JPH07314302A - Polishing method of hard wafer and device thereof - Google Patents

Polishing method of hard wafer and device thereof

Info

Publication number
JPH07314302A
JPH07314302A JP13377394A JP13377394A JPH07314302A JP H07314302 A JPH07314302 A JP H07314302A JP 13377394 A JP13377394 A JP 13377394A JP 13377394 A JP13377394 A JP 13377394A JP H07314302 A JPH07314302 A JP H07314302A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
polishing
holder
hard
shaft
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
JP13377394A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiko Ikegaya
明彦 池ケ谷
Keiichiro Tanabe
敬一朗 田辺
Yuichiro Seki
裕一郎 関
Naoharu Fujimori
直治 藤森
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.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP13377394A priority Critical patent/JPH07314302A/en
Priority to EP98202653A priority patent/EP0878268B1/en
Priority to DE69526129T priority patent/DE69526129T2/en
Priority to EP95302845A priority patent/EP0684106B1/en
Priority to DE69516035T priority patent/DE69516035T2/en
Priority to ZA953681A priority patent/ZA953681B/en
Priority to IL11367095A priority patent/IL113670A0/en
Priority to KR1019950013214A priority patent/KR0147144B1/en
Publication of JPH07314302A publication Critical patent/JPH07314302A/en
Priority to US08/874,536 priority patent/US5855998A/en
Priority to US09/048,291 priority patent/US6193585B1/en
Priority to US09/572,180 priority patent/US6428399B1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To polish a hard wafer flarly in a uniform manner by attaching this hard film-covered wafer with specified hardness to a holder after being projected, and making this holder perform its rocking motion so as to be slightly tilted to a shaft. CONSTITUTION:A hard film-covered wafer 2 attached with a hard material of more than 3000 in vickers hardness on the one-side surface of a base plate is clamped at the center of a disklike holder in a state of being projectingly warped, pressing it to a rotating abrasive plate (for example, a diamond wheel) 1, and concentrated load is added to the center of the holder 3, rotating this holder 3, and then a surface of the holder 3 is made so as to be tiltable to the surface of an abrasive plate 1. Then, this holder surface is gradually tilating to the abrasive plate 1 (rocking motion), and the wafer 2 is polished so as to make a contact surface between the warped wafer 2 and the abrasive plate 1 shift from the center to the periphery, or from the periphery to the center. With this constitution, the hard wafer 2 formed with a hard film on the base substance is flatly polishable in a uniform manner.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、エレクトロニクス分
野、光学分野などで利用できる硬質物質被覆ウエハ−の
硬質物の表面を研磨する研磨方法および研磨装置に関す
る。特に、気相合成法によりダイヤモンドを被覆したウ
エハ−の被覆面を研磨する方法と装置に関する。被覆す
る硬質物質というのはダイヤモンド、ダイヤモンド状炭
素、ｃ−ＢＮなどを意味する。基板材料はより柔らかい
物質である。Ｓｉ、Ｍｏなどが基板になる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing method and a polishing apparatus for polishing the surface of a hard material of a hard material-coated wafer which can be used in the fields of electronics and optics. In particular, it relates to a method and an apparatus for polishing the coated surface of a wafer coated with diamond by a vapor phase synthesis method. The hard material to be coated means diamond, diamond-like carbon, c-BN and the like. The substrate material is a softer substance. Si, Mo, etc. serve as the substrate.

【０００２】[0002]

【従来の技術】ダイヤモンドは現在入手できる材料の中
で最も硬い材料である。これ以上に硬い材料がない。ダ
イヤモンドを機械的に研磨するには、ダイヤモンドをダ
イヤモンドで削ることによって行なわれる。これを共削
りという。Diamond is the hardest material available today. There is no harder material than this. Mechanical polishing of diamond is performed by grinding diamond with diamond. This is called co-sharpening.

【０００３】遊離砥粒による方法と、固定砥粒による方
法がある。前者の方法としてスカイフ研磨方法が知られ
ている。これは鉄系の研磨板とダイヤモンド遊離砥粒を
用いる。ホルダ−に固定したダイヤモンド板を研磨板に
押しつけ、ダイヤモンド砥粒を含む研磨液を研磨板面に
流しながら、研磨板を公転させ、ホルダ−を自転させて
ダイヤモンド面をダイヤモンド遊離砥粒の作用により研
磨する。これは遊離砥粒ダイヤモンドを使うのでダイヤ
モンド砥粒の損失が大きい。研磨速度も遅くて仕上げ精
度も良くない。There are a method using free abrasive grains and a method using fixed abrasive grains. The Skaif polishing method is known as the former method. This uses an iron-based polishing plate and diamond free abrasive grains. The diamond plate fixed to the holder is pressed against the polishing plate, the polishing plate is revolved while flowing the polishing liquid containing the diamond abrasive grains on the polishing plate surface, and the holder is rotated to rotate the diamond surface by the action of the diamond free abrasive grains. Grind. Since this uses loose abrasive grains, the loss of diamond grains is large. The polishing speed is slow and the finishing accuracy is not good.

【０００４】固定砥粒によるものは、ダイヤモンドを固
定した砥石でダイヤモンド板を擦ることにより研磨する
ものである。ダイヤモンドの固定手段の相違によって幾
つかの種類のダイヤモンド砥石がある。フェノ−ルレジ
ンやポリイミド樹脂などでダイヤモンド砥粒を固定した
ものはレジンボンド砥石という。ブロンズ、コバルト、
タングステン、鉄、ニッケルなどの金属で固定したもの
はメタルボンド砥石という。ダイヤモンド砥粒をニッケ
ル等のメッキ膜によって固定したものが電着砥石であ
る。これら固定ダイヤモンド粒子を用いるものはダイヤ
モンド粒子が流れて損失にならないという利点がある。The fixed abrasive grains are used to grind a diamond plate by rubbing the diamond plate with a whetstone to which diamond is fixed. There are several types of diamond whetstones depending on the method of fixing the diamond. A resin-bonded grindstone is one in which diamond abrasive grains are fixed with phenol resin or polyimide resin. Bronze, cobalt,
What is fixed with a metal such as tungsten, iron or nickel is called a metal bond grindstone. An electroplated whetstone is obtained by fixing diamond abrasive grains with a plating film of nickel or the like. Those using these fixed diamond particles have an advantage that the diamond particles do not flow and become a loss.

【０００５】研磨するべきダイヤモンド板をホルダ−に
付け、回転する砥石に押しつけて、ホルダ−も回転させ
て、物理的作用でダイヤモンド表面を研磨する。これら
の方法は、ダイヤモンド板、膜を、ダイヤモンド砥粒に
よって擦り、物理的にダイヤモンド表面を削ろうとする
ものである。これらの方法はいずれも研磨を進行させる
ために、研磨面に高い負荷をかける必要がある。高い圧
力を加えて硬いダイヤモンド表面を、同じ硬さのダイヤ
モンド砥粒で削るからである。高負荷により砥粒も試料
表面のダイヤモンドも同様に減耗してゆく。高い圧力が
かかっていないと両者が単に滑るだけで削ることができ
ない。A diamond plate to be polished is attached to a holder, pressed against a rotating grindstone, and the holder is also rotated to polish the diamond surface by a physical action. In these methods, a diamond plate and a film are rubbed with diamond abrasive grains to physically scrape the diamond surface. In any of these methods, it is necessary to apply a high load to the polishing surface in order to progress the polishing. This is because a hard diamond surface is ground by applying high pressure with diamond abrasive grains of the same hardness. Due to the high load, the abrasive grains and the diamond on the sample surface are also worn out. If high pressure is not applied, both will simply slide and cannot be scraped.

【０００６】高い負荷をかけないで研磨を進行させる方
法も提案されている。特開平２−２６９００号はダイヤ
モンド砥粒を使わず、酸化性雰囲気下で、加熱した平滑
な金属板にダイヤモンドを接触させて、ダイヤモンドを
化学的に研磨する熱化学的研磨法を開示している。A method of advancing polishing without applying a high load has also been proposed. Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-26900 discloses a thermochemical polishing method in which diamond is chemically polished by bringing a diamond into contact with a heated smooth metal plate in an oxidizing atmosphere without using diamond abrasive grains. .

【０００７】図１及び図２により従来例に係る研磨方法
を説明する。研磨板１（研磨定盤）はダイヤモンド砥石
である。研磨されるべきウエハ−２を下面に固定したホ
ルダ−３はシャフト４に固定してある。ホルダ−３の面
は研磨板面に平行になるようにしてある。シャフト４の
上には空圧または油圧シリンダ５が設けられる。これは
シャフト４を通じて、ホルダ−３に圧力をかける。ダイ
ヤモンドなどの硬質物を研磨するには強い負荷をかける
ことが必須になる。ア−ム６はシリンダ５とシャフト４
を支持する。ア−ム６は半径方向に往復運動し、ウエハ
−２が研磨板１に接触する部分が半径方向に移動するよ
うにする。A conventional polishing method will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The polishing plate 1 (polishing surface plate) is a diamond grindstone. A holder 3 having a wafer 2 to be polished fixed to the lower surface is fixed to a shaft 4. The surface of the holder-3 is arranged to be parallel to the surface of the polishing plate. A pneumatic or hydraulic cylinder 5 is provided on the shaft 4. This exerts pressure on the holder-3 through the shaft 4. A strong load is essential for polishing hard materials such as diamond. The arm 6 is a cylinder 5 and a shaft 4.
Support. The arm 6 reciprocates in the radial direction so that the portion where the wafer 2 contacts the polishing plate 1 moves in the radial direction.

【０００８】研磨板１の中央部にも周辺部にも等しくウ
エハ−が接触することによって、研磨板の摩耗を均等に
する。均等に摩耗すれば研磨板の平坦性を保持できるか
ら長い期間に渡って使用することができる。ホルダ−は
この場合自転しない。研磨板の公転による砥石とウエハ
−の摩擦によって、ウエハ−の硬質膜が研磨される。The wafer is evenly contacted with both the central portion and the peripheral portion of the polishing plate 1, so that the polishing plate is evenly worn. If it is worn evenly, the flatness of the polishing plate can be maintained, so that it can be used for a long period of time. The holder does not rotate in this case. The hard film on the wafer is polished by the friction between the grindstone and the wafer due to the revolution of the polishing plate.

【０００９】この研磨装置によって、ダイヤモンド被膜
のようにビッカ−ス硬度３０００以上の硬質物質を研磨
しようとすると次の問題がある。The following problems are encountered when polishing a hard substance having a Vickers hardness of 3000 or more, such as a diamond coating, with this polishing apparatus.

【００１０】一つは研磨面が非平行の時に発生する問題
である。ウエハ−を良好に研磨するには、ウエハ−面と
研磨板面を厳密に平行に維持しなければならない。とこ
ろが研磨板に対してウエハ−を完全に平行にするのは難
しい。少しでも平行からずれていると、硬質被膜が斜め
に削られ、一様な被膜にならない。これは望ましい状態
ではなく、一様な厚みの硬質物質層を得たいものであ
る。硬質膜が薄い場合は、最初に研磨板に接触した部分
から局所的に研磨が進行し、研磨面がウエハ−全体に広
がる前に基板の一部が露呈するということになる。そう
なると、これはもはや硬質ウエハ−としては使えなくな
る。これは傾斜摩耗の問題と呼ぶことができよう。One is a problem that occurs when the polishing surfaces are not parallel. In order to polish a wafer well, the wafer surface and the polishing plate surface must be kept strictly parallel. However, it is difficult to make the wafer parallel to the polishing plate. If it deviates from the parallel even a little, the hard coating is shaved diagonally and the coating is not uniform. This is not the desired state and it is desired to have a hard material layer of uniform thickness. When the hard film is thin, the polishing locally progresses from the portion that first contacts the polishing plate, and a part of the substrate is exposed before the polishing surface spreads over the entire wafer. Then it can no longer be used as a hard wafer. This could be called the problem of tilt wear.

【００１１】もう一つの問題は、ウエハ−にうねりや凹
凸がある場合である。Ｓｉウエハ−の場合なら柔らかい
ので、凹部の深さ以上の研磨代を取れば凹凸が簡単に消
失するため問題はない。しかし凹凸のある硬質物質を被
覆した場合は大きな問題となる。ダイヤモンド膜などの
硬質膜は研磨が難しく、研磨速度が極端に遅い。研磨の
初期段階では、研磨板が硬質ウエハ−の最も突出した部
分に接触する。この場合、接触面積が狭いので、研磨が
適当な速度で進行する。研磨が進み、凹部も研磨板に接
触するようになると接触面積が増えて単位面積当たりの
圧力が低下するために研磨速度が低下する。負荷を増や
せば、さらに研磨を進行させることができる筈である。Another problem is that the wafer has undulations and irregularities. In the case of a Si wafer, since it is soft, there is no problem because the unevenness is easily lost if a polishing allowance greater than the depth of the recess is taken. However, when a hard material having irregularities is coated, it becomes a big problem. Hard films such as diamond films are difficult to polish and the polishing rate is extremely slow. In the initial stage of polishing, the polishing plate contacts the most protruding portion of the hard wafer. In this case, since the contact area is small, polishing proceeds at an appropriate speed. As the polishing progresses and the recess also comes into contact with the polishing plate, the contact area increases and the pressure per unit area decreases, so that the polishing rate decreases. If the load is increased, polishing should be able to proceed further.

【００１２】しかし負荷は無制限にかけられるわけでは
ない。ウエハ−が割れない範囲に負荷の大きさが制限さ
れる。このため、凹部であった部分が研磨されずに残っ
てしまう。つまり凹凸うねりのあるウエハ−の場合は、
未研磨部、不完全研磨部が残る。これは図１のようにホ
ルダ−を回転しない装置の欠点であった。However, the load is not unlimited. The magnitude of the load is limited to the range where the wafer is not broken. Therefore, the recessed portion remains without being polished. That is, in the case of a wafer with uneven waviness,
An unpolished portion and an incompletely polished portion remain. This is a drawback of the device that does not rotate the holder as shown in FIG.

【００１３】図２に示すものは他の従来例に係る研磨装
置の斜視図である。ホルダ−も回転するようにした例で
ある。回転する研磨板１はダイヤモンド砥石よりなる。
ウエハ−２はホルダ−３の下面に固定してある。ホルダ
−３はシャフト４により支持される。シャフト４は軸受
により回転自在に支持される。シャフト４の上方には、
シャフトに負荷をかけるための油圧または空圧シリンダ
５が設けられる。ア−ム６には、シャフトを回転駆動す
るためのモ−タ７がある。モ−タの回転力がベルト８、
プ−リを介してシャフト４に伝わる。この回転力によっ
てホルダ−、ウエハ−が自転する。研磨板１の公転と、
ウエハ−の自転によって、ウエハ−が研磨されてゆく。FIG. 2 is a perspective view of a polishing apparatus according to another conventional example. This is an example in which the holder is also rotated. The rotating polishing plate 1 is composed of a diamond grindstone.
The wafer-2 is fixed to the lower surface of the holder-3. The holder-3 is supported by the shaft 4. The shaft 4 is rotatably supported by bearings. Above the shaft 4,
A hydraulic or pneumatic cylinder 5 is provided for loading the shaft. The arm 6 has a motor 7 for rotationally driving the shaft. The rotating force of the motor is belt 8,
It is transmitted to the shaft 4 via the pulley. This rotational force causes the holder and the wafer to rotate. Revolution of the polishing plate 1,
The wafer is polished by the rotation of the wafer.

【００１４】これはモ−タにより強制的に回転させるも
のである。もっと簡単に、シャフトを軸受で支持するだ
けでも良い。モ−タによる回転力がなくても、自然にホ
ルダ−は回転する。つまり研磨板とホルダ−の接触にお
いて、中央部と周辺部での線速度が違うので、ホルダ−
が静止できず回転するのである。これを連れまわりとい
う。能動的にホルダ−を回す場合でも受動的にホルダ−
が回転する場合でもウエハ−が自転する。This is forcibly rotated by a motor. More simply, the shaft may be supported by bearings. The holder naturally rotates even if there is no rotational force from the motor. In other words, in the contact between the polishing plate and the holder, the linear velocities in the central and peripheral parts are different,
Is unable to stand still and rotates. This is called companionship. Even when the holder is actively rotated, the holder is passively
Even if the wafer rotates, the wafer rotates on its axis.

【００１５】ウエハ−が自転するので、ウエハ−の接触
が平均化される。ホルダ−のシャフトが研磨板面の法線
に対して傾いている場合に研磨面が傾斜するという傾斜
摩耗の問題は解決される。しかしウエハ−に凹凸ねじれ
がある場合に未研磨部が残るという問題は、依然として
解決できない。凹部に届くまで研磨除去すれば平坦にな
るはずである。しかし極端に研磨しにくいダイヤモンド
被膜の場合、研磨による除去量を大きくすることができ
ない。負荷を増やせばいくらでも研磨できそうである。
しかし基板が割れてはいけないから負荷の増加も制限さ
れる。このため、単位当たりの圧力が不足してそれ以上
削れなくなる。Since the wafer rotates, the contact between the wafers is averaged. The problem of tilt wear, in which the polishing surface tilts when the holder shaft is tilted with respect to the normal to the polishing plate surface, is solved. However, the problem that an unpolished portion remains when the wafer has uneven twist cannot be solved. It should be flat if it is removed by polishing until it reaches the recess. However, in the case of a diamond coating that is extremely difficult to polish, the amount removed by polishing cannot be increased. It seems that you can polish as much as you want by increasing the load.
However, the increase in load is also limited because the board must not break. For this reason, the pressure per unit is insufficient and it cannot be scraped any more.

【００１６】硬質物質被膜に５０μｍをこえる凹凸があ
る場合は、凹部まで完全に削ることができない。未研磨
部分が大きく残留する。凹凸が２０μｍ〜４０μｍの程
度でも、未研磨部、不完全研磨部が残りやすい。図６に
より不完全研磨の３状態を説明する。は平坦な試料を
研磨した場合を示す。この場合未研磨部がランダムに現
われる。は基板が凹型に反る場合を示す。この場合は
内奥部に未研磨部が残る。は基板が凸型の反る場合を
示す。この場合は外周部近くに未研磨部が残る。これが
主な不完全研磨のカテゴリ−である。図１のように固定
ホルダ−の場合に現われる傾斜摩耗はここには示さな
い。If the hard material coating has irregularities of more than 50 μm, even the concave portions cannot be completely ground. A large amount of unpolished portion remains. Even if the unevenness is about 20 μm to 40 μm, unpolished portions and incompletely polished portions are likely to remain. Three states of incomplete polishing will be described with reference to FIG. Shows the case where a flat sample is polished. In this case, unpolished portions appear randomly. Shows the case where the substrate warps concavely. In this case, an unpolished part remains inside the inner part. Shows the case where the substrate is convex and warped. In this case, an unpolished portion remains near the outer peripheral portion. This is the main category of incomplete polishing. The tilt wear that occurs in the case of a fixed holder as in FIG. 1 is not shown here.

【００１７】[0017]

【発明が解決しようとする課題】ダイヤモンド膜や、ダ
イヤモンド状炭素膜、ｃ−ＢＮ膜を基板に被覆したウエ
ハ−をエレクトロニクス分野で利用するには、既存のウ
エハ−プロセスによって処理できるようになっていなけ
ればならない。例えば微細加工のためにフォトリソグラ
フィ−などの技術が適用できなければならない。このた
めウエハ−は平坦でなければならない。ウエハ−プロセ
ス技術はＳｉウエハ−を対象にして高度に進歩したもの
である。硬質ウエハ−もこれらの技術に対応できるもの
であることが必要である。In order to utilize a wafer having a substrate coated with a diamond film, a diamond-like carbon film or a c-BN film in the electronics field, it can be processed by an existing wafer process. There must be. Techniques such as photolithography for microfabrication must be applicable. Therefore, the wafer must be flat. Wafer process technology is a highly advanced process for Si wafers. The hard wafer must also be compatible with these technologies.

【００１８】硬質物質ウエハ−も、半導体作製プロセス
における設備上の要求を満たさなければならない。半導
体作製プロセスに要求されるウエハ−のサイズは直径２
インチ以上であり、厚さは１ｍｍ以下である。電子デバ
イスの小型化は益々進み、デバイスの寸法を小さくする
ためにウエハ−の厚さは可能な限り薄くすることが望ま
れている。Ｓｉウエハ−の場合はこのような技術は既に
確立している。Hard material wafers must also meet the equipment requirements of the semiconductor fabrication process. Wafer size required for semiconductor manufacturing process is diameter 2
The thickness is 1 inch or more and the thickness is 1 mm or less. As electronic devices become smaller and smaller, it is desired to make the thickness of the wafer as thin as possible in order to reduce the size of the device. In the case of Si wafer, such a technique has already been established.

【００１９】ダイヤモンドやｃ−ＢＮのように硬質の物
質は全体が同一物質でできた大きく広いウエハ−を作製
することはできない。これらの物質は薄い被膜なら簡単
に製作できる。そこで適当な基板の上にこれら硬質物質
を被覆してウエハ−とする。基板と被覆とからなる２層
構造のウエハ−である。Hard materials such as diamond and c-BN cannot make large and wide wafers made of the same material. These materials are easy to make if they are thin coatings. Then, a suitable substrate is coated with these hard substances to obtain a wafer. The wafer has a two-layer structure including a substrate and a coating.

【００２０】ダイヤモンド被覆ウエハ−は公知のプラズ
マＣＶＤ法や熱フィラメントＣＶＤ法等により作製され
る。基板はさまざまな材料を使うことができるが、最も
好適な材料はＳｉウエハ−である。基板の上にダイヤモ
ンドを被覆して硬質ウエハ−とした場合、これの表面を
平滑、平坦にするために研磨しなければならない。The diamond-coated wafer is produced by a known plasma CVD method or hot filament CVD method. A variety of materials can be used for the substrate, but the most preferred material is a Si wafer. When a diamond is coated on a substrate to form a hard wafer, it must be polished to make its surface smooth and flat.

【００２１】ところがダイヤモンドは既存の物質中最も
硬くて非常に研磨しにくい物質である。ダイヤモンドよ
り硬い物質がないので、ダイヤモンドを機械的に研磨す
る場合はダイヤモンド砥粒を使って共削りする。この時
高い圧力を研磨面にかける必要がある。However, diamond is the hardest material existing and is very difficult to polish. Since there is no harder material than diamond, when diamond is mechanically polished, it is co-ground with diamond abrasives. At this time, it is necessary to apply a high pressure to the polishing surface.

【００２２】ダイヤモンドウエハ−は高い面圧に耐える
ものでなければならない。ところがダイヤモンドウエハ
−と言っても例えばＳｉをダイヤモンド被膜で覆っただ
けのものである。研磨のための高負荷は結局基板である
材料にかかることになる。The diamond wafer must be able to withstand high surface pressures. However, even if it is called a diamond wafer, for example, Si is simply covered with a diamond film. The high load for polishing ultimately results in the material being the substrate.

【００２３】基板であるＳｉは脆性材料である。Ｓｉウ
エハ−の直径が大きくなり、より薄くなると、高い面圧
に耐えず、割れるという問題がある。他の材料を基板に
しても同様に研磨時の高負荷に耐えないという問題があ
る。高負荷によるウエハ−の割れ、破壊というのが問題
の一つである。これを解決しなければならない。The substrate Si is a brittle material. When the diameter of the Si wafer becomes larger and thinner, there is a problem that it cannot withstand a high surface pressure and cracks. Even if the substrate is made of another material, there is a problem that it cannot withstand a high load during polishing. One of the problems is the cracking and destruction of the wafer due to high load. We have to solve this.

【００２４】さらに問題がある。基板の上にダイヤモン
ド被覆したウエハ−は、２層構造のために強い反りを発
生する。ダイヤモンド膜被覆時に基板とダイヤモンドの
線膨張率の違いに起因して熱応力が発生する。またダイ
ヤモンド膜自体が真性応力を持つ。熱応力と真性応力に
よりウエハ−には大きな反りが発生する。There is a further problem. The wafer coated with diamond on the substrate has a strong warp due to the two-layer structure. When the diamond film is coated, thermal stress occurs due to the difference in linear expansion coefficient between the substrate and diamond. Further, the diamond film itself has an intrinsic stress. A large warp occurs on the wafer due to thermal stress and intrinsic stress.

【００２５】従来の研磨法は、平坦な対象物を平坦な研
磨板によって研磨するものである。反りのある薄板を削
ることには不適である。反りのあるウエハ−を従来の研
磨方法で研磨するには平坦な面を持つホルダ−に反りを
消すようにウエハ−を張りつけて、ホルダ−を研磨板に
あて、相対回転させるということになる。これには次の
問題があって実際には役に立たない。The conventional polishing method is to polish a flat object with a flat polishing plate. It is not suitable for scraping warped thin plates. In order to polish a warped wafer by a conventional polishing method, the wafer is attached to a holder having a flat surface so as to eliminate the warp, the holder is applied to a polishing plate and relatively rotated. This has the following problems and is not really useful:

【００２６】一つは研磨時にウエハ−が割れやすいとい
うことである。また被覆層を均一に研磨するのが難し
い。また研磨後の被覆層の厚さが不均一になる。このよ
うな問題があって、従来の平坦物を研磨する方法は、基
板と硬質物質の２層構造を持つ硬質ウエハ−の研磨には
適用することができない。One is that the wafer is easily broken during polishing. Further, it is difficult to uniformly polish the coating layer. Further, the thickness of the coating layer after polishing becomes uneven. Due to such a problem, the conventional method for polishing a flat object cannot be applied to polishing a hard wafer having a two-layer structure of a substrate and a hard substance.

【００２７】Ｈｖ３０００以上の硬質物質をより柔らか
い基板の上に被覆してなる反りのある複合ウエハ−の硬
質膜を、ウエハ−を破損することなく鏡面研磨する方法
を提供することが本発明の第１の目的である。硬質膜と
基板よりなるウエハ−を硬質層の膜厚ばらつきが少なく
なるように均一に研磨する方法を提供することが本発明
の第２の目的である。複合ウエハ−の硬質膜を効率よく
研磨する方法を提供することが本発明の第３の目的であ
る。It is an object of the present invention to provide a method for mirror-polishing a hard film of a warped composite wafer obtained by coating a hard material of Hv 3000 or more on a softer substrate without damaging the wafer. It is the purpose of 1. A second object of the present invention is to provide a method for uniformly polishing a wafer composed of a hard film and a substrate so that the film thickness of the hard layer is reduced. It is the third object of the present invention to provide a method for efficiently polishing a hard film of a composite wafer.

【００２８】[0028]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、Ｈｖ３０
００以上の硬質物、特にダイヤモンドを被覆したウエハ
−の硬質膜を、ウエハ−が破損せず、研磨後の膜厚が均
一になり、効率よく鏡面研磨する方法を鋭意研究した。
これにより以下に述べる発明を成し遂げた。[Means for Solving the Problems]
The inventors have earnestly studied a method for efficiently mirror-polishing a hard film of 00 or more, especially a hard film of a diamond-coated wafer, which does not damage the wafer and makes the film thickness uniform after polishing.
As a result, the invention described below has been achieved.

【００２９】本発明の方法は、ビッカ−ス硬度３０００
以上の硬質物質を基板の片側の表面に被覆した硬質膜被
覆ウエハ−を円盤状のホルダ−の中央に凸反りの状態で
固定し、回転する研磨板に押し当て、ホルダ−の中心に
集中荷重を加え、ホルダ−を回転させ、ホルダ−面が研
磨板面に対して傾斜できるようにし、ホルダ−面を研磨
板に対して徐々に傾けてゆき、反りのあるウエハ−と研
磨板の接触面を中心から周辺へ或いは周辺から中心に移
動させるようにして、ウエハ−を研磨する。ホルダ−を
傾ける運動を以下簡単のために揺動運動と呼ぶ。さらに
またホルダ面法線を円錐面に沿って回転させる歳差運動
を行わせるようにしてもよい。The method of the present invention has a Vickers hardness of 3000.
A hard film-coated wafer obtained by coating the surface of one side of the substrate with the above hard substances is fixed in a convex warped state at the center of a disk-shaped holder, and pressed against a rotating polishing plate, and a concentrated load is applied to the center of the holder Then, the holder is rotated so that the holder surface can be inclined with respect to the polishing plate surface, and the holder surface is gradually inclined with respect to the polishing plate, and the warped wafer-polishing plate contact surface Is moved from the center to the periphery or from the periphery to the center to polish the wafer. The motion of tilting the holder is hereinafter referred to as a swing motion for simplicity. Furthermore, you may make it perform the precession movement which rotates a holder surface normal along a conical surface.

【００３０】凸反りのある状態で、硬質ウエハ−をホル
ダ−の中心に張りつけ、ホルダ−面を揺動運動又は歳差
運動させるので、破損することなく、研磨後の膜厚が均
一になるように、効率よくウエハ−の全面を鏡面研磨す
ることができる。さらにウエハ−とホルダ−の間には緩
衝材を挟むことが望ましい。緩衝材はウエハ−の変形を
許し、衝撃を和らげ、ウエハ−の破損を防止するという
作用がある。緩衝材はゴム、プラスチックなどの弾性の
ある材料を用いることができる。A hard wafer is attached to the center of the holder in a state of convex warpage, and the holder surface is oscillated or precessed so that the film thickness after polishing becomes uniform without damage. In addition, the entire surface of the wafer can be efficiently mirror-polished. Further, it is desirable to sandwich a cushioning material between the wafer and the holder. The cushioning material has a function of allowing the deformation of the wafer, softening the shock, and preventing the damage of the wafer. As the cushioning material, an elastic material such as rubber or plastic can be used.

【００３１】凸反りのウエハ−でも凹反りのウエハ−で
も或いは反りのないウエハ−でも本発明を適用できる。
いずれにしても、凸反りの状態で、ホルダ−に固定して
研磨する。凸反り量は３μｍ〜５０μｍの程度とする。
適当な凸反りのウエハ−の場合はそのまま緩衝材に固定
することができる。緩衝材が変形してウエハ−の凸形状
を維持することができる。The present invention can be applied to a wafer having a convex warp, a wafer having a concave warp, or a wafer having no warp.
In any case, in the state of convex warpage, it is fixed to the holder and polished. The amount of convex warp is about 3 μm to 50 μm.
In the case of a wafer having an appropriate convex warp, it can be fixed to the cushioning material as it is. The cushioning material can be deformed to maintain the convex shape of the wafer.

【００３２】ウエハ−の曲率が適当な範囲にない場合
は、ウエハ−とホルダ−の間に凸型のスペ−サを挟み、
ウエハ−が外側に凸になるように固定する。スペ−サに
より硬質被膜が下向きに凸になるようにホルダ−の下面
に固定される。ウエハ−の反りが初めから適当な値（３
μｍ〜５０μｍ）の場合でもスペ−サを用いても良い。If the curvature of the wafer is not within an appropriate range, insert a convex spacer between the wafer and the holder,
The wafer is fixed so that it is convex outward. The spacer fixes the hard coating to the lower surface of the holder so that it is convex downward. The warp of the wafer is an appropriate value (3
Even in the case of (μm to 50 μm), a spacer may be used.

【００３３】凸曲面を有する膜の全体が、研磨板に接触
できるようにホルダ−面を揺動運動、歳差運動させる。
揺動運動、歳差運動の軸の傾斜はウエハ−の凸曲率に合
致する。ホルダ−面を揺動運動、歳差運動させるのが本
発明の方法の重要な点である。揺動運動又は歳差運動さ
せなければ、ウエハ−の中心のピ−ク部分しか接触しな
いので、周辺部を削ることができない。The holder surface is oscillated or precessed so that the entire film having the convex curved surface can contact the polishing plate.
The tilt of the axis of the swing motion and the precession motion matches the convex curvature of the wafer. It is an important point of the method of the present invention that the holder surface is swung or precessed. Unless the swinging motion or the precessing motion is performed, only the peak portion of the center of the wafer comes into contact, so that the peripheral portion cannot be cut.

【００３４】ホルダ−に固定する時に与えるウエハ−の
凸型の反りは、３μｍ〜５０μｍとする。これは周縁部
を含む平面と、これに平行な接平面との距離として定義
する。本発明はどのようなサイズの硬質ウエハ−でも研
磨することができるが、特に直径が１インチ以上、厚さ
が０．１ｍｍ〜２．１ｍｍのウエハ−に適用できる。直
径の大きいウエハ−程、一様研磨が難しいが、本発明は
１インチ以上のウエハ−にも適用できる。２インチ、３
インチ、４インチあるいはそれ以上の大きさでも良いの
である。The convex warp of the wafer applied when it is fixed to the holder is 3 μm to 50 μm. This is defined as the distance between the plane including the peripheral portion and the tangential plane parallel to the plane. The present invention can polish hard wafers of any size, but is particularly applicable to wafers having a diameter of 1 inch or more and a thickness of 0.1 mm to 2.1 mm. The larger the diameter of the wafer, the more difficult the uniform polishing is, but the present invention can be applied to the wafer of 1 inch or more. 2 inches, 3
Inches, 4 inches or even larger.

【００３５】凸反りの条件を、中央部の縁に対する突出
高さＨとして定義しているので、同じ反り量でもウエハ
−の直径Ｄにより曲率が異なる。簡単な２乗の反りの場
合はＲを曲率半径としてＨ＝Ｄ2 ／８Ｒの関係がある。Since the condition of the convex warp is defined as the protrusion height H with respect to the edge of the central portion, the curvature varies depending on the diameter D of the wafer even with the same amount of warp. In the case of a simple square warp, there is a relationship of H = D 2 / 8R, where R is the radius of curvature.

【００３６】反り量がいずれの場合でも、３μｍ〜５０
μｍの凸反りを与えるスペ−サを介してホルダ−に取り
付ける。初めから３μｍ〜５０μｍの凸反りの場合はそ
のままの反りのままに取り付けることもできる。しかし
多くの場合、スペ−サの曲率と試料の曲率が一致しない
ので、取り付けることにより試料の内部に応力が発生す
る。もちろん凹型に彎曲した試料でも凸に変形させて固
定するのである。こうすることにより、ウエハ−を破損
することなく、中央部から周辺部にかけて研磨面を拡大
しながら硬質膜を均一に研磨することができる。凸反り
のある試料の場合はスペ−サを介してそのままホルダ−
に取り付ける。この範囲外の反りの試料の場合は同じ凸
型スペ−サを介して固定する。Regardless of the amount of warp, 3 μm to 50 μm
It is attached to the holder via a spacer that gives a convex warp of μm. In the case of a convex warp of 3 μm to 50 μm from the beginning, the warp can be attached as it is. However, in many cases, the curvature of the spacer and the curvature of the sample do not match, so that mounting causes stress inside the sample. Of course, even a sample curved in a concave shape is deformed into a convex shape and fixed. By doing so, the hard film can be uniformly polished while expanding the polishing surface from the central portion to the peripheral portion without damaging the wafer. In case of a sample with convex warp, hold it directly through the spacer.
Attach to. If the sample has a warp outside this range, it is fixed through the same convex spacer.

【００３７】このような条件で、硬質ウエハ−を研磨す
ることにより、表面粗さがＲｍａｘ５００Å（５０ｎ
ｍ）、Ｒａ２００Å（２０ｎｍ）以下の平滑な研磨面が
表面全体の５０％以上になるように研磨する。つまり十
分に平坦な面が、表面全体の半分以上になるように研磨
できるのである。By polishing a hard wafer under such conditions, the surface roughness becomes Rmax 500Å (50 n
m), Ra 200 Å (20 nm) or less, so that a smooth polished surface is 50% or more of the entire surface. In other words, a sufficiently flat surface can be polished so that it is more than half of the entire surface.

【００３８】また揺動運動或は歳差運動すると同時にホ
ルダ−を非円周方向に平行移動させるようにしてもよ
い。平行移動させると、ウエハ−の研磨板に対する当た
り面が、研磨板の中央部と周辺部の間を往復する。これ
により砥石の摩耗を直径方向に均一にすることができ
る。摩耗が均一に起これば、研磨板の表面が常に平坦性
を維持することができる。表面の平行度を長く保ち、砥
石の寿命を長くすることができる。これは図１１、図１
２に示す。Further, the holder may be translated in the non-circumferential direction at the same time as the swinging motion or the precession motion. When the wafer is moved in parallel, the contact surface of the wafer with respect to the polishing plate reciprocates between the central portion and the peripheral portion of the polishing plate. Thereby, the wear of the grindstone can be made uniform in the diameter direction. If the wear occurs uniformly, the surface of the polishing plate can always maintain flatness. The parallelism of the surface can be kept long and the life of the grindstone can be extended. This is shown in FIG. 11 and FIG.
2 shows.

【００３９】硬質被膜の初期厚みは任意である。基板の
厚みよりも薄くて反りが余り大きくないようにできれば
良い。基板の厚みも任意である。経済的な理由で基板
を、０．１ｍｍ〜２ｍｍの厚さにすると、被膜の厚み
は、０．０１ｍｍ〜１ｍｍ程度になる。厚い硬質被膜を
成長させるのは材料、時間の点で難しいので、実際には
硬質ウエハ−の膜厚は２００μｍ以下である。膜厚が大
きいほど研磨後の膜厚分布を少なくしやすい。The initial thickness of the hard coating is arbitrary. It suffices if it can be made thinner than the thickness of the substrate so that the warp is not too large. The thickness of the substrate is also arbitrary. When the thickness of the substrate is 0.1 mm to 2 mm for economical reasons, the thickness of the coating is about 0.01 mm to 1 mm. Since it is difficult to grow a thick hard coating in terms of material and time, the thickness of a hard wafer is actually 200 μm or less. The larger the film thickness, the easier it is to reduce the film thickness distribution after polishing.

【００４０】本発明によれば、５０μｍ以下の初期厚み
のウエハ−でも、研磨後Ｒｍａｘ５００Å（５０ｎ
ｍ）、Ｒａ２００Å（２０ｎｍ）以下の面の膜厚分布を
±１０％以下に押さえることができる。研磨後にＲｍａ
ｘ５００Å（５０ｎｍ）以下、Ｒａ２００Å（２０ｎ
ｍ）以下となる面の膜厚分布が、±１０％以下になるた
めの方法としては二つの方法がある。According to the present invention, even for a wafer having an initial thickness of 50 μm or less, Rmax500Å (50 n
m) and Ra200Å (20 nm) or less, the film thickness distribution can be suppressed to ± 10% or less. Rma after polishing
x500Å (50 nm) or less, Ra200Å (20n
There are two methods for reducing the film thickness distribution on the surface of m) or less to ± 10% or less.

【００４１】（ア）研磨面の凸反り量が、研磨の進行と
ともに小さくなるようにする方法。（反り漸減法）これ
は図９に示す。(A) A method in which the amount of convex warp on the polished surface is reduced as the polishing progresses. (Warp taper method) This is shown in FIG.

【００４２】（イ）硬質物質の層を研磨速度の異なる２
層構造にし、上側を研磨されやすい層とし、下側を研磨
されにくい層とする。研磨されやすい上面が一様研磨さ
れて平坦性、膜厚均一性が向上する。これは図１０に示
す。(A) A hard material layer having different polishing rates 2
The layer structure is used, with the upper side being a layer that is easily polished and the lower side being a layer that is difficult to be polished. The upper surface, which is easily polished, is uniformly polished to improve flatness and film thickness uniformity. This is shown in FIG.

【００４３】硬質膜を研磨するのであるから時間がかか
る。本発明の方法では次のようにして研磨速度を速め、
効率を高めることができる。研磨板とウエハ−の接触面
を不連続にすることである。つまり、研磨板と、ウエハ
−の接触面積を限定することにより研磨速度を上げる。
接触面を限定する方法としては、例えば研磨板の研磨面
に格子状（図１３）あるいは同心円状（図１４）のスリ
ットを入れることである。或いは、ウエハ−の硬質物質
表面に格子状、同心円状の未形成分（硬質物質が存在し
ない部分）を設けることにより接触を不連続にする。It takes time because the hard film is polished. In the method of the present invention, the polishing rate is increased as follows,
The efficiency can be increased. That is, the contact surface between the polishing plate and the wafer is discontinuous. That is, the polishing rate is increased by limiting the contact area between the polishing plate and the wafer.
As a method of limiting the contact surface, for example, a lattice-like (FIG. 13) or concentric-circle (FIG. 14) slit is formed on the polishing surface of the polishing plate. Alternatively, contact is discontinuous by providing a lattice-shaped or concentric non-formed portion (a portion where the hard substance does not exist) on the surface of the hard substance of the wafer.

【００４４】本発明は、ダイヤモンドを遊離砥粒、また
は固定砥粒として用いてダイヤモンドを共擦りする。遊
離砥粒とする場合は研磨液にダイヤモンド砥粒を混合し
て研磨板の上に供給する。研磨板の上面は適当な金属や
布とする。固定砥粒としてダイヤモンド砥粒を用いる時
は、研磨板そのものをダイヤモンド砥石とする。この場
合、レジンボンド砥石、メタルボンド砥石、電着砥石、
Small Diamond Pellet研磨砥石、Diamond Pellet研磨砥
石を用いることできる。さらに高温に加熱した平滑な金
属が研磨面となっている研磨板を用いて熱化学的にウエ
ハ−を研磨することもできる。In the present invention, diamond is used as free abrasive grains or fixed abrasive grains to rub the diamond together. When the free abrasive grains are used, the diamond abrasive grains are mixed with the polishing liquid and supplied onto the polishing plate. The upper surface of the polishing plate is made of a suitable metal or cloth. When diamond abrasive grains are used as the fixed abrasive grains, the polishing plate itself is a diamond grindstone. In this case, resin bond grindstone, metal bond grindstone, electrodeposition grindstone,
A Small Diamond Pellet grinding wheel and a Diamond Pellet grinding wheel can be used. It is also possible to thermochemically polish a wafer by using a polishing plate having a polishing surface made of a smooth metal heated to a higher temperature.

【００４５】[0045]

【作用】図３は本発明の研磨方法を行なうための研磨装
置の概略構成図である。これも公転する研磨板と、これ
に接触し自転するホルダ−を用いる。図２の装置と顕著
に異なるのは、ホルダ−が揺動運動をするという事であ
る。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a polishing apparatus for carrying out the polishing method of the present invention. This also uses a polishing plate that revolves and a holder that rotates in contact with it. The significant difference from the device of FIG. 2 is that the holder makes an oscillating movement.

【００４６】研磨板１（研磨定盤）はダイヤモンド粒子
を表面に多数固定したダイヤモンド砥石である（レジン
ボンド、メタルボンド、電着砥石）。これは主軸を中心
として公転する。ホルダ−３は平坦な円板にシャフトが
付いた器具である。硬質ウエハ−２は、ホルダ−３の下
面に緩衝材１１を介して取り付けられる。ホルダ−３
は、シャフト４により傾斜可能で回転力と圧力を伝える
ように支持される。従来のホルダ−はシャフトに対して
傾斜できないが、本発明のホルダ−はシャフトに対して
傾斜できる。緩衝材１１はゴム、プラスチックなどの弾
性のある材料である。The polishing plate 1 (polishing surface plate) is a diamond grindstone having a large number of diamond particles fixed on its surface (resin bond, metal bond, electrodeposition grindstone). This revolves around the main axis. The holder-3 is an instrument in which a shaft is attached to a flat disc. The hard wafer-2 is attached to the lower surface of the holder-3 via the cushioning material 11. Holder-3
Are supported by shaft 4 so as to be tiltable and to transmit rotational force and pressure. Whereas the conventional holder cannot be tilted with respect to the shaft, the holder of the present invention can be tilted with respect to the shaft. The cushioning material 11 is an elastic material such as rubber or plastic.

【００４７】緩衝材には二つの役割がある。一つはダイ
ヤモンドを研磨するのに必要な強い負荷によりウエハ−
が破壊されないように圧力を和らげるためである。また
ウエハ−面がホルダ−面に対してわずかに傾くことがで
きるようにする。これは揺動運動をなめらかにしてい
る。The cushioning material has two roles. One is the wafer due to the strong load required to polish diamond.
This is to relieve the pressure so that is not destroyed. Further, the wafer surface can be slightly tilted with respect to the holder surface. This makes the rocking motion smooth.

【００４８】シャフト４の上方は駆動部になっている。
ここに軸受とジョイント（図示せず）があり、シャフト
を回転可能に支持する。ジョイントより下の回転可能な
部分にはプ−リがついている。ジョイントの上には、シ
ャフトに圧力を印加するためのシリンダ５がある。ダイ
ヤモンドなどの硬質ウエハ−を研磨するためには大きい
荷重が必要である。シリンダはこの荷重を与えるもので
ある。この荷重はホルダ−の中心に集中荷重を与える。
このシリンダは空気圧または油圧駆動シリンダである。The upper part of the shaft 4 is a driving part.
There is a bearing and a joint (not shown) here, and rotatably supports the shaft. The pulley is attached to the rotatable part below the joint. Above the joint is a cylinder 5 for applying pressure to the shaft. A large load is required to polish a hard wafer such as diamond. The cylinder provides this load. This load gives a concentrated load to the center of the holder.
This cylinder is a pneumatic or hydraulically driven cylinder.

【００４９】横に延びるア−ム６が、シリンダ５、シャ
フト４等を支持する。モ−タ７がさらにア−ム６の上に
設けられる。モ−タの回転がモ−タプ−リ、ベルト８、
シャフトプ−リを通してシャフト４に伝わる。これによ
りホルダ−３が回転する。ともに硬質ウエハ−も回転す
る。ホルダ−がシャフト周りに自転し、研磨板は回転主
軸（図示せず）の周りに大きく公転する。An arm 6 extending laterally supports the cylinder 5, the shaft 4 and the like. A motor 7 is further provided on the arm 6. The rotation of the motor is the motor pulley, the belt 8,
It is transmitted to the shaft 4 through the shaft pulley. This causes the holder-3 to rotate. The hard wafer also rotates together. The holder revolves around the shaft, and the polishing plate revolves largely around the main axis of rotation (not shown).

【００５０】図４において、ホルダ−３とシャフト４の
結合はフレキシブルジョイント１２としている。これは
ホルダ−に圧力を伝達し回転力を加え、ホルダ−３の傾
きを許すものである。フレキシブルジョイント１２は、
例えば球面状の嵌め合いとすることができる。In FIG. 4, a flexible joint 12 is used to connect the holder 3 and the shaft 4. This allows the inclination of the holder-3 by transmitting the pressure to the holder and applying the rotational force. The flexible joint 12 is
For example, spherical fitting can be used.

【００５１】回転を伝える必要があるので、まわり止め
構造が必要である。シャフト４はこれによりホルダ−３
の中心に集中荷重を加えるようにしている。図５がウエ
ハ−をホルダ−に張りつけた状態を示す。ホルダ−の裏
面中央に硬質ウエハ−２を凸型に固定する。つまりホル
ダ−の裏面に緩衝材１１を張りつけ、この上に凸型を与
えるスペ−サ１４を付ける。この上に硬質ウエハ−２を
固定する。ウエハ−は初めから凸反りのこともある、凹
反りのこともある。平坦なこともある。Since it is necessary to transmit the rotation, a detent structure is required. The shaft 4 is thus holder-3
A concentrated load is applied to the center of. FIG. 5 shows a state where the wafer is attached to the holder. The hard wafer-2 is fixed to the center of the back surface of the holder in a convex shape. That is, the cushioning material 11 is attached to the back surface of the holder, and the spacer 14 for giving a convex shape is attached thereon. The hard wafer-2 is fixed on this. The wafer may have a convex warp or a concave warp from the beginning. Sometimes flat.

【００５２】凹反り、平坦の場合は凸スペ−サを入れる
ことにより凸形状にすることができる。凸形状のウエハ
−が最も多いがこの場合はスペ−サを省くことができ
る。図４のウエハ−の固定は凸反りウエハ−の場合を示
す。凸形状の場合でも、スペ−サを入れてもよい。中央
で張り出すようにしてウエハ−をホルダ−に取り付ける
ということは従来はなかったことである。In the case of concave warpage or flatness, a convex shape can be obtained by inserting a convex spacer. Most of the wafers have a convex shape, but in this case, the spacer can be omitted. The fixing of the wafer in FIG. 4 shows the case of a convex warped wafer. Even in the case of a convex shape, a spacer may be inserted. It has not been possible in the past to attach the wafer to the holder so that it overhangs at the center.

【００５３】重要なことは、ホルダ−がシャフトに対し
て傾斜角の変化する揺動運動をするということである。
ここで揺動運動というのは、ホルダ−面が、研磨板面に
対して傾角が０でなく、しかもこれが変動するというこ
とである。ホルダ−は自らの中心軸のまわりを回転（自
転）しながら、傾斜角Φを変えてゆく。つまり２種類の
回転運動が存在する。一つはＺ軸（鉛直軸）周りの通常
の自転である。もうひとつはホルダ−の法線のＹ軸周り
の往復部分回転である。What is important is that the holder makes an oscillating motion with respect to the shaft in which the inclination angle changes.
Here, the swinging movement means that the holder surface has a non-zero tilt angle with respect to the polishing plate surface, and the tilt angle fluctuates. The holder changes the inclination angle Φ while rotating (spinning) around its own central axis. That is, there are two types of rotary motion. One is normal rotation around the Z axis (vertical axis). The other is reciprocal partial rotation around the Y axis of the holder normal.

【００５４】前述のフレキシブルジョイントは、ホルダ
−法線のＹ軸周り回転を許容するものである。フレキシ
ブルジョイントは、回転力を伝えないものであってもよ
いし、回転力を伝えるものであっても良い。前者の場合
は、モ−タのような独立の駆動源を持たず、軸は回転自
在に支持しておきウエハ−を研磨板との接触により自然
のままに自転させる。ホルダ−の軸の内外での周速の違
いにより自然に回転する。この場合フレキシブルジョイ
ントは回転力を伝達しなくても良い。これは連れ廻りで
ある。The above-mentioned flexible joint allows rotation of the holder normal about the Y axis. The flexible joint may not transmit the rotational force or may transmit the rotational force. In the former case, the motor does not have an independent drive source, but the shaft is rotatably supported, and the wafer is rotated spontaneously by contact with the polishing plate. The holder rotates naturally due to the difference in peripheral speed between the inside and outside of the shaft. In this case, the flexible joint does not have to transmit the rotational force. This is a companionship.

【００５５】後者の場合は、独立のモ−タを必要とし、
モ−タの動力により、ホルダ−を強制回転させる。この
場合は、フレキシブルジョイントが回転力を伝達できる
ものでなければならない。図３に示すのはこのようにホ
ルダ−を積極回転させるものである。本発明はいずれの
場合にも適用することができる。In the latter case, an independent motor is required,
The holder is forcibly rotated by the power of the motor. In this case, the flexible joint must be able to transmit the rotational force. As shown in FIG. 3, the holder is thus positively rotated. The present invention can be applied to either case.

【００５６】凸形状にウエハ−をホルダ−に取付けるこ
ともホルダ−の揺らぎを許す作用がある。しかし、これ
らは揺動運動のための消極的な条件である。積極的にホ
ルダ−を揺動運動させる機構が必要である。以下にこれ
を説明する。ホルダ−に揺動運動を起こさせるために、
ホルダ−の側方を昇降運動する補助的なシャフト１０で
押さえる。中心のシャフト４、補助シャフト１０、研磨
板の主軸は同一平面上にあってもなくても良い。補助シ
ャフト１０の昇降によって、ホルダ−の周面が周期的に
上昇下降する。ためにホルダ−がシャフトの下端の周り
に揺動運動する。Mounting the wafer in a convex shape on the holder also has the effect of allowing fluctuation of the holder. However, these are negative conditions for the swinging motion. A mechanism for positively swinging the holder is required. This will be explained below. In order to cause the holder to oscillate,
The side of the holder is pressed by the auxiliary shaft 10 which moves up and down. The central shaft 4, the auxiliary shaft 10, and the main axis of the polishing plate may or may not be on the same plane. As the auxiliary shaft 10 is moved up and down, the peripheral surface of the holder is periodically moved up and down. Therefore, the holder swings around the lower end of the shaft.

【００５７】補助シャフトが１本だけでもホルダ−周辺
部が上昇下降できるのは、ウエハ−を凸型にホルダ−裏
面に固定しており、ウエハ−の凸曲面がホルダ−の揺ら
ぎを許すからである。説明の便宜のために座標を次のよ
うに定義しよう。縦方向にＺ軸を取る。Ｚ軸が鉛直方向
である。研磨板の主軸がＺ軸である。研磨板の中心を原
点Ｏとする。簡単のため、研磨板主軸、シャフト４、補
助シャフト１０がＸ軸上に並ぶと仮定する（そうでなく
ても良いが座標系を簡単にするためにこのようにす
る。）。Ｚ軸、Ｘ軸に垂直にＹ軸を定義する。The reason why the peripheral portion of the holder can be raised and lowered with only one auxiliary shaft is that the wafer is fixed to the back surface of the holder in a convex shape, and the convex curved surface of the wafer allows the holder to fluctuate. is there. For convenience of explanation, let's define the coordinates as follows. Take the Z axis in the vertical direction. The Z axis is the vertical direction. The main axis of the polishing plate is the Z axis. The origin O is the center of the polishing plate. For simplicity, it is assumed that the polishing plate main axis, the shaft 4, and the auxiliary shaft 10 are lined up on the X axis (this is not necessary, but this is done to simplify the coordinate system). The Y axis is defined perpendicularly to the Z axis and the X axis.

【００５８】シャフト延長と研磨板の交点はＢ（ｂ，
０，０）、補助シャフト延長と研磨板の交点はＣ（ｃ，
０，０）によって表現することができる。ホルダ−の周
縁部には円形の周回溝１３（半径ｆ＝ｃ−ｂ）が穿たれ
ている。これの中を補助シャフト１０が滑動してゆくの
である。ホルダ−３は回転し、補助シャフトは回転しな
い。しかし補助シャフト１０は、小さい振幅で上下運動
する。これが下降するとホルダ−の右側が下がる。これ
が上がるとホルダ−の左側が下がる。これはＺＸ面でみ
れば単に揺動運動である。つまりホルダ−の法線はＺＸ
面への投影において振動しているだけである。The intersection of the shaft extension and the polishing plate is B (b,
0,0), the intersection of the auxiliary shaft extension and the polishing plate is C (c,
It can be represented by 0,0). A circular groove 13 (radius f = c-b) is formed in the peripheral edge of the holder. The auxiliary shaft 10 slides in this. The holder-3 rotates and the auxiliary shaft does not rotate. However, the auxiliary shaft 10 moves up and down with a small amplitude. When this is lowered, the right side of the holder is lowered. When this goes up, the left side of the holder goes down. This is simply a swinging motion in the ZX plane. That is, the normal of the holder is ZX
It just oscillates in the projection onto the plane.

【００５９】図７、図８、図９によってホルダ−、ウエ
ハ−の揺動運動を説明する。図７は簡略化した凸反りウ
エハ−２、主シャフト（Ｈ）４、補助シャフト（Ｊ）１
０、研磨板１などの拡大図である。ウエハ−が球面と仮
定する。主シャフトがＸ軸上のＢ点にあり、補助シャフ
トがＸ軸上のＣ点にある。研磨板が完全に平坦であり歪
まないと仮定すると、ウエハ−と研磨板は軸上の一点Ｇ
において接触するはずである。実際には研磨板、ウエハ
−ともに歪むので接触は厳密な点接触ではない。しかし
その場合でも接触部は狭い円形領域に限られるし、円形
領域の中心点ＧはシャフトＨ、Ｊを結ぶＸ軸上にある。
Ｇ点の座標（ｇ，０，０）を決定する。主シャフトにか
かる力をＨ、補助シャフトにかかる力をＪとする。接触
点Ｇでの反力をＫとする。力と回転モ−メントの釣り合
いから、The swing motion of the holder and the wafer will be described with reference to FIGS. 7, 8 and 9. FIG. 7 shows a simplified convex warp wafer-2, main shaft (H) 4, auxiliary shaft (J) 1.
0 is an enlarged view of the polishing plate 1 and the like. Assume that the wafer is spherical. The main shaft is at point B on the X axis and the auxiliary shaft is at point C on the X axis. Assuming that the polishing plate is perfectly flat and is not distorted, the wafer and the polishing plate have a point G on the axis.
Should contact at. In reality, both the polishing plate and the wafer are distorted, so the contact is not a strict point contact. However, even in that case, the contact portion is limited to a narrow circular region, and the center point G of the circular region is on the X axis connecting the shafts H and J.
Determine the coordinates (g, 0,0) of point G. Let H be the force applied to the main shaft and J be the force applied to the auxiliary shaft. Let K be the reaction force at the contact point G. From the balance of force and rotation moment,

【００６０】Ｈ＋Ｊ＝Ｋ、Ｈｂ−Ｋｇ＋ｃＪ＝０H + J = K, Hb-Kg + cJ = 0

【００６１】という式が成り立つ。これを解いて、The following equation holds. Solve this,

【００６２】ｇ＝（Ｈｂ＋Ｊｃ）／（Ｈ＋Ｊ）G = (Hb + Jc) / (H + J)

【００６３】を得る。これはウエハ−の曲率や、研磨板
の弾性率、摩擦係数などによらずに決まる。Ｊが０の時
に、Ｇ点はＢ点に重なる。Ｊが増えると接触点Ｇは少し
ずつ外側にずれてゆき、補助シャフトの方に接近してゆ
く。Ｇ点がずれてゆくためにはウエハ−が凸反りである
ことが必要条件になるが、凸反り量には余裕がある。Ｇ
点は、シャフトにかかる力の比によって決まる。他のパ
ラメ−タに依存せずに制御できるということである。Ｇ
点がＢ点に重なっていると研磨部は中心部だけになる。
しかしＧ点がＢ点からずれると、ホルダ−が回転してい
るから、接触部は円になる。Ｇ点がＢ点から離れるに従
い接触円が増大する。To obtain This is determined regardless of the curvature of the wafer, the elastic modulus of the polishing plate, the coefficient of friction, and the like. When J is 0, point G overlaps point B. As J increases, the contact point G gradually shifts outward and approaches the auxiliary shaft. In order for the point G to shift, the wafer must be convexly warped, but there is a margin in the amount of convex warpage. G
The point depends on the ratio of the forces exerted on the shaft. This means that control is possible without depending on other parameters. G
When the point overlaps the point B, the polishing portion is only the central portion.
However, when the point G deviates from the point B, the contact portion becomes a circle because the holder is rotating. The contact circle increases as the point G moves away from the point B.

【００６４】図８はウエハ−の傾き角Φの変化を例示す
るものである。は補助シャフトの力Ｊが０であり、ウ
エハ−が水平（Φ＝０）の場合を示す。接触点Ｇ１はウ
エハ−の中心である。は補助シャフトに力Ｊが少し加
わりウエハ−が少し傾いている状態を示す。接触Ｇ２は
中心から少しずれている。は補助シャフトの力Ｊがも
う少し増えた状態を示す。傾き角Φが大きくなり、接触
点Ｇ３がより外側に寄る。は補助シャフトの力がさら
に増えており主シャフトの力が弱くなっている。接触点
Ｇ４がさらに外側に寄っている。は主シャフトの力が
さらに弱く、補助シャフトの力が強くなっている。接触
点Ｇ４が補助シャフトの位置にまで偏ってきている。極
限の状態である。FIG. 8 exemplifies a change in the tilt angle Φ of the wafer. Shows the case where the force J of the auxiliary shaft is 0 and the wafer is horizontal (Φ = 0). The contact point G1 is the center of the wafer. Indicates a state in which the force J is slightly applied to the auxiliary shaft and the wafer is slightly tilted. Contact G2 is slightly off center. Indicates that the force J of the auxiliary shaft has increased a little more. The tilt angle Φ increases, and the contact point G3 moves closer to the outside. The power of the auxiliary shaft is increasing and the power of the main shaft is weakening. The contact point G4 is further outward. The main shaft is weaker and the auxiliary shaft is stronger. The contact point G4 is biased to the position of the auxiliary shaft. It is an extreme state.

【００６５】図８はＹＺ面での断面図であるが、実際に
は、ウエハ−が回転しているので、ウエハ−と研磨板の
接触点は円を描く。図１５はこれを示す。Ｇ１での接触
点は中心である。Ｇ２での接触線は小さい円になってい
る。Ｇ３での接触線は少し大きい円になっている。Ｇ４
での接触線は大きい円になる。Ｇ５での接触は最も大き
い円になる。実際は研磨板やウエハ−の歪みがあるの
で、点接触ではなく、その点を中心とした円形の接触面
が形成される。従って、図１５において実際の接触領域
はこれらの円の両側に幾分の幅を持つリング状の領域に
なる。FIG. 8 is a sectional view taken along the YZ plane, but since the wafer is actually rotating, the contact point between the wafer and the polishing plate is a circle. FIG. 15 shows this. The contact point at G1 is the center. The contact line at G2 is a small circle. The contact line at G3 is a slightly larger circle. G4
The contact line at is a large circle. The contact at G5 is the largest circle. In reality, since the polishing plate and the wafer are distorted, not a point contact but a circular contact surface centered on the point is formed. Therefore, in FIG. 15, the actual contact area is a ring-shaped area having some width on both sides of these circles.

【００６６】接触点をＧ１からＧ５の方向に変化させる
と、ウエハ−の中央から周辺にかけて研磨が進行する。
反対に接触点をＧ５から、Ｇ１の方向に変化させると、
ウエハ−の周辺から、中央にかけて研磨が進行する。本
発明でウエハ−を凸反りでホルダ−に取付け、ホルダ−
を揺動させるのは、このように接触領域を中心と周辺の
間で自在に変化させるためである。When the contact point is changed from G1 to G5, polishing proceeds from the center to the periphery of the wafer.
On the contrary, if the contact point is changed from G5 to G1,
Polishing proceeds from the periphery of the wafer to the center. According to the present invention, the wafer is attached to the holder by convex warping,
Is oscillated in this way in order to freely change the contact area between the center and the periphery.

【００６７】接触点の座標は、主シャフトの力Ｈと、補
助シャフトの力Ｊの比率により、絶対値に依らない。こ
れは全圧力を自在に変更できる制御変数として残してお
くという優れた効果がある。全圧力が自由制御できるの
で、研磨速度を、自在に変化させることができる。ウエ
ハ−の材質、厚み、直径により研磨速度、圧力を変えた
いという場合がある。この場合でも全圧力Ｋ＝Ｈ＋Ｊが
自由変数として残るので制御性が良い。The coordinates of the contact point do not depend on the absolute value due to the ratio of the force H of the main shaft and the force J of the auxiliary shaft. This has the excellent effect of leaving the total pressure as a control variable which can be changed freely. Since the total pressure can be freely controlled, the polishing rate can be freely changed. There are cases where it is desired to change the polishing rate and pressure depending on the material, thickness and diameter of the wafer. Even in this case, since the total pressure K = H + J remains as a free variable, controllability is good.

【００６８】この方法によると、研磨板との接触点Ｇが
ウエハ−の中央Ｂと周辺部Ｃの間を往復運動することが
できる。ために、凸型に取付けたウエハ−の前面を均一
に普く研磨することができる。ウエハ−には初めから凹
部や平坦部がないので、研磨は均一である。未研磨部、
研磨不十分な箇所が残らない。According to this method, the contact point G with the polishing plate can reciprocate between the center B and the peripheral portion C of the wafer. Therefore, the front surface of the wafer mounted in a convex shape can be uniformly and generally polished. Since the wafer has no recess or flat portion from the beginning, polishing is uniform. Unpolished part,
No parts are left unpolished.

【００６９】従来法では、凸反りウエハ−は中央部のみ
研磨されて、周辺部を研磨できなかった。凹反りウエハ
−は中間部が未研磨部として残った。ねじれウエハ−は
局所的な凹部が未研磨部となった。しかし本発明は、ウ
エハ−を凸反りとし、ホルダ−面を上下に揺り動かすの
で、中央部も周辺部も一様に普く研磨することができる
のである。このようにホルダ−を揺り動かして凸反りウ
エハ−を研磨するのは従来の研磨技術からは予想もされ
ない、独特の方法である。In the conventional method, only the central portion of the convex warped wafer could be polished and the peripheral portion could not be polished. The intermediate portion of the concave warped wafer remained as an unpolished portion. In the twisted wafer, the local concave portion became an unpolished portion. However, according to the present invention, since the wafer is convexly warped and the surface of the holder is rocked up and down, the central portion and the peripheral portion can be uniformly polished. Shaking the convex warped wafer by swinging the holder in this way is a unique method that cannot be expected from conventional polishing techniques.

【００７０】ホルダ−に取付ける際の好ましい硬質ウエ
ハ−の凸反り量は、ウエハ−の剛性（基板の剛性）とサ
イズによる。直径が１インチ以上で、厚さが０．１ｍｍ
〜２．１ｍｍのウエハ−の場合は、凸反り量は３μｍ〜
５０μｍであることが望ましい。さらに好ましくは凸反
り量が、３μｍ〜２０μｍとする。ここで凸反り量とい
うのは周辺部を含む平面からの中央部の高さを意味す
る。反りの曲率半径Ｒとは、相反する量である。もしも
反りが円形であると仮定すると、ウエハ−の直径をＤと
して、凸反り量Ｈと曲率半径Ｒの間には、Ｒ＝Ｄ2 ／８
Ｈの関係がある。ウエハ−の直径が大きくなるに従い、
好ましい凸反り量Ｈは増える。厚さが増えるとやはり好
ましい凸反り量は増える。The preferable amount of warp of the hard wafer when it is attached to the holder depends on the rigidity of the wafer (rigidity of the substrate) and the size. Diameter is 1 inch or more and thickness is 0.1mm
For a 2.1 mm wafer, the amount of convex warpage is 3 μm
It is preferably 50 μm. More preferably, the amount of convex warpage is 3 μm to 20 μm. Here, the amount of convex warp means the height of the central portion from a plane including the peripheral portion. The curvature radius R of the warp is an amount of reciprocal. When If Assuming warpage is circular wafer - the diameter as D, the between the convex warpage H and the curvature radius R, R = D 2/8
There is a relationship of H. As the diameter of the wafer increases,
The preferable amount of convex warpage H increases. As the thickness increases, the preferable amount of convex warp also increases.

【００７１】但し自然状態で凸反りである場合と、平坦
である場合と、凹状態である場合では、好ましい凸反り
量が違う。内部応力が増えると破損しやすいので、自然
状態の反りからあまりに大きい強制彎曲を与えない方が
良い。しかしこの場合でも、３μｍ〜５０μｍの間のい
ずれかの値になる。However, the preferable amount of convex warpage differs depending on whether the natural warp is convex warp, the flat warp or the concave warp. As internal stress increases, it easily breaks, so it is better not to give too much forced bending from the warp of the natural state. However, even in this case, the value is any value between 3 μm and 50 μm.

【００７２】凹反り、平坦ウエハ−の場合は、強制的に
変形させて凸反りにする。このために先程述べたスペ−
サ１４を用いる。ホルダ−３に緩衝材１１を付け、さら
にスペ−サ１４を挟んで、ウエハ−を固定する。ウエハ
−が初めから凸反りで凸反り量が３μｍ〜５０μｍの場
合は、スペ−サを使わずそのまま緩衝材１１の上に固定
することもできる。この場合でもスペ−サを入れても良
い。In the case of a concave warp or a flat wafer, it is forcibly deformed into a convex warp. For this purpose,
The service 14 is used. The cushioning material 11 is attached to the holder-3, and the spacer 14 is further sandwiched to fix the wafer. When the wafer has a convex warp from the beginning and the amount of convex warp is 3 μm to 50 μm, the wafer can be fixed on the cushioning material 11 as it is without using a spacer. Even in this case, a spacer may be added.

【００７３】図５は緩衝材１１、スペ−サ１４を介して
ウエハ−２をホルダ−に取付けた状態を示す。ウエハ−
が凸反りであり、ホルダ−が傾くので、研磨板との接触
面が移動する。この方法によると、ウエハ−の中央部か
ら周辺部にかけて確実に研磨を進行させることができ
る。あるいは周辺部から中央部に研磨を進行させること
もできる。凹部が存在しないので、研磨不十分な箇所、
未研磨部が残存しない。FIG. 5 shows a state in which the wafer-2 is attached to the holder via the cushioning material 11 and the spacer 14. Wafer
Is a convex warp and the holder is inclined, so that the contact surface with the polishing plate moves. According to this method, the polishing can be reliably advanced from the central portion to the peripheral portion of the wafer. Alternatively, polishing can be advanced from the peripheral portion to the central portion. Since there are no recesses, the place where polishing is insufficient,
Unpolished parts do not remain.

【００７４】ホルダ−の中心に集中荷重を加えるのは、
ホルダ−の揺動運動を行ないやすくするためである。緩
衝材をウエハ−とホルダ−の間に挟むのは、研磨時に強
い圧力がかかった場合に、緩衝材が歪むことによりウエ
ハ−にかかる局所的な力を緩和し、ウエハ−の割れを防
止するためである。それだけでなく、ホルダ−が揺動運
動をする時、緩衝材が変形することにより研磨板に対し
てウエハ−を傾斜させることができる。これにより凸反
りの曲率がたとえ不適切であったとしてもウエハ−前面
を研磨することができるようになる。The concentrated load is applied to the center of the holder as follows.
This is for facilitating the swing motion of the holder. The cushioning material is sandwiched between the wafer and the holder so that when a strong pressure is applied during polishing, the cushioning material is distorted to relieve the local force applied to the wafer and prevent the wafer from cracking. This is because. Not only that, but when the holder makes an oscillating motion, the buffer material is deformed so that the wafer can be tilted with respect to the polishing plate. This allows the front surface of the wafer to be polished, even if the curvature of the convex curvature is inappropriate.

【００７５】もしも研磨板の同じ箇所にホルダ−が接触
しているとすると、その箇所の砥粒のみが摩耗し円形の
窪みになる。このように凹凸のある研磨板を使うと接触
圧が変動し研磨ムラができる。また研磨板の寿命も短く
なる。これを防ぐために、ア−ムを前進後退させること
により、ウエハ−の接触する領域を半径方向に動かす。
つまり研磨板の円周方向以外の方向にシャフトの位置Ｂ
（ｂ，０，０）を往復させて、ウエハ−と研磨板の接触
面の位置を変化させる。ウエハ−と研磨板の接触面が半
径方向に移動し、摩耗が研磨板の全体に渡って均一に起
こる。ために研磨板の平坦度が良好で寿命が長くなる。If the holder is in contact with the same location on the polishing plate, only the abrasive grains at that location will wear and form a circular depression. When a polishing plate having such irregularities is used, the contact pressure fluctuates and polishing unevenness occurs. Also, the life of the polishing plate is shortened. To prevent this, the contact area of the wafer is moved in the radial direction by advancing and retracting the arm.
That is, the position B of the shaft in a direction other than the circumferential direction of the polishing plate
The position of the contact surface between the wafer and the polishing plate is changed by reciprocating (b, 0, 0). The contact surface between the wafer and the polishing plate moves in the radial direction, and wear occurs uniformly over the entire polishing plate. Therefore, the flatness of the polishing plate is good and the life is long.

【００７６】図１１、図１２にこれを示す。ホルダ−が
外側のＳ位置と、内側のＴ位置の間を平行移動できると
する。Ｓ位置でのウエハ−と研磨板との接触面は大きい
ド−ナツ型の領域Σｓとなる。Ｔ位置でのウエハ−と研
磨板との接触面は小さいリング状の領域Σｔとなる。こ
れらの領域の幅はウエハ−の直径に等しい。ホルダ−は
連続的にＳ位置とＴ位置の間を動くことができるので、
研磨板の接触面は、中央の小さい円ｍと、外周部の大き
い円ｐで囲まれる大きい面積を占める。この間の全面に
ウエハ−が接触することができる。接触時間を均等にす
ることによって、研磨板の摩耗を均一にすることができ
る。こうすることにより研磨板の平坦度を維持すること
ができる。平坦な研磨板により、ムラのない研磨を可能
にすることができる。研磨板の寿命を延長することもで
きる。This is shown in FIGS. 11 and 12. It is assumed that the holder can translate between the outer S position and the inner T position. The contact surface between the wafer and the polishing plate at the S position becomes a large donut-shaped region Σs. The contact surface between the wafer and the polishing plate at the T position becomes a small ring-shaped region Σt. The width of these areas is equal to the diameter of the wafer. Since the holder can move continuously between the S and T positions,
The contact surface of the polishing plate occupies a large area surrounded by a small circle m at the center and a large circle p at the outer peripheral portion. The wafer can come into contact with the entire surface during this period. By making the contact time even, the abrasion of the polishing plate can be made uniform. By doing so, the flatness of the polishing plate can be maintained. The flat polishing plate enables uniform polishing. It is also possible to extend the life of the polishing plate.

【００７７】本発明の研磨法を使うとダイヤモンドに限
らず、ビッカ−ス硬度３０００以上の硬質物質の被膜
を、Ｒｍａｘ５０ｎｍ以下、Ｒａ２０ｎｍ以下になるよ
うに研磨することができる。凸反りの形状でホルダ−に
固定し、揺動運動させるので、ウエハ−全体の少なくと
も５０％以上の面積を、Ｒｍａｘ５０ｎｍ、Ｒａ２０ｎ
ｍ以下にできる。また７０％以上の面積をこの粗さ以下
にできる。さらに１００％の面積をＲｍａｘ５００Å
（５０ｎｍ）、Ｒａ２００Å（２０ｎｍ）以下にするこ
ともできる。By using the polishing method of the present invention, not only diamond but also a hard material coating having a Vickers hardness of 3000 or more can be polished to have Rmax of 50 nm or less and Ra of 20 nm or less. Since it is fixed to the holder in the shape of a convex warp and is oscillated, at least 50% or more of the entire area of the wafer is covered with Rmax50 nm and Ra20n.
It can be m or less. Further, an area of 70% or more can be made less than this roughness. Furthermore, 100% area is Rmax500Å
(50 nm) and Ra200Å (20 nm) or less.

【００７８】硬質ウエハ−の被膜の厚みの分布について
述べる。本発明の方法により研磨された被膜の厚みの分
布は±２０％以内にすることができる。これは初めに膜
形成した時の膜厚が均等であるという条件がある。硬質
の膜であり、研磨速度が遅いので初期厚みが一定であれ
ば、研磨後の厚み分布も小さい値になる。The distribution of the coating thickness of the hard wafer will be described. The thickness distribution of the coating polished by the method of the present invention can be within ± 20%. This is subject to the condition that the film thickness when initially formed is uniform. Since it is a hard film and the polishing rate is slow, if the initial thickness is constant, the thickness distribution after polishing also has a small value.

【００７９】さらに本発明によれば、Ｒｍａｘ５００Å
（５０ｎｍ）以下、Ｒａ２００Å（２０ｎｍ）以下の研
磨面の被膜の厚み分布が±１０％以下にすることもでき
る。このためには二つの方法がある。一つは反り量を減
らしてゆく反り量漸減法である。もう一つは強弱二層構
造法である。Further in accordance with the present invention, Rmax 500Å
The thickness distribution of the coating on the polished surface of (50 nm) or less and Ra200Å (20 nm) or less can be ± 10% or less. There are two ways to do this. One is a method of gradually reducing the amount of warp that reduces the amount of warp. The other is the two-layer structure method.

【００８０】反り量漸減法…研磨の進行とともに凸反
り量を漸減してゆく方法である。反り量が大きいと中央
部が強く研磨される。中央部の減量が甚だしい。反り量
が小さいと外周部がより強く研磨される。初めに中央部
を強く研磨しておき、徐々に反りを減らすと外周部の研
磨が進行する。このために、全面に渡って一様な研磨が
可能になる。反り量を変化させるという動的な方法は、
きわめて新規なものである。Warp amount gradual reduction method: A method in which the amount of convex warp is gradually reduced as polishing progresses. If the amount of warpage is large, the central portion is strongly polished. The weight loss in the central part is great. If the amount of warp is small, the outer peripheral portion is more strongly polished. First, the central portion is strongly polished, and the warp is gradually reduced, so that the outer peripheral portion is polished. Therefore, uniform polishing can be performed over the entire surface. The dynamic method of changing the amount of warp is
It is extremely new.

【００８１】これは次のようにして実行されうる。図９
にこれを例示する。基体に初めに圧縮応力の小さい硬質
膜１を形成しておき、ついで表面近くのみに強い圧縮の
真性応力を持つ硬質膜２を形成する。圧縮応力の異なる
２層膜１、２を形成するのである。研磨の初めは強い圧
縮応力を持つ膜２があり、大きく凸反りになっている。
研磨の進行により表面の硬質膜２が除去される。圧縮応
力の小さい硬質膜１が残る。すると圧縮応力が減少す
る。このために凸反り量が減少する。全体としての圧縮
応力を研磨の進行の関数として変化させることにより、
凸反り量を漸減させることにより周辺部の研磨を増進す
る。このため、厚みが均一化されて厚み分布が小さくな
る。This can be done as follows. Figure 9
This is illustrated in. First, the hard film 1 having a small compressive stress is formed on the substrate, and then the hard film 2 having a strong compressive intrinsic stress is formed only near the surface. The two-layer films 1 and 2 having different compressive stress are formed. At the beginning of polishing, there is a film 2 having a strong compressive stress, and it has a large convex warp.
The hard film 2 on the surface is removed by the progress of polishing. The hard film 1 having a small compressive stress remains. Then, the compressive stress decreases. Therefore, the amount of convex warp is reduced. By varying the overall compressive stress as a function of the progress of polishing,
Polishing of the peripheral portion is promoted by gradually reducing the amount of convex warp. Therefore, the thickness is made uniform and the thickness distribution is reduced.

【００８２】強弱二層構造法…研磨の難易の異なる二
層の硬質膜を基体上に形成し、研磨困難膜を残すことに
より膜厚分布を小さくする方法である。これを図１０に
示す。基体上に初め研磨困難膜を均一に形成する。次い
で研磨容易膜を形成する。容易とか困難と言っても相対
的なものである。ビッカ−ス硬度３０００以上の硬質物
質であるので研磨は難しいのであるが相対的に容易であ
る膜を表面側に被覆する。ダイヤモンドの場合で言う
と、（１１１）配向の膜は研磨が非常に難しい。（１１
０）配向膜は比較的研磨容易である。気相合成により形
成するダイヤモンドは多結晶でランダムに配向すること
もある。しかし合成条件により配向をほぼ指定できるこ
とが分かってきた。Strong / weak two-layer structure method: This is a method of forming a two-layer hard film having different easiness of polishing on a substrate and leaving the difficult-to-polish film to reduce the film thickness distribution. This is shown in FIG. First, a difficult-to-polish film is uniformly formed on a substrate. Then, an easily polishable film is formed. It is relative whether it is easy or difficult. Since it is a hard substance having a Vickers hardness of 3000 or more, polishing is difficult, but a relatively easy film is coated on the surface side. In the case of diamond, a (111) oriented film is very difficult to polish. (11
0) The alignment film is relatively easy to polish. The diamond formed by vapor phase synthesis may be polycrystalline and randomly oriented. However, it has been found that the orientation can be almost specified by the synthesis conditions.

【００８３】本発明はこのような配向選択性を有効に利
用する。研磨の初めに研磨容易膜が除去される。研磨部
分が中央から表面に広がってゆくと、中央部から研磨困
難膜が露呈してくる。するとこれ以上研磨が進行しな
い。中央部も周辺部も研磨困難膜が露出した状態にな
る。この膜は初めから均一膜になるように形成してある
から、研磨後の膜厚が均一になる。この上に研磨容易膜
を形成してあるので、全面に渡って少なくとも研磨容易
膜の上半は研磨される。従って未研磨部あるいは研磨不
十分な部分が残らないという利点がある。これは凸反り
量を途中で変化させることなく全面を均一膜厚に研磨す
る有力な方法である。The present invention effectively utilizes such orientation selectivity. At the beginning of polishing, the easily polishable film is removed. As the polished part spreads from the center to the surface, the difficult-to-polish film is exposed from the central part. Then, polishing does not proceed any further. The difficult-to-polish film is exposed in both the central part and the peripheral part. Since this film is formed so as to be a uniform film from the beginning, the film thickness after polishing becomes uniform. Since the easy-polishing film is formed on this, at least the upper half of the easy-polishing film is polished over the entire surface. Therefore, there is an advantage that an unpolished portion or an unpolished portion does not remain. This is an effective method for polishing the entire surface to a uniform film thickness without changing the amount of convex warpage.

【００８４】本発明の方法が、研磨後の硬質物質膜厚の
一様性に優れていることについて説明した。次に研磨速
度、研磨圧力について述べる。本発明は凸反りにした状
態（凸反り量３μｍ〜５０μｍ）でホルダ−に固定した
ウエハ−を、平坦面を持つ研磨板（研磨盤）に接触させ
る。接触面はウエハ−の一部である。接触部の面積が小
さい。シャフトにより強い荷重をかけることにより硬質
物質をダイヤモンド砥粒で研磨するのであるから、荷重
が重要な役割をする。接触面が狭いので、単位面積当た
りの圧力がきわめて高い。このため研磨の効率が向上す
るし、研磨速度も高くなる。接触面積が小さいので、逆
に荷重を減らして研磨装置の負担を軽減することもでき
る。これはウエハ−を凸反りにして研磨するという本発
明の利点の一つである。It has been described that the method of the present invention is excellent in the uniformity of the hard material film thickness after polishing. Next, the polishing rate and the polishing pressure will be described. In the present invention, a wafer fixed to a holder in a convex warped state (amount of convex warp of 3 μm to 50 μm) is brought into contact with a polishing plate (polishing plate) having a flat surface. The contact surface is part of the wafer. The contact area is small. The load plays an important role because the hard material is polished by the diamond abrasive grains by applying a stronger load to the shaft. Since the contact surface is narrow, the pressure per unit area is extremely high. Therefore, the polishing efficiency is improved and the polishing rate is also increased. Since the contact area is small, the load on the polishing apparatus can be reduced by reducing the load. This is one of the advantages of the present invention that the wafer is convexly warped and polished.

【００８５】さらに接触面を不連続にすることにより接
触面積を減らして単位面積当たりの圧力を増強できる。
これには二つの方法がある。一つは研磨板に格子状、同
心円状の溝を形成する方法である。もう一つはウエハ−
被膜に格子状（図１３）、同心円状の溝（図１４）を形
成することである。接触面積を減らして圧力を増やす点
では同じことである。研磨板に溝を切る方が、ウエハ−
の形状に影響しないのでより便利である。しかしウエハ
−の用途によりウエハ−側に溝を切ることも可能であ
る。Further, by making the contact surface discontinuous, the contact area can be reduced and the pressure per unit area can be increased.
There are two ways to do this. One is a method of forming lattice-shaped or concentric circular grooves on the polishing plate. The other is a wafer
This is to form grooves (FIG. 13) and concentric grooves (FIG. 14) in the coating. The same is true in terms of decreasing contact area and increasing pressure. It is better to cut the groove on the polishing plate
It is more convenient because it does not affect the shape of. However, it is also possible to cut a groove on the wafer side depending on the purpose of the wafer.

【００８６】凸反りにし研磨すること、及び溝を切るこ
との利点がもう一つある。研磨することにより微粒子が
ウエハ−、研磨板から遊離する。これは不要物であるか
ら速やかに排除されなければならない。本発明ではウエ
ハ−が凸反りであり、接触部が狭く、他の部分が離れて
いる。離隔部が不要物の好適な流路となり排出を促進す
る。図１３、１４のように溝を切ればさらに不要物の排
除が促進される。There is another advantage of polishing with convex warpage and cutting grooves. By polishing, fine particles are released from the wafer and polishing plate. It is an unwanted material and must be promptly removed. In the present invention, the wafer is convexly warped, the contact portion is narrow, and the other portions are separated. The separated portion serves as a suitable flow path for the unnecessary substances, and promotes the discharge. If the groove is cut as shown in FIGS. 13 and 14, the removal of unnecessary substances is further promoted.

【００８７】また強い摩擦によって発熱するから、研磨
面の温度を調節するために冷却水を流すことがある。こ
の場合もホルダ−全面が研磨板に接触していると冷却水
が回らず効果がない。本発明は凸反りでウエハ−を支持
しているから、接触部以外の部分が表面張力を利用して
冷却水を十分に引き込むことができる。冷却媒体の流路
として非接触部が有効に作用する。温度調節を効果的に
迅速、的確に行なうことができる。溝を切ればさらに効
果的である。Since heat is generated due to strong friction, cooling water may be flown to adjust the temperature of the polishing surface. Also in this case, if the entire surface of the holder is in contact with the polishing plate, the cooling water will not rotate and it will be ineffective. In the present invention, since the wafer is supported by the convex warpage, the portion other than the contact portion can sufficiently draw the cooling water by utilizing the surface tension. The non-contact portion effectively acts as a flow path for the cooling medium. The temperature can be controlled effectively, quickly and accurately. It is more effective if the groove is cut.

【００８８】これまでホルダ−が揺動する場合について
説明してきた。本発明はこの他に歳差運動させることに
より、ホルダ−と研磨板の接触面を変化させることもあ
る。図１６〜１９によって説明する。歳差運動というの
は、回転体の軸が円錐に沿って回転することである。回
転体が軸に平行でなく、回転方向に関して対称の力を受
けると、回転速度の変化はない（エネルギ−変化なく）
が軸が回転する。回転モ−メントをＭとし、これに働く
外力をＮとすると、ＩｄＭ／ｄｔ＝Ｍ×Ｎ（×はベクト
ル積）となる。このために、軸が直角の方向にω＝Ｎ／
Ｉの回転角速度で回転するわけである。これまで説明し
た揺動に比べてかなり複雑な運動である。歳差運動は独
楽の運動としてよく知られている。独楽の軸がゆっくり
と逆円錐を描いて回転するのは重力により、独楽の本体
が下向きの力を受けるからである。歳差運動の回転角速
度は不変であるが、半径が次第に増加するので独楽はや
がて床に接触して倒れてしまう。So far, the case where the holder swings has been described. In addition to this, the present invention may change the contact surface between the holder and the polishing plate by precessing. This will be described with reference to FIGS. Precession means that the axis of a rotating body rotates along a cone. When the rotating body is not parallel to the axis and receives a force symmetrical with respect to the direction of rotation, there is no change in rotation speed (no change in energy)
The axis rotates. When the rotational moment is M and the external force acting on it is N, IdM / dt = M × N (× is a vector product). For this reason, ω = N /
It rotates at the rotational angular velocity of I. The movement is considerably more complicated than the swing described above. The precession movement is well known as a top exercise. The top of the top rotates slowly in an inverted cone because gravity causes the body of the top to receive a downward force. The rotational angular velocity of the precession is invariable, but the radius gradually increases, and the top eventually touches the floor and falls.

【００８９】本発明は、重力ではなく、３本以上の補助
シャフトを用いて強制的に歳差運動を起こさせるのであ
る。図１６に簡単な例を示す。これはホルダ−の上面の
斜視図である。この下に、硬質ウエハ−が下向きに取り
付けてある。ホルダ−の上面の中心には主シャフト４が
あり、ホルダ−を自転させ、圧力をかけるようになって
いる。ホルダ−の上面円周に沿って溝１３がある。補助
シャフト１０が溝１３にはまり込み、回転するホルダ−
を押さえる。補助シャフトは回転しない。溝１３を補助
シャフト１０が滑るようになっている。補助シャフトは
３本以上なければならない。補助シャフトをＪ1 、Ｊ
2 、Ｊ3、…Ｊn とする。主シャフトには一定の押圧力
をかけ、補助シャフトには一定圧力と正弦関数によって
変化する押圧力をかける。しかもこれらの補助シャフト
に与える圧力は位相が２π／ｎずつ異なるようにする。
すると、ホルダ−にかかる圧力の重心Ｇが中心Ｏから外
れ、一定半径の円の上を動くようになる。The present invention uses three or more auxiliary shafts to force the precession, rather than gravity. FIG. 16 shows a simple example. This is a perspective view of the top surface of the holder. Below this, the hard wafer is mounted face down. The main shaft 4 is located at the center of the upper surface of the holder, and is designed to rotate the holder and apply pressure. There is a groove 13 along the circumference of the upper surface of the holder. A holder in which the auxiliary shaft 10 fits in the groove 13 and rotates.
Hold down. The auxiliary shaft does not rotate. The auxiliary shaft 10 slides in the groove 13. There must be at least three auxiliary shafts. Auxiliary shaft J 1 , J
2 , J 3 , ... J n . A constant pressing force is applied to the main shaft, and a constant pressing force and a pressing force that changes according to a sine function are applied to the auxiliary shaft. Moreover, the pressures applied to these auxiliary shafts differ in phase by 2π / n.
Then, the center of gravity G of the pressure applied to the holder deviates from the center O and moves on a circle having a constant radius.

【００９０】そしてホルダ−の下面には球面をした硬質
ウエハ−が張り付けてある。ホルダ−を押し付けるシャ
フトの押圧力の重心が、円を描き、ホルダ−下面が球面
をなすので、ホルダ−は歳差運動をすることになるので
ある。図１８は法線と凸球面の動きの様子を示す。ホル
ダ−が傾くと、接触点が異なってくる。補助シャフトＪ
1 、Ｊ2 、Ｊ3 、…にかける力Ｆ1 、Ｆ2 、Ｆ3 、…を
次のように決める。On the lower surface of the holder, a spherical hard wafer is attached. The center of gravity of the pressing force of the shaft pressing the holder draws a circle, and the lower surface of the holder forms a spherical surface, so that the holder precesses. FIG. 18 shows how the normal line and the convex spherical surface move. If the holder is tilted, the contact points will be different. Auxiliary shaft J
The forces F 1 , F 2 , F 3 , ... Applied to 1 , J 2 , J 3 , ... Are determined as follows.

【００９１】Ｆ1 ＝Ｓ＋Ｑｓｉｎ（Ωｔ−２π／ｎ） Ｆ2 ＝Ｓ＋Ｑｓｉｎ（Ωｔ−４π／ｎ） Ｆ3 ＝Ｓ＋Ｑｓｉｎ（Ωｔ−６π／ｎ） Ｆi ＝Ｓ＋Ｑｓｉｎ（Ωｔ−２πｉ／ｎ） Ｆn ＝Ｓ＋Ｑｓｉｎ（Ωｔ）F 1 = S + Qsin (Ωt-2π / n) F 2 = S + Qsin (Ωt-4π / n) F 3 = S + Qsin (Ωt-6π / n) F i = S + Qsin (Ωt-2πi / n) F n = S + Qsin (Ωt)

【００９２】主シャフトの力Ｆ0 をＲとする。これらの
力は全て下向き平行である。すると、これらの力の合力
Ｔは、これらの力のベクトル和によって単純に与えられ
る。合力の作用点Ｇはこれらの力の重心の位置に等し
い。補助シャフトＪ1 、Ｊ2 、Ｊ3 、…はＸＹ面におい
て回転対称の位置に分布している筈である。つまりLet R be the force F 0 of the main shaft. These forces are all parallel downwards. Then, the resultant force T of these forces is simply given by the vector sum of these forces. The point of action G of the resultant force is equal to the position of the center of gravity of these forces. The auxiliary shafts J 1 , J 2 , J 3 , ... Should be distributed at rotationally symmetrical positions in the XY plane. That is

【００９３】 Ｊ1 （Ｗｃｏｓ（２π／ｎ），Ｗｓｉｎ（２π／ｎ）） Ｊ2 （Ｗｃｏｓ（２×２π／ｎ），Ｗｓｉｎ（２×２π
／ｎ）） Ｊi （Ｗｃｏｓ（２πｉ／ｎ），Ｗｓｉｎ（２πｉ／
ｎ）） Ｊn （Ｗ，０）J 1 (Wcos (2π / n), Wsin (2π / n)) J 2 (Wcos (2 × 2π / n), Wsin (2 × 2π)
/ N)) J i (Wcos (2πi / n), Wsin (2πi /
n)) J n (W, 0)

【００９４】全圧力のＸ成分ＦＸは、 ＦＸ＝ＳＷΣｃｏｓ（２πｉ／ｎ）＋ＱＷΣｃｏｓ（２
πｉ／ｎ）ｓｉｎ（Ωｔ−２πｉ／ｎ）＝（ＱＷ／２）
Σ［ｓｉｎ（ΩＴ）−ｓｉｎ｛（４πｉ／ｎ）−Ω
ｔ｝］＝（ＱＷｎ／２）ｓｉｎ（Ωｔ） となる。ここでΣの和の範囲は、１、２、…、ｎであ
る。対称性から、Σｃｏｓ（２πｉ／ｎ）＝０、Σｓｉ
ｎ｛（４πｉ／ｎ）−Ωｔ｝＝０である。The X component FX of the total pressure is FX = SWΣcos (2πi / n) + QWΣcos (2
πi / n) sin (Ωt-2πi / n) = (QW / 2)
Σ [sin (ΩT) -sin {(4πi / n) -Ω
t}] = (QWn / 2) sin (Ωt). Here, the range of the sum of Σ is 1, 2, ..., N. From symmetry, Σcos (2πi / n) = 0, Σsi
n {(4πi / n) −Ωt} = 0.

【００９５】同様に全圧力のＹ成分ＦＹは、 ＦＹ＝ＳＷΣｓｉｎ（２πｉ／ｎ）＋ＱＷΣｓｉｎ（２
πｉ／ｎ）ｓｉｎ（Ωｔ−２πｉ／ｎ）＝（ＱＷ／２）
Σ［−ｃｏｓ（ΩＴ）＋ｃｏｓ｛（４πｉ／ｎ）−Ω
ｔ｝］＝−（ＱＷｎ／２）ｃｏｓ（Ωｔ）Similarly, the Y component FY of the total pressure is: FY = SWΣsin (2πi / n) + QWΣsin (2
πi / n) sin (Ωt-2πi / n) = (QW / 2)
Σ [-cos (ΩT) + cos {(4πi / n) -Ω
t}] =-(QWn / 2) cos (Ωt)

【００９６】この結果、全圧力のＸ成分、Ｙ成分ともに
正弦関数に従って時間変化するということを意味してい
る。重心Ｇ（Ｇｘ，Ｇｙ）の座標を求める。これは全圧
力（Ｈ＋ｎＳ）で、合力のＸ成分、Ｙ成分を割れば良
い。As a result, it means that both the X component and the Y component of the total pressure change with time according to a sine function. The coordinates of the center of gravity G (Gx, Gy) are obtained. This is the total pressure (H + nS), and the X and Y components of the resultant force may be divided.

【００９７】 Ｇｘ＝（ＱＷｎ／２（Ｈ＋ｎＳ））ｓｉｎΩｔ Ｇｙ＝−（ＱＷｎ／２（Ｈ＋ｎＳ））ｃｏｓΩｔGx = (QWn / 2 (H + nS)) sinΩt Gy = − (QWn / 2 (H + nS)) cosΩt

【００９８】これは円軌跡を表している。シャフトの合
力の重心Ｇは、半径が（ＱＷｎ／２（Ｈ＋ｎＳ））であ
る円を描くということである。それだけではなく、ホル
ダ−の下面には、球面を持つ硬質ウエハ−が取り付けら
れるのである。すると、ウエハ−の研磨板との接触点Ｓ
は、合力の重心Ｇに等しい筈である。これが球面ウエハ
−を取り付けたことの重大な効果である。Ｓ＝Ｇになる
筈である。これはウエハ−が平坦であっては成り立たな
い。ウエハ−がでこぼこであっても成り立たない。凸球
面で接触点が常に一つしか存在しない場合にＳ＝Ｇとい
う関係が成り立つ。This represents a circular locus. The center of gravity G of the resultant force of the shaft is to draw a circle whose radius is (QWn / 2 (H + nS)). Not only that, but a hard wafer having a spherical surface is attached to the lower surface of the holder. Then, the contact point S between the wafer and the polishing plate
Should be equal to the center of gravity G of the resultant force. This is a significant effect of attaching the spherical wafer. It should be S = G. This is not true when the wafer is flat. Even if the wafer is uneven, it does not hold. When there is always only one contact point on the convex spherical surface, the relation S = G holds.

【００９９】すると、合力の重心Ｇは取りもなおさず、
ウエハ−と研磨板の接触点Ｓに等しいのである。さらに
また、凸球面であるから、接触点Ｓの中心からのずれを
ｓとするとウエハ−の曲率半径をＲとして、法線の傾き
角Θは、Θ＝ｓ／Ｒによって与えられる。合力の重心
が、円を描くということを証明した。ウエハ−が凸の球
面であると、重心と接触点が同一であるということも述
べた。接触点のずれｓと法線の傾きΘの関係も与えた。
これらの結果から、ウエハ−と研磨板の接触点は円を描
き、法線の傾きΘは一定であるということが分かる。ｓ
＝（ＱＷｎ／２（Ｈ＋ｎＳ））、Θ＝（ＱＷｎ／２（Ｈ
＋ｎＳ））／Ｒによって与えられる。ホルダ−の法線の
傾きが一定であり、法線が円運動をするから、これは歳
差運動である。歳差運動は、法線が逆円錐を描く運動で
あるから、ウエハ−の非中心部分を研磨することができ
る。Then, the center of gravity G of the resultant force is not removed,
It is equal to the contact point S between the wafer and the polishing plate. Furthermore, since it is a convex spherical surface, if the deviation from the center of the contact point S is s, then the radius of curvature of the wafer is R, and the inclination angle Θ of the normal line is given by Θ = s / R. It proved that the center of gravity of the resultant force draws a circle. It was also mentioned that if the wafer is a convex spherical surface, the center of gravity and the contact point are the same. The relationship between the displacement s of the contact point and the inclination Θ of the normal line is also given.
From these results, it can be seen that the contact point between the wafer and the polishing plate draws a circle, and the inclination Θ of the normal line is constant. s
= (QWn / 2 (H + nS)), Θ = (QWn / 2 (H
+ NS)) / R. This is precession because the holder has a constant slope and the normal makes a circular motion. Since the precession motion is a motion in which the normal line draws an inverted cone, the non-central portion of the wafer can be polished.

【０１００】しかし純粋の歳差運動であれば、接触点の
中心からのずれｓが不変である。これを接触円と呼ぶ。
ホルダ−が自転していたとしても、これでは研磨できる
のは半径がｓである接触円の近傍の帯状の部分だけであ
る。歳差運動は揺動とは異なり、ホルダ−の法線が円周
方向に運動し、接触点の半径が変わらない。揺動運動は
図７、図８、図１５に示すように接触点半径が変化する
運動である。歳差運動は接触点半径を保存する運動であ
る。両者は相反する運動である。硬質ウエハ−の面を均
等に研磨するには、接触点の半径を変化させなければな
らない。半径はｓ＝（ＱＷｎ／２（Ｈ＋ｎＳ））である
ので、シャフトの力Ｈ、Ｑ、Ｓを変えることによって変
動させることができる。However, in the case of pure precession, the deviation s from the center of the contact point is unchanged. This is called a contact circle.
Even if the holder rotates, it can polish only the strip-shaped portion near the contact circle having the radius s. The precession movement is different from the swing, and the normal line of the holder moves in the circumferential direction, and the radius of the contact point does not change. The swing motion is a motion in which the contact point radius changes as shown in FIGS. 7, 8 and 15. Precession is a movement that preserves the radius of the contact point. Both are opposite movements. In order to evenly polish the surface of the hard wafer, the radius of the contact point must be changed. Since the radius is s = (QWn / 2 (H + nS)), it can be varied by changing the shaft forces H, Q, S.

【０１０１】主シャフトの力Ｈを増やすと、接触円半径
ｓが減る。Ｈを減らすと接触円半径ｓが増える。補助シ
ャフトの定数項Ｓを増やすと、接触円半径ｓが減少す
る。補助シャフトの振動項Ｑを増やすと、接触円半径ｓ
が増大する。パラメ−タは３つあり、主シャフトの力
Ｈ、補助シャフトの定数力Ｓ、振動力Ｑである。これら
のパラメ−タを少しずつ変動させることにより、接触円
半径を変えてゆき、凸球面状ウエハ−の下面の全体を研
磨することができる。補助シャフトの振動項Ｑを小さく
すると、接触円半径ｓをいくらでも小さくすることがで
きる。反対にＱを大きくし、Ｈ、Ｓを下げると接触円の
半径を増やすことができる。When the force H of the main shaft is increased, the contact circle radius s decreases. When H is reduced, the contact circle radius s increases. Increasing the constant term S of the auxiliary shaft decreases the contact circle radius s. When the vibration term Q of the auxiliary shaft is increased, the contact circle radius s
Will increase. There are three parameters, the main shaft force H, the auxiliary shaft constant force S, and the vibration force Q. By gradually changing these parameters, the radius of the contact circle can be changed and the entire lower surface of the convex spherical wafer can be polished. When the vibration term Q of the auxiliary shaft is reduced, the contact circle radius s can be reduced as much as possible. On the contrary, if Q is increased and H and S are decreased, the radius of the contact circle can be increased.

【０１０２】それでは接触円半径の上限について考察し
よう。接触円が最大になるのは、主シャフトの力Ｈが０
である時である。補助シャフトの場合、定数項Ｓが０に
はならない。補助シャフトにかかる力は定数項Ｓと、振
動項ＱｓｉｎΩｔの和であるが、これが常に押圧力を加
えるのであるから、Ｓ≧Ｑでなければならない。等号が
成り立つ時は補助シャフトの力が０になることがあると
いうことである。この場合に接触円半径は最大値を与え
る。最大値は簡単に、ｓmax＝Ｗ／２である。Ｗは、中
心から補助シャフトの距離である。補助シャフトの距離
の半分が、歳差運動による研磨の場合の最大円半径とな
る。Now let us consider the upper limit of the radius of contact circle. The contact circle is maximized when the force H of the main shaft is 0.
Is when. In the case of the auxiliary shaft, the constant term S does not become zero. The force applied to the auxiliary shaft is the sum of the constant term S and the vibration term QsinΩt. Since this always applies a pressing force, S ≧ Q must be satisfied. This means that the force of the auxiliary shaft may be zero when the equal sign holds. In this case, the radius of the contact circle gives the maximum value. The maximum value is simply s max = W / 2. W is the distance of the auxiliary shaft from the center. Half the distance of the auxiliary shaft becomes the maximum circle radius in the case of polishing by precession.

【０１０３】これは揺動による場合とは違う。揺動の場
合は、接触点の中心からの最大距離はＷであり、補助シ
ャフトの位置いっぱいまで接触点を広げることができ
る。以上は一般論（補助シャフトがｎ個）である。例と
して補助シャフトが４つの場合を図１６、図１７に示
す。図１７において、補助シャフトをＡＢＣＤによって
示す。これらの補助シャフトに定数力Ｓ＋振動力Ｑを加
えると、ホルダ−の接触点は円軌跡を描く。補助シャフ
トに自由自在に任意の力を与えることができるならば、
合力の重心は、四辺形ＡＢＣＤによって囲まれる領域の
どこでも取り得る。しかし、重心が円軌跡を描きしかも
補助シャフトの力が正（圧力のみ）であるという条件が
課されると、合力の重心は半径がＷ／２の円の内部に限
られる。図１７において、斜線部のみに合力重心が存在
する。Ｋ3 のような接触円は四辺形の内部にあるが、実
は在り得ない。This is different from the case of rocking. In the case of rocking, the maximum distance from the center of the contact point is W, and the contact point can be expanded to the full position of the auxiliary shaft. The above is a general theory (n auxiliary shafts). As an example, FIGS. 16 and 17 show the case where there are four auxiliary shafts. In FIG. 17, the auxiliary shaft is indicated by ABCD. When a constant force S + vibration force Q is applied to these auxiliary shafts, the contact point of the holder-forms a circular locus. If you can freely apply any force to the auxiliary shaft,
The center of gravity of the resultant force can be anywhere in the area enclosed by the quadrilateral ABCD. However, if the condition that the center of gravity draws a circular locus and the force of the auxiliary shaft is positive (only pressure) is imposed, the center of gravity of the resultant force is limited to the inside of the circle having the radius W / 2. In FIG. 17, the resultant center of gravity exists only in the shaded area. A contact circle like K 3 is inside the quadrilateral, but it can't exist.

【０１０４】補助シャフトが３本の場合を図１９に示
す。この場合、正三角形ＥＦＬに接触する円が最大接触
円（ｓ＝Ｗ／２）である。補助シャフトの数を増やして
も、最大接触円を拡大することはできない。しかし力の
配分が楽になるので、この点では、補助シャフトの数が
多いほうが良い。しかし補助シャフトは独立の押圧機構
が必要であるから、補助シャフトの数が多いと、圧力を
かける部分の機構が複雑になる。歳差運動させるための
機構は極めて複雑なものになるが製作できないというこ
とはない。接触円の半径を徐々に増大、あるいは減少す
るようにして、ウエハ−の面を均一に研磨するのが望ま
しい。図２０に示すように、接触点が渦巻き型になるよ
うにすることもできる。接触点距離は０から増大して行
くことも、最大値から減少させることもできる。FIG. 19 shows the case where there are three auxiliary shafts. In this case, the circle contacting the equilateral triangle EFL is the maximum contact circle (s = W / 2). The maximum contact circle cannot be expanded even if the number of auxiliary shafts is increased. However, since it is easier to distribute the force, it is better to have more auxiliary shafts in this respect. However, since the auxiliary shaft requires an independent pressing mechanism, if the number of auxiliary shafts is large, the mechanism of the portion to which pressure is applied becomes complicated. The mechanism for precessing is extremely complicated, but it is not impossible to manufacture. It is desirable to uniformly polish the surface of the wafer by gradually increasing or decreasing the radius of the contact circle. As shown in FIG. 20, the contact points may be spiral type. The contact point distance can be increased from 0 or decreased from the maximum value.

【０１０５】以上に説明したものは、研磨装置に一つの
ホルダ−が取り付けられるものであるが、複数のホルダ
−を設けて複数のウエハ−を同時に研磨できるようにす
ることもできる。図２１のように、３つのホルダ−を支
持し、３枚のウエハ−を研磨できるヘッドを３組設けた
装置も利用することができる。ここで、補助シャフト等
の図示を略している。ウエハ−２を下面に張りつけたホ
ルダ−３を主シャフト４によって押さえる。主シャフト
４は中間円板２０によって回転自在に支持される。ア−
ム２６にヘッド２３が固定される。ヘッド２３は共通シ
ャフト２７により回転力を各ホルダ−に与える。In the above description, one holder is attached to the polishing apparatus, but a plurality of holders may be provided so that a plurality of wafers can be simultaneously polished. As shown in FIG. 21, it is also possible to use an apparatus that supports three holders and has three sets of heads capable of polishing three wafers. Here, illustration of the auxiliary shaft and the like is omitted. The holder 3 with the wafer 2 attached to the lower surface is pressed by the main shaft 4. The main shaft 4 is rotatably supported by the intermediate disc 20. A
The head 23 is fixed to the frame 26. The head 23 applies a rotational force to each holder by a common shaft 27.

【０１０６】共通シャフト２７の下端には小太陽歯車２
８があり、遊星歯車２９に噛み合っている。遊星歯車２
９は直下の主シャフト４を回転させる。押圧力は、共通
シャフト２７によって与えられる。ホルダ−の自転力
が、ヘッド２３から与えられる。中間円板２０は遊星運
動をする。中間円板の縁には歯車が切ってある。これは
周辺歯車２４と、中央の大太陽歯車２５に噛み合ってい
る。大太陽歯車２５と周辺歯車２４は軸受や回転機構が
あるが、図示を略している。周辺歯車２４が中間円板２
０に対する回転力を与える。この機構は極めて複雑であ
るが、９枚のウエハ−を同時に研磨することができる。
さらにまた、ウエハ−は自転、遊星運動し、研磨板が公
転するので、研磨の一様性がさらに高くなる。請求項６
に定義している。The small sun gear 2 is provided at the lower end of the common shaft 27.
8 and meshes with the planetary gear 29. Planetary gear 2
9 rotates the main shaft 4 directly below. The pressing force is given by the common shaft 27. The rotation force of the holder is applied from the head 23. The intermediate disc 20 makes a planetary motion. Gears are cut on the edge of the intermediate disc. This meshes with the peripheral gear 24 and the central sun gear 25. The large sun gear 25 and the peripheral gear 24 have a bearing and a rotating mechanism, but they are not shown. The peripheral gear 24 is the intermediate disc 2.
It gives a rotational force to 0. Although this mechanism is extremely complicated, nine wafers can be polished simultaneously.
Furthermore, since the wafer rotates and planets and the polishing plate revolves around the wafer, the uniformity of polishing is further enhanced. Claim 6
It is defined in.

【０１０７】研磨板（研磨盤あるいは回転定盤）の砥石
面について説明する。一般に砥粒は硬質物質粒子であ
り、ダイヤモンド以外にもある（アルミナ粒子など）。
対象物よりも硬度の高い材料の砥粒を使う。しかし、本
発明は硬質物質（ダイヤモンド、ｃ−ＢＮなど）を対象
にするので、ダイヤモンド以外の砥粒は使えない。ダイ
ヤモンドであっても砥粒も消耗しながら削ってゆく。ダ
イヤモンド粒子が損耗してゆく。The grindstone surface of the polishing plate (polishing plate or rotary platen) will be described. Abrasive grains are generally hard substance particles, and are present in addition to diamond (such as alumina particles).
Use abrasive grains made of a material that is harder than the object. However, since the present invention targets hard substances (diamond, c-BN, etc.), abrasive grains other than diamond cannot be used. Even with diamonds, the abrasive grains are consumed and scraped away. Diamond particles wear away.

【０１０８】研磨は遊離砥粒を使う方法と、固定砥粒を
使う方法がある。砥粒がそのまま排出される遊離砥粒法
は高価なダイヤモンド砥粒の場合不適当である。また研
磨効率も低い。仕上げ面精度も劣る。スクラッチが発生
することもある。そこで本発明は固定砥粒を使う。固定
砥粒を使う砥石は、砥粒、結合剤、充填剤などにより構
成される。砥粒は細かい硬質の粒である。結合剤は砥粒
を相互に結合し固定するものである。結合剤（ボンド）
に種類によりレジンボンド、メタルボンド、ビトリファ
イドボンド、ゴム砥石などの区別がある。充填剤は固体
粉末で研磨、結合には寄与しない。炭酸カルシウム、ア
ルミナ、炭化ケイ素などの微粉末である。For polishing, there are a method of using free abrasive grains and a method of using fixed abrasive grains. The free-abrasive grain method in which the abrasive grains are discharged as it is is not suitable for expensive diamond abrasive grains. Also, the polishing efficiency is low. The finished surface accuracy is also poor. Scratches can also occur. Therefore, the present invention uses fixed abrasive grains. A grindstone using fixed abrasive grains is composed of abrasive grains, a binder, a filler, and the like. Abrasive grains are fine hard grains. The binding agent binds and fixes the abrasive grains to each other. Binder
There are different types such as resin bond, metal bond, vitrified bond, and rubber grindstone depending on the type. The filler is a solid powder and does not contribute to polishing or bonding. It is a fine powder of calcium carbonate, alumina, silicon carbide and the like.

【０１０９】ダイヤモンド砥石の場合、ダイヤモンドの
体積比率を集中度というパラメ−タによって表現する。
ダイヤモンドが２５％入っている砥石を集中度１００と
いう。集中度は徐々に上がり現在では２００のものがで
きるようになっている。集中度が高い程研磨能力が高
い。In the case of a diamond grindstone, the volume ratio of diamond is expressed by a parameter called concentration.
A grindstone with 25% diamond is called concentration level 100. Concentration gradually increased and now we can do 200 things. The higher the concentration, the higher the polishing ability.

【０１１０】また砥粒の大きさをメッシュ＃で表現す
る。砥粒の平均直径で１インチを割った値である。これ
も砥石のパラメ−タである。これが大きいほど砥粒径が
小さい。小さい程径が大きい。本発明では、研磨板（研
磨定盤）にはレジンボンドダイヤモンド砥石、メタルボ
ンドダイヤモンド砥石、ダイヤモンド電着砥石を使うこ
とができる。またSmall Diamond Pellet研磨砥石や、Di
amond Pellet研磨砥石も研磨板として利用できる。これ
らは砥粒ではなく、ダイヤモンドの小片（ペレット）を
複数個研磨板に固着したものである。The size of the abrasive grains is expressed by mesh #. It is a value obtained by dividing 1 inch by the average diameter of the abrasive grains. This is also a grinding stone parameter. The larger this value, the smaller the abrasive grain size. The smaller the diameter, the larger the diameter. In the present invention, a resin bond diamond grindstone, a metal bond diamond grindstone, or a diamond electrodeposition grindstone can be used for the polishing plate (polishing surface plate). In addition, a Small Diamond Pellet grinding wheel or Di
The amond Pellet grinding wheel can also be used as a polishing plate. These are not abrasive grains but a plurality of small diamond pieces (pellets) fixed to a polishing plate.

【０１１１】これらのうちで、電着砥石は最も研磨効率
が高い。表面でのダイヤモンド砥粒の存在比率が最も高
いからである。結合剤に頼らずダイヤモンドを電着する
からダイヤモンド密度を高くできる。しかし反面ダイヤ
モンド層が表面１層しか存在しないので、これが摩耗す
るともはや砥石として機能しない。共擦りによって硬質
物質を研磨するので粒子の摩耗が無視できない。つまり
経時変化による劣化が著しい。１層しかないので、他の
砥石のようにドレッシングにより新しい研磨面を出すこ
とができない。Of these, the electrodeposition grindstone has the highest polishing efficiency. This is because the presence ratio of diamond abrasive grains on the surface is the highest. Since the diamond is electrodeposited without relying on the binder, the diamond density can be increased. However, since there is only one diamond layer on the surface, when it wears, it no longer functions as a grindstone. Abrasion of particles cannot be neglected because hard materials are abraded by co-rubbing. That is, deterioration due to aging is remarkable. Since there is only one layer, a new polished surface cannot be created by dressing like other grindstones.

【０１１２】Small Diamond Pellet砥石や、Diamond Pe
llet砥石は、ダイヤモンド粒子密度が高いので、電着砥
石についで研磨効率が高い。摩耗するとドレッシングに
より新しい研磨面を得ることができる。繰り返し初期性
能を回復し何度も使用できるという利点がある。しかし
これらはきわめて高価であるという欠点がある。レジン
ボンド砥石、メタルボンド砥石はともに、ドレッシング
により繰り返し使用でき、前述のものよりも安価である
という利点がある。しかしダイヤモンド砥粒の密度（集
中度に比例）が今なお低いので研磨速度がより遅い。こ
れら二つの中でも、メタルボンド砥石はダイヤモンドの
集中度をより高めることができるから、研磨効率の点で
はより優れている。しかしレジンボンドの方がより安価
である。[0112] Small Diamond Pellet whetstone and Diamond Pe
Since the llet grindstone has a high diamond particle density, it has the highest polishing efficiency after the electrodeposition grindstone. When worn, dressing can provide a new polished surface. There is an advantage that the initial performance can be repetitively recovered and used many times. However, they have the disadvantage of being extremely expensive. Both the resin-bonded grindstone and the metal-bonded grindstone have the advantage that they can be repeatedly used by dressing and are cheaper than those mentioned above. However, the polishing rate is slower because the density of diamond abrasive grains (proportional to the concentration) is still low. Of these two, the metal bond grindstone is more excellent in polishing efficiency because it can further increase the concentration of diamond. However, resin bond is cheaper.

【０１１３】これらの砥石は、対象である硬質ウエハ−
の材料、厚み、必要な研磨量などを勘案し適当なものを
選択するべきであろう。以上の説明は常温での硬質ウエ
ハ−の研磨である。固定ダイヤモンド砥粒による機械的
な研磨法である。ダイヤモンドが対象の場合は、砥粒も
対象も共に摩耗する共擦りによる研磨であった。一括し
て常温機械研磨と呼ぶことができよう。These grindstones are used for the hard wafer of the object.
The appropriate material should be selected in consideration of the material, thickness, required polishing amount, etc. The above description is for polishing a hard wafer at room temperature. This is a mechanical polishing method using fixed diamond grains. When diamond was the object, it was polishing by co-rubbing in which both the abrasive grains and the object were worn. It can be collectively called room temperature mechanical polishing.

【０１１４】本発明は、高温での化学反応を利用した研
磨法によっても実現することができる。高温化学研磨法
は、平滑な金属板を研磨板（研磨定盤）とする。金属板
と被膜との化学反応を利用し被膜を次第に除去してゆ
く。研磨装置は真空容器の中に設置する。研磨板とウエ
ハ−は真空容器の中に装入される。研磨面の温度を４０
０℃〜９００℃の高温に維持する。酸素、水素、炭化酸
素、炭化水素、不活性ガスのうちから選んだ少なくとも
ひとつのガスを真空容器に導入する。雰囲気制御のため
である。圧力は１０-3〜１０2 Ｔｏｒｒとする。鉄族の
金属はダイヤモンドと高温で反応しダイヤモンド表面を
化学的に除去してゆくことができる。The present invention can also be realized by a polishing method utilizing a chemical reaction at high temperature. In the high temperature chemical polishing method, a smooth metal plate is used as a polishing plate (polishing surface plate). The coating is gradually removed by utilizing the chemical reaction between the metal plate and the coating. The polishing device is installed in a vacuum container. The polishing plate and the wafer are placed in a vacuum container. The temperature of the polishing surface is 40
Maintain a high temperature of 0 ° C to 900 ° C. At least one gas selected from oxygen, hydrogen, hydrocarbon oxygen, hydrocarbon, and an inert gas is introduced into the vacuum container. This is for controlling the atmosphere. The pressure is 10 −3 to 10 2 Torr. Iron group metals can react with diamond at high temperature to chemically remove the diamond surface.

【０１１５】この場合もウエハ−は凸反り状態でホルダ
−に取付ける。ウエハ−と研磨板の接触面が局所的であ
って、ホルダ−面を傾斜させてウエハ−の中央から周辺
部にかけて全面を研磨するという点は変わらない。Also in this case, the wafer is mounted on the holder in a convex warped state. There is no difference in that the contact surface between the wafer and the polishing plate is local, and the holder surface is inclined to polish the entire surface from the center to the peripheral portion of the wafer.

【０１１６】[0116]

【実施例】【Example】

［実施例１］次の条件で作製した硬質ウエハ−を、本発
明の方法によって加工した。 ｛硬質膜の作製方法｝ 基板として、鏡面研磨した直径
２インチ（５ｃｍ）、厚み１ｍｍの（１００）単結晶Ｓ
ｉウエハ−を用いた。このＳｉウエハ−を、平均粒径
０．５μｍ〜１μｍのダイヤモンド粉末により傷つけ処
理した。これはダイヤモンドの核発生密度を上げるため
である。Example 1 A hard wafer produced under the following conditions was processed by the method of the present invention. {Method for manufacturing hard film} As a substrate, (100) single crystal S having a mirror-polished diameter of 2 inches (5 cm) and a thickness of 1 mm is used.
An i-wafer was used. This Si wafer was scratched with diamond powder having an average particle size of 0.5 μm to 1 μm. This is to increase the nucleus generation density of diamond.

【０１１７】公知のフィラメントＣＶＤ装置を用いて、
２０μｍ厚さのダイヤモンド膜をこのウエハ−の上に形
成した。これは支持台の上に、基材を置いて、炭化水素
を含む水素ガスを容器内に導き、フィラメントで加熱し
て原料ガスを分解し、気相反応を起こさせ、反応生成物
を基材に堆積させる方法である。フィラメントには、１
０本のφ０．３ｍｍのＷ線を７ｍｍ間隔で平行に張った
ものを用いた。合成条件は以下のようである。Using a known filament CVD apparatus,
A 20 μm thick diamond film was formed on this wafer. This is because the base material is placed on a support, hydrogen gas containing hydrocarbons is introduced into the container, the filament gas is heated to decompose the raw material gas, and a gas phase reaction is caused to cause the reaction product to become the base material. It is a method of depositing on. 1 for the filament
There were used 0 pieces of W wire having a diameter of 0.3 mm stretched in parallel at intervals of 7 mm. The synthesis conditions are as follows.

【０１１８】フィラメント温度 ２１００℃ 原料ガス 水素Ｈ2 ガス ５００ ｓｃｃｍ メタンＣＨ4 ガス ５ ｓｃｃｍ 圧力 ５０ Ｔｏｒｒ（６５
００Ｐａ） 基材温度 ９１０℃（試料）、８６０℃（試料）、
８１０℃（試料） ダイヤモンド膜厚 ２０ μｍFilament temperature 2100 ° C. source gas hydrogen H 2 gas 500 sccm methane CH 4 gas 5 sccm pressure 50 Torr (65
00Pa) Base material temperature 910 ° C (sample), 860 ° C (sample),
810 ° C (Sample) Diamond film thickness 20 μm

【０１１９】基材はフィラメントによって加熱される。
支持台には冷却機構がある。冷却機構の能力を調整して
基材の温度を任意の値に設定することができる。ここで
は基材温度を９１０℃、８６０℃、８１０℃の３種類に
変えている。これらのウエハ−を試料、試料、試料
とする。温度の違いは反りの違いに現われる。温度が
低いと凸反りになり易い。温度が高いと凹反りになり易
いようである。膜厚は合成時間により調整することがで
きる。いずれも膜厚２０μｍのものを合成した。The substrate is heated by the filament.
The support has a cooling mechanism. The temperature of the substrate can be set to an arbitrary value by adjusting the capacity of the cooling mechanism. Here, the substrate temperature is changed to three types of 910 ° C, 860 ° C, and 810 ° C. These wafers are used as samples, samples, and samples. The difference in temperature appears in the difference in warp. When the temperature is low, it tends to be warped. It seems that when the temperature is high, it tends to warp. The film thickness can be adjusted by the synthesis time. In each case, a film having a film thickness of 20 μm was synthesized.

【０１２０】各試料について反りは、 試料 ダイヤモンド成長面が凹になり反り量が３０μ
ｍである。＋３０μｍ。 試料 ダイヤモンド成長面に凹と凸のうねりがある。
高低差が５μｍ。 試料 ダイヤモンド成長面が凸であり反り量が２０μ
ｍである。−２０μｍ。 これらを図６に示す。基材温度が高いと凸に反り、基材
温度が低いと凹に反るということが分かる。ここで反り
量はダイヤモンド面に凹型に歪むものを正に、凸に歪む
ものを負に取る。緩衝材としてφ６０ｍｍ、厚み２ｍｍ
の天然ゴムを使って、硬質ウエハ−をホルダ−の中心に
固定した。これらの試料を次の研磨条件によって加工し
た。The warpage of each sample was 30 μ because the sample diamond growth surface was concave.
m. +30 μm. Sample There are concave and convex waviness on the diamond growth surface.
The height difference is 5 μm. Sample: The diamond growth surface is convex and the amount of warpage is 20μ
m. -20 μm. These are shown in FIG. It can be seen that when the base material temperature is high, it warps in a convex shape, and when the base material temperature is low, it warps in a concave shape. Here, the amount of warp is taken as positive when the concave distortion is on the diamond surface and negative when it is convex distortion. Φ60mm as buffer material, thickness 2mm
The hard wafer was fixed to the center of the holder using the natural rubber of. These samples were processed under the following polishing conditions.

【０１２１】｛加工条件｝ 研磨板（研磨盤） ＃４００のダイヤモンド砥粒を電着
した電着砥石 研磨盤直径 ３００ ｍｍ 研磨盤回転数 ８０ ｒｐｍ ウエハ−回転数 ５０ ｒｐｍ 加圧力 ５ ｋｇｆ 揺動運動の回転軸のずれ振幅 １° 研磨時間 ３０Ｈｒ 、８０Ｈｒ （３０時間研磨後の状態）この条件によって３０時間研
磨した。この時のウエハ−の研磨状態を図６に示す。{Processing conditions} Polishing plate (polishing plate) Electrodeposition grindstone electrodeposited with # 400 diamond abrasive grains Polishing plate diameter 300 mm Polishing plate rotation speed 80 rpm Wafer-rotation speed 50 rpm Pressure 5 kgf rocking motion Amplitude of rotation axis deviation of 1 ° Polishing time 30 Hr, 80 Hr (state after polishing for 30 hours) Polishing was performed for 30 hours under these conditions. The polishing state of the wafer at this time is shown in FIG.

【０１２２】試料：ダイヤモンド成長面が凹に＋３０
μｍ反っていた試料は中央部と外周部は研磨される
が、外周から５ｍｍ〜１０ｍｍの部分に帯状の未研磨部
分が残った。揺動運動をさせても、凹形状に反っている
から中間部に未研磨の領域が残るのを防止できない。ウ
エハ−の中央にはシャフトにより強い荷重が作用してい
るので、緩衝材の余裕もあって、凸に反り研磨できる。
外周部は研磨板に強く押しつけられるので研磨される。
しかし、外周部と中央部の間の部分は、凹反りを矯正す
る手段がないので凹反りが最後まで研磨板に接触するの
を邪魔してこの部分が未研磨になるのである。凹反りで
はウエハ−を十分に研磨できない。Sample: Diamond growth surface is concave +30
The sample having a warp of μm was polished in the central portion and the outer peripheral portion, but a band-shaped unpolished portion remained in a portion 5 mm to 10 mm from the outer periphery. Even if the rocking motion is performed, it is not possible to prevent an unpolished region from remaining in the middle portion because it warps in a concave shape. Since a strong load is applied to the center of the wafer by the shaft, there is a space for the cushioning material, so that the wafer can be convexly warped and polished.
The outer peripheral portion is strongly pressed against the polishing plate and thus is polished.
However, the portion between the outer peripheral portion and the central portion has no means for correcting the concave warp, so that the concave warp prevents the concave warp from coming into contact with the polishing plate until the end, and this portion becomes unpolished. The wafer cannot be sufficiently polished by the concave warpage.

【０１２３】試料：成長面に凸と凹のうねりがあり、
高低の差が５μｍの試料は、比較的均一に研磨され
る。しかし外周から５μｍ〜１０μｍの部分に未研磨部
分がランダムに残っている。これはウエハ−面に凹凸が
ランダムに存在するからである。Sample: There are convex and concave undulations on the growth surface,
A sample having a height difference of 5 μm is relatively uniformly polished. However, unpolished portions randomly remain in the portion of 5 μm to 10 μm from the outer periphery. This is because irregularities exist randomly on the wafer surface.

【０１２４】試料：ダイヤモンド成長面が凸に２０μ
ｍ反っている試料は中央部から周辺部に向かって均一
に研磨される。しかし外周部にリング状の未研磨部が残
る。 （８０時間研磨後の状態） 上の状態のものをさらに５
０時間研磨した。Sample: Diamond growth surface is 20 μ convex
The warped sample is evenly polished from the center to the periphery. However, a ring-shaped unpolished portion remains on the outer peripheral portion. (State after polishing for 80 hours) 5 more in the above state
Polished for 0 hours.

【０１２５】試料：中間のド−ナツ状の未研磨部は縮
小したが依然として残存した。凹反りのものはどうして
も未研磨部が残る。完全に研磨することができない。中
間の凹反りの部分に力がかからないからである。 試料：ランダム分布する未研磨部は幾分縮小した。し
かし残存した。完全に研磨することができない。この試
料は一見平坦に見えるが実は研磨しにくいものであるこ
とが分かる。８０時間かけて研磨できないところがある
のであるから、凹凸ねじれのあるものは事実上完全研磨
できないということである。Sample: The intermediate donut-shaped unpolished portion shrank but still remained. In the case of a concave warp, an unpolished portion remains. It cannot be completely polished. This is because no force is applied to the concave portion in the middle. Sample: Randomly distributed unpolished portions were somewhat shrunk. But it remained. It cannot be completely polished. It can be seen that this sample looks flat at first glance, but is actually difficult to polish. This means that some parts cannot be polished in 80 hours, so that those with uneven twist cannot be practically completely polished.

【０１２６】試料：凸反りの試料は外周部まで完全
に研磨することができた。未研磨部が全く存在しないよ
うになった。つまり凸反りでホルダ−に取付けるのが良
いということである。Sample: The sample with convex warp could be completely polished to the outer peripheral portion. There is no unpolished part at all. In other words, it is better to attach it to the holder with convex warp.

【０１２７】これらの結果からホルダ−に付けるときは
凸反りにするのが良いということがわかる。中央部のシ
ャフトで強い荷重をかけるのであるから、どのような初
期形状でも荷重によって撓み、普く研磨されそうである
がそうでない。初期形状が凹反りのものは中央が未研磨
になるのではなく、中間部が未研磨になる。初期形状が
平坦なものは良好にゆきそうに思えるがそうではない。
短い周期のうねりがあるので、狭い凹部が研磨板に接触
せず未研磨のまま残る。結局凸に反っているものが良い
ということである。From these results, it can be seen that it is preferable to make a convex warp when attaching to the holder. Since the central shaft applies a strong load, it is likely that any initial shape will bend due to the load and will usually be polished, but not. If the initial shape is concave, the center is not ground, but the middle part is not ground. It seems that things with a flat initial shape seem to go well, but they are not.
Since the undulations have a short cycle, the narrow recesses do not contact the polishing plate and remain unpolished. After all, what is convex and warped is good.

【０１２８】いずれの試料も研磨部の表面粗さは、Ｒｍ
ａｘ１００Å（１０ｎｍ）、Ｒａ５０Å（５ｎｍ）であ
った。デバイスを作製するに十分な平坦さである。試料
は研磨後のダイヤモンド膜厚は２２μｍ±２μｍであ
った。中央部が薄く、外周部が厚かった。In all samples, the surface roughness of the polished portion was Rm.
It was ax100Å (10 nm) and Ra50Å (5 nm). It is flat enough to make a device. The sample had a diamond film thickness after polishing of 22 μm ± 2 μm. The central portion was thin and the outer peripheral portion was thick.

【０１２９】［実施例２］次の合成条件で硬質膜を作製
した試料を本発明の方法で研磨した。 ｛硬質膜の作製条件｝ 鏡面研磨した直径３インチ（７
５ｍｍ）、厚さ１ｍｍ（φ３インチ×１ｍｍｔ）の（１
００）単結晶Ｓｉウエハ−を基板とした。このＳｉ基板
を、平均粒径が０．５μｍ〜１μｍのダイヤモンド粉末
で傷入れ処理をした。これに、ＴＭ01モ−ドを使うマイ
クロ波プラズマＣＶＤ装置により１５μｍ厚みのダイヤ
モンド膜を被覆した。膜の合成条件は、Example 2 A sample having a hard film formed under the following synthesis conditions was polished by the method of the present invention. {Conditions for manufacturing hard film} Mirror-polished diameter 3 inches (7
5 mm) and a thickness of 1 mm (φ3 inch × 1 mmt) (1
00) A single crystal Si wafer was used as a substrate. The Si substrate was scratched with diamond powder having an average particle size of 0.5 μm to 1 μm. This was coated with a 15 μm thick diamond film by a microwave plasma CVD apparatus using TM 01 mode. The membrane synthesis conditions are

【０１３０】 原料ガス 水素ガスＨ2 １０００ ｓｃｃｍ メタンガスＣＨ4 ２０ ｓｃｃｍ 圧力 ３０Ｔｏｒｒ（４００
０Ｐａ） マイクロ波電力 ９００Ｗ 膜厚 １５μｍRaw material gas Hydrogen gas H 2 1000 sccm Methane gas CH 4 20 sccm Pressure 30 Torr (400
0Pa) Microwave power 900W, film thickness 15μm

【０１３１】基材温度 試料：８６０℃（初めの１０
μｍ）＋８００℃（残りの５μｍ） 試料：８２０℃（１５μｍ全部） ウエハ−の反り 試料：凸反り −５０μｍ 試料：凸反り −５０μｍSubstrate temperature Sample: 860 ° C. (first 10
μm) + 800 ° C. (remaining 5 μm) Sample: 820 ° C. (15 μm total) Wafer warpage Sample: convex warp −50 μm Sample: convex warp −50 μm

【０１３２】基材温度は、支持台の冷却能力を変えるこ
とにより変化させることができる。温度が高い程凹型に
変形する。試料は初めの１０μｍを反りの少ない８６
０℃で合成し、後の５μｍを強い凸反りの温度８００℃
で合成した。最終的には凸反りで凸反り量は−５０μｍ
である。このように途中で合成条件を変えるのは、反り
量の異なる２層を複合し、一方を除去することにより反
り量を途中で相対的に変化させ研磨に及ぼす影響を調べ
るためである。The substrate temperature can be changed by changing the cooling capacity of the support. The higher the temperature, the more it deforms into a concave shape. The sample has a small warpage of the first 10 μm 86
Synthesized at 0 ° C, and the subsequent 5 μm with a strong convex warp temperature of 800 ° C.
Synthesized in. Eventually, the amount of convex warp is -50 μm
Is. The reason why the synthesis conditions are changed in the middle is to examine the effect on the polishing by compounding two layers having different amounts of warp and removing one of them to relatively change the amount of warp on the way.

【０１３３】試料は終始８２０℃で合成した。これも
凸反りで凸反り量は−５０μｍである。試料、共に
全体の反りは同じであるが、内部的には異なる応力をも
っている。緩衝材としてφ８５ｍｍ×１ｍｍｔの天然ゴ
ムを使用して、試料、をホルダ−に固定した。これ
らの試料を本発明の研磨装置によって加工した。Samples were synthesized at 820 ° C throughout. This is also a convex warp, and the amount of convex warp is −50 μm. The samples as a whole have the same warp, but have different stresses internally. The sample was fixed to the holder using a natural rubber of φ85 mm × 1 mmt as a cushioning material. These samples were processed by the polishing apparatus of the present invention.

【０１３４】［加工条件］ 研磨盤（研磨板） ＃２７０集中度１００のレジンボン
ドダイヤモンド砥石 研磨盤直径 ３００ ｍｍ 研磨盤回転数 ２００ ｒｐｍ ウエハ−（ホルダ−）回転数 ４０ ｒｐｍ 加圧力 ８ ｋｇｆ 揺動運動の軸ずれ ０．５° 研磨時間 ２０Ｈｒ、５０Ｈｒ[Processing Conditions] Polishing Plate (Polishing Plate) # 270 Resin Bond Diamond Grinding Stone with Concentration of 100 Polishing Plate Diameter 300 mm Polishing Plate Rotational Speed 200 rpm Wafer (Holder) Rotational Speed 40 rpm Pressurizing Pressure 8 kgf Oscillation Movement axis deviation 0.5 ° Polishing time 20Hr, 50Hr

【０１３５】｛２０時間研磨後｝ ２０時間この状態で
研磨した。試料、試料共に、中央部から周辺部に向
かって約７割の領域が研磨されていた。しかし、ホルダ
−に取付けられた状態でのウエハ−の反りは異なる。試
料の反りは凸反りで−２０μｍである。これは大きい
凸反りを与える外側の５μｍ（８００℃で成長）が削ら
れて無くなったために、反りが減ったのである。試料
の反りは凸反りで−４５μｍであった。これは小さい凸
反りになる条件（８２０℃）で全体を成長させているの
で、あまり内部応力が変わらないためである。反りが依
然として残っている。{After polishing for 20 hours} Polishing was performed in this state for 20 hours. About 70% of the area of the sample was polished from the center to the periphery. However, the warp of the wafer attached to the holder is different. The warp of the sample is a convex warp and is -20 μm. This is because the outer 5 μm (growth at 800 ° C.) that gives a large convex warp was scraped away and disappeared, so that the warp was reduced. The warp of the sample was a convex warp of −45 μm. This is because the internal stress does not change so much because the whole is grown under the condition of a small convex warp (820 ° C.). The warp still remains.

【０１３６】｛５０時間研磨後｝ さらに３０時間、試
料、試料を研磨した。試料は全体を完全に研磨す
ることができた。下側の皮膜の凸反りが弱くて研磨とと
もに反りが減少するので、外周部まで完全に研磨でき
る。試料はいくら研磨しても凸反りの強い膜が残って
いるので、反りが減らず、外周部が未研磨になった。研
磨できた部分の領域は約８０％であった。つまり次第に
反りが減少してゆくような膜が望ましいということであ
る。{After polishing for 50 hours} The samples and the samples were further polished for 30 hours. The sample could be polished completely. Since the convex warp of the lower film is weak and the warp decreases with polishing, the outer peripheral portion can be completely polished. No matter how much the sample was polished, a film having a strong convex warp remained, so the warp was not reduced and the outer peripheral portion was unpolished. The area of the part that could be polished was about 80%. That is, it is desirable to use a film whose warp is gradually reduced.

【０１３７】試料は最終的に膜厚が１１μｍ±１．５
μｍであった。中央部が薄く、外周部が厚いという結果
になった。この傾向は試料の場合と同様である。いず
れの研磨面も、表面粗さは、Ｒｍａｘ９０Å（９ｎ
ｍ）、Ｒａ４０Å（４ｎｍ）であった。The sample finally had a film thickness of 11 μm ± 1.5.
was μm. The result is that the central part is thin and the outer peripheral part is thick. This tendency is similar to the case of the sample. The surface roughness of any polished surface was Rmax 90Å (9n
m) and Ra40Å (4 nm).

【０１３８】［実施例３］次の合成条件で硬質膜を作製
した試料を本発明の方法で研磨した。 ｛硬質膜の作製条件｝ 鏡面研磨した直径３インチ（７
５ｍｍ）、厚さ１ｍｍ（φ３インチ×１ｍｍｔ）の（１
００）単結晶Ｓｉウエハ−を基板とした。このＳｉ基板
を、平均粒径が０．５μｍ〜１μｍのダイヤモンド粉末
で傷入れ処理をした。これに、ＴＭ01モ−ドを使うマイ
クロ波プラズマＣＶＤ装置により２５μｍ厚みのダイヤ
モンド膜を被覆した試料、を作製した。試料は原
料ガスの組成を途中で変化させている。膜の合成条件
は、Example 3 A sample having a hard film formed under the following synthesis conditions was polished by the method of the present invention. {Conditions for manufacturing hard film} Mirror-polished diameter 3 inches (7
5 mm) and a thickness of 1 mm (φ3 inch × 1 mmt) (1
00) A single crystal Si wafer was used as a substrate. The Si substrate was scratched with diamond powder having an average particle size of 0.5 μm to 1 μm. A sample in which a 25 μm thick diamond film was coated on this was prepared by a microwave plasma CVD apparatus using TM 01 mode. In the sample, the composition of the raw material gas was changed on the way. The membrane synthesis conditions are

【０１３９】 原料ガス 試料初めの２０μｍ 水素ガスＨ2 １０００ ｓｃｃｍ メタンガスＣＨ4 １０ ｓｃｃｍ 終わりの５μｍ 水素ガスＨ2 １０００ ｓｃｃｍ メタンガスＣＨ4 ３５ ｓｃｃｍ 試料全体の２５μｍ 水素ガスＨ2 １０００ ｓｃｃｍ メタンガスＣＨ4 ３０ ｓｃｃｍ 圧力 ４０Ｔｏｒｒ（５３０
０Ｐａ） マイクロ波電力 １０００Ｗ 膜厚 ２５μｍRaw material gas 20 μm hydrogen gas at the beginning of the sample H 2 1000 sccm Methane gas CH 4 10 sccm 5 μm at the end Hydrogen gas H 2 1000 sccm Methane gas CH 4 35 sccm 25 μm hydrogen gas H 2 1000 sccm methane gas CH 4 30 sccm pressure of the whole sample 40 Torr (530
0Pa) Microwave power 1000W Film thickness 25μm

【０１４０】基材温度 試料：８５０℃ 試料：８３０℃ ウエハ−の反り 試料：凸反り −３５μｍ 試料：凸反り −４０μｍSubstrate temperature Sample: 850 ° C. Sample: 830 ° C. Wafer warpage Sample: convex warp −35 μm Sample: convex warp −40 μm

【０１４１】基材温度は支持台の冷却能力を変えること
により変化させる。基材温度が高い程凹型に変形する。
だから試料の方が反りが大きい。The substrate temperature is changed by changing the cooling capacity of the support. The higher the temperature of the base material, the more it deforms into a concave shape.
Therefore, the sample has a larger warp.

【０１４２】試料は初めの２０μｍをメタンを低濃度
にして合成し、後の５μｍをメタンを高濃度にして合成
した。メタン濃度によりＳｉウエハ−の上にできるダイ
ヤモンド膜の配向が異なる。初めメタンを１体積％と低
濃度にしたのは、（１１１）配向のダイヤモンド膜を形
成するためである。ついでメタンを３．５体積％として
（１１０）配向のダイヤモンドを形成する。つまり試料
は下から２０μｍ（１１１）配向＋１５μｍ（１１
０）配向膜から成るようにしている。The sample was synthesized by making 20 μm of the first low concentration of methane and by making 5 μm of the latter high concentration of methane. The orientation of the diamond film formed on the Si wafer differs depending on the methane concentration. Initially, the concentration of methane was as low as 1% by volume in order to form a (111) oriented diamond film. Then, methane is added to 3.5% by volume to form a (110) oriented diamond. That is, the sample is 20 μm (111) orientation +15 μm (11
0) An alignment film is used.

【０１４３】これに反して試料は終始メタン濃度を３
体積％とし、（１１０）配向の膜を形成している。膜は
単結晶ではないが、結晶粒の基板に対する方向をメタン
濃度により制御できる。これは本発明者の発見である。
ダイヤモンドは配向により研磨の難易が異なる。（１１
１）は極めて研磨しにくい。（１１０）は比較的研磨し
やすい配向面である。On the other hand, the sample had a methane concentration of 3 at all times.
The volume% is used to form a film with (110) orientation. Although the film is not a single crystal, the direction of crystal grains with respect to the substrate can be controlled by the methane concentration. This is the discovery of the inventor.
The difficulty of polishing diamond depends on its orientation. (11
1) is extremely difficult to polish. (110) is an oriented surface that is relatively easy to polish.

【０１４４】緩衝材としてφ８５ｍｍ×１ｍｍｔの天然
ゴムを使用して、試料、５をホルダ−の中央に固定し
た。そして本発明の研磨装置により試料、を研磨し
た。Sample 5 was fixed to the center of the holder by using natural rubber of φ85 mm × 1 mmt as a buffer material. Then, the sample was polished by the polishing apparatus of the present invention.

【０１４５】［加工条件］ 研磨盤（研磨板）：外径１５ｍｍの＃６００集中度１２
０のメタルボンドダイヤモンドペレットを研磨板に張り
付けたダイヤモンドペレット研磨盤[Processing conditions] Polishing plate (polishing plate): # 600 concentration 12 with outer diameter of 15 mm 12
Diamond pellet polishing machine with 0 metal bond diamond pellets attached to a polishing plate

【０１４６】 研磨盤直径： ４５０ ｍｍ 研磨盤回転数： ４０ ｒｐｍ ウエハ−（ホルダ−）回転数： ３０ ｒｐｍ 加圧力： １２ ｋｇｆ 揺動運動の軸ずれ： ０．５° 研磨時間： １５Ｈｒ、３５ＨｒPolishing plate diameter: 450 mm Polishing plate rotation speed: 40 rpm Wafer- (holder) rotation speed: 30 rpm Applied pressure: 12 kgf Oscillation axis deviation: 0.5 ° Polishing time: 15 hr, 35 hr

【０１４７】｛１５時間研磨後｝ １５時間この状態で
研磨した。試料、試料ともに、中央部から周辺部に
向かって約７割の領域が研磨されていた。凸型をなすウ
エハ−をホルダ−の揺動運動によって満遍無く研磨板に
接触できるので広い範囲で研磨することができる。{After polishing for 15 hours} Polishing was performed for 15 hours in this state. About 70% of the area of each sample was polished from the center to the periphery. Since the convex wafer can be evenly contacted with the polishing plate by the swing motion of the holder, polishing can be performed in a wide range.

【０１４８】｛３５時間研磨後｝ さらに２０時間、試
料、試料を研磨した。試料、共に全体を完全に
研磨されていた。研磨後のウエハ−の表面粗さは、試料
、試料のいずれもＲｍａｘ１０００Å（１００ｎ
ｍ）、Ｒａ５００Å（５０ｎｍ）であった。{After polishing for 35 hours} The samples and the samples were further polished for 20 hours. Both the sample and the whole were completely polished. The surface roughness of the wafer after polishing is Rmax 1000Å (100 n
m) and Ra500Å (50 nm).

【０１４９】試料の最終的な膜厚は２０μｍ±１μｍ
であった。試料は１５μｍ±５μｍであった。試料
は初めの２０μｍの（１１１）配向膜、次いで５μｍの
（１１０）配向膜を重ねたものである。（１１１）膜は
研磨が特に難しい。試料を研磨すると、初めに研磨速
度の高い（１１０）膜を削ることになる。これが無くな
って、（１１１）配向膜が露呈するともはや研磨がほと
んど進行しなくなる。ために厚い膜厚になる。膜厚のバ
ラツキが±１μｍと極めて小さくなるのもこのためであ
る。（１１１）面にかかると研磨が進行しないから前面
に（１１１）膜が露出してこれが最終研磨面になる。も
ちろん初めの（１１１）配向膜の形成された時の厚みば
らつきが小さいということが必要である。The final film thickness of the sample is 20 μm ± 1 μm
Met. The sample was 15 μm ± 5 μm. The sample is a stack of an initial 20 μm (111) orientation film and then a 5 μm (110) orientation film. The (111) film is particularly difficult to polish. When the sample is polished, the (110) film having a high polishing rate is first scraped. When this disappears and the (111) oriented film is exposed, polishing hardly progresses anymore. Therefore, the film thickness becomes thick. This is also the reason why the variation in the film thickness is as small as ± 1 μm. When the (111) plane is applied, the polishing does not proceed, so that the (111) film is exposed on the front side and becomes the final polished surface. Of course, it is necessary that the variation in thickness when the first (111) orientation film is formed is small.

【０１５０】これに反して試料は全体が研磨速度の高
い（１１０）面であるので、中央部での研磨がどんどん
進行し膜が薄くなる。だから中央が薄く、外周部が厚く
なり膜厚のばらつきが±５μｍにもなるのである。初め
に研磨速度の遅い膜を付け後に研磨速度の速い膜をつけ
ると、上側の膜を全部削った状態で、膜厚が一様になり
膜厚ばらつきを著しく少なくすることができるのであ
る。On the contrary, since the whole sample is the (110) plane having a high polishing rate, the polishing in the central portion progresses rapidly and the film becomes thin. Therefore, the central part is thin and the outer peripheral part is thick, resulting in a film thickness variation of ± 5 μm. If a film with a low polishing rate is first attached and then a film with a high polishing rate is attached, the film thickness becomes uniform and the film thickness variation can be remarkably reduced in the state where the upper film is entirely removed.

【０１５１】[0151]

【発明の効果】基体の上に硬質物質を被覆した硬質ウエ
ハ−は基体との熱膨張率の違いなどにより、凸反りまた
は凹反りになることが多い。全体として反りがなくても
うねりがある。このように元々平坦でないウエハ−であ
るから、従来の研磨方法では、全体を研磨することがで
きない。どこかに未研磨部が残る。EFFECTS OF THE INVENTION A hard wafer having a substrate coated with a hard substance often has a convex or concave curvature due to a difference in thermal expansion coefficient from the substrate. As a whole, there is no warp and there is already a twist. Since the wafer is not originally flat as described above, the entire wafer cannot be polished by the conventional polishing method. An unpolished part remains somewhere.

【０１５２】本発明は、ウエハ−を凸にしてホルダ−に
取付け、ホルダ−を軸に対してわずかに傾くように揺動
運動をさせることにより、基体の上に硬質被膜を形成し
た硬質ウエハ−を平坦に均一に研磨することができる。
時間をかければ、未研磨部を残さずに研磨することもで
きる。研磨後の粗さは、Ｒｍａｘが５００Å（５０ｎ
ｍ）以下、Ｒａが２００Å（２０ｎｍ）以下になる。さ
らに被覆部の厚さの分布を±１０％以下に抑えることが
できる。According to the present invention, a hard wafer in which a hard coating is formed on a substrate is provided by making the wafer convex and attached to a holder, and swinging the holder so as to slightly incline with respect to an axis. Can be polished evenly and uniformly.
If it takes a long time, polishing can be performed without leaving an unpolished portion. The roughness after polishing has an Rmax of 500Å (50n
m) or less and Ra becomes 200 Å (20 nm) or less. Furthermore, the distribution of the thickness of the covering portion can be suppressed to ± 10% or less.

【０１５３】さらに、膜の構造を２層構造にしておき、
初めにより堅い膜、ついでより柔らかい膜を被覆した２
層構造にすると、研磨により上層をほぼ完全に除き、下
の層の大部分を露出させることができる。こうするとさ
らに膜厚の均一性が向上する。硬質膜を気相合成で形成
したとしても、自立膜とする程厚く合成するのは時間と
費用がかかる。半導体材料としての利用においては硬質
膜が薄く存在すれば良いのであるから安価で入手しやす
い基体の上に被膜を形成したもので十分である。しかし
この場合フォトリソグラフィ−などのウエハ−プロセス
を実施するためにウエハ−面は十分に研磨しミラ−ウエ
ハ−としなければならない。本発明によりはじめて、基
体、硬質物質被膜の複合材料ウエハ−をミラ−ウエハ−
にすることができるようになった。硬質ウエハ−の利用
の道を開く重要な発明である。Further, the film structure is made a two-layer structure,
Coated with a stiffer membrane first, then a softer membrane 2
With the layered structure, the upper layer can be almost completely removed by polishing, and most of the lower layer can be exposed. This further improves the uniformity of film thickness. Even if the hard film is formed by vapor phase synthesis, it takes time and cost to synthesize it as thick as a self-supporting film. For use as a semiconductor material, it is sufficient that the hard film is thin, so that a film formed on an inexpensive and easily available substrate is sufficient. However, in this case, in order to perform a wafer process such as photolithography, the wafer surface must be sufficiently polished to be a mirror wafer. For the first time, according to the present invention, a composite material wafer of a substrate and a hard material coating is changed to a mirror wafer.
You can now It is an important invention that paves the way for the use of hard wafers.

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

【図１】研磨板を公転させ、ホルダ−のつれ回りを利用
してウエハ−を研磨する従来例に係る研磨装置の概略斜
視図。FIG. 1 is a schematic perspective view of a polishing apparatus according to a conventional example in which a polishing plate is revolved and a wafer is polished by using a circumference of a holder.

【図２】研磨板を公転させホルダ−を自転させてウエハ
−を研磨する従来例に係る研磨装置の概略斜視図。FIG. 2 is a schematic perspective view of a polishing apparatus according to a conventional example in which a polishing plate is revolved and a holder is rotated to polish a wafer.

【図３】研磨板を公転させホルダ−を自転させしかもホ
ルダ−の面を傾けてウエハ−を研磨する本発明の実施例
に係る研磨装置の概略斜視図。FIG. 3 is a schematic perspective view of a polishing apparatus according to an embodiment of the present invention that orbits a polishing plate to rotate a holder, and tilts a surface of the holder to polish a wafer.

【図４】本発明の実施例に係る研磨装置においてシャフ
トとホルダ−の関係を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the relationship between the shaft and the holder in the polishing apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図５】本発明においてスペ−サを介してウエハ−を凸
反りの形でホルダ−に固定した状態を示す断面図。FIG. 5 is a sectional view showing a state in which the wafer is fixed to the holder in a convex warp shape via a spacer in the present invention.

【図６】初期のウエハ−の反りの状態と研磨後の研磨の
状態の関係を示す図。FIG. 6 is a view showing a relationship between an initial state of warp of a wafer and a state of polishing after polishing.

【図７】主シャフトと補助シャフトに加える力により、
凸反りウエハ−と研磨板との接触点が決まることを説明
する線図。FIG. 7: By the force applied to the main shaft and the auxiliary shaft,
FIG. 6 is a diagram illustrating that a contact point between a convex warped wafer and a polishing plate is determined.

【図８】主シャフトの力を漸減し、補助シャフトの力を
増やすことによりウエハ−と研磨板の接触点がウエハ−
の外側に移行してゆくことを説明するウエハ−と研磨板
の概略断面図。FIG. 8: The contact point between the wafer and the polishing plate is changed to the wafer by gradually reducing the force of the main shaft and increasing the force of the auxiliary shaft.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a wafer and a polishing plate for explaining the transition to the outside of the wafer.

【図９】研磨の進行とともに凸反り量を減らしてゆくた
めのウエハ−の層構造を示す断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a layer structure of a wafer for reducing the amount of convex warpage as the polishing progresses.

【図１０】基体に研磨困難膜と容易膜を形成し容易膜を
削ることにより膜厚分布を少なくすることを説明するた
めの断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining that the film thickness distribution is reduced by forming a difficult-to-polish film and an easy film on the substrate and cutting the easy film.

【図１１】ホルダ−を平行移動させることにより研磨板
との接触面を半径方向に変化させることを示す平面図。FIG. 11 is a plan view showing that the contact surface with the polishing plate is changed in the radial direction by moving the holder in parallel.

【図１２】ホルダ−を平行移動させることにより研磨板
との接触面を半径方向に変化させることを示す正面図。FIG. 12 is a front view showing that the contact surface with the polishing plate is changed in the radial direction by moving the holder in parallel.

【図１３】接触面を不連続にするためにウエハ−の面に
格子上の溝を設けた例を示す平面図。FIG. 13 is a plan view showing an example in which grooves on a lattice are provided on the surface of the wafer to make the contact surface discontinuous.

【図１４】接触面を不連続にするためにウエハ−の面に
同心円上の溝を設けた例を示す平面図。FIG. 14 is a plan view showing an example in which concentric grooves are provided on the surface of the wafer to make the contact surface discontinuous.

【図１５】図８のように接触点が変化したときに研磨板
上での接触点の描く軌跡を示す研磨板平面図。FIG. 15 is a plan view of a polishing plate showing a trajectory of the contact point on the polishing plate when the contact point changes as shown in FIG.

【図１６】補助シャフトを４本用いて歳差運動を起こさ
せるようにしたホルダ−の上面方向斜視図。FIG. 16 is a top direction perspective view of a holder configured to cause a precession movement by using four auxiliary shafts.

【図１７】補助シャフトを４本用いて歳差運動を起こさ
せるようにしたホルダ−の説明用平面図。FIG. 17 is an explanatory plan view of a holder configured to cause a precession movement by using four auxiliary shafts.

【図１８】歳差運動によりホルダ−法線の方向が逆円錐
に沿って回転することを説明する線図。FIG. 18 is a diagram illustrating that the direction of the holder-normal line rotates along an inverted cone due to precession.

【図１９】補助シャフトを３本用いて歳差運動を起こさ
せるようにしたホルダ−の説明用平面図。FIG. 19 is a plan view for explaining a holder configured to cause a precession movement by using three auxiliary shafts.

【図２０】歳差運動をする場合、力のパラメ−タを徐々
に変化させることにより、接触点が渦巻きを描くように
動くようにしたものを示すホルダ−の裏面の底面図。FIG. 20 is a bottom view of the back surface of the holder showing a contact point that moves in a spiral shape by gradually changing force parameters when performing precession.

【図２１】同時に９枚のウエハ−を研磨できる装置の例
を示す斜視図。FIG. 21 is a perspective view showing an example of an apparatus capable of simultaneously polishing nine wafers.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 研磨板 ２ ウエハ− ３ ホルダ− ４ シャフト ５ シリンダ ６ ア−ム ７ モ−タ ８ ベルト ９ シリンダ １０ 補助シャフト １１ 緩衝材 １２ フレキシブルジョイント １３ 溝 １４ スペ−サ ２０ 中間円板 ２３ ヘッド ２４ 周辺歯車 ２５ 大太陽歯車 ２６ ア−ム ２７ 共通シャフト ２８ 小太陽歯車 ２９ 遊星歯車 1 Polishing Plate 2 Wafer 3 Holder 4 Shaft 5 Cylinder 6 Arm 7 Motor 8 Belt 9 Cylinder 10 Auxiliary Shaft 11 Buffer Material 12 Flexible Joint 13 Groove 14 Spacer 20 Intermediate Disc 23 Head 24 Peripheral Gear 25 Large sun gear 26 Arm 27 Common shaft 28 Small sun gear 29 Planetary gear

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤森 直治 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号住友電 気工業株式会社伊丹製作所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Naoji Fujimori 1-1-1 Kunyokita, Itami City, Hyogo Prefecture Sumitomo Electric Industries Co., Ltd. Itami Works

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 ビッカ−ス硬度３０００以上の硬質物質
を基体片側の表面に被覆した硬質膜被覆ウエハ−の被膜
を研磨するため、シャフトにより傾斜可能に支持される
円板状のホルダ−の中央にウエハ−を固定し、固定砥粒
を有する研磨板にホルダ−のウエハ−を当て、ホルダ−
がシャフトに対して傾斜できるようにシャフトを介して
ホルダ−の中心に集中荷重を加え、研磨板を軸まわりに
公転させ、ホルダ−面の研磨板平面に対する傾斜角Φを
変化させる揺動運動をすることにより、ウエハ−と研磨
板の研磨面の接触部分を変化させウエハ−の全面を研磨
するようにしたことを特徴とする硬質ウエハ−の研磨方
法。1. A center of a disk-shaped holder supported inclinably by a shaft for polishing a film of a hard film-coated wafer having a surface on one side of a substrate coated with a hard substance having a Vickers hardness of 3000 or more. The wafer is fixed to the holder, the wafer of the holder is applied to the polishing plate having fixed abrasive grains, and the holder-
A concentrated load is applied to the center of the holder via the shaft so that the can tilts with respect to the shaft, the polishing plate revolves around the axis, and a swinging motion that changes the inclination angle Φ of the holder surface with respect to the polishing plate plane is performed. By doing so, the contact portion between the wafer and the polishing surface of the polishing plate is changed to polish the entire surface of the wafer, thereby polishing the hard wafer. 【請求項２】 ビッカ−ス硬度３０００以上の硬質物質
を基体片側の表面に被覆した硬質膜被覆ウエハ−の被膜
を研磨するため、シャフトにより傾斜可能に支持される
円板状のホルダ−の中央にウエハ−を固定し、平坦な金
属板よりなる研磨板にホルダ−のウエハ−を当て、ホル
ダ−がシャフトに対して傾斜できるようにシャフトを介
してホルダ−の中心に集中荷重を加え、研磨板を４００
℃〜９００℃に加熱し、１０-3〜１０2 Ｔｏｒｒの圧力
の酸素、水素、炭化酸素、炭化水素、不活性ガスの何れ
かの雰囲気で、研磨板を軸まわりに公転させ、ホルダ−
面の研磨板平面に対する傾斜角Φを変化させる揺動運動
をすることにより、ウエハ−と研磨板の研磨面の接触部
分を変化させウエハ−の全面を研磨するようにしたこと
を特徴とする硬質ウエハ−の研磨方法。2. A center of a disk-shaped holder supported inclinably by a shaft for polishing a film of a hard film-coated wafer having a surface on one side of a substrate coated with a hard substance having a Vickers hardness of 3000 or more. The wafer is fixed to the holder, the wafer of the holder is applied to a polishing plate made of a flat metal plate, and a concentrated load is applied to the center of the holder via the shaft so that the holder can be inclined with respect to the shaft, and the polishing is performed. Plate 400
° C. to 900 was heated to ℃, 10 -3 ~10 2 Torr of pressure of the oxygen, hydrogen, oxides of carbon, either in an atmosphere of hydrocarbon, inert gas, to revolve polishing plate about an axis, the holder -
The rocking motion for changing the inclination angle Φ of the surface with respect to the plane of the polishing plate changes the contact portion between the wafer and the polishing surface of the polishing plate to polish the entire surface of the wafer. Wafer polishing method. 【請求項３】 ビッカ−ス硬度３０００以上の硬質物質
を基体片側の表面に被覆した硬質膜被覆ウエハ−の被膜
を研磨するため、シャフトにより傾斜可能に支持される
円板状のホルダ−の中央にウエハ−を固定し、固定砥粒
を有する研磨板にホルダ−のウエハ−を当て、ホルダ−
がシャフトに対して傾斜できるようにシャフトを介して
ホルダ−の中心に集中荷重を加え、研磨板を軸まわりに
公転させ、ホルダ−面の法線を研磨板面法線周りに回転
させる歳差運動をすることにより、ウエハ−と研磨板の
研磨面の接触部分を変化させウエハ−の全面を研磨する
ようにしたことを特徴とする硬質ウエハ−の研磨方法。3. A center of a disk-shaped holder supported inclinably by a shaft for polishing a film of a hard film-coated wafer whose surface on one side of a substrate is coated with a hard substance having a Vickers hardness of 3000 or more. The wafer is fixed to the holder, the wafer of the holder is applied to the polishing plate having fixed abrasive grains, and the holder-
Precession that applies a concentrated load to the center of the holder via the shaft so that it can tilt with respect to the shaft, revolves the polishing plate around the axis, and rotates the normal of the holder surface around the normal to the polishing plate surface. A method for polishing a hard wafer, characterized in that a contact portion between a wafer and a polishing surface of a polishing plate is changed by moving to polish the entire surface of the wafer. 【請求項４】 ビッカ−ス硬度３０００以上の硬質物質
を基体片側の表面に被覆した硬質膜被覆ウエハ−の被膜
を研磨するため、シャフトにより傾斜可能に支持される
円板状のホルダ−の中央にウエハ−を固定し、平坦な金
属板よりなる研磨板にホルダ−のウエハ−を当て、ホル
ダ−がシャフトに対して傾斜できるようにシャフトを介
してホルダ−の中心に集中荷重を加え、研磨板を４００
℃〜９００℃に加熱し、１０-3〜１０2 Ｔｏｒｒの圧力
の酸素、水素、炭化酸素、炭化水素、不活性ガスの何れ
かの雰囲気で、研磨板を軸まわりに公転させ、ホルダ−
面の法線を研磨板面法線周りに回転させる歳差運動をす
ることにより、ウエハ−と研磨板の研磨面の接触部分を
変化させウエハ−の全面を研磨するようにしたことを特
徴とする硬質ウエハ−の研磨方法。4. A center of a disk-shaped holder supported inclinably by a shaft for polishing a film of a hard film-coated wafer whose surface on one side of a substrate is coated with a hard substance having a Vickers hardness of 3000 or more. The wafer is fixed to the holder, the wafer of the holder is applied to a polishing plate made of a flat metal plate, and a concentrated load is applied to the center of the holder via the shaft so that the holder can be inclined with respect to the shaft, and the polishing is performed. Plate 400
° C. to 900 was heated to ℃, 10 -3 ~10 2 Torr of pressure of the oxygen, hydrogen, oxides of carbon, either in an atmosphere of hydrocarbon, inert gas, to revolve polishing plate about an axis, the holder -
By performing a precession motion of rotating the surface normal around the polishing plate surface normal, the contact portion between the wafer and the polishing surface of the polishing plate is changed to polish the entire surface of the wafer. Polishing method for hard wafer. 【請求項５】 ウエハ−とホルダ−に弾性変形できる緩
衝材を取付け、さらに緩衝材の上にウエハ−を固定し、
緩衝材の変形により、研磨板の研磨平面に対してウエハ
−の被研磨面が傾斜することを可能にしたことを特徴と
する請求項１〜請求項４の何れかに記載の硬質ウエハ−
の研磨方法。5. An elastically deformable cushioning material is attached to the wafer and the holder, and the wafer is fixed on the cushioning material.
The hard wafer according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the surface to be polished of the wafer can be inclined with respect to the polishing plane of the polishing plate by the deformation of the cushioning material.
Polishing method. 【請求項６】 凸型のスペ−サをホルダ−面または緩衝
材に取付け、スペ−サの上にウエハ−を固定することに
よりウエハ−の研磨面を凸に反らせ、回転する研磨板面
に対して、凸反りの状態でウエハ−を支持するホルダ−
を揺動させ、ウエハ−と研磨板研磨面の接触面を変化さ
せながら、ウエハ−の全面を研磨し、面粗度Ｒｍａｘ５
００Å（５０ｎｍ）、Ｒａ２００Å（２０ｎｍ）以下の
被研磨面が５０％以上の面積となるように研磨すること
を特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに記載の硬質
ウエハ−の研磨方法。6. A convex spacer is attached to a holder surface or a cushioning material, and the wafer is fixed on the spacer so that the polishing surface of the wafer is convexly curved so that the polishing plate surface rotates. In contrast, a holder that supports the wafer in a convex warped state
And the surface of the wafer is polished while changing the contact surface between the wafer and the polishing plate.
The method for polishing a hard wafer according to any one of claims 1 to 5, wherein the surface to be polished having a diameter of 00 Å (50 nm) or Ra 200 Å (20 nm) is 50% or more. . 【請求項７】 ホルダ−が回転する研磨板に対して平行
移動し、研磨板の接触面が半径方向及び円周方向に変化
するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項６の
いずれかに記載の硬質ウエハ−の研磨方法。7. The holder according to claim 1, wherein the holder moves in parallel with the rotating polishing plate so that the contact surface of the polishing plate changes in the radial direction and the circumferential direction. The method for polishing a hard wafer according to any one of claims. 【請求項８】 ウエハ−を固定して回転運動を行なう複
数のホルダ−がさらに別の円盤状の固定具に該円盤状の
固定具の軸心に対して回転対称の位置に据え付けられ、
該円盤状の固定具が回転する研磨板に対して回転するこ
とにより、ウエハ−が研磨板に対して自転及び公転する
ことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載
の硬質ウエハ−の研磨方法。8. A plurality of holders for fixing a wafer and performing a rotational movement are installed on another disc-shaped fixture at a rotationally symmetrical position with respect to the axis of the disc-shaped fixture.
The hard disk according to any one of claims 1 to 7, wherein the wafer rotates and revolves with respect to the polishing plate by rotating the disk-shaped fixture with respect to the rotating polishing plate. Wafer polishing method. 【請求項９】 直径が１インチ以上で厚さが０．１ｍｍ
〜２．１ｍｍで、ウエハ−が被膜側に凹反り、凸反り、
或いは平坦である硬質膜被覆ウエハ−を、３μｍ〜５０
μｍの凸反り量を持たせるようにホルダ−に取付けて研
磨することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか
に記載の硬質ウエハ−の研磨方法。9. A diameter of 1 inch or more and a thickness of 0.1 mm
~ 2.1 mm, the wafer warps toward the coating side,
Alternatively, a hard film-coated wafer that is flat is 3 μm to 50 μm.
The method for polishing a hard wafer according to any one of claims 1 to 8, wherein the method is attached to a holder so as to have a convex warp amount of µm and then polished. 【請求項１０】 自由状態で被膜面が凸に３μｍから５
０μｍ反っているウエハ−を、３μｍ〜５０μｍの凸反
り量を持たせるようにホルダ−に取付けて研磨すること
を特徴とする請求項８に記載の硬質ウエハ−の研磨方
法。10. The coating surface is convex from 3 μm to 5 in the free state.
9. The method for polishing a hard wafer according to claim 8, wherein a wafer having a warp of 0 [mu] m is attached to a holder so as to have a convex warp amount of 3 [mu] m to 50 [mu] m and is polished. 【請求項１１】 硬質被覆層の厚さが５μｍ〜５０μｍ
のウエハ−を研磨し、研磨後の膜厚分布が±２０％以内
であることを特徴とする請求項９または請求項１０に記
載の硬質ウエハ−の研磨方法。11. The hard coating layer has a thickness of 5 μm to 50 μm.
The method for polishing a hard wafer according to claim 9 or 10, wherein the wafer is polished and the film thickness distribution after polishing is within ± 20%. 【請求項１２】 硬質物質の被覆層が研磨のし易さが異
なる積層構造となっており、基体に接触する内層は研磨
困難である層であり、外部に露呈する外層は研磨容易な
層が被覆されており、外側の研磨容易層が全面において
研磨され、一部では研磨困難層が露呈するようにして膜
厚の一様性を高める事を特徴とする請求項１１に記載の
硬質ウエハ−の研磨方法。12. The hard material coating layer has a laminated structure having different easiness of polishing, the inner layer in contact with the substrate is a layer difficult to polish, and the outer layer exposed to the outside is a layer easy to polish. 12. The hard wafer according to claim 11, wherein the hardened wafer is covered, and the outer easy-polishing layer is entirely polished, and part of the hard-polishing layer is exposed to enhance the uniformity of the film thickness. Polishing method. 【請求項１３】 研磨板の研磨面に溝を設けるか或いは
硬質ウエハ−の被膜に溝を設けることにより、研磨板と
硬質ウエハ−の接触面が不連続になっていることを特徴
とする請求項６、あるいは請求項９〜請求項１２のいず
れかに記載の硬質ウエハ−の研磨方法。13. A contact surface between the polishing plate and the hard wafer is discontinuous by providing a groove on the polishing surface of the polishing plate or a groove on the coating of the hard wafer. Item 13. The method for polishing a hard wafer according to item 6 or any one of items 9 to 12. 【請求項１４】 固定砥粒を表面に有し回転する研磨板
と、硬質ウエハ−を張り付けるべきホルダ−と、ホルダ
−中心に結合されホルダ−を傾斜可能に支持するシャフ
トと、シャフトを回転可能に支持するア−ムと、シャフ
トに荷重をかけるシリンダと、ホルダ−の周縁部を押さ
える一つまたは複数の補助シャフトと、補助シャフトを
支持しこれに圧力をかけるシリンダとを含み、補助シャ
フトの荷重、あるいは主シャフトの荷重と補助シャフト
の荷重を変化させることにより、ホルダ−面を研磨面に
対して揺動させるようにしたことを特徴とする硬質ウエ
ハ−の研磨装置。14. A rotating polishing plate having fixed abrasives on its surface, a holder to which a hard wafer is to be attached, a shaft connected to the center of the holder and supporting the holder so as to be tiltable, and a rotating shaft. Auxiliary shaft that includes an arm that supports the auxiliary shaft, a cylinder that applies a load to the shaft, one or more auxiliary shafts that press the peripheral portion of the holder, and a cylinder that supports the auxiliary shaft and applies pressure to the auxiliary shaft. The polishing apparatus for a hard wafer, wherein the holder surface is swung with respect to the polishing surface by changing the load of the main shaft or the load of the main shaft and the load of the auxiliary shaft. 【請求項１５】 固定砥粒を表面に有し回転する研磨板
と、硬質ウエハ−を張り付けるべきホルダ−と、ホルダ
−中心に結合されホルダ−を傾斜可能に支持するシャフ
トと、シャフトを回転可能に支持するア−ムと、シャフ
トに荷重をかけるシリンダと、ホルダ−の周縁部を押さ
える３つ以上の補助シャフトと、補助シャフトを支持し
これに圧力をかけるシリンダとを含み、補助シャフトの
荷重、あるいは主シャフトの荷重と補助シャフトの荷重
を変化させることにより、ホルダ−面を研磨面に対して
歳差運動させるようにしたことを特徴とする硬質ウエハ
−の研磨装置。15. A polishing plate which has fixed abrasives on its surface and rotates, a holder to which a hard wafer is to be attached, a shaft which is connected to the center of the holder and supports the holder so as to be tiltable, and a shaft which rotates. Includes an arm that supports the auxiliary shaft, a cylinder that applies a load to the shaft, three or more auxiliary shafts that press the peripheral portion of the holder, and a cylinder that supports the auxiliary shaft and applies pressure to the auxiliary shaft. A polishing apparatus for a hard wafer, wherein a holder surface is precessed with respect to a polishing surface by changing a load, or a load on a main shaft and a load on an auxiliary shaft. 【請求項１６】 ホルダ−を支持するア−ムが平行移動
できて、ホルダ−と研磨板の接触面が研磨板の半径方向
に移動できるようにしたことを特徴とする請求項１５に
記載の硬質ウエハ−の研磨装置。16. The arm according to claim 15, wherein the arm supporting the holder can be moved in parallel, and the contact surface between the holder and the polishing plate can be moved in the radial direction of the polishing plate. Hard wafer polishing machine. 【請求項１７】 研磨板にダイヤモンド砥粒を電着した
ダイヤモンド電着砥石を用いることを特徴とする請求項
１４又は請求項１５に記載の硬質ウエハ−の研磨装置。17. The polishing apparatus for a hard wafer according to claim 14, wherein a diamond electrodeposition grindstone in which diamond abrasive grains are electrodeposited is used for the polishing plate. 【請求項１８】 Small Diamond Pellet或いはDiamond
Pelletを複数個研磨面に固定したダイヤモンド砥石を用
いることを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載
の硬質ウエハ−の研磨装置。18. Small Diamond Pellet or Diamond
The hard wafer polishing apparatus according to claim 14 or 15, wherein a diamond grindstone having a plurality of Pellets fixed to the polishing surface is used. 【請求項１９】 平坦な金属板であり回転する研磨板
と、硬質ウエハ−を張り付けるべきホルダ−と、研磨板
またはホルダ−を加熱するヒ−タと、ホルダ−中心に結
合されホルダ−を傾斜可能に支持するシャフトと、シャ
フトを回転可能に支持するア−ムと、シャフトに荷重を
かけるシリンダと、回転するホルダ−の周縁部を押さえ
る一つ或いは複数の補助シャフトと、補助シャフトを支
持しこれに圧力をかけるシリンダと、これらを囲む真空
容器とを含み、補助シャフトの荷重、あるいは主シャフ
トの荷重と補助シャフトの荷重を変化させることによ
り、ホルダ−面を研磨面に対して揺動運動或は歳差運動
させ、高温に加熱された金属と被膜の化学反応により硬
質物質を研磨するようにしたことを特徴とする硬質ウエ
ハ−の研磨装置。19. A rotating polishing plate which is a flat metal plate, a holder on which a hard wafer is to be attached, a heater for heating the polishing plate or the holder, and a holder which is connected to the center of the holder. A shaft that supports tilting, an arm that rotatably supports the shaft, a cylinder that applies a load to the shaft, one or more auxiliary shafts that hold down the peripheral portion of the rotating holder, and the auxiliary shafts that are supported. Includes a cylinder that applies pressure to this and a vacuum container that surrounds these cylinders, and swings the holder surface with respect to the polishing surface by changing the load of the auxiliary shaft or the load of the main shaft and the load of the auxiliary shaft. An apparatus for polishing a hard wafer, which is characterized in that a hard material is polished by a chemical reaction between a metal heated to a high temperature and a coating by a motion or precession.
JP13377394A 1994-05-23 1994-05-23 Polishing method of hard wafer and device thereof Pending JPH07314302A (en)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13377394A JPH07314302A (en) 1994-05-23 1994-05-23 Polishing method of hard wafer and device thereof
EP98202653A EP0878268B1 (en) 1994-05-23 1995-04-27 Polishing apparatus and method for hard material-coated wafer
DE69526129T DE69526129T2 (en) 1994-05-23 1995-04-27 Method and device for manufacturing a semiconductor covered with hard material by polishing
EP95302845A EP0684106B1 (en) 1994-05-23 1995-04-27 Method to produce a hard material coated wafer
DE69516035T DE69516035T2 (en) 1994-05-23 1995-04-27 Method for producing a semiconductor covered with hard material
ZA953681A ZA953681B (en) 1994-05-23 1995-05-08 Hard material-coated wafer method of making same polishing apparatus and polishing method of hard material-coated wafer
IL11367095A IL113670A0 (en) 1994-05-23 1995-05-09 Hard-material-coated wafer method of making same polishing apparatus and method for polishing hard material-coated wafer
KR1019950013214A KR0147144B1 (en) 1994-05-23 1995-05-22 Polishing apparatus and method to produce a hard material- coated wafer
US08/874,536 US5855998A (en) 1994-05-23 1997-06-13 Hard material-coated wafer, method of making same, polishing apparatus and polishing method of hard material-coated wafer
US09/048,291 US6193585B1 (en) 1994-05-23 1998-03-26 Method of polishing a hard material-coated wafer
US09/572,180 US6428399B1 (en) 1994-05-23 2000-05-16 Polishing apparatus for polishing a hard material-coated wafer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13377394A JPH07314302A (en) 1994-05-23 1994-05-23 Polishing method of hard wafer and device thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07314302A true JPH07314302A (en) 1995-12-05

Family

ID=15112645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13377394A Pending JPH07314302A (en) 1994-05-23 1994-05-23 Polishing method of hard wafer and device thereof

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPH07314302A (en)
ZA (1) ZA953681B (en)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000190206A (en) * 1998-12-22 2000-07-11 Nippon Steel Corp Polishing method and polishing device
JP2001044150A (en) * 1999-06-25 2001-02-16 Applied Materials Inc Apparatus and method for chemical mechanical polishing
JP2001212751A (en) * 1999-12-03 2001-08-07 Applied Materials Inc Thermal preparatory state regulation for fixed abrasive product
JP2001334454A (en) * 2000-05-29 2001-12-04 Shin Etsu Handotai Co Ltd Work polishing method, work holding plate and work polishing device
JP2003001568A (en) * 1995-12-08 2003-01-08 Saint-Gobain Abrasives Inc Improvement of abrasive disc
KR20030031403A (en) * 2001-10-15 2003-04-21 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 An abrasive machining plate
JP2003193236A (en) * 2001-12-27 2003-07-09 Namiki Precision Jewel Co Ltd Diamond deposited cvd substrate
JP2003260643A (en) * 2002-03-07 2003-09-16 Chuo Spring Co Ltd Grinding method of end face of coil spring
JP2005169556A (en) * 2003-12-10 2005-06-30 Tdk Corp Polishing device and polishing method
JP2006175534A (en) * 2004-12-21 2006-07-06 Nippon Quality Links Kk Polishing method and polishing device
JP2007136636A (en) * 2005-11-22 2007-06-07 Disco Abrasive Syst Ltd Wafer processing method
JP2008258554A (en) * 2007-03-12 2008-10-23 Disco Abrasive Syst Ltd Grinding machine of wafer
JP2019011208A (en) * 2017-06-29 2019-01-24 日本電気硝子株式会社 Method for producing glass resin laminate
CN110587464A (en) * 2019-10-11 2019-12-20 蓝思科技（长沙）有限公司 Polishing grinding tool, polishing device containing polishing grinding tool and polishing method

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003001568A (en) * 1995-12-08 2003-01-08 Saint-Gobain Abrasives Inc Improvement of abrasive disc
JP2000190206A (en) * 1998-12-22 2000-07-11 Nippon Steel Corp Polishing method and polishing device
JP2001044150A (en) * 1999-06-25 2001-02-16 Applied Materials Inc Apparatus and method for chemical mechanical polishing
JP2001212751A (en) * 1999-12-03 2001-08-07 Applied Materials Inc Thermal preparatory state regulation for fixed abrasive product
JP2001334454A (en) * 2000-05-29 2001-12-04 Shin Etsu Handotai Co Ltd Work polishing method, work holding plate and work polishing device
KR20030031403A (en) * 2001-10-15 2003-04-21 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 An abrasive machining plate
JP2003193236A (en) * 2001-12-27 2003-07-09 Namiki Precision Jewel Co Ltd Diamond deposited cvd substrate
JP2003260643A (en) * 2002-03-07 2003-09-16 Chuo Spring Co Ltd Grinding method of end face of coil spring
JP2005169556A (en) * 2003-12-10 2005-06-30 Tdk Corp Polishing device and polishing method
JP2006175534A (en) * 2004-12-21 2006-07-06 Nippon Quality Links Kk Polishing method and polishing device
JP2007136636A (en) * 2005-11-22 2007-06-07 Disco Abrasive Syst Ltd Wafer processing method
JP4673195B2 (en) * 2005-11-22 2011-04-20 株式会社ディスコ Wafer processing method
JP2008258554A (en) * 2007-03-12 2008-10-23 Disco Abrasive Syst Ltd Grinding machine of wafer
JP2019011208A (en) * 2017-06-29 2019-01-24 日本電気硝子株式会社 Method for producing glass resin laminate
CN110587464A (en) * 2019-10-11 2019-12-20 蓝思科技（长沙）有限公司 Polishing grinding tool, polishing device containing polishing grinding tool and polishing method

Also Published As

Publication number Publication date
ZA953681B (en) 1996-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0147144B1 (en) Polishing apparatus and method to produce a hard material- coated wafer
KR100528678B1 (en) Cvd diamond coated substrate for polishing pad conditioning head and method for making same
CN201049437Y (en) Polishing pad adjuster and chemical machinery device with the same
TWI496660B (en) Retaining ring with shaped surface
CN100542748C (en) Polishing pad conditioner and manufacturing thereof and recycle method
US7175510B2 (en) Method and apparatus for conditioning a polishing pad
US5650039A (en) Chemical mechanical polishing apparatus with improved slurry distribution
US6325709B1 (en) Rounded surface for the pad conditioner using high temperature brazing
US7108597B2 (en) Polishing pad having grooves configured to promote mixing wakes during polishing
JPH07314302A (en) Polishing method of hard wafer and device thereof
US6955587B2 (en) Grooved polishing pad and method
KR101601281B1 (en) High-rate polishing method
KR20020027268A (en) Pad conditioning disk
TW200402348A (en) Chemical mechanical polishing apparatus and method having a retaining ring with a contoured surface for slurry distribution
TW471996B (en) Method and apparatus for conditioning grinding stones
JP2003285262A (en) Duplex polishing apparatus and duplex polishing method for wafer
US7097545B2 (en) Polishing pad conditioner and chemical mechanical polishing apparatus having the same
JP2005005315A (en) Method for polishing wafer
JP3713738B2 (en) Diamond polishing method and apparatus
CN102179732A (en) Method and device for enhancing chemical mechanical polishing process
WO2000024548A1 (en) Polishing apparatus and a semiconductor manufacturing method using the same
US7175515B2 (en) Static pad conditioner
JP2010264567A (en) Pad conditioner
JP2004338028A (en) Grinding wheel for grinding, and grinding device equipped with the grinding wheel
JPH10249735A (en) Grinding wheel, and manufacture and device thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040316

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040713