JP2016111116A - 吸着チャック、面取り研磨装置、及び、シリコンウェーハの面取り研磨方法 - Google Patents

吸着チャック、面取り研磨装置、及び、シリコンウェーハの面取り研磨方法 Download PDF

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Abstract

【課題】吸着保護パッドとシリコンウェーハとの密着性を向上させ、シリコンウェーハの吸着面における欠陥品質の悪化を抑制する、吸着チャック、面取り研磨装置、及び、シリコンウェーハの面取り研磨方法を提供する。【解決手段】吸着チャック１１は、円形の吸着面１１１Ａを有する吸着チャックステージ１１１と、前記吸着面１１１Ａに設けられた吸着保護パッド１１２と、を備え、前記吸着面１１１Ａには、中心側に位置する中央領域１１１Ｄと外周側に位置する外周領域１１１Ｅとに区画する環状又は円弧状の凹部１１１Ｃが形成され、かつ、前記中央領域１１１Ｄには放射状の凹部１１１Ｆが形成され、前記吸着保護パッド１１２は、前記放射状の凹部１１１Ｆと連通する開口孔１１２Ａを有し、前記吸着保護パッド１１２は、前記放射状の凹部１１１Ｆを除いた前記中央領域１１１Ｄで前記吸着面１１１Ａと接合されることを特徴とする。【選択図】図９

Description

本発明は、吸着チャック、面取り研磨装置、及び、シリコンウェーハの面取り研磨方法に関する。
大口径のシリコンウェーハにおいては、両面研磨によって表裏面を研磨面とする仕様が主流となっている。このため、表面側だけでなく、裏面側に対しても、汚れやキズ欠陥などの品質への要求が高まっている。
一方で、シリコンウェーハの面取り部における鏡面品質への要求も高まっており、面取り研磨を実施することが必須となっている。一般的な面取り研磨では、図１に示すような面取り研磨装置１の吸着チャック２にシリコンウェーハＷを載置し、真空引きすることで、吸着チャック２の上にシリコンウェーハＷを吸着保持する。そして、吸着チャック２に保持した状態でシリコンウェーハＷを高速回転させ、研磨スラリーを供給し、面取り部に、研磨パッドを備えた研磨手段３を押し当てることで面取り部を研磨している。
この面取り研磨では、吸着チャック２にシリコンウェーハＷを吸着保持することで、被吸着面に接触痕などの欠陥が発生することが課題となっていた。
上記課題を解決する方策として、図２に示すように、吸着面に真空引きするための凹部２Ａを有する吸着チャックステージ２Ｂに、凹部２Ａのパターンに沿った形状の吸着保護パッド２Ｃを貼り付ける技術が知られている。上記構成の吸着チャック２では、柔軟性を有する吸着保護パッド２Ｃの上にシリコンウェーハＷを吸着保持することで、シリコンウェーハＷの被保持面への吸着ダメージを低減させている。
また、吸着チャックに関する技術として、可撓性の外フランジを設け、吸着面の外周部分を、外フランジにより形成した吸着チャックが開示されている（特許文献１参照）。上記特許文献１に記載の吸着チャックでは、吸着面に吸着されたウェーハの外周に、加工のための外力を加えて、ウェーハに撓みを生じても、外フランジによって形成された吸着面の外周部分が撓んだウェーハに追従するため、ウェーハと吸着面との間にギャップを生じたり、それによって真空が破れたりするおそれがなく、ウェーハを安定に保持できる。
特開２００５−３１１０４０号公報
しかし、上記特許文献１の吸着チャックでは、可撓性の外フランジに対応する箇所に吸着パッドの開口部が形成されている。このため、面取り研磨時の外力によってウェーハに撓みを生じた場合、外フランジがウェーハに十分に追従できずに、外フランジの吸着パッドとウェーハとの界面が剥がれ、外フランジの対応する箇所の開口部から真空が破れるおそれがある。
また、面取り研磨では、研磨スラリー存在下でのシリコンウェーハと吸着チャックとの接触により、シリコンウェーハの外周領域において欠陥が発生する問題があった。
図３に、シリコンウェーハＷの面取り研磨後の被吸着面におけるＬＰＤ（Light Point Defect）マップを示す。図３において、ひし形で表わされる箇所が、ＬＰＤ欠陥を示している。
具体的には、図３に示すように、面取り研磨を終えたシリコンウェーハＷの被吸着面に、主に、吸着チャックステージの外周形状に沿って欠陥パターンが形成され、上記欠陥パターンを原因とするパーティクル品質悪化やナノトポロジー品質悪化が問題となっている。
本発明の目的は、シリコンウェーハの密着性を向上させ、シリコンウェーハの外周領域における欠陥の発生を抑制する、吸着チャック、面取り研磨装置、及び、シリコンウェーハの面取り研磨方法を提供することにある。
上記の面取り研磨時にシリコンウェーハの外周領域に形成される欠陥の発生メカニズムは以下のように推察される。
シリコンウェーハの面取り研磨は、図１に示すように、面取り研磨装置１の吸着チャック２に吸着保持されたシリコンウェーハＷを高速回転させ、研磨スラリーを供給し、更に、研磨パッドを備えた研磨手段３をシリコンウェーハＷの面取り部に所定の荷重で押し当てることで行われる。
ここで、図４に示すように、研磨手段３は、面取り部の研磨する位置に応じて上方側台座３１、端面側台座３２及び下方側台座３３をそれぞれ備えている。上方側台座３１、端面側台座３２及び下方側台座３３には、それぞれ研磨パッド３４が貼り付けられている。面取り研磨装置１では、上方側台座３１、端面側台座３２及び下方側台座３３がシリコンウェーハＷの全周にわたって、適宜配置されている。したがって、面取り研磨装置１を上方からみたとき、例えば、時計回りに、上方側台座３１、端面側台座３２、下方側台座３３の順番で配置されている場合、反時計回りに高速回転するシリコンウェーハＷは、下方側台座３３、端面側台座３２、上方側台座３１の順番で研磨される。このように、面取り研磨中のシリコンウェーハＷは、異なる方向からの荷重を順次受けるため、その外周領域が高周波で振動することになる（以下、この状態を「ウェーハ振動」という場合がある）。
図５に示すように、ウェーハ振動では、下方側台座の研磨パッドによる研磨で、下方側からの荷重Ｆ１を受けると、シリコンウェーハＷの外周領域は、上方側に撓む。シリコンウェーハＷが撓むと、吸着保護パッド２ＣとシリコンウェーハＷとの界面が外周領域で一時的に剥がれるときがある。また、シリコンウェーハＷは、真空引きすることで吸着チャック２に吸着保持されている。このため、この真空引きによって、界面が剥がれて生じた隙間から研磨スラリーＳが吸引され、吸着保護パッド２ＣとシリコンウェーハＷとの間に、研磨スラリーＳが侵入した状態になる。
そして、上方側台座の研磨パッドによる研磨で、上方からの荷重Ｆ２を受けると、今度は、シリコンウェーハＷの外周領域は、下方側に撓む。シリコンウェーハＷが撓むと、一時的に剥がれたシリコンウェーハＷの外周領域が、吸着保護パッド２Ｃに押し付けられる。このとき、吸着保護パッド２Ｃの上には、シリコンウェーハＷと吸着保護パッド２Ｃとの隙間に侵入した研磨スラリーＳが存在しているので、シリコンウェーハＷの外周領域は、研磨スラリーＳに含まれる砥粒に打ち付けられるように衝突する。また、シリコンウェーハＷと吸着保護パッド２Ｃとの界面に砥粒が存在している状態で、シリコンウェーハＷが撓むことで、シリコンウェーハＷと砥粒とが接触している箇所では、シリコンウェーハＷが砥粒で擦られる。
このように、研磨スラリーＳの存在下でのウェーハ振動で、吸着保護パッド２Ｃで保持されるシリコンウェーハＷの外周領域にて研磨スラリーＳの介在を伴った機械的作用が働くことで局所的なエッチング作用が進行し、シリコンウェーハＷの外周領域に、主に、吸着チャックステージ２Ｂの外周形状に沿ってスクラッチ状の凹み欠陥Ｗ１が発生するものと推察される。
本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、吸着チャックの外周領域において、シリコンウェーハに対する追従性を高め、同時に、外周領域において吸着保護パッドとシリコンウェーハとの界面の密着性を確保して研磨スラリーの侵入を抑制することで、面取り研磨時にシリコンウェーハの外周領域に形成される欠陥を抑制できることを見出した。
本発明は、上述のような知見に基づいて完成されたものである。
すなわち、本発明の吸着チャックは、円形の吸着面を有する吸着チャックステージと、前記吸着面に設けられた吸着保護パッドと、を備え、前記吸着面には、中心側に位置する中央領域と外周側に位置する外周領域とに区画する環状又は円弧状の凹部が形成され、かつ、前記中央領域には放射状の凹部が形成され、前記吸着保護パッドは、前記放射状の凹部と連通する開口孔を有し、前記吸着保護パッドは、前記放射状の凹部を除いた前記中央領域で前記吸着面と接合されることを特徴とする。
本発明によれば、吸着保護パッドは環状又は円弧状の凹部で区画された中央領域で吸着チャックステージの吸着面と接合されている。即ち、吸着チャックステージの吸着面に設けられる吸着保護パッドのうち、吸着面の中央領域よりも外方側では、吸着保護パッドは吸着面に接合されていない。
このため、面取り研磨中に生じるウェーハ振動に対して、シリコンウェーハの外周領域が上方側或いは下方側に撓んでも、吸着面に接合されていない吸着保護パッドの外周領域は、シリコンウェーハに追従して撓む。特に、吸着チャックステージよりも可撓性が高い吸着保護パッドのみが、表面張力でシリコンウェーハに貼り付き、シリコンウェーハに追従して撓むので、外周領域における、吸着保護パッドとシリコンウェーハとの界面は、ウェーハ振動があっても、常に高い密着性が維持される。
結果として、シリコンウェーハの外周領域がウェーハ振動によって吸着保護パッドから一時的に剥がれることが抑制される。このため、ウェーハ振動時に、シリコンウェーハと吸着保護パッドとの界面に研磨スラリーが侵入することを抑制できる。
また、ウェーハ振動でシリコンウェーハが撓むと、吸着チャックステージと吸着保護パッドとが接合されていない外周領域に隙間が生じる。そして、真空引きにより、吸着チャックステージと吸着保護パッドとの間に生じた隙間から研磨スラリーが吸い込まれる。この研磨スラリーが吸い込まれる経路では、シリコンウェーハは吸着保護パッドで保護されているため、シリコンウェーハの被吸着面と研磨スラリーとの接触が低減される。
また、吸着チャックステージと吸着保護パッドとの間に生じた隙間が研磨スラリーが吸い込まれる経路になるために、シリコンウェーハと吸着保護パッドとの界面に研磨スラリーが吸い込まれる頻度が低減される。結果として、研磨スラリーが吸い込まれる経路が分散されるため、シリコンウェーハと吸着保護パッドとの界面から侵入する研磨スラリーの吸い込み量が低減される。
また、吸着保護パッドは、放射状の凹部と連通する開口孔を有している。開口孔が放射状の凹部と連通する位置に設けられることで、真空引きによる吸着保持力が放射状の凹部及び開口孔を介してシリコンウェーハの被吸着面に直接伝わる。このため、シリコンウェーハは、吸着保護パッドを介して吸着面に安定に吸着保持される。
なお、開口孔を放射状の凹部と連通する位置だけでなく、外周の環状又は円弧状の凹部に連通する開口孔を設けた場合、吸着チャックステージの最外周領域では真空引きがリークする経路がシリコンウェーハと吸着保護パッドの界面と、吸着保護パッドと吸着チャックステージの界面の２系統になる。このために、シリコンウェーハと吸着保護パッドの界面の密着性が低下して、ウェーハ振動に対する吸着保護パッドの追従性が低下する。その結果、ウェーハ振動によるシリコンウェーハへの外周領域の局所的な機械的作用が増大し、欠陥形成が進行するおそれがある。
以上、本発明による吸着チャックにより、シリコンウェーハの吸着保持機能を維持しながら、所望の精度の面取り研磨を実施でき、かつ、シリコンウェーハの被吸着面と吸着保護パッドとの界面への研磨スラリーの侵入を抑制できる。結果として、シリコンウェーハの外周領域における欠陥の発生を抑制することができる。
また、本発明の吸着チャックでは、前記吸着保護パッドは、前記吸着面と同径又はそれ以上の円形であることが好ましい。
本発明の吸着チャックによれば、吸着保護パッドは、吸着面と同径又はそれ以上の円形である。このように、吸着保護パッドの形状を被処理物であるシリコンウェーハの形状に近づけることで、吸着保護パッドでシリコンウェーハが保護される領域を増やすことができる。結果として、面取り研磨中におけるシリコンウェーハの品質を悪化させるリスクをより低減できる。
本発明の面取り研磨装置は、上記吸着チャックを備えたことを特徴とする。
本発明の面取り研磨装置によれば、面取り研磨装置に上述したような本発明の吸着チャックを設けている。このため、本発明の上述した吸着チャックと同様の作用を奏した状態で、適切にシリコンウェーハの面取り部を研磨可能な面取り研磨装置を提供できる。
本発明のシリコンウェーハの面取り研磨方法は、円形の吸着面を有する吸着チャックステージと、前記吸着面に設けられた吸着保護パッドと、を備えた吸着チャックの、前記吸着保護パッドにシリコンウェーハを吸着保持し、前記シリコンウェーハの面取り部を研磨する、シリコンウェーハの面取り研磨方法において、前記吸着面には、中心側に位置する中央領域と外周側に位置する外周領域とに区画する環状又は円弧状の凹部が形成され、かつ、前記中央領域には放射状の凹部が形成され、前記吸着保護パッドは、前記放射状の凹部と連通する開口孔を有し、前記吸着保護パッドは、前記放射状の凹部を除いた前記中央領域で前記吸着面と接合されることを特徴とする。
本発明のシリコンウェーハの面取り研磨方法によれば、上述したような本発明の吸着チャックを用いて面取り研磨を実施している。このため、本発明の上述した吸着チャックと同様の作用を奏した状態で、適切にシリコンウェーハの面取り部を研磨できる。
また、本発明のシリコンウェーハの面取り研磨方法では、前記吸着保護パッドは、前記吸着面と同径又はそれ以上の円形であることが好ましい。
本発明のシリコンウェーハの面取り研磨方法によれば、吸着保護パッドは、吸着面と同径又はそれ以上の円形である。このように、吸着保護パッドの形状を被処理物であるシリコンウェーハの形状に近づけることで、吸着保護パッドでシリコンウェーハが保護される領域を増やすことができる。結果として、面取り研磨中におけるシリコンウェーハの品質を悪化させるリスクをより低減できる。
面取り研磨装置を用いたシリコンウェーハの面取り研磨を示す図。 吸着チャックステージの吸着面に吸着保護パッドを貼り付けた状況を示す図。 面取り研磨後の被吸着面におけるＬＰＤマップを示す図。 図１の面取り研磨装置の研磨パッドの配置位置を示す上面図。 シリコンウェーハの外周領域に形成される欠陥の発生メカニズムの説明図。 本実施形態における面取り研磨装置の概略図。 本実施形態における面取り研磨装置の概略図。 研磨パッドの配置位置を示す上面図。 本実施形態における、吸着チャックを示す概略図であり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）はＡ−Ａ線断面図、（Ｃ）はＢ−Ｂ線断面図である。 本実施形態の吸着チャックを用いて面取り研磨したときのシリコンウェーハの状態と研磨スラリー流れの説明図。 従来の吸着チャックを用いて面取り研磨したときのシリコンウェーハの状態と研磨スラリー流れの説明図。 実施例１及び比較例１〜３における、吸着保護パッドの形状と、シリコンウェーハを吸着保持したときの吸着チャックの部分断面図。 実施例１及び比較例１〜３における、面取り研磨後のシリコンウェーハの被吸着面における欠陥個数を示す図。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
［面取り研磨装置の構成］
本実施形態の面取り研磨に用いる面取り研磨装置について説明する。
図６に示すように、面取り研磨装置１０は、シリコンウェーハＷの下面を吸着する吸着チャック１１と、この吸着チャック１１で吸着されたシリコンウェーハＷの面取り部を鏡面研磨する研磨手段１２と、研磨スラリーＳを供給するための配管１３とを備えている。
［研磨手段］
研磨手段１２は、シリコンウェーハＷの面取り部を鏡面研磨する研磨部材１２Ａと、研磨部材１２Ａを上下方向に昇降させたり、シリコンウェーハＷに押し付けたりする駆動手段（図示省略）とを備えている。図６、図７に示すように、研磨部材１２Ａには、上方側台座１２１、下方側台座１２２及び端面側台座１２３がそれぞれ接続されている。上方側台座１２１、下方側台座１２２及び端面側台座１２３には、研磨パッド１２Ｂが貼り付けられている。
なお、便宜的に、図６では左側に位置する台座を上方側台座１２１、右側に位置する台座を下方側台座１２２とし、図７では、それぞれの台座を端面側台座１２３として表している。
図８に示すように、上方側台座１２１、下方側台座１２２及び端面側台座１２３は、同じ長さの円弧状に形成され、所定の間隔をあけてシリコンウェーハＷの周りに配置されている。
本実施形態では、面取り研磨装置１０を上方からみたとき、時計回りに、上方側台座１２１、下方側台座１２２、端面側台座１２３の順番で配置されている。なお、上方側台座１２１、下方側台座１２２及び端面側台座１２３の形状や配置数、その順番などは適宜調整できる。
また、研磨パッド１２Ｂとしては、不織布を使用することが好ましい。不織布は、アスカーＣ硬度が５５〜５６の範囲内のものを使用することが特に好ましい。
［研磨スラリー］
配管１３から供給される研磨スラリーＳとしては、砥粒が含有されたアルカリ水溶液を使用することが好ましい。このうち、砥粒には平均粒径５０ｎｍのコロイダルシリカ、アルカリ水溶液にはｐＨ１０〜１１のＫＯＨ水溶液を使用することが特に好ましい。
［吸着チャック］
図９は、本実施形態における、吸着チャックを示す概略図であり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）はＡ−Ａ線断面図、（Ｃ）はＢ−Ｂ線断面図である。
図９（Ａ）に示すように、吸着チャック１１は、吸着チャックステージ１１１と、吸着保護パッド１１２と、を備えている。吸着チャックステージ１１１は、上面に円形の吸着面１１１Ａを有し、この吸着面１１１Ａに吸着保護パッド１１２が接合されている。また、吸着チャック１１は、吸着チャックステージ１１１を回転させる回転手段（図示省略）を備えている。
［吸着チャックステージ］
図９（Ｂ）及び図９（Ｃ）に示すように、吸着チャックステージ１１１は、円形笠形のブロック体として形成されている。吸着チャックステージ１１１の上面の吸着面１１１Ａは、研磨手段１２でシリコンウェーハＷの面取り部を研磨する際に、研磨手段１２と干渉しない程度の、シリコンウェーハＷよりも小さい円形にすることが好ましい。吸着面１１１Ａの中心点Ｏには、図示しない真空源に接続する連通孔１１１Ｂが上下に貫通して形成されている。
吸着面１１１Ａには、吸着面１１１Ａの中心点Ｏを中心とした仮想円の円周に沿うように、環状の凹部１１１Ｃが形成されている。この環状の凹部１１１Ｃによって、吸着面１１１Ａは、中心側に位置する中央領域１１１Ｄと外周側に位置する外周領域１１１Ｅとに区画されている。また、中央領域１１１Ｄには放射状の凹部１１１Ｆが形成されている。放射状の凹部１１１Ｆは、吸着面１１１Ａの中心点Ｏを中心として放射状に形成されている。それぞれの放射状の凹部１１１Ｆは、基端側が連通孔１１１Ｂに連通されており、先端側は環状の凹部１１１Ｃに連通されている。このため、真空源に接続することで、連通孔１１１Ｂ、放射状の凹部１１１Ｆ、及び、環状の凹部１１１Ｃが真空引きされることになる。
放射状の凹部１１１Ｆは、中心点Ｏを中心として点対称に設けることが好ましい。また、図９（Ａ）では、放射状の凹部１１１Ｆが４本形成された構造を示しているが、放射状の凹部１１１Ｆは５本以上形成してもよい。このうち、放射状の凹部１１１Ｆは、中心点Ｏを中心として点対称に設けることが可能で、かつ、シリコンウェーハＷを均等に吸着保持が可能な構造をとり得る、３本以上とすることが好ましい。
［吸着保護パッド］
吸着保護パッド１１２は、シリコンウェーハＷの被吸着面に接触痕などの欠陥が発生することを抑制するために設けられている。このため、吸着保護パッド１１２は、圧縮性と柔軟性とを備えた特性を有することが好ましい。例えば、高い圧縮率と柔軟性を有するポリウレタン樹脂などが挙げられる。また、使用する樹脂の気密性が低い場合は、吸着保護パッドの気密性を高めるため、樹脂に、気密性を有するシートを積層させることが好ましい。
吸着保護パッド１１２は、開口孔１１２Ａを有している。この開口孔１１２Ａは、吸着チャックステージ１１１の吸着面１１１Ａに吸着保護パッド１１２を接合したときに、連通孔１１１Ｂと連通する位置と、放射状の凹部１１１Ｆと連通する位置とにそれぞれ設けられる。即ち、開口孔１１２Ａは、吸着面１１１Ａの中央領域１１１Ｄに設けられ、外周領域１１１Ｅには設けられない。開口孔１１２Ａが上記位置に設けられることで、シリコンウェーハＷは真空引きされ、吸着保護パッド１１２を介して吸着面１１１Ａに安定に吸着保持される。
また、開口孔１１２Ａは、吸着面１１１Ａに複数本形成された放射状の凹部１１１Ｆのそれぞれと連通することが好ましい。このため、開口孔１１２Ａは、少なくとも、放射状の凹部１１１Ｆの本数以上の個数を有することが好ましい。また、シリコンウェーハＷの全周にわたって均等に吸着保持するため、複数形成する開口孔１１２Ａは、中心点Ｏを中心として点対称となるように設けることが好ましい。更に、１本の放射状の凹部１１１Ｆに対し、開口孔１１２Ａを１つ形成してもよいし、２つ以上形成してもよい。
吸着保護パッド１１２は、吸着チャックステージ１１１の吸着面１１１Ａと同径又はそれ以上の円形であることが好ましい。他方、吸着保護パッド１１２が大きすぎると、面取り研磨時に、研磨手段１２と干渉して、研磨能が低下してしまうため、研磨手段１２がシリコンウェーハＷの面取り部を研磨する際に、干渉しない程度の大きさにすることが好ましい。
吸着保護パッド１１２は、放射状の凹部１１１Ｆを除いた中央領域１１１Ｄで吸着面１１１Ａと接合されている。例えば、吸着面１１１Ａと吸着保護パッド１１２との接合は、両面接着テープを介して接着されることが好ましい。なお、両面接着テープに代えて、適当な粘着剤又は接着剤を使用してもよい。
［面取り研磨装置を用いたシリコンウェーハの面取り研磨］
次に、上述の吸着チャック１１を備えた面取り研磨装置１０を用いた面取り研磨方法について説明する。
先ず、シリコンウェーハＷを吸着チャック１１の吸着保護パッド１１２上に載置する。そして、連通孔１１１Ｂを真空源に接続することで真空引きし、シリコンウェーハＷを吸着チャック１１に吸着保持させる。
次いで、研磨部材１２Ａに接続されている上方側台座１２１、下方側台座１２２及び端面側台座１２３を所定の圧力で面取り部の対応する箇所にそれぞれ押し付けて、押し付けた状態を維持する。
次に、配管１３から研磨スラリーを供給しながら、回転手段を回転させてシリコンウェーハＷを回転させる。
これにより、シリコンウェーハＷの面取り部の上方が上方側台座１２１に、面取り部の下方が下方側台座１２２に、及び、面取り部の中央部が端面側台座１２３にそれぞれ押し付けられる。結果として、シリコンウェーハＷの面取り部の各部位が、上方側台座１２１、下方側台座１２２及び端面側台座１２３に貼り付けられた研磨パッド１２Ｂによって、それぞれ研磨される。なお、駆動手段により上方側台座１２１及び下方側台座１２２は、シリコンウェーハＷの面取り部のテーパに合せて斜め方向に、端面側台座１２３は上下方向にそれぞれ移動させることで、シリコンウェーハＷの面取り部の各部位の研磨が適切に行われる。
図１０は、本実施形態の吸着チャックを用いて面取り研磨したときのシリコンウェーハの状態と研磨スラリー流れの説明図である。
図１０に示すように、面取り研磨によってウェーハ振動が生じると、シリコンウェーハＷの外周領域は上方側或いは下方側に撓む。本実施形態の吸着チャック１１は、吸着保護パッド１１２の外周領域が吸着チャックステージ１１１に接合されていないため、吸着保護パッド１１２はシリコンウェーハＷの撓みに追従して撓む。このため、外周領域における、吸着保護パッド１１２とシリコンウェーハＷとの界面は、研磨手段１２からの荷重Ｆを受けても、剥がれを生じることなく、高い密着性が維持される。
また、吸着保護パッド１１２の外周領域がシリコンウェーハＷに追従して撓むことで、吸着チャックステージ１１１と吸着保護パッド１１２とが接合されていない外周領域に隙間が生じる。そして、真空引きにより、吸着チャックステージ１１１と吸着保護パッド１１２との間に生じた隙間から研磨スラリーが吸い込まれる。隙間から吸い込まれた研磨スラリーは、環状の凹部１１１Ｃ、放射状の凹部１１１Ｆ、連通孔１１１Ｂを通って、真空源へと至り、図示しない研磨スラリー回収手段により、回収される。
一方、図１１に示すように、吸着保護パッド２Ｃが吸着面の中央領域だけでなく、外周領域でも接合していると、ウェーハ振動が生じることで、シリコンウェーハＷと吸着保護パッド２Ｃとの界面が剥がれ、その隙間に研磨スラリーＳが侵入して、シリコンウェーハＷの外周領域に欠陥が形成されるおそれがある。
［実施形態の作用効果］
上述したような本実施形態では、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）吸着保護パッド１１２は、環状の凹部１１１Ｃで区画された中央領域１１１Ｄで吸着チャックステージ１１１の吸着面１１１Ａと接合されている。
面取り研磨中に生じるウェーハ振動に対して、シリコンウェーハＷの外周領域が上方側或いは下方側に撓んでも、吸着面１１１Ａに接合されていない吸着保護パッド１１２の外周領域は、シリコンウェーハＷに追従して撓む。このため、外周領域における、吸着保護パッド１１２とシリコンウェーハＷとの界面は、より高い密着性が維持される。このため、ウェーハ振動時に、シリコンウェーハＷと吸着保護パッド１１２との界面に研磨スラリーＳが侵入することを抑制できる。
（２）吸着保護パッド１１２は、放射状の凹部１１１Ｆと連通する開口孔１１２Ａを有している。
開口孔１１２Ａが放射状の凹部１１１Ｆと連通する位置に設けられることで、真空引きによる吸着保持力が放射状の凹部１１１Ｆ及び開口孔１１２Ａを介してシリコンウェーハＷの被吸着面に直接伝わる。このため、シリコンウェーハＷは、吸着保護パッド１１２を介して吸着面に安定に吸着保持される。
［他の実施形態]
なお、本発明は上記実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の改良ならびに設計の変更などが可能である。
上記実施形態では、放射状の凹部１１１Ｆは、基端側が連通孔１１１Ｂに連通されており、先端側は環状の凹部１１１Ｃに連通されていることを説明したが、全ての放射状の凹部１１１Ｆの先端側が環状の凹部１１１Ｃに連通していなくてもよい。
また、吸着面１１１Ａに環状の凹部１１１Ｃが形成されていることを説明したが、環状の凹部１１１Ｃの代わりに、円弧状の凹部を形成してもよい。この場合、円弧状の凹部は、吸着面１１１Ａの中心点Ｏを中心とした仮想円の円周に沿う円弧状に設けられることが好ましい。円弧状の凹部は、１又は２以上設けてもよい。円弧状の凹部を１つ設ける場合には、円弧状の凹部は略Ｃ字状に形成され、任意の箇所にＣ字開口部が設けられる。また、円弧状の凹部を２つ以上設ける場合には、それぞれの円弧状の凹部が同じ長さに形成され、かつ、前記仮想円の円周上において等角度間隔に形成されていることが好ましい。なお、複数の円弧状の凹部を形成する場合は、円弧状の凹部のすべてが真空引きされるように、すべての円弧状の凹部が放射状の凹部１１１Ｆと連通されていることが必要である。
また、吸着チャックステージ１１１の中央領域１１１Ｄに、環状の凹部１１１Ｃと同心円状の凹部を１又は２以上設けてもよい。
更に、吸着保護パッドの開口孔１１２Ａは図面では円状で示したが、連通孔１１１Ｂや放射状の凹部１１１Ｆと連通可能であれば、どのような形状であってもよい。
その他、本発明の実施の際の具体的な手順、及び構造等は本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
次に、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
［実施例１]
吸着チャックステージには、直径が２９０ｍｍであり、中心部に連通孔を有し、吸着面に環状の凹部を有し、環状の凹部よりも中心側に位置する中央領域には８本の放射状の凹部を有するものを使用した。また、中央領域には環状の凹部と同心円状の凹部を４つ有している。
吸着保護パッドには、直径が２９６ｍｍであり、圧縮率が２３〜３３％のポリウレタン樹脂の下に、ポリエチレンテレフタレート製のシートを両面接着テープにより積層させたものを使用した。また、吸着保護パッドには、連通孔と連通する位置と、放射状の凹部と連通する位置にそれぞれ開口孔を設けた。即ち、この実施例１では、外周領域には開口孔を設けていない。そして、吸着保護パッドを吸着面の中央領域に両面接着テープを介して貼り付けた。これを実施例１の吸着チャックとした。
［比較例１]
実施例１と同様の吸着チャックステージを用意した。
また、吸着保護パッドは、図１２に示す、吸着チャックステージの凹部のパターンに沿って型抜きされた形状のものを用意した。そして、両面接着テープを介して、吸着チャックステージの吸着面に、型抜きされた吸着保護パッドをそれぞれ接着した。これを比較例１の吸着チャックとした。
［比較例２]
実施例１と同様の吸着チャックステージを用意した。
吸着保護パッドには、上記実施例１と同形、同材質のものを使用し、開口孔は、連通孔と連通する位置、放射状の凹部と連通する位置、及び、外周領域にそれぞれ形成した。そして、吸着保護パッドを吸着面の全面に両面接着テープを介して貼り付けた。即ち、この比較例２では、中央領域だけでなく、外周領域についても、吸着面と吸着保護パッドとが接合されている。これを比較例２の吸着チャックとした。
［比較例３]
実施例１と同様の吸着チャックステージを用意した。また、比較例２と同様の吸着保護パッドを用意した。そして、吸着保護パッドを吸着面の中央領域に両面接着テープを介して貼り付けた。これを比較例３の吸着チャックとした。
［面取り研磨]
上記実施例１及び比較例１〜３の吸着チャックを備えた面取り研磨装置により、シリコンウェーハＷの面取り研磨を実施した。被処理物であるシリコンウェーハＷには、直径３００ｍｍ、表裏面が鏡面研磨されたものを用意した。なお、研磨パッドには、研磨布として圧縮率が５％以上かつ厚みが１．２ｍｍ以上の不織布を使用した。また、研磨スラリーには、平均粒径３０ｎｍのコロイダルシリカ砥粒が含有されたｐＨ１０〜１１のＫＯＨ水溶液を使用した。
［評価]
上記実施例１及び比較例１〜３において、面取り研磨されたシリコンウェーハＷの、被吸着面に存在するＬＰＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｐｏｉｎｔ Ｄｅｆｅｃｔ）をウェーハ表面検査装置（ＫＬＡ−ＴＥＮＣＯＲ社製ＳＰ２）により計測した。その結果を図１３に示す。
図１３から明らかなように、吸着チャックステージの凹部のパターンに型抜きされた形状の吸着保護パッドを用いた比較例１では、６０個前後のＬＰＤ欠陥が発生していた。
開口孔を連通孔及び放射状凹部に連通する位置だけでなく、外周領域にも形成した吸着保護パッドを、吸着チャックステージの吸着面の中央領域及び外周領域で接着した比較例２では、４０個から６０個とＬＰＤ欠陥の個数にばらつきがあった。
また、開口孔を連通孔及び放射状凹部に連通する位置だけでなく、外周領域にも形成した吸着保護パッドを、吸着チャックステージの吸着面の中央領域のみで接着した比較例３では、ＬＰＤ欠陥が６０個から８０個と悪化した。
これは、吸着チャックステージの最外周領域では、真空引きがリークする経路がシリコンウェーハと吸着保護パッドの界面と、吸着保護パッドと吸着チャックステージの界面の２系統になる。このために、シリコンウェーハと吸着保護パッドの界面の密着性が低下して、ウェーハ振動に対する吸着保護パッドの追従性が低下することに起因すると推測する。その結果、ウェーハ振動によるシリコンウェーハへの外周領域の局所的な機械的作用が増大し、欠陥形成がより進行したものと考えられる。
一方、実施例１では、外周領域におけるＬＰＤ欠陥が２０個から４０個と大幅に減少しており、本発明の吸着チャックを備えた面取り研磨装置により、吸着チャックの外周領域における欠陥の発生を抑制できることが確認された。
１…面取り研磨装置、２…吸着チャック、２Ａ…凹部、２Ｂ…吸着チャックステージ、２Ｃ…吸着保護パッド、３…研磨手段、１０…面取り研磨装置、１１…吸着チャック、１２…研磨手段、１２Ａ…研磨部材、１２Ｂ…研磨パッド、１３…配管、３１…上方側台座、３２…端面側台座、３３…下方側台座、３４…研磨パッド、１１１…吸着チャックステージ、１１１Ａ…吸着面、１１１Ｂ…連通孔、１１１Ｃ…環状の凹部、１１１Ｄ…中央領域、１１１Ｅ…外周領域、１１１Ｆ…放射状の凹部、１１２…吸着保護パッド、１１２Ａ…開口孔、１２１…上方側台座、１２２…下方側台座、１２３…端面側台座、Ｆ…荷重、Ｆ１…荷重、Ｆ２…荷重、Ｏ…中心点、Ｓ…研磨スラリー、Ｗ…シリコンウェーハ、Ｗ１…凹み欠陥。

Claims (5)

  1. 円形の吸着面を有する吸着チャックステージと、
    前記吸着面に設けられた吸着保護パッドと、を備え、
    前記吸着面には、中心側に位置する中央領域と外周側に位置する外周領域とに区画する環状又は円弧状の凹部が形成され、かつ、前記中央領域には放射状の凹部が形成され、
    前記吸着保護パッドは、前記放射状の凹部と連通する開口孔を有し、
    前記吸着保護パッドは、前記放射状の凹部を除いた前記中央領域で前記吸着面と接合される
    ことを特徴とする吸着チャック。
  2. 請求項１に記載の吸着チャックにおいて、
    前記吸着保護パッドは、前記吸着面と同径又はそれ以上の円形である
    ことを特徴とする吸着チャック。
  3. 請求項１又は請求項２に記載の吸着チャックを備えた
    ことを特徴とする面取り研磨装置。
  4. 円形の吸着面を有する吸着チャックステージと、前記吸着面に設けられた吸着保護パッドと、を備えた吸着チャックの、前記吸着保護パッドにシリコンウェーハを吸着保持し、前記シリコンウェーハの面取り部を研磨する、シリコンウェーハの面取り研磨方法において、
    前記吸着面には、中心側に位置する中央領域と外周側に位置する外周領域とに区画する環状又は円弧状の凹部が形成され、かつ、前記中央領域には放射状の凹部が形成され、
    前記吸着保護パッドは、前記放射状の凹部と連通する開口孔を有し、
    前記吸着保護パッドは、前記放射状の凹部を除いた前記中央領域で前記吸着面と接合される
    ことを特徴とするシリコンウェーハの面取り研磨方法。
  5. 請求項４に記載のシリコンウェーハの面取り研磨方法において、
    前記吸着保護パッドは、前記吸着面と同径又はそれ以上の円形である
    ことを特徴とするシリコンウェーハの面取り研磨方法。
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