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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren eines Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren, einen Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren und ein Verfahren zum doppelseitigen Polieren.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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In einer Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren wird üblicherweise zum Ebnen eines Halbleiterwafers, wie beispielsweise eines Siliziumwafers, ein scheibenartiger Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren verwendet, der mit einem Halteloch versehen ist, um den Halbleiterwafer zu halten (siehe Patentdokument 1)
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In einem Herstellungsprozess für diesen Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren ist, obgleich es natürlich ist, die Schwankungen der Dicke in jedem Träger in einem Los niedrig zu halten, eine einheitliche Dicke eines Stückes, das heißt die Ebenheit, ein wichtiger Faktor beim doppelseitigen Polieren, um einen Halbleiterwafer durch Verwendung dieses Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren in hohem Maße zu ebnen.
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Dementsprechend wird in einem Prozess zum Herstellen eines Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren ein Läppungsprozess ausgeführt, um die Schwankungen der Dicke innerhalb eines Loses niedrig zu halten (siehe Patentdokument 2). Bezüglich des Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren, auf den dieser Läppungsprozess angewendet wird, haben die Dicken der Trägerkörper (Hauptteil des Trägers), die anhand der Mittelwerte betrachtet werden, eine Schwankung von circa 2 μm innerhalb eines Loses.
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LITERATURLISTE
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PATENTLITERATUR
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- Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nummer 2001-30161
- Patentdokument 2: Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nummer 2009-135424
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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TECHNISCHES PROBLEM
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Wenn die Dicke eines Teils eines Trägerkörpers in den Bereichen (Differenz zwischen Maximum und Minimum) sämtlicher Daten, nicht die Mittelwerte betrachtet werden, hat sich jedoch gezeigt, dass der Bereich groß ist – 3 μm oder mehr – und eine charakteristische Dickeverteilung aufweist. Diese charakteristische Verteilung ist eine Verteilung, bei der der Mittelteil eines Trägerkörpers (wenn die Mitte eines Trägerkörpers in einem Arbeitsloch enthalten ist, um ein Werkstück darin einzusetzen, bezeichnet der Mittelteil den Teil am nächsten zum Rand des Arbeitsloches) dicker ist als die anderen Teile.
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Wenn eine solche Dickeschwankung in einem Trägerkörper gebildet wird, wird auch eine Dickeschwankung an dem inneren Umfang des Arbeitsloches gebildet. Als Folge dieser Dickeschwankung entsteht ein Problem beim Bilden einer Dickeverteilung an dem Einsatz (der Einsatz ist ein Trägerelement aus Harz, das in den inneren Umfang des Arbeitsloches eingeführt wird, um den Randteil eines Halbleiterwafers zu schützen).
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Die Dicke eines Einsatzes muss in der Umfangsrichtung des Arbeitsloches gleichmäßig sein, um einen Halbleiterwafer hochgradig eben zu machen, wobei jedoch die Dicke eines Einsatzes aufgrund der Dickeverteilung des Trägerkörpers nicht ausreichend einheitlich ist, was eine Verschlechterung der Ebenheit eines Halbleiterwafers bewirkt. Dennoch wurde bis jetzt noch keine Technologie zur Bewältigung der Dickeverteilung eines Trägerkörpers, insbesondere einer solchen Verteilung, bei der der Mittelteil eines Trägerkörpers dicker ist als die anderen Teile, entwickelt.
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehend beschriebenen Probleme erdacht. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Herstellungsverfahrens eines Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren, das die Schwankungen einer Dickeverteilung, die beim Läppen eines Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren bewirkt wird, verbessern kann, sowie auch eines Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren und eines Verfahrens zum doppelseitigen Polieren unter Verwendung dieses Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren.
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LÖSUNG DES PROBLEMS
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Um die vorstehend beschriebene Aufgabe zu erfüllen, stellt die vorliegende Erfindung ein Herstellungsverfahren für einen Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren durch Ausführen eines Läppungsprozesses auf dem Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren bereit, indem dieser gedreht und rotiert wird, wobei der Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren zwischen einem oberen und einem unteren Drehteller einer Läppungsvorrichtung angeordnet wird, wobei der Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren die Form eines Zahnrads und ein Halteloch hat, das zum Halten eines Halbleiterwafers ausgebildet ist; wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Bereitstellen eines äußeren Trägers, wobei der äußere Träger zahnradförmig und größer ist als der Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren und ein Loch aufweist, das dazu ausgebildet ist, den Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren zu halten und dafür ausgebildet ist, die Mitte des Loches exzentrisch zur Mitte des äußeren Trägers anzuordnen;
Halten des Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren durch den äußeren Träger, wobei der Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren in das Loch eingeführt wird; und
Ausführen eines Läppungsprozesses auf dem Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren durch Drehen und Rotieren des äußeren Trägers und des Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren, wobei die Mitte des Loches zur Mitte des äußeren Trägers exzentrisch ist, wobei der gehaltene Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren zwischen dem oberen und dem unteren Drehteller der Läppungsvorrichtung eingefügt wird.
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Ein solches Verfahren ermöglicht die Niedrighaltung einer bei einem herkömmlichen Läppungsprozess bewirkten Dickeverteilung, insbesondere das Auftreten einer Verteilung, bei der der Mittelteil eines Trägerkörpers dicker wird als die anderen Teile, und die Herstellung eines Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren, bei dem die Dickeverteilung unterdrückt wird.
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In diesem Fall ist es vorzuziehen, dass das Loch eine Kreisform hat und eine Exzentrizität der Mitte des Loches zur Mitte des äußeren Trägers relativ zum Durchmesser des Loches auf 1/5 oder mehr eingestellt wird.
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Dies ermöglicht die Herstellung eines Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren, bei dem die Dickeschwankung noch weiter unterdrückt wird. Insbesondere wird der Dickebereich auf 2 μm oder weniger verringert.
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In diesem Fall ist es auch möglich, das Loch mit einer Kreisform zu bilden und den Durchmesser des Loches um 0,5 mm bis 1,0 mm größer im Vergleich zu dem Kopfkreisdurchmesser des Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren einzustellen.
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Dies ermöglicht eine sichere Herstellung eines Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren mit einer geringen Dickeschwankung, da beim Läppen eines Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren das Drehen des Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren in einem Loch nicht von dem äußeren Träger behindert wird.
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In diesem Fall ist es vorzuziehen, dass der Kopfkreisdurchmesser des äußeren Trägers relativ zu dem Kopfkreisdurchmesser des Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren auf das 1,5-Fache oder mehr eingestellt wird.
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Dies ermöglicht die Herstellung eines Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren, bei dem die Dickeschwankung noch weiter unterdrückt wird. Insbesondere wird der Dickebereich auf 2 μm oder weniger verringert.
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Der äußere Träger kann aus einem Material hergestellt werden, das aus Kohlenstoff-Werkzeugstahl, Edelstahl und Titan ausgewählt ist. Diese Materialien sind als Materialien für den äußeren Träger geeignet.
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Der Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren kann aus einem Material hergestellt werden, das aus Edelstahl und Titan ausgewählt wird.
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Diese Materialien sind als Materialien für den Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren geeignet.
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Um die vorstehend beschriebene Aufgabe zu erfüllen, stellt die vorliegende Erfindung einen mittels des vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahrens hergestellten Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren bereit.
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Ein solcher Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren hat eine Dickeverteilung mit einer geringen Schwankung, beispielsweise einen Dickebereich von 2 μm oder weniger, und kann dementsprechend ein Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren sein, der einen hochgradig ebenen Halbleiterwafer herstellen kann.
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Um die vorstehend beschriebene Aufgabe zu erfüllen, stellt die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zum doppelseitigen Polieren eines Halbleiterwafers bereit, bei dem: beim Halten des Halbleiterwafers unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren in einer Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren die obere und untere Oberfläche des gehalten Halbleiterwafers in Gleitkontakt mit dem oberen und unteren Drehteller gebracht werden, an denen jeweils eine Polierplatte befestigt ist, wodurch der Halbleiterwafer einem Prozess des doppelseitigen Polierens unterzogen wird.
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Ein solches Verfahren zum doppelseitigen Polieren unter Verwendung eines Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren mit einer Dickeverteilung mit einer geringen Schwankung kann einen hochgradig ebenen Halbleiterwafer herstellen.
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VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung kann einen Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren mit einer Dickeverteilung mit einer geringen Schwankung herstellen. Das Verfahren zum doppelseitigen Polieren unter Verwendung dieses Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren kann im Vergleich zu früheren Verfahren einen Halbleiterwafer mit einer besseren Ebenheit bereitstellen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel für eine Läppungsvorrichtung zeigt, die für das Herstellungsverfahren eines Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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2 zeigt eine Draufsicht von oben, die ein Beispiel für einen unteren Drehteller einer Läppungsvorrichtung zeigt, die für das Herstellungsverfahren eines Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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3 zeigt ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel für einen äußeren Träger zeigt, der für das Herstellungsverfahren eines Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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4 zeigt Graphen, die Ebenheitsverteilungen von Trägern für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren nach dem Läppen in den Beispielen und Vergleichsbeispiel zeigen;.
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5 zeigt ein schematisches Diagramm, das eine in dem Vergleichsbeispiel verwendete Läppungsvorrichtung zeigt;
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6(a) zeigt ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel für einen Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren mit der Größe 20B zeigt, (b) zeigt einen Graphen, der Abstände von Umfangspunkten des Arbeitsloches zur Mitte zeigt;
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7 zeigt einen Graphen, der eine Anpassungsgleichung von Exzentrizität X und Dickeverschiebung Y zeigt.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bezüglich der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden Ausführungsformen beschrieben, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf diese beschränkt ist.
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Wie vorstehend beschrieben, wird in einem herkömmlichen Läppungsprozess eines Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren der Mittelteil eines Trägerkörpers dick. Wenn eine Dickeverteilung des Trägerkörpers wie vorstehend beschrieben schwankt, bewirkt die Dicke eines Einsatzes, der in einem Nachbehandlungsschritt darin eingeführt wird, eine Schwankung. Beim doppelseitigen Polieren eines Halbleiterwafers unter Verwendung eines solchen Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren, bei dem die Dicken des Einsatzes oder des Trägerkörpers nicht einheitlich sind, entsteht ein Problem der Verschlechterung der Ebenheit des Halbleiterwafers.
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Dementsprechend haben die Erfinder den Grund für die vorstehend beschriebene Dickeschwankung erforscht, die bei einem Läppungsprozess eines Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren entsteht.
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Dabei haben sie rausgefunden, dass die Verteilung mit dem dickeren Mittelteil in einem Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren, bei dem das Arbeitsloch (ein Loch zum Halten eines Halbleiterwafers) des Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren zur Mitte des Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren exzentrisch ist, durch den kleineren Abstand von der Mitte des Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren zum Mittelteil (Exzentrizität) im Vergleich zu den anderen Teilen beim Läppungsprozess bewirkt wird.
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Beispielsweise wird eine Exzentrizität in einem Träger W mit einer Standardgröße 20B (Kopfkreisdurchmesser: 525 mm) für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren an, wie in 6(a) gezeigt, angenommen. Der Abstand jedes Teils dieses Trägers W zur Mitte (Exzentrizität) beträgt circa 70 mm am Mindestpunkt, d. h. dem Mittelteil (in diesem Fall der Teil am Rand des Arbeitsloches 22, der der Mitte am nächsten ist), und circa 250 mm am Maximalpunkt. In 6(b) sind Abstände von den Umfangspunkten des Arbeitsloches 22 zur Mitte gezeigt.
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Die Korrelation zwischen der Exzentrizität (Abstand von der Mitte) und der Dickeverschiebung Y in einem Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren in einer solchen Größe kann durch die folgende Gleichung (1) dargestellt werden als das Ergebnis des Anpassens (kurvenlineare Regression) der gemessenen Werte, wie in 7 gezeigt. Es ist anzumerken, dass die Dickeverschiebung Y auf der Grundlage eines Punktes eingestellt wird, an dem die Exzentrizität das Maximum beträgt Y = –7 × 10–5 × X2 + 0,0106X + 2,4102 Gleichung (1)
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Wie in 7 und Gleichung (1) gezeigt, habe die Exzentrizität und die Ebenheit (Dickeverteilung) eine inverse Korrelation. Dies zeigt, dass es zur Verbesserung der Ebenheit wesentlich ist, die Exzentrizität am Mittelteil eines Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren zu gewährleisten.
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In Anbetracht dieser Tatsache haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung zuerst die Durchführung des Läppungsprozesses durch Halten eines Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren durch ein Halteelement und durch Drehen und Rotieren desselben mit dem Halteelement erdacht, anders als im Stand der Technik, in dem der Läppungsprozess an beiden Seiten des Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren durchgeführt wird. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben ferner herausgefunden, dass die Verwendung eines Trägers, der ein Loch hat, in das der Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren eingeführt wird und das dazu ausgebildet ist, die Mitte des Loches exzentrisch zur Mitte des Halteelements anzuordnen (nachstehend wird dieses Halteelement als ein äußerer Träger bezeichnet), als das vorstehend beschriebene Halteelemente die Exzentrizität gewährleistet, die erforderlich ist, um die Dickeverteilung einheitlich zu machen, da die Exzentrizität der Mitte des Loches zur Mitte des äußeren Trägers zur Exzentrizität des zu läppenden Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren hinzugefügt wird; und dadurch die vorliegende Erfindung zum Abschluss gebracht.
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Nachstehend wird das Herstellungsverfahren für einen Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren, der Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren und das Verfahren zum doppelseitigen Polieren der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Zuerst wird das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren eines Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren durch Anführen eines Falles der Verwendung einer in 1 gezeigten Läppungsvorrichtung beschrieben. Im Folgenden wird ein Fall beschrieben, in dem ein Träger mit einer Größe von 20B (Kopfkreisdurchmesser: 525 mm) als der zu läppende Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren und ein Träger mit einer Größe von 32B (Kopfkreisdurchmesser: 814 mm) für die Läppungsvorrichtung als der äußere Träger beschrieben wird, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist.
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Wie in 1 und 2 gezeigt, ist die Läppungsvorrichtung 10 mit einem oberen Drehteller 11, einem unteren Drehteller 12, einem Sonnenzahnrad 13, einem Innenzahnrad 14 und einer Düse 15 versehen.
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Der Mittelteil des unteren Drehtellers 12 ist mit dem Sonnenzahnrad 13 versehen, und das Innenzahnrad 14 ist derart angeordnet, dass es dem Umfang des unteren Drehtellers 12 benachbart angeordnet ist. Von der Düse 15 wird in dem Läppungsprozess in den Raum zwischen dem oberen und dem unteren Drehteller 11 und 12 ein Slurry 16 durch das in dem oberen Drehteller 11 gebildete Loch zugeführt.
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Zuerst wird eine solche Läppungsvorrichtung 10 mit einem äußeren Träger 1 versehen, wie in 1, 2 und 3 gezeigt. Als diesen äußeren Träger 1 stellt die vorliegende Erfindung bereit und verwendet denjenigen mit einem Loch 2, das dazu ausgebildet ist, den Träger W für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren zu halten und dazu ausgebildet ist, die Mitte C2 des Lochs 2 exzentrisch zur Mitte C1 des äußeren Trägers 1, wie in 3, anzuordnen.
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In diesem Fall kann das Material des äußeren Trägers 1 aus Kohlenstoff-Werkzeugstahl, Edelstahl und Titan ausgewählt werden.
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Diese Materialien sind hochgradig verschleißfest und für den Läppungsprozess geeignet.
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Dann greift der äußere Träger 1 in das Sonnenzahnrad 13 und das Innenzahnrad 14 in der Läppungsvorrichtung 10 und wird der Träger W für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren in das Loch 2 des äußeren Trägers 1 eingebracht, um wie in 1 und 2 gezeigt gehalten zu werden.
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Auf diese Weise greift der äußere Träger 1 in das Sonnenzahnrad 13 und das Innenzahnrad 14, und durch Drehen jedes dieser Zahnräder können der äußere Träger 1 und der Träger W für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren eine planetenartige Bewegung (eine Dreh- und Rotationsbewegung) um das Sonnenzahnrad 13 ausführen.
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Dann wird der äußere Träger 1 in Planetenbewegung durch das Sonnenzahnrad 13 und das Innenzahnrad 14 gebracht, während der obere Drehteller 11 und der untere Drehteller 12 in die entgegengesetzte Richtung gedreht werden, wobei die beiden Seiten des Trägers W für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren zwischen dem oberen Drehteller 11 und dem unteren Drehteller 12 angeordnet werden, wobei ein Slurry 16 von der Düse 15 zugeführt wird. Auf diese Weise werden die beiden Seiten des Trägers W für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren gleichzeitig geläppt, wobei die Mitte C2 des Lochs exzentrisch zu der Mitte C1 des äußeren Trägers 1 ist.
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Durch den vorstehend beschriebenen Läppungsprozess zur Herstellung des Trägers W für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren wird die Exzentrizität des äußeren Trägers 1 der ursprünglichen Exzentrizität des Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren überlagert, wodurch die erforderliche Exzentrizität gewährleistet wird, um die Dickeverteilung einheitlich zu machen. Dadurch ist es möglich, die Schwankung der Dickeverteilung des Trägers W für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren zu beheben und einen Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren mit einer hochgradig gleichmäßigen Dicke bereitzustellen.
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In diesem Fall ist es vorzuziehen, dass der Kopfkreisdurchmesser des äußeren Trägers 1 relativ zu dem Kopfkreisdurchmesser des Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren auf das 1,5-Fache oder mehr eingestellt wird.
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Dies ermöglicht die Herstellung eines Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren, bei dem der Dickebereich auf 2 μm oder weniger verringert wird.
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Außerdem ist es vorzuziehen, dass das Loch 2 eine Kreisform hat und eine Exzentrizität der Mitte des Loches 2 zur Mitte des äußeren Trägers 1 relativ zum Durchmesser des Loches 2 auf 1/5 oder mehr eingestellt wird.
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Dies ermöglicht die Herstellung eines Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren, bei dem der Dickebereich auf 2 μm oder weniger unterdrückt wird. Im Folgenden sind die Gründe dafür beschrieben.
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In Anbetracht einer einheitlichen Ebenheit ist ein Dickebereich des Trägers W für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren von 2 μm oder weniger wünschenswert. In einem Fall wie in diesem Muster ist beispielsweise unter Verwendung eines Trägers mit einer Größe von 20B (Kopfkreisdurchmesser: 525 mm) als der zu läppende Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren und eines Trägers mit einer Größe von 32B (Kopfkreisdurchmesser: 814 mm) für die Läppungsvorrichtung als der äußere Träger, die Exzentrizität X, die erforderlich ist, um den Dickebereich auf Y ≤ 2 μm zu bringen, circa 180 mm auf Grundlage der Anpassungsgleichung (1) und 7.
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In einem üblichen Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren mit der Größe 20B mit einer Exzentrizität zu der Mitte des Arbeitsloches 2 von 85–90 mm, wie in 6(a) gezeigt, ist der Mindestabstand zwischen der Mitte des Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren und dem Rand des Arbeitsloches beispielsweise circa 70 mm, wie in 6(b) gezeigt.
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Dementsprechend wird bei Verwendung eines äußeren Trägers 1, in dem die Mitte C2 des Lochs 2 zur Mitte C1 des äußeren Trägers 1 um circa 110 mm exzentrisch ist, wie in 3 gezeigt, die gesamte Exzentrizität auf circa 180 mm gebracht und kann der Dickebereich dadurch 2 μm oder weniger betragen.
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Dies kann durch Verwendung eines Trägers für eine Läppungsvorrichtung mit einem Kopfkreisdurchmesser von 814 mm (Größe von 32B) als der äußere Träger in diesem Beispiel erreicht werden.
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Der Fußkreisdurchmesser kann 49/50 zum Spitzendiameter betragen und der Fußkreisdurchmesser bei der Größe 32B kann 797,7 mm betragen, wobei dies jedoch von der Stiftzahnradgröße abhängt, die in den Träger greift. Dementsprechend wird die Exzentrizität, die den äußeren Träger überlagern kann, als (797,7 – 525)÷2 = 136,4 mm berechnet, was 110 mm ausreichend abdecken kann.
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Wie vorstehend beschrieben, ist es bei der Auswahl eines äußeren Trägers 1 möglich, Bezug auf die Differenz zwischen dem Radius des äußeren Trägers 1 und dem Radius des Loches 2 zu nehmen.
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Beim Läppen eines Trägers wie mit einer Größe von 20B (Kopfkreisdurchmesser: 525 mm) für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren wie vorstehend beschrieben, hat der äußere Träger 1 vorzugsweise eine Größe von 32B (Kopfkreisdurchmesser: 814 mm) oder mehr. Das bedeutet, nicht nur in diesem Fall, sondern auch in anderen Fällen kann die Exzentrizität, um den Dickebereich auf 2 μm oder weniger zu bringen, durch Einstellen des Kopfkreisdurchmessers des äußeren Trägers 1 auf das 1,5-Fache oder mehr relativ zu dem Kopfkreisdurchmesser des Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren gewährleistet werden.
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In diesem Fall ist es auch möglich, den Dickebereich von 2 μm oder weniger durch Einstellen der Mitte des Loches 2 exzentrisch zu der Mitte des Trägers um 110 mm oder mehr zu erreichen. Das bedeutet, nicht nur in diesem Fall, ist es möglich, die Exzentrizität, um den Dickebereich auf 2 μm oder weniger zu bringen, durch Einstellen der Exzentrizität der Mitte des Loches 2 zur Mitte des äußeren Trägers 1 auf das 1,5-Fache mehr relativ zu dem Durchmesser (in diesem Fall circa 525,5 mm, was fast der gleiche Kopfkreisdurchmesser des Trägers W wie für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren ist) des Loches 2 zu gewährleisten, das den Träger W für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren hält.
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In der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, dass das Loch 2 eine Kreisform hat und der Durchmesser des Loches 2 μm 0,5 mm bis 1,0 mm größer im Vergleich zu dem Kopfkreisdurchmesser des Trägers W für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren eingestellt wird.
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Wenn ein Abstand von 0,5 mm bis 1,0 mm zwischen dem zu läppenden Träger W für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren und dem inneren Umfang des Loches 2, das diesen aufnimmt und hält, gegeben ist, wird der Träger W für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren beim Drehen in dem Loch 2 nicht behindert, so dass dementsprechend ein Träger W für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren mit einer geringen Dickeschwankung sicher hergestellt werden kann.
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In der vorliegenden Erfindung kann das Material des Trägers W für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren aus Edelstahl und Titan ausgewählt werden.
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Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ist zur Herstellung eines Trägers W für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren geeignet, der insbesondere aus diesem Material hergestellt ist.
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Es ist anzumerken, dass bei der vorliegenden Erfindung der Läppungszustand ein herkömmlicher Zustand sein kann, wobei es beispielsweise möglich ist, übliche Materialien wie zum Beispiel GC#2000 als das Slurry 16 zu verwenden, um die vorgesehene Dicke unter dem vorgesehenen Druck zu erreichen. Es ist auch möglich, einen Träger W für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren folgendermaßen herzustellen: Einsetzen eines Harzeinsatzes aus EG (Glasepoxidharz) oder Aramid in einen inneren Umfangsteil des Arbeitsloches 22 unter Druckbeaufschlagung nach Durchführung eines vorstehend beschriebenen Läppungsprozesses auf dem Träger W für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren; und Durchführen eines abschließenden Polierprozesses zur Anpassung der Dicke eines Harzes.
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Der vorstehend beschriebene Träger W für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren, der mittels des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens hergestellt wird, kann ein Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren mit einer geringen Schwankung der Dickeverteilung nach dem Läppungsprozess und mit einer hohen Ebenheit sein.
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Ein solcher Träger kann die Ebenheit eines Halbleiterwafers bei der Verwendung für doppelseitiges Polieren des Halbleiterwafers in einer Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren verbessern.
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Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zum doppelseitigen Polieren eines Halbleiterwafers bereit, bei dem: während der Halbleiterwafer unter Verwendung des Trägers W für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren in einer Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren gehalten wird, die obere und untere Oberfläche des gehaltenen Halbleiterwafers in Gleitkontakt mit dem oberen und unteren Drehteller gebracht werden, an denen jeweils eine Polierplatte befestigt ist, wodurch der Halbleiterwafer doppelseitigem Polieren unterzogen wird.
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Ein solches Verfahren zum doppelseitigen Polieren unter Verwendung eines Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren mit einer geringen Dickeschwankung kann einen hochgradig ebenen Halbleiterwafer herstellen.
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Es ist anzumerken, dass die vorstehende Erläuterung einen Fall beispielhaft darstellt, in dem ein Träger mit einer Größe von 20B für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren als Ziel des Läppungsprozesses verwendet wird und ein Träger mit einer Größe von 32B für die Läppungsvorrichtung als der äußere Träger 1 verwendet wird, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist. Das Ziel des Läppungsprozesses ist nicht auf die vorstehend beschriebene Größe beschränkt. Bezüglich des äußeren Trägers ist es nicht notwendig, den Träger für eine Läppungsvorrichtung wie vorstehend beschrieben zu verwenden, solange die Mitte des Loches zum Halten des Gegenstandes für den Läppungsprozess zur Mitte des äußeren Trägers exzentrisch ist.
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Die vorstehende Erläuterung stellt beispielhaft einen Fall dar, in dem ein Teil eines Trägers W für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren in einer Läppungsvorrichtung 10, wie in 1 und 2 gezeigt, geläppt wird, wobei es jedoch auch möglich ist, einen Läppungsprozess auf mehreren Teilen eines Trägers W für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren gleichzeitig durchzuführen, wodurch Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren effektiv hergestellt werden können.
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BEISPIEL
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Die vorliegende Erfindung wird nachstehend mit Bezugnahme auf ein Beispiel und ein Vergleichsbeispiel genauer beschrieben, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist.
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(Beispiel 1)
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Bei Verwendung einer Läppungsvorrichtung, wie in Figur in 1 und 2 gezeigt, wurde ein Läppungsprozess auf beiden Seiten eines Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren aus Titan mit einer Größe von 20B (Kopfkreisdurchmesser: 525 mm, Fußkreisdurchmesser: 515 mm) ausgeführt.
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In diesem Fall wurde ein Träger für eine Läppungsvorrichtung aus Kohlenstoff-Werkzeugstahl mit einer Größe von 32B (Kopfkreisdurchmesser: 814 mm, Fußkreisdurchmesser: 797,7 mm) als ein äußerer Träger verwendet. Das Loch dieses äußeren Trägers wurde kreisförmig mit einem Durchmesser von 525,5 mm gemacht. In diesem Fall wurde die Exzentrizität der Mitte des Loches zur Mitte des äußeren Trägers 1 auf 110 mm eingestellt.
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Der Läppungsprozess wurde bis zur vorgesehenen Dicke unter Verwendung von GC#2000 als Slurry und einer konstanten Lastbedingung ausgeführt. Tabelle 1 zeigt die Bedingungen des zu läppenden Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren und des äußeren Trägers in diesem Fall.
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Dann wurde die Ebenheitsverteilung auf dem Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren aus Titan nach dem Läppungsprozess gemessen. Bei dieser Messung wurde die Ebenheitsverteilung am Umfangsteil des Arbeitsloches unter Verwendung eines Laser-Verdrängungszählers von KEYENCE CORPORATION gemessen.
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Die Ergebnisse sind in 4 und Tabelle 2 gezeigt. Es ist anzumerken, dass die Winkel der Abszisse in den Graphen in 4 jeden Winkel des Messpunktes am Umfangsteil des Arbeitsloches repräsentieren, wie in 6(a) und (b) gezeigt. Wie in 4 gezeigt, war die Ebenheitsverteilung nach dem Läppungsprozess im Gegensatz zum nachstehend beschriebenen Vergleichsbeispiel, in dem der Mittelteil (die Nähe von 180°) im Vergleich zu den anderen Teilen extrem dick wurde, einheitlich. Der Dickebereich betrug 1,12 μm und die Abweichung der Dicke (Dickeschwankung) betrug 0,30 μm im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel, was auffällig hervorragende Werte waren.
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Dann wurde ein Einsatz mit einem Innendurchmesser von 300,5 mm aus Aramidharz in den Innenumfang des Arbeitsloches des Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren aus Titan nach dem Läppungsprozess eingesetzt. Der Einsatz wurde durch Pressen eingesetzt und einem abschließenden Polierprozess unterzogen, um die Dicke des Einsatzes an die Dicke des Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren anzupassen, wodurch ein Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren hergestellt wurde.
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Dies wurde zum doppelseitigen Polieren von Halbleitersiliziumwafern mit einem Durchmesser von 300 mm verwendet; unter Verwendung von DSP-20B, hergestellt von Fujikoshi Machinery Corp., als die Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren, MH-S15A, hergestellt von Nitta Haas Incorporated, als die Polierplatte und GLANZOX2100, hergestellt von Fujimi Incorporated, als das Polierslurry. Beim doppelseitigen Polieren betrug die Anzahl von zu verarbeitenden Wafern 5 Stücke pro Los und wurden zehn Verarbeitungslose ausgeführt.
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Dann wurde der ESFQR (Edge Site Frontsurface referenced least sQuares/Range) als die Ebenheit eines Halbleitersiliziumwafers nach einem Poliervorgang mit Wafersight M49mode/1mmEE, hergestellt von KLA-Tencor Corporation, gemessen.
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Tabelle 3 zeigt Messergebnisse der Ebenheit der Halbleitersiliziumwafer. In Beispiel 1 war ESFQR max 31,24 nm und ESFQR sigma (Abweichung) 5,7. Der ESFQR wurde in den gemittelten Werten um 10% verbessert und die Abweichung wurde im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel um circa 50% verbessert, was eine verbesserte Ebenheit zeigt.
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(Beispiel 2)
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Unter den gleichen Bedingungen wie Beispiel 1, abgesehen davon, dass die Exzentrizität der Mitte des Loches zur Mitte des äußeren Trägers auf 90 mm eingestellt war, wurden Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren einem Läppungsprozess unterzogen und wurde die Ebenheitsverteilung gemessen. Tabelle 1 zeigt die Bedingungen des zu läppenden Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren und des äußeren Trägers in diesem Fall.
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Die Messergebnisse der Ebenheitsverteilung nach dem Läppungsprozess sind in 4 und Tabelle 2 gezeigt.
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Wie in 4 gezeigt, war die Ebenheitsverteilung nach dem Läppungsprozess im Gegensatz zum nachstehend beschriebenen Vergleichsbeispiel, in dem der Mittelteil im Vergleich zu den anderen Teilen extrem dick wurde, einheitlich. Der Dickebereich betrug 1,75 μm und die Abweichung der Dicke (Dickeschwankung) betrug 0,36 μm, was im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel auffällig hervorragende Werte waren.
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Anschließend wurde ein Einsatz in den Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren nach der Läppung wie in Beispiel 1 eingesetzt. Dann wurden unter Verwendung dieses Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren Halbleitersiliziumwafer einem Prozess zum doppelseitigen Polieren wie in Beispiel 1 unterzogen und wurde der ESFQR der Halbleitersiliziumwafer nach dem Polieren gemessen.
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Diese Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Der Maximalwert des ESFQR betrug 33,00 nm, die Abweichung (Schwankung) betrug 7,56, was im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel kleiner ist, und die Ebenheit der Halbleiterwafer wurde stark verbessert.
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(Beispiel 3)
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Unter den gleichen Bedingungen wie Beispiel 1, abgesehen davon, dass der äußere Träger in einen Träger für eine Läppungsvorrichtung mit einer Größe von 30B (Kopfkreisdurchmesser: 743,8 mm, Fußkreisdurchmesser: 730,8 mm) geändert wurde und die Exzentrizität der Mitte des Loches zur Mitte des äußeren Trägers auf 90 mm eingestellt wurde, wurden Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren mit der Größe 20B einem Läppungsprozess unterzogen und wurde die Ebenheitsverteilung gemessen. Tabelle 1 zeigt die Bedingungen des zu läppenden Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren und des äußeren Trägers 1 in diesem Fall. Die Messergebnisse der Ebenheitsverteilung nach dem Läppungsprozess sind in 4 und Tabelle 2 gezeigt.
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Wie in 4 gezeigt, war die Ebenheitsverteilung nach dem Läppungsprozess im Gegensatz zum nachstehend beschriebenen Vergleichsbeispiel, in dem der Mittelteil im Vergleich zu den anderen Teilen extrem dick wurde, einheitlich. Der Dickebereich betrug 1,96 μm und die Abweichung der Dicke betrug 0,39 μm, was im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel auffällig hervorragende Werte waren.
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Anschließend wurde ein Einsatz in den Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren nach der Läppung wie in Beispiel 1 eingesetzt. Dann wurden unter Verwendung dieses Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren Halbleitersiliziumwafer einem Prozess zum doppelseitigen Polieren wie in Beispiel 1 unterzogen und wurden der ESFQR der Halbleitersiliziumwafer nach dem Polieren gemessen.
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Diese Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
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Der Maximalwert des ESFQR betrug 33,17 nm, die Abweichung (Schwankung) betrug 7,9 nm, was weniger ist als in dem Vergleichsbeispiel, und die Ebenheit der Halbeleiterwafer wurde im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel stark verbessert.
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(Vergleichsbeispiel 1)
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Unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1, abgesehen davon, dass der zu läppende Träger W für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren nicht von einem äußeren Träger gehalten wurde, wie in 5, und direkt in das Sonnenzahnrad 113 und das Innenzahnrad 114 in einer Läppungsvorrichtung 100 zum Läppen greift, wurden Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren einem Läppungsprozess unterzogen und die Ebenheitsverteilung gemessen. Tabelle 1 zeigt die Bedingungen des zu läppenden Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren und des äußeren Trägers in diesem Fall.
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Die Messergebnisse der Ebenheitsverteilung nach dem Läppungsprozess sind in 4 und Tabelle 2 gezeigt.
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Wie in 4 gezeigt, wurden die Mittelteile des Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren im Vergleichsbeispiel dick. Der Dickebereich betrug 3,4 μm und die Dickeschwankung betrug 0,81 μm, was im Vergleich zu Beispielen 1–3 stark verschlechtert war.
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Anschließend wurde ein Einsatz in den Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren nach der Läppung wie in Beispiel 1 eingesetzt. Dann wurden unter Verwendung dieses Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren Halbleitersiliziumwafer einem Prozess zum doppelseitigen Polieren wie in Beispiel 1 unterzogen und wurde der ESFQR der Halbleitersiliziumwafer nach dem Polieren gemessen.
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Diese Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
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Im Vergleichsbeispiel betrug der Maximalwert des ESFQR 40,04 nm, betrug die Abweichung (Schwankung) 12,03, was weniger ist als in dem Vergleichsbeispiel, und wurde die Ebenheit der Halbeleiterwafer im Vergleich zu Beispielen 1 bis 3 stark verbessert. [Tabelle 1]
| Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren | Äußerer Träger | Größe des äußeren Trägers/Größe des Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren | Exzentrizität/Durchmesser der Loches |
Größe | Kopfkreisdurchmesser [mm] | Größe | Kopfkreisdurchmesser [mm] | Exzentrizität [mm] |
Beispiel 1 | 20B | 525 | 32B | 814 | 110 | 1,55 | 0,21 |
Beispiel 2 | 20B | 525 | 32B | 814 | 90 | 1,55 | 0,17 |
Beispiel 3 | 20B | 525 | 32B | 744 | 90 | 1,42 | 0,17 |
Vergleichs-Beispiel 1 | 20B | 525 | | | | | - |
[Tabelle 2]
Einheit: μm
| Beispiel 1 | Beispiel 2 | Beispiel 3 | Vergleichsbeispiel 1 |
Maximum | 774,83 | 772,98 | 772,53 | 774,57 |
Minimum | 773,71 | 771,23 | 770,57 | 771,53 |
Bereich | 1,12 | 1,75 | 1,96 | 3,04 |
Abweichung | 0,30 | 0,46 | 0,39 | 0,81 |
[Tabelle 3]
Einheit: nm
| Beispiel 1 | Beispiel 2 | Beispiel 3 | Vergleichsbeispiel 1 |
ESFQR max | 31,24 | 33 | 33,17 | 40,04 |
ESFQR sigma | 5,07 | 7,56 | 7,9 | 12,03 |
N | 50 | 50 | 50 | 50 |
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Tabelle 4 zeigt eine Zusammenfassung der Bedingungen der Beispiele und des Vergleichsbeispiels, die gemessenen Werte der Dickebereiche der Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren nach der Läppung und den ESFQR des Halbeleiterwafers nach dem doppelseitigen Polieren. [Tabelle 4]
| Größe des äußeren Trägers/Größe des Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren | Exzentrizität/Durchmesser der Loches | Dickebereich [μm] | ESFQR max [nm] | ESFQR sigma [nm] |
Beispiel 1 | 1,55 | 0,21 | 1,12 | 31,24 | 5,07 |
Beispiel 2 | 1,55 | 0,17 | 1,75 | 33 | 7,56 |
Beispiel 3 | 1,42 | 0,17 | 1,96 | 33,17 | 7,9 |
Vergleichsbeispiel 1 | | - | 3,04 | 40,04 | 12,03 |
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Wie vorstehend beschrieben, wurden die Schwankung und der Bereich der Dickeverteilung der Träger für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren in Beispiel 1–3, in denen das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren angewendet wurde, im Vergleich zum Vergleichsbeispiel stark verbessert.
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Außerdem wurde beim doppelseitigen Polieren unter Verwendung des Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren in Beispiel 1–3 die Ebenheit des Wafers stark verbessert.
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Außerdem ergab Beispiel 1 bessere Ergebnisse im Vergleich zu den Beispielen 2 und 3, da die Exzentrizität der Mitte des Loches zur Mitte des äußeren Trägers relativ zu dem Durchmesser des Loches auf 1/5 (= 0,20) oder mehr eingestellt wurde und der Kopfkreisdurchmesser des äußeren Trägers relativ zu dem Kopfkreisdurchmesser des Trägers W für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren auf das 1,5-Fache oder mehr eingestellt wurde.
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Beispiel 2 ergab bessere Ergebnisse als Beispiel 3, da der Kopfkreisdurchmesser des äußeren Trägers relativ zu dem Kopfkreisdurchmesser des Trägers für eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren auf das 1,5-Fache oder mehr eingestellt wurde, obgleich die Exzentrizität der Mitte des Loches zur Mitte das äußeren Trägers nicht relativ zum Durchmesser des Loches auf 1/5 oder mehr eingestellt wurde.
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Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt ist. Die Ausführungsform ist lediglich ein Beispiel und sämtliche Beispiele mit im Wesentlichen den gleichen Merkmalen und den gleichen Funktionen und Wirkungen wie jenen des in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung beschriebenen technischen Konzeptes sind in den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung einbezogen.