JP2002166357A - ウェーハ研磨加工方法 - Google Patents
ウェーハ研磨加工方法Info
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- JP2002166357A JP2002166357A JP2000360883A JP2000360883A JP2002166357A JP 2002166357 A JP2002166357 A JP 2002166357A JP 2000360883 A JP2000360883 A JP 2000360883A JP 2000360883 A JP2000360883 A JP 2000360883A JP 2002166357 A JP2002166357 A JP 2002166357A
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- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ウェーハ研磨時の熱的環境下で生じる定盤変
形の影響を相殺し，平坦度の高い形状にウェーハ３を研
磨仕上げする。 【構成】 研磨時の上下定盤１，２の変形を予め把握し
ておき、上下定盤１，２作製過程で研磨時の変形を打ち
消す形状に上下定盤１，２を加工し、上下定盤１，２に
研磨布４を貼り付けた後、上下定盤１，２の間にウェー
ハ３を挟み込み、ウェーハ３を両面研磨する。上下定盤
１，２の形状修正に代え、研磨布４のドレッシング量を
半径方向に調整することによっても研磨時の定盤変形の
影響が相殺される。
形の影響を相殺し，平坦度の高い形状にウェーハ３を研
磨仕上げする。 【構成】 研磨時の上下定盤１，２の変形を予め把握し
ておき、上下定盤１，２作製過程で研磨時の変形を打ち
消す形状に上下定盤１，２を加工し、上下定盤１，２に
研磨布４を貼り付けた後、上下定盤１，２の間にウェー
ハ３を挟み込み、ウェーハ３を両面研磨する。上下定盤
１，２の形状修正に代え、研磨布４のドレッシング量を
半径方向に調整することによっても研磨時の定盤変形の
影響が相殺される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ウェーハ研磨時の熱的
環境下で上下定盤が合致するように定盤形状を制御しな
がらウェーハを研磨する方法に関する。
環境下で上下定盤が合致するように定盤形状を制御しな
がらウェーハを研磨する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】インゴットからスライシングされたウェ
ーハは、ラッピングされた後、平坦形状に研磨される。
ウェーハの研磨では、複数のウェーハを収容したキャリ
アを下定盤と上定盤との間に挟み、上下定盤に貼り付け
られた研磨布で個々のウェーハを表面加工する両面研磨
装置が多用されている。研磨されたウェーハの平坦度を
上げるためには上下定盤の合致度を高め、研磨布の粘弾
性等の力学的作用がウェーハに均等に働くことが必要で
ある。そこで、従来の研磨機では、たとえば圧力の強度
に応じて変色度合いが異なる感圧紙を上下定盤の間に挟
み、変色度合いが一定になるように上下の定盤形状を仕
上げることにより、上下定盤の形状を合致させている。
合致度の検査は、研磨機を完全に室温に達するまで長時
間室内に放置した後で実施されている。
ーハは、ラッピングされた後、平坦形状に研磨される。
ウェーハの研磨では、複数のウェーハを収容したキャリ
アを下定盤と上定盤との間に挟み、上下定盤に貼り付け
られた研磨布で個々のウェーハを表面加工する両面研磨
装置が多用されている。研磨されたウェーハの平坦度を
上げるためには上下定盤の合致度を高め、研磨布の粘弾
性等の力学的作用がウェーハに均等に働くことが必要で
ある。そこで、従来の研磨機では、たとえば圧力の強度
に応じて変色度合いが異なる感圧紙を上下定盤の間に挟
み、変色度合いが一定になるように上下の定盤形状を仕
上げることにより、上下定盤の形状を合致させている。
合致度の検査は、研磨機を完全に室温に達するまで長時
間室内に放置した後で実施されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上下定盤の合致度が検
査された研磨機を用いてウェーハを研磨すると、研磨機
は複雑な熱的環境に曝され、上下定盤は熱的環境に応じ
て複雑に熱変形する。上下定盤の熱変形は研磨されたウ
ェーハの平坦度に大きな影響を及ぼすものであるが、比
較的剛性の小さな従来の上下定盤では熱変形が撓み変形
で打ち消され、しかも研磨布の弾性も大きくないため、
ウェーハの両面に作用する挟持圧力のバラツキが抑制さ
れ、熱変形の影響なくウェーハが平坦形状に研磨加工さ
れる。
査された研磨機を用いてウェーハを研磨すると、研磨機
は複雑な熱的環境に曝され、上下定盤は熱的環境に応じ
て複雑に熱変形する。上下定盤の熱変形は研磨されたウ
ェーハの平坦度に大きな影響を及ぼすものであるが、比
較的剛性の小さな従来の上下定盤では熱変形が撓み変形
で打ち消され、しかも研磨布の弾性も大きくないため、
ウェーハの両面に作用する挟持圧力のバラツキが抑制さ
れ、熱変形の影響なくウェーハが平坦形状に研磨加工さ
れる。
【０００４】ところが、ウェーハの大口径化，高平坦度
化を進めるため、上下定盤を含め研磨機として剛性の高
いものが使用され始め、研磨布としても硬質研磨布が使
用されるようになってきている。剛性の高い定盤は平坦
度を低下させる撓み変形の抑制には有効であるが、従来
の定盤では撓み変形によって打ち消されていた熱変形に
よる影響が強く現れる。しかも、研磨布の硬質化に起因
した緩衝作用の低下によって、研磨されたウェーハの形
状に定盤の熱変形がより一層反映される。
化を進めるため、上下定盤を含め研磨機として剛性の高
いものが使用され始め、研磨布としても硬質研磨布が使
用されるようになってきている。剛性の高い定盤は平坦
度を低下させる撓み変形の抑制には有効であるが、従来
の定盤では撓み変形によって打ち消されていた熱変形に
よる影響が強く現れる。しかも、研磨布の硬質化に起因
した緩衝作用の低下によって、研磨されたウェーハの形
状に定盤の熱変形がより一層反映される。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、ウェーハ研磨時
の発熱による熱変形を予め採り込んだ形状に上下定盤を
作製し、或いは研磨布のドレッシング量を調整すること
により、研磨中のウェーハ両面に作用する力が均等にな
るように上下定盤を合致させ、ウェーハを平坦度の高い
形状に研磨仕上げすることを目的とする。
題を解消すべく案出されたものであり、ウェーハ研磨時
の発熱による熱変形を予め採り込んだ形状に上下定盤を
作製し、或いは研磨布のドレッシング量を調整すること
により、研磨中のウェーハ両面に作用する力が均等にな
るように上下定盤を合致させ、ウェーハを平坦度の高い
形状に研磨仕上げすることを目的とする。
【０００６】本発明のウェーハ研磨加工方法は、その目
的を達成するため、研磨時の上下定盤の変形を予め把握
しておき、定盤作製過程で研磨時の変形を打ち消す形状
に上下定盤を加工し、上下定盤に研磨布を貼り付けた
後、上下定盤の間にウェーハを挟み込み、ウェーハを両
面研磨することを特徴とする。
的を達成するため、研磨時の上下定盤の変形を予め把握
しておき、定盤作製過程で研磨時の変形を打ち消す形状
に上下定盤を加工し、上下定盤に研磨布を貼り付けた
後、上下定盤の間にウェーハを挟み込み、ウェーハを両
面研磨することを特徴とする。
【０００７】上下定盤の形状調整に代え研磨布のドレッ
シング量を調整することによって、研磨時における上下
定盤の合致度を維持することもできる。この場合、上下
定盤に研磨布を貼り付けた後、上下定盤の間にドレッシ
ング工具を挟み込み、ウェーハ研磨時の上下定盤の変形
と同じ変形を上下定盤に与えた状態でドレッシング工具
に加わる接触圧力が均等になるまで研磨布のドレッシン
グを継続し、次いでドレッシング工具に代えてウェーハ
を上下定盤の間に挟み込み、ウェーハを両面研磨する。
シング量を調整することによって、研磨時における上下
定盤の合致度を維持することもできる。この場合、上下
定盤に研磨布を貼り付けた後、上下定盤の間にドレッシ
ング工具を挟み込み、ウェーハ研磨時の上下定盤の変形
と同じ変形を上下定盤に与えた状態でドレッシング工具
に加わる接触圧力が均等になるまで研磨布のドレッシン
グを継続し、次いでドレッシング工具に代えてウェーハ
を上下定盤の間に挟み込み、ウェーハを両面研磨する。
【０００８】
【実施の形態】上定盤１と下定盤２との間にウェーハ３
を挟んで両面研磨するとき、研磨条件に応じて熱変形要
因が種々変動し、上下定盤１，２に各種の熱変形が生じ
る（図１）。これら熱変形が複合された結果として上下
定盤１，２が複雑に変形するため、研磨布４の貼付時に
上下定盤１，２を高精度に合致させていても、上下定盤
１，２が円錐状又は逆円錐状に変形する。上下定盤１，
２の変形は、内周側が接近し、外周側が離間した形態
（図２）が多いが、逆に内周側が離間し、外周側が接近
した形態もある。何れの場合も上下定盤１，２間の距離
が半径方向に変動し、ウェーハ３に加わる研磨圧力にバ
ラツキが生じ、研磨されたウェーハ３の平坦度が低下す
る。
を挟んで両面研磨するとき、研磨条件に応じて熱変形要
因が種々変動し、上下定盤１，２に各種の熱変形が生じ
る（図１）。これら熱変形が複合された結果として上下
定盤１，２が複雑に変形するため、研磨布４の貼付時に
上下定盤１，２を高精度に合致させていても、上下定盤
１，２が円錐状又は逆円錐状に変形する。上下定盤１，
２の変形は、内周側が接近し、外周側が離間した形態
（図２）が多いが、逆に内周側が離間し、外周側が接近
した形態もある。何れの場合も上下定盤１，２間の距離
が半径方向に変動し、ウェーハ３に加わる研磨圧力にバ
ラツキが生じ、研磨されたウェーハ３の平坦度が低下す
る。
【０００９】本発明者は、ウェーハ３の平坦度に及ぼす
上下定盤１，２の形状を調査検討する過程で、研磨機が
置かれる熱的環境と上下定盤１，２の形状との間に極め
て強い相関関係があることを見出した。熱的環境として
は、上下定盤１，２の冷却水温度，ウェーハ３に供給さ
れるスラリーの温度，軸受冷却水温度，上下定盤１，２
の伝熱量（研磨熱を除去するため上下定盤１，２の背面
を冷却する際に上下定盤１，２の表面から裏面に流れる
熱量）等がある。上下定盤１，２の伝熱量は、研磨圧
力，定盤回転数，研磨布４の摩擦係数等、研磨条件に応
じて発生する加工熱に依存して変動するが、伝熱量の変
動量は研磨条件と定量的関係にある。
上下定盤１，２の形状を調査検討する過程で、研磨機が
置かれる熱的環境と上下定盤１，２の形状との間に極め
て強い相関関係があることを見出した。熱的環境として
は、上下定盤１，２の冷却水温度，ウェーハ３に供給さ
れるスラリーの温度，軸受冷却水温度，上下定盤１，２
の伝熱量（研磨熱を除去するため上下定盤１，２の背面
を冷却する際に上下定盤１，２の表面から裏面に流れる
熱量）等がある。上下定盤１，２の伝熱量は、研磨圧
力，定盤回転数，研磨布４の摩擦係数等、研磨条件に応
じて発生する加工熱に依存して変動するが、伝熱量の変
動量は研磨条件と定量的関係にある。
【００１０】これらの値を変えると上下定盤１，２は凹
型から凸型の円錐形状の範囲で変化する。しかも、上下
定盤１，２は、熱的環境の変化に追従して極めて高い再
現性で変化する。このことは、熱的環境の変化が上下定
盤１，２の形状制御に利用可能なことを意味する。な
お、研磨布４の貼付時に合致度を高めた上下定盤１，２
を研磨時においても定盤全域の間隙が均等に維持される
ように熱的環境を制御することも考えられるが、このよ
うな温度管理では加工能力の低下等の問題を派生する。
型から凸型の円錐形状の範囲で変化する。しかも、上下
定盤１，２は、熱的環境の変化に追従して極めて高い再
現性で変化する。このことは、熱的環境の変化が上下定
盤１，２の形状制御に利用可能なことを意味する。な
お、研磨布４の貼付時に合致度を高めた上下定盤１，２
を研磨時においても定盤全域の間隙が均等に維持される
ように熱的環境を制御することも考えられるが、このよ
うな温度管理では加工能力の低下等の問題を派生する。
【００１１】研磨時の熱的環境下で上下定盤１，２が変
形することを前提とし、本発明では、過去の実績や熱計
算等から予想される変形を見込んだ形状に上下定盤１，
２を予め作製する。具体的には、研磨時に上下定盤１，
２が内周部側で接近した形状（図２）に変形することが
予想される場合、定盤作製段階で中央部が窪んだ形状
（図３ａ）に上下定盤１，２を形成する。中央の窪み
は、ウェーハ研磨時の熱的環境下で生じる上下定盤１，
２の変形を相殺し、上下定盤１，２の間隔を一定に維持
する（図３ｂ）。その結果、ウェーハ３に研磨圧力が均
等に加わり、平坦度良く研磨仕上げされる。
形することを前提とし、本発明では、過去の実績や熱計
算等から予想される変形を見込んだ形状に上下定盤１，
２を予め作製する。具体的には、研磨時に上下定盤１，
２が内周部側で接近した形状（図２）に変形することが
予想される場合、定盤作製段階で中央部が窪んだ形状
（図３ａ）に上下定盤１，２を形成する。中央の窪み
は、ウェーハ研磨時の熱的環境下で生じる上下定盤１，
２の変形を相殺し、上下定盤１，２の間隔を一定に維持
する（図３ｂ）。その結果、ウェーハ３に研磨圧力が均
等に加わり、平坦度良く研磨仕上げされる。
【００１２】上下定盤１，２自体に窪みをつけることに
代え、研磨布４のドレッシング量を調節することによっ
ても、ウェーハ３に加わる研磨圧力を均等化できる（図
４）。研磨布４のドレッシングでは、研磨布４を貼り付
けた上下定盤１，２の間にドレッシング工具５を挟み込
み、研磨布４の作用面をドレッシング工具５で所定の面
性状に調整するが、このときウェーハ研磨時と同様な形
状に上下定盤１，２を変形させた状態で研磨布４をドレ
ッシングする。上下定盤１，２の変形は、印加圧力，定
盤回転数，研磨布４の摩擦係数等によって制御できる。
代え、研磨布４のドレッシング量を調節することによっ
ても、ウェーハ３に加わる研磨圧力を均等化できる（図
４）。研磨布４のドレッシングでは、研磨布４を貼り付
けた上下定盤１，２の間にドレッシング工具５を挟み込
み、研磨布４の作用面をドレッシング工具５で所定の面
性状に調整するが、このときウェーハ研磨時と同様な形
状に上下定盤１，２を変形させた状態で研磨布４をドレ
ッシングする。上下定盤１，２の変形は、印加圧力，定
盤回転数，研磨布４の摩擦係数等によって制御できる。
【００１３】ドレッシング工具５に加わる接触圧力が均
等になるまでドレッシングを継続すると、研磨布４は、
内周側で薄く、外周側で厚くなった断面形状にドレッシ
ングされる。研磨布４に付けられた厚み分布は、ウェー
ハ研磨時に生じる上下定盤１，２の変形を相殺し、ウェ
ーハ３に加わる研磨圧力を均等化する。その結果、ウェ
ーハ３は、均等な厚み分布をもった平坦度の高い形状に
研磨仕上げされる。
等になるまでドレッシングを継続すると、研磨布４は、
内周側で薄く、外周側で厚くなった断面形状にドレッシ
ングされる。研磨布４に付けられた厚み分布は、ウェー
ハ研磨時に生じる上下定盤１，２の変形を相殺し、ウェ
ーハ３に加わる研磨圧力を均等化する。その結果、ウェ
ーハ３は、均等な厚み分布をもった平坦度の高い形状に
研磨仕上げされる。
【００１４】形状修正された上下定盤１，２又はドレッ
シング量が調整された研磨布４を用いてウェーハ３を研
磨するとき、熱的環境の厳密な制御が上下定盤１，２の
合致度を維持するために必要である。制御要因として
は、上定盤１に供給される冷却水の温度及び流量，下定
盤２に供給される冷却水の温度及び流量，ウェーハ３に
供給されるスラリーの温度及び流量，軸受に供給される
冷却水の温度及び流量等がある。
シング量が調整された研磨布４を用いてウェーハ３を研
磨するとき、熱的環境の厳密な制御が上下定盤１，２の
合致度を維持するために必要である。制御要因として
は、上定盤１に供給される冷却水の温度及び流量，下定
盤２に供給される冷却水の温度及び流量，ウェーハ３に
供給されるスラリーの温度及び流量，軸受に供給される
冷却水の温度及び流量等がある。
【００１５】上下定盤１，２の合致度又は研磨中のウェ
ーハ３に加わる研磨圧力を測定しながら、これら制御要
因を調整することにより研磨圧力を均等化できる。或い
は、研磨されたウェーハ３の形状を測定し、測定結果に
基づいて制御要因を調整することも可能である。研磨中
の合致度測定では、上下定盤１，２の間隙が狭い箇所ほ
どウェーハ３に加わる研磨圧力が大きく発熱量が増加し
て昇温する現象を利用できる。すなわち、上下定盤１，
２の半径方向に沿って複数の温度計を配置し、上下定盤
１，２半径方向の温度分布を測定することにより上下定
盤１，２の合致状況を推定できる。
ーハ３に加わる研磨圧力を測定しながら、これら制御要
因を調整することにより研磨圧力を均等化できる。或い
は、研磨されたウェーハ３の形状を測定し、測定結果に
基づいて制御要因を調整することも可能である。研磨中
の合致度測定では、上下定盤１，２の間隙が狭い箇所ほ
どウェーハ３に加わる研磨圧力が大きく発熱量が増加し
て昇温する現象を利用できる。すなわち、上下定盤１，
２の半径方向に沿って複数の温度計を配置し、上下定盤
１，２半径方向の温度分布を測定することにより上下定
盤１，２の合致状況を推定できる。
【００１６】ウェーハ３の研磨を繰返し継続すると、冷
却水系統へのスケール付着，研磨布４の磨耗や目詰りに
よる摩擦熱の変動等に起因して熱的環境が変動し、上下
定盤１，２の合致度が低下することがある。このような
場合、前掲した制御要因の一つ又は複数を選択し、その
水準を変えることによって上下定盤１，２の合致度を回
復させる。研磨圧力，定盤回転数を変更しても上下定盤
１，２の伝熱量が変化し、上下定盤１，２の合致度が低
下することもある。この場合も低下量を補うように制御
要因を補正することにより、上下定盤１，２の合致度を
回復できる。
却水系統へのスケール付着，研磨布４の磨耗や目詰りに
よる摩擦熱の変動等に起因して熱的環境が変動し、上下
定盤１，２の合致度が低下することがある。このような
場合、前掲した制御要因の一つ又は複数を選択し、その
水準を変えることによって上下定盤１，２の合致度を回
復させる。研磨圧力，定盤回転数を変更しても上下定盤
１，２の伝熱量が変化し、上下定盤１，２の合致度が低
下することもある。この場合も低下量を補うように制御
要因を補正することにより、上下定盤１，２の合致度を
回復できる。
【００１７】
【実施例】研磨機として、外径１６５２ｍｍ，内径４９
２ｍｍの上定盤１及び下定盤２に平均厚みが１．２７ｍ
ｍでアスカーＣ硬さ８２のポリウレタン含浸ポリエステ
ル不織布（SUBA 800 ロデール・ニッタ株式会社製）製
研磨布４を貼り付けた両面研磨装置を使用した。上下定
盤１，２の間に挟み込まれたウェーハ３は上下定盤１，
２の回転によって生じる摩擦で両面研磨されるが、研磨
時の熱的環境下で上下定盤１，２が変形する。
２ｍｍの上定盤１及び下定盤２に平均厚みが１．２７ｍ
ｍでアスカーＣ硬さ８２のポリウレタン含浸ポリエステ
ル不織布（SUBA 800 ロデール・ニッタ株式会社製）製
研磨布４を貼り付けた両面研磨装置を使用した。上下定
盤１，２の間に挟み込まれたウェーハ３は上下定盤１，
２の回転によって生じる摩擦で両面研磨されるが、研磨
時の熱的環境下で上下定盤１，２が変形する。
【００１８】上下定盤１，２の変形に及ぼす各種要因に
ついて調査した結果を図５〜１３に示す。上定盤１の形
状は上定盤１に供給される冷却水の温度（図５）や伝熱
量（図６）とリニアな関係にあり、下定盤２の形状は下
定盤２に供給される冷却水の温度（図７）及び伝熱量
（図８，９）と逆方向にリニアな関係にあった。また、
下定盤２の形状は、下定盤２を回転可能に支持する軸受
に供給される冷却水の温度（図１０）に依存してリニア
に変化し、下定盤２の回転数（図１１）に応じても変化
していた。図中、Ｈｓは、定盤の表面形状を円錐形で近
似した場合における頂点の高さを示し、円錐形の頂点が
上方にあるときを＋，下方にあるときを−で表す。
ついて調査した結果を図５〜１３に示す。上定盤１の形
状は上定盤１に供給される冷却水の温度（図５）や伝熱
量（図６）とリニアな関係にあり、下定盤２の形状は下
定盤２に供給される冷却水の温度（図７）及び伝熱量
（図８，９）と逆方向にリニアな関係にあった。また、
下定盤２の形状は、下定盤２を回転可能に支持する軸受
に供給される冷却水の温度（図１０）に依存してリニア
に変化し、下定盤２の回転数（図１１）に応じても変化
していた。図中、Ｈｓは、定盤の表面形状を円錐形で近
似した場合における頂点の高さを示し、円錐形の頂点が
上方にあるときを＋，下方にあるときを−で表す。
【００１９】各種制御要因から、ウェーハ研磨中の上下
定盤１，２の形状を予測し、或いは制御可能なことが判
る。たとえば、上定盤１に供給される冷却水の温度及び
除熱量を変えると上定盤１が上に凸又は下に凸の形状に
変形し（図１２）、下定盤２に供給される冷却水の温度
及び除熱量を変えると下定盤２が上に凸又は下に凸の形
状に変形する（図１３）。ここで、除熱量は、定盤の回
転数，研磨圧力，スラリー流量，温度等に応じて変動す
る。上下定盤１，２や軸受に供給される冷却水の温度，
流量，上下定盤１，２の伝熱量，上下定盤１，２の回転
数等が上下定盤１，２の変形に与える影響は、個々の研
磨機ごとに定まった関係にある。したがって、研磨条件
を設定することによりウェーハ３研磨中の上下定盤１，
２の変形を予測できる。
定盤１，２の形状を予測し、或いは制御可能なことが判
る。たとえば、上定盤１に供給される冷却水の温度及び
除熱量を変えると上定盤１が上に凸又は下に凸の形状に
変形し（図１２）、下定盤２に供給される冷却水の温度
及び除熱量を変えると下定盤２が上に凸又は下に凸の形
状に変形する（図１３）。ここで、除熱量は、定盤の回
転数，研磨圧力，スラリー流量，温度等に応じて変動す
る。上下定盤１，２や軸受に供給される冷却水の温度，
流量，上下定盤１，２の伝熱量，上下定盤１，２の回転
数等が上下定盤１，２の変形に与える影響は、個々の研
磨機ごとに定まった関係にある。したがって、研磨条件
を設定することによりウェーハ３研磨中の上下定盤１，
２の変形を予測できる。
【００２０】研磨条件を次のように設定したとき、平坦
に製作されていた上下定盤１，２の形状は、ウェーハ研
磨中の熱環境で上定盤１の形状はＨｓ値で−２０μｍ，
下定盤１の形状は＋１０μｍ変形し、上下定盤１，２の
内周側から外周側に向けて間隔が３０μｍ開くことが予
想された。そこで、ウェーハ研磨中の変形が相殺できる
ように、定盤作製時に上定盤１の形状をＨｓ値で＋２０
μｍ，下定盤２の形状をＨｓ値で−１０μｍとなるよう
に円錐形状に作製した。 研磨条件 上定盤１に供給される冷却水の温度２０℃，流量７リッ
トル／分 下定盤２に供給される冷却水の温度２０℃，流量７リッ
トル／分 ウェーハ研磨に供給されるスラリー温度２０℃，流量４
リットル／分 上定盤１の伝熱量５ｋｃａｌ／分， 下定盤２の伝熱量
７ｋｃａｌ／分 上定盤１の回転数反時計方向１０ｒｐｍ，下定盤２の回
転数時計方向３０ｒｐｍ研磨布４の厚み１．２７ｍｍ，
アスカーＣ硬さ８２
に製作されていた上下定盤１，２の形状は、ウェーハ研
磨中の熱環境で上定盤１の形状はＨｓ値で−２０μｍ，
下定盤１の形状は＋１０μｍ変形し、上下定盤１，２の
内周側から外周側に向けて間隔が３０μｍ開くことが予
想された。そこで、ウェーハ研磨中の変形が相殺できる
ように、定盤作製時に上定盤１の形状をＨｓ値で＋２０
μｍ，下定盤２の形状をＨｓ値で−１０μｍとなるよう
に円錐形状に作製した。 研磨条件 上定盤１に供給される冷却水の温度２０℃，流量７リッ
トル／分 下定盤２に供給される冷却水の温度２０℃，流量７リッ
トル／分 ウェーハ研磨に供給されるスラリー温度２０℃，流量４
リットル／分 上定盤１の伝熱量５ｋｃａｌ／分， 下定盤２の伝熱量
７ｋｃａｌ／分 上定盤１の回転数反時計方向１０ｒｐｍ，下定盤２の回
転数時計方向３０ｒｐｍ研磨布４の厚み１．２７ｍｍ，
アスカーＣ硬さ８２
【００２１】形状調整された上下定盤１，２を研磨機に
組込み、ウェーハ３を両面研磨したところ、ウェーハ３
は平坦度（ウェーハ内の最大厚みと最小厚みの差）０．
００１０ｍｍと極めて平坦な形状に研磨仕上げされてい
た。比較のため窪みをつけていない上下定盤１，２を組
込んだ研磨機を使用した場合、研磨されたウェーハ３
は、凸レンズ形状であり、平坦度は０．００７ｍｍと平
坦度に劣っていた。
組込み、ウェーハ３を両面研磨したところ、ウェーハ３
は平坦度（ウェーハ内の最大厚みと最小厚みの差）０．
００１０ｍｍと極めて平坦な形状に研磨仕上げされてい
た。比較のため窪みをつけていない上下定盤１，２を組
込んだ研磨機を使用した場合、研磨されたウェーハ３
は、凸レンズ形状であり、平坦度は０．００７ｍｍと平
坦度に劣っていた。
【００２２】また、上下定盤１，２の形状修正に代え、
上下定盤１，２に貼り付けた研磨布４をドレッシングす
る際に、研磨中と同様に上下定盤１，２を形状変化させ
てドレッシング工具５に加わる摩擦圧力が均等になるま
で研磨布４をドレッシングした。ドレッシングされた研
磨布４の厚みを測定したところ、内周側が外周側よりも
０．０３１ｍｍ薄かった。このようにして調整された研
磨布４をウェーハ３に接触させて両面研磨したところ、
平坦度０．００１０ｍｍと平坦な形状にウェーハ３が研
磨仕上げされた。
上下定盤１，２に貼り付けた研磨布４をドレッシングす
る際に、研磨中と同様に上下定盤１，２を形状変化させ
てドレッシング工具５に加わる摩擦圧力が均等になるま
で研磨布４をドレッシングした。ドレッシングされた研
磨布４の厚みを測定したところ、内周側が外周側よりも
０．０３１ｍｍ薄かった。このようにして調整された研
磨布４をウェーハ３に接触させて両面研磨したところ、
平坦度０．００１０ｍｍと平坦な形状にウェーハ３が研
磨仕上げされた。
【００２３】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、研磨中の定盤変形を見込んだ形状に上下定盤を作製
し、或いは研磨布のドレッシング量を調整することによ
り、研磨中のウェーハに加わる研磨圧力を均等化してい
る。上下定盤の形状修正や研磨布のドレッシング量調整
は、大型化に伴って剛性を高めた定盤を組み込んだ研磨
機において現れがちな熱的環境に起因した定盤変形の影
響を効果的に打ち消す。このようにして研磨されたウェ
ーハは、研磨中の定盤変形の影響を受けることなく平坦
度が高い形状に研磨仕上げされるため、高集積密度化，
高機能化が著しい各種半導体デバイス作製用基板として
使用される。
は、研磨中の定盤変形を見込んだ形状に上下定盤を作製
し、或いは研磨布のドレッシング量を調整することによ
り、研磨中のウェーハに加わる研磨圧力を均等化してい
る。上下定盤の形状修正や研磨布のドレッシング量調整
は、大型化に伴って剛性を高めた定盤を組み込んだ研磨
機において現れがちな熱的環境に起因した定盤変形の影
響を効果的に打ち消す。このようにして研磨されたウェ
ーハは、研磨中の定盤変形の影響を受けることなく平坦
度が高い形状に研磨仕上げされるため、高集積密度化，
高機能化が著しい各種半導体デバイス作製用基板として
使用される。
【図１】 両面研磨機の熱変形を説明する概念図
【図２】 合致度を高めた上下定盤（ａ）がウェーハ研
磨時に変形（ｂ）することを説明する図
磨時に変形（ｂ）することを説明する図
【図３】 本発明に従って形状修正した上下定盤（ａ）
がウェーハ研磨時に均等な間隙（ｂ）を維持することを
説明する図
がウェーハ研磨時に均等な間隙（ｂ）を維持することを
説明する図
【図４】 研磨布のドレッシング量を調整することによ
りウェーハ研磨時に上下定盤の合致度を高める方法の説
明図
りウェーハ研磨時に上下定盤の合致度を高める方法の説
明図
【図５】 上定盤の形状が冷却水温度によって変化する
ことを示したグラフ
ことを示したグラフ
【図６】 上定盤の形状が伝熱量によって変化すること
を示したグラフ
を示したグラフ
【図７】 下定盤の形状が冷却水温度によって変化する
ことを示したグラフ
ことを示したグラフ
【図８】 下定盤の形状が伝熱量によって変化すること
を示したグラフ
を示したグラフ
【図９】 下定盤の形状が伝熱量によって変化すること
を示したグラフ
を示したグラフ
【図１０】 下定盤の形状が流体軸受に供給される冷却
水の温度によって変化することを示したグラフ
水の温度によって変化することを示したグラフ
【図１１】 下定盤の形状が回転数によって変化するこ
とを示したグラフ
とを示したグラフ
【図１２】 図５，６から導き出された式をベースにし
て冷却水温度及び除熱量と上定盤の形状変化との関係を
表したグラフ
て冷却水温度及び除熱量と上定盤の形状変化との関係を
表したグラフ
【図１３】 図７〜１０から導き出された式をベースに
して冷却水温度及び除熱量と下定盤の形状変化との関係
を表したグラフ
して冷却水温度及び除熱量と下定盤の形状変化との関係
を表したグラフ
１：上定盤 ２：下定盤 ３：ウェーハ ４：研
磨布 ５：ドレッシング工具
磨布 ５：ドレッシング工具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/304 ６２２ Ｈ０１Ｌ 21/304 ６２２Ｍ
Claims (2)
- 【請求項１】 研磨時の上下定盤の変形を予め把握して
おき、定盤作製過程で研磨時の変形を打ち消す形状に上
下定盤を加工し、上下定盤に研磨布を貼り付けた後、上
下定盤の間にウェーハを挟み込み、ウェーハを両面研磨
することを特徴とするウェーハ研磨加工方法。 - 【請求項２】 上下定盤に研磨布を貼り付けた後、上下
定盤の間にドレッシング工具を挟み込み、ウェーハ研磨
時の定盤変形と同じ変形を上下定盤に与えた状態でドレ
ッシング工具に加わる接触圧力が均等になるまで研磨布
のドレッシングを継続し、次いでドレッシング工具に代
えてウェーハを上下定盤の間に挟み込み、ウェーハを両
面研磨することを特徴とするウェーハ研磨加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000360883A JP2002166357A (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | ウェーハ研磨加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000360883A JP2002166357A (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | ウェーハ研磨加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002166357A true JP2002166357A (ja) | 2002-06-11 |
Family
ID=18832406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000360883A Pending JP2002166357A (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | ウェーハ研磨加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002166357A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009023088A (ja) * | 2008-10-30 | 2009-02-05 | Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 | ラップ盤 |
| JP2011175726A (ja) * | 2010-02-01 | 2011-09-08 | Asahi Glass Co Ltd | 磁気記録媒体用ガラス基板及びその製造方法 |
| JP2013235041A (ja) * | 2012-05-07 | 2013-11-21 | Hoya Corp | マスクブランク用基板の製造方法、マスクブランクの製造方法および転写用マスクの製造方法 |
| CN103846780A (zh) * | 2012-12-04 | 2014-06-11 | 硅电子股份公司 | 抛光半导体晶片的方法 |
| KR20190005916A (ko) | 2016-07-13 | 2019-01-16 | 가부시키가이샤 사무코 | 양면 연마 장치 |
| CN116494120A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-07-28 | 苏州博宏源机械制造有限公司 | 大盘检测方法 |
-
2000
- 2000-11-28 JP JP2000360883A patent/JP2002166357A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009023088A (ja) * | 2008-10-30 | 2009-02-05 | Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 | ラップ盤 |
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| KR101627897B1 (ko) * | 2012-12-04 | 2016-06-07 | 실트로닉 아게 | 반도체 웨이퍼 연마 방법 |
| JP2014110433A (ja) * | 2012-12-04 | 2014-06-12 | Siltronic Ag | 少なくとも１つのウエハを研磨する方法 |
| KR20140071896A (ko) * | 2012-12-04 | 2014-06-12 | 실트로닉 아게 | 반도체 웨이퍼 연마 방법 |
| CN103846780A (zh) * | 2012-12-04 | 2014-06-11 | 硅电子股份公司 | 抛光半导体晶片的方法 |
| CN103846780B (zh) * | 2012-12-04 | 2017-08-08 | 硅电子股份公司 | 抛光半导体晶片的方法 |
| US10189142B2 (en) | 2012-12-04 | 2019-01-29 | Siltronic Ag | Method for polishing a semiconductor wafer |
| DE102013201663B4 (de) | 2012-12-04 | 2020-04-23 | Siltronic Ag | Verfahren zum Polieren einer Halbleiterscheibe |
| KR20190005916A (ko) | 2016-07-13 | 2019-01-16 | 가부시키가이샤 사무코 | 양면 연마 장치 |
| CN116494120A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-07-28 | 苏州博宏源机械制造有限公司 | 大盘检测方法 |
| CN116494120B (zh) * | 2023-06-29 | 2023-09-19 | 苏州博宏源机械制造有限公司 | 大盘检测方法 |
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|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040210 |
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| A02 | Decision of refusal |
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