(57)【要約】      （修正有）【課題】研磨装置の運転開始からの経過時間や停止の有無にかかわらず、安定した形状のウエーハを製造可能な研磨装置を提供する。【解決手段】少なくとも、下定盤１２と、前記下定盤を駆動するためのモーター１８ａ及び減速機１９ａと、少なくとも前記下定盤の加工作用面より下の部分を覆うボックス１７とを具備し、前記下定盤にウエーハＷを圧接し、前記下定盤を回転させて前記ウエーハを研磨する研磨装置１１において、前記ボックス内が、隔壁３１ａ，３１ｂで複数の領域に分離されており、前記下定盤を駆動するモーター１８ａが、前記下定盤が含まれる前記領域とは異なる領域に配置されている研磨装置。【選択図】図１
2008207282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、下定盤と、前記下定盤を駆動するためのモーター及び減速機と、少なくとも前記下定盤の加工作用面より下の部分を覆うボックスとを具備し、前記下定盤にウエーハを圧接し、前記下定盤を回転させて前記ウエーハを研磨する研磨装置において、
前記ボックス内が、隔壁で複数の領域に分離されており、前記下定盤を駆動するモーターが、前記下定盤が含まれる前記領域とは異なる領域に配置されていることを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
前記ボックス内において、前記下定盤を駆動する減速機が、前記下定盤が含まれる領域とは異なる領域に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
前記ボックス内の隔壁で分離されたそれぞれの領域は、それぞれ個別に空気の循環手段を具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記研磨装置は、少なくとも前記下定盤を駆動する減速機に冷却用流体を冷却用流体供給ホースで循環供給して、該減速機を冷却する冷却用流体供給手段を具備するものであり、該冷却用流体供給手段は、前記下定盤が含まれる領域とは異なる領域に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記研磨装置は、前記ウエーハを保持する研磨ヘッドを具備するものであり、該研磨ヘッドで前記下定盤に前記ウエーハを圧接して研磨するものであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項６】
前記研磨装置は、さらに、上定盤と、太陽ギヤと、インターナルギヤと、これらを駆動するそれぞれのモーター及び減速機と、前記ウエーハを保持するウエーハ保持孔を有する複数のキャリアプレートとを具備するものであり、前記キャリアプレートの前記ウエーハ保持孔で前記ウエーハを保持し、該ウエーハを前記下定盤と前記上定盤とで挟持し、前記太陽ギヤ及び前記インターナルギヤを回転させて前記キャリアプレートを自転及び公転させつつ前記下定盤及び上定盤を回転させて前記ウエーハを両面研磨する両面研磨装置であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項７】
前記上定盤、太陽ギヤ、インターナルギヤを駆動するそれぞれのモーター及び減速機が、前記下定盤が含まれる領域とは異なる領域に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の研磨装置。
【請求項８】
前記研磨装置は、前記下定盤、上定盤、太陽ギヤ、インターナルギヤを駆動するそれぞれの減速機に冷却用流体を冷却用流体供給ホースで循環供給して、該それぞれの減速機を冷却する冷却用流体供給手段を具備するものであり、該冷却用流体供給手段は、前記下定盤が含まれる領域とは異なる領域に配置されていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の研磨装置。
【請求項９】
前記隔壁は、鋼板上に発泡ウレタンシートを敷設したものであることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエーハの表面を研磨する研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエーハや磁気ディスク等の薄板状部材（以下、ウエーハと総称する）は、研削またはラッピング処理により所定の厚さまで研磨処理され、さらにポリッシング処理により鏡面加工される。
これらの研削処理、ラッピング処理、ポリッシング処理等を行う高平坦度表面加工には、研磨ヘッドで下定盤にウエーハを押しつけて研磨スラリーを供給しながら研磨する片面研磨装置や、上下の定盤で円板状ウエーハを挟み研磨スラリーを供給しながら両面を同時に研磨する両面研磨装置が使用されている。
【０００３】
図４は従来の両面研磨装置の一例の構造の概略を示すものである。この両面研磨装置８１は、主に、回転可能な円盤状の下定盤８２と上定盤８３を配し、該上下定盤８２、８３の間に、ウエーハＷを保持するウエーハ保持孔８６ａを有し、遊星運動をするキャリアプレート８６、そのキャリアプレートを動かす太陽ギヤ８４およびインターナルギヤ８５よりなる。また、装置上方を覆う、上部カバー９１が配置されていることもある。ポリッシング工程では、表面に研磨布を貼り付けた上下定盤８２、８３の間にウエーハＷを狭時し、上定盤８３側より圧力をかけつつ、ウエーハＷと上下定盤８２、８３を回転させながらその加工面に研磨スラリーを供給して、研磨スラリーの化学的な作用と機械的な作用の複合作用によりウエーハ表面を少しずつ除去していくもので、その目的は被研磨物の鏡面化と平坦化を行うことにある。上述の下定盤８２および上定盤８３と太陽ギヤ８４およびインターナルギヤ８５は装置本体ボックス８７内に設置されたそれぞれの駆動用モーター８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄと減速機８９ａ、８９ｂ、８９ｃ、８９ｄにより駆動される。これらを一つのモーターを用いて動かすタイプの装置もあるが、近年は各々の独自のモーターで駆動される４ウェイタイプの装置が多い。また、ボックス８７には、ボックス内の空気を循環させる手段として、排気ダクト９２、外気取り入れ口９３等が配置されている。
【０００４】
ウエーハＷとしてシリコンウエーハを研磨する場合、シリコンウエーハの研磨レートは、ウエーハが上下定盤から受ける圧力と、研磨中の温度によって変化するため、平坦度の高いウエーハに加工するためには研磨定盤の形状とウエーハ加工面の温度を一定にする必要がある。このため一般的な両面研磨装置では、ウエーハ研磨面に供給する研磨スラリーの量と温度を一定に制御することで研磨中のウエーハ加工面の温度を一定に保持し、さらに定盤内に設置された冷却ジャケット９０に一定温度の冷却水を供給することで加工に伴って発生する研磨熱を除去して定盤の熱変形を防止し、ウエーハが上下定盤から受ける圧力が一定になるようにしている。
【０００５】
近年、ウエーハの平坦度の要求精度が高くなってきている。このように、ウエーハの平坦度の要求精度が高くなると、研磨スラリーによる温度制御や、冷却ジャケットに冷却水を供給することで加工に伴って発生する研磨熱を除去するだけでは不十分であり、特に、加工開始からの数バッチの間において、加工されたウエーハの平坦性の悪化が顕著であり、また、安定性も悪いという問題があった。
【０００６】
さらに、研磨装置の連続稼働中においても、スラリー交換、研磨布ドレッシング等のために定期的に装置に停止時間が生じるため、加工されたウエーハの形状が変化することは避けられなかった。
【０００７】
また、特許文献１のように、予備発熱体を定盤の加工面とは反対側に配置し、装置の運転前に予め定盤を加熱しておき、運転中も加熱することによって定盤温度を一定に保つ両面研磨装置も提案されているが、加熱により定盤温度を一定に保とうとするものであり、得られるウエーハの平坦性、及びその安定性は十分ではなかった。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１８８６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、研磨装置の運転開始からの経過時間や停止の有無にかかわらず、安定した形状のウエーハを製造可能な研磨装置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】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、少なくとも、下定盤と、前記下定盤を駆動するためのモーター及び減速機と、少なくとも前記下定盤の加工作用面より下の部分を覆うボックスとを具備し、前記下定盤にウエーハを圧接し、前記下定盤を回転させて前記ウエーハを研磨する研磨装置において、前記ボックス内が、隔壁で複数の領域に分離されており、前記下定盤を駆動するモーターが、前記下定盤が含まれる前記領域とは異なる領域に配置されていることを特徴とする研磨装置を提供する（請求項１）。
【００１１】
このような構成を有する研磨装置において、ボックス内が、隔壁で複数の領域に分離されており、下定盤を駆動するモーターが、下定盤が含まれる領域とは異なる領域に配置されている研磨装置であれば、下定盤を駆動するモーターから発生する熱が下定盤に直接影響するのを抑制するとともに、熱を速やかに装置外へ排出することができ、熱の影響で発生する下定盤形状のわずかな歪みを効果的に防止することができる。その結果、ウエーハを安定した形状で研磨することができる。
【００１２】
この場合、前記ボックス内において、前記下定盤を駆動する減速機が、前記下定盤が含まれる領域とは異なる領域に配置されていることが好ましい（請求項２）。
このように、前記ボックス内において、下定盤を駆動する減速機が、下定盤が含まれる領域とは異なる領域に配置されていれば、下定盤のための減速機から発生する熱についても、下定盤に直接影響するのを抑制するとともに、速やかに装置外へ排することができるので、下定盤のわずかな歪みをより効果的に防止することができる。
【００１３】
また、前記ボックス内の隔壁で分離されたそれぞれの領域は、それぞれ個別に空気の循環手段を具備することが好ましい（請求項３）。
このように、ボックス内の隔壁で分離されたそれぞれの領域が、それぞれ個別に空気の循環手段を具備するものであれば、隔壁で分離されたそれぞれの領域について個別に空気の循環を行うことができ、発熱源から発生した熱をより効率的に装置外へと排出することができる。
【００１４】
また、前記研磨装置は、少なくとも前記下定盤を駆動する減速機に冷却用流体を冷却用流体供給ホースで循環供給して、該減速機を冷却する冷却用流体供給手段を具備するものであり、該冷却用流体供給手段は、前記下定盤が含まれる領域とは異なる領域に配置されていることが好ましい（請求項４）。
このように、研磨装置が少なくとも下定盤を駆動する減速機に冷却用流体を冷却用流体供給ホースで循環供給して、該減速機を冷却する冷却用流体供給手段を具備するものであれば、減速機からの発熱を速やかに除去することができ、また、冷却用流体供給手段が下定盤が含まれる領域とは異なる領域に配置されていれば、冷却用流体供給手段から発生する熱についても下定盤に影響を与えることなく速やかに装置外へ排することができるので、下定盤のわずかな歪みをより効果的に防止することができる。
【００１５】
また、前記研磨装置は、前記ウエーハを保持する研磨ヘッドを具備するものであり、該研磨ヘッドで前記下定盤に前記ウエーハを圧接して研磨するものである研磨装置とすることができる（請求項５）。
このような片面研磨装置であれば、下定盤の形状変化を効果的に抑制してウエーハを研磨することができる片面研磨装置となる。
【００１６】
また、前記研磨装置は、さらに、上定盤と、太陽ギヤと、インターナルギヤと、これらを駆動するそれぞれのモーター及び減速機と、前記ウエーハを保持するウエーハ保持孔を有する複数のキャリアプレートとを具備するものであり、前記キャリアプレートの前記ウエーハ保持孔で前記ウエーハを保持し、該ウエーハを前記下定盤と前記上定盤とで挟持し、前記太陽ギヤ及び前記インターナルギヤを回転させて前記キャリアプレートを自転及び公転させつつ前記下定盤及び上定盤を回転させて前記ウエーハを両面研磨する両面研磨装置とすることができる（請求項６）。
このような両面研磨装置であれば、下定盤の形状変化を効果的に抑制してウエーハを研磨することができる両面研磨装置となる。
【００１７】
この場合、前記上定盤、太陽ギヤ、インターナルギヤを駆動するそれぞれのモーター及び減速機が、前記下定盤が含まれる領域とは異なる領域に配置されていることが好ましい（請求項７）。
このように、上定盤、太陽ギヤ、インターナルギヤを駆動するそれぞれのモーター及び減速機が、下定盤が含まれる領域とは異なる領域に配置されていれば、これらのモーター及び減速機から発生する熱による下定盤形状への影響も防止することができる。
【００１８】
また、前記研磨装置は、前記下定盤、上定盤、太陽ギヤ、インターナルギヤを駆動するそれぞれの減速機に冷却用流体を冷却用流体供給ホースで循環供給して、該それぞれの減速機を冷却する冷却用流体供給手段を具備するものであり、該冷却用流体供給手段は、前記下定盤が含まれる領域とは異なる領域に配置されていることが好ましい（請求項８）。
このように、両面研磨装置が、下定盤、上定盤、太陽ギヤ、インターナルギヤを駆動するそれぞれの減速機に冷却用流体を冷却用流体供給ホースで循環供給して、該それぞれの減速機を冷却する冷却用流体供給手段を具備するものであれば、減速機からの発熱を速やかに除去することができ、また、冷却用流体供給手段が、下定盤が含まれる領域とは異なる領域に配置されていれば、冷却用流体供給手段から発生する熱についても下定盤に影響を与えることなく速やかに装置外へ排することができるので、下定盤のわずかな歪みをより効果的に防止することができる。
【００１９】
また、本発明の研磨装置では、前記隔壁は、鋼板上に発泡ウレタンシートを敷設したものであることが好ましい（請求項９）。
このように、隔壁が、鋼板上に発泡ウレタンシートを敷設したものであれば、強度と断熱性に優れた隔壁とすることができるので、隔壁により分離された領域間の熱の移動をより効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る研磨装置であれば、発熱源から発生する熱が下定盤に直接影響するのを抑制するとともに、熱を速やかに装置外へ排出することができ、熱の影響で発生する下定盤形状のわずかな歪み、特に、研磨装置の運転開始からの経過時間による熱環境の変化による下定盤の形状変化を効果的に防止することができる。その結果、研磨装置の運転開始からの経過時間や停止の有無にかかわらず、ウエーハを安定した形状で研磨することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
前述のように、研磨装置を用いて、ウエーハの高い平坦性を、しかも安定して得るためには、研磨スラリーによる温度制御や、冷却ジャケットに冷却水を供給することで加工に伴って発生する研磨熱を除去するだけでは不十分であるという問題があった。
【００２２】
本発明者らがこの問題について調査及び検討したところ、定盤等を駆動するための各種モーターや減速機等から発生する熱の影響による下定盤８２の温度上昇が大きく、このような要因による温度上昇を抑制するためには、前述の研磨スラリーによる温度制御や、冷却ジャケットへの冷却水の供給による温度制御では不十分であることを見出した。そして、このような要因により上昇した温度の影響で下定盤８２の形状に僅かな変化を生じるため、ウエーハの形状にも影響を及ぼすことになる。
【００２３】
そして、本発明者は、このような問題点を解決するための方策を検討した。そして、定盤等を駆動するための各種モーターや減速機、特に、最大の発熱源となる下定盤を駆動するモーターと、下定盤との間を隔壁で分離することによって、下定盤に伝わる熱を大幅に削減し、装置運転中の下定盤の形状を安定させ、高平坦度のウエーハを、安定して得ることができることに想到し、本発明を完成させた。
【００２４】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明に係る研磨装置について具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、本明細書中における研磨とは、典型的なポリッシングの他に、いわゆる研削やラッピングと呼ばれるような概念も含み、ウエーハを高平坦度に加工することを目的としてウエーハの表面を少しずつ削り取る処理のことを指す。
【００２５】
図１は、本発明に係る研磨装置の一例（第１の態様）として両面研磨装置を示している。
この両面研磨装置１１は、主に、回転可能な円盤状の下定盤１２と上定盤１３と、該上下定盤１２、１３の間に配置され、ウエーハＷを保持するウエーハ保持孔１６ａを有し、遊星運動をするキャリアプレート１６と、そのキャリアプレート１６を動かす太陽ギヤ１４およびインターナルギヤ１５とよりなる。下定盤１２、上定盤１３、太陽ギヤ１４、インターナルギヤ１５はそれぞれ、装置本体ボックス１７内に設置されたそれぞれの駆動用モーター１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄとそれぞれの減速機１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄにより駆動される。なお、下定盤１２、上定盤１３、太陽ギヤ１４、インターナルギヤ１５のそれぞれの要素のうち２つ以上を、同一のモーターを用いて動かすものであってもよい。なお、研磨の目的によっては、上下定盤のそれぞれの研磨面には研磨布（図示せず）が貼り付けられる。また、定盤の研磨面とは反対側に冷却ジャケット２０が装着されていてもよい。また、装置上方を覆う、上部カバー２１が配置されていてもよい。
【００２６】
そして、本発明の両面研磨装置１１では、ボックス１７内に隔壁３１ａ、３１ｂが設けられ、ボックス１７内が複数の領域に分離されている。また、少なくとも、下定盤１２を駆動するモーター１８ａが、下定盤１２が含まれる領域とは異なる領域に配置されている。また、さらに、下定盤を駆動する減速機１９ａや、上定盤１３、太陽ギヤ１４、インターナルギヤ１５を駆動するそれぞれのモーター１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ及び減速機１９ｂ、１９ｃ、１９ｄが、下定盤１２が含まれる領域とは異なる領域に配置されていてもよい。なお、各モーター及び各減速機については、２つ以上の要素がそれぞれ互いに同一の領域に配置されていても、それぞれ互いに別の領域に配置されていてもよい。図１においては、下定盤１２を駆動するモーター１８ａが配置されている領域（第１の領域）、下定盤を駆動する減速機１９ａ及び上定盤１３、太陽ギヤ１４、インターナルギヤ１５を駆動するそれぞれのモーター１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ及び減速機１９ｂ、１９ｃ、１９ｄが配置されている領域（第２の領域）、下定盤１２が含まれる領域（第３の領域）の３つの領域に、隔壁３１ａ、３１ｂにより３分割されている例を示しているが、これに限定されるものではない。
【００２７】
また、通常、両面研磨装置のボックス内には、ボックス内の空気を循環させる手段として、排気ダクト、外気取り入れ口等が配置されている。本発明に係る両面研磨装置１１では、ボックス１７内が複数の領域に分割されており、それぞれの領域について個別に空気の循環手段を具備するものとすることが好ましい。図１では、第１の領域には外気取り入れ口２３ａ及び排気ダクト２２ａを、第２の領域には外気取り入れ口２３ｂ、送風用ファン２４ｂ及び排気ダクト２２ｂを、第３の領域には外気取り入れ口２３ｃ、送風用ファン２４ｃ及び排気ダクト２２ｃを具備している態様を例示している。なお、外気取り入れ口は、各領域に外気を取り入れることのできる開口であればよく、必ずしも各領域に特別に設けなくてもよい。例えば、図１の２３ａのように、上部カバー２１とボックス１７との隙間でもよい。また、上部カバー２１内と連通する領域（図１の場合、上記第３の領域は上部カバー２１内の領域と、ボックス１７とインターナルギヤ１５との間の隙間で連通している）であれば、図１の２３ｃのように、上部カバー２１に外気取り入れ口を設けることにより、領域内を空気が循環するようにしてもよい。また、排気ダクト２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、各領域に個別に排気口を有していれば、互いに合流し、集合ダクト２５から排気されるものとしてもよい。
【００２８】
このような構成を有する両面研磨装置１１を用いてウエーハＷの両面研磨を行うには、キャリアプレート１６のウエーハ保持孔１６ａにウエーハＷを保持し、上下定盤１２、１３の間にウエーハＷを狭時し、上定盤１３側より圧力をかけつつ、ウエーハＷと上下定盤１２、１３を回転させながらその加工面に図示しない研磨スラリー供給手段から研磨スラリーを供給しながら研磨を行う。本発明の両面研磨装置１１では、下定盤１２を駆動するモーター１８ａが、下定盤１２が含まれる領域とは異なる領域に配置されているため、研磨を行う際に、下定盤１２を駆動するモーター１８ａから発生する熱を、下定盤に影響を与えることなく速やかに両面研磨装置１１の外へ排出することができ、熱の影響で発生する下定盤１２の形状のわずかな歪み、特に、研磨装置の運転開始からの経過時間による熱環境の変化による下定盤１２の形状変化を効果的に防止することができる。その結果、ウエーハＷを安定した形状で研磨することができる。特に、研磨装置の運転開始からの経過時間や停止の有無にかかわらず、ウエーハＷを安定した形状で研磨することができる。
【００２９】
また、上述のように、下定盤を駆動する減速機１９ａや、上定盤１３、太陽ギヤ１４、インターナルギヤ１５を駆動するそれぞれのモーター１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ及び減速機１９ｂ、１９ｃ、１９ｄが、下定盤１２が含まれる領域とは異なる領域に配置されていれば、これらから発生する熱に関しても同様に下定盤に影響を与えることなく両面研磨装置１１の外へ排出することができる。
また、上述のように、排気ダクト、外気取り入れ口、送風用ファン（またはブロワー）等の空気の循環手段が、ボックス内の隔壁で分離されたそれぞれの領域に、それぞれ個別に具備されていれば、隔壁で分離されたそれぞれの領域について個別に空気の循環を行うことができ、それぞれの領域において個別の温度管理を行うことができ、上記各発熱源から発生した熱をより効率的に装置外へと排出することができる。
【００３０】
また、図２は、本発明に係る両面研磨装置１１の要部を上方から透視して模式的に示す装置図である。図２に示したように、下定盤１２、上定盤１３、太陽ギヤ１４、インターナルギヤ１５（それぞれ図１参照）を駆動するそれぞれの減速機１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄに、冷却用流体を冷却用流体供給ホース４３で循環供給して、各減速機を冷却する冷却用流体供給手段４２を具備するものとすることが望ましい。このように冷却用流体供給手段４２によって各減速機を速やかに除熱することにより、より効率的に発熱を排出することができる。
ただし、冷却用流体供給手段４２は、一般にモーターやポンプ等を内部に有し、発熱源となるため、前述の各発熱源の場合と同様の理由により、冷却用流体供給手段４２は、下定盤１２が含まれる領域とは異なる領域に配置されていることが好ましい。
【００３１】
なお、隔壁３１ａ、３１ｂの材質は特に限定されないが、鋼板上にウレタンシートを敷設したものであれば、安価な材料で、強度と、高い断熱性を併せ持つ隔壁とすることができ、分離された領域間の熱の移動をより効果的に抑制することができるので好ましい。
【００３２】
図３は本発明に係る研磨装置の別の一例（第２の態様）として片面研磨装置を示している。
この片面研磨装置６１は、主に、回転可能な円盤状の下定盤１２と、ウエーハＷを保持し、回転可能な研磨ヘッド６３とからなる。下定盤１２は、装置本体ボックス１７内に設置された駆動用モーター１８ａと減速機１９ａにより駆動される。なお、研磨の目的によっては、下定盤１２の研磨面には研磨布（図示せず）が貼り付けられる。また、下定盤１２の研磨面とは反対側に冷却ジャケット２０が装着されていてもよい。また、装置上方を覆う、上部カバー２１が配置されていてもよい。
【００３３】
そして、本発明の片面研磨装置６１では、隔壁が設けられ、ボックス１７が複数の領域に分離され、少なくとも、下定盤１２を駆動するモーター１８ａが、下定盤１２が含まれる領域とは異なる領域に配置されている。図３においては、下定盤１２を駆動するモーター１８ａが配置されている領域（第１の領域）と、下定盤を駆動する減速機１９ａが配置され、下定盤１２が含まれている領域（第２の領域）の２つの領域に、隔壁３１ａにより２分割されている例を示しているが、これに限定されるものではない。さらに隔壁を設けて、下定盤を駆動する減速機１９ａが、下定盤１２が含まれる領域とは異なる領域に配置されていてもよい。
【００３４】
その他、前述した両面研磨装置の場合と同様に、隔壁によって分離されたそれぞれの領域に、それぞれ個別の空気を循環させる手段が配置されていてもよい。図３には、第１の領域において外気取り入れ口２３ａ及び排気ダクト２２ａを、第２の領域において外気取り入れ口２３ｂ、送風用ファン２４ｂ及び排気ダクト２２ｂを具備する態様を例示している。また、外気取り入れ口は、各領域に外気を取り入れることのできる開口であればよい。また、それぞれの排気ダクトは合流し、集合ダクト２５で全体を排気するものとしてもよい。また、減速機１９ａに冷却用流体を冷却用流体供給ホースで供給する冷却用流体供給手段を具備してもよく、この場合、冷却用流体供給手段は、下定盤１２とは異なる領域に配置されることが好ましい。
【００３５】
このような構成を有する片面研磨装置６１を用いてウエーハＷの片面研磨を行うには、研磨ヘッド６３にワックス貼着や真空吸着など種々の公知な保持方法でウエーハＷを保持し、研磨ヘッド６３側より圧力をかけつつ、ウエーハＷと研磨ヘッド６３と下定盤１２とを回転させながらその加工面に研磨スラリーを供給しながら研磨を行う。本発明の片面研磨装置６１では、下定盤１２を駆動するモーター１８ａが、下定盤１２が含まれる領域とは異なる領域に配置されているため、前述の両面研磨装置の場合と同様に、研磨を行う際に、下定盤１２を駆動するモーター１８ａから発生する熱を、下定盤に影響を与えることなく速やかに片面研磨装置６１の外へ排出することができ、熱の影響で発生する下定盤１２の形状のわずかな歪みを効果的に防止することができる。その結果、ウエーハＷを安定した形状で研磨することができる。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明の実施例及び比較例について説明する。
（実施例１）
図１に示したような構成を有する本発明の両面研磨装置１１を用いて、下定盤１２、上定盤１３、太陽ギヤ１４、インターナルギヤ１５を無負荷状態で３時間回転させ（ウエーハＷをセットせず、実際のウエーハの研磨を行わない）、装置運転前および装置運転後の下定盤１２の表面形状を測定し、各モーター及び各減速機の発熱による下定盤１２の変形状態の測定を行った。なお、下定盤１２及び上定盤１３のサイズは共に外径１４２０ｍｍ、内径４３０ｍｍであり、運転条件は、下定盤回転数５０ｒｐｍ、上定盤回転数は下定盤とは反対方向に３０ｒｐｍ、太陽ギヤ回転数３５ｒｐｍ、インターナルギヤ回転数３ｒｐｍとした。
なお、下定盤の変形状態の測定は、触針式の表面形状測定器で行った。
その結果、装置停止時の下定盤形状は凹１μｍ（下定盤の外周端と中央付近の最下点との差が１μｍ）であり、装置運転３時間後の形状は凹２．６μｍであった。
【００３７】
（比較例１）
図４に示したような従来の両面研磨装置８１を用いて実施例１と同様に無付加状態で運転を行い、下定盤の表面形状の変化を測定した。
その結果、装置停止時の下定盤形状凹１μｍに対して、装置運転３時間後の形状は凹１１μｍと、１０μｍ変化した。また装置運転停止後１時間後に行った測定では、凹３μｍと、装置停止状態の形状に戻る傾向が見られた。
【００３８】
以上の結果より、装置運転による下定盤形状の変化量は、従来装置の１０μｍに対して、本発明の装置は１．６μｍであり、本発明による下定盤形状の安定性が明らかとなった。
【００３９】
（実施例２）
図１に示したような本発明の両面研磨装置１１を用いて、実際にラッピング済みシリコン単結晶ウエーハの両面ポリッシングを行った。なお、下定盤１２及び上定盤１３のサイズは共に外径１４２０ｍｍ、内径４３０ｍｍである。１個につき１つのウエーハ保持孔１６ａを有するキャリアプレート１６を１バッチにつき５個用いて、１バッチに５枚の直径３００ｍｍシリコン単結晶ウエーハを研磨した。研磨布、研磨スラリーは通常のものを用いた。研磨条件は、研磨荷重１００ｇ／ｃｍ２、下定盤回転数５０ｒｐｍ、上定盤回転数を下定盤と反対向きに３０ｒｐｍ、太陽ギヤ回転数３５ｒｐｍ、インターナルギヤ回転数３ｒｐｍとし、１バッチの研磨時間は３０分とした。
装置を１２時間以上停止させた状態から研磨をして、研磨バッチの進行によるウエーハ形状の変化を比較した。
【００４０】
その結果、１バッチ目から５バッチ目まで連続してフラットな形状であり、ＧＢＩＲ（ｇｌｏｂａｌ  ｂａｃｋｓｉｄｅ  ｉｄｅａｌ  ｒａｎｇｅ；ウエーハ裏面を平面に矯正した状態で、ウエーハ面内に１つの基準面を持ち、この基準面に対する最大、最小の位置変位の差であり、ウエーハの平坦性を示す指標となる）は０．１μｍとなった。
本発明の両面研磨装置１１では、強力な発熱源となる下定盤用モーター１８ａが、隔壁３１ａにより、下定盤１２が含まれる領域と隔離されているため、熱の影響による下定盤１２の形状変化が抑えられ、ウエーハの平坦性が安定して得られたものと考えられる。
【００４１】
（比較例２）
図４に示したような従来の両面研磨装置８１を用いる以外は実施例２と同じ条件で実際にウエーハＷの両面研磨を行った。なお、キャリアプレートは実施例２で使用したものと同一のものを使用した。
【００４２】
その結果、１バッチ目は凸形状でＧＢＩＲは１μｍ、２バッチ目は凸形状でＧＢＩＲは０．２μｍ、３バッチ目は凹形状でＧＢＩＲは０．２μｍ、４バッチ目は凹形状でＧＢＩＲは０．４μｍ、５バッチ目は凹形状でＧＢＩＲは０．５μｍとなった。
従来の両面研磨装置８１では、下定盤用モーター１８ａ等から発生する熱による影響で、下定盤８２の形状がわずかに変化し、ウエーハの平坦性が安定しないものとなったと考えられる。
【００４３】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は単なる例示であり、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。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る研磨装置の第１の態様の要部を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明に係る研磨装置の第１の態様の要部を上方から透視して模式的に示す装置図である。
【図３】本発明に係る研磨装置の第２の態様の要部を模式的に示す断面図である。
【図４】従来の両面研磨装置の一例の要部を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１１…両面研磨装置、  １２…下定盤、  １３…上定盤、  １４…太陽ギヤ、
１５…インターナルギヤ、  １６…キャリアプレート、
１６ａ…ウエーハ保持孔、  １７…ボックス、
１８ａ…下定盤用モーター、  １８ｂ…上定盤用モーター、
１８ｃ…太陽ギヤ用モーター、  １８ｄ…インターナルギヤ用モーター、
１９ａ…下定盤用減速機、  １９ｂ…上定盤用減速機、
１９ｃ…太陽ギヤ用減速機、  １９ｄ…インターナルギヤ用減速機、
２０…冷却ジャケット、  ２１…上部カバー、
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ…排気ダクト、
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ…外気取り入れ口（隙間）、
２４ｂ、２４ｃ…送風用ファン、  ２５…集合ダクト、  ３１ａ、３１ｂ…隔壁、
４２…冷却用流体供給手段、  ４３…冷却用流体供給ホース、
６１…片面研磨装置、  ６３…研磨ヘッド、
８１…両面研磨装置、  ８２…下定盤、  ８３…上定盤、  ８４…太陽ギヤ、
８５…インターナルギヤ、  ８６…キャリアプレート、
８６ａ…ウエーハ保持孔、  ８７…ボックス、
８８ａ…下定盤用モーター、  ８８ｂ…上定盤用モーター、
８８ｃ…太陽ギヤ用モーター、  ８８ｄ…インターナルギヤ用モーター、
８９ａ…下定盤用減速機、  ８９ｂ…上定盤用減速機、
８９ｃ…太陽ギヤ用減速機、  ８９ｄ…インターナルギヤ用減速機、
９０…冷却ジャケット、  ９１…上部カバー、
９２…排気ダクト、  ９３…外気取り入れ口、
Ｗ…ウエーハ。
【図１】
2008207282.tif 000003
【図２】
2008207282.tif 000004
【図３】
2008207282.tif 000005
【図４】
2008207282.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成20年1月29日(2008.1.29)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
図４は従来の両面研磨装置の一例の構造の概略を示すものである。この両面研磨装置８１は、主に、回転可能な円盤状の下定盤８２と上定盤８３を配し、該上下定盤８２、８３の間に、ウエーハＷを保持するウエーハ保持孔８６ａを有し、遊星運動をするキャリアプレート８６、そのキャリアプレートを動かす太陽ギヤ８４およびインターナルギヤ８５よりなる。また、装置上方を覆う、上部カバー９１が配置されていることもある。ポリッシング工程では、表面に研磨布を貼り付けた上下定盤８２、８３の間にウエーハＷを挟持し、上定盤８３側より圧力をかけつつ、ウエーハＷと上下定盤８２、８３を回転させながらその加工面に研磨スラリーを供給して、研磨スラリーの化学的な作用と機械的な作用の複合作用によりウエーハ表面を少しずつ除去していくもので、その目的は被研磨物の鏡面化と平坦化を行うことにある。上述の下定盤８２および上定盤８３と太陽ギヤ８４およびインターナルギヤ８５は装置本体ボックス８７内に設置されたそれぞれの駆動用モーター８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄと減速機８９ａ、８９ｂ、８９ｃ、８９ｄにより駆動される。これらを一つのモーターを用いて動かすタイプの装置もあるが、近年は各々の独自のモーターで駆動される４ウェイタイプの装置が多い。また、ボックス８７には、ボックス内の空気を循環させる手段として、排気ダクト９２、外気取り入れ口９３等が配置されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
このような構成を有する両面研磨装置１１を用いてウエーハＷの両面研磨を行うには、キャリアプレート１６のウエーハ保持孔１６ａにウエーハＷを保持し、上下定盤１２、１３の間にウエーハＷを挟持し、上定盤１３側より圧力をかけつつ、ウエーハＷと上下定盤１２、１３を回転させながらその加工面に図示しない研磨スラリー供給手段から研磨スラリーを供給しながら研磨を行う。本発明の両面研磨装置１１では、下定盤１２を駆動するモーター１８ａが、下定盤１２が含まれる領域とは異なる領域に配置されているため、研磨を行う際に、下定盤１２を駆動するモーター１８ａから発生する熱を、下定盤に影響を与えることなく速やかに両面研磨装置１１の外へ排出することができ、熱の影響で発生する下定盤１２の形状のわずかな歪み、特に、研磨装置の運転開始からの経過時間による熱環境の変化による下定盤１２の形状変化を効果的に防止することができる。その結果、ウエーハＷを安定した形状で研磨することができる。特に、研磨装置の運転開始からの経過時間や停止の有無にかかわらず、ウエーハＷを安定した形状で研磨することができる。