JP3835122B2

JP3835122B2 - Work polishing method

Info

Publication number: JP3835122B2
Application number: JP2000158437A
Authority: JP
Inventors: 幸司北川; 寿桝村
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 2000-05-29
Filing date: 2000-05-29
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2020-05-29
Also published as: JP2001334454A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークの研磨方法並びにワーク保持板及びワーク研磨装置に関し、具体的には半導体ウエーハ等の高い平坦度が要求される円形状ワークの研磨技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体ウエーハ等の円形状ワークの研磨加工におけるワークの保持は、剛性材料であるガラス、金属、セラミックス等の板をワーク保持板とし、その表面にワックス等の接着剤でワークを貼り付けたり、通気性のある多孔質材料や多数の貫通孔を設けたワーク保持面に真空吸着等でワークを保持する方法が行われている。
【０００３】
従来の吸着方式の研磨用ワーク保持治具の一例を図５（ａ）、（ｂ）に示す。この研磨用ワーク保持治具４１は、主としてワーク保持面４８と多数の真空吸着用の貫通孔４４をもつワーク保持板４２およびワーク保持治具裏板４５とから構成され、貫通孔４４はワーク保持板４２とワーク保持治具裏板４５の間にある空間部４６を経てバキューム路４７から不図示の真空装置につながり、真空の発生によってワーク保持面４８にワークを吸着保持するようになっている。さらにワーク保持板４２のワーク保持面４８は、貫通孔４４を有する樹脂皮膜４３で被覆されている。
【０００４】
そしてウエーハ等のワークの研磨に際しては、研磨用ワーク保持治具４１のワーク保持面４８に真空吸着等によりワーク（ウエーハ）を保持し、回転軸をもつ研磨ヘッド（不図示）に装着して、研磨ヘッドにより回転されると同時に回転する定盤上に貼り付けた研磨布に所定の押圧力でワークを接触させる。研磨剤の供給はノズルから所定の流量で研磨布上に供給し、この研磨剤がワークと研磨布の間に供給されることによりワークが研磨される。
【０００５】
このような研磨工程を経て得られた鏡面研磨ウエーハの表面に回路を形成させて半導体デバイスを作製する場合、１枚のウエーハから極力多くの製品を得ることが望ましく、そのためにはウエーハ全面、特に外周端部近くまで極力フラットな形状とすることが要求される。しかしながら、図５で示されるような従来の保持板を用いてワークを研磨した場合、ワーク周辺部分が過剰に研磨されて、いわゆる周辺ダレが生じる問題があった。
【０００６】
図６（Ａ）は、研磨後のウエーハ周辺部分の断面を模式的に示している。研磨の際、ウエーハ５１の周辺部分が中央部分に比べて過剰に研磨され、研磨面５２側の面取り部５３近くの周辺部分に周辺ダレ５４が生じている。
図７は、研磨後に本発明者が測定したウエーハの周辺部分の形状変化を外周端部から１０ｍｍの位置を基準として示したグラフである。このグラフによれば、外周端部から内側５ｍｍ前後から落ち込みが始まって周辺ダレが生じていることがわかる。
【０００７】
周辺ダレは、ウエーハの中央部分よりも、周辺部分の方がより新しい研磨剤に触れること等種々の要因によりウエーハの中央部分より周辺部分が過剰に研磨されて発生するが、研磨布の圧縮弾性によりウエーハが研磨布に沈み込んだ状態で研磨されるため、研磨布の圧縮弾性による周辺部分での研磨圧力（押圧力）が高いことも発生要因の１つである。
図８は、外周端部から１０ｍｍの位置を基準としてウエーハ周辺部分における研磨布に対する研磨圧力分布を示したものであり、周辺ダレが生じている外周端部から５ｍｍ前後あたりから研磨圧力が上昇していることがわかる。
【０００８】
保持板でウエーハを真空吸着して枚葉式で研磨を行う場合、周辺ダレを抑制する方法として、例えば、保持板の外周に保持面よりウエーハの厚さ分だけ突出するリテーナリングと呼ばれる治具を設けたり、あるいはウエーハより保持面が小さい保持板を用いてウエーハの周辺部分を浮かせることで過剰な研磨を抑える方法等が提案されている。また、特開平８−２５７８９３号のようにウエーハより小径の保持面とリテーナリングを組み合わせた保持板も提案されている。
【０００９】
例えば、保持面がウエーハより小さい保持板を用いると、研磨布の圧縮弾性によりウエーハ周辺部分がわずかにハネ上がった状態で研磨されるため、周辺部分の研磨代が小さくなり周辺ダレを抑える効果があるものの、逆に研磨不足となって周辺部分が盛り上がり、図６（Ｂ）で示されるようないわゆる周辺ハネが形成されるという問題がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の保持板では、周辺ダレあるいは周辺ハネが形成され、ウエーハ周辺部分の形状を安定してコントロールすることまでは事実上不可能であった。
また、従来の保持板は、ウエーハ周辺部分の形状に対する修正能力が低いため、周辺形状は研磨前のウエーハ（原料ウエーハ）の形状に大きく影響されてしまうという問題があった。
【００１１】
さらに、鏡面ウエーハの平坦度の規格は、ウエーハ全面、あるいは局所的な区分で評価されるものなど様々であるが、測定値のうちの最悪値で平坦度を評価する場合、その測定領域に周辺ダレ等が生じているとウエーハ全体が欠陥品とされてしまうという問題があった。
【００１２】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、半導体ウエーハ等の非常に精密な平坦度が要求される円形状ワークを研磨する際、ワーク周辺部分の研磨代を制御して所望の形状とすることができ、ひいては研磨前のワークの形状に影響されずにワーク表面全体を平坦にすることができるワークの研磨技術を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明によれば、複数の貫通孔を通じて円形状のワークをワーク保持板に真空吸着保持し、ワーク表面を所定の押圧力で研磨布に接触させて研磨する方法において、ワーク周辺部分の押圧力を中央部分から独立に制御して研磨を行うことを特徴とするワークの研磨方法が提供される。
このようにワーク周辺部分をその中央部分の押圧力から独立に制御して研磨を行えば、ワーク周辺部分の研磨代を微妙に調節することができ、ワーク周辺部分を所望の形状とすることができる。
【００１４】
この場合、ワーク周辺部分の押圧力を研磨中に変化させて研磨を行うことができる。
このように研磨中、周辺部分の押圧力を変化させて研磨代を調節することで、周辺部分でのダレやハネを防ぐことができ、ウエーハ周辺部分まで平坦に研磨することができる。
【００１５】
好ましい研磨方法としては、ワーク周辺部分の押圧力を中央部分より小さくして研磨することによりワーク周辺部分を中央部分より厚くした後、該ワーク周辺部分の押圧力を増して研磨することによりワーク表面全体を平坦にすることができる。
このように、研磨の最初ではワーク周辺部分の押圧力を小さくして周辺部分を一旦厚くした後、ワーク周辺部分の押圧力を増すことで周辺部分の厚さを中央部分と均一にしてワーク表面全体を平坦にすることができる。この方法では、原料ウエーハの周辺形状によらず、ほとんどすべてのワークを同一条件で平坦にすることができるという利点がある。
【００１６】
さらに本発明では、前記目的を達成するため、円形状のワーク表面を所定の押圧力で研磨布に接触させて研磨する際、該ワークを複数の貫通孔を通じて真空吸着保持するワーク保持板であって、ワーク保持領域外周上の押圧力を制御する機構を具備することを特徴とするワーク保持板が提供される。
このようにワーク保持領域外周上の押圧力を制御する機構（押圧力制御機構）を具備するワーク保持板を用いてワークの研磨を行うことで、ワーク周辺部分の押圧力を中央部分から独立に制御して研磨することができ、研磨後のワーク周辺部分の形状を所望の形状とすることができる。
【００１７】
前記押圧力制御機構の一例としては、流体注入口を有する環状の弾性チューブであって、該弾性チューブがワーク保持板のワーク保持領域外周に沿って形成された環状の溝部内に配置されてなるものとすることができる。
このようにワーク保持領域外周の溝に弾性チューブを配置したワーク保持板とすれば、チューブ内への流体注入量や圧力によって、チューブに接するワーク周辺部分の押圧力を微妙に調節することができる。
【００１８】
本発明に係る押圧力制御機構の他の一例としては、圧電性結晶部材であって、該圧電性結晶部材がワーク保持板の側面に沿って形成された環状の溝部内に配置されてなるものとすることができる。
このようにワーク保持板の側面に沿って形成された環状の溝部内に圧電性結晶部材を備えたワーク保持板とすれば、圧電性結晶部材に電圧を印加することで圧電性結晶部材にひずみが生じ、この形状変化に伴い、部材下方に位置する保持領域外周も厚さ方向に変化する。そのため、保持領域外周に当接するウエーハ周辺部分の研磨布に対する押圧力を制御することができる。
【００１９】
本発明に係る押圧力制御機構のさらに他の一例としては、ワーク保持板のワーク保持領域外周に沿って形成された複数の流体噴出孔とすることができる。
このようにワーク保持板のワーク保持領域外周に沿って複数の流体噴出孔を形成させた保持板とすれば、該噴出孔からの流体の噴出圧によりウエーハ周辺部分の押圧力を調節することができる。
【００２０】
さらに本発明によれば、前記本発明に係るワーク保持板を具備したワーク研磨装置が提供される。
前記したように、ワーク周辺部分の押圧力を調節できる保持板を具備したワーク研磨装置を用いてワークを研磨することにより、ワーク周辺部分の研磨代をワーク中央部分の研磨代とは独立に調節することができ、ワークの周辺を所望の形状に自在にコントロールすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながらさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明のワーク保持板は、保持板のワーク保持領域外周上の押圧力を制御する機構（押圧力制御機構）を具備することを特徴とするものであり、このような押圧力制御機構を備えたワーク保持板の具体的な態様を以下に例示する。
【００２２】
図１は、本発明に係る保持板の一例の断面を示している。
ワーク保持治具１は、主として本発明のワーク保持板２と裏板５とから構成されており、ワーク保持面８には貫通孔４を有する樹脂皮膜３が施されている。ワーク保持領域９には、多数の貫通孔４が所定の間隔で設けられ、貫通孔４はワーク保持板２とワーク保持治具裏板５の間にある空間部６を経てバキューム路７から不図示の真空装置につながっている。これらの貫通孔４を囲むようにしてワーク保持領域９の外周に沿って環状の溝部１０が設けられている。溝部１０は断面が略直方形となっており、溝部１０上壁には保持板２の厚さ方向に複数の貫通孔１３（以下、溝部貫通孔という）が設けられている。
【００２３】
溝部１０内には、図２に示されるような環状の弾性チューブ１１が配置されている。この弾性チューブ１１には、保持板２の溝部貫通孔１３に収容されて、気体や液体などの流体をチューブ１１内に注入するための複数（図２では４つ）の流体注入口１４が設けられている。
【００２４】
流体注入口１４はワーク保持板２と裏板５の間にある空間部６を通る流体供給ライン１５と接続されており、外部に設けられたポンプ等の流体注入装置（不図示）によって流体注入口１４から弾性チューブ１１内に流体が注入あるいは排出される。これにより、チューブ１１の内圧が調節され、該内圧に応じてチューブ下面１２がわずかに膨張あるいは収縮することができる。なお、流体注入口１４の数は１つ以上であれば特に限定されない。
【００２５】
チューブ１１の材質としては研磨スラリーの作用を受けず、弾性を有するものであれば特に限定されないが、ゴム、エラストマー等を好適に使用できる。また、各種プラスチック等も流体の注入、排出によりチューブ下面１２が膨張、収縮できるものであれば使用することができる。なお、ゴムやエラストマー等の弾力性に優れているものを用いてチューブを構成することが好ましいが、この場合肉厚が薄過ぎると亀裂や穴が生じ易く、また、膨張あるいは収縮が容易過ぎて研磨中にチューブの形状が安定しないおそれがあるので、ある程度の厚みと硬度を持ったものにすることが好ましい。
【００２６】
次に、図１の保持板を用いて半導体ウェーハを研磨する方法を具体的に説明する。
例えば半導体インゴットからウエーハをスライスし、面取り、ラッピング、エッチング等を施した後、ウエーハ周辺部分が弾性チューブ下面１２に当接するように、ウエーハ（Ｗ）を保持板２の保持領域９に真空吸着保持する。保持されたウエーハは、従来の研磨工程と同様、スラリーを供給しながら所定の押圧力で回転する研磨布に接触させて研磨が行われる。
【００２７】
このとき、研磨布に対するウエーハ全体の押圧力は、保持治具１が装着される研磨ヘッドにより調節されるが、ウエーハ周辺部分は、流体注入口１４を通じて弾性チューブ１１内に空気等の流体を供給することで、チューブ下面１２がわずかに凸状となってウエーハ周辺部分の押圧力を中央部分より増加させることができる。一方、流体注入口１４を通じて弾性チューブ１１内を減圧させることで、下面１２が凹状となり、ウエーハ周辺部分の押圧力を中央部分より減少させることもできる。なお、ウエーハの研磨では、前記図７及び図８で示したように、周辺部５ｍｍ前後において押圧力が上昇して形状変化が生じ易いので、チューブはウエーハ保持領域９の外周１０ｍｍ以内、好ましくは５ｍｍ以内の領域内に位置するようにすれば、ウエーハ周辺部分の形状を高精度に制御することができる。
【００２８】
このように、図１の保持板２を用いることで、保持冶具自体の押圧力にのみ依存せず、チューブ１１内の圧力を調節してウエーハ周辺部分の押圧力を中央部分から独立に制御することができる。
【００２９】
研磨前のウエーハは、ラッピング等の処理によりある程度平坦化されているものの、ウエーハによって形状のバラツキがある。周辺形状に関しては既にダレやハネが生じているものもあるが、本発明では、研磨に供される原料ウエーハの形状に合わせて研磨することができる。例えば、研磨前のウエーハ周辺部分に既に周辺ダレが生じている場合には、チューブ１１内を減圧してウエーハ周辺部分の押圧力を減少させた状態で研磨することで、周辺部分の研磨代を少なくすることができる。一方、研磨前のウエーハ周辺部分に既に周辺ハネが形成されている場合、チューブ１１内を加圧して押圧力を中央部分と同じとするか、ハネの程度により周辺部分の押圧力を大きくすれば、研磨代を多くしてウエーハを平坦にすることもできる。
【００３０】
なお、チューブ１１内の圧力は、研磨中でも自在に調節することができるので、ウエーハ周辺部分の押圧力を研磨中に変化させて研磨を行うこともできる。
そこで本発明の研磨方法では、研磨初期にウエーハ周辺部分の押圧力を中央部分より小さくすることで周辺部分の研磨代を少なくして周辺部分を中央部分より一旦厚くした後、ウエーハ周辺部分の押圧力を増して周辺部分の研磨代を多くして研磨を行うことによりウエーハ表面全体を容易に平坦にすることができる。
【００３１】
例えば、研磨初期においては、チューブ１１内を減圧してチューブ下面１２を凹状にしてウェーハ周辺部分がハネ上がるようにして周辺形状を作り込む。その後、チューブ１１内を常圧に戻して下面１２を水平にするか、あるいは加圧して凸状とすることで、周辺部分の押圧力を増して周辺部分の研磨速度を速めることができ、結果として周辺部分も平坦なウエーハとすることができる。すなわち、この方法によれば、研磨前のウエーハの周辺形状によらず表面全体を同一条件の研磨で平坦化することができる。
【００３２】
以上のように本発明の研磨方法は、ワーク表面を所定の押圧力で研磨布に接触させて研磨する際、ワーク周辺部分の押圧力を中央部分から独立に制御してワークを研磨することで所望の周辺形状とするものであり、このような制御を行うことができる保持板であれば、図１の態様のものに限定されない。
【００３３】
例えば、図３は、本発明に係る保持板の他の一例の概略断面を示している。
図３の保持板２２では、側面に沿って保持面付近に断面凹型の溝部１０が環状に設けられており、該溝部１０内には、圧電性結晶部材２３が配置されている。圧電性結晶部材２３は導線（不図示）を通じて電圧が印加され、この電圧に応じて結晶内部にひずみが発生して変形するので、圧電性結晶部材２３直下の保持領域外周を厚さ方向にわずかに上下させることができる。
【００３４】
したがって研磨の際、貫通孔４を通じてワーク保持領域にワークを吸着保持するとともに、圧電性結晶部材２３に印加する電圧を調節することで、保持冶具自体によるワーク中央部分の押圧力とは別にワーク周辺部分の押圧力を微妙に制御して研磨を行うことができる。
なお、使用できる圧電性結晶は特に限定されず、例えば、水晶、ロッシェル塩、チタン酸バリウム、ＺｎＳ、ＩｎＳｂ、ＣｄＳ、ＺｎＯなどが挙げられる。
【００３５】
また、図４は、本発明に係る保持板のさらに他の一例を示している。
図４の保持板３２は、前記図１の保持板１と同様、ワーク保持領域外周に溝部１０が設けられ、溝部１０に連通する複数の流体噴出孔３３が真空吸着用の貫通孔４とは別の経路を経てポンプ等の流体噴出装置（不図示）につながっている。研磨の際には貫通孔４を通じてワーク保持領域にワークを吸着保持するとともに、流体噴出孔３３から空気等の流体を噴出させてワーク周辺部分に流体を直接吹き付けることで、研磨布に対する周辺部分の押圧力だけを加圧することができる。
なお、流体を吹き付けないで研磨を行えば、ワーク周辺部分を溝部１０内にハネ上げた状態で研磨することもできる。
【００３６】
このように、流体噴出孔３３からの流体噴出量及び圧力を調節することで、ワーク周辺部分の押圧力を保持板３２自体による押圧力とは別に微調整して研磨を行うことができる。
【００３７】
以上のように、図３及び図４で示されるワーク保持板は、ワークを真空吸着保持するとともに、ワーク周辺部分の押圧力を独立に制御するための押圧力制御機構を具備しており、図１で示した保持板と同様、ワーク周辺部分の押圧力を調節することができるので、ワーク周辺部分を所望の形状に研磨することができる。
【００３８】
このように、本発明に係る保持板を具備した研磨装置とすれば、周辺部分の押圧力をより精密にかつ広い範囲で減少あるいは増加させる制御ができるので、ワーク周辺部分の研磨代を精度良く調節することができる。例えば周辺部分の押圧力が小さい状態で研磨して周辺部分を厚くさせたウエーハを作製することもできるし、周辺部分の押圧力を最適に調整することでウエーハ全面が平坦なウエーハとすることもできる。すなわち、本発明の研磨装置、研磨方法によって研磨されるワーク周辺形状を目的に応じ自在にコントロールすることができる。
【００３９】
特に、本発明により、周辺ダレや周辺ハネがほとんど無いウエーハ表面全体にわたって平坦度に優れた鏡面研磨ウエーハを作製することができるため、ウエーハの良品率を著しく向上させることができる。また、このようなウエーハを用いることで表面全体に回路を形成させることができ、半導体デバイスの生産性及び歩留りを著しく向上させることができる。
【００４０】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
インゴットをスライスしてシリコンウエーハとし、面取り、ラッピング、エッチングを施した後、図１に示した保持板を具備した研磨装置を用い、以下の研磨条件でウエーハの一次研磨を行った。
研磨布：ＳＵＢＡ６００（ロデール社製商品名）
研磨荷重：３００ｇｆ／ｃｍ^２
研磨代：１０μｍ
研磨剤：コロイダルシリカ
なお、本実施例では、チューブ内の空気圧を減圧し、ウエーハ周辺部分がチューブと接しない状態で研磨を行った。すなわち、ウエーハ周辺部分での押圧力を０として研磨を行った。
【００４１】
（実施例２）
実施例１と同じ研磨装置を用い、チューブ下面を水平にして保持面と同一面を形成させることでウエーハ周辺部分と中央部分の押圧力を同じにした以外は実施例１と同じ研磨条件でウエーハの研磨を行った。
【００４２】
（実施例３）
実施例１と同じ研磨装置を用い、チューブ内の空気圧を調節してウエーハ周辺部分の押圧力を中央部分の９５％とした以外は実施例１と同じ研磨条件でウエーハの研磨を行った。
【００４３】
（実施例４）
実施例１と同じ研磨装置を用い、チューブ内の空気圧を調節してウエーハ周辺部分の押圧力を中央部分の９８％とした以外は実施例１と同じ研磨条件でウエーハの研磨を行った。
【００４４】
（比較例）
図５の従来の保持板を具備した、ウエーハの中央部と周辺部で押圧力が同じになる研磨装置を用い、その他の条件は実施例１と同じ研磨条件でウエーハの研磨を行った。
【００４５】
前記実施例１〜４及び比較例で研磨を行ったウエーハ周辺部分の表面形状を測定し、図９に示した。ウエーハ外周端部から１０ｍｍの位置を基準として比較した。
このグラフから明らかなように、実施例１で研磨したウエーハは、周辺部分がハネ上げた状態で研磨されて周辺ハネが生じていることがわかる。一方、実施例２ではチューブ下面を樹脂皮膜が施された保持面と均一にして従来の保持板と同じ条件で研磨を行ったため、比較例で研磨したウエーハと同様に周辺ダレが生じていることがわかる。
【００４６】
また、実施例３及び実施例４では、ウエーハ周辺部分の押圧力を若干低くして研磨を行うことで、少なくとも外周端部から２ｍｍの位置でもデバイス作製に不適な周辺ダレ等が発生せず、周辺部分まで優れた平坦度が達成されていることがわかる。
【００４７】
以上の実施例からも明らかなように、本発明に係る保持板は、半導体ウエーハ等の非常に高い平坦度が要求される円形状ワークを研磨する際、ワーク保持領域外周に位置するワーク周辺部分の研磨布に対する押圧力を中央部分から独立に制御して研磨を行うことができる。したがって、周辺部分の押圧力を制御して研磨を行うことにより、周辺部分まで優れた平坦度を達成することができるとともに、必要とあらば、周辺形状をハネさせたり、ダレさせたりコントロールすることができる。
【００４８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は単なる例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００４９】
例えば、図１で示した実施の形態で、ワーク保持板のワーク保持領域外周に沿って形成された環状の溝部内に、弾性チューブの代わりに圧電性結晶部材を配置し、ワークと接触する部分を硬めの弾性体材料にして押圧力を制御してもよく、また、図２で示した実施の形態のようにワーク保持板の側面に沿って形成された環状の溝部内に、圧電性結晶部材の代わりに弾性チューブを配置して押圧力を制御してもよい。
また、前記実施の形態では半導体ウエーハの研磨を例に説明したが、本発明が適用できる被研磨物は半導体ウエーハに限定されず、表面全体の非常に高い平坦度が要求される円形状ワークの研磨に適用できる。また、ワークの大きさに関しても特に限定されるものではない。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、ワークを真空吸着保持して研磨する際、ワーク周辺部分の押圧力を中央部分から独立に制御して研磨を行うことで、研磨前のワークの形状、特に周辺形状にかかわらず、ウエーハ等のワークの周辺部分を所望の形状に研磨することができる。具体的には、ワーク保持領域外周上に押圧力制御機構を具備する保持板を用い、ワーク周辺部分の押圧力を中央部分より小さくしてワーク周辺部分を中央部分より厚くした後、該ワーク周辺部分の押圧力を増して研磨速度を高め、ワーク表面全体を平坦にすることができる。
【００５１】
特に、半導体ウエーハのような非常に高い平坦度が要求される研磨に本発明を適用することで、周辺ダレや周辺ハネがほとんど無い鏡面研磨ウエーハを製造することができる。このような鏡面研磨ウエーハは、所望の製品径を有するとともに、全面にわたって、特に外周端部付近まで平坦度に優れているため、表面全体に回路を形成させることができ、半導体デバイスの生産性及び歩留りを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るワーク保持板の一例を示す断面図である。
【図２】図１の保持板に使用される弾性チューブの斜視図である。
【図３】本発明に係るワーク保持板の他の一例を示す概略断面図である。
【図４】本発明に係るワーク保持板のさらに他の一例を示す概略断面図である。
【図５】従来の吸着方式のワーク保持治具の概略図である。（ａ）縦断面図（ｂ）ワーク保持面の正面図
【図６】研磨後のウエーハの周辺部分を示す部分断面略図である。（Ａ）周辺ダレが生じているウエーハ（Ｂ）周辺ハネが生じているウエーハ
【図７】研磨後に測定したウエーハの周辺部分の表面形状変化を示すグラフである。
【図８】研磨中のウエーハ周辺部分の研磨圧力分布を示すグラフである。
【図９】研磨したウエーハの周辺部分の表面形状を測定した結果図である。
【符号の説明】
１…ワーク保持治具、２…ワーク保持板、３…樹脂皮膜、４…貫通孔、５…裏板、６…空間部、７…バキューム路、８…ワーク保持面、９…ワーク保持領域、１０…溝部、１１…弾性チューブ、１２…チューブ下面、１３…溝部貫通孔、１４…流体注入口、１５…流体供給ライン、２２…ワーク保持板、２３…圧電性結晶部材、３２…ワーク保持板、３３…流体噴出孔、４１…ワーク保持治具、４２…ワーク保持板、４３…樹脂皮膜、４４…貫通孔、４５…裏板、４６…空間部、４７…バキューム路、４８…ワーク保持面、５１…ウエーハ、５２…研磨面、５３…面取り部、５４…周辺ダレ、５５…周辺ハネ、Ｗ…ワーク（ウエーハ）。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a workpiece polishing method, a workpiece holding plate, and a workpiece polishing apparatus, and more particularly to a polishing technique for a circular workpiece that requires high flatness such as a semiconductor wafer.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, workpieces are held during polishing of circular workpieces such as semiconductor wafers by using a rigid material such as glass, metal, or ceramic as a workpiece holding plate, and the workpiece is affixed to the surface with an adhesive such as wax. A method of holding a work by vacuum suction or the like on a work holding surface provided with a porous material having air permeability or a large number of through holes is performed.
[0003]
An example of a conventional suction-type polishing work holding jig is shown in FIGS. The polishing workpiece holding jig 41 is mainly composed of a workpiece holding surface 48 and a workpiece holding plate 42 having a large number of through holes 44 for vacuum suction, and a workpiece holding jig back plate 45. The through holes 44 hold the workpiece. A vacuum passage 47 is connected to a vacuum device (not shown) through a space 46 between the plate 42 and the work holding jig back plate 45, and the work is sucked and held on the work holding surface 48 by the generation of vacuum. . Further, the work holding surface 48 of the work holding plate 42 is covered with a resin film 43 having a through hole 44.
[0004]
When polishing a workpiece such as a wafer, the workpiece (wafer) is held on the workpiece holding surface 48 of the polishing workpiece holding jig 41 by vacuum suction or the like, and is attached to a polishing head (not shown) having a rotating shaft. The workpiece is brought into contact with the polishing cloth affixed on the surface plate that is rotated simultaneously with the polishing head with a predetermined pressing force. The abrasive is supplied at a predetermined flow rate from the nozzle onto the polishing cloth, and the abrasive is supplied between the workpiece and the polishing cloth to polish the work.
[0005]
When manufacturing a semiconductor device by forming a circuit on the surface of a mirror-polished wafer obtained through such a polishing process, it is desirable to obtain as many products as possible from one wafer, and for this purpose, in particular, the entire wafer surface, in particular, It is required to make the shape as flat as possible to the vicinity of the outer peripheral end. However, when the workpiece is polished using the conventional holding plate as shown in FIG. 5, there is a problem that the peripheral portion of the workpiece is excessively polished and so-called peripheral sag occurs.
[0006]
FIG. 6A schematically shows a cross section of the peripheral portion of the wafer after polishing. At the time of polishing, the peripheral portion of the wafer 51 is excessively polished compared to the central portion, and a peripheral sag 54 is generated in the peripheral portion near the chamfered portion 53 on the polishing surface 52 side.
FIG. 7 is a graph showing a change in shape of the peripheral portion of the wafer measured by the present inventor after polishing with reference to a position 10 mm from the outer peripheral end. According to this graph, it can be seen that the sagging starts from about 5 mm inside from the outer peripheral edge and the peripheral sagging occurs.
[0007]
Peripheral sagging occurs when the peripheral part is excessively polished rather than the central part of the wafer due to various factors such as the peripheral part touching a newer abrasive than the central part of the wafer. Since the wafer is polished while being submerged in the polishing cloth, a high polishing pressure (pressing force) at the peripheral portion due to the compression elasticity of the polishing cloth is one of the generation factors.
FIG. 8 shows the polishing pressure distribution on the polishing cloth in the peripheral portion of the wafer with reference to the position 10 mm from the outer peripheral edge, and the polishing pressure increases from around 5 mm from the outer peripheral edge where the peripheral sagging occurs. You can see that
[0008]
When performing wafer-type polishing by vacuum-wafering a wafer with a holding plate, for example, a jig called retainer ring that protrudes from the holding surface to the outer periphery of the holding plate by the thickness of the wafer as a method of suppressing peripheral sag Or a method of suppressing excessive polishing by floating a peripheral portion of the wafer using a holding plate having a holding surface smaller than the wafer. Further, as in JP-A-8-257893, a holding plate in which a holding surface having a smaller diameter than a wafer and a retainer ring are combined has been proposed.
[0009]
For example, if a holding plate whose holding surface is smaller than the wafer is used, the peripheral portion of the wafer is polished slightly due to the compression elasticity of the polishing cloth, so that the polishing allowance for the peripheral portion is reduced and the peripheral sag is suppressed. However, there is a problem that the peripheral portion is raised due to insufficient polishing and so-called peripheral splash as shown in FIG. 6B is formed.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional holding plate, peripheral sagging or peripheral sag is formed, and it is practically impossible to stably control the shape of the peripheral part of the wafer.
In addition, since the conventional holding plate has a low ability to correct the shape of the peripheral portion of the wafer, there is a problem that the peripheral shape is greatly influenced by the shape of the wafer (raw material wafer) before polishing.
[0011]
Furthermore, there are various standards for the flatness of specular wafers, such as those evaluated on the entire wafer surface or locally, but when the flatness is evaluated at the worst value of the measured values, When sagging or the like occurs, there is a problem that the entire wafer is regarded as a defective product.
[0012]
The present invention has been made in view of the above problems, and when polishing a circular workpiece such as a semiconductor wafer that requires very precise flatness, the polishing margin of the peripheral portion of the workpiece is controlled to obtain a desired shape. An object of the present invention is to provide a workpiece polishing technique that can flatten the entire workpiece surface without being affected by the shape of the workpiece before polishing.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, according to the present invention, in a method in which a circular workpiece is vacuum-sucked and held on a workpiece holding plate through a plurality of through holes, and the workpiece surface is brought into contact with a polishing cloth with a predetermined pressing force for polishing. There is provided a method for polishing a workpiece, wherein polishing is performed by controlling the pressing force of the peripheral portion of the workpiece independently from the central portion..
  By polishing the workpiece peripheral portion independently from the pressing force of the central portion in this way, the polishing margin of the workpiece peripheral portion can be finely adjusted, and the workpiece peripheral portion can be formed into a desired shape. it can.
[0014]
  In this case, polishing can be performed by changing the pressing force around the workpiece during polishing..
  In this way, by adjusting the polishing allowance by changing the pressing force of the peripheral portion during polishing, it is possible to prevent sagging and splashing in the peripheral portion, and it is possible to polish the wafer peripheral portion flatly.
[0015]
  As a preferable polishing method, the workpiece peripheral portion is made thicker than the central portion by polishing with the pressing force of the peripheral portion of the workpiece smaller than the central portion, and then the workpiece surface is polished by increasing the pressing force of the peripheral portion of the workpiece. The whole can be flattened.
  In this way, at the beginning of polishing, after reducing the pressing force at the work peripheral part and thickening the peripheral part once, increasing the pressing force at the work peripheral part makes the peripheral part thickness uniform with the central part. The whole can be flattened. This method has an advantage that almost all workpieces can be flattened under the same conditions regardless of the peripheral shape of the raw material wafer.
[0016]
  Further, in order to achieve the above object, the present invention provides a work holding plate for holding a work piece by vacuum suction through a plurality of through holes when a circular work surface is polished with a predetermined pressing force against a polishing cloth. And a work holding plate having a mechanism for controlling the pressing force on the outer periphery of the work holding area..
  By polishing the workpiece using the workpiece holding plate having the mechanism for controlling the pressing force on the outer periphery of the workpiece holding area (the pressing force control mechanism) in this way, the pressing force in the peripheral portion of the workpiece can be made independent of the central portion. Polishing can be performed in a controlled manner, and the shape of the peripheral portion of the workpiece after polishing can be set to a desired shape.
[0017]
  An example of the pressing force control mechanism is an annular elastic tube having a fluid inlet, and the elastic tube is disposed in an annular groove formed along the outer periphery of the workpiece holding region of the workpiece holding plate. Can be.
  In this way, if the work holding plate is provided with an elastic tube in the groove on the outer periphery of the work holding area, the pressing force of the peripheral part of the work contacting the tube can be finely adjusted by the amount of fluid injected into the tube and the pressure. .
[0018]
  Another example of the pressing force control mechanism according to the present invention is a piezoelectric crystal member, which is arranged in an annular groove formed along the side surface of the work holding plate. Can be.
  If the workpiece holding plate is provided with the piezoelectric crystal member in the annular groove formed along the side surface of the workpiece holding plate in this way, the piezoelectric crystal member is strained by applying a voltage to the piezoelectric crystal member. With this shape change, the outer periphery of the holding region located below the member also changes in the thickness direction. Therefore, it is possible to control the pressing force against the polishing cloth in the peripheral portion of the wafer that contacts the outer periphery of the holding region.
[0019]
  As yet another example of the pressing force control mechanism according to the present invention, a plurality of fluid ejection holes formed along the outer periphery of the workpiece holding region of the workpiece holding plate can be used..
  Thus, if the holding plate is formed with a plurality of fluid ejection holes along the outer periphery of the workpiece holding area of the workpiece holding plate, the pressing force of the wafer peripheral portion can be adjusted by the ejection pressure of the fluid from the ejection holes. it can.
[0020]
  Furthermore, according to the present invention, there is provided a work polishing apparatus provided with the work holding plate according to the present invention..
  As described above, by polishing the workpiece using the workpiece polishing apparatus equipped with the holding plate capable of adjusting the pressing force at the workpiece peripheral portion, the polishing margin at the workpiece peripheral portion is adjusted independently of the polishing margin at the workpiece central portion. The periphery of the workpiece can be freely controlled to a desired shape.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described more specifically with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments.
The work holding plate of the present invention is characterized by comprising a mechanism (pressing force control mechanism) for controlling the pressing force on the outer periphery of the work holding region of the holding plate, and is equipped with such a pressing force control mechanism. Specific embodiments of the workpiece holding plate will be exemplified below.
[0022]
FIG. 1 shows a cross section of an example of a holding plate according to the present invention.
The workpiece holding jig 1 is mainly composed of the workpiece holding plate 2 and the back plate 5 of the present invention, and the workpiece holding surface 8 is provided with a resin film 3 having a through hole 4. A large number of through holes 4 are provided in the work holding region 9 at a predetermined interval. The through holes 4 pass through the space 6 between the work holding plate 2 and the work holding jig back plate 5 and are not connected to the vacuum path 7. It is connected to the illustrated vacuum device. An annular groove portion 10 is provided along the outer periphery of the work holding region 9 so as to surround these through holes 4. The groove portion 10 has a substantially rectangular cross section, and a plurality of through holes 13 (hereinafter referred to as groove portion through holes) are provided on the upper wall of the groove portion 10 in the thickness direction of the holding plate 2.
[0023]
An annular elastic tube 11 as shown in FIG. 2 is disposed in the groove 10. The elastic tube 11 is provided with a plurality (four in FIG. 2) of fluid inlets 14 which are accommodated in the groove through holes 13 of the holding plate 2 and inject a fluid such as gas or liquid into the tube 11. It has been.
[0024]
The fluid inlet 14 is connected to a fluid supply line 15 passing through the space 6 between the work holding plate 2 and the back plate 5, and fluid injection is performed by a fluid injection device (not shown) such as a pump provided outside. A fluid is injected into or discharged from the inlet 14 into the elastic tube 11. Thereby, the internal pressure of the tube 11 is adjusted, and the tube lower surface 12 can be slightly expanded or contracted according to the internal pressure. The number of fluid inlets 14 is not particularly limited as long as it is one or more.
[0025]
The material of the tube 11 is not particularly limited as long as it does not receive the action of the polishing slurry and has elasticity, but rubber, elastomer and the like can be suitably used. Various plastics can be used as long as the tube lower surface 12 can be expanded and contracted by fluid injection and discharge. In addition, it is preferable to construct the tube using an elastic material such as rubber or elastomer, but in this case, if the wall thickness is too thin, cracks and holes are likely to occur, and expansion or contraction is too easy. Since the shape of the tube may not be stable during polishing, it is preferable to have a certain thickness and hardness.
[0026]
Next, a method for polishing a semiconductor wafer using the holding plate of FIG. 1 will be specifically described.
For example, after slicing the wafer from a semiconductor ingot, chamfering, lapping, etching, etc., the wafer (W) is vacuum-sucked and held in the holding region 9 of the holding plate 2 so that the peripheral portion of the wafer contacts the elastic tube lower surface 12. To do. As in the conventional polishing step, the held wafer is polished by being brought into contact with a polishing cloth that rotates with a predetermined pressing force while supplying slurry.
[0027]
At this time, the pressing force of the entire wafer against the polishing cloth is adjusted by the polishing head to which the holding jig 1 is attached, but the wafer peripheral portion supplies fluid such as air into the elastic tube 11 through the fluid inlet 14. By doing so, the tube lower surface 12 becomes slightly convex, and the pressing force at the wafer peripheral portion can be increased from the central portion. On the other hand, by depressurizing the inside of the elastic tube 11 through the fluid inlet 14, the lower surface 12 becomes concave, and the pressing force at the wafer peripheral portion can be reduced from the central portion. In the polishing of the wafer, as shown in FIG. 7 and FIG. 8, the pressing force is increased around the peripheral portion of 5 mm and the shape is likely to change. Therefore, the tube is within 10 mm in the outer periphery of the wafer holding region 9, preferably If it is located within an area within 5 mm, the shape of the peripheral portion of the wafer can be controlled with high accuracy.
[0028]
As described above, by using the holding plate 2 of FIG. 1, the pressure in the tube 11 is adjusted independently of the pressing force of the holding jig itself, and the pressing force at the wafer peripheral portion is controlled independently from the central portion. be able to.
[0029]
Although the wafer before polishing is flattened to some extent by a process such as lapping, there is variation in shape depending on the wafer. In some cases, the peripheral shape has already been sagging or bent, but in the present invention, polishing can be performed in accordance with the shape of the raw material wafer used for polishing. For example, when the peripheral sagging has already occurred in the wafer peripheral part before polishing, the polishing margin of the peripheral part is reduced by polishing the tube 11 while reducing the pressure in the peripheral part of the wafer. Can be reduced. On the other hand, if peripheral honey is already formed in the peripheral portion of the wafer before polishing, the inside of the tube 11 can be pressurized to make the pressing force the same as that of the central portion, or the pressing force in the peripheral portion can be increased depending on the degree of honey. The wafer can be flattened by increasing the polishing allowance.
[0030]
In addition, since the pressure in the tube 11 can be freely adjusted even during polishing, polishing can be performed by changing the pressing force in the peripheral portion of the wafer during polishing.
Therefore, in the polishing method of the present invention, the pressing force at the peripheral portion of the wafer is made smaller than that at the central portion at the initial stage of polishing to reduce the polishing allowance at the peripheral portion to make the peripheral portion thicker than the central portion, and then press the peripheral portion of the wafer. The entire wafer surface can be easily flattened by increasing the pressure to increase the polishing allowance at the peripheral portion.
[0031]
For example, at the initial stage of polishing, the inside of the tube 11 is depressurized, the bottom surface 12 of the tube is made concave, and a peripheral shape is created so that the peripheral portion of the wafer rises. Thereafter, the inside of the tube 11 is returned to normal pressure and the lower surface 12 is leveled or pressed to form a convex shape, thereby increasing the pressing force of the peripheral portion and increasing the polishing rate of the peripheral portion. As a result, the peripheral portion can also be a flat wafer. That is, according to this method, the entire surface can be flattened by polishing under the same conditions regardless of the peripheral shape of the wafer before polishing.
[0032]
As described above, in the polishing method of the present invention, when the workpiece surface is brought into contact with the polishing cloth with a predetermined pressing force, the workpiece is polished by controlling the pressing force at the peripheral portion of the workpiece independently from the central portion. As long as the holding plate has a desired peripheral shape and can perform such control, the shape is not limited to that shown in FIG.
[0033]
For example, FIG. 3 shows a schematic cross section of another example of the holding plate according to the present invention.
In the holding plate 22 of FIG. 3, a groove 10 having a concave cross section is provided in the vicinity of the holding surface along the side surface, and a piezoelectric crystal member 23 is disposed in the groove 10. A voltage is applied to the piezoelectric crystal member 23 through a conducting wire (not shown), and distortion occurs inside the crystal in response to the voltage, so that the outer periphery of the holding region immediately below the piezoelectric crystal member 23 is slightly increased in the thickness direction. Can be moved up and down.
[0034]
Accordingly, during polishing, the work is attracted and held in the work holding region through the through-hole 4 and the voltage applied to the piezoelectric crystal member 23 is adjusted, so that the periphery of the work is separated from the pressing force of the work central portion by the holding jig itself. Polishing can be performed by finely controlling the pressing force of the portion.
The piezoelectric crystal that can be used is not particularly limited, and examples thereof include quartz, Rochelle salt, barium titanate, ZnS, InSb, CdS, and ZnO.
[0035]
FIG. 4 shows still another example of the holding plate according to the present invention.
The holding plate 32 in FIG. 4 is provided with the groove 10 on the outer periphery of the work holding region, and the plurality of fluid ejection holes 33 communicating with the groove 10 are the same as the through-hole 4 for vacuum suction, like the holding plate 1 in FIG. It is connected to a fluid ejection device (not shown) such as a pump via another path. At the time of polishing, the work is sucked and held in the work holding region through the through hole 4, and fluid such as air is jetted from the fluid jet hole 33 to directly blow the fluid to the peripheral part of the work. Only the pressing force can be applied.
If the polishing is performed without spraying the fluid, the workpiece peripheral portion can also be polished in a state where the groove portion 10 is lifted up.
[0036]
In this way, by adjusting the fluid ejection amount and pressure from the fluid ejection hole 33, the pressing force in the peripheral portion of the workpiece can be finely adjusted separately from the pressing force by the holding plate 32 itself to perform polishing.
[0037]
As described above, the workpiece holding plate shown in FIG. 3 and FIG. 4 includes a pressing force control mechanism for holding the workpiece by vacuum suction and independently controlling the pressing force around the workpiece. As with the holding plate 1, the pressing force on the workpiece peripheral portion can be adjusted, so that the workpiece peripheral portion can be polished into a desired shape.
[0038]
As described above, if the polishing apparatus is provided with the holding plate according to the present invention, the pressing force at the peripheral portion can be controlled more precisely and within a wide range. Can be adjusted. For example, a wafer having a thick peripheral portion can be produced by polishing in a state where the pressing force at the peripheral portion is small, or the wafer can be made flat by adjusting the pressing force at the peripheral portion optimally. it can. That is, the workpiece peripheral shape polished by the polishing apparatus and polishing method of the present invention can be freely controlled according to the purpose.
[0039]
In particular, according to the present invention, a mirror-polished wafer having excellent flatness over the entire wafer surface having almost no peripheral sag or peripheral sag can be produced, so that the yield rate of wafers can be remarkably improved. Further, by using such a wafer, a circuit can be formed on the entire surface, and the productivity and yield of semiconductor devices can be significantly improved.
[0040]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to these.
(Example 1)
After slicing the ingot to obtain a silicon wafer, chamfering, lapping and etching, the wafer was subjected to primary polishing under the following polishing conditions using the polishing apparatus equipped with the holding plate shown in FIG.
Polishing cloth: SUBA600 (trade name, manufactured by Rodel)
Polishing load: 300 gf / cm²
Polishing allowance: 10 μm
Abrasive: Colloidal silica
In this example, the air pressure in the tube was reduced, and polishing was performed in a state where the peripheral portion of the wafer was not in contact with the tube. That is, the polishing was performed with the pressing force at the peripheral portion of the wafer being zero.
[0041]
(Example 2)
Using the same polishing apparatus as in Example 1, the wafer under the same polishing conditions as in Example 1 except that the bottom surface of the tube is horizontal and the holding surface is formed to make the pressing force of the wafer peripheral part and the central part the same. Was polished.
[0042]
(Example 3)
Using the same polishing apparatus as in Example 1, the wafer was polished under the same polishing conditions as in Example 1 except that the air pressure in the tube was adjusted so that the pressing force at the wafer peripheral part was 95% of the central part.
[0043]
(Example 4)
Using the same polishing apparatus as in Example 1, the wafer was polished under the same polishing conditions as in Example 1 except that the air pressure in the tube was adjusted so that the pressing force at the wafer peripheral part was 98% of the central part.
[0044]
(Comparative example)
The wafer was polished under the same polishing conditions as in Example 1 except that the polishing apparatus provided with the conventional holding plate of FIG. 5 and having the same pressing force in the central portion and the peripheral portion of the wafer was used.
[0045]
The surface shape of the peripheral portion of the wafer polished in Examples 1 to 4 and the comparative example was measured and shown in FIG. A comparison was made based on a position of 10 mm from the outer peripheral edge of the wafer.
As is apparent from this graph, it can be seen that the wafer polished in Example 1 is polished in a state where the peripheral portion is raised, and peripheral splash is generated. On the other hand, in Example 2, since the bottom surface of the tube was made uniform with the holding surface on which the resin film was applied and the polishing was performed under the same conditions as those of the conventional holding plate, peripheral sagging occurred similar to the wafer polished in the comparative example. I understand.
[0046]
Further, in Example 3 and Example 4, polishing is performed with a slightly lower pressing force in the peripheral portion of the wafer, so that peripheral sag unsuitable for device production does not occur even at a position of 2 mm from the outer peripheral end, It can be seen that excellent flatness is achieved up to the peripheral part.
[0047]
As is clear from the above embodiments, the holding plate according to the present invention is a peripheral portion of the workpiece located on the outer periphery of the workpiece holding region when polishing a circular workpiece such as a semiconductor wafer that requires extremely high flatness. Polishing can be performed by independently controlling the pressing force against the polishing cloth from the central portion. Therefore, by controlling the pressing force of the peripheral part and polishing, it is possible to achieve excellent flatness up to the peripheral part, and if necessary, the peripheral shape can be controlled or sag Can do.
[0048]
The present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is merely an example, and the present invention has the same configuration as that of the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
[0049]
For example, in the embodiment shown in FIG. 1, a portion in which a piezoelectric crystal member is disposed in place of the elastic tube in the annular groove formed along the outer periphery of the workpiece holding region of the workpiece holding plate and is in contact with the workpiece. The pressing force may be controlled by using a hard elastic material, and the piezoelectric crystal is formed in the annular groove formed along the side surface of the work holding plate as in the embodiment shown in FIG. An elastic tube may be arranged instead of the member to control the pressing force.
In the above embodiment, the polishing of the semiconductor wafer has been described as an example. However, the object to which the present invention can be applied is not limited to the semiconductor wafer, but is a circular workpiece that requires very high flatness on the entire surface. Applicable for polishing. Further, the size of the workpiece is not particularly limited.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, when polishing while holding the workpiece by vacuum suction, the shape of the workpiece before polishing, in particular, by polishing by controlling the pressing force of the peripheral portion of the workpiece independently from the central portion, Regardless of the peripheral shape, the peripheral portion of the workpiece such as a wafer can be polished into a desired shape. Specifically, a holding plate having a pressing force control mechanism is provided on the outer periphery of the work holding area, the pressing force at the peripheral part of the work is made smaller than that at the central part, and the peripheral part of the work is made thicker than the central part. By increasing the pressing force of the portion, the polishing speed can be increased and the entire workpiece surface can be flattened.
[0051]
In particular, by applying the present invention to polishing that requires very high flatness such as a semiconductor wafer, a mirror-polished wafer having almost no peripheral sag or peripheral sag can be produced. Such a mirror-polished wafer has a desired product diameter and is excellent in flatness over the entire surface, particularly near the outer periphery, so that a circuit can be formed on the entire surface, and the productivity of semiconductor devices and Yield can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a work holding plate according to the present invention.
2 is a perspective view of an elastic tube used in the holding plate of FIG. 1;
FIG. 3 is a schematic sectional view showing another example of the work holding plate according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic sectional view showing still another example of the work holding plate according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic view of a conventional suction-type workpiece holding jig. (A) Longitudinal sectional view (b) Front view of workpiece holding surface
FIG. 6 is a schematic partial cross-sectional view showing a peripheral portion of a wafer after polishing. (A) Wafer with peripheral sag (B) Wafer with peripheral sag
FIG. 7 is a graph showing changes in the surface shape of the peripheral portion of the wafer measured after polishing.
FIG. 8 is a graph showing a polishing pressure distribution around a wafer during polishing.
FIG. 9 is a result of measuring the surface shape of the peripheral portion of a polished wafer.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Work holding jig, 2 ... Work holding plate, 3 ... Resin film, 4 ... Through-hole, 5 ... Back plate, 6 ... Space part, 7 ... Vacuum path, 8 ... Work holding surface, 9 ... Work holding area, DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Groove part, 11 ... Elastic tube, 12 ... Tube lower surface, 13 ... Groove part through-hole, 14 ... Fluid injection port, 15 ... Fluid supply line, 22 ... Work holding plate, 23 ... Piezoelectric crystal member, 32 ... Work holding plate 33 ... Fluid ejection hole, 41 ... Work holding jig, 42 ... Work holding plate, 43 ... Resin film, 44 ... Through hole, 45 ... Back plate, 46 ... Space, 47 ... Vacuum path, 48 ... Work holding surface 51 ... Wafer, 52 ... Polished surface, 53 ... Chamfered portion, 54 ... Sagging on the periphery, 55 ... Surrounding splash, W ... Work (wafer).

Claims

複数の貫通孔を通じて円形状のワークをワーク保持板に真空吸着保持し、ワーク表面を所定の押圧力で研磨布に接触させて研磨する方法において、ワーク周辺部分の押圧力を中央部分から独立に制御して、前記ワーク周辺部分の押圧力を研磨中に変化させて研磨を行い、該研磨は前記ワーク周辺部分の押圧力を中央部分より小さくして研磨することによりワーク周辺部分を中央部分より厚くした後、該ワーク周辺部分の押圧力を増して研磨することによりワーク表面全体を平坦にすることを特徴とするワークの研磨方法。In a method in which a circular workpiece is vacuum-sucked and held on a workpiece holding plate through a plurality of through holes, and the workpiece surface is polished by contacting the polishing cloth with a predetermined pressing force, the pressing force at the peripheral portion of the workpiece is independent from the central portion. control to the have rows polished is varied during polishing the pressing force of the workpiece periphery, said polishing central portion of the workpiece peripheral portion by the pressing force to polish to be smaller than the central portion of the workpiece peripheral portion A method of polishing a workpiece, characterized by flattening the entire surface of the workpiece by increasing the pressing force of the peripheral portion of the workpiece after polishing to increase the thickness .