(57)【要約】【課題】半導体基板の未研磨部の発生を防ぎ、良好な鏡面を得ることができ、研磨歩留や生産性を大幅に向上させることができる研磨装置を提供する。【解決手段】定盤２上に研磨布４を貼り付けて研磨面３を形成する一方、研磨用貼付プレート６に複数の半導体基板５を貼り付け、研磨布４と研磨用貼付プレート６との間に半導体基板５を挟むように定盤２と研磨用貼付プレート６とを重ね、研磨布４上に研磨液１３を順次供給すると共に、研磨布４側に研磨用貼付プレート６を押圧しながら定盤２又は研磨用貼付プレート６を研磨面３と直交する軸回りに回転又は研磨面３と平行に移動させて半導体基板５の表面を研磨する半導体基板５の研磨装置１において、研磨布４に空気１４を噴射するエアー噴射部９を備えたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定盤上に研磨布を貼り付けて研磨面を形成する一方、研磨用貼付プレートに複数の半導体基板を貼り付け、上記研磨布と上記研磨用貼付プレートとの間に上記半導体基板を挟むように上記定盤と研磨用貼付プレートとを重ね、上記研磨布上に研磨液を順次供給すると共に、上記研磨布側に上記研磨用貼付プレートを押圧しながら定盤又は研磨用貼付プレートを研磨面と直交する軸回りに回転又は研磨面と平行に移動させて上記半導体基板の表面を研磨する半導体基板の研磨装置において、上記研磨布に空気を噴射するエアー噴射部を備えたことを特徴とする半導体基板の研磨装置。
【請求項２】
上記エアー噴射部は、空気を０．２ＭＰａから１．０ＭＰａの圧力で噴射するように構成された請求項１記載の半導体基板の研磨装置。
【請求項３】
上記定盤は研磨面と直交する軸回りに回転自在に構成され、上記エアー噴射部は、上記定盤の半径方向にライン状に配置されたエアーノズルを有する請求項１又は２記載の半導体基板の研磨装置。
【請求項４】
上記研磨布に研磨液を供給する研磨液供給ノズルを有し、該研磨液供給ノズルは、上記エアーノズルよりも上記定盤の回転方向前方に配置されると共に、上記研磨用貼付プレートよりも回転方向後方に配置された請求項３記載の半導体基板の研磨装置。
【請求項５】
定盤上に研磨布を貼り付けて研磨面を形成する一方、研磨用貼付プレートに複数の半導体基板を貼り付け、上記研磨布と上記研磨用貼付プレートとの間に上記半導体基板を挟むように上記定盤と研磨用貼付プレートとを重ね、上記研磨布上に研磨液を順次供給すると共に、上記研磨布側に上記研磨用貼付プレートを押圧しながら定盤又は研磨用貼付プレートを研磨面と直交する軸回りに回転又は研磨面と平行に移動させて上記半導体基板の表面を研磨する半導体基板の研磨方法において、上記研磨布に空気を噴射することを特徴とする半導体基板の研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の半導体基板をプレートに貼り付けて研磨を行う半導体基板の研磨装置及び研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスや光素子に用いられる半導体基板は、所定の厚さに単結晶から切り出されたものが一般的である。
【０００３】
半導体基板の研磨方法には、両面を同時に研磨する両面研磨方式と一面ずつ研磨する片面研磨方式とがある。
【０００４】
図３に示すように、片面研磨方式では、円形の研磨用貼付プレート６に複数の半導体基板５をワックスを用いて貼り付け、回転自在な定盤２上に貼られた研磨布４と研磨用貼付プレート６との間に半導体基板５を挟むように定盤２と研磨用貼付プレート６とを重ね、研磨布４上に研磨液を順次流し、研磨用貼付プレート６に下向きの圧力をかけながら定盤２を鉛直軸回りに回転させて研磨を行う。このとき、研磨用貼付プレート６は、加圧シリンダ７によって下向きに押されると共に、定盤２上の一箇所に固定されており、定盤２の回転に伴って自転する。
【０００５】
また、研磨液の供給は、定盤２の回転中心上の研磨布４に行い、定盤２の回転によって放射状に流すようにする。研磨剤としてはコロイダルシリカや次亜塩素酸塩等が用いられる。研磨布４は、表面に小さな気孔を有した不織布やウレタンフォームからなり、気孔に研磨液を含ませるようになっている。気孔に含まれた研磨液は、研磨布４に半導体基板５を擦りつけて研磨するとき、半導体基板５と研磨布４との間に供給されるようになっている。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−３０２７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、研磨布の気孔には半導体基板の研磨で使用した使用済みの研磨液が常に含まれているため、研磨布に新たな研磨液を供給しても研磨布には含まれず、ほとんどが研磨布上を定盤外側に流れ出てしまい、半導体基板の研磨に寄与する研磨液が少ないという問題があった。このため、半導体基板面内に未研磨部が生じたり、半導体基板の厚さ精度が悪くなることがあるという課題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、研磨液を半導体基板と研磨布との間に効率よく供給でき、半導体基板の未研磨部の発生を防いで良好な鏡面を得ることができ、研磨後の厚さ精度を向上させることができ、研磨歩留や生産性を大幅に向上させることができる研磨装置及び研磨方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明は、定盤上に研磨布を貼り付けて研磨面を形成する一方、研磨用貼付プレートに複数の半導体基板を貼り付け、上記研磨布と上記研磨用貼付プレートとの間に上記半導体基板を挟むように上記定盤と研磨用貼付プレートとを重ね、上記研磨布上に研磨液を順次供給すると共に、上記研磨布側に上記研磨用貼付プレートを押圧しながら定盤又は研磨用貼付プレートを研磨面と直交する軸回りに回転又は研磨面と平行に移動させて上記半導体基板の表面を研磨する半導体基板の研磨装置において、上記研磨布から研磨液を押し出すべく研磨布に空気を噴射するエアー噴射部を備えたものである。
【００１０】
上記エアー噴射部は、空気を０．２ＭＰａから１．０ＭＰａの圧力で噴射するように構成されるとよい。
【００１１】
上記定盤は研磨面と直交する軸回りに回転自在に構成され、上記エアー噴射部は、上記定盤の半径方向にライン状に配置されたエアーノズルを有するとよい。
【００１２】
上記研磨布に研磨液を供給する研磨液供給ノズルを有し、該研磨液供給ノズルは、上記エアーノズルよりも上記定盤の回転方向前方に配置されると共に、上記研磨用貼付プレートよりも回転方向後方に配置されるとよい。
【００１３】
また、定盤上に研磨布を貼り付けて研磨面を形成する一方、研磨用貼付プレートに複数の半導体基板を貼り付け、上記研磨布と上記研磨用貼付プレートとの間に上記半導体基板を挟むように上記定盤と研磨用貼付プレートとを重ね、上記研磨布上に研磨液を順次供給すると共に、上記研磨布側に上記研磨用貼付プレートを押圧しながら定盤又は研磨用貼付プレートを研磨面と直交する軸回りに回転又は研磨面と平行に移動させて上記半導体基板の表面を研磨する半導体基板の研磨方法において、上記研磨布から研磨液を押し出すべく研磨布に空気を噴射するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、半導体基板の未研磨部の発生を防ぎ、良好な鏡面を得ることができ、研磨歩留や生産性を大幅に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の好適実施の形態を添付図面を用いて説明する。
【００１６】
図１は本発明の半導体基板の研磨装置を示す平面図であり、図２は研磨装置の側面図である。
【００１７】
図１及び図２に示すように、研磨装置１は、円柱状に形成され鉛直軸回りに回転可能な定盤２と、定盤２上に貼り付けられ研磨面３を形成する研磨布４と、研磨布４上で研磨される複数の半導体基板５を貼り付けるための研磨用貼付プレート６と、研磨用貼付プレート６を昇降自在に支持すると共に研磨布４側に押圧する加圧シリンダ７と、研磨布４上に研磨液１３を供給する研磨液供給部８と、研磨布４から使用済みの研磨液１３を押し出すべく研磨布４に空気１４を噴射するエアー噴射部９とを備えて構成される。
【００１８】
定盤２は図示しない駆動装置により一方方向に所定速度で回転駆動されるようになっている。研磨布４は、気孔（図示せず）を有する不織布又はウレタンフォームからなり、供給された研磨液１３が含まれるようになっている。
【００１９】
研磨用貼付プレート６は、アルミナ系セラミックスからなり、円板状に形成される。研磨用貼付プレート６は、定盤２の半径よりも小さな直径に形成されており、定盤２上に周方向に複数配置されるようになっている。研磨用貼付プレート６は、下面に半導体基板５をワックスを接着剤として複数枚貼り付けられるようになっている。
【００２０】
加圧シリンダ７は、定盤２の上方位置に上側を固定されて下側を伸縮させるように配設される。加圧シリンダ７の下端には、研磨用貼付プレート６の上面の中心が回転可能に連結され、加圧シリンダ７が伸縮することで研磨用貼付プレート６が昇降するようになっている。具体的には、加圧シリンダ７は、その下部に下方に向かうにつれて窄む略円錐形状のプレート支持部１０を有し、プレート支持部１０の下端部で研磨用貼付プレート６の中心を支持するようになっている。
【００２１】
エアー噴射部９は、研磨布４の上面に近接して配置されると共に半径方向にライン状に延びて配置されるエアーノズル１１と、エアーノズル１１に圧気を供給するエアーポンプ（図示せず）とを有する。エアー噴射部９は、エアーノズル１１から空気１４を０．２ＭＰａから１．０ＭＰａの圧力で噴射するように構成されている。エアーノズル１１は、下方に開口すると共に、半径方向に複数並べて形成されたノズル孔（図示せず）を有し、研磨布４の中心近傍から外周端までの範囲に空気１４を均等な圧力で噴射するようになっている。そして、エアーノズル１１から研磨布４に空気１４を噴射することで研磨布４の気孔から研磨液１３が均一に押し出されるようになっている。
【００２２】
研磨液供給部８は、研磨布４の上面に近接して配置されると共に半径方向にライン状に延びて配置される研磨液供給ノズル１２を有する。研磨液供給ノズル１２は、図示しない研磨液供給ポンプを介して研磨液供給槽（図示せず）に接続されており、研磨液供給ポンプを作動させることにより研磨液供給槽中に貯留された研磨液１３が研磨液供給ノズル１２に供給されるようになっている。また、研磨液供給ノズル１２は、下方に開口すると共に、半径方向に複数並べて形成されたノズル孔（図示せず）を有し、研磨布４の中心近傍から外周端までの範囲に研磨液１３を均等に供給するようになっている。また特に、研磨液供給ノズル１２は、エアーノズル１１よりも定盤２の回転方向前方（下流側）に、かつ、エアーノズル１１に近接して配置されると共に、研磨用貼付プレート６よりも回転方向後方（上流側）に配置されており、使用済みの研磨液１３がエアー噴射によって押し出された直後の研磨布４に新たな研磨液１３を供給するようになっている。研磨液１３は、コロイダルシリカ又は次亜塩素酸塩などからなる。
【００２３】
次に、半導体基板５の研磨方法について述べる。
【００２４】
半導体基板５を研磨する場合、加圧シリンダ７を縮退させて研磨用貼付プレート６を研磨布４から十分離したのち、研磨用貼付プレート６の下面に半導体基板５をワックスを用いて複数貼り付け、加圧シリンダ７を伸長させる。これにより、研磨用貼付プレート６が下降し、半導体基板５の表面が研磨布４の表面と対向接触される。すなわち、研磨用貼付プレート６と研磨布４との間に半導体基板５が挟まれる。
【００２５】
この後、加圧シリンダ７で研磨用貼付プレート６を研磨布４側に押圧しながらエアーノズル１１から空気１４を０．２ＭＰａから１．０ＭＰａの圧力で連続的に噴射すると共に、研磨液供給ノズル１２から研磨液１３を連続的に吐出して研磨布４に研磨液１３を順次供給しながら定盤２を鉛直軸回りに回転させる。これにより、研磨用貼付プレート６が加圧シリンダ７のプレート支持部１０を中心として回転（自転）すると共に、半導体基板５が研磨布４に摩擦されて研磨される。
【００２６】
このとき、研磨布４の気孔内に含まれている使用済みの古い研磨液１３は、エアーノズル１１から噴射される空気１４によって気孔内から押し出され、研磨液供給ノズル１２から吐出される新たな研磨液１３と入れ替えられる。特にエアーノズル１１は、研磨布４の半径方向に延びて形成されると共に、研磨液供給ノズル１２に対して定盤２の回転方向後方（上流側）に、かつ、研磨液供給ノズル１２に近接して配置されているため、研磨布４に研磨液１３が供給される直前の位置で研磨布４の回転中心近傍から外周端の範囲に亘って古い研磨液１３を押し出すことができ、古い研磨液１３を新しい研磨液１３に効率よく入れ替えることができる。
【００２７】
このように、研磨布４から研磨液１３を押し出すべく研磨布４に空気１４を噴射するエアー噴射部９を備えて研磨装置１を構成したため、研磨布４に含まれる古い研磨液１３を新たな研磨液１３に入れ替えることができ、半導体基板５と研磨布４との間に新たな研磨液１３を効率よく供給でき、半導体基板５の未研磨部の発生を防いで良好な鏡面を得ることができる。そして、研磨した後の半導体基板５の厚さ精度を向上させることができ、研磨歩留や生産性を大幅に向上させることができる。
【００２８】
エアー噴射部９は、空気１４を０．２ＭＰａから１．０ＭＰａの圧力で噴射するように構成されるものとしたため、研磨布４の気孔内から古い研磨液１３を確実に押し出すことができる。
【００２９】
また、定盤２は研磨面３と直交する軸回りに回転自在に構成され、エアー噴射部９は、定盤２の半径方向にライン状に配置されたエアーノズル１１を有するものとしたため、研磨布４の気孔に含まれる古い研磨液１３を新たな研磨液１３に効率よく入れ替えることができる。
【００３０】
研磨布４に研磨液１３を供給する研磨液供給ノズル１２は、エアーノズル１１よりも定盤２の回転方向前方に配置されると共に、研磨用貼付プレート６よりも回転方向後方に配置されるものとしたため、研磨布４の気孔に含まれる研磨液１３をさらに効率よく入れ替えることができると共に、半導体基板５に接触する直前の研磨布４の研磨液１３を入れ替えることができ、確実に新たな研磨液１３で半導体基板５を研磨することができる。
【００３１】
なお、エアーノズル１１は研磨布４の回転中心から外周までの範囲に空気１４を噴射することが望ましいが、研磨布４の一部分に向けて部分的に空気１４を噴射するものとしても研磨布４の気孔内に含まれる古い研磨液１３を新たな研磨液１３に入れ替えることができる。
【００３２】
また、定盤２を回転させて研磨用貼付プレート６を定盤２上で自転させるものとしたが、これに限るものではない。定盤２を固定し、研磨用貼付プレート６を定盤２の中心軸回りに回転させると共に自転させるものとしてもよい。
【００３３】
定盤２の上面に研磨布４を貼り付け、研磨布４と研磨用貼付プレート６との間に半導体基板５を挟むものとしたが、これに限るものではない。定盤２の底面に研磨布４を貼り付け、研磨布４と研磨用貼付プレート６との間に半導体基板５を挟むものとしてもよい。
【００３４】
また、定盤２は鉛直軸回りに回転するものとしたが、半導体基板５を安定して研磨できれば定盤２又は研磨用貼付プレート６の回転中心軸は傾いていてもよく、水平であってもよい。この場合、回転中心軸は研磨面３と垂直であればよい。またさらに、定盤２を回転させる代わりに定盤２又は研磨用貼付プレート６を研磨面３と平行に移動させるものとしてもよい。
【実施例】
【００３５】
図１に示す研磨装置１を用い、エアーノズル１１から噴射する空気１４の圧力を０．５ＭＰａとし、直径１００ｍｍのＧａＡｓ基板を１０，０００枚研磨した。
【００３６】
研磨後のＧａＡｓ基板の表面を顕微鏡により観察した結果、未研磨部が生じているＧａＡｓ基板は一枚も発生しなかった。
【００３７】
また、上述の実施条件に加え、供給する研磨液１３の量を従来の６０％まで減らして上記ＧａＡｓ基板を１０，０００枚研磨したが、未研磨部が生じているＧａＡｓ基板は一枚も発生しなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の好適実施の形態を示す半導体基板の研磨装置の平面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】従来の半導体基板の研磨装置の平面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  研磨装置
２  定盤
３  研磨面
４  研磨布
５  半導体基板
６  研磨用貼付プレート
９  エアー噴射部
１１  エアーノズル
１２  研磨液供給ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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