WO2006001340A1

WO2006001340A1 - 両面研磨用キャリアおよびその製造方法

Info

Publication number: WO2006001340A1
Application number: PCT/JP2005/011548
Authority: WO
Inventors: Kenji Yamashita; Yukio Oono; Yuuji Sugimoto
Original assignee: Komatsu Denshi Kinzoku Kabushiki Kaisha
Priority date: 2004-06-23
Filing date: 2005-06-23
Publication date: 2006-01-05
Also published as: TWI273944B; DE112005001447T5; DE112005001447B4; US20070184662A1; JPWO2006001340A1; TW200600262A

Abstract

　本発明の両面研磨用キャリア１０は、母材の材質１０ａが、たとえば従来と同様に、ステンレス・スチール（ＳＵＳ）であり、その母材１０ａに対して、母材１０ａよりも硬度が高い材質の被膜層１０ｂによって被膜されている。被膜層１０ｂは、膜厚のムラがなく均一に被膜され、かつ反りが生じにくいものであることが望ましく、両面研磨用キャリア１０の被膜層１０ｂの材質としては、ダイヤモンド・ライク・カーボン、窒化膜、サファイア膜、チタンナイトライド膜のうちいずれかの材質であることが望ましい。本発明の両面研磨用キャリア１０を製造には、まず、研磨加工に使用された使用済みの両面研磨用キャリア１０′を用意する。そして、つぎに、使用済みキャリア１０′を被膜層１０ｂによって被膜する。本発明によれば、両面研磨用キャリアの摩耗の進行を抑制でき、厚み精度、膜厚分布精度、表面粗さを充分なものとなる。

Description

明細書

両面研磨用キャリアおよびその製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、両面研磨装置に使用される両面研磨用キャリアおよびその製造方法に関する。

背景技術

[0002] シリコンゥエーハは、ラッピング工程、研磨工程を含む各工程を経て製造される。

[0003] 研磨工程では、両面研磨装置を使用してシリコンゥーハの両面が同時に研磨される。また、ラッピング工程では、両面ラッピング装置を使用してシリコンゥエーハの両面が同時にラッピングされる。以下、両面研磨装置を代表させて装置の概要について説明する。

[0004] 図 2は両面研磨装置 10の側面図を示している。図 1は、図 2の両面研磨装置 100を矢視 Aからみた上面図であり、両面研磨用キャリア 10とシリコンゥエーハ 1と下定盤 1 02の位置関係を示して、る。

両面研磨装置 100は、シリコンゥエーハ 1の端面 1 cを保持孔 11内で保持してシリコンゥエーハ 1の表面 laおよび裏面 lbを露出させた状態で収容する両面研磨用キヤリァ 10と、シリコンゥヱーハ 1の表面 la側、裏面 lb側にそれぞれ設けられ、表面に研磨クロス 103、 104がそれぞれ貼着された上定盤 101、下定盤 102とから構成されている。

[0005] シリコンゥエーハ 1が両面研磨用キャリア 10の保持孔 11内に収容され、上定盤 101 、下定盤 102がシリコンゥエーハ 1側に移動されることによりシリコンゥエーハ 1の表面 laおよび裏面 lbにそれぞ; W磨クロス 103、 104が押し付けられ、シリコンゥエーハ 1の表面 laと上定盤 101の研磨クロス 103との間、およびシリコンゥエーハ 1の裏面 1 bと下定盤 102の研磨クロス 104との間それぞれに研磨用のスラリが供給されつつ、両面研磨用キャリア 10と、上定盤 101、下定盤 102とが相対的に逆回転される。これによりシリコンゥエーハ 1の表面 laおよび裏面 lbがそれぞれ所定の研磨代だけ研磨されて鏡面状態にされる。 [0006] 上記両面研磨用キャリア 10には、たとえば 6つの保持孔 11が形成されており、 6枚のシリコンゥヱーハ 1が同時に研磨される。

[0007] 研磨クロス 103、 104は、シリコンゥヱーハ 1の両面のみならず両面研磨用キャリア 1 0の両面にも押し当てられる。このため研磨時間の増加に伴い両面研磨用キャリア 1 0の摩耗が進行し、所定の時間あるいは所定の回数、研磨加工に使用された両面研磨用キャリア 10は、新品の両面研磨用キャリア 10に交換される。

[0008] 両面研磨用キャリア 10の材質は、ステンレス.スチールが一般的である。

[0009] しかし、ステンレス 'スチール製の両面研磨用キャリア 10は、厚み精度が低ぐ個々のキャリア毎に厚みがばらつく。このため、個々の両面研磨用キャリア 10で仕上げられる各シリコンゥエーハ 1の平坦度がばらつくという問題があった。さらに、両面研磨用キャリア 10の摩耗の進行の度合いは早いという問題があった。このため両面研磨用キャリア 10の摩耗の進行度合、に応じて、シリコンゥヱーハ 1の平坦度がばらつき

、安定した平坦度が得られな、と、う問題があった。

また、両面研磨用キャリア 10が摩耗すると、それによつて生じた金属粉がシリコンゥーハ 1の金属汚染を引き起こすという問題があった。また、両面研磨用キャリア 10 が摩耗すると、それによつて生じた金属粉がシリコンゥエーハ 1の表面でスクラッチキズを引き起こすという問題があった。また、両面研磨用キャリア 10の摩耗の進行が早いため、両面研磨用キャリア 10の交換サイクルが短ぐ高コストを招くことになつていた。

[0010] さらに、両面研磨用キャリア 10の表面の粗さは高ぐ摩擦係数が高いため、両面研磨用キャリア 10に押し付けられ回転する研磨クロス 103、 104の摩耗も早くなる。このため研磨クロス 103、 104の交換サイクルが短くなり、高コストを招くことになつていた

[0011] 下記特許文献 1には、金属製のキャリアの表面に榭脂コーティングを施すという発明が記載されている。

[0012] また、下記特許文献 2には、炭素繊維に榭脂を含浸させた積層板によってキャリアを構成するという発明が記載されている。

[0013] また、下記特許文献 3には、キャリアのうち機械的負荷の力かる外周歯部分を金属製材料で構成してその表面を榭脂で被覆するとともに、残りの内部領域を榭脂部材で構成すると、う発明が記載されて、る。

[0014] ところで近年、特に 0. 13 mに等しいか、それよりも小さな線幅を有する電子素子を製造することが必要とされている。こうした電子素子を製造するに適したシリコンゥェーハを得るためには、 SFQRと称される平坦度力電子素子の有する線幅に等しい力それよりも小さなシリコンゥエーハを用意することが求められている。

[0015] シリコンゥエーハの最終的な平坦性は、ポリツシングプロセスにより生成される。特に高度な平坦性を有するシリコンゥエーハを製造するには、シリコンゥエーハの表面及び裏面を同時にポリツシングする装置及び方法が用いられる。

[0016] このいわゆる両面ポリッシングによって、特に高度な平坦性を有するシリコンゥエーハを得ようとする場合、ポリツシングの際にシリコンゥエーハを保持するキャリアの厚みが重要となる。

[0017] 例えば下記特許文献 4には、シリコンゥエーハの最終厚さをキャリアの厚さよりも 2〜 20 μ m大きく設定することにより、高度な平坦性を有するシリコンゥーハが得られると記載されている。

[0018] また、下記特許文献 5、 6には、キャリアのシリコンゥエーハを保持する周辺部をシリコンゥーハの最終厚さよりも同等か、僅かに大きく設定することにより高度な平坦性を有するシリコンゥエーハが得られると記載されている。

[0019] このようにポリツシング条件の違いにより、要求されているキャリアの厚さの範囲に違いがあるものの、高度な平坦性を有するシリコンゥエーハを得るには、キャリアの厚さないしは一部の厚さを特定の大きさに高精度に定めることが求められている。以上のようにシリコンゥエーハの高度な平坦性を実現するには、キャリアの厚み精度を向上させて、特定の厚みを高精度に得ることが必要とされて、る。

[0020] ところで、ポリツシングプロセスでは、両面研磨用キャリア 10の母材 10aに形成された保持孔 11の内壁面 11aとシリコンゥエーハ 1の端面 lcとに大きな負荷が生ずる。このため、シリコンゥエーハ 1の端面 lcはダメージを受けるおそれがある。シリコンゥエーノ、 1の損傷を防止するために、保持孔 11に負荷緩衝用の榭脂インサートが嵌合される場合がある。 [0021] 図 7は、保持孔に榭脂が嵌合された従来の状態を平面図で示している。

榭脂インサート 15の外れや共回りを防止するために、母材 10aの内壁面 11aには楔 10bが形成され、榭脂インサート 15の外壁面 15aには楔 15bが形成されている。楔 10cと楔 15bが嵌合することによって、母材 10aに対して榭脂インサート 15が固定される。

特許文献 1：実開昭 58—4349号公報

特許文献 2：特開昭 58 - 143954号公報

特許文献 3：特開平 10— 329013号公報

特許文献 4：特許第 3400765号公報

特許文献 5：特開平 11― 254305号公報

特許文献 6：特開 2003 - 19660号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0022] 上記特許文献 1〜3に示される従来技術によれば、キャリア全体であれ一部であれ、キャリアの表面が榭脂で構成されているため、両面研磨用キャリアの摩耗に伴う金属粉の発生を抑制することができる。このため、金属粉の発生に伴う金属汚染ゃスクラッチキズの発生を抑制することができる。

[0023] しかし、単にキャリア表面を榭脂で構成しただけでは、摩耗の早さは、金属製のキヤリアと同等か、それ以上に早ぐ上述したキャリアの交換サイクルの短期化という従来の問題点を解決できな力つた。また、単にキャリア表面を榭脂コーティングしただけでは、充分な厚み精度、膜厚分布精度、表面粗さが得られず、シリコンゥヱーハの平坦度を安定して得ることができなく、研磨クロスの交換サイクルの短時間化を避けることはできなかった。

[0024] 本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、両面研磨用キャリアの摩耗の進行を抑制できるようにするとともに、厚み精度、膜厚分布精度、表面粗さを充分なものとすることを解決課題とするものである。

課題を解決するための手段

[0025] 第 1発明は、研磨対象物の両面を同時に研磨する両面研磨装置に使用され、研磨対象物を保持する両面研磨用キャリアにおいて、

両面研磨用キャリアの母材よりも硬度が高い材質で被膜されたこと

を特徴とする。

[0026] 第 2発明は、第 1発明において、

両面研磨用キャリアに被膜される材質は、ダイヤモンド'ライク'カーボン、窒化膜、サファイア膜、チタンナイトライド膜のうちいずれかの材質であることを特徴とする。

[0027] 第 3発明は、第 1発明または第 2発明において、

両面研磨用キャリアの被膜厚さは、 20 /z m以下であること

を特徴とする。

[0028] 第 4発明は、第 1発明または第 2発明または第 3発明において、

両面研磨用キャリアの被膜表面の粗さは、 0. 3 /z m以下であること

を特徴とする。

[0029] 第 5発明は、第 1発明または第 2発明または第 3発明または第 4発明において、研磨加工に使用された使用済みの両面研磨用キャリアに、被膜が施されたことを特徴とする。

[0030] 第 6発明は、

研磨対象物の両面を同時に研磨する両面研磨装置に使用され、研磨対象物を保持する両面研磨用キャリアに被膜を施すにあたり、

研磨加工に使用された使用済みの両面研磨用キャリアに、その母材よりも硬度が高ヽ材質で被膜を施す工程を含むこと

を特徴とする。

[0031] 第 1発明の両面研磨用キャリア 10は、図 4に示すように、母材の材質 10aが、たとえば従来と同様に、ステンレス 'スチール（SUS)であり、その母材 10aに対して、母材 1 Oaよりも硬度が高、材質の被膜層 10bによって被膜されて、る。

[0032] 被膜層 10bは、膜厚のムラがなく均一に被膜され、かつ反りが生じにくいものであることが望ましぐ両面研磨用キャリア 10の被膜層 10bの材質としては、ダイヤモンド'ライク'カーボン、窒化膜、サファイア膜、チタンナイトライド膜のうちいずれかの材質であることが望ましい。このうちダイヤモンド'ライク'カーボンは軽量であるため、特に望ましい (第 2発明）。

[0033] 両面研磨用キャリア 10の被膜層 10bの厚さは、 20 /z m以下であることが望ましい（第 3発明)。

[0034] また、両面研磨用キャリア 10の表面粗さ、つまり被膜層 10bの表面の粗さは、たとえば Raで 0. 3 μ m以下であることが望まし、（第 4発明）。

[0035] 以上のような両面研磨用キャリア 10を用いてシリコンゥエーハ 1を研磨したところ、両面研磨用キャリア 10の厚み精度が高ぐ個々のキャリア毎の厚みのバラツキが小さくなり、個々の両面研磨用キャリア 10毎に仕上げられる各シリコンゥエーハ 1の平坦度のバラツキが少なくなり、安定した平坦度が得られるようになる。さらに、両面研磨用キャリア 10の摩耗の進行が遅くなり、時間の経過に応じて得られる各シリコンゥエーノ、 1の平坦度のバラツキが少なくなり、安定した平坦度が得られるようになる。

[0036] また、両面研磨用キャリア 10の摩耗に伴う銅、鉄、クロムなどの金属粉の発生が殆どなくなり、シリコンゥエーハ 1のバルタ内に銅が入り込むなどの金属汚染は殆ど生じなくなる。また、両面研磨用キャリア 10の摩耗に伴う金属粉が発生が殆どなくなり、シリコンゥエーハ 1の表面でスクラッチキズが殆ど生じなくなる。

[0037] また、両面研磨用キャリア 10の摩耗の進行が遅くなり、両面研磨用キャリア 10の交換サイクルが長くなり、コストが低減する。

[0038] さらに、両面研磨用キャリア 10の表面の粗さが低ぐ摩擦係数が低くなり、両面研磨用キャリア 10に押し付けられ回転する研磨クロス 103、 104の摩耗が遅くなる。このため研磨クロス 103、 104の交換サイクルが長くなり、コストが低減する。

[0039] 第 6発明の両面研磨用キャリア 10の製造方法を実施するには、まず、研磨加工に使用された使用済みの両面研磨用キャリア 1( を用意する。この使用済みの両面研磨用キャリア 10' は、従来と同様のステンレス 'スチール製で被膜層 10bが形成されていないキャリアであってもよぐまた、上述した被膜層 10bが形成されたキャリアであってもよい。

[0040] つぎに、使用済みキャリア 10' を被膜層 10bによって被膜する。

[0041] 以上のような製造方法で両面研磨用キャリア 10を製造すると、使用済みのキャリアを再利用して、るため、シリコンゥエーハ 1枚当たりの製造コストを飛躍的に低減させることがでさる。

[0042] 第 7発明は、

研磨対象物の両面を同時に研磨する両面研磨装置に使用され、母材に形成された保持孔の内壁面に樹脂が設けられ、前記樹脂で研磨対象物を保持する両面研磨用キャリアにおいて、

前記母材と前記樹脂の接合部が前記母材よりも硬度が高い材質で被膜されたことを特徴とする。

[0043] 図 7に示すように、一般に両面研磨用キャリア 10の母材 10aに対して榭脂インサート 15を固定するために、母材 10aに形成される保持孔 11の内壁面 11aゃ榭脂インサート 15の外壁面 15aには楔 10cや楔 15bのような特異な形状を設ける必要がある。こうした形状を形成するためには、母材 10aゃ榭脂インサート 15の加工作業を増やす必要があり、母材 10aゃ榭脂インサート 15の生産効率の低下や生産コスト増加を招くといった問題がある。

[0044] 第 7発明は、図 8に示すように、母材 10aと榭脂 20は母材 10aよりも硬度が高い材質の被膜層 21によって被膜されている。つまり、被覆層 21は母材 10aと榭脂インサート 20の接合部 22を被覆する。被覆層 21によって榭脂インサート 20は母材 10aに対して固定される。したがって、第 7発明によれば、第 1発明と同等の効果が得られるうえ、母材ゃ榭脂インサートに楔が必要無くなるため、母材ゃ榭脂インサートの加工が容易になる。したがって、母材ゃ榭脂インサートの生産効率が向上し生産コストが低下する。また、榭脂インサートでシリコンゥエーハが保持されるため、シリコンゥエーハのダメージが低減される。

発明を実施するための最良の形態

[0045] 以下、図面を参照して本発明に係る両面研磨用キャリアについて説明する。なお、実施形態では、両面研磨用キャリアを用いて、シリコンゥエーハを研磨する場合を想定する。ただし、本明細書において「研磨」は、ラッピングを含む意味として使用し、「両面研磨用キャリア」は、研磨工程における両面研磨装置に使用される両面研磨用キャリアのみならず、ラッピング工程における両面研磨装置（両面ラッピング装置)で使用されるキャリアを含む意味として使用する。

[0046] また、本発明の両面研磨用キャリアは、シリコンゥエーハのみならずガリウム砒素などの他の半導体ゥエーハを研磨する場合にも使用することができる。

[0047] 図 2は両面研磨装置 10の側面図を示している。図 1は、図 2の両面研磨装置 100を矢視 Aからみた上面図であり、両面研磨用キャリア 10とシリコンゥエーハ 1と下定盤 1 02の位置関係を示して、る。

[0048] 両面研磨装置 100は、大きくは、シリコンゥヱーハ 1の端面 lcを保持孔 11内で保持してシリコンゥエーハ 1の表面 1 aおよび裏面 lbを露出させた状態で収容する両面研磨用キャリア 10と、シリコンゥエーハ 1の表面 la側、裏面 lb側にそれぞれ設けられ、表面に研磨クロス 103、 104がそれぞれ貼着された上定盤 101、下定盤 102とから構成されている。

[0049] 上定盤 101には、冷却水路 106が形成されており、同様に下定盤 102には、冷却水路 108が形成されている。上定盤 101には、研磨クロス 103の表面に連通する研磨スラリ用通路 107が形成されており、同様に下定盤 102には、研磨クロス 104の表面に連通する研磨スラリ用通路（図示せず)が形成されている。

[0050] 図 3は、図 1に示す両面研磨用キャリア 10を拡大して示している。

[0051] 図 1、図 2に図 3を併せ参照して説明すると、両面研磨用キャリア 10は、円板状に形成されており、周方向に等間隔に、シリコンゥエーハ 1を収容する保持孔 11が、たとえば 6つ形成されている。両面研磨用キャリア 10の外周には、下定盤 102の中心に形成されたサンギア 102aに嚙み合うとともに、下定盤 102の外周に沿って設けられた内歯車 105と嚙み合う歯 12 (遊星ギア）が形成されている。両面研磨用キャリア 10は、サンギア 102aを中心に下定盤 102の周方向に沿って等間隔に 5つ配置されている

[0052] シリコンゥエーハ 1の研磨を行う際には、シリコンゥエーハ 1が両面研磨用キャリア 10 の保持孔 11内に挿入されて収容される。そして、上定盤 101、下定盤 102がシリコンゥエーハ 1側に移動されることによりシリコンゥエーハ 1の表面 laおよび裏面 lbにそれぞれ研磨クロス 103、 104が押し付けられる。そして、シリコンゥエーハ 1の表面 laと上定盤 101の研磨クロス 103との間、およびシリコンゥエーハ 1の裏面 lbと下定盤 10 2の研磨クロス 104との間それぞれに研磨用のスラリが供給されつつ、両面研磨用キャリア 10と、上定盤 101、下定盤 102とが相対的に逆回転される。

[0053] 両面研磨用キャリア 10は、図 1に矢印で示すように、矢印 B方向に自転しつつ、サンギア 102aの周方向に沿って矢印 C方向に公転する。

[0054] これによりシリコンゥエーハ 1の表面 laおよび裏面 lbがそれぞれ所定の研磨代だけ研磨されて鏡面状態にされる。両面研磨用キャリア 10には、上述したように、たとえば 6つの保持孔 11が形成されているため、 1つの両面研磨用キャリア 10で、 6枚のシリコンゥエーハ 1を同時に研磨することができる。

[0055] 図 4は、両面研磨用キャリア 10の断面図を示している。

[0056] 同図 4に示すように、両面研磨用キャリア 10は、母材 10aの材質力従来と同様に、ステンレス.スチール（SUS)であり、その母材 10aに対して、母材 10aよりも硬度が高 V、材質の被膜層 10bによって被膜されて、る。

[0057] 被膜層 10bは、膜厚のムラがなく均一に被膜され、かつ反りが生じにくいものであることが望ましぐ両面研磨用キャリア 10の被膜層 10bの材質としては、ダイヤモンド'ライク'カーボン、窒化膜、サファイア膜、チタンナイトライド膜のうちいずれかの材質であることが望ましい。このうちダイヤモンド'ライク'カーボンは軽量であり、被膜の均一性がよいため、特に望ましい。

両面研磨用キャリア 10の母材 10aの材質としては、この実施例で想定する金属であってもよぐ榭脂であってもよい。

[0058] 両面研磨用キャリア 10の母材 10aが金属の場合、その材質は上述したようにステンレス'スチール（SUS)であってもよぐまたスチールであってもよい。母材 10aの具体的な材質としては、 SK材、 18— 8ステン、 Cr鋼、スーパー Cr鋼などが考えられる。両面研磨用キャリア 10の母材 10aが金属の場合でも、全体が金属であってもよぐ一部を榭脂としてもよい。たとえば両面研磨用キャリア 10のうち保持孔 11の内周面 l la、つまりシリコンゥエーハ 1の端面 lcとの接触面 11aのみを榭脂としてもよい（図 3参照）

[0059] また、両面研磨用キャリア 10の母材 10aが、榭脂である場合には、その榭脂に、異なる材質の被膜層 10bを形成してもよく、母材 10aの榭脂と同じ材質の被膜層 10bを形成してちょい。

[0060] シリコンゥエーハ 1の平坦度は、キャリア 10の厚み精度によって定まる。そしてキヤリァ 10の厚み精度は、キャリア 10の製造過程における厚み精度および研磨中の熱膨脹による厚み精度によって定まる。キャリア 10の厚み精度は、母材 10aが金属のキヤリア 10よりも母材 10aが榭脂のキャリア 10の方が優位となる。一方、シリコンゥエーハ 1への金属汚染に関しては、母材 10aが榭脂のキャリア 10の方が優位となる。

[0061] また、両面研磨用キャリア 10の被膜層 10bの厚さは、 20 m以下であることが望ましい。これは、被膜層 10bの膜厚が大きくなるに伴い、キャリア 10の反りが大きくなつてしまうからである。

[0062] また、両面研磨用キャリア 10の表面粗さ、つまり被膜層 10bの表面の粗さは、たとえば Raで 0. 3 m以下であることが望ましい。これは被膜層 10bの表面粗さが大き過ぎると、研磨クロス 103、 104の寿命が短くなるからである。

[0063] 両面研磨用キャリア 10に、被膜層 10bを被膜する際には、少なくとも、保持孔 11内のシリコンゥエーハ端面 lcに接触する接触面 11aを除いた部分を被膜することとし、接触面 1 laについては、シリコンゥエーハ端面 lcに負荷の力からない榭脂をコーティングすることが望ましい。

[0064] また、両面研磨用キャリア 10の全面を被膜してもよぐまた片面のみ被膜してもよく、また歯 12の部分を除、た部位のみ被膜してもよ!/、。

[0065] 以上のような両面研磨用キャリア 10を用いてシリコンゥエーハ 1を研磨したところ、両面研磨用キャリア 10の厚み精度が高ぐ個々のキャリア毎の厚みのバラツキが小さくなり、個々の両面研磨用キャリア 10毎に仕上げられる各シリコンゥエーハ 1の平坦度のノラツキが少なくなり、安定した平坦度が得られるようになった。さらに、両面研磨用キャリア 10の摩耗の進行が遅くなり、時間の経過に応じて得られる各シリコンゥーハ 1の平坦度のバラツキが少なくなり、安定した平坦度が得られるようになった。

[0066] また、両面研磨用キャリア 10の摩耗に伴う銅、鉄、クロムなどの金属粉の発生が殆どなくなり、シリコンゥエーハ 1のバルタ内に銅が入り込むなどの金属汚染は殆ど生じなくなった。また、両面研磨用キャリア 10の摩耗に伴う金属粉が発生が殆どなくなり、シリコンゥヱーハ 1の表面でスクラッチキズが殆ど生じなくなった。 [0067] また、両面研磨用キャリア 10の摩耗の進行が遅くなり、両面研磨用キャリア 10の交換サイクルが長くなり、コストを低減できた。

[0068] さらに、両面研磨用キャリア 10の表面の粗さが低ぐ摩擦係数が低くなり、両面研磨用キャリア 10に押し付けられ回転する研磨クロス 103、 104の摩耗が遅くなつた。このため研磨クロス 103、 104の交換サイクルが長くなり、コストを低減できた。

[0069] 上述した効果を裏付ける実施例 (実験結果)を図 5、図 6に掲げる。

[0070] 図 5 (b)は、上述した本実施形態の両面研磨用キャリア 10を用いて研磨されたシリコンゥエーハ 1の平坦度 SFQR ( m)のバラツキを示している。図 5 (b)の横軸は、平坦度 SFQR ( m)を示し、縦軸は、シリコンゥエーハ 1の個数 Nを示している。比較例として被膜層 1 Obをコ一ティングして、な、従来の両面研磨用キャリア 10を用いた場合を、図 5 (a)に示した。

[0071] なお研磨条件は、以下のとおりである。

[0072] ·素材ゥエーハ： P型く 100> 0. 005〜10 Ω

，研磨装置：両面研磨装置

•研磨クロス：不織布タイプ、硬度 80 (ァスカー C硬度）

'研磨スラリ：コロイダルシリカ（ρΗ= 11)

'研磨荷重： 120g/cm²

•キャリア： φ = 720mm, t= 700 m, φ 200mm (直径）クエーノヽ 6枚装填なお、シリコンゥエーハ 1の平坦度は、 ADE9700を使用して測定した。

[0073] 図 5 (a)、（b)を対比してわ力るように、従来の両面研磨用キャリア 10を使用して得られるゥエーハ平坦性は、キャリア使用回数の増加に伴いキャリア 10が摩耗することでゥエーハ平坦性が損なわれるため、複数のポリツシングバッチにおけるゥエーハ平坦性はバラツキが大きい（図 5 (a)； Ave. 0. 071 m、 Std.O. 05)。これに対して本実施形態の両面研磨用キャリア 10を使用すると、キャリア使用回数の増加に伴うキヤリァ 10の摩耗が全く確認できず、複数のポリツシングバッチにおいても良好なゥエーハ平坦'性を保つこと力 S確認された（図 5 (b)； Ave. 0. 053 m、 Std.O. 02)。

[0074] 図 6は、本実施形態の両面研磨用キャリア 10の摩耗量と従来の両面研磨用キヤリァ 10の摩耗量とを比較したグラフである。図 6の横軸は、ポリツシングバッチ数を示し、縦軸は、キャリア摩耗量累積値 m)を示している。図 6の▲印は、被膜層 10bのコーティングが施されていないステンレス 'スチール製の比較例のキャリア 10の摩耗量累積値をプロットしたものであり、參印は、ステンレス 'スチールの母材 10aの全面にダイヤモンド'ライク'カーボンの被膜層 10bがコーティングされた実施形態のキヤリァ 10の摩耗量累積値をプロットしたものである。

[0075] なお研磨条件は、以下のとおりである。

[0076] ，研磨装置：両面研磨装置

•研磨クロス：不織布タイプ、硬度 80 (ァスカー C硬度）

'研磨スラリ：コロイダルシリカ（pH= 11)

'研磨荷重： 120g/cm²

•研磨除去量： 15 m

なお、研磨対象物であるゥエーハ 1のサイズは、 φ 200mm (直径）である。

[0077] なお、また、キャリア 10の厚みは、表示単位 1 μ mのマイクロメータを使用して測定した。

[0078] 図 6からわ力るように、比較例として掲げた従来の両面研磨用キャリア 10では、ポリッシングバッチを重ねるにしたがいキャリア 10の摩耗がより顕著なものとなっていくが、本実施形態の両面研磨用キャリア 10を使用すると、ポリツシングバッチの増加に伴うキャリアの摩耗は、表示単位 1 μ m程度のマイクロメーターでは確認できない程に、少ないことが確認できた。

[0079] なお、上述した図 5、図 6に示す実施例では、直径 200mmのゥエーハを使用した力もちろん直径 300mmのゥエーハなど各種サイズのゥエーハを使用したとしても同等の効果が得られる。

[0080] つぎに、両面研磨用キャリア 10の製造方法の一例について説明する。

[0081] まず、研磨力卩ェに使用された使用済みの両面研磨用キャリア 10' を用意する。この使用済みの両面研磨用キャリア 1(/ は、従来と同様のステンレス 'スチール製で被膜層 10bが形成されていないキャリアであってもよぐまた、上述した被膜層 10bが形成されたキャリアであってもよヽ。

[0082] つぎに、使用済みキャリア 10' の全面を、保持孔 11の接触面 11aを除いて、上述した被膜層 10bによって被膜する。

[0083] つぎに、使用済みキャリア 10' の保持孔 11の接触面 11aを、榭脂でコーティングする。

[0084] 以上のような製造方法で両面研磨用キャリア 10を製造すると、使用済みのキャリアを再利用して、るため、シリコンゥエーハ 1枚当たりの製造コストを飛躍的に低減させることができる。し力も、使用済みのキャリア 10' は、研磨工程で既に使用されて表面が鏡面化されてヽるため、被膜層 10bをコーティングする加工を容易に行うことができるという利点がある。

[0085] 図 8 (a)〜 (c)は、保持孔に榭脂インサートが嵌合された実施形態の両面研磨用キャリアの断面図を示している。図 8 (a)〜（c)において、図面右側に保持孔があるものとする。図 9は、保持孔に榭脂インサートが嵌合された実施形態の状態を平面図で示している。

[0086] 図 4と同様に、両面研磨用キャリア 10は、母材 10aの材質が、従来と同様に、ステンレス'スチール (SUS)である。母材 10aに形成された保持孔 11には環状の榭脂インサート 20が嵌合される。図 9に示すように、母材 10aの内壁面 11aおよび榭脂インサート 20の外壁面 20aは滑らかな曲面であり、互いに密着する。そして、図 8に示すように、密着した母材 10aと榭脂インサート 20に対して、母材 10aよりも硬度が高い材質の被膜層 21が被膜されて!、る。

[0087] 母材 10aおよび榭脂インサート 20の接合部 22が被膜層 21で被膜されると、母材 1 Oaと榭脂インサート 20がー体となり、母材 10aに対して榭脂インサート 20が固定される。被膜層 21の形態は種々考えられる。例えば、図 8 (a)に示すように、被膜層 21が母材 10aの上下面および榭脂 20インサートの上下面、内壁面を被膜してもよい。また、図 8 (b)に示すように、被膜層 21が母材 10aの上下面および榭脂インサート 20の上下面を被膜してもよい。また、図 8 (c)に示すように、被膜層 21が母材 10aの上下面および榭脂インサート 20の上下面の一部を被膜してもよい。

[0088] 上述した被膜層 10bおよび母材 10aの説明と一部重複するが、以下で図 8の被膜層 21および母材 1 Oaについて説明する。

[0089] 被膜層 21は、膜厚のムラがなく均一に被膜され、かつ反りが生じにくいものであること力望ましく、両面研磨用キャリア 10の被膜層 21の材質としては、ダイヤモンド 'ライク 'カーボン、窒化膜、サファイア膜、チタンナイトライド膜のうちいずれかの材質であることが望ましい。このうちダイヤモンド'ライク'カーボンは軽量であり、被膜の均一性力いため、特に望ましい。

[0090] 両面研磨用キャリア 10の母材 10aの材質としては、この実施例で想定する金属が望ましい。

[0091] 両面研磨用キャリア 10の母材 10aが金属の場合、その材質は上述したようにステンレス'スチール（SUS)であってもよぐまたスチールであってもよい。母材 10aの具体的な材質としては、 SK材、 18— 8ステン、 Cr鋼、スーパー Cr鋼などが考えられる。両面研磨用キャリア 10の母材 10aが金属の場合でも、全体が金属であってもよい。

[0092] 榭脂インサート 20の材質としては、ナイロン榭脂などが考えられる。

[0093] 母材 10aのみならず、榭脂インサート 20および母材 10aと榭脂インサート 20の接合部を被膜層 21で被膜することによって、母材 10aおよび榭脂インサート 20の摩耗を防止できる。また上述したように、母材 10aに対して榭脂インサート 20を固定できるため、母材 10aに設けられた保持孔 11の内壁面 1 laおよび榭脂インサート 20の外壁面 20aに楔などを形成する必要がなくなる。このため、母材 10aゃ榭脂インサート 20 の加工が容易になる。また、榭脂インサート 20でシリコンゥエーハ 1が保持されるため、シリコンゥエーハ 1のダメージが低減される。

[0094] また榭脂インサートの径方向の厚みは薄い方が望ましい。その理由を図 10を参照して説明する。

図 10 (a)、（b)は、榭脂インサートが嵌合された実施形態の両面研磨用キャリアの断面図を示している。

[0095] 研磨の際に研磨クロス 104はシリコンゥエーハ 1の面取り部 Idと榭脂インサート 20 で形成される間隙 30に入り込む。榭脂インサート 20は軟らかいため、間隙 30に入り込んだ研磨クロス 104の影響を受けて橈む。図 10 (a)に示すように、榭脂インサート 2 0の径方向の厚みが厚い場合は橈み量が大きくなるため、間隙 30に入り込む研磨クロス 104の量が多くなる。よって、シリコンゥヱーハ 1の面取り部 lc周辺の過研磨が生ずる。一方、図 10 (b)に示すように、榭脂インサート 20の径方向の厚みが薄い場合は橈み量が小さくなるため、間隙 30に入り込む研磨クロス 104の量が少なくなる。よつて、シリコンゥーハ 1の面取り部 lc周辺の過研磨が抑制される。

[0096] なお、上述した実施形態では、両面研磨用キャリアにシリコンゥヱーハなどの半導体ゥヱーハを収容して両面研磨装置によって研磨する場合を想定して説明したが、両面研磨用キャリアに収容され両面研磨装置で研磨が行われるべき研磨対象物は、 Cte 。

図面の簡単な説明

[0097] [図 1]図 1は両面研磨用キャリアが組み込まれた両面研磨装置の上面図である。

[図 2]図 2は両面研磨用キャリアが組み込まれた両面研磨装置の側面図である。

[図 3]図 3は図 1に示す両面研磨用キャリアの拡大図である。

[図 4]図 4は両面研磨用キャリアの断面図である。

[図 5]図 5 (a)、（b)は、本実施形態の効果を説明するために用いたグラフである。

[図 6]図 6は本実施形態の効果を説明するために用いたグラフである。

[図 7]図 7は保持孔に榭脂が嵌合された従来の状態を示す平面図である。

[図 8]図 8 (a)〜 (c)は保持孔に榭脂が嵌合された実施形態の両面研磨用キャリアの断面図である。

[図 9]図 9は保持孔に榭脂が嵌合された実施形態の状態を示す平面図である。

[図 10]図 10 (a)、（b)は、榭脂インサートが嵌合された実施形態の両面研磨用キヤリァの断面図である。

符号の説明

[0098] 1 シリコンゥヱーハ

10 両面研磨用キャリア

10a 母材

10b 被膜層

100 両面研磨装置

Claims

請求の範囲

[1] 研磨対象物の両面を同時に研磨する両面研磨装置に使用され、研磨対象物を保持する両面研磨用キャリアにおいて、

を特徴とする両面研磨用キャリア。

[2] 両面研磨用キャリアに被膜される材質は、ダイヤモンド'ライク'カーボン、窒化膜、サファイア膜、チタンナイトライド膜のうちいずれかの材質であることを特徴とする請求の範囲 1記載の両面研磨用キャリア。

[3] 両面研磨用キャリアの被膜厚さは、 20 μ m以下であること

を特徴とする請求の範囲 1または 2記載の両面研磨用キャリア。

[4] 両面研磨用キャリアの被膜表面の粗さは、 0. 3 m以下であること

を特徴とする請求の範囲 1または 2または 3記載の両面研磨用キャリア。

[5] 研磨加工に使用された使用済みの両面研磨用キャリアに、被膜が施されたことを特徴とする請求の範囲 1または 2または 3または 4記載の両面研磨用キャリア。

[6] 研磨対象物の両面を同時に研磨する両面研磨装置に使用され、研磨対象物を保持する両面研磨用キャリアに被膜を施すにあたり、

を特徴とする両面研磨用キャリアの製造方法。

[7] 研磨対象物の両面を同時に研磨する両面研磨装置に使用され、母材に形成された保持孔の内壁面に樹脂が設けられ、前記樹脂で研磨対象物を保持する両面研磨用キャリアにおいて、

前記母材と前記樹脂の接合部が前記母材よりも硬度が高い材質で被膜されたことを特徴とする両面研磨用キャリア。