JP2589064Y2 - 研磨機用定盤 - Google Patents
研磨機用定盤Info
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- JP2589064Y2 JP2589064Y2 JP1991100376U JP10037691U JP2589064Y2 JP 2589064 Y2 JP2589064 Y2 JP 2589064Y2 JP 1991100376 U JP1991100376 U JP 1991100376U JP 10037691 U JP10037691 U JP 10037691U JP 2589064 Y2 JP2589064 Y2 JP 2589064Y2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この考案は、研磨機用定盤、特
に、母材金属の表面にセラミックス層を備えた研磨機用
定盤に関するものである。
に、母材金属の表面にセラミックス層を備えた研磨機用
定盤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣ基盤等の研磨機用定盤には、図４並
びに図５に示すような片面研磨機並びに両面研磨機が用
いられる。図４において、１１は定盤、１２は加圧ヘッ
ド、１３はワ−ク、１４は片面研磨機である。また図５
において、２１は上定盤、２２は下定盤、２３は太陽ギ
ヤ、２４はインタ−ナルギヤ、２５はドライバ−、２６
はサブシリンダ−、２７はメインシリンダ−、２８は両
面研磨機である。
びに図５に示すような片面研磨機並びに両面研磨機が用
いられる。図４において、１１は定盤、１２は加圧ヘッ
ド、１３はワ−ク、１４は片面研磨機である。また図５
において、２１は上定盤、２２は下定盤、２３は太陽ギ
ヤ、２４はインタ−ナルギヤ、２５はドライバ−、２６
はサブシリンダ−、２７はメインシリンダ−、２８は両
面研磨機である。
【０００３】これら片面研磨機１４の定盤１１並びに両
面研磨機２８の上定盤２１並びに下定盤２２の母材金属
は、従来から、鋳鉄、ステンレス、銅合金といった金属
材料が用いられている。例えば、図４の片面研磨機１４
又は図５の両面研磨機２８を用いて、半導体ウエハ−の
鏡面仕上げを行う場合、片面研磨機１４では定盤１１、
また、両面研磨機２８では上下定盤２１、２２の夫々表
面にポリシングパッドを装着し、この上に研磨液を供給
しポリシングする。この場合、合金製の定盤１１と上定
盤２１並びに下定盤２２を構成する合金の金属イオンの
溶出が起こるため、被研磨物表面が金属イオンにより汚
染されるという問題が生ずる。
面研磨機２８の上定盤２１並びに下定盤２２の母材金属
は、従来から、鋳鉄、ステンレス、銅合金といった金属
材料が用いられている。例えば、図４の片面研磨機１４
又は図５の両面研磨機２８を用いて、半導体ウエハ−の
鏡面仕上げを行う場合、片面研磨機１４では定盤１１、
また、両面研磨機２８では上下定盤２１、２２の夫々表
面にポリシングパッドを装着し、この上に研磨液を供給
しポリシングする。この場合、合金製の定盤１１と上定
盤２１並びに下定盤２２を構成する合金の金属イオンの
溶出が起こるため、被研磨物表面が金属イオンにより汚
染されるという問題が生ずる。
【０００４】近年、ＩＣの高集積化に伴い、回路幅の微
細化が進み、シリコンウエハー等のＩＣ基板に要求され
る品質がますます高度化しており、研磨液を供給してポ
リシングする際の金属イオン汚染による性能への影響が
無視できなくなった。また研磨機用定盤に研磨液を供給
してポリシングする工程においては、パット面温度がシ
リコンウエハーの精度、生産性に重要な影響を与えるの
で厳密な温度コントロ−ルが必要となる。これらのため
に近い将来には、金属材料製定盤を用いた研磨機では被
研磨物の高度な品質要求に対応できなくなることが考え
られる。
細化が進み、シリコンウエハー等のＩＣ基板に要求され
る品質がますます高度化しており、研磨液を供給してポ
リシングする際の金属イオン汚染による性能への影響が
無視できなくなった。また研磨機用定盤に研磨液を供給
してポリシングする工程においては、パット面温度がシ
リコンウエハーの精度、生産性に重要な影響を与えるの
で厳密な温度コントロ−ルが必要となる。これらのため
に近い将来には、金属材料製定盤を用いた研磨機では被
研磨物の高度な品質要求に対応できなくなることが考え
られる。
【０００５】一方、特開平１−１１１８４２号公報に
は、研磨機用定盤を低熱膨張鋳鉄製にすることにより、
定盤寸法精度を高く維持し得ると言うことが開示されて
いる。しかしながら、このような低熱膨張鋳鉄製の定盤
においても、前述のような金属イオンの溶出に対しては
効果が余り期待できない。
は、研磨機用定盤を低熱膨張鋳鉄製にすることにより、
定盤寸法精度を高く維持し得ると言うことが開示されて
いる。しかしながら、このような低熱膨張鋳鉄製の定盤
においても、前述のような金属イオンの溶出に対しては
効果が余り期待できない。
【０００６】そのため、アルミナ等のセラミックス製の
定盤を用い、金属イオンによる汚染を防止することが一
部行われている。
定盤を用い、金属イオンによる汚染を防止することが一
部行われている。
【０００７】また、研磨機の定盤表面を有機系材料によ
り被覆する場合には、定盤の加工精度が不十分であると
いう問題がある。
り被覆する場合には、定盤の加工精度が不十分であると
いう問題がある。
【０００８】
【考案が解決しようとする課題】本考案は、前述のごと
く、研磨機の定盤に研磨液等を供給して被研磨物例えば
シリコンウエハー等のポリシングを行う場合に生ずる、
金属イオン等による汚染問題の解決並び定盤寸法精度を
高く維持しうる研磨機用定盤を提供することを目的とす
るものである。
く、研磨機の定盤に研磨液等を供給して被研磨物例えば
シリコンウエハー等のポリシングを行う場合に生ずる、
金属イオン等による汚染問題の解決並び定盤寸法精度を
高く維持しうる研磨機用定盤を提供することを目的とす
るものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本考案は、前述のような
問題点を解決するために、金属製研磨機用定盤の母材金
属の表面を封孔処理されたセラミックス層で被覆したも
のである。また、研磨機用定盤の母材金属が低熱膨張合
金から成ることを特徴とするものである。
問題点を解決するために、金属製研磨機用定盤の母材金
属の表面を封孔処理されたセラミックス層で被覆したも
のである。また、研磨機用定盤の母材金属が低熱膨張合
金から成ることを特徴とするものである。
【００１０】
【作用】本考案の研磨機用定盤においては、その母材金
属の表面が封孔処理されたセラミックス層で被覆されて
いるため、母材金属と被研磨物との間が絶縁され、研磨
液と母材の接触がなく、金属イオンの溶出を防止でき
る。
属の表面が封孔処理されたセラミックス層で被覆されて
いるため、母材金属と被研磨物との間が絶縁され、研磨
液と母材の接触がなく、金属イオンの溶出を防止でき
る。
【００１１】さらに、研磨機用定盤の母材金属に、２０
〜１００℃間の平均膨張係数が６×１０-6／℃以下の低
熱膨張合金を適用すれば、研磨中の定盤寸法精度を高く
維持し得て、また、母材金属が封孔処理されたセラミッ
クス層を表面に備えているので、上記の効果とともに被
研磨物の寸法精度がより向上する。
〜１００℃間の平均膨張係数が６×１０-6／℃以下の低
熱膨張合金を適用すれば、研磨中の定盤寸法精度を高く
維持し得て、また、母材金属が封孔処理されたセラミッ
クス層を表面に備えているので、上記の効果とともに被
研磨物の寸法精度がより向上する。
【００１２】
【実施例】以下、図面を用いて実施例について説明す
る。図１は本考案の実施例による研磨機用定盤の断面図
である。図において、１は母材金属であって、鋳鉄、ス
テンレス、銅合金等の金属材料からなり、特に高い研磨
精度が必要な場合、低熱膨張合金を使用する。２は母材
金属１を被覆するセラミッスク層であり、アルミナ、酸
化クロム、チタニア等のセラミックスからなる。
る。図１は本考案の実施例による研磨機用定盤の断面図
である。図において、１は母材金属であって、鋳鉄、ス
テンレス、銅合金等の金属材料からなり、特に高い研磨
精度が必要な場合、低熱膨張合金を使用する。２は母材
金属１を被覆するセラミッスク層であり、アルミナ、酸
化クロム、チタニア等のセラミックスからなる。
【００１３】研磨機用定盤の母材金属表面へのセラミッ
クスの被覆法としては、母材金属１に及ぼす熱影響が小
さいこと、母材金属１との密着力が大きいこと、セラミ
ックス層２が緻密であることなどから、プラズマ溶射法
が好ましいが、これに準ずる方法でも被覆が可能であ
る。
クスの被覆法としては、母材金属１に及ぼす熱影響が小
さいこと、母材金属１との密着力が大きいこと、セラミ
ックス層２が緻密であることなどから、プラズマ溶射法
が好ましいが、これに準ずる方法でも被覆が可能であ
る。
【００１４】図２は研磨機用定盤表面のセラミックス被
覆部の拡大図である。図２はセラミックスを例えばプラ
ズマ溶射のままの状態で被覆した例であり、３はセラミ
ックスで４は気孔である。図３は本発明の実施例の研磨
機用定盤表面へのセラミックス被覆部の拡大図であり、
セラミックス層２の気孔４を封孔材料５で封孔処理して
いる。
覆部の拡大図である。図２はセラミックスを例えばプラ
ズマ溶射のままの状態で被覆した例であり、３はセラミ
ックスで４は気孔である。図３は本発明の実施例の研磨
機用定盤表面へのセラミックス被覆部の拡大図であり、
セラミックス層２の気孔４を封孔材料５で封孔処理して
いる。
【００１５】図２に示す例においては、セラミックス層
２のセラミックス３中には気孔４が存在している。セラ
ミックスの被覆を図２に示す様に行った研磨機用定盤で
も、金属イオンの溶出をある程度防止できるが、さらに
金属イオンの溶出を効果的に防ぐには、図３に示すよう
に、セラミックス層２の成膜後、封孔材料５中に定盤を
含浸して封孔処理を行い、セラミックス層２の気孔４を
埋めるようにするのがよい。
２のセラミックス３中には気孔４が存在している。セラ
ミックスの被覆を図２に示す様に行った研磨機用定盤で
も、金属イオンの溶出をある程度防止できるが、さらに
金属イオンの溶出を効果的に防ぐには、図３に示すよう
に、セラミックス層２の成膜後、封孔材料５中に定盤を
含浸して封孔処理を行い、セラミックス層２の気孔４を
埋めるようにするのがよい。
【００１６】研磨工程での温度上昇は、通常１００℃以
下であるので、封孔材料５としては、エポキシ系、アク
リル系、フェノール系等の樹脂系材料を用いる。ただ
し、必要に応じて水ガラスあるいはシリコーン系樹脂等
の高耐熱材料を使用することもできる。
下であるので、封孔材料５としては、エポキシ系、アク
リル系、フェノール系等の樹脂系材料を用いる。ただ
し、必要に応じて水ガラスあるいはシリコーン系樹脂等
の高耐熱材料を使用することもできる。
【００１７】つぎに、具体的な実施例について説明す
る。図４に示す片面研磨機１４を用いて、８インチシリ
コンウエハーをポリシングする例について述べる。この
片面研磨機用定盤１１としては、下記の表１に示す組成
の、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ系低熱膨張合金製のφ１１５０m
m、厚さ４５mmのものを用いた。
る。図４に示す片面研磨機１４を用いて、８インチシリ
コンウエハーをポリシングする例について述べる。この
片面研磨機用定盤１１としては、下記の表１に示す組成
の、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ系低熱膨張合金製のφ１１５０m
m、厚さ４５mmのものを用いた。
【００１８】
【表１】 上記の片面研磨機用として、定盤の母材金属２枚の全面
にプラズマ溶射により、Ａｌ2 Ｏ3 −２．５重量％Ｔｉ
Ｏ2 組成のセラミックスをプラズマ溶射法により被覆
し、セラミックス層２を形成した。試験１では、母材金
属表面にセラミックスを被覆したものを、エポキシ系樹
脂材５にて含浸して封孔処理を行った後、試験２では、
セラミックスを溶射のままの状態で使用面を所定プロフ
ァイルに研磨仕上げし、研磨機用定盤を製造した。な
お、試験３及び試験４では、比較例として夫々セラミッ
クス被覆のない低熱膨張合金製及び鋳鉄製の研磨機用定
盤Ａ及びＢを製造した。
にプラズマ溶射により、Ａｌ2 Ｏ3 −２．５重量％Ｔｉ
Ｏ2 組成のセラミックスをプラズマ溶射法により被覆
し、セラミックス層２を形成した。試験１では、母材金
属表面にセラミックスを被覆したものを、エポキシ系樹
脂材５にて含浸して封孔処理を行った後、試験２では、
セラミックスを溶射のままの状態で使用面を所定プロフ
ァイルに研磨仕上げし、研磨機用定盤を製造した。な
お、試験３及び試験４では、比較例として夫々セラミッ
クス被覆のない低熱膨張合金製及び鋳鉄製の研磨機用定
盤Ａ及びＢを製造した。
【００１９】次に、ＪＩＳＨ８６６３の磁気膜厚計測定
法により、セラミックスの膜厚を測定した結果、いずれ
も使用面で平均２００μｍ、側面、底面その他では平均
１００μｍであった。
法により、セラミックスの膜厚を測定した結果、いずれ
も使用面で平均２００μｍ、側面、底面その他では平均
１００μｍであった。
【００２０】上記の研磨機用定盤を用いた研磨機１４
に、研磨液として、コロイダルシリカを供給して、シリ
コンウェハのポリシング研磨を行った。この場合の金属
イオンの溶出防止効果について、通常被膜評価試験とし
て用いられるＪＩＳＨ８６６６の有孔度試験法のうちフ
ェロキシル試験法により、定盤自体のそれぞれ３０ケ所
を調べた。その結果を表２に示す。
に、研磨液として、コロイダルシリカを供給して、シリ
コンウェハのポリシング研磨を行った。この場合の金属
イオンの溶出防止効果について、通常被膜評価試験とし
て用いられるＪＩＳＨ８６６６の有孔度試験法のうちフ
ェロキシル試験法により、定盤自体のそれぞれ３０ケ所
を調べた。その結果を表２に示す。
【００２１】
【表２】
【００２２】表２に示す如く、セラミックス被覆の無い
従来の研磨機用定盤Ａ，Ｂの場合（試験３及び４）の金
属イオンの溶出量に比較し、本考案のセラミックス被覆
でかつ封孔処理した研磨機用定盤の場合（試験１）は、
金属イオンの溶出が全然認められなかった。一方セラミ
ックス溶射のままの被覆の研磨機用定盤の場合（試験
１）も、従来の研磨機用定盤Ａ，Ｂの場合（試験３及び
４）よりは効果が認められた。尚、本実施例では、表１
に示すような組成の低熱膨張合金にて、研磨機用定盤を
製造したが、この合金に限定するものではない。以上の
如く、本考案の研磨機用定盤によれば、金属イオンの溶
出防止が可能になることが明らかである。
従来の研磨機用定盤Ａ，Ｂの場合（試験３及び４）の金
属イオンの溶出量に比較し、本考案のセラミックス被覆
でかつ封孔処理した研磨機用定盤の場合（試験１）は、
金属イオンの溶出が全然認められなかった。一方セラミ
ックス溶射のままの被覆の研磨機用定盤の場合（試験
１）も、従来の研磨機用定盤Ａ，Ｂの場合（試験３及び
４）よりは効果が認められた。尚、本実施例では、表１
に示すような組成の低熱膨張合金にて、研磨機用定盤を
製造したが、この合金に限定するものではない。以上の
如く、本考案の研磨機用定盤によれば、金属イオンの溶
出防止が可能になることが明らかである。
【００２３】
【考案の効果】以上詳述したとおり、本考案の研磨機用
定盤においては、その母材金属の表面が封孔処理された
セラミックス層で被覆されているため、母材金属と被研
磨物との間が絶縁されて研磨液と母材の接触がなく、金
属イオンの溶出を防止でき、被研磨物の清浄度の向上に
大きく貢献することができる。また、母材金属として低
熱膨張合金を用いたので、上記効果に加えて研磨中の定
盤寸法精度を高く維持し得る。
定盤においては、その母材金属の表面が封孔処理された
セラミックス層で被覆されているため、母材金属と被研
磨物との間が絶縁されて研磨液と母材の接触がなく、金
属イオンの溶出を防止でき、被研磨物の清浄度の向上に
大きく貢献することができる。また、母材金属として低
熱膨張合金を用いたので、上記効果に加えて研磨中の定
盤寸法精度を高く維持し得る。
【図１】本考案の実施例による研磨機用定盤の断面図。
【図２】比較例の研磨機用定盤表面へのセラミックス被
覆部の拡大図。
覆部の拡大図。
【図３】本発明の実施例の研磨機用定盤表面へのセラミ
ックス被覆部の拡大図。
ックス被覆部の拡大図。
【図４】片面研磨機の説明図。
【図５】両面研磨機の説明図。
１ 母材金属、２ セラミックス層、３ セラミック
ス、４ 気孔、５ 封孔材料、１１ 定盤、１２ 加圧
ヘッド、１３ ワ−ク、１４ 片面研磨機、２１ 上定
盤、２２ 下定盤、２３ 太陽ギヤ、２４ インタ−ナ
ルギヤ、２５ ドライバ−、２６ サブシリンダ−、２
７ メインシリンダ−、２８ 両面研磨機。
ス、４ 気孔、５ 封孔材料、１１ 定盤、１２ 加圧
ヘッド、１３ ワ−ク、１４ 片面研磨機、２１ 上定
盤、２２ 下定盤、２３ 太陽ギヤ、２４ インタ−ナ
ルギヤ、２５ ドライバ−、２６ サブシリンダ−、２
７ メインシリンダ−、２８ 両面研磨機。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 長橋 勲 東京都大田区西六郷４−30−３ スピー ドファム株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−26117（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−11557（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B24B 37/04
Claims (2)
- 【請求項１】 母材金属の表面に封孔処理されたセラミ
ックス層を備えたことを特徴とする研磨機用定盤。 - 【請求項２】 前記母材金属が低熱膨張合金から成るこ
とを特徴とする請求項１記載の研磨機用定盤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991100376U JP2589064Y2 (ja) | 1991-12-05 | 1991-12-05 | 研磨機用定盤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991100376U JP2589064Y2 (ja) | 1991-12-05 | 1991-12-05 | 研磨機用定盤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0549252U JPH0549252U (ja) | 1993-06-29 |
| JP2589064Y2 true JP2589064Y2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=14272313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991100376U Expired - Fee Related JP2589064Y2 (ja) | 1991-12-05 | 1991-12-05 | 研磨機用定盤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2589064Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6883475B2 (ja) * | 2017-06-06 | 2021-06-09 | 株式会社荏原製作所 | 研磨テーブル及びこれを備える研磨装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6211557U (ja) * | 1985-07-04 | 1987-01-24 | ||
| JPH0426117A (ja) * | 1990-05-22 | 1992-01-29 | Kawasaki Steel Corp | 半導体素子ウエハのラッピング装置 |
-
1991
- 1991-12-05 JP JP1991100376U patent/JP2589064Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0549252U (ja) | 1993-06-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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