(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨砥粒と溶剤を含む研磨液（７）にて、同一の研磨砥粒を用い、順にその凝集砥粒径が大きいものから小さいものを連続的または段階的に調整しながら被研磨材（４）の研磨面に供給して研磨する際に、凝集粒径が大きい時は周辺部（Ｚ１）の研磨布（４０）上で研磨を行い、凝集砥粒径が小さい時は中央付近（Ｚ２）の研磨布（４０）上で研磨を行うようにしたことを特徴とする研磨方法。
【請求項２】
研磨砥粒と溶剤を含む研磨液（７）にて、同一の研磨砥粒を用い、順にその凝集砥粒径が大きいものから小さいものを連続的または段階的に調整しながら被研磨材（４）の研磨面に供給して研磨する際に、研磨定盤（１）の中央付近（Ｚ２）に軟らかい研磨布（５１）を配置するとともに、その周辺部（Ｚ１）に硬い研磨布（５２）を配置し、凝集粒径が大きい時は周辺部（Ｚ１）の硬い研磨布（５２）上で研磨を行うとともに、凝集砥粒径が小さい時は中央付近（Ｚ２）の軟らかい研磨布（５１）上で研磨を行うようにしたことを特徴とする研磨方法。
【請求項３】
前記凝集砥粒径の調整は、前記研磨液（７）において砥粒を分散させる薬液の混合量を調整することにより行うようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の研磨方法。
【請求項４】
前記凝集砥粒を分散させる薬液として、オルガノシランとシリコーンオイルの少なくともいずれか一方を用いたことを特徴とする請求項３に記載の研磨方法。
【請求項５】
前記凝集砥粒径の調整は、前記研磨液（７）において砥粒の凝集を促進させる薬液の混合量を調整することにより行うようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の研磨方法。
【請求項６】
前記砥粒の凝集を促進させる薬液として、酸を用いたことを特徴とする請求項５に記載の研磨方法。
【請求項７】
前記酸として、過酸化水素水を用いたことを特徴とする請求項６に記載の研磨方法。
【請求項８】
研磨の進行に伴い前記研磨液（７）に対する前記酸の混合量を減少させていった後においてアルカリを混合して研磨液（７）を酸性からアルカリ性に改質するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の研磨方法。
【請求項９】
前記凝集砥粒径の調整は、前記研磨液（７）の振動または攪拌の強度を調整することより行うようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の研磨方法。
【請求項１０】
凝集砥粒径を変更する際において、研磨布（２）に対しナイロン製ブラシによるブラッシング及びダイヤモンドプレートによるドレッシングを行い、凝集砥粒を研磨布（２）上に残存させないようにしたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の研磨方法。
【請求項１１】
凝集砥粒径を調整しながら研磨する際において、研磨圧力（Ｆ）と研磨部の回転速度（Ｖr ）を凝集砥粒径の変化に伴って変更するようにしたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の研磨方法。
【請求項１２】
前記研磨砥粒は、酸化クロム、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、二酸化チタン、硫化カドミウム、三酸化インジウムのうちの少なくともいずれか一つを含むものであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の研磨方法。
【請求項１３】
前記被研磨材（４）は、炭化珪素であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の研磨方法。
【請求項１４】
同一の研磨砥粒と溶剤を含む研磨液（７）を被研磨材（４）の研磨面に供給するための注液器（５）と、
前記被研磨材（４）の研磨面に供給する研磨液（７）において砥粒を分散させる薬液の混合量を調整して研磨液（７）での凝集砥粒径を調整する粒径調整手段（１１）と、
研磨の進行に伴い前記粒径調整手段（１１）を制御して前記注液器（５）から被研磨材（４）の研磨面に供給する研磨液（７）での凝集砥粒径を大きいものから小さいものに連続的または段階的に変化させる制御手段（１４）と、
研磨定盤（１）の周辺部（Ｚ１）に配置されて凝集砥粒径が大きい時の研磨のために用いられる硬質部（５２）と、研磨定盤（１）の中央付近（Ｚ２）に配置されて凝集砥粒径が小さい時の研磨のために用いられる軟質部（５１）とを有する研磨布（５０）と、
を備えたことを特徴とする研磨装置。
【請求項１５】
同一の研磨砥粒と溶剤を含む研磨液（７）を被研磨材（４）の研磨面に供給するための注液器（５）と、
前記被研磨材（４）の研磨面に供給する研磨液（７）において砥粒の凝集を促進させる薬液の混合量を調整して研磨液（７）での凝集砥粒径を調整する粒径調整手段（３２）と、
研磨の進行に伴い前記粒径調整手段（３２）を制御して前記注液器（５）から被研磨材（４）の研磨面に供給する研磨液（７）での凝集砥粒径を大きいものから小さいものに連続的または段階的に変化させる制御手段（１４）と、
研磨定盤（１）の周辺部（Ｚ１）に配置されて凝集砥粒径が大きい時の研磨のために用いられる硬質部（５２）と、研磨定盤（１）の中央付近（Ｚ２）に配置されて凝集砥粒径が小さい時の研磨のために用いられる軟質部（５１）とを有する研磨布（５０）と、
を備えたことを特徴とする研磨装置。
【請求項１６】
同一の研磨砥粒と溶剤を含む研磨液（７）を被研磨材（４）の研磨面に供給するための注液器（５）と、
前記研磨液（７）の振動、または、研磨液（７）の攪拌の強度を調整して研磨液（７）での凝集砥粒径を調整する粒径調整手段（１０，Ｍ３）と、
研磨の進行に伴い前記粒径調整手段（１０，Ｍ３）を制御して前記注液器（５）から被研磨材（４）の研磨面に供給する研磨液（７）での凝集砥粒径を大きいものから小さいものに連続的または段階的に変化させる制御手段（１４）と、
研磨定盤（１）の周辺部（Ｚ１）に配置されて凝集砥粒径が大きい時の研磨のために用いられる硬質部（５２）と、研磨定盤（１）の中央付近（Ｚ２）に配置されて凝集砥粒径が小さい時の研磨のために用いられる軟質部（５１）とを有する研磨布（５０）と、
を備えたことを特徴とする研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は研磨方法、研磨剤組成物及び研磨装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平９−６３０４９号公報においては、平均粒径及び最大粒径を規制した砥粒を粒径が大に調整されたものから小に調整されたものを順に供給し研磨を行うようにしている。この方法では粒径が異なる複数の砥粒を準備しなくてはならず、また、ある粒径の砥粒を用いた研磨が終了後、次の粒径が小さい砥粒を用いた研磨を実施する際、前に用いた砥粒を完全に研磨盤から除去する必要がある。何故ならば、粒径が大きい砥粒が研磨盤に残存すると、粒径が小さい砥粒を用いた次の研磨の際に研磨対象物の研磨傷発生の原因となり、目的とする平滑な面が得られないからである。そのため、粒径が異なる砥粒に切り替えるたびに研磨盤の清掃や研磨布の交換をする必要があり、作業性やコスト面で不利であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような背景の下になされたものであり、その目的は、より効率的な研磨を行うことができる研磨方法、研磨剤組成物及び研磨装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の研磨方法のように、研磨砥粒と溶剤を含む研磨液にて、同一の研磨砥粒を用い、順にその凝集砥粒径が大きいものから小さいものを連続的または段階的に調整しながら被研磨材の研磨面に供給して研磨する際に、凝集粒径が大きい時は周辺部（Ｚ１）の研磨布（４０）上で研磨を行い、凝集砥粒径が小さい時は中央付近（Ｚ２）の研磨布（４０）上で研磨を行うようにする手法を用いると、同一の砥粒を含む研磨液を用いて、その凝集砥粒径を大から小へと調整しながら変化させるだけであるので砥粒を研磨中に切り替える必要がなく、ほぼ同じ研磨液で粗研磨から仕上研磨まで使用できるとともに、研磨液は研磨中は遠心力により外周側に流れ出すことから中央付近の研磨布には粗研磨の際に使用した凝集砥粒の残存が少ないため、効率的な仕上研磨も可能となる。また、請求項２に記載の研磨方法のように、研磨砥粒と溶剤を含む研磨液にて、同一の研磨砥粒を用い、順にその凝集砥粒径が大きいものから小さいものを連続的または段階的に調整しながら被研磨材の研磨面に供給して研磨する際に、研磨定盤（１）の中央付近（Ｚ２）に軟らかい研磨布（５１）を配置するとともに、その周辺部（Ｚ１）に硬い研磨布（５２）を配置し、凝集粒径が大きい時は周辺部（Ｚ１）の硬い研磨布（５２）上で研磨を行うとともに、凝集砥粒径が小さい時は中央付近（Ｚ２）の軟らかい研磨布（５１）上で研磨を行うようにする手法を用いると、ここでも同一の砥粒を含む研磨液を用いて、その凝集砥粒径を大から小へと調整しながら変化させるだけであるので砥粒を研磨中に切り替える必要がなく、ほぼ同じ研磨液で粗研磨から仕上研磨まで使用できるとともに、研磨液は研磨中は遠心力より外周側に流れ出すことから、仕上研磨を行う中央付近の軟らかい研磨布には粗研磨の際に使用した凝集砥粒の残存が少なく、砥粒径が小さい砥粒だけを供給できるため、効率的な仕上研磨も可能となる。ここでほぼ同じ研磨液というのは、研磨液は同じで、場合によって凝集をコントロールするための液を添加するという意味である。
【０００５】
ここで、凝集砥粒径の調整は、請求項３に記載のように、研磨液において砥粒を分散させる薬液（例えば、請求項４に記載のように、オルガノシランとシリコーンオイルの少なくともいずれか一方）の混合量を調整することにより行ったり、請求項５に記載のように、研磨液において砥粒の凝集を促進させる薬液（例えば、請求項６に記載のように酸、特に、請求項７に記載のように、過酸化水素水）の混合量を調整することにより行ったり、請求項９に記載のように、研磨液の振動または攪拌の強度を調整することより行うことができる。
【０００６】
請求項７に記載のように、研磨液を酸性にするものの中でも、過酸化水素水は砥粒の凝集促進に効果的である。
また、請求項８に記載のように、研磨の進行に伴い研磨液に対する酸の混合量を減少させていった後においてアルカリを混合して研磨液を酸性からアルカリ性に改質すると、酸性では砥粒は凝集しやすく凝集砥粒径は大きくでき、一方、アルカリ性では分散しやすく
凝集砥粒径は小さくなり、実用上好ましいものとなる。
【０００７】
請求項１０に記載のように、凝集砥粒径を変更する際において、研磨布に対しナイロン製ブラシによるブラッシング及びダイヤモンドプレートによるドレッシングを行い、凝集砥粒を研磨布上に残存させないようにする。つまり、例えば、２段階にその凝集砥粒径が大のもの後に小のものを被研磨材の研磨面に供給して研磨する場合（２段階の研磨を行う場合）、粗研磨後に凝集砥粒の一部が研磨布上に残存すると、仕上研磨時に凝集砥粒が傷の原因となるが、本発明によれば、これを回避することができる。
【０００８】
粗研磨と仕上研磨では適する研磨圧力と回転速度が異なるので、請求項１１に記載の研磨方法のように、凝集砥粒径を調整しながら研磨する際において、研磨圧力と研磨部の回転速度を凝集砥粒径の変化に伴って変更させると、実用上好ましいものとなる。
【００１１】
請求項１２に記載の研磨方法のように、研磨砥粒は、酸化クロム、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、二酸化チタン、硫化カドミウム、三酸化インジウムのうちの少なくともいずれか一つを含むようにすると、これらの砥粒は凝集しやすく、特に酸化クロムは炭化珪素の研磨に適している（請求項１３）。
【００１４】
請求項２及び請求項３に記載の研磨方法を行うべく、請求項１４に記載の研磨装置を用いたり、請求項２及び請求項５に記載の研磨方法を行うべく、請求項１５に記載の研磨装置を用いたり、請求項２及び９に記載の研磨方法を行うべく、請求項１６に記載の研磨装置を用いたりすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、この発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１６】
図１には、本実施形態における研磨装置の全体概略図を示す。
図１において、研磨定盤１には研磨布２が貼り付けられている。この研磨布２には、発泡ポリウレタン、不織布、フェルト、スウェード等が使用される。研磨定盤１の上方においてウェハ保持用テーブル３が配置され、ウェハ保持用テーブル３に研磨対象物（被研磨材）であるウェハ４を保持できるようになっている。ウェハ４として、ＳｉＣウェハを用いている。なお、炭化珪素（被研磨材）の他にも、金属やセラミックス等を研磨する場合に適用してもよい。加工の際には、ウェハ保持用テーブル３が研磨布２に向かって押し付けられ、ウェハ４における研磨する面が所定の加工圧力で押し付けられる。
【００１７】
また、研磨定盤１およびウェハ保持用テーブル３はモータＭ１，Ｍ２によって回転する。
さらに、研磨定盤１の上方において注液器５が設置されている。注液器５には混合タンク６内の研磨液７が供給されるようになっている。研磨液７は凝集砥粒を溶剤と混合したものであり、凝集砥粒は砥粒の一次粒子が凝集したものである。そして、注液器５から研磨液７が研磨布２上に滴下され、凝集砥粒８がウェハ４の研磨面に供給される。このように、注液器５は、同一の研磨砥粒と溶剤を含む研磨液７をウェハ４の研磨面に供給するためのものである。
【００１８】
研磨砥粒は、酸化クロム、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、二酸化チタン、硫化カドミウム、三酸化インジウムのうちの少なくともいずれか一つを含むものである。これらの砥粒は凝集しやすく、また酸化クロムは目的とする炭化珪素の研磨に適している。
【００１９】
一方、混合タンク６にはインペラ９が設けられ、モータＭ３の駆動に伴うインペラ９の回転にて混合タンク６内の研磨液７を攪拌することができるようになっている。また、混合タンク６には超音波振動発生器１０が設けられ、超音波振動発生器１０の駆動により混合タンク６内の研磨液７を振動することができるようになっている。さらに、混合タンク６内には流量調整用電磁弁１１を介してタンク１２内の分散液が供給できるようになっている。この分散液は、研磨液７において砥粒を分散させる薬液である。そして、流量調整用電磁弁１１にて混合タンク６内の研磨液７への分散液の供給量を調整することにより研磨液７における分散液の混合量を調整できるようになっている。これにより、研磨砥粒と溶剤を含む研磨液７にて、同一の研磨砥粒を用い、凝集砥粒径を調整することが可能となる。
【００２０】
また、前述のウェハ保持用テーブル３における研磨布２に対するウェハ保持用テーブル３の付勢力Ｆが圧力調整用アクチュエータ１３にて調整できるようになっている。また、モータＭ１，Ｍ２を制御することにより研磨定盤１およびウェハ保持用テーブル３の回転速度Ｖr １，Ｖr ２が変更される。このように、研磨圧力Ｆと研磨部の回転速度Ｖr １，Ｖr ２を変更することができるようになっている。
【００２１】
コントローラ１４はマイクロコンピュータにて構成され、コントローラ１４は前述のモータＭ１，Ｍ２，Ｍ３を制御するとともに、超音波振動発生器１０と流量調整用電磁弁１１と圧力調整用アクチュエータ１３を制御する。
【００２２】
次に、本研磨装置を使ってのＳｉＣウェハ４の研磨方法について説明する。
まず、ウェハ保持用テーブル３にウェハ４を保持する。そして、コントローラ１４は圧力調整用アクチュエータ１３を制御して研磨する面を研磨定盤１に貼り付けられた研磨布２に一定の加工圧力（研磨圧力）Ｆで押し付ける。さらに、コントローラ１４はモータＭ１，Ｍ２を制御して研磨定盤１とウェハ保持用テーブル３を一定速度で回転させる。一方、コントローラ１４はモータＭ３と超音波振動発生器１０を制御して混合タンク６内の研磨液７を一定の強度で攪拌及び振動させて液を混合させる。
【００２３】
この状態で、研磨布２上に注液器５から研磨液７（凝集砥粒８）が滴下されながら研磨が行われる。
この研磨の際に、コントローラ１４は図２に示すように、流量調整用電磁弁１１を制御して混合タンク６内の研磨液７への分散液の供給量（分散液混合量）を研磨の進行に伴い徐々に増加させる。これにより、研磨砥粒と溶剤を含む研磨液７にて、同一の研磨砥粒を用い、順にその凝集砥粒径を大きいものから小さいものへと連続的に変化する。この研磨液７が研磨の進行に伴い注液器５からウェハ４の研磨面に供給されて研磨が行われる。
【００２４】
このように、凝集程度をコントロールすることより、凝集砥粒径のコントロールを実施する。よって、同一の砥粒を含む研磨液７を用いて、その凝集砥粒径を大から小へと連続的に変化させるだけであるので砥粒を研磨中に切り替える必要がなく、同一の砥粒で粗研磨から仕上研磨まで使用できる。その結果、より効率的な研磨を行うことができる。
【００２５】
本実施形態では、電磁弁１１にて、ウェハ４の研磨面に供給する研磨液７において砥粒を分散させる薬液の混合量を調整して研磨液７での凝集砥粒径を調整する粒径調整手段が構成されるとともに、コントローラ１４にて、研磨の進行に伴い粒径調整手段（１１）を制御して注液器５からウェハ４の研磨面に供給する研磨液７での凝集砥粒径を大きいものから小さいものに変化させる制御手段が構成されている。
【００２６】
ここで、砥粒の凝集現象について言及する。
酸化セリウムやアルミナ等の砥粒は凝集しやすく、また、それは粒径が小さい砥粒で顕著である。図３に示すように、粒径が小さい砥粒が数個から数十個凝集した凝集砥粒は研磨時には粒径が大きい砥粒として振舞い、一つの粒径の砥粒を凝集させることによって凝集粒径を変化させることができる。その凝集程度は砥粒の表面状態や溶剤や混合する液によって異なり、混合する液の種類と添加量により凝集粒径をコントロールすることができる。
【００２７】
より詳しくは、一つの粒径の砥粒を用いて、粗研磨（初期研磨）では図４に示すように、凝集を促進して凝集粒径を大きくし、研磨速度を大きくする。また、仕上研磨では図５に示すように、凝集を解消し分散を促進することにより小粒径砥粒として用い、研磨速度は小さいが研磨面の平滑性を高める。本例では、分散液（分散を促進する液）の添加量によって連続的に凝集砥粒径を大から小へと変化させている。
【００２８】
ここで、分散液はオルガノシランとシリコーンオイルの少なくともいずれか一方を用い、少なく調合したもの（調合しないものを含む）から、多く調合したものを被研磨材の研磨面に供給して研磨する。より詳しくは、研磨組成物として、平均粒径が０．１〜５μｍの研磨砥粒を１〜２０重量％、オルガノシランとシリコーンオイルの少なくともいずれか一方を０．０１〜１０重量％含む研磨組成物を使用する。何故なら、粒径は小さすぎると凝集砥粒径があまり大きくならず粗研磨の研磨速度が小さくなり、また粒径が大きすぎる仕上研磨に使用できないので上記粒径が適当である。砥粒濃度は小さすぎると砥粒が供給されず研磨自体が困難となり、大きすぎると凝集しやすく、また研磨液中で砥粒が沈降してしまうので上記濃度が適当である。分散剤は全砥粒表面に行き渡る量が必要であり、砥粒濃度を考慮して上記濃度が適当である。
【００２９】
さらに本実施形態では研磨行程で、図１のコントローラ１４は、凝集砥粒径を調整しながら研磨する際において、凝集砥粒径が大から小になるのに連動して、研磨圧力Ｆと研磨部の回転速度Ｖr １，Ｖr ２を大から小に変化させる（砥粒径の変化に伴って変更させる）。つまり、粗研磨と仕上研磨では適する研磨圧力Ｆと回転速度Ｖr が異なるので、粗研磨では研磨速度を上げるために研磨圧力Ｆと回転速度Ｖr を大きくする。一方、仕上研磨では研磨面の平滑性をよくするために研磨圧力Ｆと回転速度Ｖr は小さくする。このように、Ｆ値やＶr 値を凝集砥粒径と連動させると、実用上好ましいものとなる。
【００３０】
なお、研磨部の回転速度Ｖr を変更する場合、研磨定盤１の回転速度Ｖr １とウェハ保持用テーブル３の回転速度Ｖr ２のいずれか一方のみ変更してもよい。また、図２においては凝集砥粒径が大きいものから小さいものを連続的にウェハ４の研磨面に供給して研磨したが、これに代わり、図６に示すように、分散液の混合量を研磨開始から所定の期間（粗研磨期間）Ｔ１は少なくし、その後の研磨終了までの期間（仕上研磨期間）Ｔ２は多くすることにより凝集砥粒径が大きいものから小さいものを段階的にウェハ４の研磨面に供給してもよい。また、図６では２段階にしたが、３段階以上であってもよい。
【００３１】
ここで、図６のように、２段階にその凝集砥粒径が大のもの後に小のものをウェハ４の研磨面に供給して研磨する場合（２段階の研磨を行う場合）、粗研磨後に凝集砥粒の一部が研磨布２上に残存すると、仕上研磨時に凝集砥粒が傷の原因となる可能性がある。そこで、粗研磨の終了後に研磨布を交換したり、あるいは、交換しないまでも、凝集砥粒径を変更する際において研磨布２に対しナイロン製ブラシによるブラッシング及びダイヤモンドプレートによるドレッシングを行い、凝集砥粒を研磨布２上に残存させないようにするとよい（上記不具合を回避することができる）。このようにして凝集砥粒を研磨布から取り除き、凝集砥粒が研磨布に残存しないようにして、より効果的に研磨を行うことができる。
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態を、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００３２】
第１の実施の形態では分散液を用いたが、本実施形態では砥粒の凝集を促進させる薬液（凝集促進液）を用いている。
図１に示す装置に代わる本実施形態の装置を図７に示す。
【００３３】
図７において、酸タンク３０とアルカリタンク３１とが備えられ、同タンク３０，３１内の酸とアルカリが電磁弁３２，３３を通して混合タンク６内に供給できるようになっている。この電磁弁３２，３３はコントローラ１４により制御される。砥粒の凝集を促進させる凝集促進液として、酸が用いられる。具体的には過酸化水素水が用いられており、研磨液を酸性にするものの中でも、過酸化水素水は砥粒の凝集促進に効果的である。
【００３４】
そして、コントローラ１４は、図８に示すように、混合タンク６内の研磨液７への酸の供給量（凝集促進液の混合量）を研磨の進行に伴い徐々に減少（調整）させる。これにより、研磨液７の凝集砥粒径を大きいものから小さいものへと連続的に変化させる。この研磨液７が研磨の進行に伴い注液器５からウェハ４の研磨面に供給されて研磨が行われる。このように、研磨方法として、研磨砥粒と溶剤を含む研磨液７にて、同一の研磨砥粒を用い、順に砥粒の凝集を促進する薬液の混合量を多く調合したものから、少なく調合したもの（調合しないものも含む）をウェハ４の研磨面に供給して研磨する。すると、砥粒の凝集促進剤を少なく添加することにより凝集が徐々に解消し、凝集砥粒径が小さくなる。よって、平滑な研磨面を得ることができる。
【００３５】
なお、図８では凝集砥粒径が大きいものから小さいものを連続的にウェハ４の研磨面に供給して研磨したが、段階的にウェハ４の研磨面に供給してもよいことは言うまでもない。
【００３６】
研磨組成物として、平均粒径が０．１〜５μｍの研磨砥粒を１〜２０重量％、過酸化水素水を１〜２０重量％含むものを用いる。過酸化水素水の量は砥粒凝集に効果がある上記濃度が適当である。
【００３７】
さらに、図７のコントローラ１４は、研磨の進行に伴い研磨液７に対する酸の混合量を減少させていった後においてアルカリを混合して研磨液７を酸性からアルカリ性に改質する。このように、研磨中に、研磨液７を酸性からアルカリ性へ順に変化させることにより、酸性では砥粒は凝集しやすく凝集砥粒径は大きくでき、一方、アルカリ性では分散しやすく凝集砥粒径を小さくしやすくなる。
【００３８】
本実施形態では、電磁弁３２により、ウェハ４の研磨面に供給する研磨液７において砥粒の凝集を促進させる薬液の混合量を調整して研磨液７での凝集砥粒径を調整する粒径調整手段が構成されるとともに、コントローラ１４により、研磨の進行に伴い粒径調整手段（３２）を制御して注液器５からウェハ４の研磨面に供給する研磨液７での凝集砥粒径を大きいものから小さいものに連続的または段階的に変化させる制御手段が構成されている。
（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態を、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００３９】
第１の実施の形態では分散液を用いたが、本実施形態では凝集砥粒径の調整は、図１の研磨液７の振動または攪拌の強度を調整することにより行っており、研磨進行に伴い強度を大きくしている。これは、砥粒は放置しておくと凝集して凝集砥粒径が大きくなる傾向があるので、凝集した砥粒に振動や攪拌を加えると、分散しやすくなり、凝集砥粒径が小さくなる。これを連続的または段階的に行えば、凝集砥粒径を変化させながらの研磨が可能となる。
【００４０】
詳しくは、図１においてコントローラ１４は、超音波振動発生器１０の駆動による混合タンク６内の研磨液７の振動の強度を調整する、あるいは、モータＭ３による混合タンク６内の研磨液７の攪拌の強度を調整する。
【００４１】
本実施の形態では、超音波振動発生器１０またはモータＭ３により、研磨液７の振動、または、研磨液７の攪拌の強度を調整して研磨液７での凝集砥粒径を調整する粒径調整手段が構成されるとともに、コントローラ１４により、研磨の進行に伴い粒径調整手段（１０，Ｍ３）を制御して注液器５からウェハ４の研磨面に供給する研磨液７での凝集砥粒径を大きいものから小さいものに連続的または段階的に変化させる制御手段が構成されている。
（第４の実施の形態）
次に、第４の実施の形態を、第１〜３の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００４２】
図６に示すごとく、砥粒径を２段階に切り替えて研磨を行う場合において、図９に示すように、凝集砥粒径を調整しながら研磨する際に、凝集粒径が大きい時は周辺部Ｚ１の研磨布４０上で研磨を行い、凝集砥粒径が小さい時は中央付近Ｚ２の研磨布４０上で研磨を行う。すると、研磨液７は研磨中は遠心力より外周側に流れ出すため、中央付近Ｚ２の研磨布４０には粗研磨の際に使用した凝集砥粒の残存が少なく、効率的な仕上研磨が可能となる。
（第５の実施の形態）
次に、第５の実施の形態を、第１〜３の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００４３】
図６に示すごとく、砥粒径を２段階に切り替えて研磨を行う場合において、図１０に示すように、凝集砥粒径を調整しながら研磨する際に、研磨定盤１の中央付近Ｚ２に軟らかい研磨布５１を配置するとともに、その周辺部Ｚ１に硬い研磨布５２を配置する。つまり、研磨定盤周辺部Ｚ１に硬い粗研磨用の研磨布５２を貼り、中央付近Ｚ２に軟らかい仕上研磨用の研磨布５１を貼る。即ち、研磨布５０は、研磨定盤１の周辺部Ｚ１に配置され、凝集砥粒径が大きい時の研磨のために用いられる硬質部５２と、研磨定盤１の中央付近Ｚ２に配置され、凝集砥粒径が小さい時の研磨のために用いられる硬質部５１とを有するものとする。
【００４４】
そして、凝集粒径が大きい時は周辺部Ｚ１の硬い研磨布５２上で研磨を行うとともに、凝集砥粒径が小さい時は中央付近Ｚ２の軟らかい研磨布５１上で研磨を行う。研磨液は研磨中は遠心力より外周側に流れ出すため、仕上研磨を行う中央付近Ｚ２の軟らかい研磨布５１には粗研磨の際に使用した凝集砥粒の残存が少なく、砥粒径が小さい砥粒だけを供給でき、効率的な仕上研磨が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の実施の形態における研磨装置の概略構成図。
【図２】  研磨方法を説明するためのタイムチャート。
【図３】  凝集現象を説明するための説明図。
【図４】  凝集砥粒径と研磨速度との関係を示す図。
【図５】  凝集砥粒径と粗さとの関係を示す図。
【図６】  研磨方法を説明するためのタイムチャート。
【図７】  第２の実施の形態における研磨装置の概略構成図。
【図８】  研磨方法を説明するためのタイムチャート。
【図９】  第４の実施の形態における研磨方法を説明するための図。
【図１０】  第５の実施の形態における研磨方法を説明するための図。
【符号の説明】
１…研磨定盤、２…研磨布、３…ウェハ保持用テーブル、４…ＳｉＣウェハ、５…注液器、７…研磨液、９…インペラ、１０…超音波振動発生器、１１…電磁弁、１３…圧力調整用アクチュエータ、１４…コントローラ、３２…電磁弁、３３…電磁弁、４０…研磨布、５０…研磨布、５１…軟質部、５２…硬質部、Ｍ１〜Ｍ３…モータ。
【図１】
0004310884.tif 000002
【図２】
0004310884.tif 000003
【図３】
0004310884.tif 000004
【図４】
0004310884.tif 000005
【図５】
0004310884.tif 000006
【図６】
0004310884.tif 000007
【図７】
0004310884.tif 000008
【図８】
0004310884.tif 000009
【図９】
0004310884.tif 000010
【図１０】
0004310884.tif 000011