JP6406048B2 - ウェハの加工方法 - Google Patents
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Description
すなわち、低圧縮率で高硬度なパッドを使用する方法(特許文献1)、局所的に材料除去を異ならせたエッチング処理を実施する方法(特許文献2)、研磨定盤形状を研磨時に平坦になるよう予め設計する方法(特許文献3)、研磨液の砥粒濃度を管理する方法(特許文献4)、ベベル角度を一定範囲内にする方法(特許文献5)などである。
すなわち、特許文献1では、加工パッドにプライマー処理を施すのでコストが増加すること、特許文献2ではシリコン基板を対象としており、化学的に安定なサファイア基板のような材料にはエッチングでの加工ができないこと、特許文献3では、すでに保有する研磨定盤の形状を補正するにはコストが必要なこと、特許文献4では研磨液の濃度変化による加工速度の低下、特許文献5ではシリコン基板を対象としており、化学的に安定なサファイア基板のような材料ではベベル砥石管理頻度が増加するという問題が挙げられる。
また、本発明の第3の発明によれば、第1または2の発明において、研磨する工程で、不織布にポリウレタンを含浸した研磨パッドを使用することを特徴とするウェハの加工方法が提供される。
また、本発明の第4の発明によれば、第1〜3のいずれかの発明において、ウェハの研磨回数が、2〜4回であることを特徴とするウェハの加工方法が提供される。
また、本発明の第5の発明によれば、第1〜4のいずれかの発明において、ウェハをリセットする際、ウェハを1回当たり90°以上180°以下の角度で回転させることを特徴とするウェハの加工方法が提供される。
また、本発明の第6の発明によれば、第1〜5のいずれかの発明において、研磨されるウェハが、サイズ(直径)1インチ以上のサファイアであることを特徴とするウェハの加工方法が提供される。
さらに、本発明の第8の発明によれば、第1〜7のいずれかの発明において、前記1回目の研磨時間が0.5〜5時間で、2回目の研磨時間が0.3〜2時間であることを特徴とするウェハの加工方法が提供される。
本発明のウェハの加工方法は、ウェハを加工ブロックに複数枚セットする工程と、該ウェハがセットされた加工ブロックを研磨装置に取り付け、ウェハを研磨する工程と、研磨されたウェハを加工ブロックから回収する工程を含むウェハの加工方法において、
前記ウェハは、厚さ100〜1500μmのサファイアであり、前記研磨する工程で、酸化珪素粒子の濃度が30〜60重量%に調整されたコロイダルシリカを含むスラリーを研磨面に供給しながら、研磨パッドを使用してウェハを研磨し、1回目の研磨の終了後に、研磨されたウェハを円周方向に45°を超える角度で回転させ、異なる向きにリセットして、2回目以降の研磨を1回目よりも短い時間行うことを特徴とする。
以下、ウェハとしてサファイア基板を用いた片面研磨装置による鏡面研磨について本発明を詳述する。
本発明では、研磨装置として、研磨布(研磨パッド)が装着された略円板状の研磨定盤と、略円板状の加工ブロックを着脱可能に有する一般的な片面研磨装置が使用できる。なお、装置には研磨後のウェハを速やかに洗浄するためのノズルが設けられている。
その後、このサファイア基板と加工ブロックを加熱圧着することで加工ブロックにサファイア基板が固定される。
従って、ウェハの厚みは100〜1500μmとし、300〜1500μmとすることがより好ましく、500〜1500μmとすることが特に好ましい。
いずれの場合でも、テンプレートに保持した基板の研磨加工中に基板が回転しないように、しかも非研磨面と加工ブロック同士が擦れ合うことがない条件で貼り付けなどを行う必要がある。
次に、裏面研磨工程では、片面研磨装置を使用し、研磨布が装着された研磨定盤にウェハの裏面を押し付け、研磨布(研磨パッド)と研磨剤スラリーを用いてメカノケミカル研磨し鏡面とする。
上記研磨布(研磨パッド)には、例えば、ポリウレタン系人工皮革、ポリウレタン系のスエード調の不織布などを用いることができる。
本発明では、従来問題になっていた研磨面におけるエッジロールオフを小さくするために、加工後のウェハを加工ブロック内で、円周方向に回転し、異なる向きにリセットしてから研磨する。
その後、同様にして、同じ方向にさらに90°回転して、より内周側になるようにセットして3回目の研磨を行うというように、繰り返して4回目の研磨を行えば、加工ブロック外周側の研磨面におけるエッジロールオフがかなり低減できるようになる。
研磨終了後は、研磨装置のトップリング(回転シャフト)を上昇させ、同時に研磨プレートに貼り付けられたウェハに洗浄液を供給して、ウェハに付着した研磨剤を洗い流す。洗浄後、研磨プレートを取り外して、乾燥し、ウェハを剥ぎ取り、ケースに収容する。
以上、ウェハとしてサファイア基板を用いた片面研磨装置による鏡面研磨について説明したが、本発明は、両面研磨装置による鏡面研磨の場合にも同様に適用することができる。両面研磨では、ウェハを複数枚セットする加工ブロックとしてウェハよりも薄いものを用いるようにする。
研磨されるウェハは、材料の種類によって限定されないが、サファイアであることが好ましい。
この時、起点及び起点から3000μmの地点をレベリング処理により同一水準とし、この2点を通る水平線を基準線とする。この時、5000μm地点(終点)における基準線とウェハの表面との距離hをロールオフ(Roll−off)値とした。
ダイヤモンド砥粒を用いて定盤を用いた研磨を行い、エッジロールオフが0.2μm以下の直径6インチのサファイア基板を用意した。
次に、該基板をワックスにより加工ブロックに固定した後、精密研磨装置にセットし、精密研磨を実施した。研磨砥粒としてコロイダルシリカ(フジミインコーポレーテッド製COMPOL 505)、またパッドは不織布(ニッタハース製SUBA800)を用いた。
定盤の回転速度は60rpm、荷重は300g/cm2の条件として、精密研磨を3時間実施してから、エッジロールオフをウェハの位置毎に測定した。エッジロールオフの測定位置は、端面形状測定装置を用いて、把握した。この結果、図4のように測定位置BとDでエッジロールオフが大きくなった。
上記従来例では精密研磨を3時間実施したが、実施例1では、1回目に定盤の回転速度は60rpm、荷重は300g/cm2の条件とし2時間研磨を行った。
次に、精密研磨終了後に、加熱してワックスを流動化させ、ウェハを円周方向に反時計方向に180°回転させてから加工ブロックに固定しなおして1時間の研磨を実施した。
ウェハ上のエッジロールオフの測定位置は、1回目の精密研磨の際の加工ブロックの中心方向に向いた位置を基準にして、決定した。その後、ウェハの位置毎にエッジロールオフを測定すると、図5のように測定位置BとDでエッジロールオフが大幅に小さくなった。
実施例1と同様に精密研磨1回目に2時間の研磨を行ったが、精密研磨2回目ではウェハを円周方向に反時計方向に90°回転させてから加工ブロックに固定しなおして20分間の研磨を行い、次いで、精密研磨3回目ではウェハを円周方向に反時計方向にさらに90°回転させてから加工ブロックに固定しなおして20分間の研磨を行い、最後に精密研磨4回目ではウェハを円周方向に反時計方向にさらに90°回転させてから加工ブロックに固定しなおして20分間の研磨を実施した。
その後、ウェハの位置毎にエッジロールオフを測定すると、図6のように測定位置BとDでエッジロールオフが小さくなった。
実施例と従来例ともに、ウェハの位置Bは加工ブロックの外周側であるが、1回目の研磨後には位置Bのエッジロールオフが大きくなっている。
従来例ではエッジロールオフが1μm近くになっているが、1回目で1μmを超えていた実施例1の研磨2回目と実施例2の研磨4回目では、エッジロールオフが0.9μmを下回った。本研磨方法は、エッジロールオフの低減に効果的であるといえる。
2 加工ブロック
3 ウェハ表面
h エッジロールオフ
Claims (8)
- ウェハを加工ブロックに複数枚セットする工程と、該ウェハがセットされた加工ブロックを研磨装置に取り付け、ウェハを研磨する工程と、研磨されたウェハを加工ブロックから回収する工程を含むウェハの加工方法において、
前記ウェハは、厚さ100〜1500μmのサファイアであり、前記研磨する工程で、酸化珪素粒子の濃度が30〜60重量%に調整されたコロイダルシリカを含むスラリーを研磨面に供給しながら、研磨パッドを使用してウェハを研磨し、1回目の研磨の終了後に、研磨されたウェハを円周方向に45°を超える角度で回転させ、異なる向きにリセットして、2回目以降の研磨を1回目よりも短い時間行うことを特徴とするウェハの加工方法。 - ウェハをセットする工程が、ワックスあるいは紫外線硬化樹脂による加工ブロックへの貼付け、水あるいは真空吸着による加工ブロックへの保持のいずれかであることを特徴とする請求項1に記載のウェハの加工方法。
- 研磨する工程で、不織布にポリウレタンを含侵した研磨パッドを使用することを特徴とする請求項1又は2に記載のウェハの加工方法。
- ウェハの研磨回数が、2〜4回であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のウェハの加工方法。
- ウェハをリセットする際、ウェハを1回当たり90°以上180°以下の角度で回転させることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のウェハの加工方法。
- 研磨されるウェハが、サイズ(直径)1インチ以上のサファイアであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のウェハの加工方法。
- 研磨により、ウェハのエッジロールオフ値が0.8μm以下に低減することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のウェハの加工方法。
- 前記1回目の研磨時間が0.5〜5時間で、2回目の研磨時間が0.3〜2時間であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のウェハの加工方法。
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