JP2001129757A - ポリッシング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエーハの周縁部における研磨量の不均一性
を減少させることによって、高い平坦度を実現すること
ができるポリッシング装置を提供する。 【解決手段】 トップブロック５の下面の中央にはトッ
プリング６が固定され、周縁部にはガイドリング７が固
定されている。ウエーハ１は、バッキングパッド８を介
してトップリング６の下面に吸着される。トッププレー
ト６とガイドリング７の間に形成されたリング状の空間
部には、リング状のピストン１１が収容されている。ピ
ストン１１の先端部にはリング状の突出部１１ａが設け
られ、この突出部１１ａは、トッププレート６とガイド
リング７の間の隙間を貫通し、バッキングパッド８の裏
面に接触している。ピストン１１の後方に形成された圧
力室１２内の圧力を制御してピストン１２による加圧力
を調整することにより、周縁部におけるウエーハ１と研
磨布との間の接触圧力分布の調整を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウエーハ
などの板厚が薄い円板状の被加工材の表面を平坦に研磨
する際に使用されるポリッシング装置に係り、特に、被
加工材を吸着して保持するポリッシングヘッドの構造に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体デバイスの高集積度化に伴
い、配線の微細化、多層化が進み、パターン形成に使用
される露光装置の露光ビームの波長が次第に短くなって
きている。このため、フォトリソグラフィ工程において
解像度の確保が可能な焦点深度が次第に浅くなり、浅い
焦点深度での処理を確実にするため、ウエーハ表面の平
坦度を高めることが要求されている。

【０００３】図４に、ウエーハの表面の研磨に使用され
るポリッシング装置の概略構成を示す。図中、１はウエ
ーハ、２は研磨布、３はターンテーブル、４はポリッシ
ングヘッド、６はトッププレート、８はバッキングパッ
ドを表す。

【０００４】研磨布２は、ターンテーブル３の上面に両
面テープで貼り付けられる。トッププレート６は、ポリ
ッシングヘッド４の先端に取り付けられ、ターンテーブ
ル３の上方の、ターンテーブル３に対向する位置に配置
される。研磨対象のウエーハ１は、トッププレート６の
下面にバッキングパッド８を介して吸着されて保持され
る。研磨剤供給ノズル９から研磨布２上に研磨剤（砥粒
を懸濁させたスラリ）を供給するとともに、ポリッシン
グヘッド４によって、ウエーハ１をターンテーブル３と
同一方向に回転しながら研磨布２に対して押し付けるこ
とによって、ウエーハ１のポリッシングが行われる。

【０００５】図５に、従来のポリッシングヘッドの構造
の概要を示す。

【０００６】駆動軸４ａの下端には、トップブロック５
が取り付けられ、トップブロック５の下面には、トップ
プレート６が取り付けられている。トッププレート６の
外周を取り囲む様に、トップブロック５の下面周縁部に
ガイドリング７が取り付けられている。ウエーハ１は、
トッププレート６の下面にバッキングパッド８を介して
吸着されて保持される。ウエーハ１は、その外周側をガ
イドリング７によってガイドされている。

【０００７】トップブロック５及びトッププレート６の
内部には、それぞれ、通気孔２５、２８が成形され、こ
れらの通気孔２５、２８内を減圧することによって、ウ
エーハ１の吸着が行われる。一方、これらの通気孔２
５、２８内を加圧することによって、ウエーハ１の解放
が行われる。

【０００８】（従来のポリッシング装置の問題点）図５
に示した様な、従来のポリッシングヘッドを用いてウエ
ーハを研磨した場合、ウエーハの面内における押し付け
圧力の分布、研磨布との間の相対速度の分布、あるい
は、研磨剤の流入状態の相違などに起因して、ウエーハ
の面内における研磨量の分布が不均一になる。特に、径
方向に沿った不均一性が大きくなり易く、その結果、研
磨後のウエーハの平坦度が損なわれる。

【０００９】研磨後のウエーハの平坦度を改善すること
を目的として、様々なポリッシングヘッドの構造が提案
されている（特開平９−２２５８２１号公報、特開平９
−２７４６７号公報など）。

【００１０】この内、特開平９−２２５８２１号公報に
記載されているポリッシングヘッドでは、トッププレー
トの内部に、複数の空洞部を同心円状に設けるととも
に、これら各空洞部からトッププレートの下面に通ずる
複数の貫通孔を設けている。各空洞部に供給する加圧流
体の圧力をそれぞれ独立に調整することによって、ウエ
ーハの裏面側に作用する上記加圧流体の圧力分布を調整
し、研磨後のウエーハの平坦度の改善を図っている。

【００１１】しかし、この方法の場合、トッププレート
の下面とウエーハの裏面との間に加圧流体が介在するこ
とになるので、ウエーハに対する保持が不確実になっ
て、研磨中に、ウエーハがトッププレートに対して相対
的に移動してしまうことがある。このため、ウエーハと
ターンテーブルと間の相対速度が不均一になって、平坦
度が低下する問題がある。

【００１２】また、トッププレートの下面に開口してい
る複数の貫通孔に関して、各貫通孔の影響が及ぶ範囲が
各貫通孔を中心にして円形に形成されると考えられるの
で、平坦度の改善効果について限界がある。

【００１３】一方、特開平９−２７４６７号公報に記載
されているポリッシングヘッドでは、トッププレートの
裏面中央部に当接する様にピストンを設け、このピスト
ンからトッププレートの裏面中央部へ加える押付力を調
整することによって、ウエーハの中央部における研磨後
の平坦度の改善を図っている。しかし、同公報には、ウ
エーハの周縁部において平坦度を積極的にコントロール
する方法については、特に記載されていない。

【００１４】近年のウエーハの大口径化に伴ない、特
に、ウエーハの周縁部の近傍から取られる製品チップの
良品歩留まりを改善することが重要な課題となってい
る。このため、ウエーハの周縁部の近傍において研磨後
の平坦度を改善することが強く要求されている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の様な
従来のポリッシング装置における問題点に鑑み成された
もので、本発明の目的は、ウエーハの周縁部における研
磨量の不均一性を減少させることによって、高い平坦度
を実現することができるポリッシング装置を提供するこ
とにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明のポリッシング装
置は、上面に研磨布が装着されるターンテーブルと、タ
ーンテーブルに対向してその上方に配置され、下面にバ
ッキングパッドを介して円板状の被加工物が吸着される
トッププレートと、トッププレートの上面側に配置さ
れ、下面にトッププレートを保持するトップブロック
と、トッププレートの周囲を取り囲む様にトップブロッ
クの周縁部に取り付けられ、被加工物を外周側からガイ
ドするガイドリングとを備え、被加工物を回転させなが
ら研磨布に対して押し付けてポリッシングを行うポリッ
シング装置において、前記トッププレートの外周と前記
ガイドリングの内周との間にリング状の空間部を設け、
この空間部に、前記ガイドリングの内周面に沿って上下
方向に駆動され、その先端面で前記バッキングパッドを
介して前記被加工物の周縁部に加圧力を加えるリング状
のピストンを配置したこと、を特徴とする。

【００１７】本発明のポリッシング装置によれば、前記
リング状のピストンを用いて前記被加工物の周縁部に加
える加圧力を制御することによって、被加工物の周縁部
の近傍において、研磨布に対する押し付け力の分布を直
接的に調整することができる。これによって、被加工物
の周縁部の近傍における研磨速度の均一性を改善し、研
磨後の平坦度を高めることができる。

【００１８】好ましくは、前記リング状のピストンの後
端面と前記トップブロックの下面との間に、加圧流体が
供給される圧力室を形成する。

【００１９】好ましくは、前記トッププレートの下面側
に外周面から径方向に張り出すフランジ部を設けるとと
もに、前記リング状のピストンの先端部に、その外周に
沿って下向きに突出するリング状の突出部を設け、この
突出部を、前記フランジ部の外周と前記ガイドリングの
内周との間に挿入し、この突出部の先端面が前記バッキ
ングパッドの上面に接触する様に構成する。

【００２０】この様に構成した場合、前記フランジ部
は、前記ピストンの前進限界を決めるストッパとして機
能する好ましくは、前記加圧流体として圧縮空気を使用
し、この圧縮空気を、前記トップブロックの内部に形成
された経路を介して前記圧力室へ供給する。

【００２１】なお、上記のリング状のピストンの先端面
に段差部を設け、このピストンにガイドリングの機能を
兼ねさせることもできる。

【００２２】その場合、本発明のポリッシング装置は、
上面に研磨布が装着されるターンテーブルと、ターンテ
ーブルに対向してその上方に配置され、下面にバッキン
グパッドを介して円板状の被加工物が吸着されるトップ
プレートと、トッププレートの上面側に配置され、下面
にトッププレートを保持するトップブロックと、径方向
に間隔を開けてトッププレートの外周を取り囲む様に配
置され、トップブロックの周縁部に取り付けられたリン
グ状のフレームと、トッププレートの外周とフレームの
内周との間に形成されたリング状の空間部の中に収容さ
れ、上下方向に駆動されるリング状のピストンとを備
え、前記リング状のピストンの先端面の外周側には下方
に突出するリング状の突出部が形成され、この突出部の
内周側の側面で被加工物を外周側からガイドするととも
に、この突出部よりも内周側に当たる先端面で、前記バ
ッキングパッドを介して前記被加工物の周縁部に加圧力
を加える様に構成されていることを特徴とする。

【００２３】この場合、好ましくは、前記リング状のピ
ストンの先端部分に、前記トッププレートと前記フレー
ムとの間から下方に突出するリング状の第一突出部を形
成するとともに、この第一突出部の先端面の外周側に、
下方に突出するリング状の第二突出部を形成する。この
様に構成することによって、第二突出部の内周側の側面
で被加工物を外周側からガイドするとともに、第二突出
部よりも内周側に当たる第一突出部の先端面で、前記バ
ッキングパッドを介して前記被加工物の周縁部に加圧力
を加える。

【００２４】また、ガイドリングを上下方向に駆動可能
な第二のリング状のピストンによって構成し、このガイ
ドリングを用いて、被加工物の周囲において研磨布に対
して加圧力を加えることもできる。

【００２５】その場合、本発明のポリッシング装置は、
上面に研磨布が装着されるターンテーブルと、ターンテ
ーブルに対向してその上方に配置され、下面にバッキン
グパッドを介して円板状の被加工物が吸着されるトップ
プレートと、トッププレートの上面側に配置され、下面
にトッププレートを保持するトップブロックと、径方向
に間隔を開けてトッププレートの外周を取り囲む様に配
置され、トップブロックの周縁部に取り付けられたリン
グ状のフレームと、前記フレームの内周側に配置され、
前記フレームの内周面に沿って上下方向に駆動され、被
加工物を外周側からガイドするとともに、被加工物の周
囲で研磨布に対して加圧力を加えるガイドリングと、前
記トッププレートの外周と前記ガイドリングの内周との
間に形成されたリング状の空間部の中に収容され、前記
ガイドリングの内周面に沿って上下方向に駆動され、そ
の先端面で前記バッキングパッドを介して前記被加工物
の周縁部に加圧力を加えるリング状のピストンと、を備
えたことを特徴とする。

【００２６】

【発明の実施の形態】次に、本発明に基づくポリッシン
グ装置の幾つかの例について、図面を用いて説明する。

【００２７】（例１）図１に、本発明に基づくポリッシ
ング装置の主要部を構成するポリッシングヘッドの構造
を示す。なお、ポリッシング装置の全体的な構成につい
ては、先に図４を用いて説明したものと同様なので、そ
の説明は省略する。図１中、１はウエーハ、５はトップ
ブロック、６はトッププレート、７はガイドリング、８
はバッキングパッド、１１はリング状のピストン、１２
は圧力室を表す。

【００２８】トップブロック５は、駆動軸４ａの下端に
取り付けられている。トップブロック５の上端部及び下
端部には、それぞれフランジ部５ａ、５ｂが形成されて
いる。上端側のフランジ部５ａは、駆動軸４ａの下端に
ボルトで固定されている。下端側のフランジ部５ｂの径
は、研磨対象のウエーハ１よりも一回り大きい。

【００２９】下端側のフランジ部５ｂの下面の中央部に
は、トッププレート６が取り付けられている。更に、下
端側のフランジ部５ｂの下面の周縁部には、径方向に間
隔を開けてトッププレート６の外周を取り囲む様に、ガ
イドリング７が取り付けられている。

【００３０】トッププレート６は、その上面側の中央
に、円形の窪み部２７が形成され、この窪み部２７の底
面とトッププレート６の下面との間に複数の貫通孔２８
が形成されている。なお、トッププレート６の上面に
は、窪み部２７の外周に沿ってＯリングが配置され、窪
み部２７の内部がシールされている。

【００３１】トッププレート６の下面には、バッキング
パッド８が両面テープによって接着されている。バッキ
ングパッド８には、トッププレート６に形成された上記
の複数の貫通孔２８に対応する位置に、それぞれ貫通孔
２９が形成されている。ウエーハ１は、バッキングパッ
ド８を介してトッププレート６の下面に吸着される。ウ
エーハ１は、その外周側をガイドリング７によってガイ
ドされる。

【００３２】トッププレート６の外周面とガイドリング
７の内周面との間には、リング状の空間部が形成され、
この空間部に、リング状のピストン１１が収容されてい
る。このピストン１１の上端面とトップブロック５の下
面との間には、加圧流体が供給される圧力室１２が形成
されている。なお、トッププレート６の上面には、外周
に沿ってＯリングが配置され、ガイドリング７の上面に
は、内周に沿ってＯリングが配置され、更に、ピストン
１１の上端部に近い内周面及び外周面にもＯリングが配
置されている。これらのＯリングによって、圧力室１２
の内部がシールされている。

【００３３】トッププレート６には、その下面側に外周
面から径方向に張り出す様にフランジ部６ａが設けられ
ている。これに対応して、リング状のピストン１１の先
端部には、その外周に沿って下向きに突出するリング状
の突出部１１ａが設けられている。この突出部１１ａ
は、フランジ部６ａの外周とガイドリング７の内周との
間に形成された隙間を貫通している。フランジ部６ａ
は、ピストン１１の前進限界を決めるストッパの役割を
果たしている。なお、バッキングパッド８の上面の周縁
部は、突出部１１ａの先端面に両面テープによって接着
される。

【００３４】駆動軸４ａの内部には、通気孔２３が形成
されている。トップブロック５の上端側のフランジ部５
ａの内部には通気孔２５ａ、下端側のフランジ部５ｂの
内部には通気孔２５ｂが形成されている。通気孔２３
は、回転継手（図示せず）を介して、真空源及び高圧空
気源に接続されている。通気孔２３の先端は通気孔２５
ａに連絡し、通気孔２５ａの先端は、チューブ２４を介
して通気孔２５ｂに連絡している。通気孔２５ｂの先端
は、トップブロック５の下面に開口し、窪み部２７に連
絡している。

【００３５】通気孔２３、通気孔２５ａ、チューブ２４
及び通気孔２５ｂを介して、窪み部２７内を減圧するこ
とによって、ウエーハ１の吸着が行われ、一方、窪み部
２７内を加圧することによって、ウエーハ１の解放が行
われる。

【００３６】駆動軸４ａの内部には、更に、通気孔３３
が形成されている。トップブロック５の上端部のフラン
ジ５ａの内部には通気孔３５ａ、下端側のフランジ５ｂ
の内部には通気孔３５ｂが形成されている。通気孔３３
は、回転継手（図示せず）及び圧力調整装置３１を介し
て、高圧空気源に接続されている。通気孔３３の先端は
通気孔３５ａに連絡し、通気孔３５ａの先端は、チュー
ブ３４を介して通気孔３５ｂに連絡している。通気孔３
５ｂの先端は、トップブロック５の下面に開口し、圧力
室１２に連絡している。

【００３７】通気孔３３、通気孔３５ａ、チューブ３４
及び通気孔３５ｂを介して、圧力室１２内の圧力を制御
することにより、リング状のピストン１１からバッキン
グパッド８の裏面に加えられる加圧力が調整される。こ
れによって、ウエーハ１の周縁部におけるウエーハ１の
表面と研磨布との間の接触圧力分布を調整することがで
きる。なお、ピストン１１による適正な加圧力の値は、
研磨布の種類により異なるので、予め、実験を行って求
めておく。

【００３８】（例２）図２に、本発明に基づくポリッシ
ング装置の他の例を示す。

【００３９】この装置は、図１に示した装置を一部変形
したものであって、図１におけるリング状のピストン
（１１）に、ガイドリング（７）の機能を兼用させてい
る。図２中、４７はフレーム、４１はリング状のピスト
ン、４１ａは第一突出部、４１ｂは第二突出部、４２は
圧力室を表す。

【００４０】トップブロック５の下面の中央部には、ト
ッププレート６が取り付けられている。トップブロック
５の下面の周縁部には、径方向に間隔を開けてトッププ
レート６の外周を取り囲む様に、リング状のフレーム４
７が取り付けられている。これによって、トッププレー
ト６の外周とフレーム４７の内周との間にリング状の空
間部が形成されている。この空間部の中にリング状のピ
ストン４１が収容されている。

【００４１】このピストン４１の上端面とトップブロッ
ク５の下面との間には、加圧流体が供給される圧力室４
２が形成されている。なお、トッププレート６の上面に
は、外周に沿ってＯリングが配置され、フレーム４７の
上面には、内周に沿ってＯリングが配置され、更に、ピ
ストン４１の上端部に近い内周面及び外周面にもＯリン
グが配置されている。これらのＯリングによって、図１
に示した例と同様に、圧力室４２の内部がシールされて
いる。

【００４２】トッププレート６には、その下面側に外周
面から径方向に張り出す様にフランジ部６ａが設けられ
ている。これと向かい会う様に、フレーム４７には、そ
の下面側に内周面から径方向に張り出す様に張出し部４
７ａが設けられている。リング状のピストン４１の先端
部には、その中央付近に下向きに突出するリング状の第
一突出部４１ａが設けられている。この第一突出部４１
ａは、フランジ部６ａの外周と張出し部４７ａの内周と
の間に形成された隙間を貫通し、フランジ部６ａ及び張
出し部４７ａは、ピストン４１の前進限界を決めるスト
ッパの役割を果たしている。

【００４３】第一突出部４１ａの先端面には、更に、二
段状に段差が形成され、外周側が下方に突出し、内周側
が上方に後退している。外周側に形成された第二突出部
４１ｂは、ガイドリングの役割を有し、その内周側の側
面でウエーハ１を外周側からガイドしている。内周側に
形成された後退部４１ｃは、ウエーハ１の周縁部に加圧
力を加える加圧部の役割を有し、その下面がバッキング
パッド８の上面に接触している。なお、バッキングパッ
ド８の上面の周縁部は、後退部４１ｃの下面に両面テー
プによって接着される。

【００４４】（例３）図３に、本発明に基づくポリッシ
ング装置の他の例を示す。

【００４５】この装置は、図２に示した装置を更に変形
したものであって、図２におけるリング状のピストン
（４１）を、径方向に二つの部分に分割して構成し、内
周側のピストン５１をウエーハ１の周縁部に対する加圧
用のピストンとして使用し、外周側のピストン５２をガ
イドリング兼研磨布に対する加圧用のピストン（以下、
ガイドリングと呼ぶ）として使用している。図３中、５
７はフレーム、６１及び６２は圧力室を表す。

【００４６】トップブロック５の下面の中央部には、ト
ッププレート６が取り付けられている。トップブロック
５の下面の周縁部には、径方向に間隔を開けてトッププ
レート６の外周を取り囲む様に、リング状のフレーム５
７が取り付けられている。これによって、トッププレー
ト６の外周とフレーム５７の内周との間にリング状の空
間部が形成されている。この空間部の中に、リング状の
ピストン５１及びガイドリング５２が収容されている。

【００４７】内周側のピストン５１は、外周側のガイド
リング５２の内側に嵌合している。ピストン５１は、ガ
イドリング５２の内周面及びトッププレート６の外周面
に沿って上下方向に摺動することができる。一方、ガイ
ドリング５２は、ピストン５１の外周面及びフレーム５
７の内周面に沿って上下方向に摺動することができる。
外周側に配置されたガイドリング５２は、内周側に配置
されたピストン５１と比べて、上下方向のサイズが大き
く、ガイドリング５２の下端面はピストン５１の下端面
よりも下方に位置し、ガイドリング５２の上端面はピス
トン５１の上端面よりも上方に位置している。

【００４８】トップブロック５の下面の周縁部には、上
方に後退する様に段差部５ｃが設けられ、この段差部５
ｃの側面とフレーム５７の内周面との間にガイドリング
５２の上端部分が収容されている。ガイドリング５２の
上端面と段差部５ｃの下面との間には、加圧流体が供給
される圧力室６２が形成されている。ガイドリング５２
の上端部に近い外周面、及び段差部５ｃの側面にＯリン
グが配置され、これらのＯリングによって、圧力室６２
の内部がシールされている。

【００４９】一方、ピストン５１の上端部分は、ガイド
リング５２の内周面とトッププレート６の外周面との間
に収容され、ピストン５１の上端面とトップブロック５
の下面との間に、加圧流体が供給される圧力室６１が形
成されている。なお、トッププレート６の上面には外周
に沿ってＯリングが配置され、トッププレート６の外周
面及びピストン５１の上端部に近い外周面にもＯリング
が配置されている。これらのＯリングによって、圧力室
６１の内部がシールされている。

【００５０】トッププレート６には、その下面側に外周
面から径方向に張り出す様に、フランジ部６ａが設けら
れている。これと向かい会う様に、フレーム５７には、
その下面側に内周面から径方向に張り出す様に、張出し
部５７ａが設けられている。ピストン５１の先端部に
は、その外周側に下向きに突出するリング状の突出部５
１ａが設けられている。ガイドリング５２の先端部に
は、その内周側に下向きに突出するリング状の突出部５
２ａが設けられている。突出部５１ａは、突出部５２ａ
の内側に嵌合している。突出部５１ａ及び突出部５２ａ
は、フランジ部６ａの外周と張出し部５７ａの内周との
間に形成された隙間を貫通している。フランジ部６ａ
は、ピストン５１の前進限界を決めるストッパの役割を
果たしている。張出し部５７ａは、ガイドリング５２の
前進限界を決めるストッパの役割を果たしている。

【００５１】ガイドリング５２の突出部５２ａの先端面
は、ピストン５１の突出部５１ａの先端面よりも下方に
突出している。ガイドリング５２は、その先端に形成さ
れた突出部５２ａの内周側の側面でウエーハ１を外周側
からガイドするとともに、突出部５２ａの下面で、被加
工物の周囲において研磨布に対して圧力を加えることも
できる。ピストン５１は、ウエーハ１の周縁部に加圧力
を加える役割を有し、その先端に形成された突出部５１
ａの下面がバッキングパッド８の上面に接触する。な
お、バッキングパッド８の上面の周縁部は、突出部５１
ａの下面に両面テープによって接着される。

【００５２】このポリッシング装置の場合、高圧空気の
供給経路が３系統必要になる。駆動軸４ａの内部には、
通気孔２３及び通気孔３３に加えて、新たに通気孔７３
が形成されている。トップブロック５の上端側のフラン
ジ５ａの内部には、通気孔３５ａに加えて通気孔７５ａ
が形成され、下端側のフランジ５ｂの内部には、通気孔
３５ｂに加えて通気孔７５ｂが形成されている。

【００５３】通気孔２３は、回転継手（図示せず）を介
して、真空源及び高圧空気源に接続されている。通気孔
２３の先端は通気孔２５に連絡し、通気孔２５の先端
は、トップブロック５の下面に開口し、窪み部２７に連
絡している。通気孔２３及び通気孔２５を介して、窪み
部２７内を減圧することによって、ウエーハ１の吸着が
行われ、一方、窪み部２７内を加圧することによって、
ウエーハ１の解放が行われる。

【００５４】通気孔３３は、回転継手（図示せず）及び
圧力調整装置３１を介して、高圧空気源に接続されてい
る。通気孔３３の先端は通気孔３５ａに連絡し、通気孔
３５ａの先端は、チューブ３４を介して通気孔３５ｂに
連絡している。通気孔３５ｂの先端は、トップブロック
５の下面に開口し、圧力室６１に連絡している。

【００５５】通気孔３３、通気孔３５ａ、チューブ３４
及び通気孔３５ｂを介して、圧力室６１内の圧力を制御
することによって、内側のピストン５１からバッキング
パッド８の裏面に加える加圧力を調整する。これによ
り、ウエーハ１の周縁部におけるウエーハ１の表面と研
磨布との間の接触圧力分布の調整を行う。なお、内側の
ピストン５１による適正な加圧力の値は、研磨布の種類
により異なるので、予め、実験を行って求めておく。

【００５６】通気孔７３は、回転継手（図示せず）及び
圧力調整装置７１を介して高圧空気源に接続されてい
る。通気孔７３の先端は通気孔７５ａに連絡し、通気孔
７５ａの先端は、チューブ７４を介して通気孔７５ｂに
連絡している。通気孔７５ｂの先端は、トップブロック
５の周縁部に形成された段差部５ｃの下面に開口し、圧
力室６２に連絡している。

【００５７】通気孔７３、通気孔７５ａ、チューブ７４
及び通気孔７５ｂを介して、圧力室６２内の圧力を制御
することによって、外側のガイドリング５２による研磨
布に対する加圧力を調整する。これによって、ウエーハ
１を外周からガイドするための高さ調整、及びウエーハ
１の周縁部におけるウエーハ１の表面と研磨布との間の
接触圧力分布の調整を行う。なお、ガイドリング５２に
よる適正な加圧力の値も、研磨布の種類により異なるの
で、内側のピストン５１と同様に、予め、実験を行って
求めておく。

【００５８】

【発明の効果】本発明のポリッシング装置によれば、リ
ング状のピストンからバッキングパッドの裏面に加える
加圧力を制御することにより、ウエーハの周縁部におけ
るウエーハの表面と研磨布との間の接触圧力分布を調整
することができる。これによって、ウエーハの研磨量の
面内均一性を改善し、研磨後の平坦度を向上させること
ができる。平坦度に優れたウエーハを使用することによ
って、そのウエーハから得られる半導体製品の歩留まり
を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のポリッシング装置の主要部を構成する
ポリッシングヘッドの一例を示す軸方向断面図。

【図２】本発明のポリッシング装置の主要部を構成する
ポリッシングヘッドの他の例を示す軸方向断面図。

【図３】本発明のポリッシング装置の主要部を構成する
ポリッシングヘッドの他の例を示す軸方向断面図。

【図４】ポリッシング装置の概略構成を示す図。

【図５】従来のポリッシングヘッドの構造の一例を示す
軸方向断面図。

【符号の説明】

１・・・ウエーハ、２・・・研磨布、３・・・ターンテ
ーブル、４・・・ポリッシングヘッド、５・・・トップ
ブロック、５ａ、５ｂ・・・フランジ部、５ｃ・・・段
差部、６・・・トッププレート、６ａ・・・フランジ
部、７・・・ガイドリング、８・・・バッキングパッ
ド、９・・・研磨剤供給ノズル、１１・・・リング状の
ピストン、１１ａ・・・突出部、１２・・・圧力室、２
３・・・通気孔、２４・・・チューブ、２５ａ、２５ｂ
・・・通気孔、２７・・・窪み部、２８・・・貫通孔、
２９・・・貫通孔、３１・・・圧力制御装置、３３・・
・通気孔、３４・・・チューブ、３５ａ、３５ｂ・・・
通気孔、４１・・・ピストン、４１ａ・・・第一突出
部、４１ｂ・・・第二突出部、４１ｃ・・・後退部、４
２・・・圧力室、４７・・・フレーム、４７ａ・・・張
出し部、５１・・・リング状のピストン（第一のピスト
ン）、５１ａ・・・突出部、５２・・・ガイドリング
（第二のピストン）、５２ａ・・・突出部、５７・・・
フレーム、５７ａ・・・張出し部、６１・・・圧力室、
６２・・・圧力室、７１・・・圧力制御装置、７３・・
・通気孔、７４・・・チューブ、７５ａ、７５ｂ・・・
通気孔。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面に研磨布が装着されるターンテーブ
   ルと、 ターンテーブルに対向してその上方に配置され、下面に
   バッキングパッドを介して円板状の被加工物が吸着され
   るトッププレートと、 トッププレートの上面側に配置され、下面にトッププレ
   ートを保持するトップブロックと、 トッププレートの周囲を取り囲む様にトップブロックの
   周縁部に取り付けられ、被加工物を外周側からガイドす
   るガイドリングとを備え、 被加工物を回転させながら研磨布に対して押し付けてポ
   リッシングを行うポリッシング装置において、 前記トッププレートの外周と前記ガイドリングの内周と
   の間にリング状の空間部を設け、 この空間部に、前記ガイドリングの内周面に沿って上下
   方向に駆動され、その先端面で前記バッキングパッドを
   介して前記被加工物の周縁部に加圧力を加えるリング状
   のピストンを配置したこと、 を特徴とするポリッシング装置。
2. 【請求項２】 前記リング状のピストンの後端面と前記
   トップブロックの下面との間に、加圧流体が供給される
   圧力室が形成されていることを特徴とする請求項１に記
   載のポリッシング装置。
3. 【請求項３】 前記トッププレートには、その下面側に
   外周面から径方向に張り出すフランジ部が設けられ、 前記リング状のピストンの先端部には、その外周に沿っ
   て下向きに突出するリング状の突出部が設けられ、 この突出部が、前記フランジ部の外周と前記ガイドリン
   グの内周との間に挿入され、この突出部の先端面が前記
   バッキングパッドを介して前記被加工物の周縁部に加圧
   力を加えることを特徴とする請求項２に記載のポリッシ
   ング装置。
4. 【請求項４】 前記加圧流体は圧縮空気であって、この
   圧縮空気は、前記トップブロックの内部に形成された経
   路を介して前記圧力室へ供給されることを特徴とする請
   求項２に記載のポリッシング装置。
5. 【請求項５】 上面に研磨布が装着されるターンテーブ
   ルと、 ターンテーブルに対向してその上方に配置され、下面に
   バッキングパッドを介して円板状の被加工物が吸着され
   るトッププレートと、 トッププレートの上面側に配置され、下面にトッププレ
   ートを保持するトップブロックと、 径方向に間隔を開けてトッププレートの外周を取り囲む
   様に配置され、トップブロックの周縁部に取り付けられ
   たリング状のフレームと、 トッププレートの外周とフレームの内周との間に形成さ
   れたリング状の空間部の中に収容され、上下方向に駆動
   されるリング状のピストンとを備え、 前記リング状のピストンの先端面の外周側には下方に突
   出するリング状の突出部が形成され、この突出部の内周
   側の側面で被加工物を外周側からガイドするとともに、
   この突出部よりも内周側に当たる先端面で、前記バッキ
   ングパッドを介して前記被加工物の周縁部に加圧力を加
   える様に構成されていることを特徴とするポリッシング
   装置。
6. 【請求項６】 前記リング状のピストンの後端面と前記
   トップブロックの下面との間に、加圧流体が供給される
   圧力室が形成されていることを特徴とする請求項５に記
   載のポリッシング装置。
7. 【請求項７】 前記リング状のピストンの先端部分に
   は、前記トッププレートと前記フレームとの間から下方
   に突出するリング状の第一突出部が形成され、この第一
   突出部の先端面の外周側には下方に突出するリング状の
   第二突出部が形成され、第二突出部の内周側の側面で被
   加工物を外周側からガイドするとともに、第二突出部よ
   りも内周側に当たる第一突出部の先端面で、前記バッキ
   ングパッドを介して前記被加工物の周縁部に加圧力を加
   える様に構成されていることを特徴とする請求項６に記
   載のポリッシング装置。
8. 【請求項８】 前記加圧流体は圧縮空気であって、この
   圧縮空気は、前記トップブロックの内部に形成された経
   路を介して前記圧力室へ供給されることを特徴とする請
   求項６に記載のポリッシング装置。
9. 【請求項９】 上面に研磨布が装着されるターンテーブ
   ルと、 ターンテーブルに対向してその上方に配置され、下面に
   バッキングパッドを介して円板状の被加工物が吸着され
   るトッププレートと、 トッププレートの上面側に配置され、下面にトッププレ
   ートを保持するトップブロックと、 径方向に間隔を開けてトッププレートの外周を取り囲む
   様に配置され、トップブロックの周縁部に取り付けられ
   たリング状のフレームと、 前記フレームの内周側に配置され、前記フレームの内周
   面に沿って上下方向に駆動され、被加工物を外周側から
   ガイドするとともに、被加工物の周囲で研磨布に対して
   加圧力を加えるガイドリングと、 前記トッププレートの外周と前記ガイドリングの内周と
   の間に形成されたリング状の空間部の中に収容され、前
   記ガイドリングの内周面に沿って上下方向に駆動され、
   その先端面で前記バッキングパッドを介して前記被加工
   物の周縁部に加圧力を加えるリング状のピストンと、 を備えたことを特徴とする特徴とするポリッシング装
   置。
10. 【請求項１０】 前記リング状のピストンの後端面と前
    記トップブロックの下面との間に、加圧流体が供給され
    る圧力室が形成されていることを特徴とする請求項９に
    記載のポリッシング装置。
11. 【請求項１１】 前記トッププレートには、その下面側
    に外周面から径方向に張り出すフランジ部が設けられ、 前記リング状のピストンの先端部には、その外周に沿っ
    て下向きに突出するリング状の突出部が設けられ、 この突出部が、前記フランジ部の外周と前記ガイドリン
    グの内周との間に挿入され、この突出部の先端面が前記
    バッキングパッドを介して前記被加工物の周縁部に加圧
    力を加えることを特徴とする請求項１０に記載のポリッ
    シング装置。
12. 【請求項１２】 前記加圧流体は圧縮空気であって、こ
    の圧縮空気は、前記トップブロックの内部に形成された
    経路を介して前記圧力室へ供給されることを特徴とする
    請求項１０に記載のポリッシング装置。