JP7015667B2 - 研磨装置 - Google Patents
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Description
本発明は、ウエーハを研磨する研磨装置に関する。
半導体デバイス製造工程においては、複数のデバイスが形成された半導体ウエーハをストリートに沿って分割することにより、半導体デバイスを形成する。半導体デバイスの小型化及び軽量化を図るために、半導体ウエーハを分割する前に、半導体ウエーハの裏面を研削している。このように半導体ウエーハを研削すると、半導体ウエーハの裏面にマイクロクラックからなる１μｍ程度の研削歪層が生成される。半導体ウエーハの厚みが１００μｍ以下に薄くなると、この研削歪層により半導体デバイスの抗折強度が低下するという問題がある。
このような問題を解消するために、半導体ウエーハを所定の厚みに研削した後、半導体ウエーハの裏面にポリッシング加工、ウエットエッチング加工、ドライエッチング加工等を施し、半導体ウエーハの裏面に生成された研削歪層を除去し、半導体デバイスの抗折強度の低下を防いでいる。
一方で、ＤＲＡＭやフラッシュメモリ等のようにメモリ機能を有するデバイスが複数形成された半導体ウエーハにおいては、研削歪層を除去すると、メモリ機能が低下するという問題がある。これは、半導体ウエーハ裏面の研削歪層が除去されるとゲッタリング効果が消失して、半導体ウエーハの内部に含有した銅等の金属イオンがデバイスの形成された表面側に浮遊することで電流リークが発生するためと考えられる。
このような問題を解消するために、半導体ウエーハの裏面に０．２μｍ以下の厚さのマイクロクラックからなるゲッタリング層を形成するための研磨パッドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の研磨パッドは、シリコンと固相反応を誘発する固相反応微粒子（研磨用砥粒）と、シリコンよりモース硬度が高いゲッタリング層形成微粒子（ゲッタリング用砥粒）とを混入した液状結合剤を不織布に含浸させて構成されている。
半導体ウエーハを所定の厚みに研削した後、アルカリ溶液を供給しつつ、この研磨パッドで半導体ウエーハの裏面を研磨する。これにより、研磨パッドの固相反応微粒子が働いて、半導体ウエーハの裏面に残存した研削砥石による研削歪層が除去される。その後、純水を供給しつつ、この研磨パッドで半導体ウエーハの裏面を研磨する。これにより、ゲッタリング層形成微粒子が働いて、僅かな傷が半導体ウエーハの裏面に形成され、ゲッタリング層が形成される。ゲッタリング層により半導体デバイスの抗折強度の低下が抑えられ、ゲッタリング効果を有する半導体デバイスが製造される。
ここで、一般に研磨パッドには、半導体ウエーハを研磨する研磨面に複数の溝が形成されている。半導体ウエーハを研磨する際には、研磨パッドに供給されるアルカリ溶液や純水が、この複数の溝を通り研磨面全面に行き渡る。この状態で、回転する研磨パッドが半導体ウエーハに回転接触されることで、半導体ウエーハが研磨される。しかしながら、溝側面と研磨面との間の角形状の角形部が半導体ウエーハの外周エッジに繰返し当たることで、外周エッジに負荷が掛かり、薄い半導体ウエーハの場合、エッジチッピングが発生する場合がある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、研磨パッドに研磨液を行き渡らせるとともに、薄いウエーハであってもエッジチッピングの発生を防止して、ウエーハを良好に研磨できる研磨装置を提供することを目的の一つとする。
本発明の一態様の研磨装置は、ウエーハを研磨する研磨装置であって、ウエーハを上面に保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウエーハを研磨する研磨手段とを備え、研磨手段は、回転スピンドルと、回転スピンドルの先端に固定されたマウンターと、マウンターに着脱自在に装着された研磨工具とを備え、研磨工具は、研磨液供給手段に連通し研磨液を通す供給孔を中央に備える円環状の支持基台と、支持基台の支持面に貼着された研磨パッドとを備え、研磨パッドは、研磨砥粒を含有し、且つ支持面に貼着される貼着面に複数の溝が形成されており、研磨パッドは、貼着面から反対の面の平坦な研磨面まで連通する複数の連通気孔を有し、供給孔から供給された研磨液が複数の溝に行き渡り複数の連通気孔を通り研磨面に供給される。
本発明の一態様の研磨装置は、ウエーハを研磨する研磨装置であって、ウエーハを上面に保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウエーハを研磨する研磨手段とを備え、研磨手段は、回転スピンドルと、回転スピンドルの先端に固定されたマウンターと、マウンターに着脱自在に装着された研磨工具とを備え、研磨工具は、研磨液供給手段に連通し研磨液を通す供給孔を中央に備える円環状の支持基台と、支持基台の支持面に貼着された研磨パッドとを備え、研磨パッドは、シリコンと固相反応を誘発する固相反応微粒子を液状結合材に投入し不織布に含浸させて乾燥して形成され、且つ支持面に貼着される貼着面に複数の溝が形成されており、不織布は、貼着面から反対の面の平坦な研磨面まで連通する複数の連通気孔を有し、供給孔から供給された研磨液が複数の溝に行き渡り複数の連通気孔を通り研磨面に供給される。
これらの構成によれば、研磨パッドにおいて、支持基台の支持面に貼着される貼着面に複数の溝が形成されており、研磨面には溝が形成されていないため、平坦な研磨面でウエーハを研磨できる。溝側面と研磨面との間の角形部がウエーハに当たることがないため、ウエーハの外周エッジに欠けが生じることを防止しながら、研磨砥粒によりウエーハを研磨することができる。また、支持基台の供給孔から供給される研磨液は、研磨パッドの貼着面に形成される複数の溝に行き渡り、さらに連通気孔を通って溝から研磨面に供給される。これらにより、研磨パッドに研磨液を行き渡らせるとともに、薄いウエーハであってもエッジチッピングの発生を防止して、ウエーハを良好に研磨することができる。
本発明によれば、研磨パッドに研磨液を行き渡らせるとともに、薄いウエーハであってもエッジチッピングの発生を防止して、ウエーハを良好に研磨できる。
以下、添付図面を参照して、研磨装置について説明する。図１は、本実施の形態に係る研磨装置の斜視図である。図２は、研磨面に溝が形成された研磨パッドによる研磨加工の説明図である。なお、本実施の形態に係る研磨装置は、図１に示すような研磨専用の装置に限定されず、例えば、研削、研磨、洗浄等の一連の加工が全自動で実施されるフルオートタイプの加工装置に組み込まれてもよい。
図１に示すように、研磨装置１は、後述する研磨パッド４７を用いて、化学機械研磨（CMP: Chemical Mechanical Polishing）によってウエーハＷを研磨するように構成されている。ウエーハＷはシリコンウエーハからなり、表面Ｗ１に複数のストリートが格子状に形成され、ストリートによって区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス（不図示）が形成されている。ウエーハＷの裏面Ｗ２を研削して所定の厚み（例えば１００μｍ）にする際し、ウエーハＷの表面Ｗ１に形成されるデバイスを保護するために、ウエーハＷの表面Ｗ１には保護部材としての保護テープＴが貼着されている。ウエーハＷは、被加工面である裏面Ｗ２を上側にして後述するチャックテーブル２１に保持される。
研磨装置１の基台１１の上面には、Ｙ軸方向に延在する矩形状の開口が形成され、この開口はチャックテーブル２１とともに移動可能なテーブルカバー１２及び蛇腹状の防水カバー１３に覆われている。防水カバー１３の下方には、チャックテーブル２１をＹ軸方向に移動させる移動手段２４と、チャックテーブル２１を連続回転させる回転手段２２とが設けられている。チャックテーブル２１の上面には、多孔質のポーラス材によって保護テープＴを介してウエーハＷを保持する保持面２３が形成されている。保持面２３は、チャックテーブル２１内の流路を通じて吸引源（不図示）に接続されている。
移動手段２４は、基台１１上に配置されたＹ軸方向に平行な一対のガイドレール５１と、一対のガイドレール５１にスライド可能に設置されたモータ駆動のＹ軸テーブル５２とを有している。Ｙ軸テーブル５２の背面側には、ナット部（不図示）が形成され、このナット部にボールネジ５３が螺合されている。そして、ボールネジ５３の一端部に連結された駆動モータ５４が回転駆動されることで、チャックテーブル２１が一対のガイドレール５１に沿ってＹ軸方向に動かされる。回転手段２２は、Ｙ軸テーブル５２上に設けられており、チャックテーブル２１をＺ軸回りに回転可能に支持している。
基台１１にはコラム１４が設置されており、コラム１４には、研磨手段４１をＺ軸方向に加工送りする加工送り手段３１が設けられている。加工送り手段３１は、コラム１４に配置されたＺ軸方向に平行な一対のガイドレール３２と、一対のガイドレール３２にスライド可能に設置されたモータ駆動のＺ軸テーブル３３とを有している。Ｚ軸テーブル３３の背面側にはナット部（不図示）が形成され、このナット部にボールネジ３４が螺合されている。ボールネジ３４の一端部に連結された駆動モータ３５によりボールネジ３４が回転駆動されることで、研磨手段４１がガイドレール３２に沿って加工送りされる。
研磨手段４１は、ハウジング４２を介してＺ軸テーブル３３の前面に取り付けられており、回転スピンドル４３の下部に研磨工具４８を設けて構成されている。回転スピンドル４３にはフランジ４５が設けられ、フランジ４５を介してハウジング４２に研磨手段４１が支持される。回転スピンドル４３の下部にはマウンター４４が取り付けられ、マウンター４４には支持基台４６と研磨パッド４７から構成される研磨工具４８が装着される。研磨手段４１には、研磨パッド４７に研磨液を供給する研磨液供給手段６０が接続されている。バルブ６５が開かれると、研磨手段４１にアルカリ溶液が供給され、バルブ６６が開かれると、研磨手段４１に純水が供給される。研磨液には、アルカリ溶液等とともに、純水が含まれる。
研磨装置１には、装置各部を統括制御する制御部（不図示）が設けられている。制御部は、バルブ６５、６６を制御する。制御部は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成される。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。このように構成された研磨装置１では、研磨パッド４７がＺ軸回りに回転されながらチャックテーブル２１に保持されるウエーハＷに接近される。そして、研磨パッド４７がウエーハＷの裏面Ｗ２に回転接触することでウエーハＷが研磨される。
ここで、図２に示すように、研磨パッド９６として、研磨面９１に研磨液の供給を補助する溝９２を形成したものが知られており、溝９２を通って研磨面９１全面に研磨液が行き渡ることで、ウエーハＷが良好に研磨される。しかしながら、図２に示すように、研磨パッド９６の溝９２には溝側面９３と研磨面９１との間に角形状の角形部９４が生じており、研磨時に研磨パッド９６の角形部９４がウエーハＷの外周エッジに繰返し当たることで、外周エッジに負荷が掛かり、ウエーハＷが薄い場合に外周エッジが切り欠かれる場合がある。そこで、本実施の形態では、研磨パッドにおいて支持基台に貼着される貼着面側に溝を形成することにより、研磨面を平坦に形成して、溝９２の角形部９４によりウエーハＷの外周エッジに欠けが生じることを防止している。
以下、図３を参照して、研磨パッド４７の構成について詳細に説明する。図３は、本実施の形態に係る研磨パッドを備える研磨工具の説明図である。図３Ａは、支持基台に研磨パッドが貼着される前の状態を示す図である。図３Ｂは、研磨工具の斜視図である。図４は、本実施の形態に係る研磨液の流れを説明する図である。図４Ａは、研磨手段における研磨液の流れを説明する図である。図４Ｂは、研磨パッドにおける研磨液の流れを説明する図である。
図３Ａに示すように、研磨工具４８（図３Ｂ参照）は、円環状の支持基台４６に研磨パッド４７が貼着されて構成される。支持基台４６はアルミ合金等によって形成されており、中央部分には研磨液が通る供給孔４６ａが開口されている。また、支持基台４６には周方向に間隔をおいて雌ネジ孔４６ｂが形成されている。支持基台４６の下面は研磨パッド４７の支持面４６ｃを形成しており、支持面４６ｃに研磨パッド４７が貼着される。
研磨パッド４７は円環状に形成されている。研磨パッド４７の上面は、支持基台４６の支持面４６ｃに貼着される貼着面４７ａであり、貼着面４７ａには、研磨液の通り路となる複数の溝４７ｂが交差して形成されている。溝４７ｂにおける研磨液の通り路は、後述する連通気孔よりも大きく形成されている。これにより、研磨パッド４７に供給される研磨液は、連通気孔よりも、溝４７ｂに優先的に行き渡る。すなわち、研磨液は、連通気孔を通って研磨面４７ｃに到達する前に、貼着面４７ａの溝４７ｂに沿って研磨パッド４７の径方向に広がる。溝４７ｂにより、研磨パッド４７の径方向に研磨液を行き渡らせた後、連通気孔により、溝４７ｂから研磨面４７ｃに研磨液を供給するため、研磨パッド４７に研磨液を行き渡らせることができる。溝４７ｂの深さ及び幅は、溝４７ｂの通り路が連通気孔よりも大きければ特に限定されず、加工条件により変更することができる。研磨液の粘度が高く溝４７ｂを流れ難い場合は、溝４７ｂの深さを深くする、または幅を広くすることにより、研磨液が溝４７ｂを流れ易くすることができる。また、研磨パッド４７の下面は、ウエーハＷを研磨する研磨面４７ｃであり、平坦に形成されている。研磨パッド４７は、例えば直径４５０ｍｍ、厚み１０ｍｍに形成されている。図３Ｂに示すように、研磨パッド４７の貼着面４７ａが、支持基台４６の支持面４６ｃに両面貼着テープによって貼着されることにより、研磨工具４８が構成される。
研磨パッド４７は、研磨砥粒として、例えば、シリコンと固相反応を誘発する固相反応微粒子８１が液状結合材に投入され、この液状結合材を含浸させた不織布が乾燥されて形成されている（図４参照）。研磨砥粒としては、シリコンよりモース硬度が高いゲッタリング層形成微粒子８２が研磨パッド４７に含まれていてもよい。
固相反応微粒子８１としては、ＳｉＯ２、ＣｅＯ２、ＺｒＯ２等が用いられ、固相反応微粒子８１の粒径は、例えば２μｍ以上であることが好ましい。また、ゲッタリング層形成微粒子はモース硬度が９以上であることが好ましく、ゲッタリング層形成微粒子８２としては、ダイヤモンド、ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３、ＷＣ、ＴｉＮ、ＴａＣ、ＺｒＣ、ＡｌＢ、Ｂ４Ｃ等が用いられる。ゲッタリング層形成微粒子８２の粒径は、例えば１μｍ以下であることが好ましい。
研磨パッド４７の材質としては、特に制限はなく、不織布の他には、例えば、発泡ポリウレタン、多孔質フッ素樹脂を用いることができる。研磨パッド４７は、無数の気孔を有しており、貼着面４７ａから研磨面４７ｃまでを連通して、多数の連通気孔を形成している。溝４７ｂから供給される研磨液は連通気孔を通って研磨面４７ｃに供給される（図４参照）。一般に研磨パッドは中央に穴が形成されており、この穴を通って研磨面まで研磨液が供給されるが、本実施の形態の研磨パッド４７は連通気孔を有しているため、中心に穴が形成されていなくても、供給孔４６ａから供給される研磨液は連通気孔を通って研磨面４７ｃまで到達できる。
また、液状結合剤としては、例えばウレタンを溶媒で溶解した液体が用いられ、溶媒としては、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトン、酢酸エチル等が用いられる。研磨パッド４７には、固相反応微粒子８１が２種類以上含まれていてもよい。また、ゲッタリング層形成微粒子８２が２種類以上含まれていてもよい。
図４Ａに示すように、このように構成される研磨工具４８は、回転スピンドル４３の下端に取り付けられているマウンター４４の下面に、着脱自在に装着される。マウンター４４には上面から下面を貫通するボルト挿入孔（不図示）が形成されており、ボルト挿入孔に挿し込まれたボルト７１が支持基台４６に形成される雌ネジ孔４６ｂ（図３参照）に螺入されることで、研磨工具４８がマウンター４４に装着される。この際、回転スピンドル４３の中心に形成される流路４３ａが、支持基台４６に形成される供給孔４６ａに連通する。
回転スピンドル４３の流路４３ａには、バルブ６５、６６を介してそれぞれアルカリ溶液供給源６１、純水供給源６２が接続されている。アルカリ溶液供給源６１及び純水供給源６２は、研磨液供給手段６０を構成している。研磨液としてのアルカリ溶液供給源６１のアルカリ溶液又は純水供給源６２の純水は、流路４３ａ及び供給孔４６ａを通って研磨パッド４７に供給される。この際、図４Ｂに示すように、研磨液は、まず貼着面４７ａに形成される溝４７ｂを通って研磨パッド４７の中心側から外側に行き渡り、その後、溝４７ｂから連通気孔を通って研磨面４７ｃに供給される。
このように、研磨パッド４７において、貼着面４７ａ側に研磨液の通り路となる複数の溝４７ｂが形成されるため、研磨面４７ｃ側には溝を形成する必要がない。これにより、研磨面４７ｃを平坦に形成できるため、溝側面９３と研磨面９１との間の角形部９４（図２参照）がウエーハＷに当たることがなく、ウエーハＷの外周エッジに欠けが生じることを防止できる。平坦な研磨面４７ｃを用いて、固相反応微粒子８１によりウエーハＷを良好に研磨することができる。
また、研磨液は、研磨液供給手段６０から流路４３ａを通って支持基台４６の供給孔４６ａから研磨パッド４７に供給され、貼着面４７ａの複数の溝４７ｂを通って、研磨パッド４７の中心から外側に行き渡る。さらに研磨液は、連通気孔を通ることにより、溝４７ｂから研磨面４７ｃに供給される。すなわち、支持基台４６の供給孔４６ａから供給された研磨液は、研磨面４７ｃに到達する前に、貼着面４７ａの溝４７ｂに沿って研磨パッド４７の径方向に広がる。これらにより、研磨パッド４７に研磨液を行き渡らせることができるとともに、ウエーハＷのエッジチッピングを防止でき、ウエーハＷを良好に研磨することができる。
アルカリ溶液供給源６１には、アルカリ溶液が収容されている。アルカリ溶液供給源６１におけるアルカリ溶液は、ｐＨ１０以上ｐＨ１２以下であることが好ましい。ｐＨ１０以上ｐＨ１２以下のアルカリ溶液としては、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）、ピペラジン、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等が用いられる。また、純水供給源６２には、純水が収容されている。純水供給源６２の純水は、工場内の配管から供給されてもよい。
後述する歪層除去工程においてウエーハＷから研削歪層を除去する際は、バルブ６５が開かれて、アルカリ溶液がアルカリ溶液供給源６１から流路４３ａに供給される。流路４３ａに供給されたアルカリ溶液は研磨パッド４７の溝４７ｂに行き渡り、さらに連通気孔を通って研磨面４７ｃに広がる。これにより、研磨パッド４７に含まれる固相反応微粒子８１が働いて、ウエーハＷを研磨できる。
ゲッタリング層形成工程においてウエーハＷにゲッタリング層を形成する際には、バルブ６６が開かれて、純水が純水供給源６２から流路４３ａに供給される。流路４３ａに供給された純水は溝４７ｂに行き渡り、さらに連通気孔を通って研磨面４７ｃに広がることにより、研磨パッド４７に含まれるゲッタリング層形成微粒子８２が働いて、ウエーハＷにゲッタリング層を形成できる。
次に、図５及び図６を参照して、研磨パッド４７によるウエーハＷの加工方法について説明する。研磨パッド４７によるウエーハＷの加工方法は、アルカリ溶液を供給しながら研磨パッド４７でウエーハＷの裏面Ｗ２を研磨して切削歪層を除去する歪層除去工程と、純水を供給しながら研磨パッド４７でウエーハＷの裏面Ｗ２に傷を形成するゲッタリング層形成工程を含んでいる。図５は本実施の形態に係る歪層除去工程、図６はゲッタリング層形成工程を示す図である。
図５に示すように、まず歪層除去工程が実施される。所定の厚みに研削加工されたウエーハＷは、保護テープＴが貼着される表面Ｗ１を下側に、裏面Ｗ２を上側にしてチャックテーブル２１に搬入され、ウエーハＷは保護テープＴを介してチャックテーブル２１で保持される。また、移動手段２４（図１参照）によりチャックテーブル２１が研磨手段４１の下方に移動され、チャックテーブル２１の回転軸と研磨パッド４７の回転軸とがずれるように位置付けられる。
チャックテーブル２１がＺ軸回りに回転されるとともに、研磨パッド４７もＺ軸回りにチャックテーブル２１と同一方向に回転される。そして、加工送り手段３１（図１参照）により例えば３００ｇ／ｃｍ２の研磨圧力で研磨パッド４７がウエーハＷの裏面Ｗ２に向けて加工送りされ、研磨パッド４７の研磨面４７ｃがウエーハＷの裏面Ｗ２全体に回転接触されウエーハＷが研磨される。
このとき、バルブ６６が閉じられ、バルブ６５が開かれて、研磨液供給手段６０のアルカリ溶液供給源６１から回転スピンドル４３内の流路４３ａにアルカリ溶液が供給される。これにより、支持基台４６に形成される供給孔４６ａを介して研磨パッド４７に、例えば１分間に０．５リットルの割合でアルカリ溶液が供給される。アルカリ溶液は、研磨パッド４７の回転による遠心力を受けて、研磨パッド４７の貼着面４７ａに形成される溝４７ｂを通って研磨パッド４７の外側に広がり、溝４７ｂから連通気孔を通って研磨面４７ｃに供給される。アルカリ溶液は研磨面４７ｃに広がり、ウエーハＷが研磨される。なお、研磨レートは例えば０．７２μm／分に設定され、研磨時間は例えば２分間に設定される。
このようにして歪層除去工程を実施することにより、研磨パッド４７に含まれる固相反応微粒子８１が強く働いて、ウエーハＷの裏面Ｗ２が所定量研磨されるとともに、アルカリ溶液によりエッチングされるため、研削加工でウエーハＷの裏面Ｗ２に生成された研削歪層が除去される。
図６に示すように、歪層除去工程の後には、ゲッタリング層形成工程が実施される。図６Ａに示すように、チャックテーブル２１がＺ軸回りに回転されるとともに、研磨パッド４７もＺ軸回りにチャックテーブル２１と同一方向に回転される。そして、加工送り手段３１（図１参照）により、例えば５０ｇ／ｃｍ２の研磨圧力で研磨パッド４７がウエーハＷの裏面Ｗ２に向けて加工送りされ、研磨パッド４７の研磨面４７ｃがウエーハＷに回転接触されてウエーハＷが研磨される。
このとき、バルブ６５が閉じられて流路４３ａへのアルカリ溶液の供給が停止され、バルブ６６が開かれて純水供給源６２からの純水の供給に切り替えられる。これにより、支持基台４６に形成される供給孔４６ａを介して研磨パッド４７に、例えば１分間に１．０リットルの割合で純水が供給される。純水は供給孔４６ａから研磨パッド４７の貼着面４７ａの溝４７ｂに行き渡り、溝４７ｂから連通気孔を通って研磨面４７ｃに広がる。
図６Ｂに示すように、研磨パッド４７に純水が供給されながら研磨パッド４７がウエーハＷに回転接触されている状態で、移動手段２４（図１参照）により矢印Ｎの方向にチャックテーブル２１が移動される。すなわち、ウエーハＷの裏面Ｗ２が摺動されながら、チャックテーブル２１の回転軸と研磨パッド４７の回転軸とがＹ軸方向に離れるように移動される。チャックテーブル２１の矢印Ｎで示す方向への移動は、例えば移動速度０．６７ｍｍ／秒で１分間実施され、チャックテーブル２１は約４０ｍｍ移動される。これにより、ウエーハＷの裏面Ｗ２には僅かな傷が付けられる。
このようにしてゲッタリング層形成工程を実施することにより、研磨パッド４７に含まれるゲッタリング層形成微粒子８２が強く働いて、ウエーハＷの裏面Ｗ２にゲッタリング層を形成することができる。
研磨パッド４７の貼着面４７ａにアルカリ溶液及び純水の通り路となる複数の溝４７ｂが形成されているため、平坦な研磨面４７ｃでウエーハＷを研磨することができ、溝側面９３と研磨面９１との間の角形部９４（図２参照）がウエーハＷに当たることがない。これにより、ウエーハＷの外周エッジに欠けが生じることを防止できる。
また、アルカリ溶液及び純水は、アルカリ溶液供給源６１又は純水供給源６２から流路４３ａを通って支持基台４６の供給孔４６ａから研磨パッド４７に供給され、貼着面４７ａに形成される複数の溝４７ｂに行き渡る。そして、研磨液は連通気孔を通ることにより、溝４７ｂから研磨面４７ｃに供給される。
このようにして、歪層除去工程においては、アルカリ溶液を研磨パッド４７に行き渡らせることができるため、固相反応微粒子８１を働かせ、ウエーハＷを良好に研磨できる。また、ゲッタリング層形成工程においては、純水を研磨パッド４７に行き渡らせることができるため、ゲッタリング層形成微粒子８２を働かせ、ウエーハＷにゲッタリング層を形成できる。これらにより、研磨パッド４７にアルカリ溶液及び純水を行き渡らせることができるとともに、ウエーハＷのエッジチッピングを防止して、ウエーハＷにゲッタリング層を良好に形成できる。
以上のように、研磨パッド４７において、支持基台４６の支持面４６ｃに貼着される貼着面４７ａに複数の溝４７ｂが形成されており、研磨面４７ｃには溝が形成されていないため、平坦な研磨面４７ｃでウエーハＷを研磨できる。溝側面９３と研磨面９１との間の角形部９４（図２参照）がウエーハＷに当たることがないため、ウエーハＷの外周エッジに欠けが生じることを防止しながら、研磨砥粒８１（８２）によりウエーハＷを研磨することができる。また、支持基台４６の供給孔４６ａから供給される研磨液は、研磨パッド４７の貼着面４７ａに形成される複数の溝４７ｂに行き渡り、さらに連通気孔を通って溝４７ｂから研磨面４７ｃに供給される。これらにより、研磨パッド４７に研磨液を行き渡らせるとともに、薄いウエーハＷであってもエッジチッピングの発生を防止して、ウエーハＷを良好に研磨することができる。
上記実施の形態においては、研磨パッド４７の貼着面４７ａに格子状の溝４７ｂが形成される構成としたが、この構成に限定されない。溝４７ｂは、支持基台４６の供給孔４６ａから供給される研磨液が径方向に広がるように形成されていればよく、斜めに交差して形成されていてもよいし、研磨パッド４７の中心から外周に向かって放射状に形成されていてもよい。
また、上記実施の形態においては、研磨パッド４７に固相反応微粒子８１及びゲッタリング層形成微粒子８２が含まれる構成としたが、固相反応微粒子８１とともにアルカリ微粒子が含まれていてもよい。研磨パッド４７に純水が供給されることにより、アルカリ微粒子が溶解されアルカリ溶液が生成されるため、アルカリ溶液を供給するためのアルカリ溶液供給源６０を研磨装置１に設ける必要がなく、簡易な装置構成でウエーハＷを加工することができる。
また、上記実施の形態においては、ゲッタリング層形成工程において、移動手段２４によりチャックテーブル２１がＹ軸方向に移動されることで（図１及び図６Ｂ参照）、ウエーハＷの裏面Ｗ２にゲッタリング層が形成される構成としたが、これに限定されない。ウエーハＷの裏面Ｗ２が摺動されながらチャックテーブル２１の回転軸と研磨パッド４７の回転軸とが離れるように移動されれば、研磨パッド４７がチャックテーブル２１に対して移動される構成としてもよい。
また、上記実施の形態においては、ウエーハＷとして半導体デバイスウエーハが用いられる構成としたが、半導体基板、無機材料基板、パッケージ基板等の各種ウエーハが用いられてもよい。半導体基板としては、シリコン、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、シリコンカーバイド等の各種基板が用いられてもよい。無機材料基板としては、サファイア、セラミックス、ガラス等の各種基板が用いられてもよい。半導体基板及び無機材料基板はデバイスが形成されていてもよいし、デバイスが形成されていなくてもよい。パッケージ基板としては、ＣＳＰ（Chip Size Package）、ＷＬＣＳＰ（Wafer Level Chip Size Package）、ＥＭＩ（Electro Magnetic Interference）、ＳＩＰ（System In Package）、ＦＯＷＬＰ（Fan Out Wafer Level Package）用の各種基板が用いられてもよい。また、ウエーハとして、デバイス形成後又はデバイス形成前のリチウムタンタレート、リチウムナイオベート、さらに生セラミックス、圧電素子が用いられてもよい。
また、上記実施の形態においては、ウエーハＷの表面Ｗ１には保護テープＴが貼着される構成としたが、ウエーハＷの表面Ｗ１にはサブストレートが接着される構成としてもよい。
また、本実施の形態では、加工装置としてウエーハを研磨する研磨装置を例示して説明したが、この構成に限定されない。本発明は、加工具に加工液が供給されながらウエーハＷを加工する他の加工装置に適用可能である。例えば、研磨装置及びこれを組み合わせたクラスター装置等に適用されてもよい。
また、本発明の各実施の形態を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記各実施の形態を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。
また、本発明の実施の形態は上記の各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。
本実施の形態では、本発明をウエーハを研磨加工する研磨装置に適用した構成について説明したが、加工具に加工液が供給されながらウエーハＷを加工する加工装置に適用することも可能である。
以上説明したように、本発明は、研磨パッドに研磨液を行き渡らせるとともに、薄いウエーハであってもエッジチッピングの発生を防止して、ウエーハを良好に研磨できるという効果を有し、特にウエーハを研磨加工する研磨装置に有用である。
１ 研磨装置
２１ チャックテーブル
２３ （チャックテーブルの）保持面（上面）
４１ 研磨手段
４３ 回転スピンドル
４４ マウンター
４６ 支持基台
４６ａ 供給孔
４６ｃ 支持面
４７ 研磨パッド
４７ａ 貼着面
４７ｂ 溝
４７ｃ 研磨面
４８ 研磨工具
６０ 研磨液供給手段
６１ アルカリ溶液供給源
６２ 純水供給源
８１ 固相反応微粒子
８２ ゲッタリング層形成微粒子
Ｗ ウエーハ
Ｗ１ （ウエーハの）表面
Ｗ２ （ウエーハの）裏面
２１ チャックテーブル
２３ （チャックテーブルの）保持面（上面）
４１ 研磨手段
４３ 回転スピンドル
４４ マウンター
４６ 支持基台
４６ａ 供給孔
４６ｃ 支持面
４７ 研磨パッド
４７ａ 貼着面
４７ｂ 溝
４７ｃ 研磨面
４８ 研磨工具
６０ 研磨液供給手段
６１ アルカリ溶液供給源
６２ 純水供給源
８１ 固相反応微粒子
８２ ゲッタリング層形成微粒子
Ｗ ウエーハ
Ｗ１ （ウエーハの）表面
Ｗ２ （ウエーハの）裏面
Claims (2)
- ウエーハを研磨する研磨装置であって、
ウエーハを上面に保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを研磨する研磨手段とを備え、
該研磨手段は、回転スピンドルと、該回転スピンドルの先端に固定されたマウンターと、該マウンターに着脱自在に装着された研磨工具とを備え、
該研磨工具は、研磨液供給手段に連通し研磨液を通す供給孔を中央に備える円環状の支持基台と、該支持基台の支持面に貼着された研磨パッドとを備え、
該研磨パッドは、研磨砥粒を含有し、且つ該支持面に貼着される貼着面に複数の溝が形成されており、
該研磨パッドは、該貼着面から反対の面の平坦な研磨面まで連通する複数の連通気孔を有し、該供給孔から供給された該研磨液が該複数の溝に行き渡り該複数の連通気孔を通り該研磨面に供給されること、を特徴とする研磨装置。 - ウエーハを研磨する研磨装置であって、
ウエーハを上面に保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを研磨する研磨手段とを備え、
該研磨手段は、回転スピンドルと、該回転スピンドルの先端に固定されたマウンターと、該マウンターに着脱自在に装着された研磨工具とを備え、
該研磨工具は、研磨液供給手段に連通し研磨液を通す供給孔を中央に備える円環状の支持基台と、該支持基台の支持面に貼着された研磨パッドとを備え、
該研磨パッドは、シリコンと固相反応を誘発する固相反応微粒子を液状結合材に投入し不織布に含浸させて乾燥して形成され、且つ該支持面に貼着される貼着面に複数の溝が形成されており、
該不織布は、該貼着面から反対の面の平坦な研磨面まで連通する複数の連通気孔を有し、該供給孔から供給された該研磨液が該複数の溝に行き渡り該複数の連通気孔を通り該研磨面に供給されること、を特徴とする研磨装置。
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