JP3118319B2 - ウエーハ研磨用固定板 - Google Patents

ウエーハ研磨用固定板

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JP3118319B2
JP3118319B2 JP04172826A JP17282692A JP3118319B2 JP 3118319 B2 JP3118319 B2 JP 3118319B2 JP 04172826 A JP04172826 A JP 04172826A JP 17282692 A JP17282692 A JP 17282692A JP 3118319 B2 JP3118319 B2 JP 3118319B2
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浩昌 橋本
文夫 鈴木
好一 田中
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Shin Etsu Handotai Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/02Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine for mounting on a work-table, tool-slide, or analogous part
    • B23Q3/06Work-clamping means
    • B23Q3/08Work-clamping means other than mechanically-actuated

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ウエーハを吸着保持し
て、これを回転させながら研磨布に押圧し、ウエーハを
研磨する研磨機用のウエーハ研磨用固定板に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の半導体デバイスの高集積化に伴っ
て、半導体ウエーハ(以下、単にウエーハと称す)には
高平坦度が要求されるが、該ウエーハを高精度に研磨す
るためには、これを吸着保持する固定板に対して、高剛
性及び高平担度が要求される。
【0003】而して、従来、図4(a)に示すように、
固定板11の本体12は剛性の高いセラミックで構成さ
れ、ウエーハ背面の保護のために、本体12のウエーハ
吸着面には硬質樹脂が塗布されて硬質樹脂層14が形成
されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4
(a)に示すように、ウエーハWの背面(固定板に吸着
される面)には微小な凹凸(図示例では、凸部16)が
存在しており、斯かるウエーハWを図4(b)に示すよ
うに剛性の高い固定板11に吸着させると、該ウエーハ
Wは弾性変形し、その背面側の凸部16がそのまま同ウ
エーハWの研磨面側に転写されて凸部16aとなって現
われる。
【0005】そして、図4(b)に示す状態のままで固
定板11に吸着保持されたウエーハWを回転させなが
ら、これを研磨布17に押圧して、該ウエーハWの斜線
で示す研磨代分だけ研磨によって除去し、研磨終了後に
ウエーハWを固定板11から取り外せば、図4(c)に
示すように、ウエーハWの背面側の凸部16は弾性によ
って復元するため、ウエーハWの研磨面の凸部16に対
応する位置には凹部16bが形成され、該ウエーハWの
平担度を高く保つことができない。
【0006】そこで、図5(a)に示すように、固定板
21のウエーハ吸着面に軟質樹脂層23を形成すること
が提案される。この場合は、図5(b)に示すようにウ
エーハWを固定板21に吸着させたとき、該ウエーハW
の背面側の凸部26は軟質樹脂層23の弾性変形によっ
て吸収されるため、ウエーハWの研磨面側には背面側の
凸部26の影響は現われない。
【0007】しかしながら、上記構成によれば、軟質樹
脂層23は剛性が低いために、図5(a)に示すよう
に、その表面を高平担に加工することが困難であり、ウ
エーハWを吸着する前の状態においてその表面にはうね
りが存在する。従って、図5(b)に示すように、ウエ
ーハWを固定板21に吸着させれば、ウエーハWは弾性
変形して軟質樹脂層23のうねりに沿って密着する。そ
して、この状態で固定板21によりウエーハWを回転さ
せながら、これを研磨布27に押圧して該ウエーハWを
図の斜線にて示す研磨代分だけ研磨して除去し、研磨終
了後にウエーハWを固定板21から取り外せば、図5
(c)に示すように、ウエーハWの背面は弾性によって
元の平面に復元するが、同ウエーハWの研磨面には軟質
樹脂層23に存在しているうねりが転写されて、ウエー
ハWの平担度が悪くなってしまう。
【0008】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、研磨面に微小凹凸の無い高平
担度ウエーハを得ることを可能ならしめるウエーハ研磨
用固定板を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明は、ウエーハを吸着保持して、これを回転させなが
ら研磨布に押圧し、ウエーハを研磨する研磨機用のウエ
ーハ固定板であって、同固定板の本体のウエーハ吸着面
に軟質樹脂層を形成し、その上に硬質樹脂層を形成して
成り、該硬質樹脂層のヤング率は3000Kgf/cm
より大きく、かつ前記ウエーハのヤング率より小さ
く、前記軟質樹脂層のヤング率は3000Kgf/cm
より小さいことを特徴とするウエーハ研磨用固定板で
ある。
【0010】
【作用】本発明に係る固定板においては、そのウエーハ
吸着面(最外層)は剛性の高い硬質樹脂層で構成される
ため、該固定板のウエーハ面は高平担に加工され得る。
而して、背面(固定板に吸着される面)に微小凹凸が存
在するウエーハを固定板で吸着すると、該ウエーハの背
面側の凹凸は硬質樹脂層の変形を介して軟質樹脂層の弾
性変形によって吸収されるため、ウエーハの研磨面に背
面側の凹凸の影響が現われることがない。又、前述のよ
うに、固定板のウエーハ面には高平担度が確保されてい
るため、ウエーハにうねり等の変形が生じることがな
く、ウエーハは殆んど無歪状態で吸着されることにな
る。
【0011】従って、ウエーハの研磨加工後に該ウエー
ハを固定板から取り外しても、研磨終了後のウエーハに
変形が生じず、該ウエーハには高い平坦度が確保され
る。
【0012】
【実施例】以下に本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。
【0013】図1は本発明に係るウエーハ研磨用固定板
の側面図、図2の(a),(b),(c)は吸着前、研
磨中、研磨後のウエーハの状態を示す説明図である。
【0014】本発明に係るウエーハ研磨用固定板1は、
円柱状の本体2を有しており、該本体2は剛性の高いセ
ラミックで構成されている。
【0015】そして、上記本体2の吸着面(ウエーハW
を吸着する面)には、ポリウレタン系、ポリサルファイ
ド系、シリコーン系、変性シリコーン系、変性エポキシ
等の軟質樹脂が塗布されて弾性に富んだ(ヤング率:
約1800Kgf/cm)軟質樹脂層3が形成されて
おり、該軟質樹脂層3の上には、エポキシ系、フェノー
ル系、ポリイミド系等の硬質樹脂が塗布されて剛性の高
い(ヤング率:約6100Kgf/cm)硬質樹脂層
4が形成されている。尚、硬質樹脂と軟質樹脂の区分け
に関して明確な境界はないが、本発明においてはヤング
率を3000Kgf/cm を境とし、それよりも小さ
いヤング率を有するものは軟質樹脂とし、それより大き
いヤング率を有するものは硬質樹脂としている。但し、
軟質樹脂層3と硬質樹脂層4のそれぞれのヤング率の値
の組み合わせは、これら樹脂層3,4の厚さ、ウエーハ
Wの吸着面の突起の大きさ、研磨圧力、その他の要因に
よって変化するため、硬質樹脂と軟質樹脂の区分けは常
に前記ヤング率(3000Kgf/cm)を境になさ
れるとは限らない。
【0016】以上のように、本実施例に係る固定板1に
おいては、本体2の吸着面(下面)にヤング率の異なる
軟質樹脂層3と硬質樹脂層4の2層が形成されており、
該固定板1には複数の真空孔5が縦方向(上下方向)に
貫設されている。尚、本体2には、軟質樹脂層3と硬質
樹脂層4が塗布される以前に真空孔5が予め形成されて
おり、本体2に軟質樹脂層3と硬質樹脂層4が塗布され
た後には、これらが硬化する前に真空孔5が吸引されて
該真空孔5が樹脂層3,4によって閉塞されるのが防が
れる。
【0017】而して、ウエーハWの吸着前においては、
図2(a)に示すように、剛性の低い軟質樹脂層3の面
(硬質樹脂層4との接合面)の平坦度が悪く、これにう
ねりが生じていても、その上には剛性の高い硬質樹脂層
4が形成されているため、ウエーハWが密着される面
(吸着面)となる硬質樹脂層4の外表面(露出面)の平
坦度は高く保たれる。この硬質樹脂層4の外表面の高平
坦度は、硬質樹脂層4が硬化した後、その表面を研磨す
ることによって得られる。
【0018】ここで、固定板1をこれに穿設された前記
真空孔5を介して真空引きすると、該固定板1の吸着面
(硬質樹脂層4の外表面)に負圧が発生し、ウエーハW
は図2(b)に示すように固定板1の吸着面に真空吸着
される。このとき、ウエーハWの背面(固定板1に吸着
される面)に図示のように微小な凸部6が存在しても、
該凸部6は硬質樹脂層4の変形を介して軟質樹脂層3の
弾性変形によって吸収されるため、ウエーハWの研磨面
(図中、下面)に背面側の凸部6の影響が現われること
がない。又、前述のように、固定板1のウエーハ吸着面
(硬質樹脂層4の外表面)は高平担度が確保され、しか
も、ウエーハWに対し軟質樹脂層3のうねり等の変形の
影響が及ばないため、ウエーハWは殆んど無歪状態で吸
着されることになる。
【0019】従って、図2(b)に示すようにウエーハ
Wを固定板1で吸着したまま該固定板1でウエーハWを
回転させながら、これを研磨布7に押圧して該ウエーハ
Wを図の斜線にて示す研磨代分だけ研磨して除去し、研
磨終了後にウエーハWを固定板1から取り外しても、図
2(c)に示すように、研磨終了後のウエーハWに変形
が生じず、該ウエーハWには高い平坦度が確保され、そ
の研磨面に微小凹凸やうねりを生じることがない。
【0020】尚、ここで樹脂層のヤング率の測定方法を
図3に基づいて説明する。
【0021】先ず、直径125mmφ、厚さ15mmの
アルミニウム合金製の円板8の表面上に、樹脂を直径1
0mmφ、厚さ5mmに塗布し、該樹脂が硬化した後、
その表面をラップ処理してサンプルSを形成する。
【0022】その後、図示のように円板8をサンプルS
と共に測定用定盤9上にセットし、ウェイト10によっ
て最初は300gf/cm2 の圧力を1分間だけサンプ
ルSに作用させ、そのときのサンプルSの厚さT1 を測
定する。次に、同様にして1800gf/cm2 の圧力
を1分間だけ作用させ、そのときのサンプルSの厚さT
2 を測定する。
【0023】而して、サンプルSのヤング率E(Kgf
/cm2 )は次式:
【0024】
【数1】 E=(1.8−0.3)÷(T1 −T2 )/T1 によって算出される。
【0025】
【発明の効果】以上の説明で明らかな如く、本発明によ
れば、ウエーハを吸着保持して、これを回転させながら
研磨布に押圧し、ウエーハを研磨する研磨機用のウエー
ハ固定板であって、同固定板の本体のウエーハ吸着面に
軟質樹脂層を形成し、その上に硬質樹脂層を形成して成
り、該硬質樹脂層のヤング率は3000Kgf/cm
より大きく、かつ前記ウエーハのヤング率より小さく、
前記軟質樹脂層のヤング率は3000Kgf/cm
り小さいことを特徴とするウエーハ研磨用固定板によ
り、研磨面に微小凹凸の無い高平坦度ウエーハを得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るウエーハ研磨用固定板の側面図で
ある。
【図2】(a),(b),(c)は本発明に係るウエー
ハ研磨用固定板を用いた場合の吸着前、研磨中、研磨後
のウエーハの状態を示す説明図である。
【図3】ヤング率の測定方法を示す説明図である。
【図4】(a),(b),(c)は従来のウエーハ研磨
用固定板を用いた場合の吸着前、研磨中、研磨後のウエ
ーハの状態を示す説明図である。
【図5】(a),(b),(c)は従来のウエーハ研磨
用固定板を用いた場合の吸着前、研磨中、研磨後のウエ
ーハの状態を示す説明図である。
【符号の説明】
1 ウエーハ研磨用固定板 2 固定板本体 3 軟質樹脂層 4 硬質樹脂層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 文夫 福島県西白河郡西郷村大字小田倉字大平 150番地信越半導体株式会社 半導体白 河研究所内 (72)発明者 田中 好一 福島県西白河郡西郷村大字小田倉字大平 150番地信越半導体株式会社 半導体白 河研究所内 (56)参考文献 実開 昭61−89410(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウエーハを吸着保持して、これを回転さ
    せながら研磨布に押圧し、ウエーハを研磨する研磨機用
    のウエーハ固定板であって、同固定板の本体のウエーハ
    吸着面に軟質樹脂層を形成し、その上に硬質樹脂層を形
    成して成り、該硬質樹脂層のヤング率は3000Kgf
    /cm より大きく、かつ前記ウエーハのヤング率より
    小さく、前記軟質樹脂層のヤング率は3000Kgf/
    cm より小さいことを特徴とするウエーハ研磨用固定
    板。
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