JP3638138B2 - ウエーハ保持盤の作製方法及びウエーハの研磨方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエーハ等のウエーハの表面を精密研磨する際に使用する研磨装置に使用されるウエーハ保持盤の作製方法ならびにそのウエーハ保持盤を備えた研磨装置を用いるウエーハの研磨方法に関する。
【０００２】
【関連技術】
従来、研磨加工においては、剛性材料であるガラス、金属、セラミックス等の板をウエーハ保持盤とし、その表面にワックス等の接着剤でウエーハを貼り付けたり、通気性のある多孔質材料や表面に多数の吸着孔を設けたウエーハ保持盤表面に真空吸着等でウエーハを保持する方法が行われている。
【０００３】
しかし、金属やセラミックス等のウエーハ保持盤の表面に直接ウエーハを保持すると、ウエーハ裏面に傷や汚れが発生してしまう。このようなウエーハへの汚染を防止するため、ウエーハ保持盤表面に数十μｍの極薄のテフロン（登録商標）、ナイロン等として知られている材料や塩化ビニール等の樹脂膜を被覆したものや、薄いアクリル樹脂板（樹脂板）を接着剤で貼り付けたもの、また熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂等を塗布し、それを硬化させ被覆した樹脂膜をウエーハ保持盤表面に形成したウエーハ保持盤が提案されている。
【０００４】
また、ウエーハを研磨する場合、ウエーハ保持盤の表面の平坦度を高平坦度に仕上げても、研磨布のクリープ変形等で研磨布表面が徐々に変化するため、加工後のウエーハが平坦になるとは限らない問題がある。これについては、上記ウエーハ保持盤に樹脂膜を形成したウエーハ保持盤の樹脂表面を、予めウエーハを研磨する研磨装置（具体的には研磨布）で研磨することで研磨布のクリープ変形に倣ったウエーハ保持盤表面を作り込むこと等、ウエーハ保持盤の表面の調整が行われる（以下この加工を面出し加工ということがある）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ウエーハ保持面に樹脂膜を被覆したウエーハ保持盤を予めウエーハを研磨する研磨装置（具体的には研磨布）で研磨し研磨布の形状に合わせこみ、この形状を有するウエーハ保持盤にウエーハを保持し研磨するとうねりや全体的な平坦度は著しく向上するものの、ナノトポグラフィーレベルの凹凸の悪化が見られることがあった。
【０００６】
ナノトポグラフィー（ナノトポロジーとも言われる）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 ＳＩＺＥ等と呼ばれる）の領域で、ウエーハ表面の凹凸の高低差（ＰＶ；ｐｅａｋ ｔｏ ｖａｌｌｅｙ）を評価する。このＰＶ値はＮａｎｏｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ Ｈｅｉｇｈｔ等とも呼ばれる。ナノトポグラフィーとしては、特に評価したウエ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。通常２ｍｍの正方形で複数のブロック範囲を評価しそのＰＶ値の最大値で評価する。この値が小さければ小さいほど良品である。
【０００７】
このナノトポグラフィーレベルの凹凸は、例えばデバイス工程で行われているＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）で問題となることがある。例えば素子間に深さ１ミクロン弱の溝を形成し、その溝に酸化膜を充填させ、ＣＭＰ法にて余分な酸化膜を研磨し素子分離を行いつつ素子領域を平坦化する工程において、溝形成前のウエーハのナノトポグラフィーレベルが悪いと（ウエーハ表面に大きな凹凸が存在すると）、ウエーハ表面の凸部では研磨加工が終了し素子分離されたとしても、凹部では未だ酸化膜が残り、素子分離構造がうまく形成されないという研磨不良の問題を生じる。
【０００８】
ナノトポグラフィーレベルの悪化は、ウエーハ保持盤のウエーハ保持面を作製している間に、吸着孔付近の形状が悪化し、この状態でウエーハをこのウエーハ保持面に保持して研磨すると、その吸着孔付近の形状がウエーハに転写しナノトポグラフィーレベルの凹凸の悪化が見られるようになると考えられる。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、ウエーハ保持盤のウエーハ保持面の吸着孔付近の形状がウエーハに転写するのを防ぐとともにナノトポグラフィーレベルの凹凸の悪化を防止し、デバイス工程でのＣＭＰにおける研磨不良等の問題を改善し、高集積デバイスの歩留り向上を図ることができ、その上簡便にウエーハ保持面を作製することができるようにしたウエーハ保持盤の作製方法及びこのウエーハ保持盤を備えた研磨装置を用いるウエーハの研磨方法を提供することを主たる目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第１の態様は、ウエーハを研磨するに際し当該ウエーハをウエーハ保持面に真空吸着保持することができるようにしたウエーハ保持盤の作製方法であって、多数の吸着孔本体を有するウエーハ保持盤本体のウエーハ保持面本体を樹脂膜で被覆して該樹脂膜表面をウエーハ保持面とするとともに該吸着孔本体に連通する吸着孔部を該樹脂膜に開穿して多数の吸着孔を有するウエーハ保持盤基体を作成する工程と、該ウエーハ保持盤基体の吸着孔に充填材を充填した状態で該樹脂膜の研磨加工を行って該ウエーハ保持面の面出し加工を行い、該ウエーハ保持面の調整を行う工程と、からなることを特徴とする。
【００１１】
このように充填材によって吸着孔を充填した状態でウエーハ保持盤のウエーハ保持面の面出し加工を行うことにより、面出し加工時に吸着孔部分の広がりが少なくなり、ナノトポグラフィーの悪化が防止できる。
【００１２】
シリコンウエーハの研磨工程ではケミカルな作用及びメカニカルな作用の組合せにより加工を行うが、面出し加工では、アルカリ溶液にエッチングされにくい樹脂膜を、アルカリ性の研磨剤を用い面出し加工しているので、メカニカルな作用が主に影響すると考えられ上記したように吸着孔を充填材によって充填した後に面出し加工（特に研磨加工）を行うことが好ましい。
【００１３】
特にその充填材が前記樹脂膜と同等の性質を持つ材料であるのが好ましい。つまり、充填材としてはアルカリ溶液にエッチングされにくく、また吸着孔に充填しやすい材質を選定する。
【００１４】
また、本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第２の態様は、ウエーハを研磨するに際し当該ウエーハをウエーハ保持面に真空吸着保持することができるようにしたウエーハ保持盤の作製方法であって、多数の吸着孔本体を有するウエーハ保持盤本体のウエーハ保持面本体を樹脂膜で被覆して該樹脂膜表面をウエーハ保持面とするとともに該吸着孔本体に連通する吸着孔部を該樹脂膜に開穿して多数の吸着孔を有するウエーハ保持盤基体を作成する工程と、ウエーハを研磨する時の研磨圧力より低い圧力で該樹脂膜の研磨加工を行って該ウエーハ保持面の面出し加工を行い、該ウエーハ保持面の調整を行う工程と、からなることを特徴とする。
【００１５】
ウエーハ保持面の研磨圧力は通常、ウエーハの研磨圧力と同じにすることが好ましいと考えられるが、本発明ではウエーハ保持面の研磨圧力をウエーハの研磨圧力より低く設定して研磨を行う。このように、ウエーハ保持面を研磨する時にウエーハを研磨する時の圧力より低く設定して加工することにより、ウエーハを研磨するときに影響する程の吸着孔の悪化は見られずナノトポグラフィーが良くなる。ウエーハ保持面を研磨する時の研磨圧力を、ウエーハを研磨する時の研磨圧力の９０％〜１０％程度の圧力で処理することが好ましい。
【００１６】
特に、吸着孔に充填材を充填しない本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第２の態様においては、ウエーハ保持面の研磨（面出し研磨）の時の研磨圧力そのものを３００ｇ／ｃｍ2以下、好ましくは２００ｇ／ｃｍ2以下とすることが良い。
【００１７】
ウエーハを研磨する圧力が低い場合、例えば２００ｇ／ｃｍ2程度であれば、ウエーハ保持面を研磨する時の研磨圧力もウエーハを研磨する時の圧力より若干低く設定すればよい。一方、ウエーハの研磨圧が高い場合、ウエーハを研磨する時の圧力とほぼ同等にすると、面出し研磨時の圧力が大きくなり機械的作用が働きすぎ吸着孔付近を過剰に削ってしまう可能性がある。何故ならば、この削られたものがウエーハ研磨時に影響する程度の吸着孔の悪化につながるためである。従って、例えば４００ｇ／ｃｍ2程度の圧力でウエーハを研磨する場合等は、面出し研磨は３００ｇ／ｃｍ2以下程度にするのが好ましい。
【００１８】
更に、本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第３の態様は、ウエーハを研磨するに際し当該ウエーハをウエーハ保持面に真空吸着保持することができるようにしたウエーハ保持盤の作製方法であって、多数の吸着孔本体を有するウエーハ保持盤本体のウエーハ保持面本体を樹脂膜で被覆して該樹脂膜表面をウエーハ保持面とするとともに該吸着孔本体に連通する吸着孔部を該樹脂膜に開穿して多数の吸着孔を有するウエーハ保持盤基体を作成する工程と、該ウエーハ保持盤基体の吸着孔に充填材を充填した状態とするとともにウエーハを研磨する時の研磨圧力以下の圧力で該樹脂膜の研磨加工を行って該ウエーハ保持面の面出し加工を行い、該ウエーハ保持面の調整を行う工程と、からなることを特徴とする。
【００１９】
つまり、充填材及びウエーハ保持面を研磨する時にウエーハを研磨する時の圧力以下にして加工することにより、吸着孔部分の広がりが少なくなり、またウエーハ保持面を処理する条件と、ウエーハを処理する条件の関係が良好となり、ナノトポグラフィーが良くなる。この場合、ウエーハを研磨する研磨圧力が高い場合（例えば４００ｇ／ｃｍ2程度）でも、面出し研磨の研磨圧力を高くする（ウエーハの研磨圧力と同じ４００ｇ／ｃｍ2程度及びそれ以下）にすることができる。
【００２０】
本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第４の態様は、ウエーハを研磨するに際し当該ウエーハをウエーハ保持面に真空吸着保持することができるようにしたウエーハ保持盤の作製方法であって、多数の吸着孔本体を有するウエーハ保持盤本体のウエーハ保持面本体を樹脂膜で被覆して該樹脂膜表面をウエーハ保持面とするとともに該吸着孔本体に連通する吸着孔部を該樹脂膜に開穿して多数の吸着孔を有するウエーハ保持盤基体を作成する工程と、ウエーハを研磨する時の研磨圧力以下の圧力で該樹脂膜の研磨加工を行って該ウエーハ保持面の面出し加工を行い、該ウエーハ保持面の調整を行う工程と、からなり、該ウエーハ保持盤の樹脂膜を研磨加工するにあたり、研磨圧力を少なくとも２段階に変えて研磨加工することを特徴とする。
【００２１】
本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第５の態様は、ウエーハを研磨するに際し当該ウエーハをウエーハ保持面に真空吸着保持することができるようにしたウエーハ保持盤の作製方法であって、多数の吸着孔本体を有するウエーハ保持盤本体のウエーハ保持面本体を樹脂膜で被覆して該樹脂膜表面をウエーハ保持面とするとともに該吸着孔本体に連通する吸着孔部を該樹脂膜に開穿して多数の吸着孔を有するウエーハ保持盤基体を作成する工程と、該ウエーハ保持盤基体の吸着孔に充填材を充填した状態とするとともにウエーハを研磨する時の研磨圧力以下の圧力で該樹脂膜の研磨加工を行って該ウエーハ保持面の面出し加工を行い、該ウエーハ保持面の調整を行う工程と、からなり、該ウエーハ保持盤の樹脂膜を研磨加工するにあたり、研磨圧力を少なくとも２段階に変えて研磨加工することを特徴とする。
【００２２】
上記した本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第４及び第５の態様のように、ウエーハ保持盤基体の吸着孔が充填材で充填されていてもいなくても、ウエーハ保持面の樹脂膜を面出し加工するにあたり、研磨圧力を少なくとも２段階に変えて研磨加工することによってさらに良好な面状態を形成することができる。例えば、初段の研磨圧力はウエーハの研磨圧力と同等にし、ウエーハ保持面全体の形状を作りこみ、２段目の研磨圧力は特に限定するものではないが初段の約半分程度の研磨圧力にし、吸着孔周辺の形状を作りこむようにする。この時研磨圧力は連続的に変化させても、段階的に変化させても良い。
【００２３】
このように、初めは、製品を研磨する時の研磨条件と同様にして、ウエーハ保持面を研磨し、研磨布に倣ったウエーハ保持盤とし、次に圧力をさげ、軽くウエーハ保持盤を研磨することで、吸着孔部分の広がりが少なくなりナノトポグラフィーが良くなる。
【００２４】
また、本発明のウエーハ保持盤の作製方法においては、ウエーハを研磨する研磨装置を用いて樹脂膜の研磨加工を行うことによって前記ウエーハ保持面の面出し加工を行うことが好ましい。このようにすれば、研磨布の形状にあった正確な倣い研磨ができる。
【００２５】
さらに、本発明のウエーハ保持盤の作製方法においては、ウエーハを研磨する研磨装置と同等の装置を用い、外段取りであらかじめ樹脂膜の研磨加工を行うことによって、前記ウエーハ保持面の面出し加工を行うことができる。ここでいう外段取りとは、ウエーハを研磨するための研磨装置とは別な研磨装置であらかじめワーク保持盤の面出し研磨を実施しておくことである。これはウエーハを研磨する装置と同様の仕様、例えばウエーハ保持面への影響が大きい研磨布の硬度などを揃えて、実際のウエーハを研磨するための研磨装置と同じ状態の保持面となるようにあらかじめ加工しておくことである。このように外段取りでウエーハ保持盤を加工すれば、ウエーハを研磨する装置の稼働率を向上することができる。
【００２６】
前記ウエーハ保持面の面出し加工は、遊離砥粒を用いたラッピング加工を行い、次いで前記樹脂面の研磨加工を行うことによって行うのが好適である。
【００２７】
ウエーハ保持盤の表面、即ち樹脂膜表面は、先ずラッピング加工によって面修正し、次いで研磨装置の定盤上で研磨加工修正することでより高精度なウエーハ保持盤のウエーハ保持面を形成することができる。このウエーハ保持盤を使用することによって平坦度の高いウエーハ研磨加工が可能となる。
【００２８】
前記樹脂膜を構成する樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、及びフェノール樹脂からなる群から選択される１種とすることができる。樹脂膜の材質を上記した樹脂類の中から選択すれば、本発明のウエーハ保持盤の作製方法で要求される膜物性である硬度、機械的強度、線膨張係数等を満足することができるが、特にエポキシ樹脂が好ましい。
【００２９】
前記ウエーハ保持盤本体のウエーハ保持面本体を被覆する樹脂膜の厚さとしては、０．１〜３ｍｍが好適である。このように、樹脂膜の厚さを３ｍｍ以下にするとウエーハ保持盤本体の剛性を低下させることがないので、より高精度なウエーハ研磨加工を行うことができ、０．１ｍｍ以上にすると高い平坦度が得られる。
【００３０】
前記ウエーハ保持盤本体の吸着孔本体の孔径は、吸着力等を考慮すると０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度にするのが好ましい。特にウエーハの口径が大きいほど、吸着孔の広がりが大きくなる傾向がある。これは研磨布の当たりが特に問題と考えられるからである。従って、吸着孔は小さいほうが好ましいが、反対に吸着孔が小さすぎると、ウエーハ保持力が低下し、研磨中にウエーハが外れる虞れもある。他にも吸着孔が詰まりやすい等の問題もあり、吸着孔の孔径は、特に０．１５ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下が好ましい。
【００３１】
前記ウエーハ保持盤本体のウエーハ保持面本体に熱硬化性樹脂膜を形成し、その後該樹脂膜に機械的に吸着孔部を形成することによって、吸着孔部を有する樹脂膜を作成するのが好適である。
【００３２】
ウエーハ保持盤本体を被覆する樹脂膜の形成方法は特に限定するものではないが、例えばウエーハ保持盤本体のウエーハ保持面本体に熱硬化性樹脂を塗布し、これを熱硬化させた皮膜で被覆し、かつ上述したような樹脂膜表面の研磨を行えば均一な樹脂膜が形成できる。その結果、樹脂膜の厚さムラ等がウエーハの表面へ転写するといった問題がなくなり、樹脂膜によって高精度に形成されたウエーハ保持面によって所望の高い平坦度とうねりのない高精度なウエーハ研磨加工が可能となる。また、樹脂膜の吸着孔部を機械的に形成することにより吸着孔部の大きさを揃えることができる。但し、ウエーハ保持盤本体を被覆する樹脂膜の形成方法はこれに限定するものではない。
【００３３】
また、本発明のウエーハの研磨方法は、上記したような方法で作製したウエーハ保持盤と研磨布を備えた研磨装置を用い該ウエーハ保持盤のウエーハ保持面にウエーハの裏面を真空吸着保持せしめ、次いで該ウエーハを該研磨布に接触させて該ウエーハの表面を研磨することを特徴とする。
【００３４】
本発明のウエーハ研磨方法によれば、吸着孔付近の形状の悪化が無いウエーハ保持盤を用い研磨することができ、高平坦度でうねりのないウエーハの研磨加工が可能となり、特にウエーハ研磨後のナノトポグラフィーレベルの凹凸の発生を防止することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明するが、図示例は例示的に示されるもので本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではないことはいうまでもない。
【００３６】
図１は本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第１の態様の工程順を模式的に示す説明図であり、図２は同上の工程順を示すフローチャートである。最初に、吸着孔を有するウエーハ保持盤基体３０Ａを作成する（図２のステップ１００）。具体的には、まず、吸着孔本体３２ａを有するウエーハ保持盤本体３０ａを準備する〔図１（ａ）、図２のサブステップ１００ａ〕。
【００３７】
ウエーハ保持盤本体３０ａの材質は特に限定するものではないが、高剛性で研磨加工液等にも腐食されにくい耐食性の高い材料が好ましい。また、ウエーハ保持盤本体３０ａが低熱膨張係数をもつ材料で形成されていれば、研磨装置定盤上で後述するウエーハ保持盤基体３０Ａのウエーハ保持面３４ｂを研磨加工する場合〔図１（ｅ）〕とウエーハを研磨加工する場合のウエーハ保持盤本体３０ａの熱変形量の差を小さくできるので、後述する高精度なウエーハ保持盤３０のウエーハ保持面３４ｂ〔図１（ｇ）〕の形状を維持することができ、高平坦度のウエーハ研磨加工が可能となる。このようにウエーハ保持盤本体３０ａの材料の線熱膨張係数は１×１０-5／℃以下であることが望ましく、さらにウエーハ保持盤本体３０ａの材質としては、例えば、炭化けい素（ＳｉＣ）の焼結体（セラミックス）であることが好ましい。以下、ウエーハ保持盤本体３０ａの材質として炭化けい素を用いた例を説明する。
【００３８】
上記ウエーハ保持盤本体３０ａには真空吸着するための吸着孔本体３２ａが設けられているが、この吸着孔本体３２ａの孔径は０．１〜０．３ｍｍ程度が好ましい。
【００３９】
次に、上記したウエーハ保持盤本体３０ａのウエーハ保持面本体３４ａに樹脂膜３０ｂを被覆する〔図１（ｂ）、図２のサブステップ１００ｂ〕。本発明で使用する樹脂膜３０ｂは特に限定するものではないが、例えば、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂からなる群から選択される１種を用いることができる。上記した樹脂の中でもエポキシ樹脂が、本発明のウエーハ保持盤の作製方法で要求される熱硬化後の皮膜物性である硬度、機械的強度、線膨張係数等の要求を充分に満足することができる。以下、樹脂膜３０ｂとしてエポキシ樹脂を用いた例を説明する。
【００４０】
また、このような樹脂膜３０ｂをウエーハ保持盤本体３０ａに被覆する方法は、種々の方法が考えられるが、以下の例では、ウエーハ保持盤本体３０ａの表面に樹脂を塗布する場合を説明する。
【００４１】
先ず、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）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。樹脂塗布用治具の上にウエーハ保持盤本体３０ａをウエーハ保持面本体３４ａを上にして載置し、塗布量調整板をセットした後、ウエーハ保持面本体３４ａの上に熱硬化性樹脂を流し込む。
【００４２】
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、厚さの均一な樹脂膜３０ｂを形成する。ウエーハ保持盤本体３０ａのウエーハ保持面本体３４ａを被覆する樹脂膜３０ｂの厚さは０．１〜３ｍｍであることが望ましい。このように、樹脂膜３０ｂの厚さを３ｍｍ以下にするとウエーハ保持盤本体３０ａの剛性を低下させることがないので、より高精度なウエーハ研磨加工を行うことができ、０．１ｍｍ以上にすると高い平坦度が得られる。
【００４３】
上記した樹脂を塗布したウエーハ保持盤本体３０ａを樹脂塗布用治具と共に電気加熱炉に設置し、樹脂膜３０ｂの全体を熱硬化させる。
【００４４】
次いで、該樹脂膜３０ｂにおける上記ウエーハ保持盤本体３０ａの吸着孔本体３２ａに対応する部分を、ドリルを用い機械的に開穿し、吸着孔部３２ｂを形成する〔図１（ｃ）、図２のサブステップ１００ｃ〕。
【００４５】
上記した手順により、ウエーハ保持面本体３４ａを樹脂膜３０ｂで被覆し、ウエーハ保持面３４ｂを形成したウエーハ保持盤基体３０Ａが作成される（図２のステップ１００）。なお、上記樹脂膜３０ｂの形成は、一例であり他の方法により形成しても良い。
【００４６】
本発明のウエーハ保持盤の作製方法では、このように形成されたウエーハ保持面３４ｂを後述する研磨装置の研磨布に倣わせる時の処理（面出し加工）に特徴があるが、その処理の態様についてさらに説明する。
【００４７】
本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第１の態様においては、図１（ｄ）に示すように上記樹脂膜３０ｂが形成されたウエーハ保持盤基体３０Ａの吸着孔３２に充填材３６を充填して、ウエーハ保持面３４ｂの処理（面出し加工）を行う（図２のステップ１０２）点に特徴がある。
【００４８】
つまり、上述したようにウエーハ保持盤基体３０Ａを作成した後、吸着孔３２に充填材３６を充填する〔図１（ｄ）、図２のサブステップ１０２ａ〕。充填材３６の材質は特に限定するものではないが、樹脂膜３０ｂと同等の性質を持つ材料が好ましい。樹脂膜３０ｂがエポキシ樹脂の場合、針状に成形したエポキシ樹脂や熱硬化させる前のエポキシ樹脂を吸着孔３２に詰め、自然乾燥させる等して吸着孔３２に充填材３６を挿入し、吸着孔３２を塞いだ状態でウエーハ保持面３４ｂの面出し加工を行う〔図１（ｅ）、図２のサブステップ１０２ｃ〕。
【００４９】
面出し加工は、ウエーハを研磨する研磨装置又はウエーハを研磨する装置と同等の装置を用い外段取りで加工を行い最終的にウエーハ保持面３４ｂの研磨加工をすればよいが、はじめに樹脂膜３０ｂで被覆したウエーハ保持盤本体３０ａ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膜３０ｂの表面を研削し面修正を行う工程を入れても良い（図２のサブステップ１０２ｂ）。またその後洗浄工程を入れても良い。
【００５０】
ラッピング条件としては、特に限定するものではないが、片面ラップ装置を用い、ラッピング装置のウエーハ保持盤部分に、上記樹脂膜を形成したウエーハ保持盤をセットし、その保持面をラッピングする。
【００５１】
このようにラッピング修正を終わったウエーハ保持盤本体を、例えば、ウエーハを研磨する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膜の表面を研磨し面修正を行う。この時、ウエーハを研磨する装置と同等の装置を用い外段取りで加工しても良い。
【００５２】
この時用いるウエーハ研磨装置は特に限定するものではないが、例えば、図９に示すような装置を用いることができる。図９は本発明のウエーハの研磨方法で用いるウエーハ研磨装置の一例を示す概略説明図である。
【００５３】
図９において、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に装着したウエーハ保持盤３０と研磨剤供給管１６から成っている。
【００５４】
定盤１２の上面には研磨布１２ａが貼付してある。定盤１２は回転軸１８により所定の回転速度で回転される。該研磨布１２ａ上に研磨剤供給管１６から研磨剤１６ａが供給される。
【００５５】
そして、ウエーハ保持盤３０は、図１１に示すようにウエーハ保持面３４ｂに穿設された多数の吸着孔３２を介して真空吸着等によりそのウエーハ保持面３４ｂにウエーハＷを保持し研磨することができるようになっている。
【００５６】
なお、研磨ヘッド１４は裏板２０及び外カバー２２を有しており、裏板２０とウエーハ保持盤３０とによって真空部２４が形成されている。２６は該真空部２４を密封するように裏板２０及び外カバー２２の下端部に設けられた弾性シート（ゴムシート）である。該真空部２４には吸引路２８が挿通されている。裏板２０と外カバー２２とによって加圧部３１が形成され、該加圧部３１には加圧空気供給路３３が挿通されている。
【００５７】
本発明のウエーハ保持盤の作製方法（特に面出し加工）では、図１０に示すように、図９に示した研磨装置１０でウエーハＷを保持しない状態で予めウエーハ保持盤基体３０Ａのウエーハ保持面３４ｂを加工する。なお、図１０において図９と同一部材は同一符号で示されている。
【００５８】
ウエーハ保持盤基体３０Ａを、回転軸１４ａをもつ研磨ヘッド１４に装着し、研磨ヘッド１４により回転させると同時に所定の荷重で研磨布１２ａにウエーハ保持盤基体３０Ａを押し付ける。研磨剤供給管１６から所定の流量（ウエーハを研磨する時と同条件が好ましい）で研磨布１２ａ上に研磨剤１６ａを供給し、この研磨剤１６ａがウエーハ保持盤３０のウエーハ保持面３４ｂと研磨布１２ａの間に供給されることによりウエーハ保持面３４ｂを形成する樹脂膜３０ｂが研磨される。
【００５９】
このような研磨後、ウエーハ保持面３４ｂを充分洗浄してウエーハ保持盤３０を完成させ、吸着孔３２から充填材３６を取り除く〔図１（ｆ）、図２のサブステップ１０２ｄ〕。充填材３６は、例えば、ウエーハ保持盤３０の裏側からエアブローしたり、水ブローしたりすることにより除去できる。
【００６０】
以上のように、ウエーハ保持盤３０の樹脂膜３０ｂの表面、即ちウエーハ保持面３４ｂを、吸着孔３２に充填材３６を充填した状態で、先ずラッピング加工によって面修正し（図２のステップ１０２ｂ）、次いで研磨装置の定盤上で研磨加工修正すること（図２のステップ１０２ｃ）で、より高精度な保持盤本体の保持面形状を形成することができる〔図１（ｇ）、図２のステップ１０４〕。この研磨用ウエーハ保持盤３０を使用することによって平坦度の高いウエーハ研磨加工が可能となる。
【００６１】
上記した本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第１の態様においては、ウエーハ保持面３４ｂの面出し加工時の研磨圧力について特別の限定はなく、樹脂膜３０ｂの研磨量等により若干の研磨条件を工夫する必要があるが、通常はウエーハを研磨する時の研磨圧力（研磨条件）と同等の研磨圧力（研磨条件）を適用すればよい。
【００６２】
続いて、本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第２の態様について述べる。図３は本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第２の態様の工程順を模式的に示す説明図であり、図４は同上の工程順を示すフローチャートである。本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第２の態様は、上述した第１の態様とはウエーハ保持面３４ｂの面出し加工の手法が異なる（図４のステップ１０２Ａ）が、ウエーハ保持盤基体３０Ａの作成手順（図４のステップ１００）は同一であるので、相違する手順についてのみ説明し、同一手順についての再度の説明は省略する。
【００６３】
本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第２の態様の特徴は、ウエーハ保持面３４ｂの面出し加工において、充填材３６を吸着孔３２に充填することなく、換言すれば吸着孔３２を開口したままの状態でウエーハ保持面３４ｂの面出し加工（研磨）を行い、その面出し研磨時の研磨圧力をウエーハの研磨加工時の研磨圧力より低くする点にある〔図３（ｅ１）、図４のサブステップ１０２ｃ１〕。
【００６４】
具体的に言えば、ウエーハを研磨する時の研磨圧力が、例えば、４００ｇ／ｃｍ2（４０ｋＰａ）であれば、面出し加工時の研磨圧力は４００ｇ／ｃｍ2より低くし、また前者が２００ｇ／ｃｍ2（２０ｋＰａ）であれば、後者は２００ｇ／ｃｍ2より低くすればよい。
【００６５】
上記面出し加工（研磨）時の研磨圧力をウエーハの研磨加工時の研磨圧力の９０％〜１０％で実施すると良く、３００ｇ／ｃｍ2以下にすることが好ましい。このような研磨圧力範囲で面出し研磨を行えば、研磨効率が良く、吸着孔３２付近の形状の悪化が防止でき、ウエーハ保持面３４ｂの面状態も良好となる。
【００６６】
さらに、本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第３の態様について述べる。図５は本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第３の態様の工程順を示すフローチャートである。本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第３の態様は、前述した第１の態様とはウエーハ保持面３４ｂの面出し加工における研磨圧力が限定されている点で異なる（図５のステップ１０２Ｂ）のみであり、その相違点についてのみ説明し、同一手順についての説明は省略する。
【００６７】
本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第３の態様の特徴は、ウエーハ保持面３４ｂの面出し加工において、第１の態様と同様に、充填材３６を吸着孔３２に充填して面出し加工（研磨）を行うが、その面出し研磨時の研磨圧力をウエーハの研磨加工時の研磨圧力以下に限定した点にある（図５のサブステップ１０２ｃ２）。
【００６８】
具体的に言えば、ウエーハを研磨する時の研磨圧力が、例えば、４００ｇ／ｃｍ2（４０ｋＰａ）であれば、面出し加工時の研磨圧力は４００ｇ／ｃｍ2以下とし、また前者が２００ｇ／ｃｍ2（２０ｋＰａ）であれば、後者は２００ｇ／ｃｍ2以下とすればよい。
【００６９】
次いで、本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第４及び第５の態様について述べる。図６は本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第４の態様の工程順を示すフローチャートである。本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第４の態様は、前述した第２の態様とはウエーハ保持面３４ｂの面出し加工における研磨圧力を複数段階に変化させる点で異なる（図６のステップ１０２Ｃ）のみであり、その相違点についてのみ説明する。
【００７０】
本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第４の態様の特徴は、ウエーハ保持面３４ｂの面出し加工において、第２の態様と同様に、充填材３６を吸着孔３２に充填することなく、吸着孔３２を開口したままでウエーハ保持面３４ｂの面出し加工（研磨）を行うが、その面出し研磨時の研磨圧力をウエーハの研磨加工時の研磨圧力以下とするとともに少なくとも２段階に変えて研磨加工を行う点にある（図６のサブステップ１０２ｃ３）。
【００７１】
図７は本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第５の態様の工程順を示すフローチャートである。本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第５の態様は、前述した第３の態様とはウエーハ保持面３４ｂの面出し加工における研磨圧力を複数段階に変化させる点で異なる（図７のステップ１０２Ｄ）のみであり、その相違点についてのみ説明する。
【００７２】
本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第５の態様の特徴は、ウエーハ保持面３４ｂの面出し加工において、第３の態様と同様に、充填材３６を吸着孔３２に充填して面出し加工（研磨）を行うが、その面出し研磨時の研磨圧力をウエーハの研磨加工時の研磨圧力以下とするとともに少なくとも２段階に変えて研磨加工を行う点にある（図７のサブステップ１０２ｃ４）。
【００７３】
上述した第４及び第５の態様に示すように、研磨圧力を２段階以上に変化させて処理することによって、ウエーハ保持面をさらに良好な面状態とすることができる。例えば、ウエーハを研磨する時の研磨圧力が４００ｇ／ｃｍ2（４０ｋＰａ）であれば、面出し加工時の研磨圧力ははじめに４００ｇ／ｃｍ2とウエーハを研磨する時と同じ研磨圧力で吸着面全体の形状を作りこみ、次に、例えば２００ｇ／ｃｍ2程度（約半分）の研磨圧力に変え、吸着孔付近の形状の作りこみを行うように面出し研磨を行えば良い。このように、研磨圧力を２段階以上に変化させる場合、最終的に面出し研磨の研磨圧力をウエーハの研磨圧力より低くすることが必要である。
【００７４】
上記した第１〜第５の態様において説明したように、ウエーハ保持面の樹脂膜を研磨処理することによって、研磨布に倣わせたウエーハ保持盤を作製することができる。
【００７５】
引き続いて、本発明のウエーハの研磨方法について説明する。図８は本発明のウエーハの研磨方法の工程順を示すフローチャートである。まず、上述した本発明のウエーハの保持盤の作製方法によって作製したウエーハ保持盤を準備する（ステップ２００）。次いで、そのウエーハ保持盤を研磨装置にセットし（ステップ２０２）、ウエーハを研磨する（ステップ２０４）。この研磨装置としては、前述したウエーハ保持盤の樹脂膜を研磨する際に用いられる研磨装置または同等の装置が適用可能である。
【００７６】
つまり、本発明のウエーハの研磨方法で用いる研磨装置は、前述した図９に示したような装置を用いる。ウエーハの研磨では、回転軸１４ａをもつ研磨ヘッド１４に装着されたウエーハ保持盤３０のウエーハ保持面３４ｂにウエーハＷを真空吸着等により保持する。このウエーハＷは、研磨ヘッド１４により回転させられると同時に所定の荷重で研磨布１２ａに押し付けられる。研磨剤１６ａの供給は研磨剤供給管１６から所定の流量で研磨布１２ａ上に供給し、この研磨剤１６ａがウエーハＷと研磨布１２ａの間に供給されることによりウエーハＷが研磨される。
【００７７】
本発明のウエーハ保持盤の作製方法によって作製した本発明のウエーハ保持盤３０には裏板２０がセットされ、吸着孔３２はウエーハ保持盤本体３０ａと裏板２０の間にある真空部２４を経て吸引路２８から不図示の真空装置につながり、真空の発生によってウエーハ保持面３４ｂにウエーハＷを吸着保持するようになっている。
【００７８】
研磨ヘッド１４は、その外カバー２２の内部に加圧部３１を設け、弾性シート（ゴムシート）２６を介してウエーハ保持盤３０を気密に保持している。加圧部３１は加圧空気供給路３３を経て空気圧縮機（不図示）につながっている。そしてウエーハＷをウエーハ保持面３４ｂ上の樹脂膜３０ｂの表面に真空吸着保持しているウエーハ保持盤３０に回転あるいは揺動を与えると同時にウエーハ保持盤３０の背面を空気により加圧して、ウエーハ保持盤３０に吸着保持されたウエーハＷを研磨布１２ａに押し付けてウエーハＷの研磨を行う。
【００７９】
【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。
【００８０】
なお、以下の実施例及び比較例で用いる研磨装置は図９に示す形態のもので、特にウエーハ保持盤本体は、厚さ３０ｍｍの炭化けい素（ＳｉＣ）盤（熱膨張係数４×１０-6／℃）を用い、これに樹脂膜を被覆し、ウエーハ保持盤基体を作成した。樹脂膜は熱硬化性エポキシ樹脂を用い、上記実施の形態で説明した方法で作製した。作製した樹脂膜の厚さは１．５ｍｍである。このウエーハ保持盤基体には、直径０．２５ｍｍの吸着孔が８ｍｍ間隔でワーク保持面の全体に形成されている。この条件はすべての実施例及び比較例で共通である。
【００８１】
（実施例１及び比較例１）
（ウエーハ保持面の面出し加工）
上記したウエーハ保持盤基体を用い、そのウエーハ保持面の処理を行った。まず、ウエーハ保持盤基体の吸着孔に充填材を充填した。この充填処理は、熱硬化させる前のエポキシ樹脂を吸着孔に詰め、自然乾燥させることによって行った。
【００８２】
面出し加工として、ラッピング加工及び研磨加工を行った。ラッピング処理は、片面ラッピング装置に上記ウエーハ保持盤基体をセットし、緑色炭化けい素系のラップ剤（株式会社フジミインコーポレーテッド社製ＧＣ＃２４０）を用いウエーハ保持面（樹脂膜）を２００μｍ除去した。この条件は以下のすべての実施例及び比較例で共通である。
【００８３】
次にウエーハ保持面の研磨処理を行い、ウエーハ保持面（樹脂膜）を４０μｍ研磨した。面出し加工の研磨条件は、研磨圧力を４００ｇ／ｃｍ2、研磨相対速度を５０ｍ／ｍｉｎ、研磨布として不織布系研磨布（アスカーＣ硬度９０）を、研磨剤としてコロイダルシリカ及びクリスタルシリカを含有するアルカリ溶液（ｐＨ１１．０）を用いた。研磨終了後、充填材をエアブローにより吸着孔から除去し、ウエーハ保持盤を作製した（実施例１）。
。
【００８４】
ウエーハ保持盤基体の吸着孔にエポキシ樹脂の充填材を充填しないこと以外は実施例１と同様にしてウエーハ保持盤を作製した（比較例１）。
【００８５】
実施例１及び比較例１で作製したウエーハ保持盤について、吸着孔付近の形状を触針式の粗さ測定器（例えばＰｅｒｐｈｅｎ社製Ｐｅｒｔｈｏｍｅｔｅｒ Ｓ６Ｐ）を用いて測定し、その結果を図１２に示した。
【００８６】
図１２から明らかなように、比較例１では、吸着孔の周り約０．５から１ｍｍの範囲でだれていることがわかる。これは吸着孔（直径０．２５ｍｍ）の大きさが、ウエーハ保持部分で直径１．２５〜２．２５ｍｍ程度に広がっていることを意味する。これに対し、本発明の方法（実施例１）ではほとんど平らであり、吸着孔（直径０．２５ｍｍ）をそのまま維持していることがわかる。
【００８７】
（ウエーハの研磨）
実施例１及び比較例１によって作製したウエーハ保持盤を図９に示した構造の研磨装置のウエーハ保持盤としてそれぞれセットし使用した。ウエーハはシリコンウエーハ、直径 ２００ｍｍ、厚さ７３５μｍのものを用いた。
【００８８】
ウエーハの研磨は、研磨圧力を４００ｇ／ｃｍ2、研磨相対速度を１００ｍ／ｍｉｎ、研磨加工代を９μｍ、研磨布として不織布系研磨布（アスカーＣ硬度９０）を、研磨剤としてコロイダルシリカ含有アルカリ溶液（ｐＨ１０．８）を用いて行った。
【００８９】
研磨した後、ウエーハ表面のナノトポグラフィーについて評価した。ナノトポグラフィーは、ＡＤＥ ＰｈａｓｅＳｈｉｆｔ社製Ｎａｎｏｍａｐｐｅｒ（２ｍｍ×２ｍｍ角のエリア）で測定し、その結果を図１３に示す。
【００９０】
図１３において、横軸は２ｍｍ×２ｍｍの各エリアで評価した時のウエーハ表面の凹凸の高低差（ＰＶ値）であり、縦軸はそのＰＶ値以上のエリアの存在率（％）である。
【００９１】
図１３から明らかなように、実施例１のウエーハ保持盤で研磨したウエーハは比較例１のウエーハ保持盤を用い研磨したウエーハに比べナノトポグラフィーが改善されていることがわかる。実施例１のウエーハ保持盤で研磨した場合、ウエーハ面内のほとんどのエリアのＰＶ値が２０ｎｍ以下であり、好ましいウエーハであることが判明した。
【００９２】
なお、表１に示したように、本発明の研磨条件ではナノトポグラフィーのＰＶ値の最大値は実施例１のウエーハ保持盤で研磨した場合、約２８ｎｍであり、比較例１のウエーハ保持盤で研磨した場合の約５１ｎｍと比較して半減している。
【００９３】
【表１】
【００９４】
（比較例２）
面出し研磨の研磨圧力を２００ｇ／ｃｍ2、ウエーハの研磨圧力を２００ｇ／ｃｍ2とした以外は比較例１と同様にウエーハ保持盤を作製し、またウエーハの研磨も同様に行った。
【００９５】
本比較例のウエーハ保持盤においては、比較例１のウエーハ保持盤よりは吸着孔の周りのだれは小さくなっていた。しかし、本比較例のウエーハ保持盤でウエーハを研磨したところ、表１に示したごとく、ナノトポグラフィーのＰＶ値の最大値は４２ｎｍとあまり改善されていなかった。
【００９６】
本比較例の結果から、面出し研磨の研磨圧力を低くするほど、ナノトポグラフィーは改善される傾向にあるが、面出し研磨の圧力を制御しただけでは不十分であることが判明した。
【００９７】
(実施例２)
ウエーハ保持盤基体の吸着孔に充填材を充填しない状態で、面出し研磨の研磨圧力を２００ｇ／ｃｍ2とした以外は実施例１と同様にしてウエーハ保持盤を作製した。
【００９８】
作製したウエーハ保持盤の吸着孔付近の形状を観察した結果、わずかにだれは見られるものの吸着孔の周りはほとんど平らであった。
【００９９】
また、この作製したウエーハ保持盤を用い、ウエーハを研磨した。ウエーハの研磨条件は実施例１のウエーハ保持盤を用いウエーハを研磨したときと同様（ウエーハの研磨圧力＝４００ｇ／ｃｍ2）とした。
【０１００】
つまり、本実施例は、面出し研磨の研磨圧力をウエーハの研磨圧力（４００ｇ／ｃｍ2）の半分（２００ｇ／ｃｍ2）にした例である。
【０１０１】
このような条件でウエーハ保持盤を作製し、これを用いて研磨した場合、表１に示したごとく、ウエーハのナノトポグラフィーのＰＶ値の最大値は２９ｎｍと、面出し研磨の研磨圧力を２００ｇ／ｃｍ2、ウエーハの研磨圧力を２００ｇ／ｃｍ2とした比較例２に比べ改善されていることが判明した。
【０１０２】
通常、面出し研磨の絶対的な研磨圧力を低下させれば、吸着孔付近の悪化が防止されると考えられるが、それだけでは不十分でナノトポグラフィーを改善するには面出し研磨時の研磨圧力と、ウエーハの研磨圧力の関係が重要であることがわかる。
【０１０３】
（比較例３）
面出し研磨の研磨圧力を４００ｇ／ｃｍ2、ウエーハの研磨圧力を２００ｇ／ｃｍ2とした以外は比較例１と同様にしてウエーハ保持盤を作製し、ウエーハの研磨も同様に行った。つまり、面出し研磨の研磨圧力（４００ｇ／ｃｍ2）をウエーハ研磨圧力（２００ｇ／ｃｍ2）の倍にして処理した。
【０１０４】
作製したウエーハ保持盤の吸着孔付近の形状を観察した結果、比較例１と同様に吸着孔の周りが約０．５から１ｍｍ程度の範囲でだれていた。
【０１０５】
この作製したウエーハ保持盤を用い、ウエーハを研磨した後、そのウエーハ表面のナノトポグラフィーについて評価した。本比較例のウエーハ保持盤を用いて研磨した場合、表１に示したごとく、ウエーハのナノトポグラフィーのＰＶ値の最大値は３９ｎｍであった。
【０１０６】
この測定結果からウエーハの研磨圧力が低いのでナノトポグラフィーの悪化は若干は改善されるものの十分ではないことがわかった。
【０１０７】
（実施例３）
ウエーハ保持盤基体の吸着孔に充填材を充填しない状態で、面出し研磨の研磨圧力を２段階に変化させて面出し加工を実施した。つまり、ウエーハ保持盤基体の面出し研磨を、はじめにウエーハ研磨圧力と同等の研磨圧力（本実施例では４００ｇ／ｃｍ2）で実施し、次いで研磨圧力を２００ｇ／ｃｍ2に低下させて研磨し、ウエーハ保持盤を作製した。
【０１０８】
次に、この作製したウエーハ保持盤を用い、ウエーハの研磨処理を行った。ウエーハの研磨条件は、実施例１と同様（研磨圧力４００ｇ／ｃｍ2）とした。
【０１０９】
作製したウエーハ保持盤の吸着孔付近の形状を観察した結果、わずかにだれは見られるものの吸着孔の周りはほとんど平らであった。
【０１１０】
この作製したウエーハ保持盤を用いてウエーハを研磨した場合、表１に示したごとく、ウエーハのナノトポグラフィーのＰＶ値の最大値は２７ｎｍと良好であった。
【０１１１】
この測定結果から、ウエーハ保持盤基体の面出し研磨を行う場合、面出し研磨の最終的な研磨圧力がウエーハのナノトポグラフィーに特に影響していることが考えられる。
【０１１２】
このように吸着孔に充填材を充填しなくても、面出し研磨時の研磨圧力と、ウエーハの研磨圧力の関係を考慮することである程度のナノトポグラフィーの改善は可能である。この場合、面出し研磨時の研磨圧力及びウエーハの研磨圧力のみで制御する場合、工程としては少ないため簡便に実施できるという利点がある。
【０１１３】
（実施例４）
吸着孔に充填材を充填した状態で、面出し研磨の研磨圧力をウエーハ研磨圧力より低くした例を示す。
【０１１４】
あらかじめウエーハ保持盤基体の吸着孔に実施例１と同様の充填材を充填して、更に実施例３と同様に面出し研磨時の研磨圧力をウエーハの研磨圧力より低く（本実施例では３００ｇ／ｃｍ2）し、ウエーハ保持盤の作製を行った。この場合も吸着孔の周りはほとんど平らであり、吸着孔（直径０．２５ｍｍ）をそのまま維持しており同じ効果が得られた。
【０１１５】
作製したウエーハ保持盤を用い、実施例１と同様の条件でウエーハを研磨したところ、表１に示したごとく、ウエーハのナノトポグラフィーのＰＶ値の最大値は約２５ｎｍと良好な面状態であった。
【０１１６】
面出し研磨時の研磨圧力及びウエーハの研磨圧力のみで制御する場合、工程としては少ないため簡便に実施できるという利点はあるものの、それぞれの研磨圧力をどの程度にすればよいか等の予備実験等が必要な場合もある。またウエーハ又はウエーハ保持盤の保持面を研磨する場合、研磨圧力が高ければ研磨能力も高いため好ましい場合もあり、このような高圧力条件、またはその他の研磨条件に影響されず確実にナノトポグラフィーを改善するには充填材の充填を併用することが好ましい。充填材の充填を行い面出し研磨を行えば、研磨条件等の影響も少なく簡便に良好なウエーハ保持盤のウエーハ保持面を形成できる。
【０１１７】
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。
【０１１８】
例えば、本実施例では製品を研磨する研磨圧力を４００ｇ／ｃｍ2の条件を中心に説明したが、研磨圧力やその他の研磨条件等は任意である。現状用いられている研磨装置及び研磨剤等の条件では、面出し加工の研磨圧力は１００〜３００ｇ／ｃｍ2程度、ウエーハの研磨圧力は２００〜５００ｇ／ｃｍ2程度が好ましい。また、面出し加工のラッピング工程は必ずしも入れる必要が無い。なお、本実施例の形態で充填材を充填する場合、ラッピング処理（例えば図２のサブステップ１０２ｂ）の前に実施していたが、これはラッピング処理後、研磨前（例えば図２のサブステップ１０２ｃの前）に実施しても良い。
【０１１９】
さらに、上記のようなウエーハ保持盤の面出し加工は、ウエーハを研磨する前に行うのが通常であるが、ウエーハを研磨するにつれ、研磨布の経時変化が起こることもあるので、これに対応させ、面出し加工をやり直す等しても良い。この場合も本発明のウエーハ保持盤の作製方法を適用して行うと良い。
【０１２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高精度のウエーハ保持面を有する研磨用ウエーハ保持盤が提供される。従って、このウエーハ保持盤を備えた研磨装置を用いてウエーハの研磨加工を行えば、優れた平坦度とうねりのない表面を持ったウエーハを作製することが出来る。特に、ウエーハが、本発明の研磨用ウエーハ保持盤を用いて研磨加工された半導体ウエーハの場合は、ナノトポグラフィーも改善され、高集積デバイス工程でのＣＭＰにおける研磨不良を低減することが可能であり、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】 本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第１の態様の工程順を模式的に示す説明図である。
【図２】 本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第１の態様の工程順を示すフローチャートである。
【図３】 本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第２の態様の工程順を模式的に示す説明図である。
【図４】 本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第２の態様の工程順を示すフローチャートである。
【図５】 本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第３の態様の工程順を示すフローチャートである。
【図６】 本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第４の態様の工程順を示すフローチャートである。
【図７】 本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第５の態様の工程順を示すフローチャートである。
【図８】 本発明のウエーハの研磨方法の工程順を示すフローチャートである。
【図９】 本発明のウエーハの研磨方法で用いるウエーハ研磨装置の一例を示す概略説明図である。
【図１０】 図９に示したウエーハ研磨装置でウエーハを保持しない状態を示す概略説明図である。
【図１１】 本発明のウエーハ保持盤の作製方法によって作製したウエーハ保持盤のウエーハ保持面の１例を示す平面図である。
【図１２】 実施例１及び比較例１において作製したウエーハ保持盤の吸着孔付近の形状変化を示すグラフである。
【図１３】 実施例１及び比較例１において研磨したウエーハのナノトポグラフィーを示すグラフである。
【符号の説明】
１０：研磨装置、１２：定盤、１２ａ：研磨布、１４：研磨ヘッド、１４ａ：回転軸、１６：研磨剤供給管、１６ａ：研磨剤、１８：回転軸、２０：裏板、２２：外カバー、２４：真空部、２８：吸引路、３０：ウエーハ保持盤、３０Ａ：ウエーハ保持盤基体、３０ａ：ウエーハ保持盤本体、３０ｂ：樹脂膜、３１：加圧部、３２：吸着孔、３２ａ：吸着孔本体、３２ｂ：吸着孔部、３３：加圧空気供給路、３４ａ：ウエーハ保持面本体、３４ｂ：ウエーハ保持面、３６：充填材、Ｗ：ウエーハ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエーハ等のウエーハの表面を精密研磨する際に使用する研磨装置に使用されるウエーハ保持盤の作製方法ならびにそのウエーハ保持盤を備えた研磨装置を用いるウエーハの研磨方法に関する。
【０００２】
【関連技術】
従来、研磨加工においては、剛性材料であるガラス、金属、セラミックス等の板をウエーハ保持盤とし、その表面にワックス等の接着剤でウエーハを貼り付けたり、通気性のある多孔質材料や表面に多数の吸着孔を設けたウエーハ保持盤表面に真空吸着等でウエーハを保持する方法が行われている。
【０００３】
しかし、金属やセラミックス等のウエーハ保持盤の表面に直接ウエーハを保持すると、ウエーハ裏面に傷や汚れが発生してしまう。このようなウエーハへの汚染を防止するため、ウエーハ保持盤表面に数十μｍの極薄のテフロン（登録商標）、ナイロン等として知られている材料や塩化ビニール等の樹脂膜を被覆したものや、薄いアクリル樹脂板（樹脂板）を接着剤で貼り付けたもの、また熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂等を塗布し、それを硬化させ被覆した樹脂膜をウエーハ保持盤表面に形成したウエーハ保持盤が提案されている。
【０００４】
また、ウエーハを研磨する場合、ウエーハ保持盤の表面の平坦度を高平坦度に仕上げても、研磨布のクリープ変形等で研磨布表面が徐々に変化するため、加工後のウエーハが平坦になるとは限らない問題がある。これについては、上記ウエーハ保持盤に樹脂膜を形成したウエーハ保持盤の樹脂表面を、予めウエーハを研磨する研磨装置（具体的には研磨布）で研磨することで研磨布のクリープ変形に倣ったウエーハ保持盤表面を作り込むこと等、ウエーハ保持盤の表面の調整が行われる（以下この加工を面出し加工ということがある）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ウエーハ保持面に樹脂膜を被覆したウエーハ保持盤を予めウエーハを研磨する研磨装置（具体的には研磨布）で研磨し研磨布の形状に合わせこみ、この形状を有するウエーハ保持盤にウエーハを保持し研磨するとうねりや全体的な平坦度は著しく向上するものの、ナノトポグラフィーレベルの凹凸の悪化が見られることがあった。
【０００６】
ナノトポグラフィー（ナノトポロジーとも言われる）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 ＳＩＺＥ等と呼ばれる）の領域で、ウエーハ表面の凹凸の高低差（ＰＶ；ｐｅａｋ ｔｏ ｖａｌｌｅｙ）を評価する。このＰＶ値はＮａｎｏｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ Ｈｅｉｇｈｔ等とも呼ばれる。ナノトポグラフィーとしては、特に評価したウエ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。通常２ｍｍの正方形で複数のブロック範囲を評価しそのＰＶ値の最大値で評価する。この値が小さければ小さいほど良品である。
【０００７】
このナノトポグラフィーレベルの凹凸は、例えばデバイス工程で行われているＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）で問題となることがある。例えば素子間に深さ１ミクロン弱の溝を形成し、その溝に酸化膜を充填させ、ＣＭＰ法にて余分な酸化膜を研磨し素子分離を行いつつ素子領域を平坦化する工程において、溝形成前のウエーハのナノトポグラフィーレベルが悪いと（ウエーハ表面に大きな凹凸が存在すると）、ウエーハ表面の凸部では研磨加工が終了し素子分離されたとしても、凹部では未だ酸化膜が残り、素子分離構造がうまく形成されないという研磨不良の問題を生じる。
【０００８】
ナノトポグラフィーレベルの悪化は、ウエーハ保持盤のウエーハ保持面を作製している間に、吸着孔付近の形状が悪化し、この状態でウエーハをこのウエーハ保持面に保持して研磨すると、その吸着孔付近の形状がウエーハに転写しナノトポグラフィーレベルの凹凸の悪化が見られるようになると考えられる。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、ウエーハ保持盤のウエーハ保持面の吸着孔付近の形状がウエーハに転写するのを防ぐとともにナノトポグラフィーレベルの凹凸の悪化を防止し、デバイス工程でのＣＭＰにおける研磨不良等の問題を改善し、高集積デバイスの歩留り向上を図ることができ、その上簡便にウエーハ保持面を作製することができるようにしたウエーハ保持盤の作製方法及びこのウエーハ保持盤を備えた研磨装置を用いるウエーハの研磨方法を提供することを主たる目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第１の態様は、ウエーハを研磨するに際し当該ウエーハをウエーハ保持面に真空吸着保持することができるようにしたウエーハ保持盤の作製方法であって、多数の吸着孔本体を有するウエーハ保持盤本体のウエーハ保持面本体を樹脂膜で被覆して該樹脂膜表面をウエーハ保持面とするとともに該吸着孔本体に連通する吸着孔部を該樹脂膜に開穿して多数の吸着孔を有するウエーハ保持盤基体を作成する工程と、該ウエーハ保持盤基体の吸着孔に充填材を充填した状態で該樹脂膜の研磨加工を行って該ウエーハ保持面の面出し加工を行い、該ウエーハ保持面の調整を行う工程と、からなることを特徴とする。
【００１１】
このように充填材によって吸着孔を充填した状態でウエーハ保持盤のウエーハ保持面の面出し加工を行うことにより、面出し加工時に吸着孔部分の広がりが少なくなり、ナノトポグラフィーの悪化が防止できる。
【００１２】
シリコンウエーハの研磨工程ではケミカルな作用及びメカニカルな作用の組合せにより加工を行うが、面出し加工では、アルカリ溶液にエッチングされにくい樹脂膜を、アルカリ性の研磨剤を用い面出し加工しているので、メカニカルな作用が主に影響すると考えられ上記したように吸着孔を充填材によって充填した後に面出し加工（特に研磨加工）を行うことが好ましい。
【００１３】
特にその充填材が前記樹脂膜と同等の性質を持つ材料であるのが好ましい。つまり、充填材としてはアルカリ溶液にエッチングされにくく、また吸着孔に充填しやすい材質を選定する。
【００１４】
また、本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第２の態様は、ウエーハを研磨するに際し当該ウエーハをウエーハ保持面に真空吸着保持することができるようにしたウエーハ保持盤の作製方法であって、多数の吸着孔本体を有するウエーハ保持盤本体のウエーハ保持面本体を樹脂膜で被覆して該樹脂膜表面をウエーハ保持面とするとともに該吸着孔本体に連通する吸着孔部を該樹脂膜に開穿して多数の吸着孔を有するウエーハ保持盤基体を作成する工程と、ウエーハを研磨する時の研磨圧力より低い圧力で該樹脂膜の研磨加工を行って該ウエーハ保持面の面出し加工を行い、該ウエーハ保持面の調整を行う工程と、からなることを特徴とする。
【００１５】
ウエーハ保持面の研磨圧力は通常、ウエーハの研磨圧力と同じにすることが好ましいと考えられるが、本発明ではウエーハ保持面の研磨圧力をウエーハの研磨圧力より低く設定して研磨を行う。このように、ウエーハ保持面を研磨する時にウエーハを研磨する時の圧力より低く設定して加工することにより、ウエーハを研磨するときに影響する程の吸着孔の悪化は見られずナノトポグラフィーが良くなる。ウエーハ保持面を研磨する時の研磨圧力を、ウエーハを研磨する時の研磨圧力の９０％〜１０％程度の圧力で処理することが好ましい。
【００１６】
特に、吸着孔に充填材を充填しない本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第２の態様においては、ウエーハ保持面の研磨（面出し研磨）の時の研磨圧力そのものを３００ｇ／ｃｍ2以下、好ましくは２００ｇ／ｃｍ2以下とすることが良い。
【００１７】
ウエーハを研磨する圧力が低い場合、例えば２００ｇ／ｃｍ2程度であれば、ウエーハ保持面を研磨する時の研磨圧力もウエーハを研磨する時の圧力より若干低く設定すればよい。一方、ウエーハの研磨圧が高い場合、ウエーハを研磨する時の圧力とほぼ同等にすると、面出し研磨時の圧力が大きくなり機械的作用が働きすぎ吸着孔付近を過剰に削ってしまう可能性がある。何故ならば、この削られたものがウエーハ研磨時に影響する程度の吸着孔の悪化につながるためである。従って、例えば４００ｇ／ｃｍ2程度の圧力でウエーハを研磨する場合等は、面出し研磨は３００ｇ／ｃｍ2以下程度にするのが好ましい。
【００１８】
更に、本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第３の態様は、ウエーハを研磨するに際し当該ウエーハをウエーハ保持面に真空吸着保持することができるようにしたウエーハ保持盤の作製方法であって、多数の吸着孔本体を有するウエーハ保持盤本体のウエーハ保持面本体を樹脂膜で被覆して該樹脂膜表面をウエーハ保持面とするとともに該吸着孔本体に連通する吸着孔部を該樹脂膜に開穿して多数の吸着孔を有するウエーハ保持盤基体を作成する工程と、該ウエーハ保持盤基体の吸着孔に充填材を充填した状態とするとともにウエーハを研磨する時の研磨圧力以下の圧力で該樹脂膜の研磨加工を行って該ウエーハ保持面の面出し加工を行い、該ウエーハ保持面の調整を行う工程と、からなることを特徴とする。
【００１９】
つまり、充填材及びウエーハ保持面を研磨する時にウエーハを研磨する時の圧力以下にして加工することにより、吸着孔部分の広がりが少なくなり、またウエーハ保持面を処理する条件と、ウエーハを処理する条件の関係が良好となり、ナノトポグラフィーが良くなる。この場合、ウエーハを研磨する研磨圧力が高い場合（例えば４００ｇ／ｃｍ2程度）でも、面出し研磨の研磨圧力を高くする（ウエーハの研磨圧力と同じ４００ｇ／ｃｍ2程度及びそれ以下）にすることができる。
【００２０】
本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第４の態様は、ウエーハを研磨するに際し当該ウエーハをウエーハ保持面に真空吸着保持することができるようにしたウエーハ保持盤の作製方法であって、多数の吸着孔本体を有するウエーハ保持盤本体のウエーハ保持面本体を樹脂膜で被覆して該樹脂膜表面をウエーハ保持面とするとともに該吸着孔本体に連通する吸着孔部を該樹脂膜に開穿して多数の吸着孔を有するウエーハ保持盤基体を作成する工程と、ウエーハを研磨する時の研磨圧力以下の圧力で該樹脂膜の研磨加工を行って該ウエーハ保持面の面出し加工を行い、該ウエーハ保持面の調整を行う工程と、からなり、該ウエーハ保持盤の樹脂膜を研磨加工するにあたり、研磨圧力を少なくとも２段階に変えて研磨加工することを特徴とする。
【００２１】
本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第５の態様は、ウエーハを研磨するに際し当該ウエーハをウエーハ保持面に真空吸着保持することができるようにしたウエーハ保持盤の作製方法であって、多数の吸着孔本体を有するウエーハ保持盤本体のウエーハ保持面本体を樹脂膜で被覆して該樹脂膜表面をウエーハ保持面とするとともに該吸着孔本体に連通する吸着孔部を該樹脂膜に開穿して多数の吸着孔を有するウエーハ保持盤基体を作成する工程と、該ウエーハ保持盤基体の吸着孔に充填材を充填した状態とするとともにウエーハを研磨する時の研磨圧力以下の圧力で該樹脂膜の研磨加工を行って該ウエーハ保持面の面出し加工を行い、該ウエーハ保持面の調整を行う工程と、からなり、該ウエーハ保持盤の樹脂膜を研磨加工するにあたり、研磨圧力を少なくとも２段階に変えて研磨加工することを特徴とする。
【００２２】
上記した本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第４及び第５の態様のように、ウエーハ保持盤基体の吸着孔が充填材で充填されていてもいなくても、ウエーハ保持面の樹脂膜を面出し加工するにあたり、研磨圧力を少なくとも２段階に変えて研磨加工することによってさらに良好な面状態を形成することができる。例えば、初段の研磨圧力はウエーハの研磨圧力と同等にし、ウエーハ保持面全体の形状を作りこみ、２段目の研磨圧力は特に限定するものではないが初段の約半分程度の研磨圧力にし、吸着孔周辺の形状を作りこむようにする。この時研磨圧力は連続的に変化させても、段階的に変化させても良い。
【００２３】
このように、初めは、製品を研磨する時の研磨条件と同様にして、ウエーハ保持面を研磨し、研磨布に倣ったウエーハ保持盤とし、次に圧力をさげ、軽くウエーハ保持盤を研磨することで、吸着孔部分の広がりが少なくなりナノトポグラフィーが良くなる。
【００２４】
また、本発明のウエーハ保持盤の作製方法においては、ウエーハを研磨する研磨装置を用いて樹脂膜の研磨加工を行うことによって前記ウエーハ保持面の面出し加工を行うことが好ましい。このようにすれば、研磨布の形状にあった正確な倣い研磨ができる。
【００２５】
さらに、本発明のウエーハ保持盤の作製方法においては、ウエーハを研磨する研磨装置と同等の装置を用い、外段取りであらかじめ樹脂膜の研磨加工を行うことによって、前記ウエーハ保持面の面出し加工を行うことができる。ここでいう外段取りとは、ウエーハを研磨するための研磨装置とは別な研磨装置であらかじめワーク保持盤の面出し研磨を実施しておくことである。これはウエーハを研磨する装置と同様の仕様、例えばウエーハ保持面への影響が大きい研磨布の硬度などを揃えて、実際のウエーハを研磨するための研磨装置と同じ状態の保持面となるようにあらかじめ加工しておくことである。このように外段取りでウエーハ保持盤を加工すれば、ウエーハを研磨する装置の稼働率を向上することができる。
【００２６】
前記ウエーハ保持面の面出し加工は、遊離砥粒を用いたラッピング加工を行い、次いで前記樹脂面の研磨加工を行うことによって行うのが好適である。
【００２７】
ウエーハ保持盤の表面、即ち樹脂膜表面は、先ずラッピング加工によって面修正し、次いで研磨装置の定盤上で研磨加工修正することでより高精度なウエーハ保持盤のウエーハ保持面を形成することができる。このウエーハ保持盤を使用することによって平坦度の高いウエーハ研磨加工が可能となる。
【００２８】
前記樹脂膜を構成する樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、及びフェノール樹脂からなる群から選択される１種とすることができる。樹脂膜の材質を上記した樹脂類の中から選択すれば、本発明のウエーハ保持盤の作製方法で要求される膜物性である硬度、機械的強度、線膨張係数等を満足することができるが、特にエポキシ樹脂が好ましい。
【００２９】
前記ウエーハ保持盤本体のウエーハ保持面本体を被覆する樹脂膜の厚さとしては、０．１〜３ｍｍが好適である。このように、樹脂膜の厚さを３ｍｍ以下にするとウエーハ保持盤本体の剛性を低下させることがないので、より高精度なウエーハ研磨加工を行うことができ、０．１ｍｍ以上にすると高い平坦度が得られる。
【００３０】
前記ウエーハ保持盤本体の吸着孔本体の孔径は、吸着力等を考慮すると０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度にするのが好ましい。特にウエーハの口径が大きいほど、吸着孔の広がりが大きくなる傾向がある。これは研磨布の当たりが特に問題と考えられるからである。従って、吸着孔は小さいほうが好ましいが、反対に吸着孔が小さすぎると、ウエーハ保持力が低下し、研磨中にウエーハが外れる虞れもある。他にも吸着孔が詰まりやすい等の問題もあり、吸着孔の孔径は、特に０．１５ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下が好ましい。
【００３１】
前記ウエーハ保持盤本体のウエーハ保持面本体に熱硬化性樹脂膜を形成し、その後該樹脂膜に機械的に吸着孔部を形成することによって、吸着孔部を有する樹脂膜を作成するのが好適である。
【００３２】
ウエーハ保持盤本体を被覆する樹脂膜の形成方法は特に限定するものではないが、例えばウエーハ保持盤本体のウエーハ保持面本体に熱硬化性樹脂を塗布し、これを熱硬化させた皮膜で被覆し、かつ上述したような樹脂膜表面の研磨を行えば均一な樹脂膜が形成できる。その結果、樹脂膜の厚さムラ等がウエーハの表面へ転写するといった問題がなくなり、樹脂膜によって高精度に形成されたウエーハ保持面によって所望の高い平坦度とうねりのない高精度なウエーハ研磨加工が可能となる。また、樹脂膜の吸着孔部を機械的に形成することにより吸着孔部の大きさを揃えることができる。但し、ウエーハ保持盤本体を被覆する樹脂膜の形成方法はこれに限定するものではない。
【００３３】
また、本発明のウエーハの研磨方法は、上記したような方法で作製したウエーハ保持盤と研磨布を備えた研磨装置を用い該ウエーハ保持盤のウエーハ保持面にウエーハの裏面を真空吸着保持せしめ、次いで該ウエーハを該研磨布に接触させて該ウエーハの表面を研磨することを特徴とする。
【００３４】
本発明のウエーハ研磨方法によれば、吸着孔付近の形状の悪化が無いウエーハ保持盤を用い研磨することができ、高平坦度でうねりのないウエーハの研磨加工が可能となり、特にウエーハ研磨後のナノトポグラフィーレベルの凹凸の発生を防止することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明するが、図示例は例示的に示されるもので本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではないことはいうまでもない。
【００３６】
図１は本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第１の態様の工程順を模式的に示す説明図であり、図２は同上の工程順を示すフローチャートである。最初に、吸着孔を有するウエーハ保持盤基体３０Ａを作成する（図２のステップ１００）。具体的には、まず、吸着孔本体３２ａを有するウエーハ保持盤本体３０ａを準備する〔図１（ａ）、図２のサブステップ１００ａ〕。
【００３７】
ウエーハ保持盤本体３０ａの材質は特に限定するものではないが、高剛性で研磨加工液等にも腐食されにくい耐食性の高い材料が好ましい。また、ウエーハ保持盤本体３０ａが低熱膨張係数をもつ材料で形成されていれば、研磨装置定盤上で後述するウエーハ保持盤基体３０Ａのウエーハ保持面３４ｂを研磨加工する場合〔図１（ｅ）〕とウエーハを研磨加工する場合のウエーハ保持盤本体３０ａの熱変形量の差を小さくできるので、後述する高精度なウエーハ保持盤３０のウエーハ保持面３４ｂ〔図１（ｇ）〕の形状を維持することができ、高平坦度のウエーハ研磨加工が可能となる。このようにウエーハ保持盤本体３０ａの材料の線熱膨張係数は１×１０-5／℃以下であることが望ましく、さらにウエーハ保持盤本体３０ａの材質としては、例えば、炭化けい素（ＳｉＣ）の焼結体（セラミックス）であることが好ましい。以下、ウエーハ保持盤本体３０ａの材質として炭化けい素を用いた例を説明する。
【００３８】
上記ウエーハ保持盤本体３０ａには真空吸着するための吸着孔本体３２ａが設けられているが、この吸着孔本体３２ａの孔径は０．１〜０．３ｍｍ程度が好ましい。
【００３９】
次に、上記したウエーハ保持盤本体３０ａのウエーハ保持面本体３４ａに樹脂膜３０ｂを被覆する〔図１（ｂ）、図２のサブステップ１００ｂ〕。本発明で使用する樹脂膜３０ｂは特に限定するものではないが、例えば、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂からなる群から選択される１種を用いることができる。上記した樹脂の中でもエポキシ樹脂が、本発明のウエーハ保持盤の作製方法で要求される熱硬化後の皮膜物性である硬度、機械的強度、線膨張係数等の要求を充分に満足することができる。以下、樹脂膜３０ｂとしてエポキシ樹脂を用いた例を説明する。
【００４０】
また、このような樹脂膜３０ｂをウエーハ保持盤本体３０ａに被覆する方法は、種々の方法が考えられるが、以下の例では、ウエーハ保持盤本体３０ａの表面に樹脂を塗布する場合を説明する。
【００４１】
先ず、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）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。樹脂塗布用治具の上にウエーハ保持盤本体３０ａをウエーハ保持面本体３４ａを上にして載置し、塗布量調整板をセットした後、ウエーハ保持面本体３４ａの上に熱硬化性樹脂を流し込む。
【００４２】
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、厚さの均一な樹脂膜３０ｂを形成する。ウエーハ保持盤本体３０ａのウエーハ保持面本体３４ａを被覆する樹脂膜３０ｂの厚さは０．１〜３ｍｍであることが望ましい。このように、樹脂膜３０ｂの厚さを３ｍｍ以下にするとウエーハ保持盤本体３０ａの剛性を低下させることがないので、より高精度なウエーハ研磨加工を行うことができ、０．１ｍｍ以上にすると高い平坦度が得られる。
【００４３】
上記した樹脂を塗布したウエーハ保持盤本体３０ａを樹脂塗布用治具と共に電気加熱炉に設置し、樹脂膜３０ｂの全体を熱硬化させる。
【００４４】
次いで、該樹脂膜３０ｂにおける上記ウエーハ保持盤本体３０ａの吸着孔本体３２ａに対応する部分を、ドリルを用い機械的に開穿し、吸着孔部３２ｂを形成する〔図１（ｃ）、図２のサブステップ１００ｃ〕。
【００４５】
上記した手順により、ウエーハ保持面本体３４ａを樹脂膜３０ｂで被覆し、ウエーハ保持面３４ｂを形成したウエーハ保持盤基体３０Ａが作成される（図２のステップ１００）。なお、上記樹脂膜３０ｂの形成は、一例であり他の方法により形成しても良い。
【００４６】
本発明のウエーハ保持盤の作製方法では、このように形成されたウエーハ保持面３４ｂを後述する研磨装置の研磨布に倣わせる時の処理（面出し加工）に特徴があるが、その処理の態様についてさらに説明する。
【００４７】
本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第１の態様においては、図１（ｄ）に示すように上記樹脂膜３０ｂが形成されたウエーハ保持盤基体３０Ａの吸着孔３２に充填材３６を充填して、ウエーハ保持面３４ｂの処理（面出し加工）を行う（図２のステップ１０２）点に特徴がある。
【００４８】
つまり、上述したようにウエーハ保持盤基体３０Ａを作成した後、吸着孔３２に充填材３６を充填する〔図１（ｄ）、図２のサブステップ１０２ａ〕。充填材３６の材質は特に限定するものではないが、樹脂膜３０ｂと同等の性質を持つ材料が好ましい。樹脂膜３０ｂがエポキシ樹脂の場合、針状に成形したエポキシ樹脂や熱硬化させる前のエポキシ樹脂を吸着孔３２に詰め、自然乾燥させる等して吸着孔３２に充填材３６を挿入し、吸着孔３２を塞いだ状態でウエーハ保持面３４ｂの面出し加工を行う〔図１（ｅ）、図２のサブステップ１０２ｃ〕。
【００４９】
面出し加工は、ウエーハを研磨する研磨装置又はウエーハを研磨する装置と同等の装置を用い外段取りで加工を行い最終的にウエーハ保持面３４ｂの研磨加工をすればよいが、はじめに樹脂膜３０ｂで被覆したウエーハ保持盤本体３０ａ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膜３０ｂの表面を研削し面修正を行う工程を入れても良い（図２のサブステップ１０２ｂ）。またその後洗浄工程を入れても良い。
【００５０】
ラッピング条件としては、特に限定するものではないが、片面ラップ装置を用い、ラッピング装置のウエーハ保持盤部分に、上記樹脂膜を形成したウエーハ保持盤をセットし、その保持面をラッピングする。
【００５１】
このようにラッピング修正を終わったウエーハ保持盤本体を、例えば、ウエーハを研磨する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膜の表面を研磨し面修正を行う。この時、ウエーハを研磨する装置と同等の装置を用い外段取りで加工しても良い。
【００５２】
この時用いるウエーハ研磨装置は特に限定するものではないが、例えば、図９に示すような装置を用いることができる。図９は本発明のウエーハの研磨方法で用いるウエーハ研磨装置の一例を示す概略説明図である。
【００５３】
図９において、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に装着したウエーハ保持盤３０と研磨剤供給管１６から成っている。
【００５４】
定盤１２の上面には研磨布１２ａが貼付してある。定盤１２は回転軸１８により所定の回転速度で回転される。該研磨布１２ａ上に研磨剤供給管１６から研磨剤１６ａが供給される。
【００５５】
そして、ウエーハ保持盤３０は、図１１に示すようにウエーハ保持面３４ｂに穿設された多数の吸着孔３２を介して真空吸着等によりそのウエーハ保持面３４ｂにウエーハＷを保持し研磨することができるようになっている。
【００５６】
なお、研磨ヘッド１４は裏板２０及び外カバー２２を有しており、裏板２０とウエーハ保持盤３０とによって真空部２４が形成されている。２６は該真空部２４を密封するように裏板２０及び外カバー２２の下端部に設けられた弾性シート（ゴムシート）である。該真空部２４には吸引路２８が挿通されている。裏板２０と外カバー２２とによって加圧部３１が形成され、該加圧部３１には加圧空気供給路３３が挿通されている。
【００５７】
本発明のウエーハ保持盤の作製方法（特に面出し加工）では、図１０に示すように、図９に示した研磨装置１０でウエーハＷを保持しない状態で予めウエーハ保持盤基体３０Ａのウエーハ保持面３４ｂを加工する。なお、図１０において図９と同一部材は同一符号で示されている。
【００５８】
ウエーハ保持盤基体３０Ａを、回転軸１４ａをもつ研磨ヘッド１４に装着し、研磨ヘッド１４により回転させると同時に所定の荷重で研磨布１２ａにウエーハ保持盤基体３０Ａを押し付ける。研磨剤供給管１６から所定の流量（ウエーハを研磨する時と同条件が好ましい）で研磨布１２ａ上に研磨剤１６ａを供給し、この研磨剤１６ａがウエーハ保持盤３０のウエーハ保持面３４ｂと研磨布１２ａの間に供給されることによりウエーハ保持面３４ｂを形成する樹脂膜３０ｂが研磨される。
【００５９】
このような研磨後、ウエーハ保持面３４ｂを充分洗浄してウエーハ保持盤３０を完成させ、吸着孔３２から充填材３６を取り除く〔図１（ｆ）、図２のサブステップ１０２ｄ〕。充填材３６は、例えば、ウエーハ保持盤３０の裏側からエアブローしたり、水ブローしたりすることにより除去できる。
【００６０】
以上のように、ウエーハ保持盤３０の樹脂膜３０ｂの表面、即ちウエーハ保持面３４ｂを、吸着孔３２に充填材３６を充填した状態で、先ずラッピング加工によって面修正し（図２のステップ１０２ｂ）、次いで研磨装置の定盤上で研磨加工修正すること（図２のステップ１０２ｃ）で、より高精度な保持盤本体の保持面形状を形成することができる〔図１（ｇ）、図２のステップ１０４〕。この研磨用ウエーハ保持盤３０を使用することによって平坦度の高いウエーハ研磨加工が可能となる。
【００６１】
上記した本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第１の態様においては、ウエーハ保持面３４ｂの面出し加工時の研磨圧力について特別の限定はなく、樹脂膜３０ｂの研磨量等により若干の研磨条件を工夫する必要があるが、通常はウエーハを研磨する時の研磨圧力（研磨条件）と同等の研磨圧力（研磨条件）を適用すればよい。
【００６２】
続いて、本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第２の態様について述べる。図３は本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第２の態様の工程順を模式的に示す説明図であり、図４は同上の工程順を示すフローチャートである。本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第２の態様は、上述した第１の態様とはウエーハ保持面３４ｂの面出し加工の手法が異なる（図４のステップ１０２Ａ）が、ウエーハ保持盤基体３０Ａの作成手順（図４のステップ１００）は同一であるので、相違する手順についてのみ説明し、同一手順についての再度の説明は省略する。
【００６３】
本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第２の態様の特徴は、ウエーハ保持面３４ｂの面出し加工において、充填材３６を吸着孔３２に充填することなく、換言すれば吸着孔３２を開口したままの状態でウエーハ保持面３４ｂの面出し加工（研磨）を行い、その面出し研磨時の研磨圧力をウエーハの研磨加工時の研磨圧力より低くする点にある〔図３（ｅ１）、図４のサブステップ１０２ｃ１〕。
【００６４】
具体的に言えば、ウエーハを研磨する時の研磨圧力が、例えば、４００ｇ／ｃｍ2（４０ｋＰａ）であれば、面出し加工時の研磨圧力は４００ｇ／ｃｍ2より低くし、また前者が２００ｇ／ｃｍ2（２０ｋＰａ）であれば、後者は２００ｇ／ｃｍ2より低くすればよい。
【００６５】
上記面出し加工（研磨）時の研磨圧力をウエーハの研磨加工時の研磨圧力の９０％〜１０％で実施すると良く、３００ｇ／ｃｍ2以下にすることが好ましい。このような研磨圧力範囲で面出し研磨を行えば、研磨効率が良く、吸着孔３２付近の形状の悪化が防止でき、ウエーハ保持面３４ｂの面状態も良好となる。
【００６６】
さらに、本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第３の態様について述べる。図５は本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第３の態様の工程順を示すフローチャートである。本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第３の態様は、前述した第１の態様とはウエーハ保持面３４ｂの面出し加工における研磨圧力が限定されている点で異なる（図５のステップ１０２Ｂ）のみであり、その相違点についてのみ説明し、同一手順についての説明は省略する。
【００６７】
本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第３の態様の特徴は、ウエーハ保持面３４ｂの面出し加工において、第１の態様と同様に、充填材３６を吸着孔３２に充填して面出し加工（研磨）を行うが、その面出し研磨時の研磨圧力をウエーハの研磨加工時の研磨圧力以下に限定した点にある（図５のサブステップ１０２ｃ２）。
【００６８】
具体的に言えば、ウエーハを研磨する時の研磨圧力が、例えば、４００ｇ／ｃｍ2（４０ｋＰａ）であれば、面出し加工時の研磨圧力は４００ｇ／ｃｍ2以下とし、また前者が２００ｇ／ｃｍ2（２０ｋＰａ）であれば、後者は２００ｇ／ｃｍ2以下とすればよい。
【００６９】
次いで、本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第４及び第５の態様について述べる。図６は本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第４の態様の工程順を示すフローチャートである。本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第４の態様は、前述した第２の態様とはウエーハ保持面３４ｂの面出し加工における研磨圧力を複数段階に変化させる点で異なる（図６のステップ１０２Ｃ）のみであり、その相違点についてのみ説明する。
【００７０】
本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第４の態様の特徴は、ウエーハ保持面３４ｂの面出し加工において、第２の態様と同様に、充填材３６を吸着孔３２に充填することなく、吸着孔３２を開口したままでウエーハ保持面３４ｂの面出し加工（研磨）を行うが、その面出し研磨時の研磨圧力をウエーハの研磨加工時の研磨圧力以下とするとともに少なくとも２段階に変えて研磨加工を行う点にある（図６のサブステップ１０２ｃ３）。
【００７１】
図７は本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第５の態様の工程順を示すフローチャートである。本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第５の態様は、前述した第３の態様とはウエーハ保持面３４ｂの面出し加工における研磨圧力を複数段階に変化させる点で異なる（図７のステップ１０２Ｄ）のみであり、その相違点についてのみ説明する。
【００７２】
本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第５の態様の特徴は、ウエーハ保持面３４ｂの面出し加工において、第３の態様と同様に、充填材３６を吸着孔３２に充填して面出し加工（研磨）を行うが、その面出し研磨時の研磨圧力をウエーハの研磨加工時の研磨圧力以下とするとともに少なくとも２段階に変えて研磨加工を行う点にある（図７のサブステップ１０２ｃ４）。
【００７３】
上述した第４及び第５の態様に示すように、研磨圧力を２段階以上に変化させて処理することによって、ウエーハ保持面をさらに良好な面状態とすることができる。例えば、ウエーハを研磨する時の研磨圧力が４００ｇ／ｃｍ2（４０ｋＰａ）であれば、面出し加工時の研磨圧力ははじめに４００ｇ／ｃｍ2とウエーハを研磨する時と同じ研磨圧力で吸着面全体の形状を作りこみ、次に、例えば２００ｇ／ｃｍ2程度（約半分）の研磨圧力に変え、吸着孔付近の形状の作りこみを行うように面出し研磨を行えば良い。このように、研磨圧力を２段階以上に変化させる場合、最終的に面出し研磨の研磨圧力をウエーハの研磨圧力より低くすることが必要である。
【００７４】
上記した第１〜第５の態様において説明したように、ウエーハ保持面の樹脂膜を研磨処理することによって、研磨布に倣わせたウエーハ保持盤を作製することができる。
【００７５】
引き続いて、本発明のウエーハの研磨方法について説明する。図８は本発明のウエーハの研磨方法の工程順を示すフローチャートである。まず、上述した本発明のウエーハの保持盤の作製方法によって作製したウエーハ保持盤を準備する（ステップ２００）。次いで、そのウエーハ保持盤を研磨装置にセットし（ステップ２０２）、ウエーハを研磨する（ステップ２０４）。この研磨装置としては、前述したウエーハ保持盤の樹脂膜を研磨する際に用いられる研磨装置または同等の装置が適用可能である。
【００７６】
つまり、本発明のウエーハの研磨方法で用いる研磨装置は、前述した図９に示したような装置を用いる。ウエーハの研磨では、回転軸１４ａをもつ研磨ヘッド１４に装着されたウエーハ保持盤３０のウエーハ保持面３４ｂにウエーハＷを真空吸着等により保持する。このウエーハＷは、研磨ヘッド１４により回転させられると同時に所定の荷重で研磨布１２ａに押し付けられる。研磨剤１６ａの供給は研磨剤供給管１６から所定の流量で研磨布１２ａ上に供給し、この研磨剤１６ａがウエーハＷと研磨布１２ａの間に供給されることによりウエーハＷが研磨される。
【００７７】
本発明のウエーハ保持盤の作製方法によって作製した本発明のウエーハ保持盤３０には裏板２０がセットされ、吸着孔３２はウエーハ保持盤本体３０ａと裏板２０の間にある真空部２４を経て吸引路２８から不図示の真空装置につながり、真空の発生によってウエーハ保持面３４ｂにウエーハＷを吸着保持するようになっている。
【００７８】
研磨ヘッド１４は、その外カバー２２の内部に加圧部３１を設け、弾性シート（ゴムシート）２６を介してウエーハ保持盤３０を気密に保持している。加圧部３１は加圧空気供給路３３を経て空気圧縮機（不図示）につながっている。そしてウエーハＷをウエーハ保持面３４ｂ上の樹脂膜３０ｂの表面に真空吸着保持しているウエーハ保持盤３０に回転あるいは揺動を与えると同時にウエーハ保持盤３０の背面を空気により加圧して、ウエーハ保持盤３０に吸着保持されたウエーハＷを研磨布１２ａに押し付けてウエーハＷの研磨を行う。
【００７９】
【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。
【００８０】
なお、以下の実施例及び比較例で用いる研磨装置は図９に示す形態のもので、特にウエーハ保持盤本体は、厚さ３０ｍｍの炭化けい素（ＳｉＣ）盤（熱膨張係数４×１０-6／℃）を用い、これに樹脂膜を被覆し、ウエーハ保持盤基体を作成した。樹脂膜は熱硬化性エポキシ樹脂を用い、上記実施の形態で説明した方法で作製した。作製した樹脂膜の厚さは１．５ｍｍである。このウエーハ保持盤基体には、直径０．２５ｍｍの吸着孔が８ｍｍ間隔でワーク保持面の全体に形成されている。この条件はすべての実施例及び比較例で共通である。
【００８１】
（実施例１及び比較例１）
（ウエーハ保持面の面出し加工）
上記したウエーハ保持盤基体を用い、そのウエーハ保持面の処理を行った。まず、ウエーハ保持盤基体の吸着孔に充填材を充填した。この充填処理は、熱硬化させる前のエポキシ樹脂を吸着孔に詰め、自然乾燥させることによって行った。
【００８２】
面出し加工として、ラッピング加工及び研磨加工を行った。ラッピング処理は、片面ラッピング装置に上記ウエーハ保持盤基体をセットし、緑色炭化けい素系のラップ剤（株式会社フジミインコーポレーテッド社製ＧＣ＃２４０）を用いウエーハ保持面（樹脂膜）を２００μｍ除去した。この条件は以下のすべての実施例及び比較例で共通である。
【００８３】
次にウエーハ保持面の研磨処理を行い、ウエーハ保持面（樹脂膜）を４０μｍ研磨した。面出し加工の研磨条件は、研磨圧力を４００ｇ／ｃｍ2、研磨相対速度を５０ｍ／ｍｉｎ、研磨布として不織布系研磨布（アスカーＣ硬度９０）を、研磨剤としてコロイダルシリカ及びクリスタルシリカを含有するアルカリ溶液（ｐＨ１１．０）を用いた。研磨終了後、充填材をエアブローにより吸着孔から除去し、ウエーハ保持盤を作製した（実施例１）。
。
【００８４】
ウエーハ保持盤基体の吸着孔にエポキシ樹脂の充填材を充填しないこと以外は実施例１と同様にしてウエーハ保持盤を作製した（比較例１）。
【００８５】
実施例１及び比較例１で作製したウエーハ保持盤について、吸着孔付近の形状を触針式の粗さ測定器（例えばＰｅｒｐｈｅｎ社製Ｐｅｒｔｈｏｍｅｔｅｒ Ｓ６Ｐ）を用いて測定し、その結果を図１２に示した。
【００８６】
図１２から明らかなように、比較例１では、吸着孔の周り約０．５から１ｍｍの範囲でだれていることがわかる。これは吸着孔（直径０．２５ｍｍ）の大きさが、ウエーハ保持部分で直径１．２５〜２．２５ｍｍ程度に広がっていることを意味する。これに対し、本発明の方法（実施例１）ではほとんど平らであり、吸着孔（直径０．２５ｍｍ）をそのまま維持していることがわかる。
【００８７】
（ウエーハの研磨）
実施例１及び比較例１によって作製したウエーハ保持盤を図９に示した構造の研磨装置のウエーハ保持盤としてそれぞれセットし使用した。ウエーハはシリコンウエーハ、直径 ２００ｍｍ、厚さ７３５μｍのものを用いた。
【００８８】
ウエーハの研磨は、研磨圧力を４００ｇ／ｃｍ2、研磨相対速度を１００ｍ／ｍｉｎ、研磨加工代を９μｍ、研磨布として不織布系研磨布（アスカーＣ硬度９０）を、研磨剤としてコロイダルシリカ含有アルカリ溶液（ｐＨ１０．８）を用いて行った。
【００８９】
研磨した後、ウエーハ表面のナノトポグラフィーについて評価した。ナノトポグラフィーは、ＡＤＥ ＰｈａｓｅＳｈｉｆｔ社製Ｎａｎｏｍａｐｐｅｒ（２ｍｍ×２ｍｍ角のエリア）で測定し、その結果を図１３に示す。
【００９０】
図１３において、横軸は２ｍｍ×２ｍｍの各エリアで評価した時のウエーハ表面の凹凸の高低差（ＰＶ値）であり、縦軸はそのＰＶ値以上のエリアの存在率（％）である。
【００９１】
図１３から明らかなように、実施例１のウエーハ保持盤で研磨したウエーハは比較例１のウエーハ保持盤を用い研磨したウエーハに比べナノトポグラフィーが改善されていることがわかる。実施例１のウエーハ保持盤で研磨した場合、ウエーハ面内のほとんどのエリアのＰＶ値が２０ｎｍ以下であり、好ましいウエーハであることが判明した。
【００９２】
なお、表１に示したように、本発明の研磨条件ではナノトポグラフィーのＰＶ値の最大値は実施例１のウエーハ保持盤で研磨した場合、約２８ｎｍであり、比較例１のウエーハ保持盤で研磨した場合の約５１ｎｍと比較して半減している。
【００９３】
【表１】
（比較例２）
面出し研磨の研磨圧力を２００ｇ／ｃｍ2、ウエーハの研磨圧力を２００ｇ／ｃｍ2とした以外は比較例１と同様にウエーハ保持盤を作製し、またウエーハの研磨も同様に行った。
【００９５】
本比較例のウエーハ保持盤においては、比較例１のウエーハ保持盤よりは吸着孔の周りのだれは小さくなっていた。しかし、本比較例のウエーハ保持盤でウエーハを研磨したところ、表１に示したごとく、ナノトポグラフィーのＰＶ値の最大値は４２ｎｍとあまり改善されていなかった。
【００９６】
本比較例の結果から、面出し研磨の研磨圧力を低くするほど、ナノトポグラフィーは改善される傾向にあるが、面出し研磨の圧力を制御しただけでは不十分であることが判明した。
【００９７】
(実施例２)
ウエーハ保持盤基体の吸着孔に充填材を充填しない状態で、面出し研磨の研磨圧力を２００ｇ／ｃｍ2とした以外は実施例１と同様にしてウエーハ保持盤を作製した。
【００９８】
作製したウエーハ保持盤の吸着孔付近の形状を観察した結果、わずかにだれは見られるものの吸着孔の周りはほとんど平らであった。
【００９９】
また、この作製したウエーハ保持盤を用い、ウエーハを研磨した。ウエーハの研磨条件は実施例１のウエーハ保持盤を用いウエーハを研磨したときと同様（ウエーハの研磨圧力＝４００ｇ／ｃｍ2）とした。
【０１００】
つまり、本実施例は、面出し研磨の研磨圧力をウエーハの研磨圧力（４００ｇ／ｃｍ2）の半分（２００ｇ／ｃｍ2）にした例である。
【０１０１】
このような条件でウエーハ保持盤を作製し、これを用いて研磨した場合、表１に示したごとく、ウエーハのナノトポグラフィーのＰＶ値の最大値は２９ｎｍと、面出し研磨の研磨圧力を２００ｇ／ｃｍ2、ウエーハの研磨圧力を２００ｇ／ｃｍ2とした比較例２に比べ改善されていることが判明した。
【０１０２】
通常、面出し研磨の絶対的な研磨圧力を低下させれば、吸着孔付近の悪化が防止されると考えられるが、それだけでは不十分でナノトポグラフィーを改善するには面出し研磨時の研磨圧力と、ウエーハの研磨圧力の関係が重要であることがわかる。
【０１０３】
（比較例３）
面出し研磨の研磨圧力を４００ｇ／ｃｍ2、ウエーハの研磨圧力を２００ｇ／ｃｍ2とした以外は比較例１と同様にしてウエーハ保持盤を作製し、ウエーハの研磨も同様に行った。つまり、面出し研磨の研磨圧力（４００ｇ／ｃｍ2）をウエーハ研磨圧力（２００ｇ／ｃｍ2）の倍にして処理した。
【０１０４】
作製したウエーハ保持盤の吸着孔付近の形状を観察した結果、比較例１と同様に吸着孔の周りが約０．５から１ｍｍ程度の範囲でだれていた。
【０１０５】
この作製したウエーハ保持盤を用い、ウエーハを研磨した後、そのウエーハ表面のナノトポグラフィーについて評価した。本比較例のウエーハ保持盤を用いて研磨した場合、表１に示したごとく、ウエーハのナノトポグラフィーのＰＶ値の最大値は３９ｎｍであった。
【０１０６】
この測定結果からウエーハの研磨圧力が低いのでナノトポグラフィーの悪化は若干は改善されるものの十分ではないことがわかった。
【０１０７】
（実施例３）
ウエーハ保持盤基体の吸着孔に充填材を充填しない状態で、面出し研磨の研磨圧力を２段階に変化させて面出し加工を実施した。つまり、ウエーハ保持盤基体の面出し研磨を、はじめにウエーハ研磨圧力と同等の研磨圧力（本実施例では４００ｇ／ｃｍ2）で実施し、次いで研磨圧力を２００ｇ／ｃｍ2に低下させて研磨し、ウエーハ保持盤を作製した。
【０１０８】
次に、この作製したウエーハ保持盤を用い、ウエーハの研磨処理を行った。ウエーハの研磨条件は、実施例１と同様（研磨圧力４００ｇ／ｃｍ2）とした。
【０１０９】
作製したウエーハ保持盤の吸着孔付近の形状を観察した結果、わずかにだれは見られるものの吸着孔の周りはほとんど平らであった。
【０１１０】
この作製したウエーハ保持盤を用いてウエーハを研磨した場合、表１に示したごとく、ウエーハのナノトポグラフィーのＰＶ値の最大値は２７ｎｍと良好であった。
【０１１１】
この測定結果から、ウエーハ保持盤基体の面出し研磨を行う場合、面出し研磨の最終的な研磨圧力がウエーハのナノトポグラフィーに特に影響していることが考えられる。
【０１１２】
このように吸着孔に充填材を充填しなくても、面出し研磨時の研磨圧力と、ウエーハの研磨圧力の関係を考慮することである程度のナノトポグラフィーの改善は可能である。この場合、面出し研磨時の研磨圧力及びウエーハの研磨圧力のみで制御する場合、工程としては少ないため簡便に実施できるという利点がある。
【０１１３】
（実施例４）
吸着孔に充填材を充填した状態で、面出し研磨の研磨圧力をウエーハ研磨圧力より低くした例を示す。
【０１１４】
あらかじめウエーハ保持盤基体の吸着孔に実施例１と同様の充填材を充填して、更に実施例３と同様に面出し研磨時の研磨圧力をウエーハの研磨圧力より低く（本実施例では３００ｇ／ｃｍ2）し、ウエーハ保持盤の作製を行った。この場合も吸着孔の周りはほとんど平らであり、吸着孔（直径０．２５ｍｍ）をそのまま維持しており同じ効果が得られた。
【０１１５】
作製したウエーハ保持盤を用い、実施例１と同様の条件でウエーハを研磨したところ、表１に示したごとく、ウエーハのナノトポグラフィーのＰＶ値の最大値は約２５ｎｍと良好な面状態であった。
【０１１６】
面出し研磨時の研磨圧力及びウエーハの研磨圧力のみで制御する場合、工程としては少ないため簡便に実施できるという利点はあるものの、それぞれの研磨圧力をどの程度にすればよいか等の予備実験等が必要な場合もある。またウエーハ又はウエーハ保持盤の保持面を研磨する場合、研磨圧力が高ければ研磨能力も高いため好ましい場合もあり、このような高圧力条件、またはその他の研磨条件に影響されず確実にナノトポグラフィーを改善するには充填材の充填を併用することが好ましい。充填材の充填を行い面出し研磨を行えば、研磨条件等の影響も少なく簡便に良好なウエーハ保持盤のウエーハ保持面を形成できる。
【０１１７】
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。
【０１１８】
例えば、本実施例では製品を研磨する研磨圧力を４００ｇ／ｃｍ2の条件を中心に説明したが、研磨圧力やその他の研磨条件等は任意である。現状用いられている研磨装置及び研磨剤等の条件では、面出し加工の研磨圧力は１００〜３００ｇ／ｃｍ2程度、ウエーハの研磨圧力は２００〜５００ｇ／ｃｍ2程度が好ましい。また、面出し加工のラッピング工程は必ずしも入れる必要が無い。なお、本実施例の形態で充填材を充填する場合、ラッピング処理（例えば図２のサブステップ１０２ｂ）の前に実施していたが、これはラッピング処理後、研磨前（例えば図２のサブステップ１０２ｃの前）に実施しても良い。
【０１１９】
さらに、上記のようなウエーハ保持盤の面出し加工は、ウエーハを研磨する前に行うのが通常であるが、ウエーハを研磨するにつれ、研磨布の経時変化が起こることもあるので、これに対応させ、面出し加工をやり直す等しても良い。この場合も本発明のウエーハ保持盤の作製方法を適用して行うと良い。
【０１２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高精度のウエーハ保持面を有する研磨用ウエーハ保持盤が提供される。従って、このウエーハ保持盤を備えた研磨装置を用いてウエーハの研磨加工を行えば、優れた平坦度とうねりのない表面を持ったウエーハを作製することが出来る。特に、ウエーハが、本発明の研磨用ウエーハ保持盤を用いて研磨加工された半導体ウエーハの場合は、ナノトポグラフィーも改善され、高集積デバイス工程でのＣＭＰにおける研磨不良を低減することが可能であり、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】 本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第１の態様の工程順を模式的に示す説明図である。
【図２】 本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第１の態様の工程順を示すフローチャートである。
【図３】 本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第２の態様の工程順を模式的に示す説明図である。
【図４】 本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第２の態様の工程順を示すフローチャートである。
【図５】 本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第３の態様の工程順を示すフローチャートである。
【図６】 本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第４の態様の工程順を示すフローチャートである。
【図７】 本発明のウエーハ保持盤の作製方法の第５の態様の工程順を示すフローチャートである。
【図８】 本発明のウエーハの研磨方法の工程順を示すフローチャートである。
【図９】 本発明のウエーハの研磨方法で用いるウエーハ研磨装置の一例を示す概略説明図である。
【図１０】 図９に示したウエーハ研磨装置でウエーハを保持しない状態を示す概略説明図である。
【図１１】 本発明のウエーハ保持盤の作製方法によって作製したウエーハ保持盤のウエーハ保持面の１例を示す平面図である。
【図１２】 実施例１及び比較例１において作製したウエーハ保持盤の吸着孔付近の形状変化を示すグラフである。
【図１３】 実施例１及び比較例１において研磨したウエーハのナノトポグラフィーを示すグラフである。
【符号の説明】
１０：研磨装置、１２：定盤、１２ａ：研磨布、１４：研磨ヘッド、１４ａ：回転軸、１６：研磨剤供給管、１６ａ：研磨剤、１８：回転軸、２０：裏板、２２：外カバー、２４：真空部、２８：吸引路、３０：ウエーハ保持盤、３０Ａ：ウエーハ保持盤基体、３０ａ：ウエーハ保持盤本体、３０ｂ：樹脂膜、３１：加圧部、３２：吸着孔、３２ａ：吸着孔本体、３２ｂ：吸着孔部、３３：加圧空気供給路、３４ａ：ウエーハ保持面本体、３４ｂ：ウエーハ保持面、３６：充填材、Ｗ：ウエーハ。
Claims (13)
- ウエーハを研磨するに際し当該ウエーハをウエーハ保持面に真空吸着保持することができるようにしたウエーハ保持盤の作製方法であって、多数の吸着孔本体を有するウエーハ保持盤本体のウエーハ保持面本体を樹脂膜で被覆して該樹脂膜表面をウエーハ保持面とするとともに該吸着孔本体に連通する吸着孔部を該樹脂膜に開穿して多数の吸着孔を有するウエーハ保持盤基体を作成する工程と、該ウエーハ保持盤基体の吸着孔に充填材を充填した状態で該樹脂膜の研磨加工を行って該ウエーハ保持面の面出し加工を行い、該ウエーハ保持面の調整を行う工程と、からなることを特徴とするウエーハ保持盤の作製方法。
- ウエーハを研磨するに際し当該ウエーハをウエーハ保持面に真空吸着保持することができるようにしたウエーハ保持盤の作製方法であって、多数の吸着孔本体を有するウエーハ保持盤本体のウエーハ保持面本体を樹脂膜で被覆して該樹脂膜表面をウエーハ保持面とするとともに該吸着孔本体に連通する吸着孔部を該樹脂膜に開穿して多数の吸着孔を有するウエーハ保持盤基体を作成する工程と、ウエーハを研磨する時の研磨圧力より低い圧力で該樹脂膜の研磨加工を行って該ウエーハ保持面の面出し加工を行い、該ウエーハ保持面の調整を行う工程と、からなることを特徴とするウエーハ保持盤の作製方法。
- 前記ウエーハ保持盤の樹脂膜を研磨加工するにあたり、研磨圧力を３００ｇ／ｃｍ2（３０ｋＰａ）以下とすることを特徴とする請求項２記載のウエーハ保持盤の作製方法。
- ウエーハを研磨するに際し当該ウエーハをウエーハ保持面に真空吸着保持することができるようにしたウエーハ保持盤の作製方法であって、多数の吸着孔本体を有するウエーハ保持盤本体のウエーハ保持面本体を樹脂膜で被覆して該樹脂膜表面をウエーハ保持面とするとともに該吸着孔本体に連通する吸着孔部を該樹脂膜に開穿して多数の吸着孔を有するウエーハ保持盤基体を作成する工程と、該ウエーハ保持盤基体の吸着孔に充填材を充填した状態とするとともにウエーハを研磨する時の研磨圧力以下の圧力で該樹脂膜の研磨加工を行って該ウエーハ保持面の面出し加工を行い、該ウエーハ保持面の調整を行う工程と、からなることを特徴とするウエーハ保持盤の作製方法。
- ウエーハを研磨するに際し当該ウエーハをウエーハ保持面に真空吸着保持することができるようにしたウエーハ保持盤の作製方法であって、多数の吸着孔本体を有するウエーハ保持盤本体のウエーハ保持面本体を樹脂膜で被覆して該樹脂膜表面をウエーハ保持面とするとともに該吸着孔本体に連通する吸着孔部を該樹脂膜に開穿して多数の吸着孔を有するウエーハ保持盤基体を作成する工程と、ウエーハを研磨する時の研磨圧力以下の圧力で該樹脂膜の研磨加工を行って該ウエーハ保持面の面出し加工を行い、該ウエーハ保持面の調整を行う工程と、からなり、該ウエーハ保持盤の樹脂膜を研磨加工するにあたり、研磨圧力を少なくとも２段階に変えて研磨加工することを特徴とするウエーハ保持盤の作製方法。
- ウエーハを研磨するに際し当該ウエーハをウエーハ保持面に真空吸着保持することができるようにしたウエーハ保持盤の作製方法であって、多数の吸着孔本体を有するウエーハ保持盤本体のウエーハ保持面本体を樹脂膜で被覆して該樹脂膜表面をウエーハ保持面とするとともに該吸着孔本体に連通する吸着孔部を該樹脂膜に開穿して多数の吸着孔を有するウエーハ保持盤基体を作成する工程と、該ウエーハ保持盤基体の吸着孔に充填材を充填した状態とするとともにウエーハを研磨する時の研磨圧力以下の圧力で該樹脂膜の研磨加工を行って該ウエーハ保持面の面出し加工を行い、該ウエーハ保持面の調整を行う工程と、からなり、該ウエーハ保持盤の樹脂膜を研磨加工するにあたり、研磨圧力を少なくとも２段階に変えて研磨加工することを特徴とするウエーハ保持盤の作製方法。
- ウエーハを研磨する研磨装置を用いて前記樹脂膜の研磨加工を行うことによって前記ウエーハ保持面の面出し加工を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のウエーハ保持盤の作製方法。
- 遊離砥粒を用いたラッピング加工を行い、次いで前記樹脂膜の研磨加工を行うことによって前記ウエーハ保持面の面出し加工を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載のウエーハ保持盤の作製方法。
- 前記樹脂膜を構成する樹脂が、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、及びフェノール樹脂からなる群から選択される１種であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載のウエーハ保持盤の作製方法。
- 前記樹脂膜の厚さが０．１〜３ｍｍであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載のウエーハ保持盤の作製方法。
- 前記吸着孔本体の孔径が、０．１〜０．３ｍｍであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項記載のウエーハ保持盤の作製方法。
- 前記ウエーハ保持盤本体のウエーハ保持面本体に熱硬化性樹脂膜を形成し、その後該樹脂膜に機械的に吸着孔部を形成することによって、前記吸着孔部を有する樹脂膜を作成することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項記載のウエーハ保持盤の作製方法。
- 請求項１〜１２のいずれか１項に記載したウエーハ保持盤の作製方法によって作製されたウエーハ保持盤と研磨布とを備えた研磨装置を用い、該ウエーハ保持盤のウエーハ保持面にウエーハの裏面を真空吸着保持せしめ、次いで該ウエーハを該研磨布に接触させて該ウエーハの表面を研磨することを特徴とするウエーハの研磨方法。
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