JPS60249568A - 半導体ウエハの研磨方法 - Google Patents
半導体ウエハの研磨方法Info
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- JPS60249568A JPS60249568A JP59100640A JP10064084A JPS60249568A JP S60249568 A JPS60249568 A JP S60249568A JP 59100640 A JP59100640 A JP 59100640A JP 10064084 A JP10064084 A JP 10064084A JP S60249568 A JPS60249568 A JP S60249568A
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Landscapes
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は半導体ウェハの両面研磨方法の改良に関する。
(従来の技術)
近年超LSI等の微細加工技術が同上するのに伴ない半
導体ウェハに対する表面性状精度の要求が高まりつつあ
る。この要求は単にシリコンウェハ丈に望まnるもので
はなく、化合物半導体、例えばGaA日I日用C用基板
平面度良く周辺加工を施した鏡面ウェハがめられる。
導体ウェハに対する表面性状精度の要求が高まりつつあ
る。この要求は単にシリコンウェハ丈に望まnるもので
はなく、化合物半導体、例えばGaA日I日用C用基板
平面度良く周辺加工を施した鏡面ウェハがめられる。
これらの要求に応じるため、結晶材料のイノゴツトは、
(1)半導体ウエノ・に切断する1ライジング(2)半
導体ウエノ・周辺を所定の形状に面取りするベベリング
加工 (3) 主として厚みを揃えるラッピング(粗研磨)(
4)表面精度向上と加工歪層除去の為のエッチ /グ (5) 半導体ウェハ面を鏡面に仕上げるポリシング(
仕上げ研磨) の諸加工工程を通じて製造さnている。
導体ウエノ・周辺を所定の形状に面取りするベベリング
加工 (3) 主として厚みを揃えるラッピング(粗研磨)(
4)表面精度向上と加工歪層除去の為のエッチ /グ (5) 半導体ウェハ面を鏡面に仕上げるポリシング(
仕上げ研磨) の諸加工工程を通じて製造さnている。
この際、粗研磨・仕上研磨に適用される研磨方法には
(1) 半導体ウエノ・全ワックス等の接着剤でマウ/
テングプレートに貼付は回転する定盤に圧接して研磨す
る片面研磨方法。
テングプレートに貼付は回転する定盤に圧接して研磨す
る片面研磨方法。
(2) ワックス等の接着剤全使用せず、上定盤と下定
盤の間に介在するキャリア中に半導体ウェハを挿着し、
2つの定盤間に挟圧し、回転させることにより研磨する
両面研磨方法、の2方式が適用されている。
盤の間に介在するキャリア中に半導体ウェハを挿着し、
2つの定盤間に挟圧し、回転させることにより研磨する
両面研磨方法、の2方式が適用されている。
然し乍ら、半導体ウニ/・の大口径化に伴って益々高精
度の710王が要求される動向の中で片面研磨方法では (1) ワックスなどの笈着剤全使用するので、その厚
みむらで高い平面度の加工ができない、(2)半導体ウ
エノ・の接着・剥離が面倒で自動化上も困難である、 (3)研磨後の半導体ウニ・・の洗浄が大変である、等
の種々の問題1有するので寸法精度の高い両面研磨方法
の採用が増加しつつちる。
度の710王が要求される動向の中で片面研磨方法では (1) ワックスなどの笈着剤全使用するので、その厚
みむらで高い平面度の加工ができない、(2)半導体ウ
エノ・の接着・剥離が面倒で自動化上も困難である、 (3)研磨後の半導体ウニ・・の洗浄が大変である、等
の種々の問題1有するので寸法精度の高い両面研磨方法
の採用が増加しつつちる。
(発明が解決しようとしている問題点)両面研磨方法は
通常第1図・第2図のような両面研磨盤を使用して実施
される。
通常第1図・第2図のような両面研磨盤を使用して実施
される。
対回せる上定盤1と下定盤5に夫々ポリシングシート2
・4を貼着け(ラッピングの場合はポリシ/グシート全
使用せず定盤kffi接とする)その間に太陽ギヤ5と
インタナルギヤ6とに嵌合するよう同辺に嵌合ギヤ12
t−’Ifする複数枚のキャリアC(第2図の例では3
枚)に、研磨すべき半導体ウニ/・wyキャリアCの穴
明き部(第2図の例ではキャリア1枚に付き半導体ウェ
ハ4枚)に挿着し、上定盤1徐々に降下し、半導体ウェ
ハ全挟圧する。
・4を貼着け(ラッピングの場合はポリシ/グシート全
使用せず定盤kffi接とする)その間に太陽ギヤ5と
インタナルギヤ6とに嵌合するよう同辺に嵌合ギヤ12
t−’Ifする複数枚のキャリアC(第2図の例では3
枚)に、研磨すべき半導体ウニ/・wyキャリアCの穴
明き部(第2図の例ではキャリア1枚に付き半導体ウェ
ハ4枚)に挿着し、上定盤1徐々に降下し、半導体ウェ
ハ全挟圧する。
この時半導体ウエノ・厚〉キャリア厚とし、上下定盤間
に化学的研磨液(粗研磨の場合は砥粒W)金流し乍ら、
軸8・10により太陽ギヤ5およびインタナルギヤ6全
回転させれば、これに嵌合するキャリアCは自転と公転
全行い、半導体ウェハWはキャリアCに押されて定盤間
で螺旋運動をし乍ら軸7を中心に回転する。下定盤3を
軸?、土足盤1vil−上軸で夫々回転させれば、定盤
と半導体ウェハWの研磨面間が擦り合わさn研磨される
。
に化学的研磨液(粗研磨の場合は砥粒W)金流し乍ら、
軸8・10により太陽ギヤ5およびインタナルギヤ6全
回転させれば、これに嵌合するキャリアCは自転と公転
全行い、半導体ウェハWはキャリアCに押されて定盤間
で螺旋運動をし乍ら軸7を中心に回転する。下定盤3を
軸?、土足盤1vil−上軸で夫々回転させれば、定盤
と半導体ウェハWの研磨面間が擦り合わさn研磨される
。
以上の如く両面研磨方法はワックス等の接着剤を使用す
ることなく研磨できるので平面度よく、一度に多数枚研
磨できる等の利点を有するが、反面半導体ウェハのII
I n %欠けが多い、という欠点を持つ。この傾向は
GaAO,■nP等の化合物半導体のように81 に比
し軟らかく骨間性に富む脆性材料に特に顕著である。
ることなく研磨できるので平面度よく、一度に多数枚研
磨できる等の利点を有するが、反面半導体ウェハのII
I n %欠けが多い、という欠点を持つ。この傾向は
GaAO,■nP等の化合物半導体のように81 に比
し軟らかく骨間性に富む脆性材料に特に顕著である。
この原因はキャリアCの穴明き部に半導体ウェハw’2
挿着するには、その間に多少のギヤツブ全有し、研磨時
には半導体ウェハWは(1)挟圧さizる上下定盤の回
転による摩擦力、(2) 自転および公転するキャリア
Cの穴明き部と半導体ウニノー周辺との繰ジ返し衝突に
よる衝撃力、 を受け限定された平面を運動する。キャリアCは太陽ギ
ヤ5およびインクナルギヤ6からの駆動力を受け半導体
ウニ・・の運動を規制する為にあシ且つ半導体ウェアよ
り薄い為強度的に優れ変形し難い材料が選ばれ通常ブル
ースチール(ステ/レス)又はガラスエポキシ等が使用
される。
挿着するには、その間に多少のギヤツブ全有し、研磨時
には半導体ウェハWは(1)挟圧さizる上下定盤の回
転による摩擦力、(2) 自転および公転するキャリア
Cの穴明き部と半導体ウニノー周辺との繰ジ返し衝突に
よる衝撃力、 を受け限定された平面を運動する。キャリアCは太陽ギ
ヤ5およびインクナルギヤ6からの駆動力を受け半導体
ウニ・・の運動を規制する為にあシ且つ半導体ウェアよ
り薄い為強度的に優れ変形し難い材料が選ばれ通常ブル
ースチール(ステ/レス)又はガラスエポキシ等が使用
される。
従って半導体つ千ハWとキャリアCとの衝突によってウ
ェハ周辺にチッピングが発生し、更にこれにより生じた
微小砕片がウェハ上にスクラッチやクラックを惹き起こ
す。
ェハ周辺にチッピングが発生し、更にこれにより生じた
微小砕片がウェハ上にスクラッチやクラックを惹き起こ
す。
こn等の高精度加工半導体ウェハの割れ、欠けによる研
磨歩留りの低下は半導体ウエハコストヲ高価にし、生産
上大きな問題になっている。
磨歩留りの低下は半導体ウエハコストヲ高価にし、生産
上大きな問題になっている。
本発明は上記のような問題点を解決するためになさ扛た
ものであり、割n、欠けの少ない改良された両面研磨方
法を提供すること全目的とする。
ものであり、割n、欠けの少ない改良された両面研磨方
法を提供すること全目的とする。
(問題点を解決するための手段)
上記の目的は、半導体ウェハをキャリアに挿着し、それ
を上定盤と下定盤により挟圧した状態で回転させて研磨
する方法において、該半導体ウェハとキャリア間に緩衝
物を介在させて研磨を行なうこと全特徴とする半導体ウ
エノ・の研磨方法によって達成される。すなわち、割れ
や欠けの原因は、研磨中に繰り返し生じるウエノ・周辺
部とキャリア穴明部との衝撃にあるため、これらの間隙
に適度の弾力性を有する緩衝物を挿入してそのK ”l
k fa和しようとするものである。この緩衝物とし
ては軟質塩化ビニル、木材(コルク)、フェルト、ゴム
、テフロン、マイカ等の材料全半導体ウェハの形状に応
じて任意の形状に構成したものを用いる。
を上定盤と下定盤により挟圧した状態で回転させて研磨
する方法において、該半導体ウェハとキャリア間に緩衝
物を介在させて研磨を行なうこと全特徴とする半導体ウ
エノ・の研磨方法によって達成される。すなわち、割れ
や欠けの原因は、研磨中に繰り返し生じるウエノ・周辺
部とキャリア穴明部との衝撃にあるため、これらの間隙
に適度の弾力性を有する緩衝物を挿入してそのK ”l
k fa和しようとするものである。この緩衝物とし
ては軟質塩化ビニル、木材(コルク)、フェルト、ゴム
、テフロン、マイカ等の材料全半導体ウェハの形状に応
じて任意の形状に構成したものを用いる。
例えば円形の半導体ウニ・・全研磨する場合、第6図(
a)、及び(1))のように、外周はキャリア穴径より
小さく内周は半導体ウェハ径よりも太きく(好1しくば
1〜2−大きく)、厚さは研磨する半導体ウエノ〜の仕
上げ厚より薄く且キャリア厚に略等しい軟質塩化ビニー
ルの平板リングを緩衝材として用いキャリア穴部に挿着
し、その平板リング内に半導体つ゛エバを挿着する。
a)、及び(1))のように、外周はキャリア穴径より
小さく内周は半導体ウェハ径よりも太きく(好1しくば
1〜2−大きく)、厚さは研磨する半導体ウエノ〜の仕
上げ厚より薄く且キャリア厚に略等しい軟質塩化ビニー
ルの平板リングを緩衝材として用いキャリア穴部に挿着
し、その平板リング内に半導体つ゛エバを挿着する。
研暦時その平板リング内シートアに弾かn螺旋運動する
が、その内部の半導体ウニ/・も亦その周辺を平板リン
グと接触、衝突金繰り返し乍ら研磨さnる。
が、その内部の半導体ウニ/・も亦その周辺を平板リン
グと接触、衝突金繰り返し乍ら研磨さnる。
この際衝突するのは平板リングの内側と半導体ウェハの
外周であり、平版リングの寸法上の自由度と材質上の弾
力性により半導体ウニ/・に加わる衝撃力は小さくなり
、割汎や、欠けが生じ難くなる。
外周であり、平版リングの寸法上の自由度と材質上の弾
力性により半導体ウニ/・に加わる衝撃力は小さくなり
、割汎や、欠けが生じ難くなる。
以上iL偽物が平板リングの場合によりa明したが、こ
の際緩衝物の構成形態にエリ (1) キャリアと一体構造で且つ半導体ウニl〜とは
自由揉触のもの(笹3図) (2)キャリアと一体構造でPつ半一体ウェ/−にも同
形状で接触のもの(第5図) (3) キャリアとは自由接触し且つ半導体ウェハにも
自由接触のもの(第6図) (4) キャリアとは自由接触し且つ生4休ウェハとは
同形状で接触のもの(卯、7図) (5)上記(2)、 (4)に於いて半導体ウェハ角部
の接触を避は平坦部のみ接触したもの(第8図)等種々
の実施態様が考えられるが、要は欠は易い半導体ウニ・
・と硬いキャリアの衝撃を避ける為に、その間にクッシ
ョンとなる媒体を介して研磨することにより那工精度の
良い半導体ウェハ葡歩留り良く得ようとすることに帰結
する。
の際緩衝物の構成形態にエリ (1) キャリアと一体構造で且つ半導体ウニl〜とは
自由揉触のもの(笹3図) (2)キャリアと一体構造でPつ半一体ウェ/−にも同
形状で接触のもの(第5図) (3) キャリアとは自由接触し且つ半導体ウェハにも
自由接触のもの(第6図) (4) キャリアとは自由接触し且つ生4休ウェハとは
同形状で接触のもの(卯、7図) (5)上記(2)、 (4)に於いて半導体ウェハ角部
の接触を避は平坦部のみ接触したもの(第8図)等種々
の実施態様が考えられるが、要は欠は易い半導体ウニ・
・と硬いキャリアの衝撃を避ける為に、その間にクッシ
ョンとなる媒体を介して研磨することにより那工精度の
良い半導体ウェハ葡歩留り良く得ようとすることに帰結
する。
(本発明の実施例)
次に本発明の実施例について述べる。
第1表ij 50 myφの円形およびD形GaAs単
結晶ウェハを両面ラップ、エツチング、両面ボリシング
を施こした場合の割れ、欠けの発生状況を調べたもので
ある。
結晶ウェハを両面ラップ、エツチング、両面ボリシング
を施こした場合の割れ、欠けの発生状況を調べたもので
ある。
はじめに第1表試験番号1.2について述べる。
第3図は直径約50Wnφ、厚さ420μmのGaAe
円形ウニ/つヲラツビングする際に用いたキャリアの上
面図である。
円形ウニ/つヲラツビングする際に用いたキャリアの上
面図である。
キャリアCは厚さ500μmのガラスエポキシを用い、
その内部に半導体ウェア挿入用の穴11、穴径60箇φ
、4穴を対称にあけ、穴明き部内周に沿って軟質塩化ビ
ニールの平板リング134、巾3fm、厚さ300μ、
m’@接着剤を用−いてキャリアCと一体構造になるよ
う取付ける。
その内部に半導体ウェア挿入用の穴11、穴径60箇φ
、4穴を対称にあけ、穴明き部内周に沿って軟質塩化ビ
ニールの平板リング134、巾3fm、厚さ300μ、
m’@接着剤を用−いてキャリアCと一体構造になるよ
う取付ける。
この緩衝物の厚みはキャリア厚みと同じであるが、半導
体ウエノ・の−以上〜キャリア厚が望まま しい。このキャリア8枚を両面ラップ盤にセットし、各
穴に前記GaAe単結晶ウニ・・52枚を挿着した。
体ウエノ・の−以上〜キャリア厚が望まま しい。このキャリア8枚を両面ラップ盤にセットし、各
穴に前記GaAe単結晶ウニ・・52枚を挿着した。
第4図(a)は、この状態で砥粒液を供給し上定盤を下
降させ半導体ウェー・面に120 ? 7cm2の圧力
が加わるよう加圧し九時の断面図である。図中Wt半導
体ウェーへ厚み約420μmであ5、atはキャリア厚
み=緩衝物(軟質塩化ビニール)の厚み一300μmと
した。研磨砥粒14は半導体ウェハおよびキャリアの上
下面ならびに半導体ウェハの側面と緩衝材円環との間隙
15に入っている。以上の状態で上定盤−右廻りに50
rpm、下定盤=左廻りに4Orpm、キャリア公転を
右廻り5回転とし、半専体つェア厚みf39opm迄ラ
ップして割れ欠けの発生状況を観察した@ その後加工歪を除くためエツチング全施し30〜35μ
t−欺シ除き、同様構造のキャリアを用い上定盤1下定
盤5に夫々ポリシングシート2゜4を貼付けである両面
ポリシャにかけ機械的化学研磨を実施した。この結果従
来法の同一研磨条件で行った試験番号5と比較して半減
している事が確認できた。
降させ半導体ウェー・面に120 ? 7cm2の圧力
が加わるよう加圧し九時の断面図である。図中Wt半導
体ウェーへ厚み約420μmであ5、atはキャリア厚
み=緩衝物(軟質塩化ビニール)の厚み一300μmと
した。研磨砥粒14は半導体ウェハおよびキャリアの上
下面ならびに半導体ウェハの側面と緩衝材円環との間隙
15に入っている。以上の状態で上定盤−右廻りに50
rpm、下定盤=左廻りに4Orpm、キャリア公転を
右廻り5回転とし、半専体つェア厚みf39opm迄ラ
ップして割れ欠けの発生状況を観察した@ その後加工歪を除くためエツチング全施し30〜35μ
t−欺シ除き、同様構造のキャリアを用い上定盤1下定
盤5に夫々ポリシングシート2゜4を貼付けである両面
ポリシャにかけ機械的化学研磨を実施した。この結果従
来法の同一研磨条件で行った試験番号5と比較して半減
している事が確認できた。
一万り形半導体ウェハについては、第7図(eL)の如
く緩衝材に外@は円形、内側はウェハ形状を有し、半導
体ウェハとの間には多少の間隙を有するものを用いて同
様の研磨状条で試験した。
く緩衝材に外@は円形、内側はウェハ形状を有し、半導
体ウェハとの間には多少の間隙を有するものを用いて同
様の研磨状条で試験した。
第1表試験番号6.4にその結果を示す。
こnによると試験番号乙の従来法に比し、割れ欠けが大
巾に減少しているのが判る。
巾に減少しているのが判る。
第4図(1))はこの場合のラップ時断面図であり緩衝
物もキャリアから自由に動く事ができる。
物もキャリアから自由に動く事ができる。
第1表 半導体ウェハ研磨条件と結果
(発明の効果)
以上の実施例において述べた如く、本発明により、半導
体ウェハの割れ・欠けを大幅に減らすことが可能である
。
体ウェハの割れ・欠けを大幅に減らすことが可能である
。
尚、実施例においては、円形およびD形GaASを用い
て比較したが、半導体ウェハ形状が矩形。
て比較したが、半導体ウェハ形状が矩形。
台形成はD形状等コーナエツジを含む半導体ウェハでは
チッピングがコーナエツジ部に集中して発生しているこ
とから、第8図のような緩衝材を用いれば更に大きい効
果が期待できる。又、GaAeウェハ以外の半導体ウェ
ハの脆性材料にも用いる事ができ効果が期待できる。
チッピングがコーナエツジ部に集中して発生しているこ
とから、第8図のような緩衝材を用いれば更に大きい効
果が期待できる。又、GaAeウェハ以外の半導体ウェ
ハの脆性材料にも用いる事ができ効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は両面研磨盤の断面図
第2図は両面研磨盤下定盤の上面図
第3図以降は本発明にかかわり
第3図は緩衝物がキャリアと一体型の上面図第4図(a
)は緩衝物がキャリアと一体型の断面図〃(b)は緩衝
物がキャリアと分離型の断面図第5図は緩衝物がキャリ
アと一体型であり且内部形状がウェハ形状に合致するも
のの上面図 第6図は緩衝物がキャリアと分離型で且内部が円形であ
りウェハちとも自由に運動できノる例の上面図 〃(a)は円形ウェハの場合 〃(b)はオリエンテーションフラット付円形ウェハの
場合 〃(C)は台形ウェハの場合 〃(d)はD形つェハの場合 第7図は緩衝物がキャリアと分離型で且つ内部がウェハ
形状に合致する場合の上面図 〃(a)は円形ウェハの場合 〃(b)はオリエンテーションフラット付円形ウェハの
場合 〃(C)は台形ウェハの場合 〃(d)はD形つェハの場合 第8図は第7図(C)の改良例での上面図である。 図中 1、 上定盤 2 ポリシングシ一ト 五 下定盤 4. ポリシングシート 5 太陽ギヤ へ インタナルギヤ Z 中心軸 11に9.1C1,中空軸11、キャリア
穴 12. キャリア嵌合ギヤ1S 緩衝物 14.
砥 籾 15、ウェハと緩衝材とのギャップ 16 キャリアと緩衝材とのギャップ Cキャリア W ウェハ 代理人 内1) 明 代理人 萩原亮− 第2図 第3図 第4図 ((1) 第6図
)は緩衝物がキャリアと一体型の断面図〃(b)は緩衝
物がキャリアと分離型の断面図第5図は緩衝物がキャリ
アと一体型であり且内部形状がウェハ形状に合致するも
のの上面図 第6図は緩衝物がキャリアと分離型で且内部が円形であ
りウェハちとも自由に運動できノる例の上面図 〃(a)は円形ウェハの場合 〃(b)はオリエンテーションフラット付円形ウェハの
場合 〃(C)は台形ウェハの場合 〃(d)はD形つェハの場合 第7図は緩衝物がキャリアと分離型で且つ内部がウェハ
形状に合致する場合の上面図 〃(a)は円形ウェハの場合 〃(b)はオリエンテーションフラット付円形ウェハの
場合 〃(C)は台形ウェハの場合 〃(d)はD形つェハの場合 第8図は第7図(C)の改良例での上面図である。 図中 1、 上定盤 2 ポリシングシ一ト 五 下定盤 4. ポリシングシート 5 太陽ギヤ へ インタナルギヤ Z 中心軸 11に9.1C1,中空軸11、キャリア
穴 12. キャリア嵌合ギヤ1S 緩衝物 14.
砥 籾 15、ウェハと緩衝材とのギャップ 16 キャリアと緩衝材とのギャップ Cキャリア W ウェハ 代理人 内1) 明 代理人 萩原亮− 第2図 第3図 第4図 ((1) 第6図
Claims (4)
- (1)半導体ウェハ金キャリアに挿着し、該半導体ウェ
ハ全上定盤と下定盤によシ挾圧した状、態で回転させて
研磨する方法において、該半導体ウェハとキャリア間に
緩衝物を介在させて研JFi ’(r行なうこと全特徴
とする半導体ウェハの研磨力法。 - (2)緩衝物がキャリアと一体構造である特許請求の範
囲第1項記載の方法。 - (3) 緩衝物の半導体ウェハ挿着部分が半導体ウェハ
形状に合致している特許請求の範囲第1項記載の方法。 - (4) キャリアは円形の穴を有し、該円形穴にキャリ
アとは独立して外周が円形で内周が円形もしくは半導体
ウェハ形状に合致する緩衝物を挿着して研磨する特許請
求の範囲第1項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59100640A JPS60249568A (ja) | 1984-05-21 | 1984-05-21 | 半導体ウエハの研磨方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59100640A JPS60249568A (ja) | 1984-05-21 | 1984-05-21 | 半導体ウエハの研磨方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60249568A true JPS60249568A (ja) | 1985-12-10 |
Family
ID=14279420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59100640A Pending JPS60249568A (ja) | 1984-05-21 | 1984-05-21 | 半導体ウエハの研磨方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60249568A (ja) |
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-
1984
- 1984-05-21 JP JP59100640A patent/JPS60249568A/ja active Pending
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