JP2023158771A - 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 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐摩耗性の向上により長寿命化を図ることが可能な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を提供する。【解決手段】本発明による両面研磨用キャリア１０は、シリコンウェーハを両面研磨する際にシリコンウェーハを保持するための部材であって、繊維基材を含む樹脂積層板からなる略円盤状のキャリア本体１１と、キャリア本体１１に形成されたウェーハ保持孔１２とを備えている。キャリア本体１１の主面の繊維露出率は５０％未満である。【選択図】図３
Description
本発明は、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に関する。
半導体デバイスの基板材料としてシリコンウェーハが広く用いられている。シリコンウェーハは、シリコン単結晶インゴットに外周研削、スライス、ラッピング、エッチング、両面研磨、片面研磨、洗浄等の工程を順次行うことにより製造される。このうち、両面研磨工程は、ウェーハを所定の厚みに加工すると共にウェーハの平坦度を高めるために必要な工程であり、ウェーハの両面を同時に研磨する両面研磨装置を用いて行われる。
両面研磨装置では研磨中にウェーハを保持する両面研磨用キャリアが使用される。両面研磨用キャリアの素材としては、金属製キャリアと樹脂製キャリアがある。金属製キャリアは耐摩耗性が高いため寿命が長いが、ウェーハ端面の傷や金属成分の溶融といった問題がある。樹脂製キャリアはウェーハ端面の傷や金属成分の溶融はないが、耐摩耗性が低く寿命が短いという問題がある。
特許文献１には、樹脂製の両面研磨用キャリアを用いてシリコンウェーハを保持しながら両面研磨する方法が記載されている。両面研磨用キャリアは、親水性の繊維基材に樹脂を含侵させた樹脂積層板からなり、研磨布と接触する表裏面の純水に対する接触角の平均値が４５°以上６０°以下である。また繊維基材の表面露出率は５０％以上である。特許文献１に記載の樹脂製キャリアによれば、シリコンウェーハの研磨レートを向上させることができる。
また特許文献２には、両面研磨機にキャリアを投入してウェーハを実際に加工する前に、ウェーハ研磨用の装置とは別装置を用いて、砥粒入りのスラリーを用いた一次研磨と、砥粒を含まないスラリーを用いた二次研磨からなる２段階のキャリア研磨（前処理）を実施することが記載されている。
しかしながら、特許文献１に記載された従来の両面研磨用キャリアは、繊維基材の表面露出率が５０％以上と高いため、研磨レートは上がったとしてもキャリアの摩耗が早く、キャリアを交換する頻度が増加して生産コストが高くなるという問題がある。また、一般的に、ウェーハの平坦度品質のバラつきはキャリア交換直後が最も大きくなるため、キャリアの交換頻度が高いほど所望の平坦度品質を満たさないウェーハの枚数が増加する。さらに、ガラス繊維基材を含む樹脂製キャリアにおいては、ガラス繊維の摩耗片によってウェーハの表面にスクラッチが発生する確率が高くなる。
したがって、本発明の目的は、耐摩耗性の向上により長寿命化を図ることが可能な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を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明による両面研磨用キャリアは、シリコンウェーハを両面研磨する際に前記シリコンウェーハを保持する両面研磨用キャリアであって、繊維基材を含む樹脂積層板からなる略円盤状のキャリア本体と、前記キャリア本体に形成されたウェーハ保持孔とを備え、前記キャリア本体の主面の繊維露出率が５０％未満であることを特徴とする。
本発明によれば、キャリア本体の主面の繊維露出率を５０％未満にすることで耐摩耗性の向上を図ることができる。したがって、キャリアの交換頻度の減少による生産性の向上並びに所望の平坦度品質を満足するシリコンウェーハの歩留まりの向上を図ることができる。
本発明において、前記キャリア本体の平坦度は５μｍ以下であることが好ましい。このように、平坦度が５μｍ以下且つ繊維露出率が５０％未満のキャリアを用いることにより、キャリアの耐摩耗性を確保しながらウェーハの平坦度品質を高めることができる。
本発明において、前記キャリア本体の厚みは前記シリコンウェーハの研磨前厚みよりも薄く且つ厚み差が５～２０μｍであることが好ましい。両面研磨工程でキャリアを繰り返し使用することにより、キャリアの厚みが徐々に減少し、シリコンウェーハの研磨前厚みとキャリアの厚みとの差が５～２０μｍの範囲内で変化した場合でも、キャリアの繊維露出率は５０％未満に維持されているので、キャリアの摩耗速度の急激な増加を防止することができる。
前記樹脂積層板は、前記繊維基材に樹脂を含侵させた複合シート材を複数枚重ねた多層構造を有し、前記樹脂は、エポキシ、フェノール又はアラミドであり、前記繊維基材は、ガラス繊維織布又はカーボン繊維織布であり、前記多層構造は３層以上であることが好ましい。
また、本発明によるシリコンウェーハの両面研磨方法は、両面研磨用キャリアを用意するステップと、研磨布がそれぞれ貼付された上定盤と下定盤との間に配設された前記両面研磨用キャリアにシリコンウェーハを装填した後、前記上定盤と前記下定盤との間にスラリーを供給しながら前記上定盤と前記下定盤をそれぞれ回転させて前記シリコンウェーハを両面研磨するステップとを備え、前記両面研磨用キャリアは、繊維基材を含む樹脂積層板からなる略円盤状のキャリア本体と、前記キャリア本体に形成されたウェーハ保持孔とを備え、前記キャリア本体の主面の繊維露出率が５０％未満であることを特徴とする。
本発明によれば、繊維露出率の増加によるキャリアの摩耗速度の急激な増加を防止してキャリアの長寿命化を図ることができる。したがって、キャリアの交換頻度の減少による生産性の向上並びに所望の平坦度品質を満足するシリコンウェーハの歩留まりの向上を図ることができる。
本発明によるシリコンウェーハの両面研磨方法は、前記シリコンウェーハを両面研磨するステップの前に、前記キャリア本体の平坦度が５μｍ以下且つ前記繊維露出率が５０％未満となるように前記両面研磨用キャリアを予備研磨するステップをさらに備えることが好ましい。このように、平坦度が５μｍ以下且つ繊維露出率が５０％未満のキャリアを用いることにより、キャリアの耐摩耗性を確保しながらウェーハの平坦度品質を高めることができる。
本発明において、前記両面研磨用キャリアを予備研磨するステップは、前記シリコンウェーハの研磨前厚みよりも薄く且つ厚み差が５～１０μｍとなるように前記キャリア本体の厚みを調整することが好ましい。さらに、前記シリコンウェーハを両面研磨するステップは、前記シリコンウェーハの研磨前厚みとの厚み差が２０μｍ以下の範囲で前記両面研磨用キャリアを使用することが好ましい。両面研磨工程でキャリアを繰り返し使用することにより、キャリアの厚みが徐々に減少し、シリコンウェーハの研磨前厚みとキャリアの厚みとの差が５～２０μｍの範囲内で変化した場合でも、キャリアの繊維露出率は５０％未満に維持されているので、キャリアの摩耗速度の急激な増加を防止することができる。
また、本発明による両面研磨装置は、研磨布がそれぞれ貼付された上定盤及び下定盤と、前記上定盤と前記下定盤との間に配設されるシリコンウェーハを保持する両面研磨用キャリアとを備え、前記両面研磨用キャリアは、繊維基材を含む樹脂積層板からなる略円盤状のキャリア本体と、前記キャリア本体に形成されたウェーハ保持孔とを備え、前記キャリア本体の主面の繊維露出率が５０％未満であることを特徴とする。
本発明によれば、繊維露出率の増加によるキャリアの摩耗速度の急激な増加を防止してキャリアの長寿命化を図ることができる。したがって、キャリアの交換頻度の減少による生産性の向上並びに所望の平坦度品質を満足するシリコンウェーハの歩留まりの向上を図ることができる。
本発明によれば、耐摩耗性の向上により長寿命化を図ることが可能な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を提供することができる。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明の実施の形態による両面研磨装置の構成を示す図であって、図１は略断面図、図２は略平面図である。
図１及び図２に示すように、両面研磨装置１は、上下方向に対向して設けられた上定盤２及び下定盤３を備えており、この上定盤２及び下定盤３の研磨面には研磨布４がそれぞれ貼り付けられている。研磨布４としては、不織布にウレタン樹脂を含浸させたものや発泡ポリウレタンパッドを用いることができる。
上定盤２の上方には、上定盤２と下定盤３との間にスラリーを供給するためのスラリー供給装置５が設けられている。スラリー供給装置５は、上定盤２の貫通孔２ａに挿入されたノズル６からスラリーを供給する。スラリーとしては、コロイダルシリカを含有した無機アルカリ水溶液を用いることができる。
上定盤２と下定盤３との間の中心部にはサンギヤ７が設けられており、外周部にはインターナルギヤ８が設けられており、遊星歯車方式の両面研磨装置を構成している。上定盤２、下定盤３、サンギヤ７及びインターナルギヤ８は同じ回転中心軸を有しており、互いに独立に回転運動することができる。
上定盤２と下定盤３との間には複数（ここでは３つ）の両面研磨用キャリア１０（以下、単にキャリアという）が配置されている。各キャリア１０はサンギヤ７とインターナルギヤ８との間に配設されており、キャリア１０の外周歯はサンギヤ７及びインターナルギヤ８の両方と噛合している。上定盤２及び下定盤３が不図示の駆動源によって回転駆動されると、サンギヤ７及びインターナルギヤ８もこれらに連動して回転する。これにより、キャリア１０は上定盤２と下定盤３との間で自転しながらサンギヤ７の周りを公転する。このときシリコンウェーハＷはキャリア１０に設けられたウェーハ保持孔内に閉じ込められて保持されているので、上下の研磨布４によって両面が同時に研磨される。また研磨工程中はノズル６から貫通孔２ａを通じてスラリーが供給される。
図３は、キャリア１０の構成を示す略平面図である。
図３に示すように、キャリア１０は、略円盤状の外形を有するキャリア本体１１と、シリコンウェーハＷを保持するためのウェーハ保持孔１２（以下、単に保持孔という）と、キャリア本体１１の外周部に設けられた外周歯１３とを備えている。保持孔１２は、キャリア本体１１の一方の主面（表面又は上面）から他方の主面（裏面又は下面）まで貫通するように形成された円形の開口であり、保持孔１２の直径はシリコンウェーハＷの直径と略等しい。保持孔１２の中心位置はキャリア１０の中心位置からずれているので、保持孔１２内のシリコンウェーハＷはキャリア１０の回転時に偏心回転する。本実施形態においてキャリア１０に形成される保持孔１２の数は一つであるが、複数の保持孔１２が設けられてもよい。
図４は、キャリア１０を構成する樹脂積層板の断面構造を示す断面図である。
図４に示すように、両面研磨用キャリア１０のキャリア本体１１は、繊維基材２１に樹脂２２を含侵させてなる複合シート材２０（ＦＲＰシート）を複数枚重ね合わせた多層構造の樹脂積層板からなる。繊維基材２１としては、ガラス繊維織布、カーボン繊維織布などを用いることが好ましい。樹脂２２としては、エポキシ、フェノール、アラミドなどを用いることが好ましい。樹脂積層板は複合シート材２０を３層以上積層したものであることが好ましく、図示のように５層構造であることが特に好ましい。
本実施形態において、キャリア１０（キャリア本体１１）の主面の繊維露出率は５０％未満である。すなわち、両面研磨工程においては、繊維露出率が５０未満のキャリア１０が使用され、繊維露出率が５０％以上のキャリア１０は使用されない。繊維露出率が５０％以上になると、キャリアの耐摩耗性が急激に低下してキャリアの寿命が短くなるからである。
両面研磨工程で使用されるキャリア１０の繊維露出率は０％が理想的である。しかし、繊維露出率が０％のキャリア１０を常に使用することは極めて困難である。通常、樹脂積層板は、複数枚の複合シート材２０を熱プレスして一体化することにより作製される。熱プレス時には最表面の樹脂が流れ落ちてしまうため、繊維基材に対する樹脂の含侵量を増やしたとしても最表面の樹脂厚は増えない。
加えて、完成直後の新品未使用のキャリアは平坦度が悪いため、実際に使用する前には新品キャリアの予備研磨（前処理）が行われる（図５参照）。具体的には、加工対象のシリコンウェーハの研磨前厚みとの差が５～１０μｍ、キャリアの平坦度が５μｍ以下となるように予備研磨が行われる。このような前処理を行うと、キャリア１０の主面に繊維基材２１が必ず露出することになり、取り代によっては繊維露出率が５０％以上になることも考えられる。繊維露出率が５０％以上になると、キャリアの摩耗速度が急激に増加し、キャリアの寿命が短くなる。
しかし、本実施形態においては、両面研磨工程で使用するキャリアの主面の繊維露出率を５０％未満に維持し、一度も使用されていない未使用のキャリアを予備研磨する際には、予備研磨直後はもちろんのこと、キャリアを繰り返し使用して厚み下限値に到達したときにも５０％未満の繊維露出率が維持されるように取り代を調整するので、キャリアの耐摩耗性を向上させて長寿命化を図ることができる。
図６は、本発明の実施の形態によるシリコンウェーハの両面研磨方法を示すフローチャートである。
図６に示すように、本実施形態によるシリコンウェーハの両面研磨方法では、まず未使用のキャリア１０を用意する（ステップＳ１）。上記のように、キャリア１０は、複数枚（例えば５枚）の複合シート材２０を熱プレスして樹脂積層板を形成した後、保持孔１２及び外周歯１３を含む所定の形状に打ち抜き加工することにより作製される。
次に、キャリア１０の厚みの調整及び平坦度の向上を図るため、キャリアの予備研磨（前処理）を実施する（ステップＳ２）。キャリアの予備研磨では、ウェーハ研磨用の装置とは別装置を用いて、砥粒入りのスラリーを用いたキャリア研磨を実施する。またキャリアの予備研磨では、繊維露出率が５０％未満となるように研磨の取り代が設定される。例えば、ウェーハの研磨前厚み（例えば７８５μｍ）よりも５～１０μｍ薄い所定の厚み（厚み上限値）となるように研磨の取り代を設定して研磨加工を実施する。これにより、１セット内のキャリアの平坦度が５μｍ以下に調整されると共に、繊維露出率が５０％未満のキャリアが得られる。１セット内のキャリアの平坦度が５μｍ以下となるためには、個々のキャリアの平坦度も５μｍ以下であることは言うまでもない。
次に、予備研磨後のキャリア１０を用いて実際にシリコンウェーハＷの両面研磨工程を実施する（ステップＳ３）。加工対象のシリコンウェーハは、目標厚み及び平坦度となるように両面研磨される。研磨加工が終了すると、シリコンウェーハＷはキャリアから取り出され、次の加工工程（片面研磨工程）に送られる。
キャリア１０は再利用可能であり、所定の厚み下限値となるまで繰り返し使用される（ステップＳ４Ｎ、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ３）。キャリアを両面研磨工程で使用するとキャリアの厚みも減少し、ウェーハの研磨を繰り返すことによりキャリア自身も摩耗していく。特に、樹脂製キャリアは金属製キャリアと比べて摩耗が激しいため、繰り返し使用できる回数が少なく、生産性の低下につながる。
ウェーハＷを両面研磨するためにはウェーハＷよりも薄いキャリア１０を使用する必要があるが、ウェーハＷの目標厚みに対して非常に薄いキャリア１０を使用した場合には、ウェーハの所望の平坦度を確保することができない。そのため、両面研磨工程で使用可能なキャリアの厚みの下限値がウェーハの目標厚み付近に規定されており、下限値以下の薄いキャリアは使用対象から除外（廃棄）される（ステップＳ４Ｙ、Ｓ７）。キャリアの厚み下限値は、例えばウェーハの研磨前厚み（例えば７８５μｍ）マイナス２０μｍに設定される。
さらに、キャリアの主面の繊維露出率が５０％以上のキャリアも継続使用の対象から除外される（ステップＳ５Ｙ、Ｓ７）。通常、キャリアの繊維露出率は使用回数と共に増加し、繊維露出率が５０％以上のキャリアの摩耗速度は非常に早くなる。また、ガラス繊維の摩耗片の増加によってウェーハの表面にスクラッチが発生する確率が大幅に増加する。しかし、本実施形態によるキャリアは、所定の厚み上限値から厚み下限値に到達するまで繰り返し使用しても繊維露出率が常に５０％未満となるように形成されているため、キャリアの摩耗速度の増加を抑えて長寿命化を図ることができる。また、ウェーハの表面にスクラッチが発生する確率を低減することができる。
以上説明したように、本実施形態によるシリコンウェーハの両面研磨方法は、樹脂積層板からなる両面研磨用キャリアを使用してシリコンウェーハを両面研磨すると共に、キャリアの主面の繊維露出率が５０％未満であるので、耐摩耗性の向上によるキャリアの長寿命化を図ることができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
例えば、上記実施形態においては、３枚の樹脂製キャリアを装填可能な両面研磨装置を例に挙げたが、両面研磨装置の構成は特に限定されず、樹脂製キャリアを使用可能な種々の装置を用いることができる。またキャリアに装填可能なウェーハの枚数やキャリアの形状も特に限定されない。
＜キャリアの平坦度とウェーハの平坦度品質との関係＞
キャリアの平坦度がウェーハの平坦度品質に与える影響を評価した。両面研磨装置としては、直径５００ｍｍのキャリアを５枚装填可能なものを用いた。キャリアは単一のウェーハ保持孔を有し、直径３００ｍｍのウェーハを１枚装填可能である。ウェーハとしては直径３００ｍｍのｐ型シリコン単結晶ウェーハを用いた。研磨パッドは砥粒を含まないウレタン製研磨パッドを用いた。スラリーは、粒径が６０～１１０ｎｍのシリカ砥粒を含むｐＨが１１～１２の無機アルカリ水溶液を用いた。
キャリアの平坦度がウェーハの平坦度品質に与える影響を評価した。両面研磨装置としては、直径５００ｍｍのキャリアを５枚装填可能なものを用いた。キャリアは単一のウェーハ保持孔を有し、直径３００ｍｍのウェーハを１枚装填可能である。ウェーハとしては直径３００ｍｍのｐ型シリコン単結晶ウェーハを用いた。研磨パッドは砥粒を含まないウレタン製研磨パッドを用いた。スラリーは、粒径が６０～１１０ｎｍのシリカ砥粒を含むｐＨが１１～１２の無機アルカリ水溶液を用いた。
作製したキャリアは事前に予備研磨を行った後、レーザー変位計を用いてキャリアの厚み測定を行い、１バッチ内のキャリアの平坦度を求めた。１バッチ内のキャリアの平坦度は、キャリアの保持孔中心から上下左右の四方向におけるキャリアの保持孔の中心から１．０１ｒ（ｍｍ）離れた位置を測定点とした。
キャリアの平坦度の算出方法を図７に示す。保持孔の中心Ｃからキャリアの中心に向かう方向を基準方位（θ＝０°）とし、θ＝０°、９０°、１８０°、２７０°の四方向における、外周近傍の４点の厚み測定値Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４をそれぞれ求めた。保持孔１２の中心Ｃから厚みの測定点までの距離は１．０１ｒ（ｍｍ）とした。ｒはウェーハ保持孔の半径である。
５枚のキャリアの各々から４点ずつ得られた合計２０点の測定値の中での最大値Ｘｍａｘと最小値Ｘｍｉｎとの差ΔＸ＝Ｘｍａｘ－Ｘｍｉｎを１バッチ内のキャリアの平坦度（μｍ）とした。
続いて、両面研磨後のシリコンウェーハのＥＳＦＱＲ（Edge Site flatness Front reference least sQuare Range）を測定した。平坦度が悪化しやすいウェーハのエッジに注目した平坦度の評価指標（サイトフラットネス）であり、エッジロールオフの大きさを示すものである。ウェーハのエッジの平坦度は、ウェーハの最外周から例えば２～３２ｍｍの範囲（セクタ長３０ｍｍ）に設定されたリング状の外周領域を周方向にさらに均等に分割して得られる単位領域（サイト）ごとに求められる。ＥＳＦＱＲの測定にはウェーハ平坦度測定装置（KLA-Tencor社製Wafer Sight）を用いた。測定条件としては、測定範囲を２９６ｍｍ（最外周２ｍｍ除外）とし、エッジサイト測定ではセクタ数（サイト数）を７２とし、セクタ長を３０ｍｍとした。キャリアの平坦度と研磨後のウェーハのＥＳＦＱＲとの関係を図８のグラフに示す。なおＥＳＦＱＲは１バッチ内の５枚のウェーハの測定値の平均値である。
図８に示すように、キャリアの平坦度が５μｍよりも大きくなるとウェーハのＥＳＦＱＲが急激に悪化することが分かる。これは、１バッチ内のキャリアの厚みばらつき（平坦度）が大きいことにより、１バッチ内のウェーハの研磨状態にばらつきが生じるためと考えられる。
＜キャリアの繊維露出率とキャリア摩耗速度との関係＞
次に、キャリアの主面の繊維露出率がキャリア摩耗速度に与える影響を評価した。キャリアの材料としては、ガラスクロス基材にエポキシ樹脂を含侵させたシート材を５枚重ねた５層構造の樹脂積層板を用いて構成した。
次に、キャリアの主面の繊維露出率がキャリア摩耗速度に与える影響を評価した。キャリアの材料としては、ガラスクロス基材にエポキシ樹脂を含侵させたシート材を５枚重ねた５層構造の樹脂積層板を用いて構成した。
キャリアの主面の繊維露出率は、キャリアのウェーハ保持孔の外周端から５０ｍｍ以内の外周部領域から無作為に選んだ１０箇所を観察箇所とし、各観察箇所でＣＣＤ顕微鏡画像を撮影し、撮影画像を二値化処理して繊維部分の面積比を算出した。図９（ａ）及び（ｂ）にキャリア表面のＣＣＤ顕微鏡画像の一例を示す。図９（ａ）は二値化処理前の画像、図９（ｂ）は二値化処理後の画像を示している。各測定箇所の画像サイズは２．８×２．１（ｍｍ）である。キャリア表面の繊維露出率の調整は、キャリアの厚みや平坦度を整えるためにキャリアを予備研磨する工程において取り代を調整することにより行った。
キャリア摩耗速度は、キャリア厚みより少し薄いダミーシリコンウェーハを装填した上で、コロイダルシリカ含有のシリコンウェーハ研磨用スラリーを用いてキャリアを両面研磨し、このときのキャリアの厚みの単位時間当たりの減少量（研磨前後における厚み差）から算出した。その結果を図１０に示す。図１０のグラフにおいて、縦軸のキャリア摩耗速度は、繊維露出率が９０％のときの値を基準値１００としたときの相対値である。
図１０から明らかなように、繊維露出率が４２％以下のときにはキャリア摩耗速度が２７以下と低いが、繊維露出率が５０％前後のときにキャリア摩耗速度が急速に増加し、繊維露出率が６０％以上のときにはキャリア摩耗速度が約１００近くになることが分かる。逆に、キャリア摩耗速度は繊維露出率が６０％を下回るところから急激に低下し、繊維露出率が５０％のときのキャリア摩耗速度は繊維露出率が９０％のときのキャリア摩耗速度の半分以下となることが分かる。このように、繊維露出率が５０％以上になるとキャリアが摩耗しやすくなる理由は、アルカリ性の高い研磨用スラリーによってキャリアの表面に露出しているガラス繊維部分の腐食が進行するからと考えられる。
＜キャリアの繊維露出率とウェーハ処理枚数との関係＞
あるウェーハの厚み及び平坦度規格を考慮して設定されたキャリアの厚み規格の上限から下限までキャリアを繰り返し使用したときのウェーハの処理枚数を評価した。その結果を図１１に示す。
あるウェーハの厚み及び平坦度規格を考慮して設定されたキャリアの厚み規格の上限から下限までキャリアを繰り返し使用したときのウェーハの処理枚数を評価した。その結果を図１１に示す。
図１１から明らかなように、繊維露出率が４２％以下のキャリアの場合、ウェーハの処理枚数は４００前後であるが、繊維露出率が４８％のときのウェーハの処理枚数は２５０まで低下し、さらに繊維露出率が６０％以上のときにはウェーハの処理枚数が１００程度まで低下した。
キャリアの繊維露出率は上記のようにキャリアの摩耗速度に影響を与えることから、繊維露出率を５０％未満に維持することが望ましく、これによりキャリアの寿命を延ばすことができることが確認できた。
１ 両面研磨装置
２ 上定盤
２ａ 貫通孔
３ 下定盤
４ 研磨布
５ スラリー供給装置
６ ノズル
７ サンギヤ
８ インターナルギヤ
１０ 両面研磨用キャリア
１１ キャリア本体
１２ ウェーハ保持孔
１３ 外周歯
２０ 複合シート材
２０ａ 複合シート材
２０ｂ 複合シート材
２１ 繊維基材
２２ 樹脂
Ｗ シリコンウェーハ
２ 上定盤
２ａ 貫通孔
３ 下定盤
４ 研磨布
５ スラリー供給装置
６ ノズル
７ サンギヤ
８ インターナルギヤ
１０ 両面研磨用キャリア
１１ キャリア本体
１２ ウェーハ保持孔
１３ 外周歯
２０ 複合シート材
２０ａ 複合シート材
２０ｂ 複合シート材
２１ 繊維基材
２２ 樹脂
Ｗ シリコンウェーハ
Claims (9)
- シリコンウェーハを両面研磨する際に前記シリコンウェーハを保持する両面研磨用キャリアであって、
繊維基材を含む樹脂積層板からなる略円盤状のキャリア本体と、
前記キャリア本体に形成されたウェーハ保持孔とを備え、
前記キャリア本体の主面の繊維露出率が５０％未満であることを特徴とする両面研磨用キャリア。 - 前記キャリア本体の平坦度が５μｍ以下である、請求項１に記載の両面研磨用キャリア。
- 前記キャリア本体の厚みが前記シリコンウェーハの研磨前厚みよりも薄く且つ厚み差が５～２０μｍである、請求項２に記載の両面研磨用キャリア。
- 前記樹脂積層板は、前記繊維基材に樹脂を含侵させた複合シート材を複数枚重ねた多層構造を有し、
前記樹脂は、エポキシ、フェノール又はアラミドであり、
前記繊維基材は、ガラス繊維織布又はカーボン繊維織布であり、
前記多層構造は３層以上である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の両面研磨用キャリア。 - 両面研磨用キャリアを用意するステップと、
研磨布がそれぞれ貼付された上定盤と下定盤との間に配設された前記両面研磨用キャリアにシリコンウェーハを装填した後、前記上定盤と前記下定盤との間にスラリーを供給しながら前記上定盤と前記下定盤をそれぞれ回転させて前記シリコンウェーハを両面研磨するステップとを備え、
前記両面研磨用キャリアは、
繊維基材を含む樹脂積層板からなる略円盤状のキャリア本体と、
前記キャリア本体に形成されたウェーハ保持孔とを備え、前記キャリア本体の主面の繊維露出率が５０％未満であることを特徴とするシリコンウェーハの両面研磨方法。 - 前記シリコンウェーハを両面研磨するステップの前に、前記キャリア本体の平坦度が５μｍ以下且つ前記繊維露出率が５０％未満となるように前記両面研磨用キャリアを予備研磨するステップをさらに備える、請求項５に記載の両面研磨方法。
- 前記両面研磨用キャリアを予備研磨するステップは、前記シリコンウェーハの研磨前厚みよりも薄く且つ厚み差が５～１０μｍとなるように前記キャリア本体の厚みを調整する、請求項６に記載の両面研磨方法。
- 前記シリコンウェーハを両面研磨するステップは、前記シリコンウェーハの研磨前厚みとの厚み差が２０μｍ以下の範囲で前記両面研磨用キャリアを使用する、請求項７に記載の両面研磨方法。
- 研磨布がそれぞれ貼付された上定盤及び下定盤と、
前記上定盤と前記下定盤との間に配設されるシリコンウェーハを保持する両面研磨用キャリアとを備え、
前記両面研磨用キャリアは、
繊維基材を含む樹脂積層板からなる略円盤状のキャリア本体と、
前記キャリア本体に形成されたウェーハ保持孔とを備え、
前記キャリア本体の主面の繊維露出率が５０％未満であることを特徴とする両面研磨装置。
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