KR20210143726A - 연마장치용 정반, 연마장치 및 연마방법 - Google Patents

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마츠오 이이다
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마루이시 산교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 연마장치에 사용되고, 연마 패드가 첩부되는 정반의 개량에 관한 것이다. 본 발명의 정반은 정반 본체와, 상기 정반 본체의 상기 연마 패드가 첩부되는 면에 형성된 이형 필름 또는 이형지로 이루어지는 이형층을 포함한다. 이형층은 표면의 박리력이 0.08 N／50 ㎜ 이상 5.0 N／50 ㎜ 이하이다. 본 발명은 점착제를 구비하는 일반적인 연마 패드를 이용하는 연마장치에 적합하게 사용 가능하다. 본 발명에 의하면, 연마 패드의 고정작업 및 교환작업을 종래보다도 용이하게 할 수 있다.

Description

연마장치용 정반, 연마장치 및 연마방법
본 발명은 반도체 부품, 전자 부품 등으로 사용되는 반도체 웨이퍼 등의 연마공정에서 사용되는 연마장치용 정반(플래튼)에 관한 것이다. 상세하게는, 연마공정 시에 연마 패드를 첩부하기 위한 정반으로서, 연마 패드의 교환을 효율적으로 행할 수 있는 정반에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼, 디스플레이용 유리 기판, 하드디스크용 기판 등의 반도체 부품, 전자 부품의 제조 프로세스에 있어서, 기판 표면의 평탄화·경면화를 위한 연마공정을 포함시키는 것이 일반적으로 되어 있다. 도 1은 일반적인 연마장치(편면 연마장치) 및 그에 따른 연마공정의 개요를 설명하는 도면이다. 연마공정에 있어서는 연마 패드를 연마장치에 고정한 후, 웨이퍼 등의 워크(피연마 부재)를 연마 패드에 눌러 연마 슬러리를 공급하면서, 양자를 상대적으로 슬라이딩시켜서 연마를 행하고 있다.
연마 패드의 고정 시에는, 사전에 점착 테이프 등의 점착제를 연마 패드에 접합하여, 점착제를 매개로 연마장치의 정반에 첩부하고 있다(도 1). 또한, 정반의 연마 패드를 첩부하는 부위에 대해서, 정반 본체 또는 플래튼으로 칭하여지는 경우가 있다.
점착제에 의한 연마 패드의 고정방법에 대해서는, 연마 패드의 교환작업에서 시간이 걸리고 힘이 들어, 연마공정의 작업효율을 크게 저하시키는 요인이 되고 있었다. 즉, 연마 패드의 교환에서는, 오래된 연마 패드를 정반으로부터 떼어낼 필요가 있는데, 이때 정반에 점착제가 남는 경우가 있다. 그리고, 새로운 연마 패드의 고정 전에, 정반에 남은 점착제를 용제 등으로 제거하여 청소하는 공정이 필요해져, 교환작업에 시간이 걸리고 힘이 드는 것이었다.
이 출원 출원인은 상기 종래의 점착제에 의한 연마 패드의 고정방법에 대해, 소정의 흡착재를 이용한 연마 패드 및 이것에 의한 고정방법을 제안하고 있다(특허문헌 1). 이 연마 패드는 정반으로의 첩부면에 소정 구성의 실리콘 조성물로 이루어지는 흡착재를 설치한 것이다. 이 흡착재는 문자 그대로 그 흡착작용에 의해 연마 패드를 정반에 고정시키는 것으로, 정반으로부터 떼어낸 후에도 잔류물이 생기지 않는다. 또한, 이 연마 패드는 정반으로부터 떼어낸 후에도 재차 첩부가 가능하고, 재고정도 원활하게 행할 수 있기 때문에, 연마 패드의 교환작업을 효율적으로 행할 수 있다. 이로써, 연마작업의 효율화를 도모하는 것도 가능해진다.
일본국 실용신안등록 제3166396호 명세서
상기 흡착재가 부속된 연마 패드의 유용성은 확실한 것으로, 그 보급이 요망되는 바이다. 그러나, 현실적으로는 종래의 점착제를 구비하는 연마 패드의 사용예 쪽이 아직 많은 것이 실정이다. 이 때문에, 이 출원인으로서는, 상기 흡착재 부착 연마 패드의 이용 확대를 도모하면서, 종래의 점착제 부착 연마 패드에 취급성 향상으로의 대응도 고려해야만 한다고 생각하였다.
본 발명은 이상과 같은 배경하에 이루어진 것으로, 점착제를 구비하는 연마 패드를 이용하는 연마공정 시에, 연마 패드의 고정작업 및 교환작업을 종래 공정보다도 용이하게 할 수 있는 연마장치의 구성을 명확하게 한다.
점착제를 구비하는 연마 패드에 있어서, 작업효율상 문제의 요인이 있다고 하더라도, 연마 패드의 구성을 개량하는 것은 반드시 우선해야만 하는 것은 아니다. 점착제를 구비하는 연마 패드의 개량에 의해 과제 해결 가능해졌다고 하더라도, 그것을 광범위하게 보급시키는 것은 용이하지는 않다. 이는 상기한 이 출원인에 의한 흡착재를 구비한 연마 패드의 예로부터도 예측할 수 있다.
또한, 본 발명의 과제가 연마 패드의 고정 및 교환을 용이하게 하는 것에 있다고 하더라도, 그것만을 중시하는 것도 바람직하지 않다. 교환작업 등에 있어서의 취급성이 향상되어도, 연마장치 본래의 목적인 연마작업에 지장을 초래하는 개량은 피해야만 하기 때문이다.
본 발명자들은 상기 사정을 감안하여 검토한 결과, 연마장치의 정반의 구성에 착안하였다. 그리고, 비교적 간이한 구성을 부여한 정반에 대해서, 연마작업에 있어서의 품질을 유지하면서도, 연마 패드의 교환작업의 효율화가 가능한 것을 발견하고, 본 발명에 상도하였다.
즉, 본 발명은 연마장치에 사용되고, 연마 패드가 첩부되는 정반에 있어서, 정반 본체와, 상기 정반 본체의 상기 연마 패드가 첩부되는 면에 형성된 이형 필름(release film) 또는 이형지로 이루어지는 이형층을 포함하고, 상기 이형층은 표면의 박리력이 0.08 N／50 ㎜ 이상 5.0 N／50 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 연마장치용 정반이다.
상기와 같이, 본 발명은 정반 본체의 표면에, 이형 필름 또는 이형지에 의해 형성되는 이형층을 부여한 연마장치용 정반이다. 본 발명에서는, 이형층을 매개로 정반에 연마 패드를 고정하여 연마작업을 행한다. 아래에 본 발명의 정반, 이것을 적용하는 연마장치 및 연마방법에 대해서 설명한다.
(I) 본 발명의 이형층을 구비하는 정반
본 발명의 정반에 있어서, 이형층을 형성하는 이형 필름 또는 이형지란, 수지 필름 기재 또는 종이 기재를 이형 처리하여, 그 표면에 있어서 박리작용을 발현시킨 필름 또는 종이의 총칭이다. 여기에서의 박리작용이란, 각종 점착제나 도료 도막 등에 대해 고착하지 않고 박리 가능한 상태로 고정하는 작용이다. 이러한 이형 필름 또는 이형지는 시판의 점착·접착 테이프, 스티커, 반창고, 피부 첩부용 습포제 등의 점착제층 상에 적층되어 있다.
본 발명에 있어서는 정반의 표면에 대해서 소정 범위의 박리력을 갖는 이형 필름 또는 이형지로 이루어지는 이형층을 형성한다. 이형층의 박리력을 규정하는 것은, 연마 패드 교환의 효율화와 연마작업에 있어서의 작업성 및 연마 품질 양쪽에 있어서의 최적화를 도모하기 위함이다. 즉, 5.0 N／50 ㎜를 초과하는 박리력의 이형층은 연마 패드의 점착제에 의한 점착력이 지나치게 강해져 연마 패드의 교환효율이 저하된다. 한편, 이상 0.08 N／50 ㎜ 미만이 되면, 정반에 대한 연마 패드의 고정이 약해져, 연마작업 중에 연마 패드의 어긋남(shifting), 박리가 발생할 우려가 있다. 또한, 연마 패드에 명확한 어긋남이 생기지 않더라도, 연마 패드의 연마면의 거동이 불안정해져, 워크 표면에 흠집이나 물결침·변형 등이 발생할 우려가 있다. 이상과 같은 이유로부터, 박리력이 규정된 이형 필름 또는 이형지가 적용된다.
박리력이란, 이형 필름 또는 이형지에 첩부한 점착제를 박리하는 데 소요되는 힘이다. 본 발명에 있어서의 구체적인 지표로서는, 소정의 점착 테이프(닛토 덴코 제조 「No. 31B」(50 ㎜ 폭))를 필름 등의 이형층의 표면에 첩부하고, 실온에서 2시간 방치 후에, 필름 등과의 박리각도 180°, 박리속도：300 ㎜／분으로 점착 테이프를 박리했을 때 인장시험기로 측정된 값이다.
상기와 같이, 이형 필름 또는 이형지는 수지 필름 기재 또는 종이 기재에 이형제를 도포하여 형성되는 소재이다. 이형제로서는, 실리콘계 수지, 불소계 수지, 장쇄 알킬계 수지, 파라핀계 수지, 올레핀계 수지를 들 수 있다. 이들 수지는 연마 패드의 점착제에 대해 상기한 적절한 박리력을 나타낼 수 있는 동시에, 점착제의 잔류도 적다. 본 발명의 정반의 이형층의 표면은 이들 수지로 이루어지는 것이 바람직하다. 이형제의 구체적인 조성으로서는, 실리콘계 수지로서는 오르가노폴리실록산 화합물의 단독 중합체, 및 오르가노폴리실록산 화합물과 라디칼 중합성 모노머를 라디칼 중합하고 있는 공유 중합체 등이 있다. 또한, 장쇄 알킬계 수지로서는, 장쇄 알킬 펜던트형 폴리머(예를 들면, 피로일 1010(라이온·스페셜티·케미컬즈 주식회사 제조))를 들 수 있다.
이형 필름을 구성하는 수지 필름 기재 및 이형지를 구성하는 종이 기재의 구성에 대해서는, 특별히 제한은 없다. 수지 필름 기재로서는, 폴리에스테르계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 나일론계 수지, 우레탄계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지, 폴리염화비닐계 수지 등의 수지제 필름이 사용된다. 바람직하게는 폴리에스테르계 수지로, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)이며, 특히 바람직한 것은 PET이다. 종이 기재로서는 일반적인 종이 소재를 적용할 수 있다.
본 발명의 정반에서는, 상기한 이형 필름 또는 이형지를 정반 본체에 고정하여 이형층을 형성한다. 이형 필름 또는 이형지의 두께에 대해서는, 특별히 한정되지 않으나, 50 ㎛ 이상 500 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 그리고, 이형 필름 또는 이형지는 점착제나 접착제에 의해 정반 본체에 강고하게 고정되는 것이 바람직하다. 이를 위한 점착제 및 접착제로서는, 아크릴계, 고무계의 점착제나 실리콘계, 에폭시계의 점착재 및 접착제를 들 수 있다.
이상 설명한 이형 필름 또는 이형지로 이루어지는 이형층에 대해, 정반은 기본적으로는 종래와 동일한 것이 적용된다. 정반을 특이한 구성으로 하는 것은, 본 발명의 이용에 있어서 지장이 되기 때문이다. 연마장치에 있어서의 정반은 연마 패드를 유지하는 동시에, 회전 구동하여 워크를 연마하는 부재이다. 또한, 정반은 단일 구조의 것으로는 한정되지 않는다. 연마 패드가 고정되는 부재와, 정반을 회전 구동시키기 위해 연마장치의 기계적 수단에 접속된 부재 등으로 복수 부재로 분할되는 정반도 알려져 있다. 본 발명에 있어서는 연마 패드가 고정되는 부재를 그 형상과 사이즈에 상관없이, 정반 본체로 한다.
연마 패드가 고정되는 정반 본체는 경질이며 내식성이 우수한 재료로 이루어지는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 스테인리스, 주철, SiC 등의 세라믹스로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 정반 본체의 이형층(이형 필름 또는 이형지)이 고정되는 면의 표면 거칠기는, 산술 평균 거칠기(Ra)로 0.01 ㎛ 이상 2.0 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 정반 본체의 표면 거칠기가 2.0 ㎛를 초과하면, 이형층이 되는 이형 필름 또는 이형지의 고정 상태가 약간 불안정해져, 연마 패드의 어긋남이 생겨 연마 정밀도가 저하될 우려가 있다. 정반 본체의 표면 거칠기는 될 수 있는 한 저감시키는 것이 바람직하나, 현실적인 관점에서 0.01 ㎛를 하한값으로 한다. 또한, 이 표면 거칠기는 정반면 내의 평균값을 채용하는 것이 바람직하고, 정반의 중심부, 단부(외주부) 등의 2점 이상의 부위의 표면 거칠기에 대한 측정값의 평균을 정반의 표면 거칠기로 하는 것이 바람직하다.
(II) 본 발명의 정반을 구비하는 연마장치
이상 설명한 본 발명의 정반은 종래의 연마장치에 접속함으로써 연마작업에 제공할 수 있다. 이 본 발명의 정반을 구비하는 연마장치는 연마 패드의 탈착을 수반하는 교환작업의 효율이 양호한 연마장치가 된다.
연마장치에는 1기의 정반에 첩부된 연마 패드에 의해 워크의 편면을 연마하는 편면 연마기(도 1에서 예시)와, 2기(한쌍)의 정반(상정반, 하정반) 각각에 첩부된 연마 패드에 의해 워크의 양면을 연마하는 양면 연마기(도 3에서 예시)가 있다. 본 발명의 정반은 편면 연마기 및 양면 연마기 양쪽에 적용할 수 있다. 양면 연마기에 본 발명을 적용하는 경우, 어느 한쪽의 정반에 본 발명을 적용할 수 있으나, 양쪽의 정반에 본 발명을 적용하는 것이 바람직하다. 양면 연마기의 양쪽 정반에 본 발명을 적용할 때, 양쪽 정반의 이형층의 박리력을 동일하게 할 수 있다. 또한, 양면 연마기의 하정반은 상정반의 하중을 받고 있는 것을 고려하여, 하정반 및 상정반의 이형층에 상이한 박리력을 설정하는 것도 가능하다.
(III) 본 발명의 연마방법
본 발명의 정반의 이형층이 되는 이형 필름 또는 이형지는 단독의 부재로서 입수 가능하다. 따라서, 이형층을 갖지 않는 종래의 정반의 정반 본체에 이형 필름 또는 이형지를 고정하고, 그것으로부터 연마 패드를 첩부함으로써 적합한 연마방법을 실시할 수 있다.
즉, 본 발명의 연마방법은 정반 본체에 연마 패드를 첩부하고, 상기 연마 패드에 의해 워크를 연마하는 연마방법에 있어서, 상기 연마 패드의 첩부 전에, 표면의 박리력이 0.08 N／50 ㎜ 이상 5.0 N／50 ㎜ 이하인 이형 필름 또는 이형지를 상기 정반 본체에 고정하여 이형층을 형성하고, 그 후, 상기 이형층에 연마 패드를 첩부하여 워크를 연마하는 것을 특징으로 하는 방법이다.
상기 본 발명의 연마방법에 있어서, 정반 본체에 고정하는 이형 필름 또는 이형지는 전술한 것과 동일하다. 이형 필름 또는 이형지의 표면은 실리콘계 수지, 불소계 수지, 장쇄 알킬계 수지, 파라핀계 수지, 올레핀계 수지로 이루어지는 것이 바람직하다. 이형 필름 또는 이형지는 이들 수지층을 수지 필름 기재 또는 종이 기재로 지지시켜서 구성된다. 수지 필름 기재 또는 종이 기재는 상기와 동일하게 한다.
정반 본체에 이형 필름 또는 이형지를 고정할 때의 고정방법은, 점착제나 접착제에 의해 정반 본체로 강고하게 고정되는 것이 바람직하다. 점착제 및 접착제로서는, 아크릴계, 고무계의 점착제나 실리콘계, 에폭시계의 점착재 및 접착제가 적용된다.
이형 필름 또는 이형지를 정반 본체에 고정한 후, 연마 패드를 정반에 첩부하여 연마작업을 개시한다. 연마 패드에 관해서는, 종래의 연마 패드가 사용된다. 연마 패드는 워크를 연마하기 위한 연마층(연마포)에 점착제 또는 접착제를 도포하여 구성된다. 연마층은 예를 들면 나일론, 폴리우레탄, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등으로 형성된 부직포, 발포 성형체 등으로 이루어진다. 연마층에 도포되는 점착제 또는 접착제로서는, 아크릴계, 고무계의 점착제나 실리콘계, 에폭시계의 접착제를 들 수 있다.
본 발명의 연마방법은 정반의 표면에 이형층을 형성함으로써, 연마 패드의 교환작업의 효율을 향상시키는 것을 목적으로 한다. 그 대상은 기본적으로 점착제 또는 접착제를 구비하는 연마 패드이다. 단, 연마 패드로서 소정 구성의 실리콘 조성물로 이루어지는 흡착재를 구비한 연마 패드(특허문헌 1)도 사용 가능하다. 실리콘 조성물로 이루어지는 흡착재에는 적당하게 강력한 흡착력이 있다. 본 발명에서 정반 본체 상에 형성한 이형층은 이 흡착재를 떼어내기 위한 힘도 경감시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 실리콘 조성물로 이루어지는 흡착재를 구비하는 연마 패드도 유효하게 사용할 수 있다.
실리콘 조성물로 이루어지는 흡착재란, 양쪽 말단에만 비닐기를 갖는 직쇄상 폴리오르가노실록산으로 이루어지는 실리콘, 양쪽 말단 및 측쇄에 비닐기를 갖는 직쇄상 폴리오르가노실록산으로 이루어지는 실리콘, 말단에만 비닐기를 갖는 분지상 폴리오르가노실록산으로 이루어지는 실리콘, 및 말단 및 측쇄에 비닐기를 갖는 분지상 폴리오르가노실록산으로 이루어지는 실리콘으로부터 선택되는 1종 이상의 실리콘을 가교시켜서 이루어지는 조성물을 적층하여 형성하고 있다.
상기 실리콘의 구체적인 예로서는, 직쇄상 폴리오르가노실록산의 예로서 화학식 1의 화합물을 들 수 있다. 또한, 분지상 폴리오르가노실록산의 예로서 화학식 2의 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00001
(식중 R은 아래 유기기, n은 정수를 나타낸다)
Figure pct00002
(식중 R은 아래 유기기, m, n은 정수를 나타낸다)
화학식 1, 화학식 2에 있어서 치환기(R)의 구체적인 예로서는 메틸기, 에틸기, 프로필기 등의 알킬기, 페닐기, 톨릴기 등의 아릴기, 또는 이들 기의 탄소원자에 결합한 수소원자의 일부 또는 전부를 할로겐원자, 시아노기 등으로 치환한 동종 또는 이종의 비치환 또는 치환의 지방족 불포화기를 제외한 1가 탄화수소기를 들 수 있다. 바람직하게는 그의 적어도 50 몰%가 메틸기인 것이다. 치환기는 이종이어도 동종이어도 된다. 또한, 이 폴리실록산은 단독이어도 2종 이상의 혼합물이어도 된다.
또한, 흡착재를 구성하는 실리콘은 수 평균 분자량이 30000∼100000인 것이 적합한 흡착작용을 갖는다. 실리콘의 수 평균 분자량은 30000∼60000인 것이 바람직하다.
이형층을 매개로 정반 본체에 연마 패드를 고정한 후에는 통상의 방법으로 워크의 연마를 행한다. 본 발명은 편면 연마 및 양면 연마 양쪽에 적용할 수 있기 때문에, 양면 연마에 있어서는 상기한 이형 필름 또는 이형지의 고정 및 연마 패드의 고정을 각 정반에 대해서 행한다. 그리고, 연마작업의 진행에 수반하여, 필요에 따라 연마 패드의 교환을 행한다. 이때, 정반의 이형층에 의해 연마 패드의 효과작업을 원활하게 행할 수 있다.
이상 설명한 본 발명의 연마장치용 정반 및 연마방법에 의하면, 종래부터 널리 사용되고 있는 점착제를 적용한 연마 패드에 의한 연마공정에 있어서, 패드의 교환작업을 용이하게 할 수 있다. 본 발명의 정반은 기본적인 구성을 종래의 정반과 동일하게 하면서, 연마 품질을 저하시키지 않고 상기 효과를 발휘할 수 있다.
도 1은 연마장치 및 연마 패드에 의한 연마공정의 개요를 설명하는 도면이다.
도 2는 제1 실시형태의 연마장치(편면 연마장치)에 있어서의 정반 구성의 일례를 설명하는 도면이다.
도 3은 제2 실시형태의 연마장치(양면 연마장치)의 구성의 개략을 설명하는 도면이다.
제1 실시형태：아래에 본 발명의 적합한 실시형태를 설명한다. 번 실시형태에서는, 이형 필름을 접착한 정반을 제작하고, 여기에 시판의 점착제 부착 연마 패드를 편면 연마장치의 정반에 고정하고 연마작업을 행하여, 교환 시의 작업성을 검토하는 동시에 연마 품질을 평가하였다.
본 실시형태에서 사용한 연마 패드는 범용의 스웨이드 타입의 연마포(모델 7355－000F, 냅 길이 450 ㎛, 두께 1.37 ㎜)를 구비하는 시판의 원형 연마 패드이다. 이 연마 패드는 이면에 점착 테이프가 첩부되어 있다.
그리고, 도 1에서 나타낸 장치와 동일한 편면 연마장치에 있어서, 도 2와 같이 정반의 본체 부분에 이형 필름을 접착하여 본 실시형태의 정반을 제작하였다. 본 실시형태에서는 시판의 박리력이 상이한 실리콘계의 이형 필름(주식회사 후지코 제조：상품명 PET-75×1(두께 75 ㎛))을 복수 종 준비하고, 복수의 정반을 제작하여 이형층의 특성을 평가하였다. 본 실시형태에서는 박리력이 0.05 N／50 ㎜, 0.08 N／50 ㎜, 0.2 N／50 ㎜, 0.95 N／50 ㎜, 5.0 N／50 ㎜, 7.0 N／50 ㎜인 이형 필름을 준비하였다. 그리고, 이형 필름을 정반의 치수(φ800 ㎜)와 동일한 치수로 재단하고, 이것을 아크릴계 접착제로 접착 접합하였다.
이상과 같이 하여 준비한 연마장치 및 연마 패드를 사용하여, 실리콘 웨이퍼(φ8인치)를 워크(피연마 부재)로 하는 연마시험을 행하였다. 이 연마시험에서는, 상기 이형 필름을 점착제로 정반에 점착 고정한 후, 이형 필름 상에 연마 패드를 점착 고정하여 실리콘 웨이퍼를 연마하였다. 이 연마시험에서는, 연마 슬러리를 연마 패드에 적하하면서, 연마 패드(정반) 및 실리콘 웨이퍼(헤드)를 회전시켜서 실리콘 웨이퍼를 연마하였다. 이때 연마 조건은 아래와 같이 하였다.
·연마 슬러리：Glanzox(주식회사 후지미 인코포레이티드 제조)를 순수로 30배로 희석한 슬러리
·연마 슬러리 적하속도：150 ㎖／min
·연마 압력：0.163 kgf／㎠
·연마 패드의 회전속도：45 rpm
·헤드의 회전속도：47 rpm
·헤드의 요동속도：250 ㎜／min
·연마시간：3 min(1장당)
본 실시형태의 연마시험에서는, 상기 조건에서 25장의 실리콘 웨이퍼를 연속해서 연마한 후, 연마 패드를 정반(이형 필름)으로부터 떼어내고, 새로운 연마 패드를 점착 고정하여, 동일하게 25장의 실리콘 웨이퍼를 연속 연마하였다. 본 실시형태에서는, 합계로 200장의 실리콘 웨이퍼를 연마하는 것으로 하고, 상기 연마 패드의 교환작업(떼어내기작업)을 7회 행하였다. 또한, 연마작업 후의 실리콘 웨이퍼에 대해서는, 순수로 세정하고 건조시켜서, 그 중량을 마이크로 전자저울로 측정하여, 연마 전후의 중량차로부터 연마율을 평가하였다.
연마시험에 있어서의 평가방법으로서는, 각 이형 필름에 의한 모든 연마작업에 있어서, 연마 패드와 정반의 고정 상태(점착 상태)를 육안과 촉감에 의해 확인하여, 연마 패드의 어긋남이나 박리 유무를 검토하였다. 그리고, 연마 패드의 어긋남 등이 확인된 단계에서, 당해 이형 필름은 불합격인 것으로 하여 시험 중지하였다.
또한, 상기 7회 연마 패드의 교환작업에 있어서의 작업효율도 평가하였다. 본 실시형태에서는, 교환작업 시에 용수철저울을 사용하여 연마 패드의 단부를 90도 상방향으로 잡아당겨, 연마 패드의 박리가 생겼을 때의 하중을 측정하였다. 그리고, 하중값이 500 g 이하인 경우를 작업효율이 양호「○」라고 판정하고, 하중값이 500 g을 초과한 경우를 작업효율이 불량「×」이라고 판정하였다. 또한, 하중값의 평가에는 7회의 교환작업 시 측정값의 평균값을 채용하였다.
이상의 연마시험·평가는 준비한 박리력이 상이한 7종의 이형 필름을 고정한 정반에 대해서 행하였다. 또한, 본 실시형태에서는, 아크릴계 및 고무계의 2종의 점착제를 준비하고, 각각의 점착제로 이형 필름의 정반에 고정하여 연마시험을 행하였다. 또한, 본 실시형태에서는, 연마 패드를 정반에 직접 점착 고정한 연마시험을 종래예로서 행하였다. 이상 설명한 연마시험에 있어서의 평가결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00003
표 1로부터, 정반의 이형층(이형 필름)의 박리력을 0.08 N／50 ㎜ 이상으로 한 경우, 및 5.00 N／50 ㎜ 이하로 한 경우는, 연마작업 중 연마 패드의 어긋남·박리도 없이 양호한 연마 상태였다. 그리고, 이들 정반에 대해서는 연마 패드 교환 시의 박리 하중은 500 g 이하를 나타내, 교환효율도 우수한 것이 확인되었다. 또한, 이들 정반에서는 종래예와 동등한 연마율로의 연마작업이 가능한 것도 확인되었다.
한편, 정반의 이형층의 박리력이 5.0 N／50 ㎜를 초과하는 경우(7.0 N／50 ㎜), 연마 패드의 교환 시 박리 하중이 500 g을 초과하고 있어 교환효율이 떨어지는 것이 확인되었다. 이 비교예에서는, 연마 패드의 어긋남 등은 발생하지 않고, 연마율은 양호하여, 종래예인 연마 패드를 직접 정반에 고정하는 경우와 동일하다고 할 수 있다.
또한, 정반의 이형층의 박리력을 0.08 N／50 ㎜ 미만으로 한 경우(0.05 N／50 ㎜), 연마작업 중에 연마 패드의 어긋남이 발생하였다. 이 문제는 처음의 25장의 실리콘 웨이퍼의 연마 중에 발생하고 있어, 1회째의 교환작업을 행하지 않고 시험 중단이 되었다. 또한, 이 정반에 있어서는 연마율이 종래예에 대해 0.05 ㎛/min 낮아져 있었다. 이 연마율의 불량은 연마 패드가 바람직하지 않은 고정 상태에 있었기 때문이라고 고찰된다. 정반 표면의 박리력을 낮게 하는 것은, 연마 품질에도 영향을 미치는 것을 알 수 있다.
제2 실시형태：본 실시형태에서는 양면 연마장치의 상정반 및 하정반의 양쪽에 이형층을 형성하여 연마작업을 행하고, 연마 패드 고정의 안정성을 평가하였다.
도 2는 본 실시형태에서 사용한 양면 연마장치 구성의 개략을 나타내는 도면이다. 도 2의 양면 연마장치는 상정반, 하정반 및 각 정반을 회전 구동하는 회전축을 구비한다. 양면 연마장치에 의한 연마작업에서는, 각 정반의 연마 패드를 첩부 고정하고, 두 정반 사이에 캐리어로 고정된 워크(피연마 부재)를 삽입하여 연마를 행한다. 캐리어 및 회전축에는 그 외주에 기어가 형성되어 있어, 회전축의 구동에 의해 캐리어도 회전 구동하도록 되어 있다.
본 실시형태에서는, 상정반 및 하정반의 본체 부분에 이형층이 되는 이형 필름을 접착하여 본 실시형태의 정반을 제작하였다. 이형 필름은 실리콘계의 이형 필름(주식회사 후지코 제조：상품명 PET-75×1(두께 75 ㎛))으로, 그 박리력은 0.2／50 ㎜이다. 그리고, 이형층의 표면에 연마 패드를 고정하였다. 본 실시형태에서 사용한 연마 패드는 범용의 우레탄 타입(CeO2)의 원형(도넛 형상)의 연마 패드로, 이면에 아크릴계 점착 테이프가 첩부된 것이다. 또한, 정반의 치수는 상하 모두 정반 고정면에 φ680 ㎜로, 연마 패드의 바깥지름도 동일 치수이다.
그리고, 상기 연마장치 및 연마 패드를 사용하여, 유리 웨이퍼(φ8인치)를 워크로 하여 연마시험을 행하였다. 이 연마시험에서는, 상기 이형 필름이 점착 고정된 정반에 연마 패드를 점착 고정하여 실리콘 웨이퍼를 연마하였다. 연마공정에서는 연마 슬러리를 상정반에 설치된 다수의 공급구멍(도시하지 않음)으로부터 공급하면서, 상하의 연마 패드 및 실리콘 웨이퍼를 회전시켜서 실리콘 웨이퍼를 연마하였다. 이때 연마 조건은 아래와 같이 하였다.
·연마 슬러리：SHOREX FL－2(쇼와 덴코 주식회사 제조)
·연마 슬러리 공급량：5 ℓ／min
·연마 압력：0.48 Kgf／㎠
·정반의 회전속도：상하 40 rpm
본 실시형태의 연마시험에서는, 상기 조건에서 80시간의 연마를 행하는 것으로 하고, 5시간, 10시간, 20시간, 40시간의 연마마다 연마작업을 정지하여, 연마 패드의 상하 정반에 대한 박리력을 측정하였다. 본 실시형태에서는, 연마 패드의 단부에 훅 부착 인장용 로드셀을 걸어 90도 위쪽으로 인장하여, 연마 패드의 박리가 발생하였을 때의 하중을 박리력으로 하였다. 또한, 이 측정을 위해, 연마 패드의 바깥 가장자리 일부에 훅 걸이용 루프가 장착되어 있다. 박리력 측정 후는 연마 패드를 정반에 재차 첩부하여 연마작업을 속행하였다. 이와 같이 박리력 측정과 연마작업을 반복하여, 80시간까지 연마를 행하였다. 이 평가시험에 있어서의 측정결과를 표 2에 나타낸다.
Figure pct00004
표 2로부터, 본 실시형태의 박리층을 구비하는 정반에 있어서는, 각 시간 경과 후의 연마 패드의 박리력은 안정되어 있는 것을 확인할 수 있다. 본 실시형태의 정반에 의하면, 80시간의 연마작업에 있어서 연마 패드의 박리나 어긋남을 발생시키지 않고 워크의 연마를 행할 수 있다고 할 수 있다. 이 연마시험에서는, 연마시간의 증대와 함께 연마 패드의 박리력이 커진 것은, 가압시간의 적산에 의한 것으로 생각된다. 단, 연마시험 후에 연마 패드를 정반으로부터 떼어낼 때는, 특별히 힘들이지 않고 연마 패드를 탈착할 수 있고, 정반 표면으로의 접착제의 잔존도 없었다.
이상과 같이, 정반의 박리층의 박리력을 적절히 함으로써, 연마작업 중에는 안정된 연마가 가능해지고, 작업 후에도 연마 패드도 용이하게 탈착할 수 있는 것이 확인되었다. 연마시험 후의 워크 표면을 관찰한 바, 연마 흠집이나 물결침·변형이 없는 양호한 연마면이었다.
산업상 이용가능성
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 연마장치용 정반은 이형 필름 등으로 이루어지는 이형층을 구비함으로써, 점착제에 의해 고정되는 연마 패드의 고정·교환의 작업성을 향상시키고 있다. 본 발명은 반도체 웨이퍼, 디스플레이용 유리 기판, 하드디스크용 기판 등의 연마공정에 있어서 유용하다.

Claims (9)

  1. 연마장치에 사용되고, 연마 패드가 첩부되는 정반에 있어서,
    정반 본체와, 상기 정반 본체의 상기 연마 패드가 첩부되는 면에 형성된 이형 필름 또는 이형지로 이루어지는 이형층을 포함하고,
    상기 이형층은 표면의 박리력이 0.08 N／50 ㎜ 이상 5.0 N／50 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 연마장치용 정반.
  2. 제1항에 있어서,
    이형층의 표면이 실리콘계 수지, 불소계 수지, 장쇄 알킬계 수지, 파라핀계 수지, 올레핀계 수지로 이루어지는 연마장치용 정반.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    정반 본체는 스테인리스, 주철, 세라믹스로 이루어지는 연마장치용 정반.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    정반 본체의 이형층이 형성되는 면의 표면 거칠기가 산술 평균 거칠기(Ra)로 0.01 ㎛ 이상 2.0 ㎛ 이하인 연마장치용 정반.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 정반을 구비하는 연마장치.
  6. 정반 본체에 연마 패드를 첩부하고, 상기 연마 패드에 의해 워크를 연마하는 연마방법에 있어서,
    상기 연마 패드의 첩부 전에, 표면의 박리력이 0.08 N／50 ㎜ 이상 5.0 N／50 ㎜ 이하인 이형 필름 또는 이형지를 상기 정반 본체에 고정하여 이형층을 형성하고,
    그 후, 상기 이형층에 연마 패드를 첩부하여 워크를 연마하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  7. 제6항에 있어서,
    이형 필름 또는 이형지의 표면은 실리콘계 수지, 불소계 수지, 장쇄 알킬계 수지, 파라핀계 수지, 올레핀계 수지로 이루어지는 것인 연마방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    연마 패드는 연마층에 점착제 또는 접착제를 도포함으로써 구성된 것인 연마방법.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    연마 패드는 연마층에 흡착재를 적층함으로써 구성된 것으로,
    상기 흡착재는 양쪽 말단에만 비닐기를 갖는 직쇄상 폴리오르가노실록산으로 이루어지는 실리콘, 양쪽 말단 및 측쇄에 비닐기를 갖는 직쇄상 폴리오르가노실록산으로 이루어지는 실리콘, 말단에만 비닐기를 갖는 분지상 폴리오르가노실록산으로 이루어지는 실리콘, 및 말단 및 측쇄에 비닐기를 갖는 분지상 폴리오르가노실록산으로 이루어지는 실리콘으로부터 선택되는 1종 이상의 실리콘을 가교시켜서 이루어지는 실리콘 조성물로 이루어지는 것인, 연마방법.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03166396A (ja) 1989-11-24 1991-07-18 Nippon Steel Corp 化成処理性に優れた高耐食性複合電気めっき鋼板及びその製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007210236A (ja) * 2006-02-10 2007-08-23 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 積層研磨パッド
JP5061308B2 (ja) * 2007-01-05 2012-10-31 フジコピアン株式会社 密着シート
JP2011000671A (ja) 2009-06-18 2011-01-06 Okamoto Machine Tool Works Ltd 基板用研磨定盤
JP3166396U (ja) * 2010-12-20 2011-03-03 丸石産業株式会社 研磨パッド
JP5893479B2 (ja) * 2011-04-21 2016-03-23 東洋ゴム工業株式会社 積層研磨パッド
JP5765858B2 (ja) * 2012-12-04 2015-08-19 丸石産業株式会社 研磨パッド
KR20150114382A (ko) * 2013-01-31 2015-10-12 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 연마 장치, 연마 패드 부착 방법 및 연마 패드 재부착 방법
CN104231964B (zh) * 2014-09-17 2016-02-03 常州昊天塑胶科技有限公司 研磨垫固定用胶带及研磨垫贴合结构
JP6372662B2 (ja) * 2014-10-03 2018-08-15 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッド固定用テープおよび研磨パッド
JP2016117108A (ja) * 2014-12-18 2016-06-30 東洋ゴム工業株式会社 研磨パッド
JP6976048B2 (ja) * 2015-11-30 2021-12-01 日東電工株式会社 研磨パッド固定用粘着シート

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03166396A (ja) 1989-11-24 1991-07-18 Nippon Steel Corp 化成処理性に優れた高耐食性複合電気めっき鋼板及びその製造方法

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