JP2008080428A - Double-sided polishing device and double-sided polishing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウェーハの表裏両面を同時に研磨し、かつ、半導体ウェーハのエッジ部も研磨できる両面研磨装置および両面研磨方法に関する。 The present invention relates to a double-side polishing apparatus and a double-side polishing method capable of simultaneously polishing both front and back surfaces of a semiconductor wafer and polishing an edge portion of a semiconductor wafer.
インゴットからスライスされたシリコンウェーハ(以下、単にウェーハともいう)は、ラッピング、エッチング、研磨(ポリッシング)工程を経て、ウェーハ表裏面もしくはその片面が鏡面仕上げされた鏡面ウェーハに加工される。これら各工程で流動されるウェーハは円盤状の形状を保ったまま加工される。そして、各工程間には洗浄、乾燥、搬送等の手順が入る。
この際、シリコンウェーハのウェーハエッジ部表面は、特段の処理を行わない場合には、形状の凹凸が大きい粗な面である。このようなエッジ部表面の状態であると、エッジ部が各工程の搬送中に装置等と接触することで微小破壊による微細粒子が発生したり、その粗な状態の面内に汚染粒子を巻き込んだりして、その後の工程で粒子を散逸して精密加工を行ったウェーハ面を汚染し、製品の品質や歩留まりに大きな影響を及ぼす。これらの現象を防止するために、ウェーハ加工の初期段階で、ウェーハエッジ部分の面取りを行い、更に両面研磨(ポリッシング)の前または後の工程で、ウェーハエッジ部分を研磨による鏡面加工することが一般的に行われる。
しかしながら、ウェーハエッジ部の研磨による鏡面加工は難しく、そのためにウェーハの製造コストが増大する。また、ウェーハエッジ部の鏡面加工の際にウェーハ表面を吸着しながら加工を行うため、ウェーハ表面に吸着跡等が発生するという問題もある。また当然、ウェーハエッジ部の研磨工程を追加することにより、製造コストが増大する。
以上の問題を回避するため、特許文献1においては、ウェーハの両面研磨と同時にウェーハエッジ部も研磨する両面研磨装置および方法が開示されている。
At this time, the surface of the wafer edge portion of the silicon wafer is a rough surface having large shape irregularities when no special treatment is performed. When the surface of the edge part is in such a state, the edge part comes into contact with an apparatus or the like during conveyance of each process, so that fine particles due to microfracture are generated or contaminated particles are entrained in the rough surface. In the subsequent process, particles are dissipated in the subsequent process to contaminate the precision processed wafer surface, greatly affecting the product quality and yield. In order to prevent these phenomena, it is common to chamfer the wafer edge portion at the initial stage of wafer processing, and then mirror-finish the wafer edge portion by polishing before or after double-side polishing (polishing). Done.
However, mirror processing by polishing the wafer edge is difficult, which increases the manufacturing cost of the wafer. Further, since the processing is performed while attracting the wafer surface during mirror processing of the wafer edge portion, there is also a problem that a suction mark or the like is generated on the wafer surface. Naturally, the manufacturing cost increases by adding a polishing process of the wafer edge portion.
In order to avoid the above problems,
もっとも、上記特許文献1に開示された従来技術の両面研磨装置においては、ウェーハを保持する保持孔の内周部に設けられたウェーハエッジ研磨用の研磨材の形状が、その断面において上下非対称となっている。このため、ウェーハエッジ部の上面と下面を均等に研磨することが困難であり、均等に研磨するためには、研磨の途中で半導体ウェーハの上面及び下面を反転させなければならず、両面研磨工程が複雑化し製造コストが増大するという問題があった。また、製造工程が複雑化することによる品質低下のおそれも生じていた。
However, in the conventional double-side polishing apparatus disclosed in
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、半導体ウェーハの両面研磨の途中で半導体ウェーハの上面及び下面を反転させることなく、ウェーハエッジ部の上面と下面を均等に研磨し、品質が高く、かつ、製造コストの低い半導体ウェーハの製造を可能にする両面研磨装置および両面研磨方法を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and the object of the present invention is to change the upper and lower surfaces of the wafer edge portion without inverting the upper and lower surfaces of the semiconductor wafer during double-side polishing of the semiconductor wafer. An object of the present invention is to provide a double-side polishing apparatus and a double-side polishing method capable of manufacturing a semiconductor wafer that is uniformly polished, high quality, and low in manufacturing cost.
本発明の一態様の両面研磨装置は、
半導体ウェーハ裏面研磨用の研磨布が設けられた下定盤の回転と、前記下定盤に対向し半導体ウェーハ表面研磨用の研磨布が設けられた上定盤の回転とにより、半導体ウェーハの表裏両面を研磨する両面研磨装置であって、
前記下定盤および前記上定盤の間に配置されるキャリアに半導体ウェーハ保持孔が設けられ、
前記半導体ウェーハ保持孔の内周部に環状の半導体ウェーハエッジ研磨用の研磨材が設けられ、
前記研磨材が上下対称な垂直断面形状を有し、
前記研磨材の上部および下部が、前記半導体ウェーハ保持孔の中心方向に延出していることを特徴とする。
The double-side polishing apparatus of one embodiment of the present invention includes:
By rotating the lower surface plate provided with the polishing cloth for polishing the back surface of the semiconductor wafer and rotating the upper surface plate provided with the polishing cloth for polishing the surface of the semiconductor wafer facing the lower surface plate, A double-side polishing apparatus for polishing,
A semiconductor wafer holding hole is provided in a carrier disposed between the lower surface plate and the upper surface plate,
An annular semiconductor wafer edge polishing material is provided on the inner periphery of the semiconductor wafer holding hole,
The abrasive has a vertically symmetric vertical cross-sectional shape;
The upper and lower portions of the abrasive extend in the center direction of the semiconductor wafer holding hole.
ここで、前記研磨材が上下に分割可能であることが望ましい。 Here, it is desirable that the abrasive can be divided vertically.
また、前記研磨材の材質が、合成樹脂発泡体、不織布、不織布の樹脂加工品、合成皮革またはこれらいずれかの複合物であることが望ましい。 Further, it is desirable that the material of the abrasive is a synthetic resin foam, a non-woven fabric, a non-woven resin processed product, a synthetic leather, or a composite thereof.
本発明の一態様の両面研磨方法は、上記研磨装置を用いる両面研磨方法であって、
前記研磨材が設けられたウェーハ保持孔に、前記半導体ウェーハを、前記半導体ウェーハのウェーハエッジの上面および下面が、前記研磨材で挟み込まれるように挿入するステップと、
前記ウェーハエッジの上面および下面と、前記半導体ウェーハの表裏両面とを同時に研磨するステップを有することを特徴とする。
The double-side polishing method of one embodiment of the present invention is a double-side polishing method using the above polishing apparatus,
Inserting the semiconductor wafer into the wafer holding hole provided with the abrasive so that the upper and lower surfaces of the wafer edge of the semiconductor wafer are sandwiched between the abrasive; and
The method includes the step of simultaneously polishing the upper and lower surfaces of the wafer edge and both the front and back surfaces of the semiconductor wafer.
ここで、前記研磨するステップにおいて、前記研磨材の上下対称の対称面と、前記半導体ウェーハの水平方向の中心面が一致していることが望ましい。 Here, in the step of polishing, it is desirable that a vertically symmetrical surface of the abrasive coincides with a horizontal center surface of the semiconductor wafer.
本発明によれば、半導体ウェーハの両面研磨の途中で半導体ウェーハの上面及び下面を反転させることなく、ウェーハエッジ部の上面と下面を均等に研磨し、品質が高く、かつ、製造コストの低い半導体ウェーハの製造を可能にする両面研磨装置および両面研磨方法を提供することが可能になる。 According to the present invention, the upper surface and the lower surface of the wafer edge portion are evenly polished without reversing the upper surface and the lower surface of the semiconductor wafer during the double-side polishing of the semiconductor wafer, and the semiconductor has high quality and low manufacturing cost. It becomes possible to provide a double-side polishing apparatus and a double-side polishing method that enable the production of a wafer.
以下、本発明に係る両面研磨装置および両面研磨方法についての実施の形態につき、添付図面に基づき説明する。なお、ここでは半導体ウェーハとして、シリコンウェーハを製造する場合を例として記載する。また、図面中、同一または類似部材は同一符号で示す。 Hereinafter, embodiments of a double-side polishing apparatus and a double-side polishing method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Here, a case where a silicon wafer is manufactured as a semiconductor wafer will be described as an example. In the drawings, the same or similar members are denoted by the same reference numerals.
(第1の実施の形態)
図2は本実施の形態で用いられうる両面研磨装置20の一例を示す説明図である。図2(a)が上面図、図2(b)が図2(a)のB−B断面図である。ただし、図2(a)では、後述する上定盤は図から省略されている。図2(b)に示すように両面研磨装置20は、相対向して設けられた下定盤22および上定盤24を有している。下定盤22の上面にはウェーハ裏面研磨用の下研磨布22aが貼られ、上定盤24の下面にはウェーハ表面研磨用の上研磨布24aが貼られている。これらの上下定盤は、不図示の駆動手段によって、互いに逆方向に回転可能である。
(First embodiment)
FIG. 2 is an explanatory view showing an example of a double-
そして、図2(a)に示されるように、両面研磨装置20の中心部にはサンギア26が設けられ、両面研磨装置20の最外周部には環状のインターナルギア28が設けられている。そして、サンギア26とインターナルギア28に挟み込まれるように複数の円盤状のキャリア14が配置されている。
As shown in FIG. 2A, a
図2(b)に示すように、サンギア26は下定盤22の中心部の上面に設けられている。そして、円盤状のキャリア14は、下定盤22および上定盤24の間に配置されている。より具体的には、下定盤22の下研磨布22aの上面と、上定盤24の上研磨布24aの下面の間にキャリア14が挟持されている。そして、このキャリア14は、サンギア26とインターナルギア28の作用により、後にその動作を詳述するように、自転および公転しつつ下研磨布22aと上研磨布24aの間を摺動可能となっている。
As shown in FIG. 2B, the
図3は、本実施の形態のキャリアの構造の説明図である。図3(a)がキャリアの平面図、図3(b)が図3(a)のキャリアの要部を示すA−A断面図である。
キャリア14には、図3(a)に示すようにウェーハ保持孔30が設けられ、研磨すべきウェーハ10は、このウェーハ保持孔30内に配置される。
なお、ここでは、1つのキャリア14に1つのウェーハ保持孔30が設けられている場合を示しているが、図4に示すように、1つのキャリア14に複数のウェーハ保持孔30を設ける構成をとることも可能である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the structure of the carrier according to the present embodiment. FIG. 3A is a plan view of the carrier, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line AA showing the main part of the carrier of FIG.
As shown in FIG. 3A, the
Here, the case where one
本実施の形態においては、図3に示すように、ウェーハ保持孔30の内周面には、環状のウェーハエッジ研磨用の研磨材12が設けられている。本実施の形態においては、この研磨材12が、図3(b)に示すように、上下対称な垂直断面形状を有し、研磨材12の上部および下部が、半導体ウェーハ保持孔30の中心方向に延出していることを特徴とする。すなわち、研磨材12の上部および下部が、対称的に内方に向かって徐々に薄くなっている。
この研磨材12の材質としては、例えば、合成樹脂発泡体、不織布、不織布の樹脂加工品、合成皮革またはこれらいずれかの複合物を用いることが可能である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, an annular abrasive 12 for polishing a wafer edge is provided on the inner peripheral surface of the
As a material of the abrasive 12, for example, a synthetic resin foam, a nonwoven fabric, a processed resin product of a nonwoven fabric, a synthetic leather, or a composite of any of these can be used.
次に、上記の両面研磨装置を用いた両面研磨方法およびその作用・効果について、図1、図3、図5、図6、図7および図12を参照しつつ説明する。
まず、図1は本実施の形態のキャリアの要部断面図である。図1(a)が、キャリアにウェーハを挿入する前の状態、図1(b)がウェーハをキャリアに挿入した状態、図1(c)がウェーハを両面研磨している状態を示す。図1(a)に示すウェーハエッジ研磨用の研磨材12を有するキャリア14に、図1(b)に示すように、ウェーハ10をウェーハエッジの上面および下面が、ウェーハエッジ研磨用の研磨材12で挟み込まれるようにキャリア14のウェーハ保持孔30に挿入する。ここで、ウェーハエッジ研磨用の研磨材12の最小内径は、ウェーハ10の外径よりも小さく、挿入は例えば、研磨材12自身の復元性を利用して行う。この観点からは、ウェーハエッジ研磨用の研磨材として性質上復元容易な材質を用いることがより望ましい。
Next, a double-side polishing method using the above-described double-side polishing apparatus and its operation and effect will be described with reference to FIGS. 1, 3, 5, 6, 7 and 12.
First, FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of the carrier according to the present embodiment. FIG. 1A shows a state before the wafer is inserted into the carrier, FIG. 1B shows a state where the wafer is inserted into the carrier, and FIG. 1C shows a state where the wafer is polished on both sides. As shown in FIG. 1B, the
次に、図1(c)に示すように、このウェーハ10が挿入されたキャリア14を下定盤の下研磨布22aの上面と、上定盤の上研磨布24aの下面の間に挟持して研磨を行う。この際、ウェーハエッジの上面および下面が、ウェーハ表裏面と同時に研磨されるように、上下両面がウェーハエッジ研磨用の研磨材に接触する状態で両面研磨が行われる。
Next, as shown in FIG. 1C, the
そして、本実施の形態においては、図1(c)に示すように、ウェーハ10の研磨中に、ウェーハエッジ研磨用の研磨材12の上下対称の対称面E−Eと、ウェーハ10の水平方向の中心面W−Wが一致していることを特徴とする。このように、ウェーハエッジ研磨用の研磨材12の上下対称の対称面E−Eと、ウェーハ10の水平方向の中心面W−Wを一致させるためには、ウェーハ10厚さと、キャリア14厚さ、下研磨布22aおよび上研磨布24aの弾性、ウェーハ10にかけられる荷重等の両面研磨条件を総合的に最適化する必要がある。
なお、ここで一致とは、必ずしもまったく誤差なく一致している場合に限られない。すなわち、完全一致と実用上同様の作用・効果が得られるズレ、具体的には、ウェーハ10の厚さに対して±5%程度のズレをも含む概念である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1C, during polishing of the
Here, the term “match” is not necessarily limited to the case of matching without any error. That is, it is a concept that includes a deviation that can achieve the same action and effect as practically identical to the perfect match, specifically, a deviation of about ± 5% with respect to the thickness of the
図12は、従来技術のキャリアの構造の説明図である。図12(a)がキャリアの平面図、図12(b)が図12(a)のキャリアの要部を示すC−C断面図である。先にも述べたように、従来技術のキャリアにおいては、ウェーハエッジ研磨用の研磨材12が、図12(b)に示すように上下非対称な構造となっていた。このため、ウェーハ10のウェーハエッジは、主にその下半分のみが両面研磨中に研磨される。したがって、ウェーハエッジの上下をともに研磨するためには、両面研磨途中でウェーハ10の上下面を逆にして両面研磨をおこなう必要が生じ、両面研磨工程が複雑になるという問題があった。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a conventional carrier structure. 12A is a plan view of the carrier, and FIG. 12B is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 12A showing the main part of the carrier. As described above, in the carrier of the prior art, the abrasive 12 for polishing the wafer edge has a vertically asymmetric structure as shown in FIG. For this reason, mainly the lower half of the wafer edge of the
本実施の形態においては、図3に示すように、ウェーハエッジ研磨用の研磨材12が上下対称となっている。したがって、従来技術と異なり、ウェーハエッジの上下を同時に研磨することが可能となり、上下面を逆にして両面研磨をおこなうことは不要となり、両面研磨工程の単純化を図ることが可能となる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the abrasive 12 for polishing the wafer edge is vertically symmetrical. Therefore, unlike the prior art, it is possible to polish the top and bottom of the wafer edge simultaneously, and it becomes unnecessary to perform double-side polishing with the top and bottom surfaces reversed, and the double-side polishing process can be simplified.
また、本実施の形態においては、ウェーハエッジ研磨用の研磨材の上下対称の対称面と、ウェーハの水平方向の中心面を一致させることにより、ウェーハエッジの上下面をより均等に研磨することを可能としている。図5は、ウェーハエッジ研磨用の研磨材の上下対称の対称面と、ウェーハの水平方向の中心面が両面研磨中に一致していない状態の説明図である。図5に示すように、キャリア14が重力により下研磨布22a上に張り付くため、ウェーハ10の水平方向の中心面W−Wが、ウェーハエッジ研磨用の研磨材12の上下対称の対称面E−Eよりも相対的に上方にずれている。このため、研磨材12がウェーハエッジの上下面に対して不均等に接触し、ウェーハエッジの上下面を完全に均等に研磨することが困難となる。本実施の形態においては、ウェーハエッジ研磨用の研磨材の上下対称の対称面と、ウェーハの水平方向の中心面を一致させることにより、研磨材12がウェーハエッジの上下面に対して均等に接触し、ウェーハエッジの上下面を完全に均等に研磨することが可能となる。
そして、本実施の形態のように、ウェーハエッジ研磨用の研磨材の上下対称の対称面と、ウェーハの水平方向の中心面を一致させるためには、ウェーハ厚さと、キャリア厚さ、下研磨布および上研磨布の弾性、ウェーハにかけられる荷重等の両面研磨条件を、ウェーハの表裏面を鏡面研磨するためにのみ最適化するのではなく、ウェーハエッジの研磨を考慮した最適化をおこなうことが必要となる。
Further, in the present embodiment, the upper and lower surfaces of the wafer edge are more evenly polished by matching the vertically symmetrical symmetry plane of the wafer edge polishing abrasive and the horizontal center plane of the wafer. It is possible. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which the symmetrical surface of the wafer edge polishing abrasive material does not coincide with the horizontal center surface of the wafer during double-side polishing. As shown in FIG. 5, since the
Then, as in this embodiment, the wafer thickness, carrier thickness, lower polishing cloth are used in order to make the symmetrical surface of the wafer edge polishing abrasive and the center plane in the horizontal direction of the wafer coincide with each other. It is necessary to optimize the double-sided polishing conditions such as the elasticity of the upper polishing cloth and the load applied to the wafer, not only for mirror polishing the front and back surfaces of the wafer, but also for polishing the wafer edge. It becomes.
両面研磨条件の最適化の一例として、キャリア厚さを調整する場合を図3、図6および図7を用いて説明する。図6は図3に対してキャリアが厚い場合のキャリアの要部断面図、図7は図3に対してキャリアが薄い場合のキャリアの要部断面図である。
ここで、キャリアの厚さとウェーハにかける荷重以外を、同一条件とした場合を考える。そうすると、キャリアが最も厚い図6(c)の場合には、ウェーハエッジ研磨用の研磨材の上下対称の対称面と、ウェーハの水平方向の中心面を一致させるために必要とされるウェーハにかける荷重がキャリア厚さ3条件の中でもっとも少なくなる。これは、ウェーハ10厚さとキャリア12厚さの差がもっとも小さいことによる。逆に、キャリアが最も薄い図7(c)の場合には、ウェーハエッジ研磨用の研磨材の上下対称の対称面と、ウェーハの水平方向の中心面を一致させるために必要とされるウェーハにかける荷重がキャリア厚さ3条件の中でもっとも大きくなる。これは、ウェーハ10厚さとキャリア12厚さの差がもっとも大きいため、この差を補償するためウェーハを下研磨布22aに大きく押し込む必要が生じるからである。そして、荷重の大きさは一般にウェーハ表裏面の研磨量に比例するので、ウェーハ表裏面の研磨量を増大させた上で、ウェーハエッジの研磨を上下均等にするためにはキャリアの厚さを薄くすればよいことになる。一方、ウェーハ表裏面の研磨量を減少させた上で、ウェーハエッジの研磨を上下均等にするためにはキャリアの厚さを厚くすればよいことになる。
As an example of optimizing the double-side polishing conditions, a case where the carrier thickness is adjusted will be described with reference to FIGS. 3, 6, and 7. 6 is a cross-sectional view of the main part of the carrier when the carrier is thicker than in FIG. 3, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the main part of the carrier when the carrier is thin as compared to FIG.
Here, let us consider a case where conditions other than the thickness of the carrier and the load applied to the wafer are the same. Then, in the case of FIG. 6 (c) where the carrier is the thickest, it is applied to the wafer that is required to make the vertical symmetry plane of the polishing material for wafer edge polishing coincide with the horizontal center plane of the wafer. The load is the smallest among the three carrier thickness conditions. This is because the difference between the thickness of the
次に、ウェーハエッジの研磨の一般原理について以下簡単に説明する。
図8に、両面研磨時のキャリア14の位置関係とキャリア14の動きを示す。まず、キャリア14は図示しないギアをその外周に有している。そして、キャリア14は、下定盤(図示せず)および上定盤(図示せず)の回転と、サンギア26およびインターナルギア28の回転から、公転(矢印R3)および自転(矢印R2)を行っている。そして、このような公転と自転を行うキャリア14のウェーハ保持孔30に保持されるウェーハ10は、ウェーハそのものが自転(矢印R1)を行うことになる。そして、このウェーハ10の自転によって、ウェーハ10とウェーハエッジ研磨用のウェーハ保持孔30の内周に設けられた研磨材(図示せず)が相対運動を行い、結果的にウェーハ10のウェーハエッジが、ウェーハ表裏面の研磨と同時に鏡面研磨される。
このウェーハの自転数ωwは、下記の(式1)から導かれる。
ωw=(Up+Lp)/2−(ωc+Ωc) ・・・(式1)
ここで、Upは上定盤の回転数、Lpは下定盤の回転数、ωcはキャリアの自転数、Ωcはキャリアの公転数である。
この式から分かるように、キャリアの自公転数が一定であれば、ウェーハの自転数は上下定盤の回転数の増加に伴い増加する。したがって、ウェーハエッジの鏡面度の向上(研磨量の増加)は、上下定盤の回転数の増加によって、実現可能となる。
なお、キャリアの自転数ωcおよびキャリアの公転数Ωcはそれぞれ下記の(式2)、(式3)であらわされる。
ωc=Gi×Gs(i−s)/{Gc×(Gi+Gs)} ・・・(式2)
Ωc=(Gi×i+Gs×s)/(Gi+Gs) ・・・(式3)
ここで、Giはインターナルギアの歯数、Gsはサンギアの歯数、Gcはキャリアの歯数、iはインターナルギアの回転数、sはサンギアの回転数である。
以上の式から導かれるキャリアの自転数ωcの大小により、ウェーハエッジの鏡面度(研磨量)が決定されることになる。
Next, the general principle of wafer edge polishing will be briefly described below.
FIG. 8 shows the positional relationship of the
The rotation number ωw of this wafer is derived from the following (formula 1).
ωw = (Up + Lp) / 2− (ωc + Ωc) (Formula 1)
Here, Up is the rotation speed of the upper surface plate, Lp is the rotation speed of the lower surface plate, ωc is the rotation number of the carrier, and Ωc is the revolution number of the carrier.
As can be seen from this equation, if the number of rotations of the carrier is constant, the number of rotations of the wafer increases as the number of rotations of the upper and lower surface plates increases. Therefore, the improvement in the specularity of the wafer edge (increase in the polishing amount) can be realized by increasing the number of rotations of the upper and lower surface plates.
The carrier rotation number ωc and the carrier revolution number Ωc are expressed by the following (Equation 2) and (Equation 3), respectively.
ωc = Gi × Gs (is) / {Gc × (Gi + Gs)} (Expression 2)
Ωc = (Gi × i + Gs × s) / (Gi + Gs) (Formula 3)
Here, Gi is the number of teeth of the internal gear, Gs is the number of teeth of the sun gear, Gc is the number of teeth of the carrier, i is the number of rotations of the internal gear, and s is the number of rotations of the sun gear.
The specularity (polishing amount) of the wafer edge is determined by the magnitude of the carrier rotation number ωc derived from the above formula.
以上、記載したとおり、本実施の形態によれば、ウェーハの両面研磨の途中でウェーハの上面及び下面を反転させることなく、ウェーハエッジ部の上面と下面を均等に研磨し、品質が高く、かつ、製造コストの低いウェーハの製造を可能にする両面研磨装置および両面研磨方法を提供することが可能になる。 As described above, according to the present embodiment, the upper surface and the lower surface of the wafer edge portion are evenly polished without reversing the upper surface and the lower surface of the wafer during the double-side polishing of the wafer, the quality is high, and Thus, it is possible to provide a double-side polishing apparatus and a double-side polishing method that enable manufacturing of a wafer with low manufacturing cost.
(第2の実施の形態)
本実施の形態は、キャリアの内面に設けられるウェーハエッジ研磨用の研磨材がウェーハ保持孔の中心方向に向かってキャリアの厚みよりも広がっている以外は第1の実施の形態と同様であるので、記述を省略する。
(Second Embodiment)
This embodiment is the same as the first embodiment except that the wafer edge polishing abrasive provided on the inner surface of the carrier is wider than the thickness of the carrier toward the center of the wafer holding hole. The description is omitted.
図9は、本実施の形態のキャリア要部の断面図である。図9(a)が、キャリアにウェーハを挿入した状態、図9(b)がウェーハを両面研磨している状態を示す。図9に示すように、本実施の形態においては、キャリアの内面に設けられるウェーハエッジ研磨用の研磨材がウェーハ保持孔の中心方向に向かってキャリアの厚みよりも上下方向に広がっていることを特徴とする。 FIG. 9 is a cross-sectional view of the main part of the carrier according to the present embodiment. FIG. 9A shows a state in which the wafer is inserted into the carrier, and FIG. 9B shows a state in which the wafer is polished on both sides. As shown in FIG. 9, in the present embodiment, the wafer edge polishing abrasive provided on the inner surface of the carrier extends in the vertical direction from the thickness of the carrier toward the center of the wafer holding hole. Features.
先に図7を用いて説明したように、両面研磨条件についてウェーハエッジの研磨を考慮した最適化を行うため、ウェーハ10に対してキャリア14の厚さを薄くしていく場合が考えられる。この場合に、図7で示す第1の実施の形態のように、キャリア14の厚さと、ウェーハエッジ研磨用の研磨材12の上下幅が等しい場合には、研磨材12のウェーハエッジ面に接触する面積が小さくなり、ウェーハエッジ最上部および最下部で、十分なウェーハエッジ研磨が実現できない場合が生じうる。
As described above with reference to FIG. 7, it is conceivable that the thickness of the
これに対して、図9(b)に示すように、本実施の形態においては、ウェーハエッジ研磨用の研磨材12がウェーハ保持孔の中心方向に向かってキャリアの厚みよりも上下方向に広がっているため、キャリア14が薄い場合でも、研磨材12が十分にウェーハエッジの最上部および最下部に接触する。
したがって、第1の実施の形態の効果に加え、キャリア14がウェーハ10に対して比較的薄い場合でも十分に均等なウェーハエッジの研磨を実現することが可能となる。
On the other hand, as shown in FIG. 9B, in this embodiment, the polishing
Therefore, in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to realize sufficiently uniform polishing of the wafer edge even when the
(第3の実施の形態)
本実施の形態は、ウェーハエッジ研磨用の研磨材が上下に分割可能であることを特徴とする以外は第1の実施の形態と同様であるので、記述を省略する。
(Third embodiment)
Since this embodiment is the same as the first embodiment except that the polishing material for wafer edge polishing can be divided into upper and lower parts, the description is omitted.
図10は、本実施の形態のキャリア要部の断面図である。図10(a)が、キャリアにウェーハを挿入する前の状態、図10(b)がウェーハをキャリアに挿入した状態、図10(c)がウェーハを両面研磨している状態を示す。図10(a)に示すように、本実施の形態においては、キャリア14の内周部の一部に固定されたウェーハエッジ研磨用の研磨材12の上半分が、キャリア本体から取り外せることによって、研磨材12が上下に分割可能となっていることを特徴とする。
FIG. 10 is a cross-sectional view of the main part of the carrier according to the present embodiment. 10A shows a state before the wafer is inserted into the carrier, FIG. 10B shows a state where the wafer is inserted into the carrier, and FIG. 10C shows a state where the wafer is polished on both sides. As shown in FIG. 10 (a), in the present embodiment, the upper half of the wafer edge polishing abrasive 12 fixed to a part of the inner periphery of the
このように、研磨材12が上下に分割可能とすることにより、第1の実施の形態の効果に加え、ウェーハ10のキャリアへの挿入を容易にすることが可能となる。すなわち、図10(b)に示すように、まず、ウェーハエッジ研磨用の研磨材12の上半分を取り外した状態で、ウェーハ10をキャリア14に載置する。その後、ウェーハエッジ研磨用の研磨材12の上半分をウェーハ10のウェーハエッジ上部に研磨材12がかぶさるように載置し固定する。そして、図10(c)に示すように下研磨布22aおよび上研磨布24aにキャリア14を挟持しウェーハ10の両面研磨をおこなう。
このように研磨材12を上下分割可能とすることは、特に研磨材12の材質としてその性質上復元容易でない材質を適用する場合に特に有効である。
As described above, by allowing the abrasive 12 to be divided vertically, it is possible to facilitate insertion of the
In this manner, making the abrasive 12 vertically split is particularly effective when a material that is not easily restored due to its properties is applied as the material of the abrasive 12.
なお、ここでは、ウェーハエッジ研磨用の研磨材の上半分は、キャリアの内周部の一部に固定されているとしたが、ウェーハエッジ研磨用の研磨材の上半分のみが取り外し可能であってもよいし、キャリアの上半分全体がウェーハエッジ研磨用の研磨材の上半分とともに分割可能となる構成としてもかまわない。
(第4の実施の形態)
本実施の形態は、キャリアの一部、すなわち、ウェーハエッジ研磨用の研磨材が固定されている領域近傍よりも、キャリア外周の厚みが薄くなっていることを特徴とする以外は第1の実施の形態と同様であるので、記述を省略する。
Here, the upper half of the polishing material for wafer edge polishing is fixed to a part of the inner periphery of the carrier, but only the upper half of the polishing material for wafer edge polishing is removable. Alternatively, the entire upper half of the carrier may be divided along with the upper half of the polishing material for wafer edge polishing.
(Fourth embodiment)
This embodiment is the first embodiment except that the thickness of the carrier outer periphery is thinner than a part of the carrier, that is, the vicinity of the region where the abrasive for polishing the wafer edge is fixed. Since it is the same as that of form, description is abbreviate | omitted.
図11は、本実施の形態のキャリア要部の断面図である。図11(a)が、キャリアにウェーハを挿入する前の状態、図11(b)がウェーハをキャリアに挿入した状態、図11(c)がウェーハを両面研磨している状態を示す。図11(a)に示すように、本実施の形態においては、ウェーハエッジ研磨用の研磨材12が固定されている領域近傍のキャリア厚さより、キャリア14の外周の厚みが相対的に薄くなっていることを特徴とする。
FIG. 11 is a cross-sectional view of the main part of the carrier according to the present embodiment. 11A shows a state before the wafer is inserted into the carrier, FIG. 11B shows a state where the wafer is inserted into the carrier, and FIG. 11C shows a state where the wafer is polished on both sides. As shown in FIG. 11A, in the present embodiment, the thickness of the outer periphery of the
このような構造をとることにより、図11(c)に示すように、ウェーハ10の両面研磨中にキャリア14上面が上研磨布24aに接触する面積を大幅に減少させることが可能となる。したがって、第1の実施の形態の効果に加え、キャリア14上面と上研磨布24a間の摩擦抵抗が減少し、結果的に同一の上盤24回転数を保つために必要な消費電力が削減されるという効果がある。さらに、上研磨布24aの磨耗量が減少し、上研磨布24aの寿命が長くなるという効果も期待できる。
By adopting such a structure, as shown in FIG. 11C, the area where the upper surface of the
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。実施の形態の説明においては、両面研磨装置、両面研磨方法等で、本発明の説明に直接必要としない部分等については記載を省略したが、必要とされる両面研磨装置、両面研磨方法等に関わる要素を適宜選択して用いることができる。
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての両面研磨装置および両面研磨方法は、本発明の範囲に包含される。
The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. In the description of the embodiment, the description of the double-side polishing apparatus, the double-side polishing method, etc., which is not directly necessary for the description of the present invention is omitted, but the required double-side polishing apparatus, double-side polishing method, etc. The elements involved can be appropriately selected and used.
In addition, all the double-side polishing apparatuses and double-side polishing methods that include the elements of the present invention and can be appropriately modified by those skilled in the art are included in the scope of the present invention.
10 ウェーハ
12 ウェーハエッジ研磨用の研磨材
14 キャリア
20 両面研磨装置
22 下定盤
22a 下研磨布
24 上定盤
24a 上研磨布
26 サンギア
28 インターナルギア
30 ウェーハ保持孔
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記下定盤および前記上定盤の間に配置されるキャリアに半導体ウェーハ保持孔が設けられ、
前記半導体ウェーハ保持孔の内周部に環状の半導体ウェーハエッジ研磨用の研磨材が設けられ、
前記研磨材が上下対称な垂直断面形状を有し、
前記研磨材の上部および下部が、前記半導体ウェーハ保持孔の中心方向に延出していることを特徴とする両面研磨装置。 By rotating the lower surface plate provided with the polishing cloth for polishing the back surface of the semiconductor wafer and rotating the upper surface plate provided with the polishing cloth for polishing the surface of the semiconductor wafer facing the lower surface plate, A double-side polishing apparatus for polishing,
A semiconductor wafer holding hole is provided in a carrier disposed between the lower surface plate and the upper surface plate,
An annular semiconductor wafer edge polishing material is provided on the inner periphery of the semiconductor wafer holding hole,
The abrasive has a vertically symmetric vertical cross-sectional shape;
The double-side polishing apparatus, wherein an upper portion and a lower portion of the abrasive extend in the center direction of the semiconductor wafer holding hole.
前記研磨材が設けられたウェーハ保持孔に、前記半導体ウェーハを、前記半導体ウェーハのウェーハエッジの上面および下面が、前記研磨材で挟み込まれるように挿入するステップと、
前記ウェーハエッジの上面および下面と、前記半導体ウェーハの表裏両面とを同時に研磨するステップを有することを特徴とする両面研磨方法。 A double-side polishing method using the double-side polishing apparatus according to claim 1,
Inserting the semiconductor wafer into the wafer holding hole provided with the abrasive so that the upper and lower surfaces of the wafer edge of the semiconductor wafer are sandwiched between the abrasive; and
A double-side polishing method comprising the step of simultaneously polishing the upper and lower surfaces of the wafer edge and both the front and back surfaces of the semiconductor wafer.
5. The double-side polishing method according to claim 4, wherein, in the polishing step, a vertically symmetrical symmetry plane of the abrasive coincides with a horizontal center plane of the semiconductor wafer.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2006262306A JP2008080428A (en) | 2006-09-27 | 2006-09-27 | Double-sided polishing device and double-sided polishing method |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009302338A (en) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Sumco Corp | Wafer polishing method and wafer manufactured by the same |
JP2013502719A (en) * | 2009-08-21 | 2013-01-24 | エルジー シルトロン インコーポレーテッド | Double-side polishing apparatus and carrier therefor |
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- 2006-09-27 JP JP2006262306A patent/JP2008080428A/en active Pending
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