(57)【要約】      （修正有）【課題】両面研磨装置、特に、自転しない円運動をするキャリアを備える両面研磨装置において硬質研磨布を用いて研磨を行う場合でも、装置の大きな改良を必要とせず、テーパ形状や外周ダレ等のない高平坦度のウエーハに仕上げることができる技術を提供する。【解決手段】ウエーハを収容して保持するためのウエーハ保持孔２のほかに、研磨剤を通過させるための研磨剤通過孔４を有し、該研磨剤通過孔のキャリア１の主面に占める面積が１５％以上であることを特徴とするウエーハ保持用キャリア１。好ましくは、研磨剤通過孔のキャリア１の主面に占める面積が３０％以下であり、それぞれ直径５ｍｍ〜３０ｍｍの円形の研磨剤通過孔４が、キャリア１全体に同心円状又は格子状に配列されている。【選択図】    図１
2004283929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨布が貼付された上定盤と下定盤との間でウエーハを保持して該ウエーハの両面を研磨剤により研磨する際に使用するウエーハ保持用キャリアであって、前記ウエーハを収容して保持するためのウエーハ保持孔のほかに、研磨剤を通過させるための研磨剤通過孔を有し、該研磨剤通過孔のキャリアの主面に占める総面積が１５％以上であることを特徴とするウエーハ保持用キャリア。
【請求項２】
前記研磨剤通過孔のキャリアの主面に占める総面積が３０％以下であることを特徴とする請求項１に記載のウエーハ保持用キャリア。
【請求項３】
前記研磨剤通過孔が、それぞれ直径５ｍｍ〜３０ｍｍの円形であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のウエーハ保持用キャリア。
【請求項４】
前記研磨剤通過孔が、キャリア全体に同心円状又は格子状に配列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１項に記載のウエーハ保持用キャリア。
【請求項５】
少なくとも、研磨布が貼付された上定盤及び下定盤と、該上定盤及び下定盤を相対的に移動させる定盤移動機構と、前記上定盤と下定盤との間でウエーハを保持するウエーハ保持用キャリアと、該キャリアを前記上定盤と下定盤との間で移動させるキャリア移動機構とを具備する両面研磨装置であって、前記上定盤に研磨剤を供給するための研磨剤供給孔が設けられており、前記キャリアとして、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のウエーハ保持用キャリアを備えていることを特徴とする両面研磨装置。
【請求項６】
前記キャリア移動機構が、前記ウエーハ保持用キャリアを、該キャリアの面内で自転を伴わない円運動をさせ、前記ウエーハ保持孔内で前記上定盤と下定盤との間に保持されたウエーハを旋回移動させるものであることを特徴とする請求項５に記載の両面研磨装置。
【請求項７】
前記研磨布の硬度が、ショアＡ５０以上であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の両面研磨装置。
【請求項８】
前記研磨布の材質が、ウレタン系又はゴム系であることを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれか１項に記載の両面研磨装置。
【請求項９】
ウエーハの両面を研磨する方法において、請求項５ないし請求項８のいずれか１項に記載の両面研磨装置を用い、前記上定盤と下定盤との間に配置された前記キャリアのウエーハ保持孔内にウエーハを収容し、前記上定盤側から研磨剤を供給しながら上定盤と下定盤を相対的に移動させるとともに、前記キャリアを上定盤と下定盤との間で移動させることにより前記ウエーハの両面を研磨することを特徴とするウエーハの両面研磨方法。
【請求項１０】
前記上定盤側から供給する研磨剤の供給量を、３リットル／分以上１０リットル／分以下とすることを特徴とする請求項９に記載のウエーハの両面研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に、シリコンウエーハ等のウエーハを両面研磨する際に使用するウエーハ保持用キャリアに関し、さらに両面研磨装置及び両面研磨方法にも関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリコンウエーハの両面を同時に研磨する研磨装置として図４に示すような遊星歯車機構を用いた装置２０が知られている。この研磨装置２０は、それぞれ研磨布１８，１９が貼付された上定盤１６及び下定盤１７のほか、上定盤１６及び下定盤１７を相対的に移動させる定盤移動機構（回転軸１２，１３）、上定盤１６と下定盤１７との間でウエーハＷを保持するためのウエーハ保持用キャリア１１、キャリア１１を上定盤１６と下定盤１７との間で移動させるキャリア移動機構（内歯車１４、外歯車１５）等を具備している。
【０００３】
上定盤１６と下定盤１７は、それぞれ回転軸１２，１３により所定の方向に回転される。また、上定盤１６には、研磨剤を供給するために、上下方向に貫通する孔（研磨剤供給孔）２２が設けられており、研磨剤をポンプ動力と重力（自然落下）により研磨剤供給孔２２を通じて上方から供給することができるように構成されている。
【０００４】
キャリア１１は、図５に示すように、外歯車（インターナルギア：内歯歯車）１５及び内歯車（サンギア：外歯歯車）１４の間に複数枚セットされ、これらのキャリア１１が、外歯車１５と内歯車１４と噛み合って上下の定盤１６，１７（研磨布１８，１９）の間で回転することになる。このような両面研磨装置２０は、上定盤１６と下定盤１７が回転するとともに、キャリア１１が自転しながら公転することから、４ウェイ（駆動）方式と呼ばれている。
【０００５】
この両面研磨装置２０を用いてウエーハＷを研磨するには、キャリア１１の各ウエーハ保持孔２にウエーハＷを収容した後、上下の定盤１６，１７で挟み込み、砥粒等を含む液状の研磨剤（スラリーとも言う）を供給しながらキャリア１１を回転させる。研磨剤としては、シリコンウエーハの研磨では、通常、アルカリ性の溶液にコロイダルシリカ等の砥粒が分散されてなるスラリーが用いられる。上定盤側から供給された研磨剤は、各キャリア１１の間からウエーハＷの下面側（下定盤側）にも供給され、ウエーハＷの表裏両面が鏡面状に研磨されることになる。
このような両面研磨装置２０でウエーハＷを研磨すれば、ウエーハＷの両面を同時に研磨することができるため、いわゆる片面装置を用いて研磨を行うよりも研磨効率を向上させることができる。
【０００６】
しかしながら、上記のような遊星歯車機構を用いた両面研磨装置２０では、最近のシリコンウエーハの大型化に対応し難いという問題がある。すなわち、キャリア１１が外歯車１５と内歯車１４の間で移動する構造であるため、キャリア１１の直径は定盤１６，１７の半径よりも小さくなる。従って、特に大直径（例えば３００ｍｍ）のウエーハを研磨する場合には、装置も大型化する必要があるが、複雑な歯車機構が必要であるため大型化は難しく、また、巨大な内歯歯車が必要となり、大型化した場合にはコストの上昇、効率の低下、設置スペースなどの問題が生じてしまう。
【０００７】
一方、図６及び図７に示したような小型化した両面研磨装置３０が開発されている。この研磨装置３０は、キャリア１１をキャリアホルダ２６を介して面内で自転させずに小さな円を描くように運動させて研磨を行うため、４ウエイ方式のようにキャリアを内歯車の周囲に回転させる必要がなく、大直径のウエーハを研磨する場合でも装置を小型化することができる（特許文献１参照）。
【０００８】
しかし、このような研磨装置３０では、キャリア１１が下定盤１７を全面的に覆うような形態となるため、スラリーを上定盤側から供給した場合、スラリーがキャリア１１の上側に溜まって下側の研磨布１９に十分に供給されないという問題がある。下定盤側に研磨剤が十分供給されないと、保持孔内でのウエーハの自転が妨げられ、ウエーハ形状がテーパ形状になったり、研磨布１９とキャリア１１やウエーハＷとの摩擦による熱が蓄積するなどしていわゆる外周ダレが生じ、高い平坦度のウエーハに仕上げることができない。
【０００９】
そこで、下定盤側への研磨剤の供給を促すため、キャリア１１に研磨剤を通過させるための孔をいくつか設けたり、あるいは下定盤１７の中央に孔を設けて研磨剤を強制的に排出させる装置も提案されている（特許文献２参照）。しかし、キャリアにいくつか孔を設けても高平坦度のウエーハに仕上げることができず、また、下定盤に孔を設けた装置では、従来から一般的に使用している定盤に対して大きな改造が必要となり、コストの上昇や装置の複雑化などを招いてしまうという問題がある。
【００１０】
一方、研磨布に関しては、近年ではウエーハをより高平坦度に研磨するため、ゴム等を主成分とした高硬度の研磨布を使用するようになっている。高硬度の研磨布は、片面研磨装置で使用するとウエーハを高平坦度に研磨することができる。しかし、硬質の研磨布を両面研磨装置に使用すると、研磨布にスラリーがしみ込み難く、スラリーの保持力が小さいため、ウエーハ形状がテーパ形状になってしまったり、ウエーハ外周部が過剰に研磨されて外周ダレが生じ、十分な平坦度が達成できないという問題がある。
そのため、特に、図６及び図７に示したような小型化した研磨装置において、硬質研磨布を用いた両面研磨を容易に実用化することは極めて困難であった。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１０−２０２５１１号公報
【特許文献２】
特開２０００−４２９１２号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような問題に鑑み、本発明では、両面研磨装置、特に、自転しない円運動をするキャリアを備える両面研磨装置において硬質研磨布を用いて研磨を行う場合でも、装置の大きな改良を必要とせず、テーパ形状や外周ダレ等のない高平坦度のウエーハに仕上げることができる技術を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明によれば、研磨布が貼付された上定盤と下定盤との間でウエーハを保持して該ウエーハの両面を研磨剤により研磨する際に使用するウエーハ保持用キャリアであって、前記ウエーハを収容して保持するためのウエーハ保持孔のほかに、研磨剤を通過させるための研磨剤通過孔を有し、該研磨剤通過孔のキャリアの主面に占める総面積が１５％以上であることを特徴とするウエーハ保持用キャリアが提供される（請求項１）。
【００１４】
このように研磨剤通過孔のキャリアの主面に占める総面積（以下、単に「占有面積」という場合がある。）を１５％以上とすれば、このキャリアをどのようなタイプの両面研磨装置に使用するにせよ、上定盤側から研磨剤通過孔を通じて下定盤側に十分なスラリーが回り込み、加工時の発熱を抑え、また、保持孔内でのウエーハの動きもスムーズになり、ウエーハのテーパ形状や外周ダレ等を引き起こすことなく高平坦度のウエーハに仕上げることができる。
また、このようなキャリアを用いれば、装置のキャリア以外の部分を改造する必要もないので、従来使用されている両面研磨装置に対して容易に適用することができる。
【００１５】
この場合、前記研磨剤通過孔のキャリアの主面に占める総面積が３０％以下であることが好ましい（請求項２）。
研磨剤通過孔の占有面積が３０％以内であれば、ウエーハ保持孔の形成に影響せずに済むし、また、キャリアとしての強度を十分確保することができる。
【００１６】
研磨剤通過孔は、それぞれ直径５ｍｍ〜３０ｍｍの円形であることが好ましい（請求項３）。
このような大きさの研磨剤通過孔であれば、キャリア全体に多数の研磨剤通過孔を分散させて形成することになるので、キャリアの強度の低下を抑えることができ、また、多数の研磨剤通過孔を通じてキャリア全体にわたって研磨剤を通過させることが可能なものとなる。
【００１７】
前記研磨剤通過孔が、キャリア全体に同心円状又は格子状に配列されていることが好ましい（請求項４）。
このように研磨剤通過孔をキャリア全体に規則的に配列したものとすれば、キャリア全体にわたって研磨剤の流れがより均一となり、一層均一な研磨を可能にするものとなる。
【００１８】
また、本発明では、少なくとも、研磨布が貼付された上定盤及び下定盤と、該上定盤及び下定盤を相対的に移動させる定盤移動機構と、前記上定盤と下定盤との間でウエーハを保持するウエーハ保持用キャリアと、該キャリアを前記上定盤と下定盤との間で移動させるキャリア移動機構とを具備する両面研磨装置であって、前記上定盤に研磨剤を供給するための研磨剤供給孔が設けられており、前記キャリアとして、前記した本発明に係るウエーハ保持用キャリアを備えていることを特徴とする両面研磨装置が提供される（請求項５）。
【００１９】
このように本発明に係るキャリアを備えた両面研磨装置であれば、研磨中、上定盤側から供給された研磨剤はキャリアの研磨剤通過孔を通じて下定盤側への研磨剤の流れが十分確保され、ウエーハの下面と下定盤側の研磨布との間全体に研磨剤が満遍なく供給されることとなる。従って、この両面研磨装置を用いてウエーハの両面研磨を行えば、ウエーハにテーパ形状や外周ダレ等を発生せずに高平坦度に仕上げることができる。また、キャリア以外の他の部分を改造する必要もないので、安価な装置になる。
【００２０】
また、この場合、前記キャリア移動機構が、前記ウエーハ保持用キャリアを、該キャリアの面内で自転を伴わない円運動をさせ、前記ウエーハ保持孔内で前記上定盤と下定盤との間に保持されたウエーハを旋回移動させるものとすることができる（請求項６）。
このような形態の両面研磨装置では、キャリアが下定盤の全面を覆うような形態となるが、本発明に係るキャリアを備えたものとすれば、上定盤側から供給された研磨剤はキャリアの研磨剤通過孔を通じて下定盤側の研磨布にも十分に流れることになる。そのため、コンパクトな研磨装置でもって、大直径のウエーハを高平坦度に仕上げることが可能となものとなる。
【００２１】
前記研磨布の硬度が、ショアＡ５０以上であるものとすることができ（請求項７）、また、研磨布の材質が、ウレタン系又はゴム系であるものとすることができる（請求項８）。
高硬度の研磨布や、ウレタン系又はゴム系の研磨布は、研磨剤が染み込み難いことなどから両面研磨装置に用いることは困難であったが、本発明に係るキャリアを備えることで下定盤側の研磨布にも研磨剤が十分に供給されるので、研磨布でのスラリー保持力を補うことができ、上記のような高硬度の研磨布を用いても高平坦度のウエーハに仕上げることが可能なものとなる。
【００２２】
さらに本発明によれば、ウエーハの両面を研磨する方法において、前記本発明に係るキャリアを備えた両面研磨装置を用い、前記上定盤と下定盤との間に配置された前記キャリアのウエーハ保持孔内にウエーハを収容し、前記上定盤側から研磨剤を供給しながら上定盤と下定盤を相対的に移動させるとともに、前記キャリアを上定盤と下定盤との間で移動させることにより前記ウエーハの両面を研磨することを特徴とするウエーハの両面研磨方法が提供される（請求項９）。
【００２３】
このように本発明に係るキャリアを備えた両面研磨装置を用いてウエーハの両面研磨を行えば、ウエーハの下面と下定盤側の研磨布との間に研磨剤が満遍なく供給され、テーパ形状や外周ダレ等を引き起こすことなく高平坦度のウエーハに仕上げることができる。
【００２４】
この場合、前記上定盤側から供給する研磨剤の供給量を、３リットル／分以上１０リットル／分以下とすることが好ましい（請求項１０）。
研磨剤の供給量を上記範囲内とすれば、上下の定盤に貼付された研磨布に十分に研磨剤を供給することができ、ウエーハを高平坦度に仕上げることができる。また、研磨剤を無駄にすることもないので、経済的でもある。
【００２５】
以下、本発明について詳しく説明する。
本発明者は、両面研磨装置を用いてウエーハを研磨した場合、ウエーハがテーパ形状となったり、外周ダレが生じる原因について鋭意検討及び調査を行った。その結果、研磨剤が下定盤側の研磨布に十分に供給されないために、キャリアのウエーハ保持孔内でのウエーハの自転等の動きがスムーズに行われず、テーパ形状になってしまったり、温度が上昇したスラリーが滞留してウエーハ外周部のダレを生じさせるために高い平坦度が達成できないことが判明した。
【００２６】
さらに本発明者は調査を行い、特に、硬質の研磨布、あるいはウレタンやゴムを主成分とする研磨布を用いた場合には研磨布による研磨剤の保持力が低く、ウエーハの自転がされにくいことと、キャリアのウエーハ保持孔とウエーハとの間の僅かな隙間にスラリーが集中してウエーハ外周部でのエッチング効果が増し、ウエーハの外周部が過剰に研磨されて外周ダレが発生し易いことを見出した。
【００２７】
そこで本発明者は、キャリアの研磨剤通過孔について、占有面積や配置パターン等を種々変更してウエーハの研磨を行なったところ、研磨剤通過孔の占有面積を１５％以上設けたキャリアを用いると、装置を大幅に改造することもなく、ウエーハの平坦度を著しく向上させることができることを見出し、本発明の完成に至った。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明に係るウエーハ保持用キャリア、並びに、そのキャリアを備えた両面研磨装置を用いてシリコンウエーハを両面研磨する場合について具体的に説明する。
図１は、本発明に係るウエーハ保持用キャリアの一例を示している。このキャリア１は、ウエーハを収容して保持するための円形のウエーハ保持孔２が５ヶ所に形成されている。これらのウエーハ保持孔２は、ウエーハが保持孔２内で自転可能なサイズに形成されている。さらに、このキャリア１には、ウエーハ保持孔２のほかに、研磨剤を通過させるための多数の研磨剤通過孔３，４が形成されている。
【００２９】
研磨剤を通過させるための孔は従来のキャリアにも設けられていたが、例えば図２に示されるように比較的大きな孔７を数ヶ所設けた程度であり、そのキャリア１１の主面に占める総面積は、キャリア１１自体の強度を確保する観点から、せいぜい１０％程度であった。一方、図１に示した本発明に係るキャリア１においては、研磨剤通過孔３，４のキャリア１の主面に占める総面積が１５％以上となるように形成されている。
【００３０】
研磨剤通過孔３，４の大きさや配置は特に限定されないが、それぞれ直径５ｍｍ〜３０ｍｍの円形の孔４を、図１に示されるようにキャリア１全体に同心円状に配列すれば、キャリア１全体でほぼ均等に、かつ満遍なく研磨剤を通過させることができるとともに、キャリアとしての強度を十分維持することができる。なお、これらの研磨剤通過孔４を例えばキャリア１全体に格子状に配列しても、ほぼ均等に、かつ満遍なく形成されるとともに、強度を十分維持することができる。また、放射状に形成するようにしてもよい。
【００３１】
このようなキャリア１の材質、大きさ、厚さ等は、使用する装置や研磨するウエーハの大きさにもよるが、例えば厚さ７００〜９００μｍ程度のガラスエポキシ板を用いることができる。ガラスエポキシ板に研磨剤通過孔４を設けるには、孔あけ加工機により孔４を形成後、加工部を面取りするなどしておくと良い。
【００３２】
例えば、直径３００ｍｍのウエーハを研磨するためのキャリアは一般的に直径１１９０ｍｍ程度のものが用いられているので、図１に示したように、キャリアの中心に直径２００ｍｍの孔３を１個と、その周辺全体に直径１８ｍｍ程度の孔４を５４０個程度設けることで、キャリア１の主面に対する研磨剤通過孔３，４の占有面積を１５％以上とすることができる。
【００３３】
ただし、研磨剤通過孔３，４のキャリア１の主面に占める面積が３０％を超えると、ウエーハ保持孔２の形成にも影響するだけでなく、ウエーハ保持孔等も含めてキャリアに形成されている孔の総面積がキャリアの主面の５０％を超える状態となり、キャリア自体の強度が低下するおそれがある。このようなキャリアでは、研磨中に破損することはなくても、キャリアをセットしたり、その他の取り扱い時に破損し易くなるため、研磨剤通過孔のキャリアの主面に占める総面積は３０％以下とすることが好ましい。
【００３４】
例えば、上記した直径１１９０ｍｍ程度のキャリアであれば、キャリアの中心に直径２００ｍｍの孔を１個と、直径２７ｍｍ程度の孔を５２０個設けても、研磨剤通過孔の占有面積を３０％以内に抑えることができる。
なお、図１のキャリア１には、後述するキャリアホルダに固定するための連結孔５も形成されているが、連結孔５は装置の形態により必要がない場合もある。
【００３５】
次に、本発明に係るキャリア１を図６及び図７に示した両面研磨装置３０にセットしてシリコンウエーハを研磨する場合について説明する。
この両面研磨装置３０は、研磨布１８、１９が貼付された上定盤１６及び下定盤１７と、回転モータや回転軸１２，１３等からなる定盤移動機構と、上定盤１６と下定盤１７との間でウエーハＷを保持するウエーハ保持用キャリア１と、キャリアホルダ２６、偏心アーム２７、タイミングチェーン２８等からなるキャリア移動機構等を具備している。
【００３６】
上定盤１６及び下定盤１７は、回転用モータにより回転された各回転軸１２，１３を通じてそれぞれ所定の方向に回転することができるように構成されている。
上定盤１６には研磨剤を供給するための研磨剤供給孔２２が設けられている。研磨剤供給孔２２は、その形態や数は特に限定されず、上定盤１６の研磨布１８とキャリア１との間にスラリーを十分に、且つ均一に供給することができるように適宜設ければよく、例えば、上定盤１６に等密度に分布するように、縦横に格子状、あるいは同心円状に配置させても良い。各研磨剤供給孔２２の上端にチューブ等を連結し、スラリーを貯留するタンク、ポンプ等の研磨剤供給手段により各研磨剤供給孔２２から上定盤１６全体に研磨剤を供給することができる。
【００３７】
研磨布１８，１９の材質等については特に限定されないが、例えば、ショアＡ５０以上（ショアＤで１０以上）の硬質研磨布、特にウレタン系又はゴム系の材質を主成分とする硬質研磨布も使用することができる。特にショアＡで８０以上（ショアＤで３０以上）の研磨布が好ましく、このような研磨布であれば近年要望されている高平坦度なウエーハを製造しやすい。なお、ショアＡは、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３などで標準化されている規格で、デュロメータタイプＡで求められた値であり、特に硬質の研磨布についてはショアＤ（デュロメータタイプＤで求めた値）で表す場合がある。ショアＡ５０はショアＤで１０程度、ショアＡ８０はショアＤで３０程度に相当する。
【００３８】
研磨布の硬さの上限については、所望のウエーハ平坦度が達成できれば特に限定されず、ショアＤで８０程度の大変硬質な研磨布でも本発明のキャリアを用いることでスラリーの供給やウエーハの動きもスムーズになり、ウエーハのテーパ形状や外周ダレ等を低減し、高平坦度のウエーハに仕上げることができる。このような硬質の研磨布は、従来、スラリーの保持力が低い等の理由から両面研磨装置に用いることは困難であったが、本発明に係るキャリア１と好適に併用することができる。
【００３９】
キャリア１は、キャリアホルダ２６、偏心アーム２７、タイミングチェーン２８等からなるキャリア移動機構により上定盤と下定盤との間で移動させることができる。キャリア１は、外周部に設けられた連結孔５と、キャリアホルダ２６側に設けられたピン（不図示）を介してキャリアホルダ２６に固定されている。ホルダ２６の外周部には外方に突出した４つの軸受部２９が等間隔に設けられている。各軸受部２９には偏心アーム２７が回転自在に挿着されており、各偏心アーム２７の下面の中心部には回転軸２５が取り付けられている。各偏心アーム２７の回転軸２５に設けられたスプロケットをタイミングチェーン２８により回転させることで、全ての偏心アーム２７が同期して回転軸２５を中心に水平面内で回転する。
【００４０】
このような構造により、偏心アーム２７がクランク機構として作用し、キャリアホルダ２６に保持されたキャリア１が、面内で自転をともなわない円運動により旋回移動する。その旋回移動（自転しない円運動）の半径は、ホルダ２６側の軸２３と回転軸２５との間隔（偏心の距離）と同じであり、キャリア２６の全ての点が図７のＣで示されるような同じ大きさの小円の軌跡を描く運動となる。
【００４１】
このような構成の両面研磨装置３０は、キャリア１が下定盤を覆っているが、図１に示されるキャリア１を用いることにより、研磨剤通過孔３，４を通じて下定盤側に研磨剤が十分に回り込むことができる。また、この装置３０では、キャリア１自身が自転しない円運動をするため、４ウエイ式の装置に使用する場合に比べて移動量が小さく、キャリア１に対する負荷も小さくなる。従って、キャリア１に多数の研磨剤通過孔３，４をあけたことでキャリア１自体の強度が多少低下しているとしても、研磨中に破損することはない。
【００４２】
この両面研磨装置３０を用いてシリコンウエーハの両面研磨を行うには、上定盤１６と下定盤１７との間にキャリア１を配置した後、ウエーハ保持孔２内にウエーハＷを収容する。そして、上下の定盤１６，１７の間にキャリア１を挟むとともに上定盤側（研磨剤供給孔２２）から研磨剤を供給しながら上定盤１６と下定盤１７を逆方向に回転させる。また、偏心アーム２７等によりキャリア１をキャリア１の面内で自転を伴わない円運動をさせることで、ウエーハＷはウエーハ保持孔２内で上定盤１６と下定盤１７との間で旋回移動することになる。
【００４３】
なお、研磨剤の種類については、研磨布の材質や研磨条件等により適宜設定すれば良く、シリコンウエーハを研磨する場合には、例えば、ｐＨ１０〜ｐＨ１１に調整されたコロイダルシリカを含有するアルカリ溶液を用いることができる。
また、研磨剤の供給量についてもキャリアの大きさ等を考慮して適宜設定すれば良いが、３リットル／分以上、１０リットル／分以下とすることが好ましい。研磨剤の供給量が上記範囲より少ない場合、ウエーハがテーパー形状になりやすく、一方、上記範囲を超えるとハイドロプレーン現象のようなことが起き、ウエーハが研磨されないおそれがある。なお、研磨布の硬度が、前記したようなショアＡ５０以上となる硬質の研磨布、あるいは、ウレタンやゴムを主成分とする硬い研磨布では、研磨布に研磨剤がしみ込み難いため、研磨剤の供給量を多くし、不織布などの柔らかい研磨布を用いる時には供給量を少なくするのが好ましい。
【００４４】
研磨中、研磨剤は、上定盤側の研磨剤供給孔２２を経て上定盤側の研磨布とキャリア１の上面との間に達し、さらに、主としてキャリア全体に設けられた研磨剤通過孔３，４を通じて下定盤側の研磨布１９とキャリア１の下面との間に達する。これにより、研磨剤がウエーハＷの上下両面に十分に供給されることになり、ウエーハの両面での研磨条件（特に研磨剤の量）が均一化される。また、ウエーハＷの下面側に十分に研磨剤が供給されることで冷却効果も発揮される。
【００４５】
上記のように研磨を行うことで、研磨剤通過孔を通じてウエーハＷと下側の研磨布１９との間全体にも研磨剤が満遍なく供給され、保持孔２内でのウエーハの自転等の動きもスムーズとなり、テーパ形状や外周ダレ等を引き起こすことなく高平坦度のウエーハに仕上げることができる。
なお、研磨面上に供給されたスラリーは、順次外周方向へ溢れ出て排出されるので、これを回収して循環させることで再利用することもできる。
【００４６】
【実施例】
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）
直径１１９０ｍｍ、厚さ８００μｍのガラスエポキシ製のキャリアを用意した。このキャリアには直径３０１ｍｍのウエーハ保持孔が５個形成されているほか、研磨剤通過孔として、直径２０ｍｍの円形の貫通孔が、図１に示すように同心円状に約５１０個形成されている。この研磨剤通過孔がキャリアの主面に占める面積の比率は、１７．２３％であった。
【００４７】
研磨装置としては、図６のようなキャリアが自転しないタイプの両面研磨装置を用いた。
研磨布としては、上定盤及び下定盤とも、ウレタン系パッド（ショアＤで約７０の硬質パッド）からなる研磨布を貼りつけた。
また、研磨剤については、ｐＨ１０．８〜ｐＨ１１に調整されたコロイダルシリカを含有するアルカリ溶液を用い、供給量は６リットル／分とした。
【００４８】
上記のような装置及び条件により、直径３００ｍｍのシリコンウエーハの両面研磨を行った。
研磨代は両面で１６μｍであり、研磨した後のウエーハ形状についてフラットネステスターを用いてウエーハの平坦度を確認したところ、ＳＦＱＲｍａｘ（周辺２ｍｍ除外、サイトの大きさ：２６ｍｍ×３３ｍｍ）で０．１２μｍであった。
【００４９】
（比較例１）
従来用いられている図２に示すようなキャリアを用いた。このキャリアには、ウエーハ保持孔以外にも、研磨剤を通過させるための貫通孔として、中心に直径２００ｍｍの孔が１個と、その周辺に直径１５０ｍｍの孔が５個設けられている。これらの貫通孔のキャリアに占める面積は１０．７７％であった。
キャリア以外の構成は実施例１の装置と同様とし、また、実施例と同じ研磨条件で研磨を行った。
研磨の結果、ＳＦＱＲｍａｘ（周辺２ｍｍ除外）で０．３２μｍであり、近年要求される平坦度を満足できないものであった。特にウエーハ外周部にはダレが見られ、ＳＦＱＲｍａｘの値が特に悪くなっていた。
【００５０】
（比較例２及び実施例２）
研磨剤通過孔の占有面積の割合が、１４．３０％のキャリア２１（図３（ｂ）に示したように、直径１００ｍｍの貫通孔を５つ増やしたもの；比較例２）と、２８．６０％のキャリア３１（図３（ａ）に示したように、直径２６ｍｍの貫通孔を格子状に５４０個＋直径２００ｍｍの孔が中心に１個形成されたもの；実施例２）をそれぞれ用い、実施例１と同様に研磨を行ったところ、比較例２ではＳＦＱＲｍａｘ＝０．２５μｍ、実施例２ではＳＦＱＲｍａｘ＝０．１１μｍであった。
【００５１】
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。
【００５２】
例えば、上記実施形態では、キャリアが自転しないタイプの両面研磨装置を使用する場合について説明したが、研磨装置はこのタイプに限定されず、４ウエイ方式等の他の両面研磨装置に本発明のキャリアを装着して研磨を行うこともできる。また、研磨剤通過孔の大きさや配置は、研磨剤通過孔のキャリアの主面を占める総面積が１５％以上となれば図１のものに限定されず、研磨条件や研磨対象物により適宜設定すればよい。
【００５３】
また、上記実施例では、ショアＤ７０と大変硬質な研磨布を用いたが、ショアＤ３０〜４２（ショアＡで８０〜９０）程度の硬質研磨布でも同様な効果があった。さらには、ショアＤ１０近辺（ショアＡ５０程度）でもテーパ形状や外周ダレ等を発生させることなく研磨することができた。さらに柔らかい研磨布でももちろん使用可能である。研磨布は要望される品質により適宜設定すれば良い。
このように研磨布は特に限定するものではないが、キャリアが自転しないタイプの両面研磨装置に本発明のキャリアを用いることで、今まで両面研磨で使用が困難であったショアＡ５０以上の硬質研磨布が好適に使用できるようになり、より高品質（高平坦度）なウエーハが得られるメリットは大きい。
【００５４】
【発明の効果】
本発明のウエーハ保持用キャリアは、研磨剤通過孔がキャリアの主面に占める面積を１５％以上としたことで、これを両面研磨装置に使用したときに、研磨剤通過孔を通じて下定盤側への研磨剤の流れが十分確保される。従って、このキャリアを、特に、自転しない円運動をするキャリアを備える両面研磨装置において硬質研磨布とともに適用することで、テーパ形状や外周ダレ等を引き起こすことなく高平坦度のウエーハに仕上げることができる。
また、キャリア以外の部分、例えば上下の定盤を改造する必要もないので、従来使用されている両面研磨装置に対して容易に適用することができ、コストを低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るウエーハ保持用キャリアの一例を示す平面図である。
【図２】従来のウエーハ保持用キャリアの一例を示す平面図である。
【図３】（ａ）実施例２で使用したキャリアを示す平面図である。
（ｂ）比較例２で使用したキャリアを示す平面図である。
【図４】４ウェイ方式の両面研磨装置の一例を示す概略図である。
【図５】遊星歯車構造を示す概略平面図である。
【図６】キャリアが自転しないタイプの両面研磨装置の概略図である。
【図７】図６の両面研磨装置の概略平面図である。
【符号の説明】
１…ウエーハ保持用キャリア、  ２…ウエーハ保持孔、  ３…研磨剤通過孔、
４…研磨剤通過孔、  ５…連結孔、  １１…ウエーハ保持用キャリア、
１２，１３…回転軸、  １４…内歯車（サンギア）、
１５…外歯車（インターナルギア）、  １６…上定盤、  １７…下定盤、
１８，１９…研磨布、  ２０…両面研磨装置、
２１…ウエーハ保持用キャリア、  ２２…研磨剤供給孔、
３０…両面研磨装置、  Ｗ…ウエーハ。
【図１】
2004283929.tif 000003
【図２】
2004283929.tif 000004
【図３】
2004283929.tif 000005
【図４】
2004283929.tif 000006
【図５】
2004283929.tif 000007
【図６】
2004283929.tif 000008
【図７】
2004283929.tif 000009