JP3935756B2 - ウエーハの両面研磨装置及び両面研磨方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、両面研磨装置を用いてウエーハを研磨する際に、経時的に変化するウエーハの品質を安定して維持することができる研磨装置及び研磨方法に関し、特に、ウエーハの表裏両面を同時に研磨する両面研磨装置の少なくとも上定盤の形状を制御することによって、研磨されるウエーハ形状を制御してウエーハの研磨を行うウエーハの両面研磨装置及び両面研磨方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のウエーハの製造方法として、シリコンウエーハの製造方法を例に説明すると、先ず、チョクラルスキー法（ＣＺ法）等によってシリコン単結晶インゴットを育成し、得られたシリコン単結晶インゴットをスライスしてシリコンウエーハを作製した後、このシリコンウエーハに対して面取り、ラッピング、エッチングの各工程が順次なされ、次いで少なくともウエーハの一主面を鏡面化する研磨工程が施される。
【０００３】
このウエーハの研磨工程において、例えばシリコンウエーハの両面を研磨する場合に、両面研磨装置が用いられることがある。この両面研磨装置としては、通常、中心部のサンギヤと外周部のインターナルギヤの間にウエーハを保持するキャリアプレートが配置された遊星歯車構造を有するいわゆる４ウェイ方式の両面研磨装置が用いられている。
【０００４】
この４ウェイ方式の両面研磨装置は、ウエーハ保持孔が形成された複数のキャリアプレートにシリコンウエーハを挿入・保持し、保持されたシリコンウエーハの上方から研磨スラリーを供給しながら、ウエーハの対向面に研磨布が貼付された上定盤および下定盤を各ウエーハの表裏面に押し付けて相対方向に回転させ、それと同時にキャリアプレートをサンギヤとインターナルギヤとによって自転および公転させることで、シリコンウエーハの両面を同時に研磨することができる。
【０００５】
また、この他の形態の両面研磨装置として、例えば、特開平１０−２０２５１１号公報に記載されているような両面研磨装置が知られている。図５にその両面研磨装置の断面概略図を示す。この両面研磨装置４１は、シリコンウエーハ４４が保持される複数のウエーハ保持孔を有するキャリアプレート４６、このキャリアプレート４６の上下方向に配置されて、シリコンウエーハ４４の表裏両面を同時に研磨する研磨布４５がウエーハ対向面に貼付された上定盤４２および下定盤４３、これらの上定盤４２および下定盤４３によって挟み込まれたキャリアプレート４６をその表面と平行な面内で運動させるキャリア運動手段（不図示）とを備えている。また、上定盤４２には、回転及び研磨荷重をかけるシリンダー４７、その荷重を上定盤４２に伝えるハウジング４８、また、このハウジング４８と上定盤４２を固定するボルト等の固定手段４９が設置されている。一方、下定盤４３には、モータ及び減速機（不図示）からの回転を下定盤に与えるシリンダー４７、定盤の荷重を支えるスラスト軸受け５０が設置されている。
【０００６】
このような両面研磨装置４１において、上定盤４２と下定盤４３の間により挟み込まれたキャリアプレート４６は、キャリア運動手段（不図示）によりキャリアホルダ５１を通して、自転をともなわない円運動、すなわち、キャリアプレート４６が自転することなく、上定盤４２と下定盤４３の回転軸から所定の距離偏心した状態を保持して旋回する一種の揺動運動をさせられる。またこのとき、シリコンウエーハ４４は、キャリアプレート４６のウエーハ保持孔内で回転可能に保持されているため、上記上定盤と下定盤を回転軸を中心にして互いに異なる回転速度や回転方向で回転させることにより、その回転速度の速い定盤の回転方向へ連れ回り（自転）させることができる。
【０００７】
したがって、シリコンウエーハを両面研磨する際に、キャリアプレートの各ウエーハ保持孔にシリコンウエーハを挿入・保持し、研磨砥粒を含むスラリーをシリコンウエーハに供給しながら、上定盤および下定盤を互いに異なる回転速度や回転方向で回転させてウエーハ自体を保持孔内で自転させつつ、キャリアプレートに自転をともなわない円運動を行なわせることにより、シリコンウエーハの表裏両面を同時にかつ均一に研磨することができる。このような形態の両面研磨装置は、大口径のウエーハでも容易に両面研磨を行うことができ、近年のウエーハの大口径化に伴い多く用いられるようになってきている。
【０００８】
しかしながら、上記のような、４ウェイ方式の両面研磨装置やキャリアプレートに自転をともなわない円運動を行なわせてウエーハの研磨を行う両面研磨装置を用いて、ウエーハを複数バッチ繰り返し研磨する場合、上下定盤に貼付された研磨布のライフや目詰まり等が影響して、研磨布の研磨能力等が経時変化してしまう。そのため、研磨バッチ数が増えるにつれて研磨されるウエーハの形状が経時的に変化してしまい、バッチ毎のウエーハ形状に相違が生じ、ウエーハの安定した品質を維持することができないという問題があった。
【０００９】
このような問題を解決するため、従来は、研磨能力等の経時変化に合わせて各種研磨条件を変化させることにより、ウエーハ形状の経時的な変化を制御してウエーハの研磨を行っている。例えば、定盤の温度等の条件を変化させることにより、定盤の形状自体を変形させて、ウエーハの形状を制御する方法がある。この方法は、温度変化により変形する材質の定盤を用い、定盤内に冷却水等を流して定盤の温度を変化させる温調手段を制御し定盤形状を変形させることにより、ウエーハ形状を制御することができる。
【００１０】
しかしながら、このように定盤内に冷却水や温水等を流し定盤の温度を変化さてウエーハ形状を制御しようとしても、従来の研磨装置では各種研磨条件の変更に対する定盤変形の応答性（研磨条件の変化に対する直線性等）が悪く、研磨するウエーハのバッチ数が増加するにつれ定盤形状を正確に制御することが困難となり、ウエーハ形状をバッチ毎に安定にかつ高精度に制御することができなかった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、本発明は、研磨布のライフや目詰まり等に起因する研磨能力等の経時的な変化に対して、優れた応答性で定盤を変形させることによりウエーハ形状を制御でき、ウエーハを複数バッチ繰り返し研磨してもウエーハ形状を悪化させることなく、高精度で安定して研磨を行うことができるウエーハの両面研磨装置及び両面研磨方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、少なくとも、ウエーハ保持孔を有するキャリアプレート、研磨布が貼付された上定盤及び下定盤、及びスラリー供給手段を有し、前記ウエーハ保持孔内にウエーハを保持して、スラリーを供給しながら、前記上下定盤間でキャリアプレートを運動させて、ウエーハの表裏両面を同時に研磨する両面研磨装置において、前記上定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤと、前記キャリアプレートの各保持孔の中心を円で結んだ時の円の直径であるキャリアプレートの保持孔中心のＰＣＤとを一致させたものであることを特徴とするウエーハの両面研磨装置が提供される（請求項１）。
【００１３】
このように、少なくとも、キャリアプレート、上定盤、下定盤、及びスラリー供給手段を有し、上下定盤間でキャリアプレートを運動させて、ウエーハを研磨する両面研磨装置において、上定盤の荷重支点を円で結んだ時の円（以下、ピッチ円と言うことがある）の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤ（Ｐｉｔｃｈ Ｃｉｒｃｌｅ Ｄｉａｍｅｔｅｒ）と、キャリアプレートの各保持孔の中心を円で結んだ時の円の直径であるキャリアプレートの保持孔中心のＰＣＤとを一致させた両面研磨装置であれば、ウエーハを研磨する際の研磨条件変更に対する定盤変形の応答性を向上させることができ、容易に定盤形状を制御することができる。それによって、複数バッチのウエーハを繰り返し研磨する際に、研磨布の研磨能力等の経時的な変化に合わせて、研磨条件を適切に変更して定盤形状を制御することができ、ウエーハの形状を悪化させることなく、容易にバッチ毎のウエーハ形状を制御して研磨を行うことができる装置となる。
【００１４】
このとき、前記キャリアプレートの運動は、キャリアプレートの自転をともなわない円運動であることが好ましい（請求項２）。
このように、キャリアプレートの運動が、キャリアプレートの自転をともなわない円運動、すなわち、キャリアプレートは自転することなく、上定盤と下定盤の回転軸から所定の距離偏心した状態を保持して旋回する揺動運動であれば、キャリアプレート上の全ての点は、同じ大きさの小円の軌跡を描くことになるため、ウエーハの表裏両研磨面の全域にわたって均一に研磨を行なうことができる。
【００１５】
さらに、本発明によれば、少なくとも、ウエーハ保持孔を有する複数のキャリアプレート、該キャリアプレートを自転および公転させるためのサンギヤとインターナルギヤ、研磨布が貼付された上定盤及び下定盤、及びスラリー供給手段を有し、前記ウエーハ保持孔内にウエーハを保持して、スラリーを供給しながら、前記上下定盤間で複数のキャリアプレートを自転および公転させて、ウエーハの表裏両面を同時に研磨する両面研磨装置において、上定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤと、複数のキャリアプレートの中心を円で結んだ時の円の直径であるキャリアプレート中心のＰＣＤとを一致させたものであることを特徴とするウエーハの両面研磨装置が提供される（請求項３）。
【００１６】
このように、少なくとも、キャリアプレート、サンギヤ、インターナルギヤ、上定盤、下定盤、及びスラリー供給手段を有し、上下定盤間でキャリアプレートを自転及び公転運動させて、ウエーハを研磨する両面研磨装置において、上定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤと、複数のキャリアプレートの中心を円で結んだ時の円の直径であるキャリアプレート中心のＰＣＤとを一致させた両面研磨装置であれば、ウエーハを研磨する際の研磨条件変更に対する定盤変形の応答性を向上させることができ、容易に定盤形状を制御することができる。それによって、複数バッチのウエーハを繰り返し研磨する際に、研磨布の研磨能力等の経時的な変化に合わせて、研磨条件を適切に変更して定盤形状を制御することができ、ウエーハの形状を悪化させることなく、容易にバッチ毎のウエーハ形状を制御して研磨を行うことができる。
【００１７】
このとき、前記下定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である下定盤荷重支点のＰＣＤを、前記上定盤荷重支点のＰＣＤに一致させたものであることが好ましい（請求項４）。
このように、下定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である下定盤荷重支点のＰＣＤを、上定盤荷重支点のＰＣＤに一致させた両面研磨装置であれば、定盤形状を制御する際の応答性をさらに向上させることができ、複数バッチのウエーハを研磨する際にも、バッチ毎のウエーハ形状を高精度に制御することができる。
【００１８】
また、本発明に係るウエーハの両面研磨方法は、ウエーハを保持するウエーハ保持孔が形成されたキャリアプレートにウエーハを保持し、スラリーを供給しながら、研磨布が貼付された上定盤および下定盤の間で前記キャリアプレートを運動させて前記ウエーハの表裏両面を同時に研磨する両面研磨方法において、前記上定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤと、前記キャリアプレートに保持されたウエーハの中心を円で結んだ時の円の直径であるウエーハ中心のＰＣＤとを一致させてウエーハを研磨することを特徴とするウエーハの両面研磨方法である（請求項５）。
【００１９】
上記のようなウエーハの表裏両面を同時に研磨する両面研磨方法において、上定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤと、キャリアプレートに保持されたウエーハの中心を円で結んだ時の円の直径であるウエーハ中心のＰＣＤとを一致させてウエーハを研磨することによって、定盤形状を優れた応答性で容易に制御することができる。それによって、ウエーハ形状の経時的な変化に応じて定盤形状を精度良く制御することができるため、複数バッチのウエーハを繰り返し研磨する際でもウエーハの形状を精度良く維持して安定した研磨を行うことができる。
【００２０】
このとき、前記キャリアプレートの運動を、キャリアプレートの自転をともなわない円運動とすることが好ましい（請求項６）。
このように、前記キャリアプレートの運動を、キャリアプレートの自転をともなわない円運動とすることによって、キャリアプレートに保持されたウエーハの表裏両研磨面の全域にわたって、均一に研磨を行なうことができる。
【００２１】
さらに、本発明によれば、ウエーハを保持する保持孔が形成された複数のキャリアプレートにウエーハを保持し、スラリーを供給しながら、研磨布が貼付された上定盤および下定盤の間で前記複数のキャリアプレートをサンギヤとインターナルギヤとで自転および公転させて、前記ウエーハの表裏両面を同時に研磨する両面研磨方法において、前記上定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤと、前記複数のキャリアプレートの中心を円で結んだ時の円の直径であるキャリアプレート中心のＰＣＤとを一致させて研磨することを特徴とするウエーハの両面研磨方法が提供される（請求項７）。
【００２２】
上記のようなウエーハの表裏両面を同時に研磨する両面研磨方法において、上定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤと、複数のキャリアプレートの中心を円で結んだ時の円の直径であるキャリアプレート中心のＰＣＤとを一致させて研磨することによって、定盤形状を優れた応答性で容易に制御することができる。それによって、ウエーハ形状の経時的な変化に応じて定盤形状を精度良く制御することができるため、複数バッチのウエーハを繰り返し研磨する際でもウエーハの形状を精度良く維持して安定して研磨を行うことができる。
【００２３】
このとき、前記下定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である下定盤荷重支点のＰＣＤを、前記上定盤荷重支点のＰＣＤに一致させることが好ましい（請求項８）。
このように、下定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である下定盤荷重支点のＰＣＤを、上定盤荷重支点のＰＣＤに一致させることによって、定盤形状を制御する際の応答性をさらに向上させることができ、複数バッチのウエーハを研磨する際にも、バッチ毎のウエーハ形状の変化を確実に制御することができる。
【００２４】
さらにこのとき、前記ウエーハを研磨する際に、研磨条件を制御しながらウエーハを研磨することが好ましく（請求項９）、また前記研磨条件の制御を、前記上定盤及び／または下定盤の温度を制御することにより行うことが好ましい（請求項１０）。
【００２５】
このように、ウエーハを研磨する際に、研磨条件を制御しながら、好ましくは上定盤及び／または下定盤の温度を制御しながら、ウエーハを研磨することにより、複数バッチのウエーハを繰り返し研磨する際でも、優れた応答性で定盤形状を制御することができる。それによって、ウエーハ形状を悪化させることなく複数バッチのウエーハを研磨することが可能となり、バッチ毎に研磨されるウエーハ形状を精度良く安定して維持することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
従来用いられている両面研磨装置を用いてウエーハを繰り返し研磨する場合、定盤変形の応答性（研磨条件の変化に対する直線性等）が悪く、研磨されるウエーハのバッチ数が増加するにつれ定盤形状を精度良く制御することが困難となり、ウエーハ形状を安定かつ高精度に制御することができなかった。
【００２７】
そこで、本発明者は、上記問題点を解決する為に、上定盤の荷重支点とキャリアプレートの位置（または研磨されるウエーハの位置）との関係に注目し、それらの位置関係を適切に調節することにより、研磨条件等の変更による定盤形状を応答性良く制御することができ、それによって、複数バッチのウエーハを繰り返し研磨する際でも、ウエーハ形状の悪化を抑制し、精度良く、安定してウエーハ形状を維持して繰り返し研磨を行うことができることを見出し、鋭意検討を重ねることにより本発明を完成させるに至った。
【００２８】
まず、本発明に係るウエーハの両面研磨装置の一例について図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る両面研磨装置の概略断面説明図であり、図２は上定盤の平面図、また図３はキャリアプレートの平面図である。
この両面研磨装置１は、ウエーハ保持孔を有するキャリアプレート６、研磨布５が貼付された上定盤２と下定盤３、及びスラリーを供給するためのスラリー供給手段３３を有しており、ウエーハ４をキャリアプレート６のウエーハ保持孔に挿入・保持し、上定盤２及び下定盤３で上下から挟み込んで、スラリー供給手段からスラリーを供給しながら、上定盤２及び下定盤３をウエーハ４に対して垂直な回転軸を中心に回転させることにより、ウエーハ４の表裏面を同時に研磨することができる。
【００２９】
また、上定盤２には、回転及び研磨荷重をかけるシリンダー７、その荷重を上定盤２に伝えるハウジング８、このハウジング８と上定盤２を固定するボルト等の固定手段９が設置されており、さらに上定盤内には定盤の温度を制御するための温調手段（不図示）を具備している。温調手段は特に限定されないが、定盤内に配置された配管に冷却水や温水が供給できるようになっている。
【００３０】
一方、下定盤３には、モータ及び減速機（不図示）からの回転を下定盤に与えるシリンダー７、定盤の荷重を支えるスラスト軸受け１０が設置されており、また下定盤内にも上定盤と同様に定盤の温度を制御するための不図示の温調手段を具備している。
【００３１】
また、これらの両面研磨装置１の上定盤２の下面および下定盤３の上面には、ウエーハ表裏両面を鏡面化させる研磨布５が貼付してある。この研磨布の種類および材質については限定されないが、例えば、一般的な研磨布である硬質発泡ウレタンパッド、不織布にウレタン樹脂を含浸・硬化させた軟質の不織布パッド等を用いることができる。例えば、軟質不織布はロデール社製Ｓｕｂａ６００などが用いられる。その他、不織布からなる基布の上にウレタン樹脂を発泡させた２層以上の研磨布なども用いることができる。
【００３２】
また、キャリアプレート６には、例えば図３に示すように、円板形状のプレートに５つのウエーハ保持孔１９が形成されており、ウエーハ４はこのウエーハ保持孔１９内に回転可能に保持される。このキャリアプレート６の材質等は特に限定するものではないが、例えばガラスエポキシ製のものが使用されることが好ましい。
【００３３】
このキャリアプレート６は、その外周部をキャリアホルダ１１の環状部１１（ｂ）で保持されており、キャリアプレート自体が自転することなく、キャリアプレート面と平行な面（水平面）内で円運動させられる。また、そのキャリアホルダ１１の環状部１１（ｂ）の外周には、外方へ突出した複数の軸受部１１（ａ）が配設されている。このキャリアホルダの各軸受部１１（ａ）には、小径円板形状の偏心アーム１２の偏心軸１２（ａ）が挿着されており、この偏心アーム１２の各下面の中心部には、回転軸１２（ｂ）が垂設されている。さらに、これらの回転軸１２（ｂ）の先端には、それぞれスプロケット１３が固着されており、各スプロケットには一連にタイミングチェーン１４が水平状態で架け渡されている。これらのスプロケット１３とタイミングチェーン１４は、複数の偏心アーム１２を同期して回転させる同期手段を構成している。
【００３４】
そして、スプロケット１３の一つに接続された円運動用モータ（不図示）を作動させてスプロケット１３の一つに回転を与え、このスプロケット１３を介してタイミングチェーン１４を回転させ、このタイミングチェーンが周転することで、複数の偏心アーム１２が同期して回転軸１２（ｂ）を中心に水平面内で回転する。これによって、それぞれの偏心アーム１２に連結されているキャリアホルダ１１、またこのキャリアホルダ１１に保持されたキャリアプレート６を、キャリアプレートに平行な水平面内で、偏心アーム１２の偏心軸１２（ａ）と回転軸１２（ｂ）との距離と同間隔で上下定盤２，３の回転軸から偏心して旋回する円運動を行なわせることができる。
【００３５】
このように、キャリアプレート６に自転をともなわない円運動をさせることにより、キャリアプレート６上の全ての点は同じ大きさの小円の軌跡を描くこととなり、それによって、キャリアプレート６に保持されたウエーハ４を、表裏両研磨面の全域にわたって均一に研磨を行なうことができる。
【００３６】
このような両面研磨装置１において、上定盤２の荷重支点を円で結んだ時の円（ピッチ円）の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤ（Ｐｉｔｃｈ ｃｉｒｃｌｅｄｉａｍｅｔｅｒ）と、キャリアプレート６の各保持孔の中心を円で結んだ時の円（ピッチ円）の直径であるキャリアプレートの保持孔中心のＰＣＤとを一致させることにより、ウエーハを研磨する際の研磨条件変更に対する定盤変形の応答性を向上させることができ、それによって、研磨されるウエーハ形状を高精度に制御しながら繰り返し研磨できる両面研磨装置とすることができる。
【００３７】
具体的に説明すると、上述したように、両面研磨装置１の上定盤２は、ボルト等の固定手段９でハウジング８に保持されており、所定の荷重が付加されて研磨が行われる。そのため、上定盤２の荷重支点は、図２に示すように、上定盤２とハウジング８の接合部分である固定手段９にあり、したがって、上定盤荷重支点のＰＣＤとは、上定盤の荷重支点である固定手段９の中心を円で結んだ時の円１６の直径１５で表すことができる。また、キャリアプレート６の保持孔中心のＰＣＤは、上記のようなキャリアプレート６が一枚である両面研磨装置の場合、図３に示すように、キャリアプレート６に形成されたウエーハ保持孔１９の中心（キャリアプレート６に保持されたウエーハ４のウエーハ中心とほぼ一致する）を円で結んだ時の円１７の直径１８で表すことができる。
【００３８】
これらの上定盤荷重支点のＰＣＤとキャリアプレートの保持孔中心のＰＣＤは、両面研磨装置の設計段階において、上定盤とキャリアプレートとを調整することにより一致させることができる。また既存の両面研磨装置については、キャリアプレートの作製段階でウエーハ保持孔の位置を調整することにより、上定盤荷重支点のＰＣＤとキャリアプレートの保持孔中心のＰＣＤを一致させることが可能であり、簡便である。
【００３９】
このとき、上定盤荷重支点のＰＣＤとキャリアプレートの保持孔中心のＰＣＤを一致させることが重要であり、また研磨中にはそれらのピッチ円が同じ位置にあることが好ましい。しかし、両面研磨装置１のキャリアプレート６が、上述のように、上下定盤の回転軸から偏心して旋回する円運動を行う場合、上定盤荷重支点で作られるピッチ円の直径とキャリアプレートの保持孔中心で作られるピッチ円の直径は一致しているものの、研磨中にキャリアプレート６の保持孔中心のピッチ円の位置は経時的に変化するため、常に定盤荷重支点のピッチ円とキャリアプレートの保持孔中心のピッチ円を一致させることはできない。したがって、このような場合には、上定盤荷重支点のピッチ円と、キャリアプレートのウエーハ保持孔中心（キャリアプレートに保持されたウエーハのウエーハ中心）の小円軌道の平均的な位置を円で結んだ時の円を一致させれば良く、本発明でいうＰＣＤを一致させるというのは、直径の一致及びこのようなピッチ円の位置を一致させることも含まれる。
【００４０】
また、図１に示した両面研磨装置において、さらに下定盤３の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である下定盤荷重支点のＰＣＤを、上定盤荷重支点のＰＣＤに一致させたものであることが好ましい。上記のように、本発明の両面研磨装置１では下定盤３をスラスト軸受け１０で保持し、所定の荷重を付加して研磨を行っている。従って、下定盤３の荷重支点はこのスラスト軸受け１０との接合部分にある。従って、下定盤荷重支点のＰＣＤは、これらスラスト軸受け１０の固定部分を結んだ円の直径で表すことができる。このように下定盤荷重支点のＰＣＤを上定盤荷重支点のＰＣＤに一致させることにより、定盤形状の制御に対する応答性をさらに向上させることができる。
【００４１】
また上記において、上定盤荷重支点のＰＣＤとキャリアプレートの保持孔中心（キャリアプレートに保持されたウエーハのウエーハ中心）のＰＣＤ、また上定盤荷重支点のＰＣＤと下定盤荷重支点のＰＣＤを一致させるとは、直径及びピッチ円の位置を含め公差５ｍｍ以内でそれらを一致させれば良い。上定盤荷重支点のＰＣＤとキャリアプレートの保持孔中心のＰＣＤ、また上定盤荷重支点のＰＣＤと下定盤荷重支点のＰＣＤは、完全に一致させることがより好ましいが、実際には多少の公差が生じるのは当然であるし、研磨中の偏心を考慮すると公差５ｍｍ以内で一致させることにより研磨条件変更に対する定盤変形の応答性を十分に向上させることができる。すなわち、本発明でいうＰＣＤを一致させるとは、このような多少の公差がある場合も含むものである。
【００４２】
次に、図１に示した上定盤荷重支点のＰＣＤとキャリアプレートの保持孔中心のＰＣＤとを一致させた両面研磨装置を用いて、ウエーハの表裏両面を同時に研磨する方法を示す。
【００４３】
まず、ウエーハ４をウエーハ保持孔が形成されたキャリアプレート６に挿入・保持した後、キャリアプレート６に保持されたウエーハ４を、上下定盤２，３を回転軸線方向へ進退させる昇降装置（不図示）を用いて研磨布５が貼付された上定盤２及び下定盤３で挟み込む。その後、スラリー供給手段３３からスラリーを供給しながら、上側回転モータ（不図示）からシリンダー７を介して上定盤２を水平面内で回転させ、また下側回転モータ（不図示）からシリンダー７を介して下定盤３を水平面内で回転させる。このとき、ウエーハ４は、キャリアプレート６のウエーハ保持孔内で回転可能に保持されているため、上定盤２と下定盤３の回転速度を調節することにより、その回転速度の速い定盤の回転方向へ連れ回り（自転）させることができる。また、上下定盤２，３を回転させると同時に、キャリアプレート６を、偏心アーム１２が装着されたキャリアホルダ１１によって、キャリアプレートの自転をともなわない円運動で運動させる。こうして、上定盤荷重支点のＰＣＤとキャリアプレートの保持孔中心のＰＣＤとを一致させ、さらに下定盤荷重支点のＰＣＤも一致させて、ウエーハ４の表裏両面を同時に均一に研磨することができる。
【００４４】
このとき、上定盤２および下定盤３の回転速度は限定されず、また、各回転方向、上定盤２および下定盤３のウエーハ４に対する押圧力も限定されるものではない。上定盤および下定盤のシリコンウエーハの表裏両面に対する押圧は、流体等を介した加圧方法により行なうことが好ましく、主に上定盤に配置したハウジング部分により加圧される。通常、上下定盤のウエーハに対する押圧力は１００〜３００ｇ／ｃｍ２である。またこのとき、ウエーハ表裏両面の研磨量および研磨速度も特に限定されない。
【００４５】
また、上記のスラリー供給手段３３は、例えば上定盤に複数のスラリー供給孔を形成することによって構成することができる。これらの複数のスラリー供給孔は、ウエーハが揺動してもその表面に常にスラリーが供給されるよう構成され、ウエーハが常に存在する所定幅の円環状の領域に配置されていることが好ましい。このとき、使用するスラリーの種類は限定されない。例えば、シリコンウエーハを研磨する場合は、コロイダルシリカを含有したｐＨ９〜１１のアルカリ溶液を採用することができる。スラリーの供給量はキャリアプレートの大きさにより異なるため限定されないが、通常は２．０〜６．０リットル／分である。
【００４６】
このようにして、上定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤと、キャリアプレートに保持されたウエーハの中心を円で結んだ時の円の直径であるウエーハ中心のＰＣＤとを一致させてウエーハを研磨することによって、研磨条件変更に対する定盤形状を制御する応答性を向上させることができる。したがって、ウエーハの表裏両面を同時に研磨する際に、上記のようにして定盤変形の応答性を向上させ、そして、例えば上定盤及び／または下定盤の温度等のような研磨条件を制御しながらウエーハの研磨を行うことによって、研磨の進行にともなう研磨形状の変化を相殺するように定盤形状を変形させてウエーハ形状を容易に制御しながら研磨を行うことができる。それによって、複数バッチのウエーハの研磨を行う際にも、ウエーハ形状の経時的な変化を抑制でき、ウエーハの形状を悪化させることなく、精度良く安定してウエーハ形状を制御して研磨を行うことができる。
【００４７】
尚、上記の両面研磨装置では、キャリアプレートに複数のウエーハが保持されてウエーハを研磨する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、キャリアプレートに一枚ずつウエーハを保持して（枚葉式）研磨を行う場合にも同様に適用できるものであり、その際には、上定盤荷重支点のＰＣＤとキャリアプレートに保持されるウエーハの直径とを一致させることにより、上記と同様の効果を得ることができ、本発明はこのような場合も含まれる。
【００４８】
次に、本発明の別の形態である両面研磨装置について説明する。図４に、本発明に係る４ウェイ方式の両面研磨装置の概略断面説明図を示す。
この４ウェイ方式の両面研磨装置２１は、ウエーハ保持孔を有する複数のキャリアプレート２６、キャリアプレートを自転および公転させるためのサンギヤ３１とインターナルギヤ３２、研磨布２５が貼付された上定盤２２及び下定盤２３、及びスラリー供給手段３４を有しており、ウエーハ２４を複数のキャリアプレート２６のウエーハ保持孔に挿入・保持し、これらのキャリアプレート２６を研磨布２５が貼付された上定盤２２及び下定盤２３で上下から挟み込んで、スラリー供給手段からスラリーを供給しながら、サンギヤ３１とインターナルギヤ３２とでキャリアプレート２６を自転および公転させるとともに、上定盤２２及び下定盤２３をウエーハに対して垂直な回転軸を中心に回転させることにより、ウエーハ２４の表裏両面を同時に研磨することができる。
【００４９】
このとき、上定盤２２には、回転及び研磨荷重をかけるシリンダー２７、その荷重を上定盤に伝えるハウジング２８、また、このハウジングと上定盤を固定するボルト等の固定手段２９が設置されており、さらに上定盤２２内には定盤の温度を制御するための温調手段（不図示）を具備している。一方、下定盤２３には、モータ及び減速機（不図示）からの回転を下定盤に与えるシリンダー２７、定盤の荷重を支えるスラスト軸受け３０が設置されており、また下定盤２３内には定盤の温度を制御するための温調手段（不図示）を具備している。
【００５０】
そして、両面研磨装置２１の上定盤２２の下面および下定盤２３の上面に貼付されている研磨布２５としては、前記同様に、一般的な研磨布である硬質発泡ウレタンパッド、不織布にウレタン樹脂を含浸・硬化させた軟質の不織布パッド等を用いることができる。
【００５１】
このような両面研磨装置２１において、上定盤２２の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤと、複数のキャリアプレート２６の中心を円で結んだ時の円の直径であるキャリアプレート中心のＰＣＤとを一致させることにより、ウエーハ研磨の際の研磨条件変更に対する定盤変形の応答性を向上させることができ、それによって、ウエーハ形状を高精度に制御して繰り返し研磨できる両面研磨装置とすることができる。
【００５２】
具体的に説明すると、上記のように、両面研磨装置２１の上定盤２２は、ボルト等の固定手段２９でハウジング２８に保持されているため、上定盤２２の荷重支点は、上定盤２２とハウジング２８の接合部分である固定手段２９にある。したがって、上定盤荷重支点のＰＣＤとは、上定盤の荷重支点である固定手段２９の中心を円で結んだ時の円の直径で表すことができる。また、このような両面研磨装置のキャリアプレートには複数のウエーハ保持孔が形成されており、キャリアプレートの保持孔中心（キャリアプレートに保持されたウエーハ中心）の平均的なＰＣＤを上定盤荷重支点のＰＣＤと一致させることは難しい。そのため、このような両面研磨装置２１の場合は、複数のキャリアプレート２６の中心を円で結んだ時の円の直径であるキャリアプレート中心のＰＣＤを上定盤荷重支点のＰＣＤと一致させるようにする。
【００５３】
さらに、下定盤２３の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である下定盤荷重支点のＰＣＤを、上記の上定盤荷重支点のＰＣＤに一致させたものであることが好ましい。上記のように、両面研磨装置２１ではスラスト軸受け３０で下定盤が保持されているので、下定盤２３の荷重支点はこのスラスト軸受け３０との接合部分にある。従って、下定盤荷重支点のＰＣＤは、これらスラスト軸受け３０の固定部分を結んだ円の直径で表すことができる。このように下定盤荷重支点のＰＣＤを上定盤荷重支点のＰＣＤに一致させることにより、さらに定盤形状の制御に対する応答性をさらに向上させることができる。
【００５４】
このとき、上定盤荷重支点のＰＣＤとキャリアプレート中心のＰＣＤを一致させる、また上定盤荷重支点のＰＣＤと下定盤荷重支点のＰＣＤを一致させるとは、完全に一致させることが望ましいが、前述と同様に、公差５ｍｍ以内で一致させれば良く、それによって、研磨条件変更に対する定盤変形の応答性を向上させることができ、本発明はこのような場合も含まれる。
【００５５】
次に、このような上定盤荷重支点のＰＣＤとキャリアプレート中心のＰＣＤとを一致させた４ウェイ方式の両面研磨装置を用いて、ウエーハの表裏両面を同時に研磨する方法を示す。
【００５６】
まず、ウエーハ２４をウエーハ保持孔が形成された複数のキャリアプレート２６に挿入・保持した後、キャリアプレート２６に保持されたウエーハ２４を、上下定盤２２，２３を回転軸線方向へ進退させる昇降装置（不図示）を用いて研磨布２５が貼付された上定盤２２及び下定盤２３で挟み込む。その後、スラリー供給手段３４からスラリーを供給しながら、上側回転モータ（不図示）からシリンダー２７を介して上定盤２２を水平面内で回転させ、また下側回転モータ（不図示）からシリンダー２７を介して下定盤２３を水平面内で回転させる。それと同時に複数のキャリアプレート２６をサンギヤ３１とインターナルギヤ３２とで自転および公転させることによって、ウエーハの表裏両面を均一に研磨することができる。
このとき、上定盤および下定盤の回転速度、各回転方向、上定盤および下定盤のウエーハに対しての押圧力等は限定されるものではなく、従来行われている条件で研磨することができる。
【００５７】
このようにして、４ウェイ方式の両面研磨装置を用いて、上定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤと複数のキャリアプレートの中心を円で結んだ時の円の直径であるキャリアプレート中心のＰＣＤとを一致させてウエーハを研磨することによって、研磨条件変更に対する定盤変形の応答性を向上させることができる。したがって、ウエーハを研磨する際に、上記のようにして定盤変形の応答性を向上させ、そして、例えば上定盤及び／または下定盤の温度等のような研磨条件を制御しながらウエーハの研磨を行うことによって、研磨の進行にともなう研磨形状の変化を相殺するように定盤形状を変形させてウエーハ形状を容易に制御しながら研磨を行うことができる。それによって、複数バッチのウエーハの研磨を行う際にも、ウエーハ形状の経時的な変化を抑制でき、ウエーハの形状を悪化させることなく、精度良く安定してウエーハ形状を制御して研磨を行うことができる。
【００５８】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより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。
先ず、本発明のウエーハの両面研磨装置と従来のウエーハの両面研磨装置を用いた時の研磨条件変化に伴う定盤変形の応答性を評価するために、ウエーハ形状の応答性、特に直線性について実験を行った。
【００５９】
（実施例１）
ウエーハの両面研磨装置として、図１に示すような、上定盤荷重支点のＰＣＤが６００ｍｍ、キャリアプレートの保持孔中心（キャリアプレートに保持されたウエーハ中心）のＰＣＤが６００ｍｍと一致させた。また、研磨中にキャリアプレートの保持孔中心で作るピッチ円の平均的な位置と上定盤荷重支点で作るピッチ円の位置を一致させるようにしたキャリアプレートが自転をともなわない円運動で運動する両面研磨装置を用いた。
【００６０】
この両面研磨装置を用いて、まず、キャリアプレート（５つの保持孔を有するキャリアプレート）の各ウエーハ保持孔にそれぞれ回転可能に直径３００ｍｍのシリコンウエーハを５枚（１バッチ）挿入した。各ウエーハは軟質不織布（研磨パッド）が貼付された上下定盤により２００ｇ／ｃｍ2 で押し付けられた。
【００６１】
その後、これらの上下研磨パッドをウエーハ表裏両面に押し付けたまま上下定盤を回転させ、上定盤側からスラリーを供給しながら、円運動用モータによりタイミングチェーンを周転させる。これにより、各偏心アームが水平面内で同期回転し、各偏心軸に連結されたキャリアホルダおよびキャリアプレートを、このプレート表面に平行な水平面内で自転をともなわない円運動（直径１０ｃｍ程度の円運動）をさせて、ウエーハの表裏両面を研磨した。なお、ここで使用するスラリーは、ｐＨ１０．５のアルカリ溶液中に、粒度０．０５μｍのコロイダルシリカからなる研磨砥粒を分散したものを使用した。
【００６２】
実施例１では、上記の研磨工程の間に、定盤内の冷却水の温度を等間隔で変化させることにより、研磨条件を変化させてウエーハ形状の応答性について調べた。実際には研磨条件１の冷却水の温度を２２℃、更に２℃ずつ温度を変化させ３０℃まで（研磨条件１〜研磨条件５まで）変化させ、この温度変化に対するウエーハ形状の変化（定盤形状の変化）を確認した。
【００６３】
このとき、ウエーハ形状を表すパラメータとして、ウエーハの凹凸を測定し、中心部と外周部の厚さについて確認することによって、研磨条件の変化に対するウエーハ形状の応答性を評価した。このとき、実験条件３の形状を基準とし、それより凸形状であればプラス、凹形状であればマイナス側とし、その変化を相対的に評価した。
【００６４】
（比較例１）
比較として、図５に示すような、上定盤荷重支点のＰＣＤが６００ｍｍ、キャリアプレートの保持孔中心（キャリアプレートに保持されたウエーハ中心）のＰＣＤが６４０ｍｍであり、キャリアプレートが自転をともなわない円運動で運動してウエーハの表裏両面を研磨する従来の両面研磨装置を用いた。その他の研磨条件については実施例１と同様にしてウエーハの研磨を行った（特に研磨布の使用時間が同じ程度のものを用いた）。
【００６５】
上記の実施例１及び比較例１において、研磨条件変化に対するウエーハ形状の応答性を評価した結果を図６に示す。これは５枚のウエーハの平均値を研磨条件毎にプロットしたものである。図６に示したように、実施例１では、直線性がよく（相関係数０．９９７）、研磨条件変化に対するウエーハ形状の応答性（すなわち、定盤変形の応答性）が良いことがわかる。比較例では直線性が悪く（相関係数０．８９８）、ばらつきが大きい上に応答性も悪い事がわかる。
【００６６】
以上のように、本発明の両面研磨装置を用いれば、研磨条件変化に対する定盤変形の応答性が良好となる。これによって、例えば、同じ研磨布を用い連続して研磨を繰り返すことによって生じるウエーハ形状の変化に対し、これを相殺するように図６に示すウエーハ形状の応答性（直線性）を考慮して定盤内の温度を制御することにより、ウエーハ形状を悪化させることなく、高精度で安定して研磨を行うことができる。
【００６７】
（実施例２及び比較例２）
実施例１及び比較例１と同様の両面研磨装置を用い、２０バッチ分のウエーハについて研磨を行なった。
キャリアプレート（５つの保持孔を有するキャリアプレート）の各ウエーハ保持孔に５枚（１バッチ）の直径３００ｍｍのシリコンウエーハをそれぞれ回転可能に挿入した。各ウエーハは、軟質不織布（研磨パッド）が貼付された上下定盤により２００ｇ／ｃｍ2の押圧力で押し付けられ研磨が行なわれた。スラリーは、ｐＨ１０．５のアルカリ溶液中に、粒度０．０５μｍのコロイダルシリカからなる研磨砥粒を分散したものを使用した。またこのとき、研磨布は取り替えることなく連続して使用し、繰り返し研磨を行なった。
【００６８】
今回の実験（実施例２及び比較例２）では、５バッチの研磨毎に定盤内の温調手段で定盤の温度を一定の条件で調整することによってウエーハ形状の変化を補正しながら、２０バッチのウエーハの研磨を行なった。５バッチ毎の調整は実施例２及び比較例２とも同じ条件で調整した。
【００６９】
研磨後、得られたウエーハの形状について、ＧＢＩＲで評価した。ＧＢＩＲ（Ｇｌｏｂａｌ Ｂａｃｋ Ｉｄｅａｌ Ｒａｎｇｅ）とは、ウエーハ面内に１つの基準面を持ち、この基準面に対する最大、最小の位置変位の幅と定義され、従来からの慣例の仕様であるＴＴＶ（全厚さ偏差）に相当するものである。今回の測定には、ＡＤＥ社製の静電容量型フラットネス測定器（ＡＦＳ３２２０）を用い評価を行った。その際、１バッチ目のＧＢＩＲを基準とし、その相対的変化をプロットした。その結果を図７に示す。
【００７０】
図７に示したように、実施例２では、本発明の両面研磨装置を用いることで定盤変形の応答性が良くなったため、５バッチ毎の調整によりウエーハ形状を一定範囲内に制御することができ、複数バッチのウエーハを研磨してもウエーハ形状を管理目標値（管理上限値）の範囲内に維持することができた。しかしながら、比較例２では、５バッチ終了後毎に一定の条件で調整を行なっても、予定していたウエーハ形状に改善できず、繰り返し研磨を行なうにつれてウエーハ形状が悪化し、管理目標値（管理上限値）の範囲外になってしまった。これは定盤変形の応答性が悪く、予定の定盤形状に補正が出来ないためである。
【００７１】
（実施例３及び比較例３）
ウエーハの両面研磨装置として、図４に示すような、上定盤荷重支点のＰＣＤが８００ｍｍ、キャリアプレート中心のＰＣＤが８００ｍｍである４ウェイ方式の両面研磨装置と、従来用いられている上定盤荷重支点のＰＣＤが８００ｍｍ、キャリアプレート中心のＰＣＤが８５０ｍｍである４ウェイ方式の両面研磨装置を用いて、２０バッチ分のウエーハについて研磨を行なった。
【００７２】
５つのキャリアプレートのそれぞれに形成された３つのウエーハ保持孔に直径３００ｍｍのシリコンウエーハを合計１５枚（１バッチ）挿入した。各ウエーハは、軟質不織布（研磨パッド）が貼付された上下定盤により２００ｇ／ｃｍ2の押圧力で押し付けられ研磨が行なわれた。スラリーは、ｐＨ１０．５のアルカリ溶液中に、粒度０．０５μｍのコロイダルシリカからなる研磨砥粒を分散したものを使用した。このとき、研磨布は取り替えられることなく、５バッチの研磨毎に定盤内の温調手段で定盤の温度を一定の条件で調整することによってウエーハ形状の変化を補正しながら、２０バッチのウエーハの研磨を行なった。５バッチ毎の調整は実施例３及び比較例３とも同じ条件で調整した。研磨後得られたウエーハの形状についてＧＢＩＲで評価し、１バッチ目のＧＢＩＲを基準とし、その相対的変化をプロットした。その結果を図８に示す。
【００７３】
図８に示したように、実施例３では、本発明の両面研磨装置を用いることで定盤変形の応答性が良くなったため、５バッチ毎の調整によりウエーハ形状を一定範囲内に制御することができ、複数バッチのウエーハを研磨してもウエーハ形状を管理目標値（管理上限値）の範囲内に維持することができた。しかしながら、比較例３では、５バッチ終了後毎に調整を行なっても予定していたウエーハ形状に改善できず、繰り返し研磨を行なうにつれてウエーハ形状が悪化して、管理目標値（管理上限値）の範囲外になってしまった。
【００７４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は単なる例示であり、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。
【００７５】
例えば、上記実施の形態において、本発明の両面研磨装置の一例として、キャリアプレートの運動がキャリアプレートの自転をともなわない円運動をするものを示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ウエーハを均一に研磨できるようなキャリアプレートの運動であればどのような運動であってもよい。
また、上記実施例において、ウエーハ形状を表すパラメータとしてウエーハの凹凸について評価したが、その他の品質であっても良い。すなわち、上定盤の荷重支点のＰＣＤとキャリアプレートに保持されたウエーハ中心の平均的なＰＣＤ（４ウェイ方式の両面研磨装置については、キャリアプレート中心のＰＣＤ）を一致させることにより、定盤形状の制御に対する応答性を向上させることができるものであり、定盤形状に影響されるウエーハの品質であれば何れの品質でも制御し易くすることができる。
【００７６】
また、研磨されるウエーハの口径について、実施例では直径３００ｍｍのウエーハを研磨する両面研磨装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、直径２００ｍｍ、またはその他の口径のウエーハを研磨する両面研磨装置にも適用することができる。また、キャリアプレートに形成されるウエーハ保持孔の数も特に限定されず、３箇所、５箇所、７箇所等任意である。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ウエーハを研磨する際に上定盤荷重支点のＰＣＤとキャリアプレートに保持されたウエーハ中心の平均的なＰＣＤを一致させることにより、または上定盤荷重支点のＰＣＤと、複数のキャリアプレートの中心のＰＣＤとを一致させることにより、定盤変形の応答性が向上し、ウエーハ形状を精度良く制御することができる。また、複数バッチのウエーハを繰り返し研磨する際に研磨条件を適切に変化させることにより、定盤変形の応答性が優れていることから、ウエーハ形状を高精度で安定させて制御して研磨することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る両面研磨装置の一例を示す概略断面説明図である。
【図２】図１の両面研磨装置における上定盤の平面図である。
【図３】図１の両面研磨装置におけるキャリアプレートの平面図である。
【図４】本発明に係る別の形態の（４ウェイ方式の）両面研磨装置の一例を示す概略断面説明図である。
【図５】従来の両面研磨装置の一例を示す断面説明図である。
【図６】実施例１及び比較例１における研磨条件変化に対するウエーハ形状の応答性を示したグラフである。
【図７】実施例２及び比較例２において、複数バッチのウエーハを繰り返し研磨したときのウエーハ形状の制御性について評価したグラフである
【図８】実施例３及び比較例３において、複数バッチのウエーハを繰り返し研磨したときのウエーハ形状の制御性について評価したグラフである
【符号の説明】
１…両面研磨装置、 ２…上定盤、 ３…下定盤、
４…ウエーハ、 ５…研磨布、 ６…キャリアプレート、
７…シリンダー、 ８…ハウジング、 ９…固定手段、
１０…スラスト軸受け、 １１…キャリアホルダ、
１１（ａ）…軸受部、 １１（ｂ）…環状部、
１２…偏心アーム、 １２（ａ）…偏心軸、 １２（ｂ）…回転軸、
１３…スプロケット、 １４…タイミングチェーン、
１５…上定盤荷重支点の円の直径、 １６…上定盤荷重支点の円、
１７…ウエーハ保持孔中心（ウエーハ中心）の円、
１８…ウエーハ保持孔中心（ウエーハ中心）の円の直径、
１９…ウエーハ保持孔、
２１…４ウェイ方式の両面研磨装置、 ２２…上定盤、 ２３…下定盤、
２４…ウエーハ、 ２５…研磨布、 ２６…キャリアプレート、
２７…シリンダー、 ２８…ハウジング、 ２９…固定手段、
３０…スラスト軸受け、 ３１…サンギア、 ３２…インターナルギア、
３３、３４…スラリー供給手段。
【発明の属する技術分野】
本発明は、両面研磨装置を用いてウエーハを研磨する際に、経時的に変化するウエーハの品質を安定して維持することができる研磨装置及び研磨方法に関し、特に、ウエーハの表裏両面を同時に研磨する両面研磨装置の少なくとも上定盤の形状を制御することによって、研磨されるウエーハ形状を制御してウエーハの研磨を行うウエーハの両面研磨装置及び両面研磨方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のウエーハの製造方法として、シリコンウエーハの製造方法を例に説明すると、先ず、チョクラルスキー法（ＣＺ法）等によってシリコン単結晶インゴットを育成し、得られたシリコン単結晶インゴットをスライスしてシリコンウエーハを作製した後、このシリコンウエーハに対して面取り、ラッピング、エッチングの各工程が順次なされ、次いで少なくともウエーハの一主面を鏡面化する研磨工程が施される。
【０００３】
このウエーハの研磨工程において、例えばシリコンウエーハの両面を研磨する場合に、両面研磨装置が用いられることがある。この両面研磨装置としては、通常、中心部のサンギヤと外周部のインターナルギヤの間にウエーハを保持するキャリアプレートが配置された遊星歯車構造を有するいわゆる４ウェイ方式の両面研磨装置が用いられている。
【０００４】
この４ウェイ方式の両面研磨装置は、ウエーハ保持孔が形成された複数のキャリアプレートにシリコンウエーハを挿入・保持し、保持されたシリコンウエーハの上方から研磨スラリーを供給しながら、ウエーハの対向面に研磨布が貼付された上定盤および下定盤を各ウエーハの表裏面に押し付けて相対方向に回転させ、それと同時にキャリアプレートをサンギヤとインターナルギヤとによって自転および公転させることで、シリコンウエーハの両面を同時に研磨することができる。
【０００５】
また、この他の形態の両面研磨装置として、例えば、特開平１０−２０２５１１号公報に記載されているような両面研磨装置が知られている。図５にその両面研磨装置の断面概略図を示す。この両面研磨装置４１は、シリコンウエーハ４４が保持される複数のウエーハ保持孔を有するキャリアプレート４６、このキャリアプレート４６の上下方向に配置されて、シリコンウエーハ４４の表裏両面を同時に研磨する研磨布４５がウエーハ対向面に貼付された上定盤４２および下定盤４３、これらの上定盤４２および下定盤４３によって挟み込まれたキャリアプレート４６をその表面と平行な面内で運動させるキャリア運動手段（不図示）とを備えている。また、上定盤４２には、回転及び研磨荷重をかけるシリンダー４７、その荷重を上定盤４２に伝えるハウジング４８、また、このハウジング４８と上定盤４２を固定するボルト等の固定手段４９が設置されている。一方、下定盤４３には、モータ及び減速機（不図示）からの回転を下定盤に与えるシリンダー４７、定盤の荷重を支えるスラスト軸受け５０が設置されている。
【０００６】
このような両面研磨装置４１において、上定盤４２と下定盤４３の間により挟み込まれたキャリアプレート４６は、キャリア運動手段（不図示）によりキャリアホルダ５１を通して、自転をともなわない円運動、すなわち、キャリアプレート４６が自転することなく、上定盤４２と下定盤４３の回転軸から所定の距離偏心した状態を保持して旋回する一種の揺動運動をさせられる。またこのとき、シリコンウエーハ４４は、キャリアプレート４６のウエーハ保持孔内で回転可能に保持されているため、上記上定盤と下定盤を回転軸を中心にして互いに異なる回転速度や回転方向で回転させることにより、その回転速度の速い定盤の回転方向へ連れ回り（自転）させることができる。
【０００７】
したがって、シリコンウエーハを両面研磨する際に、キャリアプレートの各ウエーハ保持孔にシリコンウエーハを挿入・保持し、研磨砥粒を含むスラリーをシリコンウエーハに供給しながら、上定盤および下定盤を互いに異なる回転速度や回転方向で回転させてウエーハ自体を保持孔内で自転させつつ、キャリアプレートに自転をともなわない円運動を行なわせることにより、シリコンウエーハの表裏両面を同時にかつ均一に研磨することができる。このような形態の両面研磨装置は、大口径のウエーハでも容易に両面研磨を行うことができ、近年のウエーハの大口径化に伴い多く用いられるようになってきている。
【０００８】
しかしながら、上記のような、４ウェイ方式の両面研磨装置やキャリアプレートに自転をともなわない円運動を行なわせてウエーハの研磨を行う両面研磨装置を用いて、ウエーハを複数バッチ繰り返し研磨する場合、上下定盤に貼付された研磨布のライフや目詰まり等が影響して、研磨布の研磨能力等が経時変化してしまう。そのため、研磨バッチ数が増えるにつれて研磨されるウエーハの形状が経時的に変化してしまい、バッチ毎のウエーハ形状に相違が生じ、ウエーハの安定した品質を維持することができないという問題があった。
【０００９】
このような問題を解決するため、従来は、研磨能力等の経時変化に合わせて各種研磨条件を変化させることにより、ウエーハ形状の経時的な変化を制御してウエーハの研磨を行っている。例えば、定盤の温度等の条件を変化させることにより、定盤の形状自体を変形させて、ウエーハの形状を制御する方法がある。この方法は、温度変化により変形する材質の定盤を用い、定盤内に冷却水等を流して定盤の温度を変化させる温調手段を制御し定盤形状を変形させることにより、ウエーハ形状を制御することができる。
【００１０】
しかしながら、このように定盤内に冷却水や温水等を流し定盤の温度を変化さてウエーハ形状を制御しようとしても、従来の研磨装置では各種研磨条件の変更に対する定盤変形の応答性（研磨条件の変化に対する直線性等）が悪く、研磨するウエーハのバッチ数が増加するにつれ定盤形状を正確に制御することが困難となり、ウエーハ形状をバッチ毎に安定にかつ高精度に制御することができなかった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、本発明は、研磨布のライフや目詰まり等に起因する研磨能力等の経時的な変化に対して、優れた応答性で定盤を変形させることによりウエーハ形状を制御でき、ウエーハを複数バッチ繰り返し研磨してもウエーハ形状を悪化させることなく、高精度で安定して研磨を行うことができるウエーハの両面研磨装置及び両面研磨方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、少なくとも、ウエーハ保持孔を有するキャリアプレート、研磨布が貼付された上定盤及び下定盤、及びスラリー供給手段を有し、前記ウエーハ保持孔内にウエーハを保持して、スラリーを供給しながら、前記上下定盤間でキャリアプレートを運動させて、ウエーハの表裏両面を同時に研磨する両面研磨装置において、前記上定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤと、前記キャリアプレートの各保持孔の中心を円で結んだ時の円の直径であるキャリアプレートの保持孔中心のＰＣＤとを一致させたものであることを特徴とするウエーハの両面研磨装置が提供される（請求項１）。
【００１３】
このように、少なくとも、キャリアプレート、上定盤、下定盤、及びスラリー供給手段を有し、上下定盤間でキャリアプレートを運動させて、ウエーハを研磨する両面研磨装置において、上定盤の荷重支点を円で結んだ時の円（以下、ピッチ円と言うことがある）の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤ（Ｐｉｔｃｈ Ｃｉｒｃｌｅ Ｄｉａｍｅｔｅｒ）と、キャリアプレートの各保持孔の中心を円で結んだ時の円の直径であるキャリアプレートの保持孔中心のＰＣＤとを一致させた両面研磨装置であれば、ウエーハを研磨する際の研磨条件変更に対する定盤変形の応答性を向上させることができ、容易に定盤形状を制御することができる。それによって、複数バッチのウエーハを繰り返し研磨する際に、研磨布の研磨能力等の経時的な変化に合わせて、研磨条件を適切に変更して定盤形状を制御することができ、ウエーハの形状を悪化させることなく、容易にバッチ毎のウエーハ形状を制御して研磨を行うことができる装置となる。
【００１４】
このとき、前記キャリアプレートの運動は、キャリアプレートの自転をともなわない円運動であることが好ましい（請求項２）。
このように、キャリアプレートの運動が、キャリアプレートの自転をともなわない円運動、すなわち、キャリアプレートは自転することなく、上定盤と下定盤の回転軸から所定の距離偏心した状態を保持して旋回する揺動運動であれば、キャリアプレート上の全ての点は、同じ大きさの小円の軌跡を描くことになるため、ウエーハの表裏両研磨面の全域にわたって均一に研磨を行なうことができる。
【００１５】
さらに、本発明によれば、少なくとも、ウエーハ保持孔を有する複数のキャリアプレート、該キャリアプレートを自転および公転させるためのサンギヤとインターナルギヤ、研磨布が貼付された上定盤及び下定盤、及びスラリー供給手段を有し、前記ウエーハ保持孔内にウエーハを保持して、スラリーを供給しながら、前記上下定盤間で複数のキャリアプレートを自転および公転させて、ウエーハの表裏両面を同時に研磨する両面研磨装置において、上定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤと、複数のキャリアプレートの中心を円で結んだ時の円の直径であるキャリアプレート中心のＰＣＤとを一致させたものであることを特徴とするウエーハの両面研磨装置が提供される（請求項３）。
【００１６】
このように、少なくとも、キャリアプレート、サンギヤ、インターナルギヤ、上定盤、下定盤、及びスラリー供給手段を有し、上下定盤間でキャリアプレートを自転及び公転運動させて、ウエーハを研磨する両面研磨装置において、上定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤと、複数のキャリアプレートの中心を円で結んだ時の円の直径であるキャリアプレート中心のＰＣＤとを一致させた両面研磨装置であれば、ウエーハを研磨する際の研磨条件変更に対する定盤変形の応答性を向上させることができ、容易に定盤形状を制御することができる。それによって、複数バッチのウエーハを繰り返し研磨する際に、研磨布の研磨能力等の経時的な変化に合わせて、研磨条件を適切に変更して定盤形状を制御することができ、ウエーハの形状を悪化させることなく、容易にバッチ毎のウエーハ形状を制御して研磨を行うことができる。
【００１７】
このとき、前記下定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である下定盤荷重支点のＰＣＤを、前記上定盤荷重支点のＰＣＤに一致させたものであることが好ましい（請求項４）。
このように、下定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である下定盤荷重支点のＰＣＤを、上定盤荷重支点のＰＣＤに一致させた両面研磨装置であれば、定盤形状を制御する際の応答性をさらに向上させることができ、複数バッチのウエーハを研磨する際にも、バッチ毎のウエーハ形状を高精度に制御することができる。
【００１８】
また、本発明に係るウエーハの両面研磨方法は、ウエーハを保持するウエーハ保持孔が形成されたキャリアプレートにウエーハを保持し、スラリーを供給しながら、研磨布が貼付された上定盤および下定盤の間で前記キャリアプレートを運動させて前記ウエーハの表裏両面を同時に研磨する両面研磨方法において、前記上定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤと、前記キャリアプレートに保持されたウエーハの中心を円で結んだ時の円の直径であるウエーハ中心のＰＣＤとを一致させてウエーハを研磨することを特徴とするウエーハの両面研磨方法である（請求項５）。
【００１９】
上記のようなウエーハの表裏両面を同時に研磨する両面研磨方法において、上定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤと、キャリアプレートに保持されたウエーハの中心を円で結んだ時の円の直径であるウエーハ中心のＰＣＤとを一致させてウエーハを研磨することによって、定盤形状を優れた応答性で容易に制御することができる。それによって、ウエーハ形状の経時的な変化に応じて定盤形状を精度良く制御することができるため、複数バッチのウエーハを繰り返し研磨する際でもウエーハの形状を精度良く維持して安定した研磨を行うことができる。
【００２０】
このとき、前記キャリアプレートの運動を、キャリアプレートの自転をともなわない円運動とすることが好ましい（請求項６）。
このように、前記キャリアプレートの運動を、キャリアプレートの自転をともなわない円運動とすることによって、キャリアプレートに保持されたウエーハの表裏両研磨面の全域にわたって、均一に研磨を行なうことができる。
【００２１】
さらに、本発明によれば、ウエーハを保持する保持孔が形成された複数のキャリアプレートにウエーハを保持し、スラリーを供給しながら、研磨布が貼付された上定盤および下定盤の間で前記複数のキャリアプレートをサンギヤとインターナルギヤとで自転および公転させて、前記ウエーハの表裏両面を同時に研磨する両面研磨方法において、前記上定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤと、前記複数のキャリアプレートの中心を円で結んだ時の円の直径であるキャリアプレート中心のＰＣＤとを一致させて研磨することを特徴とするウエーハの両面研磨方法が提供される（請求項７）。
【００２２】
上記のようなウエーハの表裏両面を同時に研磨する両面研磨方法において、上定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤと、複数のキャリアプレートの中心を円で結んだ時の円の直径であるキャリアプレート中心のＰＣＤとを一致させて研磨することによって、定盤形状を優れた応答性で容易に制御することができる。それによって、ウエーハ形状の経時的な変化に応じて定盤形状を精度良く制御することができるため、複数バッチのウエーハを繰り返し研磨する際でもウエーハの形状を精度良く維持して安定して研磨を行うことができる。
【００２３】
このとき、前記下定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である下定盤荷重支点のＰＣＤを、前記上定盤荷重支点のＰＣＤに一致させることが好ましい（請求項８）。
このように、下定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である下定盤荷重支点のＰＣＤを、上定盤荷重支点のＰＣＤに一致させることによって、定盤形状を制御する際の応答性をさらに向上させることができ、複数バッチのウエーハを研磨する際にも、バッチ毎のウエーハ形状の変化を確実に制御することができる。
【００２４】
さらにこのとき、前記ウエーハを研磨する際に、研磨条件を制御しながらウエーハを研磨することが好ましく（請求項９）、また前記研磨条件の制御を、前記上定盤及び／または下定盤の温度を制御することにより行うことが好ましい（請求項１０）。
【００２５】
このように、ウエーハを研磨する際に、研磨条件を制御しながら、好ましくは上定盤及び／または下定盤の温度を制御しながら、ウエーハを研磨することにより、複数バッチのウエーハを繰り返し研磨する際でも、優れた応答性で定盤形状を制御することができる。それによって、ウエーハ形状を悪化させることなく複数バッチのウエーハを研磨することが可能となり、バッチ毎に研磨されるウエーハ形状を精度良く安定して維持することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
従来用いられている両面研磨装置を用いてウエーハを繰り返し研磨する場合、定盤変形の応答性（研磨条件の変化に対する直線性等）が悪く、研磨されるウエーハのバッチ数が増加するにつれ定盤形状を精度良く制御することが困難となり、ウエーハ形状を安定かつ高精度に制御することができなかった。
【００２７】
そこで、本発明者は、上記問題点を解決する為に、上定盤の荷重支点とキャリアプレートの位置（または研磨されるウエーハの位置）との関係に注目し、それらの位置関係を適切に調節することにより、研磨条件等の変更による定盤形状を応答性良く制御することができ、それによって、複数バッチのウエーハを繰り返し研磨する際でも、ウエーハ形状の悪化を抑制し、精度良く、安定してウエーハ形状を維持して繰り返し研磨を行うことができることを見出し、鋭意検討を重ねることにより本発明を完成させるに至った。
【００２８】
まず、本発明に係るウエーハの両面研磨装置の一例について図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る両面研磨装置の概略断面説明図であり、図２は上定盤の平面図、また図３はキャリアプレートの平面図である。
この両面研磨装置１は、ウエーハ保持孔を有するキャリアプレート６、研磨布５が貼付された上定盤２と下定盤３、及びスラリーを供給するためのスラリー供給手段３３を有しており、ウエーハ４をキャリアプレート６のウエーハ保持孔に挿入・保持し、上定盤２及び下定盤３で上下から挟み込んで、スラリー供給手段からスラリーを供給しながら、上定盤２及び下定盤３をウエーハ４に対して垂直な回転軸を中心に回転させることにより、ウエーハ４の表裏面を同時に研磨することができる。
【００２９】
また、上定盤２には、回転及び研磨荷重をかけるシリンダー７、その荷重を上定盤２に伝えるハウジング８、このハウジング８と上定盤２を固定するボルト等の固定手段９が設置されており、さらに上定盤内には定盤の温度を制御するための温調手段（不図示）を具備している。温調手段は特に限定されないが、定盤内に配置された配管に冷却水や温水が供給できるようになっている。
【００３０】
一方、下定盤３には、モータ及び減速機（不図示）からの回転を下定盤に与えるシリンダー７、定盤の荷重を支えるスラスト軸受け１０が設置されており、また下定盤内にも上定盤と同様に定盤の温度を制御するための不図示の温調手段を具備している。
【００３１】
また、これらの両面研磨装置１の上定盤２の下面および下定盤３の上面には、ウエーハ表裏両面を鏡面化させる研磨布５が貼付してある。この研磨布の種類および材質については限定されないが、例えば、一般的な研磨布である硬質発泡ウレタンパッド、不織布にウレタン樹脂を含浸・硬化させた軟質の不織布パッド等を用いることができる。例えば、軟質不織布はロデール社製Ｓｕｂａ６００などが用いられる。その他、不織布からなる基布の上にウレタン樹脂を発泡させた２層以上の研磨布なども用いることができる。
【００３２】
また、キャリアプレート６には、例えば図３に示すように、円板形状のプレートに５つのウエーハ保持孔１９が形成されており、ウエーハ４はこのウエーハ保持孔１９内に回転可能に保持される。このキャリアプレート６の材質等は特に限定するものではないが、例えばガラスエポキシ製のものが使用されることが好ましい。
【００３３】
このキャリアプレート６は、その外周部をキャリアホルダ１１の環状部１１（ｂ）で保持されており、キャリアプレート自体が自転することなく、キャリアプレート面と平行な面（水平面）内で円運動させられる。また、そのキャリアホルダ１１の環状部１１（ｂ）の外周には、外方へ突出した複数の軸受部１１（ａ）が配設されている。このキャリアホルダの各軸受部１１（ａ）には、小径円板形状の偏心アーム１２の偏心軸１２（ａ）が挿着されており、この偏心アーム１２の各下面の中心部には、回転軸１２（ｂ）が垂設されている。さらに、これらの回転軸１２（ｂ）の先端には、それぞれスプロケット１３が固着されており、各スプロケットには一連にタイミングチェーン１４が水平状態で架け渡されている。これらのスプロケット１３とタイミングチェーン１４は、複数の偏心アーム１２を同期して回転させる同期手段を構成している。
【００３４】
そして、スプロケット１３の一つに接続された円運動用モータ（不図示）を作動させてスプロケット１３の一つに回転を与え、このスプロケット１３を介してタイミングチェーン１４を回転させ、このタイミングチェーンが周転することで、複数の偏心アーム１２が同期して回転軸１２（ｂ）を中心に水平面内で回転する。これによって、それぞれの偏心アーム１２に連結されているキャリアホルダ１１、またこのキャリアホルダ１１に保持されたキャリアプレート６を、キャリアプレートに平行な水平面内で、偏心アーム１２の偏心軸１２（ａ）と回転軸１２（ｂ）との距離と同間隔で上下定盤２，３の回転軸から偏心して旋回する円運動を行なわせることができる。
【００３５】
このように、キャリアプレート６に自転をともなわない円運動をさせることにより、キャリアプレート６上の全ての点は同じ大きさの小円の軌跡を描くこととなり、それによって、キャリアプレート６に保持されたウエーハ４を、表裏両研磨面の全域にわたって均一に研磨を行なうことができる。
【００３６】
このような両面研磨装置１において、上定盤２の荷重支点を円で結んだ時の円（ピッチ円）の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤ（Ｐｉｔｃｈ ｃｉｒｃｌｅｄｉａｍｅｔｅｒ）と、キャリアプレート６の各保持孔の中心を円で結んだ時の円（ピッチ円）の直径であるキャリアプレートの保持孔中心のＰＣＤとを一致させることにより、ウエーハを研磨する際の研磨条件変更に対する定盤変形の応答性を向上させることができ、それによって、研磨されるウエーハ形状を高精度に制御しながら繰り返し研磨できる両面研磨装置とすることができる。
【００３７】
具体的に説明すると、上述したように、両面研磨装置１の上定盤２は、ボルト等の固定手段９でハウジング８に保持されており、所定の荷重が付加されて研磨が行われる。そのため、上定盤２の荷重支点は、図２に示すように、上定盤２とハウジング８の接合部分である固定手段９にあり、したがって、上定盤荷重支点のＰＣＤとは、上定盤の荷重支点である固定手段９の中心を円で結んだ時の円１６の直径１５で表すことができる。また、キャリアプレート６の保持孔中心のＰＣＤは、上記のようなキャリアプレート６が一枚である両面研磨装置の場合、図３に示すように、キャリアプレート６に形成されたウエーハ保持孔１９の中心（キャリアプレート６に保持されたウエーハ４のウエーハ中心とほぼ一致する）を円で結んだ時の円１７の直径１８で表すことができる。
【００３８】
これらの上定盤荷重支点のＰＣＤとキャリアプレートの保持孔中心のＰＣＤは、両面研磨装置の設計段階において、上定盤とキャリアプレートとを調整することにより一致させることができる。また既存の両面研磨装置については、キャリアプレートの作製段階でウエーハ保持孔の位置を調整することにより、上定盤荷重支点のＰＣＤとキャリアプレートの保持孔中心のＰＣＤを一致させることが可能であり、簡便である。
【００３９】
このとき、上定盤荷重支点のＰＣＤとキャリアプレートの保持孔中心のＰＣＤを一致させることが重要であり、また研磨中にはそれらのピッチ円が同じ位置にあることが好ましい。しかし、両面研磨装置１のキャリアプレート６が、上述のように、上下定盤の回転軸から偏心して旋回する円運動を行う場合、上定盤荷重支点で作られるピッチ円の直径とキャリアプレートの保持孔中心で作られるピッチ円の直径は一致しているものの、研磨中にキャリアプレート６の保持孔中心のピッチ円の位置は経時的に変化するため、常に定盤荷重支点のピッチ円とキャリアプレートの保持孔中心のピッチ円を一致させることはできない。したがって、このような場合には、上定盤荷重支点のピッチ円と、キャリアプレートのウエーハ保持孔中心（キャリアプレートに保持されたウエーハのウエーハ中心）の小円軌道の平均的な位置を円で結んだ時の円を一致させれば良く、本発明でいうＰＣＤを一致させるというのは、直径の一致及びこのようなピッチ円の位置を一致させることも含まれる。
【００４０】
また、図１に示した両面研磨装置において、さらに下定盤３の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である下定盤荷重支点のＰＣＤを、上定盤荷重支点のＰＣＤに一致させたものであることが好ましい。上記のように、本発明の両面研磨装置１では下定盤３をスラスト軸受け１０で保持し、所定の荷重を付加して研磨を行っている。従って、下定盤３の荷重支点はこのスラスト軸受け１０との接合部分にある。従って、下定盤荷重支点のＰＣＤは、これらスラスト軸受け１０の固定部分を結んだ円の直径で表すことができる。このように下定盤荷重支点のＰＣＤを上定盤荷重支点のＰＣＤに一致させることにより、定盤形状の制御に対する応答性をさらに向上させることができる。
【００４１】
また上記において、上定盤荷重支点のＰＣＤとキャリアプレートの保持孔中心（キャリアプレートに保持されたウエーハのウエーハ中心）のＰＣＤ、また上定盤荷重支点のＰＣＤと下定盤荷重支点のＰＣＤを一致させるとは、直径及びピッチ円の位置を含め公差５ｍｍ以内でそれらを一致させれば良い。上定盤荷重支点のＰＣＤとキャリアプレートの保持孔中心のＰＣＤ、また上定盤荷重支点のＰＣＤと下定盤荷重支点のＰＣＤは、完全に一致させることがより好ましいが、実際には多少の公差が生じるのは当然であるし、研磨中の偏心を考慮すると公差５ｍｍ以内で一致させることにより研磨条件変更に対する定盤変形の応答性を十分に向上させることができる。すなわち、本発明でいうＰＣＤを一致させるとは、このような多少の公差がある場合も含むものである。
【００４２】
次に、図１に示した上定盤荷重支点のＰＣＤとキャリアプレートの保持孔中心のＰＣＤとを一致させた両面研磨装置を用いて、ウエーハの表裏両面を同時に研磨する方法を示す。
【００４３】
まず、ウエーハ４をウエーハ保持孔が形成されたキャリアプレート６に挿入・保持した後、キャリアプレート６に保持されたウエーハ４を、上下定盤２，３を回転軸線方向へ進退させる昇降装置（不図示）を用いて研磨布５が貼付された上定盤２及び下定盤３で挟み込む。その後、スラリー供給手段３３からスラリーを供給しながら、上側回転モータ（不図示）からシリンダー７を介して上定盤２を水平面内で回転させ、また下側回転モータ（不図示）からシリンダー７を介して下定盤３を水平面内で回転させる。このとき、ウエーハ４は、キャリアプレート６のウエーハ保持孔内で回転可能に保持されているため、上定盤２と下定盤３の回転速度を調節することにより、その回転速度の速い定盤の回転方向へ連れ回り（自転）させることができる。また、上下定盤２，３を回転させると同時に、キャリアプレート６を、偏心アーム１２が装着されたキャリアホルダ１１によって、キャリアプレートの自転をともなわない円運動で運動させる。こうして、上定盤荷重支点のＰＣＤとキャリアプレートの保持孔中心のＰＣＤとを一致させ、さらに下定盤荷重支点のＰＣＤも一致させて、ウエーハ４の表裏両面を同時に均一に研磨することができる。
【００４４】
このとき、上定盤２および下定盤３の回転速度は限定されず、また、各回転方向、上定盤２および下定盤３のウエーハ４に対する押圧力も限定されるものではない。上定盤および下定盤のシリコンウエーハの表裏両面に対する押圧は、流体等を介した加圧方法により行なうことが好ましく、主に上定盤に配置したハウジング部分により加圧される。通常、上下定盤のウエーハに対する押圧力は１００〜３００ｇ／ｃｍ２である。またこのとき、ウエーハ表裏両面の研磨量および研磨速度も特に限定されない。
【００４５】
また、上記のスラリー供給手段３３は、例えば上定盤に複数のスラリー供給孔を形成することによって構成することができる。これらの複数のスラリー供給孔は、ウエーハが揺動してもその表面に常にスラリーが供給されるよう構成され、ウエーハが常に存在する所定幅の円環状の領域に配置されていることが好ましい。このとき、使用するスラリーの種類は限定されない。例えば、シリコンウエーハを研磨する場合は、コロイダルシリカを含有したｐＨ９〜１１のアルカリ溶液を採用することができる。スラリーの供給量はキャリアプレートの大きさにより異なるため限定されないが、通常は２．０〜６．０リットル／分である。
【００４６】
このようにして、上定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤと、キャリアプレートに保持されたウエーハの中心を円で結んだ時の円の直径であるウエーハ中心のＰＣＤとを一致させてウエーハを研磨することによって、研磨条件変更に対する定盤形状を制御する応答性を向上させることができる。したがって、ウエーハの表裏両面を同時に研磨する際に、上記のようにして定盤変形の応答性を向上させ、そして、例えば上定盤及び／または下定盤の温度等のような研磨条件を制御しながらウエーハの研磨を行うことによって、研磨の進行にともなう研磨形状の変化を相殺するように定盤形状を変形させてウエーハ形状を容易に制御しながら研磨を行うことができる。それによって、複数バッチのウエーハの研磨を行う際にも、ウエーハ形状の経時的な変化を抑制でき、ウエーハの形状を悪化させることなく、精度良く安定してウエーハ形状を制御して研磨を行うことができる。
【００４７】
尚、上記の両面研磨装置では、キャリアプレートに複数のウエーハが保持されてウエーハを研磨する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、キャリアプレートに一枚ずつウエーハを保持して（枚葉式）研磨を行う場合にも同様に適用できるものであり、その際には、上定盤荷重支点のＰＣＤとキャリアプレートに保持されるウエーハの直径とを一致させることにより、上記と同様の効果を得ることができ、本発明はこのような場合も含まれる。
【００４８】
次に、本発明の別の形態である両面研磨装置について説明する。図４に、本発明に係る４ウェイ方式の両面研磨装置の概略断面説明図を示す。
この４ウェイ方式の両面研磨装置２１は、ウエーハ保持孔を有する複数のキャリアプレート２６、キャリアプレートを自転および公転させるためのサンギヤ３１とインターナルギヤ３２、研磨布２５が貼付された上定盤２２及び下定盤２３、及びスラリー供給手段３４を有しており、ウエーハ２４を複数のキャリアプレート２６のウエーハ保持孔に挿入・保持し、これらのキャリアプレート２６を研磨布２５が貼付された上定盤２２及び下定盤２３で上下から挟み込んで、スラリー供給手段からスラリーを供給しながら、サンギヤ３１とインターナルギヤ３２とでキャリアプレート２６を自転および公転させるとともに、上定盤２２及び下定盤２３をウエーハに対して垂直な回転軸を中心に回転させることにより、ウエーハ２４の表裏両面を同時に研磨することができる。
【００４９】
このとき、上定盤２２には、回転及び研磨荷重をかけるシリンダー２７、その荷重を上定盤に伝えるハウジング２８、また、このハウジングと上定盤を固定するボルト等の固定手段２９が設置されており、さらに上定盤２２内には定盤の温度を制御するための温調手段（不図示）を具備している。一方、下定盤２３には、モータ及び減速機（不図示）からの回転を下定盤に与えるシリンダー２７、定盤の荷重を支えるスラスト軸受け３０が設置されており、また下定盤２３内には定盤の温度を制御するための温調手段（不図示）を具備している。
【００５０】
そして、両面研磨装置２１の上定盤２２の下面および下定盤２３の上面に貼付されている研磨布２５としては、前記同様に、一般的な研磨布である硬質発泡ウレタンパッド、不織布にウレタン樹脂を含浸・硬化させた軟質の不織布パッド等を用いることができる。
【００５１】
このような両面研磨装置２１において、上定盤２２の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤと、複数のキャリアプレート２６の中心を円で結んだ時の円の直径であるキャリアプレート中心のＰＣＤとを一致させることにより、ウエーハ研磨の際の研磨条件変更に対する定盤変形の応答性を向上させることができ、それによって、ウエーハ形状を高精度に制御して繰り返し研磨できる両面研磨装置とすることができる。
【００５２】
具体的に説明すると、上記のように、両面研磨装置２１の上定盤２２は、ボルト等の固定手段２９でハウジング２８に保持されているため、上定盤２２の荷重支点は、上定盤２２とハウジング２８の接合部分である固定手段２９にある。したがって、上定盤荷重支点のＰＣＤとは、上定盤の荷重支点である固定手段２９の中心を円で結んだ時の円の直径で表すことができる。また、このような両面研磨装置のキャリアプレートには複数のウエーハ保持孔が形成されており、キャリアプレートの保持孔中心（キャリアプレートに保持されたウエーハ中心）の平均的なＰＣＤを上定盤荷重支点のＰＣＤと一致させることは難しい。そのため、このような両面研磨装置２１の場合は、複数のキャリアプレート２６の中心を円で結んだ時の円の直径であるキャリアプレート中心のＰＣＤを上定盤荷重支点のＰＣＤと一致させるようにする。
【００５３】
さらに、下定盤２３の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である下定盤荷重支点のＰＣＤを、上記の上定盤荷重支点のＰＣＤに一致させたものであることが好ましい。上記のように、両面研磨装置２１ではスラスト軸受け３０で下定盤が保持されているので、下定盤２３の荷重支点はこのスラスト軸受け３０との接合部分にある。従って、下定盤荷重支点のＰＣＤは、これらスラスト軸受け３０の固定部分を結んだ円の直径で表すことができる。このように下定盤荷重支点のＰＣＤを上定盤荷重支点のＰＣＤに一致させることにより、さらに定盤形状の制御に対する応答性をさらに向上させることができる。
【００５４】
このとき、上定盤荷重支点のＰＣＤとキャリアプレート中心のＰＣＤを一致させる、また上定盤荷重支点のＰＣＤと下定盤荷重支点のＰＣＤを一致させるとは、完全に一致させることが望ましいが、前述と同様に、公差５ｍｍ以内で一致させれば良く、それによって、研磨条件変更に対する定盤変形の応答性を向上させることができ、本発明はこのような場合も含まれる。
【００５５】
次に、このような上定盤荷重支点のＰＣＤとキャリアプレート中心のＰＣＤとを一致させた４ウェイ方式の両面研磨装置を用いて、ウエーハの表裏両面を同時に研磨する方法を示す。
【００５６】
まず、ウエーハ２４をウエーハ保持孔が形成された複数のキャリアプレート２６に挿入・保持した後、キャリアプレート２６に保持されたウエーハ２４を、上下定盤２２，２３を回転軸線方向へ進退させる昇降装置（不図示）を用いて研磨布２５が貼付された上定盤２２及び下定盤２３で挟み込む。その後、スラリー供給手段３４からスラリーを供給しながら、上側回転モータ（不図示）からシリンダー２７を介して上定盤２２を水平面内で回転させ、また下側回転モータ（不図示）からシリンダー２７を介して下定盤２３を水平面内で回転させる。それと同時に複数のキャリアプレート２６をサンギヤ３１とインターナルギヤ３２とで自転および公転させることによって、ウエーハの表裏両面を均一に研磨することができる。
このとき、上定盤および下定盤の回転速度、各回転方向、上定盤および下定盤のウエーハに対しての押圧力等は限定されるものではなく、従来行われている条件で研磨することができる。
【００５７】
このようにして、４ウェイ方式の両面研磨装置を用いて、上定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤと複数のキャリアプレートの中心を円で結んだ時の円の直径であるキャリアプレート中心のＰＣＤとを一致させてウエーハを研磨することによって、研磨条件変更に対する定盤変形の応答性を向上させることができる。したがって、ウエーハを研磨する際に、上記のようにして定盤変形の応答性を向上させ、そして、例えば上定盤及び／または下定盤の温度等のような研磨条件を制御しながらウエーハの研磨を行うことによって、研磨の進行にともなう研磨形状の変化を相殺するように定盤形状を変形させてウエーハ形状を容易に制御しながら研磨を行うことができる。それによって、複数バッチのウエーハの研磨を行う際にも、ウエーハ形状の経時的な変化を抑制でき、ウエーハの形状を悪化させることなく、精度良く安定してウエーハ形状を制御して研磨を行うことができる。
【００５８】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより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。
先ず、本発明のウエーハの両面研磨装置と従来のウエーハの両面研磨装置を用いた時の研磨条件変化に伴う定盤変形の応答性を評価するために、ウエーハ形状の応答性、特に直線性について実験を行った。
【００５９】
（実施例１）
ウエーハの両面研磨装置として、図１に示すような、上定盤荷重支点のＰＣＤが６００ｍｍ、キャリアプレートの保持孔中心（キャリアプレートに保持されたウエーハ中心）のＰＣＤが６００ｍｍと一致させた。また、研磨中にキャリアプレートの保持孔中心で作るピッチ円の平均的な位置と上定盤荷重支点で作るピッチ円の位置を一致させるようにしたキャリアプレートが自転をともなわない円運動で運動する両面研磨装置を用いた。
【００６０】
この両面研磨装置を用いて、まず、キャリアプレート（５つの保持孔を有するキャリアプレート）の各ウエーハ保持孔にそれぞれ回転可能に直径３００ｍｍのシリコンウエーハを５枚（１バッチ）挿入した。各ウエーハは軟質不織布（研磨パッド）が貼付された上下定盤により２００ｇ／ｃｍ2 で押し付けられた。
【００６１】
その後、これらの上下研磨パッドをウエーハ表裏両面に押し付けたまま上下定盤を回転させ、上定盤側からスラリーを供給しながら、円運動用モータによりタイミングチェーンを周転させる。これにより、各偏心アームが水平面内で同期回転し、各偏心軸に連結されたキャリアホルダおよびキャリアプレートを、このプレート表面に平行な水平面内で自転をともなわない円運動（直径１０ｃｍ程度の円運動）をさせて、ウエーハの表裏両面を研磨した。なお、ここで使用するスラリーは、ｐＨ１０．５のアルカリ溶液中に、粒度０．０５μｍのコロイダルシリカからなる研磨砥粒を分散したものを使用した。
【００６２】
実施例１では、上記の研磨工程の間に、定盤内の冷却水の温度を等間隔で変化させることにより、研磨条件を変化させてウエーハ形状の応答性について調べた。実際には研磨条件１の冷却水の温度を２２℃、更に２℃ずつ温度を変化させ３０℃まで（研磨条件１〜研磨条件５まで）変化させ、この温度変化に対するウエーハ形状の変化（定盤形状の変化）を確認した。
【００６３】
このとき、ウエーハ形状を表すパラメータとして、ウエーハの凹凸を測定し、中心部と外周部の厚さについて確認することによって、研磨条件の変化に対するウエーハ形状の応答性を評価した。このとき、実験条件３の形状を基準とし、それより凸形状であればプラス、凹形状であればマイナス側とし、その変化を相対的に評価した。
【００６４】
（比較例１）
比較として、図５に示すような、上定盤荷重支点のＰＣＤが６００ｍｍ、キャリアプレートの保持孔中心（キャリアプレートに保持されたウエーハ中心）のＰＣＤが６４０ｍｍであり、キャリアプレートが自転をともなわない円運動で運動してウエーハの表裏両面を研磨する従来の両面研磨装置を用いた。その他の研磨条件については実施例１と同様にしてウエーハの研磨を行った（特に研磨布の使用時間が同じ程度のものを用いた）。
【００６５】
上記の実施例１及び比較例１において、研磨条件変化に対するウエーハ形状の応答性を評価した結果を図６に示す。これは５枚のウエーハの平均値を研磨条件毎にプロットしたものである。図６に示したように、実施例１では、直線性がよく（相関係数０．９９７）、研磨条件変化に対するウエーハ形状の応答性（すなわち、定盤変形の応答性）が良いことがわかる。比較例では直線性が悪く（相関係数０．８９８）、ばらつきが大きい上に応答性も悪い事がわかる。
【００６６】
以上のように、本発明の両面研磨装置を用いれば、研磨条件変化に対する定盤変形の応答性が良好となる。これによって、例えば、同じ研磨布を用い連続して研磨を繰り返すことによって生じるウエーハ形状の変化に対し、これを相殺するように図６に示すウエーハ形状の応答性（直線性）を考慮して定盤内の温度を制御することにより、ウエーハ形状を悪化させることなく、高精度で安定して研磨を行うことができる。
【００６７】
（実施例２及び比較例２）
実施例１及び比較例１と同様の両面研磨装置を用い、２０バッチ分のウエーハについて研磨を行なった。
キャリアプレート（５つの保持孔を有するキャリアプレート）の各ウエーハ保持孔に５枚（１バッチ）の直径３００ｍｍのシリコンウエーハをそれぞれ回転可能に挿入した。各ウエーハは、軟質不織布（研磨パッド）が貼付された上下定盤により２００ｇ／ｃｍ2の押圧力で押し付けられ研磨が行なわれた。スラリーは、ｐＨ１０．５のアルカリ溶液中に、粒度０．０５μｍのコロイダルシリカからなる研磨砥粒を分散したものを使用した。またこのとき、研磨布は取り替えることなく連続して使用し、繰り返し研磨を行なった。
【００６８】
今回の実験（実施例２及び比較例２）では、５バッチの研磨毎に定盤内の温調手段で定盤の温度を一定の条件で調整することによってウエーハ形状の変化を補正しながら、２０バッチのウエーハの研磨を行なった。５バッチ毎の調整は実施例２及び比較例２とも同じ条件で調整した。
【００６９】
研磨後、得られたウエーハの形状について、ＧＢＩＲで評価した。ＧＢＩＲ（Ｇｌｏｂａｌ Ｂａｃｋ Ｉｄｅａｌ Ｒａｎｇｅ）とは、ウエーハ面内に１つの基準面を持ち、この基準面に対する最大、最小の位置変位の幅と定義され、従来からの慣例の仕様であるＴＴＶ（全厚さ偏差）に相当するものである。今回の測定には、ＡＤＥ社製の静電容量型フラットネス測定器（ＡＦＳ３２２０）を用い評価を行った。その際、１バッチ目のＧＢＩＲを基準とし、その相対的変化をプロットした。その結果を図７に示す。
【００７０】
図７に示したように、実施例２では、本発明の両面研磨装置を用いることで定盤変形の応答性が良くなったため、５バッチ毎の調整によりウエーハ形状を一定範囲内に制御することができ、複数バッチのウエーハを研磨してもウエーハ形状を管理目標値（管理上限値）の範囲内に維持することができた。しかしながら、比較例２では、５バッチ終了後毎に一定の条件で調整を行なっても、予定していたウエーハ形状に改善できず、繰り返し研磨を行なうにつれてウエーハ形状が悪化し、管理目標値（管理上限値）の範囲外になってしまった。これは定盤変形の応答性が悪く、予定の定盤形状に補正が出来ないためである。
【００７１】
（実施例３及び比較例３）
ウエーハの両面研磨装置として、図４に示すような、上定盤荷重支点のＰＣＤが８００ｍｍ、キャリアプレート中心のＰＣＤが８００ｍｍである４ウェイ方式の両面研磨装置と、従来用いられている上定盤荷重支点のＰＣＤが８００ｍｍ、キャリアプレート中心のＰＣＤが８５０ｍｍである４ウェイ方式の両面研磨装置を用いて、２０バッチ分のウエーハについて研磨を行なった。
【００７２】
５つのキャリアプレートのそれぞれに形成された３つのウエーハ保持孔に直径３００ｍｍのシリコンウエーハを合計１５枚（１バッチ）挿入した。各ウエーハは、軟質不織布（研磨パッド）が貼付された上下定盤により２００ｇ／ｃｍ2の押圧力で押し付けられ研磨が行なわれた。スラリーは、ｐＨ１０．５のアルカリ溶液中に、粒度０．０５μｍのコロイダルシリカからなる研磨砥粒を分散したものを使用した。このとき、研磨布は取り替えられることなく、５バッチの研磨毎に定盤内の温調手段で定盤の温度を一定の条件で調整することによってウエーハ形状の変化を補正しながら、２０バッチのウエーハの研磨を行なった。５バッチ毎の調整は実施例３及び比較例３とも同じ条件で調整した。研磨後得られたウエーハの形状についてＧＢＩＲで評価し、１バッチ目のＧＢＩＲを基準とし、その相対的変化をプロットした。その結果を図８に示す。
【００７３】
図８に示したように、実施例３では、本発明の両面研磨装置を用いることで定盤変形の応答性が良くなったため、５バッチ毎の調整によりウエーハ形状を一定範囲内に制御することができ、複数バッチのウエーハを研磨してもウエーハ形状を管理目標値（管理上限値）の範囲内に維持することができた。しかしながら、比較例３では、５バッチ終了後毎に調整を行なっても予定していたウエーハ形状に改善できず、繰り返し研磨を行なうにつれてウエーハ形状が悪化して、管理目標値（管理上限値）の範囲外になってしまった。
【００７４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は単なる例示であり、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。
【００７５】
例えば、上記実施の形態において、本発明の両面研磨装置の一例として、キャリアプレートの運動がキャリアプレートの自転をともなわない円運動をするものを示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ウエーハを均一に研磨できるようなキャリアプレートの運動であればどのような運動であってもよい。
また、上記実施例において、ウエーハ形状を表すパラメータとしてウエーハの凹凸について評価したが、その他の品質であっても良い。すなわち、上定盤の荷重支点のＰＣＤとキャリアプレートに保持されたウエーハ中心の平均的なＰＣＤ（４ウェイ方式の両面研磨装置については、キャリアプレート中心のＰＣＤ）を一致させることにより、定盤形状の制御に対する応答性を向上させることができるものであり、定盤形状に影響されるウエーハの品質であれば何れの品質でも制御し易くすることができる。
【００７６】
また、研磨されるウエーハの口径について、実施例では直径３００ｍｍのウエーハを研磨する両面研磨装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、直径２００ｍｍ、またはその他の口径のウエーハを研磨する両面研磨装置にも適用することができる。また、キャリアプレートに形成されるウエーハ保持孔の数も特に限定されず、３箇所、５箇所、７箇所等任意である。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ウエーハを研磨する際に上定盤荷重支点のＰＣＤとキャリアプレートに保持されたウエーハ中心の平均的なＰＣＤを一致させることにより、または上定盤荷重支点のＰＣＤと、複数のキャリアプレートの中心のＰＣＤとを一致させることにより、定盤変形の応答性が向上し、ウエーハ形状を精度良く制御することができる。また、複数バッチのウエーハを繰り返し研磨する際に研磨条件を適切に変化させることにより、定盤変形の応答性が優れていることから、ウエーハ形状を高精度で安定させて制御して研磨することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る両面研磨装置の一例を示す概略断面説明図である。
【図２】図１の両面研磨装置における上定盤の平面図である。
【図３】図１の両面研磨装置におけるキャリアプレートの平面図である。
【図４】本発明に係る別の形態の（４ウェイ方式の）両面研磨装置の一例を示す概略断面説明図である。
【図５】従来の両面研磨装置の一例を示す断面説明図である。
【図６】実施例１及び比較例１における研磨条件変化に対するウエーハ形状の応答性を示したグラフである。
【図７】実施例２及び比較例２において、複数バッチのウエーハを繰り返し研磨したときのウエーハ形状の制御性について評価したグラフである
【図８】実施例３及び比較例３において、複数バッチのウエーハを繰り返し研磨したときのウエーハ形状の制御性について評価したグラフである
【符号の説明】
１…両面研磨装置、 ２…上定盤、 ３…下定盤、
４…ウエーハ、 ５…研磨布、 ６…キャリアプレート、
７…シリンダー、 ８…ハウジング、 ９…固定手段、
１０…スラスト軸受け、 １１…キャリアホルダ、
１１（ａ）…軸受部、 １１（ｂ）…環状部、
１２…偏心アーム、 １２（ａ）…偏心軸、 １２（ｂ）…回転軸、
１３…スプロケット、 １４…タイミングチェーン、
１５…上定盤荷重支点の円の直径、 １６…上定盤荷重支点の円、
１７…ウエーハ保持孔中心（ウエーハ中心）の円、
１８…ウエーハ保持孔中心（ウエーハ中心）の円の直径、
１９…ウエーハ保持孔、
２１…４ウェイ方式の両面研磨装置、 ２２…上定盤、 ２３…下定盤、
２４…ウエーハ、 ２５…研磨布、 ２６…キャリアプレート、
２７…シリンダー、 ２８…ハウジング、 ２９…固定手段、
３０…スラスト軸受け、 ３１…サンギア、 ３２…インターナルギア、
３３、３４…スラリー供給手段。
Claims (10)
- 少なくとも、ウエーハ保持孔を有するキャリアプレート、研磨布が貼付された上定盤及び下定盤、及びスラリー供給手段を有し、前記ウエーハ保持孔内にウエーハを保持して、スラリーを供給しながら、前記上下定盤間でキャリアプレートを運動させて、ウエーハの表裏両面を同時に研磨する両面研磨装置において、前記上定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤと、前記キャリアプレートの各保持孔の中心を円で結んだ時の円の直径であるキャリアプレートの保持孔中心のＰＣＤとを一致させたものであることを特徴とするウエーハの両面研磨装置。
- 前記キャリアプレートの運動は、キャリアプレートの自転をともなわない円運動であることを特徴とする請求項１に記載のウエーハの両面研磨装置。
- 少なくとも、ウエーハ保持孔を有する複数のキャリアプレート、該キャリアプレートを自転および公転させるためのサンギヤとインターナルギヤ、研磨布が貼付された上定盤及び下定盤、及びスラリー供給手段を有し、前記ウエーハ保持孔内にウエーハを保持して、スラリーを供給しながら、前記上下定盤間で複数のキャリアプレートを自転および公転させて、ウエーハの表裏両面を同時に研磨する両面研磨装置において、前記上定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤと、前記複数のキャリアプレートの中心を円で結んだ時の円の直径であるキャリアプレート中心のＰＣＤとを一致させたものであることを特徴とするウエーハの両面研磨装置。
- 前記下定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である下定盤荷重支点のＰＣＤを、前記上定盤荷重支点のＰＣＤに一致させたものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のウエーハの両面研磨装置。
- ウエーハを保持するウエーハ保持孔が形成されたキャリアプレートにウエーハを保持し、スラリーを供給しながら、研磨布が貼付された上定盤および下定盤の間で前記キャリアプレートを運動させて前記ウエーハの表裏両面を同時に研磨する両面研磨方法において、前記上定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤと、前記キャリアプレートに保持されたウエーハの中心を円で結んだ時の円の直径であるウエーハ中心のＰＣＤとを一致させてウエーハを研磨することを特徴とするウエーハの両面研磨方法。
- 前記キャリアプレートの運動を、キャリアプレートの自転をともなわない円運動とすることを特徴とする請求項５に記載のウエーハの両面研磨方法。
- ウエーハを保持する保持孔が形成された複数のキャリアプレートにウエーハを保持し、スラリーを供給しながら、研磨布が貼付された上定盤および下定盤の間で前記複数のキャリアプレートをサンギヤとインターナルギヤとで自転および公転させて、前記ウエーハの表裏両面を同時に研磨する両面研磨方法において、前記上定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である上定盤荷重支点のＰＣＤと、前記複数のキャリアプレートの中心を円で結んだ時の円の直径であるキャリアプレート中心のＰＣＤとを一致させて研磨することを特徴とするウエーハの両面研磨方法。
- 前記下定盤の荷重支点を円で結んだ時の円の直径である下定盤荷重支点のＰＣＤを、前記上定盤荷重支点のＰＣＤに一致させることを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれか一項に記載のウエーハの両面研磨方法。
- 前記ウエーハを研磨する際に、研磨条件を制御しながらウエーハを研磨することを特徴とする請求項５ないし請求項８のいずれか一項に記載のウエーハの両面研磨方法。
- 前記研磨条件の制御を、前記上定盤及び／または下定盤の温度を制御することにより行うことを特徴とする請求項９に記載のウエーハの両面研磨方法。
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