JPH1145867A - 半導体ウエーハ研磨用治具の作製方法および作製装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バッキングパッドに皺がなく、かつ、バッキ
ングパッド・研磨プレート間に空気溜まりがない大直径
の半導体ウエーハ研磨用治具を簡単、かつ短時間の作業
で作製する。 【解決手段】 半導体ウエーハ保持用のバッキングパッ
ドを研磨プレートに接着した構造の半導体ウエーハ研磨
用治具を作製する方法において、研磨プレート１のバッ
キングパッド接着面に接着剤２を塗布した後、シート状
弾性部材４ａを弛み・伸びがなく且つ高平坦な状態と
し、この状態を維持し且つ弾性部材４ａと研磨プレート
１の接着剤塗布面とを互いに平行に維持したまま弾性部
材４ａを研磨プレート１に圧接させることにより接着し
て研磨用治具とする。弾性部材４ａとしては例えば、プ
ラスチック製の多孔質フィルムであって、３次元的に連
通し且つ当該フィルムの上下両面に延びている微細な気
泡を多数有するものを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研磨プレートに半
導体ウエーハ保持用のバッキングパッドを接着した半導
体ウエーハ研磨用治具を作製する方法および装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】最近、半導体ウエーハの鏡面研磨（化学
的機械的研磨）装置として、研磨プレートに保持された
バッキングパッドの片面にシリコンウエーハ、ＧａＡｓ
ウエーハ等の半導体ウエーハを水貼りにより保持してワ
ックスレス法により研磨するものが採用されてきた。

【０００３】図１１は、鏡面研磨装置の従来例を示して
いる。この研磨装置７１は、複数枚の半導体ウエーハＷ
を同時に研磨するバッチ式研磨装置であり、研磨荷重
（ヘッド）７２と、テンプレート７３と、定盤７５とを
備えて構成されている。テンプレート７３は研磨プレー
ト７６と、バッキングパッド７７と、テンプレートブラ
ンク７８とを積層して構成されている。７７ａはバッキ
ングパッド７７のウエーハ保持面であり、７８ａはテン
プレートブランク５８に複数形成された、ウエーハ挿入
用の円形貫通孔である。

【０００４】バッキングパッド７７は研磨プレート７６
に接着されて研磨用治具を構成し、この研磨用治具は適
宜の固定部材によって研磨荷重７２（ヘッド）に固定さ
れている。また、テンプレートブランク７８はバッキン
グパッド７７に、研磨パッド７４は定盤７５に、それぞ
れ接着剤により固定されている。本発明は、上記のよう
にバッキングパッドを研磨プレートに接着した構造の半
導体ウエーハ研磨用治具の作製方法および装置に係わる
ものである。

【０００５】上記研磨装置により半導体ウエーハの鏡面
研磨を行うに際しては、準備操作として、半導体ウエー
ハＷをテンプレートブランク７８の円形貫通孔７８ａに
挿入し、水貼りによりバッキングパッド７７のウエーハ
保持面７７ａで保持する。ついで、研磨荷重（ヘッド）
７２を降下させ、半導体ウエーハＷの被研磨面を研磨パ
ッド７４に押圧させ、この状態で、微細な砥粒を含む研
磨液を供給するとともに、研磨荷重（ヘッド）７２を研
磨パッド７４に対して自転および公転させながら、複数
枚の半導体ウエーハＷを同時に鏡面研磨する。

【０００６】バッチ式研磨装置に限らず、枚葉式研磨装
置においても、上記半導体ウエーハ研磨用治具では、バ
ッキングパッドが皺のない状態で研磨プレートに接着し
ており、かつ、バッキングパッド・研磨プレート間に空
気層が残留しておらず密着していることが重要である。

【０００７】これらの条件が同時に満たされない場合に
は、高平坦度の鏡面研磨ウエーハを得るのは難しかっ
た。すなわち、研磨前ウエーハの上下面がそれぞれ殆ど
一つの平面に合致し、かつ上下面が互いに平行（厚さが
均一で、しかも反りなどがない）になっていても、この
状態を維持して鏡面研磨することは困難であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来、上記構造の半導
体ウエーハ研磨用治具を作製する場合、シート状のバッ
キングパッドの表面に両面テープを接着し、この両面テ
ープと研磨プレートの表面との間隙の空気を手作業で少
しずつ追い出しながら、バッキングパッドを研磨プレー
トに接着していた。

【０００９】ところが、最近は大口径ウエーハをバッチ
式に研磨する傾向にあり、バッキングパッドの直径が例
えば約５００ｍｍ〜１ｍと大型化してきた。このため、
上記脱気を充分に行うとともに、皺が発生することなく
バッキングパッド材料を接着するには熟練を要するだけ
でなく、作業が面倒となり、しかも時間がかかるという
問題が発生した。

【００１０】本発明は上記問題点に鑑みなされたもの
で、その目的は、バッキングパッドに皺がなく、かつ、
バッキングパッド・研磨プレート間に空気溜まりのない
大直径の半導体ウエーハ研磨用治具を容易、かつ短時間
の作業で作製することができる方法および装置を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体ウエ
ーハ研磨用治具の作製方法は、半導体ウエーハ保持用の
バッキングパッドを研磨プレートに接着した構造の半導
体ウエーハ研磨用治具を作製する方法において、研磨プ
レートのバッキングパッド接着面に接着剤を塗布し、バ
ッキングパッドシートを、これに適宜の張力を付与して
弛み・伸びのいずれもなく、かつ高平坦な状態となし、
この状態を維持し、かつバッキングパッドシートと研磨
プレートの接着剤塗布面とを互いに平行に維持したまま
バッキングパッドシートを研磨プレートに圧接させて接
着することを特徴とする（請求項１）。

【００１２】上記作製方法においては、例えば以下のも
の、すなわち研磨プレートのバッキングパッド接着面に
接着剤を均一に塗布する工程と、バッキングパッドシー
トの原反ロールからバッキングパッドシートを繰り出す
工程と、繰り出したバッキングパッドシートを、これに
適宜の張力を付与して弛み・伸びのいずれもなく、かつ
高平坦な状態に維持する工程と、該バッキングパッドシ
ートの表面と研磨プレートの前記接着剤塗布面とを真正
面に対向させたまま、これらの少なくとも一方を移動さ
せて徐々に接近させることにより、バッキングパッドシ
ートを研磨プレートに圧接させて接着する工程と、バッ
キングパッドシートの前記接着部分を原反ロールから切
り離す切断工程とを含むことを特徴とする半導体ウエー
ハ研磨用治具の作製方法が好ましい（請求項２）。

【００１３】前記バッキングパッドシートとしては、３
次元的に連通し且つ当該バッキングパッドシートの上下
の表面に延びている微細な気泡を多数有する多孔質体か
らなるものが好ましい（請求項３）。また、このような
バッキングパッドシートとしてはポリウレタン樹脂、フ
ッ素樹脂またはシリコーン樹脂からなる多孔質フィルム
が望ましい（請求項４）。

【００１４】本発明に係る半導体ウエーハ研磨用治具の
作製装置は、上記作製方法を実施するための装置であっ
て、研磨プレートを水平方向にして保持して高速回転さ
せるワーク回転機構と、原反ロールからバッキングパッ
ドシートを繰り出す繰出し機構と、該繰り出されたバッ
キングパッドシートを弛み・伸びのいずれもなく、かつ
水平方向に高平坦な状態に維持する平坦化機構と、繰り
出されたバッキングパッドシートを原反から切り離す切
断機構と、前記ワーク回転機構のワーク保持部の中心部
直上に接近・離間自在な接着剤滴下機構とを備えて構成
され、前記平坦化機構は、前記繰り出されたバッキング
パッドシートの適宜長さ部分の長さ方向両端部をクラン
プするクランプ部材と、前記ワーク回転機構の直上に該
機構と真正面に対向して設けられ表面が高平坦なバッキ
ングパッドシート押圧板とを備え構成され、該押圧板
は、前記一対のクランプ部材間のバッキングパッドシー
トを下向きに押圧するものであることを特徴とする（請
求項５）。

【００１５】前記ワーク回転機構はモータと、該モータ
により高速回転される鉛直回転軸と、該鉛直回転軸の上
端部に設けられ研磨プレートの下面を吸着してこれを水
平方向に保持する真空チャックとを備えて構成され、前
記繰出し機構および平坦化機構は、第１の駆動機構によ
り一体的に鉛直方向に昇降自在であり、前記バッキング
パッドシート押圧板は、前記バッキングパッドシートを
高平坦に維持したまま第２の駆動機構により徐々に下降
してバッキングパッドシートを前記真空チャック上の研
磨プレートに圧接させるものであることが好ましい（請
求項６）。

【００１６】この作製装置では、前記ワーク回転機構
が、前記鉛直回転軸の上端部に設けられたリング状の真
空チャックと、前記鉛直回転軸の上端部に前記真空チャ
ックに包囲されて設けられた研磨プレート支持部材とを
備えて構成され、該研磨プレート支持部材が、第３の駆
動機構により鉛直方向に昇降自在であって前記真空チャ
ックに対して突出・没入自在であり、さらに、互いに接
近・離間自在に対向して研磨プレートの周面を挟持する
一対の挟持部材を備えたロードアンロードコンベアが、
前記研磨プレート支持部材の直上に移動・退去自在とな
っていることを特徴とするものが望ましい（請求項
７）。

【００１７】上記第１、第２または第３の駆動機構をエ
アシリンダとし、かつ、これら第１および第２のエアシ
リンダでは、ピストン前進時（下降時）のピストン背圧
の最大値を所定値に設定しておくことが好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら説明する。 実施の形態１ 図１は半導体ウエーハ研磨用治具の作製方法・装置を示
す概略断面図である。図２は図１のＡ−Ａ線矢視図、図
３は図１のＢ部拡大図である。図４は図２のＣ−Ｃ線断
面図である。図５はシート状弾性部材が接着された研磨
プレートを示す概略斜視図、図６は図５のＤ−Ｄ線断面
図である。

【００１９】図１に示すように、門型のフレーム５５に
第１エアシリンダ５１を取り付け、この第１エアシリン
ダ５１のピストンロッド下端部にフレーム５６を設け
る。このフレーム５６の下方中央部に第２エアシリンダ
５２を取り付ける。前記フレーム５６下端部の片側に、
シート状弾性部材（バッキングパッドシート）４の原反
ロール１１を着脱自在、かつ回転自在に支持するための
支持部材１０を設ける。フレーム５６下端部の支持部材
１０近傍に、いずれも駆動機構（図示せず）により強制
回転されるニップローラ１３，１４を互いに接近・離反
自在に設ける。

【００２０】また、フレーム５６下端部には、いずれも
アイドルローラであるニップローラ１７ａ，１７ｂを互
いに接近・離反自在に設けて、ニップローラ１３，１４
と対向させる。前記支持部材１０およびニップローラ１
３，１４は水平方向の位置を固定して設けるのに対し
て、ニップローラ１７ａ，１７ｂは、駆動機構および走
行軌道（いずれも図示せず）により、フレーム５６の下
端部に沿って一体的にニップローラ１３，１４に対して
前進・後退自在とし、これらのニップローラ１７ａ，１
７ｂにより可動式クランプ１７を構成する。この可動式
クランプ１７では、前進限位置および後退限位置を一定
の位置に設定しておく。ニップローラ１３，１４と、ニ
ップローラ１７ａ，１７ｂと、前記駆動機構および走行
軌道とにより、原反ロール１１から原反すなわちシート
状弾性部材４を所定長さだけ間欠的に繰り出すための繰
出し機構が構成される。

【００２１】さらに、第２エアシリンダ５２のピストン
ロード下端部には、円板状のバッキングパッドシート押
圧板１５（以下、押圧板と記載することがある）を、ニ
ップローラ１３，１４から水平方向に適宜距離だけ離れ
た位置に、かつ円板状の研磨プレート１の直上に対向し
て設ける。すなわち、研磨プレート１を水平方向に保持
する支持部材１６の直上に、かつ真正面に対向させて、
押圧板１５を鉛直方向に昇降自在に設ける。研磨プレー
ト１の上面および押圧板１５の押圧面（下面）は、平坦
な平面状に仕上げておく。第２エアシリンダ５２は、押
圧板１５の下面を水平方向に沿わした状態で、これを昇
降させるためのものである。第２エアシリンダ５２と、
押圧板１５と、ニップローラ１３，１４と、ニップロー
ラ１７ａ，１７ｂとにより、繰り出されたシート状弾性
部材４を弛み・伸びのいずれもない状態で緊張させるた
めの機構、すなわち前記平坦化機構が構成される。

【００２２】第１エアシリンダおよび第２エアシリンダ
は、ピストン前進時（図１においては下降時）のピスト
ン背圧の最大値を所定値に設定しておく。このようにす
ることで第１エアシリンダについては、押圧板１５によ
りバッキングパッドシートを研磨プレートに圧接させる
際の圧接力を所定値に制御することができる。また、第
２エアシリンダについては、押圧板１５によりバッキン
グパッドシートを弛み・伸びのいずれもなく、しかも高
平坦な状態として、この状態に維持することができる。

【００２３】以下図１〜４を参照して、半導体ウエーハ
研磨用治具の作製方法を工程順に説明する。なお、以下
の工程は、適宜に順序を変えることができる。例えば、
（３）を（４）の後にしてもよい。 （１）押圧板１５を支持部材１６の上方に、適当な距離
を隔てて待機させる。 （２）研磨プレート１を支持部材１６により水平方向に
保持して、研磨プレート１の上面と押圧板１５の下面と
を真正面に、かつ互いに平行に対向させる。 （３）適宜方法、例えばスピンコートにより接着剤２を
研磨プレート１の上面に塗布する。

【００２４】（４）シート状弾性部材４を原反ロール１
１から繰り出し、この繰出し部分を押圧板１５の直下、
かつ研磨プレート１の直上にセットする。それにはま
ず、原反ロール１１を支持部材１０で回転自在に支持
し、可動式クランプ１７をニップローラ１３，１４近傍
の所定位置（前進限位置）に移動させる。ついで、シー
ト状弾性部材４を手作業により繰り出してニップローラ
１３，１４にクランプさせ、これらのニップローラを回
転させてシート状弾性部材４を適宜長さ繰り出させる。
この繰り出したシート状弾性部材４を可動クランプ１７
がクランプし、これらニップローラ１３，１４・可動ク
ランプ１７間のシート状弾性部材４をほぼ弛みのない状
態とする。ついで、ニップローラ１３を所定回転数だけ
回転させてシート状弾性部材４を適宜長さ（この長さ
は、毎回の繰出し操作で一定とする）だけ更に繰り出す
とともに、可動クランプ１７を図１の位置（後退限位
置）に後退させる。これにより、ニップローラ１３，１
４・可動クランプ１７間のシート状弾性部材４を、多少
弛んだ状態にする。

【００２５】（５）第２エアシリンダ５２により押圧板
１５を適宜距離だけ下降させ、ニップローラ１３，１４
・可動式クランプ１７間の弾性部材４を、弛み・伸びの
いずれもない状態で緊張させる。図１〜３は、このとき
の状態を示している。この場合、第２エアシリンダ５２
では、ピストン前進時（下降時）のピストン背圧の最大
値を所定値に設定してあるため、弾性部材４の張力は過
大にも、過小にならず、したがって弛み・伸びのいずれ
もない状態になる。なお、毎回の繰出し操作では、ニッ
プローラ１３，１４・可動式クランプ１７間の弾性部材
４の長さには、多少の差が生じるが、この長さの差は第
２エアシリンダ５２により補償され、弾性部材４の張力
は所定値に設定される。

【００２６】（６）第１エアシリンダ５１によりフレー
ム５６を徐々に下降させ、最終的に押圧板１５と研磨プ
レート１とで弾性部材４ａを挟圧することにより、この
弾性部材４ａを研磨プレート１に所定時間押圧して接着
させる。この場合、上記説明から明らかなように、フレ
ーム５６の下降により、原反ロール１１、ニップローラ
１３，１４、可動クランプ１７、第２エアシリンダ５２
および押圧板１５が一体的に鉛直方向に下降する。ま
た、毎回の接着操作では、押圧板１５の下降開始時の高
さ、したがって押圧板１５と研磨プレート１との距離に
多少の差が生じるのはやむを得ないが、第１エアシリン
ダ５１では、ピストン前進時（下降時）のピストン背圧
の最大値を所定値に設定してあるため、毎回の接着操作
において、一定の圧接力で弾性部材４ａを挟圧すること
ができ、このため毎回の接着操作で研磨プレートに対す
る接着状態を一定にすることが可能となる。

【００２７】（７）加圧接着した弾性部材４におけるニ
ップローラ１３，１４の直後部分をカットして、図５，
６に示す形態の、弾性部材４付き研磨プレート１を得
る。４ｂはカット面を示す。 （８）研磨プレート１の外周端からはみ出た鍔状弾性部
材４ｃを切除し、半導体ウエーハ研磨用治具とする。こ
れによりシート状弾性部材４は、半導体ウエーハ保持用
のバッキングパッドとなる。

【００２８】上記加圧接着工程では、図４に示すように
弾性部材４が弛みも伸びもない状態にあるため、バッキ
ングパッドが大直径のものであっても皺がなく、しかも
バッキングパッドと研磨プレート１が全面にわたって密
着していて、これらの間に空気溜まりない半導体ウエー
ハ研磨用治具を容易に作製することができる。

【００２９】研磨プレート１としては公知のもの、例え
ばセラミックス、ガラス、金属等からなるものが採用で
きる。また、研磨プレートへの接着剤塗布方法、接着剤
の種類・塗布厚等については、公知のものが採用でき
る。接着剤塗布方法としては、スピンコートが好まし
い。接着剤としては、例えばソニーボンド製「ＳＣ１０
８」が使用できる。

【００３０】実施の形態２ 図７は、半導体ウエーハ研磨用治具の作製方法・装置を
示す概略断面図である。図８は図７のＥ−Ｅ線矢視図で
ある。この装置の上半部の構造および作用は図１の作製
装置と同一であるため、ここでは主に下半部材の構造に
ついて説明する。なお、図７において２０は支持部材、
２１は原反ロール、２２および２３はニップローラ、２
４は可動式クランプ、２５は押圧板、２７はフィルムカ
ッターである。

【００３１】図７に示すように、研磨プレート１を水平
方向にして保持（その上面を水平方向に沿わした状態に
維持）して昇降および高速回転させるワーク昇降・回転
機構３５を設ける。このワーク昇降・回転機構３５は、
モータ（図示せず）と、このモータによりロータリージ
ョイント３９を介して高速回転される鉛直回転軸３６
と、この鉛直回転軸３６の上端部に水平方向に設けられ
たリング状の真空チャック（チャックテーブル）３７
と、同じくこの鉛直回転軸３６の上端部に、かつ真空チ
ャック３７により包囲された形態で設けられた第３エア
シリンダ５３と、この第３エアシリンダ５３のピストン
ロッド上端部に取り付けられた、研磨プレート保持用の
突上げ板４０とを設けて構成する。この突上げ板４０
は、上端部が真空チャック３７より上方に突出できるよ
うにする。真空チャック３７の表面に多数形成された真
空吸着孔（図示せず）は、回転軸３６に形成された流路
を介して真空ポンプ３８に連絡する。回転軸３６にはブ
レーキ（図示せず）を設ける。

【００３２】また、研磨プレート１を真空チャック３７
の吸着面上に載置するためのロードアンロードコンベア
３１を、真空チャック３７の上方に、高さを固定して設
ける。このコンベア３１には、図８に示すように、研磨
プレート１の周面を挟持するための一対の挟持部材３
２，３３を設ける。挟持部材３２，３３はそれぞれ、エ
アシリダ（図示せず）により水平方向（図７の左右方
向）に往復動自在とする、また、これらの挟持部材３
２，３３の研磨プレート挟持面すなわち対向先端面は、
図８に示すように円弧状凹面に形成し、上記エアシリン
ダにより相互間の距離を最小にしたときに、上記対向先
端面よりほぼ円形の貫通孔が形成されるとともに、円板
状研磨プレート１の周面を挟持できるようにする。さら
に、ロードアンロードコンベア３１は、駆動機構（図示
せず）により図７の紙面に垂直方向に往復動自在とす
る。

【００３３】さらに、接着剤貯溜・滴下装置２８を、真
空チャック３７の上方に設ける。この接着剤貯溜・滴下
装置２８は、モータにより回動自在のアーム３０と、そ
の先端部に設けられた本体２９とにより構成する。本体
２９は液状接着剤の貯溜容器と、定量滴下機構とで構成
し、アーム３０の回動によって真空チャック３７の中心
部直上（プレート突上げ板４０の直上）に接近・離間自
在とする。さらに、ニップローラ２２，２３の直近に、
弾性部材４をカットするためのフィルムカッター２７を
昇降可能、かつ図７の紙面に直交する方向に回動自在に
設ける。

【００３４】つぎに、上記装置による研磨用治具の作製
方法を工程順に説明する。なお、以下の工程は、適宜に
順序を変えることができる。 （１）押圧板２５をワーク昇降・回転機構３５の上方
に、適当な距離を隔てて待機させる。 （２）実施の形態１と同様にして、シート状弾性部材４
を原反ロール２１から繰り出し、この繰出し部分を押圧
板２５の直下にセットする。 （３）第２エアシリンダ５２により押圧板２５を適宜距
離だけ下降させ、ニップローラ２２，２３と可動式クラ
ンプ２４との間の弾性部材４を、弛み・伸びのいずれも
ない状態で緊張させる。図７は、このときの状態を示し
ている。 （４）ロードアンロードコンベア３１を、ワーク昇降・
回転機構３５から適宜に離れた、研磨プレートのセット
・回収位置に待機させ、ここで、図示されないエアシリ
ンダを作動させて、研磨プレート１を挟持部材３２，３
３で挟持する（図８を参照）。このとき、研磨プレート
１の直下には、挟持部材３２，３３の対向先端面によ
り、底面視でほぼ円形の凹部３４が形成される（図７を
参照）。ついでコンベア３１を、水平移動（図７の紙面
に垂直な方向に移動）させることによりワーク昇降・回
転機構３５の直上に位置決めする。

【００３５】（５）下記操作を行って、研磨プレート１
を真空チャック３７により水平方向に吸着する。第３エ
アシリンダ５３によりプレート突上げ板４０を上昇させ
（真空チャック３７よりも上方に突出させる）、上記挟
持部材３２，３３により形成された凹部３４に挿入して
プレート突上げ板４０を研磨プレート１の下面に当接さ
せ後、前記図示されないエアシリンダを作動させて挟持
部材３２，３３による研磨プレート１の挟持を解く。こ
れにより研磨プレート１は、プレート突上げ板４０上に
移載される。前記エアシリンダにより挟持部材３２，３
３を充分に後退させ、ついで第３エアシリンダ５３によ
りプレート突上げ板４０を下降させて真空チャック３７
より下方に位置させ、研磨プレート１を真空チャック３
７上に載置し、真空ポンプ３８により吸着する。

【００３６】（６）接着剤を、下記操作により研磨プレ
ート１上面にスピンコートする。アーム３０の回転によ
り接着剤貯溜・滴下装置２８の本体２９を、研磨プレー
ト１の中心位置の直上に位置決めした後、所定量の液状
接着剤を研磨プレート１上面に滴下する。ついで、前記
モータにより研磨プレート１を真空チャック３７と一体
で高速回転（鉛直回転軸３６を回転）させる。これによ
り接着剤が研磨プレート１上面の全体に均一厚さで塗布
される。 （７）本体２９を退去させた後、実施の形態１と同様の
要領で、バッキングパッドを作製する。第１エアシリン
ダ５１によりフレーム５６を徐々に下降させ、最終的に
押圧板２５と研磨プレート１とで弾性部材４ａを挟圧す
ることにより、この弾性部材４ａを研磨プレート１に所
定時間押圧して接着させる。ついで、加圧接着した弾性
部材４におけるニップローラ２２，２３の直後部分をフ
ィルムカッター２７によりカットして、弾性部材４付き
の研磨プレート１を得る。以下、実施の形態１と同様に
して半導体ウエーハ研磨用治具を得る。

【００３７】

【実施例】つぎに、本発明による研磨用治具作製の実施
例、および比較例について説明する。 実施例１ 研磨用治具の作製装置として図７の装置を用いた。研磨
プレートとして、セラミック製で直径５６５ｍｍ、厚さ
１５ｍｍの円板を採用した。（シート状）弾性部材とし
ては、ロデルニッタ社製のバッキングパッドシート（商
品名：ＤＦ２００）を使用した。

【００３８】このバッキングパッドシートは、断面が図
３に模式的に示されているように、微細な気泡が多数、
３次元的に連通し、かつバッキングパッドシートの上下
の表面に延びているポリウレタン樹脂多質体のフィルム
であって厚さ０．５ｍｍ、幅６６５ｍｍ（研磨プレート
の直径より１００ｍｍ大きい）のものである。液状接着
剤としては、ソニーボンド製「ＳＣ１０８」を使用し
た。接着剤塗布厚さは２０μｍとした。接着剤塗布など
の作業は、上記した手順に従って行った。

【００３９】その結果、外観上バッキングパッドに皺、
空気溜まりのいずれも全くない大直径の研磨用治具を作
製することができた。このような研磨用治具を得ること
ができた理由の一つとして、バッキングパッドシートを
押圧板と研磨プレートとで挟圧する際に、バッキングパ
ッドシート・研磨プレート（正確には接着剤層）間の空
気が、バッキングパッドシート表面の孔から該シートの
内部に進入し、最終的に該シート側面の孔から排出され
たことが考えられる。

【００４０】比較例１ 従来方法に従って、弾性部材を手作業で研磨プレートに
接着した。研磨プレート、弾性部材、液状接着剤は実施
例１と同一にした。図７の装置において、研磨プレート
を真空チャック３７上に載置して吸着固定し、実施例１
と同一方法により接着剤をスピンコートした。ついで、
一人の作業員が弾性部材の長手方向一端部を掴み（図７
においてニップローラ２２，２２でニップするのに対応
している）、もう一人の作業員が長手方向他端部を掴む
（図７において可動式クランプ２４でクランプするのに
対応している）ことにより、弾性部材を外観上、弛みも
伸びもない状態に緊張させ、この状態のまま弾性部材を
徐々に、かつ弾性部材と研磨プレート表面とをほぼ平行
に維持しながら下降させて研磨プレートの表面全面に被
せた。ついで、手作業により幅広の円筒状ローラを弾性
部材上で圧接・転動させることにより、外観が実施例１
による研磨用治具と殆ど同一の研磨用治具を作製した。

【００４１】図９は、実施例１で得られた半導体ウエー
ハ研磨用治具により構成した、水貼りを行うワックスレ
ス法によってウエーハを保持する研磨装置６１を示す概
略断面図である。この研磨装置６１の全体構造は、図１
１のものと同様である。図９において６２は研磨荷重、
６３はテンプレート、６４は研磨パッド、６５は定盤で
ある。半導体ウエーハ研磨用治具６６は研磨プレート１
と、弾性部材４によるバッキングパッド６７とからな
る。２ａは接着剤層、６８はテンプレートブランクであ
る。図１０は、実施例１で得られた半導体ウエーハ研磨
用治具の底面図であって、バッキングパッド６９の半導
体ウエーハ保持面を示すものである。一点鎖線で描かれ
た円は、複数枚の半導体ウエーハＷを保持するときの状
態を示している。

【００４２】実施例１および比較例１の研磨用治具をそ
れぞれ個別に、同一の鏡面研磨装置の研磨荷重に固定
し、直径２００ｍｍ、厚さ７５０μｍのシリコンウエー
ハをバッキングパッドに水貼りによって保持し、化学的
機械的研磨法によりバッチ式に鏡面研磨（５枚同時研
磨）した。研磨条件は常用の条件と同一にした。

【００４３】実施例１および比較例１で得られた研磨後
ウエーハの研磨面の平坦度をＬＴＶｍａｘにより評価し
た。ＬＴＶｍａｘ（単位はμｍ）はウエーハを１５ｍｍ
×１５ｍｍのセルに分割したときの、セル内の厚さの最
大値と最小値との差の最大値すなわち、ＬＴＶ（Local
Thickness Distribution）の最大値である。汎用の厚さ
測定器によるＬＴＶｍａｘの測定結果を［表１］に示
す。

【００４４】

【表１】

【００４５】［表１］から明らかなように、比較例１で
はシリコンウエーハ間でＬＴＶｍａｘのばらつきが大き
く、しかもＬＴＶｍａｘの平均値が大きいのに対して、
実施例１では、これと逆にＬＴＶｍａｘのばらつき、お
よびくＬＴＶｍａｘの平均値が小さい。このように、本
発明により作製した研磨用治具を用いて半導体ウエーハ
をバッチ式に研磨することにより、従来の手作業で作製
していた研磨用治具を使用して研磨する場合に比べて、
平坦度が高く、しかもウエーハ間で平坦度が均一な鏡面
研磨ウエーハが得られることが判る。

【００４６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
係る半導体ウエーハ研磨用治具の作製方法は、シート状
弾性部材を研磨プレートに接着する場合に、この弾性部
材を弛み・伸びのいずれもない状態で緊張させ、かつ、
表面を高平坦に維持したまま研磨プレートの接着剤塗布
面に対し相対的に徐々に接近させることにより、シート
状弾性部材と研磨プレートの接着剤塗布面との対向間隙
の空気を脱気しながら、シート状弾性部材を研磨プレー
トに接着させるように構成したものである。このため本
発明によれば、バッキングパッドに皺がなく、かつ、バ
ッキングパッド・研磨プレート間に空気溜まりない大直
径の半導体ウエーハ研磨用治具を、短時間の作業で容易
に作製することができる。したがって、この研磨用治具
により半導体ウエーハの鏡面研磨装置を構成し、ワック
スレス法で研磨することによって、大口径の半導体ウエ
ーハを高平坦度に研磨することができる。また、本発明
に係る半導体ウエーハ研磨用治具の作製装置によれば、
上記作製方法を的確に実施することができるうえ、研磨
用治具作製作業の自動化も容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１を示す概略断面図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ線矢視図である。

【図３】図１のＢ部拡大図である。

【図４】図２のＣ−Ｃ線断面図である。

【図５】シート状弾性部材が接着された研磨プレートを
示す概略斜視図である。

【図６】図５のＤ−Ｄ線断面図である。

【図７】本発明の実施の形態２を示す概略断面図であ
る。

【図８】図７のＥ−Ｅ線矢視図である。

【図９】本発明の実施例１で得られた半導体ウエーハ研
磨用治具により構成した研磨装置を示す概略断面図であ
る。

【図１０】本発明の実施例１で得られた半導体ウエーハ
研磨用治具の底面図であって、バッキングパッドの半導
体ウエーハ保持面を示すものである。

【図１１】ワックスレス法を用いる半導体ウエーハ研磨
装置の従来例を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１ 研磨プレート ２ 接着剤 ２ａ 接着剤層 ４，４ａ シート状弾性部材（バッキングパッドシー
ト） ４ｂ カット面 ４ｃ 鍔状弾性部材 ５ 対向間隙 １０ 支持部材 １１ 原反ロール １３，１４ ニップローラ １５ バッキングパッドシート押圧板 １６ 支持部材 １７ 可動式クランプ ２０ 支持部材 ２１ 原反ロール ２２，２３ ニップローラ ２４ 可動式クランプ ２５ バッキングパッド押圧板 ２７ フィルムカッター ２８ 接着剤貯溜・滴下装置 ２９ 本体 ３０ アーム ３１ ロードアンロードコンベア ３２，３３ 挟持部材 ３４ 凹部 ３５ ワーク昇降・回転機構 ３６ 鉛直回転軸 ３７ 真空チャック（チャックテーブル） ３８ 真空ポンプ ３９ ロータリージョイント ４０ プレート突上げ板 ５１ 第１エアシリンダ ５２ 第２エアシリンダ ５３ 第３エアシリンダ ５５，５６ フレーム ６１ 研磨装置 ６２ 研磨荷重 ６３ テンプレート ６４ 研磨パッド ６５ 定盤 ６６ 半導体ウエーハ研磨用治具 ６７ バッキングパッド ６８ テンプレートブランク ６９ バッキングパッド Ｗ 半導体ウエーハ

フロントページの続き (72)発明者 祢津 茂義 マレーシア国、セランゴール州、シャーラ ム、セクション27、セメンタ通り27／91、 ロット８番 エス・イー・エイチ・シャー ラム・センディリアン・バハード内 (72)発明者 斎藤 公一 群馬県群馬郡群馬町棟高1909−１ 三益半 導体工業株式会社エンジニアリング事業部 内 (72)発明者 森田 浩至 群馬県群馬郡群馬町棟高1909−１ 三益半 導体工業株式会社エンジニアリング事業部 内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウエーハ保持用のバッキングパッ
   ドを研磨プレートに接着した構造の半導体ウエーハ研磨
   用治具を作製する方法において、研磨プレートのバッキ
   ングパッド接着面に接着剤を塗布し、バッキングパッド
   シートを、これに適宜の張力を付与して弛み・伸びのい
   ずれもなく、かつ高平坦な状態となし、この状態を維持
   し、かつバッキングパッドシートと研磨プレートの接着
   剤塗布面とを互いに平行に維持したままバッキングパッ
   ドシートを研磨プレートに圧接させて接着することを特
   徴とする半導体ウエーハ研磨用治具の作製方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の作製方法において、研
   磨プレートのバッキングパッド接着面に接着剤を均一に
   塗布する工程と、バッキングパッドシートの原反ロール
   からバッキングパッドシートを繰り出す工程と、繰り出
   したバッキングパッドシートを、これに適宜の張力を付
   与して弛み・伸びのいずれもなく、かつ高平坦な状態に
   維持する工程と、該バッキングパッドシートの表面と研
   磨プレートの前記接着剤塗布面とを真正面に対向させた
   まま、これらの少なくとも一方を移動させて徐々に接近
   させることにより、バッキングパッドシートを研磨プレ
   ートに圧接させて接着する工程と、バッキングパッドシ
   ートの前記接着部分を原反ロールから切り離す切断工程
   とを含むことを特徴とする半導体ウエーハ研磨用治具の
   作製方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の作製方法にお
   いて前記バッキングパッドシートは、３次元的に連通し
   且つバッキングパッドシートの上下の表面に延びている
   微細な気泡を多数有する多孔質体からなることを特徴と
   する半導体ウエーハ研磨用治具の作製方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の作製方法において前記
   バッキングパッドシートはポリウレタン樹脂、フッ素樹
   脂またはシリコーン樹脂からなる多孔質フィルムである
   ことを特徴とする半導体ウエーハ研磨用治具の作製方
   法。
5. 【請求項５】 請求項２，３または４に記載の半導体ウ
   エーハ研磨用治具の作製方法を実施するための装置であ
   って、研磨プレートを水平方向にして保持して高速回転
   させるワーク回転機構と、原反ロールからバッキングパ
   ッドシートを繰り出す繰出し機構と、該繰り出されたバ
   ッキングパッドシートを弛み・伸びのいずれもなく、か
   つ水平方向に高平坦な状態に維持する平坦化機構と、繰
   り出されたバッキングパッドシートを原反から切り離す
   切断機構と、前記ワーク回転機構のワーク保持部の中心
   部直上に接近・離間自在な接着剤滴下機構とを備えて構
   成され、前記平坦化機構は、前記繰り出されたバッキン
   グパッドシートの適宜長さ部分の長さ方向両端部をクラ
   ンプするクランプ部材と、前記ワーク回転機構の直上に
   該機構と真正面に対向して設けられ表面が高平坦なバッ
   キングパッドシート押圧板とを備え構成され、該押圧板
   は、前記一対のクランプ部材間のバッキングパッドシー
   トを下向きに押圧するものであることを特徴とする半導
   体ウエーハ研磨用治具の作製装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の作製装置において、前
   記ワーク回転機構はモータと、該モータにより高速回転
   される鉛直回転軸と、該鉛直回転軸の上端部に設けられ
   研磨プレートの下面を吸着してこれを水平方向に保持す
   る真空チャックとを備えて構成され、前記繰出し機構お
   よび平坦化機構は、第１の駆動機構により一体的に鉛直
   方向に昇降自在であり、前記バッキングパッドシート押
   圧板は、前記バッキングパッドシートを高平坦に維持し
   たまま第２の駆動機構により徐々に下降してバッキング
   パッドシートを前記真空チャック上の研磨プレートに圧
   接させるものであることを特徴とする半導体ウエーハ研
   磨用治具の作製装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の作製装置において、前
   記ワーク回転機構は、前記鉛直回転軸の上端部に設けら
   れたリング状の真空チャックと、前記鉛直回転軸の上端
   部に前記真空チャックに包囲されて設けられた研磨プレ
   ート支持部材とを備えて構成され、該研磨プレート支持
   部材は、第３の駆動機構により鉛直方向に昇降自在であ
   って前記真空チャックに対して突出・没入自在であり、
   さらに、互いに接近・離間自在に対向して研磨プレート
   の周面を挟持する一対の挟持部材を備えたロードアンロ
   ードコンベアが、前記研磨プレート支持部材の直上に移
   動・退去自在となっていることを特徴とする半導体ウエ
   ーハ研磨用治具の作製装置。
8. 【請求項８】 請求項６または７に記載の作製装置にお
   いて、第１、第２または第３の駆動機構がエアシリンダ
   であり、これら第１および第２のエアシリンダは、ピス
   トン前進時のピストン背圧の最大値が所定値に設定され
   ていることを特徴とする半導体ウエーハ研磨用治具の作
   製装置。