JP3625030B2 - ポリッシング装置 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はポリッシング装置に係り、特に半導体ウエハ等のポリッシング対象物を平坦且つ鏡面状に研磨するポリッシング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、半導体デバイスの微細化と高集積化が進み、回路の配線間距離が狭くなりつつある。特に0.5μm以下の光リソグラフィの場合、焦点深度が浅くなるためステッパーの結像面の平坦度を必要とする。従来の半導体ウエハの平坦化装置として、自己平坦化CVD装置やエッチング装置等があるが、これらは完全な平坦化を実現できていない。最近、前記装置に比べて容易で完全な平坦化を実現できると期待されるポリッシング装置により、半導体ウエハの平坦化を行なうことが試みられている。
【0003】
この種のポリッシング装置は、各々独立した回転数で回転する上面に研磨布を貼ったターンテーブルとトップリング本体とを有し、前記ターンテーブルとトップリング本体との間に半導体ウエハ等のポリッシング対象物を介在させて所定の圧力で押圧し、砥液を供給しつつポリッシング対象物の表面を平坦且つ鏡面に研磨している。このような装置では研磨中にポリッシング対象物がトップリング本体から飛び出すことを防止するために、ポリッシング対象物を研磨布とトップリング本体下面との間に保持するためのガイドリングをトップリング本体の周囲に備えている。
【0004】
図5は、従来のガイドリングを具備したトップリングの構成を示す断面図である。図5に示すように、トップリング部1は、下面に半導体ウエハ6を保持するトップリング本体3と、半導体ウエハ6をトップリング本体3の下面から飛び出さないように保持するガイドリング5とを備えている。ターンテーブル24には研磨布23が貼設されている。トップリング本体3にはトップリング駆動軸4が固定されている。ポリッシング対象物である半導体ウエハ6はガイドリング5の下面からわずかに突出(図5において突出量Sだけ)させることにより、研磨中にガイドリング5の研磨布23への接触を防止しガイドリング5の摩耗を防いでいる。ガイドリング5はトップリング本体3の下部の外周部に、等間隔に配置された複数のボルトBにより固定されている。またトップリング本体3は研磨の際、特に変形しにくいことを要求されるため、一般にはアルミナ等のセラミック材料で構成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ポリッシング対象物が半導体ウエハ等のように薄く、1mm程度である場合、上述の突出量Sは200〜300μm以下でないと、ポリッシング対象物はガイドリングを乗り越えてトップリング本体から飛び出してしまう。しかも研磨中にガイドリングの研磨布への接触を防ぐためにガイドリングの下面全域に渡って前記200〜300μm以下の所定の突出量Sを数十μm単位で管理しなければならない。そのためにガイドリングの上面とトップリングの下面との間にスペーサーを入れて突出量の微調整を手作業により行っていた。この調整の確認はトップリング本体とガイドリングを一度ボルトで固定して行わなければならず、調整がうまくいくまで前記ボルトの取り外しと固定を何度も繰り返す必要があった。
【0006】
また前記ボルトの締め付けトルクを規定値に管理しても、前記調整を繰り返し行なううちに、ボルトの締結部で上下方向に遊びが発生してしまう場合がある。研磨をこの状態で行なうと、ガイドリングがトップリングに対して固定されず上下にガタついてしまうので研磨性能に悪影響を与えたり、ウエハがガイドリングから飛び出したりする恐れがある。逆に前記遊びをなくすためにボルトを増し締めすると、脆いセラミック材料で作られたトップリングの下面が、ボルトの締めすぎにより割れてしまうこともある。
【0007】
また上述のようにポリッシング対象物の突出量がわずかであるので、研磨中にトップリング本体が傾いたり研磨布が歪んだところにポリッシング対象物が乗ると、ガイドリングが研磨布と接触しやすくなりガイドリングの摩耗は避けられない。したがって、ガイドリングの摩耗が許容量を超えて、ガイドリングのポリッシング対象物を保持する機能が失われる毎に、ガイドリングを新規に交換しなければならないという問題があった。即ち、従来の技術によるガイドリングの管理は非常に煩雑であった。
【0008】
本発明は上述の事情に鑑みなされたもので、ポリッシング対象物を保持するためのガイドリングの管理を容易に行うことができるポリッシング装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明のポリッシング装置は、研磨布を有するターンテーブルとトップリング本体と該トップリング本体の周囲にポリッシング対象物を保持するためのガイドリングとを有し、前記ターンテーブルとトップリングとの間にポリッシング対象物を介在させて所定の圧力で押圧することによってポリッシング対象物を研磨するポリッシング装置において、該ガイドリングに当接してトップリング本体にガイドリングを固定するための摩擦部材と、該摩擦部材をガイドリングに当接及び離間させるための駆動手段を備えることを特徴とするものである。
【0010】
本発明によれば、ガイドリングを研磨面に接触させたりあるいは押込んだ状態でガイドリングをトップリング本体に固定するように構成したので、研磨中にポリッシング対象物がガイドリングから飛び出すことを防止できる。またガイドリングの研磨面である研磨布との接触面が偏摩耗したときや接触面積が減少したときに、ガイドリングの研磨布に対する接触面積及び押し込み量の調整を均一かつ容易に行うことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るポリッシング装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず本発明のポリッシング装置の第1の実施の形態を図1乃至図3に基づいて説明する。図1及び図2は本発明のポリッシング装置のポリッシング部を示す図で、図1は図2のA−A矢印方向から見た要部の縦断面図、図2は平面図である。
図1および図2に示すように、ポリッシング装置のトップリング部1は、半導体ウエハ6を保持するトップリング本体3と、トップリング本体3をターンテーブル24に対して押圧するとともに回転駆動するトップリング駆動軸4と、これらトップリング駆動軸4とトップリング本体3との間に介装された球ベアリング2とを備えている。
【0012】
前記トップリング駆動軸4の下端面中央部には球ベアリング2が摺接する凹状球面が形成されている。トップリング本体3はトップリング本体下部3−1とトップリング本体上部3−2とで構成されている。トップリング本体上部3−2の上面中心部には球ベアリング2が摺接する凹状球面が形成され、トップリング本体下部3−1の外周部にはガイドリング5が取付けられている。ガイドリング5はトップリング本体下部3−1に対して上下方向にスライド可能に設けられている。
【0013】
前記トップリング本体3におけるトップリング本体上部3−2の中央部上面には4本のトルク伝達ピン8が等間隔に設けられている。各トルク伝達ピン8の周囲にはゴム等の緩衝部材(図示せず)が設けられている。またトップリング駆動軸4の下部外周には、各トルク伝達ピン8の緩衝部材を挟むように2本のトルク伝達ピン7が設けられており、これらトルク伝達ピン7は各々のトルク伝達ピン8に対応して4組設けられている。前記緩衝部材は、トップリング駆動軸4が回転を始める時に、トルク伝達ピン8とトルク伝達ピン7との急激なトルクの伝達によって生じる衝撃を緩衝する機能を有している。
【0014】
トップリング本体下部3−1の下面には弾性膜28が設けられている。そして、弾性膜28の下面とガイドリング5の内周面とターンテーブル24の上面に貼られた研磨布23の上面とに囲まれた空間に半導体ウエハ6を収容し、ターンテーブル24を回転させるとともに、トップリング駆動軸4を回転させる。トップリング駆動軸4の回転トルクはトルク伝達ピン7とトルク伝達ピン8の係合によりトップリング本体3に伝達され、トップリング本体3が回転し、半導体ウエハ6は研磨布23に摺接しながらその表面が平坦且つ鏡面に研磨される。
【0015】
ガイドリング5はガイドリング本体下部5−1とガイドリング本体中間部5−2とガイドリング本体上部5−3とで構成され、これら各部は互いに固定されている。ガイドリング本体下部5−1は研磨中に直接研磨布23と接触でき、摩耗しても交換することができる。ガイドリング本体中間部5−2は、トップリング本体下部3−1の所定の円周上に等間隔に設けられた4個のガイドリング案内ピン14−1に係合可能に構成されており、ガイドリング5はトップリング本体3と一体に回転可能である。またガイドリング本体中間部5−2はトップリング本体下部3−1の外周面に接して上下方向にスライド可能になっている。
【0016】
ガイドリング本体上部5−3の上方には、ベース17に固定された3個のガイドリングシリンダー15が設けられている。3個のガイドリングシリンダー15はガイドリング本体上部5−3の上面の所定の円周上に等間隔で配置されている。ガイドリングシリンダー15はシリンダーロッド16を有し、シリンダーロッド16の先端には、ハウジング16−1、ハウジング16−1内で水平に取り付けられた軸16−2、軸16−2により回転可能に支持されるローラ16−3とから構成されている走行部材が設けられている。前記ガイドリング本体上部5−3は、前記ガイドリングシリンダー15により、直接には前記ローラ16−3を介して所定の押圧力により押圧される。研磨中、ガイドリング5が回転しているときに、シリンダーロッド16の先端に設けたローラ16−3がガイドリング本体上部5−3の上面を転動することにより、ガイドリングシリンダー15はガイドリング5の全体を均一な圧力で押圧することができる。
【0017】
トップリング本体上部3−2の上部には、ブレーキ部14(後述する)のブレーキホルダー3−3が取付けられている。ブレーキホルダー3−3には軸ホルダー3−4が取付けられており、トップリング駆動軸4がトップリング本体3から上方に離れたときに、トップリング駆動軸4の下部の周囲に取付けられたフランジ4−1の下部上面が軸ホルダー3−4の下面に接触することにより、トップリング本体3がトップリング駆動軸4から外れるのを防いでいる。また互いに接触する軸ホルダー3−4の下面とフランジ4−1の下部上面には図示しないゴム等の緩衝材が設けられており、前記接触の際の衝撃を緩衝している。なおフランジ4−1はトップリング駆動軸4の中心軸を通る一平面で均等に二分割されており、トップリング駆動軸4に取付ける際に互いに固定されている。
【0018】
トップリング本体上部3−2の所定の円周上からトップリング本体上部3−2の外周側に延びて矩形状に切り落とした貫通溝3−5がトップリング本体上部3−2の均等な位置に4箇所設けられている。溝3−5の上面及び下面は各々ブレーキホルダー3−3およびトップリング本体下部3−1とで覆われており、溝3−5内には、溝3−5内をブレーキホルダー3−3の半径方向、即ち、図1中の矢印BC方向に移動可能なブレーキパッド14−1及びチューブ14−2が収容されている。チューブ14−2は、その一端がブレーキパッド14−1内の端部に固定され、他端が溝3−5の奥側の内側面に固定されている。ブレーキパッド14−1が対向するガイドリング本体中間部5−2の内面には、前記溝3−5に対応するように、ブレーキ収容孔5−4が形成されている。ブレーキ収容穴5−4の当接面にブレーキパッド14−1が当接し、又は離脱してガイドリング5をトップリング本体に固定及びその解除を行うようになっている。
【0019】
前記チューブ14−2には、例えば空気等の加圧流体を供給、又は排出可能にするための通路の一部となる継ぎ手14−3の一端が接続されている。そして継ぎ手14−3の他端は前記ブレーキホルダー3−3を貫通し、上方に延びて配管14−4に接続されている。4本の配管14−4はトップリング駆動軸4の外部で集合して2本となり、さらに2本の配管14−4はトップリング駆動軸4内の中空部で集合して1本となる。そして、1本の配管14−4はトップリング駆動軸4の上部で回転ジョイント(図示せず)を経由して図示しない加圧流体供給装置及び流体排出装置に連通している。前記加圧流体供給装置及び流体排出装置は、図示しない制御バブルを制御することにより前記チューブ14−2への流体の供給及び排出を行う。前記ブレーキパッド14−1、チューブ14−2、溝3−5およびブレーキ収容穴5−4はブレーキ部14を構成している。したがって、ガイドリング5をトップリング本体3に固定するためにはチューブ14−2内に所定の圧力を有する流体を供給してチューブ14−2をブレーキホルダー3−3の半径方向、即ち図1中の矢印B方向に膨脹させ、ブレーキパッド14−1をブレーキ収容穴5−4の当接面に当接させる。逆にチューブ14−2内の流体を排出することにより、チューブ14−2を図1中の矢印C方向に収縮させてブレーキパッド14−1をブレーキ収容穴5−4から引き離し、溝3−5内に収容し、ブレーキを解除する。
【0020】
本ブレーキはトップリング本体3の周囲の均等な位置4箇所でガイドリング本体に作用させており、さらにガイドリング本体上部5−3を前記ガイドリングシリンダー15により所定の押圧力で押圧できるので、ガイドリング5が研磨中に研磨布23から上方向に反力を受けても最初に位置決めした位置からずれることはない。
【0021】
また本実施例ではガイドリング本体下部5−1の交換のようなメンテナンス時には、前記ガイドリングシリンダー15による押圧を解除し、ブレーキを利かさない程度の圧力を有する流体を常時供給しており、ガイドリング5が下降してもブレーキパッド14−1の上端部がガイドリング本体上部5−3の下面に当接できるので、ガイドリング5が研磨布上に落下することはない。
【0022】
ブレーキパッド14−1は摩擦係数が高ければ如何なる材質でも構わないが、本実施例でも石綿を熱硬化性の樹脂で加熱成形したものを使用している。またチューブ14−2は耐圧性、耐摩耗性、耐熱性、耐漏れ性を有するゴム状体で構成している。またガイドリング本体中間部5−2は硬質材料であれば如何なる材質でも構わないが、本実施例では緻密質のセラミックを使用している。本実施例では図示はしていないが、研磨液等が流入したときに排出するための溝をブレーキパッド14−1とブレーキ収容穴5−4に設けている。
【0023】
ベース18は軸受19を介してトップリング駆動軸4を回転可能に支持している。またベース18は前記ベース17に固定され、さらにベース18は図示しないフレームに固定されている。
【0024】
図3は図1及び図2に示すトップリング部を用いたポリッシング装置の全体構成を示す図である。図3において、符号24はターンテーブルであり、ターンテーブル24は軸25を中心に回転できるようになっている。また、ターンテーブル24の上面には研磨布23が貼設されている。トップリング駆動軸4の上端にはトップリングシリンダー9が設けられており、このトップリングシリンダー9によりトップリング駆動軸4が上下動される。またトップリング駆動軸4はプーリ11A,11B、ベルト12を介してモータ10に連結されている。
【0025】
上記構成のポリッシング装置において、トップリング本体下部3−1の下面に弾性膜28を介して、半導体ウエハ6を保持し、トップリング本体3とターンテーブル24が回転している状態で、ターンテーブル24の研磨布23上にトップリングシリンダー9によりトップリング駆動軸4の上端部を加圧し、さらにその加圧力は球ベアリング2を介してトップリング本体3を加圧する。この時、研磨砥液ノズル26から研磨布23上に研磨砥液Qを供給しており、研磨布23に研磨砥液Qが保持され、半導体ウエハ6の研磨される面(下面)に砥液Qが有る状態でポリッシングが行なわれる。
【0026】
次に、図1乃至図3に示す実施例におけるガイドリングの管理方法およびポリッシングの動作について説明する。
トップリングシリンダー9によりトップリング本体3およびトップリング駆動軸4を上昇させて、ガイドリング本体下部5−1の摩耗の度合いを調べ、少なくとも1部分に偏摩耗が発生していたり、ガイドリング本体下部5−1の正常時の全接触面積に対して、研磨布23と実際に接触する時の接触面積の割合が減少しているならば、ガイドリング本体下部5−1の接触量を調整する。ここで必要があればガイドリング5の研磨布23との接触面の平坦化を目的として、半導体ウエハ6のポリッシングと同様にガイドリング本体下部5−1自体の修正研磨を行ってもよい。
【0027】
前記調整は以下の様に行う。まずトップリングシリンダー9によりトップリング本体3を下降させて、実際の研磨に作用させる所定の加圧力により、厚みの均一な基準ウエハを保持させたトップリング本体3を研磨布23に押し付ける。次にチューブ14−2内の流体を流体排出装置を稼働させて排出し、ブレーキ部14のブレーキ作用を解除する。そして、ガイドリングシリンダー15のシリンダーロッド16の先端のローラ16−3を各々等しい所定の押し付け力でガイドリング本体上部5−3に押し付け、研磨布23にガイドリング本体下部5−1を接触させ、所定量押込ませる。次に加圧流体供給装置を稼働させて、チューブ14−2内に加圧流体を供給し、ブレーキパッド14−1をブレーキ収容穴5−4の当接面に当接させてガイドリング5をトップリング本体3に固定する。
【0028】
次にガイドリングシリンダー15によるガイドリング5への押圧を解除すると同時に、トップリング本体3にガイドリング5を前記ブレーキパッド14−1により固定させたまま上昇させ、前記基準ウエハをトップリング本体3から取り外し、テスト用の半導体ウエハ6を新規にトップリング本体3に取付け、トップリング本体3を研磨布23に前記加圧力で押し付けると同時に、前記ガイドリングシリンダー15によってガイドリング5を前記所定の押し付け力により押圧する。これに続いて上述のポリッシングを開始する。上述の通りポリッシングの間、ガイドリング5はトップリング本体3に機械的に固定されたままであり、ポリッシング中にガイドリング5が前記固定された位置からずれることはない。
【0029】
なお、実施例ではシリンダーロッドの先端に設けた走行部材によりガイドリングの上を走行させながらガイドリングを押圧したが、シリンダーロッドの先端を低摩擦部材で構成して、シリンダーロッドがガイドリングの上を直接に摺動および押圧するようにしてもよい。またガイドリングを押圧するためのシリンダーは3個又はそれ以上で構成してもよい。さらにガイドリング本体下部5−1には研磨布を修正及び再生するために、研磨布との接触面を例えばダイヤモンド材で構成したドレッシング部材を取り付けてもよい。これによりウエハの研磨中に、研磨布の再生を同時に行なうこともできる。またチューブ14−2に供給する流体として空気等の気体以外に油や水等の液体でもよい。
【0030】
次に本発明のトップリング部1のブレーキ部14の変形例を図4を用いて説明する。図4は第1実施例の図1の長丸で囲った部分Xを変形した例を示す図である。本変形例が第1実施例と相違するのは、ブレーキパッド14−1をブレーキ収容穴5−4に対して移動させるために第1実施例で適用したチューブ14−2の代わりに形状記憶合金部材14−5を用いる点にある。形状記憶合金部材14−5の一端はブレーキパッド14−1に固定され、他端はトップリング本体上部3−2に固定されている。この形状記憶合金部材14−5は予め所定の高温において前述のブレーキパッド14−1の移動方向に膨脹できるように形状記憶してあり、所定の低温になると形状記憶合金部材14−5はブレーキ収容穴5−4の当接面から溝3−5の方向へ、すなわちトップリングの回転中心方向にひずみを受けるのでブレーキパッド14−1のブレーキ力は弱まり、ガイドリング本体中間部5−2がトップリング本体3から上下方向に容易に移動できるようになる。
【0031】
本変形例でもガイドリング本体下部5−1の交換及び管理や調整が必要なときは第1実施例と同様にブレーキを解除するが、それ以外のときは常時ブレーキを作用させる。従ってブレーキの解除が必要になる毎に、ひずみを受けた形状記憶合金部材14−5を元の形状に戻す必要がある。本変形例で用いる形状記憶合金部材14−5は略直方体状で、TiNi合金であり、回復ひずみは最大8%を有するものである。
【0032】
次に形状記憶合金部材14−5の温度を上昇及び下降するための手段及びブレーキの動作について説明する。
溝3−5とその上面を覆うブレーキホルダー3−3との間には隙間14−6が形成されている。そして、形状記憶合金部材14−5の上面全体に図示しない加熱装置により加熱された流体を配管14−4、継手14−3’を介して隙間14−6内に供給して形状記憶合金部材14−5を温めて、形状記憶合金部材14−5を膨脹させる。これにより、上述のブレーキパッド14−1をブレーキ収容穴5−4の当接面に接触させることにより、ブレーキを作用させる。この時、形状記憶合金部材14−5と熱交換した流体の一部はブレーキパッド14−1で占められた溝3−5内の隙間から図示しないトップリングの排出溝に沿って排出される。研磨の際は形状記憶合金部材14−5を温めて、第1実施例と同様に常時、ガイドリング5をトップリング本体3に固定させる。逆にブレーキを解除させるためには、第1実施例で適用した流体排出装置を稼働させて隙間14−6内の流体を排出し、つぎに非加熱流体を第1実施例と同様に供給して形状記憶合金部材14−5を冷却する。この時も上述のブレーキを作用させるときと同様に熱交換した流体は前記排出溝から排出される。本変形例の好適な条件は、1例として、ブレーキ作用時に50℃、ブレーキ解除時に室温(20℃)程度の純水を供給すれば上述のブレーキ動作を最適に行うことができる。
【0033】
本変形例では形状記憶合金部材14−5の形状として直方体を用いたが、スプリング状のものや、パイプ状のものでも構わない。また形状記憶合金部材14−5が上述の様にひずみを受ける過程と記憶された形状通りに回復する過程を繰り返すために使用する流体は、純水以外の液体や空気などの気体でも構わない。
【0034】
本変形例では第1実施例と同様に、流体供給装置から回転ジョイント、続いてトップリング駆動軸の内部を通して流体を供給するようにしたが、図3に示すようにトップリング駆動軸4の下部に小型の発電機22と流体を溜めたタンクを設け、さらにタンク内の流体を圧送する小型のポンプ20を設けてもよい。トップリング駆動軸4の回転力はトップリング駆動軸4に固定されたプーリー4−2からベルト30を介して、発電機22の回転軸が取り付けられたプーリー29に伝えられ、発電機22が駆動されて発電される。発電機22で発電された電気は一定電圧供給装置27に送られ、この一定電圧供給装置27により一定電圧の電流がポンプ20および配管14−4に巻き付けたヒーター21に供給される。
【0035】
上述の構成において、トップリング駆動軸4を所定回転数以上で回転させると、同時にポンプ20が運転され、流体がポンプ20によりタンクから形状記憶合金部材14−5に供給されるが、その途中で該流体はヒーター21により温められた配管14−4との間で熱交換して加熱される。これによって、形状記憶合金部材14−5は温められ、上述のブレーキ作用をすることができる。逆にブレーキを解除するときは、トップリング駆動軸4の回転を止め、流体の供給を止め、形状記憶合金部材14−5のブレーキ力が弱まるまで形状記憶合金部材14−5を所定時間自然冷却させる。ただし、次のウエハを継続して研磨するために、ウエハの交換時にトップリング駆動軸4の回転を停止させるが、この間、形状記憶合金部材14−5の温度が低下してブレーキが解除してしまう前にウエハの交換を終了するようにしている。そのため、この交換の際もブレーキは継続して作用する。また待機しているときにも、ガイドリングのトップリング本体に対する固定位置を変えないために、トップリング駆動軸4の回転を継続させる。
【0036】
本実施例においては、ポリッシング対象物として半導体ウエハを説明したが、ポリッシング対象物はこれに限るものではない。また、ここで対象物としている半導体ウエハは、金属回路を表面に有するウエハ、さらにその上に酸化シリコン等の絶縁膜を有するウエハのみならず、無積層ウエハ、及びその上に酸化シリコン等の絶縁膜を有するウエハも含むものである。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ガイドリングを研磨布に所定量、接触させたりあるいは押込んだ状態でガイドリングをトップリングに固定するように構成したので、ポリッシング対象物がガイドリングから研磨中に飛び出すことを防止できる。またガイドリングの研磨布との接触面が偏摩耗したときや接触面積が減少したときに、ガイドリングの研磨布に対する接触面積及び押し込み量の調整を均一かつ容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のポリッシング装置の第1実施例における要部を示す縦断面図である。
【図2】図1の平面図である。
【図3】本発明のポリッシング装置の第1実施例における全体構成を示す縦断面図である。
【図4】本発明のポリッシング装置のブレーキ部の変形例を示す縦断面図である。
【図5】従来のガイドリングを具備したトップリングの構成を示す図である。
【符号の説明】
1 トップリング部
1−1 フランジ
2 球ベアリング
3 トップリング本体
3−1 トップリング下部
3−2 トップリング上部
3−3 ブレーキホルダー
3−4 軸ホルダー
4 トップリング駆動軸
5 ガイドリング
5−1 ガイドリング本体下部
5−2 ガイドリング本体中間部
5−3 ガイドリング本体上部
5−4 ブレーキ収容穴
6 半導体ウエハ
7,8 トルク伝達ピン
9 トップリングシリンダー
10 トップリング駆動モータ
14 ブレーキ部
14−1 ブレーキパッド
14−2 チューブ
14−3 継手
14−4 配管
14−5 形状記憶合金部材
14−6 隙間
15 ガイドリングシリンダー
16 シリンダーロッド
17 ベース
18 ベース
19 軸受
20 ポンプ
21 ヒーター
22 発電機
23 研磨布
24 ターンテーブル
26 研磨砥液ノズル
27 一定電圧供給源
28 弾性膜
Q 研磨砥液
【発明の属する技術分野】
本発明はポリッシング装置に係り、特に半導体ウエハ等のポリッシング対象物を平坦且つ鏡面状に研磨するポリッシング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、半導体デバイスの微細化と高集積化が進み、回路の配線間距離が狭くなりつつある。特に0.5μm以下の光リソグラフィの場合、焦点深度が浅くなるためステッパーの結像面の平坦度を必要とする。従来の半導体ウエハの平坦化装置として、自己平坦化CVD装置やエッチング装置等があるが、これらは完全な平坦化を実現できていない。最近、前記装置に比べて容易で完全な平坦化を実現できると期待されるポリッシング装置により、半導体ウエハの平坦化を行なうことが試みられている。
【0003】
この種のポリッシング装置は、各々独立した回転数で回転する上面に研磨布を貼ったターンテーブルとトップリング本体とを有し、前記ターンテーブルとトップリング本体との間に半導体ウエハ等のポリッシング対象物を介在させて所定の圧力で押圧し、砥液を供給しつつポリッシング対象物の表面を平坦且つ鏡面に研磨している。このような装置では研磨中にポリッシング対象物がトップリング本体から飛び出すことを防止するために、ポリッシング対象物を研磨布とトップリング本体下面との間に保持するためのガイドリングをトップリング本体の周囲に備えている。
【0004】
図5は、従来のガイドリングを具備したトップリングの構成を示す断面図である。図5に示すように、トップリング部1は、下面に半導体ウエハ6を保持するトップリング本体3と、半導体ウエハ6をトップリング本体3の下面から飛び出さないように保持するガイドリング5とを備えている。ターンテーブル24には研磨布23が貼設されている。トップリング本体3にはトップリング駆動軸4が固定されている。ポリッシング対象物である半導体ウエハ6はガイドリング5の下面からわずかに突出(図5において突出量Sだけ)させることにより、研磨中にガイドリング5の研磨布23への接触を防止しガイドリング5の摩耗を防いでいる。ガイドリング5はトップリング本体3の下部の外周部に、等間隔に配置された複数のボルトBにより固定されている。またトップリング本体3は研磨の際、特に変形しにくいことを要求されるため、一般にはアルミナ等のセラミック材料で構成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ポリッシング対象物が半導体ウエハ等のように薄く、1mm程度である場合、上述の突出量Sは200〜300μm以下でないと、ポリッシング対象物はガイドリングを乗り越えてトップリング本体から飛び出してしまう。しかも研磨中にガイドリングの研磨布への接触を防ぐためにガイドリングの下面全域に渡って前記200〜300μm以下の所定の突出量Sを数十μm単位で管理しなければならない。そのためにガイドリングの上面とトップリングの下面との間にスペーサーを入れて突出量の微調整を手作業により行っていた。この調整の確認はトップリング本体とガイドリングを一度ボルトで固定して行わなければならず、調整がうまくいくまで前記ボルトの取り外しと固定を何度も繰り返す必要があった。
【0006】
また前記ボルトの締め付けトルクを規定値に管理しても、前記調整を繰り返し行なううちに、ボルトの締結部で上下方向に遊びが発生してしまう場合がある。研磨をこの状態で行なうと、ガイドリングがトップリングに対して固定されず上下にガタついてしまうので研磨性能に悪影響を与えたり、ウエハがガイドリングから飛び出したりする恐れがある。逆に前記遊びをなくすためにボルトを増し締めすると、脆いセラミック材料で作られたトップリングの下面が、ボルトの締めすぎにより割れてしまうこともある。
【0007】
また上述のようにポリッシング対象物の突出量がわずかであるので、研磨中にトップリング本体が傾いたり研磨布が歪んだところにポリッシング対象物が乗ると、ガイドリングが研磨布と接触しやすくなりガイドリングの摩耗は避けられない。したがって、ガイドリングの摩耗が許容量を超えて、ガイドリングのポリッシング対象物を保持する機能が失われる毎に、ガイドリングを新規に交換しなければならないという問題があった。即ち、従来の技術によるガイドリングの管理は非常に煩雑であった。
【0008】
本発明は上述の事情に鑑みなされたもので、ポリッシング対象物を保持するためのガイドリングの管理を容易に行うことができるポリッシング装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明のポリッシング装置は、研磨布を有するターンテーブルとトップリング本体と該トップリング本体の周囲にポリッシング対象物を保持するためのガイドリングとを有し、前記ターンテーブルとトップリングとの間にポリッシング対象物を介在させて所定の圧力で押圧することによってポリッシング対象物を研磨するポリッシング装置において、該ガイドリングに当接してトップリング本体にガイドリングを固定するための摩擦部材と、該摩擦部材をガイドリングに当接及び離間させるための駆動手段を備えることを特徴とするものである。
【0010】
本発明によれば、ガイドリングを研磨面に接触させたりあるいは押込んだ状態でガイドリングをトップリング本体に固定するように構成したので、研磨中にポリッシング対象物がガイドリングから飛び出すことを防止できる。またガイドリングの研磨面である研磨布との接触面が偏摩耗したときや接触面積が減少したときに、ガイドリングの研磨布に対する接触面積及び押し込み量の調整を均一かつ容易に行うことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るポリッシング装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず本発明のポリッシング装置の第1の実施の形態を図1乃至図3に基づいて説明する。図1及び図2は本発明のポリッシング装置のポリッシング部を示す図で、図1は図2のA−A矢印方向から見た要部の縦断面図、図2は平面図である。
図1および図2に示すように、ポリッシング装置のトップリング部1は、半導体ウエハ6を保持するトップリング本体3と、トップリング本体3をターンテーブル24に対して押圧するとともに回転駆動するトップリング駆動軸4と、これらトップリング駆動軸4とトップリング本体3との間に介装された球ベアリング2とを備えている。
【0012】
前記トップリング駆動軸4の下端面中央部には球ベアリング2が摺接する凹状球面が形成されている。トップリング本体3はトップリング本体下部3−1とトップリング本体上部3−2とで構成されている。トップリング本体上部3−2の上面中心部には球ベアリング2が摺接する凹状球面が形成され、トップリング本体下部3−1の外周部にはガイドリング5が取付けられている。ガイドリング5はトップリング本体下部3−1に対して上下方向にスライド可能に設けられている。
【0013】
前記トップリング本体3におけるトップリング本体上部3−2の中央部上面には4本のトルク伝達ピン8が等間隔に設けられている。各トルク伝達ピン8の周囲にはゴム等の緩衝部材(図示せず)が設けられている。またトップリング駆動軸4の下部外周には、各トルク伝達ピン8の緩衝部材を挟むように2本のトルク伝達ピン7が設けられており、これらトルク伝達ピン7は各々のトルク伝達ピン8に対応して4組設けられている。前記緩衝部材は、トップリング駆動軸4が回転を始める時に、トルク伝達ピン8とトルク伝達ピン7との急激なトルクの伝達によって生じる衝撃を緩衝する機能を有している。
【0014】
トップリング本体下部3−1の下面には弾性膜28が設けられている。そして、弾性膜28の下面とガイドリング5の内周面とターンテーブル24の上面に貼られた研磨布23の上面とに囲まれた空間に半導体ウエハ6を収容し、ターンテーブル24を回転させるとともに、トップリング駆動軸4を回転させる。トップリング駆動軸4の回転トルクはトルク伝達ピン7とトルク伝達ピン8の係合によりトップリング本体3に伝達され、トップリング本体3が回転し、半導体ウエハ6は研磨布23に摺接しながらその表面が平坦且つ鏡面に研磨される。
【0015】
ガイドリング5はガイドリング本体下部5−1とガイドリング本体中間部5−2とガイドリング本体上部5−3とで構成され、これら各部は互いに固定されている。ガイドリング本体下部5−1は研磨中に直接研磨布23と接触でき、摩耗しても交換することができる。ガイドリング本体中間部5−2は、トップリング本体下部3−1の所定の円周上に等間隔に設けられた4個のガイドリング案内ピン14−1に係合可能に構成されており、ガイドリング5はトップリング本体3と一体に回転可能である。またガイドリング本体中間部5−2はトップリング本体下部3−1の外周面に接して上下方向にスライド可能になっている。
【0016】
ガイドリング本体上部5−3の上方には、ベース17に固定された3個のガイドリングシリンダー15が設けられている。3個のガイドリングシリンダー15はガイドリング本体上部5−3の上面の所定の円周上に等間隔で配置されている。ガイドリングシリンダー15はシリンダーロッド16を有し、シリンダーロッド16の先端には、ハウジング16−1、ハウジング16−1内で水平に取り付けられた軸16−2、軸16−2により回転可能に支持されるローラ16−3とから構成されている走行部材が設けられている。前記ガイドリング本体上部5−3は、前記ガイドリングシリンダー15により、直接には前記ローラ16−3を介して所定の押圧力により押圧される。研磨中、ガイドリング5が回転しているときに、シリンダーロッド16の先端に設けたローラ16−3がガイドリング本体上部5−3の上面を転動することにより、ガイドリングシリンダー15はガイドリング5の全体を均一な圧力で押圧することができる。
【0017】
トップリング本体上部3−2の上部には、ブレーキ部14(後述する)のブレーキホルダー3−3が取付けられている。ブレーキホルダー3−3には軸ホルダー3−4が取付けられており、トップリング駆動軸4がトップリング本体3から上方に離れたときに、トップリング駆動軸4の下部の周囲に取付けられたフランジ4−1の下部上面が軸ホルダー3−4の下面に接触することにより、トップリング本体3がトップリング駆動軸4から外れるのを防いでいる。また互いに接触する軸ホルダー3−4の下面とフランジ4−1の下部上面には図示しないゴム等の緩衝材が設けられており、前記接触の際の衝撃を緩衝している。なおフランジ4−1はトップリング駆動軸4の中心軸を通る一平面で均等に二分割されており、トップリング駆動軸4に取付ける際に互いに固定されている。
【0018】
トップリング本体上部3−2の所定の円周上からトップリング本体上部3−2の外周側に延びて矩形状に切り落とした貫通溝3−5がトップリング本体上部3−2の均等な位置に4箇所設けられている。溝3−5の上面及び下面は各々ブレーキホルダー3−3およびトップリング本体下部3−1とで覆われており、溝3−5内には、溝3−5内をブレーキホルダー3−3の半径方向、即ち、図1中の矢印BC方向に移動可能なブレーキパッド14−1及びチューブ14−2が収容されている。チューブ14−2は、その一端がブレーキパッド14−1内の端部に固定され、他端が溝3−5の奥側の内側面に固定されている。ブレーキパッド14−1が対向するガイドリング本体中間部5−2の内面には、前記溝3−5に対応するように、ブレーキ収容孔5−4が形成されている。ブレーキ収容穴5−4の当接面にブレーキパッド14−1が当接し、又は離脱してガイドリング5をトップリング本体に固定及びその解除を行うようになっている。
【0019】
前記チューブ14−2には、例えば空気等の加圧流体を供給、又は排出可能にするための通路の一部となる継ぎ手14−3の一端が接続されている。そして継ぎ手14−3の他端は前記ブレーキホルダー3−3を貫通し、上方に延びて配管14−4に接続されている。4本の配管14−4はトップリング駆動軸4の外部で集合して2本となり、さらに2本の配管14−4はトップリング駆動軸4内の中空部で集合して1本となる。そして、1本の配管14−4はトップリング駆動軸4の上部で回転ジョイント(図示せず)を経由して図示しない加圧流体供給装置及び流体排出装置に連通している。前記加圧流体供給装置及び流体排出装置は、図示しない制御バブルを制御することにより前記チューブ14−2への流体の供給及び排出を行う。前記ブレーキパッド14−1、チューブ14−2、溝3−5およびブレーキ収容穴5−4はブレーキ部14を構成している。したがって、ガイドリング5をトップリング本体3に固定するためにはチューブ14−2内に所定の圧力を有する流体を供給してチューブ14−2をブレーキホルダー3−3の半径方向、即ち図1中の矢印B方向に膨脹させ、ブレーキパッド14−1をブレーキ収容穴5−4の当接面に当接させる。逆にチューブ14−2内の流体を排出することにより、チューブ14−2を図1中の矢印C方向に収縮させてブレーキパッド14−1をブレーキ収容穴5−4から引き離し、溝3−5内に収容し、ブレーキを解除する。
【0020】
本ブレーキはトップリング本体3の周囲の均等な位置4箇所でガイドリング本体に作用させており、さらにガイドリング本体上部5−3を前記ガイドリングシリンダー15により所定の押圧力で押圧できるので、ガイドリング5が研磨中に研磨布23から上方向に反力を受けても最初に位置決めした位置からずれることはない。
【0021】
また本実施例ではガイドリング本体下部5−1の交換のようなメンテナンス時には、前記ガイドリングシリンダー15による押圧を解除し、ブレーキを利かさない程度の圧力を有する流体を常時供給しており、ガイドリング5が下降してもブレーキパッド14−1の上端部がガイドリング本体上部5−3の下面に当接できるので、ガイドリング5が研磨布上に落下することはない。
【0022】
ブレーキパッド14−1は摩擦係数が高ければ如何なる材質でも構わないが、本実施例でも石綿を熱硬化性の樹脂で加熱成形したものを使用している。またチューブ14−2は耐圧性、耐摩耗性、耐熱性、耐漏れ性を有するゴム状体で構成している。またガイドリング本体中間部5−2は硬質材料であれば如何なる材質でも構わないが、本実施例では緻密質のセラミックを使用している。本実施例では図示はしていないが、研磨液等が流入したときに排出するための溝をブレーキパッド14−1とブレーキ収容穴5−4に設けている。
【0023】
ベース18は軸受19を介してトップリング駆動軸4を回転可能に支持している。またベース18は前記ベース17に固定され、さらにベース18は図示しないフレームに固定されている。
【0024】
図3は図1及び図2に示すトップリング部を用いたポリッシング装置の全体構成を示す図である。図3において、符号24はターンテーブルであり、ターンテーブル24は軸25を中心に回転できるようになっている。また、ターンテーブル24の上面には研磨布23が貼設されている。トップリング駆動軸4の上端にはトップリングシリンダー9が設けられており、このトップリングシリンダー9によりトップリング駆動軸4が上下動される。またトップリング駆動軸4はプーリ11A,11B、ベルト12を介してモータ10に連結されている。
【0025】
上記構成のポリッシング装置において、トップリング本体下部3−1の下面に弾性膜28を介して、半導体ウエハ6を保持し、トップリング本体3とターンテーブル24が回転している状態で、ターンテーブル24の研磨布23上にトップリングシリンダー9によりトップリング駆動軸4の上端部を加圧し、さらにその加圧力は球ベアリング2を介してトップリング本体3を加圧する。この時、研磨砥液ノズル26から研磨布23上に研磨砥液Qを供給しており、研磨布23に研磨砥液Qが保持され、半導体ウエハ6の研磨される面(下面)に砥液Qが有る状態でポリッシングが行なわれる。
【0026】
次に、図1乃至図3に示す実施例におけるガイドリングの管理方法およびポリッシングの動作について説明する。
トップリングシリンダー9によりトップリング本体3およびトップリング駆動軸4を上昇させて、ガイドリング本体下部5−1の摩耗の度合いを調べ、少なくとも1部分に偏摩耗が発生していたり、ガイドリング本体下部5−1の正常時の全接触面積に対して、研磨布23と実際に接触する時の接触面積の割合が減少しているならば、ガイドリング本体下部5−1の接触量を調整する。ここで必要があればガイドリング5の研磨布23との接触面の平坦化を目的として、半導体ウエハ6のポリッシングと同様にガイドリング本体下部5−1自体の修正研磨を行ってもよい。
【0027】
前記調整は以下の様に行う。まずトップリングシリンダー9によりトップリング本体3を下降させて、実際の研磨に作用させる所定の加圧力により、厚みの均一な基準ウエハを保持させたトップリング本体3を研磨布23に押し付ける。次にチューブ14−2内の流体を流体排出装置を稼働させて排出し、ブレーキ部14のブレーキ作用を解除する。そして、ガイドリングシリンダー15のシリンダーロッド16の先端のローラ16−3を各々等しい所定の押し付け力でガイドリング本体上部5−3に押し付け、研磨布23にガイドリング本体下部5−1を接触させ、所定量押込ませる。次に加圧流体供給装置を稼働させて、チューブ14−2内に加圧流体を供給し、ブレーキパッド14−1をブレーキ収容穴5−4の当接面に当接させてガイドリング5をトップリング本体3に固定する。
【0028】
次にガイドリングシリンダー15によるガイドリング5への押圧を解除すると同時に、トップリング本体3にガイドリング5を前記ブレーキパッド14−1により固定させたまま上昇させ、前記基準ウエハをトップリング本体3から取り外し、テスト用の半導体ウエハ6を新規にトップリング本体3に取付け、トップリング本体3を研磨布23に前記加圧力で押し付けると同時に、前記ガイドリングシリンダー15によってガイドリング5を前記所定の押し付け力により押圧する。これに続いて上述のポリッシングを開始する。上述の通りポリッシングの間、ガイドリング5はトップリング本体3に機械的に固定されたままであり、ポリッシング中にガイドリング5が前記固定された位置からずれることはない。
【0029】
なお、実施例ではシリンダーロッドの先端に設けた走行部材によりガイドリングの上を走行させながらガイドリングを押圧したが、シリンダーロッドの先端を低摩擦部材で構成して、シリンダーロッドがガイドリングの上を直接に摺動および押圧するようにしてもよい。またガイドリングを押圧するためのシリンダーは3個又はそれ以上で構成してもよい。さらにガイドリング本体下部5−1には研磨布を修正及び再生するために、研磨布との接触面を例えばダイヤモンド材で構成したドレッシング部材を取り付けてもよい。これによりウエハの研磨中に、研磨布の再生を同時に行なうこともできる。またチューブ14−2に供給する流体として空気等の気体以外に油や水等の液体でもよい。
【0030】
次に本発明のトップリング部1のブレーキ部14の変形例を図4を用いて説明する。図4は第1実施例の図1の長丸で囲った部分Xを変形した例を示す図である。本変形例が第1実施例と相違するのは、ブレーキパッド14−1をブレーキ収容穴5−4に対して移動させるために第1実施例で適用したチューブ14−2の代わりに形状記憶合金部材14−5を用いる点にある。形状記憶合金部材14−5の一端はブレーキパッド14−1に固定され、他端はトップリング本体上部3−2に固定されている。この形状記憶合金部材14−5は予め所定の高温において前述のブレーキパッド14−1の移動方向に膨脹できるように形状記憶してあり、所定の低温になると形状記憶合金部材14−5はブレーキ収容穴5−4の当接面から溝3−5の方向へ、すなわちトップリングの回転中心方向にひずみを受けるのでブレーキパッド14−1のブレーキ力は弱まり、ガイドリング本体中間部5−2がトップリング本体3から上下方向に容易に移動できるようになる。
【0031】
本変形例でもガイドリング本体下部5−1の交換及び管理や調整が必要なときは第1実施例と同様にブレーキを解除するが、それ以外のときは常時ブレーキを作用させる。従ってブレーキの解除が必要になる毎に、ひずみを受けた形状記憶合金部材14−5を元の形状に戻す必要がある。本変形例で用いる形状記憶合金部材14−5は略直方体状で、TiNi合金であり、回復ひずみは最大8%を有するものである。
【0032】
次に形状記憶合金部材14−5の温度を上昇及び下降するための手段及びブレーキの動作について説明する。
溝3−5とその上面を覆うブレーキホルダー3−3との間には隙間14−6が形成されている。そして、形状記憶合金部材14−5の上面全体に図示しない加熱装置により加熱された流体を配管14−4、継手14−3’を介して隙間14−6内に供給して形状記憶合金部材14−5を温めて、形状記憶合金部材14−5を膨脹させる。これにより、上述のブレーキパッド14−1をブレーキ収容穴5−4の当接面に接触させることにより、ブレーキを作用させる。この時、形状記憶合金部材14−5と熱交換した流体の一部はブレーキパッド14−1で占められた溝3−5内の隙間から図示しないトップリングの排出溝に沿って排出される。研磨の際は形状記憶合金部材14−5を温めて、第1実施例と同様に常時、ガイドリング5をトップリング本体3に固定させる。逆にブレーキを解除させるためには、第1実施例で適用した流体排出装置を稼働させて隙間14−6内の流体を排出し、つぎに非加熱流体を第1実施例と同様に供給して形状記憶合金部材14−5を冷却する。この時も上述のブレーキを作用させるときと同様に熱交換した流体は前記排出溝から排出される。本変形例の好適な条件は、1例として、ブレーキ作用時に50℃、ブレーキ解除時に室温(20℃)程度の純水を供給すれば上述のブレーキ動作を最適に行うことができる。
【0033】
本変形例では形状記憶合金部材14−5の形状として直方体を用いたが、スプリング状のものや、パイプ状のものでも構わない。また形状記憶合金部材14−5が上述の様にひずみを受ける過程と記憶された形状通りに回復する過程を繰り返すために使用する流体は、純水以外の液体や空気などの気体でも構わない。
【0034】
本変形例では第1実施例と同様に、流体供給装置から回転ジョイント、続いてトップリング駆動軸の内部を通して流体を供給するようにしたが、図3に示すようにトップリング駆動軸4の下部に小型の発電機22と流体を溜めたタンクを設け、さらにタンク内の流体を圧送する小型のポンプ20を設けてもよい。トップリング駆動軸4の回転力はトップリング駆動軸4に固定されたプーリー4−2からベルト30を介して、発電機22の回転軸が取り付けられたプーリー29に伝えられ、発電機22が駆動されて発電される。発電機22で発電された電気は一定電圧供給装置27に送られ、この一定電圧供給装置27により一定電圧の電流がポンプ20および配管14−4に巻き付けたヒーター21に供給される。
【0035】
上述の構成において、トップリング駆動軸4を所定回転数以上で回転させると、同時にポンプ20が運転され、流体がポンプ20によりタンクから形状記憶合金部材14−5に供給されるが、その途中で該流体はヒーター21により温められた配管14−4との間で熱交換して加熱される。これによって、形状記憶合金部材14−5は温められ、上述のブレーキ作用をすることができる。逆にブレーキを解除するときは、トップリング駆動軸4の回転を止め、流体の供給を止め、形状記憶合金部材14−5のブレーキ力が弱まるまで形状記憶合金部材14−5を所定時間自然冷却させる。ただし、次のウエハを継続して研磨するために、ウエハの交換時にトップリング駆動軸4の回転を停止させるが、この間、形状記憶合金部材14−5の温度が低下してブレーキが解除してしまう前にウエハの交換を終了するようにしている。そのため、この交換の際もブレーキは継続して作用する。また待機しているときにも、ガイドリングのトップリング本体に対する固定位置を変えないために、トップリング駆動軸4の回転を継続させる。
【0036】
本実施例においては、ポリッシング対象物として半導体ウエハを説明したが、ポリッシング対象物はこれに限るものではない。また、ここで対象物としている半導体ウエハは、金属回路を表面に有するウエハ、さらにその上に酸化シリコン等の絶縁膜を有するウエハのみならず、無積層ウエハ、及びその上に酸化シリコン等の絶縁膜を有するウエハも含むものである。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ガイドリングを研磨布に所定量、接触させたりあるいは押込んだ状態でガイドリングをトップリングに固定するように構成したので、ポリッシング対象物がガイドリングから研磨中に飛び出すことを防止できる。またガイドリングの研磨布との接触面が偏摩耗したときや接触面積が減少したときに、ガイドリングの研磨布に対する接触面積及び押し込み量の調整を均一かつ容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のポリッシング装置の第1実施例における要部を示す縦断面図である。
【図2】図1の平面図である。
【図3】本発明のポリッシング装置の第1実施例における全体構成を示す縦断面図である。
【図4】本発明のポリッシング装置のブレーキ部の変形例を示す縦断面図である。
【図5】従来のガイドリングを具備したトップリングの構成を示す図である。
【符号の説明】
1 トップリング部
1−1 フランジ
2 球ベアリング
3 トップリング本体
3−1 トップリング下部
3−2 トップリング上部
3−3 ブレーキホルダー
3−4 軸ホルダー
4 トップリング駆動軸
5 ガイドリング
5−1 ガイドリング本体下部
5−2 ガイドリング本体中間部
5−3 ガイドリング本体上部
5−4 ブレーキ収容穴
6 半導体ウエハ
7,8 トルク伝達ピン
9 トップリングシリンダー
10 トップリング駆動モータ
14 ブレーキ部
14−1 ブレーキパッド
14−2 チューブ
14−3 継手
14−4 配管
14−5 形状記憶合金部材
14−6 隙間
15 ガイドリングシリンダー
16 シリンダーロッド
17 ベース
18 ベース
19 軸受
20 ポンプ
21 ヒーター
22 発電機
23 研磨布
24 ターンテーブル
26 研磨砥液ノズル
27 一定電圧供給源
28 弾性膜
Q 研磨砥液
Claims (3)
- 研磨面を有するターンテーブルとトップリング本体と該トップリング本体の周囲にポリッシング対象物を保持するためのガイドリングとを有し、前記ターンテーブルとトップリングとの間にポリッシング対象物を介在させて所定の圧力で押圧することによってポリッシング対象物を研磨するポリッシング装置において、
該ガイドリングに当接してトップリング本体にガイドリングを固定するための摩擦部材と、該摩擦部材をガイドリングに当接及び離間させるための駆動手段を備えたことを特徴とするポリッシング装置。 - 前記駆動手段は、膨脹及び収縮性を有し、少なくとも一端が前記摩擦部材に固定された弾性材を備えることを特徴とする請求項1に記載のポリッシング装置。
- 前記駆動手段は、少なくとも一端が前記摩擦部材に固定された形状記憶合金材または熱膨脹材を備えることを特徴とする請求項1に記載のポリッシング装置。
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