JPH0417332A

JPH0417332A - 半導体ウェーハの研磨方法

Info

Publication number: JPH0417332A
Application number: JP2120413A
Authority: JP
Inventors: Norio Kashimura; 憲男樫村; Shiomi Hara; 原　四男美
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 1990-05-10
Filing date: 1990-05-10
Publication date: 1992-01-22
Anticipated expiration: 2010-01-11
Also published as: JPH071759B2

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、半導体ウェーへの研磨工程に使用するウェー
ハ保持プレートおよびその面修正処理方法に関する。

［従来の技術］ＩＣやＬＳＩなどの半導体装置の基板に用いられる半導
体ウェーハは、少なくともその一表面が高度に鏡面仕上
されていなければならない。この鏡面研磨は、研磨機の
定盤に貼り付けられているポリシングパッド上に、例え
ば、微細な砥粒を含んだ研磨液を供給しながら研磨機を
回転させ、パッド表面にウェーハ表面を押し付けること
によって行われている。このような鏡面加工においては
、ウェーハを回転しているパッドに対して確実に保持し
てお（ことが必要である。従来、松脂やパラフィン、ワ
ックスなどを用いて半導体ウェーハを平滑なウェーハ保
持プレートに固着する方法が広く用いられている。

［発明が解決しようとする課題］ところが、従来の半導体ウェーハの固着方法ではウェー
ハ保持プレートが平滑なため、第５図（ａ）に示すよう
にウェーハ保持プレー）２ａ上にゴミ４がある場合、そ
のまま半導体ウェーハ１を保持すると、その部分の半導
体ウェーハ１が浮き上がりウェーハ保持プレート２ａに
固着されず、そのまま研磨すると第５図（ｂ）に示すよ
うに半導体ウェーハ１の一部に凹みが生じ、均一な厚さ
に研磨できないという問題があった。

また、半導体ウェーハ１をワックス等の接着剤３でウェ
ーハ保持プレート２ａに固着する際に、接着剤３のまわ
りが悪く、均一な厚さで半導体つ工−ハ１を固着させる
ことができないため、半導体ウェーハ１を高精度の平坦
度を有する鏡面に研磨できないという問題もあった。

本発明は上記の点を解決しようとするもので、その目的
は、半導体ウェーハ研磨用ウェーハ保持プレートのウェ
ーハ保持面を粗らすことによって、半導体ウェーハを均
一にウェーハ保持プレートに固着させ、ウェーハを高精
度の平坦度を有する鏡面に研磨することにある。

［課題を解決するための手段］本発明は、まず第１の発明として、面粗さがＲａ＝０．
５〜３．０μｍであることを特徴とする半導体ウェーハ
研磨用ウェーハ保持プレートを提供するものである。

また、本発明は、使用に伴い上記ウェーハ保持プレート
表面の面粗さが低下してきた場合に所定の面粗さに戻す
ための面修正処理方法を提供するものであり、この面修
正処理方法は、面修正処理時に発生するパーティクルを
完全に除去することができ、従って、半導体ウェーハ研
磨工程に直ちに使用可能にするものである。

すなわち、本発明は第２の発明として、上記ウェーハ保
持プレートを半導体ウェーハ研磨に使用後、粒径の比較
的大きいラップ材で面粗さＲａ＝０．５〜３．０　μｍ
にラップ処理後、Ｎａ１ｌ）（を含有する薬液にて、洗
浄処理することを特徴とする半導体ウェーハ研磨用ウェ
ーハ保持プレートの面修正処理方法に関する。

次に本発明の詳細な説明する。

本発明の半導体ウェーハ研磨用ウェーハ保持プレートは
、第１図に示すようにその表面が適度に粗れているため
、ゴミ４がウェーハ保持プレート２上にある場合でもゴ
ミ４がその凹部分に入り込み、研磨時の半導体ウェーハ
１の凹みを防止できる。

また、表面の粗さのため、接着剤３のまわりが良く均一
に分布し、半導体ウェーハ１をウェーハ保持プレート２
に均一に接着させることができる。

ウェーハ保持プレート２に使用される材料としては、あ
る程度の硬度を有するもので、金属、ガラス、セラミッ
クス等が好ましい。

また、ウェーハ保持プレート２の表面粗さとしてはＲａ
＝０．５〜３．０μｍの範囲とされる。Ｒａが０．５未
満の場合は、粗さが不十分であり、既述のゴミ等による
不均一な鏡面研磨が行われる。また、Ｒａが３．０μｍ
を越えると保持プレート自身の持つ凹凸がつ；−ハ研磨
に反映し、均一な鏡面研磨がし難（なり、また、保持プ
レート表面の凸部が欠けやすくなり、研磨に悪影響を与
える。また、−度に複数個の半導体ウェーハ１をウェー
ハ保持プレート２に固着させたり、あるいは大きさの異
なる半導体ウェーハ１を固着させたりするため、ウェー
ハ保持プレート２の全面が粗れていることが好ましい。

また、半導体ウェーハ１をウェーハ保持プレート２に固
着させる接着剤３としては、ワックス、パラフィン、松
脂等が好ましく、研磨後、半導体ウェーハ１に付着して
いる接着剤３を洗浄等で容易に除去できるものが好まし
い。

また、接着方法としては、ワックスを揮発性の溶剤で希
釈し、スプレーで微粒子状でウェーハ保持プレート２に
厚さ約１〜２μｍで制御しつつコートする。更に、この
ウェーハ保持プレート２を加熱しつつ半導体ウェーハ１
を接着し、弾性シートを介し、定盤をあてて加圧後自然
冷却して固着させる。

以上のように半導体ウェーハ１をウェーハ保持プレート
２に固着させて、第２図に示すように定盤５に押圧して
回転させ研磨材にて研磨する。

ところが、ウェーハ保持プレートは、数回使用すると、
半導体ウェーハの保持部以外の部分は半導体ウェーハが
研磨されると同様に研磨がすすみ、当初の表面粗さが失
われる。ウェーハは手作業でウェーハ保持プレートに固
着させるため、毎回全（同じ場所に固着させるのは困難
で、少し位置がずれるため、前記の理由により、固着さ
せた部分のウェーハ保持プレートの表面粗さは一定でな
く、上記鏡面研磨の進行によって、表面粗さの低下した
部分にウェーハの一部が接着剤で固着されたときは、接
着剤が均一に分散されず、接着剤の厚さが不均一となる
。すなわち、第４図に示すように、オリジナルの粗面部
６ａはその微小凹凸の凸部先端がウェーハにほぼ直接接
し、鏡面研磨中に平滑になった粗面部６ｂは接着剤層厚
さ１〜３μｍでウェーハが接着され、ワックス厚さに好
ましくないムラができる。このために、ウェーハが固着
された状態で、その非固着面の平坦度が悪化し、このま
ま鏡面研磨されると、研磨量がその平坦度の悪化に応じ
て行われ、場合によっては数ミクロンのへこみを生ずる
。また、上記の表面粗さの低下したウェーハ保持プレー
ト表面では、作業雰囲気からの粒子汚染で、第４図で示
したような状況が起こる。そして、ウェーハの研磨面上
でへこみとなる。また、より大きな半導体ウェーハを研
磨する場合も同様に固着させた部分の粗さが一定でない
ため、均一な厚さに鏡面研磨できない。そこで、本発明
では複数回使用したウェーハ保持プレートの面修正を行
なうことによって、ウェーハ保持プレートの表面の粗さ
を修正し、再びウェーハ保持プレートの使用を可能とす
る。

ウェーハ保持プレートの面修正の方法としては、ラップ
材を使用して研磨し、全面を均一な粗さとする。面修正
後のウェーハ保持プレートの表面の粗さとしては、もと
の粗さ、すなわち、０．５〜３．０μｍであり、また、
使用するラップ材としては、０．５〜３．０μｍの粗さ
に研磨できるＡ１□０３やＳｉＣ等が好ましく、これら
を単独または混合して使用することができる。

面修正中、ウェーハ保持プレートの研磨面においては、
面修正が遊離砥粒による研磨によって行われ、その過程
でウェーハ保持プレート研磨面の微小クラックとその剥
離を起こすためラップ剤以外の新たな粒子（パーティク
ル）が発生し、がかる研磨面を単に清浄化のための洗浄
を行い乾燥するのみでは、ウェーハ保持プレート表面の
粗さの凹凸の谷間に、あるいはクラックの中に保持され
た上記微粒子およびラップ剤粒子自身が残存し、従って
かかるウェーハ保持プレート上に半導体ウェーハをワッ
クス等で接着して半導体ウェーハの研磨を行ったときに
、前記２種類の粒子が遊離して、半導体ウェーハの鏡面
研磨剤に混入し、半導体ウェーへの研磨面に作用するた
め、均一な研磨ができずスクラッチの要因となる。これ
らを完全に除去するためには、面修正後、ウェーハ保持
プレートを化学薬品によって腐蝕洗浄する。本発明者ら
は、アルカリ界面活性剤による洗浄等を検討したが、パ
ーティクルは、単なる洗浄では完全には除去できず、化
学薬品による腐蝕によって溶解する洗浄により、完全に
除去することができる知見を得、鋭意検討した結果、Ｎ
ａＯＨを含有する薬液にて洗浄することによって、パー
ティクルを溶解し、完全に除去することを可能とした。

薬液処理後、ウェーハ保持プレートを水洗、乾燥させて
、再びウェーハの鏡面研磨工程に使用可能となる。

［実施例］次に本発明を実施例を挙げて詳しく説明する。

実施例１半径２６０ｍｍ　、直径５２０ｍｍ　、厚さ１８ｍｍの
平担なガラスプレートをＧＣ＃　３２０とＧＣ＃　２４
０を４＝１で混合したラップ材にて表面の粗れがＲａ＝
１．８４μｍとなるように研磨して、ウェーハ保持プレ
ートを加温し、その上にワックスを接着剤として薄層を
形成後、この上に直径６インチ、厚さ０．５〜０．６ｍ
ｍの研削、化学エツチング加工を施したシリコンウェー
ハを第３図に示すように中心に１枚、その周辺に６枚等
間隔に配置し、ガラスプレートの背面から加熱したまま
ウェーハの上にほぼ同形の鉄製定盤を載せ、加圧して１
時間保持後冷却した。その後、第２図に示すように定盤
に押圧して回転させ、研磨材としてシリカ微粒子を水に
分散したスラリーを使用し、鏡面研磨した。研磨後、シ
リコンウェーハをウェーハ保持プレートよりはずし、有
機溶剤および中性洗剤にてワックスを除去した。上記の
研磨により高精度の平坦度を有する鏡面研磨されたシリ
コンウェーハが得られた。

実施例２１００回使用した実施例１のウェーハ保持プレートの面
粗さＲａを面粗さ計にて測定した。

常時ウェーハ貼付部分　Ｒａ＝１．８２μｍ（第３図１
）常時研磨部分内周部　Ｒａ＝１．２５μｍ（第３図７）常時研磨部分外周部　Ｒａ＝１．５３μｍ（第３図８）このウェーハ保持プレートを実施例１のラップ材を用い
て研磨し、面修正を行った。面修正後、ウェーハ保持プ
レートを１．１．１−　）−リクロロエタンに浸漬脱脂
し、更に１，１．１−トリクロロエタンの蒸気にて洗浄
し、その後、ＮａｏＨＩＯ％溶液に浸漬した。次に、純
水で十分にガラスプレート表面のＮａＯＨを除去後、更
にイソプロピルアルコールに浸漬して乾燥させた。

次にこのウェーハ保持プレートの面粗さを面粗さ計にて
測定すると次のようであった。

外周部　　　Ｒａ＝＝　１．９２μｍＲ／２　　　　　Ｒａ＝　１．７７　μｒｒ。

中心部　　　Ｒａ＝　１．８４　μｍ次に実施例１と同様にして、このウェーハ保持プレート
を使用してウェーハを研磨したところ、高精度の平坦度
の鏡面を有するシリコンウェーハが得られた。

［発明の効果コ以上の説明で明らかなように、本発明のウェーハ保持プ
レートによれば、半導体ウェーハを高精度の平坦度を有
する鏡面に研磨することができ、また、数回使用し面粗
れが低下した場合でも、本発明の面修正処理方法によれ
ば、更に研磨された半導体ウェーへの研磨面のスクラッ
チの発生を防止し、簡単に使用可能となるウェーハ保持
プレートを作製することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のウェーハ保持プレートにウェーハを固
着させた状態を示す断面図、第２図は本発明のウェーハ
保持プレートを使用してウェーハを研磨する状態を示す
断面図、第３図はウェーハ保持プレート上の半導体ウェ
ーハの配置の一例を示す平面図、第４図はウェーハ保持
プレートの平滑になった粗面部で接着剤厚さのムラが発
生する理由を説明するための模式的断面図、第５図（ａ
）は従来のウェーハ保持プレートにウェーハを固着させ
た状態を示す断面図、第５図（ｂ）は第５図（ａ）の状
態で研磨した後のウェーへの断面図である。ｌ・　半導体ウェーハ、２．２１，２ａ・・・ウェーハ保持プレート、３・・・
接着剤、４・・・ゴミ、５・・・定盤、６ａ・・・オリ
ジナルの粗面部、６ｂ・・・鏡面研磨中に平滑になった粗面部、７・・・
ウェーハ保持プレート（ガラスプレート）の常時研磨部
分内周部、８・・・ウェーハ保持プレート（ガラスプレート）の常
時研磨部分外周部第２図第３図第４図ゴミプレート（ａ）半導体ウェーハ（ｂ）第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）面粗さがＲａ＝０．５〜３．０μｍであることを
特徴とする半導体ウェーハ研磨用ウェーハ保持プレート
。
（２）請求項１に記載のウェーハ保持プレートを半導体
ウェーハ研磨に使用後、粒径の比較的大きいラップ材で
面粗さＲａ＝０．５〜３．０μｍにラップ処理を行い、
その後ＮａＯＨを含有する薬液にて洗浄処理することを
特徴とする半導体ウェーハ研磨用ウェーハ保持プレート
の面修正処理方法。