JPH09225812A - Polishing method and device for semiconductor substrate - Google Patents

Polishing method and device for semiconductor substrate

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JPH09225812A
JPH09225812A JP16554396A JP16554396A JPH09225812A JP H09225812 A JPH09225812 A JP H09225812A JP 16554396 A JP16554396 A JP 16554396A JP 16554396 A JP16554396 A JP 16554396A JP H09225812 A JPH09225812 A JP H09225812A
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polishing pad
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To secure an even polishing of a semiconductor substrate in the surface thereof by means of a polishing pad having elasticity. SOLUTION: An elastic polishing pad 2 is adhered to a surface of flat substrate retaining part of a surface plate 1. Above a first region from the central to the circumferential edge parts of the pad 2 a substrate retaining head 4 rotating while holding a semiconductor substrate 3, and the substrate 3 is pressure contacted while being rotated, to the first region. A polishing agent 5 is dropped onto the pad 2 by the specified amount. Above a second region from the center to the circumferential parts of the surface plate 1 pad pressuring means 7 for pressurizing the pad 2 are arranged. The means 7 is composed of a disc-shaped pad pressurizing plate 8A and a rotating shat 9 retaining the plate 8A.

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、例えばシリコンよ
りなる半導体基板の表面を平坦化処理するための化学機
械研磨(CMP)を行なう半導体基板の研磨方法および
その装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor substrate polishing method and apparatus for performing chemical mechanical polishing (CMP) for flattening the surface of a semiconductor substrate made of, for example, silicon.

【0002】[0002]

【従来の技術】1990年以降、シリコン等よりなる半
導体基板に対する化学機械研磨においては、半導体基板
の径が10cm以上と大型化し、研磨が枚葉処理化の傾
向にある。また、半導体基板に形成されるパターンのル
ールが0.5μm以下と非常に微細化しているために、
半導体基板の全面に亘って均一な研磨が要求されてきて
いる。
2. Description of the Related Art Since 1990, in chemical mechanical polishing of a semiconductor substrate made of silicon or the like, the diameter of the semiconductor substrate is increased to 10 cm or more, and the polishing tends to be single-wafer processing. Further, since the rule of the pattern formed on the semiconductor substrate is extremely miniaturized to 0.5 μm or less,
Uniform polishing is required over the entire surface of a semiconductor substrate.

【0003】以下、図面を参照しながら、第1の従来例
に係る半導体基板の研磨方法及び研磨装置について説明
する。
A semiconductor substrate polishing method and polishing apparatus according to a first conventional example will be described below with reference to the drawings.

【0004】図8は、第1従来例の半導体基板の研磨装
置の概略構成を示しており、図8において、21は平坦
な表面を持つ剛体よりなる基板保持部21aと前記基板
保持部21aの下面から垂直下方に延びる回転軸21b
と前記回転軸21bを回転させる図示しない回転手段と
を有する定盤であって、定盤21の基板保持部21aの
表面には弾性を有する研磨パッド22が貼着されてい
る。研磨パッド22の上方には、半導体基板23を保持
して回転する基板保持ヘッド24が設けられており、半
導体基板23は基板保持ヘッド24により回転させられ
ながら研磨パッド22の第1の領域に圧接される。ま
た、25は研磨剤であって、研磨剤25は、研磨剤供給
管26から所定量づつ研磨パッド22上に滴下される。
FIG. 8 shows a schematic structure of a semiconductor substrate polishing apparatus of the first conventional example. In FIG. 8, reference numeral 21 denotes a rigid substrate holding portion 21a having a flat surface and the substrate holding portion 21a. Rotating shaft 21b extending vertically downward from the lower surface
And a rotating means (not shown) for rotating the rotating shaft 21b. An elastic polishing pad 22 is attached to the surface of the substrate holding portion 21a of the surface plate 21. A substrate holding head 24 that holds and rotates the semiconductor substrate 23 is provided above the polishing pad 22, and the semiconductor substrate 23 is pressed against the first region of the polishing pad 22 while being rotated by the substrate holding head 24. To be done. Further, 25 is a polishing agent, and the polishing agent 25 is dropped from the polishing agent supply pipe 26 on the polishing pad 22 by a predetermined amount.

【0005】以上のように構成された半導体基板の研磨
装置においては、定盤21を回転して研磨剤25が供給
された研磨パッド22を回転させながら、基板保持ヘッ
ド24により半導体基板23を研磨パッド22に押しつ
けると、半導体基板23の表面は圧力及び相対速度を受
けて研磨される。
In the semiconductor substrate polishing apparatus configured as described above, the substrate holding head 24 polishes the semiconductor substrate 23 while rotating the surface plate 21 to rotate the polishing pad 22 supplied with the polishing agent 25. When pressed against the pad 22, the surface of the semiconductor substrate 23 is polished under pressure and relative speed.

【0006】このとき、半導体基板23の表面に凹凸部
があると、半導体基板23の凸部においては研磨パッド
22との接圧が大きいため研磨速度が速くなる一方、半
導体基板23の凹部においては研磨パッド22との接触
圧力が小さいため研磨速度が遅くなる。よって、半導体
基板23表面の凹凸部が緩和されて半導体基板23の表
面が平坦になるというものである。この研磨技術は、例
えば、「1994年1月号 月刊Semiconduc
tor World」58〜59ページや、「Soli
d State Technology」July.1
992/日本語版 32〜37ページなどに紹介されて
いる。
At this time, if there are irregularities on the surface of the semiconductor substrate 23, the convex portion of the semiconductor substrate 23 has a large contact pressure with the polishing pad 22, so that the polishing rate becomes fast, while the concave portion of the semiconductor substrate 23 has Since the contact pressure with the polishing pad 22 is small, the polishing rate becomes slow. Therefore, the irregularities on the surface of the semiconductor substrate 23 are alleviated and the surface of the semiconductor substrate 23 becomes flat. This polishing technique is described in, for example, "January 1994, Monthly Semiconduc
pages 58-59 and "Soli
d State Technology "July. 1
992 / Japanese version This is introduced on pages 32-37.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
1の従来例の半導体基板の研磨装置及び研磨方法におい
ては、図9〜図11を参照しながら説明する以下の問題
を有している。
However, the polishing apparatus and the polishing method for the semiconductor substrate of the first conventional example have the following problems described with reference to FIGS. 9 to 11.

【0008】図9(a)は研磨パッド22に対する加圧
時間と研磨パッド22の厚さとの関係を定性的に示して
おり、縦軸は研磨パッドの厚さであり、横軸は研磨パッ
ドに対する加圧開始からの加圧時間を示している。図9
(b)は一定圧力で加圧された後に加圧圧力を0にした
際の研磨パッドの厚さの回復の時間経過を定性的に示し
ており、縦軸は研磨パッドの厚さであり、横軸は加圧後
に圧力を0にしてからの時間を示している。
FIG. 9 (a) qualitatively shows the relationship between the pressing time for the polishing pad 22 and the thickness of the polishing pad 22, the vertical axis being the thickness of the polishing pad, and the horizontal axis being the polishing pad. The pressurization time from the start of pressurization is shown. FIG.
(B) qualitatively shows the time course of the recovery of the polishing pad thickness when the pressure is set to 0 after being pressurized at a constant pressure, and the vertical axis is the thickness of the polishing pad, The horizontal axis indicates the time after the pressure is reduced to 0 after pressurization.

【0009】図10は、研磨パッド22の半径方向の位
置によって研磨パッド22が加圧される時間が異なるこ
とを説明する研磨装置の概略平面図であり、図11は、
研磨時における定盤21の直径方向(図10におけるVI
−VI線)の断面構造を示す概略断面図である。
FIG. 10 is a schematic plan view of the polishing apparatus for explaining that the pressing time of the polishing pad 22 varies depending on the radial position of the polishing pad 22, and FIG. 11 shows
Diameter direction of surface plate 21 during polishing (VI in FIG. 10
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a cross-sectional structure along line (VI).

【0010】研磨パッド22として一般に広く用いられ
ている不織布系や発泡ウレタン系などの弾性材料を用い
ると、図9(a)に示すように、圧力を受け始めた瞬間
(数秒以内)においては、加圧開始からの時間によって
弾性変形量が異なり、また、図9(b)に示すように、
圧力から開放された際には、弾性変形量は時間の経過と
共に緩やかに回復する。
When an elastic material such as a non-woven fabric type or a urethane foam type, which is generally widely used, is used as the polishing pad 22, as shown in FIG. 9A, at the moment when the pressure starts to be applied (within several seconds), The amount of elastic deformation varies depending on the time from the start of pressurization, and as shown in FIG. 9 (b),
When the pressure is released, the amount of elastic deformation gradually recovers over time.

【0011】ところで、図8に示したような第1の従来
例の研磨方法によると、研磨パッド22が半導体基板2
3と接している時間(すなわち、研磨パッド22が圧力
を受ける時間)が異なる。つまり、図10に示す半径r
1の位置aと、半径r2の位置bと、半径r3の位置c
とでは、研磨パッド22が半導体基板23に接して圧力
を受けている時間が異なっている。また、図10に示す
位置a,b,cでは、加圧されていない時間(弾性回復
する時間)も異なる。このため、半導体基板23に接し
ている研磨パッド22においては、半導体基板23のほ
ぼ中心を通る半径r2の位置bでは、相対的に加圧時間
が長く回復時間が短いために、研磨パッド22の弾性変
形量は大きい一方、半導体基板23の周辺部と接する半
径r1の位置aや半径r3の位置cでは、相対的に加圧
時間が短く回復時間が長いために、研磨パッド22の弾
性変形量が小さい。
By the way, according to the polishing method of the first conventional example as shown in FIG.
3 (that is, the time when the polishing pad 22 receives pressure) is different. That is, the radius r shown in FIG.
Position a of 1, position b of radius r2, position c of radius r3
And, the time during which the polishing pad 22 is in contact with the semiconductor substrate 23 and receives pressure is different. Further, at the positions a, b, and c shown in FIG. 10, the non-pressurized time (time for elastic recovery) is different. Therefore, in the polishing pad 22 that is in contact with the semiconductor substrate 23, at the position b of the radius r2 that passes through substantially the center of the semiconductor substrate 23, the pressing time is relatively long and the recovery time is short. While the amount of elastic deformation is large, the amount of elastic deformation of the polishing pad 22 is relatively short at the position a having a radius r1 and the position c having a radius r3 that are in contact with the peripheral portion of the semiconductor substrate 23 because the pressing time is relatively short and the recovery time is long. Is small.

【0012】従って、図11に示すように、半径方向の
断面で見たときに、研磨パッド22の厚さは、半導体基
板23の半径の中央部付近(位置b)で薄く、半導体基
板23の半径の内側部分及び外側部分(位置a及び位置
c)では厚くなってしまう。
Therefore, as shown in FIG. 11, when viewed in a radial cross section, the thickness of the polishing pad 22 is thin in the vicinity of the center of the radius of the semiconductor substrate 23 (position b) and is small. The inner and outer portions (position a and position c) of the radius become thick.

【0013】この状態で研磨パッド22を用いて平坦な
半導体基板23に対して圧接状態で研磨を行なうと、半
導体基板23の半径の内側部分及び外側部分では半導体
基板23が研磨パッド22から受ける圧力が高く、半導
体基板23の半径の中央部付近では半導体基板23が研
磨パッド22から受ける圧力は低くなる。この半導体基
板23の面内における圧力差は研磨速度の差となって表
れ、半導体基板23の半径の中央部付近は、半導体基板
23の半径の内側部分及び外側部分よりも研磨速度が遅
くなるため、半導体基板23を全面に亘って均一に研磨
することはできない。
In this state, when polishing is performed with the polishing pad 22 against the flat semiconductor substrate 23 under pressure, the semiconductor substrate 23 receives pressure from the polishing pad 22 at the inner and outer portions of the radius of the semiconductor substrate 23. Is high, the pressure applied to the semiconductor substrate 23 from the polishing pad 22 is low near the center of the radius of the semiconductor substrate 23. This in-plane pressure difference of the semiconductor substrate 23 appears as a difference in polishing rate, and the polishing rate near the center of the radius of the semiconductor substrate 23 is slower than the inside and outside portions of the radius of the semiconductor substrate 23. However, the semiconductor substrate 23 cannot be uniformly polished over the entire surface.

【0014】そこで、図12に示し、「1993年8月
号 日経マイクロデバイス」81ページに記載されてい
るように、研磨パッド32の弾性変形に対して半導体基
板33の変形を用いる手法が提案されている。
Therefore, as shown in FIG. 12 and described in “August 1993, Nikkei Microdevices” page 81, a method of using the deformation of the semiconductor substrate 33 against the elastic deformation of the polishing pad 32 has been proposed. ing.

【0015】この第2の従来例に係る半導体基板の研磨
方法及び研磨装置は次の通りである。すなわち、定盤3
1の上には弾性を有する研磨パッド32が貼着されてい
る。半導体基板33を保持する基板保持ヘッド34の下
部には、凹部を有するヘッド本体35と前記ヘッド本体
35の前記凹部内に設けられた弾性変形可能な板状の弾
性体36とにより形成される密封空間37が設けられて
おり、前記密封空間37には気体供給路38から圧力が
制御された加圧気体が導入される。このようにして、半
導体基板33を密封空間37に導入される加圧気体によ
り弾性体36を介して研磨パッド32に対して押圧する
ことにより、半導体基板33を裏面から均一に加圧して
均一な研磨をしようとするものである。
The semiconductor substrate polishing method and polishing apparatus according to the second conventional example are as follows. That is, surface plate 3
A polishing pad 32 having elasticity is attached to the top of the sheet 1. Below the substrate holding head 34 that holds the semiconductor substrate 33, a hermetic seal formed by a head body 35 having a recess and an elastically deformable plate-like elastic body 36 provided in the recess of the head body 35. A space 37 is provided, and pressurized gas whose pressure is controlled is introduced into the sealed space 37 from a gas supply passage 38. In this way, the semiconductor substrate 33 is pressed against the polishing pad 32 through the elastic body 36 by the pressurized gas introduced into the sealed space 37, so that the semiconductor substrate 33 is uniformly pressed from the back surface and is evenly pressed. It is intended to be polished.

【0016】しかしながら、研磨パッド32に厚さ及び
弾性変形量の差異がある場合には、半導体基板33が変
形して(曲がって)研磨パッド32の表面の凹凸に追従
しなければならない。このため、半導体基板33の変形
に必要な力(圧力)の分だけは圧力差が生じてしまい、
やはり、均一な加圧を達成できず、半導体基板33を均
一に加圧できないという問題は解決されていない。
However, when the polishing pad 32 has a difference in thickness and elastic deformation amount, the semiconductor substrate 33 must be deformed (bent) to follow the unevenness of the surface of the polishing pad 32. Therefore, a pressure difference occurs due to the force (pressure) required to deform the semiconductor substrate 33,
After all, the problem that uniform pressing cannot be achieved and the semiconductor substrate 33 cannot be pressed uniformly has not been solved.

【0017】前記に鑑み、本発明は、弾性を有する研磨
パッドにより半導体基板を半導体基板の面内において均
一に研磨できるようにすることを目的とする。
In view of the above, it is an object of the present invention to enable a semiconductor substrate to be uniformly polished in the plane of the semiconductor substrate with an elastic polishing pad.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、請求項1の発明が講じた解決手段は、半導体基板の
研磨装置を、平面運動をする平坦面を有する定盤と、前
記定盤の前記平坦面上に載置された弾性を有する研磨パ
ッドと、研磨すべき半導体基板を保持して前記半導体基
板を前記研磨パッドの円形状の第1の領域に回転させな
がら押圧する基板保持手段と、前記研磨パッドの上に研
磨剤を供給する研磨剤供給手段と、前記研磨パッドの第
2の領域を押圧して前記研磨パッドを弾性変形させるパ
ッド加圧部を有するパッド加圧手段とを備えている構成
とするものである。
In order to achieve the above-mentioned object, a solution means provided by the invention of claim 1 is a polishing apparatus for a semiconductor substrate, which comprises a platen having a flat surface for planar movement, and the plate. An elastic polishing pad placed on the flat surface of the board, and a semiconductor substrate holding the semiconductor substrate to be polished and pressing the semiconductor substrate while rotating the semiconductor substrate to the circular first region of the polishing pad. Means, an abrasive supply means for supplying an abrasive onto the polishing pad, and a pad pressurizing means having a pad pressurizing portion for pressing the second region of the polishing pad to elastically deform the polishing pad. Is provided.

【0019】請求項1の構成により、研磨時つまり半導
体基板が研磨パッドの第1の領域を押圧している時間以
外の時間にも、パッド加圧部が研磨パッドを押圧して研
磨パッドを弾性変形させることができる。パッド加圧部
により弾性変形させられた研磨パッドは緩やかに回復す
るため、半導体基板に達した際にも完全に回復していな
いので、研磨時に半導体基板により加圧される際の研磨
パッドの変形量は少ない。研磨パッドの第1の領域が円
形であり、研磨パッドにおける半導体基板の周縁部に接
する領域が半導体基板の中央部に接する領域に比べて、
半導体基板により加圧される時間が少なくても、半導体
基板により加圧されることによる研磨パッドの変形量が
少ないので、研磨パッドに生じる厚さの差を低減でき
る。
According to the structure of claim 1, the pad pressing portion presses the polishing pad and elastically moves the polishing pad even during polishing, that is, other than the time when the semiconductor substrate is pressing the first region of the polishing pad. It can be transformed. Since the polishing pad elastically deformed by the pad pressing unit recovers gently, it does not completely recover when it reaches the semiconductor substrate. Therefore, the deformation of the polishing pad when it is pressed by the semiconductor substrate during polishing. The quantity is small. The first region of the polishing pad has a circular shape, and the region of the polishing pad that contacts the peripheral portion of the semiconductor substrate is larger than the region of the polishing pad that contacts the central portion of the semiconductor substrate.
Even if the pressure applied by the semiconductor substrate is short, the amount of deformation of the polishing pad due to the pressure applied by the semiconductor substrate is small, so that the difference in thickness generated in the polishing pad can be reduced.

【0020】請求項2の発明は、請求項1の構成に、前
記平面運動は回転運動である構成を付加するものであ
る。
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, a configuration in which the plane motion is a rotary motion is added.

【0021】請求項3の発明は、請求項1の構成に、前
記パッド加圧部は平滑な押圧面を有している構成を付加
するものである。
According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the pad pressing portion has a smooth pressing surface.

【0022】請求項4の発明は、請求項1の構成に、前
記パッド加圧部は樹脂により形成されている構成を付加
するものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the pad pressing portion is made of resin.

【0023】請求項5の発明は、請求項1の構成に、前
記パッド加圧部は円形状の押圧面を有している構成を付
加するものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the pad pressing portion has a circular pressing surface.

【0024】請求項6の発明は、請求項1の構成に、前
記パッド加圧部は円環状の押圧面を有している構成を付
加するものである。
According to a sixth aspect of the invention, in addition to the structure of the first aspect, a structure in which the pad pressing portion has an annular pressing surface is added.

【0025】請求項6の構成により、パッド加圧部の押
圧面は円環状であるため、研磨パッドにおける半導体基
板の周辺部と接する領域は半導体基板の中心部と接する
領域よりもパッド加圧部により多く加圧されるため、研
磨パッドが受けるパッド加圧部による加圧量と半導体基
板による加圧量との合計は研磨パッドの各領域において
大差がなくなる。
According to the structure of claim 6, since the pressing surface of the pad pressing portion is annular, the area of the polishing pad that contacts the peripheral portion of the semiconductor substrate is more than the area of the polishing pad that contacts the central portion of the semiconductor substrate. Since more pressure is applied to the polishing pad, the sum of the amount of pressure applied by the pad pressing unit and the amount of pressure applied by the semiconductor substrate to the polishing pad is substantially the same in each region of the polishing pad.

【0026】請求項7の発明は、請求項5又は6の構成
に、前記平面運動は回転運動であり、前記パッド加圧部
の押圧面の中心と前記第1の領域の中心とは前記定盤の
回転運動の回転中心を中心とする同心円上に位置する構
成を付加するものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in the structure according to the fifth or sixth aspect, the plane movement is a rotational movement, and the center of the pressing surface of the pad pressing portion and the center of the first area are the constant. A configuration is added which is located on a concentric circle centered on the center of rotation of the rotary motion of the board.

【0027】請求項7の構成により、研磨パッドが半導
体基板により押圧される領域は、パッド加圧部により確
実に押圧されており、弾性変形からの回復途上にあるの
で、研磨パッドの平坦性が一層維持される。
According to the structure of claim 7, the area where the polishing pad is pressed by the semiconductor substrate is surely pressed by the pad pressing portion and is in the process of recovering from the elastic deformation. More maintained.

【0028】請求項8の発明は、請求項7の構成に、前
記パッド加圧部の押圧面の直径は前記第1の領域の直径
よりも大きい構成を付加するものである。
According to an eighth aspect of the invention, in addition to the configuration of the seventh aspect, the diameter of the pressing surface of the pad pressing portion is larger than the diameter of the first region.

【0029】請求項9の発明は、請求項1の構成に、前
記パッド加圧部は前記定盤の回転運動の回転中心から外
側へ向かうにつれて広がる台形状の押圧面を有している
構成を付加するものである。
According to a ninth aspect of the present invention, in the structure according to the first aspect, the pad pressing portion has a trapezoidal pressing surface that expands outward from the center of rotation of the rotary motion of the surface plate. It is something to add.

【0030】請求項9の構成により、研磨パッドにおけ
るパッド加圧部により押圧される領域の内側部分と外側
部分との間でパッド加圧部により押圧される時間に大き
な差が生じないので、研磨パッドがパッド加圧部により
弾性変形される変形量はほぼ均一になる。
According to the structure of claim 9, since there is no significant difference in the time of pressing by the pad pressing portion between the inner portion and the outer portion of the region of the polishing pad pressed by the pad pressing portion, the polishing is performed. The amount of deformation in which the pad is elastically deformed by the pad pressing portion is substantially uniform.

【0031】請求項10の発明は、請求項1の構成に、
前記第2の領域は、前記研磨パッドの研磨面における前
記第1の領域を除くほぼすべての領域である構成を付加
するものである。
The invention of claim 10 is based on the structure of claim 1.
The second region has a configuration in which it is almost the entire region of the polishing surface of the polishing pad except the first region.

【0032】請求項10の構成により、研磨パッドは、
半導体基板とパッド加圧部とによって全面に亘って常に
加圧されているため、研磨パッドの全面が常に一定量の
弾性変形を保持している。
According to the structure of claim 10, the polishing pad comprises:
Since the entire surface is constantly pressed by the semiconductor substrate and the pad pressing portion, the entire surface of the polishing pad always holds a certain amount of elastic deformation.

【0033】請求項11の発明は、請求項1の構成に、
前記パッド加圧部の押圧面には、前記研磨剤を前記研磨
パッドの研磨面に供給する凹状溝が形成されている構成
を付加するものである。
The invention of claim 11 is based on the structure of claim 1.
A structure in which a concave groove for supplying the polishing agent to the polishing surface of the polishing pad is formed on the pressing surface of the pad pressing portion is added.

【0034】請求項11の構成により、研磨パッドの研
磨面におけるパッド加圧部の押圧面と接している領域に
も、新しい研磨剤を供給することができる。
According to the eleventh aspect, the new polishing agent can be supplied also to the region of the polishing surface of the polishing pad which is in contact with the pressing surface of the pad pressing portion.

【0035】請求項12の発明は、請求項1の構成に、
前記パッド加圧部は、前記定盤の前記平坦面とほぼ平行
な回転軸を有するローラーよりなり、前記研磨パッドの
第2の領域に圧接されて前記定盤の運動に伴って回転す
る構成を付加するものである。
The invention of claim 12 is based on the structure of claim 1.
The pad pressing unit is composed of a roller having a rotation axis substantially parallel to the flat surface of the surface plate, and is pressed against the second region of the polishing pad to rotate with the movement of the surface plate. It is something to add.

【0036】請求項12の構成により、研磨パッドとパ
ッド加圧部との摩擦が低減した状態でパッド加圧部によ
り研磨パッドを押圧することができる。
According to the twelfth aspect, the polishing pad can be pressed by the pad pressing section in a state where the friction between the polishing pad and the pad pressing section is reduced.

【0037】請求項13の発明は、請求項12の構成
に、前記平面運動は回転運動であり、前記ローラーは、
前記ローラーの横断面の各部位の半径の比が前記研磨パ
ッドにおける前記ローラーの横断面の各部位が接する部
位の回転中心からの距離の比に等しい円錐台状である構
成を付加するものである。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the structure of the twelfth aspect, the plane motion is a rotary motion, and the roller is
A configuration is added in which the ratio of the radii of each part of the cross section of the roller is a truncated cone shape that is equal to the ratio of the distance from the center of rotation of the part of the polishing pad where each part of the cross section of the roller contacts. .

【0038】請求項13の構成により、定盤が回転運動
する際に、ローラーは定盤の回転速度と同じ速度の回転
運動を行なうことができるので、研磨パッドとローラー
との摩擦をなくすことができる。
According to the thirteenth aspect, when the surface plate rotates, the roller can rotate at the same speed as the rotation speed of the surface plate, so that friction between the polishing pad and the roller can be eliminated. it can.

【0039】請求項14の発明は、請求項12の構成
に、前記ローラーは円筒状である構成を付加するもので
ある。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the twelfth aspect, the roller has a cylindrical configuration.

【0040】請求項15の発明は、請求項14の構成
に、前記平面運動は直線運動である構成を付加するもの
である。
According to a fifteenth aspect of the present invention, a configuration in which the plane movement is a linear movement is added to the construction of the fourteenth aspect.

【0041】請求項16の発明は、請求項13〜15の
構成に、前記ローラーは同軸に配置された複数のローラ
ー部材よりなる構成を付加するものである。
According to a sixteenth aspect of the invention, in addition to the constitutions of the thirteenth to fifteenth aspects, the roller is constituted by a plurality of coaxially arranged roller members.

【0042】請求項17の発明は、請求項12の構成
に、前記第2の領域は前記第1の領域よりも広い構成を
付加するものである。
According to a seventeenth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the twelfth aspect, a configuration in which the second region is wider than the first region is added.

【0043】請求項18の発明は、請求項13〜15の
構成に、前記ローラーは、前記研磨パッドにおける前記
研磨パッドと前記半導体基板とが接する時間が相対的に
少ない領域の近傍を押圧する構成を付加するものであ
る。
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the structure according to the thirteenth to fifteenth aspects, the roller presses the vicinity of an area of the polishing pad where the time when the polishing pad and the semiconductor substrate are in contact with each other is relatively small. Is added.

【0044】請求項18の構成により、第1の領域にお
ける研磨パッドの押圧時間の差を低減できる。
According to the eighteenth aspect, it is possible to reduce the difference in the pressing time of the polishing pad in the first region.

【0045】請求項19の発明が講じた解決手段は、半
導体基板の研磨方法を、平面運動をする平坦面を有する
定盤の前記平坦面上に載置された弾性を有する研磨パッ
ドの上に研磨剤を供給する研磨剤供給工程と、半導体基
板を前記研磨パッドの円形状の第1の領域に押圧しなが
ら前記半導体基板を研磨する基板研磨工程と、前記研磨
パッドの第2の領域を押圧して前記第2の領域を弾性変
形させるパッド押圧工程とを備えている構成とするもの
である。
According to a nineteenth aspect of the present invention, there is provided a method of polishing a semiconductor substrate, wherein a semiconductor substrate is polished on an elastic polishing pad placed on the flat surface of a surface plate having a flat surface that moves in a plane. A polishing agent supplying step of supplying a polishing agent, a substrate polishing step of polishing the semiconductor substrate while pressing the semiconductor substrate to the circular first area of the polishing pad, and a second area of the polishing pad. Then, a pad pressing step for elastically deforming the second region is provided.

【0046】請求項19の構成により、請求項1の構成
と同様に、パッド加圧部が研磨パッドを押圧して研磨パ
ッドを弾性変形させることができ、パッド加圧部により
弾性変形させられた研磨パッドは緩やかに回復するの
で、研磨時に半導体基板により加圧される際の研磨パッ
ドの変形量は少ない。
According to the structure of claim 19, similarly to the structure of claim 1, the pad pressing portion can press the polishing pad to elastically deform the polishing pad, and the pad pressing portion elastically deforms. Since the polishing pad recovers gently, the amount of deformation of the polishing pad when pressed by the semiconductor substrate during polishing is small.

【0047】請求項20の発明は、請求項19の構成
に、前記パッド押圧工程において前記研磨パッドの第2
の領域を押圧する押圧力は、前記基板研磨工程において
前記研磨パッドの第1の領域を押圧する押圧力と同等以
上である構成を付加するものである。
According to a twentieth aspect of the present invention, in the structure according to the nineteenth aspect, in the pad pressing step, the second polishing pad
The pressing force for pressing the area is equal to or more than the pressing force for pressing the first area of the polishing pad in the substrate polishing step.

【0048】請求項20の構成により、研磨パッドにお
ける全領域、特に半導体基板の周辺部と接する領域も十
分に加圧されるので、研磨パッドにおける半導体基板と
接する全領域がほぼ均一に弾性変形した状態になる。
According to the twentieth aspect, the entire region of the polishing pad, particularly the region contacting the peripheral portion of the semiconductor substrate is sufficiently pressurized, so that the entire region of the polishing pad contacting the semiconductor substrate is elastically deformed substantially uniformly. It becomes a state.

【0049】請求項21の発明は、請求項19の構成
に、前記平面運動は回転運動である構成を付加するもの
である。
According to a twenty-first aspect of the invention, a configuration in which the plane motion is a rotary motion is added to the configuration of the nineteenth aspect.

【0050】[0050]

【発明の実施の態様】以下、本発明の各実施形態に係る
半導体基板の研磨装置及び研磨方法について図面を参照
しながら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a semiconductor substrate polishing apparatus and a polishing method according to each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0051】(第1の実施形態)図1は本発明の第1の
実施形態に係る半導体基板の研磨装置を説明する概略構
成図であって、図1において、1は平坦な表面を持つ剛
体よりなる基板保持部1aと前記基板保持部1aの下面
から垂直下方に延びる回転軸1bと前記回転軸1bを回
転させる図示しない回転手段とを有する定盤であって、
前記定盤1の基板保持部1aの表面には弾性を有する研
磨パッド2が貼着されている。定盤1における中心部か
ら周縁部にかける円形状の第1の領域の上方には、半導
体基板3を保持して回転する基板保持ヘッド4が設けら
れており、前記基板保持ヘッド4により半導体基板3は
回転しながら定盤1上の研磨パッド2の第1の領域に圧
接される。研磨剤5は、研磨剤供給管6から所定量づつ
研磨パッド2上に滴下され、研磨パッド2と半導体基板
3との間に供給される。
(First Embodiment) FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a polishing apparatus for a semiconductor substrate according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a rigid body having a flat surface. A platen having a substrate holding part 1a made of, a rotating shaft 1b extending vertically downward from a lower surface of the substrate holding part 1a, and a rotating means (not shown) for rotating the rotating shaft 1b,
A polishing pad 2 having elasticity is attached to the surface of the substrate holding portion 1a of the surface plate 1. A substrate holding head 4 that holds and rotates the semiconductor substrate 3 is provided above the circular first region that extends from the central portion to the peripheral portion of the surface plate 1. The substrate holding head 4 allows the semiconductor substrate to be rotated. While rotating, 3 is pressed against the first region of the polishing pad 2 on the surface plate 1. The polishing agent 5 is dropped onto the polishing pad 2 by a predetermined amount from the polishing agent supply pipe 6 and is supplied between the polishing pad 2 and the semiconductor substrate 3.

【0052】第1の実施形態の特徴として、定盤1にお
ける中心部から周縁部にかける第2の領域の上方には、
研磨パッド2の第2の領域を加圧するパッド加圧手段7
が設けられており、前記パッド加圧手段7は、パッド加
圧部としての円盤状のパッド加圧板8Aと前記パッド加
圧板8Aを保持する回転軸9とからなる。
As a feature of the first embodiment, above the second region extending from the central portion to the peripheral portion of the surface plate 1,
Pad pressing means 7 for pressing the second region of the polishing pad 2
The pad pressing means 7 is composed of a disk-shaped pad pressing plate 8A as a pad pressing portion and a rotary shaft 9 for holding the pad pressing plate 8A.

【0053】以下、第1の実施形態に係る研磨装置の動
作について説明する。
The operation of the polishing apparatus according to the first embodiment will be described below.

【0054】まず、研磨剤供給管6により砥粒を含む研
磨剤5を回転する研磨パッド2上に定量的に滴下する。
このようにすると、研磨剤5は定盤1の回転により拡散
されて研磨パッド2の全面に広がる。
First, the abrasive 5 containing abrasive particles is quantitatively dropped onto the rotating polishing pad 2 by the abrasive supply pipe 6.
By doing so, the polishing agent 5 is diffused by the rotation of the surface plate 1 and spreads over the entire surface of the polishing pad 2.

【0055】次に、半導体基板3を支持した基板保持ヘ
ッド4、及びパッド加圧手段7をそれぞれ回転しながら
下降させて、半導体基板3及びパッド加圧板8Aをそれ
ぞれ研磨パッド2に圧接する。
Next, the substrate holding head 4 supporting the semiconductor substrate 3 and the pad pressing means 7 are rotated and lowered to bring the semiconductor substrate 3 and the pad pressing plate 8A into pressure contact with the polishing pad 2, respectively.

【0056】このようにすると、弾性を有する研磨パッ
ド2の第1の領域はパッド加圧板8Aに押圧され弾性変
形して所定量だけ窪む。定盤1が回転しているので、研
磨パッド2における所定量だけ窪んだ第1の領域は次の
瞬間には回復しながら半導体基板3に達する。
By doing so, the first region of the polishing pad 2 having elasticity is pressed by the pad pressing plate 8A and elastically deformed to be recessed by a predetermined amount. Since the surface plate 1 is rotating, the first region of the polishing pad 2, which is recessed by a predetermined amount, reaches the semiconductor substrate 3 while recovering at the next moment.

【0057】一般的に研磨に用いられる不織布系や発泡
ウレタン系の研磨パッド2は、加圧されたときの弾性変
形速度に比べて、回復速度は非常に緩やかであるため、
ある程度の高速(例えば、30rpm以上)で定盤1を
回転させれば、研磨パッド2におけるパッド加圧板8A
により圧縮された領域が半導体基板3に達する時点で
も、研磨パッド2の弾性変形は余り回復していないの
で、半導体基板3に接して前記半導体基板3により加圧
されても、変形量は殆ど変わらず、研磨パッド2におけ
るパッド加圧板8Aにより圧縮された第2の領域は変形
した状態で半導体基板3と摺接する。
Since the non-woven fabric type urethane foam type polishing pad 2 generally used for polishing has a very slow recovery rate as compared with the elastic deformation rate when pressurized,
If the surface plate 1 is rotated at a certain high speed (for example, 30 rpm or more), the pad pressure plate 8A in the polishing pad 2
Since the elastic deformation of the polishing pad 2 has not recovered much even when the region compressed by means of reaching the semiconductor substrate 3, the amount of deformation is almost the same when the semiconductor substrate 3 is contacted and pressed by the semiconductor substrate 3. The second region of the polishing pad 2, which is compressed by the pad pressing plate 8A, comes into sliding contact with the semiconductor substrate 3 in a deformed state.

【0058】パッド加圧板8Aにより弾性変形した研磨
パッド2が半導体基板3に達した時点で、研磨パッド2
の変形量を研磨時の圧力(=半導体基板3からの圧力)
による変形量とほぼ等しくすることにより、研磨パッド
2は半導体基板3から圧力を受けても変形量は殆ど変形
しない。
When the polishing pad 2 elastically deformed by the pad pressing plate 8A reaches the semiconductor substrate 3, the polishing pad 2
Deformation amount of the pressure during polishing (= pressure from the semiconductor substrate 3)
By making the amount of deformation substantially equal to the amount of deformation by the above, the amount of deformation of the polishing pad 2 hardly changes even when pressure is applied from the semiconductor substrate 3.

【0059】図2(a)は、第1の実施形態におけるパ
ッド加圧板8Aの平面形状及び研磨パッド2に対する位
置を示している。円盤状のパッド加圧板8Aの中心は半
導体基板3の中心と研磨パッド2の同一半径の円上にあ
り、パッド加圧板8Aの直径は半導体基板3の直径より
も十分に大きい。
FIG. 2A shows the planar shape of the pad pressing plate 8A and the position with respect to the polishing pad 2 in the first embodiment. The center of the disk-shaped pad pressing plate 8A is on the circle having the same radius as the center of the semiconductor substrate 3 and the polishing pad 2, and the diameter of the pad pressing plate 8A is sufficiently larger than the diameter of the semiconductor substrate 3.

【0060】第1の実施形態に係るパッド加圧板8Aを
用いて研磨パッド2を加圧すると、研磨パッド2が半導
体基板3に到達する時点においては、研磨パッド2にお
ける半導体基板3と接する全領域が弾性変形からの回復
途上にあり、研磨パッド2における半導体基板3と接す
る全領域が弾性変形した状態であるので、半導体基板3
に対して均一な研磨を行なうことができる。
When the polishing pad 2 is pressed using the pad pressing plate 8A according to the first embodiment, at the time when the polishing pad 2 reaches the semiconductor substrate 3, the entire area of the polishing pad 2 in contact with the semiconductor substrate 3 is reached. Is in the process of recovery from elastic deformation, and the entire region of the polishing pad 2 in contact with the semiconductor substrate 3 is elastically deformed.
The uniform polishing can be performed.

【0061】この場合、第1の実施形態に係るパッド加
圧板8Aを用いて半導体基板3による研磨圧力と同等又
はそれ以上の圧力により研磨パッド2を加圧すると、研
磨パッド2における半導体基板3の周辺部と接する領域
も十分に加圧され、研磨パッド2における半導体基板3
と接する全領域がほぼ均一に弾性変形した状態になり、
研磨パッド2における半導体基板3の周辺部と接する領
域も十分に加圧されるため、研磨パッド2における半導
体基板3と接する全領域がほぼ均一に弾性変形した状態
になり、研磨パッド2における半導体基板3に接するの
面は平坦になる。このため、研磨パッド2は半導体基板
3に対して均一な圧力で研磨するので、半導体基板3を
均一性良く研磨することができる。
In this case, when the polishing pad 2 is pressed by a pressure equal to or higher than the polishing pressure applied by the semiconductor substrate 3 using the pad pressing plate 8A according to the first embodiment, the semiconductor substrate 3 in the polishing pad 2 is pressed. The region in contact with the peripheral portion is also sufficiently pressed, and the semiconductor substrate 3 in the polishing pad 2 is
The entire area in contact with will be elastically deformed almost uniformly,
Since the region of the polishing pad 2 that is in contact with the peripheral portion of the semiconductor substrate 3 is also sufficiently pressurized, the entire region of the polishing pad 2 that is in contact with the semiconductor substrate 3 is elastically deformed substantially uniformly, and the semiconductor substrate of the polishing pad 2 is in a deformed state. The surface in contact with 3 becomes flat. Therefore, since the polishing pad 2 polishes the semiconductor substrate 3 with a uniform pressure, the semiconductor substrate 3 can be polished with good uniformity.

【0062】また、第1の実施形態においては、パッド
加圧板8Aを回転させてもよいし、回転させなくてもよ
い。パッド加圧板8Aを回転させる場合には、図1に示
すように、定盤1(研磨パッド2)と同方向に回転させ
てもよいし、図2(a)に示すように、定盤1(研磨パ
ッド2)と反対方向に回転させてもよい。パッド加圧板
8Aを定盤1と反対方向に回転させると、研磨パッド2
の上に供給された研磨剤5は、研磨パッド2の回転に伴
う遠心力により研磨パッド2の外側に向かうが、外側に
向かう途中においてパッド加圧板8Aに当たった後、パ
ッド加圧板8Aの回転に伴って研磨パッド2の中心側に
戻され、半導体基板2の研磨に再度利用される。このた
め、研磨剤5の使用量の低減を図ることができる。
Further, in the first embodiment, the pad pressure plate 8A may be rotated or may not be rotated. When the pad pressing plate 8A is rotated, it may be rotated in the same direction as the surface plate 1 (polishing pad 2) as shown in FIG. 1, or as shown in FIG. It may be rotated in the opposite direction to the (polishing pad 2). When the pad pressure plate 8A is rotated in the direction opposite to the surface plate 1, the polishing pad 2
The polishing agent 5 supplied onto the outer surface of the polishing pad 2 is directed toward the outside of the polishing pad 2 due to the centrifugal force associated with the rotation of the polishing pad 2, but after hitting the pad pressing plate 8A on the way to the outside, the pad pressing plate 8A is rotated. Along with this, it is returned to the center side of the polishing pad 2 and used again for polishing the semiconductor substrate 2. Therefore, the amount of the polishing agent 5 used can be reduced.

【0063】(第2の実施形態)図2(b)は、第2の
実施形態に係る研磨装置のパッド加圧板8Bの形状を示
している。第2の実施形態においては、パッド加圧板8
Bは円環状であって、パッド加圧板8Bの中心は半導体
基板3の中心と研磨パッド2の同一半径の円上にあり、
パッド加圧板8Bの内径は半導体基板3の直径よりも若
干大きい。
(Second Embodiment) FIG. 2B shows the shape of the pad pressing plate 8B of the polishing apparatus according to the second embodiment. In the second embodiment, the pad pressure plate 8
B is an annular shape, and the center of the pad pressing plate 8B is on the circle of the same radius as the center of the semiconductor substrate 3 and the polishing pad 2,
The inner diameter of the pad pressing plate 8B is slightly larger than the diameter of the semiconductor substrate 3.

【0064】このように第2の実施形態に係るパッド加
圧板8Bを用いて、研磨パッド2を半導体基板3による
研磨圧力と同等又はそれ以上の圧力により加圧すると、
研磨パッド2における半導体基板3の周辺部と接する領
域は半導体基板3の中心部と接する領域よりも多く加圧
されるため、研磨パッド2が受けるパッド加圧板8Bに
よる加圧量と半導体基板3による加圧量との合計は研磨
パッド2の各領域において大差がなくなり、研磨パッド
2における半導体基板3と接する全領域がほぼ均一に弾
性変形した状態になるので、半導体基板3に対してより
均一な研磨を行なうことができる。
As described above, when the pad pressing plate 8B according to the second embodiment is used to press the polishing pad 2 with a pressure equal to or higher than the polishing pressure applied by the semiconductor substrate 3,
Since the region of the polishing pad 2 that contacts the peripheral portion of the semiconductor substrate 3 is pressed more than the region that contacts the central portion of the semiconductor substrate 3, the amount of pressure applied to the polishing pad 2 by the pad pressing plate 8B and the semiconductor substrate 3 depend. The sum of the amount of pressurization is almost the same in each region of the polishing pad 2, and the entire region of the polishing pad 2 in contact with the semiconductor substrate 3 is elastically deformed substantially uniformly. Polishing can be performed.

【0065】第2の実施形態においても、パッド加圧板
8Bを回転させてもよいし、回転させなくてもよい。パ
ッド加圧板8Bを回転させる場合には、定盤1(研磨パ
ッド2)と同方向に回転させてもよいし、図2(b)に
示すように、定盤1(研磨パッド2)と反対方向に回転
させてもよい。パッド加圧板8Bを定盤1と反対方向に
回転させると、第1の実施形態と同様、研磨パッド2の
上に供給された研磨剤5は、研磨パッド2の外側に向か
う途中においてパッド加圧板8Bに当たって、パッド加
圧板8Bの回転に伴って研磨パッド2の中心部側に戻さ
れ、半導体基板3の研磨に再度利用される。
Also in the second embodiment, the pad pressure plate 8B may or may not be rotated. When the pad pressure plate 8B is rotated, it may be rotated in the same direction as the surface plate 1 (polishing pad 2), or as shown in FIG. You may rotate in the direction. When the pad pressure plate 8B is rotated in the opposite direction to the surface plate 1, the polishing agent 5 supplied onto the polishing pad 2 is moved toward the outside of the polishing pad 2 as in the first embodiment. When it hits 8B, it is returned to the center side of the polishing pad 2 as the pad pressing plate 8B rotates, and is used again for polishing the semiconductor substrate 3.

【0066】(第3の実施形態)図2(c)は、第3の
実施形態に係る研磨装置のパッド加圧板8Cの形状を示
している。第3の実施形態においては、図2(c)の実
線で示すように、パッド加圧板8Cは、一点鎖線で示す
中心線に対して線対象な扇形状であって、パッド加圧板
8Cの扇形の中心は研磨パッド2の中心と一致してい
る。
(Third Embodiment) FIG. 2C shows the shape of the pad pressing plate 8C of the polishing apparatus according to the third embodiment. In the third embodiment, as indicated by the solid line in FIG. 2C, the pad pressure plate 8C has a fan shape that is line-symmetric with respect to the center line indicated by the alternate long and short dash line. Is the same as the center of the polishing pad 2.

【0067】このように第3の実施形態に係るパッド加
圧板8Cを用いて、研磨パッド2を半導体基板3による
研磨圧力と同等又はそれ以上の圧力により加圧すると、
研磨パッド2における半径方向の各点を通る各円弧の領
域がパッド加圧板8Cにより加圧される時間が等しくな
るので、研磨パッド2における半径方向の各点を通る各
円弧の領域におけるパッド加圧板8Cによる変形量は等
しくなる。このため、半導体基板3に達したときの研磨
パッド2の変形量を半導体基板3による変形量とほぼ等
しくできるので、研磨中での研磨パッド2の変形は起こ
らず、半導体基板3に対してより均一な研磨を行なうこ
とができる。
As described above, when the pad pressing plate 8C according to the third embodiment is used to press the polishing pad 2 with a pressure equal to or higher than the polishing pressure applied by the semiconductor substrate 3,
Since the area of each arc passing through each point in the radial direction of the polishing pad 2 is equalized by the pad pressing plate 8C, the pad pressing plate in each area of each arc passing each point in the radial direction of the polishing pad 2 becomes equal. The amount of deformation by 8C becomes equal. Therefore, the amount of deformation of the polishing pad 2 when reaching the semiconductor substrate 3 can be made substantially equal to the amount of deformation by the semiconductor substrate 3, so that the deformation of the polishing pad 2 does not occur during polishing, and the amount of deformation relative to the semiconductor substrate 3 is increased. Uniform polishing can be performed.

【0068】パッド加圧板8Cの形状については、図2
(c)の実線で示すように、一点鎖線で示す中心線に対
して線対象でもよいが、扇型の2つの側辺のうち研磨パ
ッド2の回転に伴って研磨剤5が当たる方の側辺を、図
2(c)の破線に示すように、扇型の半径方向に対して
外側が内側よりも研磨パッド2の回転方向の後方側に位
置する形状にしてもよい。このようにすると、研磨パッ
ド2の上に供給された研磨剤5は、研磨パッド2の回転
に伴う遠心力により研磨パッド2の外側に向かうが、外
側に向かう途中においてパッド加圧板8Cの側辺に当た
った後、研磨パッド2の中心側に戻され、半導体基板2
の研磨に再度利用される。
The shape of the pad pressure plate 8C is shown in FIG.
As indicated by the solid line in (c), the line may be symmetrical with respect to the center line indicated by the alternate long and short dash line, but the side of the two fan-shaped sides on which the abrasive 5 strikes as the polishing pad 2 rotates. As shown by the broken line in FIG. 2C, the side may have a shape in which the outer side is located on the rear side in the rotation direction of the polishing pad 2 with respect to the inner side with respect to the radial direction of the fan shape. By doing so, the polishing agent 5 supplied onto the polishing pad 2 moves toward the outside of the polishing pad 2 due to the centrifugal force caused by the rotation of the polishing pad 2, but on the way to the outside, the side edge of the pad pressing plate 8C is moved. After hitting, the wafer is returned to the center side of the polishing pad 2 and the semiconductor substrate 2
It is used again for polishing.

【0069】(第4の実施形態)図2(d)は、第4の
実施形態に係る研磨装置のパッド加圧板8Dの形状を示
している。第4の実施形態においては、パッド加圧板8
Dは第3の実施形態の扇形状から半導体基板3の円形状
を切り取った形状である。
(Fourth Embodiment) FIG. 2D shows the shape of the pad pressing plate 8D of the polishing apparatus according to the fourth embodiment. In the fourth embodiment, the pad pressure plate 8
D is a shape obtained by cutting out the circular shape of the semiconductor substrate 3 from the fan shape of the third embodiment.

【0070】このように第4の実施形態に係るパッド加
圧板8Dを用いて、研磨パッド2を半導体基板3による
研磨圧力と同等又はそれ以上の圧力により加圧すると、
研磨パッド2における半径方向の各点を通る各円弧の領
域が受けるパッド加圧板8Dによる加圧量と半導体基板
3による加圧量との合計が等しくなるので、研磨パッド
2における半導体基板3と接する全領域がほぼ均一に弾
性変形した状態になるので、半導体基板3に対してより
均一な研磨を行なうことができる。
As described above, when the polishing pad 2 is pressed with a pressure equal to or higher than the polishing pressure applied by the semiconductor substrate 3 using the pad pressure plate 8D according to the fourth embodiment,
Since the sum of the amount of pressure applied by the pad pressure plate 8D and the amount of pressure applied by the semiconductor substrate 3 received by each arcuate region passing through each point in the radial direction of the polishing pad 2 is equal to the semiconductor substrate 3 of the polishing pad 2. Since the entire region is elastically deformed substantially uniformly, the semiconductor substrate 3 can be polished more uniformly.

【0071】パッド加圧板8Dの形状については、図2
(d)の実線で示すように、一点鎖線で示す中心線に対
して線対象でもよいが、扇型の2つの側辺のうち研磨パ
ッド2の回転に伴って研磨剤5が当たる方の側辺を、図
2(d)の破線に示すように、扇型の半径方向に対して
外側が内側よりも研磨パッド2の回転方向の後方側に位
置する形状にしてもよい。このようにすると、研磨パッ
ド2の上に供給された研磨剤5は、研磨パッド2の回転
に伴う遠心力により研磨パッド2の外側に向かうが、外
側に向かう途中においてパッド加圧板8Dの側辺に当た
った後、研磨パッド2の中心側に戻され、半導体基板2
の研磨に再度利用される。
The shape of the pad pressure plate 8D is shown in FIG.
As shown by the solid line in (d), the line may be symmetrical with respect to the center line indicated by the alternate long and short dash line, but the side of the two fan-shaped sides on which the polishing agent 5 strikes as the polishing pad 2 rotates. As shown by the broken line in FIG. 2D, the side may have a shape in which the outer side is located on the rear side in the rotation direction of the polishing pad 2 with respect to the inner side with respect to the radial direction of the fan shape. By doing so, the polishing agent 5 supplied onto the polishing pad 2 is directed to the outside of the polishing pad 2 by the centrifugal force caused by the rotation of the polishing pad 2, but on the way to the outside, the side of the pad pressing plate 8D is moved. After hitting, the wafer is returned to the center side of the polishing pad 2 and the semiconductor substrate 2
It is used again for polishing.

【0072】(第5の実施形態)図2(e)は、第5の
実施形態に係る研磨装置のパッド加圧板8Eの形状を示
している。第5の実施形態においては、パッド加圧板8
Eは、研磨パッド2よりも若干小さい径の円形から半導
体基板3よりも若干大きい径の円形を切り取った形状で
ある。
(Fifth Embodiment) FIG. 2E shows the shape of the pad pressing plate 8E of the polishing apparatus according to the fifth embodiment. In the fifth embodiment, the pad pressure plate 8
E is a shape obtained by cutting a circle having a diameter slightly smaller than that of the polishing pad 2 to a circle having a diameter slightly larger than that of the semiconductor substrate 3.

【0073】このように第5の実施形態に係るパッド加
圧板8Eを用いて、研磨パッド2を半導体基板3による
研磨圧力と同等の圧力により加圧すると、研磨パッド2
は全面に亘って研磨圧力により加圧されていることにな
り、研磨パッド2の全面が常に一定の変形を保持した状
態であるので、半導体基板3に対してより一層均一な研
磨を行なうことができる。
As described above, when the polishing pad 2 is pressed by a pressure equivalent to the polishing pressure applied by the semiconductor substrate 3 using the pad pressing plate 8E according to the fifth embodiment, the polishing pad 2
Since the polishing pad 2 is pressed by the polishing pressure over the entire surface, and the entire surface of the polishing pad 2 always maintains a constant deformation, the semiconductor substrate 3 can be polished more uniformly. it can.

【0074】(第6の実施形態)図3は、本発明の第6
の実施形態に係る研磨装置のパッド加圧手段7の断面構
造を示している。
(Sixth Embodiment) FIG. 3 shows a sixth embodiment of the present invention.
3 shows a sectional structure of the pad pressing means 7 of the polishing apparatus according to the embodiment.

【0075】図3に示すように、回転軸9の下端部には
円形の板状体10が取り付けられており、板状体10と
パッド加圧板8とは上下方向に容易に変形できるフレキ
シブル部材11により連結されている。板状体10、フ
レキシブル部材11及びパッド加圧板8によって形成さ
れる密封空間12内には液体又は気体が充填されてい
る。
As shown in FIG. 3, a circular plate-shaped body 10 is attached to the lower end of the rotary shaft 9, and the plate-shaped body 10 and the pad pressing plate 8 can be easily deformed in the vertical direction. They are connected by 11. A liquid or gas is filled in the sealed space 12 formed by the plate-shaped body 10, the flexible member 11 and the pad pressing plate 8.

【0076】このようにすることにより、パッド加圧板
8の面積が大きくても、パッド加圧板8は研磨パッド2
を均一に加圧することができるので、半導体基板3に対
して均一に研磨することができる。
By doing so, even if the area of the pad pressing plate 8 is large, the pad pressing plate 8 will not be affected by the polishing pad 2.
Can be uniformly pressed, so that the semiconductor substrate 3 can be uniformly polished.

【0077】第6の実施形態の特徴として、パッド加圧
板8の下面には多数の凹状溝13が設けられている。こ
のようにすると、第5の実施形態のように、パッド加圧
板8と研磨パッド2との接触面積が大きい場合でも、研
磨剤5を凹状溝13を通って研磨パッド2の表面に供給
することにより、研磨パッド2の表面には常に新しい研
磨剤5が供給されるため、研磨パッド2の上には常に研
磨剤5が存在することになる。これにより、半導体基板
3に対する研磨によって劣化した研磨剤5を更新するこ
とができ、研磨パッド2の上にパッド加圧板8が設けら
れていても安定した研磨を達成できる。
As a feature of the sixth embodiment, a large number of concave grooves 13 are provided on the lower surface of the pad pressing plate 8. By doing so, even when the contact area between the pad pressing plate 8 and the polishing pad 2 is large as in the fifth embodiment, the polishing agent 5 is supplied to the surface of the polishing pad 2 through the concave groove 13. As a result, the polishing agent 2 is always supplied to the surface of the polishing pad 2, so that the polishing agent 5 is always present on the polishing pad 2. As a result, the polishing agent 5 that has deteriorated due to the polishing of the semiconductor substrate 3 can be renewed, and stable polishing can be achieved even if the pad pressing plate 8 is provided on the polishing pad 2.

【0078】なお、前記の各実施形態において、パッド
加圧板における研磨パッド2に接する面は平坦に形成さ
れており、パッド加圧板が研磨パッド2の表面を荒らす
ことはない。
In each of the above-mentioned embodiments, the surface of the pad pressing plate which contacts the polishing pad 2 is formed flat, and the pad pressing plate does not roughen the surface of the polishing pad 2.

【0079】また、パッド加圧板の材質は特に限定され
ないが、パッド加圧板を樹脂により形成すると、パッド
加圧板が研磨剤により侵されないので、安定した稼働を
行なうことができる。
The material of the pad pressing plate is not particularly limited, but if the pad pressing plate is made of resin, the pad pressing plate is not attacked by the abrasive, so that stable operation can be performed.

【0080】また、前記の各実施形態においては、パッ
ド加圧板の面圧力は、半導体基板3の研磨時の圧力と同
等又はそれ以上であると説明したが、半導体基板3の研
磨時の圧力より小さくても本発明の効果が期待できる。
Further, in each of the above-described embodiments, the surface pressure of the pad pressing plate has been described as being equal to or higher than the pressure when polishing the semiconductor substrate 3. Even if it is small, the effect of the present invention can be expected.

【0081】また、前記の各実施形態においては、回転
する定盤1を用いる場合について説明を行なったが、定
盤1が往復直線運動や円運動等の運動を行う場合でも効
果は同じである。
In each of the above-described embodiments, the case where the rotating surface plate 1 is used has been described, but the same effect is obtained when the surface plate 1 performs reciprocating linear motion, circular motion, and the like. .

【0082】(第7の実施形態)図4は本発明の第7の
実施形態に係る半導体基板の研磨装置を説明する概略斜
視図であって、図4において、第1の実施形態とほぼ同
様に、1は平坦な表面を持つ剛体よりなる基板保持部1
aと前記基板保持部1aの下面から垂直下方に延びる回
転軸1bと前記回転軸1bを回転させる図示しない回転
手段とを有する定盤であって、前記定盤1の基板保持部
1aの表面には弾性を有する研磨パッド2が貼着されて
いる。定盤1における中心部から周縁部にかける円形状
の第1の領域の上方には、半導体基板3を保持して回転
する基板保持ヘッド4が設けられており、前記基板保持
ヘッド4により半導体基板3は回転しながら定盤1上の
研磨パッド2の第1の領域に圧接される。研磨剤5は、
研磨剤供給管6から所定量づつ研磨パッド2上に滴下さ
れ、研磨パッド2と半導体基板3との間に供給される。
(Seventh Embodiment) FIG. 4 is a schematic perspective view illustrating a semiconductor substrate polishing apparatus according to a seventh embodiment of the present invention. In FIG. 4, substantially the same as the first embodiment. In addition, 1 is a substrate holder 1 made of a rigid body having a flat surface.
a surface plate having a rotating shaft 1b extending vertically downward from the lower surface of the substrate holding portion 1a and a rotating means (not shown) for rotating the rotating shaft 1b, the surface of the substrate holding portion 1a of the surface plate 1 Is attached with a polishing pad 2 having elasticity. A substrate holding head 4 that holds and rotates the semiconductor substrate 3 is provided above the circular first region that extends from the central portion to the peripheral portion of the surface plate 1. The substrate holding head 4 allows the semiconductor substrate to be rotated. While rotating, 3 is pressed against the first region of the polishing pad 2 on the surface plate 1. Abrasive 5
A predetermined amount is dropped from the polishing agent supply pipe 6 onto the polishing pad 2 and is supplied between the polishing pad 2 and the semiconductor substrate 3.

【0083】第7の実施形態の特徴として、定盤1にお
ける中心部から周縁部にかける第2の領域の上方には、
研磨パッド2の第2の領域を加圧するパッド加圧手段1
4が設けられており、前記パッド加圧手段14は、パッ
ド加圧部としての円錐台状のパッド加圧ローラー15A
と前記パッド加圧ローラー15Aを保持する回転軸16
とからなる。
As a feature of the seventh embodiment, above the second region extending from the central portion to the peripheral portion of the surface plate 1,
Pad pressing means 1 for pressing the second region of the polishing pad 2
4 is provided, and the pad pressing means 14 is a truncated cone pad pressing roller 15A as a pad pressing portion.
And a rotary shaft 16 for holding the pad pressure roller 15A
Consists of

【0084】さらに、パッド加圧ローラー15Aの横断
面の各部位における半径の比は、研磨パッド2における
パッド加圧ローラー15Aの横断面の各部位が接する部
位の回転中心からの距離の比に等しい。
Further, the ratio of the radii of the pad pressing roller 15A at each part of the cross section is equal to the ratio of the distance from the center of rotation of the part of the polishing pad 2 where the part of the pad pressing roller 15A cross section is in contact. .

【0085】以下、第7の実施形態に係る研磨装置の動
作について説明する。
The operation of the polishing apparatus according to the seventh embodiment will be described below.

【0086】まず、研磨剤供給管6により砥粒を含む研
磨剤5を回転する研磨パッド2上に定量的に滴下する。
このようにすると、研磨剤5は定盤1の回転により拡散
されて研磨パッド2の全面に広がる。
First, the abrasive 5 containing abrasive particles is quantitatively dropped onto the rotating polishing pad 2 by the abrasive supply pipe 6.
By doing so, the polishing agent 5 is diffused by the rotation of the surface plate 1 and spreads over the entire surface of the polishing pad 2.

【0087】次に、半導体基板3を支持した基板保持ヘ
ッド4、及びパッド加圧手段14をそれぞれ回転しなが
ら下降させて、半導体基板3及びパッド加圧ローラー1
5Aをそれぞれ研磨パッド2に圧接する。
Next, the substrate holding head 4 supporting the semiconductor substrate 3 and the pad pressing means 14 are rotated and lowered to make the semiconductor substrate 3 and the pad pressing roller 1
5A is pressed against the polishing pad 2, respectively.

【0088】図7(a),(b)は、パッド加圧ローラ
ー15Aにより研磨パッド2を押圧し、弾性変形させる
様子を説明するための概略断面図である。
FIGS. 7A and 7B are schematic cross-sectional views for explaining how the pad pressure roller 15A presses the polishing pad 2 to elastically deform it.

【0089】図7(a)に示すように、研磨パッド2に
おいては、半導体基板3の中央部に接する領域の方が多
く弾性変形するため凹部2aが形成される。この状態で
パッド加圧ローラー15Aにより研磨パッド2を押圧す
ると、研磨パッド2の凸部2bがパッド加圧ローラー1
5Aによって強く圧縮されるため、図7(b)に示すよ
うに、研磨パッド2の第1の領域はパッド加圧ローラー
15Aに押圧されて弾性変形して所定量だけ窪み平坦に
なる。
As shown in FIG. 7A, in the polishing pad 2, the recess 2a is formed because the region in contact with the central portion of the semiconductor substrate 3 is elastically deformed more. When the polishing pad 2 is pressed by the pad pressure roller 15A in this state, the convex portion 2b of the polishing pad 2 is moved to the pad pressure roller 1
Since it is strongly compressed by 5A, the first region of the polishing pad 2 is pressed by the pad pressure roller 15A and elastically deformed to be flattened by a predetermined amount as shown in FIG. 7B.

【0090】定盤1が回転しているので、研磨パッド2
における所定量だけ窪み平坦になった第1の領域は次の
瞬間には回復しながら半導体基板3に達する。
Since the surface plate 1 is rotating, the polishing pad 2
The first region, which is recessed and flattened by a predetermined amount, reaches the semiconductor substrate 3 while recovering at the next moment.

【0091】一般的に研磨に用いられる不織布系や発泡
ウレタン系の研磨パッド2は、加圧されたときの弾性変
形速度に比べて、回復速度は非常に緩やかであるため、
ある程度の高速(例えば、30rpm以上)で定盤1を
回転させれば、研磨パッド2におけるパッド加圧ローラ
ー15Aにより圧縮された領域が半導体基板3に達する
時点でも、研磨パッド2の弾性変形は余り回復していな
いので、半導体基板3に接して前記半導体基板3により
加圧されても、変形量は殆ど変わらず、研磨パッド2に
おけるパッド加圧ローラー15Aにより圧縮された第2
の領域は変形した状態で半導体基板3と摺接する。
Since the non-woven fabric type urethane foam type polishing pad 2 generally used for polishing has a very slow recovery rate as compared with the elastic deformation rate when pressurized,
If the surface plate 1 is rotated at a high speed (for example, 30 rpm or more) to some extent, the elastic deformation of the polishing pad 2 is not sufficient even when the region of the polishing pad 2 compressed by the pad pressure roller 15A reaches the semiconductor substrate 3. Since it has not been recovered, even if the semiconductor substrate 3 is contacted and pressed by the semiconductor substrate 3, the amount of deformation is hardly changed, and the second pad compressed by the pad pressure roller 15A in the polishing pad 2 is used.
The region of (1) is in sliding contact with the semiconductor substrate 3 in a deformed state.

【0092】パッド加圧ローラー15Aにより弾性変形
した研磨パッド2が半導体基板3に達した時点で、研磨
パッド2の変形量を研磨時の圧力(=半導体基板3から
の圧力)による変形量とほぼ等しくすることにより、研
磨パッド2は半導体基板3から圧力を受けても変形量は
殆ど変形しない。
When the polishing pad 2 elastically deformed by the pad pressure roller 15A reaches the semiconductor substrate 3, the deformation amount of the polishing pad 2 is almost equal to the deformation amount due to the pressure during polishing (= pressure from the semiconductor substrate 3). By making them equal, the polishing pad 2 hardly deforms even when pressure is applied from the semiconductor substrate 3.

【0093】図5(a)は、第7の実施形態におけるパ
ッド加圧ローラー15Aの研磨パッド2に対する位置を
示している。パッド加圧ローラー15Aの研磨パッド2
と接する領域の長さは半導体基板3の直径よりも十分に
大きい。
FIG. 5A shows the position of the pad pressure roller 15A in the seventh embodiment with respect to the polishing pad 2. Polishing pad 2 of pad pressure roller 15A
The length of the region in contact with is sufficiently larger than the diameter of the semiconductor substrate 3.

【0094】第7の実施形態に係るパッド加圧ローラー
15Aを用いて研磨パッド2を加圧すると、研磨パッド
2が半導体基板3に到達する時点においては、研磨パッ
ド2における半導体基板3と接する全領域が弾性変形か
らの回復途上にあり、研磨パッド2における半導体基板
3と接する全領域が弾性変形した状態であるので、半導
体基板3に対して均一な研磨を行なうことができる。
When the polishing pad 2 is pressed by using the pad pressure roller 15A according to the seventh embodiment, when the polishing pad 2 reaches the semiconductor substrate 3, all the polishing pad 2 is in contact with the semiconductor substrate 3. Since the region is in the process of recovering from the elastic deformation and the entire region of the polishing pad 2 in contact with the semiconductor substrate 3 is elastically deformed, the semiconductor substrate 3 can be uniformly polished.

【0095】この場合、第7の実施形態に係るパッド加
圧ローラー15Aを用いて半導体基板3による研磨圧力
と同等又はそれ以上の圧力により研磨パッド2を加圧す
ると、研磨パッド2における半導体基板3の周辺部と接
する領域も十分に加圧され、研磨パッド2における半導
体基板3と接する全領域がほぼ均一に弾性変形した状態
になり、研磨パッド2における半導体基板3の周辺部と
接する領域も十分に加圧されるため、研磨パッド2にお
ける半導体基板3と接する全領域がほぼ均一に弾性変形
した状態になり、研磨パッド2における半導体基板3に
接する第1の領域は平坦になる。このため、研磨パッド
2は半導体基板3に対して均一な圧力で研磨するので、
半導体基板3を均一性良く研磨することができる。
In this case, when the polishing pad 2 is pressed with a pressure equal to or higher than the polishing pressure applied by the semiconductor substrate 3 using the pad pressure roller 15A according to the seventh embodiment, the semiconductor substrate 3 in the polishing pad 2 is pressed. The region of the polishing pad 2 in contact with the semiconductor substrate 3 is elastically deformed substantially uniformly, and the region of the polishing pad 2 in contact with the peripheral region of the semiconductor substrate 3 is also sufficiently pressurized. Since the entire area of the polishing pad 2 in contact with the semiconductor substrate 3 is elastically deformed substantially uniformly, the first area of the polishing pad 2 in contact with the semiconductor substrate 3 becomes flat. Therefore, since the polishing pad 2 polishes the semiconductor substrate 3 with a uniform pressure,
The semiconductor substrate 3 can be polished with good uniformity.

【0096】さらに、定盤1が回転運動を行なう場合、
パッド加圧ローラー15Aを円錐台とし、その断面の各
部位における半径の比を、各部位が接する研磨パッド2
の回転中心からの距離の比に等しくすることにより、パ
ッド加圧ローラー15Aの研磨パッド2との接触面にお
いては、パッド加圧ローラー15Aは定盤1の回転速度
と一致した回転を得ることができるため、パッド加圧ロ
ーラー15Aと研磨パッド2との接触面においては摩擦
が生じない。よって、パッド加圧ローラー15Aを用い
ることにより、摩擦熱が発生しないと共にパッド加圧ロ
ーラー15Aが研磨されることがないため、研磨剤の温
度上昇及びパッド加圧ローラー15Aの変形を回避でき
るので、安定した研磨を実現することができる。
Furthermore, when the surface plate 1 makes a rotary motion,
The pad pressure roller 15A is a truncated cone, and the ratio of the radii of each section of the cross section is the polishing pad 2 with which each section contacts.
By making it equal to the ratio of the distance from the center of rotation of the pad pressure roller 15A, the pad pressure roller 15A can obtain rotation that matches the rotation speed of the surface plate 1 on the contact surface of the pad pressure roller 15A with the polishing pad 2. Therefore, friction does not occur on the contact surface between the pad pressure roller 15A and the polishing pad 2. Therefore, by using the pad pressure roller 15A, since frictional heat is not generated and the pad pressure roller 15A is not polished, it is possible to avoid the temperature rise of the abrasive and the deformation of the pad pressure roller 15A. Stable polishing can be realized.

【0097】(第8の実施形態)図5(b)は、第8の
実施形態に係る研磨装置のパッド加圧ローラー15Bの
形状を示すための概略斜視図である。第8の実施形態に
おいては、パッド加圧ローラー15Bは複数個の円錐台
状のローラー部材により構成されており、各ローラー部
材の半径の比は、研磨パッド2における各ローラー部材
が接する部位の回転中心からの距離の比に等しい。
(Eighth Embodiment) FIG. 5B is a schematic perspective view showing the shape of the pad pressure roller 15B of the polishing apparatus according to the eighth embodiment. In the eighth embodiment, the pad pressure roller 15B is composed of a plurality of frustoconical roller members, and the radius ratio of each roller member is determined by the rotation of the portion of the polishing pad 2 in contact with each roller member. Equal to the ratio of the distance from the center.

【0098】第8の実施形態に係るパッド加圧ローラー
15Bを用いて、研磨パッド2を半導体基板3による研
磨圧力と同等又はそれ以上の圧力により加圧すると、研
磨パッド2における半導体基板3と接する第1の領域
は、ほぼ均一に弾性変形した状態になるので、半導体基
板3に対してより均一な研磨を行なうことができる。
When the polishing pad 2 is pressed with a pressure equal to or higher than the polishing pressure applied by the semiconductor substrate 3 by using the pad pressure roller 15B according to the eighth embodiment, the polishing pad 2 comes into contact with the semiconductor substrate 3 in the polishing pad 2. Since the first region is elastically deformed substantially uniformly, the semiconductor substrate 3 can be polished more uniformly.

【0099】また、各ローラー部材の半径が、研磨パッ
ド2における各ローラー部材が接する部位の回転中心か
らの半径と多少異なっていても、各ローラー部材が独立
して回転するために、各ローラー部材が研磨パッド2と
摺接する各位置に適した回転が可能になるので、第7の
実施形態に比べて一層摩擦を低減でき、より安定した研
磨を実現できる。
Even if the radius of each roller member is slightly different from the radius from the center of rotation of the portion of the polishing pad 2 in contact with each roller member, each roller member rotates independently, so that each roller member rotates independently. Since the rotation suitable for each position in sliding contact with the polishing pad 2 is possible, the friction can be further reduced as compared with the seventh embodiment, and more stable polishing can be realized.

【0100】(第9の実施形態)図5(c)は、第9の
実施形態に係る研磨装置のパッド加圧ローラー15Cの
形状を示すための概略斜視図である。第9の実施形態に
おいては、パッド加圧ローラー15Cは複数例えば4つ
の円錐台状のローラー部材により構成されており、各ロ
ーラー部材の半径の比は、研磨パッド2における各ロー
ラ部材が接する部位の回転中心からの距離の比に等し
い。また、例えば4つのローラー部材は2つづつ間隔を
おいて配置され、研磨パッド2における半導体基板3の
周縁部近傍と接する領域の近傍を押圧するような位置に
設置されている。
(Ninth Embodiment) FIG. 5C is a schematic perspective view showing the shape of the pad pressure roller 15C of the polishing apparatus according to the ninth embodiment. In the ninth embodiment, the pad pressure roller 15C is composed of a plurality of, for example, four truncated cone-shaped roller members, and the ratio of the radii of the roller members depends on the portion of the polishing pad 2 in contact with the roller members. Equal to the ratio of the distance from the center of rotation. Further, for example, the four roller members are arranged at intervals of two, and are arranged at such positions as to press the vicinity of a region of the polishing pad 2 which is in contact with the vicinity of the peripheral portion of the semiconductor substrate 3.

【0101】第9の実施形態に係るパッド加圧ローラー
15Cを用いて、研磨パッド2を半導体基板3による研
磨圧力と同等又はそれ以上の圧力により加圧すると、研
磨パッド2における半導体基板3の周縁部に接する領域
のみが加圧される。パッド加圧ローラー15Cの圧力を
調整して、半導体基板3に達したときの半導体基板3の
周縁部に接する研磨パッド2の領域の変形量が、半導体
基板3の中心部付近に接する研磨パッド2の領域の変形
量よりも多くなるようにしておくことにより、第1の領
域において研磨パッド2の変形によって生じる研磨圧力
の差を低減できるので、半導体基板3に対してより均一
な研磨を行なうことができる。
When the polishing pad 2 is pressed with a pressure equal to or higher than the polishing pressure applied by the semiconductor substrate 3 using the pad pressure roller 15C according to the ninth embodiment, the peripheral edge of the semiconductor substrate 3 in the polishing pad 2 is increased. Only the area in contact with the part is pressurized. The amount of deformation of the region of the polishing pad 2 in contact with the peripheral edge of the semiconductor substrate 3 when reaching the semiconductor substrate 3 is adjusted by adjusting the pressure of the pad pressure roller 15C, and the polishing pad 2 in contact with the vicinity of the central portion of the semiconductor substrate 3 is reached. By setting the deformation amount to be larger than the deformation amount of the region, the difference in polishing pressure caused by the deformation of the polishing pad 2 in the first region can be reduced, so that the semiconductor substrate 3 can be polished more uniformly. You can

【0102】なお、図5(c)においてパッド加圧ロー
ラー15Cは、両端部に2個づつのローラー部材を有し
ているが、各端部に配置するローラー部材の数は1個で
も3個以上でもよい。また、外側のローラー部材と内側
のローラー部材との間に間隔を設けているが、間隔を設
けなくてもよい。
In FIG. 5 (c), the pad pressure roller 15C has two roller members at both ends, but the number of roller members arranged at each end may be one or three. Or more. Further, although the space is provided between the outer roller member and the inner roller member, the space may not be provided.

【0103】(第10の実施形態)図6(a)は、第1
0の実施形態に係る研磨装置のパッド加圧ローラー15
Dの形状を示すための概略斜視図である。第10の実施
形態においては、パッド加圧板ローラー15Dは円筒状
であって、定盤1が一方向の直線運動を行なう場合を示
している。
(Tenth Embodiment) FIG. 6A shows the first embodiment.
0 pad pressure roller 15 of the polishing apparatus according to the embodiment
It is a schematic perspective view for showing the shape of D. In the tenth embodiment, the pad pressure plate roller 15D has a cylindrical shape, and the case where the surface plate 1 performs linear movement in one direction is shown.

【0104】第10の実施形態に係るパッド加圧板ロー
ラー15Dを用いて、研磨パッド2を半導体基板3によ
る研磨圧力と同等又はそれ以上の圧力により加圧する
と、研磨パッド2における半導体基板3と接する第1の
領域は、ほぼ均一に弾性変形した状態になるので、半導
体基板3に対してより均一な研磨を行なうことができ
る。
When the polishing pad 2 is pressed at a pressure equal to or higher than the polishing pressure applied by the semiconductor substrate 3 using the pad pressure plate roller 15D according to the tenth embodiment, the polishing pad 2 comes into contact with the semiconductor substrate 3 in the polishing pad 2. Since the first region is elastically deformed substantially uniformly, the semiconductor substrate 3 can be polished more uniformly.

【0105】ところで、前記の各実施形態と同様に定盤
1が回転運動をする場合、定盤1の回転中心からの半径
によって速度が異なり、外周部で速度が速くて中心部で
は速度が遅い。一体に形成されたパッド加圧ローラー1
5Dを用いると、パッド加圧ローラー15Dは一定の回
転をするので、研磨パッド2との接触抵抗の差により研
磨パッド2とパッド加圧ローラー15Dとの接触面にお
ける相対速度が異なるために多少の摩擦が生じてしま
う。
By the way, when the surface plate 1 makes a rotary motion as in each of the above-described embodiments, the speed varies depending on the radius from the center of rotation of the surface plate 1, the speed is high at the outer peripheral portion and slow at the central portion. . Pad pressure roller 1 formed integrally
When 5D is used, since the pad pressure roller 15D rotates a certain amount, the relative speed at the contact surface between the polishing pad 2 and the pad pressure roller 15D is different due to the difference in the contact resistance with the polishing pad 2, so that the pad pressure roller 15D may slightly rotate. Friction will occur.

【0106】しかしながら、図6(a)に示すように、
定盤1が直線運動をする場合、定盤1とパッド加圧ロー
ラー15Dとの接触面においては相対速度が同じになる
ため、パッド加圧ローラー15Dを用いることによっ
て、摩擦熱が発生しなくなると共にパッド加圧ローラー
15Dが研磨されることがなくなるので、研磨剤の温度
上昇及びパッド加圧ローラー15Dの変形を回避でき、
これにより、安定した研磨を実現することができる。ま
た、円筒状のパッド加圧ローラー15Dは製作が容易で
あるという利点もある。
However, as shown in FIG.
When the surface plate 1 makes a linear motion, the relative speed becomes the same on the contact surface between the surface plate 1 and the pad pressure roller 15D. Therefore, by using the pad pressure roller 15D, frictional heat is not generated and Since the pad pressure roller 15D is not polished, it is possible to avoid the temperature rise of the polishing agent and the deformation of the pad pressure roller 15D.
Thereby, stable polishing can be realized. Further, the cylindrical pad pressure roller 15D has an advantage that it is easy to manufacture.

【0107】なお、本実施形態においては、定盤1の直
線運動は一方向のみの場合について説明したが、定盤1
が往復の直線運動をする場合であっても同様の効果が得
られる。定盤1が往復の直線運動をする場合には、研磨
パッド2における半導体基板3が接する第1の領域の両
端部にパッド加圧ローラー15Dを設けることがより好
ましい。
In this embodiment, the case where the linear motion of the surface plate 1 is in only one direction has been described.
The same effect can be obtained even when the reciprocating linear motion is performed. When the platen 1 makes a reciprocating linear motion, it is more preferable to provide the pad pressure rollers 15D at both ends of the first region of the polishing pad 2 in contact with the semiconductor substrate 3.

【0108】(第11の実施形態)図6(b)は、第1
1の実施形態に係る研磨装置のパッド加圧ローラー15
Eの形状を示すための概略斜視図である。第11の実施
形態においては、パッド加圧ローラー15Eは同軸に配
置された複数の円盤状のローラー部材により構成されて
いる。
(Eleventh Embodiment) FIG. 6B shows the first embodiment.
Pad pressure roller 15 of the polishing apparatus according to the first embodiment
It is a schematic perspective view for showing the shape of E. In the eleventh embodiment, the pad pressure roller 15E is composed of a plurality of disc-shaped roller members arranged coaxially.

【0109】第11の実施形態に係るパッド加圧板ーラ
ー15Eを用いて、研磨パッド2を半導体基板3による
研磨圧力と同等又はそれ以上の圧力により加圧すると、
研磨パッド2における半導体基板3と接する第1の領域
は、ほぼ均一に弾性変形した状態になるので、半導体基
板3に対してより均一な研磨を行なうことができる。
When the polishing pad 2 is pressurized with a pressure equal to or higher than the polishing pressure applied by the semiconductor substrate 3 using the pad pressure plate roller 15E according to the eleventh embodiment,
Since the first region of the polishing pad 2 that is in contact with the semiconductor substrate 3 is elastically deformed substantially uniformly, the semiconductor substrate 3 can be polished more uniformly.

【0110】また、各ローラー部材の径が多少異なって
いても、各ローラー部材が独立して回転するため各ロー
ラー部材に適した回転が可能であるので、第10の実施
形態に比べて摩擦を一層低減でき、これにより、より安
定した研磨を実現できる。
Further, even if the diameters of the roller members are slightly different, since each roller member rotates independently, rotation suitable for each roller member is possible. It can be further reduced, and thereby more stable polishing can be realized.

【0111】さらに、定盤1が回転運動する場合でも、
各ローラー部材が独立して回転するため、研磨パッド2
の回転中心からの距離が異なっていても、各ローラー部
材の回転速度は研磨パッド2における各ローラー部材が
接する部位の速度とほぼ同じになるので、第10の実施
形態に比べて、摩擦を低減できるので、安定な研磨を得
ることが可能である。
Furthermore, even when the surface plate 1 makes a rotary motion,
Since each roller member rotates independently, the polishing pad 2
Even if the distance from the center of rotation is different, the rotation speed of each roller member is almost the same as the speed of the portion of the polishing pad 2 in contact with each roller member, so friction is reduced compared to the tenth embodiment. Therefore, stable polishing can be obtained.

【0112】なお、本実施形態においては、定盤1が一
方向の直線運動をする場合について説明しているが、定
盤1が往復の直線運動をする場合であっても同様の効果
が得られる。定盤1が往復の直線運動をする場合には、
研磨パッド2における半導体基板3が接する第1の領域
の両端にパッド加圧ローラー15Eを設けることがより
好ましい。
In this embodiment, the case where the surface plate 1 makes a linear motion in one direction has been described, but the same effect can be obtained even when the surface plate 1 makes a reciprocating linear motion. To be When the surface plate 1 makes a reciprocating linear motion,
It is more preferable to provide pad pressure rollers 15E at both ends of the first region of the polishing pad 2 in contact with the semiconductor substrate 3.

【0113】(第12の実施形態)図6(c)は、第1
2の実施形態に係る研磨装置のパッド加圧ローラー15
Fの形状を示すための概略斜視図である。第12の実施
形態においては、パッド加圧ローラー15Fは同軸に配
置された複数の円盤状のローラー部材により構成されて
おり、複数のローラー部材は、研磨パッド2における半
導体基板3の周縁部近傍と接する領域を押圧する位置に
設置されている。具体的には、パッド加圧ローラー15
Fは両端部に2個づつ配置された4つのローラー部材に
よって構成されている。
(Twelfth Embodiment) FIG. 6C shows the first embodiment.
Pad pressure roller 15 of the polishing apparatus according to the second embodiment
It is a schematic perspective view for showing the shape of F. In the twelfth embodiment, the pad pressure roller 15F is composed of a plurality of disk-shaped roller members arranged coaxially, and the plurality of roller members are located near the peripheral edge of the semiconductor substrate 3 in the polishing pad 2. It is installed at a position where the contact area is pressed. Specifically, the pad pressure roller 15
F is composed of four roller members, two on each end.

【0114】第12の実施形態に係るパッド加圧ローラ
ー15Fを用いて、研磨パッド2を半導体基板3による
研磨圧力と同等又はそれ以上の圧力により加圧すると、
研磨パッド2における半導体基板3の周縁部と接する第
1の領域のみが加圧される。パッド加圧ローラー15F
の圧力を調整して、研磨パッド2における半導体基板3
に達したときの半導体基板3の外周部と接する領域の変
形量が、研磨パッド2における半導体基板3の中心部付
近と接する領域の変形量よりも多くなるようにしておく
と、研磨中における研磨パッド2の変形量の差を低減で
きるので、半導体基板3に対してより均一な研磨を行な
うことができる。
When the pad pressing roller 15F according to the twelfth embodiment is used to press the polishing pad 2 with a pressure equal to or higher than the polishing pressure applied by the semiconductor substrate 3,
Only the first region of the polishing pad 2 that contacts the peripheral portion of the semiconductor substrate 3 is pressed. Pad pressure roller 15F
By adjusting the pressure of the semiconductor substrate 3 in the polishing pad 2.
When the amount of deformation of the region in contact with the outer peripheral portion of the semiconductor substrate 3 when reaching the upper limit is made larger than the amount of deformation in the region of the polishing pad 2 in contact with the vicinity of the central portion of the semiconductor substrate 3, polishing during polishing is performed. Since the difference in the amount of deformation of the pad 2 can be reduced, the semiconductor substrate 3 can be polished more uniformly.

【0115】また、定盤1が回転運動をする場合であっ
ても直線運動をする場合であっても、各円盤は各円盤が
接する研磨パッド2の速度と等しい回転をすることがで
きるので、摩擦を生じない安定した研磨を達成すること
ができる。
In addition, whether the surface plate 1 is rotating or linearly moving, each disk can rotate at the same speed as the polishing pad 2 contacting each disk. It is possible to achieve stable polishing without causing friction.

【0116】なお、図6(c)においては、パッド加圧
ローラー15Fが、両端に2個づつ配置されたローラー
部材よりなる構成を示しているが、両端にそれぞれ1個
づつ又は3個以上のローラー部材が配置された構成でも
同様である。また、両端部のローラー部材同士の間に間
隔が設けられているが、間隔が設けられていなくてもよ
い。さらに、本実施形態においては、定盤1が一方向の
直線運動をする場合について説明しているが、定盤1が
往復の直線運動をする場合であっても同様の効果が得ら
れる。定盤1が往復の直線運動をする場合には、研磨パ
ッド2における半導体基板3が接する第1の領域の両端
にパッド加圧ローラー15Fを設けることがより好まし
い。
In FIG. 6 (c), the pad pressure roller 15F is shown to be composed of two roller members arranged at both ends. However, one pad pressure roller 15F or three or more roller members are provided at both ends. The same applies to the configuration in which the roller members are arranged. Further, although the gap is provided between the roller members at both ends, the gap may not be provided. Further, in the present embodiment, the case where the surface plate 1 makes a linear motion in one direction has been described, but the same effect can be obtained even when the surface plate 1 makes a reciprocating linear motion. When the surface plate 1 reciprocates linearly, it is more preferable to provide pad pressure rollers 15F at both ends of the first region of the polishing pad 2 in contact with the semiconductor substrate 3.

【0117】また、前述した各パッド加圧ローラー15
A〜15Fが研磨パッド2に接する面は平坦であるの
で、研磨パッド2の表面を荒らすことはない。
Further, each pad pressure roller 15 described above is used.
Since the surface of A to 15F in contact with the polishing pad 2 is flat, the surface of the polishing pad 2 is not roughened.

【0118】また、前述した各パッド加圧ローラー15
A〜15Fを樹脂により形成すると、研磨液によりパッ
ド加圧ローラー15A〜15Fが侵されることなく安定
した稼働を行なうことができる。
The pad pressure roller 15 described above is also used.
When A to 15F are formed of resin, stable operation can be performed without damaging the pad pressure rollers 15A to 15F with the polishing liquid.

【0119】また、前述した各パッド加圧ローラー15
A〜15Fの面圧力は、半導体基板3の研磨時の圧力と
同等又はそれ以上であると説明したが、研磨時の圧力の
1/2以上であれば本発明の効果が期待できる。
Further, each pad pressure roller 15 described above is used.
Although the surface pressures of A to 15F have been described as being equal to or higher than the pressure during polishing of the semiconductor substrate 3, the effect of the present invention can be expected if it is 1/2 or more of the pressure during polishing.

【0120】[0120]

【発明の効果】請求項1の発明に係る半導体基板の研磨
装置によると、パッド加圧部により弾性変形させられた
研磨パッドは緩やかに回復するため、半導体基板に達し
た際にも完全に回復しておらず、研磨時に半導体基板に
より加圧される際の研磨パッドの弾性変形量が少なく、
研磨パッドに生じる厚さの差が少ないので、研磨パッド
の平坦性が維持される。このため、研磨時に半導体基板
が研磨パッドから受ける圧力が半導体基板の全面に亘っ
てほぼ均一になるので、均一性に優れた研磨を実現でき
る。
According to the semiconductor substrate polishing apparatus of the first aspect of the present invention, the polishing pad elastically deformed by the pad pressing portion recovers gently, so that it completely recovers even when it reaches the semiconductor substrate. The amount of elastic deformation of the polishing pad when pressed by the semiconductor substrate during polishing is small,
Since the difference in the thickness of the polishing pad is small, the flatness of the polishing pad is maintained. For this reason, the pressure that the semiconductor substrate receives from the polishing pad during polishing becomes substantially uniform over the entire surface of the semiconductor substrate, so that polishing with excellent uniformity can be realized.

【0121】請求項3の発明に係る半導体基板の研磨装
置によると、パッド加圧部は平滑な押圧面を有している
ため、研磨パッドがパッド加圧部により押圧されても損
傷しないので、半導体基板が研磨パッドにより損傷する
事態を回避できる。
According to the semiconductor substrate polishing apparatus of the third aspect of the present invention, since the pad pressing portion has a smooth pressing surface, the polishing pad is not damaged even when pressed by the pad pressing portion. It is possible to prevent the semiconductor substrate from being damaged by the polishing pad.

【0122】請求項4の発明に係る半導体基板の研磨装
置によると、パッド加圧部は樹脂により形成されている
ため、研磨剤に侵され難いので、安定した稼働を行なう
ことができる。
According to the semiconductor substrate polishing apparatus of the fourth aspect of the present invention, since the pad pressing portion is made of resin, it is hard to be attacked by the polishing agent, so that stable operation can be performed.

【0123】請求項5の発明に係る半導体基板の研磨装
置によると、パッド加圧部の押圧面が円形状であるた
め、パッド加圧部の作成が容易である。
According to the semiconductor substrate polishing apparatus of the fifth aspect, since the pressing surface of the pad pressing portion is circular, the pad pressing portion can be easily manufactured.

【0124】請求項6の発明に係る半導体基板の研磨装
置によると、研磨パッドが受けるパッド加圧部による加
圧量と半導体基板による加圧量との合計は研磨パッドの
各領域において大差がなくなるため、研磨パッドにおけ
る半導体基板と接する全領域がほぼ均一に弾性変形した
状態になるので、半導体基板に対してより均一な研磨を
行なうことができる。
According to the semiconductor substrate polishing apparatus of the sixth aspect of the present invention, the sum of the amount of pressure applied by the pad pressure unit to the polishing pad and the amount of pressure applied by the semiconductor substrate is almost the same in each region of the polishing pad. Therefore, the entire region of the polishing pad that is in contact with the semiconductor substrate is elastically deformed substantially uniformly, so that the semiconductor substrate can be polished more uniformly.

【0125】請求項7の発明に係る半導体基板の研磨装
置によると、研磨パッドの平坦性が一層維持されるた
め、研磨時に半導体基板が研磨パッドから受ける圧力が
基板面の全面に亘ってより均一になるので、一層均一性
に優れた研磨を実現できる。
According to the semiconductor substrate polishing apparatus of the seventh aspect of the present invention, the flatness of the polishing pad is further maintained, so that the pressure received by the semiconductor substrate from the polishing pad during polishing is more uniform over the entire surface of the substrate. Therefore, it is possible to realize polishing with more excellent uniformity.

【0126】請求項8の発明に係る半導体基板の研磨装
置によると、パッド加圧部の押圧面の直径は第1の領域
の直径よりも大きいため、研磨パッドが半導体基板によ
り押圧される領域は、パッド加圧部により確実に押圧さ
れているため、半導体基板に対してより一層均一な研磨
を行なうことができる。
According to the semiconductor substrate polishing apparatus of the present invention, since the diameter of the pressing surface of the pad pressing portion is larger than the diameter of the first area, the area where the polishing pad is pressed by the semiconductor substrate is Since the pad pressing portion is surely pressed, the semiconductor substrate can be polished more uniformly.

【0127】請求項9の発明に係る半導体基板の研磨装
置によると、研磨パッドがパッド加圧部により弾性変形
される変形量はほぼ均一になるので、半導体基板に対し
てより均一な研磨を行なうことができる。
According to the semiconductor substrate polishing apparatus of the ninth aspect, since the amount of deformation of the polishing pad elastically deformed by the pad pressing portion is substantially uniform, the semiconductor substrate is more uniformly polished. be able to.

【0128】請求項10の発明に係る半導体基板の研磨
装置によると、研磨パッドは、半導体基板とパッド加圧
部とによって全面に亘って常に加圧されているため、研
磨パッドの全面が常に一定の弾性変形を保持しているの
で、半導体基板に対してより一層均一な研磨を行なうこ
とができる。
According to the semiconductor substrate polishing apparatus of the tenth aspect of the present invention, since the polishing pad is constantly pressed by the semiconductor substrate and the pad pressing portion, the entire surface of the polishing pad is always constant. Since the elastic deformation is retained, the semiconductor substrate can be polished more uniformly.

【0129】請求項11の発明に係る半導体基板の研磨
装置によると、研磨パッドの研磨面におけるパッド加圧
部の押圧面と接している領域にも、凹状溝から新しい研
磨剤を供給できるので、研磨パッド上の残っている基板
の研磨により劣化した研磨剤を更新することができる。
According to the semiconductor substrate polishing apparatus of the eleventh aspect of the present invention, a new abrasive can be supplied from the concave groove to the region of the polishing surface of the polishing pad that is in contact with the pressing surface of the pad pressing portion. The polishing agent deteriorated by polishing the remaining substrate on the polishing pad can be replaced.

【0130】請求項12の発明に係る半導体基板の研磨
装置によると、パッド加圧部は定盤の回転に伴って回転
しながら研磨パッドを押圧できるため、ローラーが研磨
パッドを押圧する際の摩擦を低減できるので、より安定
した研磨を行なうことができる。
According to the semiconductor substrate polishing apparatus of the twelfth aspect of the present invention, since the pad pressing portion can press the polishing pad while rotating with the rotation of the surface plate, friction when the roller presses the polishing pad is increased. Can be reduced, so that more stable polishing can be performed.

【0131】請求項13の発明に係る半導体基板の研磨
装置によると、定盤の回転とローラーの回転とが一致す
るため、ローラーが研磨パッドを押圧する際に摩擦が発
生しない。
According to the semiconductor substrate polishing apparatus of the thirteenth aspect, since the rotation of the surface plate and the rotation of the roller coincide with each other, friction does not occur when the roller presses the polishing pad.

【0132】請求項14の発明に係る半導体基板の研磨
装置によると、パッド加圧部が円筒状であるので、パッ
ド加圧部の製作が容易である。
According to the semiconductor substrate polishing apparatus of the fourteenth aspect of the invention, since the pad pressing portion is cylindrical, the pad pressing portion can be easily manufactured.

【0133】請求項16の発明に係る半導体基板の研磨
装置によると、ローラーが複数のローラー部材よりなる
ため、研磨パッドにおけるローラーの各部位が接する部
分の速度が異なっても、摩擦の発生を低減できるので、
より安定した研磨を行なうことができる。
According to the semiconductor substrate polishing apparatus of the sixteenth aspect of the present invention, since the roller is composed of a plurality of roller members, the occurrence of friction is reduced even if the speed at which the portions of the polishing pad contact each portion of the polishing pad is different. Because you can
More stable polishing can be performed.

【0134】請求項18の発明に係る半導体基板の研磨
装置によると、研磨パッドにおける弾性変形の変形量が
少ない領域を押圧できるので、研磨の均一性を向上する
ことができる。
According to the semiconductor substrate polishing apparatus of the eighteenth aspect of the present invention, since the region of the polishing pad where the elastic deformation is small can be pressed, the polishing uniformity can be improved.

【0135】請求項19の発明に係る半導体基板の研磨
方法によると、請求項1の発明と同様に、研磨パッドの
平坦性が維持されため、研磨時に半導体基板が研磨パッ
ドから受ける圧力が半導体基板の全面に亘って均一にな
るので、均一性に優れた研磨を実現できる。
According to the semiconductor substrate polishing method of the nineteenth aspect of the present invention, since the flatness of the polishing pad is maintained as in the first aspect of the invention, the pressure applied to the semiconductor substrate from the polishing pad during polishing is applied to the semiconductor substrate. Since it becomes uniform over the entire surface, polishing with excellent uniformity can be realized.

【0136】請求項20の発明に係る半導体基板の研磨
方法によると、研磨パッドにおける半導体基板と接する
全領域がほぼ均一に弾性変形した状態になるため、研磨
パッドにおける半導体基板に接する面が確実に平坦にな
り、研磨パッドは半導体基板に対して均一な圧力で研磨
するので、より均一な研磨を実現できる。
According to the semiconductor substrate polishing method of the twentieth aspect of the present invention, since the entire region of the polishing pad in contact with the semiconductor substrate is elastically deformed substantially uniformly, the surface of the polishing pad in contact with the semiconductor substrate is surely secured. Since it becomes flat and the polishing pad polishes the semiconductor substrate with a uniform pressure, more uniform polishing can be realized.

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

【図1】本発明の第1の実施形態に係る半導体基板の研
磨装置の概略斜視図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view of a semiconductor substrate polishing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1〜第5の実施形態に係る半導体基
板の研磨装置におけるパッド加圧部の形状を示す平面図
である。
FIG. 2 is a plan view showing the shape of a pad pressing unit in the semiconductor substrate polishing apparatus according to the first to fifth embodiments of the present invention.

【図3】本発明の第6の実施形態に係る半導体基板の研
磨装置におけるパッド加圧手段の概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of pad pressing means in a semiconductor substrate polishing apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第7の実施形態に係る半導体基板の研
磨装置の概略斜視図である。
FIG. 4 is a schematic perspective view of a semiconductor substrate polishing apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第7〜第9の実施形態に係る半導体基
板の研磨装置におけるパッド加圧部の形状を示す概略斜
視図である。
FIG. 5 is a schematic perspective view showing a shape of a pad pressing portion in a semiconductor substrate polishing apparatus according to seventh to ninth embodiments of the present invention.

【図6】本発明の第10〜第12の実施形態に係る半導
体基板の研磨装置におけるパッド加圧部の形状を示す概
略斜視図である。
FIG. 6 is a schematic perspective view showing a shape of a pad pressing unit in a semiconductor substrate polishing apparatus according to tenth to twelfth embodiments of the present invention.

【図7】本発明の第7の実施形態に係る半導体基板の研
磨装置におけるパッド加圧ローラーにより研磨パッドを
押圧して弾性変形させる様子を説明するための概略断面
図である。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining how a polishing pad is pressed and elastically deformed by a pad pressing roller in a semiconductor substrate polishing apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.

【図8】第1の従来の半導体基板の研磨装置の概略斜視
図である。
FIG. 8 is a schematic perspective view of a first conventional semiconductor substrate polishing apparatus.

【図9】従来の半導体基板の研磨方法及びその装置にお
ける、研磨パッドに対する加圧時間及び加圧後の研磨パ
ッドの回復時間と研磨パッドの厚さとの関係を定性的に
示す図である。
FIG. 9 is a diagram qualitatively showing a relationship between a polishing pad pressing time, a polishing pad recovery time after pressing and a polishing pad thickness in a conventional semiconductor substrate polishing method and apparatus.

【図10】従来の半導体基板の研磨方法及びその装置に
おいて、研磨パッドが半導体基板に接して圧力を受けて
いる時間が異なることを説明する平面図である。
FIG. 10 is a plan view illustrating that in the conventional method and apparatus for polishing a semiconductor substrate, the time when the polishing pad is in contact with the semiconductor substrate and receiving pressure is different.

【図11】従来の半導体基板の研磨方法及びその装置の
問題点を説明するための研磨パッドの概略断面図であ
る。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a polishing pad for explaining problems of a conventional semiconductor substrate polishing method and apparatus.

【図12】第2の従来の半導体基板の研磨装置の概略断
面図である。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a second conventional semiconductor substrate polishing apparatus.

【符号の説明】 1 定盤 1a 基板保持部 1b 回転軸 2 研磨パッド 3 半導体基板 4 基板保持ヘッド 5 研磨剤 6 研磨剤供給管 7 パッド加圧手段 8A,8B,8C,8D,8 パッド加圧板 9 回転軸 10 板状体 11 フレキシブル部材 12 密封空間 13 凹状溝 14 パッド加圧手段 15A,15B,15C,15D,15E,15F パ
ッド加圧ローラー 16 回転軸 21 定盤 21a 基板保持部 21b 回転軸 22 研磨パッド 23 半導体基板 24 基板保持ヘッド 25 研磨剤 26 研磨剤供給管 31 定盤 32 研磨パッド 33 半導体基板 34 基板保持ヘッド 35 ヘッド本体 36 弾性体 37 密封空間 38 気体供給路
[Explanation of reference numerals] 1 surface plate 1a substrate holding portion 1b rotating shaft 2 polishing pad 3 semiconductor substrate 4 substrate holding head 5 polishing agent 6 polishing agent supply pipe 7 pad pressing means 8A, 8B, 8C, 8D, 8 pad pressing plate 9 rotating shaft 10 plate-like body 11 flexible member 12 sealed space 13 concave groove 14 pad pressing means 15A, 15B, 15C, 15D, 15E, 15F pad pressing roller 16 rotating shaft 21 surface plate 21a substrate holding portion 21b rotating shaft 22 Polishing pad 23 Semiconductor substrate 24 Substrate holding head 25 Polishing agent 26 Polishing agent supply pipe 31 Surface plate 32 Polishing pad 33 Semiconductor substrate 34 Substrate holding head 35 Head body 36 Elastic body 37 Sealed space 38 Gas supply path

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 平面運動をする平坦面を有する定盤と、
前記定盤の前記平坦面上に載置された弾性を有する研磨
パッドと、研磨すべき半導体基板を保持して前記半導体
基板を前記研磨パッドの円形状の第1の領域に回転させ
ながら押圧する基板保持手段と、前記研磨パッドの上に
研磨剤を供給する研磨剤供給手段と、前記研磨パッドの
第2の領域を押圧して前記研磨パッドを弾性変形させる
パッド加圧部を有するパッド加圧手段とを備えているこ
とを特徴とする半導体基板の研磨装置。
1. A surface plate having a flat surface that moves in a plane,
An elastic polishing pad placed on the flat surface of the surface plate and a semiconductor substrate to be polished are held, and the semiconductor substrate is pressed against the circular first region of the polishing pad while rotating. Pad pressing having a substrate holding means, a polishing agent supplying means for supplying a polishing agent onto the polishing pad, and a pad pressing portion for pressing the second region of the polishing pad to elastically deform the polishing pad. An apparatus for polishing a semiconductor substrate, comprising:
【請求項2】 前記平面運動は回転運動であることを特
徴とする請求項1に記載の半導体基板の研磨装置。
2. The polishing apparatus for a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the planar movement is a rotational movement.
【請求項3】 前記パッド加圧部は平滑な押圧面を有し
ていることを特徴とする請求項1に記載の半導体基板の
研磨装置。
3. The semiconductor substrate polishing apparatus according to claim 1, wherein the pad pressing unit has a smooth pressing surface.
【請求項4】 前記パッド加圧部は樹脂により形成され
ていることを特徴とする請求項1に記載の半導体基板の
研磨装置。
4. The polishing apparatus for a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the pad pressing portion is made of resin.
【請求項5】 前記パッド加圧部は円形状の押圧面を有
していることを特徴とする請求項1に記載の半導体基板
の研磨装置。
5. The polishing apparatus for a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the pad pressing unit has a circular pressing surface.
【請求項6】 前記パッド加圧部は円環状の押圧面を有
していることを特徴とする請求項1に記載の半導体基板
の研磨装置。
6. The polishing apparatus for a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the pad pressing section has an annular pressing surface.
【請求項7】 前記平面運動は回転運動であり、前記パ
ッド加圧部の押圧面の中心と前記第1の領域の中心とは
前記定盤の回転運動の回転中心を中心とする同心円上に
位置することを特徴とする請求項5又は6に記載の半導
体基板の研磨装置。
7. The plane movement is rotational movement, and the center of the pressing surface of the pad pressing portion and the center of the first region are concentric with each other about the rotational center of the rotational movement of the surface plate. 7. The polishing apparatus for a semiconductor substrate according to claim 5, which is located.
【請求項8】 前記パッド加圧部の押圧面の直径は前記
第1の領域の直径よりも大きいことを特徴とする請求項
7に記載の半導体基板の研磨装置。
8. The polishing apparatus for a semiconductor substrate according to claim 7, wherein the pressing surface of the pad pressing unit has a diameter larger than that of the first region.
【請求項9】 前記パッド加圧部は前記定盤の回転運動
の回転中心から外側へ向かうにつれて広がる台形状の押
圧面を有していることを特徴とする請求項1に記載の半
導体基板の研磨装置。
9. The semiconductor substrate according to claim 1, wherein the pad pressing unit has a trapezoidal pressing surface that expands outward from a center of rotation of the surface plate. Polishing equipment.
【請求項10】 前記第2の領域は、前記研磨パッドの
研磨面における前記第1の領域を除くほぼすべての領域
であることを特徴とする請求項1に記載の半導体基板の
研磨装置。
10. The polishing apparatus for a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the second region is substantially the entire region of the polishing surface of the polishing pad except the first region.
【請求項11】 前記パッド加圧部の押圧面には、前記
研磨剤を前記研磨パッドの研磨面に供給する凹状溝が形
成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体
基板の研磨装置。
11. The semiconductor substrate according to claim 1, wherein a concave groove for supplying the polishing agent to the polishing surface of the polishing pad is formed on the pressing surface of the pad pressing portion. Polishing equipment.
【請求項12】 前記パッド加圧部は、前記定盤の前記
平坦面とほぼ平行な回転軸を有するローラーよりなり、
前記研磨パッドの第2の領域に圧接されて前記定盤の運
動に伴って回転することを特徴とする請求項1に記載の
半導体基板の研磨装置。
12. The pad pressing section is composed of a roller having a rotation axis substantially parallel to the flat surface of the surface plate,
The polishing apparatus for a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the polishing apparatus is pressed against the second region of the polishing pad and rotates with the movement of the surface plate.
【請求項13】 前記平面運動は回転運動であり、前記
ローラーは、前記ローラーの横断面の各部位の半径の比
が前記研磨パッドにおける前記ローラーの横断面の各部
位が接する部位の回転中心からの距離の比に等しい円錐
台状であることを特徴とする請求項12に記載の半導体
基板の研磨装置。
13. The plane motion is a rotary motion, and the roller has a radius ratio of respective portions of a cross section of the roller from a rotation center of a portion of the polishing pad where the respective portions of the cross section of the roller are in contact with each other. 13. The polishing apparatus for a semiconductor substrate according to claim 12, wherein the polishing apparatus has a truncated cone shape equal to the ratio of the distances.
【請求項14】 前記ローラーは円筒状であることを特
徴とする請求項12に記載の半導体基板の研磨装置。
14. The polishing apparatus for a semiconductor substrate according to claim 12, wherein the roller has a cylindrical shape.
【請求項15】 前記平面運動は直線運動であることを
特徴とする請求項14に記載の半導体基板の研磨装置。
15. The semiconductor substrate polishing apparatus according to claim 14, wherein the planar movement is linear movement.
【請求項16】 前記ローラーは同軸に配置された複数
のローラー部材よりなることを特徴とする請求項13〜
15のいずれか1項に記載の半導体基板の研磨装置。
16. The roller according to claim 13, wherein the roller comprises a plurality of roller members arranged coaxially.
16. The semiconductor substrate polishing apparatus according to claim 15.
【請求項17】 前記第2の領域は前記第1の領域より
も広いことを特徴とする請求項12に記載の半導体基板
の研磨装置。
17. The apparatus for polishing a semiconductor substrate according to claim 12, wherein the second region is wider than the first region.
【請求項18】 前記ローラーは、前記研磨パッドにお
ける前記研磨パッドと前記半導体基板とが接する時間が
相対的に少ない領域の近傍を押圧することを特徴とする
請求項13〜15のいずれか1項に記載の半導体基板の
研磨装置。
18. The roller according to claim 13, wherein the roller presses the vicinity of an area of the polishing pad where the time when the polishing pad and the semiconductor substrate are in contact with each other is relatively small. The semiconductor substrate polishing apparatus described in 1.
【請求項19】 平面運動をする平坦面を有する定盤の
前記平坦面上に載置された弾性を有する研磨パッドの上
に研磨剤を供給する研磨剤供給工程と、半導体基板を前
記研磨パッドの円形状の第1の領域に押圧しながら前記
半導体基板を研磨する基板研磨工程と、前記研磨パッド
の第2の領域を押圧して前記第2の領域を弾性変形させ
るパッド押圧工程とを備えていることを特徴とする半導
体基板の研磨方法。
19. A polishing agent supply step of supplying a polishing agent onto an elastic polishing pad placed on the flat surface of a surface plate having a flat surface that moves in a plane; and a semiconductor substrate being the polishing pad. Substrate polishing step of polishing the semiconductor substrate while pressing the circular first area, and a pad pressing step of pressing the second area of the polishing pad to elastically deform the second area. And a method for polishing a semiconductor substrate.
【請求項20】 前記パッド押圧工程において前記研磨
パッドの第2の領域を押圧する押圧力は、前記基板研磨
工程において前記研磨パッドの第1の領域を押圧する押
圧力と同等以上であることを特徴とする請求項19に記
載の半導体基板の研磨方法。
20. The pressing force for pressing the second area of the polishing pad in the pad pressing step is equal to or more than the pressing force for pressing the first area of the polishing pad in the substrate polishing step. 20. The method for polishing a semiconductor substrate according to claim 19, wherein the polishing method is a semiconductor substrate.
【請求項21】 前記平面運動は回転運動であることを
特徴とする請求項19に記載の半導体基板の研磨方法。
21. The method of polishing a semiconductor substrate according to claim 19, wherein the planar movement is rotational movement.
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