(57)【要約】【課題】ポリシング装置の研磨面の全体から均等にスラリー液を供給し、バフの変形を防止して高品質のポリシング加工を可能とする。【解決手段】被加工品の回転中心と研磨板１６の回転中心とを偏心配置したポリシング装置において、前記研磨板１６のバフ貼り付け面が、スラリー液を浸透させる素材からなるバフによって被覆され、前記研磨板１６の内部に、前記バフ貼り付け面に接着されたバフの接着面側からバフを浸透させてスラリー液を供給する流路１６ａ、１６ｂが設けられるとともに、前記研磨板１６のバフ貼り付け面に、前記流路１６ｂに連通して、バフ貼り付け面の中央部側から外周部側に延びる線状に形成されたスラリー流通溝１８が、周方向に間隔をあけて複数設けられていることを特徴とする。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工品の回転中心と研磨板の回転中心とを偏心配置したポリシング装置において、
前記研磨板のバフ貼り付け面が、スラリー液を浸透させる素材からなるバフによって被覆され、
前記研磨板の内部に、前記バフ貼り付け面に接着されたバフの接着面側からバフを浸透させてスラリー液を供給する流路が設けられるとともに、
前記研磨板のバフ貼り付け面に、前記流路に連通して、バフ貼り付け面の中央部側から外周部側に延びる線状に形成されたスラリー流通溝が、周方向に間隔をあけて複数設けられていることを特徴とするポリシング装置。
【請求項２】
前記流路が、スラリー流通溝の内端となる基部側と連通して設けられていることを特徴とする請求項１記載のポリシング装置。
【請求項３】
前記スラリー流通溝が、バフ貼り付け面の周方向に均等間隔に、かつ長手方向を径方向に向けて設けられていることを特徴とする請求項１記載のポリシング装置。
【請求項４】
前記バフが、バフ貼り付け面に接着される面側に、スラリー流通溝と交差するバフ溝が設けられたものであることを特徴とする請求項１、２または３記載のポリシング装置。
【請求項５】
前記バフ溝が、バフ貼り付け面と同芯の複数のリング状に設けられていることを特徴とする請求項４記載のポリシング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体ウエハ等のポリシング装置に関し、被加工品の回転中心とバフを貼り付けた研磨板の回転中心とを偏心させて配置し、研磨板側からスラリー液を供給してポリシング加工するポリシング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリシング装置は、たとえば半導体ウエハの厚さを薄くする加工において、半導体ウエハの裏面を研削加工した後、鏡面仕上げ、研削加工時に生じた変質層の除去、平坦化等を目的として使用される。ポリシング装置にはいくつかの方式があるが、被加工品を支持する回転テーブルと研磨板とを偏心させた配置としてポリシング加工する装置がある（たとえば、特許文献１参照）。図６は、半導体ウエハ等の被加工品１０を吸着して支持する回転テーブル１２の回転中心と、被加工品１０を研磨するバフ１４を貼り付けた研磨板１６の回転中心とを偏心させた配置としたポリシング装置の構成例を示す。
【０００３】
図７は、このポリシング装置で、回転テーブル１２に支持された被加工品１０と研磨板１６に貼り付けられたバフ１４の平面配置を示す。Ａは被加工品１０の中心とバフ１４の中心とのオフセット長を示す。このように被加工品１０とバフ１４とを偏心させて配置し、被加工品１０とバフ１４を各々の中心を軸線として互いに逆方向に接触回転させることによって被加工品１０の全面をポリシング加工することができる。
【０００４】
ポリシング装置では、被加工品１０とバフ１４との接触面に研磨剤、潤滑剤として作用するスラリー液を供給しながらポリシング加工を行う。１５はバフ１４に設けたスラリー流通孔である。図６に示すように、研磨板１６の支持軸にはスラリー液を供給する主流路１６ａが設けられ、主流路１６ａとスラリー流通孔１５とは主流路１６ａに連通して設けられた分岐路１６ｂを介して接続されている。これによって、スラリー流通孔１５にスラリー液が供給されてポリシング加工がなされる。
図８は、従来のポリシング装置でのスラリー液２０の流れを示している。主流路１６ａから供給されたスラリー液２０はスラリー流通孔に供給されるのであるが、被加工品１０と研磨板１６との接触領域内にあるスラリー流通孔１５ａについては被加工品１０によって孔が塞がれているためスラリー液２０が流れにくいのに対して、被加工品１０と研磨板１６との接触領域外にあるスラリー流通孔１５ｂではほとんど抵抗なくスラリー液２０が流れる。
【０００５】
この結果、接触領域内にあるスラリー流通孔１５ａにくらべて、開放側のスラリー流通孔１５ｂには、より多くスラリー液２０が流れるようになり、研磨板１６の回転による遠心力によって、スラリー流通孔１５ｂから吐出されたスラリー液２０は外方に飛び散るようにして排出される。このように、バフ１４にスラリー流通孔１５を開口させて設けた場合は、主流路１６ａに供給されるスラリー液２０のうち、大半がバフ１４の表面を伝わるようにして外部に飛散してしまい、スラリー液２０が無駄に消費されてしまう。
【０００６】
スラリー液２０が無駄に消費されることを防止する方法としては、図９に示すように、研磨板１６の全面をバフ１４によって被覆し、バフ１４にはスラリー流通孔を設けず、スラリー液２０をバフ１４に浸透させるようにして供給する方法が考えられる（たとえば、特許文献２参照）。なお、バフ１４の研磨板１６との接着面側に設けた吐出孔１４ａ、１４ｂは、バフ１４を研磨板１６に接着する接着剤層によって被覆せず、バフ１４を露出させて設けたもので、各々の分岐路１６ｂの開口部の位置に合わせて設けられている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−２８５８２５号公報
【特許文献２】
特開平７−５２０３３号公報（第３ページ）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図９に示すように、研磨板１６のバフ貼り付け面をバフ１４によって被覆すると、バフ１４の研磨板１６との接着面側に設けた吐出孔１４ａ、１４ｂはバフ１４によって閉止されるから、吐出孔が被加工品１０と研磨板１６とが接触する領域内にある場合でも、被加工品１０と研磨板１６とが接触する領域の外部にある場合でも、各吐出孔１４ａ、１４ｂへの流路抵抗の差が小さくなり、吐出孔１４ａ、１４ｂに均等にスラリー液２０が供給されるようになる。
また、スラリー液２０はバフ１４を浸透して供給されるから、バフ１４の浸透度を調節することによって、バフ１４から流出するスラリー液２０の分量を抑制することが可能となり、スラリー液２０が無駄に消費されることを防止することが可能になる。
【０００９】
しかしながら、研磨板１６のバフ貼り付け面の全面にバフ１４を貼り付け、バフ１４を浸透させるようにしてスラリー液２０を供給する方法による場合は、図１０に示すように、スラリー液２０の供給圧力によって吐出孔１４ｂでは、バフ１４が裏面側（研磨板１６との接着面側）から押されて、吐出孔１４ｂを設けた部位で部分的にバフ１４の表面（研磨面）が膨らむようになる場合がある。この結果、バフ１４が変形したり、スラリー液２０の供給が不均一になって、ポリシング加工の加工精度に悪影響を及ぼすといった問題がある。
【００１０】
また、バフ１４は研磨板１６のバフ貼り付け面に接着剤を用いて接着して取り付けるが、図６に示すようにバフ１４にスラリー流通孔１５を設けた場合は、研磨板１６に設けた各々の分岐路１６ｂの開口部とスラリー流通孔１５とを位置合わせして貼り合わせる必要があり、バフ１４の貼り合わせには熟練を要するという問題がある。図９に示す研磨板１６のバフ貼り付け面の全面にバフ１４を貼り付ける場合も、バフ１４の吐出孔１４ａ、１４ｂと分岐路１６ｂの開口部とを位置合わせする必要があり、バフ１４の貼り付け作業が難しいという同様の問題がある。
【００１１】
そこで、本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、研磨板側から供給されるスラリー液の圧力によってバフが膨らむといったバフの変形を防止するとともに、被加工品に均等にスラリー液を供給することができ、高精度のポリシング加工を可能にし、取り扱い性にも優れたポリシング装置を提供するにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、被加工品の回転中心と研磨板の回転中心とを偏心配置したポリシング装置において、前記研磨板のバフ貼り付け面が、スラリー液を浸透させる素材からなるバフによって被覆され、前記研磨板の内部に、前記バフ貼り付け面に接着されたバフの接着面側からバフを浸透させてスラリー液を供給する流路が設けられるとともに、前記研磨板のバフ貼り付け面に、前記流路に連通して、バフ貼り付け面の中央部側から外周部側に延びる線状に形成されたスラリー流通溝が、周方向に間隔をあけて複数設けられていることを特徴とする。なお、スラリー流通溝を線状に設けるとは、スラリー流通溝を直線状に設けること、曲線状に設けることを含む概念である。また、スラリー流通溝は、バフ貼り付け面内で径方向に対して傾斜した配置とすることも可能であり、バフ貼り付け面内でスラリー流通溝は、周方向に均等間隔に配置してもよいし、不均等配置としてもよい。
【００１３】
また、前記流路が、スラリー流通溝の内端となる基部側と連通して設けられていることにより、研磨板の回転によってスラリー流通溝の全体に均等にスラリー液を供給することが可能となる。
また、前記スラリー流通溝が、バフ貼り付け面の周方向に均等間隔に、かつ長手方向を径方向に向けて設けられていることにより、研磨面の全体から均等にスラリー液を供給することが可能になる。
また、前記バフが、バフ貼り付け面に接着される面側に、スラリー流通溝と交差するバフ溝が設けられたものであることにより、スラリー流通溝からバフ溝にスラリー液が供給され、研磨面から被加工品に好適にスラリー液を供給することが可能となる。
また、前記バフ溝が、バフ貼り付け面と同芯の複数のリング状に設けられていることにより、スラリー流通溝とバフ溝とが交差して、研磨面の全面から均等にスラリー液を供給することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面とともに詳細に説明する。
図１、２は、本発明に係るポリシング装置において、ポリシング装置の研磨板の構成を示すもので、図１は、研磨板１６に設けられている流路の構成を示す説明図、図２は研磨板１６に設けられている流路の構成を示すＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図を示す。
【００１５】
なお、本実施形態のポリシング装置も、図６に示すポリシング装置と同様に、半導体ウエハ等の被加工品１０を吸着して支持する回転テーブル１２の回転中心と研磨板１６の回転中心とを偏心させて配置したものであり、ポリシング装置の基本的な構成は図６に示すポリシング装置と同じである。
すなわち、回転テーブル１２は回転駆動機構により一方向に回転駆動され、被加工品１０は回転テーブル１２に吸着支持されて回転テーブル１２とともに回転される。研磨板１６は、昇降機構と回転駆動機構に連繋して設けられており、回転テーブル１２に支持された被加工品１０に研磨板１６を押接してポリシング加工を施す下位置と、被加工品１０を回転テーブル１２に給排する操作やメンテナンス等を行うため研磨板１６を回転テーブル１２の上方に離間させて支持する上位置との間で昇降可能に設けられている。研磨板１６は回転駆動機構により回転テーブル１２とは逆方向に回転駆動され、研磨板１６のバフ１４を貼り付けた面を被加工品１０に押接し、加圧しながら被加工品１０と接触回転することによってポリシング加工がなされる。
【００１６】
図１において、１６ａは研磨板軸１７に設けた主流路、１６ｂは主流路１６ａに連通させて研磨板１６の内部に設けた分岐路である。
本実施形態の研磨板１６は、平面形状が円形に形成された研磨板１６のバフ貼り付け面に、その中央部側からバフ貼り付け面の外周部側まで延びる直線状のスラリー流通溝１８を設けたことを特徴とする。バフ貼り付け面の中央部はスラリー流通溝１８を配置しない空白部とし、本実施形態では、スラリー流通溝１８は中央部を挟む一方側と他方側で各々バフ研磨面の径方向に延びる直線状に形成している。すなわち、スラリー流通溝１８は研磨板軸１７に対して各々対称に配置されている。
図２（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図２（ｂ）に示すように、スラリー流通溝１８は研磨板１６のバフ貼り付け面１６ｃを凹溝状に彫り込んで形成する。このスラリー流通溝１８はスラリー液２０あるいは洗浄水を供給する流路となる。
【００１７】
スラリー流通溝１８は、研磨面の周方向に均等間隔で複数本配置する。スラリー流通溝１８には、各々、個別に分岐路１６ｂが連通し、主流路１６ａから各分岐路１６ｂを介してスラリー流通溝１８にスラリー液２０が供給可能となっている。
図２（ａ）に示すように、分岐路１６ｂは、スラリー流通溝１８の内端となる基部側、すなわちバフ貼り付け面１６ｃの中心に近い側に連通させる。
【００１８】
本実施形態の研磨板１６の構成によれば、バフ貼り付け面１６ｃの径方向に向けて細幅の直線状に形成したスラリー流通溝１８を、バフ貼り付け面１６ｃの周方向に均等間隔で複数形成したことにより、バフ貼り付け面１６ｃに放射状にスラリー流通溝１８が配置され、バフ１４の全体に均等にスラリー液２０を供給することが可能になる。また、スラリー流通溝１８は細長形状に設けるから、バフ１４の一部分に集中的にスラリー液の圧力が作用してバフ１４を膨らませるといった作用が抑えられ、バフ１４の変形を防止して、高品質のポリシング加工を行うことが可能になる。
【００１９】
また、スラリー流通溝１８に連通する分岐路１６ｂを、スラリー流通溝１８の基部側に連通したことによって、分岐路１６ｂから供給されたスラリー液２０は、研磨板１６の回転による遠心力により、スラリー流通溝１８の基部側から先端側へ流れ、各々のスラリー流通溝１８内で均等に供給されるようになる。研磨板１６が回転することによる遠心力によって、通常の研磨板１６では、スラリー液２０が研磨面の外周側により多く供給され、研磨面の中央部側への供給が少なくなる場合があるが、分岐路１６ｂをスラリー流通溝１８の基部側に連通することにより、研磨面の中央部にもスラリー液２０が十分に供給され、研磨面の全体に均等にスラリー液２０を供給することが可能になる。
【００２０】
図３は、研磨板１６に設けるスラリー流通溝１８の他の例を示す。図３（ａ）は、細幅の直線状に形成するスラリー流通溝１８の長手方向の向きを、バフ貼り付け面１６ｃの中心を基準とする径方向に対して傾斜させた配置とした例、図３（ｂ）は、各々のスラリー流通溝１８を細幅の円弧状に形成し、バフ貼り付け面１６ｃの中心のまわりに均等配置とした例である。
これらのスラリー流通溝１８の配置は、研磨板１６の回転を考慮し、スラリー流通溝１８内でスラリー液２０が均等に供給されるようにすることを目的としたものである。このように、スラリー流通溝１８の形状、配置、配置数は、研磨板１６の大きさや被加工品１０に応じて適宜選択することができる。なお、この研磨板１６に用いられるバフは、スラリー流通溝１８に沿って接着剤部分を除去した吐出孔が形成されているものである。
【００２１】
図４は、上述したスラリー流通溝１８を設けた研磨板１６と組み合わせて好適に使用できるバフ３０の構成を示す。図４（ａ）は、バフ３０を研磨板１６のバフ貼り付け面１６ｃに接着する面側から見た斜視図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。図４（ｂ）に示すように、本実施形態で使用するバフ３０は、接着剤層３２を設けた面に、溝状に開口させたバフ溝３４を設けたものである。図４（ａ）に示すバフ３０は、バフ溝３４を同芯状の複数のリング状に設けたことを示す。すなわち、バフ３０の接着剤層３２を設けた面は、同芯の複数のリング状にバフ３０が露出している。
【００２２】
本実施形態のポリシング装置で使用する研磨板１６は、研磨板１６のバフ貼り付け面１６ｃに図４に示すバフ３０を接着して使用する。
研磨板１６のバフ貼り付け面１６ｃには、径方向にスラリー流通溝１８が設けられており、バフ３０のバフ貼り付け面１６ｃに接着される面側には、同芯状にバフ溝３４が設けられているから、上記バフ３０を接着した研磨板１６は、バフ溝３４とスラリー流通溝１８とが交差する部位から、バフ３０にスラリー液２０が供給されることになる。
【００２３】
スラリー流通溝１８はバフ貼り付け面１６ｃにその周方向に複数設けられているから、ひとつのバフ溝３４について、スラリー流通溝１８とバフ溝３４とは複数個所で交差することになる。複数の交差個所からバフ溝３４にスラリー液２０が供給されることによって、各々のバフ溝３４内でスラリー液２０が均等に供給されるようになり、また、研磨板１６が周方向に回転することによってバフ溝３４内に供給されたスラリー液２０がならされてバフ溝３４内でスラリー液２０が均等化される。
【００２４】
スラリー流通溝１８はその全長にわたって均等にスラリー液２０が供給されるから、研磨板１６の中央部のバフ溝３４にも、研磨板１６の外周側に配置されたバフ溝３４にも均等にスラリー液２０が供給され、研磨板１６の研磨面の全体に均等にスラリー液２０が行き渡るようになる。
バフ３０はスラリー液２０を浸透させる素材によって形成されているから、バフ３０をスラリー液２０が浸透する際にもスラリー液２０が拡散され、さら研磨面の全体から均等にスラリー液２０が供給される。
【００２５】
バフ３０に設けるバフ溝３４は、研磨板１６に設けたスラリー流通溝１８と交差するように設けることによって、スラリー流通溝１８からバフ溝３４にスラリー液２０が供給される。したがって、バフ溝３４はスラリー流通溝１８と交差する配置であれば、適宜形状に設けることができる。
図４に示すようにバフ溝３４を同芯のリング状に設けた場合は、研磨板１６に設けたすべてのスラリー流通溝１８とバフ溝３４とが交差する配置となること、スラリー流通溝１８とバフ溝３４がともに中心対称配置となっていることから、スラリー液２０が研磨面から均等に供給されるという利点がある。
【００２６】
図５は、バフ３０に設けるバフ溝３４の他の例を示す。図５（ａ）は、各々のバフ溝３４をリング状に形成し、隣接するバフ溝３４を交互に研磨面の中心に対して偏心させて配置した例、図５（ｂ）は、バフ溝３４を渦巻き状に配置した例である。
本実施形態のポリシング装置では、被加工品１０と研磨板１６の回転中心が偏心位置にあるから、バフ溝３４を研磨面の中心に対して対称配置とすることが有効になるとは限らない。図５（ａ）に示すように、バフ溝３４を偏心配置させることにより、全体として均一に加工することが可能になることもある。また、図５（ｂ）に示す配置とすることで、研磨板１６を回転した際に、スラリー液２０の流れを均等化し、円滑化することも可能である。このように、バフ３０に設けるバフ溝３４は研磨板１６の回転、スラリー液２０の流れ性等を考慮して設定することができる。
【００２７】
また、上述した研磨板１６とバフ３０の構成によれば、研磨板１６にバフ３０を位置合わせして貼り付ける作業が容易にできるという利点がある。
研磨板１６のバフ貼り付け面１６ｃに、図１、３に示すような、周方向に均等配置となるように複数のスラリー流通溝１８を設け、図４に示すような同芯に複数のリング状のバフ溝３４を設けたバフ３０を貼り付けて研磨板１６を構成した場合は、バフ貼り付け面１６ｃの中心とバフ３０の中心とを位置合わせするだけでバフ３０を位置出しすることができ、研磨板１６に簡単にバフ３０を位置出しして貼り付けることができる。
【００２８】
バフ３０に設けられるバフ溝３４が、図５に示すように、研磨板１６の中心に対して完全に対称配置となっていない場合でも、略対称配置となっている場合には、バフ貼り付け面１６ｃの中心とバフ３０の中心とを位置合わせして貼り付ける方法によることで、貼り付け時における、バフ３０の位置ずれはほとんど問題とならない。
使用によって劣化したバフ３０は時期をみて貼り換える必要があるが、上述した各実施形態のポリシング装置の場合は、バフ３０の貼り換え作業が容易であり、ポリシング装置の作業性を向上させることができる。
【００２９】
また、本実施形態のポリシング装置の場合は、研磨板１６のバフ貼り付け面がバフ３０によって被覆されているから、ポリシング加工時に被加工品１０と研磨板１６との接触領域外にあるバフ３０部分からスラリー液２０が排出されることを抑え、スラリー液が無駄に消費されることを防止することができる。
また、ポリシング加工に際しては、スラリー液２０を使用してポリシング加工を行った後、被加工品１０と研磨板１６とを接触回転させながら、スラリー液２０にかえて洗浄水を供給してバフ３０に残留するスラリー液２０を洗い流すリンス処理を行う。本実施形態のポリシング装置では、このリンス処理の場合、バフ貼り付け面に接着された面側からバフ３０に洗浄水が供給され、洗浄水がバフ３０を浸透するようにして流れることから、バフ３０の内部に残留するスラリー液２０を効果的に洗い流すことができ、リンス処理を短時間ですませることが可能になるという利点もある。
【００３０】
【発明の効果】
本発明に係るポリシング装置によれば、上述したように、研磨板のバフ貼り付け面に、バフ貼り付け面の中央部側から外周部側に延びる線状にスラリー流通溝を設け、スラリー流通溝をバフ貼り付け面の周方向に複数設けたことによって、研磨板の研磨面の全体で均等にスラリー液を供給することができ、またスラリー液の圧力によってバフの表面が膨らむ等のバフの変形を抑えることができることによって高品質のポリシング加工が可能になる等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るポリシング装置に用いる研磨板に設ける流路の構成を示す説明図である。
【図２】研磨板に設ける流路の構成を示す研磨板の断面図である。
【図３】研磨板に設けるスラリー流通溝の他の例を示す説明図である。
【図４】研磨板に接着するバフの構成を示す説明図である。
【図５】バフに設けるバフ溝の他の例を示す説明図である。
【図６】ポリシング装置の従来の構成を示す説明図である。
【図７】従来のポリシング装置のスラリー流通孔と被加工品の配置を示す説明図である。
【図８】ポリシング時にスラリーが排出される様子を示す説明図である。
【図９】研磨面をバフによって被覆した研磨板を用いたポリシング装置を示す説明図である。
【図１０】ポリシング時にバフが膨らむ様子を示す説明図である。
【符号の説明】
１０　被加工品
１２　回転テーブル
１４　バフ
１４ａ、１４ｂ　吐出孔
１５、１５ａ、１５ｂ　スラリー流通孔
１６　研磨板
１６ａ　主流路
１６ｂ　分岐路
１６ｃ　バフ貼り付け面
１８　スラリー流通溝
２０　スラリー液
３０　バフ
３２　接着剤層
３４　バフ溝
【図１】
2004114183.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004114183.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2004114183.tif 000009
【図８】
2004114183.tif 000010
【図９】
2004114183.tif 000011
【図１０】
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