JP2002103212A - ポリッシング装置 - Google Patents
ポリッシング装置Info
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- JP2002103212A JP2002103212A JP2000289822A JP2000289822A JP2002103212A JP 2002103212 A JP2002103212 A JP 2002103212A JP 2000289822 A JP2000289822 A JP 2000289822A JP 2000289822 A JP2000289822 A JP 2000289822A JP 2002103212 A JP2002103212 A JP 2002103212A
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- polishing
- guide ring
- ring
- bush
- guide
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- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガイド手段によってガイドリングの摺動抵抗
を小さくし、また、ガイドリングの挙動を安定させるこ
とにより、被加工物の研磨加工における加工量の均一性
を向上させる。 【解決手段】 高圧流体源により空気などの流体が、圧
力調整装置２８、流体導入経路２７を介して、圧力室２
６内に送り込まれる。この流体がダイヤフラム２５を押
圧して、加圧リング２４、リニアシャフト２２を介して
ガイドリング２１を研磨布に押圧する。このとき、ガイ
ド手段Ｇがガイドリング２１を上下動自在に支持するこ
とによってガイドリング２１の摺動抵抗が小さくなり、
ガイドリング２１が加圧されるときのガイドリング２１
の挙動が安定する。これにより、ガイドリング２１の加
圧力をトップリング１４とほぼ同じ加圧力で研磨布に対
して安定して加圧することができ、ウェーハ１６の研磨
加工において加工量の均一性を保つ。
を小さくし、また、ガイドリングの挙動を安定させるこ
とにより、被加工物の研磨加工における加工量の均一性
を向上させる。 【解決手段】 高圧流体源により空気などの流体が、圧
力調整装置２８、流体導入経路２７を介して、圧力室２
６内に送り込まれる。この流体がダイヤフラム２５を押
圧して、加圧リング２４、リニアシャフト２２を介して
ガイドリング２１を研磨布に押圧する。このとき、ガイ
ド手段Ｇがガイドリング２１を上下動自在に支持するこ
とによってガイドリング２１の摺動抵抗が小さくなり、
ガイドリング２１が加圧されるときのガイドリング２１
の挙動が安定する。これにより、ガイドリング２１の加
圧力をトップリング１４とほぼ同じ加圧力で研磨布に対
して安定して加圧することができ、ウェーハ１６の研磨
加工において加工量の均一性を保つ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハな
どの円板状の被加工物の表面を研磨する際に使用される
ポリッシング装置に係るもので、特に被加工物の研磨加
工において加工量の均一性を向上させることができるポ
リッシング装置に関するものである。
どの円板状の被加工物の表面を研磨する際に使用される
ポリッシング装置に係るもので、特に被加工物の研磨加
工において加工量の均一性を向上させることができるポ
リッシング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】シリコン熱酸化膜や金属膜を堆積させた
シリコンウェーハの研磨加工を行うＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）
加工において、半導体デバイスの歩留まりを向上させる
ためにウェーハ全面において十分な加工量の均一性を確
保することが必要となっている。従来、ウェーハ全面に
おいて十分な加工量の均一性を保証する領域は、ウェー
ハのエッジから５〜１０mmより内側の領域であったが、
半導体デバイスの歩留まりを向上させるため現在はエッ
ジから３mm内側の領域の均一性が要求されている。
シリコンウェーハの研磨加工を行うＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）
加工において、半導体デバイスの歩留まりを向上させる
ためにウェーハ全面において十分な加工量の均一性を確
保することが必要となっている。従来、ウェーハ全面に
おいて十分な加工量の均一性を保証する領域は、ウェー
ハのエッジから５〜１０mmより内側の領域であったが、
半導体デバイスの歩留まりを向上させるため現在はエッ
ジから３mm内側の領域の均一性が要求されている。
【０００３】図４に従来のＣＭＰ装置の概略構成を示
す。図示しない駆動装置により回転する駆動軸４０の先
端には、発泡ポリウレタン製の研磨布４２が貼られた定
盤としてのターンテーブル４１が取り付けられている。
研磨布４２の上方には、ポリッシングヘッド４３が配置
され、ポリッシングヘッド４３の下面中央部には、表面
にウェーハ４４を吸着して保持するバッキングフィルム
４５を設けたトップリング４６が取り付けられ、トップ
リング４６の外周にはウェーハ４４の飛び出しを防止す
るためのガイドリング４７が取り付けられている。ポリ
ッシングヘッド４３の図４において左方であって、かつ
ターンテーブル４１の中央上方には、研磨剤（砥粒を純
水あるいは薬液に懸濁させたスラリ）を研磨布４２上に
供給する研磨剤供給ノズル４９が設けられ、ウェーハ４
４の加工面（下面：表面）を下にしてポリッシングヘッ
ド４３を研磨布４２上に押し付けながら駆動軸４８によ
り回転させ、ウェーハ４４上に形成された酸化膜や金属
膜を研磨加工する。
す。図示しない駆動装置により回転する駆動軸４０の先
端には、発泡ポリウレタン製の研磨布４２が貼られた定
盤としてのターンテーブル４１が取り付けられている。
研磨布４２の上方には、ポリッシングヘッド４３が配置
され、ポリッシングヘッド４３の下面中央部には、表面
にウェーハ４４を吸着して保持するバッキングフィルム
４５を設けたトップリング４６が取り付けられ、トップ
リング４６の外周にはウェーハ４４の飛び出しを防止す
るためのガイドリング４７が取り付けられている。ポリ
ッシングヘッド４３の図４において左方であって、かつ
ターンテーブル４１の中央上方には、研磨剤（砥粒を純
水あるいは薬液に懸濁させたスラリ）を研磨布４２上に
供給する研磨剤供給ノズル４９が設けられ、ウェーハ４
４の加工面（下面：表面）を下にしてポリッシングヘッ
ド４３を研磨布４２上に押し付けながら駆動軸４８によ
り回転させ、ウェーハ４４上に形成された酸化膜や金属
膜を研磨加工する。
【０００４】また、ポリッシングヘッド４３に隣接して
ドレッシングヘッド５０が配置されている。ドレッシン
グヘッド５０の先端には、表面にダイヤモンド砥粒を電
着させたドレッサ５１が取り付けられている。このドレ
ッシングヘッド５０をターンテーブル４１に対向する位
置で駆動軸５２によって回転させながら押し付けること
により、ウェーハ４４の研磨加工によって生じる研磨布
４２の目詰まりを防止し、常に新しい研磨布４２の表面
でウェーハ４４の加工を行っていた。
ドレッシングヘッド５０が配置されている。ドレッシン
グヘッド５０の先端には、表面にダイヤモンド砥粒を電
着させたドレッサ５１が取り付けられている。このドレ
ッシングヘッド５０をターンテーブル４１に対向する位
置で駆動軸５２によって回転させながら押し付けること
により、ウェーハ４４の研磨加工によって生じる研磨布
４２の目詰まりを防止し、常に新しい研磨布４２の表面
でウェーハ４４の加工を行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来用
いられている一般的なポリッシングヘッド４３では、研
磨布４２の粘弾性の影響を受けるため、ウェーハ４４の
エッジ部における異常研磨領域の発生が避けられない。
異常研磨の発生理由については、理論的な考察がなされ
ているが、実機での加工実験との整合が得られていない
のが現状であり、様々な面から検討が試みられている。
いられている一般的なポリッシングヘッド４３では、研
磨布４２の粘弾性の影響を受けるため、ウェーハ４４の
エッジ部における異常研磨領域の発生が避けられない。
異常研磨の発生理由については、理論的な考察がなされ
ているが、実機での加工実験との整合が得られていない
のが現状であり、様々な面から検討が試みられている。
【０００６】図５にウェーハ４４のエッジ部に発生する
異常研磨領域の発生理由を表したモデル図を示す。ガイ
ドリング４７とウェーハ４４のエッジ部の圧力比が同じ
でない場合（例えばガイドリング４７の圧力比が小さい
場合）、ウェーハ４４のエッジ部では研磨布４２の粘弾
性の影響を受け、ウェーハエッジ５３から１mm程度の領
域で研磨圧力が最大となる。その影響を受け、ウェーハ
エッジ５３から１〜５mm程度の領域で極端な研磨圧力の
低下が起こる。その結果、ウェーハエッジ５３から１mm
の範囲内では過研磨、１〜５mmの範囲で大きな膜残りが
発生する。この現象を解消するためには、理論上、ウェ
ーハ４４のエッジ部と同じ圧力でガイドリング４７を加
圧すればよいとされている。しかし、実際の研磨加工で
は、ウェーハ４４のエッジ部と同じ圧力でガイドリング
を加圧してもウェーハ４４のエッジ部の異常研磨領域が
完全に解消されないでいた。
異常研磨領域の発生理由を表したモデル図を示す。ガイ
ドリング４７とウェーハ４４のエッジ部の圧力比が同じ
でない場合（例えばガイドリング４７の圧力比が小さい
場合）、ウェーハ４４のエッジ部では研磨布４２の粘弾
性の影響を受け、ウェーハエッジ５３から１mm程度の領
域で研磨圧力が最大となる。その影響を受け、ウェーハ
エッジ５３から１〜５mm程度の領域で極端な研磨圧力の
低下が起こる。その結果、ウェーハエッジ５３から１mm
の範囲内では過研磨、１〜５mmの範囲で大きな膜残りが
発生する。この現象を解消するためには、理論上、ウェ
ーハ４４のエッジ部と同じ圧力でガイドリング４７を加
圧すればよいとされている。しかし、実際の研磨加工で
は、ウェーハ４４のエッジ部と同じ圧力でガイドリング
を加圧してもウェーハ４４のエッジ部の異常研磨領域が
完全に解消されないでいた。
【０００７】その原因の一つが、ガイドリング４７の加
圧機構にあると考えられる。従来のポリッシングヘッド
４３では、ガイドリング４７の押出し時の案内面となる
トップリング４６の外周面とガイドリング４７の内周面
との間に、０．１mm程度の隙間を設けていた。これは、
ガイドリング４７にかかる加圧力の再現性を確保し、ガ
イドリング４７の押出し時の摺動抵抗をなるべく少なく
するためである。しかし、この隙間のために、加工中に
加圧されたガイドリング４７の挙動が不安定になり、ウ
ェーハ４４のエッジ部との圧力関係が一定に保てず、上
述したウェーハ４４のエッジ部における異常研磨が解消
されない原因になっていることが最近の試験結果より明
らかになってきた。これらの問題を解決することが課題
となっていた。上述した課題を解決し、ウェーハ４４の
エッジ部近傍における加工量の均一性を確保するため
に、異常研磨領域が発生しないようなポリッシングヘッ
ドの開発が求められていた。
圧機構にあると考えられる。従来のポリッシングヘッド
４３では、ガイドリング４７の押出し時の案内面となる
トップリング４６の外周面とガイドリング４７の内周面
との間に、０．１mm程度の隙間を設けていた。これは、
ガイドリング４７にかかる加圧力の再現性を確保し、ガ
イドリング４７の押出し時の摺動抵抗をなるべく少なく
するためである。しかし、この隙間のために、加工中に
加圧されたガイドリング４７の挙動が不安定になり、ウ
ェーハ４４のエッジ部との圧力関係が一定に保てず、上
述したウェーハ４４のエッジ部における異常研磨が解消
されない原因になっていることが最近の試験結果より明
らかになってきた。これらの問題を解決することが課題
となっていた。上述した課題を解決し、ウェーハ４４の
エッジ部近傍における加工量の均一性を確保するため
に、異常研磨領域が発生しないようなポリッシングヘッ
ドの開発が求められていた。
【０００８】本発明は、前述した課題を解決し、加圧機
構がガイドリングを加圧するときに、トップリングの外
周面とガイドリングの内周面との間に発生する摺動抵抗
を減少させるとともに、ガイドリングの挙動を安定させ
ることにより、被加工物のエッジ部近傍における異常研
磨領域を改善させ、被加工物の研磨加工において加工量
の均一性を向上させることができるポリッシング装置を
提供することを目的としている。
構がガイドリングを加圧するときに、トップリングの外
周面とガイドリングの内周面との間に発生する摺動抵抗
を減少させるとともに、ガイドリングの挙動を安定させ
ることにより、被加工物のエッジ部近傍における異常研
磨領域を改善させ、被加工物の研磨加工において加工量
の均一性を向上させることができるポリッシング装置を
提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、被加工物を保持するポリッシングヘッド
と、このポリッシングヘッドに対向して配置され、前記
ポリッシングヘッドと相対運動を行い、表面に研磨布を
有する定盤とを備え、前記被加工物の表面を、前記研磨
布に押し付けて前記被加工物の表面の研磨を行うポリッ
シング装置において、前記ポリッシングヘッドは、前記
定盤の表面に対向して配置されたトッププレートと、こ
のトッププレートの下面に設けられ、前記被加工物を吸
着して保持する円板状のトップリングと、このトップリ
ングに保持された被加工物の外周に沿う様に前記トップ
プレートの下面に配置され、前記被加工物の飛び出しを
防止するガイドリングと、このガイドリングの上端円周
上の複数箇所に取り付けられ、前記定盤の表面と垂直な
方向に向けられたリニアシャフト、及び前記トッププレ
ートに取り付けられ前記リニアシャフトを上下動自在に
係合するブッシュとからなる前記ガイドリングのガイド
手段と、前記トッププレートに設けられ、前記ガイドリ
ングを前記研磨布に対して加圧する加圧機構と、を備え
たものである。
の本発明は、被加工物を保持するポリッシングヘッド
と、このポリッシングヘッドに対向して配置され、前記
ポリッシングヘッドと相対運動を行い、表面に研磨布を
有する定盤とを備え、前記被加工物の表面を、前記研磨
布に押し付けて前記被加工物の表面の研磨を行うポリッ
シング装置において、前記ポリッシングヘッドは、前記
定盤の表面に対向して配置されたトッププレートと、こ
のトッププレートの下面に設けられ、前記被加工物を吸
着して保持する円板状のトップリングと、このトップリ
ングに保持された被加工物の外周に沿う様に前記トップ
プレートの下面に配置され、前記被加工物の飛び出しを
防止するガイドリングと、このガイドリングの上端円周
上の複数箇所に取り付けられ、前記定盤の表面と垂直な
方向に向けられたリニアシャフト、及び前記トッププレ
ートに取り付けられ前記リニアシャフトを上下動自在に
係合するブッシュとからなる前記ガイドリングのガイド
手段と、前記トッププレートに設けられ、前記ガイドリ
ングを前記研磨布に対して加圧する加圧機構と、を備え
たものである。
【００１０】このように、ガイドリングの上端円周上の
複数箇所に取り付けられたリニアシャフトとブッシュと
からなるガイド手段によって、ガイドリングを移動自在
に支持することにより、ガイドリングの摺動抵抗が小さ
くなり、また、加圧機構によりガイドリングが加圧され
るときのガイドリングの挙動を安定させることができ
る。これにより、ガイドリングの加圧力をトップリング
とほぼ同じ加圧力で安定して加圧することができ、被加
工物のエッジ部近傍における異常研磨を抑え、被加工物
の研磨加工において加工量の均一性を向上させることが
できる。
複数箇所に取り付けられたリニアシャフトとブッシュと
からなるガイド手段によって、ガイドリングを移動自在
に支持することにより、ガイドリングの摺動抵抗が小さ
くなり、また、加圧機構によりガイドリングが加圧され
るときのガイドリングの挙動を安定させることができ
る。これにより、ガイドリングの加圧力をトップリング
とほぼ同じ加圧力で安定して加圧することができ、被加
工物のエッジ部近傍における異常研磨を抑え、被加工物
の研磨加工において加工量の均一性を向上させることが
できる。
【００１１】前記加圧機構には、ダイヤフラムを用いる
ことが望ましい。また、前記ブッシュには、リニアブッ
シュやリニアボールブッシュを用いることが好ましい。
さらにまた、前記リニアブッシュは、摺動部材にエンジ
ニアリングプラスチックを用いることが望ましい。さら
にまた、前記リニアボールブッシュは、転動体にステン
レスまたはセラミックスのうちのいずれかを用いること
が好ましい。
ことが望ましい。また、前記ブッシュには、リニアブッ
シュやリニアボールブッシュを用いることが好ましい。
さらにまた、前記リニアブッシュは、摺動部材にエンジ
ニアリングプラスチックを用いることが望ましい。さら
にまた、前記リニアボールブッシュは、転動体にステン
レスまたはセラミックスのうちのいずれかを用いること
が好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１ないし
図３を用いて説明する。図１は、本発明のポリッシング
装置の実施の形態を示す断面図であり、図２は図１に示
すガイド手段の構造を示す断面図であり、図２（Ａ）は
ドライベアリングを使用した例、図２（Ｂ）はボールベ
アリングを使用した例を示している。図示しない駆動装
置により回転する駆動軸１２の下端には、ポリッシング
ヘッド１１を構成するトッププレート１３が取り付けら
れており、トッププレート１３の下面中央にはバッキン
グフィルム１５を介してウェーハ１６を吸着して保持す
るトップリング１４が取り付けられている。バッキング
フィルム１５はトップリング１４の下面に両面テープに
より接着されている。
図３を用いて説明する。図１は、本発明のポリッシング
装置の実施の形態を示す断面図であり、図２は図１に示
すガイド手段の構造を示す断面図であり、図２（Ａ）は
ドライベアリングを使用した例、図２（Ｂ）はボールベ
アリングを使用した例を示している。図示しない駆動装
置により回転する駆動軸１２の下端には、ポリッシング
ヘッド１１を構成するトッププレート１３が取り付けら
れており、トッププレート１３の下面中央にはバッキン
グフィルム１５を介してウェーハ１６を吸着して保持す
るトップリング１４が取り付けられている。バッキング
フィルム１５はトップリング１４の下面に両面テープに
より接着されている。
【００１３】トップリング１４とトッププレート１３の
間には空洞部１７が形成され、この空洞部１７の底面に
は複数の貫通孔１８が設けられている。これらの貫通孔
１８は、バッキングフィルム１５に形成された貫通孔１
９とそれぞれ対応している。空洞部１７は、トッププレ
ート１３及び駆動軸１２に設けられた給排気経路２０を
通して、真空源と高圧空気源に選択して接続されるよう
になっている。真空源により空洞部１７内を減圧するこ
とによって、ウェーハ１６がトップリング１４の下面に
バッキングフィルム１５を介して吸着され、高圧空気源
により空洞部１７内を加圧することによって、ウェーハ
１６の解放が行われる。
間には空洞部１７が形成され、この空洞部１７の底面に
は複数の貫通孔１８が設けられている。これらの貫通孔
１８は、バッキングフィルム１５に形成された貫通孔１
９とそれぞれ対応している。空洞部１７は、トッププレ
ート１３及び駆動軸１２に設けられた給排気経路２０を
通して、真空源と高圧空気源に選択して接続されるよう
になっている。真空源により空洞部１７内を減圧するこ
とによって、ウェーハ１６がトップリング１４の下面に
バッキングフィルム１５を介して吸着され、高圧空気源
により空洞部１７内を加圧することによって、ウェーハ
１６の解放が行われる。
【００１４】また、研磨中にウェーハ１６が横方向に飛
び出すことを防止するためのガイドリング２１が、トッ
プリング１４の外周を囲むように配置されている。この
ガイドリング２１の上端円周上の複数（例えば３つ）等
配位置には、このガイドリング２１のガイド手段Ｇを構
成するリニアシャフト２２が駆動軸１２と平行すなわち
図４に示されている定盤４１の表面に垂直に向けて固着
されている。トッププレート１３には、リニアシャフト
２２を移動自在に係合するためのガイド手段Ｇの相手部
材としてのブッシュ２３が取り付けられている。このブ
ッシュ２３は、リニアシャフト２２との摺動面に、図２
（Ａ）に示す耐腐食性、清浄性、摺動特性の優れたエン
ジニアリングプラスチック製のドライベアリング２９を
使用したリニアブッシュ２３ａを用いるか、もしくはガ
イドリング２１の直進性と摺動特性をより高めるため
に、図２（Ｂ）に示すようにステンレス、あるいはセラ
ミックス製の転動体からなるボールベアリング３０を使
用したリニアボールブッシュ２３ｂを用いてもよい。
び出すことを防止するためのガイドリング２１が、トッ
プリング１４の外周を囲むように配置されている。この
ガイドリング２１の上端円周上の複数（例えば３つ）等
配位置には、このガイドリング２１のガイド手段Ｇを構
成するリニアシャフト２２が駆動軸１２と平行すなわち
図４に示されている定盤４１の表面に垂直に向けて固着
されている。トッププレート１３には、リニアシャフト
２２を移動自在に係合するためのガイド手段Ｇの相手部
材としてのブッシュ２３が取り付けられている。このブ
ッシュ２３は、リニアシャフト２２との摺動面に、図２
（Ａ）に示す耐腐食性、清浄性、摺動特性の優れたエン
ジニアリングプラスチック製のドライベアリング２９を
使用したリニアブッシュ２３ａを用いるか、もしくはガ
イドリング２１の直進性と摺動特性をより高めるため
に、図２（Ｂ）に示すようにステンレス、あるいはセラ
ミックス製の転動体からなるボールベアリング３０を使
用したリニアボールブッシュ２３ｂを用いてもよい。
【００１５】リニアシャフト２２の図１において上部に
はガイドリング２１を加圧する加圧リング２４が設けら
れている。加圧リング２４は、ガイドリング２１と同様
にリング状に形成されている。加圧リング２４の図１に
おいて上方には、トッププレート１３に取り付けられた
ゴム製あるいは金属製のダイヤフラム２５があり、ダイ
ヤフラム２５の上部には空気などの流体を充満させる圧
力室２６がダイヤフラム２５と共にリング状に形成され
ている。圧力室２６の上部には流体導入経路２７が設け
られ、流体導入経路２７は駆動軸１２の内部を通り、圧
力調整装置２８を介して、高圧流体源に接続されてい
る。
はガイドリング２１を加圧する加圧リング２４が設けら
れている。加圧リング２４は、ガイドリング２１と同様
にリング状に形成されている。加圧リング２４の図１に
おいて上方には、トッププレート１３に取り付けられた
ゴム製あるいは金属製のダイヤフラム２５があり、ダイ
ヤフラム２５の上部には空気などの流体を充満させる圧
力室２６がダイヤフラム２５と共にリング状に形成され
ている。圧力室２６の上部には流体導入経路２７が設け
られ、流体導入経路２７は駆動軸１２の内部を通り、圧
力調整装置２８を介して、高圧流体源に接続されてい
る。
【００１６】次に本装置の作用を説明する。真空源によ
って空洞部１７内を減圧することにより、ウェーハ１６
がバッキングフィルム１５に吸着され、保持される。ウ
ェーハ１６を吸着、保持した状態でポリッシングヘッド
１１を研磨布上に移動して、ウェーハ１６の研磨を行
う。このとき、高圧流体源により空気などの流体が圧力
調整装置２８、流体導入経路２７を介して、圧力室２６
内に送り込まれる。この流体がダイヤフラム２５を押圧
して、加圧リング２４、リニアシャフト２２を介してガ
イドリング２１を研磨布４２に押圧する。このガイドリ
ング２１の押圧力は、圧力調整装置２８によって調整さ
れ、トッププレート１３、トップリング１４、バッキン
グフィルム１５を介してウェーハ１６に与えられる研磨
圧力と同じ加圧力で押圧される。
って空洞部１７内を減圧することにより、ウェーハ１６
がバッキングフィルム１５に吸着され、保持される。ウ
ェーハ１６を吸着、保持した状態でポリッシングヘッド
１１を研磨布上に移動して、ウェーハ１６の研磨を行
う。このとき、高圧流体源により空気などの流体が圧力
調整装置２８、流体導入経路２７を介して、圧力室２６
内に送り込まれる。この流体がダイヤフラム２５を押圧
して、加圧リング２４、リニアシャフト２２を介してガ
イドリング２１を研磨布４２に押圧する。このガイドリ
ング２１の押圧力は、圧力調整装置２８によって調整さ
れ、トッププレート１３、トップリング１４、バッキン
グフィルム１５を介してウェーハ１６に与えられる研磨
圧力と同じ加圧力で押圧される。
【００１７】このとき、ガイドリング２１は、その上端
円周上の複数箇所に取り付けられたリニアシャフト２２
とトッププレート１３に取り付けられたブッシュ２３か
らなるガイド手段Ｇにより移動自在に支持されている。
このリニアシャフト２２とブッシュ２３からなるガイド
手段Ｇは、図５に示した従来のトップリング４６の外周
面とガイドリング４７の内周面との間でガイドリング４
７を移動自在に支持する方式に対し、小さな隙間でガイ
ドリング２１を移動自在に支持することができる。な
お、ブッシュ２３として、図２に示したドライベアリン
グ２９やボールベアリング３０を用いれば、より小さな
力で安定してガイドリング２１を移動させることが可能
になる。そこで、ガイドリング２１を加圧するときの摺
動抵抗が小さくなり、また加圧リング２４によりガイド
リング２１を加圧するときのガイドリング２１の挙動が
安定する。このことによって、研磨布に対するガイドリ
ング２１の加圧力をより正確にコントロールすることが
でき、トップリング１４とほぼ同じ加圧力で研磨布を加
圧することができ、ウェーハ１６の研磨加工において加
工量の均一性を保つことが可能となる。
円周上の複数箇所に取り付けられたリニアシャフト２２
とトッププレート１３に取り付けられたブッシュ２３か
らなるガイド手段Ｇにより移動自在に支持されている。
このリニアシャフト２２とブッシュ２３からなるガイド
手段Ｇは、図５に示した従来のトップリング４６の外周
面とガイドリング４７の内周面との間でガイドリング４
７を移動自在に支持する方式に対し、小さな隙間でガイ
ドリング２１を移動自在に支持することができる。な
お、ブッシュ２３として、図２に示したドライベアリン
グ２９やボールベアリング３０を用いれば、より小さな
力で安定してガイドリング２１を移動させることが可能
になる。そこで、ガイドリング２１を加圧するときの摺
動抵抗が小さくなり、また加圧リング２４によりガイド
リング２１を加圧するときのガイドリング２１の挙動が
安定する。このことによって、研磨布に対するガイドリ
ング２１の加圧力をより正確にコントロールすることが
でき、トップリング１４とほぼ同じ加圧力で研磨布を加
圧することができ、ウェーハ１６の研磨加工において加
工量の均一性を保つことが可能となる。
【００１８】図３は、ウェーハ１６のエッジ部近傍にお
ける残膜量の変化を示す図であり、（Ａ）は本発明のポ
リッシング装置、（Ｂ）は従来のポリッシング装置を用
いて研磨加工を行ったときを示す。図３（Ａ）と図３
（Ｂ）との比較から明らかなように、本発明のポリッシ
ング装置を用いるとウェーハ１６のエッジ部近傍におけ
る異常研磨を抑え、ウェーハ１６の研磨加工において加
工量の均一性を保つことができる。
ける残膜量の変化を示す図であり、（Ａ）は本発明のポ
リッシング装置、（Ｂ）は従来のポリッシング装置を用
いて研磨加工を行ったときを示す。図３（Ａ）と図３
（Ｂ）との比較から明らかなように、本発明のポリッシ
ング装置を用いるとウェーハ１６のエッジ部近傍におけ
る異常研磨を抑え、ウェーハ１６の研磨加工において加
工量の均一性を保つことができる。
【００１９】前述した実施の形態では、加圧流体による
ダイヤフラム２５の変形によって加圧リング２４を押圧
してガイドリング２１を加圧する加圧機構を用いた例を
示したが、本発明はこれに限らず加圧機構としてエアー
シリンダ、または電動アクチュエータなどを用いてガイ
ドリング２１を加圧することも可能であり、その配置・
構成も適宜に変更可能である。
ダイヤフラム２５の変形によって加圧リング２４を押圧
してガイドリング２１を加圧する加圧機構を用いた例を
示したが、本発明はこれに限らず加圧機構としてエアー
シリンダ、または電動アクチュエータなどを用いてガイ
ドリング２１を加圧することも可能であり、その配置・
構成も適宜に変更可能である。
【００２０】また前述した実施の形態では、それぞれリ
ング状に形成された加圧リング２４、ダイヤフラム２
５、圧力室２６を用いてガイドリング２１を加圧する例
を示したが、本発明はこれに限らずリニアシャフト２
２、ブッシュ２３と同様にトッププレート１３の円周上
の適宜な位置に配置した複数の加圧機構によりガイドリ
ング２１を加圧することも可能であり、その配置・構成
も適宜に変更可能である。
ング状に形成された加圧リング２４、ダイヤフラム２
５、圧力室２６を用いてガイドリング２１を加圧する例
を示したが、本発明はこれに限らずリニアシャフト２
２、ブッシュ２３と同様にトッププレート１３の円周上
の適宜な位置に配置した複数の加圧機構によりガイドリ
ング２１を加圧することも可能であり、その配置・構成
も適宜に変更可能である。
【００２１】
【発明の効果】以上述べたように本発明のポリッシング
装置は、ガイド手段によってガイドリングの摺動抵抗を
小さくし、また加圧機構がガイドリングを加圧するとき
のガイドリングの挙動を安定させることによって、被加
工物のエッジ部近傍の異常研磨領域を改善し、研磨加工
における加工量の均一性を向上させることができる。こ
のことにより、被加工物の面内において半導体チップ採
取の際、半導体チップを採取する有効面積が拡大される
ため、半導体デバイスの歩留まりの向上に貢献すること
ができる。
装置は、ガイド手段によってガイドリングの摺動抵抗を
小さくし、また加圧機構がガイドリングを加圧するとき
のガイドリングの挙動を安定させることによって、被加
工物のエッジ部近傍の異常研磨領域を改善し、研磨加工
における加工量の均一性を向上させることができる。こ
のことにより、被加工物の面内において半導体チップ採
取の際、半導体チップを採取する有効面積が拡大される
ため、半導体デバイスの歩留まりの向上に貢献すること
ができる。
【図１】本発明のポリッシング装置の実施の形態を示す
要部断面図。
要部断面図。
【図２】図１におけるガイド手段の構造を示す断面図で
あり、（Ａ）はリニアブッシュ、（Ｂ）はリニアボール
ブッシュを用いた例を示す。
あり、（Ａ）はリニアブッシュ、（Ｂ）はリニアボール
ブッシュを用いた例を示す。
【図３】ウェーハのエッジ部近傍における残膜量の変化
を示す図であり、（Ａ）は本発明のポリッシング装置、
（Ｂ）は従来のポリッシング装置を用いて研磨加工を行
ったときを示す。
を示す図であり、（Ａ）は本発明のポリッシング装置、
（Ｂ）は従来のポリッシング装置を用いて研磨加工を行
ったときを示す。
【図４】従来のポリッシング装置の一例を示す概略断面
図。
図。
【図５】従来のポリッシング装置を用いて研磨加工を行
ったときのウェーハのエッジ部近傍にかかる圧力の変化
を示す図。
ったときのウェーハのエッジ部近傍にかかる圧力の変化
を示す図。
１１ ポリッシングヘッド １２ 駆動軸 １３ トッププレート １４ トップリング １５ バッキングフィルム １６ ウェーハ（被加工物） １７ 空洞部 １８ 貫通孔 １９ 貫通孔 ２０ 給排気経路 ２１ ガイドリング ２２ リニアシャフト ２３ ブッシュ ２３ａ リニアブッシュ ２３ｂ リニアボールブッシュ ２４ 加圧リング ２５ ダイヤフラム ２６ 圧力室 ２７ 流体導入経路 ２８ 圧力調整装置 ２９ ドライベアリング ３０ ボールベアリング ４０ 駆動軸 ４１ ターンテーブル（定盤） ４２ 研磨布 ４３ ポリッシングヘッド ４４ ウェーハ（被加工物） ４５ バッキングフィルム ４６ トップリング ４７ ガイドリング ４８ 駆動軸 ４９ 研磨剤供給ノズル ５０ ドレッシングヘッド ５１ ドレッサ ５２ 駆動軸 ５３ ウェーハエッジ Ｇ ガイド手段
Claims (6)
- 【請求項１】 被加工物を保持するポリッシングヘッド
と、 このポリッシングヘッドに対向して配置され、前記ポリ
ッシングヘッドと相対運動を行い、表面に研磨布を有す
る定盤とを備え、 前記被加工物の表面を、前記研磨布に押し付けて前記被
加工物の表面の研磨を行うポリッシング装置において、 前記ポリッシングヘッドは、 前記定盤の表面に対向して配置されたトッププレート
と、 このトッププレートの下面に設けられ、前記被加工物を
吸着して保持する円板状のトップリングと、 このトップリングに保持された被加工物の外周に沿う様
に前記トッププレートの下面に配置され、前記被加工物
の飛び出しを防止するガイドリングと、 このガイドリングの上端円周上の複数箇所に取り付けら
れ、前記定盤の表面と垂直な方向に向けられたリニアシ
ャフト、及び前記トッププレートに取り付けられ前記リ
ニアシャフトを上下動自在に係合するブッシュとからな
る前記ガイドリングのガイド手段と、 前記トッププレートに設けられ、前記ガイドリングを前
記研磨布に対して加圧する加圧機構と、 を備えたことを特徴とするポリッシング装置。 - 【請求項２】 前記加圧機構にダイヤフラムを用いるこ
とを特徴とする請求項１に記載のポリッシング装置。 - 【請求項３】 前記ブッシュには、リニアブッシュを用
いることを特徴とする請求項１または２に記載のポリッ
シング装置。 - 【請求項４】 前記ブッシュには、リニアボールブッシ
ュを用いることを特徴とする請求項１または２に記載の
ポリッシング装置。 - 【請求項５】 前記リニアブッシュは、前記リニアシャ
フトとの摺動面にエンジニアリングプラスチックを用い
ることを特徴とする請求項３に記載のポリッシング装
置。 - 【請求項６】 前記リニアボールブッシュは、転動体に
ステンレスまたはセラミックスのうちのいずれかを用い
ることを特徴とする請求項４に記載のポリッシング装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000289822A JP2002103212A (ja) | 2000-09-25 | 2000-09-25 | ポリッシング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000289822A JP2002103212A (ja) | 2000-09-25 | 2000-09-25 | ポリッシング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002103212A true JP2002103212A (ja) | 2002-04-09 |
Family
ID=18773150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000289822A Pending JP2002103212A (ja) | 2000-09-25 | 2000-09-25 | ポリッシング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002103212A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009131946A (ja) * | 2007-10-29 | 2009-06-18 | Ebara Corp | 研磨装置 |
| CN103737479A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-04-23 | 上海华力微电子有限公司 | 研磨装置及利用该装置改善化学机械研磨均匀度的方法 |
| CN105364701A (zh) * | 2015-10-19 | 2016-03-02 | 上海华力微电子有限公司 | 研磨护圈磨损自动补偿装置以及补偿方法 |
-
2000
- 2000-09-25 JP JP2000289822A patent/JP2002103212A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009131946A (ja) * | 2007-10-29 | 2009-06-18 | Ebara Corp | 研磨装置 |
| CN103737479A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-04-23 | 上海华力微电子有限公司 | 研磨装置及利用该装置改善化学机械研磨均匀度的方法 |
| CN105364701A (zh) * | 2015-10-19 | 2016-03-02 | 上海华力微电子有限公司 | 研磨护圈磨损自动补偿装置以及补偿方法 |
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