KR20150039576A - Membrane, polishing head, apparatus and method of polishing work, and silicon wafer - Google Patents

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KR20150039576A KR20140132228A KR20140132228A KR20150039576A KR 20150039576 A KR20150039576 A KR 20150039576A KR 20140132228 A KR20140132228 A KR 20140132228A KR 20140132228 A KR20140132228 A KR 20140132228A KR 20150039576 A KR20150039576 A KR 20150039576A
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류이치 다니모토
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가부시키가이샤 사무코
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Abstract

The purpose of the present invention is to provide an apparatus and a method of polishing a work, which is capable of obtaining a work having high flatness, a polishing head for the polishing apparatus, and a membrane for the polishing head. Also, the purpose of the prevent invention is to provide a silicon wafer having a preset flatness. In the membrane of the present invention, the maximum thickness of the outer part is thinner than the minimum thickness of the inner part. The polishing head of the present invention and the polishing apparatus use the membrane. Also, the method of polishing a work is a method using the membrane, and the diameter of the silicon wafer is 450mm or more. GBIR defined by a SEMI standard is 0.2μm or less. In addition, the maximum value of SFQR except a ring-shaped region of 2mm from the edge of the work to the inner diameter direction is 0.01μm or less.

Description

멤브레인, 연마 헤드, 워크의 연마 장치 및 연마 방법, 그리고, 실리콘 웨이퍼{MEMBRANE, POLISHING HEAD, APPARATUS AND METHOD OF POLISHING WORK, AND SILICON WAFER}[0001] DESCRIPTION [0002] MEMBRANE, POLISHING HEAD, APPARATUS AND METHOD OF POLISHING WORK, AND SILICON WAFER [0002]

본 발명은, 반도체 웨이퍼 등의 원반 형상의 워크를 편면(片面) 연마하기 위한 연마 장치 및 연마 방법, 당해 연마 장치용의 연마 헤드, 당해 연마 헤드용의 멤브레인, 그리고, 소정의 평탄도를 갖는 실리콘 웨이퍼에 관한 것이다.The present invention relates to a polishing apparatus and a polishing method for polishing a disc-like work such as a semiconductor wafer, a polishing head for the polishing apparatus, a membrane for the polishing head, and a silicon having a predetermined flatness To a wafer.

연마에 제공하는 워크의 전형예인 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼의 제조에 있어서, 최근, 반도체 소자의 미세화나 반도체 웨이퍼의 대구경화(大口徑化) 등의 배경으로부터, 노광시에 있어서의 반도체 웨이퍼의 평탄도에 대한 요구가 엄격해지고 있다.In the production of semiconductor wafers such as silicon wafers, which is a typical example of a work to be provided for polishing, there has recently been a demand for a flattening of a semiconductor wafer at the time of exposure from the background of miniaturization of semiconductor elements and large- Demands for the province are becoming more stringent.

종래, 워크의 편면을 연마하는 기술로서, 멤브레인에 의해 워크를 이면(裏面)으로부터 압압하는 워크의 연마 방법이 알려져 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에서는, 강성(剛性) 링에 접착된 멤브레인의 평탄도를 40㎛ 이하로 함으로써, 워크 전체 면에 있어서의 연마의 가공 여유분을 균일하게 하여, 연마되는 워크의 평탄도를 향상시키는 것이 제안되고 있다.BACKGROUND ART Conventionally, as a technique for polishing one surface of a work, there is known a polishing method of a work for pressing a work from a back surface by a membrane. For example, Patent Document 1 discloses that the flatness of the membrane bonded to the rigid ring is 40 占 퐉 or less so that the machining allowance of polishing on the entire surface of the work is made uniform and the flatness of the work to be polished is made uniform Is proposed.

일본공개특허공보 2010-247254호Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-247254

그러나, 본 발명자들이 검토를 거듭한 결과, 특허문헌 1에 기재된 수법에서는, 워크의 외주부(外周部)의 연마 가공 여유분이 작아지는 경향이 있어, 연마 후의 워크의 평탄도가 충분하지 않다는 것이 새롭게 판명되었다. 또한, 특허문헌 1에 기재된 수법에서는, 소망하는 평탄도를 갖는 멤브레인을 제작할 때에, 금형(金型)을 이용하여 강성 링과 일체 성형하기 때문에, 멤브레인의 교환시에는, 강성 링마다 재제작할 필요가 있어, 비용의 증대를 초래한다는 문제가 있었다.However, as a result of repeated investigations made by the inventors of the present invention, it has been found that the polishing process margin of the outer circumferential portion of the workpiece tends to be small in the technique described in Patent Document 1, and the flatness of the workpiece after polishing is not sufficient . In addition, in the technique described in Patent Document 1, when a membrane having a desired flatness is manufactured, since a mold is integrally formed with the rigid ring, it is necessary to re-manufacture each rigid ring at the time of membrane replacement There is a problem that the cost is increased.

본 발명은, 상기의 문제를 해결하고자 하는 것이며, 그 목적은, 평탄도가 높은 워크를 얻을 수 있는 워크의 연마 장치 및 연마 방법, 당해 연마 장치용의 연마 헤드, 당해 연마 헤드용의 멤브레인을 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명은, 소정의 평탄도를 갖는 실리콘 웨이퍼를 제공하는 것도 목적으로 한다.An object of the present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a polishing apparatus and a polishing method for a work capable of obtaining a highly flat work, a polishing head for the polishing apparatus, and a membrane for the polishing head . It is also an object of the present invention to provide a silicon wafer having a predetermined flatness.

본 발명자들은, 상기의 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 연마에 제공하는 멤브레인의 두께는, 그 지름 방향에 소정의 불균일성을 갖는 편이, 보다 평탄도가 높은 워크를 얻기 때문에 유효하다는 신규 인식을 얻어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems. As a result, the inventors of the present invention have found that the thickness of a membrane provided for polishing is effective because a film having a predetermined nonuniformity in the radial direction thereof is effective for obtaining a work having a higher level of flatness. And the present invention has been accomplished.

본 발명의 요지 구성은, 이하와 같다.The structure of the present invention is as follows.

본 발명의 연마 헤드용의 멤브레인은, 원반 형상의 워크의 연마에 이용하는 연마 헤드의 하면에 부착되고, 당해 워크의 이면을 접촉 보유지지하여 연마 패드에 압압하는 가요성(可撓性) 재료로 이루어지는 멤브레인으로서,A membrane for a polishing head of the present invention is a membrane made of a flexible material which is attached to a lower surface of a polishing head used for polishing a disc-shaped work, As the membrane,

상기 멤브레인의, 상기 워크로의 접촉 영역 중, 당해 접촉 영역의 외연(外緣)으로부터 상기 멤브레인의 지름 방향 내측으로 20㎜까지의 영역을 상기 멤브레인의 외주부로 하고, 상기 멤브레인의 중심으로부터 지름 방향 외측으로 20㎜까지의 영역을 상기 멤브레인의 내주부로 할 때,Wherein an area of the membrane in the contact area with the workpiece from the outer edge of the contact area to 20 mm inward in the radial direction of the membrane is an outer peripheral part of the membrane and an outer side in the radial direction from the center of the membrane When an area of up to 20 mm is used as the inner peripheral part of the membrane,

상기 멤브레인의 외주부에 있어서의 최대 두께는, 상기 멤브레인의 내주부에 있어서의 최소 두께보다 얇은 것을 특징으로 한다.And the maximum thickness at the outer peripheral portion of the membrane is thinner than the minimum thickness at the inner peripheral portion of the membrane.

여기에서, 「멤브레인의 워크로의 접촉 영역」이란, 원반 형상의 멤브레인의 중심을 원의 중심으로 하여, 연마에 제공하는 워크의 반경과 동일한 크기의 반경을 갖는 원으로 둘러싼 영역을 말하는 것으로 한다.Here, the " contact area of the membrane with the workpiece " refers to a circle-surrounding area having a radius of the same size as the radius of the workpiece provided for polishing, with the center of the disk- shaped membrane as the center of the circle.

또한, 본 발명의 연마 헤드용의 멤브레인에 있어서는, 상기 접촉 영역 내에 있어서, 상기 멤브레인의 지름 방향에 있어서의 최대 두께를 Trmax, 최소 두께를 Trmin, 평균 두께를 Trave로 하고, 상기 멤브레인의 지름 방향에 있어서의 두께의 균일성 hr(%)을, 관계식 (1),In the membrane for a polishing head of the present invention, the maximum thickness in the radial direction of the membrane is Trmax, the minimum thickness is Trmin, and the average thickness is Trave, (1), (2), (3), and (4)

hr={(Trmax-Trmin)/Trave}×100hr = {(Trmax-Trmin) / Trave} x 100

으로 정의할 때, hr은, 2.8% 이상인 것이 바람직하다., Hr is preferably 2.8% or more.

또한, 멤브레인의 지름 방향에 있어서의 최대 두께를 Trmax, 최소 두께를 Trmin, 평균 두께를 Trave란, 멤브레인의 직경에서의 최대 두께, 최소 두께, 평균 두께를 말하는 것으로 한다.The maximum thickness in the diametral direction of the membrane is Trmax, the minimum thickness is Trmin, and the average thickness is Trave. The maximum thickness, the minimum thickness and the average thickness in the diameter of the membrane are referred to.

또한, 본 발명의 연마 헤드용의 멤브레인에 있어서는, 상기 멤브레인의 두께는, 당해 멤브레인의 중심으로부터 상기 접촉 영역의 외연까지, 지름 방향 외측을 향함에 따라 점차 감소하는 것이 바람직하다.In the membrane for a polishing head of the present invention, it is preferable that the thickness of the membrane gradually decreases from the center of the membrane toward the outer edge of the contact region toward the outer side in the radial direction.

덧붙여, 본 발명의 연마 헤드용의 멤브레인에서는, 상기 멤브레인의 상기 접촉 영역의 외연으로부터 지름 방향 내측으로 5㎜의 원주 상에 있어서, 상기 멤브레인의 둘레 방향에 있어서의 최대 두께를 Tcmax, 최소 두께를 Tcmin, 평균 두께를 Tcave로 하고, 상기 멤브레인의 둘레 방향에 있어서의 두께의 균일성 hc(%)를, 관계식 (2),In the membrane for a polishing head of the present invention, the maximum thickness in the circumferential direction of the membrane is Tcmax and the minimum thickness is Tcmin in the circumferential direction of 5 mm inward in the radial direction from the outer edge of the contact region of the membrane. , The average thickness is Tcave, and the thickness uniformity hc (%) in the circumferential direction of the membrane is expressed by the following relational expressions (2) and

hc={(Tcmax-Tcmin)/Tcave}×100hc = {(Tcmax-Tcmin) / Tcave} x 100

으로 정의할 때, hc는, 10.2% 이하인 것이 바람직하다., Hc is preferably 10.2% or less.

여기에서, 본 발명의 연마 헤드는, 원반 형상의 워크의 연마에 이용하는 연마 헤드로서, 상기 멤브레인과, 상기 멤브레인의 외연부를 보유지지하는 보유지지 플레이트와, 상기 멤브레인에 압력을 공급하는 압력 공급부를 구비한 것을 특징으로 한다.Here, the polishing head of the present invention is a polishing head used for polishing a disk-shaped work, and has a holding plate for holding the membrane, an outer edge portion of the membrane, and a pressure supply unit for supplying pressure to the membrane .

또한, 본 발명의 워크의 연마 장치는, 원반 형상의 워크의 연마 장치로서, 상면에 상기 연마 패드가 부착되어 있는 정반(定盤)과, 상기 정반의 상방에 형성된, 상기 연마 헤드를 구비한 것을 특징으로 한다.A polishing apparatus for a workpiece according to the present invention is a polishing apparatus for a disk-shaped workpiece, comprising: a polishing table having a polishing plate on the upper surface thereof and a polishing head provided above the polishing table; .

여기에서, 본 발명의 워크의 연마 방법은, 원반 형상의 워크의 연마 방법으로서,Here, the method of polishing a work of the present invention is a method of polishing a disk-

연마 헤드의 하면에 부착된 가요성 재료로 이루어지는 멤브레인에 압력을 공급하여, 당해 멤브레인에 의해 상기 워크의 이면을 접촉 보유지지하여 연마 패드에 압압하는 공정과,Supplying a pressure to a membrane made of a flexible material attached to a lower surface of a polishing head to contact and hold the back surface of the work with the membrane to press the polishing pad;

상기 연마 헤드를 회전시켜 상기 워크를 연마하는 공정을 포함하고,And polishing the workpiece by rotating the polishing head,

상기 멤브레인의, 상기 워크로의 접촉 영역 중, 당해 접촉 영역의 외연으로부터 상기 멤브레인의 지름 방향 내측으로 20㎜까지의 영역을 상기 멤브레인의 외주부로 하고, 상기 멤브레인의 중심으로부터 지름 방향 외측으로 20㎜까지의 영역을 상기 멤브레인의 내주부로 할 때,An outer circumferential portion of the membrane in an area from the outer periphery of the contact region to the workpiece to 20 mm inward in the radial direction of the membrane is defined as an outer circumferential portion of the membrane and 20 mm to the outer side in the radial direction from the center of the membrane Is an inner peripheral portion of the membrane,

상기 멤브레인의 외주부에 있어서의 최대 두께는, 상기 멤브레인의 내주부에 있어서의 최소 두께보다 얇은 것을 특징으로 한다.And the maximum thickness at the outer peripheral portion of the membrane is thinner than the minimum thickness at the inner peripheral portion of the membrane.

또한, 본 발명의 실리콘 웨이퍼는, 직경이 450㎜ 이상인 실리콘 웨이퍼로서, SEMI 규격에 의해 정의되는 GBIR이 0.2㎛ 이하, 또한, 상기 실리콘 웨이퍼의 외연으로부터 지름 방향 내측으로 2㎜의 영역을 제외한, SEMI 규격에 의해 정의되는 SFQR의 최대값이 0.04㎛ 이하인 것을 특징으로 한다.The silicon wafer of the present invention is a silicon wafer having a diameter of 450 mm or more and has a GBIR of 0.2 占 퐉 or less as defined by the SEMI standard and a region of 2 mm inward in the radial direction from the outer edge of the silicon wafer, And the maximum value of the SFQR defined by the specification is 0.04 占 퐉 or less.

여기에서, GBIR(Grobal Backside Ideal focal plane Range)은, 구체적으로는, 실리콘 웨이퍼의 이면을 완전히 흡착했다고 가정한 경우에 있어서의 실리콘 웨이퍼의 이면을 기준으로 하여, 실리콘 웨이퍼 전체의 최대 변위와 최소 변위와의 차이를 산출함으로써 구해진다.Specifically, the GBIR (Groov Backside Ideal Focal Plane Range), specifically, assumes that the back surface of the silicon wafer when it is assumed that the back surface of the silicon wafer is completely absorbed, And the difference between them is calculated.

또한, SFQR(Site Front Least Squares Range)이란, 설정된 사이트 내에서 데이터를 최소 2승법으로 산출한 사이트 내 평면을 기준 평면으로 하고, 이 평면으로부터의 +측(즉, 웨이퍼의 주(主)표면을 위로 향하여 수평으로 둔 경우의 상측), -측(동일 하측)의 각각의 최대 변위량의 절대값의 합으로 나타낸 사이트마다 평가된 값을 말하며, SFQR의 최대값이란, 웨이퍼의 전체 사이트의 SFQR 중의 최대값을 말한다. 본 발명에서 규정하는, 평탄도 SFQRmax는, 평탄도 측정기(KLA-Tencor사 제조: WaferSight)를 이용하여, 26×8㎟ 의 사이트 사이즈 내를 측정했을 때의 값이다. In addition, SFQR (Site Front Least Squares Range) is defined as a plane in the site where the data is calculated by the least squares method in the set site as a reference plane, and the positive side (i.e., the main surface of the wafer) (Upper side in the case of horizontally oriented upward) and - (side in the lower side), and the maximum value of the SFQR is the maximum value among the SFQRs of the entire site of the wafer Value. The flatness SFQRmax specified in the present invention is measured using a flatness meter (WaferSight, manufactured by KLA-Tencor Corporation) Is the value measured within the site size of the sample.

본 발명에 의하면, 평탄도가 높은 워크를 얻을 수 있는 워크의 연마 장치 및 연마 방법, 당해 연마 장치용의 연마 헤드, 당해 연마 헤드용의 멤브레인을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 소정의 평탄도를 갖는 실리콘 웨이퍼를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a polishing apparatus and a polishing method for a work capable of obtaining a highly flat work, a polishing head for the polishing apparatus, and a membrane for the polishing head. Further, according to the present invention, it is possible to provide a silicon wafer having a predetermined flatness.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 워크의 양면 연마 장치를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2(a)∼도 2(c)는 멤브레인이 실리콘 웨이퍼에 압접하는 모양을 나타내는 개략도이다.
도 3은 멤브레인의 둘레 방향의 균일성과 가공 여유분의 균일성과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 연마 가공 여유분의 3차원 분포를 나타내는 도면이다.
도 5(a)∼도 5(e)는 멤브레인의 표면의 단면 형상(하도면) 및 실리콘 웨이퍼의 연마 가공 여유분의 단면 형상(상도면)을 나타내는 도면이다.
도 6은 SFQR의 평가 결과를 나타내는 도면이다.
도 7은 GBIR의 평가 결과를 나타내는 도면이다.
1 is a schematic cross-sectional view showing a double-side polishing apparatus for a work according to an embodiment of the present invention.
2 (a) to 2 (c) are schematic views showing a state in which the membrane is in pressure contact with a silicon wafer.
3 is a diagram showing the relationship between the uniformity in the circumferential direction of the membrane and the uniformity of the machining allowance.
4 is a view showing a three-dimensional distribution of abrasive machining allowances.
Figs. 5 (a) to 5 (e) are views showing the cross-sectional shape of the surface of the membrane (lower figure) and the sectional shape (upper figure) of the polishing allowance of the silicon wafer.
6 is a diagram showing the evaluation result of the SFQR.
7 is a diagram showing the evaluation result of GBIR.

(발명을 실시하기 위한 형태)(Mode for carrying out the invention)

이하, 본 발명의 일 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 상세하게 예시 설명한다.Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 워크의 양면 연마 장치(1)를 나타내는 개략 단면도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 이 양면 연마 장치(1)는, 연마 헤드(2)와, 정반(3)을 갖고 있다. 연마 헤드(2)는, 정반(3)의 상방에 형성되어 있고, 정반(3)의 상면에는, 연마 패드(4)가 부착되어 있다. 또한, 정반(3)은, 당해 정반(3)을 회전시키는(도시하지 않음) 모터 등에 접속되어 있다.1 is a schematic sectional view showing a double-side polishing apparatus 1 for a work according to an embodiment of the present invention. As shown in Fig. 1, this double-side polishing apparatus 1 has a polishing head 2 and a platen 3. The polishing head 2 is formed above the surface plate 3 and the polishing pad 4 is attached to the upper surface of the surface plate 3. [ The base 3 is connected to a motor (not shown) for rotating the base 3.

여기에서, 도 1에 나타내는 바와 같이, 연마 헤드(2)는, 다른 구성 요소를 둘러싸는 하우징 정부(頂部; 5a) 및 하우징 측부(5b)를 구비하고, 연마 헤드(2)를 회전시키기 위한 모터 등(도시하지 않음)에 접속된 축(6)을 구비하고 있다. 이 하우징(5a, 5b)에 의해 내부의 구성 요소는 소망하지 않는 노출이나 마모로부터 방지된다.1, the polishing head 2 is provided with a housing portion (top portion) 5a and a housing side portion 5b surrounding other components, and a motor (not shown) for rotating the polishing head 2 And a shaft 6 connected to a rotating shaft (not shown). The housings 5a and 5b prevent internal components from being undesirably exposed or abraded.

도 1에 나타내는 바와 같이, 연마 헤드(2)는, 원반 형상의 워크(이 예에서는 실리콘 웨이퍼)(W)를 둘러싸는 리테이너 링(7)을 갖고 있다. 이 리테이너 링(7)은, 실리콘 웨이퍼(W)가 연마 헤드(2)로부터 탈락하지 않도록 보유지지한다. 또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 리테이너 링(7)은, 하우징 측부(5b)의 하방에 연결되어 있다.As shown in Fig. 1, the polishing head 2 has a retainer ring 7 surrounding a disc-shaped work (silicon wafer in this example). The retainer ring 7 holds the silicon wafer W so as not to come off from the polishing head 2. Further, as shown in Fig. 1, the retainer ring 7 is connected to the lower side of the housing side portion 5b.

여기에서, 도 1에 나타내는 바와 같이, 연마 헤드(2)는, 하우징(5a, 5b)의 내부에 원반 형상 부재(8), 링 형상 부재(9), 원반 형상의 보유지지 플레이트(10)를 갖는 내부 헤드(12)를 구비하고 있다. 또한, 연마 헤드(2)의 하면이 되는 내부 헤드(12)의 하면에는, 실리콘 웨이퍼(W)의 이면(연마면을 표측으로 함)을 접촉 보유지지하여 연마 패드(4)에 압압하는 멤브레인(11)이 부착되어 있다. 이 멤브레인(11)은, 가요성 재료로 이루어진다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 링 형상 부재(9)는, 원반 형상 부재(8)의 하면에 연결되어 있고, 링 형상 부재(9)의 하면에는, 보유지지 플레이트(10)가 나사 고정되어 연결되어 있다. 그리고, 멤브레인(11)의 외연부는, 링 형상 부재(9) 및 보유지지 플레이트(10)의 사이에 끼워지도록 하여 보유지지되고, 고정되어 있다.1, the polishing head 2 includes a disk-like member 8, a ring-shaped member 9, and a disk-shaped holding plate 10 inside the housings 5a and 5b And an inner head 12 having an inner surface 12a. The lower surface of the inner head 12 serving as the lower surface of the polishing head 2 is provided with a membrane (not shown) for holding the back surface of the silicon wafer W 11 are attached. This membrane 11 is made of a flexible material. 1, the ring-shaped member 9 is connected to the lower surface of the disc-shaped member 8, and the holding plate 10 is screwed and connected to the lower surface of the ring- have. The outer edge of the membrane 11 is held and fixed so as to be sandwiched between the ring-like member 9 and the holding plate 10. [

또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 하우징 측부(5b)와 내부 헤드(12)는, 가요성 부재(13)에 의해 접속되어 있다. 이에 따라, 하우징 정부(5a), 하우징 측부(5b), 원반 형상 부재(8) 및, 가요성 부재(13)에 의해, 제1 압력 공급부(14)가 구획 형성되어 있다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 축(6) 및 하우징 정부(5a)에는, 제1 에어 공급 라인(15)이 형성되고, 제1 압력 공급부(14)는, 이 제1 에어 공급 라인(15)을 통하여, 도시하지 않는 제1 에어 공급 장치에 접속되어 있다. 이 구성에 의해, 제1 에어 공급 장치로부터의 에어의 공급에 의해, 제1 압력 공급부(14) 내의 체적이 팽창하고, 가요성 부재(13)가 휘어져, 당해 가요성 부재(13)에 접속된 내부 헤드(12)가 도시한 하방으로 압압된다. 또한, 내부 헤드(12)의 하방으로의 이동은, 스토퍼(18)에 의해, 소정의 범위 내로 제한되고, 따라서, 실리콘 웨이퍼(W)로의 압압력도 소정의 범위 내로 제한된다.1, the housing side portion 5b and the inner head 12 are connected by a flexible member 13. [ The first pressure supply section 14 is partitioned by the housing section 5a, the housing side section 5b, the disk-like member 8, and the flexible member 13. [ 1, a first air supply line 15 is formed in the shaft 6 and the housing part 5a, and the first pressure supply part 14 is connected to the first air supply line 15 And is connected to a first air supply device (not shown). With this configuration, the volume of the first pressure supply portion 14 is expanded by the supply of air from the first air supply device, the flexible member 13 is bent, and the flexible member 13 is connected to the flexible member 13 The inner head 12 is pressed downward as shown. In addition, the downward movement of the inner head 12 is limited by the stopper 18 to a predetermined range, and therefore, the pressing force to the silicon wafer W is also limited within a predetermined range.

도 1에 나타내는 바와 같이, 멤브레인(11)은, 그 외연부가 보유지지 플레이트(10)의 상방에서 보유지지되면서, 실리콘 웨이퍼(W)에 접촉 가능한 영역이 보유지지 플레이트(10)의 하방에서 연재하고 있다. 그리고, 도 1에 나타내는 바와 같이, 원반 형상 부재(8), 링 형상 부재(9), 보유지지 플레이트(10) 및, 멤브레인(11)에 의해, 제2 압력 공급부(16)가 구획 형성되어 있다.As shown in Fig. 1, the outer periphery of the membrane 11 is held above the holding plate 10, and a region in contact with the silicon wafer W is extended below the holding plate 10 have. 1, the second pressure supply part 16 is partitioned by the disk-shaped member 8, the ring-shaped member 9, the holding plate 10, and the membrane 11 .

도 1에 나타내는 바와 같이, 축(6) 및 하우징 정부(5a), 원반 형상 부재(8) 및, 보유지지 플레이트(10)에는, 제2 에어 공급 라인(17)이 형성되고, 제2 압력 공급부(16)는, 이 제2 에어 공급 라인(17)을 통하여, 도시하지 않는 제2 에어 공급 장치에 접속되어 있다. 이 구성에 의해, 제2 에어 공급 장치로부터의 에어의 공급에 의해, 제2 압력 공급부(16) 내의 체적이 팽창하고, 멤브레인(11)이 휘어진다. 이와 같이, 제2 압력 공급부(16)에 의해 멤브레인(11)을 실리콘 웨이퍼(W)의 방향으로 탄성지지하도록 압력을 가하면서, 제1 압력 공급부(14)에 의해 멤브레인(11)이 형성된 내부 헤드(12)를 실리콘 웨이퍼(W)의 방향으로 탄성지지하도록 압력을 가함으로써, 멤브레인(11)을 실리콘 웨이퍼(W)의 이면에 압접시킬 수 있다. 이에 따라, 실리콘 웨이퍼(W)를 연마 패드(4)가 배치되어 있는 도시한 하방으로 압압할 수 있다.1, a second air supply line 17 is formed in the shaft 6, the housing 5a, the disk-like member 8, and the holding plate 10, (16) is connected to a second air supply device (not shown) via the second air supply line (17). With this configuration, by the supply of air from the second air supply device, the volume in the second pressure supply part 16 expands and the membrane 11 is bent. In this way, the inner pressure of the inner head (11) formed with the membrane (11) by the first pressure supply part (14) while applying the pressure to elastically support the membrane (11) The membrane 11 can be brought into pressure contact with the back surface of the silicon wafer W by applying pressure to elastically support the silicon wafer W in the direction of the silicon wafer W. [ As a result, the silicon wafer W can be pressed downward as shown in the figure where the polishing pad 4 is disposed.

이와 같이 하여, 실리콘 웨이퍼(W)에 압력을 가하면서, 연마 패드(4) 상에 연마 슬러리를 공급하면서 연마 헤드(2) 및 정반(3)을 각각 회전시킴으로써, 연마 패드(4)와 실리콘 웨이퍼(W)의 표측의 면을 슬라이딩시켜, 실리콘 웨이퍼(W)의 편면을 연마할 수 있다.By thus rotating the polishing head 2 and the table 3 while supplying the polishing slurry onto the polishing pad 4 while applying pressure to the silicon wafer W as described above, It is possible to slide the surface of the wafer W side to polish one side of the silicon wafer W. [

그런데, 본 실시 형태에 있어서는, 멤브레인(11)의, 실리콘 웨이퍼(W)로의 접촉 영역 중, 당해 접촉 영역의 외연으로부터 멤브레인(11)의 지름 방향 내측으로 20㎜까지의 영역을 멤브레인(11)의 외주부로 하고, 멤브레인(11)의 중심으로부터 지름 방향 외측으로 20㎜까지의 영역을 멤브레인(11)의 내주부로 할 때, 멤브레인(11)의 외주부에 있어서의 최대 두께가, 멤브레인(11)의 내주부에 있어서의 최소 두께보다 얇은 것이 중요하다.In the present embodiment, a region of the membrane 11 in contact with the silicon wafer W from the outer edge of the contact region to 20 mm inward in the radial direction of the membrane 11, The maximum thickness at the outer peripheral portion of the membrane 11 is set to be larger than the maximum thickness at the outer peripheral portion of the membrane 11 when the membrane 11 is an inner peripheral portion of the membrane 11 up to 20 mm outward in the radial direction from the center of the membrane 11. [ It is important to be thinner than the minimum thickness in the inner margin.

이하, 본 실시 형태의 작용 효과에 대해서 설명한다.Hereinafter, the operation and effect of the present embodiment will be described.

도 2(a)∼도 2(c)는, 제2 압력 공급부(16)에 에어를 공급했을 때에, 외연부가 보유지지 플레이트(10)에 보유지지된 멤브레인(11)이 실리콘 웨이퍼(W)에 압접하는 모양을 나타내는 개략도이다.2 (a) to 2 (c) show a state in which when the air is supplied to the second pressure supply unit 16, the membrane 11 held by the outer plate 10 on the holding plate 10 is pressed against the silicon wafer W Fig.

도 2(a)는, 멤브레인(11)의 두께가 외주부와 내주부에서 거의 동등한 경우를 나타내고 있다. 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 멤브레인(11)의 외연부는, 보유지지 플레이트(10)에 의해 보유지지되고, 고정되어 있기 때문에, 가요성 부재인 멤브레인(11) 중, 보유지지 플레이트(10)의 하방에서 연재하는 부분은, 에어의 공급에 의해 일정한 압력을 받았을 때에 단면 형상에서 원호를 이루도록 변형한다. 또한, 내부 헤드(12)의 하방으로의 움직임은, 스토퍼(18)에 의해 일정한 범위로 제한되어 있다. 이 때문에, 멤브레인(11)은, 실리콘 웨이퍼(W)의 내주부로의 압력은 상대적으로 커지는 한편, 실리콘 웨이퍼(W)의 외주부로의 압력은 상대적으로 작아진다. 따라서, 실리콘 웨이퍼(W)의 편면 연마를 행했을 때, 실리콘 웨이퍼(W)의 외주부의 연마 가공 여유분이 작아지는 경향이 된다.Fig. 2 (a) shows a case where the thickness of the membrane 11 is substantially equal to that of the outer peripheral portion and the inner peripheral portion. 2 (a), the outer edge of the membrane 11 is held and fixed by the holding plate 10, so that the outer peripheral edge of the holding plate 10 ) Is deformed to form a circular arc in a cross-sectional shape when a certain pressure is applied by the supply of air. In addition, the downward movement of the inner head 12 is limited to a certain range by the stopper 18. [ As a result, the pressure of the membrane 11 to the inner peripheral portion of the silicon wafer W becomes relatively large while the pressure to the outer peripheral portion of the silicon wafer W becomes relatively small. Therefore, when one side of the silicon wafer W is polished, the polishing allowance of the outer peripheral portion of the silicon wafer W tends to be small.

도 2(b)는, 멤브레인(11)의 외주부의 두께를 내주부에 비하여 감소시킨 경우를 나타내고, 도 2(c)는, 도 2(b)보다, 멤브레인(11)의 외주부의 두께를 내주부에 비하여 더욱 감소시킨 경우를 나타내고 있다. 여기에서, 멤브레인(11)은, 두께가 얇은 부분 쪽이, 신축성이 높고, 따라서 동일한 압력을 받은 경우에, 두께가 얇은 부분 쪽이 잘 신장되게 된다. 따라서, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 멤브레인(11)의 외주부의 두께가 얇음으로써, 멤브레인(11)의 두께가 두꺼운 내주부에 비하여, 압력을 받았을 때의 외주부의 신장이 내주부의 신장보다 상대적으로 커서, 멤브레인(11)이 내주부와 외주부에, 보다 균등하게 접하게 된다. 따라서, 멤브레인(11)을 실리콘 웨이퍼(W)에 압압했을 때에 따른, 외주부에서의 압력과 내주부에서의 압력의 차가 작아진다. 또한, 도 2(c)에 나타내는 바와 같이, 멤브레인(11)의 외주부의 두께를 내주부의 두께에 비하여 더욱 상대적으로 얇게 하면, 멤브레인(11)의 외주부의 신장이 더욱 상대적으로 커지기 때문에, 멤브레인(11)이 내주부와 외주부에, 더욱 균등하게 접하게 된다. 따라서, 실리콘 웨이퍼(W)의 외주부로의 압력을 실리콘 웨이퍼(W)의 중앙부로의 압력과 거의 동등하게 할 수 있다.2 (b) shows the case where the thickness of the outer peripheral portion of the membrane 11 is reduced compared to the inner peripheral portion. Fig. 2 (c) As compared with that of the housewife. Here, the membrane 11 has a high stretchability at a thin portion, and therefore, when the same pressure is applied, the thin portion of the membrane 11 is stretched well. 2 (b), the thickness of the outer peripheral portion of the membrane 11 is small, so that the elongation of the outer peripheral portion when the pressure is applied is larger than that of the inner peripheral portion where the thickness of the membrane 11 is thick, The membrane 11 is brought into contact more evenly with the inner peripheral portion and the outer peripheral portion. Therefore, the difference between the pressure at the outer peripheral portion and the pressure at the inner peripheral portion when the membrane 11 is pressed against the silicon wafer W becomes small. 2 (c), when the thickness of the outer peripheral portion of the membrane 11 is made relatively thinner than the thickness of the inner peripheral portion, the outer peripheral portion of the membrane 11 becomes relatively more elongated, 11) are more evenly contacted to the inner and outer peripheries. Therefore, the pressure to the outer peripheral portion of the silicon wafer W can be made substantially equal to the pressure to the central portion of the silicon wafer W. [

본 실시 형태에 의하면, 멤브레인(11)의 외주부에 있어서의 최대 두께는, 멤브레인(11)의 내주부에 있어서의 최소 두께보다 얇기 때문에, 멤브레인(11)을 실리콘 웨이퍼(W) 전체 면에 걸쳐 충분히 균일하게 압접시킬 수 있고, 이 상태에서 연마를 행함으로써, 한층 평탄도가 높은 실리콘 웨이퍼를 얻을 수 있다. 또한, 멤브레인(11)의 교환시에는, 한번 멤브레인(11)의 작성에 제공한 금형을 이용하면 좋고, 다른 부재와 일체 성형 등을 할 필요도 없기 때문에, 저(低)비용으로의 교환이 가능해진다. 본 실시 형태의 연마 장치에 의하면, 장치 자체에 어떤 강구도 필요없고, 그 두께가 지름 방향에 있어서 소정의 불균일성을 갖는 멤브레인(11)을 이용한다는 간이(簡易)한 수법에 의해, 상기의 효과를 얻을 수 있다.The maximum thickness of the membrane 11 in the outer peripheral portion of the membrane 11 is thinner than the minimum thickness of the inner peripheral portion of the membrane 11, And the polishing can be performed in this state. Thus, a silicon wafer having a higher level of flatness can be obtained. Further, at the time of replacing the membrane 11, it is sufficient to use a mold provided for the production of the membrane 11 once, and it is not necessary to integrally form the membrane 11 with another member, It becomes. According to the polishing apparatus of the present embodiment, it is possible to obtain the above effect by using a simple method in which no steel ball is required in the apparatus itself and the thickness of the membrane 11 having a predetermined non-uniformity in the radial direction is used Can be obtained.

여기에서, 본 발명에 있어서는, 상기 접촉 영역 내에 있어서, 상기 관계식 (1)로 정의되는 멤브레인의 지름 방향에 있어서의 두께의 균일성 hr(%)은, 2.8% 이상인 것이 바람직하고, 22% 이상인 것이 보다 바람직하고, 34% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 전술한 바와 같이(후술의 실시예에서도 설명하는 바와 같이), 멤브레인의 지름 방향에 있어서의 균일성이 낮은(hr의 수치가 큰) 쪽이, 워크 외주부에서의 멤브레인의 신장을 확보할 수 있어, 연마 후의 워크의 평탄도가 보다 높아지기 때문이다.Here, in the present invention, the thickness uniformity hr (%) in the radial direction of the membrane defined by the relational expression (1) in the contact region is preferably 2.8% or more, more preferably 22% , And still more preferably at least 34%. As described above (as will also be described later in the embodiment), the uniformity in the radial direction of the membrane is low (the value of hr is large), so that the expansion of the membrane at the outer peripheral portion of the work can be ensured, This is because the flatness of the work after polishing becomes higher.

한편으로, 멤브레인(11)의 외주 방향에 있어서의 두께의 균일성이 지나치게 낮아지면(hr의 수치가 커지면), 멤브레인의 외주부에서의 신장이 지나치게 커지기 때문에, 워크의 외주부에서의 연마량이 커져, 오히려 워크의 형상이 불균일해져 버릴 우려가 있는 점에서, hr(%)은, 37% 이하인 것이 바람직하다.On the other hand, if the uniformity of the thickness in the outer peripheral direction of the membrane 11 is excessively low (the value of hr becomes large), the elongation at the outer peripheral portion of the membrane becomes excessively large and therefore the polishing amount at the outer peripheral portion of the work becomes large, Hr (%) is preferably 37% or less from the standpoint that the shape of the work may become uneven.

또한, 본 발명에 있어서는, 멤브레인(11)의 두께는, 당해 멤브레인(11)의 중심으로부터 상기 접촉 영역의 외연까지, 지름 방향 외측을 향함에 따라 점차 감소하는 것이 바람직하다. 두께가 균일한 경우, 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 멤브레인(11)의 중심으로부터 외연에 걸쳐 압력이 점차 감소하기 때문에, 이것을 상쇄하도록, 멤브레인(11)의 신장이 멤브레인(11)의 중심으로부터 외연에 걸쳐 점차 증가하도록 함으로써, 멤브레인(11)이 워크(W)의 전체 면을 보다 한층 균일하게 압압하도록 할 수 있기 때문이다.In the present invention, it is preferable that the thickness of the membrane 11 gradually decreases from the center of the membrane 11 to the outer edge of the contact area toward the outside in the radial direction. 2 (a), since the pressure gradually decreases from the center of the membrane 11 to the outer edge thereof, the elongation of the membrane 11 is adjusted so as to cancel out the center of the membrane 11 The membrane 11 can press the entire surface of the work W more evenly.

또한, 본 발명에 있어서는, 멤브레인(11)의 상기 접촉 영역의 외연으로부터 지름 방향 내측으로 5㎜의 원주 상에 있어서, 상기 관계식 (2)로 정의되는, 멤브레인(11)의 둘레 방향에 있어서의 두께의 균일성 hc(%)가 10.2% 이하인 것이 바람직하고, 6.5% 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.4% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 후술의 실시예에서 설명하는 바와 같이, 멤브레인(11)의 둘레 방향에 있어서의 두께의 균일성이 높은(hc의 수치가 작은) 쪽이, 연마 후의 워크(W)의 평탄도가 보다 높아지기 때문이다.In the present invention, in the circumferential phase of 5 mm inward in the radial direction from the outer edge of the contact region of the membrane 11, the thickness in the circumferential direction of the membrane 11 defined by the above-mentioned relational expression (2) Is preferably 10.2% or less, more preferably 6.5% or less, and even more preferably 1.4% or less. This is because the flatness of the workpiece W after polishing becomes higher when the uniformity of the thickness in the circumferential direction of the membrane 11 is high (the value of hc is small) as described later in the embodiment .

또한, 둘레 방향의 균일성은 높을수록(hc의 수치가 작을수록) 바람직하기 때문에, hc의 하한은 특별히 한정되지 않는다.Further, the higher the uniformity in the circumferential direction (the smaller the value of hc is), the better, so the lower limit of hc is not particularly limited.

여기에서, 본 발명에 있어서, 가요성 재료인 멤브레인(11)은, JIS-A 경도 30∼90°인 것을 이용하는 것이 바람직하고, 구체적인 재질로서는, 특별하게는 한정하지 않지만, 예를 들면 에틸렌프로필렌 고무, 실리콘 고무, 부틸 고무 등을 이용하는 것이 바람직하다.Here, in the present invention, it is preferable that the membrane 11, which is a flexible material, has a JIS-A hardness of 30 to 90 DEG, and a specific material is not particularly limited. For example, ethylene propylene rubber , Silicone rubber, butyl rubber and the like are preferably used.

또한, 본 발명의 멤브레인(11)은, 기본적으로 이미 알려진 수법에 의해 제조할 수 있다. 예를 들면, 주형 성형(mold molding)용의 금형에 멤브레인의 재료가 되는 실리콘 고무 등을 주입하고, 금형의 평면도 및 프레스기의 압력 분포를 조정함으로써, 외주부의 두께의 최대값이 내주부의 두께의 최소값보다 얇은 멤브레인을 제작할 수 있다.Further, the membrane 11 of the present invention can be basically manufactured by a known method. For example, silicone rubber or the like, which is a material of a membrane, is injected into a mold for molding, and the flatness of the mold and the pressure distribution of the press machine are adjusted so that the maximum value of the thickness of the outer peripheral portion is Membranes thinner than the minimum value can be fabricated.

또한, 본 발명에 있어서, 멤브레인(11)의 두께는 0.5∼1.5㎜로 하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서는, 멤브레인(11)의 외주부에 있어서의 두께는, 내주부에 있어서의 두께의 1.3%∼66%로 하는 것이 바람직하다.In the present invention, the thickness of the membrane 11 is preferably 0.5 to 1.5 mm. In the present invention, the thickness of the outer peripheral portion of the membrane 11 is preferably 1.3% to 66% of the thickness of the inner peripheral portion.

1.3% 이상으로 함으로써, 멤브레인(11)이 워크(W)에 미치는 외주부에서의 압력을 내주부에서의 압력에, 보다 한층 근접시킬 수 있고, 한편으로, 66% 이하로 함으로써, 멤브레인 고무의 구조상, 신장하기 어려운 특성을 갖는 외주부에 있어서, 두께를 얇게 함으로써, 면 내에 대하여 잘 신장하도록 하여, 외주부까지 균일하게 가압할 수 있기 때문이다.The pressure at the outer peripheral portion of the membrane 11 against the work W can be brought closer to the pressure at the inner peripheral portion and is made 66% This is because in the outer peripheral portion having characteristics that it is hard to elongate, by thinning the thickness, the inner peripheral portion can be uniformly pressed so as to extend well in the surface.

또한, 멤브레인(11)의 두께를 얇게 함에 있어서는, 워크(W)를 압접하는 측의 두께를 줄여도 좋고, 제2 압력 공급부(16)로부터 압력을 받는 측의 두께를 줄여도 좋고, 그들 양방을 줄여도 좋다.In order to reduce the thickness of the membrane 11, the thickness of the side on which the work W is pressed may be reduced, or the thickness of the side receiving the pressure from the second pressure supply part 16 may be reduced or both may be reduced .

여기에서, 후술의 실시예에서 상세하게 설명하는 바와 같이, 본 발명에 의하면, 직경이 450㎜ 이상인 대구경의 실리콘 웨이퍼에 있어서도, 높은 평탄도를 달성하는 웨이퍼를 얻을 수 있고, 구체적으로는, 직경이 450㎜ 이상으로, SEMI 규격에 의해 정의되는 GBIR이 0.2㎛ 이하, 또한, 워크의 외연으로부터 지름 방향 내측으로 2㎜의 원환상(圓還狀)의 영역을 제외한 SFQR의 최대값이 0.04㎛ 이하인, 실리콘 웨이퍼를 얻을 수 있다. According to the present invention, as described later in detail, the present invention can provide a wafer which achieves high flatness even in a silicon wafer of a large diameter of 450 mm or more in diameter, A maximum value of SFQR of 450 mm or more, a GBIR defined by the SEMI standard of 0.2 占 퐉 or less and a rounded area of 2 mm inward from the outer edge of the work in the radial direction is 0.04 占 퐉 or less, A silicon wafer can be obtained.

이에 따라, 디바이스 제조 공정 등에 있어서의 수율을 향상시킬 수 있다.Thus, the yield in the device manufacturing process and the like can be improved.

다음으로, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 워크의 연마 방법에 대해서 설명한다.Next, a polishing method of a work according to an embodiment of the present invention will be described.

본 실시 형태의 워크의 연마 방법에서는, 도 1에 나타내는 장치를 이용하여 연마를 행한다. 도 1에 나타내는 장치 구성에 대해서는, 이미 설명했기 때문에, 재차의 설명을 생략한다.In the method of polishing a work of the present embodiment, polishing is performed using the apparatus shown in Fig. Since the device configuration shown in Fig. 1 has already been described, the description will be omitted.

본 실시 형태의 워크의 연마 방법에서는, 우선, 제1 에어 공급 장치에 의해, 제1 에어 공급 라인(15)을 통하여 제1 압력 공급부(14)에 에어를 공급하고, 제1 압력 공급부(14)의 체적을 팽창시켜, 내부 헤드(12)를 하방으로 압압한다.The first air supply device supplies air to the first pressure supply part 14 through the first air supply line 15 and supplies the air to the first pressure supply part 14. In this way, And pushes the inner head 12 downward.

또한, 제2 에어 공급 장치에 의해, 제2 에어 공급 라인(17)을 통하여 제2 압력 공급부(16)에 에어를 공급하고, 제2 압력 공급부(16)의 체적을 팽창시켜, 멤브레인(11)에 압력을 공급하여 멤브레인(11)을 하방으로 탄성지지한다.The second air supply device supplies air to the second pressure supply part 16 through the second air supply line 17 and expands the volume of the second pressure supply part 16 to supply the air to the membrane 11, So as to elastically support the membrane 11 downward.

이와 같이, 멤브레인(11)을 부착한 내부 헤드(12)를 하방의 실리콘 웨이퍼(W) 방향으로 압압하면서, 멤브레인(11)에 압력을 공급함으로써, 당해 멤브레인(11)에 의해 실리콘 웨이퍼(W)를 압압시킬 수 있다.The inner head 12 with the membrane 11 is pressed in the direction of the lower silicon wafer W and the pressure is supplied to the membrane 11 so that the silicon wafer W is held by the membrane 11, .

그리고, 연마 패드(4) 상에 연마 슬러리를 공급하고, 멤브레인(11)이 실리콘 웨이퍼(W)의 이면으로부터 당해 실리콘 웨이퍼에 압접한 상태에서, 모터 등의 구동 수단에 의해 연마 헤드(2) 및 정반(3)을 회전시킴으로써, 연마 패드(4)와 실리콘 웨이퍼(W)의 연마면을 슬라이딩시켜, 실리콘 웨이퍼(W)의 편면을 연마할 수 있다.The polishing slurry is supplied onto the polishing pad 4 and the polishing head 2 and the polishing head 4 are driven by a driving means such as a motor in a state in which the membrane 11 is in pressure contact with the silicon wafer from the back surface of the silicon wafer W. The polishing surface of the silicon wafer W can be polished by sliding the polishing surface of the polishing pad 4 and the silicon wafer W by rotating the surface plate 3. [

여기에서, 본 실시 형태의 워크의 연마 방법은, 멤브레인(11)의 외주부에 있어서의 최대 두께가, 멤브레인(11)의 내주부에 있어서의 최소 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 것이다.The polishing method of the present embodiment is characterized in that the maximum thickness of the outer peripheral portion of the membrane 11 is smaller than the minimum thickness of the inner peripheral portion of the membrane 11.

이에 따라, 멤브레인(11)을 실리콘 웨이퍼(W) 전체 면에 걸쳐 충분히 균일하게 압접시킬 수 있고, 이 상태에서 연마를 행함으로써, 한층 평탄도가 높은 실리콘 웨이퍼를 얻을 수 있다. 또한, 멤브레인(11)의 교환시에는, 한번 멤브레인(11)의 작성에 제공한 금형을 이용하면 좋고, 다른 부재와 일체 성형 등을 할 필요도 없기 때문에, 저비용으로의 교환이 가능해진다. 본 실시 형태의 연마 방법에 의하면, 공정의 추가 등의 필요는 없고, 그 두께가 지름 방향에 있어서 소정의 불균일성을 갖는 멤브레인(11)을 이용한다는 간이한 수법에 의해, 상기의 효과를 얻을 수 있다.As a result, the membrane 11 can be pressed sufficiently uniformly over the entire surface of the silicon wafer W, and polishing is performed in this state, whereby a silicon wafer with a higher level of flatness can be obtained. Further, at the time of replacement of the membrane 11, it is sufficient to use a mold provided for the production of the membrane 11 once, and it is not necessary to integrally form the membrane 11 with another member, so that exchange at low cost is possible. According to the polishing method of the present embodiment, there is no need to add steps or the like, and the above effect can be obtained by a simple technique using the membrane 11 having a predetermined nonuniformity in the thickness direction .

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명에 있어서는, 멤브레인(11)을 이용하여 워크(W)의 이면을 압압하여 워크(W)의 편면 연마를 하는 연마 헤드, 연마 장치, 연마 방법이면 널리 적용 가능하며, 본 발명은, 전술한 실시 형태에는 전혀 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기의 실시 형태에서는, 에어에 의해 멤브레인(11)을 가압하는 방식에 대해서 설명했지만, 가압 유체에 의해 멤브레인(11)을 가압하는 방식으로 해도 좋다. 또한, 상기의 실시 형태에서는, 멤브레인(11)이 워크(W)를 직접 압압하는 예를 나타냈지만, 도 1에 나타내는 장치에 있어서, 멤브레인(11)의 하면에 발포 폴리우레탄제의 백킹 패드를 부착하고, 당해 백킹 패드를 통하여 워크(W)를 압압하도록 구성할 수도 있다. 또한, 상기의 실시 형태에서는, 제1 압력 공급부(14)는 에어로 가요성 부재를 휘게 하는 예를 설명했지만, 다른 탄성체 등에 의해 내부 헤드(12)를 하방에서 탄성지지하는 구성으로 할 수도 있다. Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be applied to a polishing head, a polishing apparatus, a polishing apparatus, and a polishing apparatus that presses the back surface of a work W using a membrane 11, And the present invention is not limited to the above-described embodiments at all. For example, in the above embodiment, the method of pressing the membrane 11 by air has been described. However, the membrane 11 may be pressed by the pressurized fluid. In the above embodiment, an example in which the membrane 11 directly presses the work W is shown. In the apparatus shown in Fig. 1, a backing pad made of foamed polyurethane is attached to the lower surface of the membrane 11 , And the work W may be pressed through the backing pad. In the above-described embodiment, the first pressure supply unit 14 has been described as an example in which the air-flexible member is bent. However, the inner head 12 may be elastically supported by another elastic member or the like.

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 설명했지만, 본 발명은, 이 실시예에 하등 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the embodiments of the present invention are described, but the present invention is not limited to these embodiments.

[실시예][Example]

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

멤브레인의 둘레 방향의 균일성과 연마 가공 여유분과의 관계를 평가하기 위해, 둘레 방향의 균일성이 상이한 멤브레인을 복수 제작하여, 각각의 연마 가공 여유분을 계측하는 시험을 행했다. 여기에서, 멤브레인으로서는, EPDM 고무를 이용했다. 또한, 원반 형상의 워크로서, 직경 450㎜, 두께 925㎛, 결정 방위 (100)의 p형의 실리콘 웨이퍼를 이용했다. 또한, 연마는, 도 1에 나타낸 장치를 이용하여 행했다. 이 시험에 있어서는, 연마 슬러리로서 지립(砥粒)(미립 콜로이달 실리카)을 포함하는 수산화 칼륨(KOH)을 주제(主劑)로 하는 알칼리 수용액을 이용하고, 압압력을 10㎪로 하고, 연마 헤드의 회전수를 30rpm, 정반의 회전수를 30rpm으로 하고, 연마 시간을 240sec로 했다.In order to evaluate the relationship between the uniformity in the circumferential direction of the membrane and the abrasion machining allowance, a plurality of membranes having different uniformities in the circumferential direction were prepared, and a test was performed to measure each abrasion machining allowance. Here, EPDM rubber was used as the membrane. A p-type silicon wafer having a diameter of 450 mm, a thickness of 925 占 퐉, and a crystal orientation of 100 was used as a disk-shaped work. The polishing was carried out by using the apparatus shown in Fig. In this test, an aqueous alkaline solution containing potassium hydroxide (KOH) containing abrasive grains (fine colloidal silica) as a polishing slurry was used as a main agent, the pressure was set to 10 kPa, The number of revolutions of the head was 30 rpm, the number of revolutions of the platen was 30 rpm, and the polishing time was 240 sec.

여기에서, 멤브레인의 둘레 방향의 균일성은, 상기식 (2)로 정의한 것이며, 수치가 작은 쪽이, 균일성이 높은 것을 나타낸다. 또한, 가공 여유분의 균일성 U(%)는, 실리콘 웨이퍼의 외연으로부터 지름 방향 내측으로 2㎜까지의 원환상의 영역을 제외하고, 잔여의 영역 전체 면에 대해서, 최대 가공 여유분을 dmax, 최소 가공 여유분을 dmin, 평균 가공 여유분을 dave로 하여,Here, the uniformity in the circumferential direction of the membrane is defined by the above formula (2), and the smaller the value, the higher the uniformity is. In addition, the uniformity U (%) of the machining allowance was calculated by dividing the maximum machining allowance by the maximum machining allowance dmax, the minimum machining allowance The margin is dmin, the average machining allowance is dave,

U={(dmax-dmin)/(2×dave)}×100U = {(dmax-dmin) / (2 x dave)} x 100

으로 정의한 것이며, 수치가 작은 쪽이, 균일성이 높은 것을 나타낸다., And the smaller the value, the higher the uniformity.

또한, 멤브레인의 두께는, 접촉식의 두께 측정기를 이용함으로써 계측했다. 또한, 상기 각 가공 여유분은, 구로다사 제조 나노메토로를 이용하여 계측한 것이며, 구로다사 제조 나노메토로를 이용하여 3차원 분포도 계측했다.The thickness of the membrane was measured by using a contact-type thickness measuring instrument. Each of the above machining spare parts was measured using a nano-meter manufactured by Guro-Dasai Co., Ltd., and three-dimensional distribution was also measured using a nano-meter manufactured by Guro-Dasai.

도 3은, 멤브레인의 둘레 방향의 균일성과 가공 여유분과의 관계를 나타내는 도면이다. 또한, 도 4는, 특히 멤브레인의 둘레 방향의 균일성이 15.2%, 11.1%, 10.2%, 6.5%, 1.4% 각각의 경우의 연마 가공 여유분의 3차원 분포를 나타내는 도면이다.3 is a view showing the relationship between the uniformity in the circumferential direction of the membrane and the machining allowance. 4 is a diagram showing the three-dimensional distribution of the abrasion machining allowances in the case where the uniformity in the circumferential direction of the membrane is 15.2%, 11.1%, 10.2%, 6.5% and 1.4%, respectively.

도 3, 도 4에 나타내는 바와 같이, 멤브레인의 둘레 방향의 균일성이 높을수록 실리콘 웨이퍼의 연마 가공 여유분의 균일성도 높은 것을 알 수 있다. 특히, 멤브레인의 둘레 방향의 균일성이 1.4%∼10.2%의 범위에서 연마 가공 여유분이 20% 이하가 되었다. 또한, 이때의 지름 방향의 균일성(상기식 (1)로 정의한 것)은, 1.5%∼2%였다.As shown in Figs. 3 and 4, it can be seen that the higher the uniformity in the circumferential direction of the membrane is, the higher the uniformity of the polishing processing allowance of the silicon wafer is. Particularly, in the range of the uniformity of the circumferential direction of the membrane in the range of 1.4% to 10.2%, the abrasive machining allowance was 20% or less. In this case, the uniformity in the radial direction (defined by the above formula (1)) was 1.5% to 2%.

<실시예 2>&Lt; Example 2 >

다음으로, 멤브레인의 지름 방향의 균일성과 연마 가공 여유분과의 관계를 평가하는 시험을 행했다. 연마 조건은, 앞서의 시험과 동일하다. 여기에서, 멤브레인의 지름 방향의 균일성은, 상기식 (1)로 정의되는 것으로 하고, 수치가 작은 쪽이, 균일성이 높은 것을 나타낸다.Next, a test was conducted to evaluate the relationship between the uniformity in the diametrical direction of the membrane and the abrasion machining allowance. The polishing conditions are the same as in the above test. Here, the uniformity in the radial direction of the membrane is defined by the above formula (1), and the smaller the value, the higher the uniformity is.

도 5(a)∼ 도 5(e)는, 멤브레인의 지름 방향의 균일성이, 37%, 34%, 22%, 2.8%, 2% 각각의 경우에 있어서의, 멤브레인의 표면의 단면 형상(하도면) 및 실리콘 웨이퍼의 연마 가공 여유분의 단면 형상(상도면)을 나타내는 도면이다.5 (a) to 5 (e) show the cross-sectional shape of the membrane surface in the case where the uniformity in the diameter direction of the membrane is 37%, 34%, 22%, 2.8% Sectional view (top view) of the abrasive machining allowance of the silicon wafer.

도 5(a)∼ 도 5(e)에 나타내는 바와 같이, 멤브레인의 지름 방향의 균일성이 낮을수록 실리콘 웨이퍼의 연마 가공 여유분의 균일성이 높은 것을 알 수 있다. 특히, 멤브레인의 지름 방향의 균일성이 2.8%∼37%의 범위에서 연마 가공 여유분의 균일성이 20% 이하가 되었다. 또한, 이때의 둘레 방향의 균일성(상기식 (2)로 정의한 것)은, 12%∼15%였다.As shown in Figs. 5 (a) to 5 (e), it can be seen that the uniformity of the polishing allowance of the silicon wafer is higher as the uniformity in the diameter direction of the membrane is lower. Particularly, in the range of the uniformity of the diameter of the membrane in the range of 2.8% to 37%, the uniformity of the abrasive machining allowance became 20% or less. In this case, the uniformity in the circumferential direction (defined by the formula (2)) was 12% to 15%.

<실시예 3>&Lt; Example 3 >

다음으로, 본 발명에 의해 얻어지는 실리콘 웨이퍼와, 종래예에 따른 실리콘 웨이퍼의 평탄도 및 표면 거칠기(RMS)를 비교하는 시험을 행했다. 본 발명의 실리콘 웨이퍼로서, 상기의 시험에 의해 얻어진 연마 후의 실리콘 웨이퍼를 이용했다. 이 실리콘 웨이퍼는, 직경이 450㎜이며, 멤브레인의 지름 방향의 균일성이 20%, 둘레 방향이 균일성이 7%인 것을 이용하고, 상기의 연마 조건으로 연마를 행했을 때에 얻어진 것이다.Next, a test was conducted to compare the flatness and the surface roughness (RMS) of the silicon wafer obtained by the present invention with the silicon wafer of the conventional example. As the silicon wafer of the present invention, the polished silicon wafer obtained by the above test was used. This silicon wafer was obtained by polishing with a diameter of 450 mm, uniformity in the diameter direction of the membrane of 20% and uniformity in the circumferential direction of 7%.

또한, 종래예에 따른 실리콘 웨이퍼로서는, 강성 링과 일체 성형한 멤브레인을 갖는 연마 장치를 이용하여 연마한 것을 준비했다. 종래예에 따른 연마에 이용한 멤브레인은, 지름 방향에 있어서의 두께가 거의 균일한 것이었다.The silicon wafer according to the conventional example was prepared by polishing using a polishing apparatus having a membrane formed integrally with a rigid ring. The membrane used for polishing according to the conventional example had a substantially uniform thickness in the radial direction.

여기에서, 실리콘 웨이퍼의 평탄도는, GBIR 및 SFQR의 최대값을 계측함으로써 행했다. 우선, GBIR은, (KLA-Tencor사 제조: WaferSight)를 이용하여 계측했다. 또한, SFQR의 최대값은, 구로다 세이쿠사 제조 Nanometoro450TT를 이용하여, 실리콘 웨이퍼의 외연으로부터 지름 방향 내측으로 2㎜의 원환상의 영역을 제외한 영역에 대해서, 26㎜×8㎜의 직사각형 형상의 샘플을 복수 취득하여 계측했다.Here, the flatness of the silicon wafer was measured by measuring the maximum values of GBIR and SFQR. First, GBIR was measured using a WaferSight (manufactured by KLA-Tencor Corporation). The maximum value of the SFQR was determined by using a Nanometer450TT manufactured by Kuroda Seikasu Co., Ltd. and measuring a rectangular sample of 26 mm x 8 mm in an area excluding the annular area of 2 mm inward in the radial direction from the outer edge of the silicon wafer Multiple measurements were taken.

또한, 실리콘 웨이퍼의 표면 거칠기(RMS)에 대해서는, Chapman Instruments사 제조 ChapmanMPS를 이용하여 실리콘 웨이퍼의 표리면의 거칠기를 계측했다.Further, regarding the surface roughness (RMS) of the silicon wafer, the surface roughness of the silicon wafer was measured using ChapmanMPS manufactured by Chapman Instruments.

이하, 평가 결과에 대해서 설명한다.The evaluation results will be described below.

도 6은, SFQR의 최대값의 평가 결과에 대해서 나타내는 도면이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 의해 얻어진 실리콘 웨이퍼는, SFQR의 최대값이 0.04㎛ 이하인 범위에서 분포하고 있고, 종래예의 실리콘 웨이퍼와 비교하여 평탄도가 높은 것을 알 수 있다.6 is a diagram showing the evaluation result of the maximum value of the SFQR. As shown in Fig. 6, the silicon wafer obtained by the present invention has a maximum value of SFQR in a range of 0.04 m or less, which is higher than that of the conventional silicon wafer.

또한, 도 7은, GBIR의 평가 결과에 대해서 나타내는 도면이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 의해 얻어진 실리콘 웨이퍼는, 종래예의 실리콘 웨이퍼보다 GBIR이 작아, 평탄도가 높은 것을 알 수 있다.7 is a diagram showing the evaluation result of GBIR. As shown in Fig. 7, it can be seen that the silicon wafer obtained by the present invention has a lower GBIR and higher flatness than the conventional silicon wafer.

따라서, 본 발명에 의해 얻어진 실리콘 웨이퍼는, 직경이 450㎜ 이상인 대구경의 실리콘 웨이퍼이면서도, GBIR이 0.2㎛ 이하, 또한, SFQR의 최대값이 0.04㎛ 이하라는 높은 평탄도가 달성되어 있는 것을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that the silicon wafer obtained by the present invention achieves a high flatness such that GBIR is 0.2 탆 or less and the maximum value of SFQR is 0.04 탆 or less, even though it is a silicon wafer of a large diameter of 450 mm or more in diameter .

또한, 실리콘 웨이퍼의 표면 거칠기(RMS)는, 연마면인 표측의 표면 거칠기가 2㎚ 이하이며, 또한, 이면의 표면 거칠기(B)에 대한 표면의 표면 거칠기(A)의 비(A/B)가 0.4 미만이었다.The surface roughness (RMS) of the silicon wafer is preferably such that the surface roughness of the polished surface is not more than 2 nm and the ratio of the surface roughness (A) of the surface to the surface roughness (B) Was less than 0.4.

본 발명에 의하면, 평탄도가 높은 워크를 얻을 수 있는 워크의 연마 장치 및 연마 방법, 당해 연마 장치용의 연마 헤드, 당해 연마 헤드용의 멤브레인을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 소정의 평탄도를 갖는 실리콘 웨이퍼를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a polishing apparatus and a polishing method for a work capable of obtaining a highly flat work, a polishing head for the polishing apparatus, and a membrane for the polishing head. Further, according to the present invention, it is possible to provide a silicon wafer having a predetermined flatness.

1 : 양면 연마 장치
2 : 연마 헤드
3 : 정반
4 : 연마 패드
5a : 하우징 정부
5b : 하우징 측부
6 : 축
7 : 리테이너 링
8 : 원반 형상 부재
9 : 링 형상 부재
10 : 보유지지 플레이트
11 : 멤브레인
12 : 내부 헤드
13 : 가요성 부재
14 : 제1 압력 공급부
15 : 제1 에어 공급 라인
16 : 제2 압력 공급부
17 : 제2 에어 공급 라인
18 : 스토퍼
1: Double-side polishing machine
2: Polishing head
3: Plate
4: Polishing pad
5a:
5b: housing side
6: Axis
7: retainer ring
8: disk-shaped member
9: ring member
10: Retaining plate
11: Membrane
12: Inner head
13: Flexible member
14: first pressure supply part
15: first air supply line
16: second pressure supply part
17: second air supply line
18: Stopper

Claims (8)

원반 형상의 워크의 연마에 이용하는 연마 헤드의 하면에 부착되고, 당해 워크의 이면(裏面)을 접촉 보유지지하여 연마 패드에 압압하는 가요성 재료로 이루어지는 멤브레인으로서,
상기 멤브레인의, 상기 워크로의 접촉 영역 중, 당해 접촉 영역의 외연(外緣)으로부터 상기 멤브레인의 지름 방향 내측으로 20㎜까지의 영역을 상기 멤브레인의 외주부(外周部)로 하고, 상기 멤브레인의 중심으로부터 지름 방향 외측으로 20㎜까지의 영역을 상기 멤브레인의 내주부로 할 때,
상기 멤브레인의 외주부에 있어서의 최대 두께는, 상기 멤브레인의 내주부에 있어서의 최소 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 연마 헤드용의 멤브레인.
A membrane made of a flexible material which is attached to a lower surface of a polishing head used for polishing a disc-like work and which is pressed against the polishing pad by contacting and holding the back surface of the work,
Wherein an area of the membrane in a contact area with the work from the outer edge of the contact area to 20 mm inward in the radial direction of the membrane is an outer peripheral part of the membrane, When an area of up to 20 mm radially outward is defined as an inner peripheral portion of the membrane,
Wherein a maximum thickness at an outer peripheral portion of the membrane is thinner than a minimum thickness at an inner peripheral portion of the membrane.
제1항에 있어서,
상기 접촉 영역 내에 있어서, 상기 멤브레인의 지름 방향에 있어서의 최대 두께를 Trmax, 최소 두께를 Trmin, 평균 두께를 Trave로 하고, 상기 멤브레인의 지름 방향에 있어서의 두께의 균일성 hr(%)을, 관계식 (1),
hr={(Trmax-Trmin)/Trave}×100
으로 정의할 때, hr은, 2.8% 이상인 연마 헤드용의 멤브레인.
The method according to claim 1,
The thickness uniformity hr (%) in the diametral direction of the membrane is expressed by the following formula (1), where Trmax is the maximum thickness in the radial direction of the membrane, Trmin is the minimum thickness, (One),
hr = {(Trmax-Trmin) / Trave} x 100
, Wherein hr is at least 2.8%.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 멤브레인의 두께는, 당해 멤브레인의 중심으로부터 상기 접촉 영역의 외연까지, 지름 방향 외측을 향함에 따라 점차 감소하는 연마 헤드용의 멤브레인.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the thickness of the membrane gradually decreases from the center of the membrane toward the outer edge of the contact region toward the outer side in the radial direction.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 멤브레인의 상기 접촉 영역의 외연으로부터 지름 방향 내측으로 5㎜의 원주 상에 있어서, 상기 멤브레인의 둘레 방향에 있어서의 최대 두께를 Tcmax, 최소 두께를 Tcmin, 평균 두께를 Tcave로 하고, 상기 멤브레인의 둘레 방향에 있어서의 두께의 균일성 hc(%)를, 관계식 (2),
hc={(Tcmax-Tcmin)/Tcave}×100
으로 정의할 때, hc는, 10.2% 이하인 연마 헤드용의 멤브레인.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein a circumferential surface of the membrane in a circumferential direction of 5 mm from the outer periphery of the contact region of the membrane in the radial direction has a maximum thickness Tcmax, a minimum thickness Tcmin, and an average thickness Tcave, (2), (3), (4), and (5)
hc = {(Tcmax-Tcmin) / Tcave} x 100
, Hc is 10.2% or less.
원반 형상의 워크의 연마에 이용하는 연마 헤드로서,
제1항 또는 제2항에 기재된 멤브레인과,
상기 멤브레인의 외연부를 보유지지하는 보유지지 플레이트와,
상기 멤브레인에 압력을 공급하는 압력 공급부를 구비한 것을 특징으로 하는 연마 헤드.
As a polishing head used for polishing a disc-shaped work,
The membrane according to claim 1 or 2,
A holding plate for holding an outer edge of the membrane,
And a pressure supply unit for supplying pressure to the membrane.
원반 형상의 워크의 연마 장치로서,
상면에 상기 연마 패드가 부착되어 있는 정반과,
상기 정반이 상방에 형성된, 제5항에 기재된 연마 헤드를 구비한 것을 특징으로 하는 워크의 연마 장치.
As a disk-like workpiece polishing apparatus,
A polishing pad on the upper surface,
The polishing apparatus for a workpiece according to claim 5, further comprising a polishing head according to claim 5, wherein the polishing table is formed above the polishing table.
원반 형상의 워크의 연마 방법으로서,
연마 헤드의 하면에 부착된 가요성 재료로 이루어지는 멤브레인에 압력을 공급하여, 당해 멤브레인에 의해 상기 워크의 이면을 접촉 보유지지하여 연마 패드에 압압하는 공정과,
상기 연마 헤드를 회전시켜 상기 워크를 연마하는 공정을 포함하고,
상기 멤브레인의, 상기 워크로의 접촉 영역 중, 당해 접촉 영역의 외연으로부터 상기 멤브레인의 지름 방향 내측으로 20㎜까지의 영역을 상기 멤브레인의 외주부로 하고, 상기 멤브레인의 중심으로부터 지름 방향 외측으로 20㎜까지의 영역을 상기 멤브레인의 내주부로 할 때,
상기 멤브레인의 외주부에 있어서의 최대 두께는, 상기 멤브레인의 내주부에 있어서의 최소 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 워크의 연마 방법.
As a method of polishing a disc-shaped work,
Supplying a pressure to a membrane made of a flexible material attached to a lower surface of a polishing head to contact and hold the back surface of the work with the membrane to press the polishing pad;
And polishing the workpiece by rotating the polishing head,
An outer circumferential portion of the membrane in a region from the outer periphery of the contact region to the workpiece in the radial direction of the membrane to 20 mm in the radial direction of the membrane is 20 mm to the outer side in the radial direction from the center of the membrane Is an inner peripheral portion of the membrane,
Wherein the maximum thickness at the outer peripheral portion of the membrane is thinner than the minimum thickness at the inner peripheral portion of the membrane.
직경이 450㎜ 이상인 실리콘 웨이퍼로서,
SEMI 규격에 의해 정의되는 GBIR이 0.2㎛ 이하, 또한, 상기 실리콘 웨이퍼의 외연으로부터 지름 방향 내측으로 2㎜의 영역을 제외한, SEMI 규격에 의해 정의되는 SFQR의 최대값이 0.04㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼.
As a silicon wafer having a diameter of 450 mm or more,
Wherein the maximum value of SFQR defined by the SEMI standard is 0.04 탆 or less except for a region of GBIR of 0.2 탆 or less defined by the SEMI standard and a region of 2 mm radially inward from the outer edge of the silicon wafer. wafer.
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