JPH10329011A - 精密研磨装置及び方法 - Google Patents

精密研磨装置及び方法

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JPH10329011A
JPH10329011A JP6685598A JP6685598A JPH10329011A JP H10329011 A JPH10329011 A JP H10329011A JP 6685598 A JP6685598 A JP 6685598A JP 6685598 A JP6685598 A JP 6685598A JP H10329011 A JPH10329011 A JP H10329011A
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polished
polishing
polishing pad
center
precision
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一雄 ▲高▼橋
Kazuo Takahashi
Shinzo Uchiyama
信三 内山
Matsuomi Nishimura
松臣 西村
Minokichi Ban
箕吉 伴
Takashi Kamono
隆 加茂野
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被研磨体の直径よりも大きい直径を有する研
磨パッドを回転させ、圧接しながら被研磨体を研磨する
精密機械研磨装置において、大口径の被研磨体を均一に
研磨する。 【解決手段】 被研磨体の中心と研磨パッドの自転軸の
軸位置を異なった状態且つ前記研磨パッドが前記被研磨
体の被研磨面全面と接触する状態で研磨を行う精密機械
研磨装置及び方法。又、被研磨体は、半導体ウエハーで
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はウエハー等の基板を
高精度に研磨するための精密研磨装置及び方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体デバイスの超微細化や多層
配線化が進み、これに伴って、Si,GaAs, InPやSOI等か
らなる半導体ウエハ等の基板の表面を高精度に平坦化す
る精密研磨装置が求められているが、その中でも半導体
素子が形成されたウエハ等の基板の表面を高精度に平坦
化するための精密研磨装置として化学機械研磨装置（CM
P装置;Chemical Mechanical Polishing装置）が知られ
ている。
【０００３】従来のCMP装置は、図１０、図１１に示す
ような２種類のタイプに分類することができる。
【０００４】（１）図１０は、ウエハー１００の被研磨
面が下方を向く状態で研磨加工が行われるCMP装置の研
磨加工部の模式的な外観図である。
【０００５】図１０に示したように、ウエハー１００
は、被研磨面が下方を向く状態で保持され、回転しなが
らウエハー１００よりも大口径の研磨パッド５０２に押
し付けられることで研磨される。研磨時は、研磨剤（ス
ラリー）が研磨パッド５０２の上面に滴下される。
【０００６】この種の装置では、ウエハーチャック５０
１にウエハー１００を保持する方法は、真空吸着、ワッ
クス、溶液或いは純水による接着などがあり、ウエハー
１００のずれを防止する目的でウエハー１００外周にガ
イドリンク(不図示)を設ける場合もある。研磨テーブル
５０６上の研磨パッド５０２の径はウエハー１００の３
〜５倍であり、スラリーとしては、酸化シリコンの微粉
末を水酸化カリウム水溶液に混合した懸濁液が用いられ
る。
【０００７】（２）また、図１１に示すように、ウエハ
ーテーブル６０６に配された、ガイドリング(不図示)を
有するウエハーチャック６０１にウエハー１００を研磨
面を上方に向けて、ウエハー１００の径より小さな研磨
パッド６０２を用いて研磨する方法も提案されている。
【０００８】これらの研磨装置及び研磨方法は、専ら現
在の８インチの半導体ウエハ等の基板を研磨することが
できるが、近年、半導体集積回路の微細化とウエハーの
大口径化が進んでおり、近い将来、ウエハーは８インチ
から１２インチに移行するといわれている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】大口径のウエハーを研
磨するにあたり、従来の技術では以下のような解決すべ
き技術課題がある。
【００１０】従来の研磨装置は、８インチのウエハーを
研磨するのに研磨パッドの厚さや弾力性などを最適化す
ることで研磨性能の調節を試みているが、その場合、研
磨パッドの材質の微妙な調整や均一性を確保することが
困難であり、１２インチといった、より口径の大きいウ
エハーを高品質に研磨することは難しい。
【００１１】例えば、従来の研磨方法のように、ウエハ
ーの直径より小さな径を有する研磨パッドで、ウエハー
表面を全域にわたって均一な研磨量を得ることは困難で
ある。また、ウエハーの直径よりも小さな直径を有する
研磨パッドでウエハーの被研磨面全域を研磨する場合に
は、研磨時間が長くなる。また、ウエハーの直径の２倍
よりも大きな直径を有する研磨パッドでウエハーを一度
に研磨する場合には、研磨パッドの回転中心付近と、外
周付近との間の周速度のちがいによって研磨量が中心付
近よりも外周付近の方が多くなるという不具合が生じ
る。また、研磨パッドの一部分のみがウエハーと当接す
るので研磨パッドがドーナツ状に劣化、消耗、あるいは
変形することがある。更にウエハーの研磨時に研磨パッ
ドに圧力が加えられるが、この圧力によっても研磨パッ
ドが変形することがある。これらはいずれも研磨の均一
性や平坦性を損ねる原因となる。
【００１２】また、従来のように、ウエハーの直径の２
倍よりも大きな直径を有する研磨パッドを、被研磨面を
下に向けたウエハーに対向する状態で研磨する場合で
は、ウエハーと接する研磨パッドの領域のみならず、研
磨パッド全域に研磨剤が供給されつづける。そのため研
磨剤を多量に消費することになり、コスト高になるとい
う問題が生じる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】そこで、上記課題を解決
するための本発明とは、被研磨体をその被研磨面が上方
を向いた状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を
軸にして自転可能とする被研磨体保持手段と、前記被研
磨体の直径よりも大きな直径を有する研磨パッドをその
研磨面が下方を向いた状態で保持し、研磨パッド面中心
を軸にして自転させる前記研磨ヘッドと、前記研磨ヘッ
ドに設けられ、前記研磨パッドを介して前記被研磨面上
に研磨剤を供給するための供給口と、を具備する精密研
磨装置において、前記被研磨体の自転軸と前記研磨パッ
ドの自転軸の軸位置が異なった状態且つ前記研磨パッド
が前記被研磨体の前記被研磨面全面と接触する状態で研
磨を行うことを特徴とする精密研磨装置および精密研磨
方法を提供することである。
【００１４】また、被研磨体をその被研磨面が上方を向
いた状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸に
して自転可能とする被研磨体保持手段と、前記被研磨体
の直径よりも大きな直径を有する研磨パッドをその研磨
面が下方を向いた状態で保持し、研磨パッド面中心を軸
にして自転させる前記研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドに
設けられ、前記研磨パッドを介して前記被研磨面上に研
磨剤を供給するための供給口と、を具備する精密研磨装
置において、前記被研磨体保持手段は、前記被研磨体を
前記被研磨面に沿った方向に揺動させる駆動手段を有
し、前記揺動による前記被研磨面中心と前記研磨パッド
面中心との距離の最大値と前記被研磨体の半径との和が
前記研磨パッドの半径以下であることを特徴とする精密
研磨装置および精密研磨方法を提供することである。
【００１５】また、被研磨体をその被研磨面が上方を向
いた状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸に
して自転可能とする被研磨体保持手段と、前記被研磨体
の直径よりも大きな直径を有する研磨パッドをその研磨
面が下方を向いた状態で保持し、研磨パッド面中心を軸
にして自転させる前記研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドに
設けられ、前記研磨パッドを介して前記被研磨面上に研
磨剤を供給するための供給口と、を具備する精密研磨装
置において、前記研磨ヘッドは、前記研磨パッドを前記
被研磨面に沿った方向に揺動させる駆動手段を有し、前
記揺動による前記被研磨面中心と前記研磨パッド面中心
との距離の最大値と前記被研磨体の半径との和が前記研
磨パッドの半径以下とすることを特徴とする精密研磨装
置および精密研磨方法を提供することである。
【００１６】また、被研磨体をその被研磨面が上方を向
いた状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸に
して自転可能とする被研磨体保持手段と、前記被研磨体
の直径よりも大きな直径を有する研磨パッドをその研磨
面が下方を向いた状態で保持し、研磨パッド面中心を軸
にして自転させ、且つ公転させる前記研磨ヘッドと、前
記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前記
被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具備
する精密研磨装置において、前記被研磨体の自転軸と前
記研磨パッドの自転軸の軸位置が異なった状態且つ前記
研磨パッドが前記被研磨体の前記被研磨面全面と接触す
る状態で研磨を行うことを特徴とする精密研磨装置およ
び精密研磨方法を提供することである。
【００１７】また、被研磨体をその被研磨面が上方を向
いた状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸に
して自転させる被研磨体保持手段と、前記被研磨体の直
径よりも大きな直径を有する研磨パッドをその研磨面が
下方を向いた状態で保持し、研磨パッド面中心を軸にし
て自転可能、且つ公転可能にする前記研磨ヘッドと、前
記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前記
被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具備
する精密研磨装置において、前記被研磨体保持手段は、
前記被研磨体を前記被研磨面に沿った方向に揺動させる
駆動手段を有し、前記揺動による前記被研磨体中心と前
記研磨パッド中心との距離の最大値と前記被研磨体の半
径との和が前記研磨パッドの半径以下であることを特徴
とする精密研磨装置および精密研磨方法を提供すること
である。
【００１８】また、被研磨体をその被研磨面が上方を向
いた状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸に
して自転させる被研磨体保持手段と、前記被研磨体の直
径よりも大きな直径を有する研磨パッドをその研磨面が
下方を向いた状態で保持し、研磨パッド面中心を軸にし
て自転可能、且つ公転可能にする前記研磨ヘッドと、前
記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前記
被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具備
する精密研磨装置において、前記研磨ヘッドは、前記研
磨パッドを前記被研磨面に沿った方向に揺動させる駆動
手段を有し、前記揺動による前記被研磨体中心と前記研
磨パッド中心との距離の最大値と前記被研磨体の半径と
の和が前記研磨パッドの半径以下であることを特徴とす
る精密研磨装置および精密研磨方法を提供することであ
る。
【００１９】また、被研磨体をその被研磨面が上方を向
いた状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸に
して自転させる被研磨体保持手段と、前記被研磨体の直
径よりも大きな直径を有する研磨パッドをその研磨面が
下方を向いた状態で保持し、研磨パッド面中心を軸にし
て自転可能、且つ公転可能にする前記研磨ヘッドと、前
記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前記
被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具備
する精密研磨装置を用いた精密研磨方法において、前記
被研磨体の自転軸と前記研磨パッドの自転軸の軸位置が
異なった状態且つ前記研磨パッドが前記被研磨体の前記
被研磨面全面と接触する状態で研磨を行うことを特徴と
する精密研磨方法および精密研磨方法を提供することで
ある。
【００２０】また、被研磨体をその被研磨面が上方を向
いた状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸に
して自転させる被研磨体保持手段と、前記被研磨体の直
径よりも大きな直径を有する研磨パッドをその研磨面が
下方を向いた状態で保持し、研磨パッド面中心を軸にし
て自転可能、且つ公転可能とする前記研磨ヘッドと、前
記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前記
被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具備
する精密研磨装置を用いた精密研磨方法において、前記
被研磨体を前記被研磨面に沿った方向に揺動し、前記揺
動による前記被研磨体中心と前記研磨パッド中心との距
離の最大値と前記被研磨体の半径とを加した値が前記研
磨パッドの半径以下とすることを特徴とする精密研磨方
法および精密研磨方法を提供することである。
【００２１】また、被研磨体をその被研磨面が上方を向
いた状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸に
して自転させる被研磨体保持手段と、前記被研磨体の直
径よりも大きな直径を有する研磨パッドをその研磨面が
下方を向いた状態で保持し、研磨パッド面中心を軸にし
て自転可能、且つ公転可能とする前記研磨ヘッドと、前
記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前記
被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具備
する精密研磨装置を用いた精密研磨方法において、前記
研磨パッドを、前記被研磨面に沿った方向に揺動し、前
記揺動による前記被研磨体中心と前記研磨パッド中心と
の距離の最大値と前記被研磨体の半径との和を前記研磨
パッドの半径以下とすることを特徴とする精密研磨方法
および精密研磨方法を提供することである。
【００２２】また被研磨体をその被研磨面が上方を向い
た状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸にし
て自転可能かつ公転可能にする被研磨体保持手段と、前
記被研磨体の直径よりも大きな直径を有する研磨パッド
をその研磨面が下方を向いた状態で保持する前記研磨ヘ
ッドと、前記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを
介して前記被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口
と、を具備する精密研磨装置において、前記被研磨体の
自転軸と前記研磨パッドの軸位置が異なった状態且つ前
記研磨パッドが前記被研磨体の前記被研磨面全面と接触
する状態で研磨を行うことを特徴とする精密研磨装置を
提供することである。
【００２３】また被研磨体をその被研磨面が上方を向い
た状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸にし
て自転可能かつ公転可能にする被研磨体保持手段と、前
記被研磨体の直径よりも大きな直径を有する研磨パッド
をその研磨面が下方を向いた状態で保持する前記研磨ヘ
ッドと、前記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを
介して前記被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口
と、を具備する精密研磨装置において、前記被研磨体保
持手段は、前記被研磨体を前記被研磨面に沿った方向に
揺動させる駆動手段を有し、前記揺動による前記被研磨
体中心と前記研磨パッド中心との距離の最大値と前記被
研磨体の半径との和が前記研磨パッドの半径以下である
ことを特徴とする精密研磨装置を提供することである。
【００２４】また被研磨体をその被研磨面が上方を向い
た状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸にし
て自転可能かつ公転可能にする被研磨体保持手段と、前
記被研磨体の直径よりも大きな直径を有する研磨パッド
をその研磨面が下方を向いた状態で保持する前記研磨ヘ
ッドと、前記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを
介して前記被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口
と、を具備する精密研磨装置において、前記研磨ヘッド
は、前記研磨パッドを前記被研磨面に沿った方向に揺動
させる駆動手段を有し、前記揺動による前記被研磨体中
心と前記研磨パッド中心との距離の最大値と前記被研磨
体の半径との和が前記研磨パッドの半径以下であること
を特徴とする精密研磨装置を提供することである。
【００２５】また被研磨体をその被研磨面が上方を向い
た状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸にし
て自転可能かつ公転可能にする被研磨体保持手段と、前
記被研磨体の直径よりも大きな直径を有する研磨パッド
をその研磨面が下方を向いた状態で保持する前記研磨ヘ
ッドと、前記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを
介して前記被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口
と、を具備する精密研磨装置を用いた精密研磨方法にお
いて、前記被研磨体の自転軸と前記研磨パッドの軸位置
が異なった状態且つ前記研磨パッドが前記被研磨体の前
記被研磨面全面と接触する状態で研磨を行うことを特徴
とする精密研磨方法を提供することである。
【００２６】また被研磨体をその被研磨面が上方を向い
た状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸にし
て自転可能かつ公転可能にする被研磨体保持手段と、前
記被研磨体の直径よりも大きな直径を有する研磨パッド
をその研磨面が下方を向いた状態で保持する前記研磨ヘ
ッドと、前記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを
介して前記被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口
と、を具備する精密研磨装置を用いた精密研磨方法にお
いて、前記被研磨体を前記被研磨面に沿った方向に揺動
し、前記揺動による前記被研磨体中心と前記研磨パッド
中心との距離の最大値と前記被研磨体の半径とを加した
値が前記研磨パッドの半径以下とすることを特徴とする
精密研磨方法を提供することである。
【００２７】また被研磨体をその被研磨面が上方を向い
た状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸にし
て自転可能かつ公転可能にする被研磨体保持手段と、前
記被研磨体の直径よりも大きな直径を有する研磨パッド
をその研磨面が下方を向いた状態で保持する前記研磨ヘ
ッドと、前記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを
介して前記被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口
と、を具備する精密研磨装置を用いた精密研磨方法にお
いて、前記研磨パッドを、前記被研磨面に沿った方向に
揺動し、前記揺動による前記被研磨体中心と前記研磨パ
ッド中心との距離の最大値と前記被研磨体の半径との和
を前記研磨パッドの半径以下とすることを特徴とする精
密研磨方法を提供することである。
【００２８】被研磨体をその被研磨面が上方を向いた状
態で保持する被研磨体保持手段と、前記被研磨体の直径
よりも大きな直径を有する研磨パッドをその研磨面が下
方を向いた状態で保持し、研磨パッド面中心を軸にして
自転させ、且つ公転させる前記研磨ヘッドと、前記研磨
ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前記被研磨
面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具備する精
密研磨装置において、前記被研磨体の中心と前記研磨パ
ッドの自転軸の軸位置が異なった状態且つ前記研磨パッ
ドが前記被研磨体の前記被研磨面全面と接触する状態で
研磨を行うことを特徴とする精密研磨装置を提供する。
【００２９】被研磨体をその被研磨面が上方を向いた状
態で保持する被研磨体保持手段と、前記被研磨体の直径
よりも大きな直径を有する研磨パッドをその研磨面が下
方を向いた状態で保持し、研磨パッド面中心を軸にして
自転させ、且つ公転させる前記研磨ヘッドと、前記研磨
ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前記被研磨
面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具備する精
密研磨装置を用いた精密研磨方法において、前記被研磨
体の中心と前記研磨パッドの自転軸の軸位置が異なった
状態且つ前記研磨パッドが前記被研磨体の前記被研磨面
全面と接触する状態で研磨を行うことを特徴とする精密
研磨方法を提供する。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
【００３１】（第一の実施の形態）図１は、本発明の第
一の実施例に係る精密研磨装置を側面からあらわした模
式図である。第一の実施の形態の装置では、ウエハー１
００が、その被研磨面を上方に向けた状態でウエハーチ
ャック１０１に保持される。ウエハーチャック１０１は
ウエハー１００裏面を保持するバッキンブフィルムとウ
エハー１００の周囲をかこむガイドリングを有する。そ
して、ウエハー１００の径より大きく且つウエハー１０
０の径の２倍より小さい径を有する研磨パッド１０２を
自転させることでウエハー１００を研磨する。研磨パッ
ド１０２は研磨ヘッド１０３のプラテンに取り付けられ
ており、第一の駆動手段１０４によって矢印Aの方向に
軸を中心に回転する。また、研磨ヘッド１０３は、ヘッ
ド上下機構１０５によって上下に移動し、研磨パッド１
０２をウエハー１００に押圧する。また、ウエハーテー
ブル１０６は、後述する第二の駆動手段２０８によって
矢印Bの方向に、軸を中心に回転する。また、第三の駆
動手段２０９によりウエハー１００を揺動することも可
能である。そして、この装置では、研磨パッド１０２の
自転軸とウエハー１００の自転軸が一致しないようにず
らす、即ち軸位置を異ならしめるとともに、ウエハー１
００の全面が、必ずパッド１０２からはみ出ないように
両者を配置する。ウエハー１００を揺動する場合も、パ
ッド１０２からはみ出ないようにする。つまり、研磨パ
ッド１０２がウエハー１００の被研磨面全面と常に接触
する状態で研磨を行うようにする。その為、本例ではパ
ッドの自転軸とウエハーの自転軸との距離とウエハー１
００の半径との和がパッド１０２の半径以下となるよう
に自転軸の位置を定めてある。ウエハ−１００を揺動さ
せる場合にも揺動による自転軸間の最大距離とウエハー
の半径との和がパッドの半径以下となるように揺動範囲
を定めればよい。また、ウエハーテーブル１０６は、研
磨パッド１０２がウエハー１００全面を接触中一定に押
圧するようにイコライズ機能１０７を具備している。
【００３２】なお、本実施例において述べる揺動とは、
直線的に往復運動する場合や円弧的に往復運動する場合
等を含む。
【００３３】更に、本発明の精密研磨装置は、制御手段
１２０を有しているが、これは前述した第一の駆動手段
１０４、ヘッド上下機構１０５、後述する第二の駆動手
段２０８、第三の駆動手段２０９、の駆動を夫々独立に
制御する手段であり、マイクロコンピューター等で構成
されている。
【００３４】図２は、本発明の第１の実施例におけるウ
エハーテーブル１０６内に具備されるウエハーチャック
１０１を駆動させる駆動装置をあらわす模式図である。
ウエハーチャック１０１は、第二の駆動手段２０８によ
り矢印Bの方向に軸を中心に回転する。又、第三の駆動
手段２０９は、ガイド部と動力部とから構成されてお
り、ウエハーチャック１０１を水平方向に揺動させる。
【００３５】また、図２に示す構成によってウエハー１
００側を揺動するかわりに第三の駆動手段２０９をヘッ
ドに設けてヘッド側を揺動しても構わないし、あるいは
両者を揺動してもよい。いずれの場合もウエハー１００
が研磨パッド１０２からはみ出さないようにする。
【００３６】プラテン及び研磨パッド１０２には小孔２
１０が設けられており、研磨剤供給機構２１１から供給
される研磨剤あるいは純水等の液体は、研磨ヘッド１０
３内を貫通する管を介して供給口としての小孔２１０か
らウエハー１００上に滴下される。研磨パッド１０２
が、研磨剤を通過させうるような材料例えば布や大きな
連通孔をもつポリウレタンで構成されている場合には、
研磨パッド１０２に小孔２１０をわざわざ設ける必要は
ない。
【００３７】本発明に用いられる研磨剤としては、材質
が酸化マンガン、酸化シリコン、酸化セリウム、酸化ア
ルミニウム、酸化ゼオライト、酸化クロム、酸化鉄、炭
化シリコン、炭化ホウ素、カーボン、アンモニウム塩等
の、径が数ミリオーダーからサブミクロンオーダーの範
囲内で比較的均一である微粒子が、水酸化ナトリウム水
溶液、水酸化カリウム水溶液、アンモニア水溶液、イソ
シアヌル酸溶液、Br-CH3OH、塩酸水溶液、等の溶液中で
分散している研磨液が用いられるが、各微粒子と溶液と
の組み合わせは、目的に合わせて選択することが可能で
ある。例えば、Si表面研磨においては、酸化シリコン、
酸化セリウム、アンモニウム塩、二酸化マンガン等の微
粒子を上記溶液に分散させた研磨剤が、また、SiO2表面
研磨においては、酸化シリコン微粒子を水酸化カリウム
水溶液に分散させた研磨剤が、また、Al表面基板におい
ては、酸化シリコン微粒子を過酸化水素を含むアンモニ
ア水溶液に分散させた研磨剤が好適である。又、本発明
の精密機械研磨装置によって研磨される被研磨体は、シ
リコン、ガリウムヒ素等の半導体ウエハー、あるいは、
トランジスタ等の半導体素子を構成する材料を少なくと
も１つ含むウエハー、等を挙げることが出来る。又、そ
の他の被研磨体として、ＳＯＩ基板や、あるいは、ディ
スプレイ用基板等も被研磨体として挙げることができ
る。
【００３８】次に研磨方法について述べる。
【００３９】研磨方法は次の２通りある。第一の研磨方
法は、ウエハー１００と研磨パッド１０２の回転数を同
方向に同回転数とする方法であり、第２の研磨方法は、
異なる回転数とする方法であるが、いずれの方法も好適
な条件がある。同回転数とする場合、ウエハー１００と
研磨パッド１０２の各回転数の選択範囲は１０００rpm
以下の範囲で同方向に同回転数であり、より好ましくは
５０〜３００rpmの範囲で同方向に同回転数である。
【００４０】また、異なる回転数の場合、ウエハー１０
０と研磨パッド１０２の夫々の回転数の比は、１：０．
５〜１．５の範囲で、且つ研磨パッド１０２の回転数が
１０００rpm以下の範囲で選択可能である。この場合も
夫々同方向に回転させることが好適であり、より好まし
くは併せてウエハー１００又はヘッド１０２を揺動させ
ることが好ましい。
【００４１】このように、図５に示すようにウエハー１
００の回転数npと、研磨パッド１０２の回転数nsとを等
しくすることで、ウエハー１００の被研磨面の任意の位
置での相対的な周速を均一にすることが可能となる。
【００４２】また、ヘッド上下機構１０５によって研磨
パッド１０２がウエハー１００に押圧する圧力は、0〜
１kg/cm2の範囲である。
【００４３】ウエハー１００と研磨パッド１０２の回転
のみならず第三の駆動手段２０９によるウエハーチャッ
ク１０１の揺動もあわせて駆動させることにより、より
精度の高い研磨が可能となる。
【００４４】本発明の第一の実施の形態に関わる精密研
磨装置を用いた研磨方法とは、図３に示すように、研磨
パッド１０２がウエハチャック１０１上のウエハー１０
０を圧着する工程（第１工程）を行い、次いでウエハー
１００に当接する研磨パッド１０２の圧力を開放する工
程（第２工程）を行い、次いで研磨パッド１０２とウエ
ハー１００のそれぞれを回転させはじめ且つ加速させる
工程（第３工程）を行い、次いで回転する研磨パッド１
０２を回転するウエハー１００に一定圧力で圧接する工
程（第４工程）を行い、次いで互いに当接し、且つ加速
回転する研磨パッド１０２とウエハー１００のそれぞれ
の回転数を一定の回転数に設定する工程（第５工程）を
行い、次いで前記一定圧力でウエハー１００を圧接して
いる研磨パッド１０２を前記一定圧力よりも高い圧力で
ウエハー１００に加圧しはじめる工程（第６工程）を行
い、ついで前記高い圧力でウエハー１００を研磨パッド
１０２が加圧しはじめる工程（第７工程）を終了し、且
つ前記高い圧力のまま研磨パッド１０２をウエハー１０
０に圧接する工程（第８工程）を行うことを特徴とする
精密研磨方法である。
【００４５】前記第１工程の前に、被研磨体であるウエ
ハー１００が精密研磨装置に搬入されてウエハチャック
１０１上に配置される。次いでウエハー１００上に研磨
パッド１０２が位置するように研磨ヘッド１０３とウエ
ハチャック１０１とが位置決めされる。
【００４６】前記第１工程において、研磨パッド１０２
は本発明の加圧手段によりウエハー１００を圧接する。
その結果、ウエハー１００の被研磨面に対する裏面が当
接するパッキングフィルムと密着する。
【００４７】前記第２工程において、圧力手段５０４が
ウエハー１００に当接する研磨パッド１０２の圧力を開
放にして摺動運動を行っても実質上ウエハが研磨されな
い実質圧力０の状態になる。
【００４８】前記第３工程において、研磨パッド１０３
とウエハー１００のそれぞれを回転させる。このとき回
転数は同回転数で研磨パッド１０３の回転方向とウエハ
ー１００の回転方向は同じ向きである。このときウエハ
ー１００は摺動運動しても研磨されていない。
【００４９】前記第４工程において、研磨パッド１０３
は本発明の加圧手段によりウエハー１００と圧接され
る。その結果ウエハー１００は研磨パッド１０３により
研磨されはじめる。そして回転数が増すにつれ、研磨量
が経時的に増加する。
【００５０】前記第５工程において、加速回転する研磨
パッド１０３とウエハー１００のそれぞれの回転数を一
定の回転数に設定するがその結果研磨量は経時的に一定
となる。このときそれぞれの回転数は同回転数である。
【００５１】前記第６工程において、研磨パッド１０３
がウエハー１００に与える圧力を増加させる結果、研磨
量は経時的に増加する。
【００５２】前記第７工程において、研磨パッド１０２
によるウエハー１００へ与える圧力が一定となり、且つ
研磨パッド１０２とウエハー１００との回転数がそれぞ
れ一定となる結果、研磨量は経時的に一定となる。
【００５３】また研磨を終了させる工程は第７工程から
第６、第５、第４、第３、第２、第１工程の順で行う。
【００５４】上述したように本実施の形態が示す研磨方
法により、研磨パッド１０２がウエハー１００に付勢す
る際の圧力が一定圧になるまでの間や、ウエハチャック
と研磨パッドの回転数が一定になるまでの間に生じる研
磨むらの発生を防ぐことが出来る。
【００５５】また本実施の形態が説明する研磨方法は、
上述した方法のほかに第５〜第７工程ｅ〜ｇを行うタイ
ミングを適宜変更して行ってもよい。
【００５６】（第二の実施の形態）図４は、本発明の第
二の実施例に係る精密研磨装置の研磨ヘッド部分を側面
からあらわした模式図である。
【００５７】第二の実施の形態は、第一の実施の形態と
同じであるが、研磨パッド１０２が第一の駆動手段１０
４によって矢印Aの方向に軸を中心に自転するだけでな
く、第四の駆動手段３１２によって矢印Cの方向に軸を
中心に公転することのみが異なる。この時公転軸は、ウ
エハー１００の面内に位置するようにして、研磨中にウ
エハー１００が研磨パッド１０２よりはみ出さないよう
にする。この場合も自転軸間の距離とウエハーの半径と
の和が、パッドの半径以下になるように公転半径及び揺
動範囲を制限すべきである。
【００５８】研磨方法は次の３通りある。第一の研磨方
法は、ウエハー１００と研磨パッド１０２の自転数及び
公転数を夫々同方向に同回転数とする方法であり、第二
の研磨方法は、ウエハー１００の回転数が研磨パッド１
０２の自転数及び公転数と異なる回転数とする方法であ
る。第二の研磨方法において研磨パッド１０２の自転数
及び公転数は、同方向に同回転数である。第三の研磨方
法は、ウエハー１００を回転させずに研磨パッド１０２
の自転及び公転でウエハー１００を研磨する方法であ
る。この場合ウエハーを回転させる手段を本発明の精密
研磨装置に設けなくてもよい。そして第四の研磨方法
は、研磨パッド１０２を回転させずに、ウエハー１００
を自転させ、かつ不図示の公転駆動手段によって公転さ
せて研磨する方法である。このとき、第１の駆動手段１
０４及び第４の駆動手段３１２は、設置されなくてもよ
い。
【００５９】このときいずれの研磨方法も好適な条件が
ある。第一の研磨方法、第二の研磨方法、第三の研磨方
法、そして第四の研磨方法のいずれの場合でも研磨パッ
ド１０２およびウエハー１００の自転及び公転は同方向
に同回転数である。第一の研磨方法の場合、ウエハー１
００の回転数と研磨パッド１０２の自転及び公転各回転
数の選択範囲は１０００rpm以下の範囲で同方向に同回
転数であり、より好ましくは５０〜３００rpmの範囲で
同回転数である。
【００６０】また、第二の研磨方法の場合、ウエハー１
００の回転数と研磨パッド１０２の自転数及び公転数の
夫々の回転数の比は、１：０．５〜１．５の範囲で、且
つ研磨パッド１０２の回転数が１０００rpm以下の範囲
で選択可能である。この場合も夫々同方向に回転させる
ことが好適である。
【００６１】第三の研磨方法の場合は、上述のとおり、
研磨パッド１０２の自転及び公転各回転数の選択範囲は
１０００rpm以下の範囲で同方向に同回転数であり、よ
り好ましくは５０〜３００rpmの範囲で同回転数であ
る。
【００６２】あるいはまた研磨パッド１０２の自転およ
び公転の向きを逆向きにすることも好ましい。このとき
自転と公転の回転数は共に数千ｒｐｍ以下の範囲で同回
転数であることが好ましく、より好ましくは５０〜３０
０ｒｐｍの範囲で同回転数である。また、第三の研磨方
法において前述したように、ウエハー１００を回転させ
ずに研磨を行ってもよい。
【００６３】あるいはまた研磨パッド１０２の自転およ
び公転の向きが逆でそれぞれの回転数を例えば数ｒｐｍ
程度互いに異ならせることも好ましく、研磨パッド１０
２の任意部分がウエハー１００の任意部分に当接する頻
度を平均化することが出来る。
【００６４】これは格子状或いは同心円状、あるいは放
射状等の溝を研磨面に有した研磨パッドを用いてウエハ
を研磨する場合に特に効果的であり、その結果研磨パッ
ドの溝のパターン形状がウエハ表面上に転写されること
を防ぐことが出来る。
【００６５】また、研磨屑あるいはスラリー微粒子がウ
エハー１００の任意部分に溜まることを防ぐことが出来
るのでウエハー１００上の傷の発生を防ぐことが出来
る。
【００６６】なお自転数と公転数とを異ならせる場合、
それぞれの回転数の差は１ｒｐｍ乃至数十ｒｐｍの範囲
の中で設定させることが好ましい。
【００６７】また本発明の第二の実施の形態に係る精密
研磨装置において研磨パッドおよびウエハのそれぞれの
自転中心軸は研磨パッドおよびウエハのそれぞれの重心
に設けられる他に研磨パッドおよびウエハのそれぞれの
重心から偏心した場所に自転軸を設けて回転させること
も出来る。
【００６８】あるいは第四の研磨方法においてウエハー
の自転と公転の方向を逆向きにしてもよい。
【００６９】また、図４に示す構成によりウエハー側を
揺動するかわりに第三の駆動手段２０９をヘッドに設け
てヘッド側を揺動しても構わないし、あるいは両者を揺
動してもよい。いずれの場合も揺動範囲を前述したよう
に定める。
【００７０】（第三の実施の形態）図６は、本発明の第
三の実施の形態に関わる精密研磨装置を表した模式図で
ある。本発明の第三の実施の形態は、研磨ヘッド１０３
と研磨ヘッドを自転させるための第１の駆動手段１０４
と研磨パッド１０２の研磨面とウエハー１００の被研磨
面との間の距離を測定する距離測定装置５２４と研磨ヘ
ッド上下駆動手段５０４とを有することを特徴とする精
密研磨装置である。またその他の構成は第一の実施の形
態と同じである。
【００７１】研磨ヘッド１０３は、研磨ヘッド自転軸５
０１とプラテンから構成されており、プラテン５０２は
ウエハー１００の面積よりも大きな研磨パッド１０２を
保持することができるように研磨パッド１０２の面積以
上の面を有している。また、プラテン５０２は軸５０１
を中心に回転する。またスラリー供給路５０３は軸５０
１とプラテン５０２の中心を貫通して設けられている。
また更にスラリー供給路５０３は研磨ヘッド上下駆動手
段５０４を構成するシリンダ５０５内を貫通して設けら
れている。またスラリー供給管５０６はスラリー供給路
５０３内に配置されており、プラテン５０２の面内に設
けられた小孔２０１よりスラリーをウエハー１００の被
研磨面上に供給する。またスラリー供給管５０６はロー
タリージョイント５０７を介してスラリー供給タンク５
０８と接続している。スラリー供給路５０３に配置され
たスラリー供給管５０６は研磨ヘッド１０３の回転力に
よって回転するが、ロータリージョイント５０７とスラ
リータンク５０８との間のスラリー供給管５０６はロー
タリージョイント５０７を設けることで回転しなくて済
む。その結果ねじれによるスラリー供給管５０６へのス
トレスを防止することが出来、スラリー供給管５０６の
破損を防ぐことが出来る。
【００７２】また研磨ヘッド１０３は第１の駆動手段１
０４によって自転するが、第１の駆動手段１０４は図６
に示すようにモーター５０８とプーリー５０９と滑り軸
受け５１０とベルト５１１とピン５１２とから構成され
る。ベルト５１１はモーター５０８とプーリー５０９と
に巻き付けられており、モーター５０８の回転をプーリ
ー５０９に伝え、プーリー５０９を回転させる。そして
プーリー５０９の回転と共に回転する。また軸５１３と
研磨ヘッド自転軸５０１との間には互いの接触を防ぐた
めの滑り軸受け５１０が設けられている。また駆動用軸
５１３にはピン５１２が設けられており、駆動用軸５１
３の回転に伴いピン５１２も回転し、回転するピン５１
２によって研磨ヘッド自転軸５０１は回転動力を与えら
れ研磨ヘッド１０３は回転する。研磨ヘッド１０３とウ
エハー１００の回転数は数千ｒｐｍの範囲で任意に設定
することが出来る。
【００７３】また研磨ヘッド１０３はスラストベアリン
グ５１４を介して研磨ヘッド上下駆動手段５０４と連結
している。
【００７４】スラストベアリング５１４は研磨ヘッド１
０３の回転にあわせて研磨ヘッド上下駆動手段５０４が
回転することを防ぐことが出来る。
【００７５】また研磨ヘッド上下駆動手段５０４は、シ
リンダ５０５と圧力手段５１５とサーボバルブ５１６と
から構成される。
【００７６】シリンダ５０５は流体保持部５１７とフィ
ン５１８を有するシリンダ軸５１９とから構成されてい
る。流体保持部５１７は２本の管によってサーボバルブ
５１６を介して圧力手段５１５に連通している。研磨ヘ
ッド１０３は圧力供給手段５１５によって流体保持部５
１７に供給、或いは排出される流体の移動に伴ってシリ
ンダ軸５１９に設けられたフィン５１８が移動すること
で上下に移動する。
【００７７】そしてサーボバルブ５１６は圧力手段５１
５がシリンダ５０５に与える流体の圧力を制御し、研磨
ヘッド１０３の上下運動を正確に制御する。
【００７８】上述した研磨ヘッド上下駆動手段５０４に
よって研磨ヘッド１０３の上下方向の位置は数十μｍの
精度で制御される。また圧力手段５１５がシリンジ５０
５のフィン５１８に与える圧力を強くすることでフィン
５１８を下方へ移動させ、研磨パッド１０２がウエハー
１００に当接する圧力を強くすることが出来る。
【００７９】またウエハ保持手段５２０はウエハー１０
０の被研磨面の裏面を保持するためのパッキングフィル
ム５２１とウエハー１００を周囲から囲むガイドリング
５２２とガイドリング５２２の高さ位置をウエハの被研
磨面の高さ位置とを同一にするために下部に設けられた
弾性部材５２３とから構成される。
【００８０】パッキングフィルム５２１はポリウレタン
等の弾性部材であり、パッキングフィルム５２１に圧着
されたウエハー１００を裏面から保持する。
【００８１】ガイドリング５２２は輪環形状でありウエ
ハー１００を、囲んで保持する。その結果ウエハー１０
０が回転運動、或いは摺動運動しても、横方向にずれる
ことがなくなる。
【００８２】またガイドリング５２２内に研磨パッド１
０２の研磨面とウエハー１００の被研磨面との間の距離
を測定する距離測定装置５２４が設けられている。距離
測定装置５２４は研磨パッド１０２の研磨面に対向して
配置されておりレーザー反射法等の光学的手法を用いて
研磨パッド１０２の研磨面とウエハー１００の被研磨面
との間の距離を測定する。また距離測定装置５２４によ
って測定された結果は、コンピューター等によって処理
されサーボバルブ５１６による流体の圧力制御にフィー
ドバックされ、研磨ヘッド１０３の高さ位置を制御する
ためのデータとして活用される。
【００８３】上述したように本実施の形態に係る精密研
磨装置にスラリー供給管５０６にロータリージョイント
５０７を設けることでロータリージョイント５０７とス
ラリータンク６０８との間のスラリー供給管５０６の破
損を防ぐことが出来、また研磨ヘッド１０３は第１の駆
動手段１０４によって安定して高速回転することが出来
る。
【００８４】また圧力手段５１５によってウエハー１０
０に当接する研磨パッド１０２の接触圧力を制御するこ
とが出来る。
【００８５】また距離測定装置５２４が測定する研磨パ
ッド１０２とウエハー１００との間の距離データを研磨
ヘッド上下駆動手段５０４にフィードバックすることで
研磨ヘッド１０３の研磨面とウエハー１００の被研磨面
との間を正確に設定することが出来る。
【００８６】本発明の第３の実施の形態が示す精密研磨
装置は研磨ヘッド１０３とウエハ保持手段５２０の少な
くともいずれか一方が回転することでウエハー１００を
研磨してもよい。
【００８７】また距離測定装置５２４の配置位置、ガイ
ドリング５２２に内設される他に例えば研磨パッド５２
１の研磨面とウエハー１００の被研磨面との間の距離を
横方向から測定する様に横位置に配置されてもよい。
【００８８】またスラリー供給路５０３内に配置されて
いるスラリー供給管５０６には不図示のベアリングを設
けることも好ましい。スラリー供給管にベアリングを設
けることでスラリー供給管５０６が回転する研磨ヘッド
１０３に接触することを防ぐことが出来、その結果スラ
リー供給管５０６が研磨ヘッド１０３の回転力を受けて
回転することを防ぐことが出来る。その結果研磨ヘッド
１０３内に配置されたスラリー供給管５０６はねじれに
よるストレスから開放され破損しにくくなる。
【００８９】またさらにスラリー供給管５０６の先端に
おいてスラリー供給管５０６にシール５２５を設けるこ
とも好ましい。シール５２５をスラリー供給管５０６の
先端に設けることで供給されるスラリーがスラリー供給
路５０３とスラリー供給管５０６との間へ拡散すること
を防ぐことができる。
【００９０】次に本実施の形態に係る精密研磨装置を用
いた研磨方法を以下に説明する。
【００９１】本発明の第三の実施の形態で説明した精密
研磨装置を用いる研磨方法とは、研磨パッド１０２がウ
エハチャック５２０上のウエハー１００を圧着する工程
を行い、次いで研磨パッド１０２とウエハー１００とを
互いに対向させた状態で離間させ、ウエハの厚みの半分
に相当する距離を距離測定装置５２４を用いて設定し、
研磨パッド１０２とウエハー１００とがそれぞれ所望の
回転数に達した後に研磨パッド１０２をウエハー１００
に当接させてウエハー１００を研磨する工程を行うこと
を特徴とする研磨方法である。
【００９２】パッキングフィルム５２１に保持されたウ
エハー１００は研磨パッド１０２によって圧接されパッ
キングフィルム５２１と密着する。このときガイドリン
グ５２２もウエハー１００が圧接される時と同時に研磨
パッド１０２によって圧接される。このときガイドリン
グ５２２は下部に設けられた弾性部材５２３によって高
さ位置が下がり、その結果ウエハー１００の被研磨面の
高さ位置と同じ高さ位置になる。
【００９３】本実施の形態において、離間し、且つ対向
して回転する研磨パッド１０２の研磨面とウエハー１０
０の被研磨面との間の距離は、ウエハの厚みの半分以下
に設定される。その結果ウエハー１００が所定の回転数
に達する前にガイドリング５２２から外に飛び出すこと
を防ぐことが出来る。
【００９４】本実施の形態においてウエハー１００が所
望の回転数に達した後に研磨パッド１０２と当接させて
研磨することで動摩擦のみによる研磨を行うことが出来
る。その結果回転静止した状態から所望の回転数に達す
るまでの間に静止摩擦によって発生する研磨むらを防ぐ
ことが出来る。
【００９５】本発明の研磨方法を図７を用いて詳述す
る。
【００９６】研磨工程はウエハー１００の搬入工程と研
磨準備工程と研磨本工程と搬出工程とに分類される。以
下に各工程を順に説明する。
【００９７】搬入工程 ウエハー１００は純水が吹き付けられたウエハチャック
５２０上にセットされる。次いで研磨ヘッド１０３が移
動してウエハチャック５２０にセットされたウエハー１
００の上で位置決めされ搬入工程が終了する。
【００９８】研磨準備工程 搬入工程が終了すると次いで研磨準備工程が行われる。
研磨準備工程において研磨動作前に研磨条件（研磨時
間、研磨圧力、研磨ヘッド回転数、研磨パッドの研磨面
とウエハの被研磨面との間隔）が設定される。研磨条件
の設定が終了した後、研磨ヘッド１０３に設けられた小
孔２０１から研磨パッド１０２を介してウエハー１００
の被研磨面に純水を供給する。
【００９９】研磨ヘッド１０２は純水をウエハー１００
に供給しながら研磨ヘッド上下駆動手段５０４によって
下方へ移動し、ウエハの被研磨面全面に研磨パッド１０
２を当接させ、所定の圧力でウエハー１００を押えつけ
る。その結果ウエハー１００の被研磨面の高さ位置とガ
イドリングの上面の高さ位置が同じになる。
【０１００】ウエハー１００を押えつけた後研磨パッド
１０２は研磨ヘッド１０３が研磨ヘッド上下駆動手段５
０４によって上方へ移動することでウエハー１００と非
接触の状態になる。このときの研磨パッド１０２の研磨
面とウエハー１００の被研磨面との間の距離は研磨準備
工程において予め設定された距離であり、ウエハー１０
０が回転によってガイドリングから飛び出さない程度の
間隔である。このときの間隔はウエハー１００の厚みの
半分以下であり、ウエハの厚みが６７６μｍのとき３３
８μｍである。
【０１０１】研磨本工程 ウエハー１００と研磨パッド１０２の間隔が非接触の状
態になった後、研磨ヘッド１０２とウエハチャック５２
０とがそれぞれ回転を始める。回転数が設定した範囲内
にあるかどうかは常時モニターされる。
【０１０２】回転中に研磨ヘッド１０３に設けられた小
孔２０１からスラリーが研磨パッド１０２を介してウエ
ハー１００上に供給される。
【０１０３】回転が所定の回転数に達したことを確認す
る。もしここで回転が所定の回転数に達していない場合
は再び回転数を再設定しなおして所定の回転数にする。
【０１０４】研磨ヘッド１０３に保持された研磨パッド
１０２とウエハチャック５２０に設けられたウエハー１
００とを互いに当接させる。このときもスラリーは当接
する研磨パッド１０２とウエハー１００の間に供給され
ている。
【０１０５】そして回転するウエハー１００と研磨パッ
ド１０２の回転数を更に上げてウエハー１００を研磨す
る。
【０１０６】研磨パッド１０２とウエハー１００とが高
速回転に達した後研磨の均一性を高めるためウエハーチ
ャック５２０を揺動させ研磨に揺動摺動させる。
【０１０７】次いで表面基準の研磨を行うため研磨パッ
ド１０２がウエハー１００に当接する圧力を増加させ
る。具体的にはシリンジ５０５を用いて研磨ヘッド１０
３を下方に下げる。
【０１０８】一定時間が経過した後研磨パッド１０２が
ウエハー１００に当接する圧力を減少させる。ついで揺
動動作を停止する。揺動動作を停止させた後回転速度を
減速させ所定の回転数にする。このときウエハー１００
の上にスラリーを供給することを停止しウエハー１００
上に純水を供給する。
【０１０９】ついで研磨パッド１０２とウエハー１００
とを非接触の状態にする。このとき研磨パッド１０２の
研磨面とウエハー１００の被研磨面との間の距離は上述
したようにウエハー１００の厚みの半分以下にする。そ
して非接触状態になったウエハー１００と研磨パッド１
０２の回転を停止する。
【０１１０】回転を停止したウエハー１００はウエハー
表面を洗浄する洗浄工程に運ばれ更に精密研磨装置から
外へ搬出される搬出工程へと進み、研磨工程を終える。
【０１１１】（第四の実施の形態）図８は本発明の第四
の実施の形態に関わる精密研磨装置の研磨ヘッド１０３
とウエハ保持手段であるウエハーチャック１０１とを表
した模式図である。本発明の第四の実施の形態は、研磨
ヘッド１０３と、研磨ヘッド１０３を自転させる第１の
駆動手段１０４と、研磨ヘッド１０３を公転させる公転
軸ボディ６０４とを有し、研磨ヘッド１０３の自転軸に
配置されたスラリー供給管６０６がロータリージョイン
ト６０７を介してスラリー供給タンク６０８と連結して
いることを特徴とする精密研磨装置である。またその他
の点は第一の実施の形態と同じである。
【０１１２】図８に示すように研磨ヘッド１０３は公転
軸ボディ６０４の回転によって公転し、第１の駆動手段
１０４によって自転する。公転の回転数と自転の回転数
とはそれぞれ独立して設定することが出来る。
【０１１３】また研磨ヘッド１０３の自転する方向と公
転する方向はそれぞれ逆向きである。
【０１１４】また研磨ヘッド１０３は公転軸ボディ６０
４を貫通しており、公転軸ボディ６０４を貫通した研磨
ヘッド１０３の研磨ヘッド自転軸６０１はロータリージ
ョイント６０７を介してスラリー供給タンク６０８と連
結している。その結果、研磨ヘッド１０３内に配置され
たスラリー供給管６０６は回転するがロータリージョイ
ント６０７とスラリー供給タンク６０８とをつなぐスラ
リー供給管６０６は研磨ヘッド１０３の回転による影響
を受けない。
【０１１５】また本実施の形態の研磨ヘッド１０３は自
転と公転をそれぞれ逆向きにして回転するのでその結果
スラリー供給管６０６にかかるストレスを軽減すること
ができる。たとえば自転数を１００ｒｐｍとして公転数
を９９ｒｐｍと設定し、自転と公転の方向を逆向きにす
るとスラリー供給管６０６は見かけ上自転方向に１ｒｐ
ｍ分のストレスしか受けないことと同じになる。その結
果スラリー供給管６０６の破損を防ぐことが出来るので
スラリーを長時間安定にウエハー１００へ供給すること
ができる。
【０１１６】また本実施の形態の精密研磨装置において
スラリー供給路６０３内に配置されているスラリー供給
管６０６には不図示のベアリングを設けることも好まし
い。スラリー供給管６０６にベアリングを設けることで
スラリー供給管６０６が回転する研磨ヘッドに接触する
ことを防ぐことが出来るのでその結果スラリー供給管６
０６が研磨ヘッド１０３と共に回転することを防ぐこと
が出来る。またさらにスラリー供給管６０６の先端にシ
ール６２５を設けることも好ましい。シール６２５をス
ラリー供給管６０３の先端に設けることで供給されるス
ラリーがスラリー供給路６０３とスラリー供給管６０６
との間へ拡散することを防ぐことができる。
【０１１７】また、本実施の形態の精密研磨装置は、研
磨ヘッド１０３を自転させるための第１の駆動手段１０
４や、公転させるための不図示の公転駆動手段の少なく
ともいずれか一方が、中空モーターを有して、且つ、ス
ラリー供給管６０３を中空モーターの中空部に貫通する
ように配置してもよい。その結果研磨ヘッド１０３を回
転させる駆動手段を小型化することが出来さらに精密機
械研磨装置を小型化することができる。
【０１１８】（第五の実施の形態）図９は本発明の第五
の実施の形態に係る精密研磨装置のガイドリング７２２
を表した模式図であり、上図は側面から表した模式図
で、下図は上方から表した模式図である。第五の実施の
形態はガイドリング７２２の直径が研磨パッドの直径よ
りも大きいことを特徴とする。またその他の点について
は第一の実施の形態と同じである。
【０１１９】またガイドリング７２２にはウエハー１０
０を保持するための空間が前記空間の中心をガイドリン
グ７２２の中心と異ならせた状態で設けられている。こ
のとき前記空間はウエハー１００を保持することが出来
る程度の直径である。また前記研磨パッドの中心と前記
ガイドリングの中心との最大距離と研磨パッドの半径と
の和がガイドリング７２２の半径より小さくなるように
位置決めされている。
【０１２０】またウエハー１００と研磨パッド１０２と
がそれぞれ回転し、ガイドリング７２２は回転しない状
態で研磨が行われる。
【０１２１】本実施の形態においてガイドリング７２２
は研磨時に研磨パッド１０２の全面と接触する。このと
き研磨パッドは、ほぼ全面が均一な圧力を受けるため
に、全面が均一に変形し、その厚みは全域で一定とな
る。その結果ウエハー１００を均一に研磨することが出
来る。
【０１２２】また本発明はガイドリング７２２を自転運
動させることでガイドリング７２２に保持されるウエハ
ー１００を公転させることも出来る。
【０１２３】
【発明の効果】本発明によれば、研磨域において均一な
研磨量が得られる。その結果、歩留りが向上し、コスト
安になる。また、ウエハーの直径よりも大きな直径を有
する研磨パッドを用いることで１２インチ等の大面積ウ
エハーあるいはディスプレイ用のパネルの研磨時間を短
くすることができる。ウエハーの被研磨面を上向きに保
持した状態で被研磨面に研磨剤を供給するため、研磨剤
の使用量を削減することができ、その結果コスト安にな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係る化学機械研磨
装置の側面の模式図である。
【図２】本発明のウエハーチャックと、その駆動手段の
側面の模式図である。
【図３】本発明の第一の実施の形態に係る精密研磨装置
を用いた研磨方法をあらわすフローチャートである。
【図４】本発明の第二の実施の形態に係る化学機械研磨
装置のウエハーチャックと、その駆動手段の側面の模式
図である。
【図５】ウエハー面の周速度を説明するための図であ
る。
【図６】本発明の第三の実施の形態に係る精密研磨装置
のウエハー保持手段と、研磨ヘッドを側面からあらわし
た模式図である。
【図７】本発明の第三の実施の形態に係る精密研磨装置
を用いた研磨方法をあらわすフローチャートである。
【図８】本発明の第四の実施の形態に係る精密研磨装置
を側面からあらわした模式図である。
【図９】本発明の第五の実施の形態に係る精密研磨装置
のウエハーチャックをあらわした模式図である。
【図１０】従来のCMP装置の研磨部分の図である。
【図１１】従来の別の形態のCMP装置の研磨部分の図で
ある。
【符号の説明】
１００ ウエハー １０１、８０１、９０１ ウエハーチャック １０２、８０２、９０２ 研磨パッド １０３ 研磨ヘッド １０４ 第一の駆動手段 １０５ ヘッド上下機構 １０６ ウエハーテーブル １０７ イコライズ機構 １２０ 制御手段 ２０８ 第二の駆動手段 ２０９ 第三の駆動手段 ２１０ 小孔 ２１１ 研磨剤供給機構 ３１２ 第四の駆動手段 ８０６ 研磨テーブル ９０６ ウエハーテーブル ５０１、６０１ 研磨ヘッド自転軸 ５０２ プラテン ５０３ スラリー供給路 ５０４ 研磨ヘッド上下駆動手段 ５０５ シリンダ ５０６、６０６ スラリー供給管 ５０７、６０７ ロータリージョイント ６０８ スラリータンク ５０８ 駆動モーター ５０９ プーリー ５１０ 滑り軸受 ５１１ ベルト ５１２ ピン ５１３ 駆動用軸 ５１４ スラストベアリング ５１５ 圧力手段 ５１６ サーボバルブ ５１７ 流体保持部 ５１８ フィン ５１９ シリンダ軸 ５２０ ウエハー保持手段 ５２１ バッキングフィルム ７２２、５２２ ガイドリング ５２３ 弾性部材 ５２４ 距離測定装置 ５２５、６２５ シール ６０４ 公転軸ボディ ７２６ 空間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伴 箕吉 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 加茂野 隆 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (54)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被研磨体をその被研磨面が上方を向いた
    状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸にして
    自転可能とする被研磨体保持手段と、 前記被研磨体の直径よりも大きな直径を有する研磨パッ
    ドをその研磨面が下方を向いた状態で保持し、研磨パッ
    ド面中心を軸にして自転させる前記研磨ヘッドと、 前記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前
    記被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具
    備する精密研磨装置において、 前記被研磨体の自転軸と前記研磨パッドの自転軸の軸位
    置が異なった状態且つ前記研磨パッドが前記被研磨体の
    前記被研磨面全面と接触する状態で研磨を行うことを特
    徴とする精密研磨装置。
  2. 【請求項２】 被研磨体をその被研磨面が上方を向いた
    状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸にして
    自転可能とする被研磨体保持手段と、 前記被研磨体の直径よりも大きな直径を有する研磨パッ
    ドをその研磨面が下方を向いた状態で保持し、研磨パッ
    ド面中心を軸にして自転させる前記研磨ヘッドと、 前記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前
    記被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具
    備する精密研磨装置において、 前記被研磨体保持手段は、前記被研磨体を前記被研磨面
    に沿った方向に揺動させる駆動手段を有し、前記揺動に
    よる前記被研磨面中心と前記研磨パッド面中心との距離
    の最大値と前記被研磨体の半径との和が前記研磨パッド
    の半径以下とすることを特徴とする精密研磨装置。
  3. 【請求項３】 被研磨体をその被研磨面が上方を向いた
    状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸にして
    自転可能とする被研磨体保持手段と、 前記被研磨体の直径よりも大きな直径を有する研磨パッ
    ドをその研磨面が下方を向いた状態で保持し、研磨パッ
    ド面中心を軸にして自転させる前記研磨ヘッドと、 前記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前
    記被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具
    備する精密研磨装置において、 前記研磨ヘッドは、前記研磨パッドを前記被研磨面に沿
    った方向に揺動させる駆動手段を有し、前記揺動による
    前記被研磨面中心と前記研磨パッド面中心との距離の最
    大値と前記被研磨体の半径との和が前記研磨パッドの半
    径以下とすることを特徴とする精密研磨装置。
  4. 【請求項４】 被研磨体をその被研磨面が上方を向いた
    状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸にして
    自転可能とする被研磨体保持手段と、 前記被研磨体の直径よりも大きな直径を有する研磨パッ
    ドをその研磨面が下方を向いた状態で保持し、研磨パッ
    ド面中心を軸にして自転させる前記研磨ヘッドと、 前記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前
    記被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具
    備する精密研磨装置を用いた精密研磨方法において、 前記被研磨体の自転軸と前記研磨パッドの自転軸の軸位
    置が異なった状態且つ前記研磨パッドが前記被研磨体の
    前記被研磨面全面と接触する状態で研磨を行うことを特
    徴とする精密研磨方法。
  5. 【請求項５】 被研磨体をその被研磨面が上方を向いた
    状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸にして
    自転可能とする被研磨体保持手段と、 前記被研磨体の直径よりも大きな直径を有する研磨パッ
    ドをその研磨面が下方を向いた状態で保持し、研磨パッ
    ド面中心を軸にして自転させる前記研磨ヘッドと、 前記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前
    記被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具
    備する精密研磨装置を用いた精密研磨方法において、 前記被研磨体を前記被研磨面に沿った方向に揺動し、前
    記揺動による前記被研磨面中心と前記研磨パッド面中心
    との距離の最大値と前記被研磨体の半径との和を前記研
    磨パッドの半径以下とすることを特徴とする精密研磨方
    法。
  6. 【請求項６】 被研磨体をその被研磨面が上方を向いた
    状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸にして
    自転可能とする被研磨体保持手段と、 前記被研磨体の直径よりも大きな直径を有する研磨パッ
    ドをその研磨面が下方を向いた状態で保持し、研磨パッ
    ド面中心を軸にして自転させる前記研磨ヘッドと、 前記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前
    記被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具
    備する精密研磨装置を用いた精密研磨方法において、 前記研磨パッドを、前記被研磨面に沿った方向に揺動
    し、前記揺動による前記被研磨面中心と前記研磨パッド
    面中心との距離の最大値と前記被研磨体の半径との和を
    前記研磨パッドの半径以下とすることを特徴とする精密
    研磨方法。
  7. 【請求項７】 被研磨体をその被研磨面が上方を向いた
    状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸にして
    自転可能とする被研磨体保持手段と、 前記被研磨体の直径よりも大きな直径を有する研磨パッ
    ドをその研磨面が下方を向いた状態で保持し、研磨パッ
    ド面中心を軸にして自転させ、且つ公転させる前記研磨
    ヘッドと、 前記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前
    記被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具
    備する精密研磨装置において、 前記被研磨体の自転軸と前記研磨パッドの自転軸の軸位
    置が異なった状態且つ前記研磨パッドが前記被研磨体の
    前記被研磨面全面と接触する状態で研磨を行うことを特
    徴とする精密研磨装置。
  8. 【請求項８】 被研磨体をその被研磨面が上方を向いた
    状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸にして
    自転可能とする被研磨体保持手段と、 前記被研磨体の直径よりも大きな直径を有する研磨パッ
    ドをその研磨面が下方を向いた状態で保持し、研磨パッ
    ド面中心を軸にして自転させ、且つ公転させる前記研磨
    ヘッドと、 前記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前
    記被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具
    備する精密研磨装置において、 前記被研磨体保持手段は、前記被研磨体を前記被研磨面
    に沿った方向に揺動させる駆動手段を有し、前記揺動に
    よる前記被研磨体中心と前記研磨パッド中心との距離の
    最大値と前記被研磨体の半径との和が前記研磨パッドの
    半径以下であることを特徴とする精密研磨装置。
  9. 【請求項９】 被研磨体をその被研磨面が上方を向いた
    状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸にして
    自転可能とする被研磨体保持手段と、 前記被研磨体の直径よりも大きな直径を有する研磨パッ
    ドをその研磨面が下方を向いた状態で保持し、研磨パッ
    ド面中心を軸にして自転させ、且つ公転させる前記研磨
    ヘッドと、 前記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前
    記被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具
    備する精密研磨装置において、 前記研磨ヘッドは、前記研磨パッドを前記被研磨面に沿
    った方向に揺動させる駆動手段を有し、前記揺動による
    前記被研磨体中心と前記研磨パッド中心との距離の最大
    値と前記被研磨体の半径との和が前記研磨パッドの半径
    以下であることを特徴とする精密研磨装置。
  10. 【請求項１０】 被研磨体をその被研磨面が上方を向い
    た状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸にし
    て自転可能とする被研磨体保持手段と、 前記被研磨体の直径よりも大きな直径を有する研磨パッ
    ドをその研磨面が下方を向いた状態で保持し、研磨パッ
    ド面中心を軸にして自転させ、且つ公転させる前記研磨
    ヘッドと、 前記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前
    記被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具
    備する精密研磨装置を用いた精密研磨方法において、 前記被研磨体の自転軸と前記研磨パッドの自転軸の軸位
    置が異なった状態且つ前記研磨パッドが前記被研磨体の
    前記被研磨面全面と接触する状態で研磨を行うことを特
    徴とする精密研磨方法。
  11. 【請求項１１】 被研磨体をその被研磨面が上方を向い
    た状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸にし
    て自転可能とする被研磨体保持手段と、 前記被研磨体の直径よりも大きな直径を有する研磨パッ
    ドをその研磨面が下方を向いた状態で保持し、研磨パッ
    ド面中心を軸にして自転させ、且つ公転させる前記研磨
    ヘッドと、 前記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前
    記被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具
    備する精密研磨装置を用いた精密研磨方法において、 前記被研磨体を前記被研磨面に沿った方向に揺動し、前
    記揺動による前記被研磨体中心と前記研磨パッド中心と
    の距離の最大値と前記被研磨体の半径とを加した値が前
    記研磨パッドの半径以下とすることを特徴とする精密研
    磨方法。
  12. 【請求項１２】 被研磨体をその被研磨面が上方を向い
    た状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸にし
    て自転可能とする被研磨体保持手段と、 前記被研磨体の直径よりも大きな直径を有する研磨パッ
    ドをその研磨面が下方を向いた状態で保持し、研磨パッ
    ド面中心を軸にして自転させ、且つ公転させる前記研磨
    ヘッドと、 前記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前
    記被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具
    備する精密研磨装置を用いた精密研磨方法において、 前記研磨パッドを、前記被研磨面に沿った方向に揺動
    し、前記揺動による前記被研磨体中心と前記研磨パッド
    中心との距離の最大値と前記被研磨体の半径との和を前
    記研磨パッドの半径以下とすることを特徴とする精密研
    磨方法。
  13. 【請求項１３】 前記被研磨体は、半導体ウエハーであ
    る請求項１、２、３、７、８又は９記載の精密研磨装
    置。
  14. 【請求項１４】 前記被研磨体保持手段は、前記研磨パ
    ッドに対して前記被研磨体を一定に押圧するためのイコ
    ライズ機構を有する請求項１、２、３、７、８又は９記
    載の精密研磨装置。
  15. 【請求項１５】 前記被研磨体の自転数と前記研磨パッ
    ドの自転数との比が１：０．５〜１．５の範囲である請
    求項１、２、３、７、８又は９記載の精密研磨装置。
  16. 【請求項１６】 前記被研磨体の自転数と前記研磨パッ
    ドの自転数が同じである請求項１、２、３、７、８又は
    ９記載の精密研磨装置。
  17. 【請求項１７】 前記研磨パッドの直径は、前記被研磨
    体の直径の２倍より小さい請求項１、２、３、７、８又
    は９記載の精密研磨装置。
  18. 【請求項１８】 前記揺動は、往復直線運動である請求
    項２、３、８又は９記載の精密研磨装置。
  19. 【請求項１９】 前記揺動は、往復円弧運動である請求
    項２、３、８又は９記載の精密研磨装置。
  20. 【請求項２０】 被研磨体をその被研磨面が上方を向い
    た状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸にし
    て自転可能かつ公転可能にする被研磨体保持手段と、 前記被研磨体の直径よりも大きな直径を有する研磨パッ
    ドをその研磨面が下方を向いた状態で保持する前記研磨
    ヘッドと、 前記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前
    記被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具
    備する精密研磨装置において、 前記被研磨体の自転軸と前記研磨パッドの軸位置が異な
    った状態且つ前記研磨パッドが前記被研磨体の前記被研
    磨面全面と接触する状態で研磨を行うことを特徴とする
    精密研磨装置。
  21. 【請求項２１】 被研磨体をその被研磨面が上方を向い
    た状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸にし
    て自転可能かつ公転可能にする被研磨体保持手段と、 前記被研磨体の直径よりも大きな直径を有する研磨パッ
    ドをその研磨面が下方を向いた状態で保持する前記研磨
    ヘッドと、 前記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前
    記被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具
    備する精密研磨装置において、 前記被研磨体保持手段は、前記被研磨体を前記被研磨面
    に沿った方向に揺動させる駆動手段を有し、前記揺動に
    よる前記被研磨体中心と前記研磨パッド中心との距離の
    最大値と前記被研磨体の半径との和が前記研磨パッドの
    半径以下であることを特徴とする精密研磨装置。
  22. 【請求項２２】 被研磨体をその被研磨面が上方を向い
    た状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸にし
    て自転可能かつ公転可能にする被研磨体保持手段と、 前記被研磨体の直径よりも大きな直径を有する研磨パッ
    ドをその研磨面が下方を向いた状態で保持する前記研磨
    ヘッドと、 前記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前
    記被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具
    備する精密研磨装置において、 前記研磨ヘッドは、前記研磨パッドを前記被研磨面に沿
    った方向に揺動させる駆動手段を有し、前記揺動による
    前記被研磨体中心と前記研磨パッド中心との距離の最大
    値と前記被研磨体の半径との和が前記研磨パッドの半径
    以下であることを特徴とする精密研磨装置。
  23. 【請求項２３】 被研磨体をその被研磨面が上方を向い
    た状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸にし
    て自転可能かつ公転可能にする被研磨体保持手段と、 前記被研磨体の直径よりも大きな直径を有する研磨パッ
    ドをその研磨面が下方を向いた状態で保持する前記研磨
    ヘッドと、 前記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前
    記被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具
    備する精密研磨装置を用いた精密研磨方法において、 前記被研磨体の自転軸と前記研磨パッドの軸位置が異な
    った状態且つ前記研磨パッドが前記被研磨体の前記被研
    磨面全面と接触する状態で研磨を行うことを特徴とする
    精密研磨方法。
  24. 【請求項２４】 被研磨体をその被研磨面が上方を向い
    た状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸にし
    て自転可能かつ公転可能にする被研磨体保持手段と、 前記被研磨体の直径よりも大きな直径を有する研磨パッ
    ドをその研磨面が下方を向いた状態で保持する前記研磨
    ヘッドと、 前記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前
    記被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具
    備する精密研磨装置を用いた精密研磨方法において、 前記被研磨体を前記被研磨面に沿った方向に揺動し、前
    記揺動による前記被研磨体中心と前記研磨パッド中心と
    の距離の最大値と前記被研磨体の半径とを加した値が前
    記研磨パッドの半径以下とすることを特徴とする精密研
    磨方法。
  25. 【請求項２５】 被研磨体をその被研磨面が上方を向い
    た状態で保持し、前記被研磨体の被研磨面中心を軸にし
    て自転可能かつ公転可能にする被研磨体保持手段と、 前記被研磨体の直径よりも大きな直径を有する研磨パッ
    ドをその研磨面が下方を向いた状態で保持する前記研磨
    ヘッドと、 前記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前
    記被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具
    備する精密研磨装置を用いた精密研磨方法において、 前記研磨パッドを、前記被研磨面に沿った方向に揺動
    し、前記揺動による前記被研磨体中心と前記研磨パッド
    中心との距離の最大値と前記被研磨体の半径との和を前
    記研磨パッドの半径以下とすることを特徴とする精密研
    磨方法。
  26. 【請求項２６】 前記被研磨体は、半導体ウエハーであ
    る請求項２０、２１又は２２記載の精密研磨装置。
  27. 【請求項２７】 前記被研磨体保持手段は、前記研磨パ
    ッドに対して前記被研磨体を一定に押圧するためのイコ
    ライズ機構を有する請求項２０、２１又は２２記載の精
    密研磨装置。
  28. 【請求項２８】 前記研磨パッドを自転させる駆動手段
    を有し且つ前記被研磨体の自転数と前記研磨パッドの自
    転数との比が１：０．５〜１．５の範囲である請求項２
    ０、２１又は２２記載の精密研磨装置。
  29. 【請求項２９】 前記研磨パッドを自転させる駆動手段
    を有し且つ前記被研磨体の自転数と前記研磨パッドの自
    転数が同じである請求項２０、２１又は２２記載の精密
    研磨装置。
  30. 【請求項３０】 前記研磨パッドの直径は、前記被研磨
    体の直径の２倍より小さい請求項２０、２１又は２２記
    載の精密研磨装置。
  31. 【請求項３１】 前記揺動は、往復直線運動である請求
    項２１又は２２記載の精密研磨装置。
  32. 【請求項３２】 前記揺動は、往復円弧運動である請求
    項２１又は２２記載の精密研磨装置。
  33. 【請求項３３】 対向する前記研磨パッドと前記被研磨
    体との間の距離を測定する距離測定手段を有することを
    特徴とする請求項１、２、３、７、８、９、２０、２１
    又は２２記載の精密研磨装置。
  34. 【請求項３４】 前記研磨ヘッドの自転方向と逆方向に
    前記研磨ヘッドを回転させる駆動手段を有することを特
    徴とする請求項７、８、９、２０、２１又は２２記載の
    精密研磨装置。
  35. 【請求項３５】 前記研磨パッドの中心と前記被研磨体
    の中心との間の距離と前記被研磨体の半径の和が前記研
    磨パッドの半径以下であることを特徴とする請求項１、
    ２、３、７、８、９、２０、２１又は２２記載の精密研
    磨装置。
  36. 【請求項３６】 前記供給口は前記研磨ヘッドの自転軸
    を貫通するスラリー供給路の開口端部であることを特徴
    とする請求項１、２、３、７、８、９、２０、２１又は
    ２２記載の精密研磨装置。
  37. 【請求項３７】 前記スラリー供給路に配置された第１
    のスラリー供給管とスラリー供給タンクに連結する第２
    のスラリー供給管とを連結させるロータリージョイント
    を有することを特徴とする請求項３６記載の精密研磨装
    置。
  38. 【請求項３８】 前記研磨ヘッドの自転軸を貫通するス
    ラリー供給路は前記研磨ヘッドを公転させる公転軸ボデ
    ィ内を貫通していることを特徴とする請求項７、８、
    ９、２０、２１又は２２記載の精密研磨装置。
  39. 【請求項３９】 前記被研磨体保持手段の直径は、前記
    研磨パッドの直径より大きいことを特徴とする請求項
    １、２、３、７、８、９、２０、２１又は２２記載の精
    密研磨装置。
  40. 【請求項４０】 前記被研磨体保持手段は前記被研磨体
    の中心が前記被研磨体保持手段の中心と異なる位置とな
    るように前記被研磨体を保持することを特徴とする請求
    項３９記載の研磨装置。
  41. 【請求項４１】 前記研磨パッドの中心と前記被研磨体
    保持手段の中心の最大距離と前記研磨パッドの半径との
    和が前記被研磨体保持手段の半径以下であることを特徴
    とする請求項４０記載の精密研磨装置。
  42. 【請求項４２】 自転し、かつ公転する前記研磨ヘッド
    の自転方向と公転方向とは逆向きであることを特徴とす
    る請求項１０、１１、１２、２０、２１又は２２記載の
    精密研磨方法。
  43. 【請求項４３】 前記研磨パッドを自転する前記被研磨
    体の上で前記被研磨体の厚みの半分離間した状態で対向
    させ前記被研磨体の自転が加速を止め定速回転した後前
    記研磨パッドと前記被研磨体とを当接させることを特徴
    とする請求項４、５、６、１０、１１、１２、２３、２
    ４又は２５記載の精密研磨方法。
  44. 【請求項４４】 前記研磨パッドの中心と前記被研磨体
    の中心との間の距離と前記被研磨体の半径との和が前記
    研磨パッドの半径以下であることを特徴とする請求項
    ４、５、６、１０、１１、１２、２３、２４又は２５記
    載の研磨方法。
  45. 【請求項４５】 前記研磨パッドの全面が前記被研磨体
    を保持する前記被研磨体保持手段と当接し、前記研磨パ
    ッドが前記被研磨体を研磨することを特徴とする請求項
    ４４記載の研磨方法。
  46. 【請求項４６】 前記被研磨体保持手段は前記被研磨体
    を前記被研磨体の中心が前記保持手段の中心と異なるよ
    うに保持することを特徴とする請求項４５記載の研磨方
    法。
  47. 【請求項４７】 前記研磨パッドの前記中心と前記保持
    手段の前記中心との最大距離と前記研磨パッドの半径の
    和が前記被研磨体保持手段の半径以下であることを特徴
    とする請求項４６記載の研磨方法。
  48. 【請求項４８】 被研磨体をその被研磨面が上方を向い
    た状態で保持する被研磨体保持手段と、 前記被研磨体の直径よりも大きな直径を有する研磨パッ
    ドをその研磨面が下方を向いた状態で保持し、研磨パッ
    ド面中心を軸にして自転させ、且つ公転させる前記研磨
    ヘッドと、 前記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前
    記被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具
    備する精密研磨装置において、 前記被研磨体の中心と前記研磨パッドの自転軸の軸位置
    が異なった状態且つ前記研磨パッドが前記被研磨体の前
    記被研磨面全面と接触する状態で研磨を行うことを特徴
    とする精密研磨装置。
  49. 【請求項４９】 前記研磨パッドの自転数と公転数との
    比が１：０．５〜１．５の範囲である請求項４８記載の
    精密研磨装置。
  50. 【請求項５０】 前記研磨パッドの直径は、前記被研磨
    体の直径の２倍より小さい請求項４８記載の精密研磨装
    置。
  51. 【請求項５１】 被研磨体をその被研磨面が上方を向い
    た状態で保持する被研磨体保持手段と、 前記被研磨体の直径よりも大きな直径を有する研磨パッ
    ドをその研磨面が下方を向いた状態で保持し、研磨パッ
    ド面中心を軸にして自転させ、且つ公転させる前記研磨
    ヘッドと、 前記研磨ヘッドに設けられ、前記研磨パッドを介して前
    記被研磨面上に研磨剤を供給するための供給口と、を具
    備する精密研磨装置を用いた精密研磨方法において、 前記被研磨体の中心と前記研磨パッドの自転軸の軸位置
    が異なった状態且つ前記研磨パッドが前記被研磨体の前
    記被研磨面全面と接触する状態で研磨を行うことを特徴
    とする精密研磨方法。
  52. 【請求項５２】 前記研磨パッドの自転数と公転数との
    比が１：０．５〜１．５の範囲である請求項５１記載の
    精密研磨方法。
  53. 【請求項５３】 前記研磨パッドの直径は、前記被研磨
    体の直径の２倍より小さい請求項５１記載の精密研磨方
    法。
  54. 【請求項５４】 前記研磨パッドの自転方向と公転方向
    は互いに逆向きである請求項５１記載の精密研磨方法。
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