特許 6765267 研磨ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6765267

(24)【登録日】2020年9月17日

(45)【発行日】2020年10月7日

(54)【発明の名称】研磨ユニット

(51)【国際特許分類】

   B24B 37/005 20120101AFI20200928BHJP

   B24B 41/047 20060101ALI20200928BHJP

   B24B 45/00 20060101ALI20200928BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20200928BHJP

【ＦＩ】

   B24B37/005 A

   B24B41/047

   B24B45/00 Z

   H01L21/304 622K

【請求項の数】2

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-190001(P2016-190001)

(22)【出願日】2016年9月28日

(65)【公開番号】特開2018-51679(P2018-51679A)

(43)【公開日】2018年4月5日

【審査請求日】2019年7月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】早川 晋

【審査官】 小川 真

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１６６２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３３３８９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１７９０１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２３５６５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０２４２１３２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ ３７／００５

Ｂ２４Ｂ ３７／１１

Ｂ２４Ｂ ４１／０４７

Ｂ２４Ｂ ４５／００

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一端が研磨装置のスピンドルに装着されるホイールマウントと、該ホイールマウントの他端に固定される基台と、該基台の下面に配設され被加工物の被研磨面よりも大きな面積を有する研磨パッドと、を備え、該被加工物を研磨する研磨ユニットであって、
該基台は中央基台と、該中央基台を同心状に囲繞する環状基台と、を含み、
該ホイールマウントには、該中央基台および該環状基台を加熱する加熱部を備え、
該中央基台の熱膨張率と該環状基台の熱膨張率とは異なり、該中央基台と該環状基台との該被加工物への押圧力を異ならせ該被加工物の研磨形状を調整する、研磨ユニット。

【請求項2】

該中央基台の熱膨張率は、該環状基台の熱膨張率よりも大きい、請求項１に記載の研磨ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウエーハを研磨加工する研磨ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、半導体デバイスの製造プロセスにおいては、ウエーハ（被加工物）の裏面を研削してウエーハを所望の厚さに加工した後、その平坦性を高めるために研磨処理が実施されている。この研磨処理を行う研磨装置として、ウエーハを吸引保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウエーハを所定圧力で押圧しながら回転する研磨パッドを有する研磨ヘッド（研磨ユニット）とを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

この種の研磨装置では、チャックテーブルはウエーハを吸引保持した状態で回転される。このため、チャックテーブルに保持されたウエーハの回転中心と、研磨パッドの回転中心とが一致、又は接近してしまうと、ウエーハの中心付近の摩擦が小さくなって適切に研磨されないことになる。そこで、一般的な研磨装置では、ウエーハより大径の研磨パッドを、チャックテーブルの回転中心とずらした状態でウエーハに接触させることで、ウエーハ表面の研磨量（研磨レート）の均一化を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−１６６２７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、例えば、ウエーハの外周と研磨パッドの外周が接する領域では、機械的な作用により、ウエーハと研磨パッドの周速が最も大きくなるため、ウエーハの外周部は他の部分よりも研磨が早く進む、すなわち、ウエーハの外周部の研磨レートがウエーハの中央部の研磨レートよりも高くなることがある。また、例えば、ウエーハの中央部と研磨パッドの中央部が接する領域では、放熱がされにくく蓄熱しやすいので、温度が高くなる傾向にあるため、反応性が高くなり研磨レートが高くなることがある。従って、上記した研磨装置においても、ウエーハの研磨レートがウエーハ面内でばらつき、ウエーハ面内で平坦に研磨できない問題が生じ得る。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で、被加工物を平坦に研磨することができる研磨ユニット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】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、一端が研磨装置のスピンドルに装着されるホイールマウントと、該ホイールマウントの他端に固定される基台と、該基台の下面に配設され被加工物の被研磨面よりも大きな面積を有する研磨パッドと、を備え、該被加工物を研磨する研磨ユニットであって、該基台は中央基台と、該中央基台を同心状に囲繞する環状基台と、を含み、該ホイールマウントには、該中央基台および該環状基台を加熱する加熱部を備え、該中央基台の熱膨張率と該環状基台の熱膨張率とは異なり、該中央基台と該環状基台との該被加工物への押圧力を異ならせ該被加工物の研磨形状を調整するものである。

【0008】

この構成によれば、ホイールマウントには、中央基台および環状基台を加熱する加熱部を備え、中央基台の熱膨張率と環状基台の熱膨張率とを異ならせたため、中央基台と環状基台とが被加工物を押圧する押圧力を異ならせることができる。このため、中央基台と環状基台を介して、被加工物に押し付けられる研磨パッドの押圧力を調整することができ、簡易な構成で、被加工物を平坦に研磨することができる。

【0009】

この構成において、該中央基台の熱膨張率は、該環状基台の熱膨張率よりも大きくしてもよい。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、中央基台と環状基台を介して、被加工物に押し付けられる研磨パッドの押圧力を調整することができ、簡易な構成で、被加工物を平坦に研磨することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本実施形態に係る研磨ユニットの研磨対象となるデバイスウエーハを示す斜視図である。

【図2】図２は、本実施形態に係る研磨ユニットを備える研削研磨装置の一例を示す斜視図である。

【図3】図３は、研削研磨装置が備える研磨ユニットの斜視図である。

【図4】図４は、研磨ユニットの構成を示す模式図である。

【図5】図５は、図４のＶ−Ｖ断面図である。

【図6】図６は、本実施形態に係る研磨ユニットによる研磨の動作を説明する図である。

【図7】図７は、研磨されたウエーハを示す側面図である。

【図8】図８は、従来の研磨ユニットの構成を示す模式図である。

【図9】図９は、従来の研磨ユニットで研磨したウエーハの断面形状の一例を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

【0013】

図１は、本実施形態に係る研磨ユニットの研磨対象となるデバイスウエーハを示す斜視図である。研磨対象となるデバイスウエーハ（以下、ウエーハと記す（被加工物））Ｗは、図１に示すように、シリコンを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。ウエーハＷは、表面ＷＳに格子状に形成される複数の分割予定ラインＳによって区画された領域にそれぞれデバイスＤＢが形成されている。ウエーハＷは、表面ＷＳの裏側の裏面（被研磨面）ＷＲに研削加工などが施されて、所定の厚みまで薄化された後に、研磨加工およびゲッタリング層Ｇが生成される。ゲッタリング層Ｇは、ウエーハＷに含有される銅（Ｃｕ）などの金属を主とする不純物原子を捕捉して、デバイスＤＢを不純物による汚染から守るものである。ウエーハＷの表面ＷＳに形成されるデバイスＤＢは、例えば、メモリ（フラッシュメモリやＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等）であり、ウエーハＷの裏面ＷＲにゲッタリング層Ｇを設けることにより、不純物による汚染を防止している。ウエーハＷは、裏面ＷＲが研磨される板状のワークであればよく、シリコン以外の材料（例えばガリウムヒ素等）の半導体基板でもよい。また、ウエーハＷの裏面ＷＲに研磨加工が行われていれば、ゲッタリング層Ｇを備えていなくてもよい。

【0014】

図２は、本実施形態に係る研磨ユニットを備える研削研磨装置の一例を示す斜視図である。研削研磨装置２は、フルオートタイプの加工装置であり、制御部１００の制御の下、ウエーハＷに対して搬入処理、粗研削加工、仕上げ研削加工、研磨加工、洗浄処理、搬出処理からなる一連の作業を全自動で実施するように構成されている。

【0015】

研削研磨装置２は、図２に示すように、各構成部を支持する装置基台４を備えている。装置基台４の上面の前端側には、開口４ａが形成されており、この開口４ａ内には、ウエーハＷを搬送する第１の搬送ユニット６が設けられている。また、開口４ａのさらに前端側の領域には、それぞれ複数のウエーハＷを収容可能なカセット８ａ，８ｂを載置する載置台１０ａ，１０ｂが形成されている。ウエーハＷは、カセット８ａ，８ｂに収容された状態で研削研磨装置２に搬入される。

【0016】

また、装置基台４には、ウエーハＷの位置合わせを行うアライメント機構１２が設けられている。このアライメント機構１２は、ウエーハＷが仮置きされる仮置きテーブル１４を含み、例えば、カセット８ａから第１の搬送ユニット６で搬送され、仮置きテーブル１４に仮置きされたウエーハＷの中心を位置合わせする。

【0017】

装置基台４には、アライメント機構１２を跨ぐ門型の支持構造１６が配置されている。この支持構造１６には、ウエーハＷを搬送する第２の搬送ユニット１８が設けられている。第２の搬送ユニット１８は、左右方向（Ｘ軸方向）、前後方向（Ｙ軸方向）、および上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能であり、例えば、アライメント機構１２で位置合わせされたウエーハＷを後方（図２中＋Ｙ方向）に搬送する。

【0018】

開口４ａおよびアライメント機構１２の後方には、開口４ｂが形成されている。この開口４ｂ内には、鉛直方向に延びる回転軸の周りを回転する円盤状のターンテーブル２０が配置されている。ターンテーブル２０の上面には、ウエーハＷを吸引保持する４個のチャックテーブル（保持部）２２が略等角度間隔に設置されている。

【0019】

第２の搬送ユニット１８でアライメント機構１２から搬出されたウエーハＷは、裏面側が上方に露出するように、前方側の搬入搬出位置Ａに位置付けられたチャックテーブル２２へと搬入される。ターンテーブル２０は、時計回り方向Ｒの向きに回転し、チャックテーブル２２を、搬入搬出位置Ａ、粗研削位置Ｂ、仕上げ研削位置Ｃ、研磨位置Ｄの順に位置付ける。

【0020】

各チャックテーブル２２は、それぞれモータ等の回転駆動源（不図示）と連結されており、鉛直方向に延びる回転軸の周りに回転可能に構成されており、本実施形態では、各チャックテーブル２２は、制御部１００の制御により所定速度（例えば３００〜１０００ｒｐｍ）で回転可能となっている。各チャックテーブル２２の上面は、ウエーハＷを吸引保持する保持面となっている。この保持面は、チャックテーブル２２の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）と接続されている。チャックテーブル２２に搬入されたウエーハＷは、保持面に作用する吸引源の負圧で表面側を吸引される。

【0021】

ターンテーブル２０の後方には、上方に伸びる壁状の支持構造２４が立設されている。支持構造２４の前面には、２組の昇降機構２６が設けられている。各昇降機構２６は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に伸びる２本の昇降ガイドレール２８を備えており、この昇降ガイドレール２８には、昇降テーブル３０がスライド可能に設置されている。

【0022】

昇降テーブル３０の後面側には、ナット部（不図示）が固定されており、このナット部には、昇降ガイドレール２８と平行な昇降ボールねじ３２が螺合されている。昇降ボールねじ３２の一端部には、昇降パルスモータ３４が連結されている。昇降パルスモータ３４で昇降ボールねじ３２を回転させることにより、昇降テーブル３０は昇降ガイドレール２８に沿って上下に移動する。

【0023】

昇降テーブル３０の前面には、固定具３６が設けられている。粗研削位置Ｂの上方に位置付けられた昇降テーブル３０の固定具３６には、ウエーハＷを粗研削する粗研削用の研削ユニット３８ａが固定されている。一方、仕上げ研削位置Ｃの上方に位置付けられた昇降テーブル３０の固定具３６には、ウエーハＷを仕上げ研削する仕上げ研削用の研削ユニット３８ｂが固定されている。

【0024】

研削ユニット３８ａ，３８ｂのスピンドルハウジング４０には、それぞれ、回転軸を構成するスピンドル４２が収容されており、各スピンドル４２の下端部（先端部）には、円盤状のホイールマウント４４が固定されている。研削ユニット３８ａのホイールマウント４４の下面には、粗研削用の研削砥石を備えた研削ホイール４６ａが装着されており、研削ユニット３８ｂのホイールマウント４４の下面には、仕上げ研削用の研削砥石を備えた研削ホイール４６ｂが装着されている。各スピンドル４２の上端側には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、研削ホイール４６ａ，４６ｂは、回転駆動源から伝達される回転力で回転する。

【0025】

チャックテーブル２２およびスピンドル４２を回転させつつ、研削ホイール４６ａ，４６ｂを下降させ、純水等の研削液を供給しながらウエーハＷの裏面側に接触させることで、ウエーハＷを粗研削又は仕上げ研削できる。研磨位置Ｄの近傍には、研削ユニット３８ａ，３８ｂで研削されたウエーハＷの裏面ＷＲを研磨すると共に、この裏面ＷＲにゲッタリング層Ｇ（図１）を生成する研磨ユニット４８が設けられている。

【0026】

アライメント機構１２の前方にはウエーハＷを洗浄する洗浄ユニット５２が設けられており、研磨およびゲッタリング層Ｇが形成された後のウエーハＷは、第２の搬送ユニット１８でチャックテーブル２２から洗浄ユニット５２へと搬送される。洗浄ユニット５２で洗浄されたウエーハＷは、第１の搬送ユニット６で搬送され、カセット８ｂに収容される。

【0027】

図３は、研削研磨装置が備える研磨ユニットの斜視図である。図４は、研磨ユニットの構成を示す模式図であり、図５は、図４のＶ−Ｖ断面図である。装置基台４（図２）の上面には、図３に示すように、ブロック状の支持構造５４が立設されている。支持構造５４の後面には、研磨ユニット４８を水平方向（ここでは、Ｘ軸方向）に移動させる水平移動ユニット５６が設けられている。

【0028】

水平移動ユニット５６は、支持構造５４の後面に固定され水平方向（Ｘ軸方向）に平行な一対の水平ガイドレール５８を備える。水平ガイドレール５８には、水平移動テーブル５７がスライド可能に設置されている。水平移動テーブル５７の後面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、水平ガイドレール５８と平行な水平ボールねじ（不図示）が螺合されている。

【0029】

水平ボールねじの一端部には、パルスモータ５９が連結されている。パルスモータ５９で水平ボールねじを回転させることにより、水平移動テーブル５７は水平ガイドレール５８に沿って水平方向（Ｘ軸方向）に移動する。水平移動テーブル５７の後面側には、研磨ユニット４８を鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動させる鉛直移動ユニット６４が設けられている。鉛直移動ユニット６４は、水平移動テーブル５７の後面に固定され鉛直方向（Ｚ軸方向）に平行な一対の鉛直ガイドレール６６を備える。鉛直ガイドレール６６には、鉛直移動テーブル６８がスライド可能に設置されている。鉛直移動テーブル６８の前面側（裏面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、鉛直ガイドレール６６と平行な鉛直ボールねじ（不図示）が螺合されている。

【0030】

鉛直ボールねじの一端部には、パルスモータ７０が連結されている。パルスモータ７０で鉛直ボールねじを回転させることにより、鉛直移動テーブル６８は鉛直ガイドレール６６に沿って鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動する。鉛直移動テーブル６８の後面（表面）には、ウエーハＷの上面を研磨する研磨ユニット４８が固定されている。研磨ユニット４８のスピンドルハウジング７２には、回転軸を構成するスピンドル７４が収容されており、スピンドル７４の下端部（先端部）には、円盤状のホイールマウント７６が固定されている。ホイールマウント７６の下面には、ホイールマウント７６と略同径の研磨ホイール７８が装着されている。研磨ホイール７８はホイール基台７８ａと、このホイール基台７８ａの下面に取り付けられる円盤状の研磨パッド７８ｂとを備える。

【0031】

本実施形態では、ウエーハＷの表面ＷＳには、図４に示すように、表面ＷＳに形成されたデバイス（不図示）を保護するために表面保護テープＴが貼着される。このため、ウエーハＷの表面ＷＳは、表面保護テープＴによって保護されて裏面ＷＲが露出する形態でチャックテーブル２２に保持される。研磨ユニット４８の研磨パッド７８ｂは、ウエーハＷと同等以上の大径（例えば、ウエーハ；３００ｍｍ、研磨パッド；４５０ｍｍ）に形成され、研磨パッド７８ｂがウエーハＷの裏面ＷＲ全面を覆う状態でウエーハＷの裏面ＷＲ全面を研磨する。

【0032】

ホイールマウント７６は、金属などの熱伝導性の高い材料で形成されており、内部にホイールマウント７６を介してホイール基台（基台）７８ａを加熱するヒータ（加熱部）７７を備える。このヒータ７７により、ホイールマウント７６が一様に加熱され、このホイールマウント７６に固定されているホイール基台７８ａが加熱される。

【0033】

ホイール基台７８ａは、図５に示すように、円盤状に形成された中央基台８０と、環状に形成されて、中央基台８０を同心状に囲繞する環状基台８１とを備える。中央基台８０と環状基台８１とは、熱膨張率の異なる材料（例えば樹脂材）で一体的に形成されており、本実施形態では、中央基台８０の方が環状基台８１よりも熱膨張率の大きな材料で形成されている。具体的には、中央基台８０は、ポリオキシメチレン（ポリアセタール）樹脂（POM；poly oxy methylene）や、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（PTFE；poly tetra fluoro ethylene）を用いることができ、環状基台８１は、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK；poly ether ether ketone）や、ポリフェニレンサルファイド（PPS：poly phenylene sulfide）を用いることができる。環状基台８１は、中央基台８０に、例えば嵌合により一体に連結されており、中央基台８０の外周面８０ａと環状基台８１の内周面８１ａとが密着している。また、中央基台８０を樹脂成形後に、この中央基台８０の周りに環状基台８１を樹脂成形することでホイール基台７８ａを一体的に形成してもよい。中央基台８０および環状基台８１が熱膨張可能に構成されている。中央基台８０は、ボルト７５ａによりホイールマウント７６に固定され、環状基台８１は、中央基台８０を取り囲み、ボルト７５ｂによりホイールマウント７６に固定されている。このため、ボルト７５ａ，７５ｂを取り外すことにより、中央基台８０および環状基台８１を容易に取り外すことができる。研磨パッド７８ｂは、ホイール基台７８ａの下面に貼着されている。

【0034】

研磨パッド７８ｂは、例えばウレタンおよび／または不織布からなる基材中に砥粒を分散させ適宜の液状の結合剤で固定した固定砥粒型の研磨パッドを好適に用いることができる。固定砥粒型の研磨パッドとして、例えば粒径０．３〜１．５μｍのＧＣ（Green Carbide）砥粒を、上記した基材中に含有させたものが好ましい。砥粒は、ウエーハＷよりモース硬度が高く、該ウエーハＷを研磨できることが可能なものであればよく、例えば、ウエーハＷがシリコンウエーハの場合、モース硬度５以上の物質を主材料にした砥材が好ましく、例えば、ＧＣ砥粒に替えて、ダイヤモンドやアルミナ、セリア、ｃＢＮ（立方晶窒化ホウ素）などの砥粒を含有させるようにしてもよい。

【0035】

研磨ユニット４８は、スピンドル７４、ホイールマウント７６およびホイール基台（中央基台８０）７８ａを貫通する流体供給路７９を備える。この流体供給路７９は、チャックテーブル２２に保持され露出したウエーハＷの裏面ＷＲに研磨液もしくはリンス液を供給する流路であり、この流体供給路７９には、不図示の電磁切替弁を介して研磨液供給源およびリンス液供給源が選択的に接続されている。研磨液は、ウエーハＷの裏面ＷＲの研磨加工をする際に供給される液体であり、ウエーハＷと化学反応を生じてＣＭＰを実施することができる物質が含まれる。本実施形態では、ウエーハＷがシリコンウエーハであるため、例えばアルカリ性の研磨液が使用される。また、リンス液は、ウエーハＷの裏面ＷＲにゲッタリング層Ｇ（図１）を生成する際に供給される液体であり、ウエーハＷと実質的に化学反応を生じない物質のみで構成され、例えば純水が用いられる。本実施形態では、流体供給路７９を流れる研磨液およびリンス液は、ヒータ７７により加熱される中央基台８０および環状基台８１の加熱温度と同等の温度に加熱してもよい。

【0036】

次に、本実施形態に係る研磨ユニット４８の動作について説明する。図６は、本実施形態に係る研磨ユニットによる研磨の動作を説明する図である。図７は、研磨されたウエーハを示す側面図である。図８は、従来の研磨ユニットの構成を示す模式図である。図９は、従来の研磨ユニットで研磨したウエーハの断面形状の一例を示す側面図である。従来の構成に係る研磨ユニット１４８は、ホイールマウント１７６にヒータが設けられていない点、および、ホイール基台１７８ａが一体に形成されている点で、本実施形態に係る研磨ユニット４８と構成を異にしている。図８には、本実施形態に係る研磨ユニット４８に各要素に付した符号に模した符号を付すことにより説明を省略する。

【0037】

研磨パッド１７８ｂがウエーハＷの裏面ＷＲ全面を覆って研磨する構成では、図８に示すように、流体供給路１７９を通じてアルカリ性の研磨液を研磨パッド１７８ｂに供給する。そして、チャックテーブル２２を矢印α方向に回転させるとともに、研磨パッド１７８ｂを矢印α方向に回転させながら、ウエーハＷの裏面ＷＲに研磨パッド１７８ｂを所定の押圧力Ｆ（例えば２５ｋＰａ）で押し付けてウエーハＷの裏面ＷＲの研磨を実施する。

【0038】

一方、一例では、ウエーハＷの外周部と研磨パッド１７８ｂの外周部とが接する領域では、ウエーハＷと研磨パッド１７８ｂの周速が最も大きくなる。このため、図８に示すように、研磨パッド１７８ｂをウエーハＷの裏面ＷＲに所定の押圧力Ｆで押し付けたとしても、ウエーハＷの外周部の方が他の部分（中央部）よりも研磨が早く進む傾向にあり、ウエーハＷの外周部の研磨レートがウエーハＷの中央部の研磨レートよりも大きくなる。このため、図９に示すように、ウエーハＷの外周部Ｗａは中央部よりも研磨されやすく、ウエーハの裏面ＷＲを平坦に研磨することが困難となる問題があった。研磨の一例としては、直径Ｌ（例えば３００ｍｍ）、厚みＨ（例えば５０μｍ）を研磨ユニット１４８で研磨した場合、ウエーハＷの外縁から所定距離Ｌａ（例えば５０〜６０ｍｍ）の外周部Ｗａに、高さＨａ（例えば２〜３μｍ）の傾斜面が形成され、平坦に研磨できない問題があった。なお、図９は、ウエーハＷの研磨後の形状を誇張して表現したものである。

【0039】

これに対して、本実施形態では、上述したように、ホイール基台７８ａは中央基台８０と、中央基台８０を同心状に囲繞する環状基台８１と、を含み、ホイールマウント７６には、中央基台８０および環状基台８１を加熱する加熱手段としてのヒータ７７を備え、中央基台８０を環状基台８１よりも熱膨張率の大きな材料で形成したため、ヒータ７７で加熱された際に、中央基台８０の方が環状基台８１よりも鉛直方向（Ｚ方向）に大きく膨張する。このため、図６に示すように、研磨パッド７８ｂをウエーハＷの裏面ＷＲに所定の押圧力Ｆ（例えば２５ｋＰａ）で押し付けた場合、中央基台８０の方が環状基台８１よりも大きな押圧力で押し付けることができる。このため、ウエーハＷの外周部と研磨パッド７８ｂの外周部とが接する領域にあっても、ウエーハＷの研磨状態を調整することができ、図７に示すように、ウエーハＷの裏面ＷＲを平坦に研磨することを可能とする。研磨の一例としては、直径Ｌ（例えば３００ｍｍ）、厚みＨ（例えば５０μｍ）を研磨ユニット４８で研磨する場合、ウエーハＷの外縁から所定距離Ｌａ（例えば５０〜６０ｍｍ）の外周部Ｗａに、中央基台８０と環状基台８１の境界が対応するようにホイール基台７８ａが配置される。

【0040】

ウエーハＷの研磨状態は、ウエーハＷの材質や大きさ、中央基台８０および環状基台８１の材質や大きさ、並びに、加えられる温度（熱量）などによって変動する。このため、ウエーハＷの材質や大きさごとに、中央基台８０および環状基台８１の材質や大きさ、並びに、加えられる温度（熱量）を適宜変更して、それぞれ研磨を行い、ウエーハＷの裏面ＷＲを平坦に研磨できる条件を求めておくことが好ましい。これによれば、研磨する対象のウエーハＷに合わせて、研磨する条件を変更することにより、ウエーハＷに最適な研磨を行うことができ、平坦な研磨を実現できる。

【0041】

この場合、中央基台８０および環状基台８１の大きさ（直径）を予め異ならせたホイール基台７８ａのセットを複数設けておき、研磨する対象のウエーハＷに合わせて、適切なホイール基台７８ａを選択して取り付けることにより、ウエーハＷに最適な研磨を容易に行うことができる。なお、ホイール基台は、中央基台と環状基台とを備える２分割構成としてもよいし、２以上の環状基台を備える３分割以上の構成としてもよい。

【0042】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。例えば、本実施形態では、ウエーハＷの外周部の研磨レートが高い場合に対応するために、ホイール基台７８ａの中央基台８０を環状基台８１よりも熱膨張率の大きな材料で形成する構成を説明したが、例えば、熱などの影響により、ウエーハＷの中央部の研磨レートが高い場合には、環状基台８１の熱膨張率が中央基台８０の熱膨張率よりも大きな材料を用いてホイール基台７８ａを形成してもよい。この構成では、環状基台８１を中央基台８０よりも熱膨張率の大きな材料で形成したため、ヒータ７７で加熱された際に、環状基台８１の方が中央基台８０よりも鉛直方向（Ｚ方向）に大きく膨張する。このため、研磨パッド７８ｂをウエーハＷの裏面ＷＲに所定の押圧力Ｆ（例えば２５ｋＰａ）で押し付けた場合、環状基台８１の方が中央基台８０よりも大きな押圧力で押し付けることができる。従って、ウエーハＷの中央部と研磨パッド７８ｂの中央部とが接する領域にあっても、ウエーハＷの研磨状態を調整することができ、ウエーハＷの裏面ＷＲを平坦に研磨することを可能とする。

【0043】

また、本実施形態では、ヒータ７７は、研磨初期から加熱される構成としたが、研磨ユニットによる研磨初期にはヒータ７７を加熱せず、途中からヒータ７７を作動して加熱してもよい。また、途中からヒータ７７を作動して加熱する場合、この加熱温度Ｔ１は、例えば、最初から加熱する場合の加熱温度Ｔ０よりも大きくしてもよい。また、本実施形態では、ヒータ７７は、中央基台８０および環状基台８１を共通に加熱する１系統の構成としたが、例えば、中央基台８０に対応する中央ヒータ部と環状基台８１に対応する環状ヒータ部との２系統（複数系統）の構成とすることもできる。ヒータ７７を複数の系統に分けて、それぞれ温度制御することにより、中央基台８０および環状基台８１の温度の制御性が向上するため、ウエーハＷの研磨精度を高めることができる。

【符号の説明】

【0044】

２ 研削研磨装置
２２ チャックテーブル
４８ 研磨ユニット
７０ パルスモータ
７２ スピンドルハウジング
７４ スピンドル
７５ａ，７５ｂ ボルト
７６ ホイールマウント
７７ ヒータ（加熱部）
７８ 研磨ホイール
７９ 流体供給路
８０ 中央基台
８０ａ 外周面
８１ 環状基台
８１ａ 内周面
１００ 制御部
Ｗ ウエーハ（被加工物）
ＷＲ 裏面（被研磨面）
Ｗａ 外周部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】