JPH0549253U

JPH0549253U - 半導体ウェーハの研磨機

Info

Publication number: JPH0549253U
Application number: JP10597591U
Authority: JP
Inventors: 毅木村; 憲治富沢
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1991-11-29
Filing date: 1991-11-29
Publication date: 1993-06-29

Abstract

(57)【要約】【目的】研磨液がウェーハと研磨布の間に均等に供給
されるウェーハの研磨機を提供することである。【構成】研磨液がキャリヤープレートを押圧する軸を
経由せずに供給され、そして好ましくは、キャリヤープ
レートが軸と自在ジョイントを介して押圧されるように
構成した。【効果】ウェーハの押圧が自在ジョイントを介して行
われても、研磨液が円滑に供給され、厚さが一様で、且
つ平坦度が良好なウェーハが得られる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は半導体ウェーハ研磨機に関するものである。更に詳しくは、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ及びＳｉ等の半導体ウェーハを鏡面に研磨する半導体ウェーハ研磨機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

半導体ウェーハ（以下単にウェーハと言う）は種々のデバイス用基板として使用される。デバイスメーカーに供給される鏡面ウェーハに仕上げるまでの加工工程をＧａＡｓを例に取り説明する。先ず、液体封止チョクラルスキー法等により引き上げられた円柱状のＧａＡｓ単結晶を外周研削して所定の径に仕上げ、続いて内周刃スライサーによって所定の厚さのウェーハに切り出す。次に外周の面取りを行い、後の加工工程及びデバイスプロセスにおける破損を防ぐためウェーハ端部の強度を増す。次にスライス時のソーマークの除去及びウェーハの厚さを揃えるためにラッピングが行われ、その後エッチングによって表面の加工変質層が除去され研磨工程に引き継がれる。デバイス及びデバイスプロセスの要件により異なる工程を経由するが、最終的にウェーハはキャリヤープレートに貼付され、片面仕上げ研磨がウェーハ加工の最終工程となる。

【０００３】ウェーハの厚さの一様性及び研磨面の平坦度は半導体デバイス用基板として、特に厳しい規格が設定されている。良好なウェーハを得るためには、研磨時に各ウェーハと研磨布との間に研磨材の懸濁した研磨液が均等に供給されることは、研磨圧、回転速度等と共に極めて重要であり、従来より研磨液供給に関する研究がなされている。

【０００４】特開平２−１５２７７０号公報には、回転機構を有する定盤上に研磨布が設けられ、該研磨布と当接し、定盤の回転により摺動回転する複数の研磨プレートに取付られた複数のウェハを研磨するウェハ研磨装置において、定盤の中心に研磨液供給管を設けると共に、複数の研磨プレートの中心に研磨液供給管を設けたことを特徴とするウェハ研磨装置が開示されている。これを図１０により説明すれば次の通りである。円形の研磨布２は大きな円盤状の研磨定盤３の面に貼設されている。ウェーハ１は円盤状のキャリヤープレート４にワックス９により貼付され、キャリヤープレート４がキャリヤープレート受け５に回動自在に上から支持されている。キャリヤープレート受け５と係合し、押圧する軸６は研磨定盤３の回転軸３ａと異なる軸位置に固定され、回転するキャリヤープレート受け５を支持する。キャリヤープレート４の下に位置する研磨定盤３が回転軸３ａを中心に強制的に回転される。そうするとキャリヤープレート４は軸６を中心として倣い回転し、ウェーハ１は研磨布２上を摺動するようになっている。この際、ウェーハ１と研磨布２との間には軸６を介して所定の負荷が課せられる。研磨液供給管７は研磨定盤３の中央上部と、キャリヤープレート受け５と係合し押圧する軸６の中央部に貫通して設けられ、研磨液８は研磨定盤３の中央及びキャリヤープレート４の中央において供給される。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

特開平２−１５２７７０号公報に開示されたウェハ研磨装置は、図１０に示したように研磨液８をキャリヤープレート４の中央において供給するためには、研磨液供給管７を軸６の中央部を貫通させ、キャリヤープレート受け５とキャリヤープレート４の中央に開口しなければならない。そのため軸６とキャリヤープレート受け５の係合部に貫通孔を設けるために、装置の構造上大きな制約を受けると言う問題が生じていた。特に軸６とキャリヤープレート受け５の係合を自在ジョイントにより行い、軸６からの押圧力がウェーハ１と研磨布２の間に均等に負荷されるような機構を有する装置においては、従来の研磨液供給管７の適用は不可能であった。

【０００６】本考案は上記の課題に鑑み、研磨液がキャリヤープレートを押圧する軸を経由せずにウェーハと研磨布の間に均等に供給されるウェーハの研磨機を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、軸を中心に回転する研磨定盤に貼設された研磨布に、押圧固定軸を中心に回転するキャリヤープレートに、少なくも２枚以上貼付けられた半導体ウェーハを研磨液の存在下に押圧摺動して研磨する半導体ウェーハ研磨機において、キャリヤープレートには上面の中央部でない位置に研磨液の流入する凹部、及び凹部より下面に貫通し研磨液を吐出する管が設けられている半導体ウェーハの研磨機を構成した。又は、キャリヤープレートはキャリヤープレート受けを介して押圧され、キャリヤープレート受けには上面の中央部でない位置に研磨液の流入する凹部、及び凹部より下面に貫通する孔が設けられ、キャリヤープレートには孔に対向し、上面より下面に貫通して研磨液を吐出する管が設けられている半導体ウェーハの研磨機を構成した。又は、キャリヤープレートはパッキンを介在し、且つキャリヤープレート受けを介して押圧され、キャリヤープレート受けには上面の中央部でない位置に研磨液の流入する凹部、及び凹部より下面に貫通する孔が設けられ、パッキンには孔に対向し、上面より下面に貫通する空隙部が設けられ、キャリヤープレートには空隙部に対向し、上面より下面に貫通し研磨液を吐出する管が設けられている半導体ウェーハの研磨機を構成した。そして好ましくは、キャリヤープレート又はキャリヤープレート受けが押圧固定軸と自在ジョイントにより係合するように構成した。

【０００８】

【作用】

研磨液がキャリヤープレートを押圧する軸を経由せずに、研磨液がウェーハと研磨布の間に均等に供給される。

【０００９】

【実施例】

本考案の第１の実施例を図１〜図５により説明する。図１は研磨機の側断面部分図、図２はウェーハの貼付されたキャリヤープレートの平面図、図３はキャリヤープレート受けの平面図、図４はパッキンの平面図、図５はウェーハの貼付されたキャリヤープレートの側断面図である。円形の研磨布２は直径７８０ｍｍの円盤状の研磨定盤３の面に貼設されている。ウェーハ１は直径７６ｍｍ、厚さ０．７ｍｍで、円盤状のキャリヤープレート４にワックス９により４枚貼付され、キャリヤープレート４がキャリヤープレート受け５と一体化して回動するように上から支持されている。キャリヤープレート４とキャリヤープレート受け５との間には円環状のパッキン１２が挿入されている。

【００１０】キャリヤープレート受け５と係合し、押圧する軸６は研磨定盤３の回転軸３ａと異なる軸位置に固定され、自在ジョイント１３により回転するキャリヤープレート受け５を支持する。自在ジョイント１３はキャリヤープレート受け５の上面中央に設けられた凹部（不図示）と軸６との間がベアリング方式になっており、これにより高速回転可能とし、高能率に研磨を進行させるためである。キャリヤープレート４の下に位置する研磨定盤３が回転軸３ａを中心に強制的に回転される。そうするとキャリヤープレート４は軸６を中心として倣い回転し、ウェーハ１は研磨布２上を摺動するようになっている。この際、ウェーハ１と研磨布２との間には軸６を介して所定の負荷が課せられる。軸６は４本が一般的であるが、１軸乃至２軸の機構でもよい。

【００１１】研磨液８を供給する研磨液供給管７はキャリヤープレート受け５の上方に設けられ、キャリヤープレート受け５の上面に円周状に刻設された溝１０に対向している。キャリヤープレート受け５には上面の溝１０より下面に貫通して複数の孔１１が設けられている。孔１１に対向して円環状のパッキン１２には中央の欠円部があり、流通空間１４を形成している。キャリヤープレート４の中央に研磨液の吐出する孔１５が設けられている。

【００１２】次に研磨の動作に付いて説明する。ウェーハ１をキャリヤープレート４にワックス９により４枚貼付し、研磨液８を研磨液供給管７より５０ｍｌ／ｍｉｎ供給し、研磨定盤３を４０ｒｐｍで回転するとウェーハ１は研磨布２上を摺動し研磨され、その間キャリヤープレート４は約４０ｒｐｍで倣い回転する。パッキン１２を介しキャリヤープレート受け５が回転する。

【００１３】研磨液８は研磨液供給管７からキャリヤープレート受け５の溝１０に流下し、孔１１を通過してパッキン１２中央の流通空間１４に出て、しかる後キャリヤープレート４の孔１５から流出し、ウェーハ１と研磨布２に供給され研磨が行われ、図５に示す研磨前のウェーハ１ａは研磨後のウェーハ１ｂと一様に研磨が進み、平滑な平坦度の良い研磨面が得られる。

【００１４】本考案の第２の実施例を図６及び図７により説明する。図６は研磨機の側断面部分図、図７はウェーハの貼付されたキャリヤープレートの平面図である。第１の実施例と同一又は類似の点は説明を省略する。本実施例は、キャリヤープレート４とキャリヤープレート受け５との間にパッキン１２が挿入されていない。

【００１５】キャリヤープレート受け５の上面には溝１０が、又上面より下面に貫通して複数の孔１１が中央から離れた位置に設けられている。孔１１に対向してキャリヤープレート４に研磨液の吐出する孔１５が複数設けられている。

【００１６】研磨の際、研磨液８は研磨液供給管７からキャリヤープレート受け５の溝１０に流下し、孔１１を通過し、しかる後キャリヤープレート４の孔１５から流出し、ウェーハ１と研磨布２に供給され研磨が行われる。孔１５が中央から離れた位置に複数あり複数のウェーハ１に研磨液８が均等に供給され、平滑な平坦度の良い研磨面が得られる。

【００１７】本考案の第３の実施例を図８及び図９により説明する。図８は研磨機の側断面部分図、図９はウェーハの貼付されたキャリヤープレートの平面図である。第１の実施例と同一又は類似の点は説明を省略する。本実施例は、キャリヤープレート４がキャリヤープレート受け５を介さず直接軸６により押圧される。

【００１８】キャリヤープレート４の上面には溝１０ａが、又上面より下面に貫通して研磨液の吐出する孔１５が設けられている。孔１５の開口部は大きくほぼ四角形をしてウェーハ１を囲うように形成されている。

【００１９】研磨の際、研磨液８は研磨液供給管７からキャリヤープレート４の溝１０ａに流下し、孔１５から流出し、ウェーハ１と研磨布２に供給され研磨が行われる。孔１５が大きくほぼ四角形でありウェーハ１を囲うように形成されていて、４枚のウェーハ１に研磨液８が均等に供給され、平滑な平坦度の良い研磨面が得られる。

【００２０】ＧａＡｓの直径７６ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのウェーハを使用し、上記３実施例の研磨機により各２０枚研磨を行った。ウェーハの全面の平均研磨量は３０μｍであった。

【００２１】研磨面各２０枚のＴ．Ｔ．Ｖ．、Ｔａｐｅｒ及びＬ．Ｔ．Ｖ．の平均値は次の範囲にあり良好であった。ウェーハを基準平面に吸着した状態でのウェーハ高さの最大値と最小値の差（Ｔ．Ｔ．Ｖ．）は１．２〜２．７μｍ、基準平面に吸着した状態でのウェーハ高さの最小自乗平面の傾き（Ｔａｐｅｒ）は０．５〜１．２μｍ、基準平面に吸着した状態でのウェーハの任意の径１５ｍｍ角内領域におけるウェーハ高さの最大値と最小値の差（Ｌ．Ｔ．Ｖ．）は０．６〜１．１μｍであった。

【００２２】

【考案の効果】

以上説明したように本考案により、研磨液がキャリヤープレートを押圧する軸を経由せず、ウェーハと研磨布の間に均等に供給され、厚さが一様で、且つ平坦度が良好なウェーハが得られる。そしてウェーハの押圧が自在ジョイントを介して行うことも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の研磨機の側断面部分図である。

【図２】第１の実施例のウェーハの貼付されたキャリヤ
ープレートの平面図である。

【図３】第１の実施例のキャリヤープレート受けの平面
図である。

【図４】第１の実施例のパッキンの平面図である。

【図５】第１の実施例のウェーハの貼付されたキャリヤ
ープレートの側断面図である。

【図６】第２の実施例の研磨機の側断面部分図である。

【図７】第２の実施例のウェーハの貼付されたキャリヤ
ープレートの平面図である。

【図８】第３の実施例の研磨機の側断面部分図である。

【図９】第３の実施例のウェーハの貼付されたキャリヤ
ープレートの平面図である。

【図１０】従来の研磨機の側断面部分図である。

【符号の説明】

１．．．ウェーハ、２．．．研磨布、３．．．研磨
定盤、３ａ．．．回転軸、４．．．キャリヤープレー
ト、５．．．キャリヤープレート受け、６．．．
軸、７．．．研磨液供給管、８．．．研磨液、９．．．
ワックス、１０．．．溝、１１．．．孔、１２．．．パ
ッキン、１２．．．パッキン、１３．．．自在ジョイン
ト、１４．．．流通空間、１５．．．孔、

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】軸を中心に回転する研磨定盤に貼設され
た研磨布に、押圧固定軸を中心に回転するキャリヤープ
レートに少なくも２枚以上貼付けられた半導体ウェーハ
を研磨液の存在下に押圧摺動して研磨する半導体ウェー
ハ研磨機において、該キャリヤープレートに上面の中央部でない位置に研磨
液の流入する凹部、及び該凹部より下面に貫通し研磨液
を吐出する管が設けられていることを特徴とする半導体
ウェーハの研磨機。
【請求項２】該キャリヤープレートに上面の中央部で
ない位置に研磨液の流入する凹部、及び該凹部より下面
に貫通し研磨液を吐出する管が設けられていることに代
え、該キャリヤープレートはキャリヤープレート受けを介し
て押圧され、該キャリヤープレート受けには上面の中央
部でない位置に研磨液の流入する凹部、及び該凹部より
下面に貫通する孔が設けられ、該キャリヤープレートに
は該孔に対向し、上面より下面に貫通して研磨液を吐出
する管が設けられていることを特徴とする請求項１に記
載された半導体ウェーハの研磨機。
【請求項３】該キャリヤープレートに上面の中央部で
ない位置に研磨液の流入する凹部、及び該凹部より下面
に貫通し研磨液を吐出する管が設けられていることに代
え、該キャリヤープレートはパッキンを介在し、且つキャリ
ヤープレート受けを介して押圧され、該キャリヤープレ
ート受けには上面の中央部でない位置に研磨液の流入す
る凹部、及び該凹部より下面に貫通する孔が設けられ、
該パッキンには該孔に対向し、上面より下面に貫通する
空隙部が設けられ、該キャリヤープレートには該空隙部
に対向し、上面より下面に貫通し研磨液を吐出する管が
設けられていることを特徴とする請求項１に記載された
半導体ウェーハの研磨機。
【請求項４】該キャリヤープレートが該押圧固定軸と
自在ジョイントにより係合することを特徴とする請求項
１に記載された半導体ウェーハの研磨機。
【請求項５】該キャリヤープレート受けが該押圧固定
軸と自在ジョイントにより係合することを特徴とする請
求項２及び３に記載された半導体ウェーハの研磨機。