(57)【要約】【課題】ウエハのノッチの研磨中に、自己発塵せず、長時間安定して、ノッチを傷つけずに研磨できる研磨パッド及び方法を提供することである。【解決手段】発泡樹脂などの合成樹脂からなるディスク状のパッド１１、及びパッド１１の周縁部分が露出するように、パッド１１の両面にそれぞれ固定される保持板１２から構成される研磨パッド１０。パッド１１の周縁部分の断面形状はノッチ２１に嵌り込む形状にある。パッド１１は発泡ウレタンなどの発泡体からなり、発泡体の平均気泡径は１０μｍ〜５００μｍの範囲にあり、その硬度はショアー硬度Ａスケールで２５度〜９５度の範囲にある。研磨パッド１０を回転させながら、パッド１１の周縁部分をノッチ２１に嵌め込んで、押し当て、パッド１１の周縁部分とノッチ２１との接触部分に、ノズル１４を通じてスラリーを供給することにより、ノッチ２１を研磨する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハの周縁に形成したノッチを研磨するためのディスク状の研磨パッドであって、
合成樹脂からなるディスク状のパッド、及び
前記パッドの周縁部分が露出するように、前記パッドの両面にそれぞれ固定される保持板、
から成り、
前記パッドの周縁部分の断面形状が、前記ノッチに嵌り込む形状にある、
ところの研磨パッド。
【請求項２】
前記合成樹脂が発泡樹脂であり、前記パッドが発泡体からなる、ところの請求項１の研磨パッド。
【請求項３】
前記発泡体の平均気泡径が、１０μｍ〜５００μｍの範囲にある、請求項２の研磨パッド。
【請求項４】
前記発泡体の硬度が、ショアー硬度Ａスケールで、２５度〜９５度の範囲にある、請求項２の研磨パッド。
【請求項５】
前記発泡体が、発泡ウレタンである、請求項２の研磨パッド。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１に記載の研磨パッドを使用してウエハの周縁に形成したノッチを研磨するための方法であって、
前記研磨パッドを回転させる工程、
前記パッドの周縁部分を前記ノッチに嵌め込んで、押し当てる工程、
前記パッドの周縁部分と前記ノッチとの接触部分に、研磨粒子を分散させたスラリーを供給する工程、
から成る方法。
【請求項７】
前記パッドの周縁部分を前記ノッチに押し当てた状態で、前記ウエハを傾斜させる工程、をさらに含む請求項６の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハや半導体デバイスウエハ（以下、ウエハ）の周縁に形成したノッチの研磨に用いられる研磨パッド及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウエハは、ＳｉやＧａＰなどの単結晶からなるインゴットをスライシングした後に、研磨を施した、半導体素子の基板となる薄板であり、その周縁には、結晶方向の判別及び整列を容易にするためのノッチと称するＶ字形又はＵ字形の切り欠きが形成されている。また、チッピング（スライシング時にウエハの切断ラインの縁部に生じた不定形破断）をなくすため、ウエハの周縁にわたってＲ面取り加工が施されている。
【０００３】
このウエハの表面上に半導体素子を形成するため、ウエハの表面に、スパッタリング、ＣＶＤ、エッチングなどの成膜／エッチング技術を利用して、絶縁膜、電極配線膜、半導体膜を積層し、多層配線構造物を製作する。
【０００４】
このような多層配線構造物では、下地となる膜の平面性と平行性が低いと、その上に積層される膜の平面性と平行性が低下し、段差が生じ、これが配線の短絡の原因となるので、成膜やエッチングの都度に、膜の表面の研磨が行われている。
【０００５】
また、ウエハの周縁部分（ウエハの周縁の上面、端面及び下面）には、ダレと称される余分な膜部分が成膜時に形成されており、このダレが残っていると、このダレが、ウエハの搬送中に装置設備の構成物などに衝突し、パーティクルと称される塵となり、浮遊し、この浮遊塵が膜の表面に付着し、ウエハを汚染し、上記したような配線の短絡の原因となるので、成膜の都度に、ウエハの周縁にわたる研磨が行われている。
【０００６】
このウエハの周縁に形成されたノッチの研磨は、従来、ディスク状の研磨パッドの周縁部分をウエハのノッチに嵌め込んで、押し当て、研磨パッドの周縁部分とノッチとの接触部分に、研磨粒子を分散させたスラリーを供給しながら、研磨パッドを回転させることによって行われる（例えば、特許文献１を参照）。
【０００７】
しかし、この従来技術では、織布又は不織布、或いは、織布又は不織布の繊維組織を合成樹脂で固めたものからなるディスク状の研磨パッドを使用してウエハのノッチの研磨が行われており、研磨中に、研磨パッドを構成する繊維組織の繊維が解れて毛羽立ち、（１）この繊維が切れて、自己発塵し、浮遊塵となってウエハの表面に付着し、ウエハを汚染する、（３）また、この切れた繊維が、装置設備の排水系統に詰まる、（４）研磨パッドが変形し、長時間安定して研磨を行うことができない、（５）ウエハのノッチに、研磨パッドの回転方向に沿った線状の傷が形成される、という問題が生じる。
【０００８】
（特許文献１）
特開２０００−２３３３５４（段落００１２、段落００１３、段落００１６、図１〜図３）
【０００９】
【発明の解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ウエハのノッチの研磨中に、自己発塵せず、長時間安定して、ノッチを傷つけずに研磨できる研磨パッド及び方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ウエハの周縁に形成したノッチの研磨に用いられる研磨パッド及び方法である。
【００１１】
上記目的を達成する本発明は、ディスク状の研磨パッドであって、合成樹脂からなるディスク状のパッド、及びこのパッドの周縁部分が露出するように、パッドの両面にそれぞれ固定される保持板から構成される。パッドの周縁部分の断面形状は、ノッチに嵌り込む形状にある。
【００１２】
好適に、合成樹脂として、発泡性樹脂が使用され、パッドとして、発泡体からなるものが使用される。
【００１３】
この発泡体の平均気泡径は、１０μｍ〜５００μｍの範囲にある。
【００１４】
また、発泡体の硬度は、ショアー硬度Ａスケールで、２５度〜９５度の範囲、好適に４０度〜９０度の範囲にある。
【００１５】
好適に、発泡体として、発泡ウレタンが使用される。
【００１６】
ウエハの周縁に形成したノッチの研磨は、まず、上記本発明の研磨パッドを回転させる。次に、研磨パッドのパッドの周縁部分をノッチに嵌め込んで、押し当て、パッドの周縁部分とノッチとの接触部分に、研磨粒子を分散させたスラリーを供給する。これにより、ウエハのノッチが研磨される。ここで、研磨パッドのパッドの周縁部分をノッチに押し当てた状態で、ウエハを傾斜させて、ノッチの上面、端面及び下面を研磨してもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態は、ウエハの周縁に形成したノッチの研磨に用いられる研磨パッド及び方法である。
【００１８】
＜研磨パッド＞　本発明の研磨パッドは、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、合成樹脂からなるディスク状のパッド１１、及びこのパッド１１の周縁部分が露出するように、パッド１１の両面にそれぞれ固定される保持板１２、１２から構成される。
【００１９】
パッド１１の周縁部分の断面形状は、ウエハのノッチに嵌り込む形状にある。すなわち、パッド１１の周縁部分の断面形状は、図１（ｃ）に示すように、ウエハ２０のノッチ１１の形状がＶ字形であるときはＶ字形であり、図１（ｄ）に示すように、ウエハ２０のノッチ２１の形状がＵ字形であるときはＵ字形である。
【００２０】
図１に示す研磨パッド１０は、既知の成形技術を利用して、合成樹脂を所望のディスク状のパッド１１に成形した後に、このパッド１１の両面に、パッド径よりも小さい径のディスク状の保持板１２、１２を固定することによって製造できる。パッド１１の周縁部分は、パッド１１の周縁部分が所定の断面形状となるように型成形してもよいし、パッド１１の成形後に、ナイフなどの手段を使用してパッド１１の周縁部分を所定の断面形状に形成してもよい。
【００２１】
合成樹脂として、ウレタン系、ポリエステル系などの既知の合成樹脂を使用できる。
【００２２】
好適に、合成樹脂として、発泡性樹脂が使用され、パッド１１として、発泡ウレタンなどの内部に独立気泡又は連続気泡を有する発泡体からなるパッド１１が使用される。
【００２３】
この発泡体の平均気泡径は、スラリー中に分散される研磨粒子を効率よく保持できるだけの径であればよく、１０μｍ〜５００μｍの範囲にある。
【００２４】
また、発泡体の硬度は、ショアー硬度Ａスケールで２５度〜９５度の範囲、好適に４０度〜９０度の範囲にある。これは、パッド１１の硬度が２５度よりも低いと、研磨中に研磨パッドが変形し、ウエハ２０のノッチ２１を均一に研磨できなくなり、また、パッド１１の硬度が９５度よりも高いと、スラリー中の比較的大きい研磨粒子のノッチ２１に対する過度の圧力を吸収できず、ノッチ２１に傷をつけてしまうからである。
【００２５】
＜研磨方法＞　図２に示すように、ウエハ２０の周縁に形成したノッチ２１の研磨は、まず、ウエハ２０を固定台１３に固定する。ウエハ２０は、ノッチ２１が研磨パッド１０の方向に向いた状態で、既知の吸引手段（図示せず）によって固定台１３の表面上に水平に固定される。次に、垂直平面上で回転可能に配列された研磨パッド１０を矢印ｒ１又はｒ２の方向に回転させる。研磨パッド１０は、既知のモータなどの駆動手段（図示せず）に連結されており、このモータを駆動することによって回転される。次に、既知のボールネジ、エアシリンダなどの移動手段（図示せず）によって、研磨パッド１０又は固定台１３を移動して、研磨パッド１０のパッド１１の周縁部分をノッチ２１に嵌め込んで、押し当て、パッド１１の周縁部分とノッチ２１との接触部分に、ノズル１４を通じて、研磨粒子を分散させたスラリーを供給する。これにより、ウエハ２０のノッチ２１が研磨される。ここで、研磨パッド１０のパッド１１の周縁部分をノッチ２１に押し当てた状態で、ウエハ２０を矢印Ｒの方向に傾斜させて、ノッチ２１の上面、端面及び下面を研磨してもよい。
【００２６】
スラリーとして、水、又は水にグリコール類、アルコール類などの分散剤を混入した水溶液に研磨粒子を分散させたものが使用される。研磨粒子として、シリカ、セリア、アルミナなどから適宜に選択される一種又は二種以上の粒子が使用される。この研磨粒子のサイズは、平均粒径２０ｎｍ〜２００ｎｍから適宜に選択される。また、このスラリーに、さらに、ノッチに形成されたダレと化学的に反応する水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化アンモニウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、フッ酸、フッ化物、硝酸鉄、ヨウ素酸カリウム、グリシン、キナルジン酸、過酸化水素、ベンゾトリアゾールなどから適宜に選択される物質を含んだ反応液を添加してもよい。
【００２７】
＜実施例＞　本発明に従って、シリコンウエハの周縁に形成されたＶ字形のノッチ端面を研磨した。ノッチの形状は、頂角９０度で高さ２ｍｍの二等辺三角形状であった。
【００２８】
研磨パッド：８０℃に保温したポリエーテルウレタンエラストマー（商品名：ハイプレンＬ−１９８、三井化学株式会社）と、３，３’−ジクロロ−４，４’ジアミノ−ジフェニルメタンに純水（１重量％）を加えて６０℃に保温したものとの混合液（ポリエーテルウレタンエラストマー：３，３’−ジクロロ−４，４’ジアミノ−ジフェニルメタンに純水を加えたもの＝１００重量％：１９重量％）を、円柱形状のキャビティーを有する金型内に注入し、これを発泡、硬化（金型温度：１００℃、硬化時間：２時間）させて、この発泡成形物を金型から取り出し、室温で６日間放置し、半径約２００ｍｍの円柱形状の発泡体（発泡ウレタン）を成形した。この発泡体を厚さ４ｍｍにスライスし、このスライスしたものの周縁部分を、ノッチの形状に一致するようにカットして、ディスク状の発泡ウレタンパッド（半径２００ｍｍ、厚さ４ｍｍ）を製造した。次に、この発泡ウレタンパッドの周縁部分が４８ｍｍだけ露出するように、発泡ウレタンパッドの両面にそれぞれ半径１５２ｍｍの保持板を固定し、実施例の研磨パッドを製造した。実施例の研磨パッドの平均気泡径は２００μｍであり、硬度は、ショアー硬度Ａスケールで５５度であった。実施例の研磨パッドの部分拡大断面図を図３（ａ）に示す。
【００２９】
研磨：　ノッチ端面の研磨は、下記の表１に示す研磨条件で、研磨パッドの回転数を変えて４回行い、研磨パッドのそれぞれの回転数における研磨後の研磨パッドの状態と、ノッチ端面の状態について観察した。研磨は、研磨パッドを垂直面上で回転させ、水平面上に固定したウエハを研磨パッドに向けて移動し、研磨パッドのパッドの周縁部分をノッチに嵌め込んで、押し当て、パッドの周縁部分とノッチとの接触部分に、研磨粒子を分散させたスラリーを供給することによって行われた。
【表１】
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【００３０】
スラリーとして、純水に平均粒径７０ｎｍのシリカ（１０重量％）を水酸化カリウムでｐＨ１０．０に調製したコロイダル液を使用した。
【００３１】
＜比較例＞　比較例の研磨パッドのパッドとして、不織布にウレタン樹脂を含浸させて、不織布繊維組織をウレタン樹脂で固めた市販のパッド（商品名：ＳＵＢＡ４００、ＲＯＤＥＬ社）を使用した。このパッドは、上記実施例の研磨パッドのパッドと同一の形状（半径２００ｍｍ、厚さ４ｍｍ）に加工され、このパッドの両面に保持板を固定して、比較例の研磨パッドを製造した。比較例の研磨パッドの部分拡大断面図を図３（ｂ）に示す。
【００３２】
この研磨パッドを使用して、上記実施例と同一の研磨条件で、ウエハのノッチ端面を研磨し、研磨後の研磨パッドの状態と、ノッチ端面の状態について観察し、上記実施例と比較した。
【００３３】
＜比較結果＞　研磨後の研磨パッドの状態について、比較例の研磨パッドでは、パッドの繊維組織が切れ、毛羽立ち、パッドの周縁部分が変形し、また毛羽立った繊維が切れてウエハの表面に付着した。対照的に、実施例の研磨パッドでは、比較例にみられた毛羽立ちもなく、パッドの変形もみられず、ウエハの表面が汚染されることもなかった。
【００３４】
研磨後のウエハのノッチ端面の状態について、比較例では、研磨パッドの回転方向に沿った線状の傷が形成された。対照的に、実施例では、比較例にみられるような線状の傷を形成することなく、ノッチ端面を鏡面に研磨できた。
【００３５】
【発明の効果】
本発明が以上のように構成されるので、ウエハのノッチの研磨中に、自己発塵せず、長時間安定して、ノッチを傷つけずに研磨できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、本発明の研磨パッドの側面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の研磨パッドの正面図であり、図１（ｃ）及び（ｄ）は、それぞれ、図１（ａ）の研磨パッドのパッド周縁部分の断面図であり、ウエハの周縁に形成したノッチに嵌め込んだ状態を示す。
【図２】図２は、本発明の研磨パッドを装着した研磨装置を側面からみた略図である。
【図３】図３（ａ）は、実施例の研磨パッドの部分拡大断面図であり、図３（ｂ）は、比較例の研磨パッドの部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１０・・・研磨パッド
１１・・・パッド
１２・・・保持板
１３・・・固定台
１４・・・ノズル
２０・・・ウエハ
２１・・・ノッチ
ｒ１、ｒ２・・・回転方向
Ｒ・・・傾斜方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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