(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状のテンプレートの内側に半導体ウェーハを収容するとともに、この半導体ウェーハと研磨ヘッドとの間にバックパッドを介在させたワックスレスマウント式研磨装置において、
外径が前記テンプレートの内径より０．２〜１．０ｍｍ小さく、内径が半導体ウェーハと同じ環状のアダプタテンプレートと、
厚さが５０〜１００μｍで、直径が前記アダプタテンプレートの外径と同じ円形状であるとともに、前記アダプタテンプレートの内側に収容された半導体ウェーハの裏面側および前記アダプタテンプレートの裏面側を、該アダプタテンプレートの中心線にその中心線を一致させて連結する粘着テープとを備えたワックスレスマウント式研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はワックスレスマウント式研磨装置、詳しくはワックスレスで保持した半導体ウェーハの表面に機械的化学的研磨を行うワックスレスマウント式の研磨技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリコンウェーハの研磨方法の一種として、ワックスレスマウント式研磨方法が知られている。以下、図面に基づき、これに用いられるワックスレスマウント式研磨装置を説明する。図４は、従来手段に係るワックスレスマウント式研磨装置の縦断面図である。
図４に示すように、ワックスレスマウント式研磨装置１００は、上面に研磨布１０５が展張された研磨定盤１０４と、下面にウェーハ固定用のテンプレート１０２が設けられた枚葉式の研磨ヘッド１０１とを備えている。このテンプレート１０２は、保水性を有する不織布製のバックパッド１０３を介して、研磨ヘッド１０１の下面に取り付けられている。
研磨時には、バックパッド１０３に純水を供給し、その表面張力により、テンプレート１０２の孔部に収容されたシリコンウェーハＷをその裏面側から保持する。このとき、シリコンウェーハＷは、その研磨面の全域をテンプレート１０２の端面から所定高さだけ下方に向かって突出している。
そして、遊離砥粒を含む研磨剤を研磨布１０５の研磨作用面に供給しながら、研磨ヘッド１０１を研磨定盤１０４上で回転させ、シリコンウェーハＷの研磨面を鏡面研磨する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のワックスレスマウント式の研磨では、以下の不都合があった。
すなわち、バックパッド１０３の下面には、例えば６インチウェーハ用のテンプレート、８インチウェーハ用のテンプレートなど、１個のテンプレート１０２だけが固定されている。これにより、研磨ヘッド１０１は、いずれか１サイズのシリコンウェーハＷを研磨する専用のヘッドとなっていた。そのため、研磨装置１台当たり、取り扱われるシリコンウェーハＷの大きさ（直径）の種類の数だけ、サイズが異なる研磨ヘッド１０１を用意しなければならなかった。
【０００４】
【発明の目的】
そこで、この発明は、１台の研磨ヘッドを用いて、大きさが異なる複数種類の半導体ウェーハを保持することができ、これによって研磨装置の低コスト化が図れ、しかも従来と同じ研磨精度で研磨することが可能なワックスレスマウント式研磨装置を提供することを、その目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、環状のテンプレートの内側に半導体ウェーハを収容するとともに、この半導体ウェーハと研磨ヘッドとの間にバックパッドを介在させたワックスレスマウント式研磨装置において、外径が前記テンプレートの内径より０．２〜１．０ｍｍ小さく、内径が半導体ウェーハと同じ環状のアダプタテンプレートと、厚さが５０〜１００μｍで、直径が前記アダプタテンプレートの外径と同じ円形状であるとともに、前記アダプタテンプレートの内側に収容された半導体ウェーハの裏面側および前記アダプタテンプレートの裏面側を、該アダプタテンプレートの中心線にその中心線を一致させて連結する粘着テープとを備えたワックスレスマウント式研磨装置である。
【０００６】
研磨ヘッドは、上面に研磨布が展張された研磨定盤の上方に対向して配置される。この研磨ヘッドは、研磨定盤との対向面に１枚の半導体ウェーハが保持される枚葉式でもよいし、多数枚の半導体ウェーハが一括して保持されるバッチ式でもよい。また、研磨ヘッドは、研磨布に沿って往復運動する方式でもよいし、往復運動しない方式でもよい。往復運動する場合には、半導体ウェーハの外周部の一部を研磨布の外部にはみ出して研磨してもよいし、そうでなくてもよい。研磨ヘッドを研磨定盤の上方に対向配置してもよいし、これとは上下を反対にしてもよい。さらに、研磨ヘッドと研磨定盤との軸線方向をそれぞれ水平方向とした縦型の研磨装置でもよい。
【０００７】
テンプレートの内径は限定されない。ただし、研磨される直径が異なる複数種類の半導体ウェーハのうち、最大径の半導体ウェーハの直径より若干大径である方が好ましい。これは、アダプタテンプレートを利用し、残りすべてのサイズの半導体ウェーハを孔部に収容するためである。
バックパッドの素材としては、例えばスウェード布などの不織布を採用することができる。また、その硬度も限定されない。そして、このバックパッドの一部分（例えば外周部）だけを、その中央部よりも高硬度としてもよい。
バックパッドの厚さは限定されない。ただし、２ｍｍ以下が好ましい。２ｍｍを超えると、バックパッドに硬度ムラが生じやすい。
【０００８】
アダプタテンプレートは、孔部に保持される半導体ウェーハの大きさの種類の数だけ内径が異なるものを揃える必要がある。ただし、これらのアダプタテンプレートの外径は、いずれもテンプレートの孔部にガタつきなく収容できるように、テンプレートの内径と略同じにする必要がある。
テンプレートおよびアダプタテンプレートの高さは限定されない。ただし、半導体ウェーハの厚さと略同じ高さか、半導体ウェーハが１〜２００μｍ突出した高さが好ましい。
テンプレートおよびアダプタテンプレートの素材は限定されない。例えば、ガラスエポキシ樹脂や、各種のセラミックスなどが挙げられる。
粘着テープの素材は限定されない。例えばアクリル、ポリエチレン、ポリオレフィンといった合成樹脂などを採用することができる。
粘着テープの厚さは限定されない。５０〜１００μｍ程度が好ましい。
粘着テープは、アダプタテンプレートと半導体ウェーハとの裏面の全域に一括して貼着してもよいし、その一部分だけに貼着してもよい。ただし、両部材を一体化させるため、少なくとも一部分はアダプタテンプレートと半導体ウェーハとにまたがっていなければならない。
【０００９】
【作用】
この発明によれば、テンプレートの内径よりも小径な半導体ウェーハを研磨する場合、まず半導体ウェーハをアダプタテンプレートの内側に収容する。次に、半導体ウェーハとアダプタテンプレートとの各裏面側を粘着テープにより連結し、アダプタ付ウェーハを作製する。その後、このアダプタ付ウェーハをテンプレートの内側に収容すると、あらかじめ純水が供給されたバックパッドの表面張力により、このアダプタ付ウェーハがその裏面側から保持される。その後、通常通りに半導体ウェーハを研磨する。
このように、テンプレートの内径よりも小径な半導体ウェーハをアダプタテンプレートの内側に収容することで、見かけ上、半導体ウェーハの直径がテンプレートの内径と略同じサイズまで拡大される。これにより、１台の研磨ヘッドを使用して、従来と略同じ研磨精度で、大きさが異なる複数種類の半導体ウェーハを研磨することができる。しかも、従来のように１台の研磨ヘッドに対し、半導体ウェーハの大きさ別に複数の研磨ヘッドを用意する必要がないので、研磨装置の低コスト化も図ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施例を説明する。
図１は、この発明の一実施例に係るワックスレスマウント式研磨装置の縦断面図である。図２は、この発明の一実施例に係るアダプタ付ウェーハの分解斜視図である。図３は、この発明の一実施例に係るアダプタ付ウェーハの研磨ヘッドへの取り付け工程を示す縦断面図である。
図１において、１０はこの発明の一実施例に係るワックスレスマウント式研磨装置（以下、研磨装置）である。この研磨装置１０は、研磨定盤１１と、これに対向して上方に配設された研磨ヘッド１２とを備えている。研磨定盤１１は、研磨布１３が展張されている。研磨ヘッド１２は、その下面に、ウェーハ固定用のテンプレート１４が設けられている。
【００１１】
研磨定盤１１および研磨ヘッド１２は円板形で、対向する各面はそれぞれ平坦面である。これらの研磨定盤１１および研磨ヘッド１２は、各回転軸を中心にして、図示しない回転手段によってそれぞれ回転される。この研磨ヘッド１２は、回転軸の昇降により上下動する。
テンプレート１４は、例えば円形のリング状のガラスエポキシ板で、研磨ヘッド１２の下面に貼着されたバックパッド１５を介して、研磨ヘッド１２の下面に設けられている。テンプレート１４は、その内径が、例えば８インチウェーハより０．２〜１．０ｍｍだけ大径である。テンプレート１４の厚さは、例えば８インチウェーハと同じか、ウェーハが１〜２００μｍ突出した高さである。
バックパッド１５は、例えばスウェード製で、厚さはパッド全域で均一である。研磨されるシリコンウェーハＷはＣＺウェーハである。
【００１２】
この発明の特長は、テンプレート１４の孔部に収容されるアダプタテンプレート１６を利用し、テンプレート１４の内径と略同じ直径のシリコンウェーハＷだけでなく、テンプレート１４の内径よりも小径なシリコンウェーハＷ（ここでは６インチウェーハ）であっても、１台の研磨装置１０を用いて研磨できるようにした点である。
以下、これを詳細に説明する。図１および図２に示すように、アダプタテンプレート１６の外径は、テンプレート１４の内径より０．２〜１．０ｍｍだけ小さな径である。一方、アダプタテンプレート１６の内径は、６インチのシリコンウェーハＷよりも０．２〜１．０ｍｍだけ大径となっている。アダプタテンプレート１６の厚さは、この６インチのシリコンウェーハＷより薄く、その差は１０μｍ以内が好ましい。
これらのアダプタテンプレート１６とシリコンウェーハＷとは、それぞれの裏面側から粘着テープ１７によって一体的に貼着され、アダプタ付ウェーハ１８を構成する。
粘着テープ１７は、裏面に接着剤が塗布された合成樹脂製の円形テープで、その直径はアダプタテンプレート１６の外径と略同じであり、そのテープ厚さは５０〜１００μｍである。
【００１３】
次に、この実施例に係るワックスレスマウント式研磨装置１０を用いたシリコンウェーハＷのワックスレスマウント式研磨方法を説明する。
まず、８インチウェーハのときの研磨方法を説明する。この場合は、従来法と同じ研磨となる（図４参照）。すなわち、バックパッド１５に純水を供給し、その表面張力により、テンプレート１４の孔部に収容されたシリコンウェーハＷをその裏面側から保持する。そして、遊離砥粒を含む研磨剤を研磨布１３の研磨作用面に供給しながら、研磨ヘッド１２を研磨定盤１１上で回転させ、シリコンウェーハＷの研磨面を鏡面研磨する。
【００１４】
次に、６インチウェーハの研磨方法を説明する。この場合には、まずシリコンウェーハＷをアダプタテンプレート１６の孔部に収容する。次に、シリコンウェーハＷとアダプタテンプレート１６との裏面に、大判の粘着テープ１７を貼り付けて一体化する（図２）。これにより、アダプタ付ウェーハ１８が作製される。そして、粘着テープ１７側を裏面にし、このアダプタ付ウェーハ１８を研磨ヘッドの裏面側のテンプレート１４の内側に収容する（図３）。これにより、あらかじめ純水が供給されたバックパッドの表面張力によって、アダプタ付ウェーハ１８がその裏面側から保持される。その後は、前述した８インチウェーハの場合と同様にシリコンウェーハＷを研磨する（図１）。
このように、テンプレート１４の内径よりも小径なシリコンウェーハＷをアダプタテンプレート１６の内側に収容することで、見かけ上、シリコンウェーハＷの直径（６インチ）がテンプレート１４の内径と略同じサイズ（８インチ）まで拡大される。その結果、１台の研磨ヘッド１２を使用し、従来と略同じ研磨精度でもって、大きさが異なる複数種類のシリコンウェーハＷを研磨することができる。しかも、従来のように１台の研磨ヘッドに対して、シリコンウェーハの大きさ別に複数の研磨ヘッドを用意する必要がないので、研磨装置１０の低コスト化を図ることができる。
【００１５】
【発明の効果】
この発明によれば、テンプレートの内径よりも小径な半導体ウェーハをアダプタテンプレートに挿着し、外観的なウェーハ口径をテンプレートに収容可能な大きさまで拡大するようにしたので、１台の研磨ヘッドで、大きさが異なる複数種類の半導体ウェーハを従来通りの研磨精度で研磨でき、しかも半導体ウェーハの大きさ別に研磨ヘッドを用意しなくてもよく、研磨装置の低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の一実施例に係るワックスレスマウント式研磨装置の縦断面図である。
【図２】  この発明の一実施例に係るアダプタ付ウェーハの分解斜視図である。
【図３】  この発明の一実施例に係るアダプタ付ウェーハの研磨ヘッドへの取り付け工程を示す縦断面図である。
【図４】  従来手段に係るワックスレスマウント式研磨装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１０  ワックスレスマウント式研磨装置、
１２  研磨ヘッド、
１４  テンプレート、
１５  バックパッド、
１６  アダプタテンプレート、
１７  粘着テープ、
Ｗ  シリコンウェーハ（半導体ウェーハ）。
【図１】
0004019349.tif 000002
【図２】
0004019349.tif 000003
【図３】
0004019349.tif 000004
【図４】
0004019349.tif 000005