JP7643684B2

JP7643684B2 - Wafer Polishing Method

Info

Publication number: JP7643684B2
Application number: JP2021061079A
Authority: JP
Inventors: 崇将後藤; 正俊岸本; 貴俊服部; 沙里昌子
Original assignee: BBS KINMEI CO., LTD.; Noritake Co Ltd
Current assignee: BBS KINMEI CO., LTD.; Noritake Co Ltd
Priority date: 2021-03-31
Filing date: 2021-03-31
Publication date: 2025-03-11
Anticipated expiration: 2041-03-31
Also published as: JP2022157061A

Description

本発明はウェハ研磨方法に関する。 The present invention relates to a method for polishing a wafer .

特許文献１～４に従来の研磨パッドが開示されている。特許文献１～３の研磨パッドは、不織布にペーストを含侵し、ペースト中の溶剤を除去したものである。特許文献１のペーストは、ウレタンと、ジメチルホルムアミド等の溶剤と、ＳｉＯ₂等の研磨粒子と、炭酸ナトリウム等のアルカリ微粒子とからなる。特許文献２のペーストは、エーテル系ウレタンと、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド等の溶剤とからなる。特許文献３のペーストは、ウレタンと、溶剤と、撥水剤とからなる。乾燥等による溶剤の除去により、ウレタンは不織布に結合した状態で固化している。特許文献４の研磨パッドは、バインダ樹脂、研磨粒子及び溶剤を混合したペーストを用いて製造したものである。 Conventional polishing pads are disclosed in Patent Documents 1 to 4. The polishing pads in Patent Documents 1 to 3 are made by impregnating a nonwoven fabric with a paste and removing the solvent in the paste. The paste in Patent Document 1 is made of urethane, a solvent such as dimethylformamide, abrasive particles such as SiO ₂ , and alkaline fine particles such as sodium carbonate. The paste in Patent Document 2 is made of an ether-based urethane and a solvent such as N,N-dimethylformamide. The paste in Patent Document 3 is made of urethane, a solvent, and a water repellent. By removing the solvent by drying or the like, the urethane is solidified in a state bonded to the nonwoven fabric. The polishing pad in Patent Document 4 is manufactured using a paste in which a binder resin, abrasive particles, and a solvent are mixed.

特許文献１の研磨パッドは、円盤形状のウェハの外周縁部を研磨するために用いられる。すなわち、回転中心周りに回転可能な回転テーブルにウェハが保持される。この際、ウェハの中心が回転テーブルの回転中心に位置される。一方、研磨パッドの外周端面がウェハの外周縁部と当接するようにスピンドルの上端に研磨パッドを設ける。そして、ウェハの外周縁部と研磨パッドの外周端面との間に研磨液を供給するとともに所定の荷重を付加しつつ、回転テーブル及びスピンドルを回転させる。これにより、ウェハの外周縁部を研磨できる。このため、ウェハの外周縁部による半導体デバイスの欠陥の発生を抑制することが可能となる。 The polishing pad of Patent Document 1 is used to polish the outer periphery of a disk-shaped wafer. That is, the wafer is held on a rotating table that can rotate around the center of rotation. At this time, the center of the wafer is positioned at the center of rotation of the rotating table. Meanwhile, a polishing pad is provided on the upper end of a spindle so that the outer periphery end face of the polishing pad abuts against the outer periphery of the wafer. Then, a polishing liquid is supplied between the outer periphery of the wafer and the outer periphery end face of the polishing pad, and a predetermined load is applied while the rotating table and spindle are rotated. This allows the outer periphery of the wafer to be polished. This makes it possible to suppress the occurrence of defects in semiconductor devices due to the outer periphery of the wafer.

特開２０１９－４６８３８号公報JP 2019-46838 A 特開２０１９－１１８９８１号公報JP 2019-118981 A 特開２０２０－４９６３９号公報JP 2020-49639 A 特許第５５１１２６６号公報Patent No. 5511266

しかし、発明者らの試験によれば、従来の研磨パッドは、円盤形状のウェハの外周縁部を研磨する場合、柔軟性と圧縮後の回復率とが低く、ウェハに押し当てる際の追随性が悪い。このため、研磨不良が生じるおそれがあった。また、研磨パッドが研磨砥粒を含まないことにより、遊離砥粒研磨として、研磨砥粒を含む研磨液を用いると、研磨後のウェハに付着した残留した研磨粒子であるパーティクルを洗浄する必要性から、洗浄性に問題がある。 However, according to the inventors' tests, when polishing the outer edge of a disk-shaped wafer, conventional polishing pads have low flexibility and recovery rate after compression, and do not conform well when pressed against the wafer. This can lead to poor polishing results. In addition, because the polishing pad does not contain abrasive grains, if a polishing liquid containing abrasive grains is used for free abrasive polishing, there is a problem with cleanability due to the need to wash off the particles, which are abrasive particles remaining on the wafer after polishing.

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、円盤形状のウェハの外周縁部を高い効率で研磨でき、かつ研磨後のウェハの洗浄性に優れたウェハの研磨方法を提供することを解決すべき課題としている。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned conventional situation, and has as its object to provide a wafer polishing method capable of polishing the outer peripheral edge portion of a disk- shaped wafer with high efficiency and having excellent cleanability of the wafer after polishing.

本発明のウェハ研磨方法は、ウェハと研磨パッドと研磨液とを用意する第１工程と、
前記ウェハと前記研磨パッドとの間に前記研磨液を供給しつつ、前記ウェハを前記研磨パッドにより研磨する第２工程とを備え、
前記ウェハは、中心軸線と、前記中心軸線と直交する方向に延びる第１面と、前記第１面と逆に位置し、前記中心軸線と直交する方向に延びる第２面と、前記第１面の外周縁と前記第２面の外周縁とを接続する外周面と、前記第１面又は前記第２面と前記外周面とがなす外周縁部とを有し、
前記研磨パッドは、研磨面を構成し、バインダ樹脂と無数の研磨粒子と繊維とを含む研磨層を有し、デュロメータ硬度が１８．５～３６．５であり、密度が０．５０～０．６３ｇ／ｃｍ³であり、弾性率が０．９～２．０ｋｇｆ／ｍｍ²であり、２ｋＰａの荷重によって厚みが０．７３～１．０２ｍｍ減少するものであり、
前記研磨液は前記研磨粒子を含まず、
前記第２工程では、前記外周縁部に前記研磨面を所定押圧力で押圧し、かつ前記ウェハ及び前記研磨パッドの少なくとも一方を前記中心軸線周りで相対回転させることを特徴とする。 The wafer polishing method of the present invention includes a first step of preparing a wafer, a polishing pad, and a polishing liquid;
a second step of polishing the wafer with the polishing pad while supplying the polishing liquid between the wafer and the polishing pad;
the wafer has a central axis, a first surface extending in a direction perpendicular to the central axis, a second surface located opposite to the first surface and extending in a direction perpendicular to the central axis, an outer circumferential surface connecting an outer circumferential edge of the first surface and an outer circumferential edge of the second surface, and an outer circumferential edge portion formed by the first surface or the second surface and the outer circumferential surface,
the polishing pad has an abrasive layer that constitutes an abrasive surface and contains a binder resin and an innumerable abrasive grains and fibers, has a durometer hardness of 18.5 to 36.5, a density of 0.50 to 0.63 g/ ^cm3 , an elastic modulus of 0.9 to 2.0 kgf/ ^mm2 , and a thickness reduction of 0.73 to 1.02 mm under a load of 2 kPa;
The polishing liquid does not contain the abrasive particles,
The second step is characterized in that the polishing surface is pressed against the outer peripheral edge portion with a predetermined pressing force, and at least one of the wafer and the polishing pad is rotated relatively around the central axis.

発明者らの試験によれば、本発明のウェハ研磨方法では、ウェハに押し当てる際の研磨パッドの追随性が優れるため、研磨不良が生じ難い。また、本発明のウェハ研磨方法では、研磨パッドの研磨層が無数の研磨粒子を含むため、研磨砥粒を含まない研磨液を用いることができ、研磨後のウェハに残留する研磨粒子であるパーティクルが少ないことから、研磨後のウェハの洗浄性に優れる。 According to the inventors' tests, in the wafer polishing method of the present invention, the polishing pad has excellent conformability when pressed against the wafer, making it difficult for polishing defects to occur. In addition, in the wafer polishing method of the present invention, the polishing layer of the polishing pad contains countless abrasive particles, so a polishing liquid that does not contain abrasive grains can be used, and since there are fewer particles, which are abrasive particles, remaining on the wafer after polishing, the wafer after polishing has excellent cleanability.

本発明のウェハ研磨方法は、円盤形状のウェハの外周縁部を高い効率で研磨でき、かつ研磨後のウェハの洗浄性に優れる。 The wafer polishing method of the present invention can polish the outer peripheral edge of a disk-shaped wafer with high efficiency, and is excellent in terms of the cleanability of the wafer after polishing.

図１は、実施例１～１０の研磨パッドの製造方法を示す模式断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing the polishing pads of Examples 1 to 10. 図２は、実施例１～１０の研磨パッドの製造方法を示す模式断面図である。2A to 2C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing the polishing pads of Examples 1 to 10. 図３は、実施例１～１０の研磨パッドの製造方法を示す模式断面図である。3A to 3C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing the polishing pads of Examples 1 to 10. 図４は、実施例１～１０の研磨パッドの製造方法を示す模式断面図である。4A to 4C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing the polishing pads of Examples 1 to 10. 図５は、実施例１～１０の研磨パッドの模式断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the polishing pads of Examples 1 to 10. 図６は、試験方法を示す模式断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a test method.

本発明の研磨パッドは、バインダ樹脂と無数の研磨粒子と繊維とを含む研磨層を有している。この研磨層が研磨面を構成する。 The polishing pad of the present invention has an abrasive layer that contains a binder resin and countless abrasive particles and fibers. This abrasive layer constitutes the polishing surface.

バインダ樹脂としては、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル、フッ化ビニル・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリエチレン、ポリメタクリル酸メチル等を採用することが可能である。これらは１種でもよく、２種以上が混合されていてもよい。 As the binder resin, polyethersulfone (PES), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl fluoride, vinyl fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, polyethylene, polymethyl methacrylate, etc. can be used. These may be used alone or in a mixture of two or more types.

研磨粒子としては、シリカ、セリア、アルミナ、ダイヤモンド、ジルコニア、チタニア、マンガン酸化物、炭酸バリウム、酸化クロム、炭化ホウ素、酸化鉄等を採用することが可能である。これらは１種でもよく、２種以上が混合されていてもよい。 Abrasive particles may include silica, ceria, alumina, diamond, zirconia, titania, manganese oxide, barium carbonate, chromium oxide, boron carbide, iron oxide, etc. These may be used alone or in a mixture of two or more types.

繊維は、アラミド繊維、ガラス繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリオレフィン繊維、レーヨン繊維、低密度ポリエチレン樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、合成ゴム、共重合ポリアミド樹脂、共重合ポリエステル樹脂等を採用することができる。これらは１種でもよく、２種以上が混合されていてもよい。また、繊維長や太さなどの形状を選択することも可能である。 The fibers may be aramid fibers, glass fibers, cellulose fibers, nylon fibers, vinylon fibers, polyester fibers, polyethylene fibers, polypropylene fibers, polyolefin fibers, rayon fibers, low-density polyethylene resins, ethylene vinyl acetate resins, synthetic rubbers, copolymerized polyamide resins, copolymerized polyester resins, etc. One type of these may be used, or two or more types may be mixed. It is also possible to select the shape, such as the fiber length and thickness.

研磨パッドの繊維は、予め成形された繊維ウェブに基づいてもよく、予め成形されていないものであってもよい。繊維ウェブとは、縦方向に繊維を配列したり、繊維の配列をクロスさせたり、繊維をランダムに配列したりして繊維を重ねたものである。不織布は繊維ウェブの繊維同士を結合させたものである。 The fibers of the polishing pad may be based on a preformed fiber web or may not be preformed. A fiber web is a layer of fibers arranged vertically, crossed, or randomly. A nonwoven fabric is a fiber web in which the fibers are bonded together.

本発明の研磨パッドは以下の製造方法によって製造可能である。この製造方法は、バインダ樹脂、前記バインダ樹脂を溶解する溶剤及び無数の研磨粒子を含有するペーストと、繊維ウェブとを準備する準備工程と、
前記繊維ウェブに前記ペーストを含侵させ、含浸体を形成する含浸工程と、
前記含浸体から前記溶剤を除去して前記バインダ樹脂を固化する固化工程とを備えている。 The polishing pad of the present invention can be manufactured by the following manufacturing method. This manufacturing method includes a preparation step of preparing a paste containing a binder resin, a solvent for dissolving the binder resin, and a countless number of abrasive particles, and a fiber web;
an impregnation step of impregnating the fiber web with the paste to form an impregnated body;
and a solidification step of removing the solvent from the impregnated body to solidify the binder resin.

この製造方法で得られる研磨パッドの研磨層は、繊維を構成する繊維ウェブと、繊維ウェブ内に内包されたバインダ樹脂及び研磨粒子とを含む。この場合、繊維が繊維ウェブとして予め成形されているため、研磨パッドの生産性が高い。 The polishing layer of the polishing pad obtained by this manufacturing method includes a fiber web that constitutes the fibers, and a binder resin and abrasive particles contained within the fiber web. In this case, since the fibers are preformed as a fiber web, the productivity of the polishing pad is high.

ペーストは、バインダ樹脂、無数の研磨粒子の他、溶剤を含む。溶剤としては、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトン、酢酸エチル、メチルエチルケトン等を採用することができる。これらは１種でもよく、２種以上が混合されていてもよい。溶剤は、バインダ樹脂に応じて種々選択される。 The paste contains a binder resin, numerous abrasive particles, and a solvent. Examples of the solvent that can be used include dimethylformamide, dimethylsulfoxide, acetone, ethyl acetate, and methyl ethyl ketone. These may be used alone or in combination of two or more. The solvent is selected according to the binder resin.

また、ペーストは、炭酸ナトリウム、ピペラジン、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、酸化カルシウム、炭酸カリウム、酸化マグネシウム等のアルカリ微粒子を含んでいてもよい。また、ペーストは、フッ素系撥水剤、シリコン系撥水剤、炭化水素系撥水剤及び金属化合物系撥水剤等の撥水剤を含んでもよい。さらに、ペーストは、二酸化チタン、炭酸カルシウム、カーボンブラック等の無機顔料、アゾ顔料、多環顔料等の有機顔料等の顔料を含んでもよい。これらは１種でもよく、２種以上が混合されていてもよい。 The paste may also contain alkaline fine particles such as sodium carbonate, piperazine, potassium hydroxide, sodium hydroxide, calcium oxide, potassium carbonate, and magnesium oxide. The paste may also contain water repellents such as fluorine-based water repellents, silicon-based water repellents, hydrocarbon-based water repellents, and metal compound-based water repellents. The paste may also contain pigments such as inorganic pigments such as titanium dioxide, calcium carbonate, and carbon black, and organic pigments such as azo pigments and polycyclic pigments. These may be used alone or in combination of two or more.

研磨液を用いる場合、研磨液は純水であってもよく、油性であってもよく、酸性又はアルカリ性の薬品を含むものであってもよい。 When using a polishing liquid, the polishing liquid may be pure water, may be oil-based, or may contain acidic or alkaline chemicals.

（実施例・比較例）
以下、本発明を具体化した実施例１～１０と、比較例１～４とを説明する。 (Examples and Comparative Examples)
Examples 1 to 10 embodying the present invention and Comparative Examples 1 to 4 will be described below.

表１に示すように、繊維ウェブ、バインダ樹脂及び研磨粒子の組み合わせを変え、以下の製造方法によって実施例１～２０の研磨パッド１３を製造した。 As shown in Table 1, the combinations of fiber web, binder resin, and abrasive particles were changed, and the polishing pads 13 of Examples 1 to 20 were manufactured by the following manufacturing method.

準備工程として、以下のバインダ樹脂、溶剤、研磨粒子及び繊維ウェブを準備した。
（バインダ樹脂）
ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）
ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）
（溶剤）
Ｎ－メチル－２－ピロリドン
（研磨粒子）
シリカ（ＳｉＯ₂）（平均粒径：０．２μｍ）
（繊維ウェブ）
Ａ：ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）繊維１００％、繊維径２５μｍ、３．０ｍｍ厚、目付５００ｇ／ｍ²
Ｂ：ＰＰ（ポリプロピレン）繊維１００％、繊維径４０μｍ及び３０μｍ、３．０ｍｍ厚、目付２００ｇ／ｍ²
Ｃ：ＰＰ（ポリプロピレン）繊維１００％、繊維径２７μｍ、３．０ｍｍ厚、目付３００ｇ／ｍ²
Ｄ：ＰＰ（ポリプロピレン）繊維１００％、繊維径４０μｍ及び３０μｍ、３．０ｍｍ厚、目付４００ｇ／ｍ²
Ｅ：ＰＰ（ポリプロピレン）繊維１００％、繊維径２６μｍ、１．５ｍｍ厚、目付２７５ｇ／ｍ² As a preparation step, the following binder resin, solvent, abrasive particles, and fiber web were prepared.
(Binder resin)
PVDF (Polyvinylidene Fluoride)
PES (Polyethersulfone)
(solvent)
N-methyl-2-pyrrolidone (abrasive particles)
Silica ( _SiO2 ) (average particle size: 0.2 μm)
(Fiber web)
A: 100% PET (polyethylene terephthalate) fiber, fiber diameter 25 μm, thickness 3.0 mm, basis weight 500 g/ ^m2
B: 100% PP (polypropylene) fiber, fiber diameter 40 μm and 30 μm, 3.0 mm thickness, basis weight 200 g/ ^m2
C: 100% PP (polypropylene) fiber, fiber diameter 27 μm, thickness 3.0 mm, basis weight 300 g/ ^m2
D: 100% PP (polypropylene) fiber, fiber diameter 40 μm and 30 μm, 3.0 mm thickness, basis weight 400 g/ ^m2
E: 100% PP (polypropylene) fiber, fiber diameter 26 μm, thickness 1.5 mm, basis weight 275 g/ ^m2

バインダ樹脂：１１質量％、研磨粒子：３４質量％及び溶剤：５６質量％を混合し、ペーストとした。 11% by weight of binder resin, 34% by weight of abrasive particles, and 56% by weight of solvent were mixed to make a paste.

含浸工程として、図１に示すように、基台１上にペーストをシート状に成形して第１シート状成形体３を形成する。そして、第１シート状成形体３の上に繊維ウェブ５を載置する。これにより、図２に示すように、第１シート状成形体３のペーストが繊維ウェブ５の下部に含浸する。このため、ペーストのみからなる第１層７１と、ペースト及び繊維ウェブ５からなる第２層７２と、繊維ウェブ５のみからなる第３層７３とが形成される。 In the impregnation process, as shown in FIG. 1, the paste is formed into a sheet on a base 1 to form a first sheet-like formed body 3. Then, a fiber web 5 is placed on the first sheet-like formed body 3. As a result, as shown in FIG. 2, the paste of the first sheet-like formed body 3 impregnates the lower part of the fiber web 5. As a result, a first layer 71 consisting of only the paste, a second layer 72 consisting of the paste and the fiber web 5, and a third layer 73 consisting of only the fiber web 5 are formed.

また、繊維ウェブ５の上にペーストをシート状に成形して第２シート状成形体３を形成する。これにより、図３に示すように、第２シート状成形体３のペーストが繊維ウェブ５の上部に含浸する。このため、ペーストのみからなる第１層７１と、ペースト及び繊維ウェブ５からなる第２層７２と、繊維ウェブ５のみからなる第３層７３と、ペースト及び繊維ウェブ５からなる第４層７４と、ペーストのみからなる第５層７５とからなる積層体９を形成する。 The paste is then formed into a sheet on the fiber web 5 to form the second sheet-like formed body 3. As a result, as shown in FIG. 3, the paste of the second sheet-like formed body 3 is impregnated into the upper part of the fiber web 5. This forms a laminate 9 consisting of a first layer 71 consisting of only the paste, a second layer 72 consisting of the paste and the fiber web 5, a third layer 73 consisting of only the fiber web 5, a fourth layer 74 consisting of the paste and the fiber web 5, and a fifth layer 75 consisting of only the paste.

さらに、積層体９を積層方向に真空加圧する。これにより、第１層７１及び第５層７５は繊維ウェブ５内に取り込まれ、含浸体としての加圧積層体１１となる。つまり、加圧成形体１１は、図４に示すように、ペースト及び繊維ウェブ５からなる第２層７２と、繊維ウェブ５のみからなる第３層７３と、ペースト及び繊維ウェブ５からなる第４層７４とからなる。この際、各厚みは研磨対象、研磨部位、研磨条件等によって適宜選択される。 The laminate 9 is then vacuum-pressurized in the lamination direction. As a result, the first layer 71 and the fifth layer 75 are incorporated into the fiber web 5, forming the pressurized laminate 11 as an impregnated body. In other words, as shown in FIG. 4, the pressurized molded body 11 is made up of a second layer 72 made up of paste and fiber web 5, a third layer 73 made up of only the fiber web 5, and a fourth layer 74 made up of paste and fiber web 5. In this case, the thickness of each layer is appropriately selected depending on the object to be polished, the part to be polished, the polishing conditions, etc.

次いで、固化工程として、加圧積層体１１を乾燥させることにより、加圧積層体１１から溶剤を除去する。こうして、バインダ樹脂を固化する。こうして、図５に示す研磨パッド１３が得られる。この研磨パッド１３は、ペーストが繊維ウェブ５の下部で固化した下研磨層９２と、繊維ウェブ５のみからなる基部９３と、ペーストが繊維ウェブ５の上部で固化した上研磨層９４とからなる。つまり、下研磨層９２及び上研磨層９４は、繊維を構成する繊維ウェブ５と、繊維ウェブ５内に内包されたバインダ樹脂及び研磨粒子とを含む。この場合、繊維が繊維ウェブ５として予め成形されているため、研磨パッド１３の生産性が高い。下研磨層９２又は上研磨層９４の表面を研削して研磨面を形成する。 Next, in the solidification process, the pressurized laminate 11 is dried to remove the solvent from the pressurized laminate 11. Thus, the binder resin is solidified. Thus, the polishing pad 13 shown in FIG. 5 is obtained. This polishing pad 13 is composed of a lower polishing layer 92 in which the paste is solidified at the bottom of the fiber web 5, a base 93 consisting of only the fiber web 5, and an upper polishing layer 94 in which the paste is solidified at the top of the fiber web 5. In other words, the lower polishing layer 92 and the upper polishing layer 94 contain the fiber web 5 that constitutes the fibers, and the binder resin and abrasive particles contained within the fiber web 5. In this case, since the fibers are formed in advance as the fiber web 5, the productivity of the polishing pad 13 is high. The surface of the lower polishing layer 92 or the upper polishing layer 94 is ground to form an abrasive surface.

こうして得られた実施例１～１０の研磨パッド１３の研磨面のデュロメータ硬度、密度（ｇ／ｃｍ³）、弾性率（ｋｇｆ／ｍｍ²）、圧縮変位（ｍｍ）及び変形挙動も表１に示す。圧縮変位は、２ｋＰａの荷重によって減少する厚みである。 The durometer hardness, density (g/ ^cm3 ), elastic modulus (kgf/ ^mm2 ), compression displacement (mm) and deformation behavior of the polishing surface of the polishing pads 13 of Examples 1 to 10 thus obtained are also shown in Table 1. The compression displacement is the thickness reduction caused by a load of 2 kPa.

比較例１の研磨パッドは、遊離砥粒研磨に使用される軟質系パッドである。この研磨パッドは、不織布（ポリエステル繊維１００％、繊維径１４μｍ、３．０ｍｍ厚）にポリウレタンを含浸させたものであり、研磨砥粒は含んでいない。 The polishing pad of Comparative Example 1 is a soft pad used for free abrasive polishing. This polishing pad is made of nonwoven fabric (100% polyester fiber, fiber diameter 14 μm, 3.0 mm thickness) impregnated with polyurethane and does not contain abrasive grains.

比較例２の研磨パッドは、遊離砥粒研磨に使用される硬質系パッドである。この研磨パッドは、不織布（ポリエステル繊維１００％、繊維径１４μｍ、３．０ｍｍ厚）にポリウレタンを含浸させたものであり、研磨砥粒は含んでいない。 The polishing pad of Comparative Example 2 is a hard pad used for free abrasive polishing. This polishing pad is made of nonwoven fabric (100% polyester fiber, fiber diameter 14 μm, 3.0 mm thickness) impregnated with polyurethane and does not contain abrasive grains.

比較例３の研磨パッドは、バインダ樹脂（ＰＶＤＦ）：１１質量％、研磨粒子：３４質量％及び溶剤：５６質量％を混合したペーストを用いて特許第５５１１２６６号公報記載の製造方法によって製造したものである。 The polishing pad of Comparative Example 3 was manufactured by the manufacturing method described in Japanese Patent No. 5511266 using a paste containing 11% by weight of binder resin (PVDF), 34% by weight of abrasive particles, and 56% by weight of solvent.

比較例４の研磨パッドは、バインダ樹脂（ＰＥＳ）：１１質量％、研磨粒子：３４質量％及び溶剤：５６質量％を混合したペーストを用いて特許第５５１１２６６号公報記載の製造方法によって製造したものである。 The polishing pad of Comparative Example 4 was manufactured by the manufacturing method described in Japanese Patent No. 5511266 using a paste containing 11% by weight of binder resin (PES), 34% by weight of abrasive particles, and 56% by weight of solvent.

比較例１～４の研磨パッドの研磨面のデュロメータ硬度、密度、弾性率、圧縮変位及び変形挙動も表１に示す。 The durometer hardness, density, elastic modulus, compression displacement and deformation behavior of the polishing surface of the polishing pads of Comparative Examples 1 to 4 are also shown in Table 1.

（試験）
図６に示す研磨装置を用意した。研磨装置は、ＢＢＳ金明製「FINE SURFACE E-200」であり、ウェハ１５を回転中心Ｏ周りに回転可能な図示しないドラムと、ブラケット１７とを備えている。ブラケット１７は、実施例１～１０又は比較例１～４の研磨パッド１３、１９を保持し、研磨パッド１３、１９の研磨面をウェハ１５の表面に対して変位可能な角度θ、所定押圧力で押圧できるようになっている。 (test)
A polishing apparatus shown in Fig. 6 was prepared. The polishing apparatus was a "FINE SURFACE E-200" manufactured by BBS Kinmei, and was equipped with a drum (not shown) capable of rotating the wafer 15 around a rotation center O, and a bracket 17. The bracket 17 holds the polishing pads 13, 19 of Examples 1 to 10 or Comparative Examples 1 to 4, and is capable of pressing the polishing surfaces of the polishing pads 13, 19 against the surface of the wafer 15 at a displaceable angle θ and with a predetermined pressing force.

（試験１）
試験１では、Ｓｉからなるウェハ１５の外周縁部を以下の条件で研磨した。
ウェハ１５の回転数：１０．０（ｒｐｍ）
ドラム回転数：２５０ｒｐｍ（遠心力で押し付け）
上下スピード：３．００ｍｍ／秒
角度θ：０～１８０°
研磨液：実施例１～１０及び比較例３～４では、シリカ（ＳｉＯ₂）（平均粒径：０．２μｍ）が濃度０％のピペラジン水溶液を用いた。比較例１～２では、シリカ（ＳｉＯ₂）（平均粒径：０．０５μｍ）を１００００ｐｐｍ以下で含む研磨スラリーを用いた。 (Test 1)
In Test 1, the outer peripheral edge of a wafer 15 made of Si was polished under the following conditions.
Rotation speed of wafer 15: 10.0 (rpm)
Drum rotation speed: 250 rpm (pressed by centrifugal force)
Up and down speed: 3.00 mm/sec Angle θ: 0 to 180°
Polishing liquid: In Examples 1 to 10 and Comparative Examples 3 and 4, a piperazine aqueous solution containing 0% silica (SiO ₂ ) (average particle size: 0.2 μm) was used. In Comparative Examples 1 and 2, a polishing slurry containing 10,000 ppm or less of silica (SiO ₂ ) (average particle size: 0.05 μm) was used.

研磨後の形状では、曲率半径が１５００（ｍｍ）未満であれば〇、曲率半径が１５００（ｍｍ）以上、２０００（ｍｍ）未満であれば△、曲率半径が２０００（ｍｍ）以上であれば×として評価した。表面粗さでは、面粗度Ｓａが８（Å）未満であれば〇、面粗度Ｓａが８（Å）以上、１０（Å）未満未満であれば△、面粗度Ｓａが１０（Å）以上であれば×として評価した。研磨レートでは、研磨量Ｘが２（ｍｇ／分）以上であれば〇、研磨量Ｘが１．５（ｍｇ／分）以上、２（ｍｇ／分）未満であれば△、研磨量Ｘが１．５（ｍｇ／分）未満であれば×として評価した。パーティクルでは、電子顕微鏡の観察判定により、５μｍ×５μｍの面内において、パーティクル数が５個以内であれば〇、５個以上１０個以内であれば△、１０個以上であれば×として評価した。研磨液では、研磨粒子の濃度が０ｐｐｍで研磨可能であれば〇、研磨粒子の濃度が１ｐｐｍ以上、５０００ｐｐｍ未満でなければ研磨できなかった場合は△、研磨粒子の濃度が５０００ｐｐｍ以上、１００００ｐｐｍ以下でなければ研磨できなかった場合は×として評価した。総合では、研磨後の形状、表面粗さ、研磨レート、パーティクル及び研磨液の全てが〇の場合を〇とした。結果を表２に示す。表２から、総合において、実施例１～５が◎を得ており、実施例６～１０が〇を得ていることがわかる。 In terms of the shape after polishing, if the radius of curvature was less than 1500 (mm), it was evaluated as ◯, if the radius of curvature was 1500 (mm) or more but less than 2000 (mm), it was evaluated as △, and if the radius of curvature was 2000 (mm) or more, it was evaluated as ×. In terms of surface roughness, if the surface roughness Sa was less than 8 (Å), it was evaluated as ◯, if the surface roughness Sa was 8 (Å) or more but less than 10 (Å), it was evaluated as △, and if the surface roughness Sa was 10 (Å) or more, it was evaluated as ×. In terms of polishing rate, if the polishing amount X was 2 (mg/min) or more, it was evaluated as ◯, if the polishing amount X was 1.5 (mg/min) or more but less than 2 (mg/min), it was evaluated as △, and if the polishing amount X was less than 1.5 (mg/min), it was evaluated as ×. In terms of particles, if the number of particles was 5 or less within a 5 μm x 5 μm surface, it was evaluated as ◯, if it was 5 to 10, it was evaluated as △, and if it was 10 or more, it was evaluated as ×. For the polishing liquid, if polishing was possible with a polishing particle concentration of 0 ppm, it was rated as ◯, if polishing was not possible unless the polishing particle concentration was 1 ppm or more and less than 5000 ppm, it was rated as △, and if polishing was not possible unless the polishing particle concentration was 5000 ppm or more and 10000 ppm or less, it was rated as ×. Overall, it was rated as ◯ when the shape after polishing, surface roughness, polishing rate, particles, and polishing liquid were all ◯. The results are shown in Table 2. From Table 2, it can be seen that, overall, Examples 1 to 5 received a ◎, and Examples 6 to 10 received an ◯.

表２より、デュロメータ硬度が１８．５～３６．５であり、密度が０．５０～０．６３ｇ／ｃｍ³であり、弾性率が０．９～２．０ｋｇｆ／ｍｍ²であり、圧縮変位が０．７３～１．０２ｍｍであれば、Ｓｉからなるウェハ１５の外周縁部を研磨して研磨不良が生じ難いことがわかる。 From Table 2, it can be seen that if the durometer hardness is 18.5 to 36.5, the density is 0.50 to 0.63 g/ ^cm3 , the elastic modulus is 0.9 to 2.0 kgf/ ^mm2 , and the compression displacement is 0.73 to 1.02 mm, polishing defects are unlikely to occur when the outer peripheral edge of the wafer 15 made of Si is polished.

また、実施例１～１０の研磨パッドは、研磨面を構成する研磨層が無数の研磨粒子を含むため、研磨砥粒を含まない研磨液を用いることができ、研磨後のウェハに残留する研磨粒子であるパーティクルが少ないことから、研磨後のウェハの洗浄性に優れる。 In addition, the polishing pads of Examples 1 to 10 have an abrasive layer that constitutes the polishing surface that contains countless abrasive particles, so a polishing liquid that does not contain abrasive grains can be used, and since there are fewer abrasive particle particles remaining on the wafer after polishing, the wafer is excellent in terms of cleaning properties after polishing.

したがって、実施例１～１０の研磨パッドは、円盤形状のウェハ１５の外周縁部を研磨する場合において、研磨不良が生じ難く、かつ研磨後のウェハ５の洗浄性に優れる。また、実施例のウェハ研磨方法は、円盤形状のウェハ１５の外周縁部を高い効率で研磨でき、かつ研磨後のウェハ１５の洗浄性に優れる。 Therefore, the polishing pads of Examples 1 to 10 are less likely to cause polishing defects when polishing the outer peripheral edge of a disk-shaped wafer 15, and are excellent in cleaning properties of the wafer 5 after polishing. In addition, the wafer polishing method of the Examples can polish the outer peripheral edge of a disk-shaped wafer 15 with high efficiency, and is excellent in cleaning properties of the wafer 15 after polishing.

以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。 Although the present invention has been described above with reference to examples, it goes without saying that the present invention is not limited to the above examples and can be modified as appropriate without departing from the spirit of the invention.

例えば、実施例ではＳｉからなるウェハ１５の外周縁部を研磨したが、本発明の研磨パッド及びウェハ研磨方法はＳｉＣからなるウェハ１５の外周縁部を研磨する場合にも適用可能である。 For example, in the embodiment, the outer peripheral edge of a wafer 15 made of Si was polished, but the polishing pad and wafer polishing method of the present invention can also be applied to polishing the outer peripheral edge of a wafer 15 made of SiC.

本発明は半導体デバイスの製造装置に利用可能である。 The present invention can be used in semiconductor device manufacturing equipment.

５…繊維ウェブ
９２、９４…研磨層（９２…下研磨層、９４…上研磨層）
１３…研磨パッド
１５…ウェハ 5... Fiber web 92, 94... Abrasive layer (92... Lower abrasive layer, 94... Upper abrasive layer)
13... Polishing pad 15... Wafer

Claims

A first step of preparing a wafer, a polishing pad, and a polishing liquid;
a second step of polishing the wafer with the polishing pad while supplying the polishing liquid between the wafer and the polishing pad;
the wafer has a central axis, a first surface extending in a direction perpendicular to the central axis, a second surface located opposite to the first surface and extending in a direction perpendicular to the central axis, an outer circumferential surface connecting an outer circumferential edge of the first surface and an outer circumferential edge of the second surface, and an outer circumferential edge portion formed by the first surface or the second surface and the outer circumferential surface,
the polishing pad has an abrasive layer that constitutes an abrasive surface and contains a binder resin and an innumerable abrasive grains and fibers, has a durometer hardness of 18.5 to 36.5, a density of 0.50 to 0.63 g/ ^cm3 , an elastic modulus of 0.9 to 2.0 kgf/ ^mm2 , and a thickness reduction of 0.73 to 1.02 mm under a load of 2 kPa;
The polishing liquid does not contain the abrasive particles,
A wafer polishing method, characterized in that in the second step, the polishing surface is pressed against the outer peripheral edge portion with a predetermined pressing force, and at least one of the wafer and the polishing pad is rotated relatively around the central axis.

2. The method for polishing a wafer according to claim 1, wherein the polishing layer includes a fiber web that constitutes the fibers, and the binder resin and the abrasive particles that are contained within the fiber web.