JP2022166907A - 研磨方法及び研磨工具 - Google Patents
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Abstract
【課題】被研磨面の中心近傍の凹みの発生を抑制する。【解決手段】ウェーハを保持した状態で回転可能なチャックテーブルと、研磨工具が装着されたスピンドルを有する研磨ユニットと、を備える研磨装置を使用して、ウェーハを研磨する研磨方法であって、研磨工具は、円板状の基台と、基台の一面に固定されており、且つ、基台の直径方向の中央部に位置し所定の直径を有する開口部を含む環状の研磨層と、を有し、基台の半径方向における研磨層の有効研磨領域の最大幅は、ウェーハの半径よりも小さく、且つ、ウェーハの半径は、開口部の直径よりも小さく、研磨方法は、保持面でウェーハを保持する保持工程と、ウェーハの外周縁の一部が研磨層の外周よりはみ出すと共に、ウェーハの中心が研磨層の開口部に位置する様に、ウェーハと研磨工具とを位置付けた状態で、ウェーハを研磨する研磨工程と、を備える研磨方法を提供する。【選択図】図２
Description
本発明は、ウェーハを研磨する研磨方法と、ウェーハを研磨する際に使用される研磨工具と、に関する。
携帯電話、パソコン等の電子機器には、半導体デバイスチップが搭載される。半導体デバイスチップは、例えば、表面に複数の分割予定ラインが格子状に設定され当該複数の分割予定ラインで区画された各領域にＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイスが形成された半導体ウェーハを加工して製造される。
具体的には、半導体ウェーハの裏面側を研削して薄化した後、各分割予定ラインに沿って当該半導体ウェーハを切断することで、半導体デバイスチップが製造される。半導体ウェーハの研削には、研削装置が使用される。例えば、半導体ウェーハの裏面側に対して粗研削及び仕上げ研削を順次施すことで、半導体ウェーハは、所定の厚さまで薄化される（例えば、特許文献１参照）。
しかし、研削により、被研削面には研削痕（即ち、ソーマーク）が形成される。被研削面に研削痕が残った状態で、半導体ウェーハを半導体デバイスチップに分割すると、研削痕がない場合に比べて半導体デバイスチップの抗折強度が低下する。
そこで、研削後には、半導体ウェーハの裏面側を研磨してソーマークを除去するＣＭＰ(Chemical Mechanical Polishing：化学機械研磨)が行われる（例えば、特許文献２参照）。ＣＭＰで使用される研磨装置は、円板状のチャックテーブルを有する。
チャックテーブルは、半導体ウェーハを吸引保持する保持面を有する。チャックテーブルの上方には、円柱状のスピンドルを有する研磨ユニットが配置されている。スピンドルは、鉛直方向と略平行に配置されている。
スピンドルの下端部には、例えば、ホイールマウントを介して円板状の研磨ホイールが装着される（特許文献３参照）。当該研磨ホイールは、上面の中央部から下面の中央部まで貫通する穴が形成されたホイール基台を有する。
ホイール基台の一面には、この穴の周りに複数のセグメント研磨パッドが環状に配置されている。各セグメント研磨パッドは、ホイール基台の半径方向において、チャックテーブルで保持されたウェーハの直径より小さく、且つ、このウェーハの半径よりも大きい幅の研磨領域を有する。
しかし、この研磨ホイールを使用してウェーハを研磨した場合、ウェーハの被研磨面の中心近傍が過剰に研磨されて、ウェーハの中心近傍に凹みが発生する場合がある。
本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであり、ウェーハの被研磨面の中心近傍の凹みの発生を抑制することを目的とする。
本発明の一態様によれば、ウェーハを保持した状態で回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルの保持面で保持された該ウェーハを研磨する研磨工具が装着されたスピンドルを有する研磨ユニットと、を備える研磨装置を使用して、該ウェーハを研磨する研磨方法であって、該研磨工具は、円板状の基台と、該基台の一面に固定されており、且つ、該基台の直径方向の中央部に位置し所定の直径を有する開口部を含む環状の研磨層と、を有し、該基台の半径方向における該研磨層の有効研磨領域の最大幅は、該ウェーハの半径よりも小さく、且つ、該ウェーハの半径は、該開口部の直径よりも小さく、該研磨方法は、該保持面で該ウェーハを保持する保持工程と、該ウェーハの外周縁の一部が該研磨層の外周よりはみ出すと共に、該ウェーハの中心が該研磨層の該開口部に位置する様に、該ウェーハと該研磨工具とを位置付けた状態で、該研磨工具を該スピンドルの周りに回転させながら該ウェーハを研磨する研磨工程と、を備える研磨方法が提供される。
好ましくは、該研磨工程では、該ウェーハの一面の中心を通る該研磨工具の直径方向に沿って、該研磨工具と、該ウェーハと、を相対的に移動させる。
本発明の他の態様によれば、ウェーハを研磨する際に使用される研磨工具であって、該研磨工具は、円板状の基台と、該基台の一面に固定されており、且つ、該基台の直径方向の中央部に位置し所定の直径を有する開口部を含む環状の研磨層と、を備え、該基台の半径方向における該研磨層の有効研磨領域の最大幅は、該開口部の直径よりも小さい研磨工具が提供される。
本発明の一態様に係る研磨方法では、円板状の基台と、基台の一面に固定されており、且つ、基台の直径方向の中央部に位置し所定の直径を有する開口部を含む環状の研磨層と、を有し、基台の半径方向における研磨層の有効研磨領域の最大幅がウェーハの半径よりも小さく、且つ、ウェーハの半径が開口部の直径よりも小さい、研磨工具を使用する。
研磨工程では、ウェーハの外周縁の一部が研磨層の外周よりはみ出すと共に、ウェーハの中心が研磨層の開口部に位置する様に、ウェーハと研磨工具とを位置付けた状態で、ウェーハを研磨する。それゆえ、被研磨面の中心近傍における凹みの発生を抑制できる。
本発明の他の態様に係る研磨工具は、円板状の基台と、基台の一面に固定されており、且つ、基台の直径方向の中央部に位置し所定の直径を有する開口部を含む環状の研磨層と、を備える。当該研磨工具において、基台の半径方向における研磨層の有効研磨領域の最大幅は、開口部の直径よりも小さい。それゆえ、開口部の直径よりも小さい半径を有するウェーハを研磨する場合に、被研磨面の中心近傍における凹みの発生を抑制できる。
添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図１は、研磨装置２の斜視図である。なお、図１に示すＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向（鉛直方向、研磨送り方向）は互いに直交する。
研磨装置２は、構成要素を支持する基台４を有する。基台４の上部には、Ｙ軸方向に長手部を有する開口４ａが形成されている。開口４ａには、円板状のチャックテーブル６が配置されている。
チャックテーブル６は、金属製の枠体と、多孔質セラミックスで形成された多孔質板と、を有する。枠体の上面８ａ１と、多孔質板の上面８ａ２とは、面一となっており、略平坦な保持面６ａを構成している。
枠体には、所定の流路（不図示）が形成されており、この流路には、エジェクタ等の吸引源（不図示）が接続されている。吸引源で発生された負圧は、所定の流路を介して多孔質板の上面８ａ２に伝達される。
保持面６ａには、多孔質板の上面８ａ２と略同じ径を有するウェーハ１１（図４参照）の表面１１ａ側が吸引保持される。本実施形態のウェーハ１１の直径は、多孔質板の上面８ａ２の直径以上であり、枠体の上面８ａ１の外径未満である。
ウェーハ１１は、シリコン等で形成された円板状の半導体ウェーハであり、表面１１ａ側に複数の分割予定ライン（不図示）が格子状に設定されている。各分割予定ラインで区画された各領域にはＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス（不図示）が形成されている。
研磨時には、表面１１ａ側が保持面６ａに対面し、裏面１１ｂ側が上方に露出するので、デバイスへのダメージを低減するために、ウェーハ１１と略同径の樹脂製の保護テープ１３を、表面１１ａ側に貼り付けて、ウェーハユニット１５を形成する（図４参照）。
チャックテーブル６の下部には、モーター等の回転駆動源（不図示）が設けられており、回転駆動源の出力軸は、チャックテーブル６の下面側に連結されている。チャックテーブル６は、この出力軸の周りに回転可能である。
回転駆動源は、Ｙ軸移動板（不図示）に支持されている。Ｙ軸移動板は、Ｙ軸方向に略平行に配置された一対のガイドレール（不図示）にスライド可能に取り付けられている。Ｙ軸移動板の下面側にはナット部（不図示）が設けられている。
ナット部にはＹ軸方向に略平行に配置されたボールねじ（不図示）が回転可能に連結されている。ボールねじの一端部にはパルスモーター等の駆動源（不図示）が連結されている。
Ｙ軸移動板、一対のガイドレール、ボールねじ、駆動源等は、チャックテーブル６及び回転駆動源をＹ軸方向移動させるＹ軸方向移動機構を構成する。図１に示す様に、チャックテーブル６及び回転駆動源の間には、矩形状のテーブルベース１０が設けられている。
Ｙ軸方向におけるテーブルベース１０の両側には、蛇腹状の伸縮カバー１２が設けられている。テーブルベース１０は、チャックテーブル６と共に、前方（Ｙ軸方向の一方）側の搬入搬出領域Ａと、後方（Ｙ軸方向の他方）側の研磨領域Ｂと、の間を移動する。
研磨装置２の後方には、角柱状の柱部１４が設けられている。柱部１４の前方側の側面には、Ｚ軸方向に沿って配置された一対のガイドレール１６が固定されている。一対のガイドレール１６には、Ｚ軸移動板１８がスライド可能に取り付けられている。
Ｚ軸移動板１８の後方側の側面には、ナット部（不図示）が設けられており、ナット部にはＺ軸方向に略平行に配置されたボールねじ２０が回転可能に連結されている。ボールねじ２０の上端部にはパルスモーター等の駆動源２２が連結されている。
一対のガイドレール１６、Ｚ軸移動板１８、ボールねじ２０、駆動源２２等は、Ｚ軸方向移動機構２４を構成する。Ｚ軸移動板１８の前方側の側面には、研磨ユニット２８を固定するための支持部２６が設けられている。
研磨ユニット２８は、高さ方向がＺ軸方向に略平行に配置された円筒状のスピンドルハウジング３０を有する。スピンドルハウジング３０には円柱状のスピンドル３２の一部が回転可能に収容されている。
スピンドル３２の上端部には、モーター３４が設けられている。スピンドル３２の下端部は、スピンドルハウジング３０よりも下方に突出しており、スピンドル３２の下端部には、円板状のマウント３６の上面側が固定されている。
マウント３６の下面側には、ねじ等の固定具３８を利用して、円板状の研磨工具４０が装着されている。ここで、図４を参照し、研磨工具４０について説明する。研磨工具４０は、円板状の基台４２を有する。基台４２の上面４２ａは、マウント３６の下面に固定されている。
基台４２の下面（一面）４２ｂには、複数のセグメント研磨パッド４４が固定されている。セグメント研磨パッド４４は、例えば、不織布等の研磨布と、研磨布中に設けられる砥粒と、研磨布中に砥粒を固定するためのワニス（Varnish）等の結合材と、を有する。
砥粒は、ダイヤモンド、酸化セリウム、酸化シリコン等で形成されており、例えば、０．０１μｍから１０．０μｍ程度の大きさを有する。なお、セグメント研磨パッド４４は、発泡ウレタン等の発泡プラスチックと、発泡プラスチック中に固定された砥粒と、を有してもよい。
複数のセグメント研磨パッド４４は、基台４２の周方向４２ｅ（図２参照）において環状に配置されており、研磨層４６を構成している。研磨層４６の最下面には、円形の開口部４６ａが形成されている。開口部４６ａは、所定の直径を有し、基台４２と同心状に基台４２の直径方向の中央部に配置されている。
開口部４６ａの直上には、基台４２の直径方向の中央部に形成された円筒状の開口４２ｃと、マウント３６の直径方向の中央部に形成された円筒状の開口３６ａと、スピンドル３２の直径方向の中央部に形成された円筒状の開口３２ａとが、同心状に配置されている。
開口３２ａ、３６ａ、４２ｃは、湿式研磨を行う場合に、アルカリ性のスラリーが供給される供給路として機能する。また、開口３２ａ等は、乾式研磨を行う場合には、ウェーハ１１の温度を測定するための温度センサ及びリード線が配置される配線ダクトとして機能する。
ここで、図２を参照して、セグメント研磨パッド４４の構成を説明する。図２は、研磨工具４０の下面図である。第１の実施形態では、基台４２の下面４２ｂの中心４２ｄの周りに略回転対称な態様で、５つのセグメント研磨パッド４４が配置されている。各セグメント研磨パッド４４は、桜の花びら又は涙滴（teardrop）に似た形状を有する。
下面４２ｂの周方向４２ｅにおけるセグメント研磨パッド４４の幅は、下面４２ｂの半径方向４２ｆの外側に向かって、中心４２ｄから所定位置までは拡大し、当該所定位置から外周端部までは縮小する。
中心４２ｄと同心であり半径方向４２ｆにおける第１位置４２ｐ１を通る円上（両矢印４２ｇ参照）において、１つのセグメント研磨パッド４４は、周方向４２ｅに隣接する２つのセグメント研磨パッド４４と接している。
各セグメント研磨パッド４４において、半径方向４２ｆで第１位置４２ｐ１よりも内側（即ち、中心４２ｄ側）に位置する第２位置４２ｐ２から内側には、環状の肉薄部４４ａが形成されている。図２では、便宜上、肉薄部４４ａに斜線を付している。
中心４２ｄと同心であり第２位置４２ｐ２を通る円は、研磨層４６に形成されている開口部４６ａの外形に対応する。肉薄部４４ａは、第２位置４２ｐ２から中心４２ｄに向かうにつれて、徐々に薄くなる。なお、肉薄部４４ａの内側端部は、基台４２の開口４２ｃよりも外側に位置している。
肉薄部４４ａは、研磨工具４０でウェーハ１１を研磨する際に、ウェーハ１１に接触しない。それゆえ、セグメント研磨パッド４４のうち肉薄部４４ａよりも外側の領域が、ウェーハ１１の研磨に寄与する有効研磨領域４４ｂとなる。
本実施形態の有効研磨領域４４ｂは、半径方向４２ｆにおける最大幅４４ｃが、研磨層４６の開口部４６ａの直径４６ａ１よりも小さい（即ち、最大幅４４ｃ＜直径４６ａ１）という特徴を有する。
ここで、図１に戻って、研磨装置２の他の構成要素について説明する。研磨装置２は、研磨ユニット２８、Ｙ軸方向移動機構、回転駆動源等の動作を制御する制御ユニット４８を有する。
制御ユニット４８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）に代表されるプロセッサ（処理装置）と、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の主記憶装置と、フラッシュメモリ等の補助記憶装置と、を含むコンピュータによって構成されている。
補助記憶装置には、所定のプログラムを含むソフトウェアが記憶されている。このソフトウェアに従い処理装置等を動作させることによって、制御ユニット４８の機能が実現される。
次に、図３から図６を参照し、第１の実施形態に係る研磨装置２を用いてウェーハ１１を研磨する研磨方法について説明する。図３は、研磨装置２を用いた研磨方法のフロー図である。なお、本実施形態で研磨するウェーハ１１の直径は、３００ｍｍ（１２インチ）である。
まず、図４に示す様に、ウェーハユニット１５の表面１１ａ側を、保護テープ１３を介して保持面６ａで吸引保持する（保持工程Ｓ１０）。保持工程Ｓ１０の後、上方に露出された裏面（一面）１１ｂ側を研磨する研磨工程Ｓ２０を行う。
図４は、ウェーハ１１を研磨する様子を示す図である。研磨工程Ｓ２０では、まず、チャックテーブル６を所定の方向に第１の回転数（例えば、１００ｒｐｍ）で回転させ、スピンドル３２を所定の方向に第２の回転数（例えば、１６００ｒｐｍ）で回転させる。
チャックテーブル６及びスピンドル３２を共に回転させると共に、更に、Ｚ軸方向移動機構２４でウェーハ１１に所定の荷重（例えば、３００Ｎ）を印加した状態で、所定時間（例えば１００秒間）、裏面１１ｂ側を研磨する。
特に、第１の実施形態では、ウェーハ１１の裏面１１ｂの中心１１ｃが開口部４６ａに位置する様にウェーハ１１と研磨工具４０とを位置付けた状態で、研磨工具４０を回転させながら裏面１１ｂ側を研磨する。
図５（Ａ）は、第１の実施形態における研磨工具４０とウェーハ１１との位置関係を示す概略下面図である。なお、図５（Ａ）では、研磨層４６を環状領域に簡略化して示す。しかし、研磨層４６の開口部４６ａの直径４６ａ１と、有効研磨領域４４ｂの最大幅４４ｃとは、図２に対応している（即ち、最大幅４４ｃ＜直径４６ａ１）。
第１の実施形態では、最大幅４４ｃが１２５ｍｍであり、ウェーハ１１の半径が１５０ｍｍであるので、最大幅４４ｃは、ウェーハ１１の半径よりも小さい。更に、直径４６ａ１が２００ｍｍであるので、ウェーハ１１の半径は、直径４６ａ１をよりも小さい（即ち、最大幅４４ｃ＜ウェーハ１１の半径＜直径４６ａ１）。なお、基台４２及び研磨層４６の各々の外径は、４５０ｍｍである。
図５（Ｂ）は、前方位置に配置された状態で研磨されるウェーハ１１を示すウェーハ１１及び研磨層４６の概略断面図である。図５（Ｂ）に示すウェーハ１１は、図５（Ａ）において実線で示すウェーハ１１の位置に対応する。
本実施形態では、裏面１１ｂの中心１１ｃが開口部４６ａに露出する様に研磨を行うので、ウェーハ１１が前方位置にあるとき、ウェーハ１１の回転の中心軸は、開口部４６ａの端部よりも僅かに内側に位置する。
また、ウェーハ１１が前方位置にあるとき、裏面１１ｂの中心１１ｃが開口部４６ａに露出すると共に、ウェーハ１１の前方側の端部（外周縁の一部）１１ｄは、研磨層４６に覆われず、研磨層４６の外周からはみ出す。
図５（Ｃ）は、後方位置に配置された状態で研磨されるウェーハ１１を示すウェーハ１１及び研磨層４６の概略断面図である。図５（Ｃ）に示すウェーハ１１は、図５（Ａ）において破線で示すウェーハ１１の位置に対応する。
ウェーハ１１が後方位置にあるときであっても、裏面１１ｂの中心１１ｃは、開口部４６ａに露出すると共に、ウェーハ１１の前方側の端部１１ｄは、研磨層４６に覆われず、研磨層４６の外周から僅かにはみ出す。
研磨工程Ｓ２０では、前方位置（図５（Ｂ））と後方位置（図５（Ｃ））との間で、ウェーハ１１が往復移動する様に、裏面１１ｂの中心１１ｃを通る基台４２の直径方向４２ｈに沿って、ウェーハ１１及び研磨工具４０を相対的に移動させる。
例えば、Ｙ軸方向移動機構を動作させて、チャックテーブル６を０．１ｍｍ／ｓから０．２ｍｍ／ｓでＹ軸方向に沿って移動させながら、ウェーハ１１を研磨する。なお、最大幅４４ｃが１２５ｍｍ、ウェーハ１１の半径が１５０ｍｍ、直径４６ａ１が２００ｍｍである本例では、振幅２５ｍｍ未満で往復移動させる。
それゆえ、中心１１ｃを開口部４６ａに常に位置付けた状態で、裏面１１ｂ側を研磨できる。従って、ウェーハ１１の中心１１ｃ近傍における過剰な研磨を防止でき、中心１１ｃ近傍における凹みの発生を抑制できる。
ところで、ウェーハ１１の前方側の端部１１ｄが、研磨層４６の外周からはみ出さない（即ち、研磨層４６の外周がウェーハ１１の前方側の端部１１ｄからはみ出す）場合、研磨層４６が裏面１１ｂよりも若干下方に突出し、研磨層４６に段差が形成される。これにより、研磨層４６への異常な負荷や、研磨層４６の劣化促進等の問題がある。
これに対して、本実施形態では、後方位置（図５（Ｃ）参照）にウェーハ１１を配置した場合であっても、ウェーハ１１の前方側の端部１１ｄが研磨層４６の外周から常にはみ出しているので、研磨層４６に段差は形成されない。それゆえ、異常な負荷や、劣化促進を防止できる。
図６は、第１の実施形態に係る研磨方法でウェーハ１１を研磨した場合の、ウェーハ１１の除去量を測定した実験結果を示すグラフである。横軸は、中心１１ｃを原点とした場合のウェーハ１１の測定位置（ｍｍ）を示し、縦軸は、除去量（μｍ）を示す。
本実験では、研磨工具４０が装着された研磨装置２を用いて、各々直径が３００ｍｍ（１２インチ）である３枚のウェーハ１１の裏面１１ｂ側を順次研磨した。但し、各ウェーハ１１の表面１１ａ側には、デバイスは形成されていない。
グラフＣ１、グラフＣ２、グラフＣ３は、それぞれ１枚目、２枚目、３枚目のウェーハ１１の研磨結果である。加工条件は、下記の通りとした。
チャックテーブルの回転数：３００ｒｐｍ
スピンドルの回転数 ：１５００ｒｐｍ
研磨荷重 ：３００Ｎ
Ｙ軸方向の往復移動 ：０．１ｍｍ／ｓから０．２ｍｍ／ｓ
研磨時間 ：１５０ｓ
スラリーの供給 ：なし（乾式研磨）
チャックテーブルの回転数：３００ｒｐｍ
スピンドルの回転数 ：１５００ｒｐｍ
研磨荷重 ：３００Ｎ
Ｙ軸方向の往復移動 ：０．１ｍｍ／ｓから０．２ｍｍ／ｓ
研磨時間 ：１５０ｓ
スラリーの供給 ：なし（乾式研磨）
グラフＣ１からＣ３の各々において、研磨量の最大値と最小値との差分を算出し、更に、各差分の平均を算出したところ、０．３６４μｍとなった。つまり、比較的高い平坦度を実現できた。更に、図６に示す様に、中心１１ｃ近傍（即ち、原点近傍）では、凹みが形成されなかった。
次に、比較例について説明する。図７（Ａ）は、比較例における研磨工具６０とウェーハ１１との位置関係を示す概略下面図である。研磨工具６０は、第１の実施形態に係る研磨工具４０に対応し、研磨層４６と同じ外径（４５０ｍｍ）の研磨層６６を有する。
しかし、研磨層６６の開口部６６ａの直径６６ａ１は、上述の直径４６ａ１よりも小さい。比較例における直径６６ａ１は１５０ｍｍであり、有効研磨領域の最大幅６４ｃもまた、１５０ｍｍである。
図７（Ａ）において実線で示すウェーハ１１は、ウェーハ１１の前方側の端部１１ｄを研磨層６６の前方側の端部と重ねた場合を示す。このとき、裏面１１ｂの中心１１ｃは、開口部６６ａの端部に位置する。
これに対して、図７（Ａ）において破線で示す２つのウェーハ１１は、前方位置にあるウェーハ１１（図７（Ｂ））と、後方位置にあるウェーハ１１（図７（Ｃ））と、を示す。
図７（Ｂ）は、前方位置に配置された状態で研磨されるウェーハ１１を示すウェーハ１１及び研磨層６６の概略断面図である。図７（Ｃ）は、後方位置に配置された状態で研磨されるウェーハ１１を示すウェーハ１１及び研磨層６６の概略断面図である。
この研磨工具６０を用いて、直径３００ｍｍ（１２インチ）のウェーハ１１を研磨する場合、研磨工具６０とウェーハ１１とをＹ軸方向に相対的に移動させながら研磨すると、図７（Ｂ）に示す様に、有効研磨領域と中心１１ｃ近傍との接触時間が長くなり、中心１１ｃ近傍における凹みが発生する（図７（Ｂ）の破線で囲まれた領域を参照）。
更に、図７（Ｃ）に示す様に、研磨層６６の外周がウェーハ１１の前方側の端部１１ｄからはみ出すので、研磨層６６に段差が形成される。それゆえ、異常な負荷が研磨層６６に印加され、研磨層６６の劣化が促進される（図７（Ｃ）の破線で囲まれた領域を参照）。
これに対して、上述の様に、第１の実施形態では、ウェーハ１１の裏面１１ｂの中心１１ｃが開口部４６ａに位置する様にウェーハ１１と研磨工具４０とを位置付けた状態で、裏面１１ｂ側を研磨する。それゆえ、ウェーハ１１の中心１１ｃ近傍における過剰な研磨を防止でき、中心１１ｃ近傍における凹みの発生を抑制できる。
更に、第１の実施形態では、ウェーハ１１の前方側の端部１１ｄが研磨層４６の外周からはみ出した状態で、裏面１１ｂ側を研磨するので、研磨層４６に段差が形成されず、研磨層４６における異常な負荷の印加や、劣化の促進を防止できる。
次に、第２の実施形態について説明する。図８は、第２の実施形態に係る研磨工具５０の下面図である。研磨工具５０は、研磨工具４０に対応しており、基台４２に対応する基台５２と、研磨層４６に対応する研磨層５６を有する。
但し、基台５２は、基台４２における開口４２ｃを有さない円板状であり、研磨層５６が固定される下面（一面）５２ｂにおいて、中心５２ｄが研磨層５６に覆われず、露出している。
また、研磨層５６は、複数のセグメント研磨パッド４４を有さず、ひとつながりの環状の研磨パッドで構成されている。係る点が、第１の実施形態と異なるが、他の点は、第１の実施形態と同じである。
具体的には、基台５２の半径方向５２ｆにおける有効研磨領域５４ｂの最大幅５４ｃは、研磨層５６の開口部５６ａの直径５６ａ１よりも小さい（即ち、最大幅５４ｃ＜直径５６ａ１）。
例えば、ウェーハ１１の半径が１５０ｍｍである場合、半径方向５３ｆの最大幅５４ｃは１２５ｍｍであり、直径５６ａ１は２００ｍｍである（即ち、最大幅５４ｃ＜ウェーハ１１の半径＜直径５６ａ１）。
第２の実施形態においても、ウェーハ１１の中心１１ｃ近傍における過剰な研磨を防止でき、中心１１ｃ近傍における凹みの発生を抑制できる。更に、ウェーハ１１の前方側の端部１１ｄが研磨層５６の外周からはみ出す様に裏面１１ｂを研磨することで、研磨層５６に段差が形成されないので、研磨層４６における異常な負荷の印加や、劣化の促進を防止できる。
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
２：研磨装置、４：基台、４ａ：開口、６：チャックテーブル、６ａ：保持面
８ａ１，８ａ２：上面、１０：テーブルベース、１２：伸縮カバー、１４：柱部
１１：ウェーハ、１１ａ：表面、１１ｂ：裏面（一面）、１１ｃ：中心
１１ｄ：端部（外周縁の一部）、１３：保護テープ、１５：ウェーハユニット
１６：ガイドレール、１８：Ｚ軸移動板、２０：ボールねじ、２２：駆動源
２４：Ｚ軸方向移動機構、２６：支持部、２８：研磨ユニット
３０：スピンドルハウジング、３２：スピンドル、３２ａ：開口
３４：モーター、３６：マウント、３６ａ：開口、３８：固定具、４０：研磨工具
４２：基台、４２ａ：上面、４２ｂ：下面（一面）、４２ｃ：開口、４２ｄ：中心
４２ｅ：周方向、４２ｆ：半径方向、４２ｇ：両矢印、４２ｈ：直径方向
４２ｐ１：第１位置、４２ｐ２：第２位置
４４：セグメント研磨パッド、４４ａ：肉薄部、４４ｂ：有効研磨領域、４４ｃ：最大幅
４６：研磨層、４６ａ：開口部、４６ａ１：直径
４８：制御ユニット
５０：研磨工具、５２：基台、５２ｂ：下面（一面）、５２ｄ：中心、５２ｆ：半径方向
５４ｂ：有効研磨領域、５４ｃ：最大幅
５６：研磨層、５６ａ：開口部、５６ａ１：直径
６０：研磨工具、６４ｃ：最大幅
６６：研磨層、６６ａ：開口部、６６ａ１：直径
Ａ：搬入搬出領域、Ｂ：研磨領域、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３：グラフ
８ａ１，８ａ２：上面、１０：テーブルベース、１２：伸縮カバー、１４：柱部
１１：ウェーハ、１１ａ：表面、１１ｂ：裏面（一面）、１１ｃ：中心
１１ｄ：端部（外周縁の一部）、１３：保護テープ、１５：ウェーハユニット
１６：ガイドレール、１８：Ｚ軸移動板、２０：ボールねじ、２２：駆動源
２４：Ｚ軸方向移動機構、２６：支持部、２８：研磨ユニット
３０：スピンドルハウジング、３２：スピンドル、３２ａ：開口
３４：モーター、３６：マウント、３６ａ：開口、３８：固定具、４０：研磨工具
４２：基台、４２ａ：上面、４２ｂ：下面（一面）、４２ｃ：開口、４２ｄ：中心
４２ｅ：周方向、４２ｆ：半径方向、４２ｇ：両矢印、４２ｈ：直径方向
４２ｐ１：第１位置、４２ｐ２：第２位置
４４：セグメント研磨パッド、４４ａ：肉薄部、４４ｂ：有効研磨領域、４４ｃ：最大幅
４６：研磨層、４６ａ：開口部、４６ａ１：直径
４８：制御ユニット
５０：研磨工具、５２：基台、５２ｂ：下面（一面）、５２ｄ：中心、５２ｆ：半径方向
５４ｂ：有効研磨領域、５４ｃ：最大幅
５６：研磨層、５６ａ：開口部、５６ａ１：直径
６０：研磨工具、６４ｃ：最大幅
６６：研磨層、６６ａ：開口部、６６ａ１：直径
Ａ：搬入搬出領域、Ｂ：研磨領域、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３：グラフ
Claims (3)
- ウェーハを保持した状態で回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルの保持面で保持された該ウェーハを研磨する研磨工具が装着されたスピンドルを有する研磨ユニットと、を備える研磨装置を使用して、該ウェーハを研磨する研磨方法であって、
該研磨工具は、円板状の基台と、該基台の一面に固定されており、且つ、該基台の直径方向の中央部に位置し所定の直径を有する開口部を含む環状の研磨層と、を有し、
該基台の半径方向における該研磨層の有効研磨領域の最大幅は、該ウェーハの半径よりも小さく、且つ、該ウェーハの半径は、該開口部の直径よりも小さく、
該研磨方法は、
該保持面で該ウェーハを保持する保持工程と、
該ウェーハの外周縁の一部が該研磨層の外周よりはみ出すと共に、該ウェーハの中心が該研磨層の該開口部に位置する様に、該ウェーハと該研磨工具とを位置付けた状態で、該研磨工具を該スピンドルの周りに回転させながら該ウェーハを研磨する研磨工程と、を備えることを特徴とする研磨方法。 - 該研磨工程では、該ウェーハの一面の中心を通る該研磨工具の直径方向に沿って、該研磨工具と、該ウェーハと、を相対的に移動させることを特徴とする請求項１に記載の研磨方法。
- ウェーハを研磨する際に使用される研磨工具であって、
該研磨工具は、
円板状の基台と、
該基台の一面に固定されており、且つ、該基台の直径方向の中央部に位置し所定の直径を有する開口部を含む環状の研磨層と、
を備え、
該基台の半径方向における該研磨層の有効研磨領域の最大幅は、該開口部の直径よりも小さいことを特徴とする研磨工具。
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