JP2002192458A

JP2002192458A - 電気粘性流体による研磨方法及び研磨装置

Info

Publication number: JP2002192458A
Application number: JP2000396856A
Authority: JP
Inventors: Akio Inoue; 昭夫井上
Original assignee: Asahi Kasei Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2002-07-10
Anticipated expiration: 2020-12-27
Also published as: JP3743977B2

Abstract

(57)【要約】【課題】被研磨物の表面が導電性及び非導電性に拘わら
ず、あらゆる被研磨物に対して研磨効率がよく、研磨圧
等の研磨特性の変動を抑制することを可能とした被研磨
物の研磨方法を提供する。【解決手段】研磨平面１１上に正極１１Ａと負極１１
Ｂとを対向して多重同心リング状に形成した円盤状の基
板１０と、当該基板１０と被研磨物４０であるシリコン
ウエハの被研磨面４０Ａが対向するように設置したシリ
コンウエハとの間に、研磨剤として機能する液晶系電気
粘性流体を介在させ、当該液晶系電気粘性流体の粘性を
電圧を印加することで変化させるとともに、基板１０及
びシリコンウエハを研磨平面１１と平行な方向に相対的
に移動させることでシリコンウエハを研磨する研磨装置
１００を用いた研磨方法とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被研磨物の表面を
精密且つ高速に研磨する方法及び研磨装置に関し、特
に、被研磨物が導電性或いは非導電性に拘わらず、研磨
可能とするために有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、精密機械やマイクロマシン等を切
削する加工工程で発生する表面の微細な加工痕や加工変
質層を除去するために、ラップ工具やポリッシャ等の研
磨工具を使用し、当該研磨工具と被研磨物との間に研磨
材を介在させ、研磨工具と被研磨物との摺動運動によっ
てなされる研磨が公知となっている。しかし、寸法が極
小であったり、煩雑な形状である半導体デバイスや精密
光学素子、或いは精密金型等においては、硬度が非常に
高く角張った形状の結晶粒子や粉末等微細な砥粒からな
る研磨材を流体に分散させた研磨剤を併用するのが一般
的である。

【０００３】研磨剤を併用することによって、粗度サブ
ミクロン精度で研磨することが可能となるが、研磨工具
と研磨剤とを併用する研磨方法においては、研磨部位に
合わせた研磨工具の選定や被研磨物の相対的な移動の速
度、研磨圧、研磨剤供給速度、等の煩わしい操作や微妙
な調整が必要であると同時に、感や経験に頼るところが
多かった。また、研磨剤の使用によって、砥粒が研磨し
たい面から周辺部に移動してしまうことによって、研磨
効率の低下や研磨圧等研磨特性の変動が生じやすかっ
た。

【０００４】そこで、かかる問題を解決するために、研
磨面に電場をかけて砥粒を電気泳動によって引き寄せる
方法（精密光学会誌Vol.52、No.3、p547、1986参照）
や、磁気粘性流体（ＭＲ流体）を用いて磁場で砥粒を研
磨面に保持する方法（米国特許第5,577,948 号）、及び
電気粘性流体（ＥＲ流体）を用いて研磨面で流体の粘性
を増大させるとともに砥粒の移動を防止する方法（特開
平8-229793号公報、特開平9-234630号公報参照）等が提
案されている。

【０００５】上記方法によると、電場や磁場によって砥
粒を被研磨物の研磨面に集めることが可能となり、研磨
効率の低下及び研磨特性の変動を抑制することが可能と
なった。

【０００６】

【発明の解決しようとする課題】ところが、電気泳動を
利用する方法では、砥粒を研磨工具或いは被研磨物の表
面に集めることは可能となるが、分散流体自体の粘性は
向上しないため、滑りが生じて研磨効率を期待するほど
向上させることができなかった。また、ＭＲ流体を用い
る方法では、磁場を研磨面に効率よく集中させる技術が
容易ではなく、さらに、ＭＲ流体を発現する磁性粒子は
金属であることが一般的であるため、被研磨物に研磨痕
を残しやすかった。

【０００７】さらに、ＥＲ流体を用いる方法では、正極
或いは負極の電極基板と当該電極基板とは逆の電極に帯
電させた研磨工具との間に、被研磨物を配置する必要が
ある。ここで、被研磨物の表面が非導電性の場合には、
有効な電場がかからなくなるため、ＥＲ流体の粘性を向
上させることが困難になるばかりでなく、砥粒を被研磨
物の表面に集めることができなくなる。一方、被研磨物
が導電性の場合には、ＥＲ流体の粘性を向上させること
は可能となるが、被研磨物の表面と研磨工具との間隙の
僅かな変動で放電や絶縁破壊が起こりやすくなり、安心
して研磨することができなかった。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、被研磨物の表面が導電性や非導電性に拘わら
ず、あらゆる被研磨物に対して研磨効率がよく、研磨圧
等の研磨特性の変動を抑制することを可能とした被研磨
物の研磨方法及び研磨装置を提供することを課題として
いる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、請求項１に係る発明は、研磨平面上に正極と
負極とが対向して形成された基板を用い、当該基板の前
記研磨平面と被研磨物の被研磨面とが対向するようにそ
の被研磨物を設置するとともに、前記研磨平面と前記被
研磨面との間に研磨剤として機能する電気粘性流体を介
在させ、そして前記正極及び負極間に電圧を印加した状
態で、前記基板及び前記被研磨物を前記研磨平面と平行
な方向に相対的に移動させることで前記被研磨物を研磨
することを特徴とする電気粘性流体による研磨方法とし
ている。

【００１０】請求項１に係る発明において、研磨平面上
に正極と負極とが対向して形成された基板を用いること
によって、被研磨物を正極と負極の電極基板間に配置す
る必要がなくなるため、被研磨物が導電性や非導電性に
拘わらず、安定した電場を発生させることが可能とな
る。なお、このような電気粘性流体への新しい電圧の印
加方法については、特開平9-53610 号公報に記載されて
いる。

【００１１】また、研磨剤として電気粘性流体を用いた
ことによって、印加する電圧の強さによって研磨度合い
を自由に変化させることができるため、被研磨物の形状
或いは大きさを限定することなく研磨することが可能と
なる。さらに、基板及び被研磨物を研磨平面と平行な方
向に相対的に移動させることによって、被研磨面に集め
られた電気粘性流体と、研磨平面との間で抵抗が生じる
ため、被研磨物の研磨が行われる。

【００１２】また、請求項２に係る発明は、請求項１記
載の発明である研磨方法において、前記研磨平面上に前
記正極と前記負極とを複数対有する前記基板を用い、そ
れぞれの対に個別に電圧を印加した状態で研磨するもの
としている。請求項２に係る発明において、研磨平面上
に正極と負極とを複数対有する基板を用い、それぞれの
対に個別に電圧を印加することによって、電気粘性流体
の粘性を局所的に変化させることが可能となる。このた
め、被研磨物の研磨度合いを局所的に調節することが可
能となる。

【００１３】さらに、請求項３に係る発明は、請求項１
又は２記載の発明である研磨方法において、前記研磨剤
として、微粒子を含有しない均一系の前記電気粘性流体
を用いるものとしている。請求項３に係る発明におい
て、研磨剤として、電界に強い分子配向を生じ、微粒子
を含有しない均一な電気粘性流体用いたことによって、
微粒子による研磨痕の発生を防ぐのみならず、電圧の印
加で電気粘性流体の粘性を大幅に増加させることが可能
となる。このため、研磨効率を向上させるとともに、精
密な研磨を施すことが可能となる。

【００１４】さらに、請求項４に係る発明は、請求項１
乃至３のいずれかに記載の発明である研磨方法におい
て、前記研磨剤として、研磨砥粒を含有する前記電気粘
性流体を用いるものとしている。請求項４に係る発明に
おいて、研磨剤として、研磨砥粒を含有する電気粘性流
体を研磨剤として用いたことによって、電気粘性流体に
よる研磨のみならず、研磨砥粒による研磨も施されるた
め、研磨砥粒を含有しない電気粘性粒体に比べて、研磨
速度を向上させることが可能となる。このため、高速な
研磨を行うために有効である。

【００１５】さらに、請求項５に係る発明は、請求項１
乃至４のいずれかに記載の発明である研磨方法におい
て、前記被研磨物として、半導体基板を適用するものと
している。請求項５に係る発明において、被研磨物とし
て半導体基板を適用したことによって、電子デバイス製
作過程における、層間絶縁膜の平坦化、金属プラグの形
成、埋め込み配線形成等において、サブミクロンからオ
ングストロンの精度での研磨が可能となる。このため、
半導体素子を高集積するために有効である。

【００１６】さらに、請求項６に係る発明は、請求項１
乃至５のいずれかに記載の発明である研磨方法におい
て、前記研磨の度合いをセンサでモニタ−リングしなが
ら研磨するものとしている。請求項６に係る発明におい
て、研磨度合いをセンサでモニタ−リングしながら研磨
することによって、研磨の途中であっても、表面粗度計
や反射計の測定値によって電気粘性粒体を最適な粘性に
変えることも可能となる。このため、あらゆる形状の被
研磨物に対して最適な研磨を行い、スクラッチ、エロ−
ジョン、ディッシング等の研磨痕を有する欠品の発生を
削減させるために有効である。

【００１７】請求項７に係る発明は、研磨平面上に正極
と負極とが対向して形成された基板と、当該基板の前記
研磨平面と被研磨物の被研磨面とが対向するようにその
被研磨物が設置される対向基板と、前記基板及び前記対
向基板を前記研磨平面に対して平行な方向に相対的に移
動させる移動手段と、前記研磨平面と前記対向基板上に
設置された前記被研磨物の前記被研磨面との間に研磨剤
として機能する電気粘性流体を供給する供給手段と、を
備えたことを特徴とする電気粘性流体による研磨装置と
している。

【００１８】請求項７に係る発明によれば、請求項１に
係る発明である研磨方法を容易に実施することができ
る。請求項８に係る発明は、請求項７に係る発明である
電気粘性流体による研磨装置において、前記研磨平面上
に前記正極と前記負極とを複数対形成し、それぞれの対
に個別に電圧を印加可能となっているものとしている。

【００１９】請求項８に係る発明によれば、請求項２に
係る発明である研磨方法を容易に実施することができ
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態にお
ける研磨装置を示す側面図、図２は、図１における研磨
平面上に形成された正極と負極との配置パタ−ンを示す
基板の底面図、図３は、研磨平面上に形成される正極と
負極との配置パタ−ンを示す基板の底面図である。

【００２１】本実施の形態における研磨装置１００は、
図１に示すように、水平に支持された円盤形状であり、
研磨平面１１を有する基板１０を下面に形成した回転円
盤１２と、当該回転円盤１２の下面に間隙を空けて配設
され、回転円盤１２よりも大きな径を有する円盤形状で
あり、被研磨物４０を上面に設置する対向基板２０と、
当該対向基板２０に設置する被研磨物４０と回転円盤１
２に形成された基板１０との間隙に研磨剤としての電気
粘性流体を供給する貯溜部３０とから構成されている。

【００２２】回転円盤１２は、絶縁性物質からなり、上
面中央には円柱形状の回転軸１３が形成され、回転運動
及び水平方向（図１におけるＸ−Ｘ線方向）への往復運
動或いは旋回運動のうちいずれか一種或いは複数種の運
動を可能としている。また、下面には、回転円盤１２の
径（例えば外径５５ｍｍ、厚さ１０ｍｍ）よりも若干小
さな径を有する基板１０が形成されており、当該基板１
０の底面が研磨平面１１となっている。

【００２３】ここで、研磨平面１１は、被研磨物４０の
被研磨面４０Ａに対向するように形成され、図２に示す
ように、表面には正極１１Ａと負極１１Ｂとが交互に多
重同心リング状に配置されている。また、研磨平面１１
上に形成した正極１１Ａ及び負極１１Ｂは、絶縁被膜さ
れた導線１５Ａ、１５Ｂによって、回転軸１３の表面に
帯状に形成された正極のスリップリング１４Ａ又は負極
のスリップリング１４Ｂと直結されている。ここで、電
極線の幅は、図２においては説明上太線を正極１１Ａ、
細線を負極１１Ｂとしたが、本実施の形態では、例え
ば、正極１１Ａも負極１１Ｂもともに１００μｍとし、
正極１１Ａと負極１１Ｂとの電極間隙は２００μｍとし
た。また、最外部の電極直径は５０ｍｍとし、最内部の
電極直径は８ｍｍとした。さらに、導線１５Ａ、１５Ｂ
は、各極に一本ずつ形成され、全ての対に同一導線１５
から印加するため、複数対の正極１１Ａ及び負極１１Ｂ
の全てに均一な電圧が印加されることになる。

【００２４】また、対向基板２０は、回転円盤１２が水
平方向（図１におけるＸ−Ｘ線方向）への往復運動或い
は旋回運動を行っても、研磨平面１１と被研磨物４０と
の間に電気粘性流体を保持しておけるように、少なくと
も基板１０よりも大きな径（例えば直径１５０ｍｍ）を
有している。対向基板２０の上面には、被研磨物４０が
被研磨面４０Ａを上向きに設置され、その保持具として
平面板状のリテ−ナ２１が形成されており、下面には、
その中心部に円柱形状の回転軸２２が形成されており、
対向基板２０を研磨平面１１に対して平行な方向への回
転運動を可能とする。

【００２５】ここで、被研磨物４０の材質は、金属、樹
脂、セラミックス、ガラス等いずれの材質でもよく、こ
れらを単一で或いは複合して使用しても構わない。ま
た、これらの被研磨物４０の形状、特に、研磨すべき表
面の形状は平面、曲面、或いは尖った形状でもよく、大
きさも大型望遠鏡のレンズからマイクロマシンの部品及
び電子素子のチップまで、数ｍから数μｍのものであっ
てもよい。

【００２６】さらに、電気粘性流体を充填するための貯
溜部３０は、略矩形箱体をしており、その下面には必要
量の電気粘性流体を供給することができる開閉自在の供
給口３１を具備している。ここで、電気粘性流体は、電
界の印加により瞬間的に大きく粘性が変化し、当該変化
は可逆的である流体である。電気粘性流体は、分散系と
均一系に大別され、前者は、誘電体微粒子を絶縁油に分
散させたものであり、後者は、液晶や高分子液晶のよう
な電界に強い分子配向等を示し微粒子を含有しない均一
な流体からなる。本発明における研磨装置及び研磨方法
には、分散系、均一系いずれの電気粘性流体も適用する
ことができるが、特に、研磨痕及び砥粒残存の発生を防
止するが研磨効率が低い均一系電気粘性流体の研磨効率
を向上させるために有効である。

【００２７】また、研磨砥粒を添加した電気粘性流体を
適用することもできる。このとき、研磨砥粒は、粒径数
μｍ以下、好ましくは数十から数百ｎｍの微細粒子であ
れば、アルミナ、シリカ、チタニア、ゲルマニア、ジル
コニア、ダイアモンド等いずれの粒子を単独或いは複合
して用いても構わない。また、砥粒の含有量は、電気粘
性流体の電気的機能を損なわない程度であり、１０重量
％以下とするのが望ましい。ここで、砥粒は電気粘性流
体に分散されていても、基板１０の上表面にパッドと呼
ばれるソフト或いはハ−ドな多孔体を存在させ、当該パ
ッドに固定或いは半固定されていてもよい。

【００２８】さらに、被研磨物４０が金属を含有する場
合には、微細な研磨屑の排出や絶縁破壊等の障害を抑制
するために、金属研磨屑を吸収する錯生成剤（例えばキ
レ−ト剤）や、金属表面層を酸化物或いは水酸化物にし
て金属部を研磨しやすくする酸化剤（例えば尿素や過酸
化水素）を電気粘性流体に含有させることも可能であ
る。

【００２９】ここで、上記構成による研磨装置１００を
用いた研磨方法は、まず、被研磨物４０の被研磨面４０
Ａを上向きにした状態で、被研磨物４０を対向基板２０
上に設置し、リテ−ナ２１によって保持する。次に、貯
溜部３０に充填されている電気粘性流体を、必要な分だ
け供給口３１より被研磨物４０と研磨平面１１との間に
供給する。その後、電圧制御装置（図示しない）によっ
て、研磨平面１１上に形成された正極１１Ａと負極１１
Ｂ間に電圧を印加した状態で、基板１０が形成された回
転盤１２及び被研磨物４０が設置された対向基板２０を
研磨平面１１に対して平行な方向に相対的に移動させ
る。すると、被研磨面４０Ａには、電圧の印加によって
粘性を変化させた電気粘性流体が集まり、さらには、基
板１０と被研磨物４０との相対的に移動によって、研磨
平面１１と被研磨面４０Ａの間に抵抗が生じるため、被
研磨面４０Ａの研磨が行われる。ここで、研磨の度合い
は、センサによってモニタ−リングされており、表面粗
度計や反射計による測定値を把握しつつ研磨を行うこと
ができる。

【００３０】上記構造の研磨装置１００を用いて、正極
１１Ａと負極１１Ｂとの電極を対向して形成した研磨平
面１１と、当該研磨平面１１に被研磨面４０Ａを向けて
設置する被研磨物４０との間に、研磨剤として電気粘性
流体を介在させたことによって、被研磨物４０を電極基
板間に配置する必要がなくなるため、被研磨物４０が導
電性や非導電性に拘わらず、安定した電場を発生させる
ことが可能となる。よって、研磨効率に優れ、研磨特性
の安定した研磨が可能となった。

【００３１】また、複数対の正極１１Ａ及び負極１１Ｂ
に同一の電圧を印加することによって、研磨平面と対向
する被研磨面に均一な研磨を施すことができ、例えば、
半導体基板等平面状の被研磨面を有する被研磨物の研磨
において有効である。さらに、均一系の電気粘性流体を
用いることで、微粒子による研磨痕及び砥粒の残存を防
止できるのみならず、研磨効率を向上させることが可能
となる。

【００３２】さらに、電気粘性流体に研磨砥粒を添加す
ることで、研磨砥粒による研磨と、電気粘性流体による
研磨が同時に行われるため、研磨効率を向上させ、研磨
砥粒を含有しない場合に比べて、研磨速度を向上させる
ことが可能となる。さらに、研磨の度合いをセンサでモ
ニタ−リングしながら研磨を行うことによって、研磨の
途中であっても、表面粗度計や反射計の測定値によって
電気粘性粒体を最適な粘性に変えることも可能となる。
このため、あらゆる形状の被研磨物４０に対して最適な
研磨を行い、スクラッチ、エロ−ジョン、ディッシング
等の研磨痕を有する欠品の発生を削減させるために有効
である。

【００３３】すなわち、本発明における電気粘性流体に
よる研磨方法及び研磨装置によると、被研磨物の形状に
合わせて研磨方法や研磨工具等を選定する煩雑さを低減
できるのみならず、低い印加電圧によって電気粘性流体
の粘性を変化させることが可能となるため、研磨にかか
るコストの削減も期待できる。特に、配線の微細化及び
高密度化、及び多段に積層される基板における製品収率
の向上が望まれる半導体素子の高集積化において有効で
あり、近年、電子デバイス製造工程で採用されているケ
ミカルメカノポリッシング（ＣＭＰ）研磨方法におい
て、非常に有効な手段として適応することが可能であ
る。

【００３４】尚、本実施の形態において、正極１１Ａと
負極１１Ｂとを研磨平面１１上に多重同心リング状に形
成したが、本実施の形態に限らず、ストライプ状や渦巻
き状、或いは放射状等いずれの形態でも構わない。ま
た、正極１１Ａ、負極１１Ｂと、スリップリング１４
Ａ、１４Ｂとをつなぐ導線１５の数は、本実施の形態に
限らず、図３に示すように、それぞれの正極１１Ａ及び
負極１１Ｂの対毎に導線１５を形成し、対毎に個別に電
圧を印加するようにすることもできる。すると、電気粘
性流体の粘性を局所的に変化させることが可能となり、
被研磨物の研磨度合いを局所的に調節することができ
る。

【００３５】さらに、研磨平面１１上に形成する正極１
１Ａと負極１１Ｂの電極線幅、配線の間隙等は、本実施
の形態に限らないが、電気粘性流体をより低い印加電圧
で大きな粘性変化をさせるためには、配線の間隙は数ｍ
ｍ以下、望ましくは、数百μｍ以下の出来るだけ狭い方
がよい。また、配線の面積もできるだけ狭くして正極と
負極間の間隙の面積を広く取ることが望ましい。

【００３６】さらに、本実施の形態において、被研磨物
４０を保持するための保持具としてリテ−ナ２１を用い
たが、これに限らず、回転や往復運動等を行う可動のも
のであってもよく、被研磨物４０の形状に合わせて平面
板状や曲面状、或いは棒状や円筒状等いずれの形状とし
ても構わない。さらに、本実施の形態において、研磨平
面１１は基板１０の底面に設けられ、被研磨物４０に対
して上方に研磨平面１１を設置したが、これに限らず、
研磨平面１１を基板１０の上面に設け、被研磨物４０に
対して下方に研磨平面１１を設置しても構わない。但
し、この場合、被研磨物４０は基板１０の上方に設置す
る必要がある。

【００３７】さらに、基板１０や対向基盤２０、及び回
転基盤１２や回転軸１３、２２、並びに貯溜部３０や供
給口３１等の形態は、本実施の形態に限らず、本実施の
形態における機能と同一機能を有する形態であれば、自
由に設定することができる。ここで、本実施の形態にお
いては、基板１０が形成された回転円盤１２及び回転軸
１３、及び対向基板２０に形成された回転軸２２が移動
手段に対応し、貯溜部３０及び供給口３１が供給手段に
対応する。

【００３８】

【実施例】（実施例１）上記構成による研磨装置１００
を用いて、被研磨物４０として、シリコンウエハ基板上
に、厚さ４００ｎｍのＰＢＳＧ膜（ホウ素とリンを含む
シリコン酸化膜）と、厚さ５００ｎｍのシリコン酸化膜
とを成膜し、リソグラフィとエッチングにより深さ５０
０ｎｍ、幅１０μｍの配線用のパタ−ン溝を形成し、そ
の後、厚さ５０ｎｍのＴｉＮ膜の接着層、続いて厚さ７
００ｎｍの銅薄膜をスパッタリング法で形成したウエハ
の研磨を行う。また、研磨剤としては、フェニル変形シ
ロキサンで希釈したポリシロキサン液晶をシリコ−ン系
希釈剤で希釈した液晶系電気粘性流体（旭化成（株）
製）を使用した。該液晶系電気粘性流体において、無電
界印加時の粘度は３０℃で１２ポイズであるが、制御電
圧発生装置（図示しない）によって４００Ｖ／２００μ
ｍの電界を印加した際の粘度は３００ポイズとなり、そ
の間の電圧では略電圧に比例して粘度が変化する性質を
有している。

【００３９】まず、研磨平面１１と被研磨面４０Ａとの
間に介在させた電気粘性流体に電圧を印加しない状態
で、研磨平面１１を有する基板１０と、被研磨物４０を
設置する対向基板２０とをそれぞれ６０ｒｐｍで回転さ
せた。さらに、前者は３０秒周期で水平方向（図１にお
けるＸ−Ｘ線方向）に往復運動するように設定し、研磨
温度を４５℃の一定に保持させた。ところが、上記方法
による研磨を２０分続けても銅表面の研磨はほとんど進
まなかった。

【００４０】次に、研磨平面における正極１１Ａ及び負
極１１Ｂ間に最初の１０分間は２００Ｖ、続いての１０
分間を１００Ｖの電圧を印加して、同様の研磨を行っ
た。すると、スクラッチ（ウエハ表面の傷）の発生がほ
とんどなく、ディッシング（金属膜の過剰研磨）も５０
ｎｍ以下で、エロ−ジョン（層間絶縁膜の過剰研磨）も
ほとんどない研磨が達成された。

【００４１】以上の結果より、電気粘性流体に電圧を印
加することで、効果的な研磨が行われることが判った。（実施例２）前述の実施例１と同様の研磨装置１００を
用いて、被研磨物４０として、予め予備研磨により算術
平均粗度Ｒａを０．８μｍ（評価長さ４ｍｍ、カットオ
フ値０．８ｍｍ）にし、表面を窒化処理し、さらには、
Ｎｉ−Ｔｉで表面被服した直径４ｃｍの基板（ＳＣＭ４
４０製）の研磨を行った。ここで、研磨剤として使用す
る電気粘性流体は、前述の実施例１で使用した液晶系電
気粘性流体に、粒径８０ｎｍのアルミナ粒子１重量％を
添加したものとした。

【００４２】まず、研磨平面１１と被研磨物４０との間
に介在させた電気粘性流体に電界を印加しない状態で、
実施例１と同様に、基板１０を研磨平面１１に対して回
転及び水平方向（図面におけるＸ−Ｘ方向）及び対向基
板２０を研磨平面１１に平行な方向へ相対的に移動させ
た。このような研磨を３０分間行ったところ、表面粗度
Ｒａは、０．４μｍに程度に低下した。

【００４３】次に、研磨平面１１における正極１１Ａと
負極１１Ｂ間に３００Ｖの電圧を印加して３０分間研磨
したところ、表面粗度Ｒａは、０．２μｍ（最大高さＲ
ｙは０．５μｍ）に低下した。ここで、表面粗度Ｒａ
は、数値が小さくなる程表面が研磨されたことを表すも
のとした。以上の結果より、電圧を印加しない状態で基
板１０及び対向基板２０の相対的な回転のみによる研磨
においては、添加された砥粒としてのアルミナ粒子によ
って研磨が行われた。一方、電圧を印加した状態での研
磨においては、前述のアルミナ粒子による研磨と同時
に、粘性を変化させた電気粘性流体による研磨が行われ
ることが判った。よって、アルミナ粒子等研磨砥粒を含
有しない電気粘性流体を使用する場合と比べて、研磨速
度を向上させた。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
被研磨物が導電性や非導電性に拘わらず、安定した電場
を発生させることが可能となるため、研磨効率を向上さ
せるとともに、研磨特性を安定させることができる。ま
た、印加する電圧の強さによって研磨度合いを自由に変
化させることができるため、被研磨物の形状或いは大き
さを限定することなくあらゆる被研磨物を研磨すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態における研磨装置を示す側面図で
ある。

【図２】図１における研磨平面上に形成される正極と負
極の配置パタ−ンを示す基板の底面図である。

【図３】研磨平面上に形成される正極と負極の配置パタ
−ンを示す基板の底面図である。

【符号の説明】

１０基板１１研磨平面１２回転盤１３回転軸１４スリップリング１５導線２０対向基板２１リテ−ナ２２回転軸３０貯溜部３１供給口４０被研磨物１００研磨装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/304 ６２２Ｈ０１Ｌ 21/304 ６２２Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】研磨平面上に正極と負極とが対向して形
成された基板を用い、当該基板の前記研磨平面と被研磨
物の被研磨面とが対向するようにその被研磨物を設置す
るとともに、前記研磨平面と前記被研磨面との間に研磨
剤として機能する電気粘性流体を介在させ、そして前記
正極及び負極間に電圧を印加した状態で、前記基板及び
前記被研磨物を前記研磨平面と平行な方向に相対的に移
動させることで前記被研磨物を研磨することを特徴とす
る電気粘性流体による研磨方法。
【請求項２】前記研磨平面上に前記正極と前記負極と
を複数対有する前記基板を用い、それぞれの対に個別に
電圧を印加した状態で研磨することを特徴とする請求項
１記載の電気粘性流体による研磨方法。
【請求項３】前記研磨剤として、微粒子を含有しない
均一系の前記電気粘性流体を用いることを特徴とする請
求項１又は２記載の研磨方法。
【請求項４】前記研磨剤として、研磨砥粒を含有する
前記電気粘性流体を用いることを特徴とする請求項１乃
至３のいずれかに記載の研磨方法。
【請求項５】前記被研磨物として、半導体基板を適用
することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載
の研磨方法。
【請求項６】前記研磨の度合いをセンサでモニタ−リ
ングしながら研磨することを特徴とする請求項１乃至５
のいずれかに記載の研磨方法。
【請求項７】研磨平面上に正極と負極とが対向して形
成された基板と、当該基板の前記研磨平面と被研磨物の
被研磨面とが対向するようにその被研磨物が設置される
対向基板と、前記基板及び前記対向基板を前記研磨平面
に対して平行な方向に相対的に移動させる移動手段と、
前記研磨平面と前記対向基板上に設置された前記被研磨
物の前記被研磨面との間に研磨剤として機能する電気粘
性流体を供給する供給手段と、を備えたことを特徴とす
る電気粘性流体による研磨装置。
【請求項８】前記研磨平面上に前記正極と前記負極と
を複数対形成し、それぞれの対に個別に電圧を印加可能
となっていることを特徴とする請求項７記載の電気粘性
流体による研磨装置。