JPH09174417A - Polishing device - Google Patents

Polishing device

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Publication number
JPH09174417A
JPH09174417A JP33835895A JP33835895A JPH09174417A JP H09174417 A JPH09174417 A JP H09174417A JP 33835895 A JP33835895 A JP 33835895A JP 33835895 A JP33835895 A JP 33835895A JP H09174417 A JPH09174417 A JP H09174417A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing
mount plate
pressure ring
polishing head
holes
Prior art date
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Pending
Application number
JP33835895A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hajime Yui
肇 油井
Akihisa Yamaguchi
陽久 山口
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP33835895A priority Critical patent/JPH09174417A/en
Publication of JPH09174417A publication Critical patent/JPH09174417A/en
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide high flatness and high parallelism by providing multiple holes penetrating the surface and back face on the pressure ring of a polishing head supporting a mount plate stuck with a polished member on a polishing surface plate via the pressure ring. SOLUTION: A pressure ring 10 is a doughnut plate made of an elastic body, it is with multiple holes 20, and it is uniformly bent when it is compressed between a mount plate 6 and a polishing head 4. The pressure ring portions between the holes 20 of the pressure ring 10 can be protruded and deformed to the holes 20 when the pressure ring 10 is pinched and compressed between the mount plate 6 and the polishing head 4. If the surface of the polishing head 4 is undulated or warped, the load applied to the polishing head 4 is not transmitted to the mount plate 6 when the protruded portions face the holes 20, pressure is uniformly distributed and transmitted to various sections of the pressure ring 10 by the mount plate 6, and the pressure ring 10 is kept at the flat state.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は研磨装置に関し、た
とえば、半導体装置製造に用いられる半導体薄板(半導
体ウエハ)の鏡面研磨に適用して有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing apparatus, for example, a technology effectively applied to mirror polishing of a semiconductor thin plate (semiconductor wafer) used for manufacturing a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】IC(集積回路装置)等半導体装置の製
造に使用される半導体ウエハは、ホトリソグラフィ技術
によるパターン形成等において、高歩留りな微細加工を
行うために、高い平坦度や平行度等が要求される。
2. Description of the Related Art A semiconductor wafer used for manufacturing a semiconductor device such as an IC (Integrated Circuit Device) has high flatness and parallelism in order to perform fine processing with high yield in pattern formation by photolithography. Is required.

【0003】高平坦度で高平行度のウエハを得るため、
ウエハはその表面を鏡面研磨によって仕上げられる。ウ
エハの鏡面研磨は、研磨装置(ポリッシング装置)によ
って行われる。
In order to obtain a wafer with high flatness and high parallelism,
The surface of the wafer is finished by mirror polishing. The mirror polishing of the wafer is performed by a polishing device (polishing device).

【0004】研磨装置については、たとえば、株式会社
プレスジャーナル発行「月刊セミコンダクター ワール
ド(Semiconductor World )」1983年3月号、同年2月
15日発行、P59〜P83に記載されている。
Regarding the polishing apparatus, for example, "Monthly Semiconductor World" published by Press Journal Co., Ltd. March 1983 issue, February the same year
Issued on the 15th, it is described in P59-P83.

【0005】同文献には、ヘッドの下面に固定されるマ
ウントプレートの下面にワックスでウエーハ(半導体ウ
エハ)を貼り付け、前記ヘッドを下方向に加圧して、定
盤の上面の研磨布にウエーハを押し付けながら研磨する
片面ポリッシング装置の模式図が記載されている。
In the reference, a wafer (semiconductor wafer) is attached to the lower surface of a mount plate fixed to the lower surface of the head with wax, the head is pressed downward, and the wafer is used as a polishing cloth on the upper surface of a surface plate. A schematic view of a single-sided polishing apparatus for polishing while pressing is described.

【0006】また、スピードファム社の研磨装置「50
SPAW」は、前記ヘッドとマウントプレートとの間に
加圧リングを設けた構造となっている。
In addition, a polishing machine "50" manufactured by Speedfam
"SPAW" has a structure in which a pressure ring is provided between the head and the mount plate.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来の研磨装置は、一
般には図5に示すような構造となっている。すなわち、
図示しないモータによって回転する回転軸1の上端に
は、円形の研磨定盤2が固定されている。この研磨定盤
2の上面には研磨布3が貼り付けられている。
The conventional polishing apparatus generally has a structure as shown in FIG. That is,
A circular polishing platen 2 is fixed to the upper end of a rotating shaft 1 rotated by a motor (not shown). A polishing cloth 3 is attached to the upper surface of the polishing platen 2.

【0008】前記研磨定盤2の上方には、ステンレス円
板等からなる研磨ヘッド4が配設されている。この研磨
ヘッド4は、ロッド5に支持されている。このロッド5
は、研磨装置の図示しないコラム(筐体)の上部先端に
固定されたシリンダのピストンロッドとなっている。前
記シリンダは1本あるいは複数本設けられるが、図5の
場合は、4本のシリンダがコラムの上部に配設される例
を示す。前記各シリンダは、投影状態では、前記研磨定
盤と同心円となる所定の円周上にそれぞれ配設される格
好となる。
A polishing head 4 made of a stainless disc or the like is arranged above the polishing platen 2. The polishing head 4 is supported by a rod 5. This rod 5
Is a piston rod of a cylinder fixed to the top end of an unillustrated column (housing) of the polishing apparatus. Although one or more cylinders are provided, FIG. 5 shows an example in which four cylinders are provided in the upper part of the column. In a projected state, each of the cylinders is arranged on a predetermined circumference that is concentric with the polishing platen.

【0009】前記研磨ヘッド4の周囲には、セラミック
ス等からなるマウントプレート6を固定するための固定
具7が取り付けられている。
Around the polishing head 4, a fixture 7 for fixing the mount plate 6 made of ceramics or the like is attached.

【0010】前記マウントプレート6は、前記研磨ヘッ
ド4と略同じ大きさの円板からなり、その一面にはワッ
クス等によって半導体ウエハ9が複数枚貼り付けられ
る。このマウントプレート6は、前記研磨ヘッド4に重
ねるように取り付けられるが、この際、その間にドーナ
ツ状の加圧リング10が介在される。
The mount plate 6 is made of a disk having substantially the same size as the polishing head 4, and a plurality of semiconductor wafers 9 are attached to one surface thereof with wax or the like. The mount plate 6 is attached so as to overlap the polishing head 4, and at this time, a donut-shaped pressure ring 10 is interposed therebetween.

【0011】このような構造では、半導体ウエハ9を貼
り付けたマウントプレート6を研磨ヘッド4に固定した
後、前記研磨布3上にスラリー状の研磨液を供給すると
ともに研磨定盤2を回転させ、かつロッド5を研磨定盤
2に向かって前進させて半導体ウエハ9を研磨布3に押
し付けて鏡面研磨を行う。
In such a structure, after mounting the mount plate 6 to which the semiconductor wafer 9 is attached to the polishing head 4, a slurry-like polishing liquid is supplied onto the polishing cloth 3 and the polishing platen 2 is rotated. Further, the rod 5 is advanced toward the polishing platen 2 to press the semiconductor wafer 9 against the polishing cloth 3 to perform mirror polishing.

【0012】しかし、従来のこの種研磨装置では、以下
に記すような問題があることが本発明者によってあきら
かにされた。
However, the present inventor has clarified that the conventional polishing apparatus of this type has the following problems.

【0013】研磨時、図6に示すように、エアーシリン
ダのロッド5によってステンレスからなる研磨ヘッド4
の中心部分に荷重が加えられる。ステンレスの研磨ヘッ
ド4は、必ずしも平坦ではなく、表面がうねっているた
め、加圧したときにウエハに不均一な圧力分布が発生す
る。そして、場合によっては、マウントプレート6の中
心部分が上方に盛り上がるように変形し、半導体ウエハ
9においては研磨ヘッド4の中心側が厚く、研磨ヘッド
4の外周に向かうにつれて薄くなるような研磨が行わ
れ、半導体ウエハ9の平坦度や表裏面の平行度が悪くな
る。
At the time of polishing, as shown in FIG. 6, a polishing head 4 made of stainless steel by a rod 5 of an air cylinder.
A load is applied to the central part of the. Since the polishing head 4 made of stainless steel is not always flat and has a wavy surface, an uneven pressure distribution is generated on the wafer when pressed. Then, in some cases, the center portion of the mount plate 6 is deformed so as to bulge upward, and the semiconductor wafer 9 is polished such that the center side of the polishing head 4 is thicker and the thickness becomes thinner toward the outer periphery of the polishing head 4. However, the flatness of the semiconductor wafer 9 and the parallelism of the front and back surfaces deteriorate.

【0014】前記研磨ヘッド4は、たとえば、直径50
0mm程度のステンレス材の場合、厚さは50mm程度
となる。また、研磨ヘッドの中心部分には、200kg
にも及ぶ荷重が加えられる。
The polishing head 4 has, for example, a diameter of 50.
In the case of a stainless material of about 0 mm, the thickness is about 50 mm. The center of the polishing head is 200 kg
A load as high as is applied.

【0015】前記現象による平坦度の悪化は、ウエハの
大口径化,高平坦化が進む今日においては、より重要な
問題となってきている。
Deterioration of flatness due to the above phenomenon has become a more important problem in today's world where the diameter and height of the wafer are increasing.

【0016】本発明者の分析検討によると、前記研磨ヘ
ッド4からマウントプレート6に圧力を伝達するマウン
トプレート6が、前記研磨ヘッド4の表面のうねりや反
り(湾曲)等の存在によって研磨ヘッド4から均一な荷
重を受けないことと、これによってマウントプレート6
に均一に圧力を伝達しないことによるものと判明した。
According to the analysis and examination by the present inventor, the mount plate 6 for transmitting the pressure from the polishing head 4 to the mount plate 6 is caused by the presence of undulations, warps (curves), etc. on the surface of the polishing head 4. Load from the mount plate 6
It was found that the pressure was not evenly transmitted to the.

【0017】本発明の目的は、高平坦度・高平行度を得
ることができる研磨装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a polishing apparatus capable of obtaining high flatness and high parallelism.

【0018】本発明の前記ならびにそのほかの目的と新
規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきら
かになるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.

【0020】(1)研磨布を上面に貼り付けた回転制御
される研磨定盤と、前記研磨定盤に被研磨部材を貼り付
けたマウントプレートを加圧リングを介在させて支持す
る研磨ヘッドとを有する研磨装置であって、前記加圧リ
ングは表裏面に亘って貫通する複数の孔が設けられた構
造となっている。前記加圧リングの内側の研磨ヘッド部
分にはマウントプレートを研磨布に押し付ける補助加圧
機構が設けられている。前記補助加圧機構は、前記マウ
ントプレート面に接触する伸縮性のある袋体と、前記袋
体に圧縮空気を供給および排気する高圧エアー供給機構
とからなっている。前記加圧リングに設けられる複数の
孔は、研磨時、マウントプレートが平坦となるように配
置されている。
(1) A rotation-controlled polishing platen having a polishing cloth attached on its upper surface, and a polishing head for supporting a mount plate having a member to be polished attached to the polishing platen with a pressure ring interposed therebetween. And a structure in which the pressure ring has a plurality of holes penetrating through the front and back surfaces. An auxiliary pressure mechanism for pressing the mount plate against the polishing cloth is provided in the polishing head portion inside the pressure ring. The auxiliary pressurizing mechanism includes an elastic bag body that contacts the mount plate surface and a high-pressure air supply mechanism that supplies and exhausts compressed air to the bag body. The plurality of holes provided in the pressure ring are arranged so that the mount plate is flat during polishing.

【0021】前記(1)の手段によれば、(a)研磨ヘ
ッドからマウントプレートに圧力を伝達するマウントプ
レートには、複数の孔が設けられていることから、研磨
ヘッドの表面のうねりや反り(湾曲)による突出部分
は、前記孔に対面した場合、研磨ヘッドの荷重をマウン
トプレートに伝達しなくなる。また、前記突出部分が孔
と孔の間の小さい面積となるマウントプレート部分に接
触した場合、孔と孔の間のマウントプレート部分は、両
側に孔があり変形し易い構造となっていることから、適
宜変形して過剰な荷重を減ずるため、加圧リングの各部
はマウントプレートに均一に圧力を分散させて伝達す
る。この結果、ウエハを支持するマウントプレートは平
坦な状態を維持して研磨が行われるため、ウエハは平坦
にかつ表裏面が平行となる状態で研磨されることにな
る。特に、前記孔はマウントプレートが研磨時、平坦に
維持されるように分散配置されていることから、ウエハ
の平坦化,平行化が確実に図れることになる。
According to the above-mentioned means (1), since (a) the mount plate for transmitting pressure from the polishing head to the mount plate is provided with a plurality of holes, the surface of the polishing head is undulated or warped. When the protruding portion due to (curving) faces the hole, it does not transmit the load of the polishing head to the mount plate. Further, when the protruding portion comes into contact with the mount plate portion having a small area between the holes, the mount plate portion between the holes has holes on both sides, and thus has a structure that is easily deformed. In order to appropriately deform and reduce an excessive load, each part of the pressure ring uniformly distributes and transmits the pressure to the mount plate. As a result, the mount plate that supports the wafer is polished while being kept flat, so that the wafer is polished flat and the front and back surfaces are parallel. Particularly, since the holes are dispersed and arranged so that the mount plate is kept flat during polishing, the wafer can be surely flattened and parallelized.

【0022】(b)前記加圧リングの内側の研磨ヘッド
部分には、伸縮性のある袋体に圧縮空気を供給すること
によってマウントプレートの中心部分から周囲に広がる
部分に圧力を加えて、マウントプレート全体を均一に研
磨定盤に押し付ける補助加圧機構を有していることか
ら、マウントプレートは研磨定盤に対して平行となった
状態で研磨が行われるため、ウエハの平坦化,平行化が
図れる。
(B) In the polishing head portion inside the pressure ring, compressed air is supplied to an elastic bag to apply pressure from the central portion of the mount plate to the peripheral portion of the mount plate to mount it. Since the mount plate has an auxiliary pressure mechanism that uniformly presses the entire plate against the polishing platen, the mount plate is polished in a state parallel to the polishing platen, thus flattening and parallelizing the wafer. Can be achieved.

【0023】(c)前記(a)による加圧リングに設け
た複数の孔の存在による研磨ヘッドからマウントプレー
トに対する荷重の均一な伝達作用と、前記(b)による
補助加圧機構によるマウントプレートの研磨定盤に対す
る均一な押し付け作用による研磨によってウエハの平坦
化,平行化が達成できる。
(C) The uniform transmission of the load from the polishing head to the mount plate due to the presence of the plurality of holes provided in the pressure ring according to (a) above, and the mounting plate by the auxiliary pressure mechanism according to (b) above. The flattening and parallelization of the wafer can be achieved by polishing with a uniform pressing action on the polishing platen.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を
説明するための全図において、同一機能を有するものは
同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments of the present invention, components having the same functions are denoted by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.

【0025】図1乃至図4は本発明の一実施形態である
研磨装置に係わる図であって、図1は研磨装置の要部を
示す模式的断面図、図2は研磨ヘッドに貼り付けられた
弾性シートを示す模式図、図3は研磨装置の外観を示す
模式的斜視図、図4は研磨状態を示す要部の模式的断面
図である。
1 to 4 are views relating to a polishing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a main part of the polishing apparatus, and FIG. 2 is attached to a polishing head. FIG. 3 is a schematic view showing the elastic sheet, FIG. 3 is a schematic perspective view showing the appearance of the polishing apparatus, and FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a main part showing a polishing state.

【0026】本実施形態の研磨装置は、図3に示すよう
に、機台15の上面中央に研磨定盤2が配設されてい
る。この研磨定盤2は、機台15内に配設された図示し
ないモータによって回転制御される。前記研磨定盤2の
平坦な上面には研磨布3が貼り付けられている。
In the polishing apparatus of this embodiment, as shown in FIG. 3, the polishing platen 2 is arranged at the center of the upper surface of the machine base 15. The rotation of the polishing platen 2 is controlled by a motor (not shown) provided in the machine base 15. A polishing cloth 3 is attached to the flat upper surface of the polishing platen 2.

【0027】また、前記機台15の背面側から上方に延
在するコラム(筐体)16の上部の張出部17には、エ
アーシリンダ19が4本配設されている。4本のエアー
シリンダ19は、前記研磨定盤2の同心円上に沿って配
設されている。前記エアーシリンダ19は下を向き、下
端からロッド(ピストンロッド)5を突出させている。
このロッド5の先端には円板からなる研磨ヘッド4が固
定されている。
Further, four air cylinders 19 are arranged in the projecting portion 17 at the upper part of the column (housing) 16 extending upward from the back side of the machine base 15. The four air cylinders 19 are arranged along the concentric circles of the polishing platen 2. The air cylinder 19 faces downward, and the rod (piston rod) 5 is projected from the lower end.
The polishing head 4 made of a disk is fixed to the tip of the rod 5.

【0028】前記研磨ヘッド4には、半導体ウエハ9が
下面に貼り付けられるマウントプレート6が取り付けら
れる。ウエハ9はマウントプレート6の下面に円周に沿
うように並んで貼り付けられる。4枚のマウントプレー
ト6に貼り付けられた各ウエハ9は、研磨定盤2に貼り
付けられた研磨布3に対面する。なお前記研磨ヘッド4
は、たとえば厚さ50mm,直径500mmのステンレ
ス板となっている。
A mount plate 6 to which a semiconductor wafer 9 is attached on the lower surface is attached to the polishing head 4. The wafers 9 are attached to the lower surface of the mount plate 6 side by side along the circumference. Each wafer 9 attached to the four mount plates 6 faces the polishing cloth 3 attached to the polishing platen 2. The polishing head 4
Is a stainless plate having a thickness of 50 mm and a diameter of 500 mm, for example.

【0029】前記研磨ヘッド4の周囲には、図1に示す
ように、固定具7が取り付けられている。この固定具7
は、研磨ヘッド4と略同じ大きさとなるマウントプレー
ト6を嵌合状態で固定する。
A fixture 7 is attached around the polishing head 4 as shown in FIG. This fixture 7
Fixes the mount plate 6 having substantially the same size as the polishing head 4 in a fitted state.

【0030】前記マウントプレート6は、セラミックス
の円板からなり、その一面(下面)にはワックス等によ
って半導体ウエハ9が複数枚貼り付けられる。このマウ
ントプレート6は、前記研磨ヘッド4に重ねるように取
り付けられるが、この際、その間にドーナツ状の加圧リ
ング10が介在される。
The mount plate 6 is made of a ceramic disk, and a plurality of semiconductor wafers 9 are attached to one surface (lower surface) thereof with wax or the like. The mount plate 6 is attached so as to overlap the polishing head 4, and at this time, a donut-shaped pressure ring 10 is interposed therebetween.

【0031】前記マウントプレート6の一面(下面)に
は、図示しないワックス等の接着剤によって半導体ウエ
ハ9が貼り付けられる。
A semiconductor wafer 9 is attached to one surface (lower surface) of the mount plate 6 with an adhesive such as wax (not shown).

【0032】また、前記コラム16の張出部17から、
供給管22が垂下されている。この供給管22からはス
ラリー状の研磨液が研磨布3上に供給される。
From the overhanging portion 17 of the column 16,
The supply pipe 22 is suspended. The slurry-like polishing liquid is supplied onto the polishing cloth 3 from the supply pipe 22.

【0033】本実施形態の研磨装置では、研磨布3上に
スラリー状の研磨液を供給しながら研磨定盤2を回転さ
せ、かつ図4に示すように、エアーシリンダ19を動作
させてロッド5を下降させて半導体ウエハ9を研磨布3
に押し付けて半導体ウエハ9の下面の研磨を行う。
In the polishing apparatus of this embodiment, the polishing platen 2 is rotated while the slurry-like polishing liquid is supplied onto the polishing cloth 3, and the air cylinder 19 is operated to move the rod 5 as shown in FIG. To lower the semiconductor wafer 9 to the polishing cloth 3
And the lower surface of the semiconductor wafer 9 is polished.

【0034】一方、本実施形態では、前記加圧リング1
0は、樹脂製の弾性シート等弾性体のドーナツ板となる
とともに、図2に示すように、複数の孔20が設けられ
ている。これら複数の孔20は、前記マウントプレート
6と研磨ヘッド4との間で圧縮された際、均一に撓むよ
うに配設されている。すなわち、前記加圧リング10の
孔20と孔20との間の加圧リング部分は、マウントプ
レート6と研磨ヘッド4との間に挟まれて圧縮された
際、孔20側に突出変形できる。
On the other hand, in this embodiment, the pressure ring 1 is used.
Reference numeral 0 is an elastic donut plate such as a resin elastic sheet, and a plurality of holes 20 are provided as shown in FIG. The plurality of holes 20 are arranged so as to uniformly bend when compressed between the mount plate 6 and the polishing head 4. That is, the pressure ring portion between the holes 20 of the pressure ring 10 can be protruded and deformed toward the hole 20 side when being compressed by being sandwiched between the mount plate 6 and the polishing head 4.

【0035】したがって、研磨ヘッド4の表面がうねっ
ていたり反っていた場合、うねりや反り(湾曲)による
突出部分は、前記孔20に対面した場合、研磨ヘッド4
に加えられた荷重をマウントプレート6に伝達しなくな
る。また、前記突出部分が孔20と孔20の間の小さい
面積となるマウントプレート部分に接触した場合、孔2
0と孔20の間のマウントプレート部分は、両側に孔2
0があり変形できる構造となっていることから、適宜変
形して過剰な荷重を減ずるため、加圧リング10の各部
はマウントプレート6に均一に圧力を分散させて伝達す
る。この結果、ウエハ9を支持するマウントプレート6
は平坦な状態を維持して研磨が行われることから、ウエ
ハ9は平坦にかつ表裏面が平行となる状態で研磨される
ことになる。
Therefore, when the surface of the polishing head 4 is wavy or warped, the protruding portion due to waviness or warp (curvature) faces the hole 20 and the polishing head 4
The load applied to the mount plate 6 will not be transmitted to the mount plate 6. In addition, when the protruding portion comes into contact with the mount plate portion having a small area between the holes 20, the holes 2
The mounting plate portion between 0 and hole 20 has holes 2 on both sides.
Since there is 0 and the structure can be deformed, the pressure ring 10 is deformed appropriately to reduce an excessive load, so that each part of the pressure ring 10 uniformly disperses and transmits the pressure to the mount plate 6. As a result, the mount plate 6 that supports the wafer 9
Since the polishing is performed while maintaining a flat state, the wafer 9 is polished flat and the front and back surfaces are parallel to each other.

【0036】これに対して従来の加圧リングでは、孔が
存在しないドーナツ板となっていることから、マウント
プレートと研磨ヘッドとの間で圧縮されても、加圧リン
グの内部各部の圧縮力に対して、十分な変形ができず、
マウントプレートの大きなうねりや反りとなり、加圧リ
ングに支持されるウエハが研磨定盤の平坦面に対して傾
斜し、ウエハ面の偏った研磨となって平坦・平行化不良
を引き起こす。
On the other hand, since the conventional pressure ring is a donut plate having no holes, even if it is compressed between the mount plate and the polishing head, the compression force of each internal portion of the pressure ring is increased. On the other hand, it cannot be deformed enough,
The mount plate has large undulations or warpage, the wafer supported by the pressure ring is inclined with respect to the flat surface of the polishing platen, and uneven polishing of the wafer surface is caused, causing flatness / parallelization failure.

【0037】本実施形態では、図2に示すように、前記
孔20は外側で大きな孔とし、加圧リング10が全域で
均一な厚さに変形できるようにしてあるが、孔20を同
じ大きさの孔とし、その配置密度を変えて加圧リングが
均一に変形するようにしても良い。また、前記孔は円形
孔に限らずどのような形状の孔でも効果がある。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the holes 20 are large on the outside so that the pressure ring 10 can be deformed to have a uniform thickness over the entire area. The pressure ring may be uniformly deformed by changing the arrangement density of the holes. Further, the holes are not limited to circular holes, and holes of any shape are effective.

【0038】他方、本実施形態では、図1に示すよう
に、加圧リング10の内側の研磨ヘッド部分にはマウン
トプレート6を研磨布3に押し付ける補助加圧機構25
が設けられている。この補助加圧機構25は、前記マウ
ントプレート6の上面に接触する伸縮性のあるゴムで形
成された袋体26と、前記袋体26に圧縮空気を供給お
よび排気する高圧エアー供給機構27とからなってい
る。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the auxiliary pressing mechanism 25 for pressing the mount plate 6 against the polishing cloth 3 in the polishing head portion inside the pressing ring 10.
Is provided. The auxiliary pressurizing mechanism 25 includes a bag body 26 made of elastic rubber that contacts the upper surface of the mount plate 6, and a high-pressure air supply mechanism 27 that supplies and exhausts compressed air to the bag body 26. Has become.

【0039】前記高圧エアー供給機構27は、前記ロッ
ド5内に設けられる導孔28と、この導孔28に圧縮空
気を送り込み、または導孔28から外部に圧縮空気を排
気させる図示しない給排気機構とからなっている。前記
導孔28の一端は研磨ヘッド4の下面に露出し、前記袋
体26の内側に臨んでいる。
The high-pressure air supply mechanism 27 has a guide hole 28 provided in the rod 5, and a supply / exhaust mechanism (not shown) for sending compressed air into the guide hole 28 or discharging compressed air to the outside from the guide hole 28. It consists of One end of the guide hole 28 is exposed on the lower surface of the polishing head 4 and faces the inside of the bag body 26.

【0040】したがって、高圧エアー供給機構27によ
って袋体26内に圧縮空気を送り込むことによって袋体
26は膨らむ。袋体26はマウントプレート6の中心か
ら周囲に向かって徐々に接触面積を広げていくことか
ら、マウントプレート6は研磨定盤2の平坦面に平行な
状態を維持しつつ研磨定盤2に向かって押し付けられ
る。この結果、マウントプレート6の下面に接着された
半導体ウエハ9の下面全面が研磨定盤2に貼り付けられ
た研磨布3に均一に押し付けられることになり、均一な
研磨が可能となる。
Therefore, the compressed air is sent into the bag body 26 by the high pressure air supply mechanism 27, so that the bag body 26 is inflated. Since the bag body 26 gradually expands the contact area from the center of the mount plate 6 to the periphery, the mount plate 6 faces the polishing surface plate 2 while maintaining the state parallel to the flat surface of the polishing surface plate 2. Be pressed against. As a result, the entire lower surface of the semiconductor wafer 9 adhered to the lower surface of the mount plate 6 is evenly pressed against the polishing cloth 3 attached to the polishing platen 2, and uniform polishing is possible.

【0041】高圧エアー供給機構27によって導孔28
内から圧縮空気を抜くと、袋体26はしぼんでマウント
プレート6を研磨定盤2に押し付ける作用を解除する。
A guide hole 28 is provided by the high pressure air supply mechanism 27.
When the compressed air is removed from the inside, the bag body 26 is deflated and the action of pressing the mount plate 6 against the polishing platen 2 is released.

【0042】このような構造では、半導体ウエハ9を貼
り付けたマウントプレート6を研磨ヘッド4に固定した
後、前記研磨布3上にスラリー状の研磨液を供給すると
ともに研磨定盤2を回転させ、かつロッド5を研磨定盤
2に向かって前進させて半導体ウエハ9を研磨布3に押
し付けて鏡面研磨を行うが、前記マウントプレート6に
研磨ヘッド4からの荷重を伝える加圧リング10は複数
の孔20を有していて、全体が均一に変形することと、
補助加圧機構25によって均一にマウントプレート6を
研磨定盤2の研磨布3に押し付けることから、マウント
プレート6は常に平坦な状態でかつ研磨定盤2の平坦面
に平行となって研磨が行われる。したがって、ウエハ9
の研磨面も研磨布3に均一に押し付けられて研磨される
ことになり、研磨されたウエハ9の表面の平坦度や表裏
面の平行度が高くなる。
In such a structure, after mounting the mount plate 6 to which the semiconductor wafer 9 is attached to the polishing head 4, the slurry polishing liquid is supplied onto the polishing cloth 3 and the polishing platen 2 is rotated. In addition, the rod 5 is advanced toward the polishing platen 2 to press the semiconductor wafer 9 against the polishing cloth 3 to perform mirror polishing, but a plurality of pressure rings 10 for transmitting the load from the polishing head 4 to the mount plate 6 are provided. And has a hole 20 in which the whole is uniformly deformed,
Since the mount plate 6 is uniformly pressed against the polishing cloth 3 of the polishing platen 2 by the auxiliary pressure mechanism 25, the mount plate 6 is always flat and parallel to the flat surface of the polishing platen 2 for polishing. Be seen. Therefore, the wafer 9
The polishing surface is also pressed against the polishing cloth 3 to be polished, and the flatness of the surface of the polished wafer 9 and the parallelism of the front and back surfaces are increased.

【0043】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形
態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

【0044】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野である半導体
装置製造に用いる半導体ウエハの研磨技術に適用した場
合について説明したが、それに限定されるものではな
く、たとえば、磁気ディスク,液晶ガラス,太陽電池基
板等の研磨技術などに適用できる。
In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to the polishing technique of a semiconductor wafer used for manufacturing a semiconductor device, which is the field of application of the background, has been described, but the invention is not limited to this. Instead, it can be applied to, for example, a polishing technique for magnetic disks, liquid crystal glass, solar cell substrates, and the like.

【0045】本発明は少なくとも板材の研磨技術には適
用できる。
The present invention can be applied at least to the technique of polishing a plate material.

【0046】[0046]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0047】(1)本発明の研磨装置によれば、研磨ヘ
ッドの平坦度が悪くても、半導体ウエハにかかる圧力分
布を、加圧リングに複数の孔を設けることによって均一
化できることと、また、研磨ヘッドが湾曲していても、
補助加圧機構によるゴム製の袋体のマウントプレートの
均一な押し下げによって半導体ウエハの全面を研磨布に
押し付けることができることから、平坦度が高くかつ平
行度の高いウエハ研磨が行える。
(1) According to the polishing apparatus of the present invention, even if the flatness of the polishing head is poor, the pressure distribution applied to the semiconductor wafer can be made uniform by providing the pressure ring with a plurality of holes. , Even if the polishing head is curved,
Since the entire surface of the semiconductor wafer can be pressed against the polishing cloth by uniformly pressing down the mount plate of the rubber bag body by the auxiliary pressure mechanism, it is possible to perform wafer polishing with high flatness and high parallelism.

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

【図1】本発明の一実施形態である研磨装置の要部を示
す模式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a main part of a polishing apparatus that is an embodiment of the present invention.

【図2】本実施形態の研磨装置において、研磨ヘッドに
貼り付けられた弾性シートを示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic view showing an elastic sheet attached to a polishing head in the polishing apparatus of the present embodiment.

【図3】本実施形態の研磨装置の外観を示す模式的斜視
図である。
FIG. 3 is a schematic perspective view showing the external appearance of the polishing apparatus of this embodiment.

【図4】本実施形態の研磨装置における研磨状態を示す
要部の模式的断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a main part showing a polishing state in the polishing apparatus of this embodiment.

【図5】従来の研磨装置の要部を示す模式的断面図であ
る。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a main part of a conventional polishing apparatus.

【図6】従来の研磨装置における不良研磨状態を示す模
式的断面図である。
FIG. 6 is a schematic sectional view showing a defective polishing state in a conventional polishing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…回転軸、2…研磨定盤、3…研磨布、4…研磨ヘッ
ド、5…ロッド、6…マウントプレート、7…固定具、
9…半導体ウエハ、10…加圧リング、15…機台、1
6…コラム(筐体)、17…張出部、19…エアーシリ
ンダ、20…孔、22…供給管、25…補助加圧機構、
26…袋体、27…高圧エアー供給機構、28…導孔。
1 ... Rotation axis, 2 ... Polishing surface plate, 3 ... Polishing cloth, 4 ... Polishing head, 5 ... Rod, 6 ... Mount plate, 7 ... Fixing tool,
9 ... Semiconductor wafer, 10 ... Pressure ring, 15 ... Machine stand, 1
6 ... Column (housing), 17 ... Overhanging portion, 19 ... Air cylinder, 20 ... Hole, 22 ... Supply pipe, 25 ... Auxiliary pressurizing mechanism,
26 ... Bag body, 27 ... High-pressure air supply mechanism, 28 ... Guide hole.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 研磨布を上面に貼り付けた回転制御され
る研磨定盤と、前記研磨定盤に被研磨部材を貼り付けた
マウントプレートを加圧リングを介在させて支持する研
磨ヘッドとを有する研磨装置であって、前記加圧リング
は表裏面に亘って貫通する複数の孔が設けられた構造と
なっていることを特徴とする研磨装置。
1. A rotation control polishing platen having a polishing cloth attached to the upper surface thereof, and a polishing head supporting a mount plate having a member to be polished attached to the polishing platen with a pressure ring interposed therebetween. A polishing apparatus having the above-mentioned, wherein the pressure ring has a structure in which a plurality of holes penetrating through the front and back surfaces are provided.
【請求項2】 研磨布を上面に貼り付けた回転制御され
る研磨定盤と、前記研磨定盤に被研磨部材を貼り付けた
マウントプレートを加圧リングを介在させて支持する研
磨ヘッドとを有する研磨装置であって、前記加圧リング
の内側の研磨ヘッド部分にはマウントプレートを研磨布
に押し付ける補助加圧機構が設けられていることを特徴
とする研磨装置。
2. A rotation-controlled polishing platen having a polishing cloth attached to the upper surface thereof, and a polishing head supporting a mount plate having a member to be polished attached to the polishing platen with a pressure ring interposed therebetween. A polishing apparatus having the above, wherein an auxiliary pressure mechanism for pressing a mount plate against a polishing cloth is provided in a polishing head portion inside the pressure ring.
【請求項3】 前記補助加圧機構は、前記マウントプレ
ート面に接触する伸縮性のある袋体と、前記袋体に圧縮
空気を供給および排気する高圧エアー供給機構とからな
っていることを特徴とする請求項2記載の研磨装置。
3. The auxiliary pressurizing mechanism includes an elastic bag body that contacts the mount plate surface, and a high-pressure air supply mechanism that supplies and exhausts compressed air to and from the bag body. The polishing apparatus according to claim 2.
【請求項4】 前記加圧リングは表裏面に亘って貫通す
る複数の孔が設けられた構造となっていることを特徴と
する請求項2または請求項3記載の研磨装置。
4. The polishing apparatus according to claim 2, wherein the pressure ring has a structure having a plurality of holes penetrating the front and back surfaces.
【請求項5】 前記加圧リングに設けられる複数の孔
は、研磨時、マウントプレートが平坦となるように配置
されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のい
ずれか1項記載の研磨装置。
5. The plurality of holes provided in the pressure ring are arranged so that the mount plate is flat during polishing. Polishing equipment.
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