JPH0757465B2 - 薄膜の研磨方法及び装置 - Google Patents
薄膜の研磨方法及び装置Info
- Publication number
- JPH0757465B2 JPH0757465B2 JP63133514A JP13351488A JPH0757465B2 JP H0757465 B2 JPH0757465 B2 JP H0757465B2 JP 63133514 A JP63133514 A JP 63133514A JP 13351488 A JP13351488 A JP 13351488A JP H0757465 B2 JPH0757465 B2 JP H0757465B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polishing
- thin film
- processing
- substrate
- pad
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、SOI（Silicon on insulator）の如き一定膜
厚の薄膜が基板上に形成されている薄膜試料の研磨方法
並びに研磨装置に関するものである。
厚の薄膜が基板上に形成されている薄膜試料の研磨方法
並びに研磨装置に関するものである。
この種、主導体基板等の研磨方法として、本出願人が既
に特願昭63−18729号により提案しているものがある。
この方法は、研磨すべき薄膜を形成した基板に、該薄膜
の厚さを予め測定しておき、この測定点を中心とした一
定面積を有する加工領域を画成し、該加工領域よりも小
さな面積になるように接触面の直径が設定された研磨用
パッドを、上記加工領域内でジクザグ状の経路に沿って
移動せしめると共に上記研磨用パッドの接触圧力を加工
領域の膜厚測定値に応じて変化せしめ、各加工領域毎に
順次研磨加工を行なうようにしたものである。この方法
によれば、各加工領域の膜厚測定値に応じて研磨加工量
を調整するので膜厚を極めて均一化させることができ
る。
に特願昭63−18729号により提案しているものがある。
この方法は、研磨すべき薄膜を形成した基板に、該薄膜
の厚さを予め測定しておき、この測定点を中心とした一
定面積を有する加工領域を画成し、該加工領域よりも小
さな面積になるように接触面の直径が設定された研磨用
パッドを、上記加工領域内でジクザグ状の経路に沿って
移動せしめると共に上記研磨用パッドの接触圧力を加工
領域の膜厚測定値に応じて変化せしめ、各加工領域毎に
順次研磨加工を行なうようにしたものである。この方法
によれば、各加工領域の膜厚測定値に応じて研磨加工量
を調整するので膜厚を極めて均一化させることができ
る。
しかしながら、かかる従来の方法では、比較的小さな単
一の研磨用パッドを用いているため加工時間を減少させ
ることが困難であり、特に加工能率の点で問題があっ
た。
一の研磨用パッドを用いているため加工時間を減少させ
ることが困難であり、特に加工能率の点で問題があっ
た。
本発明は、かかる実情に鑑み、均一な薄膜を形成するこ
とができると共に加工能率の向上を図り得るようにし
た、この種薄膜の研磨方法並びに研磨装置を提供するこ
とを目的とする。
とができると共に加工能率の向上を図り得るようにし
た、この種薄膜の研磨方法並びに研磨装置を提供するこ
とを目的とする。
本発明による研磨方法では、基板上に複数の加工領域を
設定すると共に該加工領域毎の薄膜の膜厚を測定してお
き、複数個列設した研磨用パッドを、上記基板上で所定
の経路に沿って一斉に移動させる際、研磨用パッドの接
触圧力を各加工領域の膜厚に応じて変化せしめるように
なっている。又、本発明による研磨装置は、基板上に設
定された複数の加工領域に対応して列設した複数の研磨
用パッドから成るパッド群を備え、各研磨用パッドは、
多角形をなしていて、隣接する研磨用パッドは、夫々の
多角形における辺部と角部とが対向するように配置され
ると共に互いに反対方向に回転するようになっている。
設定すると共に該加工領域毎の薄膜の膜厚を測定してお
き、複数個列設した研磨用パッドを、上記基板上で所定
の経路に沿って一斉に移動させる際、研磨用パッドの接
触圧力を各加工領域の膜厚に応じて変化せしめるように
なっている。又、本発明による研磨装置は、基板上に設
定された複数の加工領域に対応して列設した複数の研磨
用パッドから成るパッド群を備え、各研磨用パッドは、
多角形をなしていて、隣接する研磨用パッドは、夫々の
多角形における辺部と角部とが対向するように配置され
ると共に互いに反対方向に回転するようになっている。
従って、基板の加工領域に対応して列設された複数の研
磨用パッドを同時に作動させることにより一度に基板の
広い範囲に亘って研磨加工を行うことができる。又、研
磨用パッドの断面形状及び配置の仕方により複数の研磨
用パッドを相互に干渉することなく近接した状態で回転
せしめることができる。
磨用パッドを同時に作動させることにより一度に基板の
広い範囲に亘って研磨加工を行うことができる。又、研
磨用パッドの断面形状及び配置の仕方により複数の研磨
用パッドを相互に干渉することなく近接した状態で回転
せしめることができる。
以下、第１図乃至第５図に基づき、本発明による薄膜の
研磨方法及び研磨装置の一実施例を説明する。第１図は
本発明方法の実施のために用いる研磨装置の構成例を示
しているが、図中、１は装置の枠体、２は枠体１のペー
スプレート1a上に直交二軸方向（X,Y方向）に沿って移
動可能に装架されていて基板Ｐを一定の位置に固定した
状態で支持し得るテーブル、３は枠体１の支持腕1b,1
b′により回転可能且つテーブル２と直交する方向に移
動可能に支持された複数のシャフト、４はシャフト３の
先端に取付けられていて一辺が8mm程度の正方形をなし
ていると共にその下面に人工皮革ポリッシングパッド
（図示は省略する）が貼着されていてテーブル２上の基
板Ｐの上表面に対向するように配置された研磨用パッド
である。各研磨用パッド４はパッド群を構成するが、こ
こで、基板Ｐ上には第３図に示す如く一定間隔を置いて
24個の膜厚測定点a,‥‥,aが予め設定されると共に、こ
れら各膜厚測定点ａを中心として24個の単位の加工領域
A,‥‥,Aが画成されている。これら加工領域Ａのうち基
板Ｐの中央部に位置する16個の加工領域A,‥‥,A（第３
図において点線により示されている領域Ａ。）に対応し
て第２図に示したように上記パッド群の各研磨用パッド
４が４行４列に配設されるようになっている。第２図か
ら明らかなように、研磨用パッド４は行方向及び列方向
の相隣れる同士が45゜だけ回転角度がずれるように、即
ち、隣接する研磨用パッド４の一方の辺部と他方の角部
とが対向し合うように配置されている。更に、５は各シ
ャフト３に取付けられていてシャフト３相互間を連結す
ると共にその何れか一つが図示されていない回転駆動手
段に連結されているギア、６はスラスト軸受７を介して
各シャフト３に連結している夫々独立して作動し得る空
気圧シリンダである。上記の場合、テーブル２の移動に
より基板Ｐの各加工領域ＡはX,Y方向に沿ってすべての
位置をとり得るようになっている。従って、各加工領域
Ａと各研磨用パッド４との間の相対的位置関係は自由に
設定することができる。
研磨方法及び研磨装置の一実施例を説明する。第１図は
本発明方法の実施のために用いる研磨装置の構成例を示
しているが、図中、１は装置の枠体、２は枠体１のペー
スプレート1a上に直交二軸方向（X,Y方向）に沿って移
動可能に装架されていて基板Ｐを一定の位置に固定した
状態で支持し得るテーブル、３は枠体１の支持腕1b,1
b′により回転可能且つテーブル２と直交する方向に移
動可能に支持された複数のシャフト、４はシャフト３の
先端に取付けられていて一辺が8mm程度の正方形をなし
ていると共にその下面に人工皮革ポリッシングパッド
（図示は省略する）が貼着されていてテーブル２上の基
板Ｐの上表面に対向するように配置された研磨用パッド
である。各研磨用パッド４はパッド群を構成するが、こ
こで、基板Ｐ上には第３図に示す如く一定間隔を置いて
24個の膜厚測定点a,‥‥,aが予め設定されると共に、こ
れら各膜厚測定点ａを中心として24個の単位の加工領域
A,‥‥,Aが画成されている。これら加工領域Ａのうち基
板Ｐの中央部に位置する16個の加工領域A,‥‥,A（第３
図において点線により示されている領域Ａ。）に対応し
て第２図に示したように上記パッド群の各研磨用パッド
４が４行４列に配設されるようになっている。第２図か
ら明らかなように、研磨用パッド４は行方向及び列方向
の相隣れる同士が45゜だけ回転角度がずれるように、即
ち、隣接する研磨用パッド４の一方の辺部と他方の角部
とが対向し合うように配置されている。更に、５は各シ
ャフト３に取付けられていてシャフト３相互間を連結す
ると共にその何れか一つが図示されていない回転駆動手
段に連結されているギア、６はスラスト軸受７を介して
各シャフト３に連結している夫々独立して作動し得る空
気圧シリンダである。上記の場合、テーブル２の移動に
より基板Ｐの各加工領域ＡはX,Y方向に沿ってすべての
位置をとり得るようになっている。従って、各加工領域
Ａと各研磨用パッド４との間の相対的位置関係は自由に
設定することができる。
次に上記の構成で成る研磨装置を用いた研磨方法の具体
例を説明する。基板Ｐとして、直径約5cmの二枚のシリ
コン単結晶板を酸化して貼り合わせた後、一方の単結晶
板を従来の方法によりその厚さを５μｍ程度に研磨した
ものを用いるが、まず、このような基板Ｐの膜厚分布は
干渉式膜厚計による測定によれば、初期の膜厚値として
２〜７μｍの範囲でばらついていた。尚、この場合、第
３図に示した測定点ａの間隔ｗ及び単位の加工領域Ａの
幅ＷはX,Y方向についてｗ＝8mm,W＝8mmに設定されてい
る。X,Y方向に沿ってテーブル２上に載置された基板Ｐ
の領域A0（第３図参照）とパッド群とが整合するように
テーブル２を移動すると研磨用パッド４と各加工領域Ａ
とが対応し合い、これより各研磨用パッド４を空気圧シ
リンダ６の作動によって下降せしめると共に回転され
る。これにより各加工領域Ａは対応する研磨用パッド４
によって研磨され、領域A0全体に亘って一斉に研磨加工
が行われることになる。この場合、第４図に示した任意
の加工領域Ａ′を例にとると、この加工領域Ａ′に対応
する研磨用パッド４の動きはその中心の軌跡がピッチｐ
のジグザグ状を成すように行なわれ、又、加工領域Ａ′
に対する研磨用パッド４の接触圧力は加工領域Ａ′の膜
厚を代表する膜厚測定点ａ′の膜厚測定値と所望の膜厚
目標値との差と比例関係をなすように決定される。かか
る接触圧力は加工領域Ａ′の研磨加工中、空気圧シリン
ダ６によって一定に保持されるが、研磨用パッド４とそ
れによる研磨加工量とがある種の比例関係にあるため、
このようにして研磨用パッド４の接触圧力を決定するこ
とにより加工能率を向上させることができる。このよう
な加工領域Ａ′における研磨加工は他の全ての加工領域
Ａにおいても同様に行なわれ、従って、領域A0における
膜厚の均一化が達成される。この場合、全ての研磨用パ
ッド４はギア５を介して同時に回転するが、各研磨用パ
ッド４は、相隣れる同士45゜回転角度がずれていて且つ
反対方向に回転するので、相互に衝突することなく円滑
な作動が保証され得る。従って、研磨用パッド４を相互
に接近して配設することができるので、研磨加工後の基
板Ｐの表面は加工むらがない極めて滑らかな状態にな
る。尚、上記の場合、各研磨用パッド４の回転数として
440rpm、また砥液としてコロイダルシリカを用いて行な
われる。
例を説明する。基板Ｐとして、直径約5cmの二枚のシリ
コン単結晶板を酸化して貼り合わせた後、一方の単結晶
板を従来の方法によりその厚さを５μｍ程度に研磨した
ものを用いるが、まず、このような基板Ｐの膜厚分布は
干渉式膜厚計による測定によれば、初期の膜厚値として
２〜７μｍの範囲でばらついていた。尚、この場合、第
３図に示した測定点ａの間隔ｗ及び単位の加工領域Ａの
幅ＷはX,Y方向についてｗ＝8mm,W＝8mmに設定されてい
る。X,Y方向に沿ってテーブル２上に載置された基板Ｐ
の領域A0（第３図参照）とパッド群とが整合するように
テーブル２を移動すると研磨用パッド４と各加工領域Ａ
とが対応し合い、これより各研磨用パッド４を空気圧シ
リンダ６の作動によって下降せしめると共に回転され
る。これにより各加工領域Ａは対応する研磨用パッド４
によって研磨され、領域A0全体に亘って一斉に研磨加工
が行われることになる。この場合、第４図に示した任意
の加工領域Ａ′を例にとると、この加工領域Ａ′に対応
する研磨用パッド４の動きはその中心の軌跡がピッチｐ
のジグザグ状を成すように行なわれ、又、加工領域Ａ′
に対する研磨用パッド４の接触圧力は加工領域Ａ′の膜
厚を代表する膜厚測定点ａ′の膜厚測定値と所望の膜厚
目標値との差と比例関係をなすように決定される。かか
る接触圧力は加工領域Ａ′の研磨加工中、空気圧シリン
ダ６によって一定に保持されるが、研磨用パッド４とそ
れによる研磨加工量とがある種の比例関係にあるため、
このようにして研磨用パッド４の接触圧力を決定するこ
とにより加工能率を向上させることができる。このよう
な加工領域Ａ′における研磨加工は他の全ての加工領域
Ａにおいても同様に行なわれ、従って、領域A0における
膜厚の均一化が達成される。この場合、全ての研磨用パ
ッド４はギア５を介して同時に回転するが、各研磨用パ
ッド４は、相隣れる同士45゜回転角度がずれていて且つ
反対方向に回転するので、相互に衝突することなく円滑
な作動が保証され得る。従って、研磨用パッド４を相互
に接近して配設することができるので、研磨加工後の基
板Ｐの表面は加工むらがない極めて滑らかな状態にな
る。尚、上記の場合、各研磨用パッド４の回転数として
440rpm、また砥液としてコロイダルシリカを用いて行な
われる。
本発明による研磨方法及び研磨装置は上記のように構成
されているから、基板Ｐの全域に亘って研磨加工を行っ
た結果、約３分間の加工時間内に最大で１μｍの膜厚減
少が得られた。更に、このとき得られた膜厚分布を基準
にして各加工領域Ａを研磨加工すべき研磨用パッド４の
接触圧力を上記と同様に決定して研磨加工を行い、これ
を合計５回繰り返すことにより、結局18分の加工時間で
１±0.2μｍの一様な膜厚のSOI層を得ることができる。
かかるSOI層と同等なものを得るために約500分の加工時
間を必要とする前述した従来の研磨加工方法に比して加
工能率が著しく向上している。
されているから、基板Ｐの全域に亘って研磨加工を行っ
た結果、約３分間の加工時間内に最大で１μｍの膜厚減
少が得られた。更に、このとき得られた膜厚分布を基準
にして各加工領域Ａを研磨加工すべき研磨用パッド４の
接触圧力を上記と同様に決定して研磨加工を行い、これ
を合計５回繰り返すことにより、結局18分の加工時間で
１±0.2μｍの一様な膜厚のSOI層を得ることができる。
かかるSOI層と同等なものを得るために約500分の加工時
間を必要とする前述した従来の研磨加工方法に比して加
工能率が著しく向上している。
尚、上記実施例における研磨用パッド４は四角形，五角
形等の任意の多角形にしても良く、又、画成すべき加工
領域Ａの数は上記実施例に限定されるものではなく適宜
設定することができ、その場合、各加工領域Ａに対応し
て研磨用パッド４の大きさを設定すればよい。
形等の任意の多角形にしても良く、又、画成すべき加工
領域Ａの数は上記実施例に限定されるものではなく適宜
設定することができ、その場合、各加工領域Ａに対応し
て研磨用パッド４の大きさを設定すればよい。
上述のように本発明によれば、この種基板を能率よく研
磨加工することができ、しかもその膜厚を均一化し得る
という優れた利点を有している。
磨加工することができ、しかもその膜厚を均一化し得る
という優れた利点を有している。
第１図は本発明方法を実施するために用いる研磨装置の
断面図、第２図は研磨用パッドと基板との位置関係を示
す平面図、第３図は基板上に画成する加工領域の設定例
を示す平面図、第４図及び第５図は単位の加工領域にお
ける研磨方法の具体例を説明するための基板の平面図及
び部分拡大平面図である。 １……枠体、２……テーブル、３……シャフト、４……
研磨用パッド、５……ギア、６……空気圧シリンダ、７
……スラスト軸受、A,A′……加工領域、a,a′……膜厚
測定点。
断面図、第２図は研磨用パッドと基板との位置関係を示
す平面図、第３図は基板上に画成する加工領域の設定例
を示す平面図、第４図及び第５図は単位の加工領域にお
ける研磨方法の具体例を説明するための基板の平面図及
び部分拡大平面図である。 １……枠体、２……テーブル、３……シャフト、４……
研磨用パッド、５……ギア、６……空気圧シリンダ、７
……スラスト軸受、A,A′……加工領域、a,a′……膜厚
測定点。
Claims (2)
- 【請求項１】研磨すべき薄膜が形成された基板の表面上
を研磨用パッドを回転させつつ圧接せしめて移動するこ
とにより研磨を行なうようにした薄膜の研磨方法におい
て、上記基板上に複数の加工領域を設定すると共に、該
加工領域毎に薄膜の膜厚を測定しておき、複数個列設し
た研磨用パッドを上記基板上で所定の経路に沿って一斉
に移動させる際、上記研磨用パッドの接触圧力を上記各
加工領域の膜厚に応じて変化せしめるようにしたことを
特徴とする薄膜の研磨方法。 - 【請求項２】研磨すべき薄膜が形成された基板の表面上
を研磨用パッドを回転させつつ圧接せしめて移動するこ
とにより研磨加工を行なう薄膜の研磨装置において、上
記基板上に一定方向に沿って設定された複数の加工領域
に対応して列設した複数の研磨用パッドから成るパッド
群を備え、上記各研磨用パッドは多角形をなしていて、
隣接する研磨用パッドは夫々の上記多角形における辺部
と角部とが対向するように配置されると共に互いに反対
方向に回転し、更に上記各研磨用パッドは上記基板に対
する接触圧力を調節し得るように支持されていることを
特徴とする薄膜の研磨装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63133514A JPH0757465B2 (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | 薄膜の研磨方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63133514A JPH0757465B2 (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | 薄膜の研磨方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01306172A JPH01306172A (ja) | 1989-12-11 |
| JPH0757465B2 true JPH0757465B2 (ja) | 1995-06-21 |
Family
ID=15106567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63133514A Expired - Lifetime JPH0757465B2 (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | 薄膜の研磨方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0757465B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2513426B2 (ja) * | 1993-09-20 | 1996-07-03 | 日本電気株式会社 | ウェ―ハ研磨装置 |
| WO1997037813A1 (en) * | 1996-04-08 | 1997-10-16 | Leach Michael A | Method and structure for polishing a wafer during manufacture of integrated circuits |
| JP3019849B1 (ja) | 1998-11-18 | 2000-03-13 | 日本電気株式会社 | 化学的機械的研磨装置 |
| JP3965969B2 (ja) * | 2001-11-02 | 2007-08-29 | 株式会社ニコン | 研磨装置、研磨方法、半導体デバイス及び半導体デバイス製造方法 |
-
1988
- 1988-05-31 JP JP63133514A patent/JPH0757465B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01306172A (ja) | 1989-12-11 |
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