JP2001105303A

JP2001105303A - 両面研磨用キャリア

Info

Publication number: JP2001105303A
Application number: JP28316499A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Uzawa; 昭彦鵜澤
Original assignee: KOSUMOTEKKU KK; U T K SYST KK
Current assignee: KOSUMOTEKKU KK; U T K SYST KK
Priority date: 1999-10-04
Filing date: 1999-10-04
Publication date: 2001-04-17

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単にかつ短時間で作製でき、耐久性も向上
でき、研磨工程に要するコストを低減できるようにす
る。【解決手段】この発明の両面研磨用キャリア７は、複
数のワーク収納孔７１…を有する、金属（例えばＳＫ材
やＳＵＳ材）からなるキャリア本体７０と、ワーク収納
孔７１…の内周面に融着固定して形成した、樹脂材から
なるワーク保持部７２…とからなり、このワーク保持部
７２…の各々はその内方にワーク保持用孔７３…を有し
ている、ことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウェハ等
の薄肉状のワークの両面研磨に使用する両面研磨用キャ
リアに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体ウェハの両面に対して行う
ポリッシングやラッピング等の研磨は、キャリアによっ
て半導体ウェハを保持して行っている。このキャリア
は、半導体ウェハより薄く形成され、両面研磨機の上定
盤と下定盤の間の所定位置に保持し得るようにされると
ともにワーク収納孔を備えている。そして、このワーク
収納孔に半導体ウェハを挿入して保持し、上定盤と下定
盤の対向面に設けられた研磨布等の研磨具で半導体ウェ
ハの上下面を挟み込み、研磨面に研磨液を供給しながら
研磨する。

【０００３】この両面研磨に際しては、キャリアに大き
な負荷がかかるために、通常、キャリア本体を金属板で
形成して強度を確保している。また、この場合、半導体
ウェハが金属に直接接触すると半導体ウェハにチッピン
グやワレが発生するため、ワーク保持用孔の内周面に樹
脂製の枠をはめ込み、この樹脂製の枠に半導体ウェハを
保持することでチッピングやワレを防止するようにして
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のよう
に、樹脂製の枠をワーク収納孔にはめ込むようにしてい
ると、この樹脂製枠の外周形状を精度の良いものとしな
ければならず、その加工に時間を要し、研磨工程に要す
るコストが高くなる要因となっていた。

【０００５】また、この樹脂製枠とワーク収納孔との間
は、単に接触しているだけであるため、研磨加工時に樹
脂製枠はワークとともに連れ回るようになり、その連れ
回りによって樹脂製枠が徐々に変形するため、その耐久
性も低くなり、頻繁に交換しなければならず、この点か
らも研磨工程に要するコストが引き上げられていた。

【０００６】そこで、このような樹脂製枠の連れ回りを
防止するために、ワーク収納孔の内周に凹部を形成し、
一方の樹脂製枠の外周に凸部を形成し、ワーク収納孔に
樹脂製枠をはめ込むとき、その凹部と凸部を互いに嵌合
させ、樹脂製枠をワーク収納孔側に係止させるようにし
たものもある。このようにすると、確かに樹脂製枠の連
れ回りを防止することができるものの、ワーク収納孔に
凹部を、また樹脂製枠の外周に凸部をそれぞれ形成する
必要があり、その加工はより煩雑なものとなっていた。

【０００７】この発明は上記に鑑み提案されたもので、
簡単にかつ短時間で作製でき、耐久性も向上でき、研磨
工程に要するコストを低減できる両面研磨用キャリアを
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、薄肉状のワークの両面研
磨に使用する両面研磨用キャリアにおいて、ワーク収納
孔を有する、金属からなるキャリア本体と、上記キャリ
ア本体のワーク収納孔の内周面に融着固定して形成し
た、樹脂材からなるワーク保持部と、からなり、このワ
ーク保持部に形成したワーク保持用孔にワークを保持す
るようにしたことを特徴としている。

【０００９】また、請求項２に記載の発明は、上記した
請求項１に記載の発明の構成に加えて、上記ワーク保持
部は、ワーク収納孔に樹脂材を注入してワーク収納孔の
内周面に融着させ、その樹脂材を加圧成形して樹脂層を
形成し、その樹脂層にワーク保持用孔を開けて形成す
る、ことを特徴としている。

【００１０】また、請求項３に記載の発明は、上記した
請求項１または２に記載の発明の構成に加えて、上記ワ
ーク収納孔は、一部に係止用の凹状部もしくは凸状部を
有する、ことを特徴としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。

【００１２】図１はこの発明の両面研磨用キャリアが使
用される両面研磨装置の概略構成を部分的に示す縦断面
図、図２はその両面研磨装置の概略構成を部分的に示す
平面図で、図１のＩ−Ｉ矢視図、図３はこの発明の両面
研磨用キャリアの構成を示す平面図である。これらの図
において、両面研磨装置１は、例えばワークとしての半
導体ウェハの両面を鏡面仕上げする装置であり、上下に
相対向して設けられた下定盤２と上定盤３とを備えてお
り、これらの各定盤２，３は、その対向面側にはそれぞ
れ研磨布２ａ，３ａが取付けられるとともに、中心軸４
まわりに駆動源（図示省略）によって回転する。

【００１３】また、下定盤２中心には太陽歯車５が設け
られるとともに、周縁には内歯歯車６の歯部６ａが臨ん
でおり、この太陽歯車５と内歯歯車６の各歯部５ａ，６
ａには、本発明に係る円盤状の両面研磨用キャリア７
（以下、単に「キャリア」という）の外周歯７ａが噛合
している。そして、このキャリア７には、詳細は後述す
るようにワーク保持用孔７３が複数形成され、このワー
ク保持用孔７３にキャリア７の板厚より厚い半導体ウェ
ハ８を挿入して保持した後、この半導体ウェハ８を下定
盤２と上定盤３で挟み込み、太陽歯車５と内歯歯車６と
によってキャリア７を自転させつつ公転させ、下定盤２
と上定盤３を相対方向に回転させて各研磨布２ａ，３ａ
で研磨する。

【００１４】その際、上定盤３の上部のノズル１１から
研磨液を供給し、上定盤３に設けた貫通孔１２を通して
研磨面に送り込む。キャリア７には、通孔７９（図３）
を設けており、この通孔７９を通して下面側の研磨面に
もまんべんなく研磨液が供給される。

【００１５】キャリア７は、図３に示すように、複数の
ワーク収納孔７１…を有する、金属（例えばＳＫ材やＳ
ＵＳ材）からなるキャリア本体７０と、ワーク収納孔７
１…の内周面に融着固定して形成した、樹脂材からなる
ワーク保持部７２…とからなり、このワーク保持部７２
…の各々はその内方にワーク保持用孔７３…を有してい
る。

【００１６】そして、このワーク保持部７２は、ワーク
収納孔７１に樹脂材を注入してワーク収納孔７１の内周
面に融着させ、その樹脂材を加圧成形してワーク収納孔
７１の全面に樹脂層を形成し、その樹脂層にワーク保持
用孔７３を開けて形成されている。なお、ワーク保持部
７２を形成する樹脂材には、例えばポリイミド、ポリア
ミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセター
ル、エポキシ、ポリカーボ、ペットボトル材などが使用
される。また、ワーク収納孔７１に注入する樹脂材の量
は、ワーク収納孔７１の全体を埋めるだけの量とする。

【００１７】図４は図３のＩＩ−ＩＩ線断面図であり、
キャリア本体とワーク保持部との構成を示す図である。
この図において、ワーク保持部７２は、ワーク収納孔７
１に注入した樹脂材によって、キャリア本体７０側に融
着し一体化している。このワーク保持部７２の内方に形
成したワーク保持用孔７３には、キャリア本体７０およ
びワーク保持部７２より厚みのある半導体ウェハ８が挿
入され、保持されている。

【００１８】このように、この実施形態では、キャリア
本体７０のワーク収納孔７１に樹脂材を注入してワーク
保持部７２を形成するので、従来の樹脂製枠の場合に比
べて、キャリア１をより簡単に形成することができ、加
工時間も短縮できるので、研磨工程に要するコストを低
減することができる。

【００１９】また、ワーク保持部７２は、キャリア本体
７０側に一体的に融着しているので、ワーク保持部７２
が半導体ウェハ８とともに連れ回って変形するようなこ
とは発生せず、したがって、ワーク保持部７２の耐久性
を大幅に向上させることができ、この点からも研磨工程
に要するコストを低減することができる。

【００２０】また、キャリア本体７０を金属で形成して
いるので、研磨時にかかる大きな負荷にも耐えるだけの
十分な強度を確保することができ、したがって、研磨を
安定して行うことができる。

【００２１】また、キャリア本体７０を金属で形成して
いるので、薄くしても強度を確保することができ、した
がって、キャリア本体を樹脂で形成する場合に比べて、
半導体ウェハ８をより一層薄く研磨することも可能とな
り、要求される厚さ寸法に柔軟に対応できるようにな
る。

【００２２】さらに、半導体ウェハ８は樹脂材で保持さ
れるので、半導体ウェハ８のチッピングやワレを大幅に
低減することができる。

【００２３】上記の説明では、キャリア本体７０側のワ
ーク収納孔７１を円周状の形状とし、この円周に沿って
ワーク保持部７２を融着させるようにしたが、ワーク収
納孔７１に部分的に、図５（Ａ）に示すような係止用の
凹状部７１１、あるいは図５（Ｂ）に示すような係止用
の凸状部７１２を形成し、この形状のワーク収納孔７１
に樹脂材を融着させるように構成してもよい。このよう
に構成することにより、ワーク保持部７２はより一層キ
ャリア本体７０側に一体化し、ワーク保持部７２の連れ
回り防止もより一層確実なものとなり、その耐久性もさ
らに向上させることができる。

【００２４】また、キャリア本体７０を金属単体として
説明したが、この金属表面上に樹脂材をコーティングし
て金属を被覆し、半導体ウェハ８が金属で汚染されるの
を防止するようにしてもよい。

【００２５】

【発明の効果】この発明は上記した構成からなるので、
以下に説明するような効果を奏することができる。

【００２６】請求項１および請求項２に記載の発明で
は、キャリア本体のワーク収納孔に樹脂材を注入してワ
ーク保持部を形成するので、従来の樹脂製枠の場合に比
べて、キャリアをより簡単に形成することができ、加工
時間も短縮できるので、研磨工程に要するコストを低減
することができる。

【００２７】また、ワーク保持部は、キャリア本体側に
一体的に融着しているので、ワーク保持部が研磨時に半
導体ウェハとともに連れ回って変形するようなことは発
生せず、したがって、ワーク保持部の耐久性を大幅に向
上させることができ、この点からも研磨工程に要するコ
ストを低減することができる。

【００２８】また、ワークが接触する部分以外の領域に
は金属を用いているので、研磨時にかかる大きな負荷に
も耐えるだけの十分な強度を確保することができ、両面
研磨を安定して行うことができる。

【００２９】請求項３に記載の発明では、ワーク収納孔
に部分的に係止用の凹状部もしくは凸状部を設けたの
で、ワーク保持部はより一層キャリア本体側に一体化
し、ワーク保持部の連れ回りもより一層確実に防止する
ことができ、その耐久性もさらに向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の両面研磨用キャリアが使用される両
面研磨装置の概略構成を部分的に示す縦断面図である。

【図２】図１のＩ−Ｉ矢視図で、両面研磨装置の概略構
成を部分的に示す平面図である。

【図３】この発明の両面研磨用キャリアの構成を示す平
面図である。

【図４】図３のＩＩ−ＩＩ線断面図で、キャリア本体と
ワーク保持部との構成を示す図である。

【図５】ワーク収納孔に係止用の凹状部もしくは凸状部
を形成した例を示す図である。

【符号の説明】

１両面研磨装置２下定盤２ａ研磨布３上定盤３ａ研磨布４中心軸５太陽歯車５ａ歯部６内歯歯車６ａ歯部７両面研磨用キャリア７ａ外周歯８半導体ウェハ１１ノズル１２貫通孔７０キャリア本体７１ワーク収納孔７２ワーク保持部７３ワーク保持用孔７９通孔７１１凹状部７１２凸状部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鵜澤昭彦神奈川県相模原市上鶴間3695−３株式会社ユーティーケー・システム内Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AA18 AB01 AB04 AB06 AB08 AC04 CB02 CB05 DA06 DA09 DA18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】薄肉状のワークの両面研磨に使用する両
面研磨用キャリアにおいて、ワーク収納孔を有する、金属からなるキャリア本体と、上記キャリア本体のワーク収納孔の内周面に融着固定し
て形成した、樹脂材からなるワーク保持部と、からなり、このワーク保持部に形成したワーク保持用孔
にワークを保持するようにした、ことを特徴とする両面研磨用キャリア。
【請求項２】上記ワーク保持部は、ワーク収納孔に樹
脂材を注入してワーク収納孔の内周面に融着させ、その
樹脂材を加圧成形して樹脂層を形成し、その樹脂層にワ
ーク保持用孔を開けて形成する、請求項１に記載の両面
研磨用キャリア。
【請求項３】上記ワーク収納孔は、一部に係止用の凹
状部もしくは凸状部を有する、請求項１または２に記載
の両面研磨用キャリア。