JP2021045806A - Polishing device - Google Patents

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JP2021045806A JP2019168848A JP2019168848A JP2021045806A JP 2021045806 A JP2021045806 A JP 2021045806A JP 2019168848 A JP2019168848 A JP 2019168848A JP 2019168848 A JP2019168848 A JP 2019168848A JP 2021045806 A JP2021045806 A JP 2021045806A
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友哉 中谷
Tomoya Nakatani
友哉 中谷
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株式会社ディスコ
Disco Abrasive Syst Ltd
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Abstract

To provide a polishing device which makes it easy to control a polishing profile (the distribution of a polishing quantity) by changing pressure for pressing a wafer by a place of the wafer in polishing time.SOLUTION: A polishing device has a rotatable holding table 41 for holding a wafer 10, platens 36, 38 arranged on the tip of a spindle 34 and a polishing pad 6 fixed to the platens 36, 38 and polishing the wafer 10 held by the holding table 41. The platens 36, 38 are divided into at least two in a concentric circular shape, and are separately controlled in pressure pressed toward the wafer 10. Thus, a desired polishing profile of the wafer 10 can be obtained.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、研磨装置に関する。 The present invention relates to a polishing apparatus.
所望の厚さに研削加工された半導体ウエーハなどのウエーハは、研削工程で生じた切削屑を除去したり、破砕層を除去することで抗折強度を上げたりするために、ウエーハの裏面を研磨装置で研磨することが知られている(例えば、特許文献1、2及び3参照)。具体的には、特許文献1では、荒加工用砥石の外周側に仕上げ加工用砥石を配置し、荒加工用砥石を支持する主軸と仕上げ加工用砥石を支持する主軸とを別に設定している。これにより、被加工物の表面粗さを均一にすることができる。また、特許文献2では、複数のエアバッグを有するトップリングを用いて、研磨面の箇所における圧力を変えている。特許文献3では、研削工具を内周側に配置し研削工具の外周側に研磨パッドを配置している。 Wafers such as semiconductor wafers that have been ground to a desired thickness polish the back surface of the wafer in order to remove cutting chips generated in the grinding process and to increase the bending resistance by removing the crushing layer. It is known to polish with an apparatus (see, for example, Patent Documents 1, 2 and 3). Specifically, in Patent Document 1, a finishing grindstone is arranged on the outer peripheral side of the roughing grindstone, and a spindle for supporting the roughing grindstone and a spindle for supporting the finishing grindstone are set separately. .. As a result, the surface roughness of the work piece can be made uniform. Further, in Patent Document 2, a top ring having a plurality of airbags is used to change the pressure at the polished surface. In Patent Document 3, the grinding tool is arranged on the inner peripheral side and the polishing pad is arranged on the outer peripheral side of the grinding tool.
特開昭63−62650号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-62650 特表2008−528300号公報Special Table 2008-528300 特開2018−1290号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-1290
ウエーハ全面が研磨パッドに押圧される研磨方法において、ウエーハの面内で研磨プロファイル(研磨量の分布)をコントロールすることが困難であるという課題が有った。 In the polishing method in which the entire surface of the wafer is pressed against the polishing pad, there is a problem that it is difficult to control the polishing profile (distribution of polishing amount) in the surface of the wafer.
そこで、本願発明は、研磨時にウエーハを押圧する圧力をウエーハの箇所によって変えて研磨プロファイル(研磨量の分布)をコントロールすることが容易となる研磨装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a polishing apparatus that makes it easy to control a polishing profile (distribution of polishing amount) by changing the pressure for pressing a wafer during polishing depending on the location of the wafer.
前述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の研磨装置は、ウエーハを保持する回転可能な保持テーブルと、スピンドルの先端に設けられるプラテンと、該プラテンに固定され、該保持テーブルに保持されたウエーハを研磨する研磨パッドと、を備え、該プラテンは、同心円状に少なくとも二つ以上に分割され、該ウエーハに向けて押圧される圧力が別々に制御される。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the polishing apparatus of the present invention comprises a rotatable holding table for holding a wafer, a platen provided at the tip of a spindle, and a platen fixed to the holding table. The platen is concentrically divided into at least two or more, and the pressure pressed toward the wafer is separately controlled.
前述した研磨装置において、該研磨パッドは、該プラテンの境界部に該当する位置で分割されていてもよい。 In the above-mentioned polishing apparatus, the polishing pad may be divided at a position corresponding to the boundary portion of the platen.
本願発明によれば、ウエーハの箇所によって研磨時の圧力を変えて研磨プロファイルをコントロールすることが容易となる研磨装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a polishing apparatus that makes it easy to control the polishing profile by changing the pressure at the time of polishing depending on the location of the wafer.
図1は、実施形態1に係る研磨装置の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of the polishing apparatus according to the first embodiment. 図2は、図1の研磨ユニットの断面図であり、インナーパッドとアウターパッドの圧力が均等な状態を示す図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the polishing unit of FIG. 1, which shows a state in which the pressures of the inner pad and the outer pad are equal. 図3は、図2のインナーパッドとアウターパッドとウエーハとを上側から重ねて見た状態を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic view showing a state in which the inner pad, the outer pad, and the wafer of FIG. 2 are overlapped and viewed from above. 図4は、1つのパッドでウエーハを研磨する態様を示す比較例において、パッドとウエーハとを上側から重ねて見た状態を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic view showing a state in which a pad and a wafer are viewed from above in a comparative example showing a mode in which a wafer is polished with one pad. 図5は、インナーパッドのみでウエーハを所定圧で所定時間研磨した場合のウエーハの研磨プロファイルを示す模式図である。FIG. 5 is a schematic view showing a polishing profile of a wafer when the wafer is polished at a predetermined pressure for a predetermined time using only the inner pad. 図6は、アウターパッドのみでウエーハを所定圧で所定時間研磨した場合のウエーハの研磨プロファイルを示す模式図である。FIG. 6 is a schematic view showing a polishing profile of a wafer when the wafer is polished at a predetermined pressure for a predetermined time using only the outer pad. 図7は、図2に示す、インナーパッドとアウターパッドの圧力が均等な状態で生じるウエーハの研磨プロファイルを示す模式図である。FIG. 7 is a schematic view showing a polishing profile of a wafer, which is shown in FIG. 2 and is generated in a state where the pressures of the inner pad and the outer pad are equal. 図8は、図1の研磨ユニットの断面図であり、アウターパッドの圧力がインナーパッドよりも高い状態を示す図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of the polishing unit of FIG. 1, showing a state in which the pressure of the outer pad is higher than that of the inner pad. 図9は、図8に示す、アウターパッドの圧力がインナーパッドよりも高い状態で生じるウエーハの研磨プロファイルを示す模式図である。FIG. 9 is a schematic view showing a polishing profile of a wafer, which is shown in FIG. 8 and occurs when the pressure of the outer pad is higher than that of the inner pad. 図10は、図1の研磨ユニットの断面図であり、インナーパッドの圧力がアウターパッドよりも高い状態を示す図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of the polishing unit of FIG. 1, which shows a state in which the pressure of the inner pad is higher than that of the outer pad. 図11は、図10に示す、インナーパッドの圧力がアウターパッドよりも高い状態で生じるウエーハの研磨プロファイルを示す模式図である。FIG. 11 is a schematic view showing a polishing profile of a wafer, which is shown in FIG. 10 and occurs when the pressure of the inner pad is higher than that of the outer pad. 図12は、実施形態2に係る研磨装置の研磨ユニットの断面図であり、インナーパッドとアウターパッドの圧力が均等な状態を示す図である。FIG. 12 is a cross-sectional view of a polishing unit of the polishing apparatus according to the second embodiment, showing a state in which the pressures of the inner pad and the outer pad are equal. 図13は、図12に示す、インナーパッドとアウターパッドの圧力が均等な状態で生じるウエーハの研磨プロファイルを示す模式図である。FIG. 13 is a schematic view showing a polishing profile of a wafer, which is shown in FIG. 12 and is generated in a state where the pressures of the inner pad and the outer pad are equal. 図14は、実施形態2に係る研磨装置の研磨ユニットの断面図であり、アウターパッドの圧力がインナーパッドよりも高い状態を示す図である。FIG. 14 is a cross-sectional view of a polishing unit of the polishing apparatus according to the second embodiment, showing a state in which the pressure of the outer pad is higher than that of the inner pad. 図15は、図14に示す、アウターパッドの圧力がインナーパッドよりも高い状態で生じるウエーハの研磨プロファイルを示す模式図である。FIG. 15 is a schematic view showing a polishing profile of a wafer, which is shown in FIG. 14 and occurs when the pressure of the outer pad is higher than that of the inner pad. 図16は、実施形態2に係る研磨装置の研磨ユニットの断面図であり、インナーパッドの圧力がアウターパッドよりも高い状態を示す図である。FIG. 16 is a cross-sectional view of a polishing unit of the polishing apparatus according to the second embodiment, showing a state in which the pressure of the inner pad is higher than that of the outer pad. 図17は、図16に示す、インナーパッドの圧力がアウターパッドよりも高い状態で生じるウエーハの研磨プロファイルを示す模式図である。FIG. 17 is a schematic view showing a polishing profile of a wafer, which is shown in FIG. 16 and occurs when the pressure of the inner pad is higher than that of the outer pad.
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。 An embodiment (embodiment) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the contents described in the following embodiments. In addition, the components described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Further, the configurations described below can be combined as appropriate. In addition, various omissions, substitutions or changes of the configuration can be made without departing from the gist of the present invention.
〔実施形態1〕
[研磨装置の構成]
まず、実施形態1に係る研磨装置の構成について説明する。図1は、実施形態1に係る研磨装置の斜視図である。図2は、図1の研磨ユニットの断面図であり、インナーパッドとアウターパッドの圧力が均等な状態を示す図である。図3は、図2のインナーパッドとアウターパッドとウエーハとを上側から重ねて見た状態を示す模式図である。図4は、1つのパッドでウエーハを研磨する態様を示す比較例において、パッドとウエーハとを上側から重ねて見た状態を示す模式図である。
[Embodiment 1]
[Structure of polishing equipment]
First, the configuration of the polishing apparatus according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a perspective view of the polishing apparatus according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the polishing unit of FIG. 1, which shows a state in which the pressures of the inner pad and the outer pad are equal. FIG. 3 is a schematic view showing a state in which the inner pad, the outer pad, and the wafer of FIG. 2 are overlapped and viewed from above. FIG. 4 is a schematic view showing a state in which a pad and a wafer are viewed from above in a comparative example showing a mode in which a wafer is polished with one pad.
図1及び図2に示すように、研磨装置1は、ベース2と、研磨ユニット3と、保持テーブル機構4と、研磨パッド6と、を備える。 As shown in FIGS. 1 and 2, the polishing apparatus 1 includes a base 2, a polishing unit 3, a holding table mechanism 4, and a polishing pad 6.
ベース2は、前後方向(Y軸方向)に延びており、後側の端部から上方向(Z軸方向)に向けてコラム21が延びている。コラム21には、上下方向(Z軸方向)に延びる一対のガイドレール22が固定されている。また、コラム21には、加工ユニット送り機構52が設けられる。加工ユニット送り機構52は、ボールねじ48と、パルスモータ50と、スライド体33と、支持部材32と、を備える。スライド体33と支持部材32とは一体になっており、支持部材32は後述する研磨ユニット3を支持している。従って、パルスモータ50は、その駆動によってボールねじ48を回転させ、スライド体33及び支持部材32を介して研磨ユニット3を上下方向(Z軸方向)に移動させる。 The base 2 extends in the front-rear direction (Y-axis direction), and the column 21 extends upward (Z-axis direction) from the rear end portion. A pair of guide rails 22 extending in the vertical direction (Z-axis direction) are fixed to the column 21. Further, the column 21 is provided with a processing unit feed mechanism 52. The processing unit feed mechanism 52 includes a ball screw 48, a pulse motor 50, a slide body 33, and a support member 32. The slide body 33 and the support member 32 are integrated, and the support member 32 supports the polishing unit 3 described later. Therefore, the pulse motor 50 rotates the ball screw 48 by its drive, and moves the polishing unit 3 in the vertical direction (Z-axis direction) via the slide body 33 and the support member 32.
研磨ユニット3は、スピンドルハウジング31と、スピンドル34と、モータ35と、インナーパッドのプラテン36と、シリンダユニット37と、アウターパッドのプラテン38と、研磨パッド6と、エア供給部161と、スラリー供給部162と、圧力検出手段163と、を備える。スピンドルハウジング31は、上部の内方に、モータ35を収容する収容空間311を有する。モータ35は、軸体351と、コイル352とを有する。具体的には、軸体351の外周側に、コイル352が円筒状に配置される。 The polishing unit 3 includes a spindle housing 31, a spindle 34, a motor 35, an inner pad platen 36, a cylinder unit 37, an outer pad platen 38, a polishing pad 6, an air supply unit 161 and a slurry supply. A unit 162 and a pressure detecting means 163 are provided. The spindle housing 31 has an accommodation space 311 for accommodating the motor 35 inside the upper portion. The motor 35 has a shaft body 351 and a coil 352. Specifically, the coil 352 is arranged in a cylindrical shape on the outer peripheral side of the shaft body 351.
スピンドル34は、下側の太径部341と、上側の小径部342と、を有する。軸体351は、小径部342に固定されている。インナーパッドのプラテン36は、スピンドル34の太径部341の下端に固定されている。モータ35に電力が印加されると、コイル352に対して、軸体351及びスピンドル34と共にプラテン36が回転する。 The spindle 34 has a lower large diameter portion 341 and an upper small diameter portion 342. The shaft body 351 is fixed to the small diameter portion 342. The platen 36 of the inner pad is fixed to the lower end of the large diameter portion 341 of the spindle 34. When electric power is applied to the motor 35, the platen 36 rotates with respect to the coil 352 together with the shaft body 351 and the spindle 34.
シリンダユニット37は、シリンダハウジング371と、ピストン372と、ピストンロッド373と、第1のエア供給路374と、第2のエア供給路375と、第1空気室376と、第2空気室377と、を備える。シリンダハウジング371は、内部に、ピストン372よりも上側の第1空気室376と、ピストン372よりも下側の第2空気室377と、を有する。 The cylinder unit 37 includes a cylinder housing 371, a piston 372, a piston rod 373, a first air supply path 374, a second air supply path 375, a first air chamber 376, and a second air chamber 377. , Equipped with. The cylinder housing 371 has, inside, a first air chamber 376 above the piston 372 and a second air chamber 377 below the piston 372.
ピストンロッド373は、アウターパッドのプラテン38を固定している。プラテン38は、径方向外側の外周部381と、外周部381の径方向内側の内周部382と、を有する。内周部382は、外周部381よりも上側(Z軸方向)に位置する円盤形状である。外周部381は、下面385と、上面386と、外周側面383と、内周側面384と、を有する。内周部382は、下面387と、上面388と、内周側面389と、を有する。内周部382の内方に、インナーパッドのプラテン36が収容される。 The piston rod 373 fixes the platen 38 of the outer pad. The platen 38 has an outer peripheral portion 381 on the outer side in the radial direction and an inner peripheral portion 382 on the inner side in the radial direction of the outer peripheral portion 381. The inner peripheral portion 382 has a disk shape located above the outer peripheral portion 381 (in the Z-axis direction). The outer peripheral portion 381 has a lower surface 385, an upper surface 386, an outer peripheral side surface 383, and an inner peripheral side surface 384. The inner peripheral portion 382 has a lower surface 387, an upper surface 388, and an inner peripheral side surface 389. The platen 36 of the inner pad is housed inside the inner peripheral portion 382.
インナーパッドのプラテン36は、外周面363と、上面362と、下面361と、を有する。インナーパッドのプラテン36の外周面363は、アウターパッドの内周側面384と摺接可能である。プラテン36の上面362は、アウターパッドの下面387と当接可能である。アウターパッドのプラテン38における下面385と下面387との上下方向の距離は、インナーパッドのプラテン36の厚さよりも大きい。アウターパッドのプラテン38の下面385及びインナーパッドのプラテン36の下面361には、円盤形状の研磨パッド6が固定されている。 The platen 36 of the inner pad has an outer peripheral surface 363, an upper surface 362, and a lower surface 361. The outer peripheral surface 363 of the platen 36 of the inner pad can be slidably contacted with the inner peripheral side surface 384 of the outer pad. The upper surface 362 of the platen 36 is in contact with the lower surface 387 of the outer pad. The vertical distance between the lower surface 385 and the lower surface 387 of the outer pad platen 38 is larger than the thickness of the inner pad platen 36. A disk-shaped polishing pad 6 is fixed to the lower surface 385 of the platen 38 of the outer pad and the lower surface 361 of the platen 36 of the inner pad.
また、ピストンロッド373の下端は、アウターパッドのプラテン38に固定されている。従って、エア供給部161から第1のエア供給路374を介して第1空気室376に空気が供給されると、ピストン372が下側に向けて押し下げられるため、ピストンロッド373及びアウターパッドのプラテン38が下方に移動し研磨パッド6を介してウエーハ10を下側に向けて押圧する。なお、アウターパッドのプラテン38及びインナーパッドのプラテン36は、スピンドル34の先端(下端)に設けられている。 Further, the lower end of the piston rod 373 is fixed to the platen 38 of the outer pad. Therefore, when air is supplied from the air supply unit 161 to the first air chamber 376 via the first air supply path 374, the piston 372 is pushed down downward, so that the platen of the piston rod 373 and the outer pad 38 moves downward and presses the wafer 10 downward through the polishing pad 6. The platen 38 of the outer pad and the platen 36 of the inner pad are provided at the tip (lower end) of the spindle 34.
図2の状態では、インナーパッドのプラテン36の下面361と、アウターパッドのプラテン38の下面385とが、上下方向(Z軸方向)で同一の高さに位置し、下面361と下面385とが面一の状態である。この場合、インナーパッドのプラテン36が研磨パッド6を介してウエーハ10を押圧する圧力は、アウターパッドのプラテン38が研磨パッド6を介してウエーハ10を押圧する圧力と均等になる。このように、アウターパッドのプラテン38が研磨パッド6を介してウエーハ10を押圧する圧力はシリンダユニット37で制御される。即ち、インナーパッドのプラテン36の下面361に対して、アウターパッドのプラテン38の下面385の上下方向の位置によって、アウターパッドのプラテン38が研磨パッド6を介してウエーハ10を押圧する圧力が制御される。 In the state of FIG. 2, the lower surface 361 of the platen 36 of the inner pad and the lower surface 385 of the platen 38 of the outer pad are located at the same height in the vertical direction (Z-axis direction), and the lower surface 361 and the lower surface 385 are located at the same height. It is in a flush state. In this case, the pressure at which the platen 36 of the inner pad presses the wafer 10 through the polishing pad 6 becomes equal to the pressure at which the platen 38 of the outer pad presses the wafer 10 through the polishing pad 6. In this way, the pressure at which the platen 38 of the outer pad presses the wafer 10 via the polishing pad 6 is controlled by the cylinder unit 37. That is, the pressure of the platen 38 of the outer pad pressing the wafer 10 through the polishing pad 6 is controlled by the vertical position of the lower surface 385 of the platen 38 of the outer pad with respect to the lower surface 361 of the platen 36 of the inner pad. To.
図1,2に示すように、保持テーブル機構4は、保持テーブル41と、保持テーブル支持台42と、蛇腹43と、を有する。ベース2の上面は凹部23を有し、保持テーブル機構4が凹部23に位置している。保持テーブル41は、ウエーハ10を吸引、保持した状態で回転可能である。上下方向(Z軸方向)に延びる支持軸44が、保持テーブル41の下面における径方向中央部に固定されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the holding table mechanism 4 has a holding table 41, a holding table support 42, and a bellows 43. The upper surface of the base 2 has a recess 23, and the holding table mechanism 4 is located in the recess 23. The holding table 41 can rotate while sucking and holding the wafer 10. A support shaft 44 extending in the vertical direction (Z-axis direction) is fixed to a radial center portion on the lower surface of the holding table 41.
支持軸44は、モータ等の回転駆動源(不図示)に連結されており、上下方向(Z軸方向)に概ね平行な回転軸45を中心として回転する。保持テーブル41の上面は、ウエーハ10を保持する保持面46となっている。この保持面46は、X軸方向及びY軸方向(割り出し送り方向)に対して概ね平行に延びる面であり、保持テーブル41の内部に形成された流路(不図示)等を通じて吸引源(不図示)に接続されている。これにより、保持面46は、ウエーハ10を吸引、保持することができる。 The support shaft 44 is connected to a rotation drive source (not shown) such as a motor, and rotates about a rotation shaft 45 substantially parallel to the vertical direction (Z-axis direction). The upper surface of the holding table 41 is a holding surface 46 for holding the wafer 10. The holding surface 46 is a surface extending substantially parallel to the X-axis direction and the Y-axis direction (indexing feed direction), and is a suction source (not shown) through a flow path (not shown) formed inside the holding table 41. It is connected to (shown). As a result, the holding surface 46 can suck and hold the wafer 10.
保持テーブル支持台42は、支持軸44が貫通する貫通孔(不図示)を有し、貫通孔に支持軸44が挿入された状態で保持テーブル41が保持テーブル支持台42の上に設けられる。蛇腹43が、保持テーブル支持台42の前後(Y軸方向)に設けられる。また、保持テーブル41は、図示しない移動機構により、被加工物着脱位置11と、研磨ユニット3の下側に位置する研磨位置12と、の間で前後方向(Y軸方向)に移動される。オペレータが加工条件等を入力する操作パネル55が、ベース2の上面の前部に設けられている。 The holding table support 42 has a through hole (not shown) through which the support shaft 44 penetrates, and the holding table 41 is provided on the holding table support 42 with the support shaft 44 inserted in the through hole. The bellows 43 are provided in the front-rear direction (Y-axis direction) of the holding table support base 42. Further, the holding table 41 is moved in the front-rear direction (Y-axis direction) between the workpiece attachment / detachment position 11 and the polishing position 12 located below the polishing unit 3 by a moving mechanism (not shown). An operation panel 55 for the operator to input machining conditions and the like is provided on the front portion of the upper surface of the base 2.
スラリー供給部162は、研磨パッド6とウエーハ10との間にスラリーを供給する。スラリーが送給可能な貫通孔(不図示)が、インナーパッドのプラテン36における径方向中央部に設けられている。また、研磨パッド6の下面65は、ウエーハ10と接触してウエーハ10を研磨する面であり、下面65には、図示しない溝が形成されている。スラリーは、スラリー供給部162から、インナーパッドのプラテン36における貫通孔を介して、研磨パッド6の下面65の溝に送られる。 The slurry supply unit 162 supplies the slurry between the polishing pad 6 and the wafer 10. A through hole (not shown) through which the slurry can be fed is provided in the radial center portion of the platen 36 of the inner pad. Further, the lower surface 65 of the polishing pad 6 is a surface for polishing the wafer 10 in contact with the wafer 10, and a groove (not shown) is formed on the lower surface 65. The slurry is sent from the slurry supply unit 162 to the groove on the lower surface 65 of the polishing pad 6 through the through hole in the platen 36 of the inner pad.
圧力検出手段163は、例えば、図示しない圧力センサを備え、インナーパッドのプラテン36が研磨パッド6を介してウエーハ10を押圧する圧力を検出する。圧力センサは、例えば、図2に示すモータ35の軸体351と、スピンドルハウジング31の収容空間311の底面312との間に配置され、インナーパッドのプラテン36が研磨パッド6を介してウエーハ10に接触した際に作用する下方向(−Z方向)への圧力(押圧荷重)を検出する。 The pressure detecting means 163 includes, for example, a pressure sensor (not shown), and detects the pressure at which the platen 36 of the inner pad presses the wafer 10 through the polishing pad 6. The pressure sensor is arranged, for example, between the shaft body 351 of the motor 35 shown in FIG. 2 and the bottom surface 312 of the accommodation space 311 of the spindle housing 31, and the platen 36 of the inner pad is attached to the wafer 10 via the polishing pad 6. The downward pressure (pressing load) acting on the contact is detected.
[研磨装置による研磨の手順]
以上の構成を有する研磨装置1による研磨の手順を説明する。まず、図示しない搬送手段は、図1に示す被加工物着脱位置11で保持テーブル41の保持面46にウエーハ10を載置して吸引、保持させる。こののち、保持テーブル41は、後側(+Y方向)に向けて研磨位置12まで移動する。次いで、パルスモータ50が駆動すると、ボールねじ48が回転し、スライド体33及び支持部材32を介して研磨ユニット3が下方(−Z方向)に移動する。そして、図2に示すように、研磨パッド6が保持テーブル41の保持面46上のウエーハ10を押圧した状態で、保持テーブル41が回転軸45を中心として回転することにより、ウエーハ10が研磨される。ここで、インナーパッドのプラテン36が研磨パッド6を介してウエーハ10を押圧する圧力と、アウターパッドのプラテン38が研磨パッド6を介してウエーハ10を押圧する圧力とを別々の値に制御することができる。これらの圧力の制御については、詳細に後述する。
[Procedure for polishing with a polishing device]
The procedure of polishing by the polishing apparatus 1 having the above configuration will be described. First, in the transport means (not shown), the wafer 10 is placed on the holding surface 46 of the holding table 41 at the workpiece attachment / detachment position 11 shown in FIG. 1 to suck and hold the wafer 10. After that, the holding table 41 moves to the polishing position 12 toward the rear side (+ Y direction). Next, when the pulse motor 50 is driven, the ball screw 48 rotates, and the polishing unit 3 moves downward (in the −Z direction) via the slide body 33 and the support member 32. Then, as shown in FIG. 2, the wafer 10 is polished by the holding table 41 rotating about the rotation shaft 45 while the polishing pad 6 presses the wafer 10 on the holding surface 46 of the holding table 41. To. Here, the pressure at which the platen 36 of the inner pad presses the wafer 10 through the polishing pad 6 and the pressure at which the platen 38 of the outer pad presses the wafer 10 through the polishing pad 6 are controlled to different values. Can be done. The control of these pressures will be described in detail later.
なお、図2に示すように、スピンドル34の中心軸340と、インナーパッドのプラテン36の中心軸360と、アウターパッドのプラテン38の中心軸380と、は全て同軸に配置される。即ち、図3に示すように、インナーパッドのプラテン36と、アウターパッドのプラテン38とは、中心軸360,380を中心として同心円状に2つに分割されている。図3において、プラテン36の直径102は、ウエーハ10の半径101と同一である。また、中心軸360,380を通る直線とプラテン36の外周面363との交点を交点104とし、プラテン38の外周側面383との交点を交点105とする。これらの交点104と交点105とを結ぶ線分103の長さと、ウエーハ10の半径101と、インナーパッドのプラテン36の直径102とは、全て同一である。これに対して、図4に示すように、1つのパッド138でウエーハを研磨する態様を示す比較例では、ウエーハ10の直径よりもパッド138の直径が大きい。例えば、パッド138の直径は、ウエーハ10の直径の1.5倍である。 As shown in FIG. 2, the central axis 340 of the spindle 34, the central axis 360 of the platen 36 of the inner pad, and the central axis 380 of the platen 38 of the outer pad are all arranged coaxially. That is, as shown in FIG. 3, the platen 36 of the inner pad and the platen 38 of the outer pad are concentrically divided into two about the central axes 360 and 380. In FIG. 3, the diameter 102 of the platen 36 is the same as the radius 101 of the wafer 10. Further, the intersection of the straight line passing through the central axes 360 and 380 and the outer peripheral surface 363 of the platen 36 is set as the intersection 104, and the intersection of the straight line passing through the central axes 360 and 380 with the outer peripheral side surface 383 of the platen 38 is set as the intersection 105. The length of the line segment 103 connecting these intersections 104 and 105, the radius 101 of the wafer 10, and the diameter 102 of the platen 36 of the inner pad are all the same. On the other hand, as shown in FIG. 4, in the comparative example showing the mode of polishing the wafer with one pad 138, the diameter of the pad 138 is larger than the diameter of the wafer 10. For example, the diameter of the pad 138 is 1.5 times the diameter of the wafer 10.
[インナーパッド及びアウターパッドによる圧力の調整方法及び制御手順]
次に、インナーパッド及びアウターパッドによる圧力制御方法を簡単に説明する。前述したように、モータ35でインナーパッドのZ軸方向の位置を変えることで、インナーパッドによるウエーハ10への圧力が変わり、圧力検出手段163がインナーパッドの圧力を検出する。シリンダユニット37へ供給する空気のエア圧を変えることで、アウターパッドによるウエーハ10への圧力が変わる。
[Pressure adjustment method and control procedure using inner pad and outer pad]
Next, a pressure control method using the inner pad and the outer pad will be briefly described. As described above, by changing the position of the inner pad in the Z-axis direction with the motor 35, the pressure of the inner pad on the wafer 10 changes, and the pressure detecting means 163 detects the pressure of the inner pad. By changing the air pressure of the air supplied to the cylinder unit 37, the pressure of the outer pad on the wafer 10 is changed.
ここで、アウターパッドの圧力の制御手順を簡単に説明する。まず、最初に保持テーブル41の保持面46の上に圧力を測るためのシートが敷かれた状態とし、シリンダユニット37へ供給される空気のエア圧が所定のエア圧に設定され、その所定のエア圧でアウターパッドがシートを押圧し、シートにかかる圧力を検出する。複数の所定のエア圧のそれぞれに対してシートにかかる圧力を検出することにより、シリンダユニット37へ供給する空気のエア圧とシートにかかる圧力との相関関係を取得することができる。その後は、エア圧を変えることで、アウターパッドによるウエーハ10への圧力を変更する。 Here, the procedure for controlling the pressure of the outer pad will be briefly described. First, a sheet for measuring pressure is laid on the holding surface 46 of the holding table 41, and the air pressure of the air supplied to the cylinder unit 37 is set to a predetermined air pressure, and the predetermined air pressure is set. The outer pad presses the seat with air pressure and detects the pressure applied to the seat. By detecting the pressure applied to the seat for each of the plurality of predetermined air pressures, it is possible to obtain the correlation between the air pressure of the air supplied to the cylinder unit 37 and the pressure applied to the seat. After that, the pressure on the wafer 10 by the outer pad is changed by changing the air pressure.
[インナーパッド及びアウターパッドによる研磨プロファイル]
図5は、インナーパッドのみでウエーハを所定圧で所定時間研磨した場合のウエーハの研磨プロファイルを示す模式図である。図6は、アウターパッドのみでウエーハを所定圧で所定時間研磨した場合のウエーハの研磨プロファイルを示す模式図である。図7は、図2に示す、インナーパッドとアウターパッドの圧力が均等な状態で生じるウエーハの研磨プロファイルを示す模式図である。
[Polishing profile with inner pad and outer pad]
FIG. 5 is a schematic view showing a polishing profile of a wafer when the wafer is polished at a predetermined pressure for a predetermined time using only the inner pad. FIG. 6 is a schematic view showing a polishing profile of a wafer when the wafer is polished at a predetermined pressure for a predetermined time using only the outer pad. FIG. 7 is a schematic view showing a polishing profile of a wafer shown in FIG. 2 in which the pressures of the inner pad and the outer pad are equal.
インナーパッド及びアウターパッドのそれぞれで、所定圧で所定時間研磨した時の研磨量を、図5及び図6に示すような初期データとして取得する。その初期データを基に、ウエーハ10が所望する研磨プロファイル(研磨量の分布)になるように、インナーパッド及びアウターパッドのそれぞれによる圧力が調整される。例えばウエーハ10の径方向の中央61の研磨量を大きくする場合はインナーパッドの圧力をアウターパッドよりも相対的にあげるなどの圧力制御を行う。 The amount of polishing of each of the inner pad and the outer pad when polished at a predetermined pressure for a predetermined time is acquired as initial data as shown in FIGS. 5 and 6. Based on the initial data, the pressure of each of the inner pad and the outer pad is adjusted so that the wafer 10 has a desired polishing profile (distribution of polishing amount). For example, when increasing the amount of polishing at the center 61 in the radial direction of the wafer 10, pressure control is performed such that the pressure of the inner pad is relatively higher than that of the outer pad.
なお、図5は、インナーパッドのみで、研磨した場合の研磨プロファイルである。ウエーハ10の径方向の中央61における研磨量が、外周62,63における研磨量よりも大きくなる。具体的には、外周側に向かうに従って、研磨量が徐々に小さくなる逆V字状となる。図6は、アウターパッドのみで、研磨した場合の研磨プロファイルである。ウエーハ10の径方向の中央61における研磨量が、外周62,63における研磨量よりも小さくなる。具体的には、外周側に向かうに従って、研磨量が徐々に大きくなるV字状となる。 Note that FIG. 5 shows a polishing profile when polishing is performed using only the inner pad. The amount of polishing at the center 61 in the radial direction of the wafer 10 is larger than the amount of polishing at the outer circumferences 62 and 63. Specifically, it becomes an inverted V shape in which the amount of polishing gradually decreases toward the outer peripheral side. FIG. 6 shows a polishing profile when polishing is performed using only the outer pad. The amount of polishing at the center 61 in the radial direction of the wafer 10 is smaller than the amount of polishing at the outer circumferences 62 and 63. Specifically, it becomes a V-shape in which the amount of polishing gradually increases toward the outer peripheral side.
[インナーパッドとアウターパッドの圧力が均等な状態の態様]
図2の研磨ユニット3を用い、インナーパッドのプラテン36が押圧する圧力とアウターパッドのプラテン38が押圧する圧力とを均等にして研磨パッド6を押し付ける場合、図2に示すように、インナーパッドのプラテン36の下面361と、アウターパッドのプラテン38の下面385とが、上下方向(Z軸方向)で同一の高さに位置し、下面361と下面385とが面一の状態となる。この場合、インナーパッドのプラテン36が研磨パッド6を介してウエーハ10を押圧する圧力は、アウターパッドのプラテン38が研磨パッド6を介してウエーハ10を押圧する圧力と均等になる。
[Aspect in which the pressure of the inner pad and the outer pad is equal]
When the polishing unit 3 of FIG. 2 is used and the polishing pad 6 is pressed evenly between the pressure pressed by the platen 36 of the inner pad and the pressure pressed by the platen 38 of the outer pad, as shown in FIG. The lower surface 361 of the platen 36 and the lower surface 385 of the platen 38 of the outer pad are located at the same height in the vertical direction (Z-axis direction), and the lower surface 361 and the lower surface 385 are flush with each other. In this case, the pressure at which the platen 36 of the inner pad presses the wafer 10 through the polishing pad 6 becomes equal to the pressure at which the platen 38 of the outer pad presses the wafer 10 through the polishing pad 6.
また、インナーパッドのプラテン36とアウターパッドのプラテン38とによる圧力が均等な状態の研磨プロファイル(研磨量の分布)100は、図7に示すようになる。即ち、研磨プロファイル100は、ウエーハ10の径方向の中央61と外周62,63との研磨量がほぼ同一である研磨プロファイルになる。 Further, the polishing profile (distribution of polishing amount) 100 in a state where the pressure between the platen 36 of the inner pad and the platen 38 of the outer pad is uniform is as shown in FIG. That is, the polishing profile 100 is a polishing profile in which the polishing amounts of the center 61 in the radial direction of the wafer 10 and the outer circumferences 62 and 63 are substantially the same.
〔アウターパッドの圧力がインナーパッドよりも高い状態の態様]
図8は、図1の研磨ユニットの断面図であり、アウターパッドの圧力がインナーパッドよりも高い状態を示す図である。図9は、図8に示す、アウターパッドの圧力がインナーパッドよりも高い状態で生じるウエーハの研磨プロファイルを示す模式図である。
[Aspect in which the pressure of the outer pad is higher than that of the inner pad]
FIG. 8 is a cross-sectional view of the polishing unit of FIG. 1, showing a state in which the pressure of the outer pad is higher than that of the inner pad. FIG. 9 is a schematic view showing a polishing profile of a wafer, which is shown in FIG. 8 and occurs when the pressure of the outer pad is higher than that of the inner pad.
アウターパッドの圧力がインナーパッドよりも高い状態となるには、研磨パッド6がウエーハ10に接触する位置までアウターパッドのプラテン38及びインナーパッドのプラテン36を下降させた状態でそれぞれのプラテン36,38がウエーハ10を押圧する圧力を検出し、所望する研磨プロファイルになるよう圧力を調整する。以下、具体的に説明する。 In order for the pressure of the outer pad to be higher than that of the inner pad, the platen 38 of the outer pad and the platen 36 of the inner pad are lowered to the position where the polishing pad 6 contacts the wafer 10, and the platens 36 and 38 of the inner pad are lowered to the wafers 36 and 38, respectively. The pressure pressing the 10 is detected, and the pressure is adjusted so as to obtain the desired polishing profile. Hereinafter, a specific description will be given.
まず、アウターパッドのプラテン38及びインナーパッドのプラテン36がそれぞれ下降され、図2に示すように、インナーパッドのプラテン36の下面361と、アウターパッドのプラテン38の下面385とが、上下方向(Z軸方向)で同一の高さに位置になるようにする。この場合、インナーパッドのプラテン36が研磨パッド6を介してウエーハ10を押圧する圧力は、アウターパッドのプラテン38が研磨パッド6を介してウエーハ10を押圧する圧力と均等になる。 First, the platen 38 of the outer pad and the platen 36 of the inner pad are lowered, respectively, and as shown in FIG. 2, the lower surface 361 of the platen 36 of the inner pad and the lower surface 385 of the platen 38 of the outer pad are in the vertical direction (Z). Make sure they are at the same height in the axial direction). In this case, the pressure at which the platen 36 of the inner pad presses the wafer 10 through the polishing pad 6 becomes equal to the pressure at which the platen 38 of the outer pad presses the wafer 10 through the polishing pad 6.
次に、図8に示すように、エア供給部161から第1のエア供給路374を介して第1空気室376に空気が供給されると、ピストン372が下側に向けて押し下げられるため、図2の状態に対して、ピストンロッド373及びアウターパッドのプラテン38が下方に移動し、研磨パッド6を介してウエーハ10を下側に向けて更に押圧する。なお、図8に示すように、研磨パッド6の部位のうち、アウターパッドのプラテン38の下側に位置する研磨パッド6は、インナーパッドのプラテン36の下側に位置する研磨パッド6よりも高さ方向に圧縮されて、厚さが薄く変形されている。よって、アウターパッドのプラテン38が押圧する圧力が、インナーパッドのプラテン36が押圧する圧力よりも大きくなる。または、エア供給量は図2のまま変えずに、インナーパッドのプラテン36の圧力がアウターパッドのプラテン38の圧力よりも小さくなるようにしてもよい。この場合、研磨プロファイル110は、図9に示すように、ウエーハ10の径方向の中央61における研磨量が、外周62,63における研磨量よりも小さくなる。即ち、研磨プロファイル110は、ウエーハ10の径方向の中央61から外周側に向かうに従って、研磨量が徐々に大きくなるV字状となる。 Next, as shown in FIG. 8, when air is supplied from the air supply unit 161 to the first air chamber 376 via the first air supply path 374, the piston 372 is pushed downward, so that the piston 372 is pushed down. With respect to the state of FIG. 2, the piston rod 373 and the platen 38 of the outer pad move downward, and the wafer 10 is further pressed downward via the polishing pad 6. As shown in FIG. 8, among the parts of the polishing pad 6, the polishing pad 6 located below the platen 38 of the outer pad is higher than the polishing pad 6 located below the platen 36 of the inner pad. It is compressed in the longitudinal direction and deformed to a thin thickness. Therefore, the pressure pressed by the platen 38 of the outer pad is larger than the pressure pressed by the platen 36 of the inner pad. Alternatively, the pressure of the platen 36 of the inner pad may be smaller than the pressure of the platen 38 of the outer pad without changing the air supply amount as shown in FIG. In this case, as shown in FIG. 9, the polishing amount of the polishing profile 110 at the center 61 in the radial direction of the wafer 10 is smaller than the polishing amount at the outer circumferences 62 and 63. That is, the polishing profile 110 has a V shape in which the amount of polishing gradually increases from the center 61 in the radial direction of the wafer 10 toward the outer peripheral side.
[インナーパッドの圧力がアウターパッドよりも高い状態の態様]
図10は、図1の研磨ユニットの断面図であり、インナーパッドの圧力がアウターパッドよりも高い状態を示す図である。図11は、図10に示す、インナーパッドの圧力がアウターパッドよりも高い状態で生じるウエーハの研磨プロファイルを示す模式図である。
[Aspect in which the pressure of the inner pad is higher than that of the outer pad]
FIG. 10 is a cross-sectional view of the polishing unit of FIG. 1, which shows a state in which the pressure of the inner pad is higher than that of the outer pad. FIG. 11 is a schematic view showing a polishing profile of a wafer, which is shown in FIG. 10 and occurs when the pressure of the inner pad is higher than that of the outer pad.
図10に示すように、図2の状態から、第2のエア供給路375を介して第2空気室377に更に空気が供給されると、アウターパッドのプラテン38の上下位置がインナーパッドのプラテン36よりも上側になる。すると、アウターパッドのプラテン38による圧力が低下し、相対的に、インナーパッドのプラテン36の圧力がアウターパッドのプラテン38の圧力よりも大きくなる。なお、図10に示すように、研磨パッド6の部位のうち、インナーパッドのプラテン36の下側に位置する研磨パッド6は、アウターパッドのプラテン38の下側に位置する研磨パッド6よりも高さ方向に圧縮されて、厚さが薄く変形している。または、エア供給量は図2のまま変えずに、インナーパッドのプラテン36の圧力がアウターパッドのプラテン38の圧力よりも大きくなるようにしてもよい。この場合、研磨プロファイル120は、図11に示すように、ウエーハ10の径方向の中央61における研磨量が、外周62,63における研磨量よりも大きくなる。即ち、研磨プロファイル120は、ウエーハ10の径方向の中央61から外周側に向かうに従って、研磨量が徐々に小さくなる逆V字状となる。 As shown in FIG. 10, when more air is supplied to the second air chamber 377 via the second air supply path 375 from the state of FIG. 2, the upper and lower positions of the platen 38 of the outer pad become the platen of the inner pad. It is above 36. Then, the pressure due to the platen 38 of the outer pad decreases, and the pressure of the platen 36 of the inner pad becomes relatively larger than the pressure of the platen 38 of the outer pad. As shown in FIG. 10, among the parts of the polishing pad 6, the polishing pad 6 located below the platen 36 of the inner pad is higher than the polishing pad 6 located below the platen 38 of the outer pad. It is compressed in the vertical direction, and the thickness is thin and deformed. Alternatively, the pressure of the platen 36 of the inner pad may be larger than the pressure of the platen 38 of the outer pad without changing the air supply amount as shown in FIG. In this case, as shown in FIG. 11, the polishing amount of the polishing profile 120 at the center 61 in the radial direction of the wafer 10 is larger than the polishing amount at the outer circumferences 62 and 63. That is, the polishing profile 120 has an inverted V shape in which the amount of polishing gradually decreases from the center 61 in the radial direction of the wafer 10 toward the outer peripheral side.
なお、アウターパッドのみでウエーハ10を研磨した場合、研磨プロファイルは、ウエーハ10の径方向の中央61から外周側に向かうに従って、研磨量が徐々に大きくなるV字状となる。これにより、ウエーハ10を同心円状に分割した複数の円環状ラインの集合体として考えた場合、外周側の円環状ラインほど研磨パッド6が接触している時間が長いことが判る。 When the wafer 10 is polished only with the outer pad, the polishing profile becomes a V-shape in which the polishing amount gradually increases from the center 61 in the radial direction of the wafer 10 toward the outer peripheral side. As a result, when the wafer 10 is considered as an aggregate of a plurality of annular lines divided concentrically, it can be seen that the time that the polishing pad 6 is in contact with the annular lines on the outer peripheral side is longer.
また、インナーパッドのみでウエーハ10を研磨した場合、研磨プロファイルは、ウエーハ10の径方向の中央61から外周側に向かうに従って、研磨量が徐々に小さくなる逆V字状となる。これにより、ウエーハ10を同心円状に分割した複数の円環状ラインの集合体として考えた場合、内周側の円環状ラインほど研磨パッド6が接触している時間が長いことが判る。 Further, when the wafer 10 is polished only with the inner pad, the polishing profile becomes an inverted V shape in which the polishing amount gradually decreases from the center 61 in the radial direction of the wafer 10 toward the outer peripheral side. As a result, when the wafer 10 is considered as an aggregate of a plurality of annular lines divided concentrically, it can be seen that the annular lines on the inner peripheral side have a longer contact time with the polishing pad 6.
以上、説明した実施形態1に係る研磨装置1は、ウエーハ10を保持する回転可能な保持テーブル41と、スピンドルの先端に設けられるプラテン36,38と、プラテン36,38に固定され、保持テーブル41に保持されたウエーハ10を研磨する研磨パッド6と、を備え、プラテン36,38は、同心円状に二つに分割されたインナーパッドのプラテン36及びアウターパッドのプラテン38である。これによれば、プラテン36,38は、同心円状に二つに分割されたインナーパッドのプラテン36及びアウターパッドのプラテン38であり、プラテン36,38のそれぞれが研磨パッド6を介してウエーハ10に向けて押圧するため、インナーパッドのプラテン36及びアウターパッドのプラテン38のそれぞれについて、ウエーハ10を押圧する圧力を個別に制御(コントロール)することができる。ここで、インナーパッドのプラテン36のみでウエーハ10を押圧する場合と、アウターパッドのプラテン38のみでウエーハ10を押圧する場合とでは、ウエーハ10の研磨プロファイル(研磨量の分布)が相違する。従って、インナーパッドのプラテン36の圧力と、アウターパッドのプラテン38の圧力と、をそれぞれ望ましい圧力に個別に設定することにより、所望する研磨プロファイルを得ることができる。例えばウエーハ10の径方向の中央61の研磨量を大きい研磨プロファイルは、インナーパッドのプラテン36の圧力がアウターパッドのプラテン38よりも相対的に大きく設定されるなどの圧力制御によって得られる。このように、本実施形態に係る研磨装置1によれば、ウエーハ10の箇所によって研磨時の圧力を変えて研磨プロファイルをコントロールすることが容易となる。 The polishing apparatus 1 according to the first embodiment described above is fixed to a rotatable holding table 41 for holding the wafer 10, platens 36, 38 provided at the tip of the spindle, and platens 36, 38, and is fixed to the holding table 41. The platen 36 and 38 include a polishing pad 6 for polishing the wafer 10 held on the wafer 10, and the platens 36 and 38 are the platen 36 of the inner pad and the platen 38 of the outer pad which are concentrically divided into two. According to this, the platens 36 and 38 are the platen 36 of the inner pad and the platen 38 of the outer pad which are concentrically divided into two, and each of the platens 36 and 38 is connected to the wafer 10 via the polishing pad 6. Since the wafers are pressed toward the wafer, the pressure for pressing the wafer 10 can be individually controlled for each of the platen 36 of the inner pad and the platen 38 of the outer pad. Here, the polishing profile (distribution of polishing amount) of the wafer 10 is different between the case where the wafer 10 is pressed only by the platen 36 of the inner pad and the case where the wafer 10 is pressed only by the platen 38 of the outer pad. Therefore, a desired polishing profile can be obtained by individually setting the pressure of the platen 36 of the inner pad and the pressure of the platen 38 of the outer pad to desired pressures. For example, a polishing profile having a large amount of polishing at the center 61 in the radial direction of the wafer 10 can be obtained by pressure control such that the pressure of the platen 36 of the inner pad is set to be relatively larger than that of the platen 38 of the outer pad. As described above, according to the polishing apparatus 1 according to the present embodiment, it becomes easy to control the polishing profile by changing the pressure at the time of polishing depending on the location of the wafer 10.
〔実施形態2〕
次に、実施形態2に係る研磨装置について説明する。実施形態1と同一構造の部位には、同一符号を付けて説明を省略する。
[Embodiment 2]
Next, the polishing apparatus according to the second embodiment will be described. The same reference numerals are given to the parts having the same structure as that of the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
[インナーパッドとアウターパッドの圧力が均等な状態の態様]
図12は、実施形態2に係る研磨装置の研磨ユニットの断面図であり、インナーパッドとアウターパッドの圧力が均等な状態を示す図である。図13は、図12に示す、インナーパッドとアウターパッドの圧力が均等な状態で生じるウエーハの研磨プロファイルを示す模式図である。
[Aspect in which the pressure of the inner pad and the outer pad is equal]
FIG. 12 is a cross-sectional view of a polishing unit of the polishing apparatus according to the second embodiment, showing a state in which the pressures of the inner pad and the outer pad are equal. FIG. 13 is a schematic view showing a polishing profile of a wafer shown in FIG. 12 in which the pressures of the inner pad and the outer pad are equal.
図12に示すように、実施形態2に係る研磨装置203においては、インナーパッドのプラテン36に固定されている第1の研磨パッド261と、アウターパッドのプラテン38に固定されている第2の研磨パッド262と、に分割されている。第1の研磨パッド261は、インナーパッドのプラテン36と同じ大きさの円盤形状に形成されている。即ち、第1の研磨パッド261の外周面263は、インナーパッドのプラテン36の外周面363に沿って円環状に延びている。第1の研磨パッド261は、インナーパッドのプラテン36の下面361に固定されている。 As shown in FIG. 12, in the polishing apparatus 203 according to the second embodiment, the first polishing pad 261 fixed to the platen 36 of the inner pad and the second polishing fixed to the platen 38 of the outer pad. It is divided into a pad 262 and a pad 262. The first polishing pad 261 is formed in a disk shape having the same size as the platen 36 of the inner pad. That is, the outer peripheral surface 263 of the first polishing pad 261 extends in an annular shape along the outer peripheral surface 363 of the platen 36 of the inner pad. The first polishing pad 261 is fixed to the lower surface 361 of the platen 36 of the inner pad.
第2の研磨パッド262は、第1の研磨パッド261の外周側に位置し、アウターパッドのプラテン38の下面385に固定されている。第2の研磨パッド262の内周面264は、アウターパッドのプラテン38の内周側面384に沿って円環状に延びている。第1の研磨パッド261の外周面263と、第2の研磨パッド262の内周面264との間には、隙間がほとんどない状態であり、例えば、互いに当接した状態である。 The second polishing pad 262 is located on the outer peripheral side of the first polishing pad 261 and is fixed to the lower surface 385 of the platen 38 of the outer pad. The inner peripheral surface 264 of the second polishing pad 262 extends in an annular shape along the inner peripheral side surface 384 of the platen 38 of the outer pad. There is almost no gap between the outer peripheral surface 263 of the first polishing pad 261 and the inner peripheral surface 264 of the second polishing pad 262, for example, they are in contact with each other.
図12の状態では、インナーパッドのプラテン36の下面361と、アウターパッドのプラテン38の下面385とが、上下方向(Z軸方向)で同一の高さに位置し、下面361と下面385とが面一の状態である。この場合、インナーパッドのプラテン36が研磨パッド6を介してウエーハ10を押圧する圧力は、アウターパッドのプラテン38が研磨パッド6を介してウエーハ10を押圧する圧力と均等になる。この場合、ウエーハ10の研磨プロファイル130は、図13に示すようになる。即ち、ウエーハ10の径方向の中央61と、外周62,63と、における研磨量を比較すると、中央61と、外周62,63とにおける研磨量がほぼ同一になる。 In the state of FIG. 12, the lower surface 361 of the platen 36 of the inner pad and the lower surface 385 of the platen 38 of the outer pad are located at the same height in the vertical direction (Z-axis direction), and the lower surface 361 and the lower surface 385 are located. It is in a flush state. In this case, the pressure at which the platen 36 of the inner pad presses the wafer 10 through the polishing pad 6 becomes equal to the pressure at which the platen 38 of the outer pad presses the wafer 10 through the polishing pad 6. In this case, the polishing profile 130 of the wafer 10 is as shown in FIG. That is, when comparing the polishing amounts at the center 61 in the radial direction of the wafer 10 and the outer circumferences 62 and 63, the polishing amounts at the center 61 and the outer circumferences 62 and 63 are substantially the same.
[アウターパッドの圧力がインナーパッドよりも高い状態の態様]
図14は、実施形態2に係る研磨装置の研磨ユニットの断面図であり、アウターパッドの圧力がインナーパッドよりも高い状態を示す図である。図15は、図14に示す、アウターパッドの圧力がインナーパッドよりも高い状態で生じるウエーハの研磨プロファイルを示す模式図である。
[Aspect in which the pressure of the outer pad is higher than that of the inner pad]
FIG. 14 is a cross-sectional view of a polishing unit of the polishing apparatus according to the second embodiment, showing a state in which the pressure of the outer pad is higher than that of the inner pad. FIG. 15 is a schematic view showing a polishing profile of a wafer, which is shown in FIG. 14 and occurs when the pressure of the outer pad is higher than that of the inner pad.
図14に示すように、エア供給部161から第1のエア供給路374を介して第1空気室376に空気が供給されると、ピストン372が下側に向けて押し下げられるため、図12の状態に対して、ピストンロッド373及びアウターパッドのプラテン38が下方に移動し、アウターパッドのプラテン38が第2の研磨パッド262を介してウエーハ10を下側に向けて更に押圧する。よって、アウターパッドのプラテン38が第2の研磨パッド262を介してウエーハ10を押圧する圧力は、インナーパッドのプラテン36が第1の研磨パッド261を介してウエーハ10を押圧する圧力よりも大きくなる。なお、図14に示すように、第2の研磨パッド262は、第1の研磨パッド261よりも高さ方向に圧縮されて、厚さが薄く変形している。または、エア供給量は図14のまま変えずに、インナーパッドのプラテン36の圧力がアウターパッドのプラテン38の圧力よりも小さくなるようにしてもよい。この場合、研磨プロファイル140は、図15に示すように、ウエーハ10の径方向の中央61における研磨量が、外周62,63における研磨量よりも小さくなる。即ち、研磨プロファイル140は、ウエーハ10の径方向の中央61から外周側に向かうに従って、研磨量が徐々に大きくなるV字状となる。 As shown in FIG. 14, when air is supplied from the air supply unit 161 to the first air chamber 376 via the first air supply path 374, the piston 372 is pushed downward, and therefore, in FIG. 12, FIG. With respect to the state, the piston rod 373 and the platen 38 of the outer pad move downward, and the platen 38 of the outer pad further presses the wafer 10 downward through the second polishing pad 262. Therefore, the pressure at which the platen 38 of the outer pad presses the wafer 10 through the second polishing pad 262 is larger than the pressure at which the platen 36 of the inner pad presses the wafer 10 through the first polishing pad 261. .. As shown in FIG. 14, the second polishing pad 262 is compressed in the height direction as compared with the first polishing pad 261 and is deformed to be thinner in thickness. Alternatively, the pressure of the platen 36 of the inner pad may be smaller than the pressure of the platen 38 of the outer pad without changing the air supply amount as shown in FIG. In this case, as shown in FIG. 15, in the polishing profile 140, the polishing amount at the center 61 in the radial direction of the wafer 10 is smaller than the polishing amount at the outer circumferences 62 and 63. That is, the polishing profile 140 has a V shape in which the amount of polishing gradually increases from the center 61 in the radial direction of the wafer 10 toward the outer peripheral side.
[インナーパッドの圧力がアウターパッドよりも高い状態の態様]
図16は、実施形態2に係る研磨装置の研磨ユニットの断面図であり、インナーパッドの圧力がアウターパッドよりも高い状態を示す図である。図17は、図16に示す、インナーパッドの圧力がアウターパッドよりも高い状態で生じるウエーハの研磨プロファイルを示す模式図である。
[Aspect in which the pressure of the inner pad is higher than that of the outer pad]
FIG. 16 is a cross-sectional view of a polishing unit of the polishing apparatus according to the second embodiment, showing a state in which the pressure of the inner pad is higher than that of the outer pad. FIG. 17 is a schematic view showing a polishing profile of a wafer, which is shown in FIG. 16 and occurs when the pressure of the inner pad is higher than that of the outer pad.
図16に示すように、エア供給部161から第2のエア供給路375を介して第2空気室377に空気が供給されると、ピストン372が上側に向けて押し上げられるため、図12の状態に対して、ピストンロッド373及びアウターパッドのプラテン38が上方に移動し、アウターパッドのプラテン38が第2の研磨パッド262を介してウエーハ10を押圧する圧力が低下する。よって、インナーパッドのプラテン36の圧力が、アウターパッドのプラテン38の圧力よりも大きくなる。なお、図16に示すように、第1の研磨パッド261は、第2の研磨パッド262よりも高さ方向に圧縮されて、厚さが薄く変形している。または、エア供給量は図14のまま変えずに、インナーパッドのプラテン36の圧力がアウターパッドのプラテン38の圧力よりも大きくなるようにしてもよい。この場合、ウエーハ10の研磨プロファイル150は、図17に示すように、ウエーハ10の径方向の中央61における研磨量が、外周62,63における研磨量よりも大きくなる。即ち、研磨プロファイル150は、ウエーハ10の径方向の中央61から外周側に向かうに従って、研磨量が徐々に小さくなる逆V字状となる。 As shown in FIG. 16, when air is supplied from the air supply unit 161 to the second air chamber 377 via the second air supply path 375, the piston 372 is pushed upward, and thus the state of FIG. On the other hand, the piston rod 373 and the platen 38 of the outer pad move upward, and the pressure at which the platen 38 of the outer pad presses the wafer 10 through the second polishing pad 262 decreases. Therefore, the pressure of the platen 36 of the inner pad becomes larger than the pressure of the platen 38 of the outer pad. As shown in FIG. 16, the first polishing pad 261 is compressed in the height direction as compared with the second polishing pad 262, and is deformed to be thinner in thickness. Alternatively, the pressure of the platen 36 of the inner pad may be larger than the pressure of the platen 38 of the outer pad without changing the air supply amount as shown in FIG. In this case, in the polishing profile 150 of the wafer 10, as shown in FIG. 17, the polishing amount at the center 61 in the radial direction of the wafer 10 is larger than the polishing amount at the outer circumferences 62 and 63. That is, the polishing profile 150 has an inverted V shape in which the amount of polishing gradually decreases from the center 61 in the radial direction of the wafer 10 toward the outer peripheral side.
以上、説明した実施形態2では、研磨パッドは、インナーパッドのプラテン36の下側に位置する第1の研磨パッド261と、アウターパッドのプラテン38の下側に位置する第2の研磨パッド262と、に分割されている。換言すると、研磨パッドは、インナーパッドのプラテン36とアウターパッドのプラテン38との境界部に該当する位置で、第1の研磨パッド261と第2の研磨パッド262とに分割されている。従って、インナーパッドのプラテン36から第1の研磨パッド261を介してウエーハ10を押圧する圧力と、アウターパッドのプラテン38から第2の研磨パッド262を介してウエーハ10を押圧する圧力と、がより正確にウエーハ10に伝わるようになる。従って、ウエーハ10の箇所によって研磨プロファイルをコントロールすることがより容易となる。 In the second embodiment described above, the polishing pads include a first polishing pad 261 located below the platen 36 of the inner pad and a second polishing pad 262 located below the platen 38 of the outer pad. It is divided into. In other words, the polishing pad is divided into a first polishing pad 261 and a second polishing pad 262 at a position corresponding to the boundary between the platen 36 of the inner pad and the platen 38 of the outer pad. Therefore, the pressure of pressing the wafer 10 from the platen 36 of the inner pad through the first polishing pad 261 and the pressure of pressing the wafer 10 from the platen 38 of the outer pad via the second polishing pad 262 are higher. It will be accurately transmitted to the wafer 10. Therefore, it becomes easier to control the polishing profile by the location of the wafer 10.
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、実施形態1及び2では、プラテンは、アウターパッドのプラテンとインナーパッドのプラテンとの2つに分割されたが、3つ以上に分割されてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment. That is, it can be modified in various ways without departing from the gist of the present invention. For example, in the first and second embodiments, the platen is divided into two, an outer pad platen and an inner pad platen, but it may be divided into three or more.
1 研磨装置
6 研磨パッド
10 ウエーハ
34 スピンドル
36 インナーパッドのプラテン
38 アウターパッドのプラテン
41 保持テーブル
1 Polishing device 6 Polishing pad 10 Wafer 34 Spindle 36 Platen of inner pad 38 Platen of outer pad 41 Holding table

Claims (2)

  1. 研磨装置であって、
    ウエーハを保持する回転可能な保持テーブルと、
    スピンドルの先端に設けられるプラテンと、
    該プラテンに固定され、該保持テーブルに保持されたウエーハを研磨する研磨パッドと、を備え、
    該プラテンは、同心円状に少なくとも二つ以上に分割され、
    該ウエーハに向けて押圧される圧力が別々に制御されることを特徴とする研磨装置。
    It ’s a polishing device,
    A rotatable holding table that holds the wafer and
    The platen provided at the tip of the spindle and
    A polishing pad, which is fixed to the platen and polishes the wafer held on the holding table, is provided.
    The platen is concentrically divided into at least two or more.
    A polishing apparatus characterized in that the pressure pressed against the wafer is controlled separately.
  2. 該研磨パッドは、
    該プラテンの境界部に該当する位置で分割されている事を特徴とする請求項1に記載の研磨装置。
    The polishing pad is
    The polishing apparatus according to claim 1, wherein the platen is divided at a position corresponding to the boundary portion.
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