KR102657849B1 - 캐리어의 제조방법 및 웨이퍼의 양면 연마방법 - Google Patents

캐리어의 제조방법 및 웨이퍼의 양면 연마방법 Download PDF

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Abstract

[과제] 휨이 적은 양면 연마장치용 캐리어를 제조할 수 있는 캐리어의 제조방법을 제공한다.
[해결수단] 웨이퍼의 양면을 연마하는 양면 연마장치에 있어서의, 연마포가 첩부된 상하정반의 사이에 배설되며, 연마시에 상기 상하정반의 사이에 끼워지는 상기 웨이퍼를 유지하기 위한 유지구멍이 형성된 캐리어를 제조하는 방법으로서, 상기 캐리어를 제조하기 위한 재료가 되는 원료판재를 준비하는 공정과, 상기 원료판재에 상기 유지구멍을 형성하는 공정과, 상기 유지구멍을 형성한 원료판재를, 250μm 이상의 랩마진으로 래핑가공하는 공정을 갖는 캐리어의 제조방법.

Description

캐리어의 제조방법 및 웨이퍼의 양면 연마방법{METHOD FOR MANUFACTURING CARRIER, AND METHOD FOR POLISHING DUAL SURFACES OF WAFER}
본 발명은, 웨이퍼의 양면을 동시에 연마할 때에 이용하는 양면 연마장치용의 캐리어의 제조방법에 관한 것으로, 캐리어를 이용하여 웨이퍼의 양면을 연마하는 방법에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼 등의 웨이퍼의 연마에는 양면 연마와 편면 연마의 수법이 있다. 이 중, 양면 연마를 행하기 위한 장치는, 상정반과 하정반에 연마포(연마패드라고도 함)를 첩부하고, 그 사이에 캐리어(「가공캐리어」라고도 불림)를 넣는다는 구성을 갖고 있다(예를 들어, 특허문헌 1, 특허문헌 2). 양면 연마에서는, 또한, 캐리어에 형성된 웨이퍼유지용의 구멍(홀)에 웨이퍼를 투입하고, 상정반으로부터 연마슬러리를 적하하여 연마를 행하는 구성으로 되어 있다. 여기서, 연마포 사이에 존재하는 캐리어를 회전시켜 웨이퍼의 양면 연마가 행해진다. 이러한 캐리어의 회전을 행하는 구성은, 통상, 상하정반의 내외주에 핀을 배치하고, 그 핀 사이에, 외주를 기어형상으로 한 캐리어를 배치하여 캐리어를 회전한다는 것이다.
도 11은, 일반적인 양면 연마장치에 의한 웨이퍼의 연마를 설명하는 개략설명도이다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 양면 연마장치용 캐리어(101)는, 통상, 웨이퍼(W)보다 얇은 두께로 형성되며, 양면 연마장치(120)의 상정반(108)과 하정반(109) 사이의 소정위치에 웨이퍼(W)를 유지하기 위한 유지구멍(104)을 구비하고 있다.
이 유지구멍(104)에 웨이퍼(W)가 삽입되어 유지되고, 상정반(108)과 하정반(109)의 대향면에 마련된 연마포(110)에서 웨이퍼(W)의 상하면이 끼워진다.
이 양면 연마장치용 캐리어(101)는, 선기어(111)와 인터널기어(112)에 교합되고, 선기어(111)의 구동회전에 의해 자전·공전된다. 그리고, 연마면에 연마제를 공급하면서 상정반(108)과 하정반(109)을 서로 역회전시킴으로써, 상하정반에 첩부된 연마포(110)로 웨이퍼(W)의 양면을 동시에 연마한다.
이러한 웨이퍼(W)의 양면 연마공정에서 사용하고 있는 양면 연마장치용 캐리어(101)는 금속제인 것이 주류이다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 주연부를 금속제의 캐리어(101)에 의한 데미지로부터 보호하기 위해, 통상은 수지제인 인서트(103)가 캐리어(101)에 형성된 유지구멍(104)의 내주부를 따라 부착되어 있다. 또한, 캐리어(101)에는, 유지구멍(104) 이외의 구멍(113)이 형성되어 있어도 된다.
통상, 캐리어는, 원료의 판재를 레이저가공하여, 유지구멍(웨이퍼투입홀)과 버리는 구멍(捨て穴)을 형성함과 함께 외주에 기어형상의 가공을 행한 후, 열처리와 래핑, 폴리싱가공을 행하고, 레이저가공시의 잔류변형을 제거하도록 하여 제작되고 있다.
그러나, 종래의 양면 연마장치용 캐리어를 이용한 양면 연마에서는, 웨이퍼의 연마마진이 크게 불일정하고, 플랫니스품질이 저하되는 경우가 있다는 문제가 있었다.
일본특허공개 2013-235898호 공보 일본특허공개 2011-025322호 공보
상기와 같이, 양면 연마장치에 있어서, 캐리어는 상하의 연마포 사이를 회전한다. 이에 따라, 연마대상인 웨이퍼와 함께 연마된다. 이때, 캐리어의 휨이 크면 연마포와의 접촉압력이 일정하지 않아, 동시에 가공하고 있는 웨이퍼의 플랫니스가 악화된다. 이는, 웨이퍼의 플랫니스형상 컨트롤수단인 웨이퍼와 캐리어두께의 갭의 컨트롤에 차질이 생기기 때문이다.
상기 서술한 문제점을 감안하여, 본 발명은, 휨이 적은 양면 연마장치용 캐리어를 제조할 수 있는 캐리어의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 웨이퍼의 양면을 연마하는 양면 연마장치에 있어서의, 연마포가 첩부된 상하정반 사이에 배설되며, 연마시에 상기 상하정반 사이에 끼워지는 상기 웨이퍼를 유지하기 위한 유지구멍이 형성된 캐리어를 제조하는 방법으로서, 상기 캐리어를 제조하기 위한 재료가 되는 원료판재를 준비하는 공정과, 상기 원료판재에 상기 유지구멍을 형성하는 공정과, 상기 유지구멍을 형성한 원료판재를, 250μm 이상의 랩마진으로 래핑가공하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 캐리어의 제조방법을 제공한다.
이러한 본 발명의 캐리어의 제조방법에서는, 원료판재의 래핑가공에 있어서 250μm 이상의 랩마진을 확보하므로, 캐리어의 잔류변형을 종래보다 작게 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 의해, 휨이 적은 양면 연마장치용 캐리어를 제조할 수 있다.
이때, 원료판재로서, 금속제의 판재를 이용하는 것이 바람직하다.
이와 같이 금속제의 원료판재를 사용함으로써, 금속제의 캐리어를 제조할 수 있다. 이러한 캐리어는 양면 연마장치용 캐리어로서 호적하게 사용할 수 있다.
또한, 상기 유지구멍의 형성을 레이저가공에 의해 행하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 유지구멍을 레이저가공에 의해 형성함으로써, 간편하고 정밀하게 유지구멍을 형성할 수 있다. 또한, 본 발명은, 레이저가공에 의해 유지구멍을 형성하는 캐리어의 제조방법에 있어서, 특히 호적하게 채용할 수 있다.
또한, 적어도 상기 유지구멍을 형성한 후에, 상기 원료판재를 열처리하는 공정과, 상기 래핑가공한 후에, 상기 원료판재를 폴리싱하는 공정을 추가로 갖는 것이 바람직하다.
이와 같이, 캐리어의 제조시에 래핑공정 외에 열처리공정 및 폴리싱공정을 가짐으로써, 캐리어의 잔류변형 제거를 보다 효과적으로 행할 수 있다.
또한, 적어도 상기 유지구멍을 형성한 후에, 상기 유지되는 웨이퍼의 주연부에 접하는 내주면을 갖는 링상의 인서트를 상기 원료판재에 형성된 상기 유지구멍의 내주를 따라 배치시키는 공정을, 추가로 갖는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명에서는, 유지구멍에 인서트를 배치하는 공정을 가질 수 있다. 또한, 유지구멍에 인서트를 배치함으로써, 웨이퍼의 양면 연마시에, 유지구멍에 의한 웨이퍼의 유지를 보다 적절히 행할 수 있다.
또한, 적어도 상기 래핑가공 전에, 상기 원료판재에 대해, 상기 유지구멍 이외의 구멍을 형성함과 함께 상기 원료판재의 외주를 기어형상으로 가공하는 것이 바람직하다.
원료판재를 이와 같이 가공함으로써, 캐리어에 대해, 유지구멍 외에, 유지구멍 이외의 구멍을 형성할 수 있고, 또한, 캐리어외주를 기어형상으로 가공할 수 있다. 이러한 형상을 갖는 캐리어는, 캐리어의 양면 연마에 있어서 호적하게 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 상기 웨이퍼의 양면을 연마하는 방법으로서, 연마포가 첩부된 상하정반의 사이에 상기의 어느 하나의 캐리어의 제조방법에 의해 제조된 캐리어를 배설하고, 이 캐리어에 형성된 상기 유지구멍에 상기 웨이퍼를 유지하고, 상기 상하정반의 사이에 끼워 양면 연마하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면 연마방법을 제공한다.
본 발명에서는, 상기와 같이, 휨이 적은 양면 연마장치용 캐리어를 제조할 수 있다. 이러한 휨이 적은 캐리어를 이용하여 웨이퍼를 양면 연마함으로써, 웨이퍼 연마 중인 웨이퍼의 연마마진이 불일정한 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 캐리어의 제조방법에 의해, 캐리어의 잔류변형을 종래보다 작게 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 의해, 휨이 적은 양면 연마장치용 캐리어를 제조할 수 있다. 또한, 이러한 휨이 적은 캐리어를 이용하여 웨이퍼를 양면 연마함으로써, 웨이퍼 연마 중인 웨이퍼의 연마마진이 불일정한 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 웨이퍼의 플랫니스품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 캐리어의 제조플로우와, 캐리어에 있어서의 잔류데미지의 변화를 개략적으로 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 캐리어의 제조방법의 흐름을 나타내는 플로우도이다.
도 3은 본 발명의 캐리어의 휨을 측정한 결과를 나타내는 화상이다(실시예 1).
도 4는 실시예 및 비교예에 있어서 얻어진, 캐리어의 랩마진과 휨량의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 갭(캐리어두께와 웨이퍼두께의 차)과, 웨이퍼플랫니스의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 캐리어 자체의 휨량과 랩마진의 차이를 나타내는 그래프이다.
도 7은 캐리어간의 휨량과 랩마진의 차이를 나타내는 그래프이다.
도 8은 실시예 1 및 비교예 2의 캐리어로 웨이퍼가공했을 때의 웨이퍼의 플랫니스를 비교한 그래프이다.
도 9는 종래의 캐리어의 제조플로우와, 캐리어에 있어서의 잔류데미지의 변화를 개략적으로 설명하기 위한 모식도이다.
도 10은 종래의 캐리어의 휨을 측정한 결과를 나타내는 화상이다(비교예 2).
도 11은 일반적으로 이용되는 양면 연마장치를 이용한 웨이퍼의 연마를 설명한 개략설명도이다.
상기 서술한 바와 같이, 웨이퍼의 플랫니스를 좋게 하기 위해서도, 캐리어의 휨은 작은 편이 바람직하다. 캐리어의 휨은, 캐리어원료의 판재로부터 레이저가공에 의한 캐리어형상으로의 절단에 의해 발생하는 휨이 커서, 종래부터, 가공 후에, 열처리나 랩에 의해 가공잔류변형을 제거하는 공정으로 개선시키고 있다. 그러나, 본 발명자들의 검토에 따르면, 종래의 랩마진(예를 들어 80μm)에서는, 충분한 가공잔류변형을 차단하는 랩절삭량으로 되어 있지 않은 것이 판명되었다. 캐리어의 휨은 잔류가공변형을 가능한 한 없앰으로써 작게 할 수 있고, 또한, 잔류가공변형을 작게 하려면, 랩의 절삭량을 늘려 잔류변형을 제거함으로써 대응이 가능하다.
상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해, 본 발명자들은 예의 검토를 거듭하여, 이하와 같은 본 발명을 이루었다. 본 발명은, 웨이퍼의 양면을 연마하는 양면 연마장치에 있어서의, 연마포가 첩부된 상하정반의 사이에 배설되며, 연마시에 상하정반의 사이에 끼워지는 웨이퍼를 유지하기 위한 유지구멍이 형성된 캐리어를 제조하는 방법이다. 본 발명에서는, 적어도 이하의 공정을 갖는다. 우선, 캐리어를 제조하기 위한 재료가 되는 원료판재를 준비한다(공정 a). 다음에, 상기 원료판재에 유지구멍을 형성한다(공정 b). 다음에, 유지구멍을 형성한 원료판재를, 250μm 이상의 랩마진으로 래핑가공한다(공정 c). 즉, 본 발명은, 캐리어휨이 적은 캐리어를 제조하기 위한 가공잔류변형이 거의 없는 랩마진을 규정한 것이다.
이하, 본 발명에 대하여, 실시태양의 일 예로서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명하나, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 도 1은, 본 발명의 캐리어의 제조플로우와, 캐리어에 있어서의 잔류데미지의 변화를 개략적으로 설명하기 위한 모식도이다.
[공정 a: 원료판재]
상기와 같이, 공정 a에 있어서, 우선, 캐리어를 제조하기 위한 재료가 되는 원료판재를 준비한다. 이러한 원료판재는, 금속제의 판재인 것이 바람직하다. 금속으로서 합금도 이용할 수 있다. 구체적으로는, 티탄제나 스테인리스강(SUS)제의 판재를 이용할 수 있다. 원료판재는, 통상, 압연 등에 의해 판형상으로 가공되어 있다. 이때, 도 1(a)에 나타내는 바와 같이, 가공변형이 원료판재(11)에 잔류해 있다. 도면에서는, 가공변형을 세로선에 의해 모식적으로 나타내었다.
[공정 b: 유지구멍의 형성]
상기와 같이, 공정 b에 있어서는, 원료판재에 유지구멍(웨이퍼투입홀이라고도 함)을 형성한다. 이때, 유지구멍의 형성을 레이저가공에 의해 행하는 것이 바람직하다. 간편하게 정밀도 좋게 유지구멍을 형성할 수 있기 때문이다. 단, 필요에 따라 레이저가공 이외의 방법도, 레이저가공을 대신하거나, 또는, 레이저가공에 더하여 채용할 수 있다.
이때, 원료판재를 대략 캐리어의 형상으로 가공하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들어, 원료판재에 대해, 유지구멍 이외의 구멍을 형성할 수 있다. 「유지구멍 이외의 구멍」이란, 웨이퍼를 유지하는 구멍 이외의 구멍이다. 이 구멍은 양면 연마장치에 있어서 연마슬러리를 통과시켜 공급하는 구멍으로서 기능시킬 수 있다. 또한, 유지구멍 이외에도 구멍을 가짐으로써 캐리어의 가공변형의 영향을 저감할 수도 있다. 이에 따라, 캐리어의 휨을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 이와 같이, 소위 「버리는 구멍」을 판재에 형성할 수도 있다. 또한, 유지구멍의 형성과 함께 원료판재의 외주를 기어형상으로 가공할 수도 있다. 이러한 유지구멍 이외의 구멍의 형성, 및 판재외주의 형상가공은, 유지구멍의 형성과 마찬가지로 레이저가공에 의해 행하는 것이 바람직하다.
이들 원료판재에 대한 유지구멍의 형성, 유지구멍 이외의 구멍의 형성, 외주의 형상가공은, 적어도 래핑가공 전에 행하는 것이 필요하다.
공정 b에 있어서는, 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 유지구멍 등의 형성에 의해, 캐리어형상으로 가공 후의 판재(12)의 가공변형이 커지고, 또한 판재의 휨도 발생하고 있다.
[공정 c: 래핑가공]
상기와 같이, 공정 c에 있어서는, 유지구멍 및 필요에 따라 유지구멍 이외의 구멍 및 외주의 기어형상을 형성한 원료판재를, 250μm 이상의 랩마진으로 래핑가공한다. 래핑가공을 거쳐 도 1(c)에 나타낸 캐리어(13)를 얻을 수 있다. 본 발명에 있어서는, 이 래핑가공에 있어서, 250μm 이상의 랩마진으로 가공하는 것이 특징이다. 본 발명에 있어서는, 랩마진을 250μm 이상으로 종래보다 크게 확보하고 있으므로, 도 1(c)에 나타내는 바와 같이, 캐리어(13)에 있어서 가공변형의 잔류량이 저감되고 있다.
[기타 공정]
본 발명의 캐리어의 제조방법에 있어서는, 열처리, 유지구멍에 대한 인서트삽입, 폴리싱 등의 기타 공정도 가질 수 있다. 기타 공정도 포함하는 본 발명의 캐리어의 제조방법의 흐름을 도 2에 나타내었다.
도 2의 공정 S21, S22에 나타내는 바와 같이, 원료판재를 준비하고, 유지구멍을 형성한다. 이들 공정 S21, S22는, 각각 상기한 공정 a, 공정 b와 동일하다. 본 발명의 캐리어의 제조방법에 있어서는, 도 2의 공정 S23에 나타내는 바와 같이, 적어도 유지구멍을 형성(공정 S22, 공정 b)한 후에, 원료판재를 열처리하는 공정(공정 S23)을 가질 수 있다. 이 열처리공정에 의해, 캐리어의 잔류변형 제거를 보다 효과적으로 행할 수 있다.
또한, 적어도 유지구멍을 형성(공정 S22, 공정 b)한 후에, 유지되는 웨이퍼의 주연부에 접하는 내주면을 갖는 링상의 인서트를 원료판재에 형성된 유지구멍의 내주를 따라 배치시키는 공정(공정 S24)을 가질 수 있다. 한편, 인서트는 아라미드 수지 등의 수지제의 것을 호적하게 이용할 수 있다. 또한, 인서트로는, 미리 링상으로 성형한 것을 유지구멍의 내주를 따라 배치해도 되고, 특허문헌 2에 기재되어 있는 바와 같이, 모재를 유지구멍에 장착한 후, 유지되는 웨이퍼의 주연부에 접하는 링상의 내주면을 형성하는 가공을 행해도 된다. 인서트의 배치(삽입)공정(공정 S24)은, 인서트가 통상, 수지제인 점에서, 열처리공정(공정 S23)보다 후에 행하는 것이 바람직하다.
나아가, 래핑가공(공정 S25, 공정 c)한 후에, 원료판재를 폴리싱하는 공정을 추가로 갖고 있어도 된다. 이러한 폴리싱공정(공정 S26)에 의해, 캐리어의 잔류변형 제거를 보다 효과적으로 행할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 래핑가공의 랩마진을 250μm 이상으로 하면 되고, 상기 외에도 필요한 공정을 추가할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명에서는, 원료판재를 래핑가공할 때에, 250μm 이상의 랩마진으로 가공하는 것이 특징이다. 이에 반해, 종래 행하고 있던 캐리어의 제조는, 예를 들어, 두께 850μm의 원료판재를 레이저가공 후에 열처리를 행하고, 랩마진으로서 80μm를 목표값으로 하여 랩가공을 행하고 있었다. 종래, 캐리어의 휨의 규격은 150μm 이하의 것이었다(캐리어의 휨이 150μm 이하이면 규격 내로서 합격). 한편, 캐리어의 휨측정은 기준 석정반에 캐리어를 얹어, 시크니스게이지에 의해 변위를 측정하는 것이다.
상기와 같이 본 발명에서는 250μm 이상의 랩마진이 필요하므로, 원료판재에 있어서 그만큼의 두께가 필요하다. 캐리어의 두께 및 원료판재의 두께는, 웨이퍼양면 연마장치에 있어서 연마하는 웨이퍼의 두께의 규격 등에 따라, 각각 적당히 설정할 수 있다. 예를 들어, 원료판재의 두께를 1100μm로 하고, 랩마진을 250μm로 설정할 수 있다. 그 밖에, 웨이퍼의 두께에 따라 원료판재의 두께를 800μm 이상 1400μm 이하의 범위에서 설정하고, 랩마진의 범위를 250μm 이상으로 할 수 있다. 랩마진은 250μm 이상으로 함으로써 충분하지만, 300μm 이상으로 할 수도 있고, 350μm 이상으로 해도 된다. 한편, 랩마진의 범위의 상한은 특별히 한정되지 않으나, 재료가 낭비되므로, 예를 들어 500μm로 할 수 있다.
캐리어재료의 절약의 면으로부터는, 랩마진은 적은 편이 좋고, 이에 따라 종래는 랩마진 80μm 등과 같은 작은 값이었지만, 본 발명의 캐리어의 제조방법에서는, 상기의 이유로 인해 원료판재의 랩마진을 250μm로 한다.
본 발명자들의 검토를 통해, 캐리어의 두께조정에서 행해지는 래핑의 절삭량(랩마진)의 차이에 따라, 가공잔류변형에 의해 가공캐리어의 휨에 차이가 있고, 그 캐리어의 휨이 웨이퍼 연마 중인 웨이퍼 절삭량(웨이퍼의 연마마진)이 불일정한 것에 영향을 미치고, 플랫니스품질을 저하시키는 것을 알 수 있었다.
양면 연마에 의한 웨이퍼의 플랫니스품질은, 캐리어두께와 웨이퍼두께의 갭에 의해 컨트롤되고 있다. 이 갭(캐리어두께와 웨이퍼두께의 차)과 웨이퍼의 플랫니스의 관계를 도 5에 나타내었다. 웨이퍼의 플랫니스는 SFQR로 나타내고 있다.
SFQR은, 표면기준의 사이트플랫니스 지표이고, 각 사이트마다 평가된다. SFQR은, 반도체 웨이퍼 표면 상에 임의의 치수(예를 들어 26mm×8mm)의 셀을 결정하고, 이 셀 표면에 대하여 최소2승법에 의해 구한 면을 기준면으로 했을 때의, 이 기준면으로부터 양 및 음의 편차의 범위로 정의된다. 또한, SFQRmax의 값은 소여된 웨이퍼 상의 각 사이트 중의 SFQR의 최대값을 나타낸다.
상기와 같이, 양면 연마에 의한 웨이퍼의 플랫니스품질은, 캐리어두께와 웨이퍼두께의 갭에 의해 컨트롤하고 있다. 그러나, 캐리어의 휨에 의해 기준이 되는 캐리어두께가 불균일함에 따라 최량의 갭으로부터 어긋나 웨이퍼외주부의 플랫니스가 악화된다. 도 5로부터도 알 수 있는 바와 같이, 적정갭을 벗어나면 웨이퍼의 플랫니스가 악화된다.
현재 통상 이용되고 있는 캐리어는, 예를 들어, 래핑마진이 목표값으로 80μm인 제품이고, 휨량이 85μm 정도이다. 이는 캐리어의 재료가 되는 원료판재의 잔류가공변형에 불균일이 크게 있어, 안정된 캐리어휨량은 아니지만, 출하검사에서 휨량 150μm 이하인 것을 합격으로 하여 인정하고 있으므로, 휨량이 150μm를 초과하는 일은 없다. 그러나, 85μm의 휨량의 캐리어여도, 최근 플랫니스 규격이 까다로워져, 캐리어휨량에 의한 플랫니스 악화의 저감이 필요하다.
도 9에, 종래의 캐리어의 제조플로우와, 캐리어에 있어서의 잔류데미지의 변화를 개략적으로 설명하기 위한 모식도를 나타내었다. 도 9(a), (b)에 나타낸 공정에서는, 도 1(a), (b)에서 나타낸 것과 마찬가지로, 원료판재(51)를 준비하고, 유지구멍을 형성하거나 하여 캐리어형상으로 가공 후의 판재(52)로 한다. 종래에는 랩마진이 80μm와 같이 적었으므로, 도 9(c)에 나타내는 바와 같이 가공변형이 캐리어(53)에 있어서도 잔류해 있었다.
[웨이퍼의 양면 연마방법]
상기와 같이 본 발명의 제조방법에 의해 제조한 캐리어를 이용하여 웨이퍼를 양면 연마할 수 있다. 구체적으로는, 연마포가 첩부된 상하정반의 사이에 본 발명의 캐리어의 제조방법에 의해 제조된 캐리어를 배설한다. 다음에, 캐리어에 형성된 유지구멍에 웨이퍼를 유지하고, 상하정반의 사이에 끼워 양면 연마한다.
실시예
이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명은 이것들로 한정되는 것은 아니다.
(실시예, 비교예)
동일 로트의 원료판재를 이용하여 랩마진을 바꿔 캐리어의 휨을 조사하였다. 그 결과, 이하에 나타내는 바와 같이, 250μm 이상의 랩마진으로 래핑가공함으로써, 캐리어의 휨량이 포화상태가 되는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같이, 랩마진을 250μm 이상으로 한 캐리어로 함으로써 문제를 해결할 수 있음을 알 수 있었다.
실시예 및 비교예의 캐리어의 제조는, 도 2와 동일한 플로우로 하였다. 원료판재(티탄제)를 준비(공정 S21)한 후, 레이저가공에 의해 유지구멍과 유지구멍 이외의 구멍을 형성하고, 외주에 기어형상의 가공을 행하였다(공정 S22). 그 후, 열처리(공정 S23)와 인서트삽입(공정 S24), 래핑가공(공정 S25), 폴리싱가공(공정 S26)을 행하고, 레이저가공시의 잔류변형을 제거하였다. 래핑가공에 있어서의 랩마진은, 42.5μm(비교예 1), 80μm(비교예 2), 170μm(비교예 3), 250μm(실시예 1), 340μm(실시예 2), 425μm(실시예 3), 510μm(실시예 4)로 하였다. 또한, 제조하는 캐리어의 두께가 775μm로 일정해지도록 원료판재의 두께를 조정하였다.
도 3에, 실시예 1(랩마진 250μm)의 캐리어의 휨의 분포를 나타내었다. 휨량은 38μm였다. 도 10에, 비교예 2(랩마진 80μm)의 캐리어의 휨의 분포를 나타내었다. 휨량은 85μm였다.
각 실시예 및 비교예에서 제조한 캐리어를 이용하여 반도체 웨이퍼의 양면 연마를 행하였다. 웨이퍼의 양면 연마가공조건 및 품질평가조건은 이하와 같이 하였다.
연마가공조건
장치: 후지코시기계제 양면 연마기 DSP-C70
가공웨이퍼: 직경 300mm P-품<110>
가공부재: 연마포 경질발포우레탄패드
연마슬러리 NaOH베이스 콜로이달실리카
가공가중 150g/cm2
가공회전 상정반 -13.4rpm 하정반 35rpm
인터널기어회전 7rpm 선기어회전 25rpm
품질평가조건
장치: WaferSight2 KLA제 평탄도 테스터
도 4는, 각 실시예 및 비교예의 캐리어의 캐리어휨량을 비교한 그래프이다. 랩마진이 250μm 이상이면 캐리어의 휨의 개선은 대략 포화상태인 것을 알 수 있다.
실시예 1과 비교예 2의 비교를 위해, 도 6에, 캐리어 자체의 휨량과 랩마진의 차이를 나타내는 그래프를 나타내고, 도 7에, 캐리어간의 휨량의 차와 랩마진의 차이를 나타내는 그래프를 나타내었다. 캐리어랩마진을 바꾸어 캐리어의 휨량 저감이 가능해짐에 따라, 양면 연마가공시의 예를 들어 5매 투입캐리어간에서의 불균일이 작아진다. 나아가 캐리어 자체에서의 휨량이 작아지고, 양면 연마에 있어서의 웨이퍼의 플랫니스품질을 결정하는, 캐리어두께와 웨이퍼두께의 갭컨트롤의 정밀도가 올라가, 웨이퍼외주부의 플랫니스가 좋아진다.
도 8에, 실시예 1 및 비교예 2의 캐리어로 웨이퍼가공했을 때의 웨이퍼의 플랫니스(SFQR(max), 사이트 26×8mm, 최외주제외영역 2mm)를 비교한 그래프를 나타내었다. 이는, 상기 품질평가장치를 이용하여 측정한 결과이다. 또한, 표 1에 결과를 나타내었다.
Figure 112019004247269-pat00001
실시예 1과 같이 랩마진을 250μm로 함으로써, 랩마진이 80μm인 비교예 2보다, 웨이퍼의 플랫니스를 개선할 수 있었다.
한편, 본 발명은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는, 예시이며, 본 발명의 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지며, 동일한 작용효과를 나타내는 것은, 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
11, 51 원료판재
12, 52 캐리어형상으로 가공 후의 판재
13, 53 캐리어
101 캐리어
103 인서트
104 유지구멍
108 상정반
109 하정반
110 연마포
111 선기어
112 인터널기어
113 유지구멍 이외의 구멍
120 양면 연마장치

Claims (15)

  1. 웨이퍼의 양면을 연마하는 양면 연마장치에 있어서의, 연마포가 첩부된 상하정반의 사이에 배설되며, 연마시에 상기 상하정반의 사이에 끼워지는 상기 웨이퍼를 유지하기 위한 유지구멍이 형성된 캐리어를 제조하는 방법으로서,
    상기 캐리어를 제조하기 위한 재료가 되는 원료판재를 준비하는 공정과,
    상기 원료판재에 상기 유지구멍을 형성하는 공정과,
    상기 유지구멍을 형성한 원료판재를, 250μm 이상의 랩마진으로 래핑가공하는 공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 캐리어의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원료판재로서, 금속제의 판재를 이용하는 것을 특징으로 하는 캐리어의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유지구멍의 형성을 레이저가공에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 캐리어의 제조방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 유지구멍의 형성을 레이저가공에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 캐리어의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    적어도 상기 유지구멍을 형성한 후에, 상기 원료판재를 열처리하는 공정과, 상기 래핑가공한 후에, 상기 원료판재를 폴리싱하는 공정을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 캐리어의 제조방법.
  6. 제2항에 있어서,
    적어도 상기 유지구멍을 형성한 후에, 상기 원료판재를 열처리하는 공정과, 상기 래핑가공한 후에, 상기 원료판재를 폴리싱하는 공정을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 캐리어의 제조방법.
  7. 제3항에 있어서,
    적어도 상기 유지구멍을 형성한 후에, 상기 원료판재를 열처리하는 공정과, 상기 래핑가공한 후에, 상기 원료판재를 폴리싱하는 공정을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 캐리어의 제조방법.
  8. 제4항에 있어서,
    적어도 상기 유지구멍을 형성한 후에, 상기 원료판재를 열처리하는 공정과, 상기 래핑가공한 후에, 상기 원료판재를 폴리싱하는 공정을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 캐리어의 제조방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 상기 유지구멍을 형성한 후에, 상기 유지되는 웨이퍼의 주연부에 접하는 내주면을 갖는 링상의 인서트를 상기 원료판재에 형성된 상기 유지구멍의 내주를 따라 배치시키는 공정을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 캐리어의 제조방법.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 상기 래핑가공 전에, 상기 원료판재에 대해, 상기 유지구멍 이외의 구멍을 형성함과 함께 상기 원료판재의 외주를 기어형상으로 가공하는 것을 특징으로 하는 캐리어의 제조방법.
  11. 제9항에 있어서,
    적어도 상기 래핑가공 전에, 상기 원료판재에 대해, 상기 유지구멍 이외의 구멍을 형성함과 함께 상기 원료판재의 외주를 기어형상으로 가공하는 것을 특징으로 하는 캐리어의 제조방법.
  12. 웨이퍼의 양면을 연마하는 방법으로서, 연마포가 첩부된 상하정반의 사이에 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 캐리어의 제조방법에 의해 제조된 캐리어를 배설하고, 이 캐리어에 형성된 상기 유지구멍에 상기 웨이퍼를 유지하고, 상기 상하정반의 사이에 끼워 양면 연마하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면 연마방법.
  13. 웨이퍼의 양면을 연마하는 방법으로서, 연마포가 첩부된 상하정반의 사이에 제9항에 기재된 캐리어의 제조방법에 의해 제조된 캐리어를 배설하고, 이 캐리어에 형성된 상기 유지구멍에 상기 웨이퍼를 유지하고, 상기 상하정반의 사이에 끼워 양면 연마하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면 연마방법.
  14. 웨이퍼의 양면을 연마하는 방법으로서, 연마포가 첩부된 상하정반의 사이에 제10항에 기재된 캐리어의 제조방법에 의해 제조된 캐리어를 배설하고, 이 캐리어에 형성된 상기 유지구멍에 상기 웨이퍼를 유지하고, 상기 상하정반의 사이에 끼워 양면 연마하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면 연마방법.
  15. 웨이퍼의 양면을 연마하는 방법으로서, 연마포가 첩부된 상하정반의 사이에 제11항에 기재된 캐리어의 제조방법에 의해 제조된 캐리어를 배설하고, 이 캐리어에 형성된 상기 유지구멍에 상기 웨이퍼를 유지하고, 상기 상하정반의 사이에 끼워 양면 연마하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면 연마방법.
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