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JP2001064630A - Composite abrasive grain for polishing - Google Patents

Composite abrasive grain for polishing

Info

Publication number
JP2001064630A
JP2001064630A JP24545099A JP24545099A JP2001064630A JP 2001064630 A JP2001064630 A JP 2001064630A JP 24545099 A JP24545099 A JP 24545099A JP 24545099 A JP24545099 A JP 24545099A JP 2001064630 A JP2001064630 A JP 2001064630A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing
abrasive grains
abrasive
elastic body
composite
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.)
Pending
Application number
JP24545099A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuto Hirokawa
一人 廣川
Hirokuni Hiyama
浩國 檜山
Taketaka Wada
雄高 和田
Naonori Matsuo
尚典 松尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Priority to JP24545099A priority Critical patent/JP2001064630A/en
Publication of JP2001064630A publication Critical patent/JP2001064630A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain subject abrasive grains enabling polishing to stably be carried out at a sufficient speed without causing scratches by supporting abrasive grains for polishing with the surfaces of elastic bodies. SOLUTION: Abrasive grains for polishing are made to attach or adhere to, or are fixed on or supported with the peripheral surfaces of elastic bodies. These composite abrasive grains 11 are prepared by fixing an abrasive grain layer 13 on soft elastic bodies 12 made of e.g. rubber or polystyrene latex. The abrasive grain layer 13 is prepared by including e.g. minute cerium oxide powder having a size of around 0.1 μm as abrasive grains for polishing in ethylene cellulose as a binder material and then covering the surfaces of ball-shaped elastic bodies 12 with the resultant mixture. A magnetic material (e.g. samarium cobalt magnetic material) is preferably enclosed in each of the elastic bodies 12 of the composite abrasive grains 11.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
基板の表面を平坦且つ鏡面状に研磨する研磨装置に係
り、特に研磨用の砥石又は砥液に用いられる砥粒の構成
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing apparatus for polishing a surface of a substrate such as a semiconductor wafer into a flat and mirror-like surface, and more particularly to a structure of abrasive grains used for a polishing stone or a polishing liquid.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体デバイスの高集積化が進む
につれて、回路の配線が微細化し、集積されるデバイス
の寸法もより微細化されつつある。そこで、半導体ウエ
ハの表面に形成された被膜を研磨により除去して、表面
を平坦化する工程が必要となる場合があるが、この平坦
化法の手段として、化学機械研磨(CMP)装置により
研磨することが行われている。この種の化学機械研磨
(CMP)装置は、研磨布(パッド)を貼ったターンテ
ーブルと研磨対象基板を保持するトップリングとを有
し、ターンテーブルとトップリングとの間に研磨対象基
板を介在させて、トップリングが研磨対象基板に対して
一定の圧力をターンテーブルに貼設した研磨布(パッ
ド)に与えつつ両者が回転し、両者の摺動面に砥液(ス
ラリ)を供給しつつ研磨対象基板の表面を平坦且つ鏡面
状に研磨している。
2. Description of the Related Art In recent years, as semiconductor devices have become more highly integrated, circuit wiring has become finer, and the dimensions of integrated devices have become finer. Therefore, a step of planarizing the surface by removing the film formed on the surface of the semiconductor wafer by polishing may be required. As a means of this planarization method, polishing is performed by a chemical mechanical polishing (CMP) apparatus. That is being done. This type of chemical mechanical polishing (CMP) apparatus has a turntable on which a polishing cloth (pad) is stuck and a top ring for holding a substrate to be polished, and a substrate to be polished is interposed between the turntable and the top ring. Then, while the top ring applies a constant pressure to the polishing target substrate to the polishing cloth (pad) attached to the turntable, the two rotate while supplying the abrasive liquid (slurry) to the sliding surfaces of both. The surface of the substrate to be polished is polished flat and mirror-like.

【0003】このような砥液(スラリ)を用いた化学機
械研磨(CMP)においては、比較的柔らかな研磨布
(パッド)に研磨砥粒を多量に含む砥液(スラリ)を供
給しつつ研磨するので、パターン依存性に問題がある。
パターン依存性とは研磨前に存在する半導体ウエハ上の
凹凸パターンにより、研磨後にもその凹凸に起因した緩
やかな凹凸が形成され、完全な平坦度が得られにくいこ
とである。即ち、細かなピッチの凹凸の部分は研磨速度
が早く、大きなピッチの凹凸の部分は研磨速度が遅くな
り、これにより研磨速度の早い部分と研磨速度の遅い部
分とで緩やかな凹凸が形成されるという問題である。
又、研磨布(パッド)による化学機械研磨(CMP)で
は、凹凸の凸部のみならず凹部も共に研磨されるため、
凸部のみが研磨されて完全に平坦となった状態で研磨の
進行が停止するいわゆるセルフストップ機能は実現する
ことが困難であった。
In chemical mechanical polishing (CMP) using such an abrasive liquid (slurry), polishing is performed while supplying an abrasive liquid (slurry) containing a large amount of abrasive grains to a relatively soft polishing cloth (pad). Therefore, there is a problem in pattern dependency.
The pattern dependency means that, due to the uneven pattern on the semiconductor wafer before polishing, gentle unevenness due to the unevenness is formed even after polishing, and it is difficult to obtain perfect flatness. That is, the polishing rate is high in the uneven portion with a fine pitch, and the polishing speed is low in the uneven portion with a large pitch, so that gentle unevenness is formed between a portion having a high polishing speed and a portion having a low polishing speed. That is the problem.
In addition, in chemical mechanical polishing (CMP) using a polishing cloth (pad), not only the convex portions but also the concave portions are polished.
It has been difficult to realize a so-called self-stop function in which the progress of polishing is stopped in a state where only the convex portions are polished and completely flattened.

【0004】一方で、酸化セリウム(CeO)等の砥
粒を、例えばフェノール樹脂等のバインダを用いて固定
した、いわゆる固定砥粒(砥石)を用いた半導体ウエハ
等の研磨が研究されている。このような砥石による研磨
では、研磨材が従来の化学機械研磨と異なり硬質である
ため、凹凸の凸部を優先的に研磨し、凹部は研磨され難
いため、絶対的な平坦性が得やすいという利点がある。
又、砥石の組成によっては、凸部の研磨が終了し平坦面
となると研磨速度が著しく低下し、研磨が事実上進行し
なくなるいわゆるセルフストップ機能が現れる。又、砥
石を用いた研磨では砥粒を多量に含む研濁液(スラリ)
を使用しないため、環境問題の負荷が低減するという利
点もある。
On the other hand, polishing of semiconductor wafers and the like using so-called fixed abrasive grains (grinding stones) in which abrasive grains such as cerium oxide (CeO 2 ) are fixed using a binder such as phenol resin is studied. . In polishing with such a grindstone, the abrasive is hard, unlike conventional chemical mechanical polishing, so that the convex portions of the irregularities are preferentially polished, and the concave portions are difficult to be polished, so that absolute flatness is easily obtained. There are advantages.
Further, depending on the composition of the grindstone, when the polishing of the convex portion is completed and the surface becomes flat, the polishing rate is significantly reduced, and a so-called self-stop function in which polishing does not actually proceed appears. In addition, in the case of polishing using a whetstone, a slurry containing a large amount of abrasive grains (slurry)
There is also an advantage that the load of environmental problems is reduced because no is used.

【0005】しかしながら、砥石を用いた半導体ウエハ
の研磨の場合は、研磨速度はドレッシング直後において
は速いが、次第に低下してくるため、研磨速度が安定し
ない。又、硬質の砥石を用いると、研磨速度が低く、実
用上スループットが低下し、生産性を低下させるという
問題もある。更に、砥石を用いた研磨では、一般に砥石
が硬質であるため、スクラッチ等を研磨対象基板に生じ
易いという問題もある。
However, in the case of polishing a semiconductor wafer using a grindstone, the polishing rate is high immediately after the dressing, but gradually decreases, so that the polishing rate is not stable. In addition, when a hard grindstone is used, there is also a problem that the polishing rate is low, the throughput is reduced practically, and the productivity is reduced. Furthermore, in polishing using a grindstone, since the grindstone is generally hard, there is also a problem that a scratch or the like is easily generated on a substrate to be polished.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した事情
に鑑みて為されたもので、十分な研磨速度が得られると
共に、スクラッチ等を生じることなく、安定した研磨を
行うことができる研磨用砥粒を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and has a sufficient polishing rate and is capable of performing stable polishing without generating scratches and the like. It is intended to provide abrasive grains.

【0007】又、環境上の問題から、砥粒を廃液中から
容易に回収することが可能な研磨用砥粒を提供すること
を目的とする。
Another object of the present invention is to provide abrasive grains for polishing capable of easily recovering abrasive grains from a waste liquid due to environmental problems.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、弾性体の周囲に研磨用砥粒を付着、接着、固定、又
は担持させたことを特徴とする研磨用複合砥粒である。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a composite abrasive grain for polishing, characterized in that abrasive grains are adhered, adhered, fixed, or carried around an elastic body. .

【0009】上述した複合砥粒によれば、弾性体の周囲
に研磨用砥粒を付着等の手段により担持させたので、研
磨に際して弾性体が変形して、これにより研磨対象基板
の表面にスクラッチ等の発生を防止することができる。
また、弾性体の周囲に付着した微細な研磨用砥粒が研磨
対象基板の研磨に際して遊離して自生することで、多量
の微細砥粒を研磨面に供給でき、これにより研磨速度の
向上及び安定化を図ることができる。
According to the above-described composite abrasive grains, the abrasive grains are carried around the elastic body by means of adhesion or the like, so that the elastic body is deformed during polishing, thereby scratching the surface of the substrate to be polished. Can be prevented.
In addition, a large amount of fine abrasive grains can be supplied to the polished surface because the fine abrasive grains attached to the periphery of the elastic body are released and self-generated during polishing of the substrate to be polished, thereby improving the polishing rate and stabilizing the polishing rate. Can be achieved.

【0010】請求項2に記載の発明は、前記弾性体に
は、磁性材を内封したことを特徴とする請求項1に記載
の研磨用複合砥粒である。また、請求項3に記載の発明
は、磁性材の周囲に研磨用砥粒を付着、接着、固定、又
は担持させたことを特徴とする研磨用複合砥粒である。
研磨終了後の廃液中に磁石等により磁場を形成すること
で、磁性材を内封した弾性体又は磁性材そのものを吸着
することができる。これにより、研磨に使用済みの廃液
から、容易に弾性体、磁性材及びこれらに付着した微細
砥粒を回収することができる。
The invention according to claim 2 is the polishing compound abrasive grain according to claim 1, wherein a magnetic material is enclosed in the elastic body. A third aspect of the present invention is a composite abrasive grain for polishing, characterized in that abrasive grains for polishing are adhered, adhered, fixed, or carried around a magnetic material.
By forming a magnetic field in the waste liquid after polishing with a magnet or the like, an elastic body enclosing the magnetic material or the magnetic material itself can be adsorbed. This makes it possible to easily recover the elastic body, the magnetic material, and the fine abrasive particles attached to these from the waste liquid used for polishing.

【0011】請求項4に記載の発明は、上記複合砥粒を
バインダ材で結合して構成したことを特徴とする基板の
研磨用砥石である。これにより、遊離砥粒を充分に自生
でき、安定した研磨速度が得られると共に、研磨対象基
板の表面にスクラッチを生じ難い砥石を提供することが
できる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a grinding wheel for polishing a substrate, wherein the composite abrasive grains are combined with a binder material. Thereby, the free abrasive grains can be sufficiently generated, a stable polishing rate can be obtained, and a whetstone that does not easily cause scratches on the surface of the substrate to be polished can be provided.

【0012】請求項5に記載の発明は、上記複合砥粒を
化学機械研磨用の溶液中に混入して構成したことを特徴
とする基板の研磨用砥液である。これにより、特に磁性
材を内封した複合砥粒を用いることで、研磨スラリの廃
液中から磁場を用いて吸着することで容易に未使用の砥
粒を回収することができる。従って、研磨用砥液の廃液
処理装置の負担を軽減し、且つ砥粒のリサイクルに利用
できる。
A fifth aspect of the present invention is a polishing liquid for polishing a substrate, wherein the composite abrasive is mixed in a solution for chemical mechanical polishing. Thereby, especially by using the composite abrasive grains enclosing the magnetic material, unused abrasive grains can be easily collected by adsorbing from the waste liquid of the polishing slurry using a magnetic field. Accordingly, the burden on the polishing liquid waste liquid treatment apparatus can be reduced, and the polishing liquid can be used for recycling abrasive grains.

【0013】請求項6に記載の発明は、固液分離を行う
容器中に磁場を形成し、研磨終了後の廃液中から磁性材
を含む砥粒を前記磁場により吸着して回収することを特
徴とする研磨用砥粒の回収装置である。これにより、廃
液中からの磁性材を含む砥粒の回収を容易に且つ確実に
行える。
According to a sixth aspect of the present invention, a magnetic field is formed in a container for performing solid-liquid separation, and abrasive grains containing a magnetic material are adsorbed and recovered from the waste liquid after polishing by the magnetic field. It is an apparatus for collecting abrasive grains for polishing. This makes it possible to easily and reliably recover the abrasive grains containing the magnetic material from the waste liquid.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0015】図1は、本発明の第1の実施の形態の複合
砥粒を示す。この複合砥粒11は、例えばゴム又はポリ
スチレンラテックス等のやわらかい弾性体に、砥粒層1
3を固定したものである。この砥粒層13は、例えば酸
化セリウム含有のエチレンセルロース層である。すなわ
ち、この砥粒層13は、研磨砥粒である例えば0.1μ
m程度の微細な酸化セリウム(CeO)の粉末をエチ
レンセルロースをバインダ材として結合して、ポリスチ
レンラテックス等の球形の弾性体11の表面を被覆した
ものである。なお微細砥粒の材料としては、アルミナ
(Al)等を用いてもよく、また、バインダ材と
してはフェノール樹脂、あるいは水溶性の甘藷・澱粉等
を用いてもよい。
FIG. 1 shows a composite abrasive grain according to a first embodiment of the present invention. The composite abrasive grains 11 are applied to a soft elastic body such as rubber or polystyrene latex, and the abrasive layer 1
3 is fixed. The abrasive layer 13 is, for example, a cerium oxide-containing ethylene cellulose layer. That is, the abrasive layer 13 is made of abrasive grains, for example, 0.1 μm.
A fine cerium oxide (CeO 2 ) powder of about m is bound with ethylene cellulose as a binder material to cover the surface of a spherical elastic body 11 such as polystyrene latex. Alumina (Al 2 O 3 ) or the like may be used as a material for the fine abrasive grains, and a phenol resin or a water-soluble sweet potato or starch may be used as a binder material.

【0016】いずれにしても、弾性体12に砥粒をバイ
ンダ材で結合した砥粒層13を被覆することで、砥粒を
弾性体12の周囲に付着、接着、固定又は担持した状態
としておき、研磨に際して、遊離砥粒がバインダ材から
容易に離脱し易いように砥粒層13を形成する。従っ
て、研磨に際しては、容易に摺動面に自生砥粒を供給す
ることができ、且つ弾性体12が弾力性を有するため、
ソフトな研磨を行うことができ、これによりスクラッチ
等の発生を防止できる。
In any case, by covering the elastic body 12 with the abrasive grain layer 13 in which abrasive grains are bonded with a binder material, the abrasive grains are adhered, adhered, fixed or held around the elastic body 12. At the time of polishing, the abrasive layer 13 is formed so that loose abrasive particles are easily separated from the binder material. Therefore, at the time of polishing, self-generated abrasive grains can be easily supplied to the sliding surface, and the elastic body 12 has elasticity.
Soft polishing can be performed, thereby preventing generation of scratches and the like.

【0017】図2は、本発明の第2の実施の形態の複合
砥粒を示す。この複合砥粒11Aにおいては、ゴム又は
ポリスチレンラテックスからなる球状の弾性体12の内
部に磁性材14を内封している。磁性材14としてはサ
マリウムコバルト磁性体が好適であるが、磁場により力
を受ける材料であればよく、例えば鉄粉、フェライト粉
末等の磁性材料を用いてもよい。弾性体12を被覆する
砥粒層13は、例えば上述と同様の構成のものが用いら
れている。なお、弾性体12を磁性材料そのもので構成
してもよく、また弾性体12中に万遍なく磁性材を分散
して配置するようにしてもよい。
FIG. 2 shows a composite abrasive grain according to a second embodiment of the present invention. In this composite abrasive grain 11A, a magnetic material 14 is enclosed inside a spherical elastic body 12 made of rubber or polystyrene latex. As the magnetic material 14, a samarium-cobalt magnetic material is preferable, but any material that receives a force by a magnetic field may be used. For example, a magnetic material such as iron powder or ferrite powder may be used. The abrasive layer 13 covering the elastic body 12 has, for example, the same configuration as described above. The elastic body 12 may be made of the magnetic material itself, or the magnetic material may be dispersed and arranged in the elastic body 12.

【0018】次に、この複合砥粒11又は11Aの製造
方法の一例について説明する。まず、弾性体12として
粒径の揃っているポリスチレンラテックス球を多数準備
する。そして、酸化セリウム(CeO)粉体エチルセ
ルロース溶解エタノール溶液中に例えば超音波振動を付
与しつつ撹拌することで十分に分散させて、次にこれを
乾燥することによりエチルセルロースで被覆コーティン
グした酸化セリウム(CeO)砥粒が得られる。更
に、この酸化セリウム(CeO)砥粒をポリスチレン
ラテックス球の表面に被覆コートしてエタノール雰囲気
中で表面を多少溶解して、その後乾燥することにより複
合砥粒11又は11Aが得られる。
Next, an example of a method for producing the composite abrasive grains 11 or 11A will be described. First, a large number of polystyrene latex spheres having a uniform particle size are prepared as the elastic body 12. Cerium oxide (CeO 2 ) is sufficiently dispersed in an ethanol solution of ethyl cellulose dissolved in powdered cellulose by stirring while applying, for example, ultrasonic vibration, and then dried to obtain cerium oxide coated and coated with ethyl cellulose ( CeO 2 ) abrasive grains are obtained. Furthermore, the cerium oxide (CeO 2 ) abrasive grains are coated on the surface of a polystyrene latex sphere, the surface is slightly dissolved in an ethanol atmosphere, and then dried to obtain the composite abrasive grains 11 or 11A.

【0019】砥粒に活性の高い数nm〜数百nmの微細
砥粒を使用する場合には、カプセル化技術を使用してポ
リスチレンラテックス球12の周囲を微細砥粒で被覆し
た後に、全体をカプセル(外被)に封入する。この場合
には、研磨時にカプセル(外被)が破れ、多量の微細砥
粒が研磨面に放出される。
In the case where fine abrasive grains having a high activity of several nm to several hundred nm are used as the abrasive grains, the entire surface of the polystyrene latex sphere 12 is coated with the fine abrasive grains using an encapsulation technique, and then the whole is coated. Enclose in a capsule (jacket). In this case, the capsule (sheath) is broken at the time of polishing, and a large amount of fine abrasive grains are released to the polished surface.

【0020】図3は、この複合砥粒を用いて構成した砥
石の構成例を示す。この砥石16は、弾性体12を砥粒
層13で被覆した複合砥粒11を、フェノール樹脂等の
バインダ材17を用いて結合したものである。バインダ
材17中には、図示しないが適当量の気孔を含んでい
る。そして、砥粒層13は酸化セリウム(CeO)ま
たはアルミナ(Al)等の微細な砥粒が比較的結
合力の弱い水溶性のバインダ材である、甘藷・澱粉等に
より結合されて構成されている。また、弾性体12は、
上述したようにゴム又はラテックス等の弾力性を有する
部材が用いられている。
FIG. 3 shows an example of the configuration of a grindstone constructed using the composite abrasive grains. The grindstone 16 is obtained by combining composite abrasive grains 11 each having an elastic body 12 covered with an abrasive layer 13 using a binder material 17 such as a phenol resin. Although not shown, the binder material 17 contains an appropriate amount of pores. The abrasive layer 13 is formed by bonding fine abrasive grains such as cerium oxide (CeO 2 ) or alumina (Al 2 O 3 ) with a sweet potato, starch, or the like, which is a water-soluble binder material having a relatively weak bonding force. It is configured. Also, the elastic body 12
As described above, an elastic member such as rubber or latex is used.

【0021】このような複合砥粒11を用いた砥石16
は、半導体ウエハ等を研磨するに際して、研磨面に純水
が供給されることで、砥粒層13の水溶性のバインダ材
が溶解し、多量の微細砥粒を自生させ、これにより研磨
速度の安定化が図れる。そして、この複合砥粒11は、
その内部に弾性体12を有するので、弾力性があり、こ
れによりソフトな感触の研磨が可能となり、研磨対象基
板にスクラッチ等の発生を防止することができる。
A grindstone 16 using such composite abrasive grains 11
When polishing a semiconductor wafer or the like, pure water is supplied to the polished surface, so that the water-soluble binder material of the abrasive layer 13 is dissolved, and a large amount of fine abrasive grains are spontaneously generated. Stabilization can be achieved. And this composite abrasive grain 11
Since the elastic body 12 is provided in the inside, the elastic body 12 has elasticity, thereby enabling polishing with a soft touch, and preventing generation of a scratch or the like on the substrate to be polished.

【0022】尚、複合砥粒としては、上述のエチルセル
ロース被覆の酸化セリウム(CeO )を用いてもよ
く、又、マイクロカプセルに微細砥粒を封入したものを
用いても勿論よい。又、この砥石の構成要素として、磁
性材を内封した複合砥粒11Aを用いるようにしてもよ
い。これにより使用後の砥粒を後述するように磁力を用
いて選別することが可能となり、弾性体12の回収が容
易となる。
The above-mentioned ethyl cell is used as the composite abrasive.
Loose coated cerium oxide (CeO 2) May be used
In addition, a microcapsule containing fine abrasive grains
Of course, it may be used. In addition, as a component of this whetstone,
Composite abrasive grains 11A containing a conductive material may be used.
No. As a result, the magnetic force is applied to the used abrasive grains as described later.
And it is possible to separate the elastic body 12.
It will be easier.

【0023】この複合砥粒11Aは、化学機械研磨用の
研磨液として例えばアルカリ溶液中に混入して、研磨ス
ラリを構成するようにしてもよい。図4は、このような
複合砥粒を用いた研磨スラリによる研磨装置の構成例を
示す。この研磨装置20は、研磨布(パッド)21を表
面に貼設したターンテーブル22と、研磨対象の半導体
基板を保持するトップリング23と、研磨スラリQを研
磨布(パッド)21の表面に供給するノズル25とから
主に構成されている。
The composite abrasive grains 11A may be mixed into, for example, an alkaline solution as a polishing liquid for chemical mechanical polishing to form a polishing slurry. FIG. 4 shows a configuration example of a polishing apparatus using a polishing slurry using such composite abrasive grains. The polishing apparatus 20 supplies a turntable 22 having a polishing cloth (pad) 21 attached to the surface thereof, a top ring 23 for holding a semiconductor substrate to be polished, and a polishing slurry Q to the surface of the polishing cloth (pad) 21. And the main nozzle 25.

【0024】ターンテーブル22は、主軸24に固定さ
れ、ベルト26を介してモータ27により回転駆動され
る。同様に研磨対象基板を保持するトップリング23も
その主軸28により回転するとともに、ピストン29に
より研磨対象基板を研磨布(パッド)21の表面に押圧
する。従って、研磨対象基板の表面は研磨布(パッド)
21の研磨面に押圧されつつ、両者が回転運動を行うこ
とから摺動する。そして、ノズル25より供給される複
合砥粒を含む研磨スラリQは、研磨対象基板と研磨布
(パッド)の摺動面に供給され、これにより化学機械研
磨(CMP)が進行する。
The turntable 22 is fixed to a main shaft 24 and is driven to rotate by a motor 27 via a belt 26. Similarly, the top ring 23 holding the substrate to be polished is rotated by its main shaft 28, and the substrate 29 to be polished is pressed against the surface of the polishing cloth (pad) 21 by the piston 29. Therefore, the surface of the substrate to be polished is a polishing cloth (pad).
While being pressed by the polishing surface 21, the two slide due to the rotational movement. Then, the polishing slurry Q containing the composite abrasive grains supplied from the nozzle 25 is supplied to the sliding surface between the polishing target substrate and the polishing cloth (pad), whereby chemical mechanical polishing (CMP) proceeds.

【0025】この化学機械研磨においても、複合砥粒1
1(11A)は内部にやわらかな弾性体12を含み、そ
の周囲に硬い微細砥粒を含む砥粒層13が固定されてい
るので、研磨の進行とともに多量の微細砥粒を研磨対象
基板との摺動面に供給し、これにより安定した研磨速度
で研磨が進行するとともに、やわらかい弾性体により押
圧されつつ研磨が進行するので、研磨対象基板の表面に
スクラッチ等の発生が防止される。
In this chemical mechanical polishing, the composite abrasive 1
1 (11A) includes a soft elastic body 12 inside and an abrasive layer 13 containing hard fine abrasive grains is fixed around the soft elastic body 12, so that a large amount of fine abrasive grains is transferred to the substrate to be polished with the progress of polishing. The polishing liquid is supplied to the sliding surface, whereby the polishing proceeds at a stable polishing rate, and the polishing proceeds while being pressed by the soft elastic body, so that the generation of scratches or the like on the surface of the substrate to be polished is prevented.

【0026】ノズル25から供給される研磨スラリQの
うち、実際に研磨対象基板と研磨布(パッド)の摺動面
に供給され、研磨に使用されるスラリの量は比較的少な
く、大部分は未使用のまま回収槽31に入り、固液分離
による砥粒回収装置32を経て廃液プール33に導か
れ、ここで廃液処理がなされる。
Of the polishing slurry Q supplied from the nozzle 25, the amount of slurry actually supplied to the sliding surface of the substrate to be polished and the polishing cloth (pad) and used for polishing is relatively small, and most of the slurry is used for polishing. It enters the recovery tank 31 as it is not used, and is guided to the waste liquid pool 33 through the abrasive recovery device 32 by solid-liquid separation, where the waste liquid is treated.

【0027】図5は、砥粒回収装置の一構成例を示す。
この砥粒回収装置は、容器35の下部に永久磁石または
電磁石36を備え、その磁極面上に薄膜フィルタ37を
備えている。容器35の内部では重力と磁場による固液
分離が行われ、流入管38より入ってくる廃スラリが、
砥粒と上澄液とに分離される。流入管38より装置内に
入る廃スラリは、上述した磁性材14を内封した複合砥
粒11Aの場合には、その複合砥粒11Aが永久磁石ま
たは電磁石37の磁極面から形成される磁場により吸着
され、薄膜フィルタ37上に堆積する。
FIG. 5 shows an example of the configuration of an abrasive grain collecting apparatus.
This abrasive grain collecting device includes a permanent magnet or an electromagnet 36 at a lower portion of a container 35 and a thin film filter 37 on a magnetic pole surface thereof. Solid-liquid separation is performed inside the container 35 by gravity and a magnetic field.
It is separated into abrasive grains and supernatant. In the case of the composite abrasive grains 11A enclosing the magnetic material 14 described above, the waste slurry entering the apparatus through the inflow pipe 38 is caused by the magnetic field formed by the composite abrasive grains 11A from the magnetic pole surface of the permanent magnet or the electromagnet 37. It is adsorbed and deposited on the thin film filter 37.

【0028】これによって固液分離が促進され、廃液に
は固形分が存在しない処理のしやすい上澄液となり、流
出管39より排出される。そして、砥粒及び弾性体が流
出管39より下流側に流出することが防止され、これに
より廃液は環境保持上の処理のための負担が従来の廃液
処理装置に比較して格段に軽減する。また、砥粒及び弾
性体についてもある程度貯まった場合には扉40を開
き、回収することができる。そして、弾性体の周囲の砥
粒層の被着をやり直すことにより、複合砥粒のリサイク
ルによる半永久的な使用が可能である。
As a result, solid-liquid separation is promoted, and the waste liquid becomes a processable supernatant liquid having no solid content, and is discharged from the outflow pipe 39. Then, the abrasive particles and the elastic body are prevented from flowing downstream from the outflow pipe 39, whereby the burden on the waste liquid for processing the environment is significantly reduced as compared with a conventional waste liquid treatment apparatus. Further, when the abrasive grains and the elastic body are also accumulated to some extent, the door 40 can be opened and collected. Then, by reattaching the abrasive layer around the elastic body, semi-permanent use of the composite abrasive by recycling is possible.

【0029】尚、上述の実施の形態例においては、複合
砥粒の核となる弾性体にゴム又はポリスチレンラテック
ス等の部材を用いる例について説明したが、同等の機能
を有する材料であれば、他の部材を用いても勿論良い。
又、形状も球状に限らず、回転楕円体のような形状であ
っても勿論良い。又、砥粒としては非磁性材である酸化
セリウム(CeO)又はアルミナ(Al)の例
について述べたが、磁性材の砥粒を用いることによっ
て、磁場を用いて吸着することでより完璧な廃液からの
砥粒の回収が可能となる。このように本発明の趣旨を逸
脱することなく、種々の変形実施例が可能である。
In the above-described embodiment, an example has been described in which a member such as rubber or polystyrene latex is used as the elastic body serving as the core of the composite abrasive grains. It goes without saying that the above member may be used.
Further, the shape is not limited to a spherical shape, but may be a shape like a spheroid. In addition, although examples of cerium oxide (CeO 2 ) or alumina (Al 2 O 3 ), which is a non-magnetic material, have been described as abrasive grains, by using magnetic material abrasive grains, it is possible to perform adsorption using a magnetic field. More complete recovery of abrasive grains from the waste liquid becomes possible. Thus, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、弾
性体の周囲に研磨用砥粒を付着させたので、これを例え
ば砥石に用いることで微細砥粒を多量に自生させること
ができるとともに、研磨対象基板の表面にスクラッチ等
の発生が起こり難いソフトな研磨をおこなうことができ
る。
As described above, according to the present invention, polishing abrasive grains are adhered to the periphery of the elastic body, so that a large amount of fine abrasive grains can be spontaneously generated by using the abrasive grains for, for example, a grindstone. At the same time, it is possible to perform soft polishing in which scratches and the like hardly occur on the surface of the substrate to be polished.

【0031】また、弾性体に磁性材を内封したことによ
り、この砥粒を、砥粒回収装置内の磁場によって吸着す
ることが可能となり、これにより廃液処理の容易な研磨
用の砥粒を提供することができる。
Further, by enclosing the magnetic material in the elastic body, it becomes possible to adsorb these abrasive grains by the magnetic field in the abrasive grain collecting device, whereby abrasive grains for polishing, which can easily treat waste liquid, are obtained. Can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態の複合砥粒を示す図
である。
FIG. 1 is a view showing a composite abrasive grain according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態の複合砥粒を示す図
である。
FIG. 2 is a view showing a composite abrasive grain according to a second embodiment of the present invention.

【図3】図1又は図2に示す複合砥粒を用いた砥石の構
成例を示す図である。
FIG. 3 is a view showing a configuration example of a grindstone using the composite abrasive grains shown in FIG. 1 or FIG. 2;

【図4】図1又は図2に示す複合砥粒を用いて構成した
研磨用砥液を用いた研磨装置の構成例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a polishing apparatus using a polishing abrasive liquid configured using the composite abrasive grains shown in FIG. 1 or FIG.

【図5】図4における砥粒回収装置の拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of the abrasive grain collecting device in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 複合砥粒 12 弾性体 13 砥粒層 14 磁性材 16 砥石 17 バインダ材 Q スラリ DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Composite abrasive grain 12 Elastic body 13 Abrasive grain layer 14 Magnetic material 16 Whetstone 17 Binder material Q Slurry

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/304 622 H01L 21/304 622F (72)発明者 和田 雄高 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目2番1号 株 式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 松尾 尚典 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目2番1号 株 式会社荏原総合研究所内 Fターム(参考) 3C047 GG14 GG17 3C058 AA07 AA16 AB06 AC04 CB01 CB03 DA02 DA17 3C063 BB15 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/304 622 H01L 21/304 622F (72) Inventor Yutaka Wada 4-chome Motofujisawa, Fujisawa City, Kanagawa Prefecture No. 1 Inside Ebara Research Institute, Inc. (72) Inventor Naoki Matsuo 4-2-1 Motofujisawa, Fujisawa-shi, Kanagawa F-term inside Ebara Research Institute, Ltd. 3C047 GG14 GG17 3C058 AA07 AA16 AB06 AC04 CB01 CB03 DA02 DA17 3C063 BB15

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 弾性体の周囲に研磨用砥粒を付着、接
着、固定、又は担持させたことを特徴とする研磨用複合
砥粒。
1. A composite abrasive grain for polishing, wherein abrasive grains for polishing are attached, adhered, fixed, or carried around an elastic body.
【請求項2】 前記弾性体には、磁性材を内封したこと
を特徴とする請求項1に記載の研磨用複合砥粒。
2. The polishing compound abrasive grain according to claim 1, wherein a magnetic material is enclosed in the elastic body.
【請求項3】 磁性材の周囲に研磨用砥粒を付着、接
着、固定、又は担持させたことを特徴とする研磨用複合
砥粒。
3. A composite abrasive grain for polishing, wherein abrasive grains for polishing are adhered, adhered, fixed, or carried around the magnetic material.
【請求項4】 前記請求項1乃至3のいずれかに記載の
研磨用複合砥粒を、バインダ材で結合して構成したこと
を特徴とする基板の研磨用砥石。
4. A polishing wheel for polishing a substrate, comprising: the polishing compound abrasive grains according to claim 1 combined with a binder material.
【請求項5】 前記請求項1乃至3のいずれかに記載の
研磨用複合砥粒を、化学機械研磨用の溶液中に混入して
構成したことを特徴とする基板の研磨用砥液。
5. A polishing liquid for polishing a substrate, comprising: mixing the polishing compound abrasive grains according to claim 1 in a solution for chemical mechanical polishing.
【請求項6】 固液分離を行う容器中に磁場を形成し、
研磨終了後の廃液中から磁性材を含む砥粒を前記磁場に
より吸着して回収することを特徴とする研磨用砥粒の回
収装置。
6. A magnetic field is formed in a container for performing solid-liquid separation,
An apparatus for collecting abrasive grains for polishing, characterized in that abrasive grains containing a magnetic material are adsorbed and collected by the magnetic field from waste liquid after polishing.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006022452A3 (en) * 2004-08-27 2006-06-08 Ebara Corp Polishing apparatus and polishing method
JP2007302733A (en) * 2006-05-09 2007-11-22 Trial Corp Magnetic abrasive grain and method for producing the same
JP2008013716A (en) * 2006-07-07 2008-01-24 Kumamoto Univ Composite particle, method for producing the same, and polishing liquid
JP2009083027A (en) * 2007-09-28 2009-04-23 Kumamoto Univ Polishing method
JP2012121127A (en) * 2010-12-10 2012-06-28 Admatechs Co Ltd Composite abrasive grain and polishing composition using the same
CN104511844A (en) * 2013-09-30 2015-04-15 株式会社不二制作所 Method and device for manufacturing elastic abrasive method for blasting the elastic abrasive including method for recycling the elastic abrasive and device for blasting the elastic abrasive including device for recycling the elastic abrasive
CN104511844B (en) * 2013-09-30 2017-01-04 株式会社不二制作所 The manufacture method of elastic grinding material and manufacture device, blasting method and sand blasting unit
CN110387213A (en) * 2019-04-02 2019-10-29 深圳市鑫意晟科技有限公司 Manufacturing method, the processing method of cutting tool and mold of soft elastic grinding material
JP2023084882A (en) * 2021-12-08 2023-06-20 国立大学法人 東京大学 polishing tool
JP2023084880A (en) * 2021-12-08 2023-06-20 国立大学法人 東京大学 polishing tool

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006022452A3 (en) * 2004-08-27 2006-06-08 Ebara Corp Polishing apparatus and polishing method
JP2007302733A (en) * 2006-05-09 2007-11-22 Trial Corp Magnetic abrasive grain and method for producing the same
JP2008013716A (en) * 2006-07-07 2008-01-24 Kumamoto Univ Composite particle, method for producing the same, and polishing liquid
JP2009083027A (en) * 2007-09-28 2009-04-23 Kumamoto Univ Polishing method
JP2012121127A (en) * 2010-12-10 2012-06-28 Admatechs Co Ltd Composite abrasive grain and polishing composition using the same
CN104511844A (en) * 2013-09-30 2015-04-15 株式会社不二制作所 Method and device for manufacturing elastic abrasive method for blasting the elastic abrasive including method for recycling the elastic abrasive and device for blasting the elastic abrasive including device for recycling the elastic abrasive
CN104511844B (en) * 2013-09-30 2017-01-04 株式会社不二制作所 The manufacture method of elastic grinding material and manufacture device, blasting method and sand blasting unit
CN110387213A (en) * 2019-04-02 2019-10-29 深圳市鑫意晟科技有限公司 Manufacturing method, the processing method of cutting tool and mold of soft elastic grinding material
CN110387213B (en) * 2019-04-02 2022-01-07 深圳市鑫意晟科技有限公司 Method for manufacturing soft elastic abrasive, cutting tool and method for processing die
JP2023084882A (en) * 2021-12-08 2023-06-20 国立大学法人 東京大学 polishing tool
JP2023084880A (en) * 2021-12-08 2023-06-20 国立大学法人 東京大学 polishing tool
JP7687939B2 (en) 2021-12-08 2025-06-03 国立大学法人 東京大学 polishing tool
JP7687938B2 (en) 2021-12-08 2025-06-03 国立大学法人 東京大学 polishing tool

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