JP2000288908A - 研磨装置及び研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 脱落した砥粒により被研磨物の研磨面を傷つ
けることを防止することができる研磨装置及び研磨方法
を提供する。 【解決手段】 軸線周りに回転駆動される定盤３０の上
面に固着されるパッド３２と、定盤３０の軸線から偏心
した位置でパッド３２の上方に配置され下面側にパッド
面３２ａとの間の研磨剤１６を介して研磨される被研磨
物１２を保持する研磨ヘッド３６と、この研磨ヘッド３
６を回転・昇降して被研磨物１２をパッド面３２ａに押
し当てる研磨ヘッド回転昇降手段４６と、定盤３０の軸
線から偏心しかつ研磨ヘッド３６と別の位置でパッド面
３２ａ上に配置され、非接触状態で超々音波振動を用い
てパッド面３２ａの荒れを均すことができるパッド面均
し手段５０とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種被研磨物、例
えば、半導体ウェーハやＬＣＤ（液晶）用ガラス板等の
薄板状被研磨物の被研磨面を研磨するために用いる研磨
装置及び研磨方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記研磨用に供される従来の研磨装置と
しては、例えば、図７に示すようなものがある。同図に
示すように、定盤回転機構（図示せず）によって軸線Ｃ
１の周りに回転される定盤７２上には、後述する被研磨
物７８の研磨面（図中下面）を研磨剤８８を介して研磨
するパッド７４が、両面テープ等を用いて固定されてい
る。パッド７４の上方であってその軸線Ｃ１から偏心し
た位置には、下側に吸着性と緩衝性を有する吸着フィル
ム７６を介して半導体ウェーハ等の被研磨物７８を取り
付けた、研磨ヘッド８０が配設されている。

【０００３】研磨ヘッド８０は、パッド７４のパッド面
７４ａに対して直角をなす軸線Ｃ２の周りに回転できる
と共に、軸線Ｃ２に沿って昇降可能な研磨ヘッド取付軸
８４の下端部に固着されている。一方、研磨ヘッド取付
軸８４の上端部は第１の回転昇降機構８６に回転、昇降
を駆動されるようにして連結されている。

【０００４】また、図７に示すように、パッド７４の上
方には、パッド７４のパッド面７４ａにスラリー状（微
細な固体を混合した液状）の研磨剤８８を供給するため
の研磨剤供給ホース９０が配設されている。この研磨剤
供給ホース９０の先端開口部はパッド面７４ａと対向状
態に配置されると共に、その基端部は図示しない研磨剤
供給ユニットの研磨剤供給部に連通するように連結され
ている。

【０００５】さらに、パッド７４の上方であって、軸線
Ｃ１の周りに研磨ヘッド８０の軸線Ｃ２から所定円周角
度だけ離隔した個所には、研磨により荒れたパッド面７
４ａを均すためのパッドコンディショナー９２が配設さ
れている。このパッドコンディショナー９２も、研磨ヘ
ッド８０と同様に、パッド７４のパッド面７４ａに対し
て直角をなす軸線Ｃ３の周りに回転できると共に、この
軸線Ｃ３に沿って昇降可能なパッドコンディショナー取
付軸９６の下端部に固着されている。一方、パッドコン
ディショナー取付軸９６の上端部は第２の回転昇降機構
９８に回転、昇降を駆動されるようにして連結されてい
る。

【０００６】また、図７に示す研磨装置において、研磨
ヘッド８０の円周部には、被研磨物７８が研磨ヘッド８
０の下側から離脱して飛び出さないように、リテーナリ
ング１００が取り付けられている。また、パッドコンデ
ィショナー９２は、図８及び図９に示すように、円板か
らなるステンレス鋼製の基板１０２の下側に、環状のダ
イヤモンドドレッサー１０４を取り付けることによって
構成されている。そしてこのダイヤモンドドレッサー１
０４は、環状の台金１０６と、その下面に蒸着したダイ
ヤモンド砥粒１０８から構成されている。

【０００７】上記した構成の従来の研磨装置によって、
研磨時には、定盤回転機構と第１の回転昇降機構８６を
作動させて、定盤７２と研磨ヘッド８０の回転を駆動し
ながら研磨ヘッド８０を下降させる。そして、被研磨物
７８をパッド７４のパッド面７４ａに当接させた後、さ
らに被研磨物７８を加圧することによってその被研磨物
７８の研磨を行う。この研磨時において、スラリー状の
研磨剤８８を研磨剤供給ホース９０よりパッド面７４ａ
上に供給する。

【０００８】そして、上記した研磨作業を繰り返し行
い、パッド７４のパッド面７４ａが荒れて研磨機能が低
下してきた場合には、上記した研磨ヘッド８０による研
磨時、又は、非研磨時に、定盤回転機構と第２の回転昇
降機構９８を作動させて、定盤７２とパッドコンディシ
ョナー９２の回転を駆動しながらパッドコンディショナ
ー９２を下降させる。そして、パッドコンディショナー
９２をパッド７４のパッド面７４ａに当接させた後、さ
らに加圧することによってパッド７４の荒れたパッド面
７４ａをダイヤモンド砥粒１０８により均す、コンディ
ショニング（ドレッシング）を行うようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の研磨装置による研磨方法は、以下のような解決
すべき問題点を有していた。

【００１０】まず、上記した研磨装置による研磨方法に
おいては、被研磨物７８を研磨加工中に、パッド面７４
ａのコンディショニングを行っているダイヤモンドドレ
ッサー１０４の台金１０６から砥粒１０８が剥がれて脱
落すると、この砥粒１０８が被研磨物７８の研磨面を傷
つけることになり、被研磨物７８の研磨加工の歩留りを
低下させることになる。

【００１１】また、図７に示すように、パッド面７４ａ
に被研磨物７８を直接押し当てて研磨することにより被
研磨物７８を研磨するが、この時、定盤７２の軸線Ｃ１
に対する研磨ヘッド取付軸８４の軸線Ｃ２の平行度の精
度が、研磨加工後の被研磨物７８の研磨面内の研磨均一
性（面内均一性）に大きな影響を及ぼす。

【００１２】例えば、研磨ヘッド取付軸８４の軸線Ｃ２
と、定盤７２の軸線Ｃ１間の平行度の精度誤差によっ
て、図１０に示すように、研磨ヘッド８０の被研磨物７
８の研磨面と、パッド面７４ａとの間で相対角度θがｔ
ａｎθ＝１／２０００程度あると、研磨時に、研磨ヘッ
ド８０をパッド７４に当接させて加圧した時に、この精
度誤差から被研磨物７８の加工面は不均一に加圧されて
いる状態となる。そして、この状態で被研磨物７８の研
磨を行うと、被研磨物加工面で強く加圧されているとこ
ろは研磨量が多くなり、加圧の弱いところは加工量が少
なくなり、その結果、被研磨物７８の研磨状態の面内均
一性が悪くなる。

【００１３】また、図１０に示す状態にあるにもかかわ
らず、研磨ヘッド８０側の被研磨物７８の研磨状態の面
内均一性を良好にしようとすると、研磨ヘッド取付軸８
４とパッド７４側の定盤７２を高速回転させて研磨する
ことができず、低速回転で被加工面を研磨せざるを得な
いので、研磨時間が長くなり、加工能率が悪くなる。

【００１４】さらに、被研磨物７８の研磨状態の面内均
一性が悪いため、頻繁にパッド７４を交換しなければな
らず、部品コストが高くなり、パッド７４の交換にかか
る時間や労力も増大することになる。

【００１５】そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、脱
落した砥粒により被研磨物の研磨面を傷つけることを防
止することができ、または／及び、被研磨物の研磨状態
の面内均一性を向上させ、かつ加工能率の向上を図るこ
とができる研磨装置及び研磨方法を提供することを課題
とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明による研磨装置及び研磨方法は、次のよ
うな構成としたものである。

【００１７】（１） 軸線周りに回転駆動される定盤の
上面に固着されパッド面を有するパッドと、定盤の回転
軸線から偏心した位置でパッドの上方に配置され下面側
にパッド面との間に研磨剤を介して研磨される被研磨物
を保持する研磨ヘッドと、研磨ヘッドを回転・昇降して
被研磨物をパッド面に押し当てる研磨ヘッド回転昇降手
段と、定盤の回転軸線から偏心しかつ研磨ヘッドと別の
位置でパッド面上に配置され、非接触状態で超々音波振
動を用いてパッド面の荒れを均すことができるパッド面
均し手段とを備えたことを構成とした研磨装置。

【００１８】（２） 軸線周りに回転駆動される定盤の
上面に固着されパッド面を有するパッドと、定盤の回転
軸線から偏心した位置でパッドの上方に配置され下面側
にパッド面との間に研磨剤を介して研磨される被研磨物
を保持する研磨ヘッドと、研磨ヘッドを回転・昇降して
被研磨物をパッド面に押し当てる研磨ヘッド回転昇降手
段と、被研磨物の研磨面とパッド面との平行度を調整可
能な平行度調整手段と、定盤の回転軸線から偏心しかつ
研磨ヘッドと別の位置でパッド面上に配置されパッド面
の荒れを均すことができるパッド面均し手段とを備えた
ことを構成とした研磨装置。

【００１９】（３） 軸線周りに回転駆動される定盤の
上面に固着されパッド面を有するパッドと、定盤の回転
軸線から偏心した位置でパッドの上方に配置され下面側
にパッド面との間に研磨剤を介して研磨される被研磨物
を保持する研磨ヘッドと、研磨ヘッドを回転・昇降して
被研磨物をパッド面に押し当てる研磨ヘッド回転昇降手
段と、被研磨物の研磨面とパッド面との平行度を調整可
能な平行度調整手段と、定盤の回転軸線から偏心しかつ
研磨ヘッドと別の位置でパッド面上に配置され、非接触
状態で超々音波振動を用いてパッド面の荒れを均すこと
ができるパッド面均し手段とを備えたことを構成とした
研磨装置。

【００２０】（４） 軸線周りに回転駆動される定盤の
上面に固着されパッド面を有するパッドと、定盤の回転
軸線から偏心した位置でパッドの上方に配置され下面側
にパッド面との間に研磨剤を介して研磨される被研磨物
を保持する研磨ヘッドと、研磨ヘッドを回転・昇降して
被研磨物をパッド面に押し当てる研磨ヘッド回転昇降手
段と、被研磨物の研磨面とパッド面との平行度を調整可
能な平行度調整手段と、定盤の回転軸線から偏心しかつ
研磨ヘッドと別の位置でパッド面上に配置され、非接触
状態で超々音波振動を用いてパッド面の荒れを均すこと
ができるパッド面均し手段とを備えた研磨装置を用い
て、平行度調整手段により被研磨物の研磨面とパッドの
パッド面とを平行に調整し、研磨ヘッド回転昇降手段に
より研磨ヘッドに保持された被研磨物の研磨面を回転す
るパッド面に研磨剤を介して押圧して研磨し、研磨の最
中又は研磨の前後にパッド面の荒れをパッド面均し手段
により非接触状態で超々音波振動を用いて均すようにし
たことを特徴とする研磨方法。

【００２１】上記（１）のような構成の研磨装置によれ
ば、パッド面均し手段により非接触状態で超々音波振動
を用いてパッド面の荒れを均すことができるので、従来
のように脱落した砥粒により被研磨物の研磨面を傷つけ
ることを防止することができる。

【００２２】また、上記（２）のような構成の研磨装置
によれば、平行度調整手段により被研磨物の研磨面とパ
ッド面との平行度を調整することができるので、被研磨
物の研磨状態の面内均一性を向上させ、かつ加工能率の
向上を図ることができる。

【００２３】また、上記（３）のような構成の研磨装
置、及び上記（４）のような特徴を有する研磨方法によ
れば、パッド面均し手段により非接触状態で超々音波振
動を用いてパッド面の荒れを均すことができるので、従
来のように脱落した砥粒により被研磨物の研磨面を傷つ
けることを防止することができると共に、平行度調整手
段により被研磨物の研磨面とパッド面との平行度を調整
することができるので、被研磨物の研磨状態の面内均一
性を向上させ、かつ加工能率の向上を図ることができ
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて具体的に説明する。図１ないし図６
は、本発明による研磨装置及び研磨方法の第１の実施の
形態について説明するために参照する図である。

【００２５】まず、図１を参照して、本発明の第１の実
施の形態に係る研磨装置１０の全体構成について説明す
る。なお、同図は研磨装置１０の平面図である。図示す
るように、本実施の形態に係る研磨装置１０は、実際に
研磨される被研磨物としての半導体ウェーハ１２（図２
参照）の研磨を行う研磨ユニット１４と、研磨ユニット
１４で研磨時に使用するスラリー状（微細な固体を混合
した液状）の研磨剤１６（図２参照）を供給する研磨剤
供給ユニット１８と、半導体ウェーハ１２の研磨後に半
導体ウェーハ１２を洗浄して乾燥する洗浄ユニット２０
と、洗浄ユニット２０で使用するＨＦやＮＨ3 等の洗浄
薬液を供給する薬液供給ユニット２２と、半導体ウェー
ハ１２をカセット２４Ａから研磨ユニット１４へ、また
研磨ユニット１４からカセット２４Ｂへ搬送する搬送ユ
ニット２６とから構成される。

【００２６】次に上記した構成を有する研磨装置１０に
おける研磨ユニット１４の構成について、図２を参照し
て詳細に説明する。図示するように、定盤回転機構の駆
動軸２９によって軸線Ｃ１の周りに回転される定盤３０
上には、半導体ウェーハ１２の研磨面（図中下面）を研
磨剤１６と協働して研磨するパッド面３２ａを有するパ
ッド３２が、両面テープ等を用いて固定されている。

【００２７】パッド３２の上方であってその軸線Ｃ１か
ら偏心した位置には、下側に吸着性と緩衝性を有する吸
着フィルム３４を介して半導体ウェーハ１２を取り付け
た、研磨ヘッド３６が配設されている。研磨ヘッド３６
の円周部には、半導体ウェーハ１２が研磨ヘッド３６の
下側から離脱して飛び出さないように、リテーナリング
３７が包囲するように取り付けられている。

【００２８】研磨ヘッド３６は、パッド３２のパッド面
３２ａに対して直角をなす軸線Ｃ２の周りに回転できる
と共に、この軸線Ｃ２に沿って昇降可能な研磨ヘッド取
付軸４４の下端部に固着されている。一方、研磨ヘッド
取付軸４４の上端部は、研磨ヘッド回転昇降機構４６
（研磨ヘッド回転昇降手段）に回転、昇降を駆動される
ようにして連結されており、この研磨ヘッド回転昇降機
構４６は、床面４７上に立設した研磨ヘッド旋回ユニッ
ト４９の上部からパッド３２の上方に向けて水平に延び
る、研磨ヘッド支持アーム５１の先端部に固着されてい
る。

【００２９】また、図２に示すように、パッド３２の上
方には、そのパッド面３２ａにスラリー状の研磨剤１６
を供給するための研磨剤供給ホース４８が配設されてお
り、この研磨剤供給ホース４８の先端開口部はパッド３
２のパッド面３２ａと対向状態に配置されると共に、そ
の基端部は図１に示すように研磨剤供給ユニット１８の
研磨剤供給部に連通するように連結されている。

【００３０】さらに、パッド３２の上方であって、軸線
Ｃ１の周りに研磨ヘッド３６の軸線Ｃ２から所定円周角
度だけ離隔した個所には、研磨により荒れて研磨機能が
低下してきたパッド面３２ａを均すコンディショニング
（ドレッシング）をするためのメガソニック部５０（パ
ッド面均し手段）が配設されている。このメガソニック
部５０も、研磨ヘッド３６と同様に、パッド３２のパッ
ド面３２ａに対して直角をなす軸線Ｃ３に沿って昇降可
能なメガソニック部昇降軸５４の下端部に固着されてい
る。

【００３１】一方、メガソニック部昇降軸５４の上端部
は、メガソニック部昇降機構５６に昇降を駆動されるよ
うにして連結されており、メガソニック部昇降機構５６
は、床面４７上に立設したメガソニック部旋回ユニット
５８の上部から定盤３０の上方に向けて水平に延びる、
メガソニック部支持アーム６０の先端部に固着されてい
る。

【００３２】図３及び図４に示すように、メガソニック
部５０は、メガソニック部昇降軸５４に固着されるホル
ダー６２と、ホルダ６２の下面に２列に互い違いに（千
鳥状に）配列された状態で取り付けられる複数のメガソ
ニック発振器６４から構成されている。ここで、メガソ
ニック発振器６４は、メガヘルツオーダーの超々音波振
動を発生することができる装置であり、半導体ウェーハ
１２を加工中に、この超々音波振動を研磨剤１６を介し
てパッド面３２ａに作用させ、研磨剤１６の超々音波振
動により荒れたパッド面３２ａを均す、コンディショニ
ングを行うことができる。

【００３３】メガソニック発振器６４からのメガソニッ
ク（超々音波振動）の出力は、パッド３２のパッド面３
２ａの荒れた状態等に基づいて調整することができる。
また、メガソニック部５０においては、メガソニック発
振器６４の千鳥状等の配列パターンを変えたり、その数
を増減させることによって、様々な膜種の半導体ウェー
ハの研磨加工が可能となる。

【００３４】また、図２に示すように、メガソニック部
５０は直接的にはパッド３２のパッド面３２ａに接触し
ていない。従って、メガソニック部５０のメガソニック
発振器６４から出力される超々音波振動は、メガソニッ
ク部５０とパッド３２のパッド面３２ａとの間に介在す
るスラリー状の研磨剤１６を通して、超々音波振動をパ
ッド面３２ａに作用させることになる。従って、最適な
状態に均されたパッド面３２ａで研磨することが可能と
なる。

【００３５】また、図２に示すように、本実施の形態で
は、研磨ヘッド３６にはパッド３２のパッド面３２ａの
荒れの形状を測定する測定器６６が取り付けられてお
り、この測定器６６を用いて、研磨前後に、パッド面３
２ａの半径方向の荒れの形状を、研磨ヘッド３６を旋回
させることにより測定することができる。この測定器６
６による測定により、メガソニック部５０の出力や、メ
ガソニック発振器６４の配列、或はその数を決定し、最
適の加工条件でパッド面３２ａの荒れを均すコンディシ
ョニングを行うことができる。

【００３６】また、この測定器６６による測定により、
パッド３２のパッド面３２ａと研磨ヘッド３６側の半導
体ウェーハ１２の研磨面との平行度をも測定することが
できる。従って、研磨ヘッド３６の研磨ヘッド支持アー
ム５１の角度を微調整する機能を有した研磨ヘッド旋回
ユニット４９（平行度調整手段）により、パッド３２の
パッド面３２ａと研磨ヘッド取付軸４４の軸線Ｃ２とが
直角にすることにより、パッド３２のパッド面３２ａと
研磨ヘッド３６側の半導体ウェーハ１２の研磨面との平
行度の誤差を修正するように調整することができる。と
ころで、研磨ヘッド旋回ユニット４９による研磨ヘッド
支持アーム５１の角度調整範囲は±数度程度にすること
ができる。

【００３７】次に、上記した構成を有する研磨装置１０
を用いた半導体ウェーハ１２の研磨方法について、以下
に説明する。研磨時には、定盤回転機構と研磨ヘッド回
転昇降機構４６を駆動して、研磨ヘッド３６と定盤３０
を回転させながら研磨ヘッド３６を下降させ、そして、
半導体ウェーハ１２をパッド３２のパッド面３２ａに当
接させた後、さらに加圧することによって半導体ウェー
ハ１２の研磨を行う。この研磨時において、スラリー状
の研磨剤１６を研磨剤供給ホース４８よりパッド面３２
ａ上に供給する。

【００３８】そして、上記したように半導体ウェーハ１
２の研磨作業を繰り返し行い、パッド３２のパッド面３
２ａが荒れてきた場合には、上記した研磨ヘッド３６に
よる研磨時、又は、非研磨時に、定盤回転機構とメガソ
ニック部５０を駆動して、メガソニック部５０よりメガ
ヘルツオーダの超々音波振動をパッド面３２ａに非接触
状態で印加することによって、研磨剤１６を振動させる
ことによりパッド３２のパッド面３２ａのコンディショ
ニングを行うことができる。

【００３９】このような構成の研磨装置１４によれば、
研磨ヘッド旋回ユニット４９による研磨ヘッド支持アー
ム５１の角度調整により半導体ウェーハ１２の研磨面と
パッド面３２ａとを平行に調整し、研磨ヘッド回転昇降
機構４６により研磨ヘッド３６に保持された半導体ウェ
ーハ１２の研磨面を、回転するパッド面３２ａに研磨剤
１６を介して押圧して研磨し、研磨の最中又は前後にパ
ッド面３２ａの荒れをメガソニック部５０により均すコ
ンディショニングを行うことができる。

【００４０】また、メガソニック部５０は非接触状態で
超々音波振動によりパッド面３２ａの荒れを均すことが
できるので、従来のように脱落した砥粒により半導体ウ
ェーハ１２の研磨面を傷つけることを防止することがで
きる。

【００４１】また、研磨ヘッド旋回ユニット４９は研磨
ヘッド支持アーム５１の角度調整を行うことにより、半
導体ウェーハ１２の研磨面とパッド面３２ａとの平行度
を調整可能なので、半導体ウェーハ１２をパッド面３２
ａに均一に加圧し、面内均一性を向上させることができ
る。また、加工面全体に均一に力がかかることから、研
磨ヘッド取付軸４４及びパッド３２を高速回転させて
も、良好な面内均一性が得られる。

【００４２】したがって、本実施の形態に係る研磨ユニ
ット１４は以下のような効果を奏する。 （１）メガソニックを用いて最適なパッドコンディショ
ンを提供し、かつ、パッドのパッド面と被研磨物の研磨
面の平行度の精度を改善し、研磨を行うことにより面内
均一性を向上することができる。 （２）従来のパッドコンディショナーで問題となってい
た砥粒（ダイヤモンド）落下による被研磨物への損傷
（スクラッチ等）が無くなり、歩留りが向上する。 （３）研磨ヘッドの高速回転による研磨が可能となり、
生産性が向上する。 （４）被研磨物の面内均一性を向上し、パッド形状の状
態を処理ごとに把握できるため、パッドの寿命を延長す
ることができ、消耗品コストを削減できる。

【００４３】次に、図５を参照して、本発明の第２の実
施の形態に係る研磨装置について説明する。図示するよ
うに、この第２の実施の形態に係る研磨装置の研磨ユニ
ット１４Ａは、研磨ヘッド支持アーム５１は研磨ヘッド
旋回ユニット４９に対して固定して、研磨ヘッド旋回ユ
ニット４９自体の角度を微調整することによって、研磨
ヘッド取付軸４４の角度を微調整することにより、パッ
ド３２のパッド面３２ａに対する研磨ヘッド３６側の半
導体ウェーハ１２の研磨面とを平行な状態に保持しなが
ら、半導体ウェーハ１２を研磨することができる。

【００４４】ところで、本実施の形態に係る研磨装置の
研磨ユニット１４Ａのその他の構成は、前記した第１の
実施の形態における研磨装置１０の研磨ユニット１４の
構成と実質的に同一であるので、同一の構成要素は同一
の符号で示して詳しい説明は省略する。このような第２
の実施の形態によっても、前記第１の実施の形態と同様
の効果を得ることができる。

【００４５】

【実施例】図１に示す第１の実施の形態に係る研磨装置
を用いて研磨実験を行った結果について、図６の表を参
照して説明する。この実験における条件としては、低速
時の条件（研磨ヘッド回転数／パッド回転数）は２１／
２０、中速時の同条件は４２／４０、高速時の同条件は
９３／９０とした。そして研磨速度としては、低速条件
は２２４ｎｍ／ｍｉｎ、中速条件は３６６ｎｍ／ｍｉ
ｎ、高速条件は５５０ｎｍ／ｍｉｎとした。

【００４６】そして、半導体ウェーハ１２の研磨面の面
内均一性はその研磨面上の４９点測定により行い、以下
の数式により算出した。 面内均一性＝｛（ＭＡＸ−ＭＩＮ）／（ＭＡＸ＋ＭＩ
Ｎ）｝×１００（％）

【００４７】図６の表において、丸のプロットは本実施
の形態に係る研磨装置におけるデータを、四角のプロッ
トは従来の研磨装置におけるデータを示している。この
図６の表から明らかなように、本実施の形態に係る研磨
装置は、従来の研磨装置と比較して面内均一性が向上し
たことが分かる。特に、高速回転では飛躍的に面内均一
性が向上しており、従来の研磨装置の低速条件（低速回
転）におけるより、本発明に係る研磨装置の高速条件
（高速回転）における方が面内均一性が良く、このため
高速条件での研磨が可能となる。さらに、高速条件の場
合に研磨速度を向上させることができ、低速条件におけ
る場合と比較して加工能率を向上させることができる。

【００４８】なお、前記実施の形態においては被研磨物
が半導体ウェーハである場合について説明したが、本発
明における被研磨物は半導体ウェーハ以外のもの、例え
ばＬＣＤ（液晶）用ガラス板等、半導体ウェーハ以外の
どのようなものであってもよい。

【００４９】また、前記実施の形態においては、研磨ヘ
ッド旋回ユニット４９が研磨ヘッド支持アーム５１の角
度を微調整することにより、パッド３２のパッド面３２
ａと研磨ヘッド３６側の半導体ウェーハ１２の研磨面と
の平行度の誤差を修正するようにしたが、メガソニック
部旋回ユニット５８がメガソニック部支持アーム６０の
角度を微調整することにより、パッド３２のパッド面３
２ａとメガソニック部５０の下面との平行度を向上させ
るようにしてもよい。

【００５０】以上、本発明の実施の形態について具体的
に述べてきたが、本発明は上記の実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の技術的思想に基づいて、その
他にも各種の変更が可能となる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る本
発明の研磨装置によれば、パッド面均し手段により非接
触状態で超々音波振動を用いてパッド面の荒れを均すこ
とができるので、従来のように脱落した砥粒により被研
磨物の研磨面を傷つけることを防止することができる。

【００５２】また、請求項２に係る本発明の研磨装置に
よれば、平行度調整手段により被研磨物の研磨面とパッ
ド面との平行度を調整することができるので、被研磨物
の研磨状態の面内均一性を向上させ、かつ加工能率の向
上を図ることができる。

【００５３】さらに、請求項３に係る本発明の研磨装
置、及び請求項７に係る本発明の研磨方法によれば、パ
ッド面均し手段により非接触状態で超々音波振動を用い
てパッド面の荒れを均すことができるので、従来のよう
に脱落した砥粒により被研磨物の研磨面を傷つけること
を防止することができると共に、平行度調整手段により
被研磨物の研磨面とパッド面との平行度を調整すること
ができるので、被研磨物の研磨状態の面内均一性を向上
させ、かつ加工能率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る研磨装置の平
面図である。

【図２】図１の研磨装置における研磨ユニットの正面図
である。

【図３】図１の研磨装置のメガソニック部の拡大正面図
である。

【図４】図３のメガソニック部の下面図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る研磨装置の研
磨ユニットの正面図である。

【図６】被研磨物の面内均一性に関する本発明の実施の
形態と従来の研磨装置の実験結果を示すグラフである。

【図７】従来の研磨装置の正面図である。

【図８】従来の研磨装置のパッドコンディショナーの側
面図及びその部分拡大図である。

【図９】図８のパッドコンディショナーの下面図であ
る。

【図１０】従来の問題点を説明するための研磨装置の要
部側面図である。

【符号の説明】

１０…研磨装置、１２…被研磨物、１４，１４Ａ…研磨
ユニット、１６…研磨剤、１８…研磨剤供給ユニット、
２０…洗浄ユニット、２２…薬液供給ユニット、２４
Ａ、２４Ｂ…カセット、２６…搬送ユニット、２９…駆
動軸、３０…定盤、３２…パッド、３２ａ…パッド面、
３４…吸着フィルム、３６…研磨ヘッド、３７…リテー
ナリング、４４…研磨ヘッド取付軸、４６…研磨ヘッド
回転昇降手段、４７…床面、４９…研磨ヘッド旋回ユニ
ット、５０…メガソニック部、５１…研磨ヘッド支持ア
ーム、５４…メガソニック部昇降軸、５６…メガソニッ
ク部昇降機構、５８…メガソニック部旋回ユニット、６
０…メガソニック部支持アーム、６２…ホルダー、６４
…メガソニック発振器、６６…測定器、７４…ストリッ
パー取付ロッド、７４…パッド、７４ａ…パッド面、７
５…スプリング、７６…スプリング、７７…パンチプレ
ート、７８…被研磨物、７９…台板、８０…研磨ヘッ
ド、８４…研磨ヘッド取付軸、８６…第１の回転昇降機
構、８８…研磨剤、９０…研磨剤供給ホース、９２…パ
ッドコンディショナー、９６…パッドコンディショナー
取付軸、９８…第２の回転昇降機構、１００…リテーナ
リング、１０２…ステンレス鋼製の基板、１０４…ダイ
ヤモンドドレッサー、１０６…環状の台金、１０８…ダ
イヤモンド砥粒、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３…軸線、

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線周りに回転駆動される定盤の上面に
   固着されパッド面を有するパッドと、 前記定盤の回転軸線から偏心した位置で前記パッドの上
   方に配置され下面側に前記パッド面との間に研磨剤を介
   して研磨される被研磨物を保持する研磨ヘッドと、 前記研磨ヘッドを回転・昇降して前記被研磨物を前記パ
   ッド面に押し当てる研磨ヘッド回転昇降手段と、 前記定盤の回転軸線から偏心しかつ前記研磨ヘッドと別
   の位置で前記パッド面上に配置され、非接触状態で超々
   音波振動を用いてパッド面の荒れを均すことができるパ
   ッド面均し手段とを備えたことを特徴とする研磨装置。
2. 【請求項２】 軸線周りに回転駆動される定盤の上面に
   固着されパッド面を有するパッドと、 前記定盤の回転軸線から偏心した位置で前記パッドの上
   方に配置され下面側に前記パッド面との間に研磨剤を介
   して研磨される被研磨物を保持する研磨ヘッドと、 前記研磨ヘッドを回転・昇降して前記被研磨物を前記パ
   ッド面に押し当てる研磨ヘッド回転昇降手段と、 前記被研磨物の研磨面と前記パッド面との平行度を調整
   可能な平行度調整手段と、 前記定盤の回転軸線から偏心しかつ前記研磨ヘッドと別
   の位置で前記パッド面上に配置されパッド面の荒れを均
   すことができるパッド面均し手段とを備えたことを特徴
   とする研磨装置。
3. 【請求項３】 軸線周りに回転駆動される定盤の上面に
   固着されパッド面を有するパッドと、 前記定盤の回転軸線から偏心した位置で前記パッドの上
   方に配置され下面側に前記パッド面との間に研磨剤を介
   して研磨される被研磨物を保持する研磨ヘッドと、 前記研磨ヘッドを回転・昇降して前記被研磨物を前記パ
   ッド面に押し当てる研磨ヘッド回転昇降手段と、 前記被研磨物の研磨面と前記パッド面との平行度を調整
   可能な平行度調整手段と、 前記定盤の回転軸線から偏心しかつ前記研磨ヘッドと別
   の位置で前記パッド面上に配置され、非接触状態で超々
   音波振動を用いてパッド面の荒れを均すことができるパ
   ッド面均し手段とを備えたことを特徴とする研磨装置。
4. 【請求項４】 前記パッド面均し手段はメガソニック発
   振器を具備し、このメガソニック発振器は前記パッド面
   に向けて研磨剤を介して超々音波振動を印加することを
   特徴とする請求項１記載の研磨装置。
5. 【請求項５】 前記研磨ヘッドに前記パッド面の荒れの
   形状を測定する測定器を取り付け、この測定器によって
   研磨前後に前記パッド面の半径方向の荒れの形状を、前
   記研磨ヘッドを旋回させることにより測定するようにし
   たことを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
6. 【請求項６】 前記平行度調整手段は前記研磨ヘッド回
   転昇降手段を傾き可能とすることにより、前記研磨ヘッ
   ドが保持する前記被研磨物の研磨面と前記パッド面との
   平行度を調整可能としたことを特徴とする請求項２記載
   の研磨装置。
7. 【請求項７】 軸線周りに回転駆動される定盤の上面に
   固着されパッド面を有するパッドと、 前記定盤の回転軸線から偏心した位置で前記パッドの上
   方に配置され下面側に前記パッド面との間に研磨剤を介
   して研磨される被研磨物を保持する研磨ヘッドと、 前記研磨ヘッドを回転・昇降して前記被研磨物を前記パ
   ッド面に押し当てる研磨ヘッド回転昇降手段と、 前記被研磨物の研磨面と前記パッド面との平行度を調整
   可能な平行度調整手段と、 前記定盤の回転軸線から偏心しかつ前記研磨ヘッドと別
   の位置で前記パッド面上に配置され、非接触状態で超々
   音波振動を用いてパッド面の荒れを均すことができるパ
   ッド面均し手段とを備えた研磨装置を用いて、 前記平行度調整手段により前記被研磨物の研磨面と前記
   パッドのパッド面とを平行に調整し、 前記研磨ヘッド回転昇降手段により前記研磨ヘッドに保
   持された前記被研磨物の研磨面を回転する前記パッド面
   に研磨剤を介して押圧して研磨し、 前記研磨の最中又は研磨の前後に前記パッド面の荒れを
   前記パッド面均し手段により非接触状態で超々音波振動
   を用いて均すようにしたことを特徴とする研磨方法。