JP2008049443A - Sticking method of semiconductor wafer on polishing plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はGaAsウエハの片面を鏡面研磨する工程において、ワックスによって研磨プレートに貼り付ける方法の改良に関する。ウエハの面の取り付け方向を明確にするため、以後ウエハの研磨すべき方を「表面」といい、研磨プレートに貼り付ける面を「裏面」ということにする。研磨プレートにウエハを貼り付ける方法として大別して二つの方法がある。 The present invention relates to an improvement in a method of attaching one surface of a GaAs wafer to a polishing plate with wax in a step of mirror polishing. In order to clarify the mounting direction of the wafer surface, the wafer surface to be polished is hereinafter referred to as “front surface”, and the surface attached to the polishing plate is referred to as “back surface”. There are roughly two methods for attaching a wafer to a polishing plate.
一つは研磨プレートを加熱しておき、固形ワックスを手に持って広い研磨プレートに擦り付けてワックス膜を作り、研磨プレートのワックス膜の上にウエハ裏面を押し付けてウエハを固定する手法である。これを手貼り法と呼ぶ。 One is a method in which a polishing plate is heated, a solid wax is held in hand and rubbed against a wide polishing plate to form a wax film, and the wafer back surface is pressed onto the wax film of the polishing plate to fix the wafer. This is called a manual pasting method.
図1(1)〜(6)によって手貼り法を説明する。図1(1)において、作業者が固形ワックス3を手で持って、研磨プレート2の面に擦りつける。棒状の固形ワックス3を何度か円周方向に廻してワックスを塗り付け薄いワックス膜4をつける。図1(2)、(3)のようにへら型の冶具5を作業者が手に持ってワックス面を軽くこすり均一厚みのワックス膜4にする。
The manual pasting method will be described with reference to FIGS. In FIG. 1 (1), the operator holds the solid wax 3 by hand and rubs it against the surface of the
ウエハ裏面を作業者がワックス膜4に貼り付ける。円周上対称の位置に複数枚貼り付けることが多い。図1(5)のように綿布、紙などでウエハ表面を押さえつけてウエハ6を研磨プレートに貼り付ける。研磨プレートの他の部分に付着した余分のワックスを除去する。図1(6)のようになる。この状態で研磨プレートを研磨装置に装着して研磨する。
An operator attaches the back surface of the wafer to the
手貼り法は、固形ワックスを必要量だけ塗り冶具で研磨プレートに広げるので、ワックスの無駄がなく時間もかからず最も経済的である。熟練の作業者が居れば、低コストのGaAsウエハを作るには適した方法である。しかし、作業者が手で固形ワックスを塗り付け冶具で薄くする為、作業者の技量によってワックス膜厚が不均一になる。最も大きな問題は、ウエハを押し付けた時に、エアがウエハ・ワックスの境界に残ることである。 The manual pasting method is the most economical because there is no waste of wax and no time is spent because the solid wax is spread on the polishing plate with a coating jig by the required amount. If there are skilled workers, this is a suitable method for producing a low-cost GaAs wafer. However, since the worker manually applies the solid wax and thins it with a jig, the wax film thickness becomes non-uniform depending on the skill of the operator. The biggest problem is that air remains at the wafer wax boundary when the wafer is pressed.
図2は透明のガラスの研磨プレート2にウエハを手貼り法で貼り付けた時に研磨プレートの裏面から見た図を示す。透明だから裏面からワックス貼り付け状態やウエハ6が見える。気泡7が噛み込まれていると裏面からそれが白っぽく見える。図4は気泡7がワックス膜4とウエハ6の間に挟まった状態の断面図を示す。気泡のためウエハが持ち上げられている。パーティクルが在る場合もこのようにウエハが持ち上げられる。このようなものを研磨し、研磨プレートから取り外すと気泡の在った部分は余計に削られ凹部Dになる。図3に、気泡7を噛み込んだウエハの平面図を、図10にそのウエハを片面研磨した時のウエハ表面の凹部をレーザ干渉式の平坦度測定装置にて測定した平面図を示し、図11にその斜視図を示す。 図5に凹部Dの縦断面図を示す。気泡の存在のために余計に研磨されて凹部Dとなるのである。
FIG. 2 shows a view from the back of the polishing plate when the wafer is attached to the transparent
気泡を含んだ場合(エア噛み込みという)、ウエハを押さえても気泡は動かず外部へ押し出すことができない。エア噛み込み、パーティクル噛み込みがあるとその部分の表面は余分に削られ凹部になる。エア噛み込み、パーティクル噛み込みなどが手貼り法最大の欠点である。 When bubbles are included (referred to as air entrapment), even if the wafer is pressed, the bubbles do not move and cannot be pushed out. If there is air entrainment or particle entrainment, the surface of that portion will be excessively shaved to form a recess. Air entrapment, particle entrapment, etc. are the biggest disadvantages of the manual pasting method.
もう一つは、スピナーに固定したウエハに液状のワックスを滴下し、スピナーを回転させ遠心力でワックスを広げて膜を作成し研磨プレートに押し付けて貼り付ける。これをスピンコート式と呼ぶ。これはスピナーによって液体ワックスを広げるので、膜厚の均一性はより向上する。しかしワックスの浪費も多くスピナー設備が必要で、1枚毎の処理時間もかかりコスト高になる。 The other is to drop liquid wax onto a wafer fixed to a spinner, rotate the spinner to spread the wax by centrifugal force, create a film, and apply it to the polishing plate. This is called a spin coat method. This spreads the liquid wax by a spinner, so that the film thickness uniformity is further improved. However, a lot of wax is wasted, and a spinner facility is required, which increases the processing time for each sheet and increases the cost.
GaAsウエハを対象とするが、GaAsウエハは発光素子(LED)の基板、高速論理素子の基板などとして使われる。LEDの基板としてのGaAsウエハは低コストであることが強く要求される。GaAs−LEDが安価であるからそれはやむを得ないことである。基板コストを下げる必要があり、そのためにGaAsウエハは面積が広く、薄くなる傾向にある。ウエハの直径は2インチから3インチに、更に4インチにと大口径化してきている。両面研磨で表裏面を鏡面加工することで、貼り付けによる凹部の問題は解消されるがコスト高になり、さらにデバイスの動作層をGaAsウエハ上に成長させるエピ成長において、裏面の粗さはヒーターの熱伝導に影響することもあるため、LED用途のGaAsウエハ裏面は粗面のままであることが多い。 The target is a GaAs wafer, but the GaAs wafer is used as a substrate of a light emitting device (LED), a substrate of a high-speed logic device, or the like. GaAs wafers as LED substrates are strongly required to be low cost. This is unavoidable because GaAs-LEDs are inexpensive. It is necessary to reduce the substrate cost, and for this reason, GaAs wafers tend to have a large area and become thin. The diameter of the wafer has been increased from 2 inches to 3 inches and further to 4 inches. By mirror-finishing the front and back surfaces by double-sided polishing, the problem of concavities due to bonding is eliminated, but the cost increases. In addition, in epitaxial growth in which the device operating layer is grown on a GaAs wafer, the roughness of the back surface is a heater. In many cases, the back surface of a GaAs wafer for LED applications remains rough.
ウエハの厚みは現在は450μmのものが多い。コストを更に削減するために、350μm厚みのものが試作され量産も開始しつつある。300μm厚みのものも試作され始めている。このようにLED用の安価なGaAsウエハは大口径化、薄層化が進んでいる。広く薄いので貼り付け時のエア噛みやパーティクルを、研磨後鏡面により反映し易くなる為、片面研磨もより難しくなる。 Currently, the wafer thickness is often 450 μm. In order to further reduce the cost, a product having a thickness of 350 μm has been prototyped and mass production is being started. Trials with a thickness of 300 μm are beginning to be manufactured. In this way, inexpensive GaAs wafers for LEDs are becoming larger and thinner. Since it is wide and thin, air biting and particles at the time of pasting are more easily reflected on the mirror surface after polishing, and single-side polishing becomes more difficult.
ワックスでウエハを研磨プレートに貼り付けて研磨装置にかけて研磨するが、ワックスとプレート間に異物を挟み込んでいたり気泡を含んでいたりすると、その部分の表面は他の部分より余計に削られるので、研磨プレートから外すと窪みが生ずる。点状の凹部は「窪み」と呼ぶ。連続した曲線状の凹部の場合は「うねり」と呼ぶこともある。窪みのことを「ディンプル」と呼ぶこともある。 The wafer is affixed to the polishing plate with wax and polished by a polishing device. If foreign matter is sandwiched between the wax and the plate or if bubbles are included, the surface of that part will be scraped off more than other parts, so polishing When it is removed from the plate, a recess is formed. A dot-like recess is called a “dent”. In the case of a continuous curved recess, it may be referred to as “swell”. The depression is sometimes called “dimple”.
窪みやうねりが片面研磨ウエハに生ずると、フォトリソグラフィで正確なパターンをウエハ上に描くことができない。その部分に作ったデバイスは不良となる。うねりや窪みの不良はウエハの大口径化、薄層化に伴って急激に増加している。例えば同じ口径のGaAsウエハで、同じ手法でウエハを研磨プレートに貼り付けて研磨した時、450μm厚みのうねり窪み不良率に対して、350μm厚みのウエハではその3倍の不良率、300μm厚みのウエハでは15倍の不良率というように厚みの低減と共に不良率が急増する。厚いウエハに適した手法をそのまま薄いウエハに適用することができないということである。 If dents and undulations occur on a single-side polished wafer, an accurate pattern cannot be drawn on the wafer by photolithography. The device made in that part becomes defective. Defects in swells and dents are increasing rapidly as the wafer diameter increases and the layer thickness decreases. For example, when a GaAs wafer with the same diameter is affixed to a polishing plate by the same technique and polished, the wafer with a thickness of 350 μm is three times as defective as the wafer with a thickness of 350 μm, and the wafer with a thickness of 300 μm. Then, the defect rate increases rapidly as the thickness is reduced, such as 15 times the defect rate. This means that a method suitable for a thick wafer cannot be applied to a thin wafer as it is.
ウエハの大口径化、薄層化を進めないとコスト競争に勝てない。だから大口径薄層のウエハであっても、うねり窪みが発生しないような貼り付け又は片面研磨方法を開発する必要がある。 Cost competition cannot be won without increasing the diameter and thinning of the wafer. Therefore, it is necessary to develop a sticking or single-side polishing method that does not generate waviness depressions even with a large-diameter thin layer wafer.
特許文献1はSiウエハにフォトレジストや液状ワックスをスピンコートする場合、ウエハに段差やパーティクルや結晶欠陥があるのでフォトレジストやワックスが均一にならず、膜中にデッドスポットが発生するということを問題にする。 In Patent Document 1, when a photoresist or liquid wax is spin-coated on a Si wafer, the photoresist or wax is not uniform because there are steps, particles, or crystal defects on the wafer, and a dead spot is generated in the film. Make a problem.
レジストの中にデッドスポットがあると、その部分は露光しないのでフォトリソグラフィで作られたパターンが乱れて不良品となってしまう。ワックスにデッドスポットがあると気泡が発生し、研磨した後表面に段差ができる。そのようなことを防ぐために、特許文献1は、溶媒を塗布してスピナーを回転させ溶媒膜を作りその後レジストあるいは液体ワックスをウエハに滴下してスピナーを回転して、レジストやワックス膜を形成すると良い、と述べている。 If there is a dead spot in the resist, the portion is not exposed, so that the pattern formed by photolithography is disturbed and becomes a defective product. If there is a dead spot in the wax, bubbles are generated and a step is formed on the surface after polishing. In order to prevent such a situation, Patent Document 1 discloses that when a solvent is applied and a spinner is rotated to form a solvent film, a resist or liquid wax is dropped on the wafer and the spinner is rotated to form a resist or a wax film. It ’s good.
特許文献2は半導体ウエハを研磨冶具にワックスで貼り付ける場合二つの方法があるがそれぞれ欠点があるという。固形ワックスを加熱軟化させて研磨冶具に擦り付け、へらのような冶具でワックスを全体に均一になるように引き延ばし、その上にウエハをおいて押さえつけ、ウエハのない部分のワックスを除去するという方法がある。この方法は熟練の作業者がするとうまくゆく。しかし人の手によって行うので固形ワックスの厚みが一様にならないという欠点がある。
液状ワックスをスピナーの上においた半導体ウエハに滴下し、ウエハを高速回転してワックス膜を作り研磨冶具に貼り付ける方法もある。スピンコート法と呼ぶ。これは遠心力で液状ワックスを広げるのでワックスの厚みを揃え易いという利点がある。 There is also a method in which liquid wax is dropped onto a semiconductor wafer placed on a spinner, and the wafer is rotated at a high speed to form a wax film and affixed to a polishing jig. This is called a spin coating method. This has the advantage that the liquid wax is spread by centrifugal force, so that the thickness of the wax can be easily adjusted.
ところが液状ワックスをスピナーで広げるので殆どのワックスは飛散してしまう。一部だけがウエハ上に残留するだけである。ウエハに残るのは滴下された液状ワックスのうち30%以下であると述べている。70%以上が捨てられ無駄が多いということを指摘している。特許文献2はスプレーで液状ワックスをウエハでなく研磨冶具へ吹き付け、吹き付けた部分へウエハを置いてウエハを押しつける、という手法を提案している。研磨冶具へ加熱した固形ワックスでなく液状ワックスをスプレーで吹き付けるのだから厚み不均一は低減される。ワックスが無駄にならないからスピンコート法よりもコストを低減できると述べている。
However, since the liquid wax is spread with a spinner, most of the wax is scattered. Only a portion remains on the wafer. He states that less than 30% of the dropped liquid wax remains on the wafer. It points out that more than 70% is thrown away and wasteful.
特許文献3は、1枚ウエハを固定するキャリヤプレートにワックスでウエハを貼り付けて研磨すると、研磨布の窪みのため外周部が余計に研磨され、面だれが発生するということを問題にする。そこで1枚ウエハ用のキャリヤプレートの中央部は平坦に、周辺部はたくさんのピンを形成した領域としている。ウエハ裏面にワックスを付けてキャリヤプレートに貼り付けると外周部はピンの間にワックスが入りこむのでウエハの周辺部が上に撓む。そのため面だれが減るということを言っている。 Patent Document 3 has a problem that when a wafer is affixed to a carrier plate that fixes a single wafer with a wax and is polished, the outer peripheral portion is excessively polished due to the depression of the polishing cloth, resulting in a run-off. Therefore, the central portion of the carrier plate for one wafer is flat, and the peripheral portion is a region where many pins are formed. When wax is attached to the back surface of the wafer and attached to the carrier plate, the peripheral portion of the wafer bends upward because the wax enters between the pins on the outer peripheral portion. For that reason, it says that nobody is reduced.
特許文献4は、ウエハにフォトレジスト、ワックスを均一に塗布できないのはウエハの上に水分やパーティクルが残留しているからだと判断している。残留水分や残留パーティクルを除去すれば、液状ワックスを均一に塗ることができる。そこで予めエタノールの中でウエハを洗浄し、水分やパーティクルを全部除去するということを提案している。乾燥させエタノールは蒸発させる。その後、液状ワックスを滴下しスピンコートすると、一様なワックス膜ができる、と述べている。
特許文献5は、ウエハに液状ワックスをスピンコートすると一様な膜厚のワックス層ができこれを研磨冶具に貼り付け、研磨定盤に研磨冶具を押しつけてウエハを研磨すると、研磨布が撓むのでウエハの円周部が余計に削れ、面だれが生ずるということを問題にする。面だれの部分はデバイスとして使えないから無駄になる。面だれをできるだけ減らしたいので、ウエハのワックス厚みを一様にしないで、中心部で厚く周辺部でより薄くしたと言っている。周辺部でワックスが薄いのでウエハが上方へ撓んで逃げるので、周辺部が余計削られるということがなく面だれが減る、という。
According to
本発明者は、固形ワックスを加熱した研磨プレートに擦り付けウエハをその上に置き、紙や綿で押さえる手貼り法について、研磨後のウエハがうねり窪みを発生しないようにする改良を考えた。つまりスピンコート法の改善ではない。スピンコートはワックスを浪費し時間も掛かりコスト高になる。より低コストのウエハが要求されているなか、できれば手貼り法で解決したい。 The inventor of the present invention has devised an improvement in which the wafer after polishing does not generate a waviness dent in the hand-pasting method in which a solid wax is rubbed against a heated polishing plate and the wafer is placed on the polishing plate and pressed with paper or cotton. In other words, it is not an improvement of the spin coating method. Spin coating wastes wax, takes time, and increases costs. If lower-cost wafers are required, we would like to solve them by hand-paste if possible.
上に挙げた特許文献1、3、4、5はスピンコート法の提案であり、本発明のカテゴリーには入らない。特許文献2は研磨プレートに液状ワックスをスプレーで吹き付けるもので、研磨プレートにワックスを付けるという点で本発明者の立場と共通する。しかしスプレーで研磨プレートに液状ワックスを吹き付けてその上にウエハを載せても、気泡やパーティクルを噛み込むことがあるのは従来法と同じことである。つまり上に挙げた従来例はどれも参考にならない。
研磨プレートを加熱し貼り付ける作業者が固形ワックスを手に持って研磨プレートに固体ワックスを擦り付ける。作業者が速度を速くしたり遅くしたり、貼り付ける角度など色々に変えてみたが、エアの噛み込みをなくすことはできなかった。 An operator who heats and applies the polishing plate holds the solid wax in his hand and rubs the solid wax against the polishing plate. Workers tried to speed up or slow down, or changed the angle of application, but it was not possible to eliminate air entrainment.
固形ワックスを擦り付ける回数を増やし、プレートに形成するワックス膜の厚みを増やしてみた。それでも気泡の入るのを防ぐことができない。それにワックスを厚くするとウエハ平坦度TTV(Total Thickness Variation)が悪くなる。 We increased the number of times the solid wax was rubbed and increased the thickness of the wax film formed on the plate. Still, bubbles cannot be prevented. In addition, if the wax is thickened, the wafer flatness TTV (Total Thickness Variation) deteriorates.
研磨プレートの加熱温度は固形ワックスの軟化点より高い80℃程度とする。加熱温度を80℃より上げたり下げたりして固形ワックスを擦り付けてウエハを貼り研磨するという実験もしたが、エア噛み込みをなくす上であまり影響はないようであった。ワックスを擦り付けた後、へらのような冶具で擦ってワックスを延ばすのであるが、この工程を増減してもエア噛み込みは減らなかった。 The heating temperature of the polishing plate is about 80 ° C. higher than the softening point of the solid wax. Although an experiment was conducted in which the heating temperature was raised or lowered from 80 ° C. to rub the solid wax and the wafer was attached and polished, it seemed that there was little effect on eliminating air entrapment. After the wax is rubbed, the wax is extended by rubbing with a jig such as a spatula. However, even if this process is increased or decreased, air entrapment does not decrease.
冶具で延ばしたワックスの上にGaAsウエハを置いて、上から綿や紙で軽く叩いて押さえる。叩く回数を増やして実験したがやはりエアの噛み込みはなくならなかった。一旦ワックスの中へ入った気泡はウエハの上から綿や紙でいくら叩いても消滅しないようである。そこでローラーでウエハの上を強く押さえてから研磨したがやはりエア噛み込みは減らなかった。エア(気泡)は一旦入るとウエハを叩いても擦っても押し出されないということが分かった。 Place the GaAs wafer on the wax extended with the jig and tap it with cotton or paper. I experimented by increasing the number of times I hit, but the air was still stuck. Bubbles once inside the wax do not seem to disappear no matter how much they are struck with cotton or paper from the top of the wafer. Therefore, polishing was performed after strongly pressing the wafer with a roller, but air entrainment was not reduced. It was found that once air (bubbles) entered, it was not pushed out even if the wafer was struck or rubbed.
またゴムボールで貼り付けたウエハを押さえてみた。しかしそれでもエア噛み込みをなくすことができなかった。つまりウエハと研磨プレートの間のワックスに一旦エアが噛み込まれると、どのようにしても気泡を消滅させることはできないという結論を得た。 I also tried to hold the wafer attached with rubber balls. However, the air could not be eliminated. In other words, it was concluded that once the air was caught in the wax between the wafer and the polishing plate, the bubbles could not be extinguished in any way.
本発明者は様々な試みをした。エア噛み込み、パーティクル噛み込みによってディンプル(窪み)が発生するのを防ぐことは難しい。そこでビーカーに液体を入れておきGaAsウエハをピンセットで挟みビーカーに入れ液体にスッポリ漬けて取り出し、固形ワックスを塗った研磨プレートに置いて押さえるということを試みた。図6にビーカー浸漬法の概略を示す。ビーカー22に液体23を入れておく。GaAsウエハ6を液体23に浸漬する。研磨プレート2は加熱して手作業で固形ワックスを塗っておく。浸漬したウエハ6を取り出して研磨プレート2の固形ワックス4の上に液体23に濡れたまま置く。
The inventor made various attempts. It is difficult to prevent dimples (dents) from being generated by air entrapment and particle entrapment. Therefore, we tried putting the liquid in the beaker, sandwiching the GaAs wafer with tweezers, putting it in the beaker, dipping it into the liquid, taking it out, placing it on a polishing plate coated with solid wax and pressing it. FIG. 6 shows an outline of the beaker dipping method. The liquid 23 is put in the
ビーカー22に入れた液体23が純水の場合は、隙間がなければピタッと一時的に研磨プレート2の面に付着する。液体23が空間を満たすので気泡などが入らない。入っても、液体23が流動することにより抜けてしまう。しかし研磨プレート2へウエハ6を置いてから水がなかなか蒸発せず長く残留するという欠点がある。水がワックス4の付着力を損ない、研磨プレート2からウエハ6が剥がれやすい。そのため研磨の途中でウエハが外れてしまう。
When the liquid 23 put in the
液体23がアルコールの場合、ウエハ6の全体がアルコールに濡れるので隙間なく研磨プレート2に付いて気泡などが入らない。しかしアルコールが予め研磨プレートに塗り付けた固形ワックス4を一部溶かす作用があり、ウエハ6が研磨プレート4から剥がれるという欠点があった。
When the liquid 23 is alcohol, the
ビーカー22に入れた液体23が液体ワックスである場合は次のようになる。研磨プレート2には固形ワックス4が付いており、ウエハ6には液体ワックスが付いているのでウエハが研磨プレートに接着され気泡噛み込みもない。液体ワックスに含まれるトルエンやイソプロピルアルコールは、研磨プレートに貼り付けたと同時に速やかに蒸発する。ウエハが研磨プレートから外れるということはない。固形ワックス+液状ワックスの組み合わせはこのように接着力や気泡噛み込みの点では問題がなかったが、新たに別の問題があることが分かった。
When the liquid 23 put in the
それはワックスの合計厚みが大きくなり過ぎるということである。研磨プレート2に塗ってあった固形ワックス4とウエハに付いてきた液状ワックスの二重ワックス層が存在するので、全体としてのワックス厚みが15μm〜25μmにもなってしまう。
That is, the total thickness of the wax becomes too large. Since there is a double wax layer of the
従来の手貼りの場合のワックス厚みは1〜5μmであった。それに比較して10μm〜20μmも厚みが大きくなる。ワックスが厚いとワックス厚みの不均一も大きい。だから研磨後のTTVが悪化するという欠点がある。TTVというのはウエハの裏面を平坦部に付けておき、表面に縦横に等間隔の点を取り(例えば0.1mmとか0.01mmとか)、そこでの高さを測っていき最大値から最小値を引いたものである。TTVは平坦度の指標である。TTVが大きいということは平坦度が悪いということである。ワックスが厚過ぎると不均一も大きく研磨後のウエハのTTVが大きくなるという欠点がある。 The wax thickness in the case of the conventional hand pasting was 1 to 5 μm. Compared to this, the thickness is increased by 10 μm to 20 μm. When the wax is thick, the non-uniformity of the wax thickness is large. Therefore, there is a drawback that TTV after polishing is deteriorated. TTV has a flat surface on the back side of the wafer, and evenly and vertically spaced points (for example, 0.1 mm or 0.01 mm) are measured on the front surface. Is subtracted. TTV is an index of flatness. A large TTV means poor flatness. If the wax is too thick, the non-uniformity is large and there is a disadvantage that the TTV of the polished wafer becomes large.
研磨プレートには従来どおり加熱して固形ワックスを塗り冶具で広げ、液体に付けたウエハを研磨プレートに手貼りする方法を試みた。純水やアルコールの場合はウエハが外れてしまうという欠点があった。それは固形ワックスとの馴染みが悪いからであろう。 The polishing plate was heated as before, solid wax was spread with a coating jig, and a method of manually attaching a wafer attached to the liquid to the polishing plate was tried. In the case of pure water or alcohol, there is a drawback that the wafer is detached. This is because it is unfamiliar with solid wax.
同じワックス同士、液状ワックスに浸したウエハを固形ワックスを塗った研磨プレートにつけるという手法は有望であるように思える。ウエハが外れず気泡(エア)噛み込みを防ぐことができるのは長所である。しかしそれは合計ワックス厚みが多過ぎるという欠点があった。 It seems promising to attach a wafer soaked in liquid wax with the same wax to a polishing plate coated with solid wax. It is an advantage that the wafer does not come off and air bubbles (air) can be prevented from being caught. However, it has the disadvantage that the total wax thickness is too large.
液状ワックスは粘性がかなり高くてビーカーにいれた液状ワックスにウエハを漬けるとワックスが付き過ぎるのである。だから合計のワックス厚みが大きくなる。エア噛み込みパーティクルの噛み込みを防ぎ、しかも合計ワックス厚みを減らす必要がある。 Liquid wax has a very high viscosity, and if a wafer is immersed in a liquid wax placed in a beaker, the wax is excessively attached. This increases the total wax thickness. It is necessary to prevent the entrapment of air entrained particles and reduce the total wax thickness.
本発明者はまた、スピンコート法で、ウエハ裏面に液状ワックスを塗布し、ワックス膜が形成された研磨プレートに貼り付けを試みたが、エア噛みはなくならなかった。スピンコートにより形成されたウエハ裏面のワックス膜は2000〜5000rpmの高速回転により完全に乾いているため、コート中に液状ワックスの中の溶剤が乾燥してしまう。そのため、粘度の高いもの同士の面の貼り合わせとなり、エアや異物が流動できず張り付いてしまい、エア噛みがなくならなかったと推測される。濡れていることが最も大切な要素なのであるということが分かった。 The present inventor also tried to apply liquid wax to the back surface of the wafer by a spin coating method and attach it to a polishing plate on which a wax film was formed. However, the air biting did not disappear. Since the wax film on the back surface of the wafer formed by spin coating is completely dried by high-speed rotation of 2000 to 5000 rpm, the solvent in the liquid wax is dried during coating. Therefore, it is presumed that the surfaces having high viscosity are bonded to each other, and air and foreign matters cannot flow and stick to each other, and the air bite is not lost. It turns out that wetness is the most important factor.
本発明は、ウエハの裏面に液状ワックスを薄く噴霧して、予め固形ワックスを塗ってある研磨プレートの裏面に貼り付けるようにする。図7によって本発明の手法を説明する。霧吹き装置8に液状ワックス9を収容しておく。ウエハ6の裏面を霧吹き装置8に向け、霧吹き装置8によって液状ワックスを霧状にしてウエハ6に噴霧する。ウエハ裏面はワックスを霧状に帯びて僅かに濡れた状態になる。それを予め固形ワックス4を塗り冶具で一様に延ばした研磨プレート2に裏面から貼り付ける。霧の作用で気泡がワックスの間に残留しない。
In the present invention, the liquid wax is thinly sprayed on the back surface of the wafer, and is attached to the back surface of the polishing plate previously coated with the solid wax. The method of the present invention will be described with reference to FIG. The
霧吹き装置8は家庭用の簡単なものでよい。またコンプレッサーを持つ専用の霧吹きを使ってもよい。ウエハのサイズにもよるがウエハと霧吹きの距離は10cm〜100cm程度である。ウエハの裏面が液状ワックス9の霧によってほんのり濡れる程度からしっとり濡れるような程度にする。瞬間的にできる液状ワックス9の膜厚みは1μm〜3μm程度である。ミスト貼り付けと簡単に呼ぶことにする。
The
液状ワックスをウエハ面に噴霧するので液状ワックス層は十分に薄い。それを固形ワックスを塗った研磨プレートに貼り付けると、流動性のある液状ワックスは広がり性がよく固形ワックスの凹部凸部を覆う。図8は液状ワックスを塗布したウエハを研磨プレートに貼り付けた状態の断面図を示す。研磨プレート2の上に固形ワックス4の膜があり、その上に液状ワックス9の膜がある。その上にウエハ6がある。液状ワックス9は粘性が低くて凹部が在ってもそれを埋めるように広がる。平坦面を形成する。その状態でウエハ裏面を研磨プレートに貼り付けるので、エアやパーティクルの噛み込みが殆ど起こらない。だから研磨後、ウエハ面にディンプル(くぼみ)やうねりが発生しない。
Since the liquid wax is sprayed on the wafer surface, the liquid wax layer is sufficiently thin. When it is affixed to a polishing plate coated with solid wax, the liquid wax having fluidity spreads well and covers the concave protrusions of the solid wax. FIG. 8 is a sectional view showing a state in which a wafer coated with liquid wax is attached to a polishing plate. There is a film of
液状ワックス9は固形ワックスを溶媒で薄めたものであるから、元々固形ワックス4と相性が良い。密着するのでウエハ6が研磨プレート2から剥がれるということはない。ミスト(霧)にしてウエハに付着させるので、液状ワックス層9の厚みは1μm〜3μm程度と薄い。固形ワックス4層が1μm〜5μmの厚みがあって、ミスト貼り付けで1μm〜3μm程度の厚みが増えても合計の厚みは2μm〜8μm程度である。溶媒が蒸発するので厚みはそれより幾分減少する。最終的には2μm〜7μm程度になる。気泡やパーティクルが残留しないので研磨後のウエハの平坦度TTVは良好である。
Since the
図9は研磨後のウエハ断面図を示す。ディンプルDが発生していない。またワックス厚みは2〜7μmの程度に抑制される。ワックス厚みが多すぎてTTVが大きくなるということはない。だから研磨後のウエハの平坦度は損なわれない。図12に研磨後のウエハ表面をレーザ干渉式の平坦度測定装置にて測定した平面図を示し、図13にその斜視図を示す。従来の手貼り付け後に研磨したウエハの測定図である図10(平面図)、図11(斜視図)に比べ、ディンプルDが発生しておらず、平坦度の著しい改善が明瞭に分かる。 FIG. 9 shows a cross-sectional view of the wafer after polishing. Dimple D is not generated. The wax thickness is suppressed to about 2 to 7 μm. The wax thickness is not too much to increase the TTV. Therefore, the flatness of the polished wafer is not impaired. FIG. 12 shows a plan view of the polished wafer surface measured by a laser interference type flatness measuring apparatus, and FIG. 13 shows a perspective view thereof. Compared to FIGS. 10 (plan view) and FIG. 11 (perspective view), which are measurement views of a wafer polished after manual pasting, dimples D are not generated, and a marked improvement in flatness can be clearly seen.
本発明は、ウエハの裏面に液状ワックスを噴霧して、予め固形ワックスを塗ってある研磨プレートの裏面に貼り付けるようにする。流動性ある液状ワックスの広がり性が良いので、エア噛み込みを有効に防ぐことができる。エアの噛み込みがないのでウエハ研磨後、窪み(ディンプル)、うねりが生じない。 In the present invention, liquid wax is sprayed on the back surface of the wafer, and is adhered to the back surface of the polishing plate that has been previously coated with solid wax. Since the spreading property of the fluid liquid wax is good, air entrapment can be effectively prevented. Since there is no air bite, no dimples or undulations occur after wafer polishing.
液状ワックス+固形ワックスの組み合わせだから相性がよく、研磨中にウエハが研磨プレートから外れるということはない。窪み、うねりが発生しないからフォトリソグラフィによってウエハ上に正確にパターンを描画できる。不良率が減って、デバイス製作の歩留まりを高めることができる。液状ワックスを大量に使うのでなく霧状にし、僅かな量だけを吹き付ける。ワックス全体厚みもあまり増えない。従来の手貼り法のワックス厚みは1μm〜5μm程度であるが、ミスト貼り付けでも最終的に2μm〜7μm程度になる。従来の手貼り法ではワックス厚が薄くてもエアや異物の噛み込みが影響し、平坦度のばらつきが大きかったが、ミスト貼り付けではそのばらつきが解消され、ワックス厚みが1〜2μm厚くても平坦度は手貼り法より良い結果を得た。
新しく必要となるのは霧吹き(噴霧器)だけでありそれは安価な装置である。スピナー装置などよりずっと安価で取扱いも容易である。スペースを取らないし塗布時間も短い。
Since it is a combination of liquid wax and solid wax, compatibility is good and the wafer does not come off the polishing plate during polishing. Since no depressions or undulations occur, a pattern can be accurately drawn on the wafer by photolithography. The defect rate can be reduced and the yield of device fabrication can be increased. Instead of using a large amount of liquid wax, make it a mist and spray only a small amount. The overall thickness of the wax does not increase too much. The wax thickness of the conventional manual pasting method is about 1 μm to 5 μm, but the final thickness is about 2 μm to 7 μm even when the mist is pasted. In the conventional manual pasting method, even if the wax thickness is thin, air and foreign matter are involved, and the variation in flatness is large. However, in the mist pasting, the variation is eliminated, and even if the wax thickness is 1 to 2 μm thick. The flatness obtained better than that of the manual pasting method.
The only new requirement is a sprayer, which is an inexpensive device. It is much cheaper and easier to handle than spinner devices. Does not take up space and application time is short.
[実施例1]
厚みが350μmの3インチ(76mmφ)GaAsウエハ130枚(N=130)について本発明の手法で研磨プレートに貼り付けて片面研磨した。貼り付けは熟練による差も大きいため、経験の浅い作業者が実施した。1枚の研磨プレートに4枚ずつ貼り付けた。剥離後ワックス厚みを測定したがワックス厚みは2μm〜7μmであった。研磨によって窪み(ディンプル)の発生したウエハは0枚であった。すばらしい結果である。エア噛み込みをミスト貼り付けで防ぐことができたということである。
[Example 1]
130 sheets of 3 inch (76 mmφ) GaAs wafers (N = 130) having a thickness of 350 μm were attached to a polishing plate by the method of the present invention and polished on one side. Pasting was carried out by inexperienced workers because there was a large difference in skill. Four sheets were attached to one polishing plate. After peeling, the wax thickness was measured, and the wax thickness was 2 to 7 μm. The number of wafers in which dimples were generated by polishing was zero. This is a wonderful result. This means that air entrapment could be prevented by attaching mist.
[比較例1]
厚みが350μmの3インチ(76mmφ)GaAsウエハ263枚(N=263)について従来の手貼り付け方法で研磨プレートに貼り付けて片面研磨した。実施例と同じ作業者である。1枚の研磨プレートに4枚ずつ貼り付けた。剥離後ワックス厚みを測定したがワックス厚みは1μm〜6μmであった。研磨によって窪み(ディンプル)の発生したウエハは27枚であった。窪み発生の割合は10.2%である。エア噛み込みがかなりの確率で発生するということである。
[Comparative Example 1]
263 sheets of 3 inch (76 mmφ) GaAs wafers (N = 263) having a thickness of 350 μm were bonded to a polishing plate by a conventional manual bonding method and polished on one side. It is the same worker as the embodiment. Four sheets were attached to one polishing plate. After peeling, the wax thickness was measured, but the wax thickness was 1 μm to 6 μm. The number of wafers in which dimples were generated by polishing was 27. The ratio of the occurrence of dents is 10.2%. Air entrainment occurs with a considerable probability.
本発明と比較例を比べると、本発明のミスト貼り付け法は、研磨後の窪みの発生をほぼ完全に防止することができ、平坦度TTVのばらつきも解消できるという優れた利点がある。 Comparing the present invention with a comparative example, the mist bonding method of the present invention has an excellent advantage that it can almost completely prevent the formation of a dent after polishing and can also eliminate variations in flatness TTV.
2研磨プレート
3固形ワックス
4固形ワックス膜
5冶具
6ウエハ
7気泡
8噴霧器
9液状ワックス
20綿布
22ビーカー
23液体
Dディンプル
2 polishing plate
3 solid wax
4 solid wax membrane
5 jigs
6 wafers
7 bubbles
8 nebulizer
9 liquid wax
20 cotton cloth
22 beakers
23 liquids
D dimple
Claims (2)
2. The method for adhering a semiconductor wafer to a polishing plate according to claim 1, wherein the total thickness of the solid wax and the liquid wax applied to the polishing plate is 2 to 8 [mu] m.
Priority Applications (1)
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Family Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2006
- 2006-08-25 JP JP2006228530A patent/JP2008049443A/en active Pending
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