KR100780099B1 - 연마용 워크지지반, 연마장치 및 연마방법 - Google Patents

연마용 워크지지반, 연마장치 및 연마방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적어도 워크를 진공흡착지지하는 다수의 관통공을 가진 워크지지반 본체와 그 본체의 배면측에 배치된 뒷판을 구비한 연마용 워크지지반에 있어서, 상기 지지반 본체의 온도제어수단 또는 냉각수단을 설치하여 이루어진 것을 특징으로 하는 연마용 워크지지반이다. 이로써 워크를 연마할 때에, 연마회수가 증가해도 워크의 평탄도를 악화시키지 않고, 워크지지반 본체 자체의 열변형이나 워크지지면에 피복된 수지막의 변형을 억제하여, 평탄도가 양호한 워크를 얻을 수 있는 연마용 워크지지반, 연마장치 및 연마방법이 제공된다.

Description

연마용 워크지지반, 연마장치 및 연마방법{WORK HOLDING PANEL FOR POLISHING, AND DEVICE AND METHOD FOR POLISHING}
본 발명은 반도체 웨이퍼 등 워크표면을 정밀연마할 때 사용하는 연마용 워크지지반과 연마장치 및 워크 연마방법에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼의 가공방법으로서, 단결정 잉고트로부터 박판(웨이퍼)을 절출(切出)하는 슬라이스 공정, 웨이퍼 외주의 흠을 방지하기 위한 모서리가공 공정, 웨이퍼두께의 불균일을 없애기 위한 래핑 공정, 가공흠이나 오염물을 제거하기 위한 에칭 공정, 웨이퍼의 모서리가공부 및 주표면을 경면화하는 연마 공정 등을 순차로 거치는 것이 일반적이다.
종래의 연마가공에서는, 강성재료인 유리, 금속, 세라믹스 등의 판을 워크지지반으로 삼아, 그 표면에 왁스 등의 접착제로 워크를 첩부하거나, 통기성 있는 다공질 재료 또는 표면에 다수의 관통공을 갖춘 워크지지반 표면에 진공흡착 등으로 워크를 지지하는 방법이 실시되고 있다.
그러나 금속이나 세라믹스 등의 워크지지반 표면에 직접 워크를 지지하면, 워크 표면에 오염이 발생하고, 지지반이 워크보다 경질인 경우에는 손상이 발생한다. 그래서 워크 이면의 손상이나 오염을 방지하고, 평탄도가 양호한 워크를 확보 하는 등의 목적으로, 예컨대 아크릴이나 폴리카보네이트, 에폭시 등 수지막으로 워크지지반 표면을 피복하기도 한다. 그래서 워크를 연마하기 전에 워크지지면에 피복한 수지를 직접 연마포로 연마하여 수지의 표면상태를 연마포의 표면상태에 맞춘 후, 이 워크지지반에 워크를 지지하여 연마하는 소위 모방(倣い)연마라는 방법이 행해지고 있다.
여기에 종래의 연마용 워크지지반의 일예를 제5도(a), (b)에 도시하였다. 이 연마용 워크지지반(1)은 워크지지면(15)와 다수의 진공흡착용 관통공(4)이 마련되는 워크지지반 본체(2) 및 그 본체의 배면측에 배치되는 워크지지반 뒷판(5)로 이루어지고, 관통공(4)는 워크지지반 본체(2)와 워크지지반 뒷판(5) 사이의 공간부(6)을 거쳐 진공로(7)에서 도시되지 않은 진공장치로 연결되어 진공발생에 의해 워크지지면(15)에 워크를 흡착지지하도록 되어 있다. 워크지지반 본체(2)의 워크지지면(15)는 관통공(4)를 갖춘 수지피막(3)으로 피복되어 있다.
그리고 웨이퍼를 연마함에 있어서는, 연마용 워크지지반(1)의 워크지지면(15)에 진공흡착 등을 통해 워크를 지지하고 회전축을 가진 연마헤드(도시하지 않음)에 장착하여 연마헤드에 의해 회전됨과 동시에 소정의 하중으로 회전하는 정반 상에 첩부된 연마포에 워크를 압부(押付)한다. 연마제의 공급은 노즐로부터 소정의 유량으로 연마포 상에 공급하고 이 연마제가 워크와 연마포 사이에 공급됨으로써 워크가 연마된다.
이와 같은 연마를 수행하면 연마 중에 열이 발생한다. 특히 제5도에 도시된 바와 같은 형태의 워크지지반을 이용하여 연마하면, 워크연마 중의 발열은 워크, 워크지지면(수지피막 부분) 및 워크지지반 본체의 순서로 열이 서서히 전달된다. 그리고 연마를 계속하면 열이 축적된다.
그러나 워크의 지지면은 연마가공 직전에 표면의 오물을 제거하려고 세정액을 공급받은 브러쉬에 의해 세정 등이 이루어지기 때문에 이 단계에서 표면이 냉각된다. 한편, 워크지지반 본체, 특히 배면측(뒷판(5)측)은 서서히 열이 축적된 상태로 된다. 이 때문에 워크지지반 본체의 표리에 따라 축열량 및 방열량이 다르기 때문에 연마가공의 공수(연마가공 회분수)가 증가하면 워크지지면과 워크지지반 본체 배면측 사이에 온도차가 생기게 되고 워크지지반 본체 전체에 열변형이 발생하게 된다. 이와같이 워크지지반 본체 전체의 변형이 생기게 되면 결과적으로 여기에 지지되어 연마되는 워크의 평탄도는 악화된다는 문제가 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 종래는 워크지지반 본체에 저열팽창제를 이용하기도 하였으나, 초고평탄도의 워크가 요구되는 현재로서는 이것만으로는 아직 충분하다고 할 수 없다.
연마에서는 열팽창 특성만이 아니라 연마압력에 견딜 수 있는 내성도 요구된다. 또 이러한 열팽창 및 강성을 고려하고, 나아가 비용면을 고려하면 이들 모든 요구를 만족시키는 연마용 워크지지반을 얻기란 현실적으로 어렵다.
또 상기한 바와 같이 워크의 손상이나 오염을 방지하고, 평탄도가 양호한 워크를 얻을 목적으로, 예컨대 아크릴이나 폴리카보네이트, 에폭시 등 수지로 워크지지반 표면을 피복한 경우, 수지의 열특성(열팽창율 및 열전도율)은 워크지지반 본체에 사용되고 있는 재질(예를 들면 SiC 등의 세라믹스)과 크게 다르기 때문에 연 마발열에 의한 열변형이 두드러지기 쉬워 높은 평탄도를 얻기가 힘들다.
따라서 본 발명은 상기 문제점에 비추어 이루어진 것으로서, 상기와 같은 형태의 워크지지반을 이용한 연마에서, 워크를 연마할 때 연마공수(연마가공 회분수)가 증가해도 워크지지반 본체의 열변형이나 워크지지반에 피복한 수지막의 변형을 억제하고, 여기에 지지된 워크의 평탄도를 악화시키지 않고 양호한 평탄도와 마경상(魔鏡像)을 가진 워크를 얻을 수 있는 연마용 워크지지반, 연마장치 및 연마방법을 제공하는 데 주된 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명과 관련한 연마용 워크지지반은, 적어도 워크를 진공흡착지지하는 다수의 관통공을 갖춘 워크지지반 본체와 그 본체의 배면측에 배치된 뒷판을 구비한 연마용 워크지지반에 있어서, 상기 지지반 본체의 온도제어수단 또는 냉각수단이 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 것이다.
이와 같은 온도제어수단 또는 냉각수단에 의하면 워크지지반 본체의 워크지지면과 이면 사이의 온도차 및 워크지지반 본체 중심부와 외주부 사이의 온도차가 해소되어, 워크지지반 본체 전체의 온도가 거의 균일하고 워크지지반 본체 및 워크의 열변형이 거의 일어나지 않기 때문에 고평탄도를 가진 워크를 얻을 수 있다. 또한 이와 같은 냉각수단을 이용함으로써 연마에 의한 발열이 제거되고 워크 및 워크지지반 본체의 열팽창이 억제되어 평탄도가 양호한 워크 및 마경상 수준의 양호한 워크를 제작할 수 있다. 또 워크지지면의 보호나 모방연마를 목적으로 워크지지반 본체의 워크지지면을 수지피막으로 피복하는 경우도 상기와 같은 효과를 들 수 있 다. 여기서 얻어지는 고평탄도를 가진 워크, 특히 워크가 반도체 웨이퍼인 경우는 고집적디바이스 공정에서의 각종 막두께 불량을 감소시킬 수 있고 고집적디바이스의 수율 향성을 도모할 수 있다.
이 경우, 온도제어수단 또는 냉각수단이 연마용 워크지지반의 진공계 유로내에 온도제어된 액체 또는 기체를 흐르게 하는 기구로 만들 수 있다.
온도제어수단 또는 냉각수단으로서 이와 같은 기구로 설치하면, 기존의 장치를 이용하여 용이하게 구성할 수 있고, 워크지지반 본체, 수지막 및 워크의 온도제어, 냉각할 것 없이 매우 용이하게 실시할 수 있다.
그리고 이 경우, 온도제어수단 또는 냉각수단을 워크지지반 본체에 설치된 유체자켓으로 할 수 있다.
이 유체자켓은 워크지지반 본체의 내부 및 외주부에 설치할 수 있고, 유체자켓 내에 온도제어된 액체 또는 기체를 흐르게 함으로써 워크지지반 본체 및 워크의 온도제어도, 냉각도 매우 용이하게 수행할 수 있다. 또 연마 중에도 냉각이 가능하기 때문에 연마 중의 워크지지반 본체 및 워크를 거의 일정온도로 유지할 수 있어 더욱 고평탄도를 가진 워크로 완성할 수 있다.
더욱이 이 경우, 온도제어수단 또는 냉각수단을 연마용 워크지지반을 구성하는 워크지지반 본체와 뒷판 사이에 설치된 방열판으로 할 수 있다.
이렇게 하면, 연마 중에 발생하는 열은 워크, 수지막, 워크지지반 본체와 워크의 온도상승을 억제할 수 있기 때문에 지지반 본체의 변형이나 워크의 열팽창을 억제하여 평탄도가 양호한 워크로 연마할 수 있다.
그래서 연마용 워크지지반의 뒷판재질이 방열재인 것이 바람직하다.
이와 같이 연마용 워크지지반의 뒷판재질도 열전도율이 높은 방열재로 하면 상기 방열판과 마찬가지로 더욱 제열효과를 높일 수 있다.
본 발명에 관한 워크 연마장치는, 적어도 연마포를 첩착한 회전테이블과, 연마포 표면에 연마제를 공급하는 수단과, 워크를 연마포 표면에 강제적으로 압접시키는 연마용 워크지지반을 구비한 연마장치에 있어서, 연마용 워크지지반이 상기한 바와 같은 것임을 특징으로 하는 것이다.
이와 같이 워크지지반 본체에 온도제어수단 또는 냉각수단을 마련한 연마용 워크지지반을 구비한 연마장치를 이용하면, 고평탄도를 가진 워크가공이 가능해진다.
그리고 본 발명에 관한 워크 연마방법은 상기 워크 연마장치를 사용하여 워크를 연마하는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이 워크지지반 본체에 온도제어수단 또는 냉각수단을 설치한 연마용 워크지지반을 구비한 연마장치를 이용한 연마방법에 따르면, 고정밀도로 워크를 지지할 수 있기 때문에 고평탄도를 가진 워크가공이 가능해진다. 또 본 발명의 연마방법은 아크릴, 폴리카보네이트 또는 에폭시 등의 수지피막으로 워크지지반을 피복하고, 워크를 연마하기 전에 수지막을 직접 연마포에 연마해서 수지막의 표면상태를 연마포의 표면형상에 합치시킨 후에 워크를 연마하는, 소위 모방연마에도 적용할 수 있어 고평탄도와 양호한 마경상을 확보할 수 있다.
이 경우 1회분의 연마종료마다 상기 온도제어수단 또는 냉각수단을 이용하여 워크지지반 본체의 온도를 조정할 수 있다.
이와 같이 1회분마다 워크지지반 본체의 온도를 소정 온도로 조정하고 나서, 워크를 진공흡착에 의해 지지하고 연마를 개시하면, 열 축적이 방지되고 각 회분 사이에 평탄도의 비균일이 거의 없는 워크를 얻을 수 있어, 수율과 생산성의 향상을 도모할 수 있다.
그리고 이 경우, 복수 회분의 워크를 연마할 때, 연마개시 때의 워크지지반 본체의 매 회분의 온도차를 ±1℃ 이내로 조정하여 연마할 수 있다.
이것은 허용될 평탄도 범위에도 의존하나, 최근의 고평탄도 웨이퍼의 요구에 대해서는 5℃이내, 바람직하게는 각 회분마다 연마개시 때의 워크지지반 본체, 특히 워크지지반 본체의 내부 또는 뒷면측의 온도차를 ±1℃이내로 조정해서 연마하면, 각 회분 사이에 평탄도의 비균일이 거의 없는 고정밀도 워크를 얻을 수 있다.
본 발명에 의해 워크를 연마할 때, 연마공수가 증가해도 워크의 평탄도를 악화시키지 않고, 워크지지반 본체의 열변형, 워크지지면에 피막된 수지의 변형을 억제하여 양호한 평탄도를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 양호한 마경상 수준의 워크를 얻을 수 있다.
제1도는 본 발명의 연마용 워크지지반의 일예를 도시한 개략설명도이다.
제2도는 본 발명의 연마용 워크지지반을 장착한 연마헤드 및 연마헤드를 구비한 연마장치의 개략설명도이다.
(a)연마헤드 (b)워크의 연마장치
제3도는 본 발명의 연마용 워크지지반의 다른 예(유체자켓을 구비)를 도시한 설명도이다.
제4도는 연마용 워크지지반의 또 다른 예(방열판을 구비)를 도시한 설명도이다.
제5도는 종래의 연마용 워크지지반의 일예를 도시한 개략설명도이다.
(a)종단면도 (b)워크지지면의 정면도
제6도는 본 발명의 연마방법과 종래의 연마방법에 의한 워크의 마경상의 연마공수에 따른 변화상태를 비교한 설명도이다.
(a)본 발명의 연마방법에 의한 것 (b)종래의 연마방법에 의한 것
이하 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명은 여기에 한정되는 것만은 아니다.
상기한 바와 같이 종래의 연마용 워크지지반을 이용해서 연마를 계속하면, 워크지지반 본체에 축열이 생겨 워크지지반 본체가 서서히 열변형하거나, 워크지지면에 피복된 수지의 열변형과 워크지지반 본체의 열변형 차로 인해 평탄도가 열화되기도 했다.
그래서 본 발명자들은 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 워크를 연마용 워크지지반에 지지시켜 한쪽 면을 연마하는 연마장치에 있어서, 워크지지반 본체를 냉각하거나 또는 축열을 방지하는 기구를 부가함으로써 연마공수의 증가에 관계없이 양호한 평탄도를 유지할 수 있는 연마방법 및 연마장치를 완성시켰다.
먼저 본 발명의 연마장치를 도면을 참조하여 설명한다. 여기서 제1도는 본 발명의 일예로서 연마장치를 구성하는 연마용 워크지지반의 구성개요를 설명하기 위한 개략설명도이다. 또 제2도는 (a)가 연마용 워크지지반을 장착한 연마헤드, (b)가 연마헤드를 구비한 연마장치의 구성개요를 설명하기 위한 설명도이다.
본 발명의 연마장치는 워크, 예컨대 반도체 웨이퍼의 한 면을 연마하는 장치로 구성되는데, 제2도(b)에 도시된 바와 같이 연마장치(20)은, 회전하는 정반(회전테이블)(21)과 연마헤드(10)에 장착된 연마용 워크지지반(1)과 연마제 공급노즐(23)으로 이루어진다. 정반(21)의 상면에는 연마포(22)가 첩착되어 있다. 정반(21)은 회전축에 의해 소정의 회전속도로 회전된다.
그리고 연마용 워크지지반(1)은 진공흡착 등에 의해 그 워크지지면(15)에 워크(웨이퍼)W를 지지하고, 회전축을 가진 연마헤드(10)에 장착되고, 연마헤드(10)에 의해 회전됨과 동시에 소정의 하중으로 연마포(22)에 워크W를 압부한다. 연마제(24)가 워크W와 연마포(22) 사이에 공급됨에 따라 워크W가 연마된다.
또한 제1도 및 제2도(a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 연마장치에 이용되는 연마용 워크지지반 본체(1)은 워크지지면(15)에 복수의 진공흡착용 관통공(4)를 갖춘 워크지지반 본체(2) 및 그 본체의 뒷면측에 배치된 워크지지반 뒷판(5)로 구성되는 바, 관통공(4)는 워크지지반 본체(2)와 워크지지반 뒷판(5) 사이에 있는 공간부(6)을 거쳐 진공로(7)로부터 도시되지 않은 진공발생장치로 연결되어, 진공발 생에 따라 워크지지면(15)에 워크W를 흡착지지하도록 이루어져 있다. 또 워크지지반 본체(2)의 워크지지면(15)는 수지피복재료(3)으로 피복한 것으로 되어 있다.
본 발명에서는 또한, 이 워크지지반 본체(2)의 표리에 열분포가 생기지 않도록, 예컨대 연마종료 후 워크지지반 본체(2)를 온도제어하는 수단, 특히 냉각하는 수단을 설치하고 있다.
이 온도제어수단의 일예로서는, 진공계 유로내에 워크지지반 본체(2)를 냉각 또는 온도제어하기 위한 수단을 설치하고 있다. 즉 진공로(7)의 도중에 전환밸브(9)를 설치해서 온도제어유체로(8)을 거쳐 온도제어유체탱크(16)에 접속하고, 진공계 유로내에 온도제어된 유체(기체 또는 액체)를 공급하도록 구성되어 있다.
다른 형태로서는 제3도에 도시된 바와 같이, 워크지지반 본체(2) 내부에 온도제어용 또는 냉각용 유체자켓(17)을 설치하고, 온도제어유체로(8a)을 거쳐 온도제어유체탱크(도시하지 않음)로부터 온도제어유체를 송입하여 워크지지반 본체(2)에 축열되는 열을 냉각하고 열변형을 억제하려는 것이다. 이 유체자켓은 워크지지반 본체(2)의 외주부에 설치할 수도 있다. 이 경우, 온도제어유체를 연마 중에도 흐르게 할 수 있다는 장점이 있다.
또 다른 형태로서는 제4도에 도시된 바와 같이, 워크지지반 본체(2)와 그 본체의 뒷면측에 배치된 워크지지반 뒷판(5) 사이에 열을 방산하기 위한 방열판(18)을 설치한다. 또는 워크지지반 뒷판(5)의 재질을 열전도율이 높은 방열재로 하여 열의 방산이 잘 이루어지게 한다. 이렇게 함으로써, 워크지지반 본체(2)에 축열되 는 열을 냉각하여 열변형을 억제할 수 있다. 이 예에서는 방열판과 함께 진공계 유로내에 유체가 흐르는 기구를 구비한 예를 나타내고 있다. 방열판(18)의 재질은 열전도율이 좋은 재질의 것이 바람직하고, SiC, 고압상의 입방결정인 질화붕소(c-BN)나 저압상의 육방결정의 질화붕소(h-BN) 등의 열전도율이 높은 것이 바람직하다. 또 방열판(18)의 형상은 단순한 시트상 또는 외주부에 방열핀(fin)을 단 형상인 것이 바람직하다.
뒷판(5)의 재질은 종래 우레탄수지 등이 이용되어 왔으나, 우레탄수지보다 열전도가 양호한 금속 또는 워크지지반 본체(2)의 재질보다 열전도율이 좋은 재질의 것이 바람직하고, 워크지지반 본체에 SiC를 이용한 경우에는 뒷판도 SiC로 하거나, 또한 고압상의 입방결정인 질화붕소(c-BN)나 저압상의 육방결정인 질화붕소(h-BN)등의 열전도율이 높은 것이 바람직하다. 또 뒷판의 지지반 본체와 접하는 면과 반대측면에 방열핀을 설치하여도 좋도. 이 경우 열의 방산을 더욱 효율적으로 할 수 있다.
그리고 연마헤드(10)은 그 회전홀더(11)의 내부에 가압공간부(13)을 마련하고, 탄성체링(12)를 거쳐 워크지지반(1)을 기밀하게 유지한다. 가압공간부(13)은 가압로(14)를 거쳐 공기압축기(도시하지 않음)에 연결되어 있다. 그리고 워크지지면(15)의 피북수지(3) 표면에 진공흡착지지되어 있는 워크W에 워크지지반(1)의 회전 또는 요동을 부여함과 동시에 워크지지반(1)의 뒷면을 공기로 가압하여, 워크W를 지지한 워크지지반(1)을 연마포(22)에 압부하도록 되어 있다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 연마장치를 이용하여 연마함으로써, 연마를 반복 실행해도 워크지지반 본체의 온도차가 커지는 일 없이, 워크지지반 본체의 변형이 적도록 제어할 수 있고, 연마 후의 워크의 마경상도 양호하고, 고평탄도의 워크를 얻을 수 있다.
이와 같이 본 발명의 연마장치에는 워크지지반 본체의 온도제어기구, 특히 냉각기구를 구비하여, 워크지지반 본체에 축열하는 열을 제거하는 것을 특징으로 한다.
연마방법으로서는 상기 온도제어기구를 갖춘 연마용 워크지지반을 사용하여 연마한다.
특히 진공계내의 유로내에 워크지지반 본체를 냉각 또는 온도제어하기 위한 수단을 설치한 장치에서는, 워크지지반 본체의 온도제어 또는 냉각을 하기 위하여 연마(회분) 종료 시 마다 진공계 유로내에 온도제어된 액체 또는 기체를 흐르게 함으로써 적절한 온도제어가 가능하다.
또 복수회분을 연속해서 연마할 때는 1회분마다 연마개시 때의 워크지지반 본체의 온도차를 ±1℃이내로 조정하고 나서 연마하는 것이 바람직하다. 특히 항상 일정하게 연마를 개시하는 편이 더 바람직하다.
또한 연마는 연마개시 시의 워크지지반 본체의 온도와 연마 종료 시의 워크지지반 본체의 온도의 차이가 5℃이내가 되도록 제어하여 연마하는 것이 바람직하다. 물론 온도 차 없이 동일한 것이 더 바람직하다.
이하, 본 발명의 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하겠으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
(실시예1)
제1도에 도시된 바와 같은 진공로(7)내에 워크지지반 본체(2)를 냉각 또는 온도제어하는 수단을 설치한 장치, 다시말해 진공로내에 온도제어된 유체를 공급하도록 구성된 장치를 이용하여 연속연마를 실시하였다
워크지지반 본체(2)의 재질은 SiC(탄화규소) 세라믹스 및 피복수지(3)은 에폭시수지, 워크지지반 뒷판은 우레탄수지로 제작되어 있다.
피가공물로서, CZ법으로 성장시킨 단결정 잉고트로부터 웨이퍼를 슬라이스하여 모서리가공, 래핑 및 에칭한 두께 735㎛의 P형, <100>, 200mm 직경의 에취드웨이퍼W를 썼다.
이 웨이퍼W를 제2도(a),(b)에 도시된 바와 같은 워크지지반 본체(2)의 워크지지면(15)에 진공흡착으로 흡착하여 연마하였다. 처음에 피복수지(3)의 워크지지면(15)의 형상을 연마포(22)의 형상과 합치시키기 위한 모방연마를 하고, 다음에 피가공물을 워크지지면(15)에 진공흡착하여 연마했다.
연마조건은 부직포 타입의 연마포(아스카-C경도로 80)(22), 연마제(24)로 하여 콜로이덜실리카 연마제(pH:10.5), 연마하중 300g/cm2, 연마면적 10㎛로 하였다.
연마종료후, 진공흡착을 해제하고, 전환밸브(9)를 전환하고, 진공로(7)에 온도제어유체로(8)을 연결하여 온도제어된 유체(여기서는 23℃로 온도제어된 순수를 사용)을 흘렸다. 이것에 의해 지지반 본체의 온도를 처음 연마개시 시의 온도와 거 의 동일하게 하였다.
이 방법으로는 온도제어유체는 관통공(4) 등으로부터 유출하기 때문에, 워크지지반 본체(2)의 뒷판측에서 표면측까지 전체적으로 냉각할 수 있어 바람직하다.
워크지지반 본체(2)가 충분히 냉각되어 연마개시 시의 온도로 되면 다음 웨이퍼W를 연마하는 식으로 연속 20회분의 연마를 하였다.
(비교예1)
제5도에 도시된 바와 같은 종래의 연마용 워크지지반을 이용하여 연속연마를 실시하였다. 피연마샘플, 연마조건은 실시예1과 동일하다.
이상의 연마시험결과 실시예1에서는 공수(가공회분수)에 관계없이 워크의 평탄도는 안정되어 있었다. 그러나 비교예1에서는 가공당초에는 실시예(1)과 다름없이 평탄한 웨이퍼를 얻을 수 있었으나 공수가 증가함에 따라 평탄도가 악화되었다. 특히 공수가 증가하면 워크의 형상이 돌출(凸)하는 경향으로 진행하였다.
연마1회분째 및 20회분째 종료후의 워크지지반 본체 표리의 온도차를 측정하면, 실시예1에서는 회분수에 관계없이 워크지지반 본체 표리의 온도차가 3~4℃로 안정되어 있었다.
비교예1에서는 1회분째의 워크지지반 본체 표리의 온도차가 실시예1과 마찬가지로 적었으나, 20회분째에서는 워크지지반 본체 표리의 온도차가 커졌다. 특히 워크지지반 본체 뒷면의 온도가 1회분째의 워크지지반 본체 뒷면의 온도보다 16℃ 정도 높아졌다. 이와 같이 워크지지반 본체 표리의 온도차가 커지면 워크지지반 본체에 열변형이 생기고, 연마포의 형상과 워크지지반 표면의 형상의 매칭이 무너져 결과적으로 워크의 평탄도가 악화되었다.
또 워크지지반 본체의 온도 설정치 및 유체 공급량 등은 피가공물이나 연마조건에 따라서 임의의 값으로 변경할 필요가 있다.
특히 연마포의 형상과 워크지지면의 매칭이 양호한 연마조건을 찾아내어, 그 때의 워크지지반 본체의 온도로 항상 설정하면서 연속가공하는 것이 바람직한데, 본 발명의 장치 및 방법에 의해 가능하게 되었다.
다음으로 실시예1 및 비교예1의 워크의 마경상을 관찰하였다. 제6도에 도시된 바와 같이 비교예1(제6도(b))에서는, 마경상에서 관찰가능한 수준의 매우 작은 요철의 악화도 발견되었다. 연마 후의 워크를 마경상에 의해 관찰한 경과, 비교예1에서는 1회분째의 워크의 마경상은 비교적 깨끗했으나, 회분가공수가 증가함에 따라, 특히 6부터 7회분째 정도부터 흐릿한 흰점이 격자상으로 확인되었다. 이 흰점의 위치는 워크지지면에 열려 있는 흡착공(진공흡착용 관통공)의 위치와 일치하고 있어, 워크가 부분적으로 함몰(凹)한 것을 나타낸다. 이 현상은 워크지지반의 열변형이 워크에 흠이 생기지 않도록 워크지지반 표면에 피복한 수지에 대해서도 영향을 미치고 있다는 것을 나타낸다.
한편, 실시예1에서는 가공회분수가 증가해도 흡착공 부근의 워크의 마경상은 악화될 경향을 보이지 않았다(도6(a)). 실시예1에서는 특히 흡착공(진공흡착용 관통공)에도 온도제어를 한 유체가 흐르고 있음으로써 흡착공 부근의 온도차도 없어 지고, 가공회분수가 증가해도 워크의 마경상은 악화되는 경향을 나타내지 않은 것으로 생각된다. 이와 같이 워크지지반 표면에 수지가 피막된 형태의 연마방식에서, 특히 본 발명의 방법은 유효한 것임을 알 수 있다.
(실시예2)
워크지지반 본체 내부에 온도제어용(냉각용) 자켓을 설치한 연마장치를 이용하고, 냉매로서 25℃의 순수를 자켓에 흘려 연마 중에도 축열을 방지한 것 외는 실시예1과 동일한 조건으로 10회분 연마하였다. 이럼으로써 지지반의 온도를 처음 연마개시 시의 온도 26℃로 거의 일정하게 유지할 수 있고, 실시예1과 마찬가지로 평탄도 및 마경상이 양호한 워크로 가공할 수 있었다.
1회분째부터 10회분째의 평탄도는 셀사이즈 25mm×25mm의 SFQR max(Site front least-squares range)로 거의 0.16㎛였다. 비교예1에서는 1회분에서 6회분까지는 거의 0.16㎛이었으나, 온도차가 일정 범위를 초과하면 평탄도는 악화되고, 10회분째는 0.25㎛ 정도로 악화되어, 본 발명에 의한 연마공수의 영향도 없이 안정된 웨이퍼 품질을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 작업물 연마시 양호한 평탄도와 마경상을 갖는 작업물을 얻을 수 있다.

Claims (20)

  1. 적어도 워크를 진공흡착지지하는 다수의 관통공을 가진 워크지지반 본체와 그 본체의 배면측에 배치된 뒷판을 구비한 연마용 워크지지반에 있어서,
    상기 지지반 본체의 온도제어수단 또는 냉각수단을 설치하여 이루어지고,상기 온도제어수단 또는 냉각수단이 연마용 워크지지반을 구성하는 본체와 뒷판 사이에 설치된 방열판인 것을 특징으로 하는 연마용 워크지지반
  2. 제1항에 있어서,
    상기 온도제어수단 또는 냉각수단으로, 추가적으로 연마용 워크지지반의 진공계 유로내에 온도제어된 액체 또는 기체를 흐르게 하는 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 연마용 워크지지반
  3. 제1항에 있어서,
    상기 온도제어수단 또는 냉각수단으로, 추가적으로 워크지지반 본체에 설치된 유체자켓을 구비하는 것을 특징으로 하는 연마용 워크지지반
  4. 제2항에 있어서,
    상기 온도제어수단 또는 냉각수단으로, 추가적으로 워크지지반 본체에 설치된 유체자켓인 것을 특징으로 하는 연마용 워크지지반.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 연마용 워크지지반의 뒷판 재질이 방열재인 것을 특징으로 하는 연마용 워크지지반
  10. 제2항에 있어서,
    상기 연마용 워크지지반의 뒷판 재질이 방열재인 것을 특징으로 하는 연마용 워크지지반
  11. 제3항에 있어서,
    상기 연마용 워크지지반의 뒷판 재질이 방열재인 것을 특징으로 하는 연마용 워크지지반
  12. 제4항에 있어서,
    상기 연마용 워크지지반의 뒷판 재질이 방열재인 것을 특징으로 하는 연마용 워크지지반
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 적어도 연마포를 첩착한 회전테이블과, 연마포 표면에 연마제를 공급하는 수단과, 워크를 연마포 표면에 강제적으로 압접시키는 연마용 워크지지반을 구비한 연마장치에 있어서, 연마용 워크지지반이 상기 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항 또는 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 것임을 특징으로 하는 워크 연마장치
  18. 삭제
  19. 제17항에 기재된 워크의 연마장치를 사용하여 워크를 연마하는 워크의 연마방법에 있어서, 1회분의 연마종료마다 상기 온도제어수단 또는 냉각수단을 이용하여 워크지지반 본체의 온도를 조정하는 것을 특징으로 하는 워크 연마방법.
  20. 제17항에 기재된 워크의 연마장치를 사용하여 워크를 연마하는 워크의 연마방법에 있어서, 복수 회분의 워크를 연마할 때, 연마개시 시의 워크지지반 본체의 회분마다의 온도차를 ±1℃ 이내로 조정해서 연마하는 것을 특징으로 하는 워크 연마방법.
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