JP7444050B2 - 両面研磨用キャリア及びウェーハの研磨方法 - Google Patents
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Description
[第1実施形態]
まず、本発明の第1実施形態について説明する。
(両面研磨用キャリア11の構成)
図1は本発明の第1実施形態に係る両面研磨用キャリア11の構成の一例を示す平面図、図2は図1の一部P2の拡大図である。
各凹曲面13Bは、隣接する2個の凸曲面13Aがウェーハ12と点接触する際にウェーハ12と接触しない程度の隙間を持った空間15が形成されるように配置されている。図2のB-B’断面拡大図である図3に示すように、空間15が狭いため、研磨パッド16は、図8に示す従来の研磨パッド6と比較して変形が少ない。よって、ウェーハ外周部2Aのエッジ上部がR形状に削られることがなく、且つウェーハ12がホール13内で円滑に自転できる。なお、図1及び図2では、本発明の理解を助けるために、ホール13とウェーハ12との隙間である空間15を誇張して記載している。
例えば、直径WDが300mmのウェーハ12を研磨するための両面研磨用キャリア11では、空間15の幅(隙間)は、0.3~1.8mmになる。
前記樹脂インサータは、ガラス繊維を含むことが好ましい。これにより、樹脂インサータの耐久性を高めることができる。このガラス繊維は、体積比で10~60%の含有率であることが好ましい。
次に、前記構成を有する両面研磨用キャリア11を用いたウェーハの研磨方法について説明する。
本実施形態では、遊星歯車機構を備えた両面研磨装置を用いる。この両面研磨装置は、上定盤及び下定盤を有する回転定盤と、この回転定盤の中心に設けられたサンギアと、前記回転定盤の外周部に設けられたインターナルギアとを備えている。
上定盤を下定盤の真上に位置決めした後に下降して押しつけ、研磨パッドがそれぞれ貼り付けられた上定盤と下定盤とで複数の両面研磨用キャリア11の両面を挟圧する。
各両面研磨用キャリア11のホール13に回転可能に挿入されているウェーハ12は、両面研磨用キャリア11の移動や上下定盤の回転周速差により2個の凸曲面13Aの頂点に2点で点接触する。
以上説明したように、本実施形態では、両面研磨用キャリア11はウェーハ12を収容するホール13を有している。ホール13の内周面に、ホール中心C2に向かって突出した凸曲面13Aとホール中心C2から離れるように凹んだ凹曲面13Bとが交互に複数個形成されている。各凸曲面13Aの全ては、同じ大きさ、同じピッチで形成され、各凹曲面13Bの全ては、同じ大きさ、同じピッチで形成されている。各凸曲面13Aは、円弧状又は2次曲線形状に形成され、各凸曲面13Aの頂点を円形状に結んだ仮想線VLは、ウェーハ12が滞在可能な大きさの円形状となるように構成されている。隣接する2個の凸曲面13Aは、ウェーハ12と点接触するように形成されている。各凹曲面13Bは、隣接する2個の凸曲面13Aがウェーハ12と点接触する際にウェーハ12と接触しない程度の隙間を持って配置されている。
したがって、ウェーハ12がホール13内で円滑に自転できるとともに、ウェーハ12の両面全体が高い平坦度で研磨される。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
(両面研磨用キャリア21の構成)
図4は、本発明の第2実施形態に係る両面研磨用キャリア21の構成の一例を示す平面図である。
例えば、前記正多角形が正五角形である場合、隣接する2個の直面23Aにおいて、ホール中心C4から一方の直面23Aへの垂線と、ホール中心C4から他方の直面23Aへの垂線とがなす角度θ2(図4参照)は、72°(=360°/5)である。前記正多角形が正三十六角形である場合、前記角度θ2は、10°(=360°/36)となる。
例えば、直径WDが300mmのウェーハ22を研磨するための両面研磨用キャリア21では、空間25の幅(隙間)は、0.3~1.8mmになる。
次に、前記構成を有する両面研磨用キャリア21を用いたウェーハの研磨方法について説明する。
本実施形態では、両面研磨用キャリア21に定位置での自転のみを行わせる一般的な両面研磨装置、例えば特開2012-143839号公報に記載された装置などを用いる。この両面研磨装置は、中心部にセンターギアが設けられ、周方向に外周歯24に噛合している複数個の自転機構が配設されている。複数個の両面研磨用キャリア21の各外周歯24をセンターギアと、各自転機構に設けられたアウターギアとに噛み合わせる。これにより、各自転機構は、対応する両面研磨用キャリア21をセンターギアと共同して定位置で回転駆動する。
ウェーハ22の外周面が隣接する2個の直面23Aの中間点と2点で点接触したとき、ウェーハ22は、2個の直面23Aとウェーハ22の外周面との接点で発生する摩擦抵抗に基づいて、両面研磨用キャリア21の回転駆動力を受けて自転する。ウェーハ22は、さらに次に接触する2個の直面23Aからも同様の回転駆動力を受ける。前記摩擦抵抗は、1点で点接触する場合と比較して大きい。その結果、ウェーハ22は両面研磨用キャリア21からほぼ回転駆動力を持続して受けることになり、回転の急激な変動や衝撃を生じることなく円滑に自転する。
以上説明したように、本実施形態では、両面研磨用キャリア21はウェーハ22を収容するホール23を有している。ホール23の内周面が、ホール中心C4を中心とした正多角形各辺の中間点を通り且つ前記正多角形の内接円ICに等しいか大きい曲面で構成されている。ホール23は、前記正多角形各辺の隣接する2辺の中間点とウェーハ22が点接触するように形成されている。各凹曲面23Bは、前記正多角形各辺の隣接する2辺の前記中間点とウェーハ22が点接触する際にウェーハ22と接触しない程度の隙間を持って形成されている。
したがって、ウェーハ22がホール23内で円滑に自転できるとともに、ウェーハ22の両面全体が高い平坦度で研磨される。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
Claims (6)
- 円盤状のウェーハを収容するホールを有する円盤状の両面研磨用キャリアであって、
前記ホールの内周面に、前記ホールの中心に向かって突出した凸曲面と、前記ホールの前記中心から離れるように凹んだ凹曲面とが交互に複数個形成され、
前記各凸曲面の全ては、同じ大きさ、同じピッチで形成され、
前記各凹曲面の全ては、同じ大きさ、同じピッチで形成され、
前記各凸曲面は、円弧状又は2次曲線形状に形成され、
前記各凸曲面の頂点を円形状に結んだ仮想線は、前記ウェーハが滞在可能な大きさの円形状となるように構成され、
隣接する2個の前記凸曲面は、前記ウェーハと点接触するように形成され、
前記各凹曲面は、前記隣接する2個の前記凸曲面が前記ウェーハと点接触する際に前記ウェーハと接触しない程度の隙間を持って配置されており、
前記隙間は、前記ウェーハの直径の0.1%以上0.6%以下である
両面研磨用キャリア。 - 請求項1に記載の両面研磨用キャリアにおいて、
前記凸曲面の隣接する2個の各頂点と、前記ホールの前記中心とをそれぞれ結ぶ2本の線がなす角度が10°以上72°以下となるように形成されている
両面研磨用キャリア。 - 円盤状のウェーハを収容するホールを有する円盤状の両面研磨用キャリアであって、
前記ホールの内周面に、前記ホールの中心を中心とした正多角形各辺の中間点を通る直面と、前記ホールの前記中心から離れるように凹み且つ前記正多角形の内接円に等しいか大きい凹曲面とが交互に複数個形成され、
前記ホールは、前記正多角形各辺の隣接する2辺の前記中間点と前記ウェーハが点接触するように形成され、
前記凹曲面は、前記正多角形各辺の隣接する2辺の前記中間点と前記ウェーハが点接触する際に前記ウェーハと接触しない程度の隙間を持って形成されている両面研磨用キャリア。 - 請求項3に記載の両面研磨用キャリアにおいて、
前記正多角形は、正五角形以上正三十六角形以下である
両面研磨用キャリア。 - 請求項3又は請求項4に記載の両面研磨用キャリアにおいて、
前記隙間が、前記ウェーハの直径の0.1%以上0.6%以下である
両面研磨用キャリア。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の両面研磨用キャリアを用いてウェーハの両面を研磨するウェーハの研磨方法。
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