JP6593318B2 - キャリアプレートの厚み調整方法 - Google Patents

Description

本発明はキャリアプレートの厚み調整方法に関する。

半導体デバイスの基板等に用いられるシリコンウェーハの製造において、より高精度な平坦度品質や表面粗さ品質の半導体ウェーハを得るために、研磨パッドを有する一対の定盤でシリコンウェーハを挟みつつ研磨スラリーを供給して、その表裏面を同時に化学機械研磨する両面研磨が行われている。大規模集積回路の集積度の向上のためには、シリコンウェーハの平坦度は重要な要素の一つである。

ここで、図１を用いて、従来技術に従う一般的な両面研磨装置１を説明する。図１に示すように、両面研磨装置１は、シリコンウェーハ２０を保持するためのウェーハ保持孔４０を有するキャリアプレート３０と、研磨パッド６０ａ，６０ｂがそれぞれ設けられた上定盤５０ａおよび下定盤５０ｂと、上定盤５０ａおよび下定盤５０ｂをそれぞれ回転させる一対のモータ９０ａおよび９０ｂとを含む。

上定盤５０ａおよび下定盤５０ｂは、ウェーハ保持孔４０に保持されたシリコンウェーハ２０を所望の荷重で挟み込むことができるように構成される。モータ９０ａおよび９０ｂは、上定盤５０ａおよび下定盤５０ｂを逆方向に回転させる。また、キャリアプレート３０には外周ギアが設けられており、下定盤５０ｂ中心部のサンギア７０と、下定盤５０ｂ外周のインターナルギア８０と噛み合わさることで、キャリアプレート３０は自転かつ公転（「遊星回転」と呼ばれる）することが一般的である。なお、サンギア７０およびインターナルギア８０は、モータ９０ａおよび９０ｂとは異なるモータ９０ｃ，９０ｄによりそれぞれ駆動する。研磨装置１は、挟み込んだキャリアプレート３０を遊星回転させながら、研磨パッド６０ａおよび６０ｂによる加圧と滴下スラリー（図示せず）とにより、半導体ウェーハ２０の表裏面を同時に化学機械研磨する。なお、キャリアプレート３０を遊星回転させず、代わりに自転のみさせることによりシリコンウェーハ２０の両面を化学機械研磨することもある。

なお、図１においては、キャリアプレート３０がウェーハ保持孔４０を１つ備える例を図示しているが、図２（Ａ）に示すように、キャリアプレート３０がウェーハ保持孔４０を複数備えることもある。図２（Ｂ）に、図２（Ａ）のI-I断面図を示す。

ここで、特許文献１には、キャリアプレートの製造方法が開示されている。すなわち、ウェーハの両面を研磨するためのウェーハの両面研磨装置に備えられるウェーハキャリアの製造方法において、前記ウェーハキャリアを構成する本体をあらかじめ設定された形状に加工する加工工程と、前記ウェーハキャリアの本体に予備孔及びスラリーを流入するためのスラリー流入孔を貫通形成する形成工程と、前記予備孔が形成された本体にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）をコーティングするコーティング工程と、前記ＤＬＣコーティング後に前記予備孔を拡孔してウェーハを挿入するためのウェーハ保持孔を形成するウェーハ保持孔形成工程と、を含むウェーハキャリアの製造方法である。

特開２００９−１３５４２４号公報

しかしながら、特許文献１のウェーハキャリアと異なり、図２（Ａ）に示したように、キャリアプレート３０において、ウェーハ保持孔４０を区画する内周面部３２（「ホールエッジ部」とも呼ばれる）は、樹脂材料により形成されることが一般的である。これは、キャリアプレート３０の、シリコンウェーハ２０の端面（すなわち、ウェーハエッジ部分）と接触する内周面部３２が例えばＳＵＳ等からなると、シリコンウェーハ２０を研磨する時に、ホールエッジ部（内周面部３２）とシリコンウェーハ２０の端面とが衝突することにより、ウェーハエッジ部分にダメージが生じ得るためである。そこで、キャリアプレート３０の少なくともホールエッジ部を樹脂材料により構成してクッション材とすることが一般的となっている。このようなクッション材はインサータと呼ばれている。なお、キャリアプレート３０の全部が樹脂材料により形成されることもある。

半導体技術の微細化の進む近年、両面研磨後のシリコンウェーハに求められる研磨精度の要求は非常に高い。そこで、キャリアプレート３０の厚みを調整するため、シリコンウェーハ２０の両面研磨を行うに先立ち、キャリアプレート３０の厚み調整を行うことがある。キャリアプレート３０がＳＵＳ等により構成される場合であっても、ホールエッジ部が樹脂材料からなる場合、高い平坦度を得るためこのような厚み調整が必要となってくる。特に、図１に示したような、バッチ式の両面研磨装置において定寸研磨を行うためには、キャリアプレート３０の厚みをサブミクロンオーダーで揃えることが重要となる。なお、定寸研磨とは、研磨に供するシリコンウェーハの仕上がり厚さを検出しながら行う研磨のことである。

キャリアプレート３０のウェーハ保持孔４０に、シリコンウェーハ２０の代替となるダミー部材１５を装填して、両面研磨装置１による両面研磨を行えば、キャリアプレート３０の厚み調整を行うことができる。ところが、図３に模式的に示すように、ダミー部材１５を装填して両面研磨によりキャリアプレート３０の厚み調整を行うと、キャリアプレート３０の内周面部３２（ホールエッジ部）に研磨パッド６０ａ，６０ｂへの応力が集中する。その結果、ホールダレと呼ばれる滑らかなＲ形状の加工痕が内周面部３２に不可避的に生ずる。以下、図３（Ｂ）を参照し、本明細書において、ホールダレ部分の厚みの合計（Ｈ_１＋Ｈ_２）を、ホールダレ量と定義する。

本発明者らは、ホールダレ量と、シリコンウェーハのエッジロールオフ（Edge Roll-off）との関係について検討した。図４は、同一条件によりシリコンウェーハの両面研磨を行った場合の、キャリアプレートのホールダレ量と、シリコンウェーハのＥＳＦＱＤの平均値との関係を示すグラフである。ＥＳＦＱＤがマイナスの大きな値であるほど、シリコンウェーハがロールオフしていることを意味し、反対に、ＥＳＦＱＤがプラスの大きな値であるほど、ロールアップしていることを意味する。なお、図４のグラフにおいて、ＥＳＦＱＤは任意単位（Ａ．Ｕ．）で記載している。

なお、エッジロールオフとは、シリコンウェーハのエッジ部がダレて、エッジ部の厚みが薄くなる現象である。ロールオフ量が大きいと、デバイスを製造可能な領域が狭まることとなって、デバイス製造歩留りが悪化することに繋がる。また、ＥＳＦＱＤとは、エッジ領域に扇形のセクターを作成し、当該セクター内での高さデータを最小二乗法にて算出したサイト内平面を基準面とし、この平面からの符号を含まない最大変位量であり、ＥＳＦＱＤは各サイトに１つの値を持つ。但し表示は符号を含む。図４のグラフにおけるＥＳＦＱＤの平均値（但し、任意単位）は、当該セクターのＥＳＦＱＤを全周で取得したときの平均値であり、エッジ除外領域（Edge Exclusion）を２ｍｍとしている。

図４のグラフから、キャリアプレートのホールダレ量が小さいほど、両面研磨後にシリコンウェーハのロールオフ量を低減できることが確認できる。この理由は、以下のとおりであると本発明者らは推定している。すなわち、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、キャリアプレート３０の内周面部３２（すなわちホールエッジ部）のホールダレ量が小さい場合（図５（Ａ）参照）は、定寸研磨時のいわゆるリテーナー効果（キャリアプレート３０が研磨パッド６０ａを持ち上げ、ウェーハエッジ部に加わる応力を緩和する）が大きく、シリコンウェーハ２０のロールオフ量は小さい。しかしながら、キャリアプレート３０のホールダレ量が大きい場合（図５（Ｂ）参照）は、定寸研磨時のリテーナー効果が小さくなり、シリコンウェーハ２０のロールオフ量が大きくなってしまうものと推定される。

このように、両面研磨後のシリコンウェーハのロールオフ量を低減するためには、キャリアプレートのホールダレ量を低減する必要がある。そのため、キャリアプレートの厚み調整をする際に、キャリアプレートのホールダレ量を低減することのできるキャリアプレートの厚み調整方法の確立が求められる。そして、このようなキャリアプレートの厚み調整方法を確立することができれば、シリコンウェーハの両面研磨の研磨品質を従来よりも改善することにも繋がる。

そこで本発明は、キャリアプレートのホールダレ量を低減することのできるキャリアプレートの厚み調整方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成すべく本発明者らは鋭意検討を重ねた。そして、本発明者らはキャリアプレートのウェーハ保持孔に装填するダミー部材の厚みに着目した。ダミー部材の厚みをキャリアプレートのホールエッジ部の厚みよりも大きくすれば、キャリアプレートの厚み調整をする際に、キャリアプレートのホールダレ量を低減することのできることを本発明者らは知見し、本発明を完成するに至った。

上記知見に基づき完成した本発明の要旨構成は以下のとおりである。
（１）ウェーハ保持孔を備えるキャリアプレートに保持されたシリコンウェーハを、研磨パッドがそれぞれ設けられた上定盤および下定盤で挟み、前記キャリアプレート、前記上定盤および前記下定盤を回転させつつ、研磨スラリーを供給することにより、前記シリコンウェーハの表裏面を同時に化学機械研磨する両面研磨装置における、前記キャリアプレートの厚み調整方法であって、
前記ウェーハ保持孔に前記シリコンウェーハの代替となるダミー部材を装填する工程と、
前記ダミー部材を装填したまま、前記両面研磨装置により前記キャリアプレートの両面研磨を行う工程と、を含み、
前記キャリアプレートにおいて、少なくとも前記ウェーハ保持孔を区画する内周面部が樹脂材料からなり、
前記ダミー部材の厚みは、前記内周面部の厚みよりも大きいことを特徴とする、キャリアプレートの厚み調整方法。

（２）前記ダミー部材の少なくとも表裏面は、前記樹脂材料の研磨レートよりも研磨レートの低い材料からなる、前記（１）に記載のキャリアプレートの厚み調整方法。

（３）前記ダミー部材は、ダミー用シリコンウェーハの表裏面にコーティング材が被覆されてなり、前記コーティング材は、前記樹脂材料の研磨レートよりも研磨レートの低い材料からなる、前記（１）に記載のキャリアプレートの厚み調整方法。

（４）前記コーティング材は、前記シリコンウェーハを汚染しない材料からなる、前記（３）に記載のキャリアプレートの厚み調整方法。

（５）前記コーティング材は、ダイヤモンドライクカーボンからなる、前記（３）に記載のキャリアプレートの厚み調整方法。

（６）前記キャリアプレートが前記樹脂材料からなる、前記（１）〜（５）のいずれか１項に記載のキャリアプレートの厚み調整方法。

本発明によれば、キャリアプレートのホールダレ量を低減することのできるキャリアプレートの厚み調整方法を提供することができる。

従来技術におけるシリコンウェーハの両面研磨装置の模式図である。 従来技術におけるキャリアプレートの模式図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のI-I断面図である。 （Ａ）は本発明者らの検討による、ダミー部材を用いてキャリアプレートの厚み調整を行うときの模式図であり、（Ｂ）は当該厚み調整後のホールダレ量を説明する模式図である。 本発明者らの検討による、ホールダレ量と、シリコンウェーハのロールオフ量との関係を示すグラフである。 本発明者らの検討による、ホールダレ量によるシリコンウェーハのエッジロールオフへの影響を説明する模式図であり、（Ａ）はホールダレ量が小さい場合を示し、（Ｂ）はホールダレ量が大きい場合を示す。 本発明の一実施形態に従うキャリアプレートの厚み調整方法に用いるダミー部材を説明する模式図であり、（Ａ）はキャリアプレートのホールエッジ部との厚みの関係を説明する模式図であり、（Ｂ）は本発明の好適実施形態に従うダミー部材を説明する模式図である。 実施例におけるダミー部材の厚みと、ホールダレ量との関係を示すグラフである。

以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態に従う半導体ウェーハの両面研磨方法を説明する。なお、図中の各構成の縦横比は、説明の便宜上誇張して図示しており、実際とは異なる。

本発明の一実施形態は、両面研磨装置におけるキャリアプレートの厚み調整方法である。なお、図１を用いて既述したように、従来公知の一般的な両面研磨装置１は、ウェーハ保持孔４０を備えるキャリアプレート３０に保持されたシリコンウェーハ２０を、研磨パッド６０ａ，６０ｂがそれぞれ設けられた上定盤５０ａおよび下定盤５０ｂで挟み、前記キャリアプレート、前記上定盤および前記下定盤を回転させつつ、研磨スラリーを供給することにより、前記シリコンウェーハの表裏面を同時に化学機械研磨するものである。

そして、本実施形態に従うキャリアプレートの厚み調整方法は、ウェーハ保持孔４０にシリコンウェーハ２０の代替となるダミー部材１０を装填する工程と、ダミー部材１０を装填したまま、両面研磨装置１によりキャリアプレート３０の両面研磨を行う工程と、を含む。また、図６（Ａ）に示すように、キャリアプレート３０において、少なくともウェーハ保持孔４０を区画する内周面部３２が樹脂材料からなり、ダミー部材１０の厚みは、内周面部３２の厚みよりも大きいことが肝要である。

まず、本実施形態において用いることのできる両面研磨装置１を、既述の図１を用いて改めて説明する。両面研磨装置１は、半導体ウェーハ２０を保持するためのウェーハ保持孔４０を有するキャリアプレート３０と、研磨パッド６０ａ，６０ｂがそれぞれ設けられた上定盤５０ａおよび下定盤５０ｂと、上定盤５０ａおよび下定盤５０ｂをそれぞれ回転させる一対のモータ９０ａおよび９０ｂとを含む。

上定盤５０ａおよび下定盤５０ｂは、ウェーハ保持孔４０に保持された半導体ウェーハは２０を所望の荷重で挟み込むことができるように構成される。モータ９０ａおよび９０ｂは、上定盤５０ａおよび下定盤５０ｂを互いに逆方向に回転させることが通常である。また、キャリアプレート３０には外周ギアが設けられており、下定盤５０ｂ中心部のサンギア７０と、下定盤５０ｂ外周のインターナルギア８０と噛み合わさることで、キャリアプレート３０は遊星回転することが一般的であるが、両面研磨にあたり、キャリアプレートを自転のみさせてもよいのは既述のとおりである。両面研磨装置１は、挟み込んだキャリアプレート３０を遊星回転（あるいは自転）させながら、研磨パッド６０ａおよび６０ｂによる加圧と滴下された研磨スラリー（図示せず）とにより、シリコンウェーハ２０の表裏面を同時に化学機械研磨する。

両面研磨装置１によるこの化学機械研磨は、主としてシリコンウェーハ２０の研磨を目的とするものであるものの、キャリアプレート３０も同時に研磨される。ただし、キャリアプレート３０に作用する化学研磨の寄与はほとんどないため、キャリアプレート３０は実質的に機械研磨のみされることとなり、シリコンウェーハ２０の研磨レートに比べれば、キャリアプレート３０の研磨レートは極めて小さい。

そこで、この両面研磨装置１に、シリコンウェーハ２０の代替となるダミー部材１０を装填し、該ダミー部材１０を装填したまま両面研磨を行えば、ダミー部材１０を化学機械研磨すると共に、キャリアプレート３０の表裏面を機械研磨することができる。

なお、既述のとおり本発明はキャリアプレートの厚みを調整する際のホールエッジ部のダレを抑制することを目的とするものである。そのため、図２（Ａ），（Ｂ）を用いて既述したように、本実施形態においては少なくともウェーハ保持孔４０を区画する内周面部３２が樹脂材料からなるキャリアプレート３０を用いる。ウェーハ保持孔４０の個数は、１個でもよいし、複数あってもよい。キャリアプレート３０として、インサータキャリアと呼ばれる、ウェーハ保持孔４０を区画する内周面部３２のみが樹脂材料からなるキャリアプレートを本実施形態に適用する場合、内周面部３２はインサータキャリアのインサータ部分に該当する。

一方、キャリアプレート３０の全部が樹脂材料からなっていてもよい。この場合、内周面部３２（いわゆるインサータ部分）のみ樹脂材料とする場合に比べてインサータ近傍での段差が生じなくなるため、キャリアプレート３０の平坦性を調整しやすい。さらに、厚み調整後のキャリアプレート３０を用いてシリコンウェーハ２０を研磨する際の、金属不純物汚染源を排除できる点でも好ましいと考えられる。この場合は、キャリアプレート３０の内周面部３２は、径方向において、ウェーハ保持孔４０を区画する内周面からキャリアプレート３０の外径方向へ５ｍｍ以内の領域と定義することとする。また、キャリアプレート３０の内周面部３２が厚み調整前からダレているなどして、内周面部３２の厚みが一定でない場合は、内周面部３２の端面の厚みを用いることとする。

ここで、本明細書で言う「シリコンウェーハの代替となるダミー部材」とは、キャリアプレート３０のウェーハ保持孔４０に装填可能な形状を有することを意味する。ダミー部材は、研磨に供するシリコンウェーハ２０と同じく、円板状であることが好ましいが、ウェーハ保持孔４０に装填できればリング状であっても構わない。そこで、ダミー部材の直径または外径は、ウェーハ保持孔４０の直径よりも僅かに小さく、ただし、ウェーハ保持孔４０に装填可能な程度の大きさとする。研磨パッドの材質、加工荷重、キャリアプレートの材料、定盤回転数などの研磨条件に応じて異なるが、例えば、ダミー部材１０の直径または外径の下限を、［ウェーハ保持孔４０の直径］（ｍｍ）−２（ｍｍ）とすることができ、下限を、［ウェーハ保持孔４０の直径］（ｍｍ）−１（ｍｍ）としてもよい。例えば、キャリアプレート３０のウェーハ保持孔の直径が３０１．０ｍｍであれば、ダミー部材の直径を３００．５ｍｍとすることができる。

また、ダミー部材１０の厚みについても、キャリアプレート３０のウェーハ保持孔４０に装填して、両面研磨装置１による研磨が可能な程度の厚みとなる。研磨パッド６０ａの沈み込みを考慮すれば、ダミー部材１０の厚みの上限を、［キャリアプレート３０の厚み］＋［研磨パッドの変形量］とすることができる。なお、［研磨パッドの変形量］は、研磨パッドの材質、加工荷重、キャリアプレートの材料、定盤回転数などの研磨条件に応じて異なるものの、０〜１０μｍ程度の範囲内である。

さて、本実施形態では、ダミー部材１０の厚みを、キャリアプレート３０の内周面部３２の厚みよりも大きくしたため、キャリアプレートの厚み調整時に、キャリアプレート３０のホールダレ量を低減することができる。本発明者らは、その理由を以下のとおりと考えている。すなわち、図３（Ａ）におけるダミー部材１５の場合、その厚みはキャリアプレート３０の内周面部３２の厚みよりも小さい。そのため、弾性体である研磨パッド６０ａ，６０ｂからの負荷が、キャリアプレート３０の内周面部３２のダミー部材１５側に集中する。その結果、内周面部３２（ホールエッジ部）のダレが大きくなってしまう。一方、本実施形態においても、図６（Ａ）に示すように、研磨パッド６０ａ，６０ｂからの負荷がキャリアプレート３０の内周面部３２のダミー部材１０側に集中するものの、ダミー部材１０の厚みの方が、キャリアプレート３０の内周面部３２の厚みよりも大きいため図３（Ａ）の場合に比べて応力が緩和される。そのため、キャリアプレート３０のホールダレ量を低減できると考えられる。

ここで、キャリアプレート３０のウェーハ保持孔４０へダミー部材１０を装填することを考慮すると、ダミー部材１０の形状は、研磨に供するシリコンウェーハ２０の厚み及び直径等の形状と一致あるいはほとんど同じであることが好ましい。このようなダミー部材１０としては、研磨に供するシリコンウェーハ２０の代替となるダミー用シリコンウェーハを例えば用いることが好ましい。ただし、ダミー部材１０がダミー用シリコンウェーハである場合、前述のとおり両面研磨装置１による研磨では、シリコンは化学機械研磨により研磨が急速に進む。これは、キャリアプレート３０に寄与する研磨は機械研磨作用がほとんどであるためである。そのため、本実施形態による厚み条件を満足するダミー用シリコンウェーハを用いてキャリアプレートの厚みを調整する際には、ダミー用シリコンウェーハを頻繁に交換する必要が生じうる。

そこで、ダミー部材１０の少なくとも表裏面は、内周面部３２の樹脂材料の研磨レートよりも研磨レートの低い材料からなることが好ましい。このような低研磨レートの材料を用いたダミー部材１０として、例えばＳＵＳ、Ｔｉ、Ｆｅ、ＳｉＣ、サファイアなどをダミー部材１０の形状に加工したものを用いることができるし、これらの表裏面に、研磨レート条件を満足する異種材料をコーティングしても構わない。ダミー部材１０の表裏面にコーティングを行う場合は、キャリアプレート３０よりも研磨レートの低い樹脂材料などを用いてもよい。

また、図６（Ｂ）に示すように、ダミー用シリコンウェーハ１１の表裏面にコーティング材１２ａ，１２ｂが被覆されてなり、当該コーティング材１２ａ，１２ｂが、内周面部３２の樹脂材料の研磨レートよりも研磨レートの低い材料からなるダミー部材を用いることも好ましい。スパッタ法、真空蒸着法、ＣＶＤ法などの公知の手法により、ダミー用シリコンウェーハにコーティング材を被覆することができる。また、コーティング材としては、例えばダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＣＮ、ＣｒＮなどを用いることができる。ダミー部材１０の直径及び厚みをμｍオーダーで形状調整する観点でも、コーティング材による被覆は好ましい。なお、コーティング材１２ａ，１２ｂは互いに異なる材料であってもよいが、生産性を考慮すれば同一材料であることが好ましい。なお、ＤＬＣとは、炭素に構成され、ダイヤモンドに近い特性を有する非晶質（アモルファス）の皮膜のことを言う。

また、一般的にシリコンウェーハの製造工程においては、金属不純物等によるシリコンウェーハへの汚染が忌避される。その観点では、ダミー部材１０はシリコンウェーハを汚染しない材料から形成されることが好ましい。ダミー部材１０がコーティング材を有する場合も、コーティング材はシリコンウェーハを汚染しない材料からなることが好ましい。そこで、コーティング材としてダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）を用いることが特に好ましい。ダイヤモンドライクカーボンによるコーティングは、成膜後のダミー部材の平坦性が良好である点でも好ましい。また、シリコンウェーハを汚染しない材料コーティング材としては、ポリシリコン、セラミック、樹脂系材料なども挙げられる。

以下、本実施形態に適用可能な具体的態様について説明するが、本実施形態は以下の態様に何ら限定されない。

両面研磨装置１の要部を説明するため前述しなかったが、サンギア７０およびインターナルギア８０は、モータ９０ａおよび９０ｂとは異なるモータ９０ｃ，９０ｄによりそれぞれ駆動する。また、図１の模式図を簡略化するため図示していないが、キャリアプレート３０の外周ギアがサンギア７０およびインターナルギア８０と噛み合わさることでキャリアプレート３０は回転する。ただし、サンギア７０、インターナルギア８０とキャリアの外周ギアの噛み合わせについては、両面研磨装置１の模式図を簡略化するために図示していない。また、インターナルギア８０は、円周方向に多数の回転駆動軸ピンまたはギアを配置した個々の軸ピンもしくはギアから構成され得るものであり、個々の軸ピンもしくはギアがキャリアプレート３０の外周ギアに噛み合わさることで、キャリアプレート３０を回転させることができる。ただし、個々の軸ピンについては、両面研磨装置１の模式図を簡略化するために図示していない。また、両面研磨装置１の制御部１２０は、上述した各構成を制御して、研磨に供するシリコンウェーハ２０の両面研磨を行うものであり、ダミー部材１０を装填して研磨を行えば、キャリアプレート３０の厚み調整を行うことができる。

また、キャリアプレート３０には、例えばステンレス鋼 (SUS: Steel special Use Stainless)、あるいはエポキシ、フェノール、ポリイミドなどの樹脂材料、さらに樹脂材料にガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維などの強化繊維を複合した繊維強化プラスチックなど、任意の材質のものを用いることができ、内周面部３２を少なくとも樹脂材料により構成する。なお、本明細書において、上記した繊維強化プラスチックは、樹脂材料に含まれるものとする。

また、キャリアプレート３０の保持孔４０の直径は、研磨に供するシリコンウェーハ２０の直径により定まる。シリコンウェーハ２０の直径は２００ｍｍ（±１ｍｍ）ウェーハ、３００ｍｍ（±１ｍｍ）ウェーハ、４５０ｍｍ（±１ｍｍ）ウェーハなど、何ら制限されない。

また、研磨パッド６０ａおよび６０ｂやスラリーは任意のものを用いることができ、例えば研磨パッドとしては、ポリエステル製の不織布からなるパッド、ポリウレタン製のパッドなどを用いることができる。研磨スラリーとしては、遊離砥粒を含むアルカリ性水溶液などを用いることができる。

次に、本発明の効果をさらに明確にするため、以下の実施例を挙げるが、本発明は以下の実施例に何ら制限されるものではない。

前述の図１に示した構成と同様の両面研磨装置１を用いた。両面研磨装置１は、５枚のキャリアプレート３０を有し、１枚のキャリアプレート３０に対して１枚のシリコンウェーハ２０を装填し、１バッチあたり５枚のシリコンウェーハ２０の両面研磨を行うことが可能である。そして、下記表１に示すサンプル１〜５のダミー部材１０をキャリアプレート３０のウェーハ保持孔４０に装填して、キャリアプレート３０の厚み調整を行った。なお、キャリアプレート３０は全て樹脂材料により構成されている。また、ウェーハ保持孔４０の直径は３０１．０ｍｍであり、キャリアプレート３０の内周面部３２の初期の厚み７７９μｍに対して、厚み調整後の目標厚みを７７８μｍとした。サンプル１〜３のダミー部材１０の厚みは、当該初期の厚み７７９μｍよりも大きく、サンプル４，５のダミー部材１０の厚みは、当該初期の厚み７７９μｍよりも小さい。

なお、サンプル１〜５のいずれにおいても、ダミー用シリコンウェーハの表裏面に、プラズマＣＶＤ法により片面２μｍのＤＬＣをコーティングしたダミー部材１０を用いた。ダミー部材の直径は全て３００．５ｍｍであり、厚みは下記表１のとおりである。

キャリアプレートの厚みを調整した後のホールダレ量を、レーザー変位計を用いて測定した。ダミー部材の厚みと、ホールダレ量との関係を図７のグラフに示す。

図７のグラフから、ダミー部材としてキャリアプレートの内周面部の厚みよりも大きな厚みを有するダミー部材を用いることで、キャリアプレートのホールダレ量を顕著に低減できることが確認できた。こうしてホールダレ量を低減しつつ、厚み調整したキャリアプレートを用いてシリコンウェーハの研磨を行えば、シリコンウェーハのロールオフ量を低減できることが期待できる。

本発明のキャリアプレートの厚み調整方法によれば、キャリアプレートのホールダレ量を低減することができる。こうして調整したキャリアプレートを用いてシリコンウェーハの両面研磨を行えば、シリコンウェーハの両面研磨の研磨品質を従来よりも改善することができるため、シリコンウェーハ製造技術において有用である。

１ 研磨装置
１０ ダミー部材
１１ ダミー用シリコンウェーハ
１２ａ コーティング材
１２ｂ コーティング材
１５ ダミー部材
２０ シリコンウェーハ
３０ キャリアプレート
３２ 内周面部（ホールエッジ部）
４０ ウェーハ保持孔
５０ａ 上定盤
５０ｂ 下定盤
６０ａ 研磨パッド
６０ｂ 研磨パッド
７０ サンギア
８０ インターナルギア
９０ａ モータ
９０ｂ モータ
９０ｃ モータ
９０ｄ モータ
１２０ 制御部

Claims (6)

1. ウェーハ保持孔を備えるキャリアプレートに保持されたシリコンウェーハを、研磨パッドがそれぞれ設けられた上定盤および下定盤で挟み、前記キャリアプレート、前記上定盤および前記下定盤を回転させつつ、研磨スラリーを供給することにより、前記シリコンウェーハの表裏面を同時に化学機械研磨する両面研磨装置における、前記キャリアプレートの厚み調整方法であって、
   前記ウェーハ保持孔に前記シリコンウェーハの代替となるダミー部材を装填する工程と、
   前記ダミー部材を装填したまま、前記両面研磨装置により前記キャリアプレートの両面研磨を行う工程と、を含み、
   前記キャリアプレートにおいて、少なくとも前記ウェーハ保持孔を区画する内周面部が樹脂材料からなり、
   前記ダミー部材の厚みは、前記内周面部の厚みよりも大きいことを特徴とする、キャリアプレートの厚み調整方法。
2. 前記ダミー部材の少なくとも表裏面は、前記樹脂材料の研磨レートよりも研磨レートの低い材料からなる、請求項１に記載のキャリアプレートの厚み調整方法。
3. 前記ダミー部材は、ダミー用シリコンウェーハの表裏面にコーティング材が被覆されてなり、前記コーティング材は、前記樹脂材料の研磨レートよりも研磨レートの低い材料からなる、請求項１に記載のキャリアプレートの厚み調整方法。
4. 前記コーティング材は、前記シリコンウェーハを汚染しない材料からなる、請求項３に記載のキャリアプレートの厚み調整方法。
5. 前記コーティング材は、ダイヤモンドライクカーボンからなる、請求項３に記載のキャリアプレートの厚み調整方法。
6. 前記キャリアプレートが前記樹脂材料からなる、請求項１〜５のいずれか１項に記載のキャリアプレートの厚み調整方法。
   
   

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