(57)【要約】      （修正有）【課題】ダミーランニングを行うことなく研磨装置を本格稼働できるようにして、生産効率を向上させるとともに、素材の損失を無くして品質確認のためのコストを低減する。【解決手段】研磨装置１００に研磨布２を貼着する前に、研磨布を加湿、加温して、研磨布の吸水性を高めておき、吸水性が高められた研磨布を研磨装置に貼着し、この研磨布を用いて研磨対象１を研磨する。この場合、容器内に研磨布を収容するとともに容器内を加湿、加温された雰囲気にして、研磨布の吸水性を高めるようにする。また、研磨装置の定盤１０１、１０２に研磨布が貼着された状態で、研磨布を加湿、加温して、研磨布の吸水性を高めておき、この吸水性が高められた研磨布を用いて、研磨対象を研磨する。この場合、研磨装置の定盤を加温するとともに、研磨布に向けて水を流すことで、研磨布の吸水性を高めるようにする。【選択図】図１
2007313587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨装置に研磨布を貼着する前に、研磨布を加湿、加温して、研磨布の吸水性を高める加湿・加温工程と、
吸水性が高められた研磨布を研磨装置に貼着し、この研磨布を用いて研磨対象を研磨する研磨工程と
を含むことを特徴とする研磨布を用いた研磨方法。
【請求項２】
加湿・加温工程は、
容器内に研磨布を収容するとともに容器内を加湿、加温された雰囲気にして、研磨布の吸水性を高める工程であること
を特徴とする請求項１記載の研磨布を用いた研磨方法。
【請求項３】
研磨装置の定盤に研磨布が貼着された状態で、研磨布を加湿、加温して、研磨布の吸水性を高める加湿・加温工程と、
吸水性が高められた研磨布を用いて、研磨対象を研磨する研磨工程と
を含むことを特徴とする研磨布を用いた研磨方法。
【請求項４】
加湿・加温工程は、
研磨装置の定盤を加温するとともに、研磨布に向けて水を流すことで、研磨布の吸水性を高める工程であること
を特徴とする請求項３記載の研磨布を用いた研磨方法。
【請求項５】
加湿・加温工程は、
研磨布に向けて温水を流すことで、研磨布の吸水性を高める工程であること
を特徴とする請求項３記載の研磨布を用いた研磨方法。
【請求項６】
加湿・加温工程では、
研磨布を用いて研磨対象を研磨したときに、研磨対象の平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）が、０．０９以下になるまで、研磨布を加温、加湿すること
を特徴とする請求項１〜５記載の研磨布を用いた研磨方法。
【請求項７】
容器内部に研磨布が収容されるとともに容器内部が加湿、加温された雰囲気にされて、研磨布の吸水性を高める処理が行われること
を特徴とする研磨布の加湿・加温用容器。
【請求項８】
研磨布を用いて研磨対象を研磨したときに、研磨対象の平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）が、０．０９以下になるまで、容器内に研磨布が収容されること
を特徴とする請求項７記載の研磨布の加湿・加温用容器。
【請求項９】
研磨装置に、
研磨布が貼着された定盤を加温する加温手段と、
研磨布に向けて水を流す流水手段と、
研磨装置で研磨布を用いて研磨対象を研磨する前に、予め加温手段と、流水手段を作動させて研磨布を加湿、加温して研磨布の吸水性を高める制御手段と
を備えたこと
を特徴とする研磨布を用いた研磨装置。
【請求項１０】
研磨装置に、
研磨布に向けて温水を流す温水流水手段と、
研磨装置で研磨布を用いて研磨対象を研磨する前に、予め温水流水手段を作動させて研磨布を加湿、加温して研磨布の吸水性を高める制御手段と
を備えたこと
を特徴とする研磨布を用いた研磨装置。
【請求項１１】
制御手段は、
研磨布を用いて研磨対象を研磨したときに、研磨対象の平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）が、０．０９以下になるまで、研磨布を加湿、加温すること
を特徴とする請求項９、１０記載の研磨布を用いた研磨装置。
【請求項１２】
研磨装置に貼着されて研磨対象を研磨するために用いられる研磨布であって、
加湿、加温され、吸水性が高められた状態にされていること
を特徴とする研磨布。
【請求項１３】
研磨対象を研磨したときに、研磨対象の平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）が、０．０９以下になること
を特徴とする請求項１２記載の研磨布。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨布を用いた研磨方法、研磨布の加湿・加温用容器、研磨布を用いた研磨装置、研磨布に関し、特に、研磨装置の定盤に貼着された上でシリコンウェーハ、ガラスなどの研磨対象を研磨する不織布タイプの研磨布に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ロデール社のＳＵＢＡシリーズで代表される不織布タイプの研磨布（研磨クロス、研磨パッドともいう）は、シリコンウェーハ、ガラスなどの研磨対象を研磨するために広く用いられている。以下、研磨対象がシリコンウェーハである場合を例にとり研磨装置の概要について説明する。
【０００３】
図１（ａ）、（ｂ）は、シリコンウェーハ１の両面を研磨する両面研磨装置１０の側面図、斜視図をそれぞれ示している。
【０００４】
両面研磨装置１００は、シリコンウェーハ１の裏面１ａ側、表面１ｂ側にそれぞれ設けられ、表面に研磨布２がそれぞれ貼着された上定盤１０１、下定盤１０２とから構成されている。上定盤１０１は、上昇下降が自在で、かつ上昇位置で水平方向に移動自在に構成されている。研磨用キャリア１０は、両面研磨装置１００の下定盤１０２上に装填される部材である。研磨用キャリア１０が装填されると、研磨用キャリア１０の保持孔内にシリコンウェーハ１が挿入される。研磨用キャリア１０の保持孔の孔径は、シリコンウェーハ１が保持孔内で移動運動可能に、シリコンウェーハ１の径よりも大きく設定されている。
【０００５】
上定盤１０１、下定盤１０２は、インナーギヤ１０２ａの中心軸を回転中心にして回転自在に構成されている。上定盤１０１、下定盤１０２は互いに反対方向に回転される。
【０００６】
上定盤１０１には、冷却水路１０６が形成されており、同様に下定盤１０２には、冷却水路１０８が形成されている。上定盤１０１には、研磨布２の表面の孔に連通する研磨用スラリ通路１０７が形成されている。この研磨用スラリ通路１０７は、リンス液（純水）の通路を兼用している。上定盤１０１の上方に設けられた切換バルブを切換作動することにより、研磨用スラリ（スラリ液）、リンス液のいずれかが研磨用スラリ通路１０７内に供給される。
【０００７】
下定盤１０２の外側には、研磨加工後の研磨布２の乾燥を防止するために、リンス液（純水のシャワー）を下定盤１０２の内側に向けて噴霧するリンス液噴射ノズル１１０が設けられている。
【０００８】
研磨用キャリア１０は、円板状に形成されており、周方向に等間隔に、シリコンウェーハ１を収容する保持孔が、たとえば３つ形成されている。研磨用キャリア１０の外周には、下定盤１０２の中心に形成されたインナーギヤ（サンギア）１０２ａに噛み合うとともに、下定盤１０２の外周に沿って設けられたアウターギヤ（内歯車）１０５と噛み合う歯１２（遊星ギア）が形成されている。研磨用キャリア１０は、インナーギヤ１０２ａを中心に下定盤１０２の周方向に沿って等間隔に、たとえば４つ配置されている。研磨用キャリア１０は、下定盤１０２の研磨布１０４上に配置されている。インナーギヤ１０２ａ、アウターギヤ１０５は、インナーギヤ１０２ａの中心軸を回転中心にして回転自在に構成されている
以上のように研磨装置１００が構成されており、シリコンウェーハ１が研磨用キャリア１０の保持孔内に収容され、上定盤１０１、下定盤１０２がシリコンウェーハ１側に移動されることによりシリコンウェーハ１の表面、裏面にそれぞれ研磨クロス２が押し付けられ、シリコンウェーハ１の表面と上定盤１０１の研磨クロス２との間、およびシリコンウェーハ１の裏面と下定盤１０２の研磨クロス２との間に研磨用のスラリが供給されつつ、研磨用キャリア１０と、上定盤１０１、下定盤１０２とが相対的に逆回転される。これによりシリコンウェーハ１の表面と裏面がそれぞれ所定の研磨代だけ研磨されて鏡面状態にされる。
【０００９】
研磨加工中は、上定盤１０１、下定盤１０２の温度が上昇するため、上定盤１０１、下定盤１０２の温度の上昇を抑え温度を安定させるために冷却水路１０６、１０８に冷却水が流される。
【００１０】
研磨加工の後半では、上記切換バルブを切換作動されて、研磨用スラリからリンス液に切り換えられて、リンス液が上定盤１０１の研磨用スラリ通路１０７を介してシリコンウェーハ１の表面と上定盤１０１の研磨クロス２との間、およびシリコンウェーハ１の裏面と下定盤１０２の研磨クロス２との間それぞれに供給される。
【００１１】
研磨加工後には、上定盤１０１が上昇されて、リンス液噴射ノズル１１０から下定盤１０２の内側に向けてリンス液が噴霧され、シリコンウェーハ１上に残っている研磨用スラリが取り除かれる。
【００１２】
研磨加工の時間、バッチ回数が増加するに伴い、研磨布２の摩耗が徐々に進行し、シリコンウェーハ１の平坦度が徐々に低下していく。このため研磨布２は、数十バッチの研磨加工に使用されると、定盤１０１、１０２から外され、未使用の新しい研磨布２が定盤１０１、１０２に貼着される。
【００１３】
シリコンウェーハ１に要求される平坦度、つまり製品として出荷できる平坦度の基準レベルは、ＳＦＱＲ（μｍ）で０．０９以下である。
【００１４】
（特許文献にみられる従来技術）
下記特許文献１には、研磨加工中に、研磨用スラリが蒸発、乾燥し、これにより粉塵として飛散してシリコンウェーハにスクラッチ傷を生じせしめることを防止することを目的として、研磨加工中に、片面研磨装置の定盤上にミストを発生させ、定盤上の湿度を５５％以上に制御するという発明が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−３３０３３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
研磨布メーカーから受け入れた未使用の研磨布２を、定盤１０１、１０２に貼着した直後は、シリコンウェーハ１を均一な安定した平坦度にすることができない。このため、平坦度が均一に安定するまで、所定のバッチ数をかけてダミーランニングを行う必要がある。
【００１６】
しかも、研磨布メーカーから受け入れた未使用の研磨布２は、個々に品質のバラツキがあり、未使用の研磨布２を定盤１０１、１０２に貼着した直後に、すでにシリコンウェーハ１の平坦度が上記基準レベルに到達している品質のものもあれば、基準レベルに到達していない品質のものもある。このため、ダミーランニングは、個々の研磨布毎に、ダミーウェーハを消費して、ウェーハ平坦度の品質を確認しながら行う必要がある。なお、ダミーランニング中に消費したシリコンウェーハ（ダミーウェーハ）は、当然、製品として出荷することはできない。
【００１７】
図２は、研磨加工のバッチ数と、シリコンウェーハ１の平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）との関係を示すグラフである。図２の横軸は、研磨布２を定盤１０１、１０２に貼着してからのバッチ数であり、縦軸は、研磨布メーカーから受け入れた各研磨布２Ａ、２Ｂ、２Ｃそれぞれを使用して研磨されたシリコンウェーハ１の平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）である。なお、１バッチは、３０〜９０分程度である。
【００１８】
図２に示すように、各研磨布２Ａ、２Ｂ、２Ｃいずれの場合も、研磨布２を定盤１０１、１０２に貼着した時点、つまりバッチ数がゼロの時点から、バッチ数増加に伴い、平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）が徐々に低下して、平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）が安定していく。
【００１９】
上述したように、製品として許容されるシリコンウェーハ１の平坦度の基準レベルは、ＳＦＱＲ（μｍ）で０．０９以下である。
【００２０】
図２からわかるように、研磨布２Ａを用いた研磨されたシリコンウェーハ１のＳＦＱＲ（μｍ）は、貼着直後ですでに基準レベル０．０９（μｍ）近傍にあり、０〜数バッチ程度のダミーランニングを経て基準レベル０．０９（μｍ）に到達する。
【００２１】
これに対して、研磨布２Ｂを用いた研磨されたシリコンウェーハ１のＳＦＱＲ（μｍ）は、貼着直後で０．１２程度であり基準レベル０．０９（μｍ）に到達しておらず、研磨布２Ａよりも多くのバッチ回数、より長時間のダミーランニングを経て基準レベル０．０９（μｍ）に到達する。
【００２２】
さらに、研磨布２Ｃを用いた研磨されたシリコンウェーハ１のＳＦＱＲ（μｍ）は、貼着直後で０．１５程度であり基準レベル０．０９（μｍ）以下に到達しておらず、研磨布２Ａ、２Ｂよりも多くのバッチ回数、より長時間のダミーランニングを経て基準レベル０．０９（μｍ）に到達する。
【００２３】
このようにウェーハ平坦度を基準レベル以下に安定させるためには、平均して１０バッチ程度の長時間のダミーランニングが必要である。しかも、研磨布２の品質は個々に異なるため、抜き取り検査が不可能であり、どの程度のダミーランニングを行えば本格稼働に移行できるかは、個々の研磨布毎にダミーウェーハで品質を確認しなければならない。
【００２４】
しかし、このようにダミーランニングを長時間かけて行うことにすると、研磨装置の稼働率が低下し、ひいては、シリコンウェーハの生産効率が低下する。また、研磨布の抜き取り検査が不可能であるため、個々の研磨布毎にダミーウェーハで品質を確認することにすると、ダミーランニングに使用する素材の損失を招き、品質確認のためのコストが多大なものとなる。
【００２５】
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、ダミーランニングを行うことなく研磨装置を本格稼働できるようにして、生産効率を向上させるとともに、素材の損失を無くして品質確認のためのコストを低減することを解決課題とするものである。
【００２６】
なお、特許文献１記載の発明は、粉塵によるシリコンウェーハのスクラッチ傷発生を防止することを解決課題として、研磨加工中に定盤上を加湿するという発明であり、ダミーランニングを行うことなく研磨装置を本格稼働できるようにすることを解決課題として、研磨加工前に研磨布を加湿、加温するという本発明とは、全く異なるものである。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
第１発明は、
研磨装置に研磨布を貼着する前に、研磨布を加湿、加温して、研磨布の吸水性を高める加湿・加温工程と、
吸水性が高められた研磨布を研磨装置に貼着し、この研磨布を用いて研磨対象を研磨する研磨工程と
を含む研磨布を用いた研磨方法であることを特徴とする。
【００２８】
第２発明は、第１発明において、
加湿・加温工程は、
容器内に研磨布を収容するとともに容器内を加湿、加温された雰囲気にして、研磨布の吸水性を高める工程であること
を特徴とする。
【００２９】
第３発明は、
研磨装置の定盤に研磨布が貼着された状態で、研磨布を加湿、加温して、研磨布の吸水性を高める加湿・加温工程と、
吸水性が高められた研磨布を用いて、研磨対象を研磨する研磨工程と
を含む研磨布を用いた研磨方法であることを特徴とする。
【００３０】
第４発明は、第３発明において、
加湿・加温工程は、
研磨装置の定盤を加温するとともに、研磨布に向けて水を流すことで、研磨布の吸水性を高める工程であること
を特徴とする。
【００３１】
第５発明は、第３発明において、
加湿・加温工程は、
研磨布に向けて温水を流すことで、研磨布の吸水性を高める工程であること
を特徴とする。
【００３２】
第６発明は、第１発明〜第５発明において、
加湿・加温工程では、
研磨布を用いて研磨対象を研磨したときに、研磨対象の平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）が、０．０９以下になるまで、研磨布を加温、加湿すること
を特徴とする。
【００３３】
第７発明は、
容器内部に研磨布が収容されるとともに容器内部が加湿、加温された雰囲気にされて、研磨布の吸水性を高める処理が行われる研磨布の加湿・加温用容器であることを特徴とする。
【００３４】
第８発明は、第７発明において、
研磨布を用いて研磨対象を研磨したときに、研磨対象の平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）が、０．０９以下になるまで、容器内に研磨布が収容されることを特徴とする。
【００３５】
第９発明は、
研磨装置に、
研磨布が貼着された定盤を加温する加温手段と、
研磨布に向けて水を流す流水手段と、
研磨装置で研磨布を用いて研磨対象を研磨する前に、予め加温手段と、流水手段を作動させて研磨布を加湿、加温して研磨布の吸水性を高める制御手段と
を備えた研磨布を用いた研磨装置であることを特徴とする。
【００３６】
第１０発明は、
研磨装置に、
研磨布に向けて温水を流す温水流水手段と、
研磨装置で研磨布を用いて研磨対象を研磨する前に、予め温水流水手段を作動させて研磨布を加湿、加温して研磨布の吸水性を高める制御手段と
を備えた研磨布を用いた研磨装置であることを特徴とする。
【００３７】
第１１発明は、第９発明、第１０発明において、
制御手段は、
研磨布を用いて研磨対象を研磨したときに、研磨対象の平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）が、０．０９以下になるまで、研磨布を加湿、加温すること
を特徴とする。
【００３８】
第１２発明は、
研磨装置に貼着されて研磨対象を研磨するために用いられる研磨布であって、
加湿、加温され、吸水性が高められた状態にされている研磨布であることを特徴とする。
【００３９】
第１３発明は、第１２発明において、
研磨対象を研磨したときに、研磨対象の平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）が、０．０９以下になることを特徴とする。
【００４０】
本発明者は、ある程度の時間、研磨加工に使用された研磨布（特に不織布タイプの研磨布）には、ある程度の量の研磨用スラリ（スラリ液）が含有された状態になっており、これがシリコンウェーハの平坦度を基準レベル以下で安定する原因になっているという知見に鑑みて、本発明をなし得た。
【００４１】
すなわち、研磨装置を稼働させて研磨加工を行う前に、研磨布を加湿、加温しておき、研磨布の吸水性を高めた状態にしておく。そうしておくと、その研磨布を研磨加工に使用した場合、即座に研磨用スラリが高い吸水性をもって研磨布に吸水され、上述したある程度の時間、研磨加工に使用した研磨布と同様に、ある程度の量の研磨用スラリが含有された状態になる。このため、研磨加工に未使用の研磨布を研磨加工（本格稼働）に使用しても、研磨加工開始直後から、シリコンウェーハ１の平坦度は、基準レベル以下（ＳＦＱＲ（μｍ）が、０．０９以下）で安定する。これにより、ダミーランニングを行うことなく、研磨装置を本格稼働することができる。
【００４２】
第１発明の方法は、図１の研磨装置１００に研磨布２を貼着する前に、研磨布２を加湿、加温して、研磨布２の吸水性を高めておき、吸水性が高められた研磨布２を研磨装置１００に貼着し、この研磨布２を用いて研磨対象１を研磨するという研磨方法である。
【００４３】
第２発明の方法は、第１発明の方法を実施するに際して、図３に示すような容器２０内に研磨布２を収容するとともに容器２０内を加湿、加温された雰囲気にして、研磨布２の吸水性を高めるようにするものである。
【００４４】
第３発明の方法は、図１の研磨装置１００の定盤１０１、１０２に研磨布２が貼着された状態で、研磨布２を加湿、加温して、研磨布２の吸水性を高めておき、この吸水性が高められた研磨布２を用いて、研磨対象１を研磨するという研磨方法である。
【００４５】
第４発明の方法は、第３発明の方法を実施するに際して、研磨装置１００の定盤１０１、１０２を加温するとともに、研磨布２に向けて水を流すことで、研磨布２の吸水性を高めるようにするものである。
【００４６】
第５発明の方法は、第３発明の方法を実施するに際して、研磨布２に向けて温水を流すことで、研磨布２の吸水性を高めるようにするものである。
【００４７】
第６発明の方法は、第１発明〜第５発明の方法を実施するに際して、研磨布２を用いて研磨対象１を研磨したときに、研磨対象１の平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）が、０．０９以下になるまで、研磨布２を加温、加湿するものである。
【００４８】
第７発明は、第２発明に対応する装置発明であり、図３に示す容器２を用いて研磨布２に対して加湿、加温が行われる。
【００４９】
第８発明は、第７発明の装置発明を実施するに際して、研磨布２を用いて研磨対象１を研磨したときに、研磨対象１の平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）が、０．０９以下になるまで、容器２０内に研磨布２を収容するものである。
【００５０】
第９発明の装置は、研磨装置１００に、研磨布２が貼着された定盤１０１、１０２を加温する加温手段（冷却水路１０６、１０８）と、研磨布２に向けて水を流す流水手段（リンス液噴射ノズル１１０あるいは研磨用スラリ通路１０７）と、研磨装置１００で研磨布２を用いて研磨対象１を研磨する前に、予め加温手段と、流水手段を作動させて研磨布２を加湿、加温して研磨布２の吸水性を高める制御手段とを備えるように構成したものである。
【００５１】
第１０発明の装置は、研磨装置１００に、研磨布２に向けて温水を流す温水流水手段（リンス液噴射ノズル１１０あるいは研磨用スラリ通路１０７）と、研磨装置１００で研磨布２を用いて研磨対象１を研磨する前に、予め温水流水手段を作動させて研磨布２を加湿、加温して研磨布２の吸水性を高める制御手段とを備えるように構成したものである。
【００５２】
第１１発明は、第９発明、第１０発明の装置発明を実施するに際して、制御手段は、研磨布２を用いて研磨対象１を研磨したときに、研磨対象１の平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）が、０．０９以下になるまで、研磨布２を加湿、加温するものである。
【００５３】
第１２発明は、研磨装置１００に貼着されて研磨対象１を研磨するために用いられる研磨布２であって、加湿、加温され、吸水性が高められた状態にされている研磨布２であることを特徴とするものである。
【００５４】
第１３発明は、第１２発明の研磨布２が、研磨対象１を研磨したときに、研磨対象１の平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）が、０．０９以下になることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００５５】
本発明によれば、研磨装置１００を稼働させて研磨加工を行う前に、研磨布２を加湿、加温しておき、研磨布２の吸水性を高めた状態にしておくようにしたので、その研磨布２を研磨加工に使用した場合、即座に研磨用スラリが高い吸水性をもって研磨布２に吸水され、ある程度の時間、研磨加工に使用した研磨布２と同様に、ある程度の量の研磨用スラリが含有された状態になる。このため、研磨加工に未使用の研磨布２を研磨加工（本格稼働）に使用しても、研磨加工開始直後から、シリコンウェーハ１の平坦度は、基準レベル以下（ＳＦＱＲ（μｍ）が、０．０９以下）で安定する。これにより、ダミーランニングを行うことなく、研磨装置１００を本格稼働することができるようになり、生産効率が向上する。また、ダミーランニングを個々の研磨布毎に行う必要がなくなるので、素材の損失が無くなり、品質確認のためのコストが飛躍的に低減する。
【００５６】
また、特に、第３発明、第４発明、第５発明、第９発明、第１０発明によれば、研磨装置１００の定盤１０１、１０２に研磨布２を貼着した状態で研磨布２を加湿、加温するようにしたので、研磨装置１００に元々装着されている既存の機構、構成部品（冷却水路１０６、１０８、リンス液噴射ノズル１１０、研磨用スラリ通路１０７）を利用して、加湿、加温を行うことができる。このため加湿、加温のために新たに追加する設備、コストを最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００５８】
なお、以下の各実施例では、図１を用いて既に説明した両面研磨装置１００で研磨布２を用いてシリコンウェーハ１の研磨加工が行われる場合を想定して説明する。
【００５９】
なお、実施例の研磨布２は、不織布タイプの研磨布であり、ロデール社のＳＵＢＡシリーズを使用した。
【００６０】
（第１実施例）
この第１実施例の方法は、図１の研磨装置１００の上定盤１０１、下定盤１０２に研磨布２を貼着する前に、研磨布２を加湿、加温して、研磨布２の吸水性を高めておくようにしておき、この吸水性が高められた研磨布２を研磨装置１００に貼着し、この研磨布２を用いて研磨対象であるシリコンウェーハ１を研磨するという研磨方法である。
【００６１】
この方法を実施するに際して好適な加湿・加温装置は、図３に示す加湿・加温用容器２０である。図３に示す加湿・加温用容器２０内に研磨布２を収容するとともに容器２０内を加湿、加温された雰囲気にして、研磨布２の吸水性を高めた。
【００６２】
図３（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、加湿・加温用容器２０を斜視図、側面図にて示している。
【００６３】
容器２０は、研磨布２が金属汚染しないように、非金属の材料で構成することが望ましい。特に、研磨布２が収納される部位（容器内側、内装部品）については、金属材料を使用しないことが望ましい。たとえばＰＶＣ（塩化ビニル）によって容器２０を構成することが望ましい。ただし、非金属の材料といえども、切削加工等で形成された部品に関しては、切粉、バリによって発生する粉塵、パーティクルが研磨布２を汚染しないように、切粉、バリは確実に除去しておくことが望ましい。なお、容器２０は、内部の研磨布２の状態を観察できるように、透明の材料で形成することが望ましい。
【００６４】
容器２０の筐体２１は、透明のＰＶＣで構成されている。
【００６５】
筐体２１には、移動用ハンドル２２、蒸気吸気口（蛇腹ホース）２３、湿度、温度計２４、移動用キャスタ２５、ドレインバルブ２６、開閉扉２７が設けられている。
【００６６】
移動用ハンドル２２、移動用キャスタ２５は、容器２０を把持して、移動させるために設けられている。
【００６７】
蒸気吸気口２３には、加湿・加温器３０の蒸気吹きだし口３０ａが連通している。加湿・加温器３０では、湿度８０％以上、温度４０゜Ｃ以上の蒸気が生成されて、蒸気吹きだし口３０ａから吹き出され、蒸気吸気口２３を介して筐体２１内に吸い込まれ、筐体２１内が加湿、加温雰囲気（湿度８０％以上、温度４０゜Ｃ以上）にされる。湿度、温度計２４は、筐体２１の内部の湿度、温度を測定して、筐体２１内の湿度、温度を管理するために設けられている。
【００６８】
開閉扉２７は、筐体２１内に研磨布２を出し入れするために設けられている。
【００６９】
筐体２１の内部には、複数枚の仕切り板２８が設けられている。隣り合う仕切り板２８同士によって、収納室２９が形成される。開閉扉２７が開かれて、収納室２９にそれぞれ、研磨布２が収納される。これにより容器２０内に、複数枚の研磨布２が収容される。仕切り板２８は、各仕切り板２８間で蒸気を循環させ、蒸気が筐体２１内で偏在しないように、多数の孔が穿設されたパンチングプレートで構成されている。仕切り板２８は、透明のＰＶＣで構成されている。
【００７０】
ドレインバルブ２６は、手動のバルブであり、必要時に開いて、筐体２１内の蒸気によって生成された水を排出するために設けられている。
【００７１】
以上のように構成された容器２０内を湿度８０％以上、温度４０゜Ｃ以上の加湿、加温雰囲気に調整して、この加湿、加温雰囲気で研磨布２を８時間、暴露した。これは、シリコンウェーハ１の平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）でいうと、後述するように、０．０９以下にするために必要な湿度、温度、時間の条件である。
【００７２】
容器２０内に研磨布８を収容してから、８時間経過後に、開閉扉２７を開いて、筐体２１内から研磨布２を取り出して、研磨布２を研磨装置１００の上定盤１０１、下定盤１０２に貼着した。そして、研磨加工を行い、研磨布２を用いて研磨されたシリコンウェーハ１の平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）を１バッチ毎に測定して、平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）が基準レベル（０．０９μｍ）に到達するまでのバッチ数（ランニング時間）を計測した。なお、比較のために、容器２０内に８時間、研磨布２を収容した場合以外に、０時間（容器２０内に研磨布２を収容しなかった場合）、２時間（容器２０内に２時間、研磨布２を収容した場合）、４時間（容器２０内に４時間、研磨布２を収容した場合）、１２時間（容器２０内に１２時間、研磨布２を収容した場合）、２４時間（容器２０内に２４時間、研磨布２を収容した場合）それぞれについても、同様に、シリコンウェーハ１の平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）が基準レベル（０．０９μｍ）に到達するまでのバッチ数（ランニング時間）を計測した。
【００７３】
図４は、容器内収容時間（加湿・加温雰囲気暴露時間）と、シリコンウェーハ平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）が基準レベル（０．０９μｍ）に到達するまでのバッチ数（ランニング時間）との関係を示している。
【００７４】
図４からわかるように、容器内収容時間（加湿・加温雰囲気暴露時間）が大きくなるに伴い、徐々に、シリコンウェーハ１の平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）が基準レベル（０．０９μｍ）に到達するまでのバッチ数（ランニング時間）が低下していくのがわかる。シリコンウェーハ１の平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）が基準レベル（０．０９μｍ）に到達するまでのバッチ数（ランニング時間）は、「８時間容器２０内に収容」という条件のときに、はじめて「０」になり、以後、容器内収容時間を増加しても、バッチ数は、「０」でサチュレートしているのがわかる。
【００７５】
以上の計測結果から、研磨布２を、温度４０℃以上、湿度８０％以上の加湿、加温雰囲気で８時間以上、研磨布２を暴露すれば、その研磨布２を研磨加工に使用した場合、最初のバッチからシリコンウェーハ１の平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）を基準レベル以下の平坦度で研磨することができるということがわかった。
【００７６】
図５は、図２に対応するグラフであり、研磨加工のバッチ数と、シリコンウェーハ１の平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）との関係を示すグラフである。図５の横軸は、研磨布２を定盤１０１、１０２に貼着してからのバッチ数であり、縦軸は、本実施例の装置（容器２０）を用いて本実施例の方法（研磨布２を、温度４０℃以上、湿度８０％以上の加湿、加温雰囲気で８時間以上、研磨布２を暴露）を実施した各研磨布２Ａ′、２Ｂ′、２Ｃ′それぞれを用いて研磨加工されたシリコンウェーハ１の平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）である。
【００７７】
図５に示すように、各研磨布２Ａ′、２Ｂ′、２Ｃ′いずれの場合も、研磨布２を定盤１０１、１０２に貼着した時点、つまりバッチ数がゼロの時点ですでにシリコンウェーハ１の平坦度ＳＦＱＲは基準レベル０．０９（μｍ）以下にあり、バッチ数を増加しても基準レベル０．０９（μｍ）以下を維持していることがわかる。図２の従来技術のグラフと比較してもわかるように、本実施例によれば、各試料の研磨布２Ａ′、２Ｂ′、２Ｃ′で平坦度にバラツキがみられなく、研磨加工に未使用の研磨布２を研磨加工（本格稼働）に使用しても、研磨加工開始直後から、シリコンウェーハ１の平坦度は、基準レベル以下（ＳＦＱＲ（μｍ）が、０．０９以下）で安定している。このため、本実施例によれば、ダミーランニングを行うことなく、研磨装置１００を本格稼働することができるようになり、生産効率が向上する。また、ダミーランニングを個々の研磨布毎に行う必要がなくなるので、素材の損失が無くなり、品質確認のためのコストが飛躍的に低減する。
【００７８】
（第２実施例）
この第２実施例の方法は、図１の両面研磨装置１００の上定盤１０１、下定盤１０２に研磨布２が貼着された状態で、研磨布２を加湿、加温して、研磨布２の吸水性を高めておき、この吸水性が高められた研磨布２を用いて、研磨対象であるシリコンウェーハ１を研磨するという研磨方法である。
【００７９】
加湿、加温の方法は、研磨装置１００の上定盤１０１、下１０２を加温するとともに、研磨布２に向けて常温（約２５゜Ｃ）の水を流すことで、研磨布２の吸水性を高めるというものである。
【００８０】
本実施例の方法に好適な装置構成は、図１に示すように、両面研磨装置１００に、元々装着されている既存の加温手段、流水手段（冷却水路１０６、１０８、リンス液噴射ノズル１１０、研磨用スラリ通路１０７）を利用して、研磨布２の加湿、加温を行うという装置構成である。かかる加温手段、流水手段の制御は、手動制御でもよく、自動制御でもよい。たとえば、両面研磨装置１００に既存のコントローラ（図示せず）にインストールされるべきプログラムを改変して、研磨加工前に、加温手段と流水手段を作動させるプログラムに書き換えておき、加温手段、流水手段の制御を自動制御で行ってもよい。  
本実施例では、研磨加工が行われる前に、予め冷却水路１０６、１０８に温水（クーラント）を流した。これにより上定盤１０１、下定盤１０２が加温され、上定盤１０１、下定盤１０２に貼着されている研磨布２が温度３５゜Ｃ以上まで加温された。なお、冷却水路１０６、１０８に流れるクーラントは、前回の研磨加工の予熱によって既に温まっている。加温が不足する場合には、ヒータ等の加熱手段によって、冷却水路１０６、１０６に流れるクーラントを適温まで上昇させてもよい。このような加温処理と同時に、研磨加工が行われる前に、予め上定盤１０１の研磨用スラリ通路１０７にリンス液（純水）を流した。これにより研磨布２に向けて常温の水が流水され、研磨布２が水に浸された状態（加湿状態）にされた。なお、研磨布２全体に水がいきわたるように、上定盤１０１、下定盤１０２を回転させながら流水することが望ましい。研磨用スラリ通路１０７から研磨布２に向けて流水する代わりに、リンス液噴射ノズル１１０から常温のリンス液（純水）を噴射させてもよい。この場合も研磨布２に向けて流水され、研磨布２が水に浸された状態（加湿状態）にされる。
【００８１】
このように研磨加工前に、予め研磨布２を温度３５゜Ｃ以上の加温状態にするとともに、研磨布２に向けて流水して研磨布２を加湿状態にした。かかる加温状態、加湿状態のまま１時間以上、放置し、その後、流水を停止した。これは、シリコンウェーハ１の平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）でいうと、０．０９以下にするために必要な湿度、温度、時間の条件である。その後、研磨用キャリア１０にシリコンウェーハ１を装填して、研磨加工を行った。すると、研磨加工直後から各バッチ毎にシリコンウェーハ１の平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）を測定したところ、前述した図５と同様の測定結果が得られた。すなわち、本実施例においてもダミーランニングを行うことなく、研磨装置１００を本格稼働することができるようになり、生産効率が向上することになる。また、ダミーランニングを個々の研磨布毎に行う必要がなくなるので、素材の損失が無くなり、品質確認のためのコストが飛躍的に低減する。
【００８２】
さらに、本実施例によれば、両面研磨装置１００に、元々装着されている既存の機構、構成部品（冷却水路１０６、１０８、リンス液噴射ノズル１１０あるいは研磨用スラリ通路１０７）を利用して、加湿、加温を行うようにしたので、加湿、加温のために新たに追加する設備、コストを最小限に抑えることができるという効果が得られる。
【００８３】
（第３実施例）
この第３実施例の方法は、第２実施例と同様に、図１の両面研磨装置１００の上定盤１０１、下定盤１０２に研磨布２が貼着された状態で、研磨布２を加湿、加温して、研磨布２の吸水性を高めておき、この吸水性が高められた研磨布２を用いて、研磨対象であるシリコンウェーハ１を研磨するという研磨方法である。
【００８４】
加湿、加温の方法は、研磨布２に向けて温水（３５゜Ｃ以上）を流すことで、研磨布２の吸水性を高めるというものである。
【００８５】
本実施例の方法に好適な装置構成は、図１に示すように、両面研磨装置１００に、元々装着されている既存の流水手段（リンス液噴射ノズル１１０、研磨用スラリ通路１０７）を利用して、研磨布２の加湿、加温を行うという装置構成である。ただし、リンス液噴射ノズル１１０、研磨用スラリ通路１０７を流れるリンス液（純水）は、常温であるため、ヒータ等の加熱手段を用いて、リンス液を加温する必要がある。かかる温水流水手段の制御は、手動制御でもよく、自動制御でもよい。たとえば、両面研磨装置１００に既存のコントローラ（図示せず）にインストールされるべきプログラムを改変して、研磨加工前に、温水流水手段を作動させるプログラムに書き換えておき、温水流水手段の制御を自動制御で行ってもよい。  
本実施例では、研磨加工が行われる前に、予め上定盤１０１の研磨用スラリ通路１０７に、３５゜Ｃ以上まで加温されたリンス液（純水）を流した。これにより研磨布２に向けて温水（３５゜Ｃ以上）が流水され、研磨布２が温水に浸された状態（加温、加湿状態）にされた。なお、研磨布２全体に温水がいきわたるように、上定盤１０１、下定盤１０２を回転させながら温水流水することが望ましい。研磨用スラリ通路１０７から研磨布２に向けて温水流水する代わりに、リンス液噴射ノズル１１０から加温されたリンス液（純水）を噴射させてもよい。この場合も研磨布２に向けて温水流水され、研磨布２が温水に浸された状態（加温、加湿状態）にされる。
【００８６】
このように研磨加工前に、予め研磨布２に向けて温水を流水して、研磨布２を温度３５゜Ｃ以上の加温、加湿状態にした。かかる加温状態、加湿状態のまま１時間以上、放置し、その後、温水の流水を停止した。これは、シリコンウェーハ１の平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）でいうと、０．０９以下にするために必要な湿度、温度、時間の条件である。その後、研磨用キャリア１０にシリコンウェーハ１を装填して、研磨加工を行った。すると、研磨加工直後から各バッチ毎にシリコンウェーハ１の平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）を測定したところ、前述した図５と同様の測定結果が得られた。すなわち、本実施例においてもダミーランニングを行うことなく、研磨装置１００を本格稼働することができるようになり、生産効率が向上することになる。また、ダミーランニングを個々の研磨布毎に行う必要がなくなるので、素材の損失が無くなり、品質確認のためのコストが飛躍的に低減する。
【００８７】
さらに、本実施例によれば、両面研磨装置１００に、元々装着されている既存の機構、構成部品（リンス液噴射ノズル１１０あるいは研磨用スラリ通路１０７）を利用して、加湿、加温を行うようにしたので、加湿、加温のために新たに追加する設備、コストを最小限に抑えることができるという効果が得られる。
【００８８】
なお、以上の実施例では、研磨布が両面研磨加工装置に使用される場合を想定したが、本発明は、研磨布が片面研磨装置を使用される場合にも適用することができる。
【００８９】
また、以上の実施例では、シリコンウェーハを研磨対象とする場合を想定したが、本発明は、シリコンウェーハ以外の研磨対象、たとえばガラスを研磨加工する場合にも当然に適用することができる。
【００９０】
また、以上の説明では、研磨工程で研磨装置に研磨布が使用される場合を想定したが、本発明は、ラッピング工程でラッピング装置に研磨布が使用される場合にも適用することができる。本明細書で「研磨」の概念の中には、「ラッピング」も含まれているものとする。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、シリコンウェーハの両面を研磨する両面研磨装置の側面図、斜視図である。
【図２】図２は、従来技術を説明する図で、研磨加工のバッチ数と、シリコンウェーハの平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）との関係を示すグラフである。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、加湿・加温用容器の斜視図、側面図である。
【図４】図４は、容器内収容時間（加湿・加温雰囲気暴露時間）と、シリコンウェーハ平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）が基準レベル（０．０９μｍ）に到達するまでのバッチ数（ランニング時間）との関係を示したグラフである。
【図５】図２は、本実施例を説明する図で、研磨加工のバッチ数と、シリコンウェーハの平坦度ＳＦＱＲ（μｍ）との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９２】
１  シリコンウェーハ  ２  研磨布  ２０  加湿・加温用容器  ３０  加湿・加温器  １００  両面研磨装置  １０２  上定盤  １０３  下定盤  １０６、１０８  冷却水路  １０７  研磨用スラリ通路    １１０  リンス液噴射ノズル
【図１】
2007313587.tif 000003
【図２】
2007313587.tif 000004
【図３】
2007313587.tif 000005
【図４】
2007313587.tif 000006
【図５】
2007313587.tif 000007