JP5954293B2 - 研磨用の発泡ウレタンパッドのドレッシング装置 - Google Patents
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Description
このように、ダイヤモンドペレットの厚さを調節すれば容易にダイヤモンド砥粒のドレス面の高さ位置を同一平面上にすることができる。
このように、台座の高さを調節すれば台座に直接ダイヤモンド砥粒を電着する場合にもダイヤモンド砥粒のドレス面の高さ位置を同一平面上にすることができる。
このようなものであれば、発泡ウレタンパッドをより効果的にムラなくドレッシングすることができ、より確実に生産性を低下させることなくドレッシングを行うことができる。
このようなドレッシング方法であれば、高番手と低番手のダイヤモンド砥粒を同時に発泡ウレタンパッドに摺接させることができ、ウェーハを高平坦に研磨するための柔らかい発泡ウレタンパッドを効果的に効率よくドレッシングできる。
番手の小さい(平均粒径が大きい)ダイヤモンド砥粒を用いたドレッシング装置では、発泡ウレタンパッドの発泡部の穴を閉塞させてしまい研磨するウェーハの平坦度を悪化させる要因となっていた。また、番手の大きい(平均粒径が小さい)ダイヤモンド砥粒を用いたドレッシング装置では、十分に発泡ウレタンパッド表面を荒らせず、ドレスインターバルを短く設定してドレッシングする必要が有り、生産性を悪化させていた。
図1、図2に示すように、ドレッシング装置1は、ドーナツ形状のプレート6とドーナツ形状の台座3、ダイヤモンド砥粒2が固着されたダイヤモンドペレット5a、5bを有している。
このようなドレッシング方法であれば、ドレッシング装置1にはドレス面4の高さ位置が同じである2種類以上の高番手と低番手のダイヤモンド砥粒が混在しているので、発泡ウレタンパッドの発泡部の穴を閉塞させることなく表面を十分に荒らすことができる。そのため、平坦度の良好なウェーハを製造することができるように発泡ウレタンパッドを効率よくドレッシングでき、ウェーハの製造における生産性を向上させることができる。従って、本発明のドレッシング装置1を用いるドレッシング方法は、特にショアD硬度30以下の発泡ウレタンパッドのドレッシングに好適である。
ウェーハの片面研磨装置(不二越機械製片面研磨装置 SRED)において、図1に示すような複数の番手のダイヤモンド砥粒のそれぞれの高さ位置が同一平面になる本発明のドレッシング装置を、回転駆動可能な円盤状の機構により保持して用いて、定盤上に貼り付けられた未使用の発泡ウレタンパッドを立ち上げるための初期ドレッシングを行った。初期ドレッシングを行った後、発泡ウレタンパッドの表面状態を顕微鏡で観察し発泡部の穴の閉塞の有無を確認した。その後、ドレッシングした発泡ウレタンパッドを使い、バッチ式でウェーハの片面研磨を開始し、10バッチ目で片面研磨されたウェーハの平坦度を測定した。
研磨後のウェーハの平坦度は、黒田精工製平坦度テスターNanometoro300TT−Aを使用して測定した。
図8に、片面研磨後のウェーハの平坦度の測定結果を示す。図8に示すように、10バッチ目終了時点でウェーハのGBIRは0.077(μm)、SFQRmaxは0.028(μm)、SBIRmaxは0.051(μm)と後述する比較例2よりも小さくなり、比較例2より平坦度の高いウェーハを得ることができた。この結果から、ドレスインターバルを後述する比較例1よりも長い10研磨バッチと設定しても、比較例2よりも平坦度の高いウェーハを得られることが分かった。表1に、発泡部の穴の閉塞の有無と、平坦度の良好なウェーハを得られるバッチ数の最大値の検証結果を示す。
番手が#325のダイヤモンド砥粒のみ使用したことと、3バッチ目で片面研磨されたウェーハの平坦度を測定したこと以外、実施例1と同様な条件で発泡ウレタンパッドの初期ドレッシング、ウェーハの研磨、平坦度測定を実施した。
その結果、図7、表1に示すように、発泡部の穴は閉塞することなく開いているが、穴以外の表面は十分に荒らせていないことが分かる。そのため、図8に示すように、ドレッシングを実施してから、3バッチ目に研磨されたウェーハのGBIRは0.079(μm)、SFQRmaxは0.029(μm)、SBIRmaxは0.053(μm)と良好ではあるが、3研磨バッチ以上連続で研磨すると平坦度の良好なウェーハは得られなくなることが分かった。このように、比較例1では平坦度の良好なウェーハを得られるバッチ数の最大値が小さくなり、これでは、ドレスインターバルを3バッチ以下と短く設定する必要が有るので、ウェーハの製造における生産性は実施例1に比べて悪化することが分かった。
番手が#100のダイヤモンド砥粒のみ使用したことと、1バッチ目で片面研磨されたウェーハの平坦度を測定したこと以外、実施例1と同様な条件で発泡ウレタンパッドの初期ドレッシング、ウェーハの研磨、平坦度測定を実施した。
その結果、図7、表1に示すように、発泡部の穴が閉塞していることが分かる。そのため、図8に示すように、ドレッシングを実施した直後の1バッチ目からウェーハのGBIRは0.314(μm)、SFQRmaxは0.038(μm)、SBIRmaxは0.074(μm)と実施例1よりも大幅に悪化した。更に、研磨後のウェーハは中凹形状となってしまい、ウェーハ形状が悪化してしまった。このような、発泡ウレタンパッドの表面状態では実施例1のように平坦度の良好なウェーハを得ることができないことが分かった。
番手が#60と#140の2種類の低番手のダイヤモンド砥粒を組み合わせて使用したことと、1バッチ目で片面研磨されたウェーハの平坦度を測定したこと以外、実施例1と同様な条件で発泡ウレタンパッドの初期ドレッシング、ウェーハの研磨、平坦度測定を実施した。
その結果、表1に示すように、発泡部の穴が閉塞してしまい、実施例1のように平坦度の良好なウェーハを得ることができないことが分かった。
実施例1と同様な条件に加え、本発明のドレッシング装置を用いて、初期ドレッシング及び10研磨バッチごとのバッチ間ドレッシングを行い、片面研磨後のウェーハのGBIRを測定した。実施例2では、バッチ間ドレッシングの時間を180秒とし、平坦度の測定にはKLA−Tencor社製平坦度テスター WaferSight2を使用した。
その結果、図9に示すようにGBIRの平均値(図9中のAve値)は107.9(nm)、標準偏差(図9中のs値)は29.4(nm)となり、ドレッシング後1バッチ目で研磨したウェーハの平坦度と、ドレッシング後10バッチ目で研磨したウェーハの平坦度の変化量が少ないことが分かる。従って、この場合でもドレスインターバルを10研磨バッチと長くしても、平坦度の高いウェーハを得られることが分かった。
番手が#325のダイヤモンド砥粒のみ使用したこと以外、実施例2と同様な条件で発泡ウレタンパッドの初期ドレッシング、バッチ間ドレッシング、ウェーハの研磨、平坦度測定を実施した。
その結果、図9に示すようにGBIRの平均値(図9中のAve値)は142.4(nm)、標準偏差(図9中のs値)は59.0(nm)となり、ドレッシング後1バッチ目で研磨したウェーハの平坦度と、ドレッシング後10バッチ目で研磨したウェーハの平坦度の変化量が大きいことが分かる。従って、この場合ドレスインターバルを10研磨バッチと長くすると、ドレッシング後の数バッチしか平坦度の高いウェーハを得られないことが分かった。
2a…高番手のダイヤモンド砥粒、 2b…低番手のダイヤモンド砥粒
3…台座、 4…ドレス面、 5a、5b…ダイヤモンドペレット、
6…プレート、 7…発泡ウレタンパッド、 8…セグメント。
Claims (5)
- ダイヤモンド砥粒を研磨用の発泡ウレタンパッドに押し当て摺接させることで、前記研磨用の発泡ウレタンパッドをドレッシングするドレッシング装置であって、前記ダイヤモンド砥粒は台座に支持されたものであり、
該台座に支持されたダイヤモンド砥粒は複数の番手を有し、該複数の番手のダイヤモンド砥粒は、番手が#170以上の高番手のダイヤモンド砥粒と#140以下の低番手のダイヤモンド砥粒から構成され、前記複数の番手のダイヤモンド砥粒のそれぞれの前記発泡ウレタンパッドに接触するドレス面の高さ位置が同一平面上になるように、前記ダイヤモンド砥粒が前記台座に支持されたものであることを特徴とするドレッシング装置。 - 前記複数の番手のダイヤモンド砥粒がそれぞれ固着されたダイヤモンドペレットを前記台座によって支持し、前記ダイヤモンドペレットの厚さを調節することで、各ダイヤモンド砥粒の前記ドレス面の高さ位置が同一平面上になるものであることを特徴とする請求項1に記載のドレッシング装置。
- 前記台座の高さを調節することで、各ダイヤモンド砥粒の前記ドレス面の高さ位置が同一平面上になるものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のドレッシング装置。
- 前記台座がドーナツ形状であり、該台座は複数のセグメントに分割されたものであり、該複数に分割されたそれぞれのセグメントは前記高番手のダイヤモンド砥粒と前記低番手のダイヤモンド砥粒のどちらか一方を支持するものであり、前記高番手のダイヤモンド砥粒を支持するセグメントと前記低番手のダイヤモンド砥粒を支持するセグメントとが同一円周上に交互に配置されているものであること特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のドレッシング装置。
- 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のドレッシング装置を用いてショアD硬度30以下の前記研磨用の発泡ウレタンパッドをドレッシングするドレッシング方法。
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