JP2014108485A - バッキング材およびそれを用いた基板のキャリアヘッド構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板キャリアヘッドのバッキング材BMとして、密着層と弾性発泡体中間層192と可撓性ゴム膜基材層193とを接着した可撓性積層体19を用い、この可撓性積層体19は、前記密着層と基板Wとの剥離力(JIS K−6854に準拠)が10mN/12.7mm幅以下で、前記密着層表面から基板Wを平行にずらす剪断力が1.0N/cm2以上であり、密着層が環状溝で基板Wが貼付される円形可撓性密着層191a部分と円環状保持リング22を接着させる円環状可撓性密着層191b部分に二分割されている。
【選択図】図1
Description
保持リングを備え、前記保持リングが外側ハウジングから突出している前記外側ハウジングと、
前記外側ハウジングの内側に配置され、かつ前記外側ハウジングに固定され、前記保持リングにより包囲される領域内に位置決めされた内側リングを備える内側ハウジングとを備え、
前記内側リングは、前記内側ハウジングに対し動くことができ且つ軟質メンブレン(可撓性膜)を有し、当該軟質メンブレンは、ウェハの縁部を封着し、ウェハ搬送中に前記ウェハの面を保持し、前記ウェハが研磨面上に降下するときに前記ウェハの当該面を加圧するように、大きさと位置が決められ、
前記保持リングは、前記内側リングとは独立して前記外側ハウジングに対して動くことができ、
前記内側リングと前記内側ハウジングとは、前記内側リングが延び又は縮むことができ
る垂直方向距離を制限するように構成される、
ことを特徴とするウェハキャリヤヘッドを提案する。
中空スピンドル軸(105)に軸承されたお椀状主体部(104)、前記お椀状主体部の下面外周縁部に中央に中円筒状刳り抜き部(106)を有し、その円筒状刳り抜き部(106)の中心点を中心とする同一円周上の3等間隔位置に3つの刳り貫き部(107,
107,107) を有する断面凹状中間板(108)を設け、
前記断面凹状中間板(108)の円筒状刳り抜き部(106)内壁に前記中空スピンドル軸(105)内に設けられた気体供・排気兼用の給管(16)の先端を内蔵する中空シャフト(2)を垂直に固定し、この中空シャフト(2)の下先端部を球面軸受け(3)で軸受けし、前記気体供給・排気兼用の管(16)の下先端は中央部に鉛直方向に流体通路(8a)が設けられ、この気体通路(8a)に通じて狭い空間(8b)が形成された断面凹状剛体製支持板(8)の前記気体通路(8a)内壁に固定され、
前記断面凹状中間板(108)の3つの刳り貫き部(107,107,107) 内には
、前記お椀状主体部(104)の上面から下面を貫通して高さ調整ボルト(11b)を高さ位置調整装置(11)の頭部に備え、下部に設けた固定用円板(11a)と、この固定用円板(11a)と係合する鈎状係合フランジ(9b)を存在させ、前記鈎状係合フランジ(9b)の下部は前記断面凹状剛体製支持板(8)上面に固定して設け、3つの刳り貫き部(107,107,107)内の前記固定用円板(11a)と鈎状係合フランジ(9b)が占める空間部分を除いた空間は圧空流通路(18a)として利用し、
前記断面凹状剛体製支持板(8)の下面に可撓性膜(19)を断面凹状剛体製支持板下面の狭い空間(8b)とこの可撓性膜(19)とで隙間が0.1〜0.3mmの機密性の高い空間(21)が形成されるように可撓性膜(19)を取り付けた基板キャリア部(4)を設け、前記凹状剛体製支持板(8)の下部外周縁位置に存在する前記可撓性膜(19)の下面に環状保持リング(22)取り付け、この環状保持リング(22)の側壁内側と前記可撓性膜(19)下面とで形成される空間で基板収納ポケット部(4a)を形成し、
および、
前記断面凹状中間板(108)下面外周縁より上下に伸縮自在な環状ベローズ(110)を垂下させ、その環状ベローズ下環状端面を前記断面凹状剛体製支持板(8)の上面に設けた固定プレート(8a)に固定し、前記環状ベローズ(110)内壁と前記断面凹状剛体製支持板(8)の凹部とで前記断面凹状剛体製支持板(8)の上面凹部に圧空により背圧をかけることができる空間部(18)を形成した、
構造を採る基板のキャリアヘッド構造(1)を提案する。
方向に測定した高さのウェハ全面における最大値と最小値の差)を更に改良できるよう要望する。
密着層がこの基板密着層に貼着される基板表面と基板密着層との剥離力(JIS K−6
854に準拠)が10mN/12.7mm幅以下で、前記基板密着層表面から基板を平行にずらす剪断力が1.0N/cm2以上であるポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂層で形成されていることを特徴とする基板ホルダーを提案した。
ポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂密着層(191)の背面に弾性樹脂発泡体シート中間層(192)を、その弾性樹脂発泡体シート中間層の背面に可撓性ゴム膜基材層(193)を接着した円盤状可撓性積層体(19)を用い、この円盤状可撓性積層体のポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂密着層(191)の基板を保持する円形領域(191a)と円環状保持リング(22)を接着する円環状ポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂密着層領域(191b)に2分割する溝幅0.5〜2mmの環状溝(191c)をポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂密着層(191)および弾性樹脂発泡体シート中間層(192)に設けた円盤状可撓性積層体(19)の前記円環状ポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂密着層領域(191b)に円環状保持リング(22)を接着したバッキング材であって、前記ポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂円形密着層(191a)で基板キャリア領域部(4)を形成し、前記環状保持リング(22)の内側側壁と前記ポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂円形密着層(191a)下面とで形成される空間で基板収納ポケット部(4a)を形成したバッキング材であり、
前記円盤状可撓性積層体(19)のポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂密着層(191a,191b)がこのポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂円形密着層(191a)に貼着される基板表面とポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂密着層との剥離力(JIS K−6854に準拠)が10mN/12.7mm幅以下で、前記ポリオルガ
ノシロキサン系シリコーン樹脂円形密着層(191a)表面から基板を平行にずらす剪断力が1.0N/cm2以上であるポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂密着層(191)である、
ことを特徴とする研磨装置のキャリアヘッド構造用バッキング材(BM)にある。
中空スピンドル軸(105)に軸承されたお椀状主体部(104)、前記お椀状主体部の下面外周縁部に中央に円筒状刳り抜き部(106)を有し、その円筒状刳り抜き部(106)の中心点を中心とする同一円周上の3等間隔位置に3つの刳り貫き部(107,1
07,107) を有する断面凹状中間板(108)を設け、
前記断面凹状中間板(108)の円筒状刳り抜き部(106)内壁に前記中空スピンドル軸(105)内に設けられた気体供・排気兼用の給管(16)の先端を内蔵する中空シャフト(2)を垂直に固定し、この中空シャフト(2)の下先端部を球面軸受け(3)で軸受けし、前記気体供給・排気兼用の管(16)の下先端は中央部に鉛直方向に流体通路(8a)が設けられ、この気体通路(8a)に通じて狭い空間(8b)が形成された断面凹状剛体製支持板(8)の前記気体通路(8a)内壁に固定され、
前記断面凹状中間板(108)の3つの刳り貫き部(107,107,107)内には、前記お椀状主体部(104)の上面から下面を貫通して高さ調整ボルト(11b)を高さ位置調整装置(11)の頭部に備え、下部に設けた固定用円板(11a)と、この固定用円板(11a)と係合する鈎状係合フランジ(9b)を存在させ、前記鈎状係合フランジ(9b)の下部は前記断面凹状剛体製支持板(8)上面に固定して設け、3つの刳り貫き部(107,107,107)内の前記固定用円板(11a)と鈎状係合フランジ(9b)が占める空間部分を除いた空間は圧空流通路(18a)として利用し、
前記断面凹状剛体製支持板(8)の下面および前記お椀状主体部(104)の環状円周部下面に、請求項1記載のキャリアヘッド構造用バッキング材(BM)の可撓性ゴム膜基材層(193)裏面を接着してポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂円形密着層(191a)とポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂円環状密着層(191b)が下方を向くようにし、前記断面凹状剛体製支持板(8)下面の狭い空間(8b)と前記円盤状可撓性積層体(19)背面とで隙間が0.1〜0.3mmの機密性の高い空間(21)が形成され、前記ポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂円形密着層(191a)を基板キャリア部(4)として形成し、
および
前記断面凹状中間板(108)下面外周縁より上下に伸縮自在な環状ベローズ(110)を垂下させ、その環状ベローズ下環状端面を前記断面凹状剛体製支持板(8)の上面に設けた固定プレート(8a)に固定し、前記環状ベローズ(110)内壁と前記断面凹状剛体製支持板(8)の凹部とで前記断面凹状剛体製支持板(8)の上面凹部に圧空により背圧を負荷させることができる空間部(18)を形成した構造を採る、基板のキャリアヘッド構造(1)にある。
半導体基板のキャリアヘッド構造(1)からの取り外しが容易となる。さらに、磨耗した環状保持リング(22)を円盤状可撓性積層体(19)から取り外す作業および新品の環状保持リング(22)を円盤状可撓性積層体(19)に密着する取替作業が容易となる。また、弾性樹脂発泡シート中間層(192)の採用により半導体基板表面の研磨布表面凹凸形状の追従性が向上し、得られる研磨加工基板のTTVが向上する。
ン・エチレン共重合体ゴム等が挙げられる。これらは架橋されていてもよい。
00、好ましくは35〜85、引張強度(JIS K−6301)が30〜200kgf
/cm2、好ましくは50〜150kgf/cm2、引張伸度(JIS K−6301)が
50〜1000%、200〜800%、厚みが0.03〜2mm、好ましくは、0.05〜1.5mmである。
拠)が10mN/12.7mm幅以下で、半導体基板をポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂密着層191aから横方向に平行にずらす剪断力が1.0N/cm2以上である。ポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂密着層191の厚みは、5〜100μm、好ましくは5〜30μmである。
シリコーン樹脂粘着剤層、合成ゴム系粘着剤層またはアクリル系粘着剤層/ベースフィルム/密着層19b/剥離紙積層体もしくは剥離紙/ポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂粘着剤層、合成ゴム系粘着剤層またはアクリル系粘着剤層/密着層19b/剥離紙積層体を購入し、剥離紙を引き剥がしてから用いてもよい。
のみビニル基を有する直鎖状ポリオルガノシロキサンからなるシリコーンと、両末端及び側鎖にビニル基を有する直鎖状ポリオルガノシロキサンからなるシリコーンと、末端にのみビニル基を有する分岐上ポリオルガノシロキサンからなるシリコーンと、末端及び側鎖にビニル基を有する分岐上ポリオルガノシロキサンからなるシリコーンとから選ばれる少なくとも1種のシリコーンを共重合および架橋させて得たポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂が利用できる。
12.7mm幅以下で、前記ポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂円形密着層191a表面から基板を平行にずらす剪断力が1.0N/cm2以上である。
前記上方凹部空間8cに連通する中央部に鉛直方向に流体通路8aが設けられ、この気体通路8aに通じて狭い空間8bが形成された断面凹状剛体製支持板8の前記気体通路8a内壁にクイックシール継ぎ手16aを用いて固定される。
軸心(O1,O2,O3)は、前記円筒状刳り抜き部106の中心点Oを持つ円の同一円周上に等間隔位置(正三角形の頂点)に在る。(図3参照)
、基板がキャリア部4に当接し、基板は円形密着層191aの密着力で固定保持される。この基板保持の際、基板はポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂密着層191aに前記ポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂密着層191a表面から基板を平行にずらす剪断力1.0N/cm2以上で固定密着保持される。
cm2、管16より円盤状可撓性積層体19背面に加えられる気体圧力は100〜200
g/cm2が好ましい。
ので、研磨加工された基板はキャリアの円形ポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂密着層191aより容易に剥がされる。
基板キャリアヘッド構造1として、図2に示すキャリアヘッド構造を用い、直径150mm、TTV59.448μmの半導体基板をCMP加工した。円盤状可撓性積層体19として、厚み20μmのポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂密着層191/厚み2.5mmの弾性ポリウレタン樹脂発泡体基材シート層“R301”(ニッタハース株式会社の商品名)192/接着剤/厚み1.5mmの塩化ビニリデン・エチレン共重合体ゴム基材層の積層体を使用した。この積層体の幅1mm、深さ2.52mmの円環状溝191cを設け、円環状密着層(191b)表面にガラス繊維補強エポキシ樹脂製円環状保持リングを密着させた。前記ポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂密着層191aに貼着
される半導体基板表面と前記ポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂密着層191aとの剥離力(JIS K−6854に準拠)は、8mN/12.7mm幅で、前記ポリオル
ガノシロキサン系シリコーン樹脂密着層191表面から基板を平行にずらす剪断力は1.8N/cm2である。なお、CMP研磨液としてフジミインコーポレーテッド株式会社製研磨剤“GLANZOX−1302”(商品名)を使用した。
基板キャリアヘッド構造1として、特許文献2の図1に示すキャリアヘッド構造(1)を用いる外は実施例1と同様にして直径150mmの半導体基板をCMP加工した。即ち、円盤状可撓性積層体シート19として実施例1で用いたバッキング材BMにおいて円環状切削溝191cを設ける前のバッキング材を使用した。
1 基板キャリアヘッド構造
2 中空シャフト
3 球面軸受け
4 基板キャリア部
4a 基板収納ポケット部
8 断面凹状剛体製支持板
9 鈎状係合フランジ
11 高さ位置調整装置
16 気体供給・排気兼用の管
18,21 空間部
18a 圧空流通路
19 円盤状可撓性積層体
191 ポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂密着層
191a 円形可撓性密着層
191b 円環状可撓性密着層
192 弾性樹脂発泡体シート中間層
193 可撓性ゴム膜基材層
22 円環状保持リング
104 お椀状主体部
105 中空スピンドル軸
106 円筒状刳り抜き部
107 刳り貫き部
108 断面凹状中間板
110 環状ベローズ
Claims (2)
- ポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂密着層(191)の背面に弾性樹脂発泡体シート中間層(192)を、その弾性樹脂発泡体シート中間層の背面に可撓性ゴム膜基材層(193)を接着した円盤状可撓性積層体(19)を用い、この円盤状可撓性積層体のポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂密着層(191)の基板を保持する円形領域(191a)と円環状保持リングを接着する円環状ポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂密着層領域(191b)に2分割する溝幅0.5〜2mmの環状溝(191c)をポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂密着層(191)および弾性樹脂発泡体シート中間層(192)に設けた円盤状可撓性積層体(19)の前記円環状ポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂密着層領域(191b)に円環状保持リング(22)を接着したバッキング材であって、前記ポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂円形密着層(191a)で基板キャリア領域部(4)を形成し、前記環状保持リング(22)の内側側壁と前記ポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂円形密着層(191a)下面とで形成される空間で基板収納ポケット部(4a)を形成したバッキング材であり、
前記円盤状可撓性積層体(19)のポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂密着層(191a,191b)がこのポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂円形密着層(191a)に貼着される基板表面とポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂密着層との剥離力(JIS K−6854に準拠)が10mN/12.7mm幅以下で、前記ポリオルガ
ノシロキサン系シリコーン樹脂円形密着層(191a)表面から基板を平行にずらす剪断力が1.0N/cm2以上であるポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂密着層(191)である、
ことを特徴とする研磨装置のキャリアヘッド構造用バッキング材(BM)。 - 中空スピンドル軸(105)に軸承されたお椀状主体部(104)、前記お椀状主体部の下面外周縁部に中央に円筒状刳り抜き部(106)を有し、その円筒状刳り抜き部(106)の中心点を中心とする同一円周上の3等間隔位置に3つの刳り貫き部(107,1
07,107) を有する断面凹状中間板(108)を設け、
前記断面凹状中間板(108)の円筒状刳り抜き部(106)内壁に前記中空スピンドル軸(105)内に設けられた気体供・排気兼用の給管(16)の先端を内蔵する中空シャフト(2)を垂直に固定し、この中空シャフト(2)の下先端部を球面軸受け(3)で軸受けし、前記気体供給・排気兼用の管(16)の下先端は中央部に鉛直方向に流体通路(8a)が設けられ、この気体通路(8a)に通じて狭い空間(8b)が形成された断面凹状剛体製支持板(8)の前記気体通路(8a)内壁に固定され、
前記断面凹状中間板(108)の3つの刳り貫き部(107,107,107)内には、前記お椀状主体部(104)の上面から下面を貫通して高さ調整ボルト(11b)を高さ位置調整装置(11)の頭部に備え、下部に設けた固定用円板(11a)と、この固定用円板(11a)と係合する鈎状係合フランジ(9b)を存在させ、前記鈎状係合フランジ(9b)の下部は前記断面凹状剛体製支持板(8)上面に固定して設け、3つの刳り貫き部(107,107,107)内の前記固定用円板(11a)と鈎状係合フランジ(9b)が占める空間部分を除いた空間は圧空流通路(18a)として利用し、
前記断面凹状剛体製支持板(8)の下面および前記お椀状主体部(104)の環状円周部下面に、請求項1記載のキャリアヘッド構造用バッキング材(BM)の可撓性ゴム膜基材層(193)裏面を接着してポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂円形密着層(191a)とポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂円環状密着層(191b)が下方を向くようにし、前記断面凹状剛体製支持板(8)下面の狭い空間(8b)と前記円盤状可撓性積層体(19)背面とで隙間が0.1〜0.3mmの機密性の高い空間(21)が形成され、前記ポリオルガノシロキサン系シリコーン樹脂円形密着層(191a)を基板キャリア部(4)として形成し、
および
前記断面凹状中間板(108)下面外周縁より上下に伸縮自在な環状ベローズ(110)を垂下させ、その環状ベローズ下環状端面を前記断面凹状剛体製支持板(8)の上面に設けた固定プレート(8a)に固定し、前記環状ベローズ(110)内壁と前記断面凹状剛体製支持板(8)の凹部とで前記断面凹状剛体製支持板(8)の上面凹部に圧空により背圧を負荷させることができる空間部(18)を形成した構造を採る、基板のキャリアヘッド構造(1)。
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