JPH0957611A - Substrate polishing apparatus and its polishing process - Google Patents
Substrate polishing apparatus and its polishing processInfo
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- JPH0957611A JPH0957611A JP2886496A JP2886496A JPH0957611A JP H0957611 A JPH0957611 A JP H0957611A JP 2886496 A JP2886496 A JP 2886496A JP 2886496 A JP2886496 A JP 2886496A JP H0957611 A JPH0957611 A JP H0957611A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンよりなる
半導体基板や液晶基板等よりなる基板の表面を平坦化処
理するための化学機械研磨（ＣＭＰ）を行なう基板の研
磨装置及び基板の研磨方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate polishing apparatus and a substrate polishing method for performing chemical mechanical polishing (CMP) for flattening a surface of a semiconductor substrate made of silicon, a liquid crystal substrate, or the like. Things.
【０００２】[0002]
【従来の技術】１９９０年以降、前記の半導体基板や液
晶基板に対する化学機械研磨技術においては、基板の径
が１０ｃｍ以上と大型化し、研磨が枚葉処理化の傾向に
ある。特に半導体基板を研磨する場合には、半導体基板
に形成されるラインパターンのルールが０．５μｍ以下
と非常に微細化しているために、半導体基板の全面に亘
って均一な研磨が要求されるようになってきた。2. Description of the Related Art Since 1990, in the above-mentioned chemical mechanical polishing technology for semiconductor substrates and liquid crystal substrates, the diameter of the substrate has increased to 10 cm or more, and polishing has tended to be a single-wafer processing. In particular, when polishing a semiconductor substrate, the rule of the line pattern formed on the semiconductor substrate is 0.5 μm or less, which is extremely fine. Therefore, uniform polishing is required over the entire surface of the semiconductor substrate. Has become.
【０００３】以下、図面を参照しながら、従来例に係る
基板の研磨方法及びその装置について説明する。A conventional method and apparatus for polishing a substrate will be described below with reference to the accompanying drawings.
【０００４】図５は、従来例に係る基板の研磨装置の概
略構成を示しており、図５において、５１は平坦な表面
を持つ剛体よりなるパッド載置部５１ａと該パッド載置
部５１ａの下面から垂直下方に延びる回転軸５１ｂと該
回転軸５１ｂを回転させる図示しない回転手段とを有す
る定盤であって、該定盤５１のパッド載置部５１ａの上
面には弾性を有する研磨パッド５２が貼着されている。
研磨パッド５２の上方には、基板５３を保持して回転す
る基板保持ヘッド５４が設けられており、基板５３は基
板保持ヘッド５４により回転させられながら研磨パッド
５２に圧接される。また、５５は研磨剤であって、該研
磨剤５５は、研磨剤供給管５６から所定量づつ研磨パッ
ド５２上に滴下される。FIG. 5 shows a schematic configuration of a substrate polishing apparatus according to a conventional example. In FIG. 5, reference numeral 51 denotes a pad mounting portion 51a made of a rigid body having a flat surface and a pad mounting portion 51a of the pad mounting portion 51a. A platen having a rotating shaft 51b extending vertically downward from the lower surface and rotating means (not shown) for rotating the rotating shaft 51b, and a polishing pad 52 having elasticity is provided on an upper surface of a pad mounting portion 51a of the platen 51. Is affixed.
Above the polishing pad 52, a substrate holding head 54 that holds and rotates the substrate 53 is provided. The substrate 53 is pressed against the polishing pad 52 while being rotated by the substrate holding head 54. A polishing agent 55 is dropped from the polishing agent supply pipe 56 onto the polishing pad 52 by a predetermined amount.
【０００５】以上のように構成された基板の研磨装置に
おいては、定盤５１を回転して研磨剤５５が供給された
研磨パッド５２を回転させながら、基板保持ヘッド５４
に保持された基板５３を研磨パッド５２に押しつける
と、基板５３の研磨面は圧力及び相対速度を受けて研磨
される。In the substrate polishing apparatus configured as described above, the substrate holding head 54 is rotated while the surface plate 51 is rotated to rotate the polishing pad 52 supplied with the polishing agent 55.
When the substrate 53 held by is pressed against the polishing pad 52, the polishing surface of the substrate 53 is subjected to pressure and relative speed to be polished.
【０００６】このとき、基板５３の研磨面に凹凸部があ
ると、凸部においては研磨パッド５２との接触圧力が大
きいため相対研磨速度が高くなって研磨される一方、凹
部においては研磨パッド５２との接触圧力が小さいため
殆ど研磨されない。よって、基板５３の研磨面の凹凸が
緩和されて基板５３の研磨面が平坦になるというもので
ある。この研磨技術は、例えば、「１９９４年１月号
月刊Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｗｏｒｌｄ」５８〜
５９ページや、「Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ」Ｊｕｌｙ．１９９２／日本語版 ３２〜３
７ページなどに紹介されている。At this time, if the polishing surface of the substrate 53 has irregularities, the relative polishing speed is increased because the contact pressure between the convex portion and the polishing pad 52 is high, while the concave portion is polished. Since the contact pressure with is small, it is hardly polished. Therefore, the unevenness of the polishing surface of the substrate 53 is alleviated and the polishing surface of the substrate 53 becomes flat. This polishing technique is described in, for example, "January 1994 issue.
Monthly Semiconductor World "58-
Page 59, "Solid State Techn
"Jury. 1992 / Japanese version 32-3
It is introduced on page 7.
【０００７】ところが、研磨パッド５２は、研磨時の圧
力により押しつぶされて弾性変形するため部位によって
厚さが異なったり、研磨砥粒が研磨パッド５２の表面に
食い込むため、めづまりが起こしたりして、研磨パッド
５２の表面状態が変化し、研磨速度が変化する。また、
基板５３と研磨パッド５２との摩擦により研磨パッド５
２が部分的に摩耗したり、研磨時に圧力により起きた研
磨パッド５２の弾性変形が回復されないために研磨パッ
ド５２が薄くなってしまう。However, the polishing pad 52 is crushed by the pressure at the time of polishing and is elastically deformed, so that the thickness differs depending on the portion, and the polishing abrasive grains cut into the surface of the polishing pad 52, so that the polishing pad 52 becomes clogged. The surface state of the polishing pad 52 changes, and the polishing rate changes. Also,
The polishing pad 5 is formed by friction between the substrate 53 and the polishing pad 52.
2, the polishing pad 52 becomes thin because the elastic deformation of the polishing pad 52 caused by pressure during polishing is not recovered.
【０００８】このため、研磨パッド５２の厚さのばらつ
きにより研磨パッド５２の表面に凹凸が生じるので、基
板５３を研磨パッド５２に均一の力で押しつけても、基
板５３の面内に圧力の差が生じ、これにより、研磨量の
基板面内における均一性が悪くなってしまう。As a result, unevenness is generated on the surface of the polishing pad 52 due to the variation in the thickness of the polishing pad 52. Therefore, even if the substrate 53 is pressed against the polishing pad 52 with a uniform force, the difference in pressure within the surface of the substrate 53 is maintained. This causes poor uniformity of the polishing amount in the substrate surface.
【０００９】そこで、従来、研磨パッド５２の表面状態
の変化（疲労）による研磨量の不均一を回避するため
に、研磨パッド５２に対してドレッシング処理、すなわ
ち、研磨パッド５２の表面の凸部を削ったり、めづまり
を解消したりする処理を施して、研磨パッド５２の状態
を一定に保ち、これにより、基板５３の面内において均
一な研磨が得られるようにしている。Conventionally, in order to avoid uneven polishing amount due to change (fatigue) of the surface condition of the polishing pad 52, dressing processing is performed on the polishing pad 52, that is, a convex portion on the surface of the polishing pad 52 is formed. The polishing pad 52 is kept in a constant state by performing a process of shaving or eliminating the clogging, so that uniform polishing can be obtained in the surface of the substrate 53.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、研磨パ
ッドにドレッシング処理を施す方法は、以下に説明する
ような問題がある。However, the method for dressing the polishing pad has the following problems.
【００１１】第１に、研磨時の摩耗等によって変化する
研磨パッドの表面を平坦に保つためには、研磨によって
生じた研磨パッド表面の凹凸量に応じて研磨パッドの削
り量を調節する必要があるが、研磨パッド表面の凹凸量
は数μｍ〜数十μｍ程度で非常に小さいため、凹凸量を
把握したり、削り量を制御したりすることは非常に困難
である。特に、近年のデバイスの製造プロセスにおいて
要求される程度に基板の表面を精度良く研磨することは
極めて困難である。First, in order to keep the surface of the polishing pad, which changes due to wear or the like during polishing, flat, it is necessary to adjust the amount of polishing of the polishing pad according to the amount of unevenness of the polishing pad surface caused by polishing. However, since the amount of unevenness on the polishing pad surface is very small, about several μm to several tens of μm, it is very difficult to grasp the amount of unevenness and control the amount of shaving. In particular, it is extremely difficult to accurately polish the surface of the substrate to the extent required in recent device manufacturing processes.
【００１２】第２に、ドレッシング処理により研磨パッ
ドを削ると、研磨パッドが薄くなってしまうので、研磨
パッドの弾性力が変化し、これにより、基板の面内に生
じる圧力差の吸収力は、ドレッシング処理毎に異なるの
で、研磨特性（面内均一性及び段差緩和性能）が安定し
ないという問題がある。Second, when the polishing pad is shaved by the dressing process, the polishing pad becomes thinner, so that the elastic force of the polishing pad changes. As a result, the absorption force of the pressure difference generated in the surface of the substrate becomes smaller. Since it differs for each dressing process, there is a problem that the polishing characteristics (in-plane uniformity and step difference reducing performance) are not stable.
【００１３】第３に、研磨性能が許容できる研磨パッド
の厚さの範囲内で研磨パッドを交換する必要があるが、
この研磨パッドの交換作業は人手に頼らねばならないと
いう問題がある。Third, it is necessary to replace the polishing pad within the range of the polishing pad thickness where the polishing performance is acceptable.
There is a problem that the work of replacing the polishing pad must be performed manually.
【００１４】第４に、弾性変形し易い研磨パッドを用い
て基板の面内に生じる圧力差を吸収することにより、前
記の第１の問題は或る程度まで回避することはできる
が、弾性変形し易い研磨パッドを用いると、基板に対す
る段差吸収性能が低下するという問題が発生する。Fourth, the first problem can be avoided to some extent by absorbing the pressure difference generated in the plane of the substrate by using a polishing pad which is easily elastically deformed. When a polishing pad that is easy to use is used, there is a problem that the step absorption performance for the substrate is reduced.
【００１５】第５に、定盤に貼り付けられた研磨パッド
の厚さは機械的測定法により行なわれるが、研磨剤や洗
浄水等により濡れている研磨パッドの厚さを測定するこ
とは困難であると共に連続的に研磨処理を行なっている
際には研磨パッドの厚さを測定できない。また、機械的
な測定方法においては、多数の部位において測定を行な
わないと研磨パッドの面内の厚さ分布を把握できないこ
と、研磨パッドの表面が数μｍ程度の凹凸を有している
のに対して通常に用いられるマイクロゲージによる測定
精度は１０μｍ程度であるため、精度の良い測定ができ
ないこと等の理由により、研磨パッドの厚さは、研磨の
処理量及び研磨パッドの磨耗量についての経験に基づい
て推測するしかないという問題がある。Fifth, the thickness of the polishing pad attached to the surface plate is measured by a mechanical measuring method, but it is difficult to measure the thickness of the polishing pad wetted with an abrasive, cleaning water, or the like. However, the thickness of the polishing pad cannot be measured when the polishing process is continuously performed. In addition, in the mechanical measurement method, it is impossible to grasp the thickness distribution in the surface of the polishing pad unless measurement is performed at a large number of sites, and the surface of the polishing pad has irregularities of about several μm. On the other hand, the measurement accuracy with a commonly used micro gauge is about 10 μm, and therefore, the thickness of the polishing pad is limited due to the fact that accurate measurement cannot be performed. There is a problem that there is no choice but to guess based on.
【００１６】前記に鑑み、本発明は、ドレッシング処理
を行なうことなく、研磨パッドの表面を平坦にできるよ
うにすることを第１の目的とし、定盤の上に設けられた
研磨パッドの厚さを正確に把握できるようにすることを
第２の目的とする。In view of the foregoing, it is a first object of the present invention to provide a polishing pad having a flat surface without performing a dressing process. The second object is to make it possible to accurately grasp the information.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明が講じた
解決手段は、基板の研磨装置を、回転可能な剛性の定盤
と、該定盤の表面で液状の樹脂が硬化することにより形
成された研磨用樹脂膜と、被研磨基板を保持すると共に
保持した被研磨基板を前記研磨用樹脂膜に押し付ける基
板保持手段とを備えている構成とするものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a polishing apparatus for a substrate, comprising a rotatable rigid surface plate and a liquid resin cured on the surface of the surface plate. The polishing resin film thus formed and substrate holding means for holding the substrate to be polished and pressing the substrate to be polished held against the polishing resin film are provided.
【００１８】請求項１の構成により、定盤の表面で液状
の樹脂が硬化することにより形成された研磨用樹脂膜を
備えており、液状の樹脂は表面張力によって定盤の表面
に均一に広がった後に硬化するので、研磨用樹脂膜の表
面は極めて平坦で且つ滑らかである。According to the structure of claim 1, the polishing resin film is formed by hardening the liquid resin on the surface of the surface plate, and the liquid resin spreads evenly on the surface of the surface plate by the surface tension. The surface of the polishing resin film is extremely flat and smooth because it hardens after being cured.
【００１９】請求項２の発明は、請求項１の構成に、前
記研磨用樹脂膜は、前記定盤の表面に回転塗布された樹
脂が硬化することにより形成されている構成を付加する
ものである。According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the polishing resin film is formed by curing the resin spin-coated on the surface of the surface plate. is there.
【００２０】請求項３の発明は、請求項１の構成に、前
記研磨用樹脂膜には研磨用の砥粒が含まれている構成を
付加するものである。According to a third aspect of the present invention, in addition to the constitution of the first aspect, a constitution in which the polishing resin film contains abrasive grains for polishing is added.
【００２１】請求項４の発明は、請求項１の構成に、前
記研磨用樹脂膜は半透明である構成を付加するものであ
る。According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the structure of the first aspect, the polishing resin film is semitransparent.
【００２２】請求項５の発明は、請求項４の構成に、前
記定盤の表面で反射され前記半透明な研磨用樹脂膜を通
過してくる光の強度を検出する光強度検出手段をさらに
備えている構成を付加するものである。According to a fifth aspect of the invention, in addition to the structure of the fourth aspect, a light intensity detecting means for detecting the intensity of light reflected on the surface of the surface plate and passing through the semitransparent polishing resin film is further provided. The configuration provided is added.
【００２３】請求項６の発明は、請求項１の構成に、前
記定盤の表面に、前記研磨用樹脂膜を形成するための液
状の樹脂を供給する樹脂供給手段をさらに備えている構
成を付加するものである。According to a sixth aspect of the present invention, the structure of the first aspect further comprises a resin supply means for supplying a liquid resin for forming the polishing resin film to the surface of the surface plate. It is something to add.
【００２４】請求項７の発明は、請求項６の構成に、前
記樹脂供給手段により前記定盤の表面に供給された液状
の樹脂を硬化させて前記研磨用樹脂膜を形成する樹脂硬
化手段をさらに備えている構成を付加するものである。According to a seventh aspect of the present invention, in the structure of the sixth aspect, there is provided resin curing means for curing the liquid resin supplied to the surface of the surface plate by the resin supply means to form the polishing resin film. The configuration that is further provided is added.
【００２５】請求項８の発明は、請求項７の構成に、前
記樹脂供給手段により前記定盤の表面に供給される樹脂
は熱硬化性であり、前記樹脂硬化手段は、前記樹脂供給
手段により前記定盤の表面に供給された樹脂を加熱して
硬化させる手段である構成を付加するものである。According to the invention of claim 8, in the structure of claim 7, the resin supplied to the surface of the surface plate by the resin supply means is thermosetting, and the resin curing means is formed by the resin supply means. A configuration is added which is a means for heating and curing the resin supplied to the surface of the surface plate.
【００２６】請求項９の発明は、請求項７の構成に、前
記樹脂供給手段により前記定盤の表面に供給される樹脂
は光硬化性であり、前記樹脂硬化手段は、前記樹脂供給
手段により前記定盤の表面に供給された樹脂に紫外線を
照射して硬化させる手段である構成を付加するものであ
る。According to a ninth aspect of the present invention, in the structure of the seventh aspect, the resin supplied to the surface of the surface plate by the resin supply means is photo-curable, and the resin curing means is formed by the resin supply means. A configuration is added which is a means for irradiating the resin supplied to the surface of the surface plate with ultraviolet rays to cure the resin.
【００２７】請求項１０の発明は、請求項６の構成に、
前記研磨用樹脂膜を溶解する溶剤を前記定盤の上に供給
する溶剤供給手段をさらに備えている構成を付加するも
のである。The invention of claim 10 is based on the structure of claim 6,
The configuration further comprises a solvent supply means for supplying a solvent that dissolves the polishing resin film onto the surface plate.
【００２８】請求項１１の発明が講じた解決手段は、基
板の研磨装置を、回転可能な剛性の定盤と、該定盤の表
面に設けられた半透明な研磨パッドと、被研磨基板を保
持すると共に保持した被研磨基板を前記研磨パッドに押
し付ける基板保持手段と、前記定盤の表面で反射され前
記半透明な研磨パッドを通過してくる光の強度を検出す
る光強度検出手段とを備えている構成とするものであ
る。According to the present invention, there is provided a substrate polishing apparatus comprising a rotatable rigid surface plate, a semitransparent polishing pad provided on the surface of the surface plate, and a substrate to be polished. A substrate holding means for holding and holding the substrate to be polished pressed against the polishing pad, and a light intensity detecting means for detecting the intensity of light reflected by the surface of the surface plate and passing through the semitransparent polishing pad. The configuration is provided.
【００２９】請求項１１の構成により、定盤の表面で反
射され半透明な研磨パッドを通過してくる光の強度を検
出すると、研磨パッドが磨耗して全面に亘って厚さが低
減している場合には光の強度が大きくなり、研磨パッド
が部分的に磨耗して研磨パッドの表面に凹凸が形成され
ている場合には光の強度が部位によって異なることにな
る。According to the structure of claim 11, when the intensity of the light reflected by the surface of the surface plate and passing through the semitransparent polishing pad is detected, the polishing pad is worn and the thickness is reduced over the entire surface. If it is present, the intensity of light increases, and if the polishing pad is partially worn and unevenness is formed on the surface of the polishing pad, the intensity of light varies depending on the site.
【００３０】請求項１２の発明が講じた解決手段は、基
板の研磨装置を、回転可能な剛性の定盤と、該定盤の上
に設けられ有色の下層と半透明な上層とを有する多層構
造の研磨パッドと、被研磨基板を保持すると共に保持し
た被研磨基板を前記研磨パッドに押し付ける基板保持手
段と、前記研磨パッドの前記下層の表面で反射され前記
半透明な上層を通過してくる光の強度を検出する光強度
検出手段とを備えている構成とするものである。According to a twelfth aspect of the present invention, in a solution means, a substrate polishing apparatus is provided with a rotatable rigid surface plate, a multi-layer having a colored lower layer and a translucent upper layer provided on the surface plate. A polishing pad having a structure, a substrate holding means for holding the substrate to be polished and pressing the substrate to be polished against the polishing pad, and a surface of the lower layer of the polishing pad, which is reflected by the surface of the lower layer and passes through the semitransparent upper layer And a light intensity detecting means for detecting the intensity of light.
【００３１】請求項１２の構成により、研磨パッドの下
層の表面で反射され半透明な上層を通過してくる光の強
度を検出すると、研磨パッドが磨耗して全面に亘って厚
さが低減している場合には光の強度が大きくなり、研磨
パッドが部分的に磨耗して研磨パッドの表面に凹凸が形
成されている場合には光の強度が部位によって異なるこ
とになる。According to the structure of claim 12, when the intensity of the light reflected by the surface of the lower layer of the polishing pad and passing through the semitransparent upper layer is detected, the polishing pad is worn and the thickness is reduced over the entire surface. When the polishing pad is partially worn and unevenness is formed on the surface of the polishing pad, the light intensity varies depending on the part.
【００３２】請求項１３の発明が講じた解決手段は、基
板の研磨方法を、剛性の定盤の表面に液状の樹脂を回転
塗布する工程と、前記定盤の表面に回転塗布された前記
樹脂を硬化させて研磨用樹脂膜を形成する工程と、被研
磨基板を保持すると共に保持した被研磨基板を前記研磨
用樹脂膜に押し付けて被研磨基板を研磨する工程とを備
えている構成とするものである。According to a thirteenth aspect of the present invention, a means for polishing a substrate comprises a step of spin-coating a liquid resin on the surface of a rigid surface plate, and a resin spin-coated on the surface of the surface plate. And a step of curing the resin to form a resin film for polishing, and a step of holding the substrate to be polished and pressing the held substrate to be polished against the resin film for polishing to polish the substrate to be polished. It is a thing.
【００３３】請求項１３の構成により、定盤の表面に回
転塗布された液状の樹脂を硬化させて定盤の表面に研磨
用樹脂膜を形成する際、液状の樹脂は表面張力によって
定盤の表面に均一に広がるので、研磨用樹脂膜の表面は
極めて平坦で且つ滑らかである。According to the structure of the thirteenth aspect, when the liquid resin spin-coated on the surface of the surface plate is cured to form the polishing resin film on the surface of the surface plate, the liquid resin is formed by the surface tension of the surface plate. Since it spreads evenly over the surface, the surface of the polishing resin film is extremely flat and smooth.
【００３４】請求項１４の発明は、請求項１３の構成
に、前記研磨用樹脂膜には研磨用の砥粒が含まれている
構成を付加するものである。According to a fourteenth aspect of the present invention, in addition to the constitution of the thirteenth aspect, the constitution in which the polishing resin film contains abrasive grains for polishing is added.
【００３５】請求項１５の発明は、請求項１３の構成
に、前記研磨用樹脂膜は半透明である構成を付加するも
のである。According to a fifteenth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the thirteenth aspect, the polishing resin film is semitransparent.
【００３６】請求項１６の発明は、請求項１３の構成
に、前記研磨用樹脂膜を前記定盤の表面から除去する工
程をさらに備えている構成を付加するものである。The invention of claim 16 is the addition of the structure of claim 13, further comprising a step of removing the polishing resin film from the surface of the surface plate.
【００３７】請求項１７の発明は、請求項１３の構成
に、表面が凹凸状になった前記研磨用樹脂膜の表面に樹
脂を供給して前記研磨用樹脂膜の表面を平坦化する工程
をさらに備えている構成を付加するものである。According to a seventeenth aspect of the present invention, in the structure of the thirteenth aspect, a step of flattening the surface of the polishing resin film by supplying a resin to the surface of the polishing resin film having an uneven surface is provided. The configuration that is further provided is added.
【００３８】請求項１８の発明が講じた解決手段は、基
板の研磨方法を、表面に半透明な研磨パッドが設けられ
た剛性の定盤を回転する工程と、被研磨基板を前記研磨
パッドに押し付けて前記被研磨基板の表面を研磨する工
程と、前記定盤の表面で反射され前記半透明な研磨パッ
ドを通過してくる光の強度を検出し、検出された光の強
度に基づき前記研磨パッドの膜厚を推定する工程とを備
えている構成とするものである。[0038] A solution means provided by the eighteenth aspect of the present invention is a method of polishing a substrate, comprising a step of rotating a rigid surface plate having a semi-transparent polishing pad on the surface, Pressing the surface of the substrate to be polished, and detecting the intensity of light reflected by the surface of the surface plate and passing through the semitransparent polishing pad, and performing the polishing based on the intensity of the detected light. And a step of estimating the film thickness of the pad.
【００３９】請求項１８の構成により、定盤の表面で反
射され半透明な研磨パッドを通過してくる光の強度を検
出すると、研磨パッドが磨耗して全面に亘って厚さが低
減している場合には光の強度が大きくなり、研磨パッド
が部分的に磨耗して研磨パッドの表面に凹凸が形成され
ている場合には光の強度が部位によって異なることにな
る。According to the structure of claim 18, when the intensity of the light reflected by the surface of the surface plate and passing through the semitransparent polishing pad is detected, the polishing pad is worn and the thickness is reduced over the entire surface. If it is present, the intensity of light increases, and if the polishing pad is partially worn and unevenness is formed on the surface of the polishing pad, the intensity of light varies depending on the site.
【００４０】請求項１９の発明が講じた解決手段は、基
板の研磨方法を、表面に、有色の下層と半透明な上層と
を有する多層構造の研磨パッドが設けられた剛性の定盤
を回転する工程と、被研磨基板を前記研磨パッドに押し
付けて前記被研磨基板の表面を研磨する工程と、前記研
磨パッドの前記下層の表面で反射され前記半透明な上層
を通過してくる光の強度を検出し、検出された光の強度
に基づき前記研磨パッドの膜厚を推定する工程とを備え
ている構成とするものである。According to a nineteenth aspect of the present invention, in the solution means, a method of polishing a substrate is performed by rotating a rigid surface plate having a polishing pad having a multilayer structure having a colored lower layer and a semitransparent upper layer on the surface. And a step of pressing the substrate to be polished against the polishing pad to polish the surface of the substrate to be polished, and the intensity of light reflected by the surface of the lower layer of the polishing pad and passing through the semitransparent upper layer. Is detected and the film thickness of the polishing pad is estimated based on the detected light intensity.
【００４１】請求項１９の構成により、研磨パッドの下
層の表面で反射され半透明な上層を通過してくる光の強
度を検出すると、研磨パッドが磨耗して全面に亘って厚
さが低減している場合には光の強度が大きくなり、研磨
パッドが部分的に磨耗して研磨パッドの表面に凹凸が形
成されている場合には光の強度が部位によって異なるこ
とになる。According to the structure of claim 19, when the intensity of light reflected by the surface of the lower layer of the polishing pad and passing through the semitransparent upper layer is detected, the polishing pad is worn and the thickness is reduced over the entire surface. When the polishing pad is partially worn and unevenness is formed on the surface of the polishing pad, the light intensity varies depending on the part.
【００４２】[0042]
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態に係る
基板の研磨装置及び研磨方法について図面を参照しなが
ら説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A substrate polishing apparatus and a substrate polishing method according to each embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００４３】（第１の実施形態）以下、第１の実施形態
に係る基板の研磨装置及び基板の研磨方法について説明
する。(First Embodiment) A substrate polishing apparatus and a substrate polishing method according to the first embodiment will be described below.
【００４４】図１は、本発明の第１の実施形態に係る基
板の研磨装置の概略構造を示しており、図１において、
３１は平坦な表面を持つ剛体よりなる回転可能な定盤で
ある。定盤３１の上方には、熱硬化性を有する液状の樹
脂を供給する第１の配管３２が設けられており、該第１
の配管３２から液状の樹脂を定盤３１の表面に全面に亘
って供給し、表面張力によって均一に広がった樹脂を熱
で硬化させることにより、定盤３１の表面に研磨用樹脂
膜３３を形成する。この場合、定盤３１を回転させなが
ら第１の配管３２から樹脂を滴下することにより、樹脂
を表面張力により広がらせ定盤３１の上に均一な膜厚を
有する研磨用樹脂膜３３を形成することができる。ま
た、第１の配管３２は、定盤３１の上方において定盤３
１の中心付近から径方向に往復移動しながら所定量の樹
脂を定盤３１上に滴下することにより定盤３１の上に均
一に樹脂を供給し、樹脂を供給しないときには定盤３１
の上方から外方に移動する。定盤３１の斜め上方には、
定盤３１の表面に供給された樹脂を加熱して硬化させる
加熱ランプ３４が設けられている。FIG. 1 shows a schematic structure of a substrate polishing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
Reference numeral 31 denotes a rotatable surface plate made of a rigid body having a flat surface. Above the surface plate 31, a first pipe 32 for supplying a thermosetting liquid resin is provided.
A liquid resin is supplied over the entire surface of the surface plate 31 from the pipe 32, and the resin uniformly spread by the surface tension is cured by heat, thereby forming the polishing resin film 33 on the surface of the surface plate 31. I do. In this case, by dropping the resin from the first pipe 32 while rotating the platen 31, the resin is spread by the surface tension and the polishing resin film 33 having a uniform film thickness is formed on the platen 31. be able to. Further, the first pipe 32 is provided above the surface plate
A predetermined amount of resin is dripped onto the surface plate 31 while reciprocating in the radial direction from the vicinity of the center of 1 to uniformly supply the resin onto the surface plate 31.
Move outward from above. Diagonally above the surface plate 31,
A heating lamp 34 for heating and curing the resin supplied to the surface of the surface plate 31 is provided.
【００４５】研磨用樹脂膜３３の厚さは０．０１ｍｍ程
度であって、従来の研磨パッドの厚さが０．１ｍｍ程度
であるのに対して約１０分の１の厚さである。研磨用樹
脂膜３３を形成する樹脂としては、ポリウレタン、ポリ
エチレン、ポリイミド等を用いることができ、硬質でも
軟質でもよい。The thickness of the polishing resin film 33 is about 0.01 mm, which is about one tenth of the thickness of a conventional polishing pad of about 0.1 mm. As the resin for forming the polishing resin film 33, polyurethane, polyethylene, polyimide or the like can be used, and it may be hard or soft.
【００４６】図１に示すように、定盤３１の上方には基
板３５を保持するための基板保持装置３６が配置されて
おり、該基板保持装置３６は、図示しない回転駆動手段
により回転する回転軸３６Ａと、回転軸３６Ａの下端に
一体的に設けられ基板３５を保持する円盤状の基板保持
ヘッド３６Ｂとを備えている。As shown in FIG. 1, a substrate holding device 36 for holding a substrate 35 is disposed above the surface plate 31. The substrate holding device 36 is rotated by a rotation driving means (not shown). A shaft 36A and a disk-shaped substrate holding head 36B integrally provided at a lower end of the rotating shaft 36A and holding the substrate 35 are provided.
【００４７】また、定盤３１の上方には、基板３５の研
磨時に定盤３１上に形成された研磨用樹脂膜３３の上に
研磨剤を供給するための第２の配管３７が設けられてお
り、該第２の配管３７から研磨用樹脂膜３３上に滴下さ
れる研磨剤によって基板３５は研磨される。第２の配管
３７は、研磨剤を滴下する際には定盤３１の中央部付近
の上方に移動し、研磨剤を滴下しないときには定盤３１
の上方から外方に移動する。A second pipe 37 for supplying an abrasive onto the polishing resin film 33 formed on the surface plate 31 when the substrate 35 is polished is provided above the surface plate 31. The substrate 35 is polished by the abrasive dropped from the second pipe 37 onto the polishing resin film 33. The second pipe 37 moves upward near the central portion of the platen 31 when the abrasive is dropped, and when the abrasive is not dropped, the platen 31 moves.
Move outward from above.
【００４８】また、定盤３１の上方には、定盤３１の表
面に形成された研磨用樹脂膜３３を溶解する溶剤を供給
する第３の配管３８が設けられており、該第３の配管３
８から供給される溶剤によって磨耗した研磨用樹脂膜３
３は溶解されて除去される。第３の配管３８は、定盤３
１上の上方において中心部近傍から径方向に移動しなが
ら、所定量の溶剤を定盤３１上に滴下して磨耗した研磨
用樹脂膜３３を溶解して除去し、研磨用樹脂膜３３を溶
解しないときには定盤３１の上方から外方に移動する。A third pipe 38 for supplying a solvent for dissolving the polishing resin film 33 formed on the surface of the surface plate 31 is provided above the surface plate 31. 3
Polishing resin film 3 worn by the solvent supplied from 8
3 is dissolved and removed. The third pipe 38 is the surface plate 3
A predetermined amount of solvent is dropped on the surface plate 31 while dissolving and removing the worn polishing resin film 33 while moving in the radial direction from the vicinity of the center on the upper portion of 1, and the polishing resin film 33 is dissolved. If not, it moves outward from above the platen 31.
【００４９】以上のように、第１の実施形態に係る基板
の研磨装置によると、回転している定盤３１の上に液状
の樹脂を滴下し、表面張力により広がった樹脂を硬化さ
せるので、定盤３１の表面に平坦で且つ均一な厚さを持
つ研磨用樹脂膜３３を形成することができる。As described above, according to the substrate polishing apparatus of the first embodiment, the liquid resin is dropped on the rotating surface plate 31 and the resin spread by the surface tension is cured. The polishing resin film 33 having a flat and uniform thickness can be formed on the surface of the surface plate 31.
【００５０】尚、定盤３１及び基板保持装置３６は、第
３の配管３８から供給される溶剤に侵されない材質、例
えば、アルミナ等により形成されている。この場合、定
盤３１の表面を保護するための例えばアクリル系の樹脂
よりなる保護パッドを定盤３１の表面に貼着しておき、
基板３５の破損等により傷が付いた保護パッドを適宜取
り替えることにより、定盤３１の保護を図ってもよい。The platen 31 and the substrate holding device 36 are made of a material that is not affected by the solvent supplied from the third pipe 38, for example, alumina or the like. In this case, a protective pad made of, for example, an acrylic resin for protecting the surface of the surface plate 31 is stuck on the surface of the surface plate 31,
The surface plate 31 may be protected by appropriately replacing the protection pad damaged by the damage of the substrate 35 or the like.
【００５１】また、第１の配管３２と第３の配管３８と
を共通の配管とし、切り替えバルブ等により樹脂の供給
と溶剤の供給とを切り替えてもよい。Further, the first pipe 32 and the third pipe 38 may be used as a common pipe, and the supply of the resin and the supply of the solvent may be switched by a switching valve or the like.
【００５２】また、第１の実施形態においては、第１の
配管３２から熱硬化性の樹脂を供給し、該樹脂を加熱に
より硬化させたが、これに代えて、第１の配管３２から
光硬化性の樹脂を供給し、該樹脂を紫外線により硬化さ
せてもよい。In the first embodiment, a thermosetting resin is supplied from the first pipe 32, and the resin is cured by heating. A curable resin may be supplied, and the resin may be cured by ultraviolet rays.
【００５３】以下、第１の実施形態に係る基板の研磨装
置を用いて研磨する方法を図２のフローチャートに基づ
き説明する。Hereinafter, a method of polishing using the substrate polishing apparatus according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
【００５４】まず、第１の工程として、定盤３１を例え
ば３０r.p.m.で回転させながら、第１の配管３２から例
えば溶媒に溶かされたポリウレタン樹脂を定盤３１上に
滴下することにより、定盤３１の上に全面に亘って樹脂
を塗布する。First, as a first step, while rotating the platen 31 at, for example, 30 rpm, a polyurethane resin dissolved in a solvent, for example, is dropped on the platen 31 from the first pipe 32 to thereby form a platen. A resin is applied over the entire surface of the board 31.
【００５５】次に、第２の工程として、定盤３１の回転
を止めて、定盤３１上の樹脂の表面張力により該樹脂の
表面を平坦にした後、定盤３１をゆっくりと回転させな
がら、定盤３１上の樹脂を加熱ランプ３４により加熱す
ることによって、樹脂を硬化させて研磨用樹脂膜３３
（図２においては図示の便宜上、パッドと表現してい
る。）を形成する。この場合、例えば、定盤３１を例え
ば５r.p.m.で回転させながら、溶媒に溶かされたポリウ
レタン樹脂を６０℃に加熱することにより溶媒を蒸発さ
せて、研磨用樹脂膜３３を形成する。Next, as a second step, the rotation of the platen 31 is stopped, the surface of the resin on the platen 31 is flattened by the surface tension of the resin, and then the platen 31 is rotated slowly. The resin on the surface plate 31 is heated by a heating lamp 34 so that the resin is cured and the polishing resin film 33 is formed.
(In FIG. 2, it is expressed as a pad for convenience of illustration.). In this case, for example, the polyurethane resin dissolved in the solvent is heated to 60 ° C. while rotating the platen 31 at, for example, 5 rpm to evaporate the solvent, thereby forming the polishing resin film 33.
【００５６】次に、第３の工程として、基板３５を基板
保持装置３６に保持させて定盤３１の上方に移動する。
その後、定盤３１を回転させながら、第２の配管３７か
ら研磨砥粒を含む研磨剤を定盤３１上に滴下すると共
に、基板保持装置３６を定盤３１と同方向に回転させな
がら降下させて、基板保持装置３６に保持された基板３
５を研磨用樹脂膜３３に圧接することにより、基板３５
の表面を研磨する。基板３５の研磨が完了すると、基板
保持装置３６を定盤３１の上方から所定の位置に移動し
て基板３５をアンロードする。例えば直径２００ｍｍの
ウェハーよりなる基板３５を研磨する場合の研磨条件と
しては、定盤３１を１００r.p.m.で回転させながら、１
０〜１５ｗｔ％のシリカを含むｐＨ１０〜１１のアルカ
リ溶液よりなる研磨剤を２００ｃｃ／ｍｉｎの割合で滴
下すると共に、基板保持装置３６を２０r.p.m.で回転し
ながら基板３５を研磨用樹脂膜３３に押圧することによ
り、基板３５の表面の圧力が３００ｇ／ｃｍ2 となるよ
うに設定する。Next, as a third step, the substrate 35 is moved above the surface plate 31 while being held by the substrate holding device 36.
Thereafter, while rotating the platen 31, an abrasive containing abrasive grains is dropped onto the platen 31 from the second pipe 37, and the substrate holding device 36 is lowered while rotating in the same direction as the platen 31. The substrate 3 held by the substrate holding device 36
5 is pressed against the polishing resin film 33 so that the substrate 35 is pressed.
Polish the surface. When the polishing of the substrate 35 is completed, the substrate holding device 36 is moved from above the surface plate 31 to a predetermined position to unload the substrate 35. For example, when polishing a substrate 35 made of a wafer having a diameter of 200 mm, the polishing conditions are as follows.
An abrasive made of an alkaline solution having a pH of 10 to 11 containing 0 to 15 wt% silica is dropped at a rate of 200 cc / min, and the substrate 35 is placed on the polishing resin film 33 while rotating the substrate holding device 36 at 20 rpm. The pressure on the surface of the substrate 35 is set to 300 g / cm 2 by pressing.
【００５７】次に、第４の工程として、定盤３１を回転
させながら、第３の配管３８から研磨用樹脂膜３３を溶
解する溶剤、例えば、アセトン等有機溶媒や濃硫酸等を
定盤３１の上に滴下して、定盤３１上の研磨用樹脂膜３
３を溶解して除去する。Next, in the fourth step, while rotating the platen 31, a solvent for dissolving the polishing resin film 33 from the third pipe 38, for example, an organic solvent such as acetone or concentrated sulfuric acid is used. Onto the surface plate 31 for polishing resin film 3
Dissolve 3 and remove.
【００５８】以上の第１の工程から第４の工程を繰り返
すことにより、研磨によって厚さや凹凸量の変化した、
つまり疲労した研磨用樹脂膜３３を、ドレッシング処理
することなく再生することができる。すなわち、疲労し
た研磨用樹脂膜３３を除去し、表面が平坦な研磨用樹脂
膜３３を新たに形成することにより、厚さが均一で且つ
表面に凹凸がない研磨用樹脂膜３３により基板３５を安
定して研磨することができる。By repeating the above-mentioned first to fourth steps, the thickness and the amount of unevenness are changed by polishing,
That is, the tired polishing resin film 33 can be regenerated without dressing. That is, by removing the fatigued polishing resin film 33 and newly forming the polishing resin film 33 having a flat surface, the substrate 35 is formed by the polishing resin film 33 having a uniform thickness and no irregularities on the surface. Polishing can be performed stably.
【００５９】尚、第１の実施形態において、定盤３１を
回転させながら液状の樹脂を滴下したが、用いられる樹
脂の粘性及び溶媒の種類や量によって、定盤３１の回転
速度及び滴下する樹脂の量を調節することが好ましい。In the first embodiment, the liquid resin is dropped while the platen 31 is rotated. However, depending on the viscosity of the resin used and the type and amount of the solvent, the rotation speed of the platen 31 and the resin to be dropped are determined. Is preferably adjusted.
【００６０】また、第１の実施形態においては、熱硬化
性の樹脂を加熱ランプ３４により加熱して硬化させるこ
とにより研磨用樹脂膜３３を形成したが、これに代え
て、定盤３１の温度を上昇させ定盤３１の熱によって樹
脂を硬化させてもよい。Further, in the first embodiment, the polishing resin film 33 is formed by heating and curing the thermosetting resin by the heating lamp 34. Alternatively, the temperature of the surface plate 31 may be changed. And the resin may be cured by the heat of the surface plate 31.
【００６１】また、第１の実施形態においては、研磨砥
粒を含む研磨剤を供給するようにしたが、これに代え
て、研磨砥粒を含む樹脂を硬化させて研磨用樹脂膜３３
を形成し、研磨砥粒研磨を含まずｐＨが調節された液体
を研磨用樹脂膜３３の上に供給してもよい。In the first embodiment, the abrasive containing the abrasive grains is supplied. However, instead of this, the resin containing the abrasive grains is hardened and the polishing resin film 33 is supplied.
May be formed, and a liquid whose pH has been adjusted without polishing abrasive polishing may be supplied onto the polishing resin film 33.
【００６２】また、前記の第４の工程においては、所定
数の基板３５を研磨した後に研磨用樹脂膜３３を更新し
てもよいし、研磨用樹脂膜３３が寿命を越えた時点、つ
まり、研磨用樹脂膜３３の面内均一性又は段差吸収性能
が許容できる範囲を越えた時点で、研磨用樹脂膜３３を
更新してもよい。In the fourth step, the polishing resin film 33 may be renewed after a predetermined number of substrates 35 have been polished, or when the polishing resin film 33 has exceeded its life, that is, The polishing resin film 33 may be renewed when the in-plane uniformity or the step absorption performance of the polishing resin film 33 exceeds an allowable range.
【００６３】さらに、研磨用樹脂膜３３が寿命が越えた
時点で、研磨用樹脂膜３３を除去することなく、疲労し
た研磨用樹脂膜３３の上に第２の配管３２から樹脂を供
給して研磨用樹脂膜３３を平坦化して、研磨用樹脂膜３
３の面内均一性及び段差吸収性能を回復してもよい。こ
の場合、研磨用樹脂膜３３の厚さが従来の研磨パッドの
厚さに比べて極めて薄いので、樹脂の供給により研磨用
樹脂膜３３の表面を平坦化することが可能になる。Further, when the life of the polishing resin film 33 has expired, the resin is supplied from the second pipe 32 onto the fatigued polishing resin film 33 without removing the polishing resin film 33. The polishing resin film 33 is flattened to form the polishing resin film 3.
The in-plane uniformity and step absorption performance of No. 3 may be restored. In this case, since the thickness of the polishing resin film 33 is extremely smaller than the thickness of the conventional polishing pad, the surface of the polishing resin film 33 can be planarized by supplying the resin.
【００６４】（第２の実施形態）図３は、本発明の第２
の実施形態に係る基板の研磨装置の概略構造を示してお
り、図３において、３１は平坦な表面を持つ剛体よりな
り回転可能であって例えば赤色の定盤、３９は定盤３１
の上に貼着された白色半透明の研磨パッド、４０は研磨
パッド３９の上に研磨剤を供給する第１の配管、４１は
研磨パッド３９の上に洗浄用の水を供給する第２の配
管、４２は研磨パッド３９の色の強度（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を
測定するカメラである。定盤３１の上方には、第１の実
施形態と同様に、図示しない回転駆動手段により回転す
る回転軸３６Ａと、回転軸３６Ａの下端に一体的に設け
られ基板３５を保持する円盤状の基板保持ヘッド３６Ｂ
とを有する基板保持装置３６が配置されている。(Second Embodiment) FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
3 shows a schematic structure of a substrate polishing apparatus according to the embodiment of the present invention. In FIG. 3, reference numeral 31 is a rigid body having a flat surface and is rotatable, for example, a red surface plate, 39 is a surface plate 31.
White semi-transparent polishing pad stuck on the surface of the polishing pad, 40 is a first pipe for supplying the polishing agent onto the polishing pad 39, and 41 is a second piping for supplying the cleaning water onto the polishing pad 39. A pipe 42 is a camera for measuring the color intensity (R, G, B) of the polishing pad 39. Similar to the first embodiment, a rotary shaft 36A that is rotated by a rotary drive unit (not shown) and a disk-shaped substrate that is integrally provided at the lower end of the rotary shaft 36A and holds the substrate 35 above the surface plate 31. Holding head 36B
A substrate holding device 36 having a and is arranged.
【００６５】第２の実施形態に係る基板の研磨装置にお
いては、第２の配管４１から水を供給して研磨パッド３
９の表面を洗浄すると共に研磨剤を除去した後に、カメ
ラ４２により研磨パッド３９を通過してくる定盤３１の
赤色の色強度を測定する。研磨パッド３９の厚さが十分
に厚い場合には、定盤３１の赤色は研磨パッド３９を透
過しないので、カメラ４２は研磨パッド３９の白色を捕
らえ、Ｒ，Ｇ，Ｂの信号強度は略等しい。研磨パッド３
９が半透明であるために、研磨パッド３９が薄くなるに
つれて、研磨パッド３９を透過する定盤３１の赤色が増
加し、Ｒの信号強度が増加してくる。In the substrate polishing apparatus according to the second embodiment, water is supplied from the second pipe 41 to the polishing pad 3.
After cleaning the surface of 9 and removing the abrasive, the red color intensity of the surface plate 31 passing through the polishing pad 39 is measured by the camera 42. When the thickness of the polishing pad 39 is sufficiently large, the red color of the platen 31 does not pass through the polishing pad 39, so that the camera 42 captures the white color of the polishing pad 39, and the signal intensities of R, G, and B are substantially equal. . Polishing pad 3
Since 9 is semi-transparent, as the polishing pad 39 becomes thinner, the red color of the surface plate 31 passing through the polishing pad 39 increases and the signal intensity of R increases.
【００６６】図４は、研磨パッド３９の厚さとＲ，Ｇ，
Ｂの信号強度との関係を示し、横軸は研磨パッド３９の
厚さを表し、縦軸は研磨パッド３９が無い場合の色の信
号強度を１としたときの色の信号強度を表している。図
４に示すように、研磨パッド３９の厚さが薄くなるにつ
れて、Ｒの信号強度が大きくなる一方、Ｇ，Ｂの信号強
度は小さくなるので、研磨パッド３９の厚さを判断する
ことができる。また、定盤３１の全面におけるＲ，Ｇ，
Ｂの信号強度を測定することにより、研磨パッド３９の
凹凸の状態つまり部位による厚さの変化を判断すること
ができる。FIG. 4 shows the thickness of the polishing pad 39 and R, G,
The horizontal axis represents the thickness of the polishing pad 39, and the vertical axis represents the signal intensity of the color when the signal intensity of the color without the polishing pad 39 is set to 1. . As shown in FIG. 4, as the thickness of the polishing pad 39 decreases, the signal intensity of R increases while the signal intensity of G and B decreases, so that the thickness of the polishing pad 39 can be determined. . In addition, R, G,
By measuring the signal intensity of B, it is possible to determine the state of the unevenness of the polishing pad 39, that is, the change in thickness due to the portion.
【００６７】半透明の研磨パッド３９の作製方法として
は、光を通さない微粒子を数ｗｔ％程度含む透明の樹脂
により形成してよいし、透明な樹脂に微細な気泡を形成
することにより光を乱反射させる構造にしてもよい。As a method for producing the translucent polishing pad 39, the polishing pad 39 may be formed of a transparent resin containing fine particles that do not allow light to pass through, by about several wt%, or may be formed by forming fine bubbles in the transparent resin. A structure that causes irregular reflection may be used.
【００６８】尚、第２の実施形態においては、赤色の定
盤３１と白色半透明の研磨パッド３９とを用いたが、こ
れに代えて、白色の定盤３１と赤色半透明の研磨パッド
３９との組合せでもよい。この場合には、Ｒの信号強度
の低下及びＧ，Ｂの信号強度の増加により、研磨パッド
３９の厚さを判断することができる。また、これ以外の
色の組み合わせについても種々採用することができる。In the second embodiment, the red surface plate 31 and the white translucent polishing pad 39 are used. Instead, the white surface plate 31 and the red translucent polishing pad 39 are used. May be combined. In this case, the thickness of the polishing pad 39 can be determined based on a decrease in the signal intensity of R and an increase in the signal intensity of G and B. Various other color combinations can also be employed.
【００６９】また、多層構造の研磨パッド３９を用いる
場合には、定盤３１に着色する代わりに、パッドの表面
層を半透明とし、表面層以外の層を有色にしてもよい。When the polishing pad 39 having a multilayer structure is used, instead of coloring the surface plate 31, the surface layer of the pad may be made translucent, and layers other than the surface layer may be colored.
【００７０】また、第２の実施形態においては、研磨パ
ッド３９の表面を水により洗浄した後に色の信号強度を
測定したが、これに代えて、高圧エアー等により研磨パ
ッド３９上の研磨剤を部分的に除去し、研磨剤が除去さ
れた領域の色の信号強度を測定してもよい。In the second embodiment, the color signal intensity was measured after the surface of the polishing pad 39 was washed with water. Instead of this, the polishing agent on the polishing pad 39 was washed with high-pressure air or the like. The signal intensity of the color in the area where the abrasive has been removed may be measured by partially removing the abrasive.
【００７１】さらに、前記の第１の実施形態に係る基板
の研磨装置を用い、例えば赤色に着色された定盤３１の
上に第１の配管３２から白色半透明の樹脂を供給して白
色半透明の研磨用樹脂膜３３を形成し、該研磨用樹脂膜
３３を通過してくる定盤３１の赤色の信号強度を測定し
てもよい。この場合には、例えば、赤色の信号強度が所
定値を越えると、第３の配管３８から溶剤を定盤３１上
に供給して研磨用樹脂膜３３を除去した後、第１の配管
３２から樹脂を供給して新たな研磨用樹脂膜３３を形成
したり、又は、研磨用樹脂膜３３を除去することなく第
１の配管３２から樹脂を供給して研磨用樹脂膜３３の表
面を平坦化したりすることができる。Further, using the substrate polishing apparatus according to the first embodiment, a white translucent resin is supplied from a first pipe 32 onto a surface plate 31 colored red, for example, so that a white semitransparent resin is supplied. A transparent polishing resin film 33 may be formed, and the red signal intensity of the surface plate 31 passing through the polishing resin film 33 may be measured. In this case, for example, when the red signal intensity exceeds a predetermined value, the solvent is supplied from the third pipe 38 onto the surface plate 31 to remove the polishing resin film 33, and then the first pipe 32 is used. The resin is supplied to form a new polishing resin film 33, or the resin is supplied from the first pipe 32 without removing the polishing resin film 33 to flatten the surface of the polishing resin film 33. You can
【００７２】[0072]
【発明の効果】請求項１の発明に係る基板の研磨装置に
よると、液状の樹脂が表面張力により広がった後に硬化
して形成された研磨用樹脂膜を備えているため、研磨用
樹脂膜の表面はドレッシング処理を行なわなくても極め
て平坦で且つ滑らかであるので、２００ｍｍ以上の大径
の被研磨基板の表面を極めて均一に研磨することができ
る。According to the substrate polishing apparatus of the first aspect of the present invention, since the liquid resin is provided with the polishing resin film formed by hardening after being spread by the surface tension, the polishing resin film Since the surface is extremely flat and smooth without any dressing treatment, the surface of the substrate to be polished having a large diameter of 200 mm or more can be polished extremely uniformly.
【００７３】請求項２の発明に係る基板の研磨装置によ
ると、研磨用樹脂膜は、定盤の表面に回転塗布された樹
脂が硬化することにより形成されているため、定盤の表
面に供給された液状の樹脂は定盤の表面に均一に広がる
ので、研磨用樹脂膜の表面は一層平坦で且つ滑らかであ
る。According to the substrate polishing apparatus of the second aspect of the present invention, since the polishing resin film is formed by curing the resin spin-coated on the surface of the surface plate, it is supplied to the surface of the surface plate. The liquefied liquid resin spreads uniformly on the surface of the surface plate, so that the surface of the polishing resin film is flatter and smoother.
【００７４】請求項３の発明に係る基板の研磨装置によ
ると、研磨用樹脂膜には研磨用の砥粒が含まれているた
め、研磨用の砥粒を含まない研磨剤を用いて被研磨基板
の研磨を行なうことができる。In the substrate polishing apparatus according to the third aspect of the present invention, since the polishing resin film contains the polishing abrasive grains, the polishing agent containing no polishing abrasive grains is used for polishing. The substrate can be polished.
【００７５】請求項４の発明に係る基板の研磨装置によ
ると、研磨用樹脂膜は半透明であるため、定盤の表面で
反射され半透明な研磨用樹脂膜を通過してくる光の強度
を検出すると、研磨パッドが磨耗して全面に亘って厚さ
が低減している場合には光の強度が大きくなり、研磨パ
ッドが部分的に磨耗して研磨パッドの表面に凹凸が形成
されている場合には光の強度が部位によって異なるの
で、研磨パッドの交換時期を正確に判断することができ
る。According to the substrate polishing apparatus of the fourth aspect of the present invention, since the polishing resin film is semitransparent, the intensity of the light reflected by the surface of the surface plate and passing through the semitransparent polishing resin film. When the polishing pad is worn and the thickness is reduced over the entire surface, the intensity of light increases, and the polishing pad is partially worn and unevenness is formed on the surface of the polishing pad. If so, the intensity of light varies depending on the part, so that the replacement time of the polishing pad can be accurately determined.
【００７６】請求項５の発明に係る基板の研磨装置によ
ると、光強度検出手段を備えているため、定盤の表面で
反射され半透明な研磨用樹脂膜を通過してくる光の強度
を簡易且つ確実に検出することができる。According to the substrate polishing apparatus of the fifth aspect of the present invention, since the substrate is provided with the light intensity detecting means, the intensity of the light reflected by the surface of the surface plate and passing through the semitransparent polishing resin film is measured. It can be detected easily and surely.
【００７７】請求項６の発明に係る基板の研磨装置によ
ると、樹脂供給手段を備えているため、定盤の表面に研
磨用樹脂膜を形成するための液状の樹脂を簡易に供給す
ることができる。According to the substrate polishing apparatus of the sixth aspect of the present invention, since it is provided with the resin supply means, it is possible to easily supply the liquid resin for forming the polishing resin film on the surface of the surface plate. it can.
【００７８】請求項７の発明に係る基板の研磨装置によ
ると、樹脂硬化手段を備えているため、樹脂供給手段に
より定盤の表面に供給された液状の樹脂を簡易且つ確実
に硬化させることができる。According to the substrate polishing apparatus of the seventh aspect of the present invention, since the resin curing device is provided, the liquid resin supplied to the surface of the surface plate by the resin supplying device can be easily and surely cured. it can.
【００７９】請求項８の発明に係る基板の研磨装置によ
ると、定盤の表面に供給される樹脂は熱硬化性であり、
樹脂硬化手段は樹脂を加熱して硬化させる手段であるた
め、熱硬化性樹脂を加熱することにより、研磨用樹脂膜
を簡易に形成することができる。According to the substrate polishing apparatus of the eighth aspect, the resin supplied to the surface of the surface plate is thermosetting,
Since the resin curing unit is a unit that heats and cures the resin, it is possible to easily form the polishing resin film by heating the thermosetting resin.
【００８０】請求項９の発明に係る基板の研磨装置によ
ると、定盤の表面に供給される樹脂は光硬化性であり、
樹脂硬化手段は樹脂に紫外線を照射して硬化させる手段
であるため、光硬化性樹脂に紫外線を照射することによ
り、樹脂に熱を加えることなく研磨用樹脂膜を形成する
ことができる。According to the substrate polishing apparatus of the ninth aspect, the resin supplied to the surface of the surface plate is photocurable,
Since the resin curing means is means for irradiating the resin with ultraviolet rays to cure it, by irradiating the photocurable resin with ultraviolet rays, the polishing resin film can be formed without applying heat to the resin.
【００８１】請求項１０の発明に係る基板の研磨装置に
よると、溶剤供給手段により研磨用樹脂膜を溶解する溶
剤を定盤の上に供給することができるので、研磨用樹脂
膜を溶解して除去する作業を容易に行なうことができ
る。According to the substrate polishing apparatus of the tenth aspect of the present invention, since the solvent for dissolving the polishing resin film can be supplied onto the surface plate by the solvent supply means, the polishing resin film can be dissolved. The removal work can be easily performed.
【００８２】請求項１１の発明に係る基板の研磨装置に
よると、定盤の表面で反射され半透明な研磨パッドを通
過してくる光の強度を検出し、検出された光の強度が大
きくなったり、光の強度が部位によって異なったりする
ときには、研磨パッドが寿命であると分かるので、研磨
パッドの交換時期を正確に判断することができる。According to the substrate polishing apparatus of the eleventh aspect of the present invention, the intensity of light reflected by the surface of the surface plate and passing through the semitransparent polishing pad is detected, and the detected light intensity is increased. Alternatively, when the intensity of light varies from part to part, the polishing pad is known to have reached the end of its life, so the replacement time of the polishing pad can be accurately determined.
【００８３】請求項１２の発明に係る基板の研磨装置に
よると、研磨パッドの下層の表面で反射され半透明な上
層を通過してくる光の強度を検出し、検出された光の強
度が大きくなったり、光の強度が部位によって異なった
りするときには、研磨パッドが寿命であると分かるの
で、研磨パッドの交換時期を正確に判断することができ
る。According to the substrate polishing apparatus of the twelfth aspect of the present invention, the intensity of the light reflected by the lower surface of the polishing pad and passing through the semitransparent upper layer is detected, and the detected light intensity is high. When the polishing pad has reached its end of life or when the light intensity varies depending on the site, it is possible to accurately determine the replacement time of the polishing pad.
【００８４】請求項１３の発明に係る基板の研磨方法に
よると、定盤の表面に回転塗布された液状の樹脂を硬化
させて定盤の表面に研磨用樹脂膜を形成するため、ドレ
ッシング処理を行なわなくても極めて平坦で且つ滑らか
な表面を持つ研磨用樹脂膜が得られるので、被研磨基板
の表面を極めて均一に研磨することができる。According to the substrate polishing method of the thirteenth aspect of the present invention, the dressing treatment is performed in order to cure the liquid resin spin-coated on the surface of the surface plate to form the polishing resin film on the surface of the surface plate. The polishing resin film having an extremely flat and smooth surface can be obtained without performing the polishing, so that the surface of the substrate to be polished can be polished extremely uniformly.
【００８５】請求項１４の発明に係る基板の研磨方法に
よると、研磨用樹脂膜には研磨用の砥粒が含まれている
ため、研磨用の砥粒を含まない研磨剤を用いて被研磨基
板の研磨を行なうことができる。According to the substrate polishing method of the fourteenth aspect of the present invention, since the polishing resin film contains the polishing abrasive grains, the polishing target is polished using an abrasive containing no polishing abrasive grains. The substrate can be polished.
【００８６】請求項１５の発明に係る基板の研磨方法に
よると、研磨用樹脂膜は半透明であるため、定盤の表面
で反射され半透明な研磨用樹脂膜を通過してくる光の強
度を検出することにより、研磨パッドの交換時期を正確
に判断することができる。According to the substrate polishing method of the fifteenth aspect, since the polishing resin film is semitransparent, the intensity of light reflected by the surface of the surface plate and passing through the semitransparent polishing resin film. By detecting the, it is possible to accurately determine the replacement time of the polishing pad.
【００８７】請求項１６の発明に係る基板の研磨方法に
よると、研磨用樹脂膜を定盤の表面から除去する工程を
備えているため、新たな樹脂を定盤の表面に供給するこ
とにより、表面が平坦な研磨用樹脂膜を新たに形成する
ことができる。According to the substrate polishing method of the sixteenth aspect of the present invention, since the method includes the step of removing the polishing resin film from the surface of the surface plate, by supplying new resin to the surface of the surface plate, It is possible to newly form a polishing resin film having a flat surface.
【００８８】請求項１７の発明に係る基板の研磨方法に
よると、表面が凹凸状になった研磨用樹脂膜の表面に樹
脂を供給して研磨用樹脂膜の表面を平坦化する工程を備
えているため、研磨用樹脂膜を除去することなく、研磨
用樹脂膜の表面を平坦化することができる。According to the substrate polishing method of the seventeenth aspect of the present invention, there is provided a step of supplying a resin to the surface of the polishing resin film having an uneven surface to flatten the surface of the polishing resin film. Therefore, the surface of the polishing resin film can be planarized without removing the polishing resin film.
【００８９】請求項１８の発明に係る基板の研磨方法に
よると、定盤の表面で反射され半透明な研磨パッドを通
過してくる光の強度を検出し、検出された光の強度が大
きくなったり、光の強度が部位によって異なったりする
ときには、研磨パッドが寿命であると分かるので、研磨
パッドの交換時期を正確に判断することができる。According to the substrate polishing method of the eighteenth aspect of the invention, the intensity of the light reflected by the surface of the surface plate and passing through the semitransparent polishing pad is detected, and the intensity of the detected light is increased. Alternatively, when the intensity of light varies from part to part, the polishing pad is known to have reached the end of its life, so the replacement time of the polishing pad can be accurately determined.
【００９０】請求項１９の発明に係る基板の研磨方法に
よると、研磨パッドの下層の表面で反射され半透明な上
層を通過してくる光の強度を検出し、検出された光の強
度が大きくなったり、光の強度が部位によって異なった
りするときには、研磨パッドが寿命であると分かるの
で、研磨パッドの交換時期を正確に判断することができ
る。According to the substrate polishing method of the nineteenth aspect of the present invention, the intensity of light reflected by the surface of the lower layer of the polishing pad and passing through the semitransparent upper layer is detected, and the detected light intensity is high. When the polishing pad has reached its end of life or when the light intensity varies depending on the site, it is possible to accurately determine the replacement time of the polishing pad.
【図１】本発明の第１の実施形態に係る基板の研磨装置
の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a substrate polishing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１の実施形態に係る基板の研磨方法
の工程を示すフローチャート図である。FIG. 2 is a flowchart showing steps of the method for polishing a substrate according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第２の実施形態に係る基板の研磨装置
の概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a substrate polishing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第２の実施形態に係る基板の研磨方法
に用いる研磨パッドの厚さと色の信号強度との関係を示
す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a thickness of a polishing pad used in a method for polishing a substrate and a signal intensity of a color according to a second embodiment of the present invention.
【図５】従来の基板の研磨装置の概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a conventional substrate polishing apparatus.
３１ 定盤 ３２ 第１の配管 ３３ 研磨用樹脂膜 ３４ 加熱ランプ ３５ 基板 ３６ 基板保持装置 ３６Ａ 回転軸 ３６Ｂ 基板保持ヘッド ３７ 第２の配管 ３８ 第３の配管 ３９ 研磨パッド ４０ 第１の配管 ４１ 第２の配管 ４２ カメラ 31 surface plate 32 first piping 33 polishing resin film 34 heating lamp 35 substrate 36 substrate holding device 36A rotating shaft 36B substrate holding head 37 second piping 38 third piping 39 polishing pad 40 first piping 41 second Plumbing 42 camera
Claims (19)
で液状の樹脂が硬化することにより形成された研磨用樹
脂膜と、被研磨基板を保持すると共に保持した被研磨基
板を前記研磨用樹脂膜に押し付ける基板保持手段とを備
えていることを特徴とする基板の研磨装置。1. A rotatable rigid surface plate, a polishing resin film formed by hardening a liquid resin on the surface of the surface plate, a substrate to be polished, and a substrate to be polished held. A substrate polishing apparatus comprising: a substrate holding unit that is pressed against the polishing resin film.
回転塗布された樹脂が硬化することにより形成されてい
ることを特徴とする請求項１に記載の基板の研磨装置。2. The substrate polishing apparatus according to claim 1, wherein the polishing resin film is formed by curing resin spin-coated on the surface of the surface plate.
まれていることを特徴とする請求項１に記載の基板の研
磨装置。3. The apparatus for polishing a substrate according to claim 1, wherein the polishing resin film contains abrasive grains for polishing.
特徴とする請求項１に記載の基板の研磨装置。4. The substrate polishing apparatus according to claim 1, wherein the polishing resin film is semitransparent.
研磨用樹脂膜を通過してくる光の強度を検出する光強度
検出手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１
に記載の基板の研磨装置。5. The light intensity detecting means for detecting the intensity of light reflected on the surface of the surface plate and passing through the semitransparent polishing resin film is further provided.
A polishing apparatus for a substrate according to claim 1.
形成するための液状の樹脂を供給する樹脂供給手段をさ
らに備えていることを特徴とする請求項１に記載の基板
の研磨装置。6. The polishing of a substrate according to claim 1, further comprising resin supply means for supplying a liquid resin for forming the polishing resin film to the surface of the surface plate. apparatus.
に供給された液状の樹脂を硬化させて前記研磨用樹脂膜
を形成する樹脂硬化手段をさらに備えていることを特徴
とする請求項６に記載の基板の研磨装置。7. The resin curing means for curing the liquid resin supplied to the surface of the surface plate by the resin supply means to form the polishing resin film, further comprising: The substrate polishing apparatus described in 1.
に供給される樹脂は熱硬化性であり、 前記樹脂硬化手段は、前記樹脂供給手段により前記定盤
の表面に供給された樹脂を加熱して硬化させる手段であ
ることを特徴とする請求項７に記載の基板の研磨装置。8. The resin supplied to the surface of the surface plate by the resin supply means is thermosetting, and the resin curing means heats the resin supplied to the surface of the surface plate by the resin supply means. 8. The apparatus for polishing a substrate according to claim 7, which is a means for curing by curing.
に供給される樹脂は光硬化性であり、 前記樹脂硬化手段は、前記樹脂供給手段により前記定盤
の表面に供給された樹脂に紫外線を照射して硬化させる
手段であることを特徴とする請求項７に記載の基板の研
磨装置。9. The resin supplied to the surface of the surface plate by the resin supply means is photocurable, and the resin curing means applies ultraviolet light to the resin supplied to the surface of the surface plate by the resin supply means. The apparatus for polishing a substrate according to claim 7, which is a means for irradiating and curing the substrate.
記定盤の上に供給する溶剤供給手段をさらに備えている
ことを特徴とする請求項６に記載の基板の研磨装置。10. The apparatus for polishing a substrate according to claim 6, further comprising solvent supply means for supplying a solvent that dissolves the polishing resin film onto the surface plate.
面に設けられた半透明な研磨パッドと、被研磨基板を保
持すると共に保持した被研磨基板を前記研磨パッドに押
し付ける基板保持手段と、前記定盤の表面で反射され前
記半透明な研磨パッドを通過してくる光の強度を検出す
る光強度検出手段とを備えていることを特徴とする基板
の研磨装置。11. A rotatable rigid surface plate, a semitransparent polishing pad provided on the surface of the surface plate, a substrate to be polished, and a substrate holder for pressing the substrate to be polished against the polishing pad. An apparatus for polishing a substrate, comprising: a means and a light intensity detecting means for detecting the intensity of light reflected by the surface of the surface plate and passing through the semitransparent polishing pad.
面に設けられ有色の下層と半透明な上層とを有する多層
構造の研磨パッドと、被研磨基板を保持すると共に保持
した被研磨基板を前記研磨パッドに押し付ける基板保持
手段と、前記研磨パッドの前記下層の表面で反射され前
記半透明な上層を通過してくる光の強度を検出する光強
度検出手段とを備えていることを特徴とする基板の研磨
装置。12. A rotatable rigid surface plate, a multi-layered polishing pad provided on the surface of the surface plate and having a colored lower layer and a semitransparent upper layer, a substrate to be polished, and a substrate to be held. A substrate holding means for pressing the polishing substrate against the polishing pad, and a light intensity detecting means for detecting the intensity of light reflected by the surface of the lower layer of the polishing pad and passing through the semitransparent upper layer. An apparatus for polishing a substrate.
塗布する工程と、 前記定盤の表面に回転塗布された前記樹脂を硬化させて
研磨用樹脂膜を形成する工程と、 被研磨基板を保持すると共に保持した被研磨基板を前記
研磨用樹脂膜に押し付けて被研磨基板を研磨する工程と
を備えていることを特徴とする基板の研磨方法。13. A step of spin-coating a liquid resin on the surface of a rigid surface plate, a step of curing the spin-applied resin on the surface of the surface plate to form a polishing resin film, and a surface to be polished. And a step of holding the substrate to be polished and pressing the held substrate to be polished against the polishing resin film to polish the substrate to be polished.
含まれていることを特徴とする請求項１３に記載の基板
の研磨方法。14. The method of polishing a substrate according to claim 13, wherein the polishing resin film contains abrasive grains for polishing.
を特徴とする請求項１３に記載の基板の研磨方法。15. The method of polishing a substrate according to claim 13, wherein the polishing resin film is semitransparent.
ら除去する工程をさらに備えていることを特徴とする請
求項１３に記載の基板の研磨方法。16. The method of polishing a substrate according to claim 13, further comprising the step of removing the polishing resin film from the surface of the surface plate.
膜の表面に樹脂を供給して前記研磨用樹脂膜の表面を平
坦化する工程をさらに備えていることを特徴とする請求
項１３に記載の基板の研磨方法。17. The method according to claim 13, further comprising the step of flattening the surface of the polishing resin film by supplying a resin to the surface of the polishing resin film having an uneven surface. The method for polishing a substrate according to.
た剛性の定盤を回転する工程と、 被研磨基板を前記研磨パッドに押し付けて前記被研磨基
板の表面を研磨する工程と、 前記定盤の表面で反射され前記半透明な研磨パッドを通
過してくる光の強度を検出し、検出された光の強度に基
づき前記研磨パッドの膜厚を推定する工程とを備えてい
ることを特徴とする基板の研磨方法。18. A step of rotating a rigid platen having a semitransparent polishing pad on the surface thereof, a step of pressing a substrate to be polished against the polishing pad to polish the surface of the substrate to be polished, Detecting the intensity of light reflected by the surface of the board and passing through the semitransparent polishing pad, and estimating the film thickness of the polishing pad based on the intensity of the detected light. And a method of polishing a substrate.
を有する多層構造の研磨パッドが設けられた剛性の定盤
を回転する工程と、 被研磨基板を前記研磨パッドに押し付けて前記被研磨基
板の表面を研磨する工程と、 前記研磨パッドの前記下層の表面で反射され前記半透明
な上層を通過してくる光の強度を検出し、検出された光
の強度に基づき前記研磨パッドの膜厚を推定する工程と
を備えていることを特徴とする基板の研磨方法。19. A step of rotating a rigid surface plate, the surface of which is provided with a polishing pad having a multi-layered structure having a colored lower layer and a semi-transparent upper layer, and a substrate to be polished is pressed against the polishing pad. A step of polishing the surface of the polishing substrate, detecting the intensity of light reflected on the surface of the lower layer of the polishing pad and passing through the semitransparent upper layer, and the polishing pad of the polishing pad based on the detected light intensity. And a step of estimating the film thickness.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2886496A JP2796077B2 (en) | 1995-06-08 | 1996-02-16 | Substrate polishing apparatus and substrate polishing method |
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| JP7-141536 | 1995-06-08 | ||
| JP14153695 | 1995-06-08 | ||
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| JP (1) | JP2796077B2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1996
- 1996-02-16 JP JP2886496A patent/JP2796077B2/en not_active Expired - Fee Related
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