JPH09326379A - 半導体基板の研磨方法および装置 - Google Patents
半導体基板の研磨方法および装置Info
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- JPH09326379A JPH09326379A JP14449796A JP14449796A JPH09326379A JP H09326379 A JPH09326379 A JP H09326379A JP 14449796 A JP14449796 A JP 14449796A JP 14449796 A JP14449796 A JP 14449796A JP H09326379 A JPH09326379 A JP H09326379A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 研磨取り代が少なく、かつ、上定盤および下
定盤の曲率を考慮する必要のない、半導体基板の研磨方
法および装置を提供する。 【解決手段】 半導体基板１３上に形成された積層面の
段差を研磨・平坦化する装置である。この装置は、研磨
時に半導体基板の研磨対象面の一部に接触するリング形
状の固定砥粒２３と、この固定砥粒２３が取り付けられ
研磨時に回転する上定盤２４と、半導体基板１３が固定
砥粒２３に対向して取り付けられ研磨時に回転する下定
盤２１と、研磨時にこの下定盤２１を上定盤２４に対し
て相対的に往復直線運動させるトラバース機構２２とを
備える。さらに、固定砥粒２３のリングの内外から、固
定砥粒２３と半導体基板１３との間に純水２６を供給す
る手段を備える。
定盤の曲率を考慮する必要のない、半導体基板の研磨方
法および装置を提供する。 【解決手段】 半導体基板１３上に形成された積層面の
段差を研磨・平坦化する装置である。この装置は、研磨
時に半導体基板の研磨対象面の一部に接触するリング形
状の固定砥粒２３と、この固定砥粒２３が取り付けられ
研磨時に回転する上定盤２４と、半導体基板１３が固定
砥粒２３に対向して取り付けられ研磨時に回転する下定
盤２１と、研磨時にこの下定盤２１を上定盤２４に対し
て相対的に往復直線運動させるトラバース機構２２とを
備える。さらに、固定砥粒２３のリングの内外から、固
定砥粒２３と半導体基板１３との間に純水２６を供給す
る手段を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板の研磨
方法および装置に係り、特に、半導体基板上に形成され
た積層面の段差を研磨・平坦化する研磨方法および装置
に関する。
方法および装置に係り、特に、半導体基板上に形成され
た積層面の段差を研磨・平坦化する研磨方法および装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３により、本発明による平坦化研磨の
工程を含む従来の、ＳＯＩ(Silicon-On Insulator)基板
の作製の手順を簡単に説明する。
工程を含む従来の、ＳＯＩ(Silicon-On Insulator)基板
の作製の手順を簡単に説明する。
【０００３】まず、高平坦度ウエーハＡを設け（工程
１）、この上にパターンを形成した後、ｐｏｌｙ−ｓｉ
（ポリシリコン）膜を積層する（工程２）。図示のよう
にこの積層した膜の表面には段差（凹凸）が生じる。こ
の段差を平坦化研磨する（工程３）。この平坦化研磨さ
れた表面に別のウエーハＢを張り合わせる（工程４）。
そこで、この積層体を上下反転し、ウエーハＢ上のポリ
シリコン膜およびウエーハＡの面取りを行う（工程
５）。さらに、表面研削（工程６）および選択研磨（工
程７）を行う。
１）、この上にパターンを形成した後、ｐｏｌｙ−ｓｉ
（ポリシリコン）膜を積層する（工程２）。図示のよう
にこの積層した膜の表面には段差（凹凸）が生じる。こ
の段差を平坦化研磨する（工程３）。この平坦化研磨さ
れた表面に別のウエーハＢを張り合わせる（工程４）。
そこで、この積層体を上下反転し、ウエーハＢ上のポリ
シリコン膜およびウエーハＡの面取りを行う（工程
５）。さらに、表面研削（工程６）および選択研磨（工
程７）を行う。
【０００４】本発明は、この工程３における平坦化研磨
の改良に関するものである。
の改良に関するものである。
【０００５】図２により、従来の平坦化研磨のための装
置および方法を説明する。この従来の装置は、下定盤１
１に硬質な研磨布１２を張り付け、他方、上定盤１４に
研磨対象の基板１３を、その研磨対象面を下にして保持
する。そこで、その研磨布面に研磨剤１５を散布しなが
ら、上定盤１４に保持された基板１３を下定盤１１に対
して押圧して、下定盤１１と上定盤１４とを回転させ
る。このようにして、基板の表面の凹凸が研磨平坦化さ
れる。
置および方法を説明する。この従来の装置は、下定盤１
１に硬質な研磨布１２を張り付け、他方、上定盤１４に
研磨対象の基板１３を、その研磨対象面を下にして保持
する。そこで、その研磨布面に研磨剤１５を散布しなが
ら、上定盤１４に保持された基板１３を下定盤１１に対
して押圧して、下定盤１１と上定盤１４とを回転させ
る。このようにして、基板の表面の凹凸が研磨平坦化さ
れる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の研磨方法で
は、次のような問題があった。
は、次のような問題があった。
【０００７】まず、研磨剤１５が遊離砥粒なので研磨対
象面の凹部に接触し、凹部も少しずつ研磨される。その
ため、研磨対象面が十分に平坦な面になるまでの研磨取
り代が大きくなる。
象面の凹部に接触し、凹部も少しずつ研磨される。その
ため、研磨対象面が十分に平坦な面になるまでの研磨取
り代が大きくなる。
【０００８】また、基板面内の研磨取り代分布の均一性
を向上させるには、上定盤１４の曲率を適正な値にしな
ければならない。すなわち、下定盤１１が完全な平面
（曲率が０）の場合、上定盤１４も平面であれば、これ
により基板の全面が均等に研磨されるという訳ではな
い。実際には、研磨の特性として、基板１３の外周部が
研磨されやすいという事実がある。よって、上定盤１４
または下定盤１１を凸状（凸球面）にする必要がある。
しかし、この曲率を適正に設定するのは困難である。
を向上させるには、上定盤１４の曲率を適正な値にしな
ければならない。すなわち、下定盤１１が完全な平面
（曲率が０）の場合、上定盤１４も平面であれば、これ
により基板の全面が均等に研磨されるという訳ではな
い。実際には、研磨の特性として、基板１３の外周部が
研磨されやすいという事実がある。よって、上定盤１４
または下定盤１１を凸状（凸球面）にする必要がある。
しかし、この曲率を適正に設定するのは困難である。
【０００９】本発明は、このような従来の問題に鑑みて
なされたものであり、研磨取り代が少なく、かつ、上定
盤および下定盤の曲率を考慮する必要のない、半導体基
板の研磨方法および装置を提供することを目的とする。
なされたものであり、研磨取り代が少なく、かつ、上定
盤および下定盤の曲率を考慮する必要のない、半導体基
板の研磨方法および装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体基板
の研磨方法は、半導体基板上に形成された積層面の段差
を研磨・平坦化する方法であって、固定砥粒を半導体基
板の研磨対象面の一部に押圧接触させて、前記固定砥粒
および前記半導体基板の少なくとも一方を回転させると
ともに、前記固定砥粒および前記半導体基板の一方を他
方に対して相対的に直線往復運動させることを特徴とす
る。ここに、固定砥粒とは、砥粒をボンド材で固めた固
形のものである。
の研磨方法は、半導体基板上に形成された積層面の段差
を研磨・平坦化する方法であって、固定砥粒を半導体基
板の研磨対象面の一部に押圧接触させて、前記固定砥粒
および前記半導体基板の少なくとも一方を回転させると
ともに、前記固定砥粒および前記半導体基板の一方を他
方に対して相対的に直線往復運動させることを特徴とす
る。ここに、固定砥粒とは、砥粒をボンド材で固めた固
形のものである。
【００１１】また、本発明による半導体の研磨装置は、
半導体基板上に形成された積層面の段差を研磨・平坦化
する装置であって、研磨時に半導体基板の研磨対象面の
一部に接触するリング形状の固定砥粒と、該固定砥粒が
取り付けられ研磨時に回転する上定盤と、前記半導体基
板が前記固定砥粒に対向して取り付けられ研磨時に回転
する下定盤と、研磨時に前記下定盤を上記上定盤に対し
て相対的に往復直線運動させるトラバース機構とを備え
たものである。
半導体基板上に形成された積層面の段差を研磨・平坦化
する装置であって、研磨時に半導体基板の研磨対象面の
一部に接触するリング形状の固定砥粒と、該固定砥粒が
取り付けられ研磨時に回転する上定盤と、前記半導体基
板が前記固定砥粒に対向して取り付けられ研磨時に回転
する下定盤と、研磨時に前記下定盤を上記上定盤に対し
て相対的に往復直線運動させるトラバース機構とを備え
たものである。
【００１２】この装置において、好ましくは、研磨液を
用いることなく、前記リング形状の固定砥粒のリングの
内外から、前記固定砥粒と前記半導体基板との間に純水
を供給する手段を備える。
用いることなく、前記リング形状の固定砥粒のリングの
内外から、前記固定砥粒と前記半導体基板との間に純水
を供給する手段を備える。
【００１３】本発明による研磨工程では、固定砥粒が一
時に半導体基板の一部にのみ接触し、上定盤に対する下
定盤の相対的な直線往復運動により、逐次、半導体基板
の全面が研磨されていく。
時に半導体基板の一部にのみ接触し、上定盤に対する下
定盤の相対的な直線往復運動により、逐次、半導体基板
の全面が研磨されていく。
【００１４】本発明によれば、遊離砥粒ではなく、固定
砥粒を用いるので、被研磨面の凸部にのみ固定砥粒が接
触する。そのため、基板の研磨取り代が少なくて済む。
これは、ポリシリコン等の積層膜の膜厚が薄くてもよい
ことを意味する。また、固定砥粒が一時に半導体基板の
一部にのみ接触するので、面圧のバラツキが低減され
る。よって、上定盤、下定盤等の特別な曲率を考慮する
必要がなくなり、装置構成が簡単となる。
砥粒を用いるので、被研磨面の凸部にのみ固定砥粒が接
触する。そのため、基板の研磨取り代が少なくて済む。
これは、ポリシリコン等の積層膜の膜厚が薄くてもよい
ことを意味する。また、固定砥粒が一時に半導体基板の
一部にのみ接触するので、面圧のバラツキが低減され
る。よって、上定盤、下定盤等の特別な曲率を考慮する
必要がなくなり、装置構成が簡単となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照しながら詳細に説明する。
について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】図１により、本発明の好適な実施例におけ
る研磨装置の構成をその研磨方法を説明する。この研磨
装置は、固定砥粒２３を取り付けた上定盤２４と、研磨
対象の基板１３を固定する下定盤２１と、この下定盤２
１を直線往復運動させるトラバース機構２２とにより構
成される。
る研磨装置の構成をその研磨方法を説明する。この研磨
装置は、固定砥粒２３を取り付けた上定盤２４と、研磨
対象の基板１３を固定する下定盤２１と、この下定盤２
１を直線往復運動させるトラバース機構２２とにより構
成される。
【００１７】固定砥粒２３は、酸化セリウムのような砥
粒を樹脂のようなボンド材で固めたものであり、図の例
では、基板１３と同じ直径の、有底のリング状の形状を
有する。底を持たない単なるリング形状であってもよ
い。この固定砥粒２３は、そのリングを下向きにして上
定盤２４の下面に取り付けられる。この取付は、接着
剤、両面テープ等、任意の従来の固着手段により行え
る。
粒を樹脂のようなボンド材で固めたものであり、図の例
では、基板１３と同じ直径の、有底のリング状の形状を
有する。底を持たない単なるリング形状であってもよ
い。この固定砥粒２３は、そのリングを下向きにして上
定盤２４の下面に取り付けられる。この取付は、接着
剤、両面テープ等、任意の従来の固着手段により行え
る。
【００１８】上定盤２４は、図示しない駆動機構により
回転制御される。下定盤２１は、ポーラスセラミック材
料により形成され、その上面に基板１３を真空吸着して
固定する。この下定盤２１は、研磨作業時に、図示しな
い駆動機構により回転制御されるとともに、トラバース
機構２２により上定盤２４に対して往復直線運動する。
固定砥粒２３と基板１３との接触面には、研磨液ではな
く、潤滑および冷却のための純水２６が散布される。図
の例では、固定砥粒２６の外側からだけでなく内側から
も、純水２６を散布している。
回転制御される。下定盤２１は、ポーラスセラミック材
料により形成され、その上面に基板１３を真空吸着して
固定する。この下定盤２１は、研磨作業時に、図示しな
い駆動機構により回転制御されるとともに、トラバース
機構２２により上定盤２４に対して往復直線運動する。
固定砥粒２３と基板１３との接触面には、研磨液ではな
く、潤滑および冷却のための純水２６が散布される。図
の例では、固定砥粒２６の外側からだけでなく内側から
も、純水２６を散布している。
【００１９】トラバース機構２２による基板１３の直線
往復運動は、基板１３の表面全域に対する固定砥粒２３
の接触時間がほぼ均等となるように行うことが望まし
い。上定盤２４および下定盤２１の回転速度、およびト
ラバース機構２２のトラバース速度およびトラバース寸
法を変更することにより、基板１３に対する研磨分布を
調整することができる。この条件は、例えば、上定盤２
４の回転速度が７５０ｒｐｍ、下定盤２１の回転速度が
３０ｒｐｍ、トラバース速度が３８０ｍｍ／ｍｉｎ、ト
ラバース寸法が１９０ｍｍである。勿論、これらの値
は、基板１３や固定砥粒２３の大きさ等によって異なり
うる。この条件の変更は、上定盤等の曲率の変更に比べ
て、非常に簡単でかつ自由度が高い。すなわち、細かな
条件の変更が可能となる。
往復運動は、基板１３の表面全域に対する固定砥粒２３
の接触時間がほぼ均等となるように行うことが望まし
い。上定盤２４および下定盤２１の回転速度、およびト
ラバース機構２２のトラバース速度およびトラバース寸
法を変更することにより、基板１３に対する研磨分布を
調整することができる。この条件は、例えば、上定盤２
４の回転速度が７５０ｒｐｍ、下定盤２１の回転速度が
３０ｒｐｍ、トラバース速度が３８０ｍｍ／ｍｉｎ、ト
ラバース寸法が１９０ｍｍである。勿論、これらの値
は、基板１３や固定砥粒２３の大きさ等によって異なり
うる。この条件の変更は、上定盤等の曲率の変更に比べ
て、非常に簡単でかつ自由度が高い。すなわち、細かな
条件の変更が可能となる。
【００２０】このような構成において、特徴的なこと
は、第１に、研磨手段として従来のような研磨布および
研磨液を用いるのではなく、固形の固定砥粒２３を用い
ることである。すなわち、遊離砥粒を用いないので、基
板１３の凹部が不必要に研磨されることがなくなり、研
磨取り代が小さくて済む。また、研磨液を用いないの
で、その濃度のバラツキによる研磨レートのバラツキが
低減される。さらに、研磨液の調合の必要がなくなり、
研磨装置の汚れも低減され、その維持管理が容易とな
る。
は、第１に、研磨手段として従来のような研磨布および
研磨液を用いるのではなく、固形の固定砥粒２３を用い
ることである。すなわち、遊離砥粒を用いないので、基
板１３の凹部が不必要に研磨されることがなくなり、研
磨取り代が小さくて済む。また、研磨液を用いないの
で、その濃度のバラツキによる研磨レートのバラツキが
低減される。さらに、研磨液の調合の必要がなくなり、
研磨装置の汚れも低減され、その維持管理が容易とな
る。
【００２１】第２に、リング状の固定砥粒２３を用いる
ことにより、研磨時にその一部が基板１３の一部にしか
接触しないことである。基板１３の全面が同時に固定砥
粒１３に接触することはない。リングの固定砥粒２３
は、円盤状のものに比べて、センター部と外周部との周
速の差が小さい。よって、基板の接触面での相対速度も
小さくなる。かつ、基板１３の一部にのみ接触するの
で、ほぼ均等な接触面圧が維持され、従来のように上定
盤２４や下定盤２１の曲率を考慮する必要がなくなる。
ことにより、研磨時にその一部が基板１３の一部にしか
接触しないことである。基板１３の全面が同時に固定砥
粒１３に接触することはない。リングの固定砥粒２３
は、円盤状のものに比べて、センター部と外周部との周
速の差が小さい。よって、基板の接触面での相対速度も
小さくなる。かつ、基板１３の一部にのみ接触するの
で、ほぼ均等な接触面圧が維持され、従来のように上定
盤２４や下定盤２１の曲率を考慮する必要がなくなる。
【００２２】第３に、リング状の固定砥粒２３のリング
の内外から純水２６を供給するので、研磨時の潤滑およ
び冷却の効率が向上する。
の内外から純水２６を供給するので、研磨時の潤滑およ
び冷却の効率が向上する。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、固定砥粒を用いるの
で、基板の研磨取り代が少なくて済む。また、固定砥粒
が一時に半導体基板の一部にのみ接触するので、面圧の
バラツキが低減される。よって、上定盤、下定盤等の特
別な曲率を考慮する必要がなくなり、装置構成が簡単と
なる。さらに、研磨液が不要になるので、その条件管理
や、装置の維持管理が簡単となる。
で、基板の研磨取り代が少なくて済む。また、固定砥粒
が一時に半導体基板の一部にのみ接触するので、面圧の
バラツキが低減される。よって、上定盤、下定盤等の特
別な曲率を考慮する必要がなくなり、装置構成が簡単と
なる。さらに、研磨液が不要になるので、その条件管理
や、装置の維持管理が簡単となる。
【図１】本発明による好適な実施の形態における研磨装
置の概略構成を示す断面図である。
置の概略構成を示す断面図である。
【図２】従来の研磨装置の概略構成を示す断面図であ
る。
る。
【図３】本発明による研磨方法が用いられる工程を含む
ＳＯＩ基板の作製プロセスを示す図である。
ＳＯＩ基板の作製プロセスを示す図である。
１３…基板、２１…下定盤、２２…トラバース機構、２
３…固定砥粒、２４…上定盤。
３…固定砥粒、２４…上定盤。
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体基板上に形成された積層面の段差
を研磨・平坦化する方法であって、 固定砥粒を半導体基板の研磨対象面の一部に押圧接触さ
せて、前記固定砥粒および前記半導体基板の少なくとも
一方を回転させるとともに、前記固定砥粒および前記半
導体基板の一方を他方に対して相対的に直線往復運動さ
せることを特徴とする半導体基板の研磨方法。 - 【請求項２】 研磨時に研磨液を用いることなく、前記
固定砥粒と前記半導体基板との間に純水を供給すること
を特徴とする請求項１記載の半導体基板の研磨方法。 - 【請求項３】 半導体基板上に形成された積層面の段差
を研磨・平坦化する装置であって、 研磨時に半導体基板の研磨対象面の一部に接触するリン
グ形状の固定砥粒と、該固定砥粒が取り付けられ研磨時
に回転する上定盤と、 前記半導体基板が前記固定砥粒に対向して取り付けられ
研磨時に回転する下定盤と、 研磨時に前記下定盤を上記上定盤に対して相対的に往復
直線運動させるトラバース機構と、 を備えた半導体基板の研磨装置。 - 【請求項４】 前記リング形状の固定砥粒のリングの内
外から、前記固定砥粒と前記半導体基板との間に純水を
供給する手段を備えることを特徴とする請求項３記載の
研磨装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14449796A JPH09326379A (ja) | 1996-06-06 | 1996-06-06 | 半導体基板の研磨方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14449796A JPH09326379A (ja) | 1996-06-06 | 1996-06-06 | 半導体基板の研磨方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09326379A true JPH09326379A (ja) | 1997-12-16 |
Family
ID=15363735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14449796A Pending JPH09326379A (ja) | 1996-06-06 | 1996-06-06 | 半導体基板の研磨方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09326379A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5974017A (en) * | 1996-01-31 | 1999-10-26 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Disc cartridge loading and unloading apparatus |
| JP2003109923A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-11 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp | 半導体ウェーハの研磨装置 |
| JP2003257906A (ja) * | 2002-03-05 | 2003-09-12 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp | 半導体ウェーハの研磨方法 |
| KR100424285B1 (ko) * | 2000-03-23 | 2004-03-24 | 도쿄 세이미츄 코퍼레이션 리미티드 | 연마 장치 |
| CN104385117A (zh) * | 2014-10-17 | 2015-03-04 | 成都泰美克晶体技术有限公司 | 一种研磨机 |
-
1996
- 1996-06-06 JP JP14449796A patent/JPH09326379A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5974017A (en) * | 1996-01-31 | 1999-10-26 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Disc cartridge loading and unloading apparatus |
| KR100424285B1 (ko) * | 2000-03-23 | 2004-03-24 | 도쿄 세이미츄 코퍼레이션 리미티드 | 연마 장치 |
| JP2003109923A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-11 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp | 半導体ウェーハの研磨装置 |
| JP2003257906A (ja) * | 2002-03-05 | 2003-09-12 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp | 半導体ウェーハの研磨方法 |
| CN104385117A (zh) * | 2014-10-17 | 2015-03-04 | 成都泰美克晶体技术有限公司 | 一种研磨机 |
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