KR20110055555A - 양면 연마 장치용 캐리어, 및 이를 이용한 양면 연마 장치 및 양면 연마 방법 - Google Patents

양면 연마 장치용 캐리어, 및 이를 이용한 양면 연마 장치 및 양면 연마 방법 Download PDF

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KR20110055555A
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신에쯔 한도타이 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 적어도, 연마포가 첨부된 상하부 정반 사이에 배치되고, 연마 시에 상기 상하부 정반 사이에 끼워지는 상기 웨이퍼를 보유하기 위한 보유 구멍이 형성된 캐리어 모체와, 상기 캐리어 모체의 보유 구멍의 내주를 따라 배치되고, 상기 보유되는 웨이퍼의 모따기부와 접하여 상기 모따기부를 보호하는 링 형상의 수지 링을 구비하며, 상기 수지 링의 내주에 오목한 상태의 홈을 갖고, 상기 홈에 형성된 상하의 테이퍼면과 상기 웨이퍼의 모따기부가 단면 점접촉으로 접하여 상기 웨이퍼가 보유되는 것인 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치용 캐리어이다. 이에 의해, 연마포의 크리프 변형에 의한 웨이퍼의 외주 처짐의 발생을 억제하면서, 연마 중에 있어 웨이퍼를 자전시키는 것에 의해 연마면의 테이퍼의 발생을 저감하여, 평탄도를 향상할 수 있는 양면 연마 장치용 캐리어 및 이를 이용한 양면 연마 장치 및 양면 연마 방법이 제공된다.

Description

양면 연마 장치용 캐리어, 및 이를 이용한 양면 연마 장치 및 양면 연마 방법{CARRIER FOR DUAL-SURFACE POLISHING DEVICE, AND DUAL-SURFACE POLISHING DEVICE AND DUAL-SURFACE POLISHING METHOD USING THE SAME}
본 발명은, 양면 연마 장치에 있어서, 웨이퍼를 연마할 때에 웨이퍼를 보유하는 양면 연마 장치용 캐리어 및 그 장치를 이용한 양면 연마 방법에 관한 것이다.
웨이퍼의 양면을 폴리싱(polishing) 등으로 동시에 연마할 때, 양면 연마 장치용 캐리어에 의해 웨이퍼를 보유하고 있다. 이 양면 연마 장치용 캐리어는, 웨이퍼보다 얇은 두께로 형성되고, 양면 연마 장치의 상부 정반과 하부 정반 사이의 소정 위치에 웨이퍼를 보유하기 위한 보유 구멍을 갖추고 있다. 이 보유 구멍에 웨이퍼가 삽입되어 보유되고, 상부 정반과 하부 정반의 대향면에 설치된 연마포 등의 연마 도구로 웨이퍼의 상하면 사이에 두어, 연마면에 연마제를 공급하면서 연마를 한다.
여기서, 이러한 웨이퍼의 양면 연마에 사용하고 있는 양면 연마 장치용 캐리어는, 금속제의 것이 주류이다.
이 때문에, 웨이퍼의 주연부를 금속제의 양면 연마 장치용 캐리어에 의한 손상으로부터 보호하기 위해 수지 링이 보유 구멍의 내주부를 따라 장착되어 있다.
이와 같이, 캐리어의 보유 구멍과 웨이퍼 사이에 수지 링을 부착하여 연마하는 것으로 웨이퍼의 주연부가 파손하는 것을 막을 수 있다.
그러나, 상술한 바와 같이 하여 양면 연마를 실시하는 경우, 웨이퍼의 외주 부분에 압력이 집중하면, 연마 슬러리나 연마포의 점탄성의 영향 등에 의해, 웨이퍼의 외주부만이 과잉으로 연마되어 외주 처짐이 생겨 버리는 문제가 있었다. 그리고, 이 외주 처짐이 웨이퍼의 평탄도를 악화시키는 1개의 원인이 되고 있었다.
그런데, 웨이퍼의 평탄도에 관하여, 양면 연마 시에 양면 연마 장치용 캐리어의 보유 구멍에 보유되는 웨이퍼를 자전시키는 것으로, 웨이퍼의 연마면에 테이퍼가 발생하는 것을 억제하여, 평탄도를 향상할 수 있는 것이 알려져 있다.
또한, 상기한 바와 같은 외주 처짐을 저감하는 방법으로서, 제 1차 양면 연마 공정으로 생긴 외주 처짐을 수정하는 제 2차 양면 연마 공정을 실시하는 방법이 개시되어 있다(특허 문헌 1 참조).
그러나, 이 방법에서는 외주 처짐을 수정하는 제 2차 양면 연마 공정을 실시하는 것으로 공정이 증가한다고 하는 결점이 있어, 보다 간편하게 외주 처짐을 저감하는 양면 연마 방법이 요구되고 있었다.
또한, 연마 전의 웨이퍼의 외주부에 서포트 링을 장착하는 것에 의해 서포트 링 첨부 웨이퍼를 형성해, 상기 서포트 링 부착한 웨이퍼 상태로 연마하는 것으로 외주 처짐을 저감하는 웨이퍼의 제조 방법이 개시되어 있다(특허 문헌 2 참조).
선행 기술 문헌
특허 문헌
특허 문헌 1 : 특개2005-158798호 공보
특허 문헌 2 : 특개2004-241723호 공보
양면 연마 시에 발생하는 외주 처짐의 원인 중 하나로서, 연마포의 점탄성 특성에 수반하는 크리프 변형에 의한 영향이 있다. 이것은, 도 7에 나타낸 바와 같이, 연마하는 웨이퍼(W)의 주연부에 모따기가 수행되어 있는 경우, 수지 링(102)의 내주부와 웨이퍼의 모따기부(112) 사이에 간극가 생기고, 그 간극에 크리프 변형한 연마포(105)가 비집고 들어가는 것에 의해 웨이퍼(W)의 최외주에 처짐이 생겨 버리는 문제이다.
이러한, 연마포의 크리프 변형에 의한 처짐의 발생은, 예를 들면 상술한 바와 같은, 웨이퍼의 외주부에 서포트 링을 장착하여 연마함으로써 막을 수 있지만, 이러한 종래 방법에서는, 연마 중에 웨이퍼가 고정되어 버리므로, 웨이퍼가 자전하는 것에 의한 웨이퍼의 연마면의 테이퍼 발생의 저감 효과를 얻을 수 없으므로, 평탄도의 향상 효과가 충분하다고는 말할 수 없다.
본 발명은 전술과 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 연마포의 크리프 변형에 의한 웨이퍼의 외주 처짐의 발생을 억제하면서, 연마 중에 있어서 웨이퍼를 자전시키는 것에 의해 연마면의 테이퍼의 발생을 저감하고, 평탄도를 향상할 수 있는 양면 연마 장치용 캐리어 및 이를 이용한 양면 연마 장치 및 양면 연마 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의하면, 주연부에 모따기부를 가지는 웨이퍼의 양면을 연마하는 양면 연마 장치에 있어서의 양면 연마 장치용 캐리어로서, 적어도, 연마포가 첨부된 상하부 정반 사이에 배치되고, 연마 시에 상기 상하부 정반 사이에 끼워지는 상기 웨이퍼를 보유하기 위한 보유 구멍이 형성된 캐리어 모체와, 상기 캐리어 모체의 보유 구멍의 내주를 따라 배치되고, 상기 보유되는 웨이퍼의 모따기부와 접하여 상기 모따기부를 보호하는 링 형상의 수지 링을 구비하며, 상기 수지 링의 내주에 오목한 상태의 홈을 갖고, 상기 홈에 형성된 상하의 테이퍼면과 상기 웨이퍼의 모따기부가 단면 점접촉으로 접하여 상기 웨이퍼가 보유되는 것인 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치용 캐리어를 제공한다.
이와 같이, 적어도, 연마포가 첨부된 상하부 정반 사이에 배치되고, 연마 시에 상기 상하부 정반 사이에 끼워지는 상기 웨이퍼를 보유하기 위한 보유 구멍이 형성된 캐리어 모체와, 상기 캐리어 모체의 보유 구멍의 내주를 따라 배치되고, 상기 보유되는 웨이퍼의 모따기부와 접하여 상기 모따기부를 보호하는 링 형상의 수지 링을 구비하며, 상기 수지 링의 내주에 오목한 상태의 홈을 갖고, 상기 홈에 형성된 상하의 테이퍼면과 상기 웨이퍼의 모따기부가 단면 점접촉으로 접하여 상기 웨이퍼가 보유되는 것이면, 웨이퍼의 모따기부와 수지 링의 내주부와의 간극을 작게 하여 외주 처짐의 발생을 억제하면서, 연마 중에 웨이퍼의 자전을 실시하게 하여 연마면에 테이퍼가 발생하는 것을 억제할 수 있어, 연마하는 웨이퍼의 평탄도를 향상할 수 있다.
이때, 상기 수지 링의 상하 주면에 대한 상기 홈의 웨이퍼가 접촉하는 테이퍼면의 각도를 β로 하고, 상기 웨이퍼의 모따기각을 θ로 했을 때, θ<β<90°을 만족함으로써 상기 홈의 상하의 테이퍼면과 상기 웨이퍼의 모따기부가 단면 점접촉으로 접하는 것인 것이 바람직하다.
이와 같이, 상기 수지 링의 상하 주면에 대한 상기 홈의 웨이퍼가 접촉하는 테이퍼면의 각도를 β로 하고, 상기 웨이퍼의 모따기각을 θ로 했을 때, θ<β<90°을 만족함으로써, 상기 홈의 상하의 테이퍼면과 상기 웨이퍼의 모따기부를 확실하게 단면 점접촉으로 접하는 것으로 할 수 있다.
또한, 이때, 상기 수지 링의 상하 주면에 대한 상기 홈의 웨이퍼가 접촉하는 테이퍼면의 각도 β가, θ<β≤θ+7°를 만족하는 것인 것이 바람직하다.
이와 같이, 상기 수지 링의 상하 주면에 대한 상기 홈의 웨이퍼가 접촉하는 테이퍼면의 각도 β가, θ<β≤θ+7°를 만족하는 것이면, 웨이퍼의 모따기부와 수지 링의 내주부와의 간극을 충분히 작게 할 수 있어, 외주 처짐의 발생을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 웨이퍼의 보유력을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 적어도, 상기 본 발명에 따른 양면 연마 장치용 캐리어를 구비한 양면 연마 장치를 제공한다.
이와 같이, 상기 본 발명과 관련되는 양면 연마 장치용 캐리어를 구비한 양면 연마 장치이면, 연마하는 웨이퍼의 외주 처짐 및 테이퍼의 발생을 억제하여 평탄도를 향상할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 웨이퍼를 양면 연마하는 방법으로서, 연마포가 첨부된 상하부 정반 사이에 상기 본 발명에 따른 양면 연마 장치용 캐리어를 배치하고, 상기 캐리어의 보유 구멍의 내주에 배치된 상기 수지 링의 홈의 상하의 테이퍼면과 상기 웨이퍼의 모따기부를 단면 점접촉시켜 보유하고, 상기 상하부 정반 사이에 상기 웨이퍼를 사이에 두어 양면 연마하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면 연마 방법을 제공한다.
이와 같이, 연마포가 첨부된 상하부 정반 사이에 상기 본 발명에 따른 양면 연마 장치용 캐리어를 배치하고, 상기 캐리어의 보유 구멍의 내주에 배치된 상기 수지 링의 홈의 상하의 테이퍼면과 상기 웨이퍼의 모따기부를 단면 점접촉시켜 보유하고, 상기 상하부 정반 사이에 상기 웨이퍼를 사이에 두어 양면 연마하면, 연마하는 웨이퍼의 외주 처짐 및 테이퍼의 발생을 억제하여 평탄도를 향상할 수 있다.
본 발명에서는, 양면 연마 장치용 캐리어에 있어서, 수지 링의 내주에 오목한 상태의 홈을 갖고, 상기 홈에 형성된 상하의 테이퍼면과 웨이퍼의 모따기부가 단면 점접촉으로 접하여 웨이퍼가 보유되는 것이므로, 이 양면 연마 장치용 캐리어를 구비한 양면 연마 장치를 이용하여 연마를 실시하면, 웨이퍼의 모따기부와 수지 링의 내주부와의 간극를 작게 하여 외주 처짐의 발생을 억제하면서, 연마 중에 웨이퍼의 자전을 실시하게 하여 연마면에 테이퍼가 발생하는 것을 억제할 수 있어, 연마하는 웨이퍼의 평탄도를 향상할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 양면 연마 장치의 일례를 나타낸 개략 단면도이다.
도 2는 평면 시에 의한 본 발명의 양면 연마 장치의 내부 구조도이다.
도 3은 본 발명에 따른 양면 연마 장치용 캐리어의 일례를 나타낸 개략도이다.
도 4는 웨이퍼의 주연부(모따기부)가 본 발명의 양면 연마 장치용 캐리어의 수지 링의 내주(홈의 상하 테이퍼면)와 단면 점접촉한 상태와 수지 링의 홈의 형상을 나타낸 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 양면 연마 장치용 캐리어의 수지 링의 홈의 다른 형상을 나타낸 개략 단면도이다.
도 6은 실시예와 비교예의 결과를 나타내는 도면이다.
도 7은 종래의 양면 연마 장치용 캐리어에 있어서의 수지 링을 이용하여 연마했을 때의, 크리프 변형한 연마포가 수지 링의 내주부와 웨이퍼의 모따기부와의 사이의 간극에 비집고 들어간 상태를 나타낸 설명도이다.
이하, 본 발명에 대해 실시예를 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
종래의 웨이퍼의 양면 연마에 있어서, 연마 중에 연마포의 점탄성 특성에 수반하는 크리프 변형이 발생하고, 웨이퍼의 주연부에 모따기가 실시되어 있는 경우에는, 수지 링의 내주부와 웨이퍼의 모따기부와의 사이의 간극에 크리프 변형한 연마포가 비집고 들어가는 것에 의해 웨이퍼의 외주에 처짐이 생겨 버리는 경우가 있어, 웨이퍼의 평탄도를 악화시키는 원인이 되고 있었다.
종래, 이러한 외주 처짐을 억제하기 위해, 예를 들면, 웨이퍼와 접하는 수지 링의 내주부의 형상을 웨이퍼의 모따기부의 형상에 맞추어 형성하고, 접착하여 연마하는 것으로, 이러한 외주 처짐을 억제할 수 있었지만, 연마 시의 웨이퍼의 자전도 저해해 버리기 때문에, 웨이퍼의 연마면에 테이퍼가 발생하는 것을 억제하는 효과를 얻지 못하여, 평탄도를 충분히 향상시킬 수 없었다.
따라서, 본 발명자는 이러한 문제를 해결할 수 있도록 열심히 검토를 거듭했다. 그 결과, 수지 링의 내주부에 오목한 상태의 홈을 형성하여 웨이퍼의 모따기부와 수지 링의 내주부와의 간극을 작게 하여 크리프 변형한 연마포가 그 간극에 비집고 들어가는 것을 억제하면서, 수지 링의 홈에 형성한 상하의 테이퍼면과 웨이퍼의 모따기부를 단면 점접촉으로 접촉시켜 웨이퍼를 보유하면, 웨이퍼의 자전을 극히 저해하지 않게 할 수 있어, 외주 처짐 및 테이퍼의 발생의 양쪽 모두를 억제할 수 있는 것에 고려하여, 본 발명을 완성시켰다.
여기서, 도 1에 본 발명의 양면 연마 장치용 캐리어를 구비한 양면 연마 장치의 개략 단면도, 도 2에 평면 시에 의한 양면 연마 장치의 내부 구조도를 나타낸다.
도 1, 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 양면 연마 장치용 캐리어(1)를 구비한 양면 연마 장치(20)는, 상하에 서로 대향하게 설치된 상부 정반(6)과 하부 정반(7)을 갖추고 있고, 각 정반(6, 7)의 대향면 측에는, 각각 연마포(5)가 첨부되어 있다. 그리고 상부 정반(6)과 하부 정반(7) 사이의 중심부에는 태양 기어(13)가, 주연부에는 인터널 기어(14)가 설치되어 있다. 웨이퍼(W)는 양면 연마 장치용 캐리어(1)의 보유 구멍(4)에 보유되어, 상부 정반(6)과 하부 정반(7) 사이에 끼워져 있다.
또한, 태양 기어(13) 및 인터널 기어(14)의 각 치형부에는 양면 연마 장치용 캐리어(1)의 외주 치형부가 서로 맞물려 있고, 상부 정반(6) 및 하부 정반(7)이 구동원(도시하지 않음)에 의해 회전되는데 따라서, 양면 연마 장치용 캐리어(1)는 자전하면서 태양 기어(13)의 주위를 공전한다. 이때 웨이퍼(W)는 양면 연마 장치용 캐리어(1)의 보유 구멍(4)에 보유되어 있고, 상하의 연마포(5)에 의해 양면이 동시에 연마된다. 또한, 연마 시에는, 노즐(도시하지 않음)로부터 연마액이 공급된다.
또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 양면 연마 장치용 캐리어(1)는 웨이퍼(W)를 보유하기 위한 보유 구멍(4)이 형성된 금속제의 캐리어 모체(3)를 가지고 있다. 그리고, 그 캐리어 모체(3)의 보유 구멍(4)의 내주면을 따라 수지 링(2)이 배치되어 있다. 이 수지 링(2)에 의해, 연마 중에 웨이퍼(W)가 금속성의 캐리어 모체(3)와 접촉하는 것에 의해 웨이퍼(W)의 주연부에 손상이 발생하는 것을 막을 수 있다.
그리고, 이러한 수지 링(2)이 내주면에 배치된 양면 연마 장치용 캐리어(1)의 보유 구멍(4)에 웨이퍼(W)가 삽입되어 보유되게 되어 있다.
여기서, 도 4에 웨이퍼(W)가 양면 연마 장치용 캐리어(1)의 보유 구멍(4)에 삽입되고, 웨이퍼(W)의 주연부가 수지 링(2)의 내주와 접촉한 상태를 나타낸 개략 단면도를 나타낸다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 연마하는 웨이퍼(W)의 주연부에는 모따기가 실시되어 있고, 모따기부(12)를 가지고 있다. 또한, 수지 링(2)의 내주에는 오목한 상태의 홈(8)이 형성되어 있다. 또한, 그 홈(8)에는 상하에 테이퍼면(9)이 형성되어 있다.
그리고, 이 홈(8)의 상하의 테이퍼면(9)과 웨이퍼(W)의 모따기부(12)가 단면 점접촉으로 접하게 되어 있어, 웨이퍼(W)는 이러한 단면 점접촉 상태로 보유되게 되어 있다. 여기서, 단면 점접촉이란, 접촉 개소를 단면으로 하여 보았을 때에 점접촉하고 있는 상태를 말한다. 따라서, 본 발명에서는, 상하의 테이퍼면(9)과 웨이퍼(W)의 모따기부(12)가 상하 2점으로 접촉하고 있게 된다.
이와 같이, 수지 링(2)의 홈(8)에 형성한 상하의 테이퍼면(9)과 웨이퍼(W)의 모따기부(12)를 단면 점접촉으로 접촉시켜 웨이퍼(W)를 보유하면, 연마 중에 웨이퍼(W)의 자전을 극히 저해하지 않게 할 수 있다.
이와 같이, 수지 링(2)의 내주에 오목한 상태의 홈(8)을 형성하고, 홈(8)의 상하의 테이퍼면(9)과 웨이퍼(W)의 모따기부(12)가 단면 점접촉으로 접하여 웨이퍼(W)가 보유되는 양면 연마 장치용 캐리어이면, 이 양면 연마 장치용 캐리어를 구비한 본 발명과 관련되는 양면 연마 장치를 이용하여 연마하는 것으로써, 웨이퍼(W)의 모따기부(12)와 수지 링(2)의 내주부와의 간극(L)을 작게 할 수 있어, 크리프 변형한 연마포(5)가 그 간극에 비집고 들어가는 것을 억제하여 외주 처짐을 억제할 수 있다.
더욱이, 이와 더불어, 홈(8)의 상하의 테이퍼면(9)과 웨이퍼(W)의 모따기부(12)를 단면 점접촉으로 접촉시켜 보유하는 것으로 연마 중에 웨이퍼(W)의 자전을 실시하게 할 수 있어, 연마면에 테이퍼가 발생하는 것을 억제할 수도 있다. 이러한 결과, 특히 연마 공정을 늘려 평탄도를 향상하기 위한 공정을 실시할 필요도 없이, 1개의 연마 공정만으로 연마하는 웨이퍼(W)의 평탄도를 향상할 수 있다.
이때, 수지 링(2)의 상하 주면(10, 11)에 대한 홈(8)의 웨이퍼(W)가 접촉하는 테이퍼면(9)의 각도를 β로 하고, 웨이퍼(W)의 모따기각을 θ로 했을 때,θ<β<90°를 만족함으로써 홈(8)의 상하의 테이퍼면(9)과 웨이퍼(W)의 모따기부(12)가 단면 점접촉으로 접하는 것인 것이 바람직하다.
이와 같이,θ<β<90°를 만족함으로써, 홈(8)의 상하의 테이퍼면(9)과 웨이퍼의 모따기부(12)가 확실하게 단면 점접촉으로 접하도록 할 수 있다.
여기서, 웨이퍼의 모따기각 θ은, 도 4, 도 5에 나타내는 각도 θ이며, 그 정의는 웨이퍼(W)의 모따기부(12)의 웨이퍼 표면 측으로 향하는 R단부의 접선과 웨이퍼 표면으로부터의 수평선과의 교점각이다.
또한, 도 2, 도 3에서는 각 양면 연마 장치용 캐리어(1)가 각각 1매의 웨이퍼(W)를 보유하게 되어 있지만, 복수의 보유 구멍을 가지는 양면 연마 장치용 캐리어를 이용하여, 각 양면 연마 장치용 캐리어 내에 복수 매의 웨이퍼(W)를 보유해도 괜찮다.
여기서, 수지 링(2)의 홈(8)의 형상은, 웨이퍼(W)의 모따기부(12)와 단면 점접촉으로 접하는 상하의 테이퍼면(9)이 형성되어 있으면 좋고, 예를 들면, 홈(8)의 최심부의 형상 등은 특히 V홈에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 5에 나타내는 사다리꼴 형상의 홈(8)이어도 좋다.
이때, 수지 링(2)의 상하 주면(10, 11)에 대한 홈(8)의 웨이퍼(W)가 접촉하는 테이퍼면(9)의 각도 β가,θ<β≤θ+7°를 만족하는 것인 것이 바람직하다.
예를 들면, 웨이퍼(W)의 모따기각이 18°의 경우, 수지 링(2)의 상하 주면(10, 11)에 대한 홈(8)의 웨이퍼(W)가 접촉하는 테이퍼면(9)의 각도 β가, 18°<β≤25°를 만족하면, 웨이퍼(W)의 모따기부(12)와 수지 링(2)의 내주부와의 간극(L)을 충분히 작게 할 수 있어, 크리프 변형한 연마포(5)가 그 간극에 비집고 들어가는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 웨이퍼의 보유력을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 웨이퍼의 양면 연마 방법에서는, 예를 들면 도 4, 도 5에 나타내는 수지 링(2)을 가진 도 3에 나타내는 양면 연마 장치용 캐리어(1), 및 그 양면 연마 장치용 캐리어(1)를 구비한 도 1에 나타내는 양면 연마 장치(20)를 이용하여, 우선, 양면 연마 장치(20)의 연마포(5)가 첨부된 상하부 정반(6, 7) 사이에 양면 연마 장치용 캐리어(1)를 배치한다.
다음에, 양면 연마 장치용 캐리어(1)의 보유 구멍(4)에 웨이퍼(W)를 삽입해, 양면 연마 장치용 캐리어(1)의 보유 구멍(4)의 내주에 배치된 수지 링(2)의 홈(8)의 상하의 테이퍼면(9)과 웨이퍼(W)의 모따기부(12)를 단면 점접촉시켜 보유한다.
그리고, 상하부 정반(6, 7)에 첨부된 연마포(5)로 웨이퍼(W)의 상하 연마면을 사이에 두어, 연마면에 연마제를 공급하면서 연마를 실시한다.
이와 같이 하여 연마하면, 웨이퍼(W)의 모따기부(12)와 수지 링(2)의 내주부와의 간극(L)을 작게 하여 크리프 변형한 연마포(5)가 그 간극에 비집고 들어가는 것을 억제하여 외주 처짐을 억제하면서, 연마 중에 웨이퍼(W)의 자전을 실시하게 하여 연마면에 테이퍼가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, 특히 연마 공정을 늘릴 것도 없이, 1개의 연마 공정만으로 연마하는 웨이퍼(W)의 평탄도를 향상할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
(실시예)
도 3, 도 4에 나타내는 양면 연마 장치용 캐리어, 및 그 양면 연마 장치용 캐리어를 구비한 도 1과 같은 양면 연마 장치를 이용하여, 직경 300 mm의 실리콘 웨이퍼 250매를 양면 연마하고, 연마 후의 웨이퍼 표면의 평탄도(SFQR(max))를 평탄도 측정기(WaferSight M49 모드/Cell Size: 26×8mm/Offset:0×0mm/Edge Exclusion:2mm)로 측정했다.
또한, SFQR(site front least squares range)와는 웨이퍼 이면을 평면에 교정한 상태로, 설정된 사이트 내에서 데이터를 최소 이승법에서 산출한 사이트 내 평면을 기준 평면으로 하고, 각 사이트마다의 이 평면으로부터의 최대, 최소의 위치 변위의 차이를 나타낸다. (max)란, 각 사이트마다의 그 차이 중 최대의 것을 가리킨다.
여기서, 웨이퍼는 연마 전에 모따기 가공을 하고, 그 모따기각을 18°로 했다. 또한, 수지 링의 내경을 300.5 mm로 하고, 수지 링의 폭을 1700μm, β를 25°로 했다. 수지 링의 내경은 웨이퍼 직경에 대해 차이를 2 mm 이하로 하여 웨이퍼를 보유하는 것이 바람직하다. 또한, 수지 링의 폭은 1500~2000μm의 범위로 하는 것이 강도적으로 바람직하다. 이때, 웨이퍼의 모따기부와 수지 링의 내주부와의 간극(L)은 42μm였다.
그 결과를 도 6에 나타낸다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 후술하는 비교 예의 결과와 비교하여 SFQR(max)가 개선되어 있는 것을 안다. 그리고, SFQR(max)의 평균치는 26.65nm이며, 비교예의 32.56nm와 비교하여 개선되어 있고, 그 개선 비율은 22.18%이었다.
이와 같이, 본 발명의 양면 연마 장치용 캐리어를 이용하여 양면 연마함으로써, 크리프 변형한 연마포가 그 간극에 비집고 들어가는 것을 억제해 외주 처짐를 억제하면서, 연마 중에 웨이퍼의 자전을 실시하게 하여 연마면에 테이퍼가 발생하는 것을 억제할 수 있어, 연마하는 웨이퍼의 평탄도를 향상할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
(비교예)
도 7에 나타내는 종래의 홈이 없는 수지 링을 가진 양면 연마 장치용 캐리어를 구비한 양면 연마 장치를 이용한 것 이외에, 실시예와 같은 조건으로 250매의 웨이퍼를 연마하고, 실시예와 같은 방법으로 평탄도를 측정했다.
그 결과를 도 6에 나타낸다. 또한, SFQR(max)의 평균치는 32.56nm였다. 이와 같이, 실시예의 결과와 비교하면 평탄도가 악화되어 있는 것을 알았다.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시예는 예시이며, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지며, 동일한 작용 효과를 얻는 것은 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims (5)

  1. 주연부에 모따기부를 가지는 웨이퍼의 양면을 연마하는 양면 연마 장치에 있어서의 양면 연마 장치용 캐리어에 있어서,
    적어도, 연마포가 첨부된 상하부 정반 사이에 배설되고, 연마 시에 상기 상하부 정반의 사이에 끼워지는 상기 웨이퍼를 보유하기 위한 보유 구멍이 형성된 캐리어 모체와, 상기 캐리어 모체의 보유 구멍의 내주를 따라 배치되고, 상기 보유되는 웨이퍼의 모따기부와 접하여 상기 모따기부를 보호하는 링 형상의 수지 링을 구비하며, 상기 수지 링의 내주에 오목한 상태의 홈을 갖고, 상기 홈에 형성된 상하의 테이퍼면과 상기 웨이퍼의 모따기부가 단면 점접촉으로 접하여 상기 웨이퍼가 보유되는 것인 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치용 캐리어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수지 링의 상하 주면에 대한 상기 홈의 웨이퍼가 접촉하는 테이퍼면의 각도를 β로 하고, 상기 웨이퍼의 모따기각을 θ로 했을 때,θ<β<90°를 만족함으로써 상기 홈의 상하의 테이퍼면과 상기 웨이퍼의 모따기부가 단면 점접촉으로 접하는 것인 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치용 캐리어.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수지 링의 상하 주면에 대한 상기 홈의 웨이퍼가 접촉하는 테이퍼면의 각도 β가, θ<β≤θ+7°를 만족하는 것인 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치용 캐리어.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 양면 연마 장치용 캐리어를 구비한 것인 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치.
  5. 웨이퍼를 양면 연마하는 방법으로서, 연마포가 첨부된 상하부 정반의 사이에 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 양면 연마 장치용 캐리어를 배치하고, 상기 캐리어의 보유 구멍의 내주에 배치된 상기 수지 링의 홈의 상하의 테이퍼면과 상기 웨이퍼의 모따기부를 단면 점접촉시켜 보유하고, 상기 상하부 정반 사이에 상기 웨이퍼를 사이에 두어 양면 연마하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면 연마 방법.
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