JP2782868B2 - ウェーハ研磨方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 貫通孔を有して遊星運動をするキャリアを用い、該貫
通孔にウェーハを保持して該ウェーハの表裏両面に研磨
布を押し当てて研磨するウェーハ研磨方法において、厚
さを該ウェーハの仕上がり厚さより薄くして、該貫通孔
の周縁部に内側から外側に向けて厚さ方向に突出して段
差になっている該キャリアを用いて研磨する構成とす
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、貫通孔を有し遊星運動をするキャリアを用
い、該貫通孔にウェーハを保持して該ウェーハの表裏両
面に研磨布を押し当てて研磨するウェーハ研磨方法に関
する。

上記のウェーハ研磨は、半導体装置の半導体基板とし
て用いられるウェーハを製造する際に用いられる行程で
あり、半導体装置の高集積化に伴い、ウェーハの面だれ
を極力低減させることが望まれている。

〔従来の技術〕

第３図（ａ）（ｂ）は当該ウェーハ研磨を説明する側
断面図と平面図である。

第３図において、このウェーハ研磨は、ウェーハＷの
周側面に嵌合する貫通孔２を有して、（ｂ）に示す遊星
歯車機構により遊星運動をする円板状のキャリア１を用
い、（ａ）に示すように、貫通孔２にウェーハＷを嵌入
し表裏両面に研磨布４を押し当ててウェーハＷの両面を
研磨するものである。なお、キャリア１の周縁は、前記
遊星運動のために歯車の歯３が形成されている。また、
研磨布４の押し当て面には適宜の研磨剤が供給される。

このウェーハ研磨の従来例で用いる上記キャリアは、
第４図（ａ）（ｂ）の平面図と側断面図に示される。

同図において、1Aは第３図のキャリア１に該当するキ
ャリアである。

キャリア1Aは、材料に樹脂を用い、表裏両面を平面に
して、厚さをウェーハＷの仕上がりよりも薄くしてあ
る。この材料は、歯３の寿命を考えると金属にするのが
望ましいが、金属はウェーハＷに混入すると製造する半
導体装置に悪影響を及ぼすので、敢えて樹脂にしてあ
る。また、厚さを上記のように薄くしてあるのは、研磨
布４の押圧力をウェーハＷに集中させるためであり、そ
れにより研磨レートを確保するための総押圧力を最小限
にさせ歯３の寿命を延伸させている。

キャリア1Aを用いた研磨では、ウェーハＷの周縁部に
おいて周縁側がその内側よりも次第に薄くなる面だれが
生ずる。この面だれは、内側と厚さの差で表現され、一
般に、TTV（ウェーハの厚みばらつき）と共に、周縁か
ら幅3mmの領域（半導体装置に利用されない領域）を除
いて評価するものであり、従来例の場合0.5〜１μｍ程
度である。

そして従来は、TTVに対する要求が３〜４μｍ程度を
許容しているので、0.5〜１μｍ程度の面だれが問題に
なっていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、昨今のように半導体装置の集積度が益
々高まってくると、露光の焦点深度が一層浅くなること
により、TTVを１μｍ程度にすることが要求されるよう
になるものと考えられる。

そしてそうなると、上記面だれは、従来例で生じてい
た0.5〜１μｍ程度の大きさが問題となってくるので、
その大きさを低減させる必要がある。

そこで本発明は、上述のウェーハ研磨において、ウェ
ーハの面だれを低減させる方法の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、貫通孔を有し遊星運動をするキャリアを
用い、該貫通孔にウェーハを保持して該ウェーハの表裏
両面に研磨布を押し当てて研磨するウェーハ研磨方法に
おいて、厚さを該ウェーハの仕上がり厚さより薄くし
て、該貫通孔の周縁部に内側から外側に向けて厚さ方向
に突出して段差になっている該キャリアを用いて研磨す
る本発明のウェーハ研磨方法によって達成される。

〔作 用〕 従来例の場合前述のようにウェーハの面だれが大きく
なるのは、キャリアにおける貫通孔周縁部の厚さがウェ
ーハの仕上がりよりも薄いために、ウェーハに対する研
磨布の押圧力が研磨終了時点においても周縁側で大きく
なっているからである。

これに対して本発明によれば、段差部分の配設によっ
て前記ホール周縁部の厚さをウェーハの仕上がりとほぼ
等しくすることにより、研磨終了時点においてウェーハ
に対する研磨布の押圧力を面内で均一化することができ
で、ウェーハの面だれを小さくさせることが可能とな
る。

前記貫通孔周縁部の厚さをウェーハの仕上がりとほぼ
等しくすることは、段差部分を設けないでキャリアを全
体をその厚さにしても実現できるが、その場合は、従来
例で設説明した研磨布４の総押圧力を最小限にさせる特
徴が失われる。ことことから本発明では、キャリアの厚
さを従来例と同様にウェーハの仕上がりよりも薄くして
その特徴を確保している。

〔実施例〕

以下本発明の実施例について第１図及び第２図を用い
て説明する。第１図（ａ）（ｂ）は実施例を説明する側
断面図とキャリアの平面図、第２図（ａ）（ｂ）は他の
実施例で用いるキャリアの平面図と側断面図、であり、
全図を通し同一符号は同一対象物を示す。

第１図において、1Bは第３図のキャリア１に該当する
キャリアである。

キャリア1Bは、従来例で用いたキャリア1Aの表裏両面
の貫通孔２周縁部に厚さ方向の突起1aを設けたものであ
る。突起1aは、キャリア1Aと同一材料を用い、貫通孔２
周縁部の全域を占めるように環状したものを張り付けて
形成してある。実施例は、６インチサイズのウェーハＷ
を仕上がり厚さ750μｍに研磨する場合であり、キャリ
ア1Bの厚さは550μｍ、貫通孔２の直径はウェーハＷに
合わせて151mmφ、突起1aの高さは100μｍ、その幅は約
5mmである。従って、貫通孔２周縁部の厚さは750μｍに
なっている。

そして研磨は、第３図で説明したように行う。

この実施例の研磨では、貫通孔２周縁部の厚さがウェ
ーハＷの仕上がりと等しくなっているいるので、研磨終
了時点においてウェーハＷに対する研磨布４の押圧力が
面内で均一化されて、ウェーハの面だれが従来例の場合
よりも小さく0.2μｍ以下となる。

また、キャリア1Bの突起1a以外の部分の厚さがウェー
ハＷの仕上がりよりも薄くなっているので、研磨レート
を確保するための研磨布４の総押圧力は、従来例の方法
で同様な研磨を行う場合とほぼ同じで足りている。この
ことにより、従来例で説明した研磨布４の総押圧力を最
小限にさせる特徴が確保されている。

上述のようにウェーハの面だれを低減させる他の実施
例は、キャリア1Bの代わりに第２図に示すキャリア1Cを
用いたものである。

第２図において、キャリア1Cは、従来例で用いたキャ
リア1Aの表裏両面の貫通孔２周縁部に厚さ方向の突起1b
を設けたものである。突起1bは、前述の突起1aを円周方
向でほぼ均等に８分割して相互間に約5mmの間隙を設け
たもので、８個の円弧状のものを張り付けて形成してあ
る。その他の寸法は先のキャリア1Bと同じである。

このキャリア1Cは、研磨が終了に近づいた時点で、突
起1bの上記分割間隙が、ウェーハＷの研磨された粉末及
びウェーハＷ上の研磨剤の外側への流出を容易にさせる
利点がある。そして、その間隙を大きさが相対的に小さ
いことからキャリア1Bと同様に作用して、ウェーハの面
だれをキャリア1Bと同様に小さくさせる。

なお、上述の実施例ではキャリア1Aまたは1Bにおける
貫通孔２周縁部の厚さをウェーハＷの仕上がりと等しく
したが、その厚さは厳密なものではなくウェーハＷの仕
上がりから多少ずれていても、ウェーハの面だれを低減
させる効果を十分に得ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の構成によれば、貫通孔を
有し遊星運動をするキャリアをを用い、該貫通孔にウェ
ーハを保持して該ウェーハの表裏両面に研磨布を押し当
てて研磨するウェーハ研磨方法において、ウェーハの面
だれを低減させることができて、半導体装置の集積度向
上に伴うTTVの低減要求に対する対応を容易にさせる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）は実施例を説明する側断面図とキャ
リアの平面図、 第２図（ａ）（ｂ）は他の実施例で用いるキャリアの平
面図と側断面図、 第３図（ａ）（ｂ）は当該ウェーハ研磨を説明する側断
面図と平面図、 第４図（ａ）（ｂ）は従来例で用いるキャリアの平面図
と側断面図、 である。 図において、 １、1A〜1Cはキャリア、 1a、1bは段差部分、 ２は貫通孔、 ３は歯車の歯、 ４は研磨布、 Ｗはウェーハ、 である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】貫通孔を有し遊星運動をするキャリアを用
   い、該貫通孔にウェーハを保持して該ウェーハの表裏両
   面に研磨布を押し当てて研磨するウェーハ研磨方法にお
   いて、 厚さを該ウェーハの仕上がり厚さより薄くして、該貫通
   孔の周縁部に内側から外側に向けて厚さ方向に突出して
   段差になっている該キャリアを用いて研磨することを特
   徴とするウェーハ研磨方法。