JPH0724708A - 研磨方法及び研磨装置 - Google Patents
研磨方法及び研磨装置Info
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- JPH0724708A JPH0724708A JP17461093A JP17461093A JPH0724708A JP H0724708 A JPH0724708 A JP H0724708A JP 17461093 A JP17461093 A JP 17461093A JP 17461093 A JP17461093 A JP 17461093A JP H0724708 A JPH0724708 A JP H0724708A
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- polishing
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- workpiece
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- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】本発明は、複数種の素材からなる被加工物の研
磨加工において、研磨されている被加工物の摩擦熱発生
モードの変化に基因する研磨作用面の温度変化に基づい
て研磨加工の終点検出を行い研磨加工を停止させるよう
にしたものである。 【効果】本発明によれば研磨量の厳密な制御が可能とな
る結果、例えば高速ＭＯＳ用に必要な超薄膜ＳＯＩ等の
超精密研磨プロセスに適用した場合、歩留りや信頼性等
が飛躍的な向上する。
磨加工において、研磨されている被加工物の摩擦熱発生
モードの変化に基因する研磨作用面の温度変化に基づい
て研磨加工の終点検出を行い研磨加工を停止させるよう
にしたものである。 【効果】本発明によれば研磨量の厳密な制御が可能とな
る結果、例えば高速ＭＯＳ用に必要な超薄膜ＳＯＩ等の
超精密研磨プロセスに適用した場合、歩留りや信頼性等
が飛躍的な向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、研磨加工の終点検出を
行う研磨方法及び研磨装置に関する。
行う研磨方法及び研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓ
ｕｌａｔｏｒ）は、耐放射性、耐ラッチアップおよび低
寄生容量の特徴により、高速ＬＳＩへの適用が期待され
ている。ところで、図６は、タブルゲートＭＯＳ（Ｍｅ
ｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）構
造の製造プロセスを示している。すなわち、＜工程１＞
多結晶Ｓｉ基板Ａにフィールド酸化膜Ｂを形成後、通常
のゲート形成技術を用いてバックゲート酸化膜Ｃとバッ
クゲート電極Ｄを形成する。＜工程２＞ＣＶＤ（化学蒸
着）酸化膜Ｅをバックゲート酸化膜Ｃの上から堆積させ
る。＜工程３＞ＣＶＤ酸化膜Ｅを研磨し、バックゲート
の段差を平坦化する。＜工程４＞バックゲートを形成し
た基板ＦとＢＰＳＧ（ボロン注入リン化ケイ素ガラス：
Ｂｏｒｏｎ−ｄｏｐｅｄ Ｐｈｏｓｐｈｏ−Ｓｉｌｉｃ
ａｔｅ Ｇｌａｓｓ）付きの支持基板Ｇをパルス静電接
着法により張り合わせる。＜工程５＞フィールド酸化膜
ＢをストッパとしてＳｉ基板Ａの研削と選択研磨を行
い、フィールド酸化膜Ｂの段差分の薄膜Ｓｉ部Ｋを形成
する。＜工程６＞通常のプロセスにより、薄膜Ｓｉ部Ｋ
にフロントゲートＭＯＳＦＥＴのソースＭ，ドレインＮ
及びフロントゲートＱを形成する。
ｕｌａｔｏｒ）は、耐放射性、耐ラッチアップおよび低
寄生容量の特徴により、高速ＬＳＩへの適用が期待され
ている。ところで、図６は、タブルゲートＭＯＳ（Ｍｅ
ｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）構
造の製造プロセスを示している。すなわち、＜工程１＞
多結晶Ｓｉ基板Ａにフィールド酸化膜Ｂを形成後、通常
のゲート形成技術を用いてバックゲート酸化膜Ｃとバッ
クゲート電極Ｄを形成する。＜工程２＞ＣＶＤ（化学蒸
着）酸化膜Ｅをバックゲート酸化膜Ｃの上から堆積させ
る。＜工程３＞ＣＶＤ酸化膜Ｅを研磨し、バックゲート
の段差を平坦化する。＜工程４＞バックゲートを形成し
た基板ＦとＢＰＳＧ（ボロン注入リン化ケイ素ガラス：
Ｂｏｒｏｎ−ｄｏｐｅｄ Ｐｈｏｓｐｈｏ−Ｓｉｌｉｃ
ａｔｅ Ｇｌａｓｓ）付きの支持基板Ｇをパルス静電接
着法により張り合わせる。＜工程５＞フィールド酸化膜
ＢをストッパとしてＳｉ基板Ａの研削と選択研磨を行
い、フィールド酸化膜Ｂの段差分の薄膜Ｓｉ部Ｋを形成
する。＜工程６＞通常のプロセスにより、薄膜Ｓｉ部Ｋ
にフロントゲートＭＯＳＦＥＴのソースＭ，ドレインＮ
及びフロントゲートＱを形成する。
【０００３】ところで、＜工程５＞のＳｉの選択研磨に
より、通常、ウエハの厚さは、６２５μｍから４００μ
ｍ程度まで減少する。しかしながら、この＜工程５＞に
おいては、選択研磨の終点検出が困難であるため、しば
しば過剰研磨（オーバポリシング）が問題となる。この
過剰研磨により、薄膜Ｓｉ部Ｋに凹みが生じ、製造歩留
向上の阻害要因となっている。
より、通常、ウエハの厚さは、６２５μｍから４００μ
ｍ程度まで減少する。しかしながら、この＜工程５＞に
おいては、選択研磨の終点検出が困難であるため、しば
しば過剰研磨（オーバポリシング）が問題となる。この
過剰研磨により、薄膜Ｓｉ部Ｋに凹みが生じ、製造歩留
向上の阻害要因となっている。
【０００４】そこで、従来においては、ある程度までは
加工時間で管理し、その後は、短時間ごとに目視により
観察して、加工終点を検出していた。そのため、能率が
悪いばかりか、加工終点の検出誤差が入る余地が大きか
った。他方、ウエハの厚さを光学法または電気容量法に
より測定することにより加工終点検出することも考えら
れるが、被測定面が加工液などで汚れていると測定誤差
を生じるため、オンマシン・インプロセス測定には適し
ていなかった。また、超音波法によりウエハの厚さを測
定することにより加工終点を検出する方法は、精度的に
不十分である。
加工時間で管理し、その後は、短時間ごとに目視により
観察して、加工終点を検出していた。そのため、能率が
悪いばかりか、加工終点の検出誤差が入る余地が大きか
った。他方、ウエハの厚さを光学法または電気容量法に
より測定することにより加工終点検出することも考えら
れるが、被測定面が加工液などで汚れていると測定誤差
を生じるため、オンマシン・インプロセス測定には適し
ていなかった。また、超音波法によりウエハの厚さを測
定することにより加工終点を検出する方法は、精度的に
不十分である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、ＳＯＩ
製造プロセスにおいて実施される選択研磨の従来の加工
終点検出装置は、検出精度及び検出能率の点で不十分で
あった。この発明は、上記事情を勘案してなされたもの
で、選択研磨の加工終点検出をインプロセスで、しかも
高精度で行うことのできる加工終点検出方法及び研磨装
置を提供することを目的とする。
製造プロセスにおいて実施される選択研磨の従来の加工
終点検出装置は、検出精度及び検出能率の点で不十分で
あった。この発明は、上記事情を勘案してなされたもの
で、選択研磨の加工終点検出をインプロセスで、しかも
高精度で行うことのできる加工終点検出方法及び研磨装
置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数種の素材
からなる被加工物の研磨加工において、研磨されている
被加工物の摩擦熱発生モードの変化に基因する研磨作用
面の温度変化に基づいて研磨加工の終点検出を行い研磨
加工を停止させるようにしたものである。
からなる被加工物の研磨加工において、研磨されている
被加工物の摩擦熱発生モードの変化に基因する研磨作用
面の温度変化に基づいて研磨加工の終点検出を行い研磨
加工を停止させるようにしたものである。
【０００７】
【作用】本発明によれば研磨量の厳密な制御が可能とな
る結果、例えば高速ＭＯＳ用に必要な超薄膜ＳＯＩ等の
超精密研磨プロセスに適用した場合、加工能率、歩留
り、信頼性等が飛躍的に向上する。
る結果、例えば高速ＭＯＳ用に必要な超薄膜ＳＯＩ等の
超精密研磨プロセスに適用した場合、加工能率、歩留
り、信頼性等が飛躍的に向上する。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳
述する。図１は、この実施例の研磨装置を示している。
この研磨装置は、ＳＯＩとなる薄板状の被加工物１を平
面研磨する研磨部２と、この研磨部２により平面研磨さ
れている被加工物１の加工終点を検出する加工終点検出
部３とからなっている。
述する。図１は、この実施例の研磨装置を示している。
この研磨装置は、ＳＯＩとなる薄板状の被加工物１を平
面研磨する研磨部２と、この研磨部２により平面研磨さ
れている被加工物１の加工終点を検出する加工終点検出
部３とからなっている。
【０００９】しかして、図２は、被加工物１の加工前の
構造を示している。すなわち、この被加工物１は、第１
基板部４と、この第１基板部４に対して張り合わされた
第２基板部５とからなっている。しかして、第１基板部
４は、多結晶ＳｉからなるＳｉ薄膜６と、このＳｉ薄膜
６上に形成されたＳｉＯ2 からなるフィールド酸化膜７
と、このフィールド酸化膜７の開口部７ａに形成された
バックゲート酸化膜８と、このバックゲート酸化膜８上
に形成されたバックゲート電極９と、Ｓｉ薄膜６のバッ
クゲート電極６側全面を被覆するＣＶＤ−ＳｉＯ2 膜１
０とからなっている。すなわち、フィールド酸化膜７の
開口部７ａには、その深さ方向の中央部にバックゲート
酸化膜８が板面に平行に配設され、このバックゲート酸
化膜８の両側にＣＶＤ−ＳｉＯ2 膜１０とＳｉ薄膜６の
一部が充填されている。一方、第２基板部５は、支持基
板１１と、この支持基板１１上に形成されたＢＰＳＧ膜
１２とからなっている。そして、ＢＰＳＧ膜１２とＣＶ
Ｄ−ＳｉＯ2 膜１０との接着により第１基板部４と第２
基板部５とが一体的に接合されている。しかして、この
実施例にては、Ｓｉ薄膜６をフィールド酸化膜７が露出
するまで平面研磨することを目的としている（図２想像
線領域）。
構造を示している。すなわち、この被加工物１は、第１
基板部４と、この第１基板部４に対して張り合わされた
第２基板部５とからなっている。しかして、第１基板部
４は、多結晶ＳｉからなるＳｉ薄膜６と、このＳｉ薄膜
６上に形成されたＳｉＯ2 からなるフィールド酸化膜７
と、このフィールド酸化膜７の開口部７ａに形成された
バックゲート酸化膜８と、このバックゲート酸化膜８上
に形成されたバックゲート電極９と、Ｓｉ薄膜６のバッ
クゲート電極６側全面を被覆するＣＶＤ−ＳｉＯ2 膜１
０とからなっている。すなわち、フィールド酸化膜７の
開口部７ａには、その深さ方向の中央部にバックゲート
酸化膜８が板面に平行に配設され、このバックゲート酸
化膜８の両側にＣＶＤ−ＳｉＯ2 膜１０とＳｉ薄膜６の
一部が充填されている。一方、第２基板部５は、支持基
板１１と、この支持基板１１上に形成されたＢＰＳＧ膜
１２とからなっている。そして、ＢＰＳＧ膜１２とＣＶ
Ｄ−ＳｉＯ2 膜１０との接着により第１基板部４と第２
基板部５とが一体的に接合されている。しかして、この
実施例にては、Ｓｉ薄膜６をフィールド酸化膜７が露出
するまで平面研磨することを目的としている（図２想像
線領域）。
【００１０】しかして、研磨部２は、下定盤部１３と、
この下定盤部１３に対向して上方位置に配設された上定
盤部１４と、下定盤部１３と上定盤部１４を電気的に統
御する加工制御機構２１とからなっている。なお、この
研磨部２には、研磨部位に加工液Ｌを供給する給液部１
５が付随している。そして、下定盤部１３は、円盤をな
す下定盤１６と、この下定盤１６に貼着された例えば発
泡ウレタンなどの研磨布１７と、この下定盤１６を保持
して回転駆動する下定盤駆動機構１８とからなってい
る。さらに、下定盤駆動機構１８は、下定盤１６の下面
に同軸に連結された保持軸１８ａと、この保持軸１８ａ
を軸支して回転駆動する下定盤駆動モータ１８ｂとから
なっている。さらに、上定盤部１４は、下定盤１６の半
径よりも小さい直径の上定盤１９と、この上定盤１９を
軸支して回転駆動するとともに下定盤１６に対して加圧
する上定盤駆動機構２０とからなっている。さらに、上
定盤１９の下面には、被加工物１を着脱自在に保持する
ための図示せぬポリウレタン系の吸着シートが装着され
ている。また、上定盤駆動機構２０は、上定盤１９の背
部に同軸に連結された保持軸２０ｂと、この保持軸２０
ｂの上端部を嵌脱自在に取付けられこの保持軸２０ｂを
昇降駆動する例えば空気圧シリンダなどの加圧手段２０
ｃと、この加圧手段２０ｃへの空気圧の印加を制御する
電磁弁２０ｄと、加圧手段２０ｃの上端部を保持して軸
線の回りに回転駆動する上定盤駆動モータ２０ｅとから
なっている。また、給液部１５は、遊離砥粒（例えばコ
ロイダルシリカにアミンを加えたもの。）を含有する加
工液Ｌを研磨部位に噴射するノズル２２と、このノズル
２２に供給する加工液Ｌを貯蔵するタンク２３とからな
っている。他方、加工終点検出部３は、下定盤１６の研
磨布１７に一定距離離間対向して配設され研磨加工中に
おける研磨布１７の表面温度Ｔを検出する例えば赤外線
温度計などの放射温度センサ２４と、この放射温度セン
サ２４から出力された研磨布１７の表面温度Ｔを示す電
気信号ＳＴを増幅する増幅器２５と、この増幅器２５か
ら出力された電気信号ＳＴを入力しこの電気信号ＳＴに
基づいて研磨布１７の表面温度Ｔと研磨時間ｔとの関係
を演算する演算処理部２６とからなっている。他方、加
工制御機構２１は、電磁弁２０ｄ，上定盤駆動モータ２
０ｅ，下定盤駆動モータ１８ｂ，給液部１５及び演算処
理部２６に電気的に接続され、後述するような研磨加工
の制御を行うように設けられている。
この下定盤部１３に対向して上方位置に配設された上定
盤部１４と、下定盤部１３と上定盤部１４を電気的に統
御する加工制御機構２１とからなっている。なお、この
研磨部２には、研磨部位に加工液Ｌを供給する給液部１
５が付随している。そして、下定盤部１３は、円盤をな
す下定盤１６と、この下定盤１６に貼着された例えば発
泡ウレタンなどの研磨布１７と、この下定盤１６を保持
して回転駆動する下定盤駆動機構１８とからなってい
る。さらに、下定盤駆動機構１８は、下定盤１６の下面
に同軸に連結された保持軸１８ａと、この保持軸１８ａ
を軸支して回転駆動する下定盤駆動モータ１８ｂとから
なっている。さらに、上定盤部１４は、下定盤１６の半
径よりも小さい直径の上定盤１９と、この上定盤１９を
軸支して回転駆動するとともに下定盤１６に対して加圧
する上定盤駆動機構２０とからなっている。さらに、上
定盤１９の下面には、被加工物１を着脱自在に保持する
ための図示せぬポリウレタン系の吸着シートが装着され
ている。また、上定盤駆動機構２０は、上定盤１９の背
部に同軸に連結された保持軸２０ｂと、この保持軸２０
ｂの上端部を嵌脱自在に取付けられこの保持軸２０ｂを
昇降駆動する例えば空気圧シリンダなどの加圧手段２０
ｃと、この加圧手段２０ｃへの空気圧の印加を制御する
電磁弁２０ｄと、加圧手段２０ｃの上端部を保持して軸
線の回りに回転駆動する上定盤駆動モータ２０ｅとから
なっている。また、給液部１５は、遊離砥粒（例えばコ
ロイダルシリカにアミンを加えたもの。）を含有する加
工液Ｌを研磨部位に噴射するノズル２２と、このノズル
２２に供給する加工液Ｌを貯蔵するタンク２３とからな
っている。他方、加工終点検出部３は、下定盤１６の研
磨布１７に一定距離離間対向して配設され研磨加工中に
おける研磨布１７の表面温度Ｔを検出する例えば赤外線
温度計などの放射温度センサ２４と、この放射温度セン
サ２４から出力された研磨布１７の表面温度Ｔを示す電
気信号ＳＴを増幅する増幅器２５と、この増幅器２５か
ら出力された電気信号ＳＴを入力しこの電気信号ＳＴに
基づいて研磨布１７の表面温度Ｔと研磨時間ｔとの関係
を演算する演算処理部２６とからなっている。他方、加
工制御機構２１は、電磁弁２０ｄ，上定盤駆動モータ２
０ｅ，下定盤駆動モータ１８ｂ，給液部１５及び演算処
理部２６に電気的に接続され、後述するような研磨加工
の制御を行うように設けられている。
【００１１】つぎに、上記構成の研磨装置を用いて、こ
の実施例の研磨方法について述べる。まず、上定盤１９
に被加工物１をＳｉ薄膜６が研磨布１７に対向するよう
に真空チャックさせる。つぎに、加工制御機構２１から
下定盤駆動モータ１８ｂに回転信号ＳＲＤを印加し、下
定盤１６を矢印Ｒ１方向に例えば６０〜１２０ｒｐｍ程
度で回転させる。つづいて、加工制御機構２１から上定
盤駆動モータ２０ｅに回転信号ＳＲＵを印加するととも
に、電磁弁２０ｄに下降信号ＳＤを印加し、上定盤１９
を矢印Ｒ２方向に例えば毎分６０〜１２０ｒｐｍ程度回
転させるとともに、矢印Ｄ１方向に下降させ、Ｓｉ薄膜
６を研磨布１７に接触させる。なお、上定盤１９の下降
は、研磨圧が２００〜１，６００ｇｆ／ｃｍ2 程度の状
態で停止する。このとき、加工制御機構２１から給液部
１５に印加された給液信号ＳＬに基づきノズル２２を介
して加工液Ｌを被加工物１の研磨部位に噴射する。かく
して、Ｓｉ薄膜６は、加工液Ｌに含有されている遊離砥
粒と研磨布１７により平面研磨される。このとき、研磨
布１７は、被加工物１との摩擦熱により、研磨の進行に
伴って表面温度Ｔが徐々に増加する（図３参照）。そこ
で、放射温度センサ２４にては、研磨布１７の表面温度
Ｔを検出し、これを電気信号ＳＴに変換する。この電気
信号ＳＴは、増幅器２５にて増幅され、演算処理部２６
に入力する。すると、この演算処理部２６にては、表面
温度Ｔの研磨時間ｔに対する微分係数θ（＝ｄＴ／ｄ
ｔ）を演算する。ここで、図４は、微分係数θと研磨時
間ｔとの関係を模式的に示している。この図４におい
て、領域Ｒ１は、Ｓｉ薄膜６のみを研磨しているときの
微分係数θを示している。この領域Ｒ１は、図３におけ
る領域Ｒ１ａに対応するもので、ほぼ一定の割合で研磨
布１７の表面温度Ｔが増加していることがわかる。とこ
ろが、Ｓｉ薄膜６の研磨加工が進行し、フィールド酸化
膜７が露出し研磨布１７と接触し始める直前になると、
微分係数θは、図４における領域Ｒ２となる。すなわ
ち、この領域Ｒ２に対応している図３における領域Ｒ２
ａが示すように、Ｓｉ薄膜６の初期の研磨加工に比べて
研磨布１７の表面温度Ｔの増加率が増加する。これは、
Ｓｉ薄膜６の初層に比べて中間層以上の緻密度が上昇す
ることにより摩擦係数が増大したことによると考えられ
る。つづいて、Ｓｉ薄膜６の研磨加工が完結し、フィー
ルド酸化膜７のみ研磨加工するようになると、微分係数
θは、図４における領域Ｒ３のように負の値となる。す
なわち、この領域Ｒ３に対応している図３における領域
Ｒ３ａが示すように、研磨布１７の表面温度Ｔは研磨加
工が進行するにつれて、徐々に減少する。これは、フィ
ールド酸化膜７と研磨布１７の摩擦係数が、Ｓｉ薄膜６
と研磨布１７の摩擦係数よりも著しく小さいことによる
と考えられる。そこで、この実施例においては、演算処
理部２６にて領域Ｒ１から領域Ｒ２に移行する図３にお
ける温度変化点Ｔ１を検出し、電磁弁２０ｄに下降信号
ＳＤ１を印加することにより、上定盤１９の研磨布１７
に対する研磨圧を例えば１０〜３０％減圧する。これに
より、図３及び図４に示すように、微分係数θは、領域
Ｒ１レベルに修正される。その結果、被加工物１の過熱
を予防することができる。ついで、演算処理部２６にて
は、領域Ｒ２から領域Ｒ３に移行する図３における温度
変化点Ｔ２を検出し、検出時点から数分後（または数度
研磨布１７の表面温度Ｔが低下した後）、電磁弁２０ｄ
に上昇信号ＳＤ２を印加することにより、加圧手段２０
ｃを逆方向に作動させ、保持軸２０ｂを介して上定盤１
９に貼着されている被加工物１を下定盤１６に貼着され
た研磨布１７から離間させる。ついで、回転停止信号Ｓ
ＳＵ，ＳＳＤが、上定盤駆動モータ２０ｅ及び下定盤駆
動モータ１８ｂに印加され、研磨加工が停止する。
の実施例の研磨方法について述べる。まず、上定盤１９
に被加工物１をＳｉ薄膜６が研磨布１７に対向するよう
に真空チャックさせる。つぎに、加工制御機構２１から
下定盤駆動モータ１８ｂに回転信号ＳＲＤを印加し、下
定盤１６を矢印Ｒ１方向に例えば６０〜１２０ｒｐｍ程
度で回転させる。つづいて、加工制御機構２１から上定
盤駆動モータ２０ｅに回転信号ＳＲＵを印加するととも
に、電磁弁２０ｄに下降信号ＳＤを印加し、上定盤１９
を矢印Ｒ２方向に例えば毎分６０〜１２０ｒｐｍ程度回
転させるとともに、矢印Ｄ１方向に下降させ、Ｓｉ薄膜
６を研磨布１７に接触させる。なお、上定盤１９の下降
は、研磨圧が２００〜１，６００ｇｆ／ｃｍ2 程度の状
態で停止する。このとき、加工制御機構２１から給液部
１５に印加された給液信号ＳＬに基づきノズル２２を介
して加工液Ｌを被加工物１の研磨部位に噴射する。かく
して、Ｓｉ薄膜６は、加工液Ｌに含有されている遊離砥
粒と研磨布１７により平面研磨される。このとき、研磨
布１７は、被加工物１との摩擦熱により、研磨の進行に
伴って表面温度Ｔが徐々に増加する（図３参照）。そこ
で、放射温度センサ２４にては、研磨布１７の表面温度
Ｔを検出し、これを電気信号ＳＴに変換する。この電気
信号ＳＴは、増幅器２５にて増幅され、演算処理部２６
に入力する。すると、この演算処理部２６にては、表面
温度Ｔの研磨時間ｔに対する微分係数θ（＝ｄＴ／ｄ
ｔ）を演算する。ここで、図４は、微分係数θと研磨時
間ｔとの関係を模式的に示している。この図４におい
て、領域Ｒ１は、Ｓｉ薄膜６のみを研磨しているときの
微分係数θを示している。この領域Ｒ１は、図３におけ
る領域Ｒ１ａに対応するもので、ほぼ一定の割合で研磨
布１７の表面温度Ｔが増加していることがわかる。とこ
ろが、Ｓｉ薄膜６の研磨加工が進行し、フィールド酸化
膜７が露出し研磨布１７と接触し始める直前になると、
微分係数θは、図４における領域Ｒ２となる。すなわ
ち、この領域Ｒ２に対応している図３における領域Ｒ２
ａが示すように、Ｓｉ薄膜６の初期の研磨加工に比べて
研磨布１７の表面温度Ｔの増加率が増加する。これは、
Ｓｉ薄膜６の初層に比べて中間層以上の緻密度が上昇す
ることにより摩擦係数が増大したことによると考えられ
る。つづいて、Ｓｉ薄膜６の研磨加工が完結し、フィー
ルド酸化膜７のみ研磨加工するようになると、微分係数
θは、図４における領域Ｒ３のように負の値となる。す
なわち、この領域Ｒ３に対応している図３における領域
Ｒ３ａが示すように、研磨布１７の表面温度Ｔは研磨加
工が進行するにつれて、徐々に減少する。これは、フィ
ールド酸化膜７と研磨布１７の摩擦係数が、Ｓｉ薄膜６
と研磨布１７の摩擦係数よりも著しく小さいことによる
と考えられる。そこで、この実施例においては、演算処
理部２６にて領域Ｒ１から領域Ｒ２に移行する図３にお
ける温度変化点Ｔ１を検出し、電磁弁２０ｄに下降信号
ＳＤ１を印加することにより、上定盤１９の研磨布１７
に対する研磨圧を例えば１０〜３０％減圧する。これに
より、図３及び図４に示すように、微分係数θは、領域
Ｒ１レベルに修正される。その結果、被加工物１の過熱
を予防することができる。ついで、演算処理部２６にて
は、領域Ｒ２から領域Ｒ３に移行する図３における温度
変化点Ｔ２を検出し、検出時点から数分後（または数度
研磨布１７の表面温度Ｔが低下した後）、電磁弁２０ｄ
に上昇信号ＳＤ２を印加することにより、加圧手段２０
ｃを逆方向に作動させ、保持軸２０ｂを介して上定盤１
９に貼着されている被加工物１を下定盤１６に貼着され
た研磨布１７から離間させる。ついで、回転停止信号Ｓ
ＳＵ，ＳＳＤが、上定盤駆動モータ２０ｅ及び下定盤駆
動モータ１８ｂに印加され、研磨加工が停止する。
【００１２】このように、この実施例においては、加工
終点検出部３を具備し、この加工終点検出部３における
検出結果に基づいて研磨加工を制御するようにしている
ので、フィールド酸化膜７の開口部７ａのダレ（凹み）
ＣＣ＜図５参照＞を１μｍ以下に高能率で研磨加工する
ことが可能となる。とくに、温度変化点Ｔ１を検出する
ことにより上定盤１９の研磨布１７に対する研磨圧を減
圧するようにしているので、被加工物１の過熱を予防す
ることができ、ダレ（凹み）抑制効果を一層高めること
ができる。
終点検出部３を具備し、この加工終点検出部３における
検出結果に基づいて研磨加工を制御するようにしている
ので、フィールド酸化膜７の開口部７ａのダレ（凹み）
ＣＣ＜図５参照＞を１μｍ以下に高能率で研磨加工する
ことが可能となる。とくに、温度変化点Ｔ１を検出する
ことにより上定盤１９の研磨布１７に対する研磨圧を減
圧するようにしているので、被加工物１の過熱を予防す
ることができ、ダレ（凹み）抑制効果を一層高めること
ができる。
【００１３】なお、上記実施例においては、領域Ｒ１か
ら領域Ｒ２に移行する温度変化点Ｔ１を検出に基づいて
研磨圧の調整を行っているが、このプロセスは省略し、
温度変化点Ｔ２による研磨加工の終点検出のみを行うよ
うにしてもよい。
ら領域Ｒ２に移行する温度変化点Ｔ１を検出に基づいて
研磨圧の調整を行っているが、このプロセスは省略し、
温度変化点Ｔ２による研磨加工の終点検出のみを行うよ
うにしてもよい。
【００１４】さらに、上記実施例は、研磨加工がＳｉ薄
膜６からフィールド酸化膜７に移行するときの研磨布１
７の表面温度が低下することに基づいて加工終点を検出
するようにしているが、材種によっては、研磨加工があ
る層から隣接する層に移行する際に研磨布の表面温度が
上昇する場合にも、本発明を適用することができる。
膜６からフィールド酸化膜７に移行するときの研磨布１
７の表面温度が低下することに基づいて加工終点を検出
するようにしているが、材種によっては、研磨加工があ
る層から隣接する層に移行する際に研磨布の表面温度が
上昇する場合にも、本発明を適用することができる。
【００１５】さらにまた、上記実施例においては、研磨
布１７の表面温度の検出を放射温度センサにより非接触
で検出するようにしているが、上定盤１９または下定盤
１６に温度センサを埋設するようにしてもよい。
布１７の表面温度の検出を放射温度センサにより非接触
で検出するようにしているが、上定盤１９または下定盤
１６に温度センサを埋設するようにしてもよい。
【００１６】のみならず、本発明は、研磨に伴う摩擦熱
発生モードの異なる複数種の素材からなる被加工物を研
磨加工する研磨加工であれば、特に平面加工に限ること
なく、曲面加工，溝加工等の他の研磨プロセスにも適用
可能である。
発生モードの異なる複数種の素材からなる被加工物を研
磨加工する研磨加工であれば、特に平面加工に限ること
なく、曲面加工，溝加工等の他の研磨プロセスにも適用
可能である。
【００１７】さらにまた、上記実施例においては、研磨
の種類として、ポリシングを例示しているが、ラッピッ
ング、研削等、平面研磨であるならばどのような加工方
法にも適用することができる。もちろん、片面研磨ある
いは両面研磨のいずれにも適用可能である。
の種類として、ポリシングを例示しているが、ラッピッ
ング、研削等、平面研磨であるならばどのような加工方
法にも適用することができる。もちろん、片面研磨ある
いは両面研磨のいずれにも適用可能である。
【００１８】
【発明の効果】本発明の研磨装置は、加工終点検出部を
具備しているので、加工終点の自動検出を高精度で行う
ことができるようになり、研磨量の厳密な制御が可能と
なる。したがって、この本発明の研磨装置を例えば高速
ＭＯＳ用に必要な超薄膜ＳＯＩ等の超精密研磨プロセス
に適用した場合、歩留り，信頼性，スループット等が飛
躍的に向上する。
具備しているので、加工終点の自動検出を高精度で行う
ことができるようになり、研磨量の厳密な制御が可能と
なる。したがって、この本発明の研磨装置を例えば高速
ＭＯＳ用に必要な超薄膜ＳＯＩ等の超精密研磨プロセス
に適用した場合、歩留り，信頼性，スループット等が飛
躍的に向上する。
【００１９】本発明の研磨方法は、複数種の素材からな
る被加工物の研磨加工において、研磨されている被加工
物の摩擦熱発生モードの変化に基因する研磨作用面の表
面温度変化に基づいて研磨加工の終点検出を行い研磨加
工を停止させるようにしているので、研磨量の厳密な制
御が可能となる。したがって、この本発明の研磨方法を
例えば高速ＭＯＳ用に必要な超薄膜ＳＯＩ等の超精密研
磨プロセスに適用した場合、歩留りや信頼性等が飛躍的
に向上する。
る被加工物の研磨加工において、研磨されている被加工
物の摩擦熱発生モードの変化に基因する研磨作用面の表
面温度変化に基づいて研磨加工の終点検出を行い研磨加
工を停止させるようにしているので、研磨量の厳密な制
御が可能となる。したがって、この本発明の研磨方法を
例えば高速ＭＯＳ用に必要な超薄膜ＳＯＩ等の超精密研
磨プロセスに適用した場合、歩留りや信頼性等が飛躍的
に向上する。
【図１】本発明の一実施例の研磨装置の全体構成図であ
る。
る。
【図２】本発明の一実施例の研磨装置により研磨される
被加工物の断面図である。
被加工物の断面図である。
【図３】本発明の一実施例を説明するための研磨温度と
研磨時間との関係を示すグラフである。
研磨時間との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施例を説明するための研磨温度と
研磨時間との微分係数を示すグラフである。
研磨時間との微分係数を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施例の作用効果を説明するための
被加工物の断面図である。
被加工物の断面図である。
【図６】従来技術の説明図である。
１：被加工物，２：研磨部，３：加工終点検出部，１
７：研磨布，２４：放射温度センサ，２６：演算処理
部。
７：研磨布，２４：放射温度センサ，２６：演算処理
部。
Claims (4)
- 【請求項１】研磨に伴う摩擦熱発生モードの異なる複数
種の素材からなる被加工物を研磨加工する研磨方法にお
いて、研磨に伴って生ずる摩擦熱発生モード変化による
研磨作用面の温度変化に基づいて研磨加工の終点検出を
行い研磨加工を停止させることを特徴とする研磨方法。 - 【請求項２】研磨に伴う摩擦熱発生モードの異なる少な
くとも二種類の素材が平行に積層されてなる被加工物の
特定層のみを層面に平行に平面研磨する研磨方法におい
て、上記特定層の平面研磨から他層の平面研磨に移行す
る際に発生する摩擦熱発生モードの変化による研磨作用
面の温度変化に基づいて研磨加工の終点検出を行い研磨
加工を停止させることを特徴とする研磨方法。 - 【請求項３】被加工物を研磨する研磨部と、上記研磨部
の研磨作用面の表面温度を検出する温度センサと、上記
研磨部による上記被加工物の研磨中に上記温度センサか
ら出力された上記研磨作用面の表面温度を示す電気信号
に基づいて研磨加工終点を検出する加工終点検出器とを
具備することを特徴とする研磨装置。 - 【請求項４】温度センサは、研磨作用面の放射温度を検
出する放射温度センサであり、研磨作用面に離間対向し
て配設されていることを特徴とする請求項１記載の研磨
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17461093A JPH0724708A (ja) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | 研磨方法及び研磨装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17461093A JPH0724708A (ja) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | 研磨方法及び研磨装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0724708A true JPH0724708A (ja) | 1995-01-27 |
Family
ID=15981604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17461093A Pending JPH0724708A (ja) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | 研磨方法及び研磨装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0724708A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5722875A (en) * | 1995-05-30 | 1998-03-03 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for polishing |
| US5769697A (en) * | 1995-08-24 | 1998-06-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method and apparatus for polishing semiconductor substrate |
| US5851846A (en) * | 1994-12-22 | 1998-12-22 | Nippondenso Co., Ltd. | Polishing method for SOI |
| US5938502A (en) * | 1996-11-15 | 1999-08-17 | Nec Corporation | Polishing method of substrate and polishing device therefor |
| JP2004522310A (ja) * | 2001-06-26 | 2004-07-22 | ラム リサーチ コーポレーション | 化学的機械研磨のためのエンドポイント検出システム |
| JP2005260038A (ja) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Disco Abrasive Syst Ltd | 研磨装置及びウェーハの研磨方法 |
| US9625905B2 (en) | 2001-03-30 | 2017-04-18 | Immersion Corporation | Haptic remote control for toys |
-
1993
- 1993-07-15 JP JP17461093A patent/JPH0724708A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5851846A (en) * | 1994-12-22 | 1998-12-22 | Nippondenso Co., Ltd. | Polishing method for SOI |
| US5722875A (en) * | 1995-05-30 | 1998-03-03 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for polishing |
| US5769697A (en) * | 1995-08-24 | 1998-06-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method and apparatus for polishing semiconductor substrate |
| US5938502A (en) * | 1996-11-15 | 1999-08-17 | Nec Corporation | Polishing method of substrate and polishing device therefor |
| US9625905B2 (en) | 2001-03-30 | 2017-04-18 | Immersion Corporation | Haptic remote control for toys |
| JP2004522310A (ja) * | 2001-06-26 | 2004-07-22 | ラム リサーチ コーポレーション | 化学的機械研磨のためのエンドポイント検出システム |
| JP2005260038A (ja) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Disco Abrasive Syst Ltd | 研磨装置及びウェーハの研磨方法 |
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