(57)【要約】【課題】  研磨定盤を使って半導体基板を研磨する場合に、研磨クズが研磨面と研磨定盤の間に入り込むことを防止できる研磨治具を提供する。【解決手段】  半導体基板４を研磨する際に、アウターガイド２０の下端面２０ａも同時に研磨され、発生した研磨クズが研磨面と研磨定盤の間に入り込み、研磨面の表面状態を悪くしていた。研磨定盤の回転方向の前方・後方に位置するアウターガイド２０の下端面２０ａに二つの切り欠き２０ｂ、２０ｃを形成することで、研磨面と研磨定盤の間に入り込む研磨クズの発生を防ぐことができ、研磨面の表面状態を良くすることができる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する研磨定盤に半導体基板を押し付けて半導体基板を研磨するための治具であり、
下端面を研磨定盤に当接させて用いる筒状のアウターガイドと、
アウターガイド内に配置されており、アウターガイドの下端面に対して研磨定盤の回転方向に沿って傾斜しているとともに半導体基板を固定する面が形成されている半導体基板の固定部材を備えており、
半導体基板の固定箇所を通過する研磨定盤の回転軌跡のうちの前記固定箇所よりも上流側の回転軌跡とアウターガイドが交差する箇所のアウターガイドの下端面に、研磨定盤との間に間隙を形成する切り欠きが形成されていることを特徴とする研磨治具。
【請求項２】
前記固定箇所を通過する前記回転軌跡のうちの前記固定箇所よりも下流側の回転軌跡とアウターガイドが交差する箇所のアウターガイドの下端面にも、研磨定盤との間に間隙を形成する切り欠きが形成されていることを特徴とする請求項１の研磨治具。
【請求項３】
前記切り欠きの前記回転軌跡に直交する方向の幅が、前記半導体基板の前記方向の幅よりも広いことを特徴とする請求項１又は２の研磨治具。
【請求項４】
前記の下流側の回転軌跡と交差する箇所に形成されている切り欠きの外側に、切り欠きの幅よりも広い幅と回転する研磨定盤に接する長さを持っている柔軟な研磨剤ならし板を備えていることを特徴とする請求項３の研磨治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板の研磨治具に関する。特に、半導体基板を斜めに研磨するのに適した研磨治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な局面で半導体基板を斜めに研磨する必要が生じる。例えば、半導体基板の深さ方向に沿って異なる抵抗率を有する複数の層を形成することがあり、そのための処理を施した半導体基板が設計した深さで設計した抵抗率を持っているか否かを検査したい場合がある。この場合、半導体基板を斜めに研磨すると、斜めに研磨された面に深部の層が露出するので、斜めに研磨された面における抵抗率の分布を測定すれば、半導体基板の深さ方向に沿った抵抗率の分布を測定することができる。
【０００３】
半導体基板を研磨するための治具が特許文献１に報告されている。特許文献１の研磨治具は、回転する研磨定盤に半導体基板を押し付けて半導体基板を研磨するための治具であり、下端面を研磨定盤に当接させて用いる筒状のアウターガイドと、アウターガイド内に配置されており、アウターガイドの下端面に対して研磨定盤の回転方向に沿って傾斜しているとともに半導体基板を固定する面が形成されている半導体基板の固定部材を備えている。研磨定盤にダイヤモンドペーストを塗布し、オイルで希釈した状態で研磨定盤を回転させると、半導体基板が研磨される。
【０００４】
【特許文献１】昭６３−３００８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば斜めに研磨された面の抵抗率の分布を測定する場合には、一対の針状のプローブを研磨面に接触させて抵抗を測定する。このとき、研磨面の面粗度が低いと、プローブと研磨面の接触抵抗が場所によって大きく変化することから、研磨面内の抵抗率の分布を正確に測定することができなくなる。
特許文献１の技術では、研磨定盤の表面に意図的に凹凸を作ることによって研磨定盤と研磨面の間にダイヤモンドペーストが導入されるようにすることによって、研磨面の面粗度を向上させる。
しかしなら研磨面を利用する目的によっては、特許文献１の技術で得られる面粗度では不十分なことがある。本発明は、面粗度がさらに向上した研磨面が得られる研磨治具を提供する。
【０００６】
本発明者は、従来の治具によって良好な面粗度を持つ研磨面が得られない原因を追究した。その結果、研磨クズが研磨定盤と研磨面の間に入り込み、それが研磨面の面粗度を低下させることを見出した。さらに研究した結果、面粗度を低下させる研磨クズは、２種類存在することがわかった。研磨治具は、アウターガイドの下端面を研磨定盤に当接させた状態で用いる。このために、アウターガイドの下端面が研磨され、その結果生じた研磨クズが研磨定盤と研磨面の間に入り込むことを見出した。
そこで、アウターガイドを研磨した結果生じた研磨クズが研磨定盤と研磨面の間に入り込まないように対策したところ、研磨面の面粗度が向上することを確認した。本発明の研磨治具が、上記の知見に基づいて開発された。
【０００７】
本発明は、半導体基板を固定し、固定した半導体基板を回転する研磨定盤に押し付けて研磨するための治具に関する。本発明の研磨治具は、アウターガイドと固定部材を備えている。アウターガイドは、筒状であり、下端面を研磨定盤に当接させて用いる。固定部材は、アウターガイド内に配置されており、半導体基板を固定する面が形成されており、その固定用の面は、アウターガイドの下端面に対して研磨定盤の回転方向に沿って傾斜している。本発明の研磨治具では、アウターガイドの下端面に、研磨定盤との間に間隙を形成する切り欠きが形成されている。その切り欠きは、半導体基板の固定箇所を通過する研磨定盤の回転軌跡のうちの前記固定箇所よりも上流側の回転軌跡とアウターガイドが交差する箇所に形成されている。すなわち、研磨定盤が回転すると、切り欠きを通過した部位の研磨定盤が、半導体基板の固定箇所を通過する位置関係を満たしている。
【０００８】
上記形式の研磨治具の場合、筒状のアウターガイドの下端面を研磨定盤に当接させることによって研磨定盤と治具の角度を一定の角度に調整し、それによって研磨定盤と半導体基板の角度を一定の角度に調整する。アウターガイドの下端面を研磨定盤に当接させるために、アウターガイドの下端面が研磨され、その結果生じた研磨クズが研磨定盤と研磨面の間に入り込むと、研磨面の面粗度が低下する。
本発明の研磨治具の場合、回転にともなって半導体基板の固定箇所を通過する研磨定盤上の部分は、それに先立って切り欠きを通過する。切り欠きを通過するために、アウターガイドを通過する際に、研磨クズが発生することがない。本発明の研磨治具によると、アウターガイドの下端面を研磨するこることで発生した研磨クズが研磨定盤と研磨面の間に入り込むことがない。研磨面の面粗度が向上する。
なお、切り欠き以外の部分では、アウターガイドの下端面が研磨定盤に当接しており、研磨定盤と半導体基板を一定の角度に維持することができる。
【０００９】
固定箇所を通過する前記回転軌跡のうちの前記固定箇所よりも下流側の回転軌跡とアウターガイドが交差する箇所のアウターガイドの下端面にも、研磨定盤との間に間隙を形成する切り欠きが形成されていることが好ましい。すなわち、研磨定盤が回転したときに、半導体基板の固定箇所を通過した研磨点定盤上の部位がアウターガイドを通過する位置にも、切り欠きが形成されていることが好ましい。
【００１０】
上記部位は、研磨定盤がさらに回転すると、再び半導体基板の固定箇所を通過する。この位置にも切り欠きが形成されていると、研磨クズが研磨定盤と研磨面の間に入り込む現象がさらに抑制され、研磨面の面粗度がさらに向上する。なお、上記部位がアウターガイド外を移動する間に、上記部位から研磨クズを除去する機構を加えることも可能であり、下流側の切り欠きは不可欠でない。
【００１１】
切り欠きの回転軌跡に直交する方向の幅が、半導体基板の前記方向の幅よりも広いことが好ましい。半導体基板よりも下流側にも切り欠きが形成されている場合、上流側の切り欠きと下流側の切り欠きの双方の幅が、半導体基板の前記方向の幅よりも広いことが好ましい。
【００１２】
半導体基板の下流側にも切り欠きが形成されている場合、その下流側の切り欠きの外側に、研磨剤ならし板を備えていることが好ましい。研磨剤ならし板は、切り欠きの幅よりも広い幅を持ち、回転する研磨定盤に接する長さを持ち、柔軟性を備えていることが好ましい。
【００１３】
研磨クズは半導体基板からも発生する。研磨剤ならし板を設けると、半導体基板を研磨することで発生した研磨クズが、研磨定盤と研磨面の間に入り込む現象を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の研磨治具によれば、半導体基板を研磨する場合に、アウターガイド及び／又は半導体基板から発生した研磨クズが研磨定盤と研磨面の間に入り込む現象を抑制することができ、研磨面の面粗度を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】
以下に説明する実施例の主要な特徴を最初に整理する。
（特徴１）アウターガイドの下端面には、切り欠き以外の部分において、研磨定盤と当接してアウターガイドの研磨定盤の間の角度を一定に維持するのに充分な広がりを持つ当接面が形成されている。
（特徴２）研磨剤ならし板は、柔軟性を有し、研磨定盤によって研磨されづらい。
（特徴３）研磨剤ならし板は、研磨クズを集め、研磨クズの通過を抑制する。
【実施例】
【００１６】
図４に、本発明を具現化した研磨治具２を斜視した図を示す。研磨治具２は、アウターガイド２０と、図３を参照して後述する固定部材１２を備えている。図４に示すように、アウターガイド２０は筒状である。図３に示すように、固定部材１２は、アウターガイド２０内に配置されている。研磨治具２は、半導体基板４を固定部材１２に固定し、固定部材１２に固定した半導体基板４を回転する研磨定盤６に押し付けて研磨するためのものである。図１は、回転する研磨定盤６を平面視した図であり、アウターガイド２０の下端面を、研磨定盤６の回転中心からオフセットされた位置に当接させて用いる。
【００１７】
固定部材１２はほほ円盤状であり、その下面には直径１２ｃを挟む２つの傾斜面１２ａ，１２ｂが形成されている。図１に示すように、研磨治具２は、直径１２ｃが研磨定盤６の回転中心の近傍を通過する位置関係で用いられる。研磨定盤６の回転方向に沿って下流側の傾斜面１２ａが、半導体基板の固定面であり、半導体基板４を固定面１２ａに貼り付けて研磨する。固定面１２ａは、アウターガイド２０の下端面２０ａに対して、研磨定盤６の回転方向５に沿って、徐々に高さが上昇する方向に傾斜している。半導体基板４は、斜めに研磨される。
【００１８】
図４に示すように、アウターガイド２０の下端面２０ａには、ほぼ直径上の２箇所において、切り欠き２０ｂ，２０ｃが形成されている。切り欠き２０ｂは、図１に示すように、半導体基板４の固定箇所を通過する研磨定盤６の回転軌跡５のうちの前記固定箇所よりも上流側の回転軌跡とアウターガイド２０が交差する箇所に設けられている。すなわち、
半導体基板４を研磨する研磨定盤６上の部位は、切り欠き２０ｂを通過してから、研磨定盤６と半導体基板４が接触する箇所に移動する。切り欠き２０ｂでは、アウターガイド２０の下端面２０ａと研磨定盤６の間に間隙が形成されており、両者は接触しない。そのために、本実施例の研磨治具では、アウターガイド２０を研磨して生じた研磨クズが、半導体基板４の研磨面４ａと研磨定盤６の間に入り込むことがない。切り欠き２０ｂの回転方向５に直交する方向の幅は、半導体基板４の同方向の幅よりも広い。
【００１９】
切り欠き２０ｃは、図１に示すように、半導体基板４の固定箇所を通過する研磨定盤６の回転軌跡５のうちの前記固定箇所よりも下流側の回転軌跡とアウターガイド２０が交差する箇所に設けられている。すなわち、半導体基板４を研磨する研磨定盤６上の部位は、切り欠き２０ｃを通過し、さらに回転すると、再び半導体基板４の研磨面４ａに至る。切り欠き２０ｃの回転方向５に直交する方向の幅は、半導体基板４の同方向の幅よりも広い。切り欠き２０ｃが形成されているために、アウターガイド２０を研磨して生じた研磨クズが、半導体基板４の研磨面４ａと研磨定盤６の間に入り込むことがない。
【００２０】
固定部材１２は、連結具１６によってインナーガイド１４の下面に固定されており、インナーガイド１４はアウターガイド２０に固定されている。アウターガイド２０の下端面２０ａを研磨定盤６に当接させると、固定面４ａと研磨定盤６の間の角度が一定の角度に調整される。
図１は、アウターガイド２０の下端面２０ａを研磨定盤６に当接させ、研磨定盤６を回転させている場合の平面図を示している。III−III’線に沿った断面図を図３に示す。研磨定盤６の表面には、研磨剤と潤滑油の混合物８が塗付されている。この状態で研磨定盤６を回転方向５に回転させると、半導体基板４が斜めに研磨される。
このとき、切り欠き２０ｂ、２０ｃ以外の下端面２０ａが研磨定盤６に当接しており、固定面４ａと研磨定盤６の間の角度が一定の角度に調整される。半導体基板４は、意図した一定の角度で傾斜する斜面が露出するように研磨される。
【００２１】
図２は、従来の研磨治具３４の断面図を示す。従来のアウターガイド１０には、下端面１０ａに切り欠きが形成されていなかった。半導体基板４とアウターガイド１０が同時に研磨されるので、アウターガイド１０を研磨して発生した研磨クズ１８が、研磨面４ａと研磨定盤６の間に入り込む。その結果、研磨面４ａの表面状態を悪くしていた。
【００２２】
図３に本実施例の断面図を示す。二つの切り欠き２０ｂ、２０ｃが形成されているために、アウターガイド２０を研磨して発生した研磨クズ１８が、研磨面４ａと研磨定盤６の間に入り込むことはない。そのため、研磨クズ１８の影響を受けないで研磨面４ａを研磨することができる。
【００２３】
（第２実施例）
図５と図６に第２実施例の研磨治具３０を示す。第１実施例と同じ部材には同じ参照番号を用い、重複説明を省略する。
研磨クズ１８はアウターガイド２０からのみ発生するのではなく、半導体基板４からも発生する。第２実施例の研磨治具３０では、切り欠き２０ｃの外側に研磨剤ならし板２２を取り付けており、半導体基板４から発生した研磨クズ２８が、研磨面４ａと研磨定盤６の間に入り込むことを抑制している。研磨剤ならし板２２は、アウターガイド３２の後方の穴２０ｃの外側に、固定ネジ２４で固定されている（図６参照）。その幅は半導体基板４のはばよりも十分広く、切り欠き２０ｃの幅よりも広い。またその長さは、アウターガイド２０を研磨定盤６に設置したときに研磨定盤６に十分触れるほど長く、これにより半導体基板４から発生した研磨クズ２８を、研磨剤ならし板２２と研磨定盤６の間に集めることができる。研磨剤ならし板２２は弾性を有しているために、研磨定盤６と触れても研磨されることもなく、また研磨定盤６上の研磨剤と潤滑油の混合物８の有無に関わらずに、研磨クズ２８を集めることができる。
図６に示すように、アウターガイド３２には、切り欠き２０ｂ、２０ｃ以外に、スリット３４が形成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は広がり抵抗評価用半導体基板の研磨方法の構成図である
【図２】図２は従来発明の研磨治具２の断面図である。
【図３】図３は本発明の研磨治具２の断面図である。
【図４】図４は図３の研磨治具２を断線III―III’のIII側から斜視した図である。
【図５】図５は他の実施例の図２に対応する図であり、アウターガイド３２に研磨剤ならし板２２を付加した研磨治具３０である。
【図６】図６は図５の研磨治具３０を断線III―III’のIII’側から斜視した図である。
【符号の説明】
【００２５】
２・・・・・研磨治具
４・・・・・半導体基板
４ａ・・・・研磨面
６・・・・・研磨定盤
８・・・・・研磨剤と潤滑油の混合物
１０・・・・従来のアウターガイド
１０ａ・・・従来のアウターガイドの下端面
１２・・・・固定部材
１２ａ・・・固定面
１２ｂ・・・固定部材の傾斜面
１４・・・・インナーガイド
１６・・・・連結具
１８・・・・アウターガイドからの研磨クズ
２０・・・・第１実施例のアウターガイド
２０ａ・・・第１実施例のアウターガイドの下端面
２０ｂ・・・第１実施例のアウターガイドの下端面に形成された切り欠き
２０ｃ・・・第１実施例のアウターガイドの下端面に形成された切り欠き
２２・・・・研磨剤ならし板
２４・・・・固定ネジ
２８・・・・半導体基板からの研磨クズ
３０・・・・第２実施例の研磨治具
３２・・・・第２実施例のアウターガイド
３４・・・・スリット
【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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