(57)【要約】      （修正有）【課題】  ワーク（ウェーハ等）の高効率、高精度鏡面加工を可能とした研磨方法及びワークを当該ワーク保持盤へ高精度に接着することのできるワークの接着方法を提供する。【解決手段】  研磨定盤２９とワーク保持盤３８とを有しワーク保持盤に保持されたワークＷを研磨剤溶液を流しつつ研磨する研磨装置を用い、研磨動作時における研磨定盤の定盤表面の法線方向での変形量及び／又はワーク保持盤のワーク保持面の法線方向での変形量を１００μm以下に抑制するようにする。このため研磨定盤の背面に多数の凹部３４を設け、またワーク保持盤の背面に多数の凹部５０を設け、それらの凹部を温度調整用流体で満たし研磨による発熱を吸収し研磨温度を制御する。またワーク保持盤にワークを接着する際は、前記ワーク保持盤の凹部５０とそれに繋がる吸着孔４５を真空吸引し、ワークを真空吸着しながら接着し、接着剤層の厚さを均一とする。【選択図】  図１
2006074060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨定盤とワーク保持盤とを有しワーク保持盤に保持されたワークを研磨剤溶液を流しつつ研磨する研磨装置を用い、研磨動作時における研磨定盤の定盤表面の法線方向での変形量及び／又はワーク保持盤のワーク保持面の法線方向での変形量を１００μm以下に抑制することを特徴とする研磨方法。
【請求項２】
研磨定盤とワーク保持盤とを有しワーク保持盤に保持されたワークを研磨剤溶液を流しつつ研磨する研磨方法において、前記研磨定盤上に貼設された研磨布によって前記ワークの被研磨面を研磨する際、研磨動作時における該研磨布の研磨面の任意の位置における温度の変動を１０℃以下とすることを特徴とする研磨方法。
【請求項３】
研磨定盤とワーク保持盤とを有しワーク保持盤に保持されたワークを研磨剤溶液を流しつつ研磨する研磨方法において、研磨中における前記ワークの温度の変動を１０℃以下に抑制することを特徴とする研磨方法。
【請求項４】
前記研磨剤溶液の温度及び／又は流量を制御して研磨動作時における研磨布の研磨面の任意の位置における温度及び／又はウェーハの温度の変動を１０℃以下に制御することを特徴とする請求項２又は３記載の研磨方法。
【請求項５】
研磨定盤とワーク保持盤とを有しワーク保持盤に保持されたワークを研磨する研磨装置を用いる研磨方法であって、ワーク保持盤に複数のウェーハを次式（１）の関係を２mm以内の誤差で満足するように配置して保持することを特徴とする研磨方法。
【数１】
2006074060.tif 000006
（上式（１）中、Ｒ：ワーク保持盤径（mm）、ｒ：ウェーハ径（mm）、ｘ：ウェーハ間距離（mm）、ｙ：ウェーハとワーク保持盤外周端距離（mm）、Ｎ：ウェーハ枚数／ワーク保持盤、π：円周率）
【請求項６】
ｒが２００mm以上で、５≦Ｎ≦７，５≦ｘ≦２０，７≦ｙ≦２２であることを特徴とする請求項５記載の研磨方法。
【請求項７】
ワーク保持盤の厚さｄがａＲ＜ｄ＜ｂＲ(ａ＝０.０４〜０.０８，ｂ＝０.１０〜０.１２)であることを特徴とする請求項６記載の研磨方法。
【請求項８】
シリコンウェーハを研磨することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の研磨方法。
【請求項９】
温度変化が±２℃以内の環境において実施することを特徴とする請求項８記載の研磨方法。
【請求項１０】
接触領域内にワークを吸引保持するための複数の細孔が開孔しているワーク保持盤を用いワーク保持盤背面側から細孔を介してエアーを排気しつつウェーハを接着剤にてワーク保持盤に接着することを特徴とするワークの接着方法。
【請求項１１】
前記接着を２０℃〜３０℃の間で行うことを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記接着時の温度における接着剤の粘度が１mPa・s〜１０mPa・sである接着剤を用いることを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
ワーク接着部分の接着剤の厚みの平均値が０.１μｍ〜０.５μｍの範囲であって、その厚みの偏差が０.０１５μｍ以内であることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
請求項１０〜１３のいずれか１項記載の方法でシリコンウェーハをワーク保持盤に接着保持して研磨することを特徴とする研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク、例えばシリコンウェーハ（単にウェーハということがある）等の高効率、高精度鏡面加工を可能とした研磨方法、ワーク（例えばウェーハ等）を効率的に保持する新規なワーク保持盤への接着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウェーハの大直径化とそれを用いて製作されるデバイスの高精度化を反映して、研磨仕上げされるシリコンウェーハ（研磨ウェーハ）の仕上げ精度（厚さ均一性、平坦度、平滑性）に対する要求はますます高度化しつつある。
【０００３】
このような要求を満たすため、ウェーハの研磨加工技術の向上が計られると共に、研磨加工装置の開発、改善がなされてきた。
【０００４】
その一つとして、特に直径３００mm、ないし、それ以上の大直径ウェーハの研磨を目的に、いわゆる枚葉式研磨装置が新たに開発され、一部は実用に供されている。
【０００５】
しかしながら、枚葉式研磨方法には（１）生産性の点でウェーハの価格低減への要求に対応が困難であり、（２）最近のウェーハ周縁近傍（２mm以内）までの平坦度の要求に十分対応できない、等の問題が生じてきた。
【０００６】
一方、従来から広く用いられてきた複数枚のウェーハを同時に研磨するバッチ式研磨装置では、図１９に研磨作用に直接関与する部分の構成の概要を示したように、回転軸１７により所定の回転速度で回転される研磨定盤１０の上面に貼設された研磨布１６の表面に、１枚ないしは複数枚のウェーハＷを接着等の手段によって回転シャフト１８によって回転せしめられるワーク保持盤１３の下面に保持して、例えば上部荷重１５を用いることによってウェーハの被研磨面を所定の荷重で押し付け、同時に研磨剤供給装置（図示せず）より研磨剤供給用配管１４を通して所定の流量で研磨剤溶液（以下スラリーということがある）１９を研磨布１６上に供給し、この研磨剤溶液１９を介してウェーハＷの被研磨面が研磨布１６表面と摺擦されてウェーハＷの研磨が行われる。
【０００７】
このバッチ式研磨装置は、ウェーハの大直径化と共に装置が大型化し、研磨定盤やワーク保持盤の自重や研磨圧による撓み、研磨による発熱に起因する熱変形の他に、さらにこれらが回転する時の種々の機械的ブレが原因による研磨定盤やワーク保持盤の変形、変動によってウェーハの仕上げ精度が影響されるために、ウェーハの仕上げ面の精度に対する要求を満足することが困難となりつつある。
【０００８】
このような課題に対処するため、研磨装置の構造や材質、ならびに研磨装置の運転条件や研磨条件について種々の創意工夫がなされてきた。例えば、装置の構造、とくに（ａ）研磨定盤についてその熱変形を防止するために、図２０に示すように、上面に研磨布１６を貼付した上定盤１２の裏面に、冷却水Ｈを循環させるための多数の凹部２１を設けた下定盤２３を別体として設けると共に、研磨圧力による変形防止のために定盤背面にリブを設けること、さらに熱変形の抑制を効果的に実施するため、例えば特許文献１や特許文献２に示される如く、研磨定盤構造と冷却水流路の配置に工夫がなされてきた。
【０００９】
しかし、図２０に示した従来の研磨定盤１０においては、例えば、ＳＵＳ４１０を上定盤１２とし、それに冷却水流路を設けたＦＣ−３０の如き鋳鋼製の下定盤２３とを上下に締結具１１等で締め付けて結合させる構造が用いられていて、研磨動作時に上定盤の上下両面間に生じる温度差が従来の研磨方法では３℃以上、多いときには５℃以上となるために、上定盤の上面は上下面の間に温度差のない場合の上面を基準面として場所によっては１００μm以上の上下方向の高低差（変形）が生じる不都合があった。
【００１０】
また、 (ｂ)研磨定盤材料に熱膨張係数の小さい（８×１０-6／℃）材料を使用すること（特許文献３）、セラミックスを用いて冷却水の循環流路を内部のほぼ全域にわたって設けた一体構造の研磨定盤（特許文献４）等のほか、さらに(ｃ)ワーク保持盤についても、同様にウェーハ保持面の温度均一性を向上させる目的で温度制御用流体を保持盤内部に循環させること（特許文献５）が提案されてきた。
【００１１】
又、研磨作用に伴なう発熱によるウェーハや研磨布の温度上昇を抑制するために、先述のワーク保持盤や研磨定盤の冷却の他に、研磨作用面に直接供給する研磨剤溶液（通常コロイド状シリカの弱アルカリ性水溶液が用いられる）にも冷却機能を持たせ、純粋に研磨作用に必要な供給量以上の量を研磨布上に供給し、研磨部位から排出された研磨剤溶液はコスト低減のために循環使用することが行われてきた。
【００１２】
しかしながら、従来の研磨装置の構成並びに上述のような冷却方式では研磨中の研磨布表面の温度は研磨開始から次第に上昇し、特にウェーハの被研磨面と摺擦される部分ではその値は通常１０℃以上に達し、その部分に相当する直下の研磨定盤の上面部分の温度も３℃以上上昇する。
【００１３】
一方、定盤下面部分の温度は冷却水による温度上昇抑制の効果もあって、その温度変化は１℃以内に抑制される。したがって、研磨定盤の上面と下面の間のみならず研磨定盤上面の高温部分と低温部分の間にも少なくとも３℃以上の温度差が生じ、このために生じる熱変形によって定盤表面形状は温度差が存在しない場合に対し表面の法線方向に１００μm以上変形変位する部分が生ずる。
【００１４】
さらに、ワーク保持盤もシリコンウェーハの大直径化に対応して大型化し、例えば、直径８インチウェーハの研磨用のワーク保持盤ではその直径がおよそ６００ｍｍとなり、それと共にワーク保持盤の重量も増大してきた。
【００１５】
したがって、研磨加工面における発熱によるワーク保持盤の熱変形のみならず自重による研磨時の変形が問題となり、これを抑制するために、ワーク保持盤の厚さを厚くしたり、或いはセラミック（シリコンカーバイド、アルミナ）等の縦弾性係数の大きい材料を用いて変形量を小さくすることが試みられてきた。
【００１６】
また、従来のバッチ式研磨においては、例えば図２１に示すごとく、研磨されるべきウェーハＷはワーク保持盤２０のワーク接着面２０ａに接着剤２２を介して接着する方式が用いられてきた。
【００１７】
その際、接着剤２２層中やウェーハ又はワーク保持盤２０と接着剤２２との界面にエアーが残留しないようにすることが重要である。そのために図２１に示したように加圧ヘッド２５の下面に下方に凸状に湾曲するように設けられたエアバッグ２７を加圧シリンダー２６によってウェーハＷの上面（接着される面と反対側の面）に押し当て、ウェーハ被接着面の中心部から周縁に向けて順次ワーク保持盤に押し付けることによって接着部位のエアーをウェーハの外周縁部に向けて押し出すようにして接着される。しかし、このようなウェーハ加圧用部材２４による押圧方法によって、ウェーハＷとワーク保持盤との境界層におけるエアーは押し出されるが、他方接着剤層２２の厚さはウェーハ中心部で薄くなりやすく、そのためにウェーハＷは撓んだ状態で接着されるという不都合があった。
【００１８】
従来、ウェーハの接着に用いられる接着剤には研磨時の研磨剤溶液に対する耐性、非潤滑性、研磨発熱によるウェーハ温度上昇を介しての接着剤温度上昇による特性変化等の要因を考えて、天然ロジン、合成ロジンエステル、蜜蝋、フェノールレジン等が用いられてきたが、この種の接着剤による接着作用は、主として物理接着機構に依存しており、接着は次の様にして行われる。すなわち接着剤を溶媒に溶解して接着面に塗布後、溶媒を蒸発除去したのち加熱によって接着剤を軟化溶融状態に保ちつつウェーハをワーク保持盤に所定の圧力で押し付け、その後常温に冷却することによって接着剤が固化して接着が行われる。
【００１９】
このように接着工程において、ウェーハ及びワーク保持盤を、例えば５０〜１００℃に加熱することが必要で、この際の熱履歴によるウェーハ、ワーク保持盤の変形によって加工精度向上が阻害される。また、そのために特別の装置設備とエネルギーを必要とすること等、コストの面からも問題であった。
【００２０】
一方、常温で接着作用を実現しうる既存の所謂常温接着剤は、研磨剤溶液に対する耐性、ウェーハのワーク保持盤からの剥離やウェーハ、ワーク保持盤からの接着剤の除去の困難さのため実用上使用が不可能であった。
【００２１】
また接着部位の接着剤層中に気泡が残留することを防止するためにウェーハをその被接着面をワーク保持面に対し傾斜させた状態で、その一端から順次接着剤を介してワーク保持盤に押し付けて、ウェーハ被接着面とワーク保持面との間に介在するエアーをウェーハの被接着面の一端から他端へ向けて排除するようにして接着する方法や、前述した図２１に示すようにワーク保持盤２０に配置したウェーハＷの上面より凸面形状の弾性体（エアバッグ）２７によってウェーハ中心部より順次ワーク保持盤２０に押し付けるようにしてエアーを外方に排除する方法、さらにはワーク保持盤２０全体或いはウェーハＷ毎に、図２２に示す如くワーク保持盤２０の保持面で気密を保つように囲撓し、その内部を減圧状態にすることによってエアーを残留させない手段等が実施されてきた。
【００２２】
図２２において、１は真空容器、２はベローズ、３はベローズ昇降用シリンダー、４はベローズ内圧調整用配管、５は真空容器内圧調整用配管、６は真空吸着用配管、２０はワーク保持盤及びＷはウェーハである。
【００２３】
図２１に示したウェーハの被接着面の一部から順次ワーク保持盤に押し付ける方法では接着剤層の厚さが不均一（０．５μm以上）となる欠点が、又図２２に示したウェーハ或いはワーク保持盤全体を減圧状態として接着する方法では特別の装置、治具を必要とし、工程が繁雑化すること、又装置、治具からの発塵が問題となる。
【特許文献１】特開平７−５２０３４号公報
【特許文献２】特開平１０−２９６６１９号公報
【特許文献３】ＷＯ９４／１３８４７号公報
【特許文献４】実開昭５９−１５１６５５号公報
【特許文献５】特開平９−２９５９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
前述のようにウェーハの研磨加工仕上げにおいては、研磨装置、中でも直接被加工物であるウェーハを保持するワーク保持盤、及びウェーハと接触する研磨布を貼着する研磨定盤の種々の原因による変形や装置運転時の変動のみならずワーク保持盤へのウェーハの接着方法においても、現在及び将来にわたってデバイス製造技術の高度化に対応した高精度の仕上げを達成するには障害となる種々の要因が存在する。
【００２５】
本発明者らは、高精度の研磨仕上げウェーハ、特には直径が３００mm以上の大直径の高精度ウェーハを安定かつ効率よく生産するために、研磨装置の構造、構成、材質のみならずウェーハの接着装置や接着方法を含むウェーハ研磨に係る全工程について高精度加工に障害となる要因を抜本的に検討し、かつ装置の試作、システムの構成、ならびに運転条件等について実験的に検討研究を行った結果、ウェーハ接着方法のみならず研磨装置の機能、性能を総合的に高め、さらにその運転方法を根本的に改善することによって高精度の研磨ウェーハを安定して製造することに成功した。
【００２６】
中でも、高精度（高平坦度）のウェーハ研磨のためには研磨布を貼設し、研磨布の形状を保持するための基盤である研磨定盤或いはウェーハを保持する基体であるワーク保持盤が研磨動作時において変形することがその大きな障害となることを見出し、その変形量が研磨定盤の上面について、又ワーク保持盤のワーク保持面についてそれぞれそれらの面の法線方向での変形量が１００μm、好ましくは３０μm以下、さらに好ましくは１０μm以下に保つように研磨することが効果的であることを見出した。
【００２７】
本発明は、ワーク（ウェーハ等）の高効率、高精度鏡面加工を可能とした研磨方法、及びワークを当該ワーク保持盤へ高精度に接着することのできるワークの接着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】
【００２８】
上記課題を解決するために、本研磨装置の第１の態様は、研磨定盤とワーク保持盤とを有しワーク保持盤に保持されたワークを研磨剤溶液を流しつつ研磨する研磨装置であって、研磨動作時における研磨定盤の定盤表面の法線方向での変形量及び／又はワーク保持盤のワーク保持面の法線方向での変形量を１００μm以下に抑制したことを特徴とする。これらの変形量を３０μm以下に抑制すればさらに好適である。
【００２９】
本研磨装置の第２の態様は、研磨定盤とワーク保持盤とを有しワーク保持盤に保持されたワークを研磨剤溶液を流しつつ研磨する研磨装置であって、該研磨定盤が鋳造によって一体として形成され、該研磨定盤の構造は背面に複数の凹部及び／又はリブを有しかつ定盤内部に温度調整用流体の流路を形成すると共に該流路を形成しない部分は内部リブ構造として作用するようにしたことを特徴とする。
【００３０】
すなわち、本研磨装置の一つの大きな特徴である一体かつ温度調整用流体の流路及び定盤背面に凹部及び／又はリブを有しかつ定盤内部にも内部リブ構造を有する構造では、
（１）従来用いられてきた図１６および図１７に例示した上定盤１２と下定盤１
３を締結具１１で締め付ける構造や特開平１０−２９６６１９号公報に示
される二層構造の定盤に比べて強度が高く熱変形や冷却水圧力による変形
を低く抑えることができる。
（２）したがって、その分全体の定盤の厚さを薄く軽量化を図ることが出来る。（３）締結具の緩み等の経年変化がない。
（４）締結個所が不要のため、冷却用（温度調整用）流体の流路を広く配置する
ことが出来、伝熱面積を大きくかつ流路による圧損を低減出来るので大量
の流体を流すことが可能で、冷却効果が大幅に向上する。
（５）定盤の薄肉化が可能であるので定盤表面から冷却水流路までの距離を短く
することが可能となりその分さらに冷却効果が高められる。
等の利点があり、定盤上面の基準面に対する変位も任意の点において１００μm以下、さらに下記に述べる本発明の種々の構成を採用することによって３０μm以下、理想的な状態では１０μm以下に抑制することができる。
【００３１】
上記研磨定盤の材料の熱膨張係数の値は、５×１０-6／℃以下であり、かつその耐食性がステンレス鋼とほぼ同等であるのが好ましい。
【００３２】
上記研磨定盤の材料としては、インバー、即ち、鋳鋼であるステンレスインバー材、例えば、ＳＬＥ−２０Ａ（新報国製鉄(株)製）を用いると熱膨張係数（α＝２.５×１０-6／℃、αは線膨張係数）はＳＵＳ４１０（α＝１.０３×１０-5／℃）に比べおよそ１／４となるので、変形量３０μm以下が実現できる。さらに、このように鋳鋼の鋳込みによって研磨定盤を製作することによって一体構造が可能となりかつその後の定盤の精密加工仕上げが容易となる。
【００３３】
本研磨装置の第３の態様は、研磨定盤とワーク保持盤とを有しワーク保持盤に保持されたワークを研磨する研磨装置であって、温度調整用流体の流量及び／又は温度を制御することによって研磨動作時における研磨定盤の温度変化及び／又はワーク保持盤の温度変化を所定範囲内に制御することを特徴とする。
【００３４】
上記した研磨動作時における研磨定盤及び／又はワーク保持盤の任意の位置における温度変動は３℃以内とするのが好適であり、２℃以内とするのがさらに好適である。この目的を達成するために温度調整用流体流路を内部に形成する一体構造の研磨定盤は先述の様に温度調整用流体と定盤との接触面積を大きくすることが可能であって極めて有効である。
【００３５】
また、研磨を行う際に、上記研磨剤溶液の温度及び／又は流量を制御して研磨動作時における研磨布の研磨面の任意の位置における温度の変動を１０℃以下、好ましくは５℃以下に制御するのが好適である。
【００３６】
すなわち、従来の研磨装置によって所定の研磨速度（０.５〜１.０μm／min）を達成するための通常の条件の下では研磨作用に伴なう発熱によって研磨布表面の温度が上昇し、特にウェーハ被研磨面と摺擦される部分においてはその温度変化の値は１０℃を超えるが、本発明の基本理念である研磨動作中の研磨定盤、或いはワーク保持盤或いはこれら両者の温度変化（変動）を３℃以内に抑制し、それらの変形量特に研磨定盤の上面、或いはワーク保持盤の保持面の法線方向の変形量を１００μm以下、好ましくは３０μm、さらに好ましくは１０μm以下とするには研磨加工の際の発熱部位である研磨布表面及びウェーハの温度変化を１０℃以下、好ましくは５℃以下とすることが重要である。
【００３７】
実際の研磨の実行においては先述の通り研磨定盤上面に研磨の目的と条件に最も適した研磨布を選択してこれを貼設し、この研磨布とウェーハ被研磨面の間に研磨剤溶液を供給しつつ、両者を所定の力で押し付けつつ相対的運動によって摺擦するが、一般に研磨布の熱伝導率はシリコンや研磨定盤、あるいはワーク保持盤の材料の熱伝導率の値に比べ１〜３桁低い値を示す。通常、研磨布の厚さは１〜２mmであって研磨定盤上面と温度調整用流体流路までの距離（１０〜５０mm）やワーク保持盤のワーク保持面と温度調整用流体流路までの伝熱距離（１０〜３０ｍｍ）に比較して研磨布を通しての研磨布表面から研磨定盤上面までの熱抵抗が最大となるので、研磨布表面温度の研磨動作時の温度変化を１０℃好ましくは５℃以下のできるだけ低い値に抑制すれば、研磨定盤上面或いはワーク保持盤のワーク保持面の研磨動作時の温度変化を３℃好ましくは２℃以下に抑制することが可能である。
【００３８】
この際、研磨定盤、或いはワーク保持盤の温度調整用流体による冷却を有効に働かせることが重要であり、研磨剤溶液の冷却効果を積極的に活用することも必要である。
【００３９】
以上研磨装置及びその運転（研磨）において、研磨作用に直接に関与する部材である研磨定盤及びワーク保持盤と研磨剤溶液について本発明の基本理念を実現するための重要な要件について述べたが、これらを有効に実現するためには研磨装置の機構や制御に関する要因も極めて重要である。即ち、研磨定盤の駆動（回転）に伴なう機械的変動や温度制御の精度が一定の水準をクリアしていることが必要であり、これらの具体的構成を以下に記載する。
【００４０】
上記研磨定盤の回転ムラを１％以下に抑制するのが好ましい。研磨定盤の回転ムラとは研磨動作時の研磨定盤の回転数の変動の設定値に対する割合を意味する。
【００４１】
上記研磨定盤の研磨面の回転時の面ブレを１５μｍ以下に抑制するのが好ましい。研磨定盤の研磨面の回転時の面ブレとは、研磨動作時の研磨定盤の研磨面の任意の位置における略垂直方向の変動を意味する。
【００４２】
上記研磨定盤の回転軸の回転ブレを３０μｍ以下に抑制するのが好ましい。研磨定盤の回転軸の回転ブレとは、研磨動作時の研磨定盤の回転軸の任意の位置における略水平方向の変動を意味する。なお、上記した研磨定盤の回転ムラ、研磨定盤の研磨面の回転時の面ブレ及び研磨定盤の回転軸の回転ブレは、研磨定盤の回転系の精度を向上させることによりいずれも達成可能なことである。
【００４３】
また、上記ワーク保持盤が背面に凹部を形成するか、又はリブ構造を有する構成とするのが好適である。このように、ワーク保持盤も研磨定盤と同様にその背面に凹部を形成するか又はリブ構造とすることによって強度を保ちつつ、軽量化を図るとともに、この凹部を温度調整用流体の流路として活用することができる。
【００４４】
これまでに述べてきたように研磨装置においてワーク保持盤は単にワークを物理的に保持するだけでなく、本発明の目的を達成するための重要な要因をなすもので、とくに研磨動作時の変形を抑制することが重要である。そのために、機械的強度と熱伝導率の値、加工性、ウェーハの接着性やさらには経済性をも考慮し、セラミックス材料、中でもアルミナ或いはシリコンカーバイド（ＳｉＣと略記）を用いるのが好適である。
【００４５】
また、ウェーハのワーク保持盤への保持方法には接着剤による以外にウェーハをワーク保持盤のワーク保持面に吸引保持する方法が用いられ、そのためにウェーハとワーク保持盤の接触領域内にワークを吸引保持するための複数の細孔が開孔している構造が有用である。
【００４６】
本発明の研磨方法の第１の態様は、研磨定盤とワーク保持盤とを有しワーク保持盤に保持されたワークを研磨する研磨方法であって、研磨動作時における研磨定盤の定盤表面の法線方向での変形量及び／又はワーク保持盤のワーク保持面の法線方向での変形量を１００μm以下に抑制したことを特徴とする。これらの変形量を３０μｍ以下に抑制すればさらに好適である。
【００４７】
本発明の研磨方法の第２の態様は、研磨定盤とワーク保持盤とを有しワーク保持盤に保持されたワークを研磨剤溶液を流しつつ研磨する研磨方法において、前記研磨定盤上に貼設された研磨布によって前記ワークの被研磨面を研磨する際、研磨動作時における該研磨布の研磨面の任意の位置における温度の変動を１０℃以下とすることを特徴とする。好ましくは変動を５℃以下とするのが好適である。
【００４８】
本発明の研磨方法の第３の態様は、研磨定盤とワーク保持盤とを有しワーク保持盤に保持されたワークを研磨剤溶液を流しつつ研磨する研磨方法において、研磨中における前記ワークの温度の変動を１０℃以下に抑制することを特徴とする。好ましくは変動を５℃以下に抑制することが好適である。
【００４９】
上記研磨動作時における研磨布の研磨面の任意の位置における温度及び／又はウェーハの温度の変動を研磨剤溶液の温度及び／又は流量を制御して１０℃以下、好ましくは５℃以下に制御することが本発明の重要な実施態様である。
【００５０】
本発明の研磨方法の第４の態様は、研磨定盤とワーク保持盤とを有しワーク保持盤に保持されたワークを研磨する研磨装置を用いる研磨方法であって、ワーク保持盤に複数のウェーハを次式（１）の関係を２mm以内の誤差で満足するように配置して保持することを特徴とする。
【００５１】
【数２】
2006074060.tif 000003
【００５２】
（上式（１）中、Ｒ：ワーク保持盤径（mm）、ｒ：ウェーハ径（mm）、ｘ：ウェーハ間距離（mm）、ｙ：ウェーハとワーク保持盤外周端距離（mm）、Ｎ：ウェーハ枚数／ワーク保持盤、π：円周率。ここで、ウェーハ間距離ｘは隣接するウェーハ外周部の最近接距離である。）
一つのワーク保持盤に複数枚のウェーハを保持する場合には保持面上のそれらの配置の仕方が極めて重要である。すなわち、保持されるウェーハは微視的にみても可能な限り同じ条件で研磨されること、すなわち各ウェーハ間並びに１枚のウェーハの被研磨面内において、できる限り一様な研磨条件と研磨速度の実現を図ることが重要であり、そのためには、被研磨面の温度、研磨布への押圧力、研磨剤溶液の供給方法、研磨布との間の相対的運動距離等が重要な因子であり、これらを総合的に、かつ実験的に検討して上式の関係を得たものである。
【００５３】
上記式（１）を２００ｍｍ以上のウェーハに適用する場合、すなわちｒが２００mm以上の場合には、５Ｎ≦７，５ｘ≦２０，７≦ｙ≦２２とする必要がある。
【００５４】
ウェーハの直径（ｒ）が増大し、３００mm以上のウェーハに対しては当然のこととしてワーク保持盤の直径（Ｒ）が大きくなる。それに伴って、機械的変形、温度変化による熱変形等を所定の値以下に抑制するためにはワーク保持盤の厚さ（ｄ）を直径（Ｒ）に応じて大きくすることが必要となり、種々検討の結果、本発明の基本理念である研磨動作時のワーク保持盤の保持面の法線方向の変形量を１００μm以下、好ましくは３０μm以下にするためには、ワーク保持盤の厚さｄをａＲ＜ｄ＜ｂＲ(ａ＝０.０４〜０.０８，ｂ＝０.１０〜０.１２)とするのが好ましい。
【００５５】
本発明の研磨方法の第５の態様は、上記した本発明の研磨装置を用いてシリコンウェーハを研磨することを特徴とする。
【００５６】
上記第３の態様の研磨方法においては、温度変化が±２℃以内の環境において実施するのが好ましい。即ち、このような高精度研磨加工の実現には研磨装置の稼動する周囲の環境温度の変動は所定の温度の±２℃以内であることが好ましい。
【００５７】
ワーク（ウェーハ）のワーク保持盤への保持の仕方、並びにその保持の状態の精度、即ちワーク保持面の平坦度と共に保持面とウェーハの被接着面との間隔の一様性が重要である。特に、接着剤を用いてウェーハをワーク保持盤へ接着保持する場合には、ウェーハとワーク保持盤との間の接着剤層中の残留気泡、接着時におけるウェーハの撓み、接着剤層の厚さとその均一性が問題である。
【００５８】
そこで、本発明のワークの接着方法は、接着領域内にワークを吸引保持するための複数の細孔が開孔しているワーク保持盤を用いワーク保持盤背面側から細孔を介してエアーを排気しつつウェーハを接着剤にてワーク保持盤に接着することを特徴とする。このような構成により、前述した従来方法の欠点を除き、かつウェーハとワーク保持盤の間の接着剤層の厚さを薄く、かつその厚さの均一性を高めることが可能となる。
【００５９】
この際、接着を容易に実行するためには接着温度を常温（２０℃〜３０℃）で実施することが好ましく、接着を有効に実施しかつ接着後における接着剤層の厚さの均一性（高精度のウェーハ加工には厚さの偏差が０.０１５μm以内であることが望ましい）を高め、接着剤層中の残留エアーを極力少なくするためには塗布時から接着前の段階における接着剤の粘度が１mPa・s〜１０mPa・sの間に調整することが好ましい。
【００６０】
研磨発熱をウェーハを介してワーク保持盤の温度調整用流体によって有効に除去するためにはウェーハとワーク保持盤の間に介在する接着剤層による熱抵抗を極力低くすることが必要であり、又接着剤の弾性変形による接着剤層厚みの変動を抑制するためにも接着剤層の厚さはその平均値が０.５μm以下、好ましくは０.３μm以下であることが好ましく、その厚さの偏差を０.０１５μm以下とすることが望ましい。
【００６１】
本ワーク保持盤は、ワーク保持盤のワーク接着面の接着領域内にワークを真空吸着するための複数の吸着孔をワーク接着面からワーク保持盤背面まで貫通して設けたことを特徴とする。
【００６２】
上記した本ワーク保持盤を用いることによって、上記した本発明のワークの接着方法を効果的に実施することが可能となる。
【００６３】
上記ワーク保持盤の背面に凹部又はリブ構造を設けるのが好ましい。
【００６４】
上記した本発明のワークの接着方法でシリコンウェーハをワーク保持盤に接着保持して研磨することによって高精度のウェーハ研磨加工仕上げが可能となる。この際、上記した本発明の研磨装置を用いると本発明の基本理念である研磨動作時の研磨定盤の定盤表面の法線方向での変形量及び／又はワーク保持盤のワーク保持面の法線方向での変形量を１００μm以下、好ましくは３０μm以下に抑制して、高精度研磨加工を実現するのに極めて有効である。
【発明の効果】
【００６５】
本発明の研磨方法によれば、ワーク、例えば８インチ〜１２インチ以上の直径を有するウェーハの高精度鏡面加工を高い効率で実施することが可能となる。また、本発明のワークの接着方法によれば、ワーク、例えばウェーハをワーク保持盤に撓みを生ずることなく均一に接着することができ、ウェーハの高精度鏡面加工実現の一助となるという効果を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６６】
以下に本発明の実施の形態を添付図面中図１〜図９に基づいて説明するが、本発明の技術思想から逸脱しない限り、図示例以外にも種々の変形が可能なことはいうまでもない。
【００６７】
図１は本研磨装置の１例を示す一部省略断面的説明図である。図２は本研磨装置に用いられる研磨定盤の１例の断面的説明図である。図３は本発明の研磨装置に用いられるワーク保持盤の１例の断面的説明図である。図４は本発明のワークの接着方法の１例を示す説明図である。
【００６８】
図１において、２８は本研磨装置で、研磨定盤２９を有している。該研磨定盤２９は、図２に示されるごとく、一体として鋳造によって製作され、該研磨定盤２９の定盤背面には多数の凹部３４が設けられている。該凹部３４はシール部材３０によって背面側をシールされて温度調整用流体、例えば冷却水Ｈ1の流路を構成する。該冷却水Ｈ1の流路は後述する定盤冷却水熱交換器Ｋ2と接続され、冷却水Ｈ1は該熱交換器Ｋ2において熱交換可能とされており、研磨時に研磨定盤２９に発生する熱の吸熱を行う。該研磨定盤２９の研磨面には研磨布３１が貼着されている。
【００６９】
３２は該研磨定盤２９の背面中央部に設けられた回転軸、３５は該研磨定盤２９の表面中央部に設けられたセンターローラである。該回転軸３２の中心部長手方向には長孔３３が穿設され、該長孔３３は温度調整用流体、例えば冷却水Ｈ2の流路の一部を構成し、該冷却水Ｈ2の流路は後述する定盤回転軸冷却水熱交換器Ｋ4と接続され、研磨装置運転時における定盤回転軸３２の回転に伴う機械的摩擦による発生熱の吸熱を行う。７はフレームで、前記研磨定盤２９の背面を支持プレート４３及びベアリング部材４４を介して支持する。
【００７０】
１４は研磨剤供給用配管で、研磨剤供給装置（図示せず）によって所定の流量、温度に調節された研磨剤４１をセンターローラ３５（ガイドローラは不図示）に開口された研磨剤導入孔４２に供給し、これを通して研磨布３１上に研磨剤４１が供給される。
【００７１】
３６はトップブロックで、その下面にはゴム等の弾性体３７を介してワーク保持盤３８が取りつけられている。該ワーク保持盤３８の接着面にはワーク、例えばウェーハＷが接着剤３９によって接着されている。４０は該トップブロック３６に立設された回転シャフトである。
【００７２】
４７は前記回転シャフト４０の中心部に設けられた長孔で、該長孔４７は温度調節用流体、例えば冷却水Ｈ4の流路の一部を構成し、該回転シャフト４０に発生する熱の吸熱を行うものでワーク保持盤毎に設けられる。該冷却水Ｈ4の流路は後述するワーク保持盤回転軸冷却水熱交換器Ｋ5と接続され、ワーク保持盤回転時に回転シャフト４０に発生する熱の吸熱を行う。
【００７３】
図３に示されるごとく、前記ワーク保持盤３８の背面には多数の凹部５０が穿設されている。４５は真空吸着用の吸着孔で、ウェーハ接着領域４６の内側に位置する該凹部５０の底部から該ワーク保持盤３８の背面まで貫通して設けられている。該吸着孔４５は、後述するごとく、ワーク保持盤３８のウェーハ接着領域４６にウェーハＷを接着剤３９によって接着する際に、真空吸引することによって接着を行うために用いられるが、ウェーハＷを研磨する際には該凹部５０は温度調整用流体、例えば冷却水Ｈ3の流路の一部を構成する。該冷却水Ｈ3の流路は後述するワーク保持盤冷却水熱交換器Ｋ3と接続され、冷却水Ｈ3は熱交換器Ｋ3において熱交換可能とされており、ワーク保持盤３８に発生する熱の吸熱を行うもので、ワーク保持盤個々に設けられる。
【００７４】
次に、ウェーハＷを上記したワーク保持盤３８に接着する方法について図４に基づいて説明する。図４において、４８は接着ベースで、ワーク保持盤３８のウェーハ接着領域４６にウェーハＷを接着剤３９によって接着する際に用いられる。該接着ベース４８の上面の該ウェーハ接着領域４６に対応する部位には、平底状の凹部５１が穿設されている。該凹部５１の底部から該接着ベース４８の下面まで貫通して貫通孔４９が開穿されている。
【００７５】
該貫通孔４９は真空ポンプ等による排気系に接続して該貫通孔４９、凹部５１、ワーク保持盤３８の凹部５０及び吸着孔４５を減圧状態としてウェーハＷを該ワーク保持盤３８のウェーハ接着領域４６に吸引することができる。この時、該ウェーハＷと該ウェーハ接着領域４６の間には接着剤３９が介在しているが、ウェーハＷの接着面が真空吸引されることにより、ウェーハＷは大気圧により均一に押圧されるので、接着剤３９の膜厚の均一性は極めて良好であり、又、エアーも下方に吸引されてしまうため接着剤層中に残留するエアーもほとんどない状態で接着を行うことができる。
【００７６】
ワークＷをワーク保持盤３８に接着する際に用いられる接着剤としては、２０℃〜３０℃の間で接着能力を発揮することができ、接着時の粘度が１ｍＰａ・ｓ〜１０mPa・sである接着剤が好適に用いられる。また、ワーク接着部分の接着剤の厚みの平均値が０.１μｍ〜０.５μｍの範囲で、その厚みの偏差が０.０１５μｍ以内となるように均一接着するのが好適である。好ましい接着剤としてはポリオール系ポリウレタン接着剤が例示され、この接着剤をメタノール、エタノール等のアルコール溶媒に溶解したもの、あるいは水性エマルジョンとしたものが、好適である。また、硬化剤としてイソシアネート化合物を添加してもよい。
【００７７】
このようにワーク保持盤３８に接着剤層中に残留エアーがほとんどなく、かつその厚さが極めて高い一様さで接着されたウェーハＷを、図１に示すように、トップブロック３６の保持面に取りつけて、研磨定盤２９の研磨布３１面に押圧することによってウェーハＷの研磨が行われる。
【００７８】
研磨に際しては、研磨定盤２９の発熱は冷却水Ｈ1によって吸熱され、回転軸３２の発熱は冷却水Ｈ2によって吸熱され、ワーク保持盤３８の発熱は冷却水Ｈ3によって吸熱され、そして回転シャフト４０の発熱は冷却水Ｈ4によって吸熱される。
【００７９】
このように本発明の研磨装置２８を構成する各研磨部材および回転機構にそれぞれ冷却水Ｈ1〜Ｈ4を供給できるように構成してあるので、研磨動作時における研磨定盤２９の上面の法線方向の変形量は１００μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下、さらに理想的には１０μm以下に、ワーク保持盤３８のワーク保持面の法線方向の変形量を１００μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下、さらに理想的には１０μm以下にそれぞれ抑制することが可能となる。
【００８０】
また、研磨定盤の材料の熱膨張係数の値は５×１０-6／℃以下のものを用いるのが好ましく、このような材料としてはＦｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ系の所謂ステンレスインバー材をあげることができる。
【００８１】
本研磨装置２８は、温度調整用流体の流量及び／又は温度を制御することによって研磨動作時における研磨定盤２９の温度変化及び／又はワーク保持盤３８の温度変化を所定範囲内に制御することを特徴的構成の一つとするものである。この特徴的構成は上記した各冷却水Ｈ1〜Ｈ4の流量及び温度を制御することによって達成することが可能である。即ち、上記した各冷却水Ｈ1〜Ｈ4の流量及び温度を抑制することによって研磨動作時における研磨定盤２９の温度変化及び／又はワーク保持盤３８のワーク保持面の温度変化を所定範囲、例えば、好ましくは、それぞれ３℃以内、さらに好ましくは２℃以内に制御することができる。
【００８２】
図１及び図２に示した研磨定盤２９は本発明の概念を説明するために模式化して図示したものであるが、さらに具体的な研磨定盤２９の好ましい構造を図５〜図７に基づいて説明する。図５は研磨定盤の他の例について内部の温度調整用流体の流路の平面構造を示すための一部切欠き上面図である。図６は図５の研磨定盤の上部流路部分及び下部流路部分、すなわちそれぞれＯ−Ａ線及びＯ−Ｂ線方向の縦断面図である。図７は図５の研磨定盤の背面図である。
【００８３】
図５〜図７に示した研磨定盤２９の表面２９ａは平面であり、使用時には図１に示したように研磨布３１が貼設される。該研磨定盤２９の背面２９ｂには、図６及び図７に示されるごとく、多数の環状又は放射状のリブ８が設けられている。このように多数リブ８を背面に形成しておくことによって強度を維持し、軽量化が可能となる。
【００８４】
該研磨定盤２９の内部には温度調整用流体、例えば冷却水等の流路９ａ，９ｂが設けられ、このうち上部の流路９ａは蛇行させる構造とすることによって熱交換が効率的に行われるように工夫されている。
【００８５】
該上部流路９ａは下部流路９ｂと研磨定盤の周辺部において連通していて、温度調整用流体を該流路９に流す場合には、上部流路９ａの中心部から周辺部を経由して下部流路９ｂの周辺部から中心部へ、またその反対に、下部流路９ｂの中心部から周辺部を経由して上部流路９ａの周辺部から中心部へ流すことができる。
【００８６】
続いて、本研磨装置及び本発明の研磨方法における特徴の一つである総合熱量制御の事例を図８及び図９に基づいて説明する。図８は本発明における総合熱量制御システムを示すブロック図である。図９は本発明における総合熱量制御のフローチャートである。
【００８７】
図８及び図９において、Ｑは総合熱量制御ＣＰＵで、スラリー熱量制御ＣＰＵ（Ｑ1）、定盤熱量制御ＣＰＵ（Ｑ2）、ワーク保持盤熱量制御ＣＰＵ（Ｑ3）、定盤の上部及び下部に埋設された温度センサＳ2及びＳ3からの温度信号を電気信号に変換する変換器Ｔ1、ワーク保持盤の上部及び下部に埋設された温度センサＳ4及びＳ5からの温度信号を電気信号に変換する変換器Ｔ2及び研磨布表面温度を表示する熱画像装置Ｕと接続しており、各機器からの信号に応じて種々の命令をスラリー熱量制御ＣＰＵ（Ｑ1）、定盤熱量制御ＣＰＵ（Ｑ2）及びワーク保持盤熱量制御ＣＰＵ（Ｑ3）に対して発する作用を行う。なお、変換機Ｔ1及びＴ2は、温度センサＳ2，Ｓ3及びＳ4，Ｓ5からの電流、赤外線、超音波等の温度情報に関する信号を電気信号に変換する作用を有する構成を採用するのが好適である。
【００８８】
該スラリー熱量制御ＣＰＵ（Ｑ1）は、スラリー流量センサＩ1、スラリー出口温度センサＳ6、スラリー入口温度センサＳ1、スラリー流量調節器Ｖ1、及びスラリー熱交換器Ｋ1と接続しており、スラリー流量センサＩ1、スラリー出口温度センサＳ6及びスラリー入口温度センサＳ1からの情報に基づいてスラリー流量調節器Ｖ1及びスラリー熱交換器Ｋ1にそれぞれ必要な命令を出す。
【００８９】
該定盤熱量制御ＣＰＵ（Ｑ2）は、定盤冷却水流量センサＩ2、定盤出口温度センサＳ8、定盤入口温度センサＳ7、定盤冷却水流量調節器Ｖ2及び定盤冷却水熱交換器Ｋ2と接続しており、定盤冷却水流量センサＩ2、定盤出口温度センサＳ8、及び定盤入口温度センサＳ7からの情報に基づいて定盤冷却水流量調節器Ｖ2及び定盤冷却水熱交換器Ｋ2にそれぞれ必要な命令を発する。
【００９０】
該ワーク保持盤熱量制御ＣＰＵ（Ｑ3）はワーク保持盤個々に対応して設けられ、ワーク保持盤冷却水流量センサＩ3、ワーク保持盤出口温度センサＳ10、ワーク保持盤入口温度センサＳ9、ワーク保持盤冷却水熱交換器Ｋ3及びワーク保持盤冷却水流量調節器Ｖ3と接続しており、ワーク保持盤冷却水流量センサＩ3、ワーク保持盤出口温度センサＳ10及びワーク保持盤入口温度センサＳ9からの情報に基づいてワーク保持盤冷却水熱交換器Ｋ3及びワーク保持盤冷却水流量調節器Ｖ3にそれぞれ必要な命令を出す。
【００９１】
又、同時に総合熱量制御ＣＰＵ（Ｑ）には、定盤回転軸熱量制御ＣＰＵ（Ｑ4）および個々のワーク保持盤回転軸熱量制御ＣＰＵ（Ｑ5）が接続されており、研磨作用に起因する発熱以外の研磨装置の運転に伴う機械的作用に起因する発生熱量を除去し、研磨装置の温度変化を抑制して所定の温度に制御する様に構成されている。
【００９２】
この様に研磨動作時に発生する諸々の熱量に起因する研磨装置の各構成要素の温度変動を各要素毎に個々に抑制する事が好ましいが、状況によっては定盤回転軸熱量制御系を定盤熱量制御系と一体として制御すること、あるいは個々のワーク保持盤毎にワーク保持盤回転軸熱量制御系とワーク保持盤熱量制御系を一体として制御することも可能である。
【００９３】
さらに定盤回転軸熱量制御系、あるいはワーク保持盤回転軸熱量制御系の温度調整用流体を図示の如く、例えば水の様な液体ではなくて、気体による外部冷却方式によって実行することも可能である。
【００９４】
この際重要な事は、直接研磨作用に起因する発熱以外の装置の機械的動作に起因する発熱によって、定盤やワーク保持盤の温度が影響を受けることを出来るだけ少なくすることである。したがって、又、定盤回転軸熱量制御ＣＰＵやワーク保持盤回転軸熱量制御ＣＰＵを総合熱量制御ＣＰＵに接続せずにそれぞれのＣＰＵでもって独立に各系統の熱量制御（温度制御）を実施すること等、本発明の基本理念の実現を阻害しえない限り各構成要素の温度制御については種々の変形が可能である。
【実施例】
【００９５】
本発明の内容を実施例によってさらに詳細に説明するが、本発明の内容はこれに限定されるものではなく、その基本理念を満たす限りにおいて例示した以外の態様にも当然のこととして適用されるものである。
（実施例１）
図１に示した研磨装置と同様の基本的構成で、研磨定盤と四軸のワーク保持盤回転機構を有するバッチ式研磨装置を以下のように構成した。
１．研磨定盤：インバー材（新報国製鉄（株）ＳＬＥ−２０Ａ（Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ系）を用い、鋳造加工によって一体構造とし、図５及び図６に示した冷却水流路を構成した。さらに図５に定盤上面部分を一部切除し温度調整用流体の流路９の一部を示したように、該流路９は蛇行するように形成し、流路９内での流体が乱流となりやすく、かつ平均流速を大きくして、伝熱係数をできるだけ高めると共に流路９を構成しない部分は内部リブ構造８ａとして作用させて定盤強度を維持するように設計されている。
２．ワーク保持盤：アルミナセラミックス（京セラ（株）製）を用い、図３に示したようにウェーハ接着部位に相当する背面に冷却水流路を形成し、かつこの領域にワーク保持面からワーク保持盤背面に貫通する排気用細孔（径０.３±０.１ｍｍφ）を総計８５個（ウェーハ１枚当り１７個）設けた。
３．研磨布：ロデール社製Ｓｕｂａ６００を研磨定盤上面に貼設した。
４．その他の研磨装置の性能：
ａ）定盤回転ムラ：±０.５％
ｂ）定盤上面回転ブレ：１５μｍ
ｃ）定盤回転軸ブレ：３０μｍ
５．温度調節系の構成
図８及び図９に示した総合熱量制御システムと同様に、研磨定盤の温度調節用流体流路系、ワーク保持盤の温度調節用流体流路系、研磨剤溶液循環系、研磨定盤回転軸温度調節用流体流路系およびワーク保持盤毎にワーク保持盤回転軸温度調節用流体流路系の各系統について流体流量とその温度を調節するように構成した。
６．研磨操作の概要
２００mmφのシリコンウェーハ（厚さ７５０μｍ）各５枚を直径５６５mmの４つのワーク保持盤に次式を満たす様に、その中心から半径１７５mmの円周上にウェーハの中心が等分に分布するように２５℃における粘度５mPa・sに調整した接着剤（ポリオール系ポリウレタン接着剤のメタノール溶液）を用いて室温（２５℃）で接着した。接着剤の塗布はスピンコーティング装置を用い、ワーク保持盤へのウェーハの接着は図４に示した装置を用いて行った。
【００９６】
【数３】
2006074060.tif 000004
【００９７】
（上式（１）中、Ｒ：ワーク保持盤径（mm）、ｒ：ウェーハ径（mm）、ｘ：ウェーハ間距離（mm）、ｙ：ウェーハとワーク保持盤外周端距離（mm）、Ｎ：ウェーハ枚数／ワーク保持盤、π：円周率）
この時、ワーク保持盤背面から各ウェーハの接着部位毎に別途準備した真空排気装置とワーク保持盤背面吸引用治具を用いて排気しつつ接着し、接着が完了するまで（０.５分間）２００ｍｍTorr以下に排気を継続した。このように排気しつつ、接着することにより接着部位における接着剤層の厚さはその平均値で各ウェーハ毎に０.２０〜０.２２μmの間、各ウェーハ内での厚みの偏差は０.０１２μm以内であった。接着剤層の厚さはＦｉｌｍｅｔｒｉｃｓ社製の薄膜測定装置である自動膜厚マッピングシステムＦ５０を用いて測定した。接着剤層の厚さ測定はスピンコートによる接着剤塗布後に行ったが、塗布後には溶媒揮散により接着剤の粘度が増加するので、図４に示した装置を用いワーク保持盤背面から排気を行っても、排気用細孔へ接着剤が吸引されてしまうようなことがないことを確認しており、接着後の接着剤層の厚さが、接着剤塗布後の接着剤層の厚さと実質的に変わらないといえる。
【００９８】
このようにしてワーク保持盤に接着したウェーハ合計２０枚を以下の条件で研磨した。
（１）研磨定盤
回転数：３０rpm±０．５％
冷却水：５０ l/min以下で可変
入口温度：室温−１℃（±０.５℃以内）
出口温度：室温＋１℃以下
（２）ワーク保持盤（自由回転）
付加荷重：ウェーハ面cm2当り２５０g
冷却水：（１基当り）２０ l/min以下で可変
入口温度：室温−１℃（±０.５℃以内）
出口温度：室温＋１℃以下
（３）研磨剤溶液
ＳｉＯ2含有量：２０g/ｌ，pH１０.５〜１０.８，比重１.０２〜１.０３
供給量：３０ l/min
（４）研磨時間：１０ｍｉｎ
（５）研磨量：１０μｍ
（６）室温：２５±１℃
この間各冷却水系統の温度制御を図８及び図９に示した総合熱量制御システムによって実施した。特に、研磨布の露出した表面の温度を研磨定盤の半径上でワーク保持盤の直径に相当する範囲にわたって熱画像センサを用いて測定し、その平均値が周辺温度（室温）の３℃以内になるように研磨剤溶液の供給温度（スラリー入口温度）を制御した。その経過を図１０に示した。
【００９９】
このように研磨動作時の研磨布表面の温度は室温（２５℃）の３℃以内に制御された。この場合のワーク保持盤背面から研磨定盤下面にわたる温度分布を解析すると図１１のようになり、ワーク保持盤の温度、研磨定盤の温度は研磨動作前の温度（環境温度＝室温）２５℃に対し、その温度変化は３℃以内に抑制されている。又、図２３（ｂ）に示す様に、この時の定盤上面は研磨前に対しその法線方向の変位量はいずれの位置でも１０μm以下に抑制されていることがわかる。
【０１００】
以上の条件で研磨したウェーハを研磨終了後、各ウェーハをワーク保持盤よりはがしたのち、純水→アルカリ→ＮＨ4ＯＨ/Ｈ2Ｏ2→純水によって洗浄後、仕上げ加工精度を測定した。その結果を表１に比較例１の結果と対比して示した。
【０１０１】
【表１】
2006074060.tif 000005
【０１０２】
表１における略号は次の通りである。
ＧＢＩＲ：Global Back-side Ideal Range (=TTV)（ウェーハの裏面を基準面とした全域での厚さの最大値と最小値との差）
ＳＢＩＲ：Site Back-sid e Ideal Range (=LTV)  〔ウェーハの裏面を基準面とした一定領域（サイト）での最大値と最小値との差〕
ＳＦＱＲ：Site Front least sQuares <site> Range （サイト毎のウェーハ表面の高低差）
表１における測定条件は次の通りである。
測定機：ＡＤＥ９６００Ｅ＋（ＡＤＥコーポレーション社製）
ウェーハ：８インチウェーハ
枚数：２０枚（１バッチ）
測定領域：周縁より２mmを除外
ＳＦＱＲmax、ＳＢＩＲmax共に測定面積は２５mm×２５mmに分割。
（比較例１）
比較例１として従来技術による研磨とその結果について実施例１と対比して一例を示す。
【０１０３】
研磨装置の基本構成は以下の通り。
１．研磨定盤：図１６及び図１７に示すように上定盤１２（ＳＵＳ４１０製平板）と、上面に冷却水流路となる凹部２１を加工した鋳鉄製（ＦＣ−３０）下定盤２３を重ね合わせ、締結具１１にて締め付けて研磨定盤１０を構成した。
２．ワーク保持盤：図１８に示すようにアルミナセラミックス製のワーク保持盤１３をゴム弾性体１３ａを介して回転シャフト１８を備えた上部の荷重１５によって下方に押し付ける様に構成した。
３．研磨布：ロデール社製ＳｕＢａ６００を研磨定盤１０の上面に貼設した。
４．その他の研磨装置の性能
ａ）定盤回転ムラ：±２％
ｂ）定盤上面回転ブレ：３０μｍ
ｃ）定盤回転軸ブレ：１４０μｍ
５．総合熱量制御システムについては図１４及び図１５の様に構成した。図１４及び図１５は、ワーク保持盤の温度調整流体供給系、研磨定盤回転軸温度調整用流体系、ワーク保持盤回転軸温度調整用流体系が存在しない点を除いては、図８及び図９と同様の構成であるので再度の説明は省略する。
６．研磨操作の概要
実施例１と同様に合計２０枚のウェーハ（２００mmφ、厚さ７５０μm）各５枚を直径５６５mmの４つのワーク保持盤に、その中心から半径の２／３（１７５mm）の円周上に、ウェーハの中心がほぼ合致するように等分に接着保持した。
【０１０４】
接着は予めウェーハ被接着面（裏面）に日化精工製ミツロウ系接着剤スカイリキッドＨＭ−４０１１をイソプロピルアルコールに溶解してスピンコーティング装置で塗布したのち、ウェーハを５０℃に加温して約０.５分保持して溶媒を揮散除去する。その後ウェーハを約９０℃に加温してワックスを溶融（９０℃における粘度１０００mPa・s）したのち、同じく９０℃に加温したワーク保持盤のワーク保持面の所定の位置に配置し、ウェーハの被研磨面（表面）を図２１に示すゴム弾性体を凸面形状に構成した接着用治具を押し付けて接着部位の接着剤層中よりエアーを外部に押し出すようにしたのち、接着治具を解除し、ウェーハを自己放冷によって室温まで冷却した。
【０１０５】
この方法で接着した場合にはワーク保持盤とウェーハを９０℃に加熱した状態で接着するため、ウェーハとワーク保持盤、及びワックスの熱膨張係数の差による変形、ゴム弾性体による押し付け時の力の付加の不均一等の原因で接着剤層の厚さはウェーハ毎の平均値が０.３〜０.８μm、１枚のウェーハについてはその偏差が０.１μm程度であった。
７．研磨条件
（１）研磨定盤
回転数：３０ｒｐｍ±２％
冷却水：１５ l/min
入口温度：１２℃±１℃
出口温度：成行
（２）ワーク保持盤（自由回転）
付加荷重：ウェーハ面ｃｍ2当り２５０ｇ
（３）研磨剤溶液
ＡＪ−１３２５、pH１０．５〜１０.８、ＳｉＯ2：２０ｇ/ｌ、比重：
1.02〜1.03〔日産化学工業（株）製コロイダルシリカ研磨剤の商品名〕
供給量：１０ l/min
供給側出口温度：２３℃±１℃
（４）研磨時間：１０ｍｉｎ
（５）研磨量：１０μm
冷却水系統の温度制御は図１４および図１５に示した総合熱量制御システムによって制御し、研磨動作時の経過は図１２に示した。又、研磨布表面の温度を実施例と同様に熱画像センサで測定したが、この場合は研磨布表面温度は成行で特に制御は行っていない。この時の研磨布表面温度の推移を図１３中に併せて示したが、その温度変化は研磨開始前のおよそ２０℃から研磨終了時にはおよそ３２℃まで上昇した。この場合のワーク保持盤から研磨定盤にわたる温度分布は図１３に示したように解析され、研磨定盤及びワーク保持盤の研磨前の温度分布に対し１０℃以上の温度変化を生じ、これによる研磨定盤の法線方向の熱変形量は図２３（ｃ）に示す様に場所によっては１００μm以上に達する。
【０１０６】
得られたウェーハの研磨仕上げ精度は表１に示したように実施例に比較して低い結果となった。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本研磨装置の１例を示す一部省略断面的説明図である。
【図２】本研磨装置に用いられる研磨定盤の１例を示す断面的説明図である。
【図３】本研磨装置に用いられるワーク保持盤の１例を示す断面的説明図である。
【図４】本発明のワークの接着方法の１例を示す説明図である。
【図５】本研磨定盤の他の例の温度調整用流体流路の平面形状を示す一部切欠き上面図である。
【図６】図５の研磨定盤の上部流路部分及び下部流路部分をそれぞれ縦方向に断面して示した縦断面図である。
【図７】図５の研磨定盤の背面図である。
【図８】本発明における総合熱量制御システムにおける各機器の配置を示すブロック図である。
【図９】本発明における総合熱量制御システムの制御動作を示すフローチャートである。
【図１０】実施例１における研磨時間と研磨布表面温度、研磨剤溶液供給温度及び研磨剤溶液戻り温度との関係を示すグラフである。
【図１１】実施例１におけるワーク保持盤背面から研磨定盤下面にわたる温度分布の解析図である。
【図１２】比較例１における研磨時間と研磨布表面温度、研磨剤溶液供給温度、研磨剤溶液戻り温度、研磨定盤冷却水供給温度及び研磨定盤冷却水戻り温度との関係を示すグラフである。
【図１３】比較例１におけるワーク保持盤背面から研磨定盤下面にわたる温度分布の解析図である。
【図１４】比較例１で用いた総合熱量制御システムにおける各機器の配置を示すブロック図である。
【図１５】比較例１で用いた総合熱量制御システムの制御動作を示すフローチャートである。
【図１６】比較例１で用いた研磨定盤の上面図である。
【図１７】図１６の縦断面図である。
【図１８】比較例１で用いたワーク保持盤の縦断面図である。
【図１９】従来のウェーハ研磨装置の１例を示す側面説明図である。
【図２０】従来の研磨定盤の１例を示す断面説明図である。
【図２１】ワーク保持盤へのウェーハの接着方法の従来の１例を示す概略説明図で、（ａ）は加圧前、（ｂ）は加圧接着状態を示す図面である。
【図２２】ワーク保持盤へのウェーハの接着方法の従来の他の例を示す概略説明図である。
【図２３】実施例１及び比較例１における研磨定盤の研磨前及び研磨中の法線方向の変位量を示すグラフで、（ａ）は測定位置を示し、（ｂ）は実施例１における変位量及び（ｃ）は比較例１における変位量をそれぞれ示す。
【符号の説明】
【０１０８】
１：真空容器、２：ベローズ、３：ベローズ昇降用シリンダー、４：ベローズ内圧調整用配管、５：真空容器内圧調整用配管、６：真空吸着用配管、７：フレーム、８：リブ、８ａ：内部リブ構造、９，9ａ，９ｂ：温度調整用流体流路、１０：従来の研磨定盤、１１：締結具、１２：上定盤、１３，２０：従来のワーク保持盤、１３ａ：ゴム弾性率体、１４：研磨剤供給用配管、１５：上部荷重、１６，３１：研磨布、１７：回転軸、１８：回転シャフト、１９：研磨剤溶液、２０ａ：接着面、２１，３４，５０，５１，５２：凹部、２２：接着剤、２３：下定盤、２４：ウェーハ加圧用部材、２５：加圧ヘッド、２６：加圧シリンダー、２７：エアバッグ、２８：本発明の研磨装置、２９：本発明の研磨定盤、２９ａ：研磨定盤表面、２９ｂ：研磨定盤背面、３０：シール部材、３２：回転軸、３３：長孔、３５：センターローラ、３６：トップブロック、３７：弾性体、３８：本発明のワーク保持盤、３９：接着剤、４０：回転シャフト、４１：研磨剤、４２：研磨剤導入孔、４３：支持プレート、４４：ベアリング部材、４５：吸着孔、４６：ウェーハ接着領域、４７：長孔、４８：接着ベース、４９：貫通孔、Ｈ，Ｈ1，Ｈ2，Ｈ3，Ｈ4：冷却水、Ｗ：ワーク（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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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