(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体ウェハの両面を同時に研削するための方法において、それぞれの半導体ウェハが、転動装置によって回転させられる複数のキャリヤのうちの１つのキャリヤの切欠きにおいて自由に可動でありかつこれによりサイクロイド状の軌道上を移動させられるように配置されており、半導体ウェハが、回転するリング状の２つの作業ディスクの間で材料除去形式で機械加工されるようになっており、それぞれの作業ディスクが、その表面に固定と粒を含む作業層を有しており、作業層の表面が該作業層の間に作業ギャップを規定し、該作業ギャップの位置依存幅が、少なくとも１つの作業ディスクにおける非接触距離測定センサによって、作業ディスクの内側端部近傍においては少なくとも１つの非接触距離測定センサで、作業ディスクの外側端部近傍においては少なくとも１つの非接触距離測定センサで、少なくとも２点で、研削の間に決定され、前記作業ギャップの温度が少なくとも２つの温度センサによって前記作業ディスクの内側端部近傍と前記作業ディスクの外側端部近傍とで研削の間に測定され、少なくとも１つの作業ディスクの形状が、研削中に作業ギャップに導入される冷却潤滑剤の温度もしくは体積流量または双方を変化させることで、作業ギャップの測定された位置依存幅と温度に応じて熱的に変化させられ、前記作業ギャップが、作業ディスクの幅に対する、作業ギャップの最大幅と最小幅の差の比の大きさが少なくとも材料除去の最後の１０％の間に多くとも５０ｐｐｍであるように、制御されることを特徴とする、複数の半導体ウェハの両面を同時に研削するための方法。
【請求項２】
作業ディスクの幅に対する、外側エッジにおける作業ギャップの幅と内側エッジにおける作業ギャップの幅との差の比が、０〜＋５０ｐｐｍである、請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の半導体ウェハを同時に両面を研削するための方法に関し、各半導体ウェハは、転動装置によって回転させられる複数のキャリヤのうちの１つのキャリヤの切欠きにおいて自由に可動でありかつこれによりサイクロイド軌道上を移動させられるように位置しており、半導体ウェハは、２つの回転するリング状の作業ディスクの間で材料除去形式で機械加工され、各作業ディスクは、固定と粒を有する作業層を含んでいる。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロニクス、マイクロエレクトロニクス及びマイクロエレクトロメカニクスは、開始材料（物質）として、グローバル及びローカルな平坦度、片面基準ローカル平坦度（ナノトポロジー）、ラフネス、クリーンネス、及び不純物原子、特に金属がないことから形成された極端な要求を備えた半導体ウェハを要求する。半導体ウェハは半導体材料から形成されたウェハである。半導体材料は、例えば砒化ガリウム等の複合半導体又は主としてシリコン及び時にはゲルマニウム等の元素半導体又はそれらの層構造である。層構造は例えば、絶縁性の中間層上のデバイス支持シリコン上側層（"Silicon on Insulator"、SOI）、又は、シリコン基板における、上側層に向かって増大するゲルマニウム比率を備えたシリコン／ゲルマニウム中間層における格子ひずみシリコン上側層（"strained silicon"、s-Si）、又は両者の組合せ（"ひずみシリコンオンインシュレータ"、sSOI）である。
【０００３】
半導体材料は、好適には電子コンポーネントのために単結晶形式で又は太陽電池（光電装置）のために多結晶形式で使用される。
【０００４】
従来技術に従って半導体ウェハを製造するために、まず通常マルチワイヤソーによって薄いウェハに分離される半導体インゴットが製造される（"マルチワイヤスライシング"、ＭＷＳ）。この後、概して以下のグループに分類されることができる１つ又は２つ以上の機械加工ステップが行われる：
ａ）機械的な機械加工；
ｂ）化学的な機械加工；
ｃ）化学機械的な機械加工；
ｄ）適切であるならば層構造製造。
【０００５】
グループに割り当てられた個々のステップの組合せ及びそれらの順序は、意図された用途に応じて変化する。エッジ機械加工、クリーニング、ソーティング、計測、熱処理、パッケージング等の複数の二次的なステップはさらに使用される。
【０００６】
従来技術による機械的な機械加工ステップは、ラッピング（"バッチ"における複数の半導体ウェハの同時両面ラッピング）、工作物の片側クランピングでの個々の半導体ウェハの片側研削（通常、シーケンシャル両面研削として実施される；"single-side grinding"、SSG；"sequential SSG"）又は２つの研削ディスクの間における個々の半導体ウェハの同時両面研削（同時"double-disk grinding"、DDG）。
【０００７】
化学的機械加工は、エッチングステップ、例えば、適切であるならば半導体ウェハとエッチング浴とを移動させながら、浴におけるアルカリ性、酸性又は組合せエッチングを含み、（"laminar-flow etch"、LFE）、ウェハ中央にエッチング剤を提供し、ウェハ回転による半径方向スピンオフすることによる片側エッチング（"spin etch"）又は気相におけるエッチングを含む。
【０００８】
化学機械的な機械加工はポリシング法を含み、このポリシング法において、材料除去は半導体ウェハとポリシングクロスとの相対移動によって力の作用及びポリシングスラリ（例えばアルカリ性シリカゾル）の供給と共に得られる。従来技術は、バッチ両面ポリシング（DSP）及びバッチ及び個々のウェハ片面ポリシング（支持体における片側におけるポリシング機械加工の間の真空、接着剤結合又は接着による半導体ウェハのマウンティング）を規定している。
【０００９】
層構造の可能に結論する製造は、通常は気相、酸化、蒸着（例えば金属化）等からの、エピタキシャル堆積によって行われる。
【００１０】
特に平坦な半導体ウェハを製造するために、特定の重要性は、これらの機械加工ステップに帰せられ、この機械加工ステップにおいて、半導体ウェハは、大体において、フォースロッキング又はポジティブにロッキングするクランピングなしに、"自由浮動"形式で、束縛された力のない形式で、機械加工される（"自由浮動プロセシング"、ＦＦＰ）。例えばＭＷＳにおける熱ドリフト又は交番荷重によって生ぜしめられるような起伏は、ＦＦＰによって特に急速に、ほとんど材料の損失無しに排除される。従来技術において知られるＦＦＰは、ラッピング、ＤＤＧ、及びＤＳＰを含む。
【００１１】
機械加工シーケンスの最初に１つ又は２つ以上のＦＦＰを、すなわち機械的なＦＦＰによって使用することは特に有利である。なぜならば、機械加工によって、起伏を完全に除去するための最小限の所要の材料除去は、特に急速にかつ経済的に行われ、高い材料除去の場合における化学的又は化学機械的な機械加工の好適なエッチングの欠点が回避されるからである。
【００１２】
ＦＦＰは、記載された有利な特徴を得るが、これは、方法が、ほとんど中断されない機械加工が装填ごとに同じリズムで達成されるように行われることができる場合のみである。これは、もしかすると要求されるセッティング、形直し、又はドレッシングプロセス又は頻繁に要求されるツール交換は、予測不能な"コールドスタート"影響を生じ、このことは、方法の所望の特徴を取り消し、経済的な生存能力に悪影響を与える。
【００１３】
ラッピングは、緩く供給されるラッピング粒子の転動の結果として脆性−腐食性材料除去のために極めて高い損傷深さ及び表面ラフネスを生じる。これは、これらの損傷された表面層を除去するために複雑な後続の機械加工を必要とし、この場合、ラッピングの利点が再び取り消される。さらに、半導体ウェハのエッジから中央への搬送中における、供給された粒子の空乏及びシャープネスの損失の結果、ラッピングは常に、減少する厚さのウェハエッジを備えた不都合に凸面状の厚さプロフィル（ウェハ厚さの"エッジロールオフ"）を生じる。
【００１４】
ＤＤＧは、運動学的理由から、原理的に、半導体ウェハの中央におけるより高い材料除去を生じ（"研削ネーベル"）、特に小さな研削ディスク直径の場合、ＤＤＧの場合に構造的に好まれるように、同様にウェハ厚さのエッジロールオフ及び異方性の、半径方向で対称的な、半導体ウェハをひずませる機械加工トレース（"ひずみが誘発されたワープ"）を生じる。
【００１５】
独国特許出願公開第１０３４４６０２号明細書は機械的なＦＦＰ法を開示しており、このＦＦＰ法において、複数の半導体ウェハは複数のキャリヤのうちの１つのキャリヤの個々の切欠きに配置されており、キャリヤは、リング状外側駆動リング及びリング状内側駆動リングによって回転を行わされ、これにより、特定の幾何学的経路に保持され、固定と粒でコーティングされた２つの回転する作業ディスクの間において材料除去形式で機械加工される。研磨材は、例えば米国特許第６００７４０７号明細書に開示されているように、使用される装置の作業ディスクに貼付されたフィルム又は"クロス"から成る。
【００１６】
しかしながら、この方法によって機械加工された半導体ウェハは、一連の欠陥を有し、得られた半導体ウェハは、特に要求の厳しい用途のためには不適切であるという結果を生じることが分かった。したがって、例えば、明白なエッジロールオフを備えた不都合な凸面状の厚さプロフィルを有する半導体ウェハが概して生じるということが示された。半導体ウェハはしばしば、厚さプロフィルにおける不規則な起伏、及び大きな損傷深さを備えたラフな表面とを有する。高い損傷深さは、独国特許出願公開第１０３４４６０２号明細書に開示された方法の利点を取り消す複雑な後続の機械加工を必要とする。残りの凸面状及び残りのエッジロールオフは、フォトリソグラフィデバイスパターニングの間の不正確な露光、ひいてはコンポーネントの故障を生じる。したがって、このタイプの半導体ウェハは、要求の厳しい用途には不適切である。
【００１７】
さらに、特に、特に好適な研磨ダイヤモンドを使用する場合、従来技術において知られるキャリヤ材料は高い摩耗を受け、生ぜしめられた研磨材は作業層の切断能力（鋭さ）に悪影響を与えることが分かった。これは、キャリヤの不経済に短い寿命を生じ、作業層の頻繁な非生産的な再ドレッシングを必要とする。さらに、従来技術にしたがってラッピングにおいて使用されかつその場合に有利な低い摩耗を有するような、合金、特にステンレス鋼から成るキャリヤは、本発明による方法を実施するためには特に不適切であることが分かった。つまり、例えば、（ステンレス）鋼のキャリヤの場合における鉄／鋼における炭素の公知の高い溶解度は、作業層の研磨材として本発明による方法において好適に使用されているダイヤモンドの迅速な脆化及び鈍化を生じる。さらに、半導体ウェハにおける炭化鉄及び酸化鉄の望ましくない堆積物の形成が観察された。圧力誘発される強制された摩耗による鈍い作業装置の自己ドレッシングを制約するために、高い研削圧力は不適切である。なぜならば、半導体ウェハは次いで変形させられ、ＦＦＰの利点が取り消されるからである。さらに、次いで繰り返し生じる砥粒全体の出現は、半導体ウェハの望ましくなく高いラフネス及び損傷を生じる。キャリヤの固有の重量は、上側及び下側の作業層の鈍化の異なる程度を生じ、ひいては、半導体ウェハの前側及び後側の異なるラフネス及び損傷を生じる。半導体ウェハは次いで非対称に起伏し、すなわち、"バウ"及び"ワープ"（ひずみ誘発されたワープ）のための望ましくなく高い値を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
したがって、本発明の目的は、そのジオメトリにより、極めて小さなライン幅（"デザインルール"）を備えた電子コンポーネントを製造するためにも適している半導体ウェハを提供することである。特に、ウェハのエッジに向かって連続的に減少する厚さに関連した半導体ウェハの中央における厚さ最大、エッジロールオフ、又は半導体ウェハの中央における局所的厚さ最小等の幾何学的欠陥を回避するという目的が確立された。
【００１９】
さらに、半導体ウェハの過剰な表面ラフネス又は損傷を回避するという目的が確立された。特に、目的は、低いバウ又はワープを備えた半導体ウェハを製造することであった。
【００２０】
最後に、経済的作業を可能にするために、摩耗する部品を頻繁に交換又は復元することを回避するために研削法を改良するという目的が確立された。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記目的は、複数の半導体ウェハの同時両面研削のための第１の方法によって達成され、この第１の方法において、各半導体ウェハは、転動装置によって回転させられる複数のキャリヤの内の１つのキャリヤの切欠きにおいて自由に可動でありかつこれによりサイクロイド軌道で移動させられるように配置されており、半導体ウェハは、２つの回転するリング状の作業ディスクの間において材料除去形式において機械加工され、各作業ディスクは、固定と粒を含む作業層を含み、作業層の間に形成された作業ギャップの形状が、研削の間に決定され、少なくとも１つの作業ディスクの作業領域の形状が、作業ギャップが所定の形状を有するように作業ギャップの測定されたジオメトリに応じて機械的又は熱的に変更される。
【００２２】
目的は同様に、複数の半導体ウェハの同時両面研削のための第２の方法によって達成され、この第２の方法において、各半導体ウェハが、転動装置によって回転させられる複数のキャリヤの内の１つのキャリヤの切欠きにおいて自由に可動でありかつひいてはサイクロイド軌道において移動させられるように配置されており、半導体ウェハが、２つの回転するリング状の作業ディスクの間において材料除去形式で機械加工され、各作業ディスクが、固定と粒を有する作業層を含み、半導体ウェハが、機械加工の間に、それらの領域の一部を用いて、一時的に、作業層によって画定された作業ギャップをから排出され、半径方向のオーバーランの最大は、半導体ウェハの直径の、０％よりも大きいく、多くとも２０％であり、オーバーランは、半導体ウェハが、研削の間の所定の時間において特定の個所において作業ギャップの内側エッジ又は外側エッジを越えて突出する、作業ディスクに関して半径方向に測定された長さとして規定される。
【００２３】
目的はさらに、複数の半導体ウェハの同時に両面研削のための第３の方法によって達成され、この第３の方法において、各半導体ウェハは、転動装置によって回転させられる複数のキャリヤのうちの１つのキャリヤの切欠きにおいて自由に可動でありかつひいてはサイクロイド軌道において移動させられるように配置されており、半導体ウェハは、２つの回転するリング状の作業ディスクの間において材料除去形式で機械加工され、各作業ディスクは、固定と粒を有する作業層を含み、キャリヤが、完全に第１の材料から成るか、又はキャリヤの第２の材料が完全に又は部分的に第１の材料でコーティングされており、これにより、研削の間に、第１の材料のみが作業層と機械的に接触し、第１の材料が、研磨材の鋭さを減じる作業層とのあらゆる相互作用を有していない。
【００２４】
前記方法はそれぞれ、著しく改良された特性を有する半導体ウェハを製造するために適している。
【００２５】
前記３つの方法のうちの２つの組合せ、又は特に好適には３つの方法全ての組合せは、特に著しく改良された特性を有する半導体ウェハを製造するためにさらに適切である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明による方法を実施するために適した装置の説明
図１は、本発明による方法を実施するために適した従来技術による装置の本質的なエレメントを示している。図面は、例えば独国特許出願公開第１０００７３９０号明細書に開示されているような、半導体ウェハ等のディスク状の工作物を機械加工するための２ディスク装置の基本的な概略図を、斜視図（図１）と、下側作業ディスクの平面図（図２）とで示している。
【００２７】
このタイプの装置は、上側作業ディスク１と、下側作業ディスク４と、内側歯付きリング７と外側歯付きリング９とから形成された転動装置と、前記転動装置に挿入されたキャリヤ１３とを有する。このタイプの装置の作業ディスクはリング状である。キャリヤは、半導体ウェハ１５を収容する切欠き１４を有する。切欠きは概して、半導体ウェハの中心１６が、キャリヤの中心２１に関して偏心ｅを有して位置するように配置されている。
【００２８】
機械加工の間、作業ディスク１及び４と、歯付きリング７及び９とは、装置全体の中心２２を中心として同心的に回転速度ｎｏ，ｎｕ，ｎｉ及びｎａで回転する（４ウェイドライブ）。その結果、キャリヤは一方では中心２２を中心にしてピッチ円１７を循環し、他方では、同時に、個々の中心２１を中心とする固有回転を形成する。半導体ウェハの任意基準点１８のために、特徴的な軌道１９（運動力学）が、下側作業ディスク４又は作業層１２に関して生じ、前記軌道はトロコイドと呼ばれる。トロコイドは、全ての規則的な、短縮された又は延長されたエピサイクロイド又はハイポサイクロイドの一般性として理解される。
【００２９】
上側作業ディスク１及び下側作業ディスク４は、固定と粒を有する作業層１１及び１２を有する。適切な作業層は例えば米国特許第６００７４０７号明細書に記載されている。作業層は好適には、作業層が迅速に取り付けられたり、取り外されたりすることができるように構成されている。作業層１１及び１２の間に形成された空間は、作業ギャップ３０と呼ばれ、この作業ギャップにおいて半導体ウェハが機械加工中に移動する。作業ギャップは、作業層の表面に対して垂直に測定された、位置（特に半径方向の位置）に依存した幅によって特徴付けられる。
【００３０】
少なくとも１つの作業ディスク、例えば上側作業ディスク１は穴３４を有しており、これらの穴を通って、作業作用物質、例えば冷却潤滑剤が、作業ギャップ３０に供給されることができる。
【００３１】
本発明による第１の方法を実施するために、好適には、２つの作業ディスクのうちの少なくとも一方、例えば上側作業ディスクには、少なくとも２つの測定装置３７及び３８が装備されており、そのうちの好適には一方（３７）が、リング状の作業ディスクの内側エッジにできるだけ近くに配置されており、他方（３８）は、作業ディスクの外側エッジにできるだけ近くに配置されており、測定装置は、作業ディスクの個々の局所的な距離の非接触式測定を行う。このタイプの装置は、従来技術において知られており、例えば独国特許出願公開第１０２００４０４０４２９号明細書に開示されている。
【００３２】
本発明による第１の方法の特に好適な実施のために、２つの作業ディスクのうちの少なくとも一方、例えば上側作業ディスクには、付加的に少なくとも２つの測定装置３５及び３６が装備されており、そのうちの好適には一方（３５）が、リング状の作業ディスクの内側エッジにできるだけ近くに配置されており、他方（３６）が、作業ディスクの外側エッジにできるだけ近くに配置されており、測定装置は、作業ギャップ内の個々の位置における温度の測定を行う。
【００３３】
従来技術によれば、このタイプの装置の作業ディスクは概して作業温度を設定するための装置を有する。例えば、作業ディスクには、冷媒、例えば水が流れるための冷却ラビリンスが設けられており、冷媒はサーモスタットによって温度調節される。適切な装置は例えば独国特許出願公開第１９９３７７８４号明細書に開示されている。前記作業ディスクの温度が変化すると作業ディスクの形状が変更されることが知られている。
【００３４】
さらに従来技術は、作業ギャップから遠い方の作業ディスクの側に対称的に作用する半径方向の力によって、作業ディスクの一方又は両方の形状、ひいては、作業ディスクの間の作業ギャップのプロフィルを、目標とされる形式で変更するために使用されることができる装置を開示している。つまり、独国特許出願公開第１９９５４３５５号明細書は、前記力が、温度調節装置によって加熱又は冷却されることができる作動エレメントの熱膨張によって生ぜしめられる方法を開示している。一方又は両方の作業ディスクの目標とされる変形のための別の可能性は、例えば、機械的に液圧式の調節装置によって生ぜしめられる、所要の半径方向の力Ｆにある。このような液圧式の調節装置における圧力を変化させることによって、作業ディスクの形状、ひいては作業ギャップの形状を変更することができる。しかしながら、液圧式の調節装置に代わりに、圧電素子（ピエゾ結晶）又は磁歪素子（電流が流れるコイル）、又は電気力学的作動エレメント（"音声コイルアクチュエータ"）。この場合、作業ギャップの形状は、作動エレメントにおける電圧又は電流に影響することによって変更される。
【００３５】
図２５ａ及び図２５ｂは、どのように作業ギャップ３０の形式が、上側作業ディスク１に作用しかつ上側作業ディスクを変形させる調節装置２３によって変更されることができるかを概略的に示している。
【００３６】
このような装置は、特に目標とされた形式で作業ディスクの凸面状又は凹面状の変形を設定するために使用されることができる。これらは特に、機械加工の間に、交番荷重によって作業ギャップの望ましくない変形に反作用するために特に適している。作業ディスクのこのような凹面状（左）及び凸面状（右）の変形が、図３に基本的な概略図として示されている。３０ｂは、リング状の作業ディスクの内側エッジの近傍の作業ギャップ３０の幅を示しており、３０ａは、作業ディスクの外側エッジの近傍の作業ギャップの幅を示している。
【００３７】
本発明による第１の方法の説明
本発明による第１の方法によれば、作業層の間に形成された作業ギャップの形状は、研削の間に決定され、少なくとも１つの作業ディスクの作業領域の形状は、作業ギャップが所定の形状を有するように作業ギャップの測定されたジオメトリに応じて、機械的に又は熱的に変更される。
【００３８】
好適には、作業ギャップの形状は、少なくとも材料除去の最後の１０％の間の、作業ディスクの幅に対する、作業ギャップの最大幅と最小幅との差との比が多くとも５０ｐｐｍであるように、制御される。"作業ディスクの幅"という表現は、半径方向での作業ディスクのリング幅を意味すると理解されるべきである。作業ディスクの全体面積が作業層でコーティングされていないならば、"作業ディスクの幅"という表現は、作業層でコーティングされた作業ディスクの領域のリング幅を意味すると理解されるべきである。"少なくとも材料除去の最後の１０％の間"は、条件"多くとも５０ｐｐｍ"が材料除去の最後の１０〜１００％の間に満たされることを意味する。したがって、この条件は、研削法全体の間、本発明によっても満たされることもできる。"多くとも５０ｐｐｍ"は０ｐｐｍ〜５０ｐｐｍの範囲の値を意味する。１ｐｐｍは１０-6と同義である。
【００３９】
好適には、研削の間、ギャップの延びは、作業ディスクの少なくとも一方に組み込まれた少なくとも２つの非接触距離測定センサによって連続的に測定され、２つの作業ディスクの少なくとも一方は、知られているように作業ディスクの望ましくない変形を生じる機械加工の間の交番熱負荷入力にもかかわらず、作業ギャップの所望の延びが常に得られるように、目標とされた変形のための測定によって、常に再調節される。
【００４０】
本発明による第１の方法の１つの好適な実施形態において、作業ディスクの前記冷却ラビリンスは、作業ディスク形状を制御するために使用される。これは、作業ディスクの複数の温度のために、使用される研削装置の静止状態における作業ギャップの半径方向プロフィルをまず決定することを伴う。
【００４１】
この目的のために、例えば、固定された個所における３つの同じ端度器を備え及び固定された加えられる荷重の下での上側作業ディスクは、下側作業ディスクに関して名目上均一の距離にもたらされ、作業ディスクの間の結果的なギャップの半径方向プロフィルは例えばマイクロメータプローブを使用して決定される。これは、作業ディスクの冷却回路の異なる温度のために行われる。これは、温度に応じて、作業ディスク及び作業ギャップの形状の変化の特性付けを生じる。
【００４２】
機械加工の間、非接触距離測定センサによる連続的な測定を介して、半径方向作業ギャッププロフィルの可能な変化は次いで決定され、作業ギャップが常時所望の半径方向プロフィルを維持するように、公知の温度特性に従って作業ディスク温度規制の目標とされた変化によって反作用的に制御される。これは、例えば、機械加工の間の作業ディスクの冷却ラビリンスのためのサーモスタットの流れ温度を、目標とされた形式で変化させることによって行われる。
【００４３】
本発明によるこの第１の方法は、機械加工の間に作業ギャップの形状の望ましくない変化が常時生じ、この変化は、例えば常時作業ディスク温度規制等の従来技術による手段によって回避されることができないという観察に基づく。このような望ましくないギャップ変化は、例えば、機械加工中の変化する熱負荷の入力により生ぜしめられる。これは、工作物における機械加工の経過における材料除去の間に行われる材料除去作業であることができ、前記作業変動は、研削工具の変化する鋭さ状態による機械加工進行に依存する。作業ディスクの機械的な変形も、機械加工の間に概して選択される異なる機械加工圧力（上側作業ディスクの加えられる荷重）により、及び異なる機械加工速度（運動学）における作業ディスクの変化する揺動の結果としても生じる。作業ディスクの望ましくない変形を生じる変化する機械加工条件の別の例は、特定の作用物質が作業ギャップに付加された場合の化学反応エネルギである。最後に、装置のパワー損失は、装置自体を、連続的に変化する作業条件にもたらす。
【００４４】
この第１の方法の別の実施形態において、作業ギャップの温度規制は、機械加工中に作業ギャップに供給される作業媒体（冷却潤滑剤、"研削ウォーター"）を使用して、作業ギャップが所望の形状を占めるように前記媒体の温度進行又は体積流量を変化させることによって行われる。２つの制御手段を組み合わせることが特に有利である。なぜならば、作業ディスクの温度規制と、研削ウォーター供給との結果としての形状の変化の反応時間は異なり、要求により適応させられた作業ギャップの制御がこれにより可能だからである。制御要求は、例えば、変化する所望の材料除去、異なる研削圧力、異なる組成の作業層の異なる切断特性等の場合に、変化する。
【００４５】
機械加工中の異なる位置における作業ギャップにおける温度（温度プロフィル）を決定する温度センサを使用することも好適である。なぜならば、作業ギャップにおける温度変化はしばしば、機械加工中の作業ギャップの形状の望ましくない変化に先行することが示されているからである。前記温度変化に基づく作業ギャップの形状の本発明による制御は、作業ギャップの形状の特に迅速な制御を達成することを可能にする。
【００４６】
したがって、作業ギャップの形状の制御は、例えば前記液圧的又は熱的形状変化装置によって作業ディスクの内の少なくとも１つの形状の直接的な変更によって、又は作業ギャップに供給される作用物質の温度又は量を変更することによって形状の間接的な変更によって行われることができる（これによって、作業ギャップ、ひいては作業ディスクの温度の変化を生ぜしめ、この変化が作業ギャップの形状を変化させる）。作業ギャップの幅又は作業ギャップにおいて生じる温度を検出し、測定された値を装置の制御ユニットへフィードバックし、圧力又は温度（形状の直接的な変更）又は温度及び量（形状の間接的な変更）をトラッキングすることによって、制御閉ループにおいて作業ギャップを制御することが特に有利である。作業ギャップの形状の直接的又は間接的な変更という両方の方法のために、制御偏差を決定するために作業ギャップの幅又は温度が選択的に使用されることができる。制御偏差を決定するための作業ギャップの測定された幅の使用は、（マイクロメートルにおける）ギャップ偏差の絶対考慮の利点と、時間遅延の欠点とを有する。作業ギャップにおいて測定された温度の使用は、作業ディスクが変形する前にさえも制御偏差が既に考慮されているのでより高い速度という利点と、作業ギャップの形状が温度に依存するという正確な従来の知識（基準ギャッププロフィル）が利用可能でなければならないという欠点とを有している。
【００４７】
特に有利な実施形態は２つの方法の組合せにある。好適には、作業ギャップの形状は、この制御の高い速度により、作業ギャップにおいて測定される温度に基づいて短時間のスケールで制御される。長時間のスケールで生じる作業ギャップの形状におけるドリフトを確認し、適切であるならば前記ドリフトを反作用的に制御するために、作業ディスクの内側及び外側のエッジにおける作業ギャップの測定された幅は好適には、対照的に、使用される。
【００４８】
この特に有利な実施形態の１つの構成は図２６に概略的に示されている。第１の低速制御ループにおいて、非接触距離センサ３７及び３８は、測定信号９０及び９１を制御エレメント９３に微分素子９２を介して継続的に送信する。前記制御エレメントは、操作量９４をウェハ変形２３のための作動エレメントに送信する。これにより、作業ギャップのジオメトリにおける低速のドリフトが修正されることができる。第２の高速制御ループにおいて、温度センサ３５及び３６は、測定信号９５及び９６を制御エレメント９８へ送信し、操作量９９は、所定の所望の温度プロフィルに応じて、作業ギャップに供給される冷却潤滑剤の温度及び／又は流量に影響する。これにより、作業ギャップにおける温度変化は、ギャップジオメトリがこれによって影響される前でさえも反作用的に制御されることができる。
【００４９】
作業ギャップが、機械加工の間に半径方向に極めて均一な幅を有する、すなわち作業ディスクが互いに対して平行に延びている又は内側から外側に向かって僅かなゲイプを有しているならば、本発明による方法によって機械加工の場合に半導体ウェハの最高の平坦度が得られることが示された。したがって、この第１の方法の別の実施形態において、一定、又は内側から外側に向かって僅かに拡がった作業ギャップが好適である。作業ディスクが１４７０ｍｍの外径と６５１ｍｍの内径とを有する典型的な装置の場合、作業ディスクの幅は結果的に４５４．５ｍｍである。限定された据付け寸法のために、距離センサは、作業ディスクの内側エッジ及び外側エッジ上に正確に配置されているのではなく、センサ距離が３６７．５ｍｍ、すなわち約４００ｍｍであるように、１３８０ｍｍ（外側のセンサ）及び６４５ｍｍ（内側のセンサ）のピッチ円直径に配置されている。０μｍ（平行なコース）から２０μｍ（内側から外側に向かって拡がっている）の範囲の、内側センサと外側センサとの間の作業ギャップの幅の半径方向プロフィルは、特に好適であることが証明された。測定において考慮される、作業ディスクの幅に対する、外側エッジと内側エッジとにおける作業ギャップの幅の差の比は、したがって、特に好適には０〜２０μｍ／４００ｍｍ＝５０ｐｐｍである。
【００５０】
特に平坦な半導体ウェハを提供するという、本発明の基礎となる目的を達成するためのこの第１の方法の適性は、図５、図６、図８及び図１７によって示されている。
【００５１】
図５は、冷却ラビリンスと作業ギャップ（３０）の幅の測定とによって本発明によって制御された作業ギャップを用いて機械加工された半導体ウェハのＴＴＶの度数分布Ｈ（パーセント）を示しており、本発明にしたがって制御されていない作業ギャップ（４０）によって機械加工された半導体ウェハのＴＴＶの分布と比較されている。作業ギャップを制御するという本発明による方法は、著しく改善されたＴＴＶ値を生じる。（ＴＴＶ＝total thickness variationは、半導体ウェハの全体に亘って測定された厚さの最大のものと最小のものとの差を示している。示されたＴＴＶ値は、容量測定法によって決定された）。
【００５２】
特に小さな合計材料除去が、本発明による方法による半導体ウェハの機械加工のために要求されるならば、機械加工継続時間はしばしば、作業ギャップを制御するための本発明による前記手段の反応時間よりも短い。このような場合、作業ギャップは、少なくとも機械加工の最後に向かって、すなわち材料除去の最後の１０％の間に、好適には半径方向に均一な幅又は内側から外側に向かって僅かなゲイプを備えて延びていれば十分である。
【００５３】
図６は、本発明による方法において測定された、内径の近くの作業ギャップの幅と、機械加工中の作業ディスクの外径の近くにおける幅との差４１を示している。合計機械加工時間は約１０分である。９０μｍの半導体ウェハの合計材料除去が達成される。したがって、平均除去速度は約９μｍ／ｍｉｎである。作業ギャップは、最初の１００ｓ以内の圧力形成段階を除いて、本発明によれば平行に又は僅かなゲイプを備えて延びている。機械加工の最後における内側から外側に向かって拡開するギャップは、本発明によれば約１５μｍである。
【００５４】
図面は同様に、リング状の作業ディスクの内径の近く（４３）、中央（４４）及び外径の近く（４２）における上側作業ディスクの、一方の側に向かって作業ギャップを画定した面の様々な位置における、機械加工中に測定された温度を示しており、作業ディスクの容積における平均温度５７も示している。作業ギャップが本発明によれば機械加工時間全体に亘って平行に又は僅かなゲイプで延びているように、作業ディスクの形状及び温度は、本発明による前記方法によって制御された。（Ｇ＝"gap difference"、すなわち内側及び外側において測定されたギャップ幅の差；ＡＳＶ＝容積における作業ディスク面における温度；ＡＳＯＡ＝外側における作業ディスク面における温度；ＡＳＯＩ＝内側における作業ディスク面における温度；ＡＳＯＭ＝"内側"と"外側"との間の中央における面の温度；Ｔ＝摂氏における温度、ｔ＝時間）。
【００５５】
図１６は、本発明による制御された作業ギャップで機械加工されたこの半導体ウェハの関連する厚さプロフィルを示している。図面は、半導体ウェハの切欠きに関して０゜（５０）、４５゜（５１）、９０゜（６５）及び１３５゜（５３）で行われた、厚さの４つの直径方向プロフィルを示している。５２は４つの個々のプロフィルの平均の直径プロフィルを示している（Ｄ＝マイクロメートルにおける局所的厚さ、Ｒ＝ミリメートルにおける半導体ウェハの半径方向位置）。測定された値は、容量厚さ測定法によって決定された。本発明による制御された作業ギャップで機械加工された半導体ウェハの示された実施例において、ＴＴＶ、すなわち半導体ウェハ全体における最も大きな厚さと最も小さな厚さとの差は、０．５５μｍである。
【００５６】
図７は、比較の例として、本発明によって行われない方法における内側４３、中心４４、外側４２及び体積５７における、作業ギャップ差４１及び温度のプロフィルを示している。前述の交替する熱負荷及び機械的負荷による温度及び形状の変化は、機械加工中に入力される。作業ギャップは、機械加工の最後に再調節されず、本発明によってではなく、内側から外側に向かって約２５μｍだけ狭窄を有している。
【００５７】
図１７は、比較の例における本発明によって機械加工されない半導体ウェハの関連する厚さプロフィルを示しており、この場合、作業ギャップは、機械加工中に本発明によって制御されなかった。得られた半導体ウェハの極端な凸面性は、最大厚さ６６の顕著な点によって、明らかに認識可能である。使用された装置の寸法（作業ディスクのリング幅４５４．５ｍｍ）及び半導体ウェハの寸法（３００ｍｍ）により、各キャリヤは、１つの半導体ウェハのみを収容することができる。キャリヤの中心２１に関する半導体ウェハの中心１６の偏心ｅはｅ＝７５ｍｍである（図２）。最大厚さの点６６は対応して、半導体ウェハの中心に関して約７５ｍｍ偏心して位置している（図１６）。したがって、結果的に生じる半導体ウェハは特に回転対称ではない。本発明によらない比較の例に示された半導体ウェハのＴＴＶは、１６．７μｍである。
【００５８】
本発明による第２の方法の説明
本発明による第２の方法が以下により詳細に説明される：この方法において、半導体ウェハは機械加工中に一時的に半導体ウェハの領域の特定の部分と共に作業ギャップから退出し、機械加工の運動学は、好適には、機械加工の経過において半導体ウェハのこの"オーバーラン"のために、徐々に、エッジ領域を含む作業層の全体領域が、完全に及び実質的に等しく頻繁に摺動されるように、選択されている。"オーバーラン"は、作業ディスクに対して半径方向に測定された長さとして定義され、この長さだけ半導体ウェハは研削の間の特定の時点において作業ギャップの内側又は外側のエッジを越えて突出する。本発明によれば、半径方向のオーバーランの最大は、半導体ウェハの直径の０％より大きく、多くても２０％である。３００ｍｍの直径を有する半導体ウェハの場合、したがって、最大オーバーランは０ｍｍよりも大きく、多くても６０ｍｍである。
【００５９】
本発明によるこの第２の方法は、半導体ウェハが常時完全に作業ギャップ内に止まる研削方法の比較の例において、作業層厚さのトラフ状の半径方向プロフィルが、作業層の摩耗の経過において生じるという観察に基づく。このことは、図４から、本発明によるギャッププロフィルの測定によって示されている。
【００６０】
リング状の作業ディスクの内側及び外側のエッジに向かう作業層のより大きな厚さは、そこでの減じられた作業ギャップを生じ、このことは、機械加工の経過においてこの領域上を摺動する半導体ウェハの領域のより高い材料除去を生じる。半導体ウェハは、エッジに向かって減少する厚さを備えた望ましくない凸状の厚さプロフィルを獲得する（"エッジロールオフ"）。
【００６１】
本発明による第２の方法に関して、条件が、半導体ウェハが一時的に半導体ウェハの領域の部分が作業層の内側及び外側のエッジを越えて延びるように選択されているならば、作業層のリング幅全体に亘って半径方向に著しく均一な摩耗が生じ、作業層厚さのトラフ状の半径方向プロフィルは形成されず、この形式において本発明により機械加工された半導体ウェハのエッジロールオフは生ぜしめられない。
【００６２】
この第２の方法の１つの実施形態において、キャリヤにおける半導体ウェハの偏心ｅは、作業層のエッジを越えて半導体ウェハの領域の部分の発明による一時的なオーバーランが機械加工中に生じるような大きさで選択される。
【００６３】
この第２の方法の別の実施形態において、機械加工中に作業層のエッジを越える半導体ウェハの領域の部分の発明による一時的なオーバーランが生じるように、内側及び外側のエッジにおいてリング状形式で作業層がトリミングされる。
【００６４】
この第２の方法の別の実施形態において、装置は、半導体ウェハが一時的に本発明によれば半導体ウェハの領域の部分が作業ディスクのエッジを越えて延びるように作業ディスクのこのような小さな直径を備えて選択される。
【００６５】
言及された全ての３つの実施形態の適切な組合せも特に好ましい。
【００６６】
半導体ウェハが徐々に、半導体ウェハのエッジ領域を含む作業層の全体領域に亘って完全にかつ実質的に等しく頻繁に摺動するという本発明によるこの第２の方法の要求は、本発明による方法を実施するのに適した装置の主駆動装置が概してＡＣサーボモータ（ＡＣ＝交流）であり、このＡＣサーボモータにおいて原理的に所望の回転速度と実際の回転速度との間に可変の遅れが生じる（トレイリング角度）という事実により満たされる。駆動装置のための回転速度が、本発明による方法を実施するために特に不都合である公称で周期的な経路が生じるように選択されたとしても、ＡＣサーボコントロールにより実際にはエルゴード的（非周期的）な経路が常に生ぜしめられる。したがって上記要求は常に満たされる。
【００６７】
図８は、本発明による第２の方法に従って機械加工された３００ｍｍの直径を有する半導体ウェハの厚さプロフィル４５を示している。オーバーランは２５ｍｍだった。半導体ウェハは小さなランダムな厚さ変動のみを有しており、特にエッジロールオフを有していない。ＴＴＶは０．６１μｍだった。
【００６８】
図９は、本発明にしたがって機械加工されなかった３００ｍｍの直径を有する半導体ウェハの厚さプロフィル４６を比較の例として示しており、半導体ウェハの機械加工の間、半導体ウェハは常にその全体領域が作業ギャップ内に滞在した。これは、半導体ウェハのエッジ領域における顕著な厚さ減少４７を生じる。ＴＴＶは４．３μｍよりも大きい。
【００６９】
図１０は、本発明にしたがって機械加工されなかった３００ｍｍの直径を有する半導体ウェハの厚さプロフィルを別の比較の例として示しており、半導体ウェハの機械加工の間、オーバーランは、本発明によらない形式において大きかった、すなわち７５ｍｍだった。オーバーランの幅（７５ｍｍ）に相当する半導体ウェハのエッジからの距離において、著しく顕著な切欠き５６が生じる。
【００７０】
特に、作業ギャップの外側に半導体ウェハの案内の欠落による過剰なオーバーランの場合に、半導体ウェハは、半導体ウェハ又はキャリヤの撓みにより、半導体ウェハを案内するキャリヤの切欠きから軸方向に部分的に現れる。半導体ウェハのオーバーランする部分が再び作業ギャップに進入すると、次いで半導体ウェハは、前記ウェハの概して丸味付けられたエッジの部分によってキャリヤ切欠きのエッジに支持される。過剰に大きいわけではないオーバーランの場合、半導体ウェハは、再び作業ギャップに進入する場合、摩擦を受けながら切欠きに押し戻される；過剰に高いオーバーランの場合、これは起こらず、半導体ウェハは破損する。キャリヤ切欠き内へのこの"スナッピングバック"は、作業層のエッジの領域における過剰に増大した材料除去を生じる。これは、図１０の比較の例において生じる切欠き５６を生じる。比較の例の半導体ウェハのＴＴＶは２．３μｍである。切欠き５６は特に有害である。なぜならば、そこでのより大きな材料除去により、ラフネス及び損傷深さが増大され、切欠き５６の領域における厚さプロフィルの大きな曲率が、半導体ウェハのナノトポロジーに特に悪影響を与えるからである。
【００７１】
本発明によれば、オーバーランは、半導体ウェハの直径の０％よりも大きくかつ２０％よりも小さく、好適には、半導体ウェハの直径の２％〜１５％である。
【００７２】
本発明による第３の方法の説明
本発明による第３の方法が以下により詳細に説明される。この方法は、作業層との精密に規定された相互作用を備えたキャリヤの使用を伴う。本発明によれば、キャリヤは、作業層の切断動作が損なわれないように作業層との極めて小さな相互作用を開始するか、又は機械加工中に前記作業層が連続的にドレッシングされるように、作業層を目標とされた形式で粗くする、作業層との特に大きな相互作用を開始する。これは、キャリヤの材料の適切な選択によって達成される。
【００７３】
本発明による第３の方法は以下の観察に基づく：従来技術において知られているキャリヤのための材料は、研削法を実施するために完全に不適切である。例えばラッピング及び両面ポリシングのために使用されるような金属から成るキャリヤは、研削法の間に極めて高い摩耗を受け、作業層との望ましくない大きな相互作用を開始する。作業層は好適には研磨材としてのダイヤモンドを含んでいる。観察された高い摩耗は、硬質の材料におけるダイヤモンドの公知の高い研磨材効果によって生ぜしめられる。望ましくない相互作用は例えば、ダイヤモンドを構成する炭素が、特に鉄金属（鋼、ステンレス鋼）に高速で合金になるということにある。ダイヤモンドは脆くなり、その切断効果を急速に損失し、これにより、作業層が鈍くなり、再ドレッシングされなければならない。このような頻繁な再ドレッシングは、作業層材料の不経済な消費、機械加工の望ましくない頻繁な中断、このようにして機械加工される半導体ウェハの表面構造、形状及び厚さの一貫性のための不十分な結果を伴う不安定な機械加工連続を引き起こす。さらに、金属的な研磨された材料による半導体ウェハの汚染は望ましくない。同様に試験された他のキャリヤ材料、例えばアルミニウム、陽極処理アルミニウム、金属的にコーティングされたキャリヤ（例えば硬質のクロムめっきされた保護層又はニッケル−燐から成る層）においても同様に不都合な特性が観察された。
【００７４】
高い硬度と、低いすべり摩擦係数と、比較テーブルによれば、摩擦下での低い摩耗とを有する材料から成るキャリヤの摩耗保護コーティングが、従来技術によれば知られている。摩耗保護コーティングは、例えば両面ポリシングの間に極めて僅かな摩耗を生じ、摩耗保護コーティングによってコーティングされたキャリヤは、数千回の機械加工サイクルに耐えるが、このような非金属硬質コーティングは、研削法の間に極めて高い摩耗を受け、したがって不適切であることが示された。例は、セラミック又はガラス質（エナメル）コーティング及びダイヤモンド状カーボンから成るコーティングである。
【００７５】
さらに、研削法の間、キャリヤのためのそれぞれの調査された材料は、程度の差こそあれ摩耗を受け、生じる材料摩耗は作業層との相互作用に入ることが観察された。これは通常鋭さ（切断能力）の急速な損失又は作業層の大きな摩耗につながる。両方は望ましくない。
【００７６】
上記の欠点を有さないキャリヤのための適切な材料を見つけるために、多数の標本キャリヤが調査された。キャリヤの幾つかの材料又はコーティングは、作業層のみの作用に曝されると、実際には予期された特性を有することが分かった。例えば、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から成る、商業的に利用可能ないわゆる"スライディングコーティング"又は"磨耗保護コーティング"は、作業層のみの作用に対して耐性であることが分かった。しかしながら、このようにコーティングされたキャリヤは、本発明による方法を実施する場合、作業層の作用と、機械加工によって生ぜしめられかつ例えばシリコンを含む研削スラリの作用とにさらされるので、前記スライディングコーティング又は保護コーティングも極めて急速に摩耗することが分かった。
【００７７】
このことは、作業層に固着されたダイヤモンドが研削効果を生ぜしめ、シリコン、酸化シリコン、及び生ぜしめられたシリコンスラリに緩く含まれるその他の粒子がラッピング効果を生じる事によるものである。研削及びラッピングから成るこの混合された負荷は、それぞれ研削又はラッピングのみによって影響されるものとは、キャリヤ材料のための完全に異なる負荷を構成する。
【００７８】
本発明による第３の方法を実施するために、種々異なる材料から成る多数のキャリヤが生ぜしめられ、材料摩耗及び作業層との相互作用を決定するための比較試験が行われる。この"加速された摩耗試験"は以下に説明される：図１及び図２に示された本発明による方法を実施するのに適した装置が使用されている。上側作業ディスクは、試験中使用されず、回動排出されている。キャリヤ材料のための一連の試験を開始する前に、同一の開始条件を提供するために、一定に保たれたドレッシング方法によって、下側作業層１２がそれぞれ新たにドレッシングされる。摩耗及び相互作用動作を調査しようとする材料からなるキャリヤ１３の平均厚さは、複数の個所において測定され（マイクロメートル）、択一的に、計量によって決定された、キャリヤ及びコーティングの相対密度の知識が与えられている。キャリヤは、転動装置７及び９に挿入され、第１の重量で均一に荷重する。半導体ウェハ１５の平均厚さは、計量によって測定又は好適には決定される。半導体ウェハは、キャリヤに挿入され、第２の重量で均一に荷重される。下側作業層１２を備えた下側作業ディスク４と、転動装置７及び９は、所定の継続時間の間一定の予め選択された回転速度で動作させられる。時間が経過すると、移動は停止させられ、キャリヤ及び半導体ウェハは取り出され、クリーニング及び乾燥の後、半導体ウェハの平均厚さが決定される。負荷をかけられながら、キャリヤ及び半導体ウェハに対する作業ディスク及び転動装置の移動の間、キャリヤからの材料除去（望ましくない摩耗）と、半導体ウェハからの材料除去（望ましい研削効果）とが生じる。この計量、摩耗／除去作用、及び計量の連続は、複数回繰り返される。
【００７９】
図１８は、対数的にプロットされた、多数の材料のための、μｍ／ｍｉｎにおける、キャリヤのための決定された平均厚さ損失（摩耗率Ａ）を示している。試験及び実験的条件の間に、半導体ウェハの除去から、作業層及び研削スラリと接触するキャリヤの材料６７が、表１に明示されている。表１は、作業層及び研削スラリと接触するキャリヤ材料がコーティング（"層"、例えばスプレー、ディッピング、スプレッディング、及び適切ならば、その後の硬化によって提供される）、フィルム、又は中実材料として存在したかどうかをも明示している。表１において使用されている略語は："ＧＦＰ"＝ガラス繊維強化プラスチック、"ＰＰＦＰ"＝ＰＰ繊維強化プラスチック、である。様々なプラスチックのための略語は、概して慣用的であるものである：ＥＰ＝エポキシド；ＰＶＣ＝塩化ポリビニル；ＰＥＴ＝ポリテトラフルオロエチレン、ＰＡ＝ポリアミド、ＰＥ＝ポリエチレン、ＰＵ＝ポリウレタン、ＰＰ＝ポリプロピレン、である。ＺＳＶ２１６は、試験されたスライディングコーティングの製造者の識別番号であり、硬質紙は、紙繊維強化フェノール樹脂である。"セラミック"は、明示されたＥＰマトリックスに埋め込まれた顕微鏡的なセラミック粒子を示す。"低温"は、自己接着形式で装着される薄膜裏側による用途を意味し、"高温"は、高温溶融接着剤が装着された薄膜裏側が、加熱及び押圧によってキャリヤコアに結合された、高温ラミネーションプロセスを意味する。"キャリヤ負荷"の列は、摩耗試験中のキャリヤの重量負荷を表す。半導体ウェハの重量負荷は全ての場合に９ｋｇであった。
【００８０】
【表１】
0005561910.tif 000002
【００８１】
キャリヤのための様々な材料は、作業層によって生ぜしめられる研削効果と半導体ウェハからの材料除去による研削スラリによって生ぜしめられるラッピング効果とからなる複合的な混合された負荷を受けることにより、キャリヤのための極めて種々異なる摩耗率を生じる。材料ｉ（ＰＰ繊維強化ＰＰ）のための値は、確実に決定されることができない（図１８における測定点及びエラーバーのための破線）。最も低い摩耗率は、例えばＰＶＣ（ｃが２ｋｇの試験負荷に関して、ｄが４ｋｇの試験負荷に関して）、ＰＥＴ（ｅが、２ｋｇの試験負荷を受けた熱可塑性自己接着フィルムに関して、ｆが、高温ラミネーション法によって付着された結晶ＰＥＴのフィルムに関して）、ＰＰ（ｈ）及びＰＥ（ｍが、ＬＤ−ＰＥの極めて薄い柔軟なフィルムに関して、ｎが、異なる分子重量を有するＬＤ−ＰＥのより厚く、より硬いフィルムに関して）によって示されている。特に低い摩耗率はエラストマＰＵ（ｏ）によって得られる。
【００８２】
図１９は、試験サイクル中に得られる半導体ウェハからの材料除去と、キャリヤの測定された摩耗との比を示している。このプロット化は直接に、実験の開始前にそれぞれ新たにドレッシングされた、作業層の切断能力（鋭さ）を含む。幾つかのキャリヤ材料は急速に作業層を鈍くさせ、これにより、半導体ウェハのために、比較的低い除去率しか得られず、キャリヤ摩耗と半導体ウェハ除去との比は、一層好ましくないものとなる。このように分類された"Ｇファクタ"（材料除去比）のための有利には高い値は、ＰＶＣ（ｃ及びｄ）、ＰＥＴ（ｅ及びｆ）、及びセラミック粒子が充填されたＥＰ（ｐ）によって提供される；しかしながら、ＰＵ（ｏ）に関して決定された比は、依然として、前記材料の比よりも、ファクタ１０だけ高い。
【００８３】
図２０は、作業層とのキャリヤ材料の摩耗の相互作用を示している。図は、基準材料ｃ（２ｋｇの試験負荷を受けたＰＶＣフィルム）の平均除去率に関する、それぞれ１０分（７０）、３０分（７１）、６０分（７２）の試験時間の後の一定の試験条件において得られた個々の除去率７３を示している。時間の経過と共に作業層の除去率の減少は望ましくない。このようなキャリヤは急速に作業層を鈍くさせ、頻繁な再ドレッシングと、不安定で不経済な作業連続とを生じる。幾つかのキャリヤ材料のために、作業層の鋭さは急速に減少するので、作業層は３０分又は６０分において完全に鈍くなるか、又は材料から成るキャリヤは、例えばPertinax（概して"硬質紙"と呼ばれる、フェノール樹脂が含浸された紙）ｊ、ＰＥフィルムｍ、又は試験されたＥＰ下塗りｑ又は"摩耗保護コーティング"ＺＳＶ２１６のために、数分後に完全に摩耗又は破壊されるほど不安定である（破線７４）。材料ＰＡ（ｌ）及びＰＥ（ｎ）から成るキャリヤが、作業層の鋭さの低い鈍化に関して有利だと証明された。しかしながら、エラストマＰＵ（ｏ）は特に安定しており、作業層の鋭さにおける低い鈍化効果を有する。
【００８４】
さらに、図２０は、繊維補強層が作業層と接触するキャリヤ材料が作業層の特に急速な鈍化につながることを示している：作業層の研削効果は、例えばＥＰ−ＧＦＰ（ａ及びｂ）、ＥＰ−ＣＦＰ（ｇ）、及びＰＰ−ＧＦＰ（ｈ）の場合、１０分後に既に著しく減少しており、その数分後にはほとんど完全に停止する。ガラス繊維補強ＥＰ（ａ及びｂ）と比較して、ガラス繊維を含まないＥＰ（ｐ）から成るコーティングは、作業層を著しくゆっくりと鈍化させる。したがって、第１の材料がガラス繊維、カーボン繊維、セラミック繊維を含まないことが好ましい。
【００８５】
本発明によるこの第３の方法の第１の実施形態（ほとんど相互作用がないキャリヤ）の場合、完全に第１の材料から成っているか又は第１の材料から成る完全な又は部分的なコーティングを有しておりこの層のみが機械加工中に作業層と接触するキャリヤが使用され、前記第１の材料は高い耐摩耗性を有している。
【００８６】
ポリウレタン（ＰＵ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、シリコーン、ゴム、塩化ポリビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＥ）、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、が前記第１の材料のために好ましい。さらに、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリオキシメチレン／ポリアセタール（ＰＯＮ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳ）、及びポリエチレンスルホン（ＰＥＳ）も、有利には使用されることができる。
【００８７】
熱可塑性エラストマの形式のポリウレタン（ＴＰＥ−Ｕ）が特に好適である。同様に特に好適なのは、シリコーンゴム（シリコーンエラストマ）、又はシリコーン樹脂等のシリコーン、加硫ゴム、ブタジエン−スチレンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等の形式の別のゴム、及びフッ素ゴムである。さらに、特に好ましいのは、部分的に結晶質又は非晶質のポリマとしてのＰＥＴ、特に（コポリエステル）ポリエステルベースの熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ−Ｅ）、及びポリアミド、特にＰＡ６６、及び熱可塑性ポリアミドエラストマ（ＴＰＥ−Ａ）、及びＰＥ又はＰＰ等のポリオレフィン、特に熱可塑性オレフィンエラストマ（ＴＰＥ−Ｏ）である。最後に、ＰＶＣ、特に可塑化（柔軟）ＰＶＣ（ＰＶＣ−Ｐ）、が特に好ましい。
【００８８】
コーティング又は中実材料のために、繊維補強プラスチック（ＦＲＰ；複合プラスチック）が同様に好ましく、繊維補強は、ガラス繊維、炭素繊維、又はセラミック繊維を含まない。天然繊維及び合成繊維、例えば綿、セルロース等、及びポリオレフィン（ＰＥ，ＰＰ）、アラミド等が、繊維補強のために特に好ましい。
【００８９】
本発明によるキャリヤの典型的な実施形態が図２１から図２４までに示されている。図２１は、完全に第１の材料から成るキャリヤ１５（単層キャリヤ）を示している。例えば、図２１（Ａ）は、１つの半導体ウェハを収容するための１つの開口１４を有するキャリヤを示しており、図２１（Ｂ）は、複数の半導体ウェハを同時に収容するための複数の開口１４を有するキャリヤを示している。前記収容開口と共に、キャリヤは常に外側歯列７５を有しており、この外側歯列は、加工機械の、内側及び外側のピン付き車から形成された、転動装置に噛み合い、選択的に、前側と後側（上側の作業層と下側の作業層）の間で作業ギャップに供給される冷却潤滑剤のより優れた流過及び交換のために主に働く１つ又は２つ以上のパーフォレーション又は開口７６を有している。
【００９０】
図２１（Ｃ）は、別の典型的な実施形態において第１の材料から成る本発明による単層キャリヤを示しており、このキャリヤにおいて、半導体ウェハを収容するための開口１４は、第３の材料７７によって被覆されている。キャリヤ１５の第１の材料が極めて硬く、半導体ウェハと直接に接触して、半導体ウェハのエッジ領域における増大した損傷の危険性を生じるならば、この付加的なライニング７７が好ましい。したがって、ライニング７７の第３の材料は、より柔軟であり、これによりエッジの損傷を排除するように選択される。ライニングは、例えば接着剤又はポジティングロッキングによって、適切であるならば、図２１（Ｃ）における典型的な実施形態に示されているように、接触面積を拡大する"鳩尾状部分"７８によって、キャリヤ１５に結合されている。適切な第３の材料７７の例は、欧州特許第０２０８３１５号明細書に開示されている。
【００９１】
キャリヤが、作業層と接触するコーティングよりも高い剛性（弾性係数）を有する材料から成る、作業層と接触しないコアを有すると、同様に好適である。金属、特に合金鋼、特に防食（ステンレス鋼）及び／又はばね鋼、及び繊維補強プラスチックが、キャリヤコアのために特に好適である。この場合、コーティング、すなわち第１の材料は好適には、補強されていないプラスチックから成る。コーティングは好適には、堆積、浸漬、噴霧、フラッディング、温暖又は高温接着剤結合、化学的接着剤結合、焼結、又はポジティブロッキングによって、コアに提供される。コーティングは、接合又はプレス、射出成形又は接着剤結合によってコアにおける合致する孔に挿入される個々の点又はストリップから成ることもできる。
【００９２】
第２の材料から成るコア１５と、第１の材料から成る前側コーティング７９ａ及び後側コーティング７９ｂを含む、このような多層キャリヤの典型的な実施形態が、図２２に示されている。この場合、図２２（Ａ）は、前側及び後側がコア１５の全面積に亘ってコーティングされているキャリヤを示しているのに対し、図２２（Ｂ）は、面積の部分に亘ってコーティングされたキャリヤを示しており、この場合、示された典型的な実施形態において、例えば、リング状の領域８０が、半導体ウェハを収容するための開口と、キャリヤの外側歯列とにおいて、自由に残されていた。
【００９３】
図２２（Ｂ）による、領域の部分に亘ってコーティングされたキャリヤの利点は、例えば半導体ウェハを収容するための開口に、図２１（Ｃ）に示されているように、第３の材料７７から成るライニングが設けられることができるということであり、このライニングは、コア１５のより硬い第２の材料に結合されているだけであり、選択的に、コーティングの前又は後に提供されることができるか、又は例えば外側歯列の領域には低摩耗第１材料が設けられておらず、その結果、加工機械の転動装置における転動の経過において、妨害する材料摩耗が回避される。
【００９４】
作業層と接触しないコアのプラスチックのために、剛性繊維、例えばガラス繊維又は炭素繊維、特に超高弾性炭素繊維から成る繊維補強が好適である。
【００９５】
コーティングは、特に好適には、連続的な方法におけるラミネーション（ロールラミネーション）によって、予め製造されたフィルムの形式において提供される。この場合、フィルムは、低温結合接着剤、又は特に好適には、ベースポリマＴＰＥ−Ｕ、ＰＡ、ＴＰＥ−Ａ、ＰＥ、ＴＰＥ−Ｅ又はエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡｃ）等を含む、温暖又は高温溶融接着剤（高温ラミネーション）によって、後側にコーティングされる。
【００９６】
さらに、キャリヤが硬いコアと個々のスペーサとを有することが好適であり、スペーサは、低い滑り抵抗を有する耐摩耗性材料から成っており、機械加工中にコアが作業層と接触しないように配置されている。
【００９７】
このタイプのスペーサを有するキャリヤの典型的な実施形態が図２３に示されている。スペーサは、例えば前側（８１ａ）及び後側（８１ｂ）に提供された、"ノブ"又は"ポイント"８１又は細長い"バー"８２であることができ、それぞれあらゆる所望の形状を有しており、あらゆる所望の数が設けられている（図２３（Ａ））。これらのスペーサ８２ａ（キャリヤの前側）及び８２ｂ（後側）は、例えば接着剤結合、例えば、個々のコーティングエレメント８２（及び８１）の後側自己接着コーティング８３によってキャリヤ１５に結合されることができるか、又は例えばかしめ、リベット留め、融着等によってマッシュルーム状に、キャリヤにおける孔を貫通してキャリヤの前側及び後側に拡げられる（プレスされる等）エレメント８５であることができる。さらに、図２２における典型的な実施形態による前側（７９ａ）及び後側（７９ｂ）のコーティングは、複数のウェブによって互いに結合されていることができ、これらのウェブは、図２３（Ｂ）においてそれぞれコーティングエレメント８４及び８５の例にしたがってキャリヤにおける孔を貫通しており、これにより、提供されたコーティング７９の望ましくない解離に対する付加的な予防手段を提供することができる。
【００９８】
最後に、第２の材料から成るコアが、排他的にキャリヤの薄い外側のリング状のフレームから成ることが好適であり、このリングは、転動装置による駆動のためにキャリヤの歯列を含む。第１の材料から成るインレイは、個々の半導体ウェハのための１つ又は複数の切欠きを含む。好適には、第１の材料は、ポジティブロッキング、接着剤結合、又は射出成形によって、リング状のフレームに結合されている。フレームは好適には実質的により硬く、インレイよりも実質的に小さい摩耗を有する。機械加工の間、好適にはインレイのみが作業層と接触する。ＰＵ、ＰＡ、ＰＥＴ、ＰＥ、ＰＵ−ＵＨＷＭ、ＰＢＴ、ＰＯＭ、ＰＥＥＫ又はＰＰＳから成るインレイを備えた鋼フレームが、特に好適である。
【００９９】
図２４に示されているように、歯列を備えたリング状のフレーム８６は、インレイ８７よりも薄く、第２の材料から成るフレームが加工機械の作業層と接触しないように前記インレイの厚さに関して実質的に中央でインレイ８７に結合されていることが好適である。インレイ８７とフレーム８６との結合位置は好適には、図２３（Ｂ）にポジティブにロッキングする形式で締りばめされたスペーサ８４の場合に示されたように、鈍い形式で具体化されているか、図２３（Ｂ）にスペーサ８５の例によってフレーム８６のエッジを越えてインレイ８７の拡開にある。
【０１００】
作業層との接触の結果として摩耗を生じる上記スペーサの代わりに、コアにおける孔における結合又はコアの表面への接着剤結合が容易に使用されることができる。
【０１０１】
摩耗した部分的な又は全体的なコーティングがコアから容易に剥離され、新たなコーティングの提供によって更新されることができる場合が同様に特に好適である。適切な物質の場合、剥離は、適切な溶剤（例えばテトラヒドロフランによるＰＶＣ）、酸（例えばギ酸によるＰＥＴ又はＰＡ）によって、又は酸素の豊富な雰囲気における加熱（灰化）によって最も単純に行われる。
【０１０２】
高価な材料、例えばステンレス鋼、又は材料除去（研削、ラッピング、ポリシング）によって複雑な形式で所定の厚さに較正されておりかつその他の形式で熱処理又は後処理されているか又はコーティングされている金属、例えば鋼、アルミニウム、チタン、又はこれらの合金、高性能プラスチック（ＰＥＥＫ、ＰＰＳ、ＰＯＭ、ＰＳＵ、ＰＥＳ等、適切ならば付加的な繊維補強を備える）から成るコアの場合、摩耗コーティングの繰り返された再適用によるコーティングの広範囲な摩耗の後にキャリヤを再利用することが好適である。特に好適には、この場合、コーティングは、コーティングの場合によっては突出する部分のトリミング、エッジトリミング、バリ取り等の再加工が不要であるように、スタンピング、カッティングプロッタ等によって正確に嵌合する形式でキャリヤの寸法に前もって切断されたフィルムの形式で、ラミネーションによって合同で提供される。特に好適には、摩耗された第１のコーティングの残留物は、ここでは、高性能プラスチックから成るコアの場合にも残ることができる。
【０１０３】
安価な材料、例えば、ＥＰ、ＰＵ、ＰＡ、ＰＥＴ、ＰＥ、ＰＢＴ、ＰＶＢ等の場合によっては付加的に繊維補強されるプラスチックから成るコアの場合、１つのコーティングが好適である。この場合、コーティングは、コアのためのブランク（スラブ）において特に好適には既に行われ、キャリヤは、ミリング、カッティング、ウォータジェット切断、レーザ切断等によって、後側コーティングと、コアと、前側コーティングとから形成された"サンドイッチ"スラブから分離されるだけである。コーティングがほとんどコアまで摩耗された後、キャリヤはこの典型的な実施形態において廃棄される。
【０１０４】
図１１は、例として、連続的な機械加工パスＦのために得られた半導体ウェハの平均除去率MARを示しており、本発明によれば、作業層の鋭さに影響しないキャリヤが使用された。平均除去率は、ここに示された１５回の機械加工サイクルに亘って実質的に一定（４８）にとどまる。機械加工サイクルの間の半導体ウェハからの材料除去は９０μｍである。キャリヤは、前側及び後側において１００μｍの厚さのＰＶＣコーティングが設けられたステンレス鋼コアから成っていた。摩耗によるこのコーティングの厚さの減少は、１回の機械加工サイクルごとに平均で３μｍであった。
【０１０５】
図１２は、比較の例として、連続的な機械加工パスＦのために得られた半導体ウェハの平均除去率MARを示しており、本発明によらないキャリヤが使用され、このキャリヤは作業層の鋭さにおける減少効果を有していた。平均除去率は、機械加工サイクルごとに連続的に、示された１４回の機械加工サイクルの中で、最初の３０μｍ／ｍｉｎ以上から、５μｍ／ｍｉｎ未満まで減少する。キャリヤは、ガラス繊維補強エポキシ樹脂から成っていた。摩耗によるこのコーティングの厚さの減少は、機械加工サイクルごとに平均で３μｍであった。
【０１０６】
本発明による第３の方法の第２の実施形態（"ドレッシングキャリヤ"）の場合、完全に第２の材料から成るキャリヤ、又は第２の材料から成る作業層と接触する部分のコーティングとして使用され、前記第２の材料は、作業層をドレッシングする物質を含んでいる。
【０１０７】
作業層をドレッシングする硬い物質が摩耗の結果として解放されるように、前記第２の材料が硬い物質を含みかつ作業層と接触することにより摩耗を生じることが好適である。第２の材料の摩耗の経過において解放される硬い物質は、作業層に含まれた研磨材よりも柔軟であることが特に好適である。解放される材料は、コランダム（Ａｌ2Ｏ3）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、又は酸化セリウム（ＣｅＯ2）であり、作業層に含まれた研磨材が、ダイヤモンドであることが特に好適である。特に好適には、キャリヤの第１の材料から解放された硬い物質は、作業層からの研磨材によって機械加工によって決定される、半導体ウェハ表面のラフネス及び損傷深さを増大しないように、柔軟である（ＳｉＯ2，ＣｅＯ2）か、又は硬い物質の粒子寸法が小さい（Ａｌ2Ｏ3，ＳｉＣ，ＺｒＯ2）。
【０１０８】
概して、キャリヤと作業層との相互作用の程度は、２つの作業層のために異なる。これは、例えば、作業層との増大した相互作用につながるキャリヤの固有重量、又は作業ギャップに供給されかつ上側及び下側において異なる冷却循環フィルムを生ぜしめる作用物質（冷却潤滑剤）の分配によるものである。特に、本発明によらない、作業層の鋭さを減じるキャリヤの場合、結果は、上側作業層と下側作業層との間の極めて非対称な鈍化である。これは、半導体ウェハの前側及び後側からの異なる除去を生ぜしめ、半導体ウェハの望ましくないラフネスを誘発する変形が生じる。
【０１０９】
図１３は、ＰＶＣから成る本発明によるキャリヤを用いて機械加工された半導体ウェハ（５５）の反りＷと、比較の例としての、本発明によらないキャリヤを用いて機械加工された半導体ウェハ（５４）の反りとを示している。本発明によらないキャリヤは、示された例においてステンレス鋼から成る。作業層のダイヤモンドの炭素はステンレス鋼において解放され、ダイヤモンドは脆くなり、作業層が鈍化する。キャリヤの重量により、作業層とのキャリヤの相互作用は、上側作業層との相互作用よりも大きく、これにより、下側作業層はより迅速に鈍化する。このことは、下側と上側との間で極めて非対称な半導体ウェハからの材料除去を生ぜしめ、著しく異なる前側ラフネスと後側ラフネスとを生じる。反りが形成する（ひずみによって誘発される反り）。反りは、半導体ウェハにおける半径方向測定位置Ｒに対してプロットされている。反りＷは、半導体ウェハの全長に亘る変形又はひずみによるあらゆる力なしに取り付けられた半導体ウェハの撓みの最大を表している。本発明により機械加工される半導体ウェハの反りは７μｍであり、本発明によらずに機械加工される半導体ウェハの反りは５６μｍである。
【０１１０】
図１４は、例として、本発明によるキャリヤ（ステンレス鋼から成るコアにラミネートされたＰＶＣフィルム）によって機械加工された半導体ウェハ（５８）の下側（Ｕ）と上側（Ｏ）の損傷深さ（サブ表面損傷、ＳＳＤ）と、比較の例としての、本発明によらないキャリヤ（ガラス繊維補強エポキシ樹脂）を用いて機械加工された半導体ウェハの損傷深さとを示している。本発明により機械加工された半導体ウェハ５８の場合、ＳＳＤは測定誤差の範囲内で両面において同じである。本発明によらずに機械工された半導体ウェハ５９の場合、上側作業層によって機械加工された側ＯのＳＳＤは、本発明により機械加工された半導体ウェハの両側において得られたものよりも、著しく低く、下側作業層によって機械加工された側ＵのＳＳＤは、著しく高い。ＳＳＤは、レーザ−音響測定法（レーザパルス励起の後の音散乱の測定）によって決定された。
【０１１１】
図１５は、例として、本発明によるキャリヤ（ステンレス鋼におけるＰＶＣ）を用いて機械加工された半導体ウェハ（５８）の上側（Ｏ）及び下側（Ｕ）のＲＭＳラフネスRMSと、比較の例としての、本発明によらないキャリヤ（ガラス繊維補強エポキシド）を用いて機械加工された半導体ウェハ（５９）のＲＭＳラフネスとを示している。本発明により機械加工された半導体ウェハ（５８）の場合、ラフネスは、測定誤差の範囲内で両側において同じである。本発明によらずに機械加工された半導体ウェハ５９の場合、上側作業層値によって機械加工された側（Ｏ）のラフネスは、本発明により機械加工された半導体ウェハの両側において得られたものよりも、著しく低く、下側作業層によって機械加工された側（Ｕ）のラフネスは著しく高い（ＲＭＳ＝平方根平均、ラフネス振幅のＲＭＳ値）。ラフネスは、スタイラスプロフィルメータ（８０μｍフィルタ長さ）を用いて決定された。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明による方法を実施するのに適した装置を斜視図で示している。
【図２】本発明による方法を実施するのに適した装置を、下側作業ディスクの平面図で示している。
【図３】本発明による方法を実施するのに適した装置の作業ディスクの間の、本発明により変更された作業ギャップの原理を示している。
【図４】異なる温度について、本発明による方法を実施するのに適した装置の２つの作業ディスクによって形成された作業ギャップの半径方向プロフィルを示している。
【図５】本発明によって変更されない作業ギャップを用いて機械加工された半導体ウェハのジオメトリ分布と比較した、本発明によって変更された作業ギャップを用いて機械加工された半導体ウェハのＴＴＶの累積度数分布を示している（ＴＴＶ＝合計厚さ変化；半導体ウェハの最も大きな厚さと最も小さな厚さとの差）。
【図６】作業ディスク形状を制御することによって本発明によってほぼ一定に保たれた作業ギャップの、機械加工中に測定されたゲイプと、作業ギャップにおける種々異なる位置における結果的な表面温度とを示している（ゲイプ＝作業ディスクの内側エッジの近くにおける作業ギャップの幅と、作業ディスクの外側エッジの近くにおける作業ギャップの幅との差）。
【図７】機械加工中に本発明により制御されなかった作業ディスクのgapeと、作業ギャップの種々異なる位置における変化する温度とを示している。
【図８】機械加工中に半導体ウェハの面積の部分が一時的に作業ギャップから出る、本発明による方法によって機械加工された半導体ウェハの厚さプロフィルを示している。
【図９】機械加工中を通じて半導体ウェハの全面積が作業ギャップ内にとどまる、本発明によらない方法によって機械加工された半導体ウェハの厚さプロフィルを示している。
【図１０】機械加工中に半導体ウェハの面積の部分であるが著しく大きな面積領域が一時的に作業ギャップから出る、本発明によらない方法によって機械加工された半導体ウェハの厚さプロフィルを示している。
【図１１】本発明によるキャリヤが使用された、本発明による方法を用いる連続的な機械加工ランの間の半導体ウェハからの平均材料除去率を示している。
【図１２】本発明によらないキャリヤが使用された、本発明によらない方法を用いる連続的な機械加工ランからの平均除去率を示している。
【図１３】本発明によらない方法によって機械加工された半導体ウェハと比較して、本発明による方法によって機械加工された半導体ウェハの反りを示している。
【図１４】本発明よって機械加工されなかった不均一な材料除去を備えたウェハと比較して、装置の作業層によって同じ材料除去を備えた本発明による方法によって機械加工された半導体ウェハの前側及び後側の表面損傷深さ（"サブ表面損傷"、ＳＳＤ）を示している。
【図１５】本発明によって機械加工されなかった不均一な材料除去を備えたウェハと比較して、装置の２つの作業層による同じ材料除去を備えた本発明による方法によって機械加工された半導体ウェハの前側及び後側の表面ラフネスを示している。
【図１６】制御された作業ギャップを用いて、本発明による方法によって機械加工された半導体ウェハの厚さプロフィルの直径方向断面を示している。
【図１７】制御されない作業ギャップを用いて、本発明によらない方法によって機械加工された半導体ウェハの厚さプロフィルの直径方向断面を示している。
【図１８】様々な試験された材料のための"加速された摩耗試験"におけるキャリヤの摩耗率を示している。
【図１９】キャリヤの様々な試験された材料のための"加速された摩耗試験"における、半導体ウェハからの材料除去と、キャリヤの摩耗との比を示している。
【図２０】キャリヤの様々な試験された材料のための"加速された摩耗試験"における、機械加工継続時間を用いる作業層の切断能力の相対変化を示している。
【図２１】本発明による単層キャリヤ（中実材料）の典型的な実施形態を示している。
【図２２】完全な又は部分的なコーティングを備えた、本発明による多層キャリヤの典型的な実施形態を示している。
【図２３】１つ又は２つ以上の"ノブ"又は細長い"バー"の形式の部分領域コーティングを備えた、本発明によるキャリヤの典型的な実施形態を示している。
【図２４】歯付き外側リング及び挿入体を含む、本発明によるキャリヤの典型的な実施形態を示している。
【図２５】対称的な半径方向の力の作用による作業ディスクの形状の本発明による調整の原理を示している。
【図２６】作業ギャップにおける温度の迅速制御と、作業ディスクの形状の低速制御との組合せによる、作業ギャップのジオメトリの本発明による制御の原理を示している。
【符号の説明】
【０１１３】
１  上側作業ディスク、  ４  下側作業ディスク、  ７  内側駆動リング、  ９  外側駆動リング、  １１  上側作業層、  １２  下側作業層、  １３  キャリヤ、  １４  半導体ウェハを収容するための切欠き、  １５  半導体ウェハ、  １６  半導体ウェハの中心、  １７  転動装置におけるキャリヤの中心のピッチ円、  １８  半導体ウェハにおける基準点、  １９  半導体ウェハにおける基準点の軌道、  ２１  キャリヤの中心、  ２２  転動装置の中心、  ２３  ウェハ変形のための作動エレメント、  ３０  作業ギャップ、  ３０ａ  作業ギャップ外側の幅、  ３０ｂ  作業ギャップ内側の幅、  ３４  作用物質を供給するための孔、  ３５  測定装置作業ギャップ温度（内側）、  ３６  測定装置作業ギャップ温度（外側）、  ３７  測定装置作業ギャップ幅（内側）、  ３８  測定装置作業ギャップ幅（外側）、  ３９  ＴＴＶ分配（監督された作業ギャップで機械加工された）、  ４０  ＴＴＶ分配（監督されない作業ギャップで）、  ４１  機械加工中の作業ギャップ差、  ４２  作業ギャップ外側における温度、  ４３  作業ギャップ内側における温度、  ４４  作業ギャップ中央における温度、  ４５  オーバーランを用いた機械加工の後の厚さプロフィル、  ４６  オーバーランを用いない機械加工の後の厚さプロフィル、  ４７  オーバーランなしの機械加工の後のエッジロールオフ、  ４８  鋭さを損なわないキャリヤを用いた除去率、  ４９  鋭さを減じるキャリヤを用いた除去率、  ５０  切欠きの方向での厚さプロフィル、  ５１  ノッチに関して４５゜の厚さプロフィル、  ５２  平均厚さプロフィル、  ５３  切欠きに関して１３５゜の厚さプロフィル、  ５４  非対称材料除去の後の反り、  ５５  対称的材料除去の後の反り、  ５６  過剰なオーバーランの場合の切欠き、  ５７  上側作業ディスクにおける温度（体積）、  ５８  対称的材料除去の後のラフネス／損傷、  ５９  非対称の材料除去の後のラフネス／損傷、  ６５  切欠きに関して９０゜の厚さプロフィル、  ６６  監督されない作業ギャップの場合の凸、  ６７  キャリヤの材料基準シンボル、  ６８  キャリヤの摩耗率、  ６９  半導体ウェハの材料除去とキャリヤの摩耗との比、  ７０  １０分後の作業層の切断能力、  ７１  ３０分後の作業層の切断能力、  ７２  ６０分後の作業層の切断能力、  ７３  １０〜６０分後の作業層の切断能力、  ７３  作業層の切断能力の一時的な発展（不完全）、  ７５  キャリヤの外側歯列、  ７６  キャリヤにおける切欠き、  ７７  半導体ウェハを収容するための開口のライニング、  ７８  ライニングとキャリヤとのポジティブロッキング結合のための歯列、  ７９ａ  キャリヤの前側コーティング、  ７９ｂ  キャリヤの後側コーティング、  ８０  キャリヤのコーティングにおいて自由のままのエッジ、  ８１  丸い"ノブ"の形式のキャリヤの部分領域コーティング、  ８２  細長い"バー"形式のキャリヤの部分領域コーティング、  ８３  キャリヤへの部分領域コーティングの接着剤結合、  ８４  キャリヤの連続的なポジティブロッキング部分領域コーティング、  ８５  キャリヤのかしめられた（リベット留めされた）連続的な部分領域コーティング、  ８６  キャリヤの歯付き外側リング、  ８７  キャリヤの挿入体、  ９０  測定可変内側ギャップ測定センサ、  ９１  測定か片外側ギャップ測定センサ、  ９２  差動エレメント距離信号、  ９３  制御エレメントギャップ調節、  ９４  操作された可変ギャップ調節、  ９５  測定可変内側温度センサ、  ９６  測定可変外側温度センサ、  ９７  差動エレメント温度信号、  ９８  制御エレメントギャップ温度調節、  ９９  操作された可変ギャップ温度調節、  Ａ  キャリヤの相対摩耗率、  ＡＳＲ  作業ディスク半径、  Ｄ  厚さ、  Ｆ  力、  Ｇ  半導体ウェハの材料除去と、キャリヤの摩耗との比（"Ｇファクタ"）、  Ｈ  （累積された分配のための）周波数、  ＭＡＲ  平均除去率、  Ｒ  （半導体ウェハの）半径、  ＲＧ  相対ギャップ幅（相対ギャップ）、  ＲＭＳ  平方根平均；ラフネス、  Ｓ  作業層の相対切断能力、  ＳＳＤ  サブ表面損傷、  ｔ  時間、  Ｔ  温度、  ＴＴＶ  合計厚さ変化、  Ｗ  反り
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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