JPH09131661A - 半導体基板の研磨方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 研磨布上に供給される洗浄液は研磨布上から
排出されるが、研磨布上に供給される研磨剤は研磨布上
に保持されるようにする。 【解決手段】 定盤１１の平坦な研磨布保持部１１ａの
上には研磨布１２が貼着されている。定盤１１の上方に
は、基板１３を保持して回転する基板保持ヘッド１４が
設けられており、基板１３は回転しながら定盤１１上の
研磨布１２に圧接される。研磨剤１５は研磨剤供給管１
６から所定量づつ研磨布１２上に供給される。研磨布１
２の上には、研磨剤１５を定盤１１の中心部側に押圧す
る帯板状の研磨剤押圧部材１８が研磨布１２と摺接する
ように設けられている。研磨剤押圧部材１８は、径方向
の内側部分１８ａが定盤１１の半径に対して研磨時の回
転方向前方側に位置し且つ径方向の外側部分１８ｂが定
盤１１の半径に対して研磨時の回転方向後方側に位置す
るように固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばシリコンよ
りなる半導体基板の表面を研磨剤により平坦化処理する
ための化学機械研磨（ＣＭＰ）を行なう半導体基板の研
磨装置及びその方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】１９９０年以降、シリコン等よりなる半
導体基板に対する化学機械研磨においては、半導体基板
の径が１０ｃｍ以上と大型化し、研磨が枚葉処理化の傾
向にあるため、基板１枚あたりの研磨剤の量が増大して
いる。

【０００３】以下、図面を参照しながら、従来の半導体
基板の研磨装置の一例について説明する。

【０００４】図２２は従来の研磨装置の概略構成を示し
ており、図２２において、１１は平坦な表面を持つ剛体
よりなる基板保持部１１ａと該基板保持部１１ａの下面
から垂直下方に延びる回転軸１１ｂと該回転軸１１ｂを
回転させる図示しない回転手段とを有する定盤であっ
て、該定盤１１の基板保持部１１ａの表面には研磨布１
２が貼着されている。定盤１１の上方には、半導体基板
１３を保持して回転する基板保持ヘッド１４が設けられ
ており、該基板保持ヘッド１４により半導体基板１３は
回転しながら定盤１１上の研磨布１２に圧接される。ま
た、１５は砥粒（研磨するための微小な粉）を含む液状
の研磨剤であって、該研磨剤１５は、研磨剤供給管１６
から所定量づつ研磨布１２上に供給され、研磨布１２と
半導体基板１３との間に砥粒を供給する。

【０００５】以上のように構成された研磨装置において
は、定盤１１を回転して研磨剤１５が供給された研磨布
１２を回転させながら、基板保持ヘッド１４により半導
体基板１３を研磨布１２に押しつけることによって、半
導体基板１３の表面を研磨する。

【０００６】このとき、半導体基板１３の表面に凹凸部
があると、半導体基板１３の凸部においては研磨布１２
との接圧が大きいため研磨速度が速くなる一方、半導体
基板１３の凹部においては研磨布１２との接触圧力が小
さいため研磨速度が遅くなる。よって、半導体基板１３
表面の凹凸部が緩和されて半導体基板１３の表面が平坦
になるというものである。この研磨技術は、例えば、
「１９９４年１月号 月刊Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
Ｗｏｒｌｄ」５８〜５９ページや、「Ｓｏｌｉｄ Ｓ
ｔａｔｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」Ｊｕｌｙ．１９９２
／日本語版 ３２〜３７ページなどに紹介されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
研磨装置においては、以下に説明するような問題を有し
ている。

【０００８】研磨剤の供給量と研磨レートとの関係につ
いて説明すると、研磨レートは、研磨剤１５の供給量の
増加に伴って増大し、或る供給量のところで一定にな
る。そこで、研磨レートが一定になる供給量よりも若干
多い量の研磨剤１５を研磨布１２の上に供給するのが通
常である。

【０００９】ところが、前述したように、研磨布１２を
回転させながら研磨剤１５を供給するため、研磨剤１５
は定盤１１の回転に伴う遠心力により、研磨布１２の外
側に流れ出ていく。研磨剤１５の量が所定量よりも少な
くなると、研磨レートは低下する。研磨レートの低下を
補うためには、半導体基板１３を研磨布１２に押しつけ
る圧力を大きくすればよいが、このようにすると、ディ
ッシュイング等の現象が発生し、研磨特性が劣化する等
の問題が発生する。従って、研磨レートが一定になる供
給量よりも若干多い量の研磨剤を常に供給する必要があ
り、研磨を行なうためのコストの大きな部分を研磨剤が
占めることとなる。

【００１０】そこで、ＵＳＰ４９１０１５５に示される
ように、研磨布の周囲を仕切板により囲むことによって
研磨剤の流出を防ぎ、研磨剤を研磨布上から流れ出ない
ようにする研磨装置及び研磨方法が提案されている。

【００１１】しかしながら、この研磨装置及び研磨方法
によると、研磨により発生した研磨布の滓等の不要物が
研磨布上に蓄積される。また、研磨布上で研磨後の半導
体基板の水洗を行なったり、ドレッシング（研磨布表面
のコンディショニング）を行なったりする際に、研磨布
上に水を供給すると、この水も研磨剤と同様に研磨布上
から流れ出ない。これらのため、研磨剤の濃度が変化
し、研磨特性が変化してしまうという新たな問題が発生
する。

【００１２】前記に鑑み、本発明は、研磨布上に供給さ
れる洗浄液は研磨布上から排出されるが、研磨布上に供
給される研磨剤は研磨布上に保持されるようにすること
を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、請求項１の発明が講じた解決手段は、半導体基板の
研磨装置を、平坦面を有し該平坦面と垂直な軸を中心に
回転する定盤と、該定盤の前記平坦面上に載置された研
磨布と、研磨剤を前記研磨布の上に供給する研磨剤供給
手段と、半導体基板を保持して前記研磨布に対して押圧
する基板保持手段と、前記研磨布上に供給され前記定盤
の回転に伴う遠心力により前記定盤の外側に流動する研
磨剤を前記定盤の中心側に押圧する研磨剤押圧手段とを
備えている構成とするものである。

【００１４】請求項１の構成により、研磨剤押圧手段に
よって、定盤の回転に伴う遠心力により定盤の外側に流
動する研磨剤は、定盤の中心側に押圧され、半導体基板
の研磨に再び利用される。

【００１５】請求項２の発明は、請求項１の構成に、前
記研磨剤押圧手段は、前記研磨布の上に保持されてお
り、前記定盤の回転に伴う遠心力により当接してくる研
磨剤を前記定盤の中心側に押圧する押圧板であるという
構成を付加するものである。

【００１６】請求項３の発明は、請求項２の構成に、前
記押圧板は、定盤径方向と交差し且つ研磨時の定盤回転
方向の前方側が後方側よりも定盤径方向に対して内側に
位置するように設けられているという構成を付加するも
のである。

【００１７】請求項３の構成により、押圧板における研
磨時の定盤回転方向の前方側が後方側よりも定盤径方向
の内側に位置しているため、定盤の回転に伴って回転し
ながら外側に流動する研磨剤は、押圧板により流動する
方向を変えられ、回転しながら定盤の中心側に流動す
る。

【００１８】この場合、研磨剤の流動方向は、研磨剤の
押圧板に対する相対速度、及び研磨剤が押圧板に衝突し
たときの運動エネルギーの変化に伴う速度ベクトルの変
化から考えることができ、押圧板の形状、位置及び方向
を定盤の回転速度、研磨剤の粘性及び研磨布の表面粗さ
等を考慮して最適化すると、請求項２の発明の効果を確
実に得ることができる。

【００１９】請求項４の発明は、請求項３の構成に、前
記押圧板は、研磨時の定盤回転方向と逆方向に回転可能
に設けられているという構成を付加するものである。

【００２０】請求項５の発明は、請求項２又は３の構成
に、前記押圧板は、該押圧板の下面と前記研磨布の上面
との間に、前記研磨布上に供給された研磨剤の層の厚さ
以下の間隔を持つように設けられているという構成を付
加するものである。

【００２１】請求項６の発明は、請求項２又は３の構成
に、前記押圧板は、柔軟性を持つ材料よりなり、該押圧
板の下面が前記研磨布の上面に接するように設けられて
いるという構成を付加するものである。

【００２２】請求項７の発明は、請求項２又は３の構成
に、前記押圧板は、研磨時の定盤回転方向の後方側に設
けられ研磨剤を捕集する研磨剤捕集部と、研磨時の定盤
回転方向の前方側に設けられ前記研磨剤捕集部が捕集し
た研磨剤を前記定盤の中心側に押圧する研磨剤押圧部と
を有しているという構成を付加するものである。

【００２３】請求項８の発明は、請求項２又は３の構成
に、前記押圧板は、前記定盤の周縁部に沿って互いに隙
間をおいて複数個設けられているという構成を付加する
ものである。

【００２４】請求項９の発明は、請求項１の構成に、前
記研磨剤押圧手段は、前記研磨布上の研磨剤を前記定盤
の中心側に押圧する気体を噴出する気体噴出手段である
という構成を付加するものである。

【００２５】請求項１０の発明は、請求項９の構成に、
前記気体噴出手段は、前記定盤の周縁部に沿って複数箇
所設けられているという構成を付加するものである。

【００２６】請求項１１の発明は、請求項１の構成に、
前記研磨剤押圧手段は、前記研磨布の上に該研磨布と接
する状態又は僅かな隙間をおいた状態で設けられ前記定
盤と逆方向に回転する回転部材である構成を付加するも
のである。

【００２７】請求項１２の発明は、請求項１１の構成
に、前記回転部材の外周面には凸部が設けられている構
成を付加するものである。

【００２８】請求項１３の発明が講じた解決手段は、半
導体基板の研磨装置を、平坦面を有し該平坦面と垂直な
軸を中心に回転する定盤と、該定盤の前記平坦面上に載
置された研磨布と、研磨剤を前記研磨布の上に供給する
研磨剤供給手段と、半導体基板を保持して前記研磨布に
対して押圧する基板保持手段と、前記定盤の周縁部に、
研磨時の定盤回転方向の前方側が後方側よりも定盤径方
向の内側に位置するように固定され、前記研磨布上に供
給され前記定盤の回転に伴う遠心力により前記定盤の外
側に流動する研磨剤を前記研磨布上に保持する研磨剤保
持部材とを備えている構成とするものである。

【００２９】請求項１３の構成により、定盤の回転に伴
って回転しながら外側に流動する研磨剤は、研磨剤保持
部材により流動する方向を変えられ、研磨布上に保持さ
れる。

【００３０】請求項１４の発明は、請求項１３の構成
に、前記研磨剤保持部材は、前記定盤の周縁部に互いに
隙間をおいて複数個設けられているという構成を付加す
るものである。

【００３１】請求項１５の発明は、請求項１４の構成
に、前記複数個の研磨剤保持部材のうち隣り合う研磨剤
保持部材は、定盤径方向から見て互いに重なっていると
いう構成を付加するものである。

【００３２】請求項１６の発明は、請求項１３の構成
に、前記研磨剤保持部材は、前記研磨布に対して上方、
下方又は外方に移動可能に設けられており、前記基板保
持部材は前記半導体基板を保持した状態で前記研磨布と
平行な平面内で移動可能に設けられている構成を付加す
るものである。

【００３３】請求項１７の発明が講じた解決手段は、半
導体基板の研磨方法を、平坦面を有し該平坦面と垂直な
軸を中心に回転する定盤の平坦面上に載置された研磨布
の上に研磨剤を供給すると共に、半導体基板を前記研磨
布に対して押圧しながら、前記半導体基板を研磨する半
導体基板の研磨方法を対象とし、前記研磨布上に供給さ
れ前記定盤の回転に伴う遠心力により前記定盤の外側に
流動する研磨剤を前記定盤の中心側に押圧する研磨剤押
圧工程を備えている構成とするものである。

【００３４】請求項１８の発明は、請求項１７の構成
に、前記研磨剤押圧工程は、前記研磨布の上に保持され
た押圧板により、前記研磨布上の研磨剤を前記定盤の中
心側に押圧する工程を含む構成を付加するものである。

【００３５】請求項１９の発明は、請求項１８の構成
に、前記研磨剤押圧工程は、定盤径方向と交差し且つ研
磨時の定盤回転方向の前方側が後方側よりも定盤径方向
の内側に位置するように設けられた押圧板により、前記
研磨布上の研磨剤を前記定盤の中心側に押圧する工程を
含む構成を付加するものである。

【００３６】請求項２０の発明は、請求項１８又は１９
の構成に、前記研磨剤押圧工程は、前記研磨布の上面と
の間に前記研磨布上に供給された研磨剤の層の厚さ以下
の間隔を持つように設けられた押圧板により、前記研磨
布上の研磨剤を前記定盤の中心側に押圧する工程を含む
構成を付加するものである。

【００３７】請求項２１の発明は、請求項１８又は１９
の構成に、前記研磨剤押圧工程は、柔軟性を持つ材料よ
りなり、下面が前記研磨布の上面に接するように設けら
れた押圧板により、前記研磨布上の研磨剤を前記定盤の
中心側に押圧する工程を含む構成を付加するものであ
る。

【００３８】請求項２２の発明は、請求項１８又は１９
の構成に、前記定盤を研磨時の定盤回転方向と逆方向に
回転することにより、前記研磨布の上に供給された洗浄
液を排出する洗浄液排出工程をさらに備えている構成を
付加するものである。

【００３９】請求項２３の発明は、請求項１７の構成
に、前記研磨剤押圧工程は、気体を前記定盤の中心側に
向かって噴出して、前記研磨布上の研磨剤を前記定盤の
中心側に押圧する工程を含む構成を付加するものであ
る。

【００４０】請求項２４の発明は、請求項１７の構成
に、前記研磨剤押圧工程は、前記研磨布の上に該研磨布
と接する状態又は僅かな隙間をおいた状態で設けられ前
記定盤と逆方向に回転する回転部材により、前記研磨布
上の研磨剤を前記定盤の中心側に押圧する工程を含む構
成を付加するものである。

【００４１】請求項２５の発明が講じた解決手段は、平
坦面を有し該平坦面と垂直な軸を中心として回転する定
盤の平坦面上に載置された研磨布の上に研磨剤を供給す
ると共に、半導体基板を前記研磨布に対して押圧しなが
ら、前記半導体基板を研磨する半導体基板の研磨方法を
対象とし、前記定盤の周縁部に、研磨時の定盤回転方向
の前方側が後方側よりも定盤径方向の内側に位置するよ
うに固定された研磨剤保持部材により、前記研磨布上に
供給され前記定盤の回転に伴う遠心力により前記定盤の
外側に流動する研磨剤を前記研磨布上に保持する研磨剤
保持工程を備えている構成を付加するものである。

【００４２】請求項２５の構成により、定盤の回転に伴
って回転しながら外側に流動する研磨剤は、研磨剤保持
部材により流動する方向を変えられ、回転しながら定盤
の中心側に流動するため、研磨剤は確実に研磨布上に保
持される。

【００４３】請求項２６の発明は、請求項２５の構成
に、前記研磨剤保持工程は、前記定盤の周縁部に互いに
隙間をおいて設けられた複数個の前記研磨剤保持部材に
より、前記研磨布上の研磨剤を前記研磨布上に保持する
工程を含む構成を付加するものである。

【００４４】請求項２７の発明は、請求項２６の構成
に、前記研磨剤保持工程は、複数個の前記研磨剤保持部
材のうち互いに隣り合う研磨剤保持部材が定盤径方向か
ら見て互いに重なっている複数個の前記研磨剤保持部材
により、前記研磨布上の研磨剤を前記研磨布上に保持す
る工程を含む構成を付加するものである。

【００４５】請求項２８の発明は、請求項２５の構成
に、前記定盤を研磨時の定盤回転方向と逆方向に回転す
ることにより、前記研磨布の上に供給された洗浄液を排
出する洗浄液排出工程をさらに備えている構成を付加す
るものである。

【００４６】請求項２９の発明は、請求項２５の構成
に、前記研磨剤保持部材を前記研磨布に対して上方、下
方又は外方に移動する研磨剤保持部材移動工程と、前記
半導体基板を前記研磨布と平行な平面内で移動させるこ
とにより、前記半導体基板の少なくとも一部分を前記研
磨布から突出させる基板移動工程とをさらに備えている
構成とするものである。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係る研
磨装置及び研磨方法について図面を参照しながら説明す
る。

【００４８】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係る研磨装置の概略斜視図である。

【００４９】図１において、１１は定盤であって、該定
盤１１は、平坦な表面を持つ剛体よりなる研磨布保持部
１１ａと、該研磨布保持部１１ａの下面から垂直方向下
方に延びる回転軸１１ｂと、該回転軸１１ｂを回転させ
る図示しない回転手段とを有しており、研磨布保持部１
１ａの上には例えば発泡ポリウレタンよりなる研磨布１
２が貼着されている。定盤１１の上方には、半導体基板
１３を保持して回転する基板保持ヘッド１４が設けられ
ており、該基板保持ヘッド１４により半導体基板１３は
回転しながら定盤１１上の研磨布１２に圧接される。ま
た、１５は砥粒を含む研磨剤であって、該研磨剤１５
は、研磨剤供給管１６から所定量づつ研磨布１２上に供
給され、定盤１１及び基板保持ヘッド１４を回転させる
ことにより、研磨布１２と半導体基板１３との間に供給
される。

【００５０】第１の実施形態の特徴として、研磨布１２
の周縁部の上には、該研磨布１２の上に圧縮空気を噴出
させる研磨剤押圧手段としての圧縮空気供給管１７が設
けられており、該圧縮空気供給管１７の噴出口１７ａは
定盤１１の回転中心に向かって開口している。噴出口１
７ａの口径は例えば約３ｍｍであり、該噴出口１７ａか
ら噴射される圧縮空気の流速は約５ｍ／秒に設定されて
いる。これにより、圧縮空気供給管１７の噴出口１７ａ
から噴射された圧縮空気は、研磨剤供給管１６から研磨
布１２上に供給され、定盤１１の回転に伴う遠心力によ
り外方に向かう研磨剤１５を定盤１１の中心部側に押し
戻すことができ、研磨剤１５は、定盤１１の中心部側と
周縁部側との間を往復しつつ砥粒を均一に半導体基板１
３に供給する。

【００５１】尚、噴出口１５ａの口径及び圧縮空気の流
速は、前記のものに限られず、研磨布１２上の研磨剤１
５を定盤１１の中心部側に押し戻すようなものを適宜選
択することができる。圧縮空気供給管１７の噴出口１７
ａは定盤１１の回転中心に向かって開口していたが、噴
出口１７ａより噴出された気体が研磨布１２上の研磨剤
１５を定盤１１の回転中心側に流動させることができる
方向ならばどの様な方向でもよい。

【００５２】また、圧縮空気供給管１７の噴出口１７ａ
の数は特に限定されないが、複数個例えば５、６か所設
けられていることが好ましい。

【００５３】また、噴出させる気体は圧縮空気とした
が、他のどのような気体を用いても本実施形態の効果は
得られる。もっとも、研磨剤の種類によっては、研磨剤
に対して化学的に安定な不活性ガス例えば窒素ガスを噴
出することが好ましい。

【００５４】また、前記第１の実施形態においては、研
磨剤１５は砥粒を含んでいたが、砥粒を含まない液体で
もよい共に、流動性を有するものを広く用いることがで
きる。このことは、以下に説明する各実施形態において
も同様である。

【００５５】（第２の実施形態）図２及び図３は、本発
明の第２の実施形態に係る研磨装置の概略構造を示し、
図２は斜視図であり、図３は平面図である。

【００５６】第２の実施形態においては、第１の実施形
態と同様の定盤１１、研磨布１２、基板保持ヘッド１４
及び研磨剤供給管１６を備えており、半導体基板１３は
回転しながら定盤１１上の研磨布１２に圧接され、研磨
剤１５は研磨剤供給管１６から所定量づつ研磨布１２上
に供給される。

【００５７】第２の実施形態の特徴として、研磨布１２
の上には、例えば発泡ポリウレタンよりなり研磨剤１５
を定盤１１の中心部側に押圧する研磨剤押圧手段として
の帯板状の研磨剤押圧部材１８が研磨布１２と摺接する
ように設けられている。図３に示すように、研磨剤押圧
部材１８は、径方向の内側部分１８ａが定盤１１の半径
に対して研磨時の回転方向前方側に位置し且つ径方向の
外側部分１８ｂが定盤１１の半径に対して研磨時の回転
方向後方側に位置するように固定されており、具体的に
は、定盤１１の回転中心を中心とする円Ｓと研磨剤押圧
部材１８との交点における円Ｓの接線Ｌと研磨剤押圧部
材１８とが１２０°の角度で交差するように固定されて
いる。

【００５８】これにより、研磨剤供給管１６から研磨布
１２上に供給され定盤１１の回転に伴う遠心力により定
盤１１の外側に向かう研磨剤１５は、研磨剤押圧部材１
８の表面によって定盤１１の中心部側に押し戻され、研
磨布１２の上に萬遍なく広がった状態で半導体基板１３
に供給される。また、研磨布１２上の水等の洗浄液を排
出する場合には、定盤１１を研磨時の回転方向と反対方
向に回転すると、洗浄液が研磨剤押圧部材１８の裏面に
当接して排出が促進される。

【００５９】尚、研磨剤押圧部材１８の長さ及び角度
は、研磨布１２上の研磨剤１５を定盤１１の中心部側に
押し戻すようなものを適宜選択することができる。

【００６０】また、第２の実施形態においては、研磨剤
押圧部材１８の角度は不変であったが、これに代えて、
研磨剤１５の粘度や定盤１１の回転速度に応じて、研磨
剤１５を定盤１１の中心部側に効率良く押し戻すことが
できるように、研磨剤押圧部材１８の定盤１１の半径に
対する角度が可変に設けられていてもよい。

【００６１】また、研磨剤押圧部材１８は、固定されて
いたが、これに代えて、定盤１１の研磨時の回転方向に
対して相対的に負の方向に回転するように設けられてい
てもよい。この場合には、研磨剤押圧部材１８が基板保
持ヘッド１４に衝突しない長さ及び位置に設ける必要が
ある。このようにすると、研磨布１２の上に供給される
洗浄液を研磨剤押圧部材１８に裏面により効率良く排出
することができる。

【００６２】また、研磨剤押圧部材１８の材質として
は、発泡ポリウレタンに限られず、他のどのようなもの
でもよいが、軟質材料、例えば、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、テフロン系
材料又はブタジエンゴム類等のゴム類を使用すると、図
４に示すように、研磨剤押圧部材１８が変形して研磨布
１２の表面に追従するので好ましい。

【００６３】さらに、研磨剤押圧部材１８は、研磨布１
２と摺接することなく、研磨剤１５を定盤１１の中心部
側に押し戻すことができる程度の大きさの隙間（研磨剤
１５の層の厚さ以下の隙間）を研磨布１２との間に持っ
ていてもよい。このようにすると、研磨剤押圧部材１８
と研磨布１２との摺接に伴う滓が発生しないので好まし
い。

【００６４】図５（ａ）〜（ｄ）及び図６（ａ）〜
（ｄ）は研磨剤押圧部材１８の形状及び数の変形例を示
しており、図５（ａ）〜（ｄ）及び図６（ａ）〜（ｄ）
に示すように、研磨剤押圧部材１８の形状及び数は限定
されず、研磨剤１５の粘度や定盤１１の回転速度に応じ
て、適宜変更することができる。研磨剤押圧部材１８の
径方向の外側部分が研磨剤１５を捕集する機能を有し、
研磨剤押圧部材１８の径方向の内側部分が捕集された研
磨剤１５を基板保持ヘッド１４側に押圧する機能を有す
るように、図５（ｂ）又は（ｃ）に示すように、研磨剤
押圧部材１８をくの字状又は凹状に屈曲させてもよい。

【００６５】以下、第２の実施形態に係る研磨装置を用
いて行なう研磨方法について図７を参照しながらを説明
する。

【００６６】まず、図７（ａ）に示すように、半導体基
板１３を研磨面を下側にして基板保持ヘッド１４に装着
して研磨布１２上に圧接する。

【００６７】次に、図７（ｂ）に示すように、研磨剤供
給管１６から研磨剤１５を研磨布１２の上における定盤
１１の中心部付近に供給すると共に、定盤１１及び基板
保持ヘッド１４を反時計回り（ＣＣＷ）にそれぞれ回転
させる。このようにすると、定盤１１の回転に伴う遠心
力のために研磨剤１５は研磨布１２の外側に向かって流
動し、半導体基板１３と研磨布１２の界面に供給され
る。

【００６８】図７（ｃ）に示すように、研磨布１２上の
研磨剤１５は、定盤１１の回転に伴う遠心力のために研
磨布１２の外側に流れようとするが、定盤１１がほぼ１
回転する間に研磨剤押圧部材１８に当接して、研磨布１
２の中央部側に戻され、半導体基板１３の研磨に再度使
用される。

【００６９】半導体基板１３に対する研磨が終了する
と、半導体基板１３の研磨面の洗浄や研磨布１２上の研
磨剤１５などを洗浄するため、研磨布１２上に水などの
洗浄液を供給する。その後、定盤１１及び研磨布１２上
に残存する洗浄液などを排出するために、定盤１１を時
計回り（ＣＷ）に回転させる。このようにすると、洗浄
液は研磨剤押圧部材１８の裏面によって、研磨布１２の
外方に押し出されるので、研磨剤押圧部材１８が設けら
れていない場合よりも効率良く洗浄液の排出を行なうこ
とができる。

【００７０】尚、前記の研磨方法においては、定盤１１
及び基板保持ヘッド１４を研磨剤１５の供給後に回転さ
せたが、定盤１１の回転時に研磨剤１５が供給されてい
るようにすれば、定盤１１及び基板保持ヘッド１４の回
転タイミングと研磨剤１５の供給のタイミングとは適宜
変更可能である。

【００７１】また、定盤１１の回転方向は、研磨時にＣ
ＣＷ、洗浄液の排出時にＣＷとしたが、排水時に定盤１
１の回転方向を変えない場合には、洗浄液の排出効果が
低下するだけであって、研磨剤１５による研磨効果は殆
ど変わらない。

【００７２】また、研磨剤１５を供給する位置は、研磨
布１２の上における定盤１１の中心部でなくても、研磨
剤押圧部材１８の外側の端部よりも内側であればよい。

【００７３】（第３の実施形態）図８は、本発明の第３
の実施形態に係る研磨装置の概略構造を示す斜視図であ
って、第３の実施形態においては、第１の実施形態と同
様の定盤１１、研磨布１２、基板保持ヘッド１４及び研
磨剤供給管１６を備えており、半導体基板１３は回転し
ながら定盤１１上の研磨布１２に圧接され、研磨剤１５
は研磨剤供給管１６から所定量づつ研磨布１２上に供給
される。

【００７４】第３の実施形態の特徴として、研磨布１２
の上における基板保持ヘッド１４の反対側には、研磨布
１２と接する状態又は僅かの隙間をおくように設けられ
た回転可能な研磨剤押圧手段としての円形状の回転部材
２１が設けられている。回転部材２１の直径は基板保持
ヘッド１４の直径よりも大きく設定され、回転部材２１
の一部分は研磨布１２の周縁部から外側に突出してい
る。また、回転部材２１は、研磨時には定盤１１と逆方
向に回転する一方、洗浄液等の排出時には定盤と同方向
に回転する。

【００７５】これにより、図９に示すように、研磨剤供
給管１６から研磨布１２上に供給され定盤１１の回転に
伴う遠心力により定盤１１の外側に向かう研磨剤１５
は、回転部材２１の外周面に当接した後、定盤１１と逆
方向に回転する回転部材２１の外周面に沿って定盤１１
の中心部側に押し戻され、研磨布１２の上に萬遍なく広
がった状態で半導体基板１３に供給される。尚、図９に
おいて研磨布１２の上の矢印は、研磨時における研磨剤
１５の流動方向を概念的に示している。この場合、研磨
布１２の上における周縁部には研磨剤１５の表面張力に
より研磨剤１５ａが溜まっているが、回転部材２１の一
部分が研磨布１２の周縁部から外側に突出しているの
で、研磨剤１５ａは回転部材２１に当接した後、回転部
材２１の回転に伴って定盤１１の中心部側に押し戻され
る。

【００７６】一方、研磨布１２の上の洗浄液を排出する
際には、洗浄液は定盤１１と同方向に回転する回転部材
２１の外周面に沿って定盤１１の外側に流動するので、
洗浄液の排出が促進される。

【００７７】尚、回転部材２１の平面形状は円形に限ら
れないが、図１０に示すように、回転部材２１の外周面
に凸部２１ａを設けると、研磨剤１５が定盤１１と逆方
向に回転する回転部材２１の外周面に沿って定盤１１の
中心部側に押し戻される効果が促進される。また、第３
の実施形態においては、研磨剤押圧手段として専用の回
転部材２１を設けたが、専用の回転部材２１に代えて、
基板保持ヘッド１４と同じ形状の回転部材を設けてもよ
い。

【００７８】（第４の実施形態）図１１及び図１２は、
本発明の第４の実施形態に係る研磨装置の概略構造を示
し、図１１は斜視図であり、図１２は平面図である。

【００７９】第４の実施形態においては、第１の実施形
態と同様の定盤１１、研磨布１２、基板保持ヘッド１４
及び研磨剤供給管１６を備えており、半導体基板１３は
回転しながら定盤１１上の研磨布１２に圧接され、研磨
剤１５は研磨剤供給管１６から所定量づつ研磨布１２上
に供給される。

【００８０】第４の実施形態の特徴として、研磨布１２
の径は定盤１１の径よりも小さく、研磨布１２は定盤１
１の中央部に載置されている。また、定盤１１の周縁部
１１ｃの上には、例えばポリ塩化ビニルよりなり研磨剤
１５を研磨布１２の上に保持する研磨剤保持手段として
の複数の帯板状の研磨剤保持部材１９が研磨布１２の外
周面に沿って設けられている。各研磨剤保持部材１９
は、その上部が研磨布１２の表面よりも上になるような
高さを有していると共に、研磨時の回転方向の前方側が
後方側よりも研磨布１２の径方向の内側に位置するよう
に設けられており、具体的には、研磨布１２の外周面の
接線方向に対して約３０度の角度になるように固定され
ている。

【００８１】第２の実施形態においては、研磨剤押圧部
材１８は研磨布１２と共に回転しないことを原則とし、
これにより、研磨剤１５は定盤１１の中心部側に押し戻
されるのに対して、第４の実施形態においては、研磨剤
保持部材１９は研磨布１２と共に回転することを原則と
し、これにより、研磨剤１５は研磨布１２の上に溜め
る。すなわち、研磨剤供給管１６から研磨布１２上に供
給され定盤１１の回転に伴う遠心力により定盤１１の外
側に向かう研磨剤１５は、研磨剤保持部材１９に当たっ
て流れる方向を変えられ、研磨布１２の上に溜められる
ので、研磨布１２の上に萬遍なく広がった状態で半導体
基板１３の研磨に供給される。

【００８２】尚、研磨剤保持部材１９の長さ及び角度
は、研磨布１２上の研磨剤１５を研磨布１２の上に保持
できるようなものに適宜選択することができる。また、
隣り合う保持部材１９同士が定盤１１の径方向に重なる
ように設けられていると、研磨剤１５の保持がより確実
になる。

【００８３】また、研磨剤保持部材１９は定盤１１の周
縁部１１ｃの上に設けられずに、研磨布１２の上に設け
られていてもよい。

【００８４】また、研磨剤保持部材１９の材質は、ポリ
塩化ビニルに限られず、第２の実施形態と同様、他のど
のような材質を用いてもよい。

【００８５】図１３（ａ）〜（ｄ）は研磨剤保持部材１
９の形状、設置角度及び数の変形例を示しており、図１
３（ａ）〜（ｄ）に示すように、研磨剤保持部材１９の
形状、設置角度及び数は限定されず、研磨剤１５の粘度
や定盤１１の回転速度に応じて、適宜変更することがで
きる。すなわち、研磨剤保持部材１９は、くの字状又は
凹状に屈曲していてもよい。

【００８６】以下、第４の実施形態に係る研磨装置を用
いて行なう研磨方法について図１４（ａ），（ｂ）及び
図１５（ａ），（ｂ）を参照しながらを説明する。

【００８７】まず、図１４（ａ）に示すように、半導体
基板１３を研磨面を下側にして基板保持ヘッド１４に装
着して研磨布１２上に圧接する。

【００８８】次に、図１４（ｂ）に示すように、研磨剤
供給管１６から研磨剤１５を研磨布１２の上における定
盤１１の中心部付近に供給すると共に、定盤１１及び基
板保持ヘッド１４を時計回り（ＣＷ）に回転させる。こ
のようにすると、定盤１１の回転に伴う遠心力のために
研磨剤１５は研磨布１２の外側に向かって流動し、半導
体基板１３と研磨布１２との界面に供給される。

【００８９】図１５（ａ）に示すように、研磨布１２上
の研磨剤１５は、定盤１１の回転に伴う遠心力のために
研磨布１２の外側に流れようとするが、研磨剤保持部材
１９の内面に当接し、研磨剤保持部材１９の内面に沿っ
て研磨剤保持部材１９の回転方向前方側（研磨布１２の
径方向外側）から回転方向後方側（研磨布１２の径方向
内側）に流動し、その後、次の研磨剤保持部材１９の回
転方向前方側に移動する。研磨剤１５は前記のような流
動を繰り返すことにより、研磨布１２の上に保持され、
半導体基板１３の研磨に再度使用される。

【００９０】半導体基板１３に対する研磨が終了する
と、半導体基板１３の被研磨面を洗浄したり研磨布１２
上の研磨剤１５を洗い流したりするために、研磨布１２
上に水などの洗浄液を供給する。その後、定盤１１及び
研磨布１２上に残存する洗浄液などを排出するために、
定盤１１を反時計回り（ＣＣＷ）に回転させる。このよ
うにすると、図１５（ｂ）に示すように、洗浄液２０は
前述した研磨剤１５と逆方向の流動をするので、研磨剤
保持部材１９が設けられていない場合よりも効率良く洗
浄液２０の排出を行なうことができる。

【００９１】尚、定盤１１の回転方向は、半導体基板１
３の研磨時にＣＷ、洗浄液２０の排出時にＣＣＷとした
が、研磨剤保持部材１９の設置される方向を内外逆にす
る場合には、定盤１１の回転方向も逆にする。

【００９２】（第５の実施形態）図１６（ａ）は、本発
明の第５の実施形態に係る研磨装置の概略斜視図であ
る。

【００９３】図１６（ａ）に示すように、第５の実施形
態においても、第１の実施形態と同様の定盤１１、研磨
布１２、基板保持ヘッド１４及び研磨剤供給管１６を備
えており、半導体基板１３は回転しながら定盤１１上の
研磨布１２に圧接され、研磨剤１５は研磨剤供給管１６
から所定量づつ研磨布１２上に供給される。尚、図１６
（ａ）においては、定盤１１の研磨布保持部１１ａは図
示を省略している。

【００９４】第５の実施形態の特徴として、定盤１１の
研磨布保持部１１ａの外側には、定盤１１に対して上下
方向に移動すると共に定盤１１とは別の回転手段により
回転するリング状の上下動部材２２が設けられている。
上下動部材２２の上には、第４の実施形態と同様の形状
を有し、研磨剤１５を研磨布１２の上に保持する研磨剤
保持手段としての複数の帯板状の研磨剤保持部材１９が
研磨布１２の外周面に沿って設けられており、該研磨剤
保持部材１９は上下動部材２２の上下運動に伴って研磨
布１２に対して上下方向に移動する。研磨剤保持部材１
９は、研磨時にはその上部が研磨布１２の表面よりも上
になるように保持される一方、洗浄時にはその上部が研
磨布１２の表面よりも下になるように保持される。

【００９５】また、第５の実施形態の特徴として、基板
保持ヘッド１４のアーム１４ａは、研磨布１２の表面に
沿って回転運動するように設けられている。

【００９６】研磨剤保持部材１９の平面的な配置につい
ては、第４の実施形態と同様であって、研磨剤供給管１
６から研磨布１２上に供給され定盤１１の回転に伴う遠
心力により定盤１１の外側に向かう研磨剤１５は、研磨
剤保持部材１９に当たって流れる方向を変えられ、研磨
布１２の上に溜められるので、研磨布１２の上に萬遍な
く広がった状態で半導体基板１３の研磨に供給される。

【００９７】以下、第５の実施形態に係る研磨装置を用
いて行なう研磨方法について、図１６（ａ），（ｂ）及
び図１７（ａ），（ｂ）を参照しながら説明する。

【００９８】まず、第２の実施形態に係る研磨装置を用
いて行なう研磨方法と同様に、半導体基板１３を研磨面
を下側にして基板保持ヘッドに装着して研磨布１２上に
圧接する。

【００９９】次に、図１６（ａ）に示すように、研磨剤
供給管１６から研磨剤１５を研磨布１２の上における定
盤１１の中心部付近に供給すると共に、定盤１１及び基
板保持ヘッド１４をそれぞれ回転させる。このようにす
ると、定盤１１の回転に伴う遠心力のために研磨剤１５
は研磨布１２の外側に向かって流動し、半導体基板１３
と研磨布１２の界面に供給される。この場合、研磨布１
２上の研磨剤１５は、定盤１１の回転に伴う遠心力のた
めに研磨布１２の外側に流出しようとするが、研磨剤保
持部材１９に当たって流れる方向を変えられ、研磨布１
２の上に溜められ、研磨布１２の上に広がった状態で半
導体基板１３の研磨に供給される。

【０１００】半導体基板１３に対する研磨が終了する
と、図１６（ｂ）に示すように、上下動部材２２を定盤
１１に対して下方に移動させる。

【０１０１】次に、図１７（ａ），（ｂ）に示すよう
に、基板保持ヘッド１４のアーム１４ａを研磨布１２の
表面に沿って回転させて、基板保持ヘッド１４の一部分
ひいては半導体基板１３の一部分を研磨布１２から突出
させる。このようにすると、半導体基板１３と研磨布１
２との密着性が低減するので、半導体基板１３を研磨布
１２の上から容易に離脱させることができる。

【０１０２】図１８（ａ），（ｂ）は、基板保持ヘッド
１４を研磨布１２の表面に沿って移動させる他の構造を
示しており、基板保持ヘッド１４は、研磨布１２の表面
と平行な方向に水平移動する水平移動部材２３に保持さ
れている。

【０１０３】半導体基板１３に対する研磨が終了する
と、図１６（ｂ）に示すように、上下動部材２２を定盤
１１に対して下方に移動させる後、図１８（ａ），
（ｂ）に示すように、水平移動部材２３を水平方向に移
動させて基板保持ヘッド１４を研磨布１２の表面に沿っ
て移動させる。これにより、基板保持ヘッド１４の一部
分ひいては半導体基板１３の一部分が研磨布１２から外
側に突出するので、半導体基板１３を研磨布１２の上か
ら容易に離脱させることができる。

【０１０４】（第６の実施形態）図１９は、本発明の第
６の実施形態に係る研磨装置の概略の平面構造を示して
いる。

【０１０５】図１９に示すように、第６の実施形態にお
いても、第１の実施形態と同様の定盤１１、研磨布１
２、基板保持ヘッド１４及び研磨剤供給管１６を備えて
おり、半導体基板１３は回転しながら定盤１１上の研磨
布１２に圧接され、研磨剤１５は研磨剤供給管１６から
所定量づつ研磨布１２上に供給される。尚、図１９にお
いては、定盤１１の研磨布保持部１１ａは図示を省略し
ている。

【０１０６】第６の実施形態の特徴として、定盤１１の
研磨布保持部１１ａの外側には、研磨布１２の表面に対
して垂直な平面内で回動すると共に定盤１１とは別の回
転手段により回転するリング状の回動部材２４が設けら
れている。尚、回動部材２４を回動させる機構について
は図示を省略している。また、回動部材２４の上には、
第４の実施形態と同様の形状を有し、研磨剤１５を研磨
布１２の上に保持する研磨剤保持手段としての複数の帯
板状の研磨剤保持部材１９が研磨布１２の外周面に沿っ
て設けられており、該研磨剤保持部材１９は回動部材２
４の回動に伴って研磨布１２に対して回動する。研磨剤
保持部材１９は、研磨時にはその上部が研磨布１２の表
面よりも上になるように保持されている。

【０１０７】また、第５の実施形態と同様に、基板保持
ヘッド１４のアーム１４ａは、研磨布１２の表面に沿っ
て回転運動するように設けられている。

【０１０８】研磨剤保持部材１９の平面的な配置につい
ては、第４の実施形態と同様であって、研磨剤供給管１
６から研磨布１２上に供給され定盤１１の回転に伴う遠
心力により定盤１１の外側に向かう研磨剤１５は、研磨
剤保持部材１９に当たって流れる方向を変えられ、研磨
布１２の上に溜められるので、研磨布１２の上に萬遍な
く広がった状態で半導体基板１３の研磨に供給される。

【０１０９】以下、第６の実施形態に係る研磨装置を用
いて行なう研磨方法について、図１９及び図２０を参照
しながら説明する。

【０１１０】まず、半導体基板１３を研磨布１２上に圧
接した状態で、図１９に示すように、研磨剤供給管１６
から研磨剤１５を研磨布１２の上における定盤１１の中
心部付近に供給すると共に、定盤１１及び基板保持ヘッ
ド１４をそれぞれ回転させる。このようにすると、定盤
１１の回転に伴う遠心力のために研磨剤１５は研磨布１
２の外側に向かって流動し、半導体基板１３と研磨布１
２の界面に供給される。この場合、研磨布１２上の研磨
剤１５は、定盤１１の回転に伴う遠心力のために研磨布
１２の外側に流出しようとするが、研磨剤保持部材１９
に当たって流れる方向を変えられ、研磨布１２の上に溜
められ、研磨布１２の上に広がった状態で半導体基板１
３の研磨に供給される。

【０１１１】半導体基板１３に対する研磨が終了する
と、図２０に示すように、回動部材２４を研磨布１２の
表面に対して垂直な平面内で回動させた後、第５の実施
形態と同様に、基板保持ヘッド１４のアーム１４ａを研
磨布１２の表面に沿って回転させて、基板保持ヘッド１
４の一部分ひいては半導体基板１３の一部分を研磨布１
２から突出させる。このようにすると、半導体基板１３
と研磨布１２との密着性が低減するので、半導体基板１
３を研磨布１２の上から容易に離脱させることができ
る。

【０１１２】尚、第５の実施形態と同様、図１８
（ａ），（ｂ）に示すように、基板保持ヘッド１４を、
研磨布１２の表面と平行な方向に水平移動する水平移動
部材２３に保持させて、基板保持ヘッド１４の一部分ひ
いては半導体基板１３の一部分を研磨布１２から突出さ
せてもよい。

【０１１３】図２１は、本発明の各実施形態に係る研磨
装置を用いて研磨した場合と、従来の研磨装置を用いて
研磨した場合とにおける研磨剤の供給量と研磨レートと
の関係を示しており、従来は十分な研磨レートを維持す
るための研磨剤の供給量はＬ０だけ必要であったが、本
発明を用いることによりＬ０よりも少ないＬ１の供給量
で従来と同様の研磨レートを確保することができる。

【０１１４】

【発明の効果】請求項１の発明に係る半導体基板の研磨
装置によると、定盤の回転に伴う遠心力により定盤の外
側に流動する研磨剤を研磨剤押圧手段によって定盤の中
心側に押圧して、基板の研磨に再び利用できるので、研
磨剤の消費量を低減することができる。

【０１１５】請求項２の発明に係る半導体基板の研磨装
置によると、研磨布の上に保持された押圧板により、定
盤の回転に伴う遠心力により当接してくる研磨剤を定盤
の中心側に押圧することができるので、研磨布上に押圧
板を設けるという簡易で低コストな方法によって、研磨
剤の消費量を低減することができる。

【０１１６】請求項３の発明に係る半導体基板の研磨装
置によると、定盤の回転に伴って回転しながら外側に流
動する研磨剤は、押圧板と共に研磨布に対して相対回転
しながら定盤の中心側に流動させられるため、研磨剤を
スムーズに定盤の中心側に流動させることができるの
で、研磨剤を効率良く再利用することができる。

【０１１７】請求項４の発明に係る半導体基板の研磨装
置によると、研磨時の定盤回転方向の前方側が後方側よ
りも定盤径方向の内側に位置している押圧板を研磨時の
定盤回転方向と逆方向に回転すると、研磨布上の洗浄液
は押圧板の裏面によって定盤の外側に押圧されるので、
洗浄液を短時間で研磨布上から排出できる。

【０１１８】請求項５の発明に係る半導体基板の研磨装
置によると、押圧板は研磨剤と当接して研磨剤を定盤の
中心側に押圧することができると共に、研磨布と接触し
ないので、押圧板と研磨布との摩擦に伴う滓が発生する
事態を回避できる。

【０１１９】請求項６の発明に係る半導体基板の研磨装
置によると、押圧板の下部は研磨布の上面に沿って変形
し、押圧板の下面と研磨布の上面との間には隙間ができ
ないため、研磨剤は効率良く定盤の中心側に押圧される
ので、研磨剤を一層効率良く再利用することができる。

【０１２０】請求項７の発明に係る半導体基板の研磨装
置によると、研磨剤捕集部により外側に流れ出ようとす
る研磨剤を確実に捕集し、研磨剤押圧部により研磨剤捕
集部が捕集した研磨剤を定盤の中心側に押圧することが
できるため、研磨布上から流れ出る研磨剤の量を一層低
減できるので、研磨剤を一層効率良く再利用することが
できる。

【０１２１】請求項８の発明に係る半導体基板の研磨装
置によると、研磨布上から流れ出る研磨剤の量が一層低
減し、研磨剤を一層効率良く再利用することができると
共に、研磨布上の洗浄剤は押圧板同士の間の隙間から排
出される。

【０１２２】請求項９の発明に係る半導体基板の研磨装
置によると、気体噴出手段から噴出する気体の流量や圧
力を調節することにより、研磨剤の量や粘度等の流動特
性に応じて適切に研磨剤を定盤の中心側に押圧すること
ができると共に、気体の噴射を停止することにより、研
磨布上の洗浄液を支障なく排出することができる。

【０１２３】請求項１０の発明に係る半導体基板の研磨
装置によると、研磨布上から流れ出る研磨剤の量が一層
低減し、研磨剤を一層効率良く再利用することができ
る。

【０１２４】請求項１１の発明に係る半導体基板の研磨
装置によると、定盤の回転に伴って回転しながら外側に
流動する研磨剤は、研磨布と接する状態又は僅かな隙間
をおいた状態で定盤と逆方向に回転する回転部材の外周
面に当接すると、該外周面に沿って定盤の中心側に流動
させられるため、研磨剤をスムーズに定盤の中心側に流
動させることができるので、研磨剤を効率良く再利用す
ることができる。

【０１２５】請求項１２の発明に係る半導体基板の研磨
装置によると、定盤の回転に伴って外側に流動する研磨
剤は回転部材の外周面に設けられた凸部により定盤の中
心側に流動させられるため、研磨布上から流れ出る研磨
剤の量を一層低減できるので、研磨剤を一層効率良く再
利用することができる。

【０１２６】請求項１３の発明に係る半導体基板の研磨
装置によると、定盤の回転に伴う遠心力により定盤の外
側に流動する研磨剤を研磨剤保持手段によって研磨布上
に保持して、基板の研磨に再び利用できるため、簡易で
低コストな方法によって、研磨剤の消費量を低減するこ
とができる。

【０１２７】請求項１４の発明に係る半導体基板の研磨
装置によると、研磨布上から流れ出る研磨剤の量が一層
低減し、研磨剤を一層効率良く再利用することができる
と共に、研磨布上の洗浄剤は研磨剤保持部材同士の間の
隙間から排出される。

【０１２８】請求項１５の発明に係る半導体基板の研磨
装置によると、研磨布上から流れ出る研磨剤の量がより
一層低減し、研磨剤をより一層効率良く再利用すること
ができる。

【０１２９】請求項１６の発明に係る半導体基板の研磨
装置によると、研磨剤保持部材を研磨布に対して上方、
下方又は外方に移動した後、基板保持部材を研磨布と平
行な平面内で移動させて半導体基板の少なくとも一部分
を研磨布から突出させると、半導体基板と研磨布との密
着力が低減するので、半導体基板を研磨布の上から容易
に離脱させることができる。

【０１３０】請求項１７の発明に係る半導体基板の研磨
方法によると、定盤の回転に伴う遠心力により定盤の外
側に流動する研磨剤は、定盤の中心側に押圧され、基板
の研磨に再び利用されるので、研磨剤の消費量を低減す
ることができる。

【０１３１】請求項１８の発明に係る半導体基板の研磨
方法によると、定盤の回転に伴う遠心力により定盤の外
側に流動する研磨剤は、定盤の中心側に押圧され、半導
体基板の研磨に再び利用されるので、研磨剤の消費量を
低減することができる。

【０１３２】請求項１９の発明に係る半導体基板の研磨
方法によると、定盤の回転に伴って回転しながら外側に
流動する研磨剤は、押圧板により回転しながら定盤の中
心側に流動させられ、研磨剤をスムーズに定盤の中心側
に導くことができるので、研磨剤を効率良く再利用する
ことができる。

【０１３３】請求項２０の発明に係る半導体基板の研磨
方法によると、押圧板は当接する研磨剤を定盤の中心側
に押圧することができると共に、押圧板と研磨布とは接
触しないので、押圧板と研磨布との摩擦に伴う滓が発生
する事態を回避できる。

【０１３４】請求項２１の発明に係る半導体基板の研磨
方法によると、押圧板の下部が研磨布の上面に沿って変
形し、押圧板の下面と研磨布の上面との間には隙間がで
きないため、研磨剤は効率良く定盤の中心側に押圧され
るので、研磨剤を一層効率良く再利用することができ
る。

【０１３５】請求項２２の発明に係る半導体基板の研磨
方法によると、定盤を研磨時の定盤回転方向と逆方向に
回転すると、押圧板は定盤と相対的に逆方向に回転する
ため、研磨布上の洗浄液は押圧板の裏面によって定盤の
外側に押圧されるので、洗浄液を短時間で研磨布上から
排出することができる。

【０１３６】請求項２３の発明に係る半導体基板の研磨
方法によると、定盤の中心側に向かって噴出する気体の
流量や圧力を調節することにより、研磨剤の量や粘度等
の流動特性に応じて適切に研磨剤を定盤の中心側に押圧
することができると共に、気体の噴射を停止することに
より、研磨布上の洗浄液を支障なく排出することができ
る。

【０１３７】請求項２４の発明に係る半導体基板の研磨
方法によると、定盤の回転に伴って回転しながら外側に
流動する研磨剤は、研磨布と接する状態又は僅かな隙間
をおいた状態で定盤と逆方向に回転する回転部材の外周
面に当接して、該外周面に沿って定盤の中心側に流動さ
せられるため、研磨剤をスムーズに定盤の中心側に流動
させることができるので、研磨剤を効率良く再利用する
ことができる。

【０１３８】請求項２５の発明に係る半導体基板の研磨
方法によると、定盤の回転に伴って回転しながら外側に
流動する研磨剤は、研磨剤保持部材により研磨布の上に
保持されるため、研磨剤を効率良く再利用することがで
きるので、簡易で低コストな方法によって、研磨剤の消
費量を低減することができる。

【０１３９】請求項２６の発明に係る半導体基板の研磨
方法によると、研磨布上から流れ出る研磨剤の量が一層
低減し、研磨剤を一層効率良く再利用することができる
と共に、研磨布上の洗浄剤は研磨剤保持部材同士の間の
隙間から排出される。

【０１４０】請求項２７の発明に係る半導体基板の研磨
方法によると、研磨布上から流れ出る研磨剤の量がより
一層低減し、研磨剤をより一層効率良く再利用すること
ができる。

【０１４１】請求項２８の発明に係る半導体基板の研磨
方法によると、定盤を研磨時の定盤回転方向と逆方向に
回転すると、研磨剤保持部材は定盤と相対的に逆方向に
回転するため、研磨布上の洗浄液は研磨剤保持部材の裏
面によって定盤の外側に押圧されるので、洗浄液を短時
間で研磨布上から排出することができる。

【０１４２】請求項２９の発明に係る半導体基板の研磨
方法によると、研磨剤保持部材を研磨布に対して上方、
下方又は外方に移動した後、半導体基板の少なくとも一
部分を研磨布から突出させるため、半導体基板と研磨布
との密着力が低減するので、半導体基板を研磨布の上か
ら容易に離脱させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体基板の研
磨装置の斜視図である。

【図２】本発明の第２の実施形態に係る半導体基板の研
磨装置の斜視図である。

【図３】前記第２の実施形態に係る半導体基板の研磨装
置の平面図である。

【図４】前記第２の実施形態に係る半導体基板の研磨装
置における押圧板の変形例を示す平面図である。

【図５】（ａ）〜（ｄ）は前記第２の実施形態に係る半
導体基板の研磨装置における押圧板の各変形例を示す平
面図である。

【図６】（ａ）〜（ｄ）は前記第２の実施形態に係る半
導体基板の研磨装置における押圧板の各変形例を示す断
面図である。

【図７】（ａ）〜（ｃ）は前記第２の実施形態に係る半
導体基板の研磨装置を用いる研磨方法を説明する斜視図
である。

【図８】本発明の第３の実施形態に係る半導体基板の研
磨装置の斜視図である。

【図９】前記第３の実施形態に係る半導体基板の研磨装
置を用いて行なう研磨状態を示す平面図である。

【図１０】前記第３の実施形態に係る半導体基板の研磨
装置における回転部材の変形例を示す平面図である。

【図１１】本発明の第４の実施形態に係る半導体基板の
研磨装置の斜視図である。

【図１２】前記第４の実施形態に係る半導体基板の研磨
装置の平面図である。

【図１３】（ａ）〜（ｄ）は前記第４の実施形態に係る
半導体基板の研磨装置における押圧板の各変形例を示す
平面図である。

【図１４】（ａ），（ｂ）は前記第４の実施形態に係る
半導体基板の研磨装置を用いる研磨方法を説明する斜視
図である。

【図１５】（ａ），（ｂ）は前記第４の実施形態に係る
半導体基板の研磨装置を用いる研磨方法を説明する斜視
図である。

【図１６】（ａ）は本発明の第５の実施形態に係る半導
体基板の研磨装置の斜視図であって、（ｂ）は前記第５
の実施形態に係る半導体基板の研磨装置を用いて行なう
研磨方法を示す斜視図である。

【図１７】（ａ），（ｂ）は前記第５の実施形態に係る
半導体基板の研磨装置を用いて行なう研磨方法を示す平
面図である。

【図１８】（ａ），（ｂ）は前記第５の実施形態に係る
半導体基板の研磨装置の変形例を用いて行なう研磨方法
を示す平面図である。

【図１９】本発明の第６の実施形態に係る半導体基板の
研磨装置の斜視図である。

【図２０】前記第６の実施形態に係る半導体基板の研磨
装置を用いて行なう研磨方法を示す斜視図である。

【図２１】本発明及び従来の半導体基板の研磨装置を用
いて行なう研磨剤の供給量と研磨レートとの関係を示す
図である。

【図２２】従来の半導体基板の研磨装置の概略斜視図で
ある。

【符号の説明】

１１ 定盤 １１ａ 研磨布保持部 １１ｂ 回転軸 １２ 研磨布 １３ 基板 １４ 基板保持ヘッド １４ａ アーム １５ 研磨剤 １６ 研磨剤供給管 １７ 圧縮空気供給管 １７ａ 噴出口 １８ 研磨剤押圧部材 １９ 研磨剤保持部材 ２０ 洗浄液 ２１ 回転部材 ２１ａ 突出部 ２２ 上下動部材 ２３ 水平移動部材 ２４ 回動部材

Claims (29)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平坦面を有し該平坦面と垂直な軸を中心
   に回転する定盤と、該定盤の前記平坦面上に載置された
   研磨布と、研磨剤を前記研磨布の上に供給する研磨剤供
   給手段と、半導体基板を保持して前記研磨布に対して押
   圧する基板保持手段と、前記研磨布上に供給され前記定
   盤の回転に伴う遠心力により前記定盤の外側に流動する
   研磨剤を前記定盤の中心側に押圧する研磨剤押圧手段と
   を備えていることを特徴とする半導体基板の研磨装置。
2. 【請求項２】 前記研磨剤押圧手段は、前記研磨布の上
   に保持されており、前記定盤の回転に伴う遠心力により
   当接してくる研磨剤を前記定盤の中心側に押圧する押圧
   板であることを特徴とする請求項１に記載の半導体基板
   の研磨装置。
3. 【請求項３】 前記押圧板は、定盤径方向と交差し且つ
   研磨時の定盤回転方向の前方側が後方側よりも定盤径方
   向に対して内側に位置するように設けられていることを
   特徴とする請求項２に記載の半導体基板の研磨装置。
4. 【請求項４】 前記押圧板は、研磨時の定盤回転方向と
   逆方向に回転可能に設けられていること特徴とする請求
   項３に記載の半導体基板の研磨装置。
5. 【請求項５】 前記押圧板は、該押圧板の下面と前記研
   磨布の上面との間に、前記研磨布上に供給された研磨剤
   の層の厚さ以下の間隔を持つように設けられていること
   を請求項２又は３に記載の半導体基板の研磨装置。
6. 【請求項６】 前記押圧板は、柔軟性を持つ材料よりな
   り、該押圧板の下面が前記研磨布の上面に接するように
   設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載
   の半導体基板の研磨装置。
7. 【請求項７】 前記押圧板は、研磨時の定盤回転方向の
   後方側に研磨剤を捕集する研磨剤捕集部を有し、研磨時
   の定盤回転方向の前方側に前記研磨剤捕集部が捕集した
   研磨剤を前記定盤の中心側に押圧する研磨剤押圧部を有
   していることを特徴とする請求項２又は３に記載の半導
   体基板の研磨装置。
8. 【請求項８】 前記押圧板は、前記定盤の周縁部に沿っ
   て互いに隙間をおいて複数個設けられていることを特徴
   とする請求項２又は３に記載の半導体基板の研磨装置。
9. 【請求項９】 前記研磨剤押圧手段は、前記研磨布上の
   研磨剤を前記定盤の中心側に押圧する気体を噴出する気
   体噴出手段であることを特徴とする請求項１に記載の半
   導体基板の研磨装置。
10. 【請求項１０】 前記気体噴出手段は、前記定盤の周縁
    部に沿って複数箇所設けられていることを特徴とする請
    求項９に記載の半導体基板の研磨装置。
11. 【請求項１１】 前記研磨剤押圧手段は、前記研磨布の
    上に該研磨布と接する状態又は僅かな隙間をおいた状態
    で設けられ前記定盤と逆方向に回転する回転部材である
    ことを特徴とする請求項１に記載の半導体基板の研磨装
    置。
12. 【請求項１２】 前記回転部材の外周面には凸部が設け
    られていることを特徴とする請求項１１に記載の半導体
    基板の研磨装置。
13. 【請求項１３】 平坦面を有し該平坦面と垂直な軸を中
    心に回転する定盤と、該定盤の前記平坦面上に載置され
    た研磨布と、研磨剤を前記研磨布の上に供給する研磨剤
    供給手段と、半導体基板を保持して前記研磨布に対して
    押圧する基板保持手段と、前記定盤の周縁部に、研磨時
    の定盤回転方向の前方側が後方側よりも定盤径方向の内
    側に位置するように設けられ、前記研磨布上に供給され
    前記定盤の回転に伴う遠心力により前記定盤の外側に流
    動する研磨剤を前記研磨布上に保持する研磨剤保持部材
    とを備えていることを特徴とする半導体基板の研磨装
    置。
14. 【請求項１４】 前記研磨剤保持部材は、前記定盤の周
    縁部に互いに隙間をおいて複数個設けられていることを
    特徴とする請求項１３に記載の半導体基板の研磨装置。
15. 【請求項１５】 前記複数個の研磨剤保持部材のうち隣
    り合う研磨剤保持部材は、定盤径方向から見て互いに重
    なっていることを特徴とする請求項１４に記載の半導体
    基板の研磨装置。
16. 【請求項１６】 前記研磨剤保持部材は、前記研磨布に
    対して上方、下方又は外方に移動可能に設けられてお
    り、前記基板保持部材は前記半導体基板を保持した状態
    で前記研磨布と平行な平面内で移動可能に設けられてい
    ることを特徴とする請求項１３に記載の半導体基板の研
    磨装置。
17. 【請求項１７】 平坦面を有し該平坦面と垂直な軸を中
    心に回転する定盤の前記平坦面上に載置された研磨布の
    上に研磨剤を供給すると共に、半導体基板を前記研磨布
    に対して押圧しながら、前記半導体基板を研磨する半導
    体基板の研磨方法であって、前記研磨布上に供給され前
    記定盤の回転に伴う遠心力により前記定盤の外側に流動
    する研磨剤を前記定盤の中心側に押圧する研磨剤押圧工
    程を備えていることを特徴とする半導体基板の研磨方
    法。
18. 【請求項１８】 前記研磨剤押圧工程は、前記研磨布の
    上に保持された押圧板により、前記研磨布上の研磨剤を
    前記定盤の中心側に押圧する工程を含むことを特徴とす
    る請求項１７に記載の半導体基板の研磨方法。
19. 【請求項１９】 前記研磨剤押圧工程は、定盤径方向と
    交差し且つ研磨時の定盤回転方向の前方側が後方側より
    も定盤径方向の内側に位置するように設けられた前記押
    圧板により、前記研磨布上の研磨剤を前記定盤の中心側
    に押圧する工程を含むことを特徴とする請求項１８に記
    載の半導体基板の研磨方法。
20. 【請求項２０】 前記研磨剤押圧工程は、前記研磨布の
    上面との間に前記研磨布上に供給された研磨剤の層の厚
    さ以下の間隔を持つように設けられた前記押圧板によ
    り、前記研磨布上の研磨剤を前記定盤の中心側に押圧す
    る工程を含むことを特徴とする請求項１８又は１９に記
    載の半導体基板の研磨方法。
21. 【請求項２１】 前記研磨剤押圧工程は、柔軟性を持つ
    材料よりなり、下面が前記研磨布の上面に接するように
    設けられた前記押圧板により、前記研磨布上の研磨剤を
    前記定盤の中心側に押圧する工程を含むことを特徴とす
    る請求項１８又は１９に記載の半導体基板の研磨方法。
22. 【請求項２２】 前記定盤を研磨時の定盤回転方向と逆
    方向に回転することにより、前記研磨布の上に供給され
    た洗浄液を排出する洗浄液排出工程をさらに備えている
    ことを特徴とする請求項１８又は１９に記載の半導体基
    板の研磨方法。
23. 【請求項２３】 前記研磨剤押圧工程は、気体を前記定
    盤の中心側に向かって噴出して、前記研磨布上の研磨剤
    を前記定盤の中心側に押圧する工程を含むことを特徴と
    する請求項１７に記載の半導体基板の研磨方法。
24. 【請求項２４】 前記研磨剤押圧工程は、前記研磨布の
    上に該研磨布と接する状態又は僅かな隙間をおいた状態
    で設けられ前記定盤と逆方向に回転する回転部材によ
    り、前記研磨布上の研磨剤を前記定盤の中心側に押圧す
    る工程を含むことを特徴とする請求項１７に記載の半導
    体基板の研磨方法。
25. 【請求項２５】 平坦面を有し該平坦面と垂直な軸を中
    心として回転する定盤の平坦面上に載置された研磨布の
    上に研磨剤を供給すると共に、半導体基板を前記研磨布
    に対して押圧しながら、前記半導体基板を研磨する半導
    体基板の研磨方法であって、前記定盤の周縁部に、研磨
    時の定盤回転方向の前方側が後方側よりも定盤径方向の
    内側に位置するように固定された研磨剤保持部材によ
    り、前記研磨布上に供給され前記定盤の回転に伴う遠心
    力により前記定盤の外側に流動する研磨剤を前記研磨布
    上に保持する研磨剤保持工程を備えていることを特徴と
    する半導体基板の研磨方法。
26. 【請求項２６】 前記研磨剤保持工程は、前記定盤の周
    縁部に互いに隙間をおいて設けられた複数個の前記研磨
    剤保持部材により、前記研磨布上の研磨剤を前記研磨布
    上に保持する工程を含むことを特徴とする請求項２５に
    記載の半導体基板の研磨方法。
27. 【請求項２７】 前記研磨剤保持工程は、複数個の前記
    研磨剤保持部材のうち互いに隣り合う研磨剤保持部材が
    定盤径方向から見て互いに重なっている複数個の前記研
    磨剤保持部材により、前記研磨布上の研磨剤を前記研磨
    布上に保持する工程を含むことを特徴とする請求項２６
    に記載の半導体基板の研磨方法。
28. 【請求項２８】 前記定盤を研磨時の定盤回転方向と逆
    方向に回転することにより、前記研磨布の上に供給され
    た洗浄液を排出する洗浄液排出工程をさらに備えている
    ことを特徴とする請求項２５に記載の半導体基板の研磨
    方法。
29. 【請求項２９】 前記研磨剤保持部材を前記研磨布に対
    して上方、下方又は外方に移動する研磨剤保持部材移動
    工程と、 前記半導体基板を前記研磨布と平行な平面内で移動させ
    ることにより、前記半導体基板の少なくとも一部分を前
    記研磨布から突出させる基板移動工程とをさらに備えて
    いることを特徴とする請求項２５に記載の半導体基板の
    研磨方法。