JP2003103455A - ワーク保持盤並びにワークの研磨装置及び研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ナノトポグラフィーレベルの凹凸が発生しない
様にウェーハを研磨するための研磨装置及び研磨方法、
特にワーク保持盤を提供する。 【解決手段】ワークの一主面を保持し、他方の主面を鏡
面研磨するためのワーク保持盤本体を有するワーク保持
盤において、前記ワーク保持盤のワーク保持面にミクロ
なポアを形成するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はナノトポグラフィー
レベルの凹凸の発生を有効に防止できるウェーハ保持盤
並びにこのウェーハ保持盤を用いるウェーハの研磨装置
及び研磨方法に関する。

【０００２】

【関連技術】従来、半導体基板材料として用いられるシ
リコンウェーハ等のワークの製造方法は、一般にチョク
ラルスキー（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ；ＣＺ）法や浮遊
帯域溶融（Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｚｏｎｅ；ＦＺ）法等を
使用して単結晶インゴットを製造する結晶成長工程、こ
の単結晶インゴットをスライスし、少なくとも一主面が
鏡面状に加工されるウェーハ加工工程を経る。更に詳し
くその工程の示すと、ウェーハ加工工程は、単結晶イン
ゴットをスライスして薄円板状のウェーハを得るスライ
ス工程と、該スライス工程によって得られたウェーハの
割れ、欠けを防止するためにその外周部を面取りする面
取り工程と、このウェーハを平坦化するラッピング工程
と、面取り及びラッピングされたウェーハに残留する加
工歪みを除去するエッチング工程と、そのウェーハ表面
を鏡面化する研磨（ポリッシング）工程と、研磨された
ウェーハを洗浄して、これに付着した研磨剤や異物を除
去する洗浄工程を有している。上記ウェーハ加工工程
は、主な工程を示したもので、他に熱処理工程等の工程
が加わったり、同じ工程を多段で行なったり、工程順が
入れ換えられたりする。

【０００３】これらの工程のうち、研磨（ポリッシン
グ）工程では現在のところガラスやセラミック等のワー
ク保持盤に複数枚のウェーハをワックスで貼り付けて片
面を研磨するワックスマウントバッチ式片面研磨装置が
主流である。ウェーハの保持されたワーク保持盤を、研
磨布を貼った定盤上に置き、トップリングに荷重を掛け
て、定盤およびトップリングを回転させながら研磨を行
なう。この他にもいろいろな形態の研磨装置がある。例
えば、ラッピング加工のように両面を同時に鏡面化する
両面研磨方式や１枚ずつウェーハをワーク保持盤に真空
吸着保持して研磨する枚葉方式、ウェーハをワックス等
の接着剤を使用しないで、バッキングパッドとテンプレ
ートで保持しつつ研磨するワックスフリー研磨方式など
様々な方式がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような様々な研
磨装置で研磨した場合、ウェーハ表面にわずかな凹凸が
観察されることがある。これは魔鏡像による観察や、ナ
ノトポグラフィーと言われる微小エリアの凹凸を評価し
た場合に観察されるレベルの凹凸である。

【０００５】特に、ワーク保持盤の保持面にエポキシ樹
脂等をコートした保持盤で研磨した場合や、ワックス等
プレートに接着保持した場合に見られることが多い。ま
た、バッキングパッドとテンプレートで保持する場合も
バッキングパッドの厚み斑やバッキングパッド自体を保
持盤に接着する際の接着剤斑の影響で、それが研磨後の
ウェーハ表面に転写する場合もある。

【０００６】ナノトポグラフィー（ナノトポロジーとも
言われる）とは、波長が０．１ｍｍから２０ｍｍ程度で
振幅が数ｎｍから１００ｎｍ程度の凹凸のことであり、
その評価法としては１辺が０．１ｍｍから１０ｍｍ程度
の正方形、または直径が０．１ｍｍから１０ｍｍ程度の
円形のブロック範囲（この範囲はＷＩＮＤＯＷ ＳＩＺ
Ｅなどと呼ばれる）の領域で、ウェーハ表面の凹凸の高
低差（Ｐ−Ｖ値；ｐｅａｋ ｔｏ ｖａｌｌｅｙ）を評
価する。このＰ−Ｖ値はナノトポグラフィー・ハイト
（Ｎａｎｏｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ Ｈｅｉｇｈｔ）等と
も呼ばれる。ナノトポグラフィーとしては、特に評価し
たウェーハ面内に存在する凹凸の最大値が小さいことが
望まれている。

【０００７】デバイス製造工程でウェーハ上に金属配線
を形成し、その上に絶縁膜を形成し、その絶縁膜を研磨
するなどの処理を繰り返すと上記の様なレベルの凹凸の
存在も問題になりつつある。

【０００８】本発明は、上記事情を鑑みなされたもので
あって、ナノトポグラフィーレベルの凹凸が発生しない
様にウェーハを研磨するための研磨装置及び研磨方法、
特にワーク保持盤を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】ワーク保持盤のワーク保
持面にウェーハを保持した場合、異物や水またはエアー
溜りが発生しそれによりナノトポグラフィーが悪化する
ことが明らかになった。特にワーク保持盤の保持面にエ
ポキシ樹脂等の樹脂をコートした場合に顕著であった。

【００１０】従来、ウェーハ裏面及びワーク保持盤のワ
ーク保持面の凹凸がウェーハの研磨面に転写する問題が
あり、ウェーハの裏面及びワーク保持盤のワーク保持面
をより平らに、または研磨布の形状になじむように研磨
等を行い平滑にすることが行われてきた。その結果、異
物や水またはエアー溜りが発生しやすくなり、その部分
でナノトポグラフィーの悪化が見られる。

【００１１】本発明のワーク保持盤は、ワークの一主面
を保持し、他方の主面を鏡面研磨するためのワーク保持
盤本体を有するワーク保持盤において、前記ワーク保持
盤のワーク保持面にミクロなポアを形成したことを特徴
とする。

【００１２】このようにすることで、ウェーハの裏面及
びワーク保持盤の保持面の間にある異物や水またはエア
ー溜りが発生しずらくなり、ナノトポグラフィーの悪化
が見られなくなる。

【００１３】具体的に言えば、ワーク保持面にミクロな
ポアを形成したワーク保持盤は、ワーク保持盤本体の表
面を水又は溶媒等の溶解剤で溶解可能な粒子を添加した
無機又は有機系コーティング剤でコーティングし、その
コーティング剤層の表面を水又は溶媒等の溶解剤で溶解
処理することにより得られる。このようにしてワーク保
持盤本体のコーティング剤層の表面にポアを形成するの
が好適である。このポアの形成されたコーティング剤層
の表面をワーク保持面とすればよい。

【００１４】前記水又は溶媒等の溶解剤で溶解可能な粒
子としては、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）や水
溶性セルロース粒子等を用いるのが好ましい。

【００１５】このように水又は溶媒等の溶解剤で溶解可
能な粒子を用いることにより、添加する粒子径を制御す
ることで任意のサイズのポアを容易に形成することが可
能となる。尚、ポア径が大きくなるとポアの形状がウェ
ーハ表面に転写する為、ポア径は０．５ｍｍ以下が好ま
しい。なお、下限については、０．０２ｍｍ以上が好ま
しい。特に好ましくはポア径が数十μｍ以上の大きさで
ある。

【００１６】ワーク保持盤のワーク保持面にポアを形成
する方法の他の例としては、研磨加工にて除去可能な材
料で形成された中空粒子を前記コーティング剤に添加し
て、ワーク保持盤本体の表面にコーティングを行い、そ
のコーティング剤層の表面を研磨することで中空粒子の
殻の部分を研磨除去し、このコーティング剤層の表面に
ポアを形成することも可能である。この場合も、このポ
アの形成されたコーティング剤層の表面がワーク保持面
として好適に用いられる。また、研磨剤で溶解可能な粒
子であれば、研磨加工によってコーティング剤層の表面
部分の粒子が溶解除去されポアを形成することができ
る。したがって、粒子としては、特に中空粒子に限る必
要は無い。

【００１７】また中空粒子として、一般的なシリカ研磨
剤で研磨可能なシリカバルーンを用いるのが好ましい。
シリカバルーンとは、球状シリカで中身が空洞な状態
（殻のみの状態）のシリカ粒子である。

【００１８】このように前記コーティング剤中に中空粒
子を添加して、ワーク保持盤本体の表面をコーティング
し、そのコーティング剤層の表面を研磨処理して中空粒
子の殻の部分を研磨除去することで容易にワーク保持盤
のワーク保持面にポアを形成することが可能である。

【００１９】本発明のワーク保持盤の他の態様として
は、前記ワーク保持盤のワーク保持面に水又は溶媒等の
溶解剤に溶解可能な粒子を添加した樹脂フィルムを貼り
つけたものも好適に用いることができる。

【００２０】このように、ワーク保持盤本体の表面にコ
ーティングされている樹脂や、該ワーク保持面に接着さ
れた樹脂フィルムに水又は溶媒等の溶解剤で溶解可能な
粒子を添加、又は中空粒子を添加して研磨処理を行い、
ミクロなポアを持ったコーティング剤層表面や樹脂フィ
ルム表面を形成し、これらのミクロなポアを持った表面
をワーク保持面として利用する。ミクロなポアとはウェ
ーハを保持する面に直径０．５ｍｍ以下程度の凹みがあ
ることを意味する。

【００２１】本発明のワーク保持盤において、水又は溶
媒等の溶解剤に溶解可能な粒子を添加したコーティング
剤をワーク保持盤本体の表面にコーティングし、そのコ
ーティング剤層の表面部分の粒子のみを溶解除去してコ
ーティング剤層表面にポアを形成し、このポアの形成さ
れたコーティング剤層表面をワーク保持面として利用す
る場合には、機械加工等で平坦化されたワーク保持盤本
体の表面の平坦度を損なわないでコーティング剤層の表
面部分、即ちワーク保持面のみにポアを形成することが
可能となる。また、研磨剤に溶解可能な粒子や研磨除去
可能な中空粒子を添加したコーティング剤でワーク保持
盤本体の表面を被覆し、そのコーティング剤層の表面を
研磨処理する場合には、コーティング剤層の表面部分の
粒子が溶解されて自然にポアが形成され、ワーク保持盤
本体表面の平坦性を損なわないで、コーティング剤層表
面、即ちワーク保持盤のワーク保持面にミクロなポアを
形成することが可能となる。このような方法でワーク保
持盤を作製すれば、保持面のポアの大きさ及び深さ並び
に面内の分布等も好適に形成される。

【００２２】本発明のワークの研磨装置は、上記した本
発明のワーク保持盤を有することを特徴とする。

【００２３】本発明の研磨方法は、ワークの一主面を保
持し、他方の主面を鏡面研磨する研磨方法において、ワ
ーク保持盤のワーク保持面にミクロなポアを形成した状
態でワークを保持し研磨することを特徴とする。特に上
記したワーク保持盤、研磨装置を用いることが好まし
い。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明するが、本発明の技術思想か
ら逸脱しない限り図示例以外にも種々の変形又は変更が
可能なことはいうまでもない。本発明の技術思想が適用
される研磨装置の基本的形態については特に限定するも
のではないが、以下に述べる図示例では、１枚ずつウェ
ーハをウェーハ保持盤に真空吸着保持して研磨する枚葉
方式に対して本発明の技術思想を適用した場合について
説明する。

【００２５】図１は本発明に係るワーク保持盤を装着し
た研磨ヘッドを具備した本発明に係る研磨装置の構成概
要を説明するための概略断面説明図である。図１に示す
ように、本発明の研磨装置１０は、ワークＷ、例えば、
半導体ウェーハの片面を研磨する装置として構成され、
該研磨装置１０は、回転する定盤（回転テーブル）１２
と研磨ヘッド１４に装着した研磨用ワーク保持盤１６と
研磨剤供給ノズル１８から成っている。研磨定盤１２の
上面には研磨布２０が貼付してある。研磨定盤１２は回
転軸２２により所定の回転速度で回転される。

【００２６】そして、ワーク保持盤１６は、真空吸着等
によりそのワーク保持面２４にワーク（ウェーハ）Ｗを
保持し、回転軸２６をもつ研磨ヘッド１４に装着され、
研磨ヘッド１４により回転されると同時に所定の荷重で
研磨布２０にワークＷを押しつける。研磨剤Ｌの供給は
研磨剤供給ノズル１８から所定の流量で研磨布２０上に
供給し、この研磨剤ＬがワークＷと研磨布２０の間に供
給されることによりワークＷが研磨される。

【００２７】さらに、図１に示したように、本発明の研
磨用ワーク保持盤１６は、ワーク保持面２４及び多数の
真空吸着用の貫通孔２８をもつワーク保持盤本体１６ａ
とワーク保持盤裏板３０とから構成されている。貫通孔
２８はワーク保持盤本体１６ａとワーク保持盤裏板３０
の間にある空間部３２を経てバキューム路３４から真空
装置（図示せず）につながり、真空の発生によってワー
ク保持面２４にワークＷを吸着保持するようになってい
る。

【００２８】特にワーク保持盤本体１６ａの表面２３
は、貫通孔２８を有するコーティング剤層２５、例えば
樹脂層で被覆したものとなっている。これは、金属やセ
ラミックス等のワーク保持盤本体１６ａの表面に直接ワ
ークＷを保持すると、ワークＷの裏面に傷や汚れが発生
するため、それを防止する目的でワーク保持盤本体１６
ａの表面２３にコーティング剤層２５として数十μｍ〜
数ｍｍの極薄のテフロン（Ｒ）、ナイロン等で知られて
いる材料や塩化ビニール等の樹脂層を被覆したり、真空
吸着用の孔を開けたアクリル樹脂板をワーク保持盤本体
１６ａの表面２３に接着し、その表面を研磨加工した吸
着盤面として作用するもの等がワーク保持面２４として
用いられている。また、ワーク保持盤本体１６ａの表面
２３を被覆するコーティング剤層２５として用いる材料
は、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂が、被覆のし易
さ、熱硬化後の皮膜物性である硬度や機械的強度、線膨
張係数等の品質の面で特に有用である。

【００２９】また、研磨加工の場合、軟質な研磨布を用
いているために、ワーク保持盤本体１６ａの表面２３を
平坦に仕上げても、研磨布２０のクリープ変形等で研磨
布２０の表面が徐々に変化するため、加工後のワークが
平坦になるとは限らない問題がある。従ってワーク保持
盤本体１６ａの表面２３に薄い樹脂を被覆してその後ワ
ーク保持盤本体１６ａの表面を研磨することで研磨布２
０のクリープ変形に倣ったワーク保持盤本体１６ａを作
り込む、その後ワークＷを研磨する方法もある。

【００３０】研磨ヘッド１４は、その外カバー（回転ホ
ルダ）３６の内部に加圧空間部３８を設け、弾性体リン
グ３９を介してワーク保持盤１６を気密に保持してい
る。加圧空間部３８は加圧路４０を経て空気圧縮機（図
示せず）につながっている。そして、ワークＷをワーク
保持面２４、即ち、コーティング剤層２５の表面に真空
吸着保持しているワーク保持盤１６に回転あるいは揺動
を与えると同時にワーク保持盤１６の背面を空気により
加圧して、ワーク保持盤１６を研磨布２０に押しつける
ようになっている。なお、図１において、４１はトップ
リングである。

【００３１】本発明のワーク保持盤１６は、図２に示す
ように、ワーク保持盤本体１６ａの表面２３にエポキシ
樹脂等のコーティング剤層２５をコートした構成であ
り、このコーティング剤層（樹脂層）に水や溶媒等の溶
解剤によって溶解可能な粒子（又は中空粒子）４２を添
加して形成することができる。粒子４２のサイズは、水
や溶媒等によって溶解可能な粒子又は中空粒子共に３〜
３００μｍ程度の固形物質である。溶解可能な粒子の材
質としては、ＥＤＴＡなどが挙げられる。その他にも、
水溶性のセルロース粒子等を用いることができる。この
コーティング剤、即ちコーティング剤層２５の表面の粒
子４２を水や溶媒等の溶解剤によって溶解させて、コー
ティング剤層２５の表面、即ち、ワーク保持盤１６のワ
ーク保持面２４にポア４４を形成する。なお、ワーク保
持盤１６のワーク保持面２４の全体図を図３に示し、そ
の一部を拡大した概略図を図４に示した。

【００３２】中空粒子としては、薄い殻を持った中空粒
子を用いることができ、特に２〜３００μｍ程度のシリ
カバルーンが好適である。この中空粒子４２を含んだコ
ーティング剤層２５、例えば樹脂層に研磨処理を施すこ
とによって、コーティング剤層２５の表面、即ち、ワー
ク保持盤１６のワーク保持面２４にポア４４を形成する
ことができる（図３及び図４）。

【００３３】上記したポア４４の径は、０．５ｍｍ以下
が好適である。０．５ｍｍより大きくなるとポアの形状
がウェーハ表面に転写する可能性があるためである。ま
た、上記のように溶解剤によって溶解可能な粒子等を用
いポアを形成した場合などでは、数μｍ〜数百μｍ程度
の様々なポア径が形成される。従って下限については特
に限定するものではないが、あまりに小さいポアだけで
はウェーハを吸着した際にウェーハとワーク保持盤の間
に水やエアーが抜けないで残り、エアー溜りや水がウェ
ーハとワーク保持盤の間に介在し、ミクロなディンプル
が発生してナノトポグラフィーが悪化する事もあるの
で、０．０２ｍｍ以上のポアが多く形成された状態のワ
ーク保持盤が好ましい。特に一定エリアで評価した時の
平均的なポア径で平均数十μｍ以上のポア、例えば平均
ポア径で５０〜１５０μｍであることが好ましい。

【００３４】本発明のワーク保持盤の製造方法の一例を
説明する。先ず、工程（ａ）で熱硬化性樹脂及び水や溶
媒によって溶解可能な粒子（又は中空粒子）を攪拌混合
槽に仕込み、真空下充分脱泡して空気を除去する。工程
（ｂ）では、樹脂塗布用治具の上にワーク保持盤１６の
ワーク保持盤本体１６ａをその表面２３を上にして載置
し、塗布量調整板をセットした後、ワーク保持盤本体１
６ａの表面２３の上に熱硬化性樹脂を流し込む。

【００３５】工程（ｃ）では、塗布量調整板の上にバー
を滑らせて余分な樹脂を掻き取り、厚さの均一な樹脂層
を形成する。次いで、工程（ｄ）では、樹脂を塗布した
ワーク保持盤本体１６ａを樹脂塗布用治具と共に電気加
熱炉に設置し、樹脂塗布用治具の下方から加熱したガス
を送ってワーク保持盤本体１６ａの貫通孔２８を通過さ
せながら加熱を始め、樹脂層２５の全体を熱硬化させ
る。この場合、貫通孔２８の周辺部の樹脂を予備硬化さ
せた後、残部樹脂を熱硬化させるようにすることがで
き、先ず貫通孔２８周辺部の樹脂から先に硬化させるの
で、貫通孔２８の閉塞防止をより一層確実なものとする
ことができる。また、熱硬化用のガスの温度は、樹脂の
熱硬化温度と同じかより高い温度とすることができる
が、樹脂の熱硬化温度と同じにすれば樹脂の熱硬化反応
速度が樹脂の加熱による粘度低下速度よりも律速となる
ので、貫通孔２８を閉塞することなく樹脂層２５を形成
することができて好ましい。

【００３６】このようにすることで、ワーク保持盤本体
１６ａの表面２３上の樹脂層２５に水や溶媒によって溶
解可能な粒子又は中空粒子が添加されたワーク保持盤本
体１６ａが製造できる。

【００３７】次に、工程（ｅ）では、樹脂層２５で表面
を被覆したワーク保持盤本体１６ａをラッピングマシン
にセットし、定盤を回転させながらノズルからラップ液
を滴下して樹脂層２５の表面を研削し面修正を行い、工
程（ｆ）で充分洗浄する。

【００３８】さらに工程（ｇ）では、ラッピング修正を
終わった樹脂層２５で表面を被覆したワーク保持盤本体
１６ａを研磨装置にセットし、定盤を回転させながらノ
ズルから研磨剤を滴下して樹脂層２５の表面を研磨し面
修正を行い、充分洗浄してワーク保持盤本体１６ａを完
成させ、これにワーク保持盤裏板３０を取り付けて研磨
ヘッド１４を作製することができる。このようにするこ
とで、ワーク保持盤本体１６ａのワーク保持面２４にミ
クロなポア４４を形成したワーク保持盤１６が得られる
（図３及び図４）。

【００３９】続いて、本発明の技術思想をワックスフリ
ー研磨方式の研磨装置に適用した例について図５及び図
６に示した例によって説明する。図５において、１７は
ワーク保持盤で、裏面がトップリング４１に取り付けら
れたワーク保持盤本体１７ａとこのワーク保持盤本体１
７ａの表面２３ａに両面テープや接着剤によって貼りつ
けられた樹脂フィルム２５ａとを有している。

【００４０】図６に示したように、樹脂フィルム２５ａ
を成型する際に原料樹脂中に溶媒又は水等の溶解剤で溶
解可能な粒子を添加して樹脂ブロックを形成し、それを
薄くスライスし、機械加工で研削し表面を平坦化し、両
面テープや接着剤にて該フィルム２５ａをワーク保持盤
本体１７ａに貼りつけ、この樹脂フィルム２５ａの表面
を水又は溶媒等の溶解剤で処理することで樹脂フィルム
２５ａの表面にのみポア４４を形成させることができ、
このポア４４の形成された樹脂フィルム２５ａの表面を
ワーク保持面２４として用いることもできる。図５及び
図６において、４６は研磨中のウェーハの脱落を防止す
るために設けられたテンプレートである。その他の構成
は図１と同様であるので、再度の説明は省略する。な
お、図５及び図６の例では、図１及び図２の例とは異な
り真空吸着用の貫通孔２８がワーク保持盤本体１７ａに
設けられていない場合を示したが、貫通孔２８をワーク
保持盤本体１７ａに形成してワークＷをワーク保持面２
４に吸着保持する構成を採用することができることは勿
論である。

【００４１】

【実施例】以下、本発明の実施例を挙げて具体的に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００４２】（実施例１）本発明のワーク保持盤の製造
方法の一例を説明する。先ず、熱硬化性樹脂として熱硬
化性エポキシ樹脂及び水や溶媒によって溶解可能な粒子
として３〜３００μｍ程度のＥＤＴＡをエポキシ樹脂に
対し２０重量％の割合で攪拌混合槽に仕込み、真空下充
分脱泡して空気を除去する。樹脂塗布用治具の上に、厚
さ３０ｍｍの炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔盤（孔径０．４
ｍｍ；熱膨張係数４×１０^-6／℃）のワーク保持盤本体
をワーク保持面を上にして載置し、塗布量調整板をセッ
トした後、ワーク保持面の上に熱硬化性樹脂を流し込
む。

【００４３】塗布量調整板の上にバーを滑らせて余分な
樹脂を掻き取り、厚さ約１ｍｍの樹脂層を形成する。次
いで、樹脂を塗布したワーク保持盤本体を樹脂塗布用治
具と共に電気加熱炉に設置し、樹脂塗布用治具の下方か
ら加熱したガスを送ってワーク保持盤本体の貫通孔を通
過させながら加熱を始め、樹脂層全体を熱硬化させる。

【００４４】次に、樹脂層で被覆したワーク保持盤本体
をラッピングマシンにセットし、定盤を回転させながら
ノズルからラップ液を滴下して樹脂層の表面を研削し面
修正を行い、充分洗浄する。さらにラッピング修正を終
わった樹脂層で被覆したワーク保持盤本体を研磨装置に
セットし、定盤を回転させながらノズルから研磨剤を滴
下して樹脂層の表面を研磨し面修正（樹脂層を約４０μ
ｍ研磨）を行い、充分洗浄してワーク保持盤本体を完成
し、これにワーク保持盤裏板を取り付けて研磨ヘッドを
作製した。

【００４５】このようにすることで、ラッピング中及び
研磨中にＥＤＴＡが溶解し、ワーク保持盤表面にミクロ
なポアを形成したワーク保持盤が得られる。ポア径は、
数μｍ〜数百μｍの大きさで存在したが、殆ど２０μｍ
（０．０２ｍｍ）以上、５００μｍ（０．５ｍｍ）以下
であった。本実施例ではワーク保持盤の中央部で１ｃｍ
²のエリアで求めた平均的なポア径（平均ポア径とい
う）は約１５０μｍであった。

【００４６】（実施例２）このようなワーク保持盤を図
１に示すような研磨装置にセットし、研磨ヘッドを構成
する。

【００４７】ワークとしてシリコンウェーハ（直径２０
０ｍｍ、厚さ７３５μｍ）のウェーハを研磨した。ワー
ク研磨条件として研磨荷重３０ｋＰａ、研磨相対速度５
０ｍ／ｍｉｎ、目標研磨加工代１０μｍで実施した。研
磨布として不織布系研磨布、研磨剤としてコロイダルシ
リカを含有したアルカリ溶液（ｐＨ１０．５）を用い
た。

【００４８】研磨後のワークの平坦度、うねり及びナノ
トポグラフィーを確認した。平坦度は静電容量式厚さ計
（ＡＤＥ社製ウルトラゲージ９７００）にて周辺２ｍｍ
除外の条件で測定し、また、魔鏡でワーク表面のうねり
を観察した。ナノトポグラフィーはＡＤＥ社製Ｎａｎｏ
ｍａｐｐｅｒで、測定条件２ｍｍ角にて測定した。

【００４９】その結果、ワークの平坦度は、裏面基準の
ＳＢＩＲｍａｘ（Ｓｉｔｅ Ｂａｃｋ-ｓｉｄｅ Ｉｄｅ
ａｌ Ｒａｎｇｅ：ＳＥＭＩ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔ
ｏｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ
ｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）規格Ｍ１等で標準化
されている値、セルサイズ２５×２５）で０．１５μｍ
の高平坦度が達成された。また、魔鏡でもワーク表面に
うねりが見られず、高精度な加工が達成された。更にナ
ノトポグラフィーの値は１０ｎｍと良好であった。

【００５０】（比較例１）ワーク保持盤のエポキシ樹脂
層にＥＤＴＡを添加することなしに実施例１と同様にワ
ーク保持盤を形成し、その後、実施例２と同様に研磨し
た。

【００５１】その結果、ワークの平坦度は、裏面基準の
ＳＢＩＲｍａｘは０．１５μｍの高平坦度が達成され、
魔鏡でもワーク表面にうねりが見られず、高精度な加工
が達成された。しかし、ナノトポグラフィーの値はエア
ー溜りに起因すると見られるミクロなディンプルが多数
発生し３０ｎｍ程度であった。

【００５２】（実施例３）エポキシ樹脂中に粒子径約１
５μｍの中空シリカ粒子を２０重量％充填し、実施例１
と同様にワーク保持盤を作製した。その結果、平均ポア
径が２０μｍ程度であるワーク保持盤が得られた。この
ワーク保持盤を用い、実施例２と同様にウェーハを研磨
し、そのウェーハの平坦度を確認した。その結果ＳＢＩ
Ｒｍａｘは０．１４μｍであった。ナノトポグラフィー
レベルは１８ｎｍと良好であった。

【００５３】（比較例２）エポキシ樹脂中に加圧混練し
気泡を導入して、実施例１と同様にワーク保持盤を作製
した。その結果、平均ポア径が６００μｍのワーク保持
盤が得られた。このワーク保持盤を用い、実施例２と同
様にウェーハを研磨し、そのウェーハの平坦度を確認し
た。その結果ＳＢＩＲｍａｘは０．１６μｍであった。
ナノトポグラフィーレベルはポアの大きい部分に対応す
ると考えられる部分で突起が発生し、５０ｎｍと悪化し
てしまった。

【００５４】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明
の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同
一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いか
なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

【００５５】例えば、本実施例ではエポキシ樹脂中に添
加しているが、ウレタン等で構成される樹脂フィルムに
同様に水や溶媒によって溶解可能な粒子を添加しても良
い。ウレタン等の樹脂フィルムでは発泡剤によりポアを
形成することも可能であるが、本発明のように決まった
粒径の粒子を添加し、それを溶解又は研磨する事により
ポアを形成すれば大きさ、深さ及び面内の分布等を任意
に形成でき好ましい。

【００５６】

【発明の効果】本発明によって達成される代表的な効果
について説明すれば、まず高精度のワーク表面が得られ
る研磨用ワーク保持盤が提供される。従って、これを用
いて研磨加工によって優れた平坦度とうねりのない表面
を持ったワークを作製することが出来る。特にナノトポ
グラフィーレベルの凹凸が改善でき、本発明の研磨用ワ
ーク保持盤を用いて研磨加工された半導体ウェーハの場
合は、高集積デバイス工程でのリソグラフィ露光におけ
るフォーカス不良を低減可能であり、高集積デバイスの
歩留り向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る研磨装置の一つの実施の形態を
示す概略断面説明図である。

【図２】 図１のワーク保持盤の要部を示す概略断面説
明図である。

【図３】 図２のワーク保持盤のワーク保持面を示す説
明図である。

【図４】 図３のＡ部分の拡大図である。

【図５】 本発明に係る研磨装置の他の実施の形態を示
す概略断面説明図である。

【図６】 図５のワーク保持盤の要部を示す概略断面説
明図である。

【符号の説明】

１０，１１：研磨装置、１２：定盤、１４：研磨ヘッ
ド、１６，１７：ワーク保持盤、１６ａ：ワーク保持盤
本体、１８：研磨剤供給ノズル、２０：研磨布、２２：
回転軸、２３：ワーク保持盤本体の表面、２４：ワーク
保持面、２５：コーティング剤層、２６：回転軸、２
８：貫通孔、３０：ワーク保持盤裏板、３２：空間部、
３４：バキューム路、３６：外カバー（回転ホルダ）、
３８：加圧空間部、３９：弾性体リング、４０：加圧
路、４２：粒子又は中空粒子、４４：ポア。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 文夫 福島県西白河郡西郷村大字小田倉字大平 150番地 信越半導体株式会社半導体白河 研究所内 Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AB04 CB01 DA17

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークの一主面を保持し、他方の主面を
   鏡面研磨するためのワーク保持盤本体を有するワーク保
   持盤において、前記ワーク保持盤のワーク保持面にミク
   ロなポアを形成したことを特徴とするワーク保持盤。
2. 【請求項２】 前記ワーク保持盤のワーク保持面に形成
   したポア径が０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請
   求項１記載のワーク保持盤。
3. 【請求項３】 前記ワーク保持盤本体の表面を被覆する
   有機あるいは無機系コーティング剤層の表面を前記ワー
   ク保持盤のワーク保持面として用いることを特徴とする
   請求項１又は２記載のワーク保持盤。
4. 【請求項４】 前記コーティング剤中に溶解剤で溶解可
   能な粒子を添加し、溶解剤でそのコーティング剤層の表
   面の粒子を溶解させて前記ワーク保持盤のワーク保持面
   にポアを形成したことを特徴とする請求項３記載のワー
   ク保持盤。
5. 【請求項５】 前記コーティング剤層に研磨処理を施す
   ことで前記ワーク保持盤のワーク保持面にポアが形成可
   能な粒子を添加し、そのコーティング剤層表面を研磨処
   理して、前記ワーク保持盤のワーク保持面にポアを形成
   したことを特徴とする請求項３記載のワーク保持盤。
6. 【請求項６】 溶解剤で溶解可能な粒子が、ＥＤＴＡ又
   は水溶性セルロース粒子であることを特徴とする請求項
   ４記載のワーク保持盤。
7. 【請求項７】 研磨処理を施すことで表面にポアが形成
   可能な粒子が中空粒子であることを特徴とする請求項５
   記載のワーク保持盤。
8. 【請求項８】 中空粒子がシリカバルーンであることを
   特徴とする請求項７記載のワーク保持盤。
9. 【請求項９】 前記ワーク保持盤のワーク保持面に、溶
   解剤に溶解可能な粒子を添加した樹脂フィルムを接着
   し、溶解剤で樹脂フィルム表面の粒子を溶解させて前記
   ワーク保持盤のワーク保持面にポアを形成したことを特
   徴とする請求項１又は２記載のワーク保持盤。
10. 【請求項１０】 前記溶解剤が水又は溶剤であることを
    特徴とする請求項４、６及び９のいずれか１項記載のワ
    ーク保持盤。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれか１項記載の
    ワーク保持盤を有することを特徴とするワークの研磨装
    置。
12. 【請求項１２】 ワークの一主面を保持し、他方の主面
    を鏡面研磨する研磨方法において、ワーク保持盤のワー
    ク保持面にミクロなポアを形成した状態でワークを保持
    し研磨することを特徴とする研磨方法。