KR20230011291A - 양면연마장치용 캐리어의 제조방법 및 웨이퍼의 양면연마방법 - Google Patents

양면연마장치용 캐리어의 제조방법 및 웨이퍼의 양면연마방법 Download PDF

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야스키 요시다
유키 타나카
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신에쯔 한도타이 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 연마포가 첩부된 상정반 및 하정반을 갖는 양면연마장치에서 이용되고, 웨이퍼를 유지하기 위한 유지구멍이 형성된 캐리어 모재와, 상기 유지구멍의 내주면을 따라 배치되어 상기 웨이퍼의 외주부와 접하는 내주부가 형성된 수지 인서트를 갖는 양면연마장치용 캐리어의 제조방법으로서, 상기 캐리어 모재와, 이 캐리어 모재보다도 두꺼운 상기 수지 인서트를 준비하는 준비 공정과, 상기 수지 인서트를, 상기 유지구멍의 내주면에 비접착이며 박리강도가 10N 이상 50N 이하가 되도록 형성하는 형성 공정과, 상기 캐리어 모재 및 상기 수지 인서트로 이루어지는 캐리어를, 상기 양면연마장치를 이용하여, 하중이 2단 이상의 다단인 입상연마를 행하는 입상연마 공정을 갖는 양면연마장치용 캐리어의 제조방법이다. 이에 의해, 양면연마장치용 캐리어에 있어서 수지 인서트와 캐리어 모재의 단차량의 표리차를 저감할 수 있는 양면연마장치용 캐리어의 제조방법이 제공된다.

Description

양면연마장치용 캐리어의 제조방법 및 웨이퍼의 양면연마방법
본 발명은, 양면연마장치용 캐리어의 제조방법 및 그를 이용한 웨이퍼의 양면연마방법에 관한 것이다.
양면연마장치는 1배치당 5매 정도의 웨이퍼의 양면을 동시에 연마하기 때문에, 웨이퍼 매수와 동일한 수의 유지구멍을 갖는 양면연마장치용 캐리어를 하정반 위에 설치한다. 캐리어의 유지구멍에 의해 웨이퍼가 유지되고, 상하정반에 마련된 연마포에 의해 양면으로부터 웨이퍼가 끼워져, 연마면에 연마제를 공급하면서 연마가 행해진다.
웨이퍼를 유지하기 위한 유지구멍을 갖는 양면연마장치용 캐리어(이하, 간단히 캐리어라고도 한다)는 금속제의 캐리어가 주류이다. 웨이퍼의 외주부를 금속제의 캐리어로부터 보호하기 위해서, 캐리어의 웨이퍼 유지구멍 내주부에는 수지 인서트를 갖고 있다. 수지 인서트는 웨이퍼의 외주부와 접하기 때문에, 웨이퍼의 에지형상을 만드는데 있어서 중요하다. 수지 인서트에 관한 파라미터의 하나로서 금속 기판(캐리어 모재)과의 단차가 있다. 이 단차의 일례를 이하에 설명한다.
도 6에, 종래 기술에 따른 캐리어의 입상(立上)연마 후의 수지 인서트와 캐리어 모재의 단차 프로파일의 그래프를 나타내었다. 상단은 수지 인서트와 캐리어 모재의 단차를 나타내는 개략도이며, 수지 인서트와 캐리어 모재 사이에 있는 단차의 높이를, 캐리어의 표면과 이면에서 각각 접촉식 측정에 의해 탐침을 주사시켜 측정하였다.
그 단차량의 측정 결과가 중단의 그래프이며, 가로축에 캐리어의 반경 방향의 거리를, 세로축에 단차량을 나타내고 있다. 가로축의 0mm는 캐리어 모재(마이너스)와 수지 인서트(플러스)의 경계에 해당한다. 단차량은, 캐리어 모재의 부분에서는 거의 0μm이다. 수지 인서트의 부분에서는 캐리어 모재의 표면 또는 이면으로부터의 단차가 나타나 있고, 플러스이면 캐리어 모재로부터 돌출하고 있으며, 마이너스이면 캐리어 모재로부터 오목한 것을 나타낸다.
하단의 그래프는, 수지 인서트 위를 90°씩 이동한 합계 4개소에 대해, 표면과 이면의 단차량과 표리차를 각각 측정한 결과를 나타내고 있다. 어느 개소에 있어서도, 단차량의 표리차가 커져 있는 것을 알 수 있다.
이 단차가 웨이퍼의 에지형상의 품질인 ZDD(radial Double Derivative of Z-height)에 영향을 미치는 것을 알 수 있다. 특히 웨이퍼 표리의 ZDD를 동등하게 하기 위해서는, 수지 인서트와 금속 기판의 표리의 단차량이 동등한 것이 바람직하다. 그래서 종래 기술에서는, 금속 기판보다도 두꺼운 수지 인서트를 접착하고, 상하정반의 회전수를 조정함으로써 표리의 단차량의 차를 저감시키고 있었다(예를 들면 특허문헌 1 참조).
한편, 종래 기술에서는 캐리어의 수지 인서트 부분은, 수지제의 액제에 의한 접착이나 금속 기판으로의 앵커 도입 등, 탈락 방지를 위해 강고하게 고정되어 있었다(예를 들면 특허문헌 2 참조).
일본특허출원 2016-56089호 공보 일본특허출원 2009-222183호 공보
상기 방법은 패드(연마포)의 막힘이나 슬러리(연마제)의 응집 상태 등의 부재의 라이프뿐만 아니라, 장치 정밀도나 캐리어의 휨 등의 영향까지 받기 때문에, 설정 조건과는 상정 외에 수지 인서트의 표면 측 또는 이면 측 중 어느 쪽이 우선적으로 깎여서, 단차량의 표리차의 저감을 충분히 달성할 수 없고, 그 결과, 웨이퍼 가공시에 웨이퍼의 표리의 ZDD에 차이가 생기는 케이스가 보였다. 따라서, 상기 영향에 의존하기 어려운, 보다 용이한, 수지 인서트를 갖는 캐리어의 입상연마방법이 요망되었다.
본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 수지 인서트와 캐리어 모재의 단차량의 표리차를 저감할 수 있는 양면연마장치용 캐리어의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에서는, 연마포가 첩부된 상정반 및 하정반을 갖는 양면연마장치에서 이용되고, 웨이퍼를 유지하기 위한 유지구멍이 형성된 캐리어 모재와, 상기 유지구멍의 내주면을 따라 배치되어 상기 웨이퍼의 외주부와 접하는 내주부가 형성된 수지 인서트를 갖는 양면연마장치용 캐리어의 제조방법으로서, 상기 캐리어 모재와, 이 캐리어 모재보다도 두꺼운 상기 수지 인서트를 준비하는 준비 공정과, 상기 수지 인서트를, 상기 유지구멍의 내주면에 비접착이며 박리강도가 10N 이상 50N 이하가 되도록 형성하는 형성 공정과, 상기 캐리어 모재 및 상기 수지 인서트로 이루어지는 캐리어를, 상기 양면연마장치를 이용하여, 하중이 2단 이상의 다단인 입상연마를 행하는 입상연마 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 양면연마장치용 캐리어의 제조방법을 제공한다.
수지 인서트가 유지구멍의 내주면에 접착되어 있지 않고 박리강도가 50N 이하이면, 입상연마를 행함으로써, 수지 인서트와 캐리어 모재의 단차량의 표면 측과 이면 측의 차이가 작아지도록, 즉, 수지 인서트의 돌출 상태가 보다 한층 표리대칭이 되도록 수지 인서트의 상하 방향의 위치를 조정할 수 있다. 또한, 박리강도가 10N 이상이면, 연마에 의해 수지 인서트가 캐리어 모재로부터 박리되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 입상연마시의 하중을 2단 이상의 다단으로 함으로써, 1단째의 연마로 수지 인서트와 캐리어 모재의 단차량을 저감하면서, 수지 인서트를 최적의 위치로 조정한 후, 2단째 이후의 연마로 수지 인서트와 캐리어 모재의 단차량을 더욱 저감하고, 이 단차량의 표리차를 용이하게 저감할 수 있다. 나아가 이와 같이 하여 제작된 캐리어를 이용하여 웨이퍼를 양면연마함으로써, 에지의 ZDD의 표리차가 작은 연마웨이퍼를 얻을 수 있다. 한편, 「입상연마시의 하중을 2단 이상의 다단으로 한다」란, 동일한 하중을 가하여 복수회, 입상연마를 행하는 경우도 포함한다.
또한, 상기 입상연마 공정에 있어서, 상기 2단 이상의 다단의 1단째의 하중을 150gf/cm2 이상 250gf/cm2 이하로 할 수 있다.
1단째의 하중이 150gf/cm2(14.7kPa) 이상이면, 수지 인서트의 위치를 조정하기에 충분한 하중이 된다. 또한, 250gf/cm2(24.5kPa) 이하이면, 비접착인 수지 인서트가 연마포와의 마찰력에 의해 캐리어 모재로부터 박리되는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 상기 입상연마 공정에 있어서, 상기 2단 이상의 다단의 1단째의 하중을, 2단째의 하중보다 크게 할 수 있다.
입상연마의 1단째의 하중이 2단째의 하중보다 크면, 1단째의 연마로 조정한 수지 인서트의 위치가, 2단째의 연마로 위치가 어긋나는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 웨이퍼의 양면연마방법으로서, 상기 양면연마장치용 캐리어의 제조방법에 의해 제조한 양면연마장치용 캐리어의 상기 유지구멍에 상기 웨이퍼를 유지하고, 상기 양면연마장치의 상기 상하정반의 사이에 끼워서 상기 상하정반을 회전시킴으로써, 상기 웨이퍼의 양면연마를 행하고, 이 양면연마 후의 상기 웨이퍼의 에지에 있어서의 ZDD의 표리차를 5nm 이하로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법을 제공한다.
이러한 웨이퍼의 양면연마방법이면, 양면연마 후의 웨이퍼의 에지에 있어서의 ZDD의 표리차가 종래에 비해 저감된 것이 된다.
또한, 상기 양면연마에 있어서, 하중이 2단 이상의 다단인 양면연마를 행할 수 있다.
양면연마를 2단 이상의 다단 연마로 함으로써, 1단째의 연마로 캐리어의 수지 인서트의 위치를 안정시킨 후, 2단째 이후의 연마로 웨이퍼의 연마를 행할 수 있어, 보다 효과적으로 ZDD의 개선을 도모할 수 있다.
또한, 상기 양면연마에 있어서, 상기 2단 이상의 다단의 1단째의 하중을 150gf/cm2 이상 250gf/cm2 이하로 할 수 있다.
이러한 하중이면, 수지 인서트의 위치를 안정시키기에 충분한 하중이며, 또한, 수지 인서트가 캐리어 모재로부터 박리되는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 상기 양면연마에 있어서, 상기 2단 이상의 다단의 1단째의 하중을, 2단째의 하중보다 크게 할 수 있다.
이러한 하중이면, 1단째의 연마로 안정시킨 수지 인서트의 위치가, 2단째의 연마를 행했을 때에 위치가 어긋나는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
본 발명의 양면연마장치용 캐리어의 제조방법 및 웨이퍼의 양면연마방법이면, 수지 인서트와 캐리어 모재의 단차량의 표리차를 용이하게 저감할 수 있고, 결과적으로, 웨이퍼의 양면연마에 이용했을 때에 연마 후의 웨이퍼의 ZDD의 표리차를 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 양면연마장치용 캐리어의 제조방법 및 웨이퍼의 양면연마방법의 개략을 나타내는 플로우도이다.
도 2는 본 발명의 제조방법으로 제조되는 양면연마장치용 캐리어의 일례를 나타낸 상면도이다.
도 3은 수지 인서트의 박리강도의 측정점을 나타낸 확대도이다.
도 4는 본 발명의 양면연마장치용 캐리어의 제조방법에서 이용할 수 있는 양면연마장치의 일례를 나타낸 개략 단면도이다.
도 5는 실시예 1 및 비교예 1-5에 있어서의 양면연마 후의 웨이퍼의 에지에 있어서의 ZDD의 표리차의 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 종래 기술에 따른 캐리어의 입상연마 후의 수지 인서트와 캐리어 모재의 단차 프로파일을 나타내는 그래프이다.
상기한 바와 같이, 수지 인서트와 캐리어 모재의 단차량의 표리차를 저감할 수 있는 양면연마장치용 캐리어의 제조방법이 요구되고 있었다.
본 발명자들은 상기 과제에 대하여 예의검토를 거듭한 결과, 종래 기술과 같이 수지 인서트의 접착을 행하지 않고, 감합의 쐐기형상의 개수나 수지 인서트의 외경 등을 조정함으로써, 수지 인서트의 캐리어 모재로부터의 박리강도가 10N 이상 50N 이하로 한 캐리어를 준비하고, 수지 인서트의 입상연마시에 하중을 2단 이상의 다단으로 함으로써 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.
이하, 본 발명에 대해서, 실시태양의 일례로서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 제조방법으로 제조되는 양면연마장치용 캐리어의 상면도이다.
캐리어(1)는 웨이퍼를 유지하는 유지구멍(2)이 형성된 캐리어 모재(3)와, 유지구멍(2)의 내주부에 비접착으로 형성된 수지 인서트(4)를 갖고 있다. 한편, 여기에서는 유지구멍(2)이 하나인 캐리어 모재(3)를 나타내지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 복수의 유지구멍(2)을 갖는 것이어도 된다. 또한, 캐리어 모재(3)의 재질에 대해서도 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 금속 기판으로 할 수 있다. 수지 인서트(4)의 예로서는, 예를 들면 도 3에 나타내는 바와 같이 링상부(4a)와 링상부(4a)로부터 바깥 방향으로 돌출된 쐐기(4b)로 이루어져 있는 것으로 할 수 있다. 쐐기(4b)의 수나 링상부(4a)의 외경은 특별히 한정되지 않는다. 단, 후술하는 박리강도가 10N 이상 50N 이하가 되도록 조정되어 형성되어 있다. 나아가, 단차의 표리차가 작은 것(예를 들면, 단차량이 11.034μm 정도이고, 표리차가 11.77μm 정도)으로 되어 있다.
이러한 캐리어(1)는, 예를 들면, 도 4에 나타내는 바와 같은 4웨이식의 양면연마장치(10)에 있어서 웨이퍼(W)를 양면연마할 때에 이용된다. 양면연마장치(10)는, 상하로 서로 대향하여 마련된 상정반(11)과 하정반(12)을 구비하고 있다. 상하정반(11, 12)에는, 각각 연마포(13)가 첩부되어 있다. 상정반(11)과 하정반(12) 사이의 중심부에는 선기어(14)가, 주연부에는 인터널기어(15)가 마련되어 있다.
그리고, 선기어(14) 및 인터널기어(15)의 각 톱니부에는 캐리어(1)의 외주톱니가 맞물려 있고, 상정반(11) 및 하정반(12)이 도시하지 않은 구동원에 의해 회전됨에 따라, 캐리어(1)는 자전하면서 선기어(14)의 주위를 공전한다. 이때, 캐리어(1)의 유지구멍(2)으로 유지된 웨이퍼(W)의 양면은, 상하의 연마포(13)에 의해 동시에 연마된다. 웨이퍼(W)의 연마시에는, 슬러리 공급장치(16)로부터 슬러리(17)가 웨이퍼(W)의 연마면에 공급된다.
이하, 도 4의 양면연마장치(10)를 이용한, 양면연마장치용 캐리어의 제조방법 및 웨이퍼의 양면연마방법에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 양면연마장치용 캐리어의 제조방법 및 웨이퍼의 양면연마방법의 개략을 나타내는 플로우도이다.
우선, 도 1의 공정 1과 같이, 캐리어 모재(3)와, 그보다도 두꺼운 수지 인서트(4)를 준비한다. 한편, 여기에서는 유지구멍(2)이 하나인 캐리어 모재(3)를 이용하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 복수의 유지구멍(2)을 갖는 것으로 해도 된다.
캐리어 모재(3) 및 수지 인서트(4)의 재질에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 캐리어 모재(3)는, 예를 들면, 스테인리스나 티탄 등의 금속제이거나, 이에 표면 경화 처리를 실시한 것으로 할 수 있다. 또한, 수지 인서트(4)는, 예를 들면, 경질 수지제인 것으로 할 수 있다.
다음으로, 도 1의 공정 2와 같이, 유지구멍(2)의 내주면에 수지 인서트(4)를 형성한다. 수지 인서트(4)의 형성 방법에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 감입이나 사출성형에 의해 형성할 수 있다.
여기서, 수지 인서트(4)와 캐리어 모재(3)의 접착은 행하지 않고, 도 3에 나타내는 바와 같은 감합의 쐐기(4b)의 개수 및 형상이나, 수지 인서트(4)의 외경 등을 조정함으로써, 박리강도가 10N 이상 50N 이하가 되도록 한다.
여기서 말하는 박리강도란, 예를 들면 도 3에 나타낸 바와 같은 측정점(5)을 포스게이지로 상면으로부터 밀어서, 수지 인서트(4)가 캐리어 모재(3)로부터 박리되는 최대 하중을 말한다.
박리강도가 50N 이하이면, 다음의 입상연마 공정에 있어서, 수지 인서트(4)와 캐리어 모재(3)의 단차량의 표면 측과 이면 측의 차이가 작아지도록 수지 인서트(4)의 상하 방향의 위치(캐리어 모재(3)에 대한 두께 방향의 위치)를 조정할 수 있다. 또한, 박리강도가 10N 이상이면, 연마에 의해 수지 인서트(4)가 캐리어 모재(3)로부터 박리되는 것을 억제할 수 있다.
한편, 예를 들면, 쐐기(4b)로서 개수는 100개 이하, 높이는 5mm 이하인 것을 사용함으로써, 보다 확실하게 50N 이하의 박리강도를 달성할 수 있다.
다음으로, 도 1의 공정 3과 같이, 캐리어(1)의 입상연마를 행하여, 수지 인서트(4)와 캐리어 모재(3)의 단차량을 저감함과 함께, 표리에서 단차량의 차이가 적은 캐리어(1)를 제조한다. 입상연마는, 도 4에 나타내는 바와 같은 양면연마장치(10)에 캐리어(1)를 장착하고, 유지구멍(2)에 웨이퍼(W)를 유지하지 않는 상태에서 양면연마를 행함으로써 가능하다. 한편, 연마포(13)나 슬러리(17)의 종류에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 종래의 방법과 동일한 것을 사용할 수 있다.
이때, 입상연마시의 하중을 2단 이상의 다단으로 한다. 즉, 하중을 가하여 복수회 입상연마한다. 이에 의해, 우선 1단째의 연마로 수지 인서트(4)와 캐리어 모재(3)의 단차량을 저감하고, 또한, 수지 인서트(4)를 최적의 위치로 조정할 수 있다. 여기서 말하는 최적의 위치란, 예를 들면 표면 측과 이면 측에서의 수지 인서트(4)의 돌출 상태의 차이가 거의 동등해지는 위치를 말한다. 다음으로, 2단째 이후의 연마로 수지 인서트(4)와 캐리어 모재(3)의 단차량을 더욱 저감할 수 있다. 그 결과, 표면 측과 이면 측의 단차량의 차이가 종래품보다 저감된 우수한 캐리어를 얻을 수 있다. 한편, 다단 하중의 단수는 복수이면 되고, 2단만이어도 되며, 또는 3단 이상으로 할 수도 있다. 이 복수의 단수에 관해서는, 예를 들면 상기 단차량이나 단차량의 표리차 등에 따라 그때마다 결정하면 되고, 단수의 상한값은 결정하지 않는다.
이때, 예를 들면 1단째의 하중을 150gf/cm2 이상 250gf/cm2 이하로 할 수 있다. 150gf/cm2 이상이면, 수지 인서트(4)의 위치를 조정하기에 충분한 하중이 된다. 또한, 250gf/cm2 이하이면, 비접착인 수지 인서트(4)가 연마포와의 마찰력에 의해 캐리어 모재(3)로부터 박리되는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 1단째의 하중을 2단째의 하중보다 크게 할 수 있다. 예를 들면, 상기의 150gf/cm2 이상 250gf/cm2 이하의 1단째의 하중에 대하여, 2단째의 하중은 200gf/cm2(19.6kPa) 이하로 1단째의 하중보다 작은 값으로 할 수 있다. 이와 같이 하면, 1단째의 연마로 조정한 수지 인서트(4)의 위치가, 2단째의 연마를 행했을 때에 이동하여, 위치가 어긋나는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 한편, 하중은 각 단에서 동일한 값으로 할 수도 있고, 상기와 반대로 1단째의 하중을 2단째의 하중보다 작게 할 수도 있지만, 1단째의 하중을 2단째의 하중보다 크게 함으로써, 효율적으로 단차량의 표리차를 작게 할 수 있다.
상기 공정 1~3에 의해, 수지 인서트(4)와 캐리어 모재(3)의 단차량의 표리차가 저감된 캐리어(1)를 제조할 수 있다.
그리고, 도 1의 공정 4와 같이, 제조한 캐리어(1)를 이용하여 웨이퍼의 양면연마를 행한다. 웨이퍼의 양면연마는, 캐리어(1)의 유지구멍(2)에 웨이퍼(W)를 유지하고, 양면연마장치(10)의 상정반(11)과 하정반(12)의 사이에 끼워 넣어, 상정반(11)과 하정반(12)을 회전시키는 것에 의해 행한다. 한편, 연마포(13)나 슬러리(17)의 종류에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 종래의 방법과 동일한 것을 사용할 수 있다. 본 발명에서 제조한 캐리어(1)를 이용함으로써, 용이하게, ZDD의 표리차가 충분히 저감된 연마웨이퍼를 얻을 수 있다. 구체적으로는, 에지에 있어서의 ZDD의 표리차가 5nm 이하인 웨이퍼를 얻을 수 있다. ZDD의 표리차는 작으면 작을수록 좋고, 하한값은 예를 들면 0nm로 할 수 있다.
이때, 공정 3의 캐리어의 입상연마와 마찬가지로, 양면연마시의 하중을 2단 이상의 다단으로 할 수 있다. 이와 같이 하면, 수지 인서트(4)를 최적의 위치에 안정시킨 후, 웨이퍼의 연마를 행할 수 있어, 보다 효과적으로 ZDD의 개선을 도모할 수 있다. 이 양면연마시의 하중의 단수에 관해서는, 예를 들면 연마량이나 연마시간 등에 따라 그때마다 결정하면 되고, 단수의 상한값은 결정하지 않는다.
또한, 1단째의 하중을 150gf/cm2 이상 250gf/cm2 이하로 할 수 있다. 이와 같이 하면, 수지 인서트(4)의 위치를 안정시키기에 충분한 하중이며, 또한, 수지 인서트가 캐리어 모재로부터 박리되는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 1단째의 하중을 2단째의 하중보다 크게 할 수 있다. 이와 같이 하면, 1단째의 연마로 안정시킨 수지 인서트(4)의 위치가, 2단째의 연마를 행했을 때에 이동하여, 위치가 어긋나는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 실시예로 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
도 1의 플로우에 따라, 본 발명의 양면연마장치용 캐리어의 제조 및 직경 300mm의 웨이퍼의 양면연마를 행하였다. 도 2 및 3에 나타내는 바와 같이, 캐리어 모재(3)(재질: 티탄)의 유지구멍(2)의 내주부에 수지 인서트(4)(재질: FRP)를 비접착으로 형성하였다. 그때, 쐐기(4b)의 수를 80개로 함으로써, 수지 인서트(4)의 박리강도를 40N인 것을 제조하였다.
캐리어(1)의 입상연마 및 웨이퍼의 양면연마에는, 도 4에 나타내는 바와 같은 양면연마장치(10)로서, 4웨이 방식의 양면연마장치인 후지코시기계제 DSP-20B를 이용하였다. 연마포(13)에는 쇼어A경도 90의 발포 우레탄 패드를, 슬러리(17)에는 실리카 지립 함유·평균 입경 35nm·지립 농도 1.0wt%·pH 10.5·KOH 베이스인 것을 이용하였다.
또한, 캐리어의 입상연마와 웨이퍼의 양면연마의 양방에 있어서, 1단째에서 150gf/cm2의 하중을 가함으로써 인서트의 위치를 안정시키고, 2단째에서 100gf/cm2(9.8kPa)의 하중을 가하여 연마를 행하는 2단 하중으로 하였다.
(비교예 1)
입상연마와 양면연마의 양방에 있어서, 100gf/cm2의 하중을 가하여 연마를 한 번만 행하는 1단 하중으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 캐리어의 제조 및 웨이퍼의 양면연마를 행하였다.
(비교예 2)
캐리어의 수지 인서트의 쐐기의 수를 130개로 함으로써, 박리강도를 60N으로 설정한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 캐리어의 제조 및 웨이퍼의 양면연마를 행하였다.
(비교예 3)
입상연마와 양면연마의 양방에 있어서, 100gf/cm2의 하중을 가하여 연마를 한 번만 행하는 1단 하중으로 한 것 이외에는, 비교예 2와 동일하게 하여 캐리어의 제조 및 웨이퍼의 양면연마를 행하였다.
(비교예 4)
캐리어로서, 수지 인서트(형상: 링상이며, 쐐기 없음)를 캐리어 모재에 접착시켜 고정하는 접착 캐리어를 채용하고, 그 박리강도는 200N으로 하였다. 그 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 캐리어의 제조 및 웨이퍼의 양면연마를 행하였다.
(비교예 5)
입상연마와 양면연마의 양방에 있어서, 100gf/cm2의 하중을 가하여 연마를 한 번만 행하는 1단 하중으로 한 것 이외에는, 비교예 4와 동일하게 하여 캐리어의 제조 및 웨이퍼의 양면연마를 행하였다.
각각의 캐리어의 수지 인서트와 캐리어 모재의 단차량의 표리차는, 실시예 1: 0.932μm, 비교예 1: 7.192μm, 비교예 2: 7.71μm, 비교예 3: 6.286μm, 비교예 4: 12.272μm, 비교예 5: 14.378μm였다.
실시예 1 및 비교예 1-5의 양면연마 후의 웨이퍼(W)에 대해서는, SC-1 세정을 조건 NH4OH:H2O2:H2O=1:1:15로 행하였다. 플랫니스에 대해서는, 세정 후 웨이퍼를 KLA제의 Wafersight1을 이용하여 측정하고, ZDD는 에지로부터 2mm를 제외하고 산출하여, Front부(표면 측)와 Back부(이면 측)의 차이에 대해서, 1배치 5매의 평균을 취하여 플롯하였다. 그 결과를 도 5에 나타낸다.
입상연마 및 양면연마를 다단 하중으로 행하지 않은 비교예 1이나, 수지 인서트의 박리강도가 큰 비교예 2-5에서는, 양면연마 후의 웨이퍼의 에지에 있어서의 ZDD의 표리차가 크다(모두 5nm보다 크다). 한편, 입상연마 및 양면연마를 다단 하중으로 행하고, 또한, 박리강도가 50N 이하인 실시예 1의 캐리어를 이용하여 웨이퍼의 양면연마를 행하면, 웨이퍼의 에지에 있어서의 ZDD의 표리차를 5nm 이하(보다 구체적으로는 1nm 정도)로 저감할 수 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 2)
캐리어의 수지 인서트의 쐐기의 수를 100개로 함으로써, 박리강도를 50N으로 설정한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 캐리어의 제조 및 웨이퍼의 양면연마를 행하였다.
(실시예 3)
캐리어의 수지 인서트의 쐐기의 수를 20개로 함으로써, 박리강도를 10N으로 설정한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 캐리어의 제조 및 웨이퍼의 양면연마를 행하였다.
(비교예 6)
캐리어의 수지 인서트의 쐐기의 수를 10개로 함으로써, 박리강도를 5N으로 설정한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 캐리어의 제조를 행한 결과, 입상연마 중에 수지 인서트가 빠져 버렸기 때문에, 제조를 중지하였다.
각각의 캐리어의 수지 인서트와 캐리어 모재의 단차량의 표리차는, 실시예 2: 3.912μm, 실시예 3: 3.514μm였다. 또한, 양면연마 후의 웨이퍼의 에지에 있어서의 ZDD의 표리차는, 실시예 2: 4.7nm, 실시예 3: 4.5nm였다. 또한, 박리강도가 10N보다 작은 상태에서 연마를 행하는 비교예 6에서는, 연마 중에 수지 인서트가 빠지는 것을 확인하였다.
이와 같이, 본 발명의 양면연마장치용 캐리어의 제조방법이면, 수지 인서트와 캐리어 모재의 단차량의 표리차를 저감할 수 있어, 결과적으로 웨이퍼의 ZDD의 표리차를 저감할 수 있다.
한편, 본 발명은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는, 예시이며, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 동일한 작용 효과를 나타내는 것은, 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims (7)

  1. 연마포가 첩부된 상정반 및 하정반을 갖는 양면연마장치에서 이용되고, 웨이퍼를 유지하기 위한 유지구멍이 형성된 캐리어 모재와, 상기 유지구멍의 내주면을 따라 배치되어 상기 웨이퍼의 외주부와 접하는 내주부가 형성된 수지 인서트를 갖는 양면연마장치용 캐리어의 제조방법으로서,
    상기 캐리어 모재와, 이 캐리어 모재보다도 두꺼운 상기 수지 인서트를 준비하는 준비 공정과,
    상기 수지 인서트를, 상기 유지구멍의 내주면에 비접착이며 박리강도가 10N 이상 50N 이하가 되도록 형성하는 형성 공정과,
    상기 캐리어 모재 및 상기 수지 인서트로 이루어지는 캐리어를, 상기 양면연마장치를 이용하여, 하중이 2단 이상의 다단인 입상연마를 행하는 입상연마 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 양면연마장치용 캐리어의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입상연마 공정에 있어서, 상기 2단 이상의 다단의 1단째의 하중을 150gf/cm2 이상 250gf/cm2 이하로 하는 것을 특징으로 하는 양면연마장치용 캐리어의 제조방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 입상연마 공정에 있어서, 상기 2단 이상의 다단의 1단째의 하중을, 2단째의 하중보다 크게 하는 것을 특징으로 하는 양면연마장치용 캐리어의 제조방법.
  4. 웨이퍼의 양면연마방법으로서,
    제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 양면연마장치용 캐리어의 제조방법에 의해 제조한 양면연마장치용 캐리어의 상기 유지구멍에 상기 웨이퍼를 유지하고, 상기 양면연마장치의 상기 상하정반의 사이에 끼워서 상기 상하정반을 회전시킴으로써, 상기 웨이퍼의 양면연마를 행하고, 이 양면연마 후의 상기 웨이퍼의 에지에 있어서의 ZDD의 표리차를 5nm 이하로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 양면연마에 있어서, 하중이 2단 이상의 다단인 양면연마를 행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 양면연마에 있어서, 상기 2단 이상의 다단의 1단째의 하중을 150gf/cm2 이상 250gf/cm2 이하로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 양면연마에 있어서, 상기 2단 이상의 다단의 1단째의 하중을, 2단째의 하중보다 크게 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 양면연마방법.
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