JP2014184511A - Template assembly and manufacturing method of template assembly - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シリコンウエーハを始めとした半導体ウェーハ等のワークの表面を研磨する際にワークを保持するテンプレートアセンブリ及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a template assembly for holding a workpiece when polishing the surface of a workpiece such as a semiconductor wafer such as a silicon wafer and a method for manufacturing the same.
シリコンウェーハ等のワークの表面を研磨する装置として、ワークを片面ずつ研磨する片面研磨装置と、両面同時に研磨する両面研磨装置とがある。図８に示すような一般的な片面研磨装置２００は、研磨布２０２が貼り付けられた定盤２０３と、研磨剤供給機構２０４と、研磨ヘッド２０１等から構成されている。研磨装置２００は、研磨ヘッド２０１でワークＷを保持し、研磨剤供給機構２０４から研磨布２０２上に研磨剤２０５を供給するとともに、定盤２０３と研磨ヘッド２０１をそれぞれ回転させてワークＷの表面を研磨布２０２に摺接させることにより研磨を行う。
As a device for polishing the surface of a workpiece such as a silicon wafer, there are a single-side polishing device for polishing a workpiece one side at a time and a double-side polishing device for polishing both surfaces simultaneously. A general single-
ワークを保持する方法として、リテーナーリングを使用した研磨ヘッドや、テンプレートアセンブリを使用した研磨ヘッドが使用されている。
リテーナーリングを使用した研磨ヘッドは、リテーナーリングがワークの周辺において研磨布を押圧し、ワーク自体による研磨布の圧縮変形を防止することにより、ワークの外周ダレ等を防止するという機能を有する。しかしながら、研磨ヘッド構造が複雑になるため、高コストとなる。
As a method for holding a workpiece, a polishing head using a retainer ring or a polishing head using a template assembly is used.
The polishing head using the retainer ring has a function of preventing the outer peripheral sag of the workpiece by the retainer ring pressing the polishing cloth around the workpiece and preventing the workpiece from being compressed and deformed by the workpiece itself. However, since the polishing head structure is complicated, the cost is increased.
従来のテンプレートアセンブリを使用した研磨ヘッドの一例を図９に示す。図９に示すように、テンプレートアセンブリは、バッキングパッド１０２とその下面の外周部に接着された環状のテンプレート部１０３を有し、テンプレート部の内面とバッキングパッド１０２の下面とで凹部が形成される。研磨時には、この凹部にワークＷを収容して保持する。研磨ヘッド１０１は、このテンプレートアセンブリが研磨ヘッド本体１０４に両面テープ１０５で接着されて構成される。テンプレート部１０３の材質は、ガラスエポキシ樹脂などが用いられている。
An example of a polishing head using a conventional template assembly is shown in FIG. As shown in FIG. 9, the template assembly includes a backing pad 102 and an annular template portion 103 bonded to the outer peripheral portion of the lower surface thereof, and a recess is formed between the inner surface of the template portion and the lower surface of the backing pad 102. . During polishing, the workpiece W is accommodated and held in the recess. The polishing head 101 is configured by adhering this template assembly to the polishing head main body 104 with a double-
このようなテンプレートアセンブリを使用した研磨ヘッド１０１では、ウェーハＷの外周形状は、テンプレートアセンブリの凹部の深さとウェーハＷの厚さの差によって制御される。すなわち、テンプレート部１０３の厚さを適切に選定することにより、研磨時のワーク外周部の圧力を調節することができるので、研磨ヘッドの構造を複雑にすることなく、比較的容易に外周ダレを抑制することができる。 In the polishing head 101 using such a template assembly, the outer peripheral shape of the wafer W is controlled by the difference between the recess depth of the template assembly and the thickness of the wafer W. That is, by appropriately selecting the thickness of the template portion 103, the pressure on the outer peripheral portion of the work during polishing can be adjusted, so that the outer peripheral sagging can be relatively easily performed without complicating the structure of the polishing head. Can be suppressed.
しかし、ウェーハの厚み精度に比べ、テンプレートアセンブリの凹部の深さばらつきが大きく、狙い通りの厚さの差を安定して得ることが難しい。
そこで、凹部の深さばらつきを改善するため、成膜後のバッキングパッドの表面をバフィング加工したり、テンプレート部の研削やラップが行われている（特許文献１参照）。
However, compared to the thickness accuracy of the wafer, the variation in the depth of the recesses of the template assembly is large, and it is difficult to stably obtain the desired thickness difference.
Therefore, in order to improve the variation in the depth of the recess, the surface of the backing pad after film formation is buffed, or the template portion is ground or lapped (see Patent Document 1).
また、図１０に示すような、ＰＥＴ基材を用いたテンプレートアセンブリも知られている（特許文献２参照）。図１０に示すように、テンプレートアセンブリ１１０では、研削やラップを行ったテンプレート部１０３をＰＥＴ基材１０６に直接接着し、その内側にバフィング加工により厚さばらつきを低減したバッキングパッド１０２が貼り付けられる。 A template assembly using a PET substrate as shown in FIG. 10 is also known (see Patent Document 2). As shown in FIG. 10, in the template assembly 110, the template portion 103 that has been ground or lapped is directly bonded to the PET base material 106, and a backing pad 102 with reduced thickness variation is attached to the inside thereof by buffing. .
上記したバッキングパッドへのバフィング加工やテンプレート部への研削・研磨加工を行う方法は、バッキングパッドとテンプレート部個々の厚さばらつきを低減する効果があるが、テンプレート部と弾性体であるバッキングパッドとの接着精度の改善が難しく、凹部の深さの面内ばらつきといった、テンプレートアセンブリとしての精度は大きく改善されない。 The above-described method of buffing the backing pad and grinding / polishing the template portion has an effect of reducing the thickness variation between the backing pad and the template portion, but the template portion and the backing pad that is an elastic body However, it is difficult to improve the bonding accuracy, and the accuracy of the template assembly, such as in-plane variation in the depth of the recess, is not greatly improved.
一般的に市販されているテンプレートアセンブリの凹部の深さ精度は、狙い値に対し±２０μｍのばらつきがあり、深さの面内ばらつきは１５μｍ程度である。
テンプレート部を研削・研磨した後の狙い厚さに対する厚さばらつきは±３μｍ、厚さの面内ばらつきは３μｍ以下に改善することが可能である。しかし、このテンプレート部をバッキングパッドに接着した後のテンプレートアセンブリの凹部の深さ精度は、、狙い値に対し±１０μｍのばらつきがあり、深さの面内ばらつきも１０μｍ程度まで悪化してしまう。
In general, the depth accuracy of the concave portion of the template assembly that is commercially available has a variation of ± 20 μm with respect to the target value, and the in-plane variation of the depth is about 15 μm.
The thickness variation with respect to the target thickness after grinding and polishing the template portion can be improved to ± 3 μm, and the in-plane thickness variation can be improved to 3 μm or less. However, the depth accuracy of the concave portion of the template assembly after the template portion is bonded to the backing pad has a variation of ± 10 μm with respect to the target value, and the in-plane variation of the depth is also deteriorated to about 10 μm.
図１０に示すようなテンプレート部及びバッキングパッドとＰＥＴ基材とを直接接着したテンプレートアセンブリ１１０では、テンプレート部として使用されるガラスエポキシ樹脂が硬質であるため、接着精度の向上は比較的容易であり、テンプレートアセンブリとしての精度を向上することができる。しかし、テンプレート部の内面に円盤状のバッキングパッドを貼り付けるため、研磨中にテンプレート部とバッキングパッドの間にできる隙間にスラリーが入り込み、これが発塵源となり、ワークの微小なスクラッチや欠陥など、研磨後のワーク品質に悪影響を及ぼすという問題がある。 In the template assembly 110 in which the template part and the backing pad and the PET substrate as shown in FIG. 10 are directly bonded, since the glass epoxy resin used as the template part is hard, it is relatively easy to improve the bonding accuracy. As a result, the accuracy of the template assembly can be improved. However, because a disc-shaped backing pad is affixed to the inner surface of the template portion, slurry enters the gap formed between the template portion and the backing pad during polishing, and this becomes a source of dust generation, such as minute scratches and defects on the workpiece, There is a problem that the work quality after polishing is adversely affected.
上記テンプレートアセンブリ１１０において、テンプレート部の厚さを厚くした場合、図９に示すようなバッキングパッドにテンプレート部を接着したテンプレートアセンブリに比べ、研磨時にテンプレート部の沈み込みがないため、テンプレート部と研磨布の隙間がより小さくなる。そのためワーク表面へのスラリー供給量が不足し、ワーク品質に悪影響を及ぼす場合があり、テンプレート部をあまり厚くできない問題もある。 In the template assembly 110, when the thickness of the template portion is increased, the template portion is not submerged during polishing as compared with the template assembly in which the template portion is bonded to the backing pad as shown in FIG. The gap between the cloths becomes smaller. Therefore, the amount of slurry supplied to the workpiece surface is insufficient, which may adversely affect the workpiece quality, and there is a problem that the template portion cannot be made too thick.
また、ワークの外周ダレを抑制するために、テンプレート部の内面に沿ってバッキングパッドに環状の溝を形成する方法が知られているが（特許文献３参照）、この方法でも、研磨中に溝にスラリーが入り込み、発塵源となるため、ワークの表面欠陥を改善することができない。 In addition, a method of forming an annular groove in the backing pad along the inner surface of the template portion in order to suppress the outer peripheral sag of the workpiece is known (see Patent Document 3). Since the slurry enters and becomes a source of dust generation, surface defects of the workpiece cannot be improved.
本発明は前述のような問題に鑑みてなされたもので、ワークのスクラッチや欠陥の発生を抑制しつつ、凹部の深さの面内ばらつきを低減することで研磨後のワークの平坦度を向上できるテンプレートアセンブリを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and improves the flatness of the workpiece after polishing by reducing the in-plane variation of the depth of the recess while suppressing the occurrence of scratches and defects on the workpiece. It is an object to provide a template assembly that can be used.
上記目的を達成するために、本発明によれば、ワークを研磨する際に該ワークを保持するためのテンプレートアセンブリであって、ＰＥＴ基材と、該ＰＥＴ基材の下面の外周部に接着された環状のテンプレート部と、前記ＰＥＴ基材の下面の中央部に接着された円盤状のバッキングパッドとを有し、前記テンプレート部の内面と前記バッキングパッドの下面とで、研磨時に前記ワークを収容して保持する凹部が形成され、前記テンプレート部の内面上部に環状の切欠部が形成され、該切欠部に前記バッキングパッドの周縁部が係合したものであることを特徴とするテンプレートアセンブリが提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a template assembly for holding a workpiece when the workpiece is polished, which is bonded to a PET substrate and an outer peripheral portion of the lower surface of the PET substrate. An annular template portion and a disk-shaped backing pad bonded to the center of the lower surface of the PET base material, and the inner surface of the template portion and the lower surface of the backing pad accommodate the workpiece during polishing. The template assembly is characterized in that a concave portion to be held is formed, an annular notch is formed in the upper part of the inner surface of the template portion, and a peripheral edge of the backing pad is engaged with the notch. Is done.
このようなテンプレートアセンブリであれば、テンプレート部とバッキングパッドの間に隙間がないので、研磨中に発塵することもなく、ワークのスクラッチや欠陥の発生を抑制できるものとなる。また、テンプレート部とバッキングパッドをＰＥＴ基材に接着しているので、これらの厚さの面内ばらつき、ひいては凹部の深さの面内ばらつきが低減され、研磨後のワークの平坦度を向上できるものとなる。 With such a template assembly, there is no gap between the template portion and the backing pad, so that no dust is generated during polishing and the occurrence of scratches and defects on the workpiece can be suppressed. Further, since the template portion and the backing pad are bonded to the PET base material, the in-plane variation in thickness and the in-plane variation in the depth of the recess are reduced, and the flatness of the workpiece after polishing can be improved. It will be a thing.
このとき、前記切欠部の厚さは、前記バッキングパッドの狙い厚さ以下であることが好ましい。
このようなものであれば、テンプレート部とバッキングパッドの間に隙間ができることもなく、また、切欠部の厚さがバッキングパッドの狙い厚さより小さければ、ワーク外周部の研磨圧力を低下させることができ、ワーク外周部の研磨量を低減できるので、外周ダレを抑制できるものとなる。
At this time, it is preferable that the thickness of the notch is equal to or less than a target thickness of the backing pad.
If this is the case, there is no gap between the template portion and the backing pad, and if the thickness of the notch is smaller than the target thickness of the backing pad, the polishing pressure on the outer periphery of the workpiece can be reduced. In addition, since the amount of polishing of the outer peripheral portion of the work can be reduced, the outer peripheral sagging can be suppressed.
また、前記テンプレート部の材質はガラスエポキシ樹脂であることが好ましい。
このようなものであれば、機械的特性に優れたものとなるし、ワークへの金属汚染やキズを防止できるものとなる。
The material of the template part is preferably a glass epoxy resin.
If it is such, it will become the thing excellent in the mechanical characteristic, and can prevent the metal contamination and a crack to a workpiece | work.
また、前記凹部の深さの面内ばらつきが１０μｍ以下であることが好ましい。
このようなものであれば、研磨後のワークの平坦度を確実に向上できるものとなる。
Moreover, it is preferable that the in-plane variation of the depth of the recess is 10 μm or less.
If it is such, the flatness of the workpiece | work after grinding | polishing can be improved reliably.
また、本発明によれば、上記本発明のテンプレートアセンブリの製造方法であって、内面上部に環状の切欠部が形成された環状のテンプレート部を準備する工程と、円盤状のバッキングパッドをＰＥＴ基材の中央部に接着する工程と、前記バッキングパッドの周縁部を前記テンプレート部の切欠部に係合させるようにして、前記テンプレート部を前記ＰＥＴ基材の下面の外周部に接着する工程を有することを特徴とするテンプレートアセンブリの製造方法が提供される。 According to the present invention, there is also provided a method of manufacturing the template assembly according to the present invention, comprising: preparing an annular template portion having an annular notch formed on the inner surface; and a disc-shaped backing pad on a PET base. Adhering to the center part of the material, and adhering the template part to the outer peripheral part of the lower surface of the PET base material by engaging the peripheral part of the backing pad with the notch part of the template part. A method for manufacturing a template assembly is provided.
このような製造方法によって、テンプレート部とバッキングパッドの厚さの面内ばらつきが低減され、研磨後のワークの平坦度を向上でき、かつワークのスクラッチや欠陥の発生を抑制できる本発明のテンプレートアセンブリを製造できる。 By such a manufacturing method, the in-plane variation in the thickness of the template portion and the backing pad is reduced, the flatness of the workpiece after polishing can be improved, and the occurrence of scratches and defects on the workpiece can be suppressed. Can be manufactured.
このとき、前記テンプレート部を準備する工程において、テンプレート部用の基板を用意し、該用意した基板を環状に切り出した後、該環状の基板の内面上部を研削することによって前記切欠部を形成することができる。
このようにすれば、切欠部を有した環状のテンプレート部を容易に準備できる。
At this time, in the step of preparing the template portion, a substrate for the template portion is prepared, and after the prepared substrate is cut out in an annular shape, the upper portion of the inner surface of the annular substrate is ground to form the cutout portion. be able to.
If it does in this way, the annular template part which has a notch part can be prepared easily.
また、前記テンプレート部を準備する工程において、前記切欠部を形成する前に、前記テンプレート部をラッピング及び／又は研磨することによって、前記テンプレート部の厚さの面内ばらつきを１０μｍ以下とすることが好ましい。
このようにすれば、テンプレート部の内面とバッキングパッドの下面とで形成される凹部の深さの面内ばらつきを確実に低減できる。
Further, in the step of preparing the template part, before the notch part is formed, the template part may be lapped and / or polished so that the in-plane variation in the thickness of the template part is 10 μm or less. preferable.
In this way, the in-plane variation in the depth of the recess formed by the inner surface of the template portion and the lower surface of the backing pad can be reliably reduced.
本発明のテンプレートアセンブリは、ＰＥＴ基材と、該ＰＥＴ基材の下面の外周部に接着された環状のテンプレート部と、前記ＰＥＴ基材の下面の中央部に接着された円盤状のバッキングパッドとを有し、テンプレート部の内面上部に環状の切欠部が形成され、該切欠部に前記バッキングパッドの周縁部が係合したものであるので、研磨中に発塵することもなく、ワークのスクラッチや欠陥の発生を抑制でき、また、テンプレート部とバッキングパッドの厚さの面内ばらつき、ひいては凹部の深さの面内ばらつきが低減され、研磨後のワークの平坦度を向上できる。 The template assembly of the present invention includes a PET substrate, an annular template portion bonded to the outer peripheral portion of the lower surface of the PET substrate, and a disk-shaped backing pad bonded to the central portion of the lower surface of the PET substrate. And an annular notch is formed in the upper part of the inner surface of the template part, and the peripheral part of the backing pad is engaged with the notch, so that no dust is generated during polishing, and the workpiece is scratched. And the occurrence of defects can be suppressed, and the in-plane variation of the thickness of the template portion and the backing pad, and hence the in-plane variation of the depth of the recess can be reduced, and the flatness of the workpiece after polishing can be improved.
以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
まず、本発明のテンプレートアセンブリについて図１、２を参照しながら説明する。
図１に示すように、本発明のテンプレートアセンブリ１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）基材２と、環状のテンプレート部３と円盤状のバッキングパッド４とを有する。ＰＥＴ基材２の厚さや形状は特に限定されず、例えば、形状については円盤状とすることができる。
Hereinafter, although an embodiment is described about the present invention, the present invention is not limited to this.
First, the template assembly of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, a
バッキングパッド４は、水を含ませてワークＷを下面に貼り付け、ワークＷを保持するものである。バッキングパッド４は、例えば発泡ポリウレタン製とすることができる。このようなバッキングパッド４を設けて水を含ませることで、バッキングパッド４に含まれる水の表面張力によりワークＷを確実に保持することができる。 The backing pad 4 includes water and affixes the work W to the lower surface to hold the work W. The backing pad 4 can be made of foamed polyurethane, for example. By providing such a backing pad 4 and containing water, the workpiece W can be reliably held by the surface tension of the water contained in the backing pad 4.
テンプレート部３は、ＰＥＴ基材２の下面の外周部に接着される。バッキングパッド４は、ＰＥＴ基材２の下面の中央部に接着される。
テンプレート部３の内面とバッキングパッド４の下面とで凹部６が形成される。ワークＷの研磨時には、この凹部６にワークＷが収容され、ワークＷのエッジ部がテンプレート部３の内面に、ワークＷの上面がバッキングパッド４の下面に保持される。
The
A
このように、テンプレート部３とバッキングパッド４が共にＰＥＴ基材２に直接接着されたものであれば、凹部６の深さの狙い深さに対する誤差、及び凹部６の深さの面内ばらつきを低減できる。そのため、本発明のテンプレートアセンブリを用いて研磨したワークＷの特に外周ダレを低減して、ワークＷの平坦度を改善できる。特に、凹部の深さの面内ばらつきを１０μｍ以下とすることで、ワークＷの平坦度を確実に改善できる。
As described above, if both the
テンプレート部３の材質は、ワークＷを汚染せず、かつ、キズや圧痕を付けないために、ワークＷよりも柔らかく、研磨中に研磨布と摺接されても摩耗しにくい、耐摩耗性の高い材質であることが好ましい。このような観点から、例えばテンプレート部３の材質をガラスエポキシ樹脂とすることができる。
The material of the
更に、図１に示すように、テンプレート部３の内面上部には環状の切欠部５が形成される。バッキングパッド４がこの切欠部５にバッキングパッド４の周縁部が係合するように、ＰＥＴ基材２の下面の中央部に接着される。このようなものであれば、テンプレート部３とバッキングパッド４がＰＥＴ基材２に直接接着された構造を採用しつつ、テンプレート部３とバッキングパッド４間の隙間をなくすことができる。そのため、従来のテンプレートアセンブリで発生していた、研磨中にスラリーが隙間に入り込んで発塵する問題を防止でき、ワークの微小なスクラッチや欠陥が発生するのを抑制できる。
Further, as shown in FIG. 1, an
図２に示すように、切欠部５の厚さｄは、バッキングパッド４との隙間が形成されないように、バッキングパッド４の狙い厚さ以下とすることが好ましい。
ワークの外周部のダレをより抑制したい場合、図３のように、切欠部５の厚さｄをバッキングパッド４の狙い厚さより小さくすれば良い。こうすることで、テンプレート部３で挟み込まれたバッキングパッド４の周縁部は環状に圧縮されるため、ワーク外周部の研磨圧力が低下し、ワーク外周部の研磨量を下げてワーク外周部のダレを抑制できる。
As shown in FIG. 2, the thickness d of the
When it is desired to further suppress the sagging of the outer peripheral portion of the workpiece, the thickness d of the
本発明の切欠部５を有するテンプレートアセンブリであれば、切欠部５の厚さを調整することで、テンプレート部３の厚さを変えることなくワーク外周部の研磨圧力を調整できるので、テンプレート部３と研磨布との隙間が小さくなることでスラリーの供給量が不足することを抑制でき、ワークの表面欠陥の発生を抑制することができる。
また、この構造であれば、バッキングパッド４を環状に溝切削する方法との併用が可能である。
In the case of the template assembly having the
In addition, this structure can be used in combination with a method of cutting the backing pad 4 in a ring shape.
次に、本発明のテンプレートアセンブリの製造方法について説明する。
まず、図１に示すような、内面上部に環状の切欠部５が形成された環状のテンプレート部３を準備する。この工程は、例えば以下のようにして実施できる。
テンプレート部用の、例えばガラスエポキシ樹脂基板のような基板を用意する。この基板に対してラッピング及び／又は研磨を行い、基板の厚さが狙い値となるように加工する。
Next, the manufacturing method of the template assembly of this invention is demonstrated.
First, as shown in FIG. 1, an
A substrate such as a glass epoxy resin substrate for the template portion is prepared. The substrate is lapped and / or polished so that the thickness of the substrate becomes a target value.
このとき、テンプレート部３の厚さの面内ばらつきを１０μｍ以下とすることが好ましい。このようにすれば、ワークを研磨するときに、ワークの外周部の表面形状が部分的に悪化するのを抑制できる。
ここで、ラッピングを行う場合、砥粒には例えばアルミナ系、ＳｉＣ系の砥粒を使用することができる。研磨を行う場合、例えばコロイダルシリカを含有するアルカリ溶液を使用することができる。
At this time, it is preferable that the in-plane variation of the thickness of the
Here, when lapping is performed, for example, alumina-based or SiC-based abrasive particles can be used as the abrasive particles. When polishing, for example, an alkaline solution containing colloidal silica can be used.
その後、ラッピングや研磨で付着した砥粒やアルカリ溶液を除去するために、上記基板を洗浄する。
次に、例えば、ＮＣ加工などによって基板を環状のテンプレート部３に切り出した後、環状のテンプレート部３の内面上部を研削することによって切欠部５を形成する。このとき、上記したように切欠部５の厚さをバッキングパッド４の狙い厚さ以下の所定の厚さにする。
Thereafter, the substrate is washed in order to remove abrasive grains and alkali solution adhered by lapping and polishing.
Next, for example, after cutting the substrate into the
円盤状のバッキングパッド４をＰＥＴ基材２の中央部に接着する。ここで、バッキングパッド４の直径は上記で形成した環状の切欠部５に係合する大きさとする。このバッキングパッド４の周縁部をテンプレート部３の切欠部５に係合させるようにして、テンプレート部３をＰＥＴ基材２の下面の外周部に接着する。
A disc-shaped backing pad 4 is bonded to the center of the
上記した本発明のテンプレートアセンブリの製造方法によって、上記した本発明のテンプレートアセンブリを製造することができる。 The template assembly of the present invention described above can be manufactured by the method of manufacturing the template assembly of the present invention described above.
以下、本発明の実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples of the present invention, but the present invention is not limited to these.
（実施例１）
図１に示すような本発明のテンプレートアセンブリを本発明の製造方法に従って製造し、凹部の深さの精度を評価した。凹部の深さの精度は、狙い深さに対するズレと面内ばらつきを評価した。
ガラスエポキシ樹脂基板を狙い厚さ付近までラッピングした後、約１μｍの酸化セリウムパウダーを含むスラリーにて基板を研磨し、所定のサイズで環状に加工した。その後、旋盤によりバッキングパッドの厚さと同じ厚さで、内周から５ｍｍの位置まで環状に研削して切欠部を形成した。
Example 1
A template assembly of the present invention as shown in FIG. 1 was manufactured according to the manufacturing method of the present invention, and the accuracy of the depth of the recess was evaluated. The accuracy of the depth of the concave portion was evaluated for deviation from the target depth and in-plane variation.
After lapping the glass epoxy resin substrate to near the thickness, the substrate was polished with a slurry containing about 1 μm of cerium oxide powder and processed into an annular shape with a predetermined size. After that, a notch was formed by circularly grinding with a lathe from the inner circumference to a position of 5 mm with the same thickness as the backing pad.
このようにして作製したテンプレート部を、バッキングパッドが中央部に接着されたＰＥＴ基材に接着し、テンプレートアセンブリを製造した。
このテンプレートアセンブリの凹部の深さを測定したところ、表１に示すように、狙い深さに対するズレの平均値（Ａｖｅ）は−０．５１μｍ、最大値はプラス側（Ｍａｘ）４．８μｍ、マイナス側（Ｍｉｎ）６．５μｍであった。深さの面内ばらつきは、表２に示すように、８点のレンジの平均値（Ａｖｅ）として５．３μｍ、レンジの最大値（Ｍａｘ）で７μｍであった。この結果により、後述の比較例１、２の結果と比べ凹部の深さ精度が大幅に改善されていることが分かった。
The template part thus produced was adhered to a PET base material having a backing pad adhered to the center part to produce a template assembly.
When the depth of the concave portion of the template assembly was measured, as shown in Table 1, the average value (Ave) of the deviation with respect to the target depth was −0.51 μm, the maximum value was 4.8 μm on the plus side (Max), minus The side (Min) was 6.5 μm. As shown in Table 2, the in-plane variation in depth was 5.3 μm as the average value (Ave) of the range of 8 points and 7 μm as the maximum value (Max) of the range. From this result, it was found that the depth accuracy of the recess was greatly improved as compared with the results of Comparative Examples 1 and 2 described later.
ここで、凹部の深さの測定は以下のようにして行った。図１１に示すように、ワークの外周から１〜２ｍｍの面内８点にマーキングし、マーキングした部分の厚さを測定した（ワーク厚さ）。このワークをテンプレートアセンブリの凹部内に入れ、１００ｇ／ｃｍ２の荷重をワークにかけた状態で、マーキング部分のワーク厚さを測定した（ワーク部厚さ）。また、テンプレート部の内周から外周方向へ１〜２ｍｍの位置のテンプレート部の厚さを測定した（テンプレート部厚さ）。これら測定値を用い、以下の式で凹部の深さを計算した。凹部の深さは８点の平均とレンジを代表値とした。
凹部の深さ＝テンプレート部厚さ−（ワーク部厚さ−ワーク厚さ）
尚、厚さ測定は、ミツトヨ製ハイトゲージＨＤＦ−３００Ｎを使用した。
Here, the depth of the recess was measured as follows. As shown in FIG. 11, marking was performed on 8 points in the plane of 1 to 2 mm from the outer periphery of the workpiece, and the thickness of the marked portion was measured (work thickness). The workpiece was placed in the recess of the template assembly, and the workpiece thickness at the marking portion was measured in a state where a load of 100 g / cm 2 was applied to the workpiece (workpiece thickness). Further, the thickness of the template portion at a position of 1 to 2 mm from the inner periphery to the outer periphery of the template portion was measured (template portion thickness). Using these measured values, the depth of the recess was calculated by the following formula. The average depth and range of the recesses were set as representative values.
Concave depth = template part thickness-(work part thickness-work thickness)
In addition, the thickness measurement used Mitutoyo height gauge HDF-300N.
次に、実施例１で製造したテンプレートアセンブリを具備した図８に示すような研磨装置を用い、直径３００ｍｍのシリコンウェーハを研磨し、平坦度及びウェーハ表面欠陥を評価した。平坦度の評価として、ロールオフ測定をコベルコ科研社製のエッジロールオフ測定装置 ＬＥＲ−３１０Ｍを用いて行った。 Next, a silicon wafer having a diameter of 300 mm was polished using a polishing apparatus as shown in FIG. 8 equipped with the template assembly manufactured in Example 1, and the flatness and wafer surface defects were evaluated. As evaluation of flatness, roll-off measurement was performed using an edge roll-off measuring device LER-310M manufactured by Kobelco Kaken.
ロールオフの算出基準面を外周から３〜６ｍｍとし、外周から０．５ｍｍ、０．７ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍのロールオフを各４枚のウェーハについて測定した。
各点のロールオフの平均値を表３に示す。また、表１の凹部の深さの狙い値からのズレと表３のロールオフの関係を図４に示す。図４に示すように、凹部の深さの狙い値からのズレは、狙い値からマイナス側（凹部の深さが浅くなる）にズレており、ズレ量が大きくなるにしたがって、テンプレート部によるワーク外周部の研磨圧力の低減効果が低下し、特に凹部の深さの影響を受け易い外周から０．５ｍｍの位置でのロールオフの変化が顕著となっている。
The roll-off calculation reference plane was 3 to 6 mm from the outer periphery, and roll-offs of 0.5 mm, 0.7 mm, 1.0 mm, and 2.0 mm from the outer periphery were measured for each of four wafers.
Table 3 shows the average roll-off value at each point. FIG. 4 shows the relationship between the deviation from the target depth of the recesses in Table 1 and the roll-off in Table 3. As shown in FIG. 4, the deviation of the depth of the recess from the target value is shifted to the minus side (the depth of the recess becomes shallower) from the target value, and the workpiece by the template portion increases as the amount of deviation increases. The effect of reducing the polishing pressure at the outer peripheral portion is lowered, and in particular, the change in roll-off at a position of 0.5 mm from the outer periphery, which is easily affected by the depth of the recess, is significant.
図５に外周から０．５ｍｍの位置の各ウェーハのロールオフの平均値（Ａｖｅ）、最大値（Ｍａｘ）、最小値（Ｍｉｎ）を示す。また、図６に各測定位置のロールオフの面内８点のそれぞれの位置がどのように変動しているかをレーダーチャートで示す。
実施例１では、ほぼ狙い深さに等しい凹部深さが得られているため、図５、６に示すように、ロールオフは後述する比較例１−２よりも改善し、面内ばらつきも大きく改善した。
また、図６に示すように、レーダーチャートはほぼ同心円となっており、ロールオフの面内変動が抑えられていることが分かった。
FIG. 5 shows the average value (Ave), maximum value (Max), and minimum value (Min) of roll-off of each wafer at a position 0.5 mm from the outer periphery. FIG. 6 is a radar chart showing how the positions of the eight points in the roll-off plane at each measurement position are fluctuating.
In Example 1, since the recess depth substantially equal to the target depth is obtained, as shown in FIGS. 5 and 6, the roll-off is improved compared to Comparative Example 1-2 described later, and the in-plane variation is large. Improved.
Further, as shown in FIG. 6, the radar chart is almost concentric, and it was found that the in-plane fluctuation of the roll-off is suppressed.
図７にウェーハ表面欠陥の結果を示す。図７に示すように、ウェーハ表面欠陥は後述する比較例３の結果と比べ抑制できていることが分かった。
尚、表面欠陥は、レーザーテック社のＭａｇｉｃｓ ３５０を用いて評価し、比較例１の総欠陥数を１．０として評価した。
FIG. 7 shows the result of wafer surface defects. As shown in FIG. 7, it was found that the wafer surface defects could be suppressed as compared with the results of Comparative Example 3 described later.
The surface defects were evaluated using Magics 350 manufactured by Lasertec Corporation, and the total number of defects in Comparative Example 1 was evaluated as 1.0.
（実施例２）
テンプレート部の厚さを実施例１と比べて１０μｍ薄くし、切欠部の厚さをバッキングパッドの厚さより２０μｍ薄くした以外実施例１と同様の方法で本発明のテンプレートアセンブリを製造し、同様に評価した。尚、実施例１よりも１０μｍ薄い厚さのテンプレート部を用いているが、テンプレート部によりバッキングパッドの周縁部を圧縮しているため、ワークに１００ｇ／ｃｍ２の荷重をかけた状態での凹部の深さは実施例１とほぼ等しくなるような切欠部の厚さとした。
(Example 2)
The template assembly of the present invention was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the template part was 10 μm thinner than that of Example 1 and the thickness of the notch part was 20 μm thinner than the thickness of the backing pad. evaluated. In addition, although the
このテンプレートアセンブリの凹部の深さを測定したところ、表１に示すように、狙い深さに対するズレの平均値は−０．４３μｍ、最大値はプラス側２．０μｍ、マイナス側２．８μｍであった。深さの面内ばらつきは、表２に示すように、８点のレンジの平均値として５．８μｍ、レンジの最大値で７μｍであった。この結果により、後述の比較例１、２の結果と比べ凹部の深さ精度が大幅に改善されていることが分かった。 When the depth of the concave portion of this template assembly was measured, as shown in Table 1, the average deviation from the target depth was −0.43 μm, the maximum value was 2.0 μm on the plus side, and 2.8 μm on the minus side. It was. As shown in Table 2, the in-plane variation in depth was 5.8 μm as the average value of the range of 8 points, and 7 μm at the maximum value of the range. From this result, it was found that the depth accuracy of the recess was greatly improved as compared with the results of Comparative Examples 1 and 2 described later.
次に、実施例２で製造したテンプレートアセンブリを具備した図８に示すような研磨装置を用い、直径３００ｍｍのシリコンウェーハを研磨し、実施例１と同様に平坦度及びウェーハ表面欠陥を評価した。
実施例２では、上記のように、実施例１と異なる厚さのテンプレート部を用いているが、凹部の深さはほぼ同等であるため、研磨したウェーハのロールオフも同等の結果となった。図６に示すレーダーチャートから、実施例１同様、ロールオフの面内変動が抑えられていることが分かった。
図７にウェーハ表面欠陥の結果を示す。図７に示すように、ウェーハ表面欠陥は後述する比較例３の結果と比べ抑制できていることが分かった。
Next, using a polishing apparatus as shown in FIG. 8 equipped with the template assembly manufactured in Example 2, a silicon wafer having a diameter of 300 mm was polished, and the flatness and wafer surface defects were evaluated in the same manner as in Example 1.
In Example 2, as described above, the template portion having a thickness different from that in Example 1 is used. However, since the depth of the concave portion is almost the same, the roll-off of the polished wafer has the same result. . From the radar chart shown in FIG. 6, it was found that in-plane fluctuation of roll-off was suppressed as in Example 1.
FIG. 7 shows the result of wafer surface defects. As shown in FIG. 7, it was found that the wafer surface defects could be suppressed as compared with the results of Comparative Example 3 described later.
実施例１と実施例２では、研磨後のウェーハのロールオフは同レベルであり、ロールオフの面内ばらつきも同レベルであった。すなわち、実施例２のようにテンプレート部の厚さを薄くしても、切欠部の厚さを調整すれば狙い深さの凹部を形成できるので、例えば使用する研磨布の圧縮率等の影響で、研磨時のウェーハ表面へのスラリー供給量が低下するような深い凹部を選定した場合であっても、テンプレート部の厚さを従来必要であった厚さよりも薄くすることができる。そのため、研磨時のワーク表面へのスラリーの供給量が低減するのを抑制しながら、ロールオフ及びウェーハ表面欠陥の改善が可能である。 In Example 1 and Example 2, the roll-off of the polished wafer was at the same level, and the in-plane variation of the roll-off was also at the same level. That is, even if the thickness of the template portion is reduced as in the second embodiment, a concave portion having a target depth can be formed by adjusting the thickness of the notch portion. For example, due to the influence of the compressibility of the polishing cloth used, etc. Even when a deep concave portion is selected so that the amount of slurry supplied to the wafer surface during polishing is reduced, the thickness of the template portion can be made thinner than conventionally required. Therefore, it is possible to improve roll-off and wafer surface defects while suppressing a decrease in the amount of slurry supplied to the workpiece surface during polishing.
（比較例１）
図９に示すような、テンプレート部がバッキングパッドの下面の外周部に接着された従来の市販のテンプレートアセンブリを用い、テンプレート部のラッピングや研磨を行うことなく、実施例１と同様に評価した。
このテンプレートアセンブリの凹部の深さを測定したところ、表１に示すように、狙い深さに対するズレの平均値は−４．４６μｍ、最大値はプラス側１１．０μｍ、マイナス側１６．９μｍであった。深さの面内ばらつきは、表２に示すように、８点のレンジの平均値として１５．６３μｍ、レンジの最大値で２６μｍであった。この結果により、上記の実施例１、２の結果と比べ凹部の深さ精度が大幅に悪化していることが分かった。
(Comparative Example 1)
A conventional commercially available template assembly in which the template portion was bonded to the outer peripheral portion of the lower surface of the backing pad as shown in FIG. 9 was used, and evaluation was performed in the same manner as in Example 1 without lapping or polishing the template portion.
When the depth of the concave portion of the template assembly was measured, as shown in Table 1, the average deviation from the target depth was −4.46 μm, the maximum value was 11.0 μm on the plus side, and 16.9 μm on the minus side. It was. As shown in Table 2, the in-plane variation in depth was 15.63 μm as the average value of the range of 8 points, and 26 μm at the maximum value of the range. From this result, it was found that the depth accuracy of the recess was greatly deteriorated compared to the results of Examples 1 and 2 above.
次に、比較例１のテンプレートアセンブリを具備した図８に示すような研磨装置を用い、直径３００ｍｍのシリコンウェーハを研磨し、実施例１と同様に評価した。
比較例１では、表１、表２に示すように、実施例１−２に比べ、凹部の深さの狙い値からのズレが大きいため、ロールオフも大きく、面内のばらつきも大きい。図６のレーダーチャートからは、面内にロールオフの偏りがあるウェーハがあることが分かった。
Next, using a polishing apparatus as shown in FIG. 8 equipped with the template assembly of Comparative Example 1, a silicon wafer having a diameter of 300 mm was polished and evaluated in the same manner as in Example 1.
In Comparative Example 1, as shown in Tables 1 and 2, since the deviation of the depth of the recess from the target value is larger than in Example 1-2, the roll-off is large and the in-plane variation is large. From the radar chart of FIG. 6, it was found that there is a wafer with a roll-off bias in the plane.
また、図７にウェーハ表面欠陥の結果を示す。図７に示すように、比較例１で用いたテンプレートアセンブリには、図１０に示すような、テンプレート部とバッキングパッド間の隙間がないので、ウェーハ表面欠陥は後述する比較例３の結果と比べ抑制されていた。 FIG. 7 shows the results of wafer surface defects. As shown in FIG. 7, the template assembly used in Comparative Example 1 has no gap between the template part and the backing pad as shown in FIG. It was suppressed.
（比較例２）
テンプレート部のラッピングを行った以外、比較例１と同様のテンプレートアセンブリを用い、同様に評価した。
このテンプレートアセンブリの凹部の深さを測定したところ、表１に示すように、狙い深さに対するズレの平均値は−３．０４μｍ、最大値はプラス側８．９μｍ、マイナス側１０．９μｍであった。深さの面内ばらつきは、表２に示すように、８点のレンジの平均値として９．７７μｍ、レンジの最大値で１６μｍであった。
(Comparative Example 2)
A template assembly similar to that in Comparative Example 1 was used, except that the template portion was lapped, and evaluation was performed in the same manner.
When the depth of the concave portion of the template assembly was measured, as shown in Table 1, the average value of the deviation with respect to the target depth was −3.04 μm, the maximum value was 8.9 μm on the plus side, and 10.9 μm on the minus side. It was. As shown in Table 2, the in-plane variation in depth was 9.77 μm as the average value of the range of 8 points, and 16 μm at the maximum value of the range.
比較例１と比べ、テンプレート部にラッピングを行うことにより、深さ精度に改善が見られるが、上記の実施例１、２の結果と比べ凹部の深さ精度が大幅に悪化していることが分かった。 Although the depth accuracy is improved by lapping the template portion as compared with Comparative Example 1, the depth accuracy of the recess is greatly deteriorated compared to the results of Examples 1 and 2 above. I understood.
次に、比較例２のテンプレートアセンブリを具備した図８に示すような研磨装置を用い、直径３００ｍｍのシリコンウェーハを研磨し、実施例１と同様に平坦度を評価した。
比較例２では、表１、表２に示すように、比較例１に比べ、凹部の深さの狙い値からのズレが小さいため、ロールオフ及び面内ばらつきは比較例１よりは改善しているものの、実施例１−２に比べ、大幅に悪化していた。図６のレーダーチャートから、比較例１同様面内にロールオフの偏りが見られ、外周のロールオフ変動を抑えることができていないことが分かった。
Next, using a polishing apparatus as shown in FIG. 8 equipped with the template assembly of Comparative Example 2, a silicon wafer having a diameter of 300 mm was polished, and the flatness was evaluated in the same manner as in Example 1.
In Comparative Example 2, as shown in Tables 1 and 2, since the deviation from the target value of the depth of the recess is small compared to Comparative Example 1, roll-off and in-plane variation are improved compared to Comparative Example 1. However, it was much worse than Example 1-2. From the radar chart of FIG. 6, it was found that the roll-off bias was observed in the same plane as in Comparative Example 1, and the roll-off fluctuation on the outer periphery could not be suppressed.
凹部の深さの狙い値からのズレは、使用する各部材の厚さや、接着方法の改善によって小さくすることが可能であるため、比較例２に示すように、ロールオフの平均値を多少改善することが可能であるが、ロールオフの面内ばらつきは改善できない。これに対し、本発明のテンプレートアセンブリであれば、上記のように面内ばらつきの改善も可能である。
表１に、実施例１−２、比較例１−２における凹部の深さの狙い深さに対するズレの結果をまとめたものを示す。表２に、実施例１−２、比較例１−２における凹部の深さの面内ばらつきの結果をまとめたものを示す。
Since the deviation from the target value of the depth of the recess can be reduced by improving the thickness of each member to be used and the bonding method, the average value of the roll-off is slightly improved as shown in Comparative Example 2. However, the in-plane variation of roll-off cannot be improved. On the other hand, in the template assembly of the present invention, the in-plane variation can be improved as described above.
Table 1 shows a summary of the results of deviations from the target depth of the recesses in Example 1-2 and Comparative Example 1-2. Table 2 summarizes the results of in-plane variations in the depth of the recesses in Example 1-2 and Comparative Example 1-2.
（比較例３）
図１０に示すような、テンプレート部に切欠部を有さない従来のテンプレートアセンブリを具備した図８に示すような研磨装置を用い、直径３００ｍｍのシリコンウェーハを研磨し、実施例１と同様に凹部深さの面内ばらつき及びウェーハ表面欠陥を評価した。
その結果、実施例１−２と同等の凹部深さの面内ばらつきが得られたものの、実施例１−２、比較例１と比べウェーハ表面欠陥が悪化してしまった。この表面欠陥は、テンプレート部とバッキングパッド間の隙間にスラリーが入り込むことによる研磨中の発塵に起因するものと考えられる。
(Comparative Example 3)
A silicon wafer having a diameter of 300 mm is polished using a polishing apparatus as shown in FIG. 8 provided with a conventional template assembly having no notch in the template part as shown in FIG. In-plane variation in depth and wafer surface defects were evaluated.
As a result, although the in-plane variation of the recess depth equivalent to that of Example 1-2 was obtained, the wafer surface defects were deteriorated as compared with Example 1-2 and Comparative Example 1. This surface defect is considered to be caused by dust generation during polishing due to slurry entering the gap between the template portion and the backing pad.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same effects. Are included in the technical scope.
１…テンプレートアセンブリ、 ２…ＰＥＴ基材、 ３…テンプレート部、
４…バッキングパッド、 ５…切欠部、 ６…凹部。
DESCRIPTION OF
4 ... backing pad, 5 ... notch, 6 ... recess.
Claims (7)
ＰＥＴ基材と、該ＰＥＴ基材の下面の外周部に接着された環状のテンプレート部と、前記ＰＥＴ基材の下面の中央部に接着された円盤状のバッキングパッドとを有し、
前記テンプレート部の内面と前記バッキングパッドの下面とで、研磨時に前記ワークを収容して保持する凹部が形成され、
前記テンプレート部の内面上部に環状の切欠部が形成され、該切欠部に前記バッキングパッドの周縁部が係合したものであることを特徴とするテンプレートアセンブリ。 A template assembly for holding a workpiece when polishing the workpiece,
A PET base material, an annular template part adhered to the outer peripheral part of the lower surface of the PET base material, and a disk-shaped backing pad adhered to the central part of the lower surface of the PET base material,
The inner surface of the template portion and the lower surface of the backing pad are formed with a recess for receiving and holding the workpiece during polishing,
An annular notch is formed in the upper part of the inner surface of the template part, and the peripheral part of the backing pad is engaged with the notch.
内面上部に環状の切欠部が形成された環状のテンプレート部を準備する工程と、
円盤状のバッキングパッドをＰＥＴ基材の中央部に接着する工程と、
前記バッキングパッドの周縁部を前記テンプレート部の切欠部に係合させるようにして、前記テンプレート部を前記ＰＥＴ基材の下面の外周部に接着する工程を有することを特徴とするテンプレートアセンブリの製造方法。 A method of manufacturing a template assembly according to any one of claims 1 to 4,
Preparing an annular template portion in which an annular notch is formed on the inner surface;
Adhering a disc-shaped backing pad to the center of the PET substrate;
A template assembly manufacturing method comprising the step of adhering the template part to the outer peripheral part of the lower surface of the PET substrate so that the peripheral part of the backing pad is engaged with the notch part of the template part .
In the step of preparing the template part, before the notch part is formed, the template part is lapped and / or polished to reduce the in-plane variation of the thickness of the template part to 10 μm or less. A method of manufacturing a template assembly according to claim 5 or 6.
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