JP2003282493A - 研磨装置および研磨方法 - Google Patents
研磨装置および研磨方法Info
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- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
- Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 品質の劣化、スループットの著しい低下を招
くことなく、凸部を選択的に除去することにより被研磨
表面の均一性の向上を図る。 【解決手段】 被研磨材料（基板２１）の被研磨面２２
に研磨パッド１１が接触し、相対的に摩擦運動すること
により被研磨面２２を研磨する研磨装置１において、研
磨パッド１１は複数備えられ、各研磨パッド１１は、回
動可能なもので、回動する該研磨パッド１１の周面１２
を研磨面とするものからなり、各研磨パッド１１の周面
１２を被研磨面２２の一部に接触させて研磨するもので
ある。
くことなく、凸部を選択的に除去することにより被研磨
表面の均一性の向上を図る。 【解決手段】 被研磨材料（基板２１）の被研磨面２２
に研磨パッド１１が接触し、相対的に摩擦運動すること
により被研磨面２２を研磨する研磨装置１において、研
磨パッド１１は複数備えられ、各研磨パッド１１は、回
動可能なもので、回動する該研磨パッド１１の周面１２
を研磨面とするものからなり、各研磨パッド１１の周面
１２を被研磨面２２の一部に接触させて研磨するもので
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、研磨装置および研
磨方法に関し、詳しくは被研磨面の一部分に接触する複
数の研磨パッドで研磨する研磨装置および研磨方法に関
する。
磨方法に関し、詳しくは被研磨面の一部分に接触する複
数の研磨パッドで研磨する研磨装置および研磨方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】化学的機械研磨（以下ＣＭＰという、Ｃ
ＭＰはChemical Mechanical Polishingの略）は、半導
体装置の製造プロセスにおいて絶縁膜表面を平坦化する
とき、銅配線、タングステンプラグ等を形成する際の余
剰な材料を除去するとき等に用いられている。
ＭＰはChemical Mechanical Polishingの略）は、半導
体装置の製造プロセスにおいて絶縁膜表面を平坦化する
とき、銅配線、タングステンプラグ等を形成する際の余
剰な材料を除去するとき等に用いられている。
【０００３】従来から広く使われているＣＭＰ装置は、
特開２０００−２１８５１４号公報の図５およびその関
連記載（従来の技術）に開示されており、研磨パッドの
研磨面は平面状であり、ウエハの被研磨面と研磨パッド
の研磨面とが平行に配置されて、お互いが回転しながら
接触することにより研磨を行うものである。
特開２０００−２１８５１４号公報の図５およびその関
連記載（従来の技術）に開示されており、研磨パッドの
研磨面は平面状であり、ウエハの被研磨面と研磨パッド
の研磨面とが平行に配置されて、お互いが回転しながら
接触することにより研磨を行うものである。
【０００４】また、特開２０００−２１８５１４号公報
の図６およびその関連記載、および特開平１１−２２１
７５５号公報に開示されているようなベルト式のＣＭＰ
装置、特開２０００−２１８５１４号公報に開示されて
いる直線揺動式のＣＭＰ装置、特開平１１−３１６７１
号公報に記載されているリング状研磨パッドを有するＣ
ＭＰ装置、特公開８−３５９号公報に開示されているロ
ーラ式のＣＭＰ装置が知られている。上記いずれの研磨
装置も被研磨面に接触する研磨パッドの研磨面は平面状
となっている。
の図６およびその関連記載、および特開平１１−２２１
７５５号公報に開示されているようなベルト式のＣＭＰ
装置、特開２０００−２１８５１４号公報に開示されて
いる直線揺動式のＣＭＰ装置、特開平１１−３１６７１
号公報に記載されているリング状研磨パッドを有するＣ
ＭＰ装置、特公開８−３５９号公報に開示されているロ
ーラ式のＣＭＰ装置が知られている。上記いずれの研磨
装置も被研磨面に接触する研磨パッドの研磨面は平面状
となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
ＣＭＰ装置では、平坦性を研磨パッドの硬度によって実
現する方式である。そのため、硬質の研磨パッドを用い
ることにより、被研磨表面の均一性の悪化、スクラッチ
（傷）の増加という課題が生じていた。これらの課題を
克服するとともに平坦度を高めることが課題となってい
る。今までに、これらの課題を両立させようとして、さ
まざまな形式の研磨装置が考案されてきている。
ＣＭＰ装置では、平坦性を研磨パッドの硬度によって実
現する方式である。そのため、硬質の研磨パッドを用い
ることにより、被研磨表面の均一性の悪化、スクラッチ
（傷）の増加という課題が生じていた。これらの課題を
克服するとともに平坦度を高めることが課題となってい
る。今までに、これらの課題を両立させようとして、さ
まざまな形式の研磨装置が考案されてきている。
【０００６】しかしながら、従来のＣＭＰ装置を用いて
平坦化できるサイズは２ｍｍ〜３ｍｍ以下であり、これ
以上大きいサイズの凹凸に対しては急激に効果が低下し
ていた。もはや、このような大きなサイズの平坦化は、
パッドの硬質化に頼らずに、ウエハの凹凸情報を基にし
て、凸部のみを選択的に除去することによってしか実現
できないと考えられる。凸部を選択的に除去するために
は、被研磨面に対し、除去したい凸部の大きさよりも小
さい領域で研磨パッドが接触する必要がある。
平坦化できるサイズは２ｍｍ〜３ｍｍ以下であり、これ
以上大きいサイズの凹凸に対しては急激に効果が低下し
ていた。もはや、このような大きなサイズの平坦化は、
パッドの硬質化に頼らずに、ウエハの凹凸情報を基にし
て、凸部のみを選択的に除去することによってしか実現
できないと考えられる。凸部を選択的に除去するために
は、被研磨面に対し、除去したい凸部の大きさよりも小
さい領域で研磨パッドが接触する必要がある。
【０００７】従来のＣＭＰ装置のうち、リング状研磨パ
ッドを有するＣＭＰ装置以外のＣＭＰ装置は、被研磨面
であるウエハ表面のほぼ全面に対し同時に研磨パッドが
接触するタイプであり、凸部の選択的除去は非常に困難
である。
ッドを有するＣＭＰ装置以外のＣＭＰ装置は、被研磨面
であるウエハ表面のほぼ全面に対し同時に研磨パッドが
接触するタイプであり、凸部の選択的除去は非常に困難
である。
【０００８】リング状研磨パッドを有するＣＭＰ装置
は、ウエハ表面の一部に研磨パッドが接触する構造では
あるが、接触面積を小さくした場合、スループットが著
しく低下するという課題があった。また、この方式で
は、研磨パッドが被研磨面と平行に回転するため、接触
面積を小さくすることが困難であり、研磨中に研磨面を
ドレッシングするドレッシング装置を備えることも難し
かった。さらに研磨パッドを複数個備えることは困難で
あった。
は、ウエハ表面の一部に研磨パッドが接触する構造では
あるが、接触面積を小さくした場合、スループットが著
しく低下するという課題があった。また、この方式で
は、研磨パッドが被研磨面と平行に回転するため、接触
面積を小さくすることが困難であり、研磨中に研磨面を
ドレッシングするドレッシング装置を備えることも難し
かった。さらに研磨パッドを複数個備えることは困難で
あった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされた研磨装置および研磨方法である。
決するためになされた研磨装置および研磨方法である。
【００１０】本発明の研磨装置は、被研磨材料の被研磨
面に研磨パッドが接触し、相対的に摩擦運動することに
より被研磨面を研磨する研磨装置において、前記研磨パ
ッドは複数備えられ、前記各研磨パッドは、回動可能な
もので、回動する該研磨パッドの周面を研磨面とするも
のからなり、前記研磨パッドの周面を前記被研磨面の一
部に接触させて研磨するものである。
面に研磨パッドが接触し、相対的に摩擦運動することに
より被研磨面を研磨する研磨装置において、前記研磨パ
ッドは複数備えられ、前記各研磨パッドは、回動可能な
もので、回動する該研磨パッドの周面を研磨面とするも
のからなり、前記研磨パッドの周面を前記被研磨面の一
部に接触させて研磨するものである。
【００１１】上記研磨装置では、各研磨パッドは、回動
可能なもので、回動する該研磨パッドの周面を研磨面と
するものからなることから、研磨パッドの周面が被研磨
面の一部に接触して研磨する。そのため、研磨面積を小
さくすることができるので、被研磨面の凸部を選択的に
除去することができる。また、被研磨面に対して研磨パ
ッドの周面を接触させて研磨するように研磨パッドが配
置されていることから、被研磨面に対する研磨パッドの
投影面積が小さく、研磨パッドを複数備えることも容易
になる。そして研磨パッドを複数備えることにより、１
個あたりの研磨パッドが被研磨面に接触する面積が小さ
くても、複数の研磨パッドにより被研磨面に対する接触
面積が大きくなるのでスループットの低下が抑えられ
る。
可能なもので、回動する該研磨パッドの周面を研磨面と
するものからなることから、研磨パッドの周面が被研磨
面の一部に接触して研磨する。そのため、研磨面積を小
さくすることができるので、被研磨面の凸部を選択的に
除去することができる。また、被研磨面に対して研磨パ
ッドの周面を接触させて研磨するように研磨パッドが配
置されていることから、被研磨面に対する研磨パッドの
投影面積が小さく、研磨パッドを複数備えることも容易
になる。そして研磨パッドを複数備えることにより、１
個あたりの研磨パッドが被研磨面に接触する面積が小さ
くても、複数の研磨パッドにより被研磨面に対する接触
面積が大きくなるのでスループットの低下が抑えられ
る。
【００１２】本発明の研磨装置において、研磨パッドが
被研磨面に対してほぼ垂直に回動するものでは、被研磨
面に対する投影面積が最も小さくなる。
被研磨面に対してほぼ垂直に回動するものでは、被研磨
面に対する投影面積が最も小さくなる。
【００１３】本発明の研磨装置において、各研磨パッド
の回転数を独立して制御する回転制御装置を備えたもの
では、被研磨面の凹凸に合わせて研磨レートの調整が可
能になり、均一性の高い研磨が実現される。
の回転数を独立して制御する回転制御装置を備えたもの
では、被研磨面の凹凸に合わせて研磨レートの調整が可
能になり、均一性の高い研磨が実現される。
【００１４】本発明の研磨装置において、各研磨パッド
の被研磨面に対する圧力を独立に制御する圧力制御装置
を備えたものでは、被研磨面の凹凸に合わせて研磨レー
トの調整が可能になり、均一性の高い研磨が実現され
る。
の被研磨面に対する圧力を独立に制御する圧力制御装置
を備えたものでは、被研磨面の凹凸に合わせて研磨レー
トの調整が可能になり、均一性の高い研磨が実現され
る。
【００１５】本発明の研磨装置において、各研磨パッド
相互間の間隔を調整する移動制御装置を備えたものであ
る。一般に、半導体装置製造のウエハでは、ウエハ上に
チップ単位で繰り返しパターンが並んでおり、ウエハ上
の凹凸もこの繰り返しの周期となっている。また、チッ
プの凹凸のピッチはデバイス毎に異なっている。そのた
め、各研磨パッド相互間の間隔を調整する移動制御装置
を備えたものでは、この繰り返しピッチに合わせて、研
磨パッドの間隔を調整することができるので、研磨が必
要な凸部に研磨パッドを配置して研磨することが可能に
なり、研磨の均一性の向上が図られる。
相互間の間隔を調整する移動制御装置を備えたものであ
る。一般に、半導体装置製造のウエハでは、ウエハ上に
チップ単位で繰り返しパターンが並んでおり、ウエハ上
の凹凸もこの繰り返しの周期となっている。また、チッ
プの凹凸のピッチはデバイス毎に異なっている。そのた
め、各研磨パッド相互間の間隔を調整する移動制御装置
を備えたものでは、この繰り返しピッチに合わせて、研
磨パッドの間隔を調整することができるので、研磨が必
要な凸部に研磨パッドを配置して研磨することが可能に
なり、研磨の均一性の向上が図られる。
【００１６】本発明の研磨装置において、被研磨面と研
磨パッドとが相対的に移動する移動装置を備えたもので
は、ウエハの全面を均一性良く研磨することが可能にな
る。
磨パッドとが相対的に移動する移動装置を備えたもので
は、ウエハの全面を均一性良く研磨することが可能にな
る。
【００１７】本発明の研磨装置において、各研磨パッド
の研磨面をドレッシングするドレッシング装置を備えた
ものでは、研磨中に研磨パッドのドレッシングが可能に
なり、常に均一な条件で研磨するこが可能になるととも
に研磨スループットの向上が図れる。
の研磨面をドレッシングするドレッシング装置を備えた
ものでは、研磨中に研磨パッドのドレッシングが可能に
なり、常に均一な条件で研磨するこが可能になるととも
に研磨スループットの向上が図れる。
【００１８】本発明の研磨装置において、研磨パッドの
近傍に少なくとも１個のスラリー供給部を備えたもので
ある。本発明の研磨装置では、研磨パッドが被研磨面上
を回転することから、スラリーを跳ね飛ばす。そこで、
スラリー供給部を研磨パッドの近傍に少なくとも一つを
配置することにより、スラリーが研磨パッドと被研磨面
間に入り込みやすくなり、その結果、スラリーの供給効
率が向上され、スラリーの使用量の抑制が可能となる。
近傍に少なくとも１個のスラリー供給部を備えたもので
ある。本発明の研磨装置では、研磨パッドが被研磨面上
を回転することから、スラリーを跳ね飛ばす。そこで、
スラリー供給部を研磨パッドの近傍に少なくとも一つを
配置することにより、スラリーが研磨パッドと被研磨面
間に入り込みやすくなり、その結果、スラリーの供給効
率が向上され、スラリーの使用量の抑制が可能となる。
【００１９】本発明の研磨装置において、被研磨面の周
囲に、被研磨面上にスラリーを保持するための囲い壁が
設けられているものである。本発明の研磨装置では、研
磨パッドが被研磨材料の被研磨面上を回転することか
ら、スラリーを跳ね飛ばす。そこで、被研磨面上にスラ
リーを保持するための囲い壁を設けることにより、その
囲い壁によって被研磨面上にスラリーを保持しやすくな
る。その結果、スラリーの供給効率が向上され、スラリ
ーの使用量の抑制が可能となる。
囲に、被研磨面上にスラリーを保持するための囲い壁が
設けられているものである。本発明の研磨装置では、研
磨パッドが被研磨材料の被研磨面上を回転することか
ら、スラリーを跳ね飛ばす。そこで、被研磨面上にスラ
リーを保持するための囲い壁を設けることにより、その
囲い壁によって被研磨面上にスラリーを保持しやすくな
る。その結果、スラリーの供給効率が向上され、スラリ
ーの使用量の抑制が可能となる。
【００２０】本発明の研磨装置において、研磨パッドが
固定砥粒を含むものでは、上述したスラリーの飛散はほ
とんど無く、安定した研磨が行えるようになる。
固定砥粒を含むものでは、上述したスラリーの飛散はほ
とんど無く、安定した研磨が行えるようになる。
【００２１】本発明の研磨装置において、被研磨材料を
真空で吸着する吸着手段を有するものでは、高速で回転
する研磨パッドにより被研磨材料は大きな力を受ける。
そこで、この研磨装置では被研磨材料を真空で吸着する
吸着手段を有することから、被研磨材料を確実に安定し
て保持することができる。一方、被研磨材料をリテーナ
で保持するものでは、本発明の研磨装置のように被研磨
材料の一方側の全面を抑えるものではないので、安定が
悪い。
真空で吸着する吸着手段を有するものでは、高速で回転
する研磨パッドにより被研磨材料は大きな力を受ける。
そこで、この研磨装置では被研磨材料を真空で吸着する
吸着手段を有することから、被研磨材料を確実に安定し
て保持することができる。一方、被研磨材料をリテーナ
で保持するものでは、本発明の研磨装置のように被研磨
材料の一方側の全面を抑えるものではないので、安定が
悪い。
【００２２】本発明の研磨装置において、ＪＩＳ−Ａ規
格で研磨パッドの硬度が９０以上９８以下のものでは、
被研磨面の平坦性が向上される。
格で研磨パッドの硬度が９０以上９８以下のものでは、
被研磨面の平坦性が向上される。
【００２３】本発明の研磨装置において、研磨パッドの
研磨面に溝が形成されているものでは、その溝内を伝っ
てスラリーが被研磨部に効率良く供給されるようにな
る。また溝の端部で圧力が上昇することにより化学的研
磨性が向上する。
研磨面に溝が形成されているものでは、その溝内を伝っ
てスラリーが被研磨部に効率良く供給されるようにな
る。また溝の端部で圧力が上昇することにより化学的研
磨性が向上する。
【００２４】本発明の研磨装置において、被研磨材料の
裏面から流体による加圧を加える加圧手段を備えたもの
では、流体による加圧のため、全域にわたって均一の圧
力で加圧される。そのため、研磨の均一性が向上する。
また、研磨パッド側の圧力印加構造が簡略化される。
裏面から流体による加圧を加える加圧手段を備えたもの
では、流体による加圧のため、全域にわたって均一の圧
力で加圧される。そのため、研磨の均一性が向上する。
また、研磨パッド側の圧力印加構造が簡略化される。
【００２５】本発明の研磨装置において、被研磨材料の
温度を制御する温度制御手段を備えたものでは、化学的
研磨性が安定するため、被研磨面は均一に研磨される。
温度を制御する温度制御手段を備えたものでは、化学的
研磨性が安定するため、被研磨面は均一に研磨される。
【００２６】本発明の別の研磨装置は、被研磨材料の被
研磨面に研磨パッドが接触し、相対的に摩擦運動するこ
とにより被研磨面を研磨する研磨装置において、前記研
磨パッドは、回動可能なもので、回動する該研磨パッド
の周面を研磨面とするものからなり、前記研磨パッドの
周面を被研磨面の一部に接触させて研磨する研磨装置で
あって、前記被研磨面と前記研磨パッドとを相対的に移
動させることによって、前記被研磨面と前記研磨パッド
との接触部分を前記被研磨面内で移動させるものであ
る。
研磨面に研磨パッドが接触し、相対的に摩擦運動するこ
とにより被研磨面を研磨する研磨装置において、前記研
磨パッドは、回動可能なもので、回動する該研磨パッド
の周面を研磨面とするものからなり、前記研磨パッドの
周面を被研磨面の一部に接触させて研磨する研磨装置で
あって、前記被研磨面と前記研磨パッドとを相対的に移
動させることによって、前記被研磨面と前記研磨パッド
との接触部分を前記被研磨面内で移動させるものであ
る。
【００２７】本発明の上記別の研磨装置では、研磨パッ
ドが回動可能なものであってその研磨パッドの周面を研
磨面とすることから、研磨パッドの周面の一部が被研磨
面の一部に接触して被研磨面を研磨する。そのため、研
磨面積が小さくなるので、被研磨面に生じている凸部の
みを選択的に研磨して除去することができる。また、被
研磨面と研磨パッドの周面との接触部分が移動すること
から、その接触面積よりも大きな面積を研磨することが
可能になる。
ドが回動可能なものであってその研磨パッドの周面を研
磨面とすることから、研磨パッドの周面の一部が被研磨
面の一部に接触して被研磨面を研磨する。そのため、研
磨面積が小さくなるので、被研磨面に生じている凸部の
みを選択的に研磨して除去することができる。また、被
研磨面と研磨パッドの周面との接触部分が移動すること
から、その接触面積よりも大きな面積を研磨することが
可能になる。
【００２８】本発明の上記別の研磨装置において、被研
磨面と研磨パッドとを相対的に移動させる移動装置を備
え、この移動装置が被研磨面の段差情報に基づいて動作
速度が制御されるものでは、被研磨面に生じている凸部
に研磨パッドの周面が接触している時に、接触部分の移
動速度を相対的に遅くすることにより、凸部のみを選択
的に研磨することができる。また、研磨する必要が無い
部分はすばやく通り過ぎることにより、研磨スループッ
トを向上させることが可能になる。
磨面と研磨パッドとを相対的に移動させる移動装置を備
え、この移動装置が被研磨面の段差情報に基づいて動作
速度が制御されるものでは、被研磨面に生じている凸部
に研磨パッドの周面が接触している時に、接触部分の移
動速度を相対的に遅くすることにより、凸部のみを選択
的に研磨することができる。また、研磨する必要が無い
部分はすばやく通り過ぎることにより、研磨スループッ
トを向上させることが可能になる。
【００２９】本発明の上記別の研磨装置において、被研
磨面と研磨パッドとを相対的に移動させる移動装置を備
え、この移動装置が被研磨面の膜厚分布情報に基づいて
動作速度が制御されるものでは、被研磨面の膜厚が厚い
部分に研磨パッドの周面が接触している時に、接触部分
の速度を相対的に遅くすることにより、膜厚が厚い部分
を選択的に研磨することができるので、膜厚の均一性を
向上させることができる。
磨面と研磨パッドとを相対的に移動させる移動装置を備
え、この移動装置が被研磨面の膜厚分布情報に基づいて
動作速度が制御されるものでは、被研磨面の膜厚が厚い
部分に研磨パッドの周面が接触している時に、接触部分
の速度を相対的に遅くすることにより、膜厚が厚い部分
を選択的に研磨することができるので、膜厚の均一性を
向上させることができる。
【００３０】本発明の上記別の研磨装置において、研磨
パッドが被研磨面を圧する圧力を制御する圧力制御装置
を備え、圧力制御装置は被研磨面の段差情報に基づいて
動作するものでは、被研磨面に生じている凸部に研磨パ
ッドの周面が接触している時に、被研磨面に押し付ける
研磨パッドの圧力を高めることにより、凸部のみを選択
的に研磨することができる。また、研磨圧力は、接触部
分の移動速度や研磨パッドの回転数制御と比較して応答
が速いので、すばやい制御を行うことができる。また、
研磨する必要が無い部分では、研磨圧力を０にすること
により、被研磨面に生じている凹部に対して研磨は進行
しなくなる。
パッドが被研磨面を圧する圧力を制御する圧力制御装置
を備え、圧力制御装置は被研磨面の段差情報に基づいて
動作するものでは、被研磨面に生じている凸部に研磨パ
ッドの周面が接触している時に、被研磨面に押し付ける
研磨パッドの圧力を高めることにより、凸部のみを選択
的に研磨することができる。また、研磨圧力は、接触部
分の移動速度や研磨パッドの回転数制御と比較して応答
が速いので、すばやい制御を行うことができる。また、
研磨する必要が無い部分では、研磨圧力を０にすること
により、被研磨面に生じている凹部に対して研磨は進行
しなくなる。
【００３１】本発明の上記別の研磨装置において、研磨
パッドが被研磨面を圧する圧力を制御する圧力制御装置
を備え、圧力制御装置は被研磨面の膜厚分布情報に基づ
いて動作するものでは、被研磨面の膜厚が厚い部分に研
磨パッドの周面が接触している時に、被研磨面に押し付
ける研磨パッドの圧力を高めることにより、膜厚が厚い
部分を選択的に研磨することができるので、膜厚の均一
性を向上させることができる。
パッドが被研磨面を圧する圧力を制御する圧力制御装置
を備え、圧力制御装置は被研磨面の膜厚分布情報に基づ
いて動作するものでは、被研磨面の膜厚が厚い部分に研
磨パッドの周面が接触している時に、被研磨面に押し付
ける研磨パッドの圧力を高めることにより、膜厚が厚い
部分を選択的に研磨することができるので、膜厚の均一
性を向上させることができる。
【００３２】本発明の上記別の研磨装置において、研磨
パッドの回転数を制御する回転制御装置を備え、回転制
御装置が被研磨面の段差情報に基づいて動作するもので
は、被研磨面に生じている凸部に研磨パッドの周面が接
触している時に、研磨パッドの回転速度を上げることに
より、凸部のみを選択的に研磨することができる。ま
た、研磨パッドの回転速度を変化させることは、研磨パ
ッドを回動させる駆動手段、例えばモータの駆動電流を
制御することにより実施できるので、比較的簡便なシス
テムで実現することが可能になる。そのため、装置コス
トを抑制することが可能になる。また、研磨する必要が
無い部分では、研磨パッドの回転数を０にすることによ
り、被研磨面に生じている凹部に対して研磨は進行しな
くなる。
パッドの回転数を制御する回転制御装置を備え、回転制
御装置が被研磨面の段差情報に基づいて動作するもので
は、被研磨面に生じている凸部に研磨パッドの周面が接
触している時に、研磨パッドの回転速度を上げることに
より、凸部のみを選択的に研磨することができる。ま
た、研磨パッドの回転速度を変化させることは、研磨パ
ッドを回動させる駆動手段、例えばモータの駆動電流を
制御することにより実施できるので、比較的簡便なシス
テムで実現することが可能になる。そのため、装置コス
トを抑制することが可能になる。また、研磨する必要が
無い部分では、研磨パッドの回転数を０にすることによ
り、被研磨面に生じている凹部に対して研磨は進行しな
くなる。
【００３３】本発明の上記別の研磨装置において、研磨
パッドの回転数を制御する回転制御装置を備え、回転制
御装置が前記被研磨面の膜厚分布情報に基づいて動作す
るものでは、被研磨面の膜厚が厚い部分に研磨パッドの
周面が接触している時に、研磨パッドの回転数を上げる
ことにより、膜厚が厚い部分を選択的に研磨することが
できるので、膜厚の均一性を向上させることができる。
パッドの回転数を制御する回転制御装置を備え、回転制
御装置が前記被研磨面の膜厚分布情報に基づいて動作す
るものでは、被研磨面の膜厚が厚い部分に研磨パッドの
周面が接触している時に、研磨パッドの回転数を上げる
ことにより、膜厚が厚い部分を選択的に研磨することが
できるので、膜厚の均一性を向上させることができる。
【００３４】本発明の研磨方法は、被研磨材料の被研磨
面に研磨パッドが接触し、被研磨面と研磨パッドとが相
対的に摩擦運動することにより被研磨面を研磨する研磨
方法において、前記研磨パッドは、回動可能なものであ
ってその研磨パッドの周面を研磨面とするものからな
り、前記研磨パッドの周面の一部を被研磨面の一部に接
触させて研磨するとともに、前記被研磨面と前記研磨パ
ッドとを相対的に移動させることによって前記被研磨面
と前記研磨パッドとの接触部分を前記被研磨面内で移動
させる研磨方法である。
面に研磨パッドが接触し、被研磨面と研磨パッドとが相
対的に摩擦運動することにより被研磨面を研磨する研磨
方法において、前記研磨パッドは、回動可能なものであ
ってその研磨パッドの周面を研磨面とするものからな
り、前記研磨パッドの周面の一部を被研磨面の一部に接
触させて研磨するとともに、前記被研磨面と前記研磨パ
ッドとを相対的に移動させることによって前記被研磨面
と前記研磨パッドとの接触部分を前記被研磨面内で移動
させる研磨方法である。
【００３５】上記研磨方法では、研磨パッドが回動可能
なものであってその研磨パッドの周面を研磨面とするこ
とから、研磨パッドの周面の一部が被研磨面の一部に接
触して被研磨面を研磨する。そのため、研磨面積が小さ
くなるので、被研磨面に生じている凸部のみを選択的に
研磨して除去することができる。また、被研磨面と研磨
パッドの周面との接触部分が移動することから、その接
触面積よりも大きな面積を研磨することが可能になる。
なものであってその研磨パッドの周面を研磨面とするこ
とから、研磨パッドの周面の一部が被研磨面の一部に接
触して被研磨面を研磨する。そのため、研磨面積が小さ
くなるので、被研磨面に生じている凸部のみを選択的に
研磨して除去することができる。また、被研磨面と研磨
パッドの周面との接触部分が移動することから、その接
触面積よりも大きな面積を研磨することが可能になる。
【００３６】上記研磨方法において、研磨を行う前に、
被研磨面の段差を測定し、その段差情報に基づいて接触
部分の移動速度を制御する研磨方法である。このような
研磨方法では、被研磨面に生じている凸部に研磨パッド
の周面が接触している時に、接触部分の移動速度を相対
的に遅くすることにより、凸部のみを選択的に研磨する
ことができる。また、研磨する必要が無い部分はすばや
く通り過ぎることにより、研磨スループットを向上させ
ることが可能になる。
被研磨面の段差を測定し、その段差情報に基づいて接触
部分の移動速度を制御する研磨方法である。このような
研磨方法では、被研磨面に生じている凸部に研磨パッド
の周面が接触している時に、接触部分の移動速度を相対
的に遅くすることにより、凸部のみを選択的に研磨する
ことができる。また、研磨する必要が無い部分はすばや
く通り過ぎることにより、研磨スループットを向上させ
ることが可能になる。
【００３７】上記研磨方法において、研磨を行う前に、
被研磨面の段差を測定し、その段差情報に基づいて、研
磨パッドを被研磨面に押し付ける圧力を制御する研磨方
法である。このような研磨方法では、被研磨面に生じて
いる凸部に研磨パッドの周面が接触している時に、被研
磨面に押し付ける研磨パッドの圧力を高めることによ
り、凸部のみを選択的に研磨することができる。また、
研磨圧力は、接触部分の移動速度や研磨パッドの回転数
制御と比較して応答が速いので、すばやい制御を行うこ
とができる。また、研磨する必要が無い部分では、研磨
圧力を０にすることにより、被研磨面に生じている凹部
に対して研磨は進行しなくなる。
被研磨面の段差を測定し、その段差情報に基づいて、研
磨パッドを被研磨面に押し付ける圧力を制御する研磨方
法である。このような研磨方法では、被研磨面に生じて
いる凸部に研磨パッドの周面が接触している時に、被研
磨面に押し付ける研磨パッドの圧力を高めることによ
り、凸部のみを選択的に研磨することができる。また、
研磨圧力は、接触部分の移動速度や研磨パッドの回転数
制御と比較して応答が速いので、すばやい制御を行うこ
とができる。また、研磨する必要が無い部分では、研磨
圧力を０にすることにより、被研磨面に生じている凹部
に対して研磨は進行しなくなる。
【００３８】上記研磨方法において、研磨を行う前に、
被研磨面の段差を測定し、その段差情報に基づいて、研
磨パッドの回転数を制御する研磨方法である。このよう
な研磨方法では、被研磨面に生じている凸部に研磨パッ
ドの周面が接触している時に、研磨パッドの回転速度を
上げることにより、凸部のみを選択的に研磨することが
できる。また、研磨パッドの回転速度を変化させること
は、研磨パッドを回動させる駆動手段、例えばモータの
駆動電流を制御することにより実施できるので、比較的
簡便なシステムで実現することが可能になる。そのた
め、装置コストを抑制することが可能になる。また、研
磨する必要が無い部分では、研磨パッドの回転数を０に
することにより、被研磨面に生じている凹部に対して研
磨は進行しなくなる。
被研磨面の段差を測定し、その段差情報に基づいて、研
磨パッドの回転数を制御する研磨方法である。このよう
な研磨方法では、被研磨面に生じている凸部に研磨パッ
ドの周面が接触している時に、研磨パッドの回転速度を
上げることにより、凸部のみを選択的に研磨することが
できる。また、研磨パッドの回転速度を変化させること
は、研磨パッドを回動させる駆動手段、例えばモータの
駆動電流を制御することにより実施できるので、比較的
簡便なシステムで実現することが可能になる。そのた
め、装置コストを抑制することが可能になる。また、研
磨する必要が無い部分では、研磨パッドの回転数を０に
することにより、被研磨面に生じている凹部に対して研
磨は進行しなくなる。
【００３９】上記研磨方法において、研磨を行う前に、
被研磨面を構成する膜の膜厚を測定し、その膜厚情報に
基づいて、被研磨面と研磨パッドとの接触部分の移動速
度を制御する研磨方法である。このような研磨方法で
は、被研磨面の膜厚が厚い部分に研磨パッドの周面が接
触している時に、接触部分の速度を相対的に遅くするこ
とにより、膜厚が厚い部分を選択的に研磨することがで
きるので、膜厚の均一性を向上させることができる。
被研磨面を構成する膜の膜厚を測定し、その膜厚情報に
基づいて、被研磨面と研磨パッドとの接触部分の移動速
度を制御する研磨方法である。このような研磨方法で
は、被研磨面の膜厚が厚い部分に研磨パッドの周面が接
触している時に、接触部分の速度を相対的に遅くするこ
とにより、膜厚が厚い部分を選択的に研磨することがで
きるので、膜厚の均一性を向上させることができる。
【００４０】上記研磨方法において、研磨を行う前に、
被研磨面を構成する膜の膜厚を測定し、その膜厚情報に
基づいて、被研磨面に押し付ける研磨パッドの圧力を制
御する研磨方法である。このような研磨方法では、被研
磨面の膜厚が厚い部分に研磨パッドの周面が接触してい
る時に、被研磨面に押し付ける研磨パッドの圧力を高め
ることにより、膜厚が厚い部分を選択的に研磨すること
ができるので、膜厚の均一性を向上させることができ
る。
被研磨面を構成する膜の膜厚を測定し、その膜厚情報に
基づいて、被研磨面に押し付ける研磨パッドの圧力を制
御する研磨方法である。このような研磨方法では、被研
磨面の膜厚が厚い部分に研磨パッドの周面が接触してい
る時に、被研磨面に押し付ける研磨パッドの圧力を高め
ることにより、膜厚が厚い部分を選択的に研磨すること
ができるので、膜厚の均一性を向上させることができ
る。
【００４１】上記研磨方法において、研磨を行う前に、
被研磨面を構成する膜の膜厚を測定し、その膜厚情報に
基づいて、研磨パッドの回転数を制御する研磨方法であ
る。このような研磨方法では、被研磨面の膜厚が厚い部
分に研磨パッドの周面が接触している時に、研磨パッド
の回転数を上げることにより、膜厚が厚い部分を選択的
に研磨することができるので、膜厚の均一性を向上させ
ることができる。
被研磨面を構成する膜の膜厚を測定し、その膜厚情報に
基づいて、研磨パッドの回転数を制御する研磨方法であ
る。このような研磨方法では、被研磨面の膜厚が厚い部
分に研磨パッドの周面が接触している時に、研磨パッド
の回転数を上げることにより、膜厚が厚い部分を選択的
に研磨することができるので、膜厚の均一性を向上させ
ることができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】本発明の研磨装置に係る第１の実
施の形態を、図１、図２によって説明する。図１の
（１）では研磨パッドの配列をレイアウト図で示し、
（２）では任意に着目した研磨パッド列を概略構成図で
示す。また、図２の（１）では研磨ユニットの概略構成
正面図を示し、（２）ではその主要部平面図を示す。
施の形態を、図１、図２によって説明する。図１の
（１）では研磨パッドの配列をレイアウト図で示し、
（２）では任意に着目した研磨パッド列を概略構成図で
示す。また、図２の（１）では研磨ユニットの概略構成
正面図を示し、（２）ではその主要部平面図を示す。
【００４３】図１に示すように、研磨装置１は、図面Ｘ
軸方向およびＹ軸方向に配置した複数の研磨ユニット５
で構成されている。この研磨ユニット５には、円盤状を
成しその周面１２を研磨面とする研磨パッド１１が例え
ば矢印方向に回動可能に備えられている。以下、周面１
２を研磨面１２として説明する。上記研磨ユニット５
は、研磨パッド１１を高速回転させることができる構成
であればよく、基板２１の被研磨面２２のＸ方向および
Ｙ方向に所定（例えば２ｃｍ）のピッチで配置されてい
る。上記研磨ユニット５の一構成例を、図２の（１）の
研磨ユニットの概略構成正面図および（２）の主要部平
面図により説明する。
軸方向およびＹ軸方向に配置した複数の研磨ユニット５
で構成されている。この研磨ユニット５には、円盤状を
成しその周面１２を研磨面とする研磨パッド１１が例え
ば矢印方向に回動可能に備えられている。以下、周面１
２を研磨面１２として説明する。上記研磨ユニット５
は、研磨パッド１１を高速回転させることができる構成
であればよく、基板２１の被研磨面２２のＸ方向および
Ｙ方向に所定（例えば２ｃｍ）のピッチで配置されてい
る。上記研磨ユニット５の一構成例を、図２の（１）の
研磨ユニットの概略構成正面図および（２）の主要部平
面図により説明する。
【００４４】図２の（１）、（２）に示すように、上記
研磨ユニット５は、筐体３１下部側に加圧部３２が取り
付けられている。上記加圧部３２の加圧部分３２ｐには
パッド支持部材３３の一端側が回動自在に取り付けら
れ、このパッド支持部材３３の他端側は筐体３１に設け
られた回動支持部３４に回動自在に取り付けられてい
る。上記加圧部３２は、例えば空気圧シリンダで構成さ
れているが、被研磨面（図示せず）に対して研磨パッド
１１を押し付ける圧力を考慮したものであればよく、空
気以外のガス圧シリンダ、液体圧（例えば油圧）シリン
ダ、ばね（例えばコイルばね、板ばね等）等を用いるこ
ともできる。
研磨ユニット５は、筐体３１下部側に加圧部３２が取り
付けられている。上記加圧部３２の加圧部分３２ｐには
パッド支持部材３３の一端側が回動自在に取り付けら
れ、このパッド支持部材３３の他端側は筐体３１に設け
られた回動支持部３４に回動自在に取り付けられてい
る。上記加圧部３２は、例えば空気圧シリンダで構成さ
れているが、被研磨面（図示せず）に対して研磨パッド
１１を押し付ける圧力を考慮したものであればよく、空
気以外のガス圧シリンダ、液体圧（例えば油圧）シリン
ダ、ばね（例えばコイルばね、板ばね等）等を用いるこ
ともできる。
【００４５】上記パッド支持部材３３における上記加圧
部３２が取り付けられている下部側には、例えば、高速
回転（例えば１００００ｒｐｍ〜３００００ｒｐｍ程度
の回転数）に対応する軸受３５を介して研磨パッド１１
を固定して支持する回動軸３６が回動自在に取り付けら
れている。この回動軸３６はステンレス製の軸からな
り、例えば上記研磨パッド１１が固定されている部分の
直径が例えば１ｃｍを有している。上記研磨パッド１１
は、一例として、ポリウレタン（ここでは一例としてロ
デールニッタ製のＩＣ１０００を用いた）からなるもの
で、大きさは、例えば直径が１．５ｃｍ、幅が５ｍｍ、
厚さが２．５ｍｍのものである。また、上記回動軸３６
にはこれを回転させるための動力を受けるベルト車３７
が固定され、そのベルト車３７にはモータ３８からの回
動力を伝達する伝達手段３９が設けられている。この伝
達手段３９には例えばベルトが用いられている。上記モ
ータ３８の回動力は、例えばモータ軸４０、このモータ
軸４０に取り付けたベルト車４１、上記伝達手段３９、
上記ベルト車３７を介して、回動軸３６に伝達される。
部３２が取り付けられている下部側には、例えば、高速
回転（例えば１００００ｒｐｍ〜３００００ｒｐｍ程度
の回転数）に対応する軸受３５を介して研磨パッド１１
を固定して支持する回動軸３６が回動自在に取り付けら
れている。この回動軸３６はステンレス製の軸からな
り、例えば上記研磨パッド１１が固定されている部分の
直径が例えば１ｃｍを有している。上記研磨パッド１１
は、一例として、ポリウレタン（ここでは一例としてロ
デールニッタ製のＩＣ１０００を用いた）からなるもの
で、大きさは、例えば直径が１．５ｃｍ、幅が５ｍｍ、
厚さが２．５ｍｍのものである。また、上記回動軸３６
にはこれを回転させるための動力を受けるベルト車３７
が固定され、そのベルト車３７にはモータ３８からの回
動力を伝達する伝達手段３９が設けられている。この伝
達手段３９には例えばベルトが用いられている。上記モ
ータ３８の回動力は、例えばモータ軸４０、このモータ
軸４０に取り付けたベルト車４１、上記伝達手段３９、
上記ベルト車３７を介して、回動軸３６に伝達される。
【００４６】上記モータ３８は上記パッド支持部材３３
の回動支持部３４側に固定されている。なお、モータ３
８の振動がパッド支持部材３３に伝達されないようにす
るために、モータ３８とパッド支持部材３３との間に防
振器（図示せず）を設置してもよい。防振器の一例とし
ては、板ゴムがあげられる。
の回動支持部３４側に固定されている。なお、モータ３
８の振動がパッド支持部材３３に伝達されないようにす
るために、モータ３８とパッド支持部材３３との間に防
振器（図示せず）を設置してもよい。防振器の一例とし
ては、板ゴムがあげられる。
【００４７】なお、図示はしないが、上記回動軸３６を
モータ軸として、モータの回動力をモータ軸（パッド
軸）を介して直接的に研磨パッド１１に伝達する構成と
してもよい。この場合、回動中にモータ軸が軸ぶれを起
こさないような高精度モータを用いることが望ましい。
モータ軸として、モータの回動力をモータ軸（パッド
軸）を介して直接的に研磨パッド１１に伝達する構成と
してもよい。この場合、回動中にモータ軸が軸ぶれを起
こさないような高精度モータを用いることが望ましい。
【００４８】また、上記研磨パッド１１の研磨面１２を
ドレッシングするドレッシング装置５１が上記筐体３１
に設置されている。
ドレッシングするドレッシング装置５１が上記筐体３１
に設置されている。
【００４９】すなわち、上記筐体３１に対して回動自在
に、かつドレッシング装置５１のドレッシング部５２が
上記研磨パッド１１の研磨面１２に接触できるように、
ドレッシング部５２がリンク５３を介して筐体３１に対
して回動自在に設置されている。このドレッシング部５
２は、例えば平均粒径が２００μｍのダイヤモンド砥粒
が密集してニッケル電着された５ｍｍ四方のステンレス
台からなり、上記ドレッシング部５２のドレッシング側
とは反対側には、筐体３１の支持部４２に固定されたも
ので、ドレッシング部５２を研磨パッド１１の研磨面１
２に押し当てる押し圧手段５４が設けられている。この
押し圧手段５４には例えばばねが用いられている。な
お、ドレッシングが不必要な場合には、上記ドレッシン
グ部５２は上記研磨パッド１１の研磨面１２より離間さ
れるようになっていてもよい。
に、かつドレッシング装置５１のドレッシング部５２が
上記研磨パッド１１の研磨面１２に接触できるように、
ドレッシング部５２がリンク５３を介して筐体３１に対
して回動自在に設置されている。このドレッシング部５
２は、例えば平均粒径が２００μｍのダイヤモンド砥粒
が密集してニッケル電着された５ｍｍ四方のステンレス
台からなり、上記ドレッシング部５２のドレッシング側
とは反対側には、筐体３１の支持部４２に固定されたも
ので、ドレッシング部５２を研磨パッド１１の研磨面１
２に押し当てる押し圧手段５４が設けられている。この
押し圧手段５４には例えばばねが用いられている。な
お、ドレッシングが不必要な場合には、上記ドレッシン
グ部５２は上記研磨パッド１１の研磨面１２より離間さ
れるようになっていてもよい。
【００５０】上記のように、各研磨パッド１１の研磨面
１２をドレッシングするドレッシング装置を備えたもの
では、研磨中に研磨パッドのドレッシングが可能にな
り、常に均一な条件で研磨することが可能になるととも
に研磨スループットの向上が図れる。
１２をドレッシングするドレッシング装置を備えたもの
では、研磨中に研磨パッドのドレッシングが可能にな
り、常に均一な条件で研磨することが可能になるととも
に研磨スループットの向上が図れる。
【００５１】上記研磨ユニット５は上記のように構成さ
れ、各研磨パッド１１の研磨面１２が基板２１の被研磨
面２２に接触するように研磨ユニット５を縦横に配列し
て研磨装置１が構成されている。
れ、各研磨パッド１１の研磨面１２が基板２１の被研磨
面２２に接触するように研磨ユニット５を縦横に配列し
て研磨装置１が構成されている。
【００５２】上記研磨装置１では、各研磨パッド１１
は、その周面が研磨面１２となっており、また回動可能
なものとなっていることから、研磨パッド１１の周面の
一部が被研磨面２２の一部に接触して研磨する。そのた
め、研磨面積を小さくすることができるので、被研磨面
２２の凸部を選択的に除去することができる。また、被
研磨面２２に対して研磨パッド１１の周面を接触させて
研磨するように研磨パッド１１が配置されていることか
ら、被研磨面２２に対する研磨パッド１１の投影面積が
小さく、研磨パッド１１を複数備えることも容易にな
る。そして研磨パッド１１を複数備えることにより、１
個あたりの研磨パッド１１が被研磨面２２に接触する面
積が小さくても、複数の研磨パッド１１により被研磨面
２２に対する接触面積が大きくなるのでスループットの
低下が抑えられる。
は、その周面が研磨面１２となっており、また回動可能
なものとなっていることから、研磨パッド１１の周面の
一部が被研磨面２２の一部に接触して研磨する。そのた
め、研磨面積を小さくすることができるので、被研磨面
２２の凸部を選択的に除去することができる。また、被
研磨面２２に対して研磨パッド１１の周面を接触させて
研磨するように研磨パッド１１が配置されていることか
ら、被研磨面２２に対する研磨パッド１１の投影面積が
小さく、研磨パッド１１を複数備えることも容易にな
る。そして研磨パッド１１を複数備えることにより、１
個あたりの研磨パッド１１が被研磨面２２に接触する面
積が小さくても、複数の研磨パッド１１により被研磨面
２２に対する接触面積が大きくなるのでスループットの
低下が抑えられる。
【００５３】上記研磨装置１に用いた研磨パッド１１
は、図３に示すように、円盤状の研磨パッドであり、そ
の研磨パッド１１の周面（円周面）１２において研磨を
行うものである。したがって、回動軸３６は、基板２１
の被研磨面２２に対して周面１２が常に幅方向に接触す
るように、研磨パッド１１の回転対称軸ｘに回動軸３６
の回転軸が重なるように、研磨パッド１１に取り付けら
れている。なお、図３の（１）は研磨パッドの正面図を
示し、（２）は研磨パッドの側面図を示し、（３）は研
磨状態を示す。
は、図３に示すように、円盤状の研磨パッドであり、そ
の研磨パッド１１の周面（円周面）１２において研磨を
行うものである。したがって、回動軸３６は、基板２１
の被研磨面２２に対して周面１２が常に幅方向に接触す
るように、研磨パッド１１の回転対称軸ｘに回動軸３６
の回転軸が重なるように、研磨パッド１１に取り付けら
れている。なお、図３の（１）は研磨パッドの正面図を
示し、（２）は研磨パッドの側面図を示し、（３）は研
磨状態を示す。
【００５４】上記研磨パッド１１は、その周面１２で研
磨を行うものであれば、図４の（１）、（４）に示すよ
うな形状であってもよい。図４の（１）は研磨パッドの
正面図を示し、（２）は研磨パッドの側面図を示し、
（３）は研磨状態を示す。また図４の（４）は研磨パッ
ドの正面図を示し、（５）は研磨パッドの側面図を示
し、（６）は研磨状態を示す。
磨を行うものであれば、図４の（１）、（４）に示すよ
うな形状であってもよい。図４の（１）は研磨パッドの
正面図を示し、（２）は研磨パッドの側面図を示し、
（３）は研磨状態を示す。また図４の（４）は研磨パッ
ドの正面図を示し、（５）は研磨パッドの側面図を示
し、（６）は研磨状態を示す。
【００５５】図４の（１）、（２）に示すように、研磨
パッド１１は円錐台形状を成しており、その周面１２を
研磨面としたものである。したがって、（３）に示すよ
うに、回動軸３６は、例えば矢印方向に回転するととも
に、基板２１の被研磨面２２に対して周面１２が常に幅
方向に接触するように、円錐台の回転対称軸ｘに回動軸
３６の回転軸が重なるように、研磨パッド１１に取り付
けられている。円錐台形状の研磨パッドを用いること
で、研磨面に対して回転軸をオフセットして配置するこ
とができる。これによって、研磨パッドのスペースを省
き研磨パッドを密に配置することができる。
パッド１１は円錐台形状を成しており、その周面１２を
研磨面としたものである。したがって、（３）に示すよ
うに、回動軸３６は、例えば矢印方向に回転するととも
に、基板２１の被研磨面２２に対して周面１２が常に幅
方向に接触するように、円錐台の回転対称軸ｘに回動軸
３６の回転軸が重なるように、研磨パッド１１に取り付
けられている。円錐台形状の研磨パッドを用いること
で、研磨面に対して回転軸をオフセットして配置するこ
とができる。これによって、研磨パッドのスペースを省
き研磨パッドを密に配置することができる。
【００５６】また、図４の（４）、（５）に示すよう
に、研磨パッド１１は円錐形状を成しており、その周面
１２を研磨面としたものである。したがって、（６）に
示すように、回動軸３６は、例えば矢印方向に回転する
とともに、基板２１の被研磨面２２に対して周面１２が
常に幅方向に接触するように、円錐の回転対称軸ｘに回
動軸３６の回転軸が重なるように、研磨パッド１１に取
り付けられている。円錐形状の研磨パッドを用いること
で、研磨面に対して回転軸をオフセットして配置するこ
とができる。これによって、研磨パッドのスペースを省
き研磨パッドを密に配置することができる。
に、研磨パッド１１は円錐形状を成しており、その周面
１２を研磨面としたものである。したがって、（６）に
示すように、回動軸３６は、例えば矢印方向に回転する
とともに、基板２１の被研磨面２２に対して周面１２が
常に幅方向に接触するように、円錐の回転対称軸ｘに回
動軸３６の回転軸が重なるように、研磨パッド１１に取
り付けられている。円錐形状の研磨パッドを用いること
で、研磨面に対して回転軸をオフセットして配置するこ
とができる。これによって、研磨パッドのスペースを省
き研磨パッドを密に配置することができる。
【００５７】前記図３および図４によって説明した各研
磨パッド１１においては、研磨面となる周面１２が厚さ
方向に例えば凸状の曲率を有する曲面に形成されたもの
を用いることも可能である。
磨パッド１１においては、研磨面となる周面１２が厚さ
方向に例えば凸状の曲率を有する曲面に形成されたもの
を用いることも可能である。
【００５８】次に、上記研磨装置１には、基板の移動手
段として、図５に示すように、基板２１を載置するステ
ージ６１が搭載されている。このステージ６１は、例え
ば、基板２１表面にそって平行にＸ軸方向に移動可能な
Ｘステージ６３と、基板２１表面にそって平行にＹ軸方
向に移動可能なＹステージ６５とからなる。このよう
に、被研磨面１２と研磨パッド１１とが相対的に移動す
る移動装置としてのステージ６１を備えたものでは、基
板２１の全面を均一性良く研磨することが可能になる。
なお、ステージの基板載置部分の構成に関しては後に詳
細を説明する。
段として、図５に示すように、基板２１を載置するステ
ージ６１が搭載されている。このステージ６１は、例え
ば、基板２１表面にそって平行にＸ軸方向に移動可能な
Ｘステージ６３と、基板２１表面にそって平行にＹ軸方
向に移動可能なＹステージ６５とからなる。このよう
に、被研磨面１２と研磨パッド１１とが相対的に移動す
る移動装置としてのステージ６１を備えたものでは、基
板２１の全面を均一性良く研磨することが可能になる。
なお、ステージの基板載置部分の構成に関しては後に詳
細を説明する。
【００５９】また上記研磨装置１には、図６に示すよう
に、一例として、各研磨パッド１１〔前記図２参照〕の
回転数を独立に制御する回転制御装置７１を備えること
も可能である。例えば、各研磨ユニット５に備えられて
いるモータ３８には、各モータ３８の回転数を制御する
回転制御装置７１が接続されている。この回転制御装置
７１では、例えばモータ３８に供給する電力を調整する
ことによりモータ３８の回転数を変えて、研磨速度を変
更する。そのため、被研磨面（図示せず）の凹凸に合わ
せて研磨レートの調整が可能になり、均一性の高い研磨
が実現される。
に、一例として、各研磨パッド１１〔前記図２参照〕の
回転数を独立に制御する回転制御装置７１を備えること
も可能である。例えば、各研磨ユニット５に備えられて
いるモータ３８には、各モータ３８の回転数を制御する
回転制御装置７１が接続されている。この回転制御装置
７１では、例えばモータ３８に供給する電力を調整する
ことによりモータ３８の回転数を変えて、研磨速度を変
更する。そのため、被研磨面（図示せず）の凹凸に合わ
せて研磨レートの調整が可能になり、均一性の高い研磨
が実現される。
【００６０】また上記研磨装置１には、図７に示すよう
に、各研磨パッド１１〔前記図２参照〕の被研磨面に対
する圧力を独立に制御する圧力制御装置８１を備えるこ
とも可能である。例えば、加圧部３２が空気圧シリンダ
で構成されている場合には、各研磨ユニット５に備えら
れている加圧部３２には、各加圧部３２の加圧力を制御
する圧力制御弁８３が接続されている。この圧力制御弁
８３は、加圧源８５より個々の加圧部３２に加えられる
圧力を調整する。各加圧部３２へ加える圧力値は、例え
ば制御部８７より圧力制御弁８３へ指示して行う。この
ように加圧部３２への加圧力を変えることにより研磨速
度が変更されるため、被研磨面（図示せず）の凹凸に合
わせて研磨レートの調整が可能になり、均一性の高い研
磨が実現される。
に、各研磨パッド１１〔前記図２参照〕の被研磨面に対
する圧力を独立に制御する圧力制御装置８１を備えるこ
とも可能である。例えば、加圧部３２が空気圧シリンダ
で構成されている場合には、各研磨ユニット５に備えら
れている加圧部３２には、各加圧部３２の加圧力を制御
する圧力制御弁８３が接続されている。この圧力制御弁
８３は、加圧源８５より個々の加圧部３２に加えられる
圧力を調整する。各加圧部３２へ加える圧力値は、例え
ば制御部８７より圧力制御弁８３へ指示して行う。この
ように加圧部３２への加圧力を変えることにより研磨速
度が変更されるため、被研磨面（図示せず）の凹凸に合
わせて研磨レートの調整が可能になり、均一性の高い研
磨が実現される。
【００６１】また上記研磨装置１には、図８に示すよう
に、各研磨パッド１１〔前記図１参照〕相互間の間隔を
調整する移動制御装置９１を備えることも可能である。
例えば、各研磨ユニット５には移動手段９３が備えられ
ていて、各移動手段９３は例えばレール９５に沿って矢
印方向に移動可能になっている。また各移動手段９３は
研磨ユニット５の移動位置を制御する移動制御部９７に
接続されていて、移動位置が制御されている。この移動
制御装置９１によって各研磨ユニット５の位置を選択す
ることによって、片道１回の研磨動作によって、もしく
は１往復の研磨動作によって、被研磨面の全面を研磨す
るように各研磨ユニット５を配置することも可能にな
る。
に、各研磨パッド１１〔前記図１参照〕相互間の間隔を
調整する移動制御装置９１を備えることも可能である。
例えば、各研磨ユニット５には移動手段９３が備えられ
ていて、各移動手段９３は例えばレール９５に沿って矢
印方向に移動可能になっている。また各移動手段９３は
研磨ユニット５の移動位置を制御する移動制御部９７に
接続されていて、移動位置が制御されている。この移動
制御装置９１によって各研磨ユニット５の位置を選択す
ることによって、片道１回の研磨動作によって、もしく
は１往復の研磨動作によって、被研磨面の全面を研磨す
るように各研磨ユニット５を配置することも可能にな
る。
【００６２】一般に、半導体装置製造のウエハ（基板２
１）では、ウエハ上にチップ単位で繰り返しパターンが
並んでおり、ウエハ上の凹凸もこの繰り返しの周期とな
っている。また、チップの凹凸のピッチはデバイス毎に
異なっている。そのため、各研磨パッド１１相互間の間
隔を調整する移動制御装置９１を備えたものでは、この
繰り返しピッチに合わせて、研磨パッド１１の間隔を調
整することができるので、研磨が必要な凸部に研磨パッ
ド１１を配置して研磨することが可能になり、研磨の均
一性の向上が図られる。
１）では、ウエハ上にチップ単位で繰り返しパターンが
並んでおり、ウエハ上の凹凸もこの繰り返しの周期とな
っている。また、チップの凹凸のピッチはデバイス毎に
異なっている。そのため、各研磨パッド１１相互間の間
隔を調整する移動制御装置９１を備えたものでは、この
繰り返しピッチに合わせて、研磨パッド１１の間隔を調
整することができるので、研磨が必要な凸部に研磨パッ
ド１１を配置して研磨することが可能になり、研磨の均
一性の向上が図られる。
【００６３】上記研磨装置１による研磨方法を以下に説
明する。上記研磨装置１では、図示はしていないが、各
研磨パッド１１の近傍に配置されたスラリー供給手段よ
りスラリーの供給を受けつつ研磨パッド１１を回動させ
るとともに、上記各研磨ユニット５の研磨パッド１１の
研磨面１２が所定の圧力で基板２１の被研磨面２２に接
触するように、加圧部３２で研磨圧を調整して研磨を行
う。例えば、研磨パッド１１を０．３９２Ｎの力で加圧
した場合、研磨パッド１１の被研磨面１２に対する接触
面積は、研磨パッド１１の周方向に２ｍｍ、幅方向に５
ｍｍとなった。
明する。上記研磨装置１では、図示はしていないが、各
研磨パッド１１の近傍に配置されたスラリー供給手段よ
りスラリーの供給を受けつつ研磨パッド１１を回動させ
るとともに、上記各研磨ユニット５の研磨パッド１１の
研磨面１２が所定の圧力で基板２１の被研磨面２２に接
触するように、加圧部３２で研磨圧を調整して研磨を行
う。例えば、研磨パッド１１を０．３９２Ｎの力で加圧
した場合、研磨パッド１１の被研磨面１２に対する接触
面積は、研磨パッド１１の周方向に２ｍｍ、幅方向に５
ｍｍとなった。
【００６４】次に、上記構成の研磨装置１を用いた基板
２１の研磨について説明する。まず研磨される基板２１
の断面を図９の模式的断面図により説明する。
２１の研磨について説明する。まず研磨される基板２１
の断面を図９の模式的断面図により説明する。
【００６５】図９に示すように、基板（シリコン基板）
２３上には５００ｎｍの厚さの酸化シリコン膜２４が形
成されている。この酸化シリコン膜２４上には厚さが５
００ｎｍのアルミニウムからなる１ｃｍ四方のアルミニ
ウムパターン２５が２ｃｍピッチ（１ｃｍ間隔）で形成
されている。さらに、アルミニウムパターン２５を覆う
酸化シリコン膜２６が２μｍの厚さに、例えばプラズマ
ＣＶＤ法により形成されている。したがって、酸化シリ
コン膜２６表面の段差の高さＨｂはおよそ５００ｎｍと
なっている。このように基板２１が構成されている。
２３上には５００ｎｍの厚さの酸化シリコン膜２４が形
成されている。この酸化シリコン膜２４上には厚さが５
００ｎｍのアルミニウムからなる１ｃｍ四方のアルミニ
ウムパターン２５が２ｃｍピッチ（１ｃｍ間隔）で形成
されている。さらに、アルミニウムパターン２５を覆う
酸化シリコン膜２６が２μｍの厚さに、例えばプラズマ
ＣＶＤ法により形成されている。したがって、酸化シリ
コン膜２６表面の段差の高さＨｂはおよそ５００ｎｍと
なっている。このように基板２１が構成されている。
【００６６】次に、前記図１、図２によって説明した研
磨装置１を用いて、上記基板２１の酸化シリコン膜２６
表面（被研磨面２２）を研磨した。スラリーには、ＫＯ
Ｈ（水酸化カリウム）ベースのシリカを用い（ここで
は、一例としてＣａｂｏｔ社製のＳＳ−２５を用い）、
研磨パッド１１には、上記説明したものを用いた。そし
て研磨パッド１１により０．３９２Ｎの力で被研磨面２
２を加圧し、研磨パッド１１を４５０ｒｐｍで回転させ
ながら、研磨パッド１１が酸化シリコン膜２６の段差部
を研磨するように、基板２１を載置したステージ（図示
せず）を前記図１中のＹ軸方向に１ｃｍの幅でかつ３ｃ
ｍ／ｍｉｎの速度で揺動させながら、前記図１中のＸ軸
方向に０．１ｃｍ／ｍｉｎの速度で移動させて、研磨を
行った。したがって、ウエハ１枚を１０分で研磨した。
磨装置１を用いて、上記基板２１の酸化シリコン膜２６
表面（被研磨面２２）を研磨した。スラリーには、ＫＯ
Ｈ（水酸化カリウム）ベースのシリカを用い（ここで
は、一例としてＣａｂｏｔ社製のＳＳ−２５を用い）、
研磨パッド１１には、上記説明したものを用いた。そし
て研磨パッド１１により０．３９２Ｎの力で被研磨面２
２を加圧し、研磨パッド１１を４５０ｒｐｍで回転させ
ながら、研磨パッド１１が酸化シリコン膜２６の段差部
を研磨するように、基板２１を載置したステージ（図示
せず）を前記図１中のＹ軸方向に１ｃｍの幅でかつ３ｃ
ｍ／ｍｉｎの速度で揺動させながら、前記図１中のＸ軸
方向に０．１ｃｍ／ｍｉｎの速度で移動させて、研磨を
行った。したがって、ウエハ１枚を１０分で研磨した。
【００６７】次に、上記研磨前と研磨後の酸化シリコン
膜２５の表面状態を図１０の模式的断面図によって説明
する。図１０の（１）は研磨前を示し、（２）は研磨後
を示す。
膜２５の表面状態を図１０の模式的断面図によって説明
する。図１０の（１）は研磨前を示し、（２）は研磨後
を示す。
【００６８】図１０の（１）に示すように、研磨前の酸
化シリコン膜２６に生じている段差の高さＨｂは、全段
差の平均で５０３．５ｎｍであった。図１０の（２）に
示すように、研磨後の酸化シリコン膜２６に生じている
最大段差の高さＨｍは１２１.０ｎｍであり、研磨後の
段差中央部の高さＨｃは８２ｎｍであった。また、Ｈｂ
−Ｈｃで表す研磨量のばらつきδは±２１ｎｍであり、
δ／（Ｈｂ−Ｈｃ）×１００％で表す研磨の均一性は±
５．０％であった。したがって、本発明の研磨装置１で
研磨を行うことにより、良好な研磨結果が得られること
がわかった。
化シリコン膜２６に生じている段差の高さＨｂは、全段
差の平均で５０３．５ｎｍであった。図１０の（２）に
示すように、研磨後の酸化シリコン膜２６に生じている
最大段差の高さＨｍは１２１.０ｎｍであり、研磨後の
段差中央部の高さＨｃは８２ｎｍであった。また、Ｈｂ
−Ｈｃで表す研磨量のばらつきδは±２１ｎｍであり、
δ／（Ｈｂ−Ｈｃ）×１００％で表す研磨の均一性は±
５．０％であった。したがって、本発明の研磨装置１で
研磨を行うことにより、良好な研磨結果が得られること
がわかった。
【００６９】次に、本発明の研磨装置に係る第２の実施
の形態を、図１１によって説明する。図１１の（１）で
は研磨パッドの配列のレイアウト図を示し、（２）では
任意の研磨パッドに着目した概略構成図を示す。
の形態を、図１１によって説明する。図１１の（１）で
は研磨パッドの配列のレイアウト図を示し、（２）では
任意の研磨パッドに着目した概略構成図を示す。
【００７０】図１１に示すように、研磨装置２では、図
示しない筐体に軸受（図示せず）を介して回動軸１２１
が回動自在に設置されている。この回動軸１２１の側周
には、複数の研磨ホイール１３が例えば５ｍｍピッチ
（隙間無く）で固定されて配置されている。上記研磨ホ
イール１３の側周には研磨パッド１１が摩擦により固定
されている。この研磨パッド１１は、一例として、ポリ
ウレタン（ここでは一例としてロデールニッタ製のＩＣ
１０００）からなるもので、大きさは直径が１５ｃｍ、
幅が５ｍｍ、厚さが２．５ｎｍのものからなる。上記回
動軸１２１には例えば直径３ｃｍのステンレス軸が用い
られている。
示しない筐体に軸受（図示せず）を介して回動軸１２１
が回動自在に設置されている。この回動軸１２１の側周
には、複数の研磨ホイール１３が例えば５ｍｍピッチ
（隙間無く）で固定されて配置されている。上記研磨ホ
イール１３の側周には研磨パッド１１が摩擦により固定
されている。この研磨パッド１１は、一例として、ポリ
ウレタン（ここでは一例としてロデールニッタ製のＩＣ
１０００）からなるもので、大きさは直径が１５ｃｍ、
幅が５ｍｍ、厚さが２．５ｎｍのものからなる。上記回
動軸１２１には例えば直径３ｃｍのステンレス軸が用い
られている。
【００７１】また上記筐体には、各研磨パッド１１に対
応して被研磨面を押圧しながら回動するローラ１３１が
設けられているローラ軸１３２が例えば軸受（図示せ
ず）を介して回動自在に支持されている。各ローラ軸１
３２には、回転力を伝達する伝達手段（例えばベルト）
（図示せず）が巻かれており、この伝達手段によってロ
ーラ軸１３２に回動力を付与する回動手段（例えばモー
タ）が上記筐体に取り付けられている。もしくは、ロー
ラ軸１３２をモータ軸としてモータを設置してもよい。
なお、モータの振動が筐体に伝達されないようにするた
めに、モータと筐体との間に防振器（図示せず）を設置
してもよい。防振器の一例としては、板ゴムがあげられ
る。
応して被研磨面を押圧しながら回動するローラ１３１が
設けられているローラ軸１３２が例えば軸受（図示せ
ず）を介して回動自在に支持されている。各ローラ軸１
３２には、回転力を伝達する伝達手段（例えばベルト）
（図示せず）が巻かれており、この伝達手段によってロ
ーラ軸１３２に回動力を付与する回動手段（例えばモー
タ）が上記筐体に取り付けられている。もしくは、ロー
ラ軸１３２をモータ軸としてモータを設置してもよい。
なお、モータの振動が筐体に伝達されないようにするた
めに、モータと筐体との間に防振器（図示せず）を設置
してもよい。防振器の一例としては、板ゴムがあげられ
る。
【００７２】上記筐体には、上記研磨パッド１１を基板
２１の被研磨面２２に押圧する加圧部（図示せず）が取
り付けられている。上記加圧部には、例えば空気圧シリ
ンダを用いているが、被研磨面に対して研磨パッド１１
を押し付ける圧力を考慮したものであればよく、空気以
外のガス圧シリンダー、液体圧（例えば油圧）シリン
ダ、ばね（例えばコイルばね、板ばね等）等を用いるこ
ともできる。したがって、研磨パッド１１、ローラ１３
１および回動手段（モータ）（図示せず）は同一ユニッ
トに設置され、基板２１の被研磨面２２に対して、例え
ば空気圧シリンダで一律に加圧される構造になってい
る。
２１の被研磨面２２に押圧する加圧部（図示せず）が取
り付けられている。上記加圧部には、例えば空気圧シリ
ンダを用いているが、被研磨面に対して研磨パッド１１
を押し付ける圧力を考慮したものであればよく、空気以
外のガス圧シリンダー、液体圧（例えば油圧）シリン
ダ、ばね（例えばコイルばね、板ばね等）等を用いるこ
ともできる。したがって、研磨パッド１１、ローラ１３
１および回動手段（モータ）（図示せず）は同一ユニッ
トに設置され、基板２１の被研磨面２２に対して、例え
ば空気圧シリンダで一律に加圧される構造になってい
る。
【００７３】なお、図示はしないが、上記回動軸１２１
をモータ軸として、モータの回動力をモータ軸（回動軸
１２１）を介して直接的に研磨パッド１１に伝達する構
成としてもよい。この場合、回動中にモータ軸の軸ぶれ
が起こらないような高精度モータを用いることが望まし
い。
をモータ軸として、モータの回動力をモータ軸（回動軸
１２１）を介して直接的に研磨パッド１１に伝達する構
成としてもよい。この場合、回動中にモータ軸の軸ぶれ
が起こらないような高精度モータを用いることが望まし
い。
【００７４】また、上記研磨パッド１１の周面（研磨
面）１２をドレッシングするドレッシング装置（図示せ
ず）が上記筐体に設置されている。このドレッシング装
置の構成は、前記図２によって説明したドレッシング装
置と同様である。
面）１２をドレッシングするドレッシング装置（図示せ
ず）が上記筐体に設置されている。このドレッシング装
置の構成は、前記図２によって説明したドレッシング装
置と同様である。
【００７５】上記のように研磨装置２は構成されてい
る。
る。
【００７６】次に、上記研磨装置２による研磨方法を以
下に説明する。上記研磨装置２では、上記研磨パッド１
１が所定の圧力で基板２１の被研磨面２２に接触するよ
うに、押し圧手段で研磨圧が調整され、図示はしていな
いが、各研磨パッド１１の近傍に配置されたスラリー供
給手段よりスラリーの供給を受けつつ研磨パッド１１を
回動させて研磨を行う。例えば、研磨パッド１１を押圧
力０．３９２Ｎの力で加圧した場合、１個の研磨パッド
１１の被研磨面２２に対する接触面積は、研磨パッド１
１の周方向に２ｍｍ、幅方向に５ｍｍであった。
下に説明する。上記研磨装置２では、上記研磨パッド１
１が所定の圧力で基板２１の被研磨面２２に接触するよ
うに、押し圧手段で研磨圧が調整され、図示はしていな
いが、各研磨パッド１１の近傍に配置されたスラリー供
給手段よりスラリーの供給を受けつつ研磨パッド１１を
回動させて研磨を行う。例えば、研磨パッド１１を押圧
力０．３９２Ｎの力で加圧した場合、１個の研磨パッド
１１の被研磨面２２に対する接触面積は、研磨パッド１
１の周方向に２ｍｍ、幅方向に５ｍｍであった。
【００７７】次に、上記構成の研磨装置２を用いて、前
記図３によって説明したのと同様の基板２１の研磨を行
った。
記図３によって説明したのと同様の基板２１の研磨を行
った。
【００７８】次に、前記図１１によって説明した研磨装
置２を用いて、前記図９により説明した上記基板２１の
酸化シリコン膜２６表面を研磨した。スラリーは、ＫＯ
Ｈ（水酸化カリウム）ベースのシリカを用い（ここで
は、一例としてＣａｂｏｔ社製のＳＳ−２５を用い）、
研磨パッド１１には、上記説明したものを用いた。そし
て０．３９２Ｎの力で各研磨パッド１１を加圧し研磨パ
ッド１１による被研磨面への圧力が３９．２ｋＰａとな
るようにして、段差部エッジに研磨パッド１１が当たる
部分からウエハの直径分の２０ｃｍを２ｃｍ／ｍｉｎで
動かして研磨を行った。この際、研磨パッド１１の境界
が段差の境界と同じになるように研磨パッド１１を動か
し、研磨パッド１１が段差を通過するときのみ４５０ｒ
ｐｍで研磨パッドを回転させ、それ以外のときの研磨パ
ッド１１は無回転とした。したがって、１枚のウエハを
１０分で研磨することができた。
置２を用いて、前記図９により説明した上記基板２１の
酸化シリコン膜２６表面を研磨した。スラリーは、ＫＯ
Ｈ（水酸化カリウム）ベースのシリカを用い（ここで
は、一例としてＣａｂｏｔ社製のＳＳ−２５を用い）、
研磨パッド１１には、上記説明したものを用いた。そし
て０．３９２Ｎの力で各研磨パッド１１を加圧し研磨パ
ッド１１による被研磨面への圧力が３９．２ｋＰａとな
るようにして、段差部エッジに研磨パッド１１が当たる
部分からウエハの直径分の２０ｃｍを２ｃｍ／ｍｉｎで
動かして研磨を行った。この際、研磨パッド１１の境界
が段差の境界と同じになるように研磨パッド１１を動か
し、研磨パッド１１が段差を通過するときのみ４５０ｒ
ｐｍで研磨パッドを回転させ、それ以外のときの研磨パ
ッド１１は無回転とした。したがって、１枚のウエハを
１０分で研磨することができた。
【００７９】上記研磨前と研磨後の酸化シリコン膜２５
の表面状態は、前記図１０と同様である。よって、前記
図１０を用いて説明する。
の表面状態は、前記図１０と同様である。よって、前記
図１０を用いて説明する。
【００８０】図１０の（１）に示すように、研磨前の段
差の高さＨｂは、全段差の平均で５０３．５ｎｍであっ
た。図１０の（２）に示すように、研磨後の最大段差の
高さＨｍは１５８.０ｎｍであり、研磨後の段差中央部
の高さＨｃは１３６．０ｎｍであった。また、Ｈｂ−Ｈ
ｃで表す研磨量のばらつきδは±１６ｎｍであり、δ／
（Ｈｂ−Ｈｃ）×１００％で表す研磨の均一性は±４．
４％であった。したがって、本発明の研磨装置１で研磨
を行うことにより、良好な研磨結果が得られることがわ
かった。
差の高さＨｂは、全段差の平均で５０３．５ｎｍであっ
た。図１０の（２）に示すように、研磨後の最大段差の
高さＨｍは１５８.０ｎｍであり、研磨後の段差中央部
の高さＨｃは１３６．０ｎｍであった。また、Ｈｂ−Ｈ
ｃで表す研磨量のばらつきδは±１６ｎｍであり、δ／
（Ｈｂ−Ｈｃ）×１００％で表す研磨の均一性は±４．
４％であった。したがって、本発明の研磨装置１で研磨
を行うことにより、良好な研磨結果が得られることがわ
かった。
【００８１】次に、本発明の研磨装置に係る第３の実施
の形態を、図１２によって説明する。図１２の（１）で
は研磨パッドの配列のレイアウト図を示し、（２）では
任意の研磨パッド列に着目した概略構成図を示す。
の形態を、図１２によって説明する。図１２の（１）で
は研磨パッドの配列のレイアウト図を示し、（２）では
任意の研磨パッド列に着目した概略構成図を示す。
【００８２】図１２に示すように、研磨装置３は、研磨
パッド１１を有する複数の研磨ユニット６で構成されて
いる。上記研磨ユニット６は、研磨パッド１１を高速回
転させることができる構成であればよく、基板２１の被
研磨面２２のＸ方向およびＹ方向に例えば２ｃｍピッチ
で配置されている。上記研磨ユニット６の一構成例を、
図１３（１）の研磨ユニットの概略構成正面図および
（２）の要部側面断面図により説明する。
パッド１１を有する複数の研磨ユニット６で構成されて
いる。上記研磨ユニット６は、研磨パッド１１を高速回
転させることができる構成であればよく、基板２１の被
研磨面２２のＸ方向およびＹ方向に例えば２ｃｍピッチ
で配置されている。上記研磨ユニット６の一構成例を、
図１３（１）の研磨ユニットの概略構成正面図および
（２）の要部側面断面図により説明する。
【００８３】図１３に示すように、上記研磨ユニット６
には、筐体３１下部側に加圧部３２が取り付けられてい
る。上記加圧部３２の加圧部分３２ｐには、上記筐体３
１の案内部３１Ｇに図面上下方向に案内されるパッド支
持部材３３が取り付けられている。このパッド支持部材
３３は加圧部分３２ｐに対して回動自在に取り付けられ
ていても良い。上記加圧部３２には、例えば空気圧シリ
ンダを用いているが、被研磨面に対して研磨パッド１１
を押し付ける圧力を考慮したものであればよく、空気以
外のガス圧シリンダ、液体圧（例えば油圧）シリンダ、
ばね（例えばコイルばね、板ばね等）等を用いることも
できる。
には、筐体３１下部側に加圧部３２が取り付けられてい
る。上記加圧部３２の加圧部分３２ｐには、上記筐体３
１の案内部３１Ｇに図面上下方向に案内されるパッド支
持部材３３が取り付けられている。このパッド支持部材
３３は加圧部分３２ｐに対して回動自在に取り付けられ
ていても良い。上記加圧部３２には、例えば空気圧シリ
ンダを用いているが、被研磨面に対して研磨パッド１１
を押し付ける圧力を考慮したものであればよく、空気以
外のガス圧シリンダ、液体圧（例えば油圧）シリンダ、
ばね（例えばコイルばね、板ばね等）等を用いることも
できる。
【００８４】このパッド支持部材３３の加圧部３２が取
り付けられている側とは反対側には、例えば、高速回転
（例えば１００００ｒｐｍ〜３００００ｒｐｍ程度の回
転数）に対応する軸受３５を介して研磨パッド１１を固
定して支持する回動軸３６が回動自在に取り付けられて
いる。この回動軸３６は、ステンレス製の軸からなり、
研磨パッド１１が固定される部分が例えば１ｃｍの直径
を有している。上記回動軸３６にはこれとともに回動す
る研磨パッド１１が固定されている。この研磨パッド１
１は、一例として、ポリウレタン（ここでは一例として
ロデールニッタ製のＩＣ１０００）からなるもので、大
きさは直径が１．５ｃｍ、幅が５ｍｍ、厚さが２．５ｍ
ｍのものである。
り付けられている側とは反対側には、例えば、高速回転
（例えば１００００ｒｐｍ〜３００００ｒｐｍ程度の回
転数）に対応する軸受３５を介して研磨パッド１１を固
定して支持する回動軸３６が回動自在に取り付けられて
いる。この回動軸３６は、ステンレス製の軸からなり、
研磨パッド１１が固定される部分が例えば１ｃｍの直径
を有している。上記回動軸３６にはこれとともに回動す
る研磨パッド１１が固定されている。この研磨パッド１
１は、一例として、ポリウレタン（ここでは一例として
ロデールニッタ製のＩＣ１０００）からなるもので、大
きさは直径が１．５ｃｍ、幅が５ｍｍ、厚さが２．５ｍ
ｍのものである。
【００８５】また、上記回動軸３６にはこれを回転させ
るための動力を受けるベルト車３７が固定され、そのベ
ルト車３７にはモータ３８の回動力を伝達する伝達手段
３９が設けられている。この伝達手段３９には例えばベ
ルトが用いられている。上記モータ３７の回動力は、例
えばモータ軸４０の回動力をモータ軸４０に取り付けた
ベルト車４１、上記伝達手段３９、上記ベルト車３７を
介して、回動軸３６に伝達される。
るための動力を受けるベルト車３７が固定され、そのベ
ルト車３７にはモータ３８の回動力を伝達する伝達手段
３９が設けられている。この伝達手段３９には例えばベ
ルトが用いられている。上記モータ３７の回動力は、例
えばモータ軸４０の回動力をモータ軸４０に取り付けた
ベルト車４１、上記伝達手段３９、上記ベルト車３７を
介して、回動軸３６に伝達される。
【００８６】上記モータ３７は上記パッド支持部材３３
の加圧部３２側に固定されている。なお、モータ３７の
振動がパッド支持部材３３に伝達されないようにするた
めに、モータ３７とパッド支持部材３２との間に防振器
（図示せず）を設置してもよい。防振器の一例として
は、板ゴムがあげられる。
の加圧部３２側に固定されている。なお、モータ３７の
振動がパッド支持部材３３に伝達されないようにするた
めに、モータ３７とパッド支持部材３２との間に防振器
（図示せず）を設置してもよい。防振器の一例として
は、板ゴムがあげられる。
【００８７】なお、図示はしないが、上記回動軸３６を
モータ軸として、モータの回動力をモータ軸（パッド
軸）を介して直接的に研磨パッド１１に伝達する構成と
してもよい。この場合、回動中にモータ軸の軸ぶれが起
こらないような高精度モータを用いることが望ましい。
モータ軸として、モータの回動力をモータ軸（パッド
軸）を介して直接的に研磨パッド１１に伝達する構成と
してもよい。この場合、回動中にモータ軸の軸ぶれが起
こらないような高精度モータを用いることが望ましい。
【００８８】また、上記研磨パッド１１の研磨面をドレ
ッシングするドレッシング装置５１が上記筐体３１に設
置されている。
ッシングするドレッシング装置５１が上記筐体３１に設
置されている。
【００８９】すなわち、上記筐体３１には、ドレッシン
グ装置５１のドレッシング部５２が上記研磨パッド１１
の周面（研磨面）１２接触できるように、ドレッシング
部５２設置されている。このドレッシング部５２は、例
えば平均粒径が２００μｍのダイヤモンド砥粒が密集し
てニッケル電着された５ｍｍ四方のステンレス台からな
り、上記ドレッシング部５２のドレッシング側とは反対
側には、筐体３１に固定されたもので、ドレッシング部
５２を研磨パッド１１の研磨面１２に押し当てる押し圧
手段５３が設けられている。この押し圧手段５３には例
えばばねが用いられている。なお、ドレッシングが不必
要な場合には、上記ドレッシング部５２は上記研磨パッ
ド１１の研磨面１２より離間されるようになっていても
よい。
グ装置５１のドレッシング部５２が上記研磨パッド１１
の周面（研磨面）１２接触できるように、ドレッシング
部５２設置されている。このドレッシング部５２は、例
えば平均粒径が２００μｍのダイヤモンド砥粒が密集し
てニッケル電着された５ｍｍ四方のステンレス台からな
り、上記ドレッシング部５２のドレッシング側とは反対
側には、筐体３１に固定されたもので、ドレッシング部
５２を研磨パッド１１の研磨面１２に押し当てる押し圧
手段５３が設けられている。この押し圧手段５３には例
えばばねが用いられている。なお、ドレッシングが不必
要な場合には、上記ドレッシング部５２は上記研磨パッ
ド１１の研磨面１２より離間されるようになっていても
よい。
【００９０】上記研磨ユニット６は上記のように構成さ
れ、前記図１２に示すように、各研磨パッド１１が基板
２１の被研磨面２２に接触するようにして研磨方向（例
えばＸ軸方向）に研磨を進めた場合、各研磨パッド１１
によって被研磨面２２の全てが研磨されるように、研磨
ユニット６を縦横に配列して研磨装置３が構成されてい
る。
れ、前記図１２に示すように、各研磨パッド１１が基板
２１の被研磨面２２に接触するようにして研磨方向（例
えばＸ軸方向）に研磨を進めた場合、各研磨パッド１１
によって被研磨面２２の全てが研磨されるように、研磨
ユニット６を縦横に配列して研磨装置３が構成されてい
る。
【００９１】上記研磨装置３による研磨方法を以下に説
明する。
明する。
【００９２】上記研磨装置３では、上記各研磨ユニット
６の研磨パッド１１が所定の圧力で基板２１の被研磨面
２２に接触するように、加圧部３２で研磨圧が調整さ
れ、図示はしていないが、各研磨パッド１１の近傍に配
置されたスラリー供給手段よりスラリーの供給を受けつ
つ研磨パッド１１を回動させて研磨を行う。例えば、研
磨パッド１１を０．３９２Ｎの力で加圧した場合、研磨
パッド１１の被研磨面２２に対する接触面積は、研磨パ
ッド１１の周方向に２ｍｍ、幅方向に５ｍｍであった。
６の研磨パッド１１が所定の圧力で基板２１の被研磨面
２２に接触するように、加圧部３２で研磨圧が調整さ
れ、図示はしていないが、各研磨パッド１１の近傍に配
置されたスラリー供給手段よりスラリーの供給を受けつ
つ研磨パッド１１を回動させて研磨を行う。例えば、研
磨パッド１１を０．３９２Ｎの力で加圧した場合、研磨
パッド１１の被研磨面２２に対する接触面積は、研磨パ
ッド１１の周方向に２ｍｍ、幅方向に５ｍｍであった。
【００９３】次に、上記構成の研磨装置３を用いた基板
２１の研磨について説明する。
２１の研磨について説明する。
【００９４】まず研磨される基板２１は、前記図９によ
って説明したものと同様である。
って説明したものと同様である。
【００９５】次に、図１２、図１３によって説明した研
磨装置３を用いて、前記図９によって説明した上記基板
２１の酸化シリコン膜２６表面を研磨した。スラリー
は、ＫＯＨ（水酸化カリウム）ベースのシリカを用い
（ここでは、一例としてＣａｂｏｔ社製のＳＳ−２５を
用い）、研磨パッド１１には、上記説明したものを用い
た。そして各研磨パッド１１を１８００ｒｐｍで回転さ
せ、Ｘ方向にウエハの直径分の２０ｃｍを２ｃｍ／ｍｉ
ｎで動かして研磨を行った。この際、研磨パッド１１の
境界が段差の境界と同じになるように研磨パッド１１を
動かし、研磨パッド１１が段差を通過するときのみ０．
９８Ｎの力で加圧し、それ以外のときには加圧をせずに
研磨を行った。したがって、１枚のウエハを１０分で研
磨することができた。
磨装置３を用いて、前記図９によって説明した上記基板
２１の酸化シリコン膜２６表面を研磨した。スラリー
は、ＫＯＨ（水酸化カリウム）ベースのシリカを用い
（ここでは、一例としてＣａｂｏｔ社製のＳＳ−２５を
用い）、研磨パッド１１には、上記説明したものを用い
た。そして各研磨パッド１１を１８００ｒｐｍで回転さ
せ、Ｘ方向にウエハの直径分の２０ｃｍを２ｃｍ／ｍｉ
ｎで動かして研磨を行った。この際、研磨パッド１１の
境界が段差の境界と同じになるように研磨パッド１１を
動かし、研磨パッド１１が段差を通過するときのみ０．
９８Ｎの力で加圧し、それ以外のときには加圧をせずに
研磨を行った。したがって、１枚のウエハを１０分で研
磨することができた。
【００９６】上記研磨前と研磨後の酸化シリコン膜２６
の表面状態は、前記図１０と同様である。よって、前記
図１０を用いて説明する。
の表面状態は、前記図１０と同様である。よって、前記
図１０を用いて説明する。
【００９７】図１０の（１）に示すように、研磨前の段
差の高さＨｂは、全段差の平均で５０３．５ｎｍであっ
た。図１０の（２）に示すように、研磨後の最大段差の
高さＨｍは１１５.０ｎｍであり、研磨後の段差中央部
の高さＨｃは９６．０ｎｍであった。また、Ｈｂ−Ｈｃ
で表す研磨量のばらつきδは±１８ｎｍであり、δ／
（Ｈｂ−Ｈｃ）×１００％で表す研磨の均一性は±４．
４％であった。したがって、本発明の研磨装置３で研磨
を行うことにより、良好な研磨結果が得られることがわ
かった。
差の高さＨｂは、全段差の平均で５０３．５ｎｍであっ
た。図１０の（２）に示すように、研磨後の最大段差の
高さＨｍは１１５.０ｎｍであり、研磨後の段差中央部
の高さＨｃは９６．０ｎｍであった。また、Ｈｂ−Ｈｃ
で表す研磨量のばらつきδは±１８ｎｍであり、δ／
（Ｈｂ−Ｈｃ）×１００％で表す研磨の均一性は±４．
４％であった。したがって、本発明の研磨装置３で研磨
を行うことにより、良好な研磨結果が得られることがわ
かった。
【００９８】上記各研磨装置１、２、３では、回動する
研磨パッド１１の周面１２が被研磨面２２に接触して、
被研磨面２２を研磨することから、研磨パッド１１の接
触面積を小さくすることができる。そのため、被研磨面
２２の凸部を選択的に除去することができる。また被研
磨面２２に対する研磨パッド１１の投影面積が小さくな
るので、複数個の研磨パッド１１を備えることが容易に
なっている。また、複数の研磨パッド１１を設けること
によって。スループットの低下は最小限に抑えられる。
研磨パッド１１の周面１２が被研磨面２２に接触して、
被研磨面２２を研磨することから、研磨パッド１１の接
触面積を小さくすることができる。そのため、被研磨面
２２の凸部を選択的に除去することができる。また被研
磨面２２に対する研磨パッド１１の投影面積が小さくな
るので、複数個の研磨パッド１１を備えることが容易に
なっている。また、複数の研磨パッド１１を設けること
によって。スループットの低下は最小限に抑えられる。
【００９９】次に、本発明の研磨装置に係る第４の実施
の形態を、図１４によって説明する。図１４の（１）で
は研磨パッドの配列のレイアウト図を示し、（２）では
任意の研磨パッド列に着目した概略構成図を示す。この
第４の実施の形態では、スラリーの供給について着目し
ている。
の形態を、図１４によって説明する。図１４の（１）で
は研磨パッドの配列のレイアウト図を示し、（２）では
任意の研磨パッド列に着目した概略構成図を示す。この
第４の実施の形態では、スラリーの供給について着目し
ている。
【０１００】図１４に示すように、研磨装置４は、前記
図１１によって説明した研磨装置２において、各研磨パ
ッド１１に対応して少なくとも１個のスラリー供給部１
４１が備えられているものである。したがって、研磨装
置４は、スラリー供給部１４１以外の構成は研磨装置２
と同様な構成である。
図１１によって説明した研磨装置２において、各研磨パ
ッド１１に対応して少なくとも１個のスラリー供給部１
４１が備えられているものである。したがって、研磨装
置４は、スラリー供給部１４１以外の構成は研磨装置２
と同様な構成である。
【０１０１】すなわち、筐体に軸受（図示せず）を介し
て回動軸１２１が回動自在に設置されている。この回動
軸１２１の側周には、複数の研磨ホイール１３が固定さ
れて配置されている。上記研磨ホイール１３の側周には
研磨パッド１１が摩擦により固定されている。この研磨
パッド１１は、一例として、ポリウレタン（ここでは一
例としてロデールニッタ製のＩＣ１０００）からなるも
ので、大きさは直径が１５ｃｍ、幅が５ｍｍ、厚さが
２．５ｎｍのものからなる。上記回動軸１２１には例え
ば直径３ｃｍのステンレス軸が用いられている。
て回動軸１２１が回動自在に設置されている。この回動
軸１２１の側周には、複数の研磨ホイール１３が固定さ
れて配置されている。上記研磨ホイール１３の側周には
研磨パッド１１が摩擦により固定されている。この研磨
パッド１１は、一例として、ポリウレタン（ここでは一
例としてロデールニッタ製のＩＣ１０００）からなるも
ので、大きさは直径が１５ｃｍ、幅が５ｍｍ、厚さが
２．５ｎｍのものからなる。上記回動軸１２１には例え
ば直径３ｃｍのステンレス軸が用いられている。
【０１０２】また上記筐体には、各研磨パッド１１に対
応して被研磨面を押圧しながら回動するローラ１３１が
設けられているローラ軸１３２が例えば軸受（図示せ
ず）を介して回動自在に支持されている。各ローラ軸１
３２には、回転力を伝達する伝達手段（例えばベルト）
（図示せず）が巻かれており、この伝達手段によってロ
ーラ軸１３２に回動力を付与する回動手段（例えばモー
タ）が上記筐体に取り付けられている。また、上記研磨
パッド１１の周面（研磨面）１２をドレッシングするド
レッシング装置（図示せず）が設けられている。
応して被研磨面を押圧しながら回動するローラ１３１が
設けられているローラ軸１３２が例えば軸受（図示せ
ず）を介して回動自在に支持されている。各ローラ軸１
３２には、回転力を伝達する伝達手段（例えばベルト）
（図示せず）が巻かれており、この伝達手段によってロ
ーラ軸１３２に回動力を付与する回動手段（例えばモー
タ）が上記筐体に取り付けられている。また、上記研磨
パッド１１の周面（研磨面）１２をドレッシングするド
レッシング装置（図示せず）が設けられている。
【０１０３】上記スラリー供給部１４１は、スラリーが
研磨パッド１１と基板２１の被研磨面２２との間に向け
て射出されるように、例えば、各研磨パッド１１の幅方
向の中央部と被研磨面２２との間に向けて射出されるよ
うに、研磨パッド１１と被研磨面２２との接触部から２
０ｍｍ〜１００ｍｍ程度の距離に配置されている。した
がって、スラリーの射出角度αはスラリーが研磨パッド
１１と被研磨面２２との間に向けて射出されるように調
整されている。また、スラリー供給部１４１の射出口の
口径は、スラリーに含まれる砥粒径および流量にもよる
が、砥粒に例えば５０ｎｍ径のコロイダルシリカを用い
た場合には口径が０．５ｍｍ〜５ｍｍとすることが好ま
しい。
研磨パッド１１と基板２１の被研磨面２２との間に向け
て射出されるように、例えば、各研磨パッド１１の幅方
向の中央部と被研磨面２２との間に向けて射出されるよ
うに、研磨パッド１１と被研磨面２２との接触部から２
０ｍｍ〜１００ｍｍ程度の距離に配置されている。した
がって、スラリーの射出角度αはスラリーが研磨パッド
１１と被研磨面２２との間に向けて射出されるように調
整されている。また、スラリー供給部１４１の射出口の
口径は、スラリーに含まれる砥粒径および流量にもよる
が、砥粒に例えば５０ｎｍ径のコロイダルシリカを用い
た場合には口径が０．５ｍｍ〜５ｍｍとすることが好ま
しい。
【０１０４】次に、各研磨パッド１１に対応してスラリ
ー供給部１４１を備えた研磨装置４を用いて研磨を行っ
た（実施例１）。
ー供給部１４１を備えた研磨装置４を用いて研磨を行っ
た（実施例１）。
【０１０５】この研磨では均一性を評価するため、シリ
コン基板上に酸化シリコン膜を形成したものをサンプル
（基板２１）とした。この基板２１は、２００ｍｍ径の
シリコン基板上に２μｍの厚さの酸化シリコン膜をプラ
ズマＣＶＤ（ＣＶＤは Chemical Vapor Deposition の
略）法により成膜したものである。
コン基板上に酸化シリコン膜を形成したものをサンプル
（基板２１）とした。この基板２１は、２００ｍｍ径の
シリコン基板上に２μｍの厚さの酸化シリコン膜をプラ
ズマＣＶＤ（ＣＶＤは Chemical Vapor Deposition の
略）法により成膜したものである。
【０１０６】この研磨におけるスラリーには、ＫＯＨ
（水酸化カリウム）ベースのシリカを用い（ここでは、
一例としてＣａｂｏｔ社製のＳＳ−２５を用い）、５０
ｃｍ3／ｍｉｎで各スラリー供給部１４１に供給した。
研磨パッド１１には、ポリウレタン（ここでは一例とし
てロデールニッタ製のＩＣ１０００）を用いた。
（水酸化カリウム）ベースのシリカを用い（ここでは、
一例としてＣａｂｏｔ社製のＳＳ−２５を用い）、５０
ｃｍ3／ｍｉｎで各スラリー供給部１４１に供給した。
研磨パッド１１には、ポリウレタン（ここでは一例とし
てロデールニッタ製のＩＣ１０００）を用いた。
【０１０７】そして、上記研磨パッド１１を圧力３９．
２ｋＰａになるように各研磨パッド１１に対して０．３
９２Ｎの力で加圧しながら、研磨パッド１１が設置され
ている回動軸１２１方向（Ｙ軸方向）には揺動させず、
基板２１のエッジに研磨パッド１１が当たる部分から、
上記Ｙ軸に対して直角方向でかつ基板２１の被研磨面２
２に対して平行な方向（Ｘ軸方向）に、基板２１の直径
分（例えば２０ｃｍ）を２ｃｍ／ｍｉｎなる速度で移動
させた。この際、研磨パッド１１は一律に矢印ア方向に
４５０ｒｐｍで回転させた。したがって、基板１枚当た
り研磨は１０分間で終了した。
２ｋＰａになるように各研磨パッド１１に対して０．３
９２Ｎの力で加圧しながら、研磨パッド１１が設置され
ている回動軸１２１方向（Ｙ軸方向）には揺動させず、
基板２１のエッジに研磨パッド１１が当たる部分から、
上記Ｙ軸に対して直角方向でかつ基板２１の被研磨面２
２に対して平行な方向（Ｘ軸方向）に、基板２１の直径
分（例えば２０ｃｍ）を２ｃｍ／ｍｉｎなる速度で移動
させた。この際、研磨パッド１１は一律に矢印ア方向に
４５０ｒｐｍで回転させた。したがって、基板１枚当た
り研磨は１０分間で終了した。
【０１０８】次に、上記図１４によって説明した研磨装
置４に対する比較例を図１５によって説明する。
置４に対する比較例を図１５によって説明する。
【０１０９】図１５に示すように、前記図１１によって
説明した研磨装置２において、回動軸１２１の側周には
複数のホイール１３が設けられ、各ホイール１３の周面
には研磨パッド１１が取り付けられている。この研磨パ
ッド１１の周面１２は回転しながら基板２１の被研磨面
２２の一部に接触するようになっている。また、スラリ
ーの供給部１４１が基板２１の被研磨面２２上に４箇所
設けられている。個々のスラリー供給部１４１は、前記
図１４によって説明したものと同様のものを用いた。す
なわち、スラリー供給部１４１は、基板２１の直径方向
におけるエッジからの距離で、２．５ｃｍ、７．５ｃ
ｍ、１２．５ｃｍ、１７．５ｃｍの位置に示すように、
５ｃｍの間隔を置いて配置されている。
説明した研磨装置２において、回動軸１２１の側周には
複数のホイール１３が設けられ、各ホイール１３の周面
には研磨パッド１１が取り付けられている。この研磨パ
ッド１１の周面１２は回転しながら基板２１の被研磨面
２２の一部に接触するようになっている。また、スラリ
ーの供給部１４１が基板２１の被研磨面２２上に４箇所
設けられている。個々のスラリー供給部１４１は、前記
図１４によって説明したものと同様のものを用いた。す
なわち、スラリー供給部１４１は、基板２１の直径方向
におけるエッジからの距離で、２．５ｃｍ、７．５ｃ
ｍ、１２．５ｃｍ、１７．５ｃｍの位置に示すように、
５ｃｍの間隔を置いて配置されている。
【０１１０】上記スラリー供給部１４１は、スラリーが
研磨パッド１１と被研磨面２２との間に向けて射出され
るように、研磨パッド１１と被研磨面２２との接触部か
ら２０ｍｍ〜１００ｍｍ程度の距離に配置されている。
研磨パッド１１と被研磨面２２との間に向けて射出され
るように、研磨パッド１１と被研磨面２２との接触部か
ら２０ｍｍ〜１００ｍｍ程度の距離に配置されている。
【０１１１】次に、上記図１５に示したスラリー供給部
１４１を備えた研磨装置２を用いて研磨を行った（比較
例１）。
１４１を備えた研磨装置２を用いて研磨を行った（比較
例１）。
【０１１２】サンプルには上記実施例１と同様の基板２
１を用い、スラリーには、前記実施例１と同様のものを
用いた。そして、前記実施例１と総量が同様になるよう
に各スラリー供給部１４１にスラリーを２５０ｃｍ3 ／
ｍｉｎで供給した。その他の研磨条件は前記実施例１と
同様とし、研磨を行った。
１を用い、スラリーには、前記実施例１と同様のものを
用いた。そして、前記実施例１と総量が同様になるよう
に各スラリー供給部１４１にスラリーを２５０ｃｍ3 ／
ｍｉｎで供給した。その他の研磨条件は前記実施例１と
同様とし、研磨を行った。
【０１１３】上記実施例１および比較例１により研磨し
たサンプルを、その研磨前後において、ウエハ面内、Ｘ
方向およびＹ方向に等間隔で２０点の測定点における膜
厚を測定し、研磨量を調べた。その結果を図１６によっ
て説明する。
たサンプルを、その研磨前後において、ウエハ面内、Ｘ
方向およびＹ方向に等間隔で２０点の測定点における膜
厚を測定し、研磨量を調べた。その結果を図１６によっ
て説明する。
【０１１４】図１６に示すように、実施例１では、均一
性は±１．８％となり、Ｙ方向の分布も改善された。ま
た平均研磨量は３９７．１ｎｍであった。一方、比較例
では、均一性は６．６％であった。特にＹ方向の分布が
大きかった。スラリーの供給口から遠い部分であり、特
に研磨速度が遅いことが明らかになった。なお、平均の
研磨量は３７９．９ｎｍであった。したがって、実施例
１のほうが比較例１よりも研磨の安定性、被研磨面の均
一性に優れ、また研磨速度も改善された。
性は±１．８％となり、Ｙ方向の分布も改善された。ま
た平均研磨量は３９７．１ｎｍであった。一方、比較例
では、均一性は６．６％であった。特にＹ方向の分布が
大きかった。スラリーの供給口から遠い部分であり、特
に研磨速度が遅いことが明らかになった。なお、平均の
研磨量は３７９．９ｎｍであった。したがって、実施例
１のほうが比較例１よりも研磨の安定性、被研磨面の均
一性に優れ、また研磨速度も改善された。
【０１１５】以上、説明したように、上記図１４に示し
た研磨装置２では、研磨パッド１１が基板２１の被研磨
面２２上を回転することから、スラリーを跳ね飛ばす。
そこで、スラリー供給部１４１を各研磨パッド１１の近
傍に少なくとも一つを配置することにより、スラリーが
各研磨パッド１１と被研磨面２２との間に入り込みやす
くなり、その結果、スラリーの供給効率が向上され、均
一性が向上し、スラリーの使用量の抑制が可能となる。
た研磨装置２では、研磨パッド１１が基板２１の被研磨
面２２上を回転することから、スラリーを跳ね飛ばす。
そこで、スラリー供給部１４１を各研磨パッド１１の近
傍に少なくとも一つを配置することにより、スラリーが
各研磨パッド１１と被研磨面２２との間に入り込みやす
くなり、その結果、スラリーの供給効率が向上され、均
一性が向上し、スラリーの使用量の抑制が可能となる。
【０１１６】上記実施例１および比較例１の研磨では、
図１７に示すようなステージ１５１を用いている。ステ
ージ１５１は、ステージ本体１５２と、このステージ本
体１５２上に設置されたもので基板２１が載置されるバ
ッキングフィルム１５３と、ステージ本体１５２の側周
にそって設けたもので、載置される基板２１とほぼ同様
な高さを有するリテーナ１５４とからなる。このリテー
ナ１５４は、例えば幅１.０ｍｍに形成されている。
図１７に示すようなステージ１５１を用いている。ステ
ージ１５１は、ステージ本体１５２と、このステージ本
体１５２上に設置されたもので基板２１が載置されるバ
ッキングフィルム１５３と、ステージ本体１５２の側周
にそって設けたもので、載置される基板２１とほぼ同様
な高さを有するリテーナ１５４とからなる。このリテー
ナ１５４は、例えば幅１.０ｍｍに形成されている。
【０１１７】次に、本発明の研磨装置に係る第５の実施
の形態を、図１８の概略構成図によって説明する。この
第５の実施の形態では、基板２１を載置するステージに
ついて着目している。
の形態を、図１８の概略構成図によって説明する。この
第５の実施の形態では、基板２１を載置するステージに
ついて着目している。
【０１１８】図１８に示すように、ステージ１５１は、
ステージ本体１５２を有し、このステージ本体１５２上
には、基板２１が載置されるバッキングフィルム１５３
が設けられている。上記バッキングフィルム１５３上に
は、載置される基板２１の側周にそって、載置される基
板２１とほぼ同様な高さを有するリテーナ１５４が設け
られている。このリテーナ１５４は、例えば幅１.０ｍ
ｍに形成されている。上記リテーナ１５４の外側周に
は、載置される基板２１よりも高い囲い壁１５５が設け
られている。この囲い壁１５５は、例えば幅が１５ｍｍ
で被研磨面２２からの高さが５ｍｍの壁状体からなる。
ステージ本体１５２を有し、このステージ本体１５２上
には、基板２１が載置されるバッキングフィルム１５３
が設けられている。上記バッキングフィルム１５３上に
は、載置される基板２１の側周にそって、載置される基
板２１とほぼ同様な高さを有するリテーナ１５４が設け
られている。このリテーナ１５４は、例えば幅１.０ｍ
ｍに形成されている。上記リテーナ１５４の外側周に
は、載置される基板２１よりも高い囲い壁１５５が設け
られている。この囲い壁１５５は、例えば幅が１５ｍｍ
で被研磨面２２からの高さが５ｍｍの壁状体からなる。
【０１１９】上記ステージ１５１を設けた研磨装置で
は、研磨パッド１１が基板２１の被研磨面２２上を回転
することから、スラリーを跳ね飛ばす。しかしながら、
囲い壁１５５によって跳ね飛ばされたスラリーが被研磨
面２２上に戻り、被研磨面２２上にスラリーが存在しや
すくなるる。そのため、スラリーの供給効率が向上され
るとともに、スラリーの使用量の抑制が可能となる。
は、研磨パッド１１が基板２１の被研磨面２２上を回転
することから、スラリーを跳ね飛ばす。しかしながら、
囲い壁１５５によって跳ね飛ばされたスラリーが被研磨
面２２上に戻り、被研磨面２２上にスラリーが存在しや
すくなるる。そのため、スラリーの供給効率が向上され
るとともに、スラリーの使用量の抑制が可能となる。
【０１２０】次に、前記図１５によって説明した研磨装
置２に、上記図１８によって説明した構成のステージ１
５１を用いて、基板２１の研磨を行った。この基板２１
は、２００ｍｍ径のシリコン基板上に２μｍの厚さの酸
化シリコン膜をプラズマＣＶＤ法により成膜したもので
ある。研磨条件は、前記比較例１と同様の条件とした。
その結果、研磨速度は３９０．３ｎｍとなり、研磨速度
に改善効果が見られた。
置２に、上記図１８によって説明した構成のステージ１
５１を用いて、基板２１の研磨を行った。この基板２１
は、２００ｍｍ径のシリコン基板上に２μｍの厚さの酸
化シリコン膜をプラズマＣＶＤ法により成膜したもので
ある。研磨条件は、前記比較例１と同様の条件とした。
その結果、研磨速度は３９０．３ｎｍとなり、研磨速度
に改善効果が見られた。
【０１２１】上記図１８によって説明したステージ１５
１は、前記図１４によって説明した研磨装置２に用いれ
ば、さらなる研磨速度の向上が期待できる。
１は、前記図１４によって説明した研磨装置２に用いれ
ば、さらなる研磨速度の向上が期待できる。
【０１２２】次に、本発明の研磨装置に係る第６の実施
の形態を、図１９の概略構成図によって説明する。この
第６の実施の形態では、前記ステージ１５１の改良した
ステージについて説明する。
の形態を、図１９の概略構成図によって説明する。この
第６の実施の形態では、前記ステージ１５１の改良した
ステージについて説明する。
【０１２３】図１９に示すように、ステージ１６１は、
ステージ本体１６２を有し、このステージ本体１６２上
には、凹部１６３が形成されている。この凹部１６３内
には、加圧手段として隙間０．５ｍｍの一様な空間１６
４を介して基板載置板１６５がそのエッジ部分で上記凹
部１６３の側壁に設置されている。上記空間１６４には
ステージ本体に形成された加圧のための加圧用経路１６
６が接続されている。この加圧用経路１６６には加圧源
（図示せず）が接続されている。このように、ステージ
１６１には、基板載置板１６５上に載置される基板２１
の裏面側より基板２１を加圧する加圧手段が構成されて
いる。
ステージ本体１６２を有し、このステージ本体１６２上
には、凹部１６３が形成されている。この凹部１６３内
には、加圧手段として隙間０．５ｍｍの一様な空間１６
４を介して基板載置板１６５がそのエッジ部分で上記凹
部１６３の側壁に設置されている。上記空間１６４には
ステージ本体に形成された加圧のための加圧用経路１６
６が接続されている。この加圧用経路１６６には加圧源
（図示せず）が接続されている。このように、ステージ
１６１には、基板載置板１６５上に載置される基板２１
の裏面側より基板２１を加圧する加圧手段が構成されて
いる。
【０１２４】上記基板載置板１６５は例えば厚さが１ｍ
ｍの樹脂（例えば塩化ビニル）からなり、上記基板載置
板１６５の基板載置側には真空引き用の溝１７１が形成
されている。この溝１７１は、例えば同心円状に形成し
た溝と放射状に形成した溝とによって連続した状態に構
成されている。そして、上記溝１７１にはステージ本体
に形成された真空引きのための排気経路１７２が接続さ
れている。この排気経路１７２には真空排気装置（図示
せず）が接続されている。このようにステージ１６１に
は真空を利用して基板載置板１６５に基板２１を吸着す
る吸着手段が構成されている。
ｍの樹脂（例えば塩化ビニル）からなり、上記基板載置
板１６５の基板載置側には真空引き用の溝１７１が形成
されている。この溝１７１は、例えば同心円状に形成し
た溝と放射状に形成した溝とによって連続した状態に構
成されている。そして、上記溝１７１にはステージ本体
に形成された真空引きのための排気経路１７２が接続さ
れている。この排気経路１７２には真空排気装置（図示
せず）が接続されている。このようにステージ１６１に
は真空を利用して基板載置板１６５に基板２１を吸着す
る吸着手段が構成されている。
【０１２５】上記基板載置板１６５上に載置される基板
２１の側周にそって、載置される基板２１とほぼ同様な
高さを有するリテーナ１６９が形成されている。このリ
テーナ１６９は、例えば幅１.０ｍｍに形成されてい
る。上記リテーナ１６９の外側周には、載置される基板
２１よりも高い囲い壁１７０が設けられている。この囲
い壁１７０は、例えば幅が１５ｍｍで被研磨面２２から
の高さが５ｍｍの壁状体からなる。
２１の側周にそって、載置される基板２１とほぼ同様な
高さを有するリテーナ１６９が形成されている。このリ
テーナ１６９は、例えば幅１.０ｍｍに形成されてい
る。上記リテーナ１６９の外側周には、載置される基板
２１よりも高い囲い壁１７０が設けられている。この囲
い壁１７０は、例えば幅が１５ｍｍで被研磨面２２から
の高さが５ｍｍの壁状体からなる。
【０１２６】また上記凹部１６３の下方の上記ステージ
本体１６２内には、温度調節用の流体を流すための配管
１８１が埋設されている。この配管１８１には温度調節
された流体を配管１８１に送り出す温調流体送出部（図
示せず）が接続されている。このように、ステージ１６
１には載置される基板２１の温度を調節する温度制御手
段が構成されている。
本体１６２内には、温度調節用の流体を流すための配管
１８１が埋設されている。この配管１８１には温度調節
された流体を配管１８１に送り出す温調流体送出部（図
示せず）が接続されている。このように、ステージ１６
１には載置される基板２１の温度を調節する温度制御手
段が構成されている。
【０１２７】上記ステージ１６１を備えた研磨装置で
は、被研磨材料である基板２１の裏面側に流体による加
圧を加える加圧手段を備えたことから、流体による加圧
のため、全域にわたって均一の圧力で加圧される。その
ため、研磨の均一性が向上する。また、研磨パッド１１
側の圧力構造が簡略化される。
は、被研磨材料である基板２１の裏面側に流体による加
圧を加える加圧手段を備えたことから、流体による加圧
のため、全域にわたって均一の圧力で加圧される。その
ため、研磨の均一性が向上する。また、研磨パッド１１
側の圧力構造が簡略化される。
【０１２８】上記ステージ１６１を備えた研磨装置で
は、高速で回転する研磨パッド１１（例えば図１参照）
により被研磨材料の基板２１は大きな力を受ける。そこ
で、基板２１をリテーナ１６９で保持してもよいが、全
面を抑えるものではないので、安定が悪い。そこで、本
発明のステージ１６１に示すように、基板２１を真空で
吸着する吸着手段を有することから、基板２１を確実に
安定して保持することができる。よって、基板の安定保
持、研磨の安定性、均一性の向上が図れる。
は、高速で回転する研磨パッド１１（例えば図１参照）
により被研磨材料の基板２１は大きな力を受ける。そこ
で、基板２１をリテーナ１６９で保持してもよいが、全
面を抑えるものではないので、安定が悪い。そこで、本
発明のステージ１６１に示すように、基板２１を真空で
吸着する吸着手段を有することから、基板２１を確実に
安定して保持することができる。よって、基板の安定保
持、研磨の安定性、均一性の向上が図れる。
【０１２９】上記ステージ１６１を備えた研磨装置で
は、被研磨材料の基板２１の温度を制御する温度制御手
段（温度調節用の流体を流すための配管１８１）を備え
たことから、安定的に研磨が行える。よって、研磨の安
定性、均一性の向上が図れる。
は、被研磨材料の基板２１の温度を制御する温度制御手
段（温度調節用の流体を流すための配管１８１）を備え
たことから、安定的に研磨が行える。よって、研磨の安
定性、均一性の向上が図れる。
【０１３０】次に、前記図１５によって説明した研磨装
置２に、上記図１９によって説明した構成のステージ１
６１を用いて、基板２１の研磨を行った。この基板２１
は、２００ｍｍ径のシリコン基板上に２μｍの厚さの酸
化シリコン膜をプラズマＣＶＤ法により成膜したもので
ある。
置２に、上記図１９によって説明した構成のステージ１
６１を用いて、基板２１の研磨を行った。この基板２１
は、２００ｍｍ径のシリコン基板上に２μｍの厚さの酸
化シリコン膜をプラズマＣＶＤ法により成膜したもので
ある。
【０１３１】上記基板２１をステージ１６１上に載置
し、研磨パッド１１を基板２１の中央部に配置し、各研
磨パッド１１に対して、０．３９２Ｎの力で加圧しなが
ら回転数を徐々に上げて行った。その他の条件は上記図
１５によって説明した研磨条件と同様である。その結
果、上記ステージ１６１を用いた研磨では研磨パッド１
１の回転数を１０００ｒｐｍにあげても基板２１が回転
したり、基板２１が飛び出したりすることはなかった。
し、研磨パッド１１を基板２１の中央部に配置し、各研
磨パッド１１に対して、０．３９２Ｎの力で加圧しなが
ら回転数を徐々に上げて行った。その他の条件は上記図
１５によって説明した研磨条件と同様である。その結
果、上記ステージ１６１を用いた研磨では研磨パッド１
１の回転数を１０００ｒｐｍにあげても基板２１が回転
したり、基板２１が飛び出したりすることはなかった。
【０１３２】一方、比較例として、前記図１７によって
説明したステージ１５１を用いて、研磨を行った。その
結果、このステージ１５１上における研磨パッド１１の
回転数が７００ｒｐｍ以上で基板２１は回転方向にすべ
り出し、研磨パッド１１の回転数が１０００ｒｐｍ以上
で基板２１はステージ１５１の外に飛び出した。
説明したステージ１５１を用いて、研磨を行った。その
結果、このステージ１５１上における研磨パッド１１の
回転数が７００ｒｐｍ以上で基板２１は回転方向にすべ
り出し、研磨パッド１１の回転数が１０００ｒｐｍ以上
で基板２１はステージ１５１の外に飛び出した。
【０１３３】また、上記条件で基板２１を研磨したと
き、配管１８１に何も流さない場合には、基板２１の温
度が６０℃まで上昇したのに対し、配管１８１に水温２
５℃の水を十分な流量で流したところ、基板２１の表面
温度は４０℃に抑制された。これにより基板２１の温度
の制御ができていることがわかる。温度の制御は化学反
応性の高いスラリーを使用するときに重要となってく
る。
き、配管１８１に何も流さない場合には、基板２１の温
度が６０℃まで上昇したのに対し、配管１８１に水温２
５℃の水を十分な流量で流したところ、基板２１の表面
温度は４０℃に抑制された。これにより基板２１の温度
の制御ができていることがわかる。温度の制御は化学反
応性の高いスラリーを使用するときに重要となってく
る。
【０１３４】また、前記第２の実施の形態と同様にスラ
リー供給部１４１を各研磨パッド１１に対して一つずつ
配置し、各５０ｃｃ／ｍｉｎでスラリーを供給し、加圧
手段を用いて空気により２９．２ｋＰａの加圧を行った
状態で研磨を行ったところ、均一性は±１．２％と非常
に良好な均一性が得られた。第２の実施の形態で得られ
た均一性である±１．８％と比較しても更なる均一性の
改善の効果があった。
リー供給部１４１を各研磨パッド１１に対して一つずつ
配置し、各５０ｃｃ／ｍｉｎでスラリーを供給し、加圧
手段を用いて空気により２９．２ｋＰａの加圧を行った
状態で研磨を行ったところ、均一性は±１．２％と非常
に良好な均一性が得られた。第２の実施の形態で得られ
た均一性である±１．８％と比較しても更なる均一性の
改善の効果があった。
【０１３５】次に、本発明の研磨装置に係る第７の実施
の形態を、図２０の概略構成図によって説明する。この
第７の実施の形態では、前記研磨パッドについて説明す
る。
の形態を、図２０の概略構成図によって説明する。この
第７の実施の形態では、前記研磨パッドについて説明す
る。
【０１３６】図２０に示すように、研磨パッド１１とし
て平均粒径が１０μｍのアルミナ粒を密な状態（例えば
体積で２０％含有する程度）にして樹脂により固めたも
のを用いた。そして前記第２の実施の形態と同条件で研
磨を行った。なおスラリーの代わりにｐＨ１０のＫＯＨ
水溶液を５０ｃｃ／ｍｉｎで全てのスラリー供給部１４
１から供給した。その結果、研磨量は１．４０μｍが得
られた。固定砥粒による研磨により、高速研磨が行える
ことがわかる。
て平均粒径が１０μｍのアルミナ粒を密な状態（例えば
体積で２０％含有する程度）にして樹脂により固めたも
のを用いた。そして前記第２の実施の形態と同条件で研
磨を行った。なおスラリーの代わりにｐＨ１０のＫＯＨ
水溶液を５０ｃｃ／ｍｉｎで全てのスラリー供給部１４
１から供給した。その結果、研磨量は１．４０μｍが得
られた。固定砥粒による研磨により、高速研磨が行える
ことがわかる。
【０１３７】上記のように固定砥粒を含む研磨パッド１
１を備えた研磨装置により研磨を行うことから、スラリ
ーの飛散はほとんど無く、安定した研磨が高速で行える
ようになる。
１を備えた研磨装置により研磨を行うことから、スラリ
ーの飛散はほとんど無く、安定した研磨が高速で行える
ようになる。
【０１３８】次に、本発明の研磨装置に係る第８の実施
の形態を説明する。この第８の実施の形態では、前記研
磨パッドの硬度について説明する。
の形態を説明する。この第８の実施の形態では、前記研
磨パッドの硬度について説明する。
【０１３９】本発明の研磨装置の研磨パッド１１はＪＩ
Ｓ―Ａ規格で硬度が９０以上９８以下のものからなる。
Ｓ―Ａ規格で硬度が９０以上９８以下のものからなる。
【０１４０】上記研磨装置では、研磨パッドにＪＩＳ―
Ａ規格で硬度が９０以上９８以下のものを用いることか
ら、被研磨面の平坦性が向上される。
Ａ規格で硬度が９０以上９８以下のものを用いることか
ら、被研磨面の平坦性が向上される。
【０１４１】次に、本発明の研磨装置に係る第９の実施
の形態を、図２１によって説明する。この第９の実施の
形態では、前記研磨パッドの溝について説明する。
の形態を、図２１によって説明する。この第９の実施の
形態では、前記研磨パッドの溝について説明する。
【０１４２】図２１の（１）の概略構成図および（２）
の研磨パッド周面の部分展開図に示すように、研磨パッ
ド１１の研磨面となる周面１２には、１ｍｍ幅で深さが
０．６ｍｍの溝１７を、研磨パッド１１の周面１２の回
転方向に対して斜め４５°にかつ平行に等間隔で形成さ
れている。溝の傾斜角は一例であって、４５°に限定さ
れることはなく、例えば研磨パッド１１の周面１２の回
転方向に対して例えば斜め２０°〜９０°にかつ平行に
等間隔で形成されていることが好ましい。
の研磨パッド周面の部分展開図に示すように、研磨パッ
ド１１の研磨面となる周面１２には、１ｍｍ幅で深さが
０．６ｍｍの溝１７を、研磨パッド１１の周面１２の回
転方向に対して斜め４５°にかつ平行に等間隔で形成さ
れている。溝の傾斜角は一例であって、４５°に限定さ
れることはなく、例えば研磨パッド１１の周面１２の回
転方向に対して例えば斜め２０°〜９０°にかつ平行に
等間隔で形成されていることが好ましい。
【０１４３】上記溝１７を形成した研磨パッド１１を用
いた研磨装置では、研磨パッド１１の研磨面となる周面
１２に溝１７が形成されていることから、その溝１７内
を伝ってスラリーが被研磨部に効率良く供給されるよう
になる。また溝１７の端部で圧力が上昇することにより
化学的研磨性が向上する。
いた研磨装置では、研磨パッド１１の研磨面となる周面
１２に溝１７が形成されていることから、その溝１７内
を伝ってスラリーが被研磨部に効率良く供給されるよう
になる。また溝１７の端部で圧力が上昇することにより
化学的研磨性が向上する。
【０１４４】上記溝１７を形成した研磨パッド１１を用
いた研磨装置で、前記第２の実施の形態と同様なる条件
で研磨を行ったところ、研磨速度が４４０ｎｍ／ｍｉｎ
が得られた。これは溝１７によってスラリーが十分に供
給されたためと考えられる。
いた研磨装置で、前記第２の実施の形態と同様なる条件
で研磨を行ったところ、研磨速度が４４０ｎｍ／ｍｉｎ
が得られた。これは溝１７によってスラリーが十分に供
給されたためと考えられる。
【０１４５】上記溝１７は、図２１の（３）、（４）の
研磨パッド周面の部分展開図に示すように、種々の形状
を採ることができる。（３）に示すように、周面１２に
は、溝の形成方向が交互に異なっている溝１７が形成さ
れている。この溝１７の長さ、傾き等は被研磨材、研磨
速度等により適宜選択される。また（４）に示すよう
に、周面１２には、曲線状の溝１７が例えば等間隔に形
成されている。この曲線状の溝１７の曲率、傾き等は被
研磨材、研磨速度等により適宜選択される。
研磨パッド周面の部分展開図に示すように、種々の形状
を採ることができる。（３）に示すように、周面１２に
は、溝の形成方向が交互に異なっている溝１７が形成さ
れている。この溝１７の長さ、傾き等は被研磨材、研磨
速度等により適宜選択される。また（４）に示すよう
に、周面１２には、曲線状の溝１７が例えば等間隔に形
成されている。この曲線状の溝１７の曲率、傾き等は被
研磨材、研磨速度等により適宜選択される。
【０１４６】上記溝１７の断面形状は、図２１の（５）
〜（８）の拡大断面図に示すように、Ｕ字形断面の溝１
７、半円形断面の溝１７、Ｖ字形断面の溝１７、矩形断
面の溝１７のような各種断面形状を採ることができる。
スラリーの流れ易さおよび加工性からは、（５）に示し
たＵ字形断面の溝１７が好ましい。
〜（８）の拡大断面図に示すように、Ｕ字形断面の溝１
７、半円形断面の溝１７、Ｖ字形断面の溝１７、矩形断
面の溝１７のような各種断面形状を採ることができる。
スラリーの流れ易さおよび加工性からは、（５）に示し
たＵ字形断面の溝１７が好ましい。
【０１４７】次に、本発明の別の研磨装置に係る第１の
実施の形態を、図２２および前記図２によって説明す
る。図２２の（１）では被研磨面を有する基板に対する
研磨パッドの位置関係を平面図で示し、（２）では被研
磨面を有する基板に対する研磨パッドの位置関係を側面
図で示す。また、前記図２の（１）では、前述したよう
に、研磨ユニットの概略構成正面図を示し、（２）では
その主要部平面図を示す。
実施の形態を、図２２および前記図２によって説明す
る。図２２の（１）では被研磨面を有する基板に対する
研磨パッドの位置関係を平面図で示し、（２）では被研
磨面を有する基板に対する研磨パッドの位置関係を側面
図で示す。また、前記図２の（１）では、前述したよう
に、研磨ユニットの概略構成正面図を示し、（２）では
その主要部平面図を示す。
【０１４８】図２２に示すように、研磨装置７は、前記
図２によって説明したような一つの研磨ユニット５もし
くは前記図１３によって説明したような一つの研磨ユニ
ット６で構成されている。なお、研磨ユニットの構成は
前記図２、図１３によって説明した構成に限定されるこ
とはなく、研磨パッドが回動され、その周面が被研磨面
に接触する構成であればよい。
図２によって説明したような一つの研磨ユニット５もし
くは前記図１３によって説明したような一つの研磨ユニ
ット６で構成されている。なお、研磨ユニットの構成は
前記図２、図１３によって説明した構成に限定されるこ
とはなく、研磨パッドが回動され、その周面が被研磨面
に接触する構成であればよい。
【０１４９】以下、代表して研磨ユニット５によって説
明する。研磨ユニット５には、円盤状を成しその周面１
２を研磨面とする研磨パッド１１が例えば矢印方向に回
動可能に備えられている。以下の説明においても、周面
１２を研磨面１２として説明する。上記研磨ユニット５
は、前記図２によって説明したように研磨パッド１１を
高速回転させることができる構成となっている。
明する。研磨ユニット５には、円盤状を成しその周面１
２を研磨面とする研磨パッド１１が例えば矢印方向に回
動可能に備えられている。以下の説明においても、周面
１２を研磨面１２として説明する。上記研磨ユニット５
は、前記図２によって説明したように研磨パッド１１を
高速回転させることができる構成となっている。
【０１５０】また、研磨装置７に用いた研磨パッド１１
は、前記図３によって説明した構成の円盤状の研磨パッ
ドからなる。もしくは、前記図４に示すような円錐台形
状もしくは円錐形状の研磨パッドであってもよい。もし
くは、前記図４によって説明した各研磨パッド１１にお
いて、研磨面となる周面１２が厚さ方向に例えば凸状の
曲率を有する曲面に形成されたものを用いることも可能
である。
は、前記図３によって説明した構成の円盤状の研磨パッ
ドからなる。もしくは、前記図４に示すような円錐台形
状もしくは円錐形状の研磨パッドであってもよい。もし
くは、前記図４によって説明した各研磨パッド１１にお
いて、研磨面となる周面１２が厚さ方向に例えば凸状の
曲率を有する曲面に形成されたものを用いることも可能
である。
【０１５１】本発明の上記別の研磨装置では、研磨パッ
ドが回動可能なものであってその研磨パッドの周面を研
磨面とすることから、研磨パッドの周面の一部が被研磨
面の一部に接触して被研磨面を研磨する。そのため、研
磨面積が小さくなるので、被研磨面に生じている凸部の
みを選択的に研磨して除去することができる。また、被
研磨面と研磨パッドの周面との接触部分が移動すること
から、その接触面積よりも大きな面積を研磨することが
可能になる。
ドが回動可能なものであってその研磨パッドの周面を研
磨面とすることから、研磨パッドの周面の一部が被研磨
面の一部に接触して被研磨面を研磨する。そのため、研
磨面積が小さくなるので、被研磨面に生じている凸部の
みを選択的に研磨して除去することができる。また、被
研磨面と研磨パッドの周面との接触部分が移動すること
から、その接触面積よりも大きな面積を研磨することが
可能になる。
【０１５２】また、上記研磨装置７には、基板（被研磨
面）を移動させる手段の移動装置として、前記図５によ
って説明した構成の基板２１を載置するステージ６１が
備えられている。
面）を移動させる手段の移動装置として、前記図５によ
って説明した構成の基板２１を載置するステージ６１が
備えられている。
【０１５３】上記ステージ６１は、被研磨面の段差情報
に基づいてステージ６１の動作速度が制御されるもので
ある。この構成では、被研磨面に生じている凸部に研磨
パッド１１の周面１２〔前記図２参照〕が接触している
時に、接触部分の移動速度を相対的に遅くすることによ
り、凸部のみを選択的に研磨することができる。また、
研磨する必要が無い部分はすばやく通り過ぎることによ
り、研磨スループットを向上させることが可能になる。
に基づいてステージ６１の動作速度が制御されるもので
ある。この構成では、被研磨面に生じている凸部に研磨
パッド１１の周面１２〔前記図２参照〕が接触している
時に、接触部分の移動速度を相対的に遅くすることによ
り、凸部のみを選択的に研磨することができる。また、
研磨する必要が無い部分はすばやく通り過ぎることによ
り、研磨スループットを向上させることが可能になる。
【０１５４】または上記ステージ６１は、被研磨面の膜
厚分布情報に基づいてステージ６１の動作速度が制御さ
れるものである。この構成では、被研磨面の膜厚が厚い
部分に研磨パッドの周面が接触している時に、接触部分
の速度を相対的に遅くすることにより、膜厚が厚い部分
を選択的に研磨することができるので、膜厚の均一性を
向上させることができる。
厚分布情報に基づいてステージ６１の動作速度が制御さ
れるものである。この構成では、被研磨面の膜厚が厚い
部分に研磨パッドの周面が接触している時に、接触部分
の速度を相対的に遅くすることにより、膜厚が厚い部分
を選択的に研磨することができるので、膜厚の均一性を
向上させることができる。
【０１５５】また、上記研磨装置７には、図２３に示す
ように、一例として、研磨パッド１１〔前記図２参照〕
の回転数を独立に制御する回転制御装置７１を備えるこ
とも可能である。例えば、各研磨ユニット５に備えられ
ているモータ３８には、各モータ３８の回転数を制御す
る回転制御装置７１が接続されている。この回転制御装
置７１では、例えばモータ３８に供給する電力を調整す
ることによりモータ３８の回転数を変えて、研磨速度を
変更する。そのため、被研磨面（図示せず）の凹凸に合
わせて研磨レートの調整が可能になり、均一性の高い研
磨が実現される。
ように、一例として、研磨パッド１１〔前記図２参照〕
の回転数を独立に制御する回転制御装置７１を備えるこ
とも可能である。例えば、各研磨ユニット５に備えられ
ているモータ３８には、各モータ３８の回転数を制御す
る回転制御装置７１が接続されている。この回転制御装
置７１では、例えばモータ３８に供給する電力を調整す
ることによりモータ３８の回転数を変えて、研磨速度を
変更する。そのため、被研磨面（図示せず）の凹凸に合
わせて研磨レートの調整が可能になり、均一性の高い研
磨が実現される。
【０１５６】上記回転制御装置７１は、被研磨面の段差
情報に基づいて動作するものである。このような構成の
ものでは、被研磨面に生じている凸部に研磨パッド１１
の周面１２〔前記図２参照〕が接触している時に、研磨
パッド１１の回転速度を上げることにより、凸部のみを
選択的に研磨することができる。また、研磨パッド１１
の回転速度を変化させることは、研磨パッド１１を回動
させる駆動手段、例えばモータの駆動電流を制御するこ
とにより実施できるので、比較的簡便なシステムで実現
することが可能になる。そのため、装置コストを抑制す
ることが可能になる。また、研磨する必要が無い部分で
は、研磨パッド１１の回転数を０にすることにより、被
研磨面に生じている凹部に対して研磨は進行しなくな
る。
情報に基づいて動作するものである。このような構成の
ものでは、被研磨面に生じている凸部に研磨パッド１１
の周面１２〔前記図２参照〕が接触している時に、研磨
パッド１１の回転速度を上げることにより、凸部のみを
選択的に研磨することができる。また、研磨パッド１１
の回転速度を変化させることは、研磨パッド１１を回動
させる駆動手段、例えばモータの駆動電流を制御するこ
とにより実施できるので、比較的簡便なシステムで実現
することが可能になる。そのため、装置コストを抑制す
ることが可能になる。また、研磨する必要が無い部分で
は、研磨パッド１１の回転数を０にすることにより、被
研磨面に生じている凹部に対して研磨は進行しなくな
る。
【０１５７】または上記回転制御装置７１は、被研磨面
の膜厚分布情報に基づいて動作するものである。このよ
うな構成のものでは、被研磨面の膜厚が厚い部分に研磨
パッド１１の周面１２〔前記図２参照〕が接触している
時に、研磨パッド１１の回転数を上げることにより、膜
厚が厚い部分を選択的に研磨することができるので、膜
厚の均一性を向上させることができる。
の膜厚分布情報に基づいて動作するものである。このよ
うな構成のものでは、被研磨面の膜厚が厚い部分に研磨
パッド１１の周面１２〔前記図２参照〕が接触している
時に、研磨パッド１１の回転数を上げることにより、膜
厚が厚い部分を選択的に研磨することができるので、膜
厚の均一性を向上させることができる。
【０１５８】また、図２４に示すように、研磨装置７に
は、研磨パッド１１〔前記図２参照〕の被研磨面２２に
対する圧力を独立に制御する圧力制御装置８１が備えら
れている。例えば、研磨装置７（研磨ユニット５）の加
圧部３２が空気圧シリンダで構成されている場合には、
加圧部３２に、その加圧力を制御する圧力制御弁８３を
接続する。この圧力制御弁８３は、加圧源８５より加圧
部３２に加えられる圧力を調整する。加圧部３２へ加え
る圧力値は、例えば制御部８７より圧力制御弁８３へ指
示して行う。このように加圧部３２への加圧力を変える
ことにより研磨速度を変更することができるので、被研
磨面２２（前記図２３参照）の凹凸に合わせて研磨レー
トの調整が可能になる。
は、研磨パッド１１〔前記図２参照〕の被研磨面２２に
対する圧力を独立に制御する圧力制御装置８１が備えら
れている。例えば、研磨装置７（研磨ユニット５）の加
圧部３２が空気圧シリンダで構成されている場合には、
加圧部３２に、その加圧力を制御する圧力制御弁８３を
接続する。この圧力制御弁８３は、加圧源８５より加圧
部３２に加えられる圧力を調整する。加圧部３２へ加え
る圧力値は、例えば制御部８７より圧力制御弁８３へ指
示して行う。このように加圧部３２への加圧力を変える
ことにより研磨速度を変更することができるので、被研
磨面２２（前記図２３参照）の凹凸に合わせて研磨レー
トの調整が可能になる。
【０１５９】上記圧力制御装置８１は、被研磨面の段差
情報に基づいて動作するものである。このような構成の
ものでは、被研磨面に生じている凸部に研磨パッド１１
の周面１２〔前記図２参照〕が接触している時に、被研
磨面に押し付ける研磨パッド１１の圧力を高めることに
より、凸部のみを選択的に研磨することができる。ま
た、研磨圧力は、接触部分の移動速度や研磨パッド１１
の回転数制御と比較して応答が速いので、すばやい制御
を行うことができる。また、研磨する必要が無い部分で
は、研磨圧力を０にすることにより、被研磨面に生じて
いる凹部に対して研磨は進行しなくなる。
情報に基づいて動作するものである。このような構成の
ものでは、被研磨面に生じている凸部に研磨パッド１１
の周面１２〔前記図２参照〕が接触している時に、被研
磨面に押し付ける研磨パッド１１の圧力を高めることに
より、凸部のみを選択的に研磨することができる。ま
た、研磨圧力は、接触部分の移動速度や研磨パッド１１
の回転数制御と比較して応答が速いので、すばやい制御
を行うことができる。また、研磨する必要が無い部分で
は、研磨圧力を０にすることにより、被研磨面に生じて
いる凹部に対して研磨は進行しなくなる。
【０１６０】または上記圧力制御装置８１は、被研磨面
の膜厚分布情報に基づいて動作するものである。このよ
うな構成のものでは、被研磨面の膜厚が厚い部分に研磨
パッド１１の周面１２〔前記図２参照〕が接触している
時に、被研磨面に押し付ける研磨パッド１１の圧力を高
めることにより、膜厚が厚い部分を選択的に研磨するこ
とができるので、膜厚の均一性を向上させることができ
る。
の膜厚分布情報に基づいて動作するものである。このよ
うな構成のものでは、被研磨面の膜厚が厚い部分に研磨
パッド１１の周面１２〔前記図２参照〕が接触している
時に、被研磨面に押し付ける研磨パッド１１の圧力を高
めることにより、膜厚が厚い部分を選択的に研磨するこ
とができるので、膜厚の均一性を向上させることができ
る。
【０１６１】上記研磨装置７による研磨方法の一例を説
明する。上記研磨装置７では、図示はしていないが、各
研磨パッド１１の近傍に配置されたスラリー供給手段よ
りスラリーの供給を受けつつ研磨パッド１１を回動させ
るとともに、上記各研磨ユニット５の研磨パッド１１の
研磨面１２が所定の圧力で基板２１の被研磨面２２に接
触するように、加圧部３２で研磨圧を調整して研磨を行
う。例えば、研磨パッド１１を０．３９２Ｎの力で加圧
した場合、研磨パッド１１の被研磨面１２に対する接触
面積は、研磨パッド１１の周方向に２ｍｍ、幅方向に５
ｍｍとなった。
明する。上記研磨装置７では、図示はしていないが、各
研磨パッド１１の近傍に配置されたスラリー供給手段よ
りスラリーの供給を受けつつ研磨パッド１１を回動させ
るとともに、上記各研磨ユニット５の研磨パッド１１の
研磨面１２が所定の圧力で基板２１の被研磨面２２に接
触するように、加圧部３２で研磨圧を調整して研磨を行
う。例えば、研磨パッド１１を０．３９２Ｎの力で加圧
した場合、研磨パッド１１の被研磨面１２に対する接触
面積は、研磨パッド１１の周方向に２ｍｍ、幅方向に５
ｍｍとなった。
【０１６２】例えば、基板上に形成された酸化シリコン
のいわゆるベタ膜表面（被研磨面２２）を研磨する場合
には、スラリーには、ＫＯＨ（水酸化カリウム）ベース
のシリカ（ここでは、一例としてＣａｂｏｔ社製のＳＳ
−２５）を用いる。そして研磨パッド１１により０．３
９２Ｎの力で被研磨面を加圧し、研磨パッド１１を、４
５０ｒｐｍで回転させながら酸化シリコン膜の段差部を
研磨するように移動して研磨を行う。
のいわゆるベタ膜表面（被研磨面２２）を研磨する場合
には、スラリーには、ＫＯＨ（水酸化カリウム）ベース
のシリカ（ここでは、一例としてＣａｂｏｔ社製のＳＳ
−２５）を用いる。そして研磨パッド１１により０．３
９２Ｎの力で被研磨面を加圧し、研磨パッド１１を、４
５０ｒｐｍで回転させながら酸化シリコン膜の段差部を
研磨するように移動して研磨を行う。
【０１６３】次に、本発明の研磨方法に係る第１の実施
の形態を、前記図２２によって説明する。この研磨方法
は、一例として、前記図２２によって説明した研磨装置
７を用いた。
の形態を、前記図２２によって説明する。この研磨方法
は、一例として、前記図２２によって説明した研磨装置
７を用いた。
【０１６４】図２２に示すように、上記研磨装置７を用
いて、基板２１の被研磨面２２の研磨を行う。この研磨
方法では、被研磨材料である基板２１の被研磨面２２に
研磨装置７の研磨パッド１１の研磨面１２を接触させ、
被研磨面２２と研磨パッド１１の研磨面１２とが相対的
に摩擦運動することにより被研磨面２２を研磨する。こ
の研磨パッド１１は、回動可能なものであり、この研磨
パッド１１の周面を研磨面１２とするものである。
いて、基板２１の被研磨面２２の研磨を行う。この研磨
方法では、被研磨材料である基板２１の被研磨面２２に
研磨装置７の研磨パッド１１の研磨面１２を接触させ、
被研磨面２２と研磨パッド１１の研磨面１２とが相対的
に摩擦運動することにより被研磨面２２を研磨する。こ
の研磨パッド１１は、回動可能なものであり、この研磨
パッド１１の周面を研磨面１２とするものである。
【０１６５】そして図２５に示すように、矢印ア方向に
回動するとともに矢印イ方向に移動する研磨パッド１１
の周面（研磨面１２）を被研磨面２２の一部、特に、被
研磨面２２に生じている凸部２１Ａに接触させて、その
凸部２１Ａを研磨するとともに、被研磨面２２と研磨パ
ッド１１とを相対的に移動させることによって、被研磨
面２２と研磨パッド１１との接触部分を被研磨面２２内
で移動させて、被研磨面２２を平坦化する。被研磨面２
２の全面にわたってこの被研磨面２２に生じている凸部
２１Ａを研磨すれば、被研磨面２２の全面を平坦化する
ことが可能になる。
回動するとともに矢印イ方向に移動する研磨パッド１１
の周面（研磨面１２）を被研磨面２２の一部、特に、被
研磨面２２に生じている凸部２１Ａに接触させて、その
凸部２１Ａを研磨するとともに、被研磨面２２と研磨パ
ッド１１とを相対的に移動させることによって、被研磨
面２２と研磨パッド１１との接触部分を被研磨面２２内
で移動させて、被研磨面２２を平坦化する。被研磨面２
２の全面にわたってこの被研磨面２２に生じている凸部
２１Ａを研磨すれば、被研磨面２２の全面を平坦化する
ことが可能になる。
【０１６６】上記研磨方法に用いる研磨装置７の研磨パ
ッド１１には、前記図３に示すような円盤状の研磨パッ
ドを用い、その研磨パッド１１の周面（円周面）１２を
利用して研磨を行う。また、上記研磨パッド１１には、
その周面１２で研磨を行うものであれば、前記図４の
（１）〜（３）に示すような円錐台形状を成していて、
その周面１２を研磨面としたものであってもよい。もし
くは、図４の（４）、（５）に示すような円錐形状を成
していて、その周面１２を研磨面としたものであっても
よい。
ッド１１には、前記図３に示すような円盤状の研磨パッ
ドを用い、その研磨パッド１１の周面（円周面）１２を
利用して研磨を行う。また、上記研磨パッド１１には、
その周面１２で研磨を行うものであれば、前記図４の
（１）〜（３）に示すような円錐台形状を成していて、
その周面１２を研磨面としたものであってもよい。もし
くは、図４の（４）、（５）に示すような円錐形状を成
していて、その周面１２を研磨面としたものであっても
よい。
【０１６７】さらに前記図３および前記図４によって説
明した各研磨パッド１１においては、研磨面となる周面
１２が厚さ方向に例えば凸状の曲率を有する曲面に形成
されたものを用いることもできる。
明した各研磨パッド１１においては、研磨面となる周面
１２が厚さ方向に例えば凸状の曲率を有する曲面に形成
されたものを用いることもできる。
【０１６８】上記研磨方法では、研磨パッド１１は、そ
の周面が研磨面１２となり、また回動可能なものとなっ
ていることから、研磨パッド１１の周面（研磨面１２）
の一部が被研磨面２２の一部に接触して研磨が行われ
る。そのため、研磨面積を小さくすることができるの
で、被研磨面２２に生じている凸部が微小な凸部であっ
ても、その凸部のみを選択的に除去することができる。
また、被研磨面２２と研磨パッド１１の周面（研磨面１
２）との接触部分を移動させることから、その接触面積
よりも大きな面積を研磨することもできる。
の周面が研磨面１２となり、また回動可能なものとなっ
ていることから、研磨パッド１１の周面（研磨面１２）
の一部が被研磨面２２の一部に接触して研磨が行われ
る。そのため、研磨面積を小さくすることができるの
で、被研磨面２２に生じている凸部が微小な凸部であっ
ても、その凸部のみを選択的に除去することができる。
また、被研磨面２２と研磨パッド１１の周面（研磨面１
２）との接触部分を移動させることから、その接触面積
よりも大きな面積を研磨することもできる。
【０１６９】また、上記研磨ユニット５のように、各研
磨パッド１１の研磨面１２をドレッシングするドレッシ
ング装置を備えたものを用いた研磨では、研磨中に研磨
パッドのドレッシングが可能になり、常にドレッシング
された研磨面で研磨することが可能になるので、均一な
条件で研磨することができるとともに研磨スループット
の向上が図れる。
磨パッド１１の研磨面１２をドレッシングするドレッシ
ング装置を備えたものを用いた研磨では、研磨中に研磨
パッドのドレッシングが可能になり、常にドレッシング
された研磨面で研磨することが可能になるので、均一な
条件で研磨することができるとともに研磨スループット
の向上が図れる。
【０１７０】上記図２２、図２、図２５等によって説明
した研磨方法において、研磨を行う前に、被研磨面２２
の段差を測定し、その段差情報に基づいて接触部分の移
動速度を制御することも可能である。
した研磨方法において、研磨を行う前に、被研磨面２２
の段差を測定し、その段差情報に基づいて接触部分の移
動速度を制御することも可能である。
【０１７１】この研磨方法を実現するには、予め、被研
磨面２２の表面段差を段差測定器により測定して、被研
磨面２２の段差情報を得ておく。
磨面２２の表面段差を段差測定器により測定して、被研
磨面２２の段差情報を得ておく。
【０１７２】一方、前記図５によって説明したように、
上記研磨装置７に対する基板２１の移動手段として、基
板２１を載置するステージ６１を用いる。このステージ
６１は、例えば、基板２１表面にそって平行にＸ軸方向
に移動可能なＸステージ６３と、基板２１表面にそって
平行にＹ軸方向に移動可能なＹステージ６５とからな
る。このように、被研磨面１２と研磨パッド１１とが相
対的に移動する移動装置としてのステージ６１を備える
ことによって、研磨パッド１１と基板２１の被研磨面２
２とを相対的に移動させることが可能になる。
上記研磨装置７に対する基板２１の移動手段として、基
板２１を載置するステージ６１を用いる。このステージ
６１は、例えば、基板２１表面にそって平行にＸ軸方向
に移動可能なＸステージ６３と、基板２１表面にそって
平行にＹ軸方向に移動可能なＹステージ６５とからな
る。このように、被研磨面１２と研磨パッド１１とが相
対的に移動する移動装置としてのステージ６１を備える
ことによって、研磨パッド１１と基板２１の被研磨面２
２とを相対的に移動させることが可能になる。
【０１７３】そして、予め測定しておいた被研磨面２２
の段差情報に基づいて、上記ステージ６１を駆動する制
御装置（図示せず）により、研磨パッド１１を被研磨面
２２に生じている凸部２１Ａに移動して、この凸部２１
Ａを選択的に研磨する。
の段差情報に基づいて、上記ステージ６１を駆動する制
御装置（図示せず）により、研磨パッド１１を被研磨面
２２に生じている凸部２１Ａに移動して、この凸部２１
Ａを選択的に研磨する。
【０１７４】図示はしないが、もちろん、研磨装置７を
基板２１の被研磨面内のＸ−Ｙ方向に移動可能な移動手
段に設置し、基板２１の被研磨面２２面の凸部に研磨装
置７の研磨パッド１１が接触するように当該研磨装置を
移動可能にした構成を用いても、上記研磨方法を実現す
ることが可能である。
基板２１の被研磨面内のＸ−Ｙ方向に移動可能な移動手
段に設置し、基板２１の被研磨面２２面の凸部に研磨装
置７の研磨パッド１１が接触するように当該研磨装置を
移動可能にした構成を用いても、上記研磨方法を実現す
ることが可能である。
【０１７５】この研磨方法では、被研磨面２２の凸部２
１Ａに研磨パッド１１の周面（研磨面１２）が接触して
いる時に、接触部分の移動速度を遅くすることにより、
凸部２１Ａを選択的に研磨することができる。よって、
基板２１の被研磨面２２の全面を均一性良く研磨するこ
とが可能になる。また、研磨する必要が無い部分はすば
やく通り過ぎることができるので、研磨のスループット
を向上させることが可能になる。
１Ａに研磨パッド１１の周面（研磨面１２）が接触して
いる時に、接触部分の移動速度を遅くすることにより、
凸部２１Ａを選択的に研磨することができる。よって、
基板２１の被研磨面２２の全面を均一性良く研磨するこ
とが可能になる。また、研磨する必要が無い部分はすば
やく通り過ぎることができるので、研磨のスループット
を向上させることが可能になる。
【０１７６】上記図２２、図２、図２５等によって説明
した研磨方法において、研磨を行う前に、被研磨面２２
の段差を測定し、その段差情報に基づいて研磨パッド１
１を被研磨面２２に押し付ける圧力を制御することも可
能である。
した研磨方法において、研磨を行う前に、被研磨面２２
の段差を測定し、その段差情報に基づいて研磨パッド１
１を被研磨面２２に押し付ける圧力を制御することも可
能である。
【０１７７】この研磨方法を実現するには、予め、被研
磨面２２の表面段差を段差測定器により測定して、被研
磨面２２の段差情報を確保しておく。
磨面２２の表面段差を段差測定器により測定して、被研
磨面２２の段差情報を確保しておく。
【０１７８】研磨装置７には、研磨パッド１１〔前記図
２参照〕の被研磨面２２に対する圧力を独立に制御する
圧力制御装置８１〔前記図２４参照〕を備えたものを用
いる。例えば、研磨装置７（研磨ユニット５）の加圧部
３２が空気圧シリンダで構成されている場合には、加圧
部３２に、その加圧力を制御する圧力制御弁８３を接続
する。この圧力制御弁８３は、加圧源８５より加圧部３
２に加えられる圧力を調整する。加圧部３２へ加える圧
力値は、例えば制御部８７より圧力制御弁８３へ指示し
て行う。このように加圧部３２への加圧力を変えること
により研磨速度を変更することができるので、被研磨面
２２（前記図２５参照）の凹凸に合わせて研磨レートの
調整が可能になる。
２参照〕の被研磨面２２に対する圧力を独立に制御する
圧力制御装置８１〔前記図２４参照〕を備えたものを用
いる。例えば、研磨装置７（研磨ユニット５）の加圧部
３２が空気圧シリンダで構成されている場合には、加圧
部３２に、その加圧力を制御する圧力制御弁８３を接続
する。この圧力制御弁８３は、加圧源８５より加圧部３
２に加えられる圧力を調整する。加圧部３２へ加える圧
力値は、例えば制御部８７より圧力制御弁８３へ指示し
て行う。このように加圧部３２への加圧力を変えること
により研磨速度を変更することができるので、被研磨面
２２（前記図２５参照）の凹凸に合わせて研磨レートの
調整が可能になる。
【０１７９】そして、予め測定しておいた被研磨面２２
の段差情報に基づいて、上記圧力制御装置８１により、
研磨パッド１１を被研磨面２２に押し付ける圧力を調整
して、被研磨面２２に生じている凸部２１Ａのみを選択
的に研磨する。
の段差情報に基づいて、上記圧力制御装置８１により、
研磨パッド１１を被研磨面２２に押し付ける圧力を調整
して、被研磨面２２に生じている凸部２１Ａのみを選択
的に研磨する。
【０１８０】この研磨方法では、被研磨面２２の凸部に
研磨パッド１１の周面が接触している時に、研磨パッド
１１を被研磨面２２に押し付ける圧力を高めることによ
り、被研磨面２２に生じている凸部２１Ａを選択的に研
磨することができる。また、研磨圧力は、移動速度や回
転数制御と比較して応答が速いので、すばやい制御を行
うことができる。また、研磨する必要が無い部分では、
研磨圧力を０にすることにより、被研磨面２２の凹部に
対して研磨は進行しなくなる。均一性の高い研磨が実現
される。
研磨パッド１１の周面が接触している時に、研磨パッド
１１を被研磨面２２に押し付ける圧力を高めることによ
り、被研磨面２２に生じている凸部２１Ａを選択的に研
磨することができる。また、研磨圧力は、移動速度や回
転数制御と比較して応答が速いので、すばやい制御を行
うことができる。また、研磨する必要が無い部分では、
研磨圧力を０にすることにより、被研磨面２２の凹部に
対して研磨は進行しなくなる。均一性の高い研磨が実現
される。
【０１８１】上記図２２、図２、図２５等によって説明
した研磨方法において、研磨を行う前に、被研磨面２２
の段差を測定し、その段差情報に基づいて、研磨パッド
の回転数を制御することも可能である。
した研磨方法において、研磨を行う前に、被研磨面２２
の段差を測定し、その段差情報に基づいて、研磨パッド
の回転数を制御することも可能である。
【０１８２】この研磨方法を実現するには、予め、被研
磨面２２の表面段差を段差測定器により測定しておき、
被研磨面２２の段差情報を確保しておく。
磨面２２の表面段差を段差測定器により測定しておき、
被研磨面２２の段差情報を確保しておく。
【０１８３】研磨装置７には、研磨パッド１１〔前記図
２、図２２参照〕の回転数を制御する回転制御装置７１
〔前記図２３参照〕を備えたものを用いる。例えば、研
磨ユニット５に備えられているモータ３８に、このモー
タ３８の回転数を制御する回転制御装置７１を接続す
る。そして回転制御装置７１によって、例えばモータ３
８に供給する電力を調整することによりモータ３８の回
転数を変えて、研磨パッド１１の回転数を変えることに
より研磨速度を変更する。
２、図２２参照〕の回転数を制御する回転制御装置７１
〔前記図２３参照〕を備えたものを用いる。例えば、研
磨ユニット５に備えられているモータ３８に、このモー
タ３８の回転数を制御する回転制御装置７１を接続す
る。そして回転制御装置７１によって、例えばモータ３
８に供給する電力を調整することによりモータ３８の回
転数を変えて、研磨パッド１１の回転数を変えることに
より研磨速度を変更する。
【０１８４】そして、予め測定しておいた被研磨面２２
の段差情報に基づいて、上記回転制御装置７１により研
磨パッド１１の回転数を調整して、被研磨面２２に生じ
ている凸部のみを選択的に研磨する。
の段差情報に基づいて、上記回転制御装置７１により研
磨パッド１１の回転数を調整して、被研磨面２２に生じ
ている凸部のみを選択的に研磨する。
【０１８５】この研磨方法では、被研磨面２２に生じて
いる凸部２１ａに研磨パッド１１の周面（研磨面１２）
が接触している時に、研磨パッド１１の回転速度を上げ
ることにより、凸部２１Ａを選択的に研磨することがで
きる。また、研磨パッド１１の回転速度を変化させるこ
とは、研磨パッド１１を回動させる駆動手段、例えばモ
ータの駆動電流を制御することにより実施できるので、
比較的簡便なシステムで実現することが可能になる。そ
のため、装置コストを抑制することが可能になる。ま
た、研磨する必要が無い部分では、研磨パッド１１の回
転数を０にすることにより、被研磨面２２の凹部に対し
て研磨は進行しなくなる。そのため、被研磨面２２の凹
凸に合わせて研磨レートの調整が可能になり、均一性の
高い研磨が実現される。
いる凸部２１ａに研磨パッド１１の周面（研磨面１２）
が接触している時に、研磨パッド１１の回転速度を上げ
ることにより、凸部２１Ａを選択的に研磨することがで
きる。また、研磨パッド１１の回転速度を変化させるこ
とは、研磨パッド１１を回動させる駆動手段、例えばモ
ータの駆動電流を制御することにより実施できるので、
比較的簡便なシステムで実現することが可能になる。そ
のため、装置コストを抑制することが可能になる。ま
た、研磨する必要が無い部分では、研磨パッド１１の回
転数を０にすることにより、被研磨面２２の凹部に対し
て研磨は進行しなくなる。そのため、被研磨面２２の凹
凸に合わせて研磨レートの調整が可能になり、均一性の
高い研磨が実現される。
【０１８６】上記研磨パッド１１と被研磨面２２との接
触位置の移動速度の制御、研磨パッドを被研磨面に押し
付ける圧力の制御、研磨パッドの回転数の制御等は、同
時に行うことも可能であり、もしくはそのうちの２つを
組み合わせて行うことも可能である。
触位置の移動速度の制御、研磨パッドを被研磨面に押し
付ける圧力の制御、研磨パッドの回転数の制御等は、同
時に行うことも可能であり、もしくはそのうちの２つを
組み合わせて行うことも可能である。
【０１８７】上記図２２、図２、図２５等によって説明
した研磨方法において、研磨を行う前に、被研磨面２２
を構成する膜の膜厚を測定し、その膜厚情報に基づい
て、研磨パッド１１と被研磨面２２との接触部分の移動
速度を制御することも可能である。
した研磨方法において、研磨を行う前に、被研磨面２２
を構成する膜の膜厚を測定し、その膜厚情報に基づい
て、研磨パッド１１と被研磨面２２との接触部分の移動
速度を制御することも可能である。
【０１８８】この研磨方法を実現するには、予め、被研
磨面２２を構成する膜の膜厚を膜厚測定器により測定し
て、被研磨面２２の膜厚情報を確保しておく。
磨面２２を構成する膜の膜厚を膜厚測定器により測定し
て、被研磨面２２の膜厚情報を確保しておく。
【０１８９】研磨装置７に対する基板２１の移動手段と
して、基板２１を載置するステージ６１〔前記図５参
照〕を用いる。このステージ６１は、前記説明した構成
のものと同様のものからなる。このように、被研磨面１
２と研磨パッド１１とが相対的に移動する移動装置とし
てのステージ６１を備えることによって、研磨パッド１
１と基板２１の被研磨面２２とを相対的に移動させるこ
とが可能になる。
して、基板２１を載置するステージ６１〔前記図５参
照〕を用いる。このステージ６１は、前記説明した構成
のものと同様のものからなる。このように、被研磨面１
２と研磨パッド１１とが相対的に移動する移動装置とし
てのステージ６１を備えることによって、研磨パッド１
１と基板２１の被研磨面２２とを相対的に移動させるこ
とが可能になる。
【０１９０】そして、予め測定しておいた被研磨面２２
を構成する膜の膜厚情報に基づいて、上記ステージ６１
を駆動する制御装置（図示せず）により、膜厚の厚い部
分の被研磨面２２に研磨パッド１１を移動して、この部
分のみを選択的に研磨することにより膜厚を所定の厚さ
にする。
を構成する膜の膜厚情報に基づいて、上記ステージ６１
を駆動する制御装置（図示せず）により、膜厚の厚い部
分の被研磨面２２に研磨パッド１１を移動して、この部
分のみを選択的に研磨することにより膜厚を所定の厚さ
にする。
【０１９１】図示はしないが、もちろん、研磨装置７を
基板２１の被研磨面内のＸ−Ｙ方向に移動可能な移動手
段に設置し、膜厚の厚い部分の被研磨面２２に研磨装置
７の研磨パッド１１が接触するように当該研磨装置を移
動可能にした構成を用いても、上記研磨方法を実現する
ことが可能である。
基板２１の被研磨面内のＸ−Ｙ方向に移動可能な移動手
段に設置し、膜厚の厚い部分の被研磨面２２に研磨装置
７の研磨パッド１１が接触するように当該研磨装置を移
動可能にした構成を用いても、上記研磨方法を実現する
ことが可能である。
【０１９２】この研磨方法では、被研磨面２２の膜厚が
厚い部分に研磨パッド１１の周面（研磨面１２）が接触
している時に、接触部分の移動速度を相対的に遅くする
ことにより、膜厚が厚い部分を選択的に研磨することが
できるので、膜厚の均一性を向上させることができる。
厚い部分に研磨パッド１１の周面（研磨面１２）が接触
している時に、接触部分の移動速度を相対的に遅くする
ことにより、膜厚が厚い部分を選択的に研磨することが
できるので、膜厚の均一性を向上させることができる。
【０１９３】上記図２２、図２、図２５等によって説明
した研磨方法において、研磨を行う前に、被研磨面を構
成する膜の膜厚を測定し、その膜厚情報に基づいて、研
磨パッドを被研磨面に押し付けるの圧力を制御すること
も可能である。
した研磨方法において、研磨を行う前に、被研磨面を構
成する膜の膜厚を測定し、その膜厚情報に基づいて、研
磨パッドを被研磨面に押し付けるの圧力を制御すること
も可能である。
【０１９４】この研磨方法を実現するには、予め、被研
磨面２２を構成する膜の膜厚を膜厚測定器により測定し
て、被研磨面２２の膜厚情報を確保しておく。
磨面２２を構成する膜の膜厚を膜厚測定器により測定し
て、被研磨面２２の膜厚情報を確保しておく。
【０１９５】研磨装置７には、研磨パッド１１〔前記図
２参照〕の被研磨面に対する圧力を制御する圧力制御装
置８１〔前記図２４参照〕を備えたものを用いる。例え
ば、研磨装置７（研磨ユニット５）の加圧部３２が空気
圧シリンダで構成されている場合には、加圧部３２に、
その加圧力を制御する圧力制御弁８３を接続する。この
圧力制御弁８３は、加圧源８５より加圧部３２に加えら
れる圧力を調整する。加圧部３２へ加える圧力値は、例
えば制御部８７より圧力制御弁８３へ指示して行う。こ
のように加圧部３２への加圧力を変えることにより研磨
速度を変更することができるので、被研磨面２２〔前記
図２５参照〕の凹凸に合わせて研磨レートの調整が可能
になる。
２参照〕の被研磨面に対する圧力を制御する圧力制御装
置８１〔前記図２４参照〕を備えたものを用いる。例え
ば、研磨装置７（研磨ユニット５）の加圧部３２が空気
圧シリンダで構成されている場合には、加圧部３２に、
その加圧力を制御する圧力制御弁８３を接続する。この
圧力制御弁８３は、加圧源８５より加圧部３２に加えら
れる圧力を調整する。加圧部３２へ加える圧力値は、例
えば制御部８７より圧力制御弁８３へ指示して行う。こ
のように加圧部３２への加圧力を変えることにより研磨
速度を変更することができるので、被研磨面２２〔前記
図２５参照〕の凹凸に合わせて研磨レートの調整が可能
になる。
【０１９６】そして、予め測定しておいた被研磨面２２
を構成する膜の膜厚情報に基づいて、上記圧力制御装置
８１により、被研磨面２２に押し付ける研磨パッド１１
の圧力を調整して、被研磨面２２の凸部２１Ａのみを選
択的に研磨する。
を構成する膜の膜厚情報に基づいて、上記圧力制御装置
８１により、被研磨面２２に押し付ける研磨パッド１１
の圧力を調整して、被研磨面２２の凸部２１Ａのみを選
択的に研磨する。
【０１９７】この研磨方法では、例えば、被研磨面２２
を構成する膜の膜厚が厚い部分に研磨パッドの周面（研
磨面１２）が接触している時に、被研磨面２２に押し付
ける研磨パッド１１の圧力を高めることにより、膜厚が
厚い部分を選択的に研磨することができる。また研磨圧
力は、移動速度や研磨パッドの回転数制御と比較して応
答が速いので、すばやい制御を行うことができる。ま
た、研磨する必要が無い部分では、研磨圧力を０とする
ことにより、被研磨面２２の研磨は進行しなくなる。こ
のようにして、例えば膜厚の厚い部分のみを研磨するこ
とにより膜厚の均一性を向上させることができる。
を構成する膜の膜厚が厚い部分に研磨パッドの周面（研
磨面１２）が接触している時に、被研磨面２２に押し付
ける研磨パッド１１の圧力を高めることにより、膜厚が
厚い部分を選択的に研磨することができる。また研磨圧
力は、移動速度や研磨パッドの回転数制御と比較して応
答が速いので、すばやい制御を行うことができる。ま
た、研磨する必要が無い部分では、研磨圧力を０とする
ことにより、被研磨面２２の研磨は進行しなくなる。こ
のようにして、例えば膜厚の厚い部分のみを研磨するこ
とにより膜厚の均一性を向上させることができる。
【０１９８】上記図２２、図２、図２５等によって説明
した研磨方法において、研磨を行う前に、被研磨面２２
を構成する膜の膜厚を測定し、その膜厚情報に基づい
て、研磨パッド１１の回転数を制御することも可能であ
る。
した研磨方法において、研磨を行う前に、被研磨面２２
を構成する膜の膜厚を測定し、その膜厚情報に基づい
て、研磨パッド１１の回転数を制御することも可能であ
る。
【０１９９】この研磨方法を実現するには、予め、被研
磨面２２を構成する膜の膜厚を膜厚測定器により測定し
ておき、被研磨面２２の段差情報を確保しておく。
磨面２２を構成する膜の膜厚を膜厚測定器により測定し
ておき、被研磨面２２の段差情報を確保しておく。
【０２００】研磨装置７には、研磨パッド１１〔前記図
２、図２２参照〕の回転数を制御する回転制御装置７１
〔前記図２３参照〕を備えたものを用いる。例えば、研
磨ユニット５に備えられているモータ３８に、このモー
タ３８の回転数を制御する回転制御装置７１を接続す
る。そしてこの回転制御装置７１によって、例えばモー
タ３８に供給する電力を調整することによりモータ３８
の回転数を変えて、研磨パッド１１の回転数を変え、研
磨速度を変更する。
２、図２２参照〕の回転数を制御する回転制御装置７１
〔前記図２３参照〕を備えたものを用いる。例えば、研
磨ユニット５に備えられているモータ３８に、このモー
タ３８の回転数を制御する回転制御装置７１を接続す
る。そしてこの回転制御装置７１によって、例えばモー
タ３８に供給する電力を調整することによりモータ３８
の回転数を変えて、研磨パッド１１の回転数を変え、研
磨速度を変更する。
【０２０１】そして、予め測定しておいた被研磨面２２
を構成する膜の膜厚情報に基づいて、上記回転制御装置
７１により研磨パッド１１の回転数を調整して、被研磨
面２２を選択的に研磨する。
を構成する膜の膜厚情報に基づいて、上記回転制御装置
７１により研磨パッド１１の回転数を調整して、被研磨
面２２を選択的に研磨する。
【０２０２】この研磨方法では、上記膜厚情報に基づい
て被研磨面２２の所定の位置に研磨パッド１１の周面が
接触している時に、研磨パッド１１の回転速度を上げる
ことにより、被研磨面２２の所定の位置を選択的に研磨
することができる。また、研磨パッド１１の回転速度を
変化させることは、研磨パッド１１を回動させる駆動手
段、例えばモータの駆動電流を制御することにより実施
できるので、比較的簡便なシステムで実現することが可
能になる。そのため、装置コストを抑制することが可能
になる。また、研磨する必要が無い部分では、研磨パッ
ド１１の回転数を０にすることにより、被研磨面２２の
研磨は進行しなくなる。そのため、被研磨面２２を構成
する膜の膜厚に対応させて研磨レートの調整が可能にな
る。よって、膜厚の均一性を向上させることができる。
て被研磨面２２の所定の位置に研磨パッド１１の周面が
接触している時に、研磨パッド１１の回転速度を上げる
ことにより、被研磨面２２の所定の位置を選択的に研磨
することができる。また、研磨パッド１１の回転速度を
変化させることは、研磨パッド１１を回動させる駆動手
段、例えばモータの駆動電流を制御することにより実施
できるので、比較的簡便なシステムで実現することが可
能になる。そのため、装置コストを抑制することが可能
になる。また、研磨する必要が無い部分では、研磨パッ
ド１１の回転数を０にすることにより、被研磨面２２の
研磨は進行しなくなる。そのため、被研磨面２２を構成
する膜の膜厚に対応させて研磨レートの調整が可能にな
る。よって、膜厚の均一性を向上させることができる。
【０２０３】上記説明した研磨方法では、上記研磨パッ
ド１１と被研磨面２２との接触位置の移動速度の制御、
研磨パッドを被研磨面に押し付ける圧力の制御、研磨パ
ッドの回転数の制御等を、同時に行うことも可能であ
り、もしくはそのうちの二つを組み合わせて行うことも
可能である。
ド１１と被研磨面２２との接触位置の移動速度の制御、
研磨パッドを被研磨面に押し付ける圧力の制御、研磨パ
ッドの回転数の制御等を、同時に行うことも可能であ
り、もしくはそのうちの二つを組み合わせて行うことも
可能である。
【０２０４】次に、上記研磨方法の実例を以下に説明す
る。
る。
【０２０５】前記図２２によって説明した研磨装置７で
は、図示はしていないが、研磨パッド１１の近傍に配置
されたスラリー供給手段よりスラリーの供給を受けつつ
研磨パッド１１を回動させるとともに、上記研磨ユニッ
ト５の研磨パッド１１の研磨面１２が所定の圧力で基板
２１の被研磨面２２に接触するように、押し圧手段５３
で研磨圧を調整して研磨を行う。例えば、研磨パッド１
１を０．３９２Ｎの力で加圧した場合、研磨パッド１１
の被研磨面１２に対する接触面積は、研磨パッド１１の
周方向に２ｍｍ、幅方向に５ｍｍとなった。
は、図示はしていないが、研磨パッド１１の近傍に配置
されたスラリー供給手段よりスラリーの供給を受けつつ
研磨パッド１１を回動させるとともに、上記研磨ユニッ
ト５の研磨パッド１１の研磨面１２が所定の圧力で基板
２１の被研磨面２２に接触するように、押し圧手段５３
で研磨圧を調整して研磨を行う。例えば、研磨パッド１
１を０．３９２Ｎの力で加圧した場合、研磨パッド１１
の被研磨面１２に対する接触面積は、研磨パッド１１の
周方向に２ｍｍ、幅方向に５ｍｍとなった。
【０２０６】被研磨面２２と研磨パッド１１との相対移
動速度、研磨圧力、研磨パッド１１の回転数等を変化さ
せることによる研磨量の制御性を調べた。その手段とし
て、研磨時間、研磨圧力、研磨パッドの回転数を変化さ
せて研磨量を調べた。上記研磨量を調べる試料には、シ
リコン基板上にプラズマＳｉＯ2 膜を２μｍの厚さに成
膜したものを用いた。測定は、光学式膜厚計により研磨
前の膜厚と研磨後の膜厚とを測定し、その差を算出して
研磨量とした。その結果を表１に示す。
動速度、研磨圧力、研磨パッド１１の回転数等を変化さ
せることによる研磨量の制御性を調べた。その手段とし
て、研磨時間、研磨圧力、研磨パッドの回転数を変化さ
せて研磨量を調べた。上記研磨量を調べる試料には、シ
リコン基板上にプラズマＳｉＯ2 膜を２μｍの厚さに成
膜したものを用いた。測定は、光学式膜厚計により研磨
前の膜厚と研磨後の膜厚とを測定し、その差を算出して
研磨量とした。その結果を表１に示す。
【０２０７】
【表１】
【０２０８】表１に示すように、研磨圧力を０．３９２
Ｎ、研磨パッドの回転数を４５０ｒｐｍとして研磨時間
を０．５分、１分、２分、３分、４分としたときの研磨
量は、２０５ｎｍ、４０２ｎｍ、７９６ｎｍ、１１８０
ｎｍ、１６０１ｎｍとなった。したがって、研磨圧力と
研磨パッドの回転数を一定にしたときの研磨時間と研磨
量とはほぼ正比例関係にあることがわかった。
Ｎ、研磨パッドの回転数を４５０ｒｐｍとして研磨時間
を０．５分、１分、２分、３分、４分としたときの研磨
量は、２０５ｎｍ、４０２ｎｍ、７９６ｎｍ、１１８０
ｎｍ、１６０１ｎｍとなった。したがって、研磨圧力と
研磨パッドの回転数を一定にしたときの研磨時間と研磨
量とはほぼ正比例関係にあることがわかった。
【０２０９】また、表１に示すように、研磨時間を１
分、研磨パッドの回転数を４５０ｒｐｍとして研磨圧力
を０．１９６Ｎ、０．７８４Ｎ、１．１７６Ｎ、１．５
６８Ｎとしたときの研磨量は、１９８ｎｍ、７９９ｎ
ｍ、１２０７ｎｍ、１６０３ｎｍとなった。したがっ
て、研磨時間と研磨パッドの回転数を一定にしたときの
研磨圧力と研磨量とはほぼ正比例関係にあることがわか
った。
分、研磨パッドの回転数を４５０ｒｐｍとして研磨圧力
を０．１９６Ｎ、０．７８４Ｎ、１．１７６Ｎ、１．５
６８Ｎとしたときの研磨量は、１９８ｎｍ、７９９ｎ
ｍ、１２０７ｎｍ、１６０３ｎｍとなった。したがっ
て、研磨時間と研磨パッドの回転数を一定にしたときの
研磨圧力と研磨量とはほぼ正比例関係にあることがわか
った。
【０２１０】また表１に示すように、研磨時間を１分、
研磨圧力を０．３９２Ｎとして研磨パッドの回転数を２
２５ｒｐｍ、９００ｒｐｍ、１３５０ｒｐｍ、１８００
ｒｐｍとしたときの研磨量は、１９９ｎｍ、７９９ｎ
ｍ、１２０８ｎｍ、１５８０ｎｍとなった。したがっ
て、研磨時間と研磨圧力を一定にしたときの研磨パッド
の回転数と研磨量とはほぼ正比例関係にあることがわか
った。
研磨圧力を０．３９２Ｎとして研磨パッドの回転数を２
２５ｒｐｍ、９００ｒｐｍ、１３５０ｒｐｍ、１８００
ｒｐｍとしたときの研磨量は、１９９ｎｍ、７９９ｎ
ｍ、１２０８ｎｍ、１５８０ｎｍとなった。したがっ
て、研磨時間と研磨圧力を一定にしたときの研磨パッド
の回転数と研磨量とはほぼ正比例関係にあることがわか
った。
【０２１１】また、研磨時間を０．２分（１２秒）、研
磨圧力を０．３９２Ｎとして、研磨パッドの回転数を１
８００ｒｐｍ、９０００ｒｐｍとしたときの研磨量は３
２０ｎｍ、１５５０ｎｍとなり、この場合もほぼ正比例
関係が保たれていることがわかった。したがって、研磨
速度をＲ、研磨圧力をＰ、研磨パッドの回転数をｒとす
ると、研磨速度は下記式のように表すことができる。た
だし、ｋは定数とする。
磨圧力を０．３９２Ｎとして、研磨パッドの回転数を１
８００ｒｐｍ、９０００ｒｐｍとしたときの研磨量は３
２０ｎｍ、１５５０ｎｍとなり、この場合もほぼ正比例
関係が保たれていることがわかった。したがって、研磨
速度をＲ、研磨圧力をＰ、研磨パッドの回転数をｒとす
ると、研磨速度は下記式のように表すことができる。た
だし、ｋは定数とする。
【０２１２】Ｒ＝ｋＰｒ
【０２１３】また研磨量をＡ、研磨時間をｔとすれば、
研磨量は下記式のように表すことができる。
研磨量は下記式のように表すことができる。
【０２１４】Ａ＝Ｒｔ＝ｋＰｒｔ……（１）
【０２１５】上記（１）式に示されるように、被研磨面
と研磨パッドの研磨圧力、研磨パッドの回転数を変化さ
せることにより、研磨量を正比例的に制御することがで
きることがわかった。
と研磨パッドの研磨圧力、研磨パッドの回転数を変化さ
せることにより、研磨量を正比例的に制御することがで
きることがわかった。
【０２１６】次に、研磨パッドと被研磨面との接触部分
の移動速度を制御することにより研磨量を制御すること
ができる。このことを以下に説明する。
の移動速度を制御することにより研磨量を制御すること
ができる。このことを以下に説明する。
【０２１７】図２６に示すように、被研磨面２２上の任
意の点ａにおける研磨パッドの研磨面１２（前記図２２
参照）と被研磨面２２との接触面積がΔｘ・Δｙで表さ
れる研磨パッドを用いて研磨するとする。ここで、接触
部分の移動速度ｖｙはｙ方向には可変であり、ｘ方向に
はあるピッチｘ１でピッチ送りされるとする。
意の点ａにおける研磨パッドの研磨面１２（前記図２２
参照）と被研磨面２２との接触面積がΔｘ・Δｙで表さ
れる研磨パッドを用いて研磨するとする。ここで、接触
部分の移動速度ｖｙはｙ方向には可変であり、ｘ方向に
はあるピッチｘ１でピッチ送りされるとする。
【０２１８】いま、被研磨面２２上を研磨面１２がｙ方
向に１回通り過ぎる時の点ａ上の研磨面１２の滞在時間
ｔ１は以下の式で表すことができる。
向に１回通り過ぎる時の点ａ上の研磨面１２の滞在時間
ｔ１は以下の式で表すことができる。
【０２１９】ｔ１＝Δｙ／ｖｙ
【０２２０】そして１ピッチをｘ１とすると、点ａ上を
研磨パッド１２が通過する回数ｎは以下の式で表され
る。
研磨パッド１２が通過する回数ｎは以下の式で表され
る。
【０２２１】ｎ＝Δｘ／ｘ１
【０２２２】したがって、点ａ上に研磨パッド１２の接
触部分が滞在する総滞在時間をｔ２とすると、ｔ２は以
下の式で表される。
触部分が滞在する総滞在時間をｔ２とすると、ｔ２は以
下の式で表される。
【０２２３】
ｔ２＝ｔ１・ｎ＝（Δｙ・Δｘ）／（ｖｙ・ｘ１）
【０２２４】よって、研磨速度をＲとすると、研磨量Ａ
は前記（１）式より下記（２）式のように表される。
は前記（１）式より下記（２）式のように表される。
【０２２５】
Ａ＝Ｒ・ｔ２＝（ＲΔｙ・Δｘ）／（ｖｙ・ｘ１）…（２）
【０２２６】したがって、移動速度ｖｙを制御すること
により研磨量Ａを制御することができる。
により研磨量Ａを制御することができる。
【０２２７】次に、上記構成の研磨装置７を用いて、基
板２１を研磨する方法について説明する。
板２１を研磨する方法について説明する。
【０２２８】研磨される基板２１は、前記図９の模式的
断面図によって説明したものと同様のものである。以下
の説明では、図９を参照されたい。
断面図によって説明したものと同様のものである。以下
の説明では、図９を参照されたい。
【０２２９】次に、前記図２２、図２によって説明した
研磨装置７を用いて、前記図９によって説明した構成の
基板２１の酸化シリコン膜２６表面（被研磨面２２）を
研磨した。スラリーには、ＫＯＨ（水酸化カリウム）ベ
ースのシリカを用い（ここでは、一例としてＣａｂｏｔ
社製のＳＳ−２５を用い）、研磨パッド１１には、上記
説明したものを用いた。そして０．３９２Ｎの力で研磨
パッド１１を加圧し、研磨パッド１１を４５０ｒｐｍで
回転させながら、研磨パッド１１が酸化シリコン膜２６
の段差部を研磨するように、基板２１を載置したステー
ジ（図示せず）を前記図２２中のＹ軸方向に２０ｃｍの
幅でかつｖｙ（ｃｍ／ｍｉｎ）の速度で揺動させなが
ら、前記図２２中のＸ軸方向に０．０３３ｃｍ／ピッチ
で移動させて、研磨を行った。
研磨装置７を用いて、前記図９によって説明した構成の
基板２１の酸化シリコン膜２６表面（被研磨面２２）を
研磨した。スラリーには、ＫＯＨ（水酸化カリウム）ベ
ースのシリカを用い（ここでは、一例としてＣａｂｏｔ
社製のＳＳ−２５を用い）、研磨パッド１１には、上記
説明したものを用いた。そして０．３９２Ｎの力で研磨
パッド１１を加圧し、研磨パッド１１を４５０ｒｐｍで
回転させながら、研磨パッド１１が酸化シリコン膜２６
の段差部を研磨するように、基板２１を載置したステー
ジ（図示せず）を前記図２２中のＹ軸方向に２０ｃｍの
幅でかつｖｙ（ｃｍ／ｍｉｎ）の速度で揺動させなが
ら、前記図２２中のＸ軸方向に０．０３３ｃｍ／ピッチ
で移動させて、研磨を行った。
【０２３０】次に、基板に形成されている段差のレイア
ウト模式図を図２７に示す。図２７に示すように、パタ
ーン上の領域をＳA 、それ以外の領域をＳB 、ＳC とす
る。
ウト模式図を図２７に示す。図２７に示すように、パタ
ーン上の領域をＳA 、それ以外の領域をＳB 、ＳC とす
る。
【０２３１】以下に、図２７を用いて第１実施例〜第３
実施例を以下に説明する。
実施例を以下に説明する。
【０２３２】まず、第１実施例の研磨条件を説明する。
ステージの移動速度ｖｙを次のように設定した。研磨パ
ッドが被研磨面に接触している領域の中心が上記領域Ｓ
A 上にあるときｖｙ＝３ｃｍ／ｍｉｎとし、研磨パッド
が被研磨面に接触している領域の中心が上記領域ＳB お
よび上記領域ＳC 上にあるときｖｙ＝３０ｃｍ／ｍｉｎ
とした。また、研磨圧力は０．３９２Ｎで一定とし、研
磨パッドの回転数は４５０ｒｐｍで一定とした。
ステージの移動速度ｖｙを次のように設定した。研磨パ
ッドが被研磨面に接触している領域の中心が上記領域Ｓ
A 上にあるときｖｙ＝３ｃｍ／ｍｉｎとし、研磨パッド
が被研磨面に接触している領域の中心が上記領域ＳB お
よび上記領域ＳC 上にあるときｖｙ＝３０ｃｍ／ｍｉｎ
とした。また、研磨圧力は０．３９２Ｎで一定とし、研
磨パッドの回転数は４５０ｒｐｍで一定とした。
【０２３３】次に、第２実施例の研磨条件を説明する。
研磨圧力を次のように設定した。研磨パッドが被研磨面
に接触している領域の中心が上記領域ＳA 上にあるとき
は０．３９２Ｎとし、研磨パッドが被研磨面に接触して
いる領域の中心が上記領域Ｓ B および上記領域ＳC 上に
あるときは０Ｎとした。また、研磨パッドの回転数は４
５０ｒｐｍで一定とし、ステージの移動速度はｖｙ＝３
ｃｍ／ｍｉｎで一定とした。
研磨圧力を次のように設定した。研磨パッドが被研磨面
に接触している領域の中心が上記領域ＳA 上にあるとき
は０．３９２Ｎとし、研磨パッドが被研磨面に接触して
いる領域の中心が上記領域Ｓ B および上記領域ＳC 上に
あるときは０Ｎとした。また、研磨パッドの回転数は４
５０ｒｐｍで一定とし、ステージの移動速度はｖｙ＝３
ｃｍ／ｍｉｎで一定とした。
【０２３４】次に、第３実施例の研磨条件を説明する。
研磨パッドの回転数を次のように設定した。研磨パッド
が被研磨面に接触している領域の中心が上記領域ＳA 上
にあるとき４５０ｒｐｍとし、研磨パッドが被研磨面に
接触している領域の中心が上記領域ＳB および上記領域
ＳC 上にあるときは０ｒｐｍとした。また、研磨パッド
の圧力は０．３９２Ｎで一定とし、ステージの移動速度
はｖｙ＝３ｃｍ／ｍｉｎで一定とした。
研磨パッドの回転数を次のように設定した。研磨パッド
が被研磨面に接触している領域の中心が上記領域ＳA 上
にあるとき４５０ｒｐｍとし、研磨パッドが被研磨面に
接触している領域の中心が上記領域ＳB および上記領域
ＳC 上にあるときは０ｒｐｍとした。また、研磨パッド
の圧力は０．３９２Ｎで一定とし、ステージの移動速度
はｖｙ＝３ｃｍ／ｍｉｎで一定とした。
【０２３５】上記第１実施例の研磨条件で研磨を行った
結果、前記図１０の（１）の研磨前の模式的断面図に示
すように、研磨前の酸化シリコン膜２６に生じている段
差の高さＨｂは、全段差の平均で５０３．５ｎｍであっ
た。そして前記図１０の（２）の研磨後の模式的断面図
に示すように、研磨後の酸化シリコン膜２６に生じてい
る最大段差の高さＨｍは１３１ｎｍであり、研磨後の段
差中央部の高さＨｃは８０ｎｍであった。また、Ｈｂ−
Ｈｃで表す研磨量のばらつきδは±２１ｎｍであり、δ
／（Ｈｂ−Ｈｃ）×１００％で表す研磨の均一性は±
４．９％であった。したがって、本発明の研磨装置７で
研磨を行うことにより、良好な研磨結果が得られること
がわかった。
結果、前記図１０の（１）の研磨前の模式的断面図に示
すように、研磨前の酸化シリコン膜２６に生じている段
差の高さＨｂは、全段差の平均で５０３．５ｎｍであっ
た。そして前記図１０の（２）の研磨後の模式的断面図
に示すように、研磨後の酸化シリコン膜２６に生じてい
る最大段差の高さＨｍは１３１ｎｍであり、研磨後の段
差中央部の高さＨｃは８０ｎｍであった。また、Ｈｂ−
Ｈｃで表す研磨量のばらつきδは±２１ｎｍであり、δ
／（Ｈｂ−Ｈｃ）×１００％で表す研磨の均一性は±
４．９％であった。したがって、本発明の研磨装置７で
研磨を行うことにより、良好な研磨結果が得られること
がわかった。
【０２３６】次に、上記第２実施例の研磨条件で研磨を
行った結果、前記図１０の（１）の研磨前の模式的断面
図に示すように、研磨前の酸化シリコン膜２６に生じて
いる段差の高さＨｂは、全段差の平均で５０４．２ｎｍ
であった。そして前記図１０の（２）の研磨後の模式的
断面図に示すように、研磨後の酸化シリコン膜２６に生
じている最大段差の高さＨｍは１０９ｎｍであり、研磨
後の段差中央部の高さＨｃは８５ｎｍであった。また、
Ｈｂ−Ｈｃで表す研磨量のばらつきδは±１８ｎｍであ
り、δ／（Ｈｂ−Ｈｃ）×１００％で表す研磨の均一性
は±４．３％であった。したがって、本発明の研磨装置
７で研磨を行うことにより、良好な研磨結果が得られる
ことがわかった。
行った結果、前記図１０の（１）の研磨前の模式的断面
図に示すように、研磨前の酸化シリコン膜２６に生じて
いる段差の高さＨｂは、全段差の平均で５０４．２ｎｍ
であった。そして前記図１０の（２）の研磨後の模式的
断面図に示すように、研磨後の酸化シリコン膜２６に生
じている最大段差の高さＨｍは１０９ｎｍであり、研磨
後の段差中央部の高さＨｃは８５ｎｍであった。また、
Ｈｂ−Ｈｃで表す研磨量のばらつきδは±１８ｎｍであ
り、δ／（Ｈｂ−Ｈｃ）×１００％で表す研磨の均一性
は±４．３％であった。したがって、本発明の研磨装置
７で研磨を行うことにより、良好な研磨結果が得られる
ことがわかった。
【０２３７】上記第３実施例の研磨条件で研磨を行った
結果、前記図１０の（１）の研磨前の模式的断面図に示
すように、研磨前の酸化シリコン膜２６に生じている段
差の高さＨｂは、全段差の平均で５０１．８ｎｍであっ
た。そして前記図１０の（２）の研磨後の模式的断面図
に示すように、研磨後の酸化シリコン膜２６に生じてい
る最大段差の高さＨｍは１２５ｎｍであり、研磨後の段
差中央部の高さＨｃは８２ｎｍであった。また、Ｈｂ−
Ｈｃで表す研磨量のばらつきδは±２４ｎｍであり、δ
／（Ｈｂ−Ｈｃ）×１００％で表す研磨の均一性は±
５．７％であった。したがって、本発明の研磨装置７で
研磨を行うことにより、良好な研磨結果が得られること
がわかった。
結果、前記図１０の（１）の研磨前の模式的断面図に示
すように、研磨前の酸化シリコン膜２６に生じている段
差の高さＨｂは、全段差の平均で５０１．８ｎｍであっ
た。そして前記図１０の（２）の研磨後の模式的断面図
に示すように、研磨後の酸化シリコン膜２６に生じてい
る最大段差の高さＨｍは１２５ｎｍであり、研磨後の段
差中央部の高さＨｃは８２ｎｍであった。また、Ｈｂ−
Ｈｃで表す研磨量のばらつきδは±２４ｎｍであり、δ
／（Ｈｂ−Ｈｃ）×１００％で表す研磨の均一性は±
５．７％であった。したがって、本発明の研磨装置７で
研磨を行うことにより、良好な研磨結果が得られること
がわかった。
【０２３８】次に、上記説明した本発明の研磨方法を半
導体製造工程における化学的機械研磨（ＣＭＰ）工程に
適用する場合の一例を、図２８、図２９のフローチャー
トによって説明する。
導体製造工程における化学的機械研磨（ＣＭＰ）工程に
適用する場合の一例を、図２８、図２９のフローチャー
トによって説明する。
【０２３９】図２８に示すように、まず「研磨前におけ
る１チップの被研磨面の表面状態を把握」により、被研
磨面に生じている凹凸の位置と高さを測定して測定デー
タを作成する。
る１チップの被研磨面の表面状態を把握」により、被研
磨面に生じている凹凸の位置と高さを測定して測定デー
タを作成する。
【０２４０】次いで「被研磨面の凹部、凸部の長さが所
定値以下のものを削除」により、例えば凹部および凸部
の長さが５ｍｍ以下のもののデータは上記測定データよ
り削除する。
定値以下のものを削除」により、例えば凹部および凸部
の長さが５ｍｍ以下のもののデータは上記測定データよ
り削除する。
【０２４１】次いで「チップ配列の情報に基づいて基板
面内の凹凸分布を算出」により、予め設計データ等によ
り得ていたチップ配列の情報に基づいて基板の被研磨面
の凹凸分布を求める。
面内の凹凸分布を算出」により、予め設計データ等によ
り得ていたチップ配列の情報に基づいて基板の被研磨面
の凹凸分布を求める。
【０２４２】その後「凹凸を平坦化するための研磨条件
を決定」により、求めた凹凸分布に対応する最適な研磨
条件を決定する。この決定方法は、例えば各測定点の高
さに対し、前記説明した（１）式および（２）式を用い
て必要な研磨量を算出する。そして、各測定点に対応す
る算出した研磨量に基づいて「研磨」を行う。
を決定」により、求めた凹凸分布に対応する最適な研磨
条件を決定する。この決定方法は、例えば各測定点の高
さに対し、前記説明した（１）式および（２）式を用い
て必要な研磨量を算出する。そして、各測定点に対応す
る算出した研磨量に基づいて「研磨」を行う。
【０２４３】または、図２９に示すように、「設計デー
タに基づいて１チップ内の研磨前における被研磨面の表
面状態を予測」により、例えば、設計のＣＡＤデータか
ら得られる配線の密度や配線の幅、長さ等の情報に基づ
いて、研磨前における１チップ内の被研磨面の表面状
態、すなわち被研磨面に生じている凹凸の位置と高さを
把握する。
タに基づいて１チップ内の研磨前における被研磨面の表
面状態を予測」により、例えば、設計のＣＡＤデータか
ら得られる配線の密度や配線の幅、長さ等の情報に基づ
いて、研磨前における１チップ内の被研磨面の表面状
態、すなわち被研磨面に生じている凹凸の位置と高さを
把握する。
【０２４４】次いで「チップ配列の情報に基づいて基板
面内の凹凸分布を算出」により、予め設計データ等によ
り得ていたチップ配列の情報に基づいて基板の被研磨面
の凹凸分布を求める。
面内の凹凸分布を算出」により、予め設計データ等によ
り得ていたチップ配列の情報に基づいて基板の被研磨面
の凹凸分布を求める。
【０２４５】その後「凹凸を平坦化するための研磨条件
を決定」により、求めた凹凸分布に対応する最適な研磨
条件を決定する。この決定方法は、例えば予測した位置
に対応する研磨前の被研磨面の高さに対し、前記説明し
た（１）式および（２）式を用いて必要な研磨量を算出
する。そして、算出した研磨量に基づいて「研磨」を行
う。
を決定」により、求めた凹凸分布に対応する最適な研磨
条件を決定する。この決定方法は、例えば予測した位置
に対応する研磨前の被研磨面の高さに対し、前記説明し
た（１）式および（２）式を用いて必要な研磨量を算出
する。そして、算出した研磨量に基づいて「研磨」を行
う。
【０２４６】上記図２８、図２９によって説明したいず
れの方法を用いても、被研磨面に生じている凸部を選択
的に研磨することができる。そのため、基板の被研磨面
は良好な平坦性を得ることができる。
れの方法を用いても、被研磨面に生じている凸部を選択
的に研磨することができる。そのため、基板の被研磨面
は良好な平坦性を得ることができる。
【０２４７】次に、前記第１実施例〜第３実施例で説明
した研磨条件で研磨した基板を、通常の研磨装置を用い
て、いわゆるベタ膜に換算して１００ｎｍ相当の研磨を
行った事例を説明する。
した研磨条件で研磨した基板を、通常の研磨装置を用い
て、いわゆるベタ膜に換算して１００ｎｍ相当の研磨を
行った事例を説明する。
【０２４８】上記通常の研磨装置を用いた研磨の結果、
前記第１実施例の研磨条件で研磨した基板では、前記図
１０の（２）の研磨後の模式的断面図に示すように、研
磨後の酸化シリコン膜２６に生じている最大段差の高さ
Ｈｍは８５ｎｍであり、研磨後の段差中央部の高さＨｃ
は７２ｎｍであった。
前記第１実施例の研磨条件で研磨した基板では、前記図
１０の（２）の研磨後の模式的断面図に示すように、研
磨後の酸化シリコン膜２６に生じている最大段差の高さ
Ｈｍは８５ｎｍであり、研磨後の段差中央部の高さＨｃ
は７２ｎｍであった。
【０２４９】また前記第２実施例の研磨条件で研磨した
基板では、前記図１０の（２）の研磨後の模式的断面図
に示すように、研磨後の酸化シリコン膜２６に生じてい
る最大段差の高さＨｍは９０ｎｍであり、研磨後の段差
中央部の高さＨｃは８０ｎｍであった。
基板では、前記図１０の（２）の研磨後の模式的断面図
に示すように、研磨後の酸化シリコン膜２６に生じてい
る最大段差の高さＨｍは９０ｎｍであり、研磨後の段差
中央部の高さＨｃは８０ｎｍであった。
【０２５０】さらに前記第３実施例の研磨条件で研磨し
た基板では、前記図１０の（２）の研磨後の模式的断面
図に示すように、研磨後の酸化シリコン膜２６に生じて
いる最大段差の高さＨｍは９５ｎｍであり、研磨後の段
差中央部の高さＨｃは７５ｎｍであった。
た基板では、前記図１０の（２）の研磨後の模式的断面
図に示すように、研磨後の酸化シリコン膜２６に生じて
いる最大段差の高さＨｍは９５ｎｍであり、研磨後の段
差中央部の高さＨｃは７５ｎｍであった。
【０２５１】上記結果からもわかるように、本発明の研
磨方法で研磨した後に、さらに通常の化学的機械研磨を
行うことによって、段差はさらに縮小する方向に改善さ
れ、平坦性が高められることがわかった。
磨方法で研磨した後に、さらに通常の化学的機械研磨を
行うことによって、段差はさらに縮小する方向に改善さ
れ、平坦性が高められることがわかった。
【０２５２】
【発明の効果】以上、説明したように本発明の研磨装置
によれば、各研磨パッドは、回動可能なもので、回動す
る該研磨パッドの周面を研磨面とするものからなること
から、研磨パッドの周面が被研磨面の一部に接触して研
磨する。そのため、研磨面積を小さくすることができる
ので、被研磨面の凸部を選択的に除去することができ
る。
によれば、各研磨パッドは、回動可能なもので、回動す
る該研磨パッドの周面を研磨面とするものからなること
から、研磨パッドの周面が被研磨面の一部に接触して研
磨する。そのため、研磨面積を小さくすることができる
ので、被研磨面の凸部を選択的に除去することができ
る。
【０２５３】また、被研磨面に対して研磨パッドの周面
を接触させて研磨するように研磨パッドが配置されてい
ることから、被研磨面に対する研磨パッドの投影面積が
小さく、研磨パッドを複数備えることも容易になる。そ
して研磨パッドを複数備えるものでは、１個あたりの研
磨パッドが被研磨面に接触する面積が小さくても、複数
の研磨パッドにより被研磨面に対する接触面積が大きく
なるのでスループットの低下が抑えられる。
を接触させて研磨するように研磨パッドが配置されてい
ることから、被研磨面に対する研磨パッドの投影面積が
小さく、研磨パッドを複数備えることも容易になる。そ
して研磨パッドを複数備えるものでは、１個あたりの研
磨パッドが被研磨面に接触する面積が小さくても、複数
の研磨パッドにより被研磨面に対する接触面積が大きく
なるのでスループットの低下が抑えられる。
【０２５４】よって、本発明の研磨装置によれば、被研
磨面に生じている凸部を選択的に除去することができる
ので、従来困難であった高精度な平坦性を実現すること
ができる。
磨面に生じている凸部を選択的に除去することができる
ので、従来困難であった高精度な平坦性を実現すること
ができる。
【０２５５】本発明の研磨方法によれば、研磨パッド
は、回動可能なもので、回動する該研磨パッドの周面を
研磨面とするものを用いることから、研磨パッドの周面
の一部が被研磨面の一部に接触して研磨が進行する。そ
のため、研磨面積を小さくすることができるので、被研
磨面の凸部を選択的に除去することができる。よって、
従来は実現が困難であった高精度な平坦性を実現するこ
とができる。
は、回動可能なもので、回動する該研磨パッドの周面を
研磨面とするものを用いることから、研磨パッドの周面
の一部が被研磨面の一部に接触して研磨が進行する。そ
のため、研磨面積を小さくすることができるので、被研
磨面の凸部を選択的に除去することができる。よって、
従来は実現が困難であった高精度な平坦性を実現するこ
とができる。
【図１】本発明の研磨装置に係る第１の実施の形態を示
す図であって、（１）は研磨パッドの配列のレイアウト
図であり、（２）は任意の研磨パッド列に着目した概略
構成図である。
す図であって、（１）は研磨パッドの配列のレイアウト
図であり、（２）は任意の研磨パッド列に着目した概略
構成図である。
【図２】本発明の研磨装置に係る第１の実施の形態を示
す図であって、（１）は研磨ユニットの概略構成正面図
であり、（２）はその主要部平面図である。
す図であって、（１）は研磨ユニットの概略構成正面図
であり、（２）はその主要部平面図である。
【図３】研磨パッドの一例を示す図面である。
【図４】研磨パッドの一例を示す図面である。
【図５】研磨装置のステージの一例を示す概略構成斜視
図である。
図である。
【図６】研磨ユニットの回転制御手段を示す概略構成ブ
ロック図である。
ロック図である。
【図７】研磨ユニットの圧力制御手段を示す概略構成図
である。
である。
【図８】研磨ユニットの移動手段を示す概略構成ブロッ
ク図である。
ク図である。
【図９】研磨される基板の断面を示す模式的断面図であ
る。
る。
【図１０】研磨前後の表面状態を示す模式的断面図であ
り、（１）は研磨前の表面状態であり、（２）は研磨後
の表面状態である。
り、（１）は研磨前の表面状態であり、（２）は研磨後
の表面状態である。
【図１１】本発明の研磨装置に係る第２の実施の形態を
示す図であって、（１）は研磨パッドの配列のレイアウ
ト図であり、（２）は任意の研磨パッドに着目した概略
構成図である。
示す図であって、（１）は研磨パッドの配列のレイアウ
ト図であり、（２）は任意の研磨パッドに着目した概略
構成図である。
【図１２】本発明の研磨装置に係る第３の実施の形態を
示す図であって、（１）は研磨パッドの配列のレイアウ
ト図であり、（２）は任意の研磨パッド列に着目した概
略構成図である。
示す図であって、（１）は研磨パッドの配列のレイアウ
ト図であり、（２）は任意の研磨パッド列に着目した概
略構成図である。
【図１３】本発明の研磨装置に係る第３の実施の形態を
示す図であって、（１）は研磨ユニットの概略構成正面
図であり、（２）はその要部側面断面図である。
示す図であって、（１）は研磨ユニットの概略構成正面
図であり、（２）はその要部側面断面図である。
【図１４】本発明の研磨装置に係る第４の実施の形態を
示す図であって、（１）は研磨パッドの配列のレイアウ
ト図であり、（２）は任意の研磨パッドに着目した概略
構成図である。
示す図であって、（１）は研磨パッドの配列のレイアウ
ト図であり、（２）は任意の研磨パッドに着目した概略
構成図である。
【図１５】比較例を示す図であって、（１）は研磨パッ
ドの配列のレイアウト図であり、（２）は任意の研磨パ
ッドに着目した概略構成図である。
ドの配列のレイアウト図であり、（２）は任意の研磨パ
ッドに着目した概略構成図である。
【図１６】研磨量と被研磨面内の測定位置との関係図で
ある。
ある。
【図１７】ステージの概略構成断面図である。
【図１８】本発明の研磨装置に係るステージの概略構成
断面図である。
断面図である。
【図１９】本発明の研磨装置に係るステージの概略構成
断面図である。
断面図である。
【図２０】本発明の研磨装置における研磨パッドの概略
構成図である。
構成図である。
【図２１】本発明の研磨装置における研磨パッドの溝形
状を説明する図であり、（１）〜（４）は研磨パッド周
面における溝形状を示す平面図であり、（５）〜（８）
は溝の断面形状を示す研磨パッドの部分断面図である。
状を説明する図であり、（１）〜（４）は研磨パッド周
面における溝形状を示す平面図であり、（５）〜（８）
は溝の断面形状を示す研磨パッドの部分断面図である。
【図２２】本発明の研磨方法に係る第１の実施の形態を
示す図であって、（１）は被研磨面を有する基板に対す
る研磨パッドの位置関係を示す平面図であり、（２）は
被研磨面を有する基板に対する研磨パッドの位置関係を
示す側面図である。
示す図であって、（１）は被研磨面を有する基板に対す
る研磨パッドの位置関係を示す平面図であり、（２）は
被研磨面を有する基板に対する研磨パッドの位置関係を
示す側面図である。
【図２３】研磨ユニットの回転制御手段を示す概略構成
図である。
図である。
【図２４】研磨ユニットの圧力制御手段を示す概略構成
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２５】研磨パッドによる被研磨面の凸部の研磨を説
明する概略構成図である。
明する概略構成図である。
【図２６】被研磨面における研磨パッドと被研磨面との
接触領域の移動状態を説明する平面図である。
接触領域の移動状態を説明する平面図である。
【図２７】被研磨面を説明するレイアウト図である。
【図２８】半導体製造工程に本発明の研磨方法を適用す
る一例を示すフローチャートである。
る一例を示すフローチャートである。
【図２９】半導体製造工程に本発明の研磨方法を適用す
る一例を示すフローチャートである。
る一例を示すフローチャートである。
１…研磨装置、１１…研磨パッド、１２…周面（研磨
面）
面）
─────────────────────────────────────────────────────
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）
Ｂ２４Ｂ 37/00 Ｂ２４Ｂ 37/00 Ｋ
37/04 37/04 Ｇ
Ｚ
53/00 53/00 Ｊ
57/02 57/02
Claims (33)
- 【請求項１】 被研磨材料の被研磨面に研磨パッドが接
触し、相対的に摩擦運動することにより被研磨面を研磨
する研磨装置において、 前記研磨パッドは複数備えられ、 前記各研磨パッドは、回動可能なもので、回動する該研
磨パッドの周面を研磨面とするものからなり、 前記各研磨パッドの周面を被研磨面の一部に接触させて
研磨することを特徴とする研磨装置。 - 【請求項２】 前記各研磨パッドは、前記被研磨面に対
してほぼ垂直に回動することを特徴とする請求項１記載
の研磨装置。 - 【請求項３】 前記各研磨パッドの回転数を独立して制
御する回転制御装置を備えたことを特徴とする請求項１
記載の研磨装置。 - 【請求項４】 前記研磨パッドが前記被研磨面を圧する
圧力を各研磨パッドごとに制御する圧力制御装置を備え
たことを特徴とする請求項１記載の研磨装置。 - 【請求項５】 前記各研磨パッド相互間の間隔を調整す
る移動制御装置を備えたことを特徴とする請求項１記載
の研磨装置。 - 【請求項６】 前記被研磨面と前記各研磨パッドとが相
対的に移動する移動装置を備えたことを特徴とする請求
項１記載の研磨装置。 - 【請求項７】 前記研磨パッドの研磨面をドレッシング
するドレッシング装置を備えたことを特徴とする請求項
１記載の研磨装置。 - 【請求項８】 前記研磨パッドの近傍に少なくとも１個
のスラリー供給部を備えたことを特徴とする請求項１記
載の研磨装置。 - 【請求項９】 前記被研磨面の周囲に、前記被研磨面上
にスラリーを保持するための囲い壁が設けられているこ
とを特徴とする請求項１記載の研磨装置。 - 【請求項１０】 前記研磨パッドは固定砥粒を含むこと
を特徴とする請求項１記載の研磨装置。 - 【請求項１１】 前記被研磨材料を真空で吸着する吸着
手段を有することを特徴とする請求項１記載の研磨装
置。 - 【請求項１２】 前記研磨パッドはＪＩＳ−Ａ規格で硬
度が９０以上９８以下のものからなることを特徴とする
請求項１記載の研磨装置。 - 【請求項１３】 前記研磨パッドは研磨面に溝が形成さ
れていることを特徴とする請求項１記載の研磨装置。 - 【請求項１４】 前記被研磨材料の裏面から流体による
加圧を加える加圧手段を備えたことを特徴とする請求項
１記載の研磨装置。 - 【請求項１５】 前記被研磨材料の温度を制御する温度
制御手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の研磨
装置。 - 【請求項１６】 被研磨材料の被研磨面に研磨パッドが
接触し、相対的に摩擦運動することにより被研磨面を研
磨する研磨装置において、 前記研磨パッドは、回動可能なもので、回動する該研磨
パッドの周面を研磨面とするものからなり、 前記研磨パッドの周面を被研磨面の一部に接触させて研
磨する研磨装置であって、 前記被研磨面と前記研磨パッドとを相対的に移動させる
ことによって、前記被研磨面と前記研磨パッドとの接触
部分を前記被研磨面内で移動させることを特徴とする研
磨装置。 - 【請求項１７】 前記被研磨面と前記研磨パッドとを相
対的に移動させる移動装置を備えたことを特徴とする請
求項１６記載の研磨装置。 - 【請求項１８】 前記移動装置は前記被研磨面の段差情
報に基づいて動作速度が制御されるものからなることを
特徴とする請求項１７記載の研磨装置。 - 【請求項１９】 前記移動装置は前記被研磨面の膜厚分
布情報に基づいて動作速度が制御されるものからなるこ
とを特徴とする請求項１７記載の研磨装置。 - 【請求項２０】 前記研磨パッドが前記被研磨面を圧す
る圧力を制御する圧力制御装置を備えたことを特徴とす
る請求項１６記載の研磨装置。 - 【請求項２１】 前記圧力制御装置は前記被研磨面の段
差情報に基づいて動作することを特徴とする請求項２０
記載の研磨装置。 - 【請求項２２】 前記圧力制御装置は前記被研磨面の膜
厚分布情報に基づいて動作することを特徴とする請求項
２０記載の研磨装置。 - 【請求項２３】 前記研磨パッドの回転数を制御する回
転制御装置を備えたことを特徴とする請求項１６記載の
研磨装置。 - 【請求項２４】 前記回転制御装置は前記被研磨面の段
差情報に基づいて動作することを特徴とする請求項２３
記載の研磨装置。 - 【請求項２５】 前記回転制御装置は前記被研磨面の膜
厚分布情報に基づいて動作することを特徴とする請求項
２３記載の研磨装置。 - 【請求項２６】 被研磨材料の被研磨面に研磨パッドが
接触し、被研磨面と研磨パッドとが相対的に摩擦運動す
ることにより被研磨面を研磨する研磨方法において、 前記研磨パッドは、回動可能なものであってその周面を
研磨面とするものからなり、 前記研磨パッドの周面の一部を被研磨面の一部に接触さ
せて研磨するとともに、 前記被研磨面と前記研磨パッドとを相対的に移動させる
ことによって前記被研磨面と前記研磨パッドとの接触部
分を前記被研磨面内で移動させることを特徴とする研磨
方法。 - 【請求項２７】 前記研磨を行う前に、前記被研磨面の
段差を測定し、その段差情報に基づいて前記接触部分の
移動速度を制御することを特徴とする請求項２６記載の
研磨方法。 - 【請求項２８】 前記研磨を行う前に、前記被研磨面の
段差を測定し、その段差情報に基づいて、前記被研磨面
に押し付ける前記研磨パッドの圧力を制御することを特
徴とする請求項２６記載の研磨方法。 - 【請求項２９】 前記研磨を行う前に、前記被研磨面の
段差を測定し、その段差情報に基づいて、前記研磨パッ
ドの回転数を制御することを特徴とする請求項２６記載
の研磨方法。 - 【請求項３０】 前記研磨を行う前に、前記被研磨面を
構成する膜の膜厚を測定し、その膜厚情報に基づいて、
前記接触部分の移動速度を制御することを特徴とする請
求項２６記載の研磨方法。 - 【請求項３１】 前記研磨を行う前に、前記被研磨面を
構成する膜の膜厚を測定し、その膜厚情報に基づいて、
前記被研磨面に押し付ける前記研磨パッドの圧力を制御
することを特徴とする請求項２６記載の研磨方法。 - 【請求項３２】 前記研磨を行う前に、前記被研磨面を
構成する膜の膜厚を測定し、その膜厚情報に基づいて、
前記研磨パッドの回転数を制御することを特徴とする請
求項２６記載の研磨方法。 - 【請求項３３】 前記研磨を行った後に、通常の研磨装
置で前記被研磨面の研磨を行うことを特徴とする請求項
２６記載の研磨方法。
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2002
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