(57)【要約】【課題】研磨加工中において、研磨面に形成された溝に研磨剤等が溜まりにくい定盤を提供すること。【解決手段】本発明にかかる定盤１０は、環状の研磨面１２と、研磨面１２に形成された複数の溝１４と、を含み、複数の溝１４の各々は、一方の端が研磨面１２の外周に接続し、他方の端が研磨面１２の外周または内周に接続しており、複数の溝１４の各々は、一方または両方の端に向かって幅が漸増している。【選択図】図１
2010207934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の研磨面と、
前記研磨面に形成された複数の溝と、
を含み、
前記複数の溝の各々は、一方の端が前記研磨面の外周に接続し、他方の端が前記研磨面の外周または内周に接続しており、
前記複数の溝の各々は、一方または両方の端に向かって幅が漸増している、定盤。
【請求項２】
請求項１において、
前記複数の溝は、第１方向に延びる第１型と、前記第１方向に交差する第２方向に延びる第２型とに分類される、定盤。
【請求項３】
請求項２において、
前記複数の溝の各々は、一方の端に向かって幅が漸増し、
隣り合う前記溝は、互いに反対方向の端に向かって幅が漸増している、定盤。
【請求項４】
請求項１において、
前記複数の溝の各々は、一方の端が前記研磨面の外周に接続し、他方の端が前記研磨面の内周に接続し、
前記複数の溝の各々は、前記研磨面の内周に接続している端に向かって幅が漸増している、定盤。
【請求項５】
請求項４において、
さらに、前記研磨面の外周および内周の間に形成され、前記研磨面の内周を取り囲む環状溝を有し、
前記環状溝は、前記複数の溝の各々と交差している、定盤。
【請求項６】
請求項４または請求項５において、
前記複数の溝の各々は、前記定盤の回転中心から放射状に延びている、定盤。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の定盤と、
前記定盤の前記研磨面と接触するようにウエハを保持する保持手段と、
前記ウエハと前記定盤との間に研磨剤を供給する研磨剤供給手段と、
前記ウエハと前記研磨面とを相対的に移動する移動手段とを有する、研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定盤および研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、各種ウエハの表面（被処理面）の平坦度を向上させるための加工として、被処理面を研磨する研磨加工（ラッピング加工、ポリッシング加工等）が行われている。このような研磨加工には、研磨面が形成された定盤が用いられる。具体的には、研磨面をウエハ等の被処理面に押圧した状態で、研磨面と被処理面との間にスラリー状の研磨剤を供給しつつ、定盤を周方向に回転させることにより行われる。
【０００３】
このような研磨加工の際に使用される定盤としては、研磨面に複数の溝が形成されているものが知られている。研磨面に形成された溝は、研磨面と被処理面との間に研磨剤を浸透し易くして研磨効率を向上させることができる。しかし、該溝には余分な研磨剤（研磨微粒子）や研磨屑が溜まりやすく、これによるウエハ等の破損や、スクラッチ（擦り傷）の発生等の不具合が生じることがあった。
【０００４】
溝に溜まった余分な研磨剤などを除去する方法として、例えば、特開２００３−１０９９２４号公報には、あらかじめ溝に線状材をはめ込んでおく方法が開示されている。同公報には、研磨加工が終了した後、該線状材を溝から取り外すことにより、溝に溜まった研磨剤などの清掃が容易であるとの記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１０９９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のように、研磨加工後の定盤の清掃を容易にしても、研磨加工中は、依然として溝には研磨剤や研磨屑が溜まってゆく。そのため研磨加工の度に、線状材を取り換えなければならず、抜本的な対策とはなっていない。
【０００７】
本発明のいくつかの態様にかかる目的の一つは、研磨加工中において、研磨面に形成された溝に研磨剤等が溜まりにくい定盤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。
【０００９】
［適用例１］
本発明にかかる定盤は、
環状の研磨面と、
前記研磨面に形成された複数の溝と、
を含み、
前記複数の溝の各々は、一方の端が前記研磨面の外周に接続し、他方の端が前記研磨面の外周または内周に接続しており、
前記複数の溝の各々は、一方または両方の端に向かって幅が漸増している。
【００１０】
このような定盤は、研磨面に研磨剤等が流動し易い溝が形成されている。そのため、研磨加工中に溝を介して余分な研磨剤等を、研磨面の外へ排出することができる。これにより、ウエハ等の被処理物の破損や、スクラッチの発生などを抑制することができる。また、このような定盤は、研磨加工後においても、溝内に溜まる研磨剤等が少ないため、メンテナンスの頻度が小さくて済み、しかも清掃が容易である。
【００１１】
［適用例２］
適用例１の定盤において、
前記複数の溝は、第１方向に延びる第１型と、前記第１方向に交差する第２方向に延びる第２型とに分類される。
【００１２】
このような定盤は、溝が複数の方向に延びるため、定盤の研磨面および被処理物の被研磨面への研磨剤等の供給、および溝からの研磨剤等の排出の効率をより高くすることができる。
【００１３】
［適用例３］
適用例２の定盤において、
前記複数の溝の各々は、一方の端に向かって幅が漸増し、
隣り合う前記溝は、互いに反対方向の端に向かって幅が漸増している。
【００１４】
このような定盤は、研磨面に溝をより密度高く配置することができる。これによりさらに研磨加工の効率を高めることができる。
【００１５】
［適用例４］
適用例１の定盤において、
前記複数の溝の各々は、一方の端が前記研磨面の外周に接続し、他方の端が前記研磨面の内周に接続し、
前記複数の溝の各々は、前記研磨面の内周に接続している端に向かって幅が漸増している。
【００１６】
このような定盤は、溝の長さを小さくすることができ、研磨剤等の排出の効率をより高くすることができる。さらにこのような定盤は、前記研磨面の内周に向かって研磨剤等が排出されやすいため、該定盤が搭載される研磨装置の清掃を容易化することができる。
【００１７】
［適用例５］
適用例４の定盤において、
さらに、前記研磨面の外周および内周の間に形成され、前記研磨面の内周を取り囲む環状溝を有し、
前記環状溝は、前記複数の溝の各々と交差している。
【００１８】
このような定盤は、複数の溝が互いに環状溝によって接続されるため、溝内の研磨剤等の流動および研磨剤等の溝からの排出の効率をより高くすることができる。
【００１９】
［適用例６］
適用例４または適用例５の定盤において、
前記複数の溝の各々は、前記定盤の回転中心から放射状に延びている。
【００２０】
このような定盤は、溝の長さがより小さいため、研磨剤等の排出の効率をより高くすることができる。
【００２１】
［適用例７］
本発明にかかる研磨装置は、
適用例１ないし適用例６のいずれか一の定盤と、
前記定盤の前記研磨面と接触するようにウエハを保持する保持手段と、
前記ウエハと前記定盤との間に研磨剤を供給する研磨剤供給手段と、
前記ウエハと前記研磨面とを相対的に移動する移動手段とを有する。
【００２２】
このような研磨装置は、ウエハを、破損やスクラッチの発生を抑えて研磨することができる。また、このような研磨装置は、メンテナンスの頻度が小さくて済み、しかも清掃が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態にかかる定盤１０の一例を模式的に示す平面図。
【図２】実施形態にかかる定盤１０の一例を模式的に示す断面図。
【図３】実施形態にかかる定盤１０の一例を模式的に示す断面図。
【図４】実施形態にかかる定盤２０の一例を模式的に示す平面図。
【図５】実施形態にかかる定盤３０の一例を模式的に示す平面図。
【図６】実施形態にかかる定盤４０の一例を模式的に示す平面図。
【図７】実施形態にかかる定盤５０の一例を模式的に示す平面図。
【図８】実施形態にかかる定盤６０の一例を模式的に示す平面図。
【図９】実施形態にかかる定盤７０の一例を模式的に示す平面図。
【図１０】実施形態にかかる研磨装置１００の一例を模式的に示す断面図。
【図１１】実施形態にかかる研磨装置１００の一例を模式的に示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の一例を説明するものである。
【００２５】
１．定盤
図１は、本実施形態の定盤１０を研磨面１２側から見た模式的な平面図である。図２および図３は、定盤１０を模式的に示す断面図である。図１のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線の断面は、図２および図３にそれぞれ相当する。図４は、本実施形態の定盤２０を研磨面１２側から見た模式的な平面図である。
【００２６】
本実施形態にかかる定盤１０は、環状の研磨面１２と、研磨面１２に形成された複数の溝１４と、を含む。
【００２７】
定盤１０は、図１ないし図３に示すような平板状の形状を有する。図示の例では、定盤１０の形状は、中央に開口した円環状であるが、研磨面１２が円環状となる限り特に限定されない。定盤１０の大きさは、特に限定されず、研磨対象の大きさに適合させることができる。定盤１０の大きさは、たとえば、直径２００〜９００ｍｍ程度とすることができ、また、定盤１０の厚さとしては、たとえば、１０〜６０ｍｍ程度とすることができる。定盤１０は、研磨面１２をウエハ等に対向させて、該ウエハ等を平面的に研磨する機能を有する。定盤１０は、研磨面１２が十分に平坦であるため、ウエハ等を研磨する際にウエハ等の表面を高精度に平坦化させることができる。
【００２８】
定盤１０の材質としては、特に限定されないが、たとえば、鉄、ニッケル、コバルト、金、白金、銀、銅、マンガン、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、鉛、錫、チタン、タングステン等の各種金属、これらの金属から選択される少なくとも１種を含む合金、これらの金属から選択される少なくとも１種を含む金属間化合物、および、これらの金属から選択される少なくとも１種の酸化物、窒化物、炭化物などが挙げることができる。これらのうち、合金としては、例えば、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１６Ｊ１、ＳＵＳ３１６Ｊ１Ｌ、ＳＵＳ３１８、ＳＵＳ４０５、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４３４、ＳＵＳ４４４、ＳＵＳ４２９、ＳＵＳ４３０Ｆ、ＳＵＳ３０２等）、インコネル、ハステロイ、黄銅、青銅、白洋、丹銅、真鍮、ベリリウム銅、超弾性合金（例えば、Ｎｉ−Ｔｉ系合金、Ｎｉ−Ａｌ系合金、Ｃｕ−Ｚｎ系合金）、超硬合金（例えば、炭化タングステンとコバルトを混合して焼結したもの）およびジュラルミン等の各種アルミニウム系合金、などが挙げることができる。定盤１０は、研磨面１２付近を硬度の大きい材質とし、その他の部分を比較的硬度の小さい材質とするなど、定盤１０の部分毎に異なる材質であってもよい。なお、定盤１０の製法としては、特に限定されないが、例えば、鋳造、鍛造、粉体焼結（ＭＩＭ法を含む）などが挙げられる。
【００２９】
定盤１０は、研磨面１２を有する。研磨面１２は、環状の形状を有する。研磨面１２は、外周１２ａおよび内周１２ｂを有する。研磨面１２の外周１２ａおよび内周１２ｂは、円形に形成され、互いに同心円の関係を有することが好ましい。研磨面１２は、研磨の際に、研磨対象のウエハ等に接触し、または接触せずに、対面して該ウエハ等の被研磨面を研削する機能を有する。研磨の際、研磨面１２と被研磨面との間には、砥粒を分散させたスラリー等の研磨剤が供給されてもよい。研磨面１２には、複数の溝１４が形成される。
【００３０】
溝１４は、一方の端が研磨面１２の外周１２ａに接続し、他方の端が研磨面１２の外周１２ａまたは内周１２ｂに接続する。ここで、「溝１４の一端が外周１２ａに接続する」とは、平坦な面の上に、定盤１０を、研磨面１２を下側にして載置したときに、外周１２ａ側の定盤１０の側面に溝１４の該一端が現れることを指す。同様に、「溝１４の一端が内周１２ｂに接続する」とは、平坦な面の上に、定盤１０を、研磨面１２を下側にして載置したときに、内周１２ｂ側の定盤１０の側面に溝１４の該一端が現れることを指す。図１および図２に示す例では、定盤１０または定盤２０の研磨面１２には、両端が外周１２ａに接続する溝１４ａ（１４）と、一方の端が外周１２ａに接続し、他方の端が内周１２ｂに接続する溝１４ｂ（１４）とが形成されている。
【００３１】
溝１４は、平面的に見て、一本の線状に延びる形状を有する。溝１４は、両端を有する限り曲線状であってもよい。本実施形態では、溝１４は、直線状に延びる形状を有する。溝１４の研磨面１２における配置は任意である。溝１４は、研磨面１２内で交差していてもよい。溝１４が交差する場合は、２本の溝１４が交差部分で接続されることになるが、本明細書では、接続された状態を１つの溝１４とは称さず、接続された状態であっても２本の溝１４として取り扱う。研磨面１２に形成される溝１４は、溝１４の延びる方向、配置される間隔（ピッチ）、および本数につき、いずれも限定されない。溝１４が隣り合う場合の好ましいピッチとしては、５〜２０ｍｍ程度である。
【００３２】
溝１４は、一方または両方の端に向かって幅が漸増する。溝１４の幅とは、図１および図４に示すように、研磨面１２を平面的に見たときの溝１４の幅のことを指す。また、「端に向かって幅が漸増する」とは、溝１４の端における幅のほうが、溝１４の他の任意の部位における幅よりも大きく、該部位から該端に至る間の溝１４の幅が、減少することなく連続的に大きくなることをいう。なお、該部位から該端に至る間の溝１４の幅は、一定となる部分を有していてもよい。図１に示す定盤１０および図４に示す定盤２０の例では、外周１２ａに接続する端、および／または、内周１２ｂに接続する端に向かって、幅が徐々に大きくなっている。すなわち、定盤１０において、溝１４ａは、外周１２ａに接続する一方の端（図示上側）から外周１２ａに接続する他方の端（図示下側）に向かって幅が漸増している。また、定盤１０には、溝１４ｂは、外周１２ａに接続する一方の端から内周１２ｂに接続する他方の端に向かって幅が漸増するものと、内周１２ｂに接続する一方の端から外周１２ａに接続する他方の端に向かって幅が漸増するものと、が描かれている。一方、図４の定盤２０における溝１４は、いずれも中央付近の幅が小さく、外周１２ａまたは内周１２ｂに接続する両方の端に向かって幅が漸増している。いずれの例においても、溝１４の全体における幅の平均値としては、特に限定されないが、０．５〜２．０ｍｍ程度が好ましく、０．７〜１．５ｍｍ程度であるのがより好ましい。この範囲であれば、効率よく研磨剤を研磨面１２に供給することができ、また、研磨面１２から余分な研磨剤や研磨対象が削られて発生する研磨屑を排出することができる。
【００３３】
溝１４は、研磨面１２とウエハ等の研磨対象の被研磨面との間に、砥粒を含むスラリー等の研磨剤を供給するとともに、余分な研磨剤や研磨対象が削られて発生する研磨屑を取り除く機能を有する。
【００３４】
溝１４の断面形状は、図２および図３の例では矩形であるが、これに限定されず、台形、三角形、半円形など任意の形状とすることができる。溝１４の深さは、図示の例では一定であるが、これに限定されず、溝１４毎に異なる深さであってもよく、また、１本の溝１４内で異なる深さの部分を有してもよい。溝１４の深さは、たとえば、定盤１０の厚みの０．１〜５０％とすることができる。溝１４によって減少する研磨面１２の面積、または、複数の溝１４の平面的な面積の合計は、たとえば、溝１４が形成されない状態の研磨面１２の面積の１〜７０％とすることができる。複数の溝１４の平面的な面積の合計は、１〜２０％程度であるのが好ましく、５〜１５％程度であることがより好ましい。この範囲を選択することにより、研磨の速度と、研磨剤の供給、排出の効率とのバランスをより高めることができる。
【００３５】
以上のように、本実施形態の定盤１０および定盤２０は、一方または両方の端に向かって幅が漸増する溝１４を有する。そのため、溝１４によって、研磨加工で生じる余分な研磨剤や研磨対象が削られて発生する研磨屑が、研磨加工中に効率よく取り除かれる。すなわち、溝１４は、研磨面１２の外周１２ａまたは内周１２ｂに向かって幅が拡張しているため、研磨に不要な物質が研磨面１２から取り除かれるような流動が生じやすくなっている。したがって、溝１４内に余分な研磨剤や研磨対象が削られて発生する研磨屑が溜まりにくい。よって、本実施形態の定盤１０および定盤２０は、ウエハ等の被処理物の破損や、スクラッチの発生などを抑制することができる。また、本実施形態の定盤１０および定盤２０は、清掃が容易であり、また、これを用いた研磨加工におけるメンテナンスの頻度を小さくすることができる。
【００３６】
２．変形例
本実施形態の定盤は、各種の変形が可能である。以下に、本実施形態の定盤の変形例を述べる。図５ないし図９は、変形例にかかる定盤を研磨面１２側から見た模式的な平面図である。なお、各平面図においては、溝１４に中心線を描いてある。溝１４の中心線とは溝１４が延びる方向に対して直交する線と、溝１４の縁の線とが交わる２点の間の中点を、溝１４が延びる方向に結んだ仮想的な線である。
【００３７】
変形例にかかる定盤３０ないし定盤６０は、溝１４の配置が異なる以外は、上述の定盤１０またが定盤２０と同様である。したがって、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３８】
本実施形態の定盤は、溝１４を研磨面１２内で交差させて配置することができる。図５は、変形例にかかる定盤３０を模式的に示す平面図である。定盤３０は、複数の溝１４を有する点で先の定盤２０と同様である。定盤３０の溝１４は、図示のような、研磨面１２内で設定され、互いに交差する第１方向３２および第２方向３４に沿って延びる型に分類される。ここでは、第１方向に沿って延びる溝を第１型と称し、第２方向に沿って延びる溝を第２型と称する。換言すると、定盤３０の溝１４は、第１型の溝１４ａと第２型の溝１４ｂとを有している。すなわち定盤３０には、格子状に溝１４が形成されている。定盤３０は、溝１４が２方向に延びるため、定盤３０の研磨面１２および被処理物の被研磨面への研磨剤等の供給、および溝１４からの研磨剤等の排出の効率をより高くすることができる。定盤３０は、研磨面に設定される２方向に沿う溝１４ついて例示しているが、研磨面１２に３方向を設定し、その各々に沿う型に分類される溝１４が形成されても同様の効果を得ることができる。
【００３９】
本実施形態の定盤は、溝１４を研磨面１２内で幅が漸増する方向が互い違いになるように配置することができる。図６は、変形例にかかる定盤４０を模式的に示す平面図である。定盤４０の溝１４は、一方の端から他方の端に向かって幅が漸増している。そして、隣り合う溝１４は、互いに反対方向の端に向かって幅が漸増している。すなわち、図６に示す例では、定盤４０は、図示下側に向かって幅が漸増する溝１４ｃおよび図示上側に向かって幅が漸増する溝１４ｄを有する。そして、溝１４ｃと溝１４ｄが互い違いに設けられている。このように溝１４を配置すれば、隣り合う溝１４を接近させても干渉しにくく、研磨面１２における溝１４の密度を高めることができる。これにより、定盤３０の研磨加工の効率をさらに高めることができる。
【００４０】
本実施形態の定盤は、一方の端が外周１２ａに接続し、他方の端が内周１２ｂに接続する溝１４を、定盤の回転中心Ｃに関して対称的に配置することができる。図７は、変形例にかかる定盤５０を模式的に示す平面図である。定盤５０は、一方の端が外周１２ａに接続し、他方の端が内周１２ｂに接続する溝１４を有し、各々の溝１４は、互いに回転中心Ｃに対して対称的に配置されている。このようにすれば、溝１４の長さを小さくすることができ、研磨剤等の排出の効率をより高くすることができる。また、このようにすれば、定盤５０が回転した際に、回転角度による研磨作用の均一性を高めることができる。なお、定盤５０は、上述の溝１４を互い違いに設ける変形態様を組み合わせた例である。また、溝１４を定盤の回転中心Ｃに関して対称的に配置する変形のうち、回転中心Ｃから放射状に配置する態様とすれば、さらに、溝１４の長さを小さくすることができ、研磨剤等の排出の効率を高めることができる。
【００４１】
本実施形態の定盤は、溝１４を研磨面１２の内周１２ｂに接続している端に向かって幅が漸増するように設けることができる。図８は、変形例にかかる定盤６０を模式的に示す平面図である。定盤６０の溝１４は、いずれも研磨面１２の内周１２ｂに接続している端に向かって幅が漸増している。このような定盤６０は、研磨面１２の内周１２ｂに向かって研磨剤等が排出されやすい。そのため、定盤６０を使用する研磨装置において、研磨剤や研磨屑が中心側に排出されやすい。したがって、定盤６０が搭載される研磨装置の周囲外側方向への研磨剤や研磨屑の飛散が抑制され清掃を容易化することができる。なお、定盤６０は、溝１４を回転中心Ｃから放射状に配置する変形態様を組み合わせた例である。
【００４２】
本実施形態の定盤は、さらに、研磨面１２の外周１２ａおよび内周１２ｂの間に形成され、研磨面１２の内周１２ｂを取り囲む環状溝１６を有することができる。環状溝１６は、環状溝１６は、複数の溝１４と交差して設けられることができる。環状溝１６の形状は、平面的に見て、研磨面１２の内周１２ｂを周回する形状であるかぎり限定されない。図９の例では円形の形状を有している。環状溝１６の数は、限定されない。図示の例では２つの環状溝１６が同心円状に形成されている。環状溝１６が複数形成される場合は、環状溝１６の間の間隔、および環状溝１６の幅についても任意である。たとえば、環状溝１６の間隔を研磨面１２の内周１２ｂ側ほど広く、外周１２ａ側ほど狭くするなどの調整によって、研磨面１２の面積を研磨面１２の半径方向において均一化することができる。また、環状溝１６の幅を研磨面１２の内周１２ｂ側ほど狭く、外周１２ａ側ほど広くするなどの調整によって、研磨面１２の面積を研磨面１２の半径方向において均一化することができる。さらに一つの環状溝１６内で幅が変化してもよい。
【００４３】
環状溝１６の断面形状および深さはともに限定されない。環状溝１６の断面形状としては、台形、三角形、半円形など任意の形状とすることができる。環状溝１６の深さは、一定であっても、環状溝１６毎に異なる深さであってもよく、また、１つの環状溝１６内で異なる深さの部分を有してもよい。環状溝１６の深さは、たとえば、定盤の厚みの０．１〜５０％とすることができる。環状溝１６および溝１４によって減少する研磨面１２の面積、または、環状溝１６および溝１４の平面的な面積の合計は、たとえば、環状溝１６および溝１４が形成されない状態の研磨面１２の面積の１〜７０％とすることができる。
【００４４】
環状溝１６は、複数の溝１４を接続して、研磨剤等の流通の効率を高める機能を有する。したがって、環状溝１６を形成された定盤７０は、複数の溝１４が互いに環状溝１６によって接続されるため、溝１４内の研磨剤等の流動および研磨剤等の溝からの排出の効率をより高くすることができる。
【００４５】
本実施形態の定盤は、少なくとも上述の変形例の態様を採ることができる。上述した変形例は、単独、または、複数の変形例を組み合わせて本実施形態の定盤に適用することができる。そしてそれぞれの変形例による効果、および組み合わせによる相乗的な効果を定盤に奏させることができる。
【００４６】
３．研磨装置
以下に本発明にかかる研磨装置の一実施形態である研磨装置１００について説明する。図１０は、本実施形態の研磨装置１００の要部を模式的に示す断面図である。図１１は、研磨装置１００の要部を模式的に示す平面図である。
【００４７】
本実施形態にかかる研磨装置１００は、定盤と、保持手段と、研磨剤供給手段と、移動手段とを有する。
【００４８】
研磨装置１００の定盤は、上定盤１２０および下定盤１３０を有する。上定盤１２０および下定盤１３０の少なくとも一方に、上述した本発明にかかる定盤が適用される。本実施形態では、本発明の定盤を上定盤１２０および下定盤１３０の双方に適用したものについて説明する。
【００４９】
なお、上定盤１２０に本発明の定盤を適用する場合は、該定盤には、定盤を研磨剤供給孔が形成される。研磨剤供給孔は、上述の定盤の研磨面１２が形成された側と反対側の面の任意の位置から、定盤の研磨面１２側に定盤を厚み方向に貫通する。研磨剤供給孔の研磨面１２側の位置は、溝１４または環状溝１６の底部、および研磨面１２の少なくとも一方の位置とすることができる。
【００５０】
以下の説明では、図１０中、互いに直交する３つの方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向とする。そのうち、下定盤１３０の研磨面１３１をＸＹ平面とし、研磨面１３１の法線方向をＺ軸方向とする。また、図１０中の上側を「上」、下側を「下」と言うことがある。
【００５１】
研磨装置１００は、研磨対象であるウエハ（ワークと称してもよい）１０１の上面および下面をそれぞれ研磨し平坦化する装置である。研磨装置１００は、図１０および図１１に示すように、ウエハ１０１を支持する４つのキャリア（保持手段）１１１、１１２、１１３、１１４と、キャリア１１１〜１１４の上方に位置する上定盤１２０と、キャリア１１１〜１１４の下方に位置する下定盤１３０と、駆動軸１４１の回転により駆動する上定盤支持部１４０と、駆動軸１５１の回転により駆動するサンギヤ１５０と、駆動軸１６１の回転により駆動する下定盤支持部１６０と、駆動軸１７１の回転により駆動するインターナルギヤ１７０と、上定盤１２０を昇降動可能に吊り下げる吊下装置１８０と、研磨剤を供給する研磨材供給装置１９０と、駆動装置（移動手段）２００とを有する。
【００５２】
図１０に示すように、４つの駆動軸１４１、１５１、１６１、１７１は、同心状に配置された多重軸に形成され、内側から、駆動軸１４１、駆動軸１５１、駆動軸１６１、駆動軸１７１の順で配置されている。これら４つの駆動軸１４１、１５１、１６１、１７１は、それぞれ、独立してＺ軸まわりに回転可能となっている。
【００５３】
駆動軸１４１の上端には、上定盤支持部１４０が配置されている。上定盤支持部１４０は、吊下装置１８０の作動により上定盤１２０が下位置に配置されたときに、上定盤１２０と係合するものである。また、駆動軸１４１の下端には、歯車１４２が配置されている。この歯車１４２は、後述する歯車２０４と噛合している。
【００５４】
駆動軸１５１の上端には、サンギヤ１５０が配置されている。サンギヤ１５０は、上定盤支持部１４０の下方に位置している。また、サンギヤ１５０は、上定盤支持部１４０と同心状に設けられた円環状をなしており、外周に歯車部１５３が形成されている。また、駆動軸１５１の下端には、歯車１５２が配置されている。歯車１５２は、後述する歯車２０５と噛合している。
【００５５】
駆動軸１７１の上端には、インターナルギヤ１７０が配置されている。インターナルギヤ１７０は、サンギヤ１５０の周囲（外周）を囲むように配置されている。また、インターナルギヤ１７０は、サンギヤ１５０と同心状に形成された円環状をなしており、内周に歯車部１７３が形成されている。また、駆動軸１７１の下端には、歯車１７２が配置されている。歯車１７２は、後述する歯車２０７と噛合している。
【００５６】
駆動軸１６１の上端には、下定盤支持部１６０が配置されている。下定盤支持部１６０は、サンギヤ１５０とインターナルギヤ１７０の間に、これらギヤと噛合することなく配置されている。また、下定盤支持部１６０は、サンギヤ１５０と同心状に形成された円環状をなしている。
【００５７】
下定盤支持部１６０の上面には、下定盤１３０が配置されている。下定盤１３０は、平面視の形状が円環状の板状をなして、上面に研磨面１３１を備えており、該研磨面１３１は、上述した複数の溝１４を有する研磨面１２に相当する。また、駆動軸１６１の下端には、歯車１６２が配置されている。この歯車１６２は、後述する歯車２０６と噛合している。
【００５８】
サンギヤ１５０とインターナルギヤ１７０との間であって下定盤１３０の上方には、４つのキャリア（保持手段）１１１、１１２、１１３、１１４が設けられている。図１１に示すように、これら４つのキャリア１１１、１１２、１１３、１１４は、サンギヤ１５０の周方向に等角度間隔（すなわち９０°間隔）で配置されている。
【００５９】
次いで、図１１に基づいて、キャリア１１１〜１１４の構成について説明するが、４つのキャリア１１１〜１１４は、それぞれ同様の構成であるため、キャリア１１１について代表して説明し、キャリア１１２〜１１４については説明を省略する。
【００６０】
図１１に示すように、キャリア１１１は、円盤状をなしている。また、キャリア１１１には、厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通する４つの保持孔１１１ａが、キャリア１１１の周方向に沿って等角度間隔（９０°間隔）で形成されている。４つの保持孔１１１ａは、ウエハ１０１の形状に対応した円形をなし、径がウエハ１０１の径よりも若干大きくなるように形成されている。そして、キャリア１１１は、保持孔１１１ａの内側にウエハ１０１を嵌め込むことにより、ウエハ１０１を保持することができる。
【００６１】
また、キャリア１１１の外周には、歯車部１１１ｂが形成されており、歯車部１１１ｂがサンギヤ１５０およびインターナルギヤ１７０のそれぞれと噛合している。そのため、キャリア１１１は、サンギヤ１５０とインターナルギヤ１７０との回転に連動して、サンギヤ１５０およびインターナルギヤ１７０の回転方向と回転速度により定まる方向と速度で自転しつつ公転する。
【００６２】
また、キャリア１１１の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、ウエハ１０１の厚さよりも若干薄くなっている。そのため、キャリア１１１が保持孔１１１ａによってウエハ１０１を保持している状態では、保持されたウエハ１０１の上面および下面が、それぞれ、キャリア１１１の上面および下面から突出している。このようなキャリア１１１の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、ガラスエポキシ、塩化ビニルなどの樹脂材料、および鉄系金属等の金属材料が挙げられる。
【００６３】
キャリア１１１〜１１４に保持されるウエハ１０１は、図示の例では、平面視の形状が円形をなす板状のものである。なお、ウエハ１０１の形状としては、特に限定されず、例えば、板状をなしていなくてもよいし、平面視形状が、三角形、四角形等の多角形をなしていてもよい。
【００６４】
このようなウエハ１０１としては、特に限定されないが、例えば、石英ガラス、無アルカリガラス等の各種ガラス、水晶等の結晶性材料、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムの焼結体等の結晶性材料、アルミナ、シリカ、チタニア等の各種セラミックス、シリコン、ガリウム−ヒ素等の各種半導体材料、ダイヤモンド、黒鉛等の炭素系材料、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、液晶ポリマー、フェノール樹脂、アクリル樹脂等各種プラスチック（樹脂材料）のような誘電体材料で構成されたもの、その他、例えば、アルミニウム、銅、鉄系金属のような各種金属材料が挙げられる。
【００６５】
吊下装置１８０は、上定盤１２０を回転可能に吊り下げて保持している。この吊下装置１８０は、上定盤１２０が上定盤支持部１４０に係合する前述した下位置と、その係合が解除される上位置（図１０に示す位置）との間で、上定盤１２０をＺ軸方向に昇降動させることができる。また、吊下装置１８０は、前記下位置となっているときに、所定の圧力で上定盤１２０をウエハ１０１に押圧するようになっている。
【００６６】
上定盤１２０は、平面視の形状が円環の板状をなして、下面に研磨面１２１を備えており、該研磨面１２１は、上述した複数の溝１４を有する研磨面１２に相当する。上定盤１２０には、厚さ方向に貫通する複数の研磨剤供給孔（図示せず）が形成されていて、この各研磨剤供給孔に研磨剤供給装置１９０が備える研磨剤供給管１９１が接続されている。
【００６７】
研磨剤供給管１９１および研磨剤供給孔を介して供給された研磨剤は、その一部がウエハ１０１と上定盤１２０との間に浸透するとともに、一部が各キャリア１１１〜１１４に形成された保持孔１１１ａ〜１１４ａとウエハ１０１との間を通過して、ウエハ１０１と下定盤１３０との間に浸透する。
【００６８】
研磨剤供給装置１９０によって供給される研磨剤としては、特に限定されないが、例えば、研磨微粒子（砥粒）を例えば水系の分散媒に分散してスラリー状にしたものが挙げられる。
【００６９】
研磨微粒子としては、特に限定されないが、例えば、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）、ヒュームドアルミナ、コロイダルアルミナ等のアルミニウム酸化物（Ａｌ２Ｏ３）などの金属酸化物、沈降シリカ、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ等の珪素酸化物（ＳｉＯ２）などが挙げられる。また、研磨微粒子の平均粒径としては、研磨対象となるウエハ１０１の種類や要求される加工速度等に応じて適宜設定することができるが、好ましくは、２〜４０μｍ程度である。
【００７０】
分散媒としては、水系、有機系のいずれでもよく、また、これらを混合したものであってもよい。ここで、有機系の分散媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族系、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系、ブタノール、イソプロパノール、エタノール、メタノールなどのアルコール系、エチルセロソルブ、メチルセロソルブなどのエーテル系、酢酸エチル、ギ酸メチル、ギ酸エチル、酪酸メチルなどのエステル系のもの、およびこれらの混合物などが挙げられる。また、水系の分散媒としては、例えば、水などが挙げられる。
【００７１】
駆動装置２００は、駆動源としての駆動モータ２０１と、駆動モータ２０１の回転方向を直角に変更するギヤボックス２０２と、ギヤボックス２０２から延出した出力軸２０３と、出力軸２０３に固定された前述した４つの歯車２０４、２０５、２０６、２０７とを有している。また、前述したように、歯車２０４、２０５、２０６、２０７は、それぞれ、歯車１４２、１５２、１６２、１７２と噛合している。
【００７２】
駆動モータ２０１を作動すると、ギヤボックス２０２、出力軸２０３および歯車２０４、２０５、２０６、２０７を介して、駆動軸１４１、１５１、１６１、１７１がそれぞれ回転駆動され、上定盤１２０、サンギヤ１５０、下定盤１３０、インターナルギヤ１７０が、所定の回転数および回転方向によって回転駆動される。
【００７３】
本実施形態にかかる研磨装置１００は、本実施形態の定盤を少なくとも１つ備えているため、ウエハ１０１を、破損やスクラッチの発生を抑えて研磨することができる。また、研磨装置１００は、メンテナンスの頻度が小さくて済み、しかも清掃が容易である。
【００７４】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。たとえば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（たとえば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【００７５】
１０…定盤、１２…研磨面、１２ａ…外周、１２ｂ…内周、
１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ…溝、１６…環状溝、
２０，３０，４０，５０，６０，７０…定盤、３２…第１方向、３４…第２方向、
１００…研磨装置、１１１〜１１４…キャリア、１１１ａ〜１１４ａ…保持孔、
１１１ｂ…歯車部、１２０…上定盤、１２１…研磨面、１３０…下定盤、
１３１…研磨面、１３１ａ…内周、１３１ｂ…外周、１４０…上定盤支持部、
１４１…駆動軸、１４２…歯車、１５０…サンギヤ、１５１…駆動軸、１５２…歯車、
１５３…歯車部、１６０…下定盤支持部、１６１…駆動軸、１６２…歯車、
１７０…インターナルギヤ、１７１…駆動軸、１７２…歯車、１７３…歯車部、
１８０…吊下装置、１９０…研磨剤供給装置、１９１…研磨剤供給管、
２００…駆動装置、２０１…駆動モータ、２０２…ギヤボックス、２０３…出力軸、
２０４〜２０７…歯車
【図１】
2010207934.tif 000003
【図２】
2010207934.tif 000004
【図３】
2010207934.tif 000005
【図４】
2010207934.tif 000006
【図５】
2010207934.tif 000007
【図６】
2010207934.tif 000008
【図７】
2010207934.tif 000009
【図８】
2010207934.tif 000010
【図９】
2010207934.tif 000011
【図１０】
2010207934.tif 000012
【図１１】
2010207934.tif 000013