KR102476609B1 - Polishing method and polishing apparatus - Google Patents
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Abstract
[과제] 유지판마다의 형상차에 영향을 받는 일 없이, 웨이퍼의 평탄도를 제어할 수 있는 연마방법 및 연마장치를 제공한다.
[해결수단] 피연마물을 유지판으로 유지하고, 피연마물을 유지한 유지판을 연마장치에 배설된 연마헤드에 장착하고, 연마헤드에 의해, 유지판에 유지된 피연마물을, 연마테이블에 첩부된 연마포에 소정의 압력으로 눌러 상대운동시킴으로써, 피연마물의 표면을 연마하는 방법으로서, 유지판으로 피연마물을 유지하기 전에, 유지판의 피연마물을 유지하는 유지면의 형상을 측정해두고, 측정이 완료된 상기 유지면의 형상에 따라, 연마헤드에 의한 유지판에 대한 가압분포를 조정하고 나서, 피연마물을 연마하는 것을 특징으로 하는 연마방법.[PROBLEMS] To provide a polishing method and a polishing apparatus capable of controlling the flatness of a wafer without being affected by the shape difference of each holding plate.
[Solution] An object to be polished is held by a holding plate, the holding plate holding the object to be polished is attached to a polishing head installed in a polishing machine, and the object to be polished held by the holding plate is attached to a polishing table by the polishing head. A method of polishing the surface of an object to be polished by pressing a polishing cloth with a predetermined pressure and causing relative movement, wherein before holding the object to be polished with a holding plate, the shape of the holding surface holding the object to be polished is measured, A polishing method characterized by polishing an object to be polished after adjusting a distribution of pressure applied to the holding plate by a polishing head according to the shape of the holding surface for which measurement has been completed.
Description
본 발명은, 연마방법 및 연마장치에 관한 것이다.The present invention relates to a polishing method and a polishing apparatus.
실리콘웨이퍼나 화합물 반도체웨이퍼 등의 반도체웨이퍼는, 집적회로의 미세화에 수반하여 플랫네스사양이 타이트화하여, 요구수준이 더욱 향상되고 있으며, 보다 플랫한 형상이 요구되고 있다. 반도체웨이퍼를 평탄하게 연마하는 수단으로서, 반도체웨이퍼를 유지판(연마플레이트)에, 접착 또는 템플레이트법에 의해 첩부하여 유지해서 연마하는 방법이 있다.Semiconductor wafers, such as silicon wafers and compound semiconductor wafers, have tighter flatness specifications along with miniaturization of integrated circuits, and the level of demand is further improved, and flatter shapes are required. As a means of polishing a semiconductor wafer flat, there is a method of holding and polishing the semiconductor wafer by attaching it to a holding plate (polishing plate) by an adhesive or template method.
특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 이 방법에서는, 반도체웨이퍼를 첩부한 유지판을 연마헤드의 하면에 부착하고, 연마헤드의 하면에 부착된 가요성 박막(혹은 탄성막)과의 사이의 밀폐공간(에어백)에 압력유체를 공급하고, 그 압력을 조정함으로써 유지판 전체면을 균등하게 압하하는 연마장치가 이용되고 있다. 이 연마장치의 연마헤드는, 밀폐공간에 압력이 가해지지 않은 경우는, 연마헤드의 외주부에 전체 연마압이 가해지는 구조로 되어 있다.As described in
이 연마방법을, 도 12~14를 참조하여, 보다 구체적으로 설명한다. 도 12와 같이, 웨이퍼(W)의 표면을 연마하기 위하여, 우선, 1매 이상의 웨이퍼(W)를 원반상의 유지판(108)에 첩부한다. 이어서, 도 13과 같이, 웨이퍼(W)를 첩부한 유지판(108)을 연마헤드(102)에 장착한다. 연마헤드(102)는 연마헤드(102)를 축주위에 회전시키는 연마샤프트(103)와 함께 연마축(104)을 구성한다. 유지판(108)에 고정된 웨이퍼(W)는 연마테이블(105)상에 붙여진 연마포(106)에 접촉되고, 연마된다.This polishing method will be described in more detail with reference to FIGS. 12 to 14 . As shown in FIG. 12 , in order to polish the surface of the wafer W, first, one or more wafers W are attached to the disk-
이때, 유지판(108)상에 놓여진 연마헤드(102)에 의해, 그 유지판(108)을 가압하면서, 연마테이블(105)의 회전운동 및 연마헤드(102)의 회전에 의해, 각 웨이퍼(W)의 연마포(106)와의 접촉면이 각각 연마된다.At this time, each wafer ( The contact surfaces of W) with the polishing cloth 106 are respectively polished.
도 13과 같은 연마헤드(102)와, 하면에 부착된 가요성 박막(107)(혹은 탄성막)과의 사이의 밀폐공간에 압력유체를 공급하고, 그 압력을 조정함으로써 유지판(108)의 전체면을 균등하게 압하하는 장치를 사용한 경우, 이 연마헤드(102)는, 밀폐공간에 압력이 가해지지 않았을 때는, 연마헤드(102)의 외주부에 전체 연마압이 가해지는 구조로 되어 있다.By supplying a pressurized fluid to the sealed space between the
실제의 연마시에는, 밀폐공간을 적절한 가압으로 설정하고, 각 웨이퍼(W)를 균일하게 연마한다. 이 밀폐공간의 압력이 변동되면, 유지판(108)에 대한 가압분포가 변화되어 유지판(108)에 고정된 각 웨이퍼(W)의 연마형상이 변화하는 것이 알려져 있다. 구체적으로는, 도 14에 나타낸 바와 같이, 밀폐공간의 압력이 작으면 유지판(108)의 외주부측에 가압분포가 상대적으로 쉬프트되고, 밀폐공간의 압력이 크면 유지판(108)의 중심부에 가압분포가 쉬프트된다. 이 가압분포에 따라서, 연마후의 웨이퍼형상이 변화된다.During actual polishing, the sealed space is set to an appropriate pressure, and each wafer W is uniformly polished. It is known that when the pressure in this closed space fluctuates, the distribution of pressure applied to the
그런데, 가요성 박막에 의한 밀폐공간(에어백)에 의해, 적절히 가압분포가 조정된 연마헤드를 이용하여 연마해도, 웨이퍼마다, 평탄도(GBIR)에는 격차가 발생한다는 문제가 있었다. 이는, 유지판마다, 형상은 완전히 동일하지는 않고, 약간 형상차가 있으므로, 유지판의 평균적인 형상에 대한 적절한 가압분포를 설정해도, 그 약간의 형상차에 따라, 웨이퍼의 평탄도에 격차가 발생하기 때문이다.However, even if polishing is performed using a polishing head in which pressure distribution is appropriately adjusted by a closed space (airbag) made of a flexible thin film, there is a problem that unevenness occurs in flatness (GBIR) for each wafer. This is because the shape of each holding plate is not completely the same, but there is a slight difference in shape, so even if an appropriate pressure distribution for the average shape of the holding plate is set, the slight difference in shape is unlikely to cause unevenness in the flatness of the wafer. Because.
본 발명은 상기 서술한 바와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 유지판마다의 형상차에 영향을 받는 일 없이, 웨이퍼의 평탄도를 제어할 수 있는 연마방법 및 연마장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the problems described above, and an object of the present invention is to provide a polishing method and a polishing apparatus capable of controlling the flatness of a wafer without being affected by the difference in shape of each holding plate.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 피연마물을 유지판으로 유지하고, 상기 피연마물을 유지한 상기 유지판을 연마장치에 배설된 연마헤드에 장착하고, 이 연마헤드에 의해, 상기 유지판에 유지된 상기 피연마물을, 연마테이블에 첩부된 연마포에 소정의 압력으로 눌러 상대운동시킴으로써, 피연마물의 표면을 연마하는 방법으로서, 상기 유지판으로 상기 피연마물을 유지하기 전에, 상기 유지판의 상기 피연마물을 유지하는 유지면의 형상을 측정해두고, 상기 측정이 완료된 상기 유지면의 형상에 따라, 상기 연마헤드에 의한 상기 유지판에 대한 가압분포를 조정하고 나서, 상기 피연마물을 연마하는 것을 특징으로 하는 연마방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention holds an object to be polished by a holding plate, attaches the holding plate holding the object to be polished to a polishing head installed in a polishing machine, and by means of the polishing head, the holding plate A method of polishing the surface of an object to be polished by pressing the object to be polished held on a polishing cloth attached to a polishing table with a predetermined pressure to cause relative movement, wherein, before holding the object to be polished with the holding plate, the holding plate The shape of the holding surface holding the object to be polished is measured, and the distribution of pressure applied to the holding plate by the polishing head is adjusted according to the shape of the holding surface after the measurement has been completed, and then the object to be polished is polished. It provides a polishing method characterized in that.
이와 같이, 유지판의 형상을 미리 측정해두고, 측정한 형상에 따라 유지판에 대한 가압분포를 조정하여, 연마를 행함으로써, 유지판마다의 형상차에 영향받는 일 없이, 웨이퍼의 평탄도를 제어할 수 있다. 이에 따라, 특히, 각 웨이퍼의 평탄도를 향상시킬 수 있고, 또한, 웨이퍼마다의 평탄도의 격차를 줄일 수 있다. 또한, 제품의 아웃풋 품질(GBIR=평탄도)이, 원하는 값이 되도록, 적절히 가압분포를 조정할 수도 있다.In this way, by measuring the shape of the holding plate in advance, adjusting the pressure distribution on the holding plate according to the measured shape, and performing polishing, the flatness of the wafer can be obtained without being affected by the shape difference of each holding plate. You can control it. In this way, in particular, the flatness of each wafer can be improved, and the variation in flatness between wafers can be reduced. In addition, the pressure distribution may be appropriately adjusted so that the output quality (GBIR = flatness) of the product becomes a desired value.
이때, 상기 연마헤드에 의한 상기 유지판에 대한 가압분포의 조정은, 상기 유지면의 형상을 측정한 결과에 기초하여, 미리, 복수의 유지판을 볼록형상인 것과 오목형상인 것으로 선별해 두고, 상기 유지판으로서 유지면의 형상이 볼록하게 부푼 형상인 것을 이용할 때는, 상기 유지판으로서 이용되는 복수의 상기 유지판의 볼록량을 측정하여 볼록량의 평균값을 산출하고, 이 볼록량의 평균값보다 볼록량이 큰 상기 유지판을 상기 연마헤드에 장착한 경우는, 상기 유지면의 외주부에의 가압을 상기 유지면의 중심부의 가압에 대하여 상대적으로 크게 하고, 상기 볼록량의 평균값보다 볼록량이 작은 상기 유지판을 상기 연마헤드에 장착한 경우는, 상기 유지면의 외주부에의 가압을 상기 유지면의 중심부의 가압에 대하여 상대적으로 작게 하고, 상기 유지판으로서 유지면의 형상이 오목하게 패인 형상인 것을 이용할 때는, 상기 유지판으로서 이용되는 복수의 상기 유지판의 오목량을 측정하여 오목량의 평균값을 산출하고, 이 오목량의 평균값보다 오목량이 큰 상기 유지판을 상기 연마헤드에 장착한 경우는, 상기 유지면의 외주부에의 가압을 상기 유지면의 중심부의 가압에 대하여 상대적으로 작게 하고, 상기 오목량의 평균값보다 오목량이 작은 상기 유지판을 상기 연마헤드에 장착한 경우는, 상기 유지면의 외주부에의 가압을 상기 유지면의 중심부의 가압에 대하여 상대적으로 크게 하는 것이 바람직하다.At this time, the adjustment of the pressure distribution with respect to the holding plate by the polishing head is based on the result of measuring the shape of the holding surface, in advance, sorting a plurality of holding plates into convex shapes and concave shapes, When using a holding plate having a convexly swollen shape of the holding surface, the average value of the convex amount is calculated by measuring the convex amount of a plurality of the holding plates used as the holding plate, and the convex amount is greater than the average value of the convex amount. When the large retaining plate is attached to the polishing head, the holding plate has a larger convexity than the average of the convexities, and the holding plate has a larger pressing force on the outer periphery of the holding surface than the central portion of the holding surface. In the case of mounting on the polishing head, the pressurization to the outer peripheral portion of the holding surface is relatively small compared to the pressing of the central portion of the holding surface, and when using a holding plate having a concave shape of the holding surface, The average value of the concavities is calculated by measuring the concavities of a plurality of the retaining plates used as the retaining plates, and when the retaining plate having a larger concavity than the average value of the concavities is attached to the polishing head, the holding surface When the pressurization on the outer periphery of the holding surface is relatively small compared to the pressing on the central portion of the holding surface, and the holding plate having a smaller concavity than the average value of the concavity is attached to the polishing head, the pressing on the outer periphery of the holding surface It is preferable to make relatively large with respect to the pressurization of the central part of the holding surface.
이와 같이, 연마에 사용하는 유지판을 볼록형상 또는 오목형상으로 선별해 두고, 유지판의 볼록량 또는 오목량에 따라, 유지면의 중심부와 외주부의 상대적인 가압을 상기와 같이 조정하면, 유지판마다의 형상차에 기인하는 웨이퍼마다의 평탄도의 격차의 발생을 억제할 수 있다.In this way, if the holding plate used for polishing is sorted into a convex shape or a concave shape, and the relative pressurization of the center and outer periphery of the holding surface is adjusted as described above according to the amount of convexity or concavity of the holding plate, each holding plate It is possible to suppress the occurrence of unevenness in flatness for each wafer due to the shape difference of .
또한, 상기 연마헤드로서, 상기 유지판을 가압하는 면에 장설(張設)된 가요성 박막을 갖는 것을 이용하고, 상기 가요성 박막에의 유체내압을 제어함으로써 상기 유지판에의 가압분포를 조정하는 것이 바람직하다.In addition, as the polishing head, a flexible film having a flexible thin film extended on a surface for pressing the holding plate is used, and the pressure distribution on the holding plate is adjusted by controlling the fluid pressure applied to the flexible thin film. It is desirable to do
이러한 연마헤드를 이용하는 경우, 가요성 박막에의 유체내압을 제어함으로써, 용이하게 유지판에 대한 가압분포를 조정할 수 있다.In the case of using such a polishing head, the distribution of pressure on the holding plate can be easily adjusted by controlling the intra-fluid pressure to the flexible thin film.
또한, 상기 연마장치의 상기 연마테이블이 복수의 연마헤드를 갖는 경우는, 복수의 상기 유지판을 상기 측정된 유지면의 형상에 따라 분류하고, 이 분류에 따라 각 연마헤드의 상기 가압분포를 설정하고, 상기 분류에 따라 상기 유지판을 소정의 가압분포에 설정된 소정의 연마헤드에 장착하는 것이 바람직하다.Further, when the polishing table of the polishing device has a plurality of polishing heads, a plurality of the holding plates are classified according to the measured shape of the holding surface, and the pressure distribution of each polishing head is set according to the classification. And, it is preferable to mount the retaining plate on a predetermined polishing head set to a predetermined pressure distribution according to the classification.
유지판을 동일 정도의 형상마다 분류하고, 동일 정도의 형상의 유지판은 연마시에 반드시 지정된 연마축으로 연마되도록 하면, 유지판마다의 형상차에 기인하는 웨이퍼의 평탄도의 격차의 발생을 확실히 제어할 수 있다.If holding plates are sorted for each shape of the same degree, and holding plates of the same degree are always polished with a designated polishing axis during polishing, the occurrence of unevenness in flatness of the wafer due to the difference in shape of each holding plate can be ensured. You can control it.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 피연마물을 유지한 유지판을 장착하는 연마헤드와, 피연마물을 연마하기 위한 연마포가 첩부된 연마테이블을 구비하고, 상기 연마헤드에 의해, 상기 유지판에 유지된 상기 피연마물을, 상기 연마테이블에 첩부된 상기 연마포에 소정의 압력으로 눌러 상대운동시킴으로써, 상기 피연마물의 표면을 연마하는 연마장치로서, 상기 유지판의 상기 피연마물을 유지하는 유지면의 형상에 따라, 상기 연마헤드에 의한 상기 유지판에 대한 가압분포를 조정하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 연마장치를 제공한다.Further, in order to achieve the above object, the present invention provides a polishing head for mounting a holding plate holding an object to be polished, and a polishing table to which a polishing cloth for polishing the object to be polished is attached, and by the polishing head, A polishing device for polishing the surface of the object held on the holding plate by pressing the polishing cloth attached to the polishing table with a predetermined pressure to relatively move the object to be polished, wherein the object to be polished on the holding plate is A polishing apparatus characterized by having a function of adjusting the distribution of pressure applied to the holding plate by the polishing head according to the shape of the holding surface to be held is provided.
이러한 것이면, 유지판의 유지면의 형상에 따라 유지판에 대한 가압분포를 조정하여, 연마를 행할 수 있으므로, 유지판마다의 형상차에 영향을 받는 일 없이 웨이퍼의 평탄도를 제어할 수 있는 것이 된다. 이에 따라, 특히, 각 웨이퍼의 평탄도를 향상시킬 수 있고, 또한, 웨이퍼마다의 평탄도의 격차를 줄일 수 있는 것이 된다. 또한, 제품의 아웃풋 품질(GBIR=평탄도)이, 원하는 값이 되도록, 적절히 가압분포를 조정할 수도 있는 것이 된다.In this case, polishing can be performed by adjusting the pressure distribution on the holding plate according to the shape of the holding surface of the holding plate, so that the flatness of the wafer can be controlled without being affected by the shape difference of each holding plate. do. In this way, in particular, the flatness of each wafer can be improved, and the variation in flatness between wafers can be reduced. In addition, the pressure distribution can be appropriately adjusted so that the output quality (GBIR = flatness) of the product becomes a desired value.
또한, 상기 연마헤드가, 상기 유지판을 가압하는 면에 장설된 가요성 박막을 갖고, 상기 가요성 박막에의 유체내압을 제어함으로써 상기 유지판에의 가압분포를 조정할 수 있는 것이 바람직하다.It is also preferable that the polishing head has a flexible thin film extended on a surface to press the holding plate, and the pressure distribution to the holding plate can be adjusted by controlling the fluid pressure applied to the flexible thin film.
이러한 연마헤드이면, 가요성 박막에의 유체내압을 제어함으로써, 용이하게 유지판에의 가압분포를 조정할 수 있는 것이 된다.With such a polishing head, the pressure distribution to the holding plate can be easily adjusted by controlling the fluid pressure applied to the flexible thin film.
또한, 본 발명의 연마장치는, 상기 유지판의 유지면의 형상마다의 상기 가압분포와 연마후의 상기 피연마물의 평탄도의 상관관계에 기초하여, 상기 연마헤드에 의한 상기 유지판에 대한 가압분포를 자동으로 제어할 수 있는 가압분포제어부를 구비하는 것이 바람직하다.Further, the polishing apparatus of the present invention provides a distribution of pressure applied to the holding plate by the polishing head based on a correlation between the pressure distribution for each shape of the holding surface of the holding plate and the flatness of the polished object after polishing. It is preferable to have a pressure distribution control unit capable of automatically controlling.
가압분포제어부에 의해 유지판의 유지면의 형상에 따른 적절한 가압분포를 자동으로 제어할 수 있는 것이면, 작업자가 매회 가압분포의 설정작업을 행할 필요가 없어져, 생산성을 보다 높일 수 있는 것이 된다.If the pressure distribution controller can automatically control the appropriate pressure distribution according to the shape of the holding surface of the holding plate, the operator does not need to set the pressure distribution every time, and productivity can be further improved.
본 발명의 연마방법 및 연마장치이면, 유지판의 유지면의 형상에 따라 유지판에 대한 가압분포를 조정하여, 연마를 행할 수 있으므로, 유지판마다의 형상차의 영향을 억제하여, 웨이퍼의 평탄도를 제어할 수 있다. 이에 따라, 특히, 각 웨이퍼의 평탄도를 향상시킬 수 있고, 또한, 웨이퍼마다의 평탄도의 격차를 줄일 수 있다. 또한, 제품의 아웃풋 품질(GBIR=평탄도)이, 원하는 값이 되도록, 적절히 가압분포를 조정할 수도 있다.With the polishing method and polishing apparatus of the present invention, since polishing can be performed by adjusting the pressure distribution on the holding plate according to the shape of the holding surface of the holding plate, the influence of the shape difference of each holding plate can be suppressed and the wafer can be flattened. You can control the figure. In this way, in particular, the flatness of each wafer can be improved, and the variation in flatness between wafers can be reduced. In addition, the pressure distribution may be appropriately adjusted so that the output quality (GBIR = flatness) of the product becomes a desired value.
도 1은 본 발명의 연마장치의 일례를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 연마방법의 일례를 나타낸 플로우도이다.
도 3은 본 발명의 연마방법의 다른 일례를 나타낸 플로우도이다.
도 4는 본 발명의 연마방법에 있어서의 유지판의 분류·순서화의 일례를 나타낸 개략도이다.
도 5는 실시예 1에서 측정한 유지판의 유지면의 형상의 분포를 나타낸 그래프이다.
도 6은 실시예 1에서 조사한 에어백압과 유지판에 대한 가압분포의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 7은 실시예 1에서 조사한 에어백압과 웨이퍼면내에 가해진 압력범위R의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 8은 실시예 1에서 조사한 에어백압과 GBIR(상대값)의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 9는 실시예 2에서 조사한 에어백압과 GBIR(상대값)의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 10은 실시예 3에서 조사한 에어백압과 GBIR(상대값)의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 11은 실시예 4, 비교예 3에서 측정한 GBIR(상대값)의 도수 및 누적도수를 나타낸 그래프이다.
도 12는 일반적인 유지판의 일례를 나타낸 개략도이다.
도 13은 일반적인 연마장치의 일례를 나타낸 개략도이다.
도 14는 에어백압력에 따른 유지판의 가압분포를 나타낸 도면이다.1 is a schematic diagram showing an example of a polishing device of the present invention.
2 is a flow diagram showing an example of the polishing method of the present invention.
3 is a flow diagram showing another example of the polishing method of the present invention.
Fig. 4 is a schematic diagram showing an example of sorting and ordering of holding plates in the polishing method of the present invention.
5 is a graph showing the shape distribution of the holding surface of the holding plate measured in Example 1.
6 is a graph showing the relationship between the airbag pressure investigated in Example 1 and the pressure distribution on the holding plate.
7 is a graph showing the relationship between the airbag pressure investigated in Example 1 and the pressure range R applied to the wafer surface.
8 is a graph showing the relationship between airbag pressure and GBIR (relative value) investigated in Example 1;
9 is a graph showing the relationship between airbag pressure and GBIR (relative value) investigated in Example 2;
10 is a graph showing the relationship between airbag pressure and GBIR (relative value) investigated in Example 3;
11 is a graph showing the frequency and cumulative frequency of GBIR (relative value) measured in Example 4 and Comparative Example 3.
Fig. 12 is a schematic diagram showing an example of a general retaining plate.
13 is a schematic diagram showing an example of a general polishing device.
14 is a view showing the pressure distribution of the holding plate according to the airbag pressure.
이하, 본 발명에 대하여 실시의 형태를 설명하나, 본 발명은 이것으로 한정되는 것이 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.
상기와 같이, 유지판마다, 그 형상은 완전히 동일하지는 않고, 약간 형상차가 있으므로, 유지판의 평균적인 형상에 대하여 적절한 가압분포를 설정해도, 그 약간의 형상차에 따라, 웨이퍼의 평탄도에 격차가 발생한다는 문제가 있었다. 즉, 본 발명자는, 유지판 형상의 격차가, 웨이퍼의 평탄도의 격차에 영향을 주는 것을 발견하였다.As described above, the shape of each holding plate is not completely the same, but there is a slight difference in shape, so even if an appropriate pressure distribution is set with respect to the average shape of the holding plate, the flatness of the wafer varies depending on the slight difference in shape. There was a problem that occurs. That is, the present inventors have found that variations in the shape of the holding plate affect variations in flatness of the wafer.
이에, 본 발명자는 이러한 문제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭하였다. 그 결과, 유지판의 유지면의 형상을 미리 측정해두고, 이 측정이 완료된 유지면의 형상에 따라, 연마헤드에 의한 유지판에 대한 가압분포를 조정하고 나서, 피연마물을 연마함으로써, 웨이퍼의 평탄도를 제어할 수 있는 것에 상도하고, 본 발명을 완성시켰다.Accordingly, the inventors of the present invention repeated intensive studies in order to solve these problems. As a result, the shape of the holding surface of the holding plate is measured in advance, and the distribution of pressure applied to the holding plate by the polishing head is adjusted according to the shape of the holding surface after the measurement has been completed, and then the object to be polished is polished. It was considered that the flatness could be controlled, and the present invention was completed.
우선, 본 발명의 연마장치에 대하여 도 1을 참조하여 설명한다. 본 발명의 연마장치(1)는, 피연마물(웨이퍼(W))을 유지한 유지판(8)을 장착하는 연마헤드(2)와, 웨이퍼(W)를 연마하기 위한 연마포(6)가 첩부된 연마테이블(5)을 구비한다. 연마헤드(2)는 연마헤드(2)를 축주위에 회전시키는 연마샤프트(3)와 함께 연마축(4)을 구성하고 있다. 이러한 본 발명의 연마장치(1)는, 연마헤드(2)에 의해, 유지판(8)에 유지된 웨이퍼(W)를, 연마테이블(5)에 첩부된 연마포(6)에 소정의 압력으로 눌러 상대운동시킴으로써, 웨이퍼(W)의 표면을 연마할 수 있다.First, the polishing apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. 1 . The polishing
또한, 본 발명의 연마장치(1)는, 유지판(8)의 피연마물을 유지하는 유지면의 형상에 따라, 연마헤드(2)에 의한 유지판(8)에 대한 가압분포를 조정하는 기능을 갖는 것이다. 이러한 것이면, 유지판(8)의 유지면의 형상에 따라 유지판(8)에 대한 가압분포를 조정하여, 연마를 행할 수 있으므로, 유지판마다의 형상차에 영향을 받는 일 없이 웨이퍼(W)의 평탄도를 제어할 수 있다. 이에 따라, 특히, 각 웨이퍼의 평탄도를 향상할 수 있고, 또한, 웨이퍼마다의 평탄도의 격차를 줄일 수 있다. 또한, 제품의 아웃풋 품질(GBIR=평탄도)이, 목적에 따라 원하는 값이 되도록, 적절히 가압분포를 조정할 수도 있다.In addition, the polishing
또한, 연마헤드(2)는 에어백가압식인 것이 바람직하고, 유지판(8)을 가압하는 면에 장설된 가요성 박막(7)을 갖고, 가요성 박막(7)에의 유체내압(에어백압)을 제어함으로써 유지판(8)에의 가압분포를 조정할 수 있는 것이 바람직하다. 유체내압을 가요성 박막(7)에 가함으로써, 가요성 박막(7)이 유지판(8)의 방향으로 부풀어오르므로, 에어백내의 유체내압을 조정함으로써, 유지판(8)에의 가압분포를 조정할 수 있다. 이러한 것이면, 용이하게 유지판에의 가압분포를 조정할 수 있다.Further, the polishing
또한, 본 발명의 연마장치(1)는, 유지판(8)의 유지면의 형상마다의 가압분포와 연마후의 피연마물(웨이퍼(W))의 평탄도의 상관관계에 기초하여, 연마헤드(2)에 의한 유지판(8)에 대한 가압분포를 자동으로 제어할 수 있는 가압분포제어부(9)를 구비하는 것이 바람직하다. 가압분포제어부(9)에 의해 유지판(8)의 유지면의 형상에 따른 적절한 가압분포를 자동으로 제어할 수 있는 것이면, 작업자가 매회 가압분포의 설정작업을 행할 필요가 없어져 고정밀도로 제어할 수 있음과 함께, 생산성을 보다 높일 수 있다.Further, the polishing
계속해서, 상기와 같은 연마장치(1)를 사용한 경우를 예로, 본 발명의 연마방법을 설명한다. 본 발명의 연마방법은, 피연마물(웨이퍼(W))을 유지판(8)으로 유지하고, 웨이퍼(W)를 유지한 유지판(8)을 연마장치(1)에 배설된 연마헤드(2)에 장착하고, 이 연마헤드(2)에 의해, 유지판(8)에 유지된 웨이퍼(W)를, 연마테이블(5)에 첩부된 연마포(6)에 소정의 압력으로 눌러 상대운동시킴으로써, 웨이퍼(W)의 표면을 연마하는 방법이다. 한편, 웨이퍼(W)의 연마가 종료된 후에는, 연마헤드(2)로부터 유지판(8)을 분리하고, 다음에 연마하는 웨이퍼를 첩부한 다른 유지판을 연마헤드(2)에 장착하여, 다음의 연마를 행할 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)는 유지판(8)에 1매 이상을 밸런스좋게 고정하는 것이 바람직하고, 고정방법은, 접착법, 템플레이트법 등이 있다.Next, the polishing method of the present invention will be described taking the case of using the
그리고, 본 발명의 연마방법에서는, 유지판(8)으로 웨이퍼(W)를 유지하기 전에, 미리, 유지판(8)의 웨이퍼(W)를 유지하는 유지면의 형상을 측정해두고, 측정이 완료된 유지면의 형상에 따라, 연마헤드(2)에 의한 유지판(8)에 대한 가압분포를 조정하고 나서, 웨이퍼(W)를 연마한다. 이와 같이, 유지판(8)의 유지면의 형상에 따라 유지판(8)에 대한 가압분포를 조정하여, 연마를 행함으로써, 유지판마다의 형상차에 영향을 받는 일 없이 웨이퍼의 평탄도를 제어할 수 있다. 특히, 웨이퍼의 평탄도를 높게 제어할 수 있다. 또한, 목적에 따라, 제품의 아웃풋 품질(GBIR=평탄도)이, 원하는 값이 되도록, 적절히 가압분포를 조정할 수도 있다.Further, in the polishing method of the present invention, before holding the wafer W by the holding
여기서, 가압분포의 조정에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 본 발명의 연마방법에서는, 우선, 유지판(8)의 유지면의 형상을 측정한 결과에 기초하여, 미리, 복수의 유지판(8)을 볼록형상인 것과 오목형상인 것으로 선별해두는 것이 바람직하다. 이와 같이, 연마에 이용하는 유지판의 형상을 볼록이나 오목의 어느 일방으로 통일해둠으로써, 연마에 있어서의 적절한 가압분포를 관리하기 쉽다.Here, the adjustment of the pressure distribution will be described in more detail. In the polishing method of the present invention, first, based on the result of measuring the shape of the holding surface of the holding
여기서는, 유지판(8)으로서 볼록형상인 것을 선별하여 이용한 경우를, 도 2를 참조하면서 설명한다. 우선, 유지판(8)으로서 이용되는 복수의 유지판(8)의 볼록량을 측정하여 볼록량의 평균값을 산출해둔다. 한편, 여기서, 각 유지판에 형상을 식별할 수 있는 정보를 부여해둘 수 있다. 예를 들어, 유지판에 볼록량 등의 정보를 기입해두는 등 할 수 있다. 또한, 가압분포제어부(9)로 유지판(8)에 따라 가압분포를 자동으로 제어하는 경우에는, 유지판(8)에 유지판(8)의 식별정보를 부여해두고, 연마장치(1)가 연마시에 자동적으로 유지판(8)의 형상을 식별할 수 있도록 할 수도 있다.Here, a case in which a convex shape is selected and used as the retaining
이어서, 도 2와 같이, 산출한 볼록량의 평균값보다 볼록량이 큰 유지판(8)을 연마헤드(2)에 장착한 경우는, 유지면의 외주부에의 가압을 유지면의 중심부의 가압에 대하여 상대적으로 크게 하고, 볼록량의 평균값보다 볼록량이 작은 유지판(8)을 연마헤드(2)에 장착한 경우는, 유지면의 외주부에의 가압을 유지면의 중심부의 가압에 대하여 상대적으로 작게 설정할 수 있다. 또한, 볼록량이 평균값 부근의 평균적인 형상을 갖는 유지판(8)에 대한 가압분포는, 평균적인 가압분포로 할 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 면내의 면압을 균일방향으로 조정할 수 있고, 웨이퍼마다의 평탄도의 격차를 억제할 수 있다.Next, as shown in FIG. 2, when the holding
한편, 유지판(8)으로서 유지면의 형상이 오목하게 패인 형상인 것을 이용할 때는, 유지판(8)으로서 이용되는 복수의 유지판(8)의 오목량을 측정하여 오목량의 평균값을 산출하고, 이 오목량의 평균값보다 오목량이 큰 유지판(8)을 연마헤드(2)에 장착한 경우는, 유지면의 외주부에의 가압을 유지면의 중심부의 가압에 대하여 상대적으로 작게 하고, 오목량의 평균값보다 오목량이 작은 유지판(8)을 연마헤드(2)에 장착한 경우는, 유지면의 외주부에의 가압을 상기 유지면의 중심부의 가압에 대하여 상대적으로 크게 하는 것이 바람직하다.On the other hand, when using a holding surface having a concave shape as the retaining
이에 따라, 웨이퍼(W)의 면내의 면압을 균일방향으로 조정할 수 있고, 웨이퍼마다의 평탄도의 격차를 억제할 수 있다. 한편, 가압분포의 조정은, 상기와 같이 에어백압을 변경함으로써 행하면 된다. 또한, 가압분포의 조정은, 유지판에 부여한 식별정보 등으로부터 작업자가 수동으로 행할 수도 있고, 가압분포제어부(9)로 자동제어할 수도 있다.Accordingly, the surface pressure within the surface of the wafer W can be adjusted in a uniform direction, and unevenness in flatness between wafers can be suppressed. On the other hand, the pressure distribution may be adjusted by changing the airbag pressure as described above. Further, the adjustment of the pressure distribution can be manually performed by an operator based on identification information provided to the holding plate or the like, or can be automatically controlled by the pressure distribution controller 9.
또한, 연마장치(1)가 복수의 연마헤드(2)를 갖는 경우는, 도 3의 플로우와 같이, 복수의 유지판(8)을 측정된 유지면의 형상에 따라 분류하고, 분류에 따라 각 연마헤드(2)의 가압분포를 설정하고, 분류에 따라 유지판(8)을 소정의 가압분포에 설정된 소정의 연마헤드(2)에 장착할 수 있다. 예를 들어, 항상, 볼록량이 평균값 부근의 평균적인 형상을 갖는 유지판(8)은 연마축(A-1)의 연마헤드에 장착하고, 볼록량이 평균값보다 큰 유지판(8)은 연마축(B-1)의 연마헤드에 장착하고, 볼록량이 평균값보다 작은 유지판(8)은 연마축(C-1)의 연마헤드에 장착하는 등 하면, 연마헤드의 가압분포의 조정을 반드시 매회 행하지 않아도 되므로, 생산성의 저하를 방지할 수 있다.In addition, when the polishing
또한, 연마테이블(5)이 복수 존재하는 연마장치의 경우, 즉, 웨이퍼(W)의 연마를 2단 이상으로 행하는 경우, 2단째의 연마에서 이용하는 연마테이블(5)에 있어서도, 상기 분류에 따라 유지판(8)을 소정의 가압분포에 설정된 소정의 연마헤드(2)에 장착할 수 있다. 예를 들어, 도 3과 같이, 1단째의 연마후에, 항상, 볼록량이 평균값 부근의 평균적인 형상을 갖는 유지판(8)은 연마축(A-2)의 연마헤드에 장착하고, 볼록량이 평균값보다 큰 유지판(8)은 연마축(B-2)의 연마헤드에 장착하고, 볼록량이 평균값보다 작은 유지판(8)은 연마축(C-2)의 연마헤드에 장착할 수 있다.Further, in the case of a polishing apparatus having a plurality of polishing tables 5, that is, when polishing the wafer W is performed in two or more stages, even in the polishing table 5 used in the second stage of polishing, according to the above classification, The retaining
또한, 유지판을 동일 정도의 형상마다 분류·순서화하고, 동일 정도의 형상의 유지판은 연마할 때에 반드시 지정된 연마축으로 연마되도록 할 수도 있다. 예를 들어, 평균적인 형상을 갖는 유지판을 A군, 볼록량이 평균값보다 큰 유지판을 B군, 볼록량이 평균값보다 작은 유지판을 C군으로 분류했을 때에, 도 4와 같이, 유지판의 순서를 A군의 유지판, B군의 유지판, C군의 유지판의 순으로 반복하여 나열함으로써, 항상, A군의 유지판은 연마축(A-1, A-2, A-3)에, B군의 유지판은 연마축(B-1, B-2, B-3)에, C군의 유지판은 연마축(C-1, C-2, C-3)에 장착된다.It is also possible to classify and order the retaining plates for each shape of the same degree, and to ensure that the retaining plates of the same degree of shape are always polished with a designated polishing axis when polishing. For example, when a retaining plate having an average shape is classified into group A, a retaining plate having a larger convexity than the average value is classified into group B, and a retaining plate having a smaller convexity than the average value is classified into group C, as shown in FIG. 4, the order of the retaining plates is By repeatedly arranging the holding plates of group A, the holding plates of group B, and the holding plates of group C in the order, the holding plates of group A are always on the polishing shafts A-1, A-2, and A-3. , the retaining plates of group B are mounted on the polishing shafts B-1, B-2 and B-3, and the retaining plates of group C are mounted on the polishing shafts C-1, C-2 and C-3.
또한, 예를 들어, 실리콘 단결정 웨이퍼의 가공의 경우, 통상, 1차, 2차, 마무리연마를 실시한다. 본 발명은, 1차 연마에서 특히 유효하나, 2차, 마무리연마에 적용할 수도 있다.In addition, for example, in the case of processing a silicon single crystal wafer, primary, secondary, and final polishing are normally performed. The present invention is particularly effective in primary polishing, but can also be applied to secondary and final polishing.
또한, 피연마물로는, 웨이퍼 전체가 실리콘 단결정으로 이루어진 웨이퍼나, 적어도 피연마면이 실리콘 단결정인 웨이퍼(예를 들어, SOI웨이퍼)를 이용할 수 있다. 그 외에도, 유지판에 고정하여 연마가능한 웨이퍼이면 실리콘 단결정 이외의 웨이퍼에도 본 발명은 적용할 수 있다.Also, as the object to be polished, a wafer whose entire wafer is made of silicon single crystal or a wafer (for example, an SOI wafer) in which at least the surface to be polished is silicon single crystal can be used. In addition, the present invention can be applied to wafers other than silicon single crystal as long as they can be polished while being fixed to a holding plate.
한편, 본 발명의 연마방법에서는, 예를 들어, 연마슬러리의 조성, 온도, 연마량, 연마속도 등의 조건 등은 특별히 한정되지 않는다.On the other hand, in the polishing method of the present invention, conditions such as, for example, the composition of the polishing slurry, the temperature, the polishing amount, and the polishing rate are not particularly limited.
[실시예][Example]
이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by showing examples and comparative examples of the present invention, but the present invention is not limited to these examples.
(실시예 1)(Example 1)
이하와 같이 실리콘웨이퍼의 연마를 행하였다. 여기서는, GBIR이 최소가 되는 조건으로 연마를 행하였다.The silicon wafer was polished as follows. Here, polishing was performed under the condition that GBIR becomes the minimum.
<유지판의 유지면의 형상측정><Measurement of the shape of the retaining surface of the retaining plate>
우선, 사용하는 유지판의 유지면의 형상측정을 행하였다. 유지판으로는, 유지면이 볼록형상의 원반상인 것을 복수 준비하였다. 형상측정에는, 쿄세라사제 형상측정기 「나노웨이」를 이용하여, 유지판의 기준점을 표지로 X, Y직경방향으로 형상변위를 측정하였다. 측정수치는, 시점-종점을 0-0로 보정하여 형상변위량을 산출하였다. 모든 유지판의 볼록량을 측정한 결과, 도 5와 같이, 볼록량의 분포는 거의 정규분포가 되었다. 한편, 도 5에서는 볼록량(플레이트형상)은 상대값으로 나타내고 있고, 여기서는, 볼록량의 평균값을 0.0으로 하고, 이 평균값으로부터의 차를 취하고 있다. 또한, 유지판의 볼록량의 평균값을 산출하고, 실시예 1에서는 볼록량이 평균값의 유지판을 이용하였다.First, the shape of the holding surface of the holding plate to be used was measured. As the holding plate, a plurality of holding surfaces having a convex disk shape were prepared. For shape measurement, shape displacement was measured in the X and Y radial directions using a shape measuring instrument "Nanoway" manufactured by Kyocera Co., Ltd. using the reference point of the retaining plate as a marker. For the measured value, the shape displacement amount was calculated by correcting the start-end point to 0-0. As a result of measuring the amount of convexity of all the retaining plates, as shown in FIG. 5, the distribution of the amount of convexity was almost normal. On the other hand, in Fig. 5, the amount of convexity (plate shape) is expressed as a relative value, and here, the average value of the amount of convexity is set to 0.0, and the difference from this average value is taken. In addition, the average value of the convex amount of the holding plate was calculated, and in Example 1, the holding plate having the average convex amount was used.
<기본연마조건, 평탄도측정조건><Basic polishing conditions, flatness measurement conditions>
1매의 유지판에, 접착법으로 직경 200mm의 연마용 웨이퍼를 복수매 첩부하였다.A plurality of polishing wafers having a diameter of 200 mm were attached to one holding plate by an adhesive method.
장치: 편면연마장치Device: One side polishing device
연마헤드: 에어백가압식Grinding head: air bag pressurized
유지판의 볼록량: 평균값Convex amount of retaining plate: average value
1차연마포: 부직포1st abrasive fabric: non-woven fabric
연마슬러리: 알칼리성 콜로이달실리카Polishing slurry: alkaline colloidal silica
연마량: 대략 5~10μmPolishing amount: about 5 to 10 μm
연마방법: 1차+2차+3차(이 중, 1차연마만 본 발명의 연마방법을 적용함)Polishing method: 1st + 2nd + 3rd (of which, only the 1st polishing applies the polishing method of the present invention)
평탄도측정장치: KLA텐코사제 ADE9800Flatness measuring device: ADE9800 manufactured by KLA Tencor
<사전확인><Pre-check>
연마헤드의 에어백압을 조정하고, 유지판에 대한 가압분포가 어떻게 변화하는지를 조사하였다. 한편, 이때, 유지판은, 볼록량이 평균값보다 2.4μm 작은 것을 이용하였다. 그 결과를 도 6에 나타낸다. 도 6의 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 여기서 이용한 연마헤드에서는, 에어백압을 크게 하면, 유지판의 중심부의 가압이 외주부에 대하여 상대적으로 커지는 것을 알 수 있었다.The airbag pressure of the polishing head was adjusted, and how the pressure distribution on the holding plate changed was investigated. On the other hand, at this time, a retaining plate having a convexity smaller than the average value by 2.4 µm was used. The results are shown in FIG. 6 . As can be seen from the graph of FIG. 6 , in the polishing head used here, when the air bag pressure is increased, the pressurization of the central portion of the holding plate is relatively increased with respect to the outer peripheral portion.
또한, 볼록량이 평균값보다 2.4μm 작은 유지판, 볼록량이 평균값보다 1.2μm 작은 유지판, 및 볼록량이 평균값보다 0.3μm 큰 유지판을 이용하여, 에어백압을 0~20kPa의 범위로 바꿨을 때, 플레이트에 첩부된 웨이퍼면내에 가해진 압력범위R(압력max-압력min)를 조사한 결과 도 7과 같은 결과가 되었다. 도 7로부터, 동일한 유지판에서는, 에어백압이 증가하면 압력범위R는 작아지는 경향(유지판의 중심부의 가압과 외주부의 가압의 차가 작아지는 경향)이 있고, 어느 수치부근에서 포화되는 경향이 있는 것을 알 수 있다. 또한, 동일한 연마헤드의 동일한 에어백을 이용해도, 유지판의 형상에 따라, 압력범위R는 상이한 것을 알 수 있다.In addition, when the airbag pressure is changed to the range of 0 to 20 kPa using a holding plate with a convex amount of 2.4 μm smaller than the average value, a holding plate with a convex amount smaller than the average value by 1.2 μm, and a holding plate with a convex amount larger than the average value by 0.3 μm, the plate As a result of examining the pressure range R (pressure max-pressure min) applied within the surface of the attached wafer, the results shown in FIG. 7 were obtained. 7, in the same retaining plate, as the airbag pressure increases, the pressure range R tends to decrease (the difference between the pressurization at the center of the retaining plate and the pressurization at the outer periphery tends to decrease), and tends to be saturated around a certain value. can know that Further, even if the same airbag of the same polishing head is used, it is found that the pressure range R is different depending on the shape of the holding plate.
또한, 미리, 이 연마장치에서, 볼록량이 평균값의 유지판을 이용한 경우의 GBIR과 에어백압의 상관관계를 조사해두었다. 그 결과를 도 8에 나타낸다. 도 8에서는, GBIR을, GBIR의 최소값을 기준으로 한 상대값으로 나타내고 있다. 도 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 에어백압을 10kPa로 함으로써, GBIR을 가장 작게, 즉, 평탄도를 가장 높일 수 있는 것을 알 수 있다.In addition, in this polishing apparatus, the correlation between GBIR and air bag pressure was investigated beforehand when a retaining plate having an average value of convexity was used. The results are shown in FIG. 8 . In Fig. 8, GBIR is expressed as a relative value based on the minimum value of GBIR. As can be seen from FIG. 8 , it can be seen that GBIR can be minimized, that is, the flatness can be maximized, by setting the air bag pressure to 10 kPa.
<본 연마><Bone Polishing>
실시예 1에서 이용한 유지판의 유지면의 형상에 대하여, 가장 평탄도가 높은 웨이퍼가 얻어지는 것은 에어백압을 10kPa로 한 경우이므로, 에어백압을 10kPa로 하여 실리콘웨이퍼의 연마를 행하였다. 이와 같이, 측정이 완료된 유지면의 형상에 따라, 연마헤드에 의한 유지판에 대한 가압분포를 조정하고 나서, 실리콘웨이퍼를 연마하였다. 연마후의 실리콘웨이퍼의 GBIR을 측정한 결과, GBIR은 상대값으로 1.0이었다.Regarding the shape of the holding surface of the holding plate used in Example 1, the wafer with the highest flatness was obtained when the air bag pressure was set to 10 kPa, so the silicon wafer was polished with the air bag pressure set to 10 kPa. In this way, the distribution of pressure applied to the holding plate by the polishing head was adjusted according to the shape of the holding surface after measurement, and then the silicon wafer was polished. As a result of measuring the GBIR of the polished silicon wafer, the GBIR was 1.0 as a relative value.
(실시예 2)(Example 2)
실시예 2에서는, 유지판을, 볼록량이 평균값보다 0.7μm 큰 유지판으로 바꾸었다.In Example 2, the holding plate was replaced with a holding plate having a convexity larger than the average value by 0.7 µm.
또한, 이러한 유지판을 이용한 경우의 GBIR과 에어백압의 상관관계를 조사해 두었다. 그 결과를 도 9에 나타낸다. 도 9는, GBIR을, 실시예 1에서 얻어진 웨이퍼의 GBIR을 기준(1.0)으로 한 상대값으로 나타내고 있다. 도 9로부터 알 수 있는 바와 같이, 에어백압을 7kPa로 함으로써, 실시예 1과 동일 정도 GBIR을 줄일 수 있는 것을 알 수 있다.In addition, the correlation between GBIR and airbag pressure in the case of using such a retaining plate was investigated. The results are shown in FIG. 9 . 9 shows GBIR as a relative value with GBIR of the wafer obtained in Example 1 as a reference (1.0). As can be seen from Fig. 9, it is found that the GBIR can be reduced to the same extent as in Example 1 by setting the airbag pressure to 7 kPa.
<본 연마><Bone Polishing>
상기와 같이, 실시예 2에서 이용한 유지판의 유지면의 형상에 대하여, 실시예 1과 동등하고, 가장 평탄도가 높은 웨이퍼가 얻어지는 것은 에어백압을 7kPa로 한 경우이므로, 에어백압을 7kPa로 하여 실리콘웨이퍼의 연마를 행하였다. 이와 같이, 측정이 완료된 유지면의 형상에 따라, 연마헤드에 의한 유지판에 대한 가압분포를 조정하고 나서, 실리콘웨이퍼를 연마하였다. 연마후의 실리콘웨이퍼의 GBIR을 측정한 결과, GBIR은 상대값으로 1.0이었다.As described above, the shape of the holding surface of the holding plate used in Example 2 is equivalent to that of Example 1, and the wafer with the highest flatness is obtained when the air bag pressure is set to 7 kPa. A silicon wafer was polished. In this way, the distribution of pressure applied to the holding plate by the polishing head was adjusted according to the shape of the holding surface after measurement, and then the silicon wafer was polished. As a result of measuring the GBIR of the polished silicon wafer, the GBIR was 1.0 as a relative value.
(비교예 1)(Comparative Example 1)
비교예 1에서는, 실시예 2와 동일한 볼록량의 유지판을 이용하였으나, 이 볼록량에 따른 유지판에 대한 가압분포의 조정은 행하지 않았다. 이때는, 종래와 마찬가지로, 유지판의 유지면의 형상에 관계없이, 평균적인 형상의 유지판에 대한 최적의 가압분포로, 즉, 이 경우, 에어백압 10kPa로 실리콘웨이퍼를 연마하였다. 그 결과, GBIR의 상대값은 1.5가 되었다.In Comparative Example 1, a holding plate having the same convex amount as in Example 2 was used, but the pressure distribution on the holding plate was not adjusted according to the convex amount. At this time, as in the prior art, the silicon wafer was polished with an optimum pressure distribution for the holding plate having an average shape regardless of the shape of the holding surface of the holding plate, that is, at an air bag pressure of 10 kPa in this case. As a result, the relative value of GBIR became 1.5.
(실시예 3)(Example 3)
실시예 3에서는, 유지판을, 볼록량이 평균값보다 0.6μm 작은(평균보다 오목(-0.6μm)) 유지판으로 바꾸었다.In Example 3, the holding plate was changed to a holding plate in which the amount of convexity was smaller than the average value by 0.6 µm (concave than average (-0.6 µm)).
또한, 이러한 유지판을 이용한 경우의 GBIR과 에어백압의 상관관계를 조사해 두었다. 그 결과를 도 10에 나타낸다. 도 10은, GBIR을, 실시예 1에서 얻어진 웨이퍼의 GBIR을 기준(1.0)으로 한 상대값으로 나타내고 있다. 도 10에서 알 수 있는 바와 같이, 에어백압을 12kPa로 함으로써, 실시예 1과 동일 정도로 GBIR을 줄일 수 있는 것을 알 수 있다.In addition, the correlation between GBIR and airbag pressure in the case of using such a retaining plate was investigated. The result is shown in FIG. 10. FIG. 10 shows GBIR as a relative value with GBIR of the wafer obtained in Example 1 as a reference (1.0). As can be seen from Fig. 10, it is found that GBIR can be reduced to the same extent as in Example 1 by setting the airbag pressure to 12 kPa.
<본 연마><Bone Polishing>
상기와 같이, 실시예 3에서 이용한 유지판의 유지면의 형상에 대하여, 가장 평탄도가 높은 웨이퍼가 얻어지는 것은 에어백압을 12kPa로 한 경우이므로, 에어백압을 12kPa로 하여 실리콘웨이퍼의 연마를 행하였다. 이와 같이, 측정이 완료된 유지면의 형상에 따라, 연마헤드에 의한 유지판에 대한 가압분포를 조정하고 나서, 실리콘웨이퍼를 연마하였다. 연마후의 실리콘웨이퍼의 평탄도를 측정한 결과, GBIR은 상대값으로 1.1이었다.As described above, with respect to the shape of the holding surface of the holding plate used in Example 3, since the wafer with the highest flatness was obtained when the air bag pressure was set to 12 kPa, the silicon wafer was polished with the air bag pressure set to 12 kPa. . In this way, the distribution of pressure applied to the holding plate by the polishing head was adjusted according to the shape of the holding surface after measurement, and then the silicon wafer was polished. As a result of measuring the flatness of the polished silicon wafer, GBIR was 1.1 as a relative value.
(비교예 2)(Comparative Example 2)
비교예 2에서는, 실시예 3과 동일한 볼록량의 유지판을 이용하였으나, 이 볼록량에 따른 유지판에 대한 가압분포의 조정은 행하지 않았다. 이때는, 종래와 마찬가지로, 유지판의 유지면의 형상에 관계없이, 평균적인 형상의 유지판에 대하여 최적의 가압분포로, 즉, 이 경우, 에어백압 10kPa로 실리콘웨이퍼를 연마하였다. 그 결과, GBIR의 상대값은 1.4가 되었다.In Comparative Example 2, a holding plate having the same convex amount as in Example 3 was used, but the pressure distribution on the holding plate was not adjusted according to the convex amount. At this time, as in the prior art, the silicon wafer was polished with an optimum pressure distribution on the holding plate having an average shape regardless of the shape of the holding surface of the holding plate, that is, at an air bag pressure of 10 kPa in this case. As a result, the relative value of GBIR became 1.4.
표 1에, 실시예 1~3, 비교예 1, 2에 있어서의 실시결과를 정리한 것을 나타낸다.In Table 1, what summarized the implementation result in Examples 1-3 and Comparative Examples 1 and 2 is shown.
[표 1][Table 1]
실시예 1~3에서는, 유지면의 형상에 따라, 연마헤드에 의한 유지판에 대한 가압분포를 조정하였으므로, 최적의 가압분포를 선택할 수 있고, 평탄성을 향상시킬 수 있었다. 또한, 실시예 1~3의 사이에서, 평탄성의 격차가 거의 없다. 한편, 비교예 1, 2에서는 실시예 1~3에 비해 GBIR이 증대하고, 실시예 1~3에 비해 평탄성이 뒤떨어지는 결과가 되었다.In Examples 1 to 3, since the pressure distribution by the polishing head on the holding plate was adjusted according to the shape of the holding surface, an optimal pressure distribution could be selected and flatness could be improved. Moreover, there is almost no unevenness in flatness between Examples 1-3. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, compared with Examples 1 to 3, GBIR increased, resulting in inferior flatness compared to Examples 1 to 3.
(실시예 4)(Example 4)
본 발명의 연마방법에 따라서 실리콘웨이퍼의 연마를 반복하여 행하고, 연마후의 각 웨이퍼의 GBIR을 측정하여, GBIR의 도수 및 누적도수를 산출하였다. 결과를 도 11, 하기 표 2에 나타낸다. 도 11 및 표 2에는 비교예 3의 GBIR의 값을 기준으로 한 상대값을 나타낸다.The silicon wafer was repeatedly polished according to the polishing method of the present invention, and the GBIR of each wafer after polishing was measured, and the GBIR frequency and cumulative frequency were calculated. The results are shown in Fig. 11 and Table 2 below. 11 and Table 2 show relative values based on GBIR values of Comparative Example 3.
(비교예 3)(Comparative Example 3)
종래의 연마방법에 따라서, 유지판의 유지면의 형상에 상관없이 에어백압을 일정하게 하여 실리콘웨이퍼의 연마를 반복하여 행하고, 연마후의 각 웨이퍼의 GBIR을 측정하여, GBIR의 도수 및 누적도수를 산출하였다. 결과를 도 11, 하기 표 2에 나타낸다.According to the conventional polishing method, regardless of the shape of the holding surface of the holding plate, the silicon wafer is repeatedly polished with a constant air bag pressure, and the GBIR of each wafer after polishing is measured, and the GBIR frequency and cumulative frequency are determined. Calculated. The results are shown in Fig. 11 and Table 2 below.
[표 2][Table 2]
도 11 및 표 2와 같이, GBIR의 평균값(Ave.) 및 최대값(Max)은 실시예 4가 비교예 3보다 작고, 실시예 4가 비교예 3보다 평탄도가 높다. 또한, GBIR의 격차(σ)도 실시예 4가 비교예 3보다 적다.As shown in FIG. 11 and Table 2, the average value (Ave.) and maximum value (Max) of GBIR in Example 4 are smaller than those in Comparative Example 3, and the flatness of Example 4 is higher than that of Comparative Example 3. In addition, Example 4 also has a smaller GBIR gap (σ) than Comparative Example 3.
한편, 본 발명은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는 예시이며, 본 발명의 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 동일한 작용효과를 나타내는 것은, 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.On the other hand, this invention is not limited to the said embodiment. The above embodiment is an example, and any one having substantially the same configuration and exhibiting the same operation and effect as the technical concept described in the claims of the present invention is included in the technical scope of the present invention.
1: 연마장치
2: 연마헤드
3: 연마샤프트
4: 연마축
5: 연마테이블
6: 연마포
7: 가요성 박막
8: 유지판
9: 가압분포제어부
W: 웨이퍼1: polishing device
2: polishing head
3: abrasive shaft
4: grinding axis
5: polishing table
6: abrasive cloth
7: flexible thin film
8: retaining plate
9: pressure distribution control unit
W: Wafer
Claims (8)
상기 유지판으로 상기 피연마물을 유지하기 전에, 상기 유지판의 상기 피연마물을 유지하는 유지면의 형상을 측정해두고,
상기 측정이 완료된 상기 유지면의 형상에 따라, 상기 연마헤드에 의한 상기 유지판에 대한 가압분포를 조정하고 나서, 상기 피연마물을 연마하고,
상기 연마헤드에 의한 상기 유지판에 대한 가압분포의 조정은, 상기 유지면의 형상을 측정한 결과에 기초하여, 미리, 복수의 유지판을 볼록형상인 것과 오목형상인 것으로 선별해 두고,
상기 유지판으로서 유지면의 형상이 볼록하게 부푼 형상인 것을 이용할 때는, 상기 유지판으로서 이용되는 복수의 상기 유지판의 볼록량을 측정하여 볼록량의 평균값을 산출하고, 이 볼록량의 평균값보다 볼록량이 큰 상기 유지판을 상기 연마헤드에 장착한 경우는, 상기 유지면의 외주부에의 가압을 상기 유지면의 중심부의 가압에 대하여 상대적으로 크게 하고, 상기 볼록량의 평균값보다 볼록량이 작은 상기 유지판을 상기 연마헤드에 장착한 경우는, 상기 유지면의 외주부에의 가압을 상기 유지면의 중심부의 가압에 대하여 상대적으로 작게 하고,
상기 유지판으로서 유지면의 형상이 오목하게 패인 형상인 것을 이용할 때는, 상기 유지판으로서 이용되는 복수의 상기 유지판의 오목량을 측정하여 오목량의 평균값을 산출하고, 이 오목량의 평균값보다 오목량이 큰 상기 유지판을 상기 연마헤드에 장착한 경우는, 상기 유지면의 외주부에의 가압을 상기 유지면의 중심부의 가압에 대하여 상대적으로 작게 하고, 상기 오목량의 평균값보다 오목량이 작은 상기 유지판을 상기 연마헤드에 장착한 경우는, 상기 유지면의 외주부에의 가압을 상기 유지면의 중심부의 가압에 대하여 상대적으로 크게 하는 것을 특징으로 하는,
연마방법.
An object to be polished is held by a holding plate, the holding plate holding the object to be polished is mounted on a polishing head provided in a polishing machine, and the object to be polished held by the holding plate is transferred to a polishing table by the polishing head. A method of polishing the surface of an object to be polished by pressing the attached polishing cloth with a predetermined pressure and causing relative movement, comprising:
Before holding the object to be polished by the holding plate, the shape of the holding surface holding the object to be polished of the holding plate is measured;
Adjusting the distribution of pressure applied to the holding plate by the polishing head according to the shape of the holding surface after the measurement is completed, and then polishing the object to be polished;
The adjustment of the pressure distribution on the holding plate by the polishing head is based on the result of measuring the shape of the holding surface, in advance, selecting a plurality of holding plates into convex shapes and concave shapes,
When using a holding plate having a convexly swollen shape of the holding surface, the amount of convexity of a plurality of the holding plates used as the holding plate is measured to calculate the average value of the convex amount, and the average value of the convex amount is calculated. When the holding plate having a large amount is attached to the polishing head, the holding plate has a larger convexity than the average of the convexities, in which the pressing on the outer circumferential portion of the holding surface is relatively greater than the pressing on the central portion of the holding surface. When the polishing head is attached to the polishing head, the pressurization to the outer circumferential portion of the holding surface is relatively small compared to the pressurization of the central portion of the holding surface,
When a retaining plate having a concave shape is used as the retaining plate, the concave amount of a plurality of retaining plates used as the retaining plate is measured to calculate an average value of the concave amount, and the average value of the concave amount is calculated. When the retaining plate having a large amount is attached to the polishing head, the pressurization on the outer circumferential portion of the holding surface is relatively small compared to the pressing on the central portion of the holding surface, and the holding plate in which the concave amount is smaller than the average value of the concavity amount is mounted on the polishing head, characterized in that the pressurization to the outer circumferential portion of the holding surface is relatively greater than the pressing of the central portion of the holding surface.
polishing method.
상기 연마헤드로서, 상기 유지판을 가압하는 면에 장설된 가요성 박막을 갖는 것을 이용하고, 상기 가요성 박막에의 유체내압을 제어함으로써 상기 유지판에의 가압분포를 조정하는 것을 특징으로 하는,
연마방법.
According to claim 1,
Characterized in that, as the polishing head, one having a flexible thin film attached to the surface for pressing the holding plate is used, and the distribution of pressure applied to the holding plate is adjusted by controlling the internal pressure of the fluid to the flexible thin film.
polishing method.
상기 연마장치의 상기 연마테이블이 복수의 연마헤드를 갖는 경우는, 복수의 상기 유지판을 상기 측정된 유지면의 형상에 따라 분류하고, 이 분류에 따라 각 연마헤드의 상기 가압분포를 설정하고,
볼록량이 평균값 부근의 평균적인 형상을 갖는 유지판은, 평균적인 가압분포가 설정된 연마헤드에 장착하고,
볼록량이 평균값보다 큰 유지판은, 상기 유지면의 상기 외주부에의 가압이 상기 유지면의 상기 중심부의 가압에 대하여 상대적으로 크게 설정된 연마헤드에 장착하고,
볼록량이 평균값보다 작은 유지판은, 상기 유지면의 상기 외주부에의 가압이 상기 유지면의 상기 중심부의 가압에 대하여 상대적으로 작게 설정된 연마헤드에 장착하고,
오목량이 평균값보다 큰 유지판은, 상기 유지면의 상기 외주부에의 가압이 상기 유지면의 상기 중심부의 가압에 대하여 상대적으로 작게 설정된 연마헤드에 장착하고,
오목량이 평균값보다 작은 유지판은, 상기 유지면의 상기 외주부에의 가압이 상기 유지면의 상기 중심부의 가압에 대하여 상대적으로 크게 설정된 연마헤드에 장착하는 것을 특징으로 하는,
연마방법.
According to claim 1 or 2,
When the polishing table of the polishing apparatus has a plurality of polishing heads, the plurality of holding plates are classified according to the measured shape of the holding surface, and the pressure distribution of each polishing head is set according to the classification;
A retaining plate having an average shape with an average convexity around the average value is mounted on a polishing head in which an average pressure distribution is set,
The holding plate having a larger convexity than the average value is mounted on a polishing head in which the pressing of the outer peripheral portion of the holding surface is relatively large with respect to the pressing of the central portion of the holding surface;
The retaining plate having a smaller convexity than the average value is mounted on a polishing head in which pressing of the outer circumferential portion of the holding surface is relatively small with respect to pressing of the central portion of the holding surface;
The holding plate having a larger concave amount than the average value is mounted on a polishing head in which the pressing of the outer circumferential portion of the holding surface is relatively small with respect to the pressing of the central portion of the holding surface;
The retaining plate having a smaller concave amount than the average value is mounted on a polishing head in which the pressing of the outer peripheral portion of the holding surface is relatively large with respect to the pressing of the central portion of the holding surface.
polishing method.
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