JPH07142430A

JPH07142430A - 半導体基板の研磨装置

Info

Publication number: JPH07142430A
Application number: JP4712994A
Authority: JP
Inventors: Fumitoshi Sugimoto; 文利杉本; Yoshihiro Arimoto; 由弘有本
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-09-24
Filing date: 1994-03-17
Publication date: 1995-06-02

Abstract

(57)【要約】【目的】半導体基板を研磨する半導体基板の研磨装置
に関し、研磨布の張り付け時に気泡が発生しにくい半導
体基板の研磨装置を提供する。【構成】回転する研磨定盤１０と、研磨定盤１０上に
固定された研磨布１２と、回転する研磨ヘッド１４とを
有し、研磨されるべき半導体基板２０を研磨ヘッド１４
に固定し、研磨布１２上に研磨剤２２を滴下しながら半
導体基板２０を研磨する。研磨布１２は、独立した複数
の島状研磨布１２ａに分割され、島状研磨布１２ａがそ
れぞれ研磨定盤１０に固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体基板を研磨する半
導体基板の研磨装置に関する。近年、半導体デバイスの
高速化、高密度化の要求に答えるため、高精度の半導体
基板が必要とされている。特にＴＴＶ（Total Thicknes
s Variation ：基板全体の厚さばらつき）を０．１μｍ
以下にすることが強く求められている。半導体基板上に
形成される素子が微細化するに従い、フォトリソグラフ
ィ工程におけるピント不良を防ぐためである。このた
め、半導体基板表面を数μｍ程度研磨して、表面を鏡面
仕上げしなければならず、高精度の研磨が可能な半導体
基板の研磨装置が求められている。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体基板の研磨装置の一例を図
１５に示す。従来の半導体基板の研磨装置には回転可能
な研磨定盤１０が設けられ、この研磨定盤１０の表面に
は接着剤（図示せず）により研磨布１２が張付けられて
いる。回転自在な研磨ヘッド１４は、細かい穴が形成さ
れたセラミックからなるセラミック定盤１６上に重り１
８が乗せられた構造をしている。セラミック定盤１６に
は、研磨すべき半導体基板２０を吸着するためにバキュ
ウムホース１９が設けられている。研磨中に研磨布１２
が劣化しないように、研磨布１２を半導体基板２０より
も十分大きい面積にしている。

【０００３】この半導体基板の研磨装置を用いた研磨方
法について説明する。まず、研磨すべき半導体基板２０
をバキュウムホース１９から真空吸引することによりセ
ラミック定盤１６に真空吸着する。次に、セラミック定
盤１６に重り１８を乗せ、研磨定盤１０上に張付けられ
た研磨布１２上に半導体基板２０を数１００グラムの圧
力で押さえつける。これにより半導体基板２０と研磨布
１２を完全に密着させる。

【０００４】次に、研磨剤２２を研磨布１２上に滴下し
ながら、研磨定盤１０とセラミック定盤１６を５０〜１
００ｒｐｍの速度で回転させて半導体基板２０を研磨す
る。余分な研磨剤２２は研磨定盤１０の外側に流れ落
ち、廃液として処分する。近年の半導体基板の大口径化
に伴い。半導体基板の研磨装置における研磨定盤１０及
び研磨布１２も大きくなっている。例えば、６インチの
半導体基板を研磨する研磨装置では、枚葉式研磨の場合
でも２０インチ以上の大きさであり、バッチ式研磨の場
合には３６インチ以上もの大きさになる。研磨布１２を
十分大きくするのは、前述した通り、研磨中に研磨布１
２が劣化しないようにするためである。

【０００５】また、研磨布１２が大きくなると、研磨布
１２をシート状の粘着剤等を用いて研磨定盤１０に張付
け固定する際に、研磨布１２と研磨定盤１０の間に気泡
が発生しやすくなる。シート状の粘着剤により完全に接
着するまえに、研磨布１２表面をブラッシングする等し
て、ある程度は気泡を移動させ、研磨布１２の外に逃が
すこともできるが、完全に気泡を除去することはできな
い。そのため、残存した気泡により研磨布１２表面に突
起が生じてしまう。研磨布１２表面に突起が存在する
と、半導体基板１０と研磨布１２の密着性が悪くなり研
磨の均一性が悪くなるという問題があった。

【０００６】一方、半導体基板の研磨メカニズムとして
は、機械的な研磨と共に化学反応による研磨が非常に重
要である。したがって、研磨装置の機械的精度と共に、
十分な量の研磨剤２２を安定して正確に供給することが
重要であり、ＴＴＶ向上の鍵を握っている。しかしなが
ら、従来の半導体基板の研磨装置では、半導体基板２０
と研磨布１２は密着しているため、研磨面全体に研磨剤
１２を十分かつ安定して供給することが困難であるとい
う問題がある。そのため、半導体基板２０の研磨面の温
度は外周部よりも中心部が高い温度分布となる。この温
度分布の程度は、研磨剤２２の温度やその供給量により
大きく影響される（中村、赤松、荒川：精密工学会誌，
第５６巻、第６号（１９９０）第１０４６頁）。

【０００７】研磨速度は、前述した通り、半導体基板２
０表面と研磨剤２２の化学反応に影響を受け、化学反応
速度は反応時の温度に大きく依存する。このため、温度
分布が研磨速度に大きな影響を与え、研磨後の半導体基
板２０の基板形状は０．６〜１．２μｍ深さの凹形状に
なってしまう。そこで、半導体基板２０の研磨面に温度
分布を生じさせることなく研磨を行うために、半導体基
板２０全体を一度に研磨せず、局所的に研磨する方法が
提案されている。局所的に研磨を行えば、研磨面の面積
は小さくなり、研磨剤２２を十分かつ安定に供給するこ
とが可能であり、温度分布の発生を防止することができ
るものと期待されている。

【０００８】次に、研磨布１２表面の性質と研磨状態の
関係について考察する。研磨剤１１は通常シリカやアル
ミナを含んだ水溶液であり、研磨布１２は通常ポリウレ
タンなどの発泡高分子体からなり、水との親和力が大き
い親水性である。また、研磨布１２として、ポリウレタ
ンに種々の添加物を加えて形成した場合には、水との親
和力が小さい疏水性となる。

【０００９】研磨布１２が親水性の場合、研磨剤２２は
研磨布１２表面に長く止まろうとするために、新しい研
磨剤と古い研磨剤との入れ代わりが行われにくくなり、
研磨剤２２を十分かつ安定に、半導体基板２０の研磨面
へ供給することができない。このため、研磨速度が不安
定になり、研磨速度がばらつき、ＴＴＶが劣化するとい
う問題があった。

【００１０】また、研磨布１２が疏水性の場合、滴下さ
れた研磨剤２２は球となり、研磨布１２表面全体に広が
り難くなるため、この場合も、研磨剤２２を十分かつ安
定に半導体基板２０の研磨面へ供給することができな
い。このため、研磨速度が不安定になり、研磨速度がば
らつき、ＴＴＶが劣化するという問題があった。したが
って、図１５に示す半導体基板の研磨装置により研磨し
た場合、半導体基板内での研磨速度にバラツキが存在す
るため、部分的に研磨ムラが生じて、どうしてもＴＴＶ
が劣化してしまう。

【００１１】そこで、半導体基板全体を一度に研磨せ
ず、部分的に研磨を行う局所的研磨が提案され、部分的
な研磨ムラの発生を防止できるものとして期待されてい
る。図１６に局所的な研磨を行う半導体基板の研磨装置
の従来例を示す。この半導体基板の研磨装置には、細か
い穴が形成されたセラミックから形成された回転可能な
セラミック定盤５０が設けられ、このセラミック定盤５
０には研磨すべき半導体基板２０を吸着するためにバキ
ュウムホース５２が設けられている。回転可能な研磨ヘ
ッド５４として、押圧するために重り５６が設けられ、
重り５６の下面には接着剤（図示せず）により研磨布５
８が張付けられている。

【００１２】この半導体基板の研磨装置を用いた研磨方
法について説明する。まず、研磨すべき半導体基板２０
をバキュウムホース５２から真空吸引することによりセ
ラミック定盤５０に真空吸着する。次に、研磨ヘッド５
４の重り５６により研磨布５８を数１００グラムの圧力
で半導体基板２０を押圧して密着させる。

【００１３】次に、研磨剤６２を半導体基板２０上に滴
下しながら、セラミック定盤５０と研磨ヘッド５４を５
０〜１００ｒｐｍの速度で回転させて研磨布５８により
半導体基板２０を研磨する。このように半導体基板２０
を局所的に研磨を行うので、研磨ムラをなくしてＴＴＶ
を向上させることができることが期待されている。

【００１４】しかしながら、上述した従来の半導体基板
の局所的研磨装置では、研磨剤６２が部分的に半導体基
板１０表面に滴下されるため、研磨剤６２と半導体基板
２０の表面と大気の界面で研磨焼けが生じるという問題
がある。また、研磨布５８全体が半導体基板２０表面と
常に密着して研磨に使用されているため、研磨布５８が
すぐに劣化して長時間安定した研磨を行うことができな
いという問題がある。

【００１５】このような重大な問題があるため、半導体
基板の局所的な研磨装置は実際に使用されるには至って
いない。一方、研磨される半導体基板として、通常のバ
ルクのシリコン基板の他に、シリコン基板を張り合わせ
て形成したＳＯＩ（Silicon On Insulator）半導体基板
が知られている。ＳＯＩ基板は、近年の半導体素子の高
速化、高密度化の要求に応えるものとして注目されてい
る。

【００１６】張り合わせＳＯＩ基板９０の製造方法を図
１７を用いて説明する。まず、素子側基板９２と支持側
基板９６を用意し、素子側基板９２の全表面に熱酸化膜
９４を形成する。熱酸化膜９４を表面に形成すると、熱
酸化膜９４内に引っ張り応力が生じ、基板内に収縮応力
が発生する（図１７（ａ））。次に、素子側基板９２と
支持側基板９６を熱酸化膜９４を介して張り合わせる
（図１７（ｂ））。素子側基板９２と支持側基板９６の
厚さが同じであれば、張り合わせ基板９０に反りは発生
しない。

【００１７】次に、素子側基板９２を研削技術を用いて
１０μｍ程度まで薄膜化する（図１７（ｃ））。その
後、研磨技術を用いて、素子側基板９２を１μｍ以下の
所定の厚さに薄膜化して、張り合わせＳＯＩ基板９０が
完成する。しかしながら、研削された張り合わせ基板
は、素子側基板９２が研削により薄膜化されるため、応
力のバランスが崩れ、図１７（ｃ）に示すように反りが
発生する。このため、研削された張り合わせＳＯＩ基板
９０を研磨しようとすると、基板中心部に大きな押圧力
が加わり、均一に研磨することができないという問題が
ある。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の半導
体基板の研磨装置によれば、研磨時の摩擦により表面が
焼けてしまい研磨できなくなったり、研磨布を研磨定盤
に張付け固定する際に気泡が発生して均一な研磨ができ
なくなるという問題があった。また、半導体基板と研磨
布が密着しているため研磨面全体に研磨剤を十分かつ安
定して供給することが困難であるという問題があった。

【００１９】さらに、研磨布表面の性質により研磨速度
が不安定になり、ＴＴＶが劣化するという問題があっ
た。また、従来の半導体基板の局所的な研磨装置によれ
ば、研磨剤と半導体基板の表面と大気の界面で研磨焼け
が生じるという問題があった。また、研磨布がすぐに劣
化して長時間安定した研磨を行うことができないという
問題があった。

【００２０】さらに、張り合わせ基板を研磨する場合に
は、張り合わせ基板自体が反っているため、均一に研磨
することができないという問題があった。本発明の第１
の目的は、研磨布の張り付け時に気泡が発生しにくい半
導体基板の研磨装置を提供することにある。本発明の第
２の目的は、十分な量の研磨剤を安定して供給すること
ができる半導体基板の研磨装置を提供することにある。

【００２１】本発明の第３の目的は、十分な量の研磨剤
を安定して供給して局所的な研磨を行なうことができる
半導体基板の研磨装置を提供することにある。本発明の
第４の目的は、常に新しい研磨布を用いて局所的な研磨
を行なうことができる半導体基板の研磨装置を提供する
ことにある。本発明の第５の目的は、張り合わせ基板の
ように反った半導体基板であっても均一に研磨すること
ができる半導体基板の研磨装置を提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的は、回転
する研磨定盤と、前記研磨定盤上に固定された研磨布
と、回転する研磨ヘッドとを有し、研磨されるべき半導
体基板を前記研磨ヘッドに固定し、前記研磨布上に研磨
剤を滴下しながら前記半導体基板を研磨する半導体基板
の研磨装置において、前記研磨布は、独立した複数の島
状研磨布に分割され、前記島状研磨布がそれぞれ前記研
磨定盤に固定されていることを特徴とする半導体基板の
研磨装置によって達成される。

【００２３】上記第１の目的は、回転する研磨定盤と、
前記研磨定盤上に固定された研磨布と、回転する研磨ヘ
ッドとを有し、研磨されるべき半導体基板を前記研磨ヘ
ッドに固定し、前記研磨布上に研磨剤を滴下しながら前
記半導体基板を研磨する半導体基板の研磨装置におい
て、前記研磨布又は前記研磨定盤のうち、少なくともい
ずれかの表面に所定間隔の溝が形成されていることを特
徴とする半導体基板の研磨装置によっても達成される。

【００２４】上記第２の目的は、回転する研磨定盤と、
前記研磨定盤上に固定された研磨布と、回転する研磨ヘ
ッドとを有し、研磨されるべき半導体基板を前記研磨ヘ
ッドに固定し、前記研磨布上に研磨剤を滴下しながら前
記半導体基板を研磨する半導体基板の研磨装置におい
て、前記研磨布は、前記研磨剤に対する親和力の大きい
親水性領域と、前記研磨材に対する親和力の小さい疎水
性領域とを有することを特徴とする半導体基板の研磨装
置によって達成される。

【００２５】また、上述した半導体基板の研磨装置にお
いて、前記親水性領域と前記疎水性領域の高さが異なる
ことを特徴とする半導体基板の研磨装置によっても達成
される。上記第２の目的は、回転する研磨定盤と、前記
研磨定盤上に固定された研磨布と、回転する研磨ヘッド
とを有し、研磨されるべき半導体基板を前記研磨ヘッド
に固定し、前記研磨布上に研磨剤を滴下しながら前記半
導体基板を研磨する半導体基板の研磨装置において、前
記研磨定盤に固定された前記研磨布の上に、前記研磨布
と材質の異なる小さな研磨布を複数配置したことを特徴
とする半導体基板の研磨装置によっても達成される。

【００２６】上記第２の目的は、回転する研磨定盤と、
前記研磨定盤上に固定された研磨布と、回転する研磨ヘ
ッドとを有し、研磨されるべき半導体基板を前記研磨ヘ
ッドに固定し、前記研磨布上に研磨剤を滴下しながら前
記半導体基板を研磨する半導体基板の研磨装置におい
て、前記研磨布は、軟らかい研磨領域と、硬い研磨領域
とを有することを特徴とする半導体基板の研磨装置によ
っても達成される。

【００２７】また、上述した半導体基板の研磨装置にお
いて、前記軟らかい研磨領域が格子状に形成され、前記
硬い研磨領域が、格子状に形成された前記軟らかい研磨
領域により島状に分離していることを特徴とする半導体
基板の研磨装置によっても達成される。また、上述した
半導体基板の研磨装置において、前記硬い研磨領域が格
子状に形成され、前記軟らかい研磨領域が、格子状に形
成された前記硬い研磨領域により島状に分離しているこ
とを特徴とする半導体基板の研磨装置によっても達成さ
れる。

【００２８】また、上述した半導体基板の研磨装置にお
いて、前記軟らかい研磨領域と前記硬い研磨領域の高さ
が異なることを特徴とする半導体基板の研磨装置によっ
ても達成される。上記第３の目的は、回転する研磨定盤
と、回転する研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドに固定され
た研磨布とを有し、研磨されるべき半導体基板を前記研
磨定盤に固定し、前記半導体基板上に研磨剤を滴下しな
がら前記半導体基板を局所的に研磨する半導体基板の研
磨装置において、前記研磨定盤に固定された前記半導体
基板の周囲に固定され、前記半導体基板の厚さよりも高
いリング状部材を更に有し、前記リング状部材内に前記
研磨剤を貯留することにより、前記半導体基板の表面全
体を前記研磨剤で覆いながら研磨することを特徴とする
半導体基板の研磨装置によって達成される。

【００２９】上記第４の目的は、回転する研磨定盤と、
回転する研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドに固定された研
磨布とを有し、研磨されるべき半導体基板を前記研磨定
盤に固定し、前記半導体基板上に研磨剤を滴下しながら
前記半導体基板を局所的に研磨する半導体基板の研磨装
置において、前記研磨ヘッドは、前記研磨布が固定され
た複数の研磨布ヘッドを有し、前記研磨布ヘッドを変更
することより使用する研磨布を変更することを特徴とす
る半導体基板の研磨装置によって達成される。

【００３０】上記第４の目的は、回転する研磨定盤と、
回転する研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドに固定された研
磨布とを有し、研磨されるべき半導体基板を前記研磨定
盤に固定し、前記半導体基板上に研磨剤を滴下しながら
前記半導体基板を局所的に研磨する半導体基板の研磨装
置において、前記研磨ヘッドはドラム形状をしており、
前記研磨布は前記研磨ヘッドのドラム形状の周囲に固定
され、前記研磨ヘッドを回転させることにより前記研磨
布の使用部分を変更することを特徴とする半導体基板の
研磨装置によっても達成される。

【００３１】上記第５の目的は、回転する研磨定盤と、
前記研磨定盤上に固定された研磨布と、回転する研磨ヘ
ッドとを有し、研磨されるべき半導体基板を前記研磨ヘ
ッドに固定し、前記研磨布上に研磨剤を滴下しながら前
記半導体基板を研磨する半導体基板の研磨装置におい
て、前記研磨ヘッドの温度と前記研磨布の温度を所定温
度差に保つことにより、前記半導体基板の裏面の温度と
表面の温度を異ならせ、前記半導体基板の反りを修正し
て研磨することを特徴とする半導体基板の研磨装置によ
って達成される。

【００３２】

【作用】本発明によれば、研磨布を独立した複数の島状
研磨布に分割し、島状研磨布がそれぞれ研磨定盤に固定
したり、研磨布の表面に所定間隔の溝を形成したり、研
磨定盤の表面に所定間隔の溝を形成したりしているの
で、研磨布の張り付け時の気泡の発生を防止することが
できる。

【００３３】また、本発明によれば、研磨布には研磨剤
に対する親和力の大きい親水性領域と、研磨材に対する
親和力の小さい疎水性領域が設けたり、研磨布の表面に
材質の異なる研磨布を設けたので、十分な量の研磨剤を
安定して供給することができる。また、本発明によれ
ば、軟らかい研磨布と硬い研磨布を設けたので、研磨剤
の熱伝達による冷却効果を利用することにより、研磨面
の温度分布の発生を防ぐことができるまた、本発明によ
れば、研磨定盤に固定された半導体基板の周囲にリング
状部材を設け、リング状部材内に研磨剤を貯留して研磨
するので、十分な量の研磨剤を安定して供給して局所的
な研磨を行なうことができる。

【００３４】さらに、本発明によれば、研磨ヘッドに、
研磨布が固定された複数の研磨布ヘッドを設け、研磨布
ヘッドを変更して研磨するようにしたり、ドラム形状の
研磨ヘッドの周囲に研磨布を固定し、研磨ヘッドを回転
させて研磨布の使用部分を変更するようにしているの
で、常に新しい研磨布を用いて局所的な研磨を行なうこ
とができる。

【００３５】また、本発明によれば、研磨ヘッドの温度
と研磨布の温度を所定温度差に保つことにより、半導体
基板の裏面の温度と表面の温度を異ならせたので、張り
合わせ基板のように反った半導体基板であっても均一に
研磨することができる。

【００３６】

【実施例】本発明の第１の実施例による半導体基板の研
磨装置を図１及び図２を用いて説明する。本実施例の半
導体基板の研磨装置には回転可能な研磨定盤１０が設け
られ、この研磨定盤１０の表面には接着剤（図示せず）
により研磨布１２が張付けられている。

【００３７】研磨布１２は、図２に示すように、独立し
た複数の島状研磨布１２ａに分割されている。各島状研
磨布１２ａがそれぞれ研磨定盤１０に接着剤により固定
されている。島状研磨布１２ａの大きさは、例えば、面
積が１−１００ｃｍ²程度であり、少なくとも１ｍｍ以
上の間隔をあけて配置することが望ましい。回転自在な
研磨ヘッド１４は、細かい穴が形成されたセラミックか
らなるセラミック定盤１６上に重り１８が乗せられた構
造をしている。セラミック定盤１６には、研磨すべき半
導体基板２０を吸着するためにバキュウムホース１９が
設けられている。

【００３８】本実施例の半導体基板の研磨装置を用いた
研磨方法について説明する。最初に、大きな研磨布１２
を島状研磨布１２ａの大きさに分割し、各島状研磨布１
２ａを研磨定盤１０に接着剤により接着する。各島状研
磨布１２ａは小さいので、研磨布１２と研磨定盤１０の
間に気泡が発生しにくい。また、研磨布１２と研磨定盤
１０間に気泡が発生したとしても、発生した気泡を粘着
剤が完全に接着するまえに、島状研磨布１２ａ表面をブ
ラッシング等を行うことにより、完全に島状研磨布１２
ａの外に逃がすことができる。

【００３９】次に、研磨すべき半導体基板２０をバキュ
ウムホース１９から真空吸引することによりセラミック
定盤１６に真空吸着する。次に、セラミック定盤１６に
重り１８を乗せ、研磨定盤１０上に張付けられた島状研
磨布１２ａ上に半導体基板２０を数１００グラムの圧力
で押さえつける。これにより半導体基板２０と研磨布１
２を完全に密着させる。

【００４０】次に、研磨剤２２を研磨布１２上に滴下し
ながら、研磨定盤１０とセラミック定盤１６を５０〜１
００ｒｐｍの速度で回転させて半導体基板２０を研磨す
る。余分な研磨剤２２は島状研磨布１２ａ間の溝を通
り、外側に流れ落ち、廃液として処分される。なお、本
実施例では、図２に示すように、研磨布１２が四角な島
状研磨布１２ａに分割されたが、島状研磨布は四角形状
でなくとも、丸形状、楕円形状等の他の形状でもよい
し、細長いストライプ形状等の他の形状でもよい。

【００４１】また、本願の明細書に記載した半導体基板
２０とは、半導体結晶から切り出しただけの半導体基板
であってもよいし、その上に所望のデバイスパターンを
形成した半導体基板であってもよい。すなわち、半導体
基板上へのデバイス構造形成段階での平坦化手段とし
て、本発明に記載の半導体基板の研磨装置を用いること
が可能である。特に、層間絶縁膜の平坦化に有効であ
る。

【００４２】このように本実施例によれば、各島状研磨
布が小さいので、研磨布と研磨定盤間に気泡が発生しに
くく、気泡が発生したとしても島状研磨布の表面をブラ
ッシングすることにより、完全になくすことができる。
また、余分な研磨剤は島状研磨布間の溝を通って排出で
きるので、十分な量の研磨剤を供給して常に新しい研磨
剤により効率のよい高精度な研磨を行なうことができ
る。

【００４３】本発明の第１の実施例として下記の研磨条
件で半導体基板の研磨を行なった。研磨布１２としてポ
リウレタンパッドを用い、島状研磨布１２ａの大きさを
５０ｍｍ□、島状研磨布１２ａの間隔を１０ｍｍとし
た。研磨剤２２としてコロイダルシリカ含有アルカリ溶
液を用いた。研磨剤２２と研磨定盤１０の温度を１０℃
に保ち、１００ｇ／ｃｍ²の押圧力を加えて研磨した。

【００４４】上記研磨条件により研磨前のＴＴＶが０．
２μｍの半導体基板２０を１２０分研磨したが、ＴＴＶ
の劣化は見られなかった。本発明の第２の実施例による
半導体基板の研磨装置を図３を用いて説明する。図１及
び図２に示す第１の実施例の半導体基板の研磨装置と同
一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略又は簡
略にする。

【００４５】上述した第１の実施例では、島状研磨布１
２ａがそれぞれ研磨定盤１０に接着剤により独立に接着
固定されたが、本実施例では、島状研磨布１２ａが大き
な粘着シート２４に固定されており、この粘着シート２
４が研磨定盤１０に接着されている点に特徴がある。島
状研磨布１２ａを研磨定盤１０に固定する際には、予め
大きな粘着シート２４に島状研磨布１２ａを固定してお
き、島状研磨布１２ａが固定された粘着シート２４を研
磨定盤１０に接着してもよいし、最初に粘着シート２４
を研磨定盤１０に接着し、その後、島状研磨布１２ａを
粘着シート２４に接着してもよい。

【００４６】島状研磨布１２ａの形状は、第１の実施例
と同様に、四角形状、丸形状、楕円形状、ストライプ形
状等の他の形状でもよい。なお、本実施例では、図３に
示すように、粘着シート２４に独立した島状研磨布１２
ａを固定したが、大きな研磨布に対して所定間隔で途中
までの溝を掘って表面が島状の研磨布を形成してもよ
い。研磨布に格子状の溝を掘れば表面に四角形状の島が
形成される。また、研磨布にストライプ状の溝を掘れば
表面にストライプ状の島が形成される。さらに、研磨布
に形成する溝の形状は、カッタを用いて形成したＶ字形
状でも、あるいは砥石を用いて形成したＵ字形状や凹型
でもよい。また、研磨布をエンボス加工して島と溝を形
成してもよい。

【００４７】このように本実施例によっても、各島状研
磨布が小さいので、研磨布と研磨定盤間に気泡が発生し
にくく、気泡が発生したとしても島状研磨布の表面をブ
ラッシングすることにより、完全になくすことができ
る。また、余分な研磨剤は島状研磨布間の溝を通って排
出できるので、十分な量の研磨剤を供給して常に新しい
研磨剤により効率のよい高精度な研磨を行なうことがで
きる。

【００４８】本発明の第３の実施例による半導体基板の
研磨装置を図４を用いて説明する。図１乃至図３に示す
第１及び第２の実施例の半導体基板の研磨装置と同一の
構成要素には同一の符号を付して説明を省略又は簡略に
する。上述した第１及び第２の実施例では研磨定盤１０
は平坦であったが、本実施例では研磨定盤１０に溝１０
ａが形成されている点に特徴がある。

【００４９】研磨定盤１０表面には、例えば、格子状の
溝１０ａが形成されており、溝１０ａ間の島状の研磨定
盤１０上に、島状に分割された島状研磨布１２ａが接着
剤により接着固定されている。なお、研磨定盤１０の溝
１０ａは格子状に限らず、ストライプ状等の他の形状で
もよい。また、研磨定盤１０の溝１０ａの形状は、Ｖ字
形状でも、Ｕ字形状でも凹型形状でもよい。

【００５０】なお、本実施例では研磨定盤１０の島状の
部分にほぼ同じ大きさの島状研磨布１２ａを接着固定し
たが、研磨定盤１０の溝形状及び島形状と研磨布１２の
形状は同じである必要はない。また、第２の実施例のよ
うに粘着シート２４により島状研磨布１２ａが固定され
ていてもよいし、研磨布１２に貫通しない溝により表面
を島状にしてもよい。さらに、溝１０ａが形成された研
磨定盤１０上に大きな１枚の研磨布１２を接着固定して
もよい。

【００５１】このように本実施例によれば、研磨定盤の
島形状の大きさが小さいので、研磨布と研磨定盤間に気
泡が発生しにくく、気泡が発生したとしても研磨布の表
面をブラッシングすることにより、研磨定盤の溝から気
泡を逃がすことができる。また、余分な研磨剤は研磨定
盤の溝又は研磨定盤の溝により形成された研磨布の溝を
通って排出できるので、十分な量の研磨剤を供給して常
に新しい研磨剤により効率のよい高精度な研磨を行なう
ことができる。

【００５２】本発明の第４の実施例による半導体基板の
研磨装置を図５及び図６を用いて説明する。図１乃至図
４に示す第１乃至第３の実施例の半導体基板の研磨装置
と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略又
は簡略にする。研磨布１２表面の性質として、水との親
和力が大きい親水性を呈するものと、水との親和力が小
さい疏水性を呈するものがあり、その性質が研磨状態に
大きな影響を及ぼす。

【００５３】研磨布１２がポリウレタンなどの発泡高分
子体から形成された場合には、水と強く相互作用するこ
とのできる有極性の基、例えば、−ＣＯＯＨ、−ＯＨ、
−ＮＨ₂、−ＮＨＣＯＮＨ₂、−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）_n
−等を含んでいるので、親水性を示す。一方、研磨布１
２がポリウレタンに種々の添加物を加えて形成した場合
には、油との親和性が強く、水との間の相互作用が非常
に小さい無極性の基、例えば、鎖状炭化水素基、環状炭
化水素基、芳香族炭化水素基等を含んでいるので、疎水
性を示す。

【００５４】本実施例では、図５に示すように、格子状
に加工した親水性研磨布１２ｂと、島状に加工した疏水
性研磨布１２ｃとが研磨定盤１０上に接着固定されてお
り、親水性領域と疎水性領域とが混在している。このよ
うな半導体基板の研磨装置により研磨を行うと、研磨布
１２上に供給された研磨剤２２は、疏水性の研磨布１２
ｃを嫌い、親水性の研磨布１２ｂに流れる。そのため、
図６に示すように、研磨剤２２は親水性の研磨布１２ｂ
の領域に集中するため、その領域に止まりつつも、疎水
性の研磨布１２ｃから弾かれた新しい研磨剤２２が絶え
ず供給されて置きかわる。

【００５５】そして、研磨布１２と半導体基板１０は共
に矢印の方向に自転しているので、研磨される半導体基
板１０の研磨面へ研磨剤２２を十分かつ安定して供給す
ることができる。なお、親水性研磨布１２ｂと疏水性研
磨布１２ｃの形状は、格子状及び島状のものに限らず、
ストライプ状等の他の形状でもよい。

【００５６】また、親水性研磨布１２ｂと疎水性研磨布
１２ｃの厚さは、図５に示すような同一の厚さには限ら
ず、それぞれの研磨布表面の高さは一致しなくてもよ
い。このように本実施例によれば、研磨布に親水性の領
域と疎水性の領域を設けたので、研磨剤を半導体基板の
研磨面に淀みなく供給でき、研磨剤の熱伝達による冷却
効果を利用することにより、研磨面の温度分布の発生を
防ぎ、半導体基板を均一に研磨することができる。

【００５７】本発明の第５の実施例による半導体基板の
研磨装置を図７を用いて説明する。図５に示す第４の実
施例の半導体基板の研磨装置と同一の構成要素には同一
の符号を付して説明を省略又は簡略にする。本実施例で
は、疎水性の材料により形成した研磨布１２の表面に対
して親水性に改質する処理、例えば、アルコール系の潤
滑剤等を吹きつける処理を行い、親水性領域１２ｄを形
成したものである。例えば、研磨布１２の格子状の領域
に親水性改質処理を行っている。

【００５８】このように本実施例によれば、研磨布に親
水性の領域と疎水性の領域を設けたので、研磨剤を半導
体基板の研磨面に淀みなく供給でき、研磨剤の熱伝達に
よる冷却効果を利用することにより、研磨面の温度分布
の発生を防ぎ、半導体基板を均一に研磨することができ
る。本発明の第６の実施例による半導体基板の研磨装置
を図８を用いて説明する。図５に示す第４の実施例の半
導体基板の研磨装置と同一の構成要素には同一の符号を
付して説明を省略又は簡略にする。

【００５９】本実施例では、親水性の材料により形成し
た研磨布１２の表面に対して疎水性に改質する処理、例
えば、フッ素系の潤滑剤等を吹きつける処理を行い、疎
水性領域１２ｅを形成したものである。例えば、研磨布
１２の島状の領域に疎水性改質処理を行っている。この
ように本実施例によれば、研磨布に親水性の領域と疎水
性の領域を設けたので、研磨剤を半導体基板の研磨面に
淀みなく供給でき、研磨剤の熱伝達による冷却効果を利
用することにより、研磨面の温度分布の発生を防ぎ、半
導体基板を均一に研磨することができる。

【００６０】本発明の第６の実施例として下記の研磨条
件で半導体基板の研磨を行なった。研磨布１２として添
加剤の異なるポリウレタンパッドを用い、島状の親水性
領域の大きさを１０ｍｍ□、格子状の疎水性領域の太さ
を３ｍｍとした。研磨剤２２としてコロイダルシリカ含
有アルカリ溶液を用い。１００ｇ／ｃｍ²の押圧力を加
えて研磨した。

【００６１】上記研磨条件により研磨前のＴＴＶが０．
２μｍの半導体基板２０を１２０分研磨したが、ＴＴＶ
の劣化は見られなかった。本発明の第７の実施例による
半導体基板の研磨装置を図９を用いて説明する。図５に
示す第４の実施例の半導体基板の研磨装置と同一の構成
要素には同一の符号を付して説明を省略又は簡略にす
る。

【００６２】本実施例では、図９に示すように、研磨定
盤１０上に固定された研磨布１２の上に、硬さや表面の
親水性など材質の異なる研磨布１２ｆを島状に配置し、
間に溝を形成している。このように本実施例によれば、
研磨布１２の表面に材質の異なる研磨布１２ｆを設けた
ので、余分な研磨剤は島状研磨布の溝を通って排出でき
るので、十分な量の研磨剤を供給して常に新しい研磨剤
により効率のよい高精度な研磨を行うことができる。

【００６３】本発明の第７の実施例として下記の研磨条
件で半導体基板の研磨を行なった。研磨定盤１０上に固
定された軟らかい研磨布１２上に、島状の硬い研磨布１
２ｆの大きさを１０ｍｍ□として、３ｍｍの間隔で軟ら
かい研磨布１２上に配置した。研磨剤２２としてコロイ
ダルシリカ縣濁液を用い、１００ｇ／ｃｍ²の押圧力を
加えて研磨した。

【００６４】上記研磨条件により研磨前のＴＴＶが０．
２μｍの半導体基板２０を６０分研磨したが、ＴＴＶの
劣化は見られなかった。本発明の第８の実施例による半
導体基板の研磨装置を図１０を用いて説明する。図５に
示す第４の実施例の半導体基板の研磨装置と同一の構成
要素には同一の符号を付して説明を省略又は簡略にす
る。本実施例では、図１０に示すように、格子状にくり
ぬいた軟らかい研磨布１２ｇを研磨定盤１０上に固定
し、くりぬいた溝の中には島状に加工した硬い研磨布１
２ｈを埋め込み、軟らかい研磨領域と硬い研磨領域を構
成した。

【００６５】このように本実施例によれば、軟らかい研
磨布１２ｇと硬い研磨布１２ｈを設けたので、研磨剤を
半導体基板の研磨面に淀みなく供給できるので、研磨剤
の熱伝達による冷却効果を利用することにより、研磨面
の温度分布の発生を防ぐことができる本発明の第８の実
施例として下記の研磨条件で半導体基板の研磨を行なっ
た。

【００６６】研磨定盤１０上に、大きさ１０ｍｍ□、間
隔６ｍｍの格子状にくりぬいた軟らかい研磨布１２ｇを
固定し、くりぬいた溝の中には大きさ１０ｍｍ□の硬い
研磨布１２ｈを埋め込んだ。研磨剤２２としてコロイダ
ルシリカ縣濁液を用い、１００ｇ／ｃｍ²の押圧力を加
えて研磨した。上記研磨条件により研磨前のＴＴＶが
０．２μｍの半導体基板２０を６０分研磨したが、ＴＴ
Ｖの劣化は見られなかった。

【００６７】なお、本実施例では軟らかい研磨布１２ｇ
と硬い研磨布１２ｈの厚さを等しくしたが、それぞれの
研磨布の厚さを同一にする必要はなく、どちらの研磨布
が厚くてもよい。また、本実施例では軟らかい研磨布１
２ｇを格子状にくりぬき、その空間に島状に加工した硬
い研磨布１２ｈを配置したが、軟らかい研磨布１２ｇ上
に格子状の溝を掘り、その溝の中に島状に加工した硬い
研磨布１２ｈを配置してもよい。

【００６８】また、本実施例では軟らかい研磨布１２ｇ
を格子状に加工し、硬い研磨布１２ｈを島状に加工した
が、硬い研磨布１２ｈを格子状に、軟らかい研磨布１２
ｇを島状に加工してもよい。本発明の第９の実施例によ
る半導体基板の研磨装置を図１１を用いて説明する。本
実施例の半導体基板の研磨装置は半導体基板を局所的に
研磨することを特徴としている。

【００６９】本実施例の半導体基板の研磨装置には、細
かい穴が形成されたセラミックから形成された回転可能
なセラミック定盤５０が設けられ、このセラミック定盤
５０には研磨すべき半導体基板２０を吸着するためにバ
キュウムホース５２が設けられている。本実施例では、
セラミック定盤５０の周囲に半導体基板２０の厚さより
も高いリング６０が吸着され固定されている。リング６
０はプラスチック等により形成されている。このため、
研磨剤がリング６０内に貯留され、半導体基板２０の表
面全体が研磨剤２０で覆われる。

【００７０】研磨ヘッド５４は、ドラム形状をしてお
り、ドラム形状の研磨ヘッド５４の周囲に研磨布５８が
張り付けられている。研磨ヘッド５４が回転することに
より研磨布５４の使用部分を変更する。この半導体基板
の研磨装置を用いた研磨方法について説明する。まず、
研磨すべき半導体基板２０をバキュウムホース５２から
真空吸引することによりセラミック定盤５０に真空吸着
する。

【００７１】次に、研磨ヘッド５４により研磨布５８を
数１００グラムの圧力で半導体基板２０を押圧して密着
させる。次に、研磨剤６２を半導体基板２０上に滴下し
ながら、セラミック定盤５０を５０〜１００ｒｐｍの速
度で回転させて研磨布５８により半導体基板２０を研磨
する。同時に、研磨ヘッド５４をゆっくり回転させて研
磨布５８の常に使用部分を変更して研磨する。

【００７２】このように、本実施例によれば、リング内
に研磨剤を貯留して研磨するので、十分な量の研磨剤を
安定して供給して局所的な研磨を行なうことができる。
また、本実施例によれば、研磨ヘッドを回転させて研磨
布の使用部分を変更するようにしているので、常に新し
い研磨布を用いて局所的な研磨を行なうことができる。

【００７３】本実施例による半導体基板の研磨装置を用
いて、６インチのシリコン基板を局所的に研磨したとこ
ろ、ＴＴＶが０．１μｍ以下のシリコン基板を得ること
ができた。本発明の第１０の実施例による半導体基板の
研磨装置を図１２を用いて説明する。図１１に示す第９
の実施例の半導体基板の研磨装置と同一の構成要素には
同一の符号を付して説明を省略又は簡略にする。

【００７４】本実施例の研磨ヘッド５４は、研磨布６２
が接着固定された６個の研磨布ヘッド６４を有してい
る。各研磨布ヘッド６４が自転すると共に、研磨ヘッド
５４全体が回転して、使用する研磨布ヘッド６４を変更
する。半導体基板２０を研磨する場合には、研磨布ヘッ
ド６４を自転させて局所的な研磨を行うが、所定時間が
経過すると研磨ヘッド５４全体を回転して、使用する研
磨ヘッド６４を変更する。

【００７５】このように、本実施例によれば、研磨ヘッ
ドを回転させて研磨布ヘッドを変更するようにしている
ので、常に新しい研磨布を用いて局所的な研磨を行なう
ことができる。本発明の第１１の実施例による半導体基
板の研磨装置を図１３を用いて説明する。図１及び図２
に示す第１の実施例の半導体基板の研磨装置と同一の構
成要素には同一の符号を付して説明を省略又は簡略にす
る。

【００７６】本実施例の半導体基板の研磨装置では、研
磨定盤１０、研磨布１２、研磨ヘッド１４、研磨剤２２
の温度を制御して研磨することを特徴としている。凸形
状に反った張り合わせＳＯＩ基板９０を研磨する場合を
例として説明する。研磨定盤１０内には、冷却水（保温
水）を流すためのパイプ２６が設けられ、研磨定盤１０
の表面の各所に熱電対等の温度センサ２８が設けられて
いる。温度センサ２８によりモニタしながら、パイプ２
６内に所定温度の冷却水（保温水）を流すことにより、
研磨定盤１０の表面、すなわち研磨布１２の温度を所定
温度に保つことができる。

【００７７】研磨ヘッド１４内にも、冷却水（保温水）
を流すためのパイプ３０が設けられ、研磨ヘッド１４の
表面の各所に熱電対等の温度センサ３２が設けられてい
る。温度センサ３２によりモニタしながら、パイプ３０
内に所定温度の冷却水（保温水）を流すことにより、研
磨ヘッド１４の表面、すなわち半導体基板２０の裏面の
温度を所定温度につことができる。なお、研磨ヘッド１
４の材料であるセラミックは熱電導率がよいため、正確
な温度制御を行うのに適している。

【００７８】研磨剤２２は、所定温度の保温タンク３４
内に貯留され、所定温度に保たれている。ポンプ３６に
より保温タンク３４から研磨剤２２が安定供給される。
本実施例では、温度制御することにより、研磨する張り
合わせＳＯＩ基板９０の反りを修正して平坦化してい
る。すなわち、張り合わせＳＯＩ基板９０は、図１７に
示すように、研削後は凸形状に反るので、張り合わせＳ
ＯＩ基板９０の表面の温度よりも裏面の温度が高くなる
ようにして、裏面を膨脹させることにより張り合わせ基
板９０を平板化する。すなわち、研磨ヘッド１４の温度
を研磨定盤１０の温度よりも高くして張り合わせＳＯＩ
基板９０を平板化する。

【００７９】そのように温度制御された平板化された状
態で張り合わせＳＯＩ基板９０を研磨するが、研磨時に
は、研磨剤２２と張り合わせＳＯＩ基板９０表面との反
応による温度上昇を抑えるため、研磨剤２２の温度を、
研磨定盤１０の温度よりも若干低い温度に制御しておく
ことが望ましい。本実施例では、凸形状に反った張り合
わせＳＯＩ基板９０を研磨する場合を例として説明した
が、逆に反った半導体基板でも、研磨定盤１０と研磨ヘ
ッド１４の温度の高低を逆にすることにより平板化する
ことができる。

【００８０】このように本実施例によれば、研磨ヘッド
の温度と研磨布の温度を所定温度差に保つことにより、
半導体基板の裏面の温度と表面の温度を異ならせたの
で、張り合わせ基板のように反った半導体基板であって
も均一に研磨することができる。なお、研磨する半導体
基板が反っていない場合であっても、研磨定盤や研磨ヘ
ッドの温度を正確に制御することにより、研磨時に半導
体基板を反らせることなく均一に研磨することが可能で
あると共に、研磨速度を正確に制御することができる。

【００８１】本実施例による半導体基板の研磨装置を用
いて、研削後の素子側基板９２の厚さが２０μｍ、酸化
膜９４の厚さが１μｍ、支持側基板９６の厚さが６２５
μｍの張り合わせＳＯＩ基板９０を研磨した。研磨にお
いて、研磨布１２を８℃に保ち、張り合わせＳＯＩ基板
９０を取り付けた研磨ヘッド１４を２５℃に保った。研
磨剤２２は６℃に温度制御したコロイダルシリカスラリ
を用いた。

【００８２】この研磨条件で研磨したところ均一に研磨
され、素子側基板９２の厚さが１±０．５μｍの張り合
わせＳＯＩ基板９０が得られた。素子側基板９２が数μ
ｍの張り合わせＳＯＩ基板９０が６インチの場合、通常
１０μｍ程度の反りを有しているが、素子側基板９２を
支持側基板９６よりも約２０℃高くすると、反りはほぼ
０μｍになった。

【００８３】本発明は上記実施例に限らず種々の変形が
可能である。例えば、上記実施例では半導体基板の研磨
に用いたが、他の材料、例えばガラス基板の研磨にも適
用することができる。図１４に半導体基板の研磨状態の
実験結果を示す。１μｍの酸化膜が形成されたシリコン
基板を研磨して、研磨の均一性を調べた。図１３に示す
温度制御が可能な半導体基板の研磨装置を用いて実験し
た。

【００８４】研磨剤としてコロイダルシリカ含有アルカ
リ溶液を用い、研磨布としてポリウレタンパッドを用い
た。研磨定盤及び研磨ヘッドを６０ｒｐｍで回転した。
押圧力は２００ｇ／ｃｍ²とした。研磨布の温度を５℃
とした。島状研磨布としては、５０ｍｍ□のポリウレタ
ンパッドを１０ｍｍ間隔で研磨定盤に接着したものを用
いた。通常研磨布としては、研磨定盤と同じ大きさのポ
リウレタンパッドを用いた。

【００８５】図１４に示すように、通常研磨布を用い、
研磨布の温度制御を行わない場合には、研磨バラツキが
大きいが、通常研磨布を用いても、研磨布の温度制御を
行った場合には、研磨バラツキが若干改善されることが
わかった。なお、通常研磨布を用いた場合には、研磨布
の温度制御を行っても、研磨面内で２℃程度の温度分布
が存在し、研磨バラツキが改善しきれない原因となって
いる。

【００８６】島状研磨布を用い、研磨布の温度制御を行
った場合、図１４に示すように、研磨の均一性が飛躍的
に向上した。

【００８７】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、研磨布を
独立した複数の島状研磨布に分割し、島状研磨布がそれ
ぞれ研磨定盤に固定したり、研磨布の表面に所定間隔の
溝を形成したり、研磨定盤の表面に所定間隔の溝を形成
したりしているので、研磨布の張り付け時の気泡の発生
を防止することができる。

【００８８】また、本発明によれば、研磨布には研磨剤
に対する親和力の大きい親水性領域と、研磨材に対する
親和力の小さい疎水性領域が設けたり、研磨布の表面に
材質の異なる研磨布を設けたので、十分な量の研磨剤を
安定して供給することができる。また、本発明によれ
ば、軟らかい研磨布と硬い研磨布を設けたので、研磨剤
の熱伝達による冷却効果を利用することにより、研磨面
の温度分布の発生を防ぐことができるまた、本発明によ
れば、研磨定盤に固定された半導体基板の周囲にリング
状部材を設け、リング状部材内に研磨剤を貯留して研磨
するので、十分な量の研磨剤を安定して供給して局所的
な研磨を行なうことができる。

【００８９】さらに、本発明によれば、研磨ヘッドに、
研磨布が固定された複数の研磨布ヘッドを設け、研磨布
ヘッドを変更して研磨するようにしたり、ドラム形状の
研磨ヘッドの周囲に研磨布を固定し、研磨ヘッドを回転
させて研磨布の使用部分を変更するようにしているの
で、常に新しい研磨布を用いて局所的な研磨を行なうこ
とができる。

【００９０】また、本発明によれば、研磨ヘッドの温度
と研磨布の温度を所定温度差に保つことにより、半導体
基板の裏面の温度と表面の温度を異ならせたので、張り
合わせ基板のように反った半導体基板であっても均一に
研磨することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による半導体基板の研磨
装置を示す図である。

【図２】本発明の第１の実施例による半導体基板の研磨
装置の研磨布を示す図である。

【図３】本発明の第２の実施例による半導体基板の研磨
装置を示す図である。

【図４】本発明の第３の実施例による半導体基板の研磨
装置を示す図である。

【図５】本発明の第４の実施例による半導体基板の研磨
装置を示す図である。

【図６】本発明の第４の実施例による半導体基板の研磨
装置による研磨状態を示す図である。

【図７】本発明の第５の実施例による半導体基板の研磨
装置を示す図である。

【図８】本発明の第６の実施例による半導体基板の研磨
装置を示す図である。

【図９】本発明の第７の実施例による半導体装置の研磨
装置を示す図である。

【図１０】本発明の第８の実施例による半導体装置の研
磨装置を示す図である。

【図１１】本発明の第９の実施例による半導体基板の研
磨装置を示す図である。

【図１２】本発明の第１０の実施例による半導体基板の
研磨装置を示す図である。

【図１３】本発明の第１１の実施例による半導体基板の
研磨装置を示す図である。

【図１４】本発明による半導体基板の研磨状態の実験結
果を示すグラフである。

【図１５】従来の半導体基板の研磨装置を示す図であ
る。

【図１６】従来の半導体基板の局所的研磨装置を示す図
である。

【図１７】張り合わせＳＯＩ基板の製造方法を示す工程
図である。

【符号の説明】

１０…研磨定盤１０ａ…溝１２…研磨布１２ａ…島状研磨布１２ｂ…親水性研磨布１２ｃ…疏水性研磨布１２ｄ…親水性領域１２ｅ…疎水性領域１２ｆ…材質の異なる研磨布１２ｇ…軟らかい研磨布１２ｈ…硬い研磨布１４…研磨ヘッド１６…セラミック定盤１８…重り１９…バキュウムホース２０…半導体基板２２…研磨剤２４…粘着シート２６…パイプ２８…温度センサ３０…パイプ３２…温度センサ３４…保温タンク３６…ポンプ５０…セラミック定盤５２…バキュウムホース５４…研磨ヘッド５８…研磨布６０…リング６２…研磨剤６４…研磨布ヘッド９０…張り合わせＳＯＩ基板９２…素子側基板９４…熱酸化膜９６…支持側基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転する研磨定盤と、前記研磨定盤上に
固定された研磨布と、回転する研磨ヘッドとを有し、研
磨されるべき半導体基板を前記研磨ヘッドに固定し、前
記研磨布上に研磨剤を滴下しながら前記半導体基板を研
磨する半導体基板の研磨装置において、前記研磨布は、独立した複数の島状研磨布に分割され、前記島状研磨布がそれぞれ前記研磨定盤に固定されてい
ることを特徴とする半導体基板の研磨装置。
【請求項２】回転する研磨定盤と、前記研磨定盤上に
固定された研磨布と、回転する研磨ヘッドとを有し、研
磨されるべき半導体基板を前記研磨ヘッドに固定し、前
記研磨布上に研磨剤を滴下しながら前記半導体基板を研
磨する半導体基板の研磨装置において、前記研磨布又は前記研磨定盤のうち、少なくともいずれ
かの表面に所定間隔の溝が形成されていることを特徴と
する半導体基板の研磨装置。
【請求項３】回転する研磨定盤と、前記研磨定盤上に
固定された研磨布と、回転する研磨ヘッドとを有し、研
磨されるべき半導体基板を前記研磨ヘッドに固定し、前
記研磨布上に研磨剤を滴下しながら前記半導体基板を研
磨する半導体基板の研磨装置において、前記研磨布は、前記研磨剤に対する親和力の大きい親水
性領域と、前記研磨材に対する親和力の小さい疎水性領
域とを有することを特徴とする半導体基板の研磨装置。
【請求項４】請求項３記載の半導体基板の研磨装置に
おいて、前記研磨布として前記研磨剤に対する親和力の大きい親
水性研磨布を用い、前記疎水性領域は、前記親水性研磨布を疎水性に改質し
た領域であることを特徴とする半導体基板の研磨装置。
【請求項５】請求項３記載の半導体基板の研磨装置に
おいて、前記研磨布として前記研磨剤に対する親和力の小さい疎
水性研磨布を用い、前記親水性領域は、前記疎水性研磨布を親水性に改質し
た領域であることを特徴とする半導体基板の研磨装置。
【請求項６】請求項３乃至５のいずれかに記載の半導
体基板の研磨装置において、前記親水性領域が格子状に形成され、前記疎水性領域が、格子状に形成された前記親水性領域
により島状に分離していることを特徴とする半導体基板
の研磨装置。
【請求項７】請求項３乃至５のいずれかに記載の半導
体基板の研磨装置において、前記疎水性領域が格子状に形成され、前記親水性領域が、格子状に形成された前記疎水領域に
より島状に分離していることを特徴とする半導体基板の
研磨装置。
【請求項８】請求項３乃至７記載の半導体基板の研磨
装置において、前記親水性領域と前記疎水性領域の高さが異なることを
特徴とする半導体基板の研磨装置。
【請求項９】回転する研磨定盤と、前記研磨定盤上に
固定された研磨布と、回転する研磨ヘッドとを有し、研
磨されるべき半導体基板を前記研磨ヘッドに固定し、前
記研磨布上に研磨剤を滴下しながら前記半導体基板を研
磨する半導体基板の研磨装置において、前記研磨定盤に固定された前記研磨布の上に、前記研磨
布と材質の異なる小さな研磨布を複数配置したことを特
徴とする半導体基板の研磨装置。
【請求項１０】回転する研磨定盤と、前記研磨定盤上
に固定された研磨布と、回転する研磨ヘッドとを有し、
研磨されるべき半導体基板を前記研磨ヘッドに固定し、
前記研磨布上に研磨剤を滴下しながら前記半導体基板を
研磨する半導体基板の研磨装置において、前記研磨布は、軟らかい研磨領域と、硬い研磨領域とを
有することを特徴とする半導体基板の研磨装置。
【請求項１１】請求項１０記載の半導体基板の研磨装
置において、前記軟らかい研磨領域が格子状に形成され、前記硬い研磨領域が、格子状に形成された前記軟らかい
研磨領域により島状に分離していることを特徴とする半
導体基板の研磨装置。
【請求項１２】請求項１０記載の半導体基板の研磨装
置において、前記硬い研磨領域が格子状に形成され、前記軟らかい研磨領域が、格子状に形成された前記硬い
研磨領域により島状に分離していることを特徴とする半
導体基板の研磨装置。
【請求項１３】請求項１０乃至１２のいずれかに記載
の半導体基板の研磨装置において、前記軟らかい研磨領域と前記硬い研磨領域の高さが異な
ることを特徴とする半導体基板の研磨装置。
【請求項１４】回転する研磨定盤と、回転する研磨ヘ
ッドと、前記研磨ヘッドに固定された研磨布とを有し、
研磨されるべき半導体基板を前記研磨定盤に固定し、前
記半導体基板上に研磨剤を滴下しながら前記半導体基板
を局所的に研磨する半導体基板の研磨装置において、前記研磨定盤に固定された前記半導体基板の周囲に固定
され、前記半導体基板の厚さよりも高いリング状部材を
更に有し、前記リング状部材内に前記研磨剤を貯留することによ
り、前記半導体基板の表面全体を前記研磨剤で覆いなが
ら研磨することを特徴とする半導体基板の研磨装置。
【請求項１５】回転する研磨定盤と、回転する研磨ヘ
ッドと、前記研磨ヘッドに固定された研磨布とを有し、
研磨されるべき半導体基板を前記研磨定盤に固定し、前
記半導体基板上に研磨剤を滴下しながら前記半導体基板
を局所的に研磨する半導体基板の研磨装置において、前記研磨ヘッドは、前記研磨布が固定された複数の研磨
布ヘッドを有し、前記研磨布ヘッドを変更することより
使用する研磨布を変更することを特徴とする半導体基板
の研磨装置。
【請求項１６】回転する研磨定盤と、回転する研磨ヘ
ッドと、前記研磨ヘッドに固定された研磨布とを有し、
研磨されるべき半導体基板を前記研磨定盤に固定し、前
記半導体基板上に研磨剤を滴下しながら前記半導体基板
を局所的に研磨する半導体基板の研磨装置において、前記研磨ヘッドはドラム形状をしており、前記研磨布は
前記研磨ヘッドのドラム形状の周囲に固定され、前記研
磨ヘッドを回転させることにより前記研磨布の使用部分
を変更することを特徴とする半導体基板の研磨装置。
【請求項１７】回転する研磨定盤と、前記研磨定盤上
に固定された研磨布と、回転する研磨ヘッドとを有し、
研磨されるべき半導体基板を前記研磨ヘッドに固定し、
前記研磨布上に研磨剤を滴下しながら前記半導体基板を
研磨する半導体基板の研磨装置において、前記研磨ヘッドの温度と前記研磨布の温度を所定温度差
に保つことにより、前記半導体基板の裏面の温度と表面
の温度を異ならせ、前記半導体基板の反りを修正して研
磨することを特徴とする半導体基板の研磨装置。
【請求項１８】請求項１７記載の半導体基板の研磨装
置において、前記研磨ヘッドの温度を前記研磨布の温度よりも高くす
ることにより、前記半導体基板の裏面の温度を表面の温
度よりも高くして、前記半導体基板の凸状の反りを修正
して研磨することを特徴とする半導体基板の研磨装置。
【請求項１９】請求項１７又は１８記載の半導体基板
の研磨装置において、前記研磨剤の温度を、前記研磨ヘッドの温度と前記研磨
布の温度の間の温度に保つことを特徴とする半導体基板
の研磨装置。