KR20010108076A

KR20010108076A - 연마장치 및 방법

Info

Publication number: KR20010108076A
Application number: KR1020017008650A
Authority: KR
Inventors: 기우치에쓰오; 하야시도시유키
Original assignee: 와다 다다시; 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤
Priority date: 2000-01-31
Filing date: 2001-01-29
Publication date: 2001-12-07
Also published as: EP1197293B1; KR100729022B1; EP1614505A1; EP1197293A4; TWI291730B; EP1602444A3; US6827638B2; DE60128768D1; EP1602444B1; EP1197293A1; DE60133231D1; DE60133231T2; US7513819B2; EP1602444A2; US20020187728A1; WO2001056742A1; DE60136759D1; US20050048882A1; DE60128768T2; EP1614505B1

Abstract

워크(웨이퍼 등)의 고효율, 고정밀도 경면가공을 가능하도록 한 연마장치, 연마방법, 워크를 효율적으로 유지하는 신규한 워크유지부재 및 워크를 상기 워크유지부재에 고정밀도로 접착할 수 있는 워크의 접착방법을 제공한다. 연마정반(29)과 워크유지부재(38)를 가지며 워크유지부재(38)에 유지된 워크를 연마제 용액(41)을 흘리면서 연마하는 연마장치로서, 연마동작시에서의 연마정반(29)의 정반 표면의 법선방향에서의 변형량 및/또는 워크유지부재(38)의 워크유지면의 법선방향에서의 변형량을, 연마정반(29)의 일체화, 냉각수 유로의 창작 등에 의해, 100㎛ 이하로 억제되도록 하였다.

Description

연마장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR POLISHIING}

실리콘 웨이퍼의 대직경화와 그것을 사용하여 제작되는 디바이스의 고정밀도화를 반영하여, 연마 마무리되는 실리콘 웨이퍼(연마 웨이퍼)의 마감 정밀도(두께 균일성, 평탄도, 평활성)에 대한 요구는 점점 더 고도화되고 있다.

이러한 요구를 만족시키기 위해서, 웨이퍼의 연마가공기술의 향상이 도모되고 있는 동시에, 연마가공장치의 개발, 개선이 이루어져 왔다.

그 하나로서, 특히 직경이 300mm 내지 그 이상의 대직경 웨이퍼의 연마를 목적으로, 이른바 매엽식(枚葉式) 연마장치가 새롭게 개발되어, 일부는 실제 사용에 제공되고 있다.

그러나, 매엽식 연마방법에는 ①생산성의 점에서 웨이퍼의 가격저감으로의 요구에 대응이 곤란하고, ②최근의 웨이퍼 둘레가장자리 근방(2mm 이내)까지의 평탄도의 요구에 충분히 대응할 수 없다는 등의 문제가 발생되고 있다.

한편, 종래로부터 널리 사용되어 온 복수매의 웨이퍼를 동시에 연마하는 뱃치식 연마장치에서는, 도 19에 연마작용에 직접 관여하는 부분의 구성의 개요를 나타낸 바와 같이, 회전축(17)에 의해 소정의 회전속도로 회전되는 연마정반(10)의 상면에 부착된 연마포(16)의 표면에, 1매 내지는 복수매의 웨이퍼(W)를 접착 등의 수단으로서 회전샤프트(18)에 의해 회전시키는 워크유지부재(13)의 하면에 유지하고, 예를들어 상부하중(15)을 사용함으로써 웨이퍼의 피연마면을 소정의 하중으로 누르고, 동시에 연마제 공급장치(도시하지 않음)에 의해 연마제 공급용 배관(14)을 통하여 소정의 유량으로 연마제 용액(이하 슬러리라고 하는 경우도 있음)(19)을 연마포(16) 상으로 공급하여, 이 연마제 용액(19)을 개재하여 웨이퍼(W)의 피연마면이 연마포(16) 표면과 미끄럼 마찰되어 웨이퍼(W)의 연마가 행해진다.

이 뱃치식 연마장치는, 웨이퍼의 대직경화와 함께 장치가 대형화하고, 연마정반이나 워크유지부재의 자중이나 연마압력에 의한 움직임, 연마에 의한 발열에 기인하는 열변형 이외에, 또한 이들이 회전할 때의 여러가지의 기계적 결함의 원인에 의한 연마정반이나 워크유지부재의 변형, 변동에 의해 웨이퍼의 마감 정밀도가 영향을 받기 때문에, 웨이퍼의 마감면의 정밀도에 대한 요구를 만족시키는 것이 곤란하였다.

이러한 과제에 대처하기 위해서, 연마장치의 구조나 재질, 및 연마장치의 운전조건이나 연마조건에 대하여 여러가지의 창작이 이루어져 왔다. 예를들어 장치의 구조, 특히 (a) 연마정반에 대해서 그 열변형을 방지하기 위해, 도 20에 나타낸 바와 같이, 표면에 연마포(16)를 부착한 상부정반(12)의 이면(裏面)에, 냉각수(H)를순환시키기 위한 다수의 오목부(21)가 형성된 하부정반(23)을 별개로 설치함과 동시에, 연마압력에 의한 변형방지를 위해서 정반의 배면(背面)에 리브를 형성하는 것, 또한 열변형의 억제를 효과적으로 실시하기 위해서, 예컨대 일본국 특개평 7-52034호 공보나 특개평 10-296619호 공보에 나타내어져 있는 바와 같이, 연마정반의 구조와 냉각수 유로(流路)의 배치에 창작이 행해져 왔다.

그러나, 도 20에 나타낸 종래의 연마정반(10)에 있어서는, 예를들어 SUS410을 상부정반(12)으로 하고, 거기에 냉각수 유로가 형성된 FC-30과 같은 주강제의 하부정반(23)을 상하에 체결부재(11) 등으로 조여붙여 결합시키는 구조가 사용되고 있으며, 연마동작시에 상부정반의 상하 양면 사이에 생기는 온도차이가 종래의 연마방법에서는 3℃ 이상, 많게는 5℃ 이상으로 되기 때문에, 상부정반의 상면은 상하면의 사이에 온도차이가 없는 경우의 상면을 기준면으로 하여 장소에 따라서는 100㎛ 이상의 상하방향의 고저차이(변형)가 생기는 문제가 있었다.

또한, (b) 연마정반 재료에 열팽창계수가 작은(8×10^-6/℃) 재료를 사용하는 것(WO 94/13847호 공보), 세라믹스를 사용하여 냉각수의 순환유로를 내부의 거의 전체 영역에 걸쳐 형성된 일체 구조의 연마정반(일본국 실개소 59-151655호 공보) 등 이외에, 또한 (c) 워크유지부재에 대해서도, 마찬가지로 웨이퍼 유지면의 온도균일성을 향상시킬 목적으로 온도제어용 유체를 유지부재 내부로 순환시키는 것(일본국 특개평 9-29591호 공보)이 제안되어 왔다.

그리고, 연마작용에 따른 발열에 의한 웨이퍼나 연마포의 온도상승을 억제하기 위해서, 앞에서 설명한 워크유지부재나 연마정반의 냉각 이외에, 연마작용면에 직접 공급하는 연마제 용액(통상, 콜로이드상태 실리카의 약 알칼리성 수용액이 사용됨)에도 냉각기능을 갖도록 하며, 순수하게 연마작용에 필요한 공급량 이상의 양을 연마포 위로 공급하고, 연마부위로부터 배출된 연마제 용액은 비용저감를 위해 순환 사용하는 것이 행해져 왔다.

그러나, 종래의 연마장치의 구성 및 상술한 바와 같은 냉각방식에서는 연마중의 연마포 표면의 온도는 연마개시로부터 점차로 상승하여, 특히 웨이퍼의 피연마면과 미끄럼 마찰되는 부분에서는 그 값이 통상 10℃ 이상에 이르고, 그 부분에 해당하는 바로 아래의 연마정반의 상면부분의 온도도 3℃ 이상 상승한다.

한편, 정반 하면부분의 온도는 냉각수에 의한 온도상승 억제의 효과도 있고, 그 온도변화는 1℃ 이내로 억제된다. 따라서 연마정반의 상면과 하면의 사이뿐 만 아니라 연마정반 상면의 고온부분과 저온부분의 사이에 적어도 3℃ 이상의 온도차이가 생기며, 이 때문에 발생하는 열변형에 의해 정반 표면형상은 온도차이가 존재하지 않는 경우에 대하여 표면의 법선방향으로 100㎛ 이상 변형변위하는 부분이 발생한다.

더구나, 워크유지부재도 실리콘 웨이퍼의 대직경화에 대응하여 대형화하고, 예를들면 직경이 8인치 웨이퍼인 연마용의 워크유지부재에서는 그 직경이 약 600mm로 되며, 그와 함께 워크유지부재의 중량도 증대하여 왔다.

따라서, 연마가공면에서의 발열에 의한 워크유지부재의 열변형 뿐만 아니라 자중에의한 연마시의 변형이 문제로 되며, 이것을 억제하기 위해서, 워크유지부재의 두께를 두껍게 하거나, 혹은 세라믹(실리콘 카바이드, 알루미나) 등의 종탄성계수가 큰 재료를 이용하여 변형량을 작게 하는 것이 시도되어 왔다.

또한, 종래의 뱃치식 연마에 있어서는, 예컨대 도 21에 나타낸 바와 같이, 연마되어야 할 웨이퍼(W)는 워크유지부재(20)의 워크 접착면(20a)에 접착제(22)를 통하여 접착하는 방식이 이용되어 왔다.

그 때, 접착제(22) 층의 속이나 웨이퍼 또는 워크유지부재(20)와 접착제(22)의 경계면에 에어가 잔류하지 않도록 하는 것이 중요하다. 그 때문에 도 21에 도시한 바와 같이 가압헤드(25)의 하면에 아래쪽으로 볼록상태로 만곡하도록 설치된 에어백(27)을 가압실린더(26)에 의해 웨이퍼(W)의 상면(접착되는 면과 반대쪽 면)으로 눌러서 접촉시키고, 웨이퍼 피접착면의 중심부에서 둘레가장자리를 향해 차례로 워크유지부재로 밀어붙이는 것에 의해 접착부위의 에어가 웨이퍼의 바깥둘레 가장자리부로 향해 밀려 나가도록 하여 접착된다. 그러나 이러한 웨이퍼 가압용 부재 (24)에 의한 밀어누름방법에 의해, 웨이퍼(W)와 워크유지부재의 경계층에 있어서의 에어는 밀려 나가게 되지만, 다른쪽 접착층(22)의 두께는 웨이퍼 중심부에서 얇아지기 쉽고, 그 때문에 웨이퍼(W)는 움직여진 상태에서 접착된다는 문제가 있었다.

종래에, 웨이퍼의 접착에 사용되는 접착제로서는 연마시의 연마제 용액에 대한 내성, 비윤활성, 연마발열에 의한 웨이퍼 온도상승을 통한 접착제 온도상승에 따른 특성변화 등의 요인을 생각하여, 천연로진, 합성로진 에스테르, 밀랍, 페놀레진 등이 사용되어 왔으나, 이 종류의 접착제에 의한 접착작용은, 주로 물리접착기구에 의존하고 있으며, 접착은 다음와 같이 하여 행해진다. 즉 접착제를 용매에 용해하여 접착면에 도포한 후, 용매를 증발 제거하고 가열에 의해 접착제를 연화용융상태로 유지하면서 웨이퍼를 워크유지부재에 소정의 압력으로 밀어누르고, 그 후 상온으로 냉각함으로써 접착제가 고체화하여 접착이 행해진다.

이와 같은 접착공정에 있어서, 웨이퍼 및 워크유지부재를, 예컨대 50∼100℃로 가열하는 것이 필요하고, 이 때의 열이력에 의한 웨이퍼, 워크유지부재의 변형에 따른 가공정밀도의 향상이 저해된다. 또한 그 때문에 특별한 장치설비와 에너지를 필요로 하는 것 등, 비용의 면에서도 문제가 되었다.

한편, 상온에서 접착작용을 실현할 수 있는 기존의 소위 상온접착제는, 연마제 용액에 대한 내성, 웨이퍼의 워크유지부재에서의 박리나 웨이퍼, 워크유지부재에서의 접착제의 제거가 곤란하기 때문에 실용상 사용이 불가능하였다.

또한, 접착부위의 접착제층 속에 기포가 잔류하는 것을 방지하기 위해서 웨이퍼를 그 피접착면이 워크유지면에 대하여 경사진 상태에서, 그 한 끝단으로부터 차례로 접착제를 통해 워크유지부재로 밀어붙이고, 웨이퍼 피접착면과 워크유지면의 사이에 개재하는 에어를 웨이퍼의 피접착면의 한 끝단으로부터 다른 끝단을 향해 배제하도록 하여 접착하는 방법이나, 전술한 도 21에 나타낸 바와 같이 워크유지부재(20)에 배치된 웨이퍼(W)의 상면보다 볼록면 형상의 탄성체(에어백)(27)에 의해 웨이퍼 중심부에서 차례로 워크유지부재(20)로 밀어붙이도록 하여 에어를 바깥쪽으로 배제하는 방법, 또한 워크유지부재(20)의 전체 혹은 웨이퍼(W) 마다, 도 22에 나타낸 바와 같이 워크유지부재(20)의 유지면에서 기밀을 유지하도록 에워쌓고, 그 내부를 감압상태로 하는 것에 의해 에어를 잔류시키지 않는 수단 등이 실시되어 왔다.

도 22에 있어서, (1)은 진공용기, (2)는 벨로우즈, (3)은 벨로우즈 승강용 실린더, (4)는 벨로우즈 내압조정용 배관, (5)는 진공용기 내압조정용 배관, (6)은 진공흡착용 배관, (20)은 워크유지부재 및 (W)는 웨이퍼이다.

도 21에 나타낸 웨이퍼의 피접착면의 일부에서 차례로 워크유지부재로 밀어붙이는 방법에서는 접착제층의 두께가 불균일(0.5㎛ 이상) 하게 된다는 결점이, 또한 도 22에 나타낸 웨이퍼 혹은 워크유지부재 전체를 감압상태로 하여 접착하는 방법에서는 특별한 장치, 지그를 필요로 하여, 공정이 번잡화한다는 것, 또한 장치, 지그로부터의 먼지발생이 문제로 된다.

[발명의 개시]

전술한 바와 같이 웨이퍼의 연마가공 마무리에 있어서는, 연마장치, 그 중에서도 직접 피가공물인 웨이퍼를 유지하는 워크유지부재 및 웨이퍼와 접촉하는 연마포가 부착되는 연마정반의 여러가지의 원인에 의한 변형이나 장치 운전시의 변동뿐 만 아니라 워크유지부재로의 웨이퍼의 접착방법에 있어서도, 현재 및 장래에 걸쳐 디바이스 제조기술의 고도화에 대응한 고정밀도의 마무리를 달성하기에는 장해가 되는 여러가지의 요인이 존재한다.

본 발명자 등은, 고정밀도의 연마 마감 웨이퍼, 특히 직경이 300mm 이상인 대직경의 고정밀도 웨이퍼를 안정하고 효율적으로 생산하기 위해서, 연마장치의 구조, 구성, 재질뿐 만 아니라 웨이퍼의 접착장치나 접착방법을 포함하는 웨이퍼연마에 관한 전체 공정에 대하여 고정밀도 가공에 장해로 되는 요인을 발본적으로 검토하고, 또한 장치의 시작, 시스템의 구성 및 운전조건 등에 관해서 실험적에 검토연구를 행한 결과, 웨이퍼 접착방법뿐 만 아니라 연마장치의 기능, 성능을 종합적으로 높히고, 더구나 그 운전방법을 근본적으로 개선함으로써 고정밀도의 연마 웨이퍼를 안정하게 제조하는 것에 성공하였다.

그 중에서도, 고정밀도(고평탄도)의 웨이퍼 연마를 위해서는 연마포를 부착하고, 연마포의 형상을 유지하기 위한 기초부재인 연마정반 혹은 웨이퍼를 유지하는 기초체인 워크유지부재가 연마동작시에 있어서 변형하는 것이 그 큰 장해로 된다는 것을 알아내고, 그 변형량이 연마정반의 상면에 대하여, 또 워크유지부재의 워크유지면에 대하여 각각 그들 면의 법선방향에서의 변형량이 100㎛, 바람직하게는 30㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 10㎛ 이하로 유지되도록 연마하는 것이 효과적이라는 것을 알아내었다.

본 발명은, 워크(웨이퍼 등)의 고효율, 고정밀도 경면가공이 가능하도록 한 연마장치, 연마방법, 워크를 효율적으로 유지하는 신규한 워크유지부재 및 워크를 상기 워크유지부재에 고정밀도로 접착할 수 있는 워크의 접착방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 연마장치의 제 1 형태는, 연마정반과 워크유지부재를 가지며 워크유지부재에 유지된 워크를 연마제 용액을 흘리면서 연마하는 연마장치로서, 연마동작시에서의 연마정반의 정반 표면의 법선방향에서의 변형량 및/또는 워크유지부재의 워크유지면의 법선방향에서의 변형량을 100㎛ 이하로 억제한 것을 특징으로 한다. 이들의 변형량을 30㎛ 이하로 억제하면 더욱 바람직하다.

본 발명의 연마장치의 제 2 형태는, 연마정반과 워크유지부재를 가지며 워크유지부재에 유지된 워크를 연마제 용액을 흘리면서 연마하는 연마장치로서, 상기 연마정반이 주조에 의해 일체로 형성되고, 상기 연마정반의 구조는 배면에 복수의 오목부 및/또는 리브를 가지고 또한 정반 내부에 온도조정용 유체의 유로를 형성함과 동시에 상기 유로를 형성하지 않은 부분은 내부 리브구조로서 작용하도록 한 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명의 연마장치의 하나의 큰 특징인 일체 또한 온도조정용 유체의 유로및 정반 배면에 오목부 및/또는 리브를 가지며 또한 정반 내부에도 내부 리브구조를 가지는 구조에서는,

(1) 종래부터 사용되어 온 도 16 및 도 17에 예시한 상부정반(12)과 하부정반(13)을 체결부재(11)로 조여붙이는 구조나 일본국 특개평 10-296619호 공보에 나타낸 2층 구조의 정반에 비해서 강도가 높고 열변형이나 냉각수 압력에 의한 변형을 낮게 억제할 수 있다.

(2) 따라서, 그 만큼 전체 정반의 두께를 얇게 경량화를 도모할 수 있다.

(3) 체결부재의 느슨함 등과 같은 시간경과에 따른 변화가 없다.

(4) 체결부위가 불필요하기 때문에, 냉각용(온도조정용) 유체의 유로를 넓게 배치할 수 있어, 열전달면적을 크게 또한 유로에 의한 압력손실을 저감시킬 수 있으므로 대량의 유체 흐름이 가능하고, 냉각효과가 큰 폭으로 향상한다.

(5) 정반의 박육화가 가능하기 때문에 정반 표면에서 냉각수 유로까지의 거리를 짧게 하는 것이 가능하게 되어, 그 만큼 더욱 냉각효과가 높아진다.

등과 같은 이점이 있고, 정반 표면의 기준면에 대한 변위도 임의의 점에서 100㎛ 이하, 또한 아래에 설명하는 본 발명의 여러가지 구성을 채용함으로써 30㎛ 이하, 이상적인 상태에서는 10㎛ 이하로 억제할 수 있다.

상기 연마정반의 재료의 열팽창계수의 값은, 5×10^-6/℃ 이하이고, 또한 그 내식성이 스테인리스강과 거의 동등한 것이 바람직하다.

상기 연마정반의 재료로서는, 불변강, 즉 주강인 스테인리스 불변강재, 예컨대 SLE-20A[신호코쿠제철(주) 제품)를 사용하면 열팽창계수(α=2.5×10^-6/℃, α는 선팽창계수)는 SUS 410(α=1.03×10^-5/℃)에 비하여 약 1/4로 되기 때문에, 변형량 30㎛ 이하가 실현된다. 그리고 이와 같이 주강의 주입에 의해 연마정반을 제작함으로써 일체 구조가 가능해지고 또한 그 후의 정반의 정밀가공 마무리가 용이해진다.

본 발명의 연마장치의 제 3 형태는, 연마정반과 워크유지부재를 가지며 워크유지부재에 유지된 워크를 연마하는 연마장치로서, 온도조정용 유체의 유량 및/또는 온도를 제어하는 것에 의해 연마동작시에 있어서의 연마정반의 온도변화 및/또는 워크유지부재의 온도변화를 소정범위 내로 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기한 연마동작시에 있어서의 연마정반 및/또는 워크유지부재의 임의 위치에서의 온도변동은 3℃ 이내로 하는 것이 바람직하며, 2℃ 이내로 하는 것이 더욱 바람직하다. 이 목적을 달성하기 위해 온도조정용 유체유로를 내부에 형성하는 일체 구조의 연마정반은 앞에서 설명한 바와 같이 온도조정용 유체와 정반의 접촉면적을 크게 하는 것이 가능한 한 매우 유효하다.

또한, 연마를 행할 때에, 상기 연마제 용액의 온도 및/또는 유량을 제어하여 연마동작시에 있어서의 연마포의 연마면의 임의 위치에서의 온도의 변동을 10℃ 이하, 바람직하게는 5℃ 이하로 제어하는 것이 바람직하다.

즉, 종래의 연마장치에 의해 소정의 연마속도(0.5∼L0㎛/min)를 달성하기 위한 통상의 조건하에서는 연마작용에 따른 발열에 의해 연마포 표면의 온도가 상승하고, 특히 웨이퍼 피연마면과 미끄럼 마찰되는 부분에 있어서는 그 온도변화의 값이 10℃를 넘게 되는데, 본 발명의 기본이념인 연마동작중의 연마정반, 혹은 워크유지부재 또는 이들 양자의 온도변화(변동)를 3℃ 이내로 억제하고, 그들의 변형량 특히 연마정반의 상면, 혹은 워크유지부재의 유지면의 법선방향의 변형량을 100㎛ 이하, 바람직하게는 30㎛, 더욱 바람직하게는 10㎛ 이하로 하기 위해서는 연마가공시의 발열부위인 연마포 표면 및 웨이퍼의 온도변화를 10℃ 이하, 바람직하게는 5℃ 이하로 하는 것이 중요하다.

실제로 연마를 실행함에 있어서는, 앞에서 설명한 바와 같이 연마정반 상면에 연마의 목적과 조건에 가장 알맞은 연마포를 선택하여 이것을 부착하고, 이 연마포와 웨이퍼 피연마면의 사이에 연마제 용액을 공급하면서, 양자를 소정의 힘으로 눌러붙이면서 상대적 운동에 의해 미끄럼 마찰을 하지만, 일반적으로 연마포의 열전도율은 실리콘이나 연마정반, 혹은 워크유지부재의 재료의 열전도율의 값에 비하여 1∼3자리 낮은 값을 나타낸다. 통상 연마포의 두께는 1∼2mm로 연마정반 상면과 온도조정용 유체유로까지의 거리(10∼50mm)나 워크유지부재의 워크유지면과 온도조정용 유체유로까지의 열전달거리(10∼30mm)에 비교하여 연마포를 통한 연마포 표면에서 연마정반 상면까지의 열저항이 최대로 되기 때문에, 연마포 표면온도의 연마동작시의 온도변화를 10℃ 바람직하게는 5℃ 이하의 가능한 한 낮은 값으로 억제하면, 연마정반 상면 혹은 워크유지부재의 워크유지면의 연마동작시의 온도변화를 3℃ 바람직하게는 2℃ 이하로 억제하는 것이 가능하다.

이 때, 연마정반, 혹은 워크유지부재의 온도조정용 유체에 의한 냉각을 효율적으로 행하는 것이 중요하며, 연마제 용액의 냉각효과를 적극적으로 활용하는 것도 필요하다.

이상 연마장치 및 그 운전(연마)에 있어서, 연마작용에 직접 관여하는 부재인 연마정반 및 워크유지부재와 연마제 용액에 대하여 본 발명의 기본이념을 실현하기 위한 중요한 요건에 관해서 설명하였으나, 이들을 휴효하게 실현하기 위해서는 연마장치의 기구나 제어에 관한 요인도 매우 중요하다. 즉 연마정반의 구동(회전)에 따른 기계적 변동이나 온도제어의 정밀도가 일정한 수준을 유지하고 있을 필요가 있으며, 이들의 구체적 구성을 이하에 기재한다.

상기 연마정반의 회전오차를 1% 이하로 억제하는 것이 바람직하다. 연마정반의 회전오차라 함은 연마동작시의 연마정반의 회전수 변동의 설정치에 대한 비율을 의미한다.

상기 연마정반의 연마면의 회전시의 면편차를 15㎛ 이하로 억제하는 것이 바람직하다. 연마정반의 연마면의 회전시의 면편차라 함은, 연마동작시의 연마정반의 연마면에 있어서 임의 위치에서의 대략 수직방향의 변동을 의미한다.

상기 연마정반의 회전축의 회전편차를 30㎛ 이하로 억제하는 것이 바람직하다. 연마정반의 회전축의 회전편차라 함은, 연마동작시의 연마정반의 회전축의 임의 위치에 있어서의 대략 수평방향의 변동을 의미한다. 또한 상기한 연마정반의 회전오차, 연마정반의 연마면의 회전시의 면편차 및 연마정반의 회전축의 회전편차는, 연마정반의 회전계통의 정밀도를 향상시킴으로써 어느 것이라도 달성 가능한 것이다.

또한, 상기 워크유지부재가 배면에 오목부를 형성하거나, 또는 리브구조를 가지는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 워크유지부재도 연마정반과 마찬가지로 그 배면에 오목부를 형성하거나 또는 리브구조로 하는 것에 의해 강도를 유지하면서, 경량화를 도모함과 동시에, 이 오목부를 온도조정용 유체의 유로로서 활용할 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같이 연마장치에 있어서 워크유지부재는 단지 워크를 물리적으로 유지하는 것 뿐만이 아니라, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 중요한 요인을 이루는 것으로서, 특히 연마동작시의 변형을 억제하는 것이 중요하다. 그 때문에 기계적 강도와 열전도율의 값, 가공성, 웨이퍼의 접착성이나 더구나 경제성까지도 고려하여, 세라믹스재료, 그 중에서도 알루미나 혹은 실리콘 카바이드(SiC라 약칭함)를 이용하는 것이 바람직하다.

또한, 웨이퍼의 워크유지부재로의 유지방법에는, 접착제에 의한 것 이외에 웨이퍼를 워크유지부재의 워크유지면에 흡인유지하는 방법이 이용되며, 그 때문에 웨이퍼와 워크유지부재의 접촉영역 내에 워크를 흡인유지하기 위한 복수의 미세구멍이 뚫려져 있는 구조가 유용하다.

본 발명의 연마방법의 제 1 형태는, 연마정반과 워크유지부재를 가지며 워크유지부재에 유지된 워크를 연마하는 연마방법으로서, 연마동작시에 있어서의 연마정반의 정반표면의 법선방향에서의 변형량 및/또는 워크유지부재의 워크유지면의 법선방향에서의 변형량을 100㎛ 이하로 억제한 것을 특징으로 한다. 이들의 변형량을 30㎛ 이하로 억제하면 더욱 바람직하다.

본 발명의 연마방법의 제 2 형태는, 연마정반과 워크유지부재를 가지며 워크유지부재에 유지된 워크를 연마제 용액을 흘리면서 연마하는 연마방법에 있어서, 상기 연마정반 상에 부착된 연마포에 의해 상기 워크의 피연마면을 연마할 때, 연마동작시에 있어서의 상기 연마포의 연마면의 임의 위치에 있어서의 온도의 변동을 10℃ 이하로 하는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 변동을 5℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 연마방법의 제 3 형태는, 연마정반과 워크유지부재를 가지며 워크유지부재에 유지된 워크를 연마제 용액을 흘리면서 연마하는 연마방법에 있어서, 연마중에서의 상기 워크의 온도 변동을 10℃ 이하로 억제하는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 변동을 5℃ 이하로 억제하는 것이 바람직하다.

상기 연마동작시에 있어서의 연마포의 연마면의 임의 위치에서의 온도 및/또는 웨이퍼의 온도의 변동을 연마제 용액의 온도 및/또는 유량을 제어하고 10℃ 이하, 바람직하게는 5℃ 이하로 제어하는 것이 본 발명이 중요한 실시형태이다.

본 발명의 연마방법의 제 4 형태는, 연마정반과 워크유지부재를 가지며 워크유지부재에 유지된 워크를 연마하는 연마장치를 이용한 연마방법으로서, 워크유지부재에 복수의 웨이퍼를 다음 식 (1)의 관계를 2mm 이내의 오차로서 만족하도록 배치하여 유지하는 것을 특징으로 한다.

R={(r+x)+sin(π/N)(r+2y)}/sin(π/N)··(1)

(상기 식 (1)중, R : 워크유지부재 직경(mm), r : 웨이퍼 직경(mm), x : 웨이퍼 간의 거리(mm), y : 웨이퍼와 워크유지부재의 바깥둘레 끝단거리(mm), N : 웨이퍼 매수/워크유지부재, π:원주율. 여기에서 웨이퍼 간의 거리 x는 인접하는 웨이퍼 바깥둘레부의 가장 근접거리이다.)

하나의 워크유지부재에 복수매의 웨이퍼를 유지하는 경우에는 유지면 상의 그들 배치 마무리가 매우 중요하다. 즉 유지되는 웨이퍼는 미시적으로 보더라도 가능한 한 같은 조건으로 연마되는 것, 즉 각 웨이퍼 사이 및 1매의 웨이퍼의 피연마면 내에서, 될 수 있는 한 같은 연마조건과 연마속도의 실현을 도모하는 것이 중요하며, 그를 위해서는, 피연마면의 온도, 연마포로의 밀어누름력, 연마제 용액의 공급방법, 연마포 사이의 상대적 운동거리 등이 중요한 인자이고, 이들을 종합적으로, 또한 실험적으로 검토하여 상기 식의 관계를 얻은 것이다.

상기 식 (1)을 200mm 이상의 웨이퍼에 적용하는 경우, 즉 r이 200mm 이상인 경우에는, 5N≤7, 5x≤20, 7≤y≤22로 할 필요가 있다.

웨이퍼의 직경(r)이 증대하여, 300mm 이상의 웨이퍼에 대해서는 당연히 워크유지부재의 직경(R)이 커지게 된다. 그에 따라 기계적 변형, 온도변화에 의한 열변형 등을 소정의 값 이하로 억제하기 위해서는 워크유지부재의 두께(d)를 직경(R)에대응하여 크게 할 필요가 있으며, 여러가지 검토의 결과, 본 발명의 기본이념인 연마동작시의 워크유지부재의 유지면의 법선방향의 변형량을 100㎛ 이하, 바람직하게는 30㎛ 이하로 하기 위해서는, 워크유지부재의 두께 d를 aR<d<bR(a=0.04∼0.08, b=0.10∼0.12)로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 연마방법의 제 5 형태는, 상기한 본 발명의 연마장치를 사용하여 실리콘 웨이퍼를 연마하는 것을 특징으로 한다.

상기 제 3 형태의 연마방법에 있어서는, 온도변화가 ±2℃ 이내의 환경에서 실시하는 것이 바람직하다. 즉 이러한 고정밀도 연마가공의 실현에는 연마장치가 가동되는 주위의 환경온도의 변동은 소정의 온도인 ±2℃로 이내인 것이 바람직하다.

워크(웨이퍼)를 워크유지부재에 유지하는 방법 및 그 유지상태의 정밀도, 즉 워크유지면의 평탄도와 함께 유지면과 웨이퍼의 피접착면 간격의 일관성이 중요하다. 특히 접착제를 사용하여 웨이퍼를 워크유지부재에 접착 유지하는 경우에는, 웨이퍼와 워크유지부재 사이의 접착제층 속의 잔류기포, 접착시에 웨이퍼의 흔들림, 접착제층의 두께와 그 균일성이 문제이다.

그리하여, 본 발명의 워크의 접착방법은, 접착영역 내에 워크를 흡인 유지하기 위한 복수의 미세구멍이 뚫려져 있는 워크유지부재를 사용하여 워크유지부재의 배면 측에서 미세구멍을 통해 에어를 배기하면서 웨이퍼를 접착제로써 워크유지부재에 접착하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의해, 전술한 종래 방법의 결점을 제거하고, 또한 웨이퍼와 워크유지부재 사이의 접착제층의 두께를 얇게, 또한그 두께의 균일성을 높이는 것이 가능해진다.

이 때, 접착을 용이하게 실행하기 위해서는 접착온도를 상온(20℃∼30℃)에서 실시하는 것이 바람직하며, 접착을 효율적으로 실시하고 또한 접착후에 있어서의 접착제층의 두께의 균일성(고정밀도의 웨이퍼가공에는 두께의 편차가 0.015㎛ 이내인 것이 바람직함)을 높이고, 접착제층 속의 잔류에어를 가장 적게 하기 위해서는 도포시부터 접착전의 단계에서의 접착제의 점도가 1mPa·s∼1OmPa·s의 사이로 조정하는 것이 바람직하다.

연마발열을 웨이퍼를 통해 워크유지부재의 온도조정용 유체에 의해 효율적으로 제거하기 위해서는, 웨이퍼와 워크유지부재의 사이에 개재하는 접착제층에 의한 열저항을 매우 낮게 할 필요가 있으며, 다시 접착제의 탄성변형에 의한 접착제층 두께 변동을 억제하기 위해서도 접착제층의 두께는 그 평균치가 0.5㎛ 이하, 바람직하게는 0.3㎛ 이하인 것이 바람직하고, 그 두께의 편차를 0.015㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 워크유지부재는, 워크유지부재의 워크 접착면의 접착영역 내에 워크를 진공흡착하기 위한 복수의 흡착구멍을 워크 접착면에서 워크유지부재 배면까지 관통하여 마련한 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명의 워크유지부재를 사용하는 것에 따라, 상기한 본 발명의 워크의 접착방법을 효과적으로 실시하는 것이 가능해진다.

상기 워크유지부재의 배면에 오목부 및 리브구조를 마련하는 것이 바람직하다.

상기한 본 발명의 워크의 접착방법에서 실리콘 웨이퍼를 워크유지부재에 접착 유지하여 연마함으로써 고정밀도의 웨이퍼연마 가공마무리가 가능해진다. 이 때 상기한 본 발명의 연마장치를 이용하면 발명의 기본이념인 연마동작시의 연마정반의 정반 표면의 법선방향에서의 변형량 및/또는 워크유지부재의 워크유지면의 법선방향에서의 변형량을 100㎛ 이하, 바람직하게는 30㎛ 이하로 억제하여, 고정밀도 연마가공을 실현하는 데에 매우 효과적이다.

본 발명은, 워크(work), 예를들면 실리콘 웨이퍼(단순히 웨이퍼라고 하는 경우도 있음) 등의 고효율, 고정밀도의 경면(鏡面) 가공을 가능하게 한 연마장치, 연마방법, 워크(예컨대 웨이퍼 등)를 효율적으로 유지하는 신규한 워크유지부재 및 워크의 해당 워크유지부재로의 접착방법에 관한 것이다.

도 1은, 본 발명의 연마장치의 1예를 나타낸 일부생략 단면적 설명도이다.

도 2는, 본 발명의 연마장치에 사용되는 연마정반의 1예를 나타낸 단면적 설명도이다.

도 3은, 본 발명의 연마장치에 사용되는 워크유지부재의 1예를 나타낸 단면적 설명도이다.

도 4는, 본 발명의 워크의 접착방법의 1예를 나타낸 설명도이다.

도 5는, 본 발명의 연마정반의 다른 예인 온도조정용 유체유로의 평면형상을 나타낸 일부절결 평면도이다.

도 6은, 도 5의 연마정반의 상부유로부분 및 하부유로부분을 각각 세로방향으로 단면하여 나타낸 종단면도이다.

도 7은, 도 5의 연마정반의 배면도이다.

도 8은, 본 발명에서의 총합열량제어시스템에 있어서의 각 기기의 배치를 나타낸 블럭도이다.

도 9는, 본 발명에서의 총합열량제어시스템의 제어동작을 나타낸 플로우 챠트이다.

도 10은, 실시예 1에서의 연마시간과 연마포 표면온도, 연마제 용액 공급온도 및 연마제 용액 복귀온도의 관계를 나타낸 그래프이다.

도 11은, 실시예 1에서의 워크유지부재 배면에서 연마정반 하면에 걸친 온도분포의 해석도이다.

도 12는, 비교예 1에서의 연마시간과 연마포 표면온도, 연마제 용액 공급온도, 연마제 용액 복귀온도, 연마정반 냉각수 공급온도 및 연마정반 냉각수 복귀온도와의 관계를 나타낸 그래프이다.

도 13은, 비교예 1에서의 워크유지부재 배면에서 연마정반 하면에 걸친 온도분포의 해석도이다.

도 14는, 비교예 1에서 사용된 총합열량제어시스템에 있어서의 각 기기의 배치를 나타낸 블럭도이다.

도 15는, 비교예 1에서 사용된 총합열량제어시스템의 제어동작을 나타낸 플로우 챠트이다.

도 16은, 비교예 1에서 사용된 연마정반의 평면도이다.

도 17은, 도 16의 종단면도이다.

도 18은, 비교예 1에서 사용된 워크유지부재의 종단면도이다.

도 19는, 종래의 웨이퍼 연마장치의 1예를 나타낸 측면설명도이다.

도 20은, 종래의 연마정반의 1예를 나타낸 단면설명도이다.

도 21은, 워크유지부재로의 웨이퍼의 접착방법의 종래의 1예를 나타낸 개략설명도로서, (a)는 가압전, (b)는 가압접착상태를 도시한 도면이다.

도 22는, 워크유지부재로의 웨이퍼 접착방법의 종래의 다른 예를 나타낸 개략설명도이다.

도 23은, 실시예 1 및 비교예 1에 있어서의 연마정반의 연마전 및 연마중의 법선방향의 변위량을 나타낸 그래프로서, (a)는 측정위치를 나타내고, (b)는 실시예 1에 있어서의 변위량 및 (c)는 비교예 1에 있어서의 변위량을 각각 나타낸다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하에 본 발명의 실시형태를 첨부도면중 도 1∼도 9에 의거하여 설명하는데, 본 발명의 기술사상에서 벗어나지 않는 한, 도시예 이외에도 여러가지의 변형이 가능한 것은 물론이다.

도 1은 본 발명의 연마장치의 1예를 나타낸 일부생략 단면적 설명도이다. 도 2는 본 발명의 연마장치에 사용되는 연마정반의 1예의 단면적 설명도이다. 도 3은 본 발명의 연마장치에 사용되는 워크유지부재의 1예의 단면적 설명도이다. 도 4는 본 발명의 워크의 접착방법의 1예를 나타낸 설명도이다.

도 1에 있어서, (28)은 본 발명에 관한 연마장치로서, 연마정반(29)을 가지고 있다. 이 연마정반(29)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 일체로서 주조에 의해 제작되고, 상기연마정반(29)의 정반 배면에는 다수의 오목부(34)가 형성되어 있다. 이 오목부(34)는 시일부재(30)에 의해 배면쪽을 시일하여 온도조정용 유체, 예컨대냉각수(H₁)의 유로를 구성한다. 이 냉각수(H₁)의 유로는 후술하는 정반 냉각수 열교환기(K₂)와 접속되고, 냉각수(H₁)는 상기 열교환기(K₂)에 있어서 열교환이 가능하도록 되어 있으며, 연마시에 연마정반(29)에 발생하는 열의 흡열을 행한다. 상기 연마정반(29)의 연마면에는 연마포(31)가 부착되어 있다.

(32)는 상기 연마정반(29)의 배면중앙부에 설치된 회전축, (35)는 연마정반 (29)의 표면중앙부에 설치된 센터롤러이다. 상기 회전축(32)의 중심부 길이방향에는 긴 구멍(33)이 뚫려 있고, 이 긴 구멍(33)은 온도조정용 유체, 예컨대 냉각수 (H₂)의 유로의 일부를 구성하며, 이 냉각수(H₂)의 유로는 후술하는 정반회전축 냉각수 열교환기(K₄)와 접속되고, 연마장치 운전시에 있어서의 정반 회전축(32)의 회전에 따른 기계적 마찰에 의한 발생열의 흡열을 행한다. (7)은 프레임으로서 상기 연마정반(29)의 배면을 지지 플레이트(43) 및 베어링부재(44)를 통해 지지한다.

(14)는 연마제 공급용 배관으로서, 연마제 공급장치(도시하지 않음)에 의해 소정의 유량, 온도로 조절된 연마제(41)를 센터롤러(35)(가이드롤러는 도시하지 않음)에 개구된 연마제 도입구멍(42)으로 공급하고, 이것을 통해서 연마포(31) 상으로 연마제(41)가 공급된다.

(36)은 상단블럭으로서, 그 하면에는 고무 등의 탄성체(37)를 개재하여 워크유지부재(38)가 장착되어 있다. 이 워크유지부재(38)의 접착면에는 워크, 예를들면 웨이퍼(W)가 접착제(39)에 의해 접착되어 있다. (40)은 상기 상단블럭(36)에 세워 설치된 회전 샤프트이다.

(47)은 상기 회전샤프트(40)의 중심부에 형성된 긴 구멍으로서, 이 긴 구멍 (47)은 온도조절용 유체, 예컨대 냉각수(H₄) 유로의 일부를 구성하며, 상기 회전샤프트(40)에 발생하는 열의 흡열을 행하는 것으로서 워크유지부재마다 설치된다. 상기 냉각수(H₄)의 유로는 후술하는 워크유지부재 회전축 냉각수 열교환기(K₅)와 접속되어, 워크유지부재의 회전시에 회전샤프트(40)에 발생하는 열의 흡열을 행한다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 워크유지부재(38)의 배면에는 다수의 오목부 (50)가 뚫려져 있다. (45)는 진공흡착용의 흡착구멍으로서, 웨이퍼 접착영역(46)의 안쪽에 위치하는 상기 오목부(50)의 바닥부로부터 상기 워크유지부재(38)의 배면까지 관통하여 설치되어 있다. 상기 흡착구멍(45)은, 후술하는 바와 같이, 워크유지부재(38)의 웨이퍼 접착영역(46)에 웨이퍼(W)를 접착제(39)에 의해 접착할 때에, 진공 흡인하는 것에 의해 접착을 행하기 위해 사용하는 것인데, 웨이퍼(W)를 연마할 때에는 상기 오목부(50)는 온도조정용 유체, 예컨대 냉각수(H₃) 유로의 일부를 구성한다. 냉각수(H₃)의 유로는 후술하는 워크유지부재 냉각수 열교환기(K₃)와 접속되고, 냉각수(H₃)는 열교환기(K₃)에 있어서 열교환이 가능하도록 되어 있으며, 워크유지부재(38)에 발생하는 열의 흡열을 행하는 것으로, 워크유지부재의 각각에 설치된다.

다음에, 웨이퍼(W)를 상기한 워크유지부재(38)에 접착하는 방법에 대하여 도 4에 의거하여 설명한다. 도 4에 있어서, (48)은 접착베이스로서, 워크유지부재(38)의 웨이퍼 접착영역(46)에 웨이퍼(W)를 접착제(39)에 의해 접착할 때에 사용된다. 상기 접착베이스(48) 상면의 상기 웨이퍼 접착영역(46)에 대응하는 부위에는, 바닥이 평편한 형상의 오목부(51)가 뚫려 있다. 이 오목부(51)의 바닥부로부터 상기 접착베이스(48)의 하면까지 관통하여 관통구멍(49)이 형성되어 있다.

이 관통구멍(49)은 진공펌프 등에 의한 배기계통에 접속하여 상기 관통구멍 (49), 오목부(51), 워크유지부재(38)의 오목부(50) 및 흡착구멍(45)을 감압상태로 하여 웨이퍼(W)를 상기 워크유지부재(38)의 웨이퍼 접착영역(46)에 흡인할 수 있다. 이 때 상기 웨이퍼(W)와 상기 웨이퍼 접착영역(46)의 사이에는 접착제(39)가 개재되어 있으나, 웨이퍼(W)의 접착면이 진공흡인되는 것에 의해, 웨이퍼(W)는 대기압으로써 균일하게 밀어눌리기 때문에, 접착제(39)의 막두께의 균일성은 매우 양호하고, 또 에어도 아래쪽으로 흡인되어 버리기 때문에 접착제층 속에 잔류하는 에어도 거의 없는 상태에서 접착을 행할 수 있다.

워크(W)를 워크유지부재(38)에 접착할 때에 사용되는 접착제로서는, 20℃∼ 30℃의 사이에서 접착능력을 발휘할 수 있으며, 접착시의 점도(粘度)가 1mPa·s∼ 10mPa·s 인 접착제가 바람직하게 사용된다. 또한 워크 접착부분의 접착제 두께의 평균치가 0.1㎛∼0.5㎛의 범위이고, 그 두께의 편차가 0.015㎛ 이내로 되도록 균일하게 접착하는 것이 바람직하다. 바람직한 접착제로서는 폴리올계 폴리우레탄 접착제가 예시되고, 이 접착제를 메탄올, 에탄올 등의 알콜용매에 용해한 것, 혹은 수성에멀젼으로 한 것이 바람직하다. 또한 경화제로서 이소시아네이트화합물을 첨가하여도 좋다.

이와 같이 워크유지부재(38)에 접착제층 속에 잔류에어가 거의 없고, 또한 그 두께가 매우 높은 균일하게 접착된 웨이퍼(W)를, 도 1에 나타낸 바와 같이, 상단블럭(36)의 유지면에 장착하고, 연마정반(29)의 연마포(31) 면으로 밀어누르는 것에 의해 웨이퍼(W)의 연마가 행해진다.

연마에 있어서는, 연마정반(29)의 발열은 냉각수(H₁)에 의해 흡열되고, 회전축(32)의 발열은 냉각수(H₂)에 의해 흡열되며, 워크유지부재(38)의 발열은 냉각수 (H₃)에 의해 흡열되고, 그리고 회전샤프트(40)의 발열은 냉각수(H₄)에 의해 흡열된다.

이와 같이 본 발명의 연마장치(28)를 구성하는 각 연마부재 및 회전기구에 냉각수(H₁∼H₄)를 공급할 수 있도록 구성하고 있으므로, 연마동작시에 있어서의 연마정반(29) 표면의 법선방향의 변형량은 100㎛ 이하, 바람직하게는 30㎛ 이하, 더욱 이상적으로는 10㎛ 이하로, 워크유지부재(38)의 워크유지면의 법선방향의 변형량을 100㎛ 이하, 바람직하게는 30㎛ 이하, 더욱 이상적으로는 10㎛ 이하로 각각 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 연마정반의 재료의 열팽창계수의 값은 5×10^-6/℃ 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 이러한 재료로서는 Fe-Co-Ni-Cr 계통의 소위 스테인리스 불변강재를 들 수 있다.

본 발명의 연마장치(28)는, 온도조정용 유체의 유량 및/또는 온도를 제어하는 것에 의해 연마동작시에 있어서의 연마정반(29)의 온도변화 및/또는 워크유지부재(38)의 온도변화를 소정범위 내로 제어하는 것을 특징적 구성의 하나로 하는 것이다. 이 특징적 구성은 상기한 각 냉각수(H₁∼H₄)의 유량 및 온도를 제어함으로써 달성하는 것이 가능하다. 즉 상기한 각 냉각수(H₁∼H₄)의 유량 및 온도를 억제함으로써 연마동작시에 있어서의 연마정반(29)의 온도변화 및/또는 워크유지부재(38)의 워크유지면의 온도변화를 소정범위, 예컨대 바람직하게는 각각 3℃ 이내, 더욱 바람직하게는 2℃ 이내로 제어하는 것이 가능하다.

도 1 및 도 2에 나타낸 연마정반(29)은 본 발명의 개념을 설명하기 위해서 모식화하여 나타낸 것인데, 더욱 구체적인 연마정반(29)의 바람직한 구조를 도 5∼도 7에 의거하여 설명한다. 도 5는 연마정반의 다른 예에 관해서 내부의 온도조정용 유체의 유로의 평면구조를 나타내기 위한 일부 절결 평면도이다. 도 6은 도 5의 연마정반의 상부유로부분 및 하부유로부분, 즉 각각 O-A선 및 O-B선 방향의 종단면도이다. 도 7은 도 5의 연마정반의 배면도이다.

도 5∼도 7에 나타낸 연마정반(29)의 표면(29a)은 평면이고, 사용시에는 도 1에 도시한 바와 같이 연마포(31)가 부착된다. 상기 연마정반(29)의 배면(29b)에는, 도 6 및 도7에 나타낸 바와 같이, 다수의 고리형상 또는 방사형상의 리브(8)가 설치되어 있다. 이와 같이 다수 리브(8)를 배면에 형성해 둠에 따라 강도를 유지하고, 경량화가 가능하게 된다.

상기 연마정반(29)의 내부에는 온도조정용 유체, 예컨대 냉각수 등의 유로(9a,9b)가 설치되고, 이 중에서 상부의 유로(9a)는 구불구불하게 한 구조로 함으로써 열교환이 효율적으로 행해지도록 창작되어 있다.

상기 상부유로(9a)는 하부유로(9b)와 연마정반의 주변부에서 연이어 통하고 있으며, 온도조정용 유체가 상기 유로(9)로 흐르는 경우에는, 상부유로(9a)의 중심부에서 주변부를 경유하여 하부유로(9b)의 주변부에서 중심부로, 또한 그 반대로, 하부유로(9b)의 중심부에서 주변부를 경유하여 상부유로(9a)의 주변부에서 중심부로 흐르도록 할 수 있다.

계속해서, 본 발명의 연마장치 및 연마방법에 있어서의 특징중의 하나인 총합열량제어의 사례를 도 8 및 도 9에 의거하여 설명한다. 도 8은 본 발명에 있어서의 총합열량제어시스템을 나타낸 블럭도이다. 도 9는 본 발명에 있어서의 총합열량제어의 플로우 챠트이다.

도 8 및 도 9에 있어서, (Q)는 총합열량제어CPU로서, 슬러리열량제어CPU (Q_l), 정반열량제어CPU(Q₂), 워크유지부재열량제어CPU(Q₃), 정반의 상부 및 하부에 매설된 온도센서(S₂및 S₃)로부터의 온도신호를 전기신호로 변환하는 변환기(T₁), 워크유지부재의 상부 및 하부에 매설된 온도센서(S₄및 S₅)로부터의 온도신호를 전기신호로 변환하는 변환기(T₂) 및 연마포 표면온도를 표시하는 열화상장치(U)와 접속하고 있으며, 각 기기로부터의 신호에 대응해서 여러가지의 명령을 슬러리열량제어 CPU(Q_l), 정반열량제어CPU(Q₂) 및 워크유지부재열량제어CPU(Q₃)에 대하여 발하는 작용을 행한다. 또 변환기(T₁및 T₂)는, 온도센서(S₂,S₃및 S₄,S₅)로부터의 전류, 적외선, 초음파 등의 온도정보에 관한 신호를 전기신호로 변환하는 작용을 갖는 구성을 채용하는 것이 바람직하다.

상기 슬러리열량제어CPU(Q₁)는, 슬러리유량센서(I₁), 슬러리출구온도센서 (S₆), 슬러리입구온도센서(S₁), 슬러리유량조절기(V₁), 및 슬러리열교환기(K₁)와 접속되어 있으며, 슬러리유량센서(I₁), 슬러리출구온도센서(S₆) 및 슬러리입구온도센서(S₁)로부터의 정보에 의거하여 슬러리유량조절기(V₁) 및 슬러리열교환기(K₁)에 각각 필요한 명령을 낸다.

상기 정반열량제어CPU(Q₂)는, 정반냉각수유량센서(I₂), 정반출구온도센서 (S8), 정반입구온도센서(S₇), 정반냉각수유량조절기(V₂) 및 정반냉각수열교환기(K₂)와 접속되어 있으며, 정반냉각수유량센서(I₂), 정반출구온도센서(S₈), 및 정반입구온도센서(S₇)로부터의 정보에 의거하여 정반냉각수유량조절기(V₂) 및 정반냉각수열교환기(K₂)에 각각 필요한 명령을 발한다.

상기 워크유지부재 열량제어CPU(Q₃)는, 워크유지부재 각각에 대응하여 설치되고, 워크유지부재 냉각수유량센서(I₃), 워크유지부재 출구온도센서(S₁₀), 워크유지부재 입구온도센서(S₉), 워크유지부재 냉각수열교환기(K₃) 및 워크유지부재 냉각수유량조절기(V₃)와 접속하고 있으며, 워크유지부재 냉각수유량센서(I₃), 유지부재출구온도센서(S₁₀) 및 워크유지부재 입구온도센서(S₉)로 부터의 정보에 의거하여 워크유지부재 냉각수열교환기(K₃) 및 워크유지부재 냉각수유량조절기(V₃)에 필요한 명령을 낸다.

또한, 동시에 총합열량제어CPU(Q)에는, 정반회전축열량제어CPU(Q₄) 및 각각의 워크유지부재회전축열량제어CPU(Q₅)가 접속되어 있고, 연마작용에 기인하는 발열 이외의 연마장치의 운전에 따른 기계적 작용에 기인하는 발생열량을 제거하며, 연마장치의 온도변화를 억제하여 소정의 온도로 제어하도록 구성되어 있다.

이렇게 연마동작시에 발생하는 여러가지의 열량에 기인하는 연마장치의 각 구성요소의 온도변동을 각 요소마다 개별로 억제하는 것이 바람직하지만, 상황에 따라서는 정반회전축열량제어계를 정반열량제어계와 일체로서 제어하는 것, 혹은 개개의 워크유지부재마다 워크유지부재 회전축열량제어계와 워크유지부재 열량제어계를 일체로 하여 제어하는 것도 가능하다.

더구나 정반회전축 열량제어계, 혹은 워크유지부재 회전축 열량제어계의 온도조정용 유체를 도시한 바와 같이, 예컨대 물과 같은 액체가 아니고, 기체에 의한 외부냉각방식에 의해 실행하는 것도 가능하다.

이 때에 중요한 것은, 직접 연마작용에 기인하는 발열 이외의 장치의 기계적 동작에 기인하는 발열에 의해, 정반이나 워크유지부재의 온도가 영향을 받는 것을될 수 있는 한 적게 하는 것이다. 따라서 정반회전축열량제어CPU나 워크유지부재회전축열량제어CPU를 총합열량제어CPU에 접속하지 않고 각각의 CPU에 갖고서 독립적으로 각 계통의 열량제어(온도제어)를 실시하는 것 등, 본 발명의 기본이념의 실현을 저해할 수 없는 한 각 구성요소의 온도제어에 대하여는 여러가지의 변형이 가능하다.

본 발명의 내용을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하는데, 본 발명의 내용은 이것에 한정되는 것이 아니라, 그 기본이념을 만족하는 한은 예시한 이외의 형태에도 당연한 것으로서 적용되는 것이다.

(실시예 1)

도 1에 나타낸 연마장치와 마찬가지의 기본적 구성이며, 연마정반과 네축의 워크유지부재 회전기구를 갖는 뱃치식 연마장치를 아래와 같이 구성하였다.

1. 연마정반 : 불변강재(신호코쿠제철(주) SLE-20A(Fe-Co-Ni-Cr계통)를 사용하고, 주조가공에 의해서 일체 구조로 하여, 도 5 및 도 6에 나타낸 냉각수 유로를 구성하였다. 또한 도 5에 정반 상면부분을 일부 절제하여 온도조정용 유체의 유로 (9)의 일부를 나타낸 바와 같이, 상기 유로(9)는 구불구불하게 형성하고, 유로(9) 내에서의 유체가 난류로 되기 쉽게, 또한 평균유속을 크게 하여, 열전달계수를 될 수 있는 한 높이는 동시에 유로(9)를 구성하지 않은 부분은 내부 리브구조(8a)로서 작용시켜 정반강도를 유지하도록 설계되어 있다.

2. 워크유지부재 : 알루미나 세라믹스[교세라(주) 제품]를 사용하여, 도 3에 도시된 바와 같이 웨이퍼 접착부위에 해당하는 배면에 냉각수 유로를 형성하고, 또한 이 영역에 워크유지면으로부터 워크유지부재의 배면으로 관통하는 배기용 미세구멍(직경 0.3±0.1mmφ)을 총계 85개(웨이퍼 1매당 17개) 마련하였다.

3. 연마포 : 로델사 제품 Suba600을 연마정반 상면에 부착하였다.

4. 그 밖의 연마장치의 성능 :

a) 정반회전오차 : ±0.5%

b) 정반상면회전편차 : 15㎛

c) 정반회전축편차 : 30㎛

5. 온도조절계의 구성

도 8 및 도 9에 나타낸 총합열량제어시스템과 마찬가지로, 연마정반의 온도조절용 유체유로계, 워크유지부재의 온도조절용 유체유로계, 연마제 용액 순환계, 연마정반 회전축 온도조절용 유체유로계 및 워크유지부재마다 워크유지부재 회전축 온도조절용 유체유로계의 각 계통에 대하여 유체유량과 그 온도를 조절하도록 구성하였다.

6. 연마조작의 개요

200mmφ의 실리콘 웨이퍼(두께 750㎛) 각 5매를 직경 565mm인 4개의 워크유지부재에 다음 식을 만족하도록, 그 중심에서 반경 175mm의 원주상에 웨이퍼의 중심이 같은 간격으로 분포되도록 25℃에 있어서의 점도 5mPa·s으로 조정된 접착제(폴리올계 폴리우레탄 접착제의 메탄올 용액)을 사용하여 실온(25℃)에서 접착하였다. 접착제의 도포는 스핀코팅장치를 이용하고, 워크유지부재로의 웨이퍼의 접착은 도 4에 나타낸 장치를 이용하여 행하였다.

R={(r+x)+sin(π/N)(r+2y)}/sin(π/N)··(1)

(상기 식 (1)중, R : 워크유지부재 직경(mm), r : 웨이퍼 직경(mm), x : 웨이퍼간의 거리(mm), y : 웨이퍼와 워크유지부재의 바깥둘레 끝단거리(mm), N : 웨이퍼 매수/워크유지부재, π:원주율)

이 때, 워크유지부재 배면에서 각 웨이퍼의 접착부위마다 별도로 준비한 진공배기장치와 워크유지부재 배면흡인용 지그를 사용하여 배기하면서 접착하고, 접착이 완료할 때까지(0.5분간) 200mmTorr 이하로 배기를 계속하였다. 이와 같이 배기하면서, 접착하는 것에 의해 접착부위에 있어서의 접착제층의 두께는 그 평균치에서 각 웨이퍼마다 0.20∼0.22㎛의 사이, 각 웨이퍼 내에서의 두께의 편차는 0.012㎛ 이내이었다. 접착제층의 두께는 필메트릭스사(Filmetrics社) 제품의 박막측정장치인 자동 막두께 맵핑시스템 F50을 이용하여 측정하였다. 접착제층의 두께측정은 스핀코트에 의한 접착제 도포후에 행하였는데, 도포후에는 용매 흩어짐에 의해 접착제의 점도가 증가하기 때문에, 도 4에 나타낸 장치를 이용하여 워크유지부재 배면에서 배기를 행하더라도, 배기용 미세구멍으로 접착제가 흡인되어 버리는 것이 아니라는 것을 확인하고 있으며, 접착후의 접착제층의 두께가, 접착제 도포후의 접착제층의 두께와 실질적으로 변하지 않는다고 할 수 있다.

이렇게 하여 워크유지부재에 접착된 웨이퍼 합계 20매를 이하의 조건으로 연마하였다.

(1) 연마정반

회전수 : 30rpm±0.5%

냉각수 : 50 l/min 이하에서 가변

입구온도 : 실온 11℃(±0.5℃ 이내)

출구온도 : 실온＋1℃ 이하

(2) 워크유지부재(자유회전)

부가하중 : 웨이퍼면 cm²당 250g

냉각수 : (1대당) 20 l/min 이하에서 가변

입구온도 : 실온 -1℃(±0.5℃ 이내)

출구온도 : 실온 ＋1℃ 이하

(3) 연마제 용액

SiO₂함유량: 20 g/l, pH 10.5∼10.8, 비중 1.02∼1.03

공급량 : 30 l/min

(4) 연마시간 : 10min

(5) 연마량 : 10㎛

(6) 실온 : 25±1℃

그 동안에 냉각수계통의 온도제어를 도 8 및 도 9에 나타낸 총합열량제어시스템에 의해 실시하였다. 특히 연마포의 노출된 표면의 온도를 연마정반의 반경 상에서 워크유지부재의 직경에 해당하는 범위에 걸쳐서 열화상센서를 사용하여 측정하고, 그 평균치가 주변온도의 3℃ 이내로 되도록 연마제 용액의 공급온도(슬러리입구온도)를 제어하였다. 그 경과를 도 10에 나타내었다.

이와 같이 연마동작시의 연마포 표면의 온도는 실온(25℃)의 3℃ 이내로 제어되었다. 이 경우의 워크유지부재 배면에서 연마정반 하면에 걸친 온도분포를 해석하면 도 11과 같이 되어, 워크유지부재의 온도, 연마정반의 온도는 연마동작 전의 온도(환경온도=실온) 25℃에 대하여, 그 온도변화는 3℃ 이내로 억제되어 있다. 또한 도 23(b)에 나타낸 바와 같이, 이 때의 정반 상면은 연마전에 대하여 그 법선방향의 변위량은 어느 쪽의 위치라도 10㎛ 이하로 억제되어 있는 것을 알 수 있다.

이상의 조건으로 연마한 웨이퍼를 연마종료후, 각 웨이퍼를 워크유지부재에서 떼어내고, 순수한 물→알칼리→NH₄OH/H₂O₂→순수한 물에 의해 세정한 후, 마무리 가공정밀도를 측정하였다. 그 결과를 표 1에 비교예 1의 결과와 대비하여 나타내었다.

표 1

표 1에 있어서의 약호는 다음과 같다.

GBIR : Global Back-side Ideal Range(=TTV)(웨이퍼의 이면을 기준면으로 한 전체 영역에서의 두께의 최대치와 최소치의 차이)

SBIR : Site Back-sid e Ideal Range(=LTV)[웨이퍼의 이면을 기준면으로 한 일정 영역(site)에서의 최대치와 최소치의 차이]

SFQR : Site Front least sQuares<site>Range(사이트마다의 웨이퍼 표면의 고저차)

표 1에 있어서의 측정조건은 다음과 같다.

측정기 : ADE9600E＋(ADE 코보레이션사 제품)

웨이퍼 : 8인치 웨이퍼

매수 : 20매(1 뱃치)

측정영역 : 둘레가장자리에서 2mm를 제외

SFQRmax, SBIRmax 모두 측정면적은 25mm×25mm로 분할.

(비교예 1)

비교예 1로서 종래 기술에 의한 연마와 그 결과에 대하여 실시예 1과 대비하여 일예를 나타낸다.

연마장치의 기본구성은 이하와 같다.

1. 연마정반 : 도 16 및 도 17에 나타낸 바와 같이 상부정반(12)(SUS410제 평판)과, 상면에 냉각수 유로가 되는 오목부(21)를 가공한 주철제(FC-30) 하부정반 (23)을 겹치고, 체결부재(11)로써 조여붙여 연마정반(10)을 구성하였다.

2. 워크유지부재 : 도 18에 나타낸 바와 같이 알루미나 세라믹스제의 워크유지부재(13)를 고무탄성체(13a)를 개재하여 회전샤프트(18)를 구비한 상부의 하중 (15)에 의해 아래쪽으로 누르도록 구성하였다.

3. 연마포 : 로델사 제품 SuBa600을 연마정반(10)의 상면에 부착하였다.

4. 그 밖의 연마장치의 성능

a) 정반회전오차 : ±2%

b) 정반상면회전편차 : 30㎛

c) 정반회전축편차 : 140㎛

5. 총합열량제어시스템에 대하여는 도 14 및 도 15의 형태로 구성하였다.

도 14 및 도 15는, 워크유지부재의 온도조정 유체공급계, 연마정반 회전축온도조정용 유체계, 워크유지부재 회전축온도조정용 유체계가 존재하지 않는 점을 제외하고는, 도 8 및 도 9와 마찬가지의 구성이므로 다시 설명하는 것은 생략한다.

6. 연마조작의 개요

실시예 1과 마찬가지로 합계 20매의 웨이퍼(200mmφ, 두께 750㎛) 각 5매를 직경 565mm인 4개의 워크유지부재에, 그 중심에서 반경의 2/3(175mm)의 원주 상에, 웨이퍼의 중심이 거의 합치하도록 같은 간격으로 접착유지하였다.

접착은 미리 웨이퍼 피접착면(이면)에 닛카세이코 제품 미쓰로계 접착제 스카이리퀴드 HM-4011을 이소프로필 알코올에 용해하여 스핀코팅장치로서 도포한 후, 웨이퍼를 50℃로 가온하고 대략 0.5분 유지하여 용매를 날려서 제거한다. 그 후 웨이퍼를 대략 90℃로 가온하여 왁스를 용융(90℃에서의 점도 1000mPa·s)시킨 후, 마찬가지로 90℃로 가온한 워크유지부재의 워크유지면의 소정의 위치에 배치하고,웨이퍼의 피연마면(표면)을 도 21에 나타낸 고무탄성체를 볼록면형상으로 구성한 접착용 지그를 눌러붙여서 접착부위의 접착제층 속에서 에어를 외부로 밀어내도록 한 후, 접착지그를 해제하고, 웨이퍼를 자기방냉에 의해 실온까지 냉각하였다.

이 방법으로 접착한 경우에는 워크유지부재와 웨이퍼를 90℃로 가열한 상태에서 접착하기 때문에, 웨이퍼와 워크유지부재 및 왁스의 열팽창계수의 차이에 의한 변형, 고무탄성체에 의한 눌러붙일 때의 힘의 부가의 불균일 등의 원인으로 접착제층의 두께는 웨이퍼마다의 평균치가 0.3∼0.8㎛, 1매의 웨이퍼에 대해서는 그 편차가 0.1㎛ 정도이었다.

7. 연마조건

(1) 연마정반

회전수 : 30rpm±2%

냉각수 : 15 l/min

입구온도 : 12℃±1℃

출구온도 : 변화

(2) 워크유지부재(자유회전)

부가하중 : 웨이퍼면 cm²당 250g

(3) 연마제 용액

AJ-1325, pH 10.5∼10.8, SiO₂: 20g/1, 비중: 1.02∼1.03〔닛산가가쿠공업(주) 제품 콜로이달실리카 연마제의 상품명〕

공급량 : 10 l/min

공급측 출구온도 : 23℃±1℃

(4) 연마시간 : 10min

(5) 연마량 : 10㎛

냉각수계통의 온도제어는 도 14 및 도 15에 나타낸 총합열량제어시스템에 의해 제어하고, 연마동작시의 경과는 도 12에 나타내었다. 또한 연마포 표면의 온도를 실시예와 마찬가지로 열화상센서로 측정하였으나, 이 경우는 연마포 표면온도가 변화하여 특히 제어는 행하지 않는다. 이 때의 연마포 표면온도의 추이를 도 13중에 함께 나타내었는데, 그 온도변화는 연마개시전의 약 20℃에서 연마종료시에는 약 32℃까지 상승하였다. 이 경우의 워크유지부재로부터 연마정반에 걸친 온도분포는 도 13에 나타낸 바와 같이 해석되며, 연마정반 및 워크유지부재의 연마전의 온도분포에 대하여 10℃ 이상의 온도변화가 생기고, 이것에 의한 연마정반의 법선방향의 열변형량은 도 23(c)에 나타낸 바와 같이 장소에 따라서는 100㎛ 이상에 달한다.

얻어진 웨이퍼의 연마마무리 정밀도는 표 1에 나타낸 바와 같이 실시예에 비교하여 낮은 결과로 되었다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 연마장치 및 연마방법에 의하면, 워크 예컨대 8인치∼12인치 이상의 직경을 가지는 웨이퍼의 고정밀도 경면가공을 높은 효율로서 실시하는 것이 가능해진다. 또한 본 발명의 워크의 접착방법에 의하면, 워크 예컨대 웨이퍼를 워크유지부재에 흔들림이 생기지 않도록 균일하게 접착할 수 있어, 웨이퍼의 고정밀도 경면가공을 실현하는 데 도움이 된다는 효과를 달성할 수 있다.

Claims

연마정반과 워크유지부재를 가지며 워크유지부재에 유지된 워크를 연마제 용액을 흘리면서 연마하는 연마장치로서, 연마동작시에서의 연마정반의 정반 표면의 법선방향에서의 변형량 및/또는 워크유지부재의 워크유지면의 법선방향에서의 변형량을 100㎛ 이하로 억제한 것을 특징으로 하는 연마장치.
연마정반과 워크유지부재를 가지며 워크유지부재에 유지된 워크를 연마제 용액을 흘리면서 연마하는 연마장치로서, 상기 연마정반이 주조에 의해 일체로서 형성되고, 이 연마정반의 구조는 배면에 복수의 오목부 및/또는 리브를 가지며, 또한 정반 내부에 온도조정용 유체의 유로를 형성함과 동시에 이 유로를 형성하지 않은 부분은 내부 리브구조로서 작용하도록 한 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 연마정반을 구성하는 재료의 열팽창계수의 값이 5×10^-6/℃ 이하이고, 또한 그 내식성이 스테인리스강과 거의 동등한 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 3 항에 있어서, 상기 연마정반의 재료가 불변강인 것을 특징으로 하는 연마장치.
연마정반과 워크유지부재를 가지며 워크유지부재에 유지된 워크를 연마제 용액을 흘리면서 연마하는 연마장치로서, 온도조정용 유체의 유량 및/또는 온도를 제어하는 것에 의해 연마동작시에서의 연마정반의 온도변화 및/또는 워크유지부재의 온도변화를 소정범위 내로 제어하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 5 항에 있어서, 상기 연마동작시에서의 상기 연마정반 및/또는 상기 워크유지부재의 임의 위치에 있어서의 온도의 변동이 3℃ 이내인 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 1 항 내지 제 6 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 연마제 용액의 온도 및/또는 유량을 제어하여 연마동작시에서의 연마포의 연마면의 임의 위치에 있어서의 온도의 변동을 10℃ 이하로 제어하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 1 항 내지 제 7 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 연마정반의 회전오차를 1％ 이하로 억제한 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 1 항 내지 제 8 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 연마정반의 연마면의 회전시의 면편차를 15㎛ 이하로 억제한 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 1 항 내지 제 9 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 연마정반의 회전축의 회전편차를 30㎛ 이하로 억제한 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 1 항 내지 제 10 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 워크유지부재가 배면에 오목부를 형성하거나 또는 리브구조를 가지는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 11 항에 있어서, 상기 워크유지부재의 재료가 알루미나 세라믹스 또는 SiC인 것을 특징으로 하는 연마장치.
제 12 항에 있어서, 상기 워크유지부재의 상기 워크와의 접착영역 내에 상기 워크를 흡인유지하기 위한 복수의 미세구멍이 뚫려져 있는 것을 특징으로 하는 연마장치.
연마정반과 워크유지부재를 가지며 워크유지부재에 유지된 워크를 연마제 용액을 흘리면서 연마하는 연마장치를 이용하여, 연마동작시에서의 연마정반의 정반 표면의 법선방향에서의 변형량 및/또는 워크유지부재의 워크유지면의 법선방향에서의 변형량을 100㎛ 이하로 억제하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
연마정반과 워크유지부재를 가지며 워크유지부재에 유지된 워크를 연마제 용액을 흘리면서 연마하는 연마방법에 있어서, 상기 연마정반 상에 부착된 연마포에 의해 상기 워크의 피연마면을 연마할 때, 연마동작시에서의 상기 연마포의 연마면의 임의 위치에서의 온도의 변동을 10℃ 이하로 하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
연마정반과 워크유지부재를 가지며 워크유지부재에 유지된 워크를 연마제 용액을 흘리면서 연마하는 연마방법에 있어서, 연마중에서의 상기 워크의 온도의 변동을 10℃ 이하로 억제하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 연마제 용액의 온도 및/또는 유량을 제어하여 연마동작시에서의 연마포의 연마면의 임의 위치에 있어서의 온도 및/또는 웨이퍼의 온도의 변동을 10℃ 이하로 제어하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
연마정반과 워크유지부재를 가지며 워크유지부재에 유지된 워크를 연마하는 연마장치를 이용하는 연마방법으로서, 워크유지부재에 복수의 웨이퍼를 다음 식 (1)의 관계를 2mm 이내의 오차로서 만족하도록 배치하여 유지하는 것을 특징으로 하는 연마방법.

R={(r+x)+sin(π/N)(r+2y)}/sin(π/N)··(1)

(상기 식 (1)중, R : 워크유지부재 직경(mm), r : 웨이퍼 직경(mm), x : 웨이퍼간의 거리(mm), y : 웨이퍼와 워크유지부재 바깥둘레 끝단거리(mm), N : 웨이퍼 매수/워크유지부재, π:원주율)
제 18 항에 있어서, r이 200mm 이상이고, 5≤N≤7, 5≤x≤20, 7≤y≤22인 것을 특징으로 하는 연마방법.
제 19 항에 있어서, 워크유지부재의 두께 d가 aR<d<bR(a=0.04∼0.08, b=0.10∼0.12)인 것을 특징으로 하는 연마방법.
제 14 항 내지 제 19 항중의 어느 한 항에 있어서, 청구항 1 내지 13의 어느 한 항에 기재된 연마장치를 이용하여 실리콘 웨이퍼를 연마하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
제 21 항에 있어서, 온도변화가 ±2℃ 이내의 환경에서 실시하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
접촉영역 내로 워크를 흡인 유지하기 위한 복수의 미세구멍이 뚫려 있는 워크유지부재를 이용하여 워크유지부재 배면측에서 미세구멍을 통해 에어를 배기하면서 웨이퍼를 접착제로서 워크유지부재에 접착하는 것을 특징으로 하는 워크의 접착방법.
제 23 항에 있어서, 상기 접착을 20℃∼30℃의 사이에서 행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 24 항에 있어서, 상기 접착시의 온도에서의 접착제의 점도가 1mPa·s∼ 10mPa·s인 접착제를 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 23 항 내지 제 25 항중의 어느 한 항에 있어서, 워크 접착부분의 접착제의 두께의 평균치가 0.1㎛∼0.5㎛의 범위이고, 그 두께의 편차가 0.015㎛ 이내인 것을 특징으로 하는 방법.
워크유지부재의 워크 접착면의 접착영역 내로 워크를 진공 흡착하기 위한 복수의 흡착구멍을 워크 접착면에서 워크유지부재 배면까지 관통하여 마련한 것을 특징으로 하는 워크유지부재.
제 27 항에 있어서, 워크유지부재의 배면에 오목부 또는 리브구조를 마련한 것을 특징으로 하는 워크유지부재.
제 23 항 내지 제 26 항중의 어느 한 항에 있어서, 청구항 27 또는 28에 기재된 워크유지부재를 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 23∼26 및 29의 어느 한 항에 기재된 방법으로 실리콘 웨이퍼를 워크유지부재에 접착 유지하여 연마하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
제 30 항에 있어서, 청구항 1∼13중의 어느 한 항에 기재된 연마장치를 사용하는 것을 특징으로 하는 연마방법.