JPH11291163A - ウエーハ研磨方法 - Google Patents
ウエーハ研磨方法Info
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- JPH11291163A JPH11291163A JP11600398A JP11600398A JPH11291163A JP H11291163 A JPH11291163 A JP H11291163A JP 11600398 A JP11600398 A JP 11600398A JP 11600398 A JP11600398 A JP 11600398A JP H11291163 A JPH11291163 A JP H11291163A
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- Japan
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- polishing
- sheet
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は均一な取り代で倣い研磨を行なうこ
との出来るウエーハの研磨方法を提供することを目的と
する。 【解決手段】 回転する加工プレートに貼付けたブラン
ク材のドーナツ穴にバッキング材を介装させたテンプレ
ートアッセンブリでウエーハの、形状を維持したたま取
り代を均一に研磨するウエーハの倣い研磨方法におい
て、略１〜２ｍｍのシリコンゴムスポンジ製のシート状
弾性体を敷き、その上にバッキング材を介装させたテン
プレートアッセンブリでウエーハを保持し、研磨するこ
とを特徴としている。即ち、本発明はシート状弾性体を
バッキング材として直接用いるのではなく、バッキング
材については従来公知のものを用い、加工プレートとバ
ッキング材との間にシート状弾性体を介装させたもので
ある。
との出来るウエーハの研磨方法を提供することを目的と
する。 【解決手段】 回転する加工プレートに貼付けたブラン
ク材のドーナツ穴にバッキング材を介装させたテンプレ
ートアッセンブリでウエーハの、形状を維持したたま取
り代を均一に研磨するウエーハの倣い研磨方法におい
て、略１〜２ｍｍのシリコンゴムスポンジ製のシート状
弾性体を敷き、その上にバッキング材を介装させたテン
プレートアッセンブリでウエーハを保持し、研磨するこ
とを特徴としている。即ち、本発明はシート状弾性体を
バッキング材として直接用いるのではなく、バッキング
材については従来公知のものを用い、加工プレートとバ
ッキング材との間にシート状弾性体を介装させたもので
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワックスフリー法
によるウエーハの研磨方法に係り、特に、回転する加工
プレートに貼付けたブランク材のドーナツ穴にバッキン
グ材を介装させたテンプレートアッセンブリで、ウエー
ハの形状を維持したまま取り代を均一に研磨するウエー
ハの倣い研磨方法に関する。
によるウエーハの研磨方法に係り、特に、回転する加工
プレートに貼付けたブランク材のドーナツ穴にバッキン
グ材を介装させたテンプレートアッセンブリで、ウエー
ハの形状を維持したまま取り代を均一に研磨するウエー
ハの倣い研磨方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体ウエーハは円筒状のイン
ゴットをスライス切断、面取りを行なった後、研磨（ラ
ップ）定盤とウエーハを砥粒を含む研磨液を介して摺擦
させながらラッピングを行ない、そして該ラッピングさ
れたウエーハはケミカルエッチング処理された後、仕上
げ加工工程に導かれる。
ゴットをスライス切断、面取りを行なった後、研磨（ラ
ップ）定盤とウエーハを砥粒を含む研磨液を介して摺擦
させながらラッピングを行ない、そして該ラッピングさ
れたウエーハはケミカルエッチング処理された後、仕上
げ加工工程に導かれる。
【０００３】仕上加工工程においては、研磨（ポリッシ
ング）パッドとウエーハ間に、ＳｉＯ2 系微粒子を弱ア
ルカリ液中に懸濁させたポリッシング液を用い、化学機
械的研磨法により、平滑で無歪の鏡面に鏡面研磨され
る。
ング）パッドとウエーハ間に、ＳｉＯ2 系微粒子を弱ア
ルカリ液中に懸濁させたポリッシング液を用い、化学機
械的研磨法により、平滑で無歪の鏡面に鏡面研磨され
る。
【０００４】半導体ウエーハの化学機械的研磨法は、研
磨剤を供給しながらウエーハと研磨クロスの間に一定の
荷重と相対速度を与えながら行なう。研磨剤はアルカリ
溶液中に焼成シリカやコロイダルシリカ等を分散させた
ものが主に用いられる。シリコンウエーハの鏡面研磨は
アルカリ溶液によってウエーハ表面に軟質なシリ力水和
膜が形成され、その水和膜が研磨剤粒子によって除去さ
れて加工が進むと考えられている。
磨剤を供給しながらウエーハと研磨クロスの間に一定の
荷重と相対速度を与えながら行なう。研磨剤はアルカリ
溶液中に焼成シリカやコロイダルシリカ等を分散させた
ものが主に用いられる。シリコンウエーハの鏡面研磨は
アルカリ溶液によってウエーハ表面に軟質なシリ力水和
膜が形成され、その水和膜が研磨剤粒子によって除去さ
れて加工が進むと考えられている。
【０００５】かかる化学機械的研磨法においては、従来
複数のウエーハをワックスの接着材によりガラスプレー
トやセラミックプレートに貼り付けて研磨する方法が主
流であった。かかるワックス法においては、接着層（ワ
ックス層）の厚さの不均一性がそのまま、研磨後ウエー
ハの平面度、平行度等を反映するため、接着層厚を均一
にすることが重要である。また、ウエーハ研磨後にウエ
ーハからワックスを除去する必要があるため、工程が複
雑になるという問題点があった。
複数のウエーハをワックスの接着材によりガラスプレー
トやセラミックプレートに貼り付けて研磨する方法が主
流であった。かかるワックス法においては、接着層（ワ
ックス層）の厚さの不均一性がそのまま、研磨後ウエー
ハの平面度、平行度等を反映するため、接着層厚を均一
にすることが重要である。また、ウエーハ研磨後にウエ
ーハからワックスを除去する必要があるため、工程が複
雑になるという問題点があった。
【０００６】かかる欠点を解消するために、ワックスを
用いることなくウエーハを保持するワックスレスマウン
ト方式が提案されている。かかるワックスレスマウント
方式には真空吸着によるワックスレス保持方法と、多孔
質の樹脂、例えばポリウレタン樹脂多孔質体からなるバ
ッキングパッドを用いてウエーハを水貼りするワックス
レス保持方法とが利用されているが、いずれも前記した
ウエーハに対するワックスの塗布、除去が不要になる長
所がある。
用いることなくウエーハを保持するワックスレスマウン
ト方式が提案されている。かかるワックスレスマウント
方式には真空吸着によるワックスレス保持方法と、多孔
質の樹脂、例えばポリウレタン樹脂多孔質体からなるバ
ッキングパッドを用いてウエーハを水貼りするワックス
レス保持方法とが利用されているが、いずれも前記した
ウエーハに対するワックスの塗布、除去が不要になる長
所がある。
【０００７】さて前記した研磨装置は生産効率の面よ
り、テンプレートに複数枚のウエーハを保持して研磨を
行なうバッチ式研磨方法が主流であったが、近年、ウエ
ーハの大口径化と、より平坦度に優れたウエーハ需要を
背景に、テンプレートに一枚のウエーハを保持してウエ
ーハ回転中心と該ウエーハを支持する加工プレートの回
転中心を一致させた状態で研磨を行なう枚葉式研磨方式
が検討されている。
り、テンプレートに複数枚のウエーハを保持して研磨を
行なうバッチ式研磨方法が主流であったが、近年、ウエ
ーハの大口径化と、より平坦度に優れたウエーハ需要を
背景に、テンプレートに一枚のウエーハを保持してウエ
ーハ回転中心と該ウエーハを支持する加工プレートの回
転中心を一致させた状態で研磨を行なう枚葉式研磨方式
が検討されている。
【０００８】かかる枚葉式研磨方式で一枚ずつバッキン
グパッドとテンプレートで保持しつつ研磨するワックス
レスマウント方式を採用した場合、弾性に優れた研磨ク
ロス、バッキングパッド、及び加工プレートの機構によ
り、ウエーハ面内に比較的一様な圧力が加わり、その結
果、取り代の面内分布が均一となり、結果として前工程
のウエーハの平坦度を維持するような倣い研磨が行なわ
れる。
グパッドとテンプレートで保持しつつ研磨するワックス
レスマウント方式を採用した場合、弾性に優れた研磨ク
ロス、バッキングパッド、及び加工プレートの機構によ
り、ウエーハ面内に比較的一様な圧力が加わり、その結
果、取り代の面内分布が均一となり、結果として前工程
のウエーハの平坦度を維持するような倣い研磨が行なわ
れる。
【０００９】倣い研磨の特徴として、前工程のウエーハ
の平坦度を維持するような研磨が行なわれるため、前工
程における平坦度が優れている場合には、その平坦度を
維持したまま研磨でき、結果として平坦度に優れたウエ
ーハを得ることができるという利点がある。一方、前工
程における平坦度が不十分である場合には、前工程のウ
エーハの平坦度を維持するような研磨が行なわれるた
め、結果として得られるウエーハの平坦度は不十分なま
まである。
の平坦度を維持するような研磨が行なわれるため、前工
程における平坦度が優れている場合には、その平坦度を
維持したまま研磨でき、結果として平坦度に優れたウエ
ーハを得ることができるという利点がある。一方、前工
程における平坦度が不十分である場合には、前工程のウ
エーハの平坦度を維持するような研磨が行なわれるた
め、結果として得られるウエーハの平坦度は不十分なま
まである。
【００１０】この為、従来の研磨では表面の粗さを改善
（鏡面化）すると共に、面内形状のバラツキの修正の為
の研磨（平坦度の改善、例えば周辺部分を優先的に削る
等）の修正研磨と、前工程の平坦度形状は維持したまま
取り代を均一（厚さをコントロール）にし、鏡面化する
倣い研磨の両者を前工程の平坦度状態に応じて適宜選択
若しくは組合せて用いる。
（鏡面化）すると共に、面内形状のバラツキの修正の為
の研磨（平坦度の改善、例えば周辺部分を優先的に削る
等）の修正研磨と、前工程の平坦度形状は維持したまま
取り代を均一（厚さをコントロール）にし、鏡面化する
倣い研磨の両者を前工程の平坦度状態に応じて適宜選択
若しくは組合せて用いる。
【００１１】そしてこれらの研磨では、バッキングパッ
ドの厚みを例えば２５０μｍ以下と薄くし、ウエーハの
面内形状が直接研磨面側に現出するようにしている。そ
してバッキングパッドとして人工皮革シートやポリエス
テル繊維等の不織布にポリウレタン樹脂を含浸させ、そ
の表面を微細発泡構造としたバッキングパッドを用いて
おり、更に特開平６−２３６６４号において、例えば厚
さ４０μｍ程度の基質層の表面にポリエステル系ポリウ
レタンの発泡性樹脂組成物を塗布し、これを６０℃に加
温して発泡させた後、研削盤で発泡層の厚さを所定の厚
みにカットし、例えば全体の厚みを１２０〜２５０μｍ
程度にしたバッキングパッドを用い、該パッドの基質層
を加圧プレート側に接触するように、そして発泡層をウ
エーハとの接触面側に配置して研磨を行なう。
ドの厚みを例えば２５０μｍ以下と薄くし、ウエーハの
面内形状が直接研磨面側に現出するようにしている。そ
してバッキングパッドとして人工皮革シートやポリエス
テル繊維等の不織布にポリウレタン樹脂を含浸させ、そ
の表面を微細発泡構造としたバッキングパッドを用いて
おり、更に特開平６−２３６６４号において、例えば厚
さ４０μｍ程度の基質層の表面にポリエステル系ポリウ
レタンの発泡性樹脂組成物を塗布し、これを６０℃に加
温して発泡させた後、研削盤で発泡層の厚さを所定の厚
みにカットし、例えば全体の厚みを１２０〜２５０μｍ
程度にしたバッキングパッドを用い、該パッドの基質層
を加圧プレート側に接触するように、そして発泡層をウ
エーハとの接触面側に配置して研磨を行なう。
【００１２】かかる発明によれば、ウエーハとの接触面
側に発泡層が位置しているために、研磨時にウエーハと
の接触部が圧縮変形してもこの接触部の面積はそれほど
増大しないために、平坦度に優れた研磨を可能にすると
している。
側に発泡層が位置しているために、研磨時にウエーハと
の接触部が圧縮変形してもこの接触部の面積はそれほど
増大しないために、平坦度に優れた研磨を可能にすると
している。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の修
正研磨では、研磨機の機械精度の関係で必ずしも高平坦
度に修正できず、ラッピングやエッチング工程、更には
平面研削等の前工程で高平坦度に加工した後、その高平
坦度を維持したまま研磨工程で鏡面研磨を行なった方
が、好ましい平坦度の改善が可能であることが知見され
た。
正研磨では、研磨機の機械精度の関係で必ずしも高平坦
度に修正できず、ラッピングやエッチング工程、更には
平面研削等の前工程で高平坦度に加工した後、その高平
坦度を維持したまま研磨工程で鏡面研磨を行なった方
が、好ましい平坦度の改善が可能であることが知見され
た。
【００１４】従って今後研磨工程における倣い研磨が注
目されるが、前工程の高平坦度形状は維持したまま取り
代を均一にすることは大変難しく、肉厚なバッキングパ
ッドを用い、より具体的には修正研磨より厚みの厚い、
例えば数百μｍ〜１ｍｍの従来組成のバッキングパッド
を用いて、倣い研磨を優先させてもプレート表面形状が
ウエーハに転写され、ウエーハ形状によって部分的に当
たりが変わってしまい、好ましい倣い研磨が出来なかっ
た。
目されるが、前工程の高平坦度形状は維持したまま取り
代を均一にすることは大変難しく、肉厚なバッキングパ
ッドを用い、より具体的には修正研磨より厚みの厚い、
例えば数百μｍ〜１ｍｍの従来組成のバッキングパッド
を用いて、倣い研磨を優先させてもプレート表面形状が
ウエーハに転写され、ウエーハ形状によって部分的に当
たりが変わってしまい、好ましい倣い研磨が出来なかっ
た。
【００１５】その理由は、人工皮革シートや不織布で
は、それ自体の弾性強度が大きいために、ウエーハ背面
側の凹凸が収拾されることなく、ウエーハ研磨面側にそ
の凹凸が現出してウエーハを変形させてしまい、均一な
取り代の倣い研磨を行なうことができなかった。
は、それ自体の弾性強度が大きいために、ウエーハ背面
側の凹凸が収拾されることなく、ウエーハ研磨面側にそ
の凹凸が現出してウエーハを変形させてしまい、均一な
取り代の倣い研磨を行なうことができなかった。
【００１６】又、ウエーハとの接触面側に発泡層が位置
している特開平６−２３６６４号に係るバッキングパッ
ドを用いた場合には、発泡層の厚みを例えば１ｍｍ以上
と厚くした場合にも、発泡層が断面方向に並立分散する
独立気泡であるために、発泡層の圧縮に比例して接触部
の面圧はそれほど増大することなく、結果としてウエー
ハの面内形状がバッキングパッド内に吸収出来ず、結果
として基質層側に押圧支持される状態になり、均一な取
り代の倣い研磨を行なうことができない。
している特開平６−２３６６４号に係るバッキングパッ
ドを用いた場合には、発泡層の厚みを例えば１ｍｍ以上
と厚くした場合にも、発泡層が断面方向に並立分散する
独立気泡であるために、発泡層の圧縮に比例して接触部
の面圧はそれほど増大することなく、結果としてウエー
ハの面内形状がバッキングパッド内に吸収出来ず、結果
として基質層側に押圧支持される状態になり、均一な取
り代の倣い研磨を行なうことができない。
【００１７】本発明は、かかる従来技術の欠点に鑑み、
均一な取り代で倣い研磨を行なうことの出来るウエーハ
の研磨方法を提供することを目的とする。
均一な取り代で倣い研磨を行なうことの出来るウエーハ
の研磨方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を達
成するため、回転する加工プレートに貼付けたブランク
材のドーナツ穴にバッキング材を介装させたテンプレー
トアッセンブリでウエーハを、形状を維持したたまま取
り代を均一に研磨するウエーハの倣い研磨方法におい
て、前記ウエーハの肉厚偏差（ウエーハ面内厚さのｍａ
ｘ値とｍｉｎ値の差；Total Thickness Variation:ＴＴ
Ｖ）及びウエーハ間の厚さのバラツキより厚い肉厚、よ
り具体的には略１〜２ｍｍの独立したスポンジ状のシー
ト状弾性体を敷き、その上にバッキング材を介装させた
テンプレートアッセンブリでウエーハを研磨することを
特徴としている。
成するため、回転する加工プレートに貼付けたブランク
材のドーナツ穴にバッキング材を介装させたテンプレー
トアッセンブリでウエーハを、形状を維持したたまま取
り代を均一に研磨するウエーハの倣い研磨方法におい
て、前記ウエーハの肉厚偏差（ウエーハ面内厚さのｍａ
ｘ値とｍｉｎ値の差；Total Thickness Variation:ＴＴ
Ｖ）及びウエーハ間の厚さのバラツキより厚い肉厚、よ
り具体的には略１〜２ｍｍの独立したスポンジ状のシー
ト状弾性体を敷き、その上にバッキング材を介装させた
テンプレートアッセンブリでウエーハを研磨することを
特徴としている。
【００１９】スポンジ状の弾性体としては、スポンジ状
シリコーンを用いることが好ましい。特にシリコンゴム
スポンジは、ウエーハ形状を吸収しやすい部材であり、
なおかつ入手も容易であり、簡便に使用できるため好適
である。シリコンゴムスポンジは単にシリコンスポンジ
とも言われ、変性シリコーンゴムを主材料とするスポン
ジで、柔軟性に富んだ材料である。
シリコーンを用いることが好ましい。特にシリコンゴム
スポンジは、ウエーハ形状を吸収しやすい部材であり、
なおかつ入手も容易であり、簡便に使用できるため好適
である。シリコンゴムスポンジは単にシリコンスポンジ
とも言われ、変性シリコーンゴムを主材料とするスポン
ジで、柔軟性に富んだ材料である。
【００２０】即ち、本発明はシート状弾性体をバッキン
グ材として直接用いるのではなく、バッキング材につい
ては従来公知のものを用い、加工プレートとバッキング
材との間に独立したシート状弾性体を介装させたもので
ある。
グ材として直接用いるのではなく、バッキング材につい
ては従来公知のものを用い、加工プレートとバッキング
材との間に独立したシート状弾性体を介装させたもので
ある。
【００２１】尚、前記シート状弾性体はその見かけ比重
が０．２〜０．４ｇ／ｃｍ3 に設定されたものを用いる
のがよい。かかる発明の場合、前記シート状弾性体はそ
の硬さをアスカーＣ硬度で１５〜３５（ＳＲＩＳーＣ）
に設定するのが良く、又前記バッキングパッドは、人工
皮革シートやポリエステル繊維等の不織布で形成され、
その厚みを前記ウエーハの肉厚偏差より大でかつシート
状弾性体の厚みより小さく、好ましくは３００〜８００
μｍ、更に好ましくは５００〜６００μｍに設定する。
が０．２〜０．４ｇ／ｃｍ3 に設定されたものを用いる
のがよい。かかる発明の場合、前記シート状弾性体はそ
の硬さをアスカーＣ硬度で１５〜３５（ＳＲＩＳーＣ）
に設定するのが良く、又前記バッキングパッドは、人工
皮革シートやポリエステル繊維等の不織布で形成され、
その厚みを前記ウエーハの肉厚偏差より大でかつシート
状弾性体の厚みより小さく、好ましくは３００〜８００
μｍ、更に好ましくは５００〜６００μｍに設定する。
【００２２】かかる発明によれば、ウエーハの背面側の
凹凸がバッキングパッドを介したシート状弾性体により
吸収されつつ研磨されるために、均一取り代の精度良い
倣い研磨が可能である。
凹凸がバッキングパッドを介したシート状弾性体により
吸収されつつ研磨されるために、均一取り代の精度良い
倣い研磨が可能である。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、こ
の発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説
明例にすぎない。
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、こ
の発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説
明例にすぎない。
【００２４】図２は本発明の実施例及び比較例に係る枚
葉式ワックスレス化学機械的研磨装置を示し、バッキン
グパッドを用いたワックスフリー研磨装置は、同図に示
すように、研磨布２（ポリッシングパッド）を貼着した
下側回転テーブル１と、下面側にバッキングパッド６を
介して、ひとつの穴部１３ａに１枚のウエーハ１０が保
持されたドーナツ状のブランク材１３が接着された複数
の加工プレート４と、前記研磨布２にスラリー（研磨懸
濁液）を供給するスラリー管５からなり、そして前記研
磨布２を介してウエーハ１０を回転テーブル１側の研磨
布２に押し付けてウエーハの凹凸を平滑化する研磨装置
であり、そしてかかる装置に用いるブランク材１３はガ
ラスエポキシ樹脂、ポリカーボネートシート、ポリエス
テルシート等から形成されている。
葉式ワックスレス化学機械的研磨装置を示し、バッキン
グパッドを用いたワックスフリー研磨装置は、同図に示
すように、研磨布２（ポリッシングパッド）を貼着した
下側回転テーブル１と、下面側にバッキングパッド６を
介して、ひとつの穴部１３ａに１枚のウエーハ１０が保
持されたドーナツ状のブランク材１３が接着された複数
の加工プレート４と、前記研磨布２にスラリー（研磨懸
濁液）を供給するスラリー管５からなり、そして前記研
磨布２を介してウエーハ１０を回転テーブル１側の研磨
布２に押し付けてウエーハの凹凸を平滑化する研磨装置
であり、そしてかかる装置に用いるブランク材１３はガ
ラスエポキシ樹脂、ポリカーボネートシート、ポリエス
テルシート等から形成されている。
【００２５】またバッキングパッド６として人工皮革シ
ートやポリエステル繊維等の不織布にポリウレタン樹脂
を含浸させ、その表面を微細発泡構造としたバッキング
パッド、例えばポリウレタン樹脂多孔質体から形成され
ている。尚、図上右（Ａ）に示す本発明は加工プレート
４とバッキングパッド６との間にシート状弾性体７を介
装させており、図上左（Ｂ）に示す従来技術は加工プレ
ート４とバッキングパッド６との間にシート状弾性体７
を介装させていない。
ートやポリエステル繊維等の不織布にポリウレタン樹脂
を含浸させ、その表面を微細発泡構造としたバッキング
パッド、例えばポリウレタン樹脂多孔質体から形成され
ている。尚、図上右（Ａ）に示す本発明は加工プレート
４とバッキングパッド６との間にシート状弾性体７を介
装させており、図上左（Ｂ）に示す従来技術は加工プレ
ート４とバッキングパッド６との間にシート状弾性体７
を介装させていない。
【００２６】そして、ウエーハ１０は加工プレート４と
の回転中心を一致させて（シート状弾性体７を介装し
た）バッキングパッド６に一体的に保持するとともに、
回転テーブル１の回転中心に対し、複数の加工プレート
４の回転中心を半径方向に変位した位置に配置し、両者
を互いに矢印方向に回転させることにより、ブランク材
１３の穴部１３ａに嵌設させたウエーハ１０は研磨布２
に対し相対的に自転且つ公転しながら研磨される。
の回転中心を一致させて（シート状弾性体７を介装し
た）バッキングパッド６に一体的に保持するとともに、
回転テーブル１の回転中心に対し、複数の加工プレート
４の回転中心を半径方向に変位した位置に配置し、両者
を互いに矢印方向に回転させることにより、ブランク材
１３の穴部１３ａに嵌設させたウエーハ１０は研磨布２
に対し相対的に自転且つ公転しながら研磨される。
【００２７】かかる装置を用いて、研磨布２とウエーハ
１０間に、ＳｉＯ2 系微粒子を弱アルカリ液中に懸濁さ
せたポリッシング液（スラリー）を供給しながら、化学
機械的研磨を行なう。尚、図１に本発明と従来技術の研
磨工程を示し、本発明を示す（Ａ）及び従来技術を示す
（Ｂ）の夫々の工程は（イ）は研磨前のウエーハ断面形
状、（ロ）はテンプレートアッセンブリに前記ウエーハ
組込んだ状態、（ハ）は研磨初期、（ニ）は研磨中、
（ホ）研磨後のウエーハ断面形状を誇張的に示してい
る。本図より明らかな如く、（Ａ）の本発明ではウエー
ハ背面側の周縁凸部がバッキングパッド６を介してシー
ト状弾性体７に効率よく吸収され、ウエーハ背面側の中
凹形状を維持した状態でウエーハ１０の研磨が可能であ
り、取り代が均一となる。
１０間に、ＳｉＯ2 系微粒子を弱アルカリ液中に懸濁さ
せたポリッシング液（スラリー）を供給しながら、化学
機械的研磨を行なう。尚、図１に本発明と従来技術の研
磨工程を示し、本発明を示す（Ａ）及び従来技術を示す
（Ｂ）の夫々の工程は（イ）は研磨前のウエーハ断面形
状、（ロ）はテンプレートアッセンブリに前記ウエーハ
組込んだ状態、（ハ）は研磨初期、（ニ）は研磨中、
（ホ）研磨後のウエーハ断面形状を誇張的に示してい
る。本図より明らかな如く、（Ａ）の本発明ではウエー
ハ背面側の周縁凸部がバッキングパッド６を介してシー
ト状弾性体７に効率よく吸収され、ウエーハ背面側の中
凹形状を維持した状態でウエーハ１０の研磨が可能であ
り、取り代が均一となる。
【００２８】一方（Ｂ）の従来技術ではウエーハ背面側
の周縁凸部がバッキングパッド６を介して加工プレート
４に押圧され、ウエーハ背面側の中凹が低減され、その
分研磨側の中凹が拡大した状態でウエーハ１０の研磨が
行なわれるため、結果として平坦度が上がるが、面内の
取り代は均一でなくなる。また研磨前に高平坦度であっ
たものが、加工プレートとの押圧の関係で逆に悪化する
こともあった。尚、図１中に記載のウエーハ形状・厚さ
（外周肉厚８００μｍ、中央肉厚７００μｍ等）は、従
来技術との違いを説明するために用いた参考的な値であ
り、実施例そのものを示すものではない。
の周縁凸部がバッキングパッド６を介して加工プレート
４に押圧され、ウエーハ背面側の中凹が低減され、その
分研磨側の中凹が拡大した状態でウエーハ１０の研磨が
行なわれるため、結果として平坦度が上がるが、面内の
取り代は均一でなくなる。また研磨前に高平坦度であっ
たものが、加工プレートとの押圧の関係で逆に悪化する
こともあった。尚、図１中に記載のウエーハ形状・厚さ
（外周肉厚８００μｍ、中央肉厚７００μｍ等）は、従
来技術との違いを説明するために用いた参考的な値であ
り、実施例そのものを示すものではない。
【００２９】次に前記装置を用いて次のような本発明の
確認実験を行なった。先ず、テンプレートアッセンブリ
のブランク材１３にはガラスエポキシ材で外径φ３３５
ｍｍ、内径φ３０１．５ｍｍ、厚さ２．２７ｍｍ（ただ
し、これはシート状弾性体として１ｍｍのシリコンゴム
スポンジを用いた場合であり、シリコンゴムスポンジを
用いない場合や厚いものを使用する時にはウエーハが２
００μｍ程度突き出すように任意に調整している）のド
ーナツ型を用いて加工プレート４に貼り付けた。
確認実験を行なった。先ず、テンプレートアッセンブリ
のブランク材１３にはガラスエポキシ材で外径φ３３５
ｍｍ、内径φ３０１．５ｍｍ、厚さ２．２７ｍｍ（ただ
し、これはシート状弾性体として１ｍｍのシリコンゴム
スポンジを用いた場合であり、シリコンゴムスポンジを
用いない場合や厚いものを使用する時にはウエーハが２
００μｍ程度突き出すように任意に調整している）のド
ーナツ型を用いて加工プレート４に貼り付けた。
【００３０】ブランク材１３の穴部１３ａには、弾性体
として硬さ２５（ＳＲＩＳ−Ｃ）のシリコンゴムスポン
ジシート７をφ３００ｍｍ、肉厚１ｍｍの円形とし、そ
の上に、肉厚が５６０μｍポリウレタン樹脂多孔質体、
より具体的にはロデール社製Ｒ３０１バッキングパッド
６を介装させた。尚、ＳＲＩＳ−Ｃは、いわゆるアスカ
ーＣ硬度といわれるもので、ＪＩＳＫ６３０１に準じた
スプリング式硬さ試験機を用いて測定したものである。
又、シリコンゴムスポンジシート７はその見かけ比重が
０．２〜０．４ｇ／ｃｍ3 に設定された部材を用いる。
として硬さ２５（ＳＲＩＳ−Ｃ）のシリコンゴムスポン
ジシート７をφ３００ｍｍ、肉厚１ｍｍの円形とし、そ
の上に、肉厚が５６０μｍポリウレタン樹脂多孔質体、
より具体的にはロデール社製Ｒ３０１バッキングパッド
６を介装させた。尚、ＳＲＩＳ−Ｃは、いわゆるアスカ
ーＣ硬度といわれるもので、ＪＩＳＫ６３０１に準じた
スプリング式硬さ試験機を用いて測定したものである。
又、シリコンゴムスポンジシート７はその見かけ比重が
０．２〜０．４ｇ／ｃｍ3 に設定された部材を用いる。
【００３１】上記テンプレートアッセンブリを用いて、
図１（Ａ）に示すような工程で、直径３００ｍｍφ、ウ
エーハ中心厚さ７７５μｍ±２５μｍ、ＴＴＶ１．８μ
ｍ程度のエッチング後のウエーハを、約２μｍの取り代
になるように１００枚研磨したところ、研磨後のウエー
ハの取り代ＴＴＶは０．３μｍであり、取り代の均一度
を示す形状変化率（形状変化率＝取り代ＴＴＶ／平均取
り代×１００）が１５％以下の好ましい倣い研磨を行な
うことが出来た。（実施例１） ここで、取り代ＴＴＶとは、加工前のウエーハの面内複
数点の厚さを測定し、加工後に同一点を測定し、その差
より各点の取り代を求める。この面内の取り代のｍａｘ
値とｍｉｎ値の差を取り代ＴＴＶとした。以下に本発明
の他の実施例及び比較例を示すが、テンプレートアッセ
ンブリを変更した他は実施例１と同様なウエーハ及び研
磨条件で実施している。
図１（Ａ）に示すような工程で、直径３００ｍｍφ、ウ
エーハ中心厚さ７７５μｍ±２５μｍ、ＴＴＶ１．８μ
ｍ程度のエッチング後のウエーハを、約２μｍの取り代
になるように１００枚研磨したところ、研磨後のウエー
ハの取り代ＴＴＶは０．３μｍであり、取り代の均一度
を示す形状変化率（形状変化率＝取り代ＴＴＶ／平均取
り代×１００）が１５％以下の好ましい倣い研磨を行な
うことが出来た。（実施例１） ここで、取り代ＴＴＶとは、加工前のウエーハの面内複
数点の厚さを測定し、加工後に同一点を測定し、その差
より各点の取り代を求める。この面内の取り代のｍａｘ
値とｍｉｎ値の差を取り代ＴＴＶとした。以下に本発明
の他の実施例及び比較例を示すが、テンプレートアッセ
ンブリを変更した他は実施例１と同様なウエーハ及び研
磨条件で実施している。
【００３２】実施例１のシリコンゴムスポンジシートの
肉厚を２ｍｍに上げて、弾性体として硬さ３５（ＳＲＩ
Ｓ−Ｃ）のシリコンゴムスポンジシートを用いて１００
枚研磨したところ、取り代の均一度を示す形状変化率が
１０％以下と更に好ましい倣い研磨を行なうことが出来
た。（実施例２） そこで更に、上記シリコンゴムスポンジシートの肉厚を
３ｍｍに上げて、１００枚研磨した所、取り代の均一度
を示す形状変化率は１０％以下であったが、シリコンゴ
ムスポンジやバッキングパッドの偏りなどが発生し、安
定して研磨することができなかった。（比較例１）
肉厚を２ｍｍに上げて、弾性体として硬さ３５（ＳＲＩ
Ｓ−Ｃ）のシリコンゴムスポンジシートを用いて１００
枚研磨したところ、取り代の均一度を示す形状変化率が
１０％以下と更に好ましい倣い研磨を行なうことが出来
た。（実施例２） そこで更に、上記シリコンゴムスポンジシートの肉厚を
３ｍｍに上げて、１００枚研磨した所、取り代の均一度
を示す形状変化率は１０％以下であったが、シリコンゴ
ムスポンジやバッキングパッドの偏りなどが発生し、安
定して研磨することができなかった。（比較例１）
【００３３】次に実施例１のシリコンゴムスポンジシー
トについて、弾性体として硬さ１５（ＳＲＩＳ−Ｃ）の
シリコンゴムスポンジシートを用いて研磨を行なったと
ころ、１００枚研磨ウエーハの取り代の均一度を示す形
状変化率が２０％以下の好ましい倣い研磨を行なうこと
が出来た。（実施例３） 次に実施例１のシリコンゴムスポンジシートを用い、ロ
デール社製Ｒ３０１バッキング材の厚み３５０μｍのも
のを用いて、研磨を行なったところ、１００枚研磨ウエ
ーハの取り代の均一度を示す形状変化率が２０％以下の
好ましい倣い研磨を行なうことが出来た。（実施例４）
トについて、弾性体として硬さ１５（ＳＲＩＳ−Ｃ）の
シリコンゴムスポンジシートを用いて研磨を行なったと
ころ、１００枚研磨ウエーハの取り代の均一度を示す形
状変化率が２０％以下の好ましい倣い研磨を行なうこと
が出来た。（実施例３） 次に実施例１のシリコンゴムスポンジシートを用い、ロ
デール社製Ｒ３０１バッキング材の厚み３５０μｍのも
のを用いて、研磨を行なったところ、１００枚研磨ウエ
ーハの取り代の均一度を示す形状変化率が２０％以下の
好ましい倣い研磨を行なうことが出来た。（実施例４）
【００３４】次に実施例１のシリコンゴムスポンジシー
トを用い、ロデール社製Ｒ３０１バッキング材の厚み７
５０μｍのものを用いて、研磨を行なったところ、１０
０枚研磨ウエーハの取り代の均一度を示す形状変化率が
１５％以下の好ましい倣い研磨を行なうことが出来た。
（実施例５）
トを用い、ロデール社製Ｒ３０１バッキング材の厚み７
５０μｍのものを用いて、研磨を行なったところ、１０
０枚研磨ウエーハの取り代の均一度を示す形状変化率が
１５％以下の好ましい倣い研磨を行なうことが出来た。
（実施例５）
【００３５】次に図１（Ａ）に示すように、実施例１の
シリコンゴムスポンジシートを用い、ロデール社製Ｒ３
０１バッキング材の厚み１ｍｍのものを用いて、研磨を
行なったところ、１００枚研磨ウエーハの取り代の均一
度を示す形状変化率が２５％程度に大幅に上昇した。
（比較例２） これはシリコンゴムスポンジシートの効果が、あまり現
われなかったものと思料される。
シリコンゴムスポンジシートを用い、ロデール社製Ｒ３
０１バッキング材の厚み１ｍｍのものを用いて、研磨を
行なったところ、１００枚研磨ウエーハの取り代の均一
度を示す形状変化率が２５％程度に大幅に上昇した。
（比較例２） これはシリコンゴムスポンジシートの効果が、あまり現
われなかったものと思料される。
【００３６】最後に図１（Ｂ）に示すように特開平６−
２３６６４号のバッキング材の厚み２５０μｍのものを
用いて、同様な研磨を行なったところ、１００枚研磨ウ
エーハの取り代の均一度を示す形状変化率が５０％程度
に大幅に上昇した。（比較例３）
２３６６４号のバッキング材の厚み２５０μｍのものを
用いて、同様な研磨を行なったところ、１００枚研磨ウ
エーハの取り代の均一度を示す形状変化率が５０％程度
に大幅に上昇した。（比較例３）
【００３７】尚、今回の実施例は研磨前にラッピング・
エッチングを行なったウエーハを用いたが、平面研削後
のウエーハ、研磨前のＴＴＶの悪いウエーハを用いて
も、形状変化率が大幅に低減した。研磨代を増やしても
同様であった。従来のバッキングパッドを用いた倣い研
磨では、その厚みを１ｍｍ以上にしても形状変化率は２
０〜４０％であったが、「シート状弾性体とバッキング
パッド」の組合せからなる本願発明の場合は１０〜２０
％と、その形状変化率が大幅に低減できた。
エッチングを行なったウエーハを用いたが、平面研削後
のウエーハ、研磨前のＴＴＶの悪いウエーハを用いて
も、形状変化率が大幅に低減した。研磨代を増やしても
同様であった。従来のバッキングパッドを用いた倣い研
磨では、その厚みを１ｍｍ以上にしても形状変化率は２
０〜４０％であったが、「シート状弾性体とバッキング
パッド」の組合せからなる本願発明の場合は１０〜２０
％と、その形状変化率が大幅に低減できた。
【００３８】
【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、ウエ
ーハの形状を変えること無く、均一な取り代で研磨が可
能になり、特に形状変化率を１５％程度に安定して倣い
研磨を行なうことが出来る。このことにより、前工程で
高平坦度化されたウエーハをそのまま鏡面化できる。
ーハの形状を変えること無く、均一な取り代で研磨が可
能になり、特に形状変化率を１５％程度に安定して倣い
研磨を行なうことが出来る。このことにより、前工程で
高平坦度化されたウエーハをそのまま鏡面化できる。
【図１】本発明（Ａ）と従来技術（Ｂ）のテンプレート
アッセンブリを示す断面図と加工工程手順を示す作用図
である。
アッセンブリを示す断面図と加工工程手順を示す作用図
である。
【図２】本発明に適用される枚葉式ワックスレス化学機
械的研磨装置を示す全体図である。
械的研磨装置を示す全体図である。
４ 加工プレート ６ バッキングパッド ７ シリコンゴムスポンジシート １０ ウエーハ １３ ブランク材
Claims (7)
- 【請求項１】 回転する加工プレートに貼付けたブラン
ク材のドーナツ穴にバッキング材を介装させたテンプレ
ートアッセンブリでウエーハを研磨する研磨方法におい
て、 ブランク材のドーナツ穴へ略１〜２ｍｍの肉厚のシート
状弾性体を敷き、その上にバッキング材を介装させたテ
ンプレートアッセンブリでウエーハを研磨することを特
徴とする請求項１記載のウエーハ研磨方法。 - 【請求項２】 前記シート状弾性体の硬さがアスカーＣ
硬度で１５〜３５（ＳＲＩＳ−Ｃ）に設定された請求項
１記載のウエーハ研磨方法。 - 【請求項３】 前記シート状弾性体の見かけ比重が、
０．２〜０．４ｇ／ｃｍ3 に設定された請求項１若しく
は２記載のウエーハ研磨方法。 - 【請求項４】 前記シート状弾性体がスポンジ状の弾性
体である請求項１ないし３記載のウエーハ研磨方法。 - 【請求項５】 前記スポンジ状の弾性体がシリコンゴム
スポンジである請求項４記載のウエーハ研磨方法。 - 【請求項６】 前記バッキングパッドが、人工皮革シー
トやポリエステル繊維の不織布で形成され、その厚みを
前記ウエーハの肉厚偏差より大で、かつシート状弾性体
の厚みより小さく設定した請求項１ないし５記載のウエ
ーハ研磨方法。 - 【請求項７】 請求項６記載のバッキングパッドの厚み
が、３００〜８００μｍに設定されたウエーハ研磨方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11600398A JP3820432B2 (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | ウエーハ研磨方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11600398A JP3820432B2 (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | ウエーハ研磨方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11291163A true JPH11291163A (ja) | 1999-10-26 |
| JP3820432B2 JP3820432B2 (ja) | 2006-09-13 |
Family
ID=14676439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11600398A Expired - Lifetime JP3820432B2 (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | ウエーハ研磨方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3820432B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009088456A (ja) * | 2007-10-03 | 2009-04-23 | Toray Ind Inc | バッキング材ならびに被研磨加工物の保持材、および保持材を用いた半導体の研磨方法ならびに半導体ウエーハ |
| CN102875769A (zh) * | 2011-07-15 | 2013-01-16 | 株式会社Lg化学 | 聚氨酯树脂组合物及聚氨酯支撑垫片 |
| CN103890096A (zh) * | 2011-08-17 | 2014-06-25 | 株式会社Lg化学 | 支撑垫用聚氨酯树脂组合物及使用该组合物的聚氨酯支撑垫 |
-
1998
- 1998-04-10 JP JP11600398A patent/JP3820432B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009088456A (ja) * | 2007-10-03 | 2009-04-23 | Toray Ind Inc | バッキング材ならびに被研磨加工物の保持材、および保持材を用いた半導体の研磨方法ならびに半導体ウエーハ |
| CN102875769A (zh) * | 2011-07-15 | 2013-01-16 | 株式会社Lg化学 | 聚氨酯树脂组合物及聚氨酯支撑垫片 |
| JP2013023691A (ja) * | 2011-07-15 | 2013-02-04 | Lg Chem Ltd | ポリウレタン樹脂組成物およびポリウレタン支持パッド |
| CN103890096A (zh) * | 2011-08-17 | 2014-06-25 | 株式会社Lg化学 | 支撑垫用聚氨酯树脂组合物及使用该组合物的聚氨酯支撑垫 |
| CN103890096B (zh) * | 2011-08-17 | 2016-04-20 | 株式会社Lg化学 | 支撑垫用聚氨酯树脂组合物及使用该组合物的聚氨酯支撑垫 |
| US9745468B2 (en) | 2011-08-17 | 2017-08-29 | Lg Chem, Ltd. | Polyurethane resin composition for support pad and polyurethane support pad using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3820432B2 (ja) | 2006-09-13 |
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