(57)【要約】【課題】ワークを均一にパッドレス研磨でき、安価で装置の大型化の容易な片面及び両面研磨用の研磨用具並びに研磨装置及び方法を提供することである【解決手段】複数の弾性粒子１２、及びこれら弾性粒子１２を保持する粗面を有するＤ硬度６０以上の粒子保持板１１から構成される研磨用具１０。弾性粒子１２として、高分子粒子、又は高分子粒子の表面に砥粒を固定した複合粒子が使用される。ワークＷの研磨は、表面に粒子保持板１１を固定した定盤２１を回転させ、弾性粒子１２を含む研磨スラリーを粒子保持板１１の表面に供給して、粒子保持板１１の粗面に弾性粒子１２を保持させ、この上にワークＷの表面を押し付けることによって行われる。粒子保持板１１は、研磨スラリーの流路として機能する表面溝１５を有する。粒子保持板１１は、複数枚の板片１７に分割され、一枚づつ定盤２１の表面に固定できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の弾性粒子、及び前記弾性粒子を保持する粗面を有するＤ硬度６０以上の粒子保持板、から成る研磨用具。
【請求項２】
前記弾性粒子として、高分子粒子が使用される、請求項１の研磨用具。
【請求項３】
前記弾性粒子として、高分子粒子の表面に、この高分子粒子よりも小さい砥粒を固定した複合粒子が使用される、請求項１の研磨用具。
【請求項４】
前記粒子保持板が、フェノール樹脂、フェノール・フォルムアルデヒド樹脂、エポキシ樹脂、ナイロン樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、及びゴムから選択される材料からなる、請求項１の研磨用具。
【請求項５】
前記粒子保持板が、繊維、微粉末、及びこれら混合物から選択される充填材をさらに含む、請求項４の研磨用具。
【請求項６】
前記粒子保持板の平均表面粗さが、前記弾性粒子の平均粒径の１／２０〜２／３の範囲にある、請求項１の研磨用具。
【請求項７】
前記粒子保持板が、前記弾性粒子の大きさよりも深い表面溝を有する、請求項１の研磨用具。
【請求項８】
前記粒子保持板が、複数枚の板片から成る、請求項１の研磨用具。
【請求項９】
前記粒子保持板が、前記表面溝を境界線にして分割した複数枚の板片から成る、請求項７の研磨用具。
【請求項１０】
複数の高分子粒子と、この高分子粒子の平均粒径よりも小さい平均粒径の複数の砥粒とを水又は水ベースの水溶液中に分散させた研磨スラリーを使用してワークの表面を研磨する装置であって、
定盤、
前記定盤を回転させるための手段、
前記定盤の表面に固定されるＤ硬度６０以上の粒子保持板であって、前記粒子保持板が、前記高分子粒子を保持する粗面を有する、粒子保持板、
前記定盤の表面に固定した前記粒子保持板の表面に前記研磨スラリーを供給する手段、及び
ワークを保持し、このワークの表面を前記粒子保持板の表面に供給した前記研磨スラリーに押し付ける手段、
から成る装置。
【請求項１１】
複数の高分子粒子と、この高分子粒子の平均粒径よりも小さい平均粒径の複数の砥粒とを水又は水ベースの水溶液中に分散させた研磨スラリーを使用してワークの両面を研磨する装置であって、
上定盤、
前記上定盤の表面に固定されるＤ硬度６０以上の第一の粒子保持板であって、前記第一の粒子保持板が、前記高分子粒子を保持する粗面を有する、第一の粒子保持板、
前記上定盤と向き合って配置される下定盤、
前記下定盤の表面に固定されるＤ硬度６０以上の第二の粒子保持板であって、前記第二の粒子保持板が、前記高分子粒子を保持する粗面を有する、第二の粒子保持板、
前記上定盤の表面に固定した前記第一の粒子保持板の表面と、前記下定盤の表面に固定した前記第二の粒子保持板の表面との間に前記研磨スラリーを供給する手段、
ワークを保持する遊星キャリヤ、及び
前記上定盤の表面に固定した前記第一の粒子保持板の表面と、前記下定盤の表面に固定した前記第二の粒子保持板の表面との間に、前記ワークを保持した前記遊星キャリヤを挟んだ状態で、前記遊星キャリヤを遊星運動させる手段、
から成る装置。
【請求項１２】
高分子粒子の表面に、この高分子粒子の平均粒径よりも小さい平均粒径の複数の砥粒を固定した複数の複合粒子を水又は水ベースの水溶液中に分散させた研磨スラリーを使用してワークの表面を研磨する装置であって、
定盤、
前記定盤を回転させるための手段、
前記定盤の表面に固定されるＤ硬度６０以上の粒子保持板であって、前記粒子保持板が、前記複合粒子を保持する粗面を有する、粒子保持板、
前記定盤の表面に固定した前記粒子保持板の表面に前記研磨スラリーを供給する手段、及び
ワークを保持し、このワークの表面を前記粒子保持板の表面に供給した前記研磨スラリーに押し付ける手段、
から成る装置。
【請求項１３】
高分子粒子の表面に、この高分子粒子の平均粒径よりも小さい平均粒径の複数の砥粒を固定した複数の複合粒子を水又は水ベースの水溶液中に分散させた研磨スラリーを使用してワークの両面を研磨する装置であって、
上定盤、
前記上定盤の表面に固定されるＤ硬度６０以上の第一の粒子保持板であって、前記第一の粒子保持板が、前記複合粒子を保持する粗面を有する、第一の粒子保持板、
前記上定盤の下側に配置される下定盤、
前記下定盤の表面に固定されるＤ硬度６０以上の第二の粒子保持板であって、前記第二の粒子保持板が、前記複合粒子を保持する粗面を有する、第二の粒子保持板、
前記上定盤の表面に固定した前記第一の粒子保持板の表面と、前記下定盤の表面に固定した前記第二の粒子保持板の表面との間に前記研磨スラリーを供給する手段、
ワークを保持する遊星キャリヤ、及び
前記上定盤の表面に固定した前記第一の粒子保持板の表面と、前記下定盤の表面に固定した前記第二の粒子保持板の表面との間に、前記ワークを保持した前記遊星キャリヤを挟んだ状態で、前記遊星キャリヤを遊星運動させる手段、
から成る装置。
【請求項１４】
定盤を備えた片面研磨装置、及び複数の高分子粒子と、この高分子粒子の平均粒径よりも小さい平均粒径の複数の砥粒とを水又は水ベースの水溶液中に分散させた研磨スラリーを使用して、ワークの表面を研磨する方法であって、
前記高分子粒子を保持する粗面を有するＤ硬度６０以上の粒子保持板を定盤の表面に固定する工程、
前記定盤を回転させる工程、
前記研磨スラリーを前記粒子保持板の表面に供給し、前記粒子保持板の粗面に前記高分子粒子を保持させる工程、及び
前記粒子保持板の粗面に保持した前記高分子粒子に、ワークの表面を押し付け、前記高分子粒子の表面に仮付着した前記砥粒を前記ワークの表面に作用させる工程、
から成る方法。
【請求項１５】
上下定盤を備えた両面研磨装置、及び複数の高分子粒子と、この高分子粒子の平均粒径よりも小さい平均粒径の複数の砥粒とを水又は水ベースの水溶液中に分散させた研磨スラリーを使用してワークの両面を研磨する方法であって、
前記高分子粒子を保持する粗面を有するＤ硬度６０以上の第一の粒子保持板を上定盤の表面に固定する工程、
前記高分子粒子を保持する粗面を有するＤ硬度６０以上の第二の粒子保持板を、前記上定盤と向き合って配置される下定盤の表面に固定する工程、
前記下定盤に固定した前記第二の粒子保持板の表面に、ワークを保持した遊星キャリヤを載置し、この遊星キャリヤを上側から前記上定盤で押え付ける工程、
前記上下定盤の間に前記研磨スラリーを供給し、前記第一及び第二の粒子保持板のそれぞれの粗面に前記高分子粒子を保持させる工程、
前記上下定盤の間に前記遊星キャリヤを挟んだ状態で、前記遊星キャリヤを遊星運動させ、前記高分子粒子の表面に仮付着した前記砥粒を前記ワークの両面に作用させる工程、
から成る方法。
【請求項１６】
定盤を備えた片面研磨装置、及び高分子粒子の表面に、この高分子粒子の平均粒径よりも小さい平均粒径の複数の砥粒を固定した複数の複合粒子を水又は水ベースの水溶液中に分散させた研磨スラリーを使用してワークの表面を研磨する方法であって、
前記複合粒子を保持する粗面を有するＤ硬度６０以上の粒子保持板を定盤の表面に固定する工程、
前記定盤を回転させる工程、
前記研磨スラリーを前記粒子保持板の表面に供給し、前記粒子保持板の粗面に前記複合粒子を保持させる工程、及び
前記粒子保持板の粗面に保持した前記複合粒子に、ワークの表面を押し付け、前記砥粒を前記ワークの表面に作用させる工程、
から成る方法。
【請求項１７】
上下定盤を備えた両面研磨装置、及び高分子粒子の表面に、この高分子粒子の平均粒径よりも小さい平均粒径の複数の砥粒を固定した複数の複合粒子を水又は水ベースの水溶液中に分散させた研磨スラリーを使用してワークの両面を研磨する方法であって、
前記複合粒子を保持する粗面を有するＤ硬度６０以上の第一の粒子保持板を上定盤の表面に固定する工程、
前記複合粒子を保持する粗面を有するＤ硬度６０以上の第二の粒子保持板を、前記上定盤と向き合って配置される下定盤の表面に固定する工程、
前記下定盤に固定した前記第二の粒子保持板の表面に、ワークを保持した遊星キャリヤを載置し、この遊星キャリヤを上側から前記上定盤で押え付ける工程、
前記上下定盤の間に前記研磨スラリーを供給し、前記第一及び第二の粒子保持板のそれぞれの粗面に前記複合粒子を保持させる工程、
前記上下定盤の間に前記遊星キャリヤを挟んだ状態で、前記遊星キャリヤを遊星運動させ、前記砥粒を前記ワークの両面に作用させる工程、
から成る方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、金属、ガラス、セラミックス、プラスチックスなどの材料からなるワークの研磨に用いられる研磨用具並びに研磨装置及び方法に関し、特に、半導体装置、磁気ディスク、液晶パネルに用いられる基板や半導体ウエハの研磨に用いられる研磨用具並びに研磨装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電話、カメラ、コンピュータなどの電子機器には、機能の制御や情報の記憶又は表示のため、半導体装置、磁気ディスク又は液晶パネルなどが主要電子部品として使用されている。
【０００３】
このような電子部品に用いられる半導体デバイスウエハなどのワークの表面は、研磨工程を経た後、多層配線工程や被膜工程など、各種電子部品の製造工程で要求される様々な工程、さらに検査工程を経て製品化される。
【０００４】
このようなワークの製造段階で要求される一連の工程は、設計段階で予定される部品性能や機能を発揮させるため、ナノメートル単位の精度で行わなければならず、このため、各工程には高い精度が要求され、研磨工程においても、ワークの表面を高度に平坦化することが要求されている。
【０００５】
このように高い精度が要求される研磨工程におけるワークの研磨は、遊離砥粒により行われている。
【０００６】
半導体ウエハなどのワークの遊離砥粒研磨は、片面又は両面研磨装置を使用して行われている。ワークの片面研磨は、定盤を回転させながら、定盤の表面に貼り付けた研磨パッドの表面に、砥粒を分散した研磨スラリーを供給し、この上に、ワークを押し付けながら回転させて行われる（例えば、特許文献１を参照）。
【０００７】
また、ワークの両面研磨は、下定盤の表面に貼り付けた研磨パッドの表面に、ワークを保持した遊星キャリヤを載置し、これを上側から、表面に研磨パッドを貼り付けた上定盤で押え付け、これら上下定盤で遊星キャリヤを挟んだ状態で、上下定盤の間に研磨スラリーを供給しながら、遊星キャリヤを遊星運動させて行われる（例えば、特許文献２を参照）。
【０００８】
このような遊離砥粒研磨技術では、研磨パッドとして、織布又は不織布からなるクロスパッドや発泡体パッドが使用されている。これは、これら研磨パッドには柔軟性や弾力性があり、また表面に研磨クズを取り込める隙間や気泡空隙を有することから、ワークの表面を高度に平坦化できるものと考えられていたからである。
【０００９】
しかし、織布からなる研磨パッドには織り目があり、また不織布からなる研磨パッドには表面上の糸の密度に斑があるため、このようなクロスパッドの表面には、うねりがあり、このため、パッド表面をワークの表面にわたって均一に作用できず、ワークの表面が局所的に粗くなったり、うねりが生じ、ワークの表面を均一に平坦化できない。また、発泡体パッドでは、長時間使用すると、表面の気泡空隙が研磨クズにより目詰まりし、上記のクロスパッドと同様に、ワークの表面が局所的に粗くなったり、うねりが生じ、ワークの表面を均一に平坦化できない。このため、定期的に、発泡体パッドの表面部分を砥石で削除するコンディショニングと称する作業を行っていた。
【００１０】
また、クロスパッドや発泡体パッドは、柔軟性や弾力性を得るために、厚さ２ｍｍ〜３ｍｍのものが使用されている。しかし、このように柔軟性や弾力性を有する研磨パッドでは、研磨中、ワークに作用している研磨パッドの表面部分がワークに引きずられ、大きく弾性変形する。このため、定盤を回転させるために、大きな動力を必要としていた。
【００１１】
近年、上記のクロスパッドや発泡体パッドのような研磨パッドを使用せずに、定盤の表面に、ミクロンサイズの高分子粒子と、この高分子粒子の平均粒径よりも小さい平均粒径の砥粒とを分散させた研磨スラリーを「直接」供給し、この上にワークを押し付け、定盤とワークとを相対的に移動させてワークの表面を平坦化するという遊離砥粒研磨技術が開発された（非特許文献１及び特許文献３を参照）。この研磨技術では、研磨中、研磨スラリー中の高分子粒子に仮付着した砥粒によってワークの表面が研磨され、研磨スラリー中の各高分子粒子が、研磨パッドとして機能するので、上記のクロスパッドや発泡体パッドのような研磨パッドを不要とした。このことから、この遊離砥粒研磨技術は「パッドレス研磨」と呼ばれている。
【００１２】
このパッドレス研磨では、砥粒は、静電気力、ファンデルワールス力又は定盤とワークとの相対移動に起因する機械的な力によって、高分子粒子に付着したり、高分子粒子から脱粒し、また脱粒した砥粒が再び高分子粒子に付着したりする。本明細書では、このように砥粒が高分子粒子から脱粒し得る状態を「仮付着」といい、砥粒が高分子粒子に固定され、高分子粒子から脱粒し得ない状態と区別する。
【００１３】
しかし、クロスパッドや発泡体パッドを使用する遊離砥粒研磨技術に使用している表面平坦な金属製の定盤をパッドレス研磨に単に用いると、定盤の表面が、ワークの表面と同様に、研磨スラリー中の砥粒により研磨され、定盤の表面が摩耗して、定盤の表面にうねりを生じ、定盤を長時間使用できない。また、定盤の表面が平坦であるため、定盤の表面に供給した研磨スラリー中の高分子粒子が定盤の表面に安定して保持されず、砥粒をワークの表面にわたって均一に作用させることができない。このため、ワークの表面を均一に研磨できない。
【００１４】
このことから、研磨スラリー中の砥粒に対して金属よりも耐摩耗性のあるセラミックスなどの硬質材料を定盤の表面に溶着し、この表面に粗面をさらに形成したパッドレス研磨用の研磨装置が開発された（例えば、特許文献４を参照）。この従来の研磨装置では、定盤の表面に、硬質材料からなる硬質層が形成されているため、研磨中に、研磨スラリー中の砥粒により研磨され難くなり、定盤を長時間使用できるようになった。また、この硬質層の表面に形成された粗面に、研磨スラリー中の高分子粒子が保持されて、研磨スラリー中の高分子粒子を定盤の表面にわたって均一に安定して保持できるようになった。
【００１５】
しかし、このようなセラミックスなどの耐摩耗性のある硬質材料からなる硬質層は、スパッタリングなどの成膜技術により定盤の表面に溶着されて形成されるので、この硬質層の形成に専用の高価な設備を要し、硬質層の形成に手間とコストがかかる。また、この専用の設備で製造できる定盤のサイズに限界があり、定盤の大型化が困難となっている。また、両面研磨装置の上下定盤の製造は、上下２枚の定盤の各々の表面に硬質層を形成してから、これら上下定盤を両面研磨装置に取り付けて、オン・マシン式に、修正キャリヤ（上下定盤の面修正用の溝付き歯車）を使用して、これら上下定盤のそれぞれの表面を合致させ、所定の粗さの粗面を形成する必要があるが、これら上下定盤のそれぞれの硬質層が硬いため、両面研磨装置用の上下定盤を精度よく製造することができない。
【００１６】
【特許文献１】
特開２０００−２３９６５１号公報（段落００１２、００１５）
【特許文献２】
特開２００２−３３１４５１号公報（段落００２２〜００２７、図２）
【特許文献３】
特開２００１−３００８４３号公報（段落０００９〜００１６）
【特許文献４】
特願２００３−８９０５５号公報（段落００１４〜００１６、００２４）
【非特許文献１】
盧毅申、谷泰弘、柳原聖、共著「パッドレス研磨の試み」（２０００年度砥粒加工学会予稿集、第４８頁、平成１２年９月１２〜１４日学会発表、東京大学生産技術研究所）
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、ワークを均一にパッドレス研磨でき、安価で装置の大型化の容易な片面及び両面研磨用の研磨用具並びに研磨装置及び方法を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属、ガラス、セラミックス、プラスチックスなどの材料からなるワーク、特に半導体装置、磁気ディスク、液晶パネルに用いられる基板や半導体ウエハ（以下、これらをワークと呼称する）をパッドレス研磨する片面及び両面研磨用の研磨用具並びに研磨装置及び方法である。
【００１９】
＜研磨用具＞  上記目的を達成する本発明の研磨用具は、複数の弾性粒子、及びこれら弾性粒子を保持する粗面を有するＤ硬度６０以上の粒子保持板から構成される。ここで、Ｄ硬度とは、ＪＩＳ−Ｋ６２５３及びＩＳＯ７６１９に対応する高硬さ用のタイプＤのデュロメータを使用して測定される硬度をいう。
【００２０】
弾性粒子として、高分子粒子、又は高分子粒子の表面に、この高分子粒子よりも小さい砥粒を固定した複合粒子が使用される。
【００２１】
粒子保持板は、フェノール樹脂、フェノール・フォルムアルデヒド樹脂、エポキシ樹脂、ナイロン樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、及びゴムから選択される材料からなる。また、粒子保持板は、繊維、微粉末、及びこれら混合物から選択される充填材をさらに含んでもよい。
【００２２】
粒子保持板の粗面に弾性粒子を保持するため、粒子保持板の平均表面粗さは、弾性粒子の平均粒径の１／２０〜２／３の範囲にある。
【００２３】
粒子保持板は、弾性粒子の大きさよりも深い溝（以下、これを表面溝という）を有する。
【００２４】
粒子保持板は、複数枚の板片から構成される。また、粒子保持板は、上記の表面溝を境界線にして分割した複数枚の板片から構成されてもよい。
【００２５】
＜研磨スラリー＞  本発明に従ったパッドレス研磨では、上記の弾性粒子を含んでいる研磨スラリーを使用する。すなわち、本発明では、弾性粒子として、高分子粒子を使用する研磨スラリー、又は弾性粒子として、高分子粒子の表面に、この高分子粒子の平均粒径よりも小さい平均粒径の砥粒を固定した複合粒子を使用する研磨スラリーが使用される。
【００２６】
弾性粒子として高分子粒子を使用する研磨スラリーは、高分子粒子と、この高分子粒子の平均粒径よりも小さい平均粒径の砥粒とを水又は水ベースの水溶液中に分散させたものである。弾性粒子として複合粒子を使用する研磨スラリーは、複合粒子を水又は水ベースの水溶液中に分散させた研磨スラリーが使用される。また、この複合粒子を分散した研磨スラリーに砥粒をさらに分散させたものを使用してもよい。高分子粒子として、平均粒径１μｍ〜１００μｍのほぼ球状の高分子材料からなる粒子が使用され、砥粒として、平均粒径が高分子粒子の平均粒径の１／５〜１／５００の範囲にあるものが使用される。
【００２７】
＜研磨装置＞  本発明では、クロスパッドや発泡体パッドのような柔軟性や弾力性がなく、適度の硬さを有し、加工性のよい材料からなるＤ硬度６０以上の平板の表面に弾性粒子（高分子粒子又は複合粒子）を保持する粗面を形成した上記の粒子保持板を、遊離砥粒研磨に一般的に使用されている片面又は両面研磨装置の定盤の表面に固定する。この粒子保持板は、複数枚の板片に分割できるものであり、これら板片を定盤の表面に一枚づつ固定できる。このように粒子保持板を複数枚の板片に分割することで、大型の定盤の表面に粒子保持板を固定することができる。
【００２８】
また、研磨スラリーは、上記の表面溝を通じて、粒子保持板の表面にわたって均一に供給される。研磨中、上記の表面溝は、研磨スラリーの流路として機能する。また、このような表面溝を粒子保持板の表面に形成することで、研磨中に発生した研磨クズが、この表面溝に入り込んで外部に流し出されるので、発泡体パッドのような目詰まりを生じない。
【００２９】
＜片面研磨＞  本発明に従った片面研磨装置は、表面に上記の粒子保持板を固定した定盤、この定盤を回転させるための手段、この粒子保持板の表面に、弾性粒子を含んでいる上記の研磨スラリーを供給する手段、及びワークを保持し、このワークの表面を粒子保持板の表面に供給した研磨スラリーに押し付ける手段から構成される。
【００３０】
ワークの片面（表面）の研磨は、この片面研磨装置を使用して行われ、定盤を回転させ、研磨スラリーを粒子保持板の表面に供給し、粒子保持板の粗面に弾性粒子を保持させ、粒子保持板の粗面に保持した弾性粒子に、ワークの表面を押し付けて行われる。ここで、このように、研磨スラリーを粒子保持板の表面に供給し、粒子保持板の粗面に弾性粒子を保持させることによって、上記本発明の研磨用具が構成される。
【００３１】
弾性粒子として高分子粒子を使用する研磨スラリーを使用すると、粒子保持板の表面に供給された研磨スラリー中の高分子粒子が、粒子保持板の粗面の凹部内に入り込んで保持され、粒子保持板の粗面に保持された高分子粒子の表面に砥粒が仮付着し、この砥粒が、ワークの表面に弾力的に作用する。
【００３２】
また、弾性粒子として複合粒子を使用する研磨スラリーを使用すると、粒子保持板の表面に供給された研磨スラリー中の複合粒子が、粒子保持板の粗面の凹部内に入り込んで保持され、粒子保持板の粗面に保持された複合粒子の砥粒が、ワークの表面に弾力的に作用する。
【００３３】
＜両面研磨＞  本発明に従った両面研磨装置は、表面に上記の粒子保持板（これを第一の粒子保持板という）を固定した上定盤、この上定盤と向き合って配置され、表面に上記の粒子保持板（これを第二の粒子保持板という）を固定した下定盤、第一の粒子保持板の表面と第二の粒子保持板の表面との間に、弾性粒子を含んでいる上記の研磨スラリーを供給する手段、ワークを保持する遊星キャリヤ、及び第一の粒子保持板の表面と第二の粒子保持板の表面との間に、ワークを保持した遊星キャリヤを挟んだ状態で、この遊星キャリヤを遊星運動させる手段から構成される。
【００３４】
研磨スラリーを供給する手段は、上定盤に設けられている複数の供給口を有する。この供給口が、上定盤の表面にわたって設けられている場合、上定盤の表面に固定される第一の粒子保持板は、上定盤に設けられている各供給口に対応する位置に、第一の粒子保持板の表面から裏面に貫通する穴を有する。これにより、上定盤の供給口から供給された研磨スラリーは、この穴を通じて第一の粒子保持板の表面に流れる。
【００３５】
ワークの両面の研磨は、この両面研磨装置を使用して行われ、下定盤に固定した第二の粒子保持板の表面に、ワークを保持した遊星キャリヤを載置し、この遊星キャリヤを上側から上定盤で押え付け、これら上下定盤の間に研磨スラリーを供給し、これら第一及び第二の粒子保持板のそれぞれの粗面に弾性粒子を保持させ、これら上下定盤の間に遊星キャリヤを挟んだ状態で、この遊星キャリヤを遊星運動させることによって行われる。ここで、このように、上下定盤の間に研磨スラリーを供給し、これら第一及び第二の粒子保持板のそれぞれの粗面に弾性粒子を保持させることによって、上記本発明の研磨用具が構成される。
【００３６】
弾性粒子として高分子粒子を使用する研磨スラリーを使用すると、第一及び第二の粒子保持板の間に供給された研磨スラリー中の高分子粒子が、第一及び第二の粒子保持板のそれぞれの粗面の凹部内に入り込んで保持され、第一及び第二の粒子保持板のそれぞれの粗面に保持された高分子粒子の表面に砥粒が仮付着し、この砥粒が、ワークの両面に弾力的に作用する。
【００３７】
また、弾性粒子として複合粒子を使用する研磨スラリーを使用すると、第一及び第二の粒子保持板の間に供給された研磨スラリー中の複合粒子が、第一及び第二の粒子保持板のそれぞれの粗面の凹部内に入り込んで保持され、第一及び第二の粒子保持板のそれぞれの粗面に保持された複合粒子の砥粒が、ワークの両面に弾力的に作用する。
【００３８】
このように、ミクロンサイズの弾性粒子（高分子粒子又は複合粒子）が粒子保持板の粗面に保持されるので、クロスパッドの表面にあるようなうねりを生じることがない。また、クロスパッドや発泡体パッドのように柔軟性や弾力性を有する研磨パッドと異なり、ワークによって引きずられることがなく、大きな弾性変形が生じない。
【００３９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態は、半導体ウエハなどのように表面に高精度の平坦性と平滑性が要求されるワークをパッドレス研磨する片面及び両面研磨用の研磨用具並びに研磨装置及び方法である。
【００４０】
＜研磨用具＞  図１Ａに示すように、本発明の研磨用具１０は、複数の弾性粒子１２、及びこれら弾性粒子１２を保持する粗面を有するＤ硬度６０以上の粒子保持板１１から構成される。この粒子保持板１１には、クロスパッドや発泡体パッドのような柔軟性や弾力性はない。粒子保持板１１の表面の粗面に保持した弾性粒子１２が、ワークＷの表面に弾力的に作用する。ワークＷの表面と粒子保持板１１との間に弾性粒子１２が介在するので、粒子保持板１１の表面は、ワークＷの表面に接触しない。
【００４１】
弾性粒子１２として、図１Ｂに示すような高分子粒子１３、又は、図１Ｃに示すように、高分子粒子１３の表面に、この高分子粒子１３よりも小さい砥粒１４を固定した複合粒子が使用される。この複合粒子は、高分子粒子１３の表面に砥粒１４を機械的に衝突させて固定することによって製造できる（例えば、特開２００２−９７４５６号公報の段落００２０〜００２２、及び特開２００２−３４６９０８号公報の段落００１４〜００１８を参照）。
【００４２】
高分子粒子１３として、ナイロン、アクリル、ポリスチレン、メラミンなどの高分子材料からなる粒子から選択される平均粒径１μｍ〜１００μｍのほぼ球状の粒子が使用される。砥粒１４として、コロイダルシリカ、アルミナ、酸化セリウムなどの材料からなる、平均粒径が高分子粒子１３の平均粒径の１／５〜１／５００の範囲にある粒子が使用される。
【００４３】
粒子保持板１１は、フェノール樹脂、フェノール・フォルムアルデヒド樹脂、エポキシ樹脂、ナイロン樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、及びゴムから選択される材料（以下、これを粒子保持板材料という）からなる。また、粒子保持板１１は、繊維（アラミド繊維、ナイロン繊維など）、微粉末（シリカ微紛、アルミナ微分など）又はこれら混合物からなる充填材から選択される充填材をさらに含んでもよい。充填材により、粒子保持板の硬度を高くすることができ、液体（本発明に従ったパッドレス研磨に使用される研磨スラリー）との濡れ性を向上できる。
【００４４】
粒子保持板１１の粗面に弾性粒子１２を保持するため、粒子保持板１１の平均表面粗さは、弾性粒子の平均粒径の１／２０〜２／３の範囲にある。これは、この平均表面粗さが小さすぎると、弾性粒子１２を粒子保持板１１の粗面に安定して保持できず、この平均表面粗さが大きすぎると、粒子保持板１１の表面にワークＷが接触し、ワークＷの表面にうねりを生じさせたり、傷を付ける原因となるからである。ここで、上記の充填材を使用して、粒子保持板１１の硬度を高くすることにより、このような粗面をより明確に形成できる。
【００４５】
粒子保持板１１は、図７に示すように、弾性粒子１２の大きさよりも深い溝（以下、これを表面溝という）１５を有する。
【００４６】
図６Ａに示すように、粒子保持板１１は、複数枚の板片１７から構成される。また、粒子保持板１１は、上記の表面溝１５を境界線にして分割した複数枚の板片１７から構成されてもよい。
【００４７】
＜粒子保持板の製造＞  まず、上記の粒子保持板材料を使用し、注型成形、カレンダー加工などの既知のシート製造技術を利用して、粒子保持板１１のベースとなるＤ硬度６０以上の板状のブロックを製造する。この板状のブロックを製造する際に、上記の粒子保持板材料に上記の充填材を混入してもよい。次に、この板状のブロックを所定の厚さ及び形状（円形状又はドーナツ状）に加工して、粒子保持板１１のベース（平板）を製造する。次に、この平板の表面に所定の粗面を均一に形成する。この粗面の形成は、好適に、コンディショニング作業の要領で、この平板を定盤の平坦な表面に粘着した後、平板の表面を、ダイヤモンドドレッサーなどの既知の研磨工具を使用して研磨することによって行える。このように、本発明では、金属やセラミックスなどの硬質材料からなるものとは異なり、表面に粗面を容易に形成できる。
【００４８】
これにより、本発明に従った粒子保持板１１が製造される。（ここで、この粒子保持板１１を複数枚の板片１７に切断して分割し得る。）
【００４９】
ここで、粒子保持板１１の表面に所定の粗面を形成してから、粒子保持板１１の表面に、上記の表面溝１５を形成し得る。この表面溝１５は、既知の旋盤加工技術を利用して形成できる。本発明では、金属やセラミックスなどの硬質材料からなるものとは異なり、このような表面溝１５を粒子保持板１１の表面に精度よく容易に形成できる。
【００５０】
また、表面溝１５を境界線にして、粒子保持板１１を複数枚の板片１７に切断して分割し得る。例えば、粒子保持板１１は、図６Ａに示す放射状の表面溝１５のうちの少なくとも２つの表面溝１５を境界線にして、複数枚の板片１７に分割される。
【００５１】
＜研磨スラリー＞  本発明に従ったパッドレス研磨では、上記の弾性粒子１２を含んでいる研磨スラリーを使用する。
【００５２】
弾性粒子１２として高分子粒子１３を使用する研磨スラリーは、高分子粒子１３と、この高分子粒子１３の平均粒径よりも小さい平均粒径の砥粒１４とを水又は水ベースの水溶液中に分散させたものである。弾性粒子１２として上記の複合粒子を使用する研磨スラリーは、複合粒子を水又は水ベースの水溶液中に分散させたものである。また、この複合粒子を分散した研磨スラリーに上記の砥粒をさらに分散させたものを使用してもよい。
【００５３】
ここで、水ベースの水溶液として、水にアルコール類やグリコール類を添加したものが使用される。ワークＷの表面を化学的機械的に研磨するため、この水ベースの水溶液に、ワークＷの表面と化学的に反応する薬液をさらに添加してもよい。このような薬液は、ワークＷの被研磨面を構成する材料に従って適宜に選定できる。例えば、被研磨面を構成する材料が二酸化珪素である場合、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、フッ酸、フッ化物などが使用される。被研磨面がタングステンである場合、硝酸鉄、ヨウ素酸カリウムなどが使用される。被研磨面が銅である場合、グリシン、キナルジン酸、過酸化水素、ベンゾトリアゾールなどが使用される。
【００５４】
＜研磨装置＞  本発明では、クロスパッドや発泡体パッドのような柔軟性や弾力性がなく、適度の硬さを有し、加工性のよい材料からなるＤ硬度６０以上の平板の表面に弾性粒子１２（高分子粒子１３又は上記の複合粒子）を保持する粗面を形成した粒子保持板１１を、遊離砥粒研磨に一般的に使用されている片面又は両面研磨装置の定盤の表面に固定する。この粒子保持板１１は、複数枚の板片１７に分割できるものであり、これら板片１７を定盤の表面に一枚づつ固定できる。このように粒子保持板１１を複数枚の板片１７に分割することで、大型の定盤の表面に粒子保持板１１を固定することができる。
【００５５】
また、研磨スラリーは、上記の表面溝１５を通じて、粒子保持板１１の表面にわたって均一に供給される。研磨中、上記の表面溝１５は、研磨スラリーの流路として機能する。また、このような表面溝１５を粒子保持板１１の表面に形成することで、研磨中に発生した研磨クズが、この表面溝１５に入り込んで外部に流し出されるので、発泡体パッドのような目詰まりを生じない。
【００５６】
この表面溝１５の平面形状は、粒子保持板１１の表面にわたって研磨スラリーを均一に供給できる形状であればよく、特に限定されるものではない。表面溝１５の平面形状は、直線、曲線及びこれらを組み合わせた幾何学的なパターンから選択できる（例えば、放射状、格子状、螺旋状、同心円状など）。好適に、表面溝１５の平面形状は、放射状（図６Ａ）又は格子状（図６Ｂ）である。表面溝１５の断面形状は、Ｕ字形、Ｖ字形などから選択でき、図７に示すように、粒子保持板１１の表面と表面溝１５のエッジ部分１６に傾斜又は丸みが形成されることが好ましい。これは、研磨スラリー中の弾性粒子１２（高分子粒子１３又は上記の複合粒子）の表面溝１５への出入りが容易になるからである。表面溝１５の深さと幅は、粒子保持板１１の表面にわたって研磨スラリーを均一に供給できる大きさであればよい。
【００５７】
＜片面研磨＞  図２に示すように、本発明に従った片面研磨装置２０は、定盤２１を備えている。この装置２０は、表面に上記の粒子保持板１１を固定した定盤２１、この定盤２１を矢印Ｒの方向に回転させるための手段（図示せず）、この粒子保持板１１の表面に、弾性粒子１２を含んでいる上記の研磨スラリーを供給するノズル２２、ワークＷを保持し、このワークＷの表面を粒子保持板１１の表面に供給した研磨スラリーに押し付けるチャック２３、及びチャック２３を矢印ｒの方向に回転させるための手段（図示せず）から構成される。研磨スラリーは、ワークＷの位置よりも定盤２１の中心側に供給される。粒子保持板１１の表面に供給された研磨スラリーは、回転する定盤２１の遠心力により、定盤２１の中心側から外周へと流れる。また、研磨スラリーは、上記の表面溝１５を通じて、粒子保持板１１の表面にわたって均一に供給される。これにより、研磨スラリーに含まれる弾性粒子１２が、粒子保持板１１の粗面に保持され、この弾性粒子１２と粒子保持板１１とによって本発明の上記の研磨用具１０が構成される。
【００５８】
ワークＷの片面（表面）の研磨は、図示のように、定盤２１を矢印Ｒの方向に回転させ、研磨スラリーを粒子保持板１１の表面に供給して、粒子保持板１１の粗面に弾性粒子１２を保持させ、粒子保持板１１の粗面に保持した弾性粒子１２に、ワークＷの表面を押し付け、これを矢印ｒの方向に回転させることによって行われる。定盤２１とチャック２３の回転数は、それぞれ、１０ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍ、好適に３０ｒｐｍ〜１００ｒｐｍの範囲にある。また、研磨スラリーの供給量は、１ｃｃ／分〜１００ｃｃ／分、好適に５ｃｃ／分〜５０ｃｃ／分の範囲にある。
【００５９】
図３に示すように、弾性粒子１２として高分子粒子１３を使用する研磨スラリーを使用すると、粒子保持板１１の表面に供給された研磨スラリー中の高分子粒子１３が、粒子保持板１１の粗面の凹部内に入り込んで保持され、粒子保持板１１の粗面に保持された高分子粒子１３の表面に砥粒１４が仮付着し、この砥粒１４が、ワークＷの表面に弾力的に作用する。
【００６０】
また、弾性粒子１２として上記の複合粒子を使用する研磨スラリーを使用すると、図示しないが、粒子保持板１１の表面に供給された研磨スラリー中の複合粒子が、粒子保持板１１の粗面の凹部内に入り込んで保持され、粒子保持板１１の粗面に保持された複合粒子の砥粒が、ワークＷの表面に弾力的に作用する。
【００６１】
＜両面研磨＞  図４及び５に示すように、本発明に従った両面研磨装置３０は、上下定盤３１、３２を備える。この装置３０は、表面に上記の粒子保持板（これを第一の粒子保持板３３という）を固定した上定盤３１、この上定盤３１と向き合って配置され、表面に上記の粒子保持板（これを第二の粒子保持板３４という）を固定した下定盤３２、第一の粒子保持板３３の表面と第二の粒子保持板３４の表面との間に、弾性粒子１２を含んでいる上記の研磨スラリーを供給する手段、ワークＷを保持する遊星キャリヤ３９、及び第一の粒子保持板３３の表面と第二の粒子保持板３４の表面との間に、ワークＷを保持した遊星キャリヤ３９を挟んだ状態で、この遊星キャリヤ３９を遊星運動させる手段から構成される。
【００６２】
下定盤３２は、好適に、モータ（図示せず）などの既知の駆動手段に連結されていて、このモータを駆動すると回転する。
【００６３】
遊星キャリヤ３９は、図４Ｃに示すように、外歯を有する薄板状の歯車であり、複数の開口を有する。ワークＷは、この遊星キャリヤ３９の開口に嵌め込まれて保持される。下定盤３２の中心部分には、遊星キャリヤ３９の外歯に噛み合う太陽ギア３７が配置される。この太陽ギア３７は、モータ（図示せず）などの既知の駆動手段に連結されていて、このモータを駆動することによって回転する。また、下定盤３２の外周には、遊星キャリヤ３９の外歯に噛み合うインターナルギア３８が配置される。
【００６４】
下定盤３２の表面に固定した第二の粒子保持板３４の表面には、この遊星キャリヤ３９が、太陽ギア３７と、インターナルギア３８とに噛み合されて載置される。
【００６５】
上定盤３１は、好適に、モータ（図示せず）などの既知の駆動手段に連結されていて、このモータを駆動することによって回転する。下定盤３２の表面に固定した第二の粒子保持板３４の表面に載置した遊星キャリヤ３９は、表面に第一の粒子保持板３３を固定した上定盤３１によって上側から押え付けられる。上定盤３１は、減圧機構（上定盤を軽くするためシリンダに逆圧をかけ上定盤３１の自重を調整する機構）（図示せず）に連結されており、これにより、第一及び第二の粒子保持板３３、３４に挟まれているワークＷに対する押付圧力が制御される。
【００６６】
遊星キャリヤ３９は、太陽ギア３７を回転させることにより、自転し且つ公転する（これを遊星運動という）。
【００６７】
研磨スラリーを供給する手段は、図４Ａ、図４Ｂ及び図５に示すように、上定盤３１に設けられている複数の供給口３５を有する。
【００６８】
これら供給口３５が、図４Ｂに示すように、上定盤３１の表面にわたって設けられている場合、上定盤３１の表面に固定される第一の粒子保持板３３は、図５に示すように、上定盤３１の表面にわたって設けられている各供給口３５に対応する位置に、第一の粒子保持板３３の表面から裏面に貫通する穴３６を有する。これにより、上定盤３１の供給口３５から供給された研磨スラリーは、第一の粒子保持板３３の穴３６を通じて第一の粒子保持板３３の表面側に流れ出る。
【００６９】
これら供給口３５が、図４Ａに示すように、上定盤３１の中心付近に設けられている場合、穴３６を第一の粒子保持板３３に形成する必要はない。
【００７０】
ワークＷの両面の研磨は、この両面研磨装置３０を使用して行われ、下定盤３２に固定した第二の粒子保持板３４の表面に、ワークＷを保持した遊星キャリヤ３９を載置し、この遊星キャリヤ３９を上側から上定盤３１で押え付け、これら上下定盤３１、３２の間に研磨スラリーを供給し、これら第一及び第二の粒子保持板３３、３４のそれぞれの粗面に弾性粒子１２を保持させ、これら上下定盤３１、３２の間に遊星キャリヤ３９を挟んだ状態で、この遊星キャリヤ３９を遊星運動させることによって行われる。研磨スラリーの供給量は、好適に、約１００ｃｃ／分である。
【００７１】
この両面研磨は、ツーウェイ方式、スリーウェイ方式又はフォーウェイ方式により行われる。
【００７２】
ツーウェイ方式では、上下定盤３１、３２を固定し、上下定盤３１、３２の中心に位置する太陽ギア３７を回転させ、上下定盤３１、３２の間に挟まれた遊星キャリヤ３９が、太陽ギア３７と、上下定盤３１、３２の周囲に位置するインターナルギア３８に噛み合いながら、自転し且つ公転（このような遊星キャリヤの運動を遊星運動という）し、これにより、遊星キャリヤ３９に保持されているワークＷの両面が研磨される。
【００７３】
スリーウェイ方式では、上定盤３１を固定し、下定盤３２を回転させ、上下定盤３１、３２の中心に位置する太陽ギア３７を回転させ、上下定盤３１、３２の間に挟まれた遊星キャリヤ３９が、太陽ギア３７と、上下定盤３１、３２の周囲に位置するインターナルギア３８に噛み合いながら遊星運動し、これにより、遊星キャリヤ３９に保持されているワークＷの両面が研磨される。
【００７４】
フォーウェイ方式では、上定盤３１を回転させ、上定盤３１と逆の方向に下定盤３２を回転させ、上下定盤３１、３２の中心に位置する太陽ギア３７を回転させ、上下定盤３１、３２の間に挟まれた遊星キャリヤ３９が、太陽ギア３７と、上下定盤３１、３２の周囲に位置するインターナルギア３８に噛み合いながら遊星運動し、これにより、遊星キャリヤ３９に保持されているワークＷの両面が研磨される。
【００７５】
図５に示すように、弾性粒子１２として高分子粒子１３を使用する研磨スラリーを使用すると、第一及び第二の粒子保持板３３、３４の間に供給された研磨スラリー中の高分子粒子１３が、第一及び第二の粒子保持板３３、３４のそれぞれの粗面の凹部内に入り込んで保持され、第一及び第二の粒子保持板３３、３４のそれぞれの粗面に保持された高分子粒子１３の表面に砥粒１４が仮付着し、この砥粒１４が、ワークＷの両面に弾力的に作用する。
【００７６】
また、弾性粒子１２として複合粒子を使用する研磨スラリーを使用すると、図示しないが、第一及び第二の粒子保持板３３、３４の間に供給された研磨スラリー中の複合粒子が、第一及び第二の粒子保持板３３、３４のそれぞれの粗面の凹部内に入り込んで保持され、第一及び第二の粒子保持板３３、３４のそれぞれの粗面に保持された複合粒子の砥粒が、ワークＷの両面に弾力的に作用する。
【００７７】
＜第一及び第二の粒子保持板の製造＞  上記の片面研磨装置の定盤の表面に固定される粒子保持板と同様の方法により２枚の第一及び第二の粒子保持板３３、３４を製造する。これら粒子保持板３３、３４を両面研磨装置の上下定盤のそれぞれの表面に取り付け、修正キャリヤを使用して、第一及び第二の粒子保持板３３、３４の表面を所定の粗さに研磨しながら、これら第一及び第二の粒子保持板３３、３４の表面を精度よく合致させる。これら粒子保持板３３、３４の表面は、セラミックスなどからなる硬質層の表面と異なり、上記の粗面を容易に形成できる。
【００７８】
ここで、第一及び第二の粒子保持板３３、３４の表面に所定の粗面を均一に形成してから、これら粒子保持板３３、３４のうちの少なくとも一方の粒子保持板の表面に、上記の表面溝１５を形成してもよい。この表面溝１５は、既知の旋盤加工技術を利用して形成できる。
【００７９】
また、上定盤３１の表面に固定される第一の粒子保持板３３に、研磨スラリーの流路として機能する穴３６を形成し得る。この穴３６は、第一の粒子保持板３３を上定盤３１の表面に固定する前に既知の穿孔技術を利用して形成できる。
【００８０】
ここで、第一及び第二の粒子保持板３３、３４の少なくとも一方の粒子保持板は、図６に示すような複数枚の板片１７に切断して分割され得る。この分割は、上記の表面溝１５を境界線にして行われ得る。これら板片１７は、定盤３１、３２の表面に一枚づつ接着剤で固定される。このように、本発明では、粒子保持板３３、３４を複数枚の板片１７に分割し、これら板片１７を各定盤３１、３２の表面に一枚づつ固定することにより、大型の定盤３１、３２であっても、粒子保持板３３、３４を精度よく容易に固定することができる。
【００８１】
＜実施例１＞  実施例１は、図２に示す装置において、ＳＵＳ定盤（厚さ２０ｍｍ、直径３８０ｍｍ）の表面に、ポリウレタン樹脂からなる厚さ１．５ｍｍの粒子保持板（Ｄ硬度７２、平均表面粗度３μｍ）を接着剤で固定した片面研磨装置である。なお、粒子保持板のＤ硬度は、高硬さ用のタイプＤのデュロメータ（商品番号：ＧＳ−７２０Ｇ、ＴＥＣＨＬＯＣＫ社）（ＪＩＳ−Ｋ６２５３、及びＩＳＯ７６１９に対応）を使用して測定した。
【００８２】
＜研磨試験１−１＞  実施例１の片面研磨装置を使用して、４インチシリコンウエハの表面のパッドレス研磨を行った。パッドレス研磨は、下記の表１に示す条件で行った。研磨スラリーとして、ベンゾグアナミン樹脂からなる平均粒径５μｍの球状粒子（高分子粒子）（株式会社日本触媒）と平均粒径１５ｎｍのコロイダルシリカ（砥粒）（商品名：スノーテックス３０、日産化学工業株式会社）とを純水中に分散させたものを使用した。この研磨スラリーの組成を下記の表２に示す。
【表１】
2004358616.tif 000003
【表２】
2004358616.tif 000004
【００８３】
実施例１に従って、４インチシリコンウエハの表面にわたって、平均表面粗さ６Åの鏡面に、均一に研磨された。
【００８４】
＜研磨試験１−２＞  実施例１の片面研磨装置を使用して、２０ｍｍφのガラス板の表面のパッドレス研磨を行った。パッドレス研磨は、下記の表３に示す条件で行った。研磨スラリーとして、ベンゾグアナミン樹脂からなる平均粒径５μｍの球状粒子（高分子粒子）（株式会社日本触媒）と平均粒径０．５μｍの酸化セリウム（砥粒）（商品名：ミレークＥ１０、三井金属鉱業株式会社）とを純水中に分散させたものを使用した。この研磨スラリーの組成を下記の表４に示す。
【表３】
2004358616.tif 000005
【表４】
2004358616.tif 000006
【００８５】
実施例１に従って、２０ｍｍφのガラス板の表面にわたって、平均表面粗さ４Åの鏡面に、均一に研磨された。
【００８６】
＜研磨試験１−３＞  実施例１の片面研磨装置を使用して、６５ｍｍφのガラス板の表面のパッドレス研磨を行った。パッドレス研磨は、上記の研磨試験１−２で使用した研磨スラリーと同一の研磨スラリーを使用して、上記の表３に示す条件で行った。
【００８７】
実施例１に従って、６５ｍｍφのガラス板の表面にわたって、平均表面粗さ６Å（外周部分）及び１５Å（中心部分）の鏡面に研磨された。
【００８８】
＜実施例２＞  実施例２は、図２に示す装置において、ＳＵＳ定盤（厚さ２０ｍｍ、直径３８０ｍｍ）の表面に、ポリウレタン樹脂からなる厚さ１．５ｍｍの粒子保持板（Ｄ硬度７２、平均表面粗度１．５μｍ）を接着剤で固定した片面研磨装置である。この粒子保持板は、表面に幅１ｍｍ、深さ０．５ｍｍの放射状の表面溝（図６Ａを参照）を有する。なお、粒子保持板のＤ硬度は、上記の実施例１と同様に、高硬さ用のタイプＤのデュロメータ（商品番号：ＧＳ−７２０Ｇ、ＴＥＣＨＬＯＣＫ社）を使用して測定した。
【００８９】
＜研磨試験２−１＞  実施例２の粒子保持板を使用して、６５ｍｍφのガラス板の表面のパッドレス研磨を行った。パッドレス研磨は、上記の研磨試験１−２で使用した研磨スラリーと同一の研磨スラリーを使用して、上記の表３に示す条件で行われた。
【００９０】
実施例２に従って、６５ｍｍφのガラス板の表面にわたって、平均表面粗さ５Åの鏡面に、均一に研磨された。
【００９１】
＜実施例３＞  実施例３は、図１に示す装置において、ＳＵＳ定盤（厚さ２０ｍｍ、直径３８０ｍｍ）の表面に、ポリエステル樹脂からなる厚さ０．１８８ｍｍの粒子保持板（Ｄ硬度８５、平均表面粗度０．５μｍ）を接着剤で固定した片面研磨装置である。なお、粒子保持板のＤ硬度は、上記の実施例１と同様に、高硬さ用のタイプＤのデュロメータ（商品番号：ＧＳ−７２０Ｇ、ＴＥＣＨＬＯＣＫ社）を使用して測定した。
【００９２】
＜研磨試験３−１＞  実施例３の片面研磨装置を使用して、４インチシリコンウエハの表面のパッドレス研磨を行った。パッドレス研磨は、上記の研磨試験１−１で使用した研磨スラリーと同一の研磨スラリーを使用して、上記の表１に示す条件で行われた。
【００９３】
実施例３に従って、４インチシリコンウエハの表面にわたって、平均表面粗さ１２Åの鏡面に、均一に研磨された。
【００９４】
【発明の効果】
本発明が以上のように構成されるので、以下のような効果を奏する。
【００９５】
研磨スラリーに含まれる弾性粒子（高分子粒子又は複合粒子）が、定盤の表面に固定した粒子保持板の表面にわたって均一に安定して保持されるので、ワークのパッドレス研磨を高精度に行える。
【００９６】
粒子保持板が、セラミックスなどの材料よりも加工性のよい材料から製造され、この粒子保持板を定盤の表面に固定するだけなので、手間とコストがかからない。また、両面研磨装置の上下定盤用に、粒子保持板を精度よく製造することができる。
【００９７】
粒子保持板を複数枚の板片に分割し、これら板片を、定盤の表面に一枚づつ固定できるので、大型の定盤の製造が精度よく容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１Ａは、本発明の研磨用具の断面図であり、図１Ｂ及び図１Ｃは、それぞれ、弾性粒子を示す。
【図２】図２は、本発明に従った片面研磨装置の斜視図である。
【図３】図３は、図２の装置のワークの表面と粒子保持板の表面の断面図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ、本発明に従った両面研磨装置の上定盤の平面図であり、図４Ｃは、本発明に従った両面研磨装置の下定盤の斜視図である。
【図５】図５は、図４の装置のワークと第一及び第二の粒子保持板の表面の断面図である。
【図６】図６Ａ及び図６Ｂは、それぞれ、本発明に従った粒子保持板の表面溝の平面図である。
【図７】図７は、本発明の研磨用具の粒子保持板の表面溝の断面図である。
【符号の説明】
１０・・・研磨用具
１１・・・粒子保持板
１２・・・弾性粒子
１３・・・高分子粒子
１４・・・砥粒
１５・・・表面溝
１６・・・エッジ部分
１７・・・板片
２０・・・片面研磨装置
２１・・・定盤
２２・・・ノズル
２３・・・チャック
３０・・・両面研磨装置
３１・・・上定盤
３２・・・下定盤
３３・・・第一の粒子保持板
３４・・・第二の粒子保持板
３５・・・供給口
３６・・・穴
３７・・・太陽ギア
３８・・・インターナルギア
３９・・・遊星キャリヤ
Ｒ・・・回転方向
ｒ・・・回転方向
Ｗ・・・ワーク
【図１】
2004358616.tif 000007
【図２】
2004358616.tif 000008
【図３】
2004358616.tif 000009
【図４】
2004358616.tif 000010
【図５】
2004358616.tif 000011
【図６】
2004358616.tif 000012
【図７】
2004358616.tif 000013