KR102730786B1 - 캐리어 플레이트의 연마 방법, 캐리어 플레이트 및 반도체 웨이퍼의 연마 방법 - Google Patents
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Abstract
반도체 웨이퍼의 양면 연마 공정에 있어서 사용되는, 제조 후 미사용의 캐리어 플레이트의 표리면을 효율적으로 연마할 수 있는 방법을 제공한다. 양면 연마 장치에 있어서의 연마 패드로서, 입경 2㎛ 이상의 지립이 매입된 지립 함유층을 표면에 갖는 연마 패드를 이용하여, 제조 후 미사용의 연마 대상의 캐리어 플레이트를 양면 연마 장치에 있어서의 상정반과 하정반으로 사이에 두고, 연마 대상의 캐리어 플레이트, 상정반 및 하정반을 상대적으로 회전시키면서 연마액을 공급하여 연마 대상의 캐리어 플레이트의 양면을 연마하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은, 캐리어 플레이트의 연마 방법, 캐리어 플레이트 및 반도체 웨이퍼의 연마 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 기판으로서 이용되는 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼의 제조에 있어서, 보다 높은 평탄도나 표면 거칠기를 실현하기 위해, 연마 패드가 첩부된 한 쌍의 상정반 및 하정반에 의해 반도체 웨이퍼를 사이에 두면서 연마액을 공급하고, 그 양면을 동시에 연마하는 양면 연마 공정이 행해지고 있다. 그 때, 반도체 웨이퍼는, 캐리어 플레이트의 웨이퍼 보유지지(保持) 구멍에 보유지지된다.
상기 캐리어 플레이트로서는, 스테인리스나 티탄 등의 금속제의 것(예를 들면, 특허문헌 1 참조)이나, 수지제의 것(예를 들면, 특허문헌 2에 참조)이 존재하지만, 모두, 제조 후 미사용의 것은, 두께가 반도체 웨이퍼의 연마가 가능한 두께보다도 크거나, 평탄도가 낮거나 한다. 그 때문에, 양면 연마 장치에 설치하여 반도체 웨이퍼를 연마하기 전의 단계에서, 캐리어 플레이트의 표리면을 연마하는 처리가 행해지고 있다.
예를 들면, 특허문헌 3에는, 양면 연마 장치에 설치하여 웨이퍼에 대하여 양면 연마 처리를 실시하기 전의 단계에서, 웨이퍼를 양면 연마하는 데에 이용하는 양면 연마 장치와는 상이한 양면 연마 장치를 이용하고, 캐리어 플레이트에 대하여, 지립을 포함하는 슬러리를 이용한 1차 연마와, 지립을 포함하지 않는 무기 알칼리 용액을 이용한 2차 연마로 이루어지는 2 단계 양면 연마를 행함으로써, 양면 연마 공정에 있어서 웨이퍼에 흠집이 발생하는 것을 방지하는 방법이 기재되어 있다.
특허문헌 3에 기재된 방법에 의해 제조 후 미사용의 캐리어 플레이트에 대하여 양면 연마 처리를 실시하면, 연마 레이트가 실리콘 웨이퍼를 연마하는 경우에 비해 1/10 이하가 되어, 웨이퍼의 양면 연마에 사용 가능한 두께로 하기까지 방대한 시간을 필요로 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그의 목적으로 하는 바는, 반도체 웨이퍼의 양면 연마 장치에 있어서 사용되는, 제조 후 미사용의 캐리어 플레이트의 표리면을 효율적으로 연마할 수 있는 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하는 본 발명은, 이하와 같다.
[1] 반도체 웨이퍼를 보유지지하는 웨이퍼 보유지지 구멍을 구비하는 캐리어 플레이트와, 상기 캐리어 플레이트를 사이에 두고 대향하여 배치되고, 표면에 연마 패드가 형성된 상정반 및 하정반을 구비하고, 상기 캐리어 플레이트, 상기 상정반 및 상기 하정반을 상대적으로 회전시키면서 연마액을 공급함으로써, 상기 웨이퍼 보유지지 구멍에 보유지지된 반도체 웨이퍼의 표리면을 동시에 화학 기계 연마하는 양면 연마 장치에 있어서의, 상기 캐리어 플레이트를 연마하는 방법으로서,
상기 양면 연마 장치에 있어서의 상기 연마 패드로서, 입경 2㎛ 이상의 지립이 매입된 지립 함유층을 표면에 갖는 연마 패드를 이용하고,
제조 후 미사용의 연마 대상의 캐리어 플레이트를 상기 양면 연마 장치에 있어서의 상기 상정반과 상기 하정반으로 사이에 두고, 상기 연마 대상의 캐리어 플레이트, 상기 상정반 및 상기 하정반을 상대적으로 회전시키면서 연마액을 공급하여 상기 연마 대상의 캐리어 플레이트의 양면을 연마하는 것을 특징으로 하는 캐리어 플레이트의 연마 방법.
[2] 상기 지립의 재료는, 알루미나 또는 다이아몬드인, 상기 [1]에 기재된 캐리어 플레이트의 연마 방법.
[3] 연마액은, 슬러리, 물 또는 계면 활성제 함유 수용액인, 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 캐리어 플레이트의 연마 방법.
[4] 상기 연마 패드는, 상기 지립 함유층의 바로 아래에, 상기 지립이 매입되어 있지 않은 지립 비함유층을 추가로 갖는, 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 캐리어 플레이트의 연마 방법.
[5] 평탄도가 2㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 캐리어 플레이트.
[6] 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 한 항에 기재된 캐리어 플레이트의 연마 방법에 의해 연마된 캐리어 플레이트 또는 상기 [5]에 기재된 캐리어 플레이트의 웨이퍼 보유지지 구멍에 연마 대상의 반도체 웨이퍼를 충전하여 양면 연마 장치의 상정반과 하정반의 사이에 두고, 상기 캐리어 플레이트, 상기 상정반 및 상기 하정반을 상대적으로 회전시키면서 연마액을 공급하고, 상기 연마 대상의 반도체 웨이퍼의 표리면을 연마하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 연마 방법.
[7] 상기 반도체 웨이퍼는 실리콘 웨이퍼인, 상기 [6]에 기재된 반도체 웨이퍼의 연마 방법.
본 발명에 의하면, 반도체 웨이퍼의 양면 연마 장치에 있어서 사용되는, 제조 후 미사용의 캐리어 플레이트의 표리면을 효율적으로 연마할 수 있다.
도 1은 발명예 6에 대해서, 연마 후의 캐리어 플레이트에 있어서의 위치와 두께의 관계를 나타내는 도면이고, (a)는 측정 개소, (b)는 각 측정 위치에서의 캐리어 플레이트의 두께이다.
도 2는 종래예 및 발명예에 의한 연마 처리가 실시된 캐리어 플레이트를 이용하여 양면 연마 처리가 실시된 실리콘 웨이퍼의 GBIR을 나타내는 도면이다.
도 2는 종래예 및 발명예에 의한 연마 처리가 실시된 캐리어 플레이트를 이용하여 양면 연마 처리가 실시된 실리콘 웨이퍼의 GBIR을 나타내는 도면이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
(캐리어 플레이트의 연마 방법)
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다. 본 발명에 의한 캐리어 플레이트의 연마 방법은, 반도체 웨이퍼를 보유지지하는 웨이퍼 보유지지 구멍을 구비하는 캐리어 플레이트와, 캐리어 플레이트를 사이에 두고 대향하여 배치되고, 표면에 연마 패드가 형성된 상정반 및 하정반을 구비하고, 캐리어 플레이트, 상정반 및 하정반을 상대적으로 회전시키면서 연마액을 공급함으로써, 웨이퍼 보유지지 구멍에 보유지지된 실리콘 웨이퍼의 표리면을 동시에 화학 기계 연마하는 양면 연마 장치에 있어서의, 캐리어 플레이트를 연마하는 방법이다. 여기에서, 양면 연마 장치에 있어서의 연마 패드로서, 입경 2㎛ 이상의 지립이 매입된 지립 함유층을 표면에 갖는 연마 패드를 이용하여, 제조 후 미사용의 연마 대상의 캐리어 플레이트를 양면 연마 장치에 있어서의 상정반과 하정반으로 사이에 두고, 연마 대상의 캐리어 플레이트, 상정반 및 하정반을 상대적으로 회전시키면서 연마액을 공급하여 연마 대상의 캐리어 플레이트의 양면을 연마하는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같이, 양면 연마 장치에 있어서의 캐리어 플레이트는, 제조 후 미사용의 단계에서, 반도체 웨이퍼의 양면 연마를 행할 수 있는 두께로까지 연마된다. 그러나, 본 발명자들이 특허문헌 3에 기재된 방법으로 캐리어 플레이트의 연마를 행한 결과, 연마에 방대한 시간을 필요로 하는 것이 판명되었다.
그래서, 본 발명자들은, 캐리어 플레이트를 보다 효율적으로 연마할 수 있는 방도에 대해서 예의 검토했다. 그 결과, 양면 연마 장치를 이용하여 제조 후 미사용의 연마 대상의 캐리어 플레이트를 연마함에 있어서, 상정반 및 하정반에 부착되는 연마 패드로서, 고정 지립이 매입된 고정 지립층을 표면에 갖는 연마 패드를 이용하는 것에 상도했다.
그러나, 후술하는 실시예에 나타내는 바와 같이, 단순히 고정 지립층을 표면에 갖는 연마 패드를 이용하여 캐리어 플레이트를 연마해도, 연마 레이트는 상승하지 않는 경우가 있는 것이 판명되었다. 그래서, 본 발명자들이 추가로 검토를 진행시킨 결과, 고정 지립의 입경을 2㎛ 이상으로 함으로써, 연마 레이트가 상승하는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시키기에 이르렀던 것이다. 이하, 각 요건에 대해서 설명한다.
우선, 연마 대상의 캐리어 플레이트는, 제조 후 미사용의 캐리어 플레이트로서, 양면 연마 장치에 있어서 반도체 웨이퍼를 보유지지하는 보유지지 구멍을 갖는 것이다. 보유지지 구멍의 수는, 1 이상의 적절한 수로 할 수 있다.
연마 대상의 캐리어 플레이트로서는, 반도체 웨이퍼를 보유지지하는 보유지지 구멍을 갖는 금속부와, 상기 보유지지 구멍을 획정하는 내벽을 따라 배치된 환상의 수지부를 갖는 것이나, 전체가 수지부로 구성된 것을 이용할 수 있다. 상기 금속부는, 스테인리스강(Steel Special Use Stainless, SUS)이나 티탄 등의 금속으로 구성할 수 있다. 또한, 상기 수지부는, 에폭시, 페놀, 폴리이미드 등의 수지나, 수지에 유리 섬유, 탄소 섬유, 아라미드 섬유 등의 강화 섬유를 함유시킨 섬유 강화 플라스틱 등으로 구성할 수 있다.
캐리어 플레이트의 보유지지 구멍에 보유지지되어 연마되는 반도체 웨이퍼로서는, 실리콘이나 게르마늄, 갈륨 비소 등으로 할 수 있다. 반도체 웨이퍼의 직경은, 특별히 한정되지 않고, 150㎜ 이상, 예를 들면 150㎜, 200㎜, 300㎜, 450㎜ 등으로 할 수 있다. 반도체 웨이퍼로서는, 적절한 도펀트가 첨가된 N형, P형의 것으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 양면 연마 장치를 이용하여 연마 대상의 캐리어 플레이트를 연마한다. 그 때, 상정반 및 하정반에 첩부된 연마 패드는, 입경이 2㎛ 이상의 지립이 매입된 지립 함유층을 갖는 것이 중요하다. 지립의 입경이 2㎛ 미만인 경우에는, 후술하는 실시예에 나타내는 바와 같이, 캐리어 플레이트의 표면을 연마하는 능력이 낮아, 연마를 효율적으로 행할 수 없다. 그래서, 지립의 입경은 2㎛ 이상으로 한다. 지립의 입경은 3㎛ 이상인 것이 바람직하다. 이에 따라, 연마 레이트를 대폭으로 증가시킬 수 있다.
한편, 지립의 입경의 상한에 대해서는, 캐리어 플레이트의 연마의 효율성의 점에서는 한정되지 않지만, 지립의 입경이 20㎛를 초과하면, 캐리어 플레이트의 표면에 흠집이 형성되거나, 캐리어 플레이트의 단부에 대미지가 크게 남거나 하여, 연마되는 반도체 웨이퍼에 다수의 흠집이 발생할 우려가 있다. 그래서, 지립의 입경은 20㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 지립의 입경은, 레이저 회절·산란법(JIS Z 8825)에 의해 측정한 것이다.
또한, 지립이 매입된 지립 함유층의 모체를 구성하는 매트릭스는, 지립을 강고하게 보유지지할 수 있는 적절한 재료로 구성할 수 있다. 이러한 재료로서는, 수지나 세라믹 재료 등을 이용할 수 있다. 수지로서는, 에폭시 수지나 아크릴 수지 등을 이용할 수 있다. 에폭시 수지나 아크릴 수지는, 지립을 충분히 보유지지할 수 있고, 상세한 종류는 따지지 않는다.
연마 패드의 표면에 배치되는 고정 지립층에 매입되는 지립의 재료는, 캐리어 플레이트의 표면을 연마할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 연마 능력의 높이의 점에서, 알루미나 또는 다이아몬드인 것이 바람직하다.
또한, 지립은, 고정 지립층 내에 균일하게 분산하고 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 캐리어 플레이트의 연마를 동일한 품질로 계속적으로 행할 수 있다.
지립 함유층의 두께는, 0.2㎜ 이상 2.5㎜ 이하인 것이 바람직하다. 지립 함유층의 두께가 0.2㎜ 이상이면, 캐리어 플레이트의 연마 속도를 떨어뜨리는 일 없이 양호하게 행할 수 있다. 한편, 지립 함유층의 두께가 2.5㎜ 이하이면, 캐리어 플레이트를 양호한 평탄도로 마무리할 수 있다.
지립 함유층의 매트릭스를 수지로 구성하는 경우, 발포시키지 않는 비발포 수지로 구성하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 캐리어 플레이트의 경도를 높일 수 있다. 지립 함유층은, 그의 쇼어 D 경도(JIS K6253)가 40 이상인 것이 바람직하다. 이에 따라, 연마 시에, 웨이퍼 보유지지 구멍에 더미의 웨이퍼 등을 충전하지 않아도, 연마 후에 평탄도가 높은 캐리어 플레이트를 얻을 수 있다.
또한, 연마 패드는, 지립 함유층의 바로 아래에, 지립이 매입되어 있지 않은 지립 비함유층을 추가로 갖는 것이 바람직하다. 이에 따라, 지립 비함유층을 쿠션재로서 기능시켜, 캐리어 플레이트의 연마 시의 진동을 효과적으로 흡수시키고, 연마 후의 캐리어 플레이트의 평탄도, 연마 후의 캐리어 플레이트를 이용하여 연마된 반도체 웨이퍼의 평탄도를 높일 수 있다.
지립 비함유층은, 수지나 세라믹 재료 등을 이용할 수 있다. 수지로서는, 에폭시 수지나 아크릴 수지 등을 이용할 수 있다. 에폭시 수지나 아크릴 수지는, 지립을 충분히 보유지지할 수 있고, 상세한 종류는 따지지 않는다.
지립 비함유층의 두께는, 0.2㎜ 이상 2.0㎜ 이하인 것이 바람직하다. 지립 비함유층의 두께가 0.2㎜ 이상이면, 지립 비함유층에 쿠션성을 양호하게 부여할 수 있음과 함께, 캐리어 플레이트의 연마를 양호하게 행할 수 있다. 한편, 지립 비함유층의 두께가 2.0㎜ 이하이면, 쿠션성을 유지하면서, 지립 함유층이 캐리어 플레이트에 부여하는 워크량도 줄이는 일 없이, 양호한 연마 레이트를 얻을 수 있다.
또한, 지립 비함유층의 경도는, 지립 함유층의 경도보다도 작은 것이 바람직하다. 이에 따라, 지립 비함유층에 양호하게 쿠션성을 부여하여, 캐리어 플레이트의 연마 시의 진동을 보다 효과적으로 흡수시켜, 캐리어 플레이트의 평탄도를 보다 높일 수 있다.
상기 지립 비함유층은, 지립 함유층과 일체화되어 있는 것이 바람직하다. 양자가 일체화하고 있음으로써, 캐리어 플레이트의 연마 시의 진동을 보다 효과적으로 흡수시켜, 캐리어 플레이트의 평탄도를 보다 높일 수 있다. 이는, 예를 들면, 양자를 열 융착시킴으로써 행할 수 있다.
캐리어 플레이트를 연마할 때에 이용하는 연마액으로서는, 슬러리, 물 또는 계면 활성제 함유 수용액으로 할 수 있다. 슬러리에 포함되는 지립으로서는, 실리카나 알루미나, 산화 세륨 등을 이용할 수 있다.
(캐리어 플레이트)
본 발명에 의한 캐리어 플레이트는, 평탄도가 2㎛ 이하인 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 의한 캐리어 플레이트의 연마 방법에 의해, 제조 후 미사용의 연마 대상의 캐리어 플레이트를 효율적으로 연마할 수 있다. 그리고, 연마 후의 캐리어 플레이트는 2㎛ 이하의 높은 평탄도를 갖는다. 이러한 본 발명에 의한 캐리어 플레이트를 양면 연마 장치에 설치하여 반도체 웨이퍼의 양면 연마를 행하면, 높은 평탄도를 갖는 반도체 웨이퍼를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 캐리어 플레이트의 평탄도는, 캐리어 플레이트를 상면에서 볼 때, 캐리어 플레이트의 중심 및 웨이퍼 보유지지 구멍의 중심을 포함하는 직선 상에 있어서, 웨이퍼 보유지지 구멍단(端)으로부터 10㎜의 위치로부터, 캐리어 플레이트 외주단에서 30㎜의 위치까지 상기 직선을 따라 캐리어 플레이트의 두께를 측정했을 때에, 측정된 두께의 최대값과 최소값의 차를 의미하고 있다.
캐리어 플레이트는, 반도체 웨이퍼를 보유지지하는 보유지지 구멍을 갖는 금속부와, 상기 보유지지 구멍을 획정하는 내벽을 따라 배치된 환상의 수지부를 갖는 것이나, 전체가 수지부로 구성된 것으로 할 수 있다. 상기 금속부는, 스테인리스강(Steel Special Use Stainless, SUS)이나 티탄 등의 금속 또는 그들에 다이아몬드 라이크 카본(DLC) 코팅을 실시한 것으로 구성할 수 있다. 또한, 상기 수지부는, 에폭시, 페놀, 폴리이미드 등의 수지로 구성할 수 있고, 추가로 수지에 유리 섬유, 탄소 섬유, 아라미드 섬유 등의 강화 섬유를 함유시킨 섬유 강화 플라스틱 등으로 구성할 수 있다.
(반도체 웨이퍼의 연마 방법)
본 발명에 의한 반도체 웨이퍼의 연마 방법은, 전술한 본 발명에 의한 캐리어 플레이트의 연마 방법에 의해 연마된 캐리어 플레이트, 또는 본 발명에 의한 캐리어 플레이트의 웨이퍼 보유지지 구멍에, 연마 대상의 반도체 웨이퍼를 충전하여 양면 연마 장치의 상정반과 하정반의 사이에 두고, 캐리어 플레이트, 상정반 및 하정반을 상대적으로 회전시키면서 연마액을 공급하고, 연마 대상의 반도체 웨이퍼의 표리면을 연마하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 전술한 본 발명에 의한 캐리어 플레이트의 연마 방법에 의해 연마된 캐리어 플레이트, 또는 본 발명에 의한 캐리어 플레이트에 의해, 높은 평탄도를 갖는 캐리어 플레이트를 얻을 수 있다. 그리고, 이러한 캐리어 플레이트를 양면 연마 장치에 설치하여 반도체 웨이퍼의 양면 연마를 행하면, 높은 평탄도를 갖는 반도체 웨이퍼를 얻을 수 있다.
이와 같이, 본 발명은, 본 발명에 의한 캐리어 플레이트의 연마 방법에 의해 연마된 캐리어 플레이트, 또는 본 발명에 의한 캐리어 플레이트를 양면 연마 장치에 설치하여 반도체 웨이퍼의 양면 연마를 행하는 것에 특징을 갖고 있고, 그 외의 조건은 종래 공지의 방법으로부터 적절히 선택할 수 있어, 한정되지 않는다.
연마 대상의 반도체 웨이퍼는, 특별히 한정되지 않지만, 특히 실리콘 웨이퍼를 양호하게 연마할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 실시예에 대해서 설명하지만, 본 발명은 실시예에 한정되지 않는다.
(종래예 1)
양면 연마 장치를 이용하여 연마 대상의 캐리어 플레이트에 대하여 연마 처리를 실시했다. 연마 대상의 캐리어 플레이트로서는, 도 1(a)에 나타내는 바와 같이, 직경 500㎜, 보유지지 구멍의 직경 300㎜이고, 유리 에폭시 수지제의 제조 후 미사용의 캐리어 플레이트를 준비했다. 이 캐리어 플레이트를 양면 연마 장치에 있어서의 상정반과 하정반으로 사이에 두고, 캐리어 플레이트, 상정반, 하정반을 상대적으로 회전시켜 캐리어 플레이트의 표리면을 동시에 연마했다. 그 때, 상정반 및 하정반에는, 닛타·듀퐁 제조의 지립을 포함하지 않는 우레탄제 연마 패드를 사용하고, 연마액으로서는, 입경 100㎚의 실리카를 포함하는 슬러리를 이용했다. 연마 조건 및 캐리어 플레이트의 연마 시의 연마 레이트를 표 1에 나타낸다.
(종래예 2)
종래예 1과 마찬가지로, 연마 대상의 캐리어 플레이트에 대하여 연마 처리를 실시했다. 그 때, 연마액으로서는, 입경 300㎚의 실리카를 포함하는 슬러리를 이용했다. 그 외의 조건은, 종래예 1과 모두 동일하다. 연마 조건 및 캐리어 플레이트의 연마 시의 연마 레이트를 표 1에 나타낸다. 단, 연마 레이트는, 종래예 1의 연마 레이트에 대한 상대값이 나타나 있다.
(종래예 3)
종래예 1과 마찬가지로, 연마 대상의 캐리어 플레이트에 대하여 연마 처리를 실시했다. 그 때, 연마액으로서는, 입경 300㎚의 실리카를 포함하는 슬러리를 이용했다. 또한, 연마 패드는, 입경 300㎚의 실리카를 아크릴계 수지에 함유시킨 지립 함유층을 이용했다. 그 외의 조건은, 종래예 1과 모두 동일하다. 연마 조건 및 캐리어 플레이트의 연마 시의 연마 레이트를 표 1에 나타낸다. 단, 연마 레이트는, 종래예 1의 연마 레이트에 대한 상대값이 나타나 있다.
(종래예 4)
종래예 1과 마찬가지로, 연마 대상의 캐리어 플레이트에 대하여 연마 처리를 실시했다. 그 때, 연마액으로서는, 입경 3㎛의 알루미나를 포함하는 슬러리를 이용했다. 그 외의 조건은, 종래예 1과 모두 동일하다. 연마 조건 및 캐리어 플레이트의 연마 시의 연마 레이트를 표 1에 나타낸다. 단, 연마 레이트는, 종래예 1의 연마 레이트에 대한 상대값이 나타나 있다.
(발명예 1)
종래예 1과 마찬가지로, 연마 대상의 캐리어 플레이트에 대하여 연마 처리를 실시했다. 그 때, 연마액으로서는, 순수를 이용했다. 또한, 연마 패드로서는, 입경 2㎛의 알루미나를 아크릴계 수지에 함유시킨 지립 함유층을 이용했다. 그 외의 조건은, 종래예 1과 모두 동일하다. 연마 조건 및 캐리어 플레이트의 연마 시의 연마 레이트를 표 1에 나타낸다. 단, 연마 레이트는, 종래예 1의 연마 레이트에 대한 상대값이 나타나 있다.
(발명예 2)
발명예 1과 마찬가지로, 연마 대상의 캐리어 플레이트에 대하여 연마 처리를 실시했다. 단, 연마 패드에 있어서의 알루미나의 입경을 3㎛로 했다. 그 외의 조건은, 발명예 1과 모두 동일하다. 연마 조건 및 캐리어 플레이트의 연마 시의 연마 레이트를 표 1에 나타낸다. 단, 연마 레이트는, 종래예 1의 연마 레이트에 대한 상대값이 나타나 있다.
(발명예 3)
발명예 2와 마찬가지로, 연마 대상의 캐리어 플레이트에 대하여 연마 처리를 실시했다. 단, 연마액으로서, 입경 3㎛의 알루미나를 포함하는 슬러리를 이용했다. 그 외의 조건은, 발명예 1과 모두 동일하다. 연마 조건 및 캐리어 플레이트의 연마 시의 연마 레이트를 표 1에 나타낸다. 단, 연마 레이트는, 종래예 1의 연마 레이트에 대한 상대값이 나타나 있다.
(발명예 4)
발명예 1과 마찬가지로, 연마 대상의 캐리어 플레이트에 대하여 연마 처리를 실시했다. 단, 연마 패드의 지립 함유층에 함유시키는 지립으로서 다이아몬드를 이용했다. 그 외의 조건은, 발명예 1과 모두 동일하다. 연마 조건 및 캐리어 플레이트의 연마 시의 연마 레이트를 표 1에 나타낸다. 단, 연마 레이트는, 종래예 1의 연마 레이트에 대한 상대값이 나타나 있다.
(발명예 5)
발명예 2와 마찬가지로, 연마 대상의 캐리어 플레이트에 대하여 연마 처리를 실시했다. 단, 연마 패드의 지립 함유층에 함유시키는 지립으로서 다이아몬드를 이용했다. 그 외의 조건은, 발명예 2와 모두 동일하다. 연마 조건 및 캐리어 플레이트의 연마 시의 연마 레이트를 표 1에 나타낸다. 단, 연마 레이트는, 종래예 1의 연마 레이트에 대한 상대값이 나타나 있다.
(발명예 6)
발명예 5와 마찬가지로, 연마 대상의 캐리어 플레이트에 대하여 연마 처리를 실시했다. 단, 연마 패드의 지립 함유층에 함유시키는 다이아몬드의 입경을 6㎛로 했다. 그 외의 조건은, 발명예 5와 모두 동일하다. 연마 조건 및 캐리어 플레이트의 연마 시의 연마 레이트를 표 1에 나타낸다. 단, 연마 레이트는, 종래예 1의 연마 레이트에 대한 상대값이 나타나 있다.
(발명예 7)
발명예 5와 마찬가지로, 연마 대상의 캐리어 플레이트에 대하여 연마 처리를 실시했다. 단, 연마 패드의 지립 함유층에 함유시키는 다이아몬드의 입경을 9㎛로 했다. 그 외의 조건은, 발명예 5와 모두 동일하다. 연마 조건 및 캐리어 플레이트의 연마 시의 연마 레이트를 표 1에 나타낸다. 단, 연마 레이트는, 종래예 1의 연마 레이트에 대한 상대값이 나타나 있다.
<지립의 입경과 연마 레이트의 관계>
표 1로부터, 연마 패드가 지립이 매입된 지립 함유층을 갖고, 지립의 입경이 2㎛ 이상인 발명예 1∼7에 대해서는, 실리카를 포함하는 연마액을 이용하여 연마를 행한 종래예 1의 연마 레이트의 2배 이상인 것을 알 수 있다. 특히, 지립의 입경이 3㎛ 이상인 발명예 2, 3, 5∼7에 대해서는, 종래예 1에 대하여 연마 레이트가 10배 이상, 지립이 알루미나로 구성되어 있는 경우에는 40배 이상으로, 연마 레이트가 크게 증대하고 있다. 또한, 발명예 5∼7의 비교로부터, 지립의 입경이 클수록 연마 레이트가 커지는 것을 알 수 있다.
도 1은, 발명예 6에 대해서, 연마 후의 캐리어 플레이트에 있어서의 위치와 두께의 관계, 즉 캐리어 플레이트의 형상을 나타내고 있고, (a)는 측정 개소, (b)는 각 측정 위치에서의 캐리어 플레이트의 두께를 나타내고 있다. 또한, 도 1(b)에 있어서 두께의 데이터가 없는 개소는, 캐리어 플레이트에 형성된 웨이퍼 보유지지 구멍 이외의 개구부(도시하지 않음)에 의해, 두께의 측정을 할 수 없었던 것에 의한 것이다. 도 1(b)로부터, 연마 전은 캐리어 플레이트의 두께는 측정 위치에서 불균일한 것에 대하여, 연마 후는 캐리어 플레이트의 두께는 균일하게 되어 있어, 평탄도가 향상하고 있는 것을 알 수 있다.
(비교예 1)
종래예 1과 마찬가지로 캐리어 플레이트를 연마했다. 단, 연마 장치로서 연삭 장치를 이용하여 행했다. 그 외의 조건은 종래예 1과 모두 동일하다. 연마 조건 및 캐리어 플레이트의 평탄도를 표 2에 나타낸다.
(발명예 8)
발명예 6과 마찬가지로, 연마 대상의 캐리어 플레이트에 대하여 연마 처리를 실시했다. 단, 연마 패드의 지립 함유층의 바로 아래에, 지립 비함유층(우레탄 수지제, 두께 0.3㎜)을 배치했다. 그 외의 조건은, 발명예 5와 모두 동일하다. 연마 조건 및 캐리어 플레이트의 평탄도를 표 2에 나타낸다.
(발명예 9)
발명예 8과 마찬가지로, 연마 대상의 캐리어 플레이트에 대하여 연마 처리를 실시했다. 단, 지립 비함유층의 두께를 0.6㎜로 했다. 그 외의 조건은, 발명예 5와 모두 동일하다. 연마 조건 및 캐리어 플레이트의 평탄도를 표 2에 나타낸다.
(발명예 10)
발명예 8과 마찬가지로, 연마 대상의 캐리어 플레이트에 대하여 연마 처리를 실시했다. 단, 지립 비함유층의 두께를 1.0㎜로 했다. 그 외의 조건은, 발명예 5와 모두 동일하다. 연마 조건 및 캐리어 플레이트의 평탄도를 표 2에 나타낸다.
<캐리어 플레이트의 평탄도>
표 2로부터, 연마 패드가 지립 비함유층을 갖고 있지 않은 발명예 6에 대해서는, 연마 후의 캐리어 플레이트의 평탄도는, 비교예 1 및 종래예 5와 동정도인 것을 알 수 있다. 이에 대하여, 연마 패드가 지립 비함유층을 갖고 있는 발명예 8∼10에 대해서는, 연마 후의 캐리어 플레이트의 평탄도가 매우 높은 것을 알 수 있다.
도 2는, 종래예 1 및 발명예 7에 의한 캐리어 플레이트를 양면 연마 장치에 설치하고, 직경 300㎜의 실리콘 웨이퍼를 각 25매 양면 연마한 후의 실리콘 웨이퍼의 GBIR(Global flatness Back Ideal Range)을 나타내고 있다. 도 2로부터, 본 발명에 의해 연마된 캐리어 플레이트를 이용하여 실리콘 웨이퍼의 양면 연마를 행함으로써, 종래보다도 평탄도가 높은 실리콘 웨이퍼가 얻어지는 것을 알 수 있다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명에 의하면, 반도체 웨이퍼의 양면 연마 장치에 있어서 사용되는, 제조 후 미사용의 캐리어 플레이트의 표리면을 효율적으로 연마할 수 있기 때문에, 반도체 웨이퍼 제조업에 있어서 유용하다.
Claims (8)
- 반도체 웨이퍼를 보유지지하는 웨이퍼 보유지지 구멍을 구비하는 캐리어 플레이트와, 상기 캐리어 플레이트를 사이에 두고 대향하여 배치되고, 표면에 연마 패드가 형성된 상정반 및 하정반을 구비하고, 상기 캐리어 플레이트, 상기 상정반 및 상기 하정반을 상대적으로 회전시키면서 연마액을 공급함으로써, 상기 웨이퍼 보유지지 구멍에 보유지지된 반도체 웨이퍼의 표리면을 동시에 화학 기계 연마하는 양면 연마 장치에 있어서의, 상기 캐리어 플레이트를 연마하는 방법으로서,
상기 양면 연마 장치에 있어서의 상기 연마 패드로서, 입경 3㎛ 이상의 지립이 매입된 지립 함유층을 표면에 갖는 연마 패드를 이용하고,
제조 후 미사용의 연마 대상의 캐리어 플레이트를 상기 양면 연마 장치에 있어서의 상기 상정반과 상기 하정반으로 사이에 두고, 상기 연마 대상의 캐리어 플레이트, 상기 상정반 및 상기 하정반을 상대적으로 회전시키면서 연마액을 공급하여 상기 연마 대상의 캐리어 플레이트의 양면을 연마하는 것을 특징으로 하는 캐리어 플레이트의 연마 방법. - 제1항에 있어서,
상기 지립의 재료는, 알루미나 또는 다이아몬드인, 캐리어 플레이트의 연마 방법. - 제1항에 있어서,
연마액은, 지립을 포함하는 수용액, 물 또는 계면 활성제 함유 수용액인, 캐리어 플레이트의 연마 방법. - 제1항에 있어서,
상기 연마 패드는, 상기 지립 함유층의 바로 아래에, 상기 지립이 매입되어 있지 않은 지립 비함유층을 추가로 갖는, 캐리어 플레이트의 연마 방법. - 제3항에 있어서,
상기 연마 패드는, 상기 지립 함유층의 바로 아래에, 상기 지립이 매입되어 있지 않은 지립 비함유층을 추가로 갖는, 캐리어 플레이트의 연마 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
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