(57)【要約】【課題】両面研磨においてウェーハ外周部のロールオフを抑制して平坦度のばらつきを低減する。【解決手段】キャリアのウェーハ装填孔内にセットされたウェーハを上定盤と下定盤とでキャリアごと挟圧保持し、ウェーハにスラリーを供給しながら上定盤と下定盤とを回転させてウェーハを両面研磨する方法であって、複数のキャリアのウェーハ装填孔のエッジ近傍における主面の傾き値を予め測定する工程（Ｓ１）と、傾き値の測定結果に基づいて、複数のキャリアの中から傾き値が閾値以下のものを選別する工程（Ｓ２Ｙ，Ｓ３）と、選別されたキャリアを用いてウェーハを両面研磨する工程（Ｓ４）とを備える。【選択図】図４
2018015877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアのウェーハ装填孔内にセットされたウェーハを上定盤と下定盤とで前記キャリアごと挟圧保持し、前記ウェーハにスラリーを供給しながら前記上定盤と前記下定盤とを回転させて前記ウェーハを両面研磨する方法であって、
複数のキャリアのウェーハ装填孔のエッジ近傍における主面の傾き値を予め測定する工程と、
前記傾き値の測定結果に基づいて、前記複数のキャリアの中から前記傾き値が閾値以下のものを選別する工程と、
選別されたキャリアを用いて前記ウェーハを両面研磨する工程とを備えることを特徴とするウェーハの両面研磨方法。
【請求項２】
前記閾値が０．２５×１０−３である、請求項１に記載のウェーハの両面研磨方法。
【請求項３】
前記傾き値の測定範囲は、前記キャリアのウェーハ装填孔の内周エッジから内側に２ｍｍまでの範囲内である、請求項１又は２に記載のウェーハの両面研磨方法。
【請求項４】
前記キャリアのウェーハ装填孔のエッジ近傍における主面の傾き値は、前記ウェーハ装填孔の内周エッジの一箇所の傾き値又は複数箇所の傾き値の平均値である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のウェーハの両面研磨方法。
【請求項５】
前記キャリアのウェーハ装填孔のエッジ近傍における主面の傾き値は、前記内周エッジから一定範囲内の前記キャリアの厚み分布の回帰直線の傾きである、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のウェーハの両面研磨方法。
【請求項６】
前記キャリアは、円形の開口を有する金属製のキャリア本体と、前記キャリア本体の前記開口の内周に沿って設けられたリング状の樹脂インサータとの組み合わせからなり、
前記樹脂インサータの幅が２ｍｍ以上である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のウェーハの両面研磨方法。
【請求項７】
複数のキャリアを用いて複数のウェーハを同時に両面研磨する方法において、前記複数のキャリアの各々のウェーハ装填孔のエッジ近傍における主面の傾き値がいずれも閾値以下であり、且つ、前記複数のキャリア間の厚みばらつきが±４μｍ以内である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のウェーハの両面研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハの両面研磨方法に関し、特に、特定の形状の両面研磨用キャリアを用いたウェーハの両面研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの基板材料となるシリコンウェーハは、チョクラルスキー法により育成されたシリコン単結晶インゴットに外周研削、スライス、ラッピング、エッチング、両面研磨、片面研磨、洗浄等の工程を順次行うことにより製造される。このうち、両面研磨工程は、ウェーハを所定の厚みに加工するとともにウェーハの平坦度を高めるために必要な工程であり、ウェーハの両面を同時に研磨する両面研磨装置を用いて行われる。
【０００３】
両面研磨に関する技術として、例えば特許文献１には、外周ダレ（エッジロールオフ）のような研磨後のウェーハの平坦度の悪化を抑制するため、ウェーハを保持するキャリアの樹脂インサータの内周面の平面度を１００μｍ以下かつ内周面の垂直度を５°以下に維持しながらウェーハの両面を研磨することが記載されている。また特許文献２には、両面研磨後のウェーハの外周ダレを低減して平坦度を高めるため、両面研磨装置用キャリアとしてチタン製のものを用いると共にその表面粗さＲａを０．１４μｍ以上とすることが記載されている。
【０００４】
また特許文献３には、両面研磨装置のキャリアプレートの開口にウェーハ（被加工物）よりも厚い枠体を収め、その枠体内にウェーハを収納して研磨する両面研磨方法が記載されている。すなわち、一体で回転駆動される上定盤と下定盤とに研磨布を介して挟持されるキャリアプレートの開口に納められたウェーハの両面研磨を行う際に、ウェーハをそれよりも厚い枠体内に収め、ウェーハを枠体ごとキャリアプレートの開口に装着することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−５０９１３号公報
【特許文献２】特開２００８−２３６１７号公報
【特許文献３】特開２００３−１９６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
両面研磨装置では、複数のキャリアの各々に対し１枚もしくは複数枚のウェーハを装填して両面研磨を実施するが、キャリアの厚みプロファイルの影響を受けてウェーハの外周形状が大きく変化するという問題がある。そのため従来は各キャリアの厚みを計測し、厚みごとにキャリアのソーティングを行い、両面研磨装置に一度に装填する１セットのキャリア間の厚みばらつきを極力小さくした状態で両面研磨加工を実施して、研磨後のウェーハのばらつきを抑制してきた。
【０００７】
しかしながら、キャリアの厚みでソーティングを行って厚みばらつきを抑制した１セットのキャリアを用いて両面研磨を行ったとしても、研磨後のウェーハの外周形状は様々であり、平坦度が劣位なウェーハが存在してしまうことに変わりはなく、改善が望まれている。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、ウェーハのエッジロールオフを抑制して平坦度のばらつきを低減することが可能なウェーハの両面研磨方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明によるウェーハの両面研磨方法は、キャリアのウェーハ装填孔内にセットされたウェーハを上定盤と下定盤とで前記キャリアごと挟圧保持し、前記ウェーハにスラリーを供給しながら前記上定盤と前記下定盤とを回転させて前記ウェーハを両面研磨する方法であって、複数のキャリアのウェーハ装填孔のエッジ近傍における主面の傾き値を予め測定する工程と、前記傾き値の測定結果に基づいて、前記複数のキャリアの中から前記傾き値が閾値以下のものを選別する工程と、選別されたキャリアを用いて前記ウェーハを両面研磨する工程とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、ウェーハ装填孔の内周エッジから外側に向かう一定範囲内の傾き値を算出し、実際に両面研磨工程に使用するキャリアの傾き値を閾値以下に制限することで、研磨後のウェーハのエッジロールオフを抑制することができ、ウェーハの外周形状分布を良好にすることができる。
【００１１】
本発明において、前記閾値は０．２５×１０−３であることが好ましく、０．２×１０−３であることがさらに好ましい。前記ウェーハ装填孔の内周エッジから一定範囲内の傾き値が０．２５×１０−３以下であれば、ウェーハのエッジロールオフを確実に抑制することができる。また傾き値が０．２×１０−３以下のキャリアを使用することにより、ESFQRmaxが２５ｎｍ以下となる外周平坦度がさらに良好なウェーハを製造することができる。
【００１２】
本発明において、前記傾き値の測定範囲は、前記キャリアの内周エッジから内側に２ｍｍまでの範囲内であることが好ましい。キャリアの内周エッジから内側に２ｍｍまでの範囲内の主面の傾き形状は、ウェーハの外周形状に大きな影響を与えることから、この範囲内のキャリアの傾き形状を管理することにより、ウェーハの外周部の平坦度を十分に高めることが可能となる。
【００１３】
本発明において、前記キャリアのウェーハ装填孔のエッジ近傍における主面の傾き値は、前記ウェーハ装填孔の内周エッジの一箇所の傾き値又は複数箇所の傾き値の平均値であることが好ましく、前記ウェーハ装填孔の内周エッジに沿って等間隔に設定した複数箇所の傾きの平均値であることが特に好ましい。このように複数個所の傾き値を測定することにより、傾き値の信頼性を高めることができる。
【００１４】
本発明において、前記キャリアのウェーハ装填孔のエッジ近傍における主面の傾き値は、前記内周エッジから一定範囲内の前記キャリアの厚み分布の回帰直線の傾きであることが好ましい。キャリアのウェーハ装填孔のエッジロールオフは当該キャリアの上下両方の主面にそれぞれ形成されるため、キャリアの傾き値をキャリアのエッジ近傍の厚みの変化率として求めることにより、キャリアの表裏両面の傾き値を考慮することができ、またキャリアの傾き値を容易に求めることができる。そしてこのようなキャリアの傾き値を閾値以下に制限することで、研磨後のウェーハのエッジロールオフを抑制することができ、ウェーハの外周形状分布を良好にすることができる。
【００１５】
本発明において、前記キャリアの主材料はステンレスその他の金属又はガラスエポキシ樹脂その他の樹脂からなることが好ましい。また、前記キャリアは、円形の開口を有する金属製のキャリア本体と、前記キャリア本体の前記開口の内周に沿って設けられたリング状の樹脂インサータとの組み合わせからなり、前記樹脂インサータの幅は２ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１６】
本発明によるウェーハの両面研磨方法は、複数のキャリアを用いて複数のウェーハを同時に両面研磨する方法において、前記複数のキャリアの各々のウェーハ装填孔のエッジ近傍における主面の傾き値がいずれも閾値以下であり、且つ、前記複数のキャリア間の厚みばらつきが±４μｍ以内であることが好ましい。このように一回のバッチ工程で使用する複数のキャリアのすべてが本条件を満たすことにより、個々のウェーハの外周部の平坦度を十分に高めることが可能となる。
【００１７】
また、本発明によるウェーハの両面研磨方法は、キャリアのウェーハ装填孔内にセットされたウェーハを上定盤と下定盤とで前記キャリアごと挟圧保持し、前記ウェーハにスラリーを供給しながら前記上定盤と前記下定盤とを回転させて前記ウェーハを研磨する両面研磨方法であって、前記キャリアとして前記ウェーハ装填孔の内周エッジから一定範囲内の傾き値が０．２５×１０−３以下のもののみを使用することを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、ウェーハ装填孔の内周エッジから外側に向かう一定範囲内の傾き値を算出し、実際に両面研磨工程に使用するキャリアの傾き値を０．２５×１０−３以下に制限することで、研磨後のウェーハのエッジロールオフを抑制することができ、ウェーハの外周形状分布を良好にすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ウェーハのエッジロールオフを抑制して平坦度のばらつきを低減することが可能なウェーハの両面研磨方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態による両面研磨装置の構成を示す略側面断面図である。
【図２】図２は、図１に示す両面研磨装置の平面図であり、前記図１は図２のＲ−Ｒ'線に沿った断面図である。
【図３】図３は、キャリアの構成を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）はキャリアのウェーハ装填孔の内周エッジ近傍（樹脂インサータ）の部分拡大図である。
【図４】図４は、キャリアの選別工程を含めたウェーハの両面研磨方法を説明するフローチャートである。
【図５】図５は、キャリア１０のウェーハ装填孔１０ａのエッジ近傍における主面の傾き形状と研磨後のウェーハのエッジ形状との関係を説明するための模式図であり、特に（ａ）は従来の傾き形状、（ｂ）は本発明の傾き形状をそれぞれ示している。
【図６】図６は、キャリアの傾き値の測定方法を説明するための図であって、（ａ）はキャリアのラインスキャン測定箇所を説明するための平面図であり、（ｂ）は測定するキャリアのイメージ及び傾き算出箇所を説明するための側面断面図である。
【図７】図７は、キャリアの傾き値とESFQDmeanとの関係を示す散布図であり、
【図８】図８は、キャリアの傾き値とESFQRmaxとの関係を示す散布図である。
【図９】図９は、ギャップとキャリアの傾き値による平坦度への影響を示す表である。
【図１０】図１０は、キャリアライフが0min（使用前）のキャリアの傾き値とキャリアライフが40,000min（使用後）のキャリアの傾き値との関係を示す散布図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態による両面研磨装置の構成を示す略側面断面図である。また、図２は、図１に示す両面研磨装置の平面図であり、前記図１は図２のＲ−Ｒ'線に沿った断面図である。
【００２３】
図１及び図２に示すように、両面研磨装置１は、上下方向に対向して設けられた上定盤２と下定盤３とを備えており、上定盤２の下面及び下定盤３の上面には研磨布４、５がそれぞれ貼り付けられている。上定盤２と下定盤３との間の中心部にはサンギヤ６が設けられるとともに、周縁部にはインターナルギヤ７が設けられている。ウェーハＷは例えばシリコンウェーハであり、キャリア１０のウェーハ装填孔１０ａ内にセットされた状態で上定盤２と下定盤３との間に挟み込まれている。
【００２４】
図２に示すように、サンギヤ６の周りには５つのキャリア１０が設けられており、各キャリア１０の外周歯１０ｂはサンギヤ６及びインターナルギヤ７の各歯部に噛合しており、上定盤２及び下定盤３が不図示の駆動源によって回転駆動されることにより、各キャリア１０は自転しつつサンギヤ６の周りを公転する。このときキャリア１０のウェーハ装填孔１０ａ内にセットされたウェーハＷはキャリア１０に保持されており、上下の研磨布４、５との接触によりその両面が同時に研磨される。研磨時には不図示のノズルから研磨液が供給される。研磨液としては例えばコロイダルシリカを分散させたアルカリ溶液を用いることができる。
【００２５】
図３は、キャリア１０の構成を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）はキャリア１０のウェーハ装填孔１０ａの内周エッジ近傍（樹脂インサータ１２）の部分拡大図である。
【００２６】
図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、キャリア１０は、ウェーハＷよりも大きな円形の開口１１ａを有する金属製のキャリア本体１１と、キャリア本体１１の開口１１ａの内周エッジに沿って配置されたリング状の樹脂インサータ１２とを備えている。
【００２７】
キャリア本体１１は円盤状の部材であり、外周部には外周歯１１ｂが設けられている。キャリア本体１１の代表的な材料はＳＵＳであるが、チタン等の他の金属材料を用いてもよい。キャリア本体１１の厚みＤは両面研磨後のウェーハＷの狙い厚みに基づいて設定され、例えば直径３００ｍｍウェーハ用のキャリア１０の厚みは約０．８ｍｍに設定され、加工前の厚みが１ｍｍ程度のウェーハＷをキャリア１０と同程度の厚みになるまで薄くする定寸研磨が行われる。開口１１ａの中心位置はキャリア本体１１の中心位置からオフセットされているので、開口１１ａ内にセットされたウェーハＷはキャリア本体１１の中心を回転軸にして偏心運動し、これにより研磨効率及び研磨の均一性が高められる。
【００２８】
樹脂インサータ１２は、ウェーハＷの外周面とキャリア本体１１の開口１１ａの内周面との間に介在して両者の接触を阻止する役割を果たす。樹脂インサータ１２の内側開口１２ａがキャリア１０のウェーハ装填孔１０ａ（図２参照）を構成しており、ウェーハＷの外周面は樹脂インサータ１２の内周面に接触する。樹脂インサータ１２の横幅（リング幅）は例えば２ｍｍ以上であり、キャリア本体１１の開口１１ａのサイズ及びウェーハＷのサイズを考慮して決定される。樹脂インサータ１２の厚みはキャリア本体１１の厚みＤと同一であることが好ましい。
【００２９】
図３（ｃ）に示すように、樹脂インサータ１２の内側開口１２ａの内周部の上下のコーナー部は直角ではなく、ロールオフ形状を有している。上記のように、加工前の厚みが１ｍｍ程度のウェーハＷをキャリア１０と同程度の厚みになるまで薄く研磨すると、ウェーハＷと共にキャリア１０も研磨されるので、材質的に柔らかい樹脂インサータ１２の内周エッジには必ずロールオフが発生する。
【００３０】
本実施形態において、キャリア１０のウェーハ装填孔１０ａのエッジ近傍における主面の傾き値（以下、単に「キャリアの傾き値」という）は、樹脂インサータ１２の内周エッジから外周に向う上りの傾斜面の傾き値であるが、エッジロールオフは樹脂インサータ１２の上下両方の主面にそれぞれ形成されるため、キャリアの傾き値は、内周エッジから外周に向かう樹脂インサータ１２の厚み分布を求め、内周エッジから一定範囲内の厚み分布の回帰直線の傾きから求められる。すなわち、キャリアの傾き値は、キャリアのエッジ近傍の厚みの変化率として求めることができる。
【００３１】
樹脂インサータ１２の厚み分布の回帰直線から求めた樹脂インサータ１２の内周エッジの厚みをｙ１とし、内周エッジから距離ｘだけ離れた位置における樹脂インサータ１２の外周側の厚みをｙ２とするとき、キャリアの傾き値ｔａｎθ＝（ｙ２−ｙ１）／ｘとなる。すなわち、キャリアの傾き値ｔａｎθは、表面側の傾き値ｔａｎθ１＝ｈ１／Ｌと裏面側の傾き値ｔａｎθ２＝ｈ２／ｘとの合計値として求められる。なお、角度θ＝θ１＋θ２であり、通常はθ１≒θ２である。
【００３２】
両面研磨加工後のウェーハＷの外周形状を良好にするためには、このキャリア１０の傾き値ｔａｎθ＝０．２５×１０−３以下であることが必要である。すなわち、本実施形態によるウェーハの両面研磨工程において、傾き値が０．２５×１０−３を超えるキャリアは使用されない。キャリア１０の傾き値の信頼性を高めるため、ウェーハ装填孔の周りの複数箇所の傾き値の平均値を用いることが好ましい。
【００３３】
図４は、キャリアの選別工程を含めたウェーハの両面研磨方法を説明するフローチャートである。
【００３４】
図４に示すように、本実施形態によるウェーハの両面研磨方法は、両面研磨装置で使用するキャリア１０の傾き値を予め測定する工程（Ｓ１）と、傾き値が閾値（０．２５×１０−３）以下である場合に、両面研磨工程で使用可能なキャリアとして選別する工程（Ｓ２Ｙ，Ｓ３）と、選別されたキャリアを用いてウェーハを両面研磨する工程（Ｓ４）とを有している。なお傾き値が閾値を超えるキャリアは使用対象から除外される（Ｓ２Ｎ，Ｓ５）。
【００３５】
このように、ウェーハの両面研磨に使用するキャリア１０の傾き値を０．２５×１０−３以下に限定することで、研磨後のウェーハの外周形状分布を良好にすることができる。
【００３６】
図５は、キャリア１０のウェーハ装填孔１０ａのエッジ近傍における主面の傾き形状と研磨後のウェーハのエッジ形状との関係を説明するための模式図であり、特に（ａ）は従来の傾き形状、（ｂ）は本発明の傾き形状をそれぞれ示している。
【００３７】
図５（ａ）に示すように、両面研磨では上定盤２と下定盤３の間にウェーハＷを挟み込んで圧力をかけながら研磨するが、上定盤２及び下定盤３の各々とウェーハＷとの間に厚さ１ｍｍ程度の研磨布４，５がそれぞれ介在しているため、キャリア１０の傾き値が大きい場合には、キャリア１０とウェーハＷとの間に大きな窪みが形成され、この窪みに研磨布４，５が沈み込むことでウェーハＷのエッジの研磨量が多くなる。すなわち、ウェーハＷのエッジにかかる応力（研磨圧力）が大きくなるため、研磨後のウェーハＷのエッジロールオフは大きくなる。
【００３８】
しかし図５（ｂ）に示すように、キャリア１０の傾き値が小さい場合には、キャリア１０とウェーハＷとの間に形成される窪みも小さくなり、ウェーハＷのエッジの研磨量も少なくなる。すなわち、ウェーハＷのエッジにかかる応力（研磨圧力）が小さくなるため、研磨後のウェーハＷのエッジロールオフは小さくなる。
【００３９】
研磨工程が進んでウェーハＷが薄くなるとキャリア１０の厚みとの差（ギャップ）が小さくなるが、ウェーハ装填孔周辺の厚みが薄くなっている場合には、たとえ研磨を進めても、ウェーハＷの外周形状はロールオフしてしまう。しかし、本実施形態においては、キャリア１０のウェーハ装填孔周辺の厚みを計測し、その計測結果からキャリア１０のウェーハ装填孔周辺の傾き値を算出し、使用するキャリア１０の傾き値が閾値以下となるように管理するので、研磨後のウェーハＷの外周形状を良化させることができる。
【００４０】
ウェーハＷのエッジロールオフの支配的要因はウェーハ装填孔周辺の厚みプロファイルであり、仮にキャリアの厚みが変動しても、ウェーハ装填孔周辺の傾き値が小さければ良い結果が得られる。逆に、ウェーハ装填孔周辺の傾き値の影響が大きいため、仮にキャリアの厚みまでウェーハを薄く研磨して、これによりキャリアに厚みに対して研磨後のウェーハの厚みが変動したとしても、ウェーハのエッジロールオフを解消することはできない。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態によるウェーハの両面研磨方法は、キャリア１０のウェーハ装填孔１０ａ内にセットされたウェーハＷを上定盤２と下定盤３とでキャリア１０ごと挟圧保持し、ウェーハＷにスラリーを供給しながら上定盤２と下定盤３とを回転させて前記ウェーハＷを両面研磨する方法において、キャリア１０のウェーハ装填孔１０ａの内周エッジから一定範囲内の傾き値が０．２５×１０−３以下のものだけを使用するので、ウェーハ外周部のロールオフ形状を抑制することができ、ウェーハ外周部の平坦度のばらつきを低減することができる。
【００４２】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００４３】
例えば、上記実施形態においては、キャリア１０が金属製のキャリア本体１１と樹脂インサータ１２とで構成される場合を例に挙げたが、キャリア全体を樹脂製にして樹脂インサータ１２をキャリア本体１１と樹脂インサータ１２とを一体化してもよい。あるいは、キャリア１０の全体を金属製とすることも可能である。
【００４４】
また上記実施形態においては、１つのキャリア１０が１つのウェーハ装填孔１０ａを有し、１枚のウェーハＷを保持するが、１つのキャリア１０が複数のウェーハ装填孔１０ａを有していてもよい。この場合、複数のウェーハ装填孔１０ａの各々のエッジ近傍における主面の傾き値が０．２５×１０−３以下であることが必要であり、さらに複数のキャリア間の厚みばらつきが±４μｍ以下であることが好ましい。
【００４５】
また、本実施形態による両面研磨装置１の構成は一例であって、種々のタイプのものを採用することができる。さらに研磨加工対象のウェーハはシリコンウェーハに限定されず、種々のウェーハを対象とすることができる。
【実施例】
【００４６】
キャリアの傾き値にばらつきがある多数のキャリアのサンプルを使用して直径３００ｍｍのシリコンウェーハを両面研磨した後の当該シリコンウェーハのエッジの平坦度を評価した。評価試験ではまず１５０枚のキャリアを用意し、レーザー変位計を用いてこれらのラインスキャン測定を行い、各キャリアのウェーハ装填孔のエッジ近傍における主面の傾き値を算出した。
【００４７】
図６は、キャリアの傾き値の測定方法を説明するための図であって、（ａ）はキャリアのラインスキャン測定箇所を説明するための平面図であり、（ｂ）は測定するキャリアのイメージ及び傾き算出箇所を説明するための側面断面図である。
【００４８】
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、ラインスキャン測定箇所はウェーハ装填孔の回り８箇所とし、各測定箇所において傾き値を算出し、その平均値をキャリアの傾き値とした。キャリアの各測定箇所における傾き値の算出に用いる測定長さｘは、樹脂インサータが存在する領域内の幅である２ｍｍとした。
【００４９】
ウェーハ装填孔の内側からキャリアの外側に向けて図示のようにラインスキャン測定を実施し、測定長さをｘ、キャリア厚みをｙとした時の回帰直線の傾き（回帰係数）を算出した。
【００５０】
回帰直線の傾きａ＝相関係数×（ｙの標準偏差／ｘの標準偏差）であり、ｘ，ｙの平均値をそれぞれｍｘ，ｍｙとすると、次式のようになる。
【数１】
2018015877.tif 000003
【００５１】
こうして各キャリアの傾き値の測定を行った後、これらのキャリアを用いてシリコンウェーハの両面研磨を行った。評価試験に用いた両面研磨装置は図２に示した一度に５枚のキャリアをセットできるものであるため、５枚のキャリアを１セットとして研磨工程を実施した。研磨条件としては、厚みが１．０ｍｍの発砲ウレタンパッドと研磨砥粒としてコロイダルシリカを含むアルカリ性のスラリーを使用し、定盤回転数を２０〜３０ｒｐｍとし、加工面圧を３００ｇ／ｃｍ２とした。研磨加工前のシリコンウェーハの厚みは７９０μｍであり、キャリアの厚みを７７８μｍとし、研磨後のシリコンウェーハの狙い厚みを７７８〜７８２μｍとした。シリコンウェーハの厚み測定にはレーザー変位計を用いた。
【００５２】
次に、両面研磨後のウェーハのESFQD及びESFQRを測定し、キャリアの傾き値がウェーハの外周形状に与える影響を確認した。ESFQD（Edge Site flatness Front reference least sQuare Deviation）及びESFQR（Edge Site flatness Front reference least sQuare Range）は、平坦度が悪化しやすいウェーハのエッジに注目した平坦度の評価指標（サイトフラットネス）であり、エッジロールオフの大きさを示すものである。ウェーハのエッジの平坦度は、ウェーハの最外周から例えば２〜３２ｍｍの範囲（セクタ長３０ｍｍ）に設定されたリング状の外周領域を周方向にさらに均等に分割して得られる単位領域（サイト）ごとに求められる。ウェーハの平坦度測定には平坦度測定装置（KLA Tencor社製WaferSight2）を用いた。測定条件としては、測定範囲を２９６ｍｍ（最外周２ｍｍ除外）とし、エッジサイト測定ではセクタ数（サイト数）を７２とし、セクタ長を３０ｍｍとした。
【００５３】
図７は、キャリアの傾き値とESFQDmeanとの関係を示す散布図であり、また図８は、キャリアの傾き値とESFQRmaxとの関係を示す散布図である。
【００５４】
ESFQDmeanは全サイトのESFQDの平均値であり、ESFQDはサイト内の厚さ分布から最小二乗法により求められた基準面（サイトベストフィット面）からの最大変位（α）又は最小変位（−β）のうち絶対値が大きいほうの変位のことを言う。例えばα＞βであればESFQD＝αとなり、α＜βであればESFQD＝―βとなる。ESFQDは正負の値を持つ指標であり、ESFQDがマイナス側に大きいほどウェーハのエッジロールオフが大きいことを意味している。
【００５５】
またESFQRmaxは全サイトのESFQRの最大値であり、ESFQRは、サイト内のベストフィット面からの最大変位（α）と最小変位（β）との差（α−（−β））のことを言う。ESFQRが大きくなるほどウェーハのエッジロールオフが大きくなり、逆に０に近づくほど外周平坦度が良好であることを意味している。
【００５６】
図７及び図８に示すように、キャリアの傾き値が大きくなるほどESFQDmeanがマイナス側に大きくなり、特に傾き値が０．２５×１０−３以上になるとESFQDmeanの分布のばらつきが大きくなると共にESFQRmaxが大きくばらつくことが分かった。さらにキャリアの傾き値が小さくなるとESFQDmeanがマイナス側からプラス側になり、ウェーハのエッジロールオフが小さくなると共にESFQRmaxは良化していることが確認できた。このことから、ESFQRを良化させ、且つ安定的に生産するためには、傾き値が０．２５×１０−３以下であることが望ましいことが分かった。また、ESFQRmaxが２５ｎｍ以下を目標としたときには、傾き値が０．２×１０−３以下のキャリアを使用することによりさらに良好な外周平坦度を維持できることが図８のグラフから明らかとなった。
【００５７】
次に、キャリアのウェーハ装填孔のエッジ近傍の厚みの算出箇所の平均値（平均厚み）と研磨後のウェーハ厚みとの差分（研磨後ウェーハ厚み−キャリア厚み）を「Gap」としたときに、Gapとキャリアの傾き値がウェーハの平坦度に与える影響について評価した。
【００５８】
図９は、Gapとウェーハのキャリアのウェーハ装填孔のエッジ近傍（Carrier Hole周辺）の厚みと、ギャップとの研磨後のウェーハのESFQDmean及びESFQRmaxとの関係をキャリアのウェーハ装填孔のエッジ近傍（キャリアホール部）の傾き値ごとに示す表である。
【００５９】
図９に示すように、Gapに関しては今回の評価試験の範囲である０μｍ〜＋４μｍで確認したが、評価試験の範囲においては、キャリアの傾き値を０．２５×１０−３以下にすることで何れのウェーハのESFQRmaxも２５μｍ以下とすることができた。逆に、傾き値が０．３×１０−３以上の場合には２５μｍ以下のESFQRmaxを達成できないことも確認できた。このとき、一般的に樹脂インサータが存在しない領域（キャリアの大部分）の厚みが、傾き値の算出箇所（エッジ近傍）の厚み±４μｍの範囲内で管理・使用されていれば、平坦度への影響は確認されなかった。このことからも、今回の傾き値の算出箇所である、ウェーハ装填孔のエッジ近傍の厚みプロファイルがウェーハのエッジロールオフの形状を決定づけるものと考えられ、ウェーハ装填孔のエッジ近傍の形状管理が重要であることが確認された。
【００６０】
図１０は、キャリアライフが0min（使用前）のキャリアの傾き値とキャリアライフが40,000min（使用後）のキャリアの傾き値との関係を示す散布図である。
【００６１】
図１０に示すように、使用前と比べた使用後のキャリアの傾き値は、変化が少ないもので０％、最大で３０％程度小さくなっていることが確認できた。これはキャリア全体の厚みがキャリアライフの進行により薄くなったことで傾き値が小さくなったためである。このことから、初期投入時に傾き値を制限することで高平坦なウェーハを加工し続けることが可能なことが確認された。
【符号の説明】
【００６２】
１    両面研磨装置
２    上定盤
３    下定盤
４，５    研磨布
６    サンギヤ
７    インターナルギヤ
１０    キャリア
１０ａ    ウェーハ装填孔
１０ｂ    外周歯
１１    キャリア本体
１１ａ    キャリア本体の開口
１１ｂ    キャリア本体の外周歯
１２    樹脂インサータ
１２ａ    樹脂インサータの内側開口
Ｗ    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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