JP2000288908A - Device and method for polishing - Google Patents

Device and method for polishing

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JP2000288908A
JP2000288908A JP9895399A JP9895399A JP2000288908A JP 2000288908 A JP2000288908 A JP 2000288908A JP 9895399 A JP9895399 A JP 9895399A JP 9895399 A JP9895399 A JP 9895399A JP 2000288908 A JP2000288908 A JP 2000288908A
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Japan
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pad
polishing
polishing head
polished
pad surface
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JP9895399A
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Japanese (ja)
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Takaaki Kozuki
貴晶 上月
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Sony Corp
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and a method for polishing, capable of preventing the damage to the polished surface of an article to be polished caused by falling abrasive grains. SOLUTION: A polishing device is provided with a pad 32 fixed to the upper surface of a surface plate 30 rotary-driven around an axis, a polishing head 36 disposed above the pad 32 in a position eccentric from the axis of the surface plate 30 and holding an article 12 to be polished by an abrasive material 16 with a pad surface 32a on the lower surface side, a polishing head rotating lifting means 46 for rotating/lifting the polishing head 36 to press the article 12 to be polished to the pad surface 32a, and a pad surface smoothing means 50 made eccentric from the axis of the surface plate 30, disposed above the pad surface 32a in a position different from the polishing head 36, and capable of smoothing the roughness of the pad surface 32a using very super-acoustic wave vibration in a non-contact state.

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、各種被研磨物、例
えば、半導体ウェーハやLCD(液晶)用ガラス板等の
薄板状被研磨物の被研磨面を研磨するために用いる研磨
装置及び研磨方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing apparatus and a polishing method for polishing a surface to be polished of various objects to be polished, for example, a thin plate-like object to be polished such as a semiconductor wafer or a glass plate for an LCD (liquid crystal). It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】上記研磨用に供される従来の研磨装置と
しては、例えば、図7に示すようなものがある。同図に
示すように、定盤回転機構(図示せず)によって軸線C
1の周りに回転される定盤72上には、後述する被研磨
物78の研磨面(図中下面)を研磨剤88を介して研磨
するパッド74が、両面テープ等を用いて固定されてい
る。パッド74の上方であってその軸線C1から偏心し
た位置には、下側に吸着性と緩衝性を有する吸着フィル
ム76を介して半導体ウェーハ等の被研磨物78を取り
付けた、研磨ヘッド80が配設されている。
2. Description of the Related Art As a conventional polishing apparatus provided for the above polishing, for example, there is one as shown in FIG. As shown in the figure, an axis C is rotated by a platen rotating mechanism (not shown).
A pad 74 for polishing a polished surface (a lower surface in the figure) of an object to be polished 78 described later via an abrasive 88 is fixed on a surface plate 72 rotated around the surface 1 using a double-sided tape or the like. I have. Above the pad 74 and at a position eccentric from the axis C1, a polishing head 80 having an object to be polished 78 such as a semiconductor wafer attached via a suction film 76 having suction and cushioning properties is disposed below. Has been established.

【0003】研磨ヘッド80は、パッド74のパッド面
74aに対して直角をなす軸線C2の周りに回転できる
と共に、軸線C2に沿って昇降可能な研磨ヘッド取付軸
84の下端部に固着されている。一方、研磨ヘッド取付
軸84の上端部は第1の回転昇降機構86に回転、昇降
を駆動されるようにして連結されている。
The polishing head 80 is rotatable about an axis C2 perpendicular to the pad surface 74a of the pad 74, and is fixed to the lower end of a polishing head mounting shaft 84 that can move up and down along the axis C2. . On the other hand, the upper end of the polishing head mounting shaft 84 is connected to a first rotary elevating mechanism 86 so as to rotate and drive up and down.

【0004】また、図7に示すように、パッド74の上
方には、パッド74のパッド面74aにスラリー状(微
細な固体を混合した液状)の研磨剤88を供給するため
の研磨剤供給ホース90が配設されている。この研磨剤
供給ホース90の先端開口部はパッド面74aと対向状
態に配置されると共に、その基端部は図示しない研磨剤
供給ユニットの研磨剤供給部に連通するように連結され
ている。
As shown in FIG. 7, an abrasive supply hose for supplying an abrasive 88 in a slurry state (liquid mixture of fine solids) to a pad surface 74a of the pad 74 is provided above the pad 74. 90 are provided. The tip end of the abrasive supply hose 90 is arranged so as to face the pad surface 74a, and the base end thereof is connected so as to communicate with an abrasive supply part of an abrasive supply unit (not shown).

【0005】さらに、パッド74の上方であって、軸線
C1の周りに研磨ヘッド80の軸線C2から所定円周角
度だけ離隔した個所には、研磨により荒れたパッド面7
4aを均すためのパッドコンディショナー92が配設さ
れている。このパッドコンディショナー92も、研磨ヘ
ッド80と同様に、パッド74のパッド面74aに対し
て直角をなす軸線C3の周りに回転できると共に、この
軸線C3に沿って昇降可能なパッドコンディショナー取
付軸96の下端部に固着されている。一方、パッドコン
ディショナー取付軸96の上端部は第2の回転昇降機構
98に回転、昇降を駆動されるようにして連結されてい
る。
Further, above the pad 74 and at a position separated by a predetermined circumferential angle from the axis C2 of the polishing head 80 around the axis C1, a pad surface 7 roughened by polishing is provided.
A pad conditioner 92 for leveling 4a is provided. Like the polishing head 80, the pad conditioner 92 can rotate around an axis C3 perpendicular to the pad surface 74a of the pad 74, and can move up and down along the axis C3 at the lower end of a pad conditioner mounting shaft 96. It is fixed to the part. On the other hand, the upper end of the pad conditioner mounting shaft 96 is connected to the second rotary elevating mechanism 98 so as to rotate and drive up and down.

【0006】また、図7に示す研磨装置において、研磨
ヘッド80の円周部には、被研磨物78が研磨ヘッド8
0の下側から離脱して飛び出さないように、リテーナリ
ング100が取り付けられている。また、パッドコンデ
ィショナー92は、図8及び図9に示すように、円板か
らなるステンレス鋼製の基板102の下側に、環状のダ
イヤモンドドレッサー104を取り付けることによって
構成されている。そしてこのダイヤモンドドレッサー1
04は、環状の台金106と、その下面に蒸着したダイ
ヤモンド砥粒108から構成されている。
In the polishing apparatus shown in FIG. 7, an object 78 to be polished is
The retainer ring 100 is attached so that the retainer ring 100 does not come off from the lower side of the zero. As shown in FIGS. 8 and 9, the pad conditioner 92 is configured by attaching an annular diamond dresser 104 to the lower side of a disk-shaped stainless steel substrate 102. And this diamond dresser 1
Reference numeral 04 denotes an annular base metal 106 and diamond abrasive grains 108 deposited on the lower surface thereof.

【0007】上記した構成の従来の研磨装置によって、
研磨時には、定盤回転機構と第1の回転昇降機構86を
作動させて、定盤72と研磨ヘッド80の回転を駆動し
ながら研磨ヘッド80を下降させる。そして、被研磨物
78をパッド74のパッド面74aに当接させた後、さ
らに被研磨物78を加圧することによってその被研磨物
78の研磨を行う。この研磨時において、スラリー状の
研磨剤88を研磨剤供給ホース90よりパッド面74a
上に供給する。
With the conventional polishing apparatus having the above-described configuration,
At the time of polishing, the platen rotating mechanism and the first rotary elevating mechanism 86 are operated to lower the polishing head 80 while driving the rotation of the platen 72 and the polishing head 80. After the object to be polished 78 is brought into contact with the pad surface 74a of the pad 74, the object to be polished 78 is polished by further pressing the object to be polished 78. At the time of this polishing, the slurry-like abrasive 88 is supplied from the abrasive supply hose 90 to the pad surface 74a.
Supply on top.

【0008】そして、上記した研磨作業を繰り返し行
い、パッド74のパッド面74aが荒れて研磨機能が低
下してきた場合には、上記した研磨ヘッド80による研
磨時、又は、非研磨時に、定盤回転機構と第2の回転昇
降機構98を作動させて、定盤72とパッドコンディシ
ョナー92の回転を駆動しながらパッドコンディショナ
ー92を下降させる。そして、パッドコンディショナー
92をパッド74のパッド面74aに当接させた後、さ
らに加圧することによってパッド74の荒れたパッド面
74aをダイヤモンド砥粒108により均す、コンディ
ショニング(ドレッシング)を行うようになっている。
When the polishing operation is repeated, and the pad surface 74a of the pad 74 is roughened and the polishing function is deteriorated, the platen is rotated at the time of polishing by the polishing head 80 or at the time of non-polishing. By operating the mechanism and the second rotary elevating mechanism 98, the pad conditioner 92 is lowered while driving the rotation of the surface plate 72 and the pad conditioner 92. Then, after the pad conditioner 92 is brought into contact with the pad surface 74a of the pad 74, conditioning (dressing) is performed in which the roughened pad surface 74a of the pad 74 is leveled by the diamond abrasive particles 108 by further pressing. ing.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の研磨装置による研磨方法は、以下のような解決
すべき問題点を有していた。
However, the above-described polishing method using the conventional polishing apparatus has the following problems to be solved.

【0010】まず、上記した研磨装置による研磨方法に
おいては、被研磨物78を研磨加工中に、パッド面74
aのコンディショニングを行っているダイヤモンドドレ
ッサー104の台金106から砥粒108が剥がれて脱
落すると、この砥粒108が被研磨物78の研磨面を傷
つけることになり、被研磨物78の研磨加工の歩留りを
低下させることになる。
First, in the polishing method using the polishing apparatus described above, the pad surface 74 is polished while the object 78 is being polished.
When the abrasive particles 108 are peeled off from the base metal 106 of the diamond dresser 104 performing the conditioning a, the abrasive particles 108 damage the polished surface of the polished object 78, and the polishing process of the polished object 78 The yield will be reduced.

【0011】また、図7に示すように、パッド面74a
に被研磨物78を直接押し当てて研磨することにより被
研磨物78を研磨するが、この時、定盤72の軸線C1
に対する研磨ヘッド取付軸84の軸線C2の平行度の精
度が、研磨加工後の被研磨物78の研磨面内の研磨均一
性(面内均一性)に大きな影響を及ぼす。
As shown in FIG. 7, the pad surface 74a
The object to be polished 78 is polished by directly pressing the object to be polished 78 against the surface, and at this time, the axis C1 of the surface plate 72 is polished.
The precision of the parallelism of the axis C2 of the polishing head mounting shaft 84 with respect to the above has a great influence on the polishing uniformity (in-plane uniformity) in the polished surface of the polished work 78 after polishing.

【0012】例えば、研磨ヘッド取付軸84の軸線C2
と、定盤72の軸線C1間の平行度の精度誤差によっ
て、図10に示すように、研磨ヘッド80の被研磨物7
8の研磨面と、パッド面74aとの間で相対角度θがt
anθ=1/2000程度あると、研磨時に、研磨ヘッ
ド80をパッド74に当接させて加圧した時に、この精
度誤差から被研磨物78の加工面は不均一に加圧されて
いる状態となる。そして、この状態で被研磨物78の研
磨を行うと、被研磨物加工面で強く加圧されているとこ
ろは研磨量が多くなり、加圧の弱いところは加工量が少
なくなり、その結果、被研磨物78の研磨状態の面内均
一性が悪くなる。
For example, the axis C2 of the polishing head mounting shaft 84
And the accuracy error of the parallelism between the axes C1 of the platen 72, as shown in FIG.
8 and the pad surface 74a have a relative angle θ of t
When anθ is about 1/2000, when the polishing head 80 is brought into contact with the pad 74 and pressurized during polishing, the processing surface of the workpiece 78 is unevenly pressurized due to this accuracy error. Become. Then, when the object to be polished 78 is polished in this state, the amount of polishing increases when the surface of the object to be polished is strongly pressed, and the amount of processing decreases when the pressure is weak. As a result, The in-plane uniformity of the polished state of the polished object 78 deteriorates.

【0013】また、図10に示す状態にあるにもかかわ
らず、研磨ヘッド80側の被研磨物78の研磨状態の面
内均一性を良好にしようとすると、研磨ヘッド取付軸8
4とパッド74側の定盤72を高速回転させて研磨する
ことができず、低速回転で被加工面を研磨せざるを得な
いので、研磨時間が長くなり、加工能率が悪くなる。
Further, in order to improve the in-plane uniformity of the polished state of the object 78 to be polished on the side of the polishing head 80 despite the state shown in FIG.
Since the polishing plate cannot be polished by rotating the surface plate 4 on the side of the pad 4 and the pad 74 at high speed, and the surface to be processed must be polished at low speed rotation, the polishing time becomes longer and the processing efficiency becomes worse.

【0014】さらに、被研磨物78の研磨状態の面内均
一性が悪いため、頻繁にパッド74を交換しなければな
らず、部品コストが高くなり、パッド74の交換にかか
る時間や労力も増大することになる。
Further, since the in-plane uniformity of the polished state of the polished object 78 is poor, the pad 74 must be replaced frequently, which increases the cost of parts and increases the time and labor required for replacing the pad 74. Will do.

【0015】そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、脱
落した砥粒により被研磨物の研磨面を傷つけることを防
止することができ、または/及び、被研磨物の研磨状態
の面内均一性を向上させ、かつ加工能率の向上を図るこ
とができる研磨装置及び研磨方法を提供することを課題
とするものである。
In view of the above problems, the present invention can prevent the polished surface of the object to be polished from being damaged by the dropped abrasive grains, and / or prevent the polished state of the object to be polished in-plane from being uniform. It is an object of the present invention to provide a polishing apparatus and a polishing method capable of improving workability and improving processing efficiency.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明による研磨装置及び研磨方法は、次のよ
うな構成としたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, a polishing apparatus and a polishing method according to the present invention have the following configurations.

【0017】(1) 軸線周りに回転駆動される定盤の
上面に固着されパッド面を有するパッドと、定盤の回転
軸線から偏心した位置でパッドの上方に配置され下面側
にパッド面との間に研磨剤を介して研磨される被研磨物
を保持する研磨ヘッドと、研磨ヘッドを回転・昇降して
被研磨物をパッド面に押し当てる研磨ヘッド回転昇降手
段と、定盤の回転軸線から偏心しかつ研磨ヘッドと別の
位置でパッド面上に配置され、非接触状態で超々音波振
動を用いてパッド面の荒れを均すことができるパッド面
均し手段とを備えたことを構成とした研磨装置。
(1) A pad fixed to an upper surface of a surface plate which is driven to rotate around an axis and having a pad surface, and a pad arranged above the pad at a position eccentric from the rotation axis of the surface plate and having a pad surface on a lower surface side. A polishing head for holding an object to be polished via an abrasive in between, a polishing head rotating / lowering means for rotating / elevating the polishing head and pressing the object to be polished against a pad surface, and a rotating axis of the platen. Eccentric and arranged on a pad surface at a position different from the polishing head, and a pad surface leveling means capable of leveling the roughness of the pad surface by using ultrasonic vibration in a non-contact state. Polishing equipment.

【0018】(2) 軸線周りに回転駆動される定盤の
上面に固着されパッド面を有するパッドと、定盤の回転
軸線から偏心した位置でパッドの上方に配置され下面側
にパッド面との間に研磨剤を介して研磨される被研磨物
を保持する研磨ヘッドと、研磨ヘッドを回転・昇降して
被研磨物をパッド面に押し当てる研磨ヘッド回転昇降手
段と、被研磨物の研磨面とパッド面との平行度を調整可
能な平行度調整手段と、定盤の回転軸線から偏心しかつ
研磨ヘッドと別の位置でパッド面上に配置されパッド面
の荒れを均すことができるパッド面均し手段とを備えた
ことを構成とした研磨装置。
(2) A pad fixed to an upper surface of a surface plate that is driven to rotate about an axis and having a pad surface, and a pad disposed above the pad at a position eccentric from the rotation axis of the surface plate and having a pad surface on a lower surface side. A polishing head for holding an object to be polished through an abrasive in between, a polishing head rotating and lowering means for rotating and raising and lowering the polishing head to press the object to be polished against a pad surface, and a polishing surface of the object to be polished Parallelism adjusting means capable of adjusting the parallelism between the polishing pad and the pad surface, and a pad eccentric from the rotation axis of the surface plate and arranged on the pad surface at a position different from the polishing head and capable of leveling the roughness of the pad surface A polishing apparatus comprising a leveling means.

【0019】(3) 軸線周りに回転駆動される定盤の
上面に固着されパッド面を有するパッドと、定盤の回転
軸線から偏心した位置でパッドの上方に配置され下面側
にパッド面との間に研磨剤を介して研磨される被研磨物
を保持する研磨ヘッドと、研磨ヘッドを回転・昇降して
被研磨物をパッド面に押し当てる研磨ヘッド回転昇降手
段と、被研磨物の研磨面とパッド面との平行度を調整可
能な平行度調整手段と、定盤の回転軸線から偏心しかつ
研磨ヘッドと別の位置でパッド面上に配置され、非接触
状態で超々音波振動を用いてパッド面の荒れを均すこと
ができるパッド面均し手段とを備えたことを構成とした
研磨装置。
(3) A pad fixed to an upper surface of a surface plate that is driven to rotate around an axis and having a pad surface, and a pad that is disposed above the pad at a position eccentric from the rotation axis of the surface plate and that is closer to the lower surface. A polishing head for holding an object to be polished through an abrasive in between, a polishing head rotating and lowering means for rotating and raising and lowering the polishing head to press the object to be polished against a pad surface, and a polishing surface of the object to be polished And a parallelism adjusting means capable of adjusting the parallelism between the pad surface and the pad surface, eccentric from the rotation axis of the surface plate and arranged on the pad surface at a position different from the polishing head, using ultrasonic vibration in a non-contact state A polishing apparatus comprising: a pad surface leveling means capable of leveling the roughness of a pad surface.

【0020】(4) 軸線周りに回転駆動される定盤の
上面に固着されパッド面を有するパッドと、定盤の回転
軸線から偏心した位置でパッドの上方に配置され下面側
にパッド面との間に研磨剤を介して研磨される被研磨物
を保持する研磨ヘッドと、研磨ヘッドを回転・昇降して
被研磨物をパッド面に押し当てる研磨ヘッド回転昇降手
段と、被研磨物の研磨面とパッド面との平行度を調整可
能な平行度調整手段と、定盤の回転軸線から偏心しかつ
研磨ヘッドと別の位置でパッド面上に配置され、非接触
状態で超々音波振動を用いてパッド面の荒れを均すこと
ができるパッド面均し手段とを備えた研磨装置を用い
て、平行度調整手段により被研磨物の研磨面とパッドの
パッド面とを平行に調整し、研磨ヘッド回転昇降手段に
より研磨ヘッドに保持された被研磨物の研磨面を回転す
るパッド面に研磨剤を介して押圧して研磨し、研磨の最
中又は研磨の前後にパッド面の荒れをパッド面均し手段
により非接触状態で超々音波振動を用いて均すようにし
たことを特徴とする研磨方法。
(4) A pad fixed to an upper surface of a surface plate which is driven to rotate around an axis and having a pad surface, and a pad surface disposed above the pad at a position eccentric from the rotation axis of the surface plate and having a pad surface on a lower surface side. A polishing head for holding an object to be polished through an abrasive in between, a polishing head rotating and lowering means for rotating and raising and lowering the polishing head to press the object to be polished against a pad surface, and a polishing surface of the object to be polished And a parallelism adjusting means capable of adjusting the parallelism between the pad surface and the pad surface, eccentric from the rotation axis of the surface plate and arranged on the pad surface at a position different from the polishing head, using ultrasonic vibration in a non-contact state Using a polishing apparatus provided with a pad surface leveling means capable of leveling the roughness of the pad surface, the polishing surface of the object to be polished and the pad surface of the pad are adjusted in parallel by the parallelism adjusting means, and the polishing head is adjusted. Retained on the polishing head by means of rotary elevating The polished surface of the polished object is pressed against the rotating pad surface via an abrasive to polish, and during or before and after polishing, the roughness of the pad surface is super-thin in a non-contact state by the pad surface leveling means. A polishing method characterized in that the polishing is performed using sonic vibration.

【0021】上記(1)のような構成の研磨装置によれ
ば、パッド面均し手段により非接触状態で超々音波振動
を用いてパッド面の荒れを均すことができるので、従来
のように脱落した砥粒により被研磨物の研磨面を傷つけ
ることを防止することができる。
According to the polishing apparatus having the above-mentioned configuration (1), the pad surface can be leveled by using the ultrasonic vibration in a non-contact state by the pad surface leveling means. Damage to the polished surface of the object to be polished by the dropped abrasive grains can be prevented.

【0022】また、上記(2)のような構成の研磨装置
によれば、平行度調整手段により被研磨物の研磨面とパ
ッド面との平行度を調整することができるので、被研磨
物の研磨状態の面内均一性を向上させ、かつ加工能率の
向上を図ることができる。
Further, according to the polishing apparatus having the above configuration (2), the parallelism between the polished surface and the pad surface of the workpiece can be adjusted by the parallelism adjusting means. The in-plane uniformity of the polished state can be improved, and the processing efficiency can be improved.

【0023】また、上記(3)のような構成の研磨装
置、及び上記(4)のような特徴を有する研磨方法によ
れば、パッド面均し手段により非接触状態で超々音波振
動を用いてパッド面の荒れを均すことができるので、従
来のように脱落した砥粒により被研磨物の研磨面を傷つ
けることを防止することができると共に、平行度調整手
段により被研磨物の研磨面とパッド面との平行度を調整
することができるので、被研磨物の研磨状態の面内均一
性を向上させ、かつ加工能率の向上を図ることができ
る。
Further, according to the polishing apparatus having the structure as described in the above item (3) and the polishing method having the characteristics as described in the above item (4), the pad surface leveling means uses ultrasonic vibration in a non-contact state. Since the roughness of the pad surface can be leveled, it is possible to prevent the polished surface of the polished object from being damaged by the abrasive particles that have fallen off as in the conventional case, and to adjust the polished surface of the polished object by the parallelism adjusting means. Since the parallelism with the pad surface can be adjusted, the in-plane uniformity of the polished state of the object to be polished can be improved, and the processing efficiency can be improved.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて具体的に説明する。図1ないし図6
は、本発明による研磨装置及び研磨方法の第1の実施の
形態について説明するために参照する図である。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. 1 to 6
FIG. 1 is a diagram referred to for describing a polishing apparatus and a polishing method according to a first embodiment of the present invention.

【0025】まず、図1を参照して、本発明の第1の実
施の形態に係る研磨装置10の全体構成について説明す
る。なお、同図は研磨装置10の平面図である。図示す
るように、本実施の形態に係る研磨装置10は、実際に
研磨される被研磨物としての半導体ウェーハ12(図2
参照)の研磨を行う研磨ユニット14と、研磨ユニット
14で研磨時に使用するスラリー状(微細な固体を混合
した液状)の研磨剤16(図2参照)を供給する研磨剤
供給ユニット18と、半導体ウェーハ12の研磨後に半
導体ウェーハ12を洗浄して乾燥する洗浄ユニット20
と、洗浄ユニット20で使用するHFやNH3 等の洗浄
薬液を供給する薬液供給ユニット22と、半導体ウェー
ハ12をカセット24Aから研磨ユニット14へ、また
研磨ユニット14からカセット24Bへ搬送する搬送ユ
ニット26とから構成される。
First, the overall configuration of a polishing apparatus 10 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a plan view of the polishing apparatus 10. As shown in the figure, a polishing apparatus 10 according to the present embodiment includes a semiconductor wafer 12 (see FIG.
A polishing unit 14 for performing polishing (see FIG. 2); a polishing agent supply unit 18 for supplying a slurry 16 (see FIG. 2) in the form of a slurry (liquid mixture of fine solids) used for polishing in the polishing unit 14; Cleaning unit 20 for cleaning and drying semiconductor wafer 12 after polishing of wafer 12
A chemical supply unit 22 for supplying a cleaning chemical such as HF or NH3 used in the cleaning unit 20, a transport unit 26 for transporting the semiconductor wafer 12 from the cassette 24A to the polishing unit 14, and a transport from the polishing unit 14 to the cassette 24B. Consists of

【0026】次に上記した構成を有する研磨装置10に
おける研磨ユニット14の構成について、図2を参照し
て詳細に説明する。図示するように、定盤回転機構の駆
動軸29によって軸線C1の周りに回転される定盤30
上には、半導体ウェーハ12の研磨面(図中下面)を研
磨剤16と協働して研磨するパッド面32aを有するパ
ッド32が、両面テープ等を用いて固定されている。
Next, the configuration of the polishing unit 14 in the polishing apparatus 10 having the above configuration will be described in detail with reference to FIG. As shown, the platen 30 is rotated around an axis C1 by a drive shaft 29 of the platen rotating mechanism.
A pad 32 having a pad surface 32a for polishing the polished surface (lower surface in the figure) of the semiconductor wafer 12 in cooperation with the abrasive 16 is fixed on the upper side using a double-sided tape or the like.

【0027】パッド32の上方であってその軸線C1か
ら偏心した位置には、下側に吸着性と緩衝性を有する吸
着フィルム34を介して半導体ウェーハ12を取り付け
た、研磨ヘッド36が配設されている。研磨ヘッド36
の円周部には、半導体ウェーハ12が研磨ヘッド36の
下側から離脱して飛び出さないように、リテーナリング
37が包囲するように取り付けられている。
Above the pad 32 and eccentric from the axis C1, there is provided a polishing head 36 to which the semiconductor wafer 12 is attached below via a suction film 34 having suction and cushioning properties. ing. Polishing head 36
A retainer ring 37 is attached so as to surround the semiconductor wafer 12 so that the semiconductor wafer 12 does not come off from the lower side of the polishing head 36 and jump out.

【0028】研磨ヘッド36は、パッド32のパッド面
32aに対して直角をなす軸線C2の周りに回転できる
と共に、この軸線C2に沿って昇降可能な研磨ヘッド取
付軸44の下端部に固着されている。一方、研磨ヘッド
取付軸44の上端部は、研磨ヘッド回転昇降機構46
(研磨ヘッド回転昇降手段)に回転、昇降を駆動される
ようにして連結されており、この研磨ヘッド回転昇降機
構46は、床面47上に立設した研磨ヘッド旋回ユニッ
ト49の上部からパッド32の上方に向けて水平に延び
る、研磨ヘッド支持アーム51の先端部に固着されてい
る。
The polishing head 36 is rotatable about an axis C2 perpendicular to the pad surface 32a of the pad 32, and is fixed to the lower end of a polishing head mounting shaft 44 that can move up and down along the axis C2. I have. On the other hand, the upper end of the polishing head mounting shaft 44 is
The polishing head rotation mechanism 46 is connected to a polishing head rotating / elevating means so as to be driven to rotate and elevate. Is fixed to the tip of a polishing head support arm 51 extending horizontally upward.

【0029】また、図2に示すように、パッド32の上
方には、そのパッド面32aにスラリー状の研磨剤16
を供給するための研磨剤供給ホース48が配設されてお
り、この研磨剤供給ホース48の先端開口部はパッド3
2のパッド面32aと対向状態に配置されると共に、そ
の基端部は図1に示すように研磨剤供給ユニット18の
研磨剤供給部に連通するように連結されている。
As shown in FIG. 2, above the pad 32, a slurry-like abrasive 16 is applied to the pad surface 32a.
A polishing agent supply hose 48 for supplying the polishing agent is provided.
2, and the base end thereof is connected to communicate with the abrasive supply unit of the abrasive supply unit 18 as shown in FIG.

【0030】さらに、パッド32の上方であって、軸線
C1の周りに研磨ヘッド36の軸線C2から所定円周角
度だけ離隔した個所には、研磨により荒れて研磨機能が
低下してきたパッド面32aを均すコンディショニング
(ドレッシング)をするためのメガソニック部50(パ
ッド面均し手段)が配設されている。このメガソニック
部50も、研磨ヘッド36と同様に、パッド32のパッ
ド面32aに対して直角をなす軸線C3に沿って昇降可
能なメガソニック部昇降軸54の下端部に固着されてい
る。
Further, at a position above the pad 32 and separated by a predetermined circumferential angle from the axis C2 of the polishing head 36 around the axis C1, a pad surface 32a which has been roughened by polishing and has a reduced polishing function is provided. A megasonic portion 50 (pad surface leveling means) for leveling (dressing) is provided. Like the polishing head 36, the megasonic portion 50 is also fixed to the lower end of a megasonic portion elevating shaft 54 that can move up and down along an axis C3 perpendicular to the pad surface 32a of the pad 32.

【0031】一方、メガソニック部昇降軸54の上端部
は、メガソニック部昇降機構56に昇降を駆動されるよ
うにして連結されており、メガソニック部昇降機構56
は、床面47上に立設したメガソニック部旋回ユニット
58の上部から定盤30の上方に向けて水平に延びる、
メガソニック部支持アーム60の先端部に固着されてい
る。
On the other hand, the upper end of the megasonic unit elevating shaft 54 is connected to the megasonic unit elevating mechanism 56 so as to be driven up and down.
Extends horizontally from the upper part of the megasonic unit turning unit 58 erected on the floor surface 47 toward the upper side of the surface plate 30.
It is fixed to the tip of the megasonic support arm 60.

【0032】図3及び図4に示すように、メガソニック
部50は、メガソニック部昇降軸54に固着されるホル
ダー62と、ホルダ62の下面に2列に互い違いに(千
鳥状に)配列された状態で取り付けられる複数のメガソ
ニック発振器64から構成されている。ここで、メガソ
ニック発振器64は、メガヘルツオーダーの超々音波振
動を発生することができる装置であり、半導体ウェーハ
12を加工中に、この超々音波振動を研磨剤16を介し
てパッド面32aに作用させ、研磨剤16の超々音波振
動により荒れたパッド面32aを均す、コンディショニ
ングを行うことができる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the megasonic portions 50 are arranged in a staggered manner in two rows on the lower surface of the holder 62 fixed to the megasonic portion elevating shaft 54 and the holder 62 in two rows. It is composed of a plurality of megasonic oscillators 64 mounted in an upright state. Here, the megasonic oscillator 64 is a device that can generate megahertz-order ultrasonic vibrations, and causes the ultrasonic vibrations to act on the pad surface 32a via the abrasive 16 during processing of the semiconductor wafer 12. In addition, it is possible to perform conditioning by leveling the pad surface 32a roughened by the ultrasonic vibration of the polishing agent 16.

【0033】メガソニック発振器64からのメガソニッ
ク(超々音波振動)の出力は、パッド32のパッド面3
2aの荒れた状態等に基づいて調整することができる。
また、メガソニック部50においては、メガソニック発
振器64の千鳥状等の配列パターンを変えたり、その数
を増減させることによって、様々な膜種の半導体ウェー
ハの研磨加工が可能となる。
The output of the megasonic (ultrasonic vibration) from the megasonic oscillator 64 is supplied to the pad surface 3 of the pad 32.
The adjustment can be made based on the rough condition of 2a.
In the megasonic unit 50, by changing the arrangement pattern of the megasonic oscillator 64, such as a staggered pattern, or increasing or decreasing the number, the polishing processing of semiconductor wafers of various film types becomes possible.

【0034】また、図2に示すように、メガソニック部
50は直接的にはパッド32のパッド面32aに接触し
ていない。従って、メガソニック部50のメガソニック
発振器64から出力される超々音波振動は、メガソニッ
ク部50とパッド32のパッド面32aとの間に介在す
るスラリー状の研磨剤16を通して、超々音波振動をパ
ッド面32aに作用させることになる。従って、最適な
状態に均されたパッド面32aで研磨することが可能と
なる。
As shown in FIG. 2, the megasonic portion 50 does not directly contact the pad surface 32a of the pad 32. Therefore, the ultrasonic vibration output from the megasonic oscillator 64 of the megasonic unit 50 is transmitted through the slurry-like abrasive 16 interposed between the megasonic unit 50 and the pad surface 32a of the pad 32, and the ultrasonic vibration is applied to the pad. It will act on the surface 32a. Therefore, it is possible to polish the pad surface 32a that has been adjusted to an optimum state.

【0035】また、図2に示すように、本実施の形態で
は、研磨ヘッド36にはパッド32のパッド面32aの
荒れの形状を測定する測定器66が取り付けられてお
り、この測定器66を用いて、研磨前後に、パッド面3
2aの半径方向の荒れの形状を、研磨ヘッド36を旋回
させることにより測定することができる。この測定器6
6による測定により、メガソニック部50の出力や、メ
ガソニック発振器64の配列、或はその数を決定し、最
適の加工条件でパッド面32aの荒れを均すコンディシ
ョニングを行うことができる。
As shown in FIG. 2, in the present embodiment, a measuring device 66 for measuring the roughness of the pad surface 32a of the pad 32 is attached to the polishing head 36. Before and after polishing, pad surface 3
The shape of the radial roughness 2a can be measured by rotating the polishing head 36. This measuring instrument 6
6, the output of the megasonic unit 50 and the arrangement or number of the megasonic oscillators 64 are determined, and conditioning can be performed to equalize the roughness of the pad surface 32a under optimal processing conditions.

【0036】また、この測定器66による測定により、
パッド32のパッド面32aと研磨ヘッド36側の半導
体ウェーハ12の研磨面との平行度をも測定することが
できる。従って、研磨ヘッド36の研磨ヘッド支持アー
ム51の角度を微調整する機能を有した研磨ヘッド旋回
ユニット49(平行度調整手段)により、パッド32の
パッド面32aと研磨ヘッド取付軸44の軸線C2とが
直角にすることにより、パッド32のパッド面32aと
研磨ヘッド36側の半導体ウェーハ12の研磨面との平
行度の誤差を修正するように調整することができる。と
ころで、研磨ヘッド旋回ユニット49による研磨ヘッド
支持アーム51の角度調整範囲は±数度程度にすること
ができる。
The measurement by the measuring device 66 gives
The parallelism between the pad surface 32a of the pad 32 and the polishing surface of the semiconductor wafer 12 on the polishing head 36 side can also be measured. Therefore, the pad surface 32a of the pad 32 and the axis C2 of the polishing head mounting shaft 44 are adjusted by the polishing head turning unit 49 (parallelism adjusting means) having a function of finely adjusting the angle of the polishing head support arm 51 of the polishing head 36. Is perpendicular to the pad surface 32a of the pad 32 and the polished surface of the semiconductor wafer 12 on the polishing head 36 side. Incidentally, the angle adjustment range of the polishing head support arm 51 by the polishing head turning unit 49 can be set to about ± several degrees.

【0037】次に、上記した構成を有する研磨装置10
を用いた半導体ウェーハ12の研磨方法について、以下
に説明する。研磨時には、定盤回転機構と研磨ヘッド回
転昇降機構46を駆動して、研磨ヘッド36と定盤30
を回転させながら研磨ヘッド36を下降させ、そして、
半導体ウェーハ12をパッド32のパッド面32aに当
接させた後、さらに加圧することによって半導体ウェー
ハ12の研磨を行う。この研磨時において、スラリー状
の研磨剤16を研磨剤供給ホース48よりパッド面32
a上に供給する。
Next, the polishing apparatus 10 having the above-described configuration will be described.
A method of polishing the semiconductor wafer 12 using the method will be described below. At the time of polishing, the platen rotating mechanism and the polishing head rotation elevating mechanism 46 are driven so that the polishing head 36 and the platen 30 are rotated.
The polishing head 36 is lowered while rotating, and
After the semiconductor wafer 12 is brought into contact with the pad surface 32a of the pad 32, the semiconductor wafer 12 is polished by further applying pressure. At the time of this polishing, the slurry-like abrasive 16 is supplied from the abrasive supply hose 48 to the pad surface 32.
Supply on a.

【0038】そして、上記したように半導体ウェーハ1
2の研磨作業を繰り返し行い、パッド32のパッド面3
2aが荒れてきた場合には、上記した研磨ヘッド36に
よる研磨時、又は、非研磨時に、定盤回転機構とメガソ
ニック部50を駆動して、メガソニック部50よりメガ
ヘルツオーダの超々音波振動をパッド面32aに非接触
状態で印加することによって、研磨剤16を振動させる
ことによりパッド32のパッド面32aのコンディショ
ニングを行うことができる。
Then, as described above, the semiconductor wafer 1
2 is repeated to obtain the pad surface 3 of the pad 32.
When the surface 2a becomes rough, the platen rotating mechanism and the megasonic unit 50 are driven during polishing by the above-mentioned polishing head 36 or during non-polishing, and the megasonic unit 50 generates ultrasonic vibrations of the order of megahertz from the megasonic unit 50. By applying the non-contact voltage to the pad surface 32a, the polishing agent 16 is vibrated, whereby the pad surface 32a of the pad 32 can be conditioned.

【0039】このような構成の研磨装置14によれば、
研磨ヘッド旋回ユニット49による研磨ヘッド支持アー
ム51の角度調整により半導体ウェーハ12の研磨面と
パッド面32aとを平行に調整し、研磨ヘッド回転昇降
機構46により研磨ヘッド36に保持された半導体ウェ
ーハ12の研磨面を、回転するパッド面32aに研磨剤
16を介して押圧して研磨し、研磨の最中又は前後にパ
ッド面32aの荒れをメガソニック部50により均すコ
ンディショニングを行うことができる。
According to the polishing apparatus 14 having such a configuration,
The polishing surface of the semiconductor wafer 12 and the pad surface 32a are adjusted in parallel by adjusting the angle of the polishing head support arm 51 by the polishing head turning unit 49, and the semiconductor wafer 12 held by the polishing head 36 by the polishing head rotating / lowering mechanism 46. The polishing surface can be polished by pressing the rotating pad surface 32a with the abrasive 16 interposed therebetween, and conditioning can be performed during or before and after polishing so that the roughness of the pad surface 32a is leveled by the megasonic unit 50.

【0040】また、メガソニック部50は非接触状態で
超々音波振動によりパッド面32aの荒れを均すことが
できるので、従来のように脱落した砥粒により半導体ウ
ェーハ12の研磨面を傷つけることを防止することがで
きる。
Further, since the megasonic portion 50 can equalize the roughness of the pad surface 32a by the ultrasonic vibration in the non-contact state, it is possible to prevent the polished surface of the semiconductor wafer 12 from being damaged by the dropped abrasive grains as in the conventional case. Can be prevented.

【0041】また、研磨ヘッド旋回ユニット49は研磨
ヘッド支持アーム51の角度調整を行うことにより、半
導体ウェーハ12の研磨面とパッド面32aとの平行度
を調整可能なので、半導体ウェーハ12をパッド面32
aに均一に加圧し、面内均一性を向上させることができ
る。また、加工面全体に均一に力がかかることから、研
磨ヘッド取付軸44及びパッド32を高速回転させて
も、良好な面内均一性が得られる。
The polishing head turning unit 49 can adjust the degree of parallelism between the polishing surface of the semiconductor wafer 12 and the pad surface 32a by adjusting the angle of the polishing head supporting arm 51.
a can be uniformly pressed to improve in-plane uniformity. In addition, since the force is uniformly applied to the entire processing surface, good in-plane uniformity can be obtained even when the polishing head mounting shaft 44 and the pad 32 are rotated at a high speed.

【0042】したがって、本実施の形態に係る研磨ユニ
ット14は以下のような効果を奏する。 (1)メガソニックを用いて最適なパッドコンディショ
ンを提供し、かつ、パッドのパッド面と被研磨物の研磨
面の平行度の精度を改善し、研磨を行うことにより面内
均一性を向上することができる。 (2)従来のパッドコンディショナーで問題となってい
た砥粒(ダイヤモンド)落下による被研磨物への損傷
(スクラッチ等)が無くなり、歩留りが向上する。 (3)研磨ヘッドの高速回転による研磨が可能となり、
生産性が向上する。 (4)被研磨物の面内均一性を向上し、パッド形状の状
態を処理ごとに把握できるため、パッドの寿命を延長す
ることができ、消耗品コストを削減できる。
Therefore, the polishing unit 14 according to the present embodiment has the following effects. (1) Providing an optimal pad condition by using megasonic, improving the accuracy of the parallelism between the pad surface of the pad and the polishing surface of the object to be polished, and improving the in-plane uniformity by performing polishing. be able to. (2) Damage to the object to be polished (scratch etc.) due to the drop of abrasive grains (diamond), which has been a problem in the conventional pad conditioner, is eliminated, and the yield is improved. (3) Polishing by high-speed rotation of the polishing head becomes possible,
Productivity is improved. (4) Since the in-plane uniformity of the object to be polished is improved and the state of the pad shape can be ascertained for each process, the life of the pad can be extended and the cost of consumables can be reduced.

【0043】次に、図5を参照して、本発明の第2の実
施の形態に係る研磨装置について説明する。図示するよ
うに、この第2の実施の形態に係る研磨装置の研磨ユニ
ット14Aは、研磨ヘッド支持アーム51は研磨ヘッド
旋回ユニット49に対して固定して、研磨ヘッド旋回ユ
ニット49自体の角度を微調整することによって、研磨
ヘッド取付軸44の角度を微調整することにより、パッ
ド32のパッド面32aに対する研磨ヘッド36側の半
導体ウェーハ12の研磨面とを平行な状態に保持しなが
ら、半導体ウェーハ12を研磨することができる。
Next, a polishing apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in the figure, in the polishing unit 14A of the polishing apparatus according to the second embodiment, the polishing head support arm 51 is fixed to the polishing head turning unit 49, and the angle of the polishing head turning unit 49 itself is fine. By finely adjusting the angle of the polishing head mounting shaft 44 by adjusting, the semiconductor wafer 12 is held parallel to the polishing surface of the semiconductor wafer 12 on the polishing head 36 side with respect to the pad surface 32a of the pad 32. Can be polished.

【0044】ところで、本実施の形態に係る研磨装置の
研磨ユニット14Aのその他の構成は、前記した第1の
実施の形態における研磨装置10の研磨ユニット14の
構成と実質的に同一であるので、同一の構成要素は同一
の符号で示して詳しい説明は省略する。このような第2
の実施の形態によっても、前記第1の実施の形態と同様
の効果を得ることができる。
The other configuration of the polishing unit 14A of the polishing apparatus according to the present embodiment is substantially the same as the configuration of the polishing unit 14 of the polishing apparatus 10 according to the first embodiment. The same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted. Such a second
According to the third embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0045】[0045]

【実施例】図1に示す第1の実施の形態に係る研磨装置
を用いて研磨実験を行った結果について、図6の表を参
照して説明する。この実験における条件としては、低速
時の条件(研磨ヘッド回転数/パッド回転数)は21/
20、中速時の同条件は42/40、高速時の同条件は
93/90とした。そして研磨速度としては、低速条件
は224nm/min、中速条件は366nm/mi
n、高速条件は550nm/minとした。
EXAMPLE A result of a polishing experiment performed using the polishing apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 1 will be described with reference to the table in FIG. As the conditions in this experiment, the condition at low speed (polishing head rotation speed / pad rotation speed) was 21 /
20, the same condition at medium speed was 42/40, and the same condition at high speed was 93/90. The polishing rate is 224 nm / min under low speed conditions and 366 nm / mi under medium speed conditions.
n, high-speed conditions were 550 nm / min.

【0046】そして、半導体ウェーハ12の研磨面の面
内均一性はその研磨面上の49点測定により行い、以下
の数式により算出した。 面内均一性={(MAX−MIN)/(MAX+MI
N)}×100(%)
The in-plane uniformity of the polished surface of the semiconductor wafer 12 was measured by measuring 49 points on the polished surface and calculated by the following formula. In-plane uniformity = {(MAX−MIN) / (MAX + MI)
N)} × 100 (%)

【0047】図6の表において、丸のプロットは本実施
の形態に係る研磨装置におけるデータを、四角のプロッ
トは従来の研磨装置におけるデータを示している。この
図6の表から明らかなように、本実施の形態に係る研磨
装置は、従来の研磨装置と比較して面内均一性が向上し
たことが分かる。特に、高速回転では飛躍的に面内均一
性が向上しており、従来の研磨装置の低速条件(低速回
転)におけるより、本発明に係る研磨装置の高速条件
(高速回転)における方が面内均一性が良く、このため
高速条件での研磨が可能となる。さらに、高速条件の場
合に研磨速度を向上させることができ、低速条件におけ
る場合と比較して加工能率を向上させることができる。
In the table of FIG. 6, a circle plot indicates data in the polishing apparatus according to the present embodiment, and a square plot indicates data in the conventional polishing apparatus. As is clear from the table of FIG. 6, the polishing apparatus according to the present embodiment has improved in-plane uniformity as compared with the conventional polishing apparatus. In particular, in-plane uniformity is dramatically improved at high-speed rotation, and the in-plane uniformity of the polishing apparatus according to the present invention under high-speed conditions (high-speed rotation) is lower than that under the conventional low-speed conditions (low-speed rotation). Good uniformity allows polishing under high speed conditions. Furthermore, the polishing rate can be improved under high-speed conditions, and the processing efficiency can be improved as compared with the case under low-speed conditions.

【0048】なお、前記実施の形態においては被研磨物
が半導体ウェーハである場合について説明したが、本発
明における被研磨物は半導体ウェーハ以外のもの、例え
ばLCD(液晶)用ガラス板等、半導体ウェーハ以外の
どのようなものであってもよい。
Although the embodiment has been described with reference to the case where the object to be polished is a semiconductor wafer, the object to be polished in the present invention is other than a semiconductor wafer, for example, a semiconductor wafer such as a glass plate for an LCD (liquid crystal). Any other than these may be used.

【0049】また、前記実施の形態においては、研磨ヘ
ッド旋回ユニット49が研磨ヘッド支持アーム51の角
度を微調整することにより、パッド32のパッド面32
aと研磨ヘッド36側の半導体ウェーハ12の研磨面と
の平行度の誤差を修正するようにしたが、メガソニック
部旋回ユニット58がメガソニック部支持アーム60の
角度を微調整することにより、パッド32のパッド面3
2aとメガソニック部50の下面との平行度を向上させ
るようにしてもよい。
In the above embodiment, the polishing head swivel unit 49 finely adjusts the angle of the polishing head support arm 51 to thereby adjust the pad surface 32 of the pad 32.
The error in the degree of parallelism between the a and the polishing surface of the semiconductor wafer 12 on the polishing head 36 side is corrected. 32 pad surfaces 3
The parallelism between 2a and the lower surface of the megasonic unit 50 may be improved.

【0050】以上、本発明の実施の形態について具体的
に述べてきたが、本発明は上記の実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の技術的思想に基づいて、その
他にも各種の変更が可能となる。
Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various other modifications may be made based on the technical concept of the present invention. Can be changed.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係る本
発明の研磨装置によれば、パッド面均し手段により非接
触状態で超々音波振動を用いてパッド面の荒れを均すこ
とができるので、従来のように脱落した砥粒により被研
磨物の研磨面を傷つけることを防止することができる。
As described above, according to the polishing apparatus of the first aspect of the present invention, it is possible to equalize the roughness of the pad surface by using ultrasonic vibration in a non-contact state by the pad surface equalizing means. Therefore, it is possible to prevent the polished surface of the object to be polished from being damaged by the abrasive grains which have fallen as in the related art.

【0052】また、請求項2に係る本発明の研磨装置に
よれば、平行度調整手段により被研磨物の研磨面とパッ
ド面との平行度を調整することができるので、被研磨物
の研磨状態の面内均一性を向上させ、かつ加工能率の向
上を図ることができる。
According to the polishing apparatus of the second aspect of the present invention, the parallelism between the polished surface of the object to be polished and the pad surface can be adjusted by the parallelism adjusting means. The in-plane uniformity of the state can be improved, and the processing efficiency can be improved.

【0053】さらに、請求項3に係る本発明の研磨装
置、及び請求項7に係る本発明の研磨方法によれば、パ
ッド面均し手段により非接触状態で超々音波振動を用い
てパッド面の荒れを均すことができるので、従来のよう
に脱落した砥粒により被研磨物の研磨面を傷つけること
を防止することができると共に、平行度調整手段により
被研磨物の研磨面とパッド面との平行度を調整すること
ができるので、被研磨物の研磨状態の面内均一性を向上
させ、かつ加工能率の向上を図ることができる。
Further, according to the polishing apparatus of the present invention according to claim 3 and the polishing method of the present invention according to claim 7, the pad surface leveling means uses ultrasonic vibration in a non-contact state by the pad surface leveling means. Since the roughness can be leveled, it is possible to prevent the polished surface of the polished object from being damaged by the abrasive grains that have fallen off as in the related art, and to adjust the polished surface and the pad surface of the polished object by the parallelism adjusting means. Can be adjusted, so that the in-plane uniformity of the polished state of the object to be polished can be improved and the processing efficiency can be improved.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る研磨装置の平
面図である。
FIG. 1 is a plan view of a polishing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の研磨装置における研磨ユニットの正面図
である。
FIG. 2 is a front view of a polishing unit in the polishing apparatus of FIG.

【図3】図1の研磨装置のメガソニック部の拡大正面図
である。
FIG. 3 is an enlarged front view of a megasonic portion of the polishing apparatus of FIG.

【図4】図3のメガソニック部の下面図である。FIG. 4 is a bottom view of the megasonic unit shown in FIG. 3;

【図5】本発明の第2の実施の形態に係る研磨装置の研
磨ユニットの正面図である。
FIG. 5 is a front view of a polishing unit of a polishing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図6】被研磨物の面内均一性に関する本発明の実施の
形態と従来の研磨装置の実験結果を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing experimental results of an embodiment of the present invention relating to in-plane uniformity of an object to be polished and a conventional polishing apparatus.

【図7】従来の研磨装置の正面図である。FIG. 7 is a front view of a conventional polishing apparatus.

【図8】従来の研磨装置のパッドコンディショナーの側
面図及びその部分拡大図である。
FIG. 8 is a side view and a partially enlarged view of a pad conditioner of a conventional polishing apparatus.

【図9】図8のパッドコンディショナーの下面図であ
る。
9 is a bottom view of the pad conditioner of FIG.

【図10】従来の問題点を説明するための研磨装置の要
部側面図である。
FIG. 10 is a main part side view of a polishing apparatus for explaining a conventional problem.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…研磨装置、12…被研磨物、14,14A…研磨
ユニット、16…研磨剤、18…研磨剤供給ユニット、
20…洗浄ユニット、22…薬液供給ユニット、24
A、24B…カセット、26…搬送ユニット、29…駆
動軸、30…定盤、32…パッド、32a…パッド面、
34…吸着フィルム、36…研磨ヘッド、37…リテー
ナリング、44…研磨ヘッド取付軸、46…研磨ヘッド
回転昇降手段、47…床面、49…研磨ヘッド旋回ユニ
ット、50…メガソニック部、51…研磨ヘッド支持ア
ーム、54…メガソニック部昇降軸、56…メガソニッ
ク部昇降機構、58…メガソニック部旋回ユニット、6
0…メガソニック部支持アーム、62…ホルダー、64
…メガソニック発振器、66…測定器、74…ストリッ
パー取付ロッド、74…パッド、74a…パッド面、7
5…スプリング、76…スプリング、77…パンチプレ
ート、78…被研磨物、79…台板、80…研磨ヘッ
ド、84…研磨ヘッド取付軸、86…第1の回転昇降機
構、88…研磨剤、90…研磨剤供給ホース、92…パ
ッドコンディショナー、96…パッドコンディショナー
取付軸、98…第2の回転昇降機構、100…リテーナ
リング、102…ステンレス鋼製の基板、104…ダイ
ヤモンドドレッサー、106…環状の台金、108…ダ
イヤモンド砥粒、C1、C2、C3…軸線、
10: polishing apparatus, 12: object to be polished, 14, 14A: polishing unit, 16: abrasive, 18: abrasive supply unit,
20: Cleaning unit, 22: Chemical supply unit, 24
A, 24B: cassette, 26: transport unit, 29: drive shaft, 30: surface plate, 32: pad, 32a: pad surface,
34 ... adsorption film, 36 ... polishing head, 37 ... retainer ring, 44 ... polishing head mounting shaft, 46 ... polishing head rotating / lowering means, 47 ... floor surface, 49 ... polishing head rotating unit, 50 ... megasonic part, 51 ... Polishing head support arm, 54: Megasonic unit elevating shaft, 56: Megasonic unit elevating mechanism, 58: Megasonic unit swivel unit, 6
0: Megasonic support arm, 62: Holder, 64
... Megasonic oscillator, 66 ... Measuring instrument, 74 ... Stripper mounting rod, 74 ... Pad, 74a ... Pad surface, 7
5: Spring, 76: Spring, 77: Punch plate, 78: Polished object, 79: Base plate, 80: Polishing head, 84: Polishing head mounting shaft, 86: First rotary elevating mechanism, 88: Polishing agent, Reference numeral 90: abrasive supply hose, 92: pad conditioner, 96: pad conditioner mounting shaft, 98: second rotary elevating mechanism, 100: retainer ring, 102: stainless steel substrate, 104: diamond dresser, 106: annular Base metal, 108: diamond abrasive grains, C1, C2, C3: axis,

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 軸線周りに回転駆動される定盤の上面に
固着されパッド面を有するパッドと、 前記定盤の回転軸線から偏心した位置で前記パッドの上
方に配置され下面側に前記パッド面との間に研磨剤を介
して研磨される被研磨物を保持する研磨ヘッドと、 前記研磨ヘッドを回転・昇降して前記被研磨物を前記パ
ッド面に押し当てる研磨ヘッド回転昇降手段と、 前記定盤の回転軸線から偏心しかつ前記研磨ヘッドと別
の位置で前記パッド面上に配置され、非接触状態で超々
音波振動を用いてパッド面の荒れを均すことができるパ
ッド面均し手段とを備えたことを特徴とする研磨装置。
A pad fixed to an upper surface of a surface plate that is driven to rotate around an axis, the pad surface having a pad surface; and a pad surface disposed above the pad at a position eccentric from a rotation axis of the surface plate and disposed on a lower surface side. A polishing head for holding an object to be polished via an abrasive between the polishing head; a polishing head rotating and lowering means for rotating and raising and lowering the polishing head to press the object to be polished against the pad surface; Pad surface leveling means eccentric from the rotation axis of the surface plate and arranged on the pad surface at a position different from the polishing head, and capable of leveling the roughness of the pad surface using ultrasonic vibration in a non-contact state A polishing apparatus comprising:
【請求項2】 軸線周りに回転駆動される定盤の上面に
固着されパッド面を有するパッドと、 前記定盤の回転軸線から偏心した位置で前記パッドの上
方に配置され下面側に前記パッド面との間に研磨剤を介
して研磨される被研磨物を保持する研磨ヘッドと、 前記研磨ヘッドを回転・昇降して前記被研磨物を前記パ
ッド面に押し当てる研磨ヘッド回転昇降手段と、 前記被研磨物の研磨面と前記パッド面との平行度を調整
可能な平行度調整手段と、 前記定盤の回転軸線から偏心しかつ前記研磨ヘッドと別
の位置で前記パッド面上に配置されパッド面の荒れを均
すことができるパッド面均し手段とを備えたことを特徴
とする研磨装置。
2. A pad fixed to an upper surface of a surface plate that is driven to rotate around an axis and having a pad surface; and a pad surface disposed above the pad at a position eccentric from the rotation axis of the surface plate and disposed on the lower surface side. A polishing head for holding an object to be polished via an abrasive between the polishing head; a polishing head rotating and lowering means for rotating and raising and lowering the polishing head to press the object to be polished against the pad surface; A parallelism adjusting means capable of adjusting the parallelism between the polishing surface of the object to be polished and the pad surface; and a pad arranged eccentrically from the rotation axis of the platen and arranged on the pad surface at a position different from the polishing head. A polishing apparatus comprising: a pad surface leveling means capable of leveling surface roughness.
【請求項3】 軸線周りに回転駆動される定盤の上面に
固着されパッド面を有するパッドと、 前記定盤の回転軸線から偏心した位置で前記パッドの上
方に配置され下面側に前記パッド面との間に研磨剤を介
して研磨される被研磨物を保持する研磨ヘッドと、 前記研磨ヘッドを回転・昇降して前記被研磨物を前記パ
ッド面に押し当てる研磨ヘッド回転昇降手段と、 前記被研磨物の研磨面と前記パッド面との平行度を調整
可能な平行度調整手段と、 前記定盤の回転軸線から偏心しかつ前記研磨ヘッドと別
の位置で前記パッド面上に配置され、非接触状態で超々
音波振動を用いてパッド面の荒れを均すことができるパ
ッド面均し手段とを備えたことを特徴とする研磨装置。
3. A pad fixed to an upper surface of a surface plate that is driven to rotate around an axis and having a pad surface; and a pad surface disposed above the pad at a position eccentric from the rotation axis of the surface plate and disposed on the lower surface side. A polishing head for holding an object to be polished via an abrasive between the polishing head; a polishing head rotating and lowering means for rotating and raising and lowering the polishing head to press the object to be polished against the pad surface; Parallelism adjusting means capable of adjusting the parallelism between the polishing surface of the object to be polished and the pad surface, and eccentric from the rotation axis of the surface plate and arranged on the pad surface at a position different from the polishing head, A polishing apparatus comprising: pad surface leveling means capable of leveling the roughness of a pad surface by using ultrasonic vibration in a non-contact state.
【請求項4】 前記パッド面均し手段はメガソニック発
振器を具備し、このメガソニック発振器は前記パッド面
に向けて研磨剤を介して超々音波振動を印加することを
特徴とする請求項1記載の研磨装置。
4. The apparatus according to claim 1, wherein said pad surface leveling means includes a megasonic oscillator, and said megasonic oscillator applies ultrasonic vibration toward said pad surface via an abrasive. Polishing equipment.
【請求項5】 前記研磨ヘッドに前記パッド面の荒れの
形状を測定する測定器を取り付け、この測定器によって
研磨前後に前記パッド面の半径方向の荒れの形状を、前
記研磨ヘッドを旋回させることにより測定するようにし
たことを特徴とする請求項1記載の研磨装置。
5. A measuring device for measuring the rough shape of the pad surface is attached to the polishing head, and the polishing head is rotated by the measuring device to change the rough shape of the pad surface in the radial direction before and after polishing. The polishing apparatus according to claim 1, wherein the measurement is performed by:
【請求項6】 前記平行度調整手段は前記研磨ヘッド回
転昇降手段を傾き可能とすることにより、前記研磨ヘッ
ドが保持する前記被研磨物の研磨面と前記パッド面との
平行度を調整可能としたことを特徴とする請求項2記載
の研磨装置。
6. The parallelism adjusting means can adjust the parallelism between the polishing surface of the object to be polished and the pad surface held by the polishing head by making the polishing head rotating / elevating means tiltable. The polishing apparatus according to claim 2, wherein the polishing is performed.
【請求項7】 軸線周りに回転駆動される定盤の上面に
固着されパッド面を有するパッドと、 前記定盤の回転軸線から偏心した位置で前記パッドの上
方に配置され下面側に前記パッド面との間に研磨剤を介
して研磨される被研磨物を保持する研磨ヘッドと、 前記研磨ヘッドを回転・昇降して前記被研磨物を前記パ
ッド面に押し当てる研磨ヘッド回転昇降手段と、 前記被研磨物の研磨面と前記パッド面との平行度を調整
可能な平行度調整手段と、 前記定盤の回転軸線から偏心しかつ前記研磨ヘッドと別
の位置で前記パッド面上に配置され、非接触状態で超々
音波振動を用いてパッド面の荒れを均すことができるパ
ッド面均し手段とを備えた研磨装置を用いて、 前記平行度調整手段により前記被研磨物の研磨面と前記
パッドのパッド面とを平行に調整し、 前記研磨ヘッド回転昇降手段により前記研磨ヘッドに保
持された前記被研磨物の研磨面を回転する前記パッド面
に研磨剤を介して押圧して研磨し、 前記研磨の最中又は研磨の前後に前記パッド面の荒れを
前記パッド面均し手段により非接触状態で超々音波振動
を用いて均すようにしたことを特徴とする研磨方法。
7. A pad fixed to an upper surface of a surface plate driven to rotate around an axis and having a pad surface; and a pad surface disposed above the pad at a position eccentric from the rotation axis of the surface plate and disposed on the lower surface side. A polishing head for holding an object to be polished via an abrasive between the polishing head; a polishing head rotating and lowering means for rotating and raising and lowering the polishing head to press the object to be polished against the pad surface; Parallelism adjusting means capable of adjusting the parallelism between the polishing surface of the object to be polished and the pad surface, and eccentric from the rotation axis of the surface plate and arranged on the pad surface at a position different from the polishing head, Using a polishing apparatus provided with a pad surface leveling means capable of leveling the roughness of the pad surface using ultrasonic vibration in a non-contact state, the polishing surface of the object to be polished by the parallelism adjusting means and the Parallel to the pad surface of the pad Adjusting the polishing head by rotating the polishing surface of the object to be polished held by the polishing head by the polishing head rotating elevating means, and pressing the pad surface through a polishing agent to polish, and during the polishing or during the polishing. A polishing method characterized in that roughness of the pad surface is leveled back and forth using ultrasonic vibration in a non-contact state by the pad surface leveling means.
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