JP2006128271A - Work holding plate, method of manufacturing semiconductor wafer and polishing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主にワーク保持板に関し、特に高い平坦度が要求される半導体ウエーハの研磨に好適に使用することができるワーク保持板、並びに半導体ウエーハの製造方法及び研磨方法に関する。 The present invention mainly relates to a workpiece holding plate, and more particularly to a workpiece holding plate that can be suitably used for polishing a semiconductor wafer that requires high flatness, and a semiconductor wafer manufacturing method and polishing method.
シリコンウエーハ等の半導体ウエーハを製造する場合、重要な工程の一つにウエーハの表面粗さを改善するとともに、平坦度を高めるための研磨工程がある。
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。
When manufacturing a semiconductor wafer such as a silicon wafer, an important process is a polishing process for improving the surface roughness of the wafer and increasing the flatness.
With the recent increase in device accuracy, semiconductor wafers used for device fabrication are required to be planarized with very high accuracy. In response to such demands, chemical mechanical polishing (CMP) is used as a technique for planarizing the surface of a semiconductor wafer.
化学機械研磨を行う場合、従来、ウエーハの研磨する側の面(被研磨面)とは反対側の面を、ワックス等の接着剤を介してガラスプレート等に貼り付けて保持する方法がある。
一方、ワックス等の接着剤を用いずにウエーハを保持して研磨を行う、いわゆるワックスフリー研磨(ワックスレス研磨とも呼ばれる)方式の一つとして、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備えた保持板を用いる方法がある。
In the case of performing chemical mechanical polishing, there is conventionally a method in which a surface opposite to a surface to be polished (surface to be polished) is attached to a glass plate or the like via an adhesive such as wax.
On the other hand, as one of the so-called wax-free polishing (also called waxless polishing) methods for holding and polishing a wafer without using an adhesive such as wax, a backing pad made of a soft resin foam sheet is provided. There is a method using a holding plate.
例えば、図5に示したような研磨装置38において、セラミックス等からなる円形状の保持板本体32に、バッキングパッド34と、ウエーハWを囲む円形孔を有するテンプレート35を貼り付けた保持板31を用い、ウエーハWの片面をバッキングパッド34に水を介して密着させて保持する。そして、回転定盤37に貼り付けられた研磨布36に研磨スラリー33を供給するとともに、定盤37と保持板31をそれぞれ回転させながらウエーハWの被研磨面を研磨布36に押し付けて摺接させる。これにより、ウエーハWの被研磨面を鏡面状に仕上げることができる。
For example, in the
このようなワックスフリー研磨方式では、研磨後、ガラスプレート等からウエーハWを剥離するといった作業が不要であり、ワックス等の接着剤によりウエーハWが汚染されるおそれもない。
しかし、バッキングパッドを用いてウエーハWの研磨を行う場合、ウエーハWの中央部が薄くなり、平坦度が悪化する場合がある。
In such a wax-free polishing method, after the polishing, an operation of peeling the wafer W from a glass plate or the like is unnecessary, and there is no possibility that the wafer W is contaminated by an adhesive such as wax.
However, when the wafer W is polished using the backing pad, the central portion of the wafer W may become thin and the flatness may deteriorate.
図6(A)〜(D)は、一般的なバッキングパッドを備えた保持板でウエーハを保持して研磨を行った場合のウエーハの形状をモデル的に示している。
この保持板41では、本体を構成するセラミックスプレート42に、両面粘着テープ43を介してバッキングパッド44が貼り付けられている。また、バッキングパッド44のウエーハWを保持する側には、ウエーハWを収容して位置決めするための円形孔を有するテンプレート45が設けられている。
バッキングパッド44は発泡構造となっており、パッド44の内部、及びウエーハWとパッド44との間には気泡(エア)47及び水等が存在する(図6(A))。
6A to 6D schematically show the shape of the wafer when the wafer is polished by holding the wafer with a holding plate having a general backing pad.
In this holding plate 41, a
The
そして、このような保持板41でウエーハWを保持し、研磨布46上に研磨スラリー40を供給しながら研磨を行うと、研磨布46との摩擦により被研磨面の温度が上昇し、被研磨面側の膨張によりウエーハWの形状が変化する。その結果、エア47及び水等がバッキングパッド44との間のウエーハ中央部付近に閉じ込められる(図6(B))。
When the wafer W is held by such a holding plate 41 and polishing is performed while supplying the
さらに、被研磨面側から被保持面側に熱が伝達し、バッキングパッド44が断熱材として機能して蓄熱される。そして、ウエーハWとバッキングパッド44との間に溜まったエア47aが熱により膨張することで、ウエーハWの中央部付近が研磨布側にさらに押し下げられた状態で研磨が行われる(図6(C))。
Further, heat is transferred from the polished surface side to the held surface side, and the
その結果、研磨終了時には、ウエーハWは、中央部が薄くなった状態、すなわち凹状に仕上げられることになる(図6(D))。
このように、従来の一般的なバッキングパッドを用いて研磨を行った場合、ウエーハの中央部が凹状になり、平坦度を悪化させるという問題がある。
As a result, at the end of polishing, the wafer W is finished in a state where the central portion is thin, that is, in a concave shape (FIG. 6D).
Thus, when it grind | polishes using the conventional general backing pad, there exists a problem that the center part of a wafer becomes concave shape and flatness deteriorates.
このようなウエーハの平坦度の悪化を防ぐため、図7(A)に示したような多数の溝59を格子状に形成したバッキングパッド54が提案されている(特許文献1参照)。そして、図7(B)に示されるように、上記のようなバッキングパッド54を備えた保持板51を用いれば、バッキングパッド54とウエーハWとの間に溜まったエア57及び水等を溝59から逃しながらウエーハWを研磨することができる。
In order to prevent such deterioration of the flatness of the wafer, a
しかし、多数の溝59を設けたバッキングパッド54は、溝59の部分が劣化しやすく、寿命が短いほか、溝59の部分が劣化した場合、エア及び水等を排出し難くなるという問題がある。
また、溝加工したバッキングパッド54を備えた保持板51を用いてウエーハの研磨を行うと、バッキングパッド54の溝パターンがウエーハWに転写して高い平坦度が達成できないという問題もある。
なお、このような平坦度の問題は、デバイス製造工程において、半導体ウエーハの表面に形成したシリコン酸化膜等の層間絶縁膜を研磨により平坦化する場合も同様である。
However, the
Further, when the wafer is polished using the
Such a problem of flatness is the same when the interlayer insulating film such as a silicon oxide film formed on the surface of the semiconductor wafer is flattened by polishing in the device manufacturing process.
本発明は上記のような問題に鑑み、半導体ウエーハ等のワークを高い平坦度で研磨することができ、また、寿命が長いワーク保持板を提供することを主な目的とする。 In view of the above problems, it is a main object of the present invention to provide a workpiece holding plate that can polish a workpiece such as a semiconductor wafer with high flatness and has a long life.
本発明によれば、ワークを研磨する際に該ワークを保持するための保持板であって、少なくとも保持板本体と、該保持板本体に貼り合わされたバッキングパッドとを有し、前記保持板本体におけるバッキングパッドが貼り合わされた側には溝が設けられ、前記バッキングパッドには前記保持板本体の溝の位置に合わせて貫通孔が設けられており、前記パッキングパッドに前記ワークの被研磨面とは反対側の面を密着させることにより該ワークを保持して研磨を行うものであることを特徴とするワーク保持板が提供される(請求項1)。 According to the present invention, a holding plate for holding the workpiece when polishing the workpiece, comprising at least the holding plate main body and a backing pad bonded to the holding plate main body, the holding plate main body A groove is provided on the side where the backing pad is bonded, and a through hole is provided in the backing pad in accordance with the position of the groove of the holding plate body. Provides a workpiece holding plate characterized in that polishing is performed by holding the workpiece by bringing the opposite surface into close contact with each other (Claim 1).
このようなワーク保持板であれば、ワークとバッキングパッドとの間に溜まったエアのほか、水や研磨スラリーを、バッキングパッドの貫通孔と保持板本体の溝を通じて保持板の外側に排出することができるものとなる。そして、このような保持板でワークを保持して研磨を行えば、ワークへの凹凸の転写を防ぎ、高平坦度のワークに仕上げることができる。
また、バッキングパッドには、貫通孔が形成されているだけで溝のような複雑な凹凸は形成されていないので、劣化し難く、寿命が長いものとなる。
With such a workpiece holding plate, in addition to the air accumulated between the workpiece and the backing pad, water and polishing slurry are discharged to the outside of the holding plate through the through hole of the backing pad and the groove of the holding plate body. Will be able to. If the workpiece is held and polished by such a holding plate, the unevenness on the workpiece can be prevented from being transferred and finished to a high flatness workpiece.
Further, since the backing pad has only through-holes and no complicated irregularities such as grooves, it does not easily deteriorate and has a long life.
この場合、前記バッキングパッドのワークと密着させる側に、該ワークの位置決めをするテンプレートが設けられていることが好ましい(請求項2)。
このようなテンプレートを備えていれば、研磨の際、ワークのズレやハズレを確実に防ぎ、安定して研磨を行うことができるものとなる。
In this case, it is preferable that a template for positioning the workpiece is provided on the side of the backing pad that is in close contact with the workpiece.
If such a template is provided, it is possible to reliably prevent the workpiece from being displaced or lost during polishing and to perform stable polishing.
前記バッキングパッドには、前記貫通孔が10〜15mmの範囲内の間隔で設けられていることが好ましく(請求項3)、また、前記バッキングパッドの貫通孔の直径が、0.5〜1.5mmの範囲内にあることが好ましい(請求項4)。
バッキングパッドに上記のような貫通孔が設けられていれば、エア及び水等の排出が確実に行われるとともに、研磨中、バッキングパッドの貫通孔に基づく凹凸がウエーハに転写することを確実に防ぐことができるものとなる。また、上記のような貫通孔であれば、バッキングパッドの劣化も確実に防止あるいは抑制することができる。
It is preferable that the through-holes are provided in the backing pad at intervals in the range of 10 to 15 mm (Claim 3), and the diameter of the through-holes of the backing pad is 0.5 to 1. It is preferable to be within a range of 5 mm.
If the backing pad is provided with the through-holes as described above, air and water etc. are surely discharged, and the unevenness based on the through-holes of the backing pad is reliably prevented from being transferred to the wafer during polishing. Will be able to. Moreover, if it is the above through-holes, deterioration of a backing pad can be prevented or suppressed reliably.
前記保持板本体の溝の幅は、0.5〜1.5mmの範囲内にあることが好ましく(請求項5)、また、前記保持板本体の溝の深さは、0.5mm以上であることが好ましい(請求項6)。
保持板本体に上記のような溝が設けられていれば、エア及び水等の排出が確実に行われるとともに、研磨中、溝パターンがウエーハに転写することを確実に防ぐことができるものとなる。
The groove width of the holding plate body is preferably in the range of 0.5 to 1.5 mm (Claim 5), and the groove depth of the holding plate body is 0.5 mm or more. (Claim 6).
If the groove as described above is provided in the holding plate main body, air and water can be reliably discharged, and the groove pattern can be reliably prevented from being transferred to the wafer during polishing. .
さらに、本発明によれば、半導体ウエーハを製造する方法であって、少なくとも前記ワーク保持板を用い、前記半導体ウエーハの片面を前記バッキングパッドと密着させて保持し、研磨布に研磨剤を供給しながら、前記ウエーハの被研磨面を前記研磨布に摺接させることにより研磨する工程を含むことを特徴とする半導体ウエーハの製造方法が提供される(請求項7)。
本発明に係るワーク保持板を用いて半導体ウエーハの研磨を行えば、ウエーハ中央部の凹形状や溝パターンの転写を防止して極めて高い平坦度を達成することができ、デバイス歩留りの向上につながる半導体ウエーハを製造することができる。
Furthermore, according to the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor wafer, wherein at least one of the workpiece holding plates is used, one side of the semiconductor wafer is held in close contact with the backing pad, and an abrasive is supplied to the polishing cloth. However, there is provided a method for manufacturing a semiconductor wafer, comprising a step of polishing the surface of the wafer to be polished by sliding it on the polishing cloth.
By polishing a semiconductor wafer using the work holding plate according to the present invention, it is possible to achieve the extremely high flatness by preventing the transfer of the concave shape and groove pattern in the central portion of the wafer, leading to an improvement in device yield. Semiconductor wafers can be manufactured.
また、本発明では、層間絶縁膜が形成された半導体ウエーハを研磨する方法であって、前記ワーク保持板を用い、前記半導体ウエーハの片面を前記バッキングパッドと密着させて保持し、研磨布に研磨剤を供給しながら、前記ウエーハに形成された層間絶縁膜を前記研磨布に摺接させることにより研磨することを特徴とする半導体ウエーハの研磨方法も提供される(請求項8)。
すなわち、半導体デバイス作製工程においてウエーハの表面に層間絶縁膜を形成した後、その表面を平坦化するためにCMPが行われる場合があるが、このようなデバイス工程でのウエーハの研磨にも本発明に係るワーク保持板を用いることにより極めて高い平坦度を達成することができる。
Further, the present invention is a method for polishing a semiconductor wafer on which an interlayer insulating film is formed, using the work holding plate, holding one surface of the semiconductor wafer in close contact with the backing pad, and polishing it on a polishing cloth. There is also provided a method for polishing a semiconductor wafer, wherein an interlayer insulating film formed on the wafer is slidably contacted with the polishing cloth while supplying an agent.
That is, after an interlayer insulating film is formed on the surface of a wafer in a semiconductor device manufacturing process, CMP may be performed to planarize the surface. The present invention is also applicable to polishing a wafer in such a device process. An extremely high flatness can be achieved by using the workpiece holding plate.
本発明に係るワーク保持板は、保持板本体に溝が設けられ、バッキングパッドには保持板本体の溝の位置に合わせた貫通孔が設けられている。このようなワーク保持板で半導体ウエーハ等のワークを保持して研磨を行えば、研磨中、ワークとバッキングパッドとの間に溜まったエア及び水等を、バッキングパッドの貫通孔と保持板本体の溝を通じて保持板の外側に排出することができる上、バッキングパッドの凹凸をウエーハに転写することなく、高平坦度のワークに仕上げることができる。
また、バッキングパッドには、溝のような複雑で大きな凹凸は形成されていないので、劣化し難く、寿命の長いものとなる。
In the work holding plate according to the present invention, a groove is provided in the holding plate main body, and a through hole is provided in the backing pad according to the position of the groove of the holding plate main body. If a workpiece such as a semiconductor wafer is held and polished by such a workpiece holding plate, air and water accumulated between the workpiece and the backing pad during polishing are removed from the through-holes of the backing pad and the holding plate body. In addition to being discharged to the outside of the holding plate through the groove, it is possible to finish the workpiece with high flatness without transferring the unevenness of the backing pad to the wafer.
Further, since the backing pad is not formed with complicated and large irregularities such as grooves, it is difficult to deteriorate and has a long life.
以下、本発明について添付の図面に基づいて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。
本発明者らは、本発明の完成に先立ち、バッキングパッドを用いてシリコンウエーハの研磨を行った場合のウエーハの平坦度等について調査を行った。その結果、格子状に溝を形成したバッキングパッドを設けた保持板を用いてシリコンウエーハを研磨した場合、溝が形成されていない一般的なバッキングパッドを備えた保持板を用いた場合よりも、研磨後のウエーハの平坦度は向上していた。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto.
Prior to the completion of the present invention, the present inventors investigated the flatness of the wafer when a silicon wafer was polished using a backing pad. As a result, when polishing a silicon wafer using a holding plate provided with a backing pad in which grooves are formed in a lattice shape, than when using a holding plate with a general backing pad in which no grooves are formed, The flatness of the wafer after polishing was improved.
しかし、研磨後のウエーハを魔鏡(魔鏡像)で観察したところ、図8に示したような溝パターンの転写が見られ、研磨ムラが生じていることが判明した。その原因として、バッキングパッドとウエーハとの間の空気等が排除されると、ウエーハはバッキングパッドと強く密着した状態で研磨され、溝パターンの凹凸がウエーハに転写すると考えられる。 However, when the polished wafer was observed with a magic mirror (magic mirror image), it was found that the groove pattern was transferred as shown in FIG. As a cause thereof, it is considered that when air or the like between the backing pad and the wafer is eliminated, the wafer is polished in a state of being in close contact with the backing pad, and the unevenness of the groove pattern is transferred to the wafer.
そこで、本発明者らは、このようなバッキングパッドの凹凸の転写を効果的に防ぐため、鋭意研究を重ねた結果、保持板本体に溝を設けるとともに、バッキングパッドには保持板本体の溝の位置に合わせた貫通孔を設けた保持板でウエーハを保持して研磨を行えば、バッキングパッドの貫通孔と保持板本体の溝を通じてエア等を排出することができる上、バッキングパッドの凹凸の転写がなく、平坦度が極めて高いシリコンウエーハに仕上げることができることを見出し、本発明を完成させた。 Therefore, the present inventors have conducted extensive research to effectively prevent the unevenness of the backing pad from being transferred, and as a result, provided a groove in the holding plate body, and the backing pad has a groove in the holding plate body. If polishing is performed by holding the wafer with a holding plate with through holes that match the position, air can be discharged through the through holes of the backing pad and the grooves of the holding plate body, and the unevenness of the backing pad can be transferred. The present invention was completed by finding that a silicon wafer having a very high flatness can be finished.
図1は、本発明に係るワーク保持板の一例を示している。この保持板1は、保持板本体2と、バッキングパッド4とを有し、バッキングパッド4は、両面粘着テープ(PET)3を介して保持板本体2に貼り合わされている。
保持板本体2は、セラミックス、ガラス等、加工精度が良好であり、硬質で平坦度の高いプレートにより構成することができる。そして、保持板本体2のバッキングパッド4が貼り合わされた側には、エア9及び水等を保持板1の外側に排除することができるように、本体2の側面で開放する溝7が形成されている。
FIG. 1 shows an example of a work holding plate according to the present invention. The holding
The holding plate
溝パターンは特に限定されないが、例えば溝が格子状に保持板本体の最外周部に連通して形成されていれば、エアや研磨スラリーを保持板全体から確実に排出することができる。ただし、放射状、らせん状、あるいはランダムな溝パターンとしても良い。
溝7の断面形状も特に限定されないが、例えばU字形状とすれば、砥粒等が溝7に詰まることを効果的に防ぐことができる。
The groove pattern is not particularly limited. For example, if the grooves are formed in a lattice shape so as to communicate with the outermost peripheral portion of the holding plate body, air and polishing slurry can be reliably discharged from the entire holding plate. However, a radial, spiral or random groove pattern may be used.
Although the cross-sectional shape of the
溝7の幅は0.5〜1.5mmの範囲内にあることが好ましく、特に1mm程度とすることが好ましい。上記範囲内の溝幅であれば、研磨スラリー中の砥粒や研磨カスが溝7に詰まることを防ぎ、エアや研磨スラリーを確実に排出することができるとともに、保持板本体2の溝パターンのウエーハWへの転写を確実に防ぐことができる。
また、溝7の深さは、溝の断面形状や幅にもよるが、0.5mm以上5mm程度の範囲内であれば、エア9及び水等を確実に排出することができ、好ましい。
The width of the
Moreover, although the depth of the groove |
一方、バッキングパッド4は、例えばポリウレタンの発泡体等からなるシート状弾性発泡体により構成することができる。そして、バッキングパッド4には保持板本体2の溝7の対応する位置に合わせて貫通孔8が形成されている。
バッキングパッド4の貫通孔8は、保持板本体2の溝7に合わせた位置に設けられるので、その大きさや間隔は保持板本体2の溝7の幅や間隔にもよるが、バッキングパッド4に大きな貫通孔が形成されていると、貫通孔とその他の部分による凹凸がウエーハに転写するおそれがある。一方、貫通孔が小さすぎると、エア9及び水等が速やかに通過しなくなるおそれがある。従って、貫通孔8の直径は0.5〜1.5mmの範囲内、特に0.8mm程度とすることが好ましい。
On the other hand, the
Since the through-
バッキングパッド4に上記のような貫通孔8が形成されていれば、バッキングパッド4自体に溝が形成されている場合に比べ、ウエーハWとの接触面積ははるかに大きくなる。従って、バッキングパッド4にウエーハWを密着させて研磨を行っても、バッキングパッド4の凹凸によるウエーハWへの影響を効果的に抑えることができる。
ただし、バッキングパッド4に必要以上に多数の貫通孔8が形成されていると、バッキングパッド4の凹凸がウエーハWに転写するおそれがある。また、貫通孔8を多数形成させるとなると、保持板本体2の溝7の間隔は狭くする必要があるが、その場合、本体の溝とバッキングパッドの貫通孔との位置合わせが難しくなるおそれがある。従って、バッキングパッド4には、10〜15mmの範囲内の間隔で貫通孔8が設けられていることが好ましい。なお、貫通孔8は、必ずしも保持板本体2の全ての溝に沿って設けられている必要はなく、気泡や水を有効に排出できる範囲で溝に合わせて適宜設けられていれば良い。エア、水等はウエーハの中心部に溜まり易いので、パッド4の貫通孔8は、例えばウエーハの中心部付近(例えば半径1/2の領域)では比較的短い間隔とし、周辺部では広い間隔となるように設けても良い。
If the through-
However, if the
このような本発明に係る保持板1を製造する方法は特に限定されないが、例えば、以下のような手順で好適に製造することができる。
まず、保持板本体となるセラミックス製の円形プレートを用意し、プレートのウエーハを保持する側に、ダイヤモンドホイール等の工具を用いてU字形、凹形等の溝を格子状に形成する。
次いで、溝を形成した側に両面粘着テープ、両面粘着シート、接着剤等を介してバッキングパッドを貼り付ける。その後、図2に示したようにピン12を用い、保持板本体2の溝7の位置に合わせて、バッキングパッド4に所定の間隔で貫通孔をあける。
The method for producing the holding
First, a ceramic circular plate serving as a holding plate main body is prepared, and U-shaped, concave, etc. grooves are formed in a lattice shape on the side of the plate holding the wafer using a tool such as a diamond wheel.
Next, a backing pad is attached to the side where the grooves are formed via a double-sided pressure-sensitive adhesive tape, a double-sided pressure-sensitive adhesive sheet, an adhesive, or the like. Thereafter, as shown in FIG. 2, through holes are formed in the
また、図1に示したように、本発明に係る保持板1には、ウエーハWの位置決めをするテンプレート5を設けることもできる。研磨するウエーハWの大きさに応じた円形孔11を有するテンプレート5を、両面粘着テープ等を介して所定の位置に貼り付ければ良い。
なお、テンプレートを設ける場合は、バッキングパッドはテンプレートの円形孔内でのみウエーハと接することになるので、テンプレートをバッキングパッドに貼り付けた後、円形孔の内側に位置する部分に貫通孔を形成しても良い。
また、テンプレートの円形孔は1つに限らず、保持板本体の大きさ、研磨するウエーハの大きさ等に応じ、複数の円形孔を有するテンプレートを設けることもできる。
Further, as shown in FIG. 1, a
When the template is provided, the backing pad contacts the wafer only in the circular hole of the template. Therefore, after attaching the template to the backing pad, a through hole is formed in the portion located inside the circular hole. May be.
Further, the number of circular holes in the template is not limited to one, and a template having a plurality of circular holes can be provided according to the size of the holding plate main body, the size of the wafer to be polished, and the like.
本発明に係る保持板を用いて半導体ウエーハを研磨する場合、例えば図5に示したような研磨装置38に上記保持板1を取り付ける。
そして、図1のように半導体ウエーハWの被研磨面とは反対側の面をバッキングパッド4と密着させて保持し、保持板1と定盤をそれぞれ回転させるとともに、研磨布6に研磨剤10を供給しながらウエーハWの被研磨面を研磨布6に摺接させる。研磨中、バッキングパッド4とウエーハWとの間にエア等が存在あるいは発生しても、バッキングパッド4の貫通孔8と保持板本体2の溝7を通じて保持板1の外側に速やかに排出されることになる。
When the semiconductor wafer is polished using the holding plate according to the present invention, the holding
As shown in FIG. 1, the surface opposite to the surface to be polished of the semiconductor wafer W is held in close contact with the
従って、上記のような本発明に係る保持板を用いた研磨工程を経てシリコンウエーハを製造すれば、研磨中、バッキングパッドとウエーハとの間に溜まったエア及び水等によりウエーハの中央部が薄く仕上がってしまうことを防止することができる。また、バッキングパッドの凹凸の転写を効果的に抑制することができるので、平坦度が極めて高い半導体ウエーハを製造することができる。
さらに、軟質のバッキングパッドには貫通孔だけが形成されているので、劣化し難く、長寿命のものとなる。また、従来の研磨装置において、保持板さえ本発明の保持板と交換すれば、継続して使用することができるので、コスト面でも有利である。
Accordingly, when a silicon wafer is manufactured through the polishing process using the holding plate according to the present invention as described above, the central portion of the wafer is thinned by air and water accumulated between the backing pad and the wafer during polishing. It is possible to prevent finishing. Moreover, since the unevenness of the backing pad can be effectively suppressed, a semiconductor wafer with extremely high flatness can be manufactured.
Furthermore, since only the through-hole is formed in the soft backing pad, it does not easily deteriorate and has a long life. Further, in the conventional polishing apparatus, if only the holding plate is replaced with the holding plate of the present invention, it can be used continuously, which is advantageous in terms of cost.
以下、本発明の実施例及び比較例について説明する。
チョクラルスキー法により直径200mm、方位<100>のシリコン単結晶を引上げ、これをスライスして同一製造ロットのエッチングウェーハを5枚用意した。
Examples of the present invention and comparative examples will be described below.
A silicon single crystal having a diameter of 200 mm and an orientation <100> was pulled by the Czochralski method, and this was sliced to prepare five etching wafers of the same production lot.
保持板本体となるセラミックスプレートに、開口幅1mm、深さ1mmのU字溝を10mm間隔で格子状に形成した。
また、市販のバッキングパッド(フジボウ社製1000DM)を両面粘着テープ(材質PET)を介して上記セラッミクスプレートに貼り付けた。
さらに、テンプレートとして、ウエーハを5枚保持できるように5つの円形孔を有するものを用意し、バッキングパッドのウエーハを保持する側に貼り付けた。
そして、図3に示されるように、テンプレート26の5つの円形孔21,22,23,24,25のうち、3つの円形孔21,23,25の内側のバッキングパッドに対し、本体を構成するセラミックスプレートの溝の位置に合致するとともに、それぞれ間隔が10mm、15mm、20mmとなるようにピンで押し刺して貫通孔(直径0.8mm)27を形成した。
U-shaped grooves having an opening width of 1 mm and a depth of 1 mm were formed in a lattice shape at intervals of 10 mm on a ceramic plate serving as a holding plate body.
In addition, a commercially available backing pad (1000 DM manufactured by Fujibow) was attached to the ceramic plate via a double-sided adhesive tape (material PET).
Further, a template having five circular holes was prepared so that five wafers could be held, and the template was attached to the side of the backing pad that holds the wafer.
As shown in FIG. 3, the main body is configured with respect to the backing pad inside the three
このようにして作製した保持板20を用いて前記5枚のシリコンウエーハをテンプレートの各円形孔内で保持し、研磨を行った。研磨は、1次、2次、仕上げ、の各工程に分けて行い、各工程では、コロイダルシリカを含有したアルカリ溶液の研磨剤を用いた。また、研磨布としては、1次、2次研磨では、硬質研磨クロスを用い、仕上げ研磨ではスエードタイプの研磨クロスを用い、研磨代は合計で10μm程度とした。
The five silicon wafers were held in each circular hole of the template by using the holding
仕上げ研磨終了後、各ウエーハの平坦度を測定した。ウェーハ平坦度の測定は、ADE社製フラットネス測定装置UltraGage9800(ウェーハ周縁より3mm除外)のGBIR(Global Back−side Ideal Range)、SFQR(Site Flatness Front Least Squares Range)(セルサイズ25×25mm、オフセット12.5×12.5mm)で評価した。
その結果を図4に示した。
After finishing polishing, the flatness of each wafer was measured. Wafer flatness is measured by GBIR (Global Back-Side Ideal Range), SFQR (Site Flatness Front Squares Range) (
The results are shown in FIG.
図4に示されるように、バッキングパッドに10mmまたは15mmの間隔で貫通孔を形成した円形孔21,23で保持したウエーハは、バッキングパッドに貫通孔が形成されていない円形孔22,24で保持したウエーハに比べ、GBIR、SFQRとも約2分の1と良好であった。
また、バッキングパッドに20mmの間隔で貫通孔を形成した円形孔25で保持したウエーハは、10mm、15mm間隔の場合ほどではないが、貫通孔が無い場合と比べるとSFQRは明らかに改善されており、平坦度の向上が見られた。
As shown in FIG. 4, wafers held by
In addition, the wafer held by the
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。
例えば、上記実施形態では半導体ウエーハを研磨する場合について説明したが、石英基板等、高い平坦度が要求される他のワークの研磨にも本発明の保持板を適用することができる。また、本発明の保持板は、デバイス工程において半導体ウエーハの表面に層間絶縁膜が形成した後、層間絶縁膜を研磨して膜厚を均一にする場合にも適用することができる。
The present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is merely an example, and the present invention has the same configuration as that of the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
For example, although the case where the semiconductor wafer is polished has been described in the above embodiment, the holding plate of the present invention can also be applied to polishing other workpieces that require high flatness, such as a quartz substrate. The holding plate of the present invention can also be applied to a case where an interlayer insulating film is formed on the surface of a semiconductor wafer in a device process and then the interlayer insulating film is polished to make the film thickness uniform.
1…保持板、 2…保持板本体、 3…両面粘着テープ、 4…バッキングパッド、
5…テンプレート、 6…研磨布、 7…溝、 8…貫通孔、 9…気泡(エア)、
10…スラリー。
DESCRIPTION OF
5 ... Template, 6 ... Polishing cloth, 7 ... Groove, 8 ... Through-hole, 9 ... Bubble (air),
10: Slurry.
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