JP3024417B2 - 研磨装置 - Google Patents
研磨装置Info
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- JP3024417B2 JP3024417B2 JP05023035A JP2303593A JP3024417B2 JP 3024417 B2 JP3024417 B2 JP 3024417B2 JP 05023035 A JP05023035 A JP 05023035A JP 2303593 A JP2303593 A JP 2303593A JP 3024417 B2 JP3024417 B2 JP 3024417B2
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- Japan
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- polishing
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- cloth
- platen
- polishing cloth
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
- B24B37/042—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/11—Lapping tools
- B24B37/12—Lapping plates for working plane surfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/27—Work carriers
- B24B37/30—Work carriers for single side lapping of plane surfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
- B24B41/06—Work supports, e.g. adjustable steadies
- B24B41/068—Table-like supports for panels, sheets or the like
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は大型平面基板、特にシリ
コンウエハ、石英基板、ガラス基板、セラミックス基
板、金属基板、ＬＳＩ作製工程途中のウエハ等を研磨す
る研磨装置に関する。
コンウエハ、石英基板、ガラス基板、セラミックス基
板、金属基板、ＬＳＩ作製工程途中のウエハ等を研磨す
る研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８は大型平面基板を研磨する従来の研
磨装置の斜視図である。図中１は円板状の研磨定盤であ
り、回転スピンドル６により水平回転可能となってい
る。その表面にポリウレタン等の不織布である研磨布２
が接着剤21により貼り付けられている。研磨布２上方に
は定盤１より小さな円板状の試料保持台３が研磨布２か
ら適長離隔した位置に配置され、図示しない駆動部に接
続された昇降可能な試料保持台回転軸５により水平回
転，水平移動可能になっている。
磨装置の斜視図である。図中１は円板状の研磨定盤であ
り、回転スピンドル６により水平回転可能となってい
る。その表面にポリウレタン等の不織布である研磨布２
が接着剤21により貼り付けられている。研磨布２上方に
は定盤１より小さな円板状の試料保持台３が研磨布２か
ら適長離隔した位置に配置され、図示しない駆動部に接
続された昇降可能な試料保持台回転軸５により水平回
転，水平移動可能になっている。
【０００３】試料保持台３の側方であって研磨定盤１の
上方には研磨剤８を噴出する研磨剤供給ノズル７が固定
されている。前記試料保持台３の下面に試料Ｂを接着又
は真空チャックにより保持し、該試料Ｂを研磨布２上に
研磨負荷Ｗで圧接する。研磨定盤１を回転させ、試料保
持台３を水平回転，水平移動させて研磨剤供給ノズル７
から研磨剤８を研磨布２上に供給しながら試料Ｂ表面を
研磨する。
上方には研磨剤８を噴出する研磨剤供給ノズル７が固定
されている。前記試料保持台３の下面に試料Ｂを接着又
は真空チャックにより保持し、該試料Ｂを研磨布２上に
研磨負荷Ｗで圧接する。研磨定盤１を回転させ、試料保
持台３を水平回転，水平移動させて研磨剤供給ノズル７
から研磨剤８を研磨布２上に供給しながら試料Ｂ表面を
研磨する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上のような研磨装置
により試料を研磨した場合は、研磨布２がポリウレタン
等の不織布であるため弾性率が低く、圧力に対して変形
し易いので研磨布２の表面が不均一になる。そこで厚み
略0.5mm のシートを研磨布２と研磨定盤１との間に介装
し、研磨布面の平坦性を高めることが試みられたが、研
磨布２の厚みが不均一であったり、接着剤21の厚みが不
均一であるため、研磨布面と試料研磨面との接触状態が
局部的に不均一となり、試料研磨面の平坦度が低下する
ので、この試みは有効ではなかった。
により試料を研磨した場合は、研磨布２がポリウレタン
等の不織布であるため弾性率が低く、圧力に対して変形
し易いので研磨布２の表面が不均一になる。そこで厚み
略0.5mm のシートを研磨布２と研磨定盤１との間に介装
し、研磨布面の平坦性を高めることが試みられたが、研
磨布２の厚みが不均一であったり、接着剤21の厚みが不
均一であるため、研磨布面と試料研磨面との接触状態が
局部的に不均一となり、試料研磨面の平坦度が低下する
ので、この試みは有効ではなかった。
【０００５】また、試料研磨面全面が研磨布面と接して
いるため、試料周縁部が内周部に較べて研磨され易く、
試料研磨面が均一に研磨されないという問題があった。
研磨布面と試料研磨面との接触状態を均一化するため
に、試料Ｂに与える負荷Ｗを高くする場合は、研磨面に
スクラッチ（ひっかき傷）が生じ、また研磨歪が発生し
て、試料本来の物性を損なうという問題があった。
いるため、試料周縁部が内周部に較べて研磨され易く、
試料研磨面が均一に研磨されないという問題があった。
研磨布面と試料研磨面との接触状態を均一化するため
に、試料Ｂに与える負荷Ｗを高くする場合は、研磨面に
スクラッチ（ひっかき傷）が生じ、また研磨歪が発生し
て、試料本来の物性を損なうという問題があった。
【０００６】また、ＬＳＩ作製工程途中で、ウエハ基板
上に配線パターンが形成され、さらにその上に全面にわ
たって絶縁膜が被着された場合は、配線パターンの有無
に対応して絶縁膜に凹凸が生じる。このようなウエハの
絶縁膜を研磨する場合は、マクロ的には絶縁膜の厚みが
均一になるように、またミクロ的には表面が平坦になる
ように研磨を行うことが必要である。しかしながら、従
来の研磨装置では軟質の研磨布を使用した場合は、該研
磨布が絶縁膜表面の凹凸に沿うように変形した状態で研
磨がなされ、凸部分のみでなく凹部分も研磨される虞れ
があった。
上に配線パターンが形成され、さらにその上に全面にわ
たって絶縁膜が被着された場合は、配線パターンの有無
に対応して絶縁膜に凹凸が生じる。このようなウエハの
絶縁膜を研磨する場合は、マクロ的には絶縁膜の厚みが
均一になるように、またミクロ的には表面が平坦になる
ように研磨を行うことが必要である。しかしながら、従
来の研磨装置では軟質の研磨布を使用した場合は、該研
磨布が絶縁膜表面の凹凸に沿うように変形した状態で研
磨がなされ、凸部分のみでなく凹部分も研磨される虞れ
があった。
【０００７】図９は、軟質の研磨布とウエハとの接触状
態を示した模式的断面図である。ウエハ基板81上に配線
84, 84…が形成されており、その上は絶縁膜83で覆われ
ている。このようなウエハの表面を研磨する場合に、軟
質の研磨布82は、その弾性変形によりウエハ表面の凹部
分にも接触し研磨する。このために、平坦（凹凸の高さ
の差が零）になるまでには時間を要し、通常よりも絶縁
膜の厚みを大きくする必要があった。しかしながら、実
用的には絶縁膜の厚みを大きくすることにも限度があ
り、完全に平坦にすることができず、ミクロ的に見て平
坦性が低いという問題があった。
態を示した模式的断面図である。ウエハ基板81上に配線
84, 84…が形成されており、その上は絶縁膜83で覆われ
ている。このようなウエハの表面を研磨する場合に、軟
質の研磨布82は、その弾性変形によりウエハ表面の凹部
分にも接触し研磨する。このために、平坦（凹凸の高さ
の差が零）になるまでには時間を要し、通常よりも絶縁
膜の厚みを大きくする必要があった。しかしながら、実
用的には絶縁膜の厚みを大きくすることにも限度があ
り、完全に平坦にすることができず、ミクロ的に見て平
坦性が低いという問題があった。
【０００８】そこで、軟質の研磨布の代わりに極めて硬
質の研磨布を使用することが考えられる。図１０は、極
めて硬質の研磨布とウエハとの接触状態を示した模式的
断面図である。ウエハ基板81上に図示しない配線が形成
されており、その上は絶縁膜83で覆われている。このよ
うなウエハの表面を研磨する場合に、極めて硬質の研磨
布82は弾性率が高いために、ウエハ表面の平坦性に関わ
らずウエハ表面のマクロ的に見た凸部分と接触し、接触
部分だけを研磨する。このために、絶縁膜83がマクロ的
に均一な厚みに研磨されないという問題があった。
質の研磨布を使用することが考えられる。図１０は、極
めて硬質の研磨布とウエハとの接触状態を示した模式的
断面図である。ウエハ基板81上に図示しない配線が形成
されており、その上は絶縁膜83で覆われている。このよ
うなウエハの表面を研磨する場合に、極めて硬質の研磨
布82は弾性率が高いために、ウエハ表面の平坦性に関わ
らずウエハ表面のマクロ的に見た凸部分と接触し、接触
部分だけを研磨する。このために、絶縁膜83がマクロ的
に均一な厚みに研磨されないという問題があった。
【０００９】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、研磨布面と試料研磨面との接触状態を均一に
し、試料の均一な研磨及び平坦度を向上させること、ま
た試料に与える負荷を低減し、試料の平滑性を向上し、
研磨歪を減少させる研磨装置を提供することを目的と
し、またこれに加えて、マクロ的には試料表面の形状に
沿い均一な研磨を行い、ミクロ的には平坦性を向上させ
る研磨装置を提供することを目的とする。
であり、研磨布面と試料研磨面との接触状態を均一に
し、試料の均一な研磨及び平坦度を向上させること、ま
た試料に与える負荷を低減し、試料の平滑性を向上し、
研磨歪を減少させる研磨装置を提供することを目的と
し、またこれに加えて、マクロ的には試料表面の形状に
沿い均一な研磨を行い、ミクロ的には平坦性を向上させ
る研磨装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】第１発明に係る研磨装置
は、回転する試料保持台に保持された平板状試料と、回
転する研磨定盤に被着された研磨布との間に、研磨剤を
供給して前記平板状試料を研磨する研磨装置において、
前記研磨定盤と前記研磨布との間に、その内部に封入さ
れた流体により弾性が付与された弾性部を備えることを
特徴とする。
は、回転する試料保持台に保持された平板状試料と、回
転する研磨定盤に被着された研磨布との間に、研磨剤を
供給して前記平板状試料を研磨する研磨装置において、
前記研磨定盤と前記研磨布との間に、その内部に封入さ
れた流体により弾性が付与された弾性部を備えることを
特徴とする。
【００１１】第２発明に係る研磨装置は、第１発明の研
磨装置において、前記弾性部に封入された流体の圧力を
制御する手段を備えることを特徴とする。
磨装置において、前記弾性部に封入された流体の圧力を
制御する手段を備えることを特徴とする。
【００１２】第３発明に係る研磨装置は、回転する試料
保持台に保持された平板状試料と、回転する研磨定盤に
被着された研磨布との間に、研磨剤を供給して前記平板
状試料を研磨する研磨装置において、前記研磨布と前記
研磨定盤との間に弾性部を介在させてあると共に、前記
研磨布の試料接触面に、樹脂ペレット及び／又は研磨剤
粒子が埋設又は着設してあることを特徴とする。
保持台に保持された平板状試料と、回転する研磨定盤に
被着された研磨布との間に、研磨剤を供給して前記平板
状試料を研磨する研磨装置において、前記研磨布と前記
研磨定盤との間に弾性部を介在させてあると共に、前記
研磨布の試料接触面に、樹脂ペレット及び／又は研磨剤
粒子が埋設又は着設してあることを特徴とする。
【００１３】第４発明に係る研磨装置は、第１又は第２
発明の研磨装置において、前記研磨布の試料接触面に、
樹脂ペレット及び／又は研磨剤粒子が埋設又は着設して
あることを特徴とする。
発明の研磨装置において、前記研磨布の試料接触面に、
樹脂ペレット及び／又は研磨剤粒子が埋設又は着設して
あることを特徴とする。
【００１４】第５発明に係る研磨装置は、回転する試料
保持台に保持された平板状試料と、回転する研磨定盤に
被着された研磨布との間に、研磨剤を供給して前記平板
状試料を研磨する研磨装置において、前記研磨布は、前
記研磨定盤の一面の周縁部、又は該周縁部と中央部への
止着により、前記研磨定盤との間に弾性部を介在させて
張設してあることを特徴とする。
保持台に保持された平板状試料と、回転する研磨定盤に
被着された研磨布との間に、研磨剤を供給して前記平板
状試料を研磨する研磨装置において、前記研磨布は、前
記研磨定盤の一面の周縁部、又は該周縁部と中央部への
止着により、前記研磨定盤との間に弾性部を介在させて
張設してあることを特徴とする。
【００１５】第６発明に係る研磨装置は、第５発明にお
ける弾性部が、環板状の弾性体であることを特徴とす
る。
ける弾性部が、環板状の弾性体であることを特徴とす
る。
【００１６】第７発明に係る研磨装置は、第５発明にお
ける弾性部が、前記研磨布との接触側が球面状に成形さ
れた円盤形の弾性体であることを特徴とする。
ける弾性部が、前記研磨布との接触側が球面状に成形さ
れた円盤形の弾性体であることを特徴とする。
【００１７】第８発明に係る研磨装置は、第１，２，
５，６又は７発明の研磨装置において、前記研磨布の試
料接触面に、凸部，凹部又は溝部が形成してあることを
特徴とする。
５，６又は７発明の研磨装置において、前記研磨布の試
料接触面に、凸部，凹部又は溝部が形成してあることを
特徴とする。
【００１８】
【作用】第１発明の研磨装置では、研磨定盤と研磨布と
の間に流体が封入された弾性部が介在し、この弾性部に
より付与される弾性により研磨布に張りが与えられ、該
研磨布と試料研磨面との接触が狭い範域で生じて均一な
接触状態が得られ、研磨布面が試料周縁部に余分な負荷
をかけることなく研磨が行える。また第２発明の研磨装
置では、前記弾性部に封入された流体の圧力制御により
研磨布の張りを調整することができ、試料に応じた一層
適正な接触状態にて研磨が行える。
の間に流体が封入された弾性部が介在し、この弾性部に
より付与される弾性により研磨布に張りが与えられ、該
研磨布と試料研磨面との接触が狭い範域で生じて均一な
接触状態が得られ、研磨布面が試料周縁部に余分な負荷
をかけることなく研磨が行える。また第２発明の研磨装
置では、前記弾性部に封入された流体の圧力制御により
研磨布の張りを調整することができ、試料に応じた一層
適正な接触状態にて研磨が行える。
【００１９】第３発明の研磨装置では、研磨布と研磨定
盤との間に弾性部を介在させてあるので、樹脂ペレット
及び／又は研磨剤粒子が埋設、又は着設された研磨布の
試料研磨面が、試料のマクロ的な平坦性に合わせて変形
し、試料表面を均一に研磨すると共に、前記樹脂ペレッ
ト及び／又は研磨剤粒子が試料表面のミクロ的な凸部を
研磨して平坦性を向上させる。また第４発明の研磨装置
では、樹脂ペレット及び／又は研磨剤粒子が試料研磨面
に埋設、又は着設された研磨布と研磨定盤との間に流体
が封入された弾性部が介在させてあるので、試料のマク
ロ的な平坦性に合わせた変形がより有効になされ、樹脂
ペレット及び／又は研磨剤粒子との相乗作用により、マ
クロ的及びミクロ的に良好な研磨が行える。
盤との間に弾性部を介在させてあるので、樹脂ペレット
及び／又は研磨剤粒子が埋設、又は着設された研磨布の
試料研磨面が、試料のマクロ的な平坦性に合わせて変形
し、試料表面を均一に研磨すると共に、前記樹脂ペレッ
ト及び／又は研磨剤粒子が試料表面のミクロ的な凸部を
研磨して平坦性を向上させる。また第４発明の研磨装置
では、樹脂ペレット及び／又は研磨剤粒子が試料研磨面
に埋設、又は着設された研磨布と研磨定盤との間に流体
が封入された弾性部が介在させてあるので、試料のマク
ロ的な平坦性に合わせた変形がより有効になされ、樹脂
ペレット及び／又は研磨剤粒子との相乗作用により、マ
クロ的及びミクロ的に良好な研磨が行える。
【００２０】第５発明の研磨装置では、研磨定盤の周縁
部、又は該周縁部と中央部への止着により、該研磨定盤
との間に弾性部を介在させた状態で研磨布が張設してあ
り、該研磨布には前記弾性部の作用により張りが与えら
れ、試料研磨面との接触が狭い範域で生じて均一な接触
状態が得られる。また前記研磨布は、研磨定盤への止着
により支持されており、研磨定盤との間に介在する弾性
部の変形の如何に拘わらず安定した姿勢を保つことがで
き、この研磨布の試料接触面に試料への押し付けに伴う
無用な変形が生じず良好な研磨が行われる。また、研磨
定盤との止着の解除により研磨布を容易に取り外すこと
ができ、研磨の繰り返しにより劣化した研磨布の交換を
容易に行わせ得る。
部、又は該周縁部と中央部への止着により、該研磨定盤
との間に弾性部を介在させた状態で研磨布が張設してあ
り、該研磨布には前記弾性部の作用により張りが与えら
れ、試料研磨面との接触が狭い範域で生じて均一な接触
状態が得られる。また前記研磨布は、研磨定盤への止着
により支持されており、研磨定盤との間に介在する弾性
部の変形の如何に拘わらず安定した姿勢を保つことがで
き、この研磨布の試料接触面に試料への押し付けに伴う
無用な変形が生じず良好な研磨が行われる。また、研磨
定盤との止着の解除により研磨布を容易に取り外すこと
ができ、研磨の繰り返しにより劣化した研磨布の交換を
容易に行わせ得る。
【００２１】第６発明の研磨装置では、研磨定盤と研磨
布との間の弾性部を環板状の弾性体とし、研磨定盤の中
央部への研磨布の止着を可能とし、研磨布をより安定し
て支持する。一方第７発明の研磨装置では、研磨定盤と
研磨布との間の弾性部を研磨布との接触側が球面状に成
形された円盤形の弾性体とし、この弾性部を介して研磨
定盤に張設された研磨布を、試料研磨面と狭い範域内に
て均一に接触させて、試料周縁部に余分な負荷をかける
ことなく良好な研磨が行える。
布との間の弾性部を環板状の弾性体とし、研磨定盤の中
央部への研磨布の止着を可能とし、研磨布をより安定し
て支持する。一方第７発明の研磨装置では、研磨定盤と
研磨布との間の弾性部を研磨布との接触側が球面状に成
形された円盤形の弾性体とし、この弾性部を介して研磨
定盤に張設された研磨布を、試料研磨面と狭い範域内に
て均一に接触させて、試料周縁部に余分な負荷をかける
ことなく良好な研磨が行える。
【００２２】第８発明の研磨装置では、研磨布の試料接
触面に凸部，凹部又は溝部を設けてあり、これらの作用
により前記試料接触面が試料のマクロ的な平坦性に合わ
せて良好に変形し、試料のミクロ的な凸部が選択的に研
磨される。
触面に凸部，凹部又は溝部を設けてあり、これらの作用
により前記試料接触面が試料のマクロ的な平坦性に合わ
せて良好に変形し、試料のミクロ的な凸部が選択的に研
磨される。
【００２３】
【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。図１は本発明の研磨装置の一実施
例を示す部分断面正面図である。図中１は円盤状の研磨
定盤であり、３は円板状の試料保持台である。研磨定盤
１は上面中心が回転スピンドル６の下端部と連結され、
水平回転可能となっている。
き具体的に説明する。図１は本発明の研磨装置の一実施
例を示す部分断面正面図である。図中１は円盤状の研磨
定盤であり、３は円板状の試料保持台である。研磨定盤
１は上面中心が回転スピンドル６の下端部と連結され、
水平回転可能となっている。
【００２４】研磨定盤１の下方には、水平回転，水平移
動可能なスピンドル55上に載設された試料保持台３が配
設されている。スピンドル55は研磨定盤１と偏心した位
置に配置され、スピンドル55の回転中心が研磨布２の周
縁部から、研磨定盤１の中心から離反する方向へ試料Ｂ
の略半径長だけ水平移動することができる。
動可能なスピンドル55上に載設された試料保持台３が配
設されている。スピンドル55は研磨定盤１と偏心した位
置に配置され、スピンドル55の回転中心が研磨布２の周
縁部から、研磨定盤１の中心から離反する方向へ試料Ｂ
の略半径長だけ水平移動することができる。
【００２５】研磨定盤１の下面には、同心の周溝が形成
されている。この周溝にはその深さよりも厚い環板状の
弾性体201 が嵌着され、研磨定盤１よりも突出した状態
をなしている。研磨定盤１の外周縁下面には段部が形成
されており、この段部に上下に重ねて固定リング102,10
3 が嵌着されている。研磨布２の周縁部は、前記固定リ
ング102,103 間に挾まれ、これらと共に周方向に複数本
の固定ボルト104,104により研磨定盤１の外周縁に締め
付け固定されており、また研磨布２の中央部は、環板状
の弾性体201 の中央の開口部において、固定板101 を介
して研磨定盤１の中央部に締め付け固定されている。
されている。この周溝にはその深さよりも厚い環板状の
弾性体201 が嵌着され、研磨定盤１よりも突出した状態
をなしている。研磨定盤１の外周縁下面には段部が形成
されており、この段部に上下に重ねて固定リング102,10
3 が嵌着されている。研磨布２の周縁部は、前記固定リ
ング102,103 間に挾まれ、これらと共に周方向に複数本
の固定ボルト104,104により研磨定盤１の外周縁に締め
付け固定されており、また研磨布２の中央部は、環板状
の弾性体201 の中央の開口部において、固定板101 を介
して研磨定盤１の中央部に締め付け固定されている。
【００２６】以上の如く研磨布２は、研磨定盤１の周縁
部と中央部への止着により、前記研磨定盤１の一面との
間に弾性体201 を介在させて張設された状態にあり、こ
の研磨布２の張力は、研磨布２の周縁部を挾持する固定
リング102,103 を、前記固定ボルト104,104 の締め付け
により研磨定盤１に接離させることにより自在に調整す
ることができる。また研磨布２の取り外しは、研磨定盤
１の周縁部及び中央部において前述した止着を解除する
ことにより容易に行える。このように研磨定盤１に張設
された研磨布２の中央付近には、研磨剤８を噴出する研
磨剤供給ノズル７が配置されている。
部と中央部への止着により、前記研磨定盤１の一面との
間に弾性体201 を介在させて張設された状態にあり、こ
の研磨布２の張力は、研磨布２の周縁部を挾持する固定
リング102,103 を、前記固定ボルト104,104 の締め付け
により研磨定盤１に接離させることにより自在に調整す
ることができる。また研磨布２の取り外しは、研磨定盤
１の周縁部及び中央部において前述した止着を解除する
ことにより容易に行える。このように研磨定盤１に張設
された研磨布２の中央付近には、研磨剤８を噴出する研
磨剤供給ノズル７が配置されている。
【００２７】以下、この装置を使用して研磨を行う具体
的条件の１例を説明する。試料Ｂとして直径８インチの
大口径シリコンウエハを真空チャック４により試料保持
台３上に固定する。一方研磨定盤１には、クロロプレン
ゴム (厚み略15mmから20mmまで、ＨS ＝65、引張強さ80
kg／cm2 ）製の環板状の弾性体201 を介して、ポリウレ
タン樹脂と繊維との混合体製の研磨布２を張設し、該研
磨布２の張力を、前述した手順により、研磨定盤１との
間に介在する弾性体201 が略0.1mm変形する程度の張力
に調整する。
的条件の１例を説明する。試料Ｂとして直径８インチの
大口径シリコンウエハを真空チャック４により試料保持
台３上に固定する。一方研磨定盤１には、クロロプレン
ゴム (厚み略15mmから20mmまで、ＨS ＝65、引張強さ80
kg／cm2 ）製の環板状の弾性体201 を介して、ポリウレ
タン樹脂と繊維との混合体製の研磨布２を張設し、該研
磨布２の張力を、前述した手順により、研磨定盤１との
間に介在する弾性体201 が略0.1mm変形する程度の張力
に調整する。
【００２８】このような研磨装置を用い、まず、ＳｉＯ
2 超微粒子（平均粒径0.1 μm から0.2 μm まで) を弱
アルカリ (pH10から12まで) 液に懸濁させた液状の研磨
剤８を、研磨剤供給ノズル７から３リットル／分で研磨
面に供給しながら、研磨定盤１を2000rpm 、試料Ｂを保
持する試料保持台３を200rpmで回転させる。次に試料保
持台３をこの回転中心の鉛直上に研磨布２の周縁部が在
る位置に移動する。研磨定盤１を研磨布２が試料Ｂと接
触する位置まで降下させる。この接触位置は研磨定盤１
を回転させる回転スピンドル６のモータ出力負荷の検出
により決定される。
2 超微粒子（平均粒径0.1 μm から0.2 μm まで) を弱
アルカリ (pH10から12まで) 液に懸濁させた液状の研磨
剤８を、研磨剤供給ノズル７から３リットル／分で研磨
面に供給しながら、研磨定盤１を2000rpm 、試料Ｂを保
持する試料保持台３を200rpmで回転させる。次に試料保
持台３をこの回転中心の鉛直上に研磨布２の周縁部が在
る位置に移動する。研磨定盤１を研磨布２が試料Ｂと接
触する位置まで降下させる。この接触位置は研磨定盤１
を回転させる回転スピンドル６のモータ出力負荷の検出
により決定される。
【００２９】この接触位置によりさらに弾性体201 が略
0.3mm 変形する位置まで研磨定盤１を圧下させる。試料
Ｂを載置した試料保持台３を、研磨定盤１の中心から離
反する方向へ試料Ｂの略半径長だけ水平に移動させ、試
料Ｂを研磨する。また、研磨定盤１を回転させる回転ス
ピンドル６を鉛直方向対して数度傾けた状態で研磨を行
うことにより、試料Ｂの周縁部を研磨することができ
る。
0.3mm 変形する位置まで研磨定盤１を圧下させる。試料
Ｂを載置した試料保持台３を、研磨定盤１の中心から離
反する方向へ試料Ｂの略半径長だけ水平に移動させ、試
料Ｂを研磨する。また、研磨定盤１を回転させる回転ス
ピンドル６を鉛直方向対して数度傾けた状態で研磨を行
うことにより、試料Ｂの周縁部を研磨することができ
る。
【００３０】このような研磨に際し前記研磨布２は、研
磨定盤１の周縁に、これの一面との間に弾性体201 を介
在させた状態で張設してあり、この研磨布２には弾性部
201の作用により張りが与えられていることから、試料
Ｂの研磨面との接触が狭い範域で生じて均一な接触状態
が得られる。また研磨布２は、研磨定盤１の周縁部及び
中央部への止着により、該研磨定盤１に直接的に支持さ
れており、該研磨定盤１との間に介在する弾性体201 の
変形の如何に拘わらず安定した姿勢を保ち、試料Ｂとの
接触面に無用な変形が生じず研磨が行われる。これらに
より試料Ｂを均一に研磨することができる。
磨定盤１の周縁に、これの一面との間に弾性体201 を介
在させた状態で張設してあり、この研磨布２には弾性部
201の作用により張りが与えられていることから、試料
Ｂの研磨面との接触が狭い範域で生じて均一な接触状態
が得られる。また研磨布２は、研磨定盤１の周縁部及び
中央部への止着により、該研磨定盤１に直接的に支持さ
れており、該研磨定盤１との間に介在する弾性体201 の
変形の如何に拘わらず安定した姿勢を保ち、試料Ｂとの
接触面に無用な変形が生じず研磨が行われる。これらに
より試料Ｂを均一に研磨することができる。
【００３１】このように行われる研磨の繰り返しにより
前記研磨布２は劣化するが、該研磨布２は、研磨定盤１
の周縁部及び中央部における前述した止着の解除により
容易に取り外すことができ、劣化した研磨布２の交換を
容易に行わせ得る。
前記研磨布２は劣化するが、該研磨布２は、研磨定盤１
の周縁部及び中央部における前述した止着の解除により
容易に取り外すことができ、劣化した研磨布２の交換を
容易に行わせ得る。
【００３２】前述した方法とは異なり、研磨定盤１を試
料Ｂの表面に接触させた後、研磨定盤１を圧下させずに
研磨を行っても良い。この場合は、研磨定盤１及び試料
保持台３の回転により研磨剤８の液膜が試料Ｂ表面に形
成され、この液膜の圧力により弾性体201 が変形して、
試料Ｂの研磨面及び研磨布２の表面に数μm の間隙が発
生する。この間隙により研磨布２と試料Ｂ研磨面とが非
接触、又はこれに近い状態における研磨が可能となる。
このようにして前述の方法よりもさらに試料Ｂ研磨面を
均一に研磨することができる。
料Ｂの表面に接触させた後、研磨定盤１を圧下させずに
研磨を行っても良い。この場合は、研磨定盤１及び試料
保持台３の回転により研磨剤８の液膜が試料Ｂ表面に形
成され、この液膜の圧力により弾性体201 が変形して、
試料Ｂの研磨面及び研磨布２の表面に数μm の間隙が発
生する。この間隙により研磨布２と試料Ｂ研磨面とが非
接触、又はこれに近い状態における研磨が可能となる。
このようにして前述の方法よりもさらに試料Ｂ研磨面を
均一に研磨することができる。
【００３３】また、試料Ｂがシリコンウエハ基板上に配
線及び絶縁膜を形成したウエハである場合に、上述の研
磨装置を用いて研磨する方法を以下に説明する。図２
は、試料Ｂの構造を示す模式的断面図である。直径８イ
ンチの大口径シリコンウエハ基板31の平坦性は２〜３μ
ｍであり、この上に配線34, 34…が形成され、これを覆
って絶縁膜33が堆積されている。絶縁膜33の膜厚分布が
10％であり、試料Ｂの平坦性は３〜４μｍである。
線及び絶縁膜を形成したウエハである場合に、上述の研
磨装置を用いて研磨する方法を以下に説明する。図２
は、試料Ｂの構造を示す模式的断面図である。直径８イ
ンチの大口径シリコンウエハ基板31の平坦性は２〜３μ
ｍであり、この上に配線34, 34…が形成され、これを覆
って絶縁膜33が堆積されている。絶縁膜33の膜厚分布が
10％であり、試料Ｂの平坦性は３〜４μｍである。
【００３４】このような試料Ｂを真空チャック４により
試料保持台３上に固定する。環板状の弾性体201 には、
シリコンゴム( 厚み略15mmから20mmまで、ＨS ＝55、引
張強さ80kg／cm2 ）を使用し、また研磨布２には、ポリ
ウレタン樹脂と繊維との混合体を使用して、この研磨布
２を研磨定盤１に、両者間に介在する前記弾性体201が
略0.1mm 変形する程度の張力に調整して張設する。研磨
布２の厚みは0.8mm 以下とし、可能であれば 0.5mm以下
とする。
試料保持台３上に固定する。環板状の弾性体201 には、
シリコンゴム( 厚み略15mmから20mmまで、ＨS ＝55、引
張強さ80kg／cm2 ）を使用し、また研磨布２には、ポリ
ウレタン樹脂と繊維との混合体を使用して、この研磨布
２を研磨定盤１に、両者間に介在する前記弾性体201が
略0.1mm 変形する程度の張力に調整して張設する。研磨
布２の厚みは0.8mm 以下とし、可能であれば 0.5mm以下
とする。
【００３５】このような研磨装置を用い、まず、ＳｉＯ
2 超微粒子（平均粒径0.1 μm から0.2 μm まで) を弱
アルカリ (pH10から12まで) 液に懸濁させた液状の研磨
剤８を、研磨剤供給ノズル７から３リットル／分で研磨
面に供給しながら、研磨定盤１を2000rpm 、試料Ｂを保
持する試料保持台３を200rpmで回転させる。
2 超微粒子（平均粒径0.1 μm から0.2 μm まで) を弱
アルカリ (pH10から12まで) 液に懸濁させた液状の研磨
剤８を、研磨剤供給ノズル７から３リットル／分で研磨
面に供給しながら、研磨定盤１を2000rpm 、試料Ｂを保
持する試料保持台３を200rpmで回転させる。
【００３６】研磨布２は硬質の厚み 0.8mm以下にしたも
のを使用しているので、研磨布２及び弾性体201 は試料
Ｂの接触面のマクロ的な凹凸に形状が沿い、しかも研磨
布２は試料Ｂの接触面のミクロ的な凹凸に形状が沿わな
いので、試料Ｂ全面で効率良くミクロな平坦化が行え
る。
のを使用しているので、研磨布２及び弾性体201 は試料
Ｂの接触面のマクロ的な凹凸に形状が沿い、しかも研磨
布２は試料Ｂの接触面のミクロ的な凹凸に形状が沿わな
いので、試料Ｂ全面で効率良くミクロな平坦化が行え
る。
【００３７】なお、研磨布２の厚みは、例えばクロロプ
レン製のスポンジのような柔らかい材質の場合は、弾性
体201 の変形量変化が３〜４μｍに対して、研磨定磐１
の圧力変化が20％以下となるように設定することが望ま
しい。また研磨布２には、上述の実施例で示されたもの
以外に、フッ素樹脂（テフロン〕製のシート、不織布、
発泡製ポリウレタン樹脂、又は酸化セリウムのような酸
化物粒子若しくはダイヤモンド粒子入りの樹脂等であっ
ても良い。
レン製のスポンジのような柔らかい材質の場合は、弾性
体201 の変形量変化が３〜４μｍに対して、研磨定磐１
の圧力変化が20％以下となるように設定することが望ま
しい。また研磨布２には、上述の実施例で示されたもの
以外に、フッ素樹脂（テフロン〕製のシート、不織布、
発泡製ポリウレタン樹脂、又は酸化セリウムのような酸
化物粒子若しくはダイヤモンド粒子入りの樹脂等であっ
ても良い。
【００３８】図３は本発明の研磨装置の第２実施例を示
す部分断面正面図である。研磨定盤１は上面中心が回転
スピンドル６の下端部と連結され、水平回転可能となっ
ている。研磨定盤１の下方には、水平回転、水平移動可
能なスピンドル55上に載設された試料保持台３が配設さ
れている。スピンドル55は研磨定盤１と同心位置に配置
され、スピンドル55の回転中心が研磨布２の中心から周
縁方向へ試料の略半径長を水平移動することができる。
す部分断面正面図である。研磨定盤１は上面中心が回転
スピンドル６の下端部と連結され、水平回転可能となっ
ている。研磨定盤１の下方には、水平回転、水平移動可
能なスピンドル55上に載設された試料保持台３が配設さ
れている。スピンドル55は研磨定盤１と同心位置に配置
され、スピンドル55の回転中心が研磨布２の中心から周
縁方向へ試料の略半径長を水平移動することができる。
【００３９】研磨定盤１の下面には同心の円形をしたく
ぼみが形成されており、このくぼみには弾性体202 が嵌
着固定されている。該弾性体202 は、前記くぼみの深さ
よりも厚い円盤形をなし、その下面は、全面に亘って下
向きに突出する球面状に成形されており、この下面を被
って研磨布２が、第１実施例と同様に、研磨定盤１の周
縁部に、固定リング102,103 間に挾まれて複数本の固定
ボルト104,104 により締め付け固定されている。
ぼみが形成されており、このくぼみには弾性体202 が嵌
着固定されている。該弾性体202 は、前記くぼみの深さ
よりも厚い円盤形をなし、その下面は、全面に亘って下
向きに突出する球面状に成形されており、この下面を被
って研磨布２が、第１実施例と同様に、研磨定盤１の周
縁部に、固定リング102,103 間に挾まれて複数本の固定
ボルト104,104 により締め付け固定されている。
【００４０】このような装置により研磨を行う場合は、
まず試料Ｂを試料保持台３上に載置する。そして試料保
持台３を、その中心が研磨定盤１の中心から試料Ｂの略
半径長だけ研磨定盤１周縁方向に水平移動して研磨を行
う。また、研磨定盤１を回転させる回転スピンドル６を
鉛直方向に数度傾けた状態で研磨を行うことにより、研
磨布２の試料Ｂへの接触位置の集中を避け、研磨布２の
耐摩耗性を向上することができる。
まず試料Ｂを試料保持台３上に載置する。そして試料保
持台３を、その中心が研磨定盤１の中心から試料Ｂの略
半径長だけ研磨定盤１周縁方向に水平移動して研磨を行
う。また、研磨定盤１を回転させる回転スピンドル６を
鉛直方向に数度傾けた状態で研磨を行うことにより、研
磨布２の試料Ｂへの接触位置の集中を避け、研磨布２の
耐摩耗性を向上することができる。
【００４１】このとき、試料Ｂに押し付けられる研磨布
２の研磨面が、研磨定盤１との間に介在する弾性体202
の形状に沿って球面状をなすから、前記研磨面と狭い範
域内にて均一に接触し、試料Ｂの周縁部に余分な負荷を
かけることなく良好な研磨が行える。また前記研磨布２
は、研磨定盤１の周縁部への止着により該研磨定盤１に
直接的に支持されており、第１実施例の場合と同様に、
前記弾性体202 の変形の如何に拘わらず安定した姿勢を
保ち、均一に研磨することができ、更に、劣化した研磨
布２の交換を容易に行わせ得る。
２の研磨面が、研磨定盤１との間に介在する弾性体202
の形状に沿って球面状をなすから、前記研磨面と狭い範
域内にて均一に接触し、試料Ｂの周縁部に余分な負荷を
かけることなく良好な研磨が行える。また前記研磨布２
は、研磨定盤１の周縁部への止着により該研磨定盤１に
直接的に支持されており、第１実施例の場合と同様に、
前記弾性体202 の変形の如何に拘わらず安定した姿勢を
保ち、均一に研磨することができ、更に、劣化した研磨
布２の交換を容易に行わせ得る。
【００４２】図４は本発明の第３実施例を示す部分断面
正面図である。図中１は円盤状の研磨定盤であり、上面
中心が回転スピンドル６の下端部によって連結され、水
平に回転可能となっている。研磨定盤１の下方には、水
平回転及び水平移動可能なスピンドル55上に載設された
試料を載置する円板状の試料保持台３が配設されてい
る。スピンドル55は研磨定盤１と同心位置に配置され、
スピンドル55の回転中心が研磨布２の中心から周縁方向
に少なくとも試料の半径長だけ水平移動することができ
る。
正面図である。図中１は円盤状の研磨定盤であり、上面
中心が回転スピンドル６の下端部によって連結され、水
平に回転可能となっている。研磨定盤１の下方には、水
平回転及び水平移動可能なスピンドル55上に載設された
試料を載置する円板状の試料保持台３が配設されてい
る。スピンドル55は研磨定盤１と同心位置に配置され、
スピンドル55の回転中心が研磨布２の中心から周縁方向
に少なくとも試料の半径長だけ水平移動することができ
る。
【００４３】研磨定盤１の下面には、同心の円形をした
くぼみが形成されている。該研磨定盤１の周縁部には、
第２実施例と同様に、固定リング102,103 間に挾まれて
複数本の固定ボルト104,104 により研磨布２が締め付け
固定され、研磨定盤１の下面を覆う態様に固定されてい
る。本実施例において研磨定盤１と研磨布２との間に
は、流体が封入された封入袋９が介在させてある。この
封入袋９は、回転スピンドル６の中心部を通る供給用ダ
クト10を経て液体203 が供給されたとき、研磨定盤１と
研磨布２との間にて膨らみ、図示の如く、第２実施例の
弾性体202 と同様に下面が球面状をなす流体封入部を形
成するようになしてある。前記供給用ダクト10は、図示
しない液圧ポンプに接続されており、封入袋９内の液体
203 の圧力は、前記液圧ポンプの駆動制御により適宜に
調整し得るようになしてある。
くぼみが形成されている。該研磨定盤１の周縁部には、
第２実施例と同様に、固定リング102,103 間に挾まれて
複数本の固定ボルト104,104 により研磨布２が締め付け
固定され、研磨定盤１の下面を覆う態様に固定されてい
る。本実施例において研磨定盤１と研磨布２との間に
は、流体が封入された封入袋９が介在させてある。この
封入袋９は、回転スピンドル６の中心部を通る供給用ダ
クト10を経て液体203 が供給されたとき、研磨定盤１と
研磨布２との間にて膨らみ、図示の如く、第２実施例の
弾性体202 と同様に下面が球面状をなす流体封入部を形
成するようになしてある。前記供給用ダクト10は、図示
しない液圧ポンプに接続されており、封入袋９内の液体
203 の圧力は、前記液圧ポンプの駆動制御により適宜に
調整し得るようになしてある。
【００４４】研磨布２の中央付近には、第１，第２実施
例におけると同様に、研磨剤８を噴出する研磨剤供給ノ
ズル７が配置されており、このような装置による研磨
は、試料Ｂを試料保持台３上に載置する一方、前記封入
袋９の内圧を適宜に調整し、試料保持台３の回転軸及び
研磨定盤１の回転軸が同一鉛直線となる位置に試料保持
台３を移動させ、夫々の回転を始動して行われる。
例におけると同様に、研磨剤８を噴出する研磨剤供給ノ
ズル７が配置されており、このような装置による研磨
は、試料Ｂを試料保持台３上に載置する一方、前記封入
袋９の内圧を適宜に調整し、試料保持台３の回転軸及び
研磨定盤１の回転軸が同一鉛直線となる位置に試料保持
台３を移動させ、夫々の回転を始動して行われる。
【００４５】このとき、試料Ｂ研磨面は、研磨布２の下
面と狭い範域にて接触し、この接触は、研磨定盤１との
間に介在する封入袋９の内圧の作用により均一に生じ、
前記研磨面を良好に研磨することができる。試料保持台
３は、上記のように研磨定盤１と回転軸が同一となる位
置に固定して研磨しても良いが、試料の半径方向に移動
させながら研磨しても良い。なお、本実施例では封入袋
９に液体を封入しているが、液体に代えて気体を封入し
てもさしつかえない。
面と狭い範域にて接触し、この接触は、研磨定盤１との
間に介在する封入袋９の内圧の作用により均一に生じ、
前記研磨面を良好に研磨することができる。試料保持台
３は、上記のように研磨定盤１と回転軸が同一となる位
置に固定して研磨しても良いが、試料の半径方向に移動
させながら研磨しても良い。なお、本実施例では封入袋
９に液体を封入しているが、液体に代えて気体を封入し
てもさしつかえない。
【００４６】図５は本発明の第４実施例を示す研磨装置
の模式的部分断面図であり、図１に示した研磨装置の研
磨布２、環板状の弾性体201 及び試料Ｂを拡大した断面
図である。図５(a) に示すように、研磨布２は、例え
ば、軟質ウレタンゴムのような弾性材料製の保持体204
の試料Ｂとの接触側に樹脂ペレット205,205 …を埋め込
んだ構造のものであり、この研磨布２と研磨定盤１（図
１）との間にクロロプレンゴムからなる弾性体201 を介
在させてある。樹脂ペレット205,205 …には、塩化ビニ
ル又はポリエチレンからなる直径 0.3ｍｍの球状のもの
を用いる。試料Ｂはシリコンウエハ51上に配線54, 54…
及び絶縁膜53が形成された構造のものであり、前述の第
１実施例と同様の研磨を行うことにより、表面の絶縁膜
53を研磨する。該絶縁膜53の表面は、その下部に積層さ
れた配線54, 54…により凹凸状になっているが、前述し
た研磨の際に、研磨布２が有する樹脂ペレット205,205
…が絶縁膜53の凸部分を選択的に研磨し、凹部分には接
触しない。これにより、ミクロ的にみた試料Ｂの平坦性
が向上される。
の模式的部分断面図であり、図１に示した研磨装置の研
磨布２、環板状の弾性体201 及び試料Ｂを拡大した断面
図である。図５(a) に示すように、研磨布２は、例え
ば、軟質ウレタンゴムのような弾性材料製の保持体204
の試料Ｂとの接触側に樹脂ペレット205,205 …を埋め込
んだ構造のものであり、この研磨布２と研磨定盤１（図
１）との間にクロロプレンゴムからなる弾性体201 を介
在させてある。樹脂ペレット205,205 …には、塩化ビニ
ル又はポリエチレンからなる直径 0.3ｍｍの球状のもの
を用いる。試料Ｂはシリコンウエハ51上に配線54, 54…
及び絶縁膜53が形成された構造のものであり、前述の第
１実施例と同様の研磨を行うことにより、表面の絶縁膜
53を研磨する。該絶縁膜53の表面は、その下部に積層さ
れた配線54, 54…により凹凸状になっているが、前述し
た研磨の際に、研磨布２が有する樹脂ペレット205,205
…が絶縁膜53の凸部分を選択的に研磨し、凹部分には接
触しない。これにより、ミクロ的にみた試料Ｂの平坦性
が向上される。
【００４７】また図５(b) は、図５(a) の研磨布２、環
板状の弾性体201 及び試料Ｂをマクロ的に示した模式的
断面図である。なお、樹脂ペレット205, 205…及び配線
54,54…は省略している。前述した如く行われる試料Ｂ
表面の研磨において、研磨布２は、樹脂ペレット205,20
5 …を保持する保持体204 の弾性変形により、マクロ的
にみた試料Ｂ表面形状に沿い、試料Ｂ表面の研磨の程度
が均一となる。
板状の弾性体201 及び試料Ｂをマクロ的に示した模式的
断面図である。なお、樹脂ペレット205, 205…及び配線
54,54…は省略している。前述した如く行われる試料Ｂ
表面の研磨において、研磨布２は、樹脂ペレット205,20
5 …を保持する保持体204 の弾性変形により、マクロ的
にみた試料Ｂ表面形状に沿い、試料Ｂ表面の研磨の程度
が均一となる。
【００４８】なお、上述の樹脂ペレット205,205 …は、
これらの保持体204 よりも固いものであればよく、前述
した塩化ビニル又はポリエチレンからなる直径 0.3ｍｍ
の球状のものに限らず、粒径１μｍ以下のＡｌ2 Ｏ3 ，
ＣｅＯ2 又はダイヤモンド等の粒子を、塩化ビニル又は
ポリエチレン等に含有させたものでも良い。
これらの保持体204 よりも固いものであればよく、前述
した塩化ビニル又はポリエチレンからなる直径 0.3ｍｍ
の球状のものに限らず、粒径１μｍ以下のＡｌ2 Ｏ3 ，
ＣｅＯ2 又はダイヤモンド等の粒子を、塩化ビニル又は
ポリエチレン等に含有させたものでも良い。
【００４９】また、第４実施例では研磨布２の樹脂ペレ
ット205,205 …が、前記保持体204の試料Ｂ側表面に埋
設された状態の場合を説明しているが、例えば、前記保
持体204 の試料Ｂ側表面に設けられた接着面に固定さ
れ、着設された状態であっても良い。
ット205,205 …が、前記保持体204の試料Ｂ側表面に埋
設された状態の場合を説明しているが、例えば、前記保
持体204 の試料Ｂ側表面に設けられた接着面に固定さ
れ、着設された状態であっても良い。
【００５０】次に、図６は本発明の第５実施例を示す研
磨装置の模式的部分断面図であり、図１に示した研磨装
置の研磨布、環板状の弾性体201 及び試料Ｂを拡大した
断面図である。図６に示すように、試料Ｂとの接触側に
凹部206a,206a …が設けられた研磨布206 を用いる。研
磨布206 は、例えば不織布にウレタンゴムを含浸させて
硬質化したような厚み 1.5mmのパッドであり、これに開
口部分が 0.1mm× 0.1mmで深さが1.4mm の寸法の凹部20
6a,206a …がピッチ 1.5mmで設けられている。研磨対象
となる試料Ｂはシリコンウエハ51上に配線54, 54…及び
絶縁膜53が形成された構造のものであり、絶縁膜53の表
面を、ＳｉＯ2 超微粒子（平均粒径0.05μm 〜0.2 μm
程度) を弱アルカリ (pH10から12まで) 液に懸濁させた
研磨剤８を３リットル／分で研磨面に供給しながら、研
磨定盤１を2000rpm 、試料Ｂを載置している試料保持台
３を200rpmで回転させて、前述の第１実施例と同様に研
磨を行う。このとき、研磨布206 は硬質なものであるた
め、絶縁膜53表面のミクロな凹凸に追従せず、試料Ｂの
ミクロ的な平坦性が向上する。また、研磨布206 に凹部
206a, 206a…が設けられたことにより、試料Ｂ表面のマ
クロ的な形状に沿って変形することができ、マクロ的に
試料Ｂ表面の研磨量が均一となる。
磨装置の模式的部分断面図であり、図１に示した研磨装
置の研磨布、環板状の弾性体201 及び試料Ｂを拡大した
断面図である。図６に示すように、試料Ｂとの接触側に
凹部206a,206a …が設けられた研磨布206 を用いる。研
磨布206 は、例えば不織布にウレタンゴムを含浸させて
硬質化したような厚み 1.5mmのパッドであり、これに開
口部分が 0.1mm× 0.1mmで深さが1.4mm の寸法の凹部20
6a,206a …がピッチ 1.5mmで設けられている。研磨対象
となる試料Ｂはシリコンウエハ51上に配線54, 54…及び
絶縁膜53が形成された構造のものであり、絶縁膜53の表
面を、ＳｉＯ2 超微粒子（平均粒径0.05μm 〜0.2 μm
程度) を弱アルカリ (pH10から12まで) 液に懸濁させた
研磨剤８を３リットル／分で研磨面に供給しながら、研
磨定盤１を2000rpm 、試料Ｂを載置している試料保持台
３を200rpmで回転させて、前述の第１実施例と同様に研
磨を行う。このとき、研磨布206 は硬質なものであるた
め、絶縁膜53表面のミクロな凹凸に追従せず、試料Ｂの
ミクロ的な平坦性が向上する。また、研磨布206 に凹部
206a, 206a…が設けられたことにより、試料Ｂ表面のマ
クロ的な形状に沿って変形することができ、マクロ的に
試料Ｂ表面の研磨量が均一となる。
【００５１】なお前記研磨布206 には、 0.1mm× 0.1mm
の開口を有する凹部206a,206a …が設けられているが、
これに限るものではなく、試料Ｂ側表面に溝状の凹部が
設けてあってもよく、また凸部が設けてあっても良い。
の開口を有する凹部206a,206a …が設けられているが、
これに限るものではなく、試料Ｂ側表面に溝状の凹部が
設けてあってもよく、また凸部が設けてあっても良い。
【００５２】次に、前述した第４実施例の研磨装置を用
いてＳｉＯ2 膜を堆積したウエハを研磨し、その平坦性
を測定した結果を示す。図７は、図５(a) に一部を示し
た研磨装置で研磨を行う毎の試料Ｂ表面の段差を測定し
た結果のグラフである。縦軸は表面の段差を示し、横軸
は配線パターンの位置（寸法）を示している。グラフか
ら明らかなように、研磨以前の略２μｍの段差が研磨回
数と共に0.5 μｍまで減少し、平坦性が向上しているこ
とが判る。
いてＳｉＯ2 膜を堆積したウエハを研磨し、その平坦性
を測定した結果を示す。図７は、図５(a) に一部を示し
た研磨装置で研磨を行う毎の試料Ｂ表面の段差を測定し
た結果のグラフである。縦軸は表面の段差を示し、横軸
は配線パターンの位置（寸法）を示している。グラフか
ら明らかなように、研磨以前の略２μｍの段差が研磨回
数と共に0.5 μｍまで減少し、平坦性が向上しているこ
とが判る。
【００５３】
【発明の効果】以上のように本発明の第１発明に係る研
磨装置においては、研磨定盤と研磨布との間に流体が封
入された弾性部が介在させてあり、この弾性部により付
与される弾性により研磨布に張りが与えられるから、該
研磨布と試料研磨面との接触が狭い範域で生じて、均一
な接触状態にて良好な研磨がなされる。また第２発明の
研磨装置においては、前記弾性部に封入された流体の圧
力を制御する手段を備えるから、研磨布の張りを調整し
て試料に応じた一層適正な接触状態が得られ、良好な研
磨が行われる。
磨装置においては、研磨定盤と研磨布との間に流体が封
入された弾性部が介在させてあり、この弾性部により付
与される弾性により研磨布に張りが与えられるから、該
研磨布と試料研磨面との接触が狭い範域で生じて、均一
な接触状態にて良好な研磨がなされる。また第２発明の
研磨装置においては、前記弾性部に封入された流体の圧
力を制御する手段を備えるから、研磨布の張りを調整し
て試料に応じた一層適正な接触状態が得られ、良好な研
磨が行われる。
【００５４】また第３発明に係る研磨装置においては、
試料研磨面に樹脂ペレット及び／又は研磨剤粒子が埋設
又は着設された研磨布を用いるから、この研磨布表面の
樹脂ペレット及び／又は研磨剤粒子が試料表面のミクロ
的な凸部を研磨し、また研磨布と研磨定盤との間に介在
させてある弾性部の作用により、研磨布が試料のマクロ
的な平坦性に合わせて変形して、試料表面をマクロ的及
びミクロ的に良好な状態で研磨することができる。更に
第４発明の研磨装置においては、第３発明の研磨布を用
いると共に、この研磨布と研磨定盤との間に流体が封入
された弾性部を介在させた構成としたから、試料のマク
ロ的な平坦性に合わせた研磨布の変形がより有効になさ
れ、マクロ的及びミクロ的に一層良好な研磨を行わせる
ことができる。
試料研磨面に樹脂ペレット及び／又は研磨剤粒子が埋設
又は着設された研磨布を用いるから、この研磨布表面の
樹脂ペレット及び／又は研磨剤粒子が試料表面のミクロ
的な凸部を研磨し、また研磨布と研磨定盤との間に介在
させてある弾性部の作用により、研磨布が試料のマクロ
的な平坦性に合わせて変形して、試料表面をマクロ的及
びミクロ的に良好な状態で研磨することができる。更に
第４発明の研磨装置においては、第３発明の研磨布を用
いると共に、この研磨布と研磨定盤との間に流体が封入
された弾性部を介在させた構成としたから、試料のマク
ロ的な平坦性に合わせた研磨布の変形がより有効になさ
れ、マクロ的及びミクロ的に一層良好な研磨を行わせる
ことができる。
【００５５】また第５発明に係る研磨装置においては、
研磨定盤の一面に弾性部を介在させた状態で研磨布が張
設してあるから、この研磨布と試料研磨面との接触が狭
い範域で生じて均一な接触状態が得られ、また前記研磨
布は、研磨定盤への止着により支持されており、研磨定
盤との間に介在する弾性部の変形の如何に拘わらず安定
した姿勢を保ち、試料への押し付けに伴う無用な変形が
生じることなく良好な研磨が行われる上、前記止着の解
除により研磨布を容易に取り外すことができ、研磨の繰
り返しにより劣化した研磨布の交換を容易に行わせ得
る。
研磨定盤の一面に弾性部を介在させた状態で研磨布が張
設してあるから、この研磨布と試料研磨面との接触が狭
い範域で生じて均一な接触状態が得られ、また前記研磨
布は、研磨定盤への止着により支持されており、研磨定
盤との間に介在する弾性部の変形の如何に拘わらず安定
した姿勢を保ち、試料への押し付けに伴う無用な変形が
生じることなく良好な研磨が行われる上、前記止着の解
除により研磨布を容易に取り外すことができ、研磨の繰
り返しにより劣化した研磨布の交換を容易に行わせ得
る。
【００５６】また第６発明の研磨装置においては、研磨
定盤と研磨布との間の弾性部を環板状の弾性体としたか
ら、該研磨布を研磨定盤の周縁部と共に中央部への止着
により安定して支持することができ、試料の研磨を安定
して行わせることができる。また第７発明の研磨装置に
おいては、研磨定盤と研磨布との間に、研磨布との接触
側が球面状に成形された円盤形の弾性体を介在させたか
ら、この弾性部を介して研磨定盤に張設された研磨布を
試料研磨面に狭い範域内にて均一に接触させることがで
き、試料周縁部に余分な負荷をかけることなく良好な研
磨を行わせることができる。
定盤と研磨布との間の弾性部を環板状の弾性体としたか
ら、該研磨布を研磨定盤の周縁部と共に中央部への止着
により安定して支持することができ、試料の研磨を安定
して行わせることができる。また第７発明の研磨装置に
おいては、研磨定盤と研磨布との間に、研磨布との接触
側が球面状に成形された円盤形の弾性体を介在させたか
ら、この弾性部を介して研磨定盤に張設された研磨布を
試料研磨面に狭い範域内にて均一に接触させることがで
き、試料周縁部に余分な負荷をかけることなく良好な研
磨を行わせることができる。
【００５７】更に第８発明に係る研磨装置においては、
試料接触面に凸部，凹部又は溝部が設けられた研磨布を
用いるから、研磨定盤との間に介在させてある弾性部の
作用に加え、これらの凸部，凹部又は溝部の作用により
前記試料接触面が、試料のマクロ的な平坦性に合わせて
良好に変形し、試料のミクロ的な凸部が選択的に研磨さ
れて、マクロ的及びミクロ的に良好な状態で研磨を行わ
せることができる等、本発明は優れた効果を奏する。
試料接触面に凸部，凹部又は溝部が設けられた研磨布を
用いるから、研磨定盤との間に介在させてある弾性部の
作用に加え、これらの凸部，凹部又は溝部の作用により
前記試料接触面が、試料のマクロ的な平坦性に合わせて
良好に変形し、試料のミクロ的な凸部が選択的に研磨さ
れて、マクロ的及びミクロ的に良好な状態で研磨を行わ
せることができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図１】本発明の第１実施例の研磨装置を示す部分断面
正面図である。
正面図である。
【図２】研磨試料の一部分を示す模式的断面図である。
【図３】本発明の第２実施例の研磨装置を示す部分断面
正面図である。
正面図である。
【図４】本発明の第３実施例の研磨装置を示す部分断面
正面図である。
正面図である。
【図５】本発明の第４実施例の研磨装置の一部分を示す
模式的部分断面図である。
模式的部分断面図である。
【図６】本発明の第５実施例の研磨装置の一部分を示す
模式的部分断面図である。
模式的部分断面図である。
【図７】第４実施例の研磨装置で研磨を行う毎の試料表
面の段差を測定した結果を示すグラフである。
面の段差を測定した結果を示すグラフである。
【図８】従来の研磨装置の構造を示す斜視図である。
【図９】従来の研磨装置の一部分を示す模式的断面図で
ある。
ある。
【図１０】従来の研磨装置の一部分を示す模式的断面図
である。
である。
１ 研磨定盤 ２ 研磨布 ３ 試料保持台 ８ 研磨剤 ９ 封入袋 10 供給用ダクト 201,202 弾性体 203 液体 204 保持体 205 樹脂ペレット 206 研磨布 206a 凹部 Ｂ 試料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B24B 37/00
Claims (8)
- 【請求項１】 回転する試料保持台に保持された平板状
試料と、回転する研磨定盤に被着された研磨布との間
に、研磨剤を供給して前記平板状試料を研磨する研磨装
置において、前記研磨定盤と前記研磨布との間に、その
内部に封入された流体により弾性が付与された弾性部を
備えることを特徴とする研磨装置。 - 【請求項２】 前記弾性部に封入された流体の圧力を制
御する手段を備える請求項１記載の研磨装置。 - 【請求項３】 回転する試料保持台に保持された平板状
試料と、回転する研磨定盤に被着された研磨布との間
に、研磨剤を供給して前記平板状試料を研磨する研磨装
置において、前記研磨布と前記研磨定盤との間に弾性部
を介在させてあると共に、前記研磨布の試料接触面に、
樹脂ペレット及び／又は研磨剤粒子が埋設又は着設して
あることを特徴とする研磨装置。 - 【請求項４】 前記研磨布の試料接触面に、樹脂ペレッ
ト及び／又は研磨剤粒子が埋設又は着設してある請求項
１又は請求項２記載の研磨装置。 - 【請求項５】 回転する試料保持台に保持された平板状
試料と、回転する研磨定盤に被着された研磨布との間
に、研磨剤を供給して前記平板状試料を研磨する研磨装
置において、前記研磨布は、前記研磨定盤の一面の周縁
部、又は該周縁部と中央部への止着により、前記研磨定
盤との間に弾性部を介在させて張設してあることを特徴
とする研磨装置。 - 【請求項６】 前記弾性部は、環板状の弾性体である請
求項５記載の研磨装置。 - 【請求項７】 前記弾性部は、前記研磨布との接触側が
球面状に成形された円盤形の弾性体である請求項５記載
の研磨装置。 - 【請求項８】 前記研磨布の試料接触面に、凸部，凹部
又は溝部が形成してある請求項１，２，５，６又は７記
載の研磨装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE69322491T DE69322491T2 (de) | 1992-02-12 | 1993-02-12 | Schleifvorrichtung und verfahren zur verwendung desselben |
| PCT/JP1993/000173 WO1993015878A1 (en) | 1992-02-12 | 1993-02-12 | Abrading device and abrading method employing the same |
| EP93904297A EP0607441B1 (en) | 1992-02-12 | 1993-02-12 | Abrading device and abrading method employing the same |
| US08/730,656 US5860851A (en) | 1992-02-12 | 1996-10-11 | Polishing apparatus and polishing method using the same |
| US08/993,578 US6439979B1 (en) | 1992-02-12 | 1997-12-18 | Polishing apparatus and polishing method using the same |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5929292 | 1992-02-12 | ||
| JP4-59292 | 1992-02-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05285825A JPH05285825A (ja) | 1993-11-02 |
| JP3024417B2 true JP3024417B2 (ja) | 2000-03-21 |
Family
ID=13109164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05023035A Expired - Lifetime JP3024417B2 (ja) | 1992-02-12 | 1993-02-10 | 研磨装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5860851A (ja) |
| JP (1) | JP3024417B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107756232A (zh) * | 2017-11-10 | 2018-03-06 | 北京鼎泰芯源科技发展有限公司 | 一种晶片研磨装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JP3329644B2 (ja) * | 1995-07-21 | 2002-09-30 | 株式会社東芝 | 研磨パッド、研磨装置及び研磨方法 |
| JP3788533B2 (ja) * | 1996-09-30 | 2006-06-21 | 東京エレクトロン株式会社 | 研磨装置および研磨方法 |
| JPH10156705A (ja) * | 1996-11-29 | 1998-06-16 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 研磨装置および研磨方法 |
| JPH10235552A (ja) * | 1997-02-24 | 1998-09-08 | Ebara Corp | ポリッシング装置 |
| JPH10329012A (ja) | 1997-03-21 | 1998-12-15 | Canon Inc | 研磨装置および研磨方法 |
| JPH10329011A (ja) | 1997-03-21 | 1998-12-15 | Canon Inc | 精密研磨装置及び方法 |
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| JP2000015557A (ja) * | 1998-04-27 | 2000-01-18 | Ebara Corp | 研磨装置 |
| JP2968784B1 (ja) | 1998-06-19 | 1999-11-02 | 日本電気株式会社 | 研磨方法およびそれに用いる装置 |
| JP2918883B1 (ja) * | 1998-07-15 | 1999-07-12 | 日本ピラー工業株式会社 | 研磨パッド |
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| US6666751B1 (en) | 2000-07-17 | 2003-12-23 | Micron Technology, Inc. | Deformable pad for chemical mechanical polishing |
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| US6869344B2 (en) | 2001-03-05 | 2005-03-22 | Elm Inc. | Apparatus for polishing optical disk |
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| JP1544542S (ja) * | 2015-05-14 | 2019-02-18 | ||
| JP6888476B2 (ja) * | 2016-08-23 | 2021-06-16 | 信越化学工業株式会社 | 基板の製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| DE141285C (ja) * | ||||
| US526137A (en) * | 1894-09-18 | winslow | ||
| GB795667A (en) * | 1955-01-14 | 1958-05-28 | American Optical Corp | Improvements in or relating to optical grinding |
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- 1993-02-10 JP JP05023035A patent/JP3024417B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-10-11 US US08/730,656 patent/US5860851A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN107756232A (zh) * | 2017-11-10 | 2018-03-06 | 北京鼎泰芯源科技发展有限公司 | 一种晶片研磨装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5860851A (en) | 1999-01-19 |
| JPH05285825A (ja) | 1993-11-02 |
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