JP3427670B2 - Polishing apparatus and polishing method - Google Patents

Polishing apparatus and polishing method

Info

Publication number
JP3427670B2
JP3427670B2 JP10464897A JP10464897A JP3427670B2 JP 3427670 B2 JP3427670 B2 JP 3427670B2 JP 10464897 A JP10464897 A JP 10464897A JP 10464897 A JP10464897 A JP 10464897A JP 3427670 B2 JP3427670 B2 JP 3427670B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing
polished
polishing pad
ring
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP10464897A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH10296621A (en
Inventor
修三 佐藤
英 大鳥居
康治 大川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP10464897A priority Critical patent/JP3427670B2/en
Priority to TW087106015A priority patent/TW377467B/en
Priority to US09/063,006 priority patent/US6139400A/en
Publication of JPH10296621A publication Critical patent/JPH10296621A/en
Priority to US09/678,436 priority patent/US6722962B1/en
Priority to US09/702,078 priority patent/US6520835B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3427670B2 publication Critical patent/JP3427670B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばウェハな
どの被研磨対象の被研磨面を良好に研磨することができ
る研磨装置、および研磨方法、研磨に使用される研磨パ
ッド、およびこの研磨パッドの形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing apparatus capable of satisfactorily polishing a surface to be polished such as a wafer, a polishing method, a polishing pad used for polishing, and a polishing pad. It relates to a forming method.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えばLSIの製造プロセスでは、層間
絶縁膜あるいはその他の膜の平坦化が重要である。平坦
化のための技術としては、種々の手段が提案されている
が、近年、シリコンウェハのミラーポリシング技術を応
用したCMP(Chemical Mechanical Polishing:化学的
機械研磨)法が注目され、これを利用して平坦化を図る
方法が開発されている。
2. Description of the Related Art In an LSI manufacturing process, for example, it is important to flatten an interlayer insulating film or another film. Various means have been proposed as a technique for flattening, but in recent years, a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method to which a mirror polishing technique for a silicon wafer is applied has attracted attention and is utilized. Have been developed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
CMP法を用いたウェハの平坦化技術は、ラッピング技
術の延長上にあるものであった。すなわち、ウェハに対
して研磨パッドの面積がかなり大きく、研磨パッドの回
転速度が遅い装置構成となっていた。このため、ウェハ
の表面の平坦性、ウェハ面内での研磨量の均一性および
単位時間当たりの研磨量である研磨レートの安定性など
の精度面において、不十分であるという問題がある。ま
た、スループットが遅いという課題も有する。
However, the conventional wafer flattening technique using the CMP method is an extension of the lapping technique. That is, the area of the polishing pad is considerably larger than that of the wafer, and the rotation speed of the polishing pad is slow. Therefore, there is a problem in that the surface flatness of the wafer, the uniformity of the polishing amount within the wafer surface, and the stability of the polishing rate, which is the polishing amount per unit time, are insufficient. There is also a problem that throughput is slow.

【0004】すなわち、ウェハに対する研磨パッドの接
触面積がかなり大きいと、研磨パッドの研磨面の実効面
積が変動し、ウェハ表面の凸部の研磨量は多くなり、凹
部は研磨量が少なくなる。また、研磨パッドの外周側と
内周側とでは周速が大きく異なるため、内周側では研磨
量が少なくなり外周側にいくほど研磨量が大きくなる。
さらに、研磨時に研磨パッドとウェハとの間に供給され
るスラリ、研磨材の供給量が研磨パッドの内周側と外周
側とでは異なってくる。したがって、上記のような原因
で、ウェハ面内において研磨量の不均一および研磨レー
トの不安定が存在すると、研磨装置を数値制御化して精
度の高い研磨を行うことが難しい。一方、ウェハに対す
る研磨パッドの接触面積がかなり大きいと、ウェハと研
磨パッドとの摩擦が大きくなり、研磨パッドの摩耗が激
しく、研磨パッドの交換も頻繁に行う必要があり、ま
た、研磨パッドが目詰まりを起こしやすいという不利益
もある。
That is, if the contact area of the polishing pad with respect to the wafer is considerably large, the effective area of the polishing surface of the polishing pad fluctuates, the amount of polishing of the convex portions on the wafer surface increases, and the amount of polishing of the concave portions decreases. Further, since the peripheral speeds of the polishing pad are greatly different between the outer peripheral side and the inner peripheral side, the polishing amount is smaller on the inner peripheral side, and the polishing amount becomes larger toward the outer peripheral side.
Furthermore, the amount of slurry and polishing material supplied between the polishing pad and the wafer during polishing differs between the inner peripheral side and the outer peripheral side of the polishing pad. Therefore, if the polishing amount is non-uniform and the polishing rate is unstable due to the above reasons, it is difficult to control the polishing apparatus numerically to perform highly accurate polishing. On the other hand, if the contact area of the polishing pad with the wafer is considerably large, the friction between the wafer and the polishing pad becomes large, the polishing pad is abraded, and the polishing pad needs to be replaced frequently. It also has the disadvantage of being prone to clogging.

【0005】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、ウェハなどのような被研磨対象の被研磨面内での研
磨量および研磨レートを安定化させることができるとと
もに、研磨パッドの摩耗を極力抑えることが可能な研磨
装置、研磨方法、および研磨パッドを提供することを目
的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to stabilize the amount of polishing and the polishing rate in the surface to be polished of the object to be polished such as a wafer, and to prevent the abrasion of the polishing pad. An object of the present invention is to provide a polishing apparatus, a polishing method, and a polishing pad that can be suppressed as much as possible.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の研磨装置は、被
研磨対象を保持し、回転させる保持手段と、前記被研磨
対象の保持面に略直交する向きに配置された回転軸と、
前記被研磨対象の被研磨面を研磨するリング状研磨面を
有し、前記回転軸に固定された定盤の下面に取り付けら
れた研磨パッドと、前記回転軸を回転させる回転駆動手
段と、互いに摺接する前記被研磨対象の被研磨面と前記
研磨パッドのリング状研磨面とを一定方向に平面的に相
対移動させる移動手段とを有し、前記回転軸は、前記保
持手段に保持された前記被研磨対象の保持面に直交する
軸に対して所定の微小角度で傾斜しており、前記リング
状の研磨面は、前記回転軸に直交する面に対して前記所
定の微小角度で傾斜している。
A polishing apparatus according to the present invention comprises a holding means for holding and rotating an object to be polished, and the polishing object.
A rotation axis arranged in a direction substantially orthogonal to the target holding surface,
It has a ring-shaped polishing surface for polishing the surface to be polished , and is attached to the lower surface of the surface plate fixed to the rotating shaft.
It is a polishing pad, a rotary drive means for rotating the rotary shaft, moving means for dimensionally relative movement in a certain direction and a ring-shaped polishing surface of the polishing pad and the surface to be polished of the polishing target mutually sliding contact And the rotating shaft is inclined at a predetermined minute angle with respect to an axis orthogonal to the holding surface of the object to be polished held by the holding means, and the ring-shaped polishing surface is It is inclined at the predetermined minute angle with respect to a plane orthogonal to the rotation axis.

【0007】本発明の研磨装置では、回転駆動手段によ
って研磨パッドの研磨面が被研磨対象の被研磨面に傾斜
した状態で回転される。このため、被研磨対象の被研磨
面に研磨パッドの研磨面の狭小な部分が摺接して、被研
磨面の研磨加工を行う。さらに、移動手段によって、回
転する被研磨対象の被研磨面と研磨パッドの研磨面との
摺接部分を移動する。これによって、被研磨面の全面が
研磨加工される。なお、本発明の研磨パッドは、発泡ポ
リウレタンなどの多孔質粘弾性材や不織布等の研磨布か
ら構成される研磨工具、研磨砥石、研磨ホイールや積層
フィルム等の固定砥粒を有する研磨工具を指し、以下こ
れらを研磨パッドと総称する。
In the polishing apparatus of the present invention, the polishing surface of the polishing pad is rotated by the rotation driving means in a state of being inclined with respect to the surface to be polished. Therefore, the narrow portion of the polishing surface of the polishing pad is brought into sliding contact with the surface to be polished, and the surface to be polished is polished. Further, the moving unit moves the sliding contact portion between the rotating polishing target surface of the polishing target and the polishing surface of the polishing pad. As a result, the entire surface to be polished is polished. The polishing pad of the present invention refers to a polishing tool composed of a porous viscoelastic material such as foamed polyurethane or a polishing cloth such as a nonwoven fabric, a polishing wheel, a polishing tool having fixed abrasive grains such as a polishing wheel or a laminated film. Hereinafter, these are collectively referred to as a polishing pad.

【0008】本発明の研磨方法は、回転する被研磨対象
の被研磨面に対面するリング状研磨面を有する研磨パッ
ドを回転させて、前記研磨パッドの研磨面により前記被
研磨対象の被研磨面を研磨する研磨方法であって、前記
研磨パッドの回転軸を前記被研磨対象の被研磨面に直交
する軸に対して所定の微小角度傾斜させ、かつ、前記リ
ング状研磨面を前記回転軸に直交する面に対して前記所
定の微小角度で傾斜させ、前記研磨パッドのリング状
磨面を前記被研磨対象の被研磨面に摺接させ、前記被研
磨対象と前記研磨パッドとを一定方向に相対移動させて
当該被研磨面を研磨する。
[0008] The polishing method of the present invention, a polishing pad having a ring-like abrasive surface facing to the surface to be polished of the polishing target to rotate by rotating, polished surface of the object to be polished by the polishing surface of said polishing pad A polishing method for polishing, wherein the rotation axis of the polishing pad is inclined at a predetermined minute angle with respect to an axis orthogonal to the surface to be polished of the object to be polished, and the ring-shaped polishing surface is the rotation axis. The ring-shaped polishing surface of the polishing pad is slid on the surface to be polished of the object to be polished by inclining at a predetermined minute angle with respect to an orthogonal surface, and the object to be polished and the polishing pad are And are relatively moved in a fixed direction to polish the surface to be polished.

【0009】本発明の研磨方法では、研磨パッドの研磨
面と被研磨面との摺接面積が狭小化され、被研磨面内に
おける研磨量および研磨レートの安定化を図ることがで
きる。
In the polishing method of the present invention, the sliding contact area between the polishing surface of the polishing pad and the surface to be polished is narrowed, and the amount of polishing and the polishing rate in the surface to be polished can be stabilized.

【0010】本発明の研磨パッドは、被研磨対象の被研
磨面に摺接して前記被研磨面を研磨する研磨面が、回転
軸に直交する面に対して所定の角度で傾斜している。
In the polishing pad of the present invention, the polishing surface for slidingly contacting the surface to be polished of the object to be polished and polishing the surface to be polished is inclined at a predetermined angle with respect to the plane orthogonal to the rotation axis.

【0011】本発明の研磨パッドでは、研磨面が回転軸
に直交する面に対して傾斜しているため、回転軸を傾斜
させて研磨パッドを保持し回転することによって、当該
傾斜した研磨面の狭小な一部が被研磨対象の被研磨面に
摺接することになる。
In the polishing pad of the present invention, since the polishing surface is inclined with respect to the plane orthogonal to the rotation axis, the rotation axis is inclined and the polishing pad is held and rotated, whereby the inclined polishing surface is rotated. A small part comes into sliding contact with the surface to be polished of the object to be polished.

【0012】本発明の研磨パッドの形成方法は、研磨パ
ッドによって研磨される被研磨対象が保持されるべき保
持面に直交する軸に対して回転軸が所定の角度で傾斜し
た状態で研磨パッドを回転させ、前記保持面の所定の位
置に設けられた前記研磨パッドの研磨面を仕上げるフェ
ーシング用工具と前記研磨パッドとを当接させながら、
前記研磨パッドを前記保持面に沿う方向に相対移動させ
て前記研磨パッドの研磨面を形成する。
The method of forming a polishing pad according to the present invention is a method of forming a polishing pad in a state where a rotation axis is inclined at a predetermined angle with respect to an axis orthogonal to a holding surface on which an object to be polished to be polished is held. While rotating, while bringing the polishing pad into contact with a facing tool for finishing the polishing surface of the polishing pad provided at a predetermined position of the holding surface,
The polishing pad is relatively moved in a direction along the holding surface to form a polishing surface of the polishing pad.

【0013】本発明の研磨パッドの形成方法では、被研
磨対象の保持面と研磨パッドの回転軸の傾斜する位置関
係が、研磨パッドの研磨面に容易にかつ高精度に転写さ
れることになる。
In the method for forming a polishing pad according to the present invention, the positional relationship in which the holding surface of the object to be polished and the rotation axis of the polishing pad are inclined is easily and highly accurately transferred to the polishing surface of the polishing pad. .

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形
態に係る研磨装置の全体斜視図であり、図1に示す本実
施形態に係る研磨装置30は、被研磨対象としてのウェ
ハの被研磨面を研磨するための装置である。また、図2
は図1に示す研磨装置の研磨パッドの駆動機構部および
ウェハ保持機構部の概略構成図であり、(a)は上面
図、(b)は正面図、(c)は側面図である。図3は研
磨パッド付近の要部断面図であり、図4は研磨パッドの
底面図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall perspective view of a polishing apparatus according to an embodiment of the present invention. A polishing apparatus 30 according to the present embodiment shown in FIG. 1 is for polishing a surface to be polished of a wafer to be polished. It is a device. Also, FIG.
2A and 2B are schematic configuration diagrams of a drive mechanism unit and a wafer holding mechanism unit of the polishing pad of the polishing apparatus shown in FIG. 1, where FIG. 3A is a top view, FIG. 2B is a front view, and FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of essential parts near the polishing pad, and FIG. 4 is a bottom view of the polishing pad.

【0015】図1に示すように、この研磨装置30の研
磨パッド8を保持する主軸の回転駆動機構部は、研磨パ
ッド8を回転させる主軸スピンドル32と、主軸スピン
ドル32をZ軸方向に移動可能に保持するZ軸スライダ
73と、Z軸スライダ73の上面の2か所に一端が固定
された荷重を検出するためのロードセル81と、ロード
セル81の他端が固定され、Z軸方向に移動可能に支持
されたサブスライド82と、サブスライド82をZ軸方
向に駆動するZ軸駆動モータ74とから主に構成されて
いる。また、研磨装置30のウェハWの保持および移動
を行う移動保持機構部は、X軸テーブル6によって主に
構成されている。
As shown in FIG. 1, the rotary drive mechanism portion of the main spindle for holding the polishing pad 8 of the polishing apparatus 30 is capable of moving the main spindle 32 for rotating the polishing pad 8 and the main spindle 32 in the Z-axis direction. The Z-axis slider 73 held at the position, a load cell 81 having one end fixed to two positions on the upper surface of the Z-axis slider 73 for detecting a load, and the other end of the load cell 81 fixed to be movable in the Z-axis direction. The sub-slide 82 supported by the sub-slide 82 and a Z-axis drive motor 74 that drives the sub-slide 82 in the Z-axis direction are mainly configured. Further, the movement holding mechanism section for holding and moving the wafer W of the polishing apparatus 30 is mainly configured by the X-axis table 6.

【0016】Z軸スライダ73は、コラム71の側面に
設けられたZ軸ガイド72に沿ってZ軸方向に移動可能
になっている。Z軸スライダ73の移動によって主軸ス
ピンドル32のZ軸方向の移動が行われる。Z軸スライ
ダ73に一端が固定されたロードセル81は、主軸のZ
軸方向に掛かる荷重を検出する。ロードセル81の他端
はサブスライド82に固定されており、ロードセル81
によって保持された状態でZ軸スライダ73とともにZ
軸方向の移動を行う。ロードセル81は、図2に示すよ
うに、Z軸スライダ73に対する作用点Pが主軸中心O
およびZ軸ガイド72と一直線上にあるようにZ軸スラ
イダ73に対して固定される。
The Z-axis slider 73 is movable in the Z-axis direction along a Z-axis guide 72 provided on the side surface of the column 71. The movement of the Z-axis slider 73 causes the spindle spindle 32 to move in the Z-axis direction. The load cell 81 whose one end is fixed to the Z-axis slider 73 is
Detects the load applied in the axial direction. The other end of the load cell 81 is fixed to the sub slide 82.
Z together with the Z-axis slider 73 while being held by
Performs axial movement. In the load cell 81, as shown in FIG. 2, the point of action P on the Z-axis slider 73 is the center O of the spindle.
It is fixed to the Z-axis slider 73 so as to be aligned with the Z-axis guide 72.

【0017】サブスライド82は、図2に示すように、
サブスライドガイド74aに沿ってZ軸方向に移動自在
となっており、このサブスライド82は、Z軸方向にね
じ込まれたボールネジ87にカップリング89を介して
連結されたZ軸駆動モータ74の駆動によってZ軸方向
に駆動される。
The sub-slide 82, as shown in FIG.
The sub-slide 82 is movable along the sub-slide guide 74a in the Z-axis direction. The sub-slide 82 is driven by a Z-axis drive motor 74 connected to a ball screw 87 screwed in the Z-axis direction via a coupling 89. Driven in the Z-axis direction.

【0018】また、Z軸スライダ73の上面の両端部に
は、図1,図2に示すように、2本のワイヤ84の一端
がそれぞれ接続されている。これらのワイヤ84の他端
には、図2に示すように、カウンタウエイト86がそれ
ぞれ連結されており、これらのカウンタウエイト86は
プーリ83を介して吊り下げられている。カウンタウエ
イト86の荷重はZ軸スライダ73の荷重にほぼ等しい
荷重となっており、これによってロードセル81にかか
るZ軸スライダ73の荷重はほぼキャンセルされるよう
になっており、ロードセル81に掛かる荷重が軽減され
ている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, one ends of two wires 84 are connected to both ends of the upper surface of the Z-axis slider 73, respectively. As shown in FIG. 2, counterweights 86 are respectively connected to the other ends of these wires 84, and these counterweights 86 are suspended via a pulley 83. The load of the counterweight 86 is almost equal to the load of the Z-axis slider 73, and thus the load of the Z-axis slider 73 applied to the load cell 81 is almost canceled, and the load applied to the load cell 81 is reduced. Has been reduced.

【0019】主軸スピンドル32は、Z軸スライダ73
によって保持されており、Z軸方向の移動が可能となっ
ている。この主軸スピンドル32の軸線Oは、X軸テー
ブル6のウェハ保持面に直交するテーブル軸に対して所
定の角度で傾斜している。主軸スピンドル32の軸線O
を傾斜させるには、例えば、主軸スピンドル32をZ軸
スライダ73に固定する際に、Z軸方向に対して所定の
角度で傾斜するように設置する。傾斜角度は、Z軸スラ
イダ73をZ軸ガイド72に設置する際に調整可能であ
る。例えば、主軸スピンドル32とZ軸スライダ73締
結ボルトの締め付け力を調整することにより、傾斜角度
を調整する。また、傾斜角度のオーダは、例えば、Z軸
方向の100mm当たり、これに直交する方向に数μm
程度傾斜する程度のオーダであり、微小な角度である。
The main spindle 32 has a Z-axis slider 73.
It is held by and can be moved in the Z-axis direction. The axis O of the main spindle 32 is inclined at a predetermined angle with respect to the table axis orthogonal to the wafer holding surface of the X-axis table 6. Axis O of main spindle 32
To incline, for example, when fixing the main spindle 32 to the Z-axis slider 73, it is installed so as to incline at a predetermined angle with respect to the Z-axis direction. The tilt angle can be adjusted when the Z-axis slider 73 is installed on the Z-axis guide 72. For example, the tilt angle is adjusted by adjusting the tightening force between the main spindle 32 and the Z-axis slider 73 fastening bolt. In addition, the order of the inclination angle is, for example, per 100 mm in the Z-axis direction, several μm in the direction orthogonal to this.
It is on the order of inclining, and is a minute angle.

【0020】また、主軸スピンドル32は、図3に示す
ように、主軸36と主軸ハウジング38とを有する。主
軸36の下部には、定盤34が取付固定してある。定盤
34の中心部には、ノズル孔42が形成してあり、この
ノズル孔42に、ノズル管40の下端部が接触しないよ
うに挿入されるようになっている。ノズル管40から
は、研磨液としてのスラリーが吐出するようになってい
る。ノズル管40は、回転せず、定盤34が主軸36に
より回転可能になっている。主軸36は、図示省略して
あるモータにより回転駆動される。ノズル管40から供
給されるスラリーとしては、化学機械研磨を可能とする
研磨スラリーが用いられ、例えば粉状の酸化シリコン(
SiO2 ) と水酸化カリウム( KOH) との水溶液など
が用いられる。図3,図4に示すように、本実施形態で
は、ノズル孔42は、その下部にスラリー分配用端板4
6が残されるように、定盤34に形成してある。しか
も、定盤34の下面には、放射状溝44が形成してあ
り、その放射状溝44の中心部が、ノズル孔42に対し
て連通するようになっている。
The main spindle 32 has a main spindle 36 and a main spindle housing 38, as shown in FIG. A surface plate 34 is attached and fixed to a lower portion of the main shaft 36. A nozzle hole 42 is formed in the center of the surface plate 34, and the nozzle hole 42 is inserted so that the lower end of the nozzle tube 40 does not come into contact with the nozzle hole 42. Slurry as a polishing liquid is discharged from the nozzle tube 40. The nozzle tube 40 does not rotate, and the surface plate 34 is rotatable by the main shaft 36. The main shaft 36 is rotationally driven by a motor (not shown). As the slurry supplied from the nozzle tube 40, a polishing slurry that enables chemical mechanical polishing is used. For example, powdery silicon oxide (
An aqueous solution of SiO 2 ) and potassium hydroxide (KOH) is used. As shown in FIGS. 3 and 4, in the present embodiment, the nozzle hole 42 has the end plate 4 for slurry distribution at the lower part thereof.
It is formed on the surface plate 34 so that 6 is left. Moreover, radial grooves 44 are formed on the lower surface of the surface plate 34, and the central portions of the radial grooves 44 communicate with the nozzle holes 42.

【0021】X軸テーブル6は、図示しないレールに沿
ってX軸方向に移動自在に設けられたスライダ上に回転
自在に装着してある。X軸テーブル6は、比較的低速回
転なので、モータ、プーリおよび平ベルトなどにより回
転駆動される。X軸テーブル6の大きさは、特に限定さ
れないが、たとえば、直径約200mmの円盤状をして
いる。X軸テーブル6の上部には、多孔質部材などで構
成されるチャックが装着してある。X軸テーブル6を回
転させる回転軸には、その軸心に沿って真空引き用通路
が形成してある。この通路を通して真空引きすること
で、ウェハWがX軸テーブル6の表面に真空吸着される
ようになっている。
The X-axis table 6 is rotatably mounted on a slider movably provided in the X-axis direction along a rail (not shown). Since the X-axis table 6 rotates at a relatively low speed, it is rotationally driven by a motor, a pulley, a flat belt and the like. The size of the X-axis table 6 is not particularly limited, but is, for example, a disk shape having a diameter of about 200 mm. A chuck composed of a porous member or the like is mounted on the upper portion of the X-axis table 6. A vacuum evacuation passage is formed along the axis of the rotary shaft that rotates the X-axis table 6. By drawing a vacuum through this passage, the wafer W is vacuum-adsorbed on the surface of the X-axis table 6.

【0022】図3,図4に示すように、定盤34の下面
の外周に、リング状研磨パッド8が接着などで取り付け
てある。このリング状の研磨パッド8の回転中心は、上
記の主軸スピンドル32および主軸36の軸心Oに一致
しており、研磨パッド8の研磨面8aは、後述するよう
に、主軸スピンドル32の軸心Oに直交する面に対して
所定の角度で傾斜している。この研磨面8aの傾斜角度
は、主軸スピンドル32の軸心Oの傾斜角度に等しい。
また、この研磨パッド8は、発泡ポリウレタンなどの多
孔質粘弾性材で構成される。この研磨パッド8の外径D
は、ウェハWの外径と略同じまたはそれよりも小さい外
径である。前述した放射状溝44は、研磨パッド8の内
周面まで延びるように形成してある。リング状の研磨パ
ッド8の半径方向幅dは、本実施形態では、20mmで
ある。また、定盤34の外径Dは、200mmである。
As shown in FIGS. 3 and 4, a ring-shaped polishing pad 8 is attached to the outer periphery of the lower surface of the surface plate 34 by adhesion or the like. The center of rotation of the ring-shaped polishing pad 8 coincides with the axis O of the spindle spindle 32 and the spindle 36, and the polishing surface 8a of the polishing pad 8 has an axis center of the spindle spindle 32, as will be described later. It is inclined at a predetermined angle with respect to the plane orthogonal to O. The inclination angle of the polishing surface 8a is equal to the inclination angle of the axis O of the main spindle 32.
The polishing pad 8 is made of a porous viscoelastic material such as foamed polyurethane. Outer diameter D of this polishing pad 8
Is an outer diameter that is substantially the same as or smaller than the outer diameter of the wafer W. The radial grooves 44 described above are formed so as to extend to the inner peripheral surface of the polishing pad 8. The radial width d of the ring-shaped polishing pad 8 is 20 mm in this embodiment. The outer diameter D of the surface plate 34 is 200 mm.

【0023】また、図1に示すように、研磨装置30
は、例えば図示しない搬送装置によって運ばれてきたウ
ェハカセット61に収納された未研磨状態のウェハWを
真空吸着によって把持してロードバッファ63まで運ん
で待機し、X軸テーブル6上のウェハWの研磨が完了し
てアンロードされたら、図1の開口部90を通じてロー
ドバッファ63上のウェハWをX軸テーブル6にロード
するローダチャック55と、X軸テーブル6上で研磨が
完了したウェハWを開口部90を通じて真空吸着によっ
て保持し、これをアンロードバッファ65まで運ぶアン
ローダチャック64と、アンロードバッファ65上に載
置されたウェハWの表面を洗浄してウェハカセット67
に収容するウェハ洗浄ブラシ66とを備えている。
Further, as shown in FIG.
Holds, by vacuum suction, an unpolished wafer W stored in a wafer cassette 61 carried by a carrier device (not shown), carries it to the load buffer 63, and waits for the wafer W on the X-axis table 6. When the polishing is completed and unloaded, the loader chuck 55 that loads the wafer W on the load buffer 63 onto the X-axis table 6 through the opening 90 of FIG. 1 and the wafer W that has been polished on the X-axis table 6 are loaded. The wafer cassette 67 is cleaned by vacuum suction through the opening 90 and carries the unloader chuck 64 to the unload buffer 65 and the surface of the wafer W placed on the unload buffer 65.
And a wafer cleaning brush 66 to be housed in.

【0024】次に、本実施形態に係る研磨装置30の動
作を説明する。まず、上記したウェハカセット61に収
納された未研磨状態のウェハWをローダチャック55に
よってロードバッファ63上に載置する。X軸テーブル
6上のウェハWの研磨が完了してアンローダチャック6
5によってアンロードされると、ローダチャック55は
ロードバッファ63上に載置されたウェハWをX軸テー
ブル6上に運び、ウェハWの被研磨面を図中上にして載
置する。そして、X軸テーブル6の吸引装置が吸引を開
始し、その表面に吸引力が生じ、X軸テーブル6の上に
載置されたウェハWがX軸テーブル6に吸着される。
Next, the operation of the polishing apparatus 30 according to this embodiment will be described. First, the unpolished wafer W stored in the wafer cassette 61 is placed on the load buffer 63 by the loader chuck 55. After the polishing of the wafer W on the X-axis table 6 is completed, the unloader chuck 6
When unloaded by 5, the loader chuck 55 carries the wafer W placed on the load buffer 63 onto the X-axis table 6 and places the wafer W to be polished with the surface to be polished facing up in the figure. Then, the suction device of the X-axis table 6 starts suction, a suction force is generated on the surface thereof, and the wafer W placed on the X-axis table 6 is suctioned to the X-axis table 6.

【0025】次いで、主軸スピンドル32の駆動によっ
て、定盤34を、例えば、回転速度1000〜3000
rpmの高速で回転させる。また、モータの駆動によっ
てX軸テーブル6をウェハWと共に、例えば、回転速度
数十rpmの低速で回転させる。また、ウェハWの上方
に研磨パッド8が位置するように、図示しないレールに
沿ってX軸方向に移動自在に設けられたスライダを当該
レールに沿ってX軸方向に移動する。このとき、図3に
示すノズル管40を介して、スラリー供給装置からのス
ラリーが、ノズル孔42から吐出され、回転による遠心
力で、放射状44を通して、研磨パッド8の内周側に供
給される。
Next, by driving the main spindle 32, the surface plate 34 is rotated at a rotational speed of, for example, 1000 to 3000.
Rotate at high speed of rpm. Further, the X-axis table 6 is rotated together with the wafer W by driving the motor at a low speed of several tens rpm, for example. Further, a slider provided so as to be movable in the X-axis direction along a rail (not shown) is moved in the X-axis direction along the rail so that the polishing pad 8 is located above the wafer W. At this time, the slurry from the slurry supply device is discharged from the nozzle hole 42 via the nozzle pipe 40 shown in FIG. 3, and is supplied to the inner peripheral side of the polishing pad 8 through the radial 44 by the centrifugal force due to the rotation. .

【0026】そして、Z軸駆動モータ74の駆動によっ
て主軸スピンドル32がZ軸方向に所定の位置まで下降
する。これにより、ウェハWの被研磨面に研磨パッド8
の研磨面8aの一部が接触する。この状態で、図示しな
い駆動装置からの駆動力によって、図示しないスライダ
がレールに沿って所定の周期および振幅でX軸テーブル
6の往復運動を行い、ウェハWが研磨パッド8に対して
トラバース運動(回転半径方向に往復移動)を行う。な
お、このトラバース運動の速度は、例えば5〜400
(mm/分)である。このトラバース運動に際して、研
磨パッド8およびウェハWは共に回転する。
Then, the spindle spindle 32 is lowered to a predetermined position in the Z-axis direction by driving the Z-axis drive motor 74. As a result, the polishing pad 8 is applied to the surface to be polished of the wafer W.
A part of the polishing surface 8a of the above contacts. In this state, a slider (not shown) reciprocates the X-axis table 6 along the rail at a predetermined cycle and amplitude by a driving force from a driver (not shown), and the wafer W traverses the polishing pad 8 ( Reciprocating movement in the radial direction of rotation). The speed of this traverse motion is, for example, 5 to 400.
(Mm / min). During this traverse movement, the polishing pad 8 and the wafer W rotate together.

【0027】ここで、上記のウェハWの被研磨面に研磨
パッド8の研磨面8aの一部が接触した状態で研磨加工
を行う様子を図5に示す。図5に示すように、研磨パッ
ド8の回転中心である主軸スピンドル32の軸心Oは、
X軸テーブル6のウェハ保持面に直交するテーブル軸T
に対して微小な傾斜角度θで傾斜した状態となってい
る。一方、研磨パッド8の研磨面8aも傾斜角度θと同
じ角度で主軸スピンドル32の軸心Oに直交する面に対
して傾斜している。なお、研磨パッド8の研磨面8aの
フェーシング加工については後述する。傾斜角度θは、
図面上では説明の便宜上大きく示したが、実際には、主
軸36が100mm当たり数μm程度のオーダで傾斜す
る微小な角度である。
Here, FIG. 5 shows a state in which polishing is carried out with a part of the polishing surface 8a of the polishing pad 8 contacting the surface to be polished of the wafer W. As shown in FIG. 5, the axis O of the main spindle 32, which is the center of rotation of the polishing pad 8, is
Table axis T orthogonal to the wafer holding surface of the X-axis table 6
It is in a state of being inclined at a small inclination angle θ. On the other hand, the polishing surface 8a of the polishing pad 8 is also inclined at the same angle as the inclination angle θ with respect to the surface orthogonal to the axis O of the main spindle 32. The facing process of the polishing surface 8a of the polishing pad 8 will be described later. The tilt angle θ is
Although it is shown large in the drawings for the sake of convenience of explanation, in reality, the main axis 36 is a minute angle that inclines on the order of several μm per 100 mm.

【0028】図5において、研磨パッド8は矢印Dの向
きに高速で回転しており、ウェハWは矢印Cの方向に低
速で回転しており、研磨パッド8の研磨面8aとウェハ
Wの被研磨面とは、摺接部Sで摺接する。この摺接部S
においてウェハWの被研磨面の研磨加工が行われること
になる。
In FIG. 5, the polishing pad 8 is rotating at a high speed in the direction of arrow D, the wafer W is rotating at a low speed in the direction of arrow C, and the polishing surface 8a of the polishing pad 8 and the wafer W are covered. The sliding surface makes sliding contact with the polishing surface. This sliding contact part S
At, the surface of the wafer W to be polished is polished.

【0029】さらに、研磨パッド8は、ウェハWの被研
磨面に対して加工圧力Lで押しつけられている。研磨パ
ッド8のウェハWの被研磨面に対する加工圧力Lは、上
記したZ軸駆動モータ74を駆動することによって調整
することができる。すなわち、Z軸駆動モータ74を駆
動すると、研磨パッド8のウェハWの被研磨面に対する
加工圧力Lに応じた力がロードセル81によって検出さ
れる。ロードセル81の検出信号に基づいてZ軸駆動モ
ータ74を駆動制御することにより、加工圧力Lの調整
が可能となる。
Further, the polishing pad 8 is pressed against the surface to be polished of the wafer W with the processing pressure L. The processing pressure L of the polishing pad 8 on the surface to be polished of the wafer W can be adjusted by driving the Z-axis drive motor 74 described above. That is, when the Z-axis drive motor 74 is driven, the load cell 81 detects a force corresponding to the processing pressure L of the polishing pad 8 on the surface to be polished of the wafer W. By controlling the Z-axis drive motor 74 based on the detection signal of the load cell 81, the processing pressure L can be adjusted.

【0030】図5における研磨パッド8の研磨面8a
は、図6に示すように、主軸36の軸心Oのテーブル軸
Tに対する傾斜角度θと同じ角度に形成されている。こ
のため、図5に示した摺接部Sの形状は、加工圧力Lの
大きさを変更することによって例えば図7に示すように
変化する。加工圧力Lが小さい時は、図7(a)に示す
ように、摺接部Sは研磨面8aの全体に比べて非常に微
小な面積を有する接線形状となる。加工圧力Lを大きく
していくと、図7(b)に示すように、摺接部Sは扇状
に拡大する。これは、加工圧力Lによって研磨パッド8
の研磨面8aに弾性変形が生じるためである。
Polishing surface 8a of polishing pad 8 in FIG.
6, is formed at the same angle as the inclination angle θ of the axis O of the main shaft 36 with respect to the table axis T. Therefore, the shape of the sliding contact portion S shown in FIG. 5 changes as shown in FIG. 7, for example, by changing the magnitude of the processing pressure L. When the processing pressure L is small, as shown in FIG. 7A, the sliding contact portion S has a tangential shape having a very small area as compared with the entire polishing surface 8a. As the processing pressure L is increased, the sliding contact portion S expands in a fan shape as shown in FIG. This is because the polishing pad 8
This is because elastic deformation occurs on the polishing surface 8a.

【0031】さらに、加工圧力Lを大きくしていくと、
図7(c)に示すように、扇状の摺接部Sはさらに拡大
していく。すなわち、加工圧力Lを大きくしていくと、
リング状の研磨パッド8の軸心Oがテーブル軸Tに対し
て傾斜しておらず、研磨面8aもウェハWの被研磨面に
対して平行な場合の摺接と同様な状態に近づいていくの
がわかる。したがって、本実施形態では、加工圧力Lを
調整することにより、研磨面8aとウェハWの被研磨面
との摺接部Sの面積を適切な範囲に狭小化することがで
きる。
Further, when the processing pressure L is increased,
As shown in FIG. 7C, the fan-shaped sliding contact portion S further expands. That is, when the processing pressure L is increased,
The axis O of the ring-shaped polishing pad 8 is not inclined with respect to the table axis T, and the polishing surface 8a approaches a state similar to the sliding contact when parallel to the surface to be polished of the wafer W. I understand. Therefore, in this embodiment, by adjusting the processing pressure L, the area of the sliding contact portion S between the polishing surface 8a and the surface to be polished of the wafer W can be narrowed to an appropriate range.

【0032】また、研磨パッド8の研磨面8aによるウ
ェハWの被研磨面の研磨量は、摺接部Sの面積に応じた
量となる。すなわち、摺接部Sの面積が小さいと研磨量
は少なく、摺接部Sの面積が大きいと研磨量は多い。こ
のことから、加工圧力Lを調整して摺接部Sの面積を調
整することによって、研磨量の調整が可能となる。
The amount of polishing of the surface to be polished of the wafer W by the polishing surface 8a of the polishing pad 8 is an amount corresponding to the area of the sliding contact portion S. That is, the polishing amount is small when the area of the sliding contact portion S is small, and the polishing amount is large when the area of the sliding contact portion S is large. Therefore, the polishing amount can be adjusted by adjusting the processing pressure L and the area of the sliding contact portion S.

【0033】摺接部Sの面積は、加工圧力Lの調整によ
る方法以外に、主軸36の傾斜角度θおよび研磨パッド
8の研磨面8aの傾斜角度θを調整することによっても
変更することができる。すなわち、一定の加工圧力Lの
下では、主軸36および研磨パッド8の研磨面8aの傾
斜角度θを大きくするほど摺接部Sの形状は接線状とな
り、傾斜角度θを小さくするほど摺接部Sの形状は扇状
になる。したがって、研磨装置30のZ軸スライダ73
をZ軸ガイド72に設置する際に、予め傾斜角度θを調
整することによって研磨量の調整が可能となる。なお、
Z軸スライダ73の傾斜角度をリアルタイムに変更可能
な傾斜機構を研磨装置30に装備することも可能であ
る。この場合には、摺接部Sの面積をリアルタイムに変
更することができる。
The area of the sliding contact portion S can be changed by adjusting the inclination angle θ of the main shaft 36 and the inclination angle θ of the polishing surface 8a of the polishing pad 8 in addition to the method of adjusting the processing pressure L. . That is, under a constant processing pressure L, the larger the inclination angle θ of the main shaft 36 and the polishing surface 8a of the polishing pad 8, the more the sliding contact portion S becomes tangential, and the smaller the inclination angle θ, the smaller the sliding contact portion. The shape of S becomes a fan shape. Therefore, the Z-axis slider 73 of the polishing apparatus 30
It is possible to adjust the polishing amount by adjusting the inclination angle θ in advance when the Z is installed on the Z-axis guide 72. In addition,
It is also possible to equip the polishing apparatus 30 with a tilting mechanism capable of changing the tilt angle of the Z-axis slider 73 in real time. In this case, the area of the sliding contact portion S can be changed in real time.

【0034】上記のように、主軸36の軸心Oおよび研
磨パッド8の研磨面8aを傾斜させ、研磨面8aのごく
一部のみをウェハWの被研磨面に摺接させて研磨するこ
とにより、ウェハWの被研磨面は、ノズル管40から供
給されたスラリー中のアルカリ成分による化学的研磨作
用と、直径約0.1μm程度のシリカなどの研磨粒子に
よる機械的研磨作用と、さらにこれらの相乗研磨作用に
より、メカノケミカル研磨(CMP)が良好に行われ
る。
As described above, the axis O of the main shaft 36 and the polishing surface 8a of the polishing pad 8 are inclined, and only a small portion of the polishing surface 8a is slidably brought into contact with the surface to be polished of the wafer W for polishing. The surface of the wafer W to be polished has a chemical polishing action due to an alkaline component in the slurry supplied from the nozzle tube 40, a mechanical polishing action due to polishing particles such as silica having a diameter of about 0.1 μm, and further Due to the synergistic polishing action, mechanochemical polishing (CMP) is favorably performed.

【0035】このとき、摺接部Sを微小な面積とするこ
とができるため、ウェハWの被研磨面の凹凸の影響を受
けにくくなる。このため、研磨加工中に摺接部Sの面積
を安定させることができ、研磨量の均一性を大幅に向上
させることができる。また、摺接部Sを微小な面積とす
ることができるため、スラリーの分布が摺接部S内にお
いては安定することになる。このため、単位時間あたり
の研磨量である研磨レートの変動が非常に少なくなる。
このため、研磨レートの均一性を大幅に向上させること
ができる。また、リング状の研磨パッド8を用いて研磨
を行うことで、研磨面8aの径方向の長さが短くなり、
摺接部S内での周速差はほとんどなく、研磨量のばらつ
きが最小限に抑制される。さらに、摺接部Sは微小な面
積であるため、加工圧力Lの絶対値は非常に小さな値で
も十分な面圧が得られる。
At this time, since the sliding contact portion S can be made to have a minute area, it is less likely to be affected by the unevenness of the surface to be polished of the wafer W. Therefore, the area of the sliding contact portion S can be stabilized during the polishing process, and the uniformity of the polishing amount can be significantly improved. Further, since the sliding contact portion S can have a small area, the slurry distribution becomes stable in the sliding contact portion S. Therefore, the fluctuation of the polishing rate, which is the polishing amount per unit time, becomes extremely small.
Therefore, the uniformity of the polishing rate can be significantly improved. Further, by performing polishing using the ring-shaped polishing pad 8, the radial length of the polishing surface 8a becomes shorter,
There is almost no difference in peripheral speed in the sliding contact portion S, and variation in the polishing amount is suppressed to the minimum. Further, since the sliding contact portion S has a minute area, a sufficient surface pressure can be obtained even if the absolute value of the processing pressure L is very small.

【0036】研磨装置30による研磨加工が完了する
と、ウェハWは、図1に示す開口部30からアンローダ
チャック64によってアンロードバッファ65まで運ば
れ、ウェハ洗浄ブラシ66によって洗浄された後、ウェ
ハカセット67に収納される。
When the polishing process by the polishing apparatus 30 is completed, the wafer W is carried from the opening 30 shown in FIG. 1 to the unload buffer 65 by the unloader chuck 64, cleaned by the wafer cleaning brush 66, and then the wafer cassette 67. Is stored in.

【0037】以上のように、本実施形態では、摺接部S
における研磨量および研磨レートが安定しており、ま
た、加工圧力Lの絶対値が非常に小さくてもよいことか
ら、研磨量を制御することが非常に容易となる。すなわ
ち、例えば、加工圧力Lまたは主軸36の軸心Oの傾斜
角度θを調整して摺接部Sの面積を調整することによっ
てウェハWの被研磨面内の研磨量を制御したり、ウェハ
Wを保持するX軸テーブルの送り速度を調整することに
よって研磨量を制御したりする際に、摺接部Sにおける
研磨量および研磨レートのバラツキや変動がほとんどな
いため、加工圧力Lや軸心Oの傾斜角度θやX軸テーブ
ルの送り速度を数値制御化しても所望の研磨精度を容易
に得ることができる。
As described above, in this embodiment, the sliding contact portion S
Since the polishing amount and the polishing rate are stable and the absolute value of the processing pressure L may be very small, it becomes very easy to control the polishing amount. That is, for example, by adjusting the processing pressure L or the inclination angle θ of the axis O of the main shaft 36 to adjust the area of the sliding contact portion S, the amount of polishing in the surface to be polished of the wafer W can be controlled, or the wafer W can be controlled. When the polishing amount is controlled by adjusting the feed rate of the X-axis table that holds the machining amount, there is almost no variation or fluctuation in the polishing amount and the polishing rate at the sliding contact portion S, so the processing pressure L and the axis O The desired polishing accuracy can be easily obtained even if the inclination angle θ of the above and the feed rate of the X-axis table are numerically controlled.

【0038】また、本実施形態では、研磨パッド8の研
磨面8aの極一部がウェハWの被研磨面に摺接すること
から、研磨パッド8の摩耗は非常に少なく、研磨パッド
8の長寿命化を図ることができる。さらに、研磨パッド
8の研磨面8aの極一部がウェハWの被研磨面に摺接す
ることから、研磨パッド8の研磨面8aの目づまりする
割合も大幅に減少する。
Further, in this embodiment, since a very small part of the polishing surface 8a of the polishing pad 8 is in sliding contact with the surface to be polished of the wafer W, the polishing pad 8 is hardly worn and the polishing pad 8 has a long life. Can be realized. Further, since a part of the polishing surface 8a of the polishing pad 8 is in sliding contact with the surface to be polished of the wafer W, the rate of clogging of the polishing surface 8a of the polishing pad 8 is significantly reduced.

【0039】また、本実施形態の研磨パッド8は、図8
(a)に示すように、基本的には、研磨パッド8の回転
軸がウェハWの被研磨面に略直交しており、ウェハWの
被研磨面に対面する研磨面8aによってウェハWの被研
磨面の研磨加工を行う研磨方式である。研磨面8aのウ
ェハWの被研磨面との摺接部は、円弧形状(扇形状)で
あるため、研磨面8aに凹凸が存在しても、ウェハWの
被研磨面には凹凸がランダムに形成されることになる。
このため、本実施形態では研磨加工後のウェハWの被研
磨面の平面性が良好となる。一方、図8(b)に示すよ
うに、研磨パッド101の回転軸がウェハWの被研磨面
に対して平行で、研磨パッド101の外周面である研磨
面101aによってウェハWの被研磨面を研磨加工する
研磨方式の場合には、研磨面101aの凹凸がウェハW
の被研磨面にそのまま転写されるため、研磨加工後のウ
ェハWの被研磨面の表面性が悪い。
Further, the polishing pad 8 of this embodiment is shown in FIG.
As shown in (a), basically, the rotation axis of the polishing pad 8 is substantially orthogonal to the surface to be polished of the wafer W, and the surface to be polished of the wafer W is covered by the surface to be polished 8a facing the surface to be polished of the wafer W. This is a polishing method for polishing the polishing surface. Since the sliding contact portion of the polishing surface 8a with the surface to be polished of the wafer W has an arc shape (fan shape), even if the polishing surface 8a has irregularities, the surface to be polished of the wafer W has random irregularities. Will be formed.
Therefore, in the present embodiment, the flatness of the surface to be polished of the wafer W after polishing is good. On the other hand, as shown in FIG. 8B, the rotation axis of the polishing pad 101 is parallel to the surface to be polished of the wafer W, and the surface to be polished of the wafer W is fixed by the polishing surface 101a which is the outer peripheral surface of the polishing pad 101. In the case of the polishing method of polishing, the unevenness of the polishing surface 101a is
Since it is directly transferred to the surface to be polished, the surface property of the surface to be polished of the wafer W after polishing is poor.

【0040】また、本実施形態では、リング状の研磨パ
ッド8を用いることで、研磨による平坦性も向上する。
従来では、円盤状の研磨パッドの内周側と外周側とで、
パッドの周速度差が大きいため、それらの部分で加工さ
れる段差による加振力の周波数差が大きくなっていた。
このため、たとえば内周側で都合良く段差を加工できる
程度の研磨パッド回転速度であるとすると、外周側で
は、段差の加工残りが大きくなるおそれがあった。本実
施形態では、リング状の研磨パッド8を用いることで、
内外周における周速度の差を小さくすることができ、研
磨能力の均一性が向上し、結果として得られる被研磨面
の平坦性が向上する。
Further, in this embodiment, the flatness due to polishing is improved by using the ring-shaped polishing pad 8.
Conventionally, on the inner peripheral side and the outer peripheral side of the disk-shaped polishing pad,
Since the difference in the peripheral speed of the pad is large, the difference in the frequency of the exciting force due to the step processed in those parts is large.
For this reason, for example, if the polishing pad rotation speed is such that a step can be conveniently processed on the inner peripheral side, there is a risk that the remaining processing of the step will be large on the outer peripheral side. In this embodiment, by using the ring-shaped polishing pad 8,
The difference in peripheral speed between the inner and outer circumferences can be reduced, the uniformity of the polishing ability is improved, and the flatness of the resulting surface to be polished is improved.

【0041】ここで、上記した研磨パッド8の研磨面8
aの形成方法について説明する。まず、研磨パッド8を
上記の研磨装置30の主軸36の定盤34に装着する。
これにより、研磨パッド8の軸心Oは、図9(a)に示
すように、X軸テーブル6のテーブル軸Tに対して傾斜
角度θで傾斜した状態となる。
Here, the polishing surface 8 of the polishing pad 8 described above.
The method of forming a will be described. First, the polishing pad 8 is mounted on the surface plate 34 of the spindle 36 of the polishing device 30.
As a result, the axis O of the polishing pad 8 is tilted at the tilt angle θ with respect to the table axis T of the X-axis table 6 as shown in FIG. 9A.

【0042】次いで、図9(b)に示すように、X軸テ
ーブル6の所定の位置にフェーシング用工具Bを固定す
る。フェーシング用工具Bは例えば、ダイアモンドバイ
ト等のフェーシング用工具を使用することができる。そ
して、図9(c)に示すように、X軸テーブル6をX軸
方向に移動させて、研磨パッド8の端面部分をフェーシ
ング用工具Bに当接させ、研磨パッド8をセルフカット
する。これにより、研磨パッド8の軸心Oに直交する面
に対して傾斜角度θで傾斜した研磨面8aが形成され
る。
Next, as shown in FIG. 9B, the facing tool B is fixed to a predetermined position of the X-axis table 6. As the facing tool B, for example, a facing tool such as a diamond bite can be used. Then, as shown in FIG. 9C, the X-axis table 6 is moved in the X-axis direction to bring the end face portion of the polishing pad 8 into contact with the facing tool B, and the polishing pad 8 is self-cut. As a result, a polishing surface 8a that is inclined at an inclination angle θ with respect to the surface of the polishing pad 8 that is orthogonal to the axis O is formed.

【0043】研磨パッド8を実際に研磨加工を行う研磨
装置30に装着し、フェーシング用工具Bを用いて研磨
面8aを形成することにより、軸心Oのテーブル軸Tに
対する傾斜角度θを研磨パッド8の研磨面8aに正確に
転写することができる。上記の方法によって形成された
研磨パッド8によって、研磨加工を行うことによって、
摺接部Sにおける研磨量および研磨レートの均一性をさ
らに向上させることができる。また、上記の方法によれ
ば、本実施形態に係る研磨パッド8の研磨面8aを容易
にかつ高精度に形成することができる。
The polishing pad 8 is mounted on the polishing apparatus 30 which actually performs polishing, and the polishing surface 8a is formed by using the facing tool B, whereby the inclination angle θ of the axis O with respect to the table axis T is adjusted. 8 can be accurately transferred to the polishing surface 8a. By performing a polishing process with the polishing pad 8 formed by the above method,
It is possible to further improve the uniformity of the polishing amount and polishing rate at the sliding contact portion S. Further, according to the above method, the polishing surface 8a of the polishing pad 8 according to the present embodiment can be easily and highly accurately formed.

【0044】なお、本発明は、上述した実施形態に限定
されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変する
ことができる。例えば、上記実施形態では、主軸36を
X軸テーブル6のテーブル軸Tに対して傾斜角度θで傾
斜させるものとしたが、主軸36を傾斜させるのではな
くX軸テーブル6のウェハ保持面を傾斜角度θで傾斜さ
せることも可能である。また、X軸テーブル6によって
ウェハWをX方向に移動させることで、ウェーハWを研
磨パッド8に対して移動させたが、研磨パッド8を保持
する主軸スピンドル32をウェーハに対して往復移動さ
せても良い。ただし、スピンドル32の方が高速回転な
ので、テーブル6を往復移動させる方が、回転安定性の
観点からは好ましい。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, but can be variously modified within the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, the main shaft 36 is tilted at the tilt angle θ with respect to the table axis T of the X-axis table 6, but the main shaft 36 is not tilted but the wafer holding surface of the X-axis table 6 is tilted. It is also possible to tilt at an angle θ. Further, although the wafer W is moved with respect to the polishing pad 8 by moving the wafer W in the X direction by the X-axis table 6, the main spindle 32 for holding the polishing pad 8 is reciprocally moved with respect to the wafer. Is also good. However, since the spindle 32 rotates at a higher speed, it is preferable to reciprocate the table 6 from the viewpoint of rotational stability.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、研磨パ
ッドを傾斜させて研磨面の一部を被研磨対象の被研磨面
に摺接させて研磨するため、摺接部を微小な面積とする
ことができ、被研磨対象の被研磨面の有する凹凸の影響
を受けにくくなる。このため、研磨加工中に摺接部の実
効面積を安定させることができ、研磨量の均一性を大幅
に向上させることができる。また、摺接部を微小な面積
とすることができるため、スラリー等の研磨材の分布が
摺接部内においては安定することになる。このため、単
位時間あたりの研磨レートの変動が非常に少なくなる。
このため、研磨レートの均一性を大幅に向上させること
ができる。また、リング状の研磨パッドを用いて研磨を
行うことで、研磨面の径方向の長さが短くなり、摺接部
内での周速差はほとんどなく、研磨量のばらつきを最小
限に抑制することができるさらに、摺接部は微小な面積
であるため、加工圧力の絶対値は非常に小さな値でも十
分な面圧が得られる。
As described above, according to the present invention, since the polishing pad is inclined and a part of the polishing surface is slidably contacted with the surface to be polished of the object to be polished, the sliding contact portion is made fine. The area can be made smaller, and the area is less likely to be affected by the unevenness of the surface to be polished. Therefore, the effective area of the sliding contact portion can be stabilized during polishing, and the uniformity of the polishing amount can be significantly improved. Further, since the sliding contact portion can have a minute area, the distribution of the abrasive such as slurry is stabilized in the sliding contact portion. Therefore, the fluctuation of the polishing rate per unit time becomes very small.
Therefore, the uniformity of the polishing rate can be significantly improved. Further, by performing polishing using a ring-shaped polishing pad, the radial length of the polishing surface is shortened, there is almost no peripheral speed difference in the sliding contact portion, and variation in polishing amount is minimized. Further, since the sliding contact portion has a very small area, a sufficient surface pressure can be obtained even if the absolute value of the processing pressure is very small.

【0046】この結果、被研磨対象の被研磨面内におけ
る研磨量の制御が非常に容易となり、数値制御化された
研磨を容易にかつ高精度に行うことができ、任意の曲面
の研磨加工や高精度な研磨加工の自動化が可能となる。
As a result, it becomes very easy to control the amount of polishing within the surface to be polished, and it is possible to perform numerically controlled polishing easily and with high precision, and to perform polishing of any curved surface. Highly accurate polishing process can be automated.

【0047】また、本発明によれば、研磨パッドの研磨
面の極一部が被研磨対象の被研磨面に摺接することか
ら、研磨パッドの摩耗は非常に少なく、研磨パッドの研
磨面の目づまりする割合も大幅に減少し、研磨パッドの
長寿命化を図ることができる。
Further, according to the present invention, since a very small part of the polishing surface of the polishing pad is in sliding contact with the surface to be polished of the object to be polished, the abrasion of the polishing pad is very small, and the abrasion of the surface of the polishing pad is small. The clogging rate is also greatly reduced, and the life of the polishing pad can be extended.

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

【図1】本発明の一実施形態に係る研磨装置の全体斜視
図である。
FIG. 1 is an overall perspective view of a polishing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す研磨装置の研磨パッドの回転駆動機
構部およびウェハの移動保持機構部の概略構成図であ
り、(a)は上面図、(b)は正面図、(c)は側面図
である。
2A and 2B are schematic configuration diagrams of a rotation drive mechanism unit of a polishing pad and a wafer movement holding mechanism unit of the polishing apparatus shown in FIG. 1, in which FIG. 2A is a top view, FIG. 2B is a front view, and FIG. It is a side view.

【図3】研磨パッド付近の要部断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of essential parts near a polishing pad.

【図4】研磨パッドの底面図である。FIG. 4 is a bottom view of the polishing pad.

【図5】ウェハの被研磨面に研磨パッドの研磨面の一部
が接触した状態で研磨加工を行う様子を示す斜視図であ
る。
FIG. 5 is a perspective view showing a state in which polishing is performed with a part of the polishing surface of the polishing pad in contact with the surface to be polished of the wafer.

【図6】図5に示すウェハと研磨パッドとの位置関係を
示す断面図である。
6 is a sectional view showing a positional relationship between the wafer shown in FIG. 5 and a polishing pad.

【図7】加工圧力の大きさを変更することによる摺接部
Sの形状の形状の変化を示す説明図であって、(a)は
加工圧力が小さい場合、(b)は加工圧力を増加させた
場合、(c)は加工圧力をさらに増加させた場合であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a change in the shape of the sliding contact portion S by changing the magnitude of the processing pressure, where (a) is a small processing pressure and (b) is an increased processing pressure. In the case of (c), the processing pressure is further increased.

【図8】(a)は本発明の基本的な研磨方式を示す説明
図であり、(b)は他の研磨方式を示す説明図である。
8A is an explanatory view showing a basic polishing method of the present invention, and FIG. 8B is an explanatory view showing another polishing method.

【図9】本発明に係る研磨パッドの研磨面の形成方法を
説明するための説明図であって、(a)は主軸に研磨パ
ッドを装着した状態を示す図であり、(b)はX軸テー
ブルにフェーシング用工具を固定した状態を示す図であ
り、(c)はX軸テーブルを移動させてフェーシング用
工具によって研磨面を形成する様子を示す説明図であ
る。
9A and 9B are explanatory views for explaining a method for forming a polishing surface of a polishing pad according to the present invention, in which FIG. 9A is a diagram showing a state in which a polishing pad is mounted on a spindle, and FIG. It is a figure which shows the state which fixed the facing tool to the axis | shaft table, (c) is explanatory drawing which shows a mode that the X-axis table is moved and a polishing surface is formed by a facing tool.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6…X軸テーブル,8…研磨パッド,8a…研磨面,3
0…研磨装置,32…主軸スピンドル,72…Z軸ガイ
ド,73…Z軸スライド,74…Z軸駆動モータ,81
…ロードセル,82…サブスライド。
6 ... X-axis table, 8 ... Polishing pad, 8a ... Polishing surface, 3
0 ... Polishing device, 32 ... Main spindle, 72 ... Z-axis guide, 73 ... Z-axis slide, 74 ... Z-axis drive motor, 81
… Load cell, 82… Sub slide.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−17758(JP,A) 特開 平7−88759(JP,A) 特開 平8−99265(JP,A) 特開 平9−94757(JP,A) 特開 昭60−221259(JP,A) 特開 昭60−249562(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B24B 37/04 H01L 21/304 B24B 37/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-9-17758 (JP, A) JP-A-7-88759 (JP, A) JP-A-8-99265 (JP, A) JP-A-9- 94757 (JP, A) JP 60-221259 (JP, A) JP 60-249562 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) B24B 37/04 H01L 21 / 304 B24B 37/00

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】被研磨対象を保持し、回転させる保持手段
と、前記被研磨対象の保持面に略直交する向きに配置された
回転軸と、 前記被研磨対象の被研磨面を研磨するリング状研磨面を
有し、前記回転軸に固定された定盤の下面に取り付けら
れた研磨パッドと、前記回転軸を回転させる 回転駆動手段と、互いに 摺接する前記被研磨対象の被研磨面と前記研磨パ
ッドのリング状研磨面とを一定方向に平面的に相対移動
させる移動手段とを有し、 前記回転軸は、前記保持手段に保持された前記被研磨対
象の保持面に直交する軸に対して所定の微小角度で傾斜
しており、 前記リング状の研磨面は、前記回転軸に直交する面に対
して前記所定の微小角度で傾斜している研磨装置。
1. A holding means for holding and rotating an object to be polished and a holding means arranged in a direction substantially orthogonal to a holding surface of the object to be polished.
It has a rotating shaft and a ring-shaped polishing surface for polishing the surface to be polished , and is mounted on the lower surface of a surface plate fixed to the rotating shaft.
It is a polishing pad, a rotary drive means for rotating the rotary shaft, moving means for dimensionally relative movement in a certain direction and a ring-shaped polishing surface of the polishing pad and the surface to be polished of the polishing target mutually sliding contact And the rotating shaft is inclined at a predetermined minute angle with respect to an axis orthogonal to the holding surface of the object to be polished held by the holding means, and the ring-shaped polishing surface is A polishing apparatus that is inclined at the predetermined minute angle with respect to a plane orthogonal to the rotation axis.
【請求項2】前記回転駆動手段は、前記回転軸の前記保
持手段の保持面に対する傾斜角度を任意に調整可能であ
る請求項1に記載の研磨装置。
Wherein said rotary drive means, the polishing apparatus according to claim 1 which is arbitrarily adjustable inclination angle relative to the holding surface of the holding means before Kikai rotating shaft.
【請求項3】前記研磨パッドのリング状研磨面の前記被
研磨面に対する加工圧力を調整する圧力調整手段をさら
に有する請求項1に記載の研磨装置。
3. The polishing apparatus according to claim 1, further comprising pressure adjusting means for adjusting a processing pressure of the ring-shaped polishing surface of the polishing pad with respect to the surface to be polished.
【請求項4】前記研磨パッドと被研磨対象との間に、化
学的機械研磨を生じさせる研磨液を供給する研磨液供給
手段をさらに有する請求項1に記載の研磨装置。
4. The polishing apparatus according to claim 1, further comprising a polishing liquid supply means for supplying a polishing liquid that causes chemical mechanical polishing between the polishing pad and the object to be polished.
【請求項5】回転する被研磨対象の被研磨面に対面する
リング状研磨面を有する研磨パッドを回転させて、前記
研磨パッドの研磨面により前記被研磨対象の被研磨面を
研磨する研磨方法であって、 前記研磨パッドの回転軸を前記被研磨対象の被研磨面に
直交する軸に対して所定の微小角度傾斜させ、かつ、前
記リング状研磨面を前記回転軸に直交する面に対して前
記所定の微小角度で傾斜させ、 前記研磨パッドのリング状研磨面を前記被研磨対象の被
研磨面に摺接させ、前記被研磨対象と前記研磨パッドと
一定方向に相対移動させて当該被研磨面を研磨する研
磨方法。
5. A surface to be polished that faces a rotating object to be polished is faced.
A polishing method for rotating a polishing pad having a ring-shaped polishing surface to polish the surface to be polished of the object to be polished by the polishing surface of the polishing pad, wherein the rotation axis of the polishing pad is to be the surface of the object to be polished. is a predetermined minute angle inclined relative to the axis perpendicular to the polishing surface, and the tilted at a predetermined minute angle the ring-shaped polishing surface relative to a plane perpendicular to the rotation axis, ring-shaped polishing of the polishing pad A polishing method in which a surface is brought into sliding contact with a surface to be polished of the object to be polished, and the object to be polished and the polishing pad are relatively moved in a predetermined direction to polish the surface to be polished.
【請求項6】前記被研磨対象の研磨に先立って、前記研
磨パッドの回転軸に直交する面に対して所定の微小角度
で傾斜するように前記研磨パッドのリング状研磨面を予
めフェーシングし、 その後に、フェーシングされたリング状研磨面によって
前記被研磨対象の被研磨面を研磨する請求項に記載の
研磨方法。
6. Prior to polishing of the object to be polished, a ring-shaped polishing surface of the polishing pad is faced in advance so as to be inclined at a predetermined minute angle with respect to a surface orthogonal to the rotation axis of the polishing pad, The polishing method according to claim 5 , wherein the polished surface to be polished is polished with the facing ring-shaped polishing surface.
【請求項7】前記研磨パッドのリング状研磨面のフェー
シングは、 前記回転軸が前記被研磨対象の被研磨面に直交する軸に
対して所定の微小角度で傾斜した状態で回転する前記研
磨パッドのリング状研磨面を当該リング状研磨面を仕上
げるフェーシング用工具に当接させ、 前記研磨パッドを前記被研磨対象の被研磨面に沿う方向
に相対移動させて前記所定の微小角度で傾斜するリング
研磨面を形成する請求項に記載の研磨方法。
7. The polishing pad facing the ring-shaped polishing surface of the polishing pad rotates in a state where the rotation axis is inclined at a predetermined minute angle with respect to an axis orthogonal to the surface to be polished of the object to be polished. ring of the ring-shaped grinding surface is brought into contact with the facing tool to finish the ring-shaped grinding surface, tilting the polishing pad at a predetermined minute angle are relatively moved in the direction along the surface to be polished of the polishing target
The polishing method according to claim 6 to form a Jo polished surface.
【請求項8】前記被研磨対象の被研磨面に対する前記研
磨パッドの回転軸の傾斜角度を調整して、前記被研磨対
象の被研磨面と前記リング状研磨面との摺接面積を調整
する請求項に記載の研磨方法。
8. A slidable contact area between the surface to be polished and the ring-shaped polishing surface is adjusted by adjusting an inclination angle of a rotation axis of the polishing pad with respect to the surface to be polished to be polished. The polishing method according to claim 6 .
【請求項9】前記研磨パッドのリング状研磨面の前記被
研磨対象の被研磨面に対する加工圧力を調整して、前記
被研磨対象の被研磨面と前記リング状研磨面との摺接面
積を調整する請求項に記載の研磨方法。
9. A sliding contact area between the surface to be polished and the ring-shaped polishing surface is adjusted by adjusting a processing pressure of the ring-shaped polishing surface of the polishing pad with respect to the surface to be polished to be polished. The polishing method according to claim 6, which is adjusted.
【請求項10】前記研磨パッドと被研磨対象との間に、
化学的機械研磨を生じさせる研磨液を供給しながら研磨
を行う請求項に記載の研磨方法。
10. Between the polishing pad and the object to be polished,
The polishing method according to claim 6 , wherein polishing is performed while supplying a polishing liquid that causes chemical mechanical polishing.
JP10464897A 1997-04-22 1997-04-22 Polishing apparatus and polishing method Expired - Fee Related JP3427670B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10464897A JP3427670B2 (en) 1997-04-22 1997-04-22 Polishing apparatus and polishing method
TW087106015A TW377467B (en) 1997-04-22 1998-04-20 Polishing system, polishing method, polishing pad, and method of forming polishing pad
US09/063,006 US6139400A (en) 1997-04-22 1998-04-21 Polishing system and method with polishing pad pressure adjustment
US09/678,436 US6722962B1 (en) 1997-04-22 2000-10-02 Polishing system, polishing method, polishing pad, and method of forming polishing pad
US09/702,078 US6520835B1 (en) 1997-04-22 2000-10-30 Polishing system, polishing method, polishing pad, and method of forming polishing pad

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10464897A JP3427670B2 (en) 1997-04-22 1997-04-22 Polishing apparatus and polishing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10296621A JPH10296621A (en) 1998-11-10
JP3427670B2 true JP3427670B2 (en) 2003-07-22

Family

ID=14386294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10464897A Expired - Fee Related JP3427670B2 (en) 1997-04-22 1997-04-22 Polishing apparatus and polishing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3427670B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003109923A (en) * 2001-09-28 2003-04-11 Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp Device for polishing semiconductor wafer
JP7317532B2 (en) * 2019-03-19 2023-07-31 キオクシア株式会社 Polishing device and polishing method

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10296621A (en) 1998-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4838614B2 (en) Semiconductor substrate planarization apparatus and planarization method
EP1135236B1 (en) Reverse linear polisher with loadable housing
JP2968784B1 (en) Polishing method and apparatus used therefor
JP2023017278A (en) Grinding method for hard wafer
US6390903B1 (en) Precise polishing apparatus and method
JP2000015557A (en) Polishing device
JPH11156711A (en) Polishing device
US6932679B2 (en) Apparatus and method for loading a wafer in polishing system
JP2003151935A (en) Polishing pad conditioner of chemical mechanical polisher, and method of conditioning polishing pad
US6913525B2 (en) CMP device and production method for semiconductor device
JP4487353B2 (en) Polishing apparatus and polishing method
US7097545B2 (en) Polishing pad conditioner and chemical mechanical polishing apparatus having the same
JP3427670B2 (en) Polishing apparatus and polishing method
US12030157B2 (en) Processing method
JPH1034528A (en) Polishing device and polishing method
JP2001308049A (en) Method of compensating shifting velocity of a processing means in processing of board
JP3912296B2 (en) Polishing apparatus and polishing method
JPH10264011A (en) Precision polishing device and method
JP2001351884A (en) Chemical mechanical polishing apparatus for substrate
US7175515B2 (en) Static pad conditioner
JP2003165048A (en) Polishing tool shaping method and polishing device
KR20010040249A (en) Polishing apparatus and method for producing semiconductors using the apparatus
JPH11221757A (en) Machining method and machining device using rotary machining tool
JPH07299732A (en) Wafer polishing method and device
JP2001239458A (en) Chemical mechanical polishing device for substrate

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090516

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100516

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100516

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110516

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120516

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees