JPS632656A - ウエハ研磨方法及びそれに用いるウエハ研磨基板 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は平坦度の高いウェハを得るウェハ研磨方法及び
それに用いるウェハ研磨基板に関する。

（従来の技術） ＩＣ基板として用いられるウェハは棒状の単結晶（シリ
コン）から輪状にスライスして作られるが、そのままで
は表面の凹凸、結晶構造の乱れが残っていて使用できな
いので、表面を鏡面状態になるまで研磨する必要がある
。

従来ウェハの鏡面研磨に用いられているポリッシングマ
シンの搬路を第８図及び第１Ｏ図の断面図に示す、いず
れもウェハ研磨中の状態を示すが、第８図に示すポリッ
シングマシンにおいては、ウェハ３は平坦度の高い金属
、ガラスまたはセラミック製の研磨用プレート２にワッ
クス４（または吸着パッドなど）により固定されて、定
盤５の上にはった研磨布６に押しつけられ、研磨液７の
供給下で図に示すように研磨用プレート２及び定ｇ１５
を自転させて研磨される。第９図は研磨用プレート２の
底面図であり、図中１はウエハ装着部である。同図から
分るようにウェハ４枚を装着しである。

第１０図は別の型のポリッシングマシンであり、研磨布
を貼った定盤５を回転させてローラー８によってウェハ
研磨用プレート２を回転させ、ウェハ３を研磨するよう
にしたものである。

この場合も研磨用プレートにワックスでウェハを固定す
る方法と第１１図に断面を示すようにステンレス円盤に
硬質ゴムシート１ｏをはりっけ、これに重ねたテンプレ
ート１１によりウェハ３を位置づけ、装着する方法とが
ある。

（発明が解決しようとする問題点） 研磨されたウェハの平坦度は主に研磨用プレートの平坦
度、ウェハ装着精度、研摩条件（押しっけ圧力、定盤及
び研磨用プレートの回転速度など）、研磨布の硬度など
に影響される。しかし上記の従来のポリッシングマシン
によるとこれらの精度を向上させても、でき上ったウェ
ハは一般に第１２図に示すようにエツジ近傍でいわゆる
縁だれを生じ、中心部が周辺部に比べて厚いウェハとな
る。この縁だれは特に研磨布の硬度に左右され、−般に
固いほど縁だれは小さくできる。

ウェハの平坦度に影響する因子のうち研磨布の硬度につ
いては一般に研磨布の硬度を上げれば平坦度が増す傾向
がある。

しかし、鏡面研磨に３いては研磨布の硬度を上げすぎる
と研磨液の保持力が低下して不均一な研磨となり、さら
にウェハ表面に深いダメージ層が発生して表面の結晶完
全性が損われ、ＩＣパターンを形成する上での不良の要
因となり、したがってチップの歩留低下の原因となる。

（問題を解決するための手段） 本発明は上記問題点に鑑みなされたものであって、ウェ
ハ装着部の剛性を該装着部の中心から外周に向って同心
円状にＭ統的に変化させた研磨基板を用いてウェハを研
磨することを特徴とするウェハの研磨方法及び表面中央
に凸部を残して同心円状に溝部を形成した円盤の表面に
可撓性もしくは弾性材料を積層してなることを特徴とす
るウェハ研磨基板を提供するものである。

（実施例） 次に本発明を図示の１実施例に従って説明すると、第１
図は本発明の１実施例の断面図であり。

同図においてウェハ研磨用プレート１３のウェハ装着部
１４にステンレス円１！１１２を装着し、これに硬質ゴ
ムシート１０及びテンプレート１１をはりつけ、テンプ
レート１１の内側にウェハ３を水の表面張力により固定
する。ステンレス円盤１２は第２図（Ａ）の平面図、同
図（Ｂ）の断面図に示すように、周辺部に同心円状溝１
２ａを有しており、中央部は径ｄを有する凸部となって
いる。

このウェハ研磨用プレート１３に取付けたウェハ研磨基
板はウェハ装着部１４の剛性を該装着部の中心から外周
に向って同心円的かつ連続的に変化するようにしたもの
である。

第３図は、このウェハ研磨基板１５の断面図であり、ウ
ェハ３を装着して、ウェハ３に平面的に均一な圧力ｐを
かけた状態を示す。ウェハ装着部の外周部は硬質ゴムシ
ート１０ａがたわむことによりその剛性が中心から外周
に向って同心円状かつ連続的に変化したものとなる。こ
のたわみ、すなわち剛性の変化はステンレス円ｒＩｉ１
２の中心凸部の径ｄを変えることにより自由にコントロ
ールすることができる。

ウェハ研磨基板１５にウェハ３を装着して研磨布６に押
しつけると、第４図に示すように、ウェハ装着部の剛性
が中心から外周に向って変化しているためウェハ３は若
干変形し、そのためウェハ３と研磨布６との接触圧力分
布は第５図のグラフに示すようにウェハ中心で最大で、
外周へいくに従って小さくなる。ウェハ面内での研磨レ
ートはほぼ接触圧力に比例するから、中心で最大で、外
周にいくに従って小さくなる。なお、第４図において示
されるウェハ３の変形は僅かであり、研磨後のウェハは
当然正常の平面状にもどる。

−方、ウェハ３は一般に第６図に示すように。

弾性を有する研磨布６の中に沈んだ状態で研磨される。

ウェハ３への押しつけ圧力がウェハ面内で均一にかけら
れても、ウェハ３と研磨布６の接触状態及び研磨液の供
給状態かウェハの中心部と外周部とでは異ってくるため
、研磨レートは一般には第７図のグラフに示すように周
辺の方か中心に比べて大きくなる。

本発明は上記２つの現象の重ね合せによりウェハ面内で
の研磨レートを均一化し、平坦度の高いウェハを得よう
とするものであるか、その他に、上記２つの現象の重ね
合せ方を任意に選ぶことによって、中心が外周に比べて
薄い凹型ウェハなどを得ることもできる。

試験例 次に第１０図に示すようなポリッシングマシンにおいて
、第１図に示す本発明のウェハ研磨基板１５を用いてウ
ェハ研磨試験を行った。研磨に使用したウェハ３の径は
２インチ、定５１５の径は３００ｍｍ、定ｌｌ１５の回
転速度は５０ｒｐｍとした。

試験例１においてはステンレス円５１１２のｄが３９ｍ
ｍ、試験例２においてはｄが２５ｍｍのものを用いて研
磨を行った。結果を第１表に示すが、研磨ウェハの平坦
度はクエへ表面の凹凸（厚みむら）により表わした。な
お比較としてステンレス円盤１２を使用しない場合（第
１１図の場合）について条件を同様にして試験を行った
。

第　　１　　表 この結果の示すように、ｄ＝３９ｍｍのステンレス円盤
を用いた場合平坦度の高いウェハが得られた。

（発明の効果） 上記したように本発明に係るウェハ研磨基板を用いれば
平坦度の高い品質の安定したウェハを得ることができる
。

しかもこの研磨用プレートは構造が簡単であるから製作
が容易で安価なものを提供することができるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第３図は本発明の１実施例としてのウェハ研
磨基板及びその使用状態を示す断面図。 第２図（Ａ）、（Ｂ）は第１図のウェハ研磨基板に用い
られるステンレス円盤の底面図及び断面図をそれぞれ示
す。第４図は本発明方法による、また第６図は従来法に
よるウェハの研磨状態の断面図であり、第５図及び第７
図はウェハに加わる接触圧力及び研磨レートのグラフ、
第８図及び第１０図はポリッシングマシンの断面図、第
９図は研磨用プレートの平面図、第１１図は従来の研磨
用プレートの断面図、第１２図は従来の研磨用プレート
を用いて得られる研磨ウェハの断面図である。 符号の説明 ｌ・・・ウェハ装着部 ２・・・ウェハ研磨用プレート ３・・・ウェハ　　　４・・・ワックス５・・・定盤　
　　　６・・・研磨布 ７・・・研磨液　　　８・・・ローラー９・・・ウェハ
研磨用プレート ｌＯ・・・硬質ゴム　　１１・・・テンプレートＩ２・
・・ステンレス円盤 ｌコ・・・ウェハ研磨用プレート １４−・・ウェハ装着部　　１５・・・ウェハ研磨基板
第　　１　　図　　　　　　　　　　　第　　２　　図
（Ａ） （Ｂ） 第　　３　　図 第　　４　　図　　　　　　　　　　　　　　第　　５
　１第　　７　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ウェハ装着部の剛性を該装着部の中心から外周に向
   って同心円状に連続的に変化させた研磨基板を用いてウ
   ェハを研磨することを特徴とするウェハの研磨方法。 ２、表面中央に凸部を残して同心円状に溝部を形成した
   円盤の表面に可撓性もしくは弾性材料を積層してなるこ
   とを特徴とするウェハ研磨基板。 ３、可撓性もしくは弾性材料にさらにテンプレートを積
   層してなる特許請求の範囲第２項記載のウェハ研磨基板
   。