JP2002283226A

JP2002283226A - 研磨装置

Info

Publication number: JP2002283226A
Application number: JP2001093578A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Kobayashi; 小林　　芳樹; Seishi Harada; 晴司原田; Tadashi Denda; 正伝田
Original assignee: ZEBIOSU KK; Mitsubishi Materials Silicon Corp; Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: ZEBIOSU KK; Disco Corp; Mitsubishi Materials Silicon Corp
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2001-03-28
Publication date: 2002-10-03
Anticipated expiration: 2021-03-28
Also published as: JP4060043B2

Abstract

(57)【要約】【課題】研磨中の研磨定盤の回転軸の振動を防止し、
この振動による半導体ウェーハの損傷などを低減させる
ウェーハ研磨装置を提供する。【解決手段】研磨定盤１１の軸受２２に、クロスロー
ラベアリング２５を組み込んでいるので、シリコンウェ
ーハＷの往復動研磨時、研磨定盤１１の回転軸１８に作
用するスラスト荷重とラジアル荷重とは、いずれもクロ
スローラベアリング２５が受ける。結果、長期間研磨し
ても、スラスト荷重を受けるベアリングとラジアル荷重
を受けるベアリングとの磨耗量は常に略同じとなる。よ
って、従来、両ベアリングの磨耗量の違いで発生してい
た研磨中の回転軸１８の振動を防止し、この振動による
シリコンウェーハＷの損傷などを低減することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は研磨装置、詳しく
は研磨定盤の軸受に組み込まれたスラスト荷重を受ける
ベアリングと、ラジアル荷重を受けるベアリングとの磨
耗量の違いによって生じる、研磨中の研磨定盤の回転軸
の振動を防ぐ半導体ウェーハの研磨装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】面取り後、エッチングが施されたシリコ
ンウェーハは、次の研磨工程で、シリコンウェーハの表
面に機械的化学的研磨が施される。ここで、研磨装置に
より、その表面が平滑で無歪の鏡面に仕上げられる。従
来、研磨装置として、上面に研磨布が張設された研磨定
盤と、研磨定盤の上方に対向して配置され、下面に１枚
のシリコンウェーハが所定の保持構造により保持された
研磨ヘッドとを備え、研磨時、この研磨ヘッドを定盤半
径方向へ往復動させる枚葉式研磨装置が知られている。
研磨定盤は、研磨布が展張される定盤本体を有してい
る。この定盤本体の下面の中心部には回転軸が垂設さ
れ、この回転軸を回転モータにより回転することで、研
磨布が定盤本体とともに回転する。

【０００３】研磨時には、研磨砥粒を含む研磨剤（スラ
リー）を、研磨布に供給しながら、シリコンウェーハを
研磨布の表面（研磨作用面）に、所定の相対回転速度お
よび所定の研磨圧で摺接させて研磨する。このとき、研
磨ヘッドを定盤半径方向へ往復動させ、シリコンウェー
ハの外周部の一部を研磨布の外部にはみ出させる。その
結果、研磨布のシリコンウェーハとの摺接面の全域にお
いて摩擦熱が均一化し、ウェーハ平坦度が高まる。

【０００４】ここで、図５の従来手段に係る研磨装置の
概略断面図を参照し、従来の研磨定盤の回転軸の軸受構
造を具体的に説明する。すなわち、図５に示すように、
従来の研磨装置１００には、上面に研磨布１０１が展張
された研磨定盤１０２と、研磨定盤１０２の上方に対向
して配置され、下面に１枚のシリコンウェーハＷが保持
された研磨ヘッド１０３とを備えている。研磨定盤１０
２は、主に定盤本体１０４と、この定盤本体１０４の回
転軸１０５を垂直状態で軸支する軸受１０６とから構成
されている。

【０００５】この軸受１０６には、定盤本体１０４の外
周部を下方から支持し、回転軸１０５に対するスラスト
荷重を受けるスラストベアリング１０７と、回転軸１０
５の軸線方向の上部に配置され、回転軸１０５へのラジ
アル荷重を受けるラジアルベアリング１０８とが組み込
まれている。このうち、ラジアルベアリング１０８は、
スラストベアリング１０７よりも回転軸１０５の半径方
向内側に配置され、回転軸１０５の外周面にベアリング
の内輪を接している。スラスト荷重は、主に定盤本体１
０４を介して、研磨ヘッド１０３から回転軸１０５に作
用する研磨圧であり、ラジアル荷重は、主にこの研磨ヘ
ッド１０３が研磨布１０１上で往復動する際、この往復
動に引きずられる定盤本体１０４を介して、回転軸１０
５に作用する力である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の研
磨装置１００にあっては、研磨定盤１０２の軸受１０６
の内部に、スラスト荷重を受けるベアリング（スラスト
ベアリング１０７）と、ラジアル荷重を受けるベアリン
グ（ラジアルベアリング１０８）とが、それぞれ単独で
組み込まれていた。そのため、長期間研磨を行っている
と、スラストベアリング１０７の磨耗量と、ラジアルベ
アリング１０８の磨耗量とに違いが発生し、研磨中に回
転軸１０５がガタつき、振動を起こしていた。これによ
り、シリコンウェーハＷの平坦度を低下させ、この振動
が激しくなれば、シリコンウェーハＷの研磨面を傷つけ
るおそれもあった。

【０００７】そこで、発明者は、鋭意研究の結果、従来
の研磨定盤の軸受に組み込まれた、スラストベアリング
とラジアルベアリングとの２個１組のベアリング構造に
代え、スラスト荷重とラジアル荷重とを同時に受けるク
ロスローラベアリングを採用すれば、このような回転軸
の振動を抑制できることを知見し、この発明を完成させ
た。また、特に往復動する１対の研磨ヘッドが搭載され
た研磨装置において、研磨定盤の軸線方向から視て、各
研磨ヘッドの往復動軌跡とそれぞれ重なる位置にクロス
ローラベアリングを配置し、各研磨ヘッドを往復動しな
がら研磨すれば、この往復動研磨時、研磨ヘッドから研
磨定盤に作用する研磨圧を、クロスローラベアリングに
よって良好に受けることができ、その結果、この往復動
研磨時、研磨ヘッドの移動方向に向かって下方傾斜する
研磨定盤の傾き量を低減することができることを知見
し、この発明を完成させた。

【０００８】

【発明の目的】この発明は、研磨中の研磨定盤の回転軸
の振動を防止し、この振動による半導体ウェーハの損傷
などを低減させることができる研磨装置を提供すること
を、その目的としている。また、この発明は、往復動研
磨時における研磨定盤の傾き量を低減させることがで
き、その結果、この研磨定盤の傾きを原因としたウェー
ハ平坦度の低下を防止することができる研磨装置を提供
することを、その目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、回転自在に設けられた研磨定盤と、この研磨定盤に
対向して配置され、この研磨定盤との対向面に半導体ウ
ェーハが保持される研磨ヘッドとを備えた研磨装置にお
いて、上記研磨定盤の回転軸が、クロスローラベアリン
グにより軸支された研磨装置である。

【００１０】この研磨装置は、半導体ウェーハを研磨ヘ
ッドに真空吸着する方式でも、半導体ウェーハを研磨ヘ
ッドにワックス接着するワックスマウント方式でもよ
い。または、水を含むバックパッドによって半導体ウェ
ーハを研磨ヘッドに保持するワックスレスマウント方式
でもよい。その他、研磨ヘッドを研磨定盤の上方に対向
して配置してもよいし、これとは上下を反対に配置して
もよい。さらに、研磨ヘッドと研磨定盤との軸線方向を
それぞれ水平方向とした縦型の研磨装置でもよい。研磨
布は、通常、研磨定盤の露出面のうち、研磨ヘッドとの
対向面に展張される。研磨布としては、例えば硬質ウレ
タンパッド、ＣｅＯ_２パッドなどが挙げられる。

【００１１】半導体ウェーハは、代表的なシリコンウェ
ーハ以外にも、例えばガリウム砒素ウェーハなど、各種
のウェーハを採用することができる。研磨ヘッドは、研
磨定盤との対向面に１枚の半導体ウェーハが保持される
枚葉式でも、多数枚の半導体ウェーハが一括して保持さ
れるバッチ式でもよい。また、この研磨ヘッドは、研磨
布の表面に沿って往復動する方式でもよいし、往復動し
ない方式でもよい。往復動する場合には、半導体ウェー
ハの外周部の一部を研磨布の外部にはみ出して研磨して
もよいし、そうでなくてもよい。研磨ヘッドの使用台数
は限定されない。１機でもよいし、複数機でもよい。

【００１２】定盤本体の素材は限定されない。ただし、
セラミックス、低膨張率の金属（合金を含む）、鋳鉄、
鉄鋼などが好ましい。軸受には、回転軸に作用するスラ
スト荷重とラジアル荷重とを同時に受けることができる
クロスローラベアリングが、１個または複数個組み込ま
れていればよい。クロスローラベアリングが複数個の場
合、それぞれのクロスローラベアリングを近接配置して
もよいし、互いに離反状態で配置してもよい。また、２
個以上の場合には、各クロスローラベアリングはそれぞ
れ同じ直径としてもよいし、異なる直径としてもよい。

【００１３】クロスローラベアリングの構造は限定され
ない。例えば、内輪と外輪との間において、多数個のロ
ーラを一括して回転自在に保持する環状の保持板を有す
るものでも、この保持板を有しないものでもよい。要
は、これらの内輪と外輪との間に、周方向へ向かって所
定個数置きに、隣り合うもの同士の軸線がそれぞれ交差
するように各ローラが配置されていればよい。研磨定盤
を駆動回転する手段には、例えば電動モータ、油圧モー
タなどが挙げられる。

【００１４】また、請求項２に記載の発明は、上記研磨
ヘッドを１対としこれらが往復動し、上記研磨定盤の軸
線方向から視て、環状の上記クロスローラベアリング
が、上記１対の研磨ヘッドの往復動軌跡とそれぞれ重な
る位置に配置されている請求項１に記載の研磨装置であ
る。クロスローラベアリングは、研磨定盤の軸線方向か
ら視て、１対の研磨ヘッドの往復動軌跡と一部分でも重
なっていればよい。

【００１５】ただし、各研磨ヘッドの往復動方向を、そ
れぞれクロスローラベアリングの接線方向とし、しかも
研磨定盤の回転軸と平行で、各研磨ヘッドの往復動中心
を通過する仮想線上にクロスローラベアリングを配置す
るようにすれば、１対の研磨ヘッドをクロスローラベア
リングの接線方向へ往復動しながら研磨する際、その往
復動研磨時の大半において、研磨ヘッドから研磨定盤に
作用する研磨圧を、その圧力方向に配置されたクロスロ
ーラベアリングにより受けることができる。これによ
り、クロスローラベアリングを１対の研磨ヘッドの各往
復動軌跡と重なる位置にそれぞれ配置した場合の中で
も、往復動研磨中の研磨定盤の傾き量をより低減するこ
とができる。研磨ヘッドを往復動させる往復動手段の構
造は限定されない。要は、研磨布に半導体ウェーハを接
触させた状態で、この研磨ヘッドを所定の往復動ストロ
ークで往復動させることができればよい。

【００１６】

【作用】この発明によると、半導体ウェーハの研磨時に
は、研磨布に研磨剤を供給し、回転手段により回転軸を
回転させることで定盤本体および研磨布を一体的に回転
させる一方、回転中の研磨布の研磨作用面に、研磨ヘッ
ドに保持された半導体ウェーハを所定圧力で摺接させ、
半導体ウェーハを研磨する。その際、必要により研磨ヘ
ッドを、この研磨作用面上で往復動させる。研磨定盤の
軸受には、クロスローラベアリングが配置されている。
これにより、研磨時に回転軸に作用するスラスト荷重と
ラジアル荷重とは、いずれもクロスローラベアリングが
受ける。その結果、長期間研磨を行っても、例えばスラ
ストベアリングとラジアルベアリングとを組み合わせた
従来の軸受の場合とは異なり、スラスト荷重を受けるベ
アリングと、ラジアル荷重を受けるベアリングとの磨耗
量が、常時、略同じになる。これにより、従来、両ベア
リングの磨耗量の違いによって発生していた研磨中の回
転軸の振動を防止し、この振動による半導体ウェーハの
損傷などを低減することができる。

【００１７】特に、請求項２に記載の発明によれば、環
状のクロスローラベアリングを、研磨定盤の軸線方向か
ら視て、１対の研磨ヘッドの往復動軌跡とそれぞれ重な
る位置に配置したので、往復動研磨時、研磨ヘッドから
研磨定盤に作用する研磨圧を、その圧力方向に配置され
たクロスローラベアリングの一部分によって受けること
ができる。その結果、この往復動研磨中の研磨定盤の傾
き量を低減させることができる。よって、この研磨定盤
の傾きを原因とした半導体ウェーハの平坦度の低下を防
止することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面を
参照して説明する。図１は、この発明の一実施例に係る
研磨装置の要部縦断面図である。図２は、この発明の一
実施例に係る研磨装置の研磨ヘッドの往復動状態を示す
概略平面図である。図３は、この発明の一実施例に係る
研磨装置に組み込まれたクロスローラベアリングの斜視
図である。図４は、この発明の一実施例に係る研磨装置
に組み込まれたクロスローラベアリングの要部拡大断面
図である。図１において、１０はこの発明の一実施例に
係る研磨装置であり、この研磨装置１０は、研磨定盤１
１と、これに対向して上方に配設され、各下面のウェー
ハ保持面に１枚のシリコンウェーハＷがそれぞれ真空吸
着される１対の研磨ヘッド１２，１２とを備えている。
研磨定盤１１の上面には、図示しない厚地のスポンジゴ
ムを介してポリウレタン製の研磨布１３が展張されてい
る。この研磨装置１０では、１対の研磨ヘッド１２，１
２の各シリコンウェーハＷを研磨布１３の研磨作用面に
摺接させたまま往復動することにより、各シリコンウェ
ーハＷの表面を１枚ずつ鏡面研磨する。

【００１９】図１および図２に示すように、研磨ヘッド
１２，１２は、後述する研磨定盤１１の回転軸１８を中
心とした対称位置にそれぞれ配置されている。これらの
研磨ヘッド１２，１２は、平面視して円形状のヘッド本
体１４，１４をそれぞれ有している。各ヘッド本体１
４，１４の下部には、ウェーハ保持面（下面）にシリコ
ンウェーハＷが真空吸着されるワークチャック１５，１
５がそれぞれ固着されている。また、各ヘッド本体１
４，１４の中央上部には、回転軸１６，１６がそれぞれ
立設されている。

【００２０】図示しない１対のエアシリンダのロッドを
出し入れすると、対応する回転軸１６，１６を介して、
研磨ヘッド１２，１２がそれぞれ垂直に昇降する。ま
た、図示しない１対の回転モータによって各対応する回
転軸１６，１６を回転させると、１対の研磨ヘッド１
２，１２がそれぞれ所定方向へ回転する。これらの研磨
ヘッド１２，１２は、図示しない往復動手段により所定
方向へ往復動する。その具体的な往復動方向は、後述す
るクロスローラベアリング２５の接線方向である。この
往復動時、それぞれの研磨ヘッド１２，１２は、互いの
移動方向が常に同じとなるように制御される。ただし、
各研磨ヘッド１２，１２の移動方向を、常時反対となる
ように制御してもよい。こうすれば、各研磨ヘッド１
２，１２からの研磨圧は、常に、研磨定盤１１の回転軸
１８を中心とした対称位置にそれぞれ作用することにな
る。その結果、クロスローラベアリング２５により、こ
れらの研磨ヘッド１２，１２からの研磨圧をバランス良
く受けることができ、往復動研磨中の研磨定盤１１の傾
き量をさらに低減することができる。

【００２１】次に、図１〜図４を参照して、研磨定盤１
１の構成を説明する。図１および図２に示すように、こ
の研磨定盤１１は、定盤本体１７と、この定盤本体１７
に展張される上記研磨布１３と、この定盤本体１７の下
面中央部に垂設された上記回転軸１８と、ジョイント１
９を介して、この回転軸１８を所定の回転速度で回転さ
せる回転モータ２０と、これらの回転軸１８、エアシリ
ンダおよび回転モータ２０がそれぞれ所定位置に固定さ
れる定盤架台２１と、この定盤架台２１の一部を構成す
る上枠部２１ａと上記定盤本体１７との間に取り付けら
れた軸受２２とを有している。以下、各構成要素を詳細
に説明する。

【００２２】定盤本体１７は、平面視して円形状の厚肉
な板材である。この定盤本体１７の下面外周部には、短
尺な円筒形状の内輪ハウジング２３が垂設されている。
内輪ハウジング２３に対する短尺な円筒形状の外輪ハウ
ジング２４は、上記上枠部２１ａに穿設された回転軸挿
通孔２１ｃの形成部分の周縁上に立設されている。これ
らの内輪ハウジング２３と外輪ハウジング２４との間
に、大径な上記クロスローラベアリング２５が組み込ま
れている。軸受２２は、主に、これらの内輪ハウジング
２３、外輪ハウジング２４およびクロスローラベアリン
グ２５によって構成されている。回転モータ２０は、定
盤架台２１の別の一部を構成する下枠部２１ｂに立設さ
れた門型のモータ取り付け枠２１ｄの上枠部分に垂設さ
れている。その出力軸２０ａは上向きで、その上端部が
回転軸挿通孔２１ｃの内部にゆとりをもって収納されて
いる。もちろん、この出力軸２０ａと連結される回転軸
１８の下端部も回転軸挿通孔２１ｃの内部に収納されて
いる。回転モータ２０により出力軸２０ａを回転する
と、ジョイント１９を介して回転軸１８が回転する。こ
れにより、クロスローラベアリング２５を介して、研磨
布１３とともに定盤本体１７が所定方向へ水平回転す
る。

【００２３】次に、図１および図３を参照して、上記ク
ロスローラベアリング２５を詳細に説明する。クロスロ
ーラベアリング２５は、回転軸１８に対して軸線方向か
ら作用するスラスト荷重と、この回転軸１８に対して軸
線方向に直交する方向から作用するラジアル荷重とを同
時に受ける特殊な構造のベアリングである。具体的に
は、内輪２５ａと、外輪２５ｂと、これらの間に配置さ
れる多数個のローラ２５ｃと、これらのローラ２５ｃを
一括して回転自在に保持する環状のスペーサリテーナ２
５ｄとを有している。外輪２５ｂは、その軸線方向の中
間位置で２分割されている。また、各ローラ２５ｃは、
隣接するもの同士が互いの軸線を交差するようにそれぞ
れ配列されている。スペーサリテーナ２５ｄは、厚肉
で、各ローラ２５ｃとの有効接触長さが長い保持リング
である。

【００２４】このように、隣接するローラ２５ｃ同士が
互いの軸線を交差して配列されているため、内輪２５ａ
または外輪２５ｂに作用する上記スラスト荷重やラジア
ル荷重は、それぞれの軸線方向が所定方向に向いた各ロ
ーラ２５ｃが受ける。また、スペーサリテーナ２５ｄに
よりそれぞれのローラ２５ｃを保持するため、従来の各
ローラを軸支する環状の薄い鉄板に比べて、各ローラ２
５ｃの有効接触長さが長くなり耐負荷性能も大きくな
り、ローラ２５ｃの倒れの防止効果が得られる。しか
も、クロスローラベアリング２５への負荷が増大した場
合でも、摩擦抵抗によるローラ２５ｃの円滑な回転が阻
害されるおそれは少ない。また、この一実施例では、ク
ロスローラベアリング２５と、上記１対の研磨ヘッド１
２，１２との間に、次の位置関係が存在する。すなわ
ち、各研磨ヘッド１２，１２の往復動方向が、それぞれ
クロスローラベアリング２５の接線方向で、しかも研磨
定盤１１の回転軸１８と平行で、各研磨ヘッド１２，１
２の往復動中心を通過する１対の仮想線ａ，ａ上に、ク
ロスローラベアリング２５が配置されている。それぞれ
の研磨ヘッド１２，１２の往復動中心とは、各研磨ヘッ
ド１２，１２の軸線の往復動軌跡の中間位置を意味す
る。

【００２５】次に、研磨装置１０によるシリコンウェー
ハＷの研磨方法を説明する。図１に示すように、研磨時
には、まず図示しない真空発生装置により発生した負圧
力により、各研磨ヘッド１２，１２のワークチャック１
５，１５のウェーハ保持面にシリコンウェーハＷをそれ
ぞれ真空吸着する。その後、定盤本体１７の表面に展張
された研磨布１３の中心部上に、図示しないスラリーノ
ズルを介して研磨剤を５リットル／分で供給する。この
研磨剤の供給を維持しながら、図示しない１対の回転モ
ータにより、対応する研磨ヘッド１２，１２を所定の回
転速度でそれぞれ回転する。さらに、図示しないエアシ
リンダの所定量のロッドの突出により研磨ヘッド１２，
１２を下降させ、各シリコンウェーハＷに所定の研磨圧
をそれぞれ作用させる。これらの研磨圧を維持して、各
シリコンウェーハＷの研磨面を研磨布１３の研磨作用面
に押し付ける。このときの具体的な押し付け位置は、前
述した１対の仮想線ａ，ａ上となる。これにより、それ
ぞれの押し付け位置の真下には、クロスローラベアリン
グ２５が存在する。

【００２６】しかも、図示しない往復動機構により、こ
れらの研磨ヘッド１２，１２は、クロスローラベアリン
グ２５の上記各対向する部分の接線方向へ向かってそれ
ぞれ往復動する（図２参照）。このとき、それぞれのシ
リコンウェーハＷの外周部の一部は研磨布１３の外部に
はみ出される。これにより、研磨定盤１１上で１対の研
磨ヘッド１２，１２がそれぞれ回転し、しかも各研磨ヘ
ッド１２，１２は前述した方向へ往復動しながら、それ
ぞれのシリコンウェーハＷが、研磨剤を保有した研磨布
１３によって表面研磨される。

【００２７】このように、クロスローラベアリング２５
を、１対の研磨ヘッド１２，１２の往復動軌跡とそれぞ
れ重なる位置に配置したので、研磨ヘッド１２，１２か
ら研磨定盤１１に作用する研磨圧を、その圧力方向に配
置されたクロスローラベアリング２５によって受けるこ
とができる。その結果、往復動研磨中の研磨定盤１１の
傾き量を低減させることができる。よって、このような
研磨定盤１１の傾きを原因としたシリコンウェーハＷの
平坦度の低下を防止することができる。しかも、各研磨
ヘッド１２，１２の往復動方向を、それぞれクロスロー
ラベアリング２５の接線方向とし、しかも研磨定盤１１
の回転軸１８と平行で、各研磨ヘッド１２，１２の往復
動中心を通過する１対の仮想線ａ，ａ上にクロスローラ
ベアリング２５を配置したので、１対の研磨ヘッド１
２，１２をクロスローラベアリング２５の接線方向へ往
復動しながら研磨する際、その往復動研磨時の大半にお
いて、研磨ヘッド１２，１２から研磨定盤１１に作用す
る研磨圧を、その圧力方向に配置されたクロスローラベ
アリング２５によって受けることができる。これによ
り、クロスローラベアリング２５を、１対の研磨ヘッド
１２，１２の往復動軌跡とそれぞれ重なる位置に配置し
た場合の中でも、往復動研磨中の研磨定盤１１の傾き量
をさらに低減することができる。

【００２８】また、往復動研磨中、回転軸１８には、１
対の研磨ヘッド１２，１２からのスラスト荷重と、１対
の研磨ヘッド１２，１２の往復動力などによるラジアル
荷重とが同時に作用する。これらのスラスト荷重とラジ
アル荷重とは、ともに軸受２２に組み込まれた１個のク
ロスローラベアリング２５が受ける。具体的には、上記
スラスト荷重は、クロスローラベアリング２５の全周に
おいて、外輪２５ｂと各ローラ２５ｃとの間の位置Ｐａ
の周辺で受ける（図２参照）。また、１対の研磨ヘッド
１２，１２の往復動に伴うラジアル荷重は、内輪２５ａ
におけるヘッド往復動方向の両側に該当する対抗位置Ｐ
ｂ，Ｐｂの周辺で受ける。その結果、長期間にわたって
研磨作業を行っても、例えば従来のスラストベアリング
とラジアルベアリングとを組み合わせた軸受の場合とは
異なり、スラスト荷重を受けるベアリングと、ラジアル
荷重を受けるベアリングとの磨耗量が、常時、略同じに
なる。そのため、研磨中の回転軸１８の振動を防止し、
この振動によるシリコンウェーハＷの平坦度の低下、シ
リコンウェーハＷの損傷などを低減させることができ
る。

【００２９】

【発明の効果】この発明によれば、回転軸の軸受に、従
来のスラストベアリングとラジアルベアリングとの２個
１組のベアリング構造に代え、スラスト荷重とラジアル
荷重とを同時に受けるクロスローラベアリングを組み込
んだため、研磨中の研磨定盤の回転軸の振動を防止し、
その振動による半導体ウェーハの損傷などを低減させる
ことができる。

【００３０】特に、請求項２の発明によれば、環状のク
ロスローラベアリングを、研磨定盤の軸線方向から視
て、１対の研磨ヘッドの往復動軌跡とそれぞれ重なる位
置に配置したので、研磨ヘッドを研磨布の研磨作用面上
で往復動しながら研磨する際、研磨ヘッドから研磨定盤
に作用する研磨圧を、その圧力方向に存在するクロスロ
ーラベアリングが受ける。これにより、この往復動研磨
中の研磨定盤の傾き量を低減させることができる。よっ
て、この傾きを原因とした半導体ウェーハの平坦度の低
下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る研磨装置の要部縦断
面図である。

【図２】この発明の一実施例に係る研磨装置の研磨ヘッ
ドの往復動状態を示す概略平面図である。

【図３】この発明の一実施例に係る研磨装置に組み込ま
れたクロスローラベアリングの斜視図である。

【図４】この発明の一実施例に係る研磨装置に組み込ま
れたクロスローラベアリングの要部拡大断面図である。

【図５】従来手段に係る研磨装置の概略断面図である。

【符号の説明】

１０研磨装置、１１研磨定盤、１２研磨ヘッド、１８回転軸、２２軸受、２５クロスローラベアリング、Ｗシリコンウェーハ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林芳樹埼玉県入間市中神508−２株式会社ゼビオス内 (72)発明者原田晴司東京都千代田区大手町１丁目５番１号三菱マテリアルシリコン株式会社内 (72)発明者伝田正東京都千代田区大手町１丁目５番１号三菱マテリアルシリコン株式会社内Ｆターム(参考） 3C034 BB06 CB08 3C058 AA07 AA16 CB02 DA12 DA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転自在に設けられた研磨定盤と、この研磨定盤に対向して配置され、この研磨定盤との対
向面に半導体ウェーハが保持される研磨ヘッドとを備え
た研磨装置において、上記研磨定盤の回転軸が、クロスローラベアリングによ
り軸支された研磨装置。
【請求項２】上記研磨ヘッドを１対としてこれらが往
復動し、上記研磨定盤の軸線方向から視て、環状の上記クロスロ
ーラベアリングが、上記１対の研磨ヘッドの往復動軌跡
とそれぞれ重なる位置に配置されている請求項１に記載
の研磨装置。