JP4159029B2 - セラミックス製プレート - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェーハ製造工程の一つである、ウェーハ鏡面研磨工程において、ウェーハを貼り付けて使用するセラミックス製プレートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体用基板として用いるウェーハを製造する工程において、加工歪層がなく汚れもないウェーハ表面を得るために鏡面に研磨する工程がある。このウェーハを鏡面研磨する工程では、プレートにウェーハを貼り付け、そのプレートはウェーハが貼り付けられた面を下にして研磨機に取付けられる。研磨機には、取付けたプレートと対向する位置に、研磨布を貼り付けた定盤がある。
【０００３】
ウェーハを貼り付けるプレートには、セラミックスが多用されている。セラミックスは、高剛性、低熱膨張率などの特性を有し、高精度の平面形状加工が可能で、金属汚染を防止できるため、ウェーハを貼り付けて使用するプレートとして好適な材料である。一般にセラミックス製プレートとして、ＳｉＣ（炭化ケイ素）あるいはＡｌ₂Ｏ₃（アルミナ）を主成分とするものが使用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
プレートを定盤に押し付け、ウェーハと研磨布の間に砥液を供給しながら定盤を回転させることにより、プレートも定盤と同じ方向に回転してウェーハの片面を均一に鏡面研磨する。このとき、プレートの周縁部と研磨布が接触する。また、研磨機の種類によっては、定盤の上面にありプレートと同様に回転している樹脂ローラとプレートの周側面が接触する。
【０００５】
従来、プレートの周縁部は面取りおよび研磨されていたが、プレートの周側面は、所定の寸法に研削しただけの表面を有し、凹凸が大きい。表面粗さ形状測定機サーフコム１３０Ａ（（株）東京精密製）を用い、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（１９９４）により測定長さ４ｍｍ、カットオフ値０．８ｍｍで測定すると、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．５３μｍより大きくなっていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−３２０４１５号公報（第２、５〜６頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
低靭性硬質材料であるセラミックスを主成分とするプレートの周縁部または周側面が、研磨布または樹脂ローラなどと接触する状態にさらされると、プレートの周縁部または周側面の表層にクラックが生じ、一部が脱落して発塵する。また、プレート周側面を研削加工したときに生じた破砕層から、一部が脱落して発塵する。これらにより、ウェーハ表面と研磨布の間に脱落したセラミックスが入り込み、ウェーハ表面にスクラッチを発生させる問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、ウェーハを鏡面研磨する工程において、プレート周縁部または周側面からの発塵を防止し、ウェーハ表面にスクラッチを発生させずに研磨することができるセラミックス製プレートを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のセラミックス製プレートは、ウェーハを鏡面研磨する工程に用い、ウェーハを貼り付けて使用するセラミックス製プレートであって、プレート周側面が樹脂により被覆されていることを特徴としている。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明のセラミックス製プレートは、ウェーハを鏡面研磨する工程に用い、ウェーハを貼り付けて使用するセラミックス製プレートであって、プレート周側面の算術平均粗さ（Ｒａ）がＯ．４２μｍ以下であることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るセラミックス製プレートの実施形態について説明する。
【００１２】
本発明に係るセラミックス製プレートは、セラミックス粉末を秤量、混合して成形する。成形後、乾燥などにより硬化させ、目的の形状となるように加工する。その後、２０００℃以上で焼成してプレートを得る。さらに、得られたプレートをマシニングセンタなどにより加工して直径２３０ｍｍ〜７００ｍｍ、厚さ１０ｍｍ〜２０ｍｍの円板状の常圧焼結セラミックス製プレート１を得る。加工時には、プレート１の周縁部は面取りおよび研磨を、周側面は研削を行なう。
【００１３】
加工によりプレート１の表層に付着した粉塵を、ブラシ洗浄や超音波洗浄などにより除去する。プレート１の周側面に研磨布を押し当て、両者の間に遊離砥粒を介在させて研磨する。遊離砥粒の粒度を小さくすると研磨後の算術平均粗さが小さくなり、遊離砥粒の粒度を大きくすると研磨後の算術平均粗さが大きくなる。所望の表面粗さに研磨後、再び表層に付着した粉塵をブラシ洗浄や超音波洗浄などにより除去し、周側面が研磨されたセラミックス製プレートを得る。
【００１４】
もう一つの好適な実施の形態は、樹脂２をプレート１の周縁面取り部３および周側面４に被覆することである。被覆の方法を具体的に述べると、周縁面取り部３および周側面４以外をアルミ箔などの薄い金属板で覆い、露出している周縁面取り部３および周側面４に樹脂粉末をスプレーガンなどで塗布する。その後、焼成により樹脂粉末を溶融させ、膜状に被覆させる。これを、数回繰返して所望の厚さに被覆した樹脂２を得る。
【００１５】
樹脂２として好ましい材料は、エポキシ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＰＰＳ樹脂などがある。これらは、ウェーハを鏡面研磨する際に使用するアルカリ溶液である研磨液に対し耐食性があり、耐熱性や耐磨耗性にも優れている。被覆する樹脂２の好ましい厚さは、５０μｍ〜５００μｍである。被覆した樹脂２の厚さは、プレートの周縁面取り部３および周側面４の全体にわたりほぼ均一になるようにすることが好ましい。
【００１６】
被覆した樹脂２の厚さが５０μｍ未満の場合、継続使用することにより樹脂２が磨耗し、樹脂２の厚さが薄い部分からプレート１が露出する。また、樹脂２の厚さが５００μｍ以上の場合、ウェーハを鏡面研磨する際にプレート１および樹脂２が加熱されるが、プレート１と樹脂２の熱膨張係数が異なるため界面に内部応力が発生して樹脂２がプレート１から剥がれる。
【００１７】
さらに、樹脂２は周縁面取り部３からプレート１のウェーハ貼り付け面の外周部に被覆されてもよい。ウェーハ貼り付け面の外周部にも樹脂２が被覆されていると、樹脂２がプレート１から剥がれ難く、かつ製造が容易となる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づきさらに具体的に説明するが、本発明は下記の実施例により制限されるものではない。
【００１９】
［実施例１］
直径４５０ｍｍ、厚さ１５ｍｍとした常圧焼結炭化ケイ素製プレート（以下、ＳｉＣプレートと記す。）および常圧焼結アルミナ製プレート（以下、Ａｌ₂Ｏ₃プレートと記す。）を各々４つ得た。これらのプレートについて、ブラシ洗浄および超音波洗浄を行なった。その後、研磨条件を適宜変化させてプレート周側面を研磨した。研磨後の表面状態は表面粗さ形状測定機サーフコム１３０Ａ（（株）東京精密製）を用い、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（１９９４）により規定された測定条件、測定長さ４ｍｍ、カットオフ値０．８ｍｍで測定した。
【００２０】
ＳｉＣプレートは、各プレー卜周側面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．１１μｍ，０．１４μｍ、０．１６μｍおよび０．１７μｍのものを得た。同様に、Ａｌ₂Ｏ₃プレートは、各プレート周側面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．１０μｍ、０．１１μｍ、０．１３μｍおよび０．１６μｍのものを得た。
【００２１】
これらについて、６インチのシリコンウェーハを５枚づつ貼り付けて、ウェーハの鏡面研磨を行い、研磨終了時に、シリコンウェーハの表面に生じていたスクラッチ（粉塵による引っかき傷）の発生量を比較した。スクラッチの確認にはサーフスキャン（ＡＤＥ社製ＷＩＳ９００）を用いた。各プレートのスクラッチの発生量を表１に示す。本発明の実施の形態であるプレート周側面を研磨したプレートでは、シリコンウェーハの表面にスクラッチは発生しなかった。
【００２２】
【表１】

［実施例２］
直径４５０ｍｍ、厚さ１５ｍｍとしたＳｉＣプレートおよびＡｌ₂Ｏ₃プレートを各々２つ準備した。これらのプレートについて、ブラシ洗浄および超音波洗浄を行なった。その後、プレートの周縁部および周側面にＰＴＦＥ樹脂を被覆した。ＰＴＦＥ樹脂の厚さが１００μｍおよび５００μｍのものをＳｉＣプレートおよびＡｌ₂Ｏ₃プレートを各々１つ得た。
【００２３】
これらについて、実施例１と同様にスクラッチの発生量を比較した。各プレートのスクラッチの発生量を表２に示す。樹脂で被覆したプレートでは、いずれもシリコンウェーハの表面にスクラッチは発生しなかった。
【００２４】
【表２】

［実施例３］
実施例１と同一形状・同一組成のＳｉＣプレートの周側面を、プレートの側面を回転する樹脂製ローラに４８時聞摺り合わせて、プレート周側面の凹凸を除去した。これにより得た４つのＳｉＣプレートは、周側面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．３０μｍ，０．３５μｍ，０．３７μｍ、０．４２μｍであった。
【００２５】
これらについて、実施例１と同様にスクラッチの発生量を比較した。各プレートのスクラッチの発生量を表３に示す。いずれもシリコンウェーハの表面にスクラッチは発生しなかった。
【００２６】
【表３】

［比較例］
比較例として、従来の周側面の表面が研削面のままであり、周側面の算術平均粗さ（Ｒａ）がＯ．５３μｍ、０．５５μｍ、０．５８μｍおよびＯ．６３μｍの常温焼結炭化ケイ素製プレート（以下、従来プレートと記す。）を準備した。これらについて、実施例と同様にスクラッチの発生量を比較した。
【００２７】
各プレートの周側面の表面粗さおよびスクラッチの発生量を表４に示す。従来プレートでは、２０枚中６枚のシリコンウェーハにスクラッチが発生していた。
【００２８】
本発明の実施の形態のセラミックス製プレートによれば、ウェーハを鏡面研磨する工程において、プレート周縁部または周側面からの発塵を防止し、ウェーハ表面にスクラッチを発生させずに半導体基板用のウェーハを鏡面研磨することができる。
【００２９】
【表４】

【００３０】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば、プレートからの発塵を防止し、ウェーハ表面にスクラッチを発生させずにウェーハを鏡面研磨することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるセラミックス製プレートの周側部の部分断面図。
【符号の説明】
１ プレート本体
２ 樹脂層
３ 周縁面取り部
４ 周側面
５ ウェーハ

Claims (2)

1. ウェーハを鏡面研磨する工程に用い、ウェーハを貼り付けて使用するセラミックス製プレートにおいて、
   プレート周側面が樹脂により被覆されていることを特徴とするセラミックス製プレート。
2. 前記樹脂が厚さ５０μｍ至乃５００μｍであることを特徴とする請求項１記載のセラミックス製プレート。

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