JPH0236066A - 研磨布および研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は物品の研磨技術に関するものであり、たとえば
、半導体ウニへの研磨に利用して有効な技術である。

〔従来の技術〕

−Ｈに半導体ウェハはシリコンの単結晶インゴットをス
ライシングした後に面取りを行ない、その後の研磨工程
により表面を鏡面に仕辷げている。

この半導体ウェハ表面の鏡面研磨においては半導体装置
の高集積化によるパターンの微細化に伴って、フォトリ
ングラフィの高精度化が進み、寸法積度、平坦度、厚さ
バラツキ等の項目について厳しい加工精度が要求される
ようになってきている。

半導体ウェハの研磨に用いる研磨布は不織布、不織布に
ポリウレタン等を含浸したもの、不絨布表面にポリウレ
タン等の発泡層を加工したもの、及びポリウレタン等を
圧織成形したもの等、用途に応じて使い分けられている
。また、半導体ウェハの研磨技術に関しては特公昭５８
−１０１９３号公報「ラッピング装置」に記載されてい
る。この技術は、半導体ウェハ保持体に形成した半導体
ウェハ位置決め環状突体で半導体ウェハを位置決めし、
回転研磨盤上面に接着した平面状の研磨布に半導体ウェ
ハを密着させた状態で回転研磨盤を回転させて研磨する
ものである一研磨時において、研磨布に供給される研磨
剤は回転研磨盤の遠心力により研磨布の表面を外周へ拡
がりながら層状に流れ、半導体ウェハの外周に沿って流
れて排出されるとともに、半導体ウエノ・の加工面と研
磨布との間に侵入して研磨作用を促進させる。さらに。

第７図により半導体ウェハの研磨における他の従来技術
を説明する。回転研磨盤２に接着された研磨布１は研磨
圧力により半導体ウェハが接した部分が圧縮され僅かに
沈んだ状態となっている。そして、研磨布１には研磨剤
を流通させる溝６がその全面にわたって形成されており
、半導体ウェハ３の研磨の際には回転研磨盤２を回転さ
せるとともにノズル４から研磨布１に研磨剤５を供給す
る。

研磨布１に供給された研磨剤５は溝６を流れて半導体ウ
ェハ３の加工面に均一に供給され、研磨作用を促進させ
ろ。その後、研磨剤５は溝６を流れて研磨布１の外部に
排出される。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記の平面状の研磨布を用いた半導体ウェハの研磨技術
は、研磨布に研磨剤を均一に供給することについて配慮
されていなかった。すなわち、研磨の際に研磨剤を平面
状の研磨布に供給しても研磨布に半導体ウェハを密着さ
せているために、半導体ウェハの外周部分へは研磨剤が
充分供給されろか、その中心！Ｉ５１は供給されにくく
なり、研磨剤が研磨布に均一に供給されない。また、型
磨布の圧縮変形により常にウェハ外周が強い研磨圧を受
しナている。これにより半導体ウェハの周辺には端部ダ
レが発生する。また、研磨布には研磨における磨擦熱に
よる局部的な乾燥や目づまりが生じ、半導体ウェハの研
磨面にマイクロスクラッチや加工歪を生じさせる原因と
なる。一方、研磨剤を流通させる溝を形成した研磨布を
用いて半導体ウエノ・を研磨するもう１つの研磨技術は
研磨剤を効率良く使用することについて配慮されていな
かった。

丁なわち、研磨布全面にわたって溝が形成さｊているた
め研磨布に供給でる研磨剤の多くが溝を通ってそのまま
排出されてしまう。こｊを補うためにはさらに多くの研
磨剤を供給する必要があり、多大の研磨剤を費やしてし
まう。

本発明の目的は前記課題を解決し、被研磨物に均一に研
磨剤を供給するとともに、研磨剤を効率良く使用するこ
とができる研磨布および研磨装置を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。

すなわち、本発明の研磨布は、表面に研磨剤を流通させ
る溝を有するとともに、溝は研磨布の外周部分を除く内
側部分に形成していることを特徴とするものである。

また、本発明の研磨装置は、被研磨物σ）−主面を保持
する保持手段と、前記被研磨物の一主面と反対側の他主
面に対向するように配置して前記他主面を研磨する研磨
布と、前記研磨布を前記被研磨物の他主面に対して相対
的に移動させる研磨布移動手段と、前記研磨布に研磨剤
を供給する研磨布供給手段とを有する研磨装置であって
、前記研磨布は前記研磨剤を流通させる溝を有するとと
もに前記溝は研磨布の表面における外周部分を除く内側
部分に形成していることを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明の研磨布によると、研磨布表面における外周部分
を除く内側部分に研磨剤を流通させる溝を形成している
ため、研磨時には外周部分の溝が形成されていない部分
は堰の役目を果たす。すなわち、研磨時において研磨布
に供給される研磨剤は溝を流れるが外周部分の溝が形成
されていない部分によりそのまま排出されず、研磨布の
溝に研磨剤を一時蓄えた状態で研磨することになる。こ
れにより、研磨剤を被研磨物に均一に供給するとともに
、研磨剤を効率良く使用することができる。

また、本発明の研磨装置によっても、表面における外周
部分を除く内側部分に研磨剤を流通させる溝を形成して
いるため、被研磨物に均一に研磨剤を供給するとともに
、研磨剤を効率良く使用することができる。また溝に滞
った研磨剤によって研磨布表面が常に潤っているため研
磨中の摩擦熱や研磨荷重による砥粒の凝集・固化が阻止
されて研磨布の目詰り状態が生じにくくなり、被研磨面
へのマイクロスクラッチ等の欠点の発生を抑えることが
できる。

以下余白 〔実施例〕 第１図は本発明の研磨布の一実施例を示す概略図である
。研磨布１１の表面には研磨布１１の外周部分７を除く
内側部分に溝１６が碁盤目状に形成されている。被研磨
物を研磨する際には研磨布】】に研磨剤が供給され研磨
剤は溝１６を流れるが、研磨剤は溝が形成されていない
外周部分７で一旦塞き止めらね、外周部分７を乗り越え
て排出される。すなわち、研磨布に供給される研磨剤は
溝１６内で一時蓄えられ、溝１６内に蓄えきれなくなっ
た研磨剤が溝の形成されていない外周部分７を乗り越え
て排出される。これにより、研磨時の研磨剤の供給量を
少なくしても溝１６内を研磨剤で満たしておくことがで
きる。従って、被研磨物に均一に研磨剤を供給でるとと
もに、研磨剤を効率良く使用することができる。なお、
研磨布の外周部分近傍における溝の形状は第２図（ａ）
に示すように矩形状であっても、第２図山）に示すよう
に円弧状であってもよく種々の形状が考えられる−ただ
し、溝部の清掃においては円弧状であったほうが都合が
良いへさらに、研磨剤を流通させる溝の断面形状を第３
図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）に記載する。第３図
（ａ）は研磨布１１に矩形状の溝１６を形成したもので
ある。溝１６の断面形状はこの他に第３図（ｂ）。

（ｃ）に示すように略台形、略円形でもよ〈−研磨剤を
流通させるとともに被研磨物の加工面に研磨剤を供給す
る形状であればよい。次に、第４図により５本発明の研
磨布を半導体ウエノ・の研磨に適用した場合の概略図を
示す。研磨布２１は回転研磨盤２２に接着されており回
転研磨盤２２とともに回転するようになっており、研磨
布２１の表面には研磨布２１の外周部分の近傍まで溝２
６が形成されている。そして、半導体ウエノ・２３の研
磨面は研磨布２１に密着され、その研磨圧力により研磨
布２１は僅かに沈んだ状態となっている。半導体ウェハ
２３の研磨は回転研磨板２２０回転中心付近に配置した
ノズル（研磨剤供給手段）２４により研磨布２１に研磨
剤２５ａを供給するとともに回転研磨板２２を回転させ
ながら行なう、研磨剤２５ａは溝２６を流れ、半導体ウ
ェハ２３の研磨面に供給される、しかし、溝２６は研磨
布２１の外周部分には形成されていないため、研磨剤２
５ａはそのまま排出されずにｇ２６内に一時蓄えられ、
順次ノズル２４から供給される研磨剤２５ａにより溝２
６内に蓄えきれなくなった研磨剤２５ｂが研磨布２１の
外周部分を乗り越えて排出される。これにより、溝２６
内には研磨剤が常ＶｃｔＩたされた状態となり半導体ウ
エノ・２３には研磨剤２５ａを均一に供給１゛ることか
できる、また、研磨布２１に供給する研磨剤２５ａの世
を少なくしても溝２６内に研磨剤２５ａを蓄えたまま研
磨することができるため研磨剤２５ａを効率良く使用す
ることができる。なお、本実施例によると研磨剤を研磨
布に順次供給するものとしたが、これに限られるもので
はなく、研磨布が局部的に乾燥したり目づまりしない程
度に間欠的に研磨剤を供給するようにしても良い。また
、本実施例においては研磨布に溝を碁盤目状に形成する
ものとしたが、網目状９円弧状、放射線状、ラセン状、
同心円状等の他の形状であってもよい。さらに、研磨に
ついては、被研暦物の材質、加工特性や研磨布の材質、
研磨剤の濃度や砥粒の種類９粒度、定盤回転数や研磨圧
力等の加工条件等によっても影響されるので、これらの
条件に合せて溝形状１寸法等を決定するとよい。

第５図および第６図により本発明の一実施例である半導
体ウェハの研磨装置を説明する。第５図は本発明の一実
施例である半導体ウェハの研磨装置の概略図であり、第
６図は第５図に示したＡ部（半導体ウェハ保持部）の拡
大断面図である。研磨装置は回転研磨盤３２に研磨剤を
流通させる溝３６を有する研磨布３１を粘着テープ５１
により接着している。そして、回転研磨盤３２は回転中
心に軸４４を有しておりベアリング４２および４３によ
って支持され、モータ（口承せず）の駆動力によって回
転するようになっている、回転研磨盤３２の上方には研
磨の際に半導体ウェハ３３を保持する研磨プレート５６
を配置している。研磨プレート５６には研磨時べ半導体
ウェハ３３の周辺を位置決めする半導体ウェハ位置決め
環状突体５５および、半導体ウェハ３３を吸着保持する
真空吸引孔５４を有している。そして、半導体ウェハ位
置決め環状突体５５はバネ５７で弾性的に支持されてお
り、研磨布に均一に等接するようにしている。

また、真空吸引孔５４は研磨プレート５６の下面に形成
した環状溝５０と連通し、保持バッド５２および保持パ
ッド５２を研磨プレート５６に接着する粘着テープ５３
とを介して半導体ウェハ３３を吸着保持するようにして
いる。一方、研磨プレート５６は矢印Ｂ方向へ可動する
アーム４１に支持されており、半導体ウェハ３３の着脱
においてはアーム４１を動作させることにより研磨プレ
ート５６を上下動させる。また、研磨プレート５６の上
方にはエアーシリンダー４０を配置しており、半導体ウ
ェハ３３の研磨の際にエアーシリンダー４０により研磨
プレート５６を加圧することにより半導体ウェハ３３に
研磨圧力を印加するようにしている。次に本実施例の半
導体ウエノ・の研磨装置を用いた半導体ウエノ・の研磨
方法を説明する。

回転研磨盤３２に接着した研磨布３１上に半導体ウェハ
３３を載置し、研磨プレート５６を研磨布３１に当接さ
せるとともに半導体ウエノ・位置決め環状突体５５によ
り半導体ウエノ・３３の位置決めをし、エアーシリンダ
ー４０により、研磨プレート５６に研磨圧力を印加する
。そして回転研磨盤・の回転中心付近に設けたノズル３
４により研磨布３１に研磨剤を供給しながら半導体ウエ
ノ・３３を研磨布３１に対して相対的に移動させる。本
実施例においては回転研磨盤３２を回転させるとともに
半導体ウェハ３３を保持する研磨プレート５６をも回転
させて半導体ウエノＳ３３を研磨布３１に対して相対的
に移動させている。研磨中は研磨剤を研磨布に供給する
ことにより、研磨剤が研磨布３１に形成した溝３６を流
れて半導体ウェハ３３の研磨面に供給される。その後研
磨剤は研磨布３１の周辺の溝が形成されていない部分で
一時蓄えられ、引続き供給される研磨剤により溝の形成
されていない部分をオーバーフローして排出される。

半導体ウェハ３３の研磨が終ると真空吸引孔５４を介し
て半導体ウェハ３３を吸引し、研磨プレート５６に保持
する。そして、半導体ウェハ３３を保持したままアーム
４１を持ち上げて半導体ウェハ３３を取りはずす゛。本
夾施例によると研磨布に供給する研磨剤は、外周部分を
除く内側部分に溝を形成した研磨布により、溝内に研磨
剤を蓄えた状態で半導体ウェハの研磨をすることになり
、半導体ウェハに対して研磨剤を均一に供給することが
できる。これにより、研磨剤の供給址を少なくしても半
導体ウェハに対して研磨剤を均一に供給することができ
るため、研磨剤を効率良く使用することができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に゛説明したが、本発明は前記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。たとえば、研磨布に
形成する溝は、被研磨物が研磨布に対して相対的に移動
する部分に形成するようにしてもよい。また、研磨プレ
ートによる半導体ウェハの保持については、半導体ウェ
ハの着脱の時のみでなく、研磨時においても吸引保持す
るようにしてもよく、この他にも一般に実施されている
様にセラミックその他のウェハ保持円板にＷｋＸ等を用
いてウェハを接着する方法であっても良い。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。すなわち、本発明の研磨布および研磨装置は研磨布の
外周部分を除く内側部分に溝を形成しているため、研磨
剤を溝内に一時蓄えた状態で被研磨物を研磨することに
なり、被研磨物の加工面に研磨剤を均一に供給すること
ができる。また、これにより、研磨剤の供給蓋を少なく
しても被研磨物に研磨剤を均一に供給することができ、
研磨剤を効率良く使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の研磨布の一実施例を示す概略図、 第２図（ａ）　、　（ｂ）は本発明の研磨布の一実施例
外周部分近傍における溝の形状を示す概略図、第３図［
ａ）　−（ｂ）　＊　（ｃ）は本発明の研磨布の一実施
例の溝の断面形状を示す概略図、 第４図は本発明の研磨布を半導体ウェハの研磨に適用し
た場合の概略図、 第５図は本発明の研磨装置の一実施例である半導体ウニ
への研磨装置の概略図、 第６図は第５図に示した半導体ウニへの研磨装置のＡ部
（半導体ウェハ保持部）の拡大断面図、第７図は半導体
ウェハの研磨における従来技術を示す概略図である。 １．１１．２１．３１・・・研磨布、２．２２．３２・
・・回転研磨盤、３．２３．３３・・・半導体ウェハ４
．２４．３４−・・ノズル、５．２５ａ、２５ｂ・・・
研磨剤、６，１６．１６ａ、１６ｂ、２６．３６・・・
溝、７・・・研磨布の外周部分、４０・・・エアーシリ
ンダー　４１・・・アーム、４２．４３・・・ベアリン
グ。 ４４・・・軸、５０・・・環状溝、５１．５３・・・粘
着テープ、５゛２・・・保持パッド、５４・・・真空吸
引孔、５５・・・半導体ウェハ位置決め環状突体、５６
・・・研磨プレート、５７・・・バネ。 ・−ノ 第 図 ！６′ 第 図 （ｂ＞ 第 図 第 因 ４θ 第 図 （α） （ｂ） （〔） ノロ゛ 第 図 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被研磨物を研磨する研磨剤を流通させる溝を表面に
   形成した研磨布において、前記溝を研磨布の表面におけ
   る外周部分を除く内側部分に形成したことを特徴とする
   研磨布。 ２、前記溝は研磨布表面に碁盤目状に形成していること
   を特徴とする請求項１に記載の研磨布。 ３、被研磨物を研磨する研磨剤を流通させる溝を表面に
   形成した研磨布において、前記研磨布の外周部分には前
   記溝を形成していないことを特徴とする研磨布。 ４、前記溝は研磨布表面に碁盤目状に形成していること
   を特徴とする請求項３に記載の研磨布。 ５、被研磨物の一主面を保持する保持手段と、前記被研
   磨物の一主面の反対側の他生面に対向するように配置し
   て前記他主面を研磨する研磨布と、前記研磨布を前記被
   研磨物の他主面に対して相対的に移動させる研磨布移動
   手段と、前記研磨布に研磨剤を供給する研磨剤供給手段
   とを有する研磨装置であって、前記研磨布は前記研磨剤
   を流通させる溝を有するとともに前記溝は研磨布の表面
   における外周部分を除く内側部分に形成していることを
   特徴とする研磨装置。 ６、被研磨物の一主面を保持する保持手段と、前記被研
   磨物の一主面の反対側の他主面に対向するように配置し
   て前記他主面を研磨する研磨布と、前記被研磨物を前記
   研磨布に対して相対的に移動させる移動手段と、前記研
   磨布に研磨剤を供給する研磨剤供給手段とを有する研磨
   装置であって、前記研磨布は前記研磨剤を流通させる溝
   を有するとともに前記溝は前記被研磨物が対的に移動す
   る部分に形成したことを特徴とする研磨装置。