JP7070010B2 - キャリアの製造方法および半導体ウェーハの研磨方法 - Google Patents

Description

本発明は、キャリア、キャリアの製造方法、キャリアの評価方法および半導体ウェーハの研磨方法に関する。

半導体デバイスの基板に用いられる半導体ウェーハの製造において、より高い平坦度や表面粗さを実現するために、研磨パッドが貼り付けられた一対の定盤で半導体ウェーハを挟みつつ研磨スラリーを供給して、その両面を同時に研磨する両面研磨工程が行われている。その際、半導体ウェーハは、キャリアによって保持されている。

上記キャリアとしては、ステンレスやチタンなどの金属製のものが主流である。図１は金属製のキャリアの一例を示している（例えば、特許文献１参照）。この図に示したキャリア１は、キャリア本体としての金属部１１を備え、この金属部１１に設けられた保持孔１２に半導体ウェーハが保持されるように構成されている。

上記金属部１１の保持孔１２に半導体ウェーハを保持して両面研磨処理を行う際、半導体ウェーハの外周部が保持孔１２を区画する内壁１２ａに接触すると、半導体ウェーハが破損する虞がある。そこで、金属よりも柔らかい樹脂で構成された環状の樹脂部１３が、金属部１１の保持孔１２の内壁１２ａに沿って配置され、半導体ウェーハの外周部を保護するように構成されている。

また、図１に示した金属製のキャリア１とは異なり、図２に示すような、キャリア本体２１が樹脂で構成された樹脂製のキャリア２も提案されており、半導体ウェーハを保持孔２２に保持する（例えば、特許文献２参照）。

上述のようなキャリアは、例えば以下のように製造される。まず、金属製キャリア１の場合、金属部１１は、例えばステンレスの板材をレーザー加工やミーリング加工した後、熱処理により歪みを除去する工程を行ってキャリアの形状に加工し、ウェーハ保持孔１２を設ける。

一方、樹脂部１３は、例えばアラミドの板材を加工して環状部材を得る。その際、環状部材の厚みは金属部１１の厚みよりも大きくしておく、そして、環状部材を保持孔１２の内壁１２ａに沿って嵌め込み、研磨加工によって環状部材を研磨し、その厚みを金属部１１に合わせる。こうして、金属製キャリア１を製造することができる。

また、樹脂製キャリア２の場合には、例えば炭素繊維に樹脂を含浸させた積層板をキャリアの形状に加工した後、保持孔２２を形成する。続いて、研削加工（ラッピング）や研磨加工（ポリッシュ）を施して厚みを調整することによって、樹脂製キャリア２を製造することができる。

上述のように製造されたキャリアの保持孔に、研磨対象の半導体ウェーハ、例えばシリコンウェーハを保持し、キャリアを両面研磨装置（図示せず）の上定盤と下定盤とで挟み込んだ後、スラリーを供給しながら上定盤および下定盤を回転させることにより、半導体ウェーハの両面を研磨することができる。

特許第５６４８６２３号明細書 特開昭５８－１４３９５４号公報

ところで近年、半導体デバイスの微細化・高集積化が益々進行し、半導体ウェーハには極めて高い平坦性が要求されている。また、デバイス形成領域についてもウェーハ径方向外側に年々拡大しており、ウェーハ外周部に対しても高い平坦性が要求されている。

本発明は上記問題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、両面研磨後に外周部の平坦度が高い半導体ウェーハを得ることができるキャリア、キャリアの製造方法、キャリアの評価方法および半導体ウェーハの研磨方法を提案することにある。

上記課題を解決する本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）半導体ウェーハを保持する保持孔を有する両面研磨用のキャリアにおいて、
前記保持孔を画定する内壁の位置での前記キャリアの厚みと、前記内壁から前記保持孔の径方向外側６ｍｍの位置での前記キャリアの厚みとの差が１μｍ以下であることを特徴とするキャリア。

（２）前記キャリアがキャリア本体としての金属部と、該金属部に設けられた開口部を画定する内壁に沿って配置され、前記半導体ウェーハの外周部を保護する環状の樹脂部とを備え、該樹脂部に設けられた開口部が前記保持孔を構成する、前記（１）に記載のキャリア。

（３）前記キャリアが樹脂製である、前記（１）に記載のキャリア。

（４）前記（１）～（３）のいずれかに記載のキャリアを製造する方法であって、
所定の材料からなる原板を所定の形状に加工してキャリアの中間構造体を形成する加工工程と、前記キャリアの中間構造体を所定の厚みおよび平坦度に調整してキャリアを得る厚み調整工程とを備え、
前記厚み調整工程は研削加工工程と研磨加工工程とからなり、
前記研削加工工程の加工代が前記研磨加工工程における加工代よりも大きいことを特徴とするキャリアの製造方法。

（５）前記研削加工工程前の前記キャリアの中間構造体の厚みは、前記研磨加工工程後の前記キャリアの中間構造体の厚みよりも１０μｍ以上大きい、前記（４）に記載のキャリアの製造方法。

（６）前記研磨加工工程における加工代が１０μｍ以下である、前記（４）または（５）に記載のキャリアの製造方法。

（７）半導体ウェーハを保持する保持孔を有し、半導体ウェーハの両面研磨工程において用いるキャリアを評価する方法であって、
前記保持孔を画定する内壁でのキャリアの厚み、および前記内壁から前記保持孔の径方向外側６ｍｍの位置でのキャリアの厚みを測定し、両厚みの差が１μｍ以下である場合には良品であると判定することを特徴とするキャリアの評価方法。

（８）前記キャリアがキャリア本体としての金属部と、該金属部の前記保持孔を画定する内壁に沿って配置され、前記半導体ウェーハの外周部を保護する環状の樹脂部とを備える、前記（７）に記載のキャリアの評価方法。

（９）前記キャリアは樹脂製である、前記（７）に記載のキャリアの評価方法。

（１０）前記（１）～（３）のいずれかに記載のキャリア、前記（４）～（６）のいずれかに記載のキャリアの製造方法によって製造されたキャリア、または前記（７）～（９）のいずれかに記載のキャリアの評価方法によって良品であると判定されたキャリアを用いて、半導体ウェーハの両面を研磨することを特徴とする半導体ウェーハの研磨方法。

（１１）両面研磨後に、前記保持孔を画定する内壁でのキャリアの厚み、および前記内壁から前記保持孔の径方向外側６ｍｍの位置でのキャリアの厚みを測定し、両厚みの差が１μｍを超える場合には、上記両厚みの差が１μｍである別のキャリアに交換して、次回の両面研磨を行う、前記（１０）に記載の半導体ウェーハの研磨方法。

（１２）前記半導体ウェーハはシリコンウェーハである、前記（１０）または（１１）に記載の半導体ウェーハの研磨方法。

本発明によれば、両面研磨後に外周部の平坦度が高い半導体ウェーハを得ることができる。

金属製キャリアの一例を示す図である。 樹脂製キャリアの一例を示す図である。 両面研磨工程における研磨パッドと半導体ウェーハとキャリアとの位置関係を示す図である。 キャリアの厚みプロファイルの一例を示す図である。 実施例に対する、保持孔を画定する内壁の位置でのキャリアの厚みと、内壁から保持孔の径方向外側６ｍｍの位置でのキャリアの厚みとの差（キャリア保持孔のダレ量）の値を示す図である。 実施例に対するＥＳＦＱＲの最大値を示す図である。

（キャリア）
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明によるキャリアは、半導体ウェーハを保持する保持孔を有する両面研磨用のキャリアである。ここで、保持孔を画定する内壁の位置でのキャリアの厚みと、内壁から保持孔の径方向外側６ｍｍの位置でのキャリアの厚みとの差（以下、「キャリア保持孔のダレ量」とも言う。）が１μｍ以下であることを特徴とする。

本発明者らは、両面研磨後に外周部の平坦度が高い半導体ウェーハを得るために、様々なキャリアを用いて半導体ウェーハに対して両面研磨を施し、研磨後の半導体ウェーハの外周部の平坦度を調べた。その結果、図３に示すように、保持孔周辺領域（図３のαで示された領域）でのキャリアの厚みの落ち込み、いわゆる「ダレ」と、両面研磨後のウェーハ外周部の平坦度とが密接に関連していることが判明した。

すなわち、保持孔周辺領域でのダレが小さなキャリアを用いて半導体ウェーハの両面研磨を行うと、ウェーハ外周部の平坦度は小さい値だったのに対して、保持孔周辺領域のダレが大きなキャリアを用いた場合には、ウェーハ外周部の平坦度は大きな値となった。

これはおそらく、保持孔周辺領域でのダレが大きなキャリアを用いて両面研磨を行う場合には、上定盤または下定盤に取り付けられた研磨パッドがキャリア保持孔周辺のダレた部分に入り込み、ウェーハ外周部が過剰に研磨されてしまったためと考えられる。よって、両面研磨後に外周部の平坦度が高い半導体ウェーハを得るためには、保持孔周辺での厚みのダレが小さなキャリアを用いて両面研磨を行うことが肝要であると考えられる。

本発明者らは、上記推測に基づき、両面研磨後の外周部の平坦度が高い半導体ウェーハを得る条件について鋭意検討した。その結果、キャリアの保持孔を画定する内壁の位置でのキャリアの厚みと、内壁から上記保持孔の径方向外側６ｍｍの位置でのキャリアの厚みとの差が１μｍ以下であれば、両面研磨後にも外周部の平坦度が極めて高い半導体ウェーハを得ることを見出し、本発明を完成させたのである。

このように、本発明による両面研磨用のキャリアは、保持孔周辺領域での厚みのダレを所定の範囲に調整することを特徴とするものであり、その他の構成は従来公知のものを適切に使用することができる。

例えば、本発明におけるキャリアとしては、図１に示したような、キャリア本体としての金属部１１と、該金属部１１の開口部を画定する内壁１２ａに沿って配置され、半導体ウェーハＷの外周部を保護する環状の樹脂部１３とを備え、該樹脂部１３に設けられた開口部が保持孔１２を構成する金属製キャリア１、および図２に示したような樹脂製キャリア２のいずれも用いることができる。キャリアが金属製キャリア１の場合には、樹脂部１３の内壁１３ａの位置でのキャリア１の厚みと、内壁１３ａから保持孔１２の径方向外側６ｍｍの位置でのキャリア１の厚みとの差（キャリア保持孔のダレ量）が１μｍ以下であればよい。なお、特開２００３－１０９９２５に記載されているような環状の樹脂部１３において、金属部１１の保持孔１２の内壁１２ａと接触する部分に、樹脂部１３が回転することを防止するための、金属部１１内に突出する非円形部分が存在することもあるが、上記キャリア保持孔のダレ量は、非円形部分が存在しない位置において評価したものである。

金属製キャリア１の場合、金属部１１は、ステンレスやチタン等の金属を用いて構成することができ、こうした金属の板材をレーザー加工やミーリング加工してキャリアの形状に加工した後、熱処理によって歪みを除去することにより形成することができる。

また、樹脂部１３は、一般的な樹脂で構成することができ、アラミド、ナイロン系のポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）およびフッ素系樹脂（ＰＦＡ／ＥＴＦＥ）などを用いることができる。

上記樹脂部１３は、ガラス繊維を含むことが好ましい。これにより、樹脂部の耐久性を高めることができる。このガラス繊維は、体積比で１０～６０％の含有率であることが好ましい。

また、キャリアが図２に示したような樹脂製キャリア２の場合、キャリア本体は、エポキシ、フェノール、ポリイミド、ポリアミドなどの樹脂にガラス繊維、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で構成することができる。また、ＤＬＣでコーティングしたものとすることができる。中でも、汚染やコスト上のメリットを考慮して、エポキシ樹脂にガラス繊維を複合したものを用いることが好ましい。また、金属製キャリア１の樹脂部１３と同様にガラス繊維を含むことが好ましく、ガラス繊維は体積比で１０～６０％の含有率であることが好ましい。

なお、キャリアの厚みは、レーザー変位計や静電容量センサ等の非接触センサを用いてキャリアの径方向に沿って測定することができ、図４に示すようなキャリアの厚みプロファイルを得ることができる。そして、得られた厚みプロファイルからキャリア保持孔のダレ量を求めることができる。

こうして、本発明による両面研磨用のキャリアによって、両面研磨後の半導体ウェーハの外周部の平坦度を高めることができる。具体的には、ＥＳＦＱＲの最大値を７０ｎｍ以下にすることができる。なお、ＥＳＦＱＲ（Edge flatness metric, Sector based, Front surface referenced, Site Front least sQuaresRange）とは、ウェーハ外周部に形成した扇形の領域内のＳＦＱＲを測定した平坦度を示す指標であり、値が小さいほど平坦度が高いことを意味する。

（キャリアの製造方法）
次に、本発明によるキャリアの製造方法について説明する。本発明によるキャリアの製造方法は、上記本発明によるキャリアを製造する方法であり、所定の材料からなる原板を所定の形状に加工してキャリアの中間構造体を形成する加工工程（ステップＳ１）と、上記キャリアの中間構造体を所定の厚みおよび平坦度に調整してキャリアを得る厚み調整工程（ステップＳ２）とを備える。ここで、上記厚み調整工程は研削加工工程と研磨加工工程とからなり、研削加工工程の加工代が研磨加工工程における加工代よりも大きいことを特徴とする。

上述のように、本発明者らは、保持孔周辺領域でのキャリアのダレが両面研磨後のウェーハ外周部の平坦度に大きな影響を及ぼすことを見出し、キャリア保持孔のダレ量が１μｍ以下であるキャリアを用いることにより、両面研磨後にも外周部の平坦度が極めて高い半導体ウェーハを得ることを見出した。

しかしながら、本発明者らが検討した結果、一般的な方法でキャリアを製造すると、保持孔周辺領域でのキャリアのダレが大きくなってしまい、キャリア保持孔のダレ量が１μｍ以下であるキャリアを製造することは決して容易ではないことが分かった。そこでまず、本発明者は、保持孔周辺領域でのキャリアのダレが大きくなる原因について鋭意検討した。その結果、キャリアのダレが大きくなった原因は、両面研磨装置を用いた研磨加工によりキャリアの厚み調整を行うと、上定盤および下定盤に取り付けられた研磨パッドが保持孔に入り込み、キャリアの保持孔周辺領域が丸められたためであることが判明した。

本発明者らによるさらなる検討の結果、キャリアの厚み調整を、研磨パッドを用いない両面研削装置を用いて行う場合には、保持孔周辺のキャリアのダレは小さいことが分かった。よって、保持孔周辺領域のキャリアのダレを抑制する点では、研削加工によりキャリアの厚み調整を行うことが好ましい。しかし、研削加工後のキャリア表面は粗い問題がある。

そこで本発明者らは、保持孔周辺領域でのダレを抑制し、キャリア保持孔のダレ量が１μｍ以下のキャリアを製造する方途について鋭意検討した。その結果、キャリアの厚み調整工程を研削加工工程と研磨各工程とで構成し、研削加工工程における加工代を研磨加工工程における加工代よりも大きくすることが極めて有効であることを見出したのである。

なお、本発明において、「研磨加工工程」とは、上定盤と下定盤とを備え、これらの定盤に研磨パッドが取り付けられた両面研磨装置を用いたキャリアの加工工程を意味するのに対して、「研削加工工程」とは、両面研削装置を用いた加工工程を意味し、両工程を明確に区別する。また、加工代は、キャリアの中心での厚みの変化を意味している。なお、研磨加工工程は複数回行ってもよく、研磨加工工程の加工代は、複数回の研磨加工工程全体の加工代を意味している。以下、各工程について説明する。

まず、ステップＳ１において、キャリアの本体を構成する原板を所定の形状に加工してキャリアの中間構造体を形成する（加工工程）。キャリアが図１に示した金属製キャリア１の場合、まず、ステンレスやチタンなどの板材を最終的なキャリアの寸法に合わせて適切な大きさに切断し、キャリア本体としての金属部１１に加工する。

また、樹脂部１３の形成方法は、金属部１１とは別体で形成する方法と、金属部１１の保持孔１２内に射出成型する方法の２つに分けることができる。金属部１１と別体で形成する場合、例えばエポキシからなる樹脂材を用意し、ラッピング処理や研磨処理により所望の厚みへ整えた後、適切な大きさおよび太さを有する環状の部材に切り出す。その後、上記環状の部材に対してミーリング処理を施してバリ取りを行うことにより、樹脂部１３を形成することができる。得られた樹脂部１３を金属部１１の保持孔１２の内壁１２ａに沿って嵌め込む。こうしてキャリアの中間構造体が得られる。

なお、樹脂部１３を射出成型により形成する場合、金型へ金属部１１をセットして金型で挟み込む。次いで、保持孔１２の中心から放射状に樹脂を流し込み、冷却することにより成型する。その後、余分な樹脂を除去して面取りを行う。こうして、射出成型により保持孔１２内に樹脂部１３を形成することができる。こうしてキャリアの中間構造体が得られる。

また、キャリアが図２に示した樹脂製キャリア２の場合、例えばガラス繊維を含むエポキシ樹脂からなる板材を、最終的なキャリアの寸法に合わせて適切な大きさに切断し、キャリアの形状に加工してキャリアの中間構造体を得る。

次に、ステップＳ２において、ステップＳ１において得られたキャリアの中間構造体を所定の厚みおよび平坦度に調整してキャリアを得る（厚み調整工程）。まず、両面研削装置を用いた研削加工により、所定の加工代でキャリアの中間構造体の両面に対して研削加工を施す。

次いで、両面研磨装置を用いて、研削加工が施された中間構造体の両面に対して、研磨加工を施す。その際、研削加工における加工代が研磨加工における加工代よりも大きいことが肝要である。これにより、キャリア保持孔のダレ量が１μｍ以下であるキャリアを得ることができる。

なお、研磨加工工程を複数枚のキャリアの中間構造体（たとえば、３００ｍｍウェーハ用で５枚）について同時に行うことにより、複数枚のキャリアの中間構造体のそれぞれの厚みを揃えることができる効果、およびキャリアの中間構造体表面の傷を消失させるという効果を奏する。

また、複数回の研磨加工工程を行う場合には、１回目は粗研磨加工工程を行った後、２回目以降は仕上げ研磨加工工程を行ってもよいし、粗研磨加工工程を繰り返し行ってもよい。さらに、１回目の粗研磨加工工程の後に厚み測定工程を行い、測定された厚みに基づいてソーティング工程を行ってキャリアの中間構造体の厚みのばらつきを低減した後に、さらに２回目の研磨加工工程を施すことが好ましい。このような厚み測定工程およびソーティング工程を追加することにより、１度に同時に両面研磨装置に投入する複数枚のキャリアの中間構造体の厚みをさらに精度よく同一にすることができる。

こうして、キャリアの保持孔の具体的形状としては、キャリア保持孔の下端部は９０度（直角±１度であり、表面側のキャリア保持孔のダレは、０μｍ超え１μｍ以下となる形状を得ることができる。

なお、研削加工工程前のキャリアの中間構造体の厚みは、研磨加工工程後のキャリアの中間構造体の厚みよりも１０μｍ以上大きいことが好ましい。これにより、保持孔周辺でのキャリアのダレをより抑制して、両面研磨後の半導体ウェーハ外周部の平坦度をより高めることができる。

また、研磨加工工程における加工代が１０μｍ以下であることが好ましい。これにより、保持孔周辺でのキャリアのダレをより抑制して、両面研磨後の半導体ウェーハ外周部の平坦度をより高めることができる。

（キャリアの評価方法）
続いて、本発明によるキャリアの評価方法について説明する。本発明によるキャリアの評価方法は、半導体ウェーハを保持する保持孔を有し、半導体ウェーハの両面研磨用のキャリアを評価する方法である。ここで、上記キャリアの、保持孔を画定する内壁での厚み、および内壁から保持孔の径方向外側６ｍｍの位置での厚みを測定し、両厚みの差（キャリア保持孔のダレ量）が１μｍ以下である場合には良品であると判定することを特徴とする。

上述のように、本発明者らは、キャリア保持孔のダレ量が１μｍ以下であるキャリアを用いることにより、両面研磨後にも外周部の平坦度が極めて高い半導体ウェーハを得ることを見出した。本発明によるキャリアの評価方法により、上記要件を満足するキャリアが否かを判定することができる。

上記キャリアの厚みの測定は、レーザー変位計や静電容量センサ等の非接触センサを用いて測定することができる。

また、評価対象のキャリアとしては、図１に示した金属製のキャリア１、および図２に示した樹脂製のキャリアのいずれについても評価することができる。

（半導体ウェーハの研磨方法）
次に、本発明による半導体ウェーハの研磨方法について説明する。本発明による半導体ウェーハの研磨方法は、上記した本発明によるキャリア、本発明によるキャリアの製造方法によって製造されたキャリア、または本発明によるキャリアの評価方法によって良品であると判定されたキャリアを用いて、半導体ウェーハの両面を研磨することを特徴とする。

両面研磨自体は、従来公知の方法を用いて行うことができ、上記キャリアの保持孔に研磨対象の半導体ウェーハを保持し、キャリアを両面研磨装置（図示せず）の上定盤と下定盤とで挟み込んだ後、スラリーを供給しながら上定盤および下定盤を回転させることにより、半導体ウェーハの両面を研磨することができる。これにより、両面研磨後の外周部の平坦度が高い半導体ウェーハを得ることができる。

研磨対象の半導体ウェーハは特に限定されず、例えばシリコンウェーハとすることができる。

なお、製造時において、キャリア保持孔のダレ量が１μｍ以下であっても、半導体ウェーハの両面研磨を繰り返し続けるうちに、両面研磨装置の研磨パッドによってキャリアの保持孔周辺領域が研磨されてダレが大きくなる場合がある。上記キャリアの厚みの差が１μｍを超えた状態で両面研磨を行うと、ウェーハ外周部の平坦度が低下してしまう。

そこで、両面研磨を行った後に、キャリア保持孔のダレ量が１μｍ以下か否かを判定し、１μｍを超える場合には、それらの厚みの差が１μｍ以下であるキャリアに交換して、次回の両面研磨を行うことが好ましい。これにより、半導体ウェーハの両面研磨を繰り返し行っても、外周部の平坦度が高い半導体ウェーハを継続的に得ることができる。

以下、本発明の実施例について具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されない。

＜キャリアの製造＞
（発明例１）
３００ｍｍウェーハの目標設定厚みに合わせた、７６０～８２０μｍの間で設定された最終厚みを有するキャリアを以下のように製造した。まず、ガラス繊維を含有するエポキシ樹脂からなる原板を切断してキャリアの形状に加工し、キャリアの中間構造体を得た。次いで、両面研削装置により、寸法精度及び形状精度の向上を目的として研削加工工程を行い、研磨液として粒度＃２００の砥粒を用い、荷重Ｌを２５０ｇ／ｃｍ程度に設定して、サンギアとインターナルギアを回転させることによって、キャリア内に収納したダミー用シリコン基板とキャリアの中間構造体の両面を研削した。そして上記キャリアの中間構造体を、研削加工代２６μｍとなるように研削した後、洗浄を行った。続いて、両面研磨装置により、公知の技術による１次研磨（粗研磨）及び２次研磨（仕上げ研磨）を行い、研磨加工代１５μｍだけ両面研磨した。合計の加工代は４１μｍであった。

（発明例２）
発明例１と同様に最終厚みが設定されたキャリアを製造した。ただし、研削加工工程における加工代を３２μｍ、研磨加工工程における加工代を９μｍとし、合計の加工代は４１μｍであった。その他の条件は、発明例１と全て同じである。

（発明例３）
発明例１と同様に最終厚みが設定されたキャリアを製造した。ただし、キャリア本体としての金属部と、環状の樹脂部（インサーター）とを備えたキャリアを製造した。具体的には、アラミド樹脂からなる原板を切断して、キャリア本体の金属と嵌合するように環状形状に加工した。キャリア本体としての金属部は、研削加工工程および研磨加工工程において、厚みが減じないため、インサータの厚みより金属部の厚みを４０μｍ薄く設定した。そして、発明例１と同様に、両面研削加工および両面研磨加工を施した。加工後にキャリア本体としての金属部およびインサーターの厚みは同一となった。

（比較例１）
発明例１と同様に最終厚みが設定されたキャリアを製造した。ただし、原板の厚みを発明例１より２０μｍ薄いものを選択し、研削加工工程を行わず、研磨加工工程における加工代を２１μｍとし、合計の加工代は２１μｍであった。その他の条件は、発明例１と全て同じである。

（比較例２）
比較例１と同様にキャリアを製造した。ただし、原板の厚みが発明例１より２０μｍ薄いものを選択し、研磨加工代は１１μｍとし、合計の加工代は１１μｍであった。その他の条件は比較例１と全て同じである。

＜キャリア保持孔のダレ量の評価＞
発明例１～３および比較例１、２により製造されたキャリアについて、キーエンス社製：レーザー変位計により、キャリア保持孔のダレ量を測定した。その結果、キャリア保持孔のダレ量は、発明例１は１．０μｍ、発明例２は０．２μｍ、発明例３は１．０μｍ、比較例１は１．９μｍ、比較例２は１．２μｍであった。得られた結果を図５に示す。

図５を参照すると、発明例１～３と比較例１、２との比較から、研削加工工程と研磨加工工程との組み合わせによってキャリアの厚み調整を行う発明例１～３の方が、研磨加工工程のみによってキャリアの厚み調整を行う比較例１、２よりもキャリア保持孔のダレ量の値が小さく、保持孔周辺領域でのダレの小さなキャリアが得られたことが分かる。また、発明例１と発明例２との比較から、研磨加工工程の加工代が大きな発明例１の方がキャリア保持孔のダレ量の値が大きく、保持孔周辺領域でのダレの大きなキャリアが得られたことが分かる。

＜ウェーハ外周部の平坦度の評価＞
発明例１～３および比較例１、２で製造されたキャリアを用いて、シリコンウェーハ（直径：３００ｍｍ）に対して両面研磨を施した。次いで、平坦度測定器（ＫＬＡ－Ｔｅｎｃｏｒ社製：ＷａｆｅｒＳｉｇｈｔ）を用いて、両面研磨後のシリコンウェーハのＥＳＦＱＲを測定した。具体的には、測定除外領域（エッジ除外領域）を１ｍｍとして、ウェーハ全周を５度間隔で７２分割し、セクター長を３０ｍｍとしたセクター内を測定した。測定されたＥＳＦＱＲの最大値を図６に示す。

図６から明らかなように、発明例１～３と比較例１、２との比較から、研削加工工程と研磨加工工程との組み合わせによってキャリアの厚み調整を行う発明例１～３を用いることにより、両面研磨後のＥＳＦＱＲの最大値は７０ｎｍ以下となり、ウェーハ外周部の高い平坦性が実現できることが分かる。また、発明例１と発明例２との比較により、研磨加工工程の研磨代を１０μｍ以下とすることにより、ＥＳＦＱＲの最大値はさらに減少することが分かる。

本発明によれば、両面研磨後の外周部の平坦度が高い半導体ウェーハが得られるため、半導体ウェーハ製造業において有用である。

１，２ キャリア
１１ 金属部
１２，２２ 保持孔
１２ａ，１３ａ，２１ａ 内壁
１３ 樹脂部
２１ キャリア本体

Claims (7)

1. 半導体ウェーハを保持する保持孔を有する両面研磨用のキャリアを製造する方法であって、
   所定の材料からなる原板を所定の形状に加工してキャリアの中間構造体を形成する加工工程と、前記キャリアの中間構造体を所定の厚みおよび平坦度に調整してキャリアを得る厚み調整工程とを備え、
   前記キャリアが、キャリア本体としての金属部と、該金属部に設けられた開口部を画定する内壁に沿って配置され、前記半導体ウェーハの外周部を保護する環状の樹脂部とを備え、該樹脂部に設けられた開口部が前記保持孔を構成する金属製のキャリア、または樹脂製のキャリアであり、
   前記厚み調整工程は、研磨パッドを有しない両面研削装置を用いた研削加工工程と、上定盤と下定盤とを備え、前記上定盤および前記下定盤に研磨パッドが取り付けられた両面研磨装置を用いた研磨加工工程とからなり、
   前記キャリアが前記金属製のキャリアの場合には、前記厚み調整工程において、前記金属製のキャリアの中間構造体における樹脂部のみの厚みおよび平坦度を調整し、
   前記研磨加工工程における加工代が１０μｍ以下であり、
   前記研削加工工程の加工代を前記研磨加工工程における加工代よりも大きくして、前記保持孔を画定する内壁の位置での厚みと、前記内壁から前記保持孔の径方向外側６ｍｍの位置での厚みとの差が１μｍ以下であるキャリアを得ることを特徴とするキャリアの製造方法。
2. 前記研削加工工程前の前記キャリアの中間構造体の厚みは、前記研磨加工工程後の前記キャリアの中間構造体の厚みよりも１０μｍ以上大きく、前記キャリアが前記金属製のキャリアの場合には、前記キャリアの中間構造体の厚みは、その樹脂部の厚みである、請求項１に記載のキャリアの製造方法。
3. 前記キャリアが前記金属製のキャリアであり、
   前記加工工程において、金属からなる前記原板を前記金属部に加工し、前記金属部に設けられた前記開口部を画定する前記内壁に沿って前記樹脂部を設けて前記キャリアの中間構造体を得る、請求項１または２に記載のキャリアの製造方法。
4. 前記キャリアが前記樹脂製のキャリアであり、
   前記加工工程において、樹脂からなる前記原板を前記キャリアの形状に加工して前記キャリアの中間構造体を得る、請求項１または２に記載のキャリアの製造方法。
5. 請求項１～４のいずれかに記載のキャリアの製造方法によってキャリアを製造し、製造された前記キャリアを用いて、半導体ウェーハの両面を研磨することを特徴とする半導体ウェーハの研磨方法。
6. 両面研磨後に、前記保持孔を画定する内壁でのキャリアの厚み、および前記内壁から前記保持孔の径方向外側６ｍｍの位置でのキャリアの厚みを測定し、両厚みの差が１μｍを超える場合には、上記両厚みの差が１μｍ以下である別のキャリアに交換して、次回の両面研磨を行う、請求項５に記載の半導体ウェーハの研磨方法。
7. 前記半導体ウェーハはシリコンウェーハである、請求項５または６に記載の半導体ウェーハの研磨方法。

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