JPH07124861A - フロートポリッシング装置 - Google Patents

フロートポリッシング装置

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JPH07124861A
JPH07124861A JP27185893A JP27185893A JPH07124861A JP H07124861 A JPH07124861 A JP H07124861A JP 27185893 A JP27185893 A JP 27185893A JP 27185893 A JP27185893 A JP 27185893A JP H07124861 A JPH07124861 A JP H07124861A
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Teruto Hirata
照人 平田
Tetsuo Ogawa
徹郎 小川
Yoshiharu Toyoshima
喜治 豊島
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリッシングプレートの製作に要するコスト
と労力を小さく抑えた上で、該ポリッシングプレートの
腐食を防ぎ、アルカリ性研磨液の使用が不可欠なシリコ
ン単結晶の研磨に対してもフロートポリッシング法を適
用することができるフロートポリッシング装置を提供す
ること。 【構成】 上面に螺旋状の凹凸7,8を形成して成るポ
リッシングプレート3を回転させながら、これの上に研
磨液6を供給し、ワーク(半導体ウエーハ)Wを研磨液
6の流体圧によってフローティングさせてこれの表面を
非接触研磨するフロートポリッシング装置において、前
記ポリッシングプレート3を、熱変形温度が200℃以
上で、且つ、吸水率が0.5%以上のポリエーテルエー
テルケトン(PEEK)又はポリエーテルサルホン、又
は熱変形温度が200℃以上のポリフェニレンサルファ
イド(PPS)に親水化処理を施したもので構成する。
本発明によれば、ポリッシングプレート3が耐食性及び
切削加工性の高い材質によって構成されるため、前記目
的が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ワークの表面を無歪鏡
面に研磨するためのフロートポリッシング装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】例えば、半導体ウエーハ表面の結晶欠陥
は素子の歩留りに大きな影響を及ぼすため、半導体ウエ
ーハ表面を無歪鏡面に研磨する要求が高まっている。
【0003】上記要求を満足する研磨装置としては、フ
ロートポリッシング装置が知られている。このフロート
ポリッシング装置は、上面に螺旋状の凹凸を形成して成
るポリッシングプレートを回転させながら、これの上に
研磨液を供給し、ワークを研磨液の流体圧によってフロ
ーティングさせるとともに、回転又は回転とともに水平
方向に揺動させて該ワークの表面を非接触研磨する装置
である。
【0004】ところで、従来のフロートポリッシング装
置においては、ポリッシングプレートの材質として錫、
アルミニウム等の金属が専ら用いられていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようにポリッシングプレートの材質に金属を用いると、
該ポリッシングプレートが腐食し易く、特に酸性又はア
ルカリ性の研磨液によってポリッシングプレートは甚だ
しく腐食され、該ポリッシングプレートを長時間使用す
れば、その表面に形成された凹凸の形状に変化が生じ、
研磨面が悪影響を受けて所期のフロートポリッシングを
高精度に行なうことができないという問題がある。
【0006】例えば、ワークが単結晶シリコンウエーハ
である場合には、アルカリ性研磨液の使用が不可欠であ
るため、上記問題が発生する。
【0007】又、一般に金属は半導体ウエーハ等のワー
クに比して静止摩擦係数が大きく、且つ、硬いため、加
工開始時にノッキング現象が発生し易く、ワークが傷付
くという問題がある。
【0008】従って、ポリッシングプレートの材質とし
て耐食性の高い樹脂を用いることが考えられるが、一般
に樹脂は切削加工性に乏しく、樹脂製のポリッシングプ
レートへの溝の切削加工が困難である上、研磨加工中に
ポリッシングプレートが変形したり、摩耗するという問
題が発生する。
【0009】そこで、切削加工性の高い金属から成る円
盤状の本体の研磨作用面に、耐食性が高くて静止摩擦係
数の小さな弗素樹脂膜を被着して成るポリッシングプレ
ートが提案されている(特開平4−310365号公報
参照)。
【0010】而して、上記ポリッシングプレートによれ
ば、錆の発生や加工開始時のノッキング現象の発生を防
いで高精度な研磨加工が可能となるが、ポリッシングプ
レート自体の製作に多大な労力とコストを要するという
問題がある。
【0011】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、ポリッシングプレートの製作
に要するコストと労力を小さく抑えた上で、ポリッシン
グプレートの腐食を防ぎ、アルカリ性研磨液の使用が不
可欠なシリコン単結晶の研磨に対してもフロートポリッ
シング法を適用することができるフロートポリッシング
装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明は、上面に螺旋状の凹凸を形成して成るポリッシン
グプレートを回転させながら、これの上に研磨液を供給
し、ワークを研磨液の流体圧によってフローティングさ
せてこれの表面を非接触研磨するフロートポリッシング
装置において、前記ポリッシングプレートを、熱変形温
度が200℃以上で、且つ、吸水率が0.5%以上の樹
脂、又は熱変形温度が200℃以上の樹脂の表面に親水
化処理を施したもので構成したことを特徴とする。
【0013】尚、上記樹脂としては、ポリフェニレンサ
ルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン
(PEEK)又はポリエーテルサルホン(PES)が選
定される。
【0014】又、前記親水化処理としては、前記樹脂の
成型体をアルコール又はアルコールと水との混合液に浸
漬する方法が採られる。
【0015】
【作用】本発明者は、フロートポリッシング装置のポリ
ッシングプレートの材質として従来の金属及び樹脂に代
えて熱変形温度が200℃以上の樹脂を用いれば、該ポ
リッシングプレートの切削加工性は良好に保たれ、これ
に溝を高精度に形成することができることを確認した。
【0016】一方、ポリッシングプレートの材質として
表面が疎水性の樹脂を用いた場合には、該ポリッシング
プレートを用いてワークをポリッシュするときに、スラ
リーを弾くことによりワークの加工精度が悪化すること
が判明した。この問題は、本発明のようにポリッシング
プレートの材質として吸水率が0.5%以上の樹脂を用
いることで解消されることが確認された。そして、吸水
率が0.5%以下の樹脂であっても、成型後にその表面
をアルコール又はアルコールと水との混合液に浸漬する
等の親水化処理を施せば、同様に前記問題が解消するこ
とも確認された。尚、ここで使用されるアルコールは、
メタノール、エタノール等の低級アルコールで良い。
【0017】又、ポリッシングプレートの材質として用
いられる樹脂として、本発明のように耐食性及び耐摩耗
性の高いポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリ
エーテルエーテルケトン(PEEK)、又はポリエーテ
ルサルホン(PES)を用いれば、該ポリッシングプレ
ートは酸性又はアルカリ性研磨液によってもより腐食さ
れにくく、長時間の使用によっても、その表面に形成さ
れた凹凸の形状により変化が生じにくい。尚、ポリフェ
ニレンサルファイド(PPS)については、その吸水率
が0.5%以下であるため、前記親水化処理が必要であ
る。
【0018】更に、本発明で採用する上記樹脂は金属と
同様に切削加工性に優れる他、金属に比して静止摩擦係
数が小さいため、ポリッシングプレートの製作に要する
コストと労力を小さく抑えることができるとともに、加
工開始時のノッキング現象の発生を防ぐことができる。
【0019】従って、本発明によれば、所期のフロート
ポリッシングを高精度に行なうことができ、アルカリ性
研磨液の使用が不可欠なシリコン単結晶の研磨に対して
もフロートポリッシング法を適用することができる。
【0020】
【実施例】以下に本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。
【0021】図1は本発明に係るフロートポリッシング
装置要部の断面図、図2はポリッシングプレート表面の
拡大断面図である。
【0022】図1に示すフロートポリッシング装置にお
いて、1は不図示の駆動手段によって図示矢印方向に所
定の速度で回転駆動される主軸であり、該主軸1の上面
には液槽2が固設されている。そして、主軸1の上面で
あって、且つ、前記液槽2の内部にはリング状のポリッ
シングプレート3が固設されている。
【0023】又、上記ポリッシングプレート3の上方に
は、不図示の駆動手段によって図示矢印方向に所定の速
度で回転駆動されるワーク軸4が垂設されており、該ワ
ーク軸4の前記液槽2内に臨む下端部には、円板状のワ
ークホルダー5が上下動及び回転可能に設けられてい
る。つまり、ワークホルダー5はワーク軸4と一体に回
転すると同時に、ワーク軸4に沿って上下動自在に構成
されている。
【0024】尚、上記ワーク軸4及びワークホルダー5
は、不図示の揺動機構によって、液槽2外に位置する不
図示の軸を中心として水平方向に所定の範囲を揺動せし
められる。
【0025】更に、前記液槽2内には、微細な遊離砥粒
6aを含んだ研磨液6が収容されており、前記ポリッシ
ングプレート3は図示のように研磨液6中に浸漬されて
いる。
【0026】ところで、前記ポリッシングプレート3の
上面には、螺旋状の凹凸7,8が形成されており、図2
に詳細に示すように、凸部8の上面には溝8aがダイヤ
モンド切削によって螺旋状に形成されている。
【0027】而して、本実施例では、ポリッシングプレ
ート3は、熱変形温度が200℃以上で、且つ、吸水率
が0.5%以上のポリエーテルエーテルケトン(PEE
K)又はポリエーテルサルホン(PES)、或いは熱変
形温度が200℃以上のポリフェニレンサルファイド
(PPS)の表面に親水化処理を施したもので構成され
ている。尚、上記親水化処理は、ポリフェニレンサルフ
ァイド(PPS)の成型体をアルコール又はアルコール
と水との混合液に浸漬することによってなされる。本実
施例においては、エタノール50%、水50%の混合液
に室温において約30分間ポリフェニレンサルファイド
(PPS)の成型体を浸漬した後、該成型体の表面を払
拭して使用した。
【0028】次に、本フロートポリッシング装置の作用
を説明する。
【0029】ワークが例えば単結晶シリコンウエーハW
である場合、該ウエーハWを図1に示すように前記ワー
クホルダー5の下面にワックス等を用いて接着した後、
ワーク軸4及びワークホルダー5を下げてウエーハWを
図示のように研磨液6中に浸漬せしめる。尚、本実施例
のようにワークが単結晶シリコンウエーハWである場合
には、前記研磨液6としてアルカリ性研磨液が不可欠で
ある。
【0030】次に、主軸1とワーク軸4をそれぞれ図示
矢印方向に回転駆動するとともに、ワーク軸4とワーク
ホルダー5を不図示の軸を中心として水平方向に所定の
範囲を揺動せしめる。
【0031】すると、主軸1に固設されたポリッシング
プレート3は研磨液6中を主軸1と共に一体に回転す
る。又、ワークホルダー5の下面に接着された半導体ウ
エーハWも研磨液6中をワーク軸4及びワークホルダー
5と共に一体に回転するとともに、不図示の軸を中心と
して所定の範囲を水平に揺動する。
【0032】このとき、ポリッシングプレート3の表面
に形成された凹部7と凸部8に形成された溝8aに保持
される研磨液6が高速流を形成するため、該研磨液6の
流れによって流体圧(動圧)が発生し、この流体圧とワ
ークホルダー5及び半導体ウエーハWの自重が釣り合う
ようにワークホルダー5と半導体ウエーハWが浮き上が
り、単結晶シリコンウエーハWは、フローティング状態
を保って回転及び揺動しながら、これとポリッシングプ
レート3の間を流れる研磨液6に含まれる遊離砥粒6a
によってその表面(非接着面)が無歪鏡面に研磨され
る。
【0033】以上において、本実施例では、ポリッシン
グプレート3の材質として、従来の金属及び樹脂に代え
て耐食性及び耐摩耗性の高いポリフェニレンサルファイ
ド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEE
K)又はポリエーテルサルホン(PES)を用いたた
め、該ポリッシングプレート3はアルカリ性研磨液6に
よっても腐食されず、長時間の使用によっても、その表
面に形成された凹凸7,8の形状に変化が生じない。
【0034】又、本実施例で採用する上記材質は金属と
同様に切削加工性に優れ、且つ、金属に比して静止摩擦
係数が小さいため、ポリッシングプレート3の製作に要
するコストと労力を小さく抑えることができるととも
に、加工開始時のノッキング現象の発生を防ぐことがで
きる。
【0035】従って、本実施例によれば、所期のフロー
トポリッシングを高精度に行なうことができ、アルカリ
性研磨液6の使用が不可欠なシリコン単結晶ウエーハW
の研磨に対してもフロートポリッシング法を適用するこ
とができる。
【0036】尚、ポリッシングプレート3は酸性研磨液
に対しても高い耐食性を示すため、本発明に係るフロー
トポリッシング装置はワークの種類を問わず全てのワー
クに対して所期のフロートポリッシングを高精度に行な
うことができる。
【0037】
【発明の効果】以上の説明で明らかな如く、本発明によ
れば、上面に螺旋状の凹凸を形成して成るポリッシング
プレートを回転させながら、これの上に研磨液を供給
し、ワークを研磨液の流体圧によってフローティングさ
せてこれの表面を非接触研磨するフロートポリッシング
装置において、前記ポリッシングプレートを、熱変形温
度が200℃以上で、且つ、吸水率が0.5%以上の樹
脂、又は熱変形温度が200℃以上の樹脂の表面に親水
化処理を施したもの、特にポリフェニレンサルファイド
(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)
又はポリエーテルサルホン(PES)としたため、ポリ
ッシングプレートの製作に要するコストと労力を小さく
抑えた上で、該ポリッシングプレートの腐食を防ぎ、ア
ルカリ性研磨液の使用が不可欠なシリコン単結晶の研磨
に対してもフロートポリッシング法を適用することがで
きる上、ワークの加工精度を悪化させないという効果が
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るフロートポリッシング装置要部の
断面図である。
【図2】本発明に係るフロートポリッシング装置のポリ
ッシングプレート表面の拡大断面図である。
【符号の説明】
1 主軸 3 ポリッシングプレート 4 ワーク軸 5 ワークホルダー 6 研磨液 7 凹部 8 凸部 W 単結晶シリコンウエーハ(ワーク)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上面に螺旋状の凹凸を形成して成るポリ
    ッシングプレートを回転させながら、これの上に研磨液
    を供給し、ワークを研磨液の流体圧によってフローティ
    ングさせてこれの表面を非接触研磨するフロートポリッ
    シング装置において、前記ポリッシングプレートを、熱
    変形温度が200℃以上で、且つ、吸水率が0.5%以
    上の樹脂、又は熱変形温度が200℃以上の樹脂の表面
    に親水化処理を施したもので構成したことを特徴とする
    フロートポリッシング装置。
  2. 【請求項2】 前記樹脂は、ポリフェニレンサルファイ
    ド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEE
    K)又はポリエーテルサルホン(PES)であることを
    特徴とする請求項1記載のフロートポリッシング装置。
  3. 【請求項3】 前記親水化処理は、前記樹脂の成型体を
    アルコール又はアルコールと水との混合液に浸漬する処
    理であることを特徴とする請求項1記載のフロートポリ
    ッシング装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100471527B1 (ko) * 1999-03-30 2005-03-09 가부시키가이샤 니콘 연마체, 연마장치, 연마방법 및 반도체 소자의 제조방법
CN110405546A (zh) * 2018-04-27 2019-11-05 半导体元件工业有限责任公司 晶圆减薄系统和相关方法

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KR100471527B1 (ko) * 1999-03-30 2005-03-09 가부시키가이샤 니콘 연마체, 연마장치, 연마방법 및 반도체 소자의 제조방법
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