(57)【要約】【課題】上定盤と下定盤の熱変形、荷重による変形を低減させることにより、ラップドウェーハの平坦度及び形状を向上させることができるラップ盤を提供する。【解決手段】上定盤１９と下定盤３１との間にウェーハ３０を介在して、研磨液を流入させながら前記ウェーハ３０をラッピング加工するラップ盤１において、前記上定盤１９の中心から外周までの半径方向に少なくとも２点で前記上定盤１９を吊り上げる。また、上定盤１９の内周縁部及び外周縁部の撓みを削り取る。その結果、上定盤１９の自重による変形を低減することができ、ラッピング停止時の荷重を上げることができる。更に、研磨液の温度を制御することにより上定盤１９及び下定盤３１の温度をコントロールし、上定盤１９及び下定盤３１の熱変形を低減させる。【選択図】　　　図１
2004114277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上定盤と下定盤との間に被加工物を介在して、前記被加工物をラッピング加工するラップ盤において、前記上定盤の中心から外周までの半径方向に少なくとも２点で前記上定盤を吊り上げることを特徴とするラップ盤。
【請求項２】
上定盤と下定盤との間に被加工物を介在して、前記被加工物をラッピング加工するラップ盤において、前記上定盤の撓み部分を削り取ったことを特徴とするラップ盤。
【請求項３】
前記削り取った部分は前記上定盤の内周縁部、及び、外周縁部であることを特徴とする請求項２に記載のラップ盤。
【請求項４】
上定盤と下定盤との間に被加工物を介在して、研磨液を流入させながら前記被加工物をラッピング加工するラップ盤において、研磨液の温度を制御することができる研磨液供給回路を有することを特徴とするラップ盤。
【請求項５】
前記研磨液供給回路は、研磨液を蓄える研磨液タンクと、上定盤または下定盤の被加工物接触面と被加工物非接触面の温度を検出する温度検出手段と、前記研磨液の温度を調節する温度調節手段と、を具備し、
前記温度調節手段は、前記被加工物研磨中において、前記温度検出手段の出力に応じて前記研磨液の温度を制御するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載のラップ盤。
【請求項６】
上定盤と下定盤との間に被加工物を介在して、研磨液を流入させながら被加工物をラッピング加工するラッピング方法において、前記研磨液の温度を制御することを特徴とするラッピング方法。
【請求項７】
上定盤と下定盤との間にラッピングキャリアを配置し、該ラッピングキャリアに設けた穴に被加工物を収容して、研磨液を流入させながら被加工物をラッピング加工するラッピング方法において、
前記ラッピングキャリアの替わりに、前記ラッピングキャリアと同様な外周形状を有する修正キャリアを配置して、少なくとも前記上定盤の形状を修正する工程を含むことを特徴とするラッピング方法。
【請求項８】
少なくとも前記上定盤の形状を修正することにより、ラッピング停止時におけるラップ荷重を、形状の修正を行わない場合に比して上昇させたことを特徴とする請求項７に記載のラッピング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェーハの上下面をラッピングするラップ盤及びラッピング方法に係り、特に、ラップ定盤の吊り上げ機構、および、砥粒の温度制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常スライスされたウェーハは、厚さが必ずしも一定でなく、また、表面に凹凸があるため、これを取り除くべくラッピングが行なわれる。図８は従来の一般的なラップ盤５０の構造を示す概略図である。同図に基づいて一般的な半導体ウェーハのラッピング工程について説明する。
【０００３】
ラッピング工程に用いるラップ盤５０は、上方から見た場合に円環状をなす上定盤５７と下定盤５８を、図８に示すように互いの研磨面を対向させた状態で平行に保持し、その間にキャリア６０を配置している。キャリア６０は略円板状をなし、板面にウェーハ３０を収容する複数の貫通した収容穴を有する。そして、収容穴にウェーハ３０を収容した状態でキャリア６０を上定盤５７と下定盤５８に対して相対回転させると共に、砥粒を混合した研磨液を上下定盤５７，５８とウェーハ３０の間に供給することにより、ウェーハ３０と上定盤５７及び下定盤５８が相対的にすべりあい、ウェーハ３０の表面が削り取られて研磨される。
【０００４】
そしてラッピング工程の終了時にはキャリア６０の回転を緩やかに停止させる。その際、ウェーハ３０に研磨中と同様の大きな荷重がかかっている場合には、ウェーハ３０と上定盤５７、下定盤５８の間に大きな摩擦力が発生しているため、キャリア６０の回転がこの摩擦力により突然停止することがある。これを防止するために、上定盤５７に固定している吊りボルト５６を引き上げることにより、上定盤５７からウェーハ３０にかかる荷重を例えば加工時の９３４ｋｇから８７ｋｇまで緩やかに低下させながら、キャリア６０の回転を緩やかに停止させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の一般的なラップ盤５０ではウェーハ研磨中において、ウェーハ３０と上定盤５７、下定盤５８との摩擦熱により、上定盤５７と下定盤５８が図９のように上下方向に反ってしまい、研磨されたウェーハ３０の平坦度が低下するという問題があった。
【０００６】
すなわち、研磨されるウェーハ３０の平坦度を向上させるために、上定盤５７はその全面において平均的な圧力をウェーハ３０に加える必要がある。そのためには、上定盤５７の自重によりウェーハ３０に荷重を加えることが最適であり、上定盤５７を例えば１２８５ｋｇ程度の重さを有するように形成する。従って、上定盤５７は相当な厚さを有することになるが、上定盤５７が相当な厚さを有すると、ウェーハ研磨中において、上定盤５７の下面である研磨面で発生した摩擦熱が上定盤５７の上方へ十分に伝わらなくなる。
【０００７】
例えば上定盤５７の研磨面が３８℃であるのに対し、上定盤５７の上面が２５℃というように、上定盤５７の上下面で温度の不均一が生ずる。その結果、上定盤５７は上面よりも研磨面が大きく熱膨張し、図９のように上定盤５７は内周縁部および外周縁部が上方向へ反った形状になる。また、下定盤５８もある程度の厚さを有するため、同様に、図９のように内周縁部および外周縁部が下方向へ反った形状になる。
【０００８】
前述のようように、ウェーハ研磨中においては、上定盤５７は熱変形により内周縁部および外周縁部が上方向へ反った形状となっている。ところが、ラップ盤５０の停止時においては、図１０に示すように上定盤５７の内周縁部および外周縁部が下方向に撓む。すなわち、上定盤５７からウェーハ３０にかかっている荷重を低下させるべく上定盤５７を吊りボルト５６により上方向に強く引き上げる際に、上定盤５７は大きな自重を有するため、内周縁部および外周縁部に下方向への変形が発生する。
【０００９】
この上定盤５７の内周縁部および外周縁部の撓みによりラップ盤５０の停止時にウェーハ３０に痕がつき、ウェーハ３０の品質を低下させてしまうという問題があった。
【００１０】
本出願に係る発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、上定盤と下定盤の熱膨張による反りの影響を防止し、ラップ盤停止時のラップ荷重を従来よりも大きくすることを可能にすると共に、荷重による上定盤の撓み量を低減させることにより、ラップドウェーハの平坦度及び形状を向上させることができるラップ盤を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本出願に係る第１の発明は、上定盤と下定盤との間に被加工物を介在して、前記被加工物をラッピング加工するラップ盤において、前記上定盤の中心から外周までの半径方向に少なくとも２点で前記上定盤を吊り上げることを特徴とするラップ盤である。
である。
【００１２】
また、本出願に係る第２の発明は、上定盤と下定盤との間に被加工物を介在して、前記被加工物をラッピング加工するラップ盤において、前記上定盤の撓み部分を削り取ったことを特徴とするラップ盤である。
【００１３】
更に、本出願に係る第３の発明は、前記削り取った部分は前記上定盤の内周縁部、及び、外周縁部であることを特徴とする上記第２の発明に記載のラップ盤である。
【００１４】
また、本出願に係る第４の発明は、上定盤と下定盤との間に被加工物を介在して、研磨液を流入させながら前記被加工物をラッピング加工するラップ盤において、研磨液の温度を制御することができる研磨液供給回路を有することを特徴とするラップ盤である。
【００１５】
更に、本出願に係る第５の発明は、前記研磨液供給回路は、研磨液を蓄える研磨液タンクと、上定盤または下定盤の被加工物接触面と被加工物非接触面の温度を検出する温度検出手段と、前記研磨液の温度を調節する温度調節手段と、を具備し、
前記温度調節手段は、前記被加工物研磨中において、前記温度検出手段の出力に応じて前記研磨液の温度を制御するように構成されていることを特徴とする上記第４の発明に記載のラップ盤である。
【００１６】
また、本出願に係る第６の発明は、上定盤と下定盤との間に被加工物を介在して、研磨液を流入させながら被加工物をラッピング加工するラッピング方法において、前記研磨液の温度を制御することを特徴とするラッピング方法である。
【００１７】
更に、本出願に係る第７の発明は、上定盤と下定盤との間にラッピングキャリアを配置し、該ラッピングキャリアに設けた穴に被加工物を収容して、研磨液を流入させながら被加工物をラッピング加工するラッピング方法において、
前記ラッピングキャリアの替わりに、前記ラッピングキャリアと同様な外周形状を有する修正キャリアを配置して、少なくとも前記上定盤の形状を修正する工程を含むことを特徴とするラッピング方法である。
【００１８】
また、本出願に係る第８の発明は、少なくとも前記上定盤の形状を修正することにより、ラッピング停止時におけるラップ荷重を、形状の修正を行わない場合に比して上昇させたことを特徴とする上記第７の発明に記載のラッピング方法である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図７を用いて説明する。
図１は本発明にかかわるラップ盤１の概略構造を示す縦断面図であり、図２はラップ盤１の上定盤吊り上げ機構の一部断面図である。また、図３はフォース１８の平面図であり、図４はラップ盤１の上定盤の平面図である。
【００２０】
図１に示すように、下方に向けて垂直に配置された主シリンダ１１のロッド１１ａの下端にサブシリンダ１２を直列に連結している。主シリンダ１１のロッド１１ａはサブシリンダ１２に連結され、主シリンダ１１とサブシリンダ１２はそれぞれ独立に伸縮動作可能である。主シリンダ１１は、ウェーハ３０に対するラッピングが終了した時点で、新たにラッピングすべきウェーハと交換するために、サブシリンダ１２と主シリンダ１１を上下動させ、上定盤１９の上下動作を制御する。
【００２１】
一方、サブシリンダ１２は上定盤１９からウェーハ３０にかかる荷重をコントロールする働きを有し、常に上定盤１９を持ち上げる方向に力を印加する。サブシリンダ１２のロッド１２ａの下端には、外径１１００〜１４００ｍｍ程度の、下面を平坦面とする円板形状をした吊り上げプレート１３を固定している。図２及び図４に示すように、この吊り上げプレート１３は、中心から放射状に配置された１２個の貫通穴１５ｃを外周近傍にそれぞれ３０°の間隔をあけて有し、その貫通穴１５ｃの上に座金１５ｂを載置して、その座金１５ｂ及び貫通穴１５ｃを通して上方からボルト１５ａをねじ込んで吊りシャフト１４を固定している。
【００２２】
吊りシャフト１４は、大小異なる直径を有する円柱部材を直列に連結した形状をなし、下端に雄ねじを有するクロム−モリブデン鋼製のシャフト等を使用する。図２に示すように、この吊りシャフト１４の下端は、上定盤１９に設けた雌ねじに螺合して上定盤１９を支える。さらに吊りシャフト１４はその腹部中央に、ＳＵＳ３０４により作られた直方体状のフォース１８を備える。図２及び図３に示すように、フォース１８は、縦（ｘ）５０ｍｍ横（ｙ）３００ｍｍ奥行き（ｚ）５０ｍｍの直方体状をなし、ほぼ中間部に垂直方向に貫通する吊りシャフト１４との係合部１８ｂを備える。
【００２３】
フォース１８は、ほぼ中間部で側面から中心近辺まで直方体形状に切り取られて、本体部材とブロック部材１８ａに分けられ、両部材の接触部分に吊りシャフト１４の直径と同じ直径を有する円形貫通穴状の係合部１８ｂを形成している。この係合部１８ｂに吊りシャフト１４を挿入し、２本の固定ねじ２２によりブロック部材１８ａを本体部材に固定することにより、吊りシャフト１４の直径段差部にフォース１８が固定される。フォース１８を吊りシャフト１４に固定する構造はこれだけに限られるものではなく、吊りシャフト１４に螺合させた２個のナットによってフォース１８を上下から挟んで固定する構造にしてもよい。フォース１８は、吊りシャフト１４に対応してラップ盤１全体で１２個設けられ、長手方向（ｙ）が吊り上げプレート１３の中心に対して放射状に配置されるように設けられている。
【００２４】
図３に示すように、このフォース１８のｙ方向の両端から３２ｍｍの部分を中心にして、幅が１８ｍｍでフォース１８の長手方向に幅の約２倍の長さを有する長穴２１をそれぞれ設けている。長穴２１はフォース１８を縦方向に貫通し、この長穴２１の上には座金１６を配置して、その座金１６と長穴２１を通して上方から吊りボルト１７を挿通させている。吊りボルト１７としては、クロム−モリブデン鋼製の全ねじ六角ボルト等を使用する。
【００２５】
一方、この吊りボルト１７の下端を、上定盤１９に穿設された雌ねじ１９ａにねじ込み、ロックナットで固定する。尚、吊りボルト１７は上定盤１９との結合部を１μｍ程度引き上げる程度の締め付け力により固定する。締め付け過ぎると、上定盤１９の変形が大きくなり、また、締め付けが弱いと、フォース１８の撓みにより上定盤１９を吊り上げたときの上定盤１９の周縁部の下方への撓みを十分に防ぐことができない。
【００２６】
長穴２１の短軸方向の穴径は吊りボルト１７の直径よりも大きく、吊りボルト１７の頭部の直径よりも小さい穴径とし、フォース１８に対して吊りボルト１７が下方向に通り抜けることはないが、上方向には自由に動くように構成する。このように構成することにより、上定盤１９が熱膨張により反った場合であっても、その熱膨張による上下方向の歪を逃がすことができるようにする一方、この吊りボルト１７により上定盤１９を吊り上げることを可能にしている。また、吊りボルト１７は長穴２１内を長手方向にも移動可能であるため、上定盤１９の熱膨張による径方向の歪を逃がすこともできる。
【００２７】
上定盤１９は外径１８００ｍｍ、内径７００ｍｍの下面を平坦面とする厚肉の円筒形状をしており、重量は１２８５ｋｇである。ラッピング効率を高めるためには、研磨砥粒の分布を均一にすることが重要であるため、上定盤１９の材質には球状黒鉛が均一に分散している球状黒鉛鋳鉄を用い、黒鉛を砥粒の保持サイトとして機能させている。
【００２８】
一方、図１に示すように、下定盤の半径方向に幅１００ｍｍ、周方向に長さ５００ｍｍ程度の大きさのアルミで作られた下定盤受け３２を、ブラケット２３上に固定する。下定盤受け３２は、周方向に放射状に１２個配設しており、この下定盤受け３２により下定盤３１を上定盤１９と平行に保持する。この下定盤３１の材質は上定盤１９と同様の理由から球状黒鉛鋳鉄であり、外径は１８００ｍｍである。
【００２９】
図５はラップ盤１のキャリア回転機構を模式的に示した概略図である。図５に示すように、上定盤１９と下定盤３１の間には直径６５０ｍｍ、厚さ７００〜７５０μｍ程度のキャリア４１を、下定盤３１の中心に設けられたサンギヤ４５を中心として５つ等間隔に配置する。各キャリア４１はＳＫ５工具鋼またはＳＵＳ等によりつくられ、板面に直径２００ｍｍのウェーハ３０を収容する直径２０１ｍｍの円形の収容穴４２を７個ずつ有する。
【００３０】
この７個の収容穴４２のうち１個はキャリア４１の中心に設けており、残りの６個は、その周りを取り囲むようにそれぞれ６０°の間隔をあけて放射状に設けている。キャリア４１の外周にはプラネットギヤ４３を設けており、下定盤３１の中心に設けられたサンギヤ４５と噛合っている。このサンギヤ４５は不図示の駆動手段により、上定盤１９及び下定盤３１と独立して回転運動することを可能としている。
【００３１】
また、下定盤３１の周囲には、上定盤１９と下定盤３１外周部と一定の間隙を設けてインターナルギヤ４４が配置され、キャリア４１のプラネットギヤ４３と噛合っている。このインターナルギヤ４４は、サンギヤ４５と同心円状の内周面を備え、この内周面にギヤ部を設けている。このインターナルギヤ４４は不図示の駆動手段により、上定盤１９及び下定盤３１と独立して回転運動することを可能としている。
【００３２】
次に、上記した構成を有するラップ盤１によって、ウェーハ３０をラッピングする方法について以下に説明する。
不図示の回転機構によってサンギヤ４５およびインターナルギヤ４４の少なくとも何れか一方を回転させると、両ギヤによってキャリア４１に回転駆動が与えられる。キャリア４１はサンギヤ４５を中心に遊星歯車運動を行い、自転および公転する。キャリア４１の自転と公転の方向および回転速度はサンギヤ４５およびインターナルギヤ４４の回転数の比によって決まる。また、キャリア４１に設けられた収容穴４２はウェーハ３０の直径よりも大きいため、キャリア４１の運動に合わせてこの収容穴４２の中でウェーハ３０が自由に自転する。
【００３３】
一方、上定盤１９及び下定盤３１は不図示の駆動手段によって、互いに反対方向に回転するように駆動させる。これらの動作によりウェーハ３０と上定盤１９，下定盤３１が相対的にすべりあい、砥粒を混合した研磨液を供給することにより、ウェーハ３０の表面を研磨することができる。この研磨により、ウェーハ３０の上下面はそれぞれ３５μｍ程度研磨され、厚さが８５０μｍあったウェーハ３０は、厚さが７８０μｍとなる。なお、この研磨後のウェーハ３０の厚さ（７８０μｍ）は、キャリア４１の厚さ（７５０μｍ）よりも厚い。
【００３４】
図６は研磨液供給回路を模式的に示した概念図である。図６に示すように上定盤１９の中心上方には研磨液供給回路３４に接続された研磨液供給ノズル３３が配設され、この研磨液供給ノズル３３からウェーハ３０と上定盤１９及び下定盤３１の間に、水性または油性の研磨液が供給される。この研磨液としては、ラップスラリと呼ばれる、例えばアルミナ・ジルコニウム等の平均粒径１１〜１２μｍ程度の遊離砥粒と界面活性剤を含む水などの液体を混合した水溶性の研磨液などを用いることができる。この研磨液供給回路３４は研磨液の温度を制御することができる機構を有しており、砥粒の温度管理を可能としている。
【００３５】
具体的には、図６に示すように、研磨液供給回路３４は温度センサ３５と、研磨液タンク３６と、アンプ３７と、熱交換器３８と、温度調節器３９から形成される。研磨液タンク３６は研磨液を搬送するパイプにより温度調節器３９を有する熱交換器３８と接続している。
【００３６】
一方、温度センサ３５は伝送回路により上定盤１９と下定盤３１のウェーハ接触面側（研磨面）及びウェーハ非接触面側に接続されている。この温度センサ３５は伝送回路によりアンプ３７と接続されており、アンプ３７は伝送回路により温度調節器３９に接続されている。
【００３７】
研磨液タンク３６には、ラッピングの際に上定盤１９と下定盤３１に供給される研磨液が貯蔵されている。このタンク３６内の研磨液は、温度調節器３９を備えた熱交換器３８に供給され、所定温度に加熱又は冷却された後に、研磨液供給ノズル３３に搬送され、ラッピング時に研磨液供給ノズル３３より上定盤１９と下定盤３１に供給される。
【００３８】
研磨中に温度センサ３５によって検出された上定盤１９と下定盤３１のウェーハ接触面側（研磨面）とウェーハ非接触面側の温度差情報は、逐次或いは所定時間間隔毎に、アンプ３７を介して温度調節器３９に伝送される。アンプ３７からの情報が、ウェーハ接触面側の温度がウェーハ非接触面側の温度よりも高いことを示すものである場合は、温度調節器３９は、研磨液の温度を下げるように熱交換器３８を制御する。
【００３９】
すると、温度の下がった研磨液が上定盤１９と下定盤３１に供給され、上定盤１９と下定盤３１のウェーハ接触面側（研磨面）を冷却させる。このとき、研磨液によって冷却された上定盤１９と下定盤３１は、熱収縮によって反りが解消される。
【００４０】
一方、アンプ３７からの情報が、ウェーハ接触面側の温度がウェーハ非接触面側の温度よりも低いことを示すものである場合は、温度調節器３９は、研磨液の温度を上げるように熱交換器３８を制御する。
【００４１】
このように、温度センサ３５により検出された上定盤１９と下定盤３１の温度変化を、研磨液の温度にフィードバックさせて、上定盤１９と下定盤３１の熱膨張をコントロールすることにより、上定盤１９と下定盤３１の形状を好適な状態に維持しながらラッピングを行うことができる。そのため、ラップドウェーハの平坦度を向上させると共に、ウェーハ表面形状を向上させることが可能となる。
【００４２】
ラッピング工程終了時においては、キャリア４１の回転を緩やかに停止させ、ラップ盤１を停止させる。そのとき、ウェーハ３０に、研磨中と同様の大きな荷重がかかっていると、大きな摩擦力がウェーハ３０と上定盤１９，下定盤３１との間に発生しているため、この摩擦力によりキャリア４１が突然停止することがある。そのため、キャリア４１の回転数を３０秒間かけて４５ｒｐｍから緩やかに０ｒｐｍまで低下させると共に、ウェーハ３０にかかる荷重を３０秒間かけて緩やかに低下させる。
【００４３】
このとき、上定盤１９からウェーハ３０にかかっている荷重を低下させるべく上定盤１９を強く上方向に引き上げると、上定盤１９の内周縁部および外周縁部が極度に下方に撓み、この撓みによりウェーハ３０に痕がついてしまうことがあった。
【００４４】
一方、上定盤１９を上方向に引き上げる力を弱くした場合には、上定盤１９の内周縁部および外周縁部における撓みは小さくなるが、この撓み部分に接するウェーハ３０にかかる荷重が大きくなる。そのため、ウェーハ３０に局所的に大きな荷重が加わり、結局ウェーハ３０に傷がついてしまうという問題があり、単純に上定盤１９を上方向に引き上げる力を弱くすることはできなかった。
【００４５】
そこで、本発明では、図７の点線部分に示す上定盤１９の内周縁部および外周縁部の撓み部分２０を削り取ることにより、ウェーハ３０に局所的に大きな荷重が加わらないように上定盤１９の形状を整えている。
【００４６】
具体的には、まず通常のラッピングキャリア４１を取り外し、ラッピングキャリア４１と同形状を有する球状黒鉛鋳鉄でつくられた厚さが５０ｍｍの修正キャリアに置き換える。次に、図７における点線部分を研磨するために、低温度において、上定盤１９を上方向に強い力で引き上げた状態で修正キャリアにより空ラッピングを行うことにより、上定盤１９を研磨し上定盤１９の形状を整える。
【００４７】
このように低温度、かつ、上定盤１９を上方向に強い力で引き上げた状態では、前述の熱膨張による上方向への反りが発生せず、上定盤１９は内周縁部および外周縁部が極度に下方に撓んだ状態となるため、図７の点線部分に示す上定盤１９の内周縁部および外周縁部の撓み部分２０を効果的に削り取ることができる。
【００４８】
ただし、ウェーハ３０のラッピングを繰り返すことにより、上定盤１９の中間部は磨耗し、図７の点線部分に示すように上定盤１９の内周縁部および外周縁部に撓み部分２０が発生するため、定期的に上定盤１９の内周縁部および外周縁部の撓み部分２０を削り取ることが必要である。
【００４９】
これにより、上定盤１９の撓みによってウェーハ３０に局所的に大きな荷重が加わることを防止でき、ウェーハ３０に傷をつける心配が無くなるため、キャリア４１の回転数を緩やかに低下させる際に、上定盤１９を上方向に引き上げる力を弱くすることが可能となった。その結果、上定盤１９を引き上げることにより発生する周縁部における撓みを小さくすることができ、ウェーハ３０への痕を低減させることができるようになった。
【００５０】
従来、ウェーハ研磨中の引き上げ荷重３５１ｋｇから、キャリア４１停止時において引き上げ荷重を１１９８ｋｇまで上昇させていたが、本実施例においてはキャリア４１停止時において引き上げ荷重を１１３５ｋｇとしている。従って、上定盤１９の重量が１２８５ｋｇであるため、キャリア４１停止時のウェーハ３０にかかる荷重は従来８７ｋｇであったのに対し、本実施例では１５０ｋｇとなる。
【００５１】
上記実施の形態においては、図１に示すように、１本の吊りシャフト１４及び２本の吊りボルト１７の合計３本の吊り部材により上定盤１９を吊っている場合について説明しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、２本の吊りボルトにより上定盤１９を吊ることも可能であり、または４本以上の吊りボルトを用いてもよい。
【００５２】
また、上記実施の形態においては、吊り上げプレート１３に吊りシャフト１４を固定するための貫通穴１５ｃを、それぞれ３０°の間隔をあけて放射状に１２箇所設けている場合について説明しているが、この貫通穴１５ｃは例えば３箇所でも３６箇所でも良く、また同心円状に２つの円が描かれるように設けることもできる。尚、貫通穴１５ｃの個数、及び、配設位置は特に制約されるものではないが、少なくとも３箇所に、等間隔に設けることが望ましい。
【００５３】
更に、上記実施の形態においては、キャリア４１にはウェーハ３０を収容する７個の収容穴４２を設けているが、それ以上設けることも可能であり、それ以下、例えば１個のみ収容穴４２を設けることも可能である。上記実施の形態においては収容穴４２をウェーハ３０の直径よりも大きい円形としているが、収容穴４２をウェーハ３０の直径と同一とすることも可能である。その場合には、ウェーハ３０はキャリア４１の収容穴４２内で自転することなく、収容穴４２に固定された状態でキャリア４１とともに強制回転させられる。また、収容穴４２は円形に限られず楕円形など別の形状とすることも可能である。
【００５４】
本発明の適用は両面研磨方式のラップ盤に限られるものではなく、片面研磨方式のラップ盤にも適用可能である。また、上記のラップ盤においては、上定盤１９および下定盤３１が逆回転する例について説明したが、上定盤１９および下定盤３１を互いに同一方向に回転させてもよく、上下定盤１９，３１は回転させずにキャリア４１のみを回転させてもよい。
【００５５】
更に、ウェーハの材質及び大きさに関しては、本発明を実施するにあたり何ら制限は無く、現在製造されている口径のシリコン、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ等の半導体ウェーハは勿論のこと、将来製造可能となる非常に大きなウェーハに対しても本発明を適用することができる。
【００５６】
このように本願発明は、上記実施例に限定されるものではなく、ラップ盤１を構成する上定盤１９と下定盤３１の構造や、吊り上げプレート１３の支持方法、キャリア４１の駆動方法などに関し、発明の要旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００５７】
［実施データ］
ラップ盤１の停止時のラップ荷重を従来と同様の８７ｋｇにした場合と、上定盤１９の形状を修正しラップ盤１停止時のラップ荷重を１５０ｋｇにした場合の効果について、以下に具体的に説明する。
【００５８】
ラッピングされたウェーハ３０から所定寸法の４角形を複数サンプリングし、各サンプルについて、ウェーハ３０裏面を基準としてウェーハ３０表面の最高点から最低点までの距離を算出し、ウェーハ３０の平坦度（ＴＴＶ：Ｔｏｔａｌ　Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）を求めた。
【００５９】
その結果、キャリア４１停止時、上定盤１９の内周縁部および外周縁部の撓み部分に接しない位置にあるウェーハ３０の平坦度（ＴＴＶ）は、停止時荷重を８７ｋｇとした場合、１．４３μｍであった。これに対して、上定盤１９の形状を修正しラップ盤１停止時のラップ荷重を１５０ｋｇとしてラッピングしたウェーハ３０の平坦度ＴＴＶは１．２３μｍであった。ウェーハ３０の平坦度（ＴＴＶ）の結果からは、０．２μｍの平坦度の向上が見られた。
【００６０】
一方、キャリア４１停止時、上定盤１９の内周縁部および外周縁部の撓み部分に接する位置にあるウェーハ３０の平坦度（ＴＴＶ）は停止時荷重を８７ｋｇとした場合、１．５μｍであった。これに対して、上定盤１９の形状を修正しラップ盤１停止時のラップ荷重を１５０ｋｇとしてラッピングしたウェーハ３０の平坦度（ＴＴＶ）は１．３μｍであった。従って、従来、上定盤１９の撓みにより痕がついていた位置にあるウェーハ３０についても、ウェーハ３０の平坦度（ＴＴＶ）の結果において、０．２μｍの平坦度の向上が見られた。
【００６１】
なお、上述した実施データの他に、キャリア４１停止時荷重を１００ｋｇとした場合、および１２５ｋｇとした場合のラッピング試験を実施し、ウェーハ３０の平坦度（ＴＴＶ）を測定した。その結果を、キャリア４１停止時荷重を８７ｋｇとした場合、および１５０ｋｇとした場合を含めて表１に示す。
【表１】
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【００６２】
【発明の効果】
本発明のラップ盤によれば、上定盤と下定盤の熱膨張による反りを防止し、ラップドウェーハの平坦度を高くすることが可能となる。
【００６３】
また、本発明のラップ盤によれば、ラップ盤停止時における上定盤の引き上げ荷重を小さくできるため、上定盤の撓みを小さくすることができ、ウェーハに上定盤の撓みによる痕がつかず、ウェーハの品質を向上させることができる。
【００６４】
更に、本発明のラップ盤によれば、ラップ盤を停止させる際に３本の吊りボルトにより上定盤を上方向に引き上げるため、上定盤にはほとんど撓みが発生しない。そのためウェーハに上定盤の撓みによる痕がつかず、ウェーハの品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明のラップ盤の概略構造を示す縦断面図である。
【図２】本願発明におけるラップ盤の上定盤吊り上げ機構を示した一部断面図である。
【図３】本願発明のラップ盤に用いられるフォースを示した平面図である。
【図４】本願発明おけるラップ盤の上定盤吊り上げ機構を示した平面図である。
【図５】本願発明におけるラッピングキャリアの回転機構を示す平面図である。
【図６】本願発明の研磨液供給回路を模式的に示した概念図である。
【図７】本願発明におけるラップ盤の上定盤の修正部分を示した側面図である。
【図８】従来技術のラップ盤の概略構造を示す縦断面図である。
【図９】従来技術のラップ盤のウェーハ研磨中における上定盤及び下定盤の状態を示した縦断面図である。
【図１０】従来技術のラップ盤において上定盤を持ち上げた状態を示した縦断面図である。
【符号の説明】
１…ラップ盤
１１…主シリンダ　１１ａ…ロッド
１２…サブシリンダ　１２ａ…ロッド
１３…吊り上げプレート
１４…吊りシャフト
１５ａ…ボルト　１５ｂ…座金　１５ｃ…貫通穴
１６…座金
１７…吊りボルト
１８…フォース　１８ａ…ブロック部材　１８ｂ…係合部
１９…上定盤　１９ａ…雌ねじ
２０…撓み部分
２１…長穴
２２…固定ねじ
２３…ブラケット
３０…ウェーハ
３１…下定盤
３２…下定盤受け
３３…研磨液供給ノズル
３４…研磨液供給回路
３５…温度センサ
３６…研磨液タンク
３７…アンプ
３８…熱交換器
３９…温度調節器
４１…キャリア
４２…収容穴
４３…プラネットギヤ
４４…インターナルギヤ
４５…サンギヤ
５０…ラップ盤
５６…吊りボルト
５７…上定盤
５８…下定盤
６０…キャリア。
【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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