JP2003257908A - 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

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】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、歩留り向上を
図ることができ、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研磨
方法を提供する。 【解決手段】ウエーハを研磨する際に真空吸着保持でき
るようにしたウエーハ保持盤３０の作製方法であって、
多数の吸着孔本体３２ａを有するウエーハ保持盤本体３
０ａのウエーハ保持面本体３４ａを樹脂膜３０ｂで被覆
して，該樹脂膜表面をウエーハ保持面３４ｂとするとと
もに該吸着孔本体に連通する吸着孔部３２ｂ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３
０Ａ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３６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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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ＮａｎｏｔｏｐｏｇｒａｐｈｙＨｅｉｇｈ
ｔ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（Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ 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９
０％〜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３
４ａ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１００
ｃ〕。

【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３０
ｂ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１
０２ｃ〕。

【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１４
ａ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３
４ｂ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３４
ｂの面出し加工の手法が異なる（図４のステップ１０２
Ａ）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（２０ｋＰ
ａ）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１０２ｃ
２）。

【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１０２ｃ
３）。

【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（ｐ
Ｈ１１．０）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１．２５〜２．２５
ｍｍ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 ２００ｍ
ｍ、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、ＡＤ
Ｅ 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５１
ｎｍ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２０
０ｇ／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２
００ｇ／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２９
ｎｍ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４０
０ｇ／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／ｃｍ
²）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１
０２ｂ）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、１
６ａ：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、３４
ｂ：ウエーハ保持面、３６：充填材、Ｗ：ウエーハ。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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。
2. 【請求項２】 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。
3. 【請求項３】 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（３０ｋＰ
   ａ）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。
4. 【請求項４】 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。
5. 【請求項５】 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。
6. 【請求項６】 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。
7. 【請求項７】 前記充填材が前記樹脂膜と同等の性質を
   持つ材料から構成されることを特徴とする請求項１、４
   及び６記載のウエーハ保持盤の作製方法。
8. 【請求項８】 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１〜７
   のいずれか１項記載のウエーハ保持盤の作製方法。
9. 【請求項９】 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。
10. 【請求項１０】 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１〜９のいずれか１項記載のウエーハ保持盤の作
    製方法。
11. 【請求項１１】 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１〜１０のいずれか１項記載のウ
    エーハ保持盤の作製方法。
12. 【請求項１２】 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１〜１１のいずれか１項記
    載のウエーハ保持盤の作製方法。
13. 【請求項１３】 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１〜１２のい
    ずれか１項記載のウエーハ保持盤の作製方法。
14. 【請求項１４】 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
    〜１３のいずれか１項記載のウエーハ保持盤の作製方
    法。
15. 【請求項１５】 請求項１〜１４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。