(57)【要約】      （修正有）【課題】平坦度の高いワークを研磨できる研磨ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】剛性体６の下部に接着された、ワークＷの裏面を保持するためのバッキングパッド１２と、該バッキングパッド１２の下面に、前記ワークＷのエッジ部を保持するためのリング状のテンプレート１３を具備し、前記バッキングパッド１２の下面に前記ワークＷの裏面を保持しながら、前記ワークＷの表面を定盤３上に貼り付けられた研磨布４に摺接させて研磨する研磨ヘッド２の製造方法であって、前記バッキングパッド１２を加熱すること無く減圧下で前記剛性体６の下部に両面テープ１６で接着するバッキングパッド接着工程と、該バッキングパッド接着工程後に、前記テンプレート１３を加熱すること無く減圧下で前記バッキングパッド１２に両面テープ、あるいは、反応硬化型の無溶剤の液状又はペースト状の接着剤２１で接着するテンプレート接着工程とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
剛性体の下部に接着された、ワークの裏面を保持するためのバッキングパッドと、該バッキングパッドの下面に、前記ワークのエッジ部を保持するためのリング状のテンプレートを具備し、前記バッキングパッドの下面に前記ワークの裏面を保持しながら、前記ワークの表面を定盤上に貼り付けられた研磨布に摺接させて研磨する研磨ヘッドの製造方法であって、
前記バッキングパッドを加熱すること無く減圧下で前記剛性体の下部に両面テープで接着するバッキングパッド接着工程と、該バッキングパッド接着工程後に、前記テンプレートを加熱すること無く減圧下で前記バッキングパッドに両面テープ、あるいは、反応硬化型の無溶剤の液状又はペースト状の接着剤で接着するテンプレート接着工程とを有することを特徴とする研磨ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記バッキングパッド接着工程、及び／又は、前記テンプレート接着工程において、多孔質材料で構成される押圧部材を用いて押圧しながら前記バッキングパッド、及び／又は、前記テンプレートの表面を接着することを特徴とする請求項１に記載の研磨ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記剛性体としてリング状の剛性リングを用い、該剛性リングの下端面に均一の張力で接着されたラバー膜を介して、前記バッキングパッドを前記剛性リングの下部に接着することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の研磨ヘッドの製造方法。
【請求項４】
定盤上に貼り付けられた研磨布と、該研磨布上に研磨剤を供給するための研磨剤供給機構と、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の製造方法により製造した研磨ヘッドを具備し、該研磨ヘッドでワークを保持して前記ワークの表面を、定盤上に貼り付けられた研磨布に摺接させて研磨するものであることを特徴とする研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを保持するための研磨ヘッドの製造方法及びその研磨ヘッドを具備した研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウェーハ等の半導体ウェーハを製造する場合、重要な工程の一つにウェーハの表面粗さを改善するとともに、平坦度を高めるための研磨工程がある。近年のデバイスの高精度化に伴い、デバイス作製に用いられる半導体ウェーハは非常に高精度に平坦化することが要求されている。このような要求に対し、半導体ウェーハの表面を平坦化する技術として、化学機械研磨（ＣＭＰ；Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）が用いられている。
【０００３】
シリコンウェーハ等のワークの表面を研磨する装置として、ワークを片面ずつ研磨する片面研磨装置と、両面を同時に研磨する両面研磨装置とがある。
一般的な片面研磨装置を用いて、半導体ウェーハ（以下、「ウェーハ」と言う場合がある）の化学機械研磨を行う場合、従来、ウェーハの研磨する側の面（被研磨面）とは反対側の面を、ワックス等の接着剤を介してガラスプレート等に貼り付けて保持する方法がある。
【０００４】
一方、ワックス等の接着剤を用いずにウェーハを保持して研磨を行う、いわゆるワックスフリー研磨（ワックスレス研磨とも呼ばれる）方式の一つとして、軟質樹脂製の発泡シート等からなるバッキングパッドを備えた保持盤を用いる方法がある。
【０００５】
例えば、図８に示すような研磨装置３８において、セラミックス等からなる円盤状の保持盤本体３２に、バッキングパッド３４と、ワークＷを囲む円形孔を有するテンプレート３５を貼り付けた研磨ヘッド３１を用い、ワークＷの片面をバッキングパッド３４に水を介して密着させて保持する。そして、定盤３７に貼り付けられた研磨布３６に研磨剤３３を供給するとともに、定盤３７と研磨ヘッド３１をそれぞれ回転させながらワークＷの被研磨面を研磨布３６に押し付けて摺接させる。これにより、ワークＷの被研磨面を鏡面状に仕上げることができる。
【０００６】
ワークを片面研磨加工により平坦化させるためのワーク保持方法として、より平坦で、かつ高剛性な円盤状のプレートにワックス等の接着剤を介してワークを貼り付ける方法があるが、特にワーク全面に対して均一な研磨加工代を必要とする場合には、ワーク保持部を高剛性な円盤状のプレートの代わりにラバー膜とし、該ラバー膜の背面に空気等の加圧流体を流し込み、均一の圧力でラバー膜を膨らませて研磨布にワークを押圧する、いわゆるラバーチャック方式が使用されている（特許文献１参照）。
【０００７】
従来のラバーチャック方式の研磨ヘッドの構成の一例を模式的に図９に示す。この研磨ヘッド１０２の要部は、環状剛性リング１０４と、剛性リング１０４に接着されたラバー膜１０３と、剛性リング１０４に結合された中板１０５とからなる。剛性リング１０４と、ラバー膜１０３と、中板１０５とによって、密閉された空間１０６が画成される。また、ラバー膜１０３の下面部の周辺部には、剛性リング１０４と同心に環状のテンプレート１１４が具備される。また、中板１０５の中央には圧力調整機構１０７により加圧流体を供給するなどして空間の圧力を調節する。また、中板１０５を研磨布１０９方向に押圧する図示しない押圧手段を有している。
【０００８】
ラバー膜１０３の材質としては、特許文献２にゴム硬度１０〜１００、引張強度３〜２０ＭＰａ、引張伸度５０〜１０００％、厚み０．２〜３ｍｍの物性を示す弗素系ゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム等の様々なゴム材料が提案されている。
また、剛性リング１０４の材質としては、特許文献２にステンレス製、アルミ製の金属製の材料が記載されている。
また、ラバー膜１０３を剛性リング１０４上に形成する方法として、特許文献２に剛性リング１０４と可撓性ゴム塊を金型に入れて１５０℃〜１８５℃に加熱し、型締め圧１〜２００トンで圧縮成形して形成する方法が記載されている。
【０００９】
このようにして構成された研磨ヘッド１０２を用いて、ラバー膜１０３の下面部でバッキングパッド１１３を介してワークＷを保持するとともに、テンプレート１１４でワークＷのエッジ部を保持し、中板１０５を押圧して定盤１０８の上面に貼り付けられた研磨布１０９にワークＷを摺接させて研磨加工が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平５−６９３１０号公報
【特許文献２】特開２００５−７５２１号公報
【特許文献３】国際公開第２０１０／１１９６０６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このような、従来の研磨ヘッド１０２を用いてワークＷの研磨を行うことにより、ワークＷ全面の研磨代の均一性が向上する場合もあったが、研磨ヘッド１０２のラバー膜１０３が接着された剛性リング１０４によっては、研磨代均一性、ワークの平坦度が大幅に悪化することがあり、研磨後のワークＷの平坦度を安定に保てないという問題があった。
【００１２】
特許文献３には、ラバー膜１０３が接着された剛性リング１０４と中板１０５とを結合した状態で、剛性リング１０４の下端面との接着部のラバー膜１０３の下面部の周方向の平面度を測定し、該測定した平面度が４０μｍ以下となるものを選別する工程を有し、該選別された平面度が４０μｍ以下のラバー膜１０３が接着された剛性リング１０４及び剛性リング１０４に結合された中板１０５とを用いて研磨ヘッドを製造することを特徴とする研磨ヘッドの製造方法が記載されている。この製造方法により作製されたラバー膜１０３が接着された剛性リング１０４の、ラバー膜１０３上にワーク保持用の市販のテンプレートアセンブリを両面テープで貼り付けて研磨ヘッドを作製する。テンプレートアセンブリは、両面テープ付きの発泡ポリウレタン製のシートであるバッキングパッド１１３にテンプレート１１４として、ガラスクロス入りエポキシ樹脂積層板を両面テープで接着して構成したものを使用している。
【００１３】
この研磨ヘッドでは、平坦なラバー膜１０３を使用しているため、ワークＷは平坦に保持可能であるが、前記テンプレートアセンブリが両面テープでラバー膜１０３表面に接着される際、これらの間にエアー等が入り込み、ワークと接触するテンプレート１１４表面の平坦度が悪化し、研磨後のワークＷの平坦度も悪化するという問題があった。
【００１４】
また、上記のようにテンプレートアセンブリは両面テープでラバー膜１０３表面に接着されるが、接着力が強い加熱して貼りつける感熱型の両面テープでは、１００℃程度の比較的高温が必要になり、ラバー膜１０３、発泡ポリウレタン製のシートであるバッキングパッド１１３、ガラスクロス入りエポキシ樹脂積層板であるテンプレート１１４が加熱により変形してしまうため、感圧型の両面テープを使用している。感圧型の両面テープは接着力が弱いため、５０℃に加熱して貼りつけていた。しかしながら、デバイス作製に用いられる半導体ウェーハは非常に高精度に平坦化することが要求されてきており、５０℃程度の加熱でも、ラバー膜、発泡ポリウレタン製のシートであるバッキングパッド１１３、ガラスクロス入りエポキシ樹脂積層板であるテンプレート１１４が熱変形し、ウェーハ平坦度が悪化するという問題が発生した。
【００１５】
また、研磨ヘッド作製の際には上記したテンプレートアセンブリの接着を、手作業で行うため、スキルが要求される。また、エアー等が入り込まないように注意しながらの作業であるため、歩留まりが悪く、時間がかかり、能率の悪い作業となっていた。
【００１６】
また、市販のテンプレートアセンブリを両面テープで貼りつける際には、接着力を向上させるため、加熱して貼りつけていたが、加熱したプレートを押し付けるため、自動プレス機が必要となり、設備が大きくなり、投資額が増大してしまう問題があった。
【００１７】
本発明は前述のような問題に鑑みてなされたもので、研磨ヘッドの製造の際に起こるバッキングパッド及びテンプレートの平坦度の悪化を抑制し、平坦度の高いワークを研磨できる研磨ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明によれば、剛性体の下部に接着された、ワークの裏面を保持するためのバッキングパッドと、該バッキングパッドの下面に、前記ワークのエッジ部を保持するためのリング状のテンプレートを具備し、前記バッキングパッドの下面に前記ワークの裏面を保持しながら、前記ワークの表面を定盤上に貼り付けられた研磨布に摺接させて研磨する研磨ヘッドの製造方法であって、前記バッキングパッドを加熱すること無く減圧下で前記剛性体の下部に両面テープで接着するバッキングパッド接着工程と、該バッキングパッド接着工程後に、前記テンプレートを加熱すること無く減圧下で前記バッキングパッドに両面テープ、あるいは、反応硬化型の無溶剤の液状又はペースト状の接着剤で接着するテンプレート接着工程とを有することを特徴とする研磨ヘッドの製造方法が提供される。
このような製造方法を用いて研磨ヘッドを製造すれば、バッキングパッドと剛性体間及びテンプレートとバッキングパッド間の接着部にエアーの巻き込みがなくなり、バッキングパッドとテンプレートを平坦にすることができる。また、各接着工程で熱を加えないため、バッキングパッド及びテンプレートを熱変形させず、ウェーハを平坦に研磨できる研磨ヘッドを製造することができる。しかも、従来の熱を加える製造方法と同等の接着強度で、接着できる。
【００１９】
このとき、前記バッキングパッド接着工程、及び／又は、前記テンプレート接着工程において、多孔質材料で構成される押圧部材を用いて押圧しながら前記バッキングパッド、及び／又は、前記テンプレートの表面を接着することが好ましい。
このようにすれば、押圧部材が多孔質材料であるため、減圧されたチャンバー内で押圧部材を用いて押圧する際に、均一にチャンバー内を減圧することができ、バッキングパッドやテンプレートの接着部に発生するエアーの巻き込みをより確実に抑制でき、その結果ウェーハを平坦に研磨できる研磨ヘッドをより確実に製造することができる。
【００２０】
またこのとき、前記剛性体としてリング状の剛性リングを用い、該剛性リングの下端面に均一の張力で接着されたラバー膜を介して、前記バッキングパッドを前記剛性リングの下部に接着することができる。
このようにすれば、バッキングパッド及びテンプレートの接着部におけるエアーの巻き込みがなく、ウェーハを平坦に研磨できるラバーチャック方式の研磨ヘッドを製造できる。
【００２１】
また、本発明によれば、定盤上に貼り付けられた研磨布と、該研磨布上に研磨剤を供給するための研磨剤供給機構と、本発明の製造方法により製造した研磨ヘッドを具備し、該研磨ヘッドでワークを保持して前記ワークの表面を、定盤上に貼り付けられた研磨布に摺接させて研磨するものであることを特徴とする研磨装置を提供する。
このように、本発明で製造した研磨ヘッドを具備し、該研磨ヘッドでワークを保持してワークの表面を研磨する研磨装置であれば、ウェーハを平坦に保ったまま研磨できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、研磨ヘッドの製造方法であって、バッキングパッドを加熱すること無く減圧下で剛性体の下部に両面テープで接着するバッキングパッド接着工程と、該バッキングパッド接着工程後に、テンプレートを加熱すること無く減圧下で前記バッキングパッドに両面テープ、あるいは、減圧下でも使用可能な反応硬化型の無溶剤の液状又はペースト状の接着剤で接着するテンプレート接着工程を有するので、剛性体とバッキングパッド間及びバッキングパッドとテンプレート間の接着部にエアーの巻き込みがなくなり、バッキングパッド及びテンプレートを平坦に保つことができる。さらに、熱を加えず接着を行うので、バッキングパッド及びテンプレートを熱変形させることなく平坦に保つことができる。しかも、熱を加えて接着した従来の場合と同等の接着強度でこれらを接着できる。また、この研磨ヘッドを用いればウェーハを平坦に研磨できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のラバーチャック方式の研磨ヘッドを具備した研磨装置の一例を示した概略図である。
【図２】本発明の研磨ヘッドの製造方法の一例を説明する概略図である。
【図３】本発明の研磨装置の一例を説明する概略図である。
【図４】実施例において平坦度を測定した測定機の概略図である。
【図５】従来の熱圧着方式の研磨ヘッドの製造方法の一例を示した概略図である。
【図６】実施例、比較例におけるバッキングパッド表面及びテンプレート表面の平坦度を示す図である。
【図７】実施例、比較例における研磨後のシリコンウェーハの平坦度を示す図である。
【図８】従来の一般的な研磨装置の一例を示した概略図である。
【図９】一般的なラバーチャック方式の研磨ヘッドの構成の一例示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記したように、研磨ヘッドの製造の際、剛性体とバッキングパッド、及び、バッキングパッドとテンプレートの接着工程において、接着部にエアーが入り込み、さらに、加熱によって、バッキングパッドやテンプレートが熱変形してしまい、バッキングパッド及びテンプレートの平坦度が悪化し、研磨後のワークの平坦度が悪化してしまうという問題があった。
【００２５】
そこで、本発明者等はこのような問題を解決すべく鋭意検討を重ねた。その結果、研磨ヘッドの製造方法において、バッキングパッドを加熱すること無く減圧下で剛性体の下部に両面テープで接着するバッキングパッド接着工程と、該バッキングパッド接着工程後に、テンプレートを加熱すること無く減圧下でバッキングパッドに両面テープ、あるいは、減圧下でも使用可能な反応硬化型の無溶剤の液状又はペースト状の接着剤で接着するテンプレート接着工程とを有することで、バッキングパッド及びテンプレートの平坦度の悪化を抑制できることに想到し、本発明を完成させた。
【００２６】
ここでは、まず、上記したラバーチャック方式の研磨ヘッドを製造する場合を例として説明する。
図１に、本発明の製造方法で製造したラバーチャック方式の研磨ヘッド及びその研磨ヘッドを具備する本発明の研磨装置の一例を示す。
図１に示すように、研磨装置１は研磨ヘッド２、ワークＷを研磨するための研磨布４を貼り付けた回転可能な定盤３、研磨布４上に研磨剤を供給するための研磨剤供給機構５を具備している。
【００２７】
この定盤３の上方に、本発明の研磨ヘッドの製造方法により製造した研磨ヘッド２が設置されている。この研磨ヘッド２は、リング状の剛性リング６と、剛性リング６の下端面に均一の張力で接着されたラバー膜７と、剛性リング６に例えばボルト等で結合された中板８とを備える。これら剛性リング６とラバー膜７と中板８とによって、密閉された空間９が形成されている。また、研磨ヘッド２は空間部９の圧力を変化させる圧力調整機構１０を具備している。そして、中板８の中央には、圧力調整機構１０に連通する圧力調整用の貫通孔１１が設けられており、圧力調整機構１０により加圧流体を供給するなどして空間部９の圧力を調整することができるようになっている。また、研磨ヘッド２は、その軸周りに回転可能となっている。
【００２８】
また、ラバー膜７を介して、ワークＷの裏面を保持するためのバッキングパッド１２が剛性リング６の下部に接着されており、さらに、バッキングパッド１２の下面の周辺部にワークのエッジ部を保持するためのリング状のテンプレート１３が接着されている。
【００２９】
ここで、本発明の研磨装置１が具備する研磨ヘッド２は、下記で詳細に説明する本発明の製造方法によって製造された、ラバー膜７を介して、バッキングパッド１２は加熱すること無く減圧下で剛性リング６の下部に両面テープで接着されており、バッキングパッド１２接着工程後に、テンプレート１３は加熱すること無く減圧下で前記バッキングパッド１２に両面テープで接着されているものである。
このような本発明の研磨装置１を用いてワークＷを研磨することにより、研磨後のワークを平坦に保つことができる。
【００３０】
次に、本発明の研磨ヘッドの製造方法について説明する。
本発明に係る研磨ヘッドの製造方法は、以下に示すような、バッキングパッド１２を、ラバー膜７を介して、加熱すること無く減圧下で剛性リング６の下部に両面テープで接着するバッキングパッド接着工程と、バッキングパッド接着工程後に、テンプレート１３を加熱すること無く減圧下でバッキングパッド１２に両面テープ、あるいは、減圧下でも使用可能な反応硬化型の無溶剤の液状又はペースト状の接着剤で接着するテンプレート接着工程とを有している。
【００３１】
以下、図２を参照しながらより詳細に説明する。
まず、図２の（Ａ）に示すような、高平坦な剛性リング６付きのラバー膜７を準備する。
次に、具体的には図２の（Ｂ）に示すように、バッキングパッド接着工程を行う。
チャンバー１４下部に、剛性リング６と同厚みで剛性リング６の内径より少し小さい外径のスペーサー１５を剛性リング６の内側に入れる。組み立て前のテンプレートアセンブリに付属されている、両面テープ１６付きのバッキングパッド１２の片側の両面テープ１６の離型フィルムを剥がし、バッキングパッド１２をラバー膜７表面に仮止めする。
【００３２】
続いて、押圧部材１７をバッキングパッド１２の表面に置き、押圧部材１７の上に、下面に押圧板１８が付いているラバーシート１９をかぶせる。次に、真空ポンプ２０とつながっているチャンバー１４の側壁下部の穴から排気を開始し、チャンバー１４内を減圧雰囲気にして放置する。この間、押圧部材１７がバッキングパッド１２表面を押圧している。その後、チャンバー１４内を常圧に戻し、押圧部材１７を取り出す。以上で、バッキングパッド接着工程が完了となる。なお、減圧の圧力は−９０ｋＰａ以下に、温度は２０℃〜４０℃の範囲が好ましい。
【００３３】
上記のバッキングパッド接着工程後に、具体的には図２の（Ｃ）に示すような、テンプレート接着工程を行う。
組み立て前のテンプレートアセンブリのテンプレート１３と、別途用意した両面テープ２１をテンプレート１３に貼りつけ、両面テープ２１のもう一方側の剥離フィルムを剥がし、バッキングパッド１２の表面にテンプレート１３を仮止めする。続いて、押圧部材１７をテンプレート１３の表面に置き、押圧部材１７の上に、下面に押圧板１８が付いているラバーシート１９をかぶせる。
【００３４】
次に、真空ポンプ２０とつながっているチャンバー１４の側壁下部の穴から排気を開始し、チャンバー１４内を減圧雰囲気にして放置する。この間、押圧部材１７がテンプレート１３の表面を押圧している。その後、チャンバー１４内を常圧に戻し、押圧部材１７を取り出す。以上で、テンプレート接着工程が完了となる。ここで、バッキングパッド及びテンプレートを接着するための両面テープとして感圧型のものを用いることができる。あるいは、テンプレートとバッキングパッドの接着には、減圧下でも使用可能な反応硬化型の無溶剤の液状又はペースト状の接着剤を用いることができる。
【００３５】
バッキングパッド接着工程、及び／又は、テンプレート接着工程において、多孔質材料で構成される押圧部材を用いて押圧しながらバッキングパッド１２、及び／又は、テンプレート１３の表面を接着することが好ましい。
このようにすれば、均一にチャンバー内を減圧することが容易にでき、バッキングパッド１２、テンプレート１３の接着部に残エアーが発生することなく、研磨ヘッドを製造することができる。
【００３６】
続いて、ラバー膜７が接着された剛性リング６に中板８を結合して空間部９を形成し、圧力調整機構１０を中板８の上方に配設し、中板８の中央に、圧力調整機構１０に連通する圧力調整用の貫通孔１１を設ける。この工程は従来と同様の方法で行うことができる。以上で、図１に示した、研磨ヘッド１が完成する。
【００３７】
このような方法であれば、バッキングパッド１２をラバー膜７表面に両面テープ１６で貼りつける際、及び、テンプレート１３をバッキングパッド１２表面に両面テープ２１、あるいは、減圧下でも使用可能な反応硬化型の無溶剤の液状又はペースト状の接着剤で貼りつける際に、熱を加えずに接着を行うことで、熱により、ラバー膜７、バッキングパッド１２及びテンプレート１３が変形せずに接着可能となり、また、減圧下で接着することでエアー等が接着部に入り込むのを抑制しつつ、従来の熱を加えて押圧する方法と同等の接着強度でこれらを接着できる。これにより、本発明の研磨ヘッド２を具備した研磨装置１で研磨したワークの平坦度を良好にすることができる。
【００３８】
また、本発明の研磨ヘッドの製造方法であれば、容易に行えるため、歩留まりを向上させることができる。さらに、加熱したプレートを押し付けるための、自動プレス機等の設備が不要となるため、コストを削減することができる。
【００３９】
以上のように、ここでは、ラバーチャック方式の研磨ヘッドを製造する場合を例として本発明の研磨ヘッドの製造方法について説明したが、これに限定されず、剛性体の下部に接着されたバッキングパッドとテンプレートとで、ワークを保持する構成のものであれば、ラバーチャック方式以外にも適用可能である。
【００４０】
例えば、図３に示すような、円盤状の保持盤本体２２の下部にバッキングパッド１２と、バッキングパッド１２に接着されたテンプレート１３を具備している研磨ヘッド２’を本発明の研磨ヘッドの製造方法で製造することができる。この場合も上記と同様に、バッキングパッド１２を加熱すること無く減圧下で保持盤本体２２の下部に両面テープで接着し、該バッキングパッド１２を接着した後に、テンプレート１３を加熱すること無く減圧下でバッキングパッド１２に両面テープ、あるいは、減圧下でも使用可能な反応硬化型の無溶剤の液状又はペースト状の接着剤で接着し、研磨ヘッドを製造することで、バッキングパッドとテンプレートの平坦度の悪化を抑制する上記と同様の効果を奏することができる。
この研磨ヘッド２’を具備した本発明の研磨装置１’は上記と同様に、研磨したワークの平坦度を良好にすることができる。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明の実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４２】
（実施例）
図１に示すような研磨ヘッドを本発明の製造方法で製造し、テンプレート表面、及び、バッキングパッド表面の平坦度を測定した。さらに、この研磨ヘッドを具備した、図１に示すような、本発明の研磨装置を用いて、シリコンウェーハを研磨し、研磨後のシリコンウェーハの平坦度測定を行い、ＳＦＱＲｍａｘを評価した。
【００４３】
以下、実施例における研磨ヘッドの製造について説明する。
高平坦な剛性リング付きのラバー膜を、直径３６０ｍｍチタン製の高平坦剛性リングが設置された注型金型内にＪＩＳ  Ａ硬度が５０°のＥＰＤＭ製ゴム材料を注入することによって作製した。このラバー膜の厚みは均一に１ｍｍであった。
バッキングパッドとテンプレートの接着には、以下のものを用いた。両面テープ付きの発泡ポリウレタン製のシートであるバッキングパッドに、ガラスクロス入りエポキシ樹脂積層板のテンプレートを、感熱型両面テープで接着して構成されている市販の直径３０２ｍｍの凹部付きのテンプレートアセンブリの、組み立て前の両面テープ付きのバッキングパッドとテンプレートを入手し、感圧型の両面テープを別途用意した。このテンプレートの厚みは０．８ｍｍ、直径は３６０ｍｍであった。
【００４４】
また、バッキングパッド表面を対向して押圧する押圧部材は直径３２０ｍｍのポーラスなセラミックから成るものを用い、その上から押圧部材を押圧する押圧板としてステンレス製プレートを使用した。
バッキングパッド接着工程及びテンプレート接着工程における、チャンバー内の排気終了後の圧力は−９０ｋＰａ（１４００ｋｇｆ）とし、減圧状態での放置時間は４５分とした。
【００４５】
図４にテンプレート表面、及び、バッキングパッド表面の平坦度を測定する測定機２０１を示す。基準定盤２０２には、門型２０３が組みつけてあり、上部には、レーザー変位計２０４が固定されたプレートを稼働部に取り付けたセラミック製の４５０ｍｍ長さのエアースライダー２０５が設置されている。エアースライダー２０５と基準定盤２０２表面の平行度はあらかじめ調整されており、４５０ｍｍで０．０１ｍｍ以内である。
【００４６】
本発明の方法で接着したバッキングパッドとテンプレートと剛性リング付きラバー膜を、テンプレートが上側になるようにして、基準定盤２０２に置いた。そして、測定機２０１でテンプレート表面、及び、バッキングパッド表面の平坦度を測定した。
【００４７】
上記で製造した研磨ヘッドを用いて研磨を行った。研磨対象は直径３００ｍｍのシリコンウェーハとした。研磨剤には、市販のコロイダルシリカスラリーを使用し、砥粒として平均粒径３５ｎｍ〜７０ｎｍのコロイダルシリカを用い、純水で希釈し、ｐＨは１０．５になるように苛性カリを添加した。研磨布には、市販の不織布タイプを使用し、研磨の際には、研磨ヘッドと研磨定盤は、各３０ｒｐｍで回転させた。ウェーハの研磨圧力(流体の圧力)は、１５０ｇ／ｃｍ２とした。洗浄後にＫＬＡ―Ｔｅｎｃｏｒ社製ＷａｆｅｒＳｉｇｈｔを用いてウェーハの平坦度測定を行い、ＳＦＱＲｍａｘを評価した。
【００４８】
（比較例）
研磨ヘッドを従来の熱圧着方式の製造方法で製造したこと以外、実施例と同様な条件でテンプレート表面、及び、バッキングパッド表面の平坦度を測定した。さらに、従来の熱圧着方式の製造方法で製造した研磨ヘッドを具備したこと以外実施例と同様な条件の研磨装置を用いて、シリコンウェーハを研磨し、研磨後のシリコンウェーハの平坦度測定を行い、ＳＦＱＲｍａｘを評価した。
【００４９】
比較例においての従来の熱圧着方式の研磨ヘッドの製造方法を以下に説明する。
図５に示すように、テンプレートアセンブリ３０１を仮止めした剛性リング３０２付きラバー膜３０３を、仮止めしたテンプレートアセンブリ３０１を上側にして、定盤３０４に置いた。次に５０℃に加温した熱圧着用プレート３０５で、これらを３９３ｋｇｆで４５分加圧し、ラバー膜を介して剛性リングとバッキングパッド及びバッキングパッドとテンプレートを接着した。その後、室温まで冷却し、接着を完了した。
【００５０】
比較例においては、図４の測定機２０１を用いて、熱圧着方式による圧着前と圧着後のテンプレート表面、及び、バッキングパッド表面の平坦度を測定した。
【００５１】
図６に示すように、比較例の圧着前のテンプレート表面は、ほぼ平坦であり、バッキングパッドの平坦度は、０．２ｍｍ程度であった。しかし、圧着後のテンプレート表面は、０．３ｍｍのテーパー形状となり、バッキングパッドの平坦度は、１．５ｍｍ程度に悪化した。
それに対して実施例の減圧方式による圧着では、テンプレート表面は、ほぼ平坦であり、バッキングパッドの平坦度は、０．３ｍｍ程度であり、本発明の研磨ヘッドの製造方法は平坦度の悪化を抑制できることがわかった。
【００５２】
図７に示すように、比較例の研磨装置で研磨した後のシリコンウェーハの形状は、ハネとダレが同時に存在するウェーハが多く観察され、ＳＦＱＲｍａｘは３４ｎｍと悪化してしまった。実施例ではいずれもウェーハ外周形状については平坦から弱いだれ形状を示し、ＳＦＱＲｍａｘは良好で２１ｎｍであり、本発明の研磨装置であれば高平坦なシリコンウェーハが得られることがわかった。
【００５３】
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。
例えば上記ではテンプレート及びバッキングパッドとして組み立て前の市販のテンプレートアセンブリを用いているが、これに限定されず、ワークの裏面とエッジ部を保持する機能を有するものであればどのようなものを用いても良い。
【符号の説明】
【００５４】
１…研磨装置、２…研磨ヘッド、３…定盤、
４…研磨布、５…研磨剤供給機構、６…剛性リング、
７…ラバー膜、８…中板、９…空間部、１０…圧力調整機構、
１１…貫通孔、１２…バッキングパッド、１３…テンプレート、
１４…チャンバー、１５…スペーサー、１６…両面テープ、
１７…押圧部材、１８…押圧板、１９…ラバーシート、
２０…真空ポンプ、２１…両面テープ又は接着剤、２２…保持盤本体
２０１…測定機、２０２…基準定盤、２０３…門型、
２０４…レーザー変位計、２０５…エアースライダー
３０１…テンプレートアセンブリ、３０２…剛性リング、３０３…ラバー膜
３０４…定盤、３０５…熱圧着プレート。
【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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