JP2000243732A

JP2000243732A - 半導体試料研磨用治具

Info

Publication number: JP2000243732A
Application number: JP4385599A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Ryu; 康夫龍; Kazuhiko Eto; 和彦衛藤
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Microelectronics Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Priority date: 1999-02-22
Filing date: 1999-02-22
Publication date: 2000-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体試料等の被研磨物を所望量だけ高能率
かつ高精度で研磨できるようにする研磨用治具を提供す
る。【解決手段】半導体試料２を貼り付ける被研磨物保持
部１０に、マイクロメーター７による高さ調整の可能な
ボールベアリング８とボール９を取り付け、ボールベア
リング８の高さを調整し、ボール９の下端を観察所望個
所１１に一致させておくことにより、所望量だけ研磨可
能であり、かつ所望量まで研磨された時点でボール９が
研磨ガラス板６に接してガラス板６上を転がり、試料２
にガラス板６への押し付け力が作用しなくなるため、そ
れ以上試料２が研磨されなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体試料断面観
察の前加工である半導体試料の断面研磨等に使用される
半導体試料研磨用治具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は、従来の研磨装置の構成を示す断
面図である。１は従来の金属製の研磨用治具、２は被研
磨物である半導体試料、４は研磨用治具保持部、５は研
磨体を回転させる研磨体回転部、６は研磨体である研磨
ガラス板をそれぞれ示す。

【０００３】従来の研磨装置では、半導体試料２をワッ
クスを用いて研磨用治具１に貼り付け、さらに研磨用治
具１を図示しない保持手段により研磨用治具保持部４に
保持させる。そしてさらに、研磨用治具保持部４を、図
示しない支持手段により研磨ガラス板６の上に支持す
る。

【０００４】図４は、図３に示す研磨用治具１および半
導体試料２の拡大図である。３は、研磨開始前の半導体
試料２の下端から、観察所望個所である研磨終点までの
距離（以下、所望研磨量とする。）を示す。前記の如
く、半導体試料２は、ワックスを用いて研磨用治具１に
貼り付けられる。その際、半導体試料２が、研磨用治具
１より研磨ガラス板６の方向にはみ出すようにする。こ
の研磨ガラス板６方向へのはみ出し量は、所望研磨量３
以上となるようにする。

【０００５】一般に、半導体試料２を研磨するために
は、まず研磨ガラス板６を回転させる。そして、治具保
持部４に固定された治具１に貼り付けられた半導体試料
２を、回転している研磨ガラス板６に押し当てる。この
時、半導体試料２が、試料２、治具１および治具保持部
４の自重によって生じる圧力で研磨ガラス板６に押し当
てられるように、治具保持部４を支持する。これによ
り、半導体試料２は、研磨体６によって研磨される。

【０００６】研磨が進み、実際の研磨量が所望研磨量３
に近づいたら、研磨を中断する。そして、実際の研磨量
が所望研磨量３にどの程度近づいたかを確認した後、必
要に応じて研磨を再開する。この研磨中断、研磨量確
認、研磨再開を繰り返し、実際の研磨量が所望研磨量３
に達したら、研磨を終了する。

【０００７】この研磨中断、研磨量確認、研磨再開を繰
り返していたのでは、研磨終了までに時間がかかってし
まう。また、誤って過剰に研磨してしまう場合があり、
その場合は観察所望個所が消失してしまう。

【０００８】このような事態を避けるため、半導体試料
の周囲に、研磨速度が非常に遅く研磨されにくい材質か
らなるストッパ材を配し、ストッパ材によって研磨が規
制されるまで研磨を継続することにより、ストッパ材か
ら研磨体方向へ突き出た半導体試料だけを研磨する技術
が開示されている（特開平９−１８１０２２号）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ストッ
パ材も半導体試料とともに多少なりとも研磨されてしま
う。研磨されてしまうと、ストッパとしての機能を十分
果たせず、半導体試料の観察所望個所が研磨されてしま
うという問題が生じうる。また、ストッパ材の材質によ
っては、その研磨クズが、研磨試料断面に埋め込まれて
しまうケースも生ずる。

【００１０】また、ストッパ材との摩擦により、研磨体
である研磨ガラス板に傷がついてしまう場合がある。研
磨体の研磨面に傷がついてしまうと、精密な研磨ができ
ないという問題も生じうる。

【００１１】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、その目的は、研磨中断、研磨量確
認、研磨再開という工程を繰り返し実施することなく、
短時間での所望量の研磨が可能で、かつ研磨時間を超過
しても所望量以上の研磨をすることが無く、さらに研磨
体を傷つけることが無い研磨用治具を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、半導体試料と研磨体とを押し付けながら
相対運動させて、半導体試料を研磨する半導体試料研磨
装置において半導体試料を保持するために使用される治
具であって、前記相対運動中の前記研磨体と接触すると
転動する転動体を有し、この転動体が前記研磨体と接触
した後は、前記半導体試料を前記研磨体へ押し付ける力
が前記半導体試料に作用しなくなるために研磨が防止さ
れる研磨防止機構と、前記転動体又は前記半導体試料の
いずれか一方又は双方の前記研磨体に対する位置を調整
する位置調整機構と、を具備することを特徴とする。

【００１３】上記構成によると、半導体試料の内、転動
体下端から研磨体方向へ突き出た部分は研磨されるが、
研磨が進み、半導体試料の被研磨面が、研磨体の研磨面
に平行な平面でありかつ転動体下端を含む平面に到達す
ると（つまり、半導体試料の被研磨面と転動体下端が、
研磨体の研磨面に対して同じ高さになり、転動体下端も
研磨ガラス板に接触すると）、半導体試料に研磨体への
押し付け力が生じなくなりそれ以上研磨は進まなくな
る。このため、研磨時間の超過により所望量以上研磨し
てしまうという事態は生じなくなる。よって、過剰研磨
を避けるために、何度も研磨を中断して、研磨量を確認
し、必要に応じて研磨を再開するという工程を繰り返す
必要が無くなる、つまり研磨量確認等に費やされる時間
が必要無くなるため、短時間で所望量研磨することがで
きる。

【００１４】また、転動体下端が、研磨ガラス板に接触
した後、転動体は研磨ガラス板と接触しながら転動する
ため、転動体が研磨されたり、転動体が研磨ガラス板に
傷をつけることはない。

【００１５】転動体を用いた研磨防止機構としては、玉
軸受けやローラー（ころ）軸受けが使用できる。ローラ
ー軸受けを使用する場合は、ローラー軸受けのローラー
回転軸の方向と、回転する円盤形状の研磨体の半径方向
とを一致させる必要がある。もし、一致させないと、ロ
ーラーが円滑に回転せず、研磨体表面を傷つける可能性
がある。一方、玉軸受けは３６０度いずれの方向にも円
滑に回転するので、傷をつけるおそれがない。このた
め、玉軸受けを使用する方が好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形
態の研磨用治具の断面図を示し、図２はこの研磨用治具
を用いた研磨装置を示す。なお、従来の研磨装置の構成
部分と同一の構成部分には同一の符号を付して説明す
る。

【００１７】図１に示すように、研磨用治具は、被研磨
物保持部１０と、マイクロメーター７と、ボールベアリ
ング８と、ボール９から構成される。また、図２に示す
ように、被研磨物保持部１０は、治具保持部４に図示し
ない固定手段により固定される。

【００１８】ボールベアリング８は、マイクロメーター
７の先端に取り付けられる。ボール９は、ベアリング８
により軽く回る状態で保持されている。マイクロメータ
ー７は、高さを調整することが可能である。つまり、被
研磨物保持部１０に対するベアリング８およびボール９
の位置を上下方向に移動させることができる。

【００１９】試料２を研磨する場合は、従来法と同様
に、まず試料２を被研磨物保持部１０にワックスを用い
て貼り付け、被研磨物保持部１０を治具保持部４に装着
し、次にガラス板６を所定の回転速度で回転させ、治具
保持部４をガラス板６に向かって降下させる。治具保持
部４、被研磨物保持部１０等の自重により生じる押圧力
をかけながら、試料２をガラス板６の研磨面に押し当て
る。そうすると、試料２の被研磨面が、ガラス板６によ
り研磨される。

【００２０】この時あらかじめ、試料２の観察所望個所
１１と同じ高さに、ボール９の下端が来るように、マイ
クロメーター７を調整してボール９を移動させる。ボー
ル９の下端と、試料２の観察所望個所１１とを同じ高さ
とすると、試料２が観察所望個所１１まで研磨された時
に、ボール９の下端がガラス板６に接触する。ボール９
の下端がガラス板６に接触した後は、試料２に研磨ガラ
ス板６方向への押し付け力が作用しなくなる。このた
め、試料２の研磨は、それ以上進まなくなる。なお、こ
こで言う「高さ」とは、ガラス板６の研磨面からの高さ
を意味する。

【００２１】このため、研磨時間の超過による過剰研磨
によって、観察所望個所を消失させてしまうということ
が無い。

【００２２】また、過剰研磨防止のために、研磨中断、
観察、研磨再開を繰り返し実施する必要が無くなるた
め、短時間にて半導体試料２の被研磨面を所望の位置ま
で研磨することが可能となる。

【００２３】さらに、ボール９が回転する研磨ガラス板
６に接触している間、ボール９自身も軽く回るため、ボ
ール９が研磨ガラス板６に傷をつけることも、ボール９
が傷つけられることも無い。

【００２４】なお、以上の実施形態においては、マイク
ロメーター７、ベアリング８およびボール９は、試料２
一個に対して一組しか使用していないが、二つまたはそ
れ以上使用することも可能である。例えば、試料２の両
サイドに一組づつ配してもよい。

【００２５】また、ボール９下端と観察所望個所１１の
高さを一致させるために、マイクロメーター７を用いて
ベアリング８およびボール９の位置を上下に移動させた
が、ベアリング８およびボール９を固定し、試料２を上
下に移動させてボール下端と観察所望個所１１の高さを
一致させても良い。例えば、ベアリング８およびボール
９を被研磨物保持部１０に固定し、被研磨物保持部１０
に対して移動可能な保持手段に試料２を保持させ、この
保持手段の高さをマイクロメーター等を用いて調整する
ことにより、試料２の観察所望個所１１とボール９下端
の位置を調整してもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の研磨用治
具によれば、研磨中断、観察、研磨再開を繰り返し実施
すること無く、短時間にて被研磨物の被研磨面を所望の
位置まで研磨することが可能となる。

【００２７】また、研磨時間を超過しても、所望研磨量
以上研磨されることがないため、観察所望個所を消失さ
せることが無い。

【００２８】さらに、転動体が回転する研磨体に接触し
ている間、転動体自身も軽く回るため、転動体が研磨体
に傷をつけることも、転動体自身が傷つけられることも
無い等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の治具の断面図。

【図２】本発明の治具を用いた研磨装置を示す図。

【図３】従来の治具の断面図。

【図４】従来の治具を用いた研磨装置を示す図。

【符号の説明】１…従来の治具２…半導体試料３…所望研磨量４…治具保持部５…研磨体回転部６…研磨ガラス板７…マイクロメーター８…ボールベアリング９…ボ
ール１０…被研磨物保持部１１…観察所望個所

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者衛藤和彦神奈川県川崎市川崎区駅前本町25番地１東芝マイクロエレクトロニクス株式会社内Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AA09 AB03 AB04 AB09 AC02 BA07 BB03 CB01 CB03 CB06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体試料と研磨体とを押し付けながら
相対運動させて、半導体試料を研磨する半導体試料研磨
装置において半導体試料を保持するために使用される治
具であって、前記相対運動中の前記研磨体と接触すると転動する転動
体を有し、この転動体が前記研磨体と接触した後は、前
記半導体試料を前記研磨体へ押し付ける力が前記半導体
試料に作用しなくなるために研磨が防止される研磨防止
機構と、前記転動体又は前記半導体試料のいずれか一方又は双方
の前記研磨体に対する位置を調整する位置調整機構と、
を具備することを特徴とする半導体試料研磨用治具。