(57)【要約】      （修正有）【課題】仕上げ研磨において、研磨布の長時間の使用によるヘイズの悪化を防止し、研磨布の使用ライフを長くすることができ、特にヘイズレベルの良好なウエーハを研磨することができるようにしたウエーハの研磨装置及び研磨方法を提供する。【解決手段】表面に研磨布１２が貼付された定盤１４と、研磨すべきウエーハＷの一面を保持面１６ａに保持して前記研磨布１２にウエーハＷの他面を当接させる研磨ヘッド１８と、該研磨ヘッド１８を駆動することにより前記研磨布１２でウエーハＷ他面を研磨するヘッド駆動機構とを有する研磨装置１０ａであって、前記研磨ヘッド１８の外周部に対して所定の隣接間隔ｄをおいて隣接するように研磨剤供給量抑制治具１７を設け、かつ該研磨剤供給量抑制治具１７は前記研磨布１２と接触する接触面を有するようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に研磨布が貼付された定盤と、研磨すべきウエーハの一面を保持面に保持して前記研磨布にウエーハの他面を当接させる研磨ヘッドと、該研磨ヘッドを駆動することにより前記研磨布でウエーハ他面を研磨するヘッド駆動機構とを有する研磨装置であって、前記研磨ヘッドの外周部に対して所定の隣接間隔ｄをおいて隣接するように研磨剤供給量抑制治具を設けかつ該研磨剤供給量抑制治具は前記研磨布と接触する接触面を有することを特徴とするウエーハ研磨装置。
【請求項２】
前記研磨剤供給量抑制治具が前記接触面を備えたプレート部材を有し、該プレートが、研磨布との押圧力を調整し研磨ヘッドの研磨面での研磨剤の供給量を調整することができるようにしたことを特徴とする請求項１記載のウエーハの研磨装置。
【請求項３】
前記接触面の表面粗さがＲａで０．０５〜１０．０μｍである研磨剤供給量抑制治具を用いることを特徴とする請求項１又は２記載のウエーハの研磨装置。
【請求項４】
前記研磨剤供給量抑制治具が、セラミックス製、硬質樹脂製、ファイバー強化型樹脂製、又はエンジニアリングプラスチック製であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のウエーハの研磨装置。
【請求項５】
前記研磨剤供給量抑制治具が、環状であって前記研磨ヘッドの外周部の全周に対して隣接するように配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のウエーハ研磨装置。
【請求項６】
前記研磨剤供給量抑制治具が、円弧状であって研磨剤が供給される側の研磨布上において研磨ヘッドの外周部に対して隣接して位置するように配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のウエーハの研磨装置。
【請求項７】
前記研磨剤供給量抑制治具が、前記研磨ヘッドと一体化された状態で配置されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のウエーハの研磨装置。
【請求項８】
前記研磨剤供給量抑制治具が、前記研磨ヘッドとは別に支持された状態で配置されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のウエーハの研磨装置。
【請求項９】
前記研磨剤供給量抑制治具が、上下動が可能な構成にされていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載のウエーハの研磨装置。
【請求項１０】
前記研磨ヘッドの外周部に対する前記研磨剤供給量抑制治具の隣接間隔ｄが０．５ｍｍ〜１００ｍｍであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載のウエーハの研磨装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項記載のウエーハの研磨装置を用いるウエーハの研磨方法において、該研磨ヘッドの外周部に配置した研磨剤供給量抑制治具を研磨布に接触させた状態でウエーハを研磨することを特徴とするウエーハの研磨方法。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか１項記載のウエーハの研磨装置を用いるウエーハの研磨方法において、研磨剤供給量抑制治具によりウエーハの研磨面に供給される研磨剤量を調整してウエーハを研磨することを特徴とするウエーハの研磨方法。
【請求項１３】
ウエーハの表面粗さを改善する為の二次研磨工程或いは仕上げ研磨工程で実施することを特徴とする請求項１１又は１２記載のウエーハの研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエーハの研磨技術に関し、特に表面粗さを改善する二次研磨工程或いは仕上げ研磨工程において最適な状態で研磨が行えるウエーハ研磨装置および研磨方法に関する。
【０００２】
【関連技術】
半導体ウエーハ等を鏡面研磨する工程では、ウエーハ研磨装置が用いられるが、例えば、片面研磨方式のウエーハ研磨装置としては、図７に示す構造のものが広く知られている。図７は従来のウエーハ研磨装置の１例を示す要部の断面的概略説明図である。図７において、１０はウエーハ研磨装置で、被研磨体であるウエーハＷをその被研磨面を下向きにした状態で着脱自在に保持する研磨ヘッド本体１６を有する研磨ヘッド１８と、研磨ヘッド本体１６に保持されるウエーハＷに対向するように配置されてウエーハＷの直径よりもかなり大きな径を有する研磨布１２を貼り付けた回転可能な研磨定盤１４と、ウエーハＷの外周縁を保持するガイドリング２０とを備え、研磨に際しては研磨布１２上に研磨剤供給管２２から研磨剤（スラリー）２４を供給するとともにウエーハＷの一面をバッキングパッド２６等（合成樹脂やセラミックス、弾性体等で保持する場合もある）を介して研磨ヘッド本体１６のウエーハ保持面１６ａに保持し、この研磨ヘッド１８を加圧しウエーハの他面を研磨布１２に押圧して研磨するものである。研磨定盤１４は駆動軸２８を介して基台に支持されるとともに定盤駆動機構により回転駆動される。一方、研磨ヘッド１８は駆動軸２９を介して研磨ヘッド駆動機構により回転駆動される。また、上記ガイドリング２０を具備しない構成のウエーハ研磨装置も従来から用いられている。
【０００３】
このような鏡面研磨ウエーハの製造に用いられる研磨装置には種々の形態が開発されているが、多くは研磨の保持方法（研磨ヘッド、更にはウエーハ保持）の改良であり、バッキングパッド等の軟質保持面でウエーハを保持するものや、真空吸着、さらにはテンプレート（ガイドリングともいわれる）の改良が行われている。
【０００４】
例えば、図８に示すようなウエーハ研磨装置が用いられる。この研磨装置３０は、ウエーハＷの片面を研磨する装置として構成され、回転する定盤３２と研磨ヘッド３３に装着したウエーハ保持盤３４と研磨剤供給管３６から成っている。定盤３２の上面には研磨布３８が貼付してある。定盤３２は回転軸４０により所定の回転速度で回転される。そして、ウエーハ保持盤３４は、真空吸着等によりそのウエーハ保持面３５にウエーハＷを保持し、回転軸４２をもつ研磨ヘッド３３に装着され、研磨ヘッド３３により回転されると同時に所定の荷重で研磨布３８にウエーハＷを押し付ける。研磨剤４４の供給は研磨剤供給管３６から所定の流量で研磨布３８上に供給し、この研磨剤４４がウエーハＷと研磨布３８の間に供給されることによりウエーハＷが研磨される。このウエーハ保持盤３４は、ウエーハ保持面３５に多数の真空吸着用の貫通孔４６をもつウエーハ保持盤本体３４ａおよびウエーハ保持盤裏板３４ｂとから構成され、貫通孔４６はウエーハ保持盤本体３４ａとウエーハ保持盤裏板３４ｂの間にある真空部４８を経て真空ライン５０から不図示の真空装置につながり、真空の発生によってウエーハ保持面３５にウエーハＷを吸着保持するようになっている。
【０００５】
図８の装置においては、特にウエーハ保持盤本体３４ａのウエーハ保持面３５にバッキングパッド３５ａを設けたものとなっている。研磨ヘッド３３は、その回転ホルダ５２の内部に加圧空間部５４を設け、ゴムシートなどからなる弾性体リング５６を介してウエーハ保持盤３４を気密に保持している。加圧空間部５４は加圧空気供給路５８を経て空気圧縮機（不図示）につながっている。そしてウエーハＷをウエーハ保持面３５上のバッキングパッド３５ａの表面に真空吸着保持しているウエーハ保持盤３４に回転あるいは揺動を与えると同時にウエーハ保持盤３４の背面を空気により加圧して、ウエーハ保持盤３４を研磨布３８に押し付けるようになっている。
【０００６】
このように、研磨布３８を貼った定盤３２とウエーハＷを保持する研磨ヘッド３３を相対的に回転させながら研磨布３８とウエーハＷの間に研磨剤（スラリー）４４を供給することにより研磨が行われる。図８に示した研磨装置３０は、弾性リング５６によって画成された加圧空間部５４へ、回転軸４２を通じて加圧空気源から加圧空気供給路５８を介して加圧空気を供給することにより、ウエーハ保持盤３４を下方へ押圧できるフローティングヘッド構造になっており、研磨布３８に対するウエーハＷの当接圧力が均一化できる利点を有し、ウエーハＷ面内で研磨代（研磨量）を均一に研磨したい場合に主に用いられる。
【０００７】
この時、ウエーハ保持盤３４の外周には同心状にテンプレート（ガイドリングなどとも呼ばれる）６０が配置され、テンプレート６０の下端はウエーハ保持盤３４よりも下方に突出し、これにより、ウエーハ保持盤３４の下面に付着されたウエーハＷの外周を保持することで、研磨中のウエーハＷがウエーハ保持盤３４から外れる不具合が防止でき、またウエーハＷをテンプレート６０で囲み、このテンプレートの下端をウエーハ下面と同じ高さで研磨することにより、ウエーハ外周部での研磨量がウエーハ中央部よりも大きくなる現象が防止できるとされている。
【０００８】
また、図８の例ではウエーハの保持面３５にはバッキングパッド３５ａが貼付してあり、更にウエーハ保持盤（キャリアプレート等）３４には貫通孔が設けてあり、ウエーハ保持盤３４の裏板３４ｂとの空間で真空状態にしウエーハＷを吸着支持できるようになっている。この機構は、研磨時にウエーハＷを固定する為に使用されたり（但し、バッキングパッド３５ａを用いたウエーハＷの保持では研磨時には吸着していないことが多い）、搬送時に真空吸着してウエーハＷを保持する為に使われる。
【０００９】
研磨工程では、複数の研磨条件により多段で実施されることが一般的である。例えば、厚さの厚い部分を積極的に研磨し、高平坦度のウエーハを得る研磨（主に修正研磨、粗研磨、１次研磨などと言われる）と高平坦度になったウエーハの表面改質の為の研磨（主に仕上げ研磨などといわれる）が存在する。またこれらの中間的な研磨が行われることがある（主に２次研磨などといわれる）。この２次研磨は、１次研磨より研磨代が少なく、また仕上げ研磨よりは多く設定するのが通常である。２次研磨では１次研磨後のウエーハ形状により、修正研磨的作用を多くするか、また研磨代を均一にして研磨する均一研磨的な作用（表面改質）を大きくするか適宜設定し実施される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
複数段行われる研磨のなかで下流側の研磨である二次研磨や仕上げ研磨では、ヘイズ（ＨＡＺＥ）と呼ばれる表面粗さを改善することが重要である。
【００１１】
ヘイズ（ＨＡＺＥ）は、例えば１．０μｍ角領域を原子間力顕微鏡で観察した際の平均２乗表面粗さ（Ｒｒｍｓ）で表したもので、数〜数十ｎｍの周期をもった微小な表面粗さである。通常ヘイズレベルは、微小な表面粗さによる微弱な乱反射強度を測定する機能を有するパーティクルカウンターにより準定量的な評価がされる。例えば、レーザー表面検査装置である日立電子エンジニアリング社製ＬＳ−６０３０で測定される値であり、この装置ではビット単位でその値が表される。
【００１２】
これは、一般的に研磨布の使用ライフに応じてウエーハのヘイズ（ＨＡＺＥ）値が悪くなっていく為、ヘイズレベルを管理し定期的な研磨布の交換が必要である。従って、ヘイズが悪化しやすい条件では研磨布の交換頻度が多くなり、生産性が悪くなっていた。従って研磨布の使用ライフをのばすことが重要である。
【００１３】
また、上記した研磨ヘッドは、主に平坦度の改善を目的に開発されてきたため、必ずしもヘイズの改善には繋がらないことがわかった。
【００１４】
そこで、本発明では主に仕上げ研磨において、研磨布の長時間の使用によるヘイズの悪化を防止し、研磨布の使用ライフを長くすることができ、特にヘイズレベルの良好なウエーハを研磨することができるようにしたウエーハの研磨装置及び研磨方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
仕上げ研磨におけるヘイズの悪化原因について調査したところ、研磨剤（スラリー）の供給量が関係していることがわかった。つまり、研磨布全体に研磨剤を回り込ませる為に、ある程度の研磨剤流量が必要となるが、研磨剤が過剰に研磨面に供給されるとウエーハがエッチングされヘイズを悪化させることがわかった。
【００１６】
この他に、ウエーハのエッジ部が研磨布に入り込み、研磨布にダメージを与え、研磨布ライフを低下させることでもＨＡＺＥの悪化が起こることがわかった。特に仕上げ研磨布では研磨布表面が削れ易く研磨布ライフが低下しやすい。
【００１７】
そこで、上記課題を解決するため、本発明に係るウエーハの研磨装置は、表面に研磨布が貼付された定盤と、研磨すべきウエーハの一面を保持面に保持して前記研磨布にウエーハの他面を当接させる研磨ヘッドと、該研磨ヘッドを駆動することにより前記研磨布でウエーハ他面を研磨するヘッド駆動機構と有する研磨装置であって、該研磨ヘッドの外周部に対して所定の隣接間隔ｄをおいて隣接するように研磨剤供給量抑制治具を設けかつ該研磨剤供給量抑制治具は前記研磨布と接触する接触面を有することを特徴とする。
【００１８】
このように二次研磨／仕上げ研磨時に研磨布がウエーハのエッジ部に接触する前に、研磨ヘッド外周部の研磨布部分を研磨剤供給量抑制治具により加圧を行う。これによりウエーハエッジ部の研磨布への入り込みを防止又は制御しウエーハエッジ部による研磨布へのダメージ形成作用を低減し、従って、研磨布の使用ライフも延びることとなる。上記隣接間隔ｄとしては０．５ｍｍ〜１００ｍｍ程度が用いられる。
【００１９】
また、このような研磨剤供給量抑制治具を配置したことにより、ウエーハに対する過剰な研磨剤の供給が排除され、研磨剤供給量抑制治具による加圧の際の圧の調整や研磨剤供給量抑制治具の表面粗さの選択等により最適な研磨剤量を研磨面に供給することができ、不要なエッチングを防止しヘイズを改善することもできる。上記研磨剤供給量抑制治具が、上記接触面を備えたプレート部材を有し、該プレート部材が研磨布との押圧力を調整し研磨ヘッドの研磨面での研磨剤の供給量を調整することができるようにするのが好ましい。
【００２０】
なお、この研磨剤供給量抑制治具は、研磨剤（スラリー）の過剰供給を抑制する部材であり、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、ＳｉＮ等に代表されるセラミックス製、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＥＥＫ、ＰＰＳに代表される樹脂製、ガラスエポキシ、アラミドエポキシに代表されるファイバー強化型樹脂製、或いはナイロン、ポリイミドに代表されるエンジニアリングプラスチック製等を用いることができる。但し、該研磨剤供給量抑制治具の接触面の表面粗さがＲａにて１０．０μｍを超える部材であると研磨布を削り取りやすく、表面粗さが０．０５μｍを下回る部材であると研磨剤の必要最低量が確保されないため、本発明では研磨布へのダメージが少なく、最低限の研磨剤の持ちこみが可能である０．０５〜１０．０μｍ程度の表面粗さの研磨剤供給量抑制治具を用いるのが好ましいが、特にこの表面粗さがＲａで０．５μｍ程度のものを好適に用いることができる。
【００２１】
また、研磨ヘッドの外周部全周に対して隣接するように環状の研磨剤供給量抑制治具を配置すればよいが、本発明の目的を達成する為には必ずしも研磨ヘッドの外周部全周に対して研磨剤供給量抑制治具を配置する必要はなく、研磨剤（スラリー）が供給される側の研磨布上であって研磨ヘッドの外周部に対して隣接して位置するように円弧状（例えば、半円弧状）の研磨剤供給量抑制治具を配置する構成によっても同様の効果を達成することができる。研磨定盤の回転方向により研磨剤が供給される方向が決まるので、この方向に対して研磨剤供給量抑制治具を配置することが好ましい。
【００２２】
更に、研磨ヘッドと研磨剤供給量抑制治具は一体化させたものでも良く、また研磨剤供給量抑制治具と研磨ヘッドとを別々に支持しても良い。
【００２３】
研磨ヘッドと研磨剤供給量抑制治具を一体化させればその制御がしやすくなり好ましい。また研磨ヘッドと研磨剤供給量抑制治具を別々に支持する構成にすれば、現在用いられている研磨装置の改造を必要とせず、既存の研磨ヘッドの外周部に研磨剤供給量抑制治具を容易に設置することも可能であり好ましい。
【００２４】
研磨剤供給量抑制治具は、ある程度の上下動が可能な構成にしておくことが好ましいが、これらの上下動機構は研磨ヘッドの研磨圧の調整などとは独立して制御できることが好ましい。従って、研磨剤供給量抑制治具の内部にプレート部材を上下動させるための機構、例えば、エアーバック方式の圧力調整機構やバネ機構などを利用した加圧圧力を調整する構成を設けるのが好適である。また、研磨剤供給量抑制治具全体を上下動させる機構を設けてもよい。
【００２５】
また、本発明のウエーハの研磨方法は、本発明のウエーハ研磨装置を用い、該研磨ヘッドの外周部に配置した研磨剤供給量抑制治具を研磨布に接触させた状態で研磨することを特徴とする。特に研磨剤供給量抑制治具により研磨面に供給される研磨剤量を調整して研磨すると良い。ヘイズレベルを改善する為の二次研磨／仕上げ研磨で実施することが好ましく、これによりヘイズの改善及び研磨布の使用ライフの向上が実施できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明するが、図示例は例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能なことはいうまでもない。
【００２７】
図１は本発明のウエーハの研磨装置の一つの実施の形態を示す要部の断面的概略説明図である。図２は図１の概略斜視説明図である。図１に示した本発明のウエーハ研磨装置の基本構成は図７に示した従来のウエーハ研磨装置とほぼ同様であり、図１及び図２において図７と同様の記載は同様の符号で示される。図１及び図２において、１０ａは本発明のウエーハ研磨装置である。該ウエーハ研磨装置１０ａにおいては、円盤状の定盤１４が水平に設置され、この定盤１４は定盤駆動機構により駆動軸２８を介して軸線回りに回転されるようになっている。該定盤１４の上面には全面に亙って研磨布１２が貼付されている。該定盤１４の上方には、不図示の複数の支柱を介してヘッド駆動機構が固定され、このヘッド駆動機構には定盤１４と対向する研磨ヘッド１８が駆動軸２９を介して回転駆動可能に設けられている。
【００２８】
該研磨ヘッド１８は、被研磨体であるウエーハＷをその被研磨面を下向きにした状態で着脱自在に保持する研磨ヘッド本体１６を有している。該研磨ヘッド本体１６のウエーハ保持面１６ａにはバッキングパッド２６が設けられ、また該ウエーハ保持面１６ａの周辺部にはウエーハＷの外周縁を保持するガイドリング２０が配置されている。２２は研磨布１２上に研磨剤（スラリー）２４を供給する研磨剤供給管である。
【００２９】
本発明のウエーハ研磨装置１０ａでは、研磨ヘッド外周部の形状が図７に示した従来のウエーハ研磨装置１０とは異なる。図１及び図２に示すように、本発明のウエーハ研磨装置１０ａにおいては、研磨ヘッド１８の外周部に研磨剤供給量抑制治具１７が配置されているのが最大の特徴である。
【００３０】
該研磨剤供給量抑制治具１７は、環状の抑制治具本体１９及び該抑制治具本体１９の下面に設けられたプレート部材２１からなり、研磨ヘッド１８の外周部全周に対して所定の隣接間隔をおいて隣接するように連結部材２３を介して研磨ヘッド本体１６に一体化して接続されている。また、本例では、研磨剤供給量抑制治具１７の内部にプレート部材２１を上下動させるための機構１３が設けられている。
【００３１】
該プレート部材２１は、その下面に前記研磨布１２と接触する接触面２１ａを有している。該接触面２１ａの表面荒さがＲａで０．０５〜１０．０μｍであることが好ましい。また、上記研磨ヘッド１８の外周部に対する前記研磨剤供給量抑制治具１７の隣接間隔ｄは０．５ｍｍ〜１００ｍｍ程度が好ましく、０．５ｍｍ〜１０ｍｍ程度がより好ましい。
【００３２】
上記の構成により、ウエーハＷの研磨を行うには、従来装置と同様に、ウエーハＷの一面をバッキングパッド２６を介して研磨ヘッド本体１６のウエーハ保持面１６ａに保持し、研磨ヘッド１８を加圧しウエーハＷの他面を研磨布１２に押圧当接させ、研磨定盤１４を回転させるとともに、研磨ヘッド１８を研磨定盤１４に対して回転させることで研磨する。この時、前記研磨剤供給量抑制治具１７は、研磨ヘッド１８と連結部材２３を介して一体化されているので、該研磨ヘッド１８の回転とともに該研磨剤供給量抑制治具１７も一緒に回転するが、該研磨剤供給量抑制治具１７は環状であるため、供給される研磨剤を常に調整することが可能である。
【００３３】
本発明装置においては、研磨ヘッド１８の外周部に隣接して研磨剤供給量抑制治具１７が設けられているので、研磨に際しては、研磨布１２がウエーハＷのエッジ部に接触する前に研磨ヘッド１８の外周部に対応する研磨布１２部分を研磨剤供給量抑制治具１７により加圧を行う。この加圧作用によって、ウエーハＷのエッジ部の研磨布１２への入り込みを防止又は制御しウエーハエッジ部による研磨布１２へのダメージ形成作用が低減され、したがって、研磨布１２の使用ライフも延びることとなる。
【００３４】
また、上記研磨剤供給量抑制治具１７を配置したことにより、ウエーハＷに対する過剰な研磨剤２４の供給が排除され、研磨剤供給量抑制治具１７による加圧の際の圧の調整や研磨剤供給量抑制治具１７の表面粗さの選択等により最適量の研磨剤２４をウエーハＷの研磨面に供給することができ、不要なエッチングを防止しウエーハＷのヘイズを改善することができる。
【００３５】
本発明装置で用いられる研磨剤供給量抑制治具１７は、研磨剤（スラリー）の過剰供給を抑制する部材であり、その材質は特別な制限はないが、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、ＳｉＮ等に代表されるセラミックス製、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＥＥＫ、ＰＰＳに代表される樹脂製、ガラスエポキシ、アラミドエポキシに代表されるファイバー強化型樹脂製、或いはナイロン、ポリイミドに代表されるエンジニアリングプラスチック製等を用いることができる。
【００３６】
図１及び図２に示した例では、研磨ヘッド１８の外周部全周に対して隣接するように環状の研磨剤供給量抑制治具１７を配置しかつ研磨ヘッド１８と研磨剤供給量抑制治具１７とは連結部材２３によって一体化された状態となっている場合を示したが、本発明装置においては、必ずしも研磨ヘッド１８の外周部全周に対して研磨剤供給量抑制治具１７を配置する必要はなく、また、必ずしも研磨ヘッド１８と研磨剤供給量抑制治具１７とを一体化させる必要もない。例えば、研磨剤２４が供給される側の研磨布１２上であって研磨ヘッド１８の外周部に対して隣接して位置するように円弧状の研磨剤供給量抑制治具１７を配置しかつ該研磨剤供給量抑制治具１７が研磨ヘッド１８とは別々に支持されているような構成を採用することもできる。以下にその例を説明する。
【００３７】
図３は本発明のウエーハの研磨装置の他の実施の形態を示す要部の概略斜視説明図である。図４は図３の断面的概略説明図である。図３及び図４において、図１及び図２と同一又は類似部材は同一符号で示されている。
【００３８】
図３及び図４に示した本発明のウエーハの研磨装置１０ｂの基本構成は、図１及び図２に示した本発明のウエーハの研磨装置１０ａと、ガイドリング及びバッキングパッドを設けなかった点を除いて、同様であり、その基本構成についての再度の説明は省略する。
【００３９】
本発明のウエーハの研磨装置１０ｂは、研磨剤供給量抑制治具１７の態様が図１及び図２の例とは異なっており、その点について説明する。図３及び図４において、研磨剤供給量抑制治具１７は、円弧状の抑制治具本体１９及び該抑制治具本体１９の下面に設けられたプレート部材２１からなり、研磨ヘッド１８の外周部に対して隣接しかつ研磨剤２４が供給される側、換言すれば、研磨定盤１４の回転方向Ｒの上流側の研磨布１２上に配置するように研磨定盤１４の外部から延出された支持手段２５によって支持されている。
【００４０】
図３によく示されるように、該研磨剤供給量抑制治具１７は、該研磨ヘッド１８とは別々に支持手段２５によって支持された不動状態で配置されているが、研磨剤２４が供給される側に配置されているために充分に研磨剤２４の供給量の調整を行うことができる。なお、研磨剤供給量抑制治具１７の接触面を上下動させる機構は、図１の例と同様に研磨剤供給量抑制治具１７の内部に設けてあってもよいが、本例では、支持手段２５を上下に移動できる構成とし、研磨剤供給量抑制治具１７全体が上下動して調整できる機構とした。
【００４１】
図１及び図２の例のように研磨剤供給量抑制治具１７と研磨ヘッド１８とが一体化した構成の場合は、研磨ヘッド１８の回転とともに該研磨剤供給量抑制治具１７が回転しても研磨剤２４の供給量の調整が可能であるが、図３及び図４の場合には研磨剤供給量抑制治具１７が円弧状であるためそれを回転させると研磨剤供給量抑制治具１７の欠落部から研磨剤２４が研磨ヘッド１８側へ侵入してしまい、研磨剤２４の供給量の調整を充分に行うことができなくなる。なお、図１及び図２の例では環状の研磨剤供給量抑制治具１７を研磨ヘッド１８と一体化し共に回転させる場合を示したが、図１及び図２の環状の研磨剤供給量抑制治具１７に対しても図３の支持手段２５によって研磨定盤１４の外部から不動状態で支持する構成を採用し、環状の研磨剤供給量抑制治具１７を回転させない状態で用いても研磨剤２４の供給量の調整を同様に行うことができる。
【００４２】
次に本発明のウエーハの研磨方法について説明する。本発明のウエーハの研磨方法は、上記した本発明のウエーハ研磨装置１０ａ，１０ｂによりウエーハを研磨する方法であって、該研磨装置１０ａ，１０ｂのウエーハ保持面１６ａにウエーハＷを配置し、かつ研磨布１２に当接させ、研磨定盤１４を回転させると共に、研磨ヘッド１８を研磨定盤１４に対し回転させることで研磨する。特に、本発明方法は、ウエーハの表面粗さを改善するための二次研磨工程あるいは仕上げ研磨工程で実施されるのが好ましい。
【００４３】
本発明方法における研磨条件において、研磨圧力は１００〜２００ｇ／ｃｍ２程度に設定する。仕上げ研磨の場合、この程度の研磨圧力で研磨するとウエーハ表面の改質が良好に行える。
【００４４】
本発明装置における研磨剤供給量抑制治具による加圧の圧力は、実際の研磨にあたっては、１００ｇ／ｃｍ２〜２５０ｇ／ｃｍ２程度に設定することが好ましい。実際の圧力設定値は、使用される研磨剤の種類や研磨布、研磨剤供給量抑制治具の材質や粗さ等により適宜設定されることはいうまでもない。
【００４５】
本発明装置における研磨布としては特に限定するもではなく２次、仕上げ研磨に用いられる一般的な１層型の研磨布、又は多層型の研磨布を用いれば良い。例えば、多層の不織布、スエード状の研磨布が主に用いられる。
【００４６】
【実施例】
以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもない。
【００４７】
（実施例１）
本発明のウエーハの研磨装置を用い、両面が（１次）研磨された直径３００ｍｍのシリコンウエーハの２次研磨及び仕上げ研磨を行った。本発明装置の研磨ヘッドの基本構成は特に限定されるものではないが、本実施例では、図８に示したようなフローティングヘッド構造の研磨ヘッドを用いた。即ち、該研磨ヘッドのウエーハ保持面にはバッキングパッドが貼付されており、この面にウエーハが保持される。
【００４８】
このような研磨ヘッドの外周部に、図１及び図２に示すように環状の研磨剤供給量抑制治具を配置した。研磨剤供給量抑制治具はアルミナ製のリングを用い、研磨ヘッド及びウエーハと研磨剤供給量抑制治具とは約６ｍｍ離した位置（即ち、隣接距離ｄ＝約６ｍｍ）に配置した。研磨剤供給量抑制治具はその内部に配置したバネの力によりプレート部材を約１００ｇ／ｃｍ２で研磨布に接触するように設定されている。また研磨剤供給量抑制治具の研磨布との接触面の粗さはＲａで約０．５μｍであった。
【００４９】
本実施例の研磨条件としては、研磨布には二次研磨として不織布を用い、仕上げ研磨としてスエード状の研磨布を用いるとともに、研磨剤（スラリー）にはコロイダルシリカを含有するアルカリ溶液を用いた。
【００５０】
このような研磨条件で複数枚のウエーハを研磨した後、ヘイズレベルを測定し、その測定結果を図５に示した。
【００５１】
また研磨布の使用時間によるヘイズの悪化の傾向を調べる為、使用時間の異なる研磨布を用い同様にウエーハを研磨した。この研磨実験は仕上げ研磨で用いられる研磨布を用いて行った。その研磨実験の結果を図６に示した。なお、本実施例で測定したヘイズ（ＨＡＺＥ）は日立電子エンジニアリング社製ＬＳ−６０３０（レーザー表面検査装置）のヘイズモードにより準定量的に測定した相対値である。図６に示したヘイズの値（ビット単位）が大きいほうがヘイズレベルが悪いことを意味している。
【００５２】
（比較例１）
上記のような研磨剤供給量抑制治具を配置しない、図８に示したような研磨装置を用いて二次研磨及び仕上げ研磨を行った。研磨条件等は実施例１と同じとした。
【００５３】
このような研磨条件でウエーハを研磨しそのヘイズレベルを測定し、その測定結果を実施例１の結果とともに図５に示した。図５の結果から実施例１においては比較例１に比べてヘイズレベルが大幅に改善されていることがわかった。また、研磨布の使用時間によるヘイズレベルの悪化も同様に調べ、その結果を実施例１の結果とともに図６に示した。図６の結果から、実施例１においては比較例１に比べて研磨布を長時間使用してもヘイズレベルの悪化が防止されることがわかった。
【００５４】
従来は、上述したような研磨剤供給量抑制治具のようなものを研磨中に使用するとウエーハのヘイズレベルは悪化すると考えられおり使用された例はなかった。しかし、本発明装置のような構成にして使用すれば、ヘイズ値が従来より３０％も改善された。また、一定のヘイズレベルに達した場合、研磨布を交換するが、上記実施例に示したように、大変長時間仕上げ研磨布を使用することができ、従来の約３倍程度に使用ライフが延長された。つまり、本発明のウエーハの研磨装置を用いるとヘイズレベルの良好なウエーハを、研磨布を交換することなく数多く研磨することができる。これにより研磨布の交換頻度も減り作業時間が短縮され、また品質の良いウエーハに研磨されるため、その歩留まりも向上し、生産性の向上に繋がる。また、研磨布の交換も少なくなることから消耗品等のコストも低減でき好ましい。
【００５５】
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。
【００５６】
例えば、実施例１では研磨ヘッドの外周全域に隣接する環状の研磨剤供給量抑制治具を用いた例を示したが、図３及び図４に示すような研磨剤（スラリー）が回り込む側だけに円弧状の研磨剤供給量抑制治具を配置しても同様な効果があった。
【００５７】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明のウエーハ研磨装置及び方法によれば、研磨布の長時間の使用によるヘイズの悪化を防止し、研磨布の使用ライフを長くすることができ、特にヘイズレベルの良好なウエーハを研磨することができるという大きな効果が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のウエーハの研磨装置の一つの実施の形態を示す要部の断面的概略説明図である。
【図２】図１の概略斜視説明図である。
【図３】本発明のウエーハの研磨装置の他の実施の形態を示す要部の概略斜視説明図である。
【図４】図３の断面的概略説明図である。
【図５】実施例１及び比較例１において研磨したウエーハのヘイズレベルの測定値を示すグラフである。
【図６】実施例１及び比較例１における研磨布使用時間とヘイズレベルとの関係を示すグラフである。
【図７】従来のウエーハの研磨装置の１例を示す要部の断面的概略説明図である。
【図８】従来のウエーハの研磨装置の他の例を示す要部の断面的概略説明図である。
【符号の説明】
１０，３０：従来のウエーハ研磨装置、１０ａ，１０ｂ：本発明のウエーハ研磨装置、１２：研磨布、１４：研磨定盤、１６：研磨ヘッド本体、１６ａ：ウエーハ保持面、１７：研磨剤供給量抑制治具、１８：研磨ヘッド、１９：抑制治具本体、２０：ガイドリング、２１：プレート部材、２１ａ：接触面、２２：研磨剤供給管、２３：連結部材、２４：研磨剤、２５：支持手段、２６：バッキングパッド、２８：駆動軸、２９：駆動軸、３２：定盤、３３：研磨ヘッド、３４：ウエーハ保持盤、３４ａ：ウエーハ保持盤本体、３４ｂ：ウエーハ保持盤裏板、３５：ウエーハ保持面、３５ａ：バッキングパッド、３６：研磨剤供給管、３８：研磨布、４０：回転軸、４２：回転軸、４４：研磨剤、４６：貫通孔、４８：真空部、５０：真空ライン、５２：回転ホルダ、５４：加圧空間部、５６：弾性リング、５６：弾性体リング、５８：加圧空気供給路、６０：テンプレート、ｄ：隣接間隔、Ｒ：研磨定盤の回転方向、Ｗ：ウエーハ。
【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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