JPH09234665A - 基板研磨装置および基板研磨方法 - Google Patents

基板研磨装置および基板研磨方法

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JPH09234665A
JPH09234665A JP4191496A JP4191496A JPH09234665A JP H09234665 A JPH09234665 A JP H09234665A JP 4191496 A JP4191496 A JP 4191496A JP 4191496 A JP4191496 A JP 4191496A JP H09234665 A JPH09234665 A JP H09234665A
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JP
Japan
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substrate
polishing
porous material
base plate
grinding
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JP4191496A
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English (en)
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Yasunori Okubo
安教 大久保
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板を平坦に吸着保持し、高精度な平坦度お
よび平行度に研磨する基板研磨装置および基板研磨方法
の提供。 【解決手段】 研磨定盤4に保持された研磨パッド5
と、研磨パッド5に圧接される基板1と、基板1を吸着
保持する多孔質材3と、多孔質材3を固着する基板ホル
ダ2とを有し、研磨パッド5と基板1を対向圧接させる
とともに、相対移動させながら基板1の研磨を行なう基
板研磨装置において、多孔質材3を超音波振動させると
ともに、多孔質材3の基板1を吸着保持する面の反対面
から加圧給水する洗浄装置7を有する。 【効果】 基板を多孔質材に常に均等な圧力で平坦に吸
着保持できる。多孔質材に基板を吸着保持する際、多孔
質材ポーラス面が基板への転写がなく、高精度に基板を
研磨することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板研磨装置およ
び基板研磨方法に関し、さらに詳しくは、基板ホルダに
固着された多孔質材に基板を吸引保持する基板研磨装置
および基板研磨方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、精密部品ではより高精度なものが
要求され、精密部品の表面の平坦度や平行度等をサブミ
クロン以下に研磨する基板研磨装置が重要な役割を果た
している。特に、半導体基板に供せられるウェハは大口
径化が進み、基板研磨装置ではウェハ等の基板の保持が
重要となっている。これに鑑み、基板ホルダに固着され
た多孔質材に基板を吸引保持する真空吸着方式がある。
これを図3を参照して説明する。
【0003】図3(a)は、基板研磨装置の概略側面断
面図であり、同図(b)は同図(a)における基板ホル
ダ2の概略拡大図である。基板研磨装置は、研磨パッド
5が固着され外部からの駆動力により図中の矢印方向に
回転する研磨定盤4、被加工物である基板1を吸着保持
する多孔質材3および多孔質材3を固着するとともに、
研磨パッド5に基板1をエアーシリンダー等(図示せ
ず)で付勢圧接させ、外部からの駆動力により図中の矢
印方向に回転する基板ホルダ2から概略構成されてい
る。研磨パッド5の回転中心付近にはノズル6から研磨
スラリ6aが滴下され、滴下された研磨スラリ6aは研
磨定盤4の回転による遠心力により研磨パッド5上に略
均一に分散される。そして、研磨定盤4と基板ホルダ2
とをいずれも回転させるとともに、基板1と研磨パッド
5との研磨スラリ6aを介した摺擦運動により基板1を
研磨するものである。
【0004】ところで従来、基板1を多孔質材3に保持
する手段は、多孔質セラミックス等で構成された多孔質
材3の吸着面3aと、吸着面3aと同一平面を構成し、
ステンレス鋼等のエアーの通過が不可能な材質で構成さ
れた基板ホルダ2のシール面2bに基板1を密着させ、
基板ホルダ2の中心部にある吸引孔2aから真空ポンプ
(図示せず)でエアーを排出し、吸着面3aとシール面
2bとで基板1を保持するものである。しかしながら、
基板1とシール面2bとの間には僅かな隙間が存在し、
基板1を研磨する際にこの隙間から研磨スラリ6aや研
磨パッド5および基板1等の微細な研磨屑が多孔質材3
の吸着面3aと基板1との間に侵入して局所的に研磨屑
の量の異なる目詰まり部8が形成される。このような状
態で基板1を吸着面3aおよびシール面2bに吸着する
と、図3(b)に示したように、この目詰まり部8が薄
く形成された部分では基板1を吸着面3aに吸着する吸
引力を維持して吸着保持できるが、目詰まり部8が厚い
部分では基板1を吸着面3aに吸着する吸引力が小とな
るため、基板1が浮く虞れがあった。従って、このよう
な状態で基板1を研磨すると高精度な平面性を有する基
板1を得ることができない虞れがあった。同図(b)に
示した矢印は基板1を吸着面3aに吸着する吸引力の大
小を表している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、基板
を平坦に吸着保持し、高精度な平坦度および平行度に研
磨する基板研磨装置および基板研磨方法を提供すること
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1の発明の基板研磨装置では、研磨定盤に保
持された研磨パッドと、研磨パッドに圧接される基板
と、基板を吸着保持する多孔質材と、多孔質材を固着す
る基板ホルダとを有し、研磨パッドと基板を対向圧接さ
せるとともに、相対移動させながら基板の研磨を行なう
基板研磨装置において、多孔質材を超音波振動させると
ともに、多孔質材の基板を吸着保持面の反対面から加圧
給水する多孔質材の洗浄手段を有することを特徴とす
る。
【0007】請求項2の発明の基板研磨装置では、多孔
質材を洗浄する洗浄手段を研磨定盤の中央部に設けたこ
とを特徴とする。
【0008】請求項3の基板研磨方法では、基板を基板
ホルダに固着された多孔質材に吸着保持する工程と、研
磨定盤に保持された研磨パッドに基板を対向圧接させる
とともに、相対移動させながら基板の研磨を行なう工程
を有する基板研磨方法において、多孔質材を超音波振動
させるとともに、多孔質材の基板を吸着保持面の反対面
から加圧給水する、多孔質材の洗浄工程を有することを
特徴とする。
【0009】以下、上述した手段による作用について述
べる。多孔質材を超音波振動させるとともに、多孔質材
の基板を吸着保持面の反対面から加圧給水させる洗浄手
段により、多孔質材の基板を吸着保持する面は研磨スラ
リや研磨パッドおよび基板等の微細な研磨屑の侵入によ
る目詰まり部の無い状態で常に基板を均等な圧力で平坦
に吸着保持することができる。従って、多孔質材をより
緻密にして孔径を小としても基板の吸着保持することが
できる。この孔径を小とすることにより、多孔質材に基
板を吸着保持する際に生じる多孔質材ポーラス面が基板
へ転写する虞れがなく、高精度な平坦度および平行度に
基板を研磨することができる。また、多孔質材を洗浄す
る洗浄手段は洗浄槽の径が基板の径よりも僅かに大であ
れば良く、基板研磨装置の研磨定盤の中央部や近傍に設
置することができるので、特別に多孔質材の洗浄装置を
設置する必要がない。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の基板研磨装置は、基板を
吸着保持する多孔質材の洗浄手段を有するものである。
図1および図2は基板研磨装置の概略側面断面図であ
り、従来の技術で図3(a)に示した事例の基板研磨装
置における研磨定盤4の中央部に洗浄手段7を設けたも
のの一例である。図1に示したように、洗浄手段である
洗浄装置7は径が基板1よりも大である洗浄槽7aの中
に超音波振動子7bを配置するとともに、超音波振動子
7bが冠水するように純水7cを入れたものである。そ
して、多孔質材3を洗浄する際は洗浄槽7a内の純水7
cに多孔質材3を浸し、超音波振動子7dを超音波振動
させるとともに、多孔質材3の吸着面3aの反対面から
加圧給水させ、研磨スラリ6aや研磨パッド5および基
板1等の微細な研磨屑を多孔質材3から除去するもので
ある。以下、本発明の基板研磨方法についての工程順を
図1〜図2を参照して説明する。なお、図中の構成要素
で従来の技術と同様の構造を成しているものについて
は、同一の参照符号を付すものとする。
【0011】第一の工程を図1を参照して説明する。こ
の工程では、基板ホルダ2と研磨定盤4との間隔が基板
1を基板ホルダ2に吸引保持する作業に十分な距離とな
っている。多孔質材3の吸着面3aと基板ホルダ2のシ
ール面2bとに基板1を密着させ、基板ホルダ2の中心
部にある吸引孔2aから真空ポンプ(図示せず)でエア
ーを排出し、吸着面3aとシール面2bとで基板1を吸
着保持する。
【0012】第二の工程を図2(a)を参照して説明す
る。吸着面3aとシール面2bとに吸着保持された基板
1は、基板ホルダ2に取り付けられたエアーシリンダ等
(図示せず)により研磨パッド5に付勢圧接させるとと
もに、図中の矢印方向に基板ホルダ2および研磨定盤4
を外部からの駆動力により回転させる。また、研磨パッ
ド5の回転中心付近にはノズル6から研磨スラリ6aが
滴下され、滴下された研磨スラリ6aは研磨定盤4の回
転による遠心力により研磨パッド5上に略均一に分散さ
れ、基板1と研磨パッド5との研磨スラリ6aを介した
摺擦運動により基板1を研磨する。
【0013】第三の工程を図2(b)を参照して説明す
る。基板1の研磨を完了した後、基板ホルダ2の吸引孔
2aからのエアー排出を止めて吸着面3aおよびシール
面2bから基板1を開放する。そして、基板ホルダ2を
研磨定盤4の中央部に移動させて多孔質材3を洗浄槽7
a内の純水7cに浸す。さらに、超音波振動子7bを超
音波振動させるとともに、同図中の矢印で示したように
吸引孔2aから純水7cを加圧給水する。超音波振動に
より多孔質材3の吸着面3aから侵入した研磨スラリ6
aや研磨パッド5および基板1等の微細な研磨屑を多孔
質材3から遊離させるとともに、加圧給水された純水7
cにより多孔質材3外に排出することができ、目詰まり
部が形成される虞れがない。同図(b)では図示を省略
するが、洗浄槽7a内の純水7cは、フィルターおよび
ポンプを介して吸引孔2aから再び加圧給水するように
循環させるか、吸引孔2aから加圧給水される量と同量
の洗浄槽7a内の純水7cを廃棄する。
【0014】上述した第一の工程、第二の工程および第
三の工程を順次繰り返せば、多孔質材3は常に目詰まり
の無い状態で基板1を平均的な吸引力で吸着保持するこ
とができるので、高精度な平坦度および平行度に基板1
を研磨する多孔質材3の洗浄手段を有する基板研磨装置
および基板研磨方法を提供することができる。また、上
述した事例では研磨定盤4の中央部に洗浄装置7を設け
たものを示したが、これに限定されるものでなく、研磨
定盤4の近傍に設けるものでも良い。
【0015】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明の基
板研磨装置によれば、多孔質材を洗浄する洗浄装置は洗
浄槽の径が基板の径よりも僅かに大であれば良く、基板
研磨装置の研磨定盤の中央部や近傍に設置することがで
きるので、特別に多孔質材の洗浄装置を設置する必要が
ない。また、本発明の基板研磨方法によれば、多孔質材
をより緻密にして孔径を小としても常に基板を均等な圧
力で平坦に吸着保持することができる。この孔径を小と
することにより、多孔質材に基板を吸着保持する際に生
じる多孔質材ポーラス面が基板へ転写する虞れがなく、
高精度な平坦度および平行度に基板を研磨することがで
きる。特に、微細化に伴う薄膜化で高精度な平坦化が要
求されるSOI(Silicon On Insulator)基板や多層配
線構造の層間絶縁膜の高精度な平坦化等では、非常に有
効な基板研磨装置および基板研磨方法とすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の基板研磨方法の第一の工程を説明す
る、基板研磨装置の概略側面断面図である。
【図2】 本発明の基板研磨方法の工程を説明するもの
であり、(a)は第二の工程を説明し、(b)は第三の
工程を説明する、基板研磨装置の概略側面断面図であ
る。
【図3】 従来例を示し、(a)は基板研磨装置の概略
側面断面図であり、(b)は(a)における基板ホルダ
の概略拡大図である。
【符号の説明】
1…基板、2…基板ホルダ、2a…吸引孔、2b…シー
ル面、3…多孔質材、3a…吸着面、4…研磨定盤、5
…研磨パッド、6…ノズル、6a…研磨スラリ、7…洗
浄装置、7a…洗浄槽、7b…超音波振動子、7c…純
水、8…目詰まり部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 研磨定盤に保持された研磨パッドと、 前記研磨パッドに圧接される基板と、 前記基板を吸着保持する多孔質材と、 前記多孔質材を固着する基板ホルダとを有し、 前記研磨パッドと前記基板を対向圧接させるとともに、
    相対移動させながら前記基板の研磨を行なう基板研磨装
    置において、 前記多孔質材を超音波振動させるとともに、前記多孔質
    材の前記基板を吸着保持する面の反対面から加圧給水す
    る前記多孔質材の洗浄手段を有することを特徴とする基
    板研磨装置。
  2. 【請求項2】 前記洗浄手段を前記研磨定盤の中央部に
    設けたことを特徴とする請求項1に記載の基板研磨装
    置。
  3. 【請求項3】 基板を基板ホルダに固着された多孔質材
    に吸着保持する工程と、 研磨定盤に保持された研磨パッドに前記基板を対向圧接
    させるとともに、相対移動させながら前記基板の研磨を
    行なう工程を有する基板研磨方法において、 前記研磨工程の前後のいずれかに、 前記多孔質材を超音波振動させるとともに、前記多孔質
    材の前記基板を吸着保持する面の反対面から加圧給水す
    る前記多孔質材の洗浄工程を有することを特徴とする基
    板研磨方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11176775A (ja) * 1997-12-15 1999-07-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 化学的機械研磨装置及び化学的機械研磨方法
KR20030053375A (ko) * 2001-12-22 2003-06-28 동부전자 주식회사 초음파 발생장치를 구비한 패드 컨디셔닝 장치
CN103144022A (zh) * 2013-02-04 2013-06-12 沈阳黎明航空零部件制造有限公司 一种对航空发动机石墨密封座内端密封面进行研磨的方法
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CN114505993A (zh) * 2021-12-24 2022-05-17 德清挚诚粉末涂料有限公司 一种voc木板加工高精度喷塑装置

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