(57)【要約】【課題】硬脆材プレートの研磨作業中に、ヒゲの発生した研磨布などで構成される研磨部材を取り替えることなく、格別なメインテナンス作業も不要とし、不織布本来の研磨仕上げ効果を得ることのできるノッチ研磨用装置を提供すること。【解決手段】硬脆材プレート４に設けられたノッチ部５を研磨するための研磨部材３は、少なくともその両側面側が、ポリアミド系繊維の不織布にウレタン樹脂の溶剤を含浸させた研磨樹脂層から構成されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬脆材プレートに設けられたノッチ部を研磨するための研磨部材は、少なくともその両側面側が、ポリアミド系繊維の不織布にウレタン樹脂の溶剤を含浸させた研磨樹脂層から構成されていることを特徴とするノッチ研磨用装置。
【請求項２】
前記研磨部材は、ポリアミド系繊維の不織布にウレタン樹脂の溶剤を含浸させた薄層の樹脂シートを、複数枚重層して一体成型されていることを特徴とする請求項１に記載のノッチ研磨用装置。
【請求項３】
前記研磨部材と硬脆材プレートとを、前記樹脂シートの重層方向に相対移動させる移動手段が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のノッチ研磨用装置。
【請求項４】
硬脆材プレートに設けられたノッチ部を研磨するための研磨部材は、ポリアミド系繊維の不織布にウレタン樹脂の溶剤を含浸させた薄層の樹脂シートを、複数枚重層して加熱圧縮し、隣合う前記樹脂シートのウレタン樹脂同士を溶着することで一体成型されることを特徴とするノッチ研磨用装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハ等の硬脆材プレートに設けられたノッチ部を研磨するためのノッチ研磨用装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
硬脆材料であるシリコンウェーハは、集積回路の製造工程において極めて高い平面度および平行度が要求され、精緻な寸法精度と形状精度を得るための平面加工は表面に研磨布を貼り付けた回転可能な定盤を備えた研磨機によって行なわれる。この加工時には単結晶であるシリコンウェーハの結晶方向などを一致させるために、その周縁部分にオリエンテーションフラット、またはノッチ部が必要となる。ノッチ部は、シリコンウェーハの周縁部分に設けられた小さい切り欠き部分であり、現在、主な切り欠き形状はＵ字形状またはＶ字形状の２種類である。特に近年は製品の歩留まりを上げるために、ウェーハ表面積の損失がより少ないＶ字形状ノッチ部が多用されている。
【０００３】
シリコンウェーハは最終工程までの各工程間では洗浄、乾燥、搬送などの一連の処理が行われる。したがって、製造工程中にウェーハの周縁部分のエッジ形状が未加工状態であると、この周縁部分と他の部材などの接触によりチッピングが生じ、微細粒子が発生することにより、この汚染粒子が処理工程で散逸して加工面を汚染し、製品の歩留まりや品質を低下させる。これを防ぐために、製造工程の初期段階でエッジ部分の面取りを行い、さらにその部分に鏡面加工を施している。
【０００４】
ノッチの傾斜面及び端面は、ノッチが周囲と大きく異なった形状をしているため、ノッチ専用のノッチ研磨用装置を用いて鏡面研磨される。ノッチ部の鏡面加工は、ノッチ部の形状に合わせた周縁部分を有する円板形状またはリング形状の研磨布などで構成される研磨部材を回転させながらウェーハのノッチ部に圧接させることで行う。ノッチ部研磨用の研磨部材は、合成繊維や天然繊維を原材料とし、それをフェルト状に仕立てたものが主流である。
【０００５】
一般に研磨作業は以下のように行われる。すなわち、まず半導体ウェーハをチャックで把持し、研磨布などで構成される研磨部材が装着されたノッチ研磨用装置の研磨部材先端と、半導体ウェーハのノッチとを向かい合わせ、スピンドルでノッチ研磨用装置を回転駆動させると同時にスラリー供給装置からノッチ研磨領域にスラリーを供給する。次いで送出し駆動装置を作動させてスピンドルとともにノッチ研磨用装置を移動させ、具体的には図６（イ）に示されるように、研磨布などで構成される研磨部材３３の先端をノッチ内に侵入させる。研磨時には、送出し駆動装置の付勢力が働き、研磨部材はノッチ研磨領域に押圧された状態で研磨が遂行される。
【０００６】
このようにして半導体ウェーハ４のノッチ研磨が進むと、ノッチ５によって繊維の一部が掻き取られる現象が起き、多数枚の半導体ウェーハ４の研磨作業が続くと、ノッチ研磨領域で掻き取られた繊維の自由端側は、図６（ロ）、図７に示されるように、研磨部材の先端周囲にヒゲHとして現れる。このヒゲHは、研磨布などで構成される研磨部材３３の本来の形状を崩すことになる。
【０００７】
ヒゲHは、ノッチ研磨用装置の回転によって遠心力が与えられ、鞭のように半導体ウェーハ４の表面の本来の研磨領域でない箇所を鞭打つこととなり、このヒゲHの影響は図６（ロ）で示されるように半導体ウェーハ４のノッチ外部に位置する糸面やその他の部分の領域５５にまで及び、半導体ウェーハ４の表面状態が視覚的に劣り、研磨された半導体ウェーハ４の表面精度（粗度）の信頼性すら疑われる原因になる。
【０００８】
このような事態を回避するために、一般には半導体ウェーハＷの研磨作業を途中で停止し、ヒゲの発生した研磨布などで構成される研磨部材を頻繁に取り替えることが行われており、作業効率が悪いものになっていた。
【０００９】
そのため、ヒゲの発生した研磨布などで構成される研磨部材を頻繁に取り替えないで済む様に、ブラシ状のドレッサーを回転するディスク状ポリッシャーの先端部分に常時または必要に応じて押し当てることにより、ポリッシャー先端に付着した破砕片等の異物はその擦過力により効果的に除去するようにしたもの、すなわちウェーハノッチ部に発生する線状傷の主要因となっている微細なシリコンの破砕片を効果的に取り除くようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
また、傾動可能なウェハチャックテーブルのウェーハ支持面の反対側に、研磨工具に発生するヒゲ状体を除去することができるヒゲ除去工具が設けられ、ウェハチャックテーブルをノッチ研磨のための傾動角の範囲外のヒゲ除去角に傾動させ、研磨部材を所定の力でヒゲ除去工具に押しつけることによりヒゲ除去を行うものもある（例えば、特許文献２参照）。
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−２３３３５４号公報
【特許文献２】特開２００５−１１８９０３号公報
【特許文献３】特開２００６−３１９０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、特許文献１や特許文献２に見られる技術にあっては、ブラシ状のドレッサーやヒゲ除去工具などの別途装置を付加しなければならずコストがかかるばかりか、そのメインテナンスが煩雑なものとなり、決定的な解決策にはならないものである。特許文献３に見られるような不織布に樹脂を付着させ、不織布の密度や硬度を変えるものでは、不織布本来の研磨仕上げ効果を得ることが難しくなる。
【００１３】
本発明は、上記問題に鑑みてなされた発明であって、硬脆材プレートの研磨作業中に、ヒゲの発生した研磨布などで構成される研磨部材を取り替えることなく、格別なメインテナンス作業も不要とし、不織布本来の研磨仕上げ効果を得ることのできるノッチ研磨用装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載のノッチ研磨用装置は、
硬脆材プレートに設けられたノッチ部を研磨するための研磨部材は、少なくともその両側面側が、ポリアミド系繊維の不織布にウレタン樹脂の溶剤を含浸させた研磨樹脂層から構成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、研磨部材の両側面側が、ポリアミド系繊維の不織布にウレタン樹脂の溶剤を含浸させた研磨樹脂層から構成されており、ポリアミド系繊維とウレタン樹脂とが常に一体で繊維の自由端が突出することがないため、ノッチ端部領域のヒゲの出現が抑制または皆無となり、ヒゲの影響が硬脆材プレートのノッチ外部に位置する他の部分にまで及ぶことはなく、不織布本来に近い研磨仕上げ効果を得ることができる。
【００１５】
本発明の請求項２に記載のノッチ研磨用装置は、請求項１に記載のノッチ研磨用装置であって、
前記研磨部材は、ポリアミド系繊維の不織布にウレタン樹脂の溶剤を含浸させた薄層の樹脂シートを、複数枚重層して一体成型されていることを特徴としている。
この特徴によれば、研磨部材が、ポリアミド系繊維の不織布にウレタン樹脂の溶剤を含浸させた薄層の樹脂シートを、複数枚重層して一体成型されていることで、中央部分側から側面側にかけて均質に成型できるため、ノッチ部の研磨精度を向上できる。
【００１６】
本発明の請求項３に記載のノッチ研磨用装置は、請求項２に記載のノッチ研磨用装置であって、
前記研磨部材と硬脆材プレートとを、前記樹脂シートの重層方向に相対移動させる移動手段が設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、移動手段により、研磨部材と硬脆材プレートとを樹脂シートの重層方向に相対移動させながら、ノッチ部を研磨することで、研磨部材のポリアミド系繊維、ウレタン樹脂、そして樹脂シート同士の溶着部を、ノッチ部に交互に当接させ研磨することになるため、研磨効果を高めることができる。
【００１７】
本発明の請求項４に記載のノッチ研磨用装置の製造方法は、
硬脆材プレートに設けられたノッチ部を研磨するための研磨部材は、ポリアミド系繊維の不織布にウレタン樹脂の溶剤を含浸させた薄層の樹脂シートを、複数枚重層して加熱圧縮し、隣合う前記樹脂シートのウレタン樹脂同士を溶着することで一体成型されることを特徴としている。
この特徴によれば、研磨部材が、ポリアミド系繊維の不織布にウレタン樹脂の溶剤を含浸させた薄層の樹脂シートを、複数枚重層して加熱圧縮し、隣合う樹脂シートのウレタン樹脂同士を溶着することで一体成型されることで、研磨部材が全面に亘り均質に成型できるため、硬脆材プレートに設けられたノッチ部の研磨精度を向上できるばかりか、薄層の樹脂シートを複数枚重層して加熱圧縮することで、研磨部材の厚さを自在に成型できる。また、樹脂シート同士を一体成型するための別段の接着部材を要することなく、樹脂シートを構成するウレタン樹脂自体を溶着することで一体成型されるため、研磨の精度を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のノッチ研磨用装置と半導体ウェーハとの当接状態を示す平面図である。
【図２】図１と同じく、正面図である。
【図３】研磨部材の端部拡大図である。
【図４】（ａ）は、樹脂シートを重層した状態を示す一部拡大図であり、（ｂ）は、樹脂シートから研磨部材を一体成型した状態を示す一部拡大図である。
【図５】研磨部材と半導体ウェーハとの当接状態を示す一部拡大平面図である。
【図６】従来の研磨部材と半導体ウェーハとの当接状態を示す一部拡大平面図である。
【図７】従来の使用時の研磨部材の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係るノッチ研磨用装置を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。
【実施例】
【００２０】
図１は、本発明の実施例にかかるノッチ研磨用装置を示す平面図である。ノッチ研磨用装置１は、主軸台（図示せず）から延びる駆動スピンドル２により回転可能に支持された研磨部材３を有しており、この研磨部材３は、硬脆材プレートである半導体ウェーハ４のノッチ５の端面と上下傾斜面を鏡面加工するため、先端に凸状の外周部を持ち、ノッチ５のＶ字状谷の底（円弧部）と内側直線部とを研磨出来るようになっている。研磨部材３としてのノッチ部研磨用の研磨布は、合成繊維や天然繊維を原材料とし、それをフェルト状に仕立てた部分を有している。図示しない主軸台には電気モータなどのスピンドル駆動源（図示せず）が設けられており、駆動スピンドル２及びこれに取り付けられた研磨部材３を回転駆動するようになっている。
【００２１】
ノッチ研磨用装置１における研磨部材３は、図１に示されるようにリング形状をしており、把持板６で両面から把持されて補強されるとともに、駆動スピンドル２に連接されている。図２に示されるように、半導体ウェーハチャック１０は、半導体ウェーハ４を支持するためのウェーハ支持面を備えており、半導体ウェーハ４が半導体ウェーハチャック１０で吸引されることによって固定的に支持されている。そしてこの固定された半導体ウェーハ４に対してノッチ研磨用装置１が図２に示されるように揺動し、ノッチ５を上下両側から鏡面加工できるようになっている。なお、この実施例ではノッチ研磨用装置１を揺動させて半導体ウェーハ４の位置を不動にしているが、その逆に半導体ウェーハ４を揺動させてノッチ研磨用装置１の位置を不動にすることも出来る。ただし揺動運動については任意であって、必ずしもこれを行わせる必要はない。半導体ウェーハ研磨作業に当たり、部の上方にはスラリー供給装置、具体的にはノズル１１が設けられており、このノズル１１から研磨作業部にスラリー１２が供給されるようになっている。
【００２２】
そして本実施例においては、このリング形状の研磨部材３は、中央側から両側面側にかけて、ポリアミド系繊維とウレタン樹脂とからなる研磨樹脂層から構成されている。詳述すると、図３に示されるように、ポリアミド系繊維の不織布にウレタン樹脂の溶剤を含浸させた薄層の樹脂シート７を、複数枚（本実施例では４枚）重層して一体成型されている。
【００２３】
研磨部材３の成型工程について、より具体的には、図４（ａ）に示されるように、複数枚の樹脂シート７を、重層して加熱するとともに圧縮（図示白抜矢印参照）し、隣合う樹脂シート７，７のウレタン樹脂同士を溶着面Ｙにて溶着することで、図４（ｂ）に示されるように、研磨部材３が一体成型されるようになっている。加熱温度は、１８０〜２００℃程度が好ましい。
【００２４】
このように研磨部材３は、中央側から両側面までの全面にかけて、ポリアミド系繊維とウレタン樹脂とからなる研磨樹脂層になっており、この側面の研磨樹脂層が、ノッチ両端部領域（糸面部との境を含む場合がある）の鏡面加工に関与する部分になっている。
【００２５】
研磨作業は以下のように行われる。すなわち、まず半導体ウェーハ４を真空テーブルである半導体ウェーハチャック１０で把持し、研磨布などで構成される研磨部材３が装着されたノッチ研磨用装置１の研磨部材３先端と、半導体ウェーハ４のノッチ５とを向かい合わせ、駆動スピンドル２でノッチ研磨用装置１を回転させると同時にスラリー供給装置１１からノッチ研磨領域にスラリー１２を供給する。次いで送出し駆動装置を作動させて駆動スピンドル２とともに研磨部材３を移動させ、研磨布などで構成される研磨部材３先端をノッチ５内に侵入させる。研磨時には、送出し駆動装置の付勢力が働き、研磨部材３はノッチ研磨領域に押圧された状態で研磨が遂行される。
【００２６】
そしてこの固定された半導体ウェーハ４に対してノッチ研磨用装置１が図示しない移動手段により、図５に示されるように樹脂シート７の重層方向に相対的に移動し、ノッチ５の図示左右のテーパ面を左右両側から鏡面加工できるようになっている。なお、この実施例ではノッチ研磨用装置１を移動させて半導体ウェーハ４の位置を不動にしているが、その逆に半導体ウェーハ４を移動させてノッチ研磨用装置１の位置を不動にすることも出来る。ただし移動運動については任意であって、必ずしもこれを行わせる必要はない。
【００２７】
このようにして半導体ウェーハ４のノッチ研磨が進んだ場合、図５に示されるように本実施例は研磨部材３の中央側がポリアミド系繊維とウレタン樹脂とからなる研磨樹脂層であり、この研磨樹脂層が位置する当接領域ではノッチ５によって研磨樹脂層の一部が掻き取られる現象が起きるが、ポリアミド系繊維の不織布にウレタン樹脂の溶剤を含浸させていることで、ポリアミド系繊維とウレタン樹脂とからなる研磨樹脂層の研磨面が常に平面状に形成され、ポリアミド系繊維の自由端が突出してヒゲとして現れることなく、ヒゲにより半導体ウェーハＷの表面状態が視覚的に劣る原因にはならない。
【００２８】
そして研磨部材３の両側面側に関しても、本実施例の場合、ポリアミド系繊維とウレタン樹脂とからなる研磨樹脂層になっており、この側面の層が、ノッチ両端部領域の鏡面加工に関与する部分になっている。この場合、側面の研磨樹脂層もノッチ両端部分によって掻き取られる現象が起きるものの、研磨樹脂層の研磨面が常に平面状に形成され、ポリアミド系繊維の剥離が抑制されることになり、ヒゲの出現が軽減され、ヒゲの影響が硬脆材プレートである半導体ウェーハ４のノッチ外部に位置する他の糸面にまで及ぶことはなく、半導体ウェーハ４の表面状態が視覚的に劣る原因にはならない。また、この樹脂をウレタン系の樹脂に代表されるような樹脂とすることにより、ノッチ両端部分の鏡面仕上げ効果が向上することとなる。
【００２９】
以上説明したように、研磨部材３の両側面側が、ポリアミド系繊維の不織布にウレタン樹脂の溶剤を含浸させた研磨樹脂層から構成されており、ポリアミド系繊維とウレタン樹脂とが常に一体で繊維の自由端が突出することがないため、ノッチ端部領域のヒゲの出現が抑制または皆無となり、ヒゲの影響が半導体ウェーハ４等の硬脆材プレートのノッチ外部に位置する他の部分にまで及ぶことはなく、不織布本来に近い研磨仕上げ効果を得ることができる。
【００３０】
特に、ポリアミド系繊維の不織布にウレタン樹脂の溶剤を含浸させて研磨樹脂層を構成することで、比較的短い繊維質であり不織布として利用し難かったポリアミド系繊維が、ウレタン樹脂の弾性力を伴って適度な弾性を得ることができるため、硬脆材プレートの研磨材料としてポリアミド系繊維を利用できる。
【００３１】
また、研磨部材３が、ポリアミド系繊維の不織布にウレタン樹脂の溶剤を含浸させた薄層の樹脂シート７を、複数枚重層して一体成型されていることで、中央部分側から側面側にかけて均質に成型できるため、ノッチ部５の研磨精度を向上できる。
【００３２】
また、移動手段により、研磨部材３と硬脆材プレートである半導体ウェーハ４とを樹脂シート７の重層方向に相対移動させながら、ノッチ部５を研磨することで、研磨部材３のポリアミド系繊維、ウレタン樹脂、そして樹脂シート７，７同士の溶着部Ｙを、ノッチ部５に交互に当接させ研磨することになるため、研磨効果を高めることができる。更に溶着部Ｙがノッチ部５に対し移動しながら研磨することになるため、溶着部Ｙによる研磨筋の発生の虞を回避できる。
【００３３】
また、研磨部材３が、ポリアミド系繊維の不織布にウレタン樹脂の溶剤を含浸させた薄層の樹脂シート７を、複数枚重層して加熱圧縮し、隣合う樹脂シート７，７のウレタン樹脂同士を溶着することで一体成型されることで、研磨部材３が全面に亘り均質に成型できるため、硬脆材プレートである半導体ウェーハ４に設けられたノッチ部５の研磨精度を向上できるばかりか、薄層の樹脂シート７を複数枚重層して加熱圧縮することで、研磨部材３の厚さを自在に成型できる。また、樹脂シート７，７同士を一体成型するための別段の接着部材を要することなく、樹脂シート７を構成するウレタン樹脂自体を溶着することで一体成型されるため、研磨の精度を維持できる。
【００３４】
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【００３５】
例えば、前記実施例では、研磨部材３の中央側から両側面側にかけて、ポリアミド系繊維とウレタン樹脂とからなる研磨樹脂層から構成されているが、例えば研磨部材は、両側面側が前記研磨樹脂層から構成されるとともに、その中央側がフェルト状の合成繊維若しくは天然繊維の不織布層から構成されていてもよい。
【００３６】
また例えば、前記実施例では、半導体ウェーハ４に形成されたノッチ５を研磨するノッチ研磨用装置１が構成されているが、研磨の対象となる材料は、ノッチが形成されていれば半導体ウェーハに限られず、他の硬脆材料であっても構わない。
【符号の説明】
【００３７】
１                ノッチ研磨用装置
２                駆動スピンドル
３                研磨部材
４                半導体ウェーハ
５                ノッチ
６                把持板
７                樹脂シート
１０              半導体ウェーハチャック
１１              ノズル
１２              スラリー
【図１】
2010162636.tif 000003
【図２】
2010162636.tif 000004
【図３】
2010162636.tif 000005
【図４】
2010162636.tif 000006
【図５】
2010162636.tif 000007
【図６】
2010162636.tif 000008
【図７】
2010162636.tif 000009