JP4019349B2 - Waxless mount polishing machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はワックスレスマウント式研磨装置、詳しくはワックスレスで保持した半導体ウェーハの表面に機械的化学的研磨を行うワックスレスマウント式の研磨技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
シリコンウェーハの研磨方法の一種として、ワックスレスマウント式研磨方法が知られている。以下、図面に基づき、これに用いられるワックスレスマウント式研磨装置を説明する。図4は、従来手段に係るワックスレスマウント式研磨装置の縦断面図である。
図4に示すように、ワックスレスマウント式研磨装置100は、上面に研磨布105が展張された研磨定盤104と、下面にウェーハ固定用のテンプレート102が設けられた枚葉式の研磨ヘッド101とを備えている。このテンプレート102は、保水性を有する不織布製のバックパッド103を介して、研磨ヘッド101の下面に取り付けられている。
研磨時には、バックパッド103に純水を供給し、その表面張力により、テンプレート102の孔部に収容されたシリコンウェーハWをその裏面側から保持する。このとき、シリコンウェーハWは、その研磨面の全域をテンプレート102の端面から所定高さだけ下方に向かって突出している。
そして、遊離砥粒を含む研磨剤を研磨布105の研磨作用面に供給しながら、研磨ヘッド101を研磨定盤104上で回転させ、シリコンウェーハWの研磨面を鏡面研磨する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のワックスレスマウント式の研磨では、以下の不都合があった。
すなわち、バックパッド103の下面には、例えば6インチウェーハ用のテンプレート、8インチウェーハ用のテンプレートなど、1個のテンプレート102だけが固定されている。これにより、研磨ヘッド101は、いずれか1サイズのシリコンウェーハWを研磨する専用のヘッドとなっていた。そのため、研磨装置1台当たり、取り扱われるシリコンウェーハWの大きさ(直径)の種類の数だけ、サイズが異なる研磨ヘッド101を用意しなければならなかった。
【0004】
【発明の目的】
そこで、この発明は、1台の研磨ヘッドを用いて、大きさが異なる複数種類の半導体ウェーハを保持することができ、これによって研磨装置の低コスト化が図れ、しかも従来と同じ研磨精度で研磨することが可能なワックスレスマウント式研磨装置を提供することを、その目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、環状のテンプレートの内側に半導体ウェーハを収容するとともに、この半導体ウェーハと研磨ヘッドとの間にバックパッドを介在させたワックスレスマウント式研磨装置において、外径が前記テンプレートの内径より0.2〜1.0mm小さく、内径が半導体ウェーハと同じ環状のアダプタテンプレートと、厚さが50〜100μmで、直径が前記アダプタテンプレートの外径と同じ円形状であるとともに、前記アダプタテンプレートの内側に収容された半導体ウェーハの裏面側および前記アダプタテンプレートの裏面側を、該アダプタテンプレートの中心線にその中心線を一致させて連結する粘着テープとを備えたワックスレスマウント式研磨装置である。
【0006】
研磨ヘッドは、上面に研磨布が展張された研磨定盤の上方に対向して配置される。この研磨ヘッドは、研磨定盤との対向面に1枚の半導体ウェーハが保持される枚葉式でもよいし、多数枚の半導体ウェーハが一括して保持されるバッチ式でもよい。また、研磨ヘッドは、研磨布に沿って往復運動する方式でもよいし、往復運動しない方式でもよい。往復運動する場合には、半導体ウェーハの外周部の一部を研磨布の外部にはみ出して研磨してもよいし、そうでなくてもよい。研磨ヘッドを研磨定盤の上方に対向配置してもよいし、これとは上下を反対にしてもよい。さらに、研磨ヘッドと研磨定盤との軸線方向をそれぞれ水平方向とした縦型の研磨装置でもよい。
【0007】
テンプレートの内径は限定されない。ただし、研磨される直径が異なる複数種類の半導体ウェーハのうち、最大径の半導体ウェーハの直径より若干大径である方が好ましい。これは、アダプタテンプレートを利用し、残りすべてのサイズの半導体ウェーハを孔部に収容するためである。
バックパッドの素材としては、例えばスウェード布などの不織布を採用することができる。また、その硬度も限定されない。そして、このバックパッドの一部分(例えば外周部)だけを、その中央部よりも高硬度としてもよい。
バックパッドの厚さは限定されない。ただし、2mm以下が好ましい。2mmを超えると、バックパッドに硬度ムラが生じやすい。
【0008】
アダプタテンプレートは、孔部に保持される半導体ウェーハの大きさの種類の数だけ内径が異なるものを揃える必要がある。ただし、これらのアダプタテンプレートの外径は、いずれもテンプレートの孔部にガタつきなく収容できるように、テンプレートの内径と略同じにする必要がある。
テンプレートおよびアダプタテンプレートの高さは限定されない。ただし、半導体ウェーハの厚さと略同じ高さか、半導体ウェーハが1〜200μm突出した高さが好ましい。
テンプレートおよびアダプタテンプレートの素材は限定されない。例えば、ガラスエポキシ樹脂や、各種のセラミックスなどが挙げられる。
粘着テープの素材は限定されない。例えばアクリル、ポリエチレン、ポリオレフィンといった合成樹脂などを採用することができる。
粘着テープの厚さは限定されない。50〜100μm程度が好ましい。
粘着テープは、アダプタテンプレートと半導体ウェーハとの裏面の全域に一括して貼着してもよいし、その一部分だけに貼着してもよい。ただし、両部材を一体化させるため、少なくとも一部分はアダプタテンプレートと半導体ウェーハとにまたがっていなければならない。
【0009】
【作用】
この発明によれば、テンプレートの内径よりも小径な半導体ウェーハを研磨する場合、まず半導体ウェーハをアダプタテンプレートの内側に収容する。次に、半導体ウェーハとアダプタテンプレートとの各裏面側を粘着テープにより連結し、アダプタ付ウェーハを作製する。その後、このアダプタ付ウェーハをテンプレートの内側に収容すると、あらかじめ純水が供給されたバックパッドの表面張力により、このアダプタ付ウェーハがその裏面側から保持される。その後、通常通りに半導体ウェーハを研磨する。
このように、テンプレートの内径よりも小径な半導体ウェーハをアダプタテンプレートの内側に収容することで、見かけ上、半導体ウェーハの直径がテンプレートの内径と略同じサイズまで拡大される。これにより、1台の研磨ヘッドを使用して、従来と略同じ研磨精度で、大きさが異なる複数種類の半導体ウェーハを研磨することができる。しかも、従来のように1台の研磨ヘッドに対し、半導体ウェーハの大きさ別に複数の研磨ヘッドを用意する必要がないので、研磨装置の低コスト化も図ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施例を説明する。
図1は、この発明の一実施例に係るワックスレスマウント式研磨装置の縦断面図である。図2は、この発明の一実施例に係るアダプタ付ウェーハの分解斜視図である。図3は、この発明の一実施例に係るアダプタ付ウェーハの研磨ヘッドへの取り付け工程を示す縦断面図である。
図1において、10はこの発明の一実施例に係るワックスレスマウント式研磨装置(以下、研磨装置)である。この研磨装置10は、研磨定盤11と、これに対向して上方に配設された研磨ヘッド12とを備えている。研磨定盤11は、研磨布13が展張されている。研磨ヘッド12は、その下面に、ウェーハ固定用のテンプレート14が設けられている。
【0011】
研磨定盤11および研磨ヘッド12は円板形で、対向する各面はそれぞれ平坦面である。これらの研磨定盤11および研磨ヘッド12は、各回転軸を中心にして、図示しない回転手段によってそれぞれ回転される。この研磨ヘッド12は、回転軸の昇降により上下動する。
テンプレート14は、例えば円形のリング状のガラスエポキシ板で、研磨ヘッド12の下面に貼着されたバックパッド15を介して、研磨ヘッド12の下面に設けられている。テンプレート14は、その内径が、例えば8インチウェーハより0.2〜1.0mmだけ大径である。テンプレート14の厚さは、例えば8インチウェーハと同じか、ウェーハが1〜200μm突出した高さである。
バックパッド15は、例えばスウェード製で、厚さはパッド全域で均一である。研磨されるシリコンウェーハWはCZウェーハである。
【0012】
この発明の特長は、テンプレート14の孔部に収容されるアダプタテンプレート16を利用し、テンプレート14の内径と略同じ直径のシリコンウェーハWだけでなく、テンプレート14の内径よりも小径なシリコンウェーハW(ここでは6インチウェーハ)であっても、1台の研磨装置10を用いて研磨できるようにした点である。
以下、これを詳細に説明する。図1および図2に示すように、アダプタテンプレート16の外径は、テンプレート14の内径より0.2〜1.0mmだけ小さな径である。一方、アダプタテンプレート16の内径は、6インチのシリコンウェーハWよりも0.2〜1.0mmだけ大径となっている。アダプタテンプレート16の厚さは、この6インチのシリコンウェーハWより薄く、その差は10μm以内が好ましい。
これらのアダプタテンプレート16とシリコンウェーハWとは、それぞれの裏面側から粘着テープ17によって一体的に貼着され、アダプタ付ウェーハ18を構成する。
粘着テープ17は、裏面に接着剤が塗布された合成樹脂製の円形テープで、その直径はアダプタテンプレート16の外径と略同じであり、そのテープ厚さは50〜100μmである。
【0013】
次に、この実施例に係るワックスレスマウント式研磨装置10を用いたシリコンウェーハWのワックスレスマウント式研磨方法を説明する。
まず、8インチウェーハのときの研磨方法を説明する。この場合は、従来法と同じ研磨となる(図4参照)。すなわち、バックパッド15に純水を供給し、その表面張力により、テンプレート14の孔部に収容されたシリコンウェーハWをその裏面側から保持する。そして、遊離砥粒を含む研磨剤を研磨布13の研磨作用面に供給しながら、研磨ヘッド12を研磨定盤11上で回転させ、シリコンウェーハWの研磨面を鏡面研磨する。
【0014】
次に、6インチウェーハの研磨方法を説明する。この場合には、まずシリコンウェーハWをアダプタテンプレート16の孔部に収容する。次に、シリコンウェーハWとアダプタテンプレート16との裏面に、大判の粘着テープ17を貼り付けて一体化する(図2)。これにより、アダプタ付ウェーハ18が作製される。そして、粘着テープ17側を裏面にし、このアダプタ付ウェーハ18を研磨ヘッドの裏面側のテンプレート14の内側に収容する(図3)。これにより、あらかじめ純水が供給されたバックパッドの表面張力によって、アダプタ付ウェーハ18がその裏面側から保持される。その後は、前述した8インチウェーハの場合と同様にシリコンウェーハWを研磨する(図1)。
このように、テンプレート14の内径よりも小径なシリコンウェーハWをアダプタテンプレート16の内側に収容することで、見かけ上、シリコンウェーハWの直径(6インチ)がテンプレート14の内径と略同じサイズ(8インチ)まで拡大される。その結果、1台の研磨ヘッド12を使用し、従来と略同じ研磨精度でもって、大きさが異なる複数種類のシリコンウェーハWを研磨することができる。しかも、従来のように1台の研磨ヘッドに対して、シリコンウェーハの大きさ別に複数の研磨ヘッドを用意する必要がないので、研磨装置10の低コスト化を図ることができる。
【0015】
【発明の効果】
この発明によれば、テンプレートの内径よりも小径な半導体ウェーハをアダプタテンプレートに挿着し、外観的なウェーハ口径をテンプレートに収容可能な大きさまで拡大するようにしたので、1台の研磨ヘッドで、大きさが異なる複数種類の半導体ウェーハを従来通りの研磨精度で研磨でき、しかも半導体ウェーハの大きさ別に研磨ヘッドを用意しなくてもよく、研磨装置の低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施例に係るワックスレスマウント式研磨装置の縦断面図である。
【図2】 この発明の一実施例に係るアダプタ付ウェーハの分解斜視図である。
【図3】 この発明の一実施例に係るアダプタ付ウェーハの研磨ヘッドへの取り付け工程を示す縦断面図である。
【図4】 従来手段に係るワックスレスマウント式研磨装置の縦断面図である。
【符号の説明】
10 ワックスレスマウント式研磨装置、
12 研磨ヘッド、
14 テンプレート、
15 バックパッド、
16 アダプタテンプレート、
17 粘着テープ、
W シリコンウェーハ(半導体ウェーハ)。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a waxless mount type polishing apparatus , and more particularly to a waxless mount type polishing technique for performing mechanical chemical polishing on the surface of a semiconductor wafer held in a waxless manner.
[0002]
[Prior art]
A waxless mount type polishing method is known as a kind of polishing method for silicon wafers. Hereinafter, a waxless mount type polishing apparatus used for this will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a conventional waxless mount type polishing apparatus.
As shown in FIG. 4, a waxless mount
At the time of polishing, pure water is supplied to the
Then, the polishing
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, such conventional waxless mount type polishing has the following disadvantages.
That is, only one
[0004]
OBJECT OF THE INVENTION
Therefore, the present invention can hold a plurality of types of semiconductor wafers having different sizes using a single polishing head, thereby reducing the cost of the polishing apparatus and polishing with the same polishing accuracy as in the prior art. to provide a wax-less mounting type polishing apparatus capable of a child, and an object of the present invention.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a waxless mount type polishing apparatus in which a semiconductor wafer is accommodated inside an annular template and a back pad is interposed between the semiconductor wafer and a polishing head. An annular adapter template that is 0.2 to 1.0 mm smaller than the inner diameter of the template and has the same inner diameter as that of the semiconductor wafer, a thickness of 50 to 100 μm, and a diameter that is the same as the outer diameter of the adapter template. Waxless mount type polishing apparatus comprising an adhesive tape for connecting a back surface side of a semiconductor wafer accommodated inside an adapter template and a back surface side of the adapter template so that the center line of the adapter template matches the center line It is.
[0006]
The polishing head is disposed to face an upper surface of a polishing surface plate having a polishing cloth spread on the upper surface. This polishing head may be a single wafer type in which one semiconductor wafer is held on the surface facing the polishing surface plate, or a batch type in which a large number of semiconductor wafers are held together. The polishing head may be reciprocated along the polishing cloth or may be non-reciprocal. When reciprocating, a part of the outer peripheral portion of the semiconductor wafer may be protruded outside the polishing cloth and may or may not be polished. The polishing head may be disposed above the polishing surface plate, or may be upside down. Further, it may be a vertical polishing apparatus in which the axial directions of the polishing head and the polishing surface plate are horizontal.
[0007]
The inner diameter of the template is not limited. However, among a plurality of types of semiconductor wafers having different diameters to be polished, it is preferable that the diameter is slightly larger than the diameter of the largest semiconductor wafer. This is because the adapter template is used to accommodate all remaining size semiconductor wafers in the holes.
As a material for the back pad, for example, a nonwoven fabric such as a suede cloth can be employed. Moreover, the hardness is not limited. Then, only a part (for example, the outer peripheral portion) of the back pad may be harder than the central portion.
The thickness of the back pad is not limited. However, 2 mm or less is preferable. If it exceeds 2 mm, hardness unevenness tends to occur on the back pad.
[0008]
It is necessary to prepare adapter templates having different inner diameters by the number of types of semiconductor wafers held in the holes. However, the outer diameters of these adapter templates need to be substantially the same as the inner diameter of the template so that they can be accommodated in the holes of the template without backlash.
The height of the template and the adapter template is not limited. However, the height which is substantially the same as the thickness of the semiconductor wafer or the height at which the semiconductor wafer protrudes 1 to 200 μm is preferable.
The material of the template and the adapter template is not limited. For example, a glass epoxy resin, various ceramics, etc. are mentioned.
The material of the adhesive tape is not limited. For example, synthetic resins such as acrylic, polyethylene, and polyolefin can be used.
The thickness of the adhesive tape is not limited. About 50-100 micrometers is preferable.
The adhesive tape may be attached all over the back surface of the adapter template and the semiconductor wafer, or may be attached only to a part thereof. However, in order to integrate both members, at least one part must straddle the adapter template and the semiconductor wafer.
[0009]
[Action]
According to the present invention, when polishing a semiconductor wafer having a diameter smaller than the inner diameter of the template, the semiconductor wafer is first accommodated inside the adapter template. Next, the back surfaces of the semiconductor wafer and the adapter template are connected with an adhesive tape to produce a wafer with an adapter. Thereafter, when the wafer with the adapter is accommodated inside the template, the wafer with the adapter is held from the back side by the surface tension of the back pad to which pure water has been supplied in advance. Thereafter, the semiconductor wafer is polished as usual.
In this way, by accommodating a semiconductor wafer having a diameter smaller than the inner diameter of the template inside the adapter template, the diameter of the semiconductor wafer is apparently enlarged to substantially the same size as the inner diameter of the template. Thereby, it is possible to polish a plurality of types of semiconductor wafers having different sizes with a polishing accuracy substantially the same as the conventional one using a single polishing head. Moreover, since it is not necessary to prepare a plurality of polishing heads according to the size of the semiconductor wafer with respect to one polishing head as in the prior art, the cost of the polishing apparatus can be reduced.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a waxless mount type polishing apparatus according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view of the wafer with an adapter according to one embodiment of the present invention. FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a process of attaching the wafer with an adapter to the polishing head according to one embodiment of the present invention.
In FIG. 1,
[0011]
The polishing surface plate 11 and the polishing
The
The
[0012]
The feature of the present invention is that the
This will be described in detail below. As shown in FIGS. 1 and 2, the outer diameter of the
The
The pressure-
[0013]
Next, a waxless mount polishing method for the silicon wafer W using the waxless
First, a polishing method for an 8-inch wafer will be described. In this case, the polishing is the same as the conventional method (see FIG. 4). That is, pure water is supplied to the
[0014]
Next, a 6-inch wafer polishing method will be described. In this case, first, the silicon wafer W is accommodated in the hole of the
In this way, by accommodating the silicon wafer W having a diameter smaller than the inner diameter of the
[0015]
【The invention's effect】
According to this invention, a semiconductor wafer having a diameter smaller than the inner diameter of the template is inserted into the adapter template, and the external wafer diameter is expanded to a size that can be accommodated in the template. A plurality of types of semiconductor wafers having different sizes can be polished with conventional polishing accuracy, and a polishing head need not be prepared for each size of the semiconductor wafer, and the cost of the polishing apparatus can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a waxless mount type polishing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a wafer with an adapter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a process of attaching a wafer with an adapter to a polishing head according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a waxless mount type polishing apparatus according to a conventional means.
[Explanation of symbols]
10 Waxless mount type polishing equipment,
12 polishing head,
14 templates,
15 Back pad,
16 Adapter template,
17 Adhesive tape,
W Silicon wafer (semiconductor wafer).
Claims (1)
外径が前記テンプレートの内径より0.2〜1.0mm小さく、内径が半導体ウェーハと同じ環状のアダプタテンプレートと、
厚さが50〜100μmで、直径が前記アダプタテンプレートの外径と同じ円形状であるとともに、前記アダプタテンプレートの内側に収容された半導体ウェーハの裏面側および前記アダプタテンプレートの裏面側を、該アダプタテンプレートの中心線にその中心線を一致させて連結する粘着テープとを備えたワックスレスマウント式研磨装置。In the waxless mount type polishing apparatus in which the semiconductor wafer is accommodated inside the annular template and the back pad is interposed between the semiconductor wafer and the polishing head,
An annular adapter template whose outer diameter is 0.2 to 1.0 mm smaller than the inner diameter of the template and whose inner diameter is the same as that of the semiconductor wafer;
The adapter template has a thickness of 50 to 100 μm and a diameter that is the same as the outer diameter of the adapter template, and the back side of the semiconductor wafer accommodated inside the adapter template and the back side of the adapter template. A waxless mount type polishing apparatus provided with an adhesive tape that is connected to a center line of the tape so that the center line coincides with the center line.
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