WO2002005337A1 - Tranche a chanfreinage en miroir, tissu a polir pour chanfreinage en miroir, machine a polir pour chanfreinage en miroir et procede associe - Google Patents

Tranche a chanfreinage en miroir, tissu a polir pour chanfreinage en miroir, machine a polir pour chanfreinage en miroir et procede associe Download PDF

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WO2002005337A1
WO2002005337A1 PCT/JP2001/005888 JP0105888W WO0205337A1 WO 2002005337 A1 WO2002005337 A1 WO 2002005337A1 JP 0105888 W JP0105888 W JP 0105888W WO 0205337 A1 WO0205337 A1 WO 0205337A1
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polishing
mirror
polishing cloth
wafer
hardness
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PCT/JP2001/005888
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Kazutoshi Mizushima
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Shin-Etsu Handotai Co., Ltd.
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    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B9/00—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor
    • B24B9/02—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground
    • B24B9/06—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • B24B9/065—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain of thin, brittle parts, e.g. semiconductors, wafers

Definitions

  • the present invention relates to a mirror-polished wafer with reduced outer peripheral sag, a polishing cloth for mirror-polished, a mirror-polished polishing apparatus and a method.
  • Conventional technology a mirror-polished wafer with reduced outer peripheral sag, a polishing cloth for mirror-polished, a mirror-polished polishing apparatus and a method.
  • a silicon wafer processing method includes a slicing step of cutting (slicing) a cylindrical semiconductor ingot into a thin plate with a wire saw or a circular inner peripheral blade to obtain a wafer.
  • a chamfering process to remove the corners of the periphery of the wafer to prevent chipping around the wafer obtained by slicing, and polishing both sides to adjust the thickness and flatness of the chamfered wafer A rubbing step, an etching step in which the wafer is immersed in an etching solution to remove the processing strain of the wrapped wafer, and etching is performed on the entire surface; And a polishing step of mirror-polishing one or both surfaces to improve the performance.
  • the above-mentioned chamfered chamfered portion of the aerial ⁇ Mirror polishing is usually performed before polishing the wafer.
  • This mirror chamfering is performed by a known mirror chamfering polishing apparatus 10 as shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b) (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-188590).
  • the polishing apparatus 10 has a rotating drum 12, and the rotating drum 12 is structured to rotate at high speed about a rotating shaft 14.
  • a multi-layer or single-layer polishing cloth (polishing pad) 16 A (FIG. 12 (a)) or 16 B (12 (b)) is attached to the entire outer peripheral surface of the rotating drum 12. Has been done.
  • Reference numeral 18 denotes a wafer rotating device which is provided corresponding to the rotating drum 12 and which can freely change the inclination angle with respect to the rotating drum 12.
  • the wafer rotating device 18 has a base 20 and a rotating shaft 22 rotatably provided on the upper surface of the base 20.
  • the wafer W is held at the upper end of the rotating shaft 22 and its mirror chamfering is performed.
  • Reference numeral 24 denotes a nozzle which supplies a polishing liquid 26 to a contact portion between the wafer W and the polishing cloth 16.
  • Mirror chamfering involves rotating both the rotating drum 12 and the wafer A and rotating the polishing cloth 16 of the rotating drum 12 with the wafer A at a predetermined angle, for example, 40 ° to 55 ° with respect to the polishing surface of the rotating drum. This is performed by pressing the wafer in a state where it is inclined at an angle of ° and polishing the chamfered portion of the wafer.
  • the polishing cloths (polishing pads) 16 A and 16 B are, as the prior art, single-layer polishing cloths (polishing pads) 16 B (FIG. 12 (b)).
  • a two-layer abrasive cloth (polishing pad) 16 A that is, a sheet 16 made of at least one of synthetic resin foam, nonwoven fabric, resin-processed nonwoven fabric, synthetic leather or a composite of these.
  • a and an elastic sheet 16b for example, a multilayer structure composed of a synthetic rubber and a sponge sheet (FIG. 12 (a)) is disclosed.
  • a soft polishing cloth for example, Suba400: thickness 1.27 mm
  • Ascar C hardness 61 Comparative example of the above publication, Suba 400: Thickness 127 mm + synthetic rubber: Thickness 1 mm: Rubber hardness 50: Examples 1 and Suba 4 of the above publication 0 0: Thickness 1.27 mm + sponge sheet: A technique using Example 2) of the above publication is disclosed.
  • the polished portion 32 extends more than 500 m from the wafer chamfered portion 30. ⁇ ⁇ It turned out that it got into the eha side.
  • this extra polishing is referred to as overpolishing
  • the width of the polished portion 32 is referred to as overpolishing width.
  • the width of the chamfered portion 30 is usually about 500 ⁇ m.
  • the sum of the chamfered portion of the wafer (30) (approximately 500 jum) and the over polish width 32 (approximately 500 ⁇ m) is approximately 100 / xm, that is, approximately lmm.
  • the measurement exclusion range (Edge Exclusion: EE) of the flatness of the wafer surface is currently 3 mm from the periphery of the wafer, and the over polish width is about 500 ⁇ m. If it is m, the effect on e-ah flatness (flatness) is small.
  • EE exclusion range
  • the thickness tends to decrease from a position approximately 5 mm from the outer edge of the wafer to the chamfered portion.
  • Cause of sagging This may be due to the difference in polishing pressure when polishing the wafer main surface or the effect of abrasives, etc.
  • the sag at the boundary between the chamfered portion and the main surface may be affected by the mirror chamfering.
  • the present inventors have conducted intensive studies to improve the above-mentioned conventional mirror chamfering technology, and have been able to suppress the sag around the e-aperture even when the e-flat flatness measurement exclusion range (E.E.) is 1 mm. Of a range of over polish widths that can achieve good wafer flatness and a mirror surface chamfer with this new over polish width Thus, the present invention has been completed by obtaining new findings.
  • E.E. e-flat flatness measurement exclusion range
  • the present invention provides a novel mirror-faced chamfer preventing an outer peripheral sag of the wafer, a mirror-faced polishing cloth for efficiently and efficiently producing the new mirror-faced chamfer, and a mirror face-polishing polishing hole. It is another object of the present invention to provide a mirror chamfering apparatus and method suitably used for mirror chamfering of the novel mirror chamfer.
  • the mirror-chamfered wafer of the present invention has an overpolishing width of 400 ⁇ m or less due to mirror-chamfering.
  • the overpolishing width By setting the overpolishing width to about 0 to 400 / zm in the wafer whose mirror surface is chamfered in this way, the polishing is performed by subsequent polishing.
  • the width of the c-over poly Mesh flatness of wafer surface can be obtained with high flatness of Ueha to near the outer periphery is eliminated completely state (zero) is preferable, chamfered portion completely, including the variation in the pressure E conditions
  • a mirror-polished surface with an over polish width of about 50 ⁇ m is recommended.
  • the over polish width should be 50 ⁇ m to 200 m.
  • a method of manufacturing a Ueha of the present invention are various methods are conceivable, particularly preferred manufacturing apparatus and method is as follows.
  • a rotating drum having a polishing cloth adhered to the surface thereof; and an ⁇ a rotating device for holding and rotating the ⁇ a, wherein the rotating ⁇ a is brought into contact with the polishing cloth at a predetermined angle and a polishing liquid is applied to the contact portion.
  • a polishing cloth for mirror chamfering is used in which the hardness of the portion (polishing cloth layer) of the polishing cross that contacts the wafer (polishing cloth layer) is 65 or more in Asker C hardness. It can be manufactured by The width of the over polish can be reduced by devising the polishing cross to be used, and a wafer having an over polish width of 400 ⁇ m or less can be stably manufactured.
  • the polishing cloth for mirror chamfering of the present invention has a structure in which a polishing cloth layer and at least two sponge layers having a lower hardness than the polishing cloth layer are bonded to each other.
  • the hardness is 65 or more and the hardness of the sponge layer is 40 or less in Asker C hardness.
  • it is preferable that the thickness of the polishing cloth layer is 1.3 mm or less and the thickness of the sponge layer is 1.0 Omm or more.
  • the polishing cloth may have a single-layer structure composed of only the polishing cloth layer, and the polishing cloth layer may have a hardness of Asker C hardness of 65 or more. In this case, the polishing cloth layer has a thickness of 1.3. mm or less is preferred.
  • the polishing cloth having a Kerr C hardness of 65 or more. If the hardness of the polishing cloth layer in contact with the wafer is higher than that, the polishing can be performed with a single layer or a multi-layer polishing cloth.However, in the case of a single layer, since the polishing cloth is a hard polishing cloth, the polishing is performed with the wafer. The contact area in the outer circumferential direction of the cloth is small. Therefore, in order to mirror the entire chamfered portion of the outer peripheral portion of the wafer, it is necessary to rotate the wafer slowly, which takes a long processing time and lowers productivity. Therefore, in the case of a single layer, the upper limit is preferably 78 or less in Asker C hardness.
  • this is a polishing cross structure in which the hardness of the polishing cloth layer is ASKER C hardness 65 or more and the hardness of the sponge layer is ASKER C hardness 40 or less, at least two layers are bonded, the direction of the center of the wafer
  • the contact area in the outer peripheral direction between the wafer and the polishing cloth can be increased while the contact area with the polishing pad is kept small, that is, while the over polish width is controlled to 400 ⁇ m or less. This is preferable because the time required for the conversion can be reduced.
  • the upper limit of the polishing cloth layer that can be used is increased.
  • the hardness of the polishing cloth layer with an ASKER C hardness of 81 or more is also high enough to obtain a mirror surface free from scratches.
  • Any polishing cloth can be used without particular limitation, and the overpolishing width can be remarkably reduced, and the productivity is good.
  • the upper limit of the hardness of the polishing cloth layer but practically, it is sufficient to set the Asker C hardness to about 90.
  • the lower limit of the hardness of the sponge layer practically, the lower limit may be about 10 in Asker C hardness.
  • the contact length of the polishing cloth with the outer peripheral direction of the wafer becomes longer while the width of the over polish is suppressed, and the polishing efficiency is improved and productivity is improved. Get better.
  • the thickness of the polishing cloth layer is too large, the effect of the sponge layer is reduced, so that the thickness is preferably 1.3 mm or less. If the thickness is less than 0.5 mm, the life of the polishing Since the frequency of replacement of the polishing cloth increases, it is preferable to set the thickness to about 1.3 mm to 0.7 mm. Also, the thickness of the sponge layer is preferably 1 mm or more.
  • the thickness is less than 1 mm, the effect of increasing the contact area between the wafer and the outer peripheral portion of the polishing cloth is reduced. On the other hand, if it is too thick, it becomes difficult to attach the polishing cloth to the rotating drum, so that about 1 mm to 2 mm is preferable.
  • the processing conditions when using a polishing cloth and an apparatus having an ASKER C hardness of 65 or more are such that the polishing load is 2 kgf or more and the inclination angle of the wafer to the polishing cloth is 40 ° to 55 °.
  • the mirror surface chamfered wafer can be suitably manufactured in the range of °.
  • the inclination angle of the wafer with respect to the polishing cloth means the angle between the wafer and the perpendicular to the polishing opening, and if the inclination angle is less than 40 °, the boundary between the chamfered part and the surface. If the temperature exceeds 55 °, the amount of overpolishing increases, and furthermore, the outermost periphery of the wafer becomes more likely to be uncut.
  • polishing cloths Ascar C hardness of about 60
  • Ascar C hardness of about 60
  • this may result in non-mirror-finished parts or significantly longer mirror-beveling time.
  • the polishing load is 2 kgf or more
  • the inclination angle of the wafer with respect to the polishing mouth is 40 ° or more.
  • the hardness of the polishing cloth is ASKER C hardness
  • the upper limit of the polishing load is not particularly limited.However, according to the hardness of the polishing cloth, the amount of sinking of the wafer into the polishing cross is confirmed so that the overpolishing width becomes 400 ⁇ m or less. What is necessary is just to install suitably for a heavy load. Practical Specifically, the upper limit of the polishing load may be about 5 kg.
  • FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a mirror chamfering polishing apparatus according to the present invention, wherein (a) has a polishing cloth having a multilayer structure, and (b) has a polishing cloth having a single layer structure. Show things.
  • FIG. 2 is an explanatory view of a main part of a mirror chamfering wafer of the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory perspective view showing ⁇ : ⁇ in an exaggerated manner.
  • FIG. 4 is a site map of the sample and the wafer which have been mirror-polished in the third embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-section diagram of the sample wafer that has been mirror-polished in the third embodiment.
  • FIG. 6 is a site map of the sample ⁇ which is mirror-polished in Comparative Example 2.
  • FIG. 7 is a cross-section diagram of the sample ⁇ a mirror-chamfered in Comparative Example 2.
  • FIG. 8 is a graph showing the results of site flatness in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 measured at E.E.1 mm.
  • FIG. 9 is a graph showing the evaluation results of the overpolishing width in Examples 5 to 19 and Comparative Examples 4 to 6.
  • FIG. 10 is a graph showing the evaluation results of the contact lengths of the slope portions in Examples 5 to 19 and Comparative Examples 4 to 6.
  • FIG. 11 is a graph showing the evaluation results of the contact lengths at the tips in Examples 5 to 19 and Comparative Examples 4 to 6.
  • FIGS. 12A and 12B are explanatory views showing one example of a conventional mirror chamfering polishing apparatus.
  • FIG. 12A shows a polishing cloth having a multi-layer polishing cloth
  • FIG. 12B shows a polishing cloth having a single-layer polishing cloth. Shows the one equipped with
  • FIG. 13 is an explanatory view of a main part of a conventional mirror surface chamfering wafer.
  • FIG. 1 shows a mirror chamfering polishing apparatus 10a according to the present invention.
  • the basic configuration is the same as that of the conventional apparatus 10 shown in FIG. 12, but the conventional polishing cloth (polishing pad) 16 is used.
  • the difference is that polishing cloths 17 A and 17 B having different hardnesses are used instead of A and 16 B. Therefore, description of other configurations will not be repeated.
  • the same or similar members as those in FIG. 12 are indicated by the same or similar reference numerals.
  • the polishing cloth for mirror polishing 17 A of the present invention has a multilayer structure composed of at least two layers of an outer polishing cloth layer 17 a and an inner sponge layer 17 b.
  • the structure is good, and the hardness of each layer is specified within a certain range, so that a good mirror surface chamfering treatment (over polishing width 400 (0 ⁇ m or less) is clearly distinguished from the polishing pad 16 A having a multilayer structure described in the above-mentioned publication.
  • the polishing cloth layer 17a is made of a non-woven fabric, a resin processed product of a non-woven fabric, a synthetic resin foam, a synthetic leather or a composite product thereof, and has a hardness of Asker C hardness 65 or more, preferably Asker C hardness 68 or more. It is necessary to use Suba 400 H (Ascar C hardness 68), Suba 600 (Ascar C hardness 78), Suba 800 0 (Ascar C hardness 8 1) or the like is preferably used.
  • the Asker C hardness which indicates the hardness of a polishing cloth, a sponge material, or the like, is a value measured by an Asker rubber hardness meter C, which is a kind of a spring hardness tester. This is a value based on SRIS 0101 which is a standard of the Japan Rubber Association.
  • the material used for the sponge layer is not particularly limited, and any material may be used as long as the material has a flexibility that can be attached to the rotating drum and has a hardness of ASKER C hardness of 40 or less.
  • a silicone rubber sponge or a sponge-like silicone simply called silicon sponge can be suitably used.
  • the sponge layer is not limited to sponge-like foams, but may be used as long as it is capable of elastic deformation and has a hardness within a desired range.
  • the lower limit may be about 10 in Asker C hardness.
  • the hardness of the sponge layer 17b is lower than that of the polishing cloth layer 17a, and it is necessary to use one having an Ascar C hardness of 40 or less.
  • the thickness of the polishing cloth layer 17a is preferably 1.3 mm or less, and the thickness of the sponge layer 17b is preferably 1.0 mm or more.
  • the polishing cloth 17B for mirror chamfering is 1 Consists of polishing cloth layer 17 only. Although it has a single-layer structure, by specifying the hardness of the polishing cloth layer within a predetermined range, a good mirror chamfering treatment (overpolishing width 400 ⁇ m or less) This is clearly distinguished from the polishing pad 16B having the single-layer structure described in the above-mentioned publication in the point that the above-described method is enabled.
  • the material of the polishing cloth layer of the polishing cloth 17B for mirror polishing the same material as that of the polishing cloth layer 17a can be applied.
  • the mirror chamfer wafer Wa of the present invention is one in which the overpolish width 32 due to the mirror chamfer is suppressed to 400 ⁇ m or less.
  • the chamfer (500 / ⁇ m) + over polish width ( (Less than 400 ⁇ m) is less than 900 ⁇ m, so that sagging of the outer periphery does not occur, and the flatness of the wafer is not affected.
  • a polishing load of 2 kgf or more and the polishing cloth are required. This can be achieved by performing mirror chamfering polishing while setting the tilt angle of the wafer with respect to 17 to 40 ° to 55 °.
  • the inclination angle of the wafer with respect to the polishing cloth 17 means the angle between the perpendicular and the wafer with respect to the polishing cloth 17.
  • the amount of polishing can be increased, and even a short period of time, stable mirror chamfering without residual polishing can be performed.
  • the upper limit of the polishing load is not particularly limited, but practically, the upper limit of about 5 kg is sufficient.
  • the inclination angle to 40 ° to 55 °, the slope portion and the tip portion of the chamfered portion can be polished at the same time, and can be efficiently mirror-finished, thereby reducing work time and productivity. Can be raised.
  • FIG. 3 is an explanatory perspective view showing the wafer W in an exaggerated manner.
  • 34 shows a portion near the main surface of the wafer W called a slope portion
  • 36 shows a portion near the outermost periphery called a tip portion.
  • 34a indicates the contact length between the inclined portion 34 and the polishing cloth
  • 36a indicates the contact length between the tip 36 and the polishing cloth 17.
  • an etched wafer having a diameter of 200 mm and a crystal orientation of ⁇ 100> and having a chamfered outer periphery was used as the sample wafer. This chamfer was performed using the seven types of polishing cloths shown in Table 1 using a mirror chamfering machine as shown in FIG.
  • the hardness and thickness of the polishing cloth and sponge material (silicon sponge) shown in Table 1 are as follows. S uba—Lite (Mouth Dale): Asker C hardness 5 3: Thickness 1.27mm
  • Subaba 400 (manufactured by Mouth Dale): Asker C hardness 61: Thickness 1.27 mm
  • Subaba 400H (manufactured by Mouth Dale): Asker. Hardness 6 8: Thickness 1.2 / mm
  • Subba 600 manufactured by Mouth Dale: Ascar C hardness 78: Thickness 1.27 mm
  • Sponge material Ascar C hardness 3 5 : Thickness 1. Omm
  • Table 2 shows the over polish widths of the sample wafers which were mirror-polished using each polishing hole.
  • the overpolishing width can be determined by enlarging and observing the outer periphery (chamfered portion) of the wafer with a video microscope.
  • the width (length) of the mirror surface on the main surface is evaluated based on the boundary of the main surface.
  • the over polish width tends to vary.
  • the Asker C hardness was 65 or less, the variation was about ⁇ 50 ⁇ m or more.
  • the Asker C hardness is 65 or more, the variation in overpolishing width could be suppressed to about 20 ⁇ m in soil.
  • the SFQR Site Front least-squares Range
  • SFQR Site Front least-squares Range
  • FIGS. 4 and 5 show a site map and a cross section of flatness in Example 3 (Suba 800 + sponge material), respectively.
  • a flatness site map diagram and a cross-section diagram in the case of Comparative Example 2 are shown in FIGS.
  • Comparative Example 2 as shown in FIG. 7, it was found that sagging of the outer periphery occurred.
  • Fig. 8 shows the results of the site flatness in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 measured at E.E. 1 mm.
  • the horizontal axis in Fig. 8 shows the over-polishing width of the wafer, and the vertical axis shows the yield of non-defective products for the flatness standard S F QR ⁇ 0.18 ⁇ m.
  • the yield of good site flatness is 62% when the over polish width is 600 ⁇ , and for 500 / X m It is about 60% at about 60% and 500 ⁇ m or more, but it was confirmed that the yield could be improved to 90% or more if the over polish width was suppressed to 400 ⁇ m or less. .
  • SF QR is almost 0.18 ⁇ or less in the wafer surface, and how to improve the yield of non-defective products needs to be improved in the outer periphery of the wafer, and the over polish width must be increased. It can be implemented by controlling. This is achieved by changing the type of polishing cloth used in the polishing process for mirror chamfering, so that the over polish width is currently used as the polishing cross Suba 400 (Comparative Example 2). It was confirmed that it can be suppressed to 400 ⁇ m or less, which is significantly suppressed from 500 ⁇ m achieved by the method.
  • the over polish width is about 500 to 600 ⁇ , the yield may decrease. Although this depends on the conditions for polishing the main surface, it is considered that the abrasive easily enters the overpolished portion and is excessively polished, which also affects the vicinity of 2 mm from the outer periphery. However, when the over polish width was 150 ⁇ m, such a tendency was not observed.
  • Sample wafer An etched wafer having a diameter of 20 O mm and a crystal orientation of ⁇ 100> and having a chamfered outer periphery of the wafer was used.
  • Mirror chamfering uses six types of polishing cloths shown in Table 3 and a polishing load of 2 kgf (Examples 5, 8, 11, 14, 17 and Comparative Example 4), 2.5 kgf ( Examples 6, 9, 12, 15, 18 and Comparative Example 5) and 3 kgf (Examples 7, 10, 13, 16, 19 and Comparative Example 6) were divided into three stages. This was performed by a mirror chamfering device as shown in FIG.
  • Polishing time ⁇ Abrasion is fixed for 10 seconds without rotating.
  • the over polish width can be obtained by using any of the polishing cloth of the multilayer structure (Examples 8 to 19) and the single layer structure (Examples 5 to 7). Was suppressed to 400 ⁇ m or less.
  • the polishing width of the polishing cloth of the present invention can be adjusted to have an overpolishing width of 400 m or less. It could be confirmed.
  • the polishing cloth of the multilayer structure (Examples 8 to 19) has both the contact length of the slope and the contact length of the tip. Although it is shorter than in the case, there is a disadvantage that the time required for the polishing process becomes longer, but there is no change in that the over polish width is suppressed to 400 ⁇ m or less. 8 Note that the present invention is not limited to the above embodiment. In the present embodiment, a silicon wafer is described as an example.
  • a wafer requiring high flatness such as a quartz wafer ceramic substrate
  • the same can be applied to any wafer that requires polishing of the chamfered part to prevent dust (improve the surface roughness of the chamfered part).
  • the wafer outer peripheral sag can be suppressed, and good flatness (flatness) can be achieved.
  • the polishing cloth for mirror chamfering of the present invention it becomes possible to efficiently manufacture a mirror chamfered wafer having an overpolishing width of 400 / Xm or less.
  • the mirror beveling apparatus of the present invention can be efficiently manufactured by the mirror beveling apparatus provided with the polishing hole for mirror beveling of the present invention and the mirror beveling method using the apparatus.

Description

明 細 書 鏡面面取り ゥエーハ、 鏡面面取り用研磨クロス、 及び鏡面面取り研磨装 置及ぴ方法 技術分野
本発明は、 ゥエーハ外周ダレを抑制した鏡面面取り ゥェーハ、 鏡面面 取り用研磨クロス、 及ぴ鏡面面取り研磨装置及ぴ方法に関する。 従来技術
ゥエーハ、 例えば半導体シリ コン単結晶ゥエーハ （単にシリ コンゥェ ーハということもある） や、 石英ゥエーハなどのガラス基板またはアル ミナゃ窒化アルミなどのセラミック基板など、 薄板状のゥヱーハは近年 高平坦度が要求される。 これらのゥエーハの製造方法として、 例えばシ リコンゥヱーハの加工方法は、 円筒状の半導体イ ンゴッ トをワイヤーソ 一、 円形状内周刃等で薄板状に切断 （スライシング） してゥエーハとす るスライシング工程と、 スライシングによって得られたゥエーハの周辺 部のカケを防止するために周辺部の角部を除去する面取り工程と、 面取 り加工されたゥエーハの厚さ、 平坦度を整えるために両面を研磨するラ ッビング工程と、 ラッピング処理されたゥエーハの加工歪を除去するた めにゥエーハをエッチング液に浸漬して全面をエッチングするエツチン グ工程と、 ェツチング処理されたゥエーハの表面粗さ及ぴ平坦度を向上 させるために片面又は両面を鏡面研磨するポリ ッシング工程とから構成 されている。
さらに上記した面取り加工されたゥエーハの面取り部に対しては、 後 工程におけるハンドリング等による接触時の発塵を防止するために、 ゥ エーハのポリ ッシングを行う前に鏡面面取り加工が行われるのが通常で ある。
この鏡面面取り加工は、 図 1 2 ( a ) ( b ) に示したような公知の鏡 面面取り研磨装置 1 0によって行われている （特開平 1 1— 1 8 8 5 9 0号公報参照） 。 該研磨装置 1 0は、 回転ドラム 1 2を有し、 該回転ド ラム 1 2は回転軸 1 4を中心に高速回転する構造とされている。 該回転 ドラム 1 2の外周面には全面に多層又は単層の研磨クロス （ポリ ツシン グパッ ド） 1 6 A 〔図 1 2 ( a ) 〕 又は 1 6 B 〔 1 2 ( b ) 〕 が貼設さ れている。
1 8はゥエーハ回転装置で、 該回転ドラム 1 2に対応して設けられる とともに該回転ドラム 1 2に対する傾斜角度を自在に変更することがで きる。 該ゥヱーハ回転装置 1 8はベース 2 0と該ベース 2 0上面に回転 可能に設けられた回転軸 2 2を有している。 該回転軸 2 2の上端部にゥ エーハ Wが保持されてその鏡面面取り研磨が行われる。 2 4はノズルで, 研磨液 2 6をゥエーハ Wと研磨クロス 1 6との接触部分に供給する作用 を行う。 鏡面面取りは、 回転ドラム 1 2とゥエーハ Wの双方を回転させ るとともに該回転ドラム 1 2の研磨クロス 1 6にゥエーハ Wを所定角度, 例えば回転ドラムの研磨面に対して 4 0° 〜 5 5° で傾斜させた状態で押 し付けてゥヱーハの面取り部を研磨することによって行われる。
上記公報においては、 該研磨クロス （ポリ ツシングパッ ド） 1 6 A及 び 1 6 Bとしては、 従来技術として単層構造の研磨クロス （ポリ ツシン グパッ ド） 1 6 B 〔図 1 2 ( b ) 〕 が示されるとともに 2層構造の研磨 クロス （ポリ ツシングパッ ド） 1 6 A、 即ち合成樹脂発泡体、 不織布、 不織布の樹脂加工品、 合成皮革あるいはこれらの複合品の少なく とも一 つからなるシート 1 6 a と、 弾力性を有するシート 1 6 b、 例えば合成 ゴム、 スポンジシートからなる多層構造 〔図 1 2 ( a ) 〕 が開示されて レヽる。
上記した研磨方法では、 研磨ク ロス （ポリ ツシングパッ ド） 1 6 A及 び 1 6 Bの沈み込みを多くするために、 柔らかい研磨クロス （例えば、 S u b a 4 0 0 :厚さ 1. 2 7 mm : ァスカー C硬度 6 1 ：上記公報の 比較例、 S u b a 4 0 0 : 厚さ 1. 2 7 mm +合成ゴム ： 厚さ 1 mm ： ゴム硬度 5 0 ： 上記公報の実施例 1及び S u b a 4 0 0 : 厚さ 1. 2 7 mm +スポンジシート ： 上記公報の実施例 2 ) を用いる技術を開示して いる。
このよ うな構成の研磨クロスを用いて鏡面面取りを行う場合、 本発明 者らの実験によれば、 図 1 3に示すようにゥエーハ面取り部 3 0から 5 0 0 m以上も研磨部分 3 2がゥエーハ面側に入り込んでしまうことが 判明した。 以後本明細書においては、 この余分な研磨をオーバーポリ ツ シュと称し、 その研磨部分 3 2の幅をオーバーポリ ッシュ幅と称す。 ま た、 ゥエーハ面取り部 3 0の幅は通常 5 0 0 μ m程度である。 したがつ て、 ゥエーハ面取り部 3 0 (約 5 0 0 ju m) とオーバーポリ ッシュ幅 3 2 (約 5 0 0 μ m) を合計すると約 1 0 0 0 /x m、 即ち約 l mmとなる c ゥエ ーハ面のフ ラ ッ ト ネ ス （平坦度） の測定除外範囲 （ Edge Exclusion： E. E. ) は現状ではゥエーハ周縁部から 3 m mであり、 ォー バーポリ ッシュ幅が約 5 0 0 μ mであればゥエーハフラッ トネス （平坦 度） への影響は小さい。 しかし、 最近ではゥエーハフラッ トネス測定除 外範囲 （E. E. ) をできるだけ小さくする要求が増えている。 これは 1 枚のゥエーハから得られるデバイスチップの収率を向上させるためであ る。
通常、 ゥエーハの中央部分では比較的高平坦度が達成されるもののゥ エーハ外周端部から 5 mm前後の位置から面取り部にかけて厚さが薄く なる傾向がありこれをゥエーハ外周ダレと言っている。 外周ダレの原因 と しては、 ゥ ーハ主面を研磨する時の研磨圧力の差や研磨剤の影響な どが考えられるが、 特に面取り部と主面の境界部分のダレは鏡面面取り 加工の影響が考えられる。
例えば、 ゥエーハフラッ トネス測定除外範囲 （E . E . ) を l m mとす る場合オーバーポリ ッシュ幅が約 5 0 0 μ mであると、 ゥエーハフラッ トネス （平坦度） に影響するとともにゥエーハ外周ダレが生じてしまう こととなってしまう。 発明の開示
本発明者らは、 上記した従来の鏡面面取り技術を改良すべく鋭意研究 を重ねることによって、 ゥエーハフラッ トネス測定除外範囲 （E . E . ) を 1 m mの場合であってもゥエーハ外周ダレを抑制して良好なゥエーハ フラッ トネスを達成することのできるオーバーポリ ッシュ幅の範囲を見 出すとともにこの新規なオーバーポリ ッシュ幅を有する鏡面面取り ゥェ —ハを製造するために好適に用いられる研磨クロスの構成について新た な知見を得て本発明を完成したものである。
本発明は、 ゥエーハ外周ダレを防止した新規な鏡面面取りゥエーハ、 この新規な鏡面面取り ゥエーハを生産性よく効率的に製造するための鏡 面面取り用研磨クロス及びこの鏡面面取り用研磨ク口スを具備しかつ上 記新規な鏡面面取り ゥ ーハの鏡面面取りに好適に用いられる鏡面面取 り装置及び方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、 本発明の鏡面面取り ゥエーハは、 鏡面面 取りによるオーバーポリ ッシュ幅を 4 0 0 μ m以下に抑制したものであ る。
このように面取り部を鏡面化したゥエーハにおいて、 オーバーポリ ツ シュ幅を 0〜 4 0 0 /z m程度にすることで、 その後の研磨により ゥエー ハ表面の平坦度が外周近くまで高平坦度なゥエーハを得ることができる c オーバーポリ ッシュの幅は完全になくなる状態 （零） が好ましいが、 加 ェ条件のバラツキを含めて面取り部を完全に鏡面化するためには、 5 0 μ m程度のオーバーポリ ッシュ幅にした鏡面面取り ゥエーハにすれば良 レ、。 また、 ゥヱーハフラッ トネス測定除外範囲 （E . E . ) が l m mとた いへん厳しい条件で、 鏡面面取り加工の影響を完全になくすには、 ォー バーポリ ッシュ幅は 5 0 μ m〜 2 0 0 mの範囲にすることが好ましい c また、 本発明のゥエーハを製造する方法は種々の方法が考えられるが, 特に好適な製造装置及び方法は次の通りである。 表面に研磨クロスを貼 り付けた回転ドラムと、 ゥエーハを保持し回転せしめるゥエーハ回転装 置とを有し、 回転するゥエーハを所定の角度で該研磨クロスに接触させ るとともに当該接触部分に研磨液を供給させつつゥエーハの鏡面面取り を行う装置を用い、 該研磨ク ロスのゥ ーハと接触する部分 （研磨布 層） の硬度がァスカー C硬度で 6 5以上の鏡面面取り用研磨クロスを用 いることで製造することができる。 使用する研磨ク ロスの工夫でオーバ ーポリ ッシュの幅を少なく し、 オーバーポリ ツシュ幅 4 0 0 μ m以下の ゥエーハを安定して製造することができる。
特に本発明の鏡面面取り用の研磨クロスとしては、 研磨布層と、 該研 磨布層より硬度の低いスポンジ層の少なく とも 2層を貼り合わせた構造 とし、 該研磨布層の硬度をァスカー C硬度 6 5以上かつ該スポンジ層の 硬度をァスカー C硬度 4 0以下としたものである。 特に前記研磨布層の 厚さが 1 . 3 m m以下かつ前記スポンジ層の厚さが 1 . O m m以上であ るのが好適である。 また、 この研磨クロスとしては、 研磨布層のみから なる単層構造とし、 該研磨布層の硬度をァスカー C硬度 6 5以上のもの も使用でき、 この場合研磨布層の厚さは 1 . 3 m m以下が好ましい。
オーバーポリ ッシュ幅が 4 0 0 μ m以下のゥエーハを得るには、 ァス カー C硬度 6 5以上の硬い研磨ク ロスを用いることで実施できる。 ゥェ ーハと接触する部分の研磨布層の硬度がこれ以上の硬度であれば単層で も多層の研磨クロスでも実施できるが、 単層の場合、 硬い研磨布である ためにゥエーハと研磨クロスの外周方向の接触面積が小さい。 従ってゥ エーハ外周部の面取り部全体を鏡面化するには、 ゥヱーハをゆっく り回 転させる必要があり加工時間がかかり生産性が悪くなる。 この為単層の 場合、 上限はァスカー C硬度 7 8以下が好ましい。
これを研磨布層の硬度をァスカー C硬度 6 5以上かつスポンジ層の硬 度をァスカー C硬度 4 0以下とした少なく とも 2層を貼り合わせた研磨 ク ロスの構造とすると、 ゥエーハの中心部方向への接触面積は小さく さ せつつ、 つまりオーバーポリ ッシュ幅が 4 0 0 μ m以下に制御されつつ, ゥエーハと研磨クロスの外周方向の接触面積を大きくすることができ、 ゥエーハ面取り部全体を鏡面化するための時間の短縮ができ好ましい。 特にスポンジ層の硬さや厚さを調整することで、 使用できる研磨布層の 上限もあがり、 例えばァスカー C硬度 8 1以上の研磨布層の硬度もキズ などの発生のない鏡面が得られる硬さの研磨布であれば特に限定されず 使用でき、 オーバーポリ ッシュ幅も著しく少なく加工でき、 かつ生産性 もよい。 なお、 研磨布層の硬度の上限についての特別の限定は存在しな いが、 実用的にはァスカー C硬度 9 0程度を上限とすれば充分である。 また、 スポンジ層の硬度の下限についての特別の限定も存在しないが、 実用的にはァスカー C硬度 1 0程度を下限とすればよい。
このよ う に 2層の研磨クロスを使用し、 面取り部の鏡面化を行う とォ 一バーポリ ッシュ幅は抑えつつゥエーハ外周方向と研磨クロスの接触長 さは長くなり研磨効率が向上し生産性が良くなる。 この時、 研磨布層の 厚さが厚すぎるとスポンジ層の効果が少なくなるため 1 . 3 m m以下が 好ましい。 0 . 5 m m以下の厚さにすると研磨ク ロスのライフが短くな り研磨クロスの交換頻度などが増えてしまうため、 1 . 3 m m〜 0 . 7 m m程度にすることが好ましい。 また、 スポンジ層の厚さも 1 m m以上 が好ましい。 1 m mより薄いとゥヱーハと研磨クロスの外周部の接触面 積を大きくする効果が少なくなる。 また、 厚すぎると回転ドラムに研磨 ク ロスを貼り付けることが困難になるため、 1 m m〜 2 m m程度が好ま しい。
以上のようにァスカー C硬度 6 5以上の研磨クロス及び装置を用いた 時の加工条件 （鏡面面取り方法） は、 研磨荷重 2 k g f 以上及び該研磨 クロスに対するゥエーハの傾斜角度を 4 0 °〜 5 5 °の範囲として上記鏡面 面取りゥヱーハを好適に製造することができる。 なお、 研磨クロスに対 するゥヱーハの傾斜角度とは、 研磨ク口スに対する垂線とゥヱーハのな す角度を意味するもので、 この傾斜角度が 4 0 ° 未満であると面取り部と 表面の境界部に不削が発生し易くなり、 5 5 ° を越えるとオーバーポリツ シュ量が大きくなり更にゥエーハ最外周部の不削が発生し易くなる。
従来の比較的やわらかい研磨クロス （ァスカー C硬度 6 0程度） を用 レ、、 オーバーポリ ッシュ幅を 4 0 0 μ m以下に制御するためには、 研磨 荷重を極力少なくするなどの方法が考えられる。 しかしこれでは鏡面化 されない部分ができたり、 鏡面面取り時間が著しく長くなつてしまう。 生産性を考え、 効率よく鏡面面取りを行うには上記装置の場合、 研磨荷 重 2 k g f 以上及ぴ該研磨ク口スに対するゥエーハの傾斜角度を 4 0 °〜
5 5 °の範囲にすることが好ましく、 研磨クロスの硬度をァスカー C硬度
6 5以上としたことで容易に実施することができる。
研磨荷重の上限は特に限定するものではないが、 研磨クロスの硬さに 応じ、 ゥエーハの研磨ク ロスへの沈み込み量を確認し、 オーバーポリ ツ シュ幅が 4 0 0 μ m以下となるような荷重に適宜設置すればよい。 実用 的には 5 k g程度を研磨荷重の上限とすればよい。 図面の簡単な説明
図 1 は、 本発明に係る鏡面面取り研磨装置の 1例を示す説明図で、 ( a ) は多層構造の研磨ク ロスを具備したもの、 （ b ) は単層構造の研 磨クロスを具備したものを示す。
図 2は、 本発明の鏡面面取り ゥエーハの要部説明図である。
図 3は、 ゥ： ーハを誇張して示した斜視説明図である。
図 4は、 実施例 3において鏡面面取り された試料ゥエーハのサイ トマ ップ図である。
図 5は、 実施例 3において鏡面面取り された試料ゥヱーハのク ロスセ クション図である。
図 6は、 比較例 2において鏡面面取り された試料ゥエーハのサイ トマ ップ図である。
図 7は、 比較例 2において鏡面面取り された試料ゥエーハのク ロスセ クシヨン図である。
図 8は、 E . E . 1 m mで測定した実施例 1 〜 4及ぴ比較例 1 〜 3の場 合のサイ トフラッ トネスの結果を示すグラフである。
図 9は、 実施例 5 〜 1 9及ぴ比較例 4 〜 6におけるオーバーポリ ッシ ュ幅の評価結果を示すグラフである。
図 1 0は、 実施例 5 〜 1 9及び比較例 4 〜 6における斜面部の接触長 さの評価結果を示すグラフである。
図 1 1は、 実施例 5 〜 1 9及び比較例 4 〜 6における先端部の接触長 さの評価結果を示すグラフである。
図 1 2は、 従来の鏡面面取り研磨装置の 1例を示す説明図で、 （ a ) は多層構造の研磨ク ロスを具備したもの、 （ b ) は単層構造の研磨クロ スを具備したものを示す。
図 1 3は、 従来の鏡面面取り ゥエーハの要部説明図である。 発明を実施するための最良の形態
以下に本発明の一つの実施の形態を添付図面に基づいて説明するが、 図示例は例示的に示されるもので、 本発明の技術思想から逸脱しない限 り種々の変形が可能なことはいうまでもない。
図 1は本発明に係る鏡面面取り研磨装置 1 0 a を示すもので、 基本的 構成は図 1 2に示した従来装置 1 0 と同様であるが、 従来の研磨クロス (ポリ ツシングパッ ド） 1 6 A， 1 6 Bの代わりに、 構成、 特に硬度の 異なる研磨ク ロス 1 7 A， 1 7 Bを用いる点において異なる。 したがつ て、 その他の構成についての再度の説明は省略する。 図 1 において図 1 2 と同一又は類似部材は同一又は類似の符号によって示される。
前述した特開平 1 1 一 1 8 8 5 9 0号公報においても研磨クロス （ポ リ ツシングパッ ド） を単層構造と した例 〔図 1 2 (b ) 〕 及ぴ 2つのシ ー トからなる多層構造の例 〔図 1 2 ( a ) 〕 が示されている。 しかし、 前述したように、 当該公報にはゥエーハ主面を高平坦度に加工する為に 面取り部のオーバーポリ ッシュ幅を制御する必要性やこれを解決するた めの単層のポリ ッシングパッ ド 1 6 Bについての好適な硬度についての 教示や多層のポリ ツシングパッ ド 1 6 Aにおける各シー ト 1 6 a， 1 6 bについての好適な硬度の範囲及び各シート 1 6 a , 1 6 bの硬度の配 分割合についての教示は全くない。
つまり、 本発明の鏡面面取り用研磨クロス 1 7 Aは、 図 1 ( a ) に示 すように、 外側の研磨布層 1 7 a及び内側のスポンジ層 1 7 bの少なく とも 2層からなる多層構造であり、 かつ各層の硬度を所定範囲に特定す ることによって良好な鏡面面取り処理 （オーバーポリ ッシング幅 4 0 0 0 μ m以下） を可能にした点において上記した公報記載の多層構造のポリ ッシングパッ ド 1 6 Aとは明確に区別されるものである。
該研磨布層 1 7 aは、 不織布、 不織布の樹脂加工品、 合成樹脂発泡体， 合成皮革あるいはこれらの複合品からなり、 その硬度はァスカー C硬度 6 5以上、 好ましくはァスカー C硬度 6 8以上のものを用いることが必 要で、 具体的には口デール社製の S u b a 4 0 0 H (ァスカー C硬度 6 8 ) 、 S u b a 6 0 0 (ァスカー C硬度 7 8 ) 、 S u b a 8 0 0 (ァス カー C硬度 8 1 ) 等が好適に用いられる。
ここで、 研磨クロスやスポンジ材などの硬さを示すァスカー C硬度は, スプリング硬さ試験機の一種であるァスカーゴム硬度計 C型により測定 した値である。 これは日本ゴム協会規格である S R I S 0 1 0 1に準 じた値である。
スポンジ層に用いられる材質としては、 特に限定されるものではない 力 回転ドラムに貼り付け可能な柔軟性を持ち、 硬度がァスカー C硬度 4 0以下のものであれば良い。 例えばシリ コンゴムスポンジ又は単にシ リ コンスポンジと言われるスポンジ状シリ コーンなどが好適に使用でき る。 また、 このスポンジ層は、 海綿状の発泡体に限定されるものではな く、 発泡体でなくても、 弾性変形が可能なもので硬度が所望の範囲に入 つていれば使用できる。 なお、 上記スポンジ層の硬度の下限についての 特別の限定も存在しないが、 実用的にはァスカー C硬度 1 0程度を下限 とすればよい。
該スポンジ層 1 7 bは、 その硬度が該研磨布層 1 7 a より も低く され ており、 ァスカー C硬度 4 0以下のものを用いる必要がある。 また、 該 研磨布層 1 7 aの厚さは 1. 3 mm以下でかつ該スポンジ層 1 7 bの厚 さは 1. 0 mm以上であるのが好適である。
また、 鏡面面取り用研磨クロス 1 7 Bは、 図 1 ( b ) に示すように、 1 研磨布層 1 7のみからなる.単層構造であるが、 該研磨布層の硬度を所定 範囲に特定することによって良好な鏡面面取り処理 （オーバーポリ ッシ ング幅 4 0 0 μ m以下） を可能にした点において上記した公報記載の単 層構造のポリ ッシングパッ ド 1 6 Bとは明確に区別されるものである。 この鏡面面取り用研磨クロス 1 7 Bの研磨布層の材質としては上記した 研磨布層 1 7 a と同様のものが適用可能である。
本発明の鏡面面取り ゥヱーハ W aは、 図 2に示すように、 鏡面面取り によるオーバーポリ ッシュ幅 3 2を 4 0 0 μ m以下に抑制したものであ る。 このような構成とすることによって、 ゥ —ハ面の測定除外領域 ( E . E . ) を 1 m mとする場合であっても面取り部 （ 5 0 0 /^ m ) +ォ 一バーポリ ッシュ幅 （ 4 0 0 μ m以下） の合計は 9 0 0 μ m以下となる ので、 外周ダレが発生することがなくなり、 ゥエーハのフラッ トネス (平坦度） に影響を与えることはなくなる。
上記した本発明の鏡面面取り用研磨クロス 1 7 A又は 1 7 Bを備えた 研磨装置 1 0 aによつて本発明の鏡面面取り ゥエーハ W aを製造するに は研磨荷重 2 k g f 以上及び該研磨クロス 1 7に対するゥ ーハの傾斜 角度を 4 0 ° 〜 5 5 ° として鏡面面取り研磨を行うことによって達成する ことができる。 なお、 研磨クロス 1 7に対するゥエーハの傾斜角度とは- 研磨クロス 1 7に対する垂線とゥエーハのなす角度を意味するものであ る。
研磨荷重を 2 k g f 以上の圧力で研磨することにより研磨量を多くで き、 短い時間でも研磨残などがない安定した鏡面面取り加工ができる。 この研磨荷重の上限は特に限定されないが、 実用的には 5 k g程度を上 限とすれば充分である。 また、 傾斜角度を 4 0 ° 〜 5 5 ° にすることによ つて、 面取り部の斜面部及び先端部を同時に研磨でき効率的に鏡面化す ることができ、 作業時間等が短縮でき生産性を上げることができる。 上 2 記傾斜角度が 4 0 ° 未満であると面取り部と表面の境界部に不削が発生し 易くなり、 5 5 ° を越えるとオーバーポリ ッシュ量が大きくなり更にゥェ ーハ最外周部の不削が発生し易くなる。
図 3はゥヱーハ Wを誇張して示した斜視説明図で、 3 4は斜面部と呼 ばれるゥ ーハ Wの主面付近部分を示し、 3 6は先端部と呼ばれる最外 周付近部分を示す。 3 4 aは該斜面部 3 4と該研磨クロス 1 7 との接触 長さを示し、 3 6 aは該先端部 3 6 と該研磨クロス 1 7との接触長さを 示す。 これらの接触長さ 3 4 a及び 3 6 aが増える程、 研磨加工時間が 短縮され、 それだけ研磨加工効率の向上が期待されるものである。
以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、 これらの 実施例は例示的に示されるもので限定的に解釈されるべきでないことは いうまでもない。
(実施例 1〜 4及び比較例 1〜 3 )
試料ゥヱーハは、 直径 2 0 0 m m、 結晶方位 < 1 0 0〉のゥヱーハ外 周部が面取り されたエッチング後のゥエーハを用いた。 この面取り部を, 表 1に示した 7種類の研磨クロスを用い、 図 1に示したような鏡面面取 り装置によって行った。
3
加 工 条 件
Figure imgf000015_0001
表 1において示した研磨布及びスポンジ材 （シリ コンスポンジ） の硬 度及ぴ厚さは次の通りである。 S u b a— L i t e (口デール社製） ： ァスカー C硬度 5 3 ：厚さ 1. 2 7mm
S u b a 4 0 0 (口デール社製） ： ァスカー C硬度 6 1 ： 厚さ 1. 2 7 m m
S u b a 4 0 0 H (口デール社製） ： ァスカー。硬度 6 8 ：厚さ 1. 2 / mm
S u b a 6 0 0 (口デール社製） ： ァスカー C硬度 7 8 ： 厚さ 1. 2 7 m m
S u b a 8 0 0 (口デール社製） ： ァスカー C硬度 8 厚さ 2 7 m m
スポンジ材： ァスカー C硬度 3 5 ：厚さ 1. Omm
表 2に各研磨ク口スを用いて鏡面面取りを行った試料ゥ ーハのォ一 バーポリ ッシュ幅を示す。 オーバーポリ ッ シュ幅は、 ゥヱーハ外周部 (面取り部） をビデオマイ ク ロスコープで拡大観察し、 面取り部とゥェ 4 ーハ主面の境界部分を基準と し、 主面側で鏡面化されている幅 （長さ） を評価したものである。
表 2
Figure imgf000016_0001
鏡面面取りの結果、 同じ条件で実施しても研磨布の硬さが柔らかい場 合、 オーバーポリ ッシュ幅はばらつきやすい。 ァスカー C硬度 6 5以下 ではバラツキが ± 5 0 μ m程度、 またはそれ以上のバラツキがあった。 一 方、 ァスカー C硬度を 6 5以上とすると同じ条件であれば、 オーバーポ リ ッシュ幅のバラツキは土 2 0 μ m程度に抑えることができた。
次に、 鏡面面取り研磨を行った各試料ゥエーハについて、 枚葉研磨機 を用い、 不織布タイプの研磨布及ぴコ口ィダルシリ力含有の研磨剤を使 用し、 通常のゥヱーハ主面の鏡面研磨を行った。 研磨代は Ι Ο μ πιで行 つた。 このゥエーハを光学式非接触平坦度測定器を用いて、 ク ロスセク ション及びサイ トフラッ トネス （S F QR : セルサイズ 2 5 X 2 5 mm, E. E. ： 1 mm) を測定した。
ここで S F Q R (Site Front least- sQares Range) とは、 平坦度に関 して表面基準の平均平面をサイ ト （セル） 毎に算出し、 その面に対する 凹凸の最大範囲を表わした値である。
実施例 3 ( S u b a 8 0 0 +スポンジ材） の場合の平坦度のサイ トマ ップ図及びク ロスセクショ ン図をそれぞれ図 4及び図 5に示す。 図 4か 5 ら明らかなよ うに実施例 3の場合の不良サイ トは 1 Z 5 2 = 2 %であり ' 良品の収率は 9 8 %であった。 実施例 3においては、 図 5によく示され るように外周ダレも全く発生していないことが確認できた。 ここで良品 とは S FQRが 0. 1 8 μ m以下のサイ トとした。
さらに、 比較例 2 ( S u b a 4 0 0 ) の場合の平坦度のサイ トマップ 図及ぴク ロスセクショ ン図をそれぞれ図 6友ぴ図 7に示す。 図 6から明 らかなように比較例 2の場合の不良サイ トは 2 1 / 5 2 = 4 0 %であり， 良品の収率は 6 0 %であった。 比較例 2においては、 図 7によく示され るように外周ダレが発生していることがわかった。
図 8に E. E. 1 mmで測定した実施例 1〜 4及び比較例 1〜 3の場合 のサイ トフラッ トネスの結果を示す。 図 8の横軸にはゥエーハのオーバ 一ポリ ッシュ幅、 縦軸にはフラッ トネスの規格 S F QR≤ 0. 1 8 μ m に対する良品の収率を示してある。 E. E. l mmでは、 S F QR≤ 0. 1 8 μ πιの規格に対して、 オーバーポリ ッシュ幅 6 0 0 μ πιではサイ ト フラッ トネスの良品収率は 6 2 %、 5 0 0 /X mでは 6 0 %程度と 5 0 0 μ m以上では 6 0 %程度であるが、 オーバーポリ ッシュ幅を 4 0 0 μ m 以下に抑制すれば、 収率を 9 0%以上に改善できることが確認された。 即ち、 S F QRはゥエーハ面内ではほぼ 0. 1 8 μ πι以下であり、 良 品の収率をいかに向上させるかはゥエーハ外周部の収率を向上させる必 要があり、 オーバーポリ ッシュ幅を制御することにより実施できる。 こ れは、 鏡面面取り用研磨処理に用いられる研磨クロスの種類を変化させ ることにより、 オーバーポリ ッシュ幅を現状で主と して使用される研磨 ク ロス S u b a 4 0 0 (比較例 2 ) によって達成される 5 0 0 μ mより も大幅に抑制された 4 0 0 μ m以下に抑制できることが確認された。
また、 E . E .が 1 mmの場合の測定では、 オーバーポリ ッシュ幅 5 0 O / mの場合には、 ゥエーハ外周部に外周ダレが観察された。 E. E.が 6
2 mmの測定でも、 オーバーポリ ッシュ幅が 5 0 0〜 6 0 0 μ πι程度の 場合、 収率が下がることがあった。 これは主面を研磨する条件にもよる が、 オーバーポリ ッシュされた部分に研磨剤が進入しやすくなり過剰に 研磨され外周から 2 mm付近までにも影響していることが考えられる。 但し、 オーバーポリ ッシュ幅が 1 5 0 μ mの場合、 このよ うな傾向も見 られな力、つた。
(実施例 5〜 ： L 9及ぴ比較例 4〜 6 )
試料ゥヱーハ ： 直径 2 0 O mm, 結晶方位 < 1 0 0 >のゥエーハ外周 部が面取り されたエッチング後のゥエーハを用いた。
加工条件 ： 鏡面面取りは表 3に示した 6種類の研磨クロスを用い、 研磨 荷重を 2 k g f (実施例 5 , 8， 1 1 , 1 4 , 1 7及び比較例 4 ) 、 2. 5 k g f (実施例 6， 9， 1 2， 1 5， 1 8及び比較例 5 ) 及び 3 k g f (実施例 7， 1 0， 1 3 , 1 6 , 1 9及び比較例 6 ) の 3段階に分け, 図 1に示したような鏡面面取り装置によって行った。
表 3
カロ ェ 条 件
研磨荷重 2 k g f , 2. 5 k g f , 3 k g f
ドラム回？5数 8 0 0 r p m
ステージ傾斜角度 4 5°
研磨時間 ゥエーハは回転させず一定位置に固定し 1 0秒間研磨
比較例 4〜 6 S u b a 400 (1. 2 7 mm) 単層クロス
実施例 5〜 7 S u b a 600 (1. 2 7 mm)
S u b a 600 (0. 7 mm) 実施例 8〜10
+スポンジ材 (2mm) 研磨ク口ス S u b a 600 ( 1. 2 7 mm) 実施例 11〜13
+スポンジ材 ( 2 mm) 多層クロス
S u b a 600 (0. 7 mm) 実施例 14〜16
+スポンジ材 （1 mm)
S u b a 800 (0. 7 mm) 実施例 17〜19
+スポンジ材 (2mm) 表 3において用いた研磨布及ぴスポンジ材 （シリ コンスポンジ） の硬 度は前述したものと同様である。 鏡面面取りを行った各試料ゥエーハに ついてオーバーポリ ッシュ幅を測定するとともに、 図 3に示した斜面部 接触長さ及び先端部接触長さをあわせて測定し、 図 9〜図 1 1にそれぞ れ示した。
図 9から明らかなように、 柔らかい研磨クロス （ S u b a 4 0 0 ) の 単層構造による研磨ではオーバーポリ ッシュ幅はいずれの研磨荷重にお いても 5 0 0 Ai m以上となるのに対し、 本発明の研磨クロスの硬度条件 範囲に含まれる場合には、 多層構造 （実施例 8〜 1 9 ) 及び単層構造 (実施例 5〜 7 ) のいずれの研磨クロスを用いてもオーバーポリ ッシュ 幅は 4 0 0 μ m以下に抑制することができた。 また、 研磨荷重を変えた 場合及び研磨クロスの各層の厚さを変動させた場合にも本発明の研磨ク ロスはいずれもオーバーポリ ツシュ幅は 4 0 0 m以下に調整可能であ ることが確認できた。
また、 図 1 0及ぴ図 1 1に示されるように、 本発明の多層構造の研磨 ク ロス （実施例 8〜 1 9 ) の場合には、 斜面部接触長さ及び先端部接触 長さともに単層構造の研磨ク ロス （実施例 5〜 7及び比較例 4〜 6 ) の 場合より も長くなつており、 研磨ク ロス （回転ドラム） の回転数及びゥ エーハの回転速度を一定と した場合、 研磨レートが向上することになる c 従ってそれだけ研磨処理に要する時間が短縮され研磨効率が向上する利 点があることがわかる。
一方、 本発明の単層構造の研磨ク ロス （実施例 5〜 7 ) の場合には、 斜面部接触長さ及び先端部接触長さともに多層構造の研磨クロス （実施 例 8〜 1 9 ) の場合より も短くなつており、 それだけ研磨処理に要する 時間が長くなる不利があるが、 オーバーポリ ッシュ幅を 4 0 0 μ m以下 に抑制する点においては変わりはないものである。 8 なお、 本発明は、 上記実施の形態に限定されるものではない。 本実施 例ではシリコンゥヱーハを例に説明したが、 この他にも石英ゥエーハゃ セラミック基板など、 高平坦度が要求されるゥ ーハで、 外周部が面取 り加工され、 更に面取り部からの発塵防止 （面取り部の面粗れ改善） を するための面取り部の研磨を必要とするゥエーハであれば同じように適 用できる。 産業上の利用可能性
以上述べたごとく、 本発明の鏡面面取りゥエーハによれば、 ゥ ーハ 外周ダレが抑制されるとともに良好なフラッ トネス （平坦度） を達成す ることができる。 本発明の鏡面面取り用研磨クロスを用いることによつ てオーバーポリ ッシュ幅を 4 0 0 /X m以下に抑制した鏡面面取り ゥエー ハを効率的に製造することが可能となる。 さらに、 本発明の鏡面面取り 用研磨ク口スを備えた鏡面面取り装置及び該装置を用いる鏡面面取り方 法によって、 本発明の鏡面面取り ゥエーハを効率的に製造することがで さる。

Claims

9 請 求 の 範 囲
1 . 鏡面面取りによるオーバーポリ ツシュ幅を 4 0 0 ju m以下に抑制し たことを特徴とする鏡面面取りゥエーハ。
2 . 鏡面面取り ゥヱーハが、 半導体シリ コン単結晶ゥ： —ハであること を特徴とする請求項 1記載の鏡面面取りゥエーハ。
3 . 研磨布層と、 該研磨布層より硬度の低いスポンジ層の少なく とも 2 層を貼り合わせた多層構造とし、 該研磨布層の硬度をァスカー C硬度 6 5以上かつ該スポンジ層のァスカー C硬度を 4 0以下としたことを特徴 とする鏡面面取り用研磨クロス。
4 . 前記研磨布層の厚さが 1 . 3 m m以下かつ前記スポンジ層の厚さが 1 . O m m以上であることを特徴とする請求項 3記載の鏡面面取り用研 磨クロス。
5 . 表面に研磨ク ロスを貼り付けた回転ドラムと、 ゥエーハを保持し回 転せしめるゥエーハ回転装置とを有し、 回転するゥエーハを所定角度で 該研磨クロスに接触させるとともに当該接触部分に研磨液を供給させつ つゥエーハの鏡面面取りを行う研磨装置であって、 該研磨クロスとして 請求項 3又は 4記載の鏡面面取り用研磨クロスを用いることを特徴とす る鏡面面取り研磨装置。
6 . 表面に研磨クロスを貼り付けた回転ドラムと、 ゥエーハを保持し回 転せしめるゥエーハ回転装置とを有し、 回転するゥユーハを所定角度で 該研磨クロスに接触させるとともに当該接触部分に研磨液を供給させつ っゥエーハの鏡面面取りを行う研磨装置であって、 該研磨クロスを研磨 布層のみからなる単層構造とし、 該研磨布層の硬度をァスカー C硬度 6 5以上としたことを特徴とする鏡面面取り研磨装置。
7 . 前記研磨布層の厚さが 1 . 3 m m以下であることを特徴とする請求 項 6記載の鏡面面取り研磨装置。
8 . オーバーポリ ッシュ幅を 4 0 0 μ m以下に抑制し面取り部を鏡面研 磨することを特徴とする鏡面面取り方法。
9 . 請求項 5 〜 7のいずれか 1項記載の装置を用い、 研磨荷重 2 k g f 以上及ぴ前記研磨クロスに対するゥエーハの傾斜角度を 4 0 ° 〜 5 5 ° の 範囲として面取り部を鏡面研磨することを特徴とする請求項 8記載の鏡 面面取り方法。
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