JPH0615564A - ウエハ研磨治具及びウエハ担持方法 - Google Patents

ウエハ研磨治具及びウエハ担持方法

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JPH0615564A JP11151793A JP11151793A JPH0615564A JP H0615564 A JPH0615564 A JP H0615564A JP 11151793 A JP11151793 A JP 11151793A JP 11151793 A JP11151793 A JP 11151793A JP H0615564 A JPH0615564 A JP H0615564A
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 非多孔性、且つ可撓性のエンクロージャによ
って閉じ込められた第１液体膜を含み、閉じ込められた
液体によって担持されるウエハの表面に加えられた研摩
力を均一に分散させるためのウエハ研摩治具を提供す
る。 【構成】 治具は研摩されるウエハ７を受けるポケット
５を持つ非多孔性可撓テンプレートを含む。テンプレー
ト・ポケットとキャリア３の間にワッシャが置かれる。
水の膜がポケットの下部を満たし、ワッシャに補助され
る形で、ポケットの全面に伸びた液体に面した非多孔性
シース８を持つ上側の多孔性パッド９によって閉じ込め
られる。パッドの上表面には第２液体膜が浸透し、その
上表面を覆う。研摩対象のウエハ７はポケット５内の第
２液体膜上に浮かぶ。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には半導体デバ
イス・ウエハを化学的、機械的に研摩するための治具に
関し、特にウエハの装着や曲げが不均一なために、ウエ
ハ物質が不均一に取除かれることのないようにした治具
に関する。
【０００２】
【従来の技術】これまでの技術では、半導体デバイス・
ウエハを含む多くのワークを一括して同時に研摩する際
に、研摩の不均一性などの問題に焦点があてられてき
た。Stephen A．Boettcherによる米国特許第３５１８７
９８号明細書（1970年7月7日発行）は、研摩されるワー
クを研摩ホイールに押しつける装着板を持った研摩機を
示している。圧力は、装着板の最大撓みが少なくなるよ
うに、装着板の中央と外周との中間に加えられる。各ワ
ークの内側の不均一な研摩には直接は触れられていな
い。Robert J．Walsh による米国特許第４３１３２８４
号明細書（1982年2月2日発行）は、変形可能なキャリア
への半導体ウエハの装着について述べている。キャリア
は弾性デバイスを通して、弓形に曲げられた研摩面と係
合する圧力板に装着される。キャリアはウエハ物質の除
去の不均一性を小さくするために、湾曲した研摩面にほ
ぼ係合するように変形される。
【０００３】このようにこれまでの技術は、さまざまな
方法でワーク面に不均一に加わる研摩固有の力を補おう
として、ワークやウエハ・キャリアに所定の不均一な圧
力を加える。その結果、力が何らかの形で補償されずに
ウエハ物質が不均一に取除かれる。すなわち力の補償が
ないと研摩時にウエハのある部分は他の部分に比べて過
剰に摩滅したり、くぼみが出来たりする。引用した従来
技術のいずれも、設計上ある程度の複雑さを許容しなけ
れば、他の場合にはウエハ物質が不均一に取除かれる結
果になる研摩固有の力を打ち消すのに必要な補正力を与
えることが出来ない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、研摩
によりウエハ面全体にわたってウエハ物質の均一な除去
を促進するように研摩力を保ち、この研磨力をウエハに
均一に伝達するための治具を提供することである。
【０００５】本発明の目的は、閉じ込められた液体界面
を通して研摩力をウエハに均一に伝達するための簡素化
された治具を提供することである。
【０００６】本発明の目的は、開いたワッシャ中央部に
よって閉じ込められた液体を通してウエハに研摩力を均
一に伝達するための、簡素化された治具を提供すること
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、研摩対
象のウエハを保持するポケットを持つ非多孔性可撓テン
プレートにより達成される。ウエハはキャリアとテンプ
レートの間に置かれ、ポケットの周辺付近にセンタリン
グされる。薄い第１液体膜がポケットの下部を満たし、
ワッシャが補助する形で、またポケット全体に及び液体
に面する表面に非多孔シースを持つ上側の多孔パッドに
より閉じ込められる。パッドのもう１つの面は第２液体
膜で覆われる。研摩されるウエハはポケット内の第２液
体膜上に浮かび、ポケットの上表面よりも少し上に出
る。ウエハの上部の露出した表面は、研摩パッドに押し
つけられて回転し、研摩が行われる。
【０００８】閉じ込められた第１液体膜は、加えられた
研摩力をウエハ表面全体に均一に分散させ、これにより
ウエハ物質の不均一な除去が簡単に効率よく回避され
る。
【０００９】
【実施例】図１を参照する。図１は本発明の治具のポケ
ットを含む部分を分かりやすくするために拡大してい
る。先に述べたとおり、ポケットは化学的、機械的研摩
を行うためにウエハを保持する。図１は研摩時にウエハ
物質を均一に取除くために、加えられる研摩力を均一に
分散する本発明の特徴をすべて示している。図１は単に
その対称軸を中心に回転させるだけで完全な形になる。
対称軸は参照符号１で示した。
【００１０】可撓ガラス繊維のテンプレート２は、カプ
トン・ワッシャ４の部分を除いてキャリア３に直接、接
着／固定される。ワッシャ４はテンプレート２をテンプ
レート２内に、形成されたポケット５の周縁付近でキャ
リア３から離隔する。キャリア３は先に引用した米国特
許第４３１３２８４号明細書に"従来の技術"として示さ
れた図１の参照符号５など、従来の設計でよい。本発明
の研摩治具についての説明から分かるように、ワッシャ
４には２つの重要な役割がある。すなわち水の薄膜６を
横方向に閉じ込めることと、ウエハ７の上表面に沿って
ポケット５の上端に当たるところで、スムーズな（急激
でない）運動を可能にすることである。
【００１１】水膜６は多孔性パッド９の下表面を覆う非
多孔性シース８によって垂直方向に閉じ込められる。パ
ッド９にはウエハ７が水の薄膜１０の表面張力によっ
て、保持されながら水の薄膜１０によって"浮く"ように
水が浸透する。ウエハ７はその上表面に形成された回路
デバイスが（ある場合は）、テンプレート２の上表面を
超えて、治具が研摩時に研摩パッド１１を担持する状態
になったときに研摩パッド１１と係合する厚みである。
研摩パッド１１とそれを支持する構造（図示なし）は、
引用した米国特許第４３１３２８４号明細書の"従来の
技術"に述べられた図１の参照符号１９、３２など、こ
れまでの任意の設計でよい。
【００１２】ワッシャ４は直径を多少とも短くすれば、
ポケット５の下部の内周付近に収まる。ワッシャ４はそ
の場合でも、水膜６を横方向に閉じ込める役割を果たす
が、ウエハ７の上表面に沿ったポケット５の上端の部分
で最もスムーズな運動を与える機能は減少する。
【００１３】また、膜６は水として述べたがグリコー
ル、アルコール、スラリなど、他の液体を代用できる。
【００１４】
【発明の効果】これまでの代表的な中央装着型研摩機
（先に引用した米国特許第４３１３２８４号明細書にあ
るように、ウエハ・キャリアが研摩パッドに押しつけら
れてその中心軸まわりを回転する）は不適当な"くぼみ"
をつくる、すなわちウエハの最も内側の中央部が周辺部
よりも多く取除かれる。一方、本発明の治具を用いて研
摩すると、ウエハ面全体で物質がはるかに均一に取除か
れるのが確認されている。閉じ込められた水膜６はワッ
シャ４と連係して、研摩力をウエハ面に均一に分散する
ため、研摩動作によりウエハ物質が均一に除去されると
みられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例として望ましい研摩治具の断面
図である。
【符号の説明】
４ カプトン・ワッシャ ６、１０ 水膜 ８ 非多孔性シース ９ 多孔性パッド １１ 研摩パッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロナルド・ノーマン・シュルツ アメリカ合衆国12578、ニューヨーク州ソ ルト・ポイント、ボックス 119、レイ ル・ロード ナンバー１、ルート 82 (72)発明者 アダム・ダン・チックノア アメリカ合衆国12508、ニューヨーク州ビ ーコン、ハドソン・ビュー・ドライブ 14 シィ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】研摩対象のウエハを受ける凹形ポケットを
    持つ非多孔性可撓テンプレートと、 上記テンプレートを担持するキャリアであり、上記キャ
    リアに上記テンプレートが固定されるものと、 外形寸法が上記ポケットの内形寸法とほぼ同じであるワ
    ッシャと、 上記ポケット内の第１液体膜と、 上記液体上にあり上記液体に面する表面上に非多孔性シ
    ースを持つ多孔性パッドとを含み、 上記ワッシャが上記ポケットに対して上記シース及び上
    記テンプレート・ポケットと共に、上記液体を閉じ込め
    るように位置づけられ、 上記多孔性パッドに浸透し上記多孔性パッドを覆う第２
    液体膜を含み、 上記ウエハが上記第２液体膜上に浮かぶ、 ウエハ研摩治具。
  2. 【請求項２】上記ワッシャの外形寸法が上記ポケットの
    内形寸法よりも大きく、上記ワッシャが上記キャリアと
    上記テンプレートの間に位置する請求項１記載のウエハ
    研摩治具。
  3. 【請求項３】上記ワッシャの外形寸法が上記ポケットの
    内形寸法よりも大きくなく、上記ワッシャが上記ポケッ
    トの下部及び上記ポケット内に位置する請求項１記載の
    ウエハ研摩治具。
  4. 【請求項４】上記第１液体膜が水、グリコール、アルコ
    ール、及びスラリから成るグループから選択される請求
    項１記載のウエハ研摩治具。
  5. 【請求項５】上記第２液体膜が水である請求項１記載の
    ウエハ研摩治具。
  6. 【請求項６】上記ワッシャの外形寸法が上記ポケットの
    内形寸法より大きく、 上記ワッシャが上記キャリアと上記テンプレートの間に
    位置し、 上記第１及び第２の液体膜が水である、 請求項１記載のウエハ研摩治具。
  7. 【請求項７】研摩パッドを含み上記ウエハが上記治具に
    よって上記研摩パッドと係合するようにされた請求項１
    記載のウエハ研摩治具。
  8. 【請求項８】研摩対象のウエハを担持する方法であっ
    て、 上記ウエハを受ける凹形ポケットを持つ非多孔性可撓テ
    ンプレートを設けるステップと、 上記テンプレートを担持するキャリアを設けるステップ
    と、 上記テンプレートを上記キャリアに固定し、外形寸法が
    上記ポケットの内形寸法とほぼ同じワッシャを設け上記
    ポケット内に第１液体膜を与えるステップと、 １面に非多孔性シースを持つ多孔性パッドを設けるステ
    ップと、 上記多孔性パッドを上記シースが上記液体に面した状態
    で上記液体を覆うように位置づけるステップと、 上記ワッシャを上記ポケットに対して上記シース及び上
    記テンプレート・ポケットと共に、上記液体を閉じ込め
    るように位置づけるステップと、 上記多孔性パッドに第２液体膜を浸透させ、上記多孔性
    パッドを上記第２液体膜で覆うステップと、 上記第２液体膜上に上記ウエハを浮かせるステップと、 を含むウエハ担持方法。
  9. 【請求項９】研摩対象のウエハを受ける凹形ポケットを
    持つ非多孔性可撓テンプレートと、 上記テンプレートを担持するキャリアであり、上記キャ
    リアに上記テンプレートが固定されたものと、 外形寸法が上記ポケットの内形寸法とほぼ同じワッシャ
    と、 上記ポケット内の第１液体膜と、 上記液体上の上記液体に面する表面上に非多孔性シース
    を持つ多孔性パッドとを含み、 上記ワッシャが上記ポケットに対して上記シース及びテ
    ンプレート・ポケットと共に、上記液体を閉じ込めるよ
    うに位置づけられ、 上記多孔性パッドに浸透し上記多孔性パッドを覆う第２
    液体膜を含み、 上記ウエハが上記第２液体膜上に浮かび、 上記ウエハを研摩するために上記ウエハと接触した位置
    に置かれた研摩材を含む、 ウエハ研摩装置。
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