JPH11320371A - Polishing device - Google Patents

Polishing device

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Publication number
JPH11320371A
JPH11320371A JP13866798A JP13866798A JPH11320371A JP H11320371 A JPH11320371 A JP H11320371A JP 13866798 A JP13866798 A JP 13866798A JP 13866798 A JP13866798 A JP 13866798A JP H11320371 A JPH11320371 A JP H11320371A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
belt
substrate
grindstone
polished
rotating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP13866798A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naonori Matsuo
尚典 松尾
Hirokuni Hiyama
浩國 檜山
Taketaka Wada
雄高 和田
Kazuto Hirokawa
一人 廣川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Priority to JP13866798A priority Critical patent/JPH11320371A/en
Publication of JPH11320371A publication Critical patent/JPH11320371A/en
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing device to uniformly polish the whole surface of a substrate to be polished. SOLUTION: This polishing device comprises a substrate 100 to be polished held by a rotating substrate holder 12; a grinding wheel mechanism 13 be formed that a plurality of grinding wheels 14 are mounted on a rotating belt 15; and a linear movement mechanism to cause linear movement of the substrate holder 12. Simultaneously with rotation of the belt 15 with the substrate 100 to be polished brought into contact with the surface of the grinding wheel 14 of the grinding wheel mechanism 13, the substrate holder 12 is rotated and further, by effecting linear movement of the substrate holder 12, the substrate 100 to be polished is polished.

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】本発明は半導体ウエハや各種
ハードディスク、ガラス基板、液晶パネルなどの被研磨
基板を研磨する研磨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 polishing apparatus for polishing a substrate to be polished such as a semiconductor wafer, various hard disks, a glass substrate and a liquid crystal panel.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体集積回路装置の製造工程に
おいて用いられるCMP(化学機械研磨)装置は、ター
ンテーブル上に貼り付けた研磨クロス面上に、回転する
トップリングに装着された被研磨基板を当接すると共
に、研磨クロス上に研磨スラリを供給しながら、被研磨
基板の研磨面を研磨(遊離砥粒研磨)するように構成し
たものである。しかしながらこのCMP装置の場合、研
磨面のパターンの種類や段差(凹凸)の状態によっては
十分に平坦化できないという問題等があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, a CMP (Chemical Mechanical Polishing) apparatus used in a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device includes a substrate to be polished mounted on a rotating top ring on a polishing cloth surface stuck on a turntable. And polishing the polishing surface of the substrate to be polished (free abrasive polishing) while supplying polishing slurry onto the polishing cloth. However, in the case of this CMP apparatus, there is a problem that it cannot be sufficiently flattened depending on the type of the pattern on the polished surface and the state of the steps (irregularities).

【0003】そこで上記構造のCMP装置の代わりに、
砥石を被研磨基板に押し付けて砥石面に砥液(溶液)を
供給しながら双方を相対運動させることで被研磨基板を
研磨する、固定砥粒研磨法が開発されている。そしてこ
の種の砥石の中には、砥石支持部材にリング状にペレッ
ト型の砥石を取り付けてなる構造のカップ型砥石があ
る。
Therefore, instead of the CMP apparatus having the above structure,
A fixed-abrasive polishing method has been developed in which a grindstone is pressed against a substrate to be polished, and a polishing liquid (solution) is supplied to the surface of the grindstone while the two are relatively moved to polish the substrate to be polished. Among such grindstones, there is a cup-shaped grindstone having a structure in which a pellet-shaped grindstone is attached to a grindstone support member in a ring shape.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながらペレット
型の砥石による被研磨基板の研磨では、被研磨基板をそ
の全面にわたって均一に研磨することは困難であり、ま
た研磨量の不均一が生じた場合に被研磨基板各部におけ
る研磨量を任意に調整してそれを補正することも困難で
あった。
However, in the polishing of a substrate to be polished with a pellet-type grindstone, it is difficult to uniformly polish the substrate to be polished over its entire surface. It has also been difficult to arbitrarily adjust the amount of polishing in each part of the substrate to be polished and correct it.

【0005】また砥石による研磨では、砥石自身が減耗
するため、適宜砥石の交換作業が必要で、煩雑であっ
た。
[0005] In addition, in the polishing with a grindstone, since the grindstone itself is worn, it is necessary to appropriately replace the grindstone, which is complicated.

【0006】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
ありその目的は、被研磨基板全面にわたって均一に研磨
することができる研磨装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a polishing apparatus capable of uniformly polishing the entire surface of a substrate to be polished.

【0007】また本発明の目的は、例え研磨量の不均一
が生じた場合でも、これを容易に補正することができる
研磨装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a polishing apparatus which can easily correct even if the polishing amount becomes non-uniform.

【0008】また本発明の目的は、砥石の交換作業を不
要にすることができる研磨装置を提供することにある。
[0008] Another object of the present invention is to provide a polishing apparatus which can eliminate the necessity of replacing a grindstone.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明にかかる研磨装置は、回転する基板ホルダに保
持された被研磨基板と、回転するベルトに複数の砥石を
取り付けるか或いは回転するベルトの表面自体を砥石と
してなる砥石機構と、前記基板ホルダを前記砥石機構の
ベルトの進行方向とは異なる方向に運動せしめるか、或
いは前記砥石機構を該砥石機構のベルトの進行方向とは
異なる方向に運動せしめる運動機構とを具備し、被研磨
基板を砥石機構の砥石の表面に当接した状態で前記ベル
トを回転すると同時に基板ホルダを回転し、さらに基板
ホルダ及び/又は砥石機構を前記運動機構によって運動
せしめることによって被研磨基板を研磨するように構成
した。前記砥石機構には、該砥石機構のベルトをその内
側から前記被研磨基板方向に向けて押圧する1又は2以
上の押圧手段を設けることが好ましい。前記回転するベ
ルトの表面自体を砥石としてなる砥石機構には、回転す
るベルト表面に対して所定厚さの砥石材料を塗布する砥
石材料塗布手段と該塗布された砥石材料を乾燥する砥石
材料乾燥手段を具備して構成される砥石生成機構を設け
ることが好ましい。また本発明にかかる研磨装置は、回
転する基板ホルダに保持された被研磨基板と、回転する
ベルトの一端辺に砥石を取り付けるか或いは回転するベ
ルトの一端辺自体を砥石としてなる砥石機構と、前記基
板ホルダを前記砥石機構のベルトの進行方向とは異なる
方向に運動せしめるか、或いは前記砥石機構を該砥石機
構のベルトの進行方向とは異なる方向に運動せしめる運
動機構とを具備し、前記砥石装置のベルトをその面が被
研磨基板に対して垂直になるように設置し、砥石機構の
ベルトの一端辺の砥石を被研磨基板の表面に当接した状
態でベルトを回転すると同時に基板ホルダを回転しさら
に基板ホルダ及び/又は砥石機構を前記運動機構によっ
て運動せしめることによって被研磨基板を研磨するよう
に構成した。前記ベルトは2つのベルトローラ間に巻き
掛けられ、一方該ベルトに押し付けることでベルトの張
力を保つベルトガイドローラを設置し、さらに2つのベ
ルトローラ間に軸間距離調節手段を設けることで2つの
ベルトローラ間の軸間距離を調節してベルト形状を変化
せしめることが好ましい。
In order to solve the above-mentioned problems, a polishing apparatus according to the present invention comprises a substrate to be polished held by a rotating substrate holder and a plurality of grindstones attached to or rotated by a rotating belt. A whetstone mechanism that uses the surface of the belt itself as a whetstone, and the substrate holder is moved in a direction different from the traveling direction of the belt of the whetstone mechanism, or the whetstone mechanism is moved in a direction different from the traveling direction of the belt of the whetstone mechanism. A rotation mechanism for moving the substrate holder at the same time as rotating the belt while the substrate to be polished is in contact with the surface of the grindstone of the grindstone mechanism, and further moving the substrate holder and / or the grindstone mechanism to the movement mechanism. The substrate to be polished is polished by moving the substrate. It is preferable that the grindstone mechanism is provided with one or more pressing means for pressing the belt of the grindstone mechanism from the inside toward the substrate to be polished. A grindstone mechanism that uses the rotating belt surface itself as a grindstone has a grindstone material application unit that applies a grindstone material having a predetermined thickness to the rotating belt surface, and a grindstone material drying unit that dries the applied grindstone material. It is preferable to provide a grindstone generation mechanism configured to include: Further, the polishing apparatus according to the present invention, a substrate to be polished held by a rotating substrate holder, a grinding wheel attached to one end of the rotating belt or a grinding wheel mechanism using one end of the rotating belt itself as a grinding stone, A movement mechanism for moving the substrate holder in a direction different from the traveling direction of the belt of the grinding wheel mechanism, or a movement mechanism for moving the grinding wheel mechanism in a direction different from the traveling direction of the belt of the grinding wheel mechanism; The belt is set so that its surface is perpendicular to the substrate to be polished. Further, the substrate to be polished is polished by moving the substrate holder and / or the grindstone mechanism by the moving mechanism. The belt is wound around two belt rollers. On the other hand, a belt guide roller for maintaining the tension of the belt by pressing against the belt is installed. It is preferable to change the belt shape by adjusting the center distance between the belt rollers.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図1は本発明の第一実施形態
にかかる研磨装置の全体概略斜視図である。同図に示す
ようにこの研磨装置は、被研磨基板(半導体ウエハ)1
00と、基板ホルダ12と、砥石14とベルト15とベ
ルトローラ16とを有する砥石機構13と、基台17
と、コ字状のアーチ部19とを具備している。以下各構
成部品について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall schematic perspective view of a polishing apparatus according to a first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the polishing apparatus includes a substrate (semiconductor wafer) 1 to be polished.
00, a substrate holder 12, a grindstone mechanism 13 having a grindstone 14, a belt 15, and a belt roller 16, and a base 17
And a U-shaped arch 19. Hereinafter, each component will be described.

【0011】基板ホルダ12は、前記被研磨基板100
をその上に載置して保持する円板状のホルダ本体部12
1の下面中央から支柱123を突出して構成されてお
り、該支柱123の下端には下記する基台17に設けた
ガイド溝171内に係合される係合部125が設けられ
ている。ホルダ本体部121は支柱123内に内蔵され
た図示しない駆動機構によって回転駆動される。
The substrate holder 12 holds the substrate 100 to be polished.
Disk-shaped holder body 12 for mounting and holding the
The supporting column 123 is configured to protrude from the center of the lower surface of the base 1, and the lower end of the supporting column 123 is provided with an engaging portion 125 that is engaged with a guide groove 171 provided in the base 17 described below. The holder main body 121 is driven to rotate by a driving mechanism (not shown) built in the support column 123.

【0012】次にベルト15は、2つのベルトローラ1
6に巻き掛けられており、その外側表面には、1列に多
数枚の砥石14が取り付けられている。
Next, the belt 15 has two belt rollers 1.
6, a number of grinding wheels 14 are mounted on the outer surface of the wheel 6 in a row.

【0013】ここで図2はベルト15への砥石14の実
際の一取付例を示す図であり、同図(a)は要部平面
図、同図(b)は要部側断面図(同図(a)のA−A断
面図)、同図(c)はベルトローラ16の斜視図であ
る。
FIG. 2 is a view showing an example of actual attachment of the grindstone 14 to the belt 15. FIG. 2A is a plan view of a main part, and FIG. 2B is a sectional side view of the main part. FIG. 1A is a cross-sectional view taken along line AA, and FIG. 1C is a perspective view of the belt roller 16.

【0014】同図に示すように砥石14は、砥石14を
保持する砥石ホルダ21をベルト15の裏側からボルト
23によって締結することによって取り付けられる。ま
たベルトローラ16の中央には、ボルト23の頭の逃げ
溝161(図2(c)参照)が設けられている。
As shown in FIG. 1, the grindstone 14 is mounted by fastening a grindstone holder 21 holding the grindstone 14 from behind the belt 15 with bolts 23. In the center of the belt roller 16, an escape groove 161 (see FIG. 2C) for the head of the bolt 23 is provided.

【0015】2つのベルトローラ16はアーム25によ
ってアーチ部19から吊り下げられており、またベルト
ローラ16は図示しない駆動機構によって回転駆動され
るように構成されている。
The two belt rollers 16 are suspended from the arch portion 19 by an arm 25, and the belt roller 16 is configured to be rotationally driven by a driving mechanism (not shown).

【0016】なおベルトローラ16を図示しない駆動機
構によって回転駆動してベルト15を回転した際、ボル
ト23の頭は逃げ溝161内を通過するのでベルト15
の回転の妨げにはならない。また各砥石14及び砥石ホ
ルダ21はベルト15に1か所のみで締結されているか
ら、砥石14及び砥石ホルダ21がベルト15の湾曲す
る部分にさしかかったときも締結状態は維持され、再び
平面部に来たときも砥石14及び砥石ホルダ21はベル
ト15に沿うこととなる。
When the belt roller 16 is rotated by a driving mechanism (not shown) to rotate the belt 15, the head of the bolt 23 passes through the clearance groove 161.
It does not hinder the rotation of. Further, since each of the grindstones 14 and the grindstone holder 21 is fastened to the belt 15 at only one place, the fastening state is maintained even when the grindstone 14 and the grindstone holder 21 approach the curved portion of the belt 15, and the flat surface portion , The grindstone 14 and the grindstone holder 21 are along the belt 15.

【0017】なおこの実施形態においてはベルト15と
して例えばゴム材のものを用いたが、金属やプラスチッ
ク等をキャタピラ状に連結したものなど、他の種々の材
料・構造のものが考えられる。
In this embodiment, the belt 15 is made of, for example, a rubber material. However, various other materials and structures, such as a metal or plastic member connected in a caterpillar shape, may be used.

【0018】次に基台17は、その中央に直線状のガイ
ド溝171を設けて構成されている。そしてこの基台1
7の内部には該ガイド溝171内で前記係合部125を
直線運動自在に駆動する図示しない駆動機構が内蔵され
ている。
Next, the base 17 is provided with a linear guide groove 171 at the center thereof. And this base 1
A drive mechanism (not shown) for driving the engagement portion 125 so as to be able to linearly move in the guide groove 171 is built in the inside of the guide groove 171.

【0019】次にこの研磨装置を用いて被研磨基板10
0を研磨するには、被研磨基板100を載置した基板ホ
ルダ12を回転駆動し、且つベルトローラ16によって
回転駆動されたベルト15の下面において直線状に移動
している砥石14を被研磨基板100の表面に当接して
擦り付け、さらに基台17のガイド溝171内で係合部
125を移動することで基板ホルダ12を直線運動さ
せ、これら各部材の相対運動によって被研磨基板100
の表面を均一に研磨していくのである。なお前記基板ホ
ルダ12の外周部分の回転速度は前記ベルト15の移動
速度及び前記基板ホルダ12全体の直線運動速度に比較
して通常大きく設定されている。
Next, the substrate 10 to be polished is
In order to polish the substrate 0, the substrate holder 12 on which the substrate to be polished 100 is mounted is rotated, and the grindstone 14 linearly moving on the lower surface of the belt 15 rotationally driven by the belt roller 16 is rotated. 100, the substrate holder 12 is moved linearly by moving the engaging portion 125 in the guide groove 171 of the base 17, and the relative movement of these members causes the substrate 100 to be polished.
The surface is uniformly polished. The rotation speed of the outer peripheral portion of the substrate holder 12 is usually set to be higher than the moving speed of the belt 15 and the linear movement speed of the entire substrate holder 12.

【0020】また上記実施形態では相対運動の一例とし
て基板ホルダ12全体を基台17に対して直線運動させ
たが、その他例えば基板ホルダ12全体の運動を基台1
7に対してスクロール運動、若しくは回転運動などを行
なうように構成しても良い。また基板ホルダ12の代わ
りに、砥石機構13側を直線運動などさせるように構成
しても良い。また基板ホルダ12と砥石機構13の両者
を直線運動などさせるように構成しても良い。要は基板
ホルダ12を基板ホルダ12の回転方向とは異なる方向
に運動せしめるか、或いは砥石機構13を砥石機構13
のベルト15の進行方向とは異なる方向に運動せしめる
運動機構であれば良い。このことは下記する第二,第
三,第四実施形態においても同様である。
In the above embodiment, the whole substrate holder 12 is linearly moved with respect to the base 17 as an example of the relative movement.
7 may be configured to perform a scrolling motion, a rotating motion, or the like. Further, instead of the substrate holder 12, the grindstone mechanism 13 may be configured to move linearly. Further, both the substrate holder 12 and the grindstone mechanism 13 may be configured to move linearly. In short, the substrate holder 12 is moved in a direction different from the rotation direction of the substrate holder 12, or the grindstone mechanism 13 is moved to the grindstone mechanism 13.
Any movement mechanism may be used as long as it can move in a direction different from the traveling direction of the belt 15. This is the same in the second, third, and fourth embodiments described below.

【0021】図3は本発明の第二実施形態の要部を示す
図であり、同図(a)は要部側面図、同図(b)は同図
(a)のB−B断面図である。同図に示す実施形態にお
いて前記第一実施形態と同一部分には同一符号を付して
その詳細な説明を省略する。
FIGS. 3A and 3B are views showing a main part of a second embodiment of the present invention. FIG. 3A is a side view of the main part, and FIG. 3B is a sectional view taken along line BB of FIG. It is. In the embodiment shown in the figure, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0022】この実施形態において前記第一実施形態と
相違する点は、アーチ部19から吊り下げられた左右の
アーム25,25の間に、3つの押圧手段31を設けた
点のみである。
This embodiment is different from the first embodiment only in that three pressing means 31 are provided between the left and right arms 25, 25 suspended from the arch portion 19.

【0023】これら3つの押圧手段31は、何れもアー
チ部19の下面に固定した押圧シリンダ33から下方向
に向かってロッド35を突出し、ロッド35先端を二股
状にして上側のベルト15をまたぎ、その両先端間に回
動自在に押圧ローラ37を取り付けて構成されている。
Each of these three pressing means 31 projects the rod 35 downward from a pressing cylinder 33 fixed to the lower surface of the arch portion 19, straddles the tip of the rod 35 and straddles the upper belt 15, A pressure roller 37 is rotatably mounted between both ends.

【0024】そして前記図1に示す第一実施形態と同様
にベルト15を回転駆動等することで被研磨基板100
を研磨する際に、3個の押圧シリンダ33の圧力をそれ
ぞれ必要に応じて変化させることで、被研磨基板100
の各部に対する砥石14の押圧圧力を、例えば100〜
600〔gf/cm〕の範囲でそれぞれ別々の所定の
ものに設定する。
The belt 15 is rotated and driven in the same manner as in the first embodiment shown in FIG.
When polishing the substrate 100, the pressures of the three pressing cylinders 33 are changed as needed, so that the substrate to be polished 100
The pressing pressure of the grindstone 14 on each part of
Each of them is set to a predetermined value within the range of 600 [gf / cm 2 ].

【0025】これによって被研磨基板100の研磨量を
その場所に応じて変化でき、たとえ被研磨基板100表
面に研磨量の不均一が生じていてもこれを補正できる。
As a result, the polishing amount of the substrate to be polished 100 can be changed according to its location, and even if the polishing amount of the substrate 100 to be polished is uneven, this can be corrected.

【0026】前記押圧手段31の数は3個に限定され
ず、1又は2以上であれば良い。また押圧手段31自体
の形状・構造も種々の変形が可能であることは言うまで
もない。
The number of the pressing means 31 is not limited to three, but may be one or two or more. Needless to say, the shape and structure of the pressing means 31 itself can be variously modified.

【0027】図4は本発明の第三実施形態の要部を示す
概略側面図である。即ちこの実施形態の場合、前記図1
の第一実施形態のようにベルト15に多数の砥石14を
取り付ける代わりに、ベルト15の表面自体を砥石とし
て構成した例を示している。そしてこの実施形態の場
合、さらに回転するベルト15表面に対して所定厚さの
砥石材料を順次塗布し生成していく砥石生成機構41を
設けている。
FIG. 4 is a schematic side view showing a main part of a third embodiment of the present invention. That is, in the case of this embodiment, FIG.
Instead of attaching a large number of grindstones 14 to the belt 15 as in the first embodiment, an example is shown in which the surface itself of the belt 15 is configured as a grindstone. In the case of this embodiment, a grindstone generating mechanism 41 for sequentially applying and generating a grindstone material having a predetermined thickness on the surface of the rotating belt 15 is provided.

【0028】即ちこの砥石生成機構41は、液体状の砥
石材料43を供給する砥石材料供給手段45と、ベルト
15の幅全体に砥石材料43を塗布する扁平な筒形状の
砥石材料塗布手段47と、ドライヤからなる砥石材料乾
燥手段49とを具備して構成されている。砥石材料43
としては、例えば液状フェノールバインダとシリカ砥粒
を混合し揮発性混合媒体(アルコール等)の中に分散さ
せたものを用いる。また砥石材料乾燥手段49について
は、ドライヤ以外の電気ヒータ等を用いた赤外線による
乾燥手段や真空乾燥手段など、他の種々の砥石材料乾燥
手段を用いても良い。
That is, the grindstone generating mechanism 41 includes a grindstone material supply means 45 for supplying a grindstone material 43 in a liquid state, and a flat cylindrical grindstone material application means 47 for applying the grindstone material 43 to the entire width of the belt 15. And a grindstone material drying means 49 comprising a dryer. Whetstone material 43
For example, a liquid phenol binder mixed with silica abrasive grains and dispersed in a volatile mixed medium (such as alcohol) is used. As the grinding wheel material drying unit 49, various other grinding wheel material drying units such as a drying unit using infrared rays using an electric heater or the like other than a dryer or a vacuum drying unit may be used.

【0029】そしてベルトローラ16により回転するベ
ルト15によって被研磨基板100を研磨しながら、同
時に砥石材料供給手段45から砥石材料塗布手段47に
砥石材料を供給してベルト15表面に砥石材料を所定の
厚さで塗り、その後砥石材料乾燥手段49によって砥石
材料を固化させてベルト15の表面に砥石の層を順次生
成していくのである。
Then, while polishing the substrate 100 to be polished by the belt 15 rotated by the belt roller 16, the grindstone material is supplied from the grindstone material supply means 45 to the grindstone material application means 47 at the same time, and the grindstone material is applied to the surface of the belt 15 by a predetermined amount. Then, the grindstone material is solidified by the grindstone material drying means 49, and a layer of grindstone is sequentially formed on the surface of the belt 15.

【0030】このように構成すれば、例え研磨によって
砥石が経時的に摩耗しても、砥石を交換する必要がなく
なる。
With this configuration, even if the grindstone is worn over time due to polishing, it is not necessary to replace the grindstone.

【0031】なお砥石生成機構41の構造はこの実施形
態に限定されるものではなく、種々の変更が可能であ
り、要は回転するベルト表面に対して所定厚さの砥石材
料を塗布し生成していく砥石生成機構であればどのよう
な構造のものであっても良い。
The structure of the grindstone generating mechanism 41 is not limited to this embodiment, but can be variously changed. In short, a grindstone material having a predetermined thickness is applied to the rotating belt surface to generate the grindstone. Any structure may be used as long as it is a whetstone generating mechanism.

【0032】図5は本発明の第四実施形態を示す図であ
り、同図(a)は概略側断面図、同図(b)は概略平面
図(但し押圧シリンダ79の記載は省略しまた支持アー
ム83を二点鎖線で示している)である。
FIGS. 5A and 5B are views showing a fourth embodiment of the present invention. FIG. 5A is a schematic sectional side view, and FIG. 5B is a schematic plan view (however, the pressing cylinder 79 is not shown. The support arm 83 is shown by a two-dot chain line).

【0033】この実施形態にかかる研磨装置は、被研磨
基板100と、基板ホルダ51と、砥石55やベルト5
7やベルトローラ59等を有する砥石機構53と、支持
アーム83とボールネジ85からなる直線運動機構81
とを具備している。以下各構成部品について説明する。
The polishing apparatus according to this embodiment includes a substrate to be polished 100, a substrate holder 51, a grindstone 55 and a belt 5
And a linear motion mechanism 81 including a support arm 83 and a ball screw 85.
Is provided. Hereinafter, each component will be described.

【0034】基板ホルダ51はその上面に被研磨基板1
00を保持すると共に、その下面に設置したモータ61
によって回転駆動される。
The substrate holder 51 has a substrate 1 to be polished on its upper surface.
00 and a motor 61 installed on the lower surface thereof.
Is driven to rotate.

【0035】次に直線運動機構81はコの字形状の支持
アーム83の両端に、それぞれボールネジ85を螺合せ
しめて構成されている。各ボールネジ85の一端にはモ
ータ87,87が取り付けられており、これらモータ8
7,87を同時に駆動することで支持アーム83を直線
状(矢印C方向)に移動する。
Next, the linear motion mechanism 81 is formed by screwing ball screws 85 to both ends of a U-shaped support arm 83, respectively. Motors 87, 87 are attached to one end of each ball screw 85.
The support arm 83 is moved in a straight line (in the direction of arrow C) by driving the actuators 7 and 87 simultaneously.

【0036】次に砥石機構53は、その回転軸63,6
3が被研磨基板100の面に対して垂直な方向を向く2
つのベルトローラ59,59に1つの平板状のベルト5
7を巻き掛け、該ベルト57の下側の一端辺に1列に多
数のペレット状の砥石55を取り付け、一方回転軸6
3,63の上部をベアリング機構65,65に回動自在
に軸支し、さらに一方の回転軸63の一端に駆動モータ
67を取り付けている。また両ベアリング機構65,6
5には軸間距離調節シリンダ69から突出するロッド7
1,71が取り付けられ、軸間距離調節シリンダ69の
上部にはこれと直交するように別の軸間距離調節シリン
ダ73が固定され、該軸間距離調節シリンダ73の両側
から突出するロッド75,75の先端を下方向に直角に
折り曲げてこれに回転自在にベルトガイドローラ77,
77を取り付けている。
Next, the grindstone mechanism 53 has its rotating shafts 63, 6
3 faces in a direction perpendicular to the surface of the substrate 100 to be polished 2
One flat belt 5 on one belt roller 59, 59
7 and a number of pellet-like grinding wheels 55 are attached to one end of the lower side of the belt 57 in a row.
The upper portions of the rotary shafts 63 and 63 are rotatably supported by bearing mechanisms 65 and 65, and a drive motor 67 is attached to one end of one rotary shaft 63. In addition, both bearing mechanisms 65, 6
5 includes a rod 7 projecting from the center distance adjusting cylinder 69.
1 and 71 are attached, and another inter-axis distance adjusting cylinder 73 is fixed to the upper part of the inter-axis distance adjusting cylinder 69 so as to be orthogonal thereto, and rods 75 projecting from both sides of the inter-axis distance adjusting cylinder 73 are provided. 75 is bent at a right angle downward, and the belt guide roller 77,
77 is attached.

【0037】両ベルトガイドローラ77,77はその外
周がちょうどベルト57の側面に当接する位置に位置し
ている。
The belt guide rollers 77, 77 are located at positions where their outer peripheries just contact the side surfaces of the belt 57.

【0038】また軸間距離調節シリンダ73の上部には
押圧シリンダ79の下端から突出するロッド78の先端
が固定されている。押圧シリンダ79は支持アーム83
に固定されている。つまり砥石機構53の各部材は支持
アーム83に固定された押圧シリンダ79に吊り下げら
れている。
A tip of a rod 78 projecting from a lower end of the pressing cylinder 79 is fixed to an upper portion of the inter-axis distance adjusting cylinder 73. The pressing cylinder 79 includes a support arm 83
It is fixed to. That is, each member of the grindstone mechanism 53 is suspended by the pressing cylinder 79 fixed to the support arm 83.

【0039】ここで図6はベルト57の一端辺への砥石
55の一取付例を示す要部拡大側断面図である。同図に
示すように砥石55の取り付けは、砥石55を保持する
砥石ホルダ101をボルト103によってベルト57に
締結することによって行なう。ベルト57がゴムなどの
軟質の材料の場合、これに雌ねじを打ち込んで該雌ねじ
にボルト103を螺合させることで砥石ホルダ101を
締結するようにしても良い。
FIG. 6 is an enlarged side sectional view showing a main part of an example of attaching the grindstone 55 to one end of the belt 57. As shown in FIG. As shown in the figure, the grindstone 55 is attached by fastening the grindstone holder 101 holding the grindstone 55 to the belt 57 with bolts 103. When the belt 57 is made of a soft material such as rubber, the grindstone holder 101 may be fastened by driving a female screw into the belt 57 and screwing the bolt 103 to the female screw.

【0040】次にこの研磨装置の動作を説明する。まず
モータ61を駆動することで基板ホルダ51の上面に保
持した被研磨基板100を回転する。
Next, the operation of the polishing apparatus will be described. First, the substrate 61 to be polished held on the upper surface of the substrate holder 51 is rotated by driving the motor 61.

【0041】一方押圧シリンダ79を加圧することで砥
石機構53全体を下方向に移動してベルト57下端辺に
取り付けた砥石55を所定の圧力によって被研磨基板1
00に押し付け、駆動モータ67を駆動することでベル
トローラ59,59を回転してベルト57を駆動し、こ
れによって砥石55を被研磨基板100上に擦り付けな
がら移動させる。
On the other hand, when the pressing cylinder 79 is pressurized, the whole grindstone mechanism 53 is moved downward, and the grindstone 55 attached to the lower end of the belt 57 is pressed by the predetermined pressure onto the substrate 1 to be polished.
The belt 55 is driven by rotating the belt rollers 59, 59 by driving the drive motor 67, and the grindstone 55 is moved while being rubbed on the substrate 100 to be polished.

【0042】同時にモータ87,87を駆動することで
支持アーム83を直線状(矢印C方向)に移動させ、こ
れによってこれら各部材の相対運動によって被研磨基板
100表面を均一に研磨していく。
At the same time, by driving the motors 87, 87, the support arm 83 is moved linearly (in the direction of arrow C), whereby the surface of the substrate 100 to be polished is uniformly polished by the relative movement of these members.

【0043】ところで前記軸間距離調節シリンダ69を
駆動して、例えば両ベルトローラ59,59の回転軸6
3,63間を矢印D方向に移動することで狭め、同時に
軸間距離調節シリンダ73を駆動してベルトガイドロー
ラ77,77の軸間距離を矢印E方向に移動することで
狭めれば、ベルト57の張りを維持したままでベルト5
7の形状を変化することができる。つまりベルト57の
形状は両軸間距離調節シリンダ69,73を制御するこ
とによって任意に調節できる。これによって例えば被研
磨基板100の表面研磨に不均一が生じていたような場
合でも、ベルト57の形状を所望の形状に調節すること
で被研磨基板100の表面を局部的に研磨するなどして
被研磨基板100全面の研磨が均一になるように補正す
ることができる。
By driving the inter-axis distance adjusting cylinder 69, for example, the rotating shaft 6 of the two belt rollers 59, 59 is rotated.
If the distance between the belt guide rollers 77 and 77 is reduced by moving the inter-axis distance adjusting cylinder 73 in the direction of the arrow E, the belt is narrowed. Belt 5 while maintaining the tension of 57
7 can be changed. That is, the shape of the belt 57 can be arbitrarily adjusted by controlling the distance adjusting cylinders 69 and 73 between both shafts. Thus, for example, even when the surface of the substrate 100 is unevenly polished, the surface of the substrate 100 is locally polished by adjusting the shape of the belt 57 to a desired shape. The correction can be made so that the entire surface of the substrate to be polished 100 is polished uniformly.

【0044】なおこの実施形態ではベルト57の一端辺
に多数のペレット状の砥石55を取り付けたが、その代
りにベルト57の一端辺自体に砥石の層を形成してこれ
を砥石として構成しても良い。
In this embodiment, a large number of pellet-shaped grindstones 55 are attached to one end of the belt 57. Instead, a layer of grindstone is formed on one end of the belt 57 itself, and this is configured as a grindstone. Is also good.

【0045】なお場合によっては、前記本発明にかかる
砥石を用いた研磨装置とともに、前記従来の技術の欄で
説明した研磨クロスなどからなるCMP装置を設置し、
本発明にかかる砥石を用いた研磨装置による研磨の前後
の工程でCMP装置によって被研磨基板を研磨するよう
に構成しても良い。
In some cases, in addition to the polishing apparatus using the grindstone according to the present invention, a CMP apparatus including a polishing cloth or the like described in the section of the related art is installed.
The substrate to be polished may be polished by the CMP apparatus in the steps before and after the polishing by the polishing apparatus using the grindstone according to the present invention.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば以下のような優れた効果を有する。 被研磨基板を砥石機構のベルトに取り付けた砥石の表
面に当接した状態でベルトを回転すると同時に基板ホル
ダを回転しさらに基板ホルダ及び/又は砥石機構を基板
ホルダの回転方向とは異なる方向や砥石機構のベルトの
進行方向とは異なる方向に運動せしめることによって被
研磨基板を研磨するように構成したので、被研磨基板全
面を均一に研磨することができる。
As described in detail above, the present invention has the following excellent effects. The belt is rotated at the same time as the belt is rotated while the substrate to be polished is in contact with the surface of the grindstone attached to the belt of the grindstone mechanism, and the substrate holder and / or the grindstone mechanism is moved in a direction different from the rotation direction of the substrate holder or the grindstone. Since the substrate to be polished is polished by moving in a direction different from the traveling direction of the belt of the mechanism, the entire surface of the substrate to be polished can be uniformly polished.

【0047】砥石機構のベルトをその内側から被研磨
基板方向に向けて押圧する押圧手段を設けたので、たと
え被研磨基板表面に研磨量の不均一が生じている場合で
も、これを補正することができる。
Since the pressing means for pressing the belt of the grindstone mechanism from the inside toward the substrate to be polished is provided, even if the polishing amount is uneven on the surface of the substrate to be polished, it can be corrected. Can be.

【0048】回転するベルト表面に対して砥石材料を
塗布し乾燥して生成する砥石生成機構を設けたので、砥
石の交換作業を不要にすることができる。
Since a grindstone generating mechanism for applying and drying a grindstone material to the rotating belt surface is provided, it is not necessary to replace the grindstone.

【0049】ベルトに巻き掛けた2つのベルトローラ
間の軸間距離を軸間距離調節手段によって調節せしめて
ベルト形状を変化せしめるように構成したので、例え被
研磨基板表面に研磨量の不均一が生じている場合でも、
これを補正することができる。
Since the inter-axis distance between the two belt rollers wound around the belt is adjusted by the inter-axis distance adjusting means so as to change the belt shape, even if the polishing amount is uneven on the surface of the substrate to be polished. If so,
This can be corrected.

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

【図1】本発明の第一実施形態にかかる研磨装置の全体
概略斜視図である。
FIG. 1 is an overall schematic perspective view of a polishing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】ベルト15への砥石14の実際の一取付例を示
す図であり、同図(a)は要部平面図、同図(b)は要
部側断面図、同図(c)はベルトローラ16の斜視図で
ある。
FIGS. 2A and 2B are views showing an example of actual mounting of the grindstone 14 to a belt 15, wherein FIG. 2A is a plan view of a main part, FIG. 2B is a sectional side view of a main part, and FIG. FIG. 3 is a perspective view of a belt roller 16.

【図3】本発明の第二実施形態の要部を示す図であり、
同図(a)は要部側面図、同図(b)は同図(a)のB
−B断面図である。
FIG. 3 is a diagram showing a main part of a second embodiment of the present invention,
FIG. 3A is a side view of a main part, and FIG.
It is -B sectional drawing.

【図4】本発明の第三実施形態の要部を示す概略側面図
である。
FIG. 4 is a schematic side view showing a main part of a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第四実施形態を示す図であり、同図
(a)は概略側断面図、同図(b)は概略平面図であ
る。
FIGS. 5A and 5B are views showing a fourth embodiment of the present invention, wherein FIG. 5A is a schematic side sectional view, and FIG. 5B is a schematic plan view.

【図6】ベルト57の一端辺への砥石55の一取付例を
示す要部拡大側断面図である。
FIG. 6 is an enlarged side sectional view of a main part showing an example of attaching one of the grindstones 55 to one end side of a belt 57.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 被研磨基板 12 基板ホルダ 13 砥石機構 14 砥石 15 ベルト 16 ベルトローラ 17 基台 171 ガイド溝(直線運動機構) 125 係合部(直線運動機構) 31 押圧手段 41 砥石生成機構 51 基板ホルダ 53 砥石機構 55 砥石 57 ベルト 59 ベルトローラ 69 軸間距離調節シリンダ(軸間距離調節手段) 77 ベルトガイドローラ 81 直線運動機構 REFERENCE SIGNS LIST 100 substrate to be polished 12 substrate holder 13 grindstone mechanism 14 grindstone 15 belt 16 belt roller 17 base 171 guide groove (linear motion mechanism) 125 engaging portion (linear motion mechanism) 31 pressing means 41 grindstone generation mechanism 51 substrate holder 53 grindstone mechanism 55 grindstone 57 belt 59 belt roller 69 inter-axis distance adjusting cylinder (inter-axis distance adjusting means) 77 belt guide roller 81 linear motion mechanism

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 廣川 一人 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目2番1号 株 式会社荏原総合研究所内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Hitoshi Hirokawa 4-2-1 Motofujisawa, Fujisawa-shi, Kanagawa Inside Ebara Research Institute, Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転する基板ホルダに保持された被研磨
基板と、 回転するベルトに複数の砥石を取り付けるか或いは回転
するベルトの表面自体を砥石としてなる砥石機構と、 前記基板ホルダを前記砥石機構のベルトの進行方向とは
異なる方向に運動せしめるか、或いは前記砥石機構を該
砥石機構のベルトの進行方向とは異なる方向に運動せし
める運動機構とを具備し、 被研磨基板を砥石機構の砥石の表面に当接した状態で前
記ベルトを回転すると同時に基板ホルダを回転し、さら
に基板ホルダ及び/又は砥石機構を前記運動機構によっ
て運動せしめることによって被研磨基板を研磨すること
を特徴とする研磨装置。
1. A substrate to be polished held by a rotating substrate holder, a plurality of grinding stones attached to a rotating belt or a grinding wheel mechanism using the surface of the rotating belt itself as a grinding stone; A movement mechanism for moving the grinding wheel mechanism in a direction different from the traveling direction of the belt of the grinding wheel mechanism, or a movement mechanism for moving the grinding wheel mechanism in a direction different from the traveling direction of the belt of the grinding wheel mechanism. A polishing apparatus for polishing a substrate to be polished by rotating the substrate holder at the same time as rotating the belt in a state of being in contact with the surface, and further moving the substrate holder and / or the grindstone mechanism by the movement mechanism.
【請求項2】 前記砥石機構には、該砥石機構のベルト
をその内側から前記被研磨基板方向に向けて押圧する1
又は2以上の押圧手段を設けたことを特徴とする請求項
1記載の研磨装置。
2. A belt for pressing the belt of the grindstone mechanism from the inside toward the substrate to be polished.
The polishing apparatus according to claim 1, wherein two or more pressing means are provided.
【請求項3】 前記回転するベルトの表面自体を砥石と
してなる砥石機構には、回転するベルト表面に対して所
定厚さの砥石材料を塗布する砥石材料塗布手段と該塗布
された砥石材料を乾燥する砥石材料乾燥手段を具備して
構成される砥石生成機構が設けられていることを特徴と
する請求項1又は2記載の研磨装置。
3. A whetstone mechanism for applying a whetstone material having a predetermined thickness to a surface of the rotating belt, wherein the whetstone mechanism uses the surface of the rotating belt itself as a whetstone. 3. The polishing apparatus according to claim 1, further comprising a grindstone generating mechanism configured to include a grindstone material drying unit.
【請求項4】 回転する基板ホルダに保持された被研磨
基板と、 回転するベルトの一端辺に砥石を取り付けるか或いは回
転するベルトの一端辺自体を砥石としてなる砥石機構
と、 前記基板ホルダを前記砥石機構のベルトの進行方向とは
異なる方向に運動せしめるか、或いは前記砥石機構を該
砥石機構のベルトの進行方向とは異なる方向に運動せし
める運動機構とを具備し、 前記砥石装置のベルトをその面が被研磨基板に対して垂
直になるように設置し、砥石機構のベルトの一端辺の砥
石を被研磨基板の表面に当接した状態でベルトを回転す
ると同時に基板ホルダを回転しさらに基板ホルダ及び/
又は砥石機構を前記運動機構によって運動せしめること
によって被研磨基板を研磨することを特徴とする研磨装
置。
4. A substrate to be polished held by a rotating substrate holder, a grinding wheel attached to one end of the rotating belt or a grinding wheel mechanism using one end of the rotating belt itself as a grinding stone. A movement mechanism for moving the grinding stone mechanism in a direction different from the traveling direction of the belt, or a movement mechanism for moving the grinding stone mechanism in a direction different from the traveling direction of the belt of the grinding stone mechanism; The substrate is set so that the surface is perpendicular to the substrate to be polished, and the belt is rotated while the grindstone at one end of the belt of the grindstone mechanism is in contact with the surface of the substrate to be polished. as well as/
Alternatively, a polishing apparatus is characterized in that a substrate to be polished is polished by moving a whetstone mechanism by the motion mechanism.
【請求項5】 前記ベルトは2つのベルトローラ間に巻
き掛けられ、一方該ベルトに押し付けることでベルトの
張力を保つベルトガイドローラを設置し、さらに2つの
ベルトローラ間に軸間距離調節手段を設けることで2つ
のベルトローラ間の軸間距離を調節してベルト形状を変
化せしめることを特徴とする請求項4記載の研磨装置。
5. The belt is wound around two belt rollers. On the other hand, a belt guide roller for maintaining the tension of the belt by pressing against the belt is provided, and an inter-axis distance adjusting means is provided between the two belt rollers. 5. The polishing apparatus according to claim 4, wherein the distance between the two belt rollers is adjusted to change the shape of the belt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108312017A (en) * 2018-04-23 2018-07-24 厦门攸信信息技术有限公司 Grinding device, method and production line

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108312017A (en) * 2018-04-23 2018-07-24 厦门攸信信息技术有限公司 Grinding device, method and production line

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