JPH10315126A - ディストリビュータリングを用いた研磨方法及び研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】研磨液を有効に利用することができ、かつ、ウ
ェーハの表面を均一に研磨をすることができるディスト
リビュータリングを用いた研磨方法及び研磨装置の提
供。 【解決手段】ウェーハを回転させながら研磨布に押し付
けてウェーハを研磨する研磨装置において、ウェーハＷ
の外周をディストリビュータリング２４で囲う。ディス
トリビュータリング２４には、その回転方向に屈曲した
研磨液案内溝５０が放射状に形成されている。研磨液は
研磨液供給路６０から研磨液案内溝５０の屈曲部内側の
溝５０_INに供給され、ディストリビュータリング２４の
回転により屈曲部内側の溝５０_INによって全てディスト
リビュータリング２４の内側に案内される。一方、研磨
布上に残留する研磨屑を含む研磨残液は、屈曲部外側の
溝５０_OUT によってディストリビュータリング２４の外
側に排除される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はディストリビュータ
リングを用いた研磨方法及び研磨装置に係り、特にシリ
コン、ガラス、セラミックス等の脆性材料のウェーハを
研磨するディストリビュータリングを用いた研磨方法及
び研磨装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のウェーハ研磨装置は、回転する研
磨定盤上の偏芯位置に、ウェーハを回転させながら押し
付け、その研磨位置の上流側から研磨液を供給してウェ
ーハを研磨している。しかしながら、このような方法で
ウェーハを研磨すると、供給した研磨液の大部分が定盤
の遠心力によって定盤上から流れ落ちてしまい、使用に
際して多量の研磨液が必要となるという問題があった。

【０００３】このような欠点を解消するために、特開平
８−１１０５５号公報には、ウェーハを保持するリテー
ナリングに研磨液流入用の溝を間欠的に形成し、その溝
の作用によって、研磨液がリテーナリング内に掻き込み
ながら研磨する方法が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この特
開平８−１１０５５号公報に開示された研磨方法では、
研磨液と同時に研磨屑までもリング内に掻き込んでしま
うため、ウェーハの表面に傷を付けやすく、ウェーハの
表面を均一に研磨することができないという欠点があ
る。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、研磨液を有効に利用することができ、かつ、
ウェーハの表面を均一に研磨をすることができるディス
トリビュータリングを用いた研磨方法及び研磨装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】本発明は、前記目的を達成
するために、表面に研磨布が貼付された研磨定盤に、ヘ
ッドに保持されたウェーハを回転させながら押し付ける
ことにより、そのウェーハの表面を研磨する研磨方法に
おいて、回転方向に屈曲した研磨液案内溝が研磨布接触
面に形成されたディストリビュータリングを前記ヘッド
の端面の前記ウェーハの外周を囲う位置に設け、前記ヘ
ッドに形成された研磨液供給路を介して前記ヘッドの上
面から前記研磨液案内溝の屈曲部内側の溝に研磨液を供
給し、前記ディストリビュータリングが回転することに
よる研磨液案内溝の回転によって、その研磨液案内溝に
供給された研磨液を前記研磨液案内溝の屈曲部内側の溝
で前記ディストリビュータリングの内側に案内するとと
もに、前記研磨液案内溝の屈曲部外側の溝で前記研磨布
上の研磨残液が前記ディストリビュータリングの内側に
侵入するのを阻止することを特徴とする。

【０００７】本発明によれば、ディストリビュータリン
グが回転することによる研磨液案内溝の回転によって、
研磨液案内溝に供給された研磨液は、研磨液案内溝の屈
曲部内側の溝に案内されてディストリビュータリングの
内側に導入される。また、研磨布上の研磨残液は、研磨
液案内溝の屈曲部外側の溝によって、ディストリビュー
タリングの内側に侵入するのを阻止される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って、本発明に
係るディストリビュータリングを用いた研磨方法及び研
磨装置の好ましい実施の形態について詳説する。図１
は、本発明に係るウェーハ研磨装置の構成を示す実施の
形態の側面図であり、図２は、その平面図である。

【０００９】同図に示すように、前記ウェーハ研磨装置
１０は、研磨定盤１２と、その研磨定盤１２に対して対
向するように設置されたヘッド１４を備えている。前記
研磨定盤１２は、円盤状に形成されており、その上面に
研磨布１６が貼付されている。研磨定盤１２の下面同軸
上には、スピンドル１８が連結されており、該スピンド
ル１８には、図示しないモータが連結されている。前記
研磨定盤１２は、このモータを駆動することにより回転
する。

【００１０】前記ヘッド１４は、円盤状に形成されてお
り、前記研磨定盤１２の回転中心Ｏに対して所定距離偏
心した位置に配置されている。図３に示すように、前記
ヘッド１４の上面同軸上には、スピンドル２０が連結さ
れており、該スピンドル２０は、図示しない昇降スライ
ダに回動自在に支持されている。この昇降スライダに
は、図示しない昇降装置が連結されており、前記ヘッド
１４は、この昇降装置を駆動することにより昇降移動す
る。

【００１１】また、前記スピンドル２０には、前記昇降
スライダに設置された図示しないモータが連結されてお
り、前記ヘッド１４は、このモータを駆動することによ
り回転する。図４は、前記ヘッド１４の側断面図であ
る。同図に示すように、前記ヘッド１４の下面には、環
状に形成されたディストリビュータリング２４が固着さ
れている。なお、このディストリビュータリング２４の
構成については、後に詳述する。

【００１２】前記ディストリビュータリング２４の内周
部には、環状に形成されたリテーナリング２６が遊嵌さ
れている。このリテーナリング２６の上端外周部には、
フランジ２６ａが形成されており、該フランジ２６ａ
は、前記ディストリビュータリング２４の下端内周部に
形成された段部２４ａに係合されている。また、前記リ
テーナリング２６は、その下端内周部に段部２６ｂが形
成されており、この段部２６ｂの上面を前記ヘッド１４
に設けられたストッパーピン２８、２８、…によって下
方に向けて押圧されている。このストッパーピン２８、
２８、…は、前記ヘッド１４の端面４か所に９０°間隔
で配設されており、その取付穴３０、３０、…に内蔵さ
れたバネ３２、３２、…に付勢されて前記リテーナリン
グ２６を押圧する。

【００１３】以上のように構成されたリテーナリング２
６は、前記ディストリビュータリング２４の内周部を前
記研磨定盤１２に対して上下動自在かつ傾斜自在に支持
される。研磨対象であるウェーハＷは、このリテーナリ
ング２６の内周部に配置される。前記リテーナリング２
６の内周部には、円盤状に形成された圧力プレート３４
が遊嵌されている。この圧力プレート３４の周縁部４か
所には、切欠き部３４Ｃ、３４Ｃ、…が９０°間隔で形
成されており、該切欠き部３４Ｃ、３４Ｃ、…には、前
記ストッパーピン２８、２８、…が係合されている。前
記圧力プレート３４は、前記切欠き部３４Ｃ、３４Ｃ、
…が、前記ストッパーピン２８、２８、…と係合するこ
とにより、その円周方向の移動が規制され、この結果、
ヘッド１４と共に回転する。

【００１４】なお、前記圧力プレート３４は、図５にそ
の詳細な断面図を示すように、２層構造で構成されてい
る。すなわち、弾性部材で形成された弾性プレート３４
ａと、可撓性を有する金属で形成された金属プレート３
４ｂとを重ね合わせて構成されている。そして、その金
属プレート３４ｂ側を上方にして、前記リテーナリング
２６内に遊嵌されている。

【００１５】また、この圧力プレート３４を構成する金
属プレート３４ｂは、後述する空気室３６内に供給され
た圧縮エアに対して柔軟に変形し、かつ、前記ストッパ
ーピン２８を介して伝達されるヘッド１４の回転を前記
ウェーハＷに伝達できる程度の硬度を有するもので形成
するのが望ましい。また、前記弾性プレート３４ａは、
軟質のゴム等で形成するのが望ましい。これは、高剛性
を有する金属プレートでウェーハＷを押圧することによ
って、ウェーハＷが撓んだ状態で研磨されるのを防止す
るためである。

【００１６】以上のように設置された圧力プレート３４
は、前記ディストリビュータリング２４及びリテーナリ
ング２６と共に前記ヘッド１４の下部に空気室３６を形
成する。この空気室３６には、図示しないエア供給手段
から前記スピンドル２０の内部に形成されたエア流路３
８を介して圧縮エアが供給される。前記圧力プレート３
４は、この空気室３６に供給された圧縮エアのエア圧に
よって研磨定盤１２側（図４中下側）に押圧される。そ
して、この圧力プレート３４に押圧されて、前記ウェー
ハＷは、前記研磨布１６上に押し付けられる。

【００１７】また、前記エア流路３８には、図示しない
真空ポンプが連結されており、該真空ポンプで前記空気
室３６内のエアを吸引することにより、前記リテーナリ
ング２６内に配置されたウェーハＷを吸引保持すること
ができる。なお、前記エア流路２８から供給される圧縮
エアは、前記ヘッド１４の端面に形成された供給穴４０
から空気室３６内に供給されるが、前記ヘッド１４の端
面には、図６に示すように、前記供給穴４０を中心とし
て溝４２、４２、…が放射状に形成されている。このよ
うな放射状の溝４２を形成することにより、前記供給穴
４０から供給された圧縮エアを、空気室３６内全体に均
一に供給することができる。

【００１８】また、前記空気室３６内に供給された圧縮
エアは、前記リテーナリング２６と前記圧力プレート３
４との間に形成される隙間Ｖから流出するが、この隙間
Ｖには、前記ヘッド１４に設けられた純水供給路４４、
４４、…から少量の純水が供給される。この隙間Ｖに供
給された純水は、前記圧縮エアと共に前記隙間Ｖから流
出するが、純水は空気よりも流動性が低いので、隙間Ｖ
に適度な抵抗力を与えることができ、圧縮エアの流出を
減少させることができる。この結果、研磨液がウェーハ
Ｗの保持面やリテーナリング２６内に侵入するのを有効
に防止することができ、ウェーハＷの裏面等が研磨液で
汚れたり、傷ついたりするのを防止することができる。
なお、この純水供給路４４、４４、…は、前記ヘッド１
４の外周部近傍の４か所に９０°間隔で形成されてお
り、図示しない純水供給手段に連結されている。

【００１９】前記ヘッド１４は以上のように構成され、
ウェーハＷは、このヘッド１４に保持されて、回転する
研磨布１６に回転しながら押し付けられる。ところで、
前記ウェーハＷを研磨するためには、ウェーハＷを研磨
布１６上に押し付けただけでは研磨することができず、
研磨布１６上に研磨液を供給しながら、ウェーハＷを研
磨布１６に押し付ける必要がある。

【００２０】しかし、単に研磨液を研磨布１６上に供給
しただけでは、研磨液は、研磨定盤１２の回転による遠
心力によって研磨布１６上から流れ落ちてしまう。この
ため、本実施の形態では、次のようにして研磨液を研磨
布１６上に供給する。図６に示すように、前記ディスト
リビュータリング２４は、その研磨布接触面に研磨液案
内溝５０、５０、…が放射状に形成されている。この研
磨液案内溝５０は、図７〜図９に示すように、ディスト
リビュータリング２４の回転方向に屈曲して形成されて
おり、ディストリビュータリング２４が回転することに
より、次のように作用する。すなわち、研磨液案内溝５
０の屈曲部内側の溝５０_IN（以下「内溝５０_IN」とい
う。）は、ディストリビュータリング２４が回転するこ
とにより、溝５０_IN内の液体をディストリビュータリン
グ２４の内側に案内し、屈曲部外側の溝５０_OUT （以
下、「外溝５０_OUT 」という。）は、溝５０_OUT 内の液
体をディストリビュータリング２４の外側に排除する。

【００２１】また、同図に示すように、前記ディストリ
ビュータリング２４の研磨布接触面の外周側には、ダイ
ヤモンドペレット５４、５４、…が装着されている。こ
のダイヤモンドペレット５４、５４、…は、前記ディス
トリビュータリング２４が研磨布１６と接触することに
より、その研磨布１６をシーズニングする。また、前記
ディストリビュータリング２４の研磨布接触面の内周側
４か所には、温度センサ５６が９０°間隔で設けられて
いる。この温度センサ５６は、前記ウェーハＷの研磨中
に研磨布１６の温度を検出する。

【００２２】なお、図１０に示すように、前記研磨液案
内溝５０の屈曲部は、外周寄りに形成されており、外溝
５０_OUT に比べて内溝５０_INの方が長く形成されてい
る。そして、前記内溝５０_INは、ディストリビュータリ
ング２４の半径方向に対してα傾けて形成され、前記外
溝５０_OUT は、ディストリビュータリング２４の半径方
向に対してβ傾けて形成されている。

【００２３】一方、図３及び図４に示すように、前記ヘ
ッド１４の上面には、研磨液供給溝５８が環状に形成さ
れている。この研磨液供給溝５８は、前記ヘッド１４及
びディストリビュータリング２４に形成された研磨液供
給路６０、６０、…を介して前記研磨液案内溝５０の内
溝５０_INと連通されている。また、図３及び図４に示す
ように、前記研磨液供給溝５８の上方には、該研磨液供
給溝５８に研磨液を供給する第１ノズル６２Ａ（図中右
側）、第２ノズル６２Ｂ（図中左側）が設置されてい
る。この第１ノズル６２Ａ及び第２ノズル６２Ｂは、図
２に示すように、前記研磨布１６の回転中心Ｏと前記ヘ
ッド１４の回転中心Ｏ_A を通る直線上に設置されてお
り、共に図示しない研磨液供給手段から研磨液を供給さ
れて、前記研磨液供給溝５８内に研磨液を滴下する。

【００２４】なお、この第１ノズル６２Ａ及び第２ノズ
ル６２Ｂは、前記ヘッド１４のスピンドル２０が支持さ
れた図示しない昇降スライダに設けられており、ヘッド
１４と共に昇降するが、回転はせず、常に同図に示す位
置から研磨液を供給する。以上の構成により、前記第１
ノズル６２Ａ及び第２ノズル６２Ｂから研磨液供給溝５
８に研磨液が供給されると、その供給された研磨液は、
研磨液供給路６０を通って研磨液案内溝５０の内溝５０
_INに供給される。

【００２５】ここで、前記ディストリビュータリング２
４が回転している場合、前記内溝５０_INに供給された研
磨液は、その内溝５０_INの壁面によってディストリビュ
ータリング２４の内側にガイドされ、これによって、ウ
ェーハＷと研磨布１６との接触面に研磨液が供給され
る。一方、研磨布１６上に残存する研磨屑を含む研磨残
液は、回転するディストリビュータリング２４の外溝５
０_OUT によってディストリビュータリング２４の外側に
排除される。

【００２６】したがって、ウェーハＷと研磨布１６との
接触面には、常に新しい研磨液が供給されることとな
る。前記のごとく構成された本発明に係るウェーハ研磨
装置の第１の実施の形態の作用は次の通りである。ウェ
ーハ研磨装置１０が稼働されると、まず、図示しないモ
ータが駆動されて研磨定盤１２が回転を開始する。次い
で、図示しないウェーハ供給手段によって、ウェーハＷ
がヘッド１４のリテーナリング２６内に供給され、図示
しない真空ポンプによって、そのリテーナリング２６内
に供給されたウェーハＷが吸引保持される。そして、そ
のウェーハＷが吸引保持された状態で、ヘッド１４が研
磨定盤１２に向けて下降する。

【００２７】ヘッド１４が研磨定盤１２から所定の高さ
に位置したところで、ヘッド１４の下降が停止され、次
いで、真空ポンプの駆動が停止される。この結果、前記
ヘッド１４に保持されたウェーハＷは、回転する研磨布
１６上に載置される。ウェーハＷが前記研磨布１６上に
載置されると、次いで、図示しないエア供給手段が駆動
され、エア流路３８から空気室３６内に圧縮エアが供給
される。これと同時に、図示しない純水供給手段が駆動
され、純水供給路４４、４４、…からリテーナリング２
６と圧力プレート３４との隙間Ｖに純水が供給される。

【００２８】前記圧縮エアが空気室３６内に供給される
と、空気室３６内に圧縮エアが充填され、この結果、そ
のエア圧で圧力プレート３４が研磨布１６側に向けて押
圧される。この圧力プレート３４の下面には、ウェーハ
Ｗが配置されているので、圧力プレート３４が研磨布１
６に向けて押圧されることにより、ウェーハＷも、この
圧力プレート３４に押圧されて研磨布１６に押し付けら
れる。

【００２９】前記のごとくウェーハＷが研磨布１６に押
し付けられると、次いで、図示しないモータが駆動され
て、ヘッド１４が回転を開始する。ヘッド１４が回転を
開始すると、ヘッド１４の回転がストッパーピン２８を
介して圧力プレート３４に伝達され、その圧力プレート
３４の回転が、圧力プレート３４に押圧されたウェーハ
Ｗに伝達されて、ウェーハＷが回転する。この結果、ウ
ェーハＷは、回転する研磨布１６に回転しながら押し付
けられる。

【００３０】また、前記ヘッド１４を回転させるモータ
（図示せず）の駆動と同時に、図示しない研磨液供給手
段が駆動され、ヘッド１４の上面に形成された研磨液供
給溝５８に、第１ノズル６２Ａ及び第２ノズル６２Ｂか
ら研磨液が供給される。この研磨液供給溝５８に供給さ
れた研磨液は、研磨液供給路６０を介してディストリビ
ュータリング２４に形成された研磨液案内溝５０、５
０、…の内溝５０_IN、５０_IN、…に供給される。

【００３１】ここで、前記研磨液案内溝５０は、図１０
に示すように、ディストリビュータリング２４の回転方
向に屈曲して形成されている。このため、ディストリビ
ュータリング２４が回転することにより（ディストリビ
ュータリング２４はヘッド１４と共に回転する。）、そ
の内溝５０_INに供給された研磨液は、溝５０_INの壁面に
ガイドされてディストリビュータリング２４の内側に強
制的に導かれる。したがって、供給された研磨液は、全
てウェーハＷの研磨面に供給され、無駄になることがな
い。

【００３２】すなわち、研磨定盤１２が回転している場
合であっても、従来のようにその遠心力で大部分が研磨
に供しないうちに研磨定盤１２から流れ落ちてしまうと
いうことがなくなる。したがって、無駄のない効率的な
研磨液の供給を行うことができる。また、前記研磨液案
内溝５０の外溝５０_OUT は、前記内溝５０_INとは逆方向
に屈曲しているため、前記ディストリビュータリング２
４が回転することにより、研磨布１６上の研磨残液は前
記内溝５０_INとは逆方向、すなわち、ディストリビュー
タリング２４の外側に導かれる。したがって、研磨残液
は、ウェーハＷの研磨面には入り込むことができず、ウ
ェーハＷの研磨面には、前記内溝５０_INから供給される
新しい研磨液のみを供給することができる。

【００３３】このように、研磨面には、常に新しい研磨
液を供給し、一度加工に供した研磨液は、研磨面に入り
込まないようにすることによって、研磨屑によるウェー
ハ研磨面の損傷を有効に防止することができる。したが
って、ウェーハＷの研磨面を高精度かつ均一に研磨する
ことができる。また、回転するディストリビュータリン
グ２４の研磨布接触面には、ダイヤモンドペレット５
４、５４、…が装着されているため、研磨布１６は、ウ
ェーハＷの研磨中、常に、このダイヤモンドペレット５
４によってシーズニングされる。この結果、研磨布１６
は、ウェーハＷの研磨に際して、常に起立した状態とな
り、供給された研磨液を効果的に吸い込むことができる
ようになる。

【００３４】さらに、ウェーハ研磨中の研磨布の温度
は、常に、ディストリビュータリング２４の研磨布接触
面に設けられた温度センサ５８によって管理されてお
り、研磨液の供給量を調整すれば、研磨布１６の温度を
常に一定温度に保ってウェーハＷを研磨することができ
る。この結果、安定した研磨量でウェーハＷを研磨する
ことができ、高精度なウェーハＷの研磨を実現すること
ができる。

【００３５】また、ウェーハＷの研磨方式に応じて、研
磨装置１０全体を次のように制御することにより、より
高精度にウェーハＷを研磨することができる。すなわ
ち、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）において、化学的研磨
を主要方式とする段階においては、研磨液の供給量を増
やすとともに、研磨圧を低く設定し（ウェーハＷを研磨
布１６に押圧する際の押圧力であって、圧縮エアの供給
量によって調節する）、研磨定盤１２の回転速度を低く
設定する。このように設定してウェーハＷを研磨するこ
とにより、研磨液を有効に利用することができ、化学的
エッチング効果を向上させることができる。

【００３６】一方、機械的研磨を主要方式とする段階に
おいては、研磨液の供給量を減らし、研磨圧を高く設定
する。そして、研磨定盤１２の回転速度を高く設定し、
ヘッド１４の回転速度を低く設定する。これにより、エ
ッチング効果により軟化された酸化層を機械的に除去す
ることができ、ウェーハＷの面ダレを防止することがで
きる。

【００３７】このように、第１の実施の形態のウェーハ
研磨装置によれば、研磨液を無駄なく効率的に供給する
ことができるとともに、高精度なウェーハＷの研磨を行
うことができる。なお、本実施の形態では、研磨定盤１
２は円盤状としたが、ドーナツ状に形成された研磨定盤
を用いてウェーハＷを研磨してよい。このような研磨定
盤を利用することにより、ディストリビュータリング２
４の外溝５０_OUT によってディストリビュータリング２
４の外側に排除された研磨残液を研磨布１６上から効率
的に排除することができる。すなわち、研磨布１６上の
研磨残液は、ディストリビュータリング２４の外溝５０
_OUT によって研磨布の外周部と中央部に押し出されるの
で、この中央部に押し出された研磨残液をドーナツ状に
形成された研磨定盤の中央部から排出することにより、
研磨残液を研磨布上に残留させることなく、効率的に排
出することができる。

【００３８】また、本実施の形態のウェーハ研磨装置１
０は、ウェーハＷを保持するヘッド１４が１台のみで構
成されているが、ヘッド１４は１台に限らず、複数台設
置してもよい。例えば、２台のヘッドを研磨定盤の左右
対称位置に設置して、２枚のウェーハを同時に研磨する
ことができるように構成してもよい。次に、本発明に係
るウェーハ研磨装置の第２の実施の形態について説明す
る。

【００３９】第２の実施の形態のウェーハ研磨装置と、
上述した第１の実施の形態のウェーハ研磨装置１０との
相違点は、ディストリビュータリングに形成した研磨液
案内溝の形状である。なお、ディストリビュータリング
以外の構成については、前記第１の実施の形態のウェー
ハ研磨装置１０と同一であるため、その説明は、同一符
号を付して省略する。

【００４０】図１１〜図１３は、それぞれ第２の実施の
形態のウェーハ研磨装置に採用されているディストリビ
ュータリング７０の構成を示す斜視図、側断面図、下面
図である。同図に示すように、このディストリビュータ
リング７０には、前記第１の実施の形態のディストリビ
ュータリング２４と同様に、研磨液案内溝７２が放射状
に形成されている。そして、その研磨液案内溝７２は、
ディストリビュータリング７０の回転方向に屈曲して形
成されている。

【００４１】しかし、第２の実施の形態の研磨液案内溝
７２は、その研磨液案内溝７２を構成する内溝７２_INと
外溝７２_OUT が、それぞれ屈曲部に向かって傾斜して形
成され、その屈曲部において完全に分離して形成されて
いる。そして、以上のように構成されることにより、第
２の実施の形態のディストリビュータリング７０は、次
のように作用する。

【００４２】すなわち、研磨液供給溝５８に供給された
研磨液は、前記第１の実施の形態と同様に、研磨液供給
路６０を介して研磨液案内溝７２の内溝７２_IN内に供給
されるが、内溝７２_INと外溝７２_OUT とが完全に分離し
て形成されているため、内溝７２_INに供給された研磨液
は、ディストリビュータリング７０の外側にはほどんど
漏れず、全てディストリビュータリング７０の内側、す
なわち、ウェーハＷの研磨面に供給される。これによ
り、より確実に研磨液をウェーハＷの研磨面に供給する
ことができる。

【００４３】また同様に、内溝７２_INと外溝７２_OUT と
が完全に分離して形成されているため、ディストリビュ
ータリング７０の外側からは、ほとんど研磨残液がディ
ストリビュータリング７０内に入り込むことができず、
より確実に研磨残液によるウェーハＷの研磨面の損傷を
防止することができる。なお、完全に密閉すると、供給
した研磨液の排除ができなくなるおそれがあるので、研
磨に際しては、ディストリビュータリング７０の研磨布
１６への押圧力を調整することにより（押圧力の調整
は、昇降スライダーの昇降量で調整する）、研磨布１６
との間に適度な隙間を持たせて研磨する。

【００４４】また、本実施の形態では、溝に傾斜を持た
せてテーパ状としたが、内溝７２_INと外溝７２_OUT とを
完全に分離できれば、これに限定されるものではない。
次に、本発明に係るウェーハ研磨装置の第３の実施の形
態について説明する。上述した第１の実施の形態のウェ
ーハ研磨装置１０によれば、ウェーハＷは、研磨定盤１
２の回転中心Ｏに対して偏心した位置で研磨される。こ
の結果、ウェーハＷは、研磨定盤１２に対して自公転し
ながら研磨される。すなわち、ウェーハＷは、遊星運動
をしながら研磨される。

【００４５】図１４は、ウェーハＷを遊星運動させなが
ら研磨したときのウェーハＷの研磨経路を示している。
なお、ウェーハＷは時計回りに回転し、研磨定盤１２は
反時計回りに回転している。同図に示すように、ウェー
ハＷを遊星運動させながら研磨すると、ウェーハＷは、
常に研磨布１６上の斜線で示す部分で研磨される。すな
わち、ウェーハＷは、常に一定の研磨経路上で繰り返し
研磨される。この結果、ウェーハＷは一度加工に供した
研磨液（研磨残液）が残留した研磨布１６上で研磨され
ることとなり、その研磨残液中に含まれる研磨屑によっ
て、その研磨面が傷付くおそれがある。

【００４６】しかし、上述した第１の実施の形態のウェ
ーハ研磨装置１０では、回転するディストリビュータリ
ング２４の外溝５０_OUT の作用によって、研磨残液がデ
ィストリビュータリング２４の内側に入り込むのを防止
することができる。したがって、前記第１の実施の形態
の研磨装置１０では、研磨残液によってウェーハＷの研
磨面が傷つくのを防止することができる。

【００４７】しかし、研磨残液は、その多くが研磨布１
６に吸収されてしまうため、研磨布１６を純水等で洗浄
しない限り、完全に排除することはできない。すなわ
ち、第１の実施の形態の研磨装置では、研磨布表面に残
留した研磨残液は有効に除去することができるが、研磨
布１６の内部までしみ込んだ研磨残液は完全に除去する
ことができない。したがって、前記第１の実施の形態の
研磨装置１０であっても、多少の研磨残液が残留した状
態でウェーハＷが研磨されることになる。

【００４８】これを防止するために、第３の実施の形態
のウェーハ研磨装置では、次のようにウェーハＷを研磨
する。図３に示すように、前記第１の実施の形態のウェ
ーハ研磨装置１０では、第１ノズル６２Ａ及び第２ノズ
ル６２Ｂは、共に図示しない研磨液供給手段から研磨液
を供給されて、ヘッド１４の研磨液供給溝５８内に研磨
液を滴下するように構成されていた。

【００４９】一方、第３の実施の形態のウェーハ研磨装
置では、第１ノズル６２Ａ及び第２ノズル６２Ｂを次の
ように構成する。すなわち、第１ノズル６２Ａには、図
示しない研磨液供給手段から研磨液を供給し、第２ノズ
ル６２Ｂには、図示しない純水供給手段から純水を供給
するように構成する。なお、第１ノズル６２Ａと第２ノ
ズル６２Ｂの設置位置は、前記第１の実施の形態の研磨
装置１０と同じである。すなわち、図２に示すように、
研磨布１６の回転中心Ｏとヘッド１４の回転中心Ｏ_A を
通る直線上に設置され、研磨布１６の回転中心Ｏから離
れた方を第１ノズル６２Ａ（図中右側）とし、近い方を
第２ノズル６２Ｂ（図中左側）とする。

【００５０】前記のごとく構成された本発明に係るウェ
ーハ研磨装置の第３の実施の形態の作用は次の通りであ
る。反時計回りに回転する研磨定盤１２の研磨布１６上
に、ウェーハＷを時計回りに回転させながら押し付け
る。そして、第１ノズル６２Ａからは研磨液を滴下し、
第２ノズル６２Ｂからは純水を滴下する。この結果、供
給された研磨液及び純水は、次のように作用する。

【００５１】図１５（ａ）に示すように、第１ノズル６
２Ａから供給された研磨液は、ディストリビュータリン
グ２４の内溝５０_INの作用によってディストリビュータ
リング２４の内側に導かれる。そして、そのディストリ
ビュータリング２４の内側に導かれた研磨液は、ウェー
ハＷの時計回りの回転と、研磨布１６の反時計回りの回
転による総合効果によって、ウェーハＷの研磨面全体に
渡って均一に分布される（同図に網かけで示す部分が研
磨液の分布状態）。

【００５２】この結果、ウェーハＷを全体としてムラな
く研磨することができる。なお、この点に関しては、前
記第１の実施の形態の研磨装置も同様の効果を得ること
ができる。しかし、この場合、同図に示すように、研磨
経路の下流側に、一度加工に供した研磨液が残されるこ
ととなる。この研磨経路に残留した研磨屑を含む研磨残
液が、ウェーハＷの研磨面に悪影響を及ぼすことは、前
述の通りであるが、次のように、第２ノズル６２Ｂから
純水を供給することにより、この欠点を解消することが
できる。

【００５３】図１５（ｂ）に示すように、第２ノズル６
２Ｂから供給された純水は、ディストリビュータリング
２４の内溝５０_INの作用によって、一旦ディストリビュ
ータリング２４の内側に導かれる。しかし、そのディス
トリビュータリング２４の内側に導かれた純水は、前記
同様、ウェーハＷの時計回りの回転と、研磨布１６の反
時計回りの回転による総合効果によって、すぐに研磨経
路の下流側に流される（同図に網かけで示す部分が純水
の分布状態）。

【００５４】この研磨経路の下流側に流された純水は、
前記研磨経路上に残留する研磨残液を希釈させる。した
がって、研磨屑によってウェーハＷの研磨面が傷付くと
いった事態を有効に防止することができる。この結果、
極めて高精度で、かつ、均一な研磨面のウェーハを得る
ことができる。また、この希釈化されて研磨経路上に残
留する研磨残液は、研磨定盤１２が一周して再びウェー
ハＷを研磨する際に、ディストリビュータリング２４の
外溝５０_OUT の作用によってディストリビュータリング
２４の外側に排除される。したがって、再びウェーハＷ
が研磨されるときには、殆ど研磨残液がない状態で研磨
されるため、研磨残液によってウェーハＷの研磨面が傷
付くということは殆どなくなる。

【００５５】また、第２ノズル６２Ｂから供給される純
水は、殆どウェーハＷの研磨面に供給されることがない
ので、第１ノズル６２Ａから供給した研磨液を薄めると
いった不具合も生じることがない。なお、本実施の形態
では、第１ノズル６２Ａの設置位置を研磨定盤１２の回
転中心に対して最も離れた位置に設定しているが、本実
施の形態と同様の効果を得ることができれば、特にこの
位置には限定されない。第２ノズル６２Ｂの設置位置も
同様である。

【００５６】また、本実施の形態のウェーハ研磨装置で
は、第１ノズル６２Ａからは研磨液、また、第２ノズル
６２Ｂからは純水のみが供給されるように構成したが、
両ノズルとも研磨液と純水の両方を切り換えて使用でき
るように構成することにより、次のような研磨方法も行
うことができる。すなわち、ウェーハＷの種類によって
は、純水を供給することができないものもあるので、こ
の場合は、両方又は第１ノズル６２Ａのみから研磨液を
供給してウェーハＷ研磨する。

【００５７】また、研磨の最終段階において、両ノズル
又は第１ノズル６２Ａから純水を供給することにより、
ウェーハＷの研磨面を洗浄することができるとともに、
研磨経路の洗浄も同時に行うことができる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
研磨液を研磨面に無駄なく供給することができる。ま
た、研磨布上の研磨屑を含む研磨残液を排除しながらウ
ェーハを研磨することができるので、高精度なウェーハ
の研磨を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るウェーハ研磨装置の構成を示す実
施の形態の側面図

【図２】図１に示したウェーハ研磨装置の平面図

【図３】図１に示したウェーハ研磨装置に適用されたヘ
ッドの斜視図

【図４】図３に示したヘッドの側断面図

【図５】図３に示したヘッドの要部拡大断面図

【図６】図３に示したヘッドの下面図

【図７】ディストリビュータリングの溝の一部を示す斜
視図

【図８】ディストリビュータリングの要部断面図

【図９】ディストリビュータリングの下面図

【図１０】研磨液案内溝の構成を説明する説明図

【図１１】第２の実施の形態のウェーハ研磨装置に適用
されたディストリビュータリングの一部を示す斜視図

【図１２】図１１に示したディストリビュータリングの
側断面図

【図１３】図１１に示したディストリビュータリングの
下面図

【図１４】ウェーハの研磨経路を説明する説明図

【図１５】第３の実施の形態のウェーハ研磨装置の作用
を説明する説明図

【符号の説明】

１０…ウェーハ研磨装置 １２…研磨定盤 １４…ヘッド １６…研磨布 ２４…ディストリビュータリング ５０…研磨液案内溝 ５０_IN…内溝 ５０_OUT …外溝 ５８…研磨液供給溝 ６０…研磨液供給路 ６２Ａ…第１ノズル ６２Ｂ…第２ノズル Ｗ…ウェーハ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に研磨布が貼付された研磨定盤に、
   ヘッドに保持されたウェーハを回転させながら押し付け
   ることにより、そのウェーハの表面を研磨する研磨方法
   において、 回転方向に屈曲した研磨液案内溝が研磨布接触面に形成
   されたディストリビュータリングを前記ヘッドの端面の
   前記ウェーハの外周を囲う位置に設け、 前記ヘッドに形成された研磨液供給路を介して前記ヘッ
   ドの上面から前記研磨液案内溝の屈曲部内側の溝に研磨
   液を供給し、 前記ディストリビュータリングが回転することによる研
   磨液案内溝の回転によって、その研磨液案内溝に供給さ
   れた研磨液を前記研磨液案内溝の屈曲部内側の溝で前記
   ディストリビュータリングの内側に案内するとともに、
   前記研磨液案内溝の屈曲部外側の溝で前記研磨布上の研
   磨残液が前記ディストリビュータリングの内側に侵入す
   るのを阻止することを特徴とするディストリビュータリ
   ングを用いた研磨方法。
2. 【請求項２】 前記ヘッドを前記研磨定盤の偏芯位置に
   配置させるとともに、前記研磨定盤を前記ヘッドと逆方
   向に回転させ、その研磨定盤の回転中心に対して最も離
   れた位置で研磨液を前記ヘッドに供給することを特徴と
   する請求項１記載のディストリビュータリングを用いた
   研磨方法。
3. 【請求項３】 前記研磨定盤の回転中心に対して最も接
   近した位置で前記ヘッドに洗浄液を供給し、その供給さ
   れた洗浄液は前記研磨液供給路を介して前記研磨液案内
   溝の屈曲部内側の溝に供給されることを特徴とする請求
   項２記載のディストリビュータリングを用いた研磨方
   法。
4. 【請求項４】 前記ディストリビュータリングの研磨布
   接触面にダイヤモンドペレットを装着し、前記研磨布を
   シーズニングしながら研磨することを特徴とする請求項
   １、２又は３記載のディストリビュータリングを用いた
   研磨方法。
5. 【請求項５】 前記ディストリビュータリングの研磨布
   接触面に前記研磨布の温度を検出する温度センサを設置
   し、その温度センサの検出温度に基づいて前記研磨布の
   温度が所定温度になるように前記研磨液及び／又は洗浄
   液の供給量を調整することを特徴とする請求項１、２又
   は３記載のディストリビュータリングを用いた研磨方
   法。
6. 【請求項６】 表面に研磨布が貼付された研磨定盤に、
   ヘッドに保持されたウェーハを回転させながら押し付け
   ることにより、そのウェーハの表面を研磨する研磨装置
   において、 前記ヘッドの端面に設けられ、前記ウェーハの外周を囲
   うディストリビュータリングと、 前記ディストリビュータリングの研磨布接触面に放射状
   に形成されるとともに、そのディストリビュータリング
   の回転方向に屈曲した研磨液案内溝と、 前記ヘッドに形成され、該ヘッドの上面から供給された
   研磨液を前記研磨液案内溝の屈曲部内側の溝に供給する
   研磨液供給路と、からなり、前記ディストリビュータリ
   ングが回転することによる研磨液案内溝の回転によっ
   て、その研磨液案内溝に供給された研磨液を前記研磨液
   案内溝の屈曲部内側の溝で前記ディストリビュータリン
   グの内側に案内するとともに、前記研磨液案内溝の屈曲
   部外側の溝で前記研磨布上の研磨残液が前記ディストリ
   ビュータリングの内側に侵入するのを阻止することを特
   徴とするディストリビュータリングを用いた研磨装置。
7. 【請求項７】 前記研磨定盤を前記ヘッドと逆方向に回
   転させるとともに、前記ヘッドを前記研磨定盤の偏芯位
   置に配置させ、その研磨定盤の回転中心に対して最も離
   れた位置で研磨液を前記ヘッドに供給することを特徴と
   する請求項６記載のディストリビュータリングを用いた
   研磨装置。
8. 【請求項８】 前記ヘッドに洗浄液を供給する洗浄液供
   給手段を設けるとともに、該洗浄液供給手段は、前記研
   磨定盤の回転中心に対して最も接近した位置で前記ヘッ
   ドに洗浄液を供給し、その供給された洗浄液は、前記研
   磨液供給路を介して前記研磨液案内溝の屈曲部内側の溝
   に供給されることを特徴とする請求項７記載のディスト
   リビュータリングを用いた研磨装置。
9. 【請求項９】 前記研磨液案内溝は、前記屈曲部におい
   て内溝と外溝とに分離されて形成されていることを特徴
   とする請求項６、７又は８記載のディストリビュータリ
   ングを用いた研磨装置。
10. 【請求項１０】 前記ディストリビュータリングの研磨
    布接触面に、前記研磨布をシーズニングするダイヤモン
    ドペレットが装着されていることを特徴とする請求項
    ６、７、８又は９記載のディストリビュータリングを用
    いた研磨装置。
11. 【請求項１１】 前記ディストリビュータリングの研磨
    布接触面に、前記研磨布の温度を検出する温度センサが
    設けられていることを特徴とする請求項６、７、８又は
    ９記載のディストリビュータリングを用いた研磨装置。
12. 【請求項１２】 前記研磨定盤が、ドーナツ状に形成さ
    れていることを特徴とする請求項６、７又は８記載のデ
    ィストリビュータリングを用いた研磨装置。