JPS61230866A - 研磨用の基板ホルダ−およびそれから基板を脱離させる方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はシリコン、ガリウム砒素やインジウム燐などの
半導体基板または半導体ウェハー：ニオブ酸リチウムや
タンタル酸リチウムなどの誘電体結晶の基板；サファイ
アや水晶などの基板：フエライト基板；および記憶媒体
に使われるメモリーディスク用基板などの表面を鏡面研
磨する際に。

これらの研磨用基板を保持しておくためのホルダーおよ
びそれから基板を脱離させる方法に関する。

（従来の技術） ＩＣやＬＳＩなどの基板は、少なくともその一表面が高
度に鏡面仕上されていなければならない。

この鏡面研磨は、研磨機の定盤に貼り付けられているボ
リシングパッド上に例えば、微細な砥粒を含んだ研磨液
を供給しながら研磨機を回転させ。

パッド表面に基板表面を押し付けることによって行われ
ている。このような鏡面加工においては。

基板を回転しているパッドに対して確実に保持しておく
ことが必要である。従来、松脂やパラフィン、ワックス
などを用いて基板を研磨機の治具（基板取付用板）に固
着する方法が広く用いられている。しかし、このような
方法では基板の着脱のたびにワックスなどを加熱溶融・
冷却固化させる必要があり、また治具からとりはずした
基板の裏面および研磨機の治具表面の残留ワックスを有
機溶剤などでクリーニングしなければならない。この作
業は非常に手間と時間がかかる。

そこで、ワックスなどを用いないで基板を固着保持する
方法、いわゆるワックスレスマウント方法が種々提案さ
れている。　例えば、米国特許第３．４４９．８７０号
や第４，２５８．５０８号にウェハー保持用パッドを用
いる方法が開示されている。この方法は、ポリウレタン
発泡シートのようなウェハー保持用パッド上に、主とし
て、水などの表面張力を利用してウェハーを保持する方
法である。しかし。

このようなウェハーの保持方法では高い保持力が得られ
ないため、鏡面研磨中にウェハーがポリシングパッド上
から外方へ飛び出してしまう。

したがって、一般には、実開昭５８−４０３５６号公報
および実開昭５９−１８８１４７号公報に示すように。

ウェハー保持用パッドの表面に、１個または複数個のウ
ェハー位置決め用の穴を有するテンプレートを積層し、
ウェハーの飛び出しを防止している。

さらに、このようなウェハー保持用パッドとテンプレー
トとの積層物の研磨機治具への着脱を容易にするため、
ウェハー保持用パッドの裏面には剥離紙を有する両面テ
ープなどを積層している。このようなウェハーホルダー
の開発によって上記したワックス法の欠点はかなり解決
された。

ポリウレタン発泡シートのような基板保持用パッドを用
いる方法においては、鏡面加工中基板はテンプレートの
基板位置決め用穴の中でポリシングパッドの回転につれ
て自転している。場合によっては、研磨機の治具の回転
によって基板は公転もしている。このような場合、基板
外周とテンプレートの基板位置決め用穴の内壁との間の
隙間が大きいと研磨中の基板の運動量が大きくなり、そ
の結果、基板がテンプレートと基板保持用パッドとの間
に食い込んで破損するといったことがたびたび発生する
。このような事故を防ぐためには。

上記した基板外周とテンプレートの基板位置決め用穴の
内壁との隙間を極力小さく設定しなければならない。

所定の鏡面加工が終わると、基板はホルダーから取りは
ずされる。この基板の取りはすしをピンセットなどを使
用して行う場合、ピンセットにより基板の端面が欠けや
すいという欠点がある。最近、ウェハーの研磨において
は、第９図に示すように、高圧水をウェハー１０１のオ
リエンテーションフラット１０２の部分にあてて該ウェ
ハー１０１をテンプレート１００の位置決め用穴１０３
から取りはずす方法が採用されている。しかし、上記し
たように研磨加工中ウェハー１０１は回転しているので
。

研磨終了後のウェハー１０１のオリエンテーションフラ
ッ）　１０２の位置は一定せず種々様々の方向に向いて
いる。したがって、高圧水によってウェハー１０１を取
りはずすとき、ウェハー１０１がまだ別のウェハー位置
決め用穴１０４に保持されたままの他のウェハー１０５
にぶつかり、その結果、ウェハー１０１や１０５の端面
が欠けたり鏡面加工したウェハー１０５の表面に傷が付
くといった欠点があった。

もちろん、ウェハー外周１０６とテンプレート１００の
位置決め用穴１０３の壁面１０７との隙間は小さいため
、高圧水をウェハー１０１のオリエンテーションフラッ
ト１０２以外の部分にあてて取りはずすことはできない
。　特開昭６０−１６３６１号公報には。

また、ウレタンフオーム層に溝を工作しウェハーに水を
射突せしめてウェハーを剥離する方法が開示されている
。しかし、この方法においてもそれぞれのウェハーは同
時に浮き上がって浮遊しウェハー同志が衝突して破損す
る欠点がある。

また、メモリーディスク用基板の研磨に際しては、メモ
リーディスク用基板にはオリエンテーションフラットが
ないので高圧水を使っても位置決め用穴からの取りはず
しは容易ではない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記従来技術の問題点を解決するものであり、
その目的とするところは、複数の基板を鏡面研磨する際
に該基板を確実に保持し得、研磨終了後は該基板を損傷
させることな（容易かつ迅速に脱離させうる基板ホルダ
ーを提供することにある。本発明の他の目的は、複数の
基板を損傷させることなく基板ホルダーから容易かつ迅
速に脱離させる方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の研磨用の基板ホルダーは、（、（１）基板位置
決め用の複数個の穴を有するテンプレートと、（２）該
テンプレートの背面に配置された基板保持用パッドと、
（３）該保持用パッドの背面に積層される。

剥離紙を設けた両面粘着テープもしくは接着剤と。

を有し、該位置決め用の穴に切欠部が設けられ。

そのことにより上記目的が達成される。

本発明の上記基板ホルダーから該基板を脱離させる方法
は、上記基板ホルダーの切欠部から該位置決め用穴に保
持されている基板の端面に高圧水を噴射して、該位置決
め用の穴に配置された各基板を、他の穴に保持されてい
る基板に衝突させることなく、それぞれの位置決め用穴
から順次脱離させること、を包含し、そのことにより上
記目的が達成される。

上記テンプレートの素材としては、プリント配線基板用
として広く知られているエポキシ樹脂とガラスクロスと
の積層板が好ましいが、必ずしもこれに限定されるもの
ではない。例えば、熱硬化性および熱可塑性のポリエス
テル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリサルフォノ樹脂。ポリ
パラフェニレンオキサイド樹脂、硬質ポリウレタン樹脂
もしくはフェノール樹脂などの単体シートあるいはこれ
らのＦＲＰシートも使用できる。テンプレートの厚みは
基板の最終仕上げ厚によって選択され９通常、基板の最
終仕上げ厚の５０％〜９０％の範囲に設定される。この
ようなテンプレート用シートの片面に剥離紙を有する両
面粘着テープもしくは接着剤を貼り付け、プレス加工や
旋盤加工、ミーリング加工などで所望外径の円板状テン
プレートを得る。次に、この円板状テンプレートに同様
な加工方法で所定個数、所定形状、所定寸法の基板位置
決め用穴を形成する。切欠部の形成は位置決め用穴の形
成と同時に行ってもよく、またそれに引き続いて行って
もよい。

基板の寸法は３例えば、シリコンウェハーでは３インチ
〜１０インチ、ガリウム砒素基板では２インチ〜３イン
チである。メモリーディスク用基板ではドーナツ型の外
径９０＋ｎ〜３６０鶴、内径２５龍〜１４０　龍りのも
のが知られている。基板の厚さは約５■■以下のものが
適宜採用される。

位置決め用穴の寸法は、基板外径よりやや太き目とし１
通常、０．１〜１ｍ程度大きくする。この位置決め用穴
の形状は、加工物の形状によってかわり、シリコンウェ
ハーのように円形の場合は位置決め用穴も円形、サファ
イアなどにみられるように長方形の場合は位置決め用穴
も長方形にすればよい。その他、楕円、略三角形、略四
角形以上の多角形もしくは異形状などが適宜選択される
。

位置決め用穴に設ける切欠部は、ここから基板の端面に
高圧水を当てて基板を容易に取りはずすために設けられ
る。具体的には、基板の大きさに従って適当な範囲で決
められるが９例えば、６インチ径シリコンウェハーの場
合には、第４図（ａ）および（ｂ）に示すように９位置
決め用穴１１１に対して直径６〜３０鶴の略半円形ある
いは長径８〜３０鶴および短径４〜２０ｍの略半楕円形
の切欠部１１２が好ましい。切欠部１１２のその他の形
状として９例えば、第４図（Ｃ１〜（ｆ）に示すように
、略正方形、略長方形、略三角形もしくは異形状などが
適宜採用される。

切欠部を設ける位置は、第５図に示すように規定される
。まず、切欠部を設けるべき穴１１３の周縁とこの穴１
１３の両隣の穴１１４および１１５の周縁との共通接線
のうち、交点がテンプレート１１の中心側にある２本の
共通内接線１１６および１１７にそれぞれ平行な線分１
１Ｂおよび１１９を穴１１３の中心から引く。この線分
１１８および１１９で形成される中心角θに対応する穴
１１３の周縁１２０上が切欠部の設けられうる領域であ
る。切欠部の始点および終点は周縁１２０上に位置する
。それにより、この穴１１３に配置された基板が高圧水
にて他の穴１例えば１１４もしくは１１５に配置された
基板に衝突することなく取りはずされる。

基板位置決め用穴の内壁は、基板が直接に接触するため
、できるだけ平滑かつテンプレート表面に対して直角に
加工されなければならない。切欠部の内壁は基板が直接
に接触することがないので。

それほど高精度に加工する必要はない。

本発明の基板保持用パッドとしては、ポリウレタン樹脂
発泡シートが好ましいが、必ずしもこれに限定されるも
のではない。例えば、ポリ塩化ビニル樹脂やシリコンゴ
ム、ポリテトラフルオロエチレン樹脂などのシートや発
泡体も使用できる。

基板保持用パッドはテンプレートの背面に上記両面粘着
テープもしくは接着剤を介して配置される。

保持用パッドとテンプレートとは熱融着により接着して
もよい。

剥離紙を有する両面粘着テープあるいは接着剤としては
、一般に市販されている両面粘着テープあるいはフィル
ム状接着剤を使用しうる。

本発明のホルダーはシリコンウェハー、ガリウム砒素ウ
ェハーやインジウム燐ウェハーなどの半導体基板；ニオ
ブ酸リチウムやタンタル酸リチウムなどの誘電体結晶基
板；サファイヤや水晶などの基板；フェライト基板；お
よびメモリーディスク用基板などの研磨工程にも適用す
ることができる。

（実施例） 以下に本発明の実施例について述べる。

１施皿上 本発明の研磨用の基板ホルダーは２例えば、第１図およ
び第２図に示すようにして作製される。

まず、厚さ０．４鶴のエポキシ樹脂とガラスクロスとの
積層板の片面に剥離紙を有する市販のフィルム状熱活性
型接着剤をヒートロールで仮接着し。

これをプレスで外径３７３ｍｍの円板状に打ち抜く。

次に、この円板状シートにミーリング加工で径１５１龍
の基板位置決め用穴１１１を３個形成する。同時に、各
基板位置決め用穴１１１の所定位置に、径約２０日の半
円形の切欠部１１２を形成する。

このようにして加工されたテンプレート１１と。

ポリウレタン樹脂発泡シートをテンプレート１１と同一
外形に切り抜いた基板保持用パッド１２とを前記フィル
ム状熱活性型接着剤１３を介してホットプレスにて積層
する。さらに、基板保持用パッド１２の下面に市販の両
面粘着テープ１４を積層して本発明の基板ホルダー１を
作製した。

基板は、この基板ホルダーｌを用い、以下に述べるよう
にして、鏡面研磨され、研磨終了後、基板ホルダー１か
ら脱離される。

まず、この基板ホルダー１を、第３図に示すように、研
磨機３の治具（基板取付用板）３３に両面粘着テープ１
４を使って貼り付け、テンプレート１１の３個の基板位
置決め用穴１１１に外径１５０ｍｍ、厚さ０．５ｊｈ＋
ｍのシリコンウェハー２を保持させた。シリコンウェハ
ー２は、基板保持用パッド１２の表面上に、主として、
水の表面張力を利用して保持される。次に、治具３３を
研磨機３にセットし、約１０分間の鏡面研磨加工を施し
た。鏡面研磨加工は。

研磨機３の定盤３１に貼り付けられたポリラングパッド
３２上に微細な砥粒を含んだ研磨液６を供給しながら研
磨機３を回転させ、パッド３２表面上にシリコンウェハ
ー２の表面を押し付けることにより行われる。研磨終了
後、前記治具３３を研磨機３から取りはずしシリコンウ
ェハー２側を上にして台の上に置く。次いで、３ｋｇ／
−の高圧水を切欠部１１２からシリコンウェハー２の端
面に向けて噴射した。高圧水は切欠部１１２においてシ
リコンウェハー２の端面およびその近傍に当たりシリコ
ンウェハー２を浮き上がらせるような形で位置決め用穴
１１１から順次脱離させる。この時、シリコンウェハー
２の脱離される方向は、高圧水の噴射方向とほぼ同じ方
向で、ウェハ−２同士が衝突しない方向である。したが
って、ウェハー２は損傷することがない。

位置決め用穴１１１の数および配列は、上記実施例に限
定されることはなく１例えば、第６図に示すように、テ
ンプレート１１の円周に沿って同心円状に複重に形成さ
れてもよい。その際には、外側に位置するウェハー２か
ら、順次、高圧水により取りはずされれば、ウェハ−２
同士の衝突は防止される。

スｍ 第７図に示すように、厚さ１．６鶴のエポキシ樹脂とガ
ラスクロスとの積層板を用い、実施例１と同方法で径１
３２ｆｉの円状の基板位置決め用穴１１１を４個有する
外径３７３ｍの基板ホルダー１を作製した。各基板位置
決め用穴１１１の周縁上でホルダー１のほぼ中央に向か
う位置に、長径約２５鶴、短径約１５鶴の略半楕円形で
長径方向が周縁にある切欠部１１２を設けた。

このホルダー１の各基板位置決め用穴１１１に外径約１
３０鶴内径約４０ｍｍ厚さ約１．９ｍのドーナツ状メモ
リーディスク４を保持させ、その表面の研磨を行った。

研磨終了後、各基板位置決め用穴１１１の切欠部１１２
から約４　ｋｇ　／　ｃｉの高圧水をメモリーディスク
用基板４の端面に当ててメモリーディスク用基板４を位
置決め用穴１１１から順次脱離させた。メモリ−ディス
ク用基板４同士は衝突することなく脱離させることがで
きた。

叉施適工 第８図に示すように、厚さ約０．３５ｍのエポキシ樹脂
とガラスクロスとの積層板を用い、実施例１と同方法で
長辺約５５ｍｍ、短辺約４１ｍｍの略長方形状の基板位
置決め用穴１１１を５個有する外径約２５０龍のホルダ
ー１を作製した。各基板位置決め用穴１１１の長辺上で
ホルダー１のほぼ中央に向かう位置に一辺約１５０の略
正三角形状切欠部１１２を形成した（位置決め用穴１１
１と切欠部１１２はプレス加工で同時に形成した）。

各基板位置決め用穴１１１に長辺約５４鶴、短辺約４０
鶴、厚さ約４ｆｌの長方形状サファイヤ基板５を保持さ
せ、研磨終了後約２．４ｋｇ／ｃｌｉの高圧水を切欠部
１１２からサファイヤ基板５の端面に当ててサファイヤ
基板５を位置決め用穴１１１から順次脱離させた。サフ
ァイヤ基板５同士は衝突することなく脱離させることが
できた。

（発明の効果） 本発明によれば、このように、研磨用基板の位置決め用
の穴の所定位置に切欠部を設けることにより、研磨終了
後、基板のホルダーからの脱離が容易かつ迅速に行われ
うる。しかも、基板は基板同士衝突して損傷することが
なく安全に得られる。

４、面の　　な−Ｈ 第１図および第２図は、それぞれ本発明の基板ホルダー
の一実施例を示す平面図および要部側面断面図、第３図
は本発明のホルダーを用いた研磨方法の一例を示す要部
斜視図、第４図（ａ）〜第４図（ｆ）はそれぞれ位置決
め用の穴に設けられる切欠部の例を示す平面図、第５図
は位置決め用の穴に設けられる切欠部の設置可能領域を
示す要部平面図。

第６図、第７図および第８図はそれぞれ本発明の他の実
施例を示す平面図、第９図は従来技術の一例を示す平面
図である。

ｌ・・・基板ホルダー、２・・・半導体ウェハー、３・
・・研磨機、４・・・メモリーディスク用基板、５・・
・サファイヤ基板９．１１・・・テンプレート、１２・
・・基板保持用バッド、　１３・・・接着剤、１４・・
・両面粘着テープ、１１１・・・位置決め用穴、１１２
・・・切欠部。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（１）基板位置決め用の複数個の穴を有するテンプ
   レートと、 （２）該テンプレートの背面に配置された基板保持用パ
   ッドと、 （３）該保持用パッドの背面に積層される、剥離紙を設
   けた両面粘着テープもしくは接着剤と、を有し、該位置
   決め用の穴に切欠部が設けられた研磨用の基板ホルダー
   。 ２、前記位置決め用の穴の切欠部が、該穴の周縁と該穴
   の両隣の穴の周縁との共通内接線のうち、交点が前記ホ
   ルダーの中心側にある２本の共通内接線にそれぞれ平行
   な該穴中心からの線分により形成される中心角に対応す
   る穴周縁上の任意な位置でかつ該切欠部の始点と終点と
   が該穴周縁上に位置するよう設けられた特許請求の範囲
   第１項に記載の研磨用の基板ホルダー。 ３、前記位置決め用の穴が円、楕円、略三角形。 略四角形以上の多角形もしくは異形状である特許請求の
   範囲第２項に記載の研磨用の基板ホルダー。 ４、前記切欠部の形状が略半円形、略半楕円形、略正方
   形、略長方形、略三角形もしくは異形状である特許請求
   の範囲第２項に記載の研磨用の基板ホルダー。 ５、切欠部付きの基板位置決め用穴を複数個有するテン
   プレートと； 該テンプレートの背面に配置された基板保持用パッドと
   ； 該保持用パッドの背面に積層される、剥離紙を設けた両
   面粘着テープもしくは接着剤と、を有した研磨用の基板
   ホルダーの、該切欠部から該基板の端面に高圧水を噴射
   して、該位置決め用の穴に配置された各基板を、他の穴
   の基板に衝突させることなく、該ホルダーから順次脱離
   させること、 を包含する研磨用の基板ホルダーから基板を脱離させる
   方法。 ６、前記位置決め用の穴の切欠部が、該穴の周縁と該穴
   の両隣の穴の周縁との共通内接線のうち、交点が前記ホ
   ルダーの中心側にある２本の共通内接線にそれぞれ平行
   な該穴中心からの線分により形成される中心角に対応す
   る穴周縁上の任意な位置でかつ該切欠部の始点と終点と
   が該穴周縁上に位置するよう設けられた特許請求の範囲
   第５項に記載の方法。 ７、前記位置決め用の穴が円、楕円、略三角形、略四角
   形以上の多角形もしくは異形状である特許請求の範囲第
   ６項に記載の方法。 ８、前記切欠部の形状が略半円形、略半楕円形、略正方
   形、略長方形、略三角形もしくは異形状である特許請求
   の範囲第６項に記載の方法。