WO2004082890A1

WO2004082890A1 - ウエーハ保持用キャリア並びにそれを用いた両面研磨装置及びウエーハの両面研磨方法

Info

Publication number: WO2004082890A1
Application number: PCT/JP2004/003335
Authority: WO
Inventors: Junichi Ueno
Original assignee: Shin-Etsu Handotai Co. Ltd.
Priority date: 2003-03-20
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2004-09-30
Also published as: EP1676672A4; US20060178089A1; KR20050108394A; EP1676672A1; JP2004283929A; TW200422138A

Abstract

ウエーハを収容して保持するためのウエーハ保持孔２のほかに、研磨剤を通過させるための研磨剤通過孔３，４を有し、該研磨剤通過孔のキャリアの主面に占める面積が１５％以上であることを特徴とするウエーハ保持用キャリア１。好ましくは、研磨剤通過孔のキャリアの主面に占める面積が３０％以下であり、それぞれ直径５ｍｍ～３０ｍｍの円形の研磨剤通過孔が、キャリア全体に同心円状又は格子状に配列されている。これにより、両面研磨装置、特に、自転しない円運動をするキャリアを備える両面研磨装置において硬質研磨布を用いて研磨を行う場合でも、装置の大きな改良を必要とせず、テーパ形状や外周ダレ等のない高平坦度のウエーハに仕上げることができる技術が提供される。

Description

明細書ゥエーハ保持用キヤリァ並びにそれを用いた両面研磨装置及ぴゥエーハの両面研磨方法技術分野

本発明は、主に、シリコンゥエーハ等のゥエーハを両面研磨する際に使用するゥエーハ保持用キヤリアに関し、さらに両面研磨装置及ぴ両面研磨方法にも関する。背景技術

従来、シリコンゥエーハの両面を同時に研磨する研磨装置として図 4に示すような遊星歯車機構を用いた装置 2 0が知られている。この研磨装置 2 0は、それぞれ研磨布 1 8， 1 9が貼付された上定盤 1 6及ぴ下定盤 1 7のほか、上定盤 1 6及び下定盤 1 7を相対的に移動させる定盤移動機構（回転軸 1 2， 1 3 )、上定盤 1 6 と下定盤 1 7との間でゥエーハ Wを保持するためのゥエーハ保持用キヤリア 1 1、キャリア 1 1を上定盤 1 6 と下定盤 1 7 との間で移動させるキヤリァ移動機構（外歯歯車 1 4、内歯歯車 1 5 ) 等を具備している。

上定盤 1 6 と下定盤 1 7は、それぞれ回転軸 1 2， 1 3により所定の方向に回転される。また、上定盤 1 6には、研磨剤を供給するために、上下方向に貫通する孔（研磨剤供給孔） 2 2が設けられており、研磨剤をポンプ動力と重力（自然落下）により研磨剤供給孔 2 2を通じて上方から供給することができるように構成されている。

キャリア 1 1は、図 5に示すように、内歯歯車（ィンターナルギア） 1 5及ぴ外歯歯車（サンギア） 1 4の間に複数枚セットされ、これらのキャリア 1 1が、内歯歯車 1 5 と外歯歯車 1 4と嚙み合って上下の定盤 1 6， 1 7 (研磨布 1 8， 1 9 ) の間で回転することになる。このような両面研磨装置 2 0は、上定盤 1 6 と下定盤 1 7が回転するとともに、キャリア 1 1が自転しながら公転することから、 4ウェイ（駆動）方式と呼ばれている。

この両面研磨装置 2 0を用いてゥエーハ Wを研磨するには、キャリア 1 1の各ゥエーハ保持孔 2にゥエーハ Wを収容した後、上下の定盤 1 6 ， 1 7で挟み込み、砥粒等を含む液状の研磨剤（スラリーとも言う）を供給しながらキャリア 1 1を回転させる。研磨剤としては、シリコンゥエーハの研磨では、通常、アルカリ性の溶液にコロイダルシリ力等の砥粒が分散されてなるスラリ一が用いられる。上定盤側から供給された研磨剤は、各キャリア 1 1の間からゥエーハ Wの下面側 (下定盤側）にも供給され、ゥエーハ" wの表裏两面が鏡面状に研磨されることになる。

このような両面研磨装置 2 0でゥエーハ Wを研磨すれば、ゥエーハ Wの両面を同時に研磨することができるため、いわゆる片面装置を用いて研磨を行うよりも研磨効率を向上させることができる。

しかしながら、上記のような遊星歯車機構を用いた两面研磨装置 2 0では、最近のシリコンゥエーハの大型化に対応し難いという問題がある。すなわち、キヤリア 1 1が內歯歯車 1 5 と外歯歯車 1 4の間で移動する構造であるため、キヤリァ 1 1 の直径は定盤 1 6 ， 1 7の半径よりも小さくなる。従って、特に大直径 (例えば 3 0 0 m m ) のゥエーハを研磨する場合には、装置も大型化する必要があるが、複雑な歯車機構が必要であるため大型化は難しく、また、巨大な内歯歯車が必要となり、大型化した場合にはコストの上昇、効率の低下、設置スペースなどの問題が生じてしまう。

一方、図 6及び図 7に示したような小型化した両面研磨装置 3 0が開発されている。この研磨装置 3 0は、キャリア 1 1をキャリアホルダ 2 6を介して面内で自転させずに小さな円を描くように運動させて研磨を行うため、 4ウェイ方式のようにキヤリァを外歯歯車の周囲に回転させる必要がなく、大直径のゥエーハを研磨する場合でも装置を小型化することができる（特開平 1 0— 2 0 2 5 1 1号公報参照）。

しかし、このような研磨装置 3 0では、キャリア 1 1が下定盤 1 7を全面的に覆うような形態となるため、スラリーを上定盤側から供給した場合、スラリーがキャリア 1 1の上側に溜まって下側の研磨布 1 9に十分に供給されないという問題がある。下定盤側に研磨剤が十分供給されないと、保持孔内でのゥエーハの自転が妨げられ、ゥエーハ形状がテーパ形状になったり、研磨布 1 9とキャリア 1 1ゃゥエーハ Wとの摩擦による熱が蓄積するなどしていわゆる外周ダレが生じ、高い平坦度のゥエーハに仕上げることができない。

そこで、下定盤側への研磨剤の供給を促すため、キャリア 1 1に研磨剤を通過させるための孔をいくつか設けたり、あるいは下定盤 1 7の中央に孔を設けて研磨剤を強制的に排出させる装置も提案されている（特開 2 0 0 0— 4 2 9 1 2号公報参照）。しかし、キャリアにいくつか孔を設けても髙平坦度のゥエーハに仕上げることができず、また、下定盤に孔を設けた装置では、従来から一般的に使用している定盤に対して大きな改造が必要となり、コストの上昇や装置の複雑化などを招いてしまうという問題がある。

一方、研磨布に関しては、近年ではゥエーハをより高平坦度に研磨するため、ゴム等を主成分とした髙硬度の研磨布を使用するようになつている。高硬度の研磨布は、片面研磨装置で使用するとゥエーハを高平坦度に研磨することができる _t しかし、硬質の研磨布を両面研磨装置に使用すると、研磨布にスラリーがしみ込み難く、スラリーの保持力が小さいため、ゥエーハ形状がテーパ形状になってしまったり、ゥエーハ外周部が過剰に研磨されて外周ダレが生じ、十分な平坦度が達成できないという問題がある。

そのため、特に、図 6及び図 7に示したような小型化した研磨装置において、硬質研磨布を用いた両面研磨を容易に実用化することは極めて困難であった。発明の開示

上記のような問題に鑑み、本発明では、両面研磨装置、特に、自転しない円運動をするキヤリァを備える両面研磨装置において硬質研磨布を用いて研磨を行う場合でも、装置の大きな改良を必要とせず、テーパ形状や外周ダレ等のない髙平坦度のウェ^ "ハに仕上げることができる技術を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明によれば、研磨布が貼付された上定盤と下定盤との間でゥエーハを保持して該ゥエーハの両面を研磨剤により研磨する際に使用するゥエーハ保持用キヤリアであって、前記ゥエーハを収容して保持するためのゥエーハ保持孔のほかに、研磨剤を通過させるための研磨剤通過孔を有し、該研磨剤通過孔のキヤリァの主面に占める総面積が 1 5 %以上であることを特徴とするゥエーハ保持用キャリアが提供される。

このように研磨剤通過孔のキャリアの主面に占める総面積（以下、単に「占有面積」という場合がある。）を 1 5 %以上とすれば、このキャリアをどのようなタイプの両面研磨装置に使用するにせよ、上定盤側から研磨剤通過孔を通じて下定盤側に十分なスラリーが回り込み、加工時の発熱を抑え、また、保持孔内でのゥエーハの動きもスムーズになり、ゥエーハのテーパ形状や外周ダレ等を引き起こすことなく高平坦度のゥエーハに仕上げることができる。

また、このようなキャリアを用いれば、装置のキャリア以外の部分を改造する必要もないので、従来使用されている両面研磨装置に対して容易に適用することができる。

この場合、前記研磨剤通過孔のキャリアの主面に占める総面積が 3 0 %以下であることが好ましい。 .

研磨剤通過孔の占有面積が 3 0 %以内であれば、ゥエーハ保持孔の形成に影響せずに済むし、また、キャリアとしての強度を十分確保することができる。

研磨剤通過孔は、それぞれ直径 5 m n！〜 3 O m mの円形であることが好ましい _t このような大きさの研磨剤通過孔であれば、キャリア全体に多数の研磨剤通過孔を分散させて形成することになるので、キヤリァの強度の低下を抑えることができ、また、多数の研磨剤通過孔を通じてキャリア全体にわたって研磨剤を通過させることが可能なものとなる。

前記研磨剤通過孔が、キヤリァ全体に同心円状又は格子状に配列されていることが好ましい。

このように研磨剤通過孔をキヤリァ全体に規則的に配列したものとすれば、キャリァ全体にわたって研磨剤の流れがより均一となり、一層均一な研磨を可能にするものとなる。また、本発明では、少なくとも、研磨布が貼付された上定盤及ぴ下定盤と、該上定盤及ぴ下定盤を相対的に移動させる定盤移動機構と、前記上定盤と下定盤との間でゥエーハを保持するゥエーハ保持用キヤリアと、該キヤリァを前記上定盤と下定盤との間で移動させるキヤリァ移動機構とを具備する両面研磨装置であつて、前記上定盤に研磨剤を供給するための研磨剤供給孔が設けられており、前記キャリアとして、前記した本発明に係るゥエーハ保持用キヤリアを備えていることを特徴とする両面研磨装置が提供される。

このように本発明に係るキャリアを備えた両面研磨装置であれば、研磨中、上定盤側から供給された研磨剤はキヤリァの研磨剤通過孔を通じて下定盤側への研磨剤の流れが十分確保され、ゥエーハの下面と下定盤側の研磨布との間全体に研磨剤が満遍なく供給されることとなる。従って、この両面研磨装置を用いてゥェーハの両面研磨を行えば、ゥエーハにテーパ形状や外周ダレ等を発生せずに髙平坦度に仕上げることができる。また、キャリア以外の他の部分を改造する必要もないので、安価な装置になる。

また、この場合、前記キャリア移動機構が、前記ゥエーハ保持用キャリアを、該キャリアの面内で自転を伴わない円運動をさせ、前記ゥエーハ保持孔内で前記上定盤と下定盤との間に保持されたゥエーハを旋回移動させるものとすることができる。

このような形態の両面研磨装置では、キヤリァが下定盤の全面を覆うような形態となるが、本発明に係るキャリアを備えたものとすれば、上定盤側から供給された研磨剤はキヤリァの研磨剤通過孔を通じて下定盤側の研磨布にも十分に流れることになる。そのため、コンパクトな研磨装置でもって、大直径のゥエーハを高平坦度に仕上げることが可能となものとなる。

前記研磨布の硬度が、ショァ A 5 0以上であるものとすることができ、また、研磨布の材質が、ウレタン系又はゴム系であるものとすることができる。

高硬度の研磨布や、ウレタン系又はゴム系の研磨布は、研磨剤が染み込み難いことなどから両面研磨装置に用いることは困難であつたが、本発明に係るキヤリァを備えることで下定盤側の研磨布にも研磨剤が十分に供給されるので、研磨布でのスラリ一保持力を補うことができ、上記のような高硬度の研磨布を用いても高平坦度のゥエーハに仕上げることが可能なものとなる。

さらに本発明によれば、ゥエーハの両面を研磨する方法において、前記本発明に係るキャリアを備えた両面研磨装置を用い、前記上定盤と下定盤との間に配置された前記キャリアのゥエーハ保持孔内にゥエーハを収容し、前記上定盤側から研磨剤を供給しながら上定盤と下定盤を相対的に移動させるとともに、前記キヤリアを上定盤と下定盤との間で移動させることにより前記ゥエーハの两面を研磨することを特徴とするゥエーハの両面研磨方法が提供される。

このように本発明に係るキヤリァを備えた両面研磨装置を用いてゥエーハの両面研磨を行えば、ゥエーハの下面と下定盤側の研磨布との間に,研磨剤が満遍なく供給され、テーパ形状や外周ダレ等を引き起こすことなく高平坦度のゥエーハに仕上げることができる。

この場合、前記上定盤側から供給する研磨剤の供給量を、 3 リットル/分以上

1 0 リツトル Z分以下とすることが好ましい。

研磨剤の供給量を上記範囲内とすれば、上下の定盤に貼付された研磨布に十分に研磨剤を供給することができ、ゥエーハを高平坦度に仕上げることができる。また、研磨剤を無駄にすることもないので、経済的でもある。

本発明のゥエーハ保持用キヤリアは、研磨剤通過孔がキヤリァの主面に占める面積を 1 5 %以上としたことで、これを両面研磨装置に使用したときに、研磨剤通過孔を通じて下定盤側への研磨剤の流れが十分確保される。従って、このキヤリアを、特に、自転しない円運動をするキャリアを備える両面研磨装置において硬質研磨布とともに適用することで、テーパ形状や外周ダレ等を引き起こすことなく高平坦度のゥエーハに仕上げることができる。

また、キャリア以外の部分、例えば上下の定盤を改造する必要もないので、従来使用されている両面研磨装置に対して容易に適用することができ、コストを低く抑えることができる。図面の簡単な説明図 1は、本発明に係るゥエーハ保持用キヤリァの一例を示す平面図である。図 2は、従来のゥエーハ保持用キヤリァの一例を示す平面図である。

図 3 ( a ) は、実施例 2で使用したキャリアを示す平面図である。

図 3 ( b ) は、比較例 2で使用したキャリアを示す平面図である。

図 4は、 4ウェイ方式の両面研磨装置の一例を示す概略図である。

図 5は、遊星歯車構造を示す概略平面図である。

図 6は、キヤリァが自転しないタイプの両面研磨装置の概略図である。

図 7は、図 6の両面研磨装置の概略平面図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、本発明について詳しく説明する。

本発明者は、両面研磨装置を用いてゥエーハを研磨した場合、ゥエーハがテ一パ形状となったり、外周ダレが生じる原因について鋭意検討及ぴ調查を行った。その結果、研磨剤が下定盤側の研磨布に十分に供給されないために、キャリアのゥエーハ保持孔内でのゥエーハの自転等の動きがスムーズに行われず、テーパ形状になってしまったり、温度が上昇したスラリ一が滞留してゥエーハ外周部のダレを生じさせるために高い平坦度が達成できないことが判明した。

さらに本発明者は調査を行い、特に、硬質の研磨布、あるいはウレタンやゴムを主成分とする研磨布を用いた場合には研磨布による研磨剤の保持力が低く、ゥエーハの自転がされにくいことと、キャリアのゥエーハ保持孔とゥエーハとの間の僅かな隙間にスラリ一が集中してゥエーハ外周部でのエッチング効果が増し、ゥエーハの外周部が過剰に研磨されて外周ダレが発生し易いことを見出した。そこで本発明者は、キャリアの研磨剤通過孔について、占有面積や配置パターン等を種々変更してゥエーハの研磨を行なったところ、研磨剤通過孔の占有面積を 1 5 %以上設けたキャリアを用いると、装置を大幅に改造することもなく、ゥエーハの平坦度を著しく向上させることができることを見出し、本発明の完成に至った。

以下、図面を参照しながら、本発明に係るゥエーハ保持用キャリア、並びに、そのキヤリァを備えた両面研磨装置を用いてシリコンゥエーハを两面研磨する場合について具体的に説明する。

図 1は、本発明に係るゥエーハ保持用キャリアの一例を示している。このキヤリア 1は、ゥエーハを収容して保持するための円形のゥエーハ保持孔 2が 5ケ所に形成されている。これらのゥエーハ保持孔 2は、ゥエーハが保持孔 2内で自転可能なサイズに形成されている。さらに、このキャリア 1には、ゥエーハ保持孔 2のほかに、研磨剤を通過させるための多数の研磨剤通過孔 3 ， 4が形成されている。

研磨剤を通過させるための孔は従来のキヤリアにも設けられていたが、例えば図 2に示されるように比較的大きな孔 7を数ケ所設けた程度であり、そのキヤリァ 1 1の主面に占める総面積は、キャリア 1 1 自体の強度を確保する観点から、せいぜい 1 0 %程度であった。一方、図 1に示した本発明に係るキヤリア 1においては、研磨剤通過孔 3 ， 4のキャリア 1の主面に占める総面積が 1 5 %以上となるように形成されている。

研磨剤通過孔 3 ， 4の大きさや配置は特に限定されないが、それぞれ直径 5 m m ~ 3 O m mの円形の孔 4を、図 1に示されるようにキャリア 1全体に同心円状に配列すれば、キャリア 1全体でほぼ均等に、かつ満遍なく研磨剤を通過させることができるとともに、キャリアとしての強度を十分維持することができる。なお、これらの研磨剤通過孔 4を例えばキャリア 1全体に格子状に配列しても、ほぼ均等に、かつ満遍なく形成されるとともに、強度を十分維持することができる _c また、放射状に形成するようにしてもよい。

このようなキャリア 1の材質、大きさ、厚さ等は、使用する装置や研磨するゥエーハの大きさにもよるが、例えば厚さ 7 0 0 〜 9 0 0 /z m程度のガラスェポキシ板を用いることができる。ガラスエポキシ板に研磨剤通過孔 4を設けるには、孔あけ加工機により孔 4を形成後、加工部を面取りするなどしておくと良い。例えば、直径 3 0 0 m mのゥエーハを研磨するためのキヤリァは一般的に直径 1 1 9 0 m m程度のものが用いられているので、図 1に示したように、キャリアの中心に直径 2 0 0 m mの孔 3を 1個と、その周辺全体に直径 1 8 m m程度の孔 4を 5 4 0個程度設けることで、キャリア 1の主面に対する研磨剤通過孔 3， 4 の占有面積を 1 5 °/₀以上とすることができる。

ただし、研磨剤通過孔 3， 4のキャリア 1の主面に占める面積が 3 0 %を超えると、ゥエーハ保持孔 2の形成にも影響するだけでなく、ゥエーハ保持孔等も含めてキャリアに形成されている孔の総面積がキャリアの主面の 5 0 %を超える状態となり、キャリア自体の強度が低下するおそれがある。このようなキャリアでは、研磨中に破損することはなくても、キャリアをセットしたり、その他の取り扱い時に破損し易くなるため、研磨剤通過孔のキヤリァの主面に占める総面積は 3 0 %以下とすることが好ましい。

例えば、上記した直径 1 1 9 0 m m程度のキヤリアであれば、キャリアの中心に直径 2 0 0 m mの孔を 1個と、直径 2 7 m m程度の孔を 5 2 0個設けても、研磨剤通過孔の占有面積を 3 0 %以内に抑えることができる。

なお、図 1のキャリア 1には、後述するキャリアホルダに固定するための連結孔 5も形成されているが、連結孔 5は装置の形態により必要がない場合もある。次に、本発明に係るキャリア 1を図 6及ぴ図 7に示した両面研磨装置 3 0にセットしてシリコンゥエーハを研磨する場合について説明する。

この両面研磨装置 3 0は、研磨布 1 8、 1 9が貼付された上定盤 1 6及び下定盤 1 7 と、回転モータや回転軸 1 2， 1 3等からなる定盤移動機構と、上定盤 1 6 と下定盤 1 7との間でゥエーハ Wを保持するゥエーハ保持用キャリア 1 と、キャリアホルダ 2 6、偏心アーム 2 7、タイミングチェーン 2 8等からなるキヤリァ移動機構等を具備している。

上定盤 1 6及ぴ下定盤 1 7は、回転用モータにより回転された各回転軸 1 2， 1 3を通じてそれぞれ所定の方向に回転することができるように構成されている _c 上定盤 1 6には研磨剤を供給するための研磨剤供給孔 2 2が設けられている。研磨剤供給孔 2 2は、その形態や数は特に限定されず、上定盤 1 6の研磨布 1 8 とキャリア 1 との間にスラリーを十分に、且つ均一に供給することができるように適宜設ければよく、例えば、上定盤 1 6に等密度に分布するように、縦横に格キ状、あるいは同心円状に配置させても良い。各研磨剤供給孔 2 2の上端にチュ一プ等を連結し、スラリーを貯留するタンク、ポンプ等の研磨剤供給手段により各研磨剤供給孔 2 2から上定盤 1 6全体に研磨剤を供給することができる。研磨布 1 8， 1 9の材質等については特に限定されないが、例えば、ショァ A 5 0以上（ショァ Dで 1 0以上）の硬質研磨布、特にウレタン系又はゴム系の材質を主成分とする硬質研磨布も使用することができる。特にショァ Aで 8 0以上 (ショァ Dで 3 0以上）の研磨布が好ましく、このような研磨布であれば近年要望されている髙平坦度なゥエーハを製造しやすい。なお、ショァ Aは、 J I S K 6 2 5 3などで標準化されている規格で、デュロメータタイプ Αで求められた値であり、特に硬質の研磨布についてはショァ D (デュ口メータタイプ Dで求めた値）で表す場合がある。ショァ A 5 0はショァ Dで 1 0程度、ショァ A 8 0 はショァ Dで 3 0程度に相当する。

研磨布の硬さの上限については、所望のゥエーハ平坦度が達成できれば特に限定されず、ショァ Dで 8 0程度の大変硬質な研磨布でも本発明のキヤリアを用いることでスラリ一の供給ゃゥエーハの動きもスムーズになり、ゥエーハのテーパ形状や外周ダレ等を低減し、高平坦度のゥエーハに仕上げることができる。このような硬質の研磨布は、従来、スラリーの保持力が低い等の理由から両面研磨装置に用いることは困難であつたが、本発明に係るキヤリア 1 と好適に併用することができる。

キャリア 1は、キャリアホルダ 2 6、偏心アーム 2 7、タイミングチェーン 2 8等からなるキヤリァ移動機構により上定盤と下定盤との間で移動させることができる。キャリア 1は、外周部に設けられた連結孔 5 と、キャリアホルダ 2 6側に設けられたピン（不図示）を介してキャリアホルダ 2 6に固定されている。ホルダ 2 6の外周部には外方に突出した 4つの軸受部 2 9が等間隔に設けられている。各軸受部 2 9には偏心アーム 2 7が回転自在に揷着されており、各偏心ァーム 2 7の下面の中心部には回転軸 2 5が取り付けられている。各偏心アーム 2 7 の回転軸 2 5に設けられたスプロケットをタイミングチェーン 2 8により回転させることで、全ての偏心アーム 2 7が同期して回転軸 2 5を中心に水平面内で回転する。このような構造により、偏心アーム 2 7がクランク機構として作用し、キヤリァホルダ 2 6に保持されたキヤリア 1が、面内で自転をともなわない円運動により旋回移動する。その旋回移動（自転しない円運動）の半径は、ホルダ 2 6側の軸 2 3 と回転軸 2 5 との間隔（偏心の距離）と同じであり、キャリア 1の全ての点が図 7の Cで示されるような同じ大きさの小円の軌跡を描く運動となる。

このような構成の両面研磨装置 3 0は、キャリア 1が下定盤を覆っているが、図 1に示されるキャリア 1を用いることにより、研磨剤通過孔 3， 4を通じて下定盤側に研磨剤が十分に回り込むことができる。また、この装置 3 0では、キヤリア 1 自身が自転しない円運動をするため、 4ウェイ式の装置に使用する場合に比べて移動量が小さく、キャリア 1に対する負荷も小さくなる。従って、キヤリァ 1に多数の研磨剤通過孔 3， 4をあけたことでキヤリア 1 自体の強度が多少低下しているとしても、研磨中に破損することはない。

この両面研磨装置 3 0を用いてシリコンゥエーハの両面研磨を行うには、上定盤 1 6 と下定盤 1 7 との間にキャリア 1を配置した後、ゥエーハ保持孔 2内にゥエーハ Wを収容する。そして、上下の定盤 1 6， 1 7の間にキャリア 1を挟むとともに上定盤側（研磨剤供給孔 2 2 ) から研磨剤を供給しながら上定盤 1 6 と下定盤 1 7を逆方向に回転させる。また、偏心アーム 2 7等によりキャリア 1をキャリア 1の面内で自転を伴わない円運動をさせることで、ゥエーハ Wはゥエーハ保持孔 2内で上定盤 1 6 と下定盤 1 7との間で旋回移動することになる。

なお、研磨剤の種類については、研磨布の材質や研磨条件等により適宜設定すれば良く、シリコンゥエーハを研磨する場合には、例えば、 p H 1 0〜 p H 1 1 に調整されたコ口ィダルシリ力を含有するアル力リ溶液を用いることができる。また、研磨剤の供給量についてもキャリアの大きさ等を考慮して適宜設定すれば良いが、 3 リットル/分以上、 1 0 リットル分以下とすることが好ましい。研磨剤の供給量が上記範囲より少ない場合、ゥエーハがテーパー形状になりやすく、一方、上記範囲を超えるとハイドロプレーン現象のようなことが起き、ゥェーハが研磨されないおそれがある。なお、研磨布の硬度が、前記したようなショァ A 5 0以上となる硬質の研磨布、あるいは、ウレタンやゴムを主成分とする硬い研磨布では、研磨布に研磨剤がしみ込み難いため、研磨剤の供給量を多くし、不織布などの柔らかい研磨布を用いる時には供給量を少なくするのが好ましい。研磨中、研磨剤は、上定盤側の研磨剤供給孔 2 2を経て上定盤側の研磨布とキャリア 1の上面との間に達し、さらに、主としてキャリア全体に設けられた研磨剤通過孔 3 , 4を通じて下定盤側の研磨布 1 9 とキャリア 1の下面との間に達する。これにより、研磨剤がゥエーハ Wの上下両面に十分に供給されることになり . ゥエー八の両面での研磨条件（特に研磨剤の量）が均一化される。また、ゥエーハ Wの下面側に十分に研磨剤が供給されることで冷却効果も発揮される。

上記のように研磨を行うことで、研磨剤通過孔を通じてゥエーハ Wと下側の研磨布 1 9との間全体にも研磨剤が満遍なく供給され、保持孔 2内でのゥエーハの自転等の動きもスムーズとなり、テーパ形状や外周ダレ等を引き起こすことなく高平坦度のゥエーハに仕上げることができる。

なお、研磨面上に供給されたスラリーは、順次外周方向へ溢れ出て排出されるので、これを回収して循環させることで.再利用することもできる。

以下、本発明の実施例及ぴ比較例について説明する。

(実施例 1 )

直径 1 1 9 0 m m、厚さ 8 0 0 μ mのガラスエポキシ製のキヤリアを用意した _t このキヤリァには直径 3 0 1 m mのゥエーハ保持孔が 5個形成されているほか、研磨剤通過孔として、直径 2 0 m mの円形の貫通孔が、図 1に示すように同心円状に約 5. 1 0個形成されている。この研磨剤通過孔がキヤリアの主面に占める面積の比率は、 1 7 . 2 3 %であった。

研磨装置としては、図 6のようなキヤリァが自転しないタイプの両面研磨装置を用いた。

研磨布としては、上定盤及ぴ下定盤とも、ウレタン系パッド（ショァ Dで約 7 0の硬質パッド）からなる研磨布を貼りつけた。

また、研磨剤については、 p H 1 0 . 8〜 p H 1 1に調整されたコロイダルシリ力を含有するアル力リ溶液を用い、供給量は 6 リツトル分とした。上記のような装置及び条件により、直径 3 0 0 mmのシリコンゥエーハの両面研磨を行った。

研磨代は両面で 1 6 _μ mであり、研磨した後のゥエーハ形状についてフラットネステスタ^"を用いてゥエーハの平坦度を確認したところ、 S F QRm a x (周辺 2mm除外、サイトの大きさ： 2 6 mmX 3 3 mm) で 0. であった _c

(比較例 1 )

従来用いられている図 2に示すようなキャリアを用いた。このキャリアには、ゥエーハ保持孔以外にも、研磨剤を通過させるための貫通孔として、中心に直径 2 0 0 mmの孔が 1個と、その周辺に直径 1 5 0 mmの孔が 5個設けられているこれらの貫通孔のキャリアに占める面積は 1 0. 7 7 %であった。

キャリア以外の構成は実施例 1の装置と同様とし、また、実施例と同じ研磨条件で研磨を行った。

研磨の結果、 S F QRm a x (周辺 2 mm除外）で 0. 3 2 /z mであり、近年要求される平坦度を満足できないものであった。特にゥエーハ外周部にはダレが見られ、 S F QRm a xの値が特に悪くなつていた。

(比較例 2及び実施例 2 )

研磨剤通過孔の占有面積の割合が、 1 4. 3 0 %のキャリア 2 1 (図 3 ( b ) に示したように、直径 1 0 0 mmの貫通孔を 5つ増やしたもの；比較例 2 ) と、 2 8. 6 0 %のキャリア 3 1 (図 3 ( a ) に示したように、直径 2 6 mmの貫通孔を格子状に 5 4 0個 +直径 2 0 0 mmの孔が中心に 1個形成されたもの；実施例 2) をそれぞれ用い、実施例 1 と同様に研磨を行ったところ、比較例 2では S F QRm a χ = 0. 2 5 /ί ΐη、実施例 2では S F QRm a x = 0. であつた。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。

例えば、上記実施形態では、キャリアが自転しないタイプの両面研磨装置を使用する場合について説明したが、研磨装置はこのタイプに限定されず、 4ウェイ方式等の他の両面研磨装置に本発明のキヤリァを装着して研磨を行うこともできる。また、研磨剤通過孔の大きさや配置は、研磨剤通過孔のキャリアの主面を占める総面積が 1 5 %以上となれば図 1のものに限定されず、研磨条件や研磨対象物により適宜設定すればよい。

また、上記実施例では、ショァ D 7 0 と大変硬質な研磨布を用いたが、ショァ D 3 0 〜 4 2 (ショァ Aで 8 0 〜 9 0 ) 程度の硬質研磨布でも同様な効果があつた。さらには、ショァ D 1 0近辺（ショァ A 5 0程度）でもテーパ形状や外周ダレ等を発生させることなく研磨することができた。さらに柔らかい研磨布でももちろん使用可能である。研磨布は要望される品質により適宜設定すれば良い。このように研磨布は特に限定するものではないが、キャリアが自転しないタイプの両面研磨装置に本発明のキヤリアを用いることで、今まで両面研磨で使用が困難であったショァ A 5 0以上の硬質研磨布が好適に使用できるようになり、より高品質（高平坦度）なゥエーハが得られるメリットは大きい。

Claims

SB 求の範囲

1 . 研磨布が貼付された上定盤と下定盤との間でゥエーハを保持して該ゥェーハの両面を研磨剤により研磨する際に使用するゥエーハ保持用キヤリアであつて、前記ゥエーハを収容して保持するためのゥエーハ保持孔のほかに、研磨剤を通過させるための研磨剤通過孔を有し、該研磨剤通過孔のキヤリアの主面に占める総面積が 1 5 %以上であることを特徴とするゥエーハ保持用キヤリァ。

2 . 前記研磨剤通過孔のキヤリァの主面に占める総面積が 3 0 %以下であることを特徴とする請求項 1に記載のゥエーハ保持用キヤリァ。

3 . 前記研磨剤通過孔が、それぞれ直径 5 πι π！〜 3 0 m mの円形であることを特徴とする請求項 1または請求項 2に記載のゥエーハ保持用キヤリァ。

4 . 前記研磨剤通過孔が、キャリア全体に同心円状又は格子状に配列されてい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 1項に記載のゥエーハ保持用キヤリァ。

5 . 少なくとも、研磨布が貼付された上定盤及ぴ下定盤と、該上定盤及ぴ下定盤を相対的に移動させる定盤移動機構と、前記上定盤と下定盤との間でゥエーハを保持するゥエーハ保持用キヤリアと、該キヤリァを前記上定盤と下定盤との間で移動させるキヤリァ移動機構とを具備する両面研磨装置であって、前記上定盤に研磨剤を供給するための研磨剤供給孔が設けられており、前記キヤリアとして, 請求項 1ないし請求項 4のいずれか 1項に記載のゥエーハ保持用キヤリアを備えていることを特徴とする両面研磨装置。

6 . 前記キャリア移動機構が、前記ゥエーハ保持用キャリアを、該キャリアの面内で自転を伴わない円運動をさせ、前記ゥエーハ保持孔内で前記上定盤と下定盤との間に保持されたゥエーハを旋回移動させるものであることを特徴とする請求項 5に記載の両面研磨装置。

7 . 前記研磨布の硬度が、ショァ A 5 0以上であることを特徴とする請求項 5 又は請求項 6に記載の両面研磨装置。

8 . 前記研磨布の材質が、ウレタン系又はゴム系であ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 1項に記載の両面研磨装置。

9 . ゥエーハの両面を研磨する方法において、請求項 5ないし請求項 8のいずれか 1項に記載の両面研磨装置を用い、前記上定盤と下定盤との間に配置された前記キヤリァのゥエーハ保持孔内にゥエーハを収容し、前記上定盤側から研磨剤を供給しながら上定盤と下定盤を相対的に移動させるとともに、前記キヤリアを上定盤と下定盤との間で移動させることにより前記ゥエーハの両面を研磨することを特徴とするゥエーハの両面研磨方法。

1 0 . 前記上定盤側から供給する研磨剤の供給量を、 3 リットル Z分以上 1 0 リットル分以下とすることを特徴とする請求項 9に記載のゥエーハの両面研磨方法。