JP2002086347A - 研磨装置 - Google Patents

研磨装置

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JP2002086347A
JP2002086347A JP2000276844A JP2000276844A JP2002086347A JP 2002086347 A JP2002086347 A JP 2002086347A JP 2000276844 A JP2000276844 A JP 2000276844A JP 2000276844 A JP2000276844 A JP 2000276844A JP 2002086347 A JP2002086347 A JP 2002086347A
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JP
Japan
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polishing
polished
polishing cloth
soft
work
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Application number
JP2000276844A
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English (en)
Inventor
Norio Kimura
憲雄 木村
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 テーブル側に多くの弾性率をもたせ被研磨物
保持機構側の弾性率の負担を軽減し、テーブルの研磨面
の消耗に追従して被研磨物の研磨面圧力の均一性を維持
できる研磨装置を提供すること。 【解決手段】 被研磨物を保持する被研磨物保持機構
(トップリング)と、研磨面を有するテーブル1とを具
備し、該被研磨物保持機構で保持した被研磨物8を該テ
ーブル1の研磨面に押圧し、該被研磨物保持機構で保持
した被研磨物と該テーブルの相対運動により、被研磨物
8を研磨する研磨装置において、テーブル上面に軟質材
膜4を設け、該軟質材膜4上面に分割された研磨クロス
片6を設け該研磨クロス片6の上面をテーブル1の研磨
面とすると共に、該テーブル1上面と軟質材膜4の間に
流体を収容できるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体基板等の被研
磨物をテーブルの研磨面に押圧し、該被研磨物と研磨面
の相対運動により被研磨物を平坦且つ鏡面に研磨する研
磨装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の研磨装置は剛体からなる
テーブルの上面に研磨クロスを貼り付け、該研磨クロス
上面に被研磨物保持機構であるトップリングで保持した
被研磨物を押し付け、テーブルの回転とトップリングの
回転による研磨クロスと被研磨物の相対運動により、被
研磨物を平坦且つ鏡面に研磨するように構成されてい
る。
【0003】上記のように従来の研磨装置は、剛体から
なるテーブルの上面に研磨クロスを貼り付けているの
で、研磨クロスの弾力性とトップリング側の弾力性によ
って被研磨物の研磨面に加わる圧力の均一性を調整して
いた。この弾力性、特に研磨クロスは研磨工程により消
耗して厚みが変わるため、弾性率が最初と最後で変わっ
ている。これにより、被研磨物の研磨面に加わる圧力の
均一性がとれる条件が変わってしまうという問題があっ
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の点に鑑
みてなされたもので、テーブル側に多くの弾性率をもた
せ被研磨物保持機構側の弾性率の負担を軽減し、研磨面
の消耗に追従して被研磨物の研磨面圧の均一性を維持で
きる研磨装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項1に記載の発明は、被研磨物を保持する被研磨物
保持機構と、研磨面を有するテーブルとを具備し、該被
研磨物保持機構で保持した被研磨物を該テーブルの研磨
面に押圧し、該被研磨物保持機構で保持した被研磨物と
該テーブルの研磨面の相対運動により、被研磨物を研磨
する研磨装置において、テーブル上面に軟質部を設け、
該軟質部上面に分割された研磨クロス又は固定砥粒を設
け該研磨クロス又は固定砥粒の上面をテーブルの研磨面
とすることを特徴とする。
【0006】上記のようにテーブル上面に軟質部を設け
たので、軟質部上面に設けた分割された研磨クロス又は
固定砥粒の上面に被研磨物を押圧した場合、軟質部が変
形して被研磨面に加わる圧力が均一となる。したがって
研磨クロスが消耗しても被研磨物の研磨面に加わる圧力
を均一に維持することが可能となる。
【0007】請求項2に記載の発明は請求項1に記載の
研磨装置において、軟質部はテーブル上面に軟質材膜を
設け、該軟質材膜と前記テーブル上面の間に流体を収容
して構成されていることを特徴とする。
【0008】上記のように軟質部を軟質材膜とテーブル
の間に流体を収容した構成とするので、軟質材膜上面に
設けた分割された研磨クロス又は固定砥粒の上面に被研
磨物を押圧した場合、流体を介して軟質材膜が変形して
被研磨物の研磨面に加わる圧力が均一となる。したがっ
て上記と同様、研磨クロス又は固定砥粒が消耗しても被
研磨面に加わる圧力を均一に維持することが可能とな
る。
【0009】請求項3に記載の発明は請求項1に記載の
研磨装置において、軟質部は弾性を有する弾性体材で構
成されていることを特徴とする。
【0010】上記のように軟質部を弾性を有する弾性体
で構成するので、該弾性体上面に設けた分割された研磨
クロス又は固定砥粒の上面に被研磨物を押圧した場合、
弾性体材が変形して被研磨物の研磨面に加わる圧力が均
一となる。したがって上記と同様、研磨クロス又は固定
砥粒が消耗しても被研磨面に加わる圧力を均一に維持す
ることが可能となる。
【0011】請求項4に記載の発明は請求項1に記載の
研磨装置において、軟質部は、分割された研磨クロス又
は固定砥粒と略同じ寸法形状の弾性体であり、該弾性体
上面に該研磨クロス又は固定砥粒を設けたものをテーブ
ル上面に複数配設したことを特徴とする。
【0012】上記のように弾性体上面に該研磨クロス又
は固定砥粒を設けたものをテーブル上面に複数配設した
構成とするので、該複数配設した弾性体の研磨クロス又
は固定砥粒の上面に被研磨物を押圧した場合、個々の弾
性体が変形して被研磨面に加わる圧力が均一となる。し
たがって上記と同様、研磨クロスが消耗しても被研磨面
に加わる圧力を均一に維持することが可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例を図
面に基づいて説明する。図1及び図2は本発明に係る研
磨装置の概略構成を示す図で、図1は断面図であり、図
2はテーブル1の平面図である。研磨装置はテーブル1
とトップリング2を具備する。テーブル1は下面中心部
が回転軸3に固定され、テーブル1の上面には軟質樹脂
材等の軟質材膜4が設けられており、該軟質材膜4とテ
ーブル1の上面の間には回転軸3の中心部に設けられ
た、流体導入孔5を通して空気又は温調水等の流体を供
給し、収容できるようになっている。即ち、軟質材膜4
はテーブル1の上面に流体を収容する密閉空間を形成す
るように取り付けられている。
【0014】また、軟質材膜4とテーブル1の上面の間
に収容される流体の圧力は変えることができるようにな
っている。軟質材膜4の上面は平坦で、該上面には複数
の小片(セグメント)に分割された研磨クロス片6が配
設されている。トップリング2は上面中心部が回転軸7
に固定され、その下面に半導体基板等の被研磨物8を例
えば真空吸着保持機構(図示せず)で保持するようにな
っている。なお、9はトップリング2の下面外周部に設
けたガイドリングで、被研磨物8の飛び出しを防止する
ためのものである。
【0015】上記構成の研磨装置において、回転軸3を
中心に矢印A方向に回転するテーブル1上面の研磨クロ
ス片6の上面に、回転軸7を中心に矢印Bに回転するト
ップリング2の下面に保持された被研磨物8を押圧する
ことにより、複数の研磨クロス片6と被研磨物8の相対
運動により、被研磨物8の下面を平坦且つ鏡面に研磨す
る。なお、図示は省略するが複数の研磨クロス片6上面
には砥液ノズルから、砥液が供給されるようになってい
る。
【0016】上記のように軟質材膜4とテーブル1の上
面の間に空気若しくは温調水等の流体を収容することに
より、被研磨物8を複数の研磨クロス片6面上に押圧し
た場合、被研磨物8の下面に加わる面圧が均一になるよ
うに、軟質材膜4が内部に収容した流体を介して変形す
るので、研磨クロス片6が摩耗により消耗しても、被研
磨物8の下面に加わる面圧を均一に維持することができ
る。したがって、研磨クロス片6が消耗しても、被研磨
物8の下面を精度良く平坦且つ鏡面に研磨することがで
きる。研磨クロス片6の大きさは、被研磨物8を半導体
ウエハとした場合は、該半導体ウエハ上に形成されたチ
ップ(20〜25mm)より大きくするとよい。また、
研磨クロス片6と研磨クロス片6の間隔は半導体ウエハ
上に形成されたチップより小さくすると安定した研磨性
能が得られる。
【0017】なお、上記例では軟質材膜4の上面に複数
の小片(セグメント)に分割された研磨クロス片6を配
設しているが、研磨クロス片6に代えて、複数の固定砥
粒(砥石)片を配設してもよい。
【0018】図3及び図4は本発明に係る研磨装置のテ
ーブルの構成例を示す図で、図3は平面図、図4は断面
図である。ここでは研磨クロス片6は上面形状寸法が該
研磨クロス片6と同一のゴム材又は樹脂材等の弾性体材
10に貼り付けられ、弾性体材10は所定の間隔でテー
ブル1の上面に配設されている。このように構成した、
テーブル1上の複数の研磨クロス片6面上に図1に示す
ようにトップリング2に保持された被研磨物8を押圧し
た場合、被研磨物8の下面に加わる面圧が均一になるよ
うに、弾性体材10が変形するので、研磨クロス片6が
摩耗により消耗しても、図1及び図2に示す研磨装置と
同様、被研磨物8の下面に加わる面圧を均一に維持する
ことができる。したがって、研磨クロス片6が消耗して
も、被研磨物8の下面を精度良く平坦且つ鏡面に研磨す
ることができる。
【0019】なお、上記例ではゴム材又は樹脂材等の弾
性体材10の上面に複数の小片(セグメント)に分割さ
れた研磨クロス片6を配設しているが、研磨クロス片6
に代えて、複数の固定砥粒(砥石)片を配設してもよ
い。
【0020】また、上記例では、テーブル1の上面との
間に流体を収容した軟質材膜4の上に複数の研磨クロス
片6を所定の間隔で配設した構成例及び上面に研磨クロ
ス片6を貼り付けた複数の弾性体材10を所定の間隔で
配設した構成例を示したが、図5に示すように、テーブ
ル1の上面との間に流体を収容した軟質材膜4に同心円
状に研磨クロス片12を貼り付けた構成でもよい。ま
た、軟質材膜4に代えて円板状のゴム又は樹脂材等の弾
性体材11をテーブル上に貼り付け、該弾性体材11に
同心円状に研磨クロス片12を貼り付けた構成でもよ
い。また、同心円状の研磨クロス片12に代えて、複数
の固定砥粒(砥石)片を同心円状に配設して、図5に示
すような平面構成としてもよい。
【0021】また、上記例ではテーブル1及び被研磨物
保持機構であるトップリング2をそれぞれ回転軸3、回
転軸7で回転するように構成しているが、テーブル及び
被研磨物保持機構の運動は回転に限定されるものではな
く、また両者が運動する必要もなく、要は両者の相対運
動により被研磨物が研磨できるようになっていれば良
い。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、各請求項に記載の
発明によれば、下記のような優れた効果が得られる。
【0023】請求項1に記載の発明によれば、テーブル
上面に軟質部を設けたので、軟質部上面に設けた分割さ
れた研磨クロス又は固定砥粒の上面に被研磨物を押圧し
た場合、軟質部が変形して被研磨面に加わる圧力が均一
となる。したがって研磨クロス片が消耗しても被研磨物
の研磨面に加わる圧力を均一に維持することが可能とな
る。
【0024】請求項2に記載の発明によれば、軟質部を
軟質材膜とテーブルの間に流体を収容した構成とするの
で、軟質材膜上面に設けた分割された研磨クロス又は固
定砥粒の上面に被研磨物を押圧した場合、流体を介して
軟質材膜が変形して被研磨物の研磨面に加わる圧力が均
一となる。したがって上記と同様、研磨クロス又は固定
砥粒が消耗しても被研磨面に加わる圧力を均一に維持す
ることが可能となる。
【0025】請求項3に記載の発明によれば、軟質部を
弾性を有する弾性体で構成するので、該弾性体上面に設
けた分割された研磨クロス又は固定砥粒の上面に被研磨
物を押圧した場合、弾性体が変形して被研磨物の研磨面
に加わる圧力が均一となる。したがって上記と同様、研
磨クロス又は固定砥粒が消耗しても被研磨面に加わる圧
力を均一に維持することが可能となる。
【0026】請求項4に記載の発明によれば、弾性体上
面に研磨クロス又は固定砥粒を設けたものをテーブル上
面に複数配設した構成とするので、該複数配設した弾性
体上面の研磨クロス又は固定砥粒の上面に被研磨物を押
圧した場合、個々の弾性体が変形して被研磨面に加わる
圧力が均一となる。したがって上記と同様、研磨クロス
又は固定砥粒が消耗しても被研磨面に加わる圧力を均一
に維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る研磨装置の概略構成を示す図であ
る。
【図2】本発明に係る研磨装置のテーブルの平面構成例
を示す図である。
【図3】本発明に係る研磨装置のテーブルの平面構成例
を示す図である。
【図4】図3に示すテーブルの断面を示す図である。
【図5】本発明に係る研磨装置のテーブルの平面構成例
を示す図である。
【符号の説明】
1 テーブル 2 トップリング 3 回転軸 4 軟質材膜 5 流体導入孔 6 研磨クロス片 7 回転軸 8 被研磨物 9 ガイドリング 10 弾性体材 11 弾性体材 12 研磨クロス片

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被研磨物を保持する被研磨物保持機構
    と、研磨面を有するテーブルとを具備し、該被研磨物保
    持機構で保持した被研磨物を該テーブルの研磨面に押圧
    し、該被研磨物保持機構で保持した被研磨物と該テーブ
    ルの研磨面の相対運動により、被研磨物を研磨する研磨
    装置において、 前記テーブル上面に軟質部を設け、該軟質部上面に分割
    された研磨クロス又は固定砥粒を設け該研磨クロス又は
    固定砥粒の上面を前記テーブルの研磨面とすることを特
    徴とする研磨装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の研磨装置において、 前記軟質部は前記テーブル上面に軟質材膜を設け、該軟
    質材膜と前記テーブル上面の間に流体を収容して構成さ
    れていることを特徴とする研磨装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の研磨装置において、 前記軟質部は、弾性を有する弾性体材で構成されている
    ことを特徴とする研磨装置。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の研磨装置において、 前記軟質部は、前記分割された研磨クロス又は固定砥粒
    と略同じ寸法形状の弾性体であり、該弾性体上面に該研
    磨クロス又は固定砥粒を設けたものを前記テーブル上面
    に複数配設したことを特徴とする研磨装置。
JP2000276844A 2000-09-12 2000-09-12 研磨装置 Pending JP2002086347A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110421460A (zh) * 2019-07-26 2019-11-08 浙江工业大学 一种基于复合梯度弹性小工具的分级研抛装置
CN110421460B (zh) * 2019-07-26 2024-05-31 浙江工业大学 一种基于复合梯度弹性小工具的分级研抛装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110421460A (zh) * 2019-07-26 2019-11-08 浙江工业大学 一种基于复合梯度弹性小工具的分级研抛装置
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