JP2024013432A - 研磨装置 - Google Patents

Abstract

【課題】上面に凹凸を有するウェーハであっても、ウェーハを所定の一定の荷重で均一に研磨することができる研磨装置を提供すること。【解決手段】研磨装置１は、ウェーハＷを保持して回転するチャックテーブル１０と、ウェーハＷを研磨パッド２８によって研磨する研磨ユニット２０と、研磨ユニット２０を昇降させる昇降機構６０とを備え、研磨ユニット２０は、研磨パッド２８を鉛直方向に移動可能に支持するガイド部２２と、研磨パッド２８に所定の一定の荷重を付与する荷重付与手段３０とを備える。ここで、荷重付与手段３０は、鉛直方向に延在するシリンダ３２と、シリンダ３２内を鉛直方向に移動可能なピストン３３と、エア供給源３７からのエアをシリンダ３２内に供給するエア配管（エア供給路）３６と、シリンダ３２の内圧を所定の一定値に維持するレギュレータ３８と、レギュレータ３８の動作を制御する制御部３９とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、チャックテーブルに保持されたウェーハを研磨パッドによって研磨する研磨装置に関する。

ＩＣやＬＳＩなどの半導体デバイスの製造工程においては、半導体デバイスの小型化と軽量化のために、ウェーハの裏面が研削されてウェーハが所定の厚さまで薄肉化されている。このウェーハの研削は、研削砥石を高速で回転させながらウェーハの裏面を押圧することによって行われている。このような研削方式によってウェーハの裏面を研削すると、裏面に研削痕が残存し、この研削痕がウェーハの抗折強度を低下させる原因となる。

そこで、研磨装置でウェーハの裏面を研磨することによって研削痕を除去することが行われている。例えば、特許文献１には、ウェーハの外径よりも大きな外径を有する研磨パッドでウェーハの表面全面を覆い、研磨パッドを所定の荷重でウェーハに押し付けた状態でウェーハを所定の時間研磨する研磨方法が提案されている。このウェーハの研磨方法においては、研磨パッドがウェーハを押圧する荷重をチャックテーブルまたは研磨ユニットに配置された荷重センサによって検出し、研磨パッドを昇降させる研磨ユニットを制御することによって、荷重センサが検出する荷重が一定になるようにしている。

ところが、上記研磨方法によれば、ウェーハの上面に凹凸が形成されている場合には、ウェーハの上面全面を覆う研磨パッドで該ウェーハを研磨すると、研磨屑がウェーハの凹部に溜まるために凹部が研磨されないという問題がある。

そこで、例えば、特許文献２において提案されているウェーハ研磨装置においては、ウェーハよりも小径の研磨パッドを用いてウェーハを研磨することによって、研磨屑がウェーハの凹部に溜まらないようにしている。

特開２０２１－０５３７４６号公報 特開平０７－０８８７５９号公報

しかしながら、特許文献２において提案されたウェーハ研磨装置においては、ウェーハよりも小径の研磨パッドを回転させながらウェーハの径方向に移動させるため、研磨パッドがウェーハを押圧する荷重がウェーハの上面の凹凸を乗り越えるたびに変動する。この場合、この荷重の変動に追従して研磨パッドを昇降させることができないため、研磨パッドでウェーハを所定の一定の荷重で押圧しながら研磨することができず、ウェーハの研磨量が該ウェーハの上面全面に亘って均一にならないという問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、上面に凹凸を有するウェーハであっても、ウェーハを所定の一定の荷重で均一に研磨することができる研磨装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明は、保持面でウェーハを保持して回転するチャックテーブルと、該保持面に保持されたウェーハを回転する研磨パッドによって研磨する研磨ユニットと、該研磨ユニットを鉛直方向に昇降させる昇降機構と、を備える研磨装置であって、該研磨ユニットは、該研磨パッドを鉛直方向に移動可能に支持するガイド部と、該研磨パッドに所定の荷重を付与する荷重付与手段と、を備える。
該荷重付与手段としては、鉛直方向に延在するシリンダと、下端に該研磨パッドを支持して該シリンダ内を鉛直方向に移動可能なピストンと、エア供給源からのエアを該シリンダ内の該ピストンの上部の空間に供給するエア供給路と、該シリンダ内の該ピストンの上部の空間の内圧を所定の一定値に維持するレギュレータと、該レギュレータの動作を制御する制御部と、を備える構成のものがある。
また、該荷重付与手段としては、該研磨ユニットの自重を変更可能とする錘を載せるテーブルを備える構成のものがある。
該研磨パッドがウェーハの直径よりも小径である場合、該研磨ユニットは、該研磨パッドをウェーハの径方向に移動させる径方向移動機構を備える。

本発明によれば、研磨パッドがガイド部によって鉛直方向に移動可能に支持されているとともに、研磨パッドには、荷重付与手段によって所定の荷重が付与されているため、上面に凹凸を有するウェーハの研磨であっても、研磨パッドは、ウェーハの上面の凹凸に追従してウェーハを所定の一定の荷重で押圧しながらウェーハの上面を研磨する。このため、上面に凹凸を有するウェーハであっても、ウェーハを所定の一定の荷重で均一に研磨することができるという効果が得られる。

本発明の第１実施形態に係る研磨装置の斜視図である。 ワークセットの斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る研磨装置要部の破断側面図である。 図３のＡ部拡大破断面図である。 本発明の第２実施形態に係る研磨装置の斜視図である。

＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係るウェーハの研磨装置１の構成を図１～図４に基づいて以下に説明する。なお、以下の説明においては、図１に示す矢印方向をそれぞれＸ軸方向（左右方向）、Ｙ軸方向（前後方向）、Ｚ軸方向（上下方向）とする。

［研磨装置の構成］
図１に示す研磨装置１は、被加工物である図２に示す円板状のウェーハＷの上面Ｗ２を研磨する装置である。

研磨装置１は、ウェーハＷ（本実施の形態では、図２に示すワークセットＷＳ）を保持面１０ａにおいて保持してウェーハＷの中心を軸として回転するチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０に吸引保持されたウェーハＷを研磨する研磨ユニット２０と、チャックテーブル１０を保持面１０ａに対して水平方向（Ｙ軸方向）に移動させる水平移動機構５０と、研磨ユニット２０をチャックテーブル１０の保持面１０ａに対して垂直方向（Ｚ軸方向）に昇降させる昇降機構６０と、研磨ユニット２０の研磨パッド２８とウェーハＷとの接触領域（研磨領域）にスラリーを供給するスラリー供給手段７０と、研磨パッド２８が研磨中にウェーハＷを押圧する荷重を設定するための荷重設定手段８０を備えている。

ここで、研磨対象であるウェーハＷは、単結晶のシリコン母材で構成された薄い円板状の部材であって、図２及び図３に示すように、このウェーハＷの下面Ｗ１とリングフレームＦとにダイシングテープＴが貼着されることによって両者が一体化したワークセットＷＳが構成されている。

チャックテーブル１０は、円板状の部材であって、その中央部には、多孔質のセラミックなどで構成された円板状のポーラス部材１０Ａが組み込まれている。そして、ポーラス部材１０Ａは、その上面がウェーハＷを吸引保持する保持面１０ａを構成している。ここで、チャックテーブル１０は、不図示の回転駆動機構によって垂直な中心軸周りに回転駆動される。なお、ポーラス部材１０Ａは、真空ポンプなどの不図示の吸引源に選択的に接続される。

ここで、本実施の形態に係る研磨装置１は、図１に示すように、Ｙ軸方向（前後方向）に長い矩形ボックス状のベース２を備えており、このベース２に開口するＹ軸方向に長い矩形の開口部２ａにはチャックテーブル１０が収容されている。そして、開口部２ａのチャックテーブル１０の周囲は、矩形プレート状のカバー３によって覆われており、開口部２ａのカバー３の前後（－Ｙ方向と＋Ｙ方向）の部分は、カバー３と共に移動して伸縮する蛇腹状の伸縮カバー４，５によってそれぞれ覆われている。したがって、チャックテーブル１０がＹ軸上のどの位置にあっても、開口部２ａは、カバー３と伸縮カバー４，５によって常に閉じられており、開口部２ａからベース２内への異物の侵入が防がれる。

研磨ユニット２０は、研磨パッド２８によってウェーハＷを研磨する研磨手段２１と、研磨パッド２８を鉛直方向（軸方向）に昇降可能に支持するガイド部２２と、研磨パッド２８に所定の一定の荷重を付与する荷重付与手段３０と、研磨パッド２８をウェーハＷの径方向に移動させる径方向移動機構４０を備えている。

研磨手段２１は、Ｌ字状に屈曲するホルダ２３に縦置き状態で垂直に固定されたモータ２４を駆動源として備えており、この回転モータ２４からホルダ２３を貫通して垂直下方に延びるスピンドル２５の下端には、円板状のマウント２６が取り付けられている。そして、このマウント２６の下面には、円板状のプラテン２７を介して同じく円板状の研磨パッド２８が取り付けられている。ここで、研磨パッド２８は、フェルトなどの不織布によって構成されており、その外径は、ウェーハＷの外径よりも小さく設定されている。

ガイド部２２は、後述の荷重付与手段３０に設けられた矩形ブロック状のハウジング３１の端面に互いに平行に配置された一対のガイドレール２２ａと、研磨手段２１のホルダ２３の背面に突設された複数のガイド部材２２ｂとで構成されており、各ガイド部材２２ｂは、各ガイドレール２２ａに上下に摺動可能に嵌合している。したがって、ガイド部材２２ｂが突設されたホルダ２３と、ホルダ２３に取り付けられたモータ２４や研摩パッド２８は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿って昇降可能に支持されている。

荷重付与手段３０は、図３及び図４に示すように、ハウジング３１内に鉛直方向に延在するように形成されたシリンダ３２と、シリンダ３２内に上下動可能に嵌装されたピストン３３と、ピストン３３からシリンダ３２を貫通して上方に延びるピストンロッド３４と、ピストンロッド３４と研磨手段２１のホルダ２３とを連結するテーブル３５とを備えている。

シリンダ３２内は、ピストン３３によって上部室Ｓ１と下部室Ｓ２とに区画されており、上部室Ｓ１には、図３に示すように、エア供給路であるエア配管３６によってエアコンプレッサなどのエア供給源３７が接続されている。そして、エア配管３６には、シリンダ３２内の上部室Ｓ１に供給するエアの圧力を調整するためのレギュレータ３８が設けられており、このレギュレータ３８は、制御部３９に電気的に接続されている。なお、レギュレータ３８には、所定圧以上のエアを放出するリリーフ弁が設けられている。

ここで、制御部３９は、制御プログラムにしたがって演算処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリなどを備えている。

径方向移動機構４０は、図１に示すように、昇降機構６０の昇降板６１と共に昇降可能であり、昇降板６１に取り付けられたホルダ４１と、ホルダ４１に縦置き状態で配置された旋回モータ４２と旋回エンコーダ４３を備えている。なお、旋回モータ４２と旋回エンコーダ４３は、制御部３９に電気的に接続されている。

旋回モータ４２からホルダ４１を貫通して下方に延びる旋回軸４４の下端には、旋回アーム４５の長手方向一端（基端部）が取り付けられている。この旋回アーム４５は、旋回軸４４から水平に延びており、その長手方向他端部（先端部）には、荷重付与手段３０のハウジング３１が取り付けられている。そして、ハウジング３１には、前述のように研磨ユニット２０がガイド部２２によって鉛直方向に昇降可能に支持されている。

したがって、旋回モータ４２を起動して旋回軸４４を所定方向に回動させれば、旋回アーム４５が旋回軸４４を中心として水平方向に旋回するため、旋回アーム４５の先端に支持された研磨ユニット２０の研磨パッド２８をウェーハＷの径方向に移動させることができる。

水平移動機構５０は、チャックテーブル１０を保持面１０ａに対して水平方向（Ｙ軸方向）に移動させる機構であって、図１に示すように、ベース２の内部に収容された矩形ブロック状の内部ベース２Ａの上に配設されている。この水平移動機構５０は、ブロック状のスライダ５１を備えており、このスライダ５１は、Ｙ軸方向（前後方向）に沿って互いに平行に配設された左右一対のガイドレール５２に沿ってＹ軸方向に摺動可能である。したがって、このスライダ５１に支持されたチャックテーブル１０とチャックテーブル１０をその軸中心周りに回転させる不図示の回転駆動機構は、スライダ５１と共にＹ軸方向に沿って摺動可能である。

内部ベース２Ａ上の左右一対のガイドレール５２の間には、Ｙ軸方向（前後方向）に延びる回転可能なボールネジ軸５３が配設されており、ボールネジ軸５３のＹ軸方向一端（図１の左端）は、駆動源である正逆転可能な電動モータ５４に連結されている。また、ボールネジ軸５３のＹ軸方向他端（図１の＋Ｙ側）は、内部ベース２Ａ上に立設された軸受５５によって回転可能に支持されている。そして、このボールネジ軸５３には、スライダ５１から下方に向かって突設された不図示のナット部材が螺合している。

したがって、電動モータ５４を正逆転させてボールネジ軸５３を正逆転させると、このボールネジ軸５３に螺合する不図示のナット部材がスライダ５１と共にボールネジ軸５３に沿ってＹ軸方向（前後方向）に摺動するため、このスライダ５１と共にチャックテーブル１０もＹ軸方向に沿って一体的に移動する。この結果、チャックテーブル１０の保持面１０ａに吸引保持されたウェーハＷもワークセットＷＳと共にＹ軸方向に沿って移動する。

昇降機構６０は、研磨ユニット２０をチャックテーブル１０の保持面１０ａに対して垂直な方向（Ｚ軸方向）に沿って昇降させるものであって、図１に示すように、ベース２の上面の＋Ｙ方向端部（後端部）上に垂直に立設された矩形ボックス状のコラム６の－Ｙ方向端面（前面）に配置されている。この昇降機構６０は、矩形プレート状の昇降板６１を、研磨ユニット２０及び径方向移動機構４０と共に左右一対のガイドレール６２に沿ってＺ軸方向に昇降させるものである。ここで、左右一対のガイドレール６２は、コラム６の前面に垂直且つ互いに平行に配設されている。

また、左右一対のガイドレール６２の間には、回転可能なボールネジ軸６３がＺ軸方向に沿って立設されており、ボールネジ軸６３の上端は、駆動源である正逆転可能な昇降モータ６４に連結されている。ここで、昇降モータ６４は、コラム６の上面に取り付けられた矩形プレート状のブラケット６５を介して縦置き状態で取り付けられている。また、ボールネジ軸６３の下端は、コラム６に回転可能に支持されており、このボールネジ軸６３には、昇降板６１の背面に後方（＋Ｙ方向）に向かって水平に突設されたナット部材６６（図３参照）が螺合している。なお、昇降モータ６４には、昇降エンコーダ６７が取り付けられており、昇降モータ６４と昇降エンコーダ６７は、制御部３９に電気的に接続されている。

したがって、昇降モータ６４を駆動してボールネジ軸６３を正逆転させれば、このボールネジ軸６３に螺合するナット部材６６が突設された昇降板６１が一対のガイドレール６２に沿って研磨ユニット２０及び径方向移動機構４０と共にＺ軸方向に沿って上下動する。

スラリー供給手段７０は、図１に示すように、研磨ユニット２０の研磨パッド２８とウェーハＷとの接触領域（研磨領域）にスラリーを供給するスラリー供給源７１を備えており、このスラリー供給源７１から延びるスラリー供給パイプ７２は、モータ２４とスピンドル２５、マウント２６及びプラテン２７の各中心を通って研磨パッド２８の下面の中心に開口している。

荷重設定手段８０は、研磨中に研磨パッド２８に付与すべき荷重（研磨パッド２８がウェーハＷを押圧する押圧力）を所定の一定値に設定するためのものであって、ベース２上における研磨パッド２８の旋回軌跡上の位置に配置された円板状の荷重調整テーブル８１と、荷重調整テーブル８１とベース２との間に介設されたロードセルなどの荷重センサ８２によって構成されている。なお、荷重センサ８２は、制御部３９に電気的に接続されている。

［研磨装置の作用］
次に、以上のように構成された第１実施形態に係る研磨装置１の作用について説明する。

ウェーハＷを研磨する際には、図３に示すように、ワークセットＷＳをチャックテーブル１０の保持面１０ａ上にダイシングテープＴを下にして載置する。そして、チャックテーブル１０のポーラス部材１０Ａに接続されている不図示の吸引源を駆動してポーラス部材１０Ａを真空引きする。すると、ウェーハＷがポーラス部材１０Ａに発生する負圧に引かれてチャックテーブル１０の保持面１０ａに吸引保持される。

そして、本実施の形態では、研磨中に研磨パッド２８に付与される荷重（研磨パッド２８がウェーハＷを押圧する押圧力）が荷重付与手段３０と荷重設定手段８０によって次のように設定される。

すなわち、径方向移動機構４０によって研磨パッド２８を旋回軸４４を中心として水平方向に旋回させ、研磨パッド２８を荷重設定手段８０の荷重調整テーブル８１の上方へと移動させる。この状態から、昇降機構６０によって研磨パッド２８をその下面が荷重調整テーブル８１に接触するまで下降させる。このとき、荷重付与手段３０のシリンダ３２（図４参照）内の上部室Ｓ１には、エア供給源３７からエアが供給されておらず、上部室Ｓ１と下部室Ｓ２の内圧は、大気圧に保持されているため、研磨パッド２８は、無負荷状態にあり、研磨パッド２８から荷重調整テーブル８１に押圧力が加えられていない。

上記状態から、制御部３９は、レギュレータ３８を制御してエア供給源３７から所定圧のエアをエア配管３６からシリンダ３２内の上部室Ｓ１に供給する。すると、ピストン３３がその上面に圧力を受けてシリンダ３２内を下降するため、ピストン３３と共にピストンロッド３４が下降する。このようにピストンロッド３４が下降すると、ピストンロッド３４にテーブル３５とホルダ２３とを介して連結された研磨ユニット２０も一体に下降し、研磨ユニット２０の研磨パッド２８が荷重調整テーブル８１を所定の荷重で押圧する。このとき、研磨パッド２８から荷重調整テーブル８１に加えられる荷重（押圧力）は、荷重センサ８２によって検出され、その荷重の値が制御部３９へと送信される。

また、研磨パッド２８に付与すべき荷重は、ウェーハＷの種類やサイズごとに予め設定されているため、制御部３９は、荷重センサ８２によって検出される荷重値が予め設定された値になるようにレギュレータ３８を制御し、エア供給源３７からシリンダ３２内の上部室Ｓ１に供給されるエアの圧力を調整する。そして、このときのレギュレータ３８の圧力値は、制御部３９のメモリに記憶される。

その後、昇降機構６０によって研磨パッド２８を上昇させて荷重調整テーブル８１から離間させ、径方向移動機構４０によって研磨パッド２８を旋回軸４４を中心として水平方向に旋回させるとともに、水平移動機構５０を駆動してチャックテーブル１０を＋Ｙ方向（後方）に移動させ、チャックテーブル１０に吸引保持されているウェーハＷをワークセットＷＳと共に研磨パッド２８の下方の研磨位置へと移動させる。

次に、昇降機構６０によって研磨パッド２８をその下面がウェーハＷの上面に接触するまで下降させる。このとき、荷重付与手段３０のシリンダ３２内の上部室Ｓ１（図４参照）には、エア供給源３７からエアが供給されておらず、上部室Ｓ１と下部室Ｓ２の内圧は、大気圧に保持されているため、研磨パッド２８は、無負荷状態にあり、研磨パッド２８からウェーハＷに押圧力が加えられていない。

上記状態から、制御部３９は、レギュレータ３８を予めメモリに記憶されている圧力値に制御してエア供給源３７から所定圧のエアをエア配管３６からシリンダ３２内の上部室Ｓ１に供給する。すると、前述と同様にピストン３３がその上面に圧力を受けてシリンダ３２内を下降するため、研磨ユニット２０の研磨パッド２８がウェーハＷを所定の荷重で押圧する。

上記状態において、不図示の回転駆動機構を駆動してチャックテーブル１０を所定の速度で回転させ、チャックテーブル１０の保持面１０ａに保持されているウェーハＷを含むワークセットＷＳを所定の回転速度で回転させるとともに、モータ２４を駆動して研磨パッド２８を所定の速度で回転させつつ、径方向移動機構４０の旋回モータ４２を駆動して研磨パッド２８をウェーハＷの径方向に移動させ、スラリー供給手段７０のスラリー供給源７１から研磨パッド２８とウェーハＷとの接触面にスラリーを供給しながら、研磨パッド２８によってウェーハＷの上面Ｗ２全面を研磨する。

ここで、ウェーハＷにはシリンダ３２内の上部室Ｓ１に供給されたエアの圧力によって所定の荷重がかけられているため、ウェーハＷの上面Ｗ２に凹凸が形成されていても、研磨パッド２８は、ウェーハＷの上面Ｗ２の凹凸に追従して上下にストロークしつつ、ウェーハＷに対して所定の荷重をかけながら上面Ｗ２を研磨することができる。この場合の上下方向のストローク量は微小であるため、上部室Ｓ１の圧力変動も無視しうるほど小さく、所定の荷重を維持することができる。従来は、昇降機構６０のみによってウェーハＷに対する荷重を制御していたため、ウェーハＷの上面Ｗ２に凹凸があっても研磨パッド２８の高さ位置は変わらず、このためにウェーハＷに対する荷重が変動していたが、荷重付与手段３０を設けたことによって、上面Ｗ２の凹凸にかかわらず、ウェーハＷに対する荷重を変動させずに研磨することが可能となった。

また、本実施の形態に係る研磨装置１においては、ウェーハＷよりも小径の研磨パッド２８を径方向移動機構４０によってウェーハＷの径方向に移動させながら、研磨パッド２８によってウェーハＷの上面Ｗ２全面を研磨するため、上面Ｗ２に凹凸が形成されているウェーハＷであっても、研磨屑がウェーハＷの凹部に溜まることがなく、凹部が研磨されないという問題が発生するおそれが低減される。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る研磨装置１Ａを図５に基づいて説明する。

図５は本発明の第２実施形態に係る研磨装置１Ａの斜視図であり、本図においては、図１において示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。

本実施の形態に係る研磨装置１Ａは、荷重付与手段３０Ａの構成のみが前記第１実施形態に係る研磨装置１の荷重付与手段３０とは異なっている。

すなわち、荷重付与手段３０Ａは、前記第１実施形態に係る研磨装置１の荷重付与手段３０と同様にハウジング３１内にシリンダ３２、ピストン３３及びピストンロッド３４を備えているが（図４参照）、前記第１実施形態の荷重付与手段３０に設けられているエア供給源３７と、エア供給源３７から上部室Ｓ１に供給されるエアの圧力を調整するレギュレータ３８（図３参照）とが設けられていない。

本実施の形態に係る荷重付与手段３０Ａにおけるシリンダ３２内にピストン３３によって区画された上部室Ｓ１と下部室Ｓ２にはエアが封入されているため、シリンダ３２とピストン３３とは、エアバネとして機能する。そして、この荷重付与手段３０Ａにおいては、ピストンロッド３４とホルダ２３とを連結するテーブル３５の上には種々の重量の錘を載置することができる。

そして、本実施の形態では、研磨中に研磨パッド２８に付与される荷重（研磨パッド２８がウェーハＷを押圧する押圧力）が荷重付与手段３０Ａと荷重設定手段８０によって次のように設定される。

すなわち、径方向移動機構４０によって研磨パッド２８を旋回軸４４を中心として水平方向に旋回させ、研磨パッド２８を荷重設定手段８０の荷重調整テーブル８１の上方へと移動させる。この状態から、昇降機構６０によって研磨パッド２８をその下面が荷重調整テーブル８１に接触するまで下降させる。このとき、荷重付与手段３０Ａのテーブル３５の上には錘が載置されていないため、研磨パッド２８は、無負荷状態にあり、研磨パッド２８から荷重調整テーブル８１に押圧力が加えられていない。

ここで、研磨中に研磨パッド２８に付与すべき荷重は、ウェーハＷの種類やサイズごとに予め設定されているため、荷重付与手段３０Ａのテーブル３５上に不図示の錘を載置し、そのときの研磨パッド２８から荷重調整テーブル８１に加えられる荷重（押圧力）が荷重センサ８２によって検出される。そして、重量の異なる複数の錘をテーブル３５上に載置しながら、そのときに荷重調整テーブル８１が受ける荷重を荷重センサ８２によって検出し、検出された荷重が研磨すべきウェーハＷに対して予め設定された設定値に一致すると、その錘が研磨中にテーブル３５上に載置すべき錘として選定される。

その後、昇降機構６０によって研磨パッド２８を上昇させて荷重調整テーブル８１から離間させ、水平移動機構５０を駆動してチャックテーブル１０を＋Ｙ方向（後方）に移動させ、チャックテーブル１０に吸引保持されているウェーハＷをワークセットＷＳと共に研磨位置へと移動させる。

次に、径方向移動機構４０を駆動して研磨パッド２８を研磨位置において待機するウェーハＷの上方へと移動させる。そして、この状態から、昇降機構６０によって研磨パッド２８をその下面がウェーハＷの上面に接触するまで下降させる。このとき、荷重付与手段３０Ａのテーブル３５上には、研磨パッド２８に所定の荷重を付与するための錘が載置されておらず、研磨パッド２８は、無負荷状態にあるために研磨パッド２８からウェーハＷに押圧力が加えられることがない。

上記状態から、荷重付与手段３０Ａのテーブル３５上に錘（荷重設定手段８０によって選定された錘）を載置する。すると、荷重付与手段３０Ａのピストン３３とピストンロッド３４が錘の重量によってシリンダ３２内を下降するため、研磨ユニット２０の研磨パッド２８がウェーハＷを所定の一定の荷重で押圧する。

上記状態において、不図示の回転駆動機構を駆動してチャックテーブル１０をその軸中心周りに所定の速度で回転させ、該チャックテーブル１０の保持面１０ａに保持されているウェーハＷをワークセットＷＳと共に所定の回転速度で回転するとともに、モータ２４を駆動して研磨パッド２８を所定の速度で回転させつつ、径方向移動機構４０の旋回モータ４２を駆動して研磨パッド２８をウェーハＷの径方向に移動させ、研磨パッド２８によってウェーハＷの上面Ｗ２全面を研磨する。

ここで、ウェーハＷの上面Ｗ２に凹凸が形成されている場合、研磨パッド２８は、荷重付与手段３０Ａのエアバネとして機能するシリンダ３２やピストン３３の作用によってウェーハＷの上面の凹凸に追従して上下にストロークすることができる。このとき、研磨パッド２８には錘によって所定の一定の荷重が付与されているため、ウェーハＷの上面の凹凸に追従して研磨パッド２８が上下にストロークしながらウェーハＷの上面Ｗ２を全面に亘って所定の一定の荷重で押圧しながら研磨する。このため、上面Ｗ２に凹凸を有するウェーハＷであっても、ウェーハＷの上面Ｗ２を研磨パッド２８によって所定の一定の荷重で均一に研磨することができる。

また、本実施の形態に係る研磨装置１Ａにおいても、ウェーハＷよりも小径の研磨パッド２８を径方向移動機構４０によってウェーハＷの径方向に移動させながら、研磨パッド２８によってウェーハＷの上面Ｗ２全面を研磨するため、上面Ｗ２に凹凸が形成されているウェーハＷであっても、研磨屑がウェーハＷの凹部に溜まることがなく、凹部が研磨されないという問題が発生することがない。

なお、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

１Ａ：研磨装置、２：ベース、２Ａ：内部ベース、２ａ：ベースの開口部、
３：カバー、４，５：伸縮カバー、６：コラム、１０：チャックテーブル、
１０Ａ：ポーラス部材、１０ａ：保持面、２０：研磨ユニット、２１：研磨手段、
２２：ガイド部、２２ａ：ガイドレール、２２ｂ：ガイド部材、２３：ホルダ、
２４：回転モータ、２５：スピンドル、２６：マウント、２７：プラテン、
２８：研磨パッド、３０，３０Ａ：荷重付与手段、３１：ハウジング、
３２：シリンダ、３３：ピストン、３４：ピストンロッド、３５：テーブル、
３６：エア配管（エア供給路）、３７：エア供給源、３８：レギュレータ、
３９：制御部、４０：径方向移動機構、４１：ホルダ、４２：旋回モータ、
４３：旋回エンコーダ、４４：旋回軸、４５：旋回アーム、５０：水平移動機構、
５１：スライダ、５２：ガイドレール、５３：ボールネジ軸、５４：電動モータ、
５５：軸受、６０：昇降機構、６１：昇降板、６２：ガイドレール、
６３：ボールネジ軸、６４：昇降モータ、６５：ブラケット、６６：ナット部材、
６７：昇降エンコーダ、７０：スラリー供給手段、７１：スラリー供給源、
７２：スラリー供給パイプ、８０：荷重設定手段、８１：荷重調整テーブル、
８２：荷重センサ、 Ｆ：リングフレーム、Ｓ１：上部室、Ｓ２：下部室、
Ｔ：ダイシングテープ、Ｗ：ウェーハ、ＷＳ：ワークセット

Claims (4)

1. 保持面でウェーハを保持して回転するチャックテーブルと、該保持面に保持されたウェーハを回転する研磨パッドによって研磨する研磨ユニットと、該研磨ユニットを鉛直方向に昇降させる昇降機構と、を備える研磨装置であって、
   該研磨ユニットは、該研磨パッドを鉛直方向に移動可能に支持するガイド部と、該研磨パッドに所定の荷重を付与する荷重付与手段と、を備える研磨装置。
2. 該荷重付与手段は、鉛直方向に延在するシリンダと、下端に該研磨パッドを支持して該シリンダ内を鉛直方向に移動可能なピストンと、エア供給源からのエアを該シリンダ内の該ピストンの上部の空間に供給するエア供給路と、該シリンダ内の該ピストンの上部の空間の内圧を所定の一定値に維持するレギュレータと、該レギュレータの動作を制御する制御部と、を備える請求項１記載の研磨装置。
3. 該荷重付与手段は、該研磨ユニットの自重を変更可能とする錘を載せるテーブルを備える、請求項１記載の研磨装置。
4. 該研磨パッドは、ウェーハの直径よりも小径であり、
   該研磨ユニットは、該研磨パッドをウェーハの径方向に移動させる径方向移動機構を備える、請求項１記載の研磨装置。

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