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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halterungsbaugruppe, die beim Polieren einer Oberfläche von Werkstücken, wie etwa verschiedenen Halbleiterwafern, angefangen von Siliciumwafern, verwendet wird, um das Werkstück zu halten, und ein Verfahren zur Herstellung der Halterungsbaugruppe.
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STAND DER TECHNIK
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Die Vorrichtungen, die als Vorrichtungen zum Polieren von Oberflächen eines Werkstücks, wie etwa eines Siliciumwafers, angeführt werden können, sind Einseitenpoliervorrichtungen zum Polieren jeweils einer Oberfläche des Werkstücks und Zweiseitenpoliervorrichtungen zum gleichzeitigen Polieren beider Oberflächen des Werkstücks. Eine typische Einseitenpoliervorrichtung 200, wie in 8 gezeigt, besteht aus einem Drehteller 203, an dem ein Polierkissen 202 angebracht ist, einem Poliermittel-Zuführmechanismus 204, einem Polierkopf 201 usw. Mit dieser Poliervorrichtung 200 wird ein Werkstück W poliert, indem das Werkstück W mit dem Polierkopf 201 gehalten wird, der Drehteller 203 und der Polierkopf 201 gedreht werden, während gleichzeitig dem Polierkissen 202 vom Poliermittel-Zuführmechanismus 204 ein Poliermittel 205 zugeführt wird und eine Oberfläche des Werkstücks W mit dem Polierkissen 202 in Gleitkontakt gebracht wird.
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Als Mittel zum Halten eines Werkstücks wird ein Polierkopf mit einem Haltering oder ein Polierkopf mit einer Halterungsbaugruppe verwendet. Dieser Polierkopf mit einem Haltering dient dazu, ein Polierkissen mittels des Halterings auf den Rand des Werkstücks zu drücken und dadurch einer Druckverformung des Polierkissens durch das Werkstück selbst vorzubeugen, sodass einem Durchbiegen des Außenrandes vorgebeugt wird. Der Aufbau dieses Polierkopfes ist jedoch kompliziert und mit hohen Kosten verbunden.
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9 zeigt ein Beispiel für einen herkömmlichen Polierkopf mit einer Halterungsbaugruppe. Wie in 9 gezeigt, weist diese Halterungsbaugruppe einen Stützteller 102 und eine ringförmige Halterung 103 auf, die am Außenrandbereich der Unterseite des Stütztellers haftet. Die Innenfläche der Halterung und die untere Fläche des Stütztellers 102 grenzen eine Aussparung ab. Diese Aussparung nimmt ein Werkstück W auf und hält es während eines Polierens. Der Polierkopf 101 ist derart gestaltet, dass diese Halterungsbaugruppe mit doppelseitigem Klebeband 105 an einen Polierkopf-Hauptteil 104 geklebt wird. Als Werkstoff für die Halterung 103 wird beispielsweise Glasepoxidharz verwendet.
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Bei diesem Polierkopf 101 mit Halterungsbaugruppe wird die Außenkontur des Wafers W durch den Unterschied zwischen der Tiefe der Aussparung der Halterungsbaugruppe und der Dicke des Wafers W beeinflusst. Mit anderen Worten: Eine passende Wahl der Dicke der Halterung 103 ermöglicht ein Einstellen des Drucks des Werkstückaußenrandes während des Polierens, sodass das Durchbiegen des Außenrandes verhältnismäßig leicht verhindert werden kann, ohne einen Polierkopf mit kompliziertem Aufbau zu verwenden.
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Jedoch ist die Maßabweichung der Tiefe der Aussparung der Halterungsbaugruppe größer als die Genauigkeit der Dicke eines Wafers. Das macht es nicht leicht, in stabiler Weise den Soll-Dickenunterschied zu erzielen. Dementsprechend wird die Oberfläche des Stütztellers einem Polierläppen unterzogen, nachdem der Stützteller ausgebildet wurde, oder die Halterung wird geschliffen oder geläppt, um die Maßabweichungen der Tiefe der Aussparung zu verbessern (siehe Patentschrift 1).
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Es ist auch eine Halterungsbaugruppe mit einem PET-Träger, wie in 10 gezeigt, bekannt (siehe Patentschrift 2). Wie in 10 gezeigt, ist bei der Halterungsbaugruppe 110 eine Halterung 103, die einem Schleifen oder Läppen unterzogen wurde, direkt an einen PET-Träger 106 geklebt und an der Innenseite der Halterung ist ein Stützteller 102 mit einer Dicke angebracht, deren Maßabweichung durch ein Polierläppen verringert wurde.
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ANFÜHRUNGEN
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PATENTLITERATUR
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- Patentschrift 1: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2009-208 199
- Patentschrift 2: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2008-93 811
- Patentschrift 3: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. H7-58 066
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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TECHNISCHE AUFGABE
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Das vorstehende Verfahren des Polierläppens des Stütztellers oder Schleifens und Polierens der Halterung ist effektiv, wenn es darum geht, die Maßabweichung bei der Dicke des Stütztellers wie auch der Halterung zu verringern. Allerdings ist es nicht leicht, die Genauigkeit des Kraftschlusses zwischen der Halterung und dem Stützteller, der ein elastischer Körper ist, zu verbessern. Die Genauigkeit der Halterungsbaugruppe, wie etwa eine in der Ebene bestimmte Streuung der Tiefe der Aussparung, kann nicht wesentlich verbessert werden.
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Bei einer handelsüblichen Halterungsbaugruppe entspricht die Genauigkeit der Tiefe der Aussparung einer Maßabweichung von ±20 μm vom Sollwert. Die in der Ebene bestimmte Streuung der Tiefe der Aussparung beträgt etwa 15 μm. Was die Dicke anbelangt, so kann nach einem Schleifen und Polieren der Halterung die Abweichung von der Solldicke der Halterung auf kleiner gleich ±3 μm verbessert sein, und die in der Ebene bestimmte Streuung der Dicke kann auf 3 μm oder weniger verbessert sein. Nachdem die Halterung an den Stützteller geklebt worden ist, entspricht jedoch die Genauigkeit der Tiefe der Aussparung der Halterungsbaugruppe einer Streuung von ±10 μm vom Sollwert und die in der Ebene bestimmte Streuung der Tiefe hat sich auf etwa 10 μm verschlechtert.
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Bei der in 10 gezeigten Halterungsbaugruppe 110, bei der die Halterung und der Stützteller direkt auf den PET-Träger geklebt sind, kann die Genauigkeit des Kraftschlusses verhältnismäßig leicht bestimmt werden, da Glasepoxidharz, das für die Halterung verwendet wird, hart ist, sodass die Genauigkeit der Halterungsbaugruppe verbessert werden kann. Da der Stützteller, von scheibenähnlicher Form, an der Innenfläche der Halterung angebracht wird, entsteht jedoch zwischen der Halterung und dem Stützteller ein Raum. Während des Polierens gelangt Poliersuspension in diesen Zwischenraum. Aus dieser Poliersuspension kommen Partikel, die eine nachteilige Wirkung auf die Qualität eines polierten Werkstücks haben, etwa feine Kratzer und Fehler am Werkstück erzeugen.
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Verglichen mit der Halterungsbaugruppe, bei der die Halterung an den Stützteller geklebt ist, wie in 9 gezeigt, hat die Halterungsbaugruppe 110, bei der die Halterung eine größere Dicke aufweist, einen schmaleren Spalt zwischen der Halterung und dem Polierkissen, da sich die Halterung während des Polierens kaum absenkt. Dies hat eine mangelhafte Zuführung von Poliersuspension zur Werkstückoberfläche zur Folge und kann sich nachteilig auf die Werkstückqualität auswirken. Von daher kann die Halterung nicht allzu viel dicker sein.
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Außerdem ist bekannt, dass im Stützteller entlang der Innenfläche der Halterung eine Ringnut ausgebildet wird, um ein Durchbiegen des Außenrandes zu verhindern (siehe Patentschrift 3). Auch dieses Verfahren bringt keine Verbesserung in Bezug auf Fehler an der Werkstückoberfläche, da während des Polierens Poliersuspension in die Nut eindringt und Partikel freisetzt.
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehend beschriebenen Probleme gemacht. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halterungsbaugruppe zu schaffen, die die in der Ebene bestimmte Streuung der Tiefe der Aussparung verringern und dadurch die Ebenheit eines polierten Werkstücks verbessern kann, während sie gleichzeitig das Auftreten von Kratzern und Fehlern am Werkstück verhindert.
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LÖSUNG DER AUFGABE
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Um diese Aufgabe zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung eine Halterungsbaugruppe, so gestaltet, dass sie ein Werkstück beim Polieren des Werkstücks hält, umfassend: einen Polyethylenterephthalat-(PET)Träger; eine ringförmige Halterung, die an einem Außenrandbereich der Unterseite des PET-Trägers haftet, wobei die Halterung eine Ringnut aufweist, die in einem oberen Abschnitt einer Innenfläche der Halterung ausgebildet ist; und einen scheibenähnlichen Stützteller, dessen Randbereich in die Nut eingepasst ist, wobei der Stützteller an einem Mittelabschnitt der Unterseite des PET-Trägers haftet, wobei durch die Innenfläche der Halterung und eine untere Fläche des Stütztellers eine Aussparung abgegrenzt wird, die derart gestaltet ist, dass sie das Werkstück aufnimmt und während des Polierens hält.
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Eine solche Halterungsbaugruppe weist keinen Raum zwischen der Halterung und dem Stützteller auf und erzeugt während des Polierens keine Partikel, wodurch sie ein Unterdrücken des Auftretens von Kratern und Fehlern am Werkstück ermöglicht. Da zudem die Halterung und der Stützteller an den PET-Träger geklebt werden, kann bei dieser Halterungsbaugruppe die in der Ebene bestimmte Streuung ihrer Dicke und folglich die in der Ebene bestimmte Streuung der Tiefe der Aussparung verringert und dadurch die Ebenheit des polierten Werkstücks verbessert werden.
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Die Nut hat vorzugsweise eine Dicke, die kleiner oder gleich einer Solldicke des Stütztellers ist. Solch eine Halterungsbaugruppe verhindert die Bildung eines Raums zwischen der Halterung und dem Stützteller. Wenn die Nut eine Dicke aufweist, die geringer als die Solldicke des Stütztellers ist, dann kann ein Polierdruck am Außenrandbereich des Werkstücks verringert werden, und dadurch kann der Polieraufwand im Außenrandbereich des Werkstücks verringert werden, sodass das Durchbiegen des Außenrandes verhindert werden kann.
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Die Halterung ist vorzugsweise aus Glasepoxidharz. Eine solche Halterung hat exzellente mechanische Eigenschaften und kann metallische Verunreinigungen und Kratzer am Werkstück verhindern.
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Außerdem ist eine in der Ebene bestimmte Streuung der Tiefe der Aussparung kleiner oder gleich 10 μm. Solch eine Halterungsbaugruppe kann die Ebenheit des polierten Werkstücks zuverlässig verbessern.
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Außerdem schafft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Halterungsbaugruppe, umfassend: Bereitstellen der ringförmigen Halterung mit der im oberen Abschnitt der Innenfläche der Halterung ausgebildeten Ringnut; Kleben des scheibenähnlichen Stütztellers an den Mittelabschnitt des PET-Trägers und Kleben der Halterung an den Außenrandbereich der Unterseite des PET-Trägers, derart, dass der Randbereich des Stütztellers in die Nut der Halterung eingepasst ist.
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Durch dieses Verfahren kann die erfindungsgemäße Halterungsbaugruppe hergestellt werden, die die in der Ebene bestimmte Streuung der Dicke der Halterung und des Stütztellers verringern und die Ebenheit des polierten Werkstücks verbessern kann, während sie gleichzeitig das Auftreten von Kratzern und Fehlern am Werkstück unterdrückt.
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Der Schritt des Bereitstellens der Halterung kann umfassen: Bereitstellen eines Substrats für die Halterung; Schneiden des bereitgestellten Substrats in eine Ringform und dann Ausbilden der Nut durch Schleifen eines oberen Abschnitts einer Innenfläche des ringförmigen Substrats. Auf diese Weise kann die ringförmige Halterung, die die Nut aufweist, problemlos hergestellt werden.
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Der Schritt des Bereitstellens der Halterung umfasst vorzugsweise vor dem Ausbilden der Nut ein Läppen und/oder Polieren der Halterung, derart, dass die in der Ebene bestimmte Streuung der Dicke der Halterung kleiner oder gleich 10 μm ist. Auf diese Weise kann die in der Ebene bestimmte Streuung der Tiefe der Aussparung, die durch die Innenfläche der Halterung und eine untere Fläche des Stütztellers abgegrenzt wird, zuverlässig verringert werden.
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VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Die erfinderische Halterungsbaugruppe umfasst einen PET-Träger, eine ringförmige Halterung, die am Außenrandbereich der Unterseite des PET-Trägers haftet, und einen scheibenähnlichen Stützteller, der am Mittelabschnitt der Unterseite des PET-Trägers haftet; eine Ringnut ist in einem oberen Abschnitt der Innenfläche der Halterung ausgebildet; ein Randbereich des Stütztellers ist in die Nut eingepasst. Diese Halterungsbaugruppe kann das Auftreten von Kratzern und Fehlern am Werkstück unterdrücken, ohne während des Polierens Partikel zu erzeugen, und die in der Ebene bestimmte Streuung der Dicke der Halterung und des Stütztellers und folglich die in der Ebene bestimmte Streuung der Tiefe der Aussparung verringern und dadurch eine Verbesserung bei der Ebenheit eines polierten Werkstücks ermöglichen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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1 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels für die erfindungsgemäße Halterungsbaugruppe;
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2 ist eine vergrößerte Ansicht rings um die Nut, die eine Dicke aufweist, die gleich der Solldicke des Stütztellers der erfindungsgemäßen Halterungsbaugruppe ist;
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3 ist eine vergrößerte Ansicht rings um die Nut, die eine Dicke aufweist, die kleiner als die Solldicke des Stütztellers der erfindungsgemäßen Halterungsbaugruppe ist;
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4 ist ein Diagramm, das das Verhältnis des Roll-off zur Maßabweichung der Tiefe der Aussparung vom Sollwert in Beispielen 1 und 2 sowie Vergleichsbeispielen 1 und 2 zeigt;
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5 ist ein Diagramm, das den mittleren, maximalen und minimalen Roll-off) in Beispielen 1 und 2 sowie Vergleichsbeispielen 1 und 2 zeigt;
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6 ist ein Netzdiagramm, das eine Änderung der Position des Roll-off an acht Punkten in einer Ebene in Beispielen 1 und 2 sowie in Vergleichsbeispielen 1 und 2 zeigt.
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7 ist ein Diagramm, das die Anzahl der Fehler von Wafern in Beispielen 1 und 2 sowie Vergleichsbeispielen 1 und 3 zeigt;
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8 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels für eine übliche Poliervorrichtung;
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9 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels für eine herkömmliche Halterungsbaugruppe;
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10 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Beispiels für eine herkömmliche Halterungsbaugruppe; und
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11 ist eine erläuternde Darstellung eines Verfahrens zum Messen der Tiefe der Aussparung in Beispielen 1 und 2 sowie Vergleichsbeispielen 1 bis 3.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden wird eine Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben, allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Zunächst wird die erfindungsgemäße Halterungsbaugruppe mit Bezug auf 1 und 2 beschrieben. Wie in 1 gezeigt, weist die erfindungsgemäße Halterungsbaugruppe 1 einen Polyethylenterephthalat-(PET-)Träger 2, eine ringförmige Halterung 3 und einen scheibenähnlichen Stützteller 4 auf. Die Dicke und die Gestalt des PET-Trägers 2 sind nicht besonders beschränkt, er kann beispielsweise scheibenförmig gestaltet sein.
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Der Stützteller 4 hält ein Werkstück W, dadurch dass das Werkstück W an seiner Wasser enthaltenden unteren Fläche haftet. Der Stützteller 4 kann beispielsweise aus geschäumtem Polyurethan sein. Dieser Wasser enthaltende Stützteller 4 kann durch die Oberflächenspannung des im Stützteller 4 enthaltenen Wafers das Werkstück W zuverlässig halten.
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Die Halterung 3 ist an einen Außenrandbereich der Unterseite des PET-Trägers 2 geklebt. Der Stützteller 4 ist an einen Mittelabschnitt der Unterseite des PET-Trägers 2 geklebt. Die Innenfläche der Halterung 3 und die untere Fläche des Stütztellers 4 grenzen eine Aussparung 6 ab. Während eines Polierens des Werkstücks W ist das Werkstück W in dieser Aussparung 6 aufgenommen, und der Rand und die Oberseite des Werkstücks W werden an der Innenfläche der Halterung 3 bzw. der untere Fläche des Stütztellers 4 gehalten.
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Die Halterungsbaugruppe mit der Halterung 3 und dem Stützteller 4, die beide direkt am PET-Träger 2 haften, kann auf diese Weise den Unterschied zwischen der Isttiefe und der Solltiefe der Aussparung 6 sowie die in der Ebene bestimmte Streuung der Tiefe der Aussparung 6 verringern. Von daher kann die Ebenheit des mit der erfindungsgemäßen Halterungsbaugruppe polierten Werkstücks W insbesondere durch Verringern der Durchbiegung des Außenrandes des Werkstücks W verbessert werden. Insbesondere lässt sich die Ebenheit des Werkstücks W zuverlässig verbessern, wenn die in der Ebene bestimmte Streuung der Tiefe der Aussparung 10 μm oder weniger beträgt.
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Die Halterung 3 ist vorzugsweise aus einem Werkstoff, der weicher als das Werkstück W ist, und weist eine hohe Abriebfestigkeit auf, sodass sie sich kaum abnutzt, wenn sie während eines Polierens mit einem Polierkissen in Gleitkontakt gebracht wird; bei einem solchen Werkstoff werden Verunreinigungen, Kratzer und Eindrückungen am Werkstück W vermieden. Unter diesem Gesichtspunkt kann ein beispielhafter Werkstoff für die Halterung 3 Glasepoxidharz sein.
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Wie in 1 gezeigt, ist in einem oberen Abschnitt der Innenfläche der Halterung 3 eine Ringnut 5 ausgebildet. Der Stützteller 4 ist so an den Mittelabschnitt der Unterseite des PET-Trägers 2 geklebt, dass ein Randbereich des Stütztellers 4 in die Nut 5 eingepasst ist. Diese Gestaltung ermöglicht, bei der Halterungsbaugruppe die Halterung 3 und den Stützteller 4 zu verwenden, die direkt an den PET-Träger 2 geklebt sind, und keinen Raum zwischen der Halterung 3 und dem Stützteller 4 zu haben. Diese Halterungsbaugruppe kann dadurch der Erzeugung von Partikeln aufgrund von während eines Polierens in einen Zwischenraum eindringender Poliersuspension vorbeugen und das Auftreten feiner Kratzer und Fehler am Werkstück, die bei einer herkömmlichen Halterungsbaugruppe problematisch sind, unterdrücken.
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Wie in 2 gezeigt, hat die Nut 5 vorzugsweise eine Dicke d, die kleiner oder gleich der Solldicke des Stütztellers 4 ist, sodass zwischen dem Stützteller 4 und der Halterung kein Raum abgegrenzt wird. Wie in 3 gezeigt, kann die Nut 5 eine Dicke d aufweisen, die kleiner als die Solldicke des Stütztellers 4 ist, sodass das Durchbiegen des Außenrandes des Werkstücks effektiver verhindert wird. Auf diese Weise wird auf den Randbereich des Stütztellers 4, der von der Halterung 3 gehalten wird, ringförmig Druck ausgeübt, was eine Verringerung des Polierdrucks am Außenrandbereich des Werkstücks zur Folge hat. Durch diese Verringerung verringert sich der Polieraufwand im Außenrandbereich des Werkstücks und ermöglicht dadurch die Verhinderung des Durchbiegens des Außenrandes des Werkstücks.
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Die erfindungsgemäße Halterungsbaugruppe mit der Nut 5 kann den Polierdruck am Außenrandbereich des Werkstücks durch Einstellen der Dicke der Nut 5 einstellen, ohne die Dicke der Halterung 3 zu ändern. Die Halterungsbaugruppe kann demzufolge eine Mangelversorgung mit Poliersuspension aufgrund eines verkleinerten Raums zwischen der Halterung 3 und dem Polierkissen verhindern und dadurch ermöglichen, dass ein Auftreten von Oberflächenfehlern des Werkstücks unterdrückt wird. Diese Gestaltung ermöglicht auch die Kombination mit dem Verfahren zum Bilden einer Ringnut im Stützteller 4.
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Als Nächstes wird das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Halterungsbaugruppe beschrieben. Zunächst wird die ringförmige Halterung 3 mit der im oberen Abschnitt ihrer Innenfläche ausgebildeten Ringnut 5, wie in 1 gezeigt, bereitgestellt. Dieser Schritt kann beispielsweise wie folgt ausgeführt werden:
Es wird ein Substrat für die Halterung, wie etwa ein Glasepoxidharz, bereitgestellt. Dieses Substrat wird geläppt und/oder poliert, damit es die Solldicke aufweist.
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Dabei wird die in der Ebene bestimmte Streuung der Dicke der Halterung 3 vorzugsweise auf 10 μm oder weniger verringert. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass während des Polierens des Werkstücks die Oberflächengestalt des Außenrandbereichs teilweise verschlechtert wird. Wenn dabei ein Läppen durchgeführt wird, dann sind beispielhafte Schleifkörner, die verwendet werden können, Aluminiumoxid- oder SiC-Schleifkörner. Wenn dabei ein Polieren durchgeführt wird, dann kann beispielsweise eine kolloidales Siliciumdioxid enthaltende Alkalilösung verwendet werden.
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Anschließend wird das Substrat gereinigt, um die Schleifkörner und/oder die Alkalilösung, die beim Läppen und/oder Polieren angelagert wurden, zu entfernen. Als Nächstes wird, beispielsweise numerisch gesteuert, die ringförmige Halterung 3 aus dem Substrat ausgeschnitten. Dann wird durch Schleifen des oberen Abschnitts der Innenfläche der ringförmigen Halterung 3 die Nut 5 ausgebildet. Bei diesem Schleifen wird die Dicke der Nut 5 auf eine vorgeschriebene Dicke eingestellt, die, wie oben beschrieben, kleiner oder gleich der Solldicke des Stütztellers 4 ist.
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Der scheibenähnliche Stützteller 4 wird an den Mittelabschnitt des PET-Trägers 2 geklebt. Der Durchmesser des Stütztellers 4 ist derart eingestellt, dass der Stützteller in die wie oben ausgebildete Ringnut 5 eingepasst werden kann. Die Halterung 3 wird so an den Außenrandbereich der Unterseite des PET-Trägers 2 geklebt, dass der Randbereich des Stütztellers 4 in die Nut 5 der Halterung 3 eingepasst ist.
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Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren kann die erfindungsgemäße Halterungsbaugruppe hergestellt werden.
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BEISPIEL
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Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf Beispiele und Vergleichsbeispiele genauer beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt.
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(Beispiel 1)
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Die erfindungsgemäße Halterungsbaugruppe, wie in 1 gezeigt, wurde gemäß dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren hergestellt, um die Genauigkeit der Tiefe der Aussparung zu bewerten. Die Genauigkeit der Aussparungstiefe wurde anhand der Abweichung der Tiefe von der Solltiefe und der in der Ebene bestimmten Streuung der Tiefe bewertet. Ein Glasepoxidharzsubstrat wurde so geläppt, dass es eine Dicke von nahezu der Solldicke aufwies. Anschließend wurde das Substrat mit einer Poliersuspension, enthaltend etwa 1 μm Ceroxidpulver, poliert und in eine ringförmige Gestalt mit einer vorgeschriebenen Größe geschnitten. Dann wurde durch ringförmiges Schleifen des Substrats mit einer Drehmaschine, bis zu einer Position 5 mm vom Innenrand, die Nut mit der gleichen Dicke wie der Stützteller ausgebildet.
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Die auf diese Weise hergestellte Halterung wurde an den PET-Träger geklebt, woran der Stützteller mit seinem Mittelabschnitt geklebt wurde, um die Herstellung der Halterungsbaugruppe abzuschließen. Die Tiefe der Aussparung dieser Halterungsbaugruppe wurde gemessen. Wie in Tabelle 1 gezeigt, ergab die Abweichung von der Solltiefe einen Mittelwert (Mittel) von –0,51 μm und einen Maximalwert von 4,8 μm zur Plusseite (Max) und 6,5 μm zur Minusseite (Min). Wie in Tabelle 2 gezeigt, ergab die in der Ebene bestimmte Streuung der Tiefe bei acht Messpunkten einen Mittelwert (Mittel) von 5,3 μm und einen Maximalwert (Max) von 7 μm. Diese Ergebnisse ließen erkennen, dass die Genauigkeit der Tiefe der Aussparung gegenüber den Ergebnissen der Vergleichsbeispiele 1 und 2, nachfolgend beschrieben, stark verbessert war.
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Dabei wurde die Tiefe der Aussparung wie folgt gemessen. Wie in 11 gezeigt, wurde das Werkstück innerhalb einer Entfernung von 1 bis 2 mm von seinem Außenrand an acht Stellen in seiner Ebene markiert. Die Dicke der markierten Abschnitte wurde gemessen (diese gemessene Dicke wird als Werkstückdicke bezeichnet). Das Werkstück wurde in die Aussparung der Halterungsbaugruppe eingesetzt. Die Dicke der markierten Abschnitte des Werkstücks wurde gemessen, während eine Belastung des Werkstücks mit 100 g/cm2 erfolgte (diese gemessene Dicke wird als Werkstückabschnittsdicke bezeichnet). Die Dicke der Halterung wurde ebenfalls an einer Position in 1 bis 2 mm Entfernung vom Innenrand der Halterung in Richtung des Außenrandes gemessen (diese gemessene Dicke wird als Halterungsdicke bezeichnet). Diese Messwerte wurden verwendet, um die Tiefe der Aussparung unter Verwendung des folgenden Ausdrucks zu berechnen. Der Mittelwert der acht Punkte und ihre Streubreite wurden als Zentralwert der Aussparungstiefe verwendet. Aussparungstiefe = Halterungsdicke – (Werkstückabschnittsdicke – Werkstückdicke) Diese Dicken wurden mit einem Höhenmessgerät HDF-300N von Mitutoyo Corp. gemessen.
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Dann wurden Siliciumwafer mit einem Durchmesser von 300 mm mit einer Poliervorrichtung, wie in 8 gezeigt, mit der nach Beispiel 1 hergestellten Halterungsbaugruppe poliert, um Ebenheit und Oberflächenfehler der Wafer zu bewerten. Die Ebenheit wurde durch Messung des Randabfalls (Edge Roll-Off) mit einem Edge-Roll-off-Messsystem LER-310M von Kobelco Research Institute bewertet.
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Bei der Berechnung des Wertes des Roll-off wurde der 3 bis 6 mm vom Außenrand entfernte Abschnitt als Bezugsfläche angesehen. Der Roll-off wurde an vier Wafern 0,5 mm, 0,7 mm, 1,0 mm und 2,0 mm von ihrem Außenrand entfernt gemessen. Tabelle 3 zeigt den Mittelwert der Roll-off-Werte an diesen Punkten. Tabelle 4 zeigt das Verhältnis zwischen der Abweichung der Aussparungstiefe von der in Tabelle 1 angegebenen Solltiefe und dem in Tabelle 3 angegebenen Roll-off. Wie in 4 gezeigt ist, war die Abweichung der Aussparungstiefe von der Solltiefe ein negativer Wert (die Aussparungstiefe war geringer). Bei zunehmendem Absolutwert dieser Abweichung war es bei der Halterung schwieriger, den Polierdruck auf den Außenrandbereich des Werkstücks zu verringern. Insbesondere änderte sich 0,5 mm vom Außenrand entfernt der Roll-off signifikant, was leicht durch die Aussparungstiefe zu beeinflussen ist.
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5 zeigt den Mittelwert (Mittel), den Maximalwert (Max) und den Minimalwert (Min) des Roll-off 0,5 mm vom Außenrand jedes Wafers entfernt. 6 zeigt Netzdiagramme, die veranschaulichen, wie die Positionen des Roll-Off bei den gemessenen acht Punkten in der Ebene verändert wurden. Wie in 5 und 6 gezeigt, bewirkte Beispiel 1 eine weitere Verbesserung des Roll-off und eine stärkere Verbesserung bei der in der Ebene bestimmten Streuung als die später beschriebenen Vergleichsbeispiele 1 und 2, da Beispiel 1 im Wesentlichen die gleiche Aussparungstiefe wie die Solltiefe erreichte. Außerdem weist das Netzdiagramm, wie in 6 gezeigt, im Wesentlichen konzentrische Kreise auf, was bedeutet, dass die Streuung des Roll-off in der Ebene unterdrückt wurde.
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7 zeigt das Ergebnis im Hinblick auf die Oberflächenfehler des Wafers. Wie in 7 gezeigt, wurde das Auftreten von Oberflächenfehlern des Wafers, verglichen mit dem Ergebnis im Vergleichsbeispiel 3, wie später beschrieben, unterdrückt. Die Oberflächenfehler wurden mit dem Magics 350 von der Firma Lasertec Corporation bewertet, wobei die Werte so umgerechnet wurden, dass die Gesamtzahl der Fehler im Vergleichsbeispiel als 1,0 angesehen wurde.
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(Beispiel 2)
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Die erfindungsgemäße Halterungsbaugruppe wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, nur dass die Dicke der Halterung 10 μm geringer als im Beispiel 1 war und die Dicke der Nut 20 μm geringer als die Dicke des Stütztellers war. Es wurde die gleiche Bewertung wie im Beispiel 1 durchgeführt. Zu beachten ist, dass die Dicke dieser Nut derart eingestellt war, dass, obwohl die verwendete Halterung 10 μm dünner als im Beispiel 1 war, bei Einwirkung einer Belastung von 100 g/cm2 auf das Werkstück, nämlich durch Druckausüben mittels der Halterung auf den Randabschnitt des Stütztellers, die Tiefe der Aussparung im Wesentlichen der im Beispiel 1 gleichkam.
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Die Tiefe der Aussparung dieser Halterungsbaugruppe wurde gemessen. Wie in Tabelle 1 gezeigt, ergab die Abweichung von der Solltiefe einen Mittelwert von –0,43 μm und einen Maximalwert von 2,0 μm zur Plusseite sowie 2,8 μm zur Minusseite. Wie in Tabelle 2 gezeigt, ergab die in der Ebene bestimmte Streuung der Tiefe bei acht Messpunkten einen Mittelwert (Mittel) von 5,8 μm und einen Maximalwert (Max) von 7 μm. Diese Ergebnisse ließen erkennen, dass die Genauigkeit der Tiefe der Aussparung gegenüber den Ergebnissen der Vergleichsbeispiele 1 und 2, nachfolgend beschrieben, stark verbessert war.
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Dann wurden Siliciumwafer mit einem Durchmesser von 300 mm mit einer Poliervorrichtung, wie in 8 gezeigt, mit der nach Beispiel 2 hergestellten Halterungsbaugruppe poliert, um Ebenheit und Oberflächenfehler der Wafer wie im Beispiel 1 zu bewerten Obwohl Beispiel 2 die Halterung verwendete, die eine von der Dicke im vorstehenden Beispiel 1 verschiedene Dicke aufwies, wurden, da die Aussparungstiefe im Wesentlichen die gleiche wie im Beispiel 1 war, die gleichen Ergebnisse bezüglich des Roll-off der polierten Wafer erhalten. Das in 6 gezeigte Netzdiagramm ließ erkennen, dass wie im Beispiel 1 die Streuung des Roll-off in der Ebene unterdrückt wurde. 7 zeigt das Ergebnis im Hinblick auf die Oberflächenfehler des Wafers. Wie in 7 gezeigt, wurde das Auftreten von Oberflächenfehlern des Wafers, verglichen mit dem Ergebnis im Vergleichsbeispiel 3, wie später beschrieben, unterdrückt.
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In den Beispielen 1 und 2 waren die Roll-off-Werte der polierten Wafer auf demselben Niveau. Die Streuungen des Roll-off in der Ebene waren ebenfalls auf demselben Niveau. Genauer gesagt, selbst wenn die Halterung dünner gemacht wird, wie im Beispiel 2, kann die Aussparung mit der Solltiefe ausgebildet werden, indem die Dicke der Nut eingestellt wird. Dies ermöglicht eine geringere Dicke der Halterung als herkömmlich erforderlich, selbst wenn, um der Wirkung der Kompressibilität eines zu verwendenden Polierkissens Rechnung zu tragen, beispielsweise eine tiefe Aussparung gewählt wird, die während des Polierens eine Versorgung des Wafers mit Poliersuspension vermindern kann. Der Roll-off und die Oberflächenfehler der Wafer können daher verbessert werden, während gleichzeitig eine Minderversorgung der Werkstückoberfläche mit Poliersuspension während des Polierens verhindert wird.
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(Vergleichsbeispiel 1)
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Mit einer herkömmlichen Halterungsbaugruppe, die im Handel erhältlich ist und eine an den Außenrandbereichs der Unterseite eines Stütztellers geklebte Halterung aufweist, wie in 9 gezeigt, wurde, ohne ein Läppen und Polieren der Halterung durchzuführen, die gleiche Bewertung wie im Beispiel 1 durchgeführt.
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Es wurde die Tiefe der Aussparung dieser Halterungsbaugruppe gemessen. Wie in Tabelle 1 gezeigt, ergab die Abweichung von der Solltiefe einen Mittelwert von –4,46 μm und einen Maximalwert von 11,0 μm zur Plusseite und 16,9 μm zur Minusseite. Wie in Tabelle 2 gezeigt, ergab die in der Ebene bestimmte Streuung der Tiefe bei acht Messpunkten einen Mittelwert von 15,63 μm und einen Maximalwert von 26 μm. Diese Ergebnisse ließen erkennen, dass die Genauigkeit der Tiefe der Aussparung gegenüber den Ergebnissen der Beispiele 1 und 2 erheblich schlechter war.
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Dann wurden Siliciumwafer mit einem Durchmesser von 300 mm mit einer Poliervorrichtung, wie in 8 gezeigt, mit der Halterungsbaugruppe nach Vergleichsbeispiel 1 poliert, um die gleiche Bewertung wie im Beispiel 1 durchzuführen. Da, wie in Tabelle 1 und 2 gezeigt, die Abweichung der Aussparungstiefe von der Solltiefe im Vergleichsbeispiel 1 größer als in den Beispielen 1 und 2 war, waren auch Roll-off und Streuung in der Ebene größer. Das in 6 gezeigte Netzdiagramm ließ erkennen, dass einige Wafer eine Abweichung beim Roll-off in ihrer Ebene aufwiesen.
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7 zeigt das Ergebnis im Hinblick auf die Oberflächenfehler des Wafers. Da anders als in 10 die im Vergleichsbeispiel 1 verwendete Halterungsbaugruppe keinen Raum zwischen der Halterung und dem Stützteller aufwies, wurde, wie in 7 gezeigt, das Auftreten von Oberflächenfehlern der Wafer im Vergleich zum Vergleichsbeispiel 3 unterdrückt.
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(Vergleichsbeispiel 2)
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Unter Verwendung der gleichen Halterungsbaugruppe wie im Vergleichsbeispiel 1, mit der Ausnahme jedoch, dass die Halterung geläppt war, wurde die gleiche Bewertung wie im Vergleichsbeispiel 1 durchgeführt. Es wurde die Tiefe der Aussparung dieser Halterungsbaugruppe gemessen. Wie in Tabelle 1 gezeigt, ergab die Abweichung von der Solltiefe einen Mittelwert von –3,04 μm und einen Maximalwert von 8,9 μm zur Plusseite sowie 10,9 μm zur Minusseite. Wie in Tabelle 2 gezeigt, ergab die in der Ebene bestimmte Streuung der Tiefe bei acht Messpunkten einen Mittelwert von 9,77 μm und einen Maximalwert von 16 μm.
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Es stellte sich heraus, dass zwar im Vergleich zum Vergleichsbeispiel 1 die Genauigkeit der Tiefe der Aussparung durch das Läppen verbessert war, doch diese Genauigkeit der Tiefe war erheblich schlechter als die Ergebnisse in Beispiel 1 und 2.
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Dann wurden Siliciumwafer mit einem Durchmesser von 300 mm mit einer Poliervorrichtung, wie in 8 gezeigt, mit der Halterungsbaugruppe nach Vergleichsbeispiel 2 poliert, um die Ebenheit wie im Beispiel 1 zu bewerten. Da, wie in Tabelle 1 und 2 gezeigt, die Abweichung der Aussparungstiefe von der Solltiefe im Vergleichsbeispiel 2 kleiner als im Vergleichsbeispiel 1 war, waren zwar Roll-off und Streuung in der Ebene gegenüber dem Vergleichsbeispiel 1 verbessert, jedoch signifikant schlechter als in den Beispielen 1 und 2. Das in 6 gezeigte Netzdiagramm ließ erkennen, dass einige Wafer eine Abweichung beim Roll-off in ihrer Ebene wie beim Vergleichsbeispiel 1 aufwiesen, und die Streuung des Roll-off am Außenrand war nicht unterdrückt.
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Da die Abweichung der Aussparungstiefe von der Solltiefe durch ein Einstellen der Dicke der zu verwendenden Komponenten oder eine Verbesserung des Klebeverfahrens verringert werden kann, lässt sich der Mittelwert des Roll-off bis zu einem gewissen Grad verbessern, wie im Vergleichsbeispiel 2 gezeigt. Die Streuung des Roll-off in der Ebene kann jedoch nicht verbessert werden. Dagegen kann die erfindungsgemäße Halterungsbaugruppe auch diese Streuung in der Ebene wie voranstehend gezeigt verbessern. Tabelle 1 zeigt zusammengefasste Ergebnisse hinsichtlich der Abweichung der Aussparungstiefe von der Solltiefe in den Beispielen 1 und 2 sowie den Vergleichsbeispielen 1 und 2. Tabelle 2 zeigt zusammengefasste Ergebnisse hinsichtlich der in der Ebene bestimmten Streuung der Aussparungstiefe in den Beispielen 1 und 2 sowie den Vergleichsbeispielen 1 und 2. (Tabelle 1)
| | Vergleichsbeispiel 1 | Vergleichsbeispiel 2 | Beispiel 1 | Beispiel 2 |
| N | 40 | 26 | 10 | 5 |
| Mittel | –4,46 | –3,04 | –0,51 | –0,43 |
| S | 7,37 | 6,00 | 3,53 | 2,03 |
| Max. | 11,0 | 8,9 | 4,8 | 2,0 |
| Min. | –16,9 | –10,9 | –6,5 | –2,8 |
[Tabelle 2]
| | Vergleichsbeispiel 1 | Vergleichsbeispiel 2 | Beispiel 1 | Beispiel 2 |
| N | 40 | 26 | 10 | 5 |
| Mittel | 15,63 | 9,77 | 5,3 | 5,8 |
| S | 4,91 | 2,67 | 1,64 | 1,3 |
| Max. | 26,0 | 16,0 | 7,0 | 7,0 |
| Min. | 8,0 | 6,0 | 2,0 | 4,0 |
(Tabelle 3)
| | Abweichung der Aussparungstiefe von der Solltiefe | ROLL-PFF |
| 0,5 mm | 0,7 mm | 1,0 mm | 2,0 mm |
| Vergleichsbeispiel 1 | –4,46 | 0,27 | 0,10 | 0,05 | 0,01 |
| Vergleichsbeispiel 2 | –3,04 | 0,23 | 0,08 | 0,04 | 0,01 |
| Beispiel 1 | –0,51 | 0,13 | 0,07 | 0,03 | 0,00 |
| Beispiel 2 | –0,43 | 0,12 | 0,08 | 0,03 | 0,00 |
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(Vergleichsbeispiel 3)
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Um die Streuung der Aussparungstiefe in der Ebene und Oberflächenfehler der Wafer wie im Beispiel 1 zu bewerten, wurden Siliciumwafer mit einem Durchmesser von 300 mm mit einer Poliervorrichtung wie in 8 gezeigt poliert, die, wie in 10 gezeigt, eine herkömmliche Halterungsbaugruppe mit einer Halterung ohne Nut aufweist. Ergebnis war, dass, obwohl bei der Streuung der Aussparungstiefe in der Ebene das gleiche Niveau wie in den Beispielen 1 und 2 erreicht wurde, die Oberflächenfehler der Wafer im Vergleich zu den Beispielen 1 und 2 sowie zum Vergleichsbeispiel 1 verschlechtert waren. Es lässt sich nachvollziehen, dass diese Oberflächenfehler auf Partikel zurückzuführen sind, die entstehen, wenn während des Polierens Poliersuspension in den Raum zwischen der Halterung und dem Stützteller eindringt.
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Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorhergehende Ausführungsform beschränkt ist. Bei der Ausführungsform handelt es sich lediglich um eine Veranschaulichung, und alle Beispiele, die im Wesentlichen die gleichen Merkmale aufweisen und die gleichen Funktionen und Wirkungen wie in dem in den Ansprüchen beschriebenen technischen Konzept haben, sind in den technischen Möglichkeiten der vorliegenden Erfindung eingeschlossen.
