JP2019140156A

JP2019140156A - 両面研磨装置用のキャリアの製造方法及びウェーハの両面研磨方法

Info

Publication number: JP2019140156A
Application number: JP2018019566A
Authority: JP
Inventors: 大地北爪; Daichi Kitatsume
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 2018-02-06
Filing date: 2018-02-06
Publication date: 2019-08-22
Anticipated expiration: 2038-02-06
Also published as: JP6863309B2

Abstract

【課題】水を吸って膨潤した際のインサート材の厚みとキャリア本体の厚みをほぼ同一にしたキャリアを製造することができる両面研磨装置用のキャリアの製造方法を提供する。【解決手段】研磨布が貼付された上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本体と、前記保持孔の内周に沿って配置され、前記ウェーハの周縁部と接する内周面を有するリング状のインサート材を有するキャリアの製造方法であって、前記キャリア本体と前記インサート材を準備する工程と、前記保持孔に前記インサート材を嵌め込む工程と、前記インサート材が嵌め込まれたキャリア本体を、水を含む液体に浸漬する工程と、前記浸漬工程を行った後、前記インサート材及びキャリア本体からなるキャリアを研磨布が貼付された上下定盤を有する両面研磨装置で研磨することにより立上研磨を行う工程とを有する両面研磨装置用のキャリアの製造方法。【選択図】図１

Description

本発明は、ウェーハの両面を同時に研磨する際に用いる両面研磨装置用のキャリアの製造方法に関し、キャリアを用いてウェーハの両面を研磨する方法に関する。

両面研磨装置は、通常、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機用キャリアを定盤上に設置する。さらに、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。

両面研磨用のキャリアは、ウェーハよりも薄い厚みに形成され、例えばステンレス鋼やチタン等の金属、またはガラスエポキシ等の硬質樹脂で構成されている。ここで、金属製のキャリアは、ウェーハ保持孔の内周部がウェーハの外周部と接して破損させることを防ぐために、ウェーハ保持孔の内側に樹脂製のインサート材を有している。このインサート材は嵌め込みか射出成型により形成される。ここで、インサート材の内周部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。このインサート材はキャリア本体の高さと同等であることが望まれるため、インサート材がキャリア本体の金属部分よりも飛び出している場合は突出部分をキャリア立上研磨によって加工する必要がある（特許文献１参照）。

特開２０１６−１９８８６４号公報

従来、キャリアを立ち上げる際には乾燥状態で保管している状態から立上研磨を実施していた。しかしながら、吸水性を示すインサート材を有するキャリアにおいては、インサート材が、水に浸けることで膨潤し、乾燥させることで収縮する性質を持っている。この膨潤する時間と収縮する時間はインサート材の材質（樹脂の種類等）によって異なるが、十分に変化が現れるまで一般に数時間程度かかる。そのため、乾燥状態のキャリアに対して立上研磨を行うとインサート材が十分に膨潤していないうちに研磨することとなり、実際のウェーハ研磨時のようなウェット状態となるとインサート材が膨潤してきてインサート材の突出が発生する。したがって、この場合、インサート材の立上が十分に行われていないこととなるという問題があることになる。キャリアにおいてインサート材の突出が生じた状態でウェーハの研磨加工を行うと、キャリア初期のウェーハ研磨において、ウェーハのフラットネスへ悪影響をもたらしてしまう問題があった。

上述の問題点に鑑み、本発明は、水を吸って膨潤した際のインサート材の厚みとキャリア本体の厚みをほぼ同一にしたキャリアを製造することができる両面研磨装置用のキャリアの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、研磨布が貼付された上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本体と、前記保持孔の内周に沿って配置され、前記ウェーハの周縁部と接する内周面を有するリング状のインサート材を有するキャリアの製造方法であって、前記キャリア本体と前記インサート材を準備する工程と、前記保持孔に前記インサート材を嵌め込む工程と、前記インサート材が嵌め込まれたキャリア本体を、水を含む液体に浸漬する工程と、前記浸漬工程を行った後、前記インサート材及びキャリア本体からなるキャリアを研磨布が貼付された上下定盤を有する両面研磨装置で研磨することにより立上研磨を行う工程とを有することを特徴とする両面研磨装置用のキャリアの製造方法を提供する。

このような本発明のキャリアの製造方法では、インサート材が嵌め込まれたキャリア本体を、予め、水を含む液体に浸漬するため、インサート材の状態を、ウェーハの両面研磨加工時と同様の状態にしながらキャリアの立上研磨を行うことができる。すなわち、インサート材に水を含ませて膨潤させた状態でキャリアの立上研磨を行うことができる。これにより、インサート材の厚みをキャリア本体の厚みと面一に近い厚みとしてキャリアを製造することができる。

この場合、前記インサート材が嵌め込まれたキャリア本体を浸漬する水を含む液体を、水、又は前記ウェーハを研磨する際に用いる研磨剤若しくはアルカリ水溶液とすることが好ましい。

インサート材が嵌め込まれたキャリア本体を浸漬する水を含む液体としては、このように、水を好適に用いることができ、また、ウェーハを研磨する際に用いる研磨剤若しくはアルカリ水溶液を用いることもできる。これらの液体を用いることによって、インサート材の状態をよりウェーハ研磨の際の状態に近づけて立上研磨を行うことができる。

また、この場合、前記研磨剤として、砥粒が一次粒子径５０ｎｍ以上のシリカ系砥粒であり、シリカ濃度が２質量％以上２０質量％未満であり、分散媒がアルカリ性水溶液であるものを用いることが好ましい。

インサート材が嵌め込まれたキャリア本体を、ウェーハを研磨する際に用いる研磨剤に浸漬する場合には、このような構成の研磨剤を用いることにより、好適にインサート材の膨潤を行うことができる。

また、本発明の両面研磨装置用のキャリアの製造方法においては、前記インサート材が嵌め込まれたキャリア本体を前記水を含む液体に浸漬する時間を２０時間以上とすることが好ましい。

このように、浸漬時間を２０時間以上とすることにより、より十分にインサート材の膨潤を行うことができる。

また、前記インサート材の材質として、吸水率が０．１％以上である樹脂を用いることができる。

このように、吸水率が０．１％以上である樹脂をインサート材の材質として用いる場合、研磨の際のインサート材の膨潤が大きい。そのため、予めインサート材を膨潤させてキャリアを立上研磨することにより、インサート材とキャリア本体の厚みをほぼ同一にすることができるという本発明の利点をより効果的に享受することができる。

また、前記インサート材の材質として、ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール、ポリカーボネイト、ポリエチレンテレフタレート、及びフッ素系樹脂のいずれかからなる樹脂を使用することができる。

インサート材の材質としてはこれらの樹脂を好適に用いることができる。また、これらの樹脂は吸水率が高いため、予めインサート材を膨潤させてキャリアを立上研磨することにより、インサート材とキャリア本体の厚みをほぼ同一にすることができるという本発明の利点をより効果的に享受することができる。

また、本発明は、上記のいずれかの製造方法により前記キャリアを製造し、該製造したキャリアを用いて、前記ウェーハを研磨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。

本発明のキャリアの製造方法により製造したキャリアは、上記のように、膨潤状態においてインサート材の厚みをキャリア本体の厚みと面一に近い厚みとすることができる。そのため、このキャリアを用いてウェーハの研磨加工を行うことにより、キャリアの立上直後であっても、研磨後のウェーハのエッジ部分のフラットネスを向上させることができる。

本発明のキャリアの製造方法では、インサート材が嵌め込まれたキャリア本体を、予め、水を含む液体に浸漬するため、インサート材の状態を、ウェーハの両面研磨加工時と同様の状態にしながらキャリアの立上研磨を行うことができる。すなわち、インサート材に水を含ませて膨潤させた状態でキャリアの立上研磨を行うことができる。その結果、インサート材の厚みをキャリア本体の厚みと面一に近い厚みとしてキャリアを製造することができる。また、本発明のウェーハの製造方法では、上記キャリアを用いてウェーハの研磨加工を行うことにより、初期のキャリアを用いたとしても、研磨後のウェーハのエッジ部分のフラットネスを向上させることができる。

本発明のキャリアの製造方法及びウェーハの両面研磨方法の流れを示すフロー図である。従来のキャリアの製造方法及びウェーハの両面研磨方法の流れを示すフロー図である。実施例において得られたキャリアの立上げ研磨後の段差プロファイルを示すグラフである。立上研磨前における、乾燥時のキャリアの段差プロファイルを示すグラフである。比較例において得られたキャリアの立上げ研磨後の段差プロファイルを示すグラフである。比較例において得られたキャリアの立上げ研磨後、湿潤状態とした場合の段差プロファイルを示すグラフである。インサート材の膨潤率を示すグラフである。実施例及び比較例において得られたキャリアを用いてウェーハを両面研磨した際の初期フラットネスを示すグラフである。本発明の製造方法で製造される両面研磨装置用のキャリアの一例を示した概略図である。本発明の両面研磨装置用のキャリアの製造方法で製造したキャリアを用いることができる両面研磨装置の一例を示した概略図である。ウェーハにおけるＥＳＦＱＲを説明するための概略図である。図１１に示した矩形領域の一個を拡大した概略図である。

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９に、両面研磨装置用のキャリアの一例を示す。本発明の製造方法で製造するキャリア１は、図９に示したように、ウェーハを保持するための保持孔２が形成されたキャリア本体３と、保持孔２の内周に沿って配置され、ウェーハの周縁部と接する内周面を有するリング状のインサート材４を有する。インサート材４によりウェーハの面取り部を保護することができる。

このようなキャリア１は、例えば、図１０に示すような４ｗａｙ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。

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、研磨剤供給装置１６から研磨剤１７がウェーハＷの研磨面に供給される。

本発明は、図１０に示したような研磨布１３が貼付された上下定盤１１、１２を有する両面研磨装置１０で用いられるキャリア（両面研磨装置用キャリア）１を製造する方法である。

本発明のキャリアの製造方法の流れを、図１のフロー図を参照して説明する。本発明は、図１に示したように、まず、キャリア本体３とインサート材４を準備する（工程Ｓ１１）。次に、キャリア本体３の保持孔２にインサート材４を嵌め込む（工程Ｓ１２）。次に、インサート材４が嵌め込まれたキャリア本体３を、水を含む液体に浸漬する（工程Ｓ１３）。浸漬工程（工程Ｓ１３）を行った後、インサート材４及びキャリア本体３からなるキャリア１を研磨布が貼付された上下定盤を有する両面研磨装置で研磨することにより立上研磨を行う（工程Ｓ１４）。このようにしてキャリア１が製造される。キャリア１を製造した後は、製造したキャリア１を用いて、ウェーハを研磨することができる（工程Ｓ１５）。

以下、各工程をより詳細に説明する。

まず、キャリア本体３とインサート材４を準備する（工程Ｓ１１）。キャリア本体３は、ステンレス鋼やチタンなどの金属製を好適に用いることができる。また、キャリア本体３は表面硬化処理を施したものであってもよい。キャリア本体３は、例えば、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）により表面硬化処理が施されたものでもよい。

インサート材４の材質として、吸水率が０．１％以上である樹脂を用いることができる。このように、吸水率が０．１％以上である樹脂をインサート材の材質として用いる場合、研磨の際のインサート材の膨潤が大きい。そのため、予めインサート材を膨潤させてキャリアを立上研磨することにより、インサート材とキャリア本体の厚みをほぼ同一にすることができるという本発明の利点をより効果的に享受することができる。具体的には、インサート材４の材質として、ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール、ポリカーボネイト、ポリエチレンテレフタレート、及びフッ素系樹脂のいずれかからなる樹脂を使用することができる。インサート材の材質としてはこれらの樹脂を好適に用いることができるが、これらに限定されるものではない。インサート材の材質である樹脂には、必要に応じてフィラーを混合したものを用いることもできる。また、これらの樹脂は吸水率が高い。なお、ここでの吸水率は樹脂の水中浸漬時の値であり、リング状のインサート材の形状に加工した樹脂において、水に浸漬して３００時間放置した後の樹脂厚み増加率を示す。

次に、キャリア本体３の保持孔２にインサート材４を嵌め込む（工程Ｓ１２）。インサート材４を保持孔２に嵌め込む方法は特に限定されず、インサート材４が保持孔２の内周に沿って配置されればよい。

次に、インサート材４が嵌め込まれたキャリア本体３を、水を含む液体に浸漬する（工程Ｓ１３）。ここで浸漬に用いる水を含む液体としては、水自体を用いることができる。また、ここで用いる水を含む液体として、ウェーハを研磨する際に用いる研磨剤を用いることもできる。また、アルカリ水溶液を用いることもできる。このアルカリ水溶液は、研磨剤から研磨粒子を除いた構成にも相当する。

浸漬に用いる水を含む液体として、ウェーハを研磨する際に用いる研磨剤（ウェーハ研磨用研磨剤）を用いる場合、その構成は以下のようにすることができる。すなわち、砥粒を一次粒子径５０ｎｍ以上のシリカ系砥粒とすることができ、シリカ濃度を２質量％以上２０質量％未満とすることができ、分散媒をアルカリ性水溶液とすることができる。このような研磨剤は、ウェーハ加工を行う条件と同等の研磨剤である。研磨剤の分散媒とするアルカリ水溶液は、例えば、ｐＨ１０−１１．５のＫＯＨベース又はアンモニアベースのアルカリ水溶液とすることができる。

浸漬工程（工程Ｓ１３）において、インサート材４が嵌め込まれたキャリア本体３を水を含む液体に浸漬する時間を２０時間以上とすることができる。この浸漬時間は、１２０時間以上とすることがより好ましく、２００時間以上とすることが特に好ましい。浸漬時間の上限は特に限定されないが、生産性の面から３００時間以下とすることが好ましい。また、浸漬を行う際の温度は特に限定されず、常温であればよい。浸漬温度は例えば１５℃以上３５℃以下の範囲で行うことができる。

浸漬工程（工程Ｓ１３）を行った後、インサート材４及びキャリア本体３からなるキャリア１を研磨布が貼付された上下定盤を有する両面研磨装置で研磨することにより立上研磨を行う（工程Ｓ１４）。このキャリアの立上研磨では、キャリア本体３からインサート材４が突出した部分を、研磨加工によってキャリア本体３の部分の高さと同等程度になるまで加工する。具体的な段差の高さとしては、キャリア本体３部分とインサート材４の段差が５μｍ以下となるまで立上研磨加工を行うことが好ましい。

この立上研磨で用いる両面研磨装置は、実際にウェーハを両面研磨する際の両面研磨装置を用いてもよく、その他の両面研磨装置を用いてもよい。キャリアの立上研磨に用いる両面研磨装置としては、図１０に示した上定盤１１、下定盤１２、サンギア１４、インターナルギア１５の各駆動部を有する４ｗａｙ式両面研磨装置１０を用いることができるが、キャリアの立上研磨の際は、図１０中のウェーハＷをキャリア１に保持せずにキャリア１の立上研磨を行う。研磨布１３は特に限定されないが、例えば、ショアＡ硬度８５−９５の発泡ウレタンパッドを用いることができる。このときのキャリア立上研磨用の研磨剤としては、ウェーハ加工を行うときと同様の研磨剤を用いることもできるが、その他の構成の研磨剤を用いてもよい。キャリア立上研磨用の研磨剤には、例えば、平均砥粒径６０ｎｍ以上のシリカ系砥粒を溶媒により２〜５倍で希釈したＫＯＨベースのアルカリ性水溶液を使用することができる。

以上の工程Ｓ１１〜１４を経て、キャリア１が製造される。

キャリア１を製造した後は、製造したキャリア１を用いて、ウェーハを研磨することができる（工程Ｓ１５）。ウェーハの研磨には、例えば、図１０に示した両面研磨装置１０を用いることができる。

以下、従来の両面研磨装置用キャリアの製造方法（立上研磨方法）と比較して、本発明の両面研磨装置用キャリアの製造方法の原理を説明する。

本発明のキャリアの製造方法は図１に示した工程Ｓ１１〜Ｓ１４で行い、ウェーハの両面研磨を工程Ｓ１５で行う。これに対して、従来のキャリアの製造方法及びウェーハの両面研磨方法を図２に示した。従来の工程Ｓ２１、Ｓ２２では、本発明の工程Ｓ１１、Ｓ１２と同様に、キャリア本体とインサート材を準備し、キャリア本体の保持孔にインサート材を嵌め込む。従来の方法が本発明と異なるのは、工程Ｓ２３において、インサート材が嵌め込まれたキャリア本体を水を含む液体に浸漬せず、乾燥状態で保管し、工程Ｓ２４でキャリアの立上研磨を行うことである。工程Ｓ２４のキャリアの立上研磨の後は、工程Ｓ２５のウェーハの両面研磨加工を行う。

従来のように乾燥してインサート材が収縮している状態と異なり、本発明では立上研磨前に十分にインサート材を膨潤させることにより、研磨加工時と同様なインサート材の状態にしながら立上研磨を行うことができる。インサート材を膨潤させた状態で立上研磨を行ったキャリアはインサート材の突出がなく、金属部分と面一に近い厚みとなる。さらにこのキャリアを用いて研磨加工を行うことにより、キャリアのインサート材部分の段差の影響が最も大きく出るウェーハのエッジ部分の初期フラットネスを向上させることができる。

なお、ウェーハの外周部の平坦度の指標として、具体的には、ＥＳＦＱＲ_ｍａｘを用いることができる。ＥＳＦＱＲ（ＥｄｇｅＳｉｔｅＦｒｏｎｔｌｅａｓｔｓＱｕａｒｅｓＲａｎｇｅ）とは、外周部の平坦度を示すフラットネス指標であり、エッジ（外周部）でのＳＦＱＲ（ＳｉｔｅＦｒｏｎｔｌｅａｓｔｓＱｕａｒｅｓＲａｎｇｅ）に相当するものである。ＳＦＱＲとは、ウェーハ表面上に任意の寸法のセルを決め、このセル表面について最小２乗法にて算出した面を基準面としたときの、この基準面からの正および負の偏差の範囲と定義される。

ここで、ＥＳＦＱＲのセルの取り方の一例を図１１、図１２を参照して説明する。図１１はウェーハの上面図を示し、その外周部が矩形領域２０（セル）で分割されているところが示されている。例えば、ウェーハＷの円周方向で７２個に分割することができる。図１２は、図１１における矩形領域２０の一個を拡大した図であり、図１２中に示されるように、矩形領域１２は外周端から直径方向に伸びる直線Ｌ_２（例えば、３５ｍｍ）と、ウェーハ外周部の周方向（例えば、５°）に相当する弧Ｌ_１により囲まれており、外周端から直径方向にＬ_３（例えば、２ｍｍ）の外周除外領域（ＥｄｇｅＥｘｃｌｕｓｉｏｎ：Ｅ．Ｅ．）は含まれない。すなわち、ＥＳＦＱＲとは、この矩形領域１２（セル）のＳＦＱＲ値（領域内最小二乗面からの正及び負の偏差の範囲）である。そして、ＥＳＦＱＲ_ｍａｘの値は所与のウェーハ上の各サイト中のＥＳＦＱＲの最大値を表す。

以下、本発明の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。

（実施例）
図１のフロー図に従ってキャリアの製造を行った。まず、キャリア本体３とインサート材４を準備した（工程Ｓ１１）。インサート材４には、吸水率が２．０−３．０％の白崎製作所製の６６ナイロン−ガラスフィラー４３％の樹脂を準備した。キャリア本体３は、純チタンを基板として、表面（キャリア本体３の表面全体）に約２μｍのＤＬＣコーティング処理を施したキャリアを使用した。コーティング後の厚みは約７７６μｍのキャリア本体３を用いた。次に、キャリア本体３の保持孔２にインサート材４を嵌め込んだ（工程Ｓ１２）。

この時点でインサート材４とキャリア本体３の段差測定を行った。段差測定には、接触式の段差測定器（ミツトヨ製サーフテストＳＪ−４００）を用いて測定を行い、キャリア１の表面と裏面におけるキャリア本体３からのインサート材４の突出を確認した。図４に、工程Ｓ１２まで行ったキャリア（すなわち、乾燥時のキャリア）の段差プロファイルのグラフを示した。図４のグラフは横軸にキャリア１の半径方向の距離を取り、横軸の０ｍｍはキャリア本体３（金属）とインサート材４（樹脂）の境目に概ね該当するが、測定状況によりややずれがある。図４の縦軸は変位量を示しており、キャリア本体３の部分ではほぼ０μｍである。インサート材４の部分ではキャリア本体３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本体３から突出しており、マイナスであればキャリア本体３から凹んでいることを示す。グラフの見方は図３〜図６で共通である。

図４では、キャリア表面側でインサート材４に最大約１０μｍ弱の凸部及び凹部が存在しており、キャリア裏面側ではインサート材４に最大約２０μｍの凹部が存在していた。

次に、インサート材４が嵌め込まれたキャリア本体３を、水に浸漬した（工程Ｓ１３）。浸漬温度は２４℃とした。浸漬時間は１４０時間とした。

浸漬工程（工程Ｓ１３）を行った後、インサート材４及びキャリア本体３からなるキャリア１を研磨布が貼付された上下定盤を有する両面研磨装置で研磨することにより立上研磨を行った（工程Ｓ１４）。立上研磨の時間は２時間とした。キャリア立上研磨は不二越機械工業の両面研磨装置ＤＰＳ−２０Ｂを使用した。研磨布はショアＡ硬度９０の発泡ウレタンパッドであるフジボウ愛媛製のＳＦ４５００を用いた。研磨剤として、フジミインコーポレーテッド製の平均砥粒径７７ｎｍのＣＯＭＰＯＬ８０を砥粒濃度１３．５質量％とし、分散剤をｐＨ１０．５のＫＯＨベースのアルカリ水溶液とした研磨剤を用いた。このようにしてキャリア１を製造した。

製造後（立上研磨加工後）のキャリア１の段差プロファイルを図３に示した。測定方法は図４と同様である。図３に示すように表面、裏面ともにキャリア本体３（金属部分）からのインサート材４（樹脂）の突出量が５μｍ以下となり、後述の比較例と比べて精度の良いインサート樹脂へと立ち上げることができた。

次に、製造したキャリア１を用いて、直径３００ｍｍのシリコンウェーハを２５枚両面研磨した（工程Ｓ１５）。ウェーハ両面研磨は、キャリアの立上げ研磨（工程Ｓ１４）と同じく、不二越機械工業の両面研磨装置ＤＰＳ−２０Ｂを使用した。研磨布はショアＡ硬度９０の発泡ウレタンパッドであるフジボウ愛媛製のＳＦ４５００を用いた。ウェーハの研磨では、研磨剤として、シリカ系砥粒であるフジミインコーポレーテッド製のＲＤＳ−Ｈ１１２０１とＲＤＳ−Ｈ１１２０２（平均粒径７５ｎｍおよび９０ｎｍ）を混合比１：１で砥粒濃度２．４質量％とし、ｐＨ１０．５のＫＯＨベースのアルカリ性水溶液で分散した研磨剤を用いた。

（比較例）
図２のフロー図に従ってキャリアの製造を行った。まず、キャリア本体とインサート材の準備及びキャリア本体保持孔へのインサート材の嵌め込みは実施例の工程Ｓ１１、Ｓ１２と同様に行った（工程Ｓ２１、Ｓ２２）。

この時点でインサート材４とキャリア本体３の段差測定を行った。段差測定には、接触式の段差測定器（ミツトヨ製サーフテストＳＪ−４００）を用いて測定を行い、図４と同様の段差であることを確認した。

次に、インサート材が嵌め込まれたキャリア本体を、乾燥状態で保管した（工程Ｓ２３）。

その後、インサート材及びキャリア本体からなるキャリアを研磨布が貼付された上下定盤を有する両面研磨装置で研磨することにより立上研磨を行った（工程Ｓ２４）。立上研磨の条件は実施例と同様とした。

製造後（立上研磨加工後）のキャリアの段差プロファイルを図５に示した。測定方法は図４と同様である。図５に示すように、キャリア本体（金属部分）からインサート材（樹脂部分）の突出は無いように見られる（表面側では最大約１０μｍの凹み、裏面側では最大約２０μｍの凹み）。しかしながら、このキャリアを水に１４０時間浸漬させたところ、図６に示すように、インサート材（樹脂）が膨潤して樹脂部分が大きく突出してしまっていることが確認された。図６からわかるように、裏面側では図５の状態から大きく変化していないが、表面側ではキャリア本体からインサート材が約１０〜１５μｍ程度突出していることがわかる。図５と図６からわかるように、比較例では立上げ研磨を行った直後はインサート材のキャリア本体からの突出は見られないものの、ウェーハ研磨中に研磨剤中の水分を吸収し、膨潤によりキャリア本体からインサート材が突出することになる。

次に、このように製造した比較例のキャリアを用いて、ウェーハを２５枚両面研磨した（工程Ｓ２５）。ウェーハ両面研磨は実施例と同様の条件とした。

（実施例、比較例の研磨後のウェーハのフラットネス評価）
実施例及び比較例においてそれぞれ両面研磨を行ったシリコンウェーハ２５枚ずつに対して、エッジに関するフラットネス評価を行い実施例と比較例のキャリアで比較した。研磨加工後のウェーハのフラットネス測定には、ＫＬＡＴｅｎｃｏｒ社製のＷａｆｅｒＳｉｇｈｔ２を用いた。フラットネス測定の結果を図８に示す。なお、ウェーハのエッジ部（外周部）の平坦度の指標はＥＳＦＱＲ_ｍａｘである。

上記のように、実施例では立上研磨前に十分に水に浸漬させて膨潤させた状態で立上研磨を実施したところ、精度良くインサート材（樹脂）を立ち上げることができ、インサート樹脂の突出を低減することができた。これにより、図８に示すように、実施例では、比較例に比べてエッジ部の初期フラットネスが大きく向上した。

（実験例）
実施例と同様に、工程Ｓ１１及びＳ１２を行った後、インサート材４が嵌め込まれたキャリア本体３を、水に浸漬した（工程Ｓ１３）。浸漬温度は２４℃とした。このとき、インサート材４が嵌め込まれたキャリア本体３のインサート樹脂の時間による膨潤率の増減の確認を行った。図７に示すように浸漬時間が長くなるに伴って樹脂が膨潤していき、浸漬時間が２０時間以上で膨潤率が１％に達し、１２０時間以上で２％、２００時間以上で飽和して２．７％まで膨潤した。なお、膨潤率は、乾燥時の厚みとの比較で、膨潤により厚みが増加した割合を示している。

実験例の結果から、インサート材４が嵌め込まれたキャリア本体３を水を含む液体に浸漬してからの経過時間で膨潤率が増加していくことがわかる。また、特に、インサート材４が嵌め込まれたキャリア本体３を水を含む液体に浸漬する時間を２０時間以上とすることが好ましく、１２０時間以上とすることがより好ましく、２００時間以上とすることが特に好ましいことがわかる。浸漬時間が２０時間以上であれば、比較的短時間で十分にインサート材の膨潤を行った後にキャリア立上研磨を行うことができる。浸漬時間が２００時間以上で図７より膨潤率が飽和していることから、キャリア立上研磨前の浸漬時間は２００時間以上とすることが特に好ましい。

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…キャリア、２…保持孔、３…キャリア本体、４…インサート材、
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…研磨剤供給装置
１７…研磨剤、
２０…矩形領域、Ｗ…ウェーハ。

Claims

研磨布が貼付された上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本体と、前記保持孔の内周に沿って配置され、前記ウェーハの周縁部と接する内周面を有するリング状のインサート材を有するキャリアの製造方法であって、
前記キャリア本体と前記インサート材を準備する工程と、
前記保持孔に前記インサート材を嵌め込む工程と、
前記インサート材が嵌め込まれたキャリア本体を、水を含む液体に浸漬する工程と、
前記浸漬工程を行った後、前記インサート材及びキャリア本体からなるキャリアを研磨布が貼付された上下定盤を有する両面研磨装置で研磨することにより立上研磨を行う工程と
を有することを特徴とする両面研磨装置用のキャリアの製造方法。
前記インサート材が嵌め込まれたキャリア本体を浸漬する水を含む液体を、水、又は前記ウェーハを研磨する際に用いる研磨剤若しくはアルカリ水溶液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のキャリアの製造方法。
前記研磨剤として、砥粒が一次粒子径５０ｎｍ以上のシリカ系砥粒であり、シリカ濃度が２質量％以上２０質量％未満であり、分散媒がアルカリ性水溶液であるものを用いることを特徴とする請求項２に記載の両面研磨装置用のキャリアの製造方法。
前記インサート材が嵌め込まれたキャリア本体を前記水を含む液体に浸漬する時間を２０時間以上とすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の両面研磨装置用のキャリアの製造方法。
前記インサート材の材質として、吸水率が０．１％以上である樹脂を用いることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の両面研磨装置用のキャリアの製造方法。
前記インサート材の材質として、ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール、ポリカーボネイト、ポリエチレンテレフタレート、及びフッ素系樹脂のいずれかからなる樹脂を使用することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の両面研磨装置用のキャリアの製造方法。
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の製造方法により前記キャリアを製造し、
該製造したキャリアを用いて、前記ウェーハを研磨することを特徴とするウェーハの両面研磨方法。