JP2008204994A - 半導体ウエハの研磨方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】仕切部材を有するユニバーサルチックにおいて、通気性のチャックプレートと不通気性の仕切り部材との材質の違いから、半導体ウエハに吸着痕が残ることを防止できる半導体ウエハの研磨方法を提供する。
【解決手段】チャックプレート１は通気部材で形成すると共に下面にリング状の凹溝１ａを刻設し、凹溝１ａに不通気性のリング状の仕切部材３を嵌入させる。チャックホルダー２は不通気性部材で形成すると共に仕切部材３に連繋する内側流体流通部４と外側流体流通部５とを形成したユニバーサルチャックを用いて、仕切部材３の内側と外側にわたって半導体ウエハＷをバキュームさせて研磨加工中は内側流体流通部４と外側流体流通部５との両方を負圧にし、仕切部材３の内側のみに半導体ウエハＷをバキュームさせて研磨加工中は内側流体流通部４は負圧にし外側流体流通部５は加圧にする。
【選択図】図１
【解決手段】チャックプレート１は通気部材で形成すると共に下面にリング状の凹溝１ａを刻設し、凹溝１ａに不通気性のリング状の仕切部材３を嵌入させる。チャックホルダー２は不通気性部材で形成すると共に仕切部材３に連繋する内側流体流通部４と外側流体流通部５とを形成したユニバーサルチャックを用いて、仕切部材３の内側と外側にわたって半導体ウエハＷをバキュームさせて研磨加工中は内側流体流通部４と外側流体流通部５との両方を負圧にし、仕切部材３の内側のみに半導体ウエハＷをバキュームさせて研磨加工中は内側流体流通部４は負圧にし外側流体流通部５は加圧にする。
【選択図】図１
Description
本発明は、研磨装置における半導体ウエハの研磨方法に関するものであって、更に、詳細には、半導体ウエハをバキューム吸着させる通気性のチャックプレートの下面に表面に露出しない不通気性の仕切部材を形成したユニバーサルチャックを用いた半導体ウエハの研磨方法に関するものである。
昨今要求されている半導体ウエハは、歩留まりの観点からの超高精度の平坦精度及び鏡面精度、並びに、小型化の観点からの極薄化、生産性の観点からの拡径化される傾向にあり、更には、多数のＭＥＭＳデバイス又はＮＥＭＳデバイスに製造する過程の半導体ウエハは、ミクロン単位の研磨加工が必要となり、従来方法の研磨加工では徐々に対処できなく成っており、チャック機構にバキュームさせての研磨加工もより高度な改良を求められている実情である。
従来、この種の半導体ウエハの研磨方法は通気性のチャックプレートを回転軸に取着された不通気性のチャックホルダーに嵌着させているものであり、チャックプレートの上面に半導体ウエハをバキューム吸着して研磨加工を施すものであるが、加工する半導体ウエハのサイズが変更されたときに、チャック機構そのものを取り替えると手間暇がかかる作業と成ることから、大きいサイズのチャックプレートをそのまま用いる所謂ユニバーサルチャックにする傾向にある。
その為、大きいサイズの半導体ウエハを研磨加工する場合はチャックプレートの全面でバキューム吸着して、小さいサイズの半導体ウエハを加工する場合、中心位置は変えることなく大きいサイズの半導体ウエハを加工するチャックプレートの中程に小さいサイズの半導体ウエハをバキューム吸着して加工していた。
然し乍ら、大きいサイズのチャックプレートに小さいサイズの半導体ウエハをバキューム吸着させると、半導体ウエハの外周とチャックプレートの外周との間に通気性部分が露出されバキューム吸着が図れなくなることから、小さいサイズの半導体ウエハの外周辺にリング状に不通気性部材の仕切り部材を配設して、バキューム吸着の流体系を切り換えて半導体ウエハのサイズに対応しているが、大きいサイズの半導体ウエハを研磨加工する時に、通気性のチャックプレートと不通気性の仕切り部材との材質の違いから、半導体ウエハの仕切り部材の当接位置に吸着痕が残り超高精度の平坦精度及び鏡面精度の障害と成っていた。
例えば、先に開示されている、本発明の構成は、チャック本体と、凹陥部と、通気通水機構と、複数の環状仕切と、通気通水機構と複数の環状仕切によって仕切られた環状隔溝とを連通させる切替バルブと、凹陥部へ嵌着する円板状乗載台と、円板状乗載台の外方へ嵌着する複数の環状乗載台とから成るチャックにおいて、円板状乗載台と隣接する環状乗載台との間の環状空隙部及び環状乗載台と隣接する環状乗載台との間の環状空隙部へ空隙部用不通気部材としてペースト状焼結剤と混和させたガラス繊維を塗布焼結した構成であり、更に、空隙部用不通気部材として充填剤を充填した構成であり、加えて、空隙部用不通気部材として粘着テープを貼着したもの（特許文献１参照）や、半導体ウエハの半導体ウエハの研磨方法テーブルの吸引領域を構成する各通気板を、接着剤を主成分とする環状仕切膜を介在させて区画したもの（特許文献２参照）や、通気性ポ−ラスセラミック製円板を中心とし、この円板の外周に軸心を同一、かつ、高さを同一にした複数の通気性ポ−ラスセラミック製環状体が配列され、前記通気性ポ−ラスセラミック製円板と通気性ポ−ラスセラミック製環状体の間および通気性ポ−ラスセラミック製環状体同士の間には、幅が０．１〜０．８ｍｍ、高さが前記円板と同一の溶射セラミックの非通気性薄膜環状仕切壁が配列されて全体として１枚の円盤を構成する、半導体ウエハの研磨方法用ウエハ取付板を提供するもの（特許文献３参照）や、複数の環状溝４ａ〜４ｄの底部に各々球状弁５ｚの弁座５ｓを備える中空状の連通管５ｈを各々起立させ、かつ、この連通管内部には上方の圧縮スプリング５ｊと下方の圧縮スプリング５ｉとで挟持した遊動自在な球状弁を球状弁が弁座よりも上の位置に浮いて存在するように介在させ、かつ、下方の圧縮スプリングが存在する連通管の場所に水平方向に一端が封栓され、他端が中央凹陥部に連通する通気管を備えるフレーム本体４の下面に設けられる自動切替機構５、これらフレーム本体４および自動切替機構５を軸承する中空管８および上端が自動切替機構５の中央凹陥部５ｆに連通し、下端がバキューム機器に連通されている前記中空軸８の内部に設けられた中空軸７を備えるもの（特許文献４参照）等が開示されている。
特開平８−１４８５４８号公報
特開平９−１７４３６４号公報
特開２０００−１５８２６８号公報
特開２０００−２３２０８３号公報
つまり、特許文献１に記載されている複数の環状仕切５は不通気部材で形成されており、特許文献２に記載されている接着剤を主成分とする環状仕切膜を介在させて区画したものでは、環状仕切膜３０、３１、３２、３３が接着剤を硬化させた不通気部材であり、特許文献３に記載は、溶射セラミックの非通気性薄膜環状仕切壁４が配列されて全体として１枚の円盤を構成しているものであるが、非通気性薄膜環状仕切壁４は不通気部材であり、特許文献４に記載でも、溶射セラミックの非通気性薄膜環状仕切壁は不通気部材であり、前述のように半導体ウエハの研磨方法のチャックプレートの表面には通気性部材と不通気部材が混在しているものである。
その為に、本願出願の出願人は特願２００６−０４６１４８でチャックプレートの表面に通気性部材と不通気部材が混在しない先願をしたが、大きいサイズの半導体ウエハを研磨加工する場合はチャックプレートの全面でバキューム吸着して行うため問題がないものの、小さいサイズの半導体ウエハを加工する場合、中心位置は変えることなくチャックプレートの中程にバキューム吸着して加工していたが、半導体ウエハの外周辺のチャックプレートにバキュームによる目詰まりが発生していた。
本発明の研磨盤の半導体ウエハの研磨方法は、前述の課題に鑑み、鋭意研鑽の結果、円板状のチャックプレートと、カップ状のチャックホルダーとから成り、チャックプレートは通気部材で形成すると共に下面の略サイズ切換位置にリング状の凹溝を刻設し、凹溝に不通気性のリング状の仕切部材を嵌入させ、チャックホルダーは不通気性部材で形成すると共に仕切部材の内側と外側に連繋する内側流体流通部と外側流体流通部とを形成したユニバーサルチャックを用いて、チャックプレートの仕切部材の内側と外側にわたって半導体ウエハをバキュームさせて研磨加工中は内側流体流通部と外側流体流通部とを負圧にし、仕切部材の内側のみに半導体ウエハをバキュームさせて研磨加工中は内側流体流通部は負圧にし外側流体流通部は加圧にするものである。
本発明半導体ウエハの研磨方法は、ユニバーサルチャックのチャックプレートを通気部材で形成すると共に略サイズ切換位置にリング状の凹溝を刻設し、その凹溝に不通気性のリング状の仕切部材を嵌入させたものであり、チャックプレートの表面に不通気部材が露出することが無いため、チャックプレートの表面は同一部材で形成され凹凸の生じない平滑面に形成することができ、チャックプレートの表面にバキューム吸着される半導体ウエハに吸着痕を残さないものであり、更に、仕切部材の内側のみに半導体ウエハをバキュームさせて研磨加工中は内側流体流通部は負圧にし外側流体流通部は加圧にすることにより、研磨加工中でも半導体ウエハの外周辺のチャックプレートに目詰まりを起こすことなく次の研磨加工がスムーズに行われるもので、極めて有意義な効果を奏し実用性の高い画期的ななものである。
以下、本発明の半導体ウエハの研磨方法の実施例の図面を用いて詳細に説明すると、図１は本発明の半導体ウエハの研磨方法の実施例の概要を説明するための概要側面説明図である。
本発明は、研磨装置における半導体ウエハの研磨方法に関するものであって、更に、詳細には、半導体ウエハＷをバキューム吸着させる通気性のチャックプレート１の下面に表面に露出しない不通気性の仕切部材３を形成したユニバーサルチャックを用いた半導体ウエハの研磨方法に関するものであり、上面に半導体ウエハＷをバキューム吸着する円板状のチャックプレート１と、該チャックプレート１を嵌着させるカップ状のチャックホルダー２とから成り、前記チャックプレート１は通気部材で形成すると共に下面の略サイズ切換位置に上面と若干巾を残してリング状の凹溝１ａを刻設し、該凹溝１ａに不通気性のリング状の仕切部材３を嵌入させ、前記チャックホルダー２は不通気性部材で形成すると共に前記仕切部材３の内側と外側に夫々連繋する内側流体流通部４と外側流体流通部５とを形成したユニバーサルチャックを用いて、前記チャックプレート１の上面の仕切部材３の内側と外側にわたって半導体ウエハＷをバキュームさせて研磨加工中は内側流体流通部４と外側流体流通部５との両方を負圧にし、仕切部材３の内側のみに半導体ウエハＷをバキュームさせて研磨加工中は内側流体流通部４は負圧にし外側流体流通部５は加圧にすることを特徴とするものである。
即ち、本発明の半導体ウエハの研磨方法は、半導体ウエハＷの研磨装置において実施されるもので、例えば、ロータリーテーブルに等間隔で複数配設されたチャック機構をユニバーサルチャックとするもので、該チャック機構にバキューム吸着された半導体ウエハＷを上方からポリシングクロスを張設したポリシングプレート、又は、ラッピングプレートで研磨加工を施すものである。
そして、チャックプレート１は、ポーラスセラミック等の通気部材で円板状に形成して、上面に半導体ウエハＷをバキューム吸着させるものであり、実施例では１２インチと８インチの半導体ウエハＷを吸着させるように１２インチのサイズのものであるが、サイズは特に限定するものではなくあらゆるサイズで実施できるものである。
次に、チャックホルダー２は、不通気性部材のアルミナセラミック、金属製等でカップ状に形成されたのもので、上方にチャックプレート１を嵌着させるものである。
更に、チャックプレート１の下面にリング状の凹溝１ａを刻設しているもので、凹溝１ａは略サイズ切換位置に形成しているもので、サイズ切換位置とは内側に乗載される小さいサイズの半導体ウエハＷの外周辺であり、つまり、小さいサイズの半導体ウエハＷの外周辺にチャックプレート１の表面に至らない若干巾を残してリング状の凹溝１ａを刻設しているものであり、更に、もっと小さいサイズの半導体ウエハＷの研磨加工を実施するためには複数設けても構わないものである。
更には、リング状の仕切部材３は、不通気性部材のアルミナセラミック、金属等で形成したもので、チャックプレート１の下面に刻設したリング状の凹溝１ａに嵌入させているものである。
次いで、内側流体流通部４と外側流体流通部５とは、チャックホルダー２の底面を貫通させて図示しない供給源と供給系を介して接続しているもので、チャックプレート１の仕切部材３の内側に内側流体流通部４を連繋させ、チャックプレート１の仕切部材３の外側に外側流体流通部５を連繋させているものである。
そして、本発明の半導体ウエハの研磨方法は、前記ユニバーサルチャックを用いて、チャックプレート１の上面の仕切部材３の内側と外側にわたって半導体ウエハＷ、つまり、大きいサイズの半導体ウエハＷをバキュームさせて研磨加工中は内側流体流通部４と外側流体流通部５との両方を負圧にして全体を吸着した状態で研磨加工し、チャックプレート１の上面の仕切部材３の内側のみに半導体ウエハＷ、つまり、小さいサイズの半導体ウエハＷをバキュームさせて研磨加工中は内側流体流通部４は負圧にしで吸着させ、外側流体流通部５は加圧にして目詰まりを防止しながら研磨加工するものである。
次いで、内側流体流通部４と外側流体流通部５とは、チャックホルダー２の中心と仕切部材３の外方にバキュームポンプ等のエア駆動源に連繋された供給系であり、エアを吸引させてバキューム吸着すると共に、半導体ウエハＷの取り外しの時はエアを噴出させ、又、チャックプレート１に洗浄が必要なときは、純水等の水流を噴出させたりするもので、配設手段は各種考慮されるもので特に限定するものではないものである。
本発明の半導体ウエハの研磨方法は、特に、昨今要求されいる超高精度の平坦精度及び鏡面精度、並びに、極薄化、拡径化されＭＥＭＳデバイス又はＮＥＭＳデバイスに製造する半導体ウエハに研磨加工を施すポリシングマシーン並びにラッピングマシーンに用いるもので、吸着痕が皆無となり、超高精度の研磨加工を可能とする半導体ウエハの研磨方法を提供するものである。
Ｗ 半導体ウエハ
１ チャックプレート
１ａ 凹溝
２ チャックホルダー
３ 仕切部材
４ 内側流体流通部
５ 外側流体流通部
１ チャックプレート
１ａ 凹溝
２ チャックホルダー
３ 仕切部材
４ 内側流体流通部
５ 外側流体流通部
Claims (1)
- 上面に半導体ウエハをバキューム吸着する円板状のチャックプレートと、該チャックプレートを嵌着させるカップ状のチャックホルダーとから成り、前記チャックプレートは通気部材で形成すると共に下面の略サイズ切換位置に上面と若干巾を残してリング状の凹溝を刻設し、該凹溝に不通気性のリング状の仕切部材を嵌入させ、前記チャックホルダーは不通気性部材で形成すると共に前記仕切部材の内側と外側に夫々連繋する内側流体流通部と外側流体流通部とを形成したユニバーサルチャックを用いて、前記チャックプレートの上面の仕切部材の内側と外側にわたって半導体ウエハをバキュームさせて研磨加工中は内側流体流通部と外側流体流通部との両方を負圧にし、仕切部材の内側のみに半導体ウエハをバキュームさせて研磨加工中は内側流体流通部は負圧にし外側流体流通部は加圧にすることを特徴とする半導体ウエハの研磨方法。
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