppression jig exceeds 10.0 μm in Ra, it is easy to scrape off the polishing cloth, and if the surface roughness is less than 0.05 μm, the polishing Since the required minimum amount of the polishing agent is not ensured, the present invention causes less damage to the polishing pad and enables the minimum polishing agent to be carried in. The polishing agent supply amount with a surface roughness of about 0.05 to 10.0 μm is suppressed. Although it is preferable to use a jig, it is particularly preferable to use one having a surface roughness of about 0.5 μm in Ra.
[0021]
Further, an annular abrasive supply amount suppressing jig may be disposed adjacent to the entire circumference of the polishing head. However, in order to achieve the object of the present invention, the jig is not necessarily limited to the entire circumference of the polishing head. It is not necessary to arrange a jig for controlling the amount of abrasive supplied to the polishing pad. The same effect can be achieved by a configuration in which an arc-shaped (for example, a semi-arc-shaped) abrasive supply amount suppressing jig is arranged. Since the direction in which the abrasive is supplied is determined by the rotation direction of the polishing platen, it is preferable to dispose the abrasive supply amount suppressing jig in this direction.
[0022]
Further, the polishing head and the polishing agent supply amount suppressing jig may be integrated, or the polishing agent supply amount suppressing jig and the polishing head may be separately supported.
[0023]
It is preferable to integrate the polishing head and the polishing agent supply amount suppressing jig because the control becomes easy. In addition, if the polishing head and the abrasive supply amount suppressing jig are separately supported, it is not necessary to modify the polishing apparatus currently used, and the polishing agent supply amount suppressing jig is provided on the outer peripheral portion of the existing polishing head. Can be easily installed, which is preferable.
[0024]
The polishing agent supply amount suppressing jig is preferably configured to be able to move up and down to some extent, but it is preferable that these up and down movement mechanisms can be controlled independently of adjustment of the polishing pressure of the polishing head. Therefore, it is preferable to provide a mechanism for moving the plate member up and down inside the abrasive supply amount suppressing jig, for example, a structure for adjusting the pressurizing pressure using a pressure adjusting mechanism of an air bag system or a spring mechanism. It is. Further, a mechanism for vertically moving the entire abrasive supply amount suppressing jig may be provided.
[0025]
Also, the wafer polishing method of the present invention is characterized in that the wafer polishing apparatus of the present invention is polished in a state in which a polishing agent supply control jig arranged on an outer peripheral portion of the polishing head is in contact with a polishing cloth. And In particular, polishing is preferably performed by adjusting the amount of the abrasive supplied to the polishing surface by the jig for suppressing the amount of the abrasive supplied. It is preferable to carry out the secondary polishing / finish polishing for improving the haze level, whereby the haze can be improved and the use life of the polishing pad can be improved.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, it is needless to say that various modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention. .
[0027]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a principal part showing one embodiment of a wafer polishing apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a schematic perspective explanatory view of FIG. The basic configuration of the wafer polishing apparatus of the present invention shown in FIG. 1 is substantially the same as that of the conventional wafer polishing apparatus shown in FIG. 7, and the same reference numerals in FIGS. 1 and 2 denote the same parts as in FIG. . 1 and 2, reference numeral 10a denotes a wafer polishing apparatus of the present invention. In the wafer polishing apparatus 10a, a disk-shaped platen 14 is installed horizontally, and the platen 14 is rotated around an axis via a drive shaft 28 by a platen drive mechanism. The polishing pad 12 is attached to the entire surface of the surface plate 14. A head drive mechanism is fixed above the surface plate 14 via a plurality of columns (not shown), and the polishing head 18 facing the surface plate 14 can be driven to rotate via a drive shaft 29. It is provided in.
[0028]
The polishing head 18 has a polishing head main body 16 that detachably holds a wafer W as an object to be polished with its surface to be polished facing downward. A backing pad 26 is provided on the wafer holding surface 16a of the polishing head main body 16, and a guide ring 20 for holding an outer peripheral edge of the wafer W is arranged around the wafer holding surface 16a. Reference numeral 22 denotes an abrasive supply pipe for supplying an abrasive (slurry) 24 onto the polishing cloth 12.
[0029]
In the wafer polishing apparatus 10a of the present invention, the shape of the outer peripheral portion of the polishing head is different from that of the conventional wafer polishing apparatus 10 shown in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the greatest feature of the wafer polishing apparatus 10 a of the present invention is that a polishing agent supply amount suppressing jig 17 is arranged on the outer peripheral portion of the polishing head 18.
[0030]
The polishing agent supply amount suppressing jig 17 includes an annular suppressing jig main body 19 and a plate member 21 provided on the lower surface of the suppressing jig main body 19. The polishing head body 16 is integrally connected to the polishing head body 16 via the connecting member 23 so as to be adjacent to each other at an adjacent interval. In this example, a mechanism 13 for vertically moving the plate member 21 is provided inside the abrasive supply amount suppressing jig 17.
[0031]
The plate member 21 has a contact surface 21 a on the lower surface thereof, which is in contact with the polishing pad 12. It is preferable that the surface roughness of the contact surface 21a is 0.05 to 10.0 μm in Ra. Also, the distance d between the outer peripheral portion of the polishing head 18 and the polishing agent supply suppressing jig 17 is preferably about 0.5 mm to 100 mm, and more preferably about 0.5 mm to 10 mm.
[0032]
With the above configuration, in order to polish the wafer W, as in the conventional apparatus, one surface of the wafer W is held on the wafer holding surface 16a of the polishing head main body 16 via the backing pad 26, and the polishing head 18 is pressed. The other surface of the wafer W is pressed against the polishing cloth 12 to rotate the polishing platen 14, and the polishing is performed by rotating the polishing head 18 with respect to the polishing platen 14. At this time, since the polishing agent supply amount suppressing jig 17 is integrated with the polishing head 18 via the connecting member 23, the polishing agent supply amount suppressing jig 17 is also moved together with the rotation of the polishing head 18. Although rotating, the polishing agent supply amount suppressing jig 17 is annular, so that the supplied polishing agent can always be adjusted.
[0033]
In the apparatus of the present invention, the polishing agent supply amount suppressing jig 17 is provided adjacent to the outer peripheral portion of the polishing head 18, so that when polishing, the polishing pad 12 is polished before the polishing cloth 12 comes into contact with the edge portion of the wafer W. A portion of the polishing cloth 12 corresponding to the outer peripheral portion of the head 18 is pressed by a polishing agent supply amount suppressing jig 17. By this pressurizing action, the edge of the wafer W is prevented or controlled from entering the polishing cloth 12, and the action of forming damage to the polishing cloth 12 by the wafer edge is reduced, so that the service life of the polishing cloth 12 is extended. It becomes.
[0034]
Further, by disposing the abrasive supply amount suppressing jig 17, excessive supply of the abrasive 24 to the wafer W is eliminated, and the pressure adjustment and polishing when pressing by the abrasive supply amount suppressing jig 17 are performed. An optimum amount of the abrasive 24 can be supplied to the polished surface of the wafer W by selecting the surface roughness of the agent supply amount suppressing jig 17 or the like, and unnecessary etching can be prevented and the haze of the wafer W can be improved. .
[0035]
The abrasive supply suppression jig 17 used in the apparatus of the present invention is a member for suppressing excessive supply of the abrasive (slurry), and its material is not particularly limited. 2 O 3 , SiC, SiN, etc., ceramics, PTFE, PFA, PEEK, PPS, resin, glass epoxy, aramid epoxy, fiber reinforced resin, or nylon, polyimide, engineering Plastic or the like can be used.
[0036]
In the example shown in FIG. 1 and FIG. Although the case where the tool 17 is integrated with the connecting member 23 by the connecting member 23 is shown, in the apparatus of the present invention, the polishing agent supply amount suppressing jig 17 is not necessarily applied to the entire outer peripheral portion of the polishing head 18. It is not necessary to dispose, and it is not always necessary to integrate the polishing head 18 and the abrasive supply amount suppressing jig 17. For example, an arc-shaped abrasive supply amount suppressing jig 17 is arranged on the polishing cloth 12 on the side to which the abrasive 24 is supplied and adjacent to the outer peripheral portion of the polishing head 18. It is also possible to adopt a configuration in which the abrasive supply amount suppressing jig 17 is supported separately from the polishing head 18. An example will be described below.
[0037]
FIG. 3 is a schematic perspective explanatory view of a main part showing another embodiment of the wafer polishing apparatus of the present invention. FIG. 4 is a schematic cross-sectional explanatory view of FIG. 3 and 4, the same or similar members as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.
[0038]
The basic configuration of the wafer polishing apparatus 10b of the present invention shown in FIGS. 3 and 4 is different from the wafer polishing apparatus 10a of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 in that a guide ring and a backing pad are not provided. Except for this, the description is the same, and the description of the basic configuration will not be repeated.
[0039]
In the wafer polishing apparatus 10b of the present invention, the aspect of the abrasive supply amount suppressing jig 17 is different from the examples of FIGS. 1 and 2, and that point will be described. 3 and 4, the polishing agent supply amount suppressing jig 17 includes an arc-shaped suppressing jig main body 19 and a plate member 21 provided on the lower surface of the suppressing jig main body 19. Is extended from the outside of the polishing platen 14 so as to be disposed on the side to which the abrasive 24 is supplied, in other words, on the polishing cloth 12 on the upstream side in the rotation direction R of the polishing platen 14. Supported by the supporting means 25.
[0040]
As shown in FIG. 3, the polishing agent supply amount suppressing jig 17 is immovably supported by a support means 25 separately from the polishing head 18, but the polishing agent 24 is supplied. The supply amount of the abrasive 24 can be sufficiently adjusted because it is disposed on the side where the polishing agent 24 is disposed. The mechanism for vertically moving the contact surface of the abrasive supply amount suppressing jig 17 may be provided inside the abrasive supply amount suppressing jig 17 as in the example of FIG. The support means 25 is configured to be able to move up and down, and the mechanism is such that the entire abrasive supply amount suppressing jig 17 can be adjusted by moving up and down.
[0041]
In the case of a configuration in which the polishing agent supply amount suppressing jig 17 and the polishing head 18 are integrated as in the examples of FIGS. 1 and 2, the polishing agent supply amount suppressing jig 17 rotates as the polishing head 18 rotates. Although the supply amount of the abrasive 24 can be adjusted, the abrasive supply amount suppressing jig 17 in the case of FIGS. The abrasive 24 enters the polishing head 18 side from the missing portion of the tool 17, and the supply amount of the abrasive 24 cannot be sufficiently adjusted. 1 and 2 show the case where the annular abrasive supply amount suppressing jig 17 is integrated with the polishing head 18 and is rotated together with the polishing head 18, the annular abrasive supply amount suppressing jig shown in FIGS. 1 and 2 is shown. The tool 17 is supported by the support means 25 shown in FIG. 3 from the outside of the polishing platen 14 in an immobile state. The adjustment of the supply amount of 24 can be similarly performed.
[0042]
Next, the wafer polishing method of the present invention will be described. The method for polishing a wafer according to the present invention is a method for polishing a wafer using the above-described wafer polishing apparatuses 10a and 10b of the present invention. The wafer W is disposed on the wafer holding surface 16a of the polishing apparatuses 10a and 10b, and the polishing is performed. Polishing is performed by rotating the polishing platen 14 with the cloth 12 while rotating the polishing platen 14 and rotating the polishing head 18 with respect to the polishing platen 14. In particular, the method of the present invention is preferably performed in a secondary polishing step or a finish polishing step for improving the surface roughness of a wafer.
[0043]
Under the polishing conditions in the method of the present invention, the polishing pressure is 100 to 200 g / cm. 2 Set to about. In the case of the final polishing, the wafer surface can be satisfactorily modified by polishing at such a polishing pressure.
[0044]
In the actual polishing, the pressure applied by the abrasive supply suppression jig in the apparatus of the present invention is 100 g / cm. 2 ~ 250g / cm 2 It is preferable to set to about. Needless to say, the actual pressure set value is appropriately set depending on the type of abrasive used, the polishing cloth, the material and roughness of the jig for suppressing the amount of supplied abrasive, and the like.
[0045]
The polishing cloth in the apparatus of the present invention is not particularly limited, and a general one-layer polishing cloth or a multi-layer polishing cloth used for secondary and finish polishing may be used. For example, a multilayer nonwoven fabric or a suede-like polishing cloth is mainly used.
[0046]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, it is needless to say that these Examples are illustrative and should not be construed as limiting.
[0047]
(Example 1)
Using the wafer polishing apparatus of the present invention, secondary polishing and final polishing of a silicon wafer having a diameter of 300 mm, both surfaces of which (primary) were polished, were performed. Although the basic configuration of the polishing head of the apparatus of the present invention is not particularly limited, in this embodiment, a polishing head having a floating head structure as shown in FIG. 8 was used. That is, a backing pad is attached to the wafer holding surface of the polishing head, and the wafer is held on this surface.
[0048]
On the outer peripheral portion of such a polishing head, an annular abrasive supply amount suppressing jig was arranged as shown in FIGS. The abrasive supply suppression jig used an alumina ring, and was disposed at a position about 6 mm away from the polishing head and wafer and the abrasive supply suppression jig (ie, adjacent distance d = about 6 mm). The jig for suppressing the amount of the abrasive supplied has a plate member of about 100 g / cm by the force of a spring disposed therein. 2 Is set so as to contact the polishing cloth. Further, the roughness of the contact surface of the jig for suppressing the supply of the abrasive with the polishing cloth was about 0.5 μm in Ra.
[0049]
The polishing conditions in this example were as follows: a nonwoven fabric was used as the secondary polishing for the polishing cloth, a suede-like polishing cloth was used for the final polishing, and an alkaline solution containing colloidal silica was used for the polishing agent (slurry). .
[0050]
After polishing a plurality of wafers under such polishing conditions, the haze level was measured, and the measurement results are shown in FIG.
[0051]
In order to examine the tendency of haze deterioration due to the use time of the polishing cloth, the wafer was similarly polished using polishing cloths having different use times. This polishing experiment was carried out using a polishing cloth used for finish polishing. FIG. 6 shows the result of the polishing experiment. Note that the haze (HAZE) measured in the present example is a relative value measured semi-quantitatively in a haze mode of LS-6030 (laser surface inspection device) manufactured by Hitachi Electronics Engineering, Ltd. A larger haze value (bit unit) shown in FIG. 6 indicates a worse haze level.
[0052]
(Comparative Example 1)
Secondary polishing and finish polishing were performed using a polishing apparatus as shown in FIG. 8 in which the above-mentioned abrasive supply amount suppressing jig was not disposed. The polishing conditions and the like were the same as in Example 1.
[0053]
The wafer was polished under such polishing conditions, and the haze level was measured. The measurement results are shown in FIG. From the results of FIG. 5, it was found that the haze level was significantly improved in Example 1 as compared with Comparative Example 1. In addition, the deterioration of the haze level due to the use time of the polishing cloth was similarly examined, and the results are shown in FIG. From the results of FIG. 6, it was found that the haze level in Example 1 was prevented from being deteriorated even when the polishing pad was used for a long time, as compared with Comparative Example 1.
[0054]
Conventionally, it has been considered that the use of the above-mentioned jig for suppressing the supply of the abrasive during polishing is considered to deteriorate the haze level of the wafer, and there has been no example used. However, the haze value was improved by 30% as compared with the conventional device by using the apparatus of the present invention. When the haze level reaches a certain level, the polishing cloth is replaced. However, as shown in the above-mentioned embodiment, the polishing cloth can be used for a very long time, and the use life is about three times as long as the conventional one. Extended. That is, when the wafer polishing apparatus of the present invention is used, many wafers having a good haze level can be polished without changing the polishing cloth. As a result, the frequency of replacement of the polishing cloth is reduced, the work time is shortened, and the wafer is polished to a high-quality wafer, so that the yield is improved and the productivity is improved. In addition, the replacement of the polishing cloth is reduced, so that the cost of consumables and the like can be reduced, which is preferable.
[0055]
The present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and has the same effect. Within the technical scope of
[0056]
For example, in the first embodiment, an example is shown in which an annular abrasive supply amount suppressing jig adjacent to the entire outer periphery of the polishing head is used, but only the side where the abrasive (slurry) flows as shown in FIGS. The same effect can be obtained even if an arc-shaped abrasive supply amount suppressing jig is disposed in the above.
[0057]
【The invention's effect】
As described above, according to the wafer polishing apparatus and method of the present invention, it is possible to prevent the deterioration of haze due to long-time use of the polishing cloth, and to prolong the service life of the polishing cloth, and particularly to improve the haze level. A great effect that the wafer can be polished is achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional explanatory view of a main part showing one embodiment of a wafer polishing apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective explanatory view of FIG. 1;
FIG. 3 is a schematic perspective view of a main part showing another embodiment of the wafer polishing apparatus of the present invention.
FIG. 4 is a schematic sectional explanatory view of FIG. 3;
FIG. 5 is a graph showing measured haze levels of wafers polished in Example 1 and Comparative Example 1.
FIG. 6 is a graph showing a relationship between a polishing cloth use time and a haze level in Example 1 and Comparative Example 1.
FIG. 7 is a schematic sectional explanatory view of a main part showing an example of a conventional wafer polishing apparatus.
FIG. 8 is a schematic sectional explanatory view of a main part showing another example of a conventional wafer polishing apparatus.
[Explanation of symbols]
10, 30: conventional wafer polishing apparatus, 10a, 10b: wafer polishing apparatus of the present invention, 12: polishing cloth, 14: polishing platen, 16: polishing head body, 16a: wafer holding surface, 17: abrasive supply amount Suppression jig, 18: Polishing head, 19: Suppression jig main body, 20: Guide ring, 21: Plate member, 21a: Contact surface, 22: Abrasive supply pipe, 23: Connecting member, 24: Abrasive, 25: Supporting means, 26: backing pad, 28: drive shaft, 29: drive shaft, 32: surface plate, 33: polishing head, 34: wafer holding plate, 34a: wafer holding plate body, 34b: wafer holding plate back plate, 35 : Wafer holding surface, 35a: backing pad, 36: abrasive supply pipe, 38: polishing cloth, 40: rotating shaft, 42: rotating shaft, 44: abrasive, 46: through hole, 48: vacuum part, 50: vacuum La , 52: rotary holder, 54: pressurized space, 56: elastic ring, 56: elastic ring, 58: pressurized air supply path, 60: template, d: adjacent distance, R: rotating direction of polishing platen , W: wafer.
