JP3807807B2 - ポリッシング装置 - Google Patents
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- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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係り、特にポリッシング対象物を保持している保持部が研磨布表面のうねり等に追従して傾動可能な構造になっているポリッシング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体デバイスの高集積化が進むにつれて回路の配線が微細化し、配線間距離もより狭くなりつつある。特に線幅が０．５μｍ以下の光リソグラフィの場合、許容される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。そこで、半導体ウエハの表面を平坦化することが必要となるが、この平坦化法の１手段としてポリッシング装置により研磨することが行われている。
【０００３】
従来、この種のポリッシング装置は、ターンテーブルとトップリングとを有し、トップリングが一定の圧力をターンテーブルに与え、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、砥液を供給しつつ該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。
【０００４】
上述したポリッシング装置において、研磨中のポリッシング対象物と研磨布との間の相対的な押圧力がポリッシング対象物の全面に亘って均一でないと、各部分の押圧力に応じて研磨不足や過研磨が生じてしまう。よって、従来のポリッシング装置においては、上記の押圧力の不均一を避けるための手段として、
▲１▼トップリングの半導体ウエハ保持面に、弾性を有する例えばポリウレタン等の弾性マットを貼ること、
▲２▼ポリッシング対象物の保持部即ちトップリングを、研磨布の表面に対して傾動可能にすること、
▲３▼研磨布の研磨部の周囲の部分を、トップリング及びポリッシング対象物とは独立して押圧することにより、研磨布の研磨領域とその周囲の段差を防ぐこと、
などが行われている。
【０００５】
図８は従来のポリッシング装置の一例の主要部を示す図である。ポリッシング装置は、上面に研磨布６を貼った回転するターンテーブル５と、回転および押圧可能にポリッシング対象物である半導体ウエハ４を保持するトップリング１と、研磨布６に砥液Ｑを供給する砥液供給ノズル２５を備えている。トップリング１はトップリングシャフト８に連結されており、またトップリング１はその下面にポリウレタン等の弾性マット２を備えており、弾性マットに接触させて半導体ウエハ４を保持する。さらにトップリング１は、研磨中に半導体ウエハ４がトップリング１の下面から外れないようにするため、円筒状のガイドリング３を外周縁部に備えている。ここで、ガイドリング３はトップリング１に対して固定されており、その下端面はトップリング１の保持面から突出するように形成され、ポリッシング対象物である半導体ウエハ４が保持面内に保持され、研磨中に研磨布６との摩擦力によってトップリング外へ飛び出さないようになっている。
【０００６】
半導体ウエハ４をトップリング１の下面の弾性マット２の下部に保持し、ターンテーブル５上の研磨布６に半導体ウエハ４をトップリング１によって押圧するとともに、ターンテーブル５およびトップリング１を回転させて研磨布６と半導体ウエハ４を相対運動させて研磨する。このとき、砥液供給ノズル２５から研磨布６上に砥液Ｑを供給する。砥液は、例えばアルカリ溶液に微粒子からなる砥粒を懸濁したものを用い、アルカリによる化学的研磨作用と、砥粒による機械的研磨作用との複合作用によって半導体ウエハを研磨する。
【０００７】
トップリング１とトップリングシャフト８との連結部には、球ベアリング７が配設されている。前記トップリングシャフト８の下端面中央部には球ベアリング７が摺接する凹状球面８ａが形成されている。トップリング１の上面中心部には球ベアリング７が摺接する凹状球面１ｂが形成されている。この時、ターンテーブル５の上面に僅かな傾きがあったとしてもトップリング１は球ベアリング７により、トップリングシャフト８に対してトップリング１が速やかに傾動する。トップリング１が傾いても、トップリングシャフト８側のトルク伝達ピン１０７とトップリング１側のトルク伝達ピン１０８は点接触のためにそれぞれの場合で接触点をずらしてトップリングシャフト８の回転トルクを確実にトップリング１に伝達する。
【０００８】
図９は、本件出願人が先に特願平７−２８７９７６号にて提案したポリッシング装置の例の主要部を示す図である。ガイドリング３はキー１８を介してトップリング１に連結されており、ガイドリング３はトップリング１に対して上下動自在であるとともにトップリング１と一体に回転可能になっている。そして、ガイドリング３はベアリング１９を保持したベアリング押さえ２０及びシャフト２１を介してガイドリング用エアシリンダ２２に連結されている。ガイドリング用エアシリンダ２２はトップリングヘッド９に固定されている。ガイドリング用エアシリンダ２２は円周上に複数個（例えば３個）配設されている。トップリング用エアシリンダ１０及びガイドリング用エアシリンダ２２は、それぞれレギュレータＲ１，Ｒ２を介して圧縮空気源２４に接続されている。そして、レギュレータＲ１によってトップリング用エアシリンダ１０へ供給する空気圧を調整することによりトップリング１が半導体ウエハ４を研磨布６に押圧する押圧力を調整することができ、レギュレータＲ２によってガイドリング用エアシリンダ２２へ供給する空気圧を調整することによりガイドリング３が研磨布６を押圧する押圧力を調整することができる。このトップリングの押圧力に対するガイドリングの押圧力を適宜調整することにより、半導体ウエハ４の中心部から周縁部、さらには半導体ウエハ４の外側にあるガイドリング３の外周部までの研磨圧力の分布が連続かつ均一になる。そのため、半導体ウエハ４の円周部における研磨量の過不足を防止することができる。
【０００９】
図１０は、研磨時の半導体ウエハと研磨布と弾性マットの状態を示す拡大断面図である。図１０に示すように、ポリッシング対象物のみが研磨布を押圧する構造になっている場合には、ポリッシング対象物である半導体ウエハ４の周縁は、研磨布６との接触／非接触の境界であると同時に、弾性マット２との接触／非接触との境界になっている。このため、これらの境界であるポリッシング対象物の周縁において、ポリッシング対象物に加わる研磨圧力が不均一になり、ポリッシング対象物の周縁のみが多く研磨され、いわゆる「縁だれ」を起こしてしまう。しかし、本件出願人が先に提案した図９の例に示した、ガイドリングをトップリングとは独立して別個に研磨布に対して押圧する構造にすることで、「縁だれ」が緩和される。
【００１０】
また、上述した半導体ウエハの縁だれを防止するため、ガイドリングをリング状の重りによって構成し、ガイドリングをトップリングに対して上下動可能とし、ガイドリングの重量によって研磨布を押圧する構造を採用したものもある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の多くのポリッシング装置および本件出願人が先に特願平７−２８７９７６号にて提案したポリッシング装置では、研磨布表面のうねり等に対してポリッシング対象物の研磨面を平行に保つために、ポリッシング対象物の保持部、即ちトップリングを傾動可能にしている。その手段としては、球面座同士の摺動、球面座に対向して設けた球による摺動などの構造が適用されている。しかし、このようなトップリングを傾動可能にする構造においては、なめらかな摺動などによって、必要以上にトップリングが自由度を持つことになり、必要以上に傾動して、かえって研磨布との平行度を損なう場合がある。言いかえれば、傾動可能な構造にしたことによって、トップリングの姿勢の維持が不安定になる。
【００１２】
図１１は、上記の先に提案したポリッシング装置における研磨中のトップリングの動きの一例を示す。ガイドリング３はシリンダ等で押圧されることにより、その研磨布６への接触面を研磨布の面とほぼ平行に保つことができる。ガイドリング３の内側に位置するトップリング１は、主軸８と軸端のボール７を介してシリンダ等で押圧されるので、ボール７を支点として傾動可能となる。このため研磨時にトップリング１はウエハ研磨面と研磨布６の表面６ａとの摩擦力によってめくれるような方向で力を受けて傾こうとする。このようにトップリング１が過度に傾動して研磨布６との平行が保てない場合には、平坦且つ鏡面の研磨が行えなくなることは上述したとおりである。
【００１３】
本発明は上述した事情に鑑みて為されたもので、ポリッシング対象物を保持している保持部が研磨布表面のうねり等に追従して傾動可能な構造になっていて、且つ、過度な傾動を防止する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。
【００１４】
【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の第１の態様は、上面に研磨布を貼ったターンテーブルとトップリングとを有し、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力で押圧することによって該ポリッシング対象物を研磨し、平坦且つ鏡面化するポリッシング装置において、前記ポリッシング対象物を前記トップリングの下端面内に保持するガイドリングをトップリングの周囲にトップリングとは独立して上下動可能であるように配置し、前記ガイドリングの内周面には、前記トップリングの外周面に係合して該トップリングを拘束するトップリングの傾動抑制手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また本発明のポリッシング装置の第２の態様は、上面に研磨布を貼ったターンテーブルとトップリングとを有し、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力で押圧することによって該ポリッシング対象物を研磨し、平坦且つ鏡面化するポリッシング装置において、前記ポリッシング対象物を収容する凹部を有したトップリングの周囲に押圧リングを上下動自在に配置し、前記押圧リングを研磨布に対して押圧する押圧手段を設け、前記押圧リングの内周面には、前記トップリングの外周面に係合して該トップリングを拘束するトップリングの傾動抑制手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、前記トップリングの傾動抑制手段は、前記ガイドリング又は押圧リングの内周面に回転自在に固定されたローラであり、該ローラが前記トップリングの外周面と接触することにより、前記トップリングの傾きを抑制するものであることを特徴とする。
【００１７】
また、前記トップリングの傾動抑制手段は、前記ガイドリング又は前記押圧リングの内周面に配置された弾性体であり、該弾性体が前記トップリングの外周面と接触することにより、前記トップリングの傾きを抑制するものであることを特徴とする。
【００１８】
ガイドリング又は押圧リングの内周面には、トップリングの外周面に係合するトップリングの傾動抑制手段を設ける。このトップリング傾動抑制手段は、具体的にはローラ、或いはゴム製のＯリング等の弾性体である。ガイドリング又は押圧リングの内周面に配置されたローラ或いは弾性体がトップリングの外周面に接触することにより、トップリングがガイドリング又は押圧リングに拘束される。従って、研磨中にトップリングに保持された半導体ウエハと研磨布表面との間の摩擦力によってトップリングが傾く方向の力を受けても、これを抑制してトップリングの半導体ウエハ保持面を研磨布表面に略平行に保持することができる。このトップリング傾動抑制手段は、トップリングに対してガイドリング又は押圧リングを上下動自在とすることができ、また、ガイドリング又は押圧リングを固定しトップリングのみを回転させることも可能である。
【００１９】
【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例を図１乃至図７を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施例のポリッシング装置の全体構成を示す断面図である。図中、符号１はトップリングであり、トップリング１の下面には弾性マット２が貼着されている。またトップリング１の外周部にはガイドリング３が配置されている。またトップリング１の下方には、上面に研磨布６を貼ったターンテーブル５が設置されている。
【００２０】
前記トップリング１はボール７を介してトップリングシャフト８に接続されており、このトップリングシャフト８はトップリングヘッド９に固定されたトップリング用エアシリンダ１０に連結されており、このトップリング用エアシリンダ１０によってトップリングシャフト８は上下動し、トップリング１の下端面に保持された半導体ウエハ４をターンテーブル５に押圧するようになっている。
【００２１】
また、トップリングシャフト８はキー（図示せず）を介して回転筒１１に連結されており、この回転筒１１はその外周部にタイミングプーリ１２を有している。そして、タイミングプーリ１２は、タイミングベルト１３を介して、トップリングヘッド９に固定されたトップリング用モータ１４に設けられたタイミングプーリ１５に接続されている。従って、トップリング用モータ１４を回転駆動することによってタイミングプーリ１５、タイミングベルト１３およびタイミングプーリ１２を介して回転筒１１及びトップリングシャフト８が一体に回転し、トップリング１が回転する。トップリングヘッド９は、フレーム（図示せず）に固定支持されたトップリングヘッドシャフト１６によって支持されている。
【００２２】
一方、ガイドリング３はキー１８を介してトップリング１に連結されており、ガイドリング３はトップリング１に対して上下動自在であるとともにトップリング１と一体に回転可能になっている。そして、ガイドリング３はベアリング１９を保持したベアリング押え２０およびシャフト２１を介してガイドリング用エアシリンダ２２に連結されている。ガイドリング用エアシリンダ２２はトップリングヘッド９に固定されている。ガイドリング用エアシリンダ２２は円周上に複数個（本実施例では３個）配設されている。
【００２３】
トップリング用エアシリンダ１０及びガイドリング用エアシリンダ２２は、それぞれレギュレータＲ１，Ｒ２を介して圧縮空気源２４に接続されている。そして、レギュレータＲ１によってトップリング用エアシリンダ１０へ供給する空気圧を調整することによりトップリング１が半導体ウエハ４を研磨布６に押圧する押圧力を調整することができ、レギュレータＲ２によってガイドリング用エアシリンダ２２へ供給する空気圧を調整することによりガイドリング３が研磨布６を押圧する押圧力を調整することができる。
【００２４】
また、ターンテーブル５の上方には砥液供給ノズル２５が設置されており、砥液供給ノズル２５によってターンテーブル５上の研磨布６上に研磨砥液Ｑが供給されるようになっている。
【００２５】
上記構成のポリッシング装置において、トップリング１の下面に半導体ウエハ４を保持させ、トップリング用エアシリンダ１０を作動させてトップリング１をターンテーブル５に向かって押圧し、回転しているターンテーブル５の上面の研磨布６に半導体ウエハ４を押圧する。一方、砥液供給ノズル２５から研磨砥液Ｑを流すことにより、研磨布６に研磨砥液Ｑが保持されており、半導体ウエハ４の研磨される面（下面）と研磨布６の間に研磨砥液Ｑが存在した状態でポリッシングが行われる。
【００２６】
トップリング用エアシリンダ１０によるトップリング１の押圧力に応じてガイドリング用エアシリンダ２２によるガイドリング３の研磨布６への押圧力を適宜調整して半導体ウエハ４の研磨を行う。研磨中にレギュレータＲ１によってトップリング１が半導体ウエハ４をターンテーブル５上の研磨布６に押圧する押圧力Ｆ1 を変更でき、レギュレータＲ２によってガイドリング３が研磨布６を押圧する押圧力Ｆ2 を変更できる（図１参照）。従って、研磨中に、ガイドリング３が研磨布６を押圧する押圧力Ｆ2 を、トップリング１が半導体ウエハ４を研磨布６に押圧する押圧力Ｆ1 に応じて変更することができる。この押圧力Ｆ1 に対する押圧力Ｆ2 を適宜調整することにより、半導体ウエハ４の中心部から周縁部、さらには半導体ウエハ４の外側にあるガイドリング３の外周部までの研磨圧力の分布が連続かつ均一になる。そのため、半導体ウエハ４の周縁部における研磨量の過不足を防止することができる。
【００２７】
ガイドリング３の内周面には、トップリング１の外周面に係合するトップリングの傾動抑制手段７０を備えている。トップリング１には、主軸８の軸端のボール７を介して下方向への押圧力がシリンダ１０により与えられる。従って、その外周側に位置するガイドリング３との間の僅かな隙間において、トップリング１はボール７を支点として傾動自在となっている。このため、半導体ウエハ４の研磨中に、半導体ウエハの研磨面と研磨布との間に水平方向の摩擦力が生じ、トップリングがめくれるように回転力を受け傾きを生じようとする。しかしながら、トップリングの傾動抑制手段７０が、トップリング外周面とガイドリング内周面間に介在して、その間隔を一定に保ちトップリングをガイドリングに拘束するため、トップリングの過度の傾きが防止され、トップリングが水平面に保持される。
【００２８】
図２は、トップリングの傾動抑制手段７０の一具体例を示す。ガイドリング３の内周面には、凹部７１が設けられており、この凹部７１にはローラ７２が軸７３により回転自在に装着されている。ローラ７２は、トップリング１の外周面に接触し、トップリング１をガイドリング３によって拘束する。ローラ７２はトップリング１の円周面に複数個（例えば６個）取り付けられていることから、トップリング１のボール７を支点とした傾動運動を抑制する。従って、ポリッシング中に半導体ウエハ４と研磨布６との間に摩擦力が生じても、ガイドリング３の下端とトップリング１の半導体ウエハを保持する下端面は研磨布６の表面に対して平行に保たれる。尚、ローラは、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂製のものが好ましい。
【００２９】
図３は、トップリングの傾動抑制手段７０の他の具体例を示す。ガイドリング３の内周面には、リング状の凹部７５が設けられており、この凹部７５には弾性体リング７６が嵌着されている。弾性体リング７６は、例えばゴムのＯリングである。弾性体リング７６は、ガイドリング３の内周面から突出し、トップリング１の外周面に接触し、これを拘束する。従って、ポリッシング中に、半導体ウエハ４と研磨布６との間に摩擦力が生じてもトップリング１の外周面が弾性体リング７６を介してガイドリング３に固定されているので、半導体ウエハ４を保持するトップリング１の過度の傾きが生じることが無く、傾きが適度に保たれる。
【００３０】
尚、傾動抑制手段は、このようにトップリング外周面をガイドリング内周面に固定でき、且つトップリングとガイドリング間の相対的な上下運動及びトップリングの回転運動を妨げないことが必要である。従って、このような条件を満足できるものであれば、ローラ或いは弾性体に限定されず、傾動抑制手段として使用できる。
【００３１】
図４は、本発明のポリッシング装置の第２実施例を示す図である。
本実施例においては、トップリング１の外周部にあるガイドリング３はガイドリング押え２６により保持されており、ガイドリング押え２６は複数のローラ２７により押圧されるようになっている。ローラ２７はシャフト２８を介してトップリングヘッド９に固定されたガイドリング用エアシリンダ２２に連結されている。ガイドリング３がトップリング１に対して上下動自在でトップリング１とともに回転できることは、図１に示す実施例と同様である。
【００３２】
本実施例においては、トップリング１の回転中にローラ２７はガイドリング押え２６と摺接して自身の軸心回わりに回転し、ガイドリング３はローラ２７によってガイドリング押え２６を介して下方に押圧される。その結果、ガイドリング３は研磨布６を所定の押圧力で押圧する。傾動抑制手段７０は、トップリング１をガイドリング３に拘束する。この実施例では、トップリング１とガイドリング３とは、共に回転するので、傾動抑制手段７０は、図３に示すＯリング等の弾性体を用いることが好ましい。
【００３３】
図５は、本発明のポリッシング装置の第３実施例を示す図である。
本実施例は、トップリング下端面が半導体ウエハ４を保持するための凸部１ａを備えており、トップリング１のみによって半導体ウエハ４がトップリング外へ飛び出さないようになっている。トップリング１の外周部には押圧リング３Ａが上下動自在に設けられている。
【００３４】
押圧リング３Ａはキー１８を介してトップリング１に連結されており、押圧リング３Ａはトップリング１に対して上下動自在であるとともにトップリング１と一体に回転可能になっている。そして、押圧リング３Ａはベアリング１９を保持したベアリング押え２０およびシャフト２１を介して押圧リング用エアシリンダ２２に連結されている。押圧リング用エアシリンダ２２はトップリングヘッド９に固定されている。押圧リング用エアシリンダ２２は円周上に複数個（本実施例では３個）配設されている。その他の構成は第１実施例と同様である。
【００３５】
本実施例においてもトップリングの傾動抑制手段７０を備え、トップリング１が押圧リング３Ａに拘束され、その過度の傾きが防止される。尚、本実施例においては、押圧リング３Ａを固定して、トップリング１のみを回転させてもよく、この場合の傾動抑制手段７０は、図２に示すローラを用いたものが好適である。
【００３６】
図６は、本発明の第４実施例を示す図である。本実施例もトップリングの構造が、その円周部に凸部１ａを備え、トップリング１自体で半導体ウエハ４を保持できるようにした点を除いて、第３実施例と同様である。即ち、トップリング１の外周部に配設された押圧リング３Ａはローラ２７を介して、トップリングとは異なるシリンダ２２によって押圧される。傾動抑制手段７０の作用効果は、前述の各実施例と同じである。
【００３７】
図７（Ａ）は本発明の傾動抑制手段７０を具備した第５実施例を示す図である。図７（Ｂ）は第５実施例の構造において傾動抑制手段を具備しない場合を示す図である。図７（Ｂ）において、ガイドリング３は、半導体ウエハ４を保持するトップリング１とは独立して研磨布６上に置かれており、ガイドリング３の自重でもって半導体ウエハ４の周囲の研磨布６を押圧することによって、研磨布６の表面に半導体ウエハに接している部分とその周囲の部分とで段差が生じることを防止している。図７（Ｂ）に示した構造では、図１１に示したように、トップリング１とガイドリング３が互いに独立しているので、トップリング１が傾動する際にガイドリング３から拘束されることが無く、よって、場合によっては必要以上に傾動して、半導体ウエハ４の研磨布６の表面に対する平行度を損なう場合が有る。これに対して、本発明を適用した図７（Ａ）の構造においては、ガイドリング３に設けた弾性を有するローラ７２によってトップリング１の傾動が拘束されるので、過度の傾動を抑制することが可能になる。
【００３８】
なお、以上の実施例はポリッシング対象物として半導体ウエハを用いた例について説明したが、ポリッシング対象物としては、ガラス製品、液晶板、或いはセラミック製品等にも適用可能であるのは勿論である。またトップリング１、および押圧リング３Ａの押圧手段としてエアシリンダを説明したが、液体圧シリンダでも勿論よい。さらにガイドリングおよび押圧リング３Ａの押圧手段として機械的手段を説明したが、ピエゾ素子や電磁気力を使用した電気的手段であってもよい。
【００３９】
また、トップリングの傾動抑制手段は、ローラ、Ｏリング等の弾性体に限定されるものでなく、同等の機能を有するものであれば何でもよいことも勿論のことである。又、本実施例では傾動抑制手段をガイドリング側に設けたが、トップリング側に設けるようにしても勿論よい。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のポリッシング装置によれば、ポリッシングに際してポリッシング対象物を押圧するトップリングに過度の傾きが生じ、押圧力分布が不均一になることを防止して、研磨圧力をポリッシング対象物の全面に亘って均一にし、ポリッシング対象物の全面を平坦かつ鏡面に研磨することができる。そして、半導体製造工程等に用いてより質の高いポリッシングを行うことができ、また半導体ウエハの周縁部まで製品に供することができるため、半導体ウエハの歩留りの向上に寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るポリッシング装置の第１実施例の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１の要部構成を示す拡大断面図である。
【図３】図１の他の要部構成を示す拡大断面図である。
【図４】本発明に係るポリッシング装置の第２実施例の要部構成を示す断面図である。
【図５】本発明に係るポリッシング装置の第３実施例の要部構成を示す断面図である。
【図６】本発明に係るポリッシング装置の第４実施例の要部構成を示す断面図である。
【図７】図７（Ａ）は本発明に係るポリッシング装置の第５実施例の要部構成を示す断面図であり、図７（Ｂ）は本発明の傾動抑制手段を具備しない場合の要部構成を示す断面図である。
【図８】従来のポリッシング装置の概略構造を示す断面図である。
【図９】本件出願人が先に提案したポリッシング装置の例の主要部を示す図である。
【図１０】従来のポリッシング装置における半導体ウエハと研磨布と弾性マットとの状態を示す拡大断面図である。
【図１１】研磨中にトップリングに傾きが生じた状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ トップリング
２ 弾性マット
３ ガイドリング
４ 半導体ウエハ
５ ターンテーブル
６ 研磨布
７ ボール
８ トップリングシャフト
９ トップリングヘッド
１０ トップリング用エアシリンダ
１８ キー
１９ ベアリング
２０ ベアリング押え
２２ ガイドリング用エアシリンダ
２４ 圧縮空気源
２５ 砥液供給ノズル
２６ ガイドリング押え
２７ ローラ
３１ ガイドリング用エアシリンダ
３２ ロータリジョイント
３３ 演算器
Ｒ１，Ｒ２ レギュレータ
７０ トップリングの傾動抑制手段
７１，７５ ガイドリング内周面の凹部
７２ ローラ
７３ ローラの軸
７６ 弾性体
【発明の属する技術分野】
本発明は、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係り、特にポリッシング対象物を保持している保持部が研磨布表面のうねり等に追従して傾動可能な構造になっているポリッシング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体デバイスの高集積化が進むにつれて回路の配線が微細化し、配線間距離もより狭くなりつつある。特に線幅が０．５μｍ以下の光リソグラフィの場合、許容される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。そこで、半導体ウエハの表面を平坦化することが必要となるが、この平坦化法の１手段としてポリッシング装置により研磨することが行われている。
【０００３】
従来、この種のポリッシング装置は、ターンテーブルとトップリングとを有し、トップリングが一定の圧力をターンテーブルに与え、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、砥液を供給しつつ該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。
【０００４】
上述したポリッシング装置において、研磨中のポリッシング対象物と研磨布との間の相対的な押圧力がポリッシング対象物の全面に亘って均一でないと、各部分の押圧力に応じて研磨不足や過研磨が生じてしまう。よって、従来のポリッシング装置においては、上記の押圧力の不均一を避けるための手段として、
▲１▼トップリングの半導体ウエハ保持面に、弾性を有する例えばポリウレタン等の弾性マットを貼ること、
▲２▼ポリッシング対象物の保持部即ちトップリングを、研磨布の表面に対して傾動可能にすること、
▲３▼研磨布の研磨部の周囲の部分を、トップリング及びポリッシング対象物とは独立して押圧することにより、研磨布の研磨領域とその周囲の段差を防ぐこと、
などが行われている。
【０００５】
図８は従来のポリッシング装置の一例の主要部を示す図である。ポリッシング装置は、上面に研磨布６を貼った回転するターンテーブル５と、回転および押圧可能にポリッシング対象物である半導体ウエハ４を保持するトップリング１と、研磨布６に砥液Ｑを供給する砥液供給ノズル２５を備えている。トップリング１はトップリングシャフト８に連結されており、またトップリング１はその下面にポリウレタン等の弾性マット２を備えており、弾性マットに接触させて半導体ウエハ４を保持する。さらにトップリング１は、研磨中に半導体ウエハ４がトップリング１の下面から外れないようにするため、円筒状のガイドリング３を外周縁部に備えている。ここで、ガイドリング３はトップリング１に対して固定されており、その下端面はトップリング１の保持面から突出するように形成され、ポリッシング対象物である半導体ウエハ４が保持面内に保持され、研磨中に研磨布６との摩擦力によってトップリング外へ飛び出さないようになっている。
【０００６】
半導体ウエハ４をトップリング１の下面の弾性マット２の下部に保持し、ターンテーブル５上の研磨布６に半導体ウエハ４をトップリング１によって押圧するとともに、ターンテーブル５およびトップリング１を回転させて研磨布６と半導体ウエハ４を相対運動させて研磨する。このとき、砥液供給ノズル２５から研磨布６上に砥液Ｑを供給する。砥液は、例えばアルカリ溶液に微粒子からなる砥粒を懸濁したものを用い、アルカリによる化学的研磨作用と、砥粒による機械的研磨作用との複合作用によって半導体ウエハを研磨する。
【０００７】
トップリング１とトップリングシャフト８との連結部には、球ベアリング７が配設されている。前記トップリングシャフト８の下端面中央部には球ベアリング７が摺接する凹状球面８ａが形成されている。トップリング１の上面中心部には球ベアリング７が摺接する凹状球面１ｂが形成されている。この時、ターンテーブル５の上面に僅かな傾きがあったとしてもトップリング１は球ベアリング７により、トップリングシャフト８に対してトップリング１が速やかに傾動する。トップリング１が傾いても、トップリングシャフト８側のトルク伝達ピン１０７とトップリング１側のトルク伝達ピン１０８は点接触のためにそれぞれの場合で接触点をずらしてトップリングシャフト８の回転トルクを確実にトップリング１に伝達する。
【０００８】
図９は、本件出願人が先に特願平７−２８７９７６号にて提案したポリッシング装置の例の主要部を示す図である。ガイドリング３はキー１８を介してトップリング１に連結されており、ガイドリング３はトップリング１に対して上下動自在であるとともにトップリング１と一体に回転可能になっている。そして、ガイドリング３はベアリング１９を保持したベアリング押さえ２０及びシャフト２１を介してガイドリング用エアシリンダ２２に連結されている。ガイドリング用エアシリンダ２２はトップリングヘッド９に固定されている。ガイドリング用エアシリンダ２２は円周上に複数個（例えば３個）配設されている。トップリング用エアシリンダ１０及びガイドリング用エアシリンダ２２は、それぞれレギュレータＲ１，Ｒ２を介して圧縮空気源２４に接続されている。そして、レギュレータＲ１によってトップリング用エアシリンダ１０へ供給する空気圧を調整することによりトップリング１が半導体ウエハ４を研磨布６に押圧する押圧力を調整することができ、レギュレータＲ２によってガイドリング用エアシリンダ２２へ供給する空気圧を調整することによりガイドリング３が研磨布６を押圧する押圧力を調整することができる。このトップリングの押圧力に対するガイドリングの押圧力を適宜調整することにより、半導体ウエハ４の中心部から周縁部、さらには半導体ウエハ４の外側にあるガイドリング３の外周部までの研磨圧力の分布が連続かつ均一になる。そのため、半導体ウエハ４の円周部における研磨量の過不足を防止することができる。
【０００９】
図１０は、研磨時の半導体ウエハと研磨布と弾性マットの状態を示す拡大断面図である。図１０に示すように、ポリッシング対象物のみが研磨布を押圧する構造になっている場合には、ポリッシング対象物である半導体ウエハ４の周縁は、研磨布６との接触／非接触の境界であると同時に、弾性マット２との接触／非接触との境界になっている。このため、これらの境界であるポリッシング対象物の周縁において、ポリッシング対象物に加わる研磨圧力が不均一になり、ポリッシング対象物の周縁のみが多く研磨され、いわゆる「縁だれ」を起こしてしまう。しかし、本件出願人が先に提案した図９の例に示した、ガイドリングをトップリングとは独立して別個に研磨布に対して押圧する構造にすることで、「縁だれ」が緩和される。
【００１０】
また、上述した半導体ウエハの縁だれを防止するため、ガイドリングをリング状の重りによって構成し、ガイドリングをトップリングに対して上下動可能とし、ガイドリングの重量によって研磨布を押圧する構造を採用したものもある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の多くのポリッシング装置および本件出願人が先に特願平７−２８７９７６号にて提案したポリッシング装置では、研磨布表面のうねり等に対してポリッシング対象物の研磨面を平行に保つために、ポリッシング対象物の保持部、即ちトップリングを傾動可能にしている。その手段としては、球面座同士の摺動、球面座に対向して設けた球による摺動などの構造が適用されている。しかし、このようなトップリングを傾動可能にする構造においては、なめらかな摺動などによって、必要以上にトップリングが自由度を持つことになり、必要以上に傾動して、かえって研磨布との平行度を損なう場合がある。言いかえれば、傾動可能な構造にしたことによって、トップリングの姿勢の維持が不安定になる。
【００１２】
図１１は、上記の先に提案したポリッシング装置における研磨中のトップリングの動きの一例を示す。ガイドリング３はシリンダ等で押圧されることにより、その研磨布６への接触面を研磨布の面とほぼ平行に保つことができる。ガイドリング３の内側に位置するトップリング１は、主軸８と軸端のボール７を介してシリンダ等で押圧されるので、ボール７を支点として傾動可能となる。このため研磨時にトップリング１はウエハ研磨面と研磨布６の表面６ａとの摩擦力によってめくれるような方向で力を受けて傾こうとする。このようにトップリング１が過度に傾動して研磨布６との平行が保てない場合には、平坦且つ鏡面の研磨が行えなくなることは上述したとおりである。
【００１３】
本発明は上述した事情に鑑みて為されたもので、ポリッシング対象物を保持している保持部が研磨布表面のうねり等に追従して傾動可能な構造になっていて、且つ、過度な傾動を防止する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。
【００１４】
【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の第１の態様は、上面に研磨布を貼ったターンテーブルとトップリングとを有し、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力で押圧することによって該ポリッシング対象物を研磨し、平坦且つ鏡面化するポリッシング装置において、前記ポリッシング対象物を前記トップリングの下端面内に保持するガイドリングをトップリングの周囲にトップリングとは独立して上下動可能であるように配置し、前記ガイドリングの内周面には、前記トップリングの外周面に係合して該トップリングを拘束するトップリングの傾動抑制手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また本発明のポリッシング装置の第２の態様は、上面に研磨布を貼ったターンテーブルとトップリングとを有し、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力で押圧することによって該ポリッシング対象物を研磨し、平坦且つ鏡面化するポリッシング装置において、前記ポリッシング対象物を収容する凹部を有したトップリングの周囲に押圧リングを上下動自在に配置し、前記押圧リングを研磨布に対して押圧する押圧手段を設け、前記押圧リングの内周面には、前記トップリングの外周面に係合して該トップリングを拘束するトップリングの傾動抑制手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、前記トップリングの傾動抑制手段は、前記ガイドリング又は押圧リングの内周面に回転自在に固定されたローラであり、該ローラが前記トップリングの外周面と接触することにより、前記トップリングの傾きを抑制するものであることを特徴とする。
【００１７】
また、前記トップリングの傾動抑制手段は、前記ガイドリング又は前記押圧リングの内周面に配置された弾性体であり、該弾性体が前記トップリングの外周面と接触することにより、前記トップリングの傾きを抑制するものであることを特徴とする。
【００１８】
ガイドリング又は押圧リングの内周面には、トップリングの外周面に係合するトップリングの傾動抑制手段を設ける。このトップリング傾動抑制手段は、具体的にはローラ、或いはゴム製のＯリング等の弾性体である。ガイドリング又は押圧リングの内周面に配置されたローラ或いは弾性体がトップリングの外周面に接触することにより、トップリングがガイドリング又は押圧リングに拘束される。従って、研磨中にトップリングに保持された半導体ウエハと研磨布表面との間の摩擦力によってトップリングが傾く方向の力を受けても、これを抑制してトップリングの半導体ウエハ保持面を研磨布表面に略平行に保持することができる。このトップリング傾動抑制手段は、トップリングに対してガイドリング又は押圧リングを上下動自在とすることができ、また、ガイドリング又は押圧リングを固定しトップリングのみを回転させることも可能である。
【００１９】
【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例を図１乃至図７を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施例のポリッシング装置の全体構成を示す断面図である。図中、符号１はトップリングであり、トップリング１の下面には弾性マット２が貼着されている。またトップリング１の外周部にはガイドリング３が配置されている。またトップリング１の下方には、上面に研磨布６を貼ったターンテーブル５が設置されている。
【００２０】
前記トップリング１はボール７を介してトップリングシャフト８に接続されており、このトップリングシャフト８はトップリングヘッド９に固定されたトップリング用エアシリンダ１０に連結されており、このトップリング用エアシリンダ１０によってトップリングシャフト８は上下動し、トップリング１の下端面に保持された半導体ウエハ４をターンテーブル５に押圧するようになっている。
【００２１】
また、トップリングシャフト８はキー（図示せず）を介して回転筒１１に連結されており、この回転筒１１はその外周部にタイミングプーリ１２を有している。そして、タイミングプーリ１２は、タイミングベルト１３を介して、トップリングヘッド９に固定されたトップリング用モータ１４に設けられたタイミングプーリ１５に接続されている。従って、トップリング用モータ１４を回転駆動することによってタイミングプーリ１５、タイミングベルト１３およびタイミングプーリ１２を介して回転筒１１及びトップリングシャフト８が一体に回転し、トップリング１が回転する。トップリングヘッド９は、フレーム（図示せず）に固定支持されたトップリングヘッドシャフト１６によって支持されている。
【００２２】
一方、ガイドリング３はキー１８を介してトップリング１に連結されており、ガイドリング３はトップリング１に対して上下動自在であるとともにトップリング１と一体に回転可能になっている。そして、ガイドリング３はベアリング１９を保持したベアリング押え２０およびシャフト２１を介してガイドリング用エアシリンダ２２に連結されている。ガイドリング用エアシリンダ２２はトップリングヘッド９に固定されている。ガイドリング用エアシリンダ２２は円周上に複数個（本実施例では３個）配設されている。
【００２３】
トップリング用エアシリンダ１０及びガイドリング用エアシリンダ２２は、それぞれレギュレータＲ１，Ｒ２を介して圧縮空気源２４に接続されている。そして、レギュレータＲ１によってトップリング用エアシリンダ１０へ供給する空気圧を調整することによりトップリング１が半導体ウエハ４を研磨布６に押圧する押圧力を調整することができ、レギュレータＲ２によってガイドリング用エアシリンダ２２へ供給する空気圧を調整することによりガイドリング３が研磨布６を押圧する押圧力を調整することができる。
【００２４】
また、ターンテーブル５の上方には砥液供給ノズル２５が設置されており、砥液供給ノズル２５によってターンテーブル５上の研磨布６上に研磨砥液Ｑが供給されるようになっている。
【００２５】
上記構成のポリッシング装置において、トップリング１の下面に半導体ウエハ４を保持させ、トップリング用エアシリンダ１０を作動させてトップリング１をターンテーブル５に向かって押圧し、回転しているターンテーブル５の上面の研磨布６に半導体ウエハ４を押圧する。一方、砥液供給ノズル２５から研磨砥液Ｑを流すことにより、研磨布６に研磨砥液Ｑが保持されており、半導体ウエハ４の研磨される面（下面）と研磨布６の間に研磨砥液Ｑが存在した状態でポリッシングが行われる。
【００２６】
トップリング用エアシリンダ１０によるトップリング１の押圧力に応じてガイドリング用エアシリンダ２２によるガイドリング３の研磨布６への押圧力を適宜調整して半導体ウエハ４の研磨を行う。研磨中にレギュレータＲ１によってトップリング１が半導体ウエハ４をターンテーブル５上の研磨布６に押圧する押圧力Ｆ1 を変更でき、レギュレータＲ２によってガイドリング３が研磨布６を押圧する押圧力Ｆ2 を変更できる（図１参照）。従って、研磨中に、ガイドリング３が研磨布６を押圧する押圧力Ｆ2 を、トップリング１が半導体ウエハ４を研磨布６に押圧する押圧力Ｆ1 に応じて変更することができる。この押圧力Ｆ1 に対する押圧力Ｆ2 を適宜調整することにより、半導体ウエハ４の中心部から周縁部、さらには半導体ウエハ４の外側にあるガイドリング３の外周部までの研磨圧力の分布が連続かつ均一になる。そのため、半導体ウエハ４の周縁部における研磨量の過不足を防止することができる。
【００２７】
ガイドリング３の内周面には、トップリング１の外周面に係合するトップリングの傾動抑制手段７０を備えている。トップリング１には、主軸８の軸端のボール７を介して下方向への押圧力がシリンダ１０により与えられる。従って、その外周側に位置するガイドリング３との間の僅かな隙間において、トップリング１はボール７を支点として傾動自在となっている。このため、半導体ウエハ４の研磨中に、半導体ウエハの研磨面と研磨布との間に水平方向の摩擦力が生じ、トップリングがめくれるように回転力を受け傾きを生じようとする。しかしながら、トップリングの傾動抑制手段７０が、トップリング外周面とガイドリング内周面間に介在して、その間隔を一定に保ちトップリングをガイドリングに拘束するため、トップリングの過度の傾きが防止され、トップリングが水平面に保持される。
【００２８】
図２は、トップリングの傾動抑制手段７０の一具体例を示す。ガイドリング３の内周面には、凹部７１が設けられており、この凹部７１にはローラ７２が軸７３により回転自在に装着されている。ローラ７２は、トップリング１の外周面に接触し、トップリング１をガイドリング３によって拘束する。ローラ７２はトップリング１の円周面に複数個（例えば６個）取り付けられていることから、トップリング１のボール７を支点とした傾動運動を抑制する。従って、ポリッシング中に半導体ウエハ４と研磨布６との間に摩擦力が生じても、ガイドリング３の下端とトップリング１の半導体ウエハを保持する下端面は研磨布６の表面に対して平行に保たれる。尚、ローラは、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂製のものが好ましい。
【００２９】
図３は、トップリングの傾動抑制手段７０の他の具体例を示す。ガイドリング３の内周面には、リング状の凹部７５が設けられており、この凹部７５には弾性体リング７６が嵌着されている。弾性体リング７６は、例えばゴムのＯリングである。弾性体リング７６は、ガイドリング３の内周面から突出し、トップリング１の外周面に接触し、これを拘束する。従って、ポリッシング中に、半導体ウエハ４と研磨布６との間に摩擦力が生じてもトップリング１の外周面が弾性体リング７６を介してガイドリング３に固定されているので、半導体ウエハ４を保持するトップリング１の過度の傾きが生じることが無く、傾きが適度に保たれる。
【００３０】
尚、傾動抑制手段は、このようにトップリング外周面をガイドリング内周面に固定でき、且つトップリングとガイドリング間の相対的な上下運動及びトップリングの回転運動を妨げないことが必要である。従って、このような条件を満足できるものであれば、ローラ或いは弾性体に限定されず、傾動抑制手段として使用できる。
【００３１】
図４は、本発明のポリッシング装置の第２実施例を示す図である。
本実施例においては、トップリング１の外周部にあるガイドリング３はガイドリング押え２６により保持されており、ガイドリング押え２６は複数のローラ２７により押圧されるようになっている。ローラ２７はシャフト２８を介してトップリングヘッド９に固定されたガイドリング用エアシリンダ２２に連結されている。ガイドリング３がトップリング１に対して上下動自在でトップリング１とともに回転できることは、図１に示す実施例と同様である。
【００３２】
本実施例においては、トップリング１の回転中にローラ２７はガイドリング押え２６と摺接して自身の軸心回わりに回転し、ガイドリング３はローラ２７によってガイドリング押え２６を介して下方に押圧される。その結果、ガイドリング３は研磨布６を所定の押圧力で押圧する。傾動抑制手段７０は、トップリング１をガイドリング３に拘束する。この実施例では、トップリング１とガイドリング３とは、共に回転するので、傾動抑制手段７０は、図３に示すＯリング等の弾性体を用いることが好ましい。
【００３３】
図５は、本発明のポリッシング装置の第３実施例を示す図である。
本実施例は、トップリング下端面が半導体ウエハ４を保持するための凸部１ａを備えており、トップリング１のみによって半導体ウエハ４がトップリング外へ飛び出さないようになっている。トップリング１の外周部には押圧リング３Ａが上下動自在に設けられている。
【００３４】
押圧リング３Ａはキー１８を介してトップリング１に連結されており、押圧リング３Ａはトップリング１に対して上下動自在であるとともにトップリング１と一体に回転可能になっている。そして、押圧リング３Ａはベアリング１９を保持したベアリング押え２０およびシャフト２１を介して押圧リング用エアシリンダ２２に連結されている。押圧リング用エアシリンダ２２はトップリングヘッド９に固定されている。押圧リング用エアシリンダ２２は円周上に複数個（本実施例では３個）配設されている。その他の構成は第１実施例と同様である。
【００３５】
本実施例においてもトップリングの傾動抑制手段７０を備え、トップリング１が押圧リング３Ａに拘束され、その過度の傾きが防止される。尚、本実施例においては、押圧リング３Ａを固定して、トップリング１のみを回転させてもよく、この場合の傾動抑制手段７０は、図２に示すローラを用いたものが好適である。
【００３６】
図６は、本発明の第４実施例を示す図である。本実施例もトップリングの構造が、その円周部に凸部１ａを備え、トップリング１自体で半導体ウエハ４を保持できるようにした点を除いて、第３実施例と同様である。即ち、トップリング１の外周部に配設された押圧リング３Ａはローラ２７を介して、トップリングとは異なるシリンダ２２によって押圧される。傾動抑制手段７０の作用効果は、前述の各実施例と同じである。
【００３７】
図７（Ａ）は本発明の傾動抑制手段７０を具備した第５実施例を示す図である。図７（Ｂ）は第５実施例の構造において傾動抑制手段を具備しない場合を示す図である。図７（Ｂ）において、ガイドリング３は、半導体ウエハ４を保持するトップリング１とは独立して研磨布６上に置かれており、ガイドリング３の自重でもって半導体ウエハ４の周囲の研磨布６を押圧することによって、研磨布６の表面に半導体ウエハに接している部分とその周囲の部分とで段差が生じることを防止している。図７（Ｂ）に示した構造では、図１１に示したように、トップリング１とガイドリング３が互いに独立しているので、トップリング１が傾動する際にガイドリング３から拘束されることが無く、よって、場合によっては必要以上に傾動して、半導体ウエハ４の研磨布６の表面に対する平行度を損なう場合が有る。これに対して、本発明を適用した図７（Ａ）の構造においては、ガイドリング３に設けた弾性を有するローラ７２によってトップリング１の傾動が拘束されるので、過度の傾動を抑制することが可能になる。
【００３８】
なお、以上の実施例はポリッシング対象物として半導体ウエハを用いた例について説明したが、ポリッシング対象物としては、ガラス製品、液晶板、或いはセラミック製品等にも適用可能であるのは勿論である。またトップリング１、および押圧リング３Ａの押圧手段としてエアシリンダを説明したが、液体圧シリンダでも勿論よい。さらにガイドリングおよび押圧リング３Ａの押圧手段として機械的手段を説明したが、ピエゾ素子や電磁気力を使用した電気的手段であってもよい。
【００３９】
また、トップリングの傾動抑制手段は、ローラ、Ｏリング等の弾性体に限定されるものでなく、同等の機能を有するものであれば何でもよいことも勿論のことである。又、本実施例では傾動抑制手段をガイドリング側に設けたが、トップリング側に設けるようにしても勿論よい。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のポリッシング装置によれば、ポリッシングに際してポリッシング対象物を押圧するトップリングに過度の傾きが生じ、押圧力分布が不均一になることを防止して、研磨圧力をポリッシング対象物の全面に亘って均一にし、ポリッシング対象物の全面を平坦かつ鏡面に研磨することができる。そして、半導体製造工程等に用いてより質の高いポリッシングを行うことができ、また半導体ウエハの周縁部まで製品に供することができるため、半導体ウエハの歩留りの向上に寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るポリッシング装置の第１実施例の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１の要部構成を示す拡大断面図である。
【図３】図１の他の要部構成を示す拡大断面図である。
【図４】本発明に係るポリッシング装置の第２実施例の要部構成を示す断面図である。
【図５】本発明に係るポリッシング装置の第３実施例の要部構成を示す断面図である。
【図６】本発明に係るポリッシング装置の第４実施例の要部構成を示す断面図である。
【図７】図７（Ａ）は本発明に係るポリッシング装置の第５実施例の要部構成を示す断面図であり、図７（Ｂ）は本発明の傾動抑制手段を具備しない場合の要部構成を示す断面図である。
【図８】従来のポリッシング装置の概略構造を示す断面図である。
【図９】本件出願人が先に提案したポリッシング装置の例の主要部を示す図である。
【図１０】従来のポリッシング装置における半導体ウエハと研磨布と弾性マットとの状態を示す拡大断面図である。
【図１１】研磨中にトップリングに傾きが生じた状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ トップリング
２ 弾性マット
３ ガイドリング
４ 半導体ウエハ
５ ターンテーブル
６ 研磨布
７ ボール
８ トップリングシャフト
９ トップリングヘッド
１０ トップリング用エアシリンダ
１８ キー
１９ ベアリング
２０ ベアリング押え
２２ ガイドリング用エアシリンダ
２４ 圧縮空気源
２５ 砥液供給ノズル
２６ ガイドリング押え
２７ ローラ
３１ ガイドリング用エアシリンダ
３２ ロータリジョイント
３３ 演算器
Ｒ１，Ｒ２ レギュレータ
７０ トップリングの傾動抑制手段
７１，７５ ガイドリング内周面の凹部
７２ ローラ
７３ ローラの軸
７６ 弾性体
Claims (7)
- 上面に研磨布を貼ったターンテーブルとトップリングとを有し、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力で押圧することによって該ポリッシング対象物を研磨し、平坦且つ鏡面化するポリッシング装置において、
前記ポリッシング対象物を前記トップリングの下端面内に保持するガイドリングをトップリングの周囲にトップリングとは独立して上下動可能であるように配置し、前記ガイドリングの内周面には、前記トップリングの外周面に係合して該トップリングを拘束するトップリングの傾動抑制手段を備えたことを特徴とするポリッシング装置。 - 前記ガイドリングを研磨布に対して押圧する押圧手段を設けたことを特徴とする請求項１記載のポリッシング装置。
- 前記トップリングの傾動抑制手段は、前記ガイドリングの内周面に回転自在に固定されたローラであり、該ローラが前記トップリングの外周面と接触することにより、前記トップリングの傾きを抑制するものであることを特徴とする請求項１記載のポリッシング装置。
- 前記トップリングの傾動抑制手段は、前記ガイドリングの内周面に配置された弾性体であり、該弾性体が前記トップリングの外周面と接触することにより、前記トップリングの傾きを抑制するものであることを特徴とする請求項１記載のポリッシング装置。
- 上面に研磨布を貼ったターンテーブルとトップリングとを有し、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力で押圧することによって該ポリッシング対象物を研磨し、平坦且つ鏡面化するポリッシング装置において、
前記ポリッシング対象物を収容する凹部を有したトップリングの周囲に押圧リングを上下動自在に配置し、前記押圧リングを研磨布に対して押圧する押圧手段を設け、前記押圧リングの内周面には、前記トップリングの外周面に係合して該トップリングを拘束するトップリングの傾動抑制手段を備えたことを特徴とするポリッシング装置。 - 前記トップリングの傾動抑制手段は、前記押圧リングの内周面に回転自在に固定されたローラであり、該ローラが前記トップリングの外周面と接触することにより、前記トップリングの傾きを抑制するものであることを特徴とする請求項５記載のポリッシング装置。
- 前記トップリングの傾動抑制手段は、前記押圧リングの内周面に配置された弾性体であり、該弾性体が前記トップリングの外周面と接触することにより、前記トップリングの傾きを抑制するものであることを特徴とする請求項５記載のポリッシング装置。
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