雙面研磨裝置用載具及晶圓的雙面研磨方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于在雙面研磨裝置中保持晶圓的雙面研磨裝置用載具及晶圓 的雙面研磨方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 過去，在研磨晶圓的雙面時，由于雙面研磨裝置用載具來保持晶圓，并將該載具配 置于雙面研磨裝置的上磨盤與下磨盤之間的規(guī)定位置。該載具形成為比晶圓更薄，且具備 用于保持晶圓的保持孔。被研磨的晶圓插入該保持孔內(nèi)并被保持，晶圓的上下表面被研磨 工具夾住，該研磨工具是設(shè)置于上磨盤與下磨盤的相對面上的研磨布等，且一邊向研磨面 供應(yīng)研磨劑一邊進(jìn)行研磨。
[0003] 雙面研磨時，載具是由太陽齒輪、內(nèi)齒輪所驅(qū)動，晶圓的兩個表面與載具的上下的 主要表面一起被研磨。在雙面研磨中，為了防止載具破損，需要使用強(qiáng)度優(yōu)異的材質(zhì)的載 具。
[0004] 由于雙面研磨后的晶圓的平坦度是受到載具厚度與晶圓的成品厚度（仕上汾*9 厚辦）的差值所影響，因而使用具有會使該差值處于規(guī)定范圍內(nèi)（例如，0.5 μπι以下）的厚 度的載具。
[0005] 但是，如上所述，載具會在晶圓的雙面研磨中被研磨，會因磨耗使得厚度減少，因 此若重復(fù)進(jìn)行研磨，就變得無法在規(guī)定的晶圓成品厚度范圍內(nèi)保持載具厚度與晶圓成品厚 度的差值，而變得無法滿足所需的晶圓平坦度。例如，在將成品厚度控制在774~778 μ m 之間的情形下，磨耗掉4 μ m的載具就會無法保持該差值。像這種厚度減少，而變得無法滿 足所需的晶圓的平坦度的載具會被廢棄。
[0006] 過去的載具的材質(zhì)是從強(qiáng)度方面考慮而使用金屬。此外，在研磨硅晶圓的情形下， 由于屬于周期表的4A族、5A族的元素污染硅晶圓的危險性小，因此使用鈦（Ti)(例如，參照 專利文獻(xiàn)1、2)。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利公開2006-26760號公報
[0010] 專利文獻(xiàn)2 :日本專利公開2008-23617號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011](一）要解決的技術(shù)問題
[0012] 為了延長載具的可使用時間，并改善載具的成本，需要利用耐磨耗性優(yōu)異的材質(zhì) 的載具。然而，用于過去的載具的鈦雖然強(qiáng)度優(yōu)異，但價格高昂，且因其耐磨耗性低故載具 的壽命短。因此，載具的成本變成一個問題。
[0013] 本發(fā)明是鑒于上述的問題而完成，目的在于提供一種耐磨耗性優(yōu)異且可降低成本 的雙面研磨用載具。
[0014](二）技術(shù)方案
[0015] 為了達(dá)成上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供一種雙面研磨裝置用載具，在雙面研磨裝置 中，被配置于各自貼附有研磨布的上磨盤和下磨盤之間，該雙面研磨裝置用載具形成有保 持孔，該保持孔用于在研磨時保持夾在所述上磨盤和下磨盤之間的晶圓，其特征在于，該載 具的上下的主要表面部是由β型鈦合金所構(gòu)成，該β型鈦合金是使純鈦中含有0.5重 量％以上的β穩(wěn)定元素（β-stabilizing element)而成。
[0016] 若是這樣的載具，由于耐磨耗性優(yōu)異，因此載具壽命較長，且能夠降低成本。
[0017] 所述載具可以是全體以所述β型鈦合金所構(gòu)成。
[0018] 若是這樣的載具，強(qiáng)度優(yōu)異，并且能夠長時間保持高耐磨耗性來進(jìn)行研磨。
[0019] 或者，所述載具可以是通過將所述β型鈦合金的被膜覆蓋于金屬母材的上下主 要表面而構(gòu)成。
[0020] 若是這樣的載具，能夠通過β型鈦合金的被膜來實(shí)現(xiàn)高耐磨耗性并能夠降低載 具本身的成本。
[0021] 此外，所述金屬母材優(yōu)選為由純鈦或所述β型鈦合金所構(gòu)成。
[0022] 若是這樣的載具，例如在硅晶圓的研磨時，就不用擔(dān)心會污染硅晶圓。此外，特別 是若將純鈦?zhàn)鳛榻饘倌覆模瑒t例如能夠通過在現(xiàn)有的已磨耗的載具上形成β型鈦合金的 被膜，使載具再生來再利用，而更能降低成本。
[0023] 此外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種晶圓的雙面研磨方法，其是對晶圓進(jìn)行雙面研磨的方 法，其特征在于，在各自貼附有研磨布的上磨盤和下磨盤之間，配置上述本發(fā)明的雙面研磨 裝置用載具，將晶圓保持于形成在該雙面研磨裝置用載具中的保持孔來進(jìn)行雙面研磨。
[0024] 若是這樣的雙面研磨方法，由于使用耐磨耗性優(yōu)異的本發(fā)明的載具，能夠歷經(jīng)長 時間而不用更換載具，得到滿足所需平坦度的晶圓。因此，能夠降低成本。
[0025] (三）有益效果
[0026] 由于本發(fā)明的雙面研磨裝置用載具，其上下的主要表面部是由β型鈦合金所構(gòu) 成，該β型鈦合金是使純鈦中含有0.5重量％以上的β穩(wěn)定元素而成，因此耐磨耗性優(yōu) 異，且載具的壽命長。利用這種載具來雙面研磨晶圓的話，則歷經(jīng)長時間也不用更換載具， 且能夠得到滿足所需平坦度的晶圓。因此，能夠大幅降低晶圓的制造成本。
【附圖說明】
[0027] 圖1是表示具備本發(fā)明的雙面研磨裝置用載具的雙面研磨裝置的一例的概略剖 面圖。
[0028] 圖2是表示圖1所示的雙面研磨裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
[0029] 圖3是表示本發(fā)明的雙面研磨裝置用載具的一例的概略圖。
[0030] 圖4是表示在實(shí)施例、比較例中載具的磨耗率的結(jié)果的圖。
[0031] 圖5是表示在實(shí)施例、比較例中晶圓的GBIR的結(jié)果的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 以下，針對本發(fā)明來說明實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限定于該實(shí)施方式。
[0033] 首先，對本發(fā)明的雙面研磨裝置用載具進(jìn)行說明。
[0034] 本發(fā)明的雙面研磨裝置用載具（以下簡稱為載具），是用于例如圖1、圖2所示的 雙面研磨裝置20。如圖1、圖2所示，雙面研磨裝置20具備上下相對向設(shè)置的上磨盤6和 下磨盤7,上磨盤6與下磨盤7各自貼附有研磨布8。在上磨盤6與下磨盤7之間的中心部 設(shè)置有太陽齒輪9,在邊緣部設(shè)置有內(nèi)齒輪10。如圖2所示，本發(fā)明的載具1形成有用于保 持晶圓W的保持孔5。在雙面研磨時，載具1以將晶圓W保持在保持孔5內(nèi)的狀態(tài)下配置于 上磨盤6與下磨盤7之間。
[0035] 此外，載具1的外周齒嚙合太陽齒輪9和內(nèi)齒輪10的各齒部，隨著上磨盤6和下 磨盤7通過未圖示的驅(qū)動源而進(jìn)行回轉(zhuǎn)，載具1 一邊自轉(zhuǎn)一邊繞著太陽齒輪9公轉(zhuǎn)。此時， 以載具1的保持孔5所保持的晶圓W的雙面，同時通過上下的研磨布8而被研磨。晶圓的 研磨時，研磨液從未圖示的噴嘴供應(yīng)給晶圓的研磨面。
[0036] 此時，因?yàn)檩d具1的上下的主要表面接觸到研磨布8,因此載具的主要表面也會與 晶圓的表面一起被研磨，而漸漸地磨耗。
[0037] 此處，如圖3中的（A)所示，在本發(fā)明的載具1中，其上主要表面部2和下主要表 面部3是由β型鈦合金所構(gòu)成，該β型鈦合金是使純鈦中含有0.5重量％以上的β穩(wěn)定 元素而成。若是這樣的載具，由于耐磨耗性會變得優(yōu)異，故能長時間地維持可研磨出滿足所 需的平坦度的晶圓的狀態(tài)。即，載具的壽命比現(xiàn)有例如純鈦制的載具還要更長。
[0038] 如上述那樣，在本發(fā)明的載具1中，若上下的主要表面部2、3由所述β型鈦合金 所構(gòu)成，則并不特別限定主要表面部以外的部分的材質(zhì)。因此，例如圖3中的（B)所示，載 具1可以通過將所述β型鈦合金的被膜覆蓋于金屬母材4的上下的主要表面而構(gòu)成。此 時的β型鈦合金的被膜可以通過例如濺鍍法所形成。
[0039] 若是這樣的載具，則通過以所述β型鈦合金的被膜所形成的上下的主要表面部 2、3來實(shí)現(xiàn)高耐磨耗性，且能夠?qū)χ饕砻嬉酝獾牟糠质褂贸杀镜偷牟馁|(zhì)而降低載具本身 的成本。此外，對于因反復(fù)進(jìn)行晶圓的研磨且磨耗而變得無法滿足所需的平坦度的載具，若 形成所述β型鈦合金的被膜來增加厚度的話，可顯著提高載具的再利用頻率，因此能夠大 幅地改善成本。
[0040] 在這種情況下，可以將金屬母材4設(shè)為純鈦。即，通過將β型鈦合金的被膜來形 成于現(xiàn)有的純鈦制的載具上并再利用，能夠更加地降低成本?；蛘撸瑸榱耸箯?qiáng)度更高，也可 以將金屬母材4設(shè)為所述β型鈦合金。不管是哪一種情況，由于在硅晶圓的研磨時都不用 擔(dān)心會污染硅晶圓，故優(yōu)選。
[0041] β穩(wěn)定元素并沒有特別限制，例如可以例舉V (釩）、Zr (鋯）、Nb (鈮）、Mo (鉬）、 Hf (鉿）、Cr(鉻）、Mn(錳）、Fe(鐵）、Co(鈷）、Ni(鎳）。若考慮不是稀有金屬且價格便 宜，以及考慮向硅晶圓的擴(kuò)散系數(shù)小，β穩(wěn)定元素優(yōu)選為Fe。
[0042] 此外，β穩(wěn)定元素的含量為0.5重量％以上