KR102340019B1 - 흡착 척 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 흡착 척은, 원형의 흡착면을 갖는 흡착 척 스테이지와, 상기 흡착면에 형성된 흡착 패드를 구비하고, 상기 흡착면의 외주부에 있어서, 상기 흡착면과 상기 흡착 패드의 사이에 탄성 부재를 추가로 형성하고, 상기 흡착면의 내주부와 상기 탄성 부재의 최고점의 사이의 거리인 높이(h)가 1㎜ 이상이다.

Description

흡착 척
본 발명은, 흡착 척에 관한 것이다.
대구경의 실리콘 웨이퍼에 있어서는, 양면 연마에 의해 표리면을 연마면으로 하는 사양이 주류가 되어 있다. 이 때문에, 표면측뿐만 아니라, 이면측에 대하여도, 오염이나 흠집 결함 등의 품질에의 요구가 높아지고 있다.
한편으로, 실리콘 웨이퍼의 모따기부에 있어서의 경면 품질에의 요구도 높아지고 있어, 모따기 연마를 실시하는 경우도 통상 행해지고 있다. 모따기 연마는, 통상, 흡착 척을 이용하여 행해진다.
도 1은, 종래의 흡착 척을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 종래의 흡착 척(11)은, 원형의 흡착면(12a)을 갖는 흡착 척 스테이지(12)와, 흡착면(12a)에 형성된 흡착 패드(13)를 구비한다. 그리고, 흡착 척(11)에 실리콘 웨이퍼(W)를 올려놓고, 진공 흡인함으로써, 흡착 척(11)의 위에 실리콘 웨이퍼(W)를 흡착 보존 유지한다.
그리고, 흡착 척(11)에 보존 유지한 상태로 실리콘 웨이퍼(W)를 고속 회전시켜, 연마 슬러리를 공급하고, 모따기부에, 연마 패드를 구비한 연마 수단을 눌러댐으로써 모따기부를 연마하고 있다.
이러한 모따기 연마에서는, 연마 슬러리가 실리콘 웨이퍼(W)와 흡착 패드(13)의 사이에 들어감으로써, 실리콘 웨이퍼(W)에 결함을 발생시키는 경우가 있다.
이에 대하여, 흡착 패드의 외주부의 이면측에 접착제가 없는 부분을 형성함으로써, 흡착 패드와 흡착 척 스테이지의 사이에 연마 슬러리를 포착하고, 연마 슬러리가 실리콘 웨이퍼와 흡착 패드의 사이에 들어가는 것을 억제하는 것도 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
일본공개특허공보 2016-111116호
그러나, 특허문헌 1의 수법으로는, 흡착 패드의 외주부가 흡착되지 않기 때문에, 실리콘 웨이퍼(W)의 벗겨짐을 초래할 우려가 있었다.
본 발명은, 실리콘 웨이퍼를 안정적으로 흡착함과 함께, 흡착면의 결함을 저감할 수 있는, 흡착 척을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 요지 구성은, 이하와 같다.
본 발명의 흡착 척은, 원형의 흡착면을 갖는 흡착 척 스테이지와,
상기 흡착면에 형성된 흡착 패드를 구비하고,
상기 흡착면의 외주부에 있어서, 상기 흡착면과 상기 흡착 패드의 사이에 탄성 부재를 추가로 형성하고,
상기 흡착면의 내주부와 상기 탄성 부재의 최고점의 사이의 거리인 높이(h)가 1㎜ 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 흡착 척에 의하면, 흡착하는 실리콘 웨이퍼의 흡착면의 결함을 저감할 수 있다.
여기에서, 「흡착면의 외주부」란, 흡착면의 외주단에서 지름 방향 내측 10㎜까지의 영역을 말하는 것으로 한다. 또한, 「흡착면의 내주면」이란, 상기 흡착면의 외주부로부터 지름 방향 내측의 영역을 말하는 것으로 한다. 또한, 「흡착면」은, 일평면인 경우에 한정되지 않고, 예를 들면 흡착 척 스테이지가 단차를 가짐으로써, 2 이상의 평면으로 이루어지는 경우도 포함되는 것으로 한다.
본 발명의 흡착 척에서는, 상기 흡착 척 스테이지는, 상기 외주부에 단차부가 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 흡착 척에서는, 상기 탄성 부재는, 고무 부재인 것이 바람직하다.
상기의 경우에 있어서, 상기 고무 부재의 쇼어 A 경도는, 50∼70인 것이 바람직하다.
본 발명의 흡착 척에서는, 상기 높이(h)는, 3㎜ 이하인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 흡착하는 실리콘 웨이퍼의 흡착면의 결함을 저감할 수 있는, 흡착 척을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 흡착 척을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 흡착 척을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 흡착 척을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 예시 설명한다.
도 2는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 흡착 척을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 이 흡착 척(1)은, 원형의 흡착면(2a)을 갖는 흡착 척 스테이지(2)와, 흡착면(2a)에 형성된 흡착 패드(3)를 구비하고 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 흡착 척 스테이지(2)는, 외주부에 단차부(2b)가 형성되어 있다. 단차부(2b)의 높이는, 예를 들면, 0.2∼1.2㎜로 할 수 있다. 또한, 단차부(2b)의 폭은, 예를 들면, 8.0∼9.0㎜로 할 수 있다. 단차부(2b)의 형상은, 특별히 한정되지 않지만, 상면은 평면인 것이 바람직하다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 흡착 척(1)에서는, 흡착면(2a)의 외주부에 있어서, 흡착면(2a)과 흡착 패드(3)의 사이에 탄성 부재(4)를 형성하고 있다. 본 실시 형태에서는, 탄성 부재는 고무 부재이다. 탄성 부재(4)의 형상이나 배치에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 도 2에 나타내는 예에서는, 탄성 부재(4)는, 단차부(2b)의 상면 전체면을 덮도록 배치되어 있지만, 상면의 일부만을 덮도록 배치할 수도 있다.
또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 흡착 척(1)에서는, 흡착면(2a)의 내주부와 탄성 부재(4)의 최고점(도 2에 있어서, 도시의 가장 상측에 위치하는 점)의 사이의 거리인 높이(h)가 1㎜ 이상이다.
이하, 본 실시 형태의 흡착 척(1)의 작용 효과에 대해서 설명한다.
도 1에 종래의 흡착 척을 개략적으로 나타낸 바와 같이, 실리콘 웨이퍼(W)의 이면의 외주부에 실리카 등의 연마제가 퇴적한 경우, 실리콘 웨이퍼(W)의 이면의 외주부와, 당해 외주부와 접촉하는 연마 패드(13)의 외주부의 사이의 접촉부에 연마제가 퇴적하여, 당해 접촉부가 점접촉이 됨으로써 실리카와 실리콘 웨이퍼(W)에 의한 국소 마찰이 진행되는 경우가 있다. 특히, 도 1에 나타내는 종래의 흡착 척이나, 도 2에 나타내는 본 실시 형태에서는, 흡착면(12a, 2a)의 외주부에 단차부(12b, 2b)가 형성되어 있기 때문에, 단차부(12b, 2b)에 연마제가 퇴적하기 쉬워, 이러한 현상이 발생하기 쉽다.
이에 대하여, 본 실시 형태의 흡착 척(1)에 의하면, 흡착면(2a)의 외주부에 있어서, 흡착면(2a)과 흡착 패드(3)의 사이에, 상기 높이(h)가 1㎜ 이상의 탄성 부재(4)를 형성하고 있기 때문에, 탄성 부재(4)에 의해 국소 마찰의 충격을 완화하고, 접촉흔이나 흠집 등의 결함의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 흡착 척(1)에서는, 탄성 부재(4)로서 고무 부재를 이용하고 있기 때문에, 탄성 부재(4)가 탄성 변형에 머뭄으로써, 당해 탄성 부재(4)와 접촉하는 흡착 패드(3)가 시간 경과에 따른 열화 등 하기 어려워, 상기의 효과 및 실리콘 웨이퍼(W)를 흡착하는 효과를 장기간에 걸쳐 확보할 수 있다.
도 3은, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 흡착 척을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 3에 나타내는 실시 형태에서도, 흡착 척(1)은, 원형의 흡착면(2a)을 갖는 흡착 척 스테이지(2)와, 흡착면(2a)에 형성된 흡착 패드(3)를 구비하고 있다. 한편으로, 도 3에 나타내는 실시 형태에서는, 흡착면(2a)은 단차부를 갖고 있지 않다. 그리고, 흡착 척(1)은, 흡착면(2a)의 외주부에 있어서, 흡착면(2a)과 흡착 패드(3)의 사이에 탄성 부재(4)를 갖고 있다. 흡착면(2a)의 내주부와 탄성 부재(4)의 최고점(도 3에 있어서, 도시의 가장 상측에 위치하는 점)의 사이의 거리인 높이(h)는, 1㎜ 이상이다.
도 3에 나타내는 실시 형태의 흡착 척(1)에 의해서도, 흡착면(2a)의 외주부에 있어서, 흡착면(2a)과 흡착 패드(3)의 사이에, 상기 높이(h)가 1㎜ 이상의 탄성 부재(4)를 형성하고 있기 때문에, 탄성 부재에 의해 국소 마찰의 충격을 완화하여, 접촉흔이나 흠집 등의 결함의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 고무 부재를 이용하고 있기 때문에, 탄성 부재(4)가 탄성 변형에 머뭄으로써 당해 탄성 부재(4)와 접촉하는 흡착 패드(3)가 시간 경과에 따른 열화 등 하기 어렵고, 외주부에서 부재가 변형하기 어려워, 상기의 효과 및 실리콘 웨이퍼(W)를 흡착하는 효과를 장기간에 걸쳐 확보할 수 있다.
본 발명의 흡착 척에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 흡착 척 스테이지(2)는, 외주부에 단차부(2b)가 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다. 실리콘 웨이퍼(W)를 흡착하는 데에 단차부(2b)를 형성하는 것이 유리하고, 본 발명의 효과를 특히 유효하게 얻을 수 있기 때문이다.
본 발명의 흡착 척에서는, 탄성 부재(4)는, 고무 부재인 것이 바람직하다. 경년(經年) 열화 등 하기 어렵고, 외주부에서 부재가 변형하기 어려워, 상기의 효과 및 실리콘 웨이퍼(W)를 흡착하는 효과를 장기간에 걸쳐 확보할 수 있기 때문이다. 이 경우, 고무 부재의 쇼어 A 경도는, 50∼70인 것이 바람직하다. 50 이상으로 함으로써, 탄성 부재가 일정한 형상으로 유지되어, 실리콘 웨이퍼(W)를 안정적으로 흡착할 수 있고, 한편으로, 70 이하로 함으로써, 상기의 국소 마찰의 충격을 완화하는 효과를 보다 확실하게 얻을 수 있기 때문이다.
본 발명의 흡착 척은, 상기 높이(h)는, 1㎜ 이상으로 하면 좋지만, 1㎜ 이상 3㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다. 1㎜ 이상으로 함으로써, 상기의 국소 마찰의 충격을 완화하는 효과를 얻을 수 있고, 한편으로, 3㎜ 이하로 함으로써, 실리콘 웨이퍼(W)를 안정적으로 흡착할 수 있기 때문이다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은, 상기의 실시 형태에 하등 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서는, 탄성 부재(4)의 적어도 일부가, 흡착 척 스테이지(2)의 외주부의 적어도 일부에 배치되어 있으면 좋다.
예를 들면, 도 2에 나타내는 실시 형태에 있어서는, 탄성 부재(4)는, 흡착 척 스테이지(2)의 외주부의 상면에만 존재하도록 배치해도 좋다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 대해서 설명하지만, 본 발명은, 이하의 실시예에 하등 한정되는 것은 아니다.
실시예
본 발명의 효과를 확인하기 위해, 발명예 1, 2 및 비교예에 따른 흡착 척을 이용하여 모따기 연마를 행한 후의 실리콘 웨이퍼의 흡착면의 결함을 평가하는 시험을 행했다. 모따기 연마의 사용 장치, 사용 재료 및, 연마 조건은 이하와 같다.
<사용 장치, 사용 재료>
사용 장치: BBS 킨메이사 제조, Fine Surface E-300
사용 웨이퍼: φ300㎜ 실리콘 웨이퍼
사용 자재: 흡착 Pad POLYPAS(후지보사 제조)
<가공 조건>
에지 연마 시간: 80(sec)
슬러리(연마액) 유량: 2.7±0.5(L/min)
웨이퍼 흡착 압력: 90(㎪) 거의 일정
슬러리(연마액) pH: 9.0-12.00
발명예에서는, 도 2에 나타내는 흡착 척을 이용하고, 비교예에서는, 도 1에 나타내는 흡착 척을 이용했다. 또한, 발명예 1에 있어서는, 상기 높이(h)는, 1.2㎜로 하고, 발명예 2에 있어서는, 상기 높이(h)는, 2㎜로 했다.
평가는, 이하와 같이 행했다.
<흡착면 외관>
샘플수 20매(발명예 10매, 비교예 10매)의 상기 모따기 연마 후의 실리콘 웨이퍼에 대해서, 표리면 자동 외관 장치(Raytex사 제조: RXM-1200)를 이용하여, 흡착면의 결함 개수를 평가했다. 평가 결과를 이하의 표 1에 나타내고 있다. 표 1에 있어서, 결함 개수는, 각 10매의 샘플의 평균값을 나타내고 있다.
<흡착면 LPD>
샘플수 20매(발명예 10매, 비교예 10매)의 상기 모따기 연마 후의 실리콘 웨이퍼에 대해서, LPD 검사 장치(KLA-Tencor사 제조: Surfscan SP2)를 이용하여, 흡착면의 LPD 개수를 평가했다. 평가 결과를 표 1에 나타내고 있다. 표 1에 있어서, 결함 개수는, 각 10매의 샘플의 평균값을 나타내고 있다.
Figure 112020063182365-pct00001
표 1에 나타내는 바와 같이, 발명예 1, 2는, 비교예에 대하여, 실리콘 웨이퍼의 흡착면의 결함이 저감하고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 흡착면 외관의 평가에 있어서, 비교예에서의 결함은, 외주부에 주로 발생하고 있던 점에서도, 발명의 효과가 뒷받침되었다.
1 : 흡착 척
2 : 흡착 척 스테이지
2a : 흡착면
2b : 단차부
3 : 흡착 패드
4 : 탄성 부재

Claims (5)

  1. 원형의 흡착면을 갖는 흡착 척 스테이지와,
    상기 흡착면에 형성된 흡착 패드를 구비하고,
    상기 흡착면의 내주부에 있어서, 상기 흡착 패드가 상기 흡착면 상에 연재(延在)하고,
    상기 흡착면의 외주부에 있어서, 상기 흡착면과 상기 흡착 패드의 사이에 탄성 부재를 추가로 형성하고, 상기 흡착 패드가, 상기 탄성부재의 정면(頂面) 상에 연재하는 수평 부분과, 상기 수평 부분과 상기 내주부에 위치하는 상기 흡착 패드를 접속하는 수직 부분으로 이루어지고,
    워크가 상기 수평 부분에만 접하도록 재치 가능하며,
    상기 흡착면의 내주부와 상기 탄성 부재의 최고점의 사이의 거리인 높이(h)가 1㎜ 이상인 것을 특징으로 하는, 흡착 척.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 흡착 척 스테이지는, 상기 외주부에 단차부가 형성되어 이루어지는, 흡착 척.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 탄성 부재는, 고무 부재인, 흡착 척.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고무 부재의 쇼어 A 경도는, 50∼70인, 흡착 척.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 높이(h)는, 3㎜ 이하인, 흡착 척.
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