JP3494119B2 - Semiconductor wafer polishing method using a double-side polishing apparatus - Google Patents

Semiconductor wafer polishing method using a double-side polishing apparatus

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JP3494119B2
JP3494119B2 JP2000122272A JP2000122272A JP3494119B2 JP 3494119 B2 JP3494119 B2 JP 3494119B2 JP 2000122272 A JP2000122272 A JP 2000122272A JP 2000122272 A JP2000122272 A JP 2000122272A JP 3494119 B2 JP3494119 B2 JP 3494119B2
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wafer
double
semiconductor wafer
carrier plate
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晴司 原田
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は両面研磨装置を用
いた半導体ウェーハの研磨方法、詳しくはサンギヤが組
み込まれていない両面研磨装置を使用して、表裏面の研
磨量が異なる半導体ウェーハを得る両面研磨装置を用い
た半導体ウェーハの研磨方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for polishing a semiconductor wafer using a double-sided polishing apparatus, and more specifically, a double-sided polishing apparatus having no sun gear incorporated therein to obtain semiconductor wafers having different polishing amounts on the front and back surfaces. The present invention relates to a semiconductor wafer polishing method using a polishing apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の両面研磨ウェーハの製造では、単
結晶シリコンインゴットをスライスしてシリコンウェー
ハを作製した後、このシリコンウェーハに対して面取
り、ラッピング、酸エッチングの各工程が順次なされ、
次いでウェーハ表裏両面を鏡面化する両面研磨が施され
る。この両面研磨には、通常、中心部にサンギヤが配置
される一方、外周部にインターナルギヤが配置された遊
星歯車構造を有する両面研磨装置が用いられている。こ
の両面研磨装置は、キャリアプレートに複数形成された
ウェーハ保持孔の内部にシリコンウェーハを挿入・保持
し、その上方から研磨砥粒を含むスラリーをシリコンウ
ェーハに供給しながら、それぞれの対向面に研磨布が展
張された上定盤および下定盤を各ウェーハの表裏両面に
押し付けて、キャリアプレートをサンギヤとインターナ
ルギヤとの間で自転公転させることで、各シリコンウェ
ーハの両面を同時に研磨する。
2. Description of the Related Art In the production of a conventional double-sided polished wafer, after slicing a single crystal silicon ingot to produce a silicon wafer, chamfering, lapping, and acid etching are sequentially performed on the silicon wafer.
Then, double-side polishing is performed to make both front and back surfaces of the wafer mirror-finished. For this double-sided polishing, a double-sided polishing device having a planetary gear structure in which a sun gear is arranged in the center part and an internal gear is arranged in the outer peripheral part is usually used. This double-sided polishing machine inserts and holds silicon wafers inside a plurality of wafer holding holes formed in a carrier plate, and supplies slurry containing polishing abrasives to the silicon wafers from above, while polishing the opposite surfaces of the silicon wafers. The upper surface plate and the lower surface plate on which the cloth is stretched are pressed against the front and back surfaces of each wafer, and the carrier plate is revolved between the sun gear and the internal gear, whereby both surfaces of each silicon wafer are simultaneously polished.

【0003】ところで、この遊星歯車式の両面研磨装置
では、その装置中央部にサンギヤが設けられている。こ
れにより、例えば次世代のシリコンウェーハとして注目
を集めている300mmウェーハなどの大口径ウェーハ
を両面研磨する装置を製作する場合、このサンギヤが設
けられている分だけキャリアプレート、ひいては両面研
磨装置の全体が、例えばこの装置の直径が3m以上にも
なってしまうといった問題点があった。
By the way, in this planetary gear type double-side polishing apparatus, a sun gear is provided at the center of the apparatus. As a result, when manufacturing an apparatus for double-side polishing a large-diameter wafer such as a 300 mm wafer, which has been attracting attention as a next-generation silicon wafer, the carrier plate, and thus the entire double-side polishing apparatus, is provided as much as the sun gear is provided. However, there is a problem that the diameter of this device becomes 3 m or more.

【0004】そこで、これを解消する従来技術として、
例えば、特開平11−254302号公報に記載の「両
面研磨装置」が知られている。この両面研磨装置は、シ
リコンウェーハが保持される複数個のウェーハ保持孔を
有するキャリアプレートと、このキャリアプレートの上
下方向に配置されて、それぞれの対向面に、各ウェーハ
保持孔内のシリコンウェーハの表裏両面を同じ研磨速度
で研磨する研磨布が展張された上定盤および下定盤と、
これらの上定盤および下定盤の間に保持されたキャリア
プレートを、このキャリアプレートの表面と平行な面内
で運動させるキャリア運動手段とを備えている。ここで
いうキャリアプレートの運動とは、上定盤および下定盤
の間に保持されたシリコンウェーハが、その対応するウ
ェーハ保持孔内で旋回させられるような、キャリアプレ
ートの自転をともなわない円運動を意味する。また、ウ
ェーハ両面研磨中、上定盤および下定盤は、垂直な各回
転軸を中心にして互いに反対方向へ回転させられる。
Therefore, as a conventional technique for solving this,
For example, a "double-sided polishing device" described in JP-A-11-254302 is known. This double-sided polishing device is provided with a carrier plate having a plurality of wafer holding holes for holding silicon wafers, and arranged vertically in the carrier plate. An upper surface plate and a lower surface plate on which a polishing cloth for polishing both front and back surfaces at the same polishing rate is spread,
A carrier moving means for moving the carrier plate held between the upper platen and the lower platen in a plane parallel to the surface of the carrier plate is provided. The movement of the carrier plate here means a circular movement without rotation of the carrier plate, such that the silicon wafer held between the upper surface plate and the lower surface plate is swung in the corresponding wafer holding hole. means. Further, during polishing of both surfaces of the wafer, the upper platen and the lower platen are rotated in directions opposite to each other about each vertical rotation axis.

【0005】したがって、ウェーハ両面研磨時には、キ
ャリアプレートの各ウェーハ保持孔にシリコンウェーハ
を挿入・保持し、研磨砥粒を含むスラリーをシリコンウ
ェーハに供給しながら、しかも上定盤および下定盤を回
転させつつ、キャリアプレートに自転をともなわない円
運動を行わせることで、各シリコンウェーハが同時に両
面研磨される。この両面研磨装置にはサンギヤが組み込
まれていないので、その分だけ、キャリアプレート上に
おける各ウェーハ保持孔の形成スペースが拡大される。
その結果、同じ大きさの両面研磨装置(以下、無サンギ
ヤ式両面研磨装置という場合がある)であっても、取り
扱い可能なシリコンウェーハの寸法を大きくすることが
できる。
Therefore, at the time of polishing both sides of the wafer, the silicon wafer is inserted and held in each wafer holding hole of the carrier plate, and while the slurry containing the polishing abrasives is supplied to the silicon wafer, the upper surface plate and the lower surface plate are rotated. On the other hand, by causing the carrier plate to perform a circular motion without rotation, each silicon wafer is simultaneously polished on both sides. Since the sun gear is not incorporated in this double-sided polishing apparatus, the space for forming each wafer holding hole on the carrier plate is correspondingly expanded.
As a result, it is possible to increase the size of a silicon wafer that can be handled even with double-side polishing apparatuses of the same size (hereinafter, sometimes referred to as a sun gear type double-side polishing apparatus).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
無サンギヤ式両面研磨装置を用いたシリコンウェーハの
両面研磨方法では、以下の課題があった。すなわち、従
来装置によるウェーハ両面研磨方法では、シリコンウェ
ーハの表裏両面が同じ研磨量で仕上げられて、同じ光沢
度になっていた。よって、上定盤および下定盤に展張さ
れた研磨布には、同じ種類、同じ材質のものが使用され
ていた。ちなみに、汎用されている研磨布の大半は、3
つの異なる材質のタイプに大別される。第1は発泡ウレ
タンシートからなる発泡ウレタンタイプ、第2はポリエ
ステルなどの不織布にウレタン樹脂を含浸させた不織布
タイプ、第3はスエードタイプである。
However, the conventional double-sided polishing method for a silicon wafer using the conventional sun gear-type double-sided polishing apparatus has the following problems. That is, in the double-sided wafer polishing method using the conventional apparatus, both the front and back surfaces of the silicon wafer are finished with the same polishing amount and have the same glossiness. Therefore, the polishing cloths spread on the upper surface plate and the lower surface plate are of the same kind and of the same material. By the way, most of the widely used polishing cloths are 3
It is roughly divided into two different material types. The first is a urethane foam type made of a urethane foam sheet, the second is a nonwoven fabric type in which a nonwoven fabric such as polyester is impregnated with urethane resin, and the third is a suede type.

【0007】このように、従来のウェーハ両面研磨方法
では、シリコンウェーハの表裏両面が同じ研磨量でもっ
て仕上げられていたので、例えば、ウェーハ裏面の光沢
度を低下させてこの面を梨地面としたい場合には、対応
することができなかった。
As described above, in the conventional double-sided wafer polishing method, since the front and back surfaces of the silicon wafer are finished with the same polishing amount, for example, it is desired to reduce the glossiness of the back surface of the wafer and make this surface a satin finish. In case, we could not respond.

【0008】[0008]

【発明の目的】この発明は、半導体ウェーハの片面を選
択的に研磨して、ウェーハ表裏面の研磨量を異ならせる
ことができ、よって表裏両面の光沢度が異なる半導体ウ
ェーハを得ることができる両面研磨装置を用いた半導体
ウェーハの研磨方法を提供することを、その目的として
いる。また、この発明は、半導体ウェーハの鏡面の平坦
度を高めることができる両面研磨装置を用いた半導体ウ
ェーハの研磨方法を提供することを、その目的としてい
る。さらに、この発明は、ウェーハ表裏両面の略全域に
わたって均一に研磨することができる両面研磨装置を用
いた半導体ウェーハの研磨方法を提供することを、その
目的としている。
It is an object of the present invention to selectively polish one side of a semiconductor wafer so that the front and back surfaces of the wafer can be polished in different amounts, and thus a semiconductor wafer having different glossinesses on both the front and back sides can be obtained. It is an object of the present invention to provide a method for polishing a semiconductor wafer using a polishing apparatus. Another object of the present invention is to provide a method for polishing a semiconductor wafer using a double-sided polishing apparatus capable of increasing the flatness of the mirror surface of the semiconductor wafer. Furthermore, the present invention can be applied to almost the entire front and back surfaces of a wafer.
It is an object of the present invention to provide a method for polishing a semiconductor wafer using a double-sided polishing apparatus that can uniformly polish over the entire surface.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、キャリアプレートに形成されたウェーハ保持孔内に
半導体ウェーハを挿入・保持し、研磨剤を半導体ウェー
ハに供給しながら、対向配置された一対の研磨部材の間
で、上記キャリアプレートの表面と平行な面内でこのキ
ャリアプレートを運動させて、上記半導体ウェーハの表
裏両面を同時に研磨することができる両面研磨装置を用
いた半導体ウェーハの研磨方法であって、上記一方の研
磨部材を0.1〜3.0μmの粒径の固定砥粒を有する
固定砥粒体とし、上記他方の研磨部材をこの固定砥粒体
に対向する面に研磨布が展張された研磨定盤とすること
で、半導体ウェーハの表裏面の研磨量を異ならせる両面
研磨装置を用いた半導体ウェーハの研磨方法である。
According to a first aspect of the present invention, a semiconductor wafer is inserted and held in a wafer holding hole formed in a carrier plate, and a polishing agent is supplied to the semiconductor wafer so as to be opposed to each other. Between a pair of polishing members, by moving the carrier plate in a plane parallel to the surface of the carrier plate, a semiconductor wafer using a double-side polishing apparatus capable of simultaneously polishing both front and back surfaces of the semiconductor wafer. In the polishing method, one of the polishing members is a fixed abrasive having fixed abrasive grains having a particle size of 0.1 to 3.0 μm, and the other polishing member is provided on a surface facing the fixed abrasive. This is a method for polishing a semiconductor wafer using a double-sided polishing device that changes the amount of polishing of the front and back surfaces of a semiconductor wafer by using a polishing platen having a polishing cloth stretched.

【0010】半導体ウェーハには、例えばシリコンウェ
ーハ、ガリヒ素ウェーハなどを挙げることができる。半
導体ウェーハの大きさも限定されず、例えば300mm
ウェーハなどの大口径ウェーハでもよい。半導体ウェー
ハは片面が酸化膜によって被覆されたものでもよい。こ
の場合、半導体ウェーハの酸化膜とは反対側のベアウェ
ーハ面を選択的に研磨してもよい。両面研磨装置は、サ
ンギヤが組み込まれておらず、一対の研磨部材の間でキ
ャリアプレートを運動させることで半導体ウェーハの表
裏両面を同時に研磨する無サンギヤ式両面研磨装置であ
れば、限定されない。
Examples of the semiconductor wafer include a silicon wafer and a gallium arsenide wafer. The size of the semiconductor wafer is not limited, and is 300 mm, for example.
A large diameter wafer such as a wafer may be used. The semiconductor wafer may have one surface coated with an oxide film. In this case, the bare wafer surface opposite to the oxide film of the semiconductor wafer may be selectively polished. The double-sided polishing apparatus is not limited to a sun gear-type double-sided polishing apparatus that does not incorporate a sun gear and simultaneously polishes both front and back surfaces of a semiconductor wafer by moving a carrier plate between a pair of polishing members.

【0011】キャリアプレートに形成されるウェーハ保
持孔の個数は、1個(枚葉式)でも複数個でもよい。ウ
ェーハ保持孔の大きさは、研磨される半導体ウェーハの
大きさに応じて、任意に変更される。キャリアプレート
の運動は、キャリアプレートの表面(または裏面)と平
行な面内での運動であれば良く、運動の方向などは限定
されない。例えば、請求項4のように一対の研磨部材の
間に保持されたシリコンウェーハが、その対応するウェ
ーハ保持孔内で旋回させられるような、キャリアプレー
トの自転をともなわない円運動などでもよい。その他、
キャリアプレートの中心線を中心とした円運動、偏心位
置での円運動、直線運動などでもよい。なお、この直線
運動の場合は、一対の研磨部材をそれぞれの軸線を中心
に回転させる方が、ウェーハ表裏両面を均一に研磨する
ことができる。
The number of wafer holding holes formed in the carrier plate may be one (single wafer type) or plural. The size of the wafer holding hole is arbitrarily changed according to the size of the semiconductor wafer to be polished. The movement of the carrier plate may be movement in a plane parallel to the front surface (or back surface) of the carrier plate, and the direction of movement is not limited. For example, the silicon wafer held between the pair of polishing members as in claim 4 may be circular motion without rotation of the carrier plate such that the silicon wafer is swung in the corresponding wafer holding hole. Other,
A circular motion centered on the center line of the carrier plate, a circular motion at an eccentric position, or a linear motion may be used. In the case of this linear movement, it is possible to uniformly polish both the front and back surfaces of the wafer by rotating the pair of polishing members about their respective axes.

【0012】使用する研磨剤の種類は限定されない。例
えば、遊離砥粒を含まないアルカリ液のみでもよい。ま
た、このアルカリ液に平均粒径0.1〜0.02μm程
度のコロイダルシリカ粒子(研磨砥粒)を分散させたス
ラリーでもよい。ただし、一方の研磨部材に固定砥粒体
を使用するので、遊離砥粒を含まないアルカリ液の方が
好ましい。この研磨剤の供給量は、キャリアプレートの
大きさにより異なり、限定されない。通常は、1.0〜
2.0リットル/分である。研磨剤の半導体ウェーハへ
の供給は、半導体ウェーハの鏡面側に行うことができ
る。なお、この研磨剤はウェーハの運動範囲に供給した
方が好ましい。
The type of abrasive used is not limited. For example, only an alkaline solution that does not contain loose abrasive grains may be used. Further, a slurry in which colloidal silica particles (polishing abrasive particles) having an average particle diameter of about 0.1 to 0.02 μm are dispersed in this alkaline liquid may be used. However, since a fixed abrasive is used for one of the polishing members, an alkaline solution containing no free abrasive is preferable. The supply amount of this abrasive varies depending on the size of the carrier plate and is not limited. Normally, 1.0-
2.0 liters / minute. The polishing agent can be supplied to the semiconductor wafer on the mirror surface side of the semiconductor wafer. It should be noted that this polishing agent is preferably supplied within the movement range of the wafer.

【0013】それぞれの研磨部材の回転速度は限定され
ない。例えば、同じ速度で回転させてもよいし、異なる
速度で回転させてもよい。また、各回転方向も限定され
ない。すなわち、同じ方向に回転させてもよいし、互い
に反対方向へ回転させてもよい。ただし、必ずしも一対
の研磨部材を同時に回転させなくてもよい。それは、こ
の発明が、半導体ウェーハの表裏両面に各研磨部材を押
し付けた状態でキャリアプレートを運動させる構成を採
用しているためである。各研磨部材の半導体ウェーハに
対する押圧力は限定されない。ただし、通常は150〜
250g/cmである。
The rotation speed of each polishing member is not limited. For example, they may be rotated at the same speed or different speeds. Also, each rotation direction is not limited. That is, they may be rotated in the same direction or may be rotated in opposite directions. However, it is not always necessary to rotate the pair of polishing members simultaneously. This is because the present invention adopts a configuration in which the carrier plate is moved while pressing the respective polishing members on both the front and back surfaces of the semiconductor wafer. The pressing force of each polishing member against the semiconductor wafer is not limited. However, usually 150-
It is 250 g / cm 2 .

【0014】半導体ウェーハの選択研磨される面は限定
されない。また、ウェーハ表裏両面の研磨量も限定され
ない。ただし、例えばウェーハ裏面が梨地面である片面
鏡面ウェーハの場合、通常は鏡面(ウェーハ表面)側の
研磨量が5〜20μm、梨地面側の研磨量が1μm以下
である。このように、ウェーハ片面の研磨を他面よりも
大きくする選択研磨を行うことで、ウェーハ表裏面の光
沢度を異ならせることができる。ここで、「光沢度が異
なる」とは、ウェーハの片面(通常、ウェーハ表面)が
ウェーハの他面(通常、ウェーハ裏面)に比べて高光沢
度であることを意味する。なお、光沢度の測定には公知
の測定器(例えば日本電色社製測定器)を用いることが
できる。
The surface of the semiconductor wafer to be selectively polished is not limited. Also, the amount of polishing on both front and back surfaces of the wafer is not limited. However, for example, in the case of a single-sided mirror-finished wafer whose back surface is a matte surface, the polishing amount on the mirror surface (wafer surface) side is usually 5 to 20 μm, and the polishing amount on the matte surface side is 1 μm or less. In this way, by performing selective polishing in which one surface of the wafer is polished more than the other surface, the glossiness of the front and back surfaces of the wafer can be made different. Here, “different in glossiness” means that one surface of the wafer (usually the front surface of the wafer) has a higher glossiness than the other surface of the wafer (usually the back surface of the wafer). A known measuring device (for example, a measuring device manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd.) can be used for measuring the glossiness.

【0015】固定砥粒体の種類は限定されない。例えば
固定砥粒を結合材で所定形状、例えば厚肉円盤形状に固
めた研磨砥石を採用しても良いし、テープ基材の表面お
よび/または裏面に固定砥粒が結合材によって固定され
た研磨テープでもよいし、シリカ微粉末、セリア微粉末
および/またはアルミナ微粉末を所定の形状に成形した
のち焼成したものでもよい。固定砥粒の粒度は、0.1
〜3.0μmである。研磨定盤に展張される研磨布の種
類および材質は限定されない。例えば、硬質の発泡ウレ
タンフォームパッド、不織布にウレタン樹脂を含浸・硬
化させた軟質の不織布パッドなどが挙げられる。その
他、不織布からなる基布の上にウレタン樹脂を発泡させ
たパッドなども挙げられる。
The type of fixed abrasive is not limited. For example, a polishing grindstone in which fixed abrasive grains are hardened into a predetermined shape with a binder, for example, a thick disk shape, or a fixed abrasive is fixed on the front surface and / or the back surface of the tape base material with the binder material A tape may be used, or a fine powder of silica, a fine powder of ceria and / or a fine powder of alumina may be formed into a predetermined shape and then fired. The fixed abrasive grain size is 0.1
Is about 3.0 μm . The type and material of the polishing cloth spread on the polishing platen are not limited. For example, a hard urethane foam pad and a soft non-woven fabric pad obtained by impregnating and curing a non-woven fabric with a urethane resin can be used. In addition, a pad made by foaming urethane resin on a non-woven fabric may be used.

【0016】また、請求項2に記載の発明は、上記研磨
剤がアルカリ液である請求項1に記載の両面研磨装置を
用いた半導体ウェーハの研磨方法である。このアルカリ
液には遊離砥粒を含まない。また、アルカリ液の種類は
限定されない。例えばNaOH、KOH、ピペラジンな
どが挙げられる。このアルカリ液のpHは限定されな
い。ただし、通常は、pH9〜11である。
The invention according to claim 2 is the method of polishing a semiconductor wafer using the double-sided polishing apparatus according to claim 1, wherein the polishing agent is an alkaline solution. This alkaline liquid does not contain loose abrasive grains. The type of alkaline solution is not limited. Examples thereof include NaOH, KOH, piperazine and the like. The pH of this alkaline solution is not limited. However, the pH is usually 9 to 11.

【0017】請求項3に記載の発明は、上記固定砥粒体
が研磨砥石で、上記研磨布が不織布にウレタン樹脂を含
浸・硬化させた軟質の不織布パッドである請求項1また
は請求項2に記載の両面研磨装置を用いた半導体ウェー
ハの研磨方法である。
According to a third aspect of the present invention, the fixed abrasive grain is a polishing grindstone, and the polishing cloth is a soft non-woven fabric pad obtained by impregnating and curing a non-woven fabric with urethane resin. It is a method of polishing a semiconductor wafer using the double-sided polishing apparatus described.

【0018】請求項4に記載の発明は、上記キャリアプ
レートの運動は、キャリアプレートの自転をともなわな
い円運動である請求項1〜請求項3のうち、何れか1項
に記載の両面研磨装置を用いた半導体ウェーハの研磨方
法である。ここでいう自転をともなわない円運動とは、
キャリアプレートが上定盤および下定盤の軸線から所定
距離だけ偏心した状態を常に保持して旋回するような円
運動のことをいう。この自転をともなわない円運動によ
って、キャリアプレート上の全ての点は、同じ大きさの
小円の軌跡を描くことになる。
According to a fourth aspect of the present invention, the movement of the carrier plate is a circular movement that does not accompany the rotation of the carrier plate. The double-side polishing apparatus according to any one of the first to third aspects. Is a method for polishing a semiconductor wafer. The circular motion without rotation referred to here is
This is a circular motion in which the carrier plate always keeps a state of being eccentric by a predetermined distance from the axes of the upper platen and the lower platen and rotates. By this circular motion without rotation, all points on the carrier plate draw a locus of a small circle of the same size.

【0019】[0019]

【作用】この発明によれば、研磨剤を半導体ウェーハに
供給しながら、固定砥粒体と研磨布との間で、キャリア
プレートをそのプレートの表面と平行な面内で運動させ
る。これにより、半導体ウェーハの表裏両面が、これら
の固定砥粒体および研磨布によって研磨される。この
際、固定砥粒体または研磨布の何れかによって、ウェー
ハ片面の研磨量が大きくなるウェーハ片面の選択研磨が
行われる。すなわち、固定砥粒体によるウェーハ片面の
研磨量と、研磨布によるウェーハ他面の研磨量とに差が
生じる。その結果、この無サンギヤ式両面研磨装置を用
いて、ウェーハ表裏両面の光沢度が異なる研磨を行うこ
とができる。
According to the present invention, the carrier plate is moved between the fixed abrasive and the polishing cloth in a plane parallel to the surface of the plate while supplying the polishing agent to the semiconductor wafer. As a result, both the front and back surfaces of the semiconductor wafer are polished by the fixed abrasive and the polishing cloth. At this time, either one of the fixed abrasive and the polishing cloth is used to selectively polish the one surface of the wafer, which increases the polishing amount of the one surface of the wafer. That is, there is a difference between the polishing amount of one surface of the wafer by the fixed abrasive and the polishing amount of the other surface of the wafer by the polishing cloth. As a result, it is possible to perform polishing with different glossinesses on the front and back surfaces of the wafer, using this non-sun gear type double-side polishing apparatus.

【0020】特に、請求項2の発明によれば、両面研磨
時に、その研磨剤として砥粒を含まないアルカリ液を用
いる。これにより、ウェーハの鏡面の平坦度を高めるこ
とができる。
In particular, according to the second aspect of the invention, an alkaline liquid containing no abrasive grains is used as the polishing agent during double-side polishing. Thereby, the flatness of the mirror surface of the wafer can be increased.

【0021】また、請求項4の発明によれば、固定砥粒
体と研磨定盤との間で半導体ウェーハを保持し、この状
態を維持したまま、キャリアプレートをこのプレートの
自転をともなわない円運動をさせてウェーハ面を研磨す
る。自転しない円運動によれば、キャリアプレート上の
すべての点がまったく同じ運動をする。これは、一種の
揺動運動ともいえる。すなわち、揺動運動の軌跡が円に
なると考えることもできる。このようなキャリアプレー
トの運動により、研磨中、半導体ウェーハはウェーハ保
持孔内で旋回しながら研磨される。これにより、ウェー
ハ研磨面の略全域にわたって均一に研磨を行うことがで
きる。例えば、ウェーハ外周部の研磨ダレなども低減さ
せることができる。
According to the invention of claim 4, the semiconductor wafer is held between the fixed abrasive and the polishing platen, and the carrier plate is kept in this state and the carrier plate is not rotated around the circle. The wafer surface is polished by movement. With non-rotating circular motion, all points on the carrier plate have exactly the same motion. It can be said that this is a kind of rocking motion. That is, it can be considered that the locus of the swinging motion is a circle. Due to such movement of the carrier plate, the semiconductor wafer is polished while rotating in the wafer holding hole during polishing. Thereby, polishing can be performed uniformly over substantially the entire area of the wafer polishing surface. For example, polishing sag on the outer peripheral portion of the wafer can be reduced.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面を
参照して説明する。図1〜図6はこの発明の一実施例を
説明するためのものである。一実施例では、両面研磨時
に上向き配置されたシリコンウェーハの表面を鏡面と
し、下向き配置された裏面を梨地面とする研磨を例にと
って説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 6 are for explaining one embodiment of the present invention. In one embodiment, polishing will be described by taking as an example the polishing in which the front surface of the silicon wafer that is arranged upward is a mirror surface and the back surface that is arranged downward is a matte surface during double-side polishing.

【0023】図1,図2において、10は一実施例に係
る半導体ウェーハの研磨方法が適用される両面研磨装置
(以下、両面研磨装置という)である。この両面研磨装
置10は、5個のウェーハ保持孔11aがプレート軸線
回りに(円周方向に)72度ごとに穿設された平面視し
て円板形状のガラスエポキシ製のキャリアプレート11
と、それぞれのウェーハ保持孔11aに旋回自在に挿入
・保持された直径300mmのシリコンウェーハWを、
上下から挟み込むとともに、シリコンウェーハWに対し
て相対的に移動させることでウェーハ表面を鏡面に研磨
する上側配置の研磨ローラ(研磨砥石)12と、研磨布
によりシリコンウェーハWの裏面を若干研磨して梨地面
にする下側配置の研磨定盤13とを備えている。シリコ
ンウェーハWは、その片面がシリコン酸化膜により覆わ
れたものを採用してもよい。また、キャリアプレート1
1の厚さは600μmで、シリコンウェーハWの厚さ7
30μmよりも若干薄くなっている。
In FIGS. 1 and 2, reference numeral 10 denotes a double-side polishing apparatus (hereinafter referred to as a double-side polishing apparatus) to which the semiconductor wafer polishing method according to the embodiment is applied. This double-sided polishing apparatus 10 has a carrier plate 11 made of glass epoxy, which is disk-shaped in plan view, in which five wafer holding holes 11a are formed every 72 degrees around the plate axis (in the circumferential direction).
And a silicon wafer W having a diameter of 300 mm which is rotatably inserted and held in each wafer holding hole 11a,
The upper surface of the polishing roller (polishing stone) 12 polishes the wafer surface into a mirror surface by sandwiching it from above and below and moving it relative to the silicon wafer W, and slightly polishing the back surface of the silicon wafer W with a polishing cloth. It is provided with a polishing surface plate 13 arranged on the lower side to be a matte surface. As the silicon wafer W, one having one surface covered with a silicon oxide film may be adopted. Also, the carrier plate 1
The thickness of 1 is 600 μm, and the thickness of the silicon wafer W is 7
It is slightly thinner than 30 μm.

【0024】研磨ローラ12は、上向き配置されるウェ
ーハ表面を鏡面研磨する固定砥粒体であり、固定砥粒を
結合材を介して、円盤形状に固めたものが採用されてい
る。具体的には、この研磨ローラ12は、エポキシ樹脂
からなる直径300mm,厚さ10mmのローラ本体を
主体とし、研磨作用面を含むその露呈する面の全域に、
粒径3μmの微細な研磨砥粒(シリカ粒子)が固定され
たローラである。この研磨砥粒の樹脂全体に対する混入
量は、体積比で合成樹脂100に対して15に設定され
ている。この研磨ローラ12における研磨砥粒の固定に
は、液状の常温硬化エポキシン樹脂に砥粒を混合し金型
に鋳込む方法が採用されている。一方、研磨定盤13の
上面には、ウェーハ裏面を梨地化させる不織布にウレタ
ン樹脂を含浸・硬化させた軟質の不織布パッド15が展
張されている。軟質不織布パッド15(ロデール社製
「MH−15」)の硬度は80゜(Asker)であっ
て、厚さは1270μmとなっている。
The polishing roller 12 is a fixed-abrasive body for mirror-polishing the surface of the wafer arranged upward. The fixed-abrasive grain is hardened into a disc shape through a bonding material. Specifically, the polishing roller 12 is mainly composed of a roller body made of epoxy resin and having a diameter of 300 mm and a thickness of 10 mm, and the entire exposed surface including the polishing surface is
It is a roller to which fine polishing abrasive particles (silica particles) having a particle diameter of 3 μm are fixed. The mixing amount of the abrasive grains with respect to the entire resin is set to 15 with respect to the synthetic resin 100 by volume ratio. To fix the abrasive grains on the polishing roller 12, a method of mixing the abrasive grains with a liquid room temperature curing epoxy resin and casting the mixture into a mold is adopted. On the other hand, on the upper surface of the polishing surface plate 13, a soft non-woven fabric pad 15 made by impregnating and curing urethane resin in a non-woven fabric for making the back surface of the wafer satin is spread. The hardness of the soft non-woven fabric pad 15 (“MH-15” manufactured by Rodel Co., Ltd.) is 80 ° (Asker) and the thickness is 1270 μm.

【0025】図1および図2に示すように、研磨ローラ
12は、上方に延びた回転軸12aを介して、上側回転
モータ16により水平面内で回転する。また、この研磨
ローラ12は軸線方向へ進退させる昇降装置18により
垂直方向に昇降させられる。この昇降装置18は、シリ
コンウェーハWをキャリアプレート11に給排する際な
どに使用される。なお、研磨ローラ12および研磨定盤
13のシリコンウェーハWの表裏両面に対する押圧は、
研磨ローラ12および研磨定盤13に組み込まれた図示
しないエアバック方式などの加圧手段により行われる。
研磨定盤13は、その出力軸17aを介して、下側回転
モータ17により水平面内で回転する。このキャリアプ
レート11は、そのプレート11自体が自転しないよう
に、キャリア円運動機構19によって、そのプレート1
1の面と平行な面(水平面)内で円運動する。次に、図
1,図2,図4〜図6を参照して、このキャリア円運動
機構19を詳細に説明する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the polishing roller 12 is rotated in the horizontal plane by the upper rotation motor 16 via the rotating shaft 12a extending upward. Further, the polishing roller 12 is vertically moved up and down by an elevating device 18 which advances and retracts in the axial direction. The elevating device 18 is used when the silicon wafer W is supplied to and discharged from the carrier plate 11. The pressure applied to the front and back surfaces of the silicon wafer W by the polishing roller 12 and the polishing platen 13 is
It is carried out by a pressing means such as an air bag system (not shown) incorporated in the polishing roller 12 and the polishing platen 13.
The polishing platen 13 is rotated in the horizontal plane by the lower rotation motor 17 via the output shaft 17a. This carrier plate 11 is provided with a circular carrier movement mechanism 19 so that the plate 11 itself does not rotate.
It makes a circular motion in a plane (horizontal plane) parallel to the plane of 1. Next, the carrier circular motion mechanism 19 will be described in detail with reference to FIGS. 1, 2, and 4 to 6.

【0026】これらの図に示すように、このキャリア円
運動機構19は、キャリアプレート11を外方から保持
する環状のキャリアホルダ20を有している。これらの
部材11,20は、連結構造21を介して連結されてい
る。ここでいう連結構造体21とは、キャリアプレート
11を、そのキャリアプレート11が自転せず、しかも
このプレート11の熱膨張時の伸びを吸収できるように
キャリアホルダ20に連結させる手段である。すなわ
ち、この連結構造21は、キャリアホルダ20の内周フ
ランジ20aの部分に、ホルダ周方向へ所定角度ごとに
突設された多数本のピン23と、キャリアプレート11
の外周部であって、各ピン23との対応位置に形勢され
た多数個の長孔形状のピン孔11bとを有している。
As shown in these drawings, the carrier circular movement mechanism 19 has an annular carrier holder 20 for holding the carrier plate 11 from the outside. These members 11 and 20 are connected via a connecting structure 21. The connection structure 21 is a means for connecting the carrier plate 11 to the carrier holder 20 so that the carrier plate 11 does not rotate on its own axis and the expansion of the plate 11 during thermal expansion can be absorbed. That is, the connecting structure 21 includes a large number of pins 23 projecting from the inner peripheral flange 20a of the carrier holder 20 at predetermined angles in the holder circumferential direction and the carrier plate 11.
And a plurality of elongated pin-shaped pin holes 11b formed at the positions corresponding to the respective pins 23 on the outer peripheral portion of the.

【0027】これらのピン孔11bは、ピン23を介し
てキャリアホルダ20に連結されたキャリアプレート1
1が、その半径方向へ若干移動できるように、その孔長
さ方向をプレート半径方向と合致させている。それぞれ
のピン孔11bにピン23を遊挿させてキャリアプレー
ト11をキャリアホルダ20に装着することで、両面研
磨時のキャリアプレート11の熱膨張による伸びが吸収
される。なお、各ピン23の元部は、この部分の外周面
に刻設された外ねじを介して、上記内周フランジ20a
に形成されたねじ孔にねじ込まれている。また、各ピン
23の元部の外ねじの直上部には、キャリアプレート1
1が載置されるフランジ23aが周設されている。した
がって、ピン23のねじ込み量を調整することで、フラ
ンジ23aに載置されたキャリアプレート11の高さ位
置が調整可能となる。
These pin holes 11b are connected to the carrier holder 20 via the pins 23, and the carrier plate 1
The hole length direction is aligned with the plate radial direction so that 1 can move slightly in the radial direction. By loosely inserting the pins 23 into the respective pin holes 11b and mounting the carrier plate 11 on the carrier holder 20, the expansion due to the thermal expansion of the carrier plate 11 during double-side polishing is absorbed. The base portion of each pin 23 is connected to the inner peripheral flange 20a through an external screw engraved on the outer peripheral surface of this portion.
It is screwed into the screw hole formed in. Further, the carrier plate 1 is provided directly above the outer screw at the base of each pin 23.
A flange 23a on which 1 is placed is provided around. Therefore, the height position of the carrier plate 11 mounted on the flange 23a can be adjusted by adjusting the screwing amount of the pin 23.

【0028】このキャリアホルダ20の外周部には、9
0度ごとに外方へ突出した4個の軸受部20bが配設さ
れている。それぞれの軸受部20bには、小径円板形状
の偏心アーム24の上面の偏心位置に突設された偏心軸
24aが挿着されている。また、4本の偏心アーム24
の角下面の中心部には、回転軸24bが垂設されてい
る。これらの回転軸24bは、環状の装置基体25に9
0度ごとに合計4個配設された軸受部25aに、それぞ
れ先端部を下方へ突出させた状態で挿着されている。各
回転軸24bの下方に突出した先端部には、おのおのス
プロケット26が固着されている。そして、各スプロケ
ット26には、一連にタイミングチェーン27が水平状
態で架け渡されている。なお、このタイミングチェーン
27をギヤ構造の動力伝達系に変更してもよい。これら
の4個のスプロケット26とタイミングチェーン27と
は、4本の偏心アーム24が同期して円運動するよう
に、4本の回転軸24bを同時に回転させるための同期
手段を構成している。
On the outer peripheral portion of the carrier holder 20, 9
Four bearing portions 20b are provided that project outward every 0 degree. An eccentric shaft 24a protruding from an upper surface of an eccentric arm 24 having a small-diameter disk shape is attached to each bearing portion 20b. In addition, four eccentric arms 24
A rotating shaft 24b is provided at the center of the lower surface of the corner. These rotary shafts 24b are attached to the annular device base 25 by
A total of four bearing portions 25a are provided at every 0 degree, with the tip portions thereof protruding downward. Each sprocket 26 is fixed to the tip of each rotating shaft 24b protruding downward. Then, a timing chain 27 is horizontally laid across each sprocket 26 in a horizontal state. The timing chain 27 may be changed to a power transmission system having a gear structure. These four sprockets 26 and the timing chain 27 constitute a synchronizing means for simultaneously rotating the four rotary shafts 24b so that the four eccentric arms 24 synchronously move circularly.

【0029】また、これらの4本の回転軸24bのう
ち、1本の回転軸24bはさらに長尺に形成されてお
り、その先端部がスプロケット26より下方に突出され
ている。この部分に動力伝達用のギヤ28が固着されて
いる。ギヤ28は、例えばギヤードモータなどの円運動
用モータ29の上方へ延びる出力軸に固着された大径な
駆動用のギヤ30に噛合されている。なお、このように
タイミングチェーン27により同期させなくても、例え
ば4個の偏心アーム24のそれぞれに円運動用モータ2
9を配設させて、各偏心アーム24を個別に回転させて
もよい。ただし、各モータ29の回転は同期させる必要
がある。
Further, among these four rotary shafts 24b, one rotary shaft 24b is formed to have a longer length, and its tip portion is projected downward from the sprocket 26. A gear 28 for power transmission is fixed to this portion. The gear 28 is meshed with a large-diameter drive gear 30 fixed to an output shaft extending upward of a circular motion motor 29 such as a geared motor. Even if the timing chain 27 is not used for synchronization in this manner, for example, the four eccentric arms 24 each have a circular motion motor 2
9 may be provided and each eccentric arm 24 may be rotated individually. However, it is necessary to synchronize the rotation of each motor 29.

【0030】したがって、円運動用モータ29の出力軸
を回転させると、その回転力は、ギヤ30,28および
長尺な回転軸24bに固着されたスプロケット26を介
してタイミングチェーン27に伝達され、このタイミン
グチェーン27が周転することで、他の3個のスプロケ
ット26を介して、4個の偏心アーム24が同期して回
転軸24bを中心に水平面内で回転する。これにより、
それぞれの偏心軸24aに一括して連結されたキャリア
ホルダ20、ひいてはこのホルダ20に保持されたキャ
リアプレート11が、このプレート11に平行な水平面
内で、自転をともなわない円運動を行う。すなわち、キ
ャリアプレート11は研磨ローラ12および研磨定盤1
3の軸線aから距離Lだけ偏心した状態を保って旋回す
る。この距離Lは、偏心軸24aと回転軸24bとの距
離と同じである。この自転をともなわない円運動によ
り、キャリアプレート11上の全ての点は、同じ大きさ
の小円の軌跡を描く。
Therefore, when the output shaft of the circular motion motor 29 is rotated, its rotational force is transmitted to the timing chain 27 via the gears 30, 28 and the sprocket 26 fixed to the long rotary shaft 24b, By the rotation of the timing chain 27, the four eccentric arms 24 are synchronized with each other via the other three sprockets 26 to rotate in the horizontal plane about the rotation shaft 24b. This allows
The carrier holders 20 collectively connected to the respective eccentric shafts 24a, and by extension, the carrier plate 11 held by the holders 20 make a circular motion without rotation in a horizontal plane parallel to the plate 11. That is, the carrier plate 11 includes the polishing roller 12 and the polishing platen 1.
The vehicle turns while maintaining a state of being eccentric from the axis a of 3 by a distance L. This distance L is the same as the distance between the eccentric shaft 24a and the rotary shaft 24b. Due to this circular motion without rotation, all points on the carrier plate 11 draw a locus of small circles of the same size.

【0031】また、図6にはこの装置にあってその研磨
剤供給孔の位置を示す。例えば研磨ローラ12に形成さ
れる複数の研磨剤供給孔はシリコンウェーハWが常に存
在する所定幅の円環状の領域Xに配置されている。ウェ
ーハWが揺動しても鏡面仕上げされるその表面に常に研
磨剤が供給されるよう構成されている。研磨剤には、p
Hが10.5に調整されて、アミノエチルエタノールア
ミンを主成分としたアルカリ液が使用されている。この
結果、研磨中において、ウェーハWの裏面の研磨剤によ
る薄膜が保持されることになる。
Further, FIG. 6 shows the positions of the abrasive supply holes in this apparatus. For example, the plurality of abrasive supply holes formed in the polishing roller 12 are arranged in the annular region X having a predetermined width in which the silicon wafer W always exists. Even if the wafer W oscillates, the polishing agent is constantly supplied to the surface of the wafer W that is mirror-finished. For abrasives, p
H is adjusted to 10.5, and an alkaline solution containing aminoethylethanolamine as a main component is used. As a result, a thin film of the backside of the wafer W is held by the polishing agent during polishing.

【0032】次に、両面研磨装置10を用いたシリコン
ウェーハWの研磨方法を説明する。まず、キャリアプレ
ート11の各ウェーハ保持孔11aにそれぞれ旋回自在
にシリコンウェーハWを挿入する。このとき、各ウェー
ハ表面は上向きとする。次に、この状態のまま、各ウェ
ーハ表面に研磨ローラ12を200g/cmで押し付
けるとともに、各ウェーハ裏面に軟質不織布パッド15
を200g/cmで押し付ける。その後、これらの両
部材12,15をウェーハ表裏両面に押し付けたまま、
研磨ローラ12側から研磨剤を供給しながら、円運動用
モータ29によりタイミングチェーン27を周転させ
る。これにより、各偏心アーム24が水平面内で同期回
転し、各偏心軸24aに一括して連結されたキャリアホ
ルダ20およびキャリアプレート11が、このプレート
11の表面に平行な水平面内で、自転をともなわない円
運動を15rpmで行う。その結果、各シリコンウェー
ハWは、対応するウェーハ保持孔11a内で水平面内で
旋回しながら、それぞれのウェーハ表裏両面が両面研磨
される。
Next, a method of polishing the silicon wafer W using the double-side polishing apparatus 10 will be described. First, the silicon wafer W is rotatably inserted into each wafer holding hole 11a of the carrier plate 11. At this time, the surface of each wafer faces upward. Then, in this state, the polishing roller 12 is pressed against the front surface of each wafer at 200 g / cm 2 , and the soft non-woven fabric pad 15 is applied to the back surface of each wafer.
Is pressed at 200 g / cm 2 . After that, these two members 12 and 15 are pressed against the front and back surfaces of the wafer,
The timing chain 27 is rotated by the circular motion motor 29 while supplying the polishing agent from the polishing roller 12 side. As a result, the eccentric arms 24 rotate synchronously in the horizontal plane, and the carrier holder 20 and the carrier plate 11 collectively connected to the eccentric shafts 24a are rotated along the horizontal plane parallel to the surface of the plate 11. Perform no circular motion at 15 rpm. As a result, the front and back surfaces of each of the silicon wafers W are polished while rotating in the horizontal plane within the corresponding wafer holding holes 11a.

【0033】ここでは、両面研磨時に、キャリアプレー
ト11を、このプレート11の自転をともなわない円運
動を行ってウェーハ表裏両面を研磨する。このようなキ
ャリアプレート11の特殊な運動でシリコンウェーハW
を両面研磨するようにしたので、ウェーハ表裏両面の略
全域において均一に研磨することができる。そして、こ
のようにウェーハ表裏両面を研磨する一対の研磨部材と
して、研磨ローラ12(表面用)と、研磨布が展張され
た研磨定盤13(裏面用)とを採用して、この両面研磨
を行うようにしたので、ウェーハ表面を選択的に研磨し
て、ウェーハ表裏両面の研磨量を異ならせることができ
る。よってウェーハ表裏両面で光沢度が異なる半導体ウ
ェーハを得ることができる。なお、このように光沢度を
異ならせたウェーハ表裏両面は、その光沢度に応じた所
定の平坦度が達成されている。
Here, at the time of double-side polishing, the carrier plate 11 is subjected to a circular motion without rotation of the plate 11 to polish both front and back surfaces of the wafer. The special movement of the carrier plate 11 causes the silicon wafer W
Since both surfaces of the wafer are polished, it is possible to uniformly polish the entire surface of the front and back surfaces of the wafer. Then, as a pair of polishing members for polishing the front and back surfaces of the wafer in this way, a polishing roller 12 (for the front surface) and a polishing surface plate 13 (for the back surface) on which a polishing cloth is spread are adopted, and this double-side polishing is performed. Since this is performed, the wafer surface can be selectively polished, and the polishing amounts on the front and back surfaces of the wafer can be made different. Therefore, it is possible to obtain a semiconductor wafer having different glossinesses on the front and back surfaces of the wafer. It should be noted that the front and back surfaces of the wafer having different glossinesses as described above have achieved a predetermined flatness according to the glossiness.

【0034】なお、この一実施例の両面研磨装置10
は、キャリアプレート11を円運動させなくても、上側
回転モータ16により研磨ローラ12を例えば25rp
mで回転させるとともに、下側回転モータ17により研
磨定盤13を例えば10rpmで回転させるだけで、各
シリコンウェーハWを両面研磨することもできる。この
場合、各シリコンウェーハWがウェーハ保持孔11aの
中で旋回自在に挿入・保持されているので、この研磨
中、各シリコンウェーハWは回転速度が速い側の定盤の
回転方向へ連れ回り(自転)する。このようにシリコン
ウェーハWを自転させることで、研磨ローラ12および
研磨定盤13による研磨ではウェーハ外周へ向かうほど
周速度が大きくなるという影響をなくすことができる。
その結果、ウェーハ表裏両面のそれぞれの面全域を均一
に研磨することができる。このように、研磨ローラ12
と研磨定盤13とに回転速度の差をつけるようにして両
面研磨をしても、無サンギヤ式両面研磨装置を用いて、
鏡面仕上げのウェーハ表面と、梨地仕上げのウェーハ裏
面とを有するシリコンウェーハを得ることができる。ま
た、研磨ローラ12および研磨定盤13を同じ回転速度
で回転させて、ウェーハ表面が鏡面でウェーハ裏面が梨
地面のシリコンウェーハWを製造するようにしてもよ
い。
The double-side polishing machine 10 of this embodiment
Even if the carrier plate 11 is not moved circularly, the upper rotation motor 16 moves the polishing roller 12 to, for example, 25 rp.
Each silicon wafer W can be polished on both sides only by rotating the polishing platen 13 at, for example, 10 rpm by the lower rotation motor 17 while rotating at m. In this case, since each silicon wafer W is rotatably inserted and held in the wafer holding hole 11a, during the polishing, each silicon wafer W is rotated along the rotation direction of the surface plate on the faster rotation speed side ( To rotate). By rotating the silicon wafer W as described above, it is possible to eliminate the influence that the peripheral speed increases toward the outer periphery of the wafer in polishing by the polishing roller 12 and the polishing platen 13.
As a result, the entire front and back surfaces of the wafer can be uniformly polished. In this way, the polishing roller 12
Even if double-side polishing is performed by making a difference in rotational speed between the polishing surface plate 13 and the polishing surface plate 13, using a sun gear type double-side polishing device,
A silicon wafer having a mirror-finished wafer front surface and a satin-finished wafer back surface can be obtained. Further, the polishing roller 12 and the polishing platen 13 may be rotated at the same rotation speed to manufacture a silicon wafer W having a mirror surface on the front surface and a matte surface on the back surface.

【0035】さらには、このキャリアプレート11を円
運動させながら、研磨ローラ12および研磨定盤13を
回転させて、シリコンウェーハWを両面研磨してもよ
い。この場合、研磨ローラ12および研磨定盤13の回
転速度は、ウェーハ表裏両面に研磨ムラが発生しな程度
に遅くした方が好ましい。このようにすれば、シリコン
ウェーハWの表裏両面をその各面の全域において均一に
研磨することができる。なお、研磨ローラ12および研
磨定盤13を回転させれば、シリコンウェーハWに接触
する定盤面を常に新しくさせて、研磨剤をシリコンウェ
ーハWの全面に平均的に供給することができて好まし
い。
Further, the silicon wafer W may be polished on both sides by rotating the polishing roller 12 and the polishing platen 13 while circularly moving the carrier plate 11. In this case, it is preferable that the rotation speeds of the polishing roller 12 and the polishing platen 13 are slow enough to prevent uneven polishing on both front and back surfaces of the wafer. By doing so, both front and back surfaces of the silicon wafer W can be uniformly polished over the entire area of each surface. It is preferable that the polishing roller 12 and the polishing platen 13 are rotated so that the surface plate contacting with the silicon wafer W can be constantly refreshed and the polishing agent can be uniformly supplied to the entire surface of the silicon wafer W.

【0036】ここで、実際に、一実施例の両面研磨装置
10およびその両面研磨条件に基づき、シリコンウェー
ハWを両面研磨した際の、鏡面化されたシリコンウェー
ハ表面の光沢度と、梨地面とされたウェーハ裏面の各光
沢度を測定した。その結果、鏡面化されたウェーハ表面
の光沢度は、日本電色社の測定器で330%以上であっ
た。これに対して、ウェーハ裏面のそれは200〜30
0%であった。
Here, actually, based on the double-side polishing apparatus 10 of the embodiment and the double-side polishing conditions thereof, when the silicon wafer W is double-side polished, the glossiness of the mirror-finished surface of the silicon wafer and the matte surface are obtained. Each glossiness of the back surface of the wafer was measured. As a result, the glossiness of the mirror-finished wafer surface was 330% or more with a measuring instrument manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd. On the other hand, that on the backside of the wafer is 200 to 30
It was 0%.

【0037】[0037]

【発明の効果】この発明によれば、両面研磨装置に組み
込まれる一対の研磨部材として、研磨ローラと、研磨布
が展張された研磨定盤とを採用したので、無サンギヤ式
両面研磨装置によって半導体ウェーハの片面を選択的に
研磨して、ウェーハ表裏面の研磨量を異ならせることが
できる。これにより、表裏両面の光沢度が異なる半導体
ウェーハを得ることができる。
According to the present invention, as the pair of polishing members incorporated in the double-sided polishing device, the polishing roller and the polishing platen on which the polishing cloth is spread are adopted. One surface of the wafer can be selectively polished to make the polishing amounts on the front and back surfaces of the wafer different. This makes it possible to obtain semiconductor wafers having different glossinesses on the front and back surfaces.

【0038】特に、請求項2の発明によれば、研磨剤と
して砥粒を含まないアルカリ液を採用したので、半導体
ウェーハの鏡面の平坦度を高めることができる。
In particular, according to the second aspect of the invention, since the alkaline liquid containing no abrasive grains is used as the polishing agent, the flatness of the mirror surface of the semiconductor wafer can be increased.

【0039】また、請求項4の発明によれば、キャリア
プレートを、このプレートの自転をともなわない円運動
をさせて半導体ウェーハを研磨するようにしたので、ウ
ェーハ表裏両面の略全域にわたって均一に研磨を行うこ
とができる。
Further, according to the invention of claim 4, the semiconductor wafer is polished by circularly moving the carrier plate without rotation of the plate. Therefore, the semiconductor wafer is uniformly polished over substantially the entire front and back surfaces of the wafer. It can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例に係る両面研磨装置の全体
斜視図である。
FIG. 1 is an overall perspective view of a double-side polishing machine according to an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の一実施例に係る両面研磨装置を用い
た半導体ウェーハの研磨方法の両面研磨中の縦断面図で
ある。
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view during double-side polishing of a semiconductor wafer polishing method using a double-side polishing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図3】この発明の一実施例に係る半導体ウェーハの研
磨方法における研磨中の状態を示すその断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a state during polishing in the method for polishing a semiconductor wafer according to an embodiment of the present invention.

【図4】この発明の一実施例に係る両面研磨装置の概略
平面図である。
FIG. 4 is a schematic plan view of a double-side polishing machine according to an embodiment of the present invention.

【図5】この発明の一実施例に係るキャリアプレートに
運動力を伝達する運動力伝達系の要部拡大断面図であ
る。
FIG. 5 is an enlarged sectional view of an essential part of a kinetic force transmission system that transmits kinetic force to a carrier plate according to an embodiment of the present invention.

【図6】この発明の一実施例に係る研磨剤供給孔の位置
を示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view showing the positions of abrasive supply holes according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 両面研磨装置、 11 キャリアプレート、 11a ウェーハ保持孔、 12 研磨ローラ、 12a 回転軸、 13 研磨定盤、 15 軟質不織布パッド、 W シリコンウェーハ(半導体ウェーハ)。 10 Double side polishing machine, 11 carrier plate, 11a wafer holding hole, 12 polishing rollers, 12a rotation axis, 13 polishing surface plate, 15 soft non-woven pad, W Silicon wafer (semiconductor wafer).

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 キャリアプレートに形成されたウェーハ
保持孔内に半導体ウェーハを挿入・保持し、研磨剤を半
導体ウェーハに供給しながら、対向配置された一対の研
磨部材の間で、上記キャリアプレートの表面と平行な面
内でこのキャリアプレートを運動させて、上記半導体ウ
ェーハの表裏両面を同時に研磨することができる両面研
磨装置を用いた半導体ウェーハの研磨方法であって、 一方の上記研磨部材を0.1〜3.0μmの粒径の固定
砥粒を有する固定砥粒体とし、他方の上記研磨部材をこ
の固定砥粒体に対向する面に研磨布が展張された研磨定
盤とすることで、半導体ウェーハの表裏面の研磨量を異
ならせる両面研磨装置を用いた半導体ウェーハの研磨方
法。
1. A semiconductor wafer is inserted and held in a wafer holding hole formed in a carrier plate, and an abrasive is supplied to the semiconductor wafer, while a pair of polishing members opposed to each other are provided between the pair of polishing members opposed to each other. surface and the carrier plate exercised in a plane parallel to a polishing method of a semiconductor wafer using the double-side polishing apparatus capable of polishing both the front and back surfaces of the semiconductor wafer at the same time, one of the polishing member 0 Fixing particle size of 1 to 3.0 μm
A fixed abrasive having abrasive grains, that the other of the polishing pad the polishing member on a surface opposed to the fixed abrasive material and abrasive platen stretched, different polishing amount of the front and back surfaces of a semiconductor wafer Polishing method for semiconductor wafers using a double-sided polishing device.
【請求項2】 上記研磨剤がアルカリ液である請求項1
に記載の両面研磨装置を用いた半導体ウェーハの研磨方
法。
2. The polishing agent is an alkaline solution.
A method for polishing a semiconductor wafer using the double-sided polishing apparatus according to item 1.
【請求項3】 上記固定砥粒体が研磨砥石で、上記研磨
布が不織布にウレタン樹脂を含浸・硬化させた軟質の不
織布パッドである請求項1または請求項2に記載の両面
研磨装置を用いた半導体ウェーハの研磨方法。
3. The double-sided polishing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the fixed abrasive is a polishing grindstone, and the polishing cloth is a soft nonwoven fabric pad obtained by impregnating and curing a nonwoven fabric with urethane resin. Method for polishing semiconductor wafers.
【請求項4】 上記キャリアプレートの運動は、キャリ
アプレートの自転をともなわない円運動である請求項1
〜請求項3のうち、何れか1項に記載の両面研磨装置を
用いた半導体ウェーハの研磨方法。
4. The movement of the carrier plate is a circular movement without rotation of the carrier plate.
~ A method of polishing a semiconductor wafer using the double-sided polishing apparatus according to claim 3.
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