JP2018134694A - ウエーハの研磨方法、研磨パッド及び研磨装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエーハの厚さのばらつきを抑制することができるウエーハの研磨方法、研磨パッド及び研磨装置を提供すること。【解決手段】ウエーハの研磨方法は、テスト用ウエーハをチャックテーブルに保持し、研磨パッドの研磨面で研磨するテスト研磨ステップＳＴ１２と、テスト研磨ステップ実施後の該テスト用ウエーハの厚さ情報を取得する取得ステップＳＴ１３と、ウエーハ面内の他の領域より研磨量を削減したい領域を選定する選定ステップＳＴ１４と、選定した領域に接触した研磨面のうち一部を除去し、研磨パッドの研磨面の面積を調整する研磨面調整ステップＳＴ１５と、加工用ウエーハを該チャックテーブルで保持し、研磨面が調整された研磨パッドで研磨する研磨ステップＳＴ２と、を有する。【選択図】図７

Description

本発明は、ウエーハの研磨方法、研磨パッド及び研磨装置に関する。

半導体ウエーハなどの板状の被加工物を研磨パッドで研磨する研磨加工が知られている（例えば、特許文献１参照）。研磨加工は、不繊布、又は高分子発泡樹脂などからなる研磨パッドをスピンドルの下端に装着し、チャックテーブルに保持したウエーハに向かって研磨パッドを押圧しつつスピンドルとチャックテーブルを回転させて行われる。

特開２０１０−０６９６０１号公報

ウエーハは、研磨加工により数μｍの厚さが除去されるが、その際に、ウエーハ全面で均一の厚さが除去するのは難しい。研磨パッドは、研削砥石に比べて柔らかいので、ウエーハに研磨パッドが乗り上がる際にウエーハを削り取りやすいため、研磨加工では、ウエーハの外周が薄くなりやすい。

また、研磨パッドとウエーハの位置関係から、研磨パッドの外周付近の周速が早いために研磨パッドの外周付近の除去量が多くなる傾向であるために、研磨加工は、研磨後のウエーハの厚さを均一にすることが困難となり、ウエーハ面内の厚さのばらつきを発生させやすい（とくに、研磨パッドとウエーハの径の差が小さいと顕著である）。また、研磨加工は、厚さのばらつきに規則性があり、同じ条件で研磨するとウエーハの断面形状が同様に形成されて、厚さのばらつきも同様になる場合がある。

本発明は、ウエーハの厚さのばらつきを抑制することができるウエーハの研磨方法、研磨パッド及び研磨装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のウエーハの研磨方法は、チャックテーブルで保持したウエーハを、スピンドルの下端に固定した研磨パッドで覆いつつ研磨するウエーハの研磨方法であって、テスト用ウエーハを該チャックテーブルに保持し、該研磨パッドの研磨面で研磨するテスト研磨ステップと、該テスト研磨ステップ実施後の該テスト用ウエーハの厚さ情報を取得する取得ステップと、ウエーハ面内の他の領域より研磨量を削減したい領域を選定する選定ステップと、該選定した領域に接触した該研磨面のうち一部を除去し、該研磨パッドの該研磨面の面積を調整する研磨面調整ステップと、該テスト用ウエーハと厚さが同等な加工用ウエーハを該チャックテーブルで保持し、該研磨面が調整された該研磨パッドで研磨する研磨ステップと、を有することを特徴とする。

前記ウエーハの研磨方法において、該取得ステップで取得した該テスト用ウエーハの厚さ情報と、該テスト研磨ステップ前の該テスト用ウエーハの厚さ情報とを比較して、該テスト用ウエーハの面内の研磨量を算出する算出ステップを有し、該選定ステップは、該算出ステップで算出した該テスト用ウエーハの面内の研磨量から該研磨量を削減したい領域を選定しても良い。

前記ウエーハの研磨方法において、該研磨パッドでウエーハを研磨する際は、スラリー溶液をウエーハに供給しつつ研磨しても良い。

本発明の研磨パッドは、スピンドルの下端の基台面に装着され、チャックテーブルに保持されたウエーハを研磨する研磨パッドであって、ウエーハに接触する研磨面を複数の領域に区画する区画線を有し、該区画線で区画された一部の該領域を選択的に剥離可能に該基台面に装着されることを特徴とする。

本発明の研磨装置は、ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルで保持したウエーハを研磨する研磨ユニットと、を備える研磨装置であって、該研磨ユニットは、前記研磨パッドでウエーハを研磨することを特徴とする。

そこで、本願発明のウエーハの研磨方法、研磨パッド及び研磨装置は、ウエーハの厚さのばらつきを抑制することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態１に係る研磨装置の構成例の斜視図である。 図２は、図１に示された研磨装置の研磨ユニットの要部の斜視図である。 図３は、図１に示された研磨装置の研磨ユニットの要部を断面で示す側面図である。 図４は、実施形態１に係る研磨パッドの斜視図である。 図５は、図４中のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 図６は、図４中のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。 図７は、実施形態１に係るウエーハの研磨方法の流れを示すフローチャートである。 図８は、図７に示されたウエーハの研磨方法の調整ステップにおいて研磨ユニットのスピンドルに装着される研磨工具を示す斜視図である。 図９は、図７に示されたウエーハの研磨方法の研磨前測定ステップの測定経路上のウエーハの厚さを測定する状態を示す側面図である。 図１０は、図７に示されたウエーハの研磨方法のテスト研磨ステップにおいて研磨されたウエーハを示す側面図である。 図１１は、実施形態１に係る研磨装置の制御ユニットが記憶した研磨面の領域とウエーハの測定経路上の位置との対応関係を示す図である。 図１２は、図７に示されたウエーハの研磨方法の選定ステップにおいて選定された研磨面の領域等を示す図である。 図１３は、図７に示されたウエーハの研磨方法の研磨ステップ後のウエーハの側面図である。 図１４は、実施形態２に係るウエーハの研磨方法の流れを示すフローチャートである。 図１５は、確認において用いられた研磨面が調整される前の研磨工具の研磨面を示す平面図である。 図１６は、図１５に示す研磨工具を用いた研磨前後の測定経路上のウエーハの各位置の厚さを示す図である。 図１７は、図１５に示す研磨工具を用いた研磨後の測定経路上のウエーハの各位置の厚さを示す図である。 図１８は、確認の選定ステップにおいて除去される領域が選定された研磨工具の研磨面を示す平面図である。 図１９は、確認において用いられた研磨面が調整された後の研磨工具の研磨面を示す平面図である。 図２０は、図１９に示す研磨工具を用いた研磨前後の測定経路上のウエーハの各位置の厚さを示す図である。 図２１は、図１９に示す研磨工具を用いた研磨後の測定経路上のウエーハの各位置の厚さを示す図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係るウエーハの研磨方法、研磨パッド及び研磨装置を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る研磨装置の構成例の斜視図である。図２は、図１に示された研磨装置の研磨ユニットの要部の斜視図である。図３は、図１に示された研磨装置の研磨ユニットの要部を断面で示す側面図である。図４は、実施形態１に係る研磨パッドの斜視図である。図５は、図４中のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図６は、図４中のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。

実施形態１に係る図１に示す研磨装置１は、ウエーハ２０１を薄化のために研削するとともに、研削されたウエーハ２０１の裏面２０２を高精度に平坦化するために研磨するものである。ウエーハ２０１は、図１に示すように、シリコンを母材とする円板状の半導体ウエーハやサファイア、ＳｉＣ（炭化ケイ素）などからなる光デバイスウエーハである。ウエーハ２０１は、表面２０３に格子状に形成される複数の分割予定ラインによって区画された領域にデバイスが形成されている。即ち、ウエーハ２０１は、表面２０３に複数のデバイスが形成されている。ウエーハ２０１は、表面２０３の裏側の裏面２０２に研削などが施されて、所定の厚さまで薄化された後に、裏面２０２に研磨が施される。

研磨装置１は、図１に示すように、装置本体２と、第１の研削ユニット３と、第２の研削ユニット４と、研磨ユニット５と、ターンテーブル６上に設置された例えば４つのチャックテーブル７と、カセット８，９と、位置合わせユニット１０と、搬入ユニット１１と、洗浄ユニット１３と、搬出入ユニット１４と、測定ユニット１２と、制御ユニット１００とを主に備えている。

第１の研削ユニット３は、スピンドルの下端に装着された研削砥石を有する図示しない研削ホイールが回転されながら粗研削位置１０２のチャックテーブル７に保持されたウエーハ２０１の裏面２０２に鉛直方向と平行なＺ軸方向に沿って押圧されることによって、ウエーハ２０１の裏面２０２を粗研削するためのものである。同様に、第２の研削ユニット４は、スピンドルの下端に装着された研削砥石を有する図示しない研削ホイールが回転されながら仕上げ研削位置１０３に位置するチャックテーブル７に保持された粗研削済みのウエーハ２０１の裏面２０２にＺ軸方向に沿って押圧されることによって、ウエーハ２０１の裏面２０２を仕上げ研削するためのものである。なお、実施形態１において、第１の研削ユニット３及び第２の研削ユニット４の研削ホイールの回転中心である軸心と、チャックテーブル７の回転中心である軸心とは、互いに平行であるとともに、水平方向に間隔をあけて配置されている。

ターンテーブル６は、装置本体２の上面に設けられた円盤状のテーブルであり、水平面内で回転可能に設けられ、所定のタイミングで回転駆動される。このターンテーブル６上には、例えば４つのチャックテーブル７が、例えば９０度の位相角で等間隔に配設されている。これら４つのチャックテーブル７は、保持面７−１に真空チャックを備えたチャックテーブル構造のものであり、保持面７−１に載置されたウエーハ２０１を真空吸着して保持する。これらチャックテーブル７は、研削時及び研磨時には、鉛直方向と平行な軸を回転軸として、回転駆動機構によって水平面内で回転駆動される。このように、チャックテーブル７は、被加工物としてのウエーハ２０１を回転可能に保持する保持面７−１を有している。このようなチャックテーブル７は、ターンテーブル６の回転によって、搬入搬出位置１０１、粗研削位置１０２、仕上げ研削位置１０３、研磨位置１０４、搬入搬出位置１０１に順次移動される。

カセット８，９は、複数のスロットを有するウエーハ２０１を収容するための収容器である。一方のカセット８は、研削研磨前の表面２０３に保護部材２０４（図２に示す）が貼着されたウエーハ２０１を収容し、他方のカセット９は、研削研磨後のウエーハ２０１を収容する。また、位置合わせユニット１０は、カセット８から取り出されたウエーハ２０１が仮置きされて、その中心位置合わせを行うためのテーブルである。

搬入ユニット１１は、吸着パッドを有し、位置合わせユニット１０で位置合わせされた研削研磨前のウエーハ２０１を吸着保持して搬入搬出位置１０１に位置するチャックテーブル７上に搬入する。搬入ユニット１１は、搬入搬出位置１０１に位置するチャックテーブル７上に保持された研削研磨後のウエーハ２０１を吸着保持して洗浄ユニット１３に搬出する。

搬出入ユニット１４は、例えばＵ字型ハンド１４−１を備えるロボットピックであり、Ｕ字型ハンド１４−１によってウエーハ２０１を吸着保持して搬送する。具体的には、搬出入ユニット１４は、研削研磨前のウエーハ２０１をカセット８から位置合わせユニット１０へ搬出するとともに、研削研磨後のウエーハ２０１を洗浄ユニット１３からカセット９へ搬入する。洗浄ユニット１３は、研削研磨後のウエーハ２０１を洗浄し、研削及び研磨された加工面に付着している研削屑及び研磨屑等のコンタミネーションを除去する。

研磨ユニット５は、図２及び図３に示すように、スピンドル５０の下端に装着された研磨工具５１の研磨パッド５２をチャックテーブル７の保持面７−１に対向して配置させる。研磨ユニット５は、研磨工具５１が回転されながら、研磨位置１０４に位置するチャックテーブル７の保持面７−１で保持された仕上げ研削済みのウエーハ２０１の裏面２０２にＺ軸方向に沿って押圧される。研磨ユニット５は、研磨工具５１の研磨パッド５２がウエーハ２０１の裏面２０２にＺ軸方向に沿って押圧されることによって、ウエーハ２０１の裏面２０２を研磨するためのものである。

研磨ユニット５は、研磨工具５１の研磨パッド５２でウエーハ２０１を研磨するものであり、図２及び図３に示すように、Ｚ軸方向に移動自在に設けられたスピンドルハウジング５３（図２のみに示す）と、スピンドルハウジング５３内に軸心回りに回転自在に設けられたスピンドル５０と、スピンドル５０の下端に装着される研磨工具５１とを備える。スピンドル５０は、Ｚ軸方向と平行に配置され、図１に示すスピンドルモータ５４により軸心回りに回転される。スピンドル５０は、下端に研磨工具５１を装着する円盤状の工具装着部材５０−１が取り付けられている。

研磨工具５１は、図２、図３及び図４に示すように、円環状の支持基台５５と、円環状の研磨パッド５２とを備える。支持基台５５は、アルミニウム合金によって構成されており、図３及び図４に示すように、中心部には研磨液であるスラリー溶液が通る孔５５−１が形成されている。

研磨パッド５２は、スピンドル５０の下端の支持基台５５の基台面である下面５５−２に装着され、チャックテーブル７に保持されたウエーハＷを研磨するものである。研磨パッド５２は、刃物により切断可能な発泡ウレタンまたは不織布によって構成されており、図４に示すように、中心部にスラリー溶液が通る孔５２−１が形成されている。研磨パッド５２は、図５及び図６に示すように、接着剤又は両面接着テープにより構成された接着部材５６により支持基台５５の下面５５−２に剥離可能に装着されている。また、研磨パッド５２は、チャックテーブル７の保持面７−１に対向する下面即ちウエーハ２０１に接触する研磨面５７に、図４、図５及び図６に示すように、格子状に形成された複数の区画線である溝２０５を有している。実施形態１において、複数の溝２０５は、深さが３ｍｍ程度でありかつ２ｃｍ間隔で形成されて、スラリー溶液を研磨面５７全体に行きわたらせるために用いられている。

区画線である溝２０５は、研磨面５７を複数の領域２０６に区画している。研磨パッド５２は、接着部材５６により下面５５−２に剥離可能に装着されることと、溝２０５に沿って刃物により切断されることにより、一部の領域２０６を選択的に剥離可能に下面５５−２に装着されている。また、実施形態１において、研磨パッド５２の研磨面５７は、図４及び図６に示すように、一部の領域２０６が選択的に除去される。研磨パッド５２の研磨面５７の選択的に除去される一部の領域２０６は、研磨面５７の全ての領域２０６を備える状態でウエーハ２０１を研磨した際に、ウエーハ２０１の厚さが所望の仕上げ厚さより薄くなる位置に対応した領域である。

このように構成された研磨工具５１は、スピンドル５０の下端に取り付けられている工具装着部材５０−１の下面に支持基台５５を重ね、支持基台５５が図示しないボルトにより工具装着部材５０−１に装着されることによって、工具装着部材５０−１に装着される。なお、このようにして工具装着部材５０−１に装着された研磨工具５１の研磨パッド５２に設けられた孔５２−１は、支持基台５５に設けられた孔５５−１を介して、スピンドル５０に形成されたスラリー溶液を供給する図３に示すスラリー溶液供給通路５０−２に連通されている。実施形態１において、研磨工具５１の外径は、ウエーハ２０１の外径よりも大きい。

研磨ユニット５は、研磨パッド５２でウエーハ２０１を研磨する際は、図示しないスラリー溶液供給源からアルカリ性のスラリー溶液を研磨工具５１の孔５５−１，５２−１を通してウエーハ２０１に供給しつつ研磨工具５１の研磨パッド５２を用いて研磨加工所謂ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）加工をウエーハ２０１の裏面２０２に施す。研磨ユニット５に供給されるスラリー溶液は、コロイダルシリカ等の研磨砥粒が混入されている。

なお、実施形態１において、研磨ユニット５の研磨工具５１の回転中心である軸心と、研磨位置１０４のチャックテーブル７の回転中心である軸心とは、互いに平行であるとともに、水平方向に間隔をあけて配置されている。また、実施形態１において、研磨ユニット５は、図３に示すように、研磨パッド５２がウエーハ２０１の中心を覆って、ウエーハ２０１の裏面２０２を研磨する。

測定ユニット１２は、搬入搬出位置１０１に位置するチャックテーブル７の保持面７−１に対向して配置され、図示しない水平方向移動ユニットにより保持面７−１と平行な方向に移動自在に設けられている。測定ユニット１２の水平方向移動ユニットによる図１中に一点鎖線で示す移動経路２０７は、搬入搬出位置１０１に位置するチャックテーブル７の保持面７−１の中心を通る直線状でかつチャックテーブル７の径方向と平行である。また、測定ユニット１２の水平方向移動ユニットによる移動経路２０７は、チャックテーブル７の保持面７−１の中心を互いの間に挟む二つの外縁を通る。

測定ユニット１２は、搬入搬出位置１０１に位置する研削研磨後のチャックテーブル７の保持面７−１に保持されたウエーハ２０１の裏面２０２に対して光又は超音波を照射しながら裏面２０２で反射された光又は超音波を受信しながら移動経路２０７上を移動されることにより、移動経路２０７上のウエーハ２０１の予め設定された所定距離おきの各位置の厚さを測定する。本明細書は、測定ユニット１２の移動経路２０７を以下、測定経路２０７と記す。測定ユニット１２は、測定結果を制御ユニット１００に出力する。なお、実施形態１において、測定ユニット１２は、光又は超音波を照射して移動経路上のウエーハ２０１の各位置の厚さを測定する非接触式のものであるが、ウエーハ２０１の裏面２０２に接触する接触子を備える接触式のものでも良い。また、実施形態１において、測定ユニット１２を研磨装置１に設けたが、本発明では、研磨装置１とは別の測定装置を用いてウエーハ２０１の厚さを測定しても良い。

制御ユニット１００は、研磨装置１を構成する上述した構成要素をそれぞれ制御するものである。即ち、制御ユニット１００は、ウエーハ２０１に対する研磨動作を研磨装置１に実行させるものである。制御ユニット１００は、コンピュータプログラムを実行可能なコンピュータである。制御ユニット１００は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インタフェース装置とを有する。制御ユニット１００のＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されているコンピュータプログラムをＲＡＭ上で実行して、研磨装置１を制御するための制御信号を生成する。制御ユニット１００のＣＰＵは、生成した制御信号を入出力インタフェース装置を介して研磨装置１の各構成要素に出力する。また、制御ユニット１００は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される図示しない表示ユニットや、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる入力ユニットと接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等とのうち少なくとも一つにより構成される。

次に、実施形態１に係るウエーハの研磨方法について説明する。図７は、実施形態１に係るウエーハの研磨方法の流れを示すフローチャートである。図８は、図７に示されたウエーハの研磨方法の調整ステップにおいて研磨ユニットのスピンドルに装着される研磨工具を示す斜視図である。図９は、図７に示されたウエーハの研磨方法の研磨前測定ステップの測定経路上のウエーハの厚さを測定する状態を示す側面図である。図１０は、図７に示されたウエーハの研磨方法のテスト研磨ステップにおいて研磨されたウエーハを示す側面図である。図１１は、実施形態１に係る研磨装置の制御ユニットが記憶した研磨面の領域とウエーハの測定経路上の位置との対応関係を示す図である。図１２は、図７に示されたウエーハの研磨方法の選定ステップにおいて選定された研磨面の領域等を示す図である。図１３は、図７に示されたウエーハの研磨方法の研磨ステップ後のウエーハの側面図である。

実施形態１に係るウエーハの研磨方法（以下、単に研磨方法と記す）は、研磨装置１がウエーハ２０１に粗研削、仕上げ研削、及び研磨を順に施す方法であり、チャックテーブル７で保持したウエーハ２０１をスピンドル５０の下端に固定した研磨パッド５２で少なくとも一部分を覆いつつ研磨する方法である。研磨方法は、図７に示すように、調整ステップＳＴ１と、研磨ステップＳＴ２とを含む。研磨方法は、オペレータが研削研磨前の保護部材２０４が表面２０３に貼着されたウエーハ２０１を収容したカセット８と、ウエーハ２０１を収容していないカセット９を装置本体２に取り付けるとともに、図８に示す研磨面５７の全ての領域２０６を備える研磨工具５１を研磨ユニット５の工具装着部材５０−１に装着する。なお、実施形態１において、カセット８内には、同一構造（例えば、同一製品や同一ロッド）のウエーハ２０１を収容する。研磨方法は、オペレータが加工情報を制御ユニット１００に登録し、オペレータから研磨装置１に加工動作の開始指示が入力されると、調整ステップＳＴ１と、研磨ステップＳＴ２とが順に実施される。

研磨装置１は、研磨パッド５２とウエーハ２０１の径の差が小さいために、これらの位置関係から、研磨パッド５２の外周付近の周速が早いために研磨パッド５２の外周付近の厚さ方向の除去量即ち研磨量が多くなり、研磨ユニット５の研磨後のウエーハ２０１の厚さを均一にすることが困難で、ウエーハ２０１の厚さのばらつきを生じ易い。

調整ステップＳＴ１は、研磨ユニット５の研磨後のウエーハ２０１の厚さのばらつきを抑制するために、研磨工具５１の研磨パッド５２の研磨面５７の一部の領域２０６を除去（調整）して、研磨面５７を調整するステップ（研磨工具の研磨パッドの研磨面の調整方法、又は研磨工具の製造方法ともいう）である。調整ステップＳＴ１は、図７に示すように、研磨前測定ステップＳＴ１１と、テスト研磨ステップＳＴ１２と、取得ステップＳＴ１３と、選定ステップＳＴ１４と、研磨面調整ステップＳＴ１５とを有する。

調整ステップＳＴ１の研磨前測定ステップＳＴ１１では、研磨装置１の制御ユニット１００は、搬出入ユニット１４にカセット８からウエーハ２０１（なお、調整ステップＳＴ１において研削研磨されるウエーハ２０１を、以下、テスト用ウエーハ２０１−１と記す）を取り出させ、位置合わせユニット１０へ搬出させ、位置合わせユニット１０にテスト用ウエーハ２０１−１の中心位置合わせを行わせ、搬入ユニット１１に位置合わせされたテスト用ウエーハ２０１−１の表面２０３側を搬入搬出位置１０１に位置するチャックテーブル７上に搬入する。

研磨前測定ステップＳＴ１１では、研磨装置１の制御ユニット１００は、テスト用ウエーハ２０１−１の表面２０３側を保護部材２０４を介してチャックテーブル７に保持し、裏面２０２を露出させて、ターンテーブル６でテスト用ウエーハ２０１−１を粗研削位置１０２、仕上げ研削位置１０３、研磨位置１０４に順に搬送し、租研削、仕上げ研削を順に施す。なお、調整ステップＳＴ１では、研磨装置１の制御ユニット１００は、ターンテーブル６が９０度回転する度に、研削研磨前のウエーハ２０１を搬入搬出位置１０１のチャックテーブル７に搬入することが無い。

研磨前測定ステップＳＴ１１では、研磨装置１の制御ユニット１００は、テスト用ウエーハ２０１−１を保持したチャックテーブル７が研磨位置１０４に位置すると、ターンテーブル６をさらに９０度回転させて、テスト用ウエーハ２０１−１を保持したチャックテーブル７を搬入搬出位置１０１に停止させる。研磨前測定ステップＳＴ１１では、研磨装置１の制御ユニット１００は、図９に示すように、測定ユニット１２を測定経路２０７に沿って移動させながら測定経路２０７上のテスト用ウエーハ２０１−１の各位置の厚さを測定させる。なお、図９に示す搬入搬出位置１０１に位置付けられたテスト用ウエーハ２０１−１は、実施形態１において、中心の厚さと外縁の厚さとが薄く、中心と外縁との中央の厚さが厚くなるように、厚さがばらついている。なお、図９は、実際の厚さのばらつきよりも大きくなるように、厚さのばらつきを誇張して記載している。

テスト研磨ステップＳＴ１２は、研磨前測定ステップＳＴ１１においてウエーハ２０１の厚さ情報である移動経路２０７上のウエーハ２０１の各位置の厚さを取得したテスト用ウエーハ２０１−１をチャックテーブル７に保持したチャックテーブル７を研磨ユニット５の図８に示す研磨パッド５２の研磨面５７で研磨するステップである。研磨装置１は、研磨前測定ステップＳＴ１１においてチャックテーブル７にテスト用ウエーハ２０１−１を保持している。テスト研磨ステップＳＴ１２では、研磨装置１の制御ユニット１００は、テスト用ウエーハ２０１−１を保持したチャックテーブル７を研磨位置１０４に移動させて、研磨位置１０４でチャックテーブル７を軸心回りに回転させ、研磨工具５１を軸心回りに回転させるとともに、ウエーハ２０１の裏面２０２に図示しないスラリー溶液供給源からスラリー溶液を供給しながら研磨パッド５２をチャックテーブル７に保持されたウエーハ２０１に押しつけて、ウエーハ２０１の裏面２０２をＣＭＰ研磨する。研磨装置１の制御ユニット１００は、テスト研磨ステップＳＴ１２が終了すると、取得ステップＳＴ１３に進む。

なお、図１０に示す研磨後のテスト用ウエーハ２０１−１は、実施形態１において、中心の厚さと外縁の厚さとが薄く、中心と外縁との中央の厚さが厚くなるように、厚さがばらついている。なお、図１０は、図９と同様に、実際の厚さのばらつきよりも大きくなるように、厚さのばらつきを誇張して記載している。

取得ステップＳＴ１３は、テスト研磨ステップＳＴ１２を実施後に測定したテスト用ウエーハ２０１−１の面内の厚さ情報である測定経路２０７上のテスト用ウエーハ２０１−１の各位置の厚さを取得するステップである。取得ステップＳＴ１３では、研磨装置１の制御ユニット１００は、チャックテーブル７の回転を停止させ、テスト用ウエーハ２０１−１を搬入搬出位置１０１に移動させた後、測定ユニット１２を測定経路２０７に沿って移動させながら測定経路２０７上のテスト用ウエーハ２０１−１の各位置の厚さを測定させる。

こうして、取得ステップＳＴ１３では、研磨装置１の制御ユニット１００は、テスト研磨ステップＳＴ１２実施後に測定したテスト用ウエーハ２０１−１の面内の厚さ情報である測定経路２０７上のテスト用ウエーハ２０１−１の各位置の厚さを取得する。

選定ステップＳＴ１４は、ウエーハ２０１面内の他の領域よりも研磨量を削減したい領域を選定するステップである。選定ステップＳＴ１４では、研磨装置１の制御ユニット１００は、取得ステップＳＴ１３で測定した研磨後の測定経路２０７上のテスト用ウエーハ２０１−１の各位置のうち厚さが所望の仕上げ厚さよりも薄くなる位置を、ウエーハ２０１面内の他の領域より研磨量を削減したい領域として選定する。選定ステップＳＴ１４では、研磨装置１の制御ユニット１００は、図１１に示す対応関係２０８に基づいて、複数の領域２０６のうちのウエーハ２０１の厚さが所望の仕上げ厚さよりも薄くなる位置を研磨する研磨工具５１の研磨面５７の領域２０６−１（図１２に平行斜線で示す）を選定する。ウエーハ２０１の厚さが所望の仕上げ厚さよりも薄くなる位置を研磨する研磨工具５１の研磨面５７の領域２０６−１は、研磨量を削減したい領域としてウエーハ２０１の裏面２０２の選定した領域に接触した研磨面５７の一部に相当する。

なお、図１１は、制御ユニット１００が予め記憶した研磨面５７の領域２０６と、ウエーハ２０１の測定経路２０７上の各位置との対応関係２０８を示している。図１１に示す対応関係２０８において、対応付けられた研磨面５７の領域２０６とウエーハ２０１の測定経路２０７上の各位置とは、研磨面５７の各領域２０６が主に研磨するウエーハ２０１の位置を示している。

選定ステップＳＴ１４では、研磨装置１の制御ユニット１００は、表示ユニットにウエーハ２０１の厚さが所望の仕上げ厚さよりも薄くなる位置を研磨する研磨工具５１の研磨面５７の領域２０６−１を表示する。なお、実施形態１において、選定ステップＳＴ１４では、研磨工具５１の研磨面５７の各領域２０６，２０６−１とともに、テスト用ウエーハ２０１−１を表示する。

また、実施形態１において、選定ステップＳＴ１４では、研磨装置１の制御ユニット１００は、領域２０６−１を選定した後に、テスト用ウエーハ２０１−１を搬入ユニット１１により洗浄ユニット１３に搬入し、洗浄ユニット１３で洗浄し、洗浄後のテスト用ウエーハ２０１−１を搬出入ユニット１４でカセット９へ搬入する。そして、研磨方法は、研磨面調整ステップＳＴ１５に進む。

研磨面調整ステップＳＴ１５は、選定ステップＳＴ１４において選定した領域２０６−１を除去し、該研磨パッド５２の研磨面５７の面積を調整するステップである。研磨面調整ステップＳＴ１５では、オペレータが研磨ユニット５の工具装着部材５０−１から研磨工具５１を取り外し、刃物などを用いて取り外した研磨工具５１の研磨面５７の溝２０５に沿って研磨パッド５２を切断して、研磨面５７の領域２０６のうちの選定ステップＳＴ１４で選定された領域２０６−１を除去する。研磨面調整ステップＳＴ１５では、オペレータが領域２０６−１が除去された研磨工具５１を研磨ユニット５の工具装着部材５０−１に装着する。オペレータから研磨装置１に研磨ステップＳＴ２の開始指示が入力されると、研磨方法は、研磨ステップＳＴ２に進む。

研磨ステップＳＴ２は、テスト用ウエーハ２０１−１と面内の厚さが同等なウエーハ２０１をチャックテーブル７で保持し、研磨面５７が調整された研磨パッド５２で研磨するステップである。研磨ステップＳＴ２では、研磨装置１の制御ユニット１００は、搬出入ユニット１４にカセット８からウエーハ２０１（なお、研磨ステップＳＴ２において研削研磨されるウエーハ２０１を、以下、加工用ウエーハ２０１−２と記す）を取り出させ、位置合わせユニット１０へ搬出させ、位置合わせユニット１０に加工用ウエーハ２０１−２の中心位置合わせを行わせ、搬入ユニット１１に位置合わせされた加工用ウエーハ２０１−２の表面２０３側を搬入搬出位置１０１に位置するチャックテーブル７上に搬入する。

研磨ステップＳＴ２では、研磨装置１の制御ユニット１００は、加工用ウエーハ２０１−２の表面２０３側を保護部材２０４を介してチャックテーブル７に保持し、裏面２０２を露出させて、ターンテーブル６で加工用ウエーハ２０１−２を粗研削位置１０２、仕上げ研削位置１０３、研磨位置１０４及び搬入搬出位置１０１に順に搬送し、租研削、仕上げ研削、研磨を順に施して、加工用ウエーハ２０１−２の裏面２０２を図１３に示すように高精度に平坦化する。なお、研磨ステップＳＴ２では、研磨装置１は、ターンテーブル６が９０度回転する度に、研削研磨前の加工用ウエーハ２０１−２が搬入搬出位置１０１のチャックテーブル７に搬入される。

研磨装置１は、研磨ユニット５により研磨された加工用ウエーハ２０１−２を搬入搬出位置１０１に位置付け、搬入ユニット１１により洗浄ユニット１３に搬入し、洗浄ユニット１３で洗浄し、洗浄後の加工用ウエーハ２０１−２を搬出入ユニット１４でカセット９へ搬入する。研磨装置１は、カセット８内の全ての加工用ウエーハ２０１−２に研削研磨を施すと、研磨方法を終了する。

以上のように、実施形態１に係る研磨方法は、テスト研磨ステップＳＴ１２でテスト用ウエーハ２０１−１を研磨し、取得ステップＳＴ１３でテスト用ウエーハ２０１−１の測定経路２０７上の各位置の厚さを取得し、選定ステップＳＴ１４で研磨量を削減したい領域を選定する。このために、研磨面調整ステップＳＴ１５で研磨工具５１の研磨パッド５２の研磨面５７の研磨量を削減したい領域２０６−１を除去することにより、加工用ウエーハ２０１−２の厚さを均一にすることができる。その結果、実施形態１に係る研磨方法は、加工用ウエーハ２０１−２の各位置の厚さのばらつきを抑制することができる。

また、研磨方法は、研磨ステップＳＴ２でアルカリ性のスラリー溶液を供給しつつ加工用ウエーハ２０１−２の裏面２０２を研磨するので、加工用ウエーハ２０１−２の厚さを均一にすることができる。

また、実施形態１に係る研磨工具５１の研磨パッド５２は、溝２０５により区画された複数の領域２０６を備え、領域２０６が剥離可能に支持基台５５の下面５５−２に装着されているので、研磨面調整ステップＳＴ１５で簡単に研磨面５７の面積の調整を行うことができる。その結果、実施形態１に係る研磨工具５１の研磨パッド５２は、加工用ウエーハ２０１−２の各位置の厚さのばらつきを抑制することができる。

また、実施形態１に係る研磨装置１は、研磨工具５１が前述した研磨パッド５２を備えているので、加工用ウエーハ２０１−２の各位置の厚さのばらつきを抑制することができる。

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２に係るウエーハの研磨方法を図面に基づいて説明する。図１４は、実施形態２に係るウエーハの研磨方法の流れを示すフローチャートである。なお、図１４は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

実施形態２に係るウエーハの研磨方法（以下、単に研磨方法と記す）は、取得ステップＳＴ１３後でかつ選定ステップＳＴ１４前に実施される算出ステップＳＴ１３−１を有する。

算出ステップＳＴ１３−１は、取得ステップＳＴ１３で取得したテスト用ウエーハ２０１−１の面内の厚さ情報である測定経路２０７上のテスト用ウエーハ２０１−１の各位置の厚さと、テスト研磨ステップＳＴ１２前のテストウエーハ２０１−１の厚さ情報である研磨前測定ステップＳＴ１１で測定した測定経路２０７上のテスト用ウエーハ２０１−１の各位置の厚さとを比較する。算出ステップＳＴ１３−１は、テスト用ウエーハ２０１−１の面内の研磨量である測定経路２０７上のテスト用ウエーハ２０１−１の各位置の研磨量（研磨により減少させた厚さの値）算出するステップである。

算出ステップＳＴ１３−２では、研磨装置１の制御ユニット１００は、研磨前測定ステップＳＴ１１で測定した測定経路２０７上のテスト用ウエーハ２０１−１の各位置の厚さから取得ステップＳＴ１３で取得した測定経路２０７上のテスト用ウエーハ２０１−１の各位置の厚さをひいて、各位置の研磨量を算出する。

実施形態２に係る研磨方法の選定ステップＳＴ１４は、算出ステップＳＴ１３−１で算出した測定経路２０７上のテスト用ウエーハ２０１−１の各位置の研磨量から研磨量を削減したい領域を選定する。実施形態２に係る研磨方法の選定ステップＳＴ１４では、研磨装置１の制御ユニット１００は、測定経路２０７上のテスト用ウエーハ２０１−１の各位置のうち研磨量が予め定められた所定の研磨量を超える位置を、ウエーハ２０１面内の他の領域より研磨量を削減したい領域として選定する。その後、実施形態２に係る研磨方法において、研磨装置１の制御ユニット１００は、実施形態１と同じ処理を実施する。

以上のように、実施形態２に係る研磨方法は、実施形態１と同様に、テスト研磨ステップＳＴ１２でテスト用ウエーハ２０１−１を研磨し、取得ステップＳＴ１３でテスト用ウエーハ２０１−１の測定経路２０７上の各位置の厚さを取得し、選定ステップＳＴ１４で研磨量を削減したい領域を選定する。このために、研磨面調整ステップＳＴ１５で研磨工具５１の研磨パッド５２の研磨面５７の研磨量を削減したい領域２０６−１を除去することにより、加工用ウエーハ２０１−２の厚さを均一にすることができる。その結果、実施形態１に係る研磨方法は、加工用ウエーハ２０１−２の各位置の厚さのばらつきを抑制することができる。

また、実施形態２に係る研磨方法は、算出ステップＳＴ１３−１で研磨後の測定経路２０７上のテスト用ウエーハ２０１−１の各位置の厚さと、研磨前の測定経路２０７上のテスト用ウエーハ２０１−１の各位置の厚さとを比較して、測定経路２０７上のテスト用ウエーハ２０１−１の各位置の研磨量を算出する。実施形態２に係る研磨方法は、選定ステップＳＴ１４で、算出ステップＳＴ１３−１で算出した測定経路２０７上のテスト用ウエーハ２０１−１の各位置の研磨量から研磨量を削減したい領域を選定する。このために、実施形態１に係る研磨方法は、研磨前のテストウエーハ２０１−１が平坦ではない場合であっても、研磨量を削減したい領域を確実に選定でき、工用ウエーハ２０１−２の厚さを均一にすることができる。

次に、本発明の発明者らは、実施形態１に示された研磨装置１及び研磨方法の効果を確認した。確認は、研磨前測定ステップＳＴ１１において測定した測定経路２０７上のウエーハ２０１の各位置の厚さと、調整ステップＳＴ１において研磨面５７が調整された研磨工具５１を用いて研磨を行った研磨ステップＳＴ２後に測定した測定経路２０７上のウエーハ２０１の各位置の厚さとを対比して行った。

図１５は、確認において用いられた研磨面が調整される前の研磨工具の研磨面を示す平面図である。図１６は、図１５に示す研磨工具を用いた研磨前後の測定経路上のウエーハの各位置の厚さを示す図である。図１７は、図１５に示す研磨工具を用いた研磨後の測定経路上のウエーハの各位置の厚さを示す図である。図１８は、確認の選定ステップにおいて除去される領域が選定された研磨工具の研磨面を示す平面図である。図１９は、確認において用いられた研磨面が調整された後の研磨工具の研磨面を示す平面図である。図２０は、図１９に示す研磨工具を用いた研磨前後の測定経路上のウエーハの各位置の厚さを示す図である。図２１は、図１９に示す研磨工具を用いた研磨後の測定経路上のウエーハの各位置の厚さを示す図である。

図１６、図１７、図２０及び図２１の横軸は、ウエーハ２０１−１，２０１−２の測定経路２０７上の各位置を示し、縦軸は、ウエーハ２０１−１，２０１−２の各位置の厚さを示している。図１６及び図２０の横軸の測定位置「１０」は、ウエーハ２０１−１，２０１−２の中心を示している。

確認は、テスト研磨ステップＳＴ１２において、図１５に示すように、研磨パッド５２の全ての領域２０６を備える研磨工具５１を用い、研磨前測定ステップＳＴ１１では、図１６及び図１７に示すように、測定経路２０７上のテスト用ウエーハ２０１−１の各位置の厚さを測定した。また、テスト研磨ステップＳＴ１２及び研磨ステップＳＴ２では、研磨ユニット５は、図１８に示すように、研磨パッド５２がウエーハ２０１−１，２０１−２の中心を覆い、かつ研磨パッド５２の外縁がウエーハ２０１−１，２０１−２の外縁からはみ出すように位置付けられて、ウエーハ２０１−１，２０１−２の裏面２０２を研磨した。選定ステップＳＴ１４では、図１８に平行斜線で示す領域２０６−１を選定し、研磨面調整ステップＳＴ１５では、図１９に示すように、研磨パッド５２の選定ステップＳＴ１４において選定された領域２０６−１を除去した。そして、図２０及び図２１に示すように、研磨ステップＳＴ２後の測定経路２０７上の加工用ウエーハ２０１−２の各位置の厚さを測定した。

確認では、研磨面５７の領域２０６を調整する前のテスト用ウエーハ２０１−１の厚さの最大値と最少値との差が、図１６に示すように、ｌ．４μｍであるのに対し、研磨面５７の領域２０６−１を調整した後の加工用ウエーハ２０１−２の厚さの最大値と最少値との差が、図２０に示すように、０．７μｍであった。よって、実施形態１に係る研磨方法は、加工用ウエーハ２０１−２の各位置の厚さのばらつきを抑制することができることが明らかとなった。

前述した実施形態では、研磨ユニット５はアルカリ性のスラリー溶液を加工用ウエーハ２０１−２の裏面２０２に供給しながら研磨する所謂ＣＭＰを研磨するが、本発明では、研磨ユニット５は、水や薬液を使用しない所謂乾式研磨を行っても良い。

実施形態１によれば、以下の研磨パッドの研磨面の調整方法、及び研磨パッドの製造方法を得ることができる。

（付記１）スピンドルの下端に固定され、かつチャックテーブルで保持したウエーハを研磨する研磨パッドの研磨面の調整方法であって、
テスト用ウエーハを該チャックテーブルに保持し、該研磨面が未調整の研磨パッドで研磨するテスト研磨ステップと、
該テスト研磨ステップ実施後の該テスト用ウエーハの厚さ情報を取得する取得ステップと、
ウエーハ面内の他の領域より研磨量を削減したい領域を選定する選定ステップと、
該選定した領域に接触した該研磨面のうち一部を除去し、該研磨パッドの該研磨面の面積を調整する研磨面調整ステップと、を有する事を特徴とする研磨パッドの研磨面の調整方法。
（付記２）スピンドルの下端に固定され、かつチャックテーブルで保持したウエーハを研磨する研磨面を有する研磨パッドの製造方法であって、
テスト用ウエーハを該チャックテーブルに保持し、該研磨面が未調整の研磨パッドで研磨するテスト研磨ステップと、
該テスト研磨ステップ実施後の該テスト用ウエーハの厚さ情報を取得する取得ステップと、
ウエーハ面内の他の領域より研磨量を削減したい領域を選定する選定ステップと、
該選定した領域に接触した該研磨面のうち一部を除去し、該研磨パッドの該研磨面の面積を調整する研磨面調整ステップと、を有する事を特徴とする研磨パッドの製造方法。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ 研磨装置
５ 研磨ユニット
７ チャックテーブル
５０ スピンドル
５２ 研磨パッド
５５−２ 下面（基台面）
５７ 研磨面
２０１ ウエーハ
２０１−１ テスト用ウエーハ
２０１−２ 加工用ウエーハ
２０５ 溝（区画線）
ＳＴ１２ テスト研磨ステップ
ＳＴ１３ 取得ステップ
ＳＴ１３−１ 算出ステップ
ＳＴ１４ 選定ステップ
ＳＴ１５ 研磨面調整ステップ
ＳＴ２ 研磨ステップ

Claims (5)

1. チャックテーブルで保持したウエーハを、スピンドルの下端に固定した研磨パッドで覆いつつ研磨するウエーハの研磨方法であって、
   テスト用ウエーハを該チャックテーブルに保持し、該研磨パッドの研磨面で研磨するテスト研磨ステップと、
   該テスト研磨ステップ実施後の該テスト用ウエーハの厚さ情報を取得する取得ステップと、
   ウエーハ面内の他の領域より研磨量を削減したい領域を選定する選定ステップと、
   該選定した領域に接触した該研磨面のうち一部を除去し、該研磨パッドの該研磨面の面積を調整する研磨面調整ステップと、
   該テスト用ウエーハと厚さが同等な加工用ウエーハを該チャックテーブルで保持し、該研磨面が調整された該研磨パッドで研磨する研磨ステップと、を有する事を特徴とするウエーハの研磨方法。
2. 該取得ステップで取得した該テスト用ウエーハの厚さ情報と、該テスト研磨ステップ前の該テスト用ウエーハの厚さ情報とを比較して、該テスト用ウエーハの面内の研磨量を算出する算出ステップを有し、
   該選定ステップは、該算出ステップで算出した該テスト用ウエーハの面内の研磨量から該研磨量を削減したい領域を選定する事を特徴とする請求項１に記載のウエーハの研磨方法。
3. 該研磨パッドでウエーハを研磨する際は、スラリー溶液をウエーハに供給しつつ研磨することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のウエーハの研磨方法。
4. スピンドルの下端の基台面に装着され、チャックテーブルに保持されたウエーハを研磨する研磨パッドであって、
   ウエーハに接触する研磨面を複数の領域に区画する区画線を有し、
   該区画線で区画された一部の該領域を選択的に剥離可能に該基台面に装着されることを特徴とする研磨パッド。
5. ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルで保持したウエーハを研磨する研磨ユニットと、を備える研磨装置であって、
   該研磨ユニットは、請求項４に記載の研磨パッドでウエーハを研磨することを特徴とする研磨装置。
   

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