JPH0288178A - 半導体研磨用ラジアル・スポーク・パッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、シリコン・スライスの製造に関し、更に詳し
くは、シリコン・スライスの研磨用パッドに関する。

（従来技術） 最近のインゴットからウェーハを製造する工程では、結
晶を標準の直径にセンターを合わせて研削し、研削工程
で載置用平面をつける。次に、このインゴットは、研削
によるクラックを全て除去するため、エツチングされ、
鋸で切断するために取り付けられる。

切断は内径鋸によって行われ、大部分のメーカーは、そ
の後の工程でのチップの劣化を最小にするため、スライ
スに円形の端部を作る処理工程を有している。

投写接近写真石版技術の出現によって、十分な平坦性を
有する表面を得るため、ウェーハエ程でスライスを遊星
ラッピングする必要がある。ラッピング機は非常に大型
になり、品質と平坦性を保持するため、下記のような幾
つかの新しい特徴を有している。（１）この特徴によっ
て圧力超過に起因するウェーハの破損とスクラッチの機
会が減少するロード・セルの検出による圧力制御、（２
）犠牲結晶チップの厚さを検出する周波数ゲージによる
厚さ制御、および（３）板の自動反転およびタコメータ
による速度の読取り。これらによってラッピングされる
板は、生産環境の中で一層平坦に保持される。

最終研磨工程で、半導体スライスは研磨パッドとスラリ
ーすなわち研磨溶液を使用して研磨される。この研磨パ
ッドは表面に溝を有していてもよい。研磨パッドの表面
に圧力むらまたはスラリーの分布むらまたはそれらの両
方が発生する場合、半導体スライスの表面が不均等に研
磨されることによって、［エツジ・ロールオフ」と称す
る現象がこの表面に発生する。このロールオフの状態は
、研磨パッドの表面に溝の付いたトラフを使用すること
によって解消される。しかし、もし溝の付いた表面が適
当な形状でなければ、この表面の平坦性に「サブミクロ
ン」のレベルで別の欠陥が発生する。この欠陥は「起伏
現象」と呼ばれる。

起伏とは、研磨パッドの溝の形状によって作られた補強
パターンによって形成されるサブミクロンの表面の波動
状態である。スライスの表面が十字形の溝のハツチング
によって作られた高低のある領域を有する研磨面に繰返
し接した場合、「洗濯板」効果が発生し、起伏が生じる
。この起伏は、大部分化粧上の問題であり、起伏のある
半導体スライスから製作されたデバイスの性能に影響を
与えないことが試験の結果判明しているが、一部のメー
カではスライス上に起伏の存在することを嫌っている。

（発明の概要） 端部のロールオフと起伏の問題は、研磨パッドの表面の
溝すなわちチャンネルの形状を変更することによって取
り除かれる。研磨パッドの上面に切り込まれたまたはエ
ンボスされた放射状の溝によって、起伏を生じる高低領
域からなる強化用パターンを無くすることができる。こ
の放射状の溝は放射状のスポークを形成するパッドの中
心から延びてもよく、またはパッドの端部の１点から放
射状にパッドの端部の周囲の複数の点に延びてもよい。

これらの溝は湾曲し、１つの点からパッドの中心または
端部以外の点に延びてもよい。

この放射状のスポークを有するパッドは、ポリウレタン
の研磨パッドを使用し、パッドの上面にスポークを切り
込みまたはエンボスすることによって作られる。試験に
よれば、放射状のスポークを有するパッドを使用するこ
とによって、研磨のサイクル時間が２８％も減少し、テ
ンプレートの寿命が６０％長くなり、より優れた平坦性
の得られることが判明している。

本発明および本発明の目的によって代表される技術上の
進歩は、添付図および添付の請求の範囲の新奇な特徴と
あわせて、下記の本発明の好適な実施例の説明を検討す
ることによって、明らかとなる。

（実施例） 第１図は、従来技術の方法によって研磨された半導体ウ
ェーハの表面の位相マツプを示す。スライス１０は、こ
のスライスが載置された平面を基準としたスライス面上
の等しい高さの点をつないだ等高線１２を有している。

留意することは、スライスの左側（１５によって示す）
では点線１４によって囲まれた領域において、スライス
の上面の高さが急激に変化していることである。これが
スライスの平坦性が低下しているスライスの端部のｒロ
ールオフ」である。端部１５に沿って作られた各半導体
デバイス１２は、このむらのある表面のために品質が低
下し、端部１５に沿って作られた個々の半導体デバイス
の歩留まりを低下させる。

第２図、第３図および第４図は、半導体スライスが研磨
される場合、これらに起伏がどのようにして作られるか
を示すために使用される。第２図は、ハツチングの交差
した格子パターンを有する研磨パッドを示す。例えば、
パッド２０は、交差ハツチング・パターン２１が研磨面
にエンボスまたは切り込まれたポリウレタンのパッドを
示す。

第３図は、半導体スライス上の起伏が、研磨パッドの溝
によって作られた補強パターンによって形成されること
を示す。パッド２５は回転し、スラリー２６がパッドの
中心に供給され、これは回転するパッドの回転力のため
このパッドの周辺部に移動する。回転研磨用テンプレー
トが、３個のスライス２８を保持する。このスライス・
テンプレート２７は、例えば、毎分６０回回転転、研磨
バットも毎分６０回回転転る。起伏は、バットの溝によ
って作られた同心の補強パターンによって作られる。こ
れらの起伏は、スライスの移動方向が補強パターンに接
触する場合にのみ作られる。

これはパッドの外端部または内端部でのみ発生する。こ
の補強パターンは第３図で同心のリング２９として示さ
れる。

第４図は、第２図の溝の付いたパッドによって研磨され
た半導体スライスを示す。溝の付いた研磨パッドで研磨
した後の半導体スライス３０の端部には、最少限のロー
ルオフしかないが、小さな振幅の起伏３１が作られてい
る。実験によって、この起伏は、研磨パッドの溝の間の
距離の関数であることが判明している。

研磨パッドによって作られたこれらの起伏は、第５図で
半導体スライスの断面図によって、更に詳しく示されて
いる。１つの例の場合、第５図の研磨バットによって作
られた起伏は、高さが約０．３ミクロンであった。

第６図は、本発明による研磨パッドを示す。パッド４０
は、このパッドの中心から放射するパッドの表面に形成
された溝４１を有している。これらの溝４１は、例えば
、パッドの周囲で１／２インチないし３／４インチ離れ
ていてもよい。これらの溝は、例えば、深さが約１／３
２インチであってもよい。

第７図は、第６図の研磨パッドを用いて半導体スライス
を研磨しているところを示す。パッド４０は回転され、
スラリー４２はパッドの中心に供給されて、回転してい
るパッドの回転力によってこのパッドの周囲に移動する
。回転研磨テンプレート４３は３個のスライス４４を保
持している。このスライス・テンプレート４３は、例え
ば、毎分６０回回転転、研磨パッド４２も毎分６０回回
転転る。

パッド４０が回転するにしたがって、これらの溝すなわ
ちスポーク４１は、各スポークのチャンネルで新鮮なス
ラリー４２によって半導体スライスの表面の下部をむら
なくぬぐう。このパッドの外縁にはスライスに接して進
行する補強パターンが存在しないから、起伏は形成され
ない。

第８図は、第６図の研磨パッドで研磨した後の半導体ス
ライスを示す。起伏または端部のロールオフは存在しな
い。スライスが研磨パッドの外縁部で研磨されている場
合、むらのある研磨を行うような補強パターンが存在し
なくても、これらのスポークを介して良好なスラリーの
流れがスライスに加えられる。

第９図は、第８図に示す半導体スライス４４の断面図で
ある。留意するべきことは、スライスの表面は起伏がな
くて滑らかであり、このスライスの端部にはロールオフ
が存在しないことである。

第１Ｏ図は本発明の他の実施例を示す。溝５１は研磨パ
ッド５０内に作られ、これらの溝はこのパッドの中心以
外の点４９から放射される。これらの溝は、第６図の研
磨パッドの溝と同様の方法で、半導体スライスの下をぬ
ぐうから、補強パターンは形成されず、したがって研磨
された半導体スライスには起伏が形成されず、また研磨
されたスライスの端部にはロールオフが存在しない。

第１１図は、研磨パッドの他の実施例を示す。

パッド５２はこの研磨パッドの中心点から放射する湾曲
した溝を有している。

第１２図は、本発明による研磨バッドの更に他の実施例
である。パッド５４は波状でこのパッドの中心点からそ
の端部に向かって外方向に放射する溝を有する。

以上の記載に関連して、以下の各項を開示する。

（１）　　研磨用スラリーと組み合わせて使用するパッ
ドであって、上記のパッドはパッド上の１点からパッド
の周囲に放射状に延びる複数のチャンネルをパッド上に
有することを特徴とする特許体スライスの研磨用パッド
。

（２）上記のチャンネルは、パッドの中心以外の点から
間隔をおいたパッドの周囲上の他の複数の点に放射する
ことを特徴とする環ｌ記載のパッド。

（３）上記のチャンネルはパッド上にエンボスされてい
ることを特徴とする項１記載のパッド。

（４）上記のチャンネルは、パッドの表面に切り込まれ
ていることを特徴とする環ｌ記載のパッド。

（５）半導体スライスを研磨する方法において、上記の
方法は、 スラリー覆われ回転中の研磨パッドを対して半導体スラ
イスを保持するステップ、ならびに半導体スライスを回
転中の研磨パッドに対して保持しながら、上記の半導体
スライスを回転させるステップであって、上記の研磨パ
ッドは研磨パッド上の１点から研磨パッドの周囲に放射
状に延びるチャンネルをその上に有する上記のステップ
によって構成されることを特徴とする方法。

（６）上記のチャンネルは、研磨パッドの周囲の共通点
から研磨パッドの周囲の間隔をおいた他の複数の点に延
びることを特徴とする環５記載の方法。

（カ　スラリーが研磨パッドの中心に加えられ、パッド
のチャンネルを通って半導体スライスの下部からパッド
の周囲に流れることを特徴とする環ｌ記載の方法。

（８）パッド上の点から延びる複数の溝が湾曲し、上記
のパッド上の上記の点から複数の他の点に延びることを
特徴とする項１記載のパッド。

（９）上記の溝は形状が波状であることを特徴とする項
８記載のパッド。

００）半導体スライスを研磨する研磨パッドにおいて、
上記のパッドは、ポリウレタンのパット°と上記のパッ
ド中の複数の溝によって構成され、各々の溝は上記のパ
ッドの１つの面の２つの点の間に延びることを特徴とす
る研磨パッド。

θＤ　上記の２つの点の１つが各々の溝に対して共通で
あることを特徴とする環１０記載の研磨パッド。

θり　上記の溝は、上記のパッドの中央の点から上記の
パッドの端部上の複数の点に放射状に延びることを特徴
とする環１０記載の研磨パッド。

０つ　上記の溝が直線であることを特徴とする環１０記
載の研磨パッド。

圓　上記の溝が湾曲していることを特徴とする項ｌＯ記
載の研磨パッド。

０５）上記の溝が波状であることを特徴とする環１０記
載の研磨パッド。

０６）上記の溝がパッドの一端の共通点とパッドの端部
の周囲に分布された複数の点の間に延びることを特徴と
する環１０記載の研磨パッド。

０″Ｄ　研磨パッドおよび半導体を研磨する方法は、ス
ライスの端部のロールオフを除去するための溝を使用し
、サブミクロンのオーダーの波動状態が表面に形成され
ることを防止する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、スライスの平坦性が劣化するロールオフを示
す半導体スライスの構造図である。 第２図は、表面に格子状の溝を有する研摩パッドを示す
図である。 第３図は、第２図の格子状パッドを使用して行われる研
磨中の高低領域を有する同心円の補強パターンを示す図
である。 第４図は、スライスが格子状の溝を有する研磨パッドで
研磨された後、表面に起伏を有するスライスを示す図で
ある。 第５図は、第４図のスライスの断面図である。 第６図は、放射状の溝を有する研磨パッドを示す図であ
る。 第７図は、研磨中の放射状の溝を有するパッドを示す図
である。 第８図は、放射状の溝を有するパッドで研磨後の半導体
スライスを示す図である。 第９図は、第８図に示すスライスの断面図である。 第１０図は、放射状の溝を有するパッドの他の実施例を
示す図である。 第１１図は、放射状の溝を有するパッドの他の実施例を
示す図である。 第１２図は、放射状の溝を有するパッドの更に他の実施
例を示す図である。 １０．２８・・・・・・スライス、１２・・・・・・等
高線、１４・・・・・・点線、　　　　　　１５・・・
・・・端部、２０．２５・・・・・・パッド、 ２１・・・・・・交差ハツチング・パターン、２６・・
・・・・スラリー　　　　２９・・・・・・同心のリン
グ。 Ｆｔ’ｇ、　１０ Ｆｌ′ｇ、／／ Ｆｔ’ｇ、　／２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）研磨用スラリーと組み合わせて使用するパッドで
   あって、上記のパッドはパッド上の１点からパッドの周
   囲に放射状に延びる複数のチャンネルをパッド上に有す
   ることを特徴とする半導体スライスの研磨用パッド。