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[TECHNISCHES GEBIET]
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Doppelseitenpolierträger, der für Doppelseitenpoliermaschinen verwendet wird, und ein Herstellungsverfahren desselben.
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[STAND DER TECHNIK]
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Siliziumwafer werden durch einzelne Schritte, einschließend einen Läppenschritt und einen Polierschritt, hergestellt.
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Beim Polierschritt wird der Silziumwafer gleichzeitig auf beiden Seiten mittels einer Doppelseitenpoliermaschine poliert. Im Läppenschritt werden beide Seiten des Siliziumwafers gleichzeitig mittels einer beidseitigen Läppenvorrichtung geläppt. Die Gliederung der Vorrichtung wird unten unter Bezugnahme auf die Doppelseitenpoliervorrichtung als ein Beispiel beschrieben.
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2 ist eine Seitenansicht einer Doppelseitenpoliermaschine 100. 1 ist eine Aufsicht, aufgenommen in Richtung der Pfeile A der Doppelseitenpoliervorrichtung 100 nach 2, die eine Positionsbeziehung zwischen Doppelseitenpolierträgern 10, Siliziumwafern 1 und einer unteren Platte 102 zeigt.
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Die Doppelseitenpoliermaschine 100 umfaßt die Doppelseitenpolierträger 10, die periphere Ränder 1c der Siliziumwafer 1 innerhalb von Halteöffnungen 11 halten, um die Siliziumwafer 1 mit Vorderseiten 1a und Rückseiten 1b exponiert aufzunehmen, und eine obere Platte 101 und die untere Platte 102, die entsprechend auf den Seiten der Vorderseiten 1a und der Rückseiten 1b der Siliziumwafer 1 montiert sind, und Poliertuch 103, 104, das an ihren Oberflächen angebunden ist, aufweisen.
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Die Siliziumwafer 1 werden innerhalb der Halteöffnungen 11 der Doppelseitenpolierträger 10 aufgenommen, und die obere Platte 101 und die untere Platte 102 werden in Richtung auf die Siliziumwafer 1 bewegt. Somit wird das Poliertuch 103, 104 gegen die Vorderseiten 1a und die Rückseiten 1b der Siliziumwafer 1 gedrückt, wobei die Doppelseitenpolierträger 10, die obere Platte 101 und die untere Platte 102 relativ in entgegengesetzten Richtungen gedreht werden, während eine Polierslurry zwischen die Vorderseiten 1a der Siliziumwafer 1 und dem Poliertuch 103 der oberen Platte 101 und zwischen die Rückseiten 1b des Siliziumwafers 1 und dem Poliertuch 104 der unteren Platte 102 geliefert wird. Als ein Ergebnis werden die Vorderseiten 1a und die Rückseiten 1b der Siliziumwafer entsprechend einem vorgeschriebenen Poliervolumen poliert, um einen spiegelartigen Endzustand zu haben.
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Die Doppelseitenpolierträger 10 weisen beispielsweise sechs Halteöffnungen 11 auf und polieren sechs Siliziumwafer 1 gleichzeitig.
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Das Poliertuch 103, 104 wird nicht nur gegen die beiden Seiten der Siliziumwafer 1 gedrückt, sondern ebenfalls gegen die beiden Seiten der Doppelseitenpolierträger 10. Daher schreitet der Abrieb der Doppelseitenpolierträger 10 mit der Zunahme der Polierzeit voran, und die für eine vorgegebene Zeitdauer oder vorgeschriebene Zeiten verwendeten Doppelseitenpolierträger 10 werden durch neue Doppelseitenpolierträger 10 ersetzt.
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Material für den Doppelseitenpolierträger 10 ist im allgemeinen rostfreier Stahl.
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Jedoch weisen die Doppelseitenpolierträger 10, die aus rostfreiem Stahl hergestellt sind, eine geringe Dickengenauigkeit auf und sind bezüglich der Dicke variabel. Daher weisen die einzelnen Siliziumwafer 1, die durch die einzelnen Doppelseitenpolierträger 10 endbearbeitet worden sind, einen Nachteil auf, dass ihre Ebenheit variabel ist. Außerdem gibt es ein Problem, dass die Doppelseitenpolierträger 10 schnell abschleifen. Daher gibt es ein Problem, dass die Siliziumwafer 1 bezüglich ihrer Ebenheit abhängig vom Fortschritt des Abriebs der Doppelseitenpolierträger 10 variabel sind, so dass sie nicht mit einer stabilen Ebenheit bereitgestellt werden können.
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Es gibt ebenfalls ein Problem, dass, wo die Doppelseitenpolierträger 10 abgenutzt sind, als ein Ergebnis hergestelltes Metallpulver eine Metallkontamination der Siliziumwafer 1 bewirkt. Und es gibt ein weiteres Problem, dass, wo die Doppelseitenpolierträger 10 abgenutzt sind, das als ein Ergebnis produzierte Metallpulver Kratzer auf den Oberflächen der Siliziumwafer 1 bewirkt. Da die Doppelseitenpolierträger 10 schnell abgenutzt werden, ist ein Austauschzyklus der Doppelseitenpolierträger 10 kurz, was in hohen Kosten resultiert.
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Außerdem weisen die Vorderseiten der Doppelseitenpolierträger 10 eine hohe Rauhigkeit und einen hohen Reibungskoeffizienten auf, so dass das Poliertuch 103, 104, welches gegen die Doppelseitenpolierträger 10 gedrückt wird und sich dreht, sich ebenfalls schnell abnutzt. Daher wird der Austauschzyklus des Poliertuchs 103, 104 kurz, was in hohen Kosten resultiert.
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Patentliteratur 1 beschreibt eine Erfindung, bei der die Vorderseite eines Metallträgers mit einem Harz beschichtet ist.
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Patentliteratur 2 beschreibt eine Erfindung, bei der ein Träger aus einer laminierten Platte konfigiert ist, die mit einem Harz imprägnierte Kohlefaser aufweist.
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Patentliteratur 3 beschreibt eine Erfindung, bei der ein äußerer peripherer Antriebsbereich eines Trägers, an den mechanische Last beaufschlagt wird, aus einem Metallmaterial konfigiert ist, wobei die Vorderseite mit einem Harz beschichtet ist und der verbleibende Innenseitenbereich aus einem Harzmaterial konfigiert ist.
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Kürzlich ist es insbesondere notwendig gewesen, eine Elektronenvorrichtung mit Linienbreiten gleich oder kleiner als 0,13 µm herzustellen. Um einen Siliziumwafer zu erhalten, der zur Herstellung einer solchen elektronischen Vorrichtung geeignet ist, ist es erforderlich, einen Siliziumwafer mit Ebenheit herzustellen, die als SFQR bezeichnet wird, gleich oder kleiner als die Linienbreiten, die die elektronische Vorrichtung aufweist.
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Die endgültige Flachheit des Siliziumwafers wird durch ein Polierverfahren erreicht. Um einen Siliziumwafer mit hochgenauer Ebenheit herzustellen, werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum gleichzeitigen Polieren der Vorder- und Rückseiten des Siliziumwafers verwendet.
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In einem Falle, wo ein Siliziumwafer mit hochgenauer Ebenheit durch das so genannten Doppelseitenpolieren hergestellt wird, ist die Dicke des Trägers zum Halten des Siliziumwafers, der poliert wird, wichtig.
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Beispielsweise beschreibt Patentliteratur 4, dass ein Siliziumwafer mit hochgenauer Ebenheit erhalten werden kann durch Einstellen der endgültigen Dicke des Siliziumwafers, um 2 bis 20 µm größer zu sein als die Trägerdicke.
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Patentliteraturen 5 und 6 beschreiben, dass ein Siliziumwafer mit hochgenauer Ebenheit erhalten werden kann durch Einstellen des peripheren Teils eines Trägers zum Halten des Siliziumwafers auf eine Dicke gleich oder etwas größer als die endgültige Dicke des Siliziumwafers.
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Somit ist ein erforderlicher Bereich der Trägerdicke variabel abhängig von den Polierbedingungen, jedoch ist es erforderlich, die Trägerdicke oder seine Dicke teilweise auf eine bestimmte Größe mit hoher Genauigkeit einzustellen, um einen Siliziumwafer mit hochgenauer Ebenheit zu erhalten. Wie oben beschrieben, ist es notwendig, die Genauigkeit der Trägerdicke zu verbessern, um eine bestimmte Dicke mit hoher Genauigkeit zu erhalten, um einen Siliziumwafer mit hochgenauer Ebenheit zu realisieren.
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Das Polieren beaufschlagt eine hohe Last auf innere Wände 11a von Halteöffnungen 11, die in einem Basismaterial 10a des Doppelseitenpolierträgers 10 gebildet sind, und Randflächen 1c des Siliziumwafers 1. Daher können die Randflächen 1c der Siliziumwafer 1 beschädigt werden. Um die Siliziumwafer 1 vor einer Beschädigung zu bewahren, kann ein Harzeinsatz zum Absorbieren einer Last in den Halteöffnungen 11 eingepasst werden.
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7 ist eine Aufsicht, die einen herkömmlichen Zustand zeigt, bei dem ein Harz in eine Halteöffnung eingesetzt ist.
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Um einen Harzeinsatz 15 davon abzuhalten, sich zu verlagern oder sich mitzudrehen, werden Keile 10c auf der inneren Wand 11a des Basismaterials 10a gebildet, und Keile 15b werden ebenfalls auf einer äußeren Seitenwand 15a des Harzeinsatzes 15 gebildet. Keile 10c und die Keile 15b werden gegenseitig miteinander in Eingriff gebracht, um den Harzeinsatz 15 am Basismaterial 10a zu fixieren.
- [Patentliteratur 1]
Japanische Gebrauchsmusteranmeldung (offengelegte Veröffentlichung) mit der Nummer Sho 58-4349 .
- [Patentliteratur 2]
Japanische Patentanmeldung (offengelegte Veröffentlichung) mit der Nummer Sho 58-143954 .
- [Patentliteratur 3]
Japanische Patentanmeldung (offengelegte Veröffentlichung) mit der Nummer Hei 10-329013 .
- [Patentliteratur 4]
Japanisches Patent mit der Nummer 3400765 .
- [Patentliteratur 5]
Japanische Patentanmeldung (offengelegte Veröffentlichung) mit der Nummer Hei 11-254305
- [Patentliteratur 6]
Japanische Patentanmeldung (offengelegte Veröffentlichung) mit der Nummer 2003-19660
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JP H04-26117 A offenbart Keramiken, die an einem Träger und an Platten angefügt sind. Die Keramiken schließen fein gesintertes Verbundmaterial aus Siliziumcarbid, Molybdänborid und Aluminiumnitrid und dergleichen ein, um auf eine dünne Stahlplatte hoher Zugfestigkeit flammgesprüht zu werden.
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JP 2000-015565 A offenbart einen Träger für eine Poliermaschine zur Herstellung von Halbleiter-Wafern.
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JP 2001-105303 A offenbart einen Doppelseitenpolierträger, der aus Metall hergestellt ist und eine Vielzahl von Lagerungslöchern und Halteteilen, hergestellt aus Harzmaterial, aufweist.
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[ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG]
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[Durch die Erfindung gelöste Probleme]
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Gemäß dem in den Patentliteraturen 1 bis 3 beschriebenen Stand der Technik weist der Träger eine Vorderseite vollständig oder teilweise gebildet aus einem Harz auf, so dass eine Erzeugung eines Metallpulvers, die mit dem Abrieb des Doppelseitenpolierträgers in Verbindung steht, unterdrückt werden kann. Daher kann das Auftreten einer Metallkontamination oder von Kratzern resultierend aus der Erzeugung des Metallpulvers vermieden werden.
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Jedoch ist in einem Falle, wo die Trägerfläche einfach aus einem Harz konfiguriert ist, eine Abriebgeschwindigkeit gleich oder größer als diejenige eines Metallträgers, und einem herkömmlichen Problem, das darin besteht, dass der Austauschzyklus des Trägers kurz ist, konnte nicht abgeholfen werden. Und wo die Trägerfläche einfach mit dem Harz beschichtet ist, kann eine ausreichende Dickengenauigkeit, Filmdickenverteilungsgenauigkeit und Oberflächenrauhigkeit nicht erhalten werden, die Ebenheit des Siliziumwafers kann nicht stabil gehalten werden, und der Austauchzyklus des Poliertuches kann nicht davon abgehalten werden, kurz zu sein.
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Die vorliegende Erfindung ist angesichts der obigen Umstände gemacht worden und liefert einen doppelseitigen Polierträger, dessen Abrieb von einem weiteren Fortschritt abgehalten werden kann, und mit zufriedenstellender Dickengenauigkeit, Filmdickenverteilungsgenauigkeit und Oberflächenrauhigkeit.
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[Mittel zum Lösen des Problems]
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Doppelseitenpolierträger mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein Verfahren zum Herstellen eines Doppelseitenpolierträgers nach Anspruch 6. Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Das Material der Beschichtungsschicht des Doppelseitenpolierträgers ist bevorzugt irgendeines von diamantartigem Kohlenstopf, einem Nitridfilm, einem Saphirfilm und einem Titannitridfilm. Die Beschichtungsschicht weist bevorzugt eine Dicke von 20 µm oder weniger auf.
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Die Beschichtungsschicht des Doppelseitenpolierträgers weist bevorzugt eine Rauigkeit von 0,3 µm oder weniger auf.
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Das Basismaterial mit den oberen oder unteren Seiten desselben, die spiegelpoliert sind, ist bevorzugt mit einer Beschichtung abgedeckt.
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Der Doppelseitenpolierträger 10 weist bevorzugt rostfreien Stahl (SUS) für das Basismaterial 10a in der gleichen Art und Weise wie im in 4 gezeigten Stand der Technik auf, und das Basismaterial 10a ist mit einer Beschichtungsschicht 10b eines Materials mit einer Härte beschichtet, die größer ist als diejenige des Basismaterials 10a.
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Die Beschichtungsschicht 10b ist wünschenswerterweise einheitlich ohne Variationen bezüglich der Dicke gebildet und verformt sich nicht leicht. Das Material für die Beschichtungsschicht 10b des Doppelseitenpolierträgers 10 ist wünschenswerterweise irgendeines von diamantartigem Kohlenstoff, einem Nitridfilm, einem Saphirfilm und einem Titannitridfilm. Unter diesen ist der diamantartige Kohlenstoff besonders wünschenswert aufgrund seines leichten Gewichts.
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Die Beschichtungsschicht 10b des Doppelseitenpolierträgers 10 weist wünschenswerterweise eine Dicke von 20 µm oder weniger auf (die dritte Erscheinung).
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Die Oberflächenrauhigkeit des Doppelseitenpolierträgers 10, nämlich die Oberflächenrauhigkeit der Beschichtungsschicht 10b, ist wünschenswerterweise beispielsweise 0,3 µm oder weniger für Ra.
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Wo die Siliziumwafer 1 durch die oben beschriebenen Doppelseitenpolierträger 10 poliert werden, weisen die Doppelseitenpolierträger 10 eine hohe Dickengenauigkeit auf, und Variationen bezüglich der Dicke der einzelnen Träger werden klein, Variationen der Ebenheit der einzelnen Siliziumwafer 1, die durch die einzelnen Doppelseitenpolierträger 10 endbearbeitet werden, sind reduziert, und eine stabile Ebenheit kann erhalten werden. Ferner wird der Fortschritt des Abriebs der Doppelseitenpolierträger 10 langsam, Variationen der Ebenheit der einzelnen Siliziumwafer 1, die abhängig von einem Zeitablauf erhalten werden, werden vermindert, und eine stabile Ebenheit kann erhalten werden.
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Und die Herstellung von Metallpulver aus Kupfer, Eisen, Chrom oder dergleichen, die mit dem Abrieb der Doppelseitenpolierträger 10 in Verbindung steht, wird beträchtlich eliminiert, und eine Metallkontamination aufgrund der Intrusion von Kupfer in die Masse der Siliziumwafer 1 wird im wesentlichen davon abgehalten aufzutreten. Und die Herstellung von Metallpulver, die mit dem Abrieb der Doppelseitenpolierträger 10 in Verbindung steht, wird beträchtlich eliminiert, und die Oberflächen der Siliziumwafer 1 werden im wesentlichen frei von einem Kratzer.
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Der Fortschritt des Abriebs der Doppelseitenpolierträger 10 wird langsam, der Austauschzyklus der Doppelseitenpolierträger wird lang, und die Kosten werden reduziert.
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Ferner ist die Oberflächenrauhigkeit der Doppelseitenpolierträger 10 gering, und ein Reibungskoeffizient wird gering, so dass der Abrieb des Poliertuchs 103, 104, das gegen die Doppelseitenpolierträger 10 gedrückt wird und sich dreht, langsam wird. Daher wird der Austauschzyklus des Poliertuchs 103, 104 lang, und die Kosten werden reduziert.
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Um das Verfahren zum Herstellen des Doppelseitenpolierträgers 10 durchzuführen, wird ein Doppelseitenpolierträger 10', der zum Polieren verwendet wird, hergestellt. Der verwendete Doppelseitenpolierträger 10' kann ein Träger sein, der nicht die aus rostfreiem Stahl gemäß dem Stand der Technik gebildete Beschichtungsschicht 10b aufweist, oder er kann ein Träger sein, auf dem die oben beschriebene Beschichtungsschicht 10b gebildet ist.
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Dann wird der verwendete Träger 10' mit der Beschichtungsschicht 10b beschichtet.
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Wenn der Doppelseitenpolierträger 10 durch das obige Herstellungsverfahren hergestellt wird, können die Herstellungskosten pro Siliziumwafer in beträchtlichem Maße reduziert werden, da der verwendete Träger wiederverwendet wird.
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Wie in 7 gezeigt, um den Harzeinsatz 15 am Basismaterial 10a des Doppelseitenpolierträgers 10 zu fixieren, ist es im allgemeinen notwendig, eine eigene Form anzulegen, wie die Keile 10c oder die Keile 15b auf der inneren Wand 11a des Basismaterials 10a oder der äußeren Wand 15a des Harzeinsatzes 15, der im Basismaterial 10a gebildet ist. Um eine solche Form zu bilden, ist es notwendig, die Herstellungsarbeiten des Basismaterials 10a und des Harzeinsatzes 15 zu erhöhen, jedoch gibt es Probleme, die die Herstellungseffizienz des Basismaterials 10a und des Harzeinsatzes 15 absenken, und die Herstellungskosten nehmen zu.
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Wie in 8 gezeigt, ist das Basismaterial 10a und ein Harz 20 mit einer Beschichtungsschicht 21 eines Materials mit einer Härte größer als derjenigen des Basismaterials 10a beschichtet. Mit anderen Worten deckt die Beschichtungsschicht 21 einen gebundenen Bereich 22 zwischen dem Basismaterial 10a mittels dem Harzeinsatz 20 ab. Der Harzeinsatz 20 ist am Basismaterial 10a mit der Beschichtungsschicht 21 fixiert. Daher wird die Herstellung des Basismaterials und des Harzeinsatzes erleichtert, da das Basismaterial und der Harzeinsatz nicht die Keile erfordern. Somit kann die Herstellungseffizienz des Basismaterials und des Harzeinsatzes verbessert werden, und die Herstellungskosten werden reduziert. Und eine Beschädigung des Siliziumwafers wird vermindert, da der Siliziumwafer durch den Harzeinsatz gehalten wird.
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[BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG]
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Ein Doppelseitenpolierträger gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es wird angenommen in den Ausführungsformen, dass Siliziumwafer mittels eines Doppelseitenpolierträgers poliert werden. Es sollte verstanden werden, dass „Polieren“, wie es in der gesamten Beschreibung eingesetzt wird, ein Läppen einschließt, und dass der „Doppelseitenpolierträger“ als ein Doppelseitenpolierträger verwendet wird, der für eine Doppelseitenpoliermaschine im Polierschritt verwendet wird, und ebenfalls einen Träger bedeutet, der für eine Doppelseitenpoliermaschine (Beidseitenläppenvorrichtung) im Läppenschritt verwendet wird.
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Der Doppelseitenpolierträger der Erfindung kann ebenfalls verwendet werden, um nicht nur die Siliziumwafer zu polieren, sondern ebenfalls andere Halbleiterwafer aus Galliumarsenid und dergleichen.
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2 ist eine Seitenansicht der Doppelseitenpoliermaschine 100. 1 ist eine Aufsicht aufgenommen in Richtung der Pfeile A der Doppelseitenpoliermaschine 100 nach 2, die eine Positionsbeziehung zwischen den Doppelseitenpolierträgern 10, den Siliziumwafern 1 und der unteren Platte 102 zeigt.
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Die Doppelseitenpoliermaschine 100 umfasst im allgemeinen die Doppelseitenpolierträger 10, die die peripheren Ränder 1c der Siliziumwafer 1 innerhalb der Halteöffnungen 11 halten, um die Siliziumwafer 1 mit den Vorderseiten 1a und den Rückseiten 1b exponiert aufzunehmen, und die obere Platte 101 und die untere Platte 102, die entsprechend auf beiden Seiten der Vorderseiten 1a und den Rückseiten 1b der Siliziumwafer 1 angeordnet sind, und das Poliertuch 103, 104 gebunden an ihren Vorderseiten aufweisen.
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Eine Kühlwasserpassage 106 ist in der oberen Platte 101 gebildet, und eine Kühlwasserpassage 108 ist ebenfalls in der untere Platte 102 gebildet. Passagen für Polierslurry 107, die mit der Oberfläche des Poliertuchs 103 in Verbindung stehen, sind in der oberen Platte 101 gebildet, und Passagen für Polierslurry (nicht gezeigt), die mit der Oberfläche des Polierstucks 104 in Verbindung stehen, sind ebenfalls in der unteren Platte 102 gebildet.
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3 zeigt eine vergrößerte Form des Doppelseitenpolierträgers 10 nach 1.
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Unter Bezugnahme auf 3, zusätzlich zu 1 und 2, wird der Doppelseitenpolierträger 10 gebildet, um eine scheibenartige Form aufzuweisen, und weist beispielsweise sechs Halteöffnungen 11 auf, die gebildet sind, um die Siliziumwafer 1 in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung aufzunehmen. Getriebezähne 12 (Planetengetriebe) sind entlang der äußeren Peripherie des Doppelseitenpolierträgers 10 gebildet, in Eingriff mit einem Sonnengetriebe 102a gebildet in der Mitte der unteren Platte 102, und ebenfalls in Eingriff mit einem inneren Getrieberad 105, welches entlang der äußeren Peripherie der unteren Platte 102 angeordnet ist. Fünf Doppelseitenpolierträger 10 sind in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung der unteren Platte 102 mit dem Sonnengetriebe 102a in der Mitte angeordnet.
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Im Falle, wo die Siliziumwafer 1 poliert werden, werden die Siliziumwafer 1 in den Halteöffnungen 11 der Doppelseitenpolierträger 10 eingesetzt. Die obere Platte 101 und die untere Platte 102 werden in Richtung auf die Siliziumwafer 1 bewegt, so dass das Poliertuch 103, 104 entsprechend gegen die Vorderseiten 1a und die Rückseiten 1b der Siliziumwafer 1 gedrückt wird. Und die Doppelseitenpolierträger 10, die obere Platte 101 und die untere Platte 102 werden relativ in entgegengesetzten Richtungen gedreht, während die Polierslurry zwischen die Vorderseiten 1a der Siliziumwafer 1 und das Poliertuch 103 der oberen Platte 101 und zwischen die Rückseiten 1b der Siliziumwafer 1 und das Poliertuch 104 der unteren Platte 102 geliefert wird.
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Die Doppelseitenpolierträger 10 drehen sich auf ihren Achsen in der Richtung, die durch Pfeil B in 1 angezeigt wird, und drehen sich ebenfalls in der Umfangsrichtung des Sonnengetriebes 102a, wie es durch Pfeil C angezeigt wird.
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Somit werden die Vorderseiten 1a und die Rückseiten 1b der Siliziumwafer 1 entsprechend für ein vorgegebenes Poliervolumen poliert, um einen spiegelpolierten Zustand aufzuweisen. Wie oben beschrieben, werden die Doppelseitenpolierträger 10 jeweils gebildet, um beispielsweise sechs Halteöffnungen 11 aufzuweisen, so dass der einzelne Doppelseitenpolierträger 10 sechs Siliziumwafer 1 gleichzeitig polieren kann.
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4 zeigt eine Schnittansicht des Doppelseitenpolierträgers 10.
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Wie in 4 gezeigt, weist der Doppelseitenpolierträger 10 rostfreien Stahl (SUS) als das Material für das Basismaterial 10a in der gleichen Weise wie im Stand der Technik auf, und das Basismaterial 10a ist mit einer Beschichtungsschicht 10b eines Materials abgedeckt, das eine Härte aufweist, die größer ist als diejenige des Basismaterials 10a.
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Die Beschichtungsschicht 10b ist wünschenswerterweise einheitlich ohne Variationen in der Dicke beschichtet und verformt sich nicht leicht. Und das Material für die Beschichtungsschicht 10b des Doppelseitenpolierträgers 10 ist wünschenswerterweise eines von diamantartigem Kohlenstoff, einem Nitridfilm, einem Saphirfilm und einem Titannitridfilm. Unter diesen ist der diamantartige Kohlenstoff insbesondere wünschenswert aufgrund seines leichten Gewichts und liefert eine gute einheitliche Beschichtung.
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Das Material für das Basismaterial 10a des Doppelseitenpolierträgers 10 kann Metall oder Harz sein.
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In einem Fall, wo das Basismaterial 10a des Doppelseitenpolierträgers 10 Metall ist, kann es rostfreier Stahl (SUS) sein, wie es oben beschrieben wird, oder es kann Stahl sein. Spezifisches Material für das Basismaterial 10a kann SK-Material, 18-8-rostfreier Stahl, Cr-Stahl, Super-Cr-Stahl oder dergleichen sein. Wenn das Basismaterial 10a des Doppelseitenpolierträgers 10 Metall ist, kann es vollständig aus Metall geformt sein oder teilweise aus einem Harz gebildet sein. Beispielsweise können beim Doppelseitenpolierträger 10 die inneren peripheren Flächen 11a der Halteöffnungen 11, nämlich die Kontaktflächen 11a mit den Randflächen 1c der Siliziumwafer 1, aus dem Harz gebildet sein (siehe 3).
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Wenn das Basismaterial 10a des Doppelseitenpolierträgers 10 ein Harz ist, kann die Beschichtungsschicht 10b aus einem unterschiedlichen Material als dem Harz gebildet werden, und die Beschichtungsschicht 10b des gleichen Materials wie dasjenige des Harzes des Basismaterials 10a kann gebildet werden.
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Eine Ebenheit des Siliziumwafers hängt von der Dickengenauigkeit des Trägers 10 ab. Die Dickengenauigkeit des Trägers 10 hängt von der Dickengenauigkeit im Herstellungsverfahren des Trägers 10 und der Dickengenauigkeit abhängig von der thermischen Expansion während des Polierverfahrens ab. Bezüglich der Dickengenauigkeit des Trägers 10 ist der Träger 10, gebildet aus dem Basismaterial 10a, das ein Harz ist, dem Träger 10, gebildet aus dem Basismaterial 10a, welches ein Metall ist, überlegen. Ferner ist bezüglich der Metallkontamination der Siliziumwafer 1 der Träger 10, gebildet aus dem Basismaterial 10a, welches ein Harz ist, überlegen.
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Die Beschichtungsschicht 10b des Doppelseitenpolierträgers 10 ist wünschenswerterweise 20 µm oder weniger in der Dicke. Dies liegt daran, da der Träger 10 sich beträchtlich verformt, wenn die Dicke der Beschichtungsschicht 10b zunimmt.
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Oberflächenrauhigkeit des Doppelseitenpolierträgers 10, nämlich die Oberflächenrauhigkeit der Beschichtungsschicht 10b, ist wünschenswerterweise beispielsweise 0,3 µm oder weniger für Ra. Dies liegt daran, dass, wenn die Oberflächenrauhigkeit der Beschichtungsschicht 10b übermäßig groß ist, das Poliertuch 103, 104 eine verkürzte Lebensdauer hat.
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In einem Falle, wo der Doppelseitenpolierträger 10 mit der Beschichtungsschicht 10b beschichtet wird, werden wenigstens Teile außer den Kontaktflächen 11a, die in Kontakt mit den Randflächen 1c der Siliziumwafer in den Halteöffnungen 11 sind, beschichtet, und die Kontaktflächen 11a sind wünschenswerterweise mit einem Harz beschichtet, welches keine Belastung auf die Randflächen 1c der Siliziumwafer beauschlagt.
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Der Doppelseitenpolierträger 10 kann vollständig beschichtet sein, oder lediglich eine Seite kann beschichtet sein, oder lediglich die Bereiche ausschließend die Getriebezähne 12 können beschichtet sein.
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Wo die oben beschriebenen Doppelseitenpolierträger 10 verwendet werden, um die Siliziumwafer 1 zu polieren, kann eine stabile Ebenheit erhalten werden, da die Doppelseitenpolierträger 10 eine hochgenaue Dicke aufweisen, Variationen in der Dicke der einzelnen Träger klein werden und Variationen in der Ebenheit der einzelnen Siliziumwafer 1, die durch die einzelnen Doppelseitenpolierträger 10 endbearbeitet werden, klein werden. Ferner wird der Fortschritt des Abriebs der Doppelseitenpolierträger 10 langsam, Variationen der Ebenheit der einzelnen Siliziumwafer 1, die mit einem Zeitablauf erhalten werden, werden klein, und eine stabile Ebenheit kann erhalten werden.
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Eine Erzeugung von Metallpulver, wie Kupfer, Eisen, Chrom, die mit dem Abrieb des Doppelseitenpolierträgers 10 in Verbindung steht, wird beträchtlich eliminiert, und Metallkontamination aufgrund einer Migration von Kupfer in die Masse der Siliziumwafer 1 tritt kaum auf. Und eine Herstellung von Metallpulver, die mit dem Abrieb des Doppelseitenpolierträgers 10 in Verbindung steht, wird beträchtlich eliminert, und Kratzer können auf der Oberfläche des Siliziumwafers 1 kaum auftreten.
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Der Fortschritt des Abriebs des Doppelseitenpolierträgers 10 wird verzögert, der Austauschzyklus der Doppelseitenpolierträger 10 wird ausgedehnt, und die Kosten können reduziert werden.
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Ferner wird die Oberflächenrauhigkeit der Doppelseitenpolierträger 10 abgesenkt, ein Reibungskoeffizient wird abgesenkt, und der Abrieb des Poliertuchs 103, 104, das gegen die Doppelseitenpolierträger 10 gedrückt wird und welches gedreht wird, wird verzögert. Daher wird der Austauschzyklus des Poliertuchs 103, 104 ausgedehnt, und die Kosten können reduziert werden.
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Beispiele (Testergebnisse), welche die oben beschriebenen Wirkungen nachweisen, sind in 5 und 6 gezeigt.
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5B zeigt Variationen bezüglich der Ebenheit-SFQR (µm) der Siliziumwafer 1, die unter Verwendung der Doppelseitenpolierträger 10 wie oben beschrieben poliert wurden. Die horizontale Achse von 5B stellt die Ebenheit-SFQR (µm) dar, und die senkrechte Achse stellt die Menge N der Siliziumwafer 1 dar. Ein Vergleichsbeispiel unter Verwendung von herkömmlichen Doppelseitenpolierträgern 10, die nicht mit der Beschichtungsschicht 10b beschichtet sind, ist in 5A gezeigt.
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Die Polierbedingungen waren wie folgt:
- • Materialwafer: P-Typ <100> 0,005 bis 10Ω
- • Poliermaschine: Doppelseitenpoliermaschine
- • Poliertuch: Vliestyp, Härte 80 (Asker C-Härte)
- • Polierslurry: kolloidales Silika (pH=11)
- • Polierbelastung: 120 g/cm2
- • Träger: φ=720 mm, t=700 µm, φ200 mm (Durchmesser), sechs Wafer beladen
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Ebenheit des Siliziumwafers 1 wurde durch ADE9700 gemessen.
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Durch Vergleich von 5A und 5B ist es offensichtlich, dass die Ebenheit der durch Verwendung des herkömmlichen Doppelseitenpolierträgers 10 erhaltenen Wafer verschlechtert ist, da die Träger 10 mit der Zunahme der Anzahl von Zeiten der Verwendung der Träger abgerieben werden, so dass Variationen in der Ebenheit der Wafer mit mehreren Polierchargen groß sind (5A; Durchschnitt 0,071 µm, Std. 0,05). Stattdessen wurde bestätigt, dass, wenn die Doppelseitenpolierträger 10 dieser Ausführungsform verwendet wurden, der Abrieb der Träger 10, in Verbindung mit der Zunahme der Anzahl von Zeiten der Verwendung der Träger, überhaupt nicht bestätigt werden konnte, und eine gute Ebenheit der Wafer konnte bewahrt werden, sogar mit mehreren Polierchargen (5B; Durchschnitt 0,053 µm, Std. 0,02).
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6 ist ein Graph, der einen Vergleich zwischen einer abgeriebenen Menge des Doppelseitenpolierträgers 10 der Ausführungsform und derjenigen eines herkömmlichen Doppelseitenpolierträgers 10 zeigt. 6 zeigt die Anzahl von Polierchargen auf der horizontalen Achse und die gesammelten Werte (µm) der abgeriebenen Mengen des Trägers auf der senkrechten Achse. In 6 bedeutet Markierung A Auftragungen des gesammelten Werts (µm) der abgeriebenen Mengen des Trägers 10 aus rostfreiem Stahl, der nicht mit der Beschichtungsschicht 10b beschichtet ist, des Vergleichsbeispiels, und Markierung • bezeichnet Auftragungen des gesammelten Werts von abgeriebenen Mengen des Trägers 10 der Ausführungsform, bei der die gesamte Oberfläche des Basismaterials 10a aus rostfreiem Stahl mit der Beschichtungsschicht 10b aus diamantartigem Kohlenstoff beschichtet ist.
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Die Polierbedingungen waren wie folgt:
- • Poliermaschine: Doppelseitenpoliermaschine
- • Poliertuch: Vliestyp, Härte 80 (Asker C-Härte)
- • Polierslurry: kolloidales Silika (pH=1 1)
- • Polierbelastung: 120 g/cm2
- • Polierte und entfernte Menge: 15 µm
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Der zu polierende Wafer 1 weist eine Größe von φ200 mm (Durchmesser) auf.
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Die Dicke des Trägers 10 wurde mit einem Mikrometer mit einer Darstellungseinheit von 1 µm gemessen.
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Wie aus 6 offensichtlich ist, wurde bestätigt, dass der herkömmliche Doppelseitenpolierträger 10, der als Vergleichsbeispiel verwendet wurde, auffälliger mit zunehmenden Polierchargen abgerieben wurde, und wo der Doppelseitenpolierträger 10 dieser Ausführungsform verwendet wurde, war der Abrieb des Trägers, verbunden mit der Zunahme der Polierchargen, so klein, dass er nicht durch Verwendung eines Mikrometers mit einer Darstellungseinheit von etwa 1 µm bestätigt werden konnte.
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Der Wafer mit einem Durchmesser von 200 mm wurde in den Beispielen verwendet, die in 5 und 6 gezeigt sind, jedoch können die gleichen Effekte ebenfalls erhalten werden durch Verwendung von Wafern unter Verwendung verschiedener Größen, wie Wafern mit einem Durchmesser von 300 mm.
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Dann wird ein Beispiel des Verfahrens zum Herstellen des Doppelseitenpolierträgers 10 beschrieben.
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Ein Doppelseitenpolierträger 10', der zum Polieren verwendet wird, wird hergestellt. Der verwendete Doppelseitenpolierträger 10' kann ein Träger sein, der aus dem gleichen rostfreien Stahl wie im Stand der Technik gebildet ist, und ohne die Beschichtungsschicht 10b, oder er kann ein Träger mit der oben beschriebenen Beschichtungsschicht 10b sein.
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Dann wird die gesamte Oberfläche des verwendeten Trägers 10' mit der oben beschriebenen Beschichtungsschicht 10b beschichtet, außer die Kontaktfläche der Halteöffnung 11.
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Die Kontaktfläche 11a der Halteöffnung 11 des verwendeten Trägers 10' wird mit einem Harz beschichtet.
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In einem Falle, wo der Doppelseitenpolierträger 10 gemäß dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren hergestellt wird, können die Herstellungskosten pro Siliziumwafer beträchtlich reduziert werden, da der verwendete Träger wiederverwendet wird. Ferner weist der verwendete Träger 10' eine spiegel-endbearbeitete Oberfläche aufgrund seiner vorangegangenen Verwendung im Polierschritt auf. Somit weist er einen Vorteil auf, dass die Beschichtungsschicht 10b leicht beschichtet werden kann.
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8A bis 8C zeigen Querschnittsansichten des Doppelseitenpolierträgers der Ausführungsform, bei der ein Harzeinsatz in einer Halteöffnung eingesetzt ist. Es wird angenommen, dass die Halteöffnung auf der rechten Seite in 8A bis 8C ist. 9 ist eine Aufsicht, die einen Zustand der Ausführungsform zeigt, wobei der Harzeinsatz in die Halteöffnung eingesetzt ist.
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Ähnlich zu 4 weist der Doppelseitenpolierträger 10 das Basismaterial 10a auf, welches aus rostfreiem Stahl (SUS) in der gleichen Art und Weise wie im Stand der Technik gebildet ist. Ein ringförmiger Harzeinsatz 20 ist in der Halteöffnung 11, gebildet im Basismaterial 10a, eingesetzt. Wie in 9 gezeigt, weisen die innere Wand 11a des Basismaterials 10a und die äußere Seitenwand 20a des Harzeinsatzes 20 eine glatte gekrümmte Oberfläche auf, und sie sind gegenseitig in engem Kontakt miteinander. Wie in 8 gezeigt, sind das Basismaterial 10a und der Harzeinsatz 20, die in gegenseitigem engen Kontakt miteinander sind, mit einer Beschichtungsschicht 21 beschichtet, gebildet aus einem Material mit einer Härte, die höher als diejenige des Basismaterials 10a ist.
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Der verbundene Bereich 22 des Basismaterials 10a und des Harzeinsatzes 20 wird mit der Beschichtungsschicht 21 beschichtet, so dass das Basismaterial 10a und der Harzeinsatz 20 ein Körper werden, und der Harzeinsatz 20 wird am Basismaterial 10a fixiert. Die Beschichtungsschicht 21 kann eine Vielzahl von Formen aufweisen. Wie beispielsweise in 8A gezeigt ist, kann die Beschichtungsschicht 21 die oberen und unteren Seiten des Basismaterials 10a und die oberen und unteren Seiten und die innere Wand des Harzeinsatzes 20 abdecken. Wie in 8B gezeigt ist, können die oberen und unteren Seiten des Basismaterials 10a und die oberen und unteren Seiten des Harzeinsatzes 20 mit der Beschichtungsschicht 21 beschichtet werden. Wie in 8C gezeigt ist, kann die Beschichtungsschicht 21 die oberen und unteren Seiten des Basismaterials 10a und teilweise die oberen und unteren Seiten des Harzeinsatzes 20 abdecken.
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Die Beschichtungsschicht 21 und das Basismaterial 10a aus 8 werden unten beschrieben, obwohl die Beschreibung teilweise mit der Beschreibung der oben beschriebenen Beschichtungsschicht 10b und des Basismaterials 10a überlappen wird.
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Die Beschichtungsschicht 21 wird wünschenswerterweise einheitlich ohne Variationen der Dicke beschichtet und verformt sich nicht leicht, und das Material für die Beschichtungsschicht 21 des Doppelseitenpolierträgers 10 ist wünschenswerterweise eines ausgewählt aus diamantartigem Kohlenstoff, einem Nitridfilm, einem Saphir und einem Titannitridfilm. Unter diesen ist der diamantartige Kohlenstoff besonders wünschenswert aufgrund seines leichten Gewichts und liefert einen einheitlichen Film.
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Das Material für das Basismaterial 10a des Doppelseitenpolierträgers 10 ist wünschenswerterweise das in diesem Beispiel angenommene Metall.
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In einem Fall, wo das Basismaterial 10a des Doppelseitenpolierträgers 10 Metall ist, kann das Material rostfreier Stahl (SUS), wie es oben beschrieben wird, oder Stahl sein. Spezifisches Material für das Basismaterial 10a kann SK-Material, 18-8-rostfreier Stahl, Cr-Stahl, Super-Cr-Stahl oder dergleichen sein. Sogar wenn das Basismaterial 10a des Doppelseitenpolierträgers 10 Metall ist, kann der gesamte Körper Metall sein.
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Das Material für den Harzeinsatz 20 kann ein Nylonharz oder dergleichen sein.
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Das Basismaterial 10a und der Harzeinsatz 20 können durch Beschichten der Beschichtungsschicht 21 nicht nur auf dem Basismaterial 10a, sondern ebenfalls auf dem Harzeinsatz 20 und dem verbundenen Bereich zwischen dem Basismaterial 10a und dem Harzeinsatz 20 von einem Abrieb abgehalten werden. Wie oben beschrieben, kann der Harzeinsatz 20 am Basismaterial 10a fixiert werden, so dass es nicht notwendig ist, Keile oder dergleichen auf der inneren Wand 11a in dem Basismaterial 10a, und der äußeren Seitenwand 20a des Harzeinsatzes 20 zu bilden. Somit wird es leicht, das Basismaterial 10a und den Harzeinsatz 20 herzustellen.
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Eine Beschädigung des Siliziumwafers 1 kann reduziert werden, da der Siliziumwafer 1 durch den Harzeinsatz 20 gehalten wird.
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Es ist wünschenswert, dass die Dicke des Harzeinsatzes in der Radialrichtung dünn ist. Der Grund wird unter Bezugnahme auf 10 beschrieben.
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10A und 10B sind Schnittansichten des Doppelseitenpolierträgers einer Ausführungsform, bei der der Harzeinsatz eingesetzt ist.
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Beim Polieren tritt das Poliertuch 104 in einen Zwischenraum 30 ein, der zwischen einer Auskehlung 1d des Siliziumwafers 1 und dem Harzeinsatz 20 gebildet ist. Der Harzeinsatz 20 ist weich und wird durch eine Wirkung des Poliertuchs 104 deformiert, das in den Zwischenraum 30 eingetreten ist. Wie in 10A gezeigt, wird eine Deflexionsmenge groß, wenn die Dicke des Harzeinsatzes 20 in der Radialrichtung groß ist, und eine Menge des Poliertuchs 104, die in den Zwischenraum 30 eintritt, nimmt zu. Daher wird die Peripherie der Auskehlung 1d des Siliziumwafers 1 übermäßig poliert. Stattdessen, wie in 10B gezeigt ist, wenn die Dicke des Harzeinsatzes 20 in der radialen Richtung klein ist, wird die Deflexionsmenge klein und die Menge des Poliertuchs 104, die in den Zwischenraum 30 eintritt, wird klein. Somit wird die Peripherie der Auskehlung 1d des Siliziumwafers 1 davon abgehalten, übermäßig abgerieben zu werden.
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Die oben beschriebene Ausführungsform wurde unter der Annahme beschrieben, dass ein Polieren durch die Doppelseitenpoliermaschine mit Halbleiterwafern, wie Siliziumwafern, aufgenommen in der Doppelseitenpoliervorrichtung, durchgeführt wurde. Jedoch sind die zu polierenden Gegenstände, die in der Doppelseitenpoliervorrichtung aufgenommen und die durch die Doppelseitenpoliermaschine poliert werden, beliebig.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Aufsicht einer Doppelseitenpoliermaschine, bei der Doppelseitenträger integriert sind.
- 2 ist eine Seitenansicht der Doppelseitenpoliermaschine, bei der die Doppelseitenpolierträger integriert sind.
- 3 ist eine vergrößerte Ansicht des in 1 gezeigten Doppelseitenpolierträgers.
- 4 ist eine Schnittansicht des Doppelseitenpolierträgers.
- 5A und 5B sind Graphen, die zur Beschreibung der Wirkungen der Ausführungsform verwendet werden.
- 6 ist ein Graph, der zur Beschreibung der Wirkungen der Ausführungsform verwendet wird.
- 7 ist eine Aufsicht, die einen herkömmlichen Zustand zeigt, bei dem ein Harz in eine Halteöffnung eingesetzt ist.
- 8A bis 8C sind Schnittansichten des Doppelseitenpolierträgers der Ausführungsform, wobei ein Harz in einer Halteöffnung eingesetzt ist.
- 9 ist eine Aufsicht, die einen Zustand einer Ausführungsform zeigt, bei der ein Harz in eine Halteöffnung eingesetzt ist.
- 10A und 10B sind Schnittansichten des Doppelseitenpolierträgers einer Ausführungsform, bei dem ein Harzeinsatz eingesetzt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Siliziumwafer
- 10
- Doppelseitenpolierträger
- 10a
- Basismaterial
- 10b
- Beschichtungsschicht
- 11
- Halteöffnung
- 11a
- innere Wand des Basismaterials
- 12
- Getriebezähne
- 15
- Harzeinsatz
- 15a
- äußere Seitenwand des Harzeinsatzes 15
- 20
- Harzeinsatz
- 20a
- äußere Seitenwand des Harzeinsatzes 20
- 21
- Beschichtungsschicht
- 100
- Doppelseitenpoliermaschine
- 102a
- Sonnenrad
- 105
- Innenzahnrad
