JP2982635B2 - ウエハ研磨方法及び装置 - Google Patents

ウエハ研磨方法及び装置

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JP2982635B2 JP31632794A JP31632794A JP2982635B2 JP 2982635 B2 JP2982635 B2 JP 2982635B2 JP 31632794 A JP31632794 A JP 31632794A JP 31632794 A JP31632794 A JP 31632794A JP 2982635 B2 JP2982635 B2 JP 2982635B2
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ウエハ研磨方法及び
装置に係り、特にウエハ等のワークの研磨面を吸着パッ
ドで研磨布に押し付けて研磨するウエハ研磨方法及び装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ウエハの高集積化、微細化が進
み、ウエハの高集積化、微細化にともない露光焦点をシ
ャープにすることが要求されている。このため、露光面
となるウエハ表面を高精度に平坦化する必要があり、高
精度の平坦化を実現する方法として化学的機械研磨方法
が知られている。化学的機械研磨方法は、ケミカル研磨
剤を研磨面に供給しながらウエハの表面を研磨布に押し
つけてウエハ表面を研磨する。
【0003】この化学的機械研磨方法において、ウエハ
表面を研磨布に押し付ける方法として以下の方法が知ら
れている。第1の方法は、研磨パッドを回転シャフトに
固定し、この研磨パッドに押付力を付与して研磨パッド
に保持されたウエハを研磨布に押しつけてウエハ表面を
研磨する。第2の方法は、研磨パッドをウエハの傾斜面
に対応するようにフリーに支持し、この研磨パッドにエ
アー圧を付与して研磨パッドに保持したウエハを研磨布
に押しつけてウエハ表面を研磨する。第3の方法は、第
2の方法と同様に研磨パッドをウエハの傾斜面に対応す
るようにフリーに支持し、この研磨パッドにゴム等の弾
性体による付勢力を研磨パッドに付与して研磨パッドに
保持したウエハを研磨布に押しつけてウエハ表面を研磨
する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第1の
方法は研磨パッドが回転シャフトに固定されているの
で、ウエハの裏面と表面との面平行度が低い場合、研磨
パッドに保持されたウエハの表面が研磨布に対して傾斜
するのでウエハ表面に研磨ムラが発生するという問題が
ある。
【0005】また、第2の方法は、研磨パッドをウエハ
の傾斜面に対応するようにフリーに支持しているが、エ
アーが体積変化するので剛性が低く、研磨中に振動等が
発生すると研磨パッドの押付力が変化してウエハ表面に
研磨ムラが発生するという問題がある。さらに、第3の
方法は、第2の方法と同様に研磨パッドをウエハの傾斜
面に対応するようにフリーに支持しているが、弾性体の
剛性が低いのでウエハ表面に研磨ムラが発生するという
問題がある。
【0006】このように、ウエハの表面と裏面との平行
度が悪い場合には、ウエハ表面を均一に研磨することが
できないので、ウエハ表面の絶縁膜や配線の膜厚を均一
に研磨することができない。従って、半導体チップ製造
工程において研磨工程の後工程の成膜やエッチングを高
精度に行うことができない。これにより、半導体チップ
を歩留りよく生産することができず、さらに、半導体チ
ップの高集積化、微細化が困難になるという問題があ
る。
【0007】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、ウエハ表面を均一に研磨することにより、半導
体チップを歩留りよく生産し、さらに半導体チップの高
集積化、微細化が可能になるウエハ研磨方法及び装置を
提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、パッドに支持されたウエハに押付力を付
与して前記ウエハの研磨面を研磨布に押し付けると共に
前記ウエハを前記研磨布に対して相対移動させて前記ウ
エハの研磨面を研磨するウエハ研磨方法において、前記
パッドをシリンダ内に昇降自在に支持すると共に、前記
パッドに取り付けたシール部材で前記シリンダ内の空間
を密封し、該シリンダ内の液体に圧力を加えることによ
り、ウエハの研磨面を前記研磨布に押し付けて研磨する
ことを特徴とする。また、本発明は、前記目的を達成す
るために、パッドに支持されたウエハに押付力を付与し
て前記ウエハの研磨面を研磨布に押し付けると共に前記
ウエハを前記研磨布に対して相対移動させて前記ウエハ
の研磨面を研磨するウエハ研磨装置において、前記パッ
ドを昇降自在に支持するシリンダと、前記パッドに取り
付けられて前記シリンダ内の空間を密封するシール部材
と、前記シリンダ内の液体に圧力を加える加圧手段とか
ら成る液圧シリンダを設けたことを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明によれば、ワークの研磨面を研磨布に押
し付けると共にワークを研磨布に対して相対移動させて
ワークの研磨面を研磨するウエハ研磨装置において、押
付け手段はパッドを液圧シリンダで押圧してワークに押
付力を付与し、ワークの研磨面を研磨布に均等に押しつ
けた。このように、体積変化しない液体の圧力でワーク
を押圧することにより剛性が高くなるので、研磨中に振
動等が発生した場合でもパッドの押付力を一定に維持す
る。
【0010】
【実施例】以下添付図面に従って本発明に係るウエハ研
磨方法及び装置について詳細する。図1は本発明に係る
ウエハ研磨装置を説明するために用いたウエハ研磨装置
10の参考図である。ウエハ研磨装置10は押付け手段
12を備え、押付け手段12は回転板16、液圧シリン
ダ18、加圧シリンダ20及びカウンタバランス22を
有している。回転板16は円板状に形成され、回転板1
6内には流路(図示せず)が形成されている。回転板1
6の下面には3本の液圧シリンダ18が同一円周上に等
間隔に配されている(図2参照)。
【0011】液圧シリンダ18のシリンダ部18Aの空
間(図示せず)は回転板16内の流路に連通されてい
る。また、シリンダ部18A内にはピストン18Cが昇
降自在に支持され、ピストン18Cにはロッド部18B
が取り付けられている。ロッド部18Bは球体19を介
して研磨パッド24に回動自在に取り付けられている。
研磨パッド24の裏面には凹部24Aが形成され、凹部
24A内にはウエハ25が吸着されている。ウエハ25
は表面25Aが下向きに配され、ウエハ表面25Aは研
磨布27に接触している。研磨布27は定盤39上に付
着されている。
【0012】また、前述した回転板16の上面中央には
中空シャフト26の下端部が固着され、中空シャフト2
6は回転板16内の流路に連通されている。また、中空
シャフト26の上端にはジョイント28が回動自在に支
持されている。ジョイント28の内周にはシール29
(図3参照)が設けられ、シール29は中空シャフト2
6とジョイント28とを密封する。ジョイント28には
供給管30の一端が固着され、供給管30の他端は加圧
シリンダ20のシリンダ部20Aに連結されている。
【0013】これにより、シリンダ空間20Cは液圧シ
リンダ18、18、18のそれぞれの空間に連通され
る。加圧シリンダ20内にはピストン36が昇降自在に
支持され、ピストン36に固定されたロッド32の上端
部にはカウンタバランス22が固定されている。これに
より、カウンタバランス22の自重でピストン36が下
降してシリンダ空間20C内に充填されている油等の液
体に圧力Pが作用し、圧力Pは液圧シリンダ18、1
8、18に伝達される。
【0014】前記の如く構成されたウエハ研磨装置10
の作用を図1及び図4に基づいて説明する。先ず、ウエ
ハ25を下向きにして研磨布27に載置する。これによ
り、ウエハ25の表面25Aが研磨布27に均一に接触
する。このウエハ25の裏面と表面との平行度が低い場
合ウエハ25の裏面が傾斜する。次に、研磨パッド24
の凹部24A内にウエハ25を吸着する。これにより、
研磨パッド24の凹部24Aがウエハ25の裏面と接触
して、研磨パッド24がウエハ25の裏面と同様に傾斜
する。
【0015】この状態で、カウンタバランス22の自重
でピストン36を下降すると、シリンダ空間20C内に
充填されている液体に圧力Pが作用し、圧力Pは液圧シ
リンダ18、18、18に伝達される。従って、液圧シ
リンダ18、18、18に押付力が作用して、ウエハ表
面25Aを研磨布27に均一に押し付ける。これによ
り、ウエハ表面25Aが高精度に平坦研磨される。
【0016】前記参考例ではカウンタバランス22を使
用してウエハ25に押付力を付与した場合について説明
したが、これに限らず、例えばポンプ等を使用してウエ
ハ25に押付力を付与してもよい。また、前記参考例で
は3本の液圧シリンダを使用した場合について説明した
が、これに限らず、3本以外の複数の液圧シリンダを使
用しても同様の効果を得ることができる。
【0017】図5は、本発明に係るウエハ研磨装置の実
施例を示す要部断面図である。尚、図5において、図1
〜図4に示した前記参考例と同一類似部材については同
一符号を付し説明を省略する。
【0018】図5に示すように、中空シャフト26の下
端部は押付けシリンダ30の中央に連結され、押付けシ
リンダ30内には研磨パッド24が昇降自在に支持され
ている。研磨パッド24の上面にはシール部材32が付
着され、シール部材32は押付けシリンダ30内の空間
30Aを密封する。このように構成された本発明に係る
ウエハ研磨装置の他の実施例によれば、ウエハ25の表
面25Aが研磨布27に均一に接触状態で、研磨パッド
24の凹部24A内にウエハ25を吸着する。そして、
ウエハ25の裏面と表面との平行度が低い場合ウエハ2
5の裏面が傾斜するが、研磨パッド24の凹部24Aも
ウエハ25の傾斜面に沿って傾斜状態に配される。
【0019】この状態で前記実施例と同様に、カウンタ
バランス22の自重でピストン36を下降すると、シリ
ンダ空間20C内に充填されている液体に圧力Pが作用
し、圧力Pは押付けシリンダ30に伝達される。従っ
て、研磨パッド24に押付力が作用して、ウエハ表面2
5Aが研磨布27に均一に押し付られる。これにより、
ウエハ表面25Aが高精度に平坦研磨される。
【0020】
【発明の効果】以上述べたように本発明に係るウエハ研
磨方法及び装置によれば、押付け手段はパッドを液圧シ
リンダで押圧してワークに押付力を付与し、ワークの研
磨面を研磨布に均等に押しつけた。このように、体積変
化しない液体の圧力でワークを押圧することにより剛性
が高くなり、研磨中に振動等が発生した場合でもパッド
の押付力が一定に維持されるので、ウエハ表面を均一に
研磨することができる。
【0021】これにより、ウエハの裏面と表面との平行
度が悪い場合でも、ウエハ表面を均一に研磨して半導体
チップを形成する各工程(成膜、エッチング等)におい
て処理精度が向上する。従って、半導体チップを歩留り
よく生産することができ、さらに、半導体チップの高集
積化、微細化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るウエハ研磨装置を説明するために
用いたウエハ研磨装置の参考図
【図2】図1のA−A断面図
【図3】図1のウエハ研磨装置に使用されたジョイント
の取付け状態を示した断面図
【図4】図1のウエハ研磨装置の動作を説明した説明図
【図5】本発明に係るウエハ研磨装置の実施例を示した
断面図
【符号の説明】
10…ウエハ研磨装置 12…押付け手段 18…液圧シリンダ 24…研磨パッド 25…ウエハ 25A…ウエハ表面(ウエハ研磨面) 27…研磨布
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B24B 37/00 H01L 21/304

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パッドに支持されたウエハに押付力を付
    与して前記ウエハの研磨面を研磨布に押し付けると共に
    記ウエハを前記研磨布に対して相対移動させて前記ウ
    エハの研磨面を研磨するウエハ研磨方法において、前記パッドをシリンダ内に昇降自在に支持すると共に、
    前記パッドに取り付けたシール部材で前記シリンダ内の
    空間を密封し、該シリンダ内の液体に圧力を加えること
    により、ウエハの研磨面を前記研磨布に押し付けて研磨
    するこ とを特徴とするウエハ研磨方法。
  2. 【請求項2】 パッドに支持されたウエハに押付力を付
    与して前記ウエハの研磨面を研磨布に押し付けると共に
    記ウエハを前記研磨布に対して相対移動させて前記ウ
    エハの研磨面を研磨するウエハ研磨装置において、前記パッドを昇降自在に支持するシリンダと、前記パッ
    ドに取り付けられて前記シリンダ内の空間を密封するシ
    ール部材と、前記シリンダ内の液体に圧力を加える加圧
    手段とから成る液圧シリンダを設けたこ とを特徴とする
    ウエハ研磨装置。
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KR101362797B1 (ko) * 2013-10-31 2014-02-14 주식회사 엠피디엔지니어링 저마찰 유압실린더를 포함하는 양면 연마기
JP2015217445A (ja) * 2014-05-14 2015-12-07 株式会社荏原製作所 研磨装置
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