JPH09262761A - 半導体ウェーハの研磨方法 - Google Patents

半導体ウェーハの研磨方法

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JPH09262761A
JPH09262761A JP8098995A JP9899596A JPH09262761A JP H09262761 A JPH09262761 A JP H09262761A JP 8098995 A JP8098995 A JP 8098995A JP 9899596 A JP9899596 A JP 9899596A JP H09262761 A JPH09262761 A JP H09262761A
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JP
Japan
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polishing
wafer
carrier
plate
mirror
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Application number
JP8098995A
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Inventor
Hiroshi Matsuo
浩 松尾
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Sitix Corp
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Publication date
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 両面同時鏡面研磨の運動を利用して高精度の
片面鏡面ウェーハを、キャリアによるウェーハ端面の粗
さや傷等の不具合を生じることなく、効率よく加工でき
る半導体ウェーハの研磨方法の提供。 【解決手段】 両面にウェーハ8,8を接着した薄円盤
のプレート7をキャリア4のホール5にセットし研磨を
行うことにより、容易に片面鏡面ウェーハを得ることが
でき、かかるプレート7の直径をウェーハ8より大きく
することによりキャリアホール5とウェーハ8の接触を
避けることが可能で、高精度の片面鏡面ウェーハを効率
よく加工できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、シリコンウェー
ハ等の半導体ウェーハの鏡面研磨方法の改良に係り、両
面同時研磨装置を利用して片面鏡面ウェーハを高精度で
かつウェーハ端面の粗さや傷等の問題を発生させること
なく、効率よく加工生産できる半導体ウェーハの研磨方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】シリコンなどの半導体基板の鏡面研磨
は、現在、片面のみを研磨する所謂片面研磨が最も一般
的である。一般的な鏡面研磨装置を説明すると、複数枚
の半導体基板を貼りつけた研磨定盤を、回転テーブルに
接着したポリウレタン樹脂等の研磨クロスに所定の圧力
で押しつけ、メカノケミカルポリッシングするものであ
る。
【0003】詳述すると、例えば5〜300nm程度の
粒径を有するSiO2砥粒を苛性ソーダ、アンモニア及
びエタノールアミン等のアルカリ溶液に懸濁させてpH
9〜12程度にした、いわゆるコロイダルシリカからな
る研磨液を用いて、研磨クロスと研磨定盤と相対的に回
転させ、砥粒による機械的作用とアルカリ溶液のエッチ
による化学的作用の両方を利用するメカノケミカルポリ
ッシング法にて研磨する構成からなる。
【0004】半導体メモリーの高集積化に伴い、ウェー
ハに要求される精度も、より高精度になりつつあり、こ
の要求に対する高精度鏡面研磨の一方法として、両面同
時研磨装置による鏡面研磨方法がある。
【0005】この両面鏡面研磨方法は、図4に示すごと
く、相対する上下の定盤1,2に研磨布3を貼着して、
定盤1,2間にウェーハより0.5〜2mm程度大きい
直径のホール5を3〜6個設けた薄円盤状のキャリア4
を定盤全体で4〜5枚、配置装着し、そのキャリア4の
ホール5内にウェーハをセットした後、上下定盤1,2
の回転並びに下定盤2中央の太陽歯車6によりキャリア
4が自転することにより、上記のメカノケミカルポリッ
シング法にてキャリア4の公転、及びウェーハ自体の自
転という複雑な運動を利用し、高精度な鏡面研磨を行う
ものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述の両面鏡面研磨方
法は、当然のことながらウェーハの裏表面共に鏡面研磨
されること、平坦度において高精度のウェーハ研磨が可
能なことなどの利点があるが、キャリアホール内でウェ
ーハが自転するため、ウェーハの端面(ウェーハとキャ
リアの接触面)の粗度が低下したり、傷が発生あるいは
傷がなくとも、歪みが内在されて後工程で発塵する懸念
があるなどの問題がある。
【0007】前述したウェーハの端面の問題を生じない
片面鏡面研磨方法は、ウェーハ精度的に、ウェーハの公
転、自転及び定盤の回転と多くの運動を利用する両面同
時研磨より、作業上、管理上の難しさを多く伴う問題が
ある。しかしながら、デバイスプロセスとウェーハのマ
ッチング等の問題で、前述のごとく、両面鏡面ウェーハ
は一般的ではなく、片面鏡面ウェーハの要求が多いのが
現状である。
【0008】この発明は、かかる鏡面研磨方法の現状に
鑑み、両面同時鏡面研磨の運動を利用して高精度の片面
鏡面ウェーハを、キャリアによるウェーハ端面の粗さや
傷等の不具合を生じることなく、効率よく加工できる半
導体ウェーハの研磨方法の提供を目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】発明者は、研磨装置に両
面同時鏡面研磨機を用いて高精度の片面鏡面ウェーハを
得る方法を目的に種々検討した結果、両面にウェーハを
接着した薄円盤のプレートをキャリアホールにセットし
研磨を行うことにより、片面鏡面ウェーハを得ることが
でき、かかる薄円盤の直径をウェーハより大きくするこ
とによりキャリアホールとウェーハの接触を避けること
が可能であることを知見し、この発明を完成した。
【0010】すなわち、この発明は、複数のホールを有
するキャリアを用い複数のウェーハを同時に研磨する両
面同時研磨装置を用いる半導体ウェーハの研磨方法にお
いて、ウェーハの直径より大きいプレートの両面にそれ
ぞれ被研磨用ウェーハを接着した後、キャリアホールに
該プレートを装着して両面同時研磨を行い、多数の片面
鏡面ウェーハを得る半導体ウェーハの研磨方法である。
また、この発明は、上記の研磨方法において、プレート
がウェーハの直径より1〜5mm程大きく、厚みが1〜
5mmのセラミックである半導体ウェーハの研磨方法を
併せて提案する。
【0011】
【発明の実施の形態】この発明による研磨方法を図面に
基づいて詳述する。図1に示すごとく、研磨布3を貼着
した上下定盤1,2間に、定盤全体で4〜5枚のキャリ
ア4を介在させるが、そのキャリア4のホール5にウェ
ーハをセットするに際して、キャリアホール5内で自転
可能でウェーハの直径より大きい径を有する薄いプレー
ト7を使用し、このプレート7の両面に被研磨ウェーハ
8をワックスなどで接着固定して、キャリアホール5内
にプレート7を挿入配置し、上下定盤1,2をウェーハ
7に当接させ定盤1,2を回転させ、キャリア4も太陽
歯車で回転させて、メカノケミカルポリッシングするこ
とにより、キャリア4の公転とプレート7の自転、すな
わち、ウェーハ8自体の自転を加えた複雑な運動を利用
した高精度な鏡面研磨を行う。
【0012】この発明において、ウェーハを接着するプ
レートは平行平面に仕上げたセラミック材が適してお
り、プレート厚みは1〜5mmが望ましく、機械的強度
の点から3mm前後の厚みが好ましい。プレート直径
は、被研磨ウェーハ直径+1〜5mm が望ましい。セ
ラミック材としては公知材料が採用できるが、Al23
の他、SiCが好ましい。また、表面粗度はRa0.5
μm以下、平坦度は1μm以下、特に0.5μm以下が
望ましい。
【0013】また、キャリアには樹脂材が適しており、
その厚みは、被研磨ウェーハ厚み×(1〜2)+プレー
ト厚み であり、メカノケミカルポリッシングを有効に
するように選定される。さらに、キャリアホール内径
は、プレート直径+(0.5mm〜2mm) が望まし
い。
【0014】この発明では、被研磨ウェーハをプレート
の両面に貼り合わせた後、キャリアホールにセットする
ため、ウェーハ端面がキャリアホール内径面に接触しな
いことにより、ウェーハ端面に加工歪みを加えること
も、傷を発生させることもないため、後工程やデバイス
プロセスで端面からの発塵が防止できる。また、プレー
トとキャリアの接触による発塵の影響は、両者の接触面
が双方ともに平面円周面であることと、上述のごとくセ
ラミック材と樹脂材の接触であるため、何らの問題も生
じない。
【0015】この発明は、両面鏡面研磨装置を利用して
鏡面研磨することにより、片面鏡面ウェーハでありなが
ら、鏡面研磨が定盤の運動、ウェーハの公転、自転運動
によって進むため、高精度のウェーハを得られる。その
理由には、被研磨ウェーハをプレートの両面に貼り合わ
せることにより反りが発生し難いことがあり、また、接
着に際しては、ワックスをプレートにスピンコーターで
塗布してシリコンゴムで押圧するため、極めて均一かつ
薄く塗布でき、表裏面での接着厚みのばらつきが生じな
い点が挙げられる。
【0016】
【実施例】
実施例1 片面鏡面研磨装置並びに両面鏡面研磨装置を用いて、8
インチのシリコンウェーハを鏡面加工を行った。研磨布
はポリウレタン、研磨面圧は200g/cm2、研磨液
はコロイダルシリカ10%溶液、pH10〜10.5、
温度20℃であり、研磨液量は両面研磨の場合は20l
/min、片面研磨の場合は10l/minであった。
両面鏡面研磨装置は、セラミックプレートの両面にウェ
ーハを貼り合わせてキャリアホールにセットするこの発
明方法と、従来のキャリアホールに1枚のウェーハをセ
ットする場合をそれぞれ実施した。
【0017】上記の3方法で各100枚ずつを研磨した
後、各シリコンウェーハ厚みを測定し、厚みのばらつき
を調査した。その結果を図2のグラフに示す。aはこの
発明、bは片面鏡面研磨、cは両面同時鏡面研磨の場合
を示す。図2から明らかなように、この発明方法は、従
来の両面鏡面研磨と同等以上で、片面鏡面研磨に比べて
より高精度の鏡面研磨が実現できた。
【0018】実施例2 実施例1における各シリコンウェーハの端面粗度を測定
し、図3に示す。シリコンウェーハは実施例1の鏡面研
磨前に端面の鏡面研磨を施してあり、その端面粗度は図
3のAに示すとおりであり、片面鏡面研磨とこの発明の
鏡面研磨を施したウェーハはそれぞれ図3のCとDに示
すとおり、Aと同等で端面に何ら変化がないが、従来の
両面鏡面研磨の場合のBは、ウェーハの端面粗度は2.
5〜3.5倍程度悪化していることが分かる。
【0019】実施例3 実施例1の両面鏡面研磨装置は、1つのキャリアに3枚
のウェーハがセットでき、5つキャリアを備えているた
め、従来の両面鏡面研磨方法では1ロットで15枚、こ
の発明の研磨方法では、プレートの両面にウェーハを貼
り合わせてキャリアホールにセットして鏡面研磨を行う
ため30枚と、従来の両面鏡面研磨方法の2倍へ生産性
を向上できた。また、片面鏡面研磨装置は、前記の両面
鏡面研磨装置とほぼ同等の設置面積を有するもので、研
磨布を設けた下定盤にはウェーハ5枚を1ヘッドとする
4ヘッドの上定盤が当接する構成で、1ロットで20枚
であるが、この片面鏡面研磨方法との比較でも、本発明
は1.5倍へ生産性を向上できた。
【0020】
【発明の効果】この発明による半導体ウェーハの研磨方
法は、両面鏡面研磨装置を用いて、プレートの両面にウ
ェーハを貼り合わせてキャリアホールにセットして鏡面
研磨を行うため、両面同時鏡面研磨の運動を利用して高
精度の片面鏡面ウェーハを、キャリアによるウェーハ端
面の粗さや傷等の不具合を生じることなく、効率よく加
工できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による半導体ウェーハの研磨方法を示
す研磨定盤の縦断説明図である。
【図2】ウェーハ精度を示すTTVと占有率との関係を
示すグラフであり、aは本発明、bは片面鏡面研磨、c
は両面同時鏡面研磨の場合を示す。
【図3】ウェーハの端面粗さを示すグラフであり、Aは
端面鏡面研磨後で主面の鏡面研磨前、Bは両面鏡面研磨
後、Cは片面鏡面研磨後、Dはこの発明の鏡面研磨後の
端面粗さを示す。
【図4】両面鏡面研磨装置の斜視説明図である。
【符号の説明】
1,2 定盤 3 研磨布 4 キャリア 5 ホール 6 太陽歯車 7 プレート 8 ウェーハ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のホールを有するキャリアを用い複
    数のウェーハを同時に研磨する両面同時研磨装置を用い
    る半導体ウェーハの研磨方法において、ウェーハの直径
    より大きいプレートの両面にそれぞれ被研磨用ウェーハ
    を接着した後、キャリアホールに該プレートを装着して
    両面同時研磨を行い、多数の片面鏡面ウェーハを得る半
    導体ウェーハの研磨方法。
  2. 【請求項2】 プレートがウェーハの直径より1〜5m
    m程大きく、厚みが1〜5mmのセラミックである請求
    項1の半導体ウェーハの研磨方法。
JP8098995A 1996-03-27 1996-03-27 半導体ウェーハの研磨方法 Pending JPH09262761A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001328063A (ja) * 2000-05-22 2001-11-27 Toshiba Ceramics Co Ltd 研磨装置及びその装置を用いた研磨方法
JP2007090515A (ja) * 2005-08-31 2007-04-12 Shin Etsu Chem Co Ltd ウェーハの研磨方法及びウェーハ
JP2007253390A (ja) * 2006-03-22 2007-10-04 Seiko Epson Corp ノズル基板の製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出装置の製造方法
JP2015039033A (ja) * 2006-12-28 2015-02-26 サン−ゴバン セラミックス アンド プラスティクス,インコーポレイティド サファイア基板
CN105127881A (zh) * 2015-07-30 2015-12-09 洛阳金诺机械工程有限公司 一种用于晶片双面磨抛机的承载盘及其磨抛机和磨抛方法
CN115464484A (zh) * 2022-10-14 2022-12-13 杭州乾晶半导体有限公司 一种碳化硅晶片双面加工方法以及相应的装置

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