(57)【要約】　　　（修正有）【課題】溝入研磨布を用いて研磨する際に、研磨布の研磨面に形成された溝の構造等に起因するナノメーター（ｎｍ）レベルの研磨ムラをなくしさらに研磨能力も向上させることのできる研磨布及びこれを用いる研磨方法を提供する。【解決手段】ワーク表面を研磨する際に用いられる研磨布１１であって、研磨布１１の研磨表面に複数の溝４０を所定間隔をおいて形成し、該溝４０の平面形状が長細円４０ａ及び／又は長細円の円弧４０ｂであるようにした。上記長細円４０ａが楕円であることが好適である。【選択図】　図１
2004106085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク表面を研磨する際に用いられる研磨布であって、研磨布の研磨表面に複数の溝を所定間隔をおいて形成し、該溝の平面形状が長細円及び／又は長細円の円弧であるようにしたことを特徴とする研磨布。
【請求項２】
前記長細円が楕円であることを特徴とする請求項１記載の研磨布。
【請求項３】
前記長細円形溝の中心を回転中心として前記研磨布を回転させたとき、任意の長細円形溝の軌跡が少なくとも隣接する長細円形溝の軌跡と交差するように該長細円形溝を形成することを特徴とする請求項１又は２記載の研磨布。
【請求項４】
任意のｎ番目の長細円形溝の長半径ａｎとその外側に隣接するｎ＋１番目の長細円形溝の短半径ｂｎ＋１の関係が、
【数１】
2004106085.tif 000003
であることを特徴とする請求項３記載の研磨布。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の研磨布を用いワーク表面を研磨することを特徴とする研磨方法。
【請求項６】
研磨時にワークの揺動を行うことなくワーク表面を研磨することを特徴とする請求項５記載の研磨方法。
【請求項７】
前記ワークがＳＯＩ層、絶縁層及び支持基板からなる構造を有するＳＯＩウエーハであり、該ＳＯＩウエーハ表面のＳＯＩ層を研磨することを特徴とする請求項５又は６記載の研磨方法。
【請求項８】
前記ＳＯＩ層の研磨代が３０ｎｍ〜１５０ｎｍであることを特徴とする請求項７記載の研磨方法。
【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、例えば半導体ウエーハ等のワークを研磨するために用いられる研磨布及び当該研磨布を用いる研磨方法に関する。
【０００２】
【関連技術】
近年、半導体集積回路の高集積化により内部配線の微細化や多層化が進み、これに伴って半導体ウエーハ等のワークを平坦化する平坦化技術が重要な課題となっており、半導体ウエーハ等のワークを高精度に平坦化するための研磨装置及びそれに用いる研磨布は種々のものが開発されている（例えば、特許文献１〜５参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１４６９６９号公報
【特許文献２】
特開平７−２５６５６０号公報
【特許文献３】
特開平７−３２１０７６号公報
【特許文献４】
特開平８−１１０５１号公報
【特許文献５】
特開平１０−２４９７１０号公報
【０００４】
従来の一般的な研磨装置は、図１０及び図１１に図示するように構成されている。図１０及び図１１において、１０は研磨装置で、被研磨体であるウエーハ等のワーク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ワーク保持盤１６を有する研磨ヘッド１８と、ワーク保持盤１６に保持されるワークＷに対向するように配置されてワーク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リテーナリング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２４を供給するとともに、ウエーハ裏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）を介してウエーハ保持盤１６の保持面１６ａに保持し、この研磨ヘッド１８を加圧しウエーハ表面を研磨布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３６に支持されるとともに駆動機構により回転駆動される。また、上記リテーナリング２０を具備しない構成の研磨装置も従来から用いられている。
【０００５】
図１１に示されるように、研磨ヘッド１８及びワーク保持盤１６は駆動軸３０及び研磨定盤１４の外部より延びた支持アーム３２を介して支台３４に支持されるとともに駆動機構により回転駆動され、かつ揺動機構により揺動し得るように構成されている。この支持アーム３２を左右に（研磨定盤１４の回転軸２８と研磨ヘッド１８の駆動軸３０と結ぶ線に垂直な方向に）振ることにより図１１の矢印Ｆのような揺動が行われる。このような揺動機構は装置を小型化する場合に有利であり、また揺動させるための機構が単純であり実施しやすい。
【０００６】
研磨布１２の研磨表面には、例えば図１１に示すような格子状の溝３８が形成されている。この溝３８の存在により、研磨剤供給管２２から供給される研磨剤２４が研磨布１２の全面に流動し配分される。
【０００７】
このように構成された研磨装置１０において、ワーク保持盤１６に保持されたワークＷの被研磨面を研磨定盤１４上の研磨布１２に当接させるとともに、研磨布１２を駆動機構により回転させ、かつ研磨ヘッド１８を駆動機構により回転させながら揺動機構により揺動させ、そして同時に、研磨剤供給管２２から研磨剤２４を研磨布１２上に供給しつつ、ワークＷの被研磨面の研磨を行っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したような従来の研磨装置１０においては、研磨布１２の研磨面には、研磨剤２４を研磨面全面に配分することができるように周期的な溝構造が形成されており、被研磨体としてのワークＷと研磨布１２を同期して回転させると、研磨布１２の溝３８の配置模様が、被研磨面に転写され、研磨ムラとなることが知られている。そのため、従来の研磨装置１０においては、研磨布１２と被研磨ワークＷ（研磨ヘッド１８）の回転数を少しずらしたり、被研磨ワークＷを揺動させたりすることにより、前記のような研磨ムラを軽減するようにしている。また、研磨布１２として、被研磨ワークＷよりかなり大きな径を有する研磨布１２を用いていることから、研磨布１２の溝３８の配置模様に起因する研磨ムラの発生を抑えることができていた。
【０００９】
しかし、近年更なる高平坦度化が望まれ、ナノメーター（ｎｍ）レベルの凹凸まで気にされるようになってきた。例えば、ＳＯＩ層、絶縁層及び支持基板が順次形成された構造のＳＯＩウエーハの製造では、イオン注入剥離法とよばれる方法で平坦度の優れたＳＯＩ層を有するウエーハが製造できるが、そのＳＯＩ層を薄膜化するために、研磨を行うことがあり、この研磨を行うと逆にＳＯＩ層の平坦度、特にナノメーターオーダーの品質を悪化させてしまうことがあった。この平坦度の悪化のひとつの要因が研磨布の溝形状の転写であると考えられる。このようなレベルの凹凸は単に上記のような揺動や回転数の調整では改善されなかった。特に格子状の溝入研磨布を用いた場合、研磨布の溝の配置模様に起因するナノメーター（ｎｍ）レベルの研磨ムラが周期的に発生し、これを解消することは困難であり、精度の良い研磨を行うことができなかった。
【００１０】
図１２に示すように、ＳＯＩウエーハ５０は、単結晶シリコン層のような素子を形成するためのＳＯＩ層５２（半導体層や活性層ともいう）が、シリコン酸化膜のような絶縁層５４〔埋め込み（ＢＯＸ）酸化膜層や単に酸化膜層ともいう〕の上に形成された構造をもつ。また絶縁層５４は支持基板５６（基板層ともいう）上に形成され、ＳＯＩ層５２、絶縁層５４及び支持基板５６が順次形成された構造となっている。
【００１１】
従来、ＳＯＩ層５２及び支持基板５６が、例えばシリコン、及び絶縁層５４が例えばシリコン酸化膜からなる上記ＳＯＩ構造を持つＳＯＩウエーハ５０の製造方法としては、酸素イオンをシリコン単結晶に高濃度で打ち込んだ後に、高温で熱処理を行い、酸化膜を形成するＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｂｙ　ｉｍｐｌａｎｔｅｄ　ｏｘｙｇｅｎ）法によるものと、２枚の鏡面研磨したウエーハを、接着剤を用いることなく結合し、片方のウエーハを薄膜化する結合法（貼り合わせ法）がある。
【００１２】
ウエーハ結合法は、単結晶のシリコン鏡面ウエーハ２枚のうち少なくとも一方に酸化膜（絶縁層）５４を形成し、接着剤を用いずに貼り合わせ、次いで熱処理（通常は１１００℃〜１２００℃）を加えることで結合を強化し、その後片方のウエーハを研削や湿式エッチングにより薄膜化した後、薄膜の表面を鏡面研磨してＳＯＩ層５２を形成するものである。
【００１３】
また最近ＳＯＩウエーハの製造方法として、イオン注入したウエーハを結合及び分離してＳＯＩウエーハを作製する方法が新たに注目され始めている。この方法は先に示したようにイオン注入剥離法などとも言われ、図１３に示すように、２枚のシリコンウエーハ５２ａ，５６ａを準備し（図１３（ａ）、ステップ１００）、そのうち、少なくとも一方のウエーハ５２ａ（ボンドウェーハといわれる）に酸化膜（絶縁層）５４ａを形成する（図１３（ｂ）、ステップ１０２）と共に、一方のシリコンウエーハ５２ａの上面から水素イオンまたは希ガスイオンを注入し（図１３（ｃ）、ステップ１０４）、該ウエーハ内部に微小気泡層（封入層）５８を形成させた後、該イオンを注入した方の面を、酸化膜５４ａを介して他方のシリコンウエーハ５６ａ（ベースウエーハといわれる）と密着させて貼り合わせ（図１３（ｄ）、ステップ１０６）、その後熱処理を加えて微小気泡層５８を劈開面として一方のウエーハ５２ａを薄膜状に剥離し（図１３（ｅ）、ステップ１０８）、さらに熱処理を加えて、強固に結合してＳＯＩウエーハ５０とする（図１３（ｆ）、ステップ１１０）技術（特許文献６参照）である。そして、該劈開面は良好な鏡面であり、ＳＯＩ層５２の膜厚の均一性も高いＳＯＩウエーハ５０が比較的容易に得られている。更にこのように得られたＳＯＩ層５２を歪み除去や薄膜化するためＣＭＰ研磨等の研磨を行うことがある（図１３（ｇ）、ステップ１１２）。
【００１４】
【特許文献６】
特開平５−２１１１２８号公報
【００１５】
このようなナノメーターレベルの微視的な研磨ムラをなくすには研磨布に溝を形成しなければよいと考えられるが、研磨布に溝を形成しないと研磨速度の低下やナノメーターレベル以上の比較的巨視的なレベルでの研磨面の悪化につながることがある。特に上記したＳＯＩウエーハや通常のシリコンウエーハ等のワークの大口径化が進むにつれ、研磨中にワークと研磨布との間に研磨剤が入りにくくなる問題があり、大口径になるほど研磨布に溝を形成する必要性が増してくる。また研磨能力を向上させるには研磨布上に研磨剤を滞留しやすくした方が好ましく、従来用いられていた格子状の溝や放射状の溝では研磨剤が飛散しやすく問題であった。
【００１６】
本発明は、上記のような従来技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであって、溝入研磨布を用いて研磨する際に、研磨布の研磨面に形成された溝の構造等に起因するナノメーター（ｎｍ）レベルの研磨ムラをなくしさらに研磨能力も向上させることのできる研磨布及びこれを用いる研磨方法を提供することを目的とするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の研磨布は、ワーク表面を研磨する際に用いられる研磨布であって、研磨布の研磨表面に複数の溝を所定間隔をおいて形成し、該溝の平面形状が長細円及び／又は長細円の円弧であるようにしたことを特徴とする。
【００１８】
一般的に研磨布の形状は円であるため、長細円形状の溝を研磨布の表面に作成すると、研磨布の周辺部においては長細円の全円によって溝を形成することはできず、図１に示したように長細円の一部、即ちその円弧によって溝が形成されることとなる。そして、長細円の形状が長細くなる程円弧状溝の割合は増え、その反対に長細円の形状が円に近づく程円弧状溝の割合は減ることとなる。以下の説明においては、説明を簡略化するため、長細円形溝という場合には支障がなき限り長細円の円弧状溝を含めて解釈されるものとする。
【００１９】
前記溝の長細円形状は楕円状であることが好ましい。長細円形状としては、必ずしも楕円の定義で一般的に表されるような２定点からの距離の和が常に一定である長円でなくても良く、多少の変形や更には円弧と直線を組み合わせたような長細円形状でも良い。このように長細円形状の溝を形成しておくと、この溝がワーク表面にランダムに作用し、均一な表面形状を有するワークが製造できる。
【００２０】
つまり、ワーク面内の溝通過密度に分布（ムラ）があると問題であり、溝ができるだけ均一でランダムに作用することが重要である。研磨布の半径方向で周期的なパターン（同心円状の溝や格子状の溝）があるとワーク面内で分布が生じやすくなる。従って、放射状パターンのように研磨布の中心から外周にかけて直線だけで構成される溝、つまり研磨布の半径方向で周期的なパターンがない溝が好ましい。しかし例えば放射状のパターンでは研磨剤の滞留等で問題が生じ易くなる。長細円形状の溝であると研磨布の半径方向に周期パターンがあるにもかかわらず、ワーク面内の溝通過密度をほぼ均一に出来、研磨ムラも生じづらく、研磨剤の滞留も良く好ましい。
【００２１】
また、長細円形溝の中心を回転中心として上記研磨布を回転させたとき、任意の長細円形溝の軌跡が少なくとも隣接する長細円形溝の軌跡と交差する程度に細長い長細円形状の溝パターンを形成することが好ましい。長細円形溝、特に楕円形溝の溝パターンの場合には、任意のｎ番目の長細円形溝、特に楕円形溝の長半径ａｎとその外側に隣接するｎ＋１番目の長細円形溝、特に楕円形溝の短半径ｂｎ＋１の関係が、
【００２２】
【数２】
ａｎ≧ｂｎ＋１
【００２３】
である溝パターンを有することが好ましい。このような溝パターンで溝を形成しておけば、ワークの研磨面に対して溝が満遍なく揺動してワーク研磨面を通過することから均一に研磨され、従来研磨面に形成された溝構造等に起因するナノメーター（ｎｍ）レベルの研磨ムラも減少することができる。
【００２４】
本発明の研磨方法は、上記した本発明の研磨布を用いワーク表面を研磨することを特徴とする。
【００２５】
このような研磨布を用い研磨すれば、研磨布の研磨面に形成された溝構造等に起因するナノメーター（ｎｍ）レベルの研磨ムラをなくすことができる。更に研磨剤の滞留もしやすく研磨能力も向上した研磨が行える。また、研磨時にワークの揺動を行うことなくワーク表面の研磨を行っても良好な研磨を行うことができる。
【００２６】
本発明方法においては、前記ワークがＳＯＩ層、絶縁層、支持基板からなるＳＯＩウエーハであり、該ＳＯＩウエーハ表面のＳＯＩ層を研磨することが好ましい。ＳＯＩウエーハのＳＯＩ層の研磨では、ＳＯＩ層を大変薄く加工する必要があり、さらに加工後の面内の厚さバラツキが小さいことが要求される。従ってナノメーターレベルの研磨ムラの影響も大きい。このようなワークの研磨に本発明の長細円形状の溝を有する研磨布を用いると均一な研磨が行える。
【００２７】
この時、前記ＳＯＩ層の研磨代が３０ｎｍ〜１５０ｎｍであると良い、研磨前のＳＯＩ層は仕様にもよるが１５０ｎｍ〜３５０ｎｍ程度であり、この程度の研磨代で研磨すれば、研磨後の厚さバラツキの分布を面内で１０ｎｍ以下にでき、ＳＯＩ層の厚さが２５０ｎｍ以下でかつ、ＳＯＩ層の厚さバラツキ（最大厚さ−最小厚さ）が１０ｎｍ以下である均一な薄膜のＳＯＩウエーハを製造することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施の形態について図示し詳細に説明するが、種々の変更及び修正が請求の範囲から逸脱することなく行われることは明らかである。本発明の範囲は、構成部品の数量、構成部品の材料、構成部品の形状、構成部品の相対的配置等にまったく限定されず、これらは実施の形態の一例として示されているにすぎない。
【００２９】
図１は本発明の研磨布の一つの実施の形態を示す平面図である。図２は本発明の研磨布を用いてワークを研磨する場合の研磨ヘッドと研磨布との関係の一例を示す平面図である。図３は本発明の研磨布を用いてワークを研磨する場合の研磨ヘッドと研磨布との関係の他の例を示す平面図である。図４は本発明の研磨布に形成される長細円形溝の一例を示す説明図である。図５は本発明の研磨布を９０°回転させた時の回転前後における本発明の研磨布に形成される楕円溝の軌跡の交差状態を示す説明図である。図６は本発明の研磨布に形成される溝構造の一例を示す説明図である。なお、図２及び図３において、図１０及び図１１と同一部材又は類似部材は同一符号で示されている。
【００３０】
図１において、１１は本発明の研磨布で、その研磨表面には複数の溝４０が所定間隔（長径方向間隔ｔ１、短径方向間隔ｔ２）をおいて形成されている。該溝４０の平面形状は長細円（図示例では「楕円」）４０ａ及び／又は（図示例では「及び」）長細円の円弧４０ｂとされている。この溝４０の長細円形状としては楕円状をあげることができる。
【００３１】
ここで溝４０の長細円形状が楕円形状とは、図４に示すように、２定点（Ｆ，Ｆ’）からの距離の和が一定である点の軌道を有する形状を意味する。図４において、楕円Ｅは二定点Ｆ（ｃ，０）Ｆ’（−ｃ，０）からの距離の和が一定な点の軌跡と定義される。この二定点は焦点といわれる。焦点Ｆ，Ｆ’を結ぶ直線をｘ軸、ＦＦ’の垂直２等分線をｙ軸、ｘ軸とｙ軸の交点を楕円の中心０とする。楕円Ｅとｘ軸、ｙ軸との交点をそれぞれ、Ａ（ａ，０），Ａ’（−ａ，０），Ｂ（０，ｂ），Ｂ’（０，−ｂ）とするとき、線分ＡＡ’及びＢＢ’の長い方（図４の例では線分ＡＡ’）を長軸（本明細書では長径ともいう）といい、短い方（図４の例では線分ＢＢ’）を短軸（本明細書では短径ともいう）という。また、本明細書では距離ａを長半径、距離ｂを短半径という。
【００３２】
なお、長細円形状としては、必ずしも楕円の定義で一般的に表されるような２定点からの距離の和が常に一定である長円でなくても良く、多少の変形や更には円弧と直線を組み合わせたような長細円形状でも良い。このような楕円形状以外の長細円形状でも本発明の効果を達成することができる。
【００３３】
半導体シリコン等のウエーハを研磨する場合、ウエーハを研磨布１１面内部に押圧したとき、スラリー（研磨剤）をウエーハ面の下部に確保することが重要である。研磨布１１の溝４０はスラリーが溜まるスラリー溜めとして機能する。
【００３４】
研磨布１１の材質は特に限定しないが、例えばスエード状の研磨布が用いられる。また異なる性質のシートを貼り合わせた２層以上の多層研磨布でも良い。この場合も研磨面となる層に図１に示したような長細円形状、例えば楕円形状の溝４０を形成しておく。
【００３５】
溝４０の形状について図６を用いて説明する。溝４０の大きさ（溝幅）は、長径方向溝幅ｅ１、短径方向溝幅ｅ２とも１ｍｍ〜５ｍｍ程度が好ましく、特に３ｍｍ程度が良い。溝深さは０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度でよい。溝の断面形状は特に限定するものではないが、その断面構造が、半円形、Ｖ字形、またはＵ字形にすればよい。このような大きさ、形状の溝であれば研磨に用いる研磨剤を十分に滞留させることができる。
【００３６】
溝４０のパターン幅（任意の溝から隣接する溝までの距離）も長径方向パターン幅ｆ１、短径方向パターン幅ｆ２とも同じピッチで形成しても異なるピッチで形成しても良く、例えば２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度のピッチで形成する。また、溝間隔も長径方向溝間隔ｔ１、短径方向溝間隔ｔ２とも同じピッチで形成しても異なるピッチで形成してもよい。
【００３７】
この時、任意のｎ番目の長細円形溝４０ｎと隣接するｎ＋１番目の長細円形溝４０ｎ＋１との関係において、長径方向と、短径方向の関係は、図５に示すように、長細円形溝４０ｎの中心０を軸に研磨布１１を回転させたとき、任意のｎ番目の長細円形状の溝４０ｎの軌跡が少なくとも隣接するｎ−１番目及びｎ＋１番目の長細円形状の溝４０ｎ−１及び４０ｎ＋１の軌跡と交差するような溝パターンとすることが好ましい。
【００３８】
例えば、長細円形溝４０が楕円形溝であれば、その溝４０は図４に示すように２定点Ｆ，Ｆ’からの距離の和が一定である点の軌跡Ｅである。座標平面において２点Ｆ（ｃ，０）、Ｆ’（−ｃ，０）からの距離の和が２ａ（但し０＜ｃ＜ａ）である軌跡Ｅは方程式
【００３９】
【数３】
ｘ２／ａ２＋ｙ２／ｂ２＝１　（ｂ＝）
【００４０】
で表される。従って、本発明の研磨布におけるｎ番目の溝４０ｎの楕円形状は
【００４１】
【数４】
ｘ２／ａｎ２＋ｙ２／ｂｎ２＝１　（ｂｎ＝）
【００４２】
で表される。同様に、ｎ＋１番目の溝４０ｎ＋１の楕円形状は
【００４３】
【数５】
ｘ２／（ａｎ＋１）２＋ｙ２／（ｂｎ＋１）２＝１　（ｂｎ＋１＝）
【００４４】
で表される。このような楕円形状の溝の軌跡が交差するには、任意のｎ番目の楕円形状の溝４０ｎの長半径ａｎと隣接する外側のｎ＋１番目の楕円形状の溝４０ｎ＋１の短半径ｂｎ＋１の関係が、
【００４５】
【数６】
ａｎ≧ｂｎ＋１
【００４６】
である溝パターンを有すると良い。最も望ましい溝パターンは隣接する長細円形溝の軌跡同士と接するだけでなく複数の長細円形溝の軌跡が互いに交差するような
【００４７】
【数７】
（ａｎ＞＞ｂｎ＋１）
【００４８】
である大変細長い長細円形状の溝パターンである。なお、溝の形成は、工具（バイト）を用い機械的に切削しても良いし、はんだごてのようなもので加熱圧縮するなどしても形成できる。特にその形成方法は限定するものではない。
【００４９】
このような研磨布を用いワークを研磨する。研磨に際しては、図２及び図３に示すように、研磨定盤１４の駆動軸２８（研磨定盤１４の中心及び研磨布１１の長細円溝ｎの中心と略一致）と研磨ヘッド１８の駆動軸３０の位置をずらして配置した本発明の研磨装置１０ａで、揺動させながら研磨する。
【００５０】
但し、本発明の研磨布１１を用いた場合、必ずしも揺動させなくても良い。揺動させなくてもウエーハ表面の特定位置だけに溝４０が当たる（または研磨布１１があたる）ようなことは少なくなり均一に研磨することができる。つまり、長細円形溝４０は研磨定盤１４が回転することにより図２から図３のようにウエーハに作用する溝４０部分の位置を変えつつ研磨される。研磨布１１を揺動させない場合には、研磨装置１０ａには揺動機構を付設する必要がなく、その分だけコストが低減するという利点がある。
【００５１】
【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。
【００５２】
（実施例１）
図１に示したような長細円形状の溝を有する研磨布１１を用い研磨した。研磨布は東レコーテックス社製Ｃｉｅｇａｌ７３５５ｆｍを用いた。この研磨布表面には楕円形状の溝パターンが形成されている。溝幅は３ｍｍ、溝の深さは０．５ｍｍ、島状の領域（研磨布の領域）は２０ｍｍ幅にした。つまり図６で初めの溝４０１（ｎ＝１番目）のａ１＝４３ｍｍ（島状の領域４０ｍｍ＋溝幅３ｍｍ）、ｂ１＝１３ｍｍ（島状の領域１０ｍｍ＋溝幅３ｍｍ）とし、それ以降の溝については、パターン幅２３ｍｍ間隔（島状の領域２０ｍｍ＋溝幅３ｍｍ）で増えるようにした溝を形成した。この時、例えばｎ＝３番目の溝４０３のａ３は８９ｍｍであり、ｎ＝４番目の溝４０４のｂ４は８２ｍｍとなり、
【００５３】
【数８】
ａｎ≧ｂｎ＋１
【００５４】
の関係式を満たしている。本実施例ではａｎはｂｎ＋１より常に７ｍｍ長い径となるような楕円の溝が形成されている。
【００５５】
この研磨布の効果を調べるために、株式会社荏原製作所製Ｆ−ＲＥＸ３００の研磨装置を用い、本発明の研磨布を貼付し、イオン注入剥離法により製造されたＳＯＩウエーハのＳＯＩ層表面を研磨した。このＳＯＩウエーハの直径は３００ｍｍ、支持基板は約７７５μｍ、酸化膜層の厚さは１４５ｎｍ、ＳＯＩ層の厚さは約３４０ｎｍである。研磨条件は、研磨剤がコロイダルシリカ含有のアルカリ溶液、株式会社フジミインコーポレーテッドＧＬＡＮＺＯＸ３９００ＲＳ、研磨圧力が２４０ｇ／ｃｍ２である。
【００５６】
研磨したＳＯＩウエーハの形状について図９に示すような直径方向及び外周方向に対しウエーハ表面の凹凸（ＳＯＩ層の厚さ分布）をＡＤＥ社製ＡＣＵＭＡＰＩＩを用い評価した。図９において、ＮはウエーハＷのノッチ部、Ａは外周うねり評価の為の走査方向（本実施例では外周５ｍｍの位置を測定）及びＢは径方向評価の為の走査方向をそれぞれ示す。
【００５７】
結果を図７に示す。図７（ａ）は外周方向、（ｂ）は直径方向の結果である。研磨代は約９４．２４ｎｍであった。また厚さバラツキは約５．４６ｎｍ（σ＝１．３１ｎｍ）であった。この図７（ｂ）からわかるように若干の凹凸は見られるものの周期的な凸凹が著しく減少できた。
【００５８】
このようにしてＳＯＩ層の厚さが２５０ｎｍ以下でかつ、ＳＯＩ層の厚さバラツキ（最大厚さ−最小厚さ）が１０ｎｍ以下である均一な薄膜のＳＯＩウエーハを製造することができる。なお、ＳＯＩウエーハの製造では、更にこの他に熱処理工程や、ＳＯＩ層を酸化した後フッ酸処理して薄膜化する犠牲酸化と呼ばれる工程を実施することがある。本発明の研磨布を用い研磨したことによりＳＯＩ層の面内が均一加工されているため、このような工程を加えても面内が均一でかつＳＯＩ層が更に５０ｎｍ程度に薄膜化された薄膜ＳＯＩウエーハが製造できる。
【００５９】
（比較例１）
図１１に示したような格子形状の溝１２を有する研磨布を用い研磨した。比較例１で用いた研磨布の材質は、実施例１と同じものを用いた。この研磨布表面には格子状の溝パターンが形成されている。この島状の領域の面積を２０ｍｍ×２０ｍｍ、溝幅を３ｍｍ、溝の深さを０．５ｍｍにした。即ち、溝パターン２３ｍｍの格子溝の研磨布を用いた。
【００６０】
実施例１と同じ条件で同様のＳＯＩウエーハを研磨し、同様にウエーハ表面の微小な凹凸（ＳＯＩ層の厚さ分布）を確認した。
【００６１】
結果を図８に示す。図８（ａ）は外周方向、（ｂ）は直径方向の結果である。研磨代は約９４．１６ｎｍであった。また厚さバラツキは約１１．１８ｎｍ（σ＝２．５０ｎｍ）であった。この図８（ｂ）の直径方向の評価結果からわかるように研磨布の溝パターン幅と略一致した周期でナノメートルレベルの凹凸が周期的に観察される。
【００６２】
以上のように本発明の長細円形状をした溝パターンが形成されている研磨布を用い、研磨することでナノメーターレベルの凹凸も改善でき高平坦度なウエーハが研磨できることがわかった。
【００６３】
なお、上記実施例１及び比較例１は研磨代が略同じになるように研磨時間を調整して研磨した例である。この時、実施例１のほうが短い研磨時間で目標とする研磨代に達しており、研磨剤が滞留しやすくなったために研磨能力が向上していると考えられる。
【００６４】
本発明は、上記実施例に限定されるものではない。上記実施例は、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。
【００６５】
例えば、上記実施例１で用いた研磨装置では研磨ヘッドを揺動させて研磨しているが、この揺動幅を少なくして（最終的には揺動しなくても）格子状の溝を用いた時に現れたような周期的なパターンは見られることがなかった。
【００６６】
また楕円形状が多少歪んでいても、上記と同様に格子状の溝を用いた時に現れたような周期的なパターンは見られることがなかった。同様に溝のパターン幅などは研磨条件等により適宜設定すればよい。また、本発明の研磨布はどのような形態の研磨装置にも応用できる。
【００６７】
更にワークもイオン注入剥離法によるＳＯＩウエーハに限らず、ＳＩＭＯＸ法によるもの、さらには一般的な貼り合わせ法によるものでも良い。またＳＯＩウエーハに限らず、鏡面研磨ウエーハ更にはエピタキシャル層を形成したウエーハなどの表面を研磨加工する時などにも用いることができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明の研磨布を用い半導体ウエーハ等のワークを研磨すれば、次のような効果が得られる。（１）研磨速度の面内均一性が向上する。（２）研磨剤の節減によるコストダウンができる。（３）研磨後のワークの品質のバラツキが減少する。（４）研磨後のワークのナノメーターレベルの凹凸の改善ができる。（５）通常の研磨装置に応用できる。（６）研磨後のワークのワークの揺動を行うことなく研磨する構成を採用すれば、揺動機構が不要になり装置コストが低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の研磨布の一つの実施の形態を示す平面図である。
【図２】本発明の研磨布を用いてワークを研磨する場合の研磨ヘッドと研磨布との関係の一例を示す平面図である。
【図３】本発明の研磨布を用いてワークを研磨する場合の研磨ヘッドと研磨布との関係の他の例を示す平面図である。
【図４】本発明の研磨布に形成される長細円形溝の一例を示す説明図である。
【図５】本発明の研磨布を９０°回転させた時の回転前後における本発明の研磨布に形成された楕円溝の軌跡の交差状態を示す説明図である。
【図６】本発明の研磨布に形成される溝構造の説明図である。
【図７】実施例１における研磨時のウエーハ表面の凹凸の評価結果を示すグラフで、（ａ）は外周方向、（ｂ）は直径方向の結果を示す。
【図８】比較例１における研磨時のウエーハ表面の凹凸の評価結果を示すグラフで、（ａ）は外周方向、（ｂ）は直径方向の結果を示す。
【図９】ウエーハの形状評価の手法の一例を示す上面説明図である。
【図１０】従来の研磨装置の一例を示す側面的概略説明図である。
【図１１】図１０の上面的概略説明図である。
【図１２】ＳＯＩウエーハの構造の一例を示す説明図であって、（ａ）は上面説明図及び（ｂ）は断面説明図である。
【図１３】従来のＳＯＩウエーハの製造方法の工程順の一例を模式図とともに示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０：研磨装置、１１：本発明の研磨布、１２：従来の研磨布、１４：研磨定盤、１６：ワーク保持盤、１６ａ：保持面、１８：研磨ヘッド、２０：リテーナリング、２２：研磨剤供給管、２４：研磨剤、２６：バッキングパッド、２８，３０：駆動軸、３２：支持アーム、３４：支台、３６：基台、３８，４０：溝、５０：ＳＯＩウエーハ、５２：ＳＯＩ層、５２ａ：ボンドウエーハ、５４：絶縁層、５４ａ：酸化膜、５６：支持基板、５６ａ：ベースウエーハ、Ｗ：ワーク。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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