JP2889292B2 - 研磨装置 - Google Patents
研磨装置Info
- Publication number
- JP2889292B2 JP2889292B2 JP1278498A JP27849889A JP2889292B2 JP 2889292 B2 JP2889292 B2 JP 2889292B2 JP 1278498 A JP1278498 A JP 1278498A JP 27849889 A JP27849889 A JP 27849889A JP 2889292 B2 JP2889292 B2 JP 2889292B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polishing
- thermal expansion
- platen body
- polishing cloth
- top plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は半導体ウエハやガラス、金属板等を研磨する
研磨装置に関するものである。
研磨装置に関するものである。
従来の技術 シリコンウエハ等を研磨するために研磨装置が用いら
れている。研磨装置は回転可能な定盤本体と、定盤本体
に一体回転可能に設けた水冷ジャケットと、定盤本体上
に設けた研磨布とを含み、ウエハを研磨布に押しつける
ためのプレッシャヘッドを備え、プレッシャヘッド下部
にトッププレートが嵌着またはプレッシャヘッドによっ
てトッププレートが押圧されている。そして研磨布とウ
エハの間に研磨液を供給して研磨を行う。
れている。研磨装置は回転可能な定盤本体と、定盤本体
に一体回転可能に設けた水冷ジャケットと、定盤本体上
に設けた研磨布とを含み、ウエハを研磨布に押しつける
ためのプレッシャヘッドを備え、プレッシャヘッド下部
にトッププレートが嵌着またはプレッシャヘッドによっ
てトッププレートが押圧されている。そして研磨布とウ
エハの間に研磨液を供給して研磨を行う。
従来、定盤本体は水冷効果を高めるために熱伝導の良
い黄銅等によって構成し、水冷ジャケットは適度な剛性
を持ち安価であって比較的熱膨張の少ないねずみ鋳鉄に
よって構成していた。研磨液としては、例えば水に砥粒
を混合したコロイダルシリカ等を用いていた。また、研
磨布としてはポリエステル不織布等を用いていた。
い黄銅等によって構成し、水冷ジャケットは適度な剛性
を持ち安価であって比較的熱膨張の少ないねずみ鋳鉄に
よって構成していた。研磨液としては、例えば水に砥粒
を混合したコロイダルシリカ等を用いていた。また、研
磨布としてはポリエステル不織布等を用いていた。
発明が解決しようとする問題点 黄銅の熱膨張係数は約20×10-6/℃であり、ねずみ鋳
鉄のそれは約11.5×10-6/℃である。このため研磨時の
発熱によって定盤本体と水冷ジャケットが高温になる
と、熱膨張差によって定盤本体にそりが生じ易かった。
その結果、ウエハの平坦度を一定値以上に高めることが
できなかった。
鉄のそれは約11.5×10-6/℃である。このため研磨時の
発熱によって定盤本体と水冷ジャケットが高温になる
と、熱膨張差によって定盤本体にそりが生じ易かった。
その結果、ウエハの平坦度を一定値以上に高めることが
できなかった。
発明の目的 前述した従来技術の問題点に鑑み本発明は、半導体ウ
エハやガラス、金属板等の被研磨面の平坦度を高めるこ
とができる研磨装置を提供することを目的としている。
エハやガラス、金属板等の被研磨面の平坦度を高めるこ
とができる研磨装置を提供することを目的としている。
発明の要旨 前述の目的を達成するために、この発明は請求項１に
記載の研磨装置を要旨としている。
記載の研磨装置を要旨としている。
問題点を解決するための手段 本発明の研磨装置は、鉛直軸回りに回転可能な定盤本
体11と、定盤本体11上に設けた研磨布13と、定盤本体11
の上方に配置され被研磨品を研磨布13に押しつけつつ回
転させるためのプレッシャヘッド14とを備えており、プ
レッシャヘッド14の下部にトッププレートが嵌着又は押
圧されており、20〜200℃の平均熱膨張係数が５×10-6/
℃以下、さらに大きな効果を得るには１×10-7/℃以下
の低熱膨張材で定盤本体11を構成し、20〜200℃の平均
熱膨張係数が８×10-6/℃以下、さらに大きな効果を得
るには１×10-7以下の低熱膨張材でトッププレート15を
構成し、日本ゴム協会規格0101で70〜95の硬度をもつ硬
質研磨布で研磨布13を構成する。
体11と、定盤本体11上に設けた研磨布13と、定盤本体11
の上方に配置され被研磨品を研磨布13に押しつけつつ回
転させるためのプレッシャヘッド14とを備えており、プ
レッシャヘッド14の下部にトッププレートが嵌着又は押
圧されており、20〜200℃の平均熱膨張係数が５×10-6/
℃以下、さらに大きな効果を得るには１×10-7/℃以下
の低熱膨張材で定盤本体11を構成し、20〜200℃の平均
熱膨張係数が８×10-6/℃以下、さらに大きな効果を得
るには１×10-7以下の低熱膨張材でトッププレート15を
構成し、日本ゴム協会規格0101で70〜95の硬度をもつ硬
質研磨布で研磨布13を構成する。
低熱膨張材としては例えばSi−Ni−C0系鋳鉄（Si0.5
〜1.0％、Ni35％、C02％）、アルミナセラミックス、炭
化ケイ素セラミックス等を採用できる。
〜1.0％、Ni35％、C02％）、アルミナセラミックス、炭
化ケイ素セラミックス等を採用できる。
研磨布の硬さについて述べると、硬さが日本ゴム協会
規格0101で70より小さいと、ウエハを良好に保持できな
くなって十分な平坦度が得られず、またライフも短くな
る。反対に95より大きいと、削りかすがたまり、スクラ
ッチ等の外観上の問題が生じる。
規格0101で70より小さいと、ウエハを良好に保持できな
くなって十分な平坦度が得られず、またライフも短くな
る。反対に95より大きいと、削りかすがたまり、スクラ
ッチ等の外観上の問題が生じる。
研磨布の厚さは0.5〜1.3mmが望ましい。1.3mmより厚
いと、ウエハの沈み込みが生じて平坦度が悪化する。0.
5mmよりも薄いと、定盤表面の微小凹凸の影響を受けや
すく研磨粉でダイレクトに傷がついてしまう。
いと、ウエハの沈み込みが生じて平坦度が悪化する。0.
5mmよりも薄いと、定盤表面の微小凹凸の影響を受けや
すく研磨粉でダイレクトに傷がついてしまう。
ウエハをトッププレートにまた研磨布を定盤に接着す
るための接着剤としては、ポリエステルシートの両面に
アクリル系接着剤を塗布した両面接着シートを用いるの
が望ましい。その理由は適切な接着強度が得られるこ
と、接着剤の厚み精度が良好なことである。
るための接着剤としては、ポリエステルシートの両面に
アクリル系接着剤を塗布した両面接着シートを用いるの
が望ましい。その理由は適切な接着強度が得られるこ
と、接着剤の厚み精度が良好なことである。
研磨液はコロイダルシリカを用いるのが望ましい。そ
の理由はメカノケミカル作用により加工ダメージの少な
い良質の鏡面が高能率で得られるからである。研磨液の
供給量は使い捨て方式の場合には100〜1000、さらに望
ましくは200〜300ml/min、リサイクル方式の場合には５
〜15、さらに望ましくは10/minとするのが望ましい。
定盤本体の回転速度は30〜80rpmが望ましい。また、プ
レッシャヘッドの回転速度は30〜80rpmが望ましい。
の理由はメカノケミカル作用により加工ダメージの少な
い良質の鏡面が高能率で得られるからである。研磨液の
供給量は使い捨て方式の場合には100〜1000、さらに望
ましくは200〜300ml/min、リサイクル方式の場合には５
〜15、さらに望ましくは10/minとするのが望ましい。
定盤本体の回転速度は30〜80rpmが望ましい。また、プ
レッシャヘッドの回転速度は30〜80rpmが望ましい。
研磨温度は30〜50℃に設定するのが望ましい。
作 用 本発明の研磨装置においては定盤本体とトッププレー
トを低熱膨張材で構成するので、定盤本体とトッププレ
ートの熱膨張による変形が非常に少い。また硬質研磨布
を用いることにより、研磨時にウエハが研磨布中に沈み
込み、変形することがないので、ウエハ全面を均一に研
磨することができるという作用が得られる。以上の両方
の相乗効果によって被研磨面の平坦度を非常に高くでき
る。
トを低熱膨張材で構成するので、定盤本体とトッププレ
ートの熱膨張による変形が非常に少い。また硬質研磨布
を用いることにより、研磨時にウエハが研磨布中に沈み
込み、変形することがないので、ウエハ全面を均一に研
磨することができるという作用が得られる。以上の両方
の相乗効果によって被研磨面の平坦度を非常に高くでき
る。
実 施 例 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第１図は研磨装置10を示す斜視図である。
定盤本体11はディスク状でSi−Ni−C0系低熱膨張鋳鉄
から構成されている。この鋳鉄の20〜200℃の平均熱膨
張係数は２〜４×10-6/℃である。
から構成されている。この鋳鉄の20〜200℃の平均熱膨
張係数は２〜４×10-6/℃である。
定盤本体11の下部に水冷ジャケット12が設けてある。
定盤本体11と水冷ジャケット12は矢印で示したように鉛
直軸16を中心にして一体的に回転可能である。水冷ジャ
ケット12の構成材料は定盤本体11と同一材料とし、20〜
200℃の平均熱膨張係数を例えば１×10-7℃である。水
冷ジャケット12の中に水を流して定盤本体11を水冷す
る。
定盤本体11と水冷ジャケット12は矢印で示したように鉛
直軸16を中心にして一体的に回転可能である。水冷ジャ
ケット12の構成材料は定盤本体11と同一材料とし、20〜
200℃の平均熱膨張係数を例えば１×10-7℃である。水
冷ジャケット12の中に水を流して定盤本体11を水冷す
る。
定盤本体11上面にはポリエステル不織布又はウレタン
樹脂製の硬質研磨布13が設けてある。研磨は例えば一
次、二次、仕上研磨の３段階に分けて行い、３種類（一
次、二次に２種類）の硬質研磨布13を用いる。硬質研磨
布13の硬さは日本ゴム協会規格0101において、例えば70
〜95とする。例えば硬さはアスカーＣ硬度計によって測
定する。また硬質研磨布13の厚さは0.5〜1.3mmとする。
樹脂製の硬質研磨布13が設けてある。研磨は例えば一
次、二次、仕上研磨の３段階に分けて行い、３種類（一
次、二次に２種類）の硬質研磨布13を用いる。硬質研磨
布13の硬さは日本ゴム協会規格0101において、例えば70
〜95とする。例えば硬さはアスカーＣ硬度計によって測
定する。また硬質研磨布13の厚さは0.5〜1.3mmとする。
定盤本体11の上方にはプレッシャヘッド14が設けてあ
る。プレッシャヘッド14は鉛直回転軸17を中心にして回
転可能である。なお図面ではプレッシャヘッド14を１つ
のみ代表的に示しているが、通常は同様のヘッドを４つ
等間隔に定盤本体11の周辺に沿って設ける。
る。プレッシャヘッド14は鉛直回転軸17を中心にして回
転可能である。なお図面ではプレッシャヘッド14を１つ
のみ代表的に示しているが、通常は同様のヘッドを４つ
等間隔に定盤本体11の周辺に沿って設ける。
プレッシャヘッド14の下部にはディスク状のトッププ
レート15が嵌着あるいはプレッシャヘッドにより押圧さ
れている。トッププレート15は低熱膨張材、例えばアル
ミナセラミックス、又は炭化ケイ素セラミックスで構成
する。この材料の20〜200℃における平均熱膨張係数は
４〜７×10-6/℃である。
レート15が嵌着あるいはプレッシャヘッドにより押圧さ
れている。トッププレート15は低熱膨張材、例えばアル
ミナセラミックス、又は炭化ケイ素セラミックスで構成
する。この材料の20〜200℃における平均熱膨張係数は
４〜７×10-6/℃である。
各トッププレート15に接着剤で、例えば４枚のシリコ
ンウエハ９を接着する。
ンウエハ９を接着する。
定盤本体11を回転させると同時にプレッシャヘッド14
を矢印のように回転させかつ下方に加圧してウエハ９を
研磨する。
を矢印のように回転させかつ下方に加圧してウエハ９を
研磨する。
定盤本体11の上方に研磨液供給パイプ18を鉛直軸16と
同じ軸線上に設け、研磨布13上に研磨液を滴下する。研
磨液としてはコロイダルシリカを用いる。
同じ軸線上に設け、研磨布13上に研磨液を滴下する。研
磨液としてはコロイダルシリカを用いる。
この研磨装置10によって直径150mmのシリコンウエハ
を研磨した結果、LTV（17.5mmロ）で0.8μｍの平坦度が
得られた（第１表参照）。その際、研磨温度は40℃に設
定した。
を研磨した結果、LTV（17.5mmロ）で0.8μｍの平坦度が
得られた（第１表参照）。その際、研磨温度は40℃に設
定した。
比較のために、第１表に示す条件で比較実験を行っ
た。すなわち、比較例1,2,3において研磨布、トッププ
レート、定盤本体を従来の材料で構成して、直径150mm
のシリコンウエハに同様の研磨加工を施した。その実験
の結果を第１表に示す。
た。すなわち、比較例1,2,3において研磨布、トッププ
レート、定盤本体を従来の材料で構成して、直径150mm
のシリコンウエハに同様の研磨加工を施した。その実験
の結果を第１表に示す。
第１表から明らかなように、比較例の平坦度が1.5〜
2.0μｍであるのに対し、本発明の実施例では0.8μｍと
非常に高い平坦度が得られた。
2.0μｍであるのに対し、本発明の実施例では0.8μｍと
非常に高い平坦度が得られた。
次に、本発明の他の実施例を説明する。この実施例は
第１図の研磨装置において水冷ジャケット12を省略した
ものである。低熱膨張鋳鉄は黄銅や一般鋳鉄と比べて熱
伝導率が低い。したがって水冷ジャケットを設けて冷却
水を流しても、冷却能率はあまり高くない。よって水冷
ジャケットを省略することが可能である。ただし、この
場合には定盤の機械的強度を高めることが好ましい。例
えば定盤を充分に厚くする、又は内部をえぐり、リブを
入れる。そして例えば10〜40℃の研磨液を５〜15/min
研磨布に提供し、研磨液によって定盤本体を温調する構
成にする。他の構成は前述の実施例とほぼ同様にする。
第１図の研磨装置において水冷ジャケット12を省略した
ものである。低熱膨張鋳鉄は黄銅や一般鋳鉄と比べて熱
伝導率が低い。したがって水冷ジャケットを設けて冷却
水を流しても、冷却能率はあまり高くない。よって水冷
ジャケットを省略することが可能である。ただし、この
場合には定盤の機械的強度を高めることが好ましい。例
えば定盤を充分に厚くする、又は内部をえぐり、リブを
入れる。そして例えば10〜40℃の研磨液を５〜15/min
研磨布に提供し、研磨液によって定盤本体を温調する構
成にする。他の構成は前述の実施例とほぼ同様にする。
なお、本発明は前述の実施例に限定されない。例えば
プレッシャヘッドは４つ以上設けてもよい。
プレッシャヘッドは４つ以上設けてもよい。
発明の効果 本発明によれば、20〜200℃の平均熱膨張係数が５×1
0-6/℃以下の低熱膨張材によって定盤本体を構成し、同
じく平均熱膨張係数が８×10-6/℃以下の低熱膨張材に
よってトッププレートを構成し、日本ゴム協会規格0101
で70〜95の硬度をもつ硬質研磨布で研磨布を構成するの
で、被加工面の平坦度を高めることができる。
0-6/℃以下の低熱膨張材によって定盤本体を構成し、同
じく平均熱膨張係数が８×10-6/℃以下の低熱膨張材に
よってトッププレートを構成し、日本ゴム協会規格0101
で70〜95の硬度をもつ硬質研磨布で研磨布を構成するの
で、被加工面の平坦度を高めることができる。
第１図は本発明による研磨装置の実施例を示す斜視図で
ある。 10……研磨装置 11……定盤本体 12……水冷ジャケット 13……研磨布 14……プレッシャヘッド 15……トッププレート 16,17……軸 18……パイプ 19……研磨液
ある。 10……研磨装置 11……定盤本体 12……水冷ジャケット 13……研磨布 14……プレッシャヘッド 15……トッププレート 16,17……軸 18……パイプ 19……研磨液
Claims (1)
- 【請求項１】鉛直軸回りに回転可能な定盤本体と、定盤
本体上に設けた研磨布と、定盤本体の上方に配置され被
研磨品を研磨布に押しつけつつ回転させるためのプレッ
シャヘッドと、プレッシャヘッドの下部に設けたトップ
プレートとを備えた研磨装置において、 20〜200℃の平均熱膨張係数が５×10-6/℃以下の低熱膨
張材で定盤本体を構成し、20〜200℃の平均熱膨張係数
が８×10-6/℃以下の低熱膨張材でトッププレートを構
成し、日本ゴム協会規格0101で70〜95の硬度をもつ硬質
研磨布で研磨布を構成したことを特徴とする研磨装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1278498A JP2889292B2 (ja) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | 研磨装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1278498A JP2889292B2 (ja) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | 研磨装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03142162A JPH03142162A (ja) | 1991-06-17 |
| JP2889292B2 true JP2889292B2 (ja) | 1999-05-10 |
Family
ID=17598153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1278498A Expired - Lifetime JP2889292B2 (ja) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | 研磨装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2889292B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4995103B2 (ja) * | 2008-01-15 | 2012-08-08 | 新日本製鐵株式会社 | 研磨用定盤 |
-
1989
- 1989-10-27 JP JP1278498A patent/JP2889292B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03142162A (ja) | 1991-06-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Effective date: 20050221 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060110 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060112 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060530 |