JP2001156030A - Grinding roller for semiconductor wafer and method for grinding semiconductor wafer using the same - Google Patents
Grinding roller for semiconductor wafer and method for grinding semiconductor wafer using the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は半導体ウェーハ用
研磨ローラおよびこれを用いた半導体ウェーハの研磨方
法、詳しくは半導体ウェーハの面を固定砥粒により研磨
することで、研磨レートが高まり、研磨ダメージも低減
する半導体ウェーハ用研磨ローラおよびこれを用いた半
導体ウェーハの研磨方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing roller for a semiconductor wafer and a method for polishing a semiconductor wafer using the same. More specifically, the polishing rate is increased by polishing the surface of the semiconductor wafer with fixed abrasive grains, thereby reducing polishing damage. The present invention relates to a semiconductor wafer polishing roller to be reduced and a semiconductor wafer polishing method using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般的に、シリコンウェーハ（半導体ウ
ェーハ）の製造にあっては、ＣＺ法による単結晶シリコ
ンインゴットの引き上げが行われ、次いでブロック切
断、外筒研削、オリエンテーションフラット（ＯＦ）加
工が施される。そして、多数枚のシリコンウェーハへの
スライス、ウェーハ外周部の面取り、ウェーハ表裏面の
ラッピング、ウェーハ表裏面の加工ダメージ（加工ひず
み）を除去するエッチング、面取り面を鏡面仕上げする
ＰＣＲ、さらにウェーハ表裏面を鏡面化する鏡面研磨と
いう各工程が行われる。その後、最終洗浄、検査が施さ
れて受注先のデバイスメーカなどへ出荷されることにな
る。2. Description of the Related Art Generally, in the production of a silicon wafer (semiconductor wafer), a single crystal silicon ingot is pulled up by a CZ method, followed by block cutting, outer cylinder grinding, and orientation flat (OF) processing. Will be applied. Slicing into multiple silicon wafers, chamfering the outer periphery of the wafer, lapping of the front and back surfaces of the wafer, etching to remove processing damage (working strain) on the front and back surfaces of the wafer, PCR for mirror-finishing the chamfered surface, and wafer front and back surfaces Each process called mirror polishing is performed to make the surface mirror. After that, final cleaning and inspection are performed, and the products are shipped to the order-receiving device maker.
【０００３】従来、この鏡面研磨工程は、研磨定盤上に
ウレタンパッドなどの研磨布が展張された研磨装置によ
り行われていた。すなわち、ウェーハ表面の鏡面研磨時
には、研磨砥粒を含むスラリーを供給しながら、回転中
の研磨布の研磨作用面に、このシリコンウェーハの表面
または裏面を押し当てることにより、微粒子である研磨
砥粒の研削作用によって、このウェーハ表裏面を鏡面仕
上げしている。また、従来のＰＣＲ工程は、ウェーハの
表裏面が保持板に吸着・保持され、この状態でウェーハ
外周部に周知のＰＣＲ加工が施される。ＰＣＲ加工と
は、面取り面を鏡面仕上げする加工法である。すなわ
ち、従来のＰＣＲ加工は、円筒状に付形された研磨布を
回転させ、研磨砥粒を含むスラリーを供給しながら、こ
の回転中の研磨布の研磨作用面に、保持板に吸着・保持
されたシリコンウェーハの面取り面を押し当てること
で、この面取り面を鏡面仕上げする。Conventionally, the mirror polishing step has been performed by a polishing apparatus in which a polishing cloth such as a urethane pad is spread on a polishing platen. That is, at the time of mirror polishing of the wafer surface, while supplying the slurry containing the abrasive grains, the front or back surface of the silicon wafer is pressed against the polishing action surface of the rotating polishing pad, so that the abrasive grains as fine particles are formed. The wafer front and back surfaces are mirror-finished by the grinding action. In the conventional PCR process, the front and back surfaces of the wafer are sucked and held by the holding plate, and in this state, the well-known PCR process is performed on the outer peripheral portion of the wafer. PCR processing is a processing method for mirror-finishing a chamfered surface. In other words, in the conventional PCR processing, while rotating a polishing cloth formed into a cylindrical shape and supplying a slurry containing polishing abrasive grains, the polishing pad is sucked and held on a holding plate on a polishing action surface of the rotating polishing cloth. The chamfered surface of the silicon wafer is pressed to mirror-finish the chamfered surface.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来法によるウェーハ表面の鏡面研磨工程およびウ
ェーハ外周部のＰＣＲ工程では、いずれもスラリー中の
遊離砥粒（研磨砥粒）だけを使った研削作用によって、
ウェーハ表裏面またはウェーハ面取り面を研磨してい
た。これにより、シリコンウェーハのそれぞれの部分を
鏡面に仕上げしてしまうのに時間がかかり、通常は研磨
圧力３００ｇ／ｃｍ２の条件で、１μｍ／分くらいの低
い研磨レートしか得られなかった。However, in the mirror polishing process of the wafer surface and the PCR process of the outer peripheral portion of the wafer according to the conventional methods, the grinding using only the free abrasive grains (polishing abrasive grains) in the slurry is performed. By action
The front and back surfaces of the wafer or the chamfered surface of the wafer were polished. As a result, it takes time to finish each part of the silicon wafer to a mirror surface, and a polishing rate as low as about 1 μm / min is normally obtained under a polishing pressure of 300 g / cm 2 .
【０００５】そこで、発明者は、鋭意研究の結果、遊離
砥粒に比較して研削力が大きい固定砥粒を利用した新し
い研磨ローラの開発に成功した。すなわち、ウェーハを
傷めにくい素材からなるローラ本体の研磨作用面に、粒
径３μｍ以下の極めて細かい球形の研磨砥粒を固定させ
ることで、研磨布による研磨の約２倍にまで研磨レート
を高めることができた。また、このローラ本体は半導体
ウェーハを傷つけにくい合成樹脂製である。しかも、ロ
ーラ本体の研磨作用面に固定される研磨砥粒の粒径は１
μｍ以下と極めて微細な粒子を採用するようにした。こ
れにより、研磨後、ウェーハ側に残る加工ダメージを小
さくすることにも成功した。Accordingly, as a result of intensive studies, the inventor has succeeded in developing a new polishing roller using fixed abrasive grains having a larger grinding force than free abrasive grains. That is, by fixing extremely fine spherical abrasive grains having a particle size of 3 μm or less to the polishing surface of the roller body made of a material that is unlikely to damage the wafer, the polishing rate can be increased to about twice that of polishing with a polishing cloth. Was completed. The roller body is made of a synthetic resin that does not easily damage the semiconductor wafer. In addition, the particle size of the abrasive grains fixed to the polishing surface of the roller body is 1
Extremely fine particles of not more than μm were employed. This has also succeeded in reducing the processing damage remaining on the wafer side after polishing.
【０００６】[0006]
【発明の目的】この発明は、研磨レートが高められると
同時に、研磨時の加工ダメージも低減させることができ
る半導体ウェーハ用研磨ローラおよびこれを用いた半導
体ウェーハの研磨方法を提供することを、その目的とし
ている。また、この発明は、微細な研磨砥粒を良好にロ
ーラ本体の研磨作用面に固定することができる半導体ウ
ェーハ用研磨ローラを提供することを、その目的として
いる。さらに、この発明は、研磨砥粒を過不足なくロー
ラ本体の研磨作用面に固定することができる半導体ウェ
ーハ用研磨ローラを提供することを、その目的としてい
る。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a polishing roller for a semiconductor wafer and a method for polishing a semiconductor wafer using the same, which can increase the polishing rate and reduce the processing damage during polishing. The purpose is. Another object of the present invention is to provide a polishing roller for a semiconductor wafer, which can fix fine polishing abrasive grains to a polishing surface of a roller body. It is a further object of the present invention to provide a polishing roller for semiconductor wafers capable of fixing polishing abrasive grains to a polishing surface of a roller body without excess or deficiency.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、半導体ウェーハの所定の面を研磨する半導体ウェー
ハ用研磨ローラであって、合成樹脂製のローラ本体の研
磨作用面に微細な研磨砥粒が固定された半導体ウェーハ
用研磨ローラである。半導体ウェーハとしては、例えば
シリコンウェーハ，ガリウム砒素ウェーハなどが挙げら
れる。この研磨ローラにより研磨される半導体ウェーハ
の面は限定されない。例えば、ウェーハ表面，ウェーハ
裏面，ウェーハ外周部の面取り面などが挙げられる。研
磨時には、１個の研磨ローラで１つのウェーハ面を研磨
してもよいし、２つ以上のウェーハ面を研磨してもよ
い。An object of the present invention is to provide a polishing roller for a semiconductor wafer for polishing a predetermined surface of a semiconductor wafer, wherein the polishing surface of a roller body made of synthetic resin is finely polished. This is a polishing roller for semiconductor wafers to which abrasive grains are fixed. Examples of the semiconductor wafer include a silicon wafer and a gallium arsenide wafer. The surface of the semiconductor wafer polished by the polishing roller is not limited. For example, the front surface of the wafer, the back surface of the wafer, and the chamfered surface of the outer peripheral portion of the wafer are exemplified. At the time of polishing, one wafer surface may be polished by one polishing roller, or two or more wafer surfaces may be polished.
【０００８】ローラ本体の主原料である合成樹脂の種類
は限定されない。熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、反応性
樹脂など、具体的にはポリオレフィン系樹脂、フッ素系
樹脂、シリコン樹脂、ポリアミド、フェノール、ウレタ
ン、エポキシ、ＰＶＦ（ポリフッ化ビニル），ＰＰ（ポ
リプロピレン），ＰＥ（ポリエチレン），ＰＴＥＦ（テ
フロンなどが挙げられる。また、このローラ本体の硬度
も限定されない。ただし、ウェーハ平坦度、加工レー
ト，加工変盾層のバランスから、＜ＡＳＴＭＤ２２４０
＞５０〜７０が好ましい。さらに、ローラ本体の形状も
限定されない。例えば、円盤形，円筒形，円錐形，球
形，断面台形などが挙げられる。また、半導体ウェーハ
の面取り面に沿った形状の研磨作用面を有するローラ本
体でもよい。[0008] The kind of the synthetic resin which is the main raw material of the roller body is not limited. Thermoplastic resin, thermosetting resin, reactive resin, etc., specifically, polyolefin resin, fluorine resin, silicone resin, polyamide, phenol, urethane, epoxy, PVF (polyvinyl fluoride), PP (polypropylene), PE (Polyethylene), PTEF (Teflon, etc.), and the hardness of the roller body is not limited. However, from the balance of wafer flatness, processing rate, and processing layer, <ASTMD2240
> 50 to 70 is preferred. Further, the shape of the roller body is not limited. For example, a disc shape, a cylindrical shape, a conical shape, a spherical shape, a trapezoidal cross section, and the like can be given. Further, a roller body having a polishing action surface shaped along the chamfered surface of the semiconductor wafer may be used.
【０００９】研磨砥粒の種類は限定されない。例えばダ
イヤモンド，酸化シリコン，炭化シリコン，アルミナな
どが挙げられる。研磨砥粒の形状としては、球形でも、
不定形であってもよい。球形の研磨砥粒の場合、その粒
径は５μｍ以下が好ましい。５μｍを超えると、有害な
傷が発生し易い。また、製造上の限界が生じる。気孔分
布率を一定化することができる。なお、この研磨砥粒の
粒径は＃２０００となる。不定形の場合８μｍ程度以下
が好ましい。研磨砥粒が固定されるのは、少なくともロ
ーラ本体の研磨作用面である。もちろん、それ以外の面
にも研磨砥粒を固定してもよい。この固定方法は限定さ
れない。例えば、樹脂の液中に混入し成形、固定させて
もよい。また、粉末混合ホットプレス成形してもよく、
粉末混合コールドプレス後に加熱硬化させてもよい。な
お、これらの事項は請求項４、請求項５に記載の発明に
も該当する。[0009] The type of abrasive grains is not limited. For example, diamond, silicon oxide, silicon carbide, alumina and the like can be mentioned. As for the shape of the abrasive grains, even if it is spherical,
It may be indefinite. In the case of spherical abrasive grains, the particle diameter is preferably 5 μm or less. If it exceeds 5 μm, harmful scratches are likely to occur. In addition, there are limitations on manufacturing. The pore distribution rate can be made constant. The particle size of the abrasive grains is # 2000. In the case of an irregular shape, it is preferably about 8 μm or less. The abrasive grains are fixed at least on the polishing surface of the roller body. Of course, abrasive grains may be fixed to other surfaces. This fixing method is not limited. For example, it may be mixed and molded and fixed in a resin solution. Also, powder mixed hot press molding may be performed,
Heat curing may be performed after the powder mixed cold press. These matters also correspond to the inventions described in claims 4 and 5.
【００１０】請求項２に記載の発明は、上記研磨砥粒が
球形でその粒径が５μｍ以下である請求項１に記載の半
導体ウェーハ用研磨ローラである。特に、１〜３μｍが
好ましい。１μｍ未満では研磨レートが低くなる。ま
た、５μｍを超えるとウェーハに有害な傷を発生し易く
なる。According to a second aspect of the present invention, there is provided the polishing roller for a semiconductor wafer according to the first aspect, wherein the abrasive grains are spherical and have a particle size of 5 μm or less. In particular, 1 to 3 μm is preferable. If it is less than 1 μm, the polishing rate will be low. On the other hand, when the thickness exceeds 5 μm, harmful scratches are likely to be generated on the wafer.
【００１１】請求項３に記載の発明は、研磨砥粒の樹脂
への混入量が、体積比で合成樹脂１００に対して３〜６
０である上記請求項２に記載の半導体ウェーハ用研磨ロ
ーラである。好ましい混入量は１０〜４０である。体積
比で３未満では研磨レートの低下という不都合が生じ
る。また、６０を超えると有害な傷の多発という不都合
が生じる。According to a third aspect of the present invention, the mixing amount of the abrasive grains in the resin is 3 to 6 with respect to the synthetic resin 100 by volume ratio.
The polishing roller for a semiconductor wafer according to claim 2, wherein the value is 0. The preferred amount is 10 to 40. If the volume ratio is less than 3, there is a disadvantage that the polishing rate decreases. On the other hand, if it exceeds 60, there is a disadvantage that harmful scratches occur frequently.
【００１２】請求項４に記載の発明は、合成樹脂製のロ
ーラ本体の研磨作用面に微細な研磨砥粒が固定された研
磨ローラを準備し、研磨砥粒を含むスラリーを供給しな
がら、回転中の上記研磨ローラを半導体ウェーハの表面
および／または裏面に接触させて研磨する半導体ウェー
ハの研磨方法である。スラリーの種類としては、従来の
研磨布を用いての研磨で使用されるスラリーを採用する
ことができる。すなわち、その具体例を挙げれば、スラ
リー中に含まれる研磨砥粒（遊離砥粒）としては、ダイ
ヤモンド，酸化シリコン，炭化シリコン，アルミナなど
が挙げられる。研磨砥粒の粒径は５μｍ以下、特に１〜
３μｍが好ましい。１μｍ未満では研磨レートが低下す
る。また、５μｍを超えるとウェーハに有害な傷を発生
し易くなる。なお、これらの粒径を番手で表せば＃２０
００〜＃３００００となる。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a polishing roller in which fine abrasive grains are fixed to a polishing surface of a roller body made of a synthetic resin, and while a slurry containing the abrasive grains is supplied, the polishing roller is rotated. A polishing method for a semiconductor wafer, in which the polishing roller inside is brought into contact with the front surface and / or the back surface of the semiconductor wafer for polishing. As the type of slurry, a slurry used in polishing using a conventional polishing cloth can be employed. That is, as specific examples, the abrasive grains (free abrasive grains) contained in the slurry include diamond, silicon oxide, silicon carbide, and alumina. The particle size of the abrasive grains is 5 μm or less, especially 1 to
3 μm is preferred. If it is less than 1 μm, the polishing rate decreases. On the other hand, when the thickness exceeds 5 μm, harmful scratches are likely to be generated on the wafer. In addition, if these particle diameters are expressed by count, # 20
00 to # 30000.
【００１３】このスラリーの供給量は、４０〜１２００
ｍｌ／分、好ましくは４０〜１２０ｍｌ／分である。４
０ｍｌ／分未満ではウェーハに対して有害な傷を発生し
易くなる。１２０ｍｌ／分を超えると研磨レートが低下
する。研磨ローラの回転速度は限定されない。通常は３
０〜１５０ｒｐｍ、特に４０〜１００ｒｐｍが好まし
い。３０ｒｐｍ未満では研磨レートの低下という若干の
不都合が生じる。１５０ｒｐｍを越えると研磨むらが生
じる。研磨ローラを半導体ウェーハの表面および／また
は裏面に接触させる際の研磨圧力は限定されない。通常
は０．１〜１ｋｇ／ｃｍ２、特に０．３〜０．５ｋｇ／
ｃｍ２が好ましい。０．３ｋｇ／ｃｍ２未満では研磨レ
ートが低下する。また、０．５ｋｇ／ｃｍ２を超えると
ウェーハに対し有害な傷が発生し易い。これらの事項は
請求項５の発明にも該当する。The supply amount of the slurry is 40 to 1200
ml / min, preferably 40-120 ml / min. 4
At less than 0 ml / min, harmful scratches on the wafer tend to occur. If it exceeds 120 ml / min, the polishing rate decreases. The rotation speed of the polishing roller is not limited. Usually 3
0-150 rpm, especially 40-100 rpm is preferable. If it is less than 30 rpm, there is a slight disadvantage that the polishing rate is lowered. If it exceeds 150 rpm, polishing unevenness occurs. The polishing pressure when the polishing roller is brought into contact with the front surface and / or the back surface of the semiconductor wafer is not limited. Usually 0.1 to 1 kg / cm 2 , especially 0.3 to 0.5 kg / cm 2
cm 2 is preferred. If it is less than 0.3 kg / cm 2 , the polishing rate decreases. On the other hand, if it exceeds 0.5 kg / cm 2 , harmful damage to the wafer is likely to occur. These matters also correspond to the invention of claim 5.
【００１４】請求項５に記載の発明は、合成樹脂製のロ
ーラ本体の研磨作用面に微細な研磨砥粒が固定された研
磨ローラを準備し、研磨砥粒を含むスラリーを供給しな
がら、回転中の上記研磨ローラを半導体ウェーハの面取
り面に接触させて研磨する半導体ウェーハの研磨方法で
ある。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a polishing roller in which fine abrasive grains are fixed on a polishing surface of a roller body made of synthetic resin, and a rotating roller is supplied while supplying a slurry containing the abrasive grains. A semiconductor wafer polishing method for polishing the semiconductor wafer by bringing the polishing roller therein into contact with a chamfered surface of the semiconductor wafer.
【００１５】[0015]
【作用】この発明によれば、研磨砥粒を含むスラリーを
供給しながら、研磨ローラを回転させ、この回転中の研
磨ローラと、半導体ウェーハの面（表面，裏面，面取り
面）とを相対的に接触させることにより、このウェーハ
面を研磨する。この研磨では、従来使用されていた研磨
布に比べて硬度の大きな研磨ローラが使用されるので、
研磨速度が速くなる。その結果、研磨レートを高めるこ
とができる。しかも、この研磨ローラは合成樹脂製のロ
ーラ本体の研磨作用面に例えば球形でその粒径５μｍ以
下の研磨砥粒が固定されたローラである。したがって、
この微細な固定砥粒（研磨砥粒）により半導体ウェーハ
の面が高精度で研磨される。よって、研磨時の加工ダメ
ージも抑えることができる。According to the present invention, the polishing roller is rotated while supplying the slurry containing the abrasive grains, and the rotating polishing roller and the surface (front surface, back surface, chamfered surface) of the semiconductor wafer are relatively moved. The wafer surface is polished by contact with the wafer. In this polishing, a polishing roller having a higher hardness than a conventionally used polishing cloth is used.
Polishing speed increases. As a result, the polishing rate can be increased. In addition, this polishing roller is a roller in which, for example, spherical abrasive grains having a particle diameter of 5 μm or less are fixed to the polishing surface of a synthetic resin roller body. Therefore,
The surface of the semiconductor wafer is polished with high precision by the fine fixed abrasive grains (polishing abrasive grains). Therefore, processing damage during polishing can be suppressed.
【００１６】さらに、請求項３の発明によれば、研磨砥
粒の樹脂に対する混入量をその体積比で合成樹脂１００
に対して３〜６０の範囲に規定したので、研磨砥粒を過
不足なくローラ本体の研磨作用面に固定することができ
る。Further, according to the third aspect of the present invention, the amount of the abrasive grains mixed with the resin is determined by the volume ratio of the synthetic resin.
Is defined in the range of 3 to 60, so that the abrasive grains can be fixed to the polishing surface of the roller body without excess or deficiency.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面を
参照して説明する。図１は、この発明の一実施例に係る
半導体ウェーハ用研磨ローラを使用した半導体ウェーハ
の研磨中の状態を示す斜視図である。図２は、他の形態
に係る半導体ウェーハ用研磨ローラの斜視図である。図
３は、さらに別の形態に係る半導体ウェーハ用研磨ロー
ラの斜視図である。図４は、さらにまた別の形態に係る
研磨ローラを使用した半導体ウェーハの研磨中の状態を
示す斜視図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a state during polishing of a semiconductor wafer using a semiconductor wafer polishing roller according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of a polishing roller for a semiconductor wafer according to another embodiment. FIG. 3 is a perspective view of a polishing roller for a semiconductor wafer according to still another embodiment. FIG. 4 is a perspective view showing a state during polishing of a semiconductor wafer using a polishing roller according to still another embodiment.
【００１８】図１において、１０Ａ，１０Ｂはこの発明
の一実施例に係る半導体ウェーハ用研磨ローラ（以下、
研磨ローラ）であり、一方の研磨ローラ１０Ａはシリコ
ンウェーハＷの表裏面を鏡面研磨するウェーハ表裏面研
磨装置に組み込まれている。また他方の研磨ローラ１０
Ｂはウェーハ面取り面を研磨するウェーハ面取り面の研
磨装置に組み込まれている。前者の研磨ローラ１０Ａ
は、ウェーハ表面を鏡面研磨する厚肉大径の円盤形状を
した研磨砥石であり、その中央部が、第１の回転モータ
１１の下向きの回転軸１１ａに固着されている。この第
１の回転モータ１１は、図示しない昇降装置の昇降部に
連結されており、下方配置されたシリコンウェーハＷへ
向かって垂直移動可能となっている。なお、研磨ローラ
１０Ａの平坦なローラ下面が研磨作用面になっている。In FIG. 1, reference numerals 10A and 10B denote polishing rollers for semiconductor wafers (hereinafter referred to as "rollers") according to an embodiment of the present invention.
The other polishing roller 10A is incorporated in a wafer front and back surface polishing apparatus for mirror-polishing the front and back surfaces of the silicon wafer W. The other polishing roller 10
B is incorporated in a wafer chamfer polishing apparatus for polishing a wafer chamfer. The former polishing roller 10A
Is a thick, large-diameter disc-shaped polishing grindstone for mirror-polishing the wafer surface, the center of which is fixed to the downward rotating shaft 11 a of the first rotating motor 11. The first rotary motor 11 is connected to a lifting unit of a lifting device (not shown), and is vertically movable toward the silicon wafer W disposed below. The lower surface of the flat roller of the polishing roller 10A is a polishing surface.
【００１９】一方、後者の研磨ローラ１０Ｂは、ウェー
ハ外周部の面取り面を鏡面研磨する厚肉小径な鼓型の研
磨砥石であり、その中央部が、第２の回転モータ１２の
上向きの回転軸１２ａに固着されている。この第２の回
転モータ１２は、図示しない水平移動装置の水平移動部
に連結されて、側方にあるシリコンウェーハＷの面取り
部へ水平移動可能となっている。研磨ローラ１０Ｂの研
磨作用面は、ローラ両端部からローラ中央部に向けて徐
々に径が小さくなったローラ周側面である。On the other hand, the latter polishing roller 10B is a thick, small-diameter drum-shaped polishing wheel for mirror-polishing the chamfered surface of the outer peripheral portion of the wafer. 12a. The second rotary motor 12 is connected to a horizontal moving unit of a horizontal moving device (not shown) and can move horizontally to a chamfer of the silicon wafer W on the side. The polishing action surface of the polishing roller 10B is a peripheral surface of the roller whose diameter gradually decreases from both ends of the roller toward the center of the roller.
【００２０】そして、シリコンウェーハＷは、第３の回
転モータ１３の上向きの回転軸１１ｂに固着された保持
板１４の吸着面（上面）に、図示しない負圧力発生装置
で発生した負圧力によって吸着・保持されている。次
に、この一実施例の特長である研磨ローラ１０Ａ，１０
Ｂを詳細に説明する。なお、両ローラ１０Ａ，１０Ｂは
同じ素材から作製されているので、ここでは説明の都合
上、研磨ローラ１０Ａを例に説明する。The silicon wafer W is attracted to the suction surface (upper surface) of the holding plate 14 fixed to the upward rotating shaft 11b of the third rotary motor 13 by a negative pressure generated by a negative pressure generator (not shown).・ Holded. Next, the polishing rollers 10A, 10A, which are the features of this embodiment,
B will be described in detail. Since the rollers 10A and 10B are made of the same material, the polishing roller 10A will be described as an example here for convenience of explanation.
【００２１】図１に示すように、この研磨ローラ１０Ａ
は、エポキシ樹脂からなる直径３００ｍｍ，厚さ１０ｍ
ｍのローラ本体１５Ａを主体とし、研磨作用面を含むそ
の露呈する面の全域に、粒径３μｍの微細な研磨砥粒
（シリカ粒子）が固定されたローラである。この研磨砥
粒の樹脂全体に対する混入量は、体積比で合成樹脂１０
０に対して１５に設定されている。また、研磨ローラ１
０Ｂは、エポキシ樹脂からなる最大径１００ｍｍ，最小
径５０ｍｍ，長さ１００ｍｍの鼓形のローラ本体１５Ｂ
を主体とし、粒径３μｍの球形の研磨砥粒（シリカ粒
子）が混入・固定されたローラである。研磨砥粒の混入
量は、研磨ローラ１０Ａと同じである。これらの研磨ロ
ーラ１０Ａ，１０Ｂにおける研磨砥粒の固定は、液状の
常温硬化エポキシン樹脂に砥粒を混合し金型に鋳込むと
いう方法が採用されている。As shown in FIG. 1, this polishing roller 10A
Is 300 mm in diameter and 10 m in thickness made of epoxy resin
This is a roller mainly composed of a roller body 15A having a diameter of 3 m and having fine abrasive particles (silica particles) having a particle diameter of 3 μm fixed on the entire exposed surface including the polishing surface. The amount of the abrasive grains mixed with the entire resin is determined by the volume ratio of the synthetic resin 10.
It is set to 15 for 0. The polishing roller 1
0B is a drum-shaped roller body 15B made of epoxy resin having a maximum diameter of 100 mm, a minimum diameter of 50 mm, and a length of 100 mm.
This is a roller having spherical abrasive particles (silica particles) having a particle diameter of 3 μm mixed therein and fixed thereto. The mixing amount of the abrasive grains is the same as that of the polishing roller 10A. For fixing the abrasive grains in the polishing rollers 10A and 10B, a method is employed in which the abrasive grains are mixed with a liquid-temperature-curable epoxy resin and cast into a mold.
【００２２】なお、研磨ローラ１０Ａ，１０Ｂの代わり
に、他の形状の研磨ローラも採用することができる。例
えば、図２に示す円柱状の研磨ローラ１０Ｃでもよい
し、図３に示す断面台形の円柱状の研磨ローラ１０Ｄで
もよい。さらには、図４に示すように、リング状の研磨
ローラ１０Ｅでもよい。この研磨ローラ１０Ｅは、内周
面が研磨作用面となり、この作用面の全周にわたって面
取り用の溝１０ｅが１条刻設された面取り用研磨ローラ
である。図示しない回転モータにより研磨ローラ１０Ｅ
を回転し、その溝１０ａに、第３の回転モータ１３によ
り回転中のシリコンウェーハＷの面取り部を当接し、こ
れにより面取り面の研磨を行う。なお、それぞれのロー
ラ本体１５Ｃ，１５Ｄ，１５Ｅへの研磨砥粒の含浸方法
は前述した方法と同じである。また当然ながら、シリコ
ンウェーハＷは、研磨ローラ１０Ｅの内径より小径なウ
ェーハとなる。Incidentally, instead of the polishing rollers 10A and 10B, polishing rollers of other shapes can be employed. For example, a cylindrical polishing roller 10C shown in FIG. 2 or a cylindrical polishing roller 10D having a trapezoidal cross section shown in FIG. 3 may be used. Further, as shown in FIG. 4, a ring-shaped polishing roller 10E may be used. This polishing roller 10E is a polishing roller for chamfering in which an inner peripheral surface serves as a polishing action surface and a groove 10e for chamfering is formed on the entire circumference of the action surface. Polishing roller 10E by a rotating motor (not shown)
Is rotated, and the chamfered portion of the rotating silicon wafer W is brought into contact with the groove 10a by the third rotating motor 13, thereby polishing the chamfered surface. The method for impregnating the roller bodies 15C, 15D, and 15E with abrasive grains is the same as the method described above. Also, naturally, the silicon wafer W is a wafer smaller in diameter than the inner diameter of the polishing roller 10E.
【００２３】次に、この研磨ローラ１０Ａ，１０Ｂを用
いたシリコンウェーハＷの製造方法を説明する。なお、
ここではウェーハ表裏面が研磨されたシリコンウェーハ
Ｗついて説明する。図５は、この発明の一実施例に係る
半導体ウェーハの研磨方法のフローチャートである。図
５に示すように、この一実施例にあっては、大略、スラ
イス，面取り，ラッピング，エッチング，研削，洗浄，
ＰＣＲ，洗浄，ローラ研磨，１次研磨，仕上げ研磨の各
工程を経て、両面鏡面研磨ウェーハが作製される。以
下、各工程を詳細に説明する。Next, a method for manufacturing a silicon wafer W using the polishing rollers 10A and 10B will be described. In addition,
Here, the silicon wafer W whose front and back surfaces are polished will be described. FIG. 5 is a flowchart of a method for polishing a semiconductor wafer according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, in this embodiment, generally, slicing, chamfering, lapping, etching, grinding, cleaning,
Through each of the steps of PCR, washing, roller polishing, primary polishing, and finish polishing, a double-sided mirror-polished wafer is manufactured. Hereinafter, each step will be described in detail.
【００２４】ＣＺ法により引き上げられたシリコンイン
ゴットは、スライス工程（Ｓ１０１）で、厚さ８６０μ
ｍ程度の８インチのシリコンウェーハＷにスライスされ
る。次に、このスライスドウェーハは、面取り工程（Ｓ
１０２）で、その外周部が＃６００〜＃２０００のメタ
ルダイヤ砥石により、所定の形状に面取りされる。これ
により、シリコンウェーハＷの外周部は、所定の丸みを
帯びた形状（例えばＭＯＳ型の面取り形状）に成形され
る。そして、この面取りされたシリコンウェーハＷは、
ラッピング工程（Ｓ１０３）において、ウェーハ両面が
ラッピングされる。この工程は、シリコンウェーハＷを
互いに平行なラップ定盤間に配置し、その後、このラッ
プ定盤間に、アルミナ砥粒と分散剤と水の混合物である
ラップ液を流し込む。それから、加圧下で回転・摺り合
わせを行うことにより、このウェーハ両面を機械的にラ
ッピングする。この際、シリコンウェーハＷのラップ量
は、ウェーハの表裏面を合わせて６０〜１２０μｍ程度
である。The silicon ingot pulled up by the CZ method has a thickness of 860 μm in the slicing step (S101).
The silicon wafer W is sliced into an 8-inch silicon wafer W of about m. Next, this sliced wafer is subjected to a chamfering step (S
In 102), the outer peripheral portion is chamfered into a predetermined shape by a metal diamond grindstone of # 600 to # 2000. Thereby, the outer peripheral portion of the silicon wafer W is formed into a predetermined rounded shape (for example, a MOS type chamfered shape). And this chamfered silicon wafer W
In the lapping step (S103), both sides of the wafer are wrapped. In this step, the silicon wafer W is arranged between lapping plates parallel to each other, and then a lapping liquid, which is a mixture of alumina abrasive grains, a dispersant, and water, is poured between the lapping plates. Then, both sides of the wafer are mechanically wrapped by rotating and sliding under pressure. At this time, the lap amount of the silicon wafer W is about 60 to 120 μm including the front and back surfaces of the wafer.
【００２５】その後、このラップドウェーハＷをエッチ
ングする（Ｓ１０４）。具体的には、フッ酸と硝酸とを
混合した混酸液（常温〜５０℃）中にシリコンウェーハ
Ｗを浸漬する。次いで、このエッチドウェーハの表面を
研削する（Ｓ１０５）。具体的には、＃６００〜４００
０番のレジノイド研削砥石を搭載した研削装置により研
削する。このときの研削量は５〜１５μｍ程度である。Thereafter, the wrapped wafer W is etched (S104). Specifically, the silicon wafer W is immersed in a mixed acid solution (normal temperature to 50 ° C.) in which hydrofluoric acid and nitric acid are mixed. Next, the surface of the etched wafer is ground (S105). Specifically, # 600-400
Grinding is performed with a grinding device equipped with a No. 0 resinoid grinding wheel. The grinding amount at this time is about 5 to 15 μm.
【００２６】次に、シリコンウェーハＷの洗浄工程を行
い、研削によりウェーハ表裏面に付着した研削砥粒を除
去する（Ｓ１０６）。Next, a cleaning step of the silicon wafer W is performed to remove the abrasive grains adhered to the front and back surfaces of the wafer by grinding (S106).
【００２７】続いて、このシリコンウェーハＷの面取り
部をＰＣＲ加工する（Ｓ１０７）。この加工時には、図
１に示す研磨ローラ１０Ｂ付きのウェーハ面取り面研磨
装置が用いられる。すなわち、上記スラリーを２０ｍｌ
／分で供給しながら、第２の回転モータ１２により回転
中の研磨ローラ１０Ｂの周側面を、シリコンウェーハＷ
の面取り面に０．３ｋｇ／ｃｍ２で押し当てて、この面
取り面を鏡面研磨する。このＰＣＲ加工時には、上記ウ
ェーハ外周面に残存した治具跡も除去される。なお、研
磨時間を短縮するため、ウェーハ表面研磨装置とウェー
ハ面取り面研磨装置とを同時に使用し、ウェーハ面取り
面の研磨と、ウェーハ表面研磨とを同時に行ってもよ
い。Subsequently, the chamfered portion of the silicon wafer W is subjected to PCR (S107). At the time of this processing, a wafer chamfering polishing apparatus provided with a polishing roller 10B shown in FIG. 1 is used. That is, 20 ml of the above slurry
/ Min while the peripheral surface of the polishing roller 10B being rotated by the second rotary motor 12 is
At 0.3 kg / cm 2 , and this chamfered surface is mirror-polished. At the time of this PCR processing, traces of the jig remaining on the outer peripheral surface of the wafer are also removed. In order to shorten the polishing time, the wafer surface polishing device and the wafer chamfering surface polishing device may be used simultaneously, and the polishing of the wafer chamfering surface and the wafer surface polishing may be performed simultaneously.
【００２８】その後、シリコンウェーハＷの洗浄工程を
行い、研磨によりウェーハ表面に付着した微細な研磨砥
粒を除去する（Ｓ１０８）。それから、図１に示す研磨
ローラ１０Ａを具備するウェーハ研磨装置によりシリコ
ンウェーハＷの表面を研磨する（Ｓ１０９）。すなわ
ち、吸着板１４にウェーハ裏面を吸着保持する。なお吸
着源は、この保持板１４にホースなどを介して外部接続
される図示しない負圧発生装置である。この状態を保持
して、第３の回転モータ１３によりシリコンウェーハＷ
を回転しながら、シリコンウェーハＷの表面に第１の回
転モータ１１により回転中の研磨ローラ１０Ａの下面
を、０．３ｋｇ／ｃｍ２の研磨圧力で押し当てる。これ
により、ウェーハ表面が鏡面研磨される。この際、シリ
コンウェーハＷの研磨部に５ｍｌ／分でスラリーが供給
される。スラリーとしては、アルカリ性の砥液（ＫＯ
Ｈ，室温）中に使用される。続いて、シリコンウェーハ
Ｗの表面を（株）ロデールニッタ製の研磨布を用いて１
次研磨する（Ｓ１１０）。さらに、このシリコンウェー
ハＷの表面に、同じく研磨布による仕上げ研磨が施され
る（Ｓ１１１）。Thereafter, a cleaning step of the silicon wafer W is performed to remove fine polishing abrasive grains adhered to the wafer surface by polishing (S108). Then, the surface of the silicon wafer W is polished by the wafer polishing apparatus provided with the polishing roller 10A shown in FIG. 1 (S109). That is, the back surface of the wafer is suction-held on the suction plate 14. The suction source is a negative pressure generator (not shown) externally connected to the holding plate 14 via a hose or the like. While maintaining this state, the silicon wafer W is
, The lower surface of the rotating polishing roller 10 </ b > A is pressed against the surface of the silicon wafer W by the first rotating motor 11 at a polishing pressure of 0.3 kg / cm 2 . Thereby, the wafer surface is mirror-polished. At this time, the slurry is supplied to the polishing section of the silicon wafer W at a rate of 5 ml / min. As the slurry, an alkaline polishing liquid (KO)
H, room temperature). Subsequently, the surface of the silicon wafer W is cleaned with a polishing cloth manufactured by Rodel Nitta Co., Ltd.
Next, polishing is performed (S110). Further, the surface of the silicon wafer W is similarly subjected to finish polishing using a polishing cloth (S111).
【００２９】このように、一実施例のウェーハ鏡面研磨
方法として、従来使用されていた研磨布に比べて硬度の
大きな研磨ローラ１０Ａ，１０Ｂを使用するようにした
ので、研磨速度が速くなり、その結果、研磨レートを高
めることができる。実際に研磨試験を行ってみたら、従
来法では１μｍ／分だった研磨レートが、２倍の２μｍ
／分となった。しかも、研磨ローラ１０Ａ，１０Ｂは、
合成樹脂製のローラ本体１５Ａ，１５Ｂの研磨作用面に
粒径１μｍ以下の研磨砥粒が固定されたローラである。
したがって、この微細な研磨砥粒によりシリコンウェー
ハＷの面が高精度で研磨される。よって、研磨時の加工
ダメージも小さくすることができる。また、ローラ本体
１５Ａ，１５Ｂへの研磨砥粒の固定方法として樹脂混入
法を採用したので、微細な研磨砥粒を良好にローラ本体
１５Ａ，１５Ｂの研磨作用面に固定することができる。
さらに、研磨砥粒の混入量をその体積比で合成樹脂１０
０に対して３〜６０の範囲に入る値に規定したので、研
磨砥粒を過不足なくローラ本体１５Ａ，１５Ｂの研磨作
用面に固定することができる。また、遠心成型法を使用
して研磨ローラを作製することもできる。この場合、混
入された砥粒が外面に偏在することになり、ローラとし
ては好ましい。As described above, since the polishing rollers 10A and 10B having a higher hardness than the conventionally used polishing cloth are used as the wafer mirror polishing method of one embodiment, the polishing speed is increased. As a result, the polishing rate can be increased. When the polishing test was actually performed, the polishing rate, which was 1 μm / min in the conventional method, was doubled to 2 μm.
/ Min. Moreover, the polishing rollers 10A and 10B
This is a roller in which polishing abrasive grains having a particle diameter of 1 μm or less are fixed to the polishing action surfaces of roller bodies 15A and 15B made of synthetic resin.
Therefore, the surface of the silicon wafer W is polished with high precision by the fine abrasive grains. Therefore, processing damage during polishing can be reduced. In addition, since the resin mixing method is employed as a method of fixing the abrasive grains to the roller bodies 15A and 15B, fine abrasive grains can be satisfactorily fixed to the polishing surfaces of the roller bodies 15A and 15B.
Further, the mixing amount of the abrasive grains is determined by the volume ratio of the synthetic resin 10.
Since the value is set to a value falling within the range of 3 to 60 with respect to 0, the polishing abrasive grains can be fixed to the polishing action surfaces of the roller main bodies 15A and 15B without excess and deficiency. Also, the polishing roller can be manufactured by using a centrifugal molding method. In this case, the mixed abrasive grains are unevenly distributed on the outer surface, which is preferable as a roller.
【００３０】[0030]
【発明の効果】この発明によれば、合成樹脂製のローラ
本体の研磨作用面に研磨砥粒を固定して研磨ローラを作
製し、この研磨ローラにより半導体ウェーハの主面また
は面取り面を研磨したので、研磨レートが高められると
同時に、研磨時の加工ダメージも低減させることができ
る。また、液状の樹脂中に研磨砥粒を混入し、固定成形
することにより、研磨ローラを作製したので、微細な研
磨砥粒を良好にローラ本体の研磨作用面に固定すること
ができる。According to the present invention, a polishing roller is manufactured by fixing abrasive grains on the polishing surface of a synthetic resin roller body, and the main surface or chamfered surface of the semiconductor wafer is polished by the polishing roller. Therefore, the polishing rate can be increased and, at the same time, the processing damage during polishing can be reduced. In addition, since the polishing roller is manufactured by mixing the abrasive grains in the liquid resin and performing the fixed molding, the fine abrasive grains can be fixed to the polishing surface of the roller body satisfactorily.
【００３１】さらに、請求項３の発明によれば、研磨砥
粒の樹脂全体への混入量を、体積比で合成樹脂１００に
対して３〜６０に設定したので、研磨砥粒を過不足なく
ローラ本体の研磨作用面に固定することができる。Furthermore, according to the third aspect of the present invention, the amount of the abrasive grains mixed into the entire resin is set to 3 to 60 with respect to the synthetic resin 100 by volume ratio, so that the amount of the abrasive grains is not excessive or insufficient. It can be fixed to the polishing surface of the roller body.
【図１】この発明の一実施例に係る半導体ウェーハ用研
磨ローラを使用した半導体ウェーハの研磨中の状態を示
す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view illustrating a state in which a semiconductor wafer is being polished using a semiconductor wafer polishing roller according to an embodiment of the present invention.
【図２】この発明の他の形態に係る半導体ウェーハ用研
磨ローラの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a polishing roller for a semiconductor wafer according to another embodiment of the present invention.
【図３】この発明のさらに別の形態に係る半導体ウェー
ハ用研磨ローラの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a polishing roller for a semiconductor wafer according to still another embodiment of the present invention.
【図４】この発明のさらにまた別の形態に係る研磨ロー
ラを使用した半導体ウェーハの研磨中の状態を示す斜視
図である。FIG. 4 is a perspective view showing a state during polishing of a semiconductor wafer using a polishing roller according to still another embodiment of the present invention.
【図５】この発明の一実施例に係る半導体ウェーハの研
磨方法を示すそのフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a method for polishing a semiconductor wafer according to one embodiment of the present invention.
１０Ａ〜１０Ｅ 研磨ローラ、 １５Ａ〜１５Ｅ ローラ本体、 Ｗ シリコンウェーハ（半導体ウェーハ）。 10A-10E Polishing roller, 15A-15E Roller body, W Silicon wafer (semiconductor wafer).
フロントページの続き (72)発明者 石黒 勝裕 愛知県名古屋市西区則武新町三丁目１番36 号 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 内 Ｆターム(参考） 3C049 AA03 AB01 AB06 AC04 CA01 CB01 3C058 AA04 AA09 AB01 AB06 AC04 CB10 DA17 3C063 AA02 AB03 BB02 BB03 BB07 BC03 EE10 Continued on the front page (72) Inventor Katsuhiro Ishiguro 3-36 Noritake Shinmachi, Nishi-ku, Nagoya-shi, Aichi F-term in Noritake Company Limited 3C049 AA03 AB01 AB06 AC04 CA01 CB01 3C058 AA04 AA09 AB01 AB06 AC04 CB10 DA17 3C063 AA02 AB03 BB02 BB03 BB07 BC03 EE10
Claims (5)
導体ウェーハ用研磨ローラであって、 合成樹脂製のローラ本体の研磨作用面に微細な研磨砥粒
が固定された半導体ウェーハ用研磨ローラ。1. A polishing roller for a semiconductor wafer for polishing a predetermined surface of a semiconductor wafer, wherein the polishing roller for a semiconductor wafer has fine polishing grains fixed to a polishing surface of a roller body made of synthetic resin.
が５μｍ以下である請求項１に記載の半導体ウェーハ用
研磨ローラ。2. The polishing roller for a semiconductor wafer according to claim 1, wherein said abrasive grains are spherical and have a particle size of 5 μm or less.
１００に対して３〜６０である請求項２に記載の半導体
ウェーハ用研磨ローラ。3. The polishing roller for a semiconductor wafer according to claim 2, wherein the mixing amount of the polishing abrasive grains is 3 to 60 with respect to the synthetic resin 100 by volume ratio.
微細な研磨砥粒が固定された研磨ローラを準備し、 研磨砥粒を含むスラリーを供給しながら、回転中の上記
研磨ローラを半導体ウェーハの表面および／または裏面
に接触させて研磨する半導体ウェーハの研磨方法。4. A polishing roller in which fine abrasive grains are fixed on a polishing surface of a roller body made of a synthetic resin is prepared, and while the slurry containing the abrasive grains is supplied, the rotating polishing roller is connected to a semiconductor. A method for polishing a semiconductor wafer, wherein the semiconductor wafer is polished in contact with the front and / or back surface of the wafer.
微細な研磨砥粒が固定された研磨ローラを準備し、 研磨砥粒を含むスラリーを供給しながら、回転中の上記
研磨ローラを半導体ウェーハの面取り面に接触させて研
磨する半導体ウェーハの研磨方法。5. A polishing roller in which fine abrasive grains are fixed on a polishing surface of a roller body made of a synthetic resin is prepared, and while the slurry containing the abrasive grains is supplied, the rotating polishing roller is connected to a semiconductor. A method for polishing a semiconductor wafer, wherein the semiconductor wafer is polished in contact with a chamfered surface of the wafer.
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090424 |