JP4210134B2 - ウエーハ研磨治具及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウエーハ、ガリウムヒ素等のウエーハや基盤等を研磨加工する際に、これらを保持する保持盤、ブロックゲージ等を成すウエーハ研磨治具及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、シリコンウエーハやガリウムヒ素ウエーハ又は薄物基板等の平坦度の精度を必要とする加工物の研磨やラップ用の治具、測定用装置において、被加工物を保持するためにセラミックスからなるウエーハ研磨治具が用いられている。
【０００３】
例えば、半導体ウエーハ等の板状体を研磨加工する際は、図２に示すようなウエーハ研磨治具１の貼付面１ｂに複数又は１枚のウエーハ５をワックス６で貼付して保持し、このウエーハ研磨治具１を研磨用クロス７を表面に配置した下定盤８上にセットし、研磨用クロス７とウエーハ５の接触部に研磨用スラリー６を流し込み、押圧力Ｆを加えながらウエーハ研磨治具１と下定盤８とを相対的に摺動させることで、ウエーハ５の表面を研磨やラップ加工する。
【０００４】
その後、加工によって仕上げられたウエーハ５は、図３に示すようにスクレッパー１０によりウエーハ研磨治具１より剥がされマガジン（不図示）へと収納される（特許文献１参照）。
【０００５】
上記ウエーハ研磨治具１を作製するには、図５（ａ）に示すようなセラミックス体の角部に同図（ｂ）、（ｃ）に示すようなＲ状のダイヤ工具１６を用いて研削加工し、面取り加工を施していた（特許文献２参照）。
【０００６】
通常、フラット面２の鏡面加工であれば、ラップ加工することで鏡面が得られるが、上記Ｒ状の曲面３の加工にはこのラップ加工を行うことができない。そのため、上述のように研削加工によって加工していた。
【０００７】
このような加工によって得られたウエーハ研磨治具１は、図６（ａ）に示すように、ウエーハ５を載置するフラット面２と曲面３を備え、このフラット面２と曲面３との境界４には０．０１ｍｍ以上の段差Ｙが生じる場合、図６（ｂ）に示すようにフラット面２が曲面３の高さが異なってエッジが生じる場合、図６（ｃ）に示すように曲面ではなく、端部を平面とする場合があり、何れの場合もフラット面２と曲面３との境界４は連続した面とならず、フラット面２と曲面３との境界４を通る曲面３の接線となる規定線Ａと上記フラット面２との成す角は８°〜１５°程度と大きなものであった。
【０００８】
また、例えばシリコンからなるウエーハ５と炭化珪素からなるウエーハ研磨治具１のフラット面２との摩擦係数は、０．３６程度であった。
【０００９】
〔特許文献１〕
特開平０６−２７００５５号公報
〔特許文献２〕
特開２００１−７１２６０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、今日例えば半導体用チップの配線ルールの微細化等に伴い、ウエーハ５の高精度化が望まれており、ウエーハ５のおもて面のみならず、裏面の高精度化も要求されている。
【００１１】
上述の方法で得られたウエーハ研磨治具１には、図６（ａ）〜（ｃ）に示すようなエッジや段差が発生し、また何れも曲面３の表面に研削加工によるダイヤモンドの加工スジが残り、表面粗さが悪く加工エッジ部も残ってしまう。
【００１２】
そのため、単にカケ防止のために外周部に面取りを施すという方法では、ウエーハ５の加工完了後にウエーハ研磨治具１よりウエーハ５を剥がすときにウエーハ研磨治具１のエッジや段差に、ウエーハ５の裏面が接触することで微細なキズが発生し、ウエーハ５の規格を満足できなくなるという問題が生じていた。
【００１３】
つまり、従来はウエーハ５とウエーハ研磨治具１との間の摩擦係数が大きいためウエーハ５の裏面に微細なキズが発生するという問題があった。
【００１４】
また、外周部の形状が平面状のためにセラミックス同士や固いものと接触したときに、ウエーハ研磨治具１の外径コーナー部１１がカケてしまい、それがウエーハ５へのキズにつながるという問題があった。
【００１５】
従って、ウエーハ５は剥がすときにウエーハ研磨治具１の上を通過するために、摩擦係数を小さくしたり、外径コーナー部１１の形状をＲ形状にしたり、面粗さを小さくしたりしなければならなかった。
【００１６】
本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであって、その目的は、ウエーハ研磨治具１の外周部形状や面仕上げ等の加工方法を見直すことにより、ウエーハ５の裏面にキズを付けることのないウエーハ研磨治具１を提供するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明のウエーハ研磨治具は、セラミックスからなり、１枚のウエーハを載置するためのフラット面と、その周囲の全周に上記ウエーハを剥がす際に上記ウエーハを移動させるためのＲ状の曲面とを有するウエーハ研磨治具であって、上記フラット面と曲面との境界を通る曲面の接線となる規定線と上記フラット面との成す角が３°以下であることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明のウエーハ研磨治具は、セラミックスからなり、１枚のウエーハを載置するためのフラット面と、その周囲の全周に上記ウエーハを剥がす際に上記ウエーハを移動させるためのＲ状の曲面とを有するウエーハ研磨治具であって、上記フラット面及び曲面にシリコンウエーハとの摩擦係数が０．３以下のＤＬＣコーティングを施してなり、上記フラット面と曲面との境界を通る曲面の接線となる規定線を設けたとき、該規定線と上記フラット面との成す角が１０°以下であることを特徴とするものである。
【００２０】
またさらに、本発明のウエーハ研磨治具は、上記フラット面と曲面の境界が表面粗さ（Ｒａ）０．２μｍ以下であることを特徴とするものである。
【００２１】
さらにまた、本発明のウエーハ研磨治具は、上記ウエーハ研磨治具の側面部が、上記フラット面に対して垂直方向の断面において曲率半径が２０〜５０ｍｍの曲面状であることを特徴とするものである。
【００２２】
またさらに、本発明のウエーハ研磨治具は、枚葉式研磨装置に用いることを特徴とするものである。
【００２３】
さらにまた、本発明のウエーハ研磨治具の製造方法は、上記ウエーハ研磨治具の製造方法であって、所定形状のウエーハ研磨治具に上記フラット面及び曲面を加工した後、フラット面と曲面との境界にダイヤモンドパウダーを混合した軽油を塗布し、樹脂を装着した研磨機によって研磨することを特徴とするものである。
【００２４】
これによって、ウエーハ研磨治具のフラット面と曲面の境界は連続した曲面に形成され、ウエーハを剥がす際にエッジや段差でウエーハ裏面にキズを付けることなく、剥離作業ができるようになる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００２６】
図１は本発明のウエーハ研磨治具１の一実施形態を示し、（ａ）は部分拡大断面図、（ｂ）は正面図である。
【００２７】
本発明のウエーハ研磨治具１は、セラミックスからなり、１枚のウエーハを載置するためのフラット面２と、その周囲の全周にウエーハを剥がす際にウエーハを移動させるためのＲ状の曲面３とを有する円板形状のものであり、炭化珪素質セラミックスなどの黒色系セラミックスやアルミナ質セラミックスなどの白色系セラミックスからなる。
【００２８】
このウエーハ研磨治具１は、図２に示すような半導体ウエーハ等の板状体を研磨加工する研磨装置に用いられ、ウエーハ研磨治具１の一方のフラット面２を貼付面とし、１枚のウエーハ５をワックス６で貼付して保持し、このウエーハ研磨治具１を研磨用クロス７を表面に配置した下定盤８上にセットする。
【００２９】
シリコンやガリウムヒ素等のウエーハ５を研磨するにあたっては、ウエーハ５をウエーハ研磨治具１に貼り付け、そのウエーハ研磨治具１でウエーハ５を下定盤８に貼られた研磨用クロス７に押し付けて、その研磨用クロス７とウエーハ５の接触部に研磨スラリー９を流し込み、押圧力Ｆを加えながらウエーハ研磨治具１と下定盤８を相対的に摺動させることで、ウエーハ５の表面を研磨するようになっている。その後、加工によって仕上げられたウエーハ５は、図３に示すようなスクレッパー１０によりウエーハ研磨治具１より剥がされマガジン（不図示）へと収納される仕組みである。
【００３０】
ここで、本発明のウエーハ研磨治具１において、図１に示すようにウエーハ５を載置するフラット面２と曲面３との境界４を通る曲面３の接線となる規定線Ａと上記フラット面２との成す角θが３°以下であることが重要である。
【００３１】
これにより、フラット面２と曲面３との境界４には研削スジがない滑らかな面とすることができるため、ワックス６によりウエーハ研磨治具１に貼られたウエーハ５をスクレッパー１０で剥がした際に、ウエーハ５がウエーハ研磨治具１の曲面３上を滑ってもウエーハ５の裏面にキズが発生するのを有効に防止することができる。従来は、ウエーハ研磨治具１のフラット面２と曲面３との境界４は、連続した面で形成されておらず、図６に示すように境界４には０．４μｍを超える段差Ｙや、エッジが生じ、上述と同様に境界４を通る曲面３の接線となる規定線Ａを設けた場合、その規定線Ａと上記フラット面２との成す角θが８°〜１５°程度の大きなものとなり、ウエーハ５をウエーハ研磨治具１から剥がす際に、フラット面２と曲面３との境界４にあるエッジでウエーハ５の裏面にキズが生じやすいものであった。
【００３２】
なお、上記フラット面２と曲面３との境界４とは、フラット面２と曲面３とで形作る外部コーナーにおける内部の円を示しており、図１（ｂ）の破線部を示すものであり、フラット面２の水平部から曲率が始まる境界線を境界４とする。
【００３３】
また、境界４を通る曲面３の接線となる規定線Ａと上記フラット面２との成す角θはコンターレコード（形状測定器）によって測定することができる。
【００３４】
さらに、好ましい範囲としては、規定線Ａと上記フラット面２との成す角が２°以下であることが望ましい。
【００３５】
また、図１（ｃ）は本発明のウエーハ研磨治具の他の実施形態を示す正面図であり、上記フラット面２及び曲面３にウエーハ５との摩擦係数が０．３以下のＤＬＣコーティング１８を施すものである。
【００３６】
このようにＤＬＣコーティング１８を施すことでウエーハ５とフラット面２及び曲面３との抵抗が小さくなり、ウエーハ５の裏面に微細なキズが生じるのを防止することができる。
【００３７】
さらに、上記ＤＬＣコーティング１８は、ウエーハ５との摩擦係数が０．３以下のものであり、ＤＬＣコーティング１８の厚みを１〜３μｍとすることによって摩擦係数を上記の値にすることができる。ここで、上記摩擦係数が０．３を超えると、ウエーハ５の裏面に微細なキズを生じやすい。
【００３８】
上記摩擦係数０．３以下のＤＬＣコーティングを形成するには、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）の膜を高真空中のアーク放電プラズマで炭化水素ガスを分解し、プラズマ中のイオンや励起分子をウエーハ研磨治具１に電気的に加速しエネルギーをもってぶつけてやることにより形成する。まず、ウエーハ研磨治具１をチャンバー内の所定の位置にセットする。ここで、コーティングを行う前に研磨治具１のコーティング面（フラット面２及び曲面３）以外を金属の治具で保護する必要がある。特に金属では錆やバリ等の欠陥があることにより、コーティングがうまくできない場合もあるが、セラミックスにおいては、このような心配はない。セットが完了したら、上述の通り高真空中のアーク放電プラズマで炭化水素ガスを分解し、プラズマ中のイオンや励起分子を研磨治具に電気的に加速しエネルギーをもってぶつけてやることにより形成する。
【００３９】
なお、摩擦係数の測定方法は、ＪＩＳ Ｒ １６１３（ボールオンディスク法）に準拠して行う。ここでは、炭化珪素からなるディスク（φ４０ｍｍの円盤形状）を回転駆動させる装置に取り付け、回転軸の振れを０．０２ｍｍ以下、接触部における回転軸方向の振れを０．０５ｍｍ以下にしてテストする。この円盤上にシリコンの球（直径９〜１０ｍｍ）を下記の条件で押し当て磨耗痕の形状より磨耗体積を算出する。
【００４０】
条件 荷重：１０Ｎ
円盤回転速度：６４回転／分
摺動距離：２０００ｍ
試験時温度：２３℃±１℃、相対湿度５０±１０％の大気中
さらに、上記研磨用治具１においては、フラット面２と曲面３との境界４を通る曲面３の接線となる規定線Ａを設けたとき、該規定線Ａと上記フラット面２との成す角が１０°以下であることが重要であり、これによりウエーハ５の裏面の微細なキズを防止することができる。
【００４２】
さらに、本発明のウエーハ研磨治具１は、上記フラット面２と曲面３の境界４が表面粗さ（Ｒａ）０．２μｍ以下であることが好ましく、これにより、ウエーハ研磨治具１の曲面３とウエーハ５との摩擦抵抗がより小さくなるため、すべりが良くなり、ウエーハ５を剥がす際にウエーハ研磨治具１の曲面３と接触する際にウエーハ５の裏面のキズを防止することができる。一方、境界４の表面粗さが（Ｒａ）で０．２μｍを越えると、研削加工の加工スジが残っており、また表面の凹凸が大きいため、この凹凸によってウエーハ５へのキズを発生させる原因になるためである。
【００４３】
またさらに、図１（ｄ）に示すように、ウエーハ研磨治具１の側面部１７が、上記フラット面２に対して垂直方向の断面において曲率半径２０〜５０ｍｍの曲面状とすることが好ましく、ウエーハ研磨治具１同士が接触した場合や、固いものとの接触した場合にも曲面３と直接接触することはなく、曲面３のカケを防止できる。
【００４４】
上記側面部１７の曲率半径が２０ｍｍ未満となると、ウエーハ研磨治具１の厚みは２０ｍｍ程度より大きいため、この数値より小さくなると曲面状につながらなくなることから厚みとの兼ね合いは避けられない。一方、曲率半径が５０ｍｍを超えると、平面に近い形状となり曲面３にキズが付きやすくなり、ウエーハ５を剥がす際にキズを付けるおそれがある。
【００４５】
なお、側面部１７を曲面状に加工する手段としては、形状ダイヤによる研削加工等によって行うことができる。
【００４６】
またさらに、本発明のウエーハ研磨治具１は、枚葉式の研磨装置に用いることが好ましい。
【００４７】
枚葉式の研磨装置では、１枚のウエーハ研磨治具１に１枚のウエーハ５を載置するため、上述のようにスクレッパー１０で剥がして、曲面３に沿って移動させるため、ウエーハ５の裏面が境界４と接触することとなり、この境界４が滑らかな面であると、ウエーハ５にキズが付くのを有効に防止することができ、バッチ式のようにスクレッパー１０での剥がし方向を内側に向けるような場合に比べて大きな効果を発揮する。
【００４８】
ここで、本発明のウエーハ研磨治具１の製造方法について説明する。
【００４９】
まず、セラミックス材料として、炭化珪素質セラミックス、窒化珪素質セラミックス、アルミナ質セラミックス等の材料でかつ吸水率が０％に近い緻密質であることが好ましい。これによって鏡面加工の際にその表面粗さを小さくなるように加工することができる。
【００５０】
この原料粉末をラバープレス成形法等によって所定の成形体を得、その成形体を切削加工にて製品形状に加工し、約２０５０℃程度で焼成した後、得られた焼結体をロータリー研削盤により厚み研削を行う。加工方法としては、ワークをテーブルに乗せ、治具で固定し、ダイヤモンドホイールを用いて研削シロ、ソリ量に応じて片面を研削加工する。次に、もう片面も同じように加工し、厚み寸法を決める。
【００５１】
続いて、万能研削盤を用いて外径加工を行うが、ワークを機械にてチャッキングし、ワークの芯出しを行う。そして、ダイヤモンドホイールを用いて外径加工を行う。さらにＲ形状ダイヤモンドホイールを用いて周囲にＲ面取り加工を行う。
【００５２】
その後、ラップ機を用いてラップ加工を行うが、ダイヤモンドスラリーを供給しながら定盤上で荒ラップ加工を施して表面の研削スジを除去する。続いて同様に仕上げラップを行って表面形状を作製する。
【００５３】
ここで外径コーナー部１１の境界４の角θを３°以下でつなぐためには、図４（ａ）に示すように、回転テーブル１３の上にウエーハ研磨治具１を置き、動かないようにしっかり固定した後、５０〜８０ｒｐｍで回転テーブル１３を回転させ、ダイヤモンド砥粒をちりばめたダイヤモンドペーパー１４でフラット面２と曲面３との境界４にダイヤモンドペーパー１４を当て、少量ずつ研削加工していく方法が良い。このときダイヤモンドペーパー１４の番手を６５番の粗いダイヤモンドペーパー１４から順に３００番、４００番へとダイヤモンドペーパー１４の目が小さいものへ交換しながら仕上げることが望ましい。最初から４００番の仕上げ用ダイヤモンドペーパー１４を使用すると、段差を除去するのに長時間要する。このようにして、フラット面２と曲面３との段差をこの時点で０．４μｍ以下に仕上げる。
【００５４】
さらに、フラット面２と曲面３との境界４の表面粗さを（Ｒａ）で０．４μｍ以下の鏡面仕上げとするには、図４（ｂ）の回転テーブル１３の上にウエーハ研磨治具１を置き、動かないようにしっかりと固定した後、５０〜８０ｒｐｍで回転テーブル１３を回転させ、フラット面２と曲面３の境界４に粒径２μｍ以下のダイヤモンドパウダーを混合した軽油をハケ等で塗布し、研磨機１５に円形のＰＶＡ（ポリビニルアルコール）等の樹脂を装着して、鏡面が必要な部分に研磨を施す。上記ダイヤモンドパウダーを混合した軽油の油分が切れ、乾燥してきたら再度ハケでダイヤモンドパウダーを混合した軽油を塗布して同じようにＰＶＡで研磨していく。これを繰り返すことで、曲面３が表面粗さ（Ｒａ）で０．２μｍ以下の鏡面に仕上がっていく。
【００５５】
ここで、通常の研磨に用いるダイヤモンドパウダーに加え、軽油を混合させる理由として、ウエーハ研磨治具１とＰＶＡが接触することで熱が発生し、例えば水であればすぐに蒸発してしまうが、軽油を使用することで水等の粘度の小さな液体ではワークに塗布した際、表面張力により玉状になり、すぐに流れ落ちてしまうが軽油はワーク上に残留しやすく曲面の加工においても鏡面が得られやすいためである。
【００５６】
通常、フラット面２の鏡面加工であれば、銅盤の上でコロイダルシリカやダイヤモンドスラリー等を注入し、ラップ加工することで鏡面が得られるが、このようなＲ状の曲面３等の部分的な加工にはこのラップ方法では加工することができない。そのため、通常のＲ面取り方法は研削加工によるため、これではダイヤモンドのスジが残り、表面粗さが悪く加工エッジ部も残ってしまう。
【００５７】
これに対し、軽油を用いて磨くことにより、曲面３であっても鏡面加工を施すことができ、ウエーハ研磨治具１として用いた際にウエーハ５を剥がす際にもキズが生じることを防止することができる。
【００５８】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されることはなく、要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。
【００５９】
【実施例】
次いで、本発明の実施例を説明する。
【００６０】
（実施例１）
先ず、図１に示すようなウエーハ研磨治具１を得るため、図４（ａ）、（ｂ）に示す方法で直径がφ２１０ｍｍ、厚さ２０ｍｍの炭化珪素質セラミックスからなるウエーハ研磨治具試料を作製した。曲面の加工には、図４に示す通りダイヤモンドペーパーで段差を小さくし、粒径２μｍ以下のダイヤモンドパウダーを混合した軽油をハケで塗布して、ＰＶＡを装着した研磨機で鏡面研磨を施した。
【００６１】
また、同様に図５に示す方法によってＲ状のダイヤ工具１６を用いて研削加工して面取りを施し、直径がφ２１０ｍｍ、厚さ２０ｍｍの炭化珪素質セラミックスからなるウエーハ研磨治具試料を作製した。
【００６２】
各ウエーハ研磨治具試料のフラット面２と曲面３との境界４を通る曲面３の接線となる規定線Ａを引き、規定線とフラット面２との成す角θをコンターレコードによって測定した。また、フラット面２と曲面３との境界４の表面粗さを面粗さ計にて測定した。さらに、フラット面２と曲面３との境界４の段差をコンターレコードで測定した。
【００６３】
そして、各試料にウエーハ５をワックス６にて貼付け、図３に示すように樹脂製のスクレッパー１０をウエーハ５の外周部に押し当て、剥がれるまで力を加えて、剥がれた後のウエーハ５の裏面におけるキズの有無をマイクロスコープを使用し、倍率５００倍で確認した。
【００６４】
さらに、加工方法（鏡面、研削）の違う摩擦係数測定用（φ４０×５Ｔ）のサンプルを製作し、ＪＩＳ Ｒ １６１３（ボールオンディスク法）に準拠して摩擦係数を測定した。
【００６５】
結果を表１に示す。
【００６６】
【表１】
【００６７】
表１の結果より、フラット面２と曲面３との境界４を通る曲面３の接線となる規定線Ａと、フラット面２との成す角θが３°以下の試料（Ｎｏ．１〜３と５〜７）は、表面粗さがＲａで０．２μｍ以下、フラット面２と曲面３との境界４の段差も０．４μｍ以下と非常に小さく、ウエーハ５の裏面にキズは見られなかった。
【００６８】
これに対し、フラット面２と曲面３との境界４を通る曲面３の接線となる規定線Ａと、フラット面２との成す角θが３°を超える試料（Ｎｏ．４、８〜１１）は、表面粗さがＲａ０．４μｍ以下でフラット面２と曲面３との境界４の段差が０．４μｍ以下であってもウエーハ５の裏面にキズが発生した。
【００７０】
このことから、フラット面２と曲面３との境界４を通る曲面３の接線となる規定線Ａを引き、この規定線Ａとフラット面２との成す角θを３°以下とし、フラット面２と曲面３との境界４の表面粗さをＲａ０．２μｍ以下、及び段差を０．４μｍ以下にすることによってウエーハ５にキズを生じないことがわかった。
【００７１】
（実施例２）
さらに、上記図５と同様の方法で作製したウエーハ研磨治具試料のフラット面２と曲面３とにＤＬＣコーティングを施した試料を作製した。このときコーティングの膜厚は２μｍとした。
【００７２】
各ウエーハ研磨治具試料のフラット面２と曲面３との境界４を通る曲面３の接線となる規定線Ａを引き、この規定線Ａとフラット面２との成す角θをコンターレコードによって測定した。また、フラット面２と曲面３との境界４の表面粗さを面粗さ計にて測定した。
【００７３】
さらに、加工方法（鏡面、研削）の違う摩擦係数測定用（φ４０ｍｍ×厚み５ｍｍ）のサンプルを製作し、ＪＩＳ Ｒ １６１３（ボールオンディスク法）に準拠して摩擦係数を測定した。
【００７４】
そして、各試料にウエーハ５をワックス６にて貼付け、図３に示すように樹脂製のスクレッパー１０をウエーハ５の外周部に押し当て、剥がれるまで力を加えて、剥がれた後のウエーハ５の裏面におけるキズの有無をマイクロスコープを使用し、倍率５００倍で確認した。
【００７５】
結果を表２に示す。
【００７６】
【表２】
【００７７】
表２の結果より、摩擦係数が０．３以下の試料でフラット面２と曲面３との境界４を通る曲面３の接線となる規定線Ａと、フラット面２との成す角θが１０°以下の試料（Ｎｏ．１２〜１６、１８〜２２）では、ウエーハ５の裏面にキズは見られなかった。
【００７８】
これに対し、フラット面２と曲面３との境界４を通る曲面３の接線となる規定線Ａと、フラット面２との成す角θが１０°を超える試料（Ｎｏ．１７、２３）は、表面粗さがＲａ０．３μｍ以下であってもウエーハ５の裏面にキズが発生した。
【００７９】
【発明の効果】
本発明のウエーハ研磨治具によれば、セラミックスからなり、１枚のウエーハを載置するためのフラット面と、その周囲の全周に上記ウエーハを剥がす際に上記ウエーハを移動させるためのＲ状の曲面とを有するウエーハ研磨治具であって、上記フラット面と曲面との境界を通る曲面の接線となる規定線と上記フラット面との成す角が３°以下であることにより、エッジや段差でウエーハの裏面にキズが発生するのを防止することができる。
【００８０】
また、本発明のウエーハ研磨治具は、セラミックスからなり、１枚のウエーハを載置するためのフラット面と、その周囲の全周に上記ウエーハを剥がす際に上記ウエーハを移動させるためのＲ状の曲面とを有するウエーハ研磨治具であって、上記ウエーハ研磨治具のフラット面及び曲面にシリコンウエーハとの摩擦係数が０．３以下のＤＬＣコーティングを施してなり、上記フラット面と曲面との境界を通る曲面の接線となる規定線を設けたとき、該規定線と上記フラット面との成す角が１０°以下であることから、ウエーハの裏面にキズを付けることなく剥離作業ができる。
【００８１】
さらに、本発明のウエーハ研磨治具は、フラット面と曲面との境界をＲａ０．２μｍ以下の鏡面仕上げとしたことにより、ウエーハ研磨治具の外径コーナー部のすべりが良くなり、ウエーハを剥がす際にウエーハ研磨治具外周のコーナー部と接触する際の摩擦抵抗を極力小さくし、ウエーハのキズを防止することができる。
【００８２】
またさらに、本発明のウエーハ研磨治具は、側面部が上記フラット面に対して垂直方向の断面において曲率半径２０〜５０ｍｍの曲面状であることから、カケやワレの頻度を少なくでき、長寿命化を図れるとともにコーナー部のカケを防止できるのでウエーハのキズ防止となる。
【００８３】
本発明のウエーハ研磨治具は、枚葉式研磨装置に用いることにより、ウエーハをスクレッパーによりウエーハ研磨治具から剥がす時、キズの発生を防止でき、大きな効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明のウエーハ研磨治具の一実施形態を示す平面図、（ｂ）は同図（ａ）の部分拡大断面図、（ｃ）は本発明のウエーハ研磨治具の他の実施形態を示す正面図、（ｄ）は本発明のウエーハ研磨治具のフラット面に対して垂直方向の部分断面図である。
【図２】ウエーハ研磨治具の使用状態を示す断面図である。
【図３】ウエーハがウエーハ研磨治具より取り外される状態を示す概略図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）はウエーハ研磨治具の加工方法を示す概略図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は従来のウエーハ研磨治具の加工方法を示す説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は従来のウエーハ研磨治具のフラット面と曲面の境界を示す部分拡大側面図である。
【符号の説明】
１：ウエーハ研磨治具
１ｂ：貼り付け面
２：フラット面
３：曲面
４：境界
５：ウエーハ
６：ワックス
７：研磨用クロス
８：下定盤
９：研磨スラリー
１０：スクレッパー
１１：外径コーナー部
１３：回転テーブル
１４：ダイヤモンドペーパー
１５：研磨機
１６：Ｒダイヤ工具
１７：側面部
１８：ＤＬＣコーティング
Ａ：規定線、θ：角度
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウエーハ、ガリウムヒ素等のウエーハや基盤等を研磨加工する際に、これらを保持する保持盤、ブロックゲージ等を成すウエーハ研磨治具及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、シリコンウエーハやガリウムヒ素ウエーハ又は薄物基板等の平坦度の精度を必要とする加工物の研磨やラップ用の治具、測定用装置において、被加工物を保持するためにセラミックスからなるウエーハ研磨治具が用いられている。
【０００３】
例えば、半導体ウエーハ等の板状体を研磨加工する際は、図２に示すようなウエーハ研磨治具１の貼付面１ｂに複数又は１枚のウエーハ５をワックス６で貼付して保持し、このウエーハ研磨治具１を研磨用クロス７を表面に配置した下定盤８上にセットし、研磨用クロス７とウエーハ５の接触部に研磨用スラリー６を流し込み、押圧力Ｆを加えながらウエーハ研磨治具１と下定盤８とを相対的に摺動させることで、ウエーハ５の表面を研磨やラップ加工する。
【０００４】
その後、加工によって仕上げられたウエーハ５は、図３に示すようにスクレッパー１０によりウエーハ研磨治具１より剥がされマガジン（不図示）へと収納される（特許文献１参照）。
【０００５】
上記ウエーハ研磨治具１を作製するには、図５（ａ）に示すようなセラミックス体の角部に同図（ｂ）、（ｃ）に示すようなＲ状のダイヤ工具１６を用いて研削加工し、面取り加工を施していた（特許文献２参照）。
【０００６】
通常、フラット面２の鏡面加工であれば、ラップ加工することで鏡面が得られるが、上記Ｒ状の曲面３の加工にはこのラップ加工を行うことができない。そのため、上述のように研削加工によって加工していた。
【０００７】
このような加工によって得られたウエーハ研磨治具１は、図６（ａ）に示すように、ウエーハ５を載置するフラット面２と曲面３を備え、このフラット面２と曲面３との境界４には０．０１ｍｍ以上の段差Ｙが生じる場合、図６（ｂ）に示すようにフラット面２が曲面３の高さが異なってエッジが生じる場合、図６（ｃ）に示すように曲面ではなく、端部を平面とする場合があり、何れの場合もフラット面２と曲面３との境界４は連続した面とならず、フラット面２と曲面３との境界４を通る曲面３の接線となる規定線Ａと上記フラット面２との成す角は８°〜１５°程度と大きなものであった。
【０００８】
また、例えばシリコンからなるウエーハ５と炭化珪素からなるウエーハ研磨治具１のフラット面２との摩擦係数は、０．３６程度であった。
【０００９】
〔特許文献１〕
特開平０６−２７００５５号公報
〔特許文献２〕
特開２００１−７１２６０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、今日例えば半導体用チップの配線ルールの微細化等に伴い、ウエーハ５の高精度化が望まれており、ウエーハ５のおもて面のみならず、裏面の高精度化も要求されている。
【００１１】
上述の方法で得られたウエーハ研磨治具１には、図６（ａ）〜（ｃ）に示すようなエッジや段差が発生し、また何れも曲面３の表面に研削加工によるダイヤモンドの加工スジが残り、表面粗さが悪く加工エッジ部も残ってしまう。
【００１２】
そのため、単にカケ防止のために外周部に面取りを施すという方法では、ウエーハ５の加工完了後にウエーハ研磨治具１よりウエーハ５を剥がすときにウエーハ研磨治具１のエッジや段差に、ウエーハ５の裏面が接触することで微細なキズが発生し、ウエーハ５の規格を満足できなくなるという問題が生じていた。
【００１３】
つまり、従来はウエーハ５とウエーハ研磨治具１との間の摩擦係数が大きいためウエーハ５の裏面に微細なキズが発生するという問題があった。
【００１４】
また、外周部の形状が平面状のためにセラミックス同士や固いものと接触したときに、ウエーハ研磨治具１の外径コーナー部１１がカケてしまい、それがウエーハ５へのキズにつながるという問題があった。
【００１５】
従って、ウエーハ５は剥がすときにウエーハ研磨治具１の上を通過するために、摩擦係数を小さくしたり、外径コーナー部１１の形状をＲ形状にしたり、面粗さを小さくしたりしなければならなかった。
【００１６】
本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであって、その目的は、ウエーハ研磨治具１の外周部形状や面仕上げ等の加工方法を見直すことにより、ウエーハ５の裏面にキズを付けることのないウエーハ研磨治具１を提供するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明のウエーハ研磨治具は、セラミックスからなり、１枚のウエーハを載置するためのフラット面と、その周囲の全周に上記ウエーハを剥がす際に上記ウエーハを移動させるためのＲ状の曲面とを有するウエーハ研磨治具であって、上記フラット面と曲面との境界を通る曲面の接線となる規定線と上記フラット面との成す角が３°以下であることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明のウエーハ研磨治具は、セラミックスからなり、１枚のウエーハを載置するためのフラット面と、その周囲の全周に上記ウエーハを剥がす際に上記ウエーハを移動させるためのＲ状の曲面とを有するウエーハ研磨治具であって、上記フラット面及び曲面にシリコンウエーハとの摩擦係数が０．３以下のＤＬＣコーティングを施してなり、上記フラット面と曲面との境界を通る曲面の接線となる規定線を設けたとき、該規定線と上記フラット面との成す角が１０°以下であることを特徴とするものである。
【００２０】
またさらに、本発明のウエーハ研磨治具は、上記フラット面と曲面の境界が表面粗さ（Ｒａ）０．２μｍ以下であることを特徴とするものである。
【００２１】
さらにまた、本発明のウエーハ研磨治具は、上記ウエーハ研磨治具の側面部が、上記フラット面に対して垂直方向の断面において曲率半径が２０〜５０ｍｍの曲面状であることを特徴とするものである。
【００２２】
またさらに、本発明のウエーハ研磨治具は、枚葉式研磨装置に用いることを特徴とするものである。
【００２３】
さらにまた、本発明のウエーハ研磨治具の製造方法は、上記ウエーハ研磨治具の製造方法であって、所定形状のウエーハ研磨治具に上記フラット面及び曲面を加工した後、フラット面と曲面との境界にダイヤモンドパウダーを混合した軽油を塗布し、樹脂を装着した研磨機によって研磨することを特徴とするものである。
【００２４】
これによって、ウエーハ研磨治具のフラット面と曲面の境界は連続した曲面に形成され、ウエーハを剥がす際にエッジや段差でウエーハ裏面にキズを付けることなく、剥離作業ができるようになる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００２６】
図１は本発明のウエーハ研磨治具１の一実施形態を示し、（ａ）は部分拡大断面図、（ｂ）は正面図である。
【００２７】
本発明のウエーハ研磨治具１は、セラミックスからなり、１枚のウエーハを載置するためのフラット面２と、その周囲の全周にウエーハを剥がす際にウエーハを移動させるためのＲ状の曲面３とを有する円板形状のものであり、炭化珪素質セラミックスなどの黒色系セラミックスやアルミナ質セラミックスなどの白色系セラミックスからなる。
【００２８】
このウエーハ研磨治具１は、図２に示すような半導体ウエーハ等の板状体を研磨加工する研磨装置に用いられ、ウエーハ研磨治具１の一方のフラット面２を貼付面とし、１枚のウエーハ５をワックス６で貼付して保持し、このウエーハ研磨治具１を研磨用クロス７を表面に配置した下定盤８上にセットする。
【００２９】
シリコンやガリウムヒ素等のウエーハ５を研磨するにあたっては、ウエーハ５をウエーハ研磨治具１に貼り付け、そのウエーハ研磨治具１でウエーハ５を下定盤８に貼られた研磨用クロス７に押し付けて、その研磨用クロス７とウエーハ５の接触部に研磨スラリー９を流し込み、押圧力Ｆを加えながらウエーハ研磨治具１と下定盤８を相対的に摺動させることで、ウエーハ５の表面を研磨するようになっている。その後、加工によって仕上げられたウエーハ５は、図３に示すようなスクレッパー１０によりウエーハ研磨治具１より剥がされマガジン（不図示）へと収納される仕組みである。
【００３０】
ここで、本発明のウエーハ研磨治具１において、図１に示すようにウエーハ５を載置するフラット面２と曲面３との境界４を通る曲面３の接線となる規定線Ａと上記フラット面２との成す角θが３°以下であることが重要である。
【００３１】
これにより、フラット面２と曲面３との境界４には研削スジがない滑らかな面とすることができるため、ワックス６によりウエーハ研磨治具１に貼られたウエーハ５をスクレッパー１０で剥がした際に、ウエーハ５がウエーハ研磨治具１の曲面３上を滑ってもウエーハ５の裏面にキズが発生するのを有効に防止することができる。従来は、ウエーハ研磨治具１のフラット面２と曲面３との境界４は、連続した面で形成されておらず、図６に示すように境界４には０．４μｍを超える段差Ｙや、エッジが生じ、上述と同様に境界４を通る曲面３の接線となる規定線Ａを設けた場合、その規定線Ａと上記フラット面２との成す角θが８°〜１５°程度の大きなものとなり、ウエーハ５をウエーハ研磨治具１から剥がす際に、フラット面２と曲面３との境界４にあるエッジでウエーハ５の裏面にキズが生じやすいものであった。
【００３２】
なお、上記フラット面２と曲面３との境界４とは、フラット面２と曲面３とで形作る外部コーナーにおける内部の円を示しており、図１（ｂ）の破線部を示すものであり、フラット面２の水平部から曲率が始まる境界線を境界４とする。
【００３３】
また、境界４を通る曲面３の接線となる規定線Ａと上記フラット面２との成す角θはコンターレコード（形状測定器）によって測定することができる。
【００３４】
さらに、好ましい範囲としては、規定線Ａと上記フラット面２との成す角が２°以下であることが望ましい。
【００３５】
また、図１（ｃ）は本発明のウエーハ研磨治具の他の実施形態を示す正面図であり、上記フラット面２及び曲面３にウエーハ５との摩擦係数が０．３以下のＤＬＣコーティング１８を施すものである。
【００３６】
このようにＤＬＣコーティング１８を施すことでウエーハ５とフラット面２及び曲面３との抵抗が小さくなり、ウエーハ５の裏面に微細なキズが生じるのを防止することができる。
【００３７】
さらに、上記ＤＬＣコーティング１８は、ウエーハ５との摩擦係数が０．３以下のものであり、ＤＬＣコーティング１８の厚みを１〜３μｍとすることによって摩擦係数を上記の値にすることができる。ここで、上記摩擦係数が０．３を超えると、ウエーハ５の裏面に微細なキズを生じやすい。
【００３８】
上記摩擦係数０．３以下のＤＬＣコーティングを形成するには、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）の膜を高真空中のアーク放電プラズマで炭化水素ガスを分解し、プラズマ中のイオンや励起分子をウエーハ研磨治具１に電気的に加速しエネルギーをもってぶつけてやることにより形成する。まず、ウエーハ研磨治具１をチャンバー内の所定の位置にセットする。ここで、コーティングを行う前に研磨治具１のコーティング面（フラット面２及び曲面３）以外を金属の治具で保護する必要がある。特に金属では錆やバリ等の欠陥があることにより、コーティングがうまくできない場合もあるが、セラミックスにおいては、このような心配はない。セットが完了したら、上述の通り高真空中のアーク放電プラズマで炭化水素ガスを分解し、プラズマ中のイオンや励起分子を研磨治具に電気的に加速しエネルギーをもってぶつけてやることにより形成する。
【００３９】
なお、摩擦係数の測定方法は、ＪＩＳ Ｒ １６１３（ボールオンディスク法）に準拠して行う。ここでは、炭化珪素からなるディスク（φ４０ｍｍの円盤形状）を回転駆動させる装置に取り付け、回転軸の振れを０．０２ｍｍ以下、接触部における回転軸方向の振れを０．０５ｍｍ以下にしてテストする。この円盤上にシリコンの球（直径９〜１０ｍｍ）を下記の条件で押し当て磨耗痕の形状より磨耗体積を算出する。
【００４０】
条件 荷重：１０Ｎ
円盤回転速度：６４回転／分
摺動距離：２０００ｍ
試験時温度：２３℃±１℃、相対湿度５０±１０％の大気中
さらに、上記研磨用治具１においては、フラット面２と曲面３との境界４を通る曲面３の接線となる規定線Ａを設けたとき、該規定線Ａと上記フラット面２との成す角が１０°以下であることが重要であり、これによりウエーハ５の裏面の微細なキズを防止することができる。
【００４２】
さらに、本発明のウエーハ研磨治具１は、上記フラット面２と曲面３の境界４が表面粗さ（Ｒａ）０．２μｍ以下であることが好ましく、これにより、ウエーハ研磨治具１の曲面３とウエーハ５との摩擦抵抗がより小さくなるため、すべりが良くなり、ウエーハ５を剥がす際にウエーハ研磨治具１の曲面３と接触する際にウエーハ５の裏面のキズを防止することができる。一方、境界４の表面粗さが（Ｒａ）で０．２μｍを越えると、研削加工の加工スジが残っており、また表面の凹凸が大きいため、この凹凸によってウエーハ５へのキズを発生させる原因になるためである。
【００４３】
またさらに、図１（ｄ）に示すように、ウエーハ研磨治具１の側面部１７が、上記フラット面２に対して垂直方向の断面において曲率半径２０〜５０ｍｍの曲面状とすることが好ましく、ウエーハ研磨治具１同士が接触した場合や、固いものとの接触した場合にも曲面３と直接接触することはなく、曲面３のカケを防止できる。
【００４４】
上記側面部１７の曲率半径が２０ｍｍ未満となると、ウエーハ研磨治具１の厚みは２０ｍｍ程度より大きいため、この数値より小さくなると曲面状につながらなくなることから厚みとの兼ね合いは避けられない。一方、曲率半径が５０ｍｍを超えると、平面に近い形状となり曲面３にキズが付きやすくなり、ウエーハ５を剥がす際にキズを付けるおそれがある。
【００４５】
なお、側面部１７を曲面状に加工する手段としては、形状ダイヤによる研削加工等によって行うことができる。
【００４６】
またさらに、本発明のウエーハ研磨治具１は、枚葉式の研磨装置に用いることが好ましい。
【００４７】
枚葉式の研磨装置では、１枚のウエーハ研磨治具１に１枚のウエーハ５を載置するため、上述のようにスクレッパー１０で剥がして、曲面３に沿って移動させるため、ウエーハ５の裏面が境界４と接触することとなり、この境界４が滑らかな面であると、ウエーハ５にキズが付くのを有効に防止することができ、バッチ式のようにスクレッパー１０での剥がし方向を内側に向けるような場合に比べて大きな効果を発揮する。
【００４８】
ここで、本発明のウエーハ研磨治具１の製造方法について説明する。
【００４９】
まず、セラミックス材料として、炭化珪素質セラミックス、窒化珪素質セラミックス、アルミナ質セラミックス等の材料でかつ吸水率が０％に近い緻密質であることが好ましい。これによって鏡面加工の際にその表面粗さを小さくなるように加工することができる。
【００５０】
この原料粉末をラバープレス成形法等によって所定の成形体を得、その成形体を切削加工にて製品形状に加工し、約２０５０℃程度で焼成した後、得られた焼結体をロータリー研削盤により厚み研削を行う。加工方法としては、ワークをテーブルに乗せ、治具で固定し、ダイヤモンドホイールを用いて研削シロ、ソリ量に応じて片面を研削加工する。次に、もう片面も同じように加工し、厚み寸法を決める。
【００５１】
続いて、万能研削盤を用いて外径加工を行うが、ワークを機械にてチャッキングし、ワークの芯出しを行う。そして、ダイヤモンドホイールを用いて外径加工を行う。さらにＲ形状ダイヤモンドホイールを用いて周囲にＲ面取り加工を行う。
【００５２】
その後、ラップ機を用いてラップ加工を行うが、ダイヤモンドスラリーを供給しながら定盤上で荒ラップ加工を施して表面の研削スジを除去する。続いて同様に仕上げラップを行って表面形状を作製する。
【００５３】
ここで外径コーナー部１１の境界４の角θを３°以下でつなぐためには、図４（ａ）に示すように、回転テーブル１３の上にウエーハ研磨治具１を置き、動かないようにしっかり固定した後、５０〜８０ｒｐｍで回転テーブル１３を回転させ、ダイヤモンド砥粒をちりばめたダイヤモンドペーパー１４でフラット面２と曲面３との境界４にダイヤモンドペーパー１４を当て、少量ずつ研削加工していく方法が良い。このときダイヤモンドペーパー１４の番手を６５番の粗いダイヤモンドペーパー１４から順に３００番、４００番へとダイヤモンドペーパー１４の目が小さいものへ交換しながら仕上げることが望ましい。最初から４００番の仕上げ用ダイヤモンドペーパー１４を使用すると、段差を除去するのに長時間要する。このようにして、フラット面２と曲面３との段差をこの時点で０．４μｍ以下に仕上げる。
【００５４】
さらに、フラット面２と曲面３との境界４の表面粗さを（Ｒａ）で０．４μｍ以下の鏡面仕上げとするには、図４（ｂ）の回転テーブル１３の上にウエーハ研磨治具１を置き、動かないようにしっかりと固定した後、５０〜８０ｒｐｍで回転テーブル１３を回転させ、フラット面２と曲面３の境界４に粒径２μｍ以下のダイヤモンドパウダーを混合した軽油をハケ等で塗布し、研磨機１５に円形のＰＶＡ（ポリビニルアルコール）等の樹脂を装着して、鏡面が必要な部分に研磨を施す。上記ダイヤモンドパウダーを混合した軽油の油分が切れ、乾燥してきたら再度ハケでダイヤモンドパウダーを混合した軽油を塗布して同じようにＰＶＡで研磨していく。これを繰り返すことで、曲面３が表面粗さ（Ｒａ）で０．２μｍ以下の鏡面に仕上がっていく。
【００５５】
ここで、通常の研磨に用いるダイヤモンドパウダーに加え、軽油を混合させる理由として、ウエーハ研磨治具１とＰＶＡが接触することで熱が発生し、例えば水であればすぐに蒸発してしまうが、軽油を使用することで水等の粘度の小さな液体ではワークに塗布した際、表面張力により玉状になり、すぐに流れ落ちてしまうが軽油はワーク上に残留しやすく曲面の加工においても鏡面が得られやすいためである。
【００５６】
通常、フラット面２の鏡面加工であれば、銅盤の上でコロイダルシリカやダイヤモンドスラリー等を注入し、ラップ加工することで鏡面が得られるが、このようなＲ状の曲面３等の部分的な加工にはこのラップ方法では加工することができない。そのため、通常のＲ面取り方法は研削加工によるため、これではダイヤモンドのスジが残り、表面粗さが悪く加工エッジ部も残ってしまう。
【００５７】
これに対し、軽油を用いて磨くことにより、曲面３であっても鏡面加工を施すことができ、ウエーハ研磨治具１として用いた際にウエーハ５を剥がす際にもキズが生じることを防止することができる。
【００５８】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されることはなく、要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。
【００５９】
【実施例】
次いで、本発明の実施例を説明する。
【００６０】
（実施例１）
先ず、図１に示すようなウエーハ研磨治具１を得るため、図４（ａ）、（ｂ）に示す方法で直径がφ２１０ｍｍ、厚さ２０ｍｍの炭化珪素質セラミックスからなるウエーハ研磨治具試料を作製した。曲面の加工には、図４に示す通りダイヤモンドペーパーで段差を小さくし、粒径２μｍ以下のダイヤモンドパウダーを混合した軽油をハケで塗布して、ＰＶＡを装着した研磨機で鏡面研磨を施した。
【００６１】
また、同様に図５に示す方法によってＲ状のダイヤ工具１６を用いて研削加工して面取りを施し、直径がφ２１０ｍｍ、厚さ２０ｍｍの炭化珪素質セラミックスからなるウエーハ研磨治具試料を作製した。
【００６２】
各ウエーハ研磨治具試料のフラット面２と曲面３との境界４を通る曲面３の接線となる規定線Ａを引き、規定線とフラット面２との成す角θをコンターレコードによって測定した。また、フラット面２と曲面３との境界４の表面粗さを面粗さ計にて測定した。さらに、フラット面２と曲面３との境界４の段差をコンターレコードで測定した。
【００６３】
そして、各試料にウエーハ５をワックス６にて貼付け、図３に示すように樹脂製のスクレッパー１０をウエーハ５の外周部に押し当て、剥がれるまで力を加えて、剥がれた後のウエーハ５の裏面におけるキズの有無をマイクロスコープを使用し、倍率５００倍で確認した。
【００６４】
さらに、加工方法（鏡面、研削）の違う摩擦係数測定用（φ４０×５Ｔ）のサンプルを製作し、ＪＩＳ Ｒ １６１３（ボールオンディスク法）に準拠して摩擦係数を測定した。
【００６５】
結果を表１に示す。
【００６６】
【表１】
表１の結果より、フラット面２と曲面３との境界４を通る曲面３の接線となる規定線Ａと、フラット面２との成す角θが３°以下の試料（Ｎｏ．１〜３と５〜７）は、表面粗さがＲａで０．２μｍ以下、フラット面２と曲面３との境界４の段差も０．４μｍ以下と非常に小さく、ウエーハ５の裏面にキズは見られなかった。
【００６８】
これに対し、フラット面２と曲面３との境界４を通る曲面３の接線となる規定線Ａと、フラット面２との成す角θが３°を超える試料（Ｎｏ．４、８〜１１）は、表面粗さがＲａ０．４μｍ以下でフラット面２と曲面３との境界４の段差が０．４μｍ以下であってもウエーハ５の裏面にキズが発生した。
【００７０】
このことから、フラット面２と曲面３との境界４を通る曲面３の接線となる規定線Ａを引き、この規定線Ａとフラット面２との成す角θを３°以下とし、フラット面２と曲面３との境界４の表面粗さをＲａ０．２μｍ以下、及び段差を０．４μｍ以下にすることによってウエーハ５にキズを生じないことがわかった。
【００７１】
（実施例２）
さらに、上記図５と同様の方法で作製したウエーハ研磨治具試料のフラット面２と曲面３とにＤＬＣコーティングを施した試料を作製した。このときコーティングの膜厚は２μｍとした。
【００７２】
各ウエーハ研磨治具試料のフラット面２と曲面３との境界４を通る曲面３の接線となる規定線Ａを引き、この規定線Ａとフラット面２との成す角θをコンターレコードによって測定した。また、フラット面２と曲面３との境界４の表面粗さを面粗さ計にて測定した。
【００７３】
さらに、加工方法（鏡面、研削）の違う摩擦係数測定用（φ４０ｍｍ×厚み５ｍｍ）のサンプルを製作し、ＪＩＳ Ｒ １６１３（ボールオンディスク法）に準拠して摩擦係数を測定した。
【００７４】
そして、各試料にウエーハ５をワックス６にて貼付け、図３に示すように樹脂製のスクレッパー１０をウエーハ５の外周部に押し当て、剥がれるまで力を加えて、剥がれた後のウエーハ５の裏面におけるキズの有無をマイクロスコープを使用し、倍率５００倍で確認した。
【００７５】
結果を表２に示す。
【００７６】
【表２】
表２の結果より、摩擦係数が０．３以下の試料でフラット面２と曲面３との境界４を通る曲面３の接線となる規定線Ａと、フラット面２との成す角θが１０°以下の試料（Ｎｏ．１２〜１６、１８〜２２）では、ウエーハ５の裏面にキズは見られなかった。
【００７８】
これに対し、フラット面２と曲面３との境界４を通る曲面３の接線となる規定線Ａと、フラット面２との成す角θが１０°を超える試料（Ｎｏ．１７、２３）は、表面粗さがＲａ０．３μｍ以下であってもウエーハ５の裏面にキズが発生した。
【００７９】
【発明の効果】
本発明のウエーハ研磨治具によれば、セラミックスからなり、１枚のウエーハを載置するためのフラット面と、その周囲の全周に上記ウエーハを剥がす際に上記ウエーハを移動させるためのＲ状の曲面とを有するウエーハ研磨治具であって、上記フラット面と曲面との境界を通る曲面の接線となる規定線と上記フラット面との成す角が３°以下であることにより、エッジや段差でウエーハの裏面にキズが発生するのを防止することができる。
【００８０】
また、本発明のウエーハ研磨治具は、セラミックスからなり、１枚のウエーハを載置するためのフラット面と、その周囲の全周に上記ウエーハを剥がす際に上記ウエーハを移動させるためのＲ状の曲面とを有するウエーハ研磨治具であって、上記ウエーハ研磨治具のフラット面及び曲面にシリコンウエーハとの摩擦係数が０．３以下のＤＬＣコーティングを施してなり、上記フラット面と曲面との境界を通る曲面の接線となる規定線を設けたとき、該規定線と上記フラット面との成す角が１０°以下であることから、ウエーハの裏面にキズを付けることなく剥離作業ができる。
【００８１】
さらに、本発明のウエーハ研磨治具は、フラット面と曲面との境界をＲａ０．２μｍ以下の鏡面仕上げとしたことにより、ウエーハ研磨治具の外径コーナー部のすべりが良くなり、ウエーハを剥がす際にウエーハ研磨治具外周のコーナー部と接触する際の摩擦抵抗を極力小さくし、ウエーハのキズを防止することができる。
【００８２】
またさらに、本発明のウエーハ研磨治具は、側面部が上記フラット面に対して垂直方向の断面において曲率半径２０〜５０ｍｍの曲面状であることから、カケやワレの頻度を少なくでき、長寿命化を図れるとともにコーナー部のカケを防止できるのでウエーハのキズ防止となる。
【００８３】
本発明のウエーハ研磨治具は、枚葉式研磨装置に用いることにより、ウエーハをスクレッパーによりウエーハ研磨治具から剥がす時、キズの発生を防止でき、大きな効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明のウエーハ研磨治具の一実施形態を示す平面図、（ｂ）は同図（ａ）の部分拡大断面図、（ｃ）は本発明のウエーハ研磨治具の他の実施形態を示す正面図、（ｄ）は本発明のウエーハ研磨治具のフラット面に対して垂直方向の部分断面図である。
【図２】ウエーハ研磨治具の使用状態を示す断面図である。
【図３】ウエーハがウエーハ研磨治具より取り外される状態を示す概略図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）はウエーハ研磨治具の加工方法を示す概略図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は従来のウエーハ研磨治具の加工方法を示す説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は従来のウエーハ研磨治具のフラット面と曲面の境界を示す部分拡大側面図である。
【符号の説明】
１：ウエーハ研磨治具
１ｂ：貼り付け面
２：フラット面
３：曲面
４：境界
５：ウエーハ
６：ワックス
７：研磨用クロス
８：下定盤
９：研磨スラリー
１０：スクレッパー
１１：外径コーナー部
１３：回転テーブル
１４：ダイヤモンドペーパー
１５：研磨機
１６：Ｒダイヤ工具
１７：側面部
１８：ＤＬＣコーティング
Ａ：規定線、θ：角度
Claims (6)
- セラミックスからなり、１枚のウエーハを載置するためのフラット面と、その周囲の全周に上記ウエーハを剥がす際に上記ウエーハを移動させるためのＲ状の曲面とを有するウエーハ研磨治具であって、上記フラット面と曲面との境界を通る曲面の接線となる規定線と上記フラット面との成す角が３°以下であることを特徴とするウエーハ研磨治具。
- セラミックスからなり、１枚のウエーハを載置するためのフラット面と、その周囲の全周に上記ウエーハを剥がす際に上記ウエーハを移動させるためのＲ状の曲面とを有するウエーハ研磨治具であって、上記フラット面及び曲面にシリコンウエーハとの摩擦係数が０．３以下のＤＬＣコーティングを施してなり、上記フラット面と曲面との境界を通る曲面の接線となる規定線を設けたとき、該規定線と上記フラット面との成す角が１０°以下であることを特徴とするウエーハ研磨治具。
- 上記フラット面と曲面との境界が表面粗さ（Ｒａ）０．２μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のウエーハ研磨治具。
- 上記ウエーハ研磨治具の側面部が、上記フラット面に対して垂直方向の断面において曲率半径が２０〜５０ｍｍの曲面状であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のウエーハ研磨治具。
- 上記ウエーハ研磨治具は枚葉式研磨装置に用いることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のウエーハ研磨治具。
- 請求項１乃至５の何れかに記載のウエーハ研磨治具の製造方法であって、所定形状のウエーハ研磨治具を得るため上記フラット面及び曲面を加工した後、フラット面と曲面との境界にダイヤモンドパウダーを混合した軽油を塗布し、樹脂を装着した研磨機によって研磨加工することを特徴とするウエーハ研磨治具の製造方法。
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