JPH11265928A - ウェハ貼付けプレートとそれを用いた半導体ウェハの研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウェハの裏面に微小なクラックを生ず
るのを防止することができ、研磨後の半導体ウェハの強
度の低下を防止することが可能なウェハ貼付けプレート
と、それを用いた半導体ウェハの研磨方法を提供する。 【解決手段】 ウェハ貼付けプレート１は、半導体ウェ
ハ２を貼付ける面の表面粗さがＲａで０．０００１μｍ
以上０．１μｍ以下である。半導体ウェハの研磨方法
は、表面粗さがＲａで０．０００１μｍ以上０．１μｍ
以下のウェハ貼付けプレート１の貼付け面に半導体ウェ
ハ２を貼付けて半導体ウェハ２の表面を研磨する方法で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、一般的には半導
体ウェハを研磨する際に用いられるウェハ貼付けプレー
トと、そのウェハ貼付けプレートを用いて半導体ウェハ
を研磨する方法に関し、特定的には、携帯電話機用半導
体装置等の基板に用いられる半導体ウェハを研磨する際
に用いられるウェハ貼付けプレートと、それを用いた半
導体ウェハの研磨方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、たとえば、特開平７−３７８４４
号公報に示されているように、半導体ウェハ（以下、ウ
ェハと称する）の片面を研磨する際、ウェハを貼付けプ
レート（上記公報ではブロックと呼ばれている）にワッ
クスで接着した状態でウェハの片面の研磨が行なわれて
いた。このとき、ウェハ貼付けプレートとしては、アル
ミナまたは炭化ケイ素（ＳｉＣ）のセラミックス板の表
面を研削仕上げ加工したもの、またはラッピング仕上げ
加工したもの（表面粗さがＲａで０．３μｍ程度）が用
いられてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】半導体ウェハ、特にガ
リウム−ヒ素（ＧａＡｓ）、インジウム−リン（Ｉｎ
Ｐ）等の化合物半導体ウェハは、脆性材料であり、かつ
極めて強い劈開性を有するため、表面に微小なクラック
が存在する場合、非常に簡単に破壊することが知られて
いる。

【０００４】一方、近年、携帯電話機等に用いられる半
導体集積回路装置（ＩＣ）が量産化されるにつれて、半
導体ウェハの表面に対して厳しい平坦度が要求されてい
る。これは、半導体ウェハの表面の平坦度が、半導体装
置の製造工程、特に露光工程での製造歩留りに大きく影
響を与えるからである。具体的には、半導体ウェハの厚
み６００μｍに対してウェハの全表面にわたって厚みの
ばらつきが±２μｍ以下であるという平坦度が要求され
ている。また、半導体ウェハの両面の表面粗さはＲａで
０．０００１μｍ以上０．００１μｍ以下であることが
要求されている。

【０００５】半導体ウェハの表面の平坦度を悪化させる
原因の１つとして、半導体ウェハを貼付けプレートに接
着するのに用いられるワックスの厚みのばらつきが挙げ
られる。このワックスの厚みのばらつきを低減するため
の方法として、一般的にワックスの厚みを薄く、たとえ
ば、１μｍ以下にすることが行なわれている。

【０００６】しかしながら、ワックスの厚みを薄くする
と、貼付けプレートの表面に存在する凸部と半導体ウェ
ハの表面とが直接接触することになる。その結果、貼付
けプレートに接着される側の半導体ウェハの表面に微小
なクラックが生じる場合があった。これにより、半導体
ウェハの強度が著しく低下するという問題点があった。

【０００７】半導体ウェハの強度が低下すると、半導体
装置の製造工程、特にウェハプロセスの真空吸着処理や
加熱処理等において半導体ウェハが割れる可能性があっ
た。

【０００８】そこで、この発明は、上記の問題点を解消
するとともに、研磨する際にウェハの表面に微小なクラ
ックが生じるのを防止することが可能なウェハ貼付けプ
レートと、それを用いた半導体ウェハの研磨方法を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に従ったウェハ
貼付けプレートは、半導体ウェハを貼付ける面の表面粗
さがＲａで０．０００１μｍ以上０．１μｍ以下であ
る。

【００１０】半導体ウェハを貼付ける面の表面粗さを限
定した範囲に規定することにより、貼付けプレートに接
着される側のウェハの表面に微小なクラックが発生する
のを防止することができる。その結果、ウェハの強度が
低下するのを防止することができるので、そのウェハを
用いて半導体装置を製造する工程、特に真空吸着処理や
加熱処理等を伴う工程においてウェハが破損するのを防
止することができる。

【００１１】半導体ウェハを貼付ける面の表面粗さがＲ
ａで０．１μｍを超えた貼付けプレートを用いてウェハ
を研磨すると、ウェハの強度が研磨前より低下する。半
導体ウェハを貼付ける面の表面粗さを小さくすればする
ほど、ウェハの表面に微小なクラックが発生するのをよ
り効果的に防止することができるが、Ｒａで０．０００
１μｍ未満に貼付けプレートの表面粗さを小さくするこ
とは困難である。したがって、工業的に実現できる表面
粗さとしてＲａで０．０００１μｍ以上０．１μｍ以下
の範囲が選ばれている。

【００１２】好ましくは、本発明に従ったウェハ貼付け
プレートは、石英ガラス、またはセラミックスの表面に
ガラスを焼付けた材料からなる。

【００１３】本発明に従った半導体ウェハの研磨方法
は、表面粗さがＲａで０．０００１μｍ以上０．１μｍ
以下のウェハ貼付けプレートの貼付け面に半導体ウェハ
を貼付けて半導体ウェハの表面を研磨する方法である。

【００１４】上記の半導体ウェハの研磨方法において、
半導体ウェハの表面を鏡面に仕上げてもよい。また、鏡
面に加工された半導体ウェハの表面をさらに仕上げ研磨
する際に、上記の半導体ウェハの研磨方法を採用しても
よい。いずれの研磨においても、限定された範囲の表面
粗さを有するウェハ貼付けプレートを用いることによ
り、ウェハの表面に微小なクラックが発生するのを防止
することができ、その結果、ウェハの強度の低下を防止
することができる。

【００１５】また、本発明の半導体ウェハの研磨方法を
ガリウム−ヒ素（ＧａＡｓ）またはインジウム−リン
（ＩｎＰ）の化合物半導体からなる半導体ウェハの研磨
に用いるのが好ましい。このような化合物半導体ウェハ
は、極めて強い劈開性を有し、かつ脆性破壊を引き起こ
しやすいため、本発明の研磨方法を採用することによ
り、ウェハの強度の低下をより効果的に防止することが
可能になる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の半導体ウェハ
の研磨方法の一実施形態として用いられるワックスマウ
ントバッチ式片面研磨方法を模式的に示す断面図であ
る。図１に示すように、ガラスやセラミックス等の貼付
けプレート１に複数枚のウェハ２をワックス３で接着す
る。このようにしてウェハ２が保持された貼付けプレー
ト１を研磨パッド（布）５が貼られた定盤４の上に置
く。この状態でトップリング６に荷重をかけてウェハ２
を加圧して、定盤４を矢印Ｒで示す方向に回転させると
ともに、トップリング６を矢印Ｒ₁ ，Ｒ₂ で示す方向に
回転させながら、ウェハ２の片面を研磨する。このと
き、研磨パッド５の表面上に研磨スラリー（研磨材）７
を供給する。

【００１７】図２は、ウェハ２が保持された貼付けプレ
ート１の断面を拡大して示す図である。図２で示す断面
は、図１で示す断面と上下方向が逆になっている。図２
に示すように、複数枚のウェハ２がワックス３で貼付け
プレート１の表面に貼付けられている。

【００１８】図３と図４は、図２において貼付けプレー
ト１とウェハ２の接着状態を拡大して示す部分断面図で
ある。

【００１９】図３に示すように、従来の貼付けプレート
１の表面には、高さが１μｍ程度の突起部１１が存在す
る。ワックス３の厚みを薄くすると、この突起部１１が
ワックス３の層を突き破り、ウェハ２の貼付け面（裏
面）２２に突き刺さる。その結果、ウェハ２の貼付け面
２２に微小なクラック２３が生ずる。

【００２０】これに対して、図４に示すように、貼付け
プレート１の表面が鏡面状態程度までに仕上げ加工され
ていると、具体的にはその表面粗さがＲａで０．０００
１μｍ以上０．１μｍ以下であると、ウェハ２の貼付け
面（裏面）２２と貼付けプレート１の表面との間に確実
にワックス３の層が存在する。ワックス３の層を薄くし
ても、ウェハ２の貼付け面２２と貼付けプレート１の表
面との間の固体接触を防止することができる。その結
果、ウェハ２の仕上げ面（表面）２１を粗面から鏡面状
態にするまでの研磨、または鏡面状態から、表面粗さや
平坦度の改善や研磨スクラッチの除去を目的としてさら
に仕上げ研磨の加工を施すためにウェハ２を加圧して
も、ウェハ２の貼付け面２２に微小なクラックが発生す
るのを防止することができる。

【００２１】

【実施例】図１に示すように、予め両面を鏡面状態に加
工した厚みが６００±２５μｍ、直径が３インチのガリ
ウム−ヒ素（ＧａＡｓ）化合物半導体ウェハ２を、表面
粗さの異なる複数枚の貼付けプレート１にロジン系のワ
ックス３で貼付けた。このとき、貼付けプレート１の材
質は石英ガラスであった。図１に示される装置を用いて
ウェハ２の片面を鏡面状態から仕上げ研磨した。

【００２２】研磨後、ウェハの強度を測定した。ウェハ
の強度測定は図５に示されるようにして行なわれた。ウ
ェハ２の貼付け面２２が下方に位置するように樹脂製の
凹面皿８の上に設置した。この状態でウェハ２の仕上げ
面２１の中央に下向きに荷重Ｐを加えていき、ウェハ２
が破壊する荷重を荷重計９で測定した。なお、両面を同
時に鏡面加工した状態のウェハの強度は１０ｋｇ以上で
あった。

【００２３】図６は、仕上げ研磨の際に用いられた貼付
けプレート２の表面粗さＲａと、上記のようにして測定
された仕上げ研磨後のウェハ強度（ｋｇｆ）との関係を
示す図である。図６に示すように、表面粗さＲａが０．
３程度である貼付けプレートを用いて仕上げ研磨を行な
うと、ウェハの強度は大幅に低下することがわかる。ま
た、表面粗さＲａが０．１μｍ程度の貼付けプレートを
用いて仕上げ研磨を行なうと、仕上げ研磨後のウェハの
強度の低下が若干小さくなることがわかる。さらに、表
面粗さＲａが０．１μｍ以下の貼付けプレートを用いて
仕上げ研磨を行なうと、仕上げ研磨前、すなわち両面を
同時に鏡面加工したままの状態のウェハと同等の強度を
有するウェハを得ることができた。

【００２４】なお、上記の実施例では、鏡面加工した状
態のウェハを用いてさらに仕上げ研磨した後のウェハの
強度について効果を確認したが、貼付けプレートを用い
て粗面から鏡面状態にウェハを研磨しても、その研磨後
において上記と同様の効果を確認した。

【００２５】以上に開示された実施の形態と実施例はす
べての点で例示的に示すものであり、制限的なものでは
ないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の
実施の形態や実施例ではなく、特許請求の範囲によって
示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での
すべての修正や変形を含むものと解釈されるべきであ
る。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のウェハ貼
付けプレートを用いた片面研磨後のウェハの強度が向上
するため、研磨工程でのウェハの割れによる不良が低減
することができるだけでなく、その後の半導体装置の製
造工程での割れの大幅低減による歩留の向上、設備の稼
動率の向上、清掃等にかかる人件費の低減、さらには、
割れによって発生する多量の粉塵や破片による半導体装
置の製造工程、設備、および隣接するウェハに与える二
次的な悪影響を防止することができ、半導体装置の製造
工程の安定化に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態として半導体ウェハの研磨
方法を概念的に示す断面図である。

【図２】ウェハが保持された貼付けプレートを示す断面
図である。

【図３】従来の貼付けプレートを用いた場合の貼付けプ
レートとウェハとの間の接着状態を示す拡大断面図であ
る。

【図４】本発明の貼付けプレートを用いた場合の貼付け
プレートとウェハとの間の接着状態を示す拡大部分断面
図である。

【図５】本発明の実施例で用いられたウェハの強度を測
定する方法を概念的に示す図である。

【図６】本発明の実施例で測定された、貼付けプレート
の表面粗さとウェハの強度との関係を示す図である。

【符号の説明】

１ 貼付けプレート ２ ウェハ ３ ワックス ２１ 仕上げ面 ２２ 貼付け面

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウェハを貼付ける面の表面粗さが
   Ｒａで０．０００１μｍ以上０．１μｍ以下である、ウ
   ェハ貼付けプレート。
2. 【請求項２】 当該プレートは、石英ガラス、またはセ
   ラミックスの表面にガラスを焼付けた材料からなる、請
   求項１に記載のウェハ貼付けプレート。
3. 【請求項３】 表面粗さがＲａで０．０００１μｍ以上
   ０．１μｍ以下のウェハ貼付けプレートの貼付け面に半
   導体ウェハを貼付けて半導体ウェハの表面を研磨する、
   半導体ウェハの研磨方法。
4. 【請求項４】 前記半導体ウェハの表面を鏡面に仕上げ
   る、請求項３に記載の半導体ウェハの研磨方法。
5. 【請求項５】 鏡面に加工された前記半導体ウェハの表
   面をさらに仕上げ研磨する、請求項３に記載の半導体ウ
   ェハの研磨方法。
6. 【請求項６】 前記半導体ウェハは、ガリウム−ヒ素ま
   たはインジウム−リンの化合物半導体からなる、請求項
   ３に記載の半導体ウェハの研磨方法。