DE112013006351T5 - Carrier for use in double-sided polishing apparatus and method for double-sided polishing of the wafer - Google Patents

Carrier for use in double-sided polishing apparatus and method for double-sided polishing of the wafer Download PDF

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Isao Uchiyama
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Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt einen Träger bereit, der in einer doppelseitigen Poliervorrichtung so verwendet wird, dass der Träger zwischen oberen und unteren Drehscheiben angeordnet ist, an denen Polierkissen in der doppelseitigen Poliervorrichtung angebracht sind, und einen Wafer hält, der zwischen den oberen und unteren Drehscheiben in einem Halteloch eingeschoben ist, das im Träger während des Polierens ausgebildet ist, umfassend obere und untere Hauptoberflächenabschnitte, die aus einer β-Titanlegierung bestehen, die aus reinem Titan, das 0,5 Gew.% oder mehr eines β-Stabilisierungselements beinhaltet, gewonnen wird. Der Träger weist eine hohe Abriebfestigkeit auf und kann seine Kosten reduzieren.The present invention provides a carrier used in a double-sided polishing apparatus such that the carrier is disposed between upper and lower rotating disks on which polishing pads are mounted in the double-sided polishing apparatus and holds a wafer sandwiched between the upper and lower rotating disks is inserted into a holding hole formed in the carrier during polishing, comprising upper and lower main surface portions made of a β-titanium alloy obtained from pure titanium containing 0.5% by weight or more of a β stabilizing element becomes. The carrier has a high abrasion resistance and can reduce its cost.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Träger, der konfiguriert ist, um einen Wafer in einer doppelseitigen Poliervorrichtung zu halten, und ein Verfahren zum doppelseitigen Polieren des Wafers.The present invention relates to a carrier configured to hold a wafer in a double-sided polishing apparatus and a method for double-side polishing of the wafer.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIKGENERAL PRIOR ART

In herkömmlichen doppelseitigen Polierprozessen von Wafern werden die Wafer mit Trägern zur Verwendung in einer doppelseitigen Poliervorrichtung gehalten, und die Träger sind an einer vorgeschriebenen Position zwischen oberen und unteren Drehscheiben der doppelseitigen Poliervorrichtung angeordnet. Jeder Träger ist so ausgebildet, dass er eine Dicke, die dünner ist als die des Wafers, und ein Halteloch zum Halten des Wafers aufweist. Der zu polierende Wafer wird in das Halteloch eingesetzt und darin gehalten. Die oberen und unteren Oberflächen des Wafers sind zwischen Polierelementen, wie etwa Polierkissen, eingeschoben, die an gegenüberliegenden Flächen der oberen und unteren Drehscheiben angebracht sind, und werden poliert, während ein Poliermittel zum Polieren der Oberflächen zugeführt wird.In conventional double-sided polishing processes of wafers, the wafers are held with carriers for use in a double-sided polishing apparatus, and the carriers are arranged at a prescribed position between upper and lower rotating disks of the double-sided polishing apparatus. Each carrier is formed to have a thickness thinner than that of the wafer and a holding hole for holding the wafer. The wafer to be polished is inserted into the holding hole and held therein. The upper and lower surfaces of the wafer are sandwiched between polishing members such as polishing pads attached to opposite surfaces of the upper and lower rotating disks, and are polished while supplying a polishing agent for polishing the surfaces.

Beim doppelseitigen Polieren wird jeder Träger durch ein Sonnenrad und ein Hohlrad angetrieben, und die oberen und unteren Hauptoberflächen dieses Trägers werden, zusammen mit den Oberflächen eines Wafers, dadurch poliert. Es ist somit notwendig, einen Träger zu verwenden, der aus einem eine hohe Festigkeit aufweisenden Material gemacht ist, um zu verhindern, dass der Träger während des doppelseitigen Polierens beschädigt wird.In double-sided polishing, each carrier is driven by a sun gear and a ring gear, and the upper and lower major surfaces of this carrier, together with the surfaces of a wafer, are thereby polished. It is thus necessary to use a carrier made of a high strength material to prevent the carrier from being damaged during double-sided polishing.

Die Ebenheit eines Wafers nach dem doppelseitigen Polieren hängt vom Unterschied zwischen der Dicke des Trägers und der Fertigungsdicke des Wafers ab. Der dementsprechend zu verwendende Träger weist eine solche Dicke auf, dass dieser Unterschied innerhalb eines vorgeschriebenen Bereiches, wie etwa 0,5 μm oder weniger, fällt.The flatness of a wafer after double-sided polishing depends on the difference between the thickness of the carrier and the manufacturing thickness of the wafer. The support to be used accordingly has such a thickness that this difference falls within a prescribed range such as 0.5 μm or less.

Da der Träger jedoch während des doppelseitigen Polierens des Wafers wie oben poliert wird, verringert sich die Dicke des Trägers aufgrund seiner Abnutzung. Da der Poliervorgang wiederholt wird, wird es durch diese Verringerung unmöglich, den Unterschied zwischen der Trägerdicke und der Wafer-Fertigungsdicke innerhalb des vorgeschriebenen Bereiches zu halten und gleichzeitig die Wafer-Fertigungsdicke in einem gegebenen Bereich beizubehalten. Dadurch wird es auch unmöglich, den erforderlichen Grad der Wafer-Ebenheit zu erreichen. Auch wenn es gelingt, dass die Fertigungsdicke im Bereich zwischen beispielsweise 774 μm und 778 μm liegt, kann so ein Unterschied mit einem Träger, der um 4 μm abgenutzt ist, nicht beibehalten werden. Der Träger wird entsorgt, wenn seine Dicke in einem solchen Ausmaß verringert ist, dass der erforderliche Grad der Wafer-Ebenheit nicht erreicht werden kann.However, as the backing is polished during the double-sided polishing of the wafer as above, the thickness of the backing decreases due to its wear. As a result of this reduction, since the polishing operation is repeated, it becomes impossible to keep the difference between the substrate thickness and the wafer manufacturing thickness within the prescribed range while maintaining the wafer manufacturing thickness in a given range. This also makes it impossible to achieve the required degree of wafer flatness. Although it is possible that the manufacturing thickness is in the range between, for example, 774 microns and 778 microns, so a difference with a carrier that is worn by 4 microns can not be maintained. The carrier is disposed of when its thickness is reduced to such an extent that the required degree of wafer flatness can not be achieved.

Herkömmliche Träger sind wegen der Festigkeit aus Metall. Die Träger zur Verwendung beim Polieren von Silizium-Wafern sind aus Titan (Ti), weil die Elemente, die den Gruppen 4A und 5A im Periodensystem angehören, mit geringerer Wahrscheinlichkeit die Silizium-Wafer verunreinigen (siehe zum Beispiel Patentschrift 1 und 2).Conventional carriers are because of the strength of metal. The supports for use in polishing silicon wafers are made of titanium (Ti) because the elements belonging to Groups 4A and 5A in the Periodic Table are less likely to contaminate the silicon wafers (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

LISTE DER ENTGEGENHALTUNGENLIST OF CONSERVATIONS

PATENTLITERATURPatent Literature

  • Patentschrift 1: Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2006-26760 Patent document 1: Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 2006-26760
  • Patentschrift 2: Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2008-23617 Patent document 2: Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 2008-23617

KURZFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

TECHNISCHES PROBLEMTECHNICAL PROBLEM

Die Verwendung eines eine hohe Abriebfestigkeit aufweisenden Materials für einen Träger ist erforderlich, um seine Lebensdauer zu erhöhen und seine Kosten zu verringern. Titan, das gewöhnlich für herkömmliche Träger verwendet wird, ist jedoch teuer und hat aufgrund einer geringen Abriebfestigkeit eine kurze Lebensdauer, obgleich Titan eine hohe Festigkeit aufweist. Das führt zu einem Kostenproblem für den Träger.The use of a high abrasion resistance material for a carrier is required to increase its life and reduce its cost. However, titanium, which is commonly used for conventional carriers, is expensive and has a short life because of low abrasion resistance, although titanium has high strength. This leads to a cost problem for the wearer.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme geschaffen. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Träger zur Verwendung in einer doppelseitigen Poliervorrichtung bereitzustellen, der eine hohe Abriebfestigkeit aufweist und seine Kosten reduzieren kann. The present invention has been made in view of the problems described above. It is an object of the present invention to provide a carrier for use in a double-sided polishing apparatus which has high abrasion resistance and can reduce its cost.

LÖSUNG DES PROBLEMSTHE SOLUTION OF THE PROBLEM

Um diese Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung einen Träger bereit, der in einer doppelseitigen Poliervorrichtung so verwendet wird, dass der Träger zwischen oberen und unteren Drehscheiben angeordnet ist, an denen Polierkissen in der doppelseitigen Poliervorrichtung angebracht sind, und einen Wafer hält, der zwischen den oberen und unteren Drehscheiben in einem Halteloch eingeschoben ist, das im Träger während des Polierens ausgebildet ist, umfassend obere und untere Hauptoberflächenabschnitte, die aus einer β-Titanlegierung bestehen, die aus reinem Titan, das 0,5 Gew.% oder mehr eines β-Stabilisierungselements beinhaltet, gewonnen wird.To achieve this object, the present invention provides a carrier used in a double-sided polishing apparatus such that the carrier is disposed between upper and lower rotating disks on which polishing pads are mounted in the double-sided polishing apparatus, and holds a wafer between the upper and lower rotating disks is inserted in a holding hole formed in the carrier during polishing, comprising upper and lower main surface portions made of a β-titanium alloy made of pure titanium, which is 0.5 wt% or more of a β stabilization element is obtained.

Ein derartiger Träger weist eine hohe Abriebfestigkeit auf, wodurch eine Erhöhung seiner Lebensdauer und eine Reduzierung seiner Kosten ermöglicht wird.Such a carrier has a high abrasion resistance, whereby an increase in its service life and a reduction in its cost is made possible.

Die Gesamtheit des Trägers kann aus der β-Titanlegierung bestehen. Ein derartiger Träger weist eine hohe Festigkeit auf und kann seine hohe Abriebfestigkeit für einen längeren Zeitraum zum Polieren beibehalten.The whole of the carrier may consist of the β-titanium alloy. Such a carrier has a high strength and can maintain its high abrasion resistance for a longer period of time for polishing.

Alternativ kann der Träger eine Metallmatrix und eine Beschichtung enthalten, die aus der β-Titanlegierung besteht, wobei die Beschichtung so ausgebildet ist, dass sie obere und untere Hauptoberflächen der Metallmatrix abdeckt. Ein derartiger Träger kann seine Kosten reduzieren, während er seine hohe Abriebfestigkeit aufgrund der aus der β-Titanlegierung bestehenden Beschichtung erreicht.Alternatively, the support may include a metal matrix and a coating consisting of the β-titanium alloy, the coating being formed to cover upper and lower major surfaces of the metal matrix. Such a carrier can reduce its cost while achieving its high abrasion resistance due to the coating consisting of the β-titanium alloy.

Darüber hinaus besteht die Metallmatrix vorzugsweise aus reinem Titan oder der β-Titanlegierung.In addition, the metal matrix is preferably made of pure titanium or the β-titanium alloy.

Ein derartiger Träger kann die Gefahr ausschließen, dass, wenn ein Silizium-Wafer zum Beispiel poliert wird, der Träger den Silizium-Wafer verunreinigt. Insbesondere lässt die Verwendung der aus reinem Titan bestehenden Metallmatrix eine Wiederverwendung von Trägern zu, die wiederhergestellt werden, indem zum Beispiel vorhandene abgenutzte Träger mit der β-Titanlegierungsbeschichtung beschichtet werden, wodurch eine weitere Reduzierung der Kosten ermöglicht wird.Such a carrier can eliminate the risk that when a silicon wafer is polished, for example, the carrier will contaminate the silicon wafer. In particular, the use of the pure titanium metal matrix allows the reuse of backings to be restored, for example, by coating existing worn substrates with the β-titanium alloy coating, thereby allowing a further reduction in cost.

Des Weiteren stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum doppelseitigen Polieren eines Wafers bereit, umfassend: Anordnen eines Trägers zur Verwendung in einer doppelseitigen Poliervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zwischen oberen und unteren Drehscheiben, an denen Polierkissen angebracht sind; und doppelseitiges Polieren des Wafers, während der Wafer in dem Halteloch, das in dem Träger ausgebildet ist, gehalten wird.Further, the present invention provides a method for double-side polishing a wafer, comprising: arranging a carrier for use in a double-sided polishing apparatus according to the present invention between upper and lower rotating disks to which polishing pads are attached; and double-side polishing of the wafer while holding the wafer in the holding hole formed in the carrier.

Durch ein derartiges doppelseitiges Polierverfahren können durch Verwendung des erfindungsgemäßen, eine hohe Abriebfestigkeit aufweisenden Trägers den erforderlichen Grad an Ebenheit aufweisende Wafer gewonnen werden, ohne dass der Träger über einen langen Zeitraum gewechselt wird, wodurch eine Reduzierung der Kosten ermöglicht wird.By such a double-sided polishing method, by using the carrier having high abrasion resistance, the wafers having the required degree of flatness can be obtained without changing the carrier over a long period of time, thereby enabling cost reduction.

VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNGADVANTAGEOUS EFFECTS OF THE INVENTION

Der erfindungsgemäße Träger zur Verwendung in einer doppelseitigen Poliervorrichtung enthält obere und untere Hauptoberflächenabschnitte, die aus einer β-Titanlegierung bestehen, die aus reinem Titan gewonnen wird, das 0,5 Gew.% oder mehr eines β-Stabilisierungselements beinhaltet, und weist dadurch eine hohe Abriebfestigkeit und eine lange Lebensdauer auf. Durch die Verwendung dieses Trägers zum doppelseitigen Polieren eines Wafers können den erforderlichen Grad an Ebenheit aufweisende Wafer gewonnen werden, ohne dass der Träger über einen langen Zeitraum gewechselt wird, was eine große Reduzierung bei den Wafer-Produktionskosten ermöglicht.The carrier for use in a double-side polishing apparatus according to the present invention includes upper and lower major surface portions made of a β-titanium alloy obtained from pure titanium containing 0.5% by weight or more of a β stabilizing element, thereby exhibiting high Abrasion resistance and a long service life. By using this carrier for double-side polishing of a wafer, wafers having the required degree of flatness can be obtained without changing the carrier over a long period of time, allowing a large reduction in wafer production cost.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

1 ist eine schematische Schnittansicht einer beispielhaften doppelseitigen Poliervorrichtung, die einen Träger gemäß der vorliegenden Erfindung enthält; 1 Fig. 11 is a schematic sectional view of an exemplary double-sided polishing apparatus incorporating a carrier according to the present invention;

2 ist eine Darstellung einer internen Struktur der in 1 gezeigten doppelseitigen Poliervorrichtung; 2 is a representation of an internal structure of in 1 shown double-sided polishing device;

3A und 3B sind schematische Darstellungen von Beispielen des erfindungsgemäßen Trägers zur Verwendung in einer doppelseitigen Poliervorrichtung; 3A and 3B Fig. 3 are schematic representations of examples of the carrier according to the invention for use in a double-sided polishing apparatus;

4 ist ein Graph des Ergebnisses der Abnutzungsrate von Trägern im Beispiel und Vergleichsbeispiel; und 4 Fig. 12 is a graph of the result of the wear rate of carriers in Example and Comparative Example; and

5 ist ein Graph des Ergebnisses des GBIR von Wafern im Beispiel und Vergleichsbeispiel. 5 Fig. 10 is a graph of the result of the GBIR of wafers in Example and Comparative Example.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF EMBODIMENTS

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden beschrieben, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these embodiments.

Ein Träger zur Verwendung in einer doppelseitigen Poliervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben.A carrier for use in a double-sided polishing apparatus according to the present invention will now be described.

Der Träger zur Verwendung in einer doppelseitigen Poliervorrichtung (im Nachfolgenden einfach als Träger bezeichnet) gemäß der Erfindung wird zum Beispiel in der doppelseitigen Poliervorrichtung 20, wie in 1 und 2 gezeigt, verwendet. Wie in 1 und 2 gezeigt, enthält die doppelseitige Poliervorrichtung 20 eine obere Drehscheibe 6 und eine untere Drehscheibe 7, die so angeordnet sind, dass sie einander in vertikaler Richtung zugewandt sind. Die Polierkissen 8 sind an den jeweiligen Drehscheiben 6 und 7 angebracht. In der Mitte zwischen der oberen Drehscheibe 6 und der unteren Drehscheibe 7 ist ein Sonnenrad 9 bereitgestellt; an einem umlaufenden Abschnitt dazwischen ist ein Hohlrad 10 bereitgestellt. Wie in 2 gezeigt, ist im erfindungsgemäßen Träger 1 ein Halteloch 5 zum Halten eines Wafers W ausgebildet. Während des doppelseitigen Polierens ist der Träger 1 zwischen der oberen Drehscheibe 6 und der unteren Drehscheibe 7 angeordnet, wobei der Wafer W im Halteloch 5 gehalten wird.The carrier for use in a double-sided polishing apparatus (hereinafter, simply referred to as a carrier) according to the invention is used, for example, in the double-sided polishing apparatus 20 , as in 1 and 2 shown, used. As in 1 and 2 shown contains the double-sided polishing device 20 an upper turntable 6 and a lower turntable 7 , which are arranged so that they face each other in the vertical direction. The polishing pads 8th are at the respective hubs 6 and 7 appropriate. In the middle between the upper turntable 6 and the lower turntable 7 is a sun wheel 9 provided; at a circumferential portion therebetween is a ring gear 10 provided. As in 2 is shown in the carrier according to the invention 1 a holding hole 5 designed to hold a wafer W. During double-sided polishing, the carrier is 1 between the upper turntable 6 and the lower turntable 7 arranged, wherein the wafer W in the holding hole 5 is held.

Einige Zähne des Sonnenrades 9 und des Hohlrads 10 greifen in die entsprechenden Zähne des äußeren umlaufenden Zahnrads des Trägers ein. Das in Rotation Versetzen der oberen Drehscheibe 6 und unteren Drehscheibe 7 durch eine antreibende Quelle (nicht gezeigt) veranlasst den Träger 1 zu rotieren und sich um das Sonnenrad 9 zu drehen. Während dieses Vorganges werden beide Oberflächen des Wafers W, der im Halteloch 5 des Trägers 1 gehalten wird, gleichzeitig durch die oberen und unteren Polierkissen 8 poliert. Während des Polierens des Wafers wird den polierten Oberflächen des Wafers aus einer Düse (nicht gezeigt) ein Poliermittel zugeführt.Some teeth of the sun wheel 9 and the ring gear 10 engage the corresponding teeth of the outer circumferential gear of the carrier. Turning the upper turntable into rotation 6 and lower turntable 7 a driving source (not shown) causes the carrier 1 to rotate and get around the sun gear 9 to turn. During this process, both surfaces of the wafer W, in the holding hole 5 of the carrier 1 held simultaneously by the upper and lower polishing pads 8th polished. During the polishing of the wafer, a polishing agent is supplied to the polished surfaces of the wafer from a nozzle (not shown).

Beim Polieren werden, da die oberen und unteren Hauptoberflächen des Trägers 1 mit den Polierkissen 8 in Berührung kommen, diese Hauptoberflächen des Trägers zusammen mit den Oberflächen des Wafers poliert und allmählich abgenutzt. In Anbetracht dessen bestehen, wie in der 3A gezeigt, ein oberer Hauptoberflächenabschnitt 2 und ein unterer Hauptoberflächenabschnitt 3 des erfindungsgemäßen Trägers 1 aus einer β-Titanlegierung, die aus reinem Titan, das 0,5 Gew.% oder mehr eines β-Stabilisierungselements beinhaltet, gewonnen wird. Diese Art von Träger weist eine hohe Abriebfestigkeit auf, wodurch eine langfristige Beibehaltung des Zustandes gestattet wird, unter dem ein Wafer poliert werden kann, um den erforderlichen Grad an Ebenheit aufzuweisen. Mit anderen Worten weist der erfindungsgemäße Träger eine längere Lebensdauer auf als ein herkömmlicher Träger, der zum Beispiel aus reinem Titan besteht.When polishing, there are the upper and lower main surfaces of the wearer 1 with the polishing pads 8th These main surfaces of the carrier together with the surfaces of the wafer are polished and gradually worn. In view of this, as in the 3A shown, an upper main surface portion 2 and a lower main surface portion 3 of the carrier according to the invention 1 a β-titanium alloy obtained from pure titanium containing 0.5% by weight or more of a β stabilizing element. This type of carrier has a high abrasion resistance, thereby allowing long-term maintenance of the state under which a wafer can be polished to have the required degree of flatness. In other words, the carrier according to the invention has a longer life than a conventional carrier, which consists for example of pure titanium.

In dem erfindungsgemäßen Träger 1 ist das Material eines Abschnittes, mit Ausnahme der Hauptoberflächenabschnitte, nicht speziell beschränkt, vorausgesetzt die oberen und unteren Hauptoberflächenabschnitte 2 und 3 bestehen aus der β-Titanlegierung, wie oben. Wie in 3B gezeigt, kann der Träger 1 somit zum Beispiel aus einer Metallmatrix 4 und einer aus der β-Titanlegierung bestehenden Beschichtung, die so ausgebildet ist, dass sie die oberen und unteren Hauptoberflächen der Metallmatrix abdeckt, beschaffen sein. Diese β-Titanlegierungsbeschichtung kann zum Beispiel durch ein Sputterverfahren ausgebildet werden.In the carrier according to the invention 1 For example, the material of a portion except for the main surface portions is not particularly limited provided the upper and lower main surface portions 2 and 3 consist of the β-titanium alloy, as above. As in 3B shown, the carrier can 1 thus, for example, from a metal matrix 4 and a coating composed of the β-titanium alloy, which is formed so as to cover the upper and lower main surfaces of the metal matrix. This β-titanium alloy coating can be formed by, for example, a sputtering method.

Ein derartiger Träger kann dadurch, dass die oberen und unteren Hauptoberflächenabschnitte 2 und 3 aus der β-Titanlegierungsbeschichtung gebildet sind, eine hohe Abriebfestigkeit erreichen und seine Kosten durch Verwendung eines kostengünstigeren Materials für einen Abschnitt, mit Ausnahme der Hauptoberflächenabschnitte, reduzieren. Des Weiteren kann der Träger, wenn wiederholtes Polieren von Wafern eine Abnutzung des Trägers in dem Ausmaß verursacht, dass der erforderliche Grad an Ebenheit nicht erreicht werden kann, durch Ausbilden der β-Titanlegierungsbeschichtung verdickt werden. Dies kann die Häufigkeit der Wiederverwendung des Trägers deutlich verbessern, wodurch die Kosten deutlich verbessert werden können.Such a carrier may be characterized in that the upper and lower major surface portions 2 and 3 formed from the β-titanium alloy coating, achieve a high abrasion resistance and reduce its cost by using a less expensive material for a portion except for the major surface portions. Further, if repeated polishing of wafers causes wear of the carrier to the extent that the required degree of flatness is not achieved can be thickened by forming the β-titanium alloy coating. This can significantly improve the frequency of reuse of the wearer, which can significantly improve the cost.

In diesem Fall kann die Metallmatrix 4 aus reinem Titan bestehen. Mit anderen Worten kann ein vorhandener Träger aus reinem Titan wiederverwendet werden, indem er mit der β-Titanlegierungsbeschichtung beschichtet wird; diese Wiederverwendung ermöglicht eine weitere Reduzierung der Kosten. Alternativ kann die Metallmatrix 4 aus der β-Titanlegierung bestehen, so dass die Festigkeit des Trägers erhöht wird. Beide Fälle sind bevorzugt, da die Gefahr, dass ein Silizium-Wafer während des Polierens des Silizium-Wafers verunreinigt wird, ausgeschlossen werden kann.In this case, the metal matrix 4 made of pure titanium. In other words, an existing pure titanium carrier can be reused by being coated with the β-titanium alloy coating; This reuse allows a further reduction of costs. Alternatively, the metal matrix 4 consist of the β-titanium alloy, so that the strength of the carrier is increased. Both cases are preferred because the risk of contaminating a silicon wafer during polishing of the silicon wafer can be eliminated.

Das β-Stabilisierungselement ist nicht speziell beschränkt; Beispiele davon enthalten V, Zr, Nb, Mo Hf, Cr, Mn, Fe, Co und Ni. In Anbetracht dessen, dass Fe ein preiswertes Metall ist, das kein seltenes Metall ist und einen niedrigen Diffusionskoeffizienten für Silizium-Wafer aufweist, ist Fe ein bevorzugtes β-Stabilisierungselement. Der Gehalt an β-Stabilisierungselement ist gleich oder größer als 0,5 Gew.%. Insbesondere beträgt dieser Gehalt im Hinblick auf die Abriebfestigkeit vorzugsweise 1,5 Gew.% oder mehr; dieser Gehalt beträgt im Hinblick auf die Verhinderung der Verunreinigung der Silizium-Wafer vorzugsweise auch 2,0 Gew.% oder weniger. Der Gehalt ist jedoch nicht speziell beschränkt, vorausgesetzt er beträgt 0,5 Gew.% oder mehr.The β stabilizing element is not specifically limited; Examples thereof include V, Zr, Nb, Mo Hf, Cr, Mn, Fe, Co and Ni. In view of the fact that Fe is a cheap metal that is not a rare metal and has a low diffusion coefficient for silicon wafers, Fe is a preferred β stabilizing element. The content of β-stabilizing element is equal to or greater than 0.5% by weight. In particular, this content is preferably 1.5% by weight or more in terms of abrasion resistance; This content is also preferably 2.0 wt% or less in view of the prevention of contamination of the silicon wafers. However, the content is not particularly limited, provided it is 0.5% by weight or more.

Jeder der in 2 gezeigten Träger 1 ist konfiguriert, ein einzelnes Halteloch 5 aufzuweisen, um einen Wafer W zu halten. Die Erfindung ist nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Zum Beispiel kann der Träger eine Vielzahl von Haltelöchern 5 aufweisen, so dass der Träger eine Vielzahl von Wafern W hält. Außerdem kann eine Harzeinlage zum Schutz der Kante eines Wafers vor Beschädigung durch der Träger entlang des inneren Umfangs des Haltelochs 5 angebracht sein.Everyone in 2 shown carrier 1 is configured, a single holding hole 5 to hold a wafer W. The invention is not limited to this configuration. For example, the carrier may have a plurality of holding holes 5 so that the carrier holds a plurality of wafers W. In addition, a resin pad for protecting the edge of a wafer from being damaged by the carrier along the inner circumference of the holding hole 5 to be appropriate.

Ein Verfahren zum doppelseitigen Polieren von Wafern gemäß der Erfindung wird nun beschrieben.A method for double-side polishing of wafers according to the invention will now be described.

Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum doppelseitigen Polieren von Wafern verwendet die oben beschriebenen erfindungsgemäßen Träger.This embodiment of the method according to the invention for double-sided polishing of wafers uses the carriers according to the invention described above.

Wie in 1 gezeigt, werden erst die erfindungsgemäßen Träger 1 einschließlich mindestens der Hauptoberflächenabschnitte, die aus der β-Titanlegierung bestehen, zwischen den Polierkissen 8, die an den oberen und unteren Drehscheiben 6 und 7 der doppelseitigen Poliervorrichtung 20 angebracht sind, angeordnet. Als nächstes werden die Wafer W eingesetzt und im Halteloch 5 der jeweiligen angeordneten Träger 1 gehalten.As in 1 shown, only the carriers of the invention 1 including at least the main surface portions consisting of the β-titanium alloy, between the polishing pads 8th located at the upper and lower hubs 6 and 7 the double-sided polishing device 20 are attached, arranged. Next, the wafers W are inserted and in the holding hole 5 the respective arranged carrier 1 held.

Als nächstes werden die oberen und unteren Oberflächen der Wafer W zwischen die Polierkissen 8, die an den oberen und unteren Drehscheiben 6 und 7 angebracht sind, eingeschoben. Unter Zuführung von Poliermittel auf die polierenden Oberflächen, werden beide Oberflächen der Wafer poliert. Die Polierbedingungen in diesem Polierprozess können dieselben sein wie im herkömmlichen Polierprozess.Next, the upper and lower surfaces of the wafers W become between the polishing pads 8th located at the upper and lower hubs 6 and 7 are attached, inserted. By applying polishing agent to the polishing surfaces, both surfaces of the wafers are polished. The polishing conditions in this polishing process may be the same as in the conventional polishing process.

Durch das so durchgeführte doppelseitige Polierverfahren können durch Verwendung der erfindungsgemäßen, eine hohe Abriebfestigkeit aufweisende Träger den erforderlichen Grad an Ebenheit aufweisende Wafer gewonnen werden, ohne dass der Träger über einen langen Zeitraum gewechselt wird, wodurch die Kosten reduziert werden.By thus carrying out the double-sided polishing method, by using the high abrasion resistance carriers of the present invention, the wafers having the required degree of flatness can be obtained without changing the carrier over a long period of time, thereby reducing the cost.

BEISPIELEXAMPLE

Die vorliegende Erfindung wird unten anhand eines Beispiels und eines Vergleichsbeispiels spezifischer beschrieben, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt.The present invention will be described more specifically below by way of example and comparative example, but the present invention is not limited to this example.

(Beispiel)(Example)

Eine beidseitige Poliervorrichtung, wie in 1 gezeigt, die die erfindungsgemäßen in 3A gezeigten Träger aufweist, wurde zur Bewertung der Abnutzungsrate der Träger verwendet.A double-sided polishing device, as in 1 shown in the invention 3A For the evaluation of the wear rate, the carrier was used.

Jeder der erfindungsgemäßen Träger wurde so hergestellt, dass der komplette Träger aus einer β-Titanlegierung besteht, die aus reinem Titan, das Fe beinhaltet, gewonnen wird. Bei dieser Herstellung wurde der Fe-Gehalt der β-Titanlegierung verändert, um fünf Arten von Trägern zu erhalten: Träger A (0,5 Gew.%), Träger B (1,0 Gew.%), Träger C (1,5 Gew.%) und Träger D (2,0 Gew.%); von jeder Trägerart wurden fünf Träger produziert. Die Dicke dieser Träger betrug 770 μm. Eine Harzeinlage wurde entlang des inneren Umfangs eines jeden Haltelochs angebracht. Es ist zu beachten, dass der Fe-Gehalt durch Röntgenfluoreszenzanalyse gemessen wurde.Each of the carriers according to the invention was prepared so that the complete carrier consists of a β-titanium alloy which is obtained from pure titanium containing Fe. In this preparation, the Fe content of the β-titanium alloy was changed to obtain five kinds of carriers: Carrier A (0.5 wt%), Carrier B (1.0 wt%), Carrier C (1.5 % By weight) and carrier D (2.0% by weight); each carrier produced five carriers. The thickness of these supports was 770 μm. A resin insert became along the inner circumference attached to each holding hole. It should be noted that the Fe content was measured by X-ray fluorescence analysis.

Die Abnutzungsrate der Träger wurde so bewertet, dass, wie in 2 gezeigt, fünf Träger derselben Art, die denselben Fe-Gehalt aufweisen und keinen Wafer halten, in der doppelseitigen Poliervorrichtung angeordnet wurden, und die doppelseitige Poliervorrichtung wurde auf dieselbe Art und Weise betrieben wie beim Polieren von Wafern, um die Abnutzungsrate der Träger von einer Verringerung der Trägerdicke pro Stunde zu berechnen.The wear rate of the wearers was rated such that, as in 2 5, five carriers of the same kind having the same Fe content and holding no wafer were placed in the double-sided polishing apparatus, and the double-sided polishing apparatus was operated in the same manner as in polishing wafers to reduce the wear rate of the carriers from reduction calculate the carrier thickness per hour.

Die Polierbedingungen waren wie folgt:
Urethanschaumpolierkissen wurden verwendet;
eine basische Lösung, die kolloidales Silicat beinhaltet, wurde als Poliermittel verwendet und die Lösung wurde wiederverwertet; und
der Druck, der auf die Oberflächen der Träger aufgebracht wurde, betrug 200 g/cm2.The polishing conditions were as follows:
Urethane foam polishing pads were used;
a basic solution containing colloidal silicate was used as a polishing agent and the solution was recycled; and
the pressure applied to the surfaces of the supports was 200 g / cm 2 .

Die Dicke der Träger wurde an 400 Punkten entlang des kompletten Umfangs des Haltelochs gemessen. Zur Berechnung der Abnutzungsrate wurde der Durchschnittswert der gemessenen Dicke verwendet.The thickness of the carriers was measured at 400 points along the entire circumference of the holding hole. For the calculation of the wear rate, the average value of the measured thickness was used.

Das Ergebnis der Abnutzungsrate ist in Tabelle 1 und 4 angegeben. Wie in Tabelle 1 und 4 gezeigt, wurde die Abnutzungsrate im Vergleich zum weiter unten beschriebenen Vergleichsbeispiel in hohem Maß verringert. Die Abnutzungsrate der Träger verringert sich mit einer Erhöhung des Fe-Gehalts der β-Titanlegierung. Die Verringerung in der Abnutzungsrate endete jedoch im Wesentlichen bei einem Fe-Gehalt von 1,5 Gew.% oder mehr (Träger C und Träger D). Die Abnutzungsrate nach der Beendigung betrug 0,04 μm/h.The result of the wear rate is shown in Table 1 and 4 specified. As in Table 1 and 4 As shown, the wear rate was greatly reduced as compared with the comparative example described below. The wear rate of the carriers decreases with an increase in the Fe content of the β-titanium alloy. However, the decrease in the wear rate substantially ended at an Fe content of 1.5 wt% or more (Carrier C and Carrier D). The wear rate after completion was 0.04 μm / hr.

Als nächstes wurden Silizium-Wafer mit 300-mm Durchmesser mit denselben Trägern wie die Träger D (die einen Fe-Gehalt von 2,0 Gew.% aufweisen) doppelseitig poliert, außer dass die Dicke der Träger 771 μm betrug. Die Ebenheit, Global Back-Side Ideal Range (GBIR), der polierten Wafer wurde bewertet. Beim Polieren betrug die Zielfertigungsdicke der Wafer 775 μm.Next, 300 mm diameter silicon wafers were double-sidedly polished with the same carriers as the carriers D (having an Fe content of 2.0 wt%) except that the thickness of the carriers was 771 μm. The flatness, Global Back-Side Ideal Range (GBIR), of the polished wafer was evaluated. During polishing, the target fabrication thickness of the wafers was 775 μm.

Die Polierbedingungen waren wie folgt: Dieselbe doppelseitige Poliervorrichtung und dasselbe Poliermittel wie bei der Bewertung der Abnutzungsrate der Träger wurden verwendet, um fünf Wafer pro Gruppe zu polieren. Der Druck, der auf die Oberflächen der zu polierenden Wafer aufgebracht wurde, wurde auf 200 g/cm2 eingestellt.The polishing conditions were as follows: The same double-sided polishing apparatus and the same polishing agent as in the evaluation of the wear rate of the carriers were used to polish five wafers per group. The pressure applied to the surfaces of the wafers to be polished was set to 200 g / cm 2 .

Der GBIR der polierten Wafer wurde mit einem Ebenheitsmessgerät (Nanometoro 300TT, hergestellt von KURODA Precision Industries Inc.,) gemessen. Der GBIR der Wafer wurde durch das Berechnen eines Durchschnitts von GBIR-Werten der fünf polierten Wafer derselben Gruppe erhalten.The GBIR of the polished wafers was measured with a flatness meter (Nanometoro 300TT, manufactured by KURODA Precision Industries Inc.). The GBIR of the wafers was obtained by calculating an average of GBIR values of the five polished wafers of the same group.

Das Ergebnis des GBIR ist in 5 angegeben. Wie in 5 gezeigt, hat das Beispiel demonstriert, dass der GBIR begonnen hat, sich zu verringern, als die Benutzungszeit der Träger 45.000 Minuten überschritten hat, und der GBIR betrug 0,25 μm, als die Benutzungszeit der Träger bei 50.000 Minuten lag. Zu dieser Zeit betrug die Trägerdicke 767 μm.The result of the GBIR is in 5 specified. As in 5 As shown in the example, the GBIR started to decrease as the wearer's use time exceeded 45,000 minutes, and the GBIR was 0.25 μm when the wearer's use time was 50,000 minutes. At this time, the carrier thickness was 767 μm.

Das weiter unten beschriebene Vergleichsbeispiel hat andererseits demonstriert, dass die Wafer-Ebenheit 0,35 μm betrug, als die Benutzungszeit der Träger bei 20.000 Minuten lag.On the other hand, the comparative example described later demonstrated that the wafer flatness was 0.35 μm when the use time of the carriers was 20,000 minutes.

Somit hat dieses Beispiel die Verschlechterung der Wafer-Ebenheit für einen längeren Zeitraum gehemmt und eine längere Trägerlebensdauer im Vergleich zum weiter unten beschriebenen Vergleichsbeispiel gezeigt.Thus, this example has inhibited the deterioration of wafer flatness for a longer period of time and has demonstrated a longer carrier life compared to the comparative example described below.

Die Hauptoberflächen der Träger, die in dem Beispiel 50.000 Minuten verwendet wurden, wurden dann mit einer β-Titanlegierung, die einen Fe-Gehalt von 2,0 Gew.% aufwies, durch das Ar-Sputter-Verfahren beschichtet. Die Dicke dieser β-Titanlegierungsbeschichtung betrug für die oberen und unteren Hauptoberflächen insgesamt 4 μm. Die Dicke der beschichteten Träger betrug 771 μm, welche dieselbe wie vor dem Beginn des Polierens war.The main surfaces of the supports used in the example of 50,000 minutes were then coated with a β-titanium alloy having an Fe content of 2.0 wt% by the Ar sputtering method. The thickness of this β-titanium alloy coating was 4 μm for the upper and lower major surfaces. The thickness of the coated supports was 771 μm, which was the same as before the start of polishing.

Mit diesen beschichteten Trägern wurde das doppelseitige Polieren von Wafern unter denselben Bedingungen durchgeführt. Das Ergebnis war, dass der GBIR der polierten Wafer 0,17 μm betrug; somit wurde die Verschlechterung des GBIR ausgeglichen.With these coated carriers, double-sided polishing of wafers was performed under the same conditions. The result was that the GBIR of the polished wafers was 0.17 μm; thus the deterioration of the GBIR was compensated.

Die Wafer-Ebenheit verschlechterte sich auch dann nicht, als der Träger danach für 15.000 Minuten verwendet wurde (65.000 Minuten waren seit dem Beginn der Benutzung vergangen).The wafer flatness did not deteriorate even when the carrier was then used for 15,000 minutes (65,000 minutes had passed since the start of use).

(Vergleichsbeispiel)(Comparative Example)

Die Trägerabnutzungsrate und die Wafer-Ebenheit (GBIR) wurden unter denselben Bedingungen wie im Beispiel bewertet, außer dass ein Träger verwendet wurde, der aus einer β-Titanlegierung besteht, die aus reinem Titan, das 0,2 Gew.% Fe beinhaltet, gewonnen wurde.Carrier Wear Rate and Wafer Flatness (GBIR) were evaluated under the same conditions as in Example except that a support consisting of a β-titanium alloy derived from pure titanium containing 0.2 wt% Fe was used has been.

Das Ergebnis der Abnutzungsrate ist in Tabelle 1 und 4 angegeben. Wie in Tabelle 1 und 4 gezeigt, betrug die Abnutzungsrate 0,13 μm/h und wurde schlechter als jene im Beispiel. Die Abnutzungsrate eines herkömmlichen Trägers aus reinem Titan (der kein β-Stabilisierungselement beinhaltet) beträgt für gewöhnlich 0,14 μm/h. Im Vergleich zu diesem Träger aus reinem Titan hat das Vergleichsbeispiel lediglich eine kleine Wirkung bei der Verbesserung der Abnutzungsrate ausgeübt.The result of the wear rate is shown in Table 1 and 4 specified. As in Table 1 and 4 As shown, the wear rate was 0.13 μm / hr and became worse than that in the example. The wear rate of a conventional pure titanium support (which does not include a β stabilizing element) is usually 0.14 μm / h. As compared with this pure titanium carrier, the comparative example has only a small effect of improving the wear rate.

Das Ergebnis des GBIR ist in 5 angegeben. Wie in 5 gezeigt, begann sich der GBIR zu verringern, als die Benutzungszeit der Träger 12.500 Minuten überschritt, und Wafer-Ebenheit betrug 0,35 μm, als die Benutzungszeit des Trägers bei 20.000 Minuten lag. Zu dieser Zeit betrug die Trägerdicke 765 μm. Somit hat das Vergleichsbeispiel die Ebenheit in einer kürzeren Zeit verschlechtert und hat eine im Vergleich zum Beispiel kürzere Trägerlebensdauer gezeigt. [Tabelle 1] BEISPIEL VERGLEICHSBEISPIEL Fe-GEHALT IM Ti (Gew.%) 2,0 1,5 1,0 0,5 0,2 ABNUTZUNGSRATE (μm/h) 0,04 0,04 0,05 0,06 0,13 The result of the GBIR is in 5 specified. As in 5 As shown, the GBIR began to decrease as the use time of the carriers exceeded 12,500 minutes, and wafer flatness was 0.35 μm when the wearer's use time was 20,000 minutes. At this time, the carrier thickness was 765 μm. Thus, the comparative example has degraded the flatness in a shorter time and has shown a shorter carrier life compared to, for example. [Table 1] EXAMPLE COMPARATIVE EXAMPLE Fe-content in Ti (% by weight) 2.0 1.5 1.0 0.5 0.2 WEATHERING RATE (μm / h) 0.04 0.04 0.05 0.06 0.13

Es wird angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt ist. Die Ausführungsform ist nur eine Erläuterung und jegliche Beispiele, die im Wesentlichen dasselbe Merkmal aufweisen und dieselben Funktionen und Effekte demonstrieren wie diejenigen in dem technischen Konzept, das in Ansprüchen der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, sind im technischen Schutzbereich der vorliegenden Erfindung enthalten.It is noted that the present invention is not limited to the above embodiment. The embodiment is merely an explanation, and any examples having substantially the same feature and demonstrating the same functions and effects as those in the technical concept described in claims of the present invention are included in the technical scope of the present invention.

Claims (5)

Träger, der in einer doppelseitigen Poliervorrichtung so verwendet wird, dass der Träger zwischen oberen und unteren Drehscheiben angeordnet ist, an denen Polierkissen in der doppelseitigen Poliervorrichtung angebracht sind, und einen Wafer hält, der zwischen den oberen und unteren Drehscheiben in einem Halteloch eingeschoben ist, das im Träger während des Polierens ausgebildet ist, umfassend obere und untere Hauptoberflächenabschnitte, die aus einer β-Titanlegierung bestehen, die aus reinem Titan, das 0,5 Gew.% oder mehr eines β-Stabilisierungselements beinhaltet, gewonnen wird.A carrier used in a double-sided polishing apparatus such that the carrier is disposed between upper and lower rotating disks on which polishing pads are mounted in the double-sided polishing apparatus and holds a wafer interposed between the upper and lower rotating disks in a holding hole; formed in the substrate during polishing, comprising upper and lower major surface portions made of a β-titanium alloy obtained from pure titanium containing 0.5% by weight or more of a β stabilizing element. Träger gemäß Anspruch 1, wobei die Gesamtheit des Trägers aus der β-Titanlegierung besteht.A carrier according to claim 1, wherein the whole of the carrier consists of the β-titanium alloy. Träger gemäß Anspruch 1, umfassend eine Metallmatrix und eine Beschichtung, die aus der β-Titanlegierung besteht, wobei die Beschichtung so ausgebildet ist, dass sie obere und untere Hauptoberflächen der Metallmatrix abdeckt.A carrier according to claim 1 comprising a metal matrix and a coating consisting of the β-titanium alloy, the coating being adapted to cover upper and lower major surfaces of the metal matrix. Träger gemäß Anspruch 3, wobei die Metallmatrix aus reinem Titan oder der β-Titanlegierung besteht.A carrier according to claim 3, wherein the metal matrix is pure titanium or β-titanium alloy. Verfahren zum doppelseitigen Polieren eines Wafers, umfassend: Anordnen eines Trägers zur Verwendung in einer doppelseitigen Poliervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 zwischen oberen und unteren Drehscheiben, an denen Polierkissen angebracht sind; und doppelseitiges Polieren des Wafers, während der Wafer in dem Halteloch, das in dem Träger ausgebildet ist, gehalten wird.A method of double-side polishing a wafer, comprising: Arranging a carrier for use in a double-sided polishing apparatus according to any one of claims 1 to 4 between upper and lower turntables to which polishing pads are attached; and Double-sided polishing of the wafer while the wafer is held in the holding hole formed in the carrier.
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