JP5507799B2 - 半導体ウェーハ研磨装置および研磨方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウェーハ研磨装置および研磨方法に係り、特に、上下の定盤間でキャリアを用いてウェーハの両面を同時研磨するウェーハの研磨装置に用いて好適な技術に関し、詳しくはその研磨装置に用いられるキャリアのホール中心を通る円と単一ワークの面積比に関するものである。

シリコン等からなる半導体ウェーハ製造時におけるウェーハの両面同時研磨において、ワーク（半導体ウェーハ）を保持するキャリアに挿入するワークの枚数は、従来１枚から多くて１０枚程度にて研磨を行うものが一般的である。そのワーク枚数については装置サイズ、ワーク直径等から生産性を加味したもの、またはワークの軌道、砥液の行き渡りを考慮した仕様等さまざまなものが存在する。

このような半導体ウェーハの両面研磨装置としては遊星歯車方式のものが使用される。（特許文献１の従来技術）
特開２００２−２５４２９９号公報 特開２００５−２５２０００号公報

この研磨装置を用いた場合、キャリアの自転もしくは揺動などによりウェーハを移動させると圧力がウェーハ周縁部に集中し、ウェーハが弾性体の研磨布に潜り込む形となり外周部の研磨を促進させ、結果外周ダレ（周縁部ダレ）を発生させてしまい、高平坦度のウェーハを得ることが出来なかった。

また、それら外周ダレの対策として、キャリアデザインによる平坦度改善を狙ったものとしては、その厚みを高精度にコントロールしワークの最終厚みにキャリアの厚みを近づけ、ワーク外周部への応力をキャリアにも分散させ、平坦なワークを得る技術（定寸研磨）が特許文献１、に、またその技術における振動検知技術として特許文献２が提案されている。

しかし、これらの特許文献に記載された手法は、先ずキャリアの厚みをワークの上がり厚みに制御する必要があること、また、キャリアも同時に研磨されることによるキャリアの短命化等の問題、および、これに伴って発生する研磨ウェーハの製造コストが増大していまうという懸念がある。
さらに、研磨処理行程の後半においては、定盤圧力をキャリアも受けてしまうためワークに圧力がかからず研磨レート（生産性）の低下が避けられないことや、あくまでキャリアの厚みまで研磨する必要があるため、もしもその前で研磨を止めてしまうと上記特許文献に記載される所定の効果が得られないことから、研磨の終点の正確な把握が必要になる等、プロセス工程管理技術的にも複雑になる可能性があるという問題があった。
また、上述したキャリア短寿命化、研磨終点把握の不確実性を解決したとしても、依然として、ウェーハ周辺ダレの発生が防止できないという問題があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成しようとするものである。
１．簡単かつ確に所定量の研磨を行うことができるウェーハ研磨方法を提供する 。
２．研磨レートの低減を防止し、製造コストの増大を防止する。
３．キャリアの短寿命化を防止する。
４．周縁部でのダレ発生を防止し、高平坦度のウェーハを製造可能とする。
５．平坦度低下等を回避する。

本願発明者らは、ワークである半導体ウェーハと該半導体ウェーハを収納しているキャリアにかかる圧力との関係について種々検討した結果、キャリアにおけるホール中心を通る円半径としてホール間隔を規定する円半径（ＰＣＤ）、および／または、ワーク間距離を所定の範囲に設定したキャリアを用いて研磨することにより、定盤からの圧力をウェーハ面内で均一に分散でき、生産性を低下させずにかつキャリアの短命化を発生させることなく上記問題点を解決できることを見いだした。

本発明の半導体ウェーハ研磨装置は、半導体ウェーハの両面研磨装置であって、上下一対の回転定盤と、回転定盤間の回転中心部に設けられた太陽歯車と、回転定盤間の外周部に設けられた環状の内歯歯車と、前記上下の回転定盤間に設けられ前記太陽歯車及び前記内歯歯車にそれぞれ噛み合う遊星歯車となるキャリアと、を備え、
前記キャリアには被処理ウェーハ収容孔となるホールが３カ所設けられ、
前記複数のホールはその中心が同一の円周上に位置するとともに、前記ホール中心を通る円が前記キャリアと同心状になるよう設けられて、
この前記複数のホール中心を通る円と単一の前記被処理ウェーハとの面積比が、１．３３以上１．４４以下とされてなることにより上記課題を解決した。
また、本発明の半導体ウェーハ研磨方法は、複数の被処理ウェーハをキャリアに保持して上下の回転定盤間で回転させることにより、前記半導体ウェーハの両面を同時に研磨するウェーハ研磨方法において、
前記キャリアにおける前記ウェーハ保持位置が、３枚とされる前記ウェーハの中心を同一の円周上に位置するとともに、前記ウェーハ中心を通る円が前記キャリアと同心状になるよう位置し、
この前記複数のウェーハ中心を通る円と単一の前記ウェーハとの面積比を、１．３３以上１．４４以下となるよう設定することにより上記課題を解決した。

本発明の半導体ウェーハ研磨装置は、半導体ウェーハの両面研磨装置であって、上下一対の回転定盤と、回転定盤間の回転中心部に設けられた太陽歯車と、回転定盤間の外周部に設けられた環状の内歯歯車と、前記上下の回転定盤間に設けられ前記太陽歯車及び前記内歯歯車にそれぞれ噛み合う遊星歯車となるキャリアと、を備え、
前記キャリアには被処理ウェーハ収容孔となるホールが複数設けられ、
前記複数のホールはその中心が同一の円周上に位置するとともに、
この前記複数のホール中心を通る円と単一の前記被処理ウェーハとの面積比が、１．３３以上２．０未満とされてなることにより、両面研磨される半導体ウェーハ（ワーク）間の距離を減少してワークどうしを接近させることで、ワーク周縁部でのダレ発生を低減することが可能となる。

本発明によれば、研磨中のワークによるキャリアの変形等の影響を排除した状態でワーク間の距離を小さくすることによって、隣り合うホールどうしの最近接位置付近で発生する定盤表面のパッド（研磨布）からワークへの研磨圧力集中を低減できるからであると考えられる。

これは、研磨処理中におけるワークとキャリアとの厚みの差から、可撓性のある定盤表面のパッドがワークとワークとの間位置においてワーク平面位置における高さ（厚み方向位置）よりもキャリア側へ突出するように変形する状態となり、このため、ワーク周縁部近傍においてパッドからの圧力がワーク周縁部に集中して、ワーク周縁部での研磨量が大きくなりうるが、本願発明のように、ワーク間の距離（ホール間の距離）を小さくすることによって、となりあうワークどうしの間付近でのパッドの変形量が低減でき、このため、ワーク周縁部付近でワーク周縁部における圧力集中が緩和され、結果的に、ワーク周縁部におけるダレ発生を低減することが可能になると考えられる。

これにより、簡単かつ確に所定量の研磨を行うことができるとともに、研磨の終点の把握を容易にでき、かつ、研磨行程後半でも定盤からキャリアへの圧力を低減してワークへの研磨圧力低減を防止して作業時間・研磨効率の低減を防止できるとともに、キャリアが研磨されることを低減してキャリアの短寿命化を防止でき、また、ダレ発生防止により平坦度低下等を回避して、高平坦度のウェーハを製造可能とすることができる。

本発明において、前記複数のホール中心を通る円と、単一の前記被処理ウェーハとの面積比が、１．３３以上１．５以下とされてなることにより、両面研磨される半導体ウェーハ（ワーク）間の距離を減少してワークどうしを接近させることで、ワーク周縁部でのダレ発生を低減することが可能となる。

これは、詳細は不明であるが、研磨中のワークによるキャリアの変形等の影響を排除した状態で複数の各ワークをあたかも一枚のワークとして処理するように研磨している状態に近いのではないかと予想される。つまり、ワークどうしの距離が大きい場合には、ワークが１枚ずつ個別に研磨したのに近い状態となり、可撓性のある定盤表面のパッドがワークとキャリアとの厚みの差から変形し、それぞれのワーク周縁部全周においてパッドからの圧力がワーク周縁部に集中して、ワーク周縁部での研磨状態が大きくなる。

これに対して、本願発明のように、ワーク間の距離を小さくすることによって、複数のワークどうしがあたかも一枚のワーク複合体であるかのように疑似的にみなせるようになり、そのワーク複合体の周縁部付近では、ダレ等を引き起こすパッド表面の状態（圧力集中）が発生したとしても、複数のワークであるワーク複合体周縁部のみでの発生とまる。したがって、一枚のワーク全周にわたって圧力集中が発生している場合に比べて、本願発明においては、相対的に一枚のワーク周縁部における圧力集中の発生量を削減することができ、結果的に、各ワーク周縁部におけるダレ発生を低減することが可能になると考えられる。

本発明の前記ホール中心を通る円が前記キャリアと同心状になるよう前記ホールが設けられてなることにより、複数枚のウェーハを研磨処理する際に、それぞれのウェーハの処理量が均一な状態で研磨することが可能となる。

また、本発明は、前記キャリアには前記ホールが３カ所設けられてなることにより、上記のように周辺ダレを低減可能な研磨処理をおこなうことの可能な研磨装置を提供することが可能となる。

また、本発明の半導体ウェーハ研磨方法は、複数の被処理ウェーハをキャリアに保持して上下の回転定盤間で回転させることにより、前記半導体ウェーハの両面を同時に研磨するウェーハ研磨方法において、
前記キャリアにおける前記ウェーハ保持位置が、前記複数のウェーハの中心を同一の円周上に位置するとともに、
この前記複数のウェーハ中心を通る円と単一の前記ウェーハとの面積比を、１．３３以上２．０未満となるよう設定することにより、両面研磨される半導体ウェーハ（ワーク）間の距離を減少してワークどうしを接近させることで、ワーク周縁部でのダレ発生を低減することが可能となる。

本発明は、研磨中のワークによるキャリアの変形等の影響を排除した状態でワーク間の距離を小さくすることによって、隣り合うホールどうしの最近接位置付近で発生する定盤表面のパッドからワークへの研磨圧力集中を低減できるからであると考えられる。

これは、研磨処理中におけるワークとキャリアとの厚みの差から、可撓性のある定盤表面のパッドがワークとワークとの間位置においてワーク平面位置における高さ（厚み方向位置）よりもキャリア側へ突出するように変形する状態となり、このため、ワーク周縁部近傍においてパッドからの圧力がワーク周縁部に集中して、ワーク周縁部での研磨量が大きくなりうるが、ワーク間の距離を小さくすることによって、となりあうワークどうしの間付近でのパッドの変形量が低減できる。

このため、ワーク周縁部付近における圧力集中が緩和され、結果的に、ワーク周縁部におけるダレ発生を低減することが可能になると考えられる。これにより、簡単かつ確に所定量の研磨を行うことができるとともに、研磨の終点の把握を容易にでき、かつ、研磨行程後半でも定盤からキャリアへの圧力を低減してワークへの研磨圧力低減を防止して作業時間・研磨効率の低減を防止できるとともに、キャリアが研磨されることを低減してキャリアの短寿命化を防止でき、また、ダレ発生防止により平坦度低下等を回避して、高平坦度のウェーハを製造可能とすることができる。

本発明においては、前記複数のウェーハ中心を通る円と、単一の前記被処理ウェーハとの面積比を、１．３３以上１．５以下となるよう設定することにより、両面研磨される半導体ウェーハ（ワーク）間の距離を減少してワークどうしを接近させることで、ワーク周縁部でのダレ発生を低減することが可能となる。

これは、詳細は不明であるが、研磨中のワークによるキャリアの変形等の影響を排除した状態で複数の各ワークをあたかも一枚のワークとして処理するように研磨している状態に近いのではないかと予想される。つまり、ワークどうしの距離が大きい場合にはワークが１枚ずつ個別に研磨したのに近い状態となり、可撓性のある定盤表面のパッドがワークとキャリアとの厚みの差から、ワーク周縁部近傍においてパッドからの圧力がワーク周縁部に集中して、ワーク周縁部での研磨状態が大きくなる。

これに対して、本願発明では、ワーク間の距離を小さくすることによって、複数のワークどうしがあたかも一枚のワーク複合体であるかのように疑似的にみなせるようになる。このため、このようなワーク複合体の周縁部付近で、ダレ等を引き起こすパッド表面の状態（圧力集中）が発生したとしても、複数のワークであるワーク複合体の周縁部のみでの圧力集中発生となっていると考えられる。したがって、単一のワークでみた場合、本願発明においては、ウェーハ周縁全長に対してその一部しか圧力集中が発生しないことになる。このため、相対的に一枚のワーク周縁部における圧力集中が緩和され、結果的に、各ワーク周縁部におけるダレ発生を低減することが可能になると考えられる。

さらに、前記ウェーハ中心を通る円が前記キャリアと同心状になるよう前記ウェーハを位置することにより、キャリア中心に対して回転した対称な状態としてウェーハを位置して処理をおこなえるため、複数枚のウェーハを処理する際に、それぞれのウェーハにおける処理量が等しくなるように処理することが可能となる。
また、前記キャリアが前記ウェーハを３枚保持してなることにより、上記のように周辺ダレを低減可能な研磨処理をおこなうことの可能な研磨方法を提供することが可能となる。

本発明によれば、前記キャリアにおける前記ウェーハ保持位置が、前記複数のウェーハの中心を同一の円周上に位置するとともに、この前記複数のウェーハ中心を通る円と単一の前記ウェーハとの面積比を、１．３３以上２．０未満となるよう設定することにより、ウェーハ周縁部におけるダレ発生を低減することが可能になる。同時に、本発明では、簡単かつ確に所定量の研磨を行うことができるとともに、研磨の終点の把握を容易にできる。また、本発明では、研磨行程後半でも定盤からキャリアへの圧力を低減してウェーハへの研磨圧力が低減してしまうことを防止して、作業時間・研磨効率の低下を防止できる。さらに、本発明では、キャリアが研磨されることを低減してキャリアの短寿命化を防止できる。また、本発明では、ダレ発生を防止することにより平坦度低下等を回避して、高平坦度のウェーハを製造可能とすることができるという効果を奏することが可能である。

以下、本発明に係る半導体ウェーハ研磨装置および研磨方法の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態における半導体ウェーハ研磨装置を説明するための正面図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ線矢視平面図である。

本実施形態における半導体ウェーハ研磨装置は、図１，図２に示すように、水平に支持された環状の下定盤（回転定盤）１と、下定盤１に上方から対向する環状の上定盤（回転定盤）２と、環状の下定盤１の内側に配置された太陽歯車３と、下定盤１の外側に配置されたリング状の内歯歯車４とを備えている。

下定盤１は、モータ１１により回転駆動される。上定盤２は、シリンダ５にジョイント６を介して吊り下げられ、下定盤１を駆動するモータ１１とは別のモータにより逆方向に回転駆動される。また、下定盤１との間に研磨液を供給するためのタンク７を含む研磨液供給系統を装備している。太陽歯車３及び内歯歯車４も、定盤を駆動するモータとは別のモータ１２により独立に回転駆動される。

下定盤１及び上定盤２の対向面には、不織布にウレタン樹脂を含浸させたパッド（研磨布）１５，２５、或いは発泡ウレタン等からなるパッド（研磨布）１５，２５が貼付されている。

下定盤１上には、複数のキャリア８が太陽歯車３を取り囲むようにセットされる。セットされた各キャリア８は、内側の太陽歯車３及び外側の内歯歯車４にそれぞれ噛み合う。各キャリア８には、半導体ウェーハ（ワーク）１０を収容するホール９が偏心して設けられている。そして、各キャリア８の厚みは、ウェーハ１０の最終仕上がり厚みの目標値と同一か、これより僅かに小さく設定されている。

ウェーハ１０の研磨を行うには、上定盤２を上昇させた状態で、下定盤１上に複数のキャリア８をセットし、各キャリア８のホール９にウェーハ１０をセットする。上定盤２を下降させ、各ウェーハ１０に所定の加圧力を付加する。この状態で、下定盤１と上定盤２の間に研磨液を供給しながら、下定盤１、上定盤２、太陽歯車３及び内歯歯車４を所定の方向に所定の速度で回転させる。

これにより、下定盤１と上定盤２の間で複数のキャリア８が自転しながら太陽歯車３の周囲を公転するいわゆる遊星運動をおこなう。各キャリア８に保持されたウェーハ１０は、研磨液中で上下の研磨布と摺接し、上下両面が同時に研磨される。研磨条件は、ウェーハ１０の両面が均等にかつ複数のウェーハ１０が均等に研磨されるように設定される。

研磨中、下定盤１を駆動するモータ１１のトルク、或いは上定盤２を駆動するモータのトルクが監視される。そして、そのトルクが安定値から、予め設定した比率、例えば１０％低下した時点で、上定盤２を上昇させて研磨を終了する。これにより、ウェーハ１０の最終仕上がり厚さは、研磨前キャリア厚みより僅かに薄いか同一の厚みに高精度かつ安定的に管理される。

各キャリア８の材質としては、定盤に貼り付けられた研磨布との摩擦で劣化するので、耐磨耗性が高く研磨布との摩擦係数が小さい材質で、且つｐＨ８〜１２のアルカリ研磨液中での耐薬品性が高いものが好ましい。このような条件を満足するキャリア材としては、ステンレス鋼、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド等の樹脂にガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等の強化繊維を複合したＦＲＰを挙げることができる。またキャリア８はウェーハ１０保持のために使用することからあまり強度を落とすことはできない。

図３は、本実施形態における半導体ウェーハ研磨方法およびキャリアにおけるホール配置を説明するための平面図である。
キャリア８には、図３に示すように複数のホール９が設けられ、本実施形態では３カ所とされている。

本実施形態のキャリア８では、３つのホール９はその中心Ｃ９が、キャリア８と同心状である円周Ｐ上に位置するとともに、それぞれ円Ｐの中心（キャリア８中心の中心）ＣＰに対して回転点対称であるように、円Ｐ上で等間隔に配置されている。
また、ホール９の大きさは、このホール９中心Ｃ９を通る円Ｐとウェーハ１０とほぼ等しいホール９との面積比が、１．３３以上２．０未満とされ、より好ましくは、１．３３以上１．５以下とされている。
つまり、円Ｐの半径Ｒとホール９の半径ｒとが、

１．３３…＜（Ｒ／ｒ）^２ ≦１．５

となるように設定されている。
なお、この面積比（半径比自乗）の規定範囲の下限は、１．３３３３…以上であればよく、１．３３４以上でもかまわない。

キャリア８におけるホール９中心Ｃ９を通る円Ｐとホール９との面積比が上記の範囲以下であると、キャリア８にホール９を２つしか設けることができず、同一キャリア８で処理したウェーハ１０の処理が均等にならない上、ウェーハ１０のダレ防止に効果を奏さないため好ましくない。また、この面積比の上限を２以上とした場合で、キャリア８に３カ所のホール９を設けた際には、ウェーハ１０間の距離が長くなりすぎ、ウェーハ１０のダレ防止に効果を奏さないため好ましくない。また、面積比の上限を２以上とした場合で、キャリア８に４カ所以上のホール９を設けた際には、圧力集中の分散が充分なされないため、ウェーハ１０のダレ防止に効果を奏さないため好ましくない。また、面積比の上限が１．５以上２未満とした場合にダレ防止を呈することは可能であるが、製品ウェーハとして十分な平坦度を得るためには１．５以下とすることがより好ましい。

なお、ウェーハ１０とホール９との大きさは、ほぼ同一とされ、ウェーハ１０がφ２００ｍｍの場合にホール９径は２０１ｍｍ、ウェーハ１０がφ３００ｍｍの場合にホール９径は３０２ｍｍとされる。

本実施形態においては、上記のように、ホール９の形成されたキャリア８を用いてウェーハ１０を両面研磨することで、ウェーハ１０における周縁部ダレの発生を防止して、高平坦度なポリッシュドウェーハを製造することが可能となる。

図４は本実施形態における研磨状態を示す模式断面図である。
従来の技術では、ウェーハ１０よりも薄いキャリア８を使用した研磨行程において、図４（ａ）で符号Ａで示すウェーハ１０の周縁部にパッド１５，２５からる圧力が集中して結果的にウェーハ１０に周縁部ダレを発生していたものである。また、特許文献１に記載した技術では、図４（ｂ）に示すように、キャリア８の厚み寸法を大きくすることによって、ウェーハ１０周縁部に集中していた圧力をウェーハ１０およびキャリア８付近へ分散させる手法を採用している。
これに対し、本実施形態では、キャリア８におけるホール９の平面配置を近接させて、図３，図４（ｃ）に示すように、ウェーハ１０配置をキャリア８の中心へ集中させることによって、図４（ｃ）に符号Ｂで示すように接近した隣接のウェーハ１０へパッド１５，２５からの研磨圧力を分散させるものである。これにより、研磨レート低下による生産性悪化やキャリアの厚み制御等従来技術のデメリットは発生しない状態で、ウェーハ１０周縁部でのダレ発生を低減することが可能となる。

これは、研磨中のウェーハ１０によるキャリア８の変形等の影響を排除した状態でウェーハ１０間の距離を小さくしたことに起因すると考えられる。これによって、本実施形態では、隣り合うウェーハ１０どうしの最近接位置付近で発生する定盤１，２表面のパッド１５，２５からウェーハ１０への研磨圧力集中を低減できるものである。

研磨処理中においては、ウェーハ１０とウェーハ１０との間位置において、ウェーハ１０とキャリア８との厚みの差から、可撓性のある定盤表面のパッド１５，２５がウェーハ１０平面位置における高さ（厚み方向位置）よりもキャリア８側へ突出するように変形する状態となる。このため、ウェーハ１０周縁部近傍においてパッド１５，２５からの圧力がウェーハ１０周縁部に集中して、ウェーハ１０周縁部での研磨量が大きくなりうる。

本実施形態では、図４（ｃ）に示すように、ウェーハ１０間の距離（ホール９間の距離）を小さくすることによって、となりあうウェーハ１０どうしの間付近でのパッド１５，２５の変形量が低減できる。このため、本実施形態では、ウェーハ１０周縁部付近でウェーハ１０周縁部における圧力集中が緩和される。その結果、ウェーハ１０周縁部におけるダレ発生を低減することが可能になると考えられる。

これにより、本実施形態では、簡単かつ確に所定量の研磨を行うことができるとともに、研磨の終点の把握を容易にでき、かつ、研磨行程後半でも定盤からキャリア８への圧力を低減してウェーハ１０への研磨圧力低減を防止して作業時間・研磨効率の低減を防止できるとともに、キャリア８が研磨されることを低減してキャリア８の短寿命化を防止でき、また、ダレ発生防止により平坦度低下等を回避して、高平坦度のウェーハ１０を製造可能とすることができる。

また、研磨処理中においては、ウェーハ１０周縁部であるウェーハ１０とキャリア８との境界付近において、研磨処理中におけるウェーハ１０とキャリア８との厚みの差から、可撓性のある定盤表面のパッド１５，２５がウェーハ１０周縁部においてウェーハ１０表面位置における高さ（厚み方向位置）よりもキャリア８側へ突出するように変形する。このため、ウェーハ１０周縁部の全長において、パッド１５，２５からの圧力がウェーハ１０周縁部近傍に集中して、ウェーハ１０周縁ダレが発生する可能性がある。

しかし、本実施形態によれば、両面研磨される半導体ウェーハ１０間の距離を減少してウェーハ１０どうしを接近させることで、1つのキャリア８において、３カ所のホール９内に配置された各ウェーハ１０をあたかも一枚のウェーハ１０のように研磨する状態に近づけることができる。このため、本実施形態では、１枚のウェーハ１０の周縁全長に対して、圧力集中の起こる長さを部分的にすること、つまり、可撓性のある定盤１，２表面のパッド１５，２５がウェーハ１０とキャリア８との厚みの差から、パッド１５，２５からの圧力がウェーハ１０周縁部に集中して、ウェーハ１０周縁部での研磨状態が大きくなる部分を減少することが可能となる。これにより、研磨終了時における１枚のウェーハ１０に対する周縁部全周への研磨圧力集中を緩和することが可能となり、各ウェーハ１０周縁部におけるダレ発生を低減することが可能になると考えられる。

なお、本実施形態においては、キャリア８が３枚の構成としたが、他の枚数でもよく、また、これ以外にも、各キャリア８内でのホール９またはウェーハ１０の配置が上述した構成であれば、研磨装置の各構成はどのようなものでも適応可能である。
また、ウェーハ１０は、シリコンウェーハやそれ以外の半導体からなるものでよく、また、φ２００ｍｍ、φ３００ｍｍ、その他、φ４５０ｍｍ等どのような口径のウェーハにも適応可能である。

以下、本発明の実施例について説明する。
上記の実施形態のように構成された研磨装置および円Ｐとホール９との面積比の異なるキャリアを用意し、それぞれのキャリアによって、半導体ウェーハ（シリコンウェーハ）１０の研磨をおこない、研磨後の平坦度を測定した。
研磨条件等の諸元を以下に示す。

研磨ウェーハ：２００ｍｍシリコンウェーハ
研磨装置：Ｓｐｅｅｄ Ｆａｍ 社製２０Ｂ両面研磨装置
研磨布：ロデール・ニッタ製発泡ウレタン研磨布ＭＨＮ１５Ａ
研磨液：ロデール・ニッタ製ｎａｌｃｏ２３５０ ２０倍希釈
研磨圧：２００ｇ／ｃｍ^２
キャリア：ステンレス鋼製
研磨枚数：３ホールキャリア５枚使用（１５枚バッチ）
円Ｐとホール９との面積比；１３８％、１４４％，１５０％、１６３％
研磨後ＡＤＥ（静電容量型表面平坦度測定器）にてフラットネス（ＴＴＶ；Total Thickness Variation （μｍ））を測定。
これらの結果を図５，図６に示す。

図５は、本発明の実施例における面積比とフラットネス（ＴＴＶ（μｍ））との関係を示すグラフであり、図６は、本発明の実施例における各面積比におけるウェーハ面凹凸を測定した結果を示す図である。
これらの結果から、上記の面積比増加にともなって、図６に示す見た目のウェハ外周のダレ、図５に示すＴＴＶ値が増加していることがわかる。つまり、面積比が増大すると外周ダレ抑制の効果が少なくなり、前記面積比は小さいほど外周ダレ抑制に効果があるが、図６（ｂ）と図６（ｃ）との結果を比較すると、面積比が１５０％以下であることが望ましいことがわかる。

図１は、本発明に係る半導体ウェーハ研磨装置の一実施形態を説明するための正面図であり、 図２は、図１におけるＡ−Ａ線矢視平面図である。 図３は、本発明に係る半導体ウェーハ研磨方法の一実施形態およびキャリアにおけるホール配置を説明するための平面図である。 図４は、本発明に係る半導体ウェーハ研磨方法の一実施形態における研磨状態を示す模式断面図である。 図５は、本発明の実施例における面積比とフラットネス（ＴＴＶ）との関係を示すグラフであり、 図６は、本発明の実施例における各面積比におけるウェーハ面凹凸を測定した結果を示す図である。

符号の説明

１…下定盤
２…上定盤
３…太陽歯車
４…内歯歯車
８…キャリア
９…ホール
１０…半導体ウェーハ（ウェーハ）
Ｐ…円（円周）
Ｃ９，ＣＰ…中心

Claims (2)

1. 半導体ウェーハの両面研磨装置であって、上下一対の回転定盤と、回転定盤間の回転中心部に設けられた太陽歯車と、回転定盤間の外周部に設けられた環状の内歯歯車と、前記上下の回転定盤間に設けられ前記太陽歯車及び前記内歯歯車にそれぞれ噛み合う遊星歯車となるキャリアと、を備え、
   前記キャリアには被処理ウェーハ収容孔となるホールが３カ所設けられ、
   前記複数のホールはその中心が同一の円周上に位置するとともに、前記ホール中心を通る円が前記キャリアと同心状になるよう設けられて、
   この前記複数のホール中心を通る円と単一の前記被処理ウェーハとの面積比が、１．３３以上１．４４以下とされてなることを特徴とする半導体ウェーハ研磨装置。
2. 複数の被処理ウェーハをキャリアに保持して上下の回転定盤間で回転させることにより、前記半導体ウェーハの両面を同時に研磨するウェーハ研磨方法において、
   前記キャリアにおける前記ウェーハ保持位置が、３枚とされる前記ウェーハの中心を同一の円周上に位置するとともに、前記ウェーハ中心を通る円が前記キャリアと同心状になるよう位置し、
   この前記複数のウェーハ中心を通る円と単一の前記ウェーハとの面積比を、１．３３以上１．４４以下となるよう設定することを特徴とする半導体ウェーハ研磨方法。

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