KR102404979B1

KR102404979B1 - 보유 지지구 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR102404979B1
Application number: KR1020177007366A
Authority: KR
Inventors: 다카토시 효도; 고타 사토
Original assignee: 후지보홀딩스가부시끼가이샤
Priority date: 2014-08-22
Filing date: 2015-08-24
Publication date: 2022-06-07
Also published as: JP6439963B2; WO2016027903A1; JP2016043446A; KR20170045266A

Abstract

피연마물의 에지 늘어짐 및 피연마물의 탈락을 방지하면서, 연마 패드에 흠집이 생기는 것을 방지하고, 또한 프레임재의 박리도 방지할 수 있는, 연마 장치용 보유 지지구를 제공한다. 보유 지지구(13)는, 내부에 다수의 기포(19)를 갖고, 발포 폴리우레탄제의 보유 지지 패드(15)와, 이 보유 지지 패드(15)의 보유 지지면의 주연을 따라, 당해 보유 지지면을 둘러싸는 환상의 프레임재(17)를 구비하고, 보유 지지 패드(15)는, 보유 지지면의 주연을 소정의 깊이만큼 절삭하여 형성된 단차부(21)를 구비하고, 프레임재(17)는, 단차부(21)의 수평면 상에 있어서 보유 지지 패드(15)에 접착되고, 내주면이, 단차부(21)의 수직면에 대향하도록, 보유 지지 패드(15)에 고정되어 있다.

Description

보유 지지구 및 그 제조 방법 {HOLDER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 보유 지지구 및 그 제조 방법에 관한 것이며, 특히 연마 패드를 사용하여 피연마물을 연마할 때, 피연마물을 보유 지지하기 위한 보유 지지구 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 플랫 패널 디스플레이(FPD)용 유리 기판, 컬러 필터, 실리콘 웨이퍼, 인듐 주석 산화물(ITO) 성막이 완료된 기판 등의 재료(피연마물)에서는, 고정밀도의 평탄성이 요구되기 때문에, 연마포를 사용한 연마 가공이 행해지고 있다. 통상, 이들 피연마물의 연마 가공에는, 피연마물을 편면 연마 가공하는 편면 연마기가 사용되고 있다. 이 편면 연마기에서는, 보유 지지용 정반에 피연마물이 보유 지지되고, 연마용 정반에 연마포가 장착되어 있다. 연마 가공 시에는, 연마 입자를 포함하는 연마액을 공급하고, 피연마물에 압력을 가하면서 양쪽 정반을 회전시킴으로써 피연마물이 연마 가공된다.

일반적으로, 편면 연마기를 사용한 연마 가공에서는, 피연마물이 금속제의 보유 지지용 정반과 직접 접촉함으로써 발생하는 피연마물의 스크래치 등을 억제하기 위해, 보유 지지용 정반에 연질 크로스 등의 보유 지지 패드를 구비하는 보유 지지구가 장착되어 있다. 보유 지지 패드의 장착에 의해 스크래치 등을 피할 수는 있지만, 보유 지지 패드 및 피연마물 간의 점착성이나 정지 마찰이 불충분할 때, 즉 보유 지지 패드의 피연마물 보유 지지성이 불충분할 때에는, 연마 가공 중에 피연마물의 횡 변위가 발생하기 때문에, 피연마물을 평탄하게 연마 가공하는 것이 어렵게 된다. 이 횡 변위를 억제하기 위해, 보유 지지 패드의 주연을 따라, 피연마물을 삽입 가능한 개구가 형성된 템플릿을 설치한 보유 지지구가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 또는 2).

일본 특허 제2632738호 일본 특허 공개 제2014-640호

특허문헌 1에서는, 피연마물의 주연의 과연마에 의한, 소위 에지 늘어짐을 방지하기 위해, 및 피연마물의 탈락을 방지하기 위해, 피연마물을 둘러싸는 프레임재를 설치하고, 프레임재 내에 피연마물과 동일 정도 사이즈의 보유 지지 패드를 배치하고, 해당 보유 지지 패드에 의해 피연마물을 보유 지지하고 있다. 특허문헌 2에서는, 보유 지지 패드 상에 부착된 프레임재의 구멍을 따르는 형태로 보유 지지 패드의 프레임재 내주를 따라 컷아웃을 넣은 템플릿이 개시되어 있다.

특허문헌 1과 같은, 소위 인서트식 보유 지지구에서는, 종래 기술과 달리 보유 지지 패드가 독립적으로 형성되어 있고, 프레임재가 단단한 캐리어 플레이트에 직접 고정되어 있기 때문에, 프레임재에 수평ㆍ수직 방향의 쿠션성이 없다. 이 때문에, 인서트식 보유 지지구를 사용한 경우, 연마압에 의해 피연마물이 연마 패드측에 압입되면, 그에 의해 연마 패드가 프레임재의 주변에 강하게 압박되게 된다. 그리고, 연마 패드가 프레임재의 주변에 강하게 압박된 상태에서 연마 패드 및 캐리어 플레이트를 회전시키면, 연마 패드 혹은 프레임재 표면에 흠이 생겨 버리는 경우가 있다.

이것을 방지하기 위해, 특허문헌 2와 같이, 프레임재와 정반의 사이에 프레임재의 내측에 슬릿을 넣은 보유 지지 패드를 설치하는 것이 고려된다. 그러나, 특허문헌 2의 보유 지지 패드에서는, 프레임재를 보유 지지 패드의 스킨층 상에 접착하고 있기 때문에, 연마 시에 프레임재에 수평 방향의 힘이 가해지면, 프레임재가 보유 지지 패드로부터 박리되기 쉽다고 하는 문제가 있었다. 또한, 특허문헌 2의 보유 지지 패드에서는, 보유 지지 패드에 컷아웃이 형성되어 있기 때문에, 연마 가공 시의 미끄럼 이동에 수반하여 프레임재를 지지하는 보유 지지 패드의 요동이 크고, 프레임재를 지지하고 있는 보유 지지 패드의 일부에 컷아웃이 형성되어 있기 때문에, 컷아웃부보다 사용 시간이 길어지면 보유 지지 패드로의 손상이 축적되기 쉽고 보유 지지 패드가 파손되어 피연마물이 빠져, 크래쉬되어 버릴 우려가 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 발포 폴리우레탄제의 보유 지지 패드를 사용한 보유 지지구이며, 피연마물의 에지 늘어짐 및 피연마물의 탈락을 방지하면서, 연마 패드에 흠이 생기는 것을 방지하고, 또한 프레임재의 박리도 방지할 수 있는, 연마 장치용 보유 지지구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 피연마물의 연마 시에 피연마물을 보유 지지하는 보유 지지구이며, 내부에 다수의 기포를 갖는 발포 폴리우레탄제의 보유 지지 패드와, 이 보유 지지 패드의 보유 지지면의 주연을 따라, 당해 보유 지지면을 둘러싸는 프레임재를 구비하고, 상기 보유 지지 패드는, 보유 지지면의 주연을 소정의 깊이만큼 절삭하여 형성된 단차부를 구비하고, 상기 프레임재는, 상기 단차부의 수평면 상에 있어서 상기 보유 지지 패드에 접착되고, 내주면이, 상기 단차부의 수직면에 대향하도록, 상기 보유 지지 패드에 고정되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 피연마물을 수용하는 프레임재를, 보유 지지 패드의 주연을 따라 연장되는 단차부의 수평면 상에 고정할 수 있다. 또한, 피연마물과 프레임재를 1매의 보유 지지 패드로 보유 지지할 수 있으며, 이때, 프레임재의 내주면과 보유 지지 패드가 접착 고정되어 있지 않기 때문에, 연마 시의 연마 응력을 피연마물 바로 밑 및 프레임재의 밑에 분산화시켜 피연마물에 가해지는 압력을 균일하게 할 수 있다. 이에 의해, 보유 지지 패드의 압축 변형이 프레임재 내주부에 집중하는 것을 경감할 수 있으므로, 피연마물의 주연부에 있어서의 에지 늘어짐을 방지할 수 있다. 또한, 단차부의 수평면 상에 있어서만 프레임재를 접착함으로써, 프레임재와, 보유 지지 패드가 고정되는 보유 지지 정반의 사이에, 보유 지지 패드를 개재시킬 수 있다. 이에 의해, 보유 지지 패드가 프레임재의 쿠션으로서 기능하고, 연마 시에 프레임재가 수평ㆍ수직 방향으로 이동을 허용할 수 있어, 그 결과, 연마압의 작용에 의해 연마 패드가 수평 방향으로 회전한 경우에도, 연마 패드가 프레임재에 강하게 압박되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 내부에 기포를 갖는 보유 지지 패드의 프레임재 접착 부분에 단차를 두도록 절삭 가공함으로써, 기포의 개구를, 보유 지지면보다 크게 하고, 그곳에 프레임재를 접착함으로써, 접착제가 기포 내부에 들어가기 쉬워져, 소위 앵커 효과에 의해 프레임재의 접착력을 향상시킬 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 보유 지지 패드(발포 폴리우레탄제 시트)의 두께를 L이라고 하면, L=0.25mm 내지 1.0mm이고, 상기 단차부의 깊이는 40㎛ 내지 (L-150)㎛인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서, 바람직하게는, 보유 지지 패드의 보유 지지면에 스킨층이 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 보유 지지면에 부착된 이물에 의한 피연마물의 흠집이나 오염을 저감할 수 있다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 피연마물의 연마 시에 피연마물을 보유 지지하는 보유 지지구의 제조 방법이며, 내부에 다수의 기포를 갖는 발포 폴리우레탄제의 보유 지지 패드를 준비하는 스텝과, 상기 보유 지지 패드의 보유 지지면의 주연을 소정의 깊이만큼 절삭하여 단차부를 형성하는 스텝과, 이 보유 지지 패드의 보유 지지면의 주연을 따라, 당해 보유 지지면을 둘러싸는 환상 또는 직사각 형상의 프레임재를 접착제에 의해 고정하는 스텝을 구비하고, 상기 프레임재는, 상기 단차부의 수평면 상에 있어서 상기 보유 지지 패드에 접착되고, 내주면이, 상기 단차부의 수직면에 대향하도록, 상기 보유 지지 패드에 고정되어 있다.

이상과 같이, 본 발명에 따르면, 피연마물의 에지 늘어짐 및 피연마물의 탈락을 방지하면서, 연마 패드에 흠집이 생기는 것을 방지하고, 또한 프레임재의 박리도 방지할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 보유 지지구가 적용되는 편면 연마기의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 2는, 도 1의 편면 연마기의 연마 헤드의 주요부 단면도이다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 따른 보유 지지구 및 그 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 1은, 보유 지지구가 적용되는 편면 연마기의 일례를 도시하는 사시도이다.

우선, 도 1에 도시하는 바와 같이, 편면 연마기(1)는, 상면에 연마 패드(3)가 고정된 연마 정반(5)을 구비한다. 연마 정반(5)의 바닥에는 샤프트(7)가 설치되어 있고, 연마 정반(5)은, 샤프트(7)의 축 주위를 자전할 수 있도록 구성되어 있다. 연마 패드(3) 상에는, 샤프트(7)의 축으로부터 편심된 위치에 연마 헤드(9)가 배치되어 있다. 연마 헤드(9)와 연마 패드(3)의 사이에는, 피연마물로서, 예를 들어 실리콘 웨이퍼(W)가 보유 지지되어 있다.

도 2는, 연마 헤드의 주요부 단면도이다. 도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이, 연마 헤드는, 원형의 정반(11)을 구비하고 있고, 이 정반(11)의 저면에는, 본 발명의 실시 형태에 따른 보유 지지구(13)가 설치되어 있다. 보유 지지구(13)는, 발포 폴리우레탄으로 형성된 보유 지지 패드(15)와, 보유 지지 패드(15)의 외주측에 설치된 프레임재(17)를 구비하고 있다.

보유 지지 패드(15)는, 원판 형상을 갖고 있으며, 예를 들어 100％ 모듈러스(무발포의 수지 시트 2배 길이로 인장하였을 때 걸리는 하중을 단면적으로 나눈 값)가 20MPa 이하인 폴리우레탄 수지를 습식 성막함으로써 형성되어 있다. 그리고, 보유 지지 패드(15) 내부에는 무수한 기포(19)가 형성되어 있고, 이 기포(19)에 의해 보유 지지 패드(15)의 쿠션성을 향상시키고 있다. 또한, 형성된 발포 폴리우레탄 수지의 표면은, 버프 처리가 실시되어 있지 않고, 따라서, 그 표면에는 성막 시에 형성된 스킨층이 남아 있다.

프레임재(17)는, 보유 지지 패드(15)와 동일한 외경을 갖는 링상의 부재에 의해 형성되어 있고, 그 외주가 보유 지지 패드(15)의 외주와 일치하도록, 보유 지지 패드(15)에 고정되어 있다. 프레임재(17)는, 웨이퍼(W)를 주위 방향으로부터 둘러쌈으로써, 웨이퍼(W)가 연마 헤드(9)와 연마 패드(3)의 사이로부터 이탈하는 것을 방지한다. 따라서, 프레임재(17)의 내경은, 웨이퍼(W)의 외경보다 크다. 또한, 프레임재(17)의 두께는, 포켓 깊이가 웨이퍼(W)의 두께에 대하여 -50㎛ 내지 +100㎛의 사이로 되도록 설정하는 것이 바람직하고, -30㎛ 내지 +30㎛의 사이로 설정하는 것이 보다 바람직하다. 포켓 깊이란, 프레임재(17)의 연마면측에서부터 보유 지지 패드(15)의 보유 지지면까지의 깊이이며, 웨이퍼(W)가 보유 지지되는 부분의 프레임재(17)의 두께로 된다.

또한, 보유 지지 패드(15)에는, 프레임재(17)를 고정하기 위한 단차부(21)가 형성되어 있다. 단차부(21)는, 웨이퍼(W)와 접촉하는 보유 지지면의 주연을 따라, 보유 지지면을 둘러싸도록 형성되어 있다. 단차부(21)는, 내부에 기포(19)를 갖는 보유 지지 패드(15)의 보유 지지면을 절삭하여 형성한 것이며, 단차부(21)의 수평면 및 수직면의 표면에는, 무수의 기포(19)가 노출되어 있다. 단차부(21)의 형상은, 프레임재(17)를 단차부(21)에 배치하였을 때, 프레임재(17)의 일부가 보유 지지면으로부터 돌출되도록 설계되어 있다. 프레임재(17)의 내주면은, 단차부(21)의 수직면에 접하거나, 접하지 않아도 근접하도록 치수 결정되고, 또한 형상 결정되어 있다.

또한, 단차부(21)의 측면과 프레임재(17)의 내주면이 접착제로 접착되면, 보유 지지 시트의 프레임재 근방의 쿠션성이 제한되기 때문에, 도 2의 (b)에 도시하는 바와 같이, 프레임재(17)를, 단차부(21)의 수평면에만 접착하는 것이 바람직하다. 또한, 웨이퍼(W)의 단부의 모따기 가공을 행하는 경우, SiC나 사파이어 등의 고강성 웨이퍼(W)의 연마를 행하는 경우, 대 구멍 직경의 웨이퍼(W)의 연마를 행하는 경우, 회전수가 크고 연마 속도가 높은 경우 등에는, 웨이퍼(W)와 프레임재가 충돌하였을 때의 충격이 크고, 프레임재가 깍여짐으로써 이물이 발생할 확률이 높아진다. 이 경우, 연마압에 의해 이물이 웨이퍼(W)에 강하게 문질러져, 웨이퍼에 이물이 부착되거나, 이물에 의해 흠집이 발생하거나 하는 경우가 있다. 이것을 방지하기 위해, 프레임재의 내주면과 단차부(21)의 측면의 간격은 0mm 내지 15mm가 바람직하고, 0.1mm 내지 10mm가 보다 바람직하고, 0.1mm 내지 5mm가 가장 바람직하다. 프레임재의 내주면과 단차부(21)의 측면의 간격이 15mm 이내이면, 단부 형상을 향상시킬 수 있다. 한편, 프레임재의 내주면과 단차부(21)의 측면의 간격이 15mm를 초과하면, 웨이퍼(W)에 대한 보유 지지 패드(15)의 평탄한 보유 지지ㆍ지지가 불충분한 것으로 되고, 레이트 저하를 초래함과 함께, 웨이퍼(15)가 프레임재 내를 요동하기 쉽고, 보유 지지면을 평행하게 유지할 수 없어, 단부 형상이 악화되거나, 보유 지지 패드(15)로부터 웨이퍼(W)가 빠지거나 할 가능성이 높아지기 때문에 바람직하지 않다.

프레임재(17)를 보유 지지 패드(15)에 고정하는 경우에는, 우선, 프레임재(17)의 수평면 상에, 소정의 두께, 예를 들어 50㎛의 감열 접착 시트를 접합한다. 그리고, 단차부(21)와 감열 접착 시트를 부착한 프레임재(17)를 보유 지지 패드(15) 상에 배치한다. 이어서, 보유 지지 패드(15)와 프레임재(17)가 접착하도록 가열 가압하면, 접착제의 일부는, 연화 혹은 용융되어 기포(19) 내에 들어간다. 그리고, 예를 들어 두께 30㎛의 층을 형성할 수 있을 정도의 접착제가 기포(19) 내에 들어가, 두께 20㎛ 정도의 접착제층이 수평면 상에 형성된다. 이때, 접착제는, 단차부(21)의 수평면 상에 접착되어 있고, 수직면에는 접착되어 있지 않으므로, 프레임재(17)는, 수평면 상에 접착된다. 이에 의해, 보유 지지 패드(15)는, 수직 방향에서는 프레임재(17)를 접착력에 의해 지지한다.

또한, 단차(21)가 있음으로써, 웨이퍼(W)의 횡방향의 힘에 대해서도 단차에 의해 접착부에 가해지는 힘이 분산되기 때문에 바람직하다. 단차부의 깊이는, 40㎛ 내지 (L-150)㎛인 것이 바람직하다. 단차(21)의 깊이는 적어도 40㎛ 이상인 것이 바람직하다. 단차(21)의 깊이가 40㎛ 미만인 경우에는, 연마 시에 웨이퍼(W)가 프레임재(17)와 보유 지지 시트 사이의 접착부에 작용하고, 워크가 접착부에 직접 작용함으로써 박리를 조장하기 쉬워진다. 또한, 보유 지지 패드의 접착면에서의 개구 직경이 작아 접착제의 스며듦이 저하되고, 프레임재(17)의 접착면의 강도가 저하된다. 또한, 단차(21)를 40㎛ 이상으로 함으로써, 프레임재(17)의 수평 방향의 변위를 보유 지지 패드의 단차부에서 간섭시킬 수 있어 접착부의 손상을 보다 저감할 수 있다. 단차(21)가 (L-150)㎛보다 커지면, 프레임재(17)가 보유 지지 패드와의 접착 강도가 향상되는 한편, 프레임재(17)의 보유 지지 패드로의 가라앉음이 작아져 연마 패드에 손상을 줄 가능성이 있다. 또한, 포켓 깊이를 확보하기 위해, 프레임재(17)의 두께를 두껍게 할 필요가 있고, 프레임재의 비용이 높아져 바람직하지 않다. 프레임재(17)와 원형의 정반(11)(보유 지지 정반) 사이의 보유 지지 패드(15)의 두께는 150㎛ 이상, 보다 바람직하게는 200㎛ 이상으로 함으로써 프레임재의 쿠션성을 유지할 수 있고 연마 패드로의 손상을 보다 저감시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 실시 형태에 따르면, 웨이퍼(W)의 이탈을 방지하는 프레임재(17)를, 보유 지지 패드(15)의 주연을 따라 연장되는 단차부(21)의 수평면 상에 고정할 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)와 프레임재(17)를 1매의 보유 지지 패드(15)로 보유 지지하고, 프레임재(17)의 내주면과 보유 지지 패드(15)가 접착 고정되어 있지 않기 때문에, 연마 시의 연마 응력을 피연마물 바로 밑 및 프레임재(17)의 밑으로 분산화시켜 피연마물에 가해지는 압력을 균일하게 할 수 있다. 그리고, 이에 의해, 웨이퍼(W)의 주연부에 있어서의 에지 늘어짐을 유효하게 방지할 수 있다.

또한, 프레임재(17)를, 단차부(21)의 수평면 상에 접착함으로써, 프레임재(17)와, 보유 지지 패드(15)가 고정되는 정반(11)의 사이에, 보유 지지 패드(15)를 개재시킬 수 있다. 이에 의해, 보유 지지 패드(15)가 프레임재(17)의 쿠션으로서 기능하고, 연마 시에 프레임재(17)가 수직 방향으로 이동하는 것을 허용할 수 있어, 그 결과, 연마압의 작용에 의해 연마 패드(3)가 수평 방향으로 회전하는 경우에도, 연마 패드(3)가 프레임재(17)에 강하게 압박되어, 연마 패드(3)가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 프레임재(17)를, 단차부(21)의 수평면에 접착함으로써, 프레임재(17)와 보유 지지 패드(15)의 접착면과, 보유 지지 패드(15)의 보유 지지면을, 보유 지지 패드(15)의 두께 방향에 있어서 어긋나게 할 수 있다. 이에 의해, 연마 시에, 웨이퍼(W)가, 접착제층에 응력을 가해 버리는 것을 방지하고, 프레임재(17)의 박리를 방지할 수 있다.

또한, 내부에 기포(19)를 갖는 보유 지지 패드(15)를 절삭 가공하여 기포(19)를 노출시키고, 그곳에 프레임재(17)를 접착함으로써, 접착제가 기포(19) 내부에 들어가, 소위 앵커 효과에 의해 프레임재(17)의 보유 지지 패드(15)에 대한 접착력을 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서, 피연마물을 보유 지지하는 보유 지지면에 스킨층이 형성되어 있는 경우에 대하여 기재하였지만, 본 발명품은 이것에 한정되지 않는다. 피연마물의 흡착 보유 지지력을 컨트롤한다는 관점에서, 스킨층 표면을 버프 처리에 의해 개공시킨 것을 사용해도 된다. 버프 처리에 의해 스킨층 표면을 개공시킨 것은, 프레임재 접착부의 보유 지지 패드의 개공을 보다 큰 것으로 할 수 있고, 보다 박리 강도를 높일 수 있다. 또한, 단차(21)를 둠으로써, 단차가 없는 보유 지지재와 비교하여 프레임재 주변부의 보유 지지면에서도 탄성의 변화가 작아져 단부 늘어짐의 저감에 기여할 수 있음과 함께 단차에 의해 프레임재의 박리를 저감시킴으로써, 장기적으로 안정되게 연마를 행할 수 있다. 그러나, 보유 지지면 개공부에 연삭 칩이나 연마 칩이 들어가, 피연마물에 부착되어 버릴 우려가 있기 때문에, 보유 지지면을 스킨층으로 함으로써, 보유 지지 패드의 상승을 좋게 하고, 또한 피연마물의 이면으로의 이물의 부착이나 흠집의 발생을 저감할 수 있다.

보유 지지구(13)의 구성으로서, 보유 지지 패드(15)의 이면측에 기재로서 PET 등의 가요성 플라스틱 시트 부재를 접착해도 되며, 이에 의해, 보유 지지 정반(11)으로의 부착이나 분해 시의 취급이 용이해진다. 또한, 보유 지지구(13)를 보유 지지 정반(11)에 설치하기 때문에, 보유 지지 정반(11)측에 박리지를 갖는 양면 테이프를 설치하고 있어도 된다. 이러한 구성으로 함으로써, 보유 지지 정반(11)으로의 장착이 용이하게 된다.

<실시예>

이하, 본 실시 형태에 따라 제조한 보유 지지구의 실시예에 대하여 설명하지만, 본 발명은 실시예에 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

습식 성막법으로 0.40mm로 성막하여, 발포 폴리우레탄 시트를 준비하였다. 이 발포 폴리우레탄 시트의 이면(보유 지지면과는 반대측의 면)측에 지지 기재로서 PET제 필름을, 접착제를 통하여 접합하였다. 이어서, PET제 필름의 반대면에 보유 지지 정반 접합용의 편측 이형지를 갖는 양면 테이프를 접합하여 보유 지지 시트를 제작하였다. 그 후, 보유 지지 시트를 290mmφ의 원형으로 오려내고, 발포 폴리우레탄 시트의 보유 지지면 외주에, 외주 270.0mm, 내주 200.8mm(폭 34.6mm), 깊이 100㎛의 단차부를 NC 라우터에 의해 가공함으로써 단차부를 형성하였다. 한편, 두께 0.87mm의 유리 에폭시판을 외경 260mmφ, 내경 201mmφ(폭 29.5mm)의 링 형상으로 오려내고, 외주부 일면측의 모따기를 행하였다. 이어서, 모따기하지 않은 측의 면에 종횡 한 변이 300mm인 정사각형, 두께 50㎛의 감열성 접착 필름을 가접착하여 접합하였다. 그 후 링상의 프레임재로부터 비어져 나와 있는 여분의 부분(외경 260mmφ보다 외측과 내경 201mmφ보다 내측의 부분)을 잘라내고, 프레임재를 완성시켰다. 단차부를 형성한 보유 지지 시트의 단차부와 접착 필름을 접합하고 있는 프레임재의 접착 필름측을 위치 정렬하여 적층시키고, 프레임재 상면으로부터 열 프레스 가공함으로써, 단차부에 개공된 발포 폴리우레탄 시트 내부에 침투하도록 감열성 접착제를 용융시켜, 접착시켰다. 여분의 보유 지지 시트(외주 260mmφ 이상)의 부분을 커트하여 제거하고 제품을 완성시켰다. 포켓 깊이(보유 지지면으로부터 프레임재가 돌출되어 있는 높이)를 측정한바 0.77mm였다.

(실시예 2)

습식 성막법으로 0.56mm로 성막하고, 버프 처리량을 0.16mm로 하여 버프 번수 ＃180의 샌드페이퍼를 사용하여 발포 폴리우레탄 시트의 스킨층측을 버프 처리하고 보유 지지면을 개공시켜 0.40mm 두께의 발포 폴리우레탄 시트를 준비한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 단차부를 갖는 보유 지지구를 제조하였다. 포켓 깊이를 측정한바 0.77mm였다.

(실시예 3)

발포 폴리우레탄 시트의 보유 지지면 외주에 외주 270.0mm, 내주 181.0mm(폭 44.5mm), 깊이 100㎛의 단차부를 형성하고, 프레임재의 내주면과 단차부의 측면의 간격이 10mm로 되도록 단차부를 형성한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 단차부를 갖는 보유 지지구를 제조하였다. 포켓 깊이를 측정한바 0.77mm였다.

(비교예 1)

실시예 1의 스킨층을 갖는 0.40mm 두께의 발포 폴리우레탄 시트를 사용하고, 단차부를 형성하지 않은 것 및 유리 에폭시판의 두께를 0.72mm로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 보유 지지구를 제조하였다. 포켓 깊이를 측정한바 0.77mm였다.

(비교예 2)

실시예 2의 버프로 표면을 개공시킨 0.40mm 두께의 발포 폴리우레탄 시트를 사용하고, 단차부를 형성하지 않은 것 및 유리 에폭시판의 두께를 0.77mm로 한 것 이외에는 실시예 2와 마찬가지로 하여 보유 지지구를 제조하였다. 포켓 깊이를 측정한바 0.77mm였다.

(비교예 3)

단차부의 깊이를 30㎛로 하고, 유리 에폭시판의 두께를 0.81mm로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 보유 지지구를 제조하였다. 포켓 깊이를 측정한바 0.77mm였다.

(비교예 4)

단차부의 깊이를 300㎛로 하고, 유리 에폭시판의 두께를 1.06mm로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 보유 지지구를 제조하였다. 포켓 깊이를 측정한바 0.77mm였다.

(비교예 5)

발포 폴리우레탄 시트의 보유 지지면 외주에 외주 270.0mm, 내주 157.0mm(폭 56.5mm), 깊이 100㎛의 단차부를 형성하고, 프레임재의 내주면과 단차부의 측면의 간격이 22mm로 되도록 단차부를 형성한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 단차부를 갖는 보유 지지구를 제조하였다. 포켓 깊이를 측정한바 0.77mm였다.

(연마 성능 평가)

이어서, 각 실시예 및 비교예의 보유 지지구를 사용한 실리콘 웨이퍼의 연마 가공을, 이하의 조건에서 행하고, 연마 레이트, 단부 늘어짐, 박리 강도에 의해 보유 지지구 성능을 평가하였다. 연마 레이트는 연마 전후의 중량의 차에 의해 산출하였다. 단부 늘어짐은, 피연마물의 주연부가 중심부보다 과도하게 연마 가공됨으로써 발생하며, 평탄성을 평가하기 위한 측정 항목의 하나이다. 측정 방법으로서는, 예를 들어 광학식 표면 조도계로 외주 단부로부터 중심을 향하여 0.3mm의 위치로부터 반경 방향으로 2mm의 범위에서 2차원 프로파일상을 얻는다. 얻어진 2차원 프로파일상에 있어서, 반경 방향을 X축, 두께 방향을 Y축으로 하였을 때, 외주 단부로부터 X=0.5mm 및 X=1.5mm의 좌표 위치의 Y축의 값이 Y=0으로 되도록 레벨링 보정하였다. 이때의 2차원 프로파일상의 X=0.5 내지 1.5mm 사이에 있어서의 PV값을 상대값으로 나타내었다. 단부 늘어짐의 측정에는, 표면 조도 측정기(Zygo사제, 형번 New View 5022)를 사용하였다. 또한, 박리 강도는, 각 실시예 및 비교예의 보유 지지구에 있어서, 프레임재와 보유 지지 시트 사이의 박리 강도를 180도 박리 시험으로 박리 강도 측정을 행하였다. 박리 강도 측정은, 프레임재 박리에 의한 수명을 간접적으로 추측할 수 있고, 프레임재와 보유 지지 시트가 박리되기 어렵고 박리 강도가 클수록 보유 지지구의 수명을 향상시킬 수 있다. 또한, 각 연마 결과 및 박리 강도 측정 결과는, 비교예 1을 1.0으로 하여 그 비로 나타내고 있다. 측정 결과를 하기 표 1에 나타낸다.

(연마 조건)

사용 연마기: 후지코시 가부시키가이샤제, MCP-150X

연마 패드: 후지보우 에히메 가부시키가이샤제, POLYPAS CM4301

회전수: (정반) 100r/m, (톱 링) 75r/m

연마 압력: 330g/㎠

요동 폭: 10mm(요동 중심값으로부터 200mm)

요동 이동: 1mm/min

연마제: Nalco사제, 품번 2350(2350 원액:물=1:9의 혼합액을 사용)

피연마물: 8인치 φ 실리콘 웨이퍼(두께 780㎛)

연마 시간: 20분간

[평가 결과]

실시예 1에서는, 단차에 의한 워크의 단부에 대한 영향도가 저감되어 단부 늘어짐은 반감되고, 프레임재와 웨이퍼의 접촉이 억제되었기 때문에 박리가 개선되고, 박리 강도는 비교예 1의 1.7배로 개선이 보여졌다.

실시예 2에서는, 실시예 1보다 단차부에 개공된 구멍 직경이 크고, 접착제의 존재량이 증가하였기 때문에 박리 강도가 비교예 1보다 1.8배 향상되었다. 한편, 보유 지지 표면이 개공되어 있기 때문에, 연삭 칩 등의 영향이나 파티클 부착이 있고, 기동에 실시예 1의 2배의 시간을 요하였다.

실시예 3에서는, 실시예 1보다 단차부의 폭이 넓고, 웨이퍼의 최외주가 단차부 상에 있고 보유 지지 패드와 접촉되어 있지 않기 때문에, 웨이퍼 최외주부의 단부 늘어짐이 적어졌다.

비교예 1에서는, 단차부가 없기 때문에 보유 지지 패드의 압축 변형이 프레임재 내주에 집중하고, 단부 늘어짐이 실시예의 2배로 나쁘고, 실시예 1보다 박리 강도는 낮아, 박리되기 쉬운 보유 지지재라고 생각된다.

비교예 2는 단차부가 없기 때문에 보유 지지 패드의 압축 변형이 프레임재 내주에 집중하고, 단부 늘어짐이 실시예의 2배로 나쁜 결과로 되었다. 발포 폴리우레탄 시트가 개공되어 있기 때문에, 접착 강도는 실시예 1과 동등하였지만, 프레임재와 발포 폴리우레탄 시트의 접착부에 웨이퍼가 직접 작용함으로써 박리가 발생하기 쉬운 것이라고 생각된다. 보유 지지 표면이 개공되어 있기 때문에, 실시예 2와 마찬가지로 파티클 부착이 있고, 상승에 실시예 1의 2배의 시간을 요하였다.

비교예 3에서는, 단차부 깊이가 불충분하였기 때문에, 버프 두께도 적고, 개공 직경이 작아짐으로써, 감압 접착제의 스며듦이 악화되고, 박리 강도는 실시예 1, 2보다 저하되었다. 또한, 단부 늘어짐도 실시예보다 떨어지는 것이었다.

비교예 4에서는, 단차부 깊이가 크고, 박리 강도는 실시예 1, 2와 동일 정도이었지만, 프레임재 밑의 발포 폴리우레탄 시트 두께가 충분하지 않고, 연마 가공 중, 실시예와 비교하여 프레임재의 가라앉음이 적어지는 분만큼, 워크로의 연마압이 저하되기 때문인지, 단부 형상은 우수하지만, 레이트의 저하가 발생하였다. 또한, 연마 패드와 프레임재의 접촉이 강해져, 프레임재의 박리 및 연마 패드의 손상도 빨라질 것으로 추측된다.

비교예 5에서는, 프레임재의 내주면과 단차부의 측면의 간격이 지나치게 넓었기 때문에, 레이트가 저하되고, 보유 지지 패드의 보유 지지력이 부족하였기 때문인지, 단부 형상이 악화되었다.

13: 보유 지지구
15: 보유 지지 패드
17: 프레임재
19: 기포
21: 단차부

Claims

피연마물의 연마 시에 피연마물을 보유 지지하는 보유 지지구이며,
내부에 다수의 기포를 갖는 발포 폴리우레탄제의 보유 지지 패드와,
상기 보유 지지 패드의 보유 지지면의 주연을 따라, 당해 보유 지지면을 둘러싸는 프레임재를 구비하고,
상기 보유 지지 패드는, 보유 지지면의 주연을 소정의 깊이만큼 절삭하여 형성되고 적어도 수평면에 기포가 노출되어 있는 단차부를 구비하고,
상기 프레임재는, 상기 단차부의 수평면 상에 있어서 상기 보유 지지 패드에 감열성 접착제층을 통해 접착되고, 내주면이, 상기 단차부의 수직면에 대향하도록, 상기 보유 지지 패드에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 보유 지지구.
제1항에 있어서, 상기 보유 지지 패드의 두께 L은 0.25 내지 1.0mm이고, 상기 단차부의 깊이는 40 내지 (L-150)㎛인, 보유 지지구.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보유 지지 패드의 보유 지지면이 스킨층으로 형성되어 있는, 보유 지지구.
피연마물의 연마 시에 피연마물을 보유 지지하는 보유 지지구의 제조 방법이며,
내부에 다수의 기포를 갖는 발포 폴리우레탄제의 보유 지지 패드를 준비하는 스텝과,
상기 보유 지지 패드의 보유 지지면의 주연을 소정의 깊이만큼 절삭하고 적어도 수평면에 기포가 노출되어 있는 단차부를 형성하는 스텝과,
이 보유 지지 패드의 보유 지지면의 주연을 따라, 당해 보유 지지면을 둘러싸는 프레임재를 감열성 접착제에 의해 고정하는 스텝을 구비하고,
상기 프레임재는, 상기 단차부의 수평면 상에 있어서 상기 보유 지지 패드에 접착되고, 내주면이, 상기 단차부의 수직면에 대향하도록, 상기 보유 지지 패드에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 보유 지지구의 제조 방법.