JP2003285264A - ウエーハの両面研磨装置及び両面研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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 Ｃｉ
ｒｃｌｅ 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Ｐ
ＣＤ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１
２（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 ｃｉｒｃ
ｌｅｄｉａｍｅｔｅｒ）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ＰＣ
Ｄ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５ｍ
ｍ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ＰＣ
Ｄ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／ｃｍ^２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２
５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６０
０ｍｍ、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３００ｍ
ｍ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０．９９
７）、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 Ｂ
ａｃｋ 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Ｐ
ＣＤ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ＰＣ
Ｄを一致させることにより、または上定盤荷重支点のＰ
ＣＤ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、１
０…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、１
５…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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 俊行 群馬県群馬郡群馬町足門762番地 三益半 導体工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AB01 BA02 BA07 BB03 BC01 CB01 DA06 DA17

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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。
2. 【請求項２】 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。
3. 【請求項３】 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。
4. 【請求項４】 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。
5. 【請求項５】 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。
6. 【請求項６】 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。
7. 【請求項７】 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。
8. 【請求項８】 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。
9. 【請求項９】 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。
10. 【請求項１０】 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。