JP2842865B1 - 研磨装置 - Google Patents

研磨装置

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

【要約】 【課題】２種類以上の研磨布を用いてウェハ表面を研磨
する場合に、研磨布の硬度変化による研磨速度のウェハ
面内の均一性の悪化を防ぐ。 【解決手段】研磨装置の回転定盤３の上に下層研磨布２
を貼り付け、その上から下層研磨布２より大きい上層研
磨布１を貼り付ける。下層研磨布２を上層研磨布１で覆
うことで、研磨剤７を含む研磨溶液は上層研磨布１上か
ら回転定盤３の外側に流れ出る。これにより下層研磨布
２に浸水が発生せず硬度が変化しないため、研磨速度の
ウェハ面内の均一性悪化を防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は研磨装置に関し、特
に半導体装置等の製造プロセスにおいて、段差を有する
ウゥハを平坦化する研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置の製造分野では、ウェ
ハ表面を平坦化するために、段差の凸部を化学的機械研
磨（以下ＣＭＰと記す）する方法が用いられている。
【０００３】このＣＭＰを行うために、たとえば図３に
示すような研磨装置が用いられる。この従来の研磨装置
は、主に、上層研磨布１及び下層研磨布２が張設された
回転定盤３と、上層研磨布１上に研磨剤７を供給する研
磨剤供給手段６と、ウェハ５を密着保持するウェハ保持
台４より主に構成されるものである。
【０００４】上記回転定盤３は、中心に設けられた軸部
３Ｓを介して図示していないモータに接続されることに
より、図中Ａ方向に回転可能となされている。また、上
記ウェハ保持台４は、その中心に設けられた軸部４Ｓを
介して図示していない駆動機構に接続されることによ
り、図中Ｂ方向に回転可能となされると共に、図中Ｃ方
向にも移動可能とされ、ウェハ５と上層研磨布１とを摺
接（こすりつけ）／離間させることができるようになっ
ている。
【０００５】上述の研磨装置を用いて実際に研磨するに
は、先ず、ウェハ保持台４にウェハ５を密着保持させ回
転させる。また、回転定盤３を回転させながら、研磨剤
供給手段６により研磨剤７を研磨布１上に供給する。そ
して、研磨剤７を介してウェハ５と上層研磨布１とを摺
接させることで、ウェハ５を研磨する。ここで、上層研
磨布１は硬い材料でできており、ウェハ５の表面段差の
平坦化を行っている。下層研磨布２は柔らかい材料で出
来ており、ウェハのうねりに追従して均一に研磨するこ
とをねらっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上層研磨布１として
は、ウェハ５にダメージを与えず、また良好な平坦性を
得るため、例えば、その硬さが所定の硬度に制御された
発泡ポリウレタン等の研磨布が用いられている。下層研
磨布２Ａにはウェハ５のうねりに追従するため、例え
ば、ポリウレタン繊維等を用いた不織布が用いられてい
る。ここで、下層研磨布２に不織布を用いると、周辺部
より下層研磨布２に研磨材７の水分が浸水してしまう。
これにより、下層研磨布２の硬度が低下してしまい、図
４に示すように、ウェハ５の周辺部の研磨速度が大きく
なる。この現象が起きる理由を図５を用いて説明する。
【０００７】回転定盤３の回転により、上層研磨布１及
び下層研磨布２はＤ方向に移動している。移動する上層
研磨布１とはじめに接触するウェハ５の周辺部は上層研
磨布１との摩擦により、上層研磨布１に沈み込んでしま
う。ここで、下層研磨布２への浸水が起きると下層研磨
布２の硬度が低くなるため、ウェハ５の沈み込みは大き
くなる。その結果、ウェハ５が上層研磨布１上で傾くた
め荷重が周辺部に集中し研磨速度が大きくなってしまう
という問題点があった。
【０００８】この対策として図６に示す研磨布が特開平
８−２４１８７８号公報に記載されている。この研磨布
は、下層研磨布２Ａを四角柱状にし、その下層研磨布２
Ａの四角柱より大きい上層研磨布１Ａを張り付け、下層
研磨布２Ａ上に上層研磨布１Ａのひさしを設けたもので
ある。しかし、このような形状の研磨布を用いる方法で
も、上層研磨布１Ａに隙間があるためやはり下層研磨布
２Ａへの浸水は発生し、下層研磨布２Ａの硬度が変化す
るため、研磨特性が変わってしまうという問題点があっ
た。
【０００９】本発明の目的は、下層研磨布への浸水を防
ぎ安定した研磨特性の得られる研磨装置を提供すること
にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の研磨装置は、回
転定盤に張設された研磨布上に研磨剤を供給しながら、
該研磨布にウェハの被研磨面を摺接させることにより、
該ウェハに対する研磨を行う研磨装置において、前記研
磨布は少なくとも２種類の重ね合わされた研磨布から構
成され、下層の柔らかい研磨布は上層の硬い研磨布によ
り覆われていることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に本発明を図面を用いて説明す
る。図１は本発明の実施の形態を説明する為の研磨装置
の断面図である。
【００１２】図１において研磨装置は、回転定盤３上に
張設されポリウレタンの不織布からなる柔らかい下層研
磨布２と、この下層研磨布を覆うように、例えば防水性
の両面テープで接着されたポリウレタンからなる硬い上
層研磨布１と、この上層研磨布１上に研磨剤７を供給す
る研磨剤供給手段６と、被研磨体であるウェハ５を密着
保持するウェハ保持台４とから主に構成されている。こ
そて回転定盤３は軸部３Ｓを介し、又ウェハ保持台４は
軸部４Ｓを介してそれぞれモータ等により回転される。
【００１３】上層研磨布１で下層研磨布２を覆うこと
で、シリカ粒子等の研磨剤７を含む研磨溶液は上層研磨
布１上から回転定盤３の外側に流れ出すようになる。こ
れにより下層研磨布２への浸水を防止できる。このよう
に構成された研磨布を用いて、ウェハ５を研磨した時の
研磨速度のウェハ面内の分布を図２に示す。図２に示し
たように本発明の研磨布を使用することにより、ウエハ
面内の研磨速度を安定させることが可能となった。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、柔らかい
下層研磨布を硬い上層研磨布で覆うことにより、下層研
磨布への研磨液の浸水を防止できる為、安定した面内研
磨速度が得られる。これにより今後更に進むであろう多
層化・高集積化に対応した半導体装置の歩留まりを向上
させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を説明する為の研磨装置の
断面図。
【図２】実施の形態の研磨装置を用いた場合の研磨速度
のウェハ面内分布を示す図。
【図３】従来の研磨装置の断面図。
【図４】従来の研磨装置を用いた場合の研磨速度のウェ
ハ面内分布を示す図。
【図５】従来例における欠点を説明する為のウェハと研
磨布の断面図。
【図６】他の従来例の研磨布の断面図。
【符号の説明】
１，１Ａ 上層研磨布 ２，２Ａ 下層研磨布 ３ 回転定盤 ３Ｓ 軸部 ４ ウェハ保持台 ４Ｓ 軸部 ５ ウェハ ６ 研磨剤供給手段 ７ 研磨剤

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転定盤に張設された研磨布上に研磨剤
    を供給しながら、該研磨布にウェハの被研磨面を摺接さ
    せることにより、該ウェハに対する研磨を行う研磨装置
    において、前記研磨布は少なくとも２種類の重ね合わさ
    れた研磨布から構成され、下層の柔らかい研磨布は上層
    の硬い研磨布により覆われていることを特徴とする研磨
    装置。
  2. 【請求項２】 下層の研磨布は不織布である請求項１記
    載の研磨装置。
  3. 【請求項３】 上層及び下層の研磨布はポリウレタンで
    ある請求項１記載の研磨装置。
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