JP7276246B2 - 両面研磨装置用キャリアの製造方法及びウェーハの両面研磨方法 - Google Patents
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Description
本発明は、両面研磨装置用キャリアの製造方法及びそれを用いたウェーハの両面研磨方法に関する。
両面研磨装置は１バッチ当り５枚程のウェーハの両面を同時に研磨するため、ウェーハ枚数と同数の保持孔を有する両面研磨装置用キャリアを下定盤の上に設置する。キャリアの保持孔によりウェーハが保持され、上下定盤に設けられた研磨布により両面からウェーハが挟み込まれ、研磨面に研磨剤を供給しながら研磨が行われる。
ウェーハを保持するための保持孔を有する両面研磨装置用キャリア（以下、単にキャリアとも言う）は金属製のキャリアが主流である。ウェーハの外周部を金属製のキャリアから保護するために、キャリアのウェーハ保持孔内周部には樹脂インサートを有している。樹脂インサートはウェーハの外周部と接するため、ウェーハのエッジ形状を作り込む上で重要となる。樹脂インサートに関するパラメータの一つとして金属基板（キャリア母材）との段差がある。この段差の一例を以下に説明する。
図６に、従来技術によるキャリアの立上研磨後の樹脂インサートとキャリア母材との段差プロファイルのグラフを示した。上段は樹脂インサートとキャリア母材との段差を示す概略図であり、樹脂インサートとキャリア母材の間にある段差の高さを、キャリアの表面と裏面でそれぞれ接触式測定によって探針を走査させて測定した。
その段差量の測定結果が中段のグラフであり、横軸にキャリアの半径方向の距離を、縦軸に段差量を示している。横軸の０ｍｍはキャリア母材（マイナス）と樹脂インサート（プラス）の境目に該当する。段差量は、キャリア母材の部分ではほぼ０μｍである。樹脂インサートの部分ではキャリア母材の表面又は裏面からの段差が示されており、プラスであればキャリア母材から突出しており、マイナスであればキャリア母材から凹んでいることを示す。
下段のグラフは、樹脂インサート上を９０°ずつ移動した計４箇所について、表面と裏面の段差量と表裏差をそれぞれ測定した結果を示している。いずれの箇所においても、段差量の表裏差が大きくなっていることがわかる。
その段差量の測定結果が中段のグラフであり、横軸にキャリアの半径方向の距離を、縦軸に段差量を示している。横軸の０ｍｍはキャリア母材（マイナス）と樹脂インサート（プラス）の境目に該当する。段差量は、キャリア母材の部分ではほぼ０μｍである。樹脂インサートの部分ではキャリア母材の表面又は裏面からの段差が示されており、プラスであればキャリア母材から突出しており、マイナスであればキャリア母材から凹んでいることを示す。
下段のグラフは、樹脂インサート上を９０°ずつ移動した計４箇所について、表面と裏面の段差量と表裏差をそれぞれ測定した結果を示している。いずれの箇所においても、段差量の表裏差が大きくなっていることがわかる。
この段差がウェーハのエッジ形状の品質であるＺＤＤ（ｒａｄｉａｌ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ ｏｆ Ｚ－ｈｅｉｇｈｔ）に影響することが分かっている。特にウェーハ表裏のＺＤＤを同等とするためには、樹脂インサートと金属基板との表裏の段差量が同等であることが望ましい。そこで従来技術では、金属基板よりも厚い樹脂インサートを接着し、上下定盤の回転数を調整することで表裏の段差量の差を低減させていた（例えば特許文献１参照）。
なお、従来技術ではキャリアの樹脂インサート部分は、樹脂製の液剤による接着や金属基板へのアンカー導入など、脱落防止のため強固に固定されていた（例えば特許文献２参照）。
なお、従来技術ではキャリアの樹脂インサート部分は、樹脂製の液剤による接着や金属基板へのアンカー導入など、脱落防止のため強固に固定されていた（例えば特許文献２参照）。
上記方法はパッド（研磨布）の目詰まりやスラリー（研磨剤）の凝集状態などの部材のライフだけでなく、装置精度やキャリアの反りなどの影響まで受けるために、設定条件とは想定外に樹脂インサートの表面側もしくは裏面側のどちらかが優先的に削れてしまい、段差量の表裏差の低減を十分に達成できず、その結果、ウェーハ加工時にウェーハの表裏のＺＤＤに差が生じてしまうケースが見受けられた。よって、上記の影響に依存しにくい、より容易な、樹脂インサートを有するキャリアの立上研磨方法が望まれた。
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、樹脂インサートとキャリア母材との段差量の表裏差を低減することができる両面研磨装置用キャリアの製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明では、研磨布が貼付された上定盤及び下定盤を有する両面研磨装置で用いられ、ウェーハを保持するための保持孔が形成されたキャリア母材と、前記保持孔の内周面に沿って配置され前記ウェーハの外周部と接する内周部が形成された樹脂インサートとを有する両面研磨装置用キャリアの製造方法であって、前記キャリア母材と、該キャリア母材よりも厚い前記樹脂インサートを準備する準備工程と、前記樹脂インサートを、前記保持孔の内周面に非接着かつ剥離強度が１０Ｎ以上５０Ｎ以下となるように形成する形成工程と、前記キャリア母材及び前記樹脂インサートからなるキャリアを、前記両面研磨装置を用いて、荷重が２段以上の多段である立上研磨を行う立上研磨工程とを有することを特徴とする両面研磨装置用キャリアの製造方法を提供する。
樹脂インサートが保持孔の内周面に接着されておらず剥離強度が５０Ｎ以下であれば、立上研磨を行うことで、樹脂インサートとキャリア母材との段差量の表面側と裏面側との差が小さくなるように、すなわち、樹脂インサートの突出具合がより一層表裏対称となるように樹脂インサートの上下方向の位置を調整することができる。また、剥離強度が１０Ｎ以上であれば、研磨により樹脂インサートがキャリア母材から剥離するのを抑制することができる。
また、立上研磨の際の荷重を２段以上の多段とすることで、１段目の研磨で樹脂インサートとキャリア母材の段差量を低減しつつ、樹脂インサートを最適な位置に調整した上で、２段目以降の研磨で樹脂インサートとキャリア母材との段差量をさらに低減し、該段差量の表裏差を容易に低減することができる。さらにはこのようにして作られたキャリアを用いてウェーハを両面研磨することで、エッジのＺＤＤの表裏差の小さい研磨ウェーハを得られる。なお、「立上研磨の際の荷重を２段以上の多段とする」とは、同じ荷重を掛けて複数回、立上研磨を行う場合も含む。
また、立上研磨の際の荷重を２段以上の多段とすることで、１段目の研磨で樹脂インサートとキャリア母材の段差量を低減しつつ、樹脂インサートを最適な位置に調整した上で、２段目以降の研磨で樹脂インサートとキャリア母材との段差量をさらに低減し、該段差量の表裏差を容易に低減することができる。さらにはこのようにして作られたキャリアを用いてウェーハを両面研磨することで、エッジのＺＤＤの表裏差の小さい研磨ウェーハを得られる。なお、「立上研磨の際の荷重を２段以上の多段とする」とは、同じ荷重を掛けて複数回、立上研磨を行う場合も含む。
また、前記立上研磨工程において、前記２段以上の多段の１段目の荷重を１５０ｇｆ／ｃｍ２以上２５０ｇｆ／ｃｍ２以下とすることができる。
１段目の荷重が１５０ｇｆ／ｃｍ２（１４．７ｋＰａ）以上であれば、樹脂インサートの位置を調整するのに十分な荷重となる。また、２５０ｇｆ／ｃｍ２（２４．５ｋＰａ）以下であれば、非接着である樹脂インサートが研磨布との摩擦力によりキャリア母材から剥離するのをより効果的に抑制することができる。
１段目の荷重が１５０ｇｆ／ｃｍ２（１４．７ｋＰａ）以上であれば、樹脂インサートの位置を調整するのに十分な荷重となる。また、２５０ｇｆ／ｃｍ２（２４．５ｋＰａ）以下であれば、非接着である樹脂インサートが研磨布との摩擦力によりキャリア母材から剥離するのをより効果的に抑制することができる。
また、前記立上研磨工程において、前記２段以上の多段の１段目の荷重を、２段目の荷重より大きくすることができる。
立上研磨の１段目の荷重が２段目の荷重より大きければ、１段目の研磨で調整した樹脂インサートの位置が、２段目の研磨で位置ズレしてしまうことをより効果的に抑制することができる。
立上研磨の１段目の荷重が２段目の荷重より大きければ、１段目の研磨で調整した樹脂インサートの位置が、２段目の研磨で位置ズレしてしまうことをより効果的に抑制することができる。
また、本発明では、ウェーハの両面研磨方法であって、上記の両面研磨装置用キャリアの製造方法により製造した両面研磨装置用キャリアの前記保持孔に前記ウェーハを保持し、前記両面研磨装置の前記上下定盤の間に挟み込んで前記上下定盤を回転させることにより、前記ウェーハの両面研磨を行い、該両面研磨後の前記ウェーハのエッジにおけるＺＤＤの表裏差を５ｎｍ以下とすることを特徴とするウェーハの両面研磨方法を提供する。
このようなウェーハの両面研磨方法であれば、両面研磨後のウェーハのエッジにおけるＺＤＤの表裏差が従来に比べて低減されたものとなる。
このようなウェーハの両面研磨方法であれば、両面研磨後のウェーハのエッジにおけるＺＤＤの表裏差が従来に比べて低減されたものとなる。
また、前記両面研磨において、荷重が２段以上の多段である両面研磨を行うことができる。
両面研磨を２段以上の多段研磨とすることで、１段目の研磨でキャリアの樹脂インサートの位置を安定させた上で、２段目以降の研磨でウェーハの研磨を行うことができ、より効果的にＺＤＤの改善を図ることができる。
両面研磨を２段以上の多段研磨とすることで、１段目の研磨でキャリアの樹脂インサートの位置を安定させた上で、２段目以降の研磨でウェーハの研磨を行うことができ、より効果的にＺＤＤの改善を図ることができる。
また、前記両面研磨において、前記２段以上の多段の１段目の荷重を１５０ｇｆ／ｃｍ２以上２５０ｇｆ／ｃｍ２以下とすることができる。
このような荷重であれば、樹脂インサートの位置を安定させるのに十分な荷重であり、かつ、樹脂インサートがキャリア母材から剥離するのをより効果的に抑制することができる。
このような荷重であれば、樹脂インサートの位置を安定させるのに十分な荷重であり、かつ、樹脂インサートがキャリア母材から剥離するのをより効果的に抑制することができる。
また、前記両面研磨において、前記２段以上の多段の１段目の荷重を、２段目の荷重より大きくすることができる。
このような荷重であれば、１段目の研磨で安定させた樹脂インサートの位置が、２段目の研磨を行った際に位置ズレしてしまうことをより効果的に抑制することができる。
このような荷重であれば、１段目の研磨で安定させた樹脂インサートの位置が、２段目の研磨を行った際に位置ズレしてしまうことをより効果的に抑制することができる。
本発明の両面研磨装置用キャリアの製造方法及びウェーハの両面研磨方法であれば、樹脂インサートとキャリア母材との段差量の表裏差を容易に低減することができ、結果として、ウェーハの両面研磨に用いた際に研磨後のウェーハのＺＤＤの表裏差を低減することができる。
上記したように、樹脂インサートとキャリア母材との段差量の表裏差を低減することができる両面研磨装置用キャリアの製造方法が求められていた。
本発明者らは上記課題について鋭意検討を重ねた結果、従来技術のように樹脂インサートの接着を行わず、嵌合の楔形状の個数や樹脂インサートの外径などを調整することで、樹脂インサートのキャリア母材からの剥離強度が１０Ｎ以上５０Ｎ以下としたキャリアを用意し、樹脂インサートの立上研磨の際に荷重を２段以上の多段にすることによって課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
以下、本発明について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図２は本発明の製造方法で製造される両面研磨装置用キャリアの上面図である。
キャリア１はウェーハを保持する保持孔２が形成されたキャリア母材３と、保持孔２の内周部に非接着で形成された樹脂インサート４を有している。なお、ここでは保持孔２が１つのキャリア母材３を示すが、本発明はこれに限定されることはなく、複数の保持孔２を有するものでもよい。また、キャリア母材３の材質についても特に限定されず、例えば、金属基板とすることができる。樹脂インサート４の例としては、例えば図３に示すようにリング状部４ａとリング状部４ａから外方向に突き出た楔４ｂからなっているものとすることができる。楔４ｂの数やリング状部４ａの外径は特に限定されない。ただし、後述する剥離強度が１０Ｎ以上５０Ｎ以下となるよう調整されて形成されている。さらに、段差の表裏差が小さいもの（例えば、段差量が１１．０３４μｍ程度で、表裏差が１１．７７μｍ程度）となっている。
キャリア１はウェーハを保持する保持孔２が形成されたキャリア母材３と、保持孔２の内周部に非接着で形成された樹脂インサート４を有している。なお、ここでは保持孔２が１つのキャリア母材３を示すが、本発明はこれに限定されることはなく、複数の保持孔２を有するものでもよい。また、キャリア母材３の材質についても特に限定されず、例えば、金属基板とすることができる。樹脂インサート４の例としては、例えば図３に示すようにリング状部４ａとリング状部４ａから外方向に突き出た楔４ｂからなっているものとすることができる。楔４ｂの数やリング状部４ａの外径は特に限定されない。ただし、後述する剥離強度が１０Ｎ以上５０Ｎ以下となるよう調整されて形成されている。さらに、段差の表裏差が小さいもの（例えば、段差量が１１．０３４μｍ程度で、表裏差が１１．７７μｍ程度）となっている。
このようなキャリア１は、例えば、図４に示すような４ウェイ式の両面研磨装置１０においてウェーハＷを両面研磨する際に用いられる。両面研磨装置１０は、上下に相対向して設けられた上定盤１１と下定盤１２を備えている。上下定盤１１、１２には、それぞれ研磨布１３が貼付されている。上定盤１１と下定盤１２の間の中心部にはサンギア１４が、周縁部にはインターナルギア１５が設けられている。
そして、サンギア１４及びインターナルギア１５の各歯部にはキャリア１の外周歯が噛合しており、上定盤１１及び下定盤１２が不図示の駆動源によって回転されるのに伴い、キャリア１は自転しつつサンギア１４の周りを公転する。このとき、キャリア１の保持孔２で保持されたウェーハＷの両面は、上下の研磨布１３により同時に研磨される。ウェーハＷの研磨時には、スラリー供給装置１６からスラリー１７がウェーハＷの研磨面に供給される。
そして、サンギア１４及びインターナルギア１５の各歯部にはキャリア１の外周歯が噛合しており、上定盤１１及び下定盤１２が不図示の駆動源によって回転されるのに伴い、キャリア１は自転しつつサンギア１４の周りを公転する。このとき、キャリア１の保持孔２で保持されたウェーハＷの両面は、上下の研磨布１３により同時に研磨される。ウェーハＷの研磨時には、スラリー供給装置１６からスラリー１７がウェーハＷの研磨面に供給される。
以下、図４の両面研磨装置１０を用いた、両面研磨装置用キャリアの製造方法及びウェーハの両面研磨方法について説明する。図１は本発明の両面研磨装置用キャリアの製造方法及びウェーハの両面研磨方法の概略を示すフロー図である。
まず、図１の工程１のように、キャリア母材３と、それよりも厚い樹脂インサート４を準備する。なお、ここでは保持孔２が１つのキャリア母材３を用いるが、本発明はこれに限定されることはなく、複数の保持孔２を有するものとしてもよい。
キャリア母材３及び樹脂インサート４の材質については特に限定されず、キャリア母材３は、例えば、ステンレスやチタンなどの金属製であるか、これに表面硬化処理を施したものとすることができる。また、樹脂インサート４は、例えば、硬質樹脂製のものとすることができる。
まず、図１の工程１のように、キャリア母材３と、それよりも厚い樹脂インサート４を準備する。なお、ここでは保持孔２が１つのキャリア母材３を用いるが、本発明はこれに限定されることはなく、複数の保持孔２を有するものとしてもよい。
キャリア母材３及び樹脂インサート４の材質については特に限定されず、キャリア母材３は、例えば、ステンレスやチタンなどの金属製であるか、これに表面硬化処理を施したものとすることができる。また、樹脂インサート４は、例えば、硬質樹脂製のものとすることができる。
次に、図１の工程２のように、保持孔２の内周面に樹脂インサート４を形成する。樹脂インサート４の形成方法については特に限定されず、例えば、嵌め込みや射出成型により形成することができる。
ここで、樹脂インサート４とキャリア母材３との接着は行わず、図３に示すような嵌合の楔４ｂの個数及び形状や、樹脂インサート４の外径などを調整することで、剥離強度が１０Ｎ以上５０Ｎ以下となるようにする。
ここでいう剥離強度とは、例えば図３に示したような測定点５をフォースゲージで上面から押し、樹脂インサート４がキャリア母材３から剥離する最大荷重を言う。
ここで、樹脂インサート４とキャリア母材３との接着は行わず、図３に示すような嵌合の楔４ｂの個数及び形状や、樹脂インサート４の外径などを調整することで、剥離強度が１０Ｎ以上５０Ｎ以下となるようにする。
ここでいう剥離強度とは、例えば図３に示したような測定点５をフォースゲージで上面から押し、樹脂インサート４がキャリア母材３から剥離する最大荷重を言う。
剥離強度が５０Ｎ以下であれば、次の立上研磨工程において、樹脂インサート４とキャリア母材３との段差量の表面側と裏面側の差が小さくなるように樹脂インサート４の上下方向の位置（キャリア母材３に対する厚さ方向の位置）を調整することができる。また、剥離強度が１０Ｎ以上であれば、研磨により樹脂インサート４がキャリア母材３から剥離するのを抑制することができる。
なお、例えば、楔４ｂとして個数は１００個以下、高さは５ｍｍ以下のものを用いることにより、より確実に５０Ｎ以下の剥離強度を達成することができる。
なお、例えば、楔４ｂとして個数は１００個以下、高さは５ｍｍ以下のものを用いることにより、より確実に５０Ｎ以下の剥離強度を達成することができる。
次に、図１の工程３のように、キャリア１の立上研磨を行い、樹脂インサート４とキャリア母材３との段差量を低減するとともに、表裏で段差量の差が少ないキャリア１を製造する。立上研磨は、図４に示すような両面研磨装置１０にキャリア１を装着し、保持孔２にウェーハＷを保持しない状態で両面研磨を行うことで可能である。なお、研磨布１３やスラリー１７の種類については特に限定されず、従来の方法と同様のものを使用することができる。
このとき、立上研磨の際の荷重を２段以上の多段とする。すなわち、荷重を掛けて複数回立上研磨する。これにより、まず１段目の研磨で樹脂インサート４とキャリア母材３との段差量を低減し、かつ、樹脂インサート４を最適な位置に調整することができる。ここでいう最適な位置とは、例えば表面側と裏面側での樹脂インサート４の突出具合の差がほぼ等しくなるような位置を言う。次に、２段目以降の研磨で樹脂インサート４とキャリア母材３との段差量をさらに低減することができる。その結果、表面側と裏面側の段差量の差が従来品より低減された優れたキャリアを得ることができる。なお、多段荷重の段数は複数であれば良く、２段のみでも良いし、あるいは３段以上とすることもできる。
このとき、例えば１段目の荷重を１５０ｇｆ／ｃｍ２以上２５０ｇｆ／ｃｍ２以下とすることができる。１５０ｇｆ／ｃｍ２以上であれば、樹脂インサート４の位置を調整するのに十分な荷重となる。また、２５０ｇｆ／ｃｍ２以下であれば、非接着である樹脂インサート４が研磨布との摩擦力によりキャリア母材３から剥離するのをより効果的に抑制することができる。
また、１段目の荷重を２段目の荷重より大きくすることができる。例えば、上記の１５０ｇｆ／ｃｍ２以上２５０ｇｆ／ｃｍ２以下の１段目の荷重に対し、２段目の荷重は２００ｇｆ／ｃｍ２（１９．６ｋＰａ）以下で１段目の荷重より小さい値にすることができる。このようにすれば、１段目の研磨で調整した樹脂インサート４の位置が、２段目の研磨を行った際に移動して、位置がズレてしまうことをより効果的に抑制することができる。なお、荷重は各段で同じ値とすることもできるし、上記と逆に１段目の荷重を２段目の荷重より小さくすることもできるが、１段目の荷重を２段目の荷重より大きくすることで、効率良く段差量の表裏差を小さくできる。
また、１段目の荷重を２段目の荷重より大きくすることができる。例えば、上記の１５０ｇｆ／ｃｍ２以上２５０ｇｆ／ｃｍ２以下の１段目の荷重に対し、２段目の荷重は２００ｇｆ／ｃｍ２（１９．６ｋＰａ）以下で１段目の荷重より小さい値にすることができる。このようにすれば、１段目の研磨で調整した樹脂インサート４の位置が、２段目の研磨を行った際に移動して、位置がズレてしまうことをより効果的に抑制することができる。なお、荷重は各段で同じ値とすることもできるし、上記と逆に１段目の荷重を２段目の荷重より小さくすることもできるが、１段目の荷重を２段目の荷重より大きくすることで、効率良く段差量の表裏差を小さくできる。
上記の工程１～３により、樹脂インサート４とキャリア母材３との段差量の表裏差が低減されたキャリア１を製造することができる。
そして、図１の工程４のように、製造したキャリア１を用いてウェーハの両面研磨を行う。ウェーハの両面研磨は、キャリア１の保持孔２にウェーハＷを保持し、両面研磨装置１０の上定盤１１と下定盤１２の間に挟み込んで、上定盤１１と下定盤１２を回転させることにより行う。なお、研磨布１３やスラリー１７の種類については特に限定されず、従来の方法と同様のものを使用することができる。本発明で製造したキャリア１を用いることで、容易に、ＺＤＤの表裏差が十分に低減された研磨ウェーハを得ることができる。具体的には、エッジにおけるＺＤＤの表裏差が５ｎｍ以下のウェーハを得ることができる。
このとき、工程３のキャリアの立上研磨と同様に、両面研磨の際の荷重を２段以上の多段とすることができる。このようにすれば、樹脂インサート４を最適な位置に安定させた上で、ウェーハの研磨を行うことができ、より効果的にＺＤＤの改善を図ることができる。
また、１段目の荷重を１５０ｇｆ／ｃｍ２以上２５０ｇｆ／ｃｍ２以下とすることができる。このようにすれば、樹脂インサート４の位置を安定させるのに十分な荷重であり、かつ、樹脂インサートがキャリア母材から剥離するのをより効果的に抑制することができる。
また、１段目の荷重を２段目の荷重より大きくすることができる。このようにすれば、１段目の研磨で安定させた樹脂インサート４の位置が、２段目の研磨を行った際に移動して、位置がズレてしまうことをより効果的に抑制することができる。
また、１段目の荷重を１５０ｇｆ／ｃｍ２以上２５０ｇｆ／ｃｍ２以下とすることができる。このようにすれば、樹脂インサート４の位置を安定させるのに十分な荷重であり、かつ、樹脂インサートがキャリア母材から剥離するのをより効果的に抑制することができる。
また、１段目の荷重を２段目の荷重より大きくすることができる。このようにすれば、１段目の研磨で安定させた樹脂インサート４の位置が、２段目の研磨を行った際に移動して、位置がズレてしまうことをより効果的に抑制することができる。
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、本発明は実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
図１のフローに従って、本発明の両面研磨装置用キャリアの製造及び直径３００ｍｍのウェーハの両面研磨を行った。図２及び３に示すように、キャリア母材３（材質：チタン）の保持孔２の内周部に樹脂インサート４（材質：ＦＲＰ）を非接着で形成した。その際、楔４ｂの数を８０個にすることで、樹脂インサート４の剥離強度を４０Ｎのものを製造した。
図１のフローに従って、本発明の両面研磨装置用キャリアの製造及び直径３００ｍｍのウェーハの両面研磨を行った。図２及び３に示すように、キャリア母材３（材質：チタン）の保持孔２の内周部に樹脂インサート４（材質：ＦＲＰ）を非接着で形成した。その際、楔４ｂの数を８０個にすることで、樹脂インサート４の剥離強度を４０Ｎのものを製造した。
キャリア１の立上研磨及びウェーハの両面研磨には、図４に示すような両面研磨装置１０として、４ウェイ方式の両面研磨装置である不二越機械製ＤＳＰ－２０Ｂを用いた。研磨布１３にはショアＡ硬度９０の発泡ウレタンパッドを、スラリー１７にはシリカ砥粒含有・平均粒径３５ｎｍ・砥粒濃度１．０ｗｔ％・ｐＨ１０．５・ＫＯＨベースのものを用いた。
また、キャリアの立上研磨とウェーハの両面研磨の両方において、１段目で１５０ｇｆ／ｃｍ２の荷重を掛けることでインサートの位置を安定させ、２段目で１００ｇｆ／ｃｍ２（９．８ｋＰａ）の荷重を掛けて研磨を行う２段荷重とした。
また、キャリアの立上研磨とウェーハの両面研磨の両方において、１段目で１５０ｇｆ／ｃｍ２の荷重を掛けることでインサートの位置を安定させ、２段目で１００ｇｆ／ｃｍ２（９．８ｋＰａ）の荷重を掛けて研磨を行う２段荷重とした。
（比較例１）
立上研磨と両面研磨の両方において、１００ｇｆ／ｃｍ２の荷重を掛けて研磨を一度だけ行う１段荷重としたこと以外は、実施例１と同様にしてキャリアの製造及びウェーハの両面研磨を行った。
立上研磨と両面研磨の両方において、１００ｇｆ／ｃｍ２の荷重を掛けて研磨を一度だけ行う１段荷重としたこと以外は、実施例１と同様にしてキャリアの製造及びウェーハの両面研磨を行った。
（比較例２）
キャリアの樹脂インサートの楔の数を１３０個にすることで、剥離強度を６０Ｎに設定したこと以外は、実施例１と同様にしてキャリアの製造及びウェーハの両面研磨を行った。
キャリアの樹脂インサートの楔の数を１３０個にすることで、剥離強度を６０Ｎに設定したこと以外は、実施例１と同様にしてキャリアの製造及びウェーハの両面研磨を行った。
（比較例３）
立上研磨と両面研磨の両方において、１００ｇｆ／ｃｍ２の荷重を掛けて研磨を一度だけ行う１段荷重としたこと以外は、比較例２と同様にしてキャリアの製造及びウェーハの両面研磨を行った。
立上研磨と両面研磨の両方において、１００ｇｆ／ｃｍ２の荷重を掛けて研磨を一度だけ行う１段荷重としたこと以外は、比較例２と同様にしてキャリアの製造及びウェーハの両面研磨を行った。
（比較例４）
キャリアとして、樹脂インサート（形状：リング状で、楔なし）をキャリア母材に接着させて固定する接着キャリアを採用し、その剥離強度は２００Ｎとした。それ以外は実施例１と同様にしてキャリアの製造及びウェーハの両面研磨を行った。
キャリアとして、樹脂インサート（形状：リング状で、楔なし）をキャリア母材に接着させて固定する接着キャリアを採用し、その剥離強度は２００Ｎとした。それ以外は実施例１と同様にしてキャリアの製造及びウェーハの両面研磨を行った。
（比較例５）
立上研磨と両面研磨の両方において、１００ｇｆ／ｃｍ２の荷重を掛けて研磨を一度だけ行う１段荷重としたこと以外は、比較例４と同様にしてキャリアの製造及びウェーハの両面研磨を行った。
立上研磨と両面研磨の両方において、１００ｇｆ／ｃｍ２の荷重を掛けて研磨を一度だけ行う１段荷重としたこと以外は、比較例４と同様にしてキャリアの製造及びウェーハの両面研磨を行った。
それぞれのキャリアの樹脂インサートとキャリア母材との段差量の表裏差は、実施例１：０．９３２μｍ、比較例１：７．１９２μｍ、比較例２：７．７１μｍ、比較例３：６．２８６μｍ、比較例４：１２．２７２μｍ、比較例５：１４．３７８μｍであった。
実施例１及び比較例１－５の両面研磨後のウェーハＷに対しては、ＳＣ－１洗浄を条件ＮＨ４ＯＨ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：１：１５で行った。フラットネスについては、洗浄後ウェーハをＫＬＡ製のＷａｆｅｒｓｉｇｈｔ１を用いて測定し、ＺＤＤはエッジから２ｍｍを除外して算出し、Ｆｒｏｎｔ部（表面側）とＢａｃｋ部（裏面側）の差について、１バッチ５枚の平均をとってプロットした。その結果を図５に示す。
立上研磨及び両面研磨を多段荷重で行わない比較例１や、樹脂インサートの剥離強度が大きい比較例２－５では、両面研磨後のウェーハのエッジにおけるＺＤＤの表裏差が大きい（いずれも５ｎｍより大きい）。一方、立上研磨及び両面研磨を多段荷重で行い、かつ、剥離強度が５０Ｎ以下である実施例１のキャリアを用いてウェーハの両面研磨を行えば、ウェーハのエッジにおけるＺＤＤの表裏差を５ｎｍ以下（より具体的には１ｎｍ程度）に低減できることがわかる。
（実施例２）
キャリアの樹脂インサートの楔の数を１００個にすることで、剥離強度を５０Ｎに設定したこと以外は、実施例１と同様にしてキャリアの製造及びウェーハの両面研磨を行った。
キャリアの樹脂インサートの楔の数を１００個にすることで、剥離強度を５０Ｎに設定したこと以外は、実施例１と同様にしてキャリアの製造及びウェーハの両面研磨を行った。
（実施例３）
キャリアの樹脂インサートの楔の数を２０個にすることで、剥離強度を１０Ｎに設定したこと以外は、実施例１と同様にしてキャリアの製造及びウェーハの両面研磨を行った。
キャリアの樹脂インサートの楔の数を２０個にすることで、剥離強度を１０Ｎに設定したこと以外は、実施例１と同様にしてキャリアの製造及びウェーハの両面研磨を行った。
（比較例６）
キャリアの樹脂インサートの楔の数を１０個にすることで、剥離強度を５Ｎに設定したこと以外は、実施例１と同様にしてキャリアの製造を行ったところ、立上研磨中に樹脂インサートが外れてしまったため、製造を中止した。
キャリアの樹脂インサートの楔の数を１０個にすることで、剥離強度を５Ｎに設定したこと以外は、実施例１と同様にしてキャリアの製造を行ったところ、立上研磨中に樹脂インサートが外れてしまったため、製造を中止した。
それぞれのキャリアの樹脂インサートとキャリア母材との段差量の表裏差は、実施例２：３．９１２μｍ、実施例３：３．５１４μｍであった。また、両面研磨後のウェーハのエッジにおけるＺＤＤの表裏差は、実施例２：４．７ｎｍ、実施例３：４．５ｎｍであった。また、剥離強度が１０Ｎより小さい状態で研磨を行う比較例６では、研磨中に樹脂インサートが外れることを確認した。
このように、本発明の両面研磨装置用キャリアの製造方法であれば、樹脂インサートとキャリア母材との段差量の表裏差を低減することができ、結果としてウェーハのＺＤＤの表裏差を低減することができる。
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。
１…両面研磨装置用キャリア、 ２…保持孔、 ３…キャリア母材、
４…樹脂インサート、 ４ａ…リング状部、 ４ｂ…楔、 ５…測定点、
１０…両面研磨装置、 １１…上定盤、 １２…下定盤、 １３…研磨布、
１４…サンギア、 １５…インターナルギア、 １６…スラリー供給装置、
１７…スラリー、 Ｗ…ウェーハ。
４…樹脂インサート、 ４ａ…リング状部、 ４ｂ…楔、 ５…測定点、
１０…両面研磨装置、 １１…上定盤、 １２…下定盤、 １３…研磨布、
１４…サンギア、 １５…インターナルギア、 １６…スラリー供給装置、
１７…スラリー、 Ｗ…ウェーハ。
Claims (7)
- 研磨布が貼付された上定盤及び下定盤を有する両面研磨装置で用いられ、ウェーハを保持するための保持孔が形成されたキャリア母材と、前記保持孔の内周面に沿って配置され前記ウェーハの外周部と接する内周部が形成された樹脂インサートとを有する両面研磨装置用キャリアの製造方法であって、
前記キャリア母材と、該キャリア母材よりも厚い前記樹脂インサートを準備する準備工程と、
前記樹脂インサートを、前記保持孔の内周面に非接着かつ剥離強度が１０Ｎ以上５０Ｎ以下となるように形成する形成工程と、
前記キャリア母材及び前記樹脂インサートからなるキャリアを、前記両面研磨装置を用いて、荷重が２段以上の多段である立上研磨を行う立上研磨工程とを有することを特徴とする両面研磨装置用キャリアの製造方法。 - 前記立上研磨工程において、前記２段以上の多段の１段目の荷重を１５０ｇｆ／ｃｍ２以上２５０ｇｆ／ｃｍ２以下とすることを特徴とする請求項１に記載の両面研磨装置用キャリアの製造方法。
- 前記立上研磨工程において、前記２段以上の多段の１段目の荷重を、２段目の荷重より大きくすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の両面研磨装置用キャリアの製造方法。
- ウェーハの両面研磨方法であって、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の両面研磨装置用キャリアの製造方法により製造した両面研磨装置用キャリアの前記保持孔に前記ウェーハを保持し、前記両面研磨装置の前記上下定盤の間に挟み込んで前記上下定盤を回転させることにより、前記ウェーハの両面研磨を行い、該両面研磨後の前記ウェーハのエッジにおけるＺＤＤの表裏差を５ｎｍ以下とすることを特徴とするウェーハの両面研磨方法。 - 前記両面研磨において、荷重が２段以上の多段である両面研磨を行うことを特徴とする請求項４に記載のウェーハの両面研磨方法。
- 前記両面研磨において、前記２段以上の多段の１段目の荷重を１５０ｇｆ／ｃｍ２以上２５０ｇｆ／ｃｍ２以下とすることを特徴とする請求項５に記載のウェーハの両面研磨方法。
- 前記両面研磨において、前記２段以上の多段の１段目の荷重を、２段目の荷重より大きくすることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のウェーハの両面研磨方法。
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