(57)【要約】【課題】  ウェーハの外周部における面ダレが少なく、ウェーハを高平坦に研磨することができる研磨クロス及び研磨装置を提供する。【解決手段】  所定方向に回転可能な円板状の定盤１１の表面に研磨クロス１２が貼付され、研磨クロス１２は表面に複数本の溝１６を有する。  研磨クロス１２の中心部位１２ａにおける溝１６の密度は、研磨クロス１２の中心部位１２ａよりも外側の外周部位１２ｂにおける溝１６の密度よりも密である。【選択図】  図１９
2006116675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被研磨物と摺り合わせることにより、前記被研磨物を研磨する研磨クロスにおいて、
前記研磨クロスの前記被研磨物が通過する領域であって且つ前記被研磨物の中心が通過しない領域の一部における前記被研磨物の研磨量が、他の領域における前記被研磨物の研磨量よりも少なくなるように、前記研磨クロスに処理を施したことを特徴とする研磨クロス。
【請求項２】
被研磨物と摺り合わせることにより、前記被研磨物を研磨する研磨クロスにおいて、
前記研磨クロスの中心部位における前記被研磨物の研磨量が、前記研磨クロスの中心部位よりも外側の領域における前記被研磨物の研磨量よりも少なくなるように、前記研磨クロスに処理を施したことを特徴とする研磨クロス。
【請求項３】
被研磨物と摺り合わせることにより、前記被研磨物を研磨する研磨クロスにおいて、
前記研磨クロスの外周部位における前記被研磨物の研磨量が、前記研磨クロスの外周部位よりも内側の領域における前記被研磨物の研磨量よりも少なくなるように、前記研磨クロスに処理を施したことを特徴とする研磨クロス。
【請求項４】
被研磨物と摺り合わせることにより、前記被研磨物を研磨する研磨クロスにおいて、
前記研磨クロスの中心部位と外周部位における前記被研磨物の研磨量が、前記研磨クロスの前記中心部位と前記外周部位に挟まれた一般部位における前記被研磨物の研磨量よりも少なくなるように、前記研磨クロスに処理を施したことを特徴とする研磨クロス。
【請求項５】
前記一般部位の一部における前記被研磨物の研磨量が、前記一般部位の前記一部以外の領域における前記被研磨物の研磨量よりも少なくなるように、前記研磨クロスに処理を施したことを特徴とする請求項４に記載の研磨クロス。
【請求項６】
前記研磨クロスの外周部位は、前記研磨クロスの外周若しくは前記被研磨物が通過する領域の外周から前記研磨クロスの中心側に向かって６０ｍｍ以下の領域であることを特徴とする請求項３〜５の何れか１つに記載の研磨クロス。
【請求項７】
研磨クロスに少なくとも１枚のウェーハを押し付けた状態で、前記ウェーハと前記研磨クロスを相対変位させることにより、前記ウェーハを研磨するウェーハ研磨装置において、
前記研磨クロスが上記請求項１〜６の何れか１つに記載された研磨クロスであることを特徴とするウェーハ研磨装置。
【請求項８】
定盤と、該定盤の表面に貼付された研磨クロスと、１つのキャリアに複数枚のウェーハを保持することが可能なキャリアを少なくとも１つ備え、
前記キャリアで複数枚のウェーハを保持し、前記研磨クロスに前記ウェーハを押し付けた状態で、前記定盤若しくは前記キャリアの少なくとも何れか一方を回転させることにより、前記ウェーハを研磨するウェーハ研磨装置において、
前記１つのキャリアに保持された前記複数枚のウェーハの隣接するウェーハ間の隙を埋める補填部材を設けたことを特徴とするウェーハ研磨装置。
【請求項９】
複数枚のウェーハを一括して研磨する研磨工程を含むウェーハ製造方法において、
前記研磨工程では、前記複数枚のウェーハの隣接するウェーハ間の距離に応じて生じる不都合を低減する手段を用いて、前記ウェーハを研磨する、
ことを特徴とするウェーハ製造方法。
【請求項１０】
定盤と、該定盤の表面に貼付された研磨クロスと、１つのキャリアに複数枚のウェーハを保持することが可能なキャリアを少なくとも１つ備え、
前記キャリアで複数枚のウェーハを保持し、前記研磨クロスに前記ウェーハを押し付けた状態で、前記定盤若しくは前記キャリアの少なくとも何れか一方を回転させることにより、前記ウェーハを研磨する研磨工程を含むウェーハ製造方法において、
前記研磨工程では、前記１つのキャリアに保持された前記複数枚のウェーハの隣接するウェーハ間の距離に応じて生じる不都合を低減する手段を用いて、前記ウェーハを研磨する、
ことを特徴とするウェーハ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄板状の被研磨物の研磨技術に関し、特に、半導体ウェーハのように高度の平坦面を要求される被研磨物の表面を研磨するための研磨クロス及び研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体デバイスを作製するための原料ウェーハとして用いられる半導体ウェーハにあっては、高度な平坦面を有するウェーハとするために、その表面を研磨クロスによって研磨するのが一般的である。
【０００３】
半導体デバイスを作製するための原料ウェーハとして用いられるウェーハは、チョクラルスキー法（ＣＺ法）や浮遊帯域溶融法（ＦＺ法）等により単結晶の半導体インゴットを成長させ、成長した半導体インゴットの外周を円筒研削盤等により研削して整形し、これをスライス工程でワイヤソーによりスライスして形成される。
その後、面取り工程でウェーハ周縁部の面取り加工を行い、ラッピング工程による平坦化加工及びエッチング処理工程を経て、一次研磨・二次研磨した後、ウェーハ表面にエピタキシャル成長処理を施して鏡面ウェーハとなる。
【０００４】
このような工程を経て得られた鏡面ウェーハは、その表面に回路を形成されて、半導体デバイスとなる。
しかしながら、上記の工程を経て作製されたウェーハの表面平坦度が低いと、回路を形成するフォトリソグラフィ工程における露光時にレンズ焦点が部分的に合わなくなり、回路の微細パターン形成が難しくなるという問題が生ずる。
【０００５】
そのため、近年の高精度のデバイス作製では、極めて高い平坦度が要求される。
このように極めて高い平坦度を有するウェーハを製造するために、ウェーハの表面研磨は非常に重要である。一般に、ウェーハの表面研磨を行う研磨装置としては、両面研磨装置、枚葉式片面研磨装置、バッチ式片面研磨装置等が広く知られている。
【０００６】
図１７は両面研磨装置の一例を示す概略図である。図１７（Ａ）は両面研磨装置のキャリア回転機構を模式的に示した平面図、図１７（Ｂ）は両面研磨装置の一部の縦断面図を示す。
両面研磨装置は、上方から見た場合に円環状をなす上定盤１ａと下定盤１ｂを、図１７（Ｂ）に示すように研磨クロス２を貼り付けた面を互いに対向させた状態で平行に保持している。
【０００７】
図１７（Ａ）に示すように、上定盤１ａと下定盤１ｂとの間にはウェーハを保持するための略円板状のキャリア５１を、下定盤１ｂの中心に設けられたサンギヤ５５を中心として５つ等間隔に配置する。各キャリア５１はＳＫ５工具鋼またはＳＵＳ等によりつくられ、板面にウェーハＷを収容する複数の貫通した装填穴５２を有する。ウェーハＷが装填穴５２の中で自転できるように、装填穴５２は、例えば直径２００ｍｍのウェーハＷを収容する場合には、直径２０１ｍｍの円形穴とする。
【０００８】
図１７（Ａ）では、キャリア５１に６個の装填穴５２を等間隔に放射状に設けた例を示しているが、これら装填穴５２の数や配置は両面研磨装置ごとに適宜設定可能な設計事項であり、これらに限定されるものではない。
【０００９】
キャリア５１の外周にはプラネットギヤ５３を設けており、下定盤１ｂの中心に設けられたサンギヤ５５と噛合っている。このサンギヤ５５は不図示の駆動手段により、上定盤１ａ及び下定盤１ｂと独立して回転運動することを可能としている。
【００１０】
また、下定盤１ｂの周囲には、下定盤１ｂの外周部と一定の間隙を設けてインターナルギヤ５４が配置され、キャリア５１のプラネットギヤ５３と噛合っている。このインターナルギヤ５４は、サンギヤ５５と同心円状の内周面を備え、この内周面にギヤ部を設けている。このインターナルギヤ５４は不図示の駆動手段により、上定盤１ａ及び下定盤１ｂと独立して回転運動することを可能としている。
【００１１】
そして、装填穴５２にウェーハＷを収容した状態で、サンギヤ５５及びインターナルギヤ５４の両方若しくはサンギヤ５５またはインターナルギヤ５４の何れか一方を回転させることにより、キャリア５１が上定盤１ａと下定盤１ｂに対して相対回転する。このときに、上定盤１ａ若しくは下定盤１ｂの何れか一方または上定盤１ａ及び下定盤１ｂの両方を回転させても良い。
【００１２】
その状態で、スラリーなどの研磨液をキャリア５１の上面に供給し、上下定盤１ａ，１ｂとウェーハＷとの間に流しこむ。これにより、上定盤１ａ及び下定盤１ｂに設けた研磨クロス２とウェーハＷが相対的に滑りあい、ウェーハＷの表面が削り取られて研磨される。
【００１３】
図１８は枚葉式片面研磨装置の概略を示す縦断面図である。この研磨装置は、大別して、研磨定盤１と研磨ヘッド６４、スラリー管８とから構成されている。
【００１４】
研磨定盤１は、例えば、被研磨物であるウェーハＷの直径の２倍以上の直径からなる面積の平面を備え、その平面上には、例えばポリエステル樹脂製の不織布などの研磨クロス２が接着剤などで貼着されていて、定盤回転軸を中心に回転するように構成されている。
研磨ヘッド６４は、研磨定盤１の上方に位置し、研磨定盤１の定盤回転軸から外れた位置にヘッド回転軸を配置し、このヘッド回転軸を中心として回転するように構成されている。
【００１５】
そして、この研磨ヘッド６４は、ウェーハＷを保持する保持手段として真空チャック機構６５を備えている。
真空チャック機構６５は、ウェーハＷの一方の面を吸引するために、複数の吸引穴を設けた吸着面と、研磨ヘッド６４のヘッド回転軸の中心に設けられた吸引管、及び、吸引管に接続された吸引ポンプなどから構成されている。
【００１６】
ウェーハＷを保持する研磨ヘッド６４の構成は、必ずしも真空チャック機構である必要はなく、例えばポリウレタン樹脂多孔質体などの多孔質の樹脂からなるバッキングパッドを用いてウェーハＷを水貼りする構成であっても良い。真空チャック機構６５の場合には、ウェーハＷは研磨ヘッド６４に対して自転不可能に固定されるが、バッキングパッドによる水貼りの場合は、ウェーハＷは研磨ヘッド６４に対して回転可能に保持される。
【００１７】
真空チャック機構６５の外周には、リング状のリテーナ６８が設けられている。このリテーナ６８は、ウェーハＷの横方向のずれを防止する役割を果たすと共に、ウェーハＷの外周部における研磨クロス２からの圧力をリテーナ６８で受け、ウェーハＷの被研磨面にかかる面圧力を均一にする。このリテーナ６８は枚葉式片面研磨装置にとって必須の構成要素ではなく、リテーナ６８は備えていなくても良い。
【００１８】
また、スラリー管８は研磨定盤１の回転中心部付近で研磨クロス２とウェーハＷとの間に研磨液（スラリー）を供給する。そして、真空チャック機構６５にウェーハＷを吸着させた状態で、研磨定盤１及び研磨ヘッド６４を回転させることにより、ウェーハＷが研磨クロス２の上を変位し、ウェーハＷの表面が削り取られて研磨される。
【００１９】
次にバッチ式片面研磨装置の一例を、図１３に示す。図１３（Ａ）はバッチ式片面研磨装置の縦断面図、図１３（Ｂ）はバッチ式片面研磨装置の要部の拡大断面図である。バッチ式片面研磨装置とは、１回の研磨でウェーハの片面のみを研磨する装置であり、複数枚のウェーハを同時に研磨することができる。
図１３において、符号１は所定方向（例えば、上方から見たときに反時計回り方向）に回転可能な円板状を呈する定盤、符号２は定盤１の表面に貼付された不織布よりなる研磨用の研磨クロス、符号４は研磨クロス２の上方に配置されて支持軸３を回転中心として回転するポリッシングヘッド、符号９はポリッシングヘッド４の下面に配置されるキャリアプレート、符号６はキャリアプレート９の下面に固着されてウェーハＷをウェーハ位置決め穴６ａで保持するテンプレート、符号８は研磨クロス２の表面に向けてスラリーを供給するスラリー管である。
【００２０】
キャリアプレート９はウェーハを保持するためのキャリアであり、例えばポリウレタン樹脂多孔質体のような多孔質の樹脂から形成されている。テンプレート６はガラスエポキシ樹脂，ポリカーボネートシート，ポリエステルシート等から形成されている。また、テンプレート６は、５枚のウェーハＷを保持するために５つのウェーハ位置決め穴６ａを有している。図１３（Ｂ）に示すように、ウェーハ位置決め穴６ａの直径はウェーハ径よりも大きく、ポリッシングヘッド４を回転させたときには、ウェーハ位置決め穴６ａ内でウェーハＷが自由に自転する。
【００２１】
図１３（Ａ）（Ｂ）に示したバッチ式片面研磨装置では、ウェーハＷが自由に自転できるようにキャリアプレート９にテンプレート６を設けたが、テンプレート６を設けずに、接着剤やワックスによりキャリアプレート９の下面にウェーハＷを貼り付けて固定しても良い。
【００２２】
キャリアプレート９でウェーハＷを保持した状態で、スラリー管８から定盤１の上面に研磨液を供給し、定盤１及びポリッシングヘッド４を回転させることにより、ウェーハＷが研磨クロス２の上を変位し、ウェーハＷの表面が削り取られて研磨される。
【００２３】
このように、研磨クロスを用いてウェーハの表面研磨を行う研磨装置としては、両面研磨装置、枚葉式片面研磨装置、バッチ式片面研磨装置など、種々の装置が知られている。
【特許文献１】特開２００４−１６０６０３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
上述のように研磨クロスを用いてウェーハの表面研磨を行う研磨装置においては、一般に研磨クロスが弾性を有するため、ウェーハを研磨クロスに押し付けながら研磨を行うと、ウェーハが研磨クロスに僅かに沈み込む。すると、図１２に示すように研磨クロス２からの弾性応力は、研磨クロス２に対するウェーハＷの相対移動方向の先端部（破線丸部）に集中するため、ウェーハＷの中心部に比べてウェーハＷの外周部にかかる圧力が大きくなり、ウェーハＷの外周部が過剰に研磨される。
【００２５】
そのため、この種の研磨装置により研磨されたウェーハにあっては、ウェーハの外周部において面ダレが発生し、その部分のＳＦＱＲ値が悪くなるという問題が生じていた。
【００２６】
本出願に係る発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、その第１の目的とするところは、高い平坦度のウェーハを供給できる研磨クロス及びウェーハ研磨装置を提供することにある。
【００２７】
また、本出願に係る発明の第２の目的は、ウェーハの外周部において面ダレの少ないウェーハを供給できる研磨クロス及びウェーハ研磨装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記目的を達成するため、本出願に係る第１の発明は、被研磨物と摺り合わせることにより、前記被研磨物を研磨する研磨クロスにおいて、前記研磨クロスの前記被研磨物が通過する領域であって且つ前記被研磨物の中心が通過しない領域の一部における前記被研磨物の研磨量が、他の領域における前記被研磨物の研磨量よりも少なくなるように、前記研磨クロスに処理を施したことを特徴とする研磨クロスである。
上記の発明によれば、研磨クロスの適切な場所に研磨量が少なくなるような処理を施すことによって、部分的なウェーハの過剰研磨を低減することができる。
【００２９】
また、本出願に係る第２の発明は、被研磨物と摺り合わせることにより、前記被研磨物を研磨する研磨クロスにおいて、前記研磨クロスの中心部位における前記被研磨物の研磨量が、前記研磨クロスの中心部位よりも外側の領域における前記被研磨物の研磨量よりも少なくなるように、前記研磨クロスに処理を施したことを特徴とする研磨クロスである。
上記の発明によれば、研磨クロスとウェーハが逆方向に移動する中心部位においてウェーハが過剰に研磨されることを低減することができる。
【００３０】
さらに、本出願に係る第３の発明は、被研磨物と摺り合わせることにより、前記被研磨物を研磨する研磨クロスにおいて、前記研磨クロスの外周部位における前記被研磨物の研磨量が、前記研磨クロスの外周部位よりも内側の領域における前記被研磨物の研磨量よりも少なくなるように、前記研磨クロスに処理を施したことを特徴とする研磨クロスである。
上記の発明によれば、研磨クロス上で、ウェーハが過剰に研磨され易いウェーハ外周部での研磨量を低減することができ、ウェーハの面ダレを低減することができる。
【００３１】
また、本出願に係る第４の発明は、被研磨物と摺り合わせることにより、前記被研磨物を研磨する研磨クロスにおいて、前記研磨クロスの中心部位と外周部位における前記被研磨物の研磨量が、前記研磨クロスの前記中心部位と前記外周部位に挟まれた一般部位における前記被研磨物の研磨量よりも少なくなるように、前記研磨クロスに処理を施したことを特徴とする研磨クロスである。
上記の発明によれば、研磨クロス上で、ウェーハが過剰に研磨され易い部位での研磨量を低減することができ、ウェーハの面ダレを低減することができる。
【００３２】
さらに、本出願に係る第５の発明は、前記一般部位の一部における前記被研磨物の研磨量が、前記一般部位の前記一部以外の領域における前記被研磨物の研磨量よりも少なくなるように、前記研磨クロスに処理を施したことを特徴とする上記第４の発明に記載の研磨クロスである。
上記の発明によれば、ウェーハの平坦度をより一層向上させることができる。
【００３３】
また、本出願に係る第６の発明は、前記研磨クロスの外周部位は、前記研磨クロスの外周若しくは前記被研磨物が通過する領域の外周から前記研磨クロスの中心側に向かって６０ｍｍ以下の領域であることを特徴とする請求項３〜５の何れか１つに記載の研磨クロスである。
上記の発明によれば、ウェーハ全体の平坦度を高度に維持しつつ、ウェーハの外周部における過剰研磨を適切にコントロールすることができ、ウェーハの面ダレを低減することができる。
【００３４】
さらに、本出願に係る第７の発明は、研磨クロスに少なくとも１枚のウェーハを押し付けた状態で、前記ウェーハと前記研磨クロスを相対変位させることにより、前記ウェーハを研磨するウェーハ研磨装置において、前記研磨クロスが上記第１〜６の発明の何れか１つに記載された研磨クロスであることを特徴とするウェーハ研磨装置である。
上記の研磨装置によれば、研磨クロスの適切な場所に研磨量が少なくなるような処理を施されているため、部分的な過剰研磨が少ない高平坦なウェーハを提供することができる。
【００３５】
また、本出願に係る第８の発明は、定盤と、該定盤の表面に貼付された研磨クロスと、１つのキャリアに複数枚のウェーハを保持することが可能なキャリアを少なくとも１つ備え、前記キャリアで複数枚のウェーハを保持し、前記研磨クロスに前記ウェーハを押し付けた状態で、前記定盤若しくは前記キャリアの少なくとも何れか一方を回転させることにより、前記ウェーハを研磨するウェーハ研磨装置において、前記１つのキャリアに保持された前記複数枚のウェーハの隣接するウェーハ間の隙を埋める補填部材を設けたことを特徴とするウェーハ研磨装置である。
上記の発明によれば、各ウェーハ間隔の均一化を図ることができ、研磨クロスの動的粘弾性による弾性応力の差を解消することができ、ウェーハの平坦度をさらに高く維持することができる。
【００３６】
さらに、本出願に係る第９の発明は、複数枚のウェーハを一括して研磨する研磨工程を含むウェーハ製造方法において、前記研磨工程では、前記複数枚のウェーハの隣接するウェーハ間の距離に応じて生じる不都合を低減する手段を用いて、前記ウェーハを研磨する、ことを特徴とするウェーハ製造方法である。
上記の発明によれば、隣接するウェーハ間の距離に応じて生じる面ダレのような不都合を、研磨クロスへの処理や補填部材などの手段を用いることによって低減することができ、ウェーハの平坦度をさらに高く維持することができる。
【００３７】
また、本出願に係る第１０の発明は、定盤と、該定盤の表面に貼付された研磨クロスと、１つのキャリアに複数枚のウェーハを保持することが可能なキャリアを少なくとも１つ備え、前記キャリアで複数枚のウェーハを保持し、前記研磨クロスに前記ウェーハを押し付けた状態で、前記定盤若しくは前記キャリアの少なくとも何れか一方を回転させることにより、前記ウェーハを研磨する研磨工程を含むウェーハ製造方法において、前記研磨工程では、前記１つのキャリアに保持された前記複数枚のウェーハの隣接するウェーハ間の距離に応じて生じる不都合を低減する手段を用いて、前記ウェーハを研磨する、ことを特徴とするウェーハ製造方法である。
上記の発明によれば、隣接するウェーハ間の距離に応じて生じる面ダレのような不都合を、研磨クロスへの処理や補填部材などの手段を用いることによって低減することができ、ウェーハの平坦度をさらに高く維持することができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の研磨クロス及びウェーハ研磨装置によれば、ウェーハの外周部における面ダレの少ない、高平坦なウェーハを供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
次に、本発明の研磨クロス及びウェーハ研磨装置を図面に基づいて説明する。本願において研磨量とは、研磨クロスのある特定の領域が単位時間当たりに被研磨物を研磨する量を意味する。
【００４０】
本発明は、研磨クロスの被研磨物が通過する領域であって且つ被研磨物の中心が通過しない領域の一部における被研磨物の研磨量が、他の領域における被研磨物の研磨量よりも少なくなるように、研磨クロスに処理を施したことに特徴を有する。
このような研磨クロスへの処理としては種々のものが考えられるが、以下の説明では、研磨クロスに施す処理の一例として、溝を形成する場合を例に説明する。
【００４１】
また、以下の実施例の説明においては、本発明のウェーハ研磨装置としてバッチ式片面研磨装置をモデルとして説明するが、本発明は研磨クロスを用いる研磨装置であれば適用可能であり、両面研磨装置や枚葉式片面研磨装置などの他の研磨装置においても当然に適用することができる。
【実施例１】
【００４２】
図１及び図２は本発明のウェーハ研磨装置を示し、図１（Ａ）は本発明のウェーハ研磨装置の概略図、図１（Ｂ）は本発明の研磨クロスの平面図、図２は本発明のウェーハ研磨装置の縦断面図である。
図１（Ａ）において、本発明のウェーハ研磨装置１０は、図示を略する回転駆動装置によって例えば反時計回り方向に回転制御される定盤１１と、この定盤１１の上面に貼り付け固定された研磨クロス１２と、図示を略する回転駆動装置によって支持軸１３を回転中心として例えば反時計回り方向に独立して回転制御される複数のポリッシングヘッド１４と、このポリッシングヘッド１４の底面に配置されて研磨クロス１２と対向配置された研磨ブロック１５とを備えている。
【００４３】
図１（Ｂ）に示すように研磨クロス１２には、ウェーハが摺動されるクロス表面上に互いに交差する多数の溝１６が形成されている。その溝１６の形成密度は、外周部位１２ｃと外周部位１２ｃよりも内側の領域における一般部位１２ｂの２つの区画エリアによって異なっている。図１（Ｂ）に示すように、研磨クロス１２の外周部位１２ｃでは互いに交差する溝１６の間隔が密であり、その外周部位１２ｃよりも内側の領域における一般部位１２ｂでは互いに交差する溝１６の間隔が、外周部位１２ｃにおける溝間隔よりも疎となっている。
【００４４】
研磨クロス１２の外周部位１２ｃの内径は、ウェーハ研磨時にウェーハＷの中心が描く軌跡が、研磨クロス１２の外周部位１２ｃを通過しない大きさとする。
具体的には、研磨クロス１２は、直径１５２４ｍｍの不織布により形成され、回転中心から半径７１２ｍｍまでの一般部位１２ｂの溝１６は５０ｍｍ角の格子状、半径７１２ｍｍから半径７６２ｍｍまでの外周部位１２ｃの溝１６は２５ｍｍ角の格子状に形成されている。また、各溝１６の幅は２．０ｍｍ、深さは０．４ｍｍである。
【００４５】
例えば図１４に示すように、外周部位１２ｃをウェーハＷの中心近傍まで含むような大きな領域で形成すると、ウェーハの外周の面ダレを防止する以上に、ウェーハ全体の平坦度が悪くなる。そのため、外周部位１２ｃは、研磨クロス１２の外周若しくはウェーハＷが通過する領域の外周から研磨クロス１２の中心側に向かって６０ｍｍ以下の領域であることが望ましい。
【００４６】
図１に示すように、各研磨ブロック１５の下には５枚のウェーハＷが配置されている。研磨ブロック１５はウェーハＷを保持するためのキャリアであり、ウェーハＷは研磨ブロック１５の下面にワックスによって貼り付け固定され、ポリッシングヘッド１４からの加圧によって研磨クロス１２に圧接される。このときの加圧力は、例えば３００ｇ／ｃｍ２程度である。
研磨ブロック１５の直径は約５７０ｍｍであり、直径２００ｍｍのウェーハＷを放射状に５枚配置可能である。各ウェーハＷは研磨ブロック１５の中心から約８０ｍｍの位置に配置した。
【００４７】
尚、図１及び図２においては、一つの研磨クロス１２の上に４個のポリッシングヘッド１４を配置した例を開示しているが、ポリッシングヘッド１４の数は特に限定されるものではない。また、１つの定盤１１に対して複数のポリッシングヘッド１４を配置することにより、その回転中心は定盤１１の回転中心に対してずれることとなるが、ポリッシングヘッド１４が一つの場合であっても、ポリッシングヘッド１４の回転中心と定盤１１の回転中心とが同軸上に配置されることはない。
【００４８】
また、研磨ブロック１５はポリッシングヘッド１４の下面に固定されても良く、またはポリッシングヘッド１４からの加圧により圧接するだけで、固定されていなくても良い。固定されていない場合には、ポリッシングヘッド１４からの加圧によりポリッシングヘッド１４の下面に接触しているだけで、摩擦力によりポリッシングヘッド１４の下面に対して研磨ブロック１５が位置固定される。
【００４９】
研磨ブロック１５の下には、５枚のウェーハＷを配置した例を示しているが、配置されるウェーハＷの枚数も特に限定されるものではない。
また、ウェーハＷはワックス等の接着剤によって研磨ブロック１５の下面に貼り付け固定されていなくても良く、ポリッシングヘッド１４からの加圧により研磨ブロック１５の下面に接触しているだけで、摩擦力により研磨ブロック１５の下面に対して位置固定しても良い。
若しくは、バッキングパッドによる水貼りなどのソフトチャックを用いて、ポリッシングヘッド１４からの加圧により研磨ブロック１５の下面に接触させるだけでも良い。ソフトチャックを用いた場合には、研磨ブロック１５の下でウェーハＷ自身も自転を行う。
【００５０】
研磨ブロック１５はウェーハＷを保持するためのキャリアであり、特に本願においてはその形状や構造が限定されるものではなく、例えば、ウェーハＷの形状に合わせてウェーハＷが嵌合するための凹みや装填穴を有するものや、真空チャック機構を備えていても良い。また、図１３に示すように研磨ブロックの下面にテンプレート６を設けた構成であっても良い。
【００５１】
このような構成において、各研磨ブロック１５の下に５枚のウェーハＷを配置した状態で、支持軸１３を下方に送り移動させることにより研磨ブロック１５に所望の負荷を加える。このときの負荷は、必ずしも支持軸１３により積極的に加えられるものだけではなく、ポリッシングヘッド１４の自重によるものであっても良い。
【００５２】
この状態から、支持軸１３を回転させるとポリッシングヘッド１４と一体に研磨ブロック１５が回転する。その結果、研磨ブロック１５により研磨クロス１２に押し付けられたウェーハＷも、研磨ブロック１５と共に支持軸１３を中心として公転する。尚、本実施例ではウェーハＷはワックス等の接着剤によって研磨ブロック１５の下面に貼り付け固定されているため、ウェーハＷは自転しない。
一方、研磨クロス１２は、定盤１１の回転に伴って回転する。
この状態で、研磨荷重３００ｇ／ｃｍ2、定盤回転速度３０ｒｐｍ、ポリッシングヘッド回転速度３０ｒｐｍ、研磨時間９分の条件で研磨加工を行う。
【００５３】
研磨クロス１２上を摺動するウェーハＷは、研磨クロス１２の外周部位１２ｃを通過する。このときウェーハＷの中心が描く軌跡は研磨クロス１２の外周部位１２ｃを通らず、面ダレが発生し易いウェーハＷの外周部のみが外周部位１２ｃを通過する。
【００５４】
本発明によれば、研磨クロス１２の外周部位１２ｃにおける溝１６の密度が高く、一般部位１２ｂを通過する際の研磨圧力よりも小さい圧力にて研磨されるため、ウェーハＷの外周部が研磨クロス１２の外周部位１２ｃを摺動するときの研磨量が抑えられる。
その結果、ウェーハの外周部における面ダレの少ない、高平坦なウェーハを供給することができる。
【００５５】
同様な観点から、研磨クロス１２の外周部位ではなく、中心部位に処理を施すこともできる。図１９及び図２０は本発明のウェーハ研磨装置を示し、図１９（Ａ）は本発明のウェーハ研磨装置の概略図、図１９（Ｂ）は本発明の研磨クロスの平面図、図２０は本発明のウェーハ研磨装置の縦断面図である。
図１９（Ｂ）に示すように研磨クロス１２には、ウェーハが摺動されるクロス表面上に互いに交差する多数の溝１６が形成されている。その溝１６の形成密度は、中心部位１２ａと中心部位１２ａよりも外側の領域における一般部位１２ｂの２つの区画エリアによって異なっている。図１９（Ｂ）に示すように、研磨クロス１２の中心部位１２ａでは互いに交差する溝１６の間隔が密であり、その中心部位１２ａを取り巻く一般部位１２ｂでは互いに交差する溝１６の間隔が、中心部位１２ａにおける溝間隔よりも疎となっている。
【００５６】
研磨クロス１２の中心部位１２ａの直径は、ウェーハ研磨時にウェーハＷの中心が描く軌跡が、研磨クロス１２の中心部位１２ａを通過しない大きさとする。具体的には、研磨クロス１２は、直径１５２４ｍｍの不織布により形成され、回転中心から半径２３６ｍｍまでの中心部位１２ａの溝１６は２５ｍｍ角の格子状、半径２３６ｍｍから７６２ｍｍまでの一般部位１２ｂの溝１６は５０ｍｍ角の格子状に形成されている。また、各溝１６の幅は２．０ｍｍ、深さは０．４ｍｍである。
【００５７】
研磨クロス１２上を摺動するウェーハＷは、研磨クロス１２の中心部位１２ａを通過する。このときウェーハＷの中心が描く軌跡は研磨クロス１２の中心部位１２ａを通らず、面ダレが発生し易いウェーハＷの外周部のみが中心部位１２ａを通過する。
【００５８】
本発明によれば、研磨クロス１２の中心部位１２ａにおける溝１６の密度が高く、一般部位１２ｂを通過する際の研磨圧力よりも小さい圧力にて研磨されるため、ウェーハＷの外周部が研磨クロス１２の中心部位１２ａを摺動するときの研磨量が抑えられる。
その結果、ウェーハの外周部における面ダレの少ない、高平坦なウェーハを供給することができる。
【００５９】
図１５は、研磨クロス１２と研磨ブロック１５の移動方向を示すための平面模式図であり、研磨クロス１２はその一部を省略して記載している。
ウェーハＷの自転を固定して研磨する場合、研磨クロス１２の外周付近においては、図１５に示すようにウェーハＷの移動方向（矢印ｂ）と研磨クロス１２の移動方向（矢印ａ）はほぼ同方向になる。しかしながら、研磨クロス１２の回転方向と研磨ブロック１５の回転方向が同じであっても、研磨クロス１２の中心付近においては、ウェーハＷの移動方向（矢印ｃ）と研磨クロス２の移動方向（矢印ｄ）が逆方向になる。
【００６０】
特にウェーハＷの自転を固定した場合には、研磨クロス１２の移動方向に対して研磨ブロック１５の移動方向が逆となる部位で、ウェーハＷの過剰研磨が起こり易い。その結果、研磨ブロック１５の外周近辺においてウェーハＷが過剰研磨され易く、ウェーハＷの特定の一部について特に面ダレが大きくなることがわかった。
【００６１】
ところが、図１９及び図２０に示す構成によれば、研磨クロス１２の中心部位１２ａにおける溝１６の密度が高く、一般部位１２ｂを通過する際の研磨圧力よりも小さい圧力にて研磨されるため、特に、研磨クロス１２の移動方向とウェーハＷの移動方向が逆方向になる中心部位１２ａにおけるウェーハの過剰研磨を防止することができる。
その結果、ウェーハの外周部における面ダレの少ない、高平坦なウェーハを供給することができる。
【００６２】
特に中心部位１２ａの直径を、ウェーハＷの中心が通過しない範囲に設定することにより、ウェーハ全体の平坦度を高度に保ちつつ、ウェーハの外周部における面ダレのみを効果的に低減することができる。
【実施例２】
【００６３】
次に、研磨クロスの動的粘弾性による弾性応力の影響について説明する。図１６はウェーハ間の距離と研磨クロスの動的粘弾性との関係を示す模式図である。図１６（Ａ）はウェーハ間の距離が大きい場合を示す模式図、図１６（Ｂ）はウェーハ間の距離が小さい場合を示す模式図である。
【００６４】
研磨クロスは不織布よりなり、ウェーハによって圧力を加えられると表面が一時的に凹む。そして、研磨クロスがウェーハから受ける圧力から解放されたときに、研磨クロスは元の状態に戻ろうとする性質を有する。このときの研磨クロスの粘性と弾性のことを称して動的粘弾性と言う。
【００６５】
図１６（Ａ）においては、ウェーハＷａとウェーハＷｂとの距離Ｌ１が十分に広く、先のウェーハＷａが研磨クロス１２を通過した後、次のウェーハＷｂが同じ場所に到達するまでに研磨クロス１２の凹みが元の状態まで回復している。このようにウェーハＷａとウェーハＷｂとの距離Ｌ１が十分に広く、研磨クロス１２の粘弾性による回復時間が十分な場合、ウェーハＷｂの移動方向の先端部にはウェーハＷａにおける場合と同じピークを有する応力が発生する。
【００６６】
これに対し図１６（Ｂ）においては、ウェーハＷｃとウェーハＷｄとの距離Ｌ２が狭く、先のウェーハＷｃが研磨クロス１２を通過した後、次のウェーハＷｄが同じ場所に到達するまでに研磨クロス１２の凹みが元の状態まで回復していない。このようにウェーハＷｃとウェーハＷｄとの距離Ｌ２が狭く、研磨クロス１２の粘弾性による回復時間が十分でない場合、研磨クロス１２が元の状態まで回復していないため、ウェーハＷｄの移動方向の先端部には図１６（Ａ）のウェーハＷｂにおける場合よりも小さなピークを有する応力しか発生しない。
【００６７】
このことから、ウェーハ間の距離が大きい場合には大きなピークの応力が発生するために研磨量が多くなり、ウェーハ間の距離が小さい場合には応力のピーク値が下がり、小さな応力しか発生しないため、研磨量が少なくなることがわかる。
【００６８】
ここで、図８を参照する。図８（Ａ）は研磨ブロックの一部とウェーハの一部を示す平面図、図８（Ｂ）は直径２００ｍｍのウェーハにおけるウェーハ間の円弧距離Ｌの変化を示すグラフである。
図８（Ａ）に示す左側に描画された半円形のウェーハＷの中心から反時計回りにパラメータθをとり、任意の角度θの位置におけるウェーハＷの間の円弧距離Ｌを示したものが図８（Ｂ）である。
【００６９】
図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、研磨ブロック１５上において隣り合うウェーハＷの間の円弧距離Ｌは、隣接するウェーハの外周全てにおいて均一な訳ではない。例えば、研磨ブロック１５の外周から研磨ブロック１５の中心に向かうにつれて隣接するウェーハＷの間の円弧距離Ｌは最大距離Ｌ１から徐々に縮まり、最小距離Ｌ２を経て、更に研磨ブロック１５の中心に向かうにつれて今度はＬ２からＬ３へと徐々に広がる。
【００７０】
例えば、図８（Ａ）に示すウェーハ間円弧距離Ｌ１はウェーハ間円弧距離Ｌ２よりも格段に大きい。このように、研磨ブロック１５の外周近傍では円弧距離Ｌが大きくなるため、図１６（Ａ）に示すように大きなピークを有する応力が発生する。その結果、ウェーハＷの外周部は過剰に研磨される傾向にある。
【００７１】
図３は研磨後のウェーハＷの面ダレの様子を示すウェーハの形状データである。図面手前が研磨ブロック１５の外周側に当たり、図面奥が研磨ブロック１５の中心側に当たる。図３から解かるように、研磨ブロック１５の外周側（図面手前側）の方がウェーハＷの外形がなだらかな円弧を描き、面ダレが生じていることがわかる。このようにウェーハＷの特定の一部において過剰研磨が行われることはウェーハ全体の平坦度を下げることになり、ウェーハの品質を低下させることになる。
【００７２】
この問題点を解決するために、本発明の実施例２を開示する。
図４及び図５は本発明のウェーハ研磨装置の実施例２を示し、図４（Ａ）は本発明のウェーハ研磨装置の概略図、図４（Ｂ）は本発明の研磨クロスの平面図、図５は本発明のウェーハ研磨装置の縦断面図である。尚、本実施例と上記実施例１のウェーハ研磨装置の概略構成はほぼ同様であるため、上記実施例１と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７３】
図４（Ａ）において、本実施例のウェーハ研磨装置１０は、定盤１１の上面に研磨クロス２２を備えている。
図４（Ｂ）に示すように研磨クロス２２には、ウェーハが摺動されるクロス表面上に互いに交差する多数の溝１６が形成されている。その溝１６の形成密度は、中心部位２２ａ、一般部位２２ｂ、外周部位２２ｃの３つの区画エリアによって異なっている。図４（Ｂ）に示すように、研磨クロス２２の中心部位２２ａでは互いに交差する溝１６の間隔が密であり、その中心部位２２ａを取り巻く一般部位２２ｂでは互いに交差する溝１６の間隔が、中心部位２２ａにおける溝間隔よりも疎となっている。
【００７４】
また、一般部位２２ｂを取り巻く外周部位２２ｃでは互いに交差する溝１６の間隔が、一般部位２２ｂにおける溝間隔よりも密となっている。中心部位２２ａと外周部位２２ｃにおける溝１６の間隔は、一般部位２２ｂにおける溝間隔よりも密であれば、同一でも良いし異なっていても良い。
【００７５】
研磨クロス２２の中心部位２２ａの直径は、ウェーハ研磨時にウェーハＷの中心が描く軌跡が、研磨クロス２２の中心部位２２ａを通過しない大きさとする。また、研磨クロス２２の外周部位２２ｃの内径は、ウェーハ研磨時にウェーハＷの中心が描く軌跡が、研磨クロス２２の外周部位２２ｃを通過しない大きさとする。
【００７６】
具体的には、研磨クロス２２は、直径１５２４ｍｍの不織布により形成され、回転中心から半径２３６ｍｍまでの中心部位２２ａの溝１６は２５ｍｍ角の格子状、半径２３６ｍｍから半径７１２ｍｍまでの一般部位２２ｂの溝１６は５０ｍｍ角の格子状、半径７１２ｍｍから半径７６２ｍｍまでの外周部位２２ｃの溝１６は２５ｍｍ角の格子状に形成されている。また、各溝１６の幅は２．０ｍｍ、深さは０．４ｍｍである。
研磨ブロック１５及びウェーハＷの大きさや構成は、実施例１と同様である。
【００７７】
このような構成において、各研磨ブロック１５の下に５枚のウェーハＷを配置した状態で、支持軸１３を下方に送り移動させることにより研磨ブロック１５に所望の負荷を加える。この状態から、支持軸１３を回転させるとポリッシングヘッド１４と一体に研磨ブロック１５が回転する。その結果、研磨ブロック１５により研磨クロス２２に押し付けられたウェーハＷも、研磨ブロック１５と共に支持軸１３を中心として公転する。
一方、研磨クロス２２は、定盤１１の回転に伴って回転する。
この状態で、研磨荷重３００ｇ／ｃｍ2、定盤回転速度３０ｒｐｍ、ポリッシングヘッド回転速度３０ｒｐｍ、研磨時間９分の条件で研磨加工を行う。
【００７８】
研磨クロス２２上を摺動するウェーハＷは、研磨クロス２２の中心部位２２ａと外周部位２２ｃを通過する。このときウェーハＷの中心が描く軌跡は、中心部位２２ａと外周部位２２ｃを通らず、ウェーハＷの外周部のみが中心部位２２ａと外周部位２２ｃを通過する。
【００７９】
本発明によれば、研磨クロス２２の中心部位２２ａと外周部位２２ｃにおける溝１６の密度が高く、一般部位２２ｂを通過する際の研磨圧力よりも小さい圧力にて研磨されるため、ウェーハＷが中心部位２２ａ及び外周部位２２ｃを摺動するときの研磨量が抑えられる。
その結果、ウェーハの外周部における過剰研磨を防止することができ、ウェーハ外周部の面ダレの少ない、高平坦なウェーハを供給することができる。
【００８０】
特に外周部位２２ｃの内径を、ウェーハＷの中心が通過しない範囲に設定することにより、ウェーハの外周部における面ダレを効果的に低減することができる。
外周部位２２ｃを大きな領域で形成すると、ウェーハの外周の面ダレを防止する以上に、ウェーハ全体の平坦度が悪くなる。そのため、外周部位２２ｃは、研磨クロス２２の外周若しくはウェーハＷが通過する領域の外周から研磨クロス２２の中心側に向かって６０ｍｍ以下の領域であることが望ましい。
【００８１】
本実施例２は、ウェーハＷが研磨ブロック１５の下面にワックスにより貼り付け固定されている場合に効果が顕著であるが、研磨ブロック１５のようなキャリアに対してウェーハＷが自転可能に保持されている場合であっても同様な効果を奏する。
【００８２】
本実施例２においては、研磨クロス２２の中心部位２２ａおよび外周部位２２ｃの両方における溝１６の密度が高くなるように構成した例を示したが、中心部位２２ａ若しくは外周部位２２ｃの何れか一方における溝１６の密度のみが高くなるように構成しても良い。
【実施例３】
【００８３】
図６及び図７は本発明のウェーハ研磨装置の実施例３を示し、図６（Ａ）は本発明のウェーハ研磨装置の概略図、図６（Ｂ）は本発明の研磨クロスの平面図、図７は本発明のウェーハ研磨装置の縦断面図である。尚、本実施例と上記実施例２のウェーハ研磨装置の概略構成はほぼ同様であるため、上記実施例２と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。また、研磨条件についても実施例２とほぼ同様であるため、説明を省略する。
【００８４】
上記の実施例２の研磨クロス２２は、その中心部位２２ａと外周部位２２ｃにおいて互いに交差する溝１６の間隔を密とし、中心部位２２ａと外周部位２２ｃとで挟まれる一般部位２２ｂにおいては、互いに交差する溝１６の間隔を疎としたものを開示した。
【００８５】
これに対し、本実施例で示す研磨クロス３２は、中心部位３２ａと外周部位３２ｃを上記実施例２の中心部位２２ａと外周部位２２ｃと同様に密な溝１６とする。さらに、中心部位３２ａと外周部位３２ｃとで挟まれる一般部位３２ｂの中央に位置する中間部位３２ｄにおいても溝１６を密としたものである。
【００８６】
具体的には、研磨クロス３２は、直径１５２４ｍｍの不織布により形成され、回転中心から半径２３６ｍｍまでの中心部位３２ａの溝１６は２５ｍｍ角の格子状、半径７１２ｍｍから半径７６２ｍｍまでの外周部位３２ｃの溝１６は２５ｍｍ角の格子状に形成されている。また、半径２３６ｍｍから半径７１２ｍｍまでの一般部位３２ｂにおいて、半径３７４ｍｍから半径５７４ｍｍまでに位置する中間部位３２ｄの溝１６は２５ｍｍ角の格子状、その他の一般部位３２ｂの溝１６は５０ｍｍ角の格子状に形成されている。また、各溝１６の幅は２．０ｍｍ、深さは０．４ｍｍである。
研磨ブロック１５及びウェーハＷの大きさや構成は、実施例１と同様である。
【００８７】
図８（Ｂ）に示すように、ウェーハ間の円弧距離Ｌは研磨ブロック１５の外周部において大きな距離を示すが、一方、パラメータ角度θ＝約１２６°における距離を最小距離Ｌ２とし、さらに研磨ブロック１５の中心部に向かうにつれて徐々に大きな距離を示している。すなわち、研磨ブロック１５の外周部のみならず研磨ブロック１５の中心近辺においてもウェーハＷの過剰研磨が予測される。なお、図８（Ｂ）において最小距離Ｌ２を示すθの値は、ウェーハＷや研磨ブロック１５のサイズ，研磨ブロック１５への貼り付け位置等によって異なることは言うまでもない。
【００８８】
そのため、本実施例３においては、研磨クロス３２の一般部位３２ｂの中にさらに中間部位３２ｄを設けて、中間部位３２ｄにおける溝間隔を密とすることにより、上記の過剰研磨を防止した。研磨ブロック１５の中心近辺における過剰研磨は、研磨ブロック１５の外周部における過剰研磨よりも小さいものであるため、中間部位３２ｄにおける溝間隔は、外周部位３２ｃにおける溝間隔よりも疎であっても良い。
【００８９】
実施例３によれば、各ウェーハＷのうち、研磨ブロック１５の中心付近に位置する部分においても密な間隔の溝１６の研磨作用を受け、面ダレの要因となる研磨ブロック中心付近での過剰研磨を緩和することができ、より一層の平坦化を実現することができる。
【００９０】
［応用例１］
ところで、上記各実施例１〜３においては、隣接する各ウェーハＷ同士の円弧距離Ｌの変化は、ウェーハの円形形状に基づくものであった。このようにウェーハＷの外周部分での円弧距離Ｌが変化すると、上述した動的粘弾性による弾性応力の影響を全く受けずに研磨加工をすることは困難である。
【００９１】
そこで、図９（Ａ）（Ｂ）に示すように、隣接する各ウェーハＷの間に、ウェーハＷの厚さと同一の厚さを有する補填部材１８を設け、動的粘弾性による弾性応力を緩和することも可能である。図９（Ａ）は研磨ブロックの平面図、図９（Ｂ）は研磨装置の一部の縦断面図を示す。
【００９２】
補填部材１８は、研磨ブロック１５のウェーハＷが接触する面上に設けられる。補填部材１８は研磨ブロック１５の下面に一体成形されるかワックス・接着剤等により貼り付けられているのが望ましいが、研磨ブロック１５からの加圧により圧接するだけで、固定されていなくても良い。その場合には、ポリッシングヘッド１４からの加圧により研磨ブロック１５の下面に接触しているだけで、摩擦力により研磨ブロック１５の下面に対して補填部材１８が位置固定される。
【００９３】
補填部材１８の形状は特に限定されるものではないが、ウェーハＷと補填部材１８との間隔が一定になるように形成することが望ましい。また、隣接するウェーハＷと補填部材１８の間隔をウェーハ間の最小距離Ｌ２とほぼ一致させることが最も効果的である。
例えば、図９（Ａ）に示すように、イチョウ葉形とすることが好ましい。
【００９４】
図９においては、補填部材１８は研磨ブロック１５の外周側にしか設けていないが、研磨ブロック１５の内周側に設けても良い。もちろん、研磨ブロック１５の外周側と内周側の両方に設けても良く、また、上記の実施例１〜３と併用しても良い。
【００９５】
本応用例によれば、図９（Ｂ）に示すようにウェーハＷ同士の円弧距離が離れている部分であっても、補填部材１８を設けることにより研磨クロス１２の回復を補填部材１８が押さえるため、ウェーハ外周部における過剰研磨を防止することができる。
補填部材１８の材質としては、ウェーハ研磨の際にウェーハに金属汚染を起こさないものをする。
【００９６】
［応用例２］
上記実施例２，３の研磨クロス２２，３２においては、外周部位２２ｃ，３２ｃに密の溝１６を形成したものを開示した。しかし、密な溝１６を形成せずとも同様の効果を奏する手段として、研磨クロスの外周部位２２ｃ，３２ｃに相当する部位において、研磨クロスの高さ（布厚や毛の長さ等）を他の部位よりも低くする方法がある。
【００９７】
図１０（Ａ）は定盤及び研磨クロスの一部を示す縦断面図である。図１０（Ａ）に示すように、研磨クロス４２の外周部位において、研磨クロス４２に切り欠き４２ａを施し、他の部分よりも研磨クロス４２の厚さを薄くしている。この切り欠き４２ａの深さは、ウェーハＷが研磨ブロック１５によって押圧された際に、ウェーハＷが接触しないほど深く形成しても良く、またはウェーハＷが研磨ブロック１５によって押圧されたときにはウェーハＷと接触可能な程度の深さでも良い。
【００９８】
ウェーハＷが接触しないほど切り欠き４２ａの深さを深く形成した場合には、ウェーハＷはその切り欠き部位からは全く研磨圧を受けない。また、切り欠き４２ａの深さをウェーハＷが接触できる程度に浅く形成した場合には、ウェーハＷはその切り欠き部位から研磨圧を受けるが、その研磨圧は他の部分（一般部位）における研磨圧よりも低くなる。
【００９９】
このように研磨クロス４２の一部の厚さを薄くすることにより、溝を設けた場合と同様に研磨圧を低減させることができ、過剰研磨を防止することができる。
【０１００】
本応用例は上記の実施例１〜３に適用することが可能であり、各実施例１〜３の溝１６の間隔密度を密に設定する領域において、研磨クロスに切り欠きを設けて研磨クロスの厚さを薄くしても良い。例えば、実施例１においては外周部位１２ｃや中心部位１２ａの研磨クロスの厚さを薄くすれば良く、実施例２においては中心部位２２ａと外周部位２２ｃの研磨クロスの厚さを薄くすれば良い。
または、上記の実施例１〜３における溝１６とは別に、特に研磨クロスの外周部位においてのみ本応用例を組みあせて、切り欠きを設けても良い。
【０１０１】
図１０（Ａ）に示すように外周部位に切り欠き４２ａを形成した研磨クロス４２を用いて、ウェーハの研磨実験を行った。図１０（Ｂ）は、横軸に研磨ブロックの中心からの距離をとり、縦軸にダレ量（ＲＯＡ）をとったグラフである。ウェーハは直径約２００ｍｍのものを使用し、研磨ブロックの中心から約８０ｍｍの位置に配置した。このグラフからわかるように、切り欠きを設けていない場合に比べて、切り欠きを設けた場合の方が外周部におけるダレ量が少ないことがわかる。また、切り欠きを設けたグラフの方が縦方向のバラツキが小さく、ウェーハ全体の平坦度も向上したことがわかる。
【０１０２】
［応用例３］
上記の実施例１〜３に示した研磨クロス１２，２２，３２では、溝１６の深さ並びに幅を同一とし、その溝同士の間隔のみを異ならせたものを開示したが、図１１（Ａ）に示すように、溝間隔を異ならせる代わりに、幅狭の溝２６と幅広の溝３６とを格子状に形成してもよい。この場合、幅狭の溝２６を形成した領域は溝の密度が疎であることに対応し、幅広の溝３６を形成した領域は溝の密度が密であることに対応する。
【０１０３】
例えば、実施例３の研磨クロスに適用すると、中心部位３２ａと外周部位３２ｃ及び中間部位３２ｄには幅広の溝３６を格子状に設け、一般部位３２ｂには幅狭の溝２６を格子状に設けることになる。
【０１０４】
このほか、溝の幅のみで密度を調整するのではなく、応用例２でも説明した通り、切り欠きや溝の深さを調整することによっても溝の密度を変化させることができる。
【０１０５】
また、図１１（Ｂ）に示すように、研磨クロス１２，２２，３２の回転中心から放射状に延びる開口状の溝４６を研磨ブロック１５の直径とほぼ一致させて形成すると共に、その溝幅を中心部位・中間部位・外周部位を基準として幅広とし、その他の一般部位を幅狭とすることによっても同様の効果を得ることができる。すなわち、一本の溝４６において、部分部分で溝の幅を変化させることにより、溝の密度を調整しても良い。
【０１０６】
上記の実施例１〜３においては説明を簡易にするために溝を格子状に配置した例を示したが、溝は必ずしも格子状に配置する必要はなく、図１１（Ｂ）に示すように研磨クロスの中心から放射状に配置しても良い。また、放射状に配置した溝の溝幅や溝深さを変化させたり、放射状溝の本数の頻度を変化させたりしても良い。
すなわち、本願において溝の密度とは、溝の本数の頻度のみを意味するものではなく、溝の幅や深さをも含めて考慮されるものである。
【０１０７】
また、本願において溝の密度を変化させることによる狙いは、研磨クロスによるウェーハの部分的な過剰研磨の低減であり、本質的には、溝を設けるような場合に限定することなく、研磨クロス上に研磨量の少ない領域を設ければ良い。例えば実施例１において、外周部位１２ｃや中心部位１２ａに密の溝１６を設けるのではなく、研磨クロス１２の外周部位１２ｃや中心部位１２ａのみを予め磨耗させたり、表面粗さを低減させる薬品処理などの化学的処理を施したりして、外周部位１２ｃや中心部位１２ａにおけるウェーハの研磨量を低減させても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
上記の実施例においては、研磨ブロックによってウェーハの回転を固定して研磨する装置について説明しているが、ウェーハが自転する研磨装置についても同様に適用が可能である。本発明は研磨クロスを用いる研磨装置であれば適用可能であり、両面研磨装置や枚葉式片面研磨装置などの他の研磨装置においても当然に適用することができる。
【０１０９】
また、上記の実施例においては、半導体ウェーハを例に説明しているが、半導体ウェーハに限らず、他の材料からなるウェーハ（薄板状物）についても適用することができる。
【０１１０】
被研磨物は、円板状のウェーハに限られることなく、四角や多角形状のウェーハについても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明のウェーハ研磨装置の実施例１を示し、（Ａ）はウェーハ研磨装置の概略図、（Ｂ）はウェーハ研磨装置の要部の平面図である。
【図２】本発明の実施例１におけるウェーハ研磨装置の縦断面図である。
【図３】研磨後のウェーハの面ダレの様子を示すウェーハ形状の三次元データである。
【図４】本発明のウェーハ研磨装置の実施例２を示し、（Ａ）はウェーハ研磨装置の概略図、（Ｂ）はウェーハ研磨装置の要部の平面図である。
【図５】本発明の実施例２におけるウェーハ研磨装置の縦断面図である。
【図６】本発明のウェーハ研磨装置の実施例３を示し、（Ａ）はウェーハ研磨装置の概略図、（Ｂ）はウェーハ研磨装置の要部の平面図である。
【図７】本発明の実施例３におけるウェーハ研磨装置の縦断面図である。
【図８】（Ａ）は研磨ブロックの一部とウェーハの一部を示す平面図、（Ｂ）は隣り合うウェーハ間の円弧距離の関係を示すグラフ図である。
【図９】本発明のウェーハ研磨装置の応用例１を示し、（Ａ）はリテーナを設けた要部の平面図、（Ｂ）はウェーハとリテーナとの位置関係を示す縦断面図である。
【図１０】本発明のウェーハ研磨装置の応用例２を示し、（Ａ）は切り欠きを設けた研磨クロスの要部の説明図、（Ｂ）は切り欠きの有無によるウェーハのダレ量を示す比較グラフ図である。
【図１１】本発明のウェーハ研磨装置の応用例３を示し、（Ａ）は溝幅を異ならせた例を示す要部の説明図、（Ｂ）は放射状に溝を配置した例を示す要部の説明図である。
【図１２】ウェーハの移動に伴う研磨クロスの動的粘弾性による弾性応力を説明するための説明図と、この説明図と相対位置を対応させた弾性応力のグラフ図である
【図１３】バッチ式片面研磨装置を示し、（Ａ）はバッチ式片面研磨装置の縦断面図、（Ｂ）はバッチ式片面研磨装置の要部の拡大断面図である。
【図１４】外周部位の領域が大きい研磨クロスの例を示す平面図である。
【図１５】研磨ブロックと研磨クロスとの回転の関係を示す説明図である。
【図１６】ウェーハ離間距離に伴う動的粘弾性による弾性応力の説明図を示し、（Ａ）はウェーハ離間距離が狭い場合の研磨クロスの弾性応力の説明図、（Ｂ）はウェーハ離間距離が広い場合の研磨クロスの弾性応力の説明図である。
【図１７】両面研磨装置を示し、は両面研磨装置のキャリア回転機構を模式的に示した平面図、（Ｂ）は両面研磨装置の一部の拡大縦断面図である。
【図１８】枚葉式片面研磨装置の概略を示す縦断面図である。
【図１９】本発明のウェーハ研磨装置の実施例１を示し、（Ａ）はウェーハ研磨装置の概略図、（Ｂ）はウェーハ研磨装置の要部の平面図である。
【図２０】本発明の実施例１におけるウェーハ研磨装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１…定盤  １ａ…上定盤  １ｂ…下定盤
２…研磨クロス  ２ａ…中心部位  ２ｂ…一般部位  ２ｃ…外周部位
３…支持軸
４…ポリッシングヘッド
６…テンプレート  ６ａ…ウェーハ位置決め穴
８…スラリー管
９…キャリアプレート
１０…ウェーハ研磨装置
１１…定盤
１２…研磨クロス  １２ａ…中心部位  １２ｂ…外周部位
１３…支持軸
１４…ポリッシングヘッド
１５…研磨ブロック
１６…溝
１８…補填部材
２２…研磨クロス  ２２ａ…中心部位  ２２ｂ…一般部位  ２２ｃ…外周部位
２６…幅狭の溝
３６…幅広の溝
３２…研磨クロス  ３２ａ…中心部位  ３２ｂ…一般部位  ３２ｃ…外周部位  ３２ｄ…中間部位
４２…研磨クロス  ４２ａ…切り欠き
４６…溝
５１…キャリア
５２…装填穴
５３…プラネットギヤ
５４…インターナルギヤ
５５…サンギヤ
６４…研磨ヘッド
６５…真空チャック機構
６８…リテーナ
Ｗ…ウェーハ  Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃ，Ｗｄ…ウェーハ。
【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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