(57)【要約】【課題】研磨中に供給する研磨スラリーの量を従来に比べて少なくすることができるとともに、ワークのフラットネス、特に外周形状とナノトポロジーを改善することのできる研磨装置およびワークの研磨方法を提供する。【解決手段】少なくとも、研磨定盤と、該研磨定盤上に貼り付けられ、該研磨定盤より径の大きな研磨布と、前記研磨定盤の周りに配置され、前記研磨布の外周部が貼り付けられた定盤外周リングと、スラリー供給機構とを具備する研磨装置であって、該研磨装置は、更に、前記研磨定盤と前記定盤外周リングの上下間の相対位置を変更することによって前記研磨布の外周部を内周部に比べて相対的に上下動することができる上下移動機構とを具備するものであることを特徴とする研磨装置。【選択図】図１
2010274336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、研磨定盤と、該研磨定盤上に貼り付けられ、該研磨定盤より径の大きな研磨布と、前記研磨定盤の周りに配置され、前記研磨布の外周部が貼り付けられた定盤外周リングと、スラリー供給機構とを具備する研磨装置であって、
該研磨装置は、更に、前記研磨定盤と前記定盤外周リングの上下間の相対位置を変更することによって前記研磨布の外周部を内周部に比べて相対的に上下動することができる上下移動機構とを具備するものであることを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
前記研磨布は、溝が設けられていないものであることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
前記上下移動機構は、前記研磨布の外周部を内周部に比べて１０ｍｍ以内で高く又は低くすることができるものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記研磨装置は、前記研磨定盤を駆動する定盤用モーターと、ワークを保持するための研磨ヘッドとを具備する片面研磨装置であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記研磨装置は、前記研磨定盤に対向する位置に配置された上定盤と、前記研磨定盤や前記上定盤を個別に駆動する２つの定盤用モーターと、太陽歯車及び内歯歯車と、該歯車に噛合して前記研磨定盤と前記上定盤の間を公転しながら自転するキャリアとを具備する両面研磨装置であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の研磨装置。
【請求項６】
少なくとも、研磨定盤上に貼り付けられた研磨布にワークを押圧摺動しながら研磨するワークの研磨方法であって、
少なくとも、前記ワークを押圧摺動しながら研磨する際に、前記研磨布の外周部を内周部に比べで相対的に高くすることを特徴とするワークの研磨方法。
【請求項７】
前記ワークの研磨中に、供給する研磨スラリーを、別の研磨スラリー、表面処理剤、純水のいずれかに切り替える際には、前記研磨布の外周部の高さを内周部に比べて、同じか低くすることを特徴とする請求項６に記載のワークの研磨方法。
【請求項８】
前記外周部を前記内周部に比べて高く又は低くする範囲は、１０ｍｍ以内とすることを特徴とする請求項６または請求項７に記載のワークの研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨装置およびワークの研磨方法に関し、特に半導体ウェーハを従来に比べて安価に、かつ平坦に仕上げることのできる研磨装置およびワークの研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、ＩＣなどの半導体装置の製造プロセスには、半導体ウェーハ等のワークを研磨する化学機械的研磨法が組み込まれている。
この方法において使用される研磨装置によってワークの片面の研磨を行う場合、図８に示すように、研磨装置４０において、ワークＷが研磨ヘッド４６により保持され、研磨定盤４１上に貼り付けられた研磨布４２に圧接されるとともに、研磨布４２に研磨スラリー４５が供給され、研磨定盤４１、研磨ヘッド４６の少なくともいずれか一方が回転することにより、ワークＷ表面が研磨されるものである。
これにより、ワーク表面が平坦化され、半導体装置の各構成要素の微細化や高密度化を実現することができる。
【０００３】
この化学機械的研磨法においては、研磨品質を維持しつつ研磨スラリーの消費量をできる限り低減することが重要であり、研磨スラリー消費量の低減を図るべく、いくつかの試みがなされている。
【０００４】
たとえば、特許文献１には、研磨布上に板体を配置して、放置すれば遠心力により研磨布の周辺に飛散してしまう研磨スラリー流を板体により堰き止めて研磨布中央部に還流させる方法が開示されている。
また、特許文献２には、研磨ヘッドや研磨定盤の周囲に、研磨スラリーを貯留するダムを備えることにより、研磨布とワークとの間に研磨スラリーを効率よく供給することによって、消費量を低減する研磨装置が開示されている。
【０００５】
またその他の手法として、研磨布の表面に溝を形成し、その溝を通して研磨スラリーを供給する方法もある。
【０００６】
しかし、スラリー供給用の溝を設けると、研磨中にワークのエッジ部と溝の接触により、ワーク表面の平坦性、特に外周部のフラットネスが悪化する。また、溝のパターンがワーク表面に転写する事により、ナノトポロジーが悪化する問題があった。
これを防ぐために、溝のない研磨布を用いた場合、過剰なスラリー供給を行わないと研磨に必要なスラリーがワーク中心部で不足するため、ワークの表面品質が悪化するなど、コスト的にも問題があった。
【０００７】
またガイドの配置や、貯留するダムを設置する研磨装置では、研磨スラリーと純水、あるいはそれ以外の表面処理剤を複数用いて研磨する方法においては、複数の供給物の分離が困難であり、単一スラリーによる研磨にしか適用できないという問題があった。
そして、ガイドやダムによって研磨布が傷つけられるため、研磨されるワークの表面が傷つくという問題もあった。
また、これらの研磨装置は、その機構上、片面研磨装置に限られるとの問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−２３７１２０号公報
【特許文献２】特開２００６−８８２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、研磨中の研磨スラリーの供給量を従来に比べて少なくすることができるとともに、ワークのフラットネス、特に外周形状とナノトポロジーを改善することのできる研磨装置およびワークの研磨方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明では、少なくとも、研磨定盤と、該研磨定盤上に貼り付けられ、該研磨定盤より径の大きな研磨布と、前記研磨定盤の周りに配置され、前記研磨布の外周部が貼り付けられた定盤外周リングと、スラリー供給機構とを具備する研磨装置であって、該研磨装置は、更に、前記研磨定盤と前記定盤外周リングの上下間の相対位置を変更することによって前記研磨布の外周部を内周部に比べて相対的に上下動することができる上下移動機構とを具備するものであることを特徴とする研磨装置を提供する。
【００１１】
このように、研磨布を貼り付ける研磨定盤の外周部に、定盤外周リングを設け、研磨定盤と定盤外周リングの上下間の相対位置を変更できる上下移動機構によって研磨布の外周部の高さを内周部に比べて上下動することによって、研磨布内周部に研磨スラリーを貯留することができる。これによって、研磨布上に研磨に必要十分なスラリー量を保持することができ、研磨スラリーの供給量を従来に比べて大幅に低減しても、研磨スラリーが不足せず、研磨スラリーにかかるコストの低減を達成することができる。
そして研磨終了後や研磨スラリーの切り替え（スラリー以外の表面保護剤や純水で置換を行う）の際には、研磨布の外周部を内周部に比べて同じか相対的に低くすることによって、研磨布上の研磨スラリーを効率よく排出することができるため、置換時間を従来に比べて同程度か速くする事ができ、研磨工程のスループット向上を図ることができる。
更に、研磨布上にガイドやダム等を設ける必要がないため、研磨布を痛めることがなく、ワークに傷等の不良が発生することが抑制されたものとなっている。
【００１２】
ここで、前記研磨布は、溝が設けられていないものとすることが好ましい。
上述のように、本発明の研磨装置は、研磨の際にワークと研磨布の間に研磨スラリーが十分に供給されるものであるため、ワークのフラットネス、特にワークの外周形状やナノトポロジーに悪い影響を与える溝が形成されていない研磨布を用いることができる研磨装置となっている。
【００１３】
また、前記上下移動機構は、前記研磨布の外周部を内周部に比べて１０ｍｍ以内で高く又は低くすることができるものとすることが好ましい。
このように、上下移動機構を、研磨布の外周部を内周部に比べて１０ｍｍ以内で高く又は低くするものとすることによって、研磨布外周部を内周部に比べて相対的に上下動する際に研磨定盤と定盤外周リングの両方に貼り付けられた研磨布が破れ等の発生によって使用できなくなるような事態が発生することを確実に抑制することができる。
【００１４】
そして、前記研磨装置は、前記研磨定盤を駆動する定盤用モーターと、ワークを保持するための研磨ヘッドとを具備する片面研磨装置とすることできる。
また、前記研磨定盤に対向する位置に配置された上定盤と、前記研磨定盤や前記上定盤を個別に駆動する２つの定盤用モーターと、太陽歯車及び内歯歯車と、該歯車に噛合して前記研磨定盤と前記上定盤の間を公転しながら自転するキャリアとを具備する両面研磨装置とすることができる。
【００１５】
上述のように、片面研磨装置や両面研磨装置であっても、定盤外周リングを設け、上下移動機構によって研磨定盤上に貼り付けられた研磨布の外周部を内周部に比べて高くすることによって、研磨布上に研磨スラリーを十分に確保することができ、研磨スラリーの消費量を従来に比べて大幅に低減することができる。
【００１６】
また、本発明では、少なくとも、研磨定盤上に貼り付けられた研磨布にワークを押圧摺動しながら研磨するワークの研磨方法であって、少なくとも、前記ワークを押圧摺動しながら研磨する際に、前記研磨布の外周部を内周部に比べで相対的に高くすることを特徴とするワークの研磨方法を提供する。
【００１７】
このように、ワークを押圧摺動して研磨する際に、研磨布の外周部を内周部に比べて相対的に高くすることによって、供給される研磨スラリーを研磨布上に効率よく貯留することができ、研磨に必要なスラリー量を容易に確保することができる。従って、研磨スラリーを過剰に供給しなくても、研磨布とワークの間の研磨スラリーの不足が生じず、研磨レートの低下が発生しないため、研磨スラリーの供給量を従来に比べて大幅に低減させることができる。そして研磨に必要なスラリー量を容易に確保できるため、研磨布に溝を設けずに済み、研磨後のワークのフラットネス、特に外周形状やナノトポロジーを改善することができるワークの研磨方法とすることができる。
そして、研磨終了後に研磨スラリーを排出する際には研磨布外周部の高さを元に戻すことによって、効率よく使用済み研磨スラリーを排出でき、洗浄等を効率よく行えるため、作業時間の短縮を図ることができる。
【００１８】
ここで、前記ワークの研磨中に、供給する研磨スラリーを、別の研磨スラリー、表面処理剤、純水のいずれかに切り替える際には、前記研磨布の外周部の高さを内周部に比べて、同じか低くすることが好ましい。
このように、研磨スラリーの切り替えや、表面処理剤・純水に切り替える際に、研磨布の外周部を内周部に比べて同じか低くすることによって、研磨布上の研磨スラリーを外周部から効率よく排出でき、切り替えにかかる時間を従来と同じか早くすることができる。これによって、研磨工程自体や、研磨工程のバッチ間の作業時間を短縮することができ、ワークの製造コストの更なる低減を図ることができる。
【００１９】
また、前記外周部を前記内周部に比べて高く又は低くする範囲は、１０ｍｍ以内とすることが好ましい。
このように、外周部を内周部に比べて高く又は低くする範囲を１０ｍｍ以内とすることによって、研磨布が破れることを確実に防止することができ、また、研磨スラリーが必要以上に研磨布上に貯留されることを防止できる。よって消費された研磨スラリーを研磨布外に排出することが妨げられることを抑制でき、研磨レートが悪化することを防止することができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、研磨スラリーの使用量を抑制しながら、研磨布の溝をなくす事が可能となり、ワークの外周形状の改善と、ナノトポロジーの改善が可能となった。また、複数の研磨スラリーや表面処理剤、純水を用いる研磨方法においても、供給液切り替え時に研磨布の外周部の高さを内周部に比べて同じか下げることで、従来と同様もしくは短い作業時間で供給液の切り替えが可能となり、従来に比べて同程度もしくは短時間で低コストの研磨を行う事が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の研磨装置の断面の概略の一例を示した図である。
【図２】本発明の研磨装置において、定盤外周リングによって研磨布の外周部を内周部に比べて高くした際の断面の概略の一例を示した図である。
【図３】本発明の研磨装置の好ましい一様態の側面の様子を示した図である。
【図４】片面研磨装置および両面研磨装置の概略の一例を示した図である。（ａ）は片面研磨装置、（ｂ）は両面研磨装置である。
【図５】本発明の実施例と比較例におけるシリコン単結晶ウェーハの半径方向の位置に対する変位量の関係を比較した図である。
【図６】実施例と比較例のシリコン単結晶ウェーハのナノトポロジーを比較した図である。
【図７】実施例と比較例のシリコン単結晶ウェーハの研磨レートを比較した図である。
【図８】従来の片面研磨装置の概略の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明についてより具体的に説明する。
前述のように、研磨中に供給する研磨スラリーの量を従来に比べて少なくすることができるとともに、ワークのフラットネス、特に外周形状とナノトポロジーを改善することのできる研磨装置およびワークの研磨方法の開発が待たれていた。
【００２３】
そこで、本発明者は鋭意検討を重ねた結果、研磨定盤の周りに定盤外周リングを設け、この研磨定盤と定盤外周リングの上下間の相対位置を変更できる上下移動機構によって研磨布の外周部を内周部に比べて相対的に上下動させることによって、研磨スラリーを過剰に供給しなくても、研磨布上に研磨に必要な量の研磨スラリーを容易に供給することができ、これによって研磨布に溝を設けずに済み、ワークのフラットネスを改善できることを知見し、本発明を完成させた。
【００２４】
以下、本発明について図を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。図１は本発明の研磨装置の断面の概略の一例を示した図、図２は本発明の研磨装置において、定盤外周リングによって研磨布の外周部を内周部に比べて高くした際の断面の概略の一例を示した図である。
【００２５】
本発明の研磨装置１０は、少なくとも、研磨定盤１１と、研磨定盤１１上に貼り付けられ、研磨定盤１１より径の大きな研磨布１２と、研磨定盤１１の周りに配置され、研磨布１２の外周部が貼り付けられた定盤外周リング１３と、研磨スラリー１５を供給するためのスラリー供給機構１４と、研磨定盤１１と定盤外周リング１３の上下間の相対位置を変更することによって研磨布１２の外周部を内周部に比べて相対的に上下動することができる上下移動機構１６とを具備するものである。
そして、図２に示すように、ワークＷの研磨を行う際には、上下移動機構１６によって研磨定盤１１と定盤外周リング１３の上下間の相対位置を変更して、研磨布１２の外周部を内周部に比べて相対的に高くする。そしてスラリー供給機構１４によって研磨スラリー１５を供給して研磨を行うものとする。
【００２６】
これによって、外周部に比べて相対的に低くなった研磨布の内周部上に研磨スラリーを効率よく溜めることができ、この研磨スラリーが貯留された箇所でワークの研磨を行う事によって、必要十分な量の研磨スラリーを研磨布とワークの間に供給することが可能となり、ワークの表面品質が悪化することを抑制することができる。また、研磨スラリーを効率よく貯留できるため、研磨スラリーを過剰に供給する必要がなく、研磨スラリーの供給量を従来に比べて大幅に低減することができ、よって製造コストの低減を図ることができる。
更に、研磨布の外周部を内周部に比べて相対的に高くしているのみであるため容易に実施可能であり、研磨布を痛めるダムやガイド等を用いる必要もなく、研磨布の寿命を長くすることができる。
【００２７】
ここで、研磨布１２は、溝が設けられていないものとすることができる。
既に述べたように、本発明の研磨装置は、研磨布上に研磨スラリーを必要十分に供給できるものであるため、研磨布に研磨スラリー供給のための溝を設けなくても、研磨スラリーを研磨布とワークの間に十分に供給することができるものである。そのため、研磨布に溝が設けられていないものを用いることによって、ワークのエッジ部と溝の接触によるワーク表面の平坦性、特に外周部のフラットネスの悪化や、溝パターンの転写によるナノトポロジーの悪化を確実に抑制することができる。
【００２８】
また、上下移動機構１６は、研磨布１２の外周部を内周部に比べて１０ｍｍ以内で高く又は低くすることができるものとすることができる。
このように、上下移動機構を、研磨布の外周部を内周部に比べて１０ｍｍ以内で高く又は低くできるものとすることによって、研磨布外周部を内周部に比べて相対的に上下動する際に研磨定盤と定盤外周リングの両者に貼り付けられた研磨布が破れたり伸びたりする等の不良が発生して研磨が行えなくなるといった不具合が発生することを確実に防止できる。
また、１０ｍｍ以内で上下動するものとすることで、研磨スラリーを過剰に貯留して劣化した研磨スラリーまで貯留することを抑制でき、研磨レートが悪化することも確実に防止することができる。
【００２９】
尚、本発明の研磨装置は、一次研磨、二次研磨、仕上げ研磨どの段階であっても適用でき、汎用性が高いものである。
【００３０】
本発明の研磨装置のより好ましい実施形態について図３を用いて説明する。図３は本発明の研磨装置の好ましい一様態の側面の様子を示した図である。
図３に示すような研磨装置１０’は、研磨定盤１１と、研磨定盤１１上に貼り付けられ、研磨定盤１１より径の大きな研磨布１２と、研磨定盤１１の周りに配置され、研磨布１２の外周部が貼り付けられ、研磨定盤１１と同期して回転する定盤外周リング１３と、この定盤外周リング１３の下部に、上下移動機構として、定盤外周リング１３を上下動させるためのエアシリンダー１６ａと、スラリー供給機構とを設けたものとすることができる。
【００３１】
ここで、定盤外周リング１３の幅は、研磨布１２を接着できる幅があればよく、２０ｍｍ程度の幅を有するものとすることが望ましい。
そして、エアシリンダー１６ａは、定盤外周リング１３あたり最低３個以上設ける事が望ましく、例えば９０°間隔で４個を設置し、高さの微調整ができるアジャスター１９を設け、研磨定盤１１と定盤外周リング１３の水平を保つようにすることができる。
また、定盤外周リング１３が下に落ちすぎないように、研磨定盤１１の外周部に金属製の定盤外周リングストッパー１７を設ける事が望ましい。
更に、上下移動機構１６に研磨スラリーが跳ねることを防止するために、研磨スラリー進入防止カバー１８を定盤外周リング１３の外周部に設ける事が望ましい。
【００３２】
また、研磨定盤１１と定盤外周リング１３との隙間は、上下移動機構１６によって上下動させる幅と使用する研磨布に合わせて設定することが望ましく、例えば５ｍｍ程度の幅とすることが望ましい。
【００３３】
そして、上述の本発明の研磨装置は、図４（ａ）に示すような、少なくとも、研磨定盤１１を回転駆動させる定盤用モーター２１と、ワークＷを保持するための研磨ヘッド２２とを具備する片面研磨装置２０のようなものとすることができる。尚、図４は、片面研磨装置および両面研磨装置の概略の一例を示した図であり、（ａ）は片面研磨装置、（ｂ）は両面研磨装置である。
このような片面研磨装置では、研磨ヘッド２２によってワークＷを保持して研磨定盤１１上の研磨布１２に圧接させるとともに、上下移動機構１６によって定盤外周リング１３と研磨定盤１１の上下間の相対位置を変更して研磨布１２の外周部を内周部に比べて相対的に高くして、研磨スラリー１５をスラリー供給機構１４によって供給しながら研磨定盤１１、研磨ヘッド２２の少なくともいずれか一方を回転させることによってワークＷの研磨を行うこととなる。
【００３４】
また、本発明の研磨装置は、図４（ｂ）に示すような、少なくとも、研磨定盤１１に対向する位置に配置された上定盤３１と、研磨定盤１１や上定盤３１を個別に駆動する２つの定盤用モーター３２と、太陽歯車３３及び内歯歯車３４と、これらの歯車に噛合して研磨定盤１１と上定盤３１の間を公転しながら自転するキャリア３５とを具備する両面研磨装置３０とすることもできる。
このような両面研磨装置では、ワークＷは、研磨定盤１１と上定盤３１との間に位置するキャリア３５の保持孔に保持され、このキャリア３５の外周歯部が太陽歯車３３及び内歯歯車３４と噛合している。そして、研磨時にはキャリア３５は太陽歯車３３の周りを自転、公転するものである。
そして、上下移動機構１６によって定盤外周リング１３と研磨定盤１１の上下間の相対位置を変更して研磨布１２の外周部を内周部に比べて相対的に高くして、研磨スラリーをスラリー供給機構によって供給しながら、研磨定盤１１および上定盤３１とを定盤回転モーター３２によって同一方向または逆方向に回転させて、ワークＷの研磨を行うものとなる。
【００３５】
このように、本発明の研磨装置は、片面研磨装置・両面研磨装置のいずれであってもその効果を発揮できるものであり、特に限定されないが、片面研磨装置においてその効果が強く発揮される。これは両面研磨装置の場合は、ワーク保持用のキャリアの厚さの関係によって上方向への移動量を調整する必要があるためであり、片面研磨装置ほど研磨スラリー供給量を低減することはできないが、従来に比べて大幅に低減することができることに変わりはない。
【００３６】
上記のような、本発明の研磨装置を用いた、本発明のワークの研磨方法の一例を図を参照して以下に説明するが、もちろん本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３７】
まず、研磨を行う対象のワークを準備する。
ここで準備するワークは特にその種類を限定されず、例えば半導体ウェーハ、ガラス基板、マスク基板等、任意のものを準備すればよい。
【００３８】
そして、図１に示すような研磨装置１０において、図２に示すように、研磨定盤１１上に貼り付けられた研磨布１２に、ワークＷを押圧摺動しながら研磨する際に、例えば上下移動機構１６によって、定盤外周リング１３を持ち上げることで研磨布１２の外周部を内周部に比べで相対的に高くしながら、スラリー供給機構１４によって研磨布１２上に研磨スラリー１５を供給する。
【００３９】
このように、研磨布の外周部を内周部に比べて相対的に高くして、ワークを押圧摺動して研磨することによって、ワークが研磨される箇所に研磨スラリーを効率よく貯留することができ、研磨に必要なスラリーをワークと研磨布の間に容易に供給することができる。よって、研磨スラリーを過剰に供給しなくても研磨レートの低下や研磨条件の悪化が発生することを防止することができ、研磨スラリーの消費量を従来に比べて大幅に低減させることができる。
また、研磨布に溝を設けなくても研磨スラリーをワークと研磨布の間に十分に供給することができ、溝なし研磨布を用いることができ、溝を設けることによって発生するワーク外周部のフラットネスの悪化やナノトポロジーの悪化を防止することができる。
【００４０】
ここで、ワークＷの研磨中に、供給する研磨スラリーを、別の研磨スラリーや表面処理剤、純水のいずれかに切り替える場合、研磨布１２の外周部の高さを、内周部に比べて同じか低くすることができる。また、研磨布１２を洗浄する際にも同様に研磨布の外周部の高さを内周部に比べて同じか、低くすることが望ましい。
このように、研磨スラリーの切り替えや、スラリーを表面処理剤・純水に切り替える際、研磨布の洗浄の際に、研磨布の外周部を内周部に比べて同じか低くすることによって、切り替え前の研磨スラリーを外周部から効率よく研磨布上から排出でき、切り替えにかかる時間を従来と同じか早くできる。これによって、研磨工程の作業時間やワーク交換等のバッチ間作業にかかる時間を短縮でき、製造コストを低減することができる。
【００４１】
そして、研磨布１２の外周部を内周部に比べて高く又は低くする範囲を、１０ｍｍ以内とすることができる。
このように、１０ｍｍ以内の範囲で外周部を内周部に比べて高く又は低くすることによって、研磨布が破れたり伸びたりして使用できなる事態が発生することを確実に防止することができる。また、研磨スラリーが必要以上に研磨布上に貯留されることを防止することができるため、消耗した研磨スラリーを研磨布外に排出でき、研磨レートが悪化することを防止することができる。
【００４２】
また、外周部を内周部に比べて相対的に高くするタイミングは、スラリーを入れ始める段階、すなわちワークの片面研磨の場合は、ワークを保持する研磨ヘッドが降りてくる段階で行うことが最も効率的であり、また、両面研磨の場合は、上定盤側を下降させ始める際に研磨布外周部を相対的に高くすることが望ましい。
このようなタイミングで研磨布外周部を内周部に比べて相対的に高くすることによって、研磨スラリーを最も効率よく研磨布に貯留することができ、研磨スラリー消費量の最適化を図ることができる。
【００４３】
尚、上記例示では、定盤外周リングを上下させることによって研磨布外周部を内周部に比べて相対的に上下動させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、別の様態として、定盤外周リングを固定し、研磨定盤を油圧シリンダ等によって上下させることによっても研磨布の外周部を内周部に比べて相対的に高くあるいは低くすることができる。
この場合も、上下移動機構としての油圧シリンダ等によって研磨定盤を上下動させて、研磨布の内周部を外周部に比べて相対的に低くすることによって、上述のような本発明の研磨方法を行うことができる。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例）
図１に示すような研磨装置を使用して、複数枚のシリコン単結晶ウェーハの研磨を行った。
ここで、研磨スラリーは日産化学（株）製ＳＳＳを用い、研磨布には溝を設けなかったニッタハース（株）製Ｓｕｂａ４００を用いた。そして研磨スラリー流量を従来の約３０％の流量とした。
そして、研磨の際に、定盤外周リングをエアシリンダーによって研磨定盤に比べて約７ｍｍ上昇させ、その状態で研磨を行った。
【００４５】
そして研磨したシリコン単結晶ウェーハについて、以下に示すような評価を行った。
まず、研磨後のシリコン単結晶ウェーハのフラットネスを評価するために、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社のＷａｆｅｒｓｉｇｈｔを用いて、研磨後のシリコン単結晶ウェーハの表面形状を評価した。その結果を図５に示す。図５は、実施例と後述する比較例におけるシリコン単結晶ウェーハの半径方向の位置に対する変位量の関係を比較した図である。
そして、ナノトポロジーを評価するために、Ｒａｙｔｅｘ社のＤａｙｎａｓｅａｒｃｈを用いて、ＳＱＭＭモードにてナノトポロジーを測定した。この際、データは２ｍｍ×２ｍｍと１０ｍｍ×１０ｍｍの２種類を使用した。そしてその結果を図６に示す。図６は、実施例と比較例のシリコン単結晶ウェーハのナノトポロジーを比較した図である。
更に、研磨レートを評価するために、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社のＷａｆｅｒｓｉｇｈｔを用いて、研磨前後のシリコン単結晶ウェーハの厚さを測定し、シリコン単結晶ウェーハ中心厚さの差を研磨取り代とした。そしてこの研磨取り代と研磨時間から研磨レートの算出を行った。そしてその結果を図７に示す。図７は、実施例と比較例のシリコン単結晶ウェーハの研磨レートを比較した図である。
【００４６】
（比較例）
実施例において、研磨の際に、定盤外周リングをエアシリンダーによって研磨定盤に比べて約７ｍｍ上昇させずに同じ高さのままとし、研磨布に、溝と溝の間隔を２０ｍｍ、溝幅２．５ｍｍ、溝深さ０．５ｍｍとした格子上の溝を形成したニッタハース（株）製Ｓｕｂａ４００を用い、研磨スラリー流量を従来と同水準とした以外は実施例と同様の条件で複数枚のシリコン単結晶ウェーハの研磨を行い、同様の評価を行った。その結果も図５〜７に示す。
【００４７】
図５に示すように、実施例の研磨方法によれば、比較例の研磨方法に比べてシリコン単結晶ウェーハ外周部のダレを約１５％改善できることが判った。
また、図６に示すように、ナノトポロジーは、実施例は比較例に比べて２ｍｍ□で約１１％、１０ｍｍ□で６％改善していたことが判った。
そして、図７に示すように、研磨レートは約１．８％しか低下しなかった。すなわち、本発明によれば、研磨布に溝を設けず、研磨スラリーの流量を約１／３にしたにも係わらず研磨レートには実質的な差は見られず、更に外周ダレ形状とナノトポロジーの改善が達成できることが判った。
【００４８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００４９】
１０，１０’…研磨装置、  １１…研磨定盤、  １２…研磨布、  １３…定盤外周リング、  １４…スラリー供給機構、  １５…研磨スラリー、  １６…上下移動機構、
１６ａ…エアシリンダー、  １７…定盤外周リングストッパー、  １８…研磨スラリー進入防止カバー、  １９…アジャスター、
２０…片面研磨装置、  ２１…定盤用モーター、  ２２…研磨ヘッド、
３０…両面研磨装置、  ３１…上定盤、  ３２…定盤用モーター、  ３３…太陽歯車、  ３４…内歯歯車、  ３５…キャリア、
４０…研磨装置、  ４１…研磨定盤、  ４２…研磨布、  ４５…研磨スラリー、  ４６…研磨ヘッド、
Ｗ…ワーク。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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