JPH09270401A - 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Info
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- JPH09270401A JPH09270401A JP851097A JP851097A JPH09270401A JP H09270401 A JPH09270401 A JP H09270401A JP 851097 A JP851097 A JP 851097A JP 851097 A JP851097 A JP 851097A JP H09270401 A JPH09270401 A JP H09270401A
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- H01L21/0201—Specific process step
- H01L21/02024—Mirror polishing
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- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/27—Work carriers
- B24B37/30—Work carriers for single side lapping of plane surfaces
Abstract
(57)【要約】
【課題】 生産性が向上し、ヘコミ不良は極めて少なく
なり、且つ両面研磨を適用することにより研磨されたウ
ェーハの平坦度は従来の片面研磨のものより良好になる
ようにした半導体ウェーハの研磨方法を提供する。 【解決手段】 両面研磨装置を用い半導体ウェーハの両
面を研磨する第１次研磨工程と、片面研磨装置を用いキ
ャリアプレート上に１個以上のウェーハ位置決め用穴を
有するテンプレートを該位置決め用穴にパッキングパッ
ドが入るように固着させたウェーハ保持治具によって半
導体ウェーハの一方の片面を保持し半導体ウェーハの他
方の片面を研磨する第２次研磨工程とからなる。
なり、且つ両面研磨を適用することにより研磨されたウ
ェーハの平坦度は従来の片面研磨のものより良好になる
ようにした半導体ウェーハの研磨方法を提供する。 【解決手段】 両面研磨装置を用い半導体ウェーハの両
面を研磨する第１次研磨工程と、片面研磨装置を用いキ
ャリアプレート上に１個以上のウェーハ位置決め用穴を
有するテンプレートを該位置決め用穴にパッキングパッ
ドが入るように固着させたウェーハ保持治具によって半
導体ウェーハの一方の片面を保持し半導体ウェーハの他
方の片面を研磨する第２次研磨工程とからなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハ
（以下単にウェーハということがある）の研磨方法に関
し、特に半導体ウェーハの仕上げ研磨方法の改良に関す
る。
（以下単にウェーハということがある）の研磨方法に関
し、特に半導体ウェーハの仕上げ研磨方法の改良に関す
る。
【０００２】
【関連技術】近年、工業的規模の生産が飛躍的に拡大し
た半導体ウェーハの精密加工においては、加工面の平坦
度及び表面粗さに対する要求水準が高度化するとともに
生産、検査機構等に多額の投資が必要なため、生産性の
向上、ならびに生産コストの削減を図ることが重大な課
題となっている。
た半導体ウェーハの精密加工においては、加工面の平坦
度及び表面粗さに対する要求水準が高度化するとともに
生産、検査機構等に多額の投資が必要なため、生産性の
向上、ならびに生産コストの削減を図ることが重大な課
題となっている。
【０００３】一般に、片面研磨装置によって半導体ウェ
ーハを研磨する場合には、半導体ウェーハはキャリアプ
レートに保持されてその表面が鏡面研磨される。この場
合のウェーハの保持方法としては、ウェーハの片面にワ
ックスを塗布し、キャリアに固定するワックス法と、真
空吸着によるワックスレス法と、多孔質の樹脂からなる
非容積圧縮性材料を用いてウェーハを水貼りするワック
スレス法とが利用されている。
ーハを研磨する場合には、半導体ウェーハはキャリアプ
レートに保持されてその表面が鏡面研磨される。この場
合のウェーハの保持方法としては、ウェーハの片面にワ
ックスを塗布し、キャリアに固定するワックス法と、真
空吸着によるワックスレス法と、多孔質の樹脂からなる
非容積圧縮性材料を用いてウェーハを水貼りするワック
スレス法とが利用されている。
【０００４】ワックス法においては、半導体ウェーハを
支持するのにワックスを用いることに起因して、半導
体ウェーハをキャリアに固着するための手間を要するこ
と、半導体ウェーハがワックスで汚染されること、
研磨後の取外しによる汚染、損傷が起り易いことなどの
欠点がある。また、ワックス塗布による接着層厚さの不
均一性がそのままウェーハの平面度、平行度等に反映す
る。従って、接着層厚さを均一にする必要があるが、こ
の作業はすこぶる困難で熟練を必要とする。
支持するのにワックスを用いることに起因して、半導
体ウェーハをキャリアに固着するための手間を要するこ
と、半導体ウェーハがワックスで汚染されること、
研磨後の取外しによる汚染、損傷が起り易いことなどの
欠点がある。また、ワックス塗布による接着層厚さの不
均一性がそのままウェーハの平面度、平行度等に反映す
る。従って、接着層厚さを均一にする必要があるが、こ
の作業はすこぶる困難で熟練を必要とする。
【０００５】他方、近時、集積回路素子の高密度化にと
もない、ウェーハの精度もますます厳しくなっている。
ワックスの塗布を人手でやる以上、接着層厚さの均一性
と再現性には自ずと限界がある。しかもワックスを用い
る接着は、後処理としてワックス除去作業が不可欠であ
り、自動化を妨げる一因となっていた。
もない、ウェーハの精度もますます厳しくなっている。
ワックスの塗布を人手でやる以上、接着層厚さの均一性
と再現性には自ずと限界がある。しかもワックスを用い
る接着は、後処理としてワックス除去作業が不可欠であ
り、自動化を妨げる一因となっていた。
【０００６】しかしながら、従来のワックスレス法はウ
ェーハ接着力、平行度や平面性の点において依然として
それぞれ欠点を有するものであった。そこで、本願出願
人は従来のワックスレス法の欠点を解消し、ウェーハの
接着力、平行度および平面性に優れたバッキングパッド
によってウェーハを保持し、研磨することによって、平
行度および平面性に優れたウェーハを製造することので
きるワックスレス法についての提案を既に行った（特開
平４−１３５６８号公報）。
ェーハ接着力、平行度や平面性の点において依然として
それぞれ欠点を有するものであった。そこで、本願出願
人は従来のワックスレス法の欠点を解消し、ウェーハの
接着力、平行度および平面性に優れたバッキングパッド
によってウェーハを保持し、研磨することによって、平
行度および平面性に優れたウェーハを製造することので
きるワックスレス法についての提案を既に行った（特開
平４−１３５６８号公報）。
【０００７】また、半導体ウェーハに対する鏡面仕上研
磨は両面研磨装置で行われることも多い。両面研磨装置
は、一般の片面研磨装置に較べ半導体ウェーハを支持す
るのにワックスを用いないため、上記したワックスを用
いる片面研磨装置の欠点が皆無であるという長所を有し
ている。
磨は両面研磨装置で行われることも多い。両面研磨装置
は、一般の片面研磨装置に較べ半導体ウェーハを支持す
るのにワックスを用いないため、上記したワックスを用
いる片面研磨装置の欠点が皆無であるという長所を有し
ている。
【０００８】この公知の両面研磨装置２２について図５
及び図６とともに説明する。図５は両面研磨装置の断面
的説明図である。図６は両面研磨装置の上定盤を取り外
した状態を示す上面説明図である。
及び図６とともに説明する。図５は両面研磨装置の断面
的説明図である。図６は両面研磨装置の上定盤を取り外
した状態を示す上面説明図である。
【０００９】図５において、両面研磨装置２２は上下方
向に相対向して設けられた下定盤２４及び上定盤２６を
有している。該下定盤２４の上面には下研磨布２４ａが
布設され、また上定盤２６の下面には上研磨布２６ａが
それぞれ布設されている。該下定盤２４及び上定盤２６
は不図示の駆動手段によって互いに逆方向に回転せしめ
られる。
向に相対向して設けられた下定盤２４及び上定盤２６を
有している。該下定盤２４の上面には下研磨布２４ａが
布設され、また上定盤２６の下面には上研磨布２６ａが
それぞれ布設されている。該下定盤２４及び上定盤２６
は不図示の駆動手段によって互いに逆方向に回転せしめ
られる。
【００１０】該下定盤２４はその中心部上面に中心ギア
２８を有し、その周縁部には環状のインターナルギア３
０が隣接して設けられている。
２８を有し、その周縁部には環状のインターナルギア３
０が隣接して設けられている。
【００１１】３２は円板状のキャリアで、該下定盤２４
の下研磨布２４ａの上面と該上定盤２６の上研磨布２６
ａの下面との間に挟持され、該中心ギア２８及びインタ
ーナルギア３０の作用により、自転及び公転しつつ該下
研磨布２４ａと該上研磨布２６ａとの間を摺動する。
の下研磨布２４ａの上面と該上定盤２６の上研磨布２６
ａの下面との間に挟持され、該中心ギア２８及びインタ
ーナルギア３０の作用により、自転及び公転しつつ該下
研磨布２４ａと該上研磨布２６ａとの間を摺動する。
【００１２】該キャリア３２には複数個のキャリアホー
ル３４が穿設されている。研磨すべきウェーハＷは該キ
ャリアホール３４内に配置される。該ウェーハＷを研磨
する場合には、研磨剤はノズル３６から上定盤２６に設
けられた貫通孔３８を介してウェーハＷと研磨布２４ａ
及び２６ａの間に供給され、該キャリア３２の自転及び
公転とともに該ウェーハＷは自転及び公転して該下研磨
布２４ａと該上研磨布２６ａとの間を摺動し、ウェーハ
Ｗの両面が研磨される。
ル３４が穿設されている。研磨すべきウェーハＷは該キ
ャリアホール３４内に配置される。該ウェーハＷを研磨
する場合には、研磨剤はノズル３６から上定盤２６に設
けられた貫通孔３８を介してウェーハＷと研磨布２４ａ
及び２６ａの間に供給され、該キャリア３２の自転及び
公転とともに該ウェーハＷは自転及び公転して該下研磨
布２４ａと該上研磨布２６ａとの間を摺動し、ウェーハ
Ｗの両面が研磨される。
【００１３】しかしながら、両面研磨における仕上面精
度を向上させるために、両面研磨装置の研磨布を軟質研
磨布に、また研磨剤を極微細粉末砥粒に夫々変える必要
があるが、そうすると半導体ウェーハとの間の摩擦抵抗
が大きくなる。
度を向上させるために、両面研磨装置の研磨布を軟質研
磨布に、また研磨剤を極微細粉末砥粒に夫々変える必要
があるが、そうすると半導体ウェーハとの間の摩擦抵抗
が大きくなる。
【００１４】そして、両面研磨装置のキャリア中に保た
れている半導体ウェーハは、この増大した摩擦抵抗に抗
しきれずキャリアよりはみ出してしまい、研磨中に半導
体ウェーハが破壊してしまうなどの事故が発生する。
れている半導体ウェーハは、この増大した摩擦抵抗に抗
しきれずキャリアよりはみ出してしまい、研磨中に半導
体ウェーハが破壊してしまうなどの事故が発生する。
【００１５】さらに上記半導体ウェーハの破壊によつて
研磨板やキャリアの破損を招くので、製造工程に多大の
損害となる欠点がある。
研磨板やキャリアの破損を招くので、製造工程に多大の
損害となる欠点がある。
【００１６】上記した両面研磨装置による半導体ウェー
ハの鏡面研磨作業の欠点を解消するために、半導体ウェ
ーハの鏡面仕上研磨が、両面研磨装置の研磨面を研磨布
に研磨剤を注いで形成し第１次研磨を施す工程と、前記
工程により半導体ウェーハの主面に残留する微少なくも
りを除去するために前記第１次研磨後の半導体ウェーハ
の一方の主面を減圧により吸着支持し前記研磨布よりも
軟質の研磨布に研磨剤を注いだ研磨面を有する片面研磨
装置により半導体ウェーハの他の主面を摺接させて第２
次研磨を施す工程とを含む半導体ウェーハの研磨方法が
提案されている（特公平１−２２１１３号公報）。
ハの鏡面研磨作業の欠点を解消するために、半導体ウェ
ーハの鏡面仕上研磨が、両面研磨装置の研磨面を研磨布
に研磨剤を注いで形成し第１次研磨を施す工程と、前記
工程により半導体ウェーハの主面に残留する微少なくも
りを除去するために前記第１次研磨後の半導体ウェーハ
の一方の主面を減圧により吸着支持し前記研磨布よりも
軟質の研磨布に研磨剤を注いだ研磨面を有する片面研磨
装置により半導体ウェーハの他の主面を摺接させて第２
次研磨を施す工程とを含む半導体ウェーハの研磨方法が
提案されている（特公平１−２２１１３号公報）。
【００１７】しかし、上記提案の半導体ウェーハの研磨
方法のように枚葉式の片面吸着方式の片面研磨装置を用
いる場合には、一度に一枚のウェーハの保持しか出来な
いため、生産性が悪く、しかも吸着面に異物をはさみこ
むことが多く、研磨されたウェーハのヘコミ不良が多く
発生し、ウェーハの裏面形状が表面に転写されやすいと
いう欠点があった。
方法のように枚葉式の片面吸着方式の片面研磨装置を用
いる場合には、一度に一枚のウェーハの保持しか出来な
いため、生産性が悪く、しかも吸着面に異物をはさみこ
むことが多く、研磨されたウェーハのヘコミ不良が多く
発生し、ウェーハの裏面形状が表面に転写されやすいと
いう欠点があった。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みなされたもので、一度に複数枚のウェーハの保持が
可能となるため生産性が向上し、ヘコミ不良は極めて少
なくなり、且つ両面研磨を適用することにより研磨され
たウェーハの平坦度は従来の片面研磨のものより良好に
なるようにした半導体ウェーハの研磨方法を提供するこ
とを目的とする。
鑑みなされたもので、一度に複数枚のウェーハの保持が
可能となるため生産性が向上し、ヘコミ不良は極めて少
なくなり、且つ両面研磨を適用することにより研磨され
たウェーハの平坦度は従来の片面研磨のものより良好に
なるようにした半導体ウェーハの研磨方法を提供するこ
とを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の半導体ウェーハの研磨方法は、両面研磨装
置を用い半導体ウェーハの両面を研磨する第１次研磨工
程と、片面研磨装置を用いキャリアプレート上に１個以
上のウェーハ位置決め用穴を有するテンプレートを該位
置決め用穴にバッキングパッドが入るように固着させた
ウェーハ保持治具によって半導体ウェーハの一方の片面
を保持し半導体ウェーハの他方の片面を研磨する第２次
研磨工程とからなることを特徴とする。
に、本発明の半導体ウェーハの研磨方法は、両面研磨装
置を用い半導体ウェーハの両面を研磨する第１次研磨工
程と、片面研磨装置を用いキャリアプレート上に１個以
上のウェーハ位置決め用穴を有するテンプレートを該位
置決め用穴にバッキングパッドが入るように固着させた
ウェーハ保持治具によって半導体ウェーハの一方の片面
を保持し半導体ウェーハの他方の片面を研磨する第２次
研磨工程とからなることを特徴とする。
【００２０】上記第２次研磨工程終了後に必要に応じて
上記半導体ウェーハの他方の片面を仕上げ研磨するのが
好ましい。
上記半導体ウェーハの他方の片面を仕上げ研磨するのが
好ましい。
【００２１】前記バッキングパッドとしては、疎水性の
発泡体より成り、300 gf/cm2の荷重をかけた時の厚みT1
と1800 gf/cm2 の荷重をかけた時の厚みT2との差(T1-
T2) が1 〜100 μm であり、かつそのウェーハ保持面に
孔が形成され、そのポアー径が10〜30μm であるものを
用いるのが好適である。
発泡体より成り、300 gf/cm2の荷重をかけた時の厚みT1
と1800 gf/cm2 の荷重をかけた時の厚みT2との差(T1-
T2) が1 〜100 μm であり、かつそのウェーハ保持面に
孔が形成され、そのポアー径が10〜30μm であるものを
用いるのが好適である。
【００２２】前記バッキングパッドとしては、300 gf/c
m2の荷重を１分間かけた時の中心、直交する２直径の外
周端より5mm の点計５点での厚みの最大と最小の差TV5
が1μm 以下であるものが好ましい。
m2の荷重を１分間かけた時の中心、直交する２直径の外
周端より5mm の点計５点での厚みの最大と最小の差TV5
が1μm 以下であるものが好ましい。
【００２３】前記バッキングパッドとしては、そのウェ
ーハ保持面を上として、キャリアプレートに固着させた
状態で、該バッキングパッドのウェーハ保持面を精密平
面研削盤にて、その平面性が300 gf/cm2の荷重を１分間
かけた時の中心、直交する２直径の外周端より5mm の点
計５点で、該バッキングパッドの厚みの最大と最小の差
TV5 が1 μm 以下となるように、平面研削されたものを
用いるのがよい。
ーハ保持面を上として、キャリアプレートに固着させた
状態で、該バッキングパッドのウェーハ保持面を精密平
面研削盤にて、その平面性が300 gf/cm2の荷重を１分間
かけた時の中心、直交する２直径の外周端より5mm の点
計５点で、該バッキングパッドの厚みの最大と最小の差
TV5 が1 μm 以下となるように、平面研削されたものを
用いるのがよい。
【００２４】前記テンプレートのウェーハ位置決め用穴
の内周縁部と前記バッキングパッドの外周縁部との間に
0.5mm 〜1.5mm の間隙を設けておくのが好適である。
の内周縁部と前記バッキングパッドの外周縁部との間に
0.5mm 〜1.5mm の間隙を設けておくのが好適である。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の１つの実施の形態
について添付図面に基づいて説明する。
について添付図面に基づいて説明する。
【００２６】本発明の半導体ウェーハの研磨方法は、第
１次研磨工程と第２次研磨工程の２つの研磨工程を有し
ている。本発明の第１次研磨工程の両面研磨は、図５及
び図６に示した従来の両面研磨装置２２を用いて行えば
よく、その構造及び作用は前述した通りであるので、再
度の説明は省略する。
１次研磨工程と第２次研磨工程の２つの研磨工程を有し
ている。本発明の第１次研磨工程の両面研磨は、図５及
び図６に示した従来の両面研磨装置２２を用いて行えば
よく、その構造及び作用は前述した通りであるので、再
度の説明は省略する。
【００２７】次に図１に示した片面研磨装置によって第
２次研磨工程が行われる。図１において、片面研磨装置
１は、回転定盤２とウェーハ保持治具３と研磨剤供給装
置４からなっている。回転定盤２の上面には研磨パッド
６が貼付してある。回転定盤２は回転軸７により所定の
回転速度で回転される。
２次研磨工程が行われる。図１において、片面研磨装置
１は、回転定盤２とウェーハ保持治具３と研磨剤供給装
置４からなっている。回転定盤２の上面には研磨パッド
６が貼付してある。回転定盤２は回転軸７により所定の
回転速度で回転される。
【００２８】該ウェーハ保持治具３は、後述する構成に
より、その下面にウェーハＷを保持し、回転シャフト８
により回転されると同時に所定の荷重で研磨パッド６に
ウェーハＷを押しつける。研磨剤供給装置４は所定の流
量で研磨剤９を研磨パッド６上に供給し、この研磨剤９
がウェーハＷと研磨パッド６の間に供給されることによ
りウェーハＷが研磨される。
より、その下面にウェーハＷを保持し、回転シャフト８
により回転されると同時に所定の荷重で研磨パッド６に
ウェーハＷを押しつける。研磨剤供給装置４は所定の流
量で研磨剤９を研磨パッド６上に供給し、この研磨剤９
がウェーハＷと研磨パッド６の間に供給されることによ
りウェーハＷが研磨される。
【００２９】上記ウェーハ保持治具３は特有のバッキン
グパッド１１を有している（図２）。該バッキングパッ
ド１１は疎水性の発泡体であり、その表面に多数の孔１
２が穿設されている。半導体ウェーハＷは水の表面張力
を利用してバッキングパッド１１に吸着させられるが、
バッキングパッド１１の表面に水の薄膜が生じ、接着力
が低下し、研磨時にウェーハが回転（カラ回り）するこ
とがある。このウェーハ回転（カラ回り）を防止するた
め、バッキングパッド１１は疎水性とされている。
グパッド１１を有している（図２）。該バッキングパッ
ド１１は疎水性の発泡体であり、その表面に多数の孔１
２が穿設されている。半導体ウェーハＷは水の表面張力
を利用してバッキングパッド１１に吸着させられるが、
バッキングパッド１１の表面に水の薄膜が生じ、接着力
が低下し、研磨時にウェーハが回転（カラ回り）するこ
とがある。このウェーハ回転（カラ回り）を防止するた
め、バッキングパッド１１は疎水性とされている。
【００３０】また、孔１２のポアー径が10〜30μm とさ
れている。ポアー径が、30μm を超える場合、ウェーハ
の接着力が低下し、研磨中にウェーハの移動、回転等を
生じて、良好に研磨することができない。また、ポアー
径が10μm 未満の場合、ウェーハの接着力は大きくなる
が、バッキングパッド１１とウェーハＷの接着面の空気
が抜けなくなり、そのまま研磨すると平行度が良好に研
磨ができない。
れている。ポアー径が、30μm を超える場合、ウェーハ
の接着力が低下し、研磨中にウェーハの移動、回転等を
生じて、良好に研磨することができない。また、ポアー
径が10μm 未満の場合、ウェーハの接着力は大きくなる
が、バッキングパッド１１とウェーハＷの接着面の空気
が抜けなくなり、そのまま研磨すると平行度が良好に研
磨ができない。
【００３１】また、該バッキングパッド１１は発泡体樹
脂であるため弾力性を有し、適度の軟らかさを有してい
る。この軟らかさとしては、300 gf/cm2の荷重をかけた
時のバッキングパッド１１の厚みT1と1800 gf/cm2 の荷
重をかけた時のバッキングパッド１１の厚みT2の差(T1-
T2) が1 〜100 μm のものが好適である。
脂であるため弾力性を有し、適度の軟らかさを有してい
る。この軟らかさとしては、300 gf/cm2の荷重をかけた
時のバッキングパッド１１の厚みT1と1800 gf/cm2 の荷
重をかけた時のバッキングパッド１１の厚みT2の差(T1-
T2) が1 〜100 μm のものが好適である。
【００３２】そして、(T1-T2) の値が大きいほど軟らか
く、(T1-T2) の値が小さいほど硬いことを示している。
く、(T1-T2) の値が小さいほど硬いことを示している。
【００３３】上記した軟らかさは、圧縮応力300 gf/cm2
と1800 gf/cm2 との間における圧縮歪の差を表してお
り、大まかな圧縮弾性率の逆数に相当する量を示してい
る。300 gf/cm2は研磨時にバッキングパッド１１にかか
る最低限の圧力に相当するから、上記軟らかさは、研磨
時の圧縮応力下での圧縮弾性率の逆数に相当する量を示
しているものといえる。
と1800 gf/cm2 との間における圧縮歪の差を表してお
り、大まかな圧縮弾性率の逆数に相当する量を示してい
る。300 gf/cm2は研磨時にバッキングパッド１１にかか
る最低限の圧力に相当するから、上記軟らかさは、研磨
時の圧縮応力下での圧縮弾性率の逆数に相当する量を示
しているものといえる。
【００３４】この(T1-T2) が１μm 未満の場合、バッキ
ングパッド１１が硬すぎて、ウェーハの接着力が低下
し、研磨中にウェーハの移動、回転等を生じて良好な研
磨を行うことが困難になる。また、バッキングパッド１
１とウェーハＷの間に雰囲気等から異物が混入した場
合、固いバッキングパッドではその異物形状を吸収出来
ず、ウェーハＷにヘコミ不良が頻発する。(T1-T2)が１
〜100μｍの範囲であれば、バッキングパッド１１とウ
ェーハＷの間に雰囲気等から混入した異物はバッキング
パッド１１の形状の変化で吸収され、異物によるヘコミ
不良を低減できる有利さがある。一方、(T1-T2) が100
μm を超えると、発泡体が軟らかすぎるため、バッキン
グパッド１１の精密平面研削加工等の加工精度が出しに
くくなり、平面性の良好なバッキングパッド１１が得ら
れにくい。
ングパッド１１が硬すぎて、ウェーハの接着力が低下
し、研磨中にウェーハの移動、回転等を生じて良好な研
磨を行うことが困難になる。また、バッキングパッド１
１とウェーハＷの間に雰囲気等から異物が混入した場
合、固いバッキングパッドではその異物形状を吸収出来
ず、ウェーハＷにヘコミ不良が頻発する。(T1-T2)が１
〜100μｍの範囲であれば、バッキングパッド１１とウ
ェーハＷの間に雰囲気等から混入した異物はバッキング
パッド１１の形状の変化で吸収され、異物によるヘコミ
不良を低減できる有利さがある。一方、(T1-T2) が100
μm を超えると、発泡体が軟らかすぎるため、バッキン
グパッド１１の精密平面研削加工等の加工精度が出しに
くくなり、平面性の良好なバッキングパッド１１が得ら
れにくい。
【００３５】また、該バッキングパッド１１は300 gf/c
m2の荷重を１分間かけた時の定圧厚み測定器の中心、直
交する２直径の外周端から５mmの点計５点での厚みの最
大と最小の差TV5 が1 μm 以下であり、バッキングパッ
ド１１の全面が均一な弾性を有し、平行度および平面度
の良好な鏡面研磨を可能とする。
m2の荷重を１分間かけた時の定圧厚み測定器の中心、直
交する２直径の外周端から５mmの点計５点での厚みの最
大と最小の差TV5 が1 μm 以下であり、バッキングパッ
ド１１の全面が均一な弾性を有し、平行度および平面度
の良好な鏡面研磨を可能とする。
【００３６】また、該バッキングパッド１１は円盤状で
その外径はウェーハＷの外径と同程度であり、テンプレ
ート１６のウェーハ位置決め用穴１８径と該ウェーハ外
径との差は１mm以内が好ましい。
その外径はウェーハＷの外径と同程度であり、テンプレ
ート１６のウェーハ位置決め用穴１８径と該ウェーハ外
径との差は１mm以内が好ましい。
【００３７】該バッキングパッド１１の製造方法の一例
として、ポリエーテル系ウレタン等の疎水性の発泡性樹
脂をフィルム等に塗布した後発泡させ、その後表面を研
削する方法があるが、この場合発泡体をフィルムから剥
がして使用するか、そのまま使用しても良い。また、こ
の方法以外の方法で製造した発泡体を使用することも可
能である。
として、ポリエーテル系ウレタン等の疎水性の発泡性樹
脂をフィルム等に塗布した後発泡させ、その後表面を研
削する方法があるが、この場合発泡体をフィルムから剥
がして使用するか、そのまま使用しても良い。また、こ
の方法以外の方法で製造した発泡体を使用することも可
能である。
【００３８】ウェーハＷを研磨する際には、バッキング
パッド１１のウェーハ保持面は完全な平面であることが
要求されるため、該バッキングパッド１１のウェーハ保
持面は精密に平面研削加工されるのが好適である。この
際、図３に示すように、バッキングパッド１１のウェー
ハ保持面を上にして、接着剤１４にてキャリアプレート
１３に貼り付けた状態で平面研削盤１５によって平面研
削加工を行う。
パッド１１のウェーハ保持面は完全な平面であることが
要求されるため、該バッキングパッド１１のウェーハ保
持面は精密に平面研削加工されるのが好適である。この
際、図３に示すように、バッキングパッド１１のウェー
ハ保持面を上にして、接着剤１４にてキャリアプレート
１３に貼り付けた状態で平面研削盤１５によって平面研
削加工を行う。
【００３９】精密な平面研削加工法としては、平均粒径
が50〜100 μm のダイヤモンド等のバッキングパッド１
１よりも硬い砥粒が焼結金属等で固結されて表面に取り
込まれたカップホイールを有する平面研削盤１５にて30
0 gf/cm2の荷重を１分間かけた時の中心、直交する２直
径の外周端5mm の点計5 点でのバッキングパッドの厚み
の最大と最小の差TV5 が1 μm 以下となるように、バッ
キングパッドのウェーハ保持面を精密に平面研削加工す
る。
が50〜100 μm のダイヤモンド等のバッキングパッド１
１よりも硬い砥粒が焼結金属等で固結されて表面に取り
込まれたカップホイールを有する平面研削盤１５にて30
0 gf/cm2の荷重を１分間かけた時の中心、直交する２直
径の外周端5mm の点計5 点でのバッキングパッドの厚み
の最大と最小の差TV5 が1 μm 以下となるように、バッ
キングパッドのウェーハ保持面を精密に平面研削加工す
る。
【００４０】ウェーハ保持面が精密に平面加工されたバ
ッキングパッド１１は、キャリアプレート１３に貼り付
けた状態でウェーハ保持治具３を作製する。すなわち、
図４に示すように１個以上のウェーハ位置決め用穴１８
を有するテンプレート１６を接着剤１７を介してキャリ
アプレート１３に固着される。
ッキングパッド１１は、キャリアプレート１３に貼り付
けた状態でウェーハ保持治具３を作製する。すなわち、
図４に示すように１個以上のウェーハ位置決め用穴１８
を有するテンプレート１６を接着剤１７を介してキャリ
アプレート１３に固着される。
【００４１】半導体ウェーハＷはバッキングパッド１１
により保持されるので、テンプレート１６のウェーハ位
置決め用穴にはバッキングパッド１１が入る。この時、
バッキングパッド１１とテンプレート１６の間にはウェ
ーハ研磨時に押圧によりバッキングパッド１１が横方向
に伸びるため間隙１９が設けられている。その間隙１９
としては0.5 〜1.5mm が好ましい。
により保持されるので、テンプレート１６のウェーハ位
置決め用穴にはバッキングパッド１１が入る。この時、
バッキングパッド１１とテンプレート１６の間にはウェ
ーハ研磨時に押圧によりバッキングパッド１１が横方向
に伸びるため間隙１９が設けられている。その間隙１９
としては0.5 〜1.5mm が好ましい。
【００４２】すなわち、バッキングパッド１１の圧縮変
形による広がりを考慮してバッキングパッド１１の硬さ
や研磨時の加圧条件に応じてこの間隙を前記0.5 〜1.5m
m の範囲内で適宜選択するのが好ましいのである。
形による広がりを考慮してバッキングパッド１１の硬さ
や研磨時の加圧条件に応じてこの間隙を前記0.5 〜1.5m
m の範囲内で適宜選択するのが好ましいのである。
【００４３】間隙が0.5mm 未満の場合、研磨時にバッキ
ングパッド１１がテンプレート１６に接触するため、バ
ッキングパッド１１のウェーハ保持面の外周部が盛り上
がり、ウェーハＷを均一な厚さに研磨できない。また、
間隙が1.5mm を超える場合、ウェーハＷの裏面がウェー
ハＷの挿入位置または研磨中の揺動により、バッキング
パッド１１から外れるので好ましくない。
ングパッド１１がテンプレート１６に接触するため、バ
ッキングパッド１１のウェーハ保持面の外周部が盛り上
がり、ウェーハＷを均一な厚さに研磨できない。また、
間隙が1.5mm を超える場合、ウェーハＷの裏面がウェー
ハＷの挿入位置または研磨中の揺動により、バッキング
パッド１１から外れるので好ましくない。
【００４４】また、テンプレート１６も平面度および平
行度を有することが必要である。研磨時には、ウェーハ
Ｗをバッキングパッド１１に吸着させる。この時バッキ
ングパッド１１のウェーハ保持面に水を塗布し、表面の
余分な水を除いた後、バッキングパッド１１のウェーハ
保持面とウェーハＷの界面に空気が侵入しないように、
ウェーハＷの中心部を押えながら、バッキングパッド１
１に吸着させる。
行度を有することが必要である。研磨時には、ウェーハ
Ｗをバッキングパッド１１に吸着させる。この時バッキ
ングパッド１１のウェーハ保持面に水を塗布し、表面の
余分な水を除いた後、バッキングパッド１１のウェーハ
保持面とウェーハＷの界面に空気が侵入しないように、
ウェーハＷの中心部を押えながら、バッキングパッド１
１に吸着させる。
【００４５】このようにして、図４のウェーハ保持治具
３にウェーハＷを保持させて研磨することにより、平行
度および平面度の良好なウェーハＷを得ることができ
る。このウェーハ保持具３としては、図４に示したよう
な１枚のキャリアプレート１３に対して多数枚のウェー
ハを保持するバッチ式研磨方式の他に、１枚のキャリア
プレートに対して１枚のウェーハを保持する枚葉式研磨
方式を採用することもできる。バッチ式研磨方式のウェ
ーハ保持具３（図４）を用いる場合には、枚葉式研磨方
式に比べて生産性が向上する利点がある。
３にウェーハＷを保持させて研磨することにより、平行
度および平面度の良好なウェーハＷを得ることができ
る。このウェーハ保持具３としては、図４に示したよう
な１枚のキャリアプレート１３に対して多数枚のウェー
ハを保持するバッチ式研磨方式の他に、１枚のキャリア
プレートに対して１枚のウェーハを保持する枚葉式研磨
方式を採用することもできる。バッチ式研磨方式のウェ
ーハ保持具３（図４）を用いる場合には、枚葉式研磨方
式に比べて生産性が向上する利点がある。
【００４６】上記した第２次研磨工程の終了後に必要に
応じて上記半導体ウェーハの他方の片面の仕上げ研磨が
行われる。なお、この仕上げ研磨は、上記第２次研磨工
程に組み込んで行うことも勿論可能である。
応じて上記半導体ウェーハの他方の片面の仕上げ研磨が
行われる。なお、この仕上げ研磨は、上記第２次研磨工
程に組み込んで行うことも勿論可能である。
【００４７】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、バ
ッチ処理のため一度に複数枚のウェーハの保持が可能と
なって生産性が高くなり、ワックスレスのバッキングパ
ッドはやわらかいためヘコミ不良は極めて少なくなり、
且つ両面研磨により、平坦度は従来の片面研磨のものよ
りも良好になるという大きな効果を奏する。
ッチ処理のため一度に複数枚のウェーハの保持が可能と
なって生産性が高くなり、ワックスレスのバッキングパ
ッドはやわらかいためヘコミ不良は極めて少なくなり、
且つ両面研磨により、平坦度は従来の片面研磨のものよ
りも良好になるという大きな効果を奏する。
【図１】本発明で用いられる片面研磨装置の１つの実施
の形態を示す側面図である。
の形態を示す側面図である。
【図２】図１の片面研磨装置のバッキングパッドの構成
的断面図である。
的断面図である。
【図３】図２のバッキングパッドの精密平面加工の状態
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図４】図２のバッキングパッドを用いたウェーハ保持
治具の断面図である。
治具の断面図である。
【図５】両面研磨装置の断面的説明図である。
【図６】両面研磨装置の上定盤を取り外した状態を示す
上面説明図である。
上面説明図である。
１ 片面研磨装置 ２ 回転定盤 ３ ウェーハ保持治具 ４ 研磨剤供給装置 ６ 研磨パッド ７ 回転軸 ８ 回転シャフト ９ 研磨剤 １１ バッキングパッド １２ 孔 １３ キャリアプレート １４，１７ 接着剤 １５ 平面研削盤 １６ テンプレート １８ ウエーハ位置決め用穴 ２２ 両面研磨装置 ２４ 下定盤 ２４ａ 下研磨布 ２６ 上定盤 ２６ａ 上研磨布 ２８ 中心ギア ３０ インターナルギア ３２ キャリア ３４ キャリアホール ３６ ノズル ３８ 貫通孔 Ｗ ウェーハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 正己 福島県西白河郡西郷村大字小田倉字大平 150番地 信越半導体株式会社半導体白河 研究所内 (72)発明者 工藤 秀雄 福島県西白河郡西郷村大字小田倉字大平 150番地 信越半導体株式会社半導体白河 研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】 両面研磨装置を用い半導体ウェーハの両
面を研磨する第１次研磨工程と、片面研磨装置を用いキ
ャリアプレート上に１個以上のウェーハ位置決め用穴を
有するテンプレートを該位置決め用穴にバッキングパッ
ドが入るように固着させたウェーハ保持治具によって半
導体ウェーハの一方の片面を保持し半導体ウェーハの他
方の片面を研磨する第２次研磨工程とからなることを特
徴とする半導体ウェーハの研磨方法。 - 【請求項２】 上記第２次研磨工程の終了後に上記半導
体ウェーハの他方の片面を仕上げ研磨する仕上げ研磨工
程をさらに有することを特徴とする請求項１記載の半導
体ウェーハの研磨方法。 - 【請求項３】 前記バッキングパッドが、疎水性の発泡
体より成り、300 gf/cm2の荷重をかけた時の厚みT1と18
00 gf/cm2 の荷重をかけた時の厚みT2との差(T1-T2) が
1 〜100 μm であり、かつそのウェーハ保持面に孔が形
成され、そのポアー径が10〜30μm であることを特徴と
する請求項１又は２記載の半導体ウェーハの研磨方法。 - 【請求項４】 前記バッキングパッドとして、300 gf/c
m2の荷重を１分間かけた時の中心、直交する２直径の外
周端より5mm の点計５点での厚みの最大と最小の差TV5
が1 μm 以下のものを用いることを特徴とする請求項１
〜３のいずれか１項記載の半導体ウェーハの研磨方法。 - 【請求項５】 前記バッキングパッドが、そのウェーハ
保持面を上として、キャリアプレートに固着させた状態
で、該バッキングパッドのウェーハ保持面を精密平面研
削盤にて、その平面性が300 gf/cm2の荷重を１分間かけ
た時の中心、直交する２直径の外周端より5mm の点計５
点で、該バッキングパッドの厚みの最大と最小の差TV5
が1 μm 以下となるように、平面研削されたものである
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の半
導体ウェーハの研磨方法。 - 【請求項６】 前記テンプレートのウェーハ位置決め用
穴の内周縁部と前記バッキングパッドの外周縁部との間
に0.5mm 〜1.5mm の間隙を設けたことを特徴とする請求
項１〜５のいずれか１項記載の半導体ウェーハの研磨方
法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP851097A JPH09270401A (ja) | 1996-01-31 | 1997-01-21 | 半導体ウェーハの研磨方法 |
| TW086100837A TW379389B (en) | 1996-01-31 | 1997-01-25 | A method to polish semiconductor wafers |
| US08/789,046 US5951374A (en) | 1996-01-31 | 1997-01-28 | Method of polishing semiconductor wafers |
| MYPI97000330A MY123111A (en) | 1996-01-31 | 1997-01-29 | Method of polishing semiconductor wafers |
| EP97101488A EP0788146A1 (en) | 1996-01-31 | 1997-01-30 | Method of polishing semiconductor wafers |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1542096 | 1996-01-31 | ||
| JP8-15420 | 1996-01-31 | ||
| JP851097A JPH09270401A (ja) | 1996-01-31 | 1997-01-21 | 半導体ウェーハの研磨方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09270401A true JPH09270401A (ja) | 1997-10-14 |
Family
ID=26343038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP851097A Pending JPH09270401A (ja) | 1996-01-31 | 1997-01-21 | 半導体ウェーハの研磨方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5951374A (ja) |
| EP (1) | EP0788146A1 (ja) |
| JP (1) | JPH09270401A (ja) |
| MY (1) | MY123111A (ja) |
| TW (1) | TW379389B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5500249B2 (ja) * | 2010-06-01 | 2014-05-21 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | ウェーハの汚染防止方法、検査方法および製造方法 |
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- 1997-01-21 JP JP851097A patent/JPH09270401A/ja active Pending
- 1997-01-25 TW TW086100837A patent/TW379389B/zh not_active IP Right Cessation
- 1997-01-28 US US08/789,046 patent/US5951374A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-01-29 MY MYPI97000330A patent/MY123111A/en unknown
- 1997-01-30 EP EP97101488A patent/EP0788146A1/en not_active Withdrawn
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|---|---|
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| MY123111A (en) | 2006-05-31 |
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