(57)【要約】【課題】  塑性変形、脱落、錆による製品表面の汚染そして製品精度の悪化を防ぐことができ、さらに耐久性の優れたキャリアプレートを提供する。【解決手段】  約２００μｍのポリブチルビチラール４を約２５０μｍの炭素繊維強化プラスチック材料板３ａ、３ｂの間に挟み込み、１３０℃、１０Ｋｇ／ｃｍ２の条件で約７００μｍの炭素繊維強化プラスチック材料板を得た。得られた約７００μｍの炭素繊維強化プラスチック材料板３ａ、３ｂとポリブチルビチラール４の積層体をウォータージェットで約７００μｍのキャリアプレート１に加工した。４個の収納孔２は研磨されるウェーハを収納するためのものでる。この約７００μｍのキャリアプレート１をシリコンウェーハの研磨に使用した。【選択図】図１
2009166228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
５０μｍ以上の中間層を持ち、かつ外側層の厚さの合計がキャリアプレートの５０％以上であることを特徴とするとするキャリアプレート。
【請求項２】
外側層が繊維強化プラスチック材料であり、中間層が樹脂である請求項１に記載のキャリアプレート。
【請求項３】
外側層が繊維強化プラスチック材料であり、中間層が金属を挟んだ樹脂層である請求項１に記載のキャリアプレート。
【請求項４】
外側層がガラスであり、中間層が樹脂である請求項１に記載のキャリアプレート。
【請求項５】
外側層がガラスであり、中間層が繊維強化プラスチック材料を挟んだ樹脂である請求項１に記載のキャリアプレート。
【請求項６】
キャリアプレートの外側層が金属材料であり、中間層が繊維強化プラスチック材料を挟んだ樹脂層であり、中間層の合計の厚さがキャリアプレートの５０％以上であるものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、シリコンウェーハ等を研磨する際に使用するキャリアプレートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  半導体ウェーハを製造するには、多結晶シリコンから例えばチョクラルスキー法のより単結晶の半導体インゴットを作り、このインゴットをマルチワイヤソーなどにより所定の厚さにスライシングし、半導体ウェーハを製造する。【０００３】  この半導体ウェーハの表面に存在する凹凸のソーマークを除去して平滑にし、加工ひずみの深さの均一化、ウェーハ内およびウェーハ間の厚さの均一化のためアルミナ砥粒などを用いてラッピングを行う。【０００４】  このラッピングあるいは上述マルチワイヤソーなどのスライシングにより半導体ウェーハには表面に加工歪層が生ずる。【０００５】  この加工歪層を除去するために、化学的腐食法によってエッチングを行う。さらに加工歪層がなく汚れもない半導体ウェーハの表面は鏡のように鏡面研磨される。【０００６】  上記ラッピングは、主としてスライシングによって生じた半導体ウェーハ表面の凹凸層を削り表面の平坦度と半導体ウェーハの平行度を高めるためのプロセスである。【０００７】  マルチワイヤソーなどでスライシングされた半導体ウェーハは、図７に示すような薄いステンレスもしくはＨＫ鋼製のキャリアプレート１の収納孔２に装着され、この半導体ウェーハを装填したキャリアプレート１は、互いに平行に保たれたラッピング装置の上ラップ定盤、下ラップ定盤と半導体ウェーハの間に流し込み加圧下で回転、摺り合わせにより半導体ウェーハ両面を機械的に除去加工する。【０００８】  このときキャリアプレート１は遊星運動し、収納孔２に装着された半導体ウェーハは、公転しつつ自転しながら上下面同時に加工され、精度のよい平行平面が得られる。【０００９】  また、前記鏡面研磨は半導体ウェーハの表面を鏡のように磨く工程であるが、この鏡面研磨はラッピングに用いたと同様に半導体ウェーハが収納孔２に充填された薄いキャリアプレート１を平行に保って研磨クロスが取付けられた上ラップ定盤、下ラップ定盤の間に置き、通常、酸化珪素の研磨剤にＮａＯＨ系等のアルカリ液と調合して砥粒液を研磨クロスと半導体ウェーハに流し込み加圧下で回転、摺り合わせによりウェーハ両面を化学的、機械的に研磨する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  図７に示すように、上述ラッピングあるいは鏡面研磨に用いられている従来の金属製キャリアプレート１は、（１）研磨時に生じるキャリアプレート１の微小な屑などが被研磨物に悪影響を及ぼす、（２）移動中の落下や衝突により容易に塑性変形を生じ、変形したキャリアプレート１を用いて研磨した場合は被研磨物の研磨精度が低下するといった問題点があった。そこで特許文献１に示すような化学的に安定で塑性変形することがない繊維強化プラスチック製キャリアプレート１を使用する機会が多くなってきている。【００１１】
【特許文献１】特開昭５８−１４３９５４号公報
【００１２】  しかしながら、キャリアプレート１の材料を繊維強化プラスチックに変更しても、短繊維強化の場合は全体の剛性が低いし、剛性を高めるため長繊維強化プラスチックとした場合でも、繊維強化プラスチック製キャリアプレート１の一部が研磨加工中に脱落し、製品表面を汚したり、製品の精度を損なったり、被研磨物を汚染する問題点があった。【００１３】  本発明は、研磨時に生じる金属製キャリアプレート１の塑性変形、微小な屑等が被研磨物に悪影響を及ぼしたり、繊維強化プラスチック製キャリアプレート１の一部が研磨加工中に脱落し、製品表面を汚したり、製品の精度を損なったり、研磨布や被研磨物を汚染したりするといった、従来の金属製、及び繊維強化プラスチック製のキャリアプレート１問題点を解決し、耐久性のある寿命の長いウェーハ研磨用キャリアプレートを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】  本発明は、中間層を持つキャリアプレートとするものである。【００１５】  本発明はまた、キャリアプレートの外側が繊維複合材料であり、中間相が５０μｍ以上の樹脂であり、繊維強化プラスチック材料の厚さがキャリアプレートの５０％以上であるものである。【００１６】  本発明はまた、キャリアプレートの外側が繊維強化プラスチック材料であり、中間相が金属を挟んだ樹脂層であり、中間相の合計の厚さが５０μｍ以上であり、繊維強化プラスチック材料の厚さがキャリアプレートの５０％以上であるものである。【００１７】  本発明はまた、キャリアプレートの外側がガラスであり、中間相が５０μｍ以上の樹脂であり、ガラスの厚さがキャリアプレートの５０％以上であるものである。【００１８】  本発明はまた、キャリアプレートの外側がガラスであり、中間相が繊維強化プラスチック材料を挟んだ樹脂層であり、中間相の合計の厚さが５０μｍ以上であり、ガラスの厚さがキャリアプレートの５０％以上であるものである。【００１９】  本発明はまた、キャリアプレートの外側が金属材料であり、中間相が繊維強化プラスチック材料またはガラスを挟んだ樹脂層であり、中間相の合計の厚さがキャリアプレートの５０％以上であるものである。
【発明の効果】
【００２０】  本発明によれば、従来のキャリアプレートで問題となっていた、塑性変形、脱落、錆による製品表面の汚染、製品精度の悪化を防ぐことができ、さらに耐久性の優れたキャリアプレートが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】  第１の実施の形態である基本的な構成を図１の平面図そして図１のＡ−Ａ線での断面を示す図２を用いて説明する。【００２２】  約２００μｍのポリブチルビチラール４を約２５０μｍの炭素繊維強化プラスチック材料板３ａ、３ｂの間に挟み込み、１３０℃、１０Ｋｇ／ｃｍ２の条件で約７００μｍの炭素繊維強化プラスチック材料板を得た。【００２３】  得られた約７００μｍの炭素繊維強化プラスチック材料板３ａ、３ｂとポリブチルビチラール４の積層体をウォータージェットで図１の平面図、図１のＡ−Ａ線での断面を示す図２の約７００μｍのキャリアプレート１に加工した。４個の収納孔２は研磨されるウェーハを収納するためのものでる。なお図１において図面を簡単にするためギアの外歯を省略した。この約７００μｍのキャリアプレート１をシリコンウェーハの研磨に使用した。【００２４】  このキャリアプレート１は、厚さの５０％以上である炭素繊維強化プラスチック材料板３が塑性変形する性質が無いため、金属製のキャリアプレート１のような塑性変形による反りなどは発生しなかった。また、中間層の約２００μｍのポリブチルビチラール４が、炭素繊維強化プラスチック材料板３のクラックの進行を防ぎ、そして炭素繊維複合材料板３の屑を保持するので、このキャリアプレート１からは、破片、屑などの発生する確率は非常に少ない。さらに、炭素繊維強化プラスチック材料板３は、弾性的性質を持っているので、例えば金属面と接触したときでもクッションの役割をするので衝撃に強い。【００２５】  中間層の厚さが５０μｍ未満であると、炭素繊維複合材料板３の破片、屑を保持する能力が小さくなり、シリコンウェーハを汚染したり、傷などを与える虞がある。したがって、中間層の厚さを５０μｍ以上にする必要がある。【００２６】  第２の実施の形態を図３の断面図で示す。平面図は図１と同様であるので省略する。【００２７】  約８０μｍのステンレス板５の両側にエポキシ樹脂を用いて約３００μｍ炭素繊維強化プラスチック材料板３ａ、３ｂを配置して接着し、約７００μｍのキャリアプレート１を作成した。【００２８】  得られた約７００μｍの炭素繊維強化プラスチック材料板３ａ、３ｂとステンレス板５の積層体をウォータージェットで図３の断面図で示す７００μｍのキャリアプレート１に加工した。この約７００μｍのキャリアプレート１をシリコンウェーハの研磨に使用した。【００２９】  このキャリアプレート１は、厚さの５０％以上である炭素繊維強化プラスチック材料が塑性変形する性質が無いため、金属製のキャリアプレート１のような塑性変形による反りなどは発生しなかった。また、中間層のステンレス板５と接着層が、炭素繊維強化プラスチック材料板３ａ、３ｂのクラックの進行を防ぎ、そして炭素繊維強化プラスチック材料板３ａ、３ｂの屑を保持するので、キャリアプレート１からは、破片、屑の発生はほとんどない。さらに、炭素繊維強化プラスチック材料板３は、弾性的性質を持っているので、例えば金属面と接触したときでもクッションの役割をするので衝撃に強い。ここで中間層にステンレス板５を用いた理由は、中間層の強度を高めることにより、炭素繊維強化プラスチック材料板３ａ、３ｂの保持力を高めることにある。このことにより炭素繊維強化プラスチック材料板３ａ、３ｂのクラックの進行を防ぐ性能、そして炭素繊維強化プラスチック材料板３ａ、３ｂの屑を保持する性能を高めることができるので、キャリアプレート１からは、さらに破片、屑などの発生する確率は小さくなる。さらに、キャリアプレート１の表面がほぼ炭素繊維強化プラスチック材料であるので、金属のコンタミネーションの虞はほとんどない。【００３０】  第３の実施の形態を図４の断面図で示す。平面図は図１と同様であるので省略する。【００３１】  約２００μｍのポリブチルビチラール４を約２５０μｍｍｍのガラス板６ａ、６ｂの間に挟み込み、１３０℃、１０Ｋｇ／ｃｍ２の条件で約７００μｍの合わせガラスを得た。【００３２】  得られた合わせガラスをウォータージェットで図４に示すキャリアプレート１に加工した。このキャリアプレート１をシリコンウェーハの研磨に使用した。【００３３】  このキャリアプレート１は、厚さの５０％以上であるガラスが塑性変形する性質が無いため、金属製のキャリアプレート１のような塑性変形による反りなどは発生しなかった。また、中間層の約２００μｍのポリブチルビチラール４が、ガラス板６ａ、６ｂのクラックの進行を防ぎ、そしてガラス板６ａ、６ｂの屑を保持するので、キャリアプレート１からは、破片、屑などの発生する確率は非常に少ない。【００３４】  第４の実施の形態を図５の断面図で示す。平面図は図１と同様であるので省略する。【００３５】  ８０μｍのガラスクロス７を焼きだしして有機物を除去した後、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（エポキシシラン）で処理した。このガラスクロスにエポキシ系樹脂を含浸し、脱泡した。この樹脂を含浸したガラスクロス２枚を積層して、約３００μｍのガラス板６ａ、６ｂの間に挟み込み、オーブン中において１００℃で２時間、１２０℃で２時間、１５０℃で２時間そして１７５℃で２時間加熱して、約７００μｍの合わせガラスを得た。【００３６】  得られた合わせガラスをウォータージェットで図５の断面図で示すキャリアプレート１に加工した。このキャリアプレート１をシリコンウェーハの研磨に使用した。【００３７】  キャリアプレート１は、厚さの５０％以上であるガラスが塑性変形する性質が無いため、金属製のキャリアプレート１のような塑性変形による反りなどは発生しなかった。また、中間層の約８０μｍのガラスクロス７とエポキシ系樹脂が、ガラス板６ａ、６ｂのクラックの進行を防ぎ、そしてガラス板６ａ、６ｂの屑を保持するので、キャリアプレート１からは、破片、屑は発生することが困難になる。【００３８】  ここで中間層にガラスクロス７を用いた理由は、中間層の強度を高めることにより、ガラス板６ａ、６ｂの保持力を高めることにある。このことによりガラス板６ａ、６ｂのクラックの進行を防ぐ性能、そしてガラス板６ａ、６ｂの屑を保持する性能を高めることができるので、合わせキャリアプレート１からは、さらに破片、屑は発生することが困難になる。そして、このキャリアプレート１、金属を含まないため、金属のコンタミネーションの虞は全くない。【００３９】  第５の実施の形態を図６の断面図で示す。平面図は図１と同様であるので省略する。���００４０】  約４８０μｍの炭素繊維強化プラスチック材料板３の両側にエポキシ樹脂を用いて約１００μｍ厚さののステンレス板５ａ、５ｂを配置して接着し、約７００μｍの金属−炭素繊維強化プラスチック材料板−金属製のキャリアプレート１を作成した。【００４１】  得られた約７００μｍの金属−炭素繊維強化プラスチック材料板−金属をウォータージェットで図６の断面図で示す約７００μｍの金属−炭素繊維強化プラスチック材料板−金属製キャリアプレート１に加工した。この約７００μｍの金属−炭素繊維強化プラスチック材料板−金属製キャリアプレートをサファイアウェーハの研磨に使用した。【００４２】  金属−炭素繊維強化プラスチック材料板−金属製キャリアプレート１は、厚さの５０％以上である炭素繊維強化プラスチック材料板３が塑性変形する性質が無いため、金属製のキャリアプレート１のような塑性変形による反りなどは発生しなかった。また、外側のステンレス板５ａ、５ｂと接着層が、炭素繊維強化プラスチック材料板３のクラックの進行を防ぎ、そして炭素繊維強化プラスチック材料板３の屑を保持するので、金属−炭素繊維強化プラスチック材料板−金属製キャリアプレート１からは、破片、屑はほとんど発生しない。さらに、炭素繊維強化プラスチック材料板３は、弾性的性質を持っているので、弾性的性質を持っているので、例えば金属面と接触したときでもクッションの役割をするので衝撃に強い。ここで外側にステンレス板５ａ、５ｂを用いた理由は、外側層の強度を高めることにより、炭素繊維強化プラスチック材料板３の保持力を高めることにある。このことにより繊維強化プラスチック材料板３のクラックの進行を防ぐ性能、そして炭素繊維強化プラスチック材料板３の屑を保持する性能を高めることができるので、金属−炭素繊維強化プラスチック材料板−金属製キャリアプレート１からは、さらに破片、屑は発生することが困難になる。この金属−炭素繊維強化プラスチック材料板−金属製キャリアプレートは、金属のコンタミネーションが比較的問題にならないサファイアの研磨などに用いられる。【００４３】  上記の実施例では、繊維強化プラスチック材料の繊維を炭素繊維、ガラス繊維としたがアルミナ繊維、アラミド繊維のような有機繊維などでもよい。【００４４】  繊維強化プラスチック材料のプラスチックは、エポキシ樹脂、ナイロン樹脂、フッ素樹脂などであり、またこれらの樹脂を２種類以上使用しても良い。【００４５】  上記の実施例では、中間層を一層としたが、複数層でももちろんよく例えば炭素繊維強化プラスチック−金属−炭素繊維強化プラスチック材料−金属−炭素繊維強化プラスチックのように積層してもよい。このことにより、さらに炭素繊維強化プラスチックは、金属と樹脂に強固に接合されるため炭素繊維強化プラスチックの破片が脱落する虞が小さくなる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】  本発明は、ラッピングや鏡面研磨等の加工に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施の形態のキャリアプレートの平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線での断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態のキャリアプレートの断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態のキャリアプレートの断面図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態のキャリアプレートの断面図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態のキャリアプレートの断面図である。
【図７】従来の金属製のキャリアプレートの平面図である。
【符号の説明】
【００４８】  １    キャリアプレート
２    収納孔
３    炭素繊維強化プラスチック材料板
４    中間層
５    ステンレス板
６    ガラス板
７    ガラスクロス
【図１】
2009166228.tif 000003
【図２】
2009166228.tif 000004
【図３】
2009166228.tif 000005
【図４】
2009166228.tif 000006
【図５】
2009166228.tif 000007
【図６】
2009166228.tif 000008
【図７】
2009166228.tif 000009