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公開番号2024164845
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-28
出願番号2023080489
出願日2023-05-16
発明の名称研磨装置および研磨方法
出願人信越半導体株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B24B 37/10 20120101AFI20241121BHJP(研削;研磨)
要約【課題】分割したウェーハである基板片、特にエッジ部が鋭利な状態の基板片でも保持することができ、そして研磨布が過剰に摩耗されるのを防ぎ、安定的に研磨加工することができる研磨装置および研磨方法を提供する。
【解決手段】研磨装置であって、該研磨装置は円形状の基板から分割した基板片を研磨可能なものであり、前記基板片を載置するステージと、前記基板片の面積より小さな研磨布を備え、該研磨布を前記基板片の表面に摺接させて研磨する研磨機構と、前記基板片の平面形状と同形状のくり抜き部が形成されており、該くり抜き部に前記基板片を嵌め込んで保持する保持具とを有するものである研磨装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
研磨装置であって、
該研磨装置は円形状の基板から分割した基板片を研磨可能なものであり、
前記基板片を載置するステージと、
前記基板片の面積より小さな研磨布を備え、該研磨布を前記基板片の表面に摺接させて研磨する研磨機構と、
前記基板片の平面形状と同形状のくり抜き部が形成されており、該くり抜き部に前記基板片を嵌め込んで保持する保持具とを有するものであることを特徴とする研磨装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記研磨機構は前記研磨布が貼付された研磨ヘッドを有しており、
該研磨ヘッドは、前記ステージ上で前記保持具により保持された前記基板片に前記研磨布を介して押圧させる押圧機構と、軸回転させる回転機構と、水平方向に動作させる水平駆動機構とを備えているものであることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
前記ステージは軸回転可能であり、
前記水平駆動機構は、前記研磨ヘッドを前記ステージの外周から中心方向に往復動作させるものであることを特徴とする請求項２に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記保持具は、前記基板と同じ半径を有する円柱に前記くり抜き部が形成されているものであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記保持具は、前記円柱に中心角が３６０°／ｎ（ｎは２以上の自然数）の扇形の前記くり抜き部が形成されているものであることを特徴とする請求項４に記載の研磨装置。
【請求項６】
研磨方法であって、
円形状の基板から分割した基板片を研磨するとき、
前記基板片の平面形状と同形状のくり抜き部が形成されており、該くり抜き部に前記基板片を嵌め込んで保持する保持具を用意し、
前記基板片をステージ上に載置して前記保持具で保持しつつ、
前記基板片の面積より小さな研磨布を備えた研磨機構を用いて、前記研磨布を前記基板片の表面に摺接させて全面または一部を研磨することを特徴とする研磨方法。
【請求項７】
前記研磨機構として前記研磨布が貼付された研磨ヘッドを用意し、
前記基板片を研磨するとき、
前記ステージ上で前記保持具により保持した前記基板片に前記研磨ヘッドを前記研磨布を介して押圧回転させつつ水平方向に動作させて研磨することを特徴とする請求項６に記載の研磨方法。
【請求項８】
前記ステージを軸回転させて該ステージ上の前記基板片を軸回転させるとともに、前記研磨ヘッドを前記ステージの外周から中心方向に往復動作させて研磨することを特徴とする請求項７に記載の研磨方法。
【請求項９】
前記保持具として、前記基板と同じ半径を有する円柱に前記くり抜き部が形成されているものを用意することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の研磨方法。
【請求項１０】
前記保持具として、前記円柱に中心角が３６０°／ｎ（ｎは２以上の自然数）の扇形の前記くり抜き部が形成されているものを用意することを特徴とする請求項９に記載の研磨方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨装置および研磨方法に関し、特に、円形状の基板から分割した基板片についての研磨装置および研磨方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
一般的に、研磨とは砥粒を含む研磨用組成物を供給しながら研磨布を用いて対象の基板を摺動させ、基板表面のダメージ層の除去や平滑化などの効果を発揮する工程を示す。
研磨は普通、基板（ウェーハ）より大きな面積の研磨布で加工することが多い。なぜなら、研磨布が大きいほど加工残渣などの蓄積が抑えられ研磨能力の低下を防げるからである。
【０００３】
また、研磨は対称性が高い円形状のウェーハを研磨する場合が多く、したがって研磨装置も円形状のウェーハを研磨するよう設計されている。
一般的な研磨装置では、例えば片面研磨の場合では研磨ヘッドと呼ばれるものでウェーハの非研磨面を吸着し、なおかつウェーハが横方向にずれてしまわないようにウェーハの外側にガイドリングなどを具備する保持具が使われている。
また、両面研磨の場合は、薄い板状のものから円形状にくり抜いたキャリアとよばれる保持具が使われている。
【０００４】
ところで、ウェーハより小さな研磨布で処理する例としては、例えば特許文献１にあるように基板を局所的に研磨するための研磨装置が提供されている。かかる研磨装置は、基板に接触する加工面が基板よりも小さい研磨部材と、前記研磨部材をコンディショニングするためのコンディショニング部材と、基板の研磨中に前記研磨部材に前記コンディショニング部材を押圧するための第１押圧機構と、研磨装置の動作を制御するための制御装置と、を有している。前記制御装置は、前記研磨部材で基板を局所的に研磨しているときに、前記第１押圧機構を制御するように構成されていることが開示されている。
【０００５】
また、特許文献２の化学機械的研磨装置は、ウェハを保持するウェハキャリアと、ウェハキャリアのウェハ保持面に対向配置され回転可能とされた研磨プラテンと、研磨プラテンに装着された円形の研磨布を有している。研磨布がウェハＷの直径よりも小さい直径を有し、研磨プラテンがウェハＷの研磨面に沿って水平移動可能とされている。また、研磨プラテンの水平移動速度がウェハ周辺部より中央部で遅くなるように水平移動速度を制御する制御部を有していることが開示されている。
【０００６】
特許文献３には、研磨ヘッドと、研磨布が貼り付けられた定盤と、ウェーハを研磨ヘッドへ装着するためのローディングステージと、ウェーハを研磨ヘッドから剥離するためのアンローディングステージとを具備し、研磨ヘッドで保持したウェーハを研磨する研磨装置が開示されている。この研磨装置において、さらに、上下動することができるウェーハより小さい局所研磨パッドを具備し、局所研磨パッドを研磨ヘッドに向けて相対的に上昇させることで、研磨ヘッドで保持したウェーハと局所研磨パッドとを接触させながら、ウェーハを保持した研磨ヘッドを回転させることでウェーハ外周部を同心円状に局所研磨可能なものであることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１８－１５８３９９号公報
特開平０９－２５４０２４号公報
特開２０１９－１９３９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
これらの特許文献１－３は、局所的に研磨する装置の事例であるが、いずれも円形状のウェーハを研磨する技術であり、分割したウェーハを研磨するような装置ではなかった。
しかし、円形状ではなく、円形状のウェーハから扇形状などに分割したウェーハ（以下、基板片とも言う）を研磨しなければならない場合がある。
【０００９】
例えば、円形状の製品のウェーハから、品質評価（確認）のためサンプルウェーハを抜き取り、そのウェーハを分割する事がある。品質確認では熱処理などの処理を行い検査するケースや薬液で処理するケースもあり破壊検査となってしまう。そのため検査によるウェーハロスを低減するために円形状のウェーハを扇形状に分割して検査する事がある。また品質検査ではコンパクトな設備により迅速に評価する必要があり、このように分割することで円形状のサンプルを用いるより小型の装置で熱処理などを実施できるメリットがある。
【００１０】
なお、分割ウェーハの研磨後の品質評価としては、例えば抵抗率測定やフォトルミネッセンス、カソードルミネッセンス、その他光学的な手法を用いてバルク品質を測定するものである。これらの測定は表面にダメージ層が残留していたり、粗さが大きかったりすることで異常な散乱が発生し、正しく測定できないことが分かっている。
（【００１１】以降は省略されています）

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