JP5151800B2 - 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 - Google Patents
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Description
このため、ウェーハの周縁部を金属製の両面研磨装置用キャリアによるダメージから保護するために樹脂リングが保持孔の内周部に沿って取り付けられている。
このように、キャリアの保持孔とウェーハの間に樹脂リングを取り付けて研磨することでウェーハの周縁部が破損するのを防ぐことができる。
しかし、この方法では外周ダレを修正する第2次両面研磨工程を行うことで工程が増えるという欠点があり、より簡便に外周ダレを低減する両面研磨方法が求められていた。
また、研磨前のウェーハの外周部にサポートリングを装着することによってサポートリング付ウェーハを形成し、該サポートリング付ウェーハの状態で研磨することで外周ダレを低減するウェーハの製造方法が開示されている(特許文献2参照)。
このように、前記樹脂リングの上下主面に対する前記凹溝のウェーハが接触するテーパ面の角度をβとし、前記ウェーハの面取り角をθとしたとき、θ<β<90°を満たすことによって、前記凹溝の上下のテーパ面と前記ウェーハの面取り部とを確実に断面点接触で接するものとすることができる。
このように、前記樹脂リングの上下主面に対する前記凹溝のウェーハが接触するテーパ面の角度βが、θ<β≦θ+7°を満たすものであれば、ウェーハの面取り部と樹脂リングの内周部との隙間を十分に小さくすることができ、外周ダレの発生をより効果的に抑制することができる。また、ウェーハの保持力を高めることができる。
このように、前記本発明に係る両面研磨装置用キャリアを具備した両面研磨装置であれば、研磨するウェーハの外周ダレ及びテーパの発生を抑制して平坦度を向上することができる。
従来のウェーハの両面研磨において、研磨中に研磨布の粘弾性特性に伴うクリープ変形が発生し、ウェーハの周縁部に面取りが施されている場合には、樹脂リングの内周部とウェーハの面取り部との間の隙間にクリープ変形した研磨布が入り込むことによってウェーハの外周にダレが生じてしまう場合があり、ウェーハの平坦度を悪化させる原因となっていた。
そして、このような樹脂リング2が内周面に配置された両面研磨装置用キャリア1の保持孔4にウェーハWが挿入されて保持されるようになっている。
図4に示すように、研磨するウェーハWの周縁部には面取りが施されており、面取り部12を有している。また、樹脂リング2の内周には凹状の溝8が形成されている。また、その凹溝8には上下にテーパ面9が形成されている。
このように、樹脂リング2の凹溝8に形成した上下のテーパ面9とウェーハWの面取り部12とを断面点接触で接触させてウェーハWを保持すれば、研磨中にウェーハWの自転を極力阻害しないようにすることができる。
このように、θ<β<90°を満たすことによって、凹溝8の上下のテーパ面9とウェーハの面取り部12とが確実に断面点接触で接するようにすることができる。
ここで、樹脂リング2の凹溝8の形状は、ウェーハWの面取り部12と断面点接触で接する上下のテーパ面9が形成されていれば良く、例えば、凹溝8の最深部の形状等は特にV溝に限定されない。例えば、図5に示すような台形状の凹溝8であっても良い。
例えば、ウェーハWの面取り角が18°の場合、樹脂リング2の上下主面10、11に対する凹溝8のウェーハWが接触するテーパ面9の角度βが、18°<β≦25°を満たせば、ウェーハWの面取り部12と樹脂リング2の内周部との隙間Lを十分に小さくすることができ、クリープ変形した研磨布5がその隙間に入り込むのをより効果的に抑制することができる。また、ウェーハの保持力を高めることができる。
そして、上下定盤6、7に貼付された研磨布5でウェーハWの上下研磨面を挟み込み、研磨面に研磨剤を供給しながら研磨を行う。
図3、図4に示すような両面研磨装置用キャリア、及びその両面研磨装置用キャリアを具備した図1のような両面研磨装置を用いて、直径300mmのシリコンウェーハ250枚を両面研磨し、研磨後のウェーハ表面の平坦度(SFQR(max))を平坦度測定器(WaferSight M49モード/Cell Size:26×8mm/Offset:0×0mm/Edge Exclusion:2mm)で測定した。
その結果を図6に示す。図6に示すように、後述する比較例の結果と比べSFQR(max)が改善されていることが分かる。そして、SFQR(max)の平均値は26.65nmであり、比較例の32.56nmと比べ改善されており、その改善比率は22.18%であった。
図7に示すような従来の凹溝のない樹脂リングを有した両面研磨装置用キャリアを具備した両面研磨装置を用いた以外、実施例と同様な条件で250枚のウェーハを研磨し、実施例と同様な方法で平坦度を測定した。
その結果を図6に示す。また、SFQR(max)の平均値は32.56nmであった。このように、実施例の結果と比べると平坦度が悪化していることが分かった。
4…保持孔、5…研磨布、6…上定盤、7…下定盤、
8…凹溝、9…テーパ面、10…上主面、11…下主面、
12…面取り部、13…サンギア、14…インターナルギア、
20…両面研磨装置、W…ウェーハ。
Claims (5)
- 周縁に面取り部を有するウェーハの両面を研磨する両面研磨装置における両面研磨装置用キャリアであって、少なくとも、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母体と、該キャリア母体の保持孔の内周に沿って配置され、前記保持されるウェーハの面取り部と接して該面取り部を保護するリング状の樹脂リングとを具備し、前記樹脂リングの内周に凹溝を有し、該凹溝に形成された上下のテーパ面と前記ウェーハの面取り部とが断面点接触で接して前記ウェーハが保持されるものであることを特徴とする両面研磨装置用キャリア。
- 前記樹脂リングの上下主面に対する前記凹溝のウェーハが接触するテーパ面の角度をβとし、前記ウェーハの面取り角をθとしたとき、θ<β<90°を満たすことによって前記凹溝の上下のテーパ面と前記ウェーハの面取り部とが断面点接触で接するものであることを特徴とする請求項1に記載の両面研磨装置用キャリア。
- 前記樹脂リングの上下主面に対する前記凹溝のウェーハが接触するテーパ面の角度βが、θ<β≦θ+7°を満たすものであることを特徴とする請求項2に記載の両面研磨装置用キャリア。
- 少なくとも、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の両面研磨装置用キャリアを具備したものであることを特徴とする両面研磨装置。
- ウェーハを両面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乃至請求項3のいずれか1項に記載の両面研磨装置用キャリアを配設し、該キャリアの保持孔の内周に配置された前記樹脂リングの凹溝の上下のテーパ面と前記ウェーハの面取り部とを断面点接触させて保持し、前記上下定盤の間に前記ウェーハを挟み込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。
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