以下では、本発明の実施の形態について説� ��するが、本発明はこれに限定されるもので� ��ない。
 本発明者らは、両頭研削装置および両頭研� ��方法と研削後のワークのナノトポグラフィ� ��との関係について鋭意研究を行った結果、� ��ークの径方向に沿った支持手段であるワー� ��ホルダーの自転の軸方向の位置制御が重要� ��あることを見出した。従来では、これはナ� ��トポグラフィー等のウエーハ品質には影響� ��ないものとして考えられていた。

 そして、さらに研究をすすめたところ、ワ� ��クホルダーと静圧支持部材の間隔(つまりは ワークホルダーにおいて非接触支持される面 と、静圧支持部材においてワークホルダーを 非接触支持する面の間隔)は、200~500μmが従来� ��は一般的であったが、この寸法では、流体� ��静圧による支持効果は得られないことが分� ��った。すなわち、ワークホルダーの自転の� ��方向に沿ったワークホルダーの位置の制御� ��出来ない事が判明した。従って、図11に示� �ように、姿勢が倒れやすく、ワークホルダ� �の自転の軸方向での位置が固定されていな� �事が分かった。ワークホルダーの研削中の� �れは、挿入されるワークの自転の軸方向の� �置ズレを生じさせ、ナノトポグラフィーの� �化を招く。
 また、特に、上記のワークホルダーの倒れ� ��、研削負荷の高い微細砥粒(例えば1μm以下)� ��高番手砥石の場合に顕著となることも本発� ��者らは発見した。

 そして、本発明者らは、特にこのような� ��番手の砥石を用い、両頭研削後の工程であ� ��両面研磨工程の研磨量等を低減することに� ��るコスト改善や、面粗さやダメージ深さの� ��善を考慮しつつ、研削後のワークのナノト� ��グラフィーの改善を図るには、ワークホル� ��ーと静圧支持部材の間隔を50μm以下とし、� �つ、ワークホルダーを静圧支持するための� �体の静圧を0.3MPa以上に調節して、ワークホ� �ダーにより支持されたワークの両面を研削� �れば良いことを見出した。このような条件� �あれば、研削中にワークホルダーは安定し� �支持され、位置制御も適切に行われること� �見出し、本発明を完成させた。

 図1は、本発明の両頭研削装置の一例を示 す概略図である。両頭研削装置1は、主に、� �ークWを支持するワークホルダー2と、ワーク ホルダー2を流体の静圧により非接触支持す� �一対の静圧支持部材3と、ワークWの両面を同 時に研削する一対の砥石4を備えている。

 ここで、まず、ワークホルダー2について 述べる。図2にワークホルダー2の概要を示す� ��図2(a)の全体図、(b)の断面図に示すように、 ワークホルダー2は、主として、リング状で� �面がL字のリング部6、ワークWと接触してワ� �クWの径方向に沿って外周側から支持する支� ��部7、ワークホルダー2を自転させるために� �いられる内歯車部8を有し、リング部6のL字� �内側に支持部7を介して内歯車部8がねじで留 められている。

 また、ワークホルダー2を自転させるために 、モータ9に接続された駆動歯車10が配設され ており、これは内歯車部8と噛合っており、� �動歯車10をモータ9により回転させることに� �って、内歯車部8を通じてワークホルダー2を 自転させることが可能である。そして、図2(a )に示すように、支持部7の縁部の一部に、内� ��に向かって突出した突起が形成されており� ��ワークWの周縁部に形成されたノッチと呼ば れる切り欠きの形状に適合し、ワークホルダ ー2の回転動作をワークWに伝達することがで� ��るようになっている。
 また、ワークホルダー2は、回転する軸回り に自由に回転する3個以上のローラ11により回 転可能に支持されている。図2(a)に示す例で� �、このローラ11が4個配置されているが、こ� �に限定されない。

 静圧支持部材3によって非接触支持される面 を有するリング部6は例えば、アルミナセラ� �クスからできている。このように材質がア� �ミナセラミクスのものであれば、加工性が� �く、加工時にも熱膨張し難いため、非接触� �持される面を所望形状に高精度に加工され� �ものとすることができる。
 また、例えば、支持部7の材質は樹脂、内歯 車部8および駆動歯車10の材質はSUSとすること ができるが、これらに限定されるものではな い。

 次に、静圧支持部材3について説明する。
 図3に静圧支持部材3の概要を示す。まず、� �3(a)は静圧支持部材3の全体を示している。外 周側がワークホルダー2を非接触支持するワ� �クホルダー静圧部であり、内周側がワークW� ��非接触支持するワーク静圧部となっている� ��また、静圧支持部材3には、ワークホルダー 2を自転させるのに用いられる駆動歯車10を挿 入するための穴や、砥石4を挿入するための� �が形成されている。

 図3(b)に、ワークホルダー静圧部の一部を拡 大したものを示す。また、図3(c)は、図3(b)のA -A’における断面図である。
 図3(b)(c)に示すように、表面には土手12と、� ��手12に囲まれた凹部であるポケット13を有し ており、各ポケット13には、流体供給口から� ��ケット13へ流体(例えば水)を供給するための 供給孔14が形成されている。
 また、図3(d)は、流体を各供給孔14へと供給� ��るためのラインを示したものであり、各ラ� ��ンにはバルブ15および圧力計16が備えられて いる。これらによって、供給孔14を通してポ� ��ット13へと供給される流体の静圧を調整す� �ことができる。実際に両頭研削を行う場合� �は、0.3MPa以上の静圧に調整され、その静圧� �ワークホルダー2を非接触支持する。

 そして、図1に示すように静圧支持部材3� �ワークホルダー2の両側に配設されている。� ��た、各静圧支持部材3は、その位置を調整す る手段(不図示)に取り付けられており、両頭� ��削時には、ワークホルダー2と各静圧支持部 材3との間隔、すなわち、図3(c)に示すように� ��ークホルダー2において非接触支持される面 と、静圧支持部材3においてワークホルダー� �非接触支持する面の間隔Dが50μm以下に設定� �れる。

 なお、ワーク静圧部の構成は特に限定さ� ��ず、流体を供給する機構を備えていないも� ��とすることもできるし、あるいは、特開2007 -96015号公報と同様に、土手やポケット、供給 孔を備え、流体をワークWと静圧支持部材3間� ��供給可能なものとすることもできる。

 また、砥石4は特に限定されず、例えば従 来と同様に、平均砥粒径が4μmの番手#3000のも のを用いることができる。さらには、番手#60 00~8000の高番手のものとすることも可能であ� �。この例としては、平均粒径1μm以下のダイ� ��モンド砥粒とビトリファイドボンド材から� ��るものが挙げられる。なお、砥石4はモータ 5に接続されており、高速回転できるように� �っている。

 従来装置では、ワークホルダーにおいて� ��接触支持される面と、静圧支持部材におい� ��ワークホルダーを非接触支持する面の間隔� ��200~500μmであったが、特に上記のような高番 手の砥石を用いる場合、研削負荷が高く、ワ ークホルダーを自転の軸方向に沿った位置を 安定化させることが困難である。

 しかしながら、本発明の両頭研削装置1では 、このような高番手の砥石4であっても、間� �Dが50μm以下、かつ0.3MPa以上の流体の静圧で� �ークホルダー2を支持するものであるので、� ��ークホルダー2の自転の軸方向に沿った位置 を十分に安定化させることができる。そのた め、高負荷がかかる高番手の砥石を用いた研 削が可能になり、ナノトポグラフィーの悪化 を従来に比べて格段に抑制することができ、 高品質にワークを研削することが可能である 。
 加えて、このような高番手の砥石4を採用し たものであれば、両頭研削後の両面研磨工程 での研磨量の低減化を図ることができ、生産 性の向上、コストの削減を達成することがで きるとともに、両頭研削での面粗さやダメー ジ深さを改善することができる。

 以上のように、本発明の両頭研削装置1のワ ークホルダー2、静圧支持部材3、砥石4等の各 構成について説明してきたが、ここで、ワー クホルダー2および静圧支持部材3に関して、� ��らにより好ましい実施形態について説明す� ��。
 まず、本発明者らは、本発明の両頭研削装� ��1におけるワークホルダー2および静圧支持� �材3の形状精度についての調査を行った。
 具体的には、ワークホルダー2と静圧支持部 材3との間隔Dを50μm以下に設定するために、� �ークホルダー2の平面度と平行度、静圧支持� ��材3のワークホルダー2を非接触支持する面� �平面度を変更して組み合わせた装置を用い� �水の静圧によりワークホルダー2を非接触支� ��し、ワークホルダー2を自転させて、その回 転状況を調べる実験を行った。砥石には高番 手の#8000のものを用いた。

 まず、複数の静圧支持部材3と複数のワーク ホルダー2を準備し、三次元測定機ZYZAXRVA-A(株 式会社東京精密製)を用いて、静圧支持部材3� ��ついては2水準(平面度が15μm、20μm)、ワーク ホルダー2については3水準(平面度が50μmで平� ��度が10μm、平面度が15μmで平行度が10μm、平� ��度が5μmで平行度が5μm)を選別した。静圧支� ��部材の形状測定の結果の一例を図4に示す。
 これらを組み合わせて、ワークホルダー2と 静圧支持部材3との間隔Dを50μmに設定した後� �、ワークホルダー2の自転の回転状況を調査� ��た。なお、供給する水の静圧は0.3MPaとした� ��
 表1に、ワークホルダー2や静圧支持部材3の� ��面度、平行度の組み合わせや、回転状態に� ��いて示す。

 表1に示すように、平面度と平行度の大き いものの組み合わせでは、ワークホルダー2� �回転しても駆動歯車10を回転させるモータの 負荷が通常より高い現象が確認され、ワーク ホルダー2と静圧支持部材3が接触しているこ� ��が分かった。

 ワークホルダー2と静圧支持部材3の間隔D� ��各々の形状との関係は、図5に示す通り、e� �静圧支持部材3の平面度、fをワークホルダー 2の平行度、h-gをワークホルダー2の平面度、� ��に静圧水膜の厚さをαとすると、ワークホ� �ダー2と静圧支持部材3との間隔Dは、D=e+f+(h-g) /2+αと表される。ここで、静圧水膜厚さαが� �定困難なため、他の寸法を規定する事は出� �ないが、表1の回転状態の結果より、e+f+(h-g)/ 2の数値が30μm以下である事が必要条件となる 。

 但し、静圧支持部材3とワークホルダー2� �加工時の形状精度は、その形状が単純であ� �ワークホルダー2の方が出しやすく、複雑な� ��状を持つ静圧支持部材3ではその形状精度に は限界がある。そこで、e+f+(h-g)/2の数値が30μ m以下である事を満たし、かつ現実的な形状� �度としては、静圧支持部材3の平面度が20μm� �下、ワークホルダー2の平面度が5μm以下、平 行度が5μm以下であるのが好ましい。

 特に、ワークホルダー2の平面度が5μm以下� �平行度が5μm以下の精度は、従来用いられて� ��た熱膨張係数が約17×10 ^-6 /℃のSUS304では、加工時の発熱のために得る� �が出来ない。ワークホルダー2のリング部6を 熱膨張係数が6×10 ^-6 /℃のアルミナセラミクスとする事で容易に� �成出来る精度である。
 尚、e+f+(h-g)/2の数値が30μm以下である2水準� �組み合わせ(ワークホルダー2の平行度が5μm� �つ平面度が5μmであり、静圧支持部材3のワー クホルダーを非接触支持する面の平面度が20� �mまたは15μm)については、ワーク研削後に測� ��した擬似ナノトポグラフィーは、0.2μmを下� ��り、極めて良好なレベルである事を確認し� ��いる。

 以上のような調査から、ワークホルダー2は 、平行度が5μm以下、かつ、平面度が5μm以下� ��ものであり、静圧支持部材3は、ワークホル ダー2を非接触支持する面の平面度が20μm以下 のものが好ましいことが判った。なお、両側 の静圧支持部材3の平行度は、組み付け時に� �行調整を行っておけば良い。
 そして、このような条件を満たす両頭研削� ��置であれば、ワークホルダー2と静圧支持部 材3の間隔Dが50μm以下という小さい値であっ� �も、駆動歯車10のモータ9の負荷が上昇して� �内歯車部8と駆動歯車10の間で磨耗による発� �が生じ、発塵した異物がワークホルダー2と� ��圧支持部材3との隙間に混入するのを効果的 に防ぐことができることを本発明者らは見出 した。そして、これにより、ワークホルダー 2の回転を妨げる現象等が発生するのを予防� �ることが可能である。

 次に、本発明のワークの両頭研削方法につ� ��て述べる。
 ここでは、図1に示す本発明の両頭研削装置 1を用いた場合について説明するが、これに� �定されず、ワークホルダー2と静圧支持部材3 の間隔Dを50μm以下とし、かつ、流体の静圧を 0.3MPa以上に調節して、ワークWの両面を研削� �る方法であれば良い。

 ワークW(例えばシリコンウエーハ)をワーク� ��ルダー2の支持部7によって、ワークWの径方� ��に沿って外周側から保持することにより支� ��する。
 ワークWを支持するワークホルダー2を、一� �の静圧支持部材3の間に、静圧支持部材3とワ ークホルダー2が隙間を有するように支持す� �。このとき、静圧支持部材3の各ポケット13� �供給孔14から流体である水を供給し、各ポケ ット13ごとに静圧を0.3MPa以上に調節する。ま� ��、静圧支持部材3とワークホルダー2との間� �Dを50μm以下に調節する。

 このようにして、ワークWを外周側から支 持するワークホルダー2を、静圧支持部材3を� ��いて水の静圧により非接触で支持し、また� ��駆動歯車10によりワークホルダー2を自転さ� ��つつ、モータ5により砥石4を回転させ、ワ� �クWの両面を同時に研削する。

 ワークWのナノトポグラフィーの悪化を防 ぐにあたっては、ワークWを支持するワーク� �ルダー2の自転の軸方向に沿った位置の制御� ��重要な要素である。上記のような本発明の� ��頭研削方法によって、ワークホルダー2を自 転の軸方向に沿って適正な位置に制御しつつ 、ワークWの両頭研削を行うことが可能なた� �、従来に比べてばらつきも少なく高レベル� �ナノトポグラフィーに改善することができ� �。例えば、両頭研削時に疑似ナノトポグラ� �ィーを0.2μm以下にすることができ、これに� �って、最終製品時にナノトポグラフィーを15 nm以下に抑制できる。これは近年の顧客から� ��要望を十分に満たすことのできるレベルで� ��る。

 なお、ワークホルダー2において、非接触支 持される面を有するリング部6をアルミナセ� �ミクスからなるものとすれば、その非接触� �持される面を形状精度高く加工することが� �能であり、特には、平行度が5μm以下、かつ� ��面度が5μm以下のワークホルダー2とするこ� �ができる。
 また、静圧支持部材3において、平面度が20� �m以下のものとするのが好ましい。
 このような形状のワークホルダー2や静圧支 持部材3を用いて両頭研削を行えば、研削中� �ワークホルダー2と静圧支持部材3の間隔Dが50 μm以下と狭くても、互いに接触せず、ワーク ホルダー2の回転への影響をなくすことが可� �である。

 また、砥石4として、平均粒径1μm以下のダ� �ヤモンド砥粒とビトリファイドボンド材か� �なるような高番手のものを用いることがで� �る。従来では、このような高番手のものを� �いた場合、研削時の負荷によりワークホル� �ーの位置制御ができず、ワークWにおけるナ� ��トポグラフィーを悪化させてしまっていた� ��しかしながら、本発明であれば、高番手の� ��のを用いても、ワークホルダーの位置制御� ��可能であり、ワークのナノトポグラフィー� ��悪化を十分に抑制することができる。しか� ��、高番手のものを用いることにより、後の� ��面研磨工程での研磨量を減少させることが� ��き、コスト削減や、面粗さやダメージ深さ� ��改善を図ることができる。
 

 以下、本発明を実施例によりさらに詳細に� ��明するが、本発明はこれに限定されない。
(実施例1)
 図1に示す本発明のワークの両頭研削装置1� �用い、本発明の両頭研削方法により、ワー� �(直径300mmのシリコンウエーハ)の両頭研削を� ��った。
 ワークホルダーとしてはリング部がアルミ� ��セラミクスからなるものを用いた。ワーク� ��ルダーの平面度は5μm、平行度は5μm、静圧� �持部材の平面度は15μmである。
 ワークホルダーと静圧支持部材との間隔は3 0μmに設定した。また、静圧支持部材の供給� �から水を供給し、0.6MPaの静圧により、ワー� �ホルダーを非接触支持した。さらに、砥石� �しては、平均粒径1μm以下のダイヤモンド砥� ��とビトリファイドボンドからなるSD#3000砥石 とSD#8000砥石(株式会社アライドマテリアル製� �ビトリファイドボンド砥石)を用いた。
 研削量は30μmである。

 ワークホルダーと静圧支持部材の間隔と研� ��されたワークの擬似ナノトポグラフィーの� ��果を図6に示す。
 図6に示すように、どちらの砥石を用いた場 合であっても、後述する比較例に比べてばら つきば小さく、かつ、疑似ナノトポグラフィ ーを0.2μm以下という良好なレベルに抑制する ことができた。特に、高番手のSD#8000砥石を� �いた場合であっても優れた結果を示してい� �ことが分かる。
 

(比較例1)
 ワークホルダーと静圧支持部材との間隔を1 00μmまたは200μmに設定する以外は実施例1と同 様にしてワーク(直径300mmのシリコンウエーハ )の両頭研削を行った。

 図6に示すように、実施例1に比べて疑似ナ� �トポグラフィーのばらつきは大きく、かつ0. 2μmを超える場合がある。確実に0.2μm以下に� �制するには、本発明のように、静圧支持部� �とワークホルダーの間隔を50μm以下にする必 要があることが分かる。
 なお、静圧支持部材とワークホルダーの間� ��が狭くなるほど疑似ナノトポグラフィーの� ��が低減していることがわかる。さらには、S D#8000砥石を使用した場合にはこの傾向が更に 顕著となり、ワークホルダーと静圧支持部材 との間隔が広いほど急激に擬似ナノトポグラ フィーは悪化する。
 

(実施例2、比較例2)
 砥石にSD#8000砥石を用い、水による静圧値を 変えて設定した以外は実施例1と同様にして� �ーク(直径300mmのシリコンウエーハ)の両頭研� ��を行った。
 水による静圧は、0.3MPa、0.8MPa、1.0MPa(以上実 施例2)、0.2MPa(比較例2)とした。

 水による静圧値と研削されたワークの擬似� ��ノトポグラフィーの結果を図7に示す。なお 、実施例1のときの疑似ナノトポグラフィー� �値を参考に載せておく(静水圧0.6MPaにおける� ��)。
 比較例2では疑似ナノトポグラフィーが0.8μm と大きく、実施例2ではいずれも0.2μm以下に� �えられた。
 このように、静圧値が0.3MPaより小さいと疑� ��ナノトポグラフィーが著しく大きくなって� ��まい、高品質の研削後のワークを得ること� ��できない。静圧値を0.3MPa以上とすることに� ��って優れたレベルの疑似ナノトポグラフィ� ��に抑制できていることが分かる。

 また、実施例1、2、比較例1、2より、高レベ ルの疑似ナノトポグラフィーの研削後のワー クを得るには、本発明のように、ワークホル ダーと静圧支持部材の間隔を50μm以下とする� ��ともに、0.3MPa以上の静圧により、静圧支持� ��材でワークホルダーを非接触支持すること� ��必須であることが分かる。
 

(比較例3)
 従来の両頭研削装置を用いてワーク(直径300 mmのシリコンウエーハ)の両頭研削を行った。
 用いた両頭研削装置XSG-320(光洋機械工業株� �会社製)は、従来の標準的なものであり、三� ��元形状測定機ZYZAXRVA-A(株式会社東京精密製)� ��よる実測で、ワークホルダーは平行度が10μ m、平面度が50μmのSUS製のもので、静圧支持部 材の平面度は20μmであった。
 ワークホルダーと静圧支持部材との間隔は� ��準的な200μmで、静水圧は0.6MPaに設定した。� ��して、砥石にはビトリファイドボンドのSD#3 000の直径160mm砥石(株式会社アライドマテリア ル製ビトリファイドボンド砥石)を用いた。
 研削量は30μmである。

 研削後のワークについて擬似ナノトポグラ� ��ィーを計測した結果、非常にばらつきが大� ��く、平均で0.6μm、最大で1.2μmとばらつく結� ��となった。疑似ナノトポグラフィー目標値0 .2μmを満足する事は出来なかった。この原因� ��、200μmの隙間の中でワークホルダーが倒れ� ��すく、ワークホルダーが倒れる事により、� ��ークの中心位置がずれ、ワークの変形を生� ��させていると考えられる。
 

 なお、本発明は、上記実施形態に限定さ� ��るものではない。上記実施形態は、例示で� ��り、本発明の特許請求の範囲に記載された� ��術的思想と実質的に同一な構成を有し、同� ��な作用効果を奏するものは、いかなるもの� ��あっても本発明の技術的範囲に包含される� ��