JP2001267275A - Silicon-wafer polishing apparatus - Google Patents
Silicon-wafer polishing apparatusInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、シリコンウェハの研磨
加工を行なう研磨装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing apparatus for polishing a silicon wafer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来シリコンウェハの製造工程で、シリ
コンウェハの研磨は、シリコンインゴットを切断して得
られるウェハの加工歪みを除去し、表面の平行度を確保
するために研磨するラッピング工程と、ウェハ製造工程
で最終段階に近くウェハ表面を鏡面に磨くための化学的
機械研磨工程（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishin
g）と呼ばれているいわゆるポリッシング工程において
行われる。これらの工程の何れにおいても、シリコンウ
ェハの表面平坦性及びウェハ表裏両表面の平行性が極め
て重要な要素であり、これまで各種研磨法が開発されて
きている。2. Description of the Related Art In a conventional silicon wafer manufacturing process, a silicon wafer is polished in order to remove a processing distortion of a wafer obtained by cutting a silicon ingot and to ensure a parallelism of a surface, Chemical mechanical polishing (CMP) for polishing the wafer surface to a mirror surface near the final stage in the wafer manufacturing process
This is performed in a so-called polishing process called g). In any of these steps, the surface flatness of the silicon wafer and the parallelism of the front and back surfaces of the wafer are extremely important factors, and various polishing methods have been developed so far.
【０００３】従来の研磨装置の一例について、図５を用
いて説明する。図中５１は、研磨定盤であり、この研磨
定盤は回転軸５３に接続されており、図示していないが
回転駆動装置により回転運動するようになっている。上
記研磨定盤５１の表面には、研磨布５２が貼着されてお
り、通常アルミナあるいは炭化珪素などの砥粒からなる
研磨剤が供給され、研磨布表面に研磨剤を保持するよう
になっている。一方、この研磨布に対向して研磨プレー
ト５４が回転軸５６に固定され配置されている。そして
上記研磨プレート５４の下面には研磨されるシリコンウ
ェハ５５がワックスなどの接着剤によって貼着されてい
る。そして、研磨プレート５４は、上部から図示してい
ないがエアシリンダーあるいはデッドウエイトにより下
方に向けて加圧されており、シリコンウェハ５５と、研
磨布５２が圧接され、かつ上記回転軸５３，５６がそれ
ぞれ回転運動して、シリコンウェハ５５と研磨布５２と
が相対的に回転移動することによりシリコンウェハ５５
の表面が研磨される。An example of a conventional polishing apparatus will be described with reference to FIG. In the figure, reference numeral 51 denotes a polishing table, which is connected to a rotating shaft 53, and is rotated by a rotary driving device (not shown). A polishing cloth 52 is adhered to the surface of the polishing platen 51, and a polishing agent usually made of abrasive grains such as alumina or silicon carbide is supplied to hold the polishing agent on the polishing cloth surface. I have. On the other hand, a polishing plate 54 is fixed to the rotating shaft 56 so as to face the polishing cloth. A silicon wafer 55 to be polished is adhered to the lower surface of the polishing plate 54 with an adhesive such as wax. The polishing plate 54 is pressed downward from above by an air cylinder or a dead weight (not shown), so that the silicon wafer 55 and the polishing cloth 52 are pressed against each other, and the rotating shafts 53 and 56 are The silicon wafer 55 and the polishing pad 52 are rotated relative to each other by the rotational movement, so that the silicon wafer 55
Is polished.
【０００４】ところでこのような、エアシリンダーおよ
びデッドウエイトによる加圧方法では、研磨定盤５１及
び研磨プレート５４の面内を均一に加圧することが難し
く、また研磨定盤５１の表面と研磨プレート５４の表面
との平行性を保つことが極めて困難になっている。ま
た、研磨中のシリコンウェハ５５と研磨布５２の間で発
熱が起こり、この発熱により、研磨プレート５４の上下
面で温度差が生じて研磨プレートが図６に示すように下
向きに凸形状に熱変形し、これに伴い表面に貼着されて
いるシリコンウェハ５５も変形するため、その結果、研
磨の結果得られるシリコンウェハ５５は図７に示すよう
に表面が凹状となり、かつ両表面が非平行となるという
問題点がある。このように、上記従来のエアシリンダー
やデッドウエイト等の加圧手段を採用した研磨装置は、
圧力の面内均一性およびプレートの熱変形の点で不十分
であった。However, it is difficult to uniformly pressurize the surfaces of the polishing platen 51 and the polishing plate 54 with such a pressing method using an air cylinder and a dead weight. It is extremely difficult to maintain parallelism with the surface. Further, heat is generated between the silicon wafer 55 during polishing and the polishing cloth 52, and this heat generates a temperature difference between the upper and lower surfaces of the polishing plate 54, so that the polishing plate is heated in a downwardly convex shape as shown in FIG. As a result, the silicon wafer 55 adhered to the surface is also deformed. As a result, the silicon wafer 55 obtained as a result of polishing has a concave surface as shown in FIG. There is a problem that becomes. As described above, the polishing apparatus employing the above-mentioned conventional air cylinder or pressure means such as a dead weight,
The in-plane uniformity of the pressure and the thermal deformation of the plate were insufficient.
【０００５】また、上記研磨装置において、シリコンウ
ェハへの加圧を、空気や水などの流体を用いて行う装置
が知られている。すなわち図８に示す装置が流体を加圧
手段として用いる研磨装置であり、図中８１が研磨定
盤、８２が研磨布である。そして、これらに対向してシ
リコンウェハ８５が貼着された研磨プレート８４があ
り、該研磨プレート８４の上部には弾性中空体８７が配
設されている。この弾性中空体８７中には空気あるいは
水のような流体が圧入されており、この弾性中空体８７
に加えられる加圧力がパスカルの原理により均等に研磨
プレート８４に伝達されシリコンウェハ８５を研磨布８
２に圧接する。そしてこの研磨装置においても回転軸８
３及び８８により研磨布８２とシリコンウェハ８５が相
対的に回転移動して研磨が行われる。Further, in the above-mentioned polishing apparatus, there is known an apparatus which pressurizes a silicon wafer by using a fluid such as air or water. That is, the apparatus shown in FIG. 8 is a polishing apparatus using a fluid as a pressurizing means, in which 81 is a polishing platen and 82 is a polishing cloth. A polishing plate 84 to which a silicon wafer 85 is adhered is opposed to these, and an elastic hollow body 87 is disposed above the polishing plate 84. A fluid such as air or water is press-fitted into the elastic hollow body 87.
The pressure applied to the polishing pad 84 is evenly transmitted to the polishing plate 84 according to the principle of Pascal, and the silicon wafer 85 is transferred to the polishing cloth 8.
2 is pressed. Also, in this polishing apparatus, the rotating shaft 8
The polishing cloth 82 and the silicon wafer 85 are relatively rotated by 3 and 88 to perform polishing.
【０００６】ところでかかる研磨装置において、加圧手
段として空気を用いることは例えば特開平１１−７７５
１９号公報に見られるように、公知のことである。しか
しながら、この研磨装置において、シリコンウェハと研
磨布との摩擦によって発生する熱を制御する手段がない
ため、発生した熱によってプレートが熱変形してしま
い、研磨後のシリコンウェハ表面の平行度を確保するこ
とが困難となるという欠点は依然として改良されていな
い。In such a polishing apparatus, the use of air as the pressurizing means is disclosed, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 11-775.
As known from Japanese Patent Publication No. 19, this is known. However, in this polishing apparatus, since there is no means for controlling the heat generated by friction between the silicon wafer and the polishing cloth, the generated heat causes the plate to be thermally deformed, thereby ensuring the parallelism of the polished silicon wafer surface. The drawback of difficulty in doing so has not been improved.
【０００７】また、上記研磨装置において、加圧手段と
して水を用いることは例えば実開昭６２−１６５８４９
号公報に見られるように公知のことである。しかしなが
ら、この研磨装置において、加圧手段として用いている
水が非圧縮流体であることから、ダンパ作用に乏しく、
回転駆動系の変動等により急激な圧力変化があった場
合、水を充満している弾性中空体が圧力変化を吸収する
ことが難しく、圧力変化の衝撃は直接シリコンウェハと
研磨布に伝達され、その結果研磨条件の安定性を損なう
こととなり、研磨厚み等の研磨管理が困難になる。これ
を改善するためには、水を収容する弾性中空体として弾
性係数の小さい材料を採用する必要があるが、このよう
な材料を用いた弾性中空体には、高い圧力を印加できな
いため、研磨効率が低下するという問題点がある。[0007] In the above polishing apparatus, the use of water as the pressurizing means is described in, for example, Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 62-165849.
This is known as seen in Japanese Patent Application Publication No. However, in this polishing apparatus, since the water used as the pressurizing means is an incompressible fluid, it has poor damper action,
If there is a sudden pressure change due to fluctuations of the rotation drive system, etc., it is difficult for the elastic hollow body filled with water to absorb the pressure change, and the impact of the pressure change is transmitted directly to the silicon wafer and the polishing cloth, As a result, the stability of the polishing conditions is impaired, and it becomes difficult to control the polishing such as the polishing thickness. In order to improve this, it is necessary to adopt a material having a small elastic coefficient as the elastic hollow body for containing water. However, since a high pressure cannot be applied to the elastic hollow body using such a material, polishing is performed. There is a problem that efficiency is reduced.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情を
勘案してなされたもので、シリコンウェハの研磨加工に
おいて、均一性に優れ、しかも研磨プレートの熱変形を
防止して研磨精度を向上させ、かつ加工能率を改善する
ことのできる研磨装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has an excellent uniformity in polishing a silicon wafer, and furthermore, prevents polishing of a polishing plate from being thermally deformed and improves polishing accuracy. An object of the present invention is to provide a polishing apparatus capable of improving the processing efficiency.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、表面に研磨布
を貼着した研磨定盤と、該研磨定盤と対向して配置され
た中空シリンダー状の研磨プレートヘッドと、該研磨プ
レートヘッド開口部に摺動自在に挿着され研磨定盤に対
向してシリコンウェハを貼着するための表面を有する研
磨プレートと、該研磨プレートと該研磨プレートヘッド
とで囲繞された空間に配置された弾性中空体とを備え、
該シリコンウェハと該研磨布を相対的に摺動させてシリ
コンウェハを研磨するシリコンウェハ研磨装置におい
て、該弾性中空体が内室と該内室を囲繞するように設け
られた外室に分離され、該内室及び該外室がそれぞれ液
体または気体を収容し得るように構成された二重構造で
あることを特徴とするシリコンウェハ研磨装置である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a polishing platen having a polishing cloth adhered to a surface thereof, a hollow cylinder-shaped polishing plate head arranged opposite to the polishing platen, and the polishing plate head. A polishing plate slidably inserted into the opening and having a surface for adhering a silicon wafer opposed to the polishing platen, and disposed in a space surrounded by the polishing plate and the polishing plate head; With an elastic hollow body,
In a silicon wafer polishing apparatus for polishing a silicon wafer by relatively sliding the silicon wafer and the polishing cloth, the elastic hollow body is separated into an inner chamber and an outer chamber provided so as to surround the inner chamber. , A silicon wafer polishing apparatus characterized in that the inner chamber and the outer chamber have a double structure configured to be able to store liquid or gas, respectively.
【００１０】第２の本発明は、表面に研磨布を貼着した
研磨定盤と、該研磨定盤と対向して配置された中空シリ
ンダー状の研磨プレートヘッドと、該研磨プレートヘッ
ド開口部に摺動自在に挿着され研磨定盤に対向してシリ
コンウェハを貼着するための表面を有する研磨プレート
と、該研磨プレートと該研磨プレートヘッドとで囲繞さ
れた空間に配置された弾性中空体と、該研磨布の表面温
度を測定する第１の温度センサーと、該研磨プレートと
該弾性中空体とが接する境界の温度を測定する第２の温
度センサーと、該温度センサーからの信号を処理するた
めの制御装置と、制御装置からの制御信号により該弾性
中空体に供給する流体の温度を制御する温調ユニット
と、該温調ユニットにより温度調節された流体を該弾性
中空体に供給する配管を備え、該シリコンウェハと該研
磨布を相対的に摺動させてシリコンウェハを研磨するシ
リコンウェハ研磨装置において、該弾性中空体が内室と
該内室を囲繞するように設けられた外室に分離され、該
内室及び該外室がそれぞれ液体または気体を収容し得る
ように構成された二重構造であることを特徴とするシリ
コンウェハ研磨装置である。また、上記外室には上記温
調ユニットにより温度制御された水を循環させ、上記内
室には空気を封入することを特徴とするシリコンウェハ
研磨装置である。According to a second aspect of the present invention, there is provided a polishing platen having a polishing cloth adhered to a surface thereof, a hollow cylinder-shaped polishing plate head arranged opposite to the polishing platen, and a polishing plate head opening portion. A polishing plate slidably inserted and having a surface for adhering a silicon wafer facing the polishing platen, and an elastic hollow body disposed in a space surrounded by the polishing plate and the polishing plate head A first temperature sensor for measuring a surface temperature of the polishing cloth, a second temperature sensor for measuring a temperature at a boundary between the polishing plate and the elastic hollow body, and processing a signal from the temperature sensor. A temperature control unit for controlling the temperature of the fluid supplied to the elastic hollow body by a control signal from the control device, and supplying the fluid temperature-controlled by the temperature control unit to the elastic hollow body. Arrangement A silicon wafer polishing apparatus for polishing the silicon wafer by relatively sliding the silicon wafer and the polishing cloth, wherein the elastic hollow body is provided so as to surround the inner chamber and the inner chamber. The silicon wafer polishing apparatus is characterized in that the silicon wafer polishing apparatus has a double structure in which the inner chamber and the outer chamber are configured to be able to store liquid or gas, respectively. The silicon wafer polishing apparatus is characterized in that water whose temperature is controlled by the temperature control unit is circulated in the outer chamber, and air is sealed in the inner chamber.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明の好まし
い実施の形態について詳述する。図１が、本発明の研磨
装置の概略断面図である。本発明の研磨装置は、主とし
て研磨定盤１及び研磨プレートヘッド６から構成されて
いる。上記研磨定盤１は下部に位置する回転軸３に固定
され、図示していないが回転駆動装置に接続され回転自
在となっている。そして、その表面には、シリコンウェ
ハと摺接してこれを研磨する研磨布２が貼着されてい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view of the polishing apparatus of the present invention. The polishing apparatus of the present invention mainly includes a polishing platen 1 and a polishing plate head 6. The polishing platen 1 is fixed to a rotating shaft 3 located at a lower portion, and is connected to a rotation driving device (not shown) to be rotatable. A polishing cloth 2 for slidingly contacting and polishing the silicon wafer is adhered to the surface.
【００１２】上記研磨定盤１に対向して、研磨プレート
ヘッド６が配置されている。この研磨プレートヘッド６
は、研磨プレートヘッド６の上部に位置する回転軸１０
に同軸的に固定され、図示していない回転駆動装置によ
り回転自在となっていると共に、研磨定盤との間隙を調
整できるように上下動可能となっている。そして、該研
磨プレートヘッド６は、円筒状の中空シリンダー形状を
しており、その内部に二重構造弾性中空体７及び研磨プ
レート４が収容されている。上記二重構造弾性中空体７
は、ゴム等の弾性体から形成されている二重構造をした
中空体で、その内部は、内室８及び外室９に分離されて
いる。これらの内室８及び外室９は、それぞれ別個に流
体供給配管１１，１３を通して気体や液体のような流体
を圧入可能となっている。これらの流体は、内室８ある
いは外室９の開口部配管に設けられたバルブ１２，１４
によって圧入・排出の操作を行えるようになっている。
上記研磨プレート４は、研磨プレートヘッド６の開口部
に摺動自在に挿着されており、該研磨プレート４の研磨
定盤１に面している表面には、ワックス等の接着剤によ
ってシリコンウェハ５が貼着される。A polishing plate head 6 is arranged to face the polishing platen 1. This polishing plate head 6
Is a rotary shaft 10 located above the polishing plate head 6.
And is rotatable by a rotation driving device (not shown), and is movable up and down so that a gap with the polishing platen can be adjusted. The polishing plate head 6 has a cylindrical hollow cylinder shape, and accommodates the double-structure elastic hollow body 7 and the polishing plate 4 therein. The above-mentioned double-structure elastic hollow body 7
Is a hollow body having a double structure formed of an elastic body such as rubber, and the inside thereof is separated into an inner chamber 8 and an outer chamber 9. The inner chamber 8 and the outer chamber 9 can be separately pressurized with a fluid such as a gas or a liquid through fluid supply pipes 11 and 13, respectively. These fluids are supplied to valves 12 and 14 provided in the piping of the opening of the inner chamber 8 or the outer chamber 9.
The press-in / discharge operation can be performed.
The polishing plate 4 is slidably inserted into the opening of the polishing plate head 6, and the surface of the polishing plate 4 facing the polishing platen 1 is coated with a silicon wafer by an adhesive such as wax. 5 is stuck.
【００１３】かかる研磨装置を用いてシリコンウェハの
研磨を行うには、まず、シリコンウェハ５を研磨プレー
ト４に貼着保持する。この際、シリコンウェハ５は研磨
プレート回転中心軸に位置しないように研磨プレート４
の周辺部に配置することが、均一な研磨を行うために望
ましい。また、シリコンウェハ５を複数枚接着して研磨
する場合に、研磨プレート４の回転中心軸に対して回転
対称となるようにシリコンウェハ４を配置することによ
り、さらに研磨の均一性が向上する。In order to polish a silicon wafer using such a polishing apparatus, first, a silicon wafer 5 is adhered and held on a polishing plate 4. At this time, the polishing plate 4 is positioned so that the silicon wafer 5 is not positioned on the polishing plate rotation center axis.
It is desirable to dispose it in the peripheral portion of the substrate for uniform polishing. When a plurality of silicon wafers 5 are bonded and polished, the uniformity of polishing is further improved by arranging the silicon wafers 4 so as to be rotationally symmetric with respect to the rotation center axis of the polishing plate 4.
【００１４】次いで、研磨定盤１と研磨プレートヘッド
６との相対位置決め、及び、二重構造弾性中空体７の内
室８及び外室９への流体の圧入を行う。この際、流体と
して気体と液体を併用することが必要である。この二重
構造弾性中空体７に封入する流体の圧力によりシリコン
ウェハ４と研磨布２の接触圧が決定され、研磨速度を決
定することとなる。このように設定された研磨装置は、
従来の研磨装置と同様に研磨定盤１、及び研磨プレート
ヘッド６に接続された回転軸３，１０により相対的に回
転移動して研磨が行われる。この際に、研磨布２にはア
ルミナあるいは炭化珪素などの砥粒を含む研磨剤を保持
させておくことが望ましく、また、研磨中に研磨剤を供
給することによってさらに研磨効率の向上を期待でき
る。Next, relative positioning between the polishing platen 1 and the polishing plate head 6 and press-fitting of fluid into the inner chamber 8 and the outer chamber 9 of the double-structure elastic hollow body 7 are performed. At this time, it is necessary to use both gas and liquid as the fluid. The contact pressure between the silicon wafer 4 and the polishing cloth 2 is determined by the pressure of the fluid sealed in the double-structure elastic hollow body 7, and the polishing rate is determined. The polishing device set in this way is
As in the case of the conventional polishing apparatus, polishing is performed by relatively rotating the polishing table 1 and the rotating shafts 3 and 10 connected to the polishing plate head 6. At this time, it is desirable that the polishing pad 2 hold an abrasive containing abrasive grains such as alumina or silicon carbide, and further improvement in polishing efficiency can be expected by supplying the abrasive during polishing. .
【００１５】以上の実施例においては、研磨プレートの
温度制御を行なわずに研磨しているが、研磨布とシリコ
ンウェハとの研磨熱によって研磨プレートのシリコンウ
ェハ側表面と二重構造弾性中空体側表面との温度差によ
って研磨プレートの熱変形が生じることがある。これを
抑制するために、研磨プレートの温度を調整することが
望ましい。そこで、図２を用いて本発明のさらに好まし
い実施例を説明する。このより好ましい実施例では、温
度調整を、二重構造弾性中空体の研磨プレートに接する
外室に温度制御された流体を流すことによって行うこと
ができる。このような本発明の研磨装置は、図１に示す
本発明の研磨装置に、研磨プレート表面の温度を測定す
る手段及びその結果に基づいて研磨プレート表面の温度
を制御する手段を付加したものである。In the above embodiment, the polishing is performed without controlling the temperature of the polishing plate, but the surface of the polishing plate on the silicon wafer side and the surface of the double-structure elastic hollow body side are heated by the polishing heat of the polishing cloth and the silicon wafer. In some cases, the polishing plate may be thermally deformed by a temperature difference between the polishing plate and the polishing plate. In order to suppress this, it is desirable to adjust the temperature of the polishing plate. Therefore, a further preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this more preferred embodiment, the temperature adjustment can be performed by flowing a temperature-controlled fluid through the outer chamber in contact with the polishing plate of the double-structure elastic hollow body. Such a polishing apparatus of the present invention is obtained by adding a means for measuring the temperature of the polishing plate surface and a means for controlling the temperature of the polishing plate surface based on the result to the polishing apparatus of the present invention shown in FIG. is there.
【００１６】本発明において、研磨プレートの温度制御
を行うためには、研磨プレート上下両面の温度を正確に
把握する必要があるが、研磨プレートのシリコンウェハ
側表面については測定が困難である。そこで、本発明に
おいては研磨プレートのシリコンウェハ側表面について
は研磨プレートのシリコンウェハ側表面の温度と近似し
ている研磨布表面の温度を放射温度センサーで測定する
ようにしている。すなわち、図２の本実施例の研磨装置
において、１５が研磨布２の表面温度を非接触で測定す
る第１の温度センサーである放射温度センサーであり、
その出力は温度センサーインターフェース１７に送られ
る。In the present invention, in order to control the temperature of the polishing plate, it is necessary to accurately grasp the temperatures of the upper and lower surfaces of the polishing plate, but it is difficult to measure the surface of the polishing plate on the silicon wafer side. Therefore, in the present invention, with respect to the surface of the polishing plate on the silicon wafer side, the temperature of the polishing cloth surface, which is close to the temperature of the polishing plate on the silicon wafer side, is measured by the radiation temperature sensor. That is, in the polishing apparatus of the present embodiment in FIG. 2, a radiation temperature sensor 15 is a first temperature sensor that measures the surface temperature of the polishing pad 2 in a non-contact manner,
The output is sent to the temperature sensor interface 17.
【００１７】また、研磨プレート４の二重構造弾性中空
体７側表面の温度については研磨プレート４と二重構造
弾性中空体７の接触面に第２の温度センサーである熱電
対のような接触式の温度センサー１６を取付け、測定す
る。この温度センサー１６からの出力信号は、温度セン
サーインターフェース１８に出力されるが、該研磨プレ
ートヘッド６が回転体であることから、温度センサー１
６と温度センサーインターフェース１８の間の信号伝達
は、信号取り出し線の不要な無線式のインターフェース
を用いることもできる。The temperature of the surface of the polishing plate 4 on the double-structure elastic hollow body 7 side is in contact with the contact surface between the polishing plate 4 and the double-structure elastic hollow body 7 such as a thermocouple as a second temperature sensor. The temperature sensor 16 of the formula is attached and measured. The output signal from the temperature sensor 16 is output to the temperature sensor interface 18, but since the polishing plate head 6 is a rotating body, the temperature sensor 1
The signal transmission between the sensor 6 and the temperature sensor interface 18 may use a wireless interface that does not require a signal extraction line.
【００１８】これらの２つの温度センサー１５，１６の
出力信号は、温度センサーインターフェース１７，１８
を経て、制御装置１９に送られる。そして、該制御装置
１９は、これら２つの温度センサー１５，１６の情報を
基に研磨布２の表面温度と研磨プレート４の弾性中空体
７との境界表面の温度とが比較され、図４に示すように
研磨布表面温度Ｔ１と研磨プレートの弾性中空体側表面
温度Ｔ２がほぼ等しくなるように熱交換媒体である流体
の温度を温調ユニットによって制御し、かかる熱交換媒
体流体を二重構造弾性中空体の外室９に圧入し流通させ
て温度調節を行う。かかる際に、上記熱交換媒体流体と
しては熱容量の比較的大きい水が適当である。また、こ
の場合、内室には、弾性係数の小さい空気を封入するこ
とが望ましい。さらに、熱交換媒体流体は熱交換後、温
調ユニット２０に循環させて再利用することが望まし
い。Output signals of these two temperature sensors 15 and 16 are output to temperature sensor interfaces 17 and 18.
Is sent to the control device 19. Then, the control device 19 compares the surface temperature of the polishing pad 2 with the temperature of the boundary surface of the polishing plate 4 with the elastic hollow body 7 based on the information of the two temperature sensors 15 and 16, and FIG. the temperature of the fluid elastic hollow body side surface temperature T 2 of the polishing pad surface temperature T 1 of the polishing plate is a heat exchange medium to be substantially equal as shown controlled by the temperature control unit, such heat exchange medium fluid double The temperature is adjusted by press-fitting and flowing into the outer chamber 9 of the structural elastic hollow body. In such a case, water having a relatively large heat capacity is suitable as the heat exchange medium fluid. In this case, it is desirable that air having a small elastic coefficient be sealed in the inner chamber. Further, it is desirable that the heat exchange medium fluid is circulated to the temperature control unit 20 and reused after the heat exchange.
【００１９】上記研磨装置においては、温度センサー１
５，１６は通常アナログ信号として出力され、また、制
御装置１９は、ディジタル演算処理装置を用いることが
最も簡便な手段である。そのため、温度センサーインタ
ーフェースは、アナログ−ディジタル変換装置の機能を
果たす必要がある。In the above polishing apparatus, the temperature sensor 1
5 and 16 are usually output as analog signals, and the simplest means for the control device 19 is to use a digital processing unit. Therefore, the temperature sensor interface needs to perform the function of an analog-to-digital converter.
【００２０】以上のように、シリコンウェハ研磨装置に
おいて研磨プレートの温度調整を行わない場合には、図
３に見られるように研磨装置の操作時間に従って研磨プ
レートの表裏両面の温度は上昇してゆき、その温度差が
大きくなって、研磨プレートが熱変形して前述の如く研
磨後のシリコンウェハに変形が生じるが、上記図２に示
すシリコンウェハ研磨装置の本実施例では、図４に示す
ように研磨プレートの表面温度を調整して表裏両面の温
度の差異が生じないようにして、研磨プレートの熱変形
を防止し、研磨したシリコンウェハの研磨精度を向上さ
せるものである。As described above, when the temperature of the polishing plate is not adjusted in the silicon wafer polishing apparatus, as shown in FIG. 3, the temperature on both the front and back surfaces of the polishing plate increases with the operation time of the polishing apparatus. As the temperature difference increases, the polishing plate is thermally deformed and the polished silicon wafer is deformed as described above. In this embodiment of the silicon wafer polishing apparatus shown in FIG. 2, as shown in FIG. In addition, the surface temperature of the polishing plate is adjusted to prevent a difference in temperature between the front and back surfaces, thereby preventing thermal deformation of the polishing plate and improving the polishing accuracy of the polished silicon wafer.
【００２１】[0021]
【発明の効果】本発明の研磨装置は、シリコンウェハが
接着された研磨プレートに対して均一な加圧ができ、さ
らに研磨プレートに生じる温度分布を均一化でき、研磨
プレートの熱変形を抑制することができる。したがっ
て、本発明の研磨装置をシリコンウェハの加工に適用し
た場合、シリコンウェハの平坦度を向上させることがで
きる。According to the polishing apparatus of the present invention, a uniform pressure can be applied to the polishing plate to which the silicon wafer is bonded, the temperature distribution generated in the polishing plate can be made uniform, and the thermal deformation of the polishing plate can be suppressed. be able to. Therefore, when the polishing apparatus of the present invention is applied to processing of a silicon wafer, the flatness of the silicon wafer can be improved.
【図１】 本発明の実施例の研磨装置の概略断面図であ
る。FIG. 1 is a schematic sectional view of a polishing apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】 本発明のより好ましい実施例の研磨装置の概
略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view of a polishing apparatus according to a more preferred embodiment of the present invention.
【図３】 本発明の一実施例を説明するための研磨時間
と研磨プレート表面の温度との関係を示すグラフであ
る。FIG. 3 is a graph illustrating a relationship between a polishing time and a temperature of a polishing plate surface for explaining an example of the present invention.
【図４】 本発明の一実施例を説明するための研磨温度
と研磨プレート表面の温度との関係を示すグラフであ
る。FIG. 4 is a graph showing a relationship between a polishing temperature and a temperature of a polishing plate surface for explaining one embodiment of the present invention.
【図５】 従来の研磨装置の概略断面図である。FIG. 5 is a schematic sectional view of a conventional polishing apparatus.
【図６】 従来の研磨装置における研磨プレートの熱変
形を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing thermal deformation of a polishing plate in a conventional polishing apparatus.
【図７】 従来の研磨装置において熱変形した研磨プレ
ートを用いて研磨したシリコンウェハの形状を示す図で
ある。FIG. 7 is a diagram showing a shape of a silicon wafer polished using a polishing plate thermally deformed in a conventional polishing apparatus.
【図８】 従来の他の研磨装置の概略断面図である。FIG. 8 is a schematic sectional view of another conventional polishing apparatus.
１，５１，８１．研磨定盤 ２，５２，８２．研磨布 ３，１０，５３，５６，８３，８８．回転軸 ４，５４，８４．研磨プレート ５，５５，８５．シリコンウェハ ６．研磨プレートヘッド ７．二重構造弾性中空体 ８．内室 ９．外室 １０．回転軸 １１，１３．流体圧入配管 １２，１４．バルブ １５．放射温度センサー １６．温度センサー １７，１８．温度センサーインターフェース １９．制御装置 ２０．温調ユニット ８７．弾性中空体 1,51,81. Polishing platen 2,52,82. Polishing cloth 3,10,53,56,83,88. Rotation axis 4, 54, 84. Polishing plate 5, 55, 85. Silicon wafer 6. Polishing plate head 7. 7. Double structure elastic hollow body Inner room 9. Outside room 10. Rotation axis 11,13. Fluid injection pipe 12,14. Valve 15. Radiation temperature sensor 16. Temperature sensor 17, 18. Temperature sensor interface 19. Control device 20. Temperature control unit 87. Elastic hollow body
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂本 多可雄 新潟県北蒲原郡聖籠町東港六丁目861番５ 号 新潟東芝セラミックス株式会社内 (72)発明者 川本 真也 新潟県北蒲原郡聖籠町東港六丁目861番５ 号 新潟東芝セラミックス株式会社内 (72)発明者 斎藤 政義 新潟県北蒲原郡聖籠町東港六丁目861番５ 号 新潟東芝セラミックス株式会社内 (72)発明者 星 義彦 新潟県北蒲原郡聖籠町東港六丁目861番５ 号 新潟東芝セラミックス株式会社内 Ｆターム(参考） 3C058 AB04 AC01 AC02 AC04 BA08 CB01 CB03 DA17 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takao Sakamoto 686-5-5 Higashiko, Seirocho, Kitakanbara-gun, Niigata Prefecture Inside Niigata Toshiba Ceramics Co., Ltd. 865-1, Niigata Toshiba Ceramics Co., Ltd. (72) Inventor Masayoshi Saito 6-865-1 Niigata Toshiba Ceramics Co., Ltd., Niigata Toshiba Ceramics Co., Ltd. (72) Inventor Yoshihiko Hoshi, Niigata Pref. 6-865-15 Tokou Niigata Toshiba Ceramics Co., Ltd. F-term (reference) 3C058 AB04 AC01 AC02 AC04 BA08 CB01 CB03 DA17
Claims (3)
磨定盤と対向して配置された中空シリンダー状の研磨プ
レートヘッドと、該研磨プレートヘッド開口部に摺動自
在に挿着され研磨定盤に対向しシリコンウェハを貼着す
るための表面を有する研磨プレートと、該研磨プレート
と該研磨プレートヘッドとで囲繞された空間に配置され
た弾性中空体とを備え、該シリコンウェハと該研磨布を
相対的に摺動させてシリコンウェハを研磨するシリコン
ウェハ研磨装置において、 該弾性中空体が内室と該内室を囲繞するように設けられ
た外室に分離され、該内室及び該外室がそれぞれ液体ま
たは気体を収容し得るように構成された二重構造である
ことを特徴とするシリコンウェハ研磨装置。A polishing platen having a polishing cloth adhered to a surface thereof, a hollow cylindrical polishing plate head disposed opposite to the polishing platen, and slidably inserted into an opening of the polishing plate head. A polishing plate having a surface opposed to the polishing platen and having a surface for adhering a silicon wafer, and an elastic hollow body disposed in a space surrounded by the polishing plate and the polishing plate head; In a silicon wafer polishing apparatus for polishing a silicon wafer by relatively sliding a wafer and the polishing cloth, the elastic hollow body is separated into an inner chamber and an outer chamber provided so as to surround the inner chamber, A silicon wafer polishing apparatus, characterized in that the inner chamber and the outer chamber have a double structure, each of which can accommodate a liquid or a gas.
磨定盤と対向して配置された中空シリンダー状の研磨プ
レートヘッドと、該研磨プレートヘッド開口部に摺動自
在に挿着され研磨定盤に対向してシリコンウェハを貼着
するための表面を有する研磨プレートと、該研磨プレー
トと該研磨プレートヘッドとで囲繞された空間に配置さ
れた弾性中空体と、該研磨布の表面温度を測定する第１
の温度センサーと、該研磨プレートと該弾性中空体とが
接する境界の温度を測定する第２の温度センサーと、該
温度センサーからの信号を処理するための制御装置と、
制御装置からの制御信号により該弾性中空体に供給する
流体の温度を制御する温調ユニットと、該温調ユニット
により温度調節された流体を該弾性中空体に供給する配
管を備え、該シリコンウェハと該研磨布を相対的に摺動
させてシリコンウェハを研磨するシリコンウェハ研磨装
置において、 該弾性中空体が内室と該内室を囲繞するように設けられ
た外室に分離され、該内室及び該外室がそれぞれ液体ま
たは気体を収容し得るように構成された二重構造である
ことを特徴とするシリコンウェハ研磨装置。2. A polishing platen having a polishing cloth adhered to a surface thereof, a hollow cylindrical polishing plate head disposed opposite to the polishing platen, and slidably inserted into an opening of the polishing plate head. A polishing plate having a surface for adhering a silicon wafer opposed to a polishing platen, an elastic hollow body disposed in a space surrounded by the polishing plate and the polishing plate head, and the polishing cloth; Measurement of surface temperature
A temperature sensor, a second temperature sensor for measuring the temperature of the boundary where the polishing plate and the elastic hollow body are in contact, and a control device for processing a signal from the temperature sensor,
A silicon temperature control unit for controlling a temperature of a fluid supplied to the elastic hollow body by a control signal from a control device, and a pipe for supplying a fluid temperature-controlled by the temperature control unit to the elastic hollow body; And a silicon wafer polishing apparatus for polishing a silicon wafer by relatively sliding the polishing cloth, wherein the elastic hollow body is separated into an inner chamber and an outer chamber provided so as to surround the inner chamber. A silicon wafer polishing apparatus, characterized in that the chamber and the outer chamber have a double structure, each of which can accommodate a liquid or a gas.
制御された水を循環させ、上記内室には空気を封入する
ことを特徴とする請求項２に記載のシリコンウェハ研磨
装置。3. The silicon wafer polishing apparatus according to claim 2, wherein water whose temperature is controlled by the temperature control unit is circulated in the outer chamber, and air is sealed in the inner chamber.
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