JP2001347446A - テープ研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 より均一で精度の高い表面基準研磨をするこ
とが可能なこと。 【解決手段】 研磨テープ１０を該研磨テープ１０の背
面からワーク３０の被研磨面３１側へ押圧する押圧部材
２２を有し、押圧部材２２の被研磨面３１に対向する部
位に沿わせて研磨テープ１０を送る供給リール２６と巻
取リール２８が設けられた研磨テープ送り機構２５を有
する研磨ヘッド２０と、研磨ヘッド２０を、被研磨面３
１に直交する研磨ヘッドの軸心２１を中心に回転させる
研磨ヘッド２０の回転機構４５と、研磨ヘッド２０の先
端振れを防止すべく、ワーク３０側の研磨ヘッド２０の
先端部２０ａをガイドする先端振れ止めガイド部５２と
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テープ研磨装置に
関し、さらに詳細には砥粒が保持された砥粒面を有する
研磨テープと、平面状の被研磨面を有するワークとを前
記砥粒面と前記被研磨面とを接触させつつ相対的に運動
させると共に、前記研磨テープを長尺方向へ送って前記
被研磨面を研磨するテープ研磨装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体装置の高集積化が進むに伴
い、その製造工程における高精度な研磨技術が重要にな
ってきている。特に、ウェーハ表面にデバイスを形成す
る際の堆積形成された層間絶縁膜や金属配線等について
は、より一層、高精度に研磨することが要求されてい
る。これに対して、従来のウェーハの研磨装置では、ウ
ェーハの被研磨面を、研磨クロスが定盤に貼付されて形
成された研磨面へ、全面的に均等な圧力で押圧できるよ
うに、ウェーハを保持する保持部にエアバック機能を備
えたものが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のウェーハの研磨装置では、研磨面が平坦に形成さ
れ、柔軟性がない。そのため、デバイスが表面に形成さ
れることでベース材であるシリコンとの熱膨張率の違い
などから、うねりが発生したウェーハの場合、その表面
を基準に均一に研磨することは困難であった。すなわ
ち、ウェーハのうねりによって生じる高い部分が、より
多く削り取られてしまい、均一に研磨できないという課
題があった。

【０００４】また、このウェーハの研磨装置では、研磨
を促進させる化学成分と遊離砥粒を含んだ研磨液を用い
て研磨するもので、化学成分が堆積形成された層間絶縁
膜や金属配線等を所定以上に侵食してしまうという課題
があった。

【０００５】なお、これに対しては、ハードディスクの
表面テクスチャリングの技術（テープ研磨技術）を応用
することが考えられる。例えば、特開昭６３−９９１７
０号（研磨加工装置）に記載された動圧効果によるテー
プ浮上に配慮した研磨テープによる加工技術を応用する
ことが考えられる。図１３に示すように、ハードディス
ク１４は、中央が開口したドーナツ状であり、円の中央
部分１５の研磨を必要としない。このため、その開口し
た中央部分１５でスピンドルに固定し、高速で自転させ
ることが可能である。研磨テープ１０は、円柱状のバッ
クアップローラ１６に巻き回され、供給リール２６と巻
取リール２８とによって送りがなされる。これにより、
被研磨面１４ａと研磨テープ１０との相対運動を得るこ
とができ、研磨が可能となっている。

【０００６】しかしながら、半導体装置の製造工程で
は、円形のウェーハ全面について加工する必要がある。
つまり、ウェーハを、その中央を通る軸心を中心に高速
で回転させたとしても、外周の周速は速いが、中央の周
速はゼロである。従って、その中央付近は、研磨テープ
との相対運動の速度が小さくなり、研磨できない。この
ため、ハードディスクに係る表面テクスチャリングの技
術を、半導体装置の製造工程にかかる表面研磨へは、直
接応用することができないという課題もあった。

【０００７】そこで、本発明の目的は、より均一で精度
の高い表面基準研磨をすることが可能なテープ研磨装置
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は次の構成を備える。すなわち、本発明は、
砥粒が保持された砥粒面を有する研磨テープと、平面状
の被研磨面を有するワークとを前記砥粒面と前記被研磨
面とを接触させつつ相対的に運動させると共に、前記研
磨テープを長尺方向へ送って前記被研磨面を研磨するテ
ープ研磨装置において、前記研磨テープを該研磨テープ
の背面から前記被研磨面側へ押圧する押圧部材を有し、
該押圧部材の前記被研磨面に対向する部位に沿わせて前
記研磨テープを送る供給リールと巻取リールが設けられ
た研磨テープ送り機構を有する研磨ヘッドと、該研磨ヘ
ッドを、前記被研磨面に直交する研磨ヘッドの軸心を中
心に回転させる研磨ヘッドの回転機構と、前記研磨ヘッ
ドの先端振れを防止すべく、前記ワーク側の前記研磨ヘ
ッドの先端部をガイドする先端振れ止めガイド部とを備
えることを特徴とする。

【０００９】また、前記先端振れ止めガイド部は、円形
の研磨ヘッドの外周に当接する三個以上のローラ状部材
から構成されていることで、好適に案内でき、好適に研
磨できる。

【００１０】また、前記押圧部材は、前記研磨テープを
該研磨テープの背面から前記被研磨面側へ押圧する加圧
パッドであり、前記研磨テープ送り機構は、前記加圧パ
ッドの押圧面に沿わせて前記研磨テープを送ることで、
ウェーハ状のワークを好適に研磨できる。

【００１１】また、前記加圧パッドの押圧面が円形であ
ることで、安定的な回転運動を好適に得ることができ
る。

【００１２】また、前記ワークを保持する保持部を、前
記研磨ヘッドの軸心と平行で所定の間隔が離れた軸心を
中心に回転させるワークの回転機構を備えることで、ワ
ークの全面を好適に研磨することができる。また、前記
研磨ヘッドの回転角速度が前記ワークの回転角速度に比
べて高速であることで、研磨テープの砥粒面を被研磨面
へ好適に接触させて精度良く研磨することができる。ま
た、前記ワークの被研磨面が円形であり、該被研磨面の
直径よりも前記押圧面の直径が小さいと共に、前記被研
磨面の半径よりも前記押圧面の直径が大きいことで、ワ
ークの全面を効率良く好適に研磨できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るテープ研磨装
置の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳
細に説明する。図１は、本発明に係るテープ研磨装置の
内部構造の一実施例を説明する断面図である。また、図
２は、図１の状態から研磨ヘッドを９０度回転した状態
の断面図である。また、図３は、図１の実施例の研磨ヘ
ッドに係る回転状態を説明する平面図である。

【００１４】１０は研磨テープであり、砥粒が保持され
た砥粒面１２を有する。この研磨テープ１０は、通常、
ポリエステル等のベースフィルム上に、研磨砥粒が、バ
インダ樹脂及び添加剤よりなる塗料を介して分散塗布さ
れたものである。この研磨テープ１０が、平面状の被研
磨面３１を有するワーク３０に対して相対的に運動さ
れ、砥粒面１２が被研磨面３１に接触されつつ研磨がな
される。

【００１５】また、２０は研磨ヘッドであり、加圧パッ
ド２２を端部（本実施例では下端部）に備え、研磨テー
プ１０を長尺方向へ送る研磨テープ送り機構２５を内蔵
している。加圧パッド２２は、研磨テープ１０を、その
研磨テープ１０の背面から被研磨面３１側へ押圧するも
のである。また、この加圧パッド２２は、加圧手段４０
及びその調整手段によって押圧される。加圧手段４０
は、研磨ヘッド２０、加圧パッド２２全体又はその押圧
面２３を、往復動、本実施例では上下動させることが可
能な機構であればよい。例えば、シリンダ装置、又はモ
ータを駆動源とする上下動機構、或いはエアバック方式
による一種の伸縮機構を用いることができる。シリンダ
装置やエアバック方式の場合は、圧力室内へ供給する加
圧空気の圧力を調整することで、加圧パッド２２による
研磨テープ１０の押圧力を調整できる。なお、本実施例
では研磨ヘッド２０側から加圧しているが、研磨ヘッド
２０の上下位置を固定し、被研磨面３１（ウェーハ３
０）側を上下方向に移動可能とし、被研磨面３１側から
加圧パッド２２側へ加圧することも可能である。

【００１６】また、本実施例では、加圧パッド２２の押
圧面２３が円形に形成されている。これによれば、研磨
ヘッド２０の後述する高速回転に好適に対応して、加圧
パッド２２及びそれを備える研磨ヘッド２０が、安定的
したバランスのよい回転運動をすることができる。ま
た、加圧パッド２２による押圧力が、研磨テープを介し
て被研磨面に高い対称性をもって作用し、バランスのよ
い研磨ができる。

【００１７】研磨テープ送り機構２５には、加圧パッド
２２の押圧面２３に沿わせて研磨テープ１０を送る供給
リール２６と巻取リール２８が設けられている。加圧パ
ッド２２の押圧面２３は、被研磨面３１に対面（対向）
する全体形状としては平面状に形成されている。すなわ
ち、本実施例の押圧面２３は平面状に形成されているた
め、その押圧面２３に倣って走行する研磨テープ１０の
部分も平面状となる。また、この研磨テープ１０の送り
は、新鮮な砥粒面１２を順次供給するためになされるも
ので、低速度でよい。

【００１８】３５はキャプスタン駆動モータである。３
６はテープ送りキャプスタンであり、ベルト３７等を介
してキャプスタン駆動モータ３５によって駆動される。
また、３８はピンチローラであり、研磨テープ１０をテ
ープ送りキャプスタン３６との間で挟み込む。また、巻
取リール２８は、キャプスタン駆動モータ３５が兼用さ
れること、或いは図示しない別の駆動モータによって、
研磨テープ１０を巻き取るように回転駆動される。そし
て、供給リール２６にはブレーキ機能が付いており、研
磨テープが緩まないように、所定の張力を与えることが
できるように設けられている。これらの機構は、研磨テ
ープ１０を一定の速度で送るためのもので公知の技術を
用いることができる。

【００１９】３９は研磨テープの送り用ガイドであり、
加圧パッド２２の両側で、押圧面２３より被研磨面３１
から離れた位置にそれぞれ設けられている。本実施例で
は、被研磨面３１が水平に位置されているため、この研
磨テープの送り用ガイド３９も研磨テープ１０を水平に
案内すべく、水平方向に延びた状態に配設されている。
この一対の研磨テープの送り用ガイド３９、３９によっ
て、研磨テープ１０が、押圧面２３に倣って平面状にな
るように好適に案内される。また、研磨テープの送り用
ガイド３９は、研磨テープ１０を滑り良く送るものであ
ればよく、ローラ状に回転自在に設けられていてもよ
い。

【００２０】４５は回転機構であり、研磨ヘッド２０
を、被研磨面３１に直交する研磨ヘッドの軸心２１を中
心に回転させることで、砥粒面１２を被研磨面３１に対
して高速に自転運動させる。２１ａは研磨ヘッドの回転
軸であり、基体５０に対してベアリング４６を介して回
転自在に設けられている。また、４７は研磨ヘッドの駆
動モータであり、回転軸２１ａに固定されたプーリ４
８、及びベルト４９等を介して、研磨ヘッド２０を高速
に回転駆動させる。これにより、研磨ヘッド２０（研磨
テープ１０）とワーク３０との高速な相対運動（相対速
度）を好適に得ることができる。この相対速度（本実施
例では主に研磨ヘッド２０の回転速度）は、後述する動
圧効果を好適に得ることができる程度に高速度であれば
よい。

【００２１】５２は先端振れ止めガイド部であり、研磨
ヘッド２０の先端振れを防止すべく、ワーク側の研磨ヘ
ッドの先端部２０ａをガイドする。この先端振れ止めガ
イド部５２は基体５０の研磨ヘッド２０を内包する筒状
部５５の端部５５ａ（本実施例では下端部）に設けられ
ている。本実施例の先端振れ止めガイド部５２は、図３
に示すように円形（円筒状）の研磨ヘッド２０の外周に
当接する３個以上のローラ状部材５３から構成されてい
る。なお、このローラ状部材５３は４個以上が配設され
ていてもよい。このローラ状の部材は、軸受、カムフォ
ロア或いはベアリングと称されるものを適宜用いればよ
い。これによれば、研磨部分の振れを低減し、研磨ヘッ
ド２０の高速な回転にも好適に対応できる。また、研磨
テープ１０の固定砥粒による高速加工で均一性及び平坦
性を向上できるという利点を、効果的に得ることができ
る。なお、先端振れ止めガイド部５２は、これに限定さ
れず、例えば、研磨ヘッド２０の外周を内包するリング
状のベアリングを用いることも可能である。

【００２２】次に、供給リール２６、巻取リール２８及
びキャプスタン駆動モータ３５の研磨ヘッド２０内での
位置関係について説明する。図１に明らかなように、本
実施例の研磨ヘッド２０では、下側から巻取リール２
８、供給リール２６、キャプスタン駆動モータ３５の順
で上下に一列に配設されている。そして、研磨ヘッドの
軸心２１が、供給リール２６及び巻取リール２８の中心
を通るように設けられている。別言すれば、主要構成で
ある供給リール２６及び巻取リール２８の重心が研磨ヘ
ッドの軸心２１上にあるように配されている。このよう
に、研磨ヘッド２０の軸心２１と供給リール２６及び巻
取リール２８の重心とを一致されておくことで、安定的
な回転を得ることができ、高速回転に好適に対応でき
る。すなわち、供給リール２６から研磨テープ１０が繰
り出されると、その重量が減少するが、重心が回転中心
にあるため、回転のバランスが崩れない。また、巻取リ
ール２８が研磨テープを巻き取ると、その重量が増大す
るが、重心が回転中心にあるため、回転のバランスが崩
れない。従って、均一で高精度の研磨を行うことができ
る。

【００２３】また、研磨ヘッドの軸心２１が、研磨テー
プ送り機構２５を駆動するモータの重心を通るように設
けられている。本実施例では、キャプスタン駆動モータ
３５が、巻取リール２８の回転駆動装置も兼用してお
り、その重心を研磨ヘッドの軸心２１が通っている。こ
のように駆動モータ（キャプスタン駆動モータ３５）の
重心が回転中心にあることで、特別なバランサを装着す
ることを要せずに、回転がアンバランスになることを好
適に防止することができる。従って、均一で高精度の研
磨を行うことができる。

【００２４】３２は保持部であり、ワーク３０を保持す
る。ワーク３０を保持する手段としては、例えば真空減
圧による真空吸着、水の表面張力を利用して貼付するも
の、接着、静電吸着等、公知の技術を用いればよい。こ
のとき、保持部３２上のワーク３１の外周部分に、ワー
クとほぼ同じ厚さのガイドリング３２ｇを設置すること
により、ワーク外周部分で研磨テープとワークとの接触
力を均一にすることができ、ワーク外周部分ダレを防止
することができる。３４はワークの回転機構であり、保
持部３２を、研磨ヘッドの軸心２１と平行で所定の間隔
が離れた保持部の軸心３３を中心に回転させることで、
ワーク３０を自転運動させる。例えば、モータの回転駆
動を、減速装置を介して所望の回転数とする駆動機構か
ら成る。なお、４１は加工槽であり、研磨用に供給され
た液体を受ける。

【００２５】このワークの回転機構３４によれば、ワー
ク３０の被研磨面３１全面について研磨テープ１０の砥
粒面１２が接触できるように、ワーク３０の角度位置を
変えことができる。つまり、被研磨面３１を、その被研
磨面に直交する軸心３３を中心に回転させ、研磨テープ
１０の平面状の砥粒面１２へ順次送ることができる。こ
のワークの回転機構３４によれば、ワーク３０が比較的
低速で回転（自転）される。本実施例では、少なくと
も、研磨ヘッド２０の回転角速度が前記ワークの回転角
速度に比べて高速であるように設定されている。また、
このワークの回転機構３４の回転速度を適宜調整するこ
とで、研磨速度等を適宜調整できる。例えば、その回転
速度の調整によれば、研磨ヘッド２０（研磨テープ）の
回転速度及び研磨テープ１０の押圧力等との関係におい
て、被研磨面３１全面をより均一に研磨するように調整
することができる。

【００２６】また、本実施例によれば、ワーク３０の被
研磨面３１が円形である。つまり、本実施例のワーク３
０は、半導体装置を製造するための集積回路形成工程中
の基部（ベース）がシリコン等で形成されたウェーハで
ある。薄肉板であると共に、ノッチ部やオリエンテーシ
ョンフラット部の一部を除いて円形に形成されている。
そして、このワーク３０の被研磨面３１の直径よりも押
圧面２３の直径が小さく設定されている。また、被研磨
面３１の半径よりも押圧面２３の直径の方が大きく形成
されている。これにより、ワークの回転機構３４によっ
てワーク３０を回転（自転）させれば、ワーク３０の被
研磨面３１が順次高速で回転する前記砥粒面１２へ接触
するように供給される。従って、ワーク３０の被研磨面
３１の全面を効率良く好適に研磨できる。

【００２７】なお、ワーク３０を送る運動としては、以
上のような回転運動の他に、揺動運動、或いは自転しな
い旋回運動等を用いることも可能である。また、本実施
例のようにワーク３０の保持部３２側を運動させること
に限定されず、高速で回転する研磨ヘッド２０側を運動
させるようにしてもよい。つまり、被研磨面３１の全面
を均一に研磨するように、ワーク３０と研磨テープ１０
とが相対的に移動する軌跡を設定すればよい。

【００２８】図２に示すように、６０は光学的加工終点
検出装置であり、研磨ヘッド２０の側部に、ワーク３０
に臨んで設けられている。光学的加工終点検出装置６０
としては、ワーク３０がウェーハ状の場合、赤外線を発
してワーク３０の表面からの反射光と、ワーク３０を透
過して裏面で反射する反射光とを検出し、ワーク３０の
厚さを検出するものを用いることができる。これによれ
ば、ワーク３０の厚さを研磨中にリアルタイムで検出で
きるため、その検出データをもとに、研磨量（研磨の進
行）を制御することができる。このように、光学的加工
終点検出装置６０が、ワーク３０の被研磨面３１を研磨
中にも好適にモニタするには、研磨ヘッドの軸心２１と
ワークの回転機構３４にかかる保持部３２の軸心３３と
が所定の間隔離れて設定されるか、相互に移動可能に設
定と良い。また、図３に示すようにワーク３０（被研磨
面３１）よりも加圧パッド２２（押圧面２３）が小さい
と好適である。これは、研磨ヘッド２０とワークの回転
機構３４にかかる相互の軸心のずれ、又はその相互の軸
心の相対的な移動によって、被検出面である被研磨面３
１が、光学的加工終点検出装置６０に対面した状態に好
適に露出され易くなるためである。

【００２９】そして、本発明に係るテープ研磨によれ
ば、従来のような遊離砥粒を含んだ不透明の研磨液を用
いるものではないため、ワーク３０の表面（被研磨面）
がきれいに保たれる。本実施例では、純水が加工液とし
て供給され、その純水が後述する動圧効果（流体潤滑又
は弾性流体潤滑）、及びクーラントとしての効果を発現
する。純水は勿論のことであるが、砥粒を含まない透明
な液体である。このため、以上に説明したような反射光
を検出する光学的検出装置によって、ワーク３０を直接
観察して、好適にその厚さを計測し、加工終点を判断で
きる。また、別の方法として、可視光を含む光源を用
い、表面からの反射光の光量変化により表面状態をモニ
タし、研磨終点を検出することも可能である。なお、加
工液としては、他の液体、例えば、被研磨面３１を腐食
させて研磨速度を向上させることができる化学成分を含
有させることも可能である。この場合でも砥粒を含まな
いため、光が透過できる液体とすることができ、光学的
加工終点検出装置６０を好適に利用できる。これによ
り、適正な厚さの研磨を行うことができる。

【００３０】２４は凸部であり、加圧パッド２２の押圧
面２３に、図４に示すように、研磨ヘッド２０とワーク
３０との相対的な運動方向に交差する方向に延びるよう
に設けられている。この凸部２４の相対的な運動方向に
沿って切断した場合の断面形状は、研磨ヘッド２０のワ
ーク３０に対する相対的な運動方向（図５の矢印Ｆ参
照）とは反対の方向へ向けて徐々に突き出し高さが大き
くなって最も突き出た部分まで続くように設けられてい
る。別言すれば、研磨テープ１０背面の加圧パッド２２
形状及び材質を、研磨テープ１０と半導体ウェーハ等の
ワーク３０との間に流体浮上力が発生し、両者間の接触
力が微小な状態で研磨テープ１０がワーク３０の被研磨
面３１を研削できるように設定する。

【００３１】これによれば、動圧効果、別言すれば流体
潤滑又は弾性流体潤滑の効果が生じ、研磨テープ１０の
テープ本体を被研磨面３１から僅かに浮上させた状態
で、研磨テープ１０とワーク３０とを相対的に運動さ
せ、その研磨テープ１０の砥粒面１２で、被研磨面３１
へ好適に接触して研磨することができる。すなわち、研
磨テープ１０のテープ本体は僅かに浮上した状態である
が、そのテープ本体の表面（砥粒面）に付着して出っ張
った状態に固定されている砥粒が、被研磨面３１に接触
する。別言すれば、研磨テープ１０は浮いていて、砥粒
が接触している状態にある。そして、その砥粒による研
削によって被研磨面３１が削られて研磨がなされる。こ
れにより、うねりのある被研磨面３１（表面）でも、そ
のうねりに倣って小さい圧力で接触し、均一で精度の高
い表面基準研磨をすることができる。また、その浮上効
果によって、研磨テープ１０を好適に送ることも可能に
なる。また、動圧効果を好適に得るには、研磨テープ１
０とワーク３０との相対速度を、所定以上に高速にする
ことが必要であることは勿論である。例えば、本実施例
では、研磨ヘッド２０を高速で回転させることで、流体
（加工液）が砥粒面１２と被研磨面３１との間に引き込
まれるように動圧効果が発生する。

【００３２】また、凸部２４の相対的な運動方向に沿っ
て切断した場合の断面形状が、図５に示すように、断面
円弧状であることで好適に凸面２４ｐが形成され、研磨
テープ１０を好適に浮上させることができ、うねりのあ
る被研磨面３１でも好適に均一に研磨できる。なお、こ
の断面形状は、本実施例に限定されるものではなく、研
磨テープ１０の運動に伴って引き込まれた純水等の液体
（流体）が、砥粒面１２と被研磨面３１との間でくさび
状に入り込むような状態（図５に示した小さな矢印参
照）を具現できる形態であればよい。つまり、研磨テー
プ表面に流体浮上力を発生させ、テープ接触力を低くで
きる導入部となる徐々に間隙を小さくできる形状であれ
ばよい。従って、凸部２４は本実施例のような凸面２４
ｐに限定されることはなく、単純な斜面、斜面と平面の
組合せ或いは段差付き平面等でもよい。例えば、図６に
示すようにテーパ部２４ｔとフラット部２４ｆの組合せ
によって斜面と平面の組み合わせから成るテーパフラッ
ト型の凸部が形成されたものを用いることができる。ま
た、図７に示すようにステップ部２４ｓによって段差付
き平面から成るステップ型の凸部が形成されたものを用
いることができる。また、図８に示すように、軟質材に
よって形成され、変形可能な傾斜面２４ｅ（軟質材傾斜
面部）を持つ凸部を用いることもできる。図８（ａ）は
被加工物であるワーク３０に加圧していない状態を示
し、図８（ｂ）はワーク３０に加圧している状態を示
す。図８（ｂ）に示すように、図８（ａ）の状態の凸部
がワーク３０に対して研磨テープ１０を介して加圧され
ると、断面三角形の頂点側が変形し、その部分がワーク
３０の表面とほぼ平行な平面（加圧平坦化部）となり、
結果的に図６のテーパフラット型と同様の形状になる。
これらによっても動圧効果を好適に得ることができる。

【００３３】また、加圧パッド２２の押圧面２３の凸部
２４は、螺旋又は放射線状等の適宜な形状に形成すれば
よい。前記図４の実施例では、凸部２４が、放射線状に
延びる筋状に形成され、複数が円周方向等分位置に設け
られている。なお、中央部２３ａが開口されている。こ
れによれば、円形の押圧面２３に凸部２４を好適に配設
することができる。また、これにより、高速回転する凸
部２４に倣って位置する研磨テープ１０と、被研磨面３
１との間に、研磨テープ１０を被研磨面３１から浮上さ
せる動圧効果（流体潤滑又は弾性流体潤滑）が好適に発
生する。そして、その動圧効果が、円形の押圧面２３の
複数箇所で好適に発生される。このため、被研磨面を効
率良く研磨できる。なお、凸部２４が、４本形成されて
いるが、これに限定されるものではなく、さらに多い５
本以上が設けられていてもよい。

【００３４】また、図９に示すように、凸部２４が、円
の接線方向に平行な状態に形成され、複数が円周方向等
分位置に設けられていてもよい。なお、中央部２３ａが
開口されている。また、図１０に示すように、凸部２４
Ａが、円の中心から径方向外側へ延びる円弧状の線に沿
って形成され、複数が円周方向等分位置に設けられてい
てもよい。なお、中央部２３ａが開口されている。この
ように凸部２４の形状を設定して配置することで、自転
による周速が小さくて浮上力を得られない内部側へ流体
を導いて、内部側の研磨テープの浮上を補助する。これ
により、動圧効果を、研磨テープの全面に均一に作用さ
せることができる。

【００３５】また、凸部２４、２４Ａが、弾性に富む軟
質材料で設けられていることで、動圧効果のうち弾性流
体潤滑の効果を好適に利用することができる。これによ
り、研磨テープ１０を好適に浮上させることができ、う
ねりのある被研磨面３１でもより柔軟に倣うことがで
き、均一で高精度に研磨できる。つまり、強い押圧力が
かかったときには、軟質材料による凸部２４、２４Ａが
圧力でへこみ、押圧力を緩衝して被研磨面３１に損傷を
与えることを抑制できる。

【００３６】また、凸部２４、２４Ａについては、耐候
性、摩擦低減のため、及び柔軟性を得るため、フッ素ゴ
ムスポンジ等を用いればよい。次に、図１１及び図１２
に基づいて、他の形状の凸部について説明する。図１１
に示す凸部２４Ｂは、断面円弧状を伏せた形態の凸部２
４に摩擦低減用の保護シート７０が貼付されている。こ
れによれば、弾性流体潤滑の効果を好適に得ることがで
きると共に、研磨テープ１０を滑り良く好適に送ること
ができる。また、図１２に示す凸部２４Ｃは、加圧パッ
ド２２の表層側が、凸形状（波形状）金属加工部２２ａ
として設けられている。また、その上の表層が弾性部と
して、均一膜厚のスポンジシート６８で形成されてい
る。そして、さらにその上の最表層部に保護シート７０
が貼付されている。これによっても、弾性流体潤滑の効
果を好適に得ることができると共に、研磨テープ１０を
滑り良く好適に送ることができる。また、この構造によ
れば、信頼性のあるものを容易に製造できるという利点
もある。

【００３７】また、６５はドレッシング部材であり、図
１に示すように、研磨テープ１０の砥粒面１２を研磨部
へ供給る前に、その面を予め調整するために設けられて
いる。研磨テープ１０の表面である砥粒面１２は、初期
において凹凸のバラツキが大きい。このため、硬度のあ
る、例えば砥石、石英材等から成るドレッシング部材６
５を、接触させて初期ドレッシングすれば、必要以上の
砥粒の出っ張りを除去できる。従って、砥粒面１２の均
一性を向上できる。これにより、被研磨面３１に損傷を
与えることを防止でき、また、研磨の均質性を向上する
ことができる。

【００３８】また、研磨テープ１０の送り速度を、適宜
調整することで、被研磨面３１の研磨量或いは研磨に係
る質を調整することができる。送り速度を速くすれば新
鮮な砥粒面１２が速く供給されるから単位時間当たりの
研磨量を増大させることができる。また、送り速度を低
速度にすれば、研削効率のよい砥粒が磨耗して減少する
ため、より面粗さのない平坦な面に仕上げることができ
る。また、研磨テープ１０を送るとは、断続的に送るこ
とを含めて連続的に送ることを意味し、研磨工程中にそ
の送りを断続的或いは連続的に変更してもよい。例え
ば、連続的に供給された新鮮な面で研磨した後、送りを
止めて仕上げ研磨をするようにしてもよい。ところで、
４２は接続電源等であり、例えばキャプスタンモータ電
源、ドレッシング用電源、終点検出用電源、検出出力装
置、加圧空気供給装置等であり、例えばスリップリング
等によって適宜接続されていればよく、説明を省略す
る。

【００３９】また、以上に説明したテープ研磨装置によ
れば、本実施例のような半導体装置用ウェーハの他に、
被研磨面の平坦化の精度を向上させる他の分野でも好適
に応用できる。例えば、ガラス薄板材をベースとする四
角い液晶ディスプレイ用の基板、水晶等の硬脆性薄板材
の表面も好適に研磨することができる。以上、本発明の
好適な実施例について種々述べてきたが、本発明はこの
実施例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱し
ない範囲内でさらに多くの改変を施し得るのは勿論のこ
とである。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、研磨テープを用いた研
磨において、研磨テープ送り機構が設けられた研磨ヘッ
ドを、先端振れ止めガイド部でガイドし、その振れを抑
制できる。このため、研磨テープの砥粒面を被研磨面に
対して振れなく回転させて好適に接触させることができ
る。従って、本発明によれば、砥粒面が被研磨面に好適
に接触し、より均一で高精度の表面基準研磨をすること
ができるという著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るテープ研磨装置の内部構造の一実
施例を説明する断面図である。

【図２】図１の状態から研磨ヘッドを９０度回転した状
態の断面図である。

【図３】図１の実施例の研磨ヘッドに係る回転状態を説
明する平面図である。

【図４】加圧パッドの押圧面に形成される凸部の一実施
例を説明する説明図である。

【図５】図４の実施例にかかる凸部の一断面形状を説明
する断面図である。

【図６】凸部の他の断面形状を説明する断面図である。

【図７】凸部の他の断面形状を説明する断面図である。

【図８】凸部の他の断面形状を説明する断面図である。

【図９】加圧パッドの押圧面に形成される凸部の他の実
施例を説明する説明図である。

【図１０】加圧パッドの押圧面に形成される凸部の他の
実施例を説明する説明図である。

【図１１】凸部の他の断面形状を説明する説明図であ
る。

【図１２】凸部の他の断面形状を説明する説明図であ
る。

【図１３】従来の技術を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ 研磨テープ １２ 砥粒面 ２０ 研磨ヘッド ２１ 研磨ヘッドの軸心 ２２ 加圧パッド ２３ 押圧面 ２４ 凸部 ２５ 研磨テープ送り機構 ２６ 供給リール ２８ 巻取リール ３０ ワーク ３１ 被研磨面 ３２ 保持部 ３３ 保持部の軸心 ３４ ワークの回転機構 ３５ キャプスタン駆動モータ ４０ 加圧手段 ４５ 回転機構 ５０ 基体 ５２ 先端振れ止めガイド部 ６０ 光学的加工検出装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西本 吉伸 長野県長野市松代町清野1650番地 不二越 機械工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3C058 AA05 AA12 AA13 AA14 AA16 AB06 BA02 BA04 BA07 CA01 CB01 DA17

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 砥粒が保持された砥粒面を有する研磨テ
   ープと、平面状の被研磨面を有するワークとを前記砥粒
   面と前記被研磨面とを接触させつつ相対的に運動させる
   と共に、前記研磨テープを長尺方向へ送って前記被研磨
   面を研磨するテープ研磨装置において、 前記研磨テープを該研磨テープの背面から前記被研磨面
   側へ押圧する押圧部材を有し、該押圧部材の前記被研磨
   面に対向する部位に沿わせて前記研磨テープを送る供給
   リールと巻取リールが設けられた研磨テープ送り機構を
   有する研磨ヘッドと、 該研磨ヘッドを、前記被研磨面に直交する研磨ヘッドの
   軸心を中心に回転させる研磨ヘッドの回転機構と、 前記研磨ヘッドの先端振れを防止すべく、前記ワーク側
   の前記研磨ヘッドの先端部をガイドする先端振れ止めガ
   イド部とを備えることを特徴とするテープ研磨装置。
2. 【請求項２】 前記先端振れ止めガイド部は、円形の研
   磨ヘッドの外周に当接する三個以上のローラ状部材から
   構成されていることを特徴とする請求項１記載の記載の
   テープ研磨装置。
3. 【請求項３】 前記押圧部材は、前記研磨テープを該研
   磨テープの背面から前記被研磨面側へ押圧する加圧パッ
   ドであり、前記研磨テープ送り機構は、前記加圧パッド
   の押圧面に沿わせて前記研磨テープを送ることを特徴と
   する請求項１又は２記載の記載のテープ研磨装置。
4. 【請求項４】 前記加圧パッドの押圧面が円形であるこ
   とを特徴とする請求項１、２又は３記載の記載のテープ
   研磨装置。
5. 【請求項５】 前記ワークを保持する保持部を、前記研
   磨ヘッドの軸心と平行で所定の間隔が離れた軸心を中心
   に回転させるワークの回転機構を備えることを特徴とす
   る請求項１、２、３又は４記載のテープ研磨装置。
6. 【請求項６】 前記研磨ヘッドの回転角速度が前記ワー
   クの回転角速度に比べて高速であることを特徴とする請
   求項５記載のテープ研磨装置。
7. 【請求項７】 前記ワークの被研磨面が円形であり、該
   被研磨面の直径よりも前記押圧面の直径が小さいと共
   に、前記被研磨面の半径よりも前記押圧面の直径が大き
   いことを特徴とする請求項４、５又は６記載のテープ研
   磨装置。