JP2019123059A - キャリアの製造方法及びウェーハの両面研磨方法 - Google Patents

キャリアの製造方法及びウェーハの両面研磨方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2019123059A
JP2019123059A JP2018006654A JP2018006654A JP2019123059A JP 2019123059 A JP2019123059 A JP 2019123059A JP 2018006654 A JP2018006654 A JP 2018006654A JP 2018006654 A JP2018006654 A JP 2018006654A JP 2019123059 A JP2019123059 A JP 2019123059A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carrier
wafer
polishing
manufacturing
raw material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018006654A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6870623B2 (ja
Inventor
上野 淳一
Junichi Ueno
淳一 上野
大地 北爪
Daichi Kitatsume
大地 北爪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Handotai Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Handotai Co Ltd filed Critical Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority to JP2018006654A priority Critical patent/JP6870623B2/ja
Priority to TW107147300A priority patent/TWI804554B/zh
Priority to KR1020190004571A priority patent/KR102657849B1/ko
Priority to CN201910035973.1A priority patent/CN110052955B/zh
Publication of JP2019123059A publication Critical patent/JP2019123059A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6870623B2 publication Critical patent/JP6870623B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P9/00Treating or finishing surfaces mechanically, with or without calibrating, primarily to resist wear or impact, e.g. smoothing or roughening turbine blades or bearings; Features of such surfaces not otherwise provided for, their treatment being unspecified
    • B23P9/02Treating or finishing by applying pressure, e.g. knurling
    • B23P9/025Treating or finishing by applying pressure, e.g. knurling to inner walls of holes by using axially moving tools
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/07Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
    • B24B37/08Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for double side lapping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/27Work carriers
    • B24B37/28Work carriers for double side lapping of plane surfaces
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30625With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)

Abstract

【課題】 反りの少ない両面研磨装置用キャリアを製造することができるキャリアの製造方法を提供する。【解決手段】 ウェーハの両面を研磨する両面研磨装置における、研磨布が貼付された上下定盤の間に配設され、研磨の際に前記上下定盤の間に挟まれる前記ウェーハを保持するための保持孔が形成されたキャリアを製造する方法であって、前記キャリアを製造するための材料となる原料板材を準備する工程と、前記原料板材に前記保持孔を形成する工程と、前記保持孔を形成した原料板材を、250μm以上のラップ代でラッピング加工する工程と、を有するキャリアの製造方法。【選択図】図1

Description

本発明は、ウェーハの両面を同時に研磨する際に用いる両面研磨装置用のキャリアの製造方法に関し、キャリアを用いてウェーハの両面を研磨する方法に関する。
半導体ウェーハ等のウェーハの研磨には両面研磨と片面研磨の手法がある。このうち、両面研磨を行うための装置は、上定盤と下定盤に研磨布(研磨パッドとも言う)を貼り付け、その間にキャリア(「加工キャリア」とも称される)を入れるという構成を有している(例えば、特許文献1、特許文献2)。両面研磨では、さらに、キャリアに形成されたウェーハ保持用の孔(ホール)にウェーハを仕込み、上定盤から研磨スラリを滴下して研磨を行う構成となっている。ここで、研磨布間に存在するキャリアを回転させてウェーハの両面研磨が行われる。そのようなキャリアの回転を行う構成は、通常、上下定盤の内外周にピンを配置し、そのピン間に、外周をギア形状としたキャリアを配置してキャリアを回転するというものである。
図11は、一般的な両面研磨装置によるウェーハの研磨を説明する概略説明図である。図11に示すように、両面研磨装置用キャリア101は、通常、ウェーハWより薄い厚みに形成され、両面研磨装置120の上定盤108と下定盤109の間の所定位置にウェーハWを保持するための保持孔104を備えている。
この保持孔104にウェーハWが挿入されて保持され、上定盤108と下定盤109の対向面に設けられた研磨布110でウェーハWの上下面が挟み込まれる。
この両面研磨装置用キャリア101は、サンギア111とインターナルギア112とに噛合され、サンギア111の駆動回転によって自転・公転される。そして、研磨面に研磨剤を供給しながら上定盤108と下定盤109とを互いに逆回転させることにより、上下定盤に貼付された研磨布110でウェーハWの両面を同時に研磨する。
このようなウェーハWの両面研磨工程で使用している両面研磨装置用キャリア101は金属製のものが主流である。このため、ウェーハWの周縁部を金属製のキャリア101によるダメージから保護するために、通常は樹脂製であるインサート103がキャリア101に形成された保持孔104の内周部に沿って取り付けられている。また、キャリア101には、保持孔104以外の孔113が形成されていてもよい。
通常、キャリアは、原料の板材をレーザー加工して、保持孔(ウェーハ仕込みホール)と捨て穴を形成するとともに外周にギア形状の加工を行った後、熱処理とラッピング、ポリッシング加工を行い、レーザー加工時の残留歪を除去するようにして作製されている。
ところが、従来の両面研磨装置用キャリアを用いた両面研磨では、ウェーハの研磨代のムラが大きく、フラットネス品質が低下する場合があるという問題があった。
特開2013−235898号公報 特開2011−025322号公報
上記のように、両面研磨装置において、キャリアは上下の研磨布間を回転する。そのため、研磨対象のウェーハと共に研磨される。このとき、キャリアの反りが大きいと研磨布との接触圧力にムラが生じて、同時に加工しているウェーハのフラットネスが悪化する。これは、ウェーハのフラットネス形状コントロール手段であるウェーハとキャリア厚さのギャップのコントロールに狂いが生じるためである。
上述の問題点に鑑み、本発明は、反りの少ない両面研磨装置用キャリアを製造することができるキャリアの製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、ウェーハの両面を研磨する両面研磨装置における、研磨布が貼付された上下定盤の間に配設され、研磨の際に前記上下定盤の間に挟まれる前記ウェーハを保持するための保持孔が形成されたキャリアを製造する方法であって、前記キャリアを製造するための材料となる原料板材を準備する工程と、前記原料板材に前記保持孔を形成する工程と、前記保持孔を形成した原料板材を、250μm以上のラップ代でラッピング加工する工程と、を有することを特徴とするキャリアの製造方法を提供する。
このような本発明のキャリアの製造方法では、原料板材のラッピング加工において250μm以上のラップ代を確保するので、キャリアの残留歪を従来よりも小さくすることができる。そのため、本発明により、反りの少ない両面研磨装置用キャリアを製造することができる。
このとき、原料板材として、金属製の板材を用いることが好ましい。
このように金属製の原料板材を使用することにより、金属製のキャリアを製造することができる。このようなキャリアは両面研磨装置用キャリアとして好適に使用することができる。
また、前記保持孔の形成をレーザー加工により行うことが好ましい。
このように、保持孔をレーザー加工により形成することにより、簡便で精密に保持孔を形成することができる。また、本発明は、レーザー加工により保持孔を形成するキャリアの製造方法において、特に好適に採用することができる。
また、少なくとも前記保持孔を形成した後に、前記原料板材を熱処理する工程と、前記ラッピング加工した後に、前記原料板材をポリッシングする工程と、をさらに有することが好ましい。
このように、キャリアの製造の際にラッピング工程の他に熱処理工程及びポリッシング工程を有することにより、キャリアの残留歪除去をより効果的に行うことができる。
また、少なくとも前記保持孔を形成した後に、前記保持されるウェーハの周縁部に接する内周面を有するリング状のインサートを前記原料板材に形成された前記保持孔の内周に沿って配置させる工程を、さらに有することが好ましい。
このように、本発明では、保持孔にインサートを配置する工程を有することができる。また、保持孔にインサートを配置することにより、ウェーハの両面研磨の際に、保持孔によるウェーハの保持をより適切に行うことができる。
また、少なくとも前記ラッピング加工の前に、前記原料板材に対し、前記保持孔以外の孔を形成するとともに前記原料板材の外周をギア形状に加工することが好ましい。
原料板材をこのように加工することにより、キャリアに対し、保持孔の他に、保持孔以外の孔を形成することができ、また、キャリア外周をギア形状に加工することができる。このような形状を有するキャリアは、キャリアの両面研磨において好適に使用することができる。
また、本発明では、前記ウェーハの両面を研磨する方法であって、研磨布が貼付された上下定盤の間に上記のいずれかのキャリアの製造方法によって製造されたキャリアを配設し、該キャリアに形成された前記保持孔に前記ウェーハを保持し、前記上下定盤の間に挟んで両面研磨することを特徴とするウェーハの両面研磨方法を提供する。
本発明では、上記のように、反りの少ない両面研磨装置用キャリアを製造することができる。このような反りの少ないキャリアを用いてウェーハを両面研磨することにより、ウェーハ研磨中のウェーハの研磨代のムラを抑制できる。
本発明のキャリアの製造方法により、キャリアの残留歪を従来よりも小さくすることができる。そのため、本発明により、反りの少ない両面研磨装置用キャリアを製造することができる。また、そのような反りの少ないキャリアを用いてウェーハを両面研磨することにより、ウェーハ研磨中のウェーハの研磨代のムラを抑制できる。その結果、ウェーハのフラットネス品質を向上させることができる。
本発明のキャリアの製造フローと、キャリアにおける残留ダメージの変化を概略的に説明するための模式図である。 本発明のキャリアの製造方法の流れを示すフロー図である。 本発明のキャリアの反りを測定した結果を示す画像である(実施例1)。 実施例及び比較例において得られた、キャリアのラップ代と反り量の関係を示すグラフである。 ギャップ(キャリア厚さとウェーハ厚さの差)と、ウェーハフラットネスの関係を示すグラフである。 キャリア自体の反り量とラップ代の違いを示すグラフである。 キャリア間の反り量とラップ代の違いを示すグラフである。 実施例1及び比較例2のキャリアでウェーハ加工したときのウェーハのフラットネスを比較したグラフである。 従来のキャリアの製造フローと、キャリアにおける残留ダメージの変化を概略的に説明するための模式図である。 従来のキャリアの反りを測定した結果を示す画像である(比較例2)。 一般的に用いられる両面研磨装置を用いたウェーハの研磨を説明した概略説明図である。
上述のように、ウェーハのフラットネスを良くするためにも、キャリアの反りは小さい方が望ましい。キャリアの反りは、キャリア原料の板材からレーザー加工によるキャリア形状への切断により発生する反りが大きく、従来より、加工後に、熱処理やラップにより加工残留歪を除去する工程で改善させている。しかしながら、本発明者らの検討によると、従来のラップ代(例えば80μm)では、十分な加工残留歪を取りきるラップ取り代となっていないことが判明した。キャリアの反りは残留加工歪をできるだけ無くすことで小さくすることができ、また、残留加工歪を小さくするには、ラップの取り代を増やして残留歪を除去することで対応ができる。
上記のような従来の問題を解決するため、本発明者らは鋭意検討を重ね、以下のような本発明をなすに至った。本発明は、ウェーハの両面を研磨する両面研磨装置における、研磨布が貼付された上下定盤の間に配設され、研磨の際に上下定盤の間に挟まれるウェーハを保持するための保持孔が形成されたキャリアを製造する方法である。本発明では、少なくとも以下の工程を有する。まず、キャリアを製造するための材料となる原料板材を準備する(工程a)。次に、上記原料板材に保持孔を形成する(工程b)。次に、保持孔を形成した原料板材を、250μm以上のラップ代でラッピング加工する(工程c)。すなわち、本発明は、キャリア反りの少ないキャリアを製造するために加工残留歪がほとんど無いラップ代を規定したものである。
以下、本発明について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図1は、本発明のキャリアの製造フローと、キャリアにおける残留ダメージの変化を概略的に説明するための模式図である。
[工程a:原料板材]
上記のように、工程aにおいて、まず、キャリアを製造するための材料となる原料板材を準備する。このような原料板材は、金属製の板材であることが好ましい。金属として合金も用いることができる。具体的には、チタン製やステンレス鋼(SUS)製の板材を用いることができる。原料板材は、通常、圧延等により板形状に加工されている。このとき、図1(a)に示したように、加工歪が原料板材11に残留している。図中では、加工歪を縦線により模式的に示した。
[工程b:保持孔の形成]
上記のように、工程bにおいては、原料板材に保持孔(ウェーハ仕込みホールとも言う)を形成する。このとき、保持孔の形成をレーザー加工により行うことが好ましい。簡便に精度良く保持孔を形成することができるからである。ただし、必要に応じてレーザー加工以外の方法も、レーザー加工に代えて、又は、レーザー加工に加えて採用することができる。
このとき、原料板材をほぼキャリアの形状に加工することが好ましい。具体的には、例えば、原料板材に対し、保持孔以外の孔を形成することができる。「保持孔以外の孔」とは、ウェーハを保持する孔以外の孔である。この孔は両面研磨装置において研磨スラリを通過させて供給する孔として機能させることができる。また、保持孔以外にも孔を有することによりキャリアの加工歪の影響を低減することもできる。これにより、キャリアの反りをより効果的に抑制することができる。このように、いわゆる「捨て穴」を板材に形成することもできる。また、保持孔の形成とともに原料板材の外周をギア形状に加工することもできる。このような保持孔以外の孔の形成、及び板材外周の形状加工は、保持孔の形成と同様にレーザー加工によって行うことが好ましい。
これらの原料板材に対する保持孔の形成、保持孔以外の孔の形成、外周の形状加工は、少なくともラッピング加工の前に行うことが必要である。
工程bにおいては、図1(b)に示したように、保持孔等の形成により、キャリア形状に加工後の板材12の加工歪が大きくなり、また板材の反りも生じている。
[工程c:ラッピング加工]
上記のように、工程cにおいては、保持孔及び必要に応じて保持孔以外の孔及び外周のギア形状を形成した原料板材を、250μm以上のラップ代でラッピング加工する。ラッピング加工を経て図1(c)に示したキャリア13を得ることができる。本発明においては、このラッピング加工において、250μm以上のラップ代で加工することが特徴である。本発明においては、ラップ代を250μm以上と従来よりも大きく確保しているため、図1(c)に示したように、キャリア13において加工歪の残留量が低減されている。
[その他の工程]
本発明のキャリアの製造方法においては、熱処理、保持孔へのインサート挿入、ポリッシング等のその他の工程も有することができる。その他の工程も含む本発明のキャリアの製造方法の流れを図2に示した。
図2の工程S21、S22に示したように、原料板材を準備し、保持孔を形成する。これらの工程S21、S22は、それぞれ上記した工程a、工程bと同様である。本発明のキャリアの製造方法においては、図2の工程S23に示したように、少なくとも保持孔を形成(工程S22、工程b)した後に、原料板材を熱処理する工程(工程S23)を有することができる。この熱処理工程により、キャリアの残留歪除去をより効果的に行うことができる。
また、少なくとも保持孔を形成(工程S22、工程b)した後に、保持されるウェーハの周縁部に接する内周面を有するリング状のインサートを原料板材に形成された保持孔の内周に沿って配置させる工程(工程S24)を有することができる。なお、インサートはアラミド樹脂等の樹脂製のものを好適に用いることができる。また、インサートとしては、予めリング状に成形したものを保持孔の内周に沿って配置してもよいし、特許文献2に記載されているように、母材を保持孔に装着した後、保持されるウェーハの周縁部に接するリング状の内周面を形成する加工を行ってもよい。インサートの配置(挿入)工程(工程S24)は、インサートが通常、樹脂製であることから、熱処理工程(工程S23)よりも後に行うことが好ましい。
さらに、ラッピング加工(工程S25、工程c)した後に、原料板材をポリッシングする工程をさらに有していてもよい。このようなポリッシング工程(工程S26)により、キャリアの残留歪除去をより効果的に行うことができる。
また、本発明ではラッピング加工のラップ代を250μm以上とすればよく、上記の他にも必要な工程を追加することができる。
上記のように、本発明では、原料板材をラッピング加工する際に、250μm以上のラップ代で加工することが特徴である。これに対し、従来行われていたキャリアの製造は、例えば、厚さ850μmの原料板材をレーザー加工後に熱処理を行い、ラップ代として80μmを狙い値としてラップ加工を行っていた。従来、キャリアの反りの規格は150μm以下のものであった(キャリアの反りが150μm以下であれば規格内として合格)。なお、キャリアの反り測定は基準石定盤にキャリアを乗せて、シックネスゲージにより変位を測定するものである。
上記のように本発明では250μm以上のラップ代が必要であるため、原料板材においてその分の厚さが必要である。キャリアの厚さ及び原料板材の厚さは、ウェーハ両面研磨装置において研磨するウェーハの厚さの規格等に応じて、それぞれ適宜設定することができる。例えば、原料板材の厚さを1100μmとし、ラップ代を250μmと設定することができる。その他、ウェーハの厚さに応じて原料板材の厚さを800μm以上1400μm以下の範囲で設定し、ラップ代の範囲を250μm以上とすることができる。ラップ代は250μm以上とすることで十分であるが、300μm以上とすることもできるし、350μm以上としてもよい。一方、ラップ代の範囲の上限は特に限定されないが、材料が無駄になるので、例えば500μmとすることができる。
キャリア材料の節約の面からは、ラップ代は少ない方がよく、そのため従来はラップ代80μm等という小さい値であったが、本発明のキャリアの製造方法では、上記の理由により原料板材のラップ代を250μmとする。
本発明者らの検討により、キャリアの厚さ調整で行われるラッピングの取り代(ラップ代)の違いによって、加工残留歪により加工キャリアの反りに違いがあり、そのキャリアの反りがウェーハ研磨中のウェーハ取り代(ウェーハの研磨代)のムラに影響し、フラットネス品質を低下させることがわかった。
両面研磨によるウェーハのフラットネス品質は、キャリア厚さとウェーハ厚さのギャップによってコントロールしている。このギャップ(キャリア厚さとウェーハ厚さの差)とウェーハのフラットネスの関係を図5に示した。ウェーハのフラットネスはSFQRで示している。
SFQRは、表面基準のサイトフラットネス指標であり、各サイト毎に評価される。SFQRは、半導体ウェーハ表面上に任意の寸法(例えば26mm×8mm)のセルを決め、このセル表面について最小2乗法により求めた面を基準面としたときの、この基準面からの正および負の偏差の範囲と定義される。また、SFQRmaxの値は所与のウェーハ上の各サイト中のSFQRの最大値を表す。
上記のように、両面研磨によるウェーハのフラットネス品質は、キャリア厚さとウェーハ厚さのギャップによってコントロールしている。しかしながら、キャリアの反りにより基準となるキャリア厚さがばらつくことで最良のギャップからズレてウェーハ外周部のフラットネスが悪化してしまう。図5からもわかるように、適正ギャップを外れるとウェーハのフラットネスが悪化する。
現在通常用いられているキャリアは、例えば、ラッピング代が狙い値で80μmの製品であり、反り量が85μm程度ある。これはキャリアの材料となる原料板材の残留加工歪にばらつきが大きくあり、安定しているキャリア反り量では無いが、出荷検査で反り量150μm以下のものを合格として受け入れていることから、反り量が150μmを超えることは無い。しかしながら、85μmの反り量のキャリアでも、近年フラットネス規格が厳しく成り、キャリア反り量によるフラットネス悪化の低減が必要である。
図9に、従来のキャリアの製造フローと、キャリアにおける残留ダメージの変化を概略的に説明するための模式図を示した。図9(a)、(b)に示した工程では、図1(a)、(b)で示したのと同様に、原料板材51を準備し、保持孔を形成するなどしてキャリア形状に加工後の板材52とする。従来はラップ代が80μmのように少なかったため、図9(c)に示したように加工歪がキャリア53においても残留していた。
[ウェーハの両面研磨方法]
上記のように本発明の製造方法により製造したキャリアを用いてウェーハを両面研磨することができる。具体的には、研磨布が貼付された上下定盤の間に本発明のキャリアの製造方法によって製造されたキャリアを配設する。次に、キャリアに形成された保持孔にウェーハを保持し、上下定盤の間に挟んで両面研磨する。
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。
(実施例、比較例)
同一ロットの原料板材を用いてラップ代を変えてキャリアの反りを調べた。その結果、以下に示すように、250μm以上のラップ代でラッピング加工することにより、キャリアの反り量が飽和状態になることを確認できた。このように、ラップ代を250μm以上にしたキャリアにすることで問題を解決できることがわかった。
実施例及び比較例のキャリアの製造は、図2と同じフローとした。原料板材(チタン製)を準備(工程S21)した後、レーザー加工により保持孔と保持孔以外の孔を形成し、外周にギア形状の加工を行った(工程S22)。その後、熱処理(工程S23)とインサート挿入(工程S24)、ラッピング加工(工程S25)、ポリッシング加工(工程S26)を行い、レーザー加工時の残留歪を除去した。ラッピング加工におけるラップ代は、42.5μm(比較例1)、80μm(比較例2)、170μm(比較例3)、250μm(実施例1)、340μm(実施例2)、425μm(実施例3)、510μm(実施例4)とした。また、製造するキャリアの厚さが775μmで一定となるように原料板材の厚さを調整した。
図3に、実施例1(ラップ代250μm)のキャリアの反りの分布を示した。反り量は38μmであった。図10に、比較例2(ラップ代80μm)のキャリアの反りの分布を示した。反り量は85μmであった。
各実施例及び比較例で製造したキャリアを用いて半導体ウェーハの両面研磨を行った。ウェーハの両面研磨加工条件及び品質評価条件は以下の通りとした。
研磨加工条件
装置 : 不二越機械製両面研磨機 DSP−C70
加工ウェーハ : 直径300mm P−品<110>
加工部材 : 研磨布 硬質発泡ウレタンパッド
研磨スラリー NaOHベースコロイダルシリカ
加工加重 150g/cm
加工回転 上定盤 −13.4rpm 下定盤 35rpm
インターナルギア回転 7rpm サンギア回転 25rpm
品質評価条件
装置: WaferSight2 KLA製平坦度テスター
図4は、各実施例及び比較例のキャリアのキャリア反り量を比較したグラフである。ラップ代が250μm以上であればキャリアの反りの改善はほぼ飽和状態であることがわかる。
実施例1と比較例2の比較のため、図6に、キャリア自体の反り量とラップ代の違いを示すグラフを示し、図7に、キャリア間の反り量の差とラップ代の違いを示すグラフを示した。キャリアラップ代を変えてキャリアの反り量低減が可能となることで、両面研磨加工時の例えば5枚仕込みキャリア間でのバラツキが小さくなる。更にキャリア自体での反り量が小さくなり、両面研磨におけるウェーハのフラットネス品質を決める、キャリア厚さとウェーハ厚さのギャップコントロールの精度が上がり、ウェーハ外周部のフラットネスが良くなる。
図8に、実施例1及び比較例2のキャリアでウェーハ加工したときのウェーハのフラットネス(SFQR(max)、サイト26×8mm、最外周除外領域2mm)を比較したグラフを示した。これは、上記品質評価装置を用いて測定した結果である。また、表1に結果を示した。
実施例1のようにラップ代を250μmにすることで、ラップ代が80μmである比較例2よりも、ウェーハのフラットネスを改善することができた。
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。
11、51…原料板材、
12、52…キャリア形状に加工後の板材、
13、53…キャリア、
101…キャリア、 103…インサート、 104…保持孔、
108…上定盤、 109…下定盤、 110…研磨布、 111…サンギア、
112…インターナルギア、 113…保持孔以外の孔、
120…両面研磨装置。

Claims (7)

  1. ウェーハの両面を研磨する両面研磨装置における、研磨布が貼付された上下定盤の間に配設され、研磨の際に前記上下定盤の間に挟まれる前記ウェーハを保持するための保持孔が形成されたキャリアを製造する方法であって、
    前記キャリアを製造するための材料となる原料板材を準備する工程と、
    前記原料板材に前記保持孔を形成する工程と、
    前記保持孔を形成した原料板材を、250μm以上のラップ代でラッピング加工する工程と、
    を有することを特徴とするキャリアの製造方法。
  2. 前記原料板材として、金属製の板材を用いることを特徴とする請求項1に記載のキャリアの製造方法。
  3. 前記保持孔の形成をレーザー加工により行うことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のキャリアの製造方法。
  4. 少なくとも前記保持孔を形成した後に、前記原料板材を熱処理する工程と、前記ラッピング加工した後に、前記原料板材をポリッシングする工程と、をさらに有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のキャリアの製造方法。
  5. 少なくとも前記保持孔を形成した後に、前記保持されるウェーハの周縁部に接する内周面を有するリング状のインサートを前記原料板材に形成された前記保持孔の内周に沿って配置させる工程を、さらに有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のキャリアの製造方法。
  6. 少なくとも前記ラッピング加工の前に、前記原料板材に対し、前記保持孔以外の孔を形成するとともに前記原料板材の外周をギア形状に加工することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のキャリアの製造方法。
  7. 前記ウェーハの両面を研磨する方法であって、研磨布が貼付された上下定盤の間に請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のキャリアの製造方法によって製造されたキャリアを配設し、該キャリアに形成された前記保持孔に前記ウェーハを保持し、前記上下定盤の間に挟んで両面研磨することを特徴とするウェーハの両面研磨方法。
JP2018006654A 2018-01-18 2018-01-18 キャリアの製造方法及びウェーハの両面研磨方法 Active JP6870623B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018006654A JP6870623B2 (ja) 2018-01-18 2018-01-18 キャリアの製造方法及びウェーハの両面研磨方法
TW107147300A TWI804554B (zh) 2018-01-18 2018-12-27 載體的製造方法及晶圓的雙面研磨方法
KR1020190004571A KR102657849B1 (ko) 2018-01-18 2019-01-14 캐리어의 제조방법 및 웨이퍼의 양면 연마방법
CN201910035973.1A CN110052955B (zh) 2018-01-18 2019-01-15 载体的制造方法及晶圆的双面研磨方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018006654A JP6870623B2 (ja) 2018-01-18 2018-01-18 キャリアの製造方法及びウェーハの両面研磨方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019123059A true JP2019123059A (ja) 2019-07-25
JP6870623B2 JP6870623B2 (ja) 2021-05-12

Family

ID=67315969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018006654A Active JP6870623B2 (ja) 2018-01-18 2018-01-18 キャリアの製造方法及びウェーハの両面研磨方法

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6870623B2 (ja)
KR (1) KR102657849B1 (ja)
CN (1) CN110052955B (ja)
TW (1) TWI804554B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7506394B2 (ja) 2020-04-13 2024-06-26 相模ピーシーアイ株式会社 積層体仮キャリアの製造方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111745535B (zh) * 2020-07-07 2022-09-02 郑州宇光复合材料有限公司 一种手机玻璃研磨用耐磨护圈
CN116175397A (zh) * 2022-12-13 2023-05-30 西安奕斯伟材料科技有限公司 一种用于研磨硅片的设备和方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000271858A (ja) * 1999-03-24 2000-10-03 Sanko Spring Kk ラッピング用キャリヤ
JP2001358095A (ja) * 2000-05-11 2001-12-26 Wacker Siltronic G Fuer Halbleitermaterialien Ag 半導体ウェーハの両面ポリッシング方法及び該方法を実施するためのキャリア
JP2010052087A (ja) * 2008-08-28 2010-03-11 Okamoto Machine Tool Works Ltd 軸受研削用治具

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19905737C2 (de) * 1999-02-11 2000-12-14 Wacker Siltronic Halbleitermat Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe mit verbesserter Ebenheit
CN1446142A (zh) * 2000-08-07 2003-10-01 Memc电子材料有限公司 用双面抛光加工半导体晶片的方法
KR100550491B1 (ko) * 2003-05-06 2006-02-09 스미토모덴키고교가부시키가이샤 질화물 반도체 기판 및 질화물 반도체 기판의 가공 방법
JP5233888B2 (ja) * 2009-07-21 2013-07-10 信越半導体株式会社 両面研磨装置用キャリアの製造方法、両面研磨装置用キャリア及びウェーハの両面研磨方法
JP5630414B2 (ja) * 2011-10-04 2014-11-26 信越半導体株式会社 ウェーハの加工方法
JP2013235898A (ja) * 2012-05-07 2013-11-21 Shirasaki Seisakusho:Kk 両面研磨装置用キャリアの製造方法及びこれを用いた両面研磨装置並びに両面研磨方法
JP5847789B2 (ja) * 2013-02-13 2016-01-27 信越半導体株式会社 両面研磨装置用キャリアの製造方法およびウエーハの両面研磨方法
JP6470976B2 (ja) * 2015-01-19 2019-02-13 Kbセーレン株式会社 被研磨物保持材
JP6443370B2 (ja) * 2016-03-18 2018-12-26 信越半導体株式会社 両面研磨装置用のキャリアの製造方法およびウェーハの両面研磨方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000271858A (ja) * 1999-03-24 2000-10-03 Sanko Spring Kk ラッピング用キャリヤ
JP2001358095A (ja) * 2000-05-11 2001-12-26 Wacker Siltronic G Fuer Halbleitermaterialien Ag 半導体ウェーハの両面ポリッシング方法及び該方法を実施するためのキャリア
JP2010052087A (ja) * 2008-08-28 2010-03-11 Okamoto Machine Tool Works Ltd 軸受研削用治具

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7506394B2 (ja) 2020-04-13 2024-06-26 相模ピーシーアイ株式会社 積層体仮キャリアの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190088414A (ko) 2019-07-26
JP6870623B2 (ja) 2021-05-12
CN110052955A (zh) 2019-07-26
KR102657849B1 (ko) 2024-04-17
CN110052955B (zh) 2022-08-12
TW201933463A (zh) 2019-08-16
TWI804554B (zh) 2023-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3925580B2 (ja) ウェーハ加工装置および加工方法
WO2011102078A1 (ja) 研磨ヘッド及び研磨装置
US11969856B2 (en) Wafer manufacturing method and wafer
KR20090029270A (ko) 양면 연마 장치용 캐리어 및 이를 이용한 양면 연마 장치 및 양면 연마 방법
JP2007096015A (ja) 半導体ウェーハの両頭研削装置、静圧パッドおよびこれを用いた両頭研削方法
KR102004705B1 (ko) 양면 연마 방법
JP2009302409A (ja) 半導体ウェーハの製造方法
TWI608897B (zh) Monolithic lapping method for semiconductor wafer and monolithic lapping device for semiconductor wafer
JP6870623B2 (ja) キャリアの製造方法及びウェーハの両面研磨方法
JP2013116508A (ja) 両面研磨装置用キャリア及びこれを用いた両面研磨装置並びに両面研磨方法
JP5870960B2 (ja) ワークの研磨装置
KR20160071366A (ko) 연마용 발포 우레탄 패드의 드레싱 장치
JP5381304B2 (ja) シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法
JP6471686B2 (ja) シリコンウェーハの面取り方法、シリコンウェーハの製造方法およびシリコンウェーハ
JP5282440B2 (ja) 評価用ウェーハ及び両面研磨の研磨代の評価方法
JP2016159384A (ja) 研磨装置及び研磨方法
JP7099614B1 (ja) テンプレートアセンブリ、研磨ヘッド及びウェーハの研磨方法
JP7363978B1 (ja) ウェーハ研磨条件の決定方法、ウェーハの製造方法およびウェーハ片面研磨システム
JP7388324B2 (ja) ウェーハの片面研磨方法、ウェーハの製造方法、およびウェーハの片面研磨装置
JP2023159656A (ja) ウェーハの両面研磨方法
JP2023158771A (ja) 両面研磨用キャリア及びこれを用いたシリコンウェーハの両面研磨方法及び装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191209

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201201

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201130

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210125

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210316

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210329

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6870623

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250