(57)【要約】【課題】半導体ウェーハの両面研磨処理を繰り返し行った場合にも、研磨された半導体ウェーハ表面の平坦度の悪化を抑制することができるキャリアの製造方法およびウェーハの研磨方法を提案する。【解決手段】半導体ウェーハを保持する保持孔を有する金属部と、該金属部の保持孔を画定する内壁に沿って配置され、半導体ウェーハの外周部を保護する環状の樹脂部とを備えるキャリアを製造する方法であって、金属部および樹脂部を準備する準備工程（ステップＳ１）と、金属部の保持孔内に樹脂部を配置する配置工程（ステップＳ２）と、樹脂部の両面を研磨する樹脂部研磨工程（ステップＳ４）とを備える、キャリアの製造方法において、樹脂部研磨工程（ステップＳ４）に先立って、金属部の保持孔内に配置された樹脂部に第１の液体を含ませて膨潤させる製造時膨潤工程（ステップＳ３）を備えることを特徴とする。【選択図】図２
2019046851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェーハを保持する保持孔を有する金属部と、該金属部の前記保持孔を画定する内壁に沿って配置され、前記半導体ウェーハの外周部を保護する環状の樹脂部とを備えるキャリアを製造する方法であって、前記金属部および前記樹脂部を準備する準備工程と、前記金属部の保持孔内に前記樹脂部を配置する配置工程と、前記樹脂部の両面を研磨する樹脂部研磨工程とを備える、キャリアの製造方法において、
前記樹脂部研磨工程に先立って、前記金属部の保持孔内に配置された前記樹脂部に第１の液体を含ませて膨潤させる製造時膨潤工程を備えることを特徴とするキャリアの製造方法。
【請求項２】
前記製造時膨潤工程は、少なくとも前記樹脂部を前記第１の液体に浸漬することにより行う、請求項１に記載のキャリアの製造方法。
【請求項３】
前記製造時膨潤工程は２４時間以上行う、請求項１または２に記載のキャリアの製造方法。
【請求項４】
前記製造時膨潤工程は、２４時間当たりの前記樹脂部の厚みの変化率が０．２％以下になるまで行う、請求項１〜３のいずれか一項に記載のキャリアの製造方法。
【請求項５】
前記第１の液体は水、スラリー、または界面活性剤入り水溶液である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のキャリアの製造方法。
【請求項６】
前記樹脂部は、アラミド、ポリアミド、ポリアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデンおよびフッ素系樹脂のいずれかからなる、請求項１〜５のいずれか一項に記載のキャリアの製造方法。
【請求項７】
前記樹脂部がガラス繊維を含む、請求項６に記載のキャリアの製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかのキャリアの製造方法で製造したキャリアの前記保持孔内に研磨対象の半導体ウェーハを保持し、前記キャリアを両面研磨装置の上定盤と下定盤とで挟み込んで前記上定盤および前記下定盤を回転させ、前記半導体ウェーハの両面を研磨するウェーハ研磨工程を備えるウェーハの製造方法において、
前記ウェーハ研磨工程に先立って、前記キャリアの前記樹脂部に第２の液体を含ませて膨潤させる研磨時膨潤工程を備えることを特徴とするウェーハの研磨方法。
【請求項９】
前記研磨時膨潤工程は、少なくとも前記樹脂部を前記第２の液体に浸漬することにより行う、請求項８に記載のウェーハの研磨方法。
【請求項１０】
前記製造時膨潤工程において前記樹脂部に前記第１の液体を含ませる時間と、前記研磨時膨潤工程において前記樹脂部に前記第２の液体を含ませる時間とが同じである、請求項８または９に記載のウェーハの研磨方法。
【請求項１１】
前記第２の液体は前記第１の液体と同じである、請求項８〜１０のいずれか一項に記載のウェーハの研磨方法。
【請求項１２】
前記第２の液体は水、スラリー、または界面活性剤入り水溶液である、請求項１１に記載のウェーハの研磨方法。
【請求項１３】
前記半導体ウェーハはシリコンウェーハである、請求項８〜１２のいずれか一項に記載のウェーハの研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャリアの製造方法およびウェーハの研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの基板に用いられる半導体ウェーハの製造において、より高い平坦度や表面粗さを実現するために、研磨パッドが貼り付けられた一対の定盤で半導体ウェーハを挟みつつ研磨スラリーを供給して、その両面を同時に研磨する両面研磨工程が行われている。その際、半導体ウェーハは、キャリアによって保持されている。
【０００３】
上記キャリアとしては、ステンレスやチタンなどの金属製のものが主流である。図１は、一般的なキャリアの構成の一例を示している（例えば、特許文献１参照）。この図に示したキャリア１は、キャリア本体としての金属部１１を備え、この金属部１１に設けられた保持孔１２に半導体ウェーハが保持されるように構成されている。
【０００４】
上記金属部１１の保持孔１２に半導体ウェーハを保持して両面研磨処理を行う際、半導体ウェーハの外周部が保持孔１２を区画する内壁１２ａに接触すると、半導体ウェーハが破損する虞がある。そこで、金属よりも柔らかい樹脂で構成された環状の樹脂部１３が、金属部１１の保持孔１２の内壁１２ａに沿って配置され、半導体ウェーハの外周部を保護するように構成されている。
【０００５】
上記キャリア１は、例えば以下のように製造される。まず、ステンレスなどの適切な金属の板材をキャリアの形状に加工し、ウェーハ保持孔を設けて金属部１１を形成する。また、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などの樹脂からなる樹脂材を環状に切り出し、ラッピング処理や研磨処理を施して、環状の樹脂部１３を形成する。
【０００６】
次に、上述のように準備した樹脂部１３を金属部１１の保持孔１２内に嵌め込み、保持孔１２の内壁１２ａに沿って配置する。研磨された半導体ウェーハの高い平坦度を実現するためには、金属部１１の厚みと樹脂部１３の厚みとが同一であることが好ましい。そこで、金属部１１の厚みと樹脂部１３の厚みとが略同一となるよう、樹脂部１３の両面を研磨して、金属部１１の表面からはみ出した部分を研磨して除去する。こうしてキャリア１が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５６４８６２３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように製造されたキャリア１の保持孔１２に研磨対象の半導体ウェーハを保持し、キャリア１を両面研磨装置（図示せず）の上定盤と下定盤とで挟み込んだ後、スラリーを供給しながら上定盤および下定盤を回転させることにより、半導体ウェーハの両面を研磨することができる。しかしながら、半導体ウェーハの両面研磨工程を繰り返し行ったところ、研磨された半導体ウェーハの表面の平坦度が徐々に悪化することが判明した。
【０００９】
本発明は上記問題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、半導体ウェーハの両面研磨工程を繰り返し行った場合にも、研磨された半導体ウェーハ表面の平坦度の悪化を抑制することができるキャリアの製造方法およびウェーハの研磨方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）半導体ウェーハを保持する保持孔を有する金属部と、該金属部の前記保持孔を画定する内壁に沿って配置され、前記半導体ウェーハの外周部を保護する環状の樹脂部とを備えるキャリアを製造する方法であって、前記金属部および前記樹脂部を準備する準備工程と、前記金属部の保持孔内に前記樹脂部を配置する配置工程と、前記樹脂部の両面を研磨する樹脂部研磨工程とを備える、キャリアの製造方法において、
前記樹脂部研磨工程に先立って、前記金属部の保持孔内に配置された前記樹脂部に第１の液体を含ませて膨潤させる製造時膨潤工程を備えることを特徴とするキャリアの製造方法。
【００１１】
（２）前記製造時膨潤工程は、少なくとも前記樹脂部を前記第１の液体に浸漬することにより行う、前記（１）に記載のキャリアの製造方法。
【００１２】
（３）前記製造時膨潤工程は２４時間以上行う、前記（１）または（２）に記載のキャリアの製造方法。
【００１３】
（４）前記製造時膨潤工程は、２４時間当たりの前記樹脂部の厚みの変化率が０．２％以下になるまで行う、前記（１）〜（３）のいずれか一項に記載のキャリアの製造方法。
【００１４】
（５）前記第１の液体は水、スラリー、または界面活性剤入り水溶液である、前記（１）〜（４）のいずれか一項に記載のキャリアの製造方法。
【００１５】
（６）前記樹脂部は、アラミド、ポリアミド、ポリアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデンおよびフッ素系樹脂のいずれかからなる、前記（１）〜（５）のいずれか一項に記載のキャリアの製造方法。
【００１６】
（７）前記樹脂部がガラス繊維を含む、前記（６）に記載のキャリアの製造方法。
【００１７】
（８）前記（１）〜（７）のいずれかのキャリアの製造方法で製造したキャリアの前記保持孔内に研磨対象の半導体ウェーハを保持し、前記キャリアを両面研磨装置の上定盤と下定盤とで挟み込んで前記上定盤および前記下定盤を回転させ、前記半導体ウェーハの両面を研磨するウェーハ研磨工程を備えるウェーハの製造方法において、
前記ウェーハ研磨工程に先立って、前記キャリアの前記樹脂部に第２の液体を含ませて膨潤させる研磨時膨潤工程を備えることを特徴とするウェーハの研磨方法。
【００１８】
（９）前記研磨時膨潤工程は、少なくとも前記樹脂部を前記第２の液体に浸漬することにより行う、前記（８）に記載のウェーハの研磨方法。
【００１９】
（１０）前記製造時膨潤工程において前記樹脂部に前記第１の液体を含ませる時間と、前記研磨時膨潤工程において前記樹脂部に前記第２の液体を含ませる時間とが同じである、前記（８）または（９）に記載のウェーハの研磨方法。
【００２０】
（１１）前記第２の液体は前記第１の液体と同じである、前記（８）〜（１０）のいずれか一項に記載のウェーハの研磨方法。
【００２１】
（１２）前記第２の液体は水、スラリー、または界面活性剤入り水溶液である、前記（１１）に記載のウェーハの研磨方法。
【００２２】
（１３）前記半導体ウェーハはシリコンウェーハである、（８）〜（１２）のいずれか一項に記載のウェーハの研磨方法。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、半導体ウェーハの両面研磨処理を繰り返し行った場合にも、研磨された半導体ウェーハ表面の平坦度の悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】一般的なキャリアの構成の一例を示す図である。
【図２】本発明によるキャリアの製造方法のフローチャートである。
【図３】両面研磨工程の繰り返しにより、樹脂部が膨潤する様子を示す図であり、（ａ）は従来法、（ｂ）は本発明の方法に関するものである。
【図４】樹脂部の膨潤前後のキャリアの厚みプロファイルを示す図であり、（ａ）は従来例、（ｂ）は発明例１に関するものである。
【図５】発明例１〜３について、水への浸漬時間と樹脂部の厚みとの関係を示す図である。
【図６】発明例１〜３について、水への浸漬時間と樹脂部の厚みの変化率との関係を示す図である。
【図７】両面研磨工程の前にキャリアを水に浸漬しなかった場合について、研磨のバッチ数と研磨後の半導体ウェーハの平坦度の関係を示す図であり、（ａ）はＧＢＩＲ、（ｂ）はＥＳＦＱＲmaxである。
【図８】両面研磨工程の前にキャリアを水に浸漬した場合について、研磨のバッチ数と研磨後の半導体ウェーハの平坦度の関係を示す図であり、（ａ）はＧＢＩＲ、（ｂ）はＥＳＦＱＲmaxである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（キャリアの製造方法）
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明によるキャリアの製造方法は、図１に示した一般的な構成のキャリア１であって、半導体ウェーハを保持する保持孔１２を有する金属部１１と、該金属部１１の保持孔１２を画定する内壁１２ａに沿って配置され、半導体ウェーハの外周部を保護する環状の樹脂部１３とを備えるキャリア１を製造する方法である。
【００２６】
図２は、本発明によるキャリアの製造方法のフローチャートを示している。この図に示すように、本発明によるキャリアの製造方法は、金属部１１および樹脂部１３を準備する準備工程（ステップＳ１）と、金属部１１の保持孔１２内に樹脂部１３を配置する配置工程（ステップＳ２）と、樹脂部１３の両面を研磨する樹脂部研磨工程（ステップＳ４）とを備える。ここで、上記樹脂部研磨工程（ステップＳ４）に先立って、金属部１１の保持孔１２内に配置された樹脂部１３に第１の液体を含ませて膨潤させる製造時膨潤工程（ステップＳ３）を備えることを特徴とする。
【００２７】
上述のように、従来法によって製造されたキャリアを用いて、半導体ウェーハの両面研磨工程を繰り返すと、研磨された半導体ウェーハの表面の平坦度が徐々に悪化することが判明した。本発明者らはまず、上記両面研磨工程の繰り返しによって、ウェーハ表面の平坦度が悪化した理由について詳細に調査した。その結果、上記平坦度の悪化は、両面研磨工程を繰り返すうちに、キャリア１の樹脂部１３が、研磨の際に供給されるスラリーや純水などの水分を吸収して膨潤し、その厚みが増加したためであることが判明した。
【００２８】
上述のように、従来法によりキャリア１を製造する際には、金属部１１の保持孔１２に樹脂部１３を嵌め込んだ後、金属部１１の厚みと樹脂部１３の厚みとが略同一となるように樹脂部１３の両面を研磨する。しかし、図３（ａ）に示すように、両面研磨工程を繰り返すうちに、樹脂部１３がスラリーや純水などの水分を吸収して徐々に膨潤し、樹脂部１３の厚みが金属部１１の厚みよりも大きくなってしまうのである。樹脂部１３の厚みが金属部１１の厚みよりも大きくなると、両面研磨装置の定盤に貼りつけられた研磨パッドが半導体ウェーハの表面に接触しづらくなり、ウェーハ表面の平坦度が悪化してしまう。
【００２９】
上記樹脂部１３の膨潤は、従来のキャリアにおいても発生していたと考えられる。しかし近年、半導体ウェーハの表面の平坦度に対する要求が厳しさを増しており、従来であれば無視することができた上記樹脂部１３の膨潤の影響が、要求されるウェーハ表面の平坦度に影響を与えるようになったものと考えられる。
【００３０】
本発明者らは、両面研磨工程を繰り返し行った場合にも、樹脂部１３の膨潤によるウェーハ平坦度の悪化を抑制することができる方途について鋭意検討した。その結果、キャリアを製造する際に、金属部１１の保持孔１２内に配置された樹脂部１３の両面を研磨する工程（樹脂部研磨工程）に先立って、樹脂部１３に液体を含ませて膨潤させ、その後に樹脂部１３の研磨工程（製造時膨潤工程）を行うことに想到し、本発明を完成させたのである。
【００３１】
図３（ｂ）に示すように、本発明により製造されたキャリアにおいては、保管時などの乾燥した状態では、樹脂部１３の厚みは金属部１１の厚みよりも小さい。そのため、その状態のキャリアを用いて両面研磨工程を行うと、研磨後の半導体ウェーハの平坦度は低くなる。しかし、両面研磨工程を繰り返し行うにつれて、樹脂部１３がスラリーや純水などの水分を吸収して膨潤し、その厚みが徐々に増加する。そして、樹脂部１３の厚みの増加とともに、研磨される半導体ウェーハの平坦度も向上する。こうしたことから、本発明により製造されたキャリア１を用いて両面研磨工程を行う場合には、樹脂部１３が膨潤した状態で行うことが好ましい。
【００３２】
このように、本発明は、樹脂部１３の両面を研磨する研磨工程（製造時研磨工程）に先立って、樹脂部に液体を含ませて膨潤させる膨潤工程（製造時膨潤工程）を行うことを特徴とするものである。よって、その他の工程については、従来公知の方法と同様に行うことができ、限定されない。以下、各工程について説明する。
【００３３】
まず、ステップＳ１において、キャリア１を構成する金属部１１および樹脂部１３を準備する（準備工程）。金属部１１は、キャリア１の本体（母体）となる部材であり、研磨対象の半導体ウェーハを保持する保持孔１２を有する。金属部１１の材料としては、両面研磨工程に対して十分な剛性を有する金属で構成することができる。こうした金属としては、例えばステンレスやチタンなどを用いることができる。
【００３４】
金属部１１は、上記金属の板材をキャリアの形状に加工し、ウェーハ保持孔を設けて形成する。具体的には、金属部１１は、金属の板材をレーザー加工やミーリング加工した後、熱処理により歪みを除去する工程を行って形成する。
【００３５】
また、樹脂部１３は、金属部１１の保持孔１２を区画する内壁１２と、半導体ウェーハの外周部との間に配置され、半導体ウェーハの外周部を保護する部材である。樹脂部１３は、一般的な樹脂で構成することができ、アラミド、ナイロン系のポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）およびフッ素系樹脂（ＰＦＡ／ＥＴＦＥ）などを用いることができる。
【００３６】
また、樹脂部１３がガラス繊維を含むことが好ましい。これにより、樹脂部の耐久性を高めることができる。このガラス繊維は、体積比で１０〜６０％の含有率であることが好ましい。
【００３７】
樹脂部１３の形成方法は、金属部１１とは別体で形成する方法と、金属部１１の保持孔１２内に射出成型する方法の２つに分けることができる。金属部１１と別体で形成する場合、例えばポリアミド（ＰＡ）からなる樹脂材を用意し、ラッピング処理や研磨処理により所望の厚みへ整えた後、適切な大きさおよび太さを有する環状の部材に切り出す。
【００３８】
その後、上記環状の部材に対してミーリング処理を施してバリ取りを行う。こうして、樹脂部１３を形成することができる。なお、樹脂部１３を射出成型により形成する方法については、ステップＳ２の配置工程において説明する。
【００３９】
次に、ステップＳ２において、金属部１１の保持孔１２内に樹脂部１３を配置する（配置工程）。樹脂部１３を上述のように金属部１１と別体で用意した場合には、上記金属部１１の保持孔１２に樹脂部１３を嵌め込む。一方、樹脂部１３を射出成型により形成する場合には、具体的には以下のように行う。まず、金型へ金属部１１をセットし金型で挟み込み、保持孔１２の中心から放射状に樹脂を流し込み、冷却することにより成型する。その後、余分な樹脂を除去し、面取りを行う。こうして、射出成型により保持孔１２内に樹脂部１３を形成することができる。
【００４０】
上記した樹脂部１３の２通りの形成方法のうち、樹脂部１３の厚みを高精度に制御できることから、射出成型により樹脂部１３を形成することが好ましい。
【００４１】
続いて、ステップＳ３において、金属部１１の保持孔１２内に配置された樹脂部１３に第１の液体を含ませて膨潤させる（製造時膨潤工程）。上述のように、半導体ウェーハに対して両面研磨処理を繰り返し行うと、樹脂部１３がスラリーや純水などの水分を吸収して膨潤する。その結果、樹脂部１３の厚みが金属部１１の厚みよりも大きくなり、研磨された半導体ウェーハの平坦度が悪化する。
【００４２】
そこで、本発明においては、樹脂部１３に液体（第１の液体）を含ませて膨潤させる。これにより、樹脂部１３はスラリーや純水などの水分を吸収して、両面研磨工程と同様に膨潤した状態となる。その結果、ステップＳ４においては、膨潤した状態の樹脂部１３の厚みと金属部１１の厚みとが略同一となるように研磨される。これにより、両面研磨工程を繰り返した場合であっても、半導体ウェーハの表面の平坦度の悪化を抑制することができるのである。
【００４３】
本製造時膨潤工程は、樹脂部１３に液体（第１の液体）を掛け続けることにより行うことができる。また、少なくとも樹脂部１３を液体（第１の液体）に浸漬することにより行うこともできる。中でも、樹脂部１３に容易に液体（第１の液体）を含ませることができることから、本製造時膨潤工程は、樹脂部１３を液体（第１の液体）に浸漬することにより行うことが好ましい。
【００４４】
また、本製造時膨潤工程は２４時間以上行うことが好ましい。これにより、樹脂部１３に液体（第１の液体）を十分に含ませて膨潤させることができる。本工程は、４８時間以上行うことが好ましく、６０時間以上行うことがさらに好ましい。
【００４５】
本工程は、２４時間当たりの樹脂部１３の厚みの変化率が０．２％以下になるまで行うことが好ましい。これにより、樹脂部１３に液体（第１の液体）を十分に含ませて膨潤させることができる。
【００４６】
上記液体（第１の液体）としては、スラリーや水、界面活性剤入りの水溶液などを用いることができる。中でも、入手の容易さや取り扱いの容易さの点で、水を用いることが好ましい。
【００４７】
次に、ステップＳ４において、ステップＳ３において膨潤した樹脂部１３の両面を研磨して、膨潤した樹脂部１３の厚みを金属部１１の厚みと略同一にする（樹脂部研磨工程）。これは、具体的には、ラッピング処理や研磨処理により両面研磨を行うことにより、厚みを同一にする。樹脂の方が金属より磨耗性が高く、且つ樹脂部１３の方が厚みが大きい為に、研磨処理を施すと厚みの差が小さくなっていくためである。保持孔１２には金属部１１より同等以下のワークを装填し研磨する方が望ましい。なお、ワークの材料は樹脂若しくは金属部１１と同材料であることが好ましい。
【００４８】
こうしてキャリア１を製造することができる。得られたキャリア１は、樹脂部１３が水分を吸収して膨潤している状態では、樹脂部１３の厚みと金属部１１の厚みと略同一である。そのため、両面研磨工程を繰り返し行った場合に、研磨された半導体ウェーハ表面の平坦度の悪化を抑制することができる。
【００４９】
（ウェーハの研磨方法）
次に、本発明によるウェーハの研磨方法について説明する。本発明によるウェーハの研磨方法は、上記した本発明によるキャリアの製造方法で製造したキャリア１の保持孔１２内に、研磨対象の半導体ウェーハを保持し、キャリア１を両面研磨装置の上定盤と下定盤とで挟み込んで上定盤および下定盤を回転させ、半導体ウェーハの両面を研磨する（ウェーハ研磨工程）。ここで、上記ウェーハ研磨工程に先立って、キャリア１の樹脂部１３に液体（第２の液体）を含ませて膨潤させることを特徴とする（研磨時膨潤工程）。
【００５０】
上述のように、本発明によるキャリアの製造方法においては、キャリア１の樹脂部１３に液体を含ませて膨潤させ、膨潤した膨潤部１３の両面を研磨して、膨潤した状態の樹脂部１３の厚みと金属部１１の厚みとが略同一となるようにしている。しかし、製造したキャリア１を一定期間保管すると、樹脂部１３に含まれる液体（第１の液体）が蒸発して収縮し、樹脂部１３の厚みは金属部１１の厚みよりも小さくなる。
【００５１】
上記保管していたキャリア１における樹脂部１３は乾燥しており、その厚みは金属部１１の厚みよりも小さい。そのため、保管後のキャリア１の保持孔１２に半導体ウェーハを保持し、そのままの状態で両面研磨工程を開始すると、高い平坦度を有する半導体ウェーハを得ることができない。
【００５２】
そこで、本発明においては、両面研磨工程に先立って、本発明のキャリアの製造方法によって得られたキャリアに液体（第２の液体）を含ませて膨潤させる。これにより、両面研磨工程の開始時に、樹脂部１３の厚みと金属部１１の厚みとが略同一となり、両面研磨工程の開始時から高い平坦度を以て半導体ウェーハの両面を研磨できるようになる。そして、両面研磨工程を繰り返し行った場合にも、研磨された半導体ウェーハ表面の平坦度は悪化しない。
【００５３】
本研磨時膨潤工程は、製造時膨潤工程と同様に、樹脂部１３に第２の液体を掛け続けたり、少なくとも樹脂部１３を液体（第２の液体）に浸漬したりすることにより行うことができる。中でも、簡便に行うことができることから、本研磨時膨潤工程は、少なくとも樹脂部１３を液体（第２の液体）に浸漬することにより行うことが好ましい。
【００５４】
上記製造時膨潤工程において樹脂部１３に液体（第１の液体）を含ませる時間と、研磨時膨潤工程において樹脂部１３に液体（第２の液体）を含ませる時間とが同じであることが好ましい。これにより、半導体ウェーハの両面研磨工程においても、樹脂部１３の厚みと金属部１１の厚みとを略同一にして、研磨された半導体ウェーハの平坦度をより高めることができる。
【００５５】
上記液体（第２の液体）としては、製造時膨潤工程における第１の液体と同様、スラリーや水、界面活性剤入りの水溶液などを用いることができる。第２の液体は、第１の液体と同じ液体とすることが好ましく、入手や取り扱いが容易な水を用いることがより好ましい。
【００５６】
本発明による研磨の対象となる半導体ウェーハは、特に限定されないが、中でもシリコンウェーハを良好に研磨することができる。
【実施例】
【００５７】
以下、本発明の実施例について具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されない。
【００５８】
＜樹脂の吸水率の評価＞
本発明によるキャリアの製造方法において、キャリア１の樹脂部１３の材料として使用可能な７種類の樹脂について、その吸水率を評価した。具体的には、各樹脂について、２０ｍｍ×２０ｍｍ×３．５ｍｍの試験片を用意し、その重量Ｗbを測定した。次に、室温２５℃の下、各試験片を水温２５℃の水中に２５時間浸漬した。続いて、試験片を水中から取り出して表面に付着した水分を拭き取った後、試験片の重量Ｗaを測定した。
【００５９】
各樹脂の吸水率Ｒaは、以下の式（１）から求めた。得られた結果を表１に示す。
Ｒa＝（Ｗa−Ｗb）／Ｗb                  （１）
【００６０】
【表１】
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【００６１】
表１から、吸収率は樹脂の材料によって大きく異なり、ナイロン系のポリアミド（ＰＡ）は吸水率が１．６％と高いのに対して、ポリプロピレン（ＰＰ）の吸水率は０．０１％と極めて低いことが分かる。
【００６２】
（発明例１）
図２に示したフローチャートに従って、キャリア１を製造した。具体的には、キャリア母体としての金属部１１の材料としてはＳＵＳ３１６を用い、レーザー加工でキャリア形状を作り、ミーリングおよび熱処理を行なった後、ラッピング処理と研磨処理を施して金属部１１を用意した。次に、金属部１１の保持孔１２内に、樹脂部１３の材料としてポリアミドを用い、射出成型により保持孔１２内にポリアミドを充填した。続いて、保持孔１２に充填したポリアミド樹脂に、ウェーハを保持する孔を形成して樹脂部１２を形成して、キャリア１を得た。
【００６３】
（発明例２）
発明例１と同様に、本発明によるキャリアの製造方法に従ってキャリアを製造した。その際、樹脂部１３の材料としてアラミドを用いた。その他の構成は発明例１と全て同じである。
【００６４】
（発明例３）
発明例１と同様に、本発明によるキャリアの製造方法に従ってキャリアを製造した。その際、樹脂部１３の材料としてポリプロピレンを用いた。その他の構成は発明例１と全て同じである。
【００６５】
（従来例）
発明例１と同様に、キャリアを製造した。その際、図２に示したフローチャートにおいて、ステップＳ３の製造時膨潤工程を行わなかった。その他の構成は発明例１と全て同じである。
【００６６】
＜キャリアの厚みプロファイル＞
図４は、水への浸漬前後のキャリアの厚みプロファイルを示す図であり、（ａ）は従来例、（ｂ）は発明例１に関するものである。なお、膨潤後の厚みプロファイルは、キャリアを２５℃の室温の下で、水温２５℃の水に２５時間浸漬した後のキャリアについて評価したものである。
【００６７】
図４（ａ）に示すように、従来例においては、キャリア１を水に浸漬して膨潤させる前においては、樹脂部１３の厚みと金属部１１の厚みとがほぼ同一になっているのに対して、キャリア１を水に浸漬して膨潤させた後においては、樹脂部１３の厚みが大きく増加していることが分かる。
【００６８】
これに対して、図４（ｂ）に示すように、発明例１においては、キャリア１を水に浸漬して膨潤させる前においては、樹脂部１３の厚みは金属部１１の厚みよりも小さいものの、キャリア１を水に浸漬して膨潤させた後においては、樹脂部１３の厚みと金属部１１の厚みとがほぼ同一であることが分かる。
【００６９】
＜樹脂部の厚みの時間変化＞
発明例１〜３により得られたキャリア１のそれぞれについて、樹脂部１３の厚みの時間変化を評価した。具体的には、各キャリア１を室温２５℃の環境の下で、水温２５℃の水に浸漬し、１２時間毎にキャリアを取り出して樹脂部１３の厚みを測定した。得られた結果を図５に示す。また、図６に、樹脂部の厚みの変化率を示す。
【００７０】
図５および６に示すように、樹脂部の厚みの時間変化は、表１に示した吸水率を反映した結果となっている。すなわち、吸水率の高いポリアミドを樹脂部１３の材料として使用した発明例１については、樹脂部１３の厚みの時間変化が大きく、浸漬後９６時間での樹脂部１３の厚みは、浸漬前に比べて３．６％程度増加した。これに対して、樹脂部１３の構成材料がアラミドである発明例２、およびポリプロピレンである発明例３は、浸漬後９６時間での樹脂部１３の厚みの増加率は、それぞれ１．１％、０．４％程度と小さかった。
【００７１】
また、発明例１〜３のいずれの場合にも、浸漬後２４時間の時点で、樹脂部１３の厚みの変動率が２．０％以下となり、浸漬後６０時間を過ぎると、樹脂部１３の厚みはほぼ変化しなくなることが分かる。
【００７２】
＜両面研磨工程後のウェーハ平坦度の評価＞
発明例１および従来例により製造されたキャリア１を用いて、シリコンウェーハの両面研磨工程を１００回繰り返し行った。具体的な研磨条件は以下の通りである。
【００７３】
（研磨条件）
研磨布：ＳＵＢＡ８００（ニッタ・ハース社製）
スラリー：ｎａｌｃｏ２３５０（ニッタ・ハース社製）
定盤回転数：２０−３０ｒｐｍ
加工面圧：３００ｇ／ｃｍ2
ウェーハ直径：３００ｍｍ
ウェーハ厚み：７９０μｍ
キャリア厚み：７７８μｍ
ウェーハの狙い厚み：７８０μｍ
【００７４】
上記両面研磨が施されたシリコンウェーハについて、その表面の平坦度をバッチ毎に測定した。測定条件は以下の通りである。
【００７５】
（測定器）
測定装置：ＫＬＡ  Ｔｅｎｃｏｒ社製  ＷａｆｅｒＳｉｇｈｔ２
測定項目：ＧＢＩＲ、ＥＳＦＱＲmax
測定条件：測定範囲、ウェーハ径方向の外周２ｍｍを除外した２９６ｍｍの範囲
Ｅｓｉｔｅ測定、７２セクター、セクター長３０ｍｍ
【００７６】
図７は、両面研磨工程の前にキャリア１を水に浸漬しなかった場合について、研磨のバッチ数と研磨後の半導体ウェーハの平坦度の関係を示しており、（ａ）はＧＢＩＲ、（ｂ）はＥＳＦＱＲmaxをそれぞれ示している。図７（ａ）から、従来例のキャリア１については、バッチ数が小さい段階では、ＧＢＩＲの値は、発明例１よりも小さい。しかし、バッチ数の増加とともにＧＢＩＲの値が増加した。これは、研磨されたシリコンウェーハ全体の平坦度が悪化していることを示している。
【００７７】
これに対して、発明例１のキャリア１については、バッチ数が小さい段階では、ＧＢＩＲの値は、従来例よりも大きかった。これは、樹脂部１３が乾燥しており、樹脂部１３の厚みと金属部１１の厚みとの差が大きかったためと考えられる。しかし、バッチ数の増加とともにＧＢＩＲの値は減少し、３０バッチを過ぎると、ＧＢＩＲの値は、発明例１と従来例とで逆転し、従来例よりも小さくなった。これは、発明例１のキャリア１については、バッチ数の増加とともに、樹脂部１３がスラリーおよび純水の水分を吸収し、樹脂部１３の厚みと金属部１１の厚みとがほぼ一致するようになったのに対して、従来例については、樹脂部１３がスラリーおよび水を吸収して、樹脂部１３の厚みと金属部１１の厚みとの差が大きくなったためと考えられる。
【００７８】
上記ＧＢＩＲに見られた傾向は、ＥＳＦＱＲmaxについても同様に見られた。すなわち、図７（ｂ）に示すように、従来例については、ＥＳＦＱＲmaxの値は、バッチ数の増加とともに増加した。これに対して、発明例１により製造されたキャリア１については、バッチ数の増加とともにＥＳＦＱＲmaxの値は減少した。そして、ＧＢＩＲの値は、２０バッチを過ぎると、発明例１と従来例とで逆転し、最終的には発明例１の方が従来例よりも小さくなった。
【００７９】
このように、発明例１により製造されたキャリア１を用いて、シリコンウェーハに対して両面研磨工程を行うと、ウェーハ全体およびウェーハ外周部のいずれについても、バッチ数の増加とともに平坦度が向上し、最終的には従来例により製造されたキャリア１を用いた場合に比べて、研磨されたシリコンウェーハの表面の平坦度が向上することが分かる。
【００８０】
図８は、シリコンウェーハの両面研磨工程に先立ち、発明例１および従来例により製造されたキャリアを、水温２５℃の水に２４時間浸漬した後に、両面研磨のバッチ処理を行った場合のＧＢＩＲおよびＥＳＦＱＲmaxを示している。図８から明らかなように、キャリアを水に浸漬せずに行った場合に比べて、ＧＢＩＲおよびＥＳＦＱＲmaxはバッチ数が増加してもほぼ変化せずに一定であることが分かる。このように、両面研磨工程に先立って、キャリアを水に浸漬することにより、最初のバッチから高い平坦性を以て両面研磨工程を行うことができることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明によれば、半導体ウェーハの両面研磨処理を繰り返し行った場合にも、研磨された半導体ウェーハ表面の平坦度の悪化を抑制することができるため、半導体ウェーハ製造業において有用である。
【符号の説明】
【００８２】
１  キャリア
１１  金属部
１２  保持孔
１２ａ  内壁
１３  樹脂部
【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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