JPS62297064A

JPS62297064A - 半導体等のウエ−ハ保持用積層体

Info

Publication number: JPS62297064A
Application number: JP61141170A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Seto; 瀬戸　芳治
Original assignee: RODEELE NITTA KK
Current assignee: RODEELE NITTA KK
Priority date: 1986-06-16
Filing date: 1986-06-16
Publication date: 1987-12-24

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】３、発明の詳細な説明〔産業上の利用分野〕この発明は、半導体等のウェーハを研磨する際に研磨機
の回転貼付盤にウェーハを保持するために使用する積層
体に関するものである。

〔従来の技術〕

ＩＣやＬＳＩ等に使用する半導体のウェーハは、少（と
も片面は研磨して鏡面仕上げされなければならない。通
常、この研磨は、研磨機の回転貼付盤につ２−ハを保持
し、同様に回転する定盤の上に敷設された研磨布上に研
磨液を供給しなからウェーハを押圧して行われる。

従来、回転貼付盤へのウェーハの保持は、パラフィンや
ワックス等を用いて行っていた。しかしこの方法は、ウ
ェーハの着脱のみならず研磨したウェーハ及び回転貼付
盤のクリーニングが煩雑であり、非常に手間と時間のか
かるものであった。

この難点を解消する方法として、ワックス等を使用する
ことなく、人工皮革状シートやポリエステル繊維等の不
織布にポリウレタン樹脂を含浸させ、その表面を微細発
泡構造としたシートを用いた積層体を研磨機の回転貼付
盤に貼着し、この積層体によりウェーハを保持するワッ
クスレスマウント法が開発され、現在はこの方法が広（
採用されいてる。

上記従来の積層体は、第５図に示すような構造が一般的
である。すなわち、下面にウェーハを接触・保持する保
持バッキング（１）、補強材（２）、キャリア（３）及
び剥離紙（４）をこの順に積層し、各層の間に粘着剤ま
たは接着剤（５）（６）（７）を介在させて相互に密着
させている。

ただし、＃Ｉ離紙（４）は、研磨機の回転貼付盤に貼着
する際に粘着剤または接着剤（７）の層からヱ１工離・
除去可能となっている。

ところが、近年、ＩＣやＬＳＩ等の高集積化が急速に進
み、これらに使用する半導体ウェーハの研磨仕上げに従
前より高度の平面度が要求されている。ここに平面度と
は、ＴＴＶ　（Ｔｏｔａｌ　Ｔｈ１ｃｋｎｅｓｓ　Ｖａ
ｒｉａｔｉｏｎ）で表わした平面度をいい、研磨後のウ
ェーハを真空吸引盤に保持させたときのその表面に存在
する凹凸の最高点と最低点との距離で表わす。従来の６
４にビット用ＩＣやＬＳＩには、平面度が５μｍ程度で
あれば使用可能であるが、２５６にビット用としては使
用することはできない。２５６にビット用としては３μ
ｍ程度以下の平面度が必要である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の積層体を用いたウェーハを研磨した場合、平
面度は５μｍ程度であり、それ以下にすることができな
いという問題点があった。これは、従来の積層体が剥離
紙（４）を使用していること、及び層の数が多いことに
起因すると考えられる。

すなわち、剥離紙（４）はそれ自体の表面にかなり大き
な凹凸やうねりを有しており、しかも、キャリア（３）
表面に密着させつつ粘着剤（７）を塗工した上に剥離紙
（４）を積層して巻き取る工程で空気が混入するので、
粘着剤または接着剤（７）の層の厚さが均一とならない
。このため、回転貼付盤に貼着した際に保持バッキング
（１）の表面が平坦にならなかった。

また、従来の積層体は層の数が多い（図示したものでは
剥離紙（４）を含めて７層）ため、たとえ各層が可能な
限り厚さを均一に製作されていても積層後には各層の厚
さの不均一さが累積され、その結果、保持バッキング（
１）の表面に形成される凹凸あるいはうねりが太き（な
ってしまう。

この発明は、上記問題点を解決すべくなされたもので、
その目的とするところは、粘着剤または接着剤の層の厚
さの不均一さが非常に少ないつ工−ハ保持用積層体を提
供することにある。

この発明の他の目的は、研摩機の回転貼付盤に貼着して
研磨した際に研磨したウェーハが非常に優れた平面度を
持つことができるウェーハ保持用積層体を提供すること
である。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明が上記目的を達成するため講じた技術的手段は
、次の通りである。

ウレタン重合体シートよりなる保持バッキング（１１）
と、熱可塑性樹脂よりなる補強材（１２）と、熱可塑性
樹脂フィルムよりなるセパレータ（１３）を各層の間に
粘着剤または接着剤（１４）　（１５）を介在してこの
順に積層し、さらにセパレータ（１３）を剥離可能とし
たことである。

保持バッキング（１１）は、その片面にウェーハを接触
し、表面張力や摩擦力あるいは真空吸着作用によってウ
ェーハを保持するもので、ウレタン重合体シートにより
形成される。ウレタン重合体シートとしては、フオーム
状及びフィルム状いずれも使用可能である。

フオーム状シートを使用する場合は、湿式凝固法により
製造されかつ表面層が微細発泡構造となっているものが
適当であり、さらに表面にパフ加工を施すことが好まし
い。シートの厚さは５０〜５００μｍとするのが適当で
あり、できるだけ薄いものを使用する。

フィルム状シートを使用する場合は、好ましくは５〜１
００　μｍの厚さのものとする。

これらのシートへのウェーハの保持は、フオーム状シー
トでは水等の液体をウェーハとシートの間に介在させ、
表面張力あるいはシート表面の微細気泡の真空吸着作用
によって行い、フィルム状シートでは水等の表面張力ま
たはシート自身の持つ自己粘着性によって行う。

補強材（１２）は、保持バッキング（１１）の補強及び
これらの間に形成される粘着剤あるいは接着剤（１４）
の層の補強と支持を行うもので、熱可塑性樹脂により形
成される。ここで使用する熱可塑性樹脂としては、エチ
レン重合体、プロピレン重合体、ポリアミド樹脂、ポリ
エステル樹脂、ポリカーボネート樹脂があり、強度、平
面性、厚み精度等を考慮して適宜選択する。好ましくは
二軸延伸処理の有無を問わずポリエステル樹脂が用いら
れ、特にフィルム状としたものが最適である。フィルム
の厚さは、ウェーハ保持機能、取扱いの容易性、作業性
等の観点から決定するが、４０〜３５０μｍの範囲が好
ましく、特に５０〜２００μ鴎とするのがよい。

保持パフキング（１１）と補強材（１２）の間の粘着剤
または接着剤（１４）としては、アクリル樹脂を主成分
とし、剥離強度が１２００　ｇ　／　ｉｎ以上で、さら
に研磨液のアルカリ性に耐えるものを用いるのが好まし
い。補強材（１２）の保持バッキング（１１）と反対側
の面に形成した粘着剤または接着剤（１５）の層は、積
層体（１０）を研磨機の回転貼付盤に貼着するためのも
のであるが、この層も保持バッキング（１１）と補強材
（１２）の間の粘着材または接着材（１４）と同様のも
のを用いることができる。これらの層の厚さは、実用的
に可能な限り薄い方が好ましく、乾燥後において５〜５
０μｍとなるようにする。

セパレータ（１３）は、積層体（１０）を回転貼付盤に
貼着するまで粘着材または接着材（１５）の層を保護す
るためのもので、熱可塑性樹脂フィルムにより形成され
る。熱可塑性樹脂フィルムとしては、特にポリエステル
フィルム（二軸延伸の有無を問わない）やポリプロピレ
ンフィルムが好ましく、離型処理して使用する。フィル
ム厚さは２０〜５０μｍ程度で、薄いものがより好まし
い。

保護バッキング（１１）、補強材（１２）及び粘着材ま
たは接着材（１４）　（１５）の層は積層され接着され
るが、この際に必要に応じて加熱処理を行ってもよい〔
作用〕セパレータ（１３）は、表面が平滑であると共に厚みも
均一であり、しかも粘着剤または接着剤（１５）の層と
セパレータ（１３）を積層する際に空気が混入すること
がないため、粘着剤または接着剤（１５）の層の厚さを
均一にすることができる。しかも、この発明に係る積層
体（１０）は、セパレータ（１３）を含めて５層であり
、従来のものよりも層の数が少ないので、各層の厚さの
不均一さの累積によって保持バッキング（１１）の表面
に生ずる凹凸やうねりが少なくなる。

さらに、上述の理由により、セパレータ（１３）を剥離
して研磨機の回転貼付盤に貼着すると、保持バッキング
（１１）表面は凹凸やうねりが非常に少くなり、研磨し
たウェーハ（１７）の平面度を非常に優れたものとする
ことが可能となる。

Ｃ実施例〕以下添付図面に基いて、この発明の実施例について説明
する。

第１図はこの発明の第１実施例を示したもので、このウ
ェーハ保持用積層体（１０）は、ウェーハ保持バッキン
グ（１１）、補強材（１２）及びセパレータ（１３）を
各層の間に粘着剤または接着剤（１４）　（１５）を介
在して積層して形成されている。保持バッキング（１１
）と補強材（１２）は接着されて分離不能であるが、セ
パレータ（１３）は粘着剤または接着剤（１５）の層か
ら７１１離可能となっている。

保持バッキング（１１）は、湿式凝固法で製造したウレ
タン重合体フオームのシートで、上記粘着剤（１４）の
層の上面に積層し密着したものである。このシートは、
ＪＩＳ−に６５０５による測定値で厚さ０．３９龍、重
さ１０８ｇ／ｒｒ？、見掛比重０．２８ｇ／ｃｄ、引張
強度０．１７ｋｇｆ　／ａｍ”　　（ｗａｒｐ）　、０
．１５ｋｇｆ／鵬＠２（ｗｏｏｆ）のものを使用した。

補強材（１２）は、厚さ約１ＯＯｌＩＩ１１の二輪延伸
ポリエステルフィルムであり、粘着剤（１４）は、アク
リル樹脂粘着剤（固型分濃度４０重量％）であって、厚
さ約４０μｍにコーティングした後乾燥させて厚さ約１
６μｍの粘着剤層としたものである。

セパレータ（１３）は゛、シリコン離型処理をした厚さ
約４０μｍのポリプロピレンフィルムから成り、その離
型処理面に上記したアクリル樹脂粘着剤を厚さ約５５μ
ｍに塗工し、乾燥させて厚さ約２２μｍの粘着剤（１５
）の層を形成した後、補強材（１２）上にこの粘着剤（
１５）の層を積重し密着したものであるこの積層体（１
０）を直径３７３　ａｍの円板状に切断し、その厚さを
ダイヤルゲージにて測定した（測定点２９点、測定圧３
５ｇ／ｃｎｌ）ところ、平均厚さは５６４μｍ、厚さの
最大値と最小値との差は９μｍであった。

第２図及び第３図は、ウェーハ保持用積層体（１０）の
保持バッキング（１１）の表面に円板状のテンプレート
（１６）を貼着し、研磨するウェーハ（１７）を保持し
た状態を示している。このテンプレート（１６）は、ウ
ェーハ位置決め用の３個の穴（１８）を有しており、こ
れらの穴（１８）の中で片面に水を付けたウェーハ（１
７）を積層体（１０）の保持バッキング（１１）に接触
させることにより、ウェーハ（１７）を保持している。

ウェーハ（１７）の保持は、水の表面張力によって行わ
れている。テンプレート（１６）は、上記積層体（１０
）とフィルム状接着剤（１９）によって接着されている
。

ウェーハ（１７）を研磨する際には、テンプレート（１
６）を貼着した積層体（１０）を、セパレータ（１３）
を剥離除去して粘着剤（１５）を研磨機（２０）の回転
貼付盤（２１）の下面に貼着させることにより、この回
転貼付盤（２１）に固定して行う。研磨機（２０）は、
第４図に見るように回転貼付ｆｆｉ　（２１）の下方に
これと対向して回転定盤（２２）を有しており、その上
面には研磨布（２３）を敷設している。研磨布（２３）
には、研磨液供給管（２４）から研磨液（２５）が供給
される。回転貼付盤（２１）は、下降して研磨布（２３
）に押圧され、回転貼付盤（２１）と回転定盤（２２）
双方の回転によって生ずる摩擦力により、ウェーハ（１
７）を研磨する。

上記研磨機（２０）にてシリコンウェーハを研磨したと
ころ、研磨後のウェーハの平面度は３μｍであり、２５
６にビット用として十分使用可能な研磨仕上げをするこ
とができた。

第２実施例として、保持バッキング（１１）を自己粘着
性のあるウレタン重合体フィルム（厚さ０．０３１−、
ショアーＡ硬度８４６、引張強さ７２ＭＰａ　）とし、
他は第１実施例と同様にしてウェーハ保持用積層体（ｌ
Ｏ）を製造した。

この積層体（１０）の厚さを第１実施例と同様にしてダ
イヤルゲージで測定したところ、厚さの平均値は２２３
μｍ、厚さの最大値と最小値の差は５μｍであった・さらに、この積層体（１０）を用いて第１実施例と同じ
方法でシリコンウェーハを研磨した。研磨後のウェーハ
の平面度は１μｍであった。

第２実施例の積層体（１０）を用いた方が平面度が良い
のは、積層体（１０）の厚さの不均一さが第１実施例よ
り少ないためと考えられる。

〔比較例〕

厚さ約１９０μｍの二輪延伸ポリエステルフィルム（補
強材）の片面に第１実施例と同じアクリル樹脂粘着剤を
厚さ約５０μｍにコーティングし、乾燥させて厚さ約２
０μｍの粘着剤層を形成した。

次に、この粘着剤層の表面に第１実施例と同じウレタン
重合体フオームのシート（保持バッキング）を積層して
密着した。

他方、二軸延伸ポリエステルフィルム（キャリア）の両
面に上記と同じ粘着剤をコーティングし、乾燥させて全
体厚さ１２０μｍとした。さらに、いずれか一方の粘着
剤層の表面に剥離紙を貼着するとともに、他方の粘着剤
層の表面に上記のポリエステルフィルムとウレタン重合
体フオームのシートとを積層したもののポリエステルフ
ィルムの表面を密着させ、ウェーハ保持用積層体を完成
した。

この積層体の厚さを第１実施例と同じ方法で測定したと
ころ、厚さの最大値と最小値の差は４０μｍ以上であっ
た。

そして、この積層体にテンブレー１−　（１６）を貼着
し、剥離紙を除去して研磨機（２０）の回転貼付盤（２
１）に貼着し、第１実施例と同様にしてシリコンウェー
ハを研磨した。研磨後のウェーハの平面度は５μｍであ
り、２５６　Ｋビット用としては使用できないものであ
った。

尚、上述の説明ではウェーハ（１７）をシリコン、ガリ
ウム砒素、インジウム燐等の半恵体結晶のつ工−ハとし
て説明したが、この発明はニオブ酸すチウムやタンタル
酸リチウム等の誘電体結晶のウェーハ、サファイヤ、水
晶、ＧＧＧ等の各種素子用のウェーハ、フェライト等に
も適用しうろことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、この発明は粘着剤（１
５）の層の厚さを均一とすることにより、積層体（１０
）の厚さの最大値と最小値の差を少なくして厚さをほぼ
均一にすることができ、また、セパレータ（１３）を剥
離して研磨機（２０）の回転貼付盤（２１）に貼着した
際に保持バッキング（１１）表面が平坦となり、従って
この保持バッキング（１１）に接触・保持して研磨すれ
ば、研磨後の平面度が２５６にビット用として使用可能
な高度に研磨されたウェーハ（１７）を容易に得ること
ができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係るウェーハ保持用積層体の一実
施例の中央部を省略した断面図。第２図は、同積層体の
テンプレートを貼着しウェーハを保持した状態の底面図
。第３図は、第２図のＡ−Ａ線に沿った中央部を省略し
た断面図。第４図は、研磨機の要部説明図。第５図は、
従来のウェーハ保持用積層体の中央部を省略した断面図
。（ｌＯ）・・・ウェーハ保持用積層体（１１）・・・保持バッキング　（１２）・・・補強材
（Ｉ３）・・・セパレータ（１４）　（１５）・・・粘着剤または接着剤（１７）
・・・ウェーハ

Claims

【特許請求の範囲】

１、保持バッキング（１１）の表面に半導体等のウェー
ハ（１７）を接触・保持して当該ウェーハ（１７）の表
面を研磨するためのものであって、ウレタン重合体シー
トよりなる保持バッキング（１１）と、熱可塑性樹脂よ
りなる補強材（１２）と、熱可塑性樹脂フィルムよりな
るセパレータ（１３）を各層の間に粘着剤または接着剤
（１４）（１５）を介在してこの順に積層し、さらに上
記セパレータ（１３）を剥離可能としたことを特徴とす
るウェーハ保持用積層体。