JP2012121120A - Manufacturing method of wafer holder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体デバイス製造工程においてウエハを保持するウエハホルダの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a wafer holder for holding a wafer in a semiconductor device manufacturing process.
一般に、半導体デバイス製造工程のひとつであるウエハ成膜工程において、ウエハを保持するためのウエハホルダが用いられている。加熱によるウエハの熱膨張やウエハの自重を原因として、ウエハはたわむことがある。ウエハがたわんだ場合においても、ウエハに対する加熱を均一にするために、球面形状に窪む凹部が設けられているウエハホルダが知られている(例えば、特許文献1参照)。ウエハは、球面形状に窪む凹部に載置されることにより、均一に加熱される。 Generally, a wafer holder for holding a wafer is used in a wafer film forming process which is one of semiconductor device manufacturing processes. The wafer may be bent due to thermal expansion of the wafer due to heating or due to its own weight. A wafer holder is known in which a concave portion that is recessed in a spherical shape is provided in order to make the heating of the wafer uniform even when the wafer is bent (see, for example, Patent Document 1). The wafer is uniformly heated by being placed in a concave portion that is recessed in a spherical shape.
上述したウエハホルダを製造するため、CNC(Computerized Numerical Control)制御によるロータリ研削盤で研削する方法が一般的に行われている。CNC制御によって、ロータリ研削盤が球面形状に移動可能となり、球面形状に窪む凹部がウエハホルダに設けられる。 In order to manufacture the above-mentioned wafer holder, a method of grinding with a rotary grinder by CNC (Computerized Numerical Control) control is generally performed. By CNC control, the rotary grinding machine can be moved into a spherical shape, and a concave portion recessed in the spherical shape is provided in the wafer holder.
しかしながら、上述したCNC制御によるロータリ研削盤の研削方法には、次のような問題があった。 However, the above-described CNC grinding method of the rotary grinder has the following problems.
ロータリ研削盤に用いられる研削治具は、研削時間の短縮のため、一定の大きさの研削平面(すなわち、接触平面)を持つ。このため、ロータリ研削盤が球面形状に移動しても、凹部の中心付近は、平面に研削されていた。このようなウエハホルダを用いてウエハを加熱した場合、ウエハの外周付近は均一に加熱できるが、ウエハの中心付近は、均一に加熱されない場合があった。 A grinding jig used in a rotary grinding machine has a grinding plane (that is, a contact plane) of a certain size in order to shorten the grinding time. For this reason, even if the rotary grinder moves to a spherical shape, the vicinity of the center of the recess is ground to a flat surface. When a wafer is heated using such a wafer holder, the vicinity of the outer periphery of the wafer can be heated uniformly, but the vicinity of the center of the wafer may not be heated uniformly.
また、CNC制御では、プログラム制御範囲が限定されているため、ロータリ研削盤が口径の大きいウエハの製造に対応した研削治具の移動をできないこともあった。この場合、マニュアル入力により、ロータリ研削盤の移動を制御できるが、座標値が入力されるため、ロータリ研削盤は、直線的な軌道となる。このため、厳密には、球面形状に窪む凹部がウエハホルダに設けられず、ウエハを均一に加工できるとは限らなかった。 In CNC control, since the program control range is limited, the rotary grinder may not be able to move the grinding jig corresponding to the manufacture of a wafer having a large diameter. In this case, the movement of the rotary grinding machine can be controlled by manual input, but since the coordinate value is inputted, the rotary grinding machine has a linear trajectory. For this reason, strictly speaking, a concave portion recessed in a spherical shape is not provided in the wafer holder, and the wafer cannot always be processed uniformly.
そこで、本発明は、従来よりも容易かつ正確に、球面形状を有するウエハホルダを製造できるウエハホルダの製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a wafer holder that can manufacture a wafer holder having a spherical shape more easily and accurately than in the past.
上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。本発明の特徴は、ウエハを保持するウエハホルダとなる基板(基板100)を準備する工程(基板準備工程S1)と前記基板を研削する工程(研削工程S2)とを有するウエハホルダの製造方法であって、前記基板を研削する工程は、前記基板を支持体(支持体1,2)に固定する基板固定工程(基板固定工程S21)と、研削治具(研削治具50)を用いて前記基板を研削する基板研削工程(基板研削工程S22)とを含み、前記支持体は、球面形状を有する凸状の表面(表面5)を有し、前記基板固定工程では、前記支持体の前記表面に前記基板を載置し、かつ前記基板を前記支持体に固定し、前記基板研削工程では、前記基板が前記支持体に固定された状態において前記基板の研削された表面が平面となるように、前記基板の表面を研削することを要旨とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention has the following features. A feature of the present invention is a method for manufacturing a wafer holder, which includes a step (substrate preparation step S1) of preparing a substrate (substrate 100) to be a wafer holder for holding a wafer and a step of grinding the substrate (grinding step S2). The step of grinding the substrate includes a substrate fixing step (substrate fixing step S21) for fixing the substrate to a support (supports 1, 2) and a grinding jig (grinding jig 50). Including a substrate grinding step (substrate grinding step S22) for grinding, and the support has a convex surface (surface 5) having a spherical shape, and in the substrate fixing step, the support is provided on the surface of the support. The substrate is mounted and the substrate is fixed to the support.In the substrate grinding step, the ground surface of the substrate is flat in a state where the substrate is fixed to the support. Sharpen the surface of the substrate And it is required to.
本発明の特徴によれば、基板固定工程では、球面形状を有する凸状の表面に基板を載置し、かつ基板を前記支持体に固定し、基板研削工程では、基板が支持体に固定された状態において基板の研削された表面が平面となるように、前記基板の表面を研削する。これにより、支持体に合わせて、基板が球面形状を有するようにたわむ。この状態において、基板が平面を有するように研削する。すなわち、研削治具を平面上に移動させるだけで研削が可能となる。従って、CNC制御によってロータリ研削盤を制御し、研削治具を球面形状に移動させる必要がないため、従来よりも容易にウエハホルダを製造できる。 According to the features of the present invention, in the substrate fixing step, the substrate is placed on a convex surface having a spherical shape, and the substrate is fixed to the support. In the substrate grinding step, the substrate is fixed to the support. In this state, the surface of the substrate is ground so that the ground surface of the substrate becomes a flat surface. Thus, the substrate is bent so as to have a spherical shape in accordance with the support. In this state, grinding is performed so that the substrate has a flat surface. That is, grinding can be performed only by moving the grinding jig on a flat surface. Therefore, it is not necessary to control the rotary grinder by CNC control and move the grinding jig into a spherical shape, so that the wafer holder can be manufactured more easily than before.
基板を支持体から取り外すことにより、基板のたわみがなくなる。これにより、平面に研削された表面は、球面形状を有する。研削治具は平面上の移動しかしていないため、研削治具の研削平面の大きさに関係なく、中心付近も曲率を有するウエハホルダが製造できる。すなわち、従来よりも正確にウエハホルダを製造できる。 By removing the substrate from the support, there is no deflection of the substrate. Thereby, the surface ground by the plane has a spherical shape. Since the grinding jig is only moved on a plane, a wafer holder having a curvature near the center can be manufactured regardless of the size of the grinding plane of the grinding jig. That is, the wafer holder can be manufactured more accurately than in the past.
また、前記固定工程では、合成樹脂を前記支持体と前記基板との間に介在させて、前記支持体に前記基板を固定しても良い。 In the fixing step, a synthetic resin may be interposed between the support and the substrate, and the substrate may be fixed to the support.
また、前記固定工程では、真空吸着によって、前記支持体に前記基板を固定しても良い。 In the fixing step, the substrate may be fixed to the support by vacuum suction.
また、前記基板は、炭化ケイ素材料からなっても良い。 The substrate may be made of a silicon carbide material.
本発明によれば、従来よりも容易かつ正確に、球面形状を有するウエハホルダを製造できるウエハホルダの製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the wafer holder which can manufacture the wafer holder which has a spherical shape more easily and correctly than before can be provided.
本発明に係るウエハホルダの製造方法の一例について、図面を参照しながら説明する。具体的には、(1)支持体1の概略構成、(2)ウエハホルダの製造方法、(3)作用・効果、(4)その他実施形態、について説明する。
An example of a method for manufacturing a wafer holder according to the present invention will be described with reference to the drawings. Specifically, (1) a schematic configuration of the
以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。 In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. It should be noted that the drawings are schematic and ratios of dimensions and the like are different from actual ones. Accordingly, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. Moreover, the part from which the relationship and ratio of a mutual dimension differ also in between drawings may be contained.
(1)支持体1の概略構成
本実施形態に係る支持体1の概略構成について、図1を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る支持体1の斜視図である。
(1) Schematic Configuration of
図1に示されるように、支持体1は、円盤形状である。球面曲率R1を有する凸状の表面5を有する。すなわち、支持体1の一方の主面が、球面形状である。支持体1の材料として、例えば、金属や樹脂、セラミック、カーボンが挙げられる。支持体1の大きさや球面曲率R1は、製造するウエハホルダに合わせて適宜調整する。
As shown in FIG. 1, the
(2)ウエハホルダの製造方法
本実施形態に係るウエハホルダの製造方法について、図2及び図3を参照しながら説明する。図2は、ウエハホルダの製造方法を説明するための説明図である。図3(a)から図3(c)は、ウエハホルダの製造過程を説明するための概略断面図である。図2に示されるように、本実施形態に係るウエハホルダの製造方法は、基板準備工程S1と研削工程S2とを有する。
(2) Manufacturing Method of Wafer Holder A manufacturing method of the wafer holder according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a method of manufacturing the wafer holder. FIG. 3A to FIG. 3C are schematic cross-sectional views for explaining the manufacturing process of the wafer holder. As shown in FIG. 2, the method for manufacturing a wafer holder according to the present embodiment includes a substrate preparation step S1 and a grinding step S2.
(2.1)基板準備工程S1
基板準備工程S1は、ウエハを保持するウエハホルダとなる基板100を準備する工程である。基板100として、例えば、炭化ケイ素材料からなる円板状のものを準備する。具体的な炭化ケイ素材料としては、炭化ケイ素焼結体が挙げられる。
(2.1) Substrate preparation step S1
The substrate preparation step S1 is a step of preparing a
(2.2)研削工程S2
研削工程S2は、基板100を研削する工程である。研削工程S2は、基板100を支持体1に固定する基板固定工程S21と、研削治具50を用いて基板100を研削する基板研削工程S22とを含んでいる。
(2.2) Grinding step S2
The grinding step S2 is a step of grinding the
基板固定工程S21では、支持体1の表面5に基板100を載置する。図3(a)に示されるように、支持体1と基板100との間には、接着層20が介在している。これによって、基板100は、支持体1に固定される。接着層20として、例えば、合成樹脂が用いられる。支持体1の表面5や、支持体1側の基板100の表面に、加熱により溶融した合成樹脂を塗布する。その後、支持体1に基板100を載置する。合成樹脂の温度が下がると固形化し、支持体1と基板100とを接着する。これによって、基板100が支持体1に固定される。合成樹脂として、例えば、樹脂ワックス(アクリル樹脂、ウレタン樹脂)が挙げられる。
In the substrate fixing step S <b> 21, the
一例として、直径350mm、厚さ4mmの炭化ケイ素焼結体を基板100として用いた場合、基板100は、40〜50μmたわみが生じる。
As an example, when a silicon carbide sintered body having a diameter of 350 mm and a thickness of 4 mm is used as the
基板研削工程S22では、基板100が支持体1に固定された状態において、基板100の研削された表面が平面となるように、基板100の表面を研削する。
In the substrate grinding step S22, the surface of the
具体的には、図3(a)及び図3(b)に示されるように、研削治具50を平面上に移動させることによって、基板100の表面を研削する。具体的には、支持体1の凸状の頂点を含む支持体1の中心軸Cに沿った高さが、中心軸Cにおいて最も高くなるように、研削治具50を平面移動させる。これによって、研削面105は平面となる。中心軸Cに沿った基板100の研削される研削高さ(すなわち、研削する前の基板100の表面と研削後の研削面105との中心軸Cに沿った高さ)は、中心軸C上で最も高くなる(高さh)。中心軸Cから離れるに従って、研削高さは小さくなる。研削により生じた基板100の研削面105は、円形状となる。この研削面105の直径は、ウエハホルダの凹部120とほぼ等しくなるため、製造するウエハの直径によって、高さhを適宜調整することが好ましい。なお、研削面105の中心は、ウエハホルダの凹部120の中心と一致する。
Specifically, as shown in FIGS. 3A and 3B, the surface of the
図3(a)に示されるように、研削治具50を平面移動させることによって、研削しているが、支持体1を移動させることによって、研削しても良い。研削治具50を研削面105と垂直な軸を中心に回転させても良い。中心軸Cを中心として、支持体1を回転させて研削しても良い。
As shown in FIG. 3A, grinding is performed by moving the grinding
研削された基板100は、支持体1から外される。具体的には、加熱により、接着層20を溶融して、基板100を支持体1から外す。これによって、図3(a)に示されるように、たわみが解除された基板100は、球面形状の凹部120を備える。研削面105は、凹部120の表面となる。
The
一例として、直径350mm、厚さ4mmの炭化ケイ素焼結体を基板100として用いた場合、高さhを50〜100μmに設定することによって、直径305mm、SR230,000mmの球面曲率R2を有する凹部を備えたウエハホルダの製造が可能となる。
As an example, when a silicon carbide sintered body having a diameter of 350 mm and a thickness of 4 mm is used as the
(3)作用・効果
本実施形態におけるウエハホルダの製造方法によれば、基板固定工程S21では、支持体1の表面5に基板100を載置し、かつ基板100を支持体1に固定し、基板研削工程S22では、基板100が支持体1に固定された状態において、基板100の研削された研削面105が平面となるように、基板100の表面5を研削する。研削治具50を平面移動すれば、平面な研削面105が得られるため、CNC制御によってロータリ研削盤を制御し、研削治具50を球面形状に移動させる必要がない。従って、従来よりも容易に研削できるため、ウエハホルダを容易に製造できる。
(3) Action / Effect According to the method for manufacturing a wafer holder in the present embodiment, in the substrate fixing step S21, the
基板100を支持体1から取り外すことにより、基板100のたわみがなくなり、基板100に凹部120が設けられる。基板100を平面上に研削しており、凹部120の形状に研削していないため、研削治具50の研削平面に関係なく、中心付近も正確な球面形状を有するウエハホルダが製造できる。
By removing the
本実施形態におけるウエハホルダの製造方法によれば、合成樹脂を支持体1と基板100との間に介在させて、支持体1に基板100を固定する。加熱により容易に支持体1に基板100を固定したり、支持体1から基板100を取り外したりすることができるため、ウエハホルダを容易に製造できる。
According to the method for manufacturing a wafer holder in the present embodiment, the
本実施形態におけるウエハホルダの製造方法によれば、基板100は、炭化ケイ素材料からなる。炭化ケイ素材料は、硬度が硬いため、球面形状を有するように研削することは難しい。本実施形態によれば、研削治具50を平面上に移動するのみで、凹部120を備えるウエハホルダを製造することが可能であるため、従来よりもウエハホルダを容易に製造できる。
According to the method for manufacturing a wafer holder in the present embodiment,
(4)その他実施形態
本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。本発明はここでは記載していない様々な実施形態を含む。従って、本発明はここでは記載していない様々な実施形態を含む。
(4) Other Embodiments Although the contents of the present invention have been disclosed through the embodiments of the present invention, it should not be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. The present invention includes various embodiments not described herein. Accordingly, the present invention includes various embodiments not described herein.
具体的には、上述した実施形態では、接着層20により支持体1に基板100を固定したが、これに限られない。例えば、図4に示されるように、真空吸着によって、支持体1に基板100を固定しても良い。支持体2は、支持体1と同様に、球面曲率R1を有する凸状の表面5を有する。支持体2には、真空吸着可能な真空孔2aが形成されている。支持体2の表面5に基板100が載置され、真空孔2aにより真空吸着することにより、大気圧によって、基板100が支持体2側に押され、支持体1が基板100に固定される。このため、接着層20を用いなくとも支持体1を基板100に固定できる。その他の工程は、上述した実施形態と同様である。
Specifically, in the above-described embodiment, the
支持体2に基板100を固定するため、真空チャック力は、500g/cm2以上でることが好ましい。脆弱性を有する材料を基板100として用いる場合には、真空チャック力が大きすぎると、基板100が損傷するおそれがあるため、破壊応力に達さない変形量(たわみ)となるように調整することが好ましい。
In order to fix the
上述の通り、本発明はここでは記載していない様々な実施形態を含む。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。 As described above, the present invention includes various embodiments not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.
1,2…支持体、 2a…真空孔、 5…表面、 20…接着層、 50…研削治具、 100…基板、 105…研削面、 120…凹部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記基板を研削する工程は、
前記基板を支持体に固定する基板固定工程と、
研削治具を用いて前記基板を研削する基板研削工程とを含み、
前記支持体は、球面形状を有する凸状の表面を有し、
前記基板固定工程では、前記支持体の前記表面に前記基板を載置し、かつ前記基板を前記支持体に固定し、
前記基板研削工程では、前記基板が前記支持体に固定された状態において前記基板の研削された表面が平面となるように、前記基板の表面を研削するウエハホルダの製造方法。 A method for manufacturing a wafer holder, comprising a step of preparing a substrate to be a wafer holder for holding a wafer and a step of grinding the substrate,
The step of grinding the substrate comprises:
A substrate fixing step of fixing the substrate to a support;
A substrate grinding step of grinding the substrate using a grinding jig,
The support has a convex surface having a spherical shape,
In the substrate fixing step, the substrate is placed on the surface of the support, and the substrate is fixed to the support.
In the substrate grinding step, a method for manufacturing a wafer holder, wherein the surface of the substrate is ground so that the ground surface of the substrate is flat in a state where the substrate is fixed to the support.
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Cited By (1)
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JP2016510167A (en) * | 2013-02-13 | 2016-04-04 | インテグリス・インコーポレーテッド | Vacuum chuck with polymer embossing |
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2010
- 2010-12-10 JP JP2010276089A patent/JP2012121120A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
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