(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの表面を定盤上に貼り付けた研磨布に摺接させて研磨する際に、研磨ヘッドに装着し、前記ワークを保持するために用いられるテンプレートアセンブリを選別する方法であって、
前記ワークの裏面を保持するバックパッドと、該バックパッド上に位置して前記ワークのエッジ部を保持するリテーナリングとを有するテンプレートを、該テンプレートの外径よりも大きな外径を有するベースリング又はベースプレート上に同心で貼り合わせたテンプレートアセンブリを準備する準備工程と、
前記テンプレートアセンブリの前記テンプレート側において、前記ベースリング又は前記ベースプレートの外周縁表面を基準面とした場合の、前記リテーナリング及び前記バックパッドの高さ位置の分布を非破壊で測定する測定工程と、
前記測定した高さ位置の分布から、前記リテーナリングの平面度及び、前記リテーナリングと前記バックパッドの平均段差量を算出する算出工程と、
前記平面度及び前記平均段差量に基づいて、前記テンプレートアセンブリを選別する選別工程とを有することを特徴とするテンプレートアセンブリの選別方法。
【請求項２】
前記ベースリング又は前記ベースプレートとして、
外径が前記テンプレートの外径よりも１０ｍｍ以上大きく、表面粗度がＲａ≦６．３μｍのものを用いることを特徴とする請求項１に記載のテンプレートアセンブリの選別方法。
【請求項３】
前記測定工程において、
レーザ変位計を用いて、前記テンプレートアセンブリの周方向のレーザ走査による、各周毎の前記高さ位置の分布の測定と、前記テンプレートアセンブリの径方向へのスライドを交互に行うことにより、前記リテーナリング及び前記バックパッドの前記高さ位置の分布を一括で測定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のテンプレートアセンブリの選別方法。
【請求項４】
前記準備工程において、前記テンプレートアセンブリを複数準備し、
前記テンプレートアセンブリ毎に前記測定工程及び前記算出工程を行い、
前記複数のテンプレートアセンブリの間で、互いに前記平面度の差が５μｍ以下であり、かつ、前記平均段差量の差が５μｍ以下であるテンプレートアセンブリを選別することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のテンプレートアセンブリの選別方法。
【請求項５】
ワークの研磨方法であって、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のテンプレートアセンブリの選別方法によって選別した前記テンプレートアセンブリを前記研磨ヘッドに装着し、前記ワークを保持して研磨することを特徴とするワークの研磨方法。
【請求項６】
ワークの表面を定盤上に貼り付けた研磨布に摺接させて研磨する際に、研磨ヘッドに装着し、前記ワークを保持するために用いられるテンプレートアセンブリであって、
前記ワークの裏面を保持するバックパッドと、該バックパッド上に位置して前記ワークのエッジ部を保持するリテーナリングとを有するテンプレートと、該テンプレートの外径よりも大きな外径を有するベースリング又はベースプレートとを具備し、
前記ベースリング又は前記ベースプレート上に前記テンプレートが同心で貼り合わされており、
前記ベースリング又は前記ベースプレートは、外径が前記テンプレートの外径よりも１０ｍｍ以上大きく、表面粗度がＲａ≦６．３μｍのものであることを特徴とするテンプレートアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テンプレートアセンブリの選別方法及びワークの研磨方法並びにテンプレートアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウェーハ等のワークの研磨におけるウェーハ保持具として、ガラスエポキシ（ＧＥ）等のリテーナリングと、バッキングパッド（ＢＰ）とを接着したテンプレート（ＴＰ）が広く使用されている。
【０００３】
このＴＰは通常、ＴｉやＰＶＣ、セラミック等の材質からなるベースリング、またはベースプレートに貼り付けたテンプレートアセンブリ（ＴＰ  ＡＳＳＹ）として用いられる。
【０００４】
通常、リテーナリングの内径はワーク径よりやや大きく、外径はベースリングまたはベースプレート外径よりも小さく設計されている。一般に、研磨機には４〜１２個の複数の研磨ヘッドが取付けられており、それぞれの研磨ヘッドにテンプレートアセンブリが装着される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特願２０１５−２１８４４０
【特許文献２】特開２０１４−００４６７５号公報
【特許文献３】特開２０１４−２３３８１５号公報
【特許文献４】特開２００７−２８７７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで生じる問題として、同じロットのテンプレートで作成したテンプレートアセンブリを用いても、研磨後のワークのフラットネスには、研磨ヘッド間でバラツキが生じてしまう。
【０００７】
この対応として、リテーナリングとＢＰの段差量、即ち、ポケットデプス（Ｐ．Ｄ．）を研磨ヘッド間で揃えることで、ある程度の改善が図られているが、フラットネスのタイト化要求が厳しくなるにつれ、ポケットデプスの管理だけでは不十分になってきた。
【０００８】
本発明者らが研究を重ねたところ、Ｐ．Ｄ．の他に、リテーナリングの平面度が研磨ヘッド間のフラットネスバラツキに影響する事が判ってきた。
【０００９】
ここで、リテーナリングの平面度の測定方法としては、従来は、触針式変位計で複数ラインを測定する方法が採られてきた。しかしこの測定方法では、試料の位置合わせや探針の上下動などが手動な為、工数を要する上、周方向の情報が不十分であり、また接触式ゆえに、リテーナリング表面を傷つけてしまっていた。
【００１０】
また特許文献１のようにインライン非接触レーザ変位計と研磨ヘッドとを連動させて周方向でポケットデプスの測定を行う方法があり、これを応用する方法がある。しかし、測定精度を求めるとレーザスキャン幅は通常数ｍｍであり、ベースリング外周からリテーナリング内周端まで一般に数十ｍｍの距離を一回の測定ではカバーできない。
【００１１】
一方、市販品の中には、確かにこの距離をカバーできるレーザ変位計もあるが、ワイドレンジになればなるほど、特に測定幅の両端の測定精度が劣化することが知られている。さらに、測定対象となるテンプレートアセンブリは、段差を二つ（ベースとリテーナリングと、リテーナリングとバックパッド）有しており、段差部分がレーザ光の真下に無いと、段差の隅が影になって正確な反射光を得られず、特にポケットデプスの測定精度が劣化することも判っている。
【００１２】
なお、先行技術調査においては、特許文献１では、テンプレートのポケットデプス測定方法が記載されている。また、特許文献２では、非接触でリテーナリングの高さをレーザ変位計で計測することが開示されている。特許文献３では、テンプレート表面、バッキングパッド表面の平坦度をレーザ変位計で測定することが開示されている。特許文献４では、レーザ変位計でリテーナリングの厚みと高さを測定することが開示されている。しかし、リテーナリングの平面度とＰ．Ｄ．を測定して、テンプレートアセンブリを選別する先行技術は見つからなかった。
【００１３】
本発明は前述のような問題に鑑みてなされたもので、研磨後のワークのフラットネスのバラツキを調整することができるテンプレートアセンブリの選別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】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明によれば、ワークの表面を定盤上に貼り付けた研磨布に摺接させて研磨する際に、研磨ヘッドに装着し、前記ワークを保持するために用いられるテンプレートアセンブリを選別する方法であって、
前記ワークの裏面を保持するバックパッドと、該バックパッド上に位置して前記ワークのエッジ部を保持するリテーナリングとを有するテンプレートを、該テンプレートの外径よりも大きな外径を有するベースリング又はベースプレート上に同心で貼り合わせたテンプレートアセンブリを準備する準備工程と、
前記テンプレートアセンブリの前記テンプレート側において、前記ベースリング又は前記ベースプレートの外周縁表面を基準面とした場合の、前記リテーナリング及び前記バックパッドの高さ位置の分布を非破壊で測定する測定工程と、
前記測定した高さ位置の分布から、前記リテーナリングの平面度及び、前記リテーナリングと前記バックパッドの平均段差量を算出する算出工程と、
前記平面度及び前記平均段差量に基づいて、前記テンプレートアセンブリを選別する選別工程とを有することを特徴とするテンプレートアセンブリの選別方法を提供する。
【００１５】
このようにすれば、リテーナリングとバックパッドの平均段差量に加えて、リテーナリングの平面度を、研磨ヘッド装着前に測定することができ、そして、これら平面度及び平均段差量に基づいてテンプレートアセンブリを選別することができる。そのため、このようにして選別されたテンプレートアセンブリを用いてワークの研磨を行えば、研磨後のワークのフラットネスのバラツキを調整することができる。特にはフラットネスのバラツキが生じることを防止することができる。さらに、上記測定工程を非破壊で行うことにより、リテーナリング表面が傷付くことを防止することができる。このため、発塵を防止することができ、研磨後のワークのスクラッチも防ぐことができる。
【００１６】
このとき、前記ベースリング又は前記ベースプレートとして、
外径が前記テンプレートの外径よりも１０ｍｍ以上大きく、表面粗度がＲａ≦６．３μｍのものを用いることが好ましい。
【００１７】
このようにすれば、測定結果をデータ処理する際、外周縁表面を基準にしてプロファイルをレベリングした結果に誤差が生じることを防止することができる。従って、上記平面度等をより正確に得ることができ、ひいては適切に選別することができる。
【００１８】
またこのとき、前記測定工程において、
レーザ変位計を用いて、前記テンプレートアセンブリの周方向のレーザ走査による、各周毎の前記高さ位置の分布の測定と、前記テンプレートアセンブリの径方向へのスライドを交互に行うことにより、前記リテーナリング及び前記バックパッドの前記高さ位置の分布を一括で測定することが好ましい。
【００１９】
このようにすれば、上記高さ位置の分布を一括測定でき、ひいてはリテーナリングの平面度と、リテーナリングとバックパッドの平均段差量を、一括で周方向に高精度かつ高スループットかつ非破壊で求めることができる。
【００２０】
またこのとき、前記準備工程において、前記テンプレートアセンブリを複数準備し、
前記テンプレートアセンブリ毎に前記測定工程及び前記算出工程を行い、
前記複数のテンプレートアセンブリの間で、互いに前記平面度の差が５μｍ以下であり、かつ、前記平均段差量の差が５μｍ以下であるテンプレートアセンブリを選別することが好ましい。
【００２１】
このようにすれば、複数のテンプレートアセンブリ間における上記平面度及び平均段差量のバラツキが十分に小さいテンプレートアセンブリを選別することができる。そのため、このようにして選別されたテンプレートアセンブリを用いてワークの研磨を行えば、研磨後のワークのフラットネスにバラツキが生じることをより確実に防止することができる。
【００２２】
また本発明によれば、ワークの研磨方法であって、
上記のような本発明のテンプレートアセンブリの選別方法によって選別した前記テンプレートアセンブリを前記研磨ヘッドに装着し、前記ワークを保持して研磨することを特徴とするワークの研磨方法を提供する。
【００２３】
このように、本発明のテンプレートアセンブリの選別方法によって選別したテンプレートアセンブリを用いてワークの研磨を行うので、研磨後のワークのフラットネスにバラツキが生じることを防止することができる。
【００２４】
また本発明によれば、ワークの表面を定盤上に貼り付けた研磨布に摺接させて研磨する際に、研磨ヘッドに装着し、前記ワークを保持するために用いられるテンプレートアセンブリであって、
前記ワークの裏面を保持するバックパッドと、該バックパッド上に位置して前記ワークのエッジ部を保持するリテーナリングとを有するテンプレートと、該テンプレートの外径よりも大きな外径を有するベースリング又はベースプレートとを具備し、
前記ベースリング又は前記ベースプレート上に前記テンプレートが同心で貼り合わされており、
前記ベースリング又は前記ベースプレートは、外径が前記テンプレートの外径よりも１０ｍｍ以上大きく、表面粗度がＲａ≦６．３μｍのものであることを特徴とするテンプレートアセンブリを提供する。
【００２５】
このようなものであれば、ベースリング又はベースプレートの外周縁を基準面として、プロファイルをレベリングした結果に誤差が生じることを防止し、平面度等をより正確に得られる。従って、該正確な平面度等に基づいてテンプレートアセンブリを選別することもでき、研磨後のワークのフラットネスにバラツキが生じることを防止することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のテンプレートアセンブリの選別方法であれば、リテーナリングとバックパッドの平均段差量に加えて、リテーナリングの平面度を、研磨ヘッド装着前に測定することができ、そして、これら平面度及び平均段差量に基づいてテンプレートアセンブリを選別することができる。そのため、このようにして選別されたテンプレートアセンブリを用いてワークの研磨を行えば、特に研磨後のワークのフラットネスにバラツキが生じることを防止することができる。さらに、上記値の測定を非破壊で行うことにより、リテーナリング表面が傷付くことを防止することができる。その結果、発塵を防止することができ、研磨後のワークのスクラッチも防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のテンプレートアセンブリの選別方法の一例を示した工程図である。
【図２】本発明のテンプレートアセンブリの一例を示した概略図である。
【図３】本発明のテンプレートアセンブリの選別方法における測定工程の一例を示した概略図である。
【図４】本発明のテンプレートアセンブリの選別方法における測定工程で用いることができる測定ユニットの一例を示した概略図である。
【図５】本発明のテンプレートアセンブリの選別方法における測定工程で測定される高さ位置の分布の一例を示したグラフである。
【図６】本発明のワークの研磨方法において用いることができる研磨機の一例を示した概略図である。
【図７】ベースリングの外径を変化させた場合における測定バラツキを示したグラフである。
【図８】ベースリングの表面粗度を変化させた場合における測定バラツキを示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
上述したように、テンプレートアセンブリのポケットデプスの大きさを研磨ヘッド間で揃えることだけでは、研磨後のワークのフラットネスのバラツキを調整することが十分にできなかった。
【００２９】
そこで、本発明者ら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、ポケットデプスの他に、リテーナリングの平面度が研磨ヘッド間のフラットネスバラツキに影響することを見出した。そして、リテーナリングとバックパッドの平均段差量に加えて、リテーナリングの平面度を、研磨ヘッド装着前に測定し、これら平面度及び平均段差量に基づいて選別したテンプレートアセンブリを用いてワークの研磨を行えば、研磨後のワークのフラットネスのバラツキを調整することができ、特にはフラットネスのバラツキが生じることを防止することができることに想到し、本発明を完成させた。そして、これらを実施するための最良の形態について精査し、本発明を完成させた。
【００３０】
まず、本発明のテンプレートアセンブリについて説明する。図２は、本発明のテンプレートアセンブリの一例を示した概略図である。なお、図２には位置関係の説明のために、ワークＷも併せて図示してある。
【００３１】
図２に示すように、本発明のテンプレートアセンブリ１ａ又はテンプレートアセンブリ１ｂは、ワークＷの裏面を保持するバックパッド２と、該バックパッド２上に位置してワークＷのエッジ部を保持するリテーナリング３とを有するテンプレート４と、該テンプレート４の外径よりも大きな外径を有するベースリング５ａ又はベースプレート５ｂとを具備する。
【００３２】
そして、ベースリング５ａ又はベースプレート５ｂ上にテンプレート４が同心で貼り合わされており、ベースリング５ａ又はベースプレート５ｂは、外径がテンプレート４の外径よりも１０ｍｍ以上大きく、表面粗度がＲａ≦６．３μｍのものである。
【００３３】
このようなものであれば、リテーナリングの平面度等を従来より正確に得ることができ、結果的に研磨後のワークのフラットネスのバラツキ防止につなげることが可能である。
【００３４】
次に、本発明のテンプレートアセンブリの選別方法について説明する。図１は、本発明のテンプレートアセンブリの選別方法の一例を示した工程図である。
【００３５】
まず、図２に示すように、ワークＷの裏面を保持するバックパッド２と、バックパッド２上に位置してワークＷのエッジ部を保持するリテーナリング３とを有するテンプレート４を、該テンプレート４の外径よりも大きな外径を有するベースリング５ａ又はベースプレート５ｂ上に同心で貼り合わせたテンプレートアセンブリ１ａ又はテンプレートアセンブリ１ｂを準備する準備工程（図１のＳＰ１）を行う。
【００３６】
例えば、ワークＷの直径を３００ｍｍとした場合、リテーナリング３の内径は通常３００．５〜３０３ｍｍで、外径は３２０〜４００ｍｍで設計することができる。
【００３７】
また、ベースリング５ａ又はベースプレート５ｂとして、外径がテンプレート４の外径よりも１０ｍｍ以上大きく、表面粗度がＲａ≦６．３μｍのものを用いることが好ましい。このようにすれば、後述する測定工程での測定結果をデータ処理する際、外周縁表面を基準にしてプロファイルをレベリングした結果に誤差が生じることを防止することができる。
【００３８】
また、ベースリング５ａまたはベースプレート５ｂの外径は、リテーナリング３の外径よりも、さらに２０〜５０ｍｍ大きく設計することができる。またベースリング５ａを用いる際、ベースリング５ａの内径は、所望の研磨特性に応じて任意に設定可能である。
【００３９】
次に、テンプレートアセンブリ１ａ又はテンプレートアセンブリ１ｂのテンプレート４側において、ベースリング５ａ又はベースプレート５ｂの外周縁表面６を基準面とした場合の、リテーナリング３及びバックパッド２の高さ位置の分布を非破壊で測定する測定工程（図１のＳＰ２）を行う。
【００４０】
このとき、非破壊での測定方法の一例として、図３に示すように、レーザ変位計を用いた方法が挙げられる。テンプレートアセンブリの周方向のレーザ走査による、各周毎の高さ位置の分布の測定と、テンプレートアセンブリの径方向へのスライドを交互に行うことにより、リテーナリング３及びバックパッド２の高さ位置の分布を一括で測定することが好ましい。
【００４１】
このようにすれば、リテーナリング３の平面度と、リテーナリング３とバックパッド２の平均段差量（ポケットデプス７）を、一括で周方向に高精度かつ高スループットかつ非破壊で測定することができる。
【００４２】
このとき、より具体的には、例えば、図４に示すような、測定ユニット１０を用いて、測定工程を行うことができる。測定ユニット１０は、非接触レーザ変位計１１が、テンプレートアセンブリの径方向に可動域を有するシリンダ１２上に配置され、テンプレートアセンブリを精度よく載置可能なターンテーブル１３を、リテーナリング部が非接触レーザ変位計１１の直下にくるように配置可能である。
【００４３】
ここで、非接触レーザ変位計１１として、例えば、ＫＥＹＥＮＣＥ社製のＬＪ−Ｖ７０２０等の高精度タイプを用いることができる。この、非接触レーザ変位計のレーザ幅は６〜８ｍｍである。一方、本測定対象となるテンプレートアセンブリは、ベースリング又はベースプレートの外周端からリテーナリングの内周端まで、一例として４０ｍｍの幅を有する。
【００４４】
そのため、上記のようなレーザ幅を有するレーザ変位計を用いた場合、一回の測定で、全範囲測定はできない。そこで、ターンテーブル１３のテンプレートアセンブリの周方向の回転及びシリンダ１２のテンプレートアセンブリの径方向への相対移動からのそれぞれエンコーダ出力を元に、それぞれ非接触レーザ変位計１１のサンプリング周期を同期させて、任意の径方向位置における周方向での測定を可能化することができる。これをプログラム化することで連続的な測定を可能とすることができる。
【００４５】
つまり、テンプレートアセンブリの周方向の測定→径方向にスライド→周方向に測定→径方向にスライド・・・とプログラムを組むことで任意の測定範囲の周方向測定が可能となる。
【００４６】
測定開始位置は、測定範囲の外周端側、または内周端側のどちらでもよいが、図３に示すように、測定開始位置を内周端側とする方がポケットデプス７の高精度測定の点で好ましい。具体的には、レーザ幅の中心がリテーナリング３の内周端にくるような径方向位置を測定開始位置とすることが好ましい。これにより、リテーナリング３近傍のバックパッド２が測定データの死角とならず、高精度に測定が可能となる。
【００４７】
また、レーザは一定量オーバーラップしながらスライドすることが、データの抜け防止とデータの補正の点で好ましい。測定に要する周回数Ｎは測定対象のテンプレートアセンブリのサイズ等に応じて任意で設定可能である。
【００４８】
レーザのスキャン幅をａ［ｍｍ］、ベースリング５ａ（またはベースプレート）の外周端からリテーナリング３の内周端までの距離をｂ［ｍｍ］、レーザのオーバーラップ量をｃ［ｍｍ］とした時、全域測定に必要な周回数Ｎは次の式（１）の示す不等式を満たす整数で示すことができる。
ａ＋（Ｎ−１）×（ａ−ｃ）≧ａ／２＋ｂ…（１）
【００４９】
例えば、レーザのスキャン幅ａを６［ｍｍ］、ベースリング５ａ（またはベースプレート）の外周端からリテーナリング３の内周端までの距離ｂを４０［ｍｍ］、レーザのオーバーラップ量ｃを１［ｍｍ］とした場合、全域測定に必要な周回数Ｎは式（１）から９回と求めることができる。この回数を設定し、測定開始ボタンを押せば、自動で測定がおこなわれる。
【００５０】
そして、周回数Ｎ個分のデータを結合して得られるプロファイルが、ベースリング５ａ（またはベースプレート）の外周縁表面６を基準面としてレベリングされ、例えば、図５のようなデータが出力される（高さ位置の分布）。
【００５１】
次に、測定した高さ位置の分布から、リテーナリング３の平面度及び、リテーナリング３とバックパッド２の平均段差量を算出する算出工程（図１のＳＰ３）を行う。この算出方法は特には限定されず、その都度決定できる。
【００５２】
リテーナリング３の平面度は、例えば、図５に示すように、リテーナリング３の外周側の数ｍｍ分の平均値に対する、リテーナリング３の内周側の数ｍｍ分の平均値の差分を取り、周方向毎のデータの平均値と標準偏差で定量化することができる。また、この算出方法に限定されず、例えば、リテーナリングの高さ位置の分布における最大値と最小値の差を平面度とすることもできる。
【００５３】
リテーナリング３とバックパッド２の平均段差量は、例えば、リテーナリング３の内周側の数ｍｍの平均値と、リテーナリング３の内周端より内側、つまりバックパッド２の部分の数ｍｍの平均値の差分を取り、周方向毎のデータの平均値と標準偏差で定量化できる。
【００５４】
以上のデータ処理から個々のテンプレートアセンブリにおける平均段差量と平面度を定量化できる。しかも、個々のテンプレートアセンブリを高精度且つ高スループットで定量化できる。
【００５５】
次に、得られた平面度及び平均段差量に基づいて、テンプレートアセンブリを選別する選別工程（図１のＳＰ４）を行う。
【００５６】
このように定量された平面度及び平均段差量から、任意の規格を設けてテンプレートアセンブリを選別することができる。ここで、上記で定量化された平面度及び平均段差量の数値がテンプレートアセンブリ間で揃っているものを選別することが好ましい。
【００５７】
具体的には、上記準備工程（ＳＰ１）において、テンプレートアセンブリを複数準備し、テンプレートアセンブリ毎に測定工程（ＳＰ２）及び算出工程（ＳＰ３）を行い、複数のテンプレートアセンブリの間で、互いに平面度の差が５μｍ以下であり、かつ、平均段差量の差が５μｍ以下であるテンプレートアセンブリを選別することが好ましい。
【００５８】
このようにすれば、特には、複数のテンプレートアセンブリ間における平面度及び平均段差量のバラツキが十分に小さいテンプレートアセンブリを選別することができる。そのため、このようにして選別されたテンプレートアセンブリを用いてワークの研磨を行えば、研磨後のワークのフラットネスにバラツキが生じることをより確実に防止することができ、フラットネスのタイト化要求に応えることができる。
【００５９】
このとき、予め複数のテンプレートアセンブリを測定し、ＩＤで紐付けたデータベースを作成することができる。そして、次に、研磨機に取り付けるテンプレートアセンブリのＮ数を入力し、Ｎ個間の平面度Ｒａｎｇｅ≦５μｍかつＰ．Ｄ．Ｒａｎｇｅ≦５μｍとして選別処理を行うことができる。
【００６０】
以上のような、本発明のテンプレートアセンブリの選別方法であれば、リテーナリングとバックパッドの平均段差量に加えて、リテーナリングの平面度を、研磨ヘッド装着前に測定し、これら平面度及び平均段差量に基づいてテンプレートアセンブリを選別することができる。そのため、このようにして選別されたテンプレートアセンブリを用いてワークの研磨を行えば、特には、研磨後のワークのフラットネスにバラツキが生じることを防止することができる。さらに、測定工程を非破壊で行うことにより、リテーナリング表面が傷付くことを防止でき、研磨後のワークにスクラッチが発生しないようにすることができる。
【００６１】
次に、本発明のワークの研磨方法について説明する。このとき、例えば、図６に示すような、研磨布２０２が貼り付けられた定盤２０３と、研磨剤供給機構２０４と、上記のようにして選別したテンプレートアセンブリを装着した研磨ヘッド２０１等から構成されている研磨機２００を用いることができる。
【００６２】
このような研磨機２００において、上記のような本発明のテンプレートアセンブリの選別方法によって選別したテンプレートアセンブリを研磨ヘッド２０１に装着し、ワークＷを保持する。そして、研磨ヘッド２０１でワークＷを保持し、研磨剤供給機構２０４から研磨布２０２上に研磨剤２０５を供給するとともに、定盤２０３と研磨ヘッド２０１をそれぞれ回転させてワークＷの表面を研磨布２０２に摺接させることにより研磨することができる。
【００６３】
このように、本発明のテンプレートアセンブリの選別方法によって選別されたテンプレートアセンブリを用いてワークの研磨を行うので、研磨後のワークのフラットネスにバラツキが生じることを防止することができる。
【実施例】
【００６４】
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。
【００６５】
（実施例１）
研磨機として、図６に示すような、研磨ヘッド２０１を４個備えた研磨機２００を準備した。すなわち、研磨機に取り付けるテンプレートアセンブリの数は、４個である。また、ワークは、直径３００ｍｍの半導体Ｓｉウェーハを用いた。
【００６６】
まず、テンプレートとして、外径３５０ｍｍ、厚み０．５ｍｍ（公称値）のポリウレタン樹脂からなるバックパッド上に、外径３５０ｍｍ、内径３０１ｍｍ、厚み７００μｍ（公称値）のガラスエポキシ積層板からなるリテーナリングを熱融着糊を用いて熱圧着した構成のものを準備した。なお、実施例１で用いるテンプレートと、後述する比較例１〜３で用いるテンプレートは、すべて同じロットで製造したものとした。
【００６７】
また、ベースとして、外径３７１ｍｍ、内径３１０ｍｍ、厚み２０ｍｍのセラミックからなるベースリングを準備した。
【００６８】
そして、テンプレートをベースリング上に芯を合わせた上で、両面テープで接着して、テンプレートアセンブリを作製した。同様のテンプレートアセンブリを、合計２０個準備した。
【００６９】
次に、テンプレートアセンブリのテンプレート側において、ベースリングの外周縁表面を基準面とした場合の、リテーナリング及びバックパッドの高さ位置の分布を非接触レーザ変位計ＬＪ−Ｖ７０２０（ＫＥＹＥＮＣＥ社製）を用いて、非破壊で測定した。
【００７０】
この非接触レーザ変位計のレーザスキャン幅ａは８ｍｍであり、レーザのオーバーラップ量ｃを０．５ｍｍとした。リテーナリング内径は３０１ｍｍ、ベースリング外径が３７１ｍｍであるため、ベースリング外周端からリテーナリング内周端までの距離ｂは３５ｍｍである。従って、上述の式（１）から、全域測定に要する周回数は６と設定した。また、サンプリング周期は１°毎とし、６回分のデータを角度毎につなぎ合わせそれぞれ、ベースリングの外周縁表面を基準面としてレベリングした。
【００７１】
次に、測定した高さ位置の分布から、リテーナリングの平面度及び、リテーナリングとバックパッドの平均段差量、すなわち、ポケットデプス（Ｐ．Ｄ．）を算出した。
【００７２】
リテーナリングの平面度は、リテーナリング外周端から０．５〜１．５ｍｍの平均値と、リテーナリング内周端から０．５〜１．５ｍｍの平均値の差分を周方向（Ｎ＝３６０）で算出し、その平均値を求めた。
【００７３】
また、Ｐ．Ｄ．は、リテーナリング内周端から０．５〜１ｍｍの平均値と、リテーナリング内周端より内側の０．５〜１ｍｍ、つまりバックパッド部分の平均値の差分を周方向（Ｎ＝３６０）で算出し、その平均値を求めた。
【００７４】
次に、平面度Ｒａｎｇｅ≦５μｍかつ、Ｐ．Ｄ．Ｒａｎｇｅ≦５μｍの規格で、２０個のテンプレートアセンブリから、４個を選別した。すなわち、４つのテンプレートアセンブリ間における平面度のバラツキが５μｍ以下であり、かつ、Ｐ．Ｄ．のバラツキが５μｍ以下のものを抜き出した。このときの、測定及び選別に要した時間を計測し、表１に示した。
【００７５】
次に、上記のようにして選別した４個のテンプレートアセンブリを、図６に示すような研磨機２００の研磨ヘッド２０１にそれぞれ装着し、直径３００ｍｍの半導体Ｓｉウェーハであるワークを合計１００枚連続研磨した。
【００７６】
研磨後のワークの品質評価として、フラットネスとスクラッチを測定した結果を、後述の比較例１〜３と共に表２に示した。このとき、フラットネスはＷａｆｅｒｓｉｇｈｔ（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ）  Ｍ４９  ｍｏｄｅによりＥＳＦＱＲｍａｘ（１ｍｍＥ．Ｅｘ．）を測定した。スクラッチはＳｕｒｆｓｃａｎ  ＳＰ−１（（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ）Ｎｏｒｍａｌ  ｍｏｄｅのＳＣＲ  ｃｏｕｎｔを測定した。
【００７７】
（比較例１）
まず、実施例１と同様にして２０個のテンプレートアセンブリを準備した。次に、このテンプレートアセンブリの中から４個のテンプレートアセンブリを無作為に選別した。すなわち、特別な事前測定を行わなかった。
【００７８】
次に、比較例１において選別したテンプレートアセンブリを用いたこと以外は実施例１と同様にして、ワークの研磨を行った。そして、研磨後のワークのフラットネスとスクラッチを、実施例１と同様にして測定し、その結果を表２に示した。また、検証のため、ワークの研磨後のテンプレートアセンブリにおいて、Ｐ．Ｄ．及び平面度の測定を行い、その結果を表１に示した。
【００７９】
（比較例２）
比較例２では、Ｐ．Ｄ．のみで選別を行った。まず、実施例１と同様にして２０個のテンプレートアセンブリを準備した。
【００８０】
次に、このテンプレートアセンブリのＰ．Ｄ．を、低圧用マイクロメータＰＥＡＣＯＣＫ社製のＪＡ−２０５を用いて手動で測定した。具体的には、リテーナリング内周部の厚みと、測定箇所と同じ径方向でリテーナリング近傍のバックパッドの厚みを測定した差分値を算出して、４５°毎面内８点の平均値をＰ．Ｄ．とした。そして、Ｐ．Ｄ．Ｒａｎｇｅ≦５μｍの規格で、２０個のテンプレートアセンブリから、４個を選別した。このときの、測定及び選別に要した時間を計測し、表１に示した。
【００８１】
次に、比較例２において選別したテンプレートアセンブリを用いたこと以外は実施例１と同様にして、ワークの研磨を行った。そして、研磨後のワークのフラットネスとスクラッチを、実施例１と同様にして測定し、その結果を表２に示した。また、ワークの研磨後のテンプレートアセンブリにおいて、平面度の測定を行い、その結果を表１に示した。
【００８２】
（比較例３）
比較例３では、Ｐ．Ｄ．と平面度で選別を行った。まず、実施例１と同様にして２０個のテンプレートアセンブリを準備した。
【００８３】
次に、このテンプレートアセンブリのＰ．Ｄ．と平面度の測定を行った。Ｐ．Ｄ．については、比較例２と同様にして測定した。平面度については、接触式プロファイラとして、Ｍｉｔｕｔｏｙｏ社製のＳＪ−４００を用いて面内８ラインを手動で測定し、リテーナリング外周端から０．５〜１．５ｍｍ分の平均値とリテーナリング内周端から０．５〜１．５ｍｍの平均値の差分を４５°毎面内８点で算出し、その平均値を平面度とした。
【００８４】
そして、Ｐ．Ｄ．Ｒａｎｇｅ≦５μｍかつ平面度Ｒａｎｇｅ≦５μｍの規格で、２０個のテンプレートアセンブリから、４個を選別した。このときの、測定及び選別に要した時間を計測し、表１に示した。
【００８５】
次に、比較例３において選別したテンプレートアセンブリを用いたこと以外は実施例１と同様にして、ワークの研磨を行った。そして、研磨後のワークのフラットネスとスクラッチを、実施例１と同様にして測定し、その結果を表２に示した。
【００８６】
【表１】
0006508123.tif 000002
【００８７】
表１に示したように、Ｐ．Ｄ．及び平面度による選別を行わなかった比較例１では、研磨後の測定結果であるが、４個のテンプレートアセンブリ間のＰ．Ｄ．Ｒａｎｇｅが２４．０μｍ、平面度Ｒａｎｇｅが２３．０μｍであり、共に規格外となっていた。
【００８８】
また、比較例２、３は手動測定の分、測定・選別時間に時間を要していることが判る。一方、実施例では高スループットで両パラメータの測定、選別が可能であった。
【００８９】
【表２】
0006508123.tif 000003
【００９０】
表２に示したように、ＥＳＦＱＲｍａｘは実施例１が最も平均値、σともに改善された。比較例１は、特別な事前測定を行わず、無作為に選別したため、ＥＳＦＱＲｍａｘの平均値、σが共に大きかった。比較例２では、Ｐ．Ｄ．による選別を行ったが、測定対象が軟質である為、測定における誤差が大きく、選別してもバラツキ改善効果は薄かった。比較例３は、ＥＳＦＱＲｍａｘの平均値及びσについては、他の比較例に比べて実施例１に近い数値となったが、ＳＣＲ（スクラッチ）が多発した。これは接触式プロファイラによる発塵によるものである。比較例３のように、リテーナリングにキズを付けてしまうと、特に研磨ライフ初期は探針でなぞった部分からの発塵によりワークにＳＣＲが発生する等の問題が生じてしまう。
【００９１】
（実施例２〜４、比較例４〜５）
まず、テンプレートとして、外径３５０ｍｍ、厚み０．５ｍｍ（公称値）のポリウレタン樹脂からなるバックパッド上に、外径３５０ｍｍ、内径３０１ｍｍ、厚み７００μｍ（公称値）のガラスエポキシ積層板からなるリテーナリングを熱融着糊を用いて熱圧着した構成であり、リテーナリングの平面度が１５μｍのものを準備した。
【００９２】
また、このテンプレートの外径よりも、それぞれ外径が２０ｍｍ（実施例２）、１５ｍｍ（実施例３）、１０ｍｍ（実施例４）、７．５ｍｍ（比較例４）、５ｍｍ（比較例５）大きい５種類のベースリングを用意した。なお、ベースリングはいずれも表面粗度Ｒａが６．３μｍのものを用いた。
【００９３】
そして、上記のテンプレートと、実施例２〜４及び比較例４〜５のベースリングを組み合わせた場合において、それぞれ、ベースリングの外周縁表面を基準面とした場合の、リテーナリング及びバックパッドの高さ位置の分布について、実施例１と同様にして測定して、測定バラツキを調査した。
【００９４】
次に、測定した高さ位置の分布から、リテーナリングの平面度を実施例１と同様にして算出し、このときの結果を、図７及び表３に示した。
【００９５】
【表３】
0006508123.tif 000004
【００９６】
その結果、図７及び表３に示すように、ベースリングの外径が、テンプレートの外径よりも１０ｍｍ以上大きい実施例２〜４では、平面度のバラツキが小さかった。一方、ベースリングの外径と、テンプレートの外径の差が１０ｍｍ未満の比較例４〜５では、平面度のバラツキが大きかった。
【００９７】
（実施例５〜７、比較例６〜７）
まず、上記の実施例２〜４及び比較例４〜５で準備したものと同じテンプレートを準備した。また、表面粗度Ｒａが１０．５μｍ（比較例６）、８．７μｍ（比較例７）、６．３μｍ（実施例５）、５．２μｍ（実施例６）、３．１μｍ（実施例７）の５種類のベースリングを用意した。なお、ベースリングは、外径がテンプレートの外径よりも１０ｍｍ大きいものを用いた。
【００９８】
そして、上記のテンプレートと、実施例５〜７及び比較例６〜７のベースリングを組み合わせた場合において、それぞれ、ベースリングの外周縁表面を基準面とした場合の、リテーナリング及びバックパッドの高さ位置の分布について、実施例１と同様にして測定して、測定バラツキを調査した。
【００９９】
次に、測定した高さ位置の分布から、リテーナリングの平面度を実施例１と同様にして算出し、このときの結果を、図８及び表４に示した。
【０１００】
【表４】
0006508123.tif 000005
【０１０１】
その結果、図８及び表４に示すように、ベースリング外周部の表面粗度が６．３μｍ以下である実施例５〜７では、平面度のバラツキが小さかった。一方、ベースリング外周部の表面粗度が６．３μｍよりも大きい比較例６〜７では、平面度のバラツキが大きかった。
【０１０２】
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。
【符号の説明】
【０１０３】
１ａ、１ｂ…テンプレートアセンブリ、  ２…バックパッド、  ３…リテーナリング、
４…テンプレート、  ５ａ…ベースリング、  ５ｂ…ベースプレート、
６…外周縁表面、  ７…ポケットデプス、  １０…測定ユニット、
１１…非接触レーザ変位計、  １２…シリンダ、  １３…ターンテーブル、
２００…研磨機、  ２０１…研磨ヘッド、  ２０２…研磨布、  ２０３…定盤、
２０４…研磨剤供給機構、  ２０５…研磨剤、  Ｗ…ワーク。
【図１】
0006508123.tif 000006
【図２】
0006508123.tif 000007
【図３】
0006508123.tif 000008
【図４】
0006508123.tif 000009
【図５】
0006508123.tif 000010
【図６】
0006508123.tif 000011
【図７】
0006508123.tif 000012
【図８】
0006508123.tif 000013