JP4737689B2 - 表面研磨方法と表面研磨装置と表面研磨板 - Google Patents
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Description
1.シリコンウエハの作用面に幅の狭いブロック状の砥石を押し当てて研磨処理をすると、シリコンウエハの作用面に送りマークと呼ばれる研磨痕が残る。
2.作用面に幅の狭い砥石を押し当てて、薄くて硬い大面積の基板の研磨をすると、作用面各部に加わる圧力の変動により、シリコンウエハ基板が破損し易い。作用面の面積が広くなると作用面の平坦度が十分でなくなる。
3.作用面の平坦度はシリコンウエハ基板の機械特性に大きな影響を与える。しかし、平坦度を向上させるには、長時間の研磨作業が必要で、生産性を低下させる。
以上の課題を解決するために、本発明は次のような表面研磨方法等を提供することを目的とする。
1.大面積のシリコンウエハ等であっても、研磨痕の無い鏡面仕上げができる。
2.広い作用面全体に均一な圧力をかけて研磨することができる。
3.短時間で作用面の平坦度が高めることができ、生産性が向上する。
4.長時間安定な研磨性能を維持できる。
いずれの構成においても、前記他方の面で前記被研磨材の作用面と接する部分に位置する気泡の開口は、前記ダイヤモンド砥粒の粒径より大きく、かつ、前記研磨または研削中に、前記ダイヤモンド砥粒を前記気泡の開口の内部に閉じこめて移動を制限しつつ、前記作用面の気泡内で前記ダイヤモンド砥粒が動き廻る大きさのものが含まれる。
〈構成1〉
一方の面から他方の面に通じる多数の連続気泡を有する多孔質板の、上記一方の面から上記他方の面に向かう砥粒を混入したスラリーの流れを形成し、上記他方の面を被研磨材の作用面に押し付けて、上記他方の面と上記作用面とを摺り合わせて、上記被研磨材を研磨することを特徴とする表面研磨方法。
構成1に記載の表面研磨方法において、上記他方の面で上記被研磨材の作用面と接する部分に位置する上記連続気泡の開口には、上記砥粒の粒径より大きいものが含まれることを特徴とする表面研磨方法。
構成2に記載の表面研磨方法において、上記連続気泡の開口には、上記スラリーと共に流入する上記砥粒の粒径より大きい開口が含まれ、かつ、上記多数の連続気泡に上記一方の面からスラリーと共に流入する砥粒をトラップする曲折部が、上記多孔質板の内部に分散して存在することを特徴とする表面研磨方法。
一方の面から他方の面に通じる多数の連続気泡を有する多孔質板と、上記一方の面全面
を覆いこれを取り囲む側壁を有し、砥粒を混入したスラリーを所定量収容し、上記一方の
面から上記他方の面に向かう砥粒を混入したスラリーの流れを形成するスラリー供給部と
、上記多孔質板の他方の面をほぼ水平に保持し、上記多孔質板の他方の面を被研磨材の作
用面に押し付けて、上記他方の面と上記作用面とを摺り合わせて、上記被研磨材を研磨す
る駆動機構とを備え、
上記他方の面で上記被研磨材の作用面と接する部分に位置する上記連続気泡の開口には、上記砥粒の粒径より大きいものが含まれ、上記多数の連続気泡に上記一方の面からスラリーと共に流入する砥粒をトラップする曲折部が、上記多孔質板の内部に分散して存在することを特徴とする表面研磨装置。
一方の面から他方の面に通じる多数の連続気泡を有する多孔質板と、上記一方の面全面
を覆いこれを取り囲む容器を有し、砥粒を混入したスラリーを所定量収容し、上記一方の
面から上記他方の面に向かう砥粒を混入したスラリーの流れを形成するスラリー供給部と
、上記多孔質板の他方の面をほぼ垂直に保持し、上記多孔質板の他方の面を被研磨材の作
用面に押し付けて、上記他方の面と上記作用面とを摺り合わせて、上記被研磨材を研磨す
る駆動機構とを備え、
上記他方の面で上記被研磨材の作用面と接する部分に位置する上記連続気泡の開口には、上記砥粒の粒径より大きいものが含まれ、上記多数の連続気泡に上記一方の面からスラリーと共に流入する砥粒をトラップする曲折部が、上記多孔質板の内部に均一に分散して存在することを特徴とする表面研磨装置。
一方の面から他方の面に通じる多数の連続気泡を有する多孔質板に、室温で多孔質板の他方の面から重力で自然流下しない程度の粘性を持ち、かつ、研磨処理時に発生した熱により軟化して流動性が高まる液体であって、砥粒を混入したものを含浸させたものと、上記多孔質板の一方の面側に配置され、上記砥粒を混入した液体を、上記一方の面以外の面を塞いで収容した処理剤封入部と、上記多孔質板の他方の面を被研磨材の作用面に押し付けて、上記他方の面と上記作用面とを摺り合わせて、上記被研磨材を研磨する駆動機構とを備え、
上記他方の面で上記被研磨材の作用面と接する部分に位置する上記連続気泡の開口には、上記砥粒の粒径より大きいものが含まれ、上記多数の連続気泡に上記一方の面からスラリーと共に流入する砥粒をトラップする曲折部が、上記多孔質板の内部に均一に分散して存在することを特徴とする表面研磨装置。
一方の面から他方の面に通じる多数の連続気泡を有する多孔質板に、室温で多孔質板の他方の面から重力で自然流下しない程度の粘性を持ち、かつ、研磨処理時に発生した熱により軟化して流動性が高まる液体であって、砥粒を混入したものを含浸させたものであって、
上記他方の面で被研磨材の作用面と接する部分に位置する上記連続気泡の開口には、上記砥粒の粒径より大きいものが含まれ、上記多数の連続気泡にスラリーと共に流入する砥粒をトラップする曲折部が、上記多孔質板の内部に均一に分散して存在することを特徴とする表面研磨板。
構成7に記載の表面研磨板であって、上記多孔質板の一方の面側に配置され、上記砥粒を混入した液体を、上記一方の面以外の面を塞いで収容した処理剤封入部とを有することを特徴とする表面研磨板。
図の装置は、被研磨材14の例としてシリコンウエハを使用する。これを研磨するために、多孔質板12を使用する。被研磨材14はワークチャック41により水平に固定されている。多孔質板12は被研磨材14の作用面16に押し付けられるように支持されている。この多孔質板12の一方の面18から他方の面20に向かうスラリー26の流れを形成するために、スラリー供給部51が設けられている。なお、以下の実施例では全て研磨と表現するが、この装置で研削も可能であることは言うまでもない。
多孔質板12は、その一方の面18(図1)から他方の面20に通じる多数の連続気泡22を有する。多孔質板12の一方の面18は上方に開放されており、ダイヤモンド砥粒24を混入したスラリー26の供給を受ける。スラリー26は重力により多孔質板12中で下方に移動する。スラリーは、水のような低粘度の液体よりも、高回転で運転したときに急激に流出しない糊状のものが好ましい。例えば、室温で、多孔質板12の他方の面から重力で自然流下しない程度の粘性を持つことが好ましい。この粘性は、スラリー26と多孔質板12との相対的な物性を考慮して選択されるとよい。
この装置は、図1の装置を縦型にしたものである。被研磨材14の作用面16には、絶えず新しいスラリー26が供給されることが好ましい。そこで、多孔質板12の他方の面20をほぼ垂直に保持した状態で研磨処理をする。スラリータンク45には、その上部にスラリーチューブ32を取り付けて、スラリー26を連続供給する。スラリー26は多孔質板12を通過した後、作用面16に沿って垂直に流下する。従って、新しいスラリー26を連続的に供給して研磨することができる。なお、その他の部分については、図1の装置と同様の構成のため、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
図のように、この装置は、処理剤封入部60と駆動機構66とを備える。処理剤封入部60は、一方の面18から他方の面20に通じる多数の連続気泡22を有する多孔質板12を備える。この多孔質板12は、ダイヤモンド砥粒24を混入した常温で非流動性の液体62を含浸させたものである。さらに、多孔質板12の一方の面18側に配置され、前記ダイヤモンド砥粒24を混入した常温で非流動性の液体62を、前記一方の面18以外の面を塞いで収容した保持容器61を備える。
上記の多孔質板12を予め大量に生産しておいて、摩耗したら保持容器61から取り外して新しいものと交換するようにして使用するとよい。図5の(a)は交換用の多孔質板12であって、プラスチックケース等にパッケージして販売するとよい。また、図の(b)に示すように、保持容器61と多孔質板12とを一体化したものをアセンブリとして準備しておき、多孔質板12が摩耗したらモータチャック65からアセンブリ全体を取り外して新しいものと交換するようにして使用するとよい。(c)は、保持容器61を薄い金属やプラスチックにより構成して保持容器61と一体化したものである。これを販売して、従来のパッドと交換すればよい。実施例4によれば、スラリーを流動させる機構を多孔質板12の背面に配置する必要が無いので、装置の構成を簡素化できる。
12 多孔質板
14 被研磨材
16 作用面
18 一方の面
20 他方の面
22 連続気泡
24 ダイヤモンド砥粒
26 スラリー
28 開口
30 曲折部
32 スラリーチューブ
41 ワークチャック
43 砥石ホルダ
44 ビス
45 スラリータンク
47 キャップ
48 吸気孔
49 回転駆動軸
51 スラリー供給部
53 駆動機構
60 処理材封入部
61 保持容器
62 非流動性の液体
63 駆動軸
65 モータチャック
66 駆動機構
Claims (6)
- 一方の面から他方の面に通じる多数の連続気泡を有する多孔質板の、前記一方の面から前記他方の面に向かうダイヤモンド砥粒を混入したスラリーの流れを形成し、前記他方の面を被研磨材の作用面に押し付けて、前記他方の面と前記作用面とを摺り合わせて、前記被研磨材を研磨または研削をする方法であって、
前記他方の面で前記被研磨材の作用面と接する部分に位置する気泡の開口は、前記ダイヤモンド砥粒の粒径より大きく、かつ、前記研磨または研削中に、前記ダイヤモンド砥粒を前記気泡の開口の内部に閉じこめて移動を制限しつつ、前記作用面の気泡内で前記ダイヤモンド砥粒が動き廻る大きさのものが含まれ、
前記多数の連続気泡に前記一方の面からスラリーと共に流入するダイヤモンド砥粒をトラップする曲折部が、前記多孔質板の内部に分散して存在することを特徴とする表面研磨方法。 - 一方の面から他方の面に通じる多数の連続気泡を有する多孔質板と、
前記一方の面全面を覆いこれを取り囲む側壁を有し、ダイヤモンド砥粒を混入したスラリーを所定量収容し、前記一方の面から前記他方の面に向かうダイヤモンド砥粒を混入したスラリーの流れを形成するスラリー供給部と、
前記多孔質板の他方の面をほぼ水平に保持し、前記多孔質板の他方の面を被研磨材の作用面に押し付けて、前記他方の面と前記作用面とを摺り合わせて、前記被研磨材を研磨する駆動機構とを備え、
前記他方の面で前記被研磨材の作用面と接する部分に位置する気泡の開口は、前記ダイヤモンド砥粒の粒径より大きく、かつ、前記研磨または研削中に、前記ダイヤモンド砥粒を前記気泡の開口の内部に閉じこめて移動を制限しつつ、前記作用面の気泡内で前記ダイヤモンド砥粒が動き廻る大きさのものが含まれ、
前記多数の連続気泡に前記一方の面からスラリーと共に流入するダイヤモンド砥粒をトラップする曲折部が、前記多孔質板の内部に分散して存在することを特徴とする表面研磨装置。 - 一方の面から他方の面に通じる多数の連続気泡を有する多孔質板と、
前記一方の面全面を覆いこれを取り囲む容器を有し、ダイヤモンド砥粒を混入したスラリーを所定量収容し、前記一方の面から前記他方の面に向かうダイヤモンド砥粒を混入したスラリーの流れを形成するスラリー供給部と、
前記多孔質板の他方の面をほぼ垂直に保持し、前記多孔質板の他方の面を被研磨材の作用面に押し付けて、前記他方の面と前記作用面とを摺り合わせて、前記被研磨材を研磨する駆動機構とを備え、
前記他方の面で前記被研磨材の作用面と接する部分に位置する気泡の開口は、前記ダイヤモンド砥粒の粒径より大きく、かつ、前記研磨または研削中に、前記ダイヤモンド砥粒を前記気泡の開口の内部に閉じこめて移動を制限しつつ、前記作用面の気泡内で前記ダイヤモンド砥粒が動き廻る大きさのものが含まれ、
前記多数の連続気泡に前記一方の面からスラリーと共に流入するダイヤモンド砥粒をトラップする曲折部が、前記多孔質板の内部に均一に分散して存在することを特徴とする表面研磨装置。 - 一方の面から他方の面に通じる多数の連続気泡を有する多孔質板に、室温で多孔質板の他方の面から重力で自然流下しない程度の粘性を持ち、かつ、研磨処理時に発生した熱により軟化して流動性が高まる液体であって、ダイヤモンド砥粒を混入したものを含浸させたものと、
前記多孔質板の一方の面側に配置され、前記ダイヤモンド砥粒を混入した液体を、前記一方の面以外の面を塞いで収容した処理剤封入部と、
前記多孔質板の他方の面を被研磨材の作用面に押し付けて、前記他方の面と前記作用面とを摺り合わせて、前記被研磨材を研磨する駆動機構とを備え、
前記他方の面で前記被研磨材の作用面と接する部分に位置する気泡の開口は、前記ダイヤモンド砥粒の粒径より大きく、かつ、前記研磨または研削中に、前記ダイヤモンド砥粒を前記気泡の開口の内部に閉じこめて移動を制限しつつ、前記作用面の気泡内で前記ダイヤモンド砥粒が動き廻る大きさのものが含まれ、
前記多数の連続気泡に前記一方の面からスラリーと共に流入するダイヤモンド砥粒をトラップする曲折部が、前記多孔質板の内部に均一に分散して存在することを特徴とする表面研磨装置。 - 一方の面から他方の面に通じる多数の連続気泡を有する多孔質板に、室温で多孔質板の他方の面から重力で自然流下しない程度の粘性を持ち、かつ、研磨処理時に発生した熱により軟化して流動性が高まる液体であって、ダイヤモンド砥粒を混入したものを含浸させたものであって、
前記他方の面で前記被研磨材の作用面と接する部分に位置する気泡の開口は、前記ダイヤモンド砥粒の粒径より大きく、かつ、前記研磨または研削中に、前記ダイヤモンド砥粒を前記気泡の開口の内部に閉じこめて移動を制限しつつ、前記作用面の気泡内で前記ダイヤモンド砥粒が動き廻る大きさのものが含まれ、
前記多数の連続気泡に前記一方の面からスラリーと共に流入するダイヤモンド砥粒をトラップする曲折部が、前記多孔質板の内部に均一に分散して存在することを特徴とする表面研磨板。 - 請求項5に記載の表面研磨板であって、
前記多孔質板の一方の面側に配置され、前記ダイヤモンド砥粒を混入した液体を、前記一方の面以外の面を塞いで収容した処理剤封入部とを有することを特徴とする表面研磨板。
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