JP2014124704A - Polishing pad - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、研磨装置に装着される研磨パッドに関し、特に、半導体ウェーハなどの被加工物を研磨する際に使用される研磨パッドに関する。 The present invention relates to a polishing pad mounted on a polishing apparatus, and more particularly to a polishing pad used when polishing a workpiece such as a semiconductor wafer.
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、被加工物である半導体ウェーハの平坦性を高めるために研磨処理が行われる。この研磨処理には、被加工物を吸着保持するチャックテーブルと、チャックテーブルの上方において回転するスピンドルと、スピンドルに装着される研磨パッドとを備える研磨装置が使用されている(例えば、特許文献1参照)。チャックテーブルに保持された被加工物は、スピンドルによって回転する研磨パッドとの接触で研磨される。 In a semiconductor device manufacturing process, a polishing process is performed to improve the flatness of a semiconductor wafer that is a workpiece. In this polishing process, a polishing apparatus including a chuck table for sucking and holding a workpiece, a spindle rotating above the chuck table, and a polishing pad attached to the spindle is used (for example, Patent Document 1). reference). The workpiece held on the chuck table is polished by contact with a polishing pad rotated by a spindle.
上記研磨装置において、チャックテーブルは、被加工物を吸着保持した状態で回転される。チャックテーブルに保持される被加工物の回転中心と、スピンドルで回転される研磨パッドの回転中心とが一致(又は近接)してしまうと、被加工物の中心付近の摩擦は小さくなって適切に研磨されない。そこで、上記研磨装置では、被加工物より大径の研磨パッドを、回転中心をずらした状態で被加工物に接触させることで、被加工物表面の研磨量を均一にしている。 In the polishing apparatus, the chuck table is rotated in a state where the workpiece is sucked and held. If the center of rotation of the workpiece held on the chuck table matches the rotation center of the polishing pad rotated by the spindle (or close proximity), the friction near the center of the workpiece will be reduced and appropriate. Not polished. Therefore, in the above polishing apparatus, the polishing amount of the workpiece surface is made uniform by bringing a polishing pad having a diameter larger than that of the workpiece into contact with the workpiece with the center of rotation being shifted.
ところで、半導体デバイスの製造プロセスにおいては、被加工物に別の基板を貼着することがある。被加工物と別の基板との貼着には、例えば、樹脂などの接着剤を用いるが、接着剤を均一な厚みに塗布するのは難しいので、接着剤の厚みばらつきに起因して被加工物の変形が生じてしまう。変形した状態の被加工物を上記研磨装置で平坦化すると、基板から剥離された被加工物の研磨表面は平坦でなくなるので、このような場合には、被加工物の変形に応じた研磨が必要となる。 By the way, in the manufacturing process of a semiconductor device, another substrate may be stuck on a workpiece. For example, an adhesive such as a resin is used to attach the workpiece to another substrate, but it is difficult to apply the adhesive to a uniform thickness, so the workpiece is processed due to variations in the thickness of the adhesive. The object will be deformed. When the workpiece in a deformed state is flattened by the polishing apparatus, the polishing surface of the workpiece peeled from the substrate is not flat. In such a case, polishing according to the deformation of the workpiece is performed. Necessary.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、被加工物の表面を任意の形状に研磨加工可能な研磨パッドを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this point, and it aims at providing the polishing pad which can grind | polish the surface of a to-be-processed object in arbitrary shapes.
本発明の研磨パッドは、板状ワークを回転可能に保持する保持面を有するチャックテーブルと、該チャックテーブルが保持した板状ワークを研磨する研磨手段と、該研磨手段と該チャックテーブルとを相対的に該保持面に平行な水平方向に移動させる移動手段と、から少なくとも構成される研磨装置の該研磨手段に回転可能に装着する研磨パッドであって、該研磨パッドは、一方の面が該研磨手段に着脱可能とし他方の面に研磨部材を装着させる円盤状の円盤基台と、該円盤基台の直径より小さい外径の円盤状の研磨部材が該円盤基台の中央に配設され、該チャックテーブルの保持面全面を覆うことのできる中央研磨部と、該中央研磨部を囲繞するリング状の研磨部材で該中央研磨部より突出した外周研磨部とで構成されたことを特徴とする。 The polishing pad of the present invention comprises a chuck table having a holding surface for rotatably holding a plate-like workpiece, a polishing means for polishing the plate-like workpiece held by the chuck table, and the polishing means and the chuck table relative to each other. A polishing pad rotatably mounted on the polishing means of a polishing apparatus comprising at least a moving means that moves in a horizontal direction parallel to the holding surface, the polishing pad having one surface having the surface A disk-shaped disk base that can be attached to and detached from the polishing means and has a polishing member mounted on the other surface, and a disk-shaped polishing member having an outer diameter smaller than the diameter of the disk base are disposed in the center of the disk base. And a central polishing portion that can cover the entire holding surface of the chuck table, and a peripheral polishing portion that protrudes from the central polishing portion by a ring-shaped polishing member that surrounds the central polishing portion. Do
この構成によれば、研磨パッドは、研磨手段に接する一方の面及び研磨部材が取り付けられる他方の面を有する円盤基台と、円盤基台の中央に配設された円盤状の研磨部材でなる中央研磨部と、中央研磨部より下方に突出されると共に中央研磨部を囲むリング状の研磨部材でなる外周研磨部とを備えるので、中央研磨部と外周研磨部とで板状ワークの表面を任意の形状に研磨加工できる。 According to this configuration, the polishing pad is composed of a disk base having one surface in contact with the polishing means and the other surface to which the polishing member is attached, and a disk-shaped polishing member disposed in the center of the disk base. Since there is a central polishing portion and an outer peripheral polishing portion made of a ring-shaped polishing member that projects downward from the central polishing portion and surrounds the central polishing portion, the central polishing portion and the outer peripheral polishing portion can be used to It can be polished into any shape.
本発明によれば、被加工物の表面を任意の形状に研磨加工可能な研磨パッドを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a polishing pad capable of polishing a surface of a workpiece into an arbitrary shape.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下においては、被加工物を研磨処理する研磨装置に本発明の研磨パッドを適用する例を示すが、本発明の研磨パッドは、研削処理及び研磨処理を行う研削研磨装置や、研磨処理を含む複数の処理を行う複合装置などに使用されても良い。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the following, an example in which the polishing pad of the present invention is applied to a polishing apparatus that polishes a workpiece will be described. However, the polishing pad of the present invention is a grinding / polishing apparatus that performs a grinding process and a polishing process, or a polishing process. May be used in a composite apparatus that performs a plurality of processes including
図1は、本実施の形態に係る研磨パッドが装着された研磨装置の構成例を示す斜視図である。図1に示すように、研磨装置1は、直方体状の基台2を有している。基台2の上部後方には、支柱部3が設けられており、支柱部3の前部には、上下方向(Z方向)に移動可能な研磨ユニット(研磨手段)4が支持されている。また、基台2の上面には、支柱部3の前方に開口部2aが形成されており、開口部2a内には、前後方向(X方向)に移動可能なチャックテーブルユニット5が配置されている。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a polishing apparatus to which a polishing pad according to the present embodiment is attached. As shown in FIG. 1, the
この研磨装置1は、チャックテーブルユニット5に保持される被加工物としてのウェーハ(板状ワーク)Wに、相対回転する研磨ユニット4を接触させて研磨を行う。なお、ウェーハWとしては、シリコンやGaAsなどの半導体材料で構成される半導体基板、セラミック、ガラス、サファイヤなどの無機材料で構成される無機材料基板、金属基板、樹脂基板などが用いられる。
The
チャックテーブルユニット5は、正方形状のチャックテーブル支持台51と、チャックテーブル支持台51に支持されたチャックテーブル52とを備えている。チャックテーブル52は、小径の円盤状に形成されており、上面には、ウェーハWを保持する保持面52aを有している。チャックテーブル52は、基台2内に配置された吸引源(不図示)と接続されており、保持面52aにおいてウェーハWを吸着保持する。また、チャックテーブル52は、回転機構(不図示)と接続されており、保持面52aにウェーハWを保持した状態で鉛直軸(Z軸)周りに回転される。
The chuck table unit 5 includes a square chuck
チャックテーブル支持台51の下部には、移動機構(移動手段)(不図示)が設けられている。この移動機構により、チャックテーブル支持台51は、開口部2aに沿って前後に平行移動される。チャックテーブル52は、研磨ユニット4にウェーハWを対向させる研磨位置と、研磨位置から前方に離間され、ウェーハWの搬入又は搬出を行う搬入搬出位置との間で移動される。
A moving mechanism (moving means) (not shown) is provided below the chuck
チャックテーブル支持台51の前部及び後部には、チャックテーブル支持台51の移動に応じて伸縮可能な防塵カバー21が取り付けられている。この防塵カバー21により、基台2の開口部2aは覆われており、ウェーハWの研磨処理によって生じる研磨くずなどの基台2内部への侵入を防止できる。
A
支柱部3は、直方体状に形成されており、前部には、研磨ユニット4を上下動させる研磨ユニット移動機構31が設けられている。研磨ユニット移動機構31は、支柱部3の前面において上下方向(Z方向)に延びる一対のガイドレール32と、ガイドレール32の間に設けられたボールねじ33と、ボールねじ33に連結されたパルスモータ34とを備えている。
The
支柱部3の前方には、Z軸テーブル35が配置されている。Z軸テーブル35は、後方のナット部(不図示)を介してボールねじ33と連結されている。パルスモータ34によりボールねじ33が回転されると、Z軸テーブル35はガイドレール32に沿って上下に移動される。Z軸テーブル35には、前部に設けられた支持部36を介して研磨ユニット4が支持されている。
A Z-axis table 35 is disposed in front of the
研磨ユニット4は、Z軸周りに回転可能なスピンドル(不図示)を備えている。スピンドルの下端には、円盤状の研磨ホイール41が連結されており、研磨ホイール41の下部には、研磨パッド42が着脱自在に装着されている。チャックテーブル52及びスピンドルを共に回転させた状態で研磨ホイール41を下降させ、ウェーハWに研磨パッド42を接触させれば、ウェーハWは研磨される。
The polishing unit 4 includes a spindle (not shown) that can rotate around the Z-axis. A disc-
図2は、本実施の形態に係る研磨パッドの構成例を示す模式図である。図2Aは、研磨パッド42の上面形状及び側面形状を示し、図2Bは、研磨パッド42の下面形状及び側面形状を示し、図2Cは、研磨パッド42の断面形状を示している。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration example of the polishing pad according to the present embodiment. 2A shows the top surface shape and side surface shape of the
図2に示すように、研磨パッド42は、ステンレスなどの金属材料で形成される円盤基台43を備えている。円盤基台43の上面43aには、研磨ホイール41に設けられた複数の貫通孔(不図示)に対応する複数のネジ孔43bが形成されている。研磨ホイール41の下面に円盤基台43の上面43aを接触させ、研磨ホイール41の貫通孔を通じてネジ孔43bにボルトを締め込むことで、研磨パッド42は研磨ホイール41に固定される。
As shown in FIG. 2, the
円盤基台43の下部には、中央部43cを囲むリング状の外周部43dが形成されている。リング状の外周部43dは、中央部43cより下方に突出されている。中央部43cの下面43eの高さ及び外周部43dの下面43fの高さは、それぞれ一定である。すなわち、中央部43c及び外周部43dは、それぞれ平坦な下面43e,43fを有している。
A ring-shaped outer
中央部43cの下面43eには、研磨材をレジンボンドなどで固めた円盤状の研磨部材(中央研磨部)44が取り付けられている。円盤状の研磨部材44は、中央部43cに合致するように円盤基台43より小径に形成されている。また、円盤状の研磨部材44は、チャックテーブル52の保持面52a全面を覆うことができる大きさに形成されている。保持面52aはウェーハWと同程度の径を有しているので、ウェーハWの表面全体に円盤状の研磨部材44を接触させて研磨できる。
A disc-shaped polishing member (central polishing portion) 44 in which an abrasive is hardened with resin bond or the like is attached to the
円盤基台43の外周部43dには、円盤状の研磨部材44を囲むリング状の研磨部材(外周研磨部)45が設けられている。リング状の研磨部材45は、円盤状の研磨部材44と同様の材料で同程度の厚みに形成されている。一方で、外周部43dは、中央部43cより下方に突出されている。このため、リング状の研磨部材45の下面45aは、円盤状の研磨部材44の下面44aより下方に位置付けられる。すなわち、研磨部材45は、研磨部材44より下方に突出されている。
A ring-shaped polishing member (outer peripheral polishing portion) 45 surrounding the disk-shaped polishing
図3は、研磨パッドの変形例を示す模式図である。図3Aは、変形例に係る研磨パッド42aの下面形状及び側面形状を示し、図3Bは、研磨パッド42aの断面形状を示している。研磨パッド42aの上面形状は、研磨パッド42と同様である。なお、研磨パッド42aの基本的な構成は研磨パッド42の構成と共通しているから、共通の構成には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
FIG. 3 is a schematic view showing a modification of the polishing pad. FIG. 3A shows a lower surface shape and a side surface shape of a
図3に示す研磨パッド42aは、円盤基台43の中央部43cより小径な円盤状の研磨部材(中央研磨部)44と、円盤状の研磨部材44を囲むリング状の研磨部材(外周研磨部)45とを備えている。図2に示す研磨パッド42には、円盤状の研磨部材44とリング状の研磨部材45との間に隙間がないのに対し、図3に示す研磨パッド42aでは、円盤状の研磨部材44とリング状の研磨部材45との間に隙間が形成されている。よって、研磨パッド42を用いる場合と研磨パッド43aを用いる場合とでは、後述するように異なる表面形状への研磨加工を実現できる。
The
次に、上述の研磨装置1を用いた研磨方法について説明する。図4は、本実施の形態に係る研磨パッドを用いた研磨方法を説明するための断面模式図である。図4A及び図4Bは、研磨パッド42の円盤状の研磨部材44を用いる研磨方法の例を示している。図4Aに示すように、ウェーハWを保持するチャックテーブル52と研磨パッド42とを回転させた状態で、ウェーハWの表面W1に円盤状の研磨部材44の下面44aを接触させると、ウェーハWは研磨される。ここでは、研磨部材44をウェーハWの表面W1全体に等しく接触させているので、図4Bに示すように、表面W1を平坦に研磨加工できる。
Next, a polishing method using the above-described
図4C及び図4Dは、研磨パッド42のリング状の研磨部材45を用いる研磨方法の例を示している。図4Cに示すように、研磨パッド42及びチャックテーブル52を回転させた状態で、ウェーハWの表面W1の一部にリング状の研磨部材45の下面45aを接触させると、ウェーハWの一部は研磨される。ここでは、図4C及び図4Dに示すように、研磨部材45をウェーハWの外周部分W2aに接触させ、ウェーハWの中央部分W2bに接触させないので、ウェーハWは外周部分W2aのみにおいて研磨される。
4C and 4D show an example of a polishing method using the ring-shaped polishing
また、リング状の研磨部材45はウェーハWより大径であり、研磨部材45とウェーハWとは回転されているので、ウェーハWと研磨部材45との接触の頻度は、外周部分W2aの内側の領域で高くなり、外周部分W2aの外側の領域で低くなる。そのため、図4Dに示すように、中央部分W2bが研磨されず、外周部分W2aの内側の領域が深く研磨され、外周部分W2aの外側の領域が浅く研磨された形状に表面W1を加工できる。
In addition, since the ring-shaped polishing
図4E及び図4Fは、研磨パッド42のリング状の研磨部材45を用いる研磨方法の別の例を示している。図4Eに示すように、研磨パッド42及びチャックテーブル52を回転させた状態で、ウェーハWの表面W1の一部にリング状の研磨部材45の下面45aを接触させると、ウェーハWの一部は研磨される。ここでは、図4E及び図4Fに示すように、研磨部材45をウェーハWの外周部分W3aに接触させ、ウェーハWの中央部分W3bに接触させないので、ウェーハWは外周部分W3aのみにおいて研磨される。これにより、中央部分W3bが研磨されず、外周部分W3aが研磨された形状に表面W1を加工できる。
4E and 4F show another example of the polishing method using the ring-shaped polishing
図5は、変形例に係る研磨パッドを用いた研磨方法を説明するための断面模式図である。図5A及び図5Bは、研磨パッド42aの円盤状の研磨部材44を用いる研磨方法の例を示している。図5Aに示すように、ウェーハWを保持するチャックテーブル52と研磨パッド42aとを回転させた状態で、ウェーハWの表面W1の一部に円盤状の研磨部材44の下面44aを接触させると、ウェーハWの一部は研磨される。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining a polishing method using a polishing pad according to a modification. 5A and 5B show an example of a polishing method using the disc-shaped polishing
ここでは、図5Aに示すように、ウェーハWの外周の一部が研磨部材44の外周からはみ出るように研磨部材44をウェーハWの表面W1に接触させている。そのため、図5A及び図5Bに示すように、ウェーハWと研磨部材44との接触頻度は、外周部分W4aで低くなり、中央部分W4bで高くなる。これにより、中央部分W4bが深く研磨され、外周部分W4aが浅く研磨された形状に表面W1を加工できる。
Here, as shown in FIG. 5A, the polishing
図5C〜図5Fは、研磨パッド42aの円盤状の研磨部材44及びリング状の研磨部材45を用いる研磨方法の例を示している。この研磨方法では、まず、研磨パッド42a及びチャックテーブル52を回転させた状態で、ウェーハWの表面W1の一部にリング状の研磨部材45の下面45aを接触させる。ここでは、図5C及び図5Dに示すように、研磨部材45をウェーハWの外周部分W5aの外側の領域に接触させ、ウェーハWの他の領域に接触させないので、ウェーハWは外周部分W5aの外側の領域のみにおいて研磨される。
5C to 5F show an example of a polishing method using the disk-shaped polishing
その後、ウェーハWの表面W1の一部に円盤状の研磨部材44の下面44aを接触させる。ここでは、図5Eに示すように、ウェーハWの外周の一部が研磨部材44の外周からはみ出るように研磨部材44をウェーハWの表面W1に接触させている。そのため、図5E及び図5Fに示すように、ウェーハWと研磨部材44との接触頻度は、外周部分W5aで低くなり、中央部分W5bで高くなる。これにより、中央部分W5bが深く研磨され、外周部分W5aが浅く研磨されるので、図5Fに示すように、外周部分W5aの外側の領域及び中央部分W5bが深く研磨され、外周部分W5aの内側の領域が浅く研磨された形状に表面W1を加工できる。
Thereafter, the
このように、本実施の形態に係る研磨パッド42,42aは、研磨ユニット(研磨手段)4の研磨ホイール41に接する上面(一方の面)43a、及び研磨部材44,45が取り付けられる下面(他方の面)43e,43fを有する円盤基台43と、円盤基台43の中央部43cに配設された円盤状の研磨部材(中央研磨部)44と、研磨部材44より下方に突出されると共に研磨部材44を囲むリング状の研磨部材(外周研磨部)45とを備えるので、円盤状の研磨部材44とリング状の研磨部材45とでウェーハ(板状ワーク)Wの表面W1を任意の形状に研磨加工できる。
As described above, the
なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施の形態では、円盤状の研磨部材の厚みとリング状の研磨部材の厚みとを同程度にしているが、円盤状の研磨部材の厚みとリング状の研磨部材の厚みとは異ならせても良い。また、上記実施の形態では、円盤状の研磨部材とリング状の研磨部材とに同様の材料を用いているが、円盤状の研磨部材とリング状の研磨部材とに異なる材料を用いても良い。 In addition, this invention is not limited to description of the said embodiment, A various change can be implemented. For example, in the above embodiment, the thickness of the disc-shaped polishing member and the thickness of the ring-shaped polishing member are approximately the same, but the thickness of the disc-shaped polishing member is different from the thickness of the ring-shaped polishing member. May be allowed. In the above embodiment, the same material is used for the disc-shaped polishing member and the ring-shaped polishing member, but different materials may be used for the disc-shaped polishing member and the ring-shaped polishing member. .
また、上記実施の形態では、研磨パッドを用いた複数の研磨方法を例示しているが、本発明の研磨パッドを用いた研磨方法はこれらに限定されない。その他、上記実施の形態に係る構成、方法などは、本発明の目的とする範囲を逸脱しない限りにおいて変更して実施できる。 In the above embodiment, a plurality of polishing methods using the polishing pad are illustrated, but the polishing method using the polishing pad of the present invention is not limited to these. In addition, the configurations, methods, and the like according to the above embodiments can be modified and implemented without departing from the scope of the present invention.
本発明の研磨パッドは、ウェーハなどの被加工物の表面を任意の形状となるように研磨加工する際に有用である。 The polishing pad of the present invention is useful when polishing the surface of a workpiece such as a wafer so as to have an arbitrary shape.
1 研磨装置
2 基台
2a 開口部
3 支柱部
4 研磨ユニット(研磨手段)
5 チャックテーブルユニット
21 防塵カバー
31 研磨ユニット移動機構
32 ガイドレール
33 ボールねじ
34 パルスモータ
35 Z軸テーブル
36 支持部
41 研磨ホイール
42,42a 研磨パッド
43 円盤基台
43a 上面(一方の面)
43b ネジ孔
43c 中央部
43d 外周部
43e,43f 下面(他方の面)
44 研磨部材(中央研磨部)
44a,45a 下面
45 研磨部材(外周研磨部)
51 チャックテーブル支持台
52 チャックテーブル
52a 保持面
W ウェーハ(板状ワーク)
W1 表面
W2a,W3a,W4a,W5a 外周部分
W2b,W3b,W4b,W5b 中央部分
DESCRIPTION OF
5
44 Polishing member (central polishing part)
44a,
51 Chuck table support stand 52 Chuck table 52a Holding surface W Wafer (plate-like workpiece)
W1 surface W2a, W3a, W4a, W5a outer peripheral part W2b, W3b, W4b, W5b central part
Claims (1)
該研磨パッドは、一方の面が該研磨手段に着脱可能とし他方の面に研磨部材を装着させる円盤状の円盤基台と、該円盤基台の直径より小さい外径の円盤状の研磨部材が該円盤基台の中央に配設され、該チャックテーブルの保持面全面を覆うことのできる中央研磨部と、該中央研磨部を囲繞するリング状の研磨部材で該中央研磨部より突出した外周研磨部とで構成された研磨パッド。 A chuck table having a holding surface for rotatably holding the plate-like workpiece, a polishing means for polishing the plate-like workpiece held by the chuck table, and the polishing means and the chuck table are relatively parallel to the holding surface. A polishing pad rotatably mounted on the polishing means of a polishing apparatus comprising at least a moving means for moving in a horizontal direction,
The polishing pad has a disk-shaped disk base on which one surface is detachable from the polishing means and a polishing member is mounted on the other surface, and a disk-shaped polishing member having an outer diameter smaller than the diameter of the disk base. A central polishing portion disposed in the center of the disk base and capable of covering the entire holding surface of the chuck table, and an outer peripheral polishing projecting from the central polishing portion by a ring-shaped polishing member surrounding the central polishing portion A polishing pad composed of parts.
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JP2012282067A JP6208940B2 (en) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | Polishing pad |
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