JP2000158331A - 基板の精密研磨方法および装置 - Google Patents

基板の精密研磨方法および装置

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JP2000158331A
JP2000158331A JP36612498A JP36612498A JP2000158331A JP 2000158331 A JP2000158331 A JP 2000158331A JP 36612498 A JP36612498 A JP 36612498A JP 36612498 A JP36612498 A JP 36612498A JP 2000158331 A JP2000158331 A JP 2000158331A
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polished
pad
liquid
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Kazuo Takahashi
一雄 高橋
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    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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    • B24B57/02—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents for feeding of fluid, sprayed, pulverised, or liquefied grinding, polishing or lapping agents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 研磨液を基板と研磨パッドの当接面全面にわ
たって効率良く均一に分布させ、基板表面を効率的にか
つ均一に高精度な研磨を行なうことができる精密研磨方
法および装置を提供する。 【解決手段】 研磨液Ｓ中で基板Ｗと研磨パッドＰを相
対的に移動させて基板Ｗの研磨を行なう際に、研磨テー
ブル１の回転数あるいは研磨パッドＰの加工圧等を周期
的に変化させることにより、研磨テーブル１の外周部分
に配設した複数の回転翼体５、５…の回転移動による研
磨液Ｓの取り込み量を調整し、基板Ｗと研磨パッドＰの
間の研磨液Ｓの圧力の増大により、両者間に隙間を生じ
させ、この隙間に周囲から新鮮な研磨液Ｓを取り込むと
ともに研磨液吸引手段１５により研磨パッドＰの中心部
から研磨液Ｓを吸引排出する。かくして、研磨液Ｓが基
板Ｗの全面に均一に分布することとなり、基板全面の均
一な研磨を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板あるい
はディスプレイ用基板等の精密研磨方法および装置に関
し、特に、半導体集積回路の製造工程途中等において半
導体集積回路を構成する少なくとも１つ以上の材料を表
面に有するウエハ等の基板の該表面を高精度に研磨する
ための精密研磨方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスにおいては、超微細化や
高段差化が進み、これに伴なって、ＳＯＩ基板、Ｓｉ、
ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の半導体ウエハ、あるいは表面上に
複数の島状の半導体領域が形成された石英やガラス基板
等が用いられ、これらはいずれもフォトリソグラフィに
よりパターニングされた配線や絶縁領域を形成するため
に、平坦面が要求されるものであり、その表面には絶縁
膜または金属膜あるいはそれらが混在した面となってい
る。これらのウエハ等の基板を高精度に平坦化するため
の加工手段としては、化学機械研磨（ＣＭＰ）方式が知
られている。
【０００３】本発明者がこれまでに化学機械研磨（ＣＭ
Ｐ）を実施する際に用いた装置として、図７に示すよう
な装置がある。この研磨装置は、ウエハ等の基板１０４
の直径の３〜５倍程度の比較的大径の研磨パッド１０２
が取り付けられた研磨テーブル１０１と、被加工物であ
るウエハ等の基板１０４を下面に着脱自在に保持する被
加工物保持体１０３と、例えば酸化シリコンの微粉末を
水酸化カリウム水溶液に混合した懸濁液である研磨液
（スラリー溶液）１０７を研磨パッド１０２上に供給す
る供給ノズル１０６とを備え、基板１０４を研磨パッド
１０２に当接させ所定の加工圧を与えるように研磨パッ
ド１０２に加圧した状態で、研磨テーブル１０１を回転
させるとともに、被加工物保持体１０３も回転や揺動運
動を行なわせ、さらに同時に研磨パッド１０２と基板１
０４との間に研磨液１０７を供給しつつ化学機械研磨を
行なうように構成されている。ところで、この種の研磨
装置においては、研磨パッドが大径であり、しかも、研
磨パッド上に供給される研磨液は、研磨パッドを高速で
回転させると、その殆どが遠心力で飛散してしまい、化
学機械研磨の高速化のネックとなっていた。
【０００４】また、ウエハ等の基板の直径よりも小さい
直径の研磨パッドを用いて基板を研磨する際には、図８
に図示するように、基板２０２を基板保持部材２０１ａ
を介して研磨テーブル２０１に取り付け、基板の直径よ
りも小径の研磨パッド２０４を基板２０２に当接させ所
定の加工圧を与えるように研磨パッド２０４を加圧した
状態で、研磨テーブル２０１を回転あるいは直線運動さ
せるとともに、研磨パッド２０４を装着した研磨ヘッド
２０３に回転や揺動運動を行なわせ、さらに同時に基板
２０２の被研磨面上に供給ノズル２０６から研磨液２０
７を供給しつつ化学機械研磨を行なうようにした方式の
化学機械研磨装置も提案されている。この方式では、研
磨パッドの研磨特性が周速度に比例するという原理的な
問題、すなわち、研磨パッドの中心では研磨されず、外
周に行くにしたがって研磨速度が大きくなることを考慮
しておらず、単に研磨ヘッドの揺動により、この問題を
解決しようとしている。さらに、この方式においても、
基板２０２を５００ｒｐｍ程度の回転数で回転させてお
り、研磨液２０７を、図８に示すように、基板２０２の
上面に滴下させても、殆どの研磨液２０７は遠心力で飛
散してしまい、研磨液の無駄が多いという欠点があり、
加えて、研磨パッド２０４と研磨テーブル２０１の回転
数が１００〜５００ｒｐｍと高速であり、そして、基板
２０２の被研磨表面と研磨パッド２０４の研磨面は加圧
されて密着しているために、研磨液２０７が基板２０２
と研磨パッド２０４の当接面の間に有効に流れないなど
の問題もあった。
【０００５】上述のような問題点を解決するために、本
発明者は、別の装置として、図９に図示するように、ウ
エハ等の基板３０２を基板保持部材３０１ａを介して保
持する研磨テーブル３０１と、基板３０２の直径よりも
小さい直径の研磨パッド３０４を着脱自在に取り付けた
研磨ヘッド３０３とを備え、さらに、研磨ヘッド３０３
および研磨パッド３０４の中心部付近に研磨液３０７を
供給する供給ノズル３０６を配設し、研磨パッド３０４
を基板３０２に当接させて所定の加工圧を与えるように
研磨パッド３０４を押し付けた状態で、研磨テーブル３
０１を高速で回転あるいは直線運動させるとともに、研
磨ヘッド３０３に回転や揺動運動を行なわせ、さらに同
時に基板３０２と研磨パッド３０４との間に研磨液３０
７を定量的に圧送しつつ化学機械研磨を行なうようにし
た装置も検討している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した化学機械研磨
装置において、研磨パッドと被加工物である基板との間
に研磨液を供給するために、研磨液を、供給ノズルを通
して研磨テーブルに取り付けられた研磨パッドあるいは
基板上であって研磨パッドと基板の当接面の外部に供給
する形式では、供給された研磨液は、その殆どが研磨パ
ッドあるいは基板を取り付けた研磨テーブルの回転に伴
ない飛散して、一部の研磨液のみが基板と研磨パッドの
間に流れ込み、この一部の研磨液が化学機械研磨に寄与
している。したがって、この種の化学機械研磨装置にお
ける研磨液の供給方式では、研磨液は供給された量のう
ち、研磨パッドと基板の当接面に流れ込んだ一部のみが
化学機械研磨に寄与するのみであって、しかも基板ある
いは研磨パッドの中心部分に研磨液が充分に行きわたら
ずに基板あるいは研磨パッドの中心部分の研磨が不充分
となるなど、基板全面の均一な研磨を行なうことは困難
であり、さらに、研磨液の飛散を考慮して、研磨に本来
必要な研磨液の量以上に多量の研磨液を供給することが
必要であった。
【０００７】また、図９に図示するように、研磨液を供
給する供給孔を研磨パッドの中心部付近に設け、研磨液
を研磨パッドの中心部に定量的に圧送できる構成とした
装置においては、研磨パッドの中心は常に基板の被研磨
面上にあることから、研磨ヘッドを高速回転させても、
研磨液が遠心力により飛散する量は少なくなるけれど
も、この装置においても、研磨パッド自体を加圧してい
るために、研磨パッドは基板の被研磨面に密着してお
り、たとえ研磨パッドの中心部付近から研磨液を圧送し
ても、研磨液が研磨パッド全体にわたって均一に分散す
るとはかぎらず、基板全面の均一な研磨ができない場合
があった。
【０００８】そこで、本発明は、上記の未解決の課題に
鑑みてなされたものであって、必要以上に多量の研磨液
を要することなく、研磨液を基板と研磨パッドとの当接
面全面にわたって効率良く均一に分布させ、基板表面を
効率的かつ均一に高精度な研磨を行なうことができる精
密研磨方法および装置を提供することを目的とするもの
である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の基板の精密研磨方法は、研磨ヘッドに取り
付けられた研磨パッドを被研磨基板の被研磨面に所定の
加工圧を与えた状態で当接させ、研磨パッドおよび被研
磨基板の被研磨面の当接面に研磨液を供給して研磨を行
なう精密研磨方法において、少なくとも被研磨基板の被
研磨面および研磨パッドの研磨面を研磨液中に浸して、
被研磨基板を保持する研磨テーブルの外周部分に等間隔
に固設した複数の回転翼体により、被研磨基板の被研磨
面と研磨パッドの研磨面の間に研磨液を周期的に周囲か
ら取り込むようにしたことを特徴とする。
【００１０】そして、本発明の基板の精密研磨方法にお
いては、被研磨基板を保持する研磨テーブルおよび研磨
パッドを取り付ける研磨ヘッドの回転数を所定の周期あ
るいは所定のタイミングをもって変化させて研磨するこ
とが好ましい。
【００１１】また、本発明の基板の精密研磨方法におい
ては、研磨パッドを取り付ける研磨ヘッドと被研磨基板
を保持する研磨テーブルとの加工圧を所定の周期あるい
は所定のタイミングをもって変化させて研磨することが
好ましく、あるいは、研磨パッドを取り付ける研磨ヘッ
ドを研磨過程において所定の周期あるいは所定のタイミ
ングをもって上下移動させて研磨することが好ましい。
【００１２】そして、本発明の基板の精密研磨方法にお
いては、研磨液の吸引手段を研磨パッドの中心部付近に
連通させ、研磨パッドの研磨面と被研磨基板の被研磨面
の間に取り込まれた研磨液を研磨パッドの中心部付近か
ら吸引排出するように構成することが好ましい。
【００１３】さらに、本発明の基板の精密研磨方法にお
いては、研磨パッドを取り付ける研磨ヘッドの中心部付
近から吸引した研磨液をフィルタリングしそしてその成
分を調整して、研磨液を循環させるようにすることが好
ましい。
【００１４】本発明の基板の精密研磨装置は、研磨ヘッ
ドに取り付けられた研磨パッドを被研磨基板の被研磨面
に所定の加工圧を与えた状態で当接させ、研磨パッドお
よび被研磨基板の被研磨面の当接面に研磨液を供給して
研磨を行なう精密研磨装置において、被研磨基板を保持
する基板保持部を備えかつ第１の駆動手段により回転駆
動される研磨テーブルの基板保持部の外周部分に複数の
回転翼体を等間隔に固設し、少なくとも被研磨基板の被
研磨面および研磨パッドの研磨面を研磨液中に浸して、
前記回転翼体の回転移動により、前記被研磨基板の被研
磨面と前記研磨パッドの研磨面の間に研磨液を周期的に
周囲から取り込むようにしたことを特徴とする。
【００１５】さらに、本発明の基板の精密研磨装置は、
被研磨基板を保持する基板保持部を備えかつ第１の駆動
手段により回転駆動される研磨テーブルと、研磨面が前
記被研磨基板と対向するように研磨パッドを着脱自在に
取り付けられかつ第２の駆動手段により回転駆動される
研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドを軸方向に上下移動させ
る上下移動手段および前記研磨パッドの研磨面を前記被
研磨基板に押し付けるための加圧手段とを有し、前記研
磨ヘッドに取り付けられた研磨パッドを被研磨基板の被
研磨面に所定の加工圧を与えた状態で当接させ、研磨パ
ッドおよび被研磨基板の当接面に研磨液を供給して研磨
を行なう精密研磨装置において、前記研磨テーブルの基
板保持部の外周部分に複数の回転翼体を等間隔に固設
し、少なくとも被研磨基板の被研磨面および研磨パッド
の研磨面を研磨液中に浸して、前記回転翼体の回転移動
により、前記被研磨基板の被研磨面と研磨パッドの研磨
面の間に研磨液を周期的に周囲から取り込むようにした
ことを特徴とする。
【００１６】そして、本発明の基板の精密研磨装置にお
いては、複数の回転翼体が研磨パッドの有効研磨領域外
に配置されて固定されていることことが好ましい。
【００１７】また、本発明の基板の精密研磨装置におい
ては、被研磨基板を保持する研磨テーブルおよび研磨パ
ッドを取り付ける研磨ヘッドの回転数を所定の周期ある
いは所定のタイミングをもって変化させて研磨すること
が好ましい。
【００１８】本発明の基板の精密研磨装置においては、
研磨パッドを取り付ける研磨ヘッドと被研磨基板を保持
する研磨テーブルとの加工圧を所定の周期あるいは所定
のタイミングをもって変化させて研磨することが好まし
く、あるいは、研磨パッドを取り付ける研磨ヘッドを研
磨過程において所定の周期あるいは所定のタイミングを
もって上下移動させて研磨することが好ましい。
【００１９】そして、本発明の基板の精密研磨装置にお
いては、研磨パッドを着脱自在に保持する研磨ヘッドの
中心部付近に連通する研磨液の吸引手段を有し、研磨パ
ッドの研磨面と被研磨基板の被研磨面の間に取り込まれ
た研磨液を研磨パッドの中心部付近から吸引排出するよ
うに構成することが好ましい。
【００２０】さらに、本発明の基板の精密研磨装置は、
研磨パッドを取り付ける研磨ヘッドの中心部付近から吸
引した研磨液をフィルタリングしそしてその成分を調整
する手段、および研磨液を循環させる手段をさらに有す
ることを特徴とする。
【００２１】また、上記目的を達成するため、本発明の
基板の精密研磨方法は、研磨ヘッドに取り付けられた研
磨パッドを被研磨基板の被研磨面に所定の加工圧を与え
た状態で当接させ、研磨パッドおよび被研磨基板の被研
磨面の当接面に研磨液を供給して研磨を行なう精密研磨
方法において、少なくとも被研磨基板の被研磨面および
研磨パッドの研磨面を研磨液中に浸して、被研磨基板を
保持する研磨テーブルの外周部分に等間隔に配設した複
数の角度可変の回転翼体により、被研磨基板の被研磨面
と研磨パッドの研磨面の間に研磨液を周期的に周囲から
取り込むようにしたことを特徴とする。
【００２２】そして、本発明の基板の精密研磨方法にお
いては、複数の角度可変の回転翼体の設定角度を所定の
周期あるいは所定のタイミングをもって変化させて研磨
することが好ましい。
【００２３】また、本発明の基板の精密研磨方法におい
ては、研磨パッドを取り付ける研磨ヘッドと被研磨基板
を保持する研磨テーブルとの加工圧を、回転翼体の設定
角度を変化させる所定の周期あるいは所定のタイミング
に同期させて、変化させ研磨すること、あるいは、研磨
パッドを取り付ける研磨ヘッドを、回転翼体の設定角度
を変化させる所定の周期あるいは所定のタイミングに同
期させて、上下移動させて研磨することが好ましい。
【００２４】そして、本発明の基板の精密研磨方法にお
いては、研磨液の吸引手段を研磨パッドの中心部付近に
連通させ、研磨パッドの研磨面と被研磨基板の被研磨面
の間に取り込まれた研磨液を研磨パッドの中心部付近か
ら吸引排出するように構成することが好ましい。
【００２５】さらに、本発明の基板の精密研磨方法にお
いては、研磨パッドを取り付ける研磨ヘッドの中心部付
近から吸引した研磨液をフィルタリングしそしてその成
分を調整して、研磨液を循環させるようにすることが好
ましい。
【００２６】また、本発明の基板の精密研磨装置は、研
磨ヘッドに取り付けられた研磨パッドを被研磨基板の被
研磨面に所定の加工圧を与えた状態で当接させ、研磨パ
ッドおよび被研磨基板の被研磨面の当接面に研磨液を供
給して研磨を行なう精密研磨装置において、被研磨基板
を保持する基板保持部を備えかつ第１の駆動手段により
回転駆動される研磨テーブルの基板保持部の外周部分に
複数の角度可変の回転翼体を等間隔に配設し、少なくと
も被研磨基板の被研磨面および研磨パッドの研磨面を研
磨液中に浸して、前記角度可変の回転翼体の回転移動に
より、前記被研磨基板の被研磨面と前記研磨パッドの研
磨面の間に研磨液を周期的に周囲から取り込むようにし
たことを特徴とする。
【００２７】さらに、本発明の基板の精密研磨装置は、
被研磨基板を保持する基板保持部を備えかつ第１の駆動
手段により回転駆動される研磨テーブルと、研磨面が前
記被研磨基板と対向するように研磨パッドを着脱自在に
取り付けかつ第２の駆動手段により回転駆動される研磨
ヘッドと、前記研磨ヘッドを軸方向に上下移動させる上
下移動手段および前記研磨パッドの研磨面を前記被研磨
基板に押し付けるための加圧手段とを有し、前記研磨ヘ
ッドに取り付けられた研磨パッドを被研磨基板の被研磨
面に所定の加工圧を与えた状態で当接させ、研磨パッド
および被研磨基板の当接面に研磨液を供給して研磨を行
なう精密研磨装置において、前記研磨テーブルの基板保
持部の外周部分に複数の角度可変の回転翼体を等間隔に
配設し、少なくとも被研磨基板の被研磨面および研磨パ
ッドの研磨面を研磨液中に浸して、前記角度可変の回転
翼体の回転移動により、前記被研磨基板の被研磨面と研
磨パッドの研磨面の間に研磨液を周期的に周囲から取り
込むようにしたことを特徴とする。
【００２８】そして、本発明の基板の精密研磨装置にお
いては、複数の角度可変の回転翼体が研磨パッドの有効
研磨領域外に配置されていることが好ましい。
【００２９】また、本発明の基板の精密研磨装置におい
ては、複数の角度可変の回転翼体の設定角度を所定の周
期あるいは所定のタイミングをもって変化させて研磨す
ることが好ましく、さらに、研磨パッドを取り付ける研
磨ヘッドと被研磨基板を保持する研磨テーブルとの加工
圧を、回転翼体の設定角度を変化させる所定の周期ある
いは所定のタイミングに同期させて、変化させ研磨する
こと、あるいは、研磨パッドを取り付ける研磨ヘッド
を、回転翼体の設定角度を変化させる所定の周期あるい
は所定のタイミングに同期させて、上下移動させて研磨
することが好ましい。
【００３０】そして、本発明の基板の精密研磨装置にお
いては、研磨パッドを着脱自在に保持する研磨ヘッドの
中心部付近に連通する研磨液の吸引手段を有し、研磨パ
ッドの研磨面と被研磨基板の被研磨面の間に取り込まれ
た研磨液を研磨パッドの中心部付近から吸引排出するよ
うに構成することが好ましい。
【００３１】本発明の基板の精密研磨装置は、研磨パッ
ドを取り付ける研磨ヘッドの中心部付近から吸引した研
磨液をフィルタリングしそしてその成分を調整する手
段、および研磨液を循環させる手段をさらに有すること
を特徴とする。
【００３２】また、本発明の基板の精密研磨方法は、研
磨パッドと被研磨基板との間に研磨液を供給しながら前
記被研磨基板を研磨する基板の精密研磨方法において、
前記被研磨基板を保持するための基板保持部の外周部分
に複数の回転翼体を配置した研磨テーブルを前記研磨液
中で自転させる工程と、前記研磨パッドを着脱自在に保
持する研磨ヘッドないし前記研磨テーブルの少なくとも
いずれか一方を上下方向に移動させる工程とを有し、前
記被研磨基板と前記研磨パッドとの間に前記研磨液を周
囲から取り込みながら前記被研磨基板を研磨することを
特徴とする。
【００３３】また、本発明の基板の精密研磨装置は、被
研磨基板を着脱自在に保持する研磨テーブルと、研磨パ
ッドを着脱自在に保持する研磨ヘッドとを有し、前記研
磨パッドと前記被研磨基板との間に研磨液を供給しなが
ら前記被研磨基板を研磨する基板の精密研磨装置におい
て、前記研磨テーブルを自転させる自転手段と、前記研
磨テーブルの基板保持部の外周部分に設けられた複数の
回転翼体と、前記研磨液を収容しかつ前記研磨液中に前
記複数の回転翼体を浸すことができる容器と、前記研磨
ヘッドないし前記研磨テーブルの少なくともいずれか一
方を上下方向に移動させる上下移動手段とを有すること
を特徴とする。
【００３４】さらに、本発明の基板の精密研磨方法は、
研磨パッドと被研磨基板との間に研磨液を供給しながら
前記被研磨基板を研磨する基板の精密研磨方法におい
て、前記研磨パッドないし前記被研磨基板のいずれか一
方を着脱可能に保持する保持手段を自転させる工程と、
前記保持手段が自転することで前記保持手段の外周部分
に複数設けられた回転翼体が容器に収容された前記研磨
液を前記研磨パッドと前記被研磨基板の間に取り込む工
程とを有し、前記被研磨基板を研磨することを特徴とす
る。
【００３５】また、本発明の基板の精密研磨装置は、研
磨ヘッドと、被研磨基板を保持するための保持手段とを
有し、前記研磨ヘッドと前記保持手段との間に研磨液を
供給して前記被研磨基板を研磨する基板の精密研磨装置
において、研磨液を収容する容器と、前記研磨ヘッドと
前記保持手段のうち少なくともいずれか一方に設けられ
た複数の回転翼体と、前記回転翼体を有する前記研磨ヘ
ッドないし前記保持手段のうち少なくともいずれか一方
を自転させるための自転駆動装置とを有し、前記回転翼
体を前記容器に収容される前記研磨液に浸すことができ
るように前記研磨ヘッドないし前記保持手段のうち少な
くともいずれか一方が配置されていることを特徴とす
る。
【００３６】
【作用】本発明によれば、被研磨基板を保持する基板保
持部を備えかつ第１の駆動手段により回転駆動される研
磨テーブルと、研磨面が被研磨基板と対向するように研
磨パッドを着脱自在に取り付けかつ第２の駆動手段によ
り回転駆動される研磨ヘッドと、研磨ヘッドを軸方向に
上下移動させる上下移動手段および研磨パッドの研磨面
を被研磨基板に押し付けるための加圧手段とを有し、そ
して、研磨テーブルの基板保持部の外周部分に複数の回
転翼体を等間隔に固設し、少なくとも被研磨基板の被研
磨面および研磨パッドの研磨面を研磨液中に浸して、研
磨液中で研磨を行なうようにして、研磨中に、研磨テー
ブルおよび研磨ヘッドの回転数、あるいは研磨パッドの
加工圧を所定の周期で変化させることにより、回転翼体
の回転移動によるポンプ作用によって集められる研磨液
の圧力を増大させ、この圧力により研磨テーブルと研磨
パッドの間に隙間を生じさせ、この隙間に新しい研磨液
を周期的に周囲から取り込み、研磨液を被研磨基板の全
面に均一に分布させる。
【００３７】そして、研磨液を吸引する吸引手段を研磨
パッドを取り付ける研磨ヘッドの中心部付近に連通させ
ることによって、回転翼体の回転移動によるポンプ作用
によって研磨テーブルと研磨パッドの間の隙間に新しい
研磨液を周期的に周囲から取り込むとともに使用済みの
研磨液を研磨パッドの中心部付近から吸引排出する。こ
れにより、被研磨基板の全面に常に新しい研磨液が均一
に分布することとなり、基板全面の均一な研磨が可能と
なる。
【００３８】また、研磨パッドの上下移動手段を研磨中
に所定の周期で駆動させても、同様に被研磨基板と研磨
パッドの間に隙間を生じさせることができ、回転翼体の
回転移動によりその隙間に新しい研磨液を周期的に周囲
から取り込むとともに研磨液吸引手段により研磨パッド
の中心部付近から研磨液を吸引排出することができ、基
板全面の均一な研磨を可能とする。
【００３９】さらにまた、被研磨基板を保持する基板保
持部を備えかつ第１の駆動手段により回転駆動される研
磨テーブルと、研磨面が被研磨基板と対向するように研
磨パッドを着脱自在に取り付けかつ第２の駆動手段によ
り回転駆動される研磨ヘッドと、研磨ヘッドを軸方向に
上下移動させる上下移動手段および研磨パッドの研磨面
を被研磨基板に押し付けるための加圧手段とを有し、研
磨テーブルの基板保持部の外周部分に複数の角度可変の
回転翼体を等間隔に配設し、少なくとも被研磨基板の被
研磨面および研磨パッドの研磨面を研磨液中に浸して、
研磨液中で研磨を行なうようにし、回転翼体の設定角度
を適宜変化させることにより研磨液の収集効率を調整す
ることができ、この回転翼体の角度の適宜の設定により
さらに回転翼体の回転移動によるポンプ作用によって研
磨テーブルと研磨パッドの間の隙間に適宜調整された量
の新しい研磨液を周期的に周囲から取り込み、研磨液を
被研磨基板の全面に均一に分布させることができる。
【００４０】そして、研磨液を吸引する吸引手段を研磨
パッドを取り付ける研磨ヘッドの中心部付近に連通させ
ることによって、回転翼体の回転移動によるポンプ作用
によって研磨テーブルと研磨パッドの隙間に新しい研磨
液を周期的に周囲から取り込むとともに使用済みの研磨
液を研磨パッドの中心部付近から吸引排出する。これに
より、被研磨基板の全面に常に新しい研磨液が均一に分
布することとなり、基板全面の均一な研磨が可能とな
る。
【００４１】また、研磨パッドの上下移動手段を研磨中
に回転翼体の設定角度を変化させる所定の周期に同期さ
せて作動させることにより、確実に被研磨基板と研磨パ
ッドの間に隙間を生じさせ、その隙間に新しい研磨液を
周期的に周囲から取り込むとともに、研磨液吸引手段に
より研磨パッドの中心部付近から研磨液を吸引排出する
ことができ、基板全面の均一な研磨を可能とする。
【００４２】さらに、研磨パッドの中心部付近から吸引
された研磨液は、フィルタリングおよび成分の調整を行
なって循環しうるようにして、研磨液の再利用を可能と
する。
【００４３】また、回転翼体は、自転可能な研磨ヘッド
側に設けることも可能であって、この場合は、研磨ヘッ
ドの回転とともに回転移動する回転翼体により、研磨液
を研磨パッドと被研磨基板の間に取り込むことができ
る。また、研磨ヘッドと研磨テーブルのうちで、回転翼
体が設けられていない方を自転させなくてもよい。ま
た、研磨ヘッドを被研磨基板の保持手段よりも下方に配
置する形態とすることもできる。
【００４４】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。
【００４５】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態の精密研磨装置の構成を部分的に断面で
示す概略的な模式構成図であり、図２は、本発明の第１
の実施の精密研磨装置の主要部を概略的に図示する断面
図である。
【００４６】図１および図２において、１はウエハ等の
基板Ｗを保持する基板保持部２を備えた研磨テーブルで
あって、軸部１ａを介して第１の駆動手段３により回転
駆動されるように構成されている。研磨テーブル１の上
面において、基板Ｗを保持する基板保持部２には、基板
Ｗの大きさに対応した内径を有するガイドリング４がね
じ等の手段によって固定され、そして、ガイドリング４
の外周側の部分には半径方向外方に向かって下方に傾斜
した環状の傾斜面が形成され、この傾斜面には複数の回
転翼体５、５……が周方向に等間隔に配設され、ねじ等
によって研磨テーブル１に固定されている。これらの回
転翼体５、５……は、図１および図２に図示するよう
に、その上面はガイドリング４の上面と同一面となるよ
うに形成され、下面は半径方向外方に向かって漸次下方
に傾斜した形状に形成されており、そして、図３に図示
するように、研磨テーブル１の回転方向に向かって彎曲
した形状に形成されている。これらの回転翼体５、５…
…は、研磨テーブル１が後述するように研磨液（スラリ
ー溶液）Ｓ内で回転する時に一体的に回転移動され、周
囲の研磨液Ｓを研磨テーブル１の中心部方向に取り込む
ポンプの作用をする。
【００４７】研磨液を収容する容器である上方が開口し
た研磨液容器６は、研磨テーブル１を包囲するように配
設され、その容器内で研磨テーブル１が回転しうるよう
に研磨テーブル１の軸部１ａに軸受７を介して装着さ
れ、さらに、研磨液容器６内に充満された研磨液Ｓが外
部に漏出しないように研磨テーブル１との摺接部にはシ
ール材８が設けられている。また、研磨液容器６の上方
開口部には研磨液の飛散を防止する飛散防止カバー６ａ
を取り付けておくことが好ましい。
【００４８】研磨パッドＰを着脱自在に保持する研磨ヘ
ッド１０は、被研磨体である基板Ｗの直径と同径ないし
その２倍以下の直径を有する研磨パッドＰを保持するこ
とができる程度の直径を有し、研磨テーブル１の上方に
配設されており、研磨ヘッド１０の軸部１０ａには、研
磨ヘッド１０を回転駆動する第２の駆動手段１１、研磨
ヘッド１０（および研磨パッドＰ）をその軸方向に数ｃ
ｍから数ｍｍのレベルで上下に移動させる上下移動手段
１２、および研磨パッドＰを基板Ｗの被研磨面に押し付
け加圧するための加圧手段１３が配設される。
【００４９】また、研磨ヘッド１０およびその軸部１０
ａの中心部には貫通孔１４、１４ａがそれぞれ設けら
れ、これらの連通した貫通孔１４、１４ａは、研磨パッ
ドＰの下方に存在する研磨液Ｓを吸引排出するための研
磨液吸引手段１５に連通されており、研磨液吸引手段１
５は、さらにフィルター手段および成分調整手段１６、
流出部１７に順次連通されている。したがって、研磨液
吸引手段１５は、研磨ヘッド１０に形成された貫通孔１
４を介して、基板Ｗと研磨パッドＰとの間に供給される
研磨液Ｓを研磨パッドＰの中心部から吸引することがで
き、さらに、フィルター手段および成分調整手段１６
は、吸引された研磨液をフィルタリングしそして成分を
調整し、成分を調整した研磨液を流出部１７から研磨液
容器６へ循環させることができるように構成されてい
る。
【００５０】次に、以上のように構成された精密研磨装
置による基板の研磨方法について説明する。
【００５１】研磨しようとする基板Ｗは、研磨テーブル
１の基板保持部２にセットされ、研磨パッドＰを下面に
装着した研磨ヘッド１０の直下に送り込まれる。このと
き、研磨パッドＰは基板Ｗの直径よりも大きい直径を有
し、さらに研磨パッドＰを装着した研磨ヘッド１０は基
板Ｗを保持する研磨テーブル１の直径よりも大きく形成
されていることから、研磨テーブル１全体が研磨パッド
Ｐの範囲内の下面に位置付けられ、さらに、研磨テーブ
ル１の回転中心軸芯が研磨ヘッド１０の回転中心軸芯か
ら少し偏倚した状態に位置付けられる。そして、研磨テ
ーブル１は、その外周部の複数の回転翼体５、５……が
研磨パッドＰの有効研磨領域外に位置するように位置付
けられる。
【００５２】研磨テーブル１および基板Ｗを包囲する研
磨液容器６に研磨液Ｓが満たされるとともに、研磨パッ
ドＰを下面に装着した研磨ヘッド１０は、上下移動手段
１２により、研磨パッドＰを基板Ｗの被研磨面に当接さ
せるとともに加圧手段１３によって所定の加工圧で加圧
する。基板Ｗと研磨パッドＰはともに研磨液Ｓ中に没す
ることとなる。同時に、基板Ｗおよび研磨パッドＰは、
研磨テーブル１の第１の駆動手段３および研磨ヘッド１
０の第２の駆動手段１１によって、例えば同じ回転数で
あるいは数ｒｐｍ程度それぞれの回転数を異ならせた状
態で、それぞれ回転駆動され、研磨が開始される。この
とき、両者の回転数に影響を与えない範囲で、研磨パッ
ドＰあるいは基板Ｗに揺動動作を加えて、平均化による
研磨の均一性を高めることも可能である。本実施の形態
では、図１中に図示した揺動手段２０によって基板Ｗを
揺動させた。
【００５３】次に、基板Ｗと研磨パッドＰの当接面への
研磨液（スラリー溶液）Ｓの供給について、図３および
図４を参照して説明する。基板Ｗと研磨パッドＰはとも
に研磨液Ｓ内に沈められた状態で回転駆動されており、
研磨テーブル１の外周部に固定された複数の回転翼体
５、５……も回転移動する（図３、図４の（ａ）参
照）。複数の回転翼体５、５……はその回転移動により
周囲の研磨液Ｓを研磨テーブル１上の基板Ｗと研磨パッ
ドＰの間へ流入させるポンプの作用をする。そこで、研
磨テーブル１および研磨ヘッド１０の回転数を、所定の
周期あるいは所定のタイミングをもって、変化させなが
ら研磨を行なう。このように研磨テーブル１および研磨
ヘッド１０の回転数を変化させて、研磨テーブル１が所
定の回転数に達すると、ポンプ作用をする複数の回転翼
体５、５……により、周囲の研磨液Ｓを研磨テーブル１
上の基板Ｗと研磨パッドＰの間へ取り込み、研磨液Ｓの
取り込み量を増大させる。すると、基板Ｗと研磨パッド
Ｐの間に存在する研磨液Ｓの圧力が高められ、この研磨
液Ｓの圧力により基板Ｗと研磨パッドＰ間に数ｃｍある
いは数ｍｍ程度の僅かな隙間Ｇを生じさせる（図４の
（ｂ）参照）。そして、その隙間Ｇに周囲の新しい研磨
液Ｓが流入し、同時にこれまでに研磨に寄与した使用済
みの研磨液Ｓは、研磨液吸引手段１５により、研磨ヘッ
ド１０の中心部の貫通孔１４から吸引排出され、新しい
研磨液Ｓが基板Ｗの被研磨面上に均一に分布することと
なる。そして、研磨テーブル１の回転数を元の回転数と
することにより、研磨パッドＰは再度基板Ｗを押圧し、
研磨が続行される。このように、研磨テーブル１および
研磨ヘッド１０の回転を所定の周期あるいは所定のタイ
ミングをもって変化させることによって、新しい研磨液
Ｓが基板Ｗと研磨パッドＰの間に供給され、基板Ｗの被
研磨面上に研磨液Ｓが常に均一に分布した状態で研磨を
行なうことができるので、基板全面の均一な研磨が可能
となる。
【００５４】また、研磨テーブル１および研磨ヘッド１
０の回転数の周期的な変化に代えて、研磨ヘッド１０を
加圧する加圧手段１３の加圧力を周期的にあるいは所定
のタイミングをもって変化させることによって、あるい
は回転数の周期的な変化に同期させて研磨ヘッド１０の
加圧力を変化させることによっても、同様に基板Ｗと研
磨パッドＰとの間に隙間Ｇを生じさせて、研磨液Ｓの流
入および吸引を行なうことができる。すなわち、研磨パ
ッドＰの加圧力を下げることにより、回転翼体５、５…
…のポンプ作用による研磨液Ｓの取り込み量が増大し
て、基板Ｗと研磨パッドＰ間の研磨液Ｓの圧力を高め、
基板Ｗと研磨パッドＰの間に僅かな隙間Ｇが生じる。す
ると、前述したと同様に、これまでに研磨に寄与した使
用済みの研磨液Ｓは、研磨液吸引手段１５により、研磨
ヘッド１０の中心部の貫通孔１４から吸引され、周囲の
新しい研磨液Ｓが隙間Ｇに均一に流入し、基板Ｗの被研
磨面上に均一に分布することとなる。
【００５５】なお、研磨ヘッド１０の中心部の貫通孔１
４から吸引される研磨液Ｓの流量は、回転翼体５、５…
…の回転数や研磨パッドＰの加圧力に応じて決めること
ができる。また、研磨テーブル１および研磨ヘッド１０
の回転数の変化や加工圧の変化の周期やタイミングは、
均一な研磨レートおよび均一な膜厚分布が継続して行な
われる範囲で設定する。
【００５６】また、一定の研磨時間毎に研磨ヘッド１０
あるいは研磨テーブル１を上下動させることによって
も、基板Ｗの被研磨面と研磨パッドＰの間に隙間Ｇを発
生させることができる。例えば、研磨パッドＰを取り付
けた研磨ヘッド１０の上下移動手段１２を所定の周期あ
るいは所定のタイミングをもって作動させることによ
り、基板Ｗと研磨パッドＰの間に隙間Ｇを発生させて、
研磨パッドＰの中心部から使用済みの研磨液Ｓを吸引さ
せるとともにその隙間Ｇに周囲の新しい研磨液Ｓを流入
させる。このようにすることによって、研磨液Ｓは基板
Ｗの被研磨面全域にわたって均一な分布し、再度研磨ヘ
ッド１０を下降させて加圧し、研磨加工する際に均一な
研磨を行なうことができる。この研磨ヘッド１０を上下
動させる周期は、均一な研磨レートおよび均一な膜厚分
布が継続して行なわれる範囲で設定すればよい。また、
研磨ヘッド１０の上下動を、研磨ヘッド１０の回転数の
周期的な変化に同期させて行なうようにして、基板Ｗと
研磨パッドＰの間の隙間Ｇを確実に生じさせるようにす
ることもできる。
【００５７】研磨パッドＰの中心部付近から吸引される
研磨液Ｓは、研磨液吸引手段１５を介してフィルター手
段および成分調整手段１６に流れ、そこでフィルタリン
グされそして適宜成分が調整される。成分が調整された
研磨液Ｓは流出部１７から研磨液容器６へ戻される。こ
のように研磨液を循環させることにより再利用が可能と
なる。したがって、研磨に使用される研磨液の使用量
は、従来の方式に比べて数十分の一ですむ。
【００５８】また、上述した本実施の形態においては、
回転翼体５、５……は、研磨テーブル１に配設している
けれども、回転翼体５、５……を回転駆動される研磨ヘ
ッド１０側に設け、研磨液を研磨パッドＰと被研磨基板
Ｗとの間に取り込むようにすることもできる。そして、
研磨テーブル１と研磨ヘッド１０において、回転翼体
５、５……が設けられていない方を自転させなくてもよ
い。
【００５９】また、本実施の形態においては、上下移動
手段は、研磨ヘッド１０側に設けているけれども、研磨
テーブルを上下に移動させるように研磨テーブル側に上
下移動手段を設けることも可能であり、さらに、研磨ヘ
ッドと研磨テーブルの両方に上下移動手段を設けること
もできる。
【００６０】本実施の形態の精密研磨方法およびその装
置により研磨できる基板としては、ＳＯＩ基板、Ｓｉ、
ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の半導体ウエハ、あるいは表面上に
複数の島状の半導体領域が形成された石英やガラス基板
等があり、いずれの基板も抵抗、ダイオード、トランジ
スタ等の機能素子を作製する前であっても、作製中であ
ってもよく、また作製後でもよい。また、ディスプレイ
用の四角形状の基板を研磨することもできる。したがっ
て、被研磨体である基板の被研磨面は、半導体面、絶縁
性表面または導電性表面、あるいはそれらが混在した面
となっている。また、アルミニウムやタングステン、あ
るいは銅といった金属を被研磨面に有する基板を被研磨
基板として研磨することもできる。
【００６１】研磨に使用される研磨パッドとしては、不
織布、発泡ポリウレタン等のパッドの表面を利用するこ
とが望ましい。あるいは、耐薬品性に優れたポリテトラ
フルオロエチレン（テフロン）等の部材を研磨パッドと
して用いることもできる。
【００６２】そして、本実施の形態に使用される研磨液
としては、微粒子を含む液体（スラリー溶液）が用いら
れ、具体的には、微粒子としては、酸化シリコン（Ｓｉ
Ｏ2等）、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 等）、酸化マ
ンガン（ＭｎＯ2 、Ｍｎ2 Ｏ3 、Ｍｎ3 Ｏ4 等）、酸化
セリウム（ＣｅＯ、ＣｅＯ2 等）、酸化イットリウム
（Ｙ2 Ｏ3 等）、酸化モリブデン（ＭｏＯ2 等）、酸化
カルシウム（ＣａＯ2 等）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ
等）、酸化錫（ＳｎＯ2 等）等が挙げられ、液体として
は、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム
（ＫＯＨ）、過酸化水素水（Ｈ2 Ｏ2 ）等を含む液体が
挙げられる。
【００６３】また、微粒子の粒径は８ｎｍ〜５０ｎｍが
好ましく、例えば、ＫＯＨのｐＨを変化させることで粒
子の凝集の度合いを制御することができる。そして、そ
の凝集の度合いにより研磨量を変えることができる。
【００６４】これらの研磨液は、研磨表面に応じて適宜
選択されて使用され、半導体表面の研磨においては、シ
リカ分散水酸化ナトリウム溶液が用いられ、絶縁膜の研
磨の際にはシリカ分散水酸化カリウム溶液が好ましく、
また、タングステン等の金属膜の研磨の際には酸化アル
ミニウムや酸化マンガン分散の過酸化水素水が好まし
い。
【００６５】また、上記の微粒子のような研磨砥粒を含
まない薬液のみを研磨液として用い、エッチング作用と
機械研磨を併用して研磨を行なってもよい。この薬液と
しては、塩化水素や塩化鉄等を含む酸性溶液あるいはア
ルカリ溶液である。本実施の形態において、このような
薬液を研磨液として用いることにより、回転翼体がエッ
チング作用の高い新鮮な研磨液を被研磨基板と研磨パッ
ドの間に常に取り込むことができるので、高い性能の研
磨を行なうことができる。
【００６６】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態の精密研磨装置および方法について説明す
る。本実施の形態の精密研磨装置は、回転翼体を研磨テ
ーブルの外周部分に角度可変に設置した点で、前述した
第１の実施の形態と相違しており、その他の構成は図１
および図２に図示しかつ前述した第１の実施の形態と同
じである。
【００６７】すなわち、図５および図６に図示するよう
に、本実施の形態における回転翼体５ａ、５ａ……は、
研磨テーブル１の基板保持部のガイドリング４の外周側
の部分に周方向に等間隔に配置され、研磨テーブル１の
回転方向に向かって彎曲した形状に形成されており、そ
して、その内周基端側で角度調整可能に軸支５ｂされて
いる。これらの回転翼体５ａ、５ａ……の角度の調整
は、手動により、あるいは不図示の角度調整手段を用い
て自動的に行なうことができるように構成する。したが
って、回転翼体５ａ、５ａ……の角度は、研磨開始前に
予め手動により調整することができ、また、研磨中に、
不図示の角度調整手段を用いて自動的に調整することも
できる。これらの回転翼体５ａ、５ａ……は、前述した
第１の実施の形態における回転翼体５、５……と同様
に、研磨テーブル１が研磨液（スラリー溶液）Ｓ内で回
転する時に同時に回転移動され、周囲の研磨液Ｓを研磨
テーブル１の中心部方向に取り込むポンプの作用をする
とともに、さらに、回転翼体の設定角度を変化させる
（図６参照）ことにより、研磨液Ｓの収集効率（圧力）
を調整（増大あるいは減少）することができる。
【００６８】次に、本実施の形態の精密研磨装置による
基板の研磨方法について説明する。本実施の形態におけ
る研磨方法は、角度可変な回転翼体の角度を適宜に設定
することにより、研磨液の取り込む量を調整することが
できる点に特徴を有し、その他については、前述した第
１の実施の形態と同じであって、同様の作用効果を奏す
るものであり、それらの詳細な説明は省略する。
【００６９】角度可変の回転翼体５ａ、５ａ……は、そ
の設定角度を切り替えることにより研磨液Ｓの収集効率
（圧力）を増大あるいは減少させることができ、例え
ば、研磨中に、所定の研磨時間毎に角度可変の回転翼体
５ａ、５ａ……の設定角度を変化させることにより、回
転翼体５ａ、５ａ……の収集効率（圧力）を増大あるい
は減少させ、すなわち、研磨テーブル１上の基板Ｗと研
磨パッドＰの間へ取り込む研磨液Ｓの量を増大あるいは
減少させる。
【００７０】さらに、角度可変の回転翼体５ａ、５ａ…
…の設定角度の周期的な変化に合わせて研磨ヘッド１０
の加圧力を変化させることにより、基板Ｗと研磨パッド
Ｐとの間に隙間Ｇを確実に生じさせて、研磨液Ｓの流入
および吸引を確実に行なうことができる。
【００７１】なお、角度可変の回転翼体の設定角度を変
化させる周期あるいはタイミングは、均一な研磨レート
および均一な膜厚分布が継続して行なわれる範囲で設定
する。また、研磨ヘッド１０の中心部の貫通孔１４から
吸引される研磨液Ｓの流量は、研磨パッドＰの加圧力、
回転翼体５ａ、５ａ……の回転数や設定角度に応じて決
めることができる。
【００７２】さらに、角度可変の回転翼体５ａ、５ａ…
…の設定角度を所定の周期あるいはタイミングで変化さ
せるとともに、これに同期させて、研磨ヘッド１０ある
いは研磨テーブル１を上下動させることによっても、基
板Ｗと研磨パッドＰの間に隙間Ｇを確実に発生させるこ
とができ、研磨パッドＰの中心部から使用済みの研磨液
Ｓを吸引するとともにその隙間Ｇに周囲の新しい研磨液
Ｓを流入させることができる。このようにすることによ
って、研磨液Ｓは基板Ｗの被研磨面全域にわたって均一
に分布し、再度研磨ヘッド１０を下降させて研磨パッド
Ｐを基板Ｗに加圧し研磨加工する際に、均一な研磨を行
なうことができる。
【００７３】
【発明の効果】本発明は、上述のように構成されている
ので、研磨パッドの中心部から使用済みの研磨液を定期
的に吸引し、新しい研磨液を常に被研磨面上に均一に分
布させることができるので、効率的かつ均一な研磨を行
なうことができる。
【００７４】さらに、研磨液を循環して使用することが
容易であることから、研磨に使用する研磨液の使用量を
従来の方式に比べて大幅に減少させることができる。こ
れにより、ランニングコストを大幅に低減することがで
きる。また、研磨パッドの寸法が小さいので、研磨パッ
ドの交換も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の精密研磨装置の構
成を部分的に断面で示す概略的な模式構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の精密研磨装置の主
要部の構成を概略的に図示する断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の精密研磨装置にお
ける研磨テーブルの平面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態の精密研
磨装置において基板を研磨する態様を示す概略的な断面
図であり、（ｂ）は、研磨過程において基板と研磨パッ
ドとの間に隙間が生じた状態を示す概略的な断面図であ
る。
【図５】本発明の第２の実施の形態の精密研磨装置にお
ける研磨テーブルの平面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の精密研磨装置にお
ける角度可変の回転翼体の角度を変化させる状態を説明
する説明図である。
【図７】本発明者がこれまでに試した化学機械研磨装置
の一例を示す模式的側面図である。
【図８】本発明者がこれまでに試した化学機械研磨装置
の他の一例を示す模式的側面図である。
【図９】本発明者がこれまでに試した化学機械研磨装置
の他の一例を示す模式的側面図である。
【符号の説明】
Ｗ 基板 Ｐ 研磨パッド Ｓ 研磨液（スラリー溶液） Ｇ 隙間 １ 研磨テーブル ２ 基板保持部 ３ 第１の駆動手段 ５ 回転翼体 ５ａ 角度可変の回転翼体 ６ 研磨液容器 １０ 研磨ヘッド １１ 第２の駆動手段 １２ 上下移動手段 １３ 加圧手段 １４ 貫通孔 １５ 研磨液吸引手段 １６ フィルター手段および成分調整手段 ２０ 揺動手段

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 研磨ヘッドに取り付けられた研磨パッド
    を被研磨基板の被研磨面に所定の加工圧を与えた状態で
    当接させ、研磨パッドおよび被研磨基板の被研磨面の当
    接面に研磨液を供給して研磨を行なう精密研磨方法にお
    いて、 少なくとも被研磨基板の被研磨面および研磨パッドの研
    磨面を研磨液中に浸して、被研磨基板を保持する研磨テ
    ーブルの外周部分に等間隔に固設した複数の回転翼体に
    より、被研磨基板の被研磨面と研磨パッドの研磨面の間
    に研磨液を周期的に周囲から取り込むようにしたことを
    特徴とする基板の精密研磨方法。
  2. 【請求項２】 被研磨基板を保持する研磨テーブルおよ
    び研磨パッドを取り付ける研磨ヘッドの回転数を所定の
    周期あるいは所定のタイミングをもって変化させて研磨
    することを特徴とする請求項１記載の基板の精密研磨方
    法。
  3. 【請求項３】 研磨パッドを取り付ける研磨ヘッドと被
    研磨基板を保持する研磨テーブルとの加工圧を所定の周
    期あるいは所定のタイミングをもって変化させて研磨す
    ることを特徴とする請求項１または２記載の基板の精密
    研磨方法。
  4. 【請求項４】 研磨パッドを取り付ける研磨ヘッドを研
    磨過程において所定の周期あるいは所定のタイミングを
    もって上下移動させて研磨することを特徴とする請求項
    １または２記載の基板の精密研磨方法。
  5. 【請求項５】 研磨液の吸引手段を研磨パッドの中心部
    付近に連通させ、研磨パッドの研磨面と被研磨基板の被
    研磨面の間に取り込まれた研磨液を研磨パッドの中心部
    付近から吸引排出するようにしたことを特徴とする請求
    項１ないし４のいずれか１項記載の基板の精密研磨方
    法。
  6. 【請求項６】 研磨パッドを取り付ける研磨ヘッドの中
    心部付近から吸引した研磨液をフィルタリングしそして
    その成分を調整して、研磨液を循環させるようにしたこ
    とを特徴とする請求項５記載の基板の精密研磨方法。
  7. 【請求項７】 研磨ヘッドに取り付けられた研磨パッド
    を被研磨基板の被研磨面に所定の加工圧を与えた状態で
    当接させ、研磨パッドおよび被研磨基板の被研磨面の当
    接面に研磨液を供給して研磨を行なう精密研磨装置にお
    いて、 被研磨基板を保持する基板保持部を備えかつ第１の駆動
    手段により回転駆動される研磨テーブルの基板保持部の
    外周部分に複数の回転翼体を等間隔に固設し、少なくと
    も被研磨基板の被研磨面および研磨パッドの研磨面を研
    磨液中に浸して、前記回転翼体の回転移動により、前記
    被研磨基板の被研磨面と前記研磨パッドの研磨面の間に
    研磨液を周期的に周囲から取り込むようにしたことを特
    徴とする基板の精密研磨装置。
  8. 【請求項８】 被研磨基板を保持する基板保持部を備え
    かつ第１の駆動手段により回転駆動される研磨テーブル
    と、研磨面が前記被研磨基板と対向するように研磨パッ
    ドを着脱自在に取り付けられかつ第２の駆動手段により
    回転駆動される研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドを軸方向
    に上下移動させる上下移動手段および前記研磨パッドの
    研磨面を前記被研磨基板に押し付けるための加圧手段と
    を有し、前記研磨ヘッドに取り付けられた研磨パッドを
    被研磨基板の被研磨面に所定の加工圧を与えた状態で当
    接させ、研磨パッドおよび被研磨基板の当接面に研磨液
    を供給して研磨を行なう精密研磨装置において、 前記研磨テーブルの基板保持部の外周部分に複数の回転
    翼体を等間隔に固設し、少なくとも被研磨基板の被研磨
    面および研磨パッドの研磨面を研磨液中に浸して、前記
    回転翼体の回転移動により、前記被研磨基板の被研磨面
    と研磨パッドの研磨面の間に研磨液を周期的に周囲から
    取り込むようにしたことを特徴とする基板の精密研磨装
    置。
  9. 【請求項９】 複数の回転翼体が研磨パッドの有効研磨
    領域外に配置されて固定されていることを特徴とする請
    求項７または８記載の基板の精密研磨装置。
  10. 【請求項１０】 被研磨基板を保持する研磨テーブルお
    よび研磨パッドを取り付ける研磨ヘッドの回転数を所定
    の周期あるいは所定のタイミングをもって変化させて研
    磨することを特徴とする請求項７ないし９のいずれか１
    項記載の基板の精密研磨装置。
  11. 【請求項１１】 研磨パッドを取り付ける研磨ヘッドと
    被研磨基板を保持する研磨テーブルとの加工圧を所定の
    周期あるいは所定のタイミングをもって変化させて研磨
    することを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか１
    項記載の基板の精密研磨装置。
  12. 【請求項１２】 研磨パッドを取り付ける研磨ヘッドを
    研磨過程において所定の周期あるいは所定のタイミング
    をもって上下移動させて研磨することを特徴とする請求
    項７ないし１０のいずれか１項記載の基板の精密研磨装
    置。
  13. 【請求項１３】 研磨パッドを着脱自在に保持する研磨
    ヘッドの中心部付近に連通する研磨液の吸引手段を有
    し、研磨パッドの研磨面と被研磨基板の被研磨面の間に
    取り込まれた研磨液を研磨パッドの中心部付近から吸引
    排出するようにしたことを特徴とする請求項７ないし１
    ２のいずれか１項記載の基板の精密研磨装置。
  14. 【請求項１４】 研磨パッドを取り付ける研磨ヘッドの
    中心部付近から吸引した研磨液をフィルタリングしそし
    てその成分を調整する手段、および研磨液を循環させる
    手段をさらに有することを特徴とする請求項１３記載の
    基板の精密研磨装置。
  15. 【請求項１５】 研磨ヘッドに取り付けられた研磨パッ
    ドを被研磨基板の被研磨面に所定の加工圧を与えた状態
    で当接させ、研磨パッドおよび被研磨基板の被研磨面の
    当接面に研磨液を供給して研磨を行なう精密研磨方法に
    おいて、 少なくとも被研磨基板の被研磨面および研磨パッドの研
    磨面を研磨液中に浸して、被研磨基板を保持する研磨テ
    ーブルの外周部分に等間隔に配設した複数の角度可変の
    回転翼体により、被研磨基板の被研磨面と研磨パッドの
    研磨面の間に研磨液を周期的に周囲から取り込むように
    したことを特徴とする基板の精密研磨方法。
  16. 【請求項１６】 複数の角度可変の回転翼体の設定角度
    を所定の周期あるいは所定のタイミングをもって変化さ
    せて研磨することを特徴とする請求項１５記載の基板の
    精密研磨方法。
  17. 【請求項１７】 研磨パッドを取り付ける研磨ヘッドと
    被研磨基板を保持する研磨テーブルとの加工圧を、回転
    翼体の設定角度を変化させる所定の周期あるいは所定の
    タイミングに同期させて、変化させ研磨することを特徴
    とする請求項１６記載の基板の精密研磨方法。
  18. 【請求項１８】 研磨パッドを取り付ける研磨ヘッド
    を、回転翼体の設定角度を変化させる所定の周期あるい
    は所定のタイミングに同期させて、上下移動させて研磨
    することを特徴とする請求項１６記載の基板の精密研磨
    方法。
  19. 【請求項１９】 研磨液の吸引手段を研磨パッドの中心
    部付近に連通させ、研磨パッドの研磨面と被研磨基板の
    被研磨面の間に取り込まれた研磨液を研磨パッドの中心
    部付近から吸引排出するようにしたことを特徴とする請
    求項１５ないし１８のいずれか１項記載の基板の精密研
    磨方法。
  20. 【請求項２０】 研磨パッドを取り付ける研磨ヘッドの
    中心部付近から吸引した研磨液をフィルタリングしそし
    てその成分を調整して、研磨液を循環させるようにした
    ことを特徴とする請求項１９記載の基板の精密研磨方
    法。
  21. 【請求項２１】 研磨ヘッドに取り付けられた研磨パッ
    ドを被研磨基板の被研磨面に所定の加工圧を与えた状態
    で当接させ、研磨パッドおよび被研磨基板の被研磨面の
    当接面に研磨液を供給して研磨を行なう精密研磨装置に
    おいて、被研磨基板を保持する基板保持部を備えかつ第
    １の駆動手段により回転駆動される研磨テーブルの基板
    保持部の外周部分に複数の角度可変の回転翼体を等間隔
    に配設し、少なくとも被研磨基板の被研磨面および研磨
    パッドの研磨面を研磨液中に浸して、前記角度可変の回
    転翼体の回転移動により、前記被研磨基板の被研磨面と
    前記研磨パッドの研磨面の間に研磨液を周期的に周囲か
    ら取り込むようにしたことを特徴とする基板の精密研磨
    装置。
  22. 【請求項２２】 被研磨基板を保持する基板保持部を備
    えかつ第１の駆動手段により回転駆動される研磨テーブ
    ルと、研磨面が前記被研磨基板と対向するように研磨パ
    ッドを着脱自在に取り付けかつ第２の駆動手段により回
    転駆動される研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドを軸方向に
    上下移動させる上下移動手段および前記研磨パッドの研
    磨面を前記被研磨基板に押し付けるための加圧手段とを
    有し、前記研磨ヘッドに取り付けられた研磨パッドを被
    研磨基板の被研磨面に所定の加工圧を与えた状態で当接
    させ、研磨パッドおよび被研磨基板の当接面に研磨液を
    供給して研磨を行なう精密研磨装置において、 前記研磨テーブルの基板保持部の外周部分に複数の角度
    可変の回転翼体を等間隔に配設し、少なくとも被研磨基
    板の被研磨面および研磨パッドの研磨面を研磨液中に浸
    して、前記角度可変の回転翼体の回転移動により、前記
    被研磨基板の被研磨面と研磨パッドの研磨面の間に研磨
    液を周期的に周囲から取り込むようにしたことを特徴と
    する基板の精密研磨装置。
  23. 【請求項２３】 複数の角度可変の回転翼体が研磨パッ
    ドの有効研磨領域外に配置されていることを特徴とする
    請求項２１または２２記載の基板の精密研磨装置。
  24. 【請求項２４】 複数の角度可変の回転翼体の設定角度
    を所定の周期あるいは所定のタイミングをもって変化さ
    せて研磨することを特徴とする請求項２１ないし２２の
    いずれか１項記載の基板の精密研磨装置。
  25. 【請求項２５】 研磨パッドを取り付ける研磨ヘッドと
    被研磨基板を保持する研磨テーブルとの加工圧を、回転
    翼体の設定角度を変化させる所定の周期あるいは所定の
    タイミングに同期させて、変化させ研磨することを特徴
    とする請求項２４記載の基板の精密研磨装置。
  26. 【請求項２６】 研磨パッドを取り付ける研磨ヘッド
    を、回転翼体の設定角度を変化させる所定の周期あるい
    は所定のタイミングに同期させて、上下移動させて研磨
    することを特徴とする請求項２４記載の基板の精密研磨
    装置。
  27. 【請求項２７】 研磨パッドを着脱自在に保持する研磨
    ヘッドの中心部付近に連通する研磨液の吸引手段を有
    し、研磨パッドの研磨面と被研磨基板の被研磨面の間に
    取り込まれた研磨液を研磨パッドの中心部付近から吸引
    排出するようにしたことを特徴とする請求項２１ないし
    ２６のいずれか１項記載の基板の精密研磨装置。
  28. 【請求項２８】 研磨パッドを取り付ける研磨ヘッドの
    中心部付近から吸引した研磨液をフィルタリングしそし
    てその成分を調整する手段、および研磨液を循環させる
    手段をさらに有することを特徴とする請求項２７記載の
    基板の精密研磨装置。
  29. 【請求項２９】 研磨パッドと被研磨基板との間に研磨
    液を供給しながら前記被研磨基板を研磨する基板の精密
    研磨方法において、 前記被研磨基板を保持するための基板保持部の外周部分
    に複数の回転翼体を配置した研磨テーブルを前記研磨液
    中で自転させる工程と、 前記研磨パッドを着脱自在に保持する研磨ヘッドないし
    前記研磨テーブルの少なくともいずれか一方を上下方向
    に移動させる工程とを有し、 前記被研磨基板と前記研磨パッドとの間に前記研磨液を
    周囲から取り込みながら前記被研磨基板を研磨すること
    を特徴とする基板の精密研磨方法。
  30. 【請求項３０】 前記回転翼体は、前記基板保持部の外
    周部分に固設されていることを特徴とする請求項２９記
    載の基板の精密研磨方法。
  31. 【請求項３１】 前記回転翼体は、前記基板保持部の外
    周部分に角度可変に設置されていることを特徴とする請
    求項２９記載の基板の精密研磨方法。
  32. 【請求項３２】 前記研磨液は、研磨砥粒を含まない薬
    液であることを特徴とする請求項１ないし３１のいずれ
    か１項記載の基板の精密研磨方法。
  33. 【請求項３３】 被研磨基板を着脱自在に保持する研磨
    テーブルと、研磨パッドを着脱自在に保持する研磨ヘッ
    ドとを有し、前記研磨パッドと前記被研磨基板との間に
    研磨液を供給しながら前記被研磨基板を研磨する基板の
    精密研磨装置において、 前記研磨テーブルを自転させる自転手段と、 前記研磨テーブルの基板保持部の外周部分に設けられた
    複数の回転翼体と、 前記研磨液を収容しかつ前記研磨液中に前記複数の回転
    翼体を浸すことができる容器と、 前記研磨ヘッドないし前記研磨テーブルの少なくともい
    ずれか一方を上下方向に移動させる上下移動手段とを有
    することを特徴とする基板の精密研磨装置。
  34. 【請求項３４】 前記研磨テーブルが自転することで前
    記複数の回転翼体が前記研磨液を周囲から前記被研磨基
    板と前記研磨ヘッドとの間に取り込むことを特徴とする
    請求項３３記載の基板の精密研磨装置。
  35. 【請求項３５】 前記回転翼体は、前記基板保持部の外
    周部分に固設されていることを特徴とする請求項３３ま
    たは３４記載の基板の精密研磨装置。
  36. 【請求項３６】 前記回転翼体は、前記基板保持部の外
    周部分に角度可変に設置されていることを特徴とする請
    求項３３または３４記載の基板の精密研磨装置。
  37. 【請求項３７】 研磨パッドと被研磨基板との間に研磨
    液を供給しながら前記被研磨基板を研磨する基板の精密
    研磨方法において、 前記研磨パッドないし前記被研磨基板のいずれか一方を
    着脱可能に保持する保持手段を自転させる工程と、 前記保持手段が自転することで前記保持手段の外周部分
    に複数設けられた回転翼体が容器に収容された前記研磨
    液を前記研磨パッドと前記被研磨基板の間に取り込む工
    程とを有し、 前記被研磨基板を研磨することを特徴とする基板の精密
    研磨方法。
  38. 【請求項３８】 研磨ヘッドと、被研磨基板を保持する
    ための保持手段とを有し、前記研磨ヘッドと前記保持手
    段との間に研磨液を供給して前記被研磨基板を研磨する
    基板の精密研磨装置において、 研磨液を収容する容器と、 前記研磨ヘッドないし前記保持手段のうち少なくともい
    ずれか一方に設けられた複数の回転翼体と、 前記回転翼体を有する前記研磨ヘッドないし前記保持手
    段のうち少なくともいずれか一方を自転させるための自
    転駆動手段とを有し、 前記回転翼体を前記容器に収容される前記研磨液に浸す
    ことができるように前記研磨ヘッドないし前記保持手段
    のうち少なくともいずれか一方が配置されていることを
    特徴とする基板の精密研磨装置。
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