JPH11262854A - Precisely polishing device and precisely polishing method using thereof - Google Patents

Precisely polishing device and precisely polishing method using thereof

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JPH11262854A
JPH11262854A JP37513698A JP37513698A JPH11262854A JP H11262854 A JPH11262854 A JP H11262854A JP 37513698 A JP37513698 A JP 37513698A JP 37513698 A JP37513698 A JP 37513698A JP H11262854 A JPH11262854 A JP H11262854A
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JP
Japan
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substrate
polishing
precision
tool
polishing tool
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Application number
JP37513698A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Takahashi
一雄 高橋
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To remove micro-unevenness occurring in device forming processes with high precision and improve dressing or conditioning efficiency. SOLUTION: A board station 20 includes a rotary table 7 supported on the rotational shaft 6a of a rotationally driving means 6 in freely equalizing and integrally rotating relation and an oscillation mechanism for oscillating the rotary table 7 to a radial direction. The rotary table 7 is provided with a guide ring 8 arranged on the upper face via an elastic member 9 and having a dresser 8a on the upper face and with a backing material 10 for covering a board holding face. On the other hand, a polishing tool station 21 includes a polishing tool 11 rotated by a polishing tool rotationally driving means 13, a pressure mechanism 14 for moving the polishing tool 11 forward and backward to the board station 20 and a supply path with one end open to the lower face of a polishing pad 12 and the other end selectively connected to a polishing agent supply means 15 and a conditioning liquid supply means 16.

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、Si、GaAs、
InP等の半導体ウエハ、表面上に複数の島状の半導体
領域が形成された石英やガラス基板等(以下、「基板」
という。)の表面を高精度に研磨するための精密研磨装
置に関するものである。
[0001] The present invention relates to Si, GaAs,
A semiconductor wafer such as InP, a quartz or glass substrate having a plurality of island-shaped semiconductor regions formed on a surface thereof (hereinafter, referred to as a “substrate”).
That. ) Relates to a precision polishing apparatus for polishing the surface with high precision.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイスの超微細化や多層配線化
が進み、特に半導体集積回路の製造工程において前記基
板の表面を高精度に平坦化することが要請されるように
なり、このような要請に応える平坦化技術として次に説
明するような精密研磨装置が提案されている。
2. Description of the Related Art Ultra-miniaturization and multi-layer wiring of semiconductor devices have advanced, and in particular, it has been required to flatten the surface of the substrate with high precision in a process of manufacturing a semiconductor integrated circuit. As a planarization technique responding to the above, a precision polishing apparatus as described below has been proposed.

【0003】図6は本発明者がこれまでに行なった従来
の精密研磨装置の一例を示し、この精密研磨装置は、図
示下面の基板保持面にガイドリング107が付設された
基板保持手段103と、基板保持手段103の図示下方
に配設された研磨パッド102を有する研磨工具101
と、研磨パッド102上に研磨剤105を供給するため
の研磨剤供給ノズル104と、研磨パッド102をドレ
ッシングあるいはコンディショニングするためのブラシ
106を備え、研磨パッド102上に基板保持手段10
3のガイドリング107内に保持された基板W0 を所定
の加工圧を与えた状態で当接させ、研磨剤105を供給
しつつ研磨工具101および基板保持手段103を回転
させて基板W0 の表面を研磨するように構成されてい
る。
FIG. 6 shows an example of a conventional precision polishing apparatus which the present inventor has performed so far. The precision polishing apparatus includes a substrate holding means 103 having a guide ring 107 attached to a substrate holding surface on the lower surface of the figure. Tool 101 having a polishing pad 102 disposed below the substrate holding means 103 in the figure
A polishing agent supply nozzle 104 for supplying an abrasive 105 onto the polishing pad 102; and a brush 106 for dressing or conditioning the polishing pad 102.
3 of the guide ring substrate W 0 held in the 107 to abut in a state given a predetermined processing pressure, the substrate W 0 by the polishing tool 101 and the substrate holding means 103 is rotated while supplying an abrasive 105 It is configured to polish a surface.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記技術は、基板保持
手段103に付設されたガイドリング107の内径面に
基板W0 を嵌合して保持させることで、基板W0 の位置
ずれや外周辺部の研磨レートが内側の研磨レートより大
きくなるいわゆる縁だれの発生をある程度防止すること
ができる。しかしその反面、ガイドリング107が研磨
パッド102上に供給された研磨剤105の基板W0
表面への流入を妨げ、基板W0 の表面における研磨剤1
05の分布が不均一になり、均一に研磨することができ
なくなるという問題点がある。
The technique [0005] may, by holding fitted the substrate W 0 on the inner diameter surface of the guide ring 107 which is attached to the substrate holding means 103, displacement and outer periphery of the substrate W 0 The occurrence of so-called edge droop, in which the polishing rate of the portion is higher than the polishing rate of the inner portion, can be prevented to some extent. However, on the other hand, it prevents the inflow to the surface of the substrate W 0 abrasives 105 guide ring 107 is supplied to the polishing pad 102, the abrasive 1 in the surface of the substrate W 0
There is a problem that the distribution of the particles 05 becomes non-uniform and the polishing cannot be performed uniformly.

【0005】また、ブラシ106が研磨パッド102上
における基板W0 の当接部位から離間した部位に当接さ
れているため、ドレッシングあるいはコンディショニン
グの効果が半減するばかりでなく、精密研磨装置が大型
化するという問題点がある。
Further, since the brush 106 is in contact with a portion of the polishing pad 102 which is separated from the contact portion of the substrate W 0 , not only the effect of dressing or conditioning is reduced by half, but also the size of the precision polishing apparatus is increased. There is a problem that.

【0006】本発明は上記技術の有する問題点に鑑みて
なされたものであって、デバイス形成工程等で発生する
微小凹凸を高精度で除去することができ、しかもドレッ
シングあるいはコンディショニング効果を向上させるこ
とができる精密研磨装置および該精密研磨装置を用いた
精密研磨方法を実現することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to remove minute irregularities generated in a device forming step or the like with high accuracy and to improve a dressing or conditioning effect. It is an object of the present invention to realize a precision polishing apparatus capable of performing the polishing and a precision polishing method using the precision polishing apparatus.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の精密研磨装置は、基板をその被研磨面を
上向きにして保持できる基板ステーションと、前記基板
ステーションの上方部位に配設された研磨工具ステーシ
ョンを有する精密研磨装置において、前記基板ステーシ
ョンは、回転テーブルと、前記回転テーブルの上面に配
設された弾性部材により常時前記基板と同一面になるよ
うに付勢されたガイドリングおよび前記ガイドリングの
上面の少なくとも1部に同心環状に設けられたドレッサ
ーを備えており、他方、前記研磨工具ステーションは、
研磨工具用回転駆動手段によって回転される前記基板の
口径よりも大きな口径の研磨面を有する研磨工具と、前
記研磨工具用回転駆動手段と一体に前記研磨工具を前記
基板ステーションに対して進退させるための加圧機構
と、一端側が前記研磨工具の前記研磨面に開口するとと
もに他端側が液体供給手段に接続される供給路を備えて
いることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a precision polishing apparatus according to the present invention comprises a substrate station capable of holding a substrate with its surface to be polished facing upward, and a substrate station above the substrate station. In the precision polishing apparatus having a polishing tool station provided, the substrate station is provided with a rotary table and a guide urged to be always flush with the substrate by an elastic member disposed on an upper surface of the rotary table. A ringer and a dresser concentrically provided on at least a portion of the upper surface of the guide ring, while the polishing tool station comprises:
A polishing tool having a polishing surface having a diameter larger than the diameter of the substrate rotated by the polishing tool rotation driving means, and the polishing tool being integrally moved with the polishing tool rotation driving means to advance and retreat the polishing tool with respect to the substrate station. And a supply path, one end of which is open to the polishing surface of the polishing tool, and the other end of which is connected to a liquid supply means.

【0008】また、ドレッサーが、ガイドリングの上面
に付着された硬質の微粒子であるものとしたり、ドレッ
サーが、ガイドリングの上面に植毛された硬質のブラシ
毛であるものとする。
The dresser may be hard fine particles attached to the upper surface of the guide ring, or the dresser may be hard brush bristle implanted on the upper surface of the guide ring.

【0009】また、回転テーブルが、回転駆動手段の回
転軸にイコライズ自在かつ一体に回転するように支持さ
れたものとしたり、回転駆動手段と一体に回転テーブル
を径方向へ揺動させるための揺動機構を備えたものとす
る。
The rotary table may be supported on the rotary shaft of the rotary drive means so as to be able to be equalized and rotate integrally with the rotary table, or a swing table for swinging the rotary table in the radial direction integrally with the rotary drive means. It is assumed that a moving mechanism is provided.

【0010】さらに、液体供給手段は、研磨剤供給手段
およびコンディショニング液供給手段とに分かれている
ものとする。
Further, it is assumed that the liquid supply means is divided into an abrasive supply means and a conditioning liquid supply means.

【0011】本発明の精密研磨方法は、請求項1記載の
精密研磨装置を用い、回転テーブルのガイドリングの内
径面に嵌合して保持させた基板を前記回転テーブルと一
体に回転および径方向へ揺動させるとともに、研磨工具
をその研磨面を前記基板の被研磨面に所定の加工圧を与
えて当接させた状態で回転させ、同時に前記基板の前記
被研磨面と前記研磨工具の前記研磨面との間に供給路を
介して研磨剤を供給しつつ研磨を行なう研磨工程と、前
記研磨工程中に所定の周期で前記研磨剤に替えてコンデ
ィショニング液を前記供給路より前記基板の前記被研磨
面と前記研磨工具の前記研磨面との間に供給してドレッ
シングあるいはコンディショニングを行なうドレッシン
グあるいはコンディショニング工程を備えたことを特徴
とするものである。
According to a precision polishing method of the present invention, a substrate, which is fitted and held on an inner diameter surface of a guide ring of a rotary table, is rotated and radially integrated with the rotary table using the precision polishing apparatus according to claim 1. While swinging the polishing tool, the polishing tool is rotated while the polishing surface thereof is brought into contact with the surface to be polished of the substrate by applying a predetermined processing pressure, and at the same time, the surface of the substrate and the surface of the polishing tool are polished. A polishing step of performing polishing while supplying an abrasive through a supply path between the polishing surface, and a conditioning liquid instead of the abrasive at a predetermined cycle during the polishing step, the supply path of the substrate from the supply path. A dressing or conditioning step of performing dressing or conditioning by supplying between the surface to be polished and the polishing surface of the polishing tool.

【0012】本発明の精密研磨装置は、基板をその被研
磨面を上向きにして保持できる基板ステーションと、前
記基板ステーションの上方部位に配設された研磨工具ス
テーションを有する精密研磨装置において、前記基板ス
テーションは、回転テーブルと、前記回転テーブルの上
面に配設された弾性部材により常時前記基板と同一面に
なるように付勢されたガイドリングおよび前記ガイドリ
ングの外側に同心状に配設された上下動駆動手段により
上下動される外側リングと、前記外側リングの上面に同
心環状に設けられたドレッサーを備えており、他方、前
記研磨工具ステーションは、研磨工具用回転駆動手段に
よって回転される前記基板の口径よりも大きな口径の研
磨面を有する研磨工具と、前記研磨工具用回転駆動手段
と一体に前記研磨工具を前記基板ステーションに対して
進退させるための加圧機構と、一端側が前記研磨工具の
前記研磨面に開口するとともに他端側が液体供給手段に
接続される供給路を備えていることを特徴とするもので
ある。
The precision polishing apparatus according to the present invention is a precision polishing apparatus having a substrate station capable of holding a substrate with its surface to be polished facing upward and a polishing tool station disposed above the substrate station. The station is concentrically disposed outside the guide ring and a guide ring which is constantly urged to be flush with the substrate by an elastic member disposed on an upper surface of the rotary table. An outer ring that is moved up and down by up-down driving means, and a dresser provided concentrically on the upper surface of the outer ring, while the polishing tool station is rotated by a polishing tool rotation driving means. A polishing tool having a polishing surface having a diameter larger than the diameter of the substrate; A pressurizing mechanism for moving a tool forward and backward with respect to the substrate station, and a supply path having one end opening to the polishing surface of the polishing tool and the other end connected to liquid supply means. Is what you do.

【0013】また、ドレッサーが、外側リングの上面に
付着された硬質の微粒子であるものとしたり、ドレッサ
ーが、外側リングの上面に植毛された硬質のブラシ毛で
あるものとする。
The dresser may be hard fine particles attached to the upper surface of the outer ring, or the dresser may be hard brush bristles implanted on the upper surface of the outer ring.

【0014】さらに、回転テーブルが、回転駆動手段の
回転軸にイコライズ自在かつ一体に回転するように支持
されたものとしたり、回転駆動手段と一体に回転テーブ
ルを径方向へ揺動させるための揺動機構を備えたものと
する。
Further, the rotary table may be supported on the rotary shaft of the rotary drive means so as to be able to rotate in an equalizable manner and integrally with the rotary drive means, or may be used to swing the rotary table in the radial direction integrally with the rotary drive means. It is assumed that a moving mechanism is provided.

【0015】加えて、液体供給手段は、研磨剤供給手段
およびコンディショニング液供給手段とに分かれている
ものとする。
In addition, the liquid supply means is divided into an abrasive supply means and a conditioning liquid supply means.

【0016】本発明の精密研磨方法は、請求項12記載
の精密研磨装置を用い、回転テーブルのガイドリングの
内径面に嵌合して保持させた基板を前記回転テーブルと
一体に回転および径方向へ揺動させるとともに、研磨工
具をその研磨面を前記基板の被研磨面に所定の加工圧を
与えて当接させた状態で回転させ、同時に前記基板の前
記被研磨面と前記研磨工具の前記研磨面との間に供給路
を介して研磨剤を供給しつつ研磨を行なう研磨工程と、
前記研磨工程中に所定の周期で外側リングを上昇させて
そのドレッサーの上面を前記基板の被研磨面と同一面以
上の高さに突出させるとともに前記研磨剤に替えてコン
ディショニング液を前記供給路より前記基板の前記被研
磨面と前記研磨工具の前記研磨面との間に供給してドレ
ッシングあるいはコンディショニングするドレッシング
あるいはコンディショニング工程を備えたことを特徴と
するものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a precision polishing apparatus for rotating and rotating a substrate, which is fitted and held on an inner diameter surface of a guide ring of a rotary table, integrally with the rotary table, using the precision polishing apparatus according to the twelfth aspect. While swinging the polishing tool, the polishing tool is rotated while the polishing surface thereof is brought into contact with the surface to be polished of the substrate by applying a predetermined processing pressure, and at the same time, the surface of the substrate and the surface of the polishing tool are polished. A polishing step of performing polishing while supplying an abrasive through a supply path between the polishing surface,
During the polishing step, the outer ring is raised at a predetermined cycle, and the upper surface of the dresser is projected to a height equal to or higher than the surface to be polished of the substrate, and the conditioning liquid is supplied from the supply path in place of the abrasive. A dressing or conditioning step of supplying and dressing between the polished surface of the substrate and the polished surface of the polishing tool.

【0017】また本発明は、研磨工具と、基板保持手段
とを有し、前記基板保持手段に保持された基板を前記研
磨工具が研磨する精密研磨装置において、前記基板保持
手段の外周に設けられた外周凹部と、前記外周凹部に設
けられた脱着可能な弾性部材と、前記外周凹部に設けら
れ、且つ前記弾性部材の上下運動に連動して上下運動
し、且つ研磨時に前記基板と面一になるドレッサーとを
有することを特徴とする精密研磨装置を提供する。
The present invention also provides a precision polishing apparatus having a polishing tool and a substrate holding means, wherein the polishing tool polishes a substrate held by the substrate holding means. Outer peripheral concave portion, a detachable elastic member provided in the outer peripheral concave portion, and provided in the outer peripheral concave portion, and vertically moved in conjunction with the vertical movement of the elastic member, and flush with the substrate during polishing. And a precision polishing apparatus characterized by having a dresser.

【0018】本発明は、基板保持手段に保持された基板
に研磨工具を当接させることで前記基板を研磨する精密
研磨方法において、前記基板保持手段の外周凹部に設け
られた弾性部材の上下運動に連動して上下運動できるド
レッサーが、前記基板の研磨時に前記基板の外周におい
て前記基板と面一となることを特徴とする精密研磨方法
を提供する。
According to the present invention, there is provided a precision polishing method for polishing a substrate by bringing a polishing tool into contact with a substrate held by the substrate holding means, wherein a vertical movement of an elastic member provided in an outer peripheral recess of the substrate holding means is provided. And a dresser capable of moving up and down in synchronization with the substrate becomes flush with the substrate at the outer periphery of the substrate when the substrate is polished.

【0019】さらに本発明は、研磨工具と、基板保持手
段とを有し、前記基板保持手段に保持された基板を前記
研磨工具が研磨する精密研磨装置において、前記基板保
持手段の外周に設けられた外周凹部と、前記外周凹部に
設けられた上下動駆動手段と、前記外周凹部に設けら
れ、且つ前記上下動駆動手段の上下運動に連動して上下
運動し、且つ研磨時に前記基板と面一になるドレッサー
とを有することを特徴とする精密研磨装置を提供する。
Further, the present invention provides a precision polishing apparatus having a polishing tool and a substrate holding means, wherein the polishing tool polishes a substrate held by the substrate holding means, provided on an outer periphery of the substrate holding means. An outer peripheral recess, a vertical movement driving means provided in the outer peripheral recess, and a vertical movement provided in the outer peripheral recess and interlocking with the vertical movement of the vertical driving means, and flush with the substrate during polishing. And a dresser having the following characteristics.

【0020】本発明は、基板保持手段に保持された基板
に研磨工具を当接させることで前記基板を研磨する精密
研磨方法において、前記基板保持手段の外周凹部に設け
られた上下動駆動手段の上下運動に連動して上下運動で
きるドレッサーが、前記基板の研磨時に前記基板の外周
において前記基板と面一となることを特徴とする精密研
磨方法を提供する。
According to the present invention, there is provided a precision polishing method for polishing a substrate by bringing a polishing tool into contact with a substrate held by the substrate holding means. A precision polishing method is provided, wherein a dresser that can move up and down in conjunction with up and down movement is flush with the substrate at the outer periphery of the substrate when polishing the substrate.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)図1は第1
の実施の形態による精密研磨装置を示し、(a)は精密
研磨装置全体の模式側面図、(b)は基板保持機構の模
式断面図である。図2は図1の精密研磨装置の一部を側
方から示す説明図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) FIG.
1A is a schematic side view of the entire precision polishing apparatus, and FIG. 2B is a schematic cross-sectional view of a substrate holding mechanism. FIG. 2 is an explanatory view showing a part of the precision polishing apparatus of FIG. 1 from the side.

【0022】この精密研磨装置は、基板Wを保持する基
板保持手段を有した基板ステーション20と、基板ステ
ーション20の図示上方に対向して配設された後述する
研磨工具ステーション21を備えている。
The precision polishing apparatus includes a substrate station 20 having a substrate holding means for holding a substrate W, and a polishing tool station 21 described below, which is disposed above the substrate station 20 so as to face the drawing.

【0023】基板ステーション20は、電動機等からな
る回転駆動手段6の回転軸6aにイコライズ自在かつ一
体に回転するように支持された後述する回転テーブル7
と、回転駆動手段6と一体に回転テーブル7を径方向へ
揺動させるための揺動機構である、基台1上に一体的に
設けられたガイドテーブル3にスライド自在に案内され
たスライダ5およびスライダ5を直線移動させるための
流体圧シリンダ等からなる直線駆動手段4を備えてい
る。
The substrate station 20 includes a rotary table 7 (described later) supported on a rotary shaft 6a of a rotary drive unit 6 composed of an electric motor or the like so as to be able to rotate integrally with the rotary shaft 6a.
And a slider 5 slidably guided by a guide table 3 provided integrally on the base 1, which is a swing mechanism for swinging the rotary table 7 in the radial direction integrally with the rotation drive means 6. And a linear drive means 4 including a fluid pressure cylinder for linearly moving the slider 5.

【0024】基板保持手段である回転テーブル7は、外
周凹部80を有しており、その図示上面に配設された弾
性部材9により常時基板Wと同一面になるように付勢さ
れた硬質のガイドリング8およびガイドリング8の内径
面で囲まれた基板保持面を覆う弾力性を有するポリウレ
タン、ポリエーテル等の高分子材料からなるバッキング
材10を備え、ガイドリング8の上面(表面)には、そ
の全面に付着されたダイヤモンド砥粒等からなる硬質の
微粒子あるいはその全面に植毛されたポリアミド等の合
成樹脂、あるいはスチール、銅などの金属等の硬質のブ
ラシ毛等からなるドレッサー8aが設けられている。な
お、弾性部材9は、外周凹部80に脱着可能に設けても
よい。
The rotary table 7 serving as the substrate holding means has an outer peripheral concave portion 80, and is made of a hard material urged to be always flush with the substrate W by an elastic member 9 disposed on the upper surface in the figure. A guide ring 8 and a backing material 10 made of a polymer material such as polyurethane or polyether having elasticity that covers the substrate holding surface surrounded by the inner surface of the guide ring 8 are provided. A dresser 8a made of hard fine particles made of diamond abrasive grains or the like adhered to the entire surface thereof, or synthetic resin such as polyamide planted on the entire surface thereof, or hard brush bristles made of metal such as steel or copper. ing. The elastic member 9 may be provided in the outer peripheral concave portion 80 so as to be detachable.

【0025】前記微粒子あるいはブラシは、その硬度か
ら材質を適宜選択されればよいが、例えば研磨対象物の
材質と同じものを用いることがドレッシング能力向上の
ためにより好ましい。あるいは、ドレッシングによって
除去したい異物、例えば研磨剤に含まれる微粒子と同じ
材質であってもよく、アルミニウムや酸化シリコン等を
例として挙げることができる。
The material of the fine particles or the brush may be appropriately selected from the hardness thereof. For example, it is more preferable to use the same material as the material of the object to be polished in order to improve the dressing ability. Alternatively, the material may be the same as the foreign material to be removed by dressing, for example, the fine particles contained in the abrasive, and examples thereof include aluminum and silicon oxide.

【0026】研磨工具ステーション21は、基台1に立
設された支持部材2の基板ステーション20の上方部位
へ張り出したヨーク2aに支持された流体圧シリンダ等
からなる加圧機構14と、加圧機構14によって基板ス
テーション20に対して進退される電動機等からなる研
磨工具用回転駆動手段13と、研磨工具用回転駆動手段
13の回転軸13aの図示下端部に一体的に設けられた
研磨工具11と、一端側が研磨工具11の研磨面である
研磨パッド12の図示下面に開口するとともに、他端側
が液体供給手段に接続される供給路17を備えている。
研磨パッド12の研磨面には溝が設けられている。本実
施の形態においては、液体供給手段は、研磨剤供給手段
15およびコンディショニング液供給手段16に分かれ
ており、供給路17の他端側が切換弁17aを介して研
磨剤供給手段15の供給管路15aおよびコンディショ
ニング液供給手段16の供給管路16aに選択的に接続
できるように構成されている。
The polishing tool station 21 includes a pressurizing mechanism 14 composed of a fluid pressure cylinder and the like supported by a yoke 2a that protrudes above the substrate station 20 of the support member 2 erected on the base 1, and a pressurizing mechanism. A polishing tool rotation drive unit 13 such as an electric motor which is moved forward and backward with respect to the substrate station 20 by the mechanism 14, and a polishing tool 11 integrally provided at a lower end of the rotation shaft 13 a of the rotation tool 13 as shown in the figure. And a supply path 17 connected to a liquid supply means at one end side, which is opened at the lower surface of the polishing pad 12 as a polishing surface of the polishing tool 11 in the drawing.
The polishing surface of the polishing pad 12 is provided with a groove. In the present embodiment, the liquid supply means is divided into an abrasive supply means 15 and a conditioning liquid supply means 16, and the other end of the supply path 17 is connected to a supply pipe of the abrasive supply means 15 via a switching valve 17a. 15a and the supply line 16a of the conditioning liquid supply means 16 can be selectively connected.

【0027】なお、研磨工具11は、その研磨面である
研磨パッド12の口径が基板Wの口径よりも大きいもの
を用い、好ましくは基板Wの口径と略同径ないし2倍未
満である。
The polishing tool 11 has a polishing pad 12 whose polishing surface has a diameter larger than the diameter of the substrate W, and is preferably substantially the same diameter or less than twice the diameter of the substrate W.

【0028】次に、本発明に係る精密研磨方法につい
て、上述した図1および図2に示した精密研磨装置を用
いた場合を例に挙げて説明する。
Next, the precision polishing method according to the present invention will be described with reference to an example in which the precision polishing apparatus shown in FIGS. 1 and 2 is used.

【0029】(1) 研磨工具11を加圧機構14によ
って図示上方へ引き上げて回転テーブル7から離間させ
ておき、回転テーブル7のガイドリング8の内径面に基
板Wを嵌合してその裏面をバッキング材10に当接させ
て回転テーブル7と一体に回転するように保持させる。
ついで、直線駆動手段4によりスライダ5をスライドさ
せて回転テーブル7に保持された基板Wの全面が研磨工
具11の研磨パッド12に当接される位置に位置決めす
る。
(1) The polishing tool 11 is lifted upward in the figure by the pressing mechanism 14 to be separated from the rotary table 7, and the substrate W is fitted to the inner diameter surface of the guide ring 8 of the rotary table 7, and the back surface thereof is fixed. It is held in contact with the backing material 10 so as to rotate integrally with the turntable 7.
Next, the slider 5 is slid by the linear drive means 4 to position the entire surface of the substrate W held on the rotary table 7 at a position where the substrate W comes into contact with the polishing pad 12 of the polishing tool 11.

【0030】(2) 上記(1)ののち、研磨剤供給手
段15の供給管路15aと供給路17とを切換弁17a
によって連通させて研磨剤を供給路17へ圧送し、研磨
工具11を研磨工具用回転駆動手段13により所定の回
転速度で自転させるとともに、加圧機構14によって研
磨工具用回転駆動手段13とともに研磨工具11を基板
Wに向けて直線移動させて所定の加工圧を与えた状態で
研磨パッド12を基板Wの被研磨面(表面)に押し当て
る。そして研磨剤を供給路17を介して基板Wと研磨パ
ッド12の間に供給しつつ、回転駆動手段6および直線
駆動手段4により回転テーブル7に保持された基板Wを
所定の回転速度で回転させると同時に所定のストローク
で径方向へ揺動させて研磨を行なう。このとき研磨工具
11と回転テーブル7の各回転数は数十rpmから数百
rpmの範囲で同回転数分あるいは数rpm程度異なら
せることが好ましく、その結果研磨パッドの溝形状が基
板に転写されることを防ぐことができる。
(2) After the above (1), the supply pipe 15a and the supply path 17 of the abrasive supply means 15 are connected to the switching valve 17a.
And the polishing agent is pressure-fed to the supply path 17, the polishing tool 11 is rotated at a predetermined rotation speed by the polishing tool rotation driving means 13, and the polishing tool is rotated by the pressing mechanism 14 together with the polishing tool rotation driving means 13. The polishing pad 12 is pressed against the surface to be polished (surface) of the substrate W in a state where a predetermined processing pressure is applied by linearly moving the substrate 11 toward the substrate W. Then, while the abrasive is supplied between the substrate W and the polishing pad 12 through the supply path 17, the substrate W held on the rotary table 7 is rotated at a predetermined rotation speed by the rotation driving unit 6 and the linear driving unit 4. At the same time, polishing is performed by swinging in a radial direction at a predetermined stroke. At this time, it is preferable that the rotational speeds of the polishing tool 11 and the rotary table 7 be different from each other by the same rotational speed or several rpm within a range of several tens to several hundreds of rpm. As a result, the groove shape of the polishing pad is transferred to the substrate. Can be prevented.

【0031】(3) 上記(1)および(2)の手順に
従った研磨工程中に、所定の周期で切換弁17aを切り
換えてコンディショニング液供給手段16の供給管路1
6aを研磨工具11の供給路17に連通させて、研磨剤
に替えてコンディショニング液を基板Wと研磨パッド1
2の間に供給してドレッシングあるいはコンディショニ
ングを行なう。
(3) During the polishing process according to the above procedures (1) and (2), the switching valve 17a is switched at a predetermined cycle to switch the supply line 1 of the conditioning liquid supply means 16.
6a is communicated with the supply path 17 of the polishing tool 11, and the conditioning liquid is replaced with the substrate W and the polishing pad 1 in place of the polishing agent.
2 to perform dressing or conditioning.

【0032】なお、コンディショニング液としては、水
酸化カリウム(KOH)や純水等を用いることができ
る。あるいは研磨剤をコンディショニング液として用い
てもよい。また、研磨剤に替えてコンディショニング液
を供給する周期や時間は、適切な研磨レートが維持でき
る範囲で決めればよい。
As the conditioning liquid, potassium hydroxide (KOH), pure water or the like can be used. Alternatively, an abrasive may be used as the conditioning liquid. Further, the cycle and time for supplying the conditioning liquid instead of the abrasive may be determined within a range where an appropriate polishing rate can be maintained.

【0033】上記実施の形態において、研磨工具11の
研磨パッド12が所定の加工圧を与えた状態で基板Wに
押し当てられると、基板Wに存在するうねりやそりに対
応して基板Wを保持する回転テーブル7がイコライズす
るとともにバッキング材10が変形するため、基板Wに
存在するうねりやそりに影響されずに基板Wに存在する
ミクロンオーダーの微小凹凸を除去することができ、一
方ガイドリング8は、回転テーブル7との間に介在され
た弾性部材9が伸縮して連動するのでガイドリング8の
ドレッサー8aの表面が変形せぬまま前記基板Wの表面
と同一面になり、上述した縁だれの発生が防止される。
In the above embodiment, when the polishing pad 12 of the polishing tool 11 is pressed against the substrate W in a state where a predetermined processing pressure is applied, the substrate W is held in correspondence with the undulation or warpage existing on the substrate W. Since the rotating table 7 is equalized and the backing material 10 is deformed, minute irregularities on the order of microns existing on the substrate W can be removed without being affected by the undulation or warpage existing on the substrate W. Since the elastic member 9 interposed between the rotary table 7 and the rotating table 7 expands and contracts, the surface of the dresser 8a of the guide ring 8 becomes flush with the surface of the substrate W without being deformed, and Is prevented from occurring.

【0034】また、基板Wと研磨パッド12の間に研磨
工具11に設けられた供給路17より研磨液が供給され
るため、基板Wと研磨パッド12の間に研磨剤が均一に
分布し、均一な研磨が可能になる。
Further, since the polishing liquid is supplied from the supply path 17 provided in the polishing tool 11 between the substrate W and the polishing pad 12, the polishing agent is uniformly distributed between the substrate W and the polishing pad 12. Uniform polishing becomes possible.

【0035】さらに、研磨加工中にガイドリング8に設
けられたドレッサー8aにより、研磨パッド12がドレ
ッシングあるいはコンディショニングされて研磨能力が
回復するため、経時変化によって生じる研磨パッドの研
磨能力の劣化が防止される。
Further, the dressing 8a provided on the guide ring 8 during the polishing process allows the polishing pad 12 to be dressed or conditioned to recover the polishing ability, thereby preventing the polishing ability of the polishing pad from being deteriorated due to a change with time. You.

【0036】その結果、基板Wの被研磨面を高精度かつ
効率的に平坦化することができる。
As a result, the surface to be polished of the substrate W can be flattened with high precision and efficiency.

【0037】本発明は、次に説明する各変形例による回
転テーブルを用いても、上述した一実施の形態による精
密研磨装置と同様の効果を奏することができる。
According to the present invention, the same effects as those of the precision polishing apparatus according to the above-described embodiment can be obtained by using the rotary table according to each of the modifications described below.

【0038】図3は一変形例による回転テーブルの模式
断面図であり、この回転テーブル27は、その図示上面
に弾性部材29により常時基板Wと同一面になるように
付勢された状態で配設されたガイドリング28およびガ
イドリング28の内径面で囲まれた基板保持面を覆う弾
力性を有するバッキング材30を備え、ガイドリング2
8の図示上面の外周寄りの部位には同心環状に固着され
た硬質の微粒子あるいは同心環状に植毛された硬質のブ
ラシ毛等からなるドレッサー28aが設けられている。
本変形例によりドレッシングによって発生した研磨くず
等が基板Wが保持される回転テーブルの中心へ侵入する
ことを防ぐことができるし、前記研磨くず等の不要物を
回転テーブルから容易に排出できる。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a rotary table according to a modification. The rotary table 27 is arranged on an upper surface of the rotary table in a state where the rotary table 27 is constantly urged to be flush with the substrate W by an elastic member 29. A guide ring provided with an elastic backing material for covering the substrate holding surface surrounded by the provided guide ring and an inner diameter surface of the guide ring;
A dresser 28a made of hard fine particles fixed concentrically or hard brush hairs concentrically planted is provided at a position near the outer periphery of the upper surface of FIG.
According to the present modification, it is possible to prevent polishing debris or the like generated by dressing from entering the center of the rotary table holding the substrate W, and it is possible to easily discharge unnecessary substances such as the polishing debris from the rotary table.

【0039】図4は他の変形例による回転テーブルの模
式断面図であり、この回転テーブル47は、その図示上
面に弾性部材49により常時基板Wと同一面になるよう
に付勢された状態で配設されたガイドリング48および
ガイドリング48を同心状に囲むリング体52と、ガイ
ドリング48の内径面で囲まれた部分を覆う弾力性を有
するバッキング材50を備え、リング体52の図示上面
には同心環状に付着されたダイヤモンド砥粒等の硬質の
微粒子あるいは植毛された硬質のブラシ毛からなるドレ
ッサー52aが設けられている。
FIG. 4 is a schematic sectional view of a rotary table according to another modification. The rotary table 47 is urged by an elastic member 49 on the upper surface of the rotary table so as to be always flush with the substrate W. A guide ring 48 provided, a ring body 52 concentrically surrounding the guide ring 48, and a backing material 50 having elasticity for covering a portion surrounded by the inner diameter surface of the guide ring 48. Is provided with a dresser 52a made of hard fine particles such as diamond abrasive grains adhered concentrically or planted hard brush bristles.

【0040】本発明において、バッキング材は、必ずし
も配設しなくてもよいが、バッキング材を配設すると、
前記基板自体に存在するうねりやデバイス形成工程にお
ける加熱処理等によって発生するそりを無くし、基板を
平坦に保持することができる。その結果、デバイス形成
工程等において発生する微小凹凸を高精度で除去するこ
とができる。
In the present invention, the backing material is not necessarily provided, but if the backing material is provided,
The substrate can be kept flat by eliminating undulations present on the substrate itself and warpage caused by heat treatment in a device forming step. As a result, minute irregularities generated in a device forming step or the like can be removed with high accuracy.

【0041】本発明により研磨できる基板としては、S
i,Ge,GaAs,GaAlAs,InP等の半導体
からなるウエハ、絶縁性表面上に半導体の層を有するS
OIウエハや絶縁性基板があり、抵抗、コンデンサ、ダ
イオード、トランジスタ等の機能素子を作製する前であ
っても、作製中のものであっても作製後のものであって
もよい。
The substrate that can be polished according to the present invention is S
a wafer made of a semiconductor such as i, Ge, GaAs, GaAlAs, and InP; and an S having a semiconductor layer on an insulating surface.
There is an OI wafer or an insulating substrate, which may be before, during, or after the production of functional elements such as resistors, capacitors, diodes, and transistors.

【0042】従って、被研磨体である基板の外表面すな
わち被研磨面は、半導体表面であったり、絶縁性表面で
あったり、金属等の導電性表面であったり、これら3つ
のうちの少なくとも2つが混在する面であり得る。とり
わけ本発明は、1つの基板上においてほぼ同じ厚さの膜
が必要となる多層配線の絶縁膜および/または導電体膜
の研磨に好適である。また、ディスプレイ用の四角形の
基板等を被研磨体として用いてもよい。
Therefore, the outer surface of the substrate to be polished, that is, the surface to be polished is a semiconductor surface, an insulating surface, a conductive surface such as a metal, or at least two of these three. One can be a mixed surface. In particular, the present invention is suitable for polishing an insulating film and / or a conductor film of a multi-layer wiring that requires a film having substantially the same thickness on one substrate. Further, a rectangular substrate or the like for a display may be used as the object to be polished.

【0043】本発明の研磨工具の研磨面としては、不織
布、発泡ポリウレタン等のパッドの表面を利用すること
が望ましい。
As the polishing surface of the polishing tool of the present invention, it is desirable to use the surface of a pad made of nonwoven fabric, foamed polyurethane or the like.

【0044】そして、本発明に使用される研磨スラリー
(研磨剤溶液)としては、微粒子を含む液体が用いら
れ、具体的には、微粒子としては酸化シリコン(SiO
2 等)、酸化アルミニウム(Al23 等)、酸化マン
ガン(MnO2 、Mn23 、Mn34 等)、酸化セ
リウム(CeO、CeO2 等)、酸化イットリウム(Y
23 等)、酸化モリブデン(MoO2 等)、酸化カル
シウム(CaO2 等)、酸化マグネシウム(MgO
等)、酸化錫(SnO2 等)等が挙げられ、液体として
は、水酸化ナトリウム(NaOH)、水酸化カリウム
(KOH)、過酸化水素水(H22 )等が挙げられ
る。微粒子の粒径は8nm〜50nmが好ましく、例え
ば、KOHのpHを変化させることで粒子の凝集の度合
いを制御できる。そして、この凝集の度合いにより研磨
量を変えることができる。
As the polishing slurry (abrasive solution) used in the present invention, a liquid containing fine particles is used. Specifically, the fine particles include silicon oxide (SiO 2).
2, etc.), aluminum oxide (Al 2 O 3, etc.), manganese oxide (MnO 2, Mn 2 O 3 , Mn 3 O 4 , etc.), cerium oxide (CeO, CeO 2 or the like), yttrium oxide (Y
2 O 3 ), molybdenum oxide (MoO 2 etc.), calcium oxide (CaO 2 etc.), magnesium oxide (MgO 2 etc.)
And the like, and tin oxide (SnO 2 and the like). Examples of the liquid include sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH), and aqueous hydrogen peroxide (H 2 O 2 ). The particle size of the fine particles is preferably from 8 nm to 50 nm. For example, the degree of aggregation of the particles can be controlled by changing the pH of KOH. The amount of polishing can be changed depending on the degree of aggregation.

【0045】これらの研磨スラリーは、研磨表面に応じ
て適宜選択されて使用され、半導体表面の研磨において
は、シリカ分散水酸化ナトリウム溶液が用いられ、絶縁
膜の研磨の際にはシリカ分散水酸化カリウム溶液が好ま
しく、また、タングステン等の金属膜の研磨の際には酸
化アルミニウムや酸化マンガン分散の過酸化水素水が好
ましい。
These polishing slurries are appropriately selected and used according to the polishing surface. A silica-dispersed sodium hydroxide solution is used for polishing the semiconductor surface, and a silica-dispersed hydroxide solution is used for polishing the insulating film. A potassium solution is preferable, and when polishing a metal film such as tungsten, a hydrogen peroxide solution in which aluminum oxide or manganese oxide is dispersed is preferable.

【0046】(第2の実施の形態)本実施の形態は、第
1の実施の形態で説明した弾性部材のかわりに、弾性部
材と回転テーブルとの間に上下動駆動手段を有すること
を特徴とする。それ以外は第1の実施の形態と同じであ
る。図5に示すように、回転テーブル7は、その図示上
面に配設された弾性部材9により常時基板Wと同一面に
なるように付勢されたガイドリング8、ガイドリング8
の内径面で囲まれた基板保持面を覆う弾力性を有するバ
ッキング材10およびガイドリング8の外周をとり囲む
ように同心状に配設された後述する上下動自在な外側リ
ング60を備えている。外側リング60は、その上面に
同心環状に付着されたダイヤモンド砥粒等からなる硬質
の微粒子あるいはその上面に同心環状に植毛されたポリ
アミド等の合成樹脂、あるいはスチール、銅などの金属
等の硬質のブラシ毛等からなるドレッサー8aが設けら
れているとともに、その裏面と回転テーブル7との間に
周方向に沿って互いに間隔をおいて配設された複数の流
体圧シリンダあるいはピエゾ素子等からなる上下動駆動
手段70によって上下動させることにより、そのドレッ
サー8aの表面がガイドリング8の表面より図示上方へ
突出する位置と図示下方へ引き込まれた位置との間で上
下方向の高さを変化させ得るように構成されている。上
下動駆動手段70はパソコン等の制御手段100によ
り、その上下動を研磨前のみならず研磨中にも変化させ
ることができる。
(Second Embodiment) This embodiment is characterized in that a vertical movement driving means is provided between the elastic member and the rotary table, instead of the elastic member described in the first embodiment. And Otherwise, the configuration is the same as that of the first embodiment. As shown in FIG. 5, the turntable 7 has a guide ring 8 and a guide ring 8 which are constantly urged by an elastic member 9 disposed on the upper surface in the drawing so as to be flush with the substrate W.
A backing material 10 having elasticity to cover the substrate holding surface surrounded by the inner diameter surface and an outer ring 60 described later, which is concentrically arranged so as to surround the outer periphery of the guide ring 8 and is movable vertically. . The outer ring 60 is made of a hard fine particle made of diamond abrasive particles or the like adhered concentrically to the upper surface thereof, a synthetic resin such as polyamide planted concentrically on the upper surface thereof, or a hard resin such as a metal such as steel or copper. A dresser 8a made of brush bristles or the like is provided, and a plurality of fluid pressure cylinders or piezo elements arranged at a distance from each other in the circumferential direction between the back surface and the rotary table 7 are provided. By moving the dresser 8a up and down by the dynamic driving means 70, the height in the vertical direction can be changed between a position where the surface of the dresser 8a protrudes upward from the surface of the guide ring 8 and a position where the dresser 8a is drawn downward. It is configured as follows. The vertical movement driving means 70 can change its vertical movement not only before polishing but also during polishing by the control means 100 such as a personal computer.

【0047】次に、本実施の形態に係る精密研磨方法に
ついて、例に挙げて説明する。
Next, the precision polishing method according to the present embodiment will be described with reference to an example.

【0048】(1) 研磨工具11を加圧機構14によ
って図示上方へ引き上げて回転テーブル7から離間させ
ておき、回転テーブル7のガイドリング8の内径面に基
板Wを嵌合してその裏面をバッキング材10に当接させ
ることで回転テーブル7と一体に回転するように保持さ
せる。ついで、直線駆動手段4によりスライダ5をスラ
イドさせて回転テーブル7に保持された基板Wの全面が
研磨工具11の研磨パッド12に当接される位置に位置
決めする。
(1) The polishing tool 11 is lifted upward in the figure by the pressing mechanism 14 to be separated from the rotary table 7, and the substrate W is fitted to the inner diameter surface of the guide ring 8 of the rotary table 7, and the back surface thereof is fixed. By being brought into contact with the backing material 10, it is held so as to rotate integrally with the turntable 7. Next, the slider 5 is slid by the linear drive means 4 to position the entire surface of the substrate W held on the rotary table 7 at a position where the substrate W comes into contact with the polishing pad 12 of the polishing tool 11.

【0049】(2) 上記(1)ののち、研磨剤供給手
段15の供給管路15aと供給路17とを切換弁17a
によって連通させて研磨剤を供給路17へ圧送し、研磨
工具11を研磨工具用回転駆動手段13により所定の回
転速度で回転させるととともに、加圧機構14によって
研磨工具用回転駆動手段13とともに研磨工具11を基
板Wに向けて直線移動させて所定の加工圧を与えた状態
で研磨パッド12を基板Wの被研磨面(表面)に押し当
てる。そして研磨剤を供給路17を介して基板Wと研磨
パッド12の間に供給しつつ、回転駆動手段6および直
線駆動手段4により回転テーブル7に保持された基板W
を所定の回転速度で回転させると同時に所定のストロー
クで径方向へ揺動させ、研磨を行なう。
(2) After the above (1), the supply pipe 15a and the supply path 17 of the abrasive supply means 15 are connected to the switching valve 17a.
And the polishing agent is pressure-fed to the supply path 17, the polishing tool 11 is rotated at a predetermined rotation speed by the polishing tool rotation drive means 13, and the polishing mechanism is polished together with the polishing tool rotation drive means 13 by the pressing mechanism 14. The polishing pad 12 is pressed against the surface to be polished (surface) of the substrate W in a state where the tool 11 is linearly moved toward the substrate W and a predetermined processing pressure is applied. Then, while the polishing agent is supplied between the substrate W and the polishing pad 12 via the supply path 17, the substrate W held on the rotary table 7 by the rotary driving unit 6 and the linear driving unit 4.
Is rotated at a predetermined rotation speed and simultaneously oscillated in a radial direction by a predetermined stroke to perform polishing.

【0050】(3) 上記(1)および(2)の手順に
従った研磨工程中に、所定の周期で上下動駆動手段70
により外側リング60を上昇させてそのドレッサー8a
の表面を基板Wの表面よりも上方へ突出させ、これと同
時に切換弁17aを切り換えてコンディショニング液供
給手段16の供給管路16aを供給路17に連通させて
研磨剤に替えてコンディショニング液を供給路17へ圧
送することで、研磨剤に替えてコンディショニング液を
基板Wと研磨パッド12の間に供給してドレッシングあ
るいはコンディショニングを行なう。
(3) During the polishing process according to the above procedures (1) and (2), the vertical movement driving means 70 is provided at a predetermined cycle.
Raises the outer ring 60 so that the dresser 8a
Is projected above the surface of the substrate W, and at the same time, the switching valve 17a is switched to connect the supply pipe 16a of the conditioning liquid supply means 16 to the supply path 17 to supply the conditioning liquid instead of the abrasive. By pressure feeding to the passage 17, a conditioning liquid is supplied between the substrate W and the polishing pad 12 in place of the polishing agent to perform dressing or conditioning.

【0051】本実施の形態により、研磨加工中に上述し
た如く所定の周期で外側リング60を上昇させると同時
に、研磨剤に替えてコンディショニング液を基板Wと研
磨パッド12の間に供給してドレッシングあるいはコン
ディショニングを行なうことで、時系列的な研磨パッド
の研磨能力の劣化が防止され、効率的な研磨を行なうこ
とができる。
According to the present embodiment, the outer ring 60 is raised at a predetermined period during the polishing process, and at the same time, a conditioning liquid is supplied between the substrate W and the polishing pad 12 in place of the abrasive to dress the polishing pad. Alternatively, by performing conditioning, the polishing ability of the polishing pad in a time series is prevented from being deteriorated, and efficient polishing can be performed.

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0053】ドレッシングあるいはコンディショニング
効果を大幅に向上することができるとともに、精密研磨
装置を小型化することができる。
The dressing or conditioning effect can be greatly improved, and the precision polishing apparatus can be downsized.

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

【図1】本発明に係る精密研磨装置の第1の実施の形態
を示し、(a)は精密研磨装置全体の模式側面図、
(b)は回転テーブルの模式断面図である。
FIG. 1 shows a first embodiment of a precision polishing apparatus according to the present invention, wherein (a) is a schematic side view of the entire precision polishing apparatus,
(B) is a schematic cross-sectional view of the turntable.

【図2】図1に示す精密研磨装置の一部を側方から示す
説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing a part of the precision polishing apparatus shown in FIG. 1 from the side.

【図3】第1の実施の形態に係る精密研磨装置における
回転テーブルの一変形例の模式断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a modification of the turntable in the precision polishing apparatus according to the first embodiment.

【図4】第1の実施の形態に係る精密研磨装置における
回転テーブルの他の変形例の模式断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of another modification of the turntable in the precision polishing apparatus according to the first embodiment.

【図5】第2の実施の形態に係る精密研磨装置全体の模
式的側面図である。
FIG. 5 is a schematic side view of the entire precision polishing apparatus according to a second embodiment.

【図6】本発明者がこれまで行なった精密研磨装置の一
例を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory view showing an example of a precision polishing apparatus performed by the present inventors so far.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基台 2 支持部材 3 ガイドテーブル 4 直線駆動手段 5 スライダ 6 回転駆動手段 6a,13a, 回転軸 7,27,47 回転テーブル 8,28,48 ガイドリング 8a,28a,52a ドレッサー 9,29,49 弾性部材 10,30,50 バッキング材 11 研磨工具 12 研磨パッド 13 研磨工具用回転駆動手段 14 加圧機構 15 研磨剤供給手段 16 コンディショニング液供給手段 17 供給路 20 基板ステーション 21 研磨工具ステーション 52 リング体 60 外側リング 70 上下動駆動手段 80 外周凹部 100 制御手段 Reference Signs List 1 base 2 support member 3 guide table 4 linear drive means 5 slider 6 rotary drive means 6a, 13a, rotary shaft 7, 27, 47 rotary table 8, 28, 48 guide ring 8a, 28a, 52a dresser 9, 29, 49 Elastic member 10, 30, 50 Backing material 11 Polishing tool 12 Polishing pad 13 Rotary drive unit for polishing tool 14 Pressurizing mechanism 15 Polishing agent supply unit 16 Conditioning liquid supply unit 17 Supply path 20 Substrate station 21 Polishing tool station 52 Ring body 60 Outer ring 70 Vertical movement driving means 80 Outer peripheral recess 100 Control means

Claims (26)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板をその被研磨面を上向きにして保持
できる基板ステーションと、前記基板ステーションの上
方部位に配設された研磨工具ステーションを有する精密
研磨装置において、 前記基板ステーションは、回転テーブルと、前記回転テ
ーブルの上面に配設された弾性部材により常時前記基板
と同一面になるように付勢されたガイドリングおよび前
記ガイドリングの上面の少なくとも1部に同心環状に設
けられたドレッサーを備えており、 他方、前記研磨工具ステーションは、研磨工具用回転駆
動手段によって回転される前記基板の口径よりも大きな
口径の研磨面を有する研磨工具と、前記研磨工具用回転
駆動手段と一体に前記研磨工具を前記基板ステーション
に対して進退させるための加圧機構と、一端側が前記研
磨工具の前記研磨面に開口するとともに他端側が液体供
給手段に接続される供給路を備えていることを特徴とす
る精密研磨装置。
1. A precision polishing apparatus comprising: a substrate station capable of holding a substrate with its surface to be polished facing upward; and a polishing tool station disposed above the substrate station. A guide ring urged by an elastic member disposed on an upper surface of the rotary table so as to be always flush with the substrate, and a dresser concentrically provided on at least a portion of the upper surface of the guide ring. On the other hand, the polishing tool station comprises: a polishing tool having a polishing surface having a diameter larger than the diameter of the substrate rotated by the polishing tool rotation driving means; and the polishing tool rotation driving means integrated with the polishing tool. A pressurizing mechanism for moving a tool forward and backward with respect to the substrate station; Precision polishing apparatus and the other end side is provided with a supply channel connected to the liquid supply means as well as opening the.
【請求項2】 ドレッサーが、ガイドリングの上面に付
着された硬質の微粒子であることを特徴とする請求項1
記載の精密研磨装置。
2. The dresser according to claim 1, wherein the dresser is hard fine particles attached to an upper surface of the guide ring.
The precision polishing apparatus as described.
【請求項3】 ドレッサーが、ガイドリングの上面に植
毛された硬質のブラシ毛であることを特徴とする請求項
1記載の精密研磨装置。
3. The precision polishing apparatus according to claim 1, wherein the dresser is a hard brush bristle implanted on the upper surface of the guide ring.
【請求項4】 回転テーブルが、回転駆動手段の回転軸
にイコライズ自在かつ一体に回転するように支持されて
いることを特徴とする請求項1ないし3いずれか1項記
載の精密研磨装置。
4. The precision polishing apparatus according to claim 1, wherein the rotary table is supported on the rotary shaft of the rotary drive means so as to be able to be equalized and rotate integrally.
【請求項5】 回転駆動手段と一体に回転テーブルを径
方向へ揺動させるための揺動機構を備えたことを特徴と
する請求項4記載の精密研磨装置。
5. The precision polishing apparatus according to claim 4, further comprising a swing mechanism for swinging the rotary table in a radial direction integrally with the rotation driving means.
【請求項6】 液体供給手段は、研磨剤供給手段および
コンディショニング液供給手段とに分かれていることを
特徴とする請求項1ないし5いずれか1項記載の精密研
磨装置。
6. The precision polishing apparatus according to claim 1, wherein the liquid supply unit is divided into an abrasive supply unit and a conditioning liquid supply unit.
【請求項7】 請求項1記載の精密研磨装置を用い、回
転テーブルのガイドリングの内径面に嵌合して保持させ
た基板を前記回転テーブルと一体に回転および径方向へ
揺動させるとともに、研磨工具をその研磨面を前記基板
の被研磨面に所定の加工圧を与えて当接させた状態で回
転させ、同時に前記基板の前記被研磨面と前記研磨工具
の前記研磨面との間に供給路を介して研磨剤を供給しつ
つ研磨を行なう研磨工程と、前記研磨工程中に所定の周
期で前記研磨剤に替えてコンディショニング液を前記供
給路より前記基板の前記被研磨面と前記研磨工具の前記
研磨面との間に供給してドレッシングあるいはコンディ
ショニングを行なうドレッシングあるいはコンディショ
ニング工程を備えたことを特徴とする精密研磨方法。
7. The precision polishing apparatus according to claim 1, wherein the substrate fitted and held on the inner diameter surface of the guide ring of the rotary table is rotated and oscillated in the radial direction integrally with the rotary table. The polishing tool is rotated while its polishing surface is brought into contact with the surface to be polished of the substrate by applying a predetermined processing pressure, and simultaneously between the surface to be polished of the substrate and the polishing surface of the polishing tool. A polishing step of performing polishing while supplying an abrasive through a supply path; and a conditioning liquid instead of the abrasive at a predetermined cycle during the polishing step. A precision polishing method, comprising a dressing or conditioning step of supplying dressing or conditioning between the polishing surface and a tool.
【請求項8】 基板が、機能素子の形成中または形成後
の基板であることを特徴とする請求項7記載の精密研磨
方法。
8. The precision polishing method according to claim 7, wherein the substrate is a substrate during or after the formation of the functional element.
【請求項9】 基板が、半導体であることを特徴とする
請求項7記載の精密研磨方法。
9. The precision polishing method according to claim 7, wherein the substrate is a semiconductor.
【請求項10】 基板が、絶縁性基板上に半導体膜を形
成したものであることを特徴とする請求項7記載の精密
研磨方法。
10. The precision polishing method according to claim 7, wherein the substrate is formed by forming a semiconductor film on an insulating substrate.
【請求項11】 基板が、表面に絶縁膜および/または
金属膜が形成された基板であることを特徴とする請求項
7記載の精密研磨方法。
11. The precision polishing method according to claim 7, wherein the substrate is a substrate having a surface on which an insulating film and / or a metal film is formed.
【請求項12】 基板をその被研磨面を上向きにして保
持できる基板ステーションと、前記基板ステーションの
上方部位に配設された研磨工具ステーションを有する精
密研磨装置において、 前記基板ステーションは、回転テーブルと、前記回転テ
ーブルの上面に配設された弾性部材により常時前記基板
と同一面になるように付勢されたガイドリングおよび前
記ガイドリングの外側に同心状に配設された上下動駆動
手段により上下動される外側リングと、前記外側リング
の上面に同心環状に設けられたドレッサーを備えてお
り、 他方、前記研磨工具ステーションは、研磨工具用回転駆
動手段によって回転される前記基板の口径よりも大きな
口径の研磨面を有する研磨工具と、前記研磨工具用回転
駆動手段と一体に前記研磨工具を前記基板ステーション
に対して進退させるための加圧機構と、一端側が前記研
磨工具の前記研磨面に開口するとともに他端側が液体供
給手段に接続される供給路を備えていることを特徴とす
る精密研磨装置。
12. A precision polishing apparatus comprising: a substrate station capable of holding a substrate with its surface to be polished facing upward; and a polishing tool station disposed above the substrate station. A guide ring urged by an elastic member disposed on the upper surface of the rotary table so as to be always flush with the substrate, and a vertically moving driving means concentrically disposed outside the guide ring. An outer ring to be moved, and a dresser provided concentrically on the upper surface of the outer ring, while the polishing tool station is larger than a diameter of the substrate rotated by a rotation driving means for the polishing tool. A polishing tool having a polishing surface having a diameter, and the polishing tool being integrated with the rotation driving means for the polishing tool. A pressure mechanism for advancing / retreating the polishing tool, and a supply path having one end opening to the polishing surface of the polishing tool and the other end connected to liquid supply means. apparatus.
【請求項13】 ドレッサーが、外側リングの上面に付
着された硬質の微粒子であることを特徴とする請求項1
2記載の精密研磨装置。
13. The dresser according to claim 1, wherein the dresser is hard fine particles attached to an upper surface of the outer ring.
2. The precision polishing apparatus according to 2.
【請求項14】 ドレッサーが、外側リングの上面に植
毛された硬質のブラシ毛であることを特徴とする請求項
12記載の精密研磨装置。
14. The precision polishing apparatus according to claim 12, wherein the dresser is a hard brush bristle implanted on the upper surface of the outer ring.
【請求項15】 回転テーブルが、回転駆動手段の回転
軸にイコライズ自在かつ一体に回転するように支持され
ていることを特徴とする請求項12ないし14いずれか
1項記載の精密研磨装置。
15. The precision polishing apparatus according to claim 12, wherein the rotary table is supported on the rotary shaft of the rotary drive means so as to be able to be equalized and rotate integrally.
【請求項16】 回転駆動手段と一体に回転テーブルを
径方向へ揺動させるための揺動機構を備えたことを特徴
とする請求項15記載の精密研磨装置。
16. The precision polishing apparatus according to claim 15, further comprising a swing mechanism for swinging the rotary table in a radial direction integrally with the rotation driving means.
【請求項17】 液体供給手段は、研磨剤供給手段およ
びコンディショニング液供給手段とに分かれていること
を特徴とする請求項12ないし16いずれか1項記載の
精密研磨装置。
17. The precision polishing apparatus according to claim 12, wherein the liquid supply unit is divided into an abrasive supply unit and a conditioning liquid supply unit.
【請求項18】 請求項12記載の精密研磨装置を用
い、回転テーブルのガイドリングの内径面に嵌合して保
持させた基板を前記回転テーブルと一体に回転および径
方向へ揺動させるとともに、研磨工具をその研磨面を前
記基板の被研磨面に所定の加工圧を与えて当接させた状
態で回転させ、同時に前記基板の前記被研磨面と前記研
磨工具の前記研磨面との間に供給路を介して研磨剤を供
給しつつ研磨を行なう研磨工程と、前記研磨工程中に所
定の周期で外側リングを上昇させてそのドレッサーの上
面を前記基板の被研磨面と同一面以上の高さに突出させ
るとともに前記研磨剤に替えてコンディショニング液を
前記供給路より前記基板の前記被研磨面と前記研磨工具
の前記研磨面との間に供給してドレッシングあるいはコ
ンディショニングするドレッシングあるいはコンディシ
ョニング工程を備えたことを特徴とする精密研磨方法。
18. A substrate, which is fitted and held on an inner diameter surface of a guide ring of a rotary table, is rotated and oscillated in a radial direction integrally with the rotary table, using the precision polishing apparatus according to claim 12. The polishing tool is rotated while its polishing surface is brought into contact with the surface to be polished of the substrate by applying a predetermined processing pressure, and simultaneously between the surface to be polished of the substrate and the polishing surface of the polishing tool. A polishing step of performing polishing while supplying an abrasive through a supply path; and, during the polishing step, raising an outer ring at a predetermined cycle to raise the upper surface of the dresser to a height equal to or higher than the surface to be polished of the substrate. A conditioning liquid is supplied between the polished surface of the substrate and the polished surface of the polishing tool through the supply path in place of the polishing agent and dressing or conditioning. A precision polishing method comprising a dressing or conditioning step.
【請求項19】 基板が、機能素子の形成中または形成
後の基板であることを特徴とする請求項18記載の精密
研磨方法。
19. The precision polishing method according to claim 18, wherein the substrate is a substrate during or after the formation of the functional element.
【請求項20】 基板が、半導体であることを特徴とす
る請求項18記載の精密研磨方法。
20. The precision polishing method according to claim 18, wherein the substrate is a semiconductor.
【請求項21】 基板が、絶縁性基板上に半導体膜を形
成したものであることを特徴とする請求項18記載の精
密研磨方法。
21. The precision polishing method according to claim 18, wherein the substrate is obtained by forming a semiconductor film on an insulating substrate.
【請求項22】 基板が、表面に絶縁膜および/または
金属膜が形成された基板であることを特徴とする請求項
18記載の精密研磨方法。
22. The precision polishing method according to claim 18, wherein the substrate is a substrate having a surface on which an insulating film and / or a metal film is formed.
【請求項23】 研磨工具と、基板保持手段とを有し、
前記基板保持手段に保持された基板を前記研磨工具が研
磨する精密研磨装置において、 前記基板保持手段の外周に設けられた外周凹部と、 前記外周凹部に設けられた脱着可能な弾性部材と、 前記外周凹部に設けられ、且つ前記弾性部材の上下運動
に連動して上下運動し、且つ研磨時に前記基板と面一に
なるドレッサーとを有することを特徴とする精密研磨装
置。
23. A polishing tool comprising: a polishing tool; and a substrate holding means.
A precision polishing apparatus for polishing the substrate held by the substrate holding means with the polishing tool; an outer peripheral recess provided on an outer periphery of the substrate holding means; a detachable elastic member provided on the outer peripheral recess; A precision polishing apparatus, comprising: a dresser provided in an outer peripheral concave portion, the dresser moving up and down in conjunction with the vertical movement of the elastic member, and being flush with the substrate during polishing.
【請求項24】 基板保持手段に保持された基板に研磨
工具を当接させることで前記基板を研磨する精密研磨方
法において、 前記基板保持手段の外周凹部に設けられた弾性部材の上
下運動に連動して上下運動できるドレッサーが、前記基
板の研磨時に前記基板の外周において前記基板と面一と
なることを特徴とする精密研磨方法。
24. A precision polishing method for polishing a substrate by bringing a polishing tool into contact with a substrate held by the substrate holding means, wherein the elastic member provided in an outer peripheral concave portion of the substrate holding means is moved up and down. A dresser capable of moving up and down to be flush with the substrate at the outer periphery of the substrate when the substrate is polished.
【請求項25】 研磨工具と、基板保持手段とを有し、
前記基板保持手段に保持された基板を前記研磨工具が研
磨する精密研磨装置において、 前記基板保持手段の外周に設けられた外周凹部と、 前記外周凹部に設けられた上下動駆動手段と、 前記外周凹部に設けられ、且つ前記上下動駆動手段の上
下運動に連動して上下運動し、且つ研磨時に前記基板と
面一になるドレッサーとを有することを特徴とする精密
研磨装置。
25. A polishing tool comprising: a polishing tool; and a substrate holding means.
A precision polishing apparatus for polishing the substrate held by the substrate holding means with the polishing tool; an outer peripheral recess provided on an outer periphery of the substrate holding means; a vertical movement driving means provided on the outer peripheral recess; A precision polishing apparatus, comprising: a dresser provided in a concave portion, which moves up and down in conjunction with the up and down movement of the up and down movement driving means, and which is flush with the substrate during polishing.
【請求項26】 基板保持手段に保持された基板に研磨
工具を当接させることで前記基板を研磨する精密研磨方
法において、 前記基板保持手段の外周凹部に設けられた上下動駆動手
段の上下運動に連動して上下運動できるドレッサーが、
前記基板の研磨時に前記基板の外周において前記基板と
面一となることを特徴とする精密研磨方法。
26. A precision polishing method for polishing a substrate by bringing a polishing tool into contact with a substrate held by the substrate holding means, wherein the vertical movement of a vertical movement driving means provided in an outer peripheral concave portion of the substrate holding means. A dresser that can move up and down in conjunction with
A precision polishing method, wherein the outer periphery of the substrate is flush with the substrate when the substrate is polished.
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