专利名称：被研磨物的研磨方法及研磨垫的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种使被研磨物的表面形成为凸面或凹面的被研磨物的研磨方法及研磨垫。
背景技术：
以往，为了使半导体晶片等被研磨物的表面平坦化而进行化学机械研磨 (ChemicalMechanical Polishing =CMP) 在CMP过程中，被研磨物的表面的研磨量在表面内容易出现不均勻，已公开一种用来均勻地进行研磨以提高平坦性的技术(例如，专利文献1) ο专利文献1 日本特开2004-327567号公报但是，例如，光学部件有时会需要具有凹面或凸面的晶片。以前，一直是向提高平坦性的方向进行研发，而没有形成精度较高的凹面或凸面的技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种被研磨物的研磨方法及研磨垫，其用来通过研磨被研磨物的表面而使表面形成为精度较高的凹面或者凸面。为了解决上述问题，本发明提供一种如下所述的被研磨物的研磨方法及研磨垫。1. 一种被研磨物的研磨方法，研磨垫在表面上的径向的中心区域和外周区域形成有不同的槽状态，所述中心区域或所述外周区域中的任一区域为形成有槽的第一研磨区域，另一区域为做成与所述第一研磨区域不同的槽状态的第二研磨区域，在该研磨垫上以横跨所述第一研磨区域与所述第二研磨区域的交界的状态配设被研磨物，使所述研磨垫及所述被研磨物旋转而研磨所述被研磨物，使所述被研磨物的表面形成为凹面或凸面。2.根据1.所述的被研磨物的研磨方法，在所述研磨垫的所述中心区域形成所述第一研磨区域，使所述被研磨物的表面形成为凹面。3.根据1.所述的被研磨物的研磨方法，在所述研磨垫的所述外周区域形成所述第一研磨区域，使所述被研磨物的表面形成为凸面。4.根据1. 3.中任一项所述的被研磨物的研磨方法，在所述研磨垫的所述第一研磨区域形成有同心圆状的所述槽。5. 一种研磨垫，在表面上的径向的中心区域和外周区域形成有不同的槽状态，所述中心区域或所述外周区域中的任一区域为形成有槽的第一研磨区域，另一区域为做成与所述第一研磨区域不同的槽状态的第二研磨区域。6. 一种被研磨物的研磨方法，在表面上形成有槽的研磨垫上配设被研磨物，使所述研磨垫及所述被研磨物以不同转速旋转，通过控制所述研磨垫及所述被研磨物的转速差，将所述被研磨物的表面研磨成凹面或凸面。7.根据6.所述的被研磨物的研磨方法，使所述研磨垫的转速比所述被研磨物的转速大，将所述被研磨物的表面形成为凹面。
8.根据6.所述的被研磨物的研磨方法，其特征在于，使所述研磨垫的转速比所述被研磨物的转速小，将所述被研磨物的表面形成为凸面。9. 一种被研磨物的研磨方法，在表面上形成有槽的研磨垫上配设被研磨物，在所述研磨垫的径向上，在比所述被研磨物的中心部更靠近所述研磨垫的中心区域、以及比所述被研磨物的中心部更靠近所述研磨垫的外周区域供给不同的浆料，或者只在一个区域供给浆料，并使所述研磨垫及所述被研磨物旋转而研磨所述被研磨物，将所述被研磨物的表面形成为凹面或凸面。10.根据9.所述的被研磨物的研磨方法，在所述研磨垫的中心区域、和比所述被研磨物的中心部更靠近所述研磨垫的外周区域，供给不同PH的浆料，使所述被研磨物的表面形成为凹面或凸面。发明效果根据本发明的被研磨物的研磨方法，可以使被研磨物的表面形成为凹面或凸面。 因为可以根据研磨垫的种类、转速、浆料来决定研磨条件，所以易于使条件最优化。使用本发明的研磨垫进行研磨，可以使被研磨物的表面形成为凹面或凸面。
图1是表示CMP装置的示意图。图2A是表示在中心区域形成有第一研磨区域的研磨垫的一实施方式的示意图。图2B是表示在外周区域形成有第一研磨区域的研磨垫的一实施方式的示意图。图2C是表示外周区域为具有槽的第二研磨区域的实施形态的示意图。图2D是表示中心区域为具有槽的第二研磨区域的实施形态的示意图。图3是在上段表示研磨前的被研磨物、在下段右侧表示研磨成凹面的被研磨物、 在下段左侧表示研磨成凸面的被研磨物的截面图。图4A是表示在中心区域形成有第一研磨区域、在第一研磨区域形成有格子状的槽的研磨垫的示意图。图4B是表示在中心区域形成有第一研磨区域、在第一研磨区域形成有孔状的槽的研磨垫的示意图。图4C是表示在中心区域形成有第一研磨区域、在第一研磨区域形成有螺旋状的槽的研磨垫的一实施方式的示意图。图4D是表示在中心区域形成有第一研磨区域、在第一研磨区域形成有螺旋状的槽的研磨垫的又一实施方式的示意图。图5是用于说明使研磨垫及被研磨物以不同转速旋转的研磨方法的示意图。图6A是表示对在比被研磨物的中心部更靠近研磨垫的中心区域、和比被研磨物的中心部更靠近研磨垫的外周区域供给不同的浆料而进行研磨的研磨方法进行说明用的研磨垫的示意图。图6B是对在比被研磨物的中心部更靠近研磨垫的中心区域、和比被研磨物的中心部更靠近研磨垫的外周区域供给不同的浆料而进行研磨的研磨方法进行说明用的、表示浆料的供给区域的示意图。图7A是表示形成有二氧化硅膜的硅晶片的示意图。
图7B是表示具有利用本发明的研磨方法研磨而形成有凹面的二氧化硅膜的硅晶片的示意图。图7C是表示具有利用本发明的研磨方法研磨而形成有凸面的二氧化硅膜的硅晶片的示意图。图8是用于说明实施例的膜厚的测量位置的示意图。图9是表示使用在中心区域形成第一研磨区域、在第一研磨区域形成有同心圆状的槽的研磨垫进行研磨的结果的图。图10是表示使研磨垫以SOrpm旋转、使被研磨物以40rpm旋转而进行研磨的结果的图。图11是表示使研磨垫以40rpm旋转、使被研磨物以SOrpm旋转而进行研磨的结果的图。图12是表示在中心区域和外周区域供给不同的浆料并进行研磨的结果的图。附图符号说明；1... CMP装置；2...平台；3...研磨头；4...浆料供给装置；10...研磨垫；
11. · ·第一研磨区域；12. · ·第二研磨区域；15. · ·槽；20. · ·被研磨物；20a. · · 二氧化硅膜； 20b. · ·硅晶片；20c. · ·中心部。
具体实施例方式下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。本发明并不受下面的实施方式的限制，在不脱离发明的范围的前提下，可以进行变更、修正、改良。实施方式1 本发明的研磨方法是应用于研磨半导体晶片等被研磨物的表面的化学机械研磨 (Chemical Mechanical Polishing :CMP)中的研磨方法，图1表示CMP装置1的示意图。 CMP装置1具有平台2、研磨头3、以及浆料供给装置4。平台2上安装有研磨垫10。浆料从浆料供给装置4供给到研磨垫10，平台2旋转，并且，研磨头3将配置在研磨垫10上的被研磨物20按压在研磨垫10上并向与平台2的旋转方向相同的方向旋转，由此对被研磨物20 的表面进行化学及机械性研磨。本发明的研磨垫10在表面上、在径向的中心区域和外周区域形成不同的槽状态， 中心侧或外侧的任一区域为形成有槽15的第一研磨区域11，另一区域为做成与第一研磨区域11不同的槽状态的第二研磨区域12。第二研磨区域12的与第一研磨区域11不同的槽状态是指形成有与第一研磨区域11不同的槽15的情况或者没有形成槽15的情况(并且，即使是第二研磨区域12没有形成槽15的情况，也并不是被研磨物20利用该区域完全没有被研磨，多少总会被研磨)。第一研磨区域11是相比第二研磨区域12容易进行研磨的区域。即，第一研磨区域11比第二研磨区域12的研磨量更多。例如，第一研磨区域11是与第二研磨区域12相比研磨垫10的半径方向的每单位长度的槽数更多的区域。第一研磨区域11的槽15的数量、深度、宽度等可以根据被研磨物20的种类、研磨目的等进行适当地选择。例如，可以利用第一研磨区域11的槽15的宽度为0. 2 0. 8mm、槽15的间隔(槽15 的中心之间的距离)为1 2mm左右的研磨垫10。另外，第二研磨区域12可以不形成有槽 15，但是形成有槽15时，例如可以利用槽15的宽度为0. 2 0. 8mm、间隔为2. 5 3. 5mm左右的研磨垫10。并且，当被研磨物20要做成凸形状时，使用外侧为第一研磨区域11、中心侧为第二研磨区域12的研磨垫10，当被研磨物20要做成凹形状时，使用中心侧为第一研磨区域11、外侧为第二研磨区域12的研磨垫10。图2A表示研磨垫10的一实施方式(图2A中载置有被研磨物20)。研磨垫10形成为圆板状，其表面上加工有多个槽15，其安装在平台2上并对被研磨物20进行研磨。研磨盘10例如用发泡硬质氨基甲酸乙酯、起毛皮革等形成。图2A表示在径向的中心区域形成有第一研磨区域11、在第一研磨区域11形成有同心圆状的槽15的研磨垫10。径向的外周区域为第二研磨区域12，在图2A中表示没有形成槽15的情况。如图2A所示，通过使用在中心区域形成有第一研磨区域11的研磨垫10， 可以使被研磨物20的表面形成为凹面(图3的右下图)。图2B表示在外周区域形成有第一研磨区域11、在第一研磨区域11形成有同心圆状的槽15的研磨垫10 (图2B中载置有被研磨物20)。中心区域为第二研磨区域12 (图2B 表示在第二研磨区域12没有形成槽的情况)。如图2B所示，通过使用在外周区域形成有第一研磨区域11的研磨垫10，可以使被研磨物20的表面形成为凸面(图3的左下图)。图2C以及图2D表示在第二研磨区域12形成有槽15的实施形态。图2C表示外周区域的槽数较少、外周区域为第二研磨区域12的情况。图2D表示中心区域的槽数较少、 中心区域为第二研磨区域12的情况。第二研磨区域12与第一研磨区域11相比，研磨垫10 的半径方向的每单位长度的槽数变少。本发明的被研磨物的研磨方法为在表面上的径向的中心区域和外周区域形成不同的槽状态、中心侧或外侧的任一区域为形成有槽15的第一研磨区域11、另一区域为做成与第一研磨区域11不同的槽状态的第二研磨区域12的研磨垫10上，以横跨第一研磨区域 11与第二研磨区域12的交界的状态配设被研磨物20，使研磨垫10及被研磨物20旋转而研磨被研磨物20。而且，如图3所示，使被研磨物20的表面形成为凹面(图3的右下图) 或凸面(图3的左下图)。根据本发明的被研磨物的研磨方法，能够凸面加工形成曲率半径为R200万mm R5000万mm的凹面或凸面。本发明的被研磨物的研磨方法中的被研磨物20可以为例如硅(Si)、二氧化硅 (SiO2)等半导体晶片、铌酸锂(LN)、钽酸锂(LT)、GaN等单晶体晶片、氧化铝、氧化锆、压电体等陶瓷、含有铍、铜等合金的金属等。图4A 图4D表示研磨垫10的又一实施方式。图4A表示在中心区域形成第一研磨区域11、在第一研磨区域11形成有格子状的槽15的研磨垫10。图4B表示在中心区域形成第一研磨区域11、在第一研磨区域11形成有孔状的槽的研磨垫10。图4C及图4D表示在中心区域形成第一研磨区域11、在第一研磨区域11形成有从研磨垫10的中心开始的螺旋状的槽15的研磨垫10。通过使用在如图4A 图4D所示的中心区域形成有第一研磨区域11的研磨垫10，能够使被研磨物20的表面形成为凹面(图3的右下图)。此外，图4A 图4D中是在中心区域形成第一研磨区域11的研磨垫10，但是，如图 2B所示，还可以在外周区域形成第一研磨区域11。如果是这种在外周区域形成第一研磨区域11的研磨垫10，则能够使被研磨物20的表面形成为凸面(图3的左下图)。实施方式2 使用图5，对本发明实施方式2的被研磨物的研磨方法进行说明。本发明的实施方式2的被研磨物的研磨方法为，在表面上形成有槽15的研磨垫10上配设被研磨物20，通过使研磨垫10及被研磨物20以不同转速旋转，由此，在被研磨物20的表面内，使研磨速度得到分布而研磨被研磨物20。由此，能够使被研磨物20的表面形成为凹面或凸面。图5所示的研磨垫的整个表面为第一研磨区域11，在第一研磨区域11形成有格子状的槽15。此外，关于实施方式2的被研磨物的研磨方法所用的研磨垫10，只要在整个表面都形成槽15即可，第一研磨区域11的槽的形状不受限制。平台2 (研磨垫10)的旋转速度优选为5 lOOOrpm，尤为优选为10 500rpm，更为优选为10 150rpm。被研磨物20的旋转速度优选为5 lOOOrpm，尤为优选为10 500rpm，更为优选为 10 150rpmo平台2(研磨垫10)的旋转速度与被研磨物20的旋转速度的差值优选为0 500rpm(其中，Orpm除外)，尤为优选为0 450rpm，更为优选为0 lOOrprn。在想要增大被研磨物20的被研磨面的曲率半径的情况下(例如，5000万mm)，优选使旋转速度的差值接近0，但是，不包括Orpm。通过使研磨垫10的转速比被研磨物20的转速大而研磨被研磨物20，能够使表面形成为凹面。通过使研磨垫10的转速比被研磨物20的转速小而研磨被研磨物20，能够使表面形成为凸面。实施方式3 本发明的被研磨物的研磨方法为，在表面上形成有槽15的研磨垫10上配设被研磨物20，在研磨垫10的径向上，在比被研磨物20的中心部20c更靠近研磨垫10的中心区域、以及比被研磨物20的中心部20c更靠近研磨垫10的外周区域供给不同的浆料，使研磨垫10及被研磨物20旋转而研磨被研磨物20。由此，能够使被研磨物20的表面形成为凹面或凸面。实施方式3中使用形成有如图6A所示的同心圆状的槽的研磨垫10。图6B是表示浆料的供给区域的示意图。通过向比被研磨物20的中心部20c更靠近研磨垫10的中心区域供给用于研磨的浆料、向比被研磨物20的中心部20c更靠近研磨垫10的外周区域供给用来抑制研磨的浆料，由此，能够使被研磨物20形成凹面。用于研磨的浆料和用于抑制研磨的浆料是PH不同的浆料。进行抑制的区域的研磨速度相对于进行研磨的区域的研磨速度低30 100%。此外，在全部实施方式1 3中，研磨垫10的槽的形状不受限制，但是， 在实施方式3中，如图6A所示的同心圆状的槽易于对浆料被供给的区域进行控制，因而较为优选。浆料从CMP装置1的浆料供给装置4供给到研磨垫10的表面上。浆料包括研磨材料、酸、氧化剂、以及水。研磨剂可以使用硅胶、烘制二氧化硅(Fumed silica)、氧化铝、二氧化钛、氧化锆以及它们的混合物等。此外，氧化剂可以使用过氧化物、硝酸盐等。另外，浆料可以含有PH调整剂。pH调整剂可以适当地使用酸性物质或碱性物质，用来将浆料的pH 调整为所期望的值。在比被研磨物20的中心部20c更靠近研磨垫10的中心区域，pH优选为0 12. 0， 尤为优选3. 0 10. 0，更为优选4. 0 10. 0。在比被研磨物20的中心部20c更靠近研磨垫10的外周区域，pH优选为10. 0 14. 0，尤为优选12. 0 14. 0，更为优选13. 0 14. 0。 此外，若使中心区域的PH和外周区域的pH与上述相反，则表面的凹凸也会形成为相反。此外，例如在被研磨物20为单晶体晶片铌酸锂(LN) (LiNbO3)的情况下，当使硅胶产生的通常的研磨速度为1时，在酸性(PH3 5)状态下研磨速度则为200% (2倍)，在强碱性(pH13 以上)状态下研磨速度几乎为0(0%)。取代在研磨垫10的中心区域以及外周区域使用不同的浆料，在研磨垫10的径向上，可以只在比被研磨物20的中心部20c更靠近研磨垫10的中心区域、和比被研磨物20 的中心部20c更靠近研磨垫10的外周区域中的一个区域供给浆料，进行研磨。由此，使被研磨物20的表面形成为凹面或凸面。实施例下面，根据实施例对本发明进行更为详细地说明，本发明并不受这些实施例的限制。实施例1 在CMP装置1(参照图1)中，安装在中心区域形成第一研磨区域11、在第一研磨区域11形成有同心圆状的槽15的研磨垫10 (图2A)，研磨被研磨物20。浆料采用的是使用硅胶作为研磨材料的浆料。研磨垫10采用的是直径为300mm、形成有槽15的第一研磨区域11为中心侧直径为150mm的区域、其外侧的直径为150 300mm的区域为未形成槽15 的第二研磨区域12的研磨垫。第一研磨区域11的槽15的宽度为0. 5mm、槽15的间隔为 1.5mm。研磨垫10由发泡硬质氨基甲酸乙酯形成。作为被研磨物20，如图7A所示，使用形成有厚度为10000 A的二氧化硅膜20a且直径为IOOmm的硅晶片20b。被研磨物20如图2A 所示，配置在第一研磨区域11与第二研磨区域12的交界，进行研磨。此外，在图8所示的各位置，用膜厚计检查研磨后的晶片的二氧化硅膜20a的厚度。图9所示为结果。图9的横轴测量位置的-40 40mm的范围内的9点与图8的测量位置1 9点相对应。如图9 所示，通过使用在中心区域形成有第一研磨区域11的研磨垫10，如图7B所示，可以使被研磨物20的表面形成为凹面。在图9中，曲率半径为R3600万mm。实施例2 使用整个表面形成有格子状的槽15且直径为300mm的研磨垫10，使研磨垫10与被研磨物20以不同的转速旋转，研磨被研磨物20(参照图5)。研磨垫10的第一研磨区域 11的槽15的宽度为0. 5mm、槽15的间隔为1. 5mm。研磨垫10由发泡硬质氨基甲酸乙酯形成。作为被研磨物20，使用形成有厚度为10000 A的二氧化硅膜20a且直径为IOOmm的硅晶片20b。使研磨垫10以80rpm、被研磨物20以40rpm在同一方向上旋转。图10所示为结果。图10的横轴测量位置的-40 40mm的范围内的9点与图8的测量位置1 9点相对应。如图10所示，中心区域的二氧化硅的厚度变薄，如图7B所示，能够形成凹面。在图10 中，曲率半径为R1300万mm。实施例3 使用与实施例2 —样的研磨垫10，使研磨垫10与被研磨物20以不同的转速旋转， 研磨被研磨物20(参照图5)。被研磨物20也与实施例2相同，采用形成有厚度为10000 A 的二氧化硅膜20a且直径为IOOmm的硅晶片20b。使研磨垫10以40rpm、被研磨物20以 SOrpm在同一方向上旋转。图11所示为结果。如图11所示，中心区域的二氧化硅的厚度变厚，如图7C所示，能够形成凸面。在图11中，曲率半径为R890万mm。实施例4 使用整个表面形成有同心圆状的槽15且直径为300mm的研磨垫10，研磨被研磨物 20 (参照图6A及图6B)。研磨垫10的第一研磨区域11的槽15的宽度为0. 5mm、槽15的间隔为1.5mm。研磨垫10由发泡硬质氨基甲酸乙酯形成。作为被研磨物20，使用形成有厚度为10000 A的二氧化硅膜20a且直径为IOOmm的硅晶片20b。在研磨垫10的径向上，在比被研磨物20的中心部20c更靠近研磨垫10的中心区域、以及比被研磨物20的中心部20c更靠近研磨垫10的外周区域供给不同的浆料，进行研磨。浆料含有作为研磨颗粒的硅胶，向中心区域供给的浆料的PH为9 10，向外周区域供给的浆料的pH为13。图12所示为结果。如图12所示，中心区域的二氧化硅的厚度变薄，如图7B所示，能够形成凹面。产业上的利用可能性根据本发明的被研磨物的研磨方法，能够使半导体晶片等被研磨物的表面形成为凹面或凸面。
权利要求
1. 一种被研磨物的研磨方法，其特征在于，研磨垫在表面上的径向的中心区域和外周区域形成有不同的槽状态，所述中心区域或所述外周区域中的任一区域为形成有槽的第一研磨区域，另一区域为做成与所述第一研磨区域不同的槽状态的第二研磨区域，在该研磨垫上以横跨所述第一研磨区域与所述第二研磨区域的交界的状态配设被研磨物，使所述研磨垫及所述被研磨物旋转而研磨所述被研磨物，使所述被研磨物的表面形成为凹面或凸
2.根据权利要求1所述的被研磨物的研磨方法，其特征在于，在所述研磨垫的所述中心区域形成所述第一研磨区域，使所述被研磨物的表面形成为凹面。
3.根据权利要求1所述的被研磨物的研磨方法，其特征在于，在所述研磨垫的所述外周区域形成所述第一研磨区域，使所述被研磨物的表面形成为凸面。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的被研磨物的研磨方法，其特征在于，在所述研磨垫的所述第一研磨区域形成有同心圆状的所述槽。
5.一种研磨垫，其特征在于，在表面上的径向的中心区域和外周区域形成有不同的槽状态，所述中心区域或所述外周区域中的任一区域为形成有槽的第一研磨区域，另一区域为做成与所述第一研磨区域不同的槽状态的第二研磨区域。
6.一种被研磨物的研磨方法，其特征在于，在表面上形成有槽的研磨垫上配设被研磨物，使所述研磨垫及所述被研磨物以不同转速旋转，通过控制所述研磨垫及所述被研磨物的转速差，将所述被研磨物的表面研磨成凹面或凸面。
7.根据权利要求6所述的被研磨物的研磨方法，其特征在于，使所述研磨垫的转速比所述被研磨物的转速大，将所述被研磨物的表面形成为凹面。
8.根据权利要求6所述的被研磨物的研磨方法，其特征在于，使所述研磨垫的转速比所述被研磨物的转速小，将所述被研磨物的表面形成为凸面。
9.一种被研磨物的研磨方法，其特征在于，在表面上形成有槽的研磨垫上配设被研磨物，在所述研磨垫的径向上，在比所述被研磨物的中心部更靠近所述研磨垫的中心区域、以及比所述被研磨物的中心部更靠近所述研磨垫的外周区域供给不同的浆料，或者只在一个区域供给浆料，并使所述研磨垫及所述被研磨物旋转而研磨所述被研磨物，将所述被研磨物的表面形成为凹面或凸面。
10.根据权利要求9所述的被研磨物的研磨方法，其特征在于，在所述研磨垫的中心区域、和比所述被研磨物的中心部更靠近所述研磨垫的外周区域，供给不同PH的浆料，使所述被研磨物的表面形成为凹面或凸面。
全文摘要
本发明提供一种被研磨物的研磨方法及研磨垫，其用来通过研磨被研磨物的表面而使表面形成为精度较高的凹面或者凸面。研磨垫(10)在表面上的径向的中心区域和外周区域形成有不同的槽状态，中心侧或外侧的任一区域为形成有槽(15)的第一研磨区域(11)、另一区域为做成与第一研磨区域(11)不同槽状态的第二研磨区域(12)，在该研磨垫(10)上以横跨研磨区域(11)与第二研磨区域(12)的交界的状态配设被研磨物(20)，使研磨垫(10)及被研磨物(20)旋转，对被研磨物(20)进行研磨。
文档编号B24B37/04GK102398209SQ20111026529
公开日2012年4月4日 申请日期2011年9月8日 优先权日2010年9月9日
发明者北村和正, 长江智毅 申请人:日本碍子株式会社