TW201832868A - 雙面研磨裝置用載體 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種雙面研磨裝置用載體，包含形成有於研磨時用以支承晶圓的支承孔的載體母件、及沿著支承孔的內周而配置的插入件，其中，載體母件為沿著支承孔的內周週期性地形成有凹凸部，凹凸部中鄰接的凹部的中心彼此的距離在10mm以上60mm以下，凹凸部中的凸部的面積較凹部的切口部分的面積為大，插入件於外周部週期性地形成有一凹凸部，而載體母件的形成於支承孔的內周的凹凸部與形成於插入件的外周部的凹凸部嵌合，藉此，提供載體母件的支承孔周邊部分(嵌合部分)的扭曲被減少的雙面研磨裝置用載體。
Description
本發明係關於一種能夠用於將晶圓雙面研磨的雙面研磨裝置的雙面研磨裝置用載體。
由於雙面研磨裝置每一批次同時研磨例如5片的晶圓的雙面，因此於定盤上設置有具有與晶圓數量相同的支承孔的雙面研磨機用載體。晶圓藉由載體的支承孔而被支承，藉由設置於上下定盤的研磨布自雙面夾入晶圓，一邊於研磨面供給研磨劑一邊進行研磨。
雙面研磨裝置用載體，其具有用以支承晶圓的支承孔的載體母件，通常為金屬製。雙面研磨裝置用載體為了自金屬製的載體母件保護晶圓的外周部，於晶圓支承孔內周具有樹脂製的插入件。此插入件為藉由嵌入成型或射出成型以形成。插入件與晶圓的外周部接觸，因此對晶圓的邊緣形狀的製成為重要。
於安裝此插入件時，為了防止晶圓加工中及搬運時插入件脫落，會在插入件的外周部及載體母件的支承孔的內周部形成楔狀而嵌合，進一步亦有以接著劑固定(專利文獻1)。
〔先前技術文獻〕 專利文獻1：日本特開2000-24912號公報
插入件的外周部與載體母件的支承孔的內周部的楔型為周期性複數個存在，可能在載體的加工時產生扭曲。進一步，可能有於插入件嵌合時，由於加工精度而部分鑲嵌變緊，產生局部應力而載體母件的支承孔周邊扭曲的問題。又此載體母件的支承孔周邊的嵌合部分的扭曲，會引起晶圓的邊緣形狀的惡化，又會使載體母件與插入件產生錯位。
在此狀態下進行晶圓加工則研磨布將局部變形，引起晶圓平坦度的惡化。又載體母件與插入件的錯位，雖然能夠藉由研磨將載體母件與插入件在一定程度上修正至同等的高度，但是無法修正載體母件的支承孔周邊的嵌合部分的扭曲。結果會由於此扭曲而引起晶圓的邊緣形狀的惡化。又由於晶圓形狀的惡化程度會因扭曲的大小而變化，即便在5片一組的載體間亦可能會有於平坦度產生參差的問題。因此，為了抑制晶圓的邊緣形狀的惡化與載體間的平坦度的參差，亦需求有載體母件的支承孔周邊部分(嵌合部分)的扭曲較少的雙面研磨裝置用載體。
本發明鑑於上述問題，目的在於提供一種降低了載體母件的支承孔周邊部分(嵌合部分)的扭曲的雙面研磨裝置用載體。
為了解決上述問題，本發明提供一種雙面研磨裝置用載體，係配設於將晶圓雙面研磨的雙面研磨裝置中，包含形成有於研磨時用以支承晶圓的一支承孔的一載體母件、及沿著該支承孔的內周而配置且形成有與晶圓外周部相接觸的內周部的一插入件，其中，該載體母件為沿著該支承孔的內周週期性地形成有一凹凸部，該凹凸部中鄰接的凹部的中心彼此的距離在10mm以上60mm以下，於該載體母件的平面方向中該凹凸部中的凸部的面積較凹部的切口部分的面積為大，該插入件於外周部週期性地形成有一凹凸部而與形成於該支承孔的內周的該凹凸部得以嵌合，該載體母件的形成於該支承孔的內周的該凹凸部與該插入件的形成於外周部的該凹凸部嵌合。
若為如此的雙面研磨裝置用載體，則會是降低了載體母件的支承孔周邊部分(嵌合部分)的扭曲的雙面研磨裝置用載體。
又於此時，該載體母件的形成於該支承孔的內周的該凹部的切口部分的形狀為三角形、長方形、梯形、楔形、鑰匙孔形、U形、及圓形中任一種。
本發明的雙面研磨裝置用載體中，作為載體母件的形成於支承孔之內周的凹部的切口部分的形狀，可列舉上述形狀。
又於此時，以該載體母件的形成於該支承孔的內周的該凹凸部中，於該載體母件的平面方向中該凸部的面積為該凹部的切口部分的面積的4倍以上為佳。
若為如此的雙面研磨裝置用載體，則由於載體母件的形成於支承孔內周的凸部的強度進一步提升，由於會成為更進一步減少了載體母件的支承孔周邊部分(嵌合部分)的扭曲的雙面研磨裝置用載體而為佳。
若為本發明的雙面研磨裝置用載體，則能夠增強載體母件的形成於支承孔內周的嵌合部分的強度，而能夠減少載體母件的支承孔周邊的扭曲。並且，若使用如此的雙面研磨裝置用載體將晶圓雙面研磨，則藉由支承孔周邊的扭曲減少效果，能夠得到邊緣平坦度經提升，平坦度的分散被減少的晶圓。
如同上述，習知追求有一種載體母件的支承孔周邊部分(嵌合部分)的扭曲較少的雙面研磨裝置用載體。
並且，本案發明人為了解決上述問題反復精心研討的結果，發現藉由將載體母件的形成於支承孔的內周的凹凸部的凹部的間隔(即，鄰接的凹部的中心彼此的距離)，自習知的5mm以上未滿10mm，擴張為10mm以上60mm以下，而能夠成為載體母件與插入件的嵌合部分的扭曲經減少的載體，而完成本發明。
即本發明提供一種雙面研磨裝置用載體，係配設於將晶圓雙面研磨的雙面研磨裝置中，包含形成有於研磨時用以支承晶圓的一支承孔的一載體母件、及沿著該支承孔的內周而配置且形成有與晶圓外周部相接觸的內周部的一插入件，其中，該載體母件為沿著該支承孔的內周週期性地形成有一凹凸部，該凹凸部中鄰接的凹部的中心彼此的距離在10mm以上60mm以下，於該載體母件的平面方向中該凹凸部中的凸部的面積較凹部的切口部分的面積為大，該插入件於外周部週期性地形成有一凹凸部而與形成於該支承孔的內周的該凹凸部得以嵌合，該載體母件的形成於該支承孔的內周的該凹凸部與該插入件的形成於外周部的該凹凸部嵌合。
以下詳細說明關於本發明的雙面研磨裝置用載體。
於圖1顯示本發明的雙面研磨裝置用載體之一例。本發明的雙面研磨裝置用載體1為配設於將晶圓雙面研磨的雙面研磨裝置中，具有形成有於研磨時用以支承晶圓的支承孔2的載體母件3、及沿著支承孔2的內周而配置且形成有與晶圓外周部相接觸的內周部的插入件4。
載體母件3為沿著支承孔2的內周週期性且連續性地形成，本發明中，此載體母件3的凹凸部5中鄰接的凹部5a的中心彼此的距離d在10mm以上60mm以下，於載體母件3的平面方向中該凹凸部5中的凸部5b的面積較凹部5a的切口部分的面積為大。
如此，使載體母件3的凹凸部5中鄰接的凹部5a的中心彼此的距離d為10mm以上60mm以下而較習知距離為廣，以成為載體母件3與插入件4的嵌合部分的扭曲經減少的雙面研磨裝置用載體1。
如圖2所示，習知的雙面研磨裝置用載體10為了使插入件40與載體母件30確實嵌合，載體母件30的凹凸部中鄰接的凹部50a的中心彼此的距離，雖隨著晶圓直徑而相異，但存在多數為5mm至10mm未滿(直徑300mm時約為9.6mm)的相對狹窄的間隔。但是，如此的狹窄間隔則會部分應力集中，如圖3所示，會於載體母件30的支承孔周邊產生扭曲。
本發明中，由於在載體母件3的平面方向的凹凸部5的凸部5b的面積較凹部5a的切口部分的面積為大，且於載體母件3的凹凸部5的鄰接的凹部5a的中心彼此的距離d擴張為10mm以上，藉此使凹凸部5的數量較習知為少，而能夠相對擴大載體母件側的凸部5b的面積。如此，藉由使其為嵌合部分的間隔為較寬，而能夠減少載體母件3的支承孔周邊的扭曲量。又由於d若超過60mm，則在晶圓加工中等有插入件4自載體母件3脫落的可能性，故本發明中d為60mm以下。又載體母件3的凹凸部5中鄰接的凹部5a的中心彼此的距離d以14mm以上50mm以下為佳，較佳為18mm以上30mm以下。
在此，關於載體母件的形成於支承孔內周的凹凸部中鄰接的凹部的中心彼此的距離d的大小與載體母件的支承孔周邊部分(嵌合部分)的扭曲的關係，顯示如下。
關於用以研磨直徑300mm的矽晶圓的雙面研磨裝置用載體的載體母件的支承孔周邊的嵌合部分，將習知的鄰接的凹部的中心彼此的距離d(9.6mm)時的載體母件的扭曲量作為基準，藉由模擬分析(ANSYS mechanical製)將以距離d擴大為10倍(95.5mm)時的載體母件的扭曲量數值化。
將分別所分析出的凹凸部的切口部分的形狀為台形的狀況及為圓形的狀況的結果顯示於圖4(A)、圖4(B)。結果，不論在為台形的狀況下(圖4(A))，及為圓形的狀況下(圖4(B))，於載體母件的凹凸部鄰接的凹部中心彼此的距離d若未滿10mm，則與為10mm以上的狀況相比扭曲量(變形率)大幅增加。另一方面，若是鄰接的中心彼此的距離d為10mm以上，則鄰接的凹部的中心彼此的距離d越大扭曲就越減少。扭曲的減少，隨著間隔擴大將會逐漸達到飽和，切口部分的形狀為台形時則會在4倍距離(d=38.2mm)以上變得固定。
凹部的切口部分的形狀為台形時，當以習知的鄰接的凹部的中心彼此的距離(d=9.6mm)的變形率為基準時，於4倍距離(d=38.2mm)時的扭曲量減少11%。凹部的切口部分為圓形時同樣在4倍距離以上變得固定，以習知間隔的變形率為基準時的扭曲量減少6.5%。
又於本發明的雙面研磨裝置用載體1中，以載體母件3的形成於支承孔的內周的凹部5a的切口部分的形狀為三角形、長方形、梯形、楔形、鑰匙孔形、U形、及圓形中任一種為佳。並且，於此些的任一種形狀中，模擬分析的結果，發現了與上述相同的傾向。
又以形成於載體母件3的支承孔2的內周的凹凸部5，於該載體母件3的平面方向中該凸部5b的面積為凹部5a的切口部分的面積的4倍以上為佳。若為如此的雙面研磨裝置用載體1，則由於凸部5b的強度更加提升，能夠為更進一步減少載體母件3的支承孔周邊部分(嵌合部分)的扭曲之物。
如圖1所示，插入件4為由能夠與載體母件3的形成於支承孔2的內周的凹凸部5嵌合的凹部6a及凸部6b所構成的凹凸部6於外周部週期性的形成之物。作為插入件4的材質，能夠為例如硬質樹脂。
本發明的雙面研磨裝置用載體1為如此的載體母件3的形成於支承孔2的內周的凹凸部5與形成於插入件4的外周部的凹凸部6經嵌合之物。
如此的本發明的雙面研磨裝置用載體1，於載體母件3的支承孔周邊部分(嵌合部分)的扭曲變少，若使用如此的雙面研磨裝置用載體1將晶圓雙面研磨，則藉由支承孔周邊的扭曲減少效果，能夠得到的邊緣平坦度提升，而平坦度的參差減少的被加工的晶圓。 〔實施例〕
以下雖顯示實施例及比較例而詳細說明本發明，但本發明並非限定於此。
(比較例1) 作為雙面研磨裝置用載體，將載體母件30的形成於支承孔內周的凹凸部的凹部50a的切口部分的形狀為台形，鄰接的凹部50a中心彼此的距離d為9.6mm的載體母件30，與插入件40嵌合，製造如圖2所示的雙面研磨裝置用載體10。
(實施例1) 作為雙面研磨裝置用載體，將載體母件3的形成於支承孔內周的凹凸部5的凹部5a的切口部分的形狀為台形，鄰接的凹部5a中心彼此的距離d為19.1mm，平面方向的凹凸部5中凸部5b的面積較凹部5a的切口部分的面積為大的載體母件3，與插入件4嵌合，製造如圖1所示的雙面研磨裝置用載體1。實施例1的d(19.1mm)，為比較例1的d(9.6mm)的約2倍。
關於上述實施例1及比較例1的雙面研磨裝置用載體，將圖5所示的範圍(載體母件的支承孔周邊)的扭曲藉由三次元測定機(東京精密公司製)確認。測定結果顯示於圖6(A)。扭曲量的平均值於實施例1中為24.2μm，於比較例1中為29.1μm。確認到實施例與比較例相比支承孔周圍的扭曲大幅減少。另外此些結果，與圖4(A)所示的模擬結果幾乎一致。
進一步，使用此些載體，對直徑300mm的矽晶圓進行雙面研磨(Double Side Polishing, DSP)加工，進行平坦度的測定(LSW-3000, 神戶製鋼所製)。將以比較例1為基準時的ESFQRrange相對值的結果顯示於圖6(B)，及ESFQRmax的相對值的結果顯示於圖6(C)。於實施例1，確認到與比較例1相比，ESFQR的range幅度縮小，邊緣平坦度的參差減少。又同時能夠使ESFQRmax的值改善。
(比較例2至4) 將以比較例1的雙面研磨裝置用載體為基準時，載體母件的支承孔周邊的扭曲量相異的雙面研磨裝置用載體(比較例2至4)的支承孔周邊的扭曲量(倍率)及平坦度的惡化量(nm)間的關係顯示於表1及圖7。結果確認到扭曲量越少，平坦度越良好。
【表1】
(比較例5) 與比較例1相同，作為雙面研磨裝置用載體，使載體母件30的形成於支承孔內周的凹凸部的凹部50a的切口部分的形狀為台形，鄰接的凹部50a的中心彼此的距離d為62mm的載體母件30，與插入件40嵌合，而製造如圖2所示的雙面研磨裝置用載體10。
使用所製造的載體，對直徑300mm的矽晶圓進行DSP加工，但途中插入件40自載體脫落，而無法進行DSP加工。
藉由以上，若是載體母件的形成於支承孔內周的鄰接的凹部的中心彼此的距離d未滿10mm，則支承孔周邊的扭曲量大幅增加(比較例1)，d若是超過60mm，則於晶圓加工中插入件脫落(比較例5)。另一方面，使d為10mm以上60mm以下的載體，變得於母件的支承周邊部分(嵌合部分)的扭曲較少(實施例1)。又d為60mm時，即使進行晶圓的DSP加工，插入件亦不會脫落。
另外，本發明並不為前述實施例所限制。前述實施例為例示，具有與本發明的申請專利範圍所記載的技術思想為實質相同的構成，且達成同樣作用效果者，皆包含於本發明的技術範圍。
1、10‧‧‧研磨裝置用載體
2‧‧‧支承孔
3、30‧‧‧載體母件
4、40‧‧‧插入件
5、6‧‧‧凹凸部
5a、6a、50a‧‧‧凹部
5b、6b‧‧‧凸部
d‧‧‧距離
圖1係顯示本發明的雙面研磨裝置用載體之一例的概略圖。 圖2係顯示習知的雙面研磨裝置用載體之一例的概略圖。 圖3係說明習知的雙面研磨裝置用載體中所產生的扭曲的說明圖。 圖4係顯示載體母件的支承孔周邊的變形率與載體母件的凹凸部中鄰接的凹部的中心彼此的距離d之間的關係的量表圖。 圖5係說明於實施例1及比較例1中扭曲經測定的部分的說明圖。 圖6係於實施例1及比較例1中經測定的支承孔周邊的扭曲量(圖6(A))、ESFQRrange相對值(圖6(B))、ESFQRmax的相對值(圖6(C))的測定結果。 圖7係顯示比較例2至4中，載體母件的支承孔周邊的扭曲與平坦度(nm)之間的關係的示意圖。
Claims (3)
- 一種雙面研磨裝置用載體，係配設於將晶圓雙面研磨的雙面研磨裝置中，包含形成有於研磨時用以支承晶圓的一支承孔的一載體母件、及沿著該支承孔的內周而配置且形成有與晶圓外周部相接觸的內周部的一插入件，其中， 該載體母件為沿著該支承孔的內周週期性地形成有一凹凸部，該凹凸部中鄰接的凹部的中心彼此的距離在10mm以上60mm以下，於該載體母件的平面方向中該凹凸部中的凸部的面積較凹部的切口部分的面積為大， 該插入件於外周部週期性地形成有一凹凸部而與形成於該支承孔的內周的該凹凸部得以嵌合， 該載體母件的形成於該支承孔的內周的該凹凸部與該插入件的形成於外周部的該凹凸部嵌合。
- 如請求項1所述的雙面研磨裝置用載體，其中該載體母件的形成於該支承孔的內周的該凹部的切口部分的形狀為三角形、長方形、梯形、楔形、鑰匙孔形、U形、及圓形中任一種。
- 如請求項1或2所述的雙面研磨裝置用載體，其中該載體母件的形成於該支承孔的內周的該凹凸部中，於該載體母件的平面方向中該凸部的面積為該凹部的切口部分的面積的4倍以上。
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