JPH0788761A - 半導体基板の研磨用保持板 - Google Patents

半導体基板の研磨用保持板

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JPH0788761A
JPH0788761A JP25928293A JP25928293A JPH0788761A JP H0788761 A JPH0788761 A JP H0788761A JP 25928293 A JP25928293 A JP 25928293A JP 25928293 A JP25928293 A JP 25928293A JP H0788761 A JPH0788761 A JP H0788761A
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polishing
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porous ceramics
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Masato Sakai
正人 坂井
Shigehiko Yoshihara
重彦 吉原
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 シリコンウェーハ等の半導体基板を鏡面研磨
する研磨装置において、被研磨基板を変形させることな
く保持しかつ吸着面に付着する異物に伴う基板表面の凹
部の発生を防止した半導体基板の研磨用保持板の提供
を。 【構成】 表面に吸引孔路4を設けて内部の吸引孔3と
連通させてある回転キャリア2上に配置されて、金属リ
ング8にて固着される保持板10は、その基板吸着側に
幅1.0mm、深さ0.5mmの細溝11を同心円状に
多数刻設してあり、基板1上に付着した異物は細溝11
内へ入り込み、また、保持板10の表面状に付着した異
物はブラシング等により細溝11内へ排出されるため、
吸着した基板は研磨後に異物等による部分的なくぼみは
全く発生しない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、シリコンウェーハ等
の半導体基板を鏡面研磨する研磨装置に用い半導体基板
を吸着支持するための研磨用保持板に係り、ポーラスセ
ラミックスからなる保持板の基板吸着側に所定の幅及び
深さ寸法からなる細溝を多数配設して、変形させること
なく保持しかつ吸着面に付着する異物に伴う基板表面の
凹部の発生を防止した半導体基板の研磨用保持板に関す
る。
【0002】
【従来の技術】シリコンウェーハ等の製造に当たっては
表面破壊層を削り、欠陥のない単結晶面を得るべくラッ
ピングやポリシングなどの表面加工工程が存在する。こ
の工程において、基板を研削、研磨する場合、研削、研
磨装置にウェーハ等を固定するため、回転キャリアに保
持された保持板表面に基板を当接させ吸引固定するので
あるが、従来の保持板としては、一般的に研削用として
硬質材料のポーラスセラミックスを使ったもの、高精度
の平坦度が要求される研磨用として軟質材料の金属板や
アクリル板に細孔を多数個穿孔したものなどが用いられ
ていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】金属保持板を用いた例
を図3に示す如く、回転キャリア2上に配置する厚板の
金属保持板5に吸引用細孔6を設けてあり、回転キャリ
ア2側の吸引孔3及び吸引孔路4と連通させて基板1を
吸引固定するが、金属保持板5の表面に現れる吸引用細
孔6が基板1の全面を均一に吸着することができず、研
磨後の基板1に図5に示すような微妙なうねりとなり基
板の精度が低下する問題があった。
【0004】図4に示す保持板は、ポーラスセラミック
スを用いたもので、ポーラスセラミックス保持板7は吸
引孔路4を有する回転基盤2上に載せられ、このポーラ
スセラミックス保持板7の外周には吸引孔を閉じる目的
とポーラスセラミックスの割れの防止のため、金属リン
グ8が配置されている。ポーラスセラミックスを使用す
ることで基板1の全面を均一に吸着することができ、微
妙なうねりは解決できるが、基板1の裏面及びポーラス
セラミックス7の吸着面にゴミなどの異物9が付着する
ことで、図5に示すように加工後基板1にくぼみが発生
する問題がある。従って、硬質材料のポーラスセラミッ
クス製保持板は、くぼみの発生をともなうことから、一
般的にシリコンウェーハの仕上げ研磨には使用されない
ものであった。
【0005】また、ポーラスセラミックス保持板の外周
には吸引孔を閉じる目的とポーラスセラミックスの割れ
の防止のため、金属リングが配置されているが、リーク
の発生が多いことから保持板の外周にゴム製のシール材
を配設した構成が提案されている。しかし、保持板の外
周にゴム製シール材を配設することにより、半導体基板
を吸着保持して鏡面研磨する研磨装置としての剛性が不
足する可能性があり、研磨精度への悪影響が懸念され
る。さらに、保持板の直径は加工する半導体基板の直径
とほぼ同等となしてリークが発生しないようにするが、
半導体基板にはオリエンテーションフラットなどの切り
欠き部が設けてあるため、同部よりリークが発生し吸着
力が低下する問題があった。
【0006】この発明は、シリコンウェーハ等の半導体
基板を鏡面研磨する研磨装置において、被研磨基板を変
形させることなく保持しかつ吸着面に付着する異物に伴
う基板表面の凹部の発生を防止した半導体基板の研磨用
保持板の提供を目的とし、さらに、安定した吸着力を発
揮できる構成からなる半導体基板の研磨用保持板の提供
を目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、研磨用回転
キャリアに半導体基板を吸着支持するための研磨用保持
板を着設し、かつキャリア本体に基板を真空吸着するた
めの吸着孔を有する半導体基板の研磨装置に用いる研磨
用保持板において、保持板がポーラスセラミックスから
なり、該保持板の基板吸着側に幅寸法が0.5mm〜
1.0mm、深さ寸法が0.5mm以上の複数の細溝を
配設したことを特徴とする半導体基板の研磨用保持板で
ある。また、この発明は、上記の構成において、細溝が
同心円状に配置されていることを特徴とする半導体基板
の研磨用保持板を合わせて提案する。さらに、この発明
は、上記の構成において、ポーラスセラミックスの平均
細孔径が10μmを超え50μm以下であり、気孔率が
30%〜50%であること、保持板の外周端から3mm
〜10mmの範囲にあるポーラスセラミックスの平均細
孔径を10μm以下となし、これ以外のポーラスセラミ
ックスの平均細孔径を20μm〜50μmとしたことを
特徴とする半導体基板の研磨用保持板を合わせて提案す
る。
【0008】この発明において、ポーラスセラミックス
からなる保持板は、被加工基板の外形寸法よりわずかに
大きな外形寸法を有し、その表面に複数の細溝を例えば
同心円状に刻設することを特徴とするが、吸着面に付着
する異物を溝内に収納するためには、溝寸法は少なくと
も幅と深さが共に0.5mm以上が必要であるが、幅が
1.0mmを超えると被加工基板表面の極部的平坦度の
精度が劣化する恐れがあるため、溝幅は0.5mm〜
1.0mmに限定する。なお、溝深さの上限は特に限定
しないが、あまり深くする必要はない。さらに、隣接す
る細溝間の距離も特に限定しないが、溝の幅と深さ寸法
におうじて、保持板の強度を低下させないようかつ被加
工基板表面の極部的平坦度の精度を劣化させない範囲で
細溝ピッチを選定し、例えば溝幅が0.5mmの場合は
溝ピッチを最小限0.5mmの細溝ピッチを選定し、多
数の細溝を配置することが好ましい。
【0009】また、この発明において、保持板のポーラ
スセラミックス自体の特性は、その平均細孔径が10μ
mを超え50μm以下であり、気孔率が30%〜50%
であることが望ましく、平均細孔径が10μm以下、気
孔率が30%未満であると真空吸着効率が悪く、平均細
孔径が50μmを超え、気孔率が50%を超えると真空
吸着が困難になるとともに、細溝ピッチを小さくできな
いため好ましくない。より好ましくは平均細孔径が15
μm〜25μmであり、気孔率が40%程度である。
【0010】この発明において、安定した吸着力を発揮
できる構成として、保持板の外周端から3mm〜10m
mの範囲にあるポーラスセラミックスの平均細孔径を1
0μm以下となし、これ以外のポーラスセラミックスの
平均細孔径を20μm〜50μmとするが、保持板の外
周部に平均細孔径が10μm以下のポーラスセラミック
スを用いるのは、平均細孔径が10μmを超えると吸着
時のリークを発生するためであり、保持板の外周端から
3mm未満の幅ではリーク防止効果がなく、10mmを
超えると吸着力が低下し好ましくなく、4〜5mm幅が
最も好ましい。
【0011】
【作用】この発明による半導体基板の研磨用保持板は、
被加工基板の外形寸法よりわずかに大きな外形寸法を有
し、その表面に特定寸法からなる複数の細溝を例えば同
心円状に刻設することにより、鏡面研磨において、微妙
なうねりの発生がなく、研磨基板の平面度、平行度とも
に1μm以下に加工できるとともに、吸着面に付着する
異物に伴う基板表面の凹部の発生が防止され、基板の加
工精度の向上効果がある。さらに、保持板の外周部に平
均細孔径を10μm以下となしたポーラスセラミックス
をリング状に配置することにより、オリエンテーション
フラット部よりリークが発生し吸着力が低下することが
なく、安定した吸着力を発揮できる。
【0012】
【実施例】
実施例1 図1に示すこの発明による保持板10は、表面に吸引孔
路4を設けて内部の吸引孔3と連通させてある回転キャ
リア2上に配置されて、金属リング8にて固着される。
保持板10には、平均細孔径が20μm、気孔率が40
%のポーラスセラミックスを用い、基板吸着側に幅1.
0mm、深さ0.5mmの細溝11を同心円状に多数刻
設している。基板1を保持板10に当接させ、バキュー
ムポンプを作動させると基板1の裏面はポーラスセラミ
ックスの保持板10表面に密着する。保持板10表面に
同心円状の細溝11を多数入れることにより、基板1上
に付着した異物は細溝11内へ入り込み、また、保持板
10の表面状に付着した異物はブラシング等により細溝
11内へ排出されるため、吸着した基板は研磨後に異物
等による部分的なくぼみは全く発生しなかった。
【0013】実施例2 図2に示すこの発明による保持板20は、回転キャリア
2上に配置されて、金属リング8にて固着されるが、保
持板20の外周部に平均細孔径10μmのポーラスセラ
ミックスからなる5mm幅のリング部21を嵌着し、そ
の他の吸着部22には平均細孔径38μm、気孔率40
%のポーラスセラミックス材を用いてある。さらに保持
板20の表面には図示しないが、実施例1と同様の細溝
が配設してある。保持板20に基板を載置して吸着させ
ると、基板のオリエンテーションフラット部はリング部
21上に位置して同部からのリークがなく、吸引力の低
下は全くみられなかった。
【0014】
【発明の効果】この発明による半導体基板の研磨用保持
板は、ポーラスセラミックスを使用することで不均一吸
着による微妙なうねりの発生を防止し、ポーラスセラミ
ックスの表面に特定寸法の細溝を刻設することで異物等
による基板のくぼみの発生を防ぐことができ、さらに安
定した吸引力を発揮して、研磨基板の平面度、平行度と
もに1μm以下に加工でき、基板の加工精度の向上を図
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】Aはこの発明による保持板の構成を研磨用回転
ホルダーと共に示す縦断説明図であり、Bは保持板の細
溝の構成を示す縦断説明図である。
【図2】この発明による保持板の他の構成を研磨用回転
ホルダーと共に示す縦断説明図である。
【図3】従来の厚板の金属保持板を用いた基板研磨用保
持板を示す縦断説明図である。
【図4】従来のポーラスセラミックスを用いた基板研磨
用保持板を示す縦断説明図である。
【図5】図3の金属保持板を用いた場合の基板の状態を
示す模式図であり、Aは吸着時、Bは研磨後を示す。
【図6】図4のポーラスセラミックスを用いた場合の基
板の状態を示す模式図であり、Aは吸着時、Bは研磨後
を示す。
【符号の説明】
1 基板 2 回転キャリア 3 吸引孔 4 吸引孔路 5 金属保持板 6 吸引用細孔 7 ポーラスセラミックス保持板 8 金属リング 9 異物 10,20 保持板 11 細溝 21 リング部 22 吸着部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 研磨用回転キャリアに半導体基板を吸着
    支持するための研磨用保持板を着設し、かつキャリア本
    体に基板を真空吸着するための吸着孔を有する半導体基
    板の研磨装置に用いる研磨用保持板において、保持板が
    ポーラスセラミックスからなり、該保持板の基板吸着側
    に幅寸法が0.5mm〜1.0mm、深さ寸法が0.5
    mm以上の複数の細溝を配設したことを特徴とする半導
    体基板の研磨用保持板。
  2. 【請求項2】 細溝が同心円状に配置されていることを
    特徴とする請求項1に記載の半導体基板の研磨用保持
    板。
  3. 【請求項3】 ポーラスセラミックスの平均細孔径が1
    0μmを超え50μm以下であり、気孔率が30%〜5
    0%であることを特徴とする請求項1または請求項2に
    記載の半導体基板の研磨用保持板。
  4. 【請求項4】 保持板の外周端から3mm〜10mmの
    範囲にあるポーラスセラミックスの平均細孔径を10μ
    m以下となし、これ以外のポーラスセラミックスの平均
    細孔径を20μm〜50μmとしたことを特徴とする請
    求項1または請求項2に記載の半導体基板の研磨用保持
    板。
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