特許 6881284 吸着チャック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6881284

(24)【登録日】2021年5月10日

(45)【発行日】2021年6月2日

(54)【発明の名称】吸着チャック

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20210524BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20210524BHJP

   B24B 37/30 20120101ALI20210524BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 P

   H01L21/304 622H

   B24B37/30 C

【請求項の数】5

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2017-251496(P2017-251496)

(22)【出願日】2017年12月27日

(65)【公開番号】特開2019-117873(P2019-117873A)

(43)【公開日】2019年7月18日

【審査請求日】2019年12月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】302006854

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＭＣＯ

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100165696

【弁理士】

【氏名又は名称】川原 敬祐

(74)【代理人】

【識別番号】100164448

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 雄輔

(72)【発明者】

【氏名】神野 清治

【審査官】 馬場 慎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−７８８１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２５３８４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｂ２４Ｂ ３７／３０

Ｂ２４Ｂ ４１／０６

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円形の吸着面を有する吸着チャックステージと、
前記吸着面に設けられた吸着パッドと、を備え、
前記吸着面の内周部において、前記吸着パッドが前記吸着面上に延在し、
前記吸着面の外周部において、前記吸着面と前記吸着パッドとの間に弾性部材をさらに設け、前記吸着パッドが、前記弾性部材の頂面上に延在する水平部分と、前記水平部分と前記内周部に位置する前記吸着パッドとを接続する垂直部分とからなり、
ワークが前記水平部分にのみ接するように載置可能であり、
前記吸着面の内周部と前記弾性部材の最高点との間の距離である高さｈが１ｍｍ以上であることを特徴とする、吸着チャック。

【請求項2】

前記吸着チャックステージは、前記外周部に段差部が形成されてなる、請求項１に記載の吸着チャック。

【請求項3】

前記弾性部材は、ゴム部材である、請求項１又は２に記載の吸着チャック。

【請求項4】

前記ゴム部材のショアＡ硬度は、５０〜７０である、請求項３に記載の吸着チャック。

【請求項5】

前記高さｈは、３ｍｍ以下である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の吸着チャック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、吸着チャックに関するものである。

【背景技術】

【0002】

大口径のシリコンウェーハにおいては、両面研磨によって表裏面を研磨面とする仕様が主流となっている。このため、表面側だけでなく、裏面側に対しても、汚れやキズ欠陥などの品質への要求が高まっている。

【0003】

一方で、シリコンウェーハの面取り部における鏡面品質への要求も高まっており、面取り研磨を実施することも通常行われている。面取り研磨は、通常、吸着チャックを用いて行われる。

【0004】

図１は、従来の吸着チャックを模式的に示す断面図である。図１に示すように、従来の吸着チャック１１は、円形の吸着面１２ａを有する吸着チャックステージ１２と、吸着面１２ａに設けられた吸着パッド１３と、を備える。そして、吸着チャック１１にシリコンウェーハＷを載置し、真空引きすることで、吸着チャック１１の上にシリコンウェーハＷを吸着保持する。

【0005】

そして、吸着チャック１１に保持した状態でシリコンウェーハＷを高速回転させ、研磨スラリーを供給し、面取り部に、研磨パッドを備えた研磨手段を押し当てることで面取り部を研磨している。

【0006】

このような面取り研磨では、研磨スラリーがシリコンウェーハＷと吸着パッド１３との間に入り込むことによって、シリコンウェーハＷに欠陥を生じさせる場合がある。

【0007】

これに対し、吸着パッドの外周部の裏面側に接着剤の無い部分を設けることにより、吸着パッドと吸着チャックステージとの間に研磨スラリーを捕捉し、研磨スラリーがシリコンウェーハと吸着パッドとの間に入り込むことを抑制することも提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１６−１１１１１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、特許文献１の手法では、吸着パッドの外周部が吸着されないため、シリコンウェーハＷの剥がれを招くおそれがあった。

【0010】

本発明は、シリコンウェーハを安定的に吸着すると共に、吸着面の欠陥を低減することのできる、吸着チャックを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の要旨構成は、以下の通りである。
本発明の吸着チャックは、円形の吸着面を有する吸着チャックステージと、
前記吸着面に設けられた吸着パッドと、を備え、
前記吸着面の外周部において、前記吸着面と前記吸着パッドとの間に弾性部材をさらに設け、
前記吸着面の内周部と前記弾性部材の最高点との間の距離である高さｈが１ｍｍ以上であることを特徴とする。
本発明の吸着チャックによれば、吸着するシリコンウェーハの吸着面の欠陥を低減することができる。

【0012】

ここで、「吸着面の外周部」とは、吸着面の外周端から径方向内側１０ｍｍまでの領域をいうものとする。また、「吸着面の内周面」とは、上記吸着面の外周部より径方向内側の領域をいうものとする。また、「吸着面」は、一平面である場合に限られず、例えば吸着チャックステージが段差を有することにより、二以上の平面からなる場合も含まれるものとする。

【0013】

本発明の吸着チャックでは、前記吸着チャックステージは、前記外周部に段差部が形成されてなることが好ましい。

【0014】

本発明の吸着チャックでは、前記弾性部材は、ゴム部材であることが好ましい。

【0015】

上記の場合において、前記ゴム部材のショアＡ硬度は、５０〜７０であることが好ましい。

【0016】

本発明の吸着チャックでは、前記高さｈは、３ｍｍ以下であることが好ましい。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、吸着するシリコンウェーハの吸着面の欠陥を低減することのできる、吸着チャックを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】従来の吸着チャックを模式的に示す断面図である。

【図2】本発明の一実施形態にかかる吸着チャックを模式的に示す断面図である。

【図3】本発明の他の実施形態にかかる吸着チャックを模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に例示説明する。

【0020】

図２は、本発明の一実施形態にかかる吸着チャックを模式的に示す断面図である。図２に示すように、この吸着チャック１は、円形の吸着面２ａを有する吸着チャックステージ２と、吸着面２ａに設けられた吸着パッド３と、を備えている。

【0021】

図２に示すように、本実施形態では、吸着チャックステージ２は、外周部に段差部２ｂが形成されている。段差部２ｂの高さは、例えば、０．２〜１．２ｍｍとすることができる。また、段差部２ｂの幅は、例えば、８．０〜９．０ｍｍとすることができる。段差部２ｂの形状は、特に限定されないが、上面は平面であることが好ましい。

【0022】

図２に示すように、本実施形態の吸着チャック１では、吸着面２ａの外周部において、吸着面２ａと吸着パッド３との間に弾性部材４を設けている。本実施形態では、弾性部材はゴム部材である。弾性部材４の形状や配置については特に限定されず、例えば、図２に示す例では、弾性部材４は、段差部２ｂの上面全面を覆うように配置されているが、上面の一部のみを覆うように配置することもできる。

【0023】

また、図２に示すように、本実施形態の吸着チャック１では、吸着面２ａの内周部と弾性部材４の最高点（図２において、最も図示の上側に位置する点）との間の距離である高さｈが１ｍｍ以上である。
以下、本実施形態の吸着チャック１の作用効果について説明する。

【0024】

図１に従来の吸着チャックを模式的に示したように、シリコンウェーハＷの裏面の外周部にシリカ等の研磨剤が堆積した場合、シリコンウェーハＷの裏面の外周部と、該外周部と接触する研磨パッド１３の外周部との間の接触部に研磨剤が堆積し、該接触部が点接触になることでシリカとシリコンウェーハＷによる局所摩擦が進行する場合がある。特に、図１に示す従来の吸着チャックや、図２に示す本実施形態では、吸着面１２ａ、２ａの外周部に段差部１２ｂ、２ｂが形成されているため、段差部１２ｂ、２ｂに研磨剤が堆積しやすく、このような現象が生じやすい。
これに対し、本実施形態の吸着チャック１によれば、吸着面２ａの外周部において、吸着面２ａと吸着パッド３との間に、上記高さｈが１ｍｍ以上の弾性部材４を設けているため、弾性部材４により局所摩擦の衝撃を緩和し、接触痕や傷等の欠陥の発生を抑制することができる。
さらに、本実施形態の吸着チャック１では、弾性部材４としてゴム部材を用いているため、弾性部材４が弾性変形に留まることにより、該弾性部材４と接触する吸着パッド３が経時劣化等しづらく、上記の効果及びシリコンウェーハＷを吸着する効果を長期間に渡って確保することができる。

【0025】

図３は、本発明の他の実施形態にかかる吸着チャックを模式的に示す断面図である。図３に示す実施形態でも、吸着チャック１は、円形の吸着面２ａを有する吸着チャックステージ２と、吸着面２ａに設けられた吸着パッド３と、を備えている。一方で、図３に示す実施形態では、吸着面２ａは段差部を有していない。そして、吸着チャック１は、吸着面２ａの外周部において、吸着面２ａと吸着パッド３との間に弾性部材４を有している。吸着面２ａの内周部と弾性部材４の最高点（図３において、最も図示の上側に位置する点）との間の距離である高さｈは、１ｍｍ以上である。

【0026】

図３に示す実施形態の吸着チャック１によっても、吸着面２ａの外周部において、吸着面２ａと吸着パッド３との間に、上記高さｈが１ｍｍ以上の弾性部材４を設けているため、弾性部材により局所摩擦の衝撃を緩和し、接触痕や傷等の欠陥の発生を抑制することができる。また、ゴム部材を用いているため、弾性部材４が弾性変形に留まることにより該弾性部材４と接触する吸着パッド３が経時劣化等しづらく、外周部で部材が変形しづらく、上記の効果及びシリコンウェーハＷを吸着する効果を長期間に渡って確保することができる。

【0027】

本発明の吸着チャックでは、図２に示すように、吸着チャックステージ２は、外周部に段差部２ｂが形成されてなることが好ましい。シリコンウェーハＷを吸着するのに段差部２ｂを形成するのが有利であり、本発明の効果を特に有効に得ることができるからである。

【0028】

本発明の吸着チャックでは、弾性部材４は、ゴム部材であることが好ましい。経年劣化等しづらく、外周部で部材が変形しづらく、上記の効果及びシリコンウェーハＷを吸着する効果を長期間に渡って確保することができるからである。この場合、ゴム部材のショアＡ硬度は、５０〜７０であることが好ましい。５０以上とすることにより、弾性部材が一定の形状に保たれ、シリコンウェーハＷを安定して吸着することができ、一方で、７０以下とすることにより、上記の局所摩擦の衝撃を緩和する効果をより確実に得ることができるからである。

【0029】

本発明の吸着チャックは、上記高さｈは、１ｍｍ以上とすればよいが、１ｍｍ以上３ｍｍ以下とすることが好ましい。１ｍｍ以上とすることにより、上記の局所摩擦の衝撃を緩和する効果を得ることができ、一方で、３ｍｍ以下とすることにより、シリコンウェーハＷを安定して吸着することができるからである。

【0030】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に何ら限定されるものではない。
本発明においては、弾性部材４の少なくとも一部が、吸着チャックステージ２の外周部の少なくとも一部に配置されていればよい。
例えば、図２に示す実施形態においては、弾性部材４は、吸着チャックステージ２の外周部の上面にのみ存在するように配置してもよい。
次に、本発明の実施例について説明するが、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではない。

【実施例】

【0031】

本発明の効果を確かめるため、発明例１、２及び比較例にかかる吸着チャックを用いて面取り研磨を行った後のシリコンウェーハの吸着面の欠陥を評価する試験を行った。面取り研磨の使用装置、使用材料、及び、研磨条件は以下の通りである。

【0032】

＜使用装置、使用材料＞
使用装置：ＢＢＳ金明社製、Ｆｉｎｅ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅ−３００
使用ウェーハ：φ３００ｍｍ シリコンウェーハ
使用資材：吸着Ｐａｄ ＰＯＬＹＰＡＳ（フジボウ社製）

【0033】

＜加工条件＞
エッジ研磨時間：８０（ｓｅｃ）
スラリー（研磨液）流量：２．７±０．５（Ｌ／ｍｉｎ）
ウェーハ吸着圧力：９０（ｋＰａ）ほぼ一定
スラリー（研磨液）ｐＨ：９．０−１２．００

【0034】

発明例では、図２に示す吸着チャックを用い、比較例では、図１に示す吸着チャックを用いた。なお、発明例１においては、上記高さｈは、１．２ｍｍとし、発明例２においては、上記高さｈは、２ｍｍとした。

【0035】

評価は、以下のように行った。
＜吸着面外観＞
サンプル数２０枚（発明例１０枚、比較例１０枚）の上記面取り研磨後のシリコンウェーハについて、表裏面自動外観装置（Ｒａｙｔｅｘ社製：ＲＸＭ−１２００）を用いて、吸着面の欠陥個数を評価した。評価結果を以下の表１に示している。表１において、欠陥個数は、各１０枚のサンプルの平均値を示している。
＜吸着面ＬＰＤ＞
サンプル数２０枚（発明例１０枚、比較例１０枚）の上記面取り研磨後のシリコンウェーハについて、ＬＰＤ検査装置（ＫＬＡ‐Ｔｅｎｃｏｒ社製: Ｓｕｒｆｓｃａｎ ＳＰ２）を用いて、吸着面のＬＰＤ個数を評価した。評価結果を表１に示している。表１において、欠陥個数は、各１０枚のサンプルの平均値を示している。

【0036】

【表1】

【0037】

表１に示すように、発明例１、２は、比較例に対して、シリコンウェーハの吸着面の欠陥が低減していることがわかる。なお、吸着面外観の評価において、比較例での欠陥は、外周部に主に発生していたことからも、発明の効果が裏付けられた。

【符号の説明】

【0038】

１：吸着チャック
２：吸着チャックステージ
２ａ：吸着面
２ｂ：段差部
３：吸着パッド
４：弾性部材

【図1】

【図2】

【図3】