JP4582971B2

JP4582971B2 - Polishing equipment

Info

Publication number: JP4582971B2
Application number: JP2001224504A
Authority: JP
Inventors: 康秀傳田
Original assignee: FUJIKOSHI MACHINE INDUSTRY CO.,LTD.
Current assignee: FUJIKOSHI MACHINE INDUSTRY CO.,LTD.
Priority date: 2001-07-25
Filing date: 2001-07-25
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2021-07-25
Also published as: JP2003039314A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は研磨装置に関し、更に詳細には回転する定盤の上面に貼付された研磨布の研磨面に、被研磨物の被研磨面を所定の力で押し付けて研磨し、前記研磨面に被研磨面が密着されている被研磨物を、前記研磨布の研磨面に沿ってスライドして、前記被研磨面の一部が研磨布の研磨面から外れたとき、前記被研磨物を研磨布の研磨面から剥離する研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被研磨物としてのシリコンウェーハ（以下、単にウェーハと称する）に研磨を施す際には、図１３に示す研磨装置が使用されている。この研磨装置には、基台２００上に回転可能に設けられた定盤１００に研磨布１０２が貼付され、この研磨布１０２の研磨面に、被研磨物としての１枚又は複数枚のウェーハが接着剤等によって貼着されたキャリアプレート１０４，１０４，１０４，１０４が載置されている。
かかるキャリアプレート１０４の各々は、回転可能に設けられたセンターローラ１０６と位置決めローラ１１４とにより定盤１０２の所定位置に位置決めされ、各ウェーハの被研磨面が所定の押圧力で研磨布１０２の研磨面に押圧されるように、各キャリアプレートの上面には押圧部材（図示せず）が載置される。
この位置決めローラ１１４は、図１３に示す様に、定盤１００の周縁部に位置し、図１４に示す様に、基台２００に固着された固定ベース１１０に軸１１８によって後端部が軸着された支持アーム１０８と、支持アーム１０８の先端部に垂下された回転軸１２０にベアリングを介して回転自在に設けられたガイドローラ１１２とから構成される。
【０００３】
かかるガイドローラ１１２は、その定盤側面が研磨布１０２の研磨面に当接しない程度に近接し、センターローラ１０６の側周面がキャリアプレート１０４の側周面に当接する。
この様に、キャリアプレート１０４は、その側周面がガイドローラ１１２とセンターローラ１０６とに当接して位置決めされ、その研磨布１０２の研磨面側に接着剤等で接着されたウェーハ１１６の被研磨面は、重り等の押圧部材１１８によって所定の押圧力で研磨布１０２の研磨面に押し付けられている。
この状態で図１３に示す様に、定盤１００を矢印Ｘ方向に回転すると、各キャリアプレート１０４は、所定位置で定盤１００の回転に連れ回りして矢印Ｚ方向に回転し、ウェーハ１１６の被研磨面に研磨を施すことができる。
【０００４】
図１４に示す位置決めローラ１１４には、その支持アーム１０８の途中が、基台２００に設けられたシリンダ装置のピストン１２０から延出されたロッド１２２の先端に連結されている。このため、シリンダ装置を駆動してロッド１２２を突き出す方向にピストン１２０を移動すると、支持アーム１０８は軸１１８を中心にして位置１０８′の位置まで回動する。
この様に、支持アーム１０８を位置１０８′まで回動することによって、支持アーム１０８の先端部に取り付けられていたガイドローラ１１２は上方に回動し、ガイドローラ１１２とキャリアプレート１０４の側周面との当接を解除することができる。
このため、ウェーハ１１６の研磨が終了した際に、図１３に示す様に、取出位置に位置しているキャリアプレート１０４ｃの位置決めローラ１１４による位置決め状態を解除し、図１３に示す様に、押圧部材１１８が除去されたキャリアプレート１０４を取出装置（図示せず）によって定盤１００の外方に搬出する。
【０００５】
ところで、キャリアプレート１０４は、セラミック等の硬質材料で形成されている重量物である。しかも、ウェーハ１１６の研磨には、研磨剤が縣濁された研磨液が研磨布１０２に供給されるため、研磨が終了したウェーハ１１６の被研磨面は、研磨液の表面張力で研磨布１０２に密着状態にある。
したがって、ウェーハ１１６の研磨が終了し、ウェーハ１１６の被研磨面が研磨布１０２の研磨面に密着している状態のとき、押圧部材１１８が除去されても、キャリアプレート１０４を研磨布１０２の研磨面から上昇させようとすると、極めて大きな力を必要となり、取出装置も極めて大型化する。
このため、キャリアプレート１０４に接着されたウェーハ１１６の被研磨面が研磨布１０２の研磨面に密着した状態で、押圧部材１１８が除去されたキャリアプレート１０４を研磨布１０２の研磨面に沿って移動し、ウェーハ１１６の少なくとも一部を研磨布１０２の研磨面から外した後、キャリアプレート１０４を上昇することが行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この様に、キャリアプレート１０４に接着されたウェーハ１１６の被研磨面が研磨布１０２の研磨面に密着した状態で、キャリアプレート１０４を研磨布１０２の研磨面に沿って移動し、ウェーハ１１６の少なくとも一部が研磨布１０２の研磨面から外すことによって、ウェーハ１１６と研磨布１０２の研磨面との表面張力に基づく密着力を減少でき、キャリアプレート１０４を持ち上げる力を減少できる。
しかし、ウェーハ１１６の被研磨面を研磨布１０２の研磨面に密着した状態で移動し、ウェーハ１１６の少なくとも一部を研磨布１０２の研磨面から外すことは、ウェーハ１１６の研磨面に損傷を与えるおそれがある。
すなわち、ウェーハ１１６に研磨を施す際には、ウェーハ１１６の被研磨面の全面を研磨布１０２の研磨面に密着させることを要するため、ウェーハ１１６の周縁は研磨布１０２の周縁の若干内側を通過する。
このため、ウェーハ１１６の研磨が終了した際に、研磨布１０２のウェーハ１１６の被研磨面に研磨を施した部分に対し、ウェーハ１１６の被研磨面に研磨を施すことのない研磨布１０２の周縁部には、段差部が形成される。
かかる段差部は、キャリアプレート１０４を定盤１００の周縁方向に移動し、ウェーハ１１６の被研磨面の一部を研磨布１０２の研磨面からはみ出させる際に、ウェーハ１１６の被研磨面が乗り越えることを要する。
ウェーハ１１６の被研磨面が段差部を乗り越えることは、ウェーハ１１６の研磨布１０２の周縁方向への移動を妨げると共に、研磨が施されたウェーハ１１６の被研磨面を損傷するおそれもある。
そこで、本発明の課題は、ウェーハ等の被研磨物の研磨が終了した際に、定盤に貼付された研磨布の周縁部に段差部が形成されることを防止し得る研磨装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記課題を解決すべく検討を重ねた結果、キャリアプレートに接着されたウェーハ等の被研磨物を研磨する際に、定盤に貼付された研磨布の所定位置にキャリアプレートを位置決めする位置決めローラを用い、研磨布の周縁部を押圧することによって、研磨布の周縁部に段差部が形成されることを防止できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、回転する定盤の上面に貼付された研磨布の研磨面に、被研磨物の被研磨面を所定の押圧力で押し付けて研磨し、前記研磨面に被研磨面が密着されている被研磨物を、前記研磨布の研磨面に沿ってスライドして、前記被研磨面の少なくとも一部が研磨布の研磨面から外れたとき、前記被研磨物を研磨布の研磨面から剥離する研磨装置において、該研磨布の研磨面に被研磨面が対向するように保持盤に保持された被研磨物を、前記研磨布の研磨面に所定の押圧力で押し付ける押圧手段と、前記被研磨物の被研磨面が研磨布の研磨面に密着した状態で前記保持盤をスライドするスライド手段と、前記保持盤に保持された被研磨物の被研磨面を、研磨布の研磨面に所定の力で押圧して研磨を施す際に、前記研磨布の周縁近傍に載置され、前記保持盤及び／又は押圧手段を所定位置に位置決めする位置決めローラとを具備し、前記位置決めローラの研磨布側には、前記被研磨物の被研磨面に研磨を施す際に、前記研磨布の周縁近傍に形成される段差を押圧して平坦化し得るように、前記研磨布の研磨面を所定の力で押圧する押圧板が回転可能に設けられていることを特徴とする研磨装置にある。
【０００８】
かかる本発明において、位置決めローラに、その回転板の研磨布の研磨面に対する押圧力を調整し得る押圧手段を設けることによって、保持盤に保持された被研磨物の被研磨面で押圧される研磨布の研磨面と、被研磨物の被研磨面で押圧されない研磨布の周縁近傍の面とが実質的に同一面となるように、位置決めローラの押圧板の研磨布に対する押圧力を調整できる。
更に、研磨布の研磨面に当接した位置決めローラに設けられた押圧板を、前記研磨布と連れ回りさせることによって、押圧板による研磨布に対する押圧力を安定化でき、押圧板を回転駆動手段により強制回転させることによって、押圧板による研磨布に対する押圧力を更に一層安定化できる。
また、位置決めローラを、被研磨物の研磨が終了した際に、研磨布の研磨面から研磨面外に移動可能に設けることによって、研磨布の研磨面に被研磨面が密着された被研磨物を保持する保持盤を容易に移動できる。
かかる位置決めローラとは別の個所に、定盤に貼付された研磨布の端縁の角部を押圧する押圧手段を設けることにより、研磨布の端縁の角部の膨れ又は研磨布の弾性変形の戻りを抑制し、研磨布の角部の膨れや弾性変形の戻りに起因して発生する研磨液の溜り等を防止できる。
【０００９】
本発明によれば、保持盤に保持されたウェーハ等の被研磨物を研磨する際に、定盤に貼付された研磨布の所定位置に保持盤及び／又は押圧手段を位置決めする位置決めローラを用い、研磨布の周縁部を押圧することによって、研磨布の周縁部に段差部が形成されることを防止できる。このため、従来の研磨装置の如く、被研磨物の被研磨面を押し付けて研磨を施し、被研磨物の被研磨面が研磨布の研磨面に密着した状態で保持盤を研磨布の研磨面に沿ってスライドする際に、被研磨物の被研磨面が研磨布の周縁近傍に形成された段差部を乗り越えることに起因する、被研磨物の研磨布の周縁方向への移動を妨げること、及び研磨が施された被研磨物の被研磨面を損傷するおそれも解消できる。
しかも、研磨布の周縁部の押圧を、保持盤及び／又は押圧手段の位置決めをする位置決めローラを用いて行うため、位置決めローラと別個に、研磨布の周縁部を押圧する新たな押圧部材を設けた研磨装置に比較して、研磨装置の小型化を可能とすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る研磨装置の一例を図１に示す。図１に示す研磨装置では、図１３に示す研磨装置と同様に、保持盤としてのキャリアプレート２２が４個用いられており、各キャリアプレート２２に接着されたウェーハの被研磨面は、定盤１０の上面に貼付された研磨布１２の研磨面に、押圧手段によって所定の力で押圧されて当接している。
かかるキャリアプレート２２，２２・・の各々は、定盤１０の略中央部に設けられたセンターローラ２４と、定盤１０の周縁部近傍に設けられた位置決めローラ３０とによって、所定位置に位置決めされる。
このため、定盤１０を矢印Ａの方向に回転すると、キャリアプレート２２，２２・・の各々は、所定位置で矢印Ｂ方向に回転し、保持しているウェーハの被研磨面に研磨を施す。
また、キャリアプレート２２，２２・・の各々は、その取出位置において、スライド手段としての取出装置によって研磨布１２の研磨面に沿ってスライドし、保持しているウェーハの一部が研磨布１２の研磨面からはみ出す位置（２２′）まで回動可能に設けられている。
尚、取出装置としては、公知の取出装置を使用でき、例えば特開平６−６３８６２号公報に記載されている取出装置を好適に使用できる。
【００１１】
かかるキャリアプレート２２，２２・・の各々を所定位置に位置決めする位置決めローラ３０は、図２に示す様に、支持部材３４によって上方から支持されて定盤１０の周縁部近傍に設けられている。この位置決めローラ３０には、キャリアプレート２２の側周面に周面が当接して回転する当接ローラ３２が設けられており、当接ローラ３２の内側には、円形の押圧板３６が回転可能に設けられている。
この押圧板３６には、研磨布１２の周縁とキャリアプレート２２に保持されているウェーハの被研磨面によって押圧される研磨面との間の隙間３８上に位置し、研磨布１２の隙間３８を押圧することによって、隙間３８をウェーハの被研磨面によって押圧される研磨布１２の研磨面と実質的に同一面とすることができる。つまり、研磨布１２の隙間３８は、ウェーハの被研磨面で押圧されることのない部分であり、ウェーハの被研磨面によって押圧された研磨布１２の研磨面よりも高い段差を形成する。このため、押圧板３６により研磨布１２の隙間３８を押圧することによって、ウェーハの被研磨面で押圧された研磨布１２の研磨面と等しくできる。
かかる押圧板３６は、図２に示す様に、研磨布１２の隙間３８を押圧しつつ、研磨布１２の端縁からはみ出す大きさとすることによって、隙間３８を確実に押圧できる。
【００１２】
かかる位置決めローラ３０の構造を図３に示す。位置決めローラ３０を定盤１０の周縁部近傍に上方から支持する支持部材３４は、ケーシング３５内に基台５０に設けられた第１シリンダ装置５２によって上下方向に移動可能に設けられたレール部３７に、基台３１が左右方向に移動可能に設けられている。この基台３１は、レール部３７の一端部に設けられた調節部材３３によって位置調整される。
かかる基台３１には、第１支持板４２の一端部が、基台３１に設けれらた回動軸４０に回動可能に装着されており、第１支持板４２には、レール部３７との所定間隔を保持すべく、基台３１側に間隔保持部材４３が裏面側に突設されている。
この第１支持板４２の他端部に固着されたスリーブ４４の外周には、ベアリング４６を介して当接ローラ３２が回転可能に装着され、スリーブ４４の内側には、先端部に押圧板３６が設けられた軸４８が回転可能に内挿されている。この回転可能に設けられた押圧板３６の研磨布１２側には、キャリアプレート２２の研磨布１２側に保持されたウェーハと同一部材であるシリコン板３９が貼付されている。
この押圧板３６に貼付する部材としては、研磨布１２の状態に応じて適宜変更できる。例えば、間隙３８をウェーハ２６の被研磨面で押圧された研磨布１２の研磨面と実質的に等しくすべく、間隙３８を押圧板３６で押圧する場合には、ウェーハと同一部材或いは樹脂部材を押圧板３６に貼付することが好ましい。
他方、研磨布１２から研磨屑等を掻き出すドレッシングを施す場合には、押圧板３６にダイヤモンドが付着された部材やセラミック部材等を貼付することが好ましい。
【００１３】
押圧板３６が先端部に設けられた軸４８の後端部には、付勢部材としてのスプリング５４が設けられており、押圧板３６が研磨布１２から離れる方向に軸４８を付勢する。
かかる軸４８の後端側には、第１支持板４２に一端部が固着され、回動軸４０を中心にして回動可能の第２支持板５６の他端部に設けられた第２シリンダ装置５８が設けられており、第２シリンダ装置５８に挿入されたピストンから延出されたロッド６１の先端が、軸４８の後端に接離動する。このため、後端部に設けられたスプリング５４によって、押圧板３６が研磨布１２から離れる方向に付勢された軸４８の後端に、第２シリンダ装置５８のロッド６１の先端が当接し、スプリング５４の付勢力に抗して軸４８の後端を押圧することができる。
したがって、第２シリンダ装置５８のロッド６１の先端による軸４８の後端の押圧程度を調整することによって、図４に示す様に、押圧板３６に貼付されたシリコン板３９により、研磨布１２の間隙３８をウェーハ２６の被研磨面で押圧された研磨布１２の研磨面と等しくなるように押圧することができる。
尚、当接ローラ３２は、キャリアプレート２２の側周面に当接すると共に、キャリアプレート２２に載置され、キャリアプレート２２を所定の押圧力で押圧する押圧部材２５の側周面にも当接する。
【００１４】
図４に示す様に、キャリアプレート２２の側周面に当接ローラ３２が当接するように位置決めローラ３０を配設し、研磨布１２の間隙３８を押圧板３６に貼付されたシリコン板３９で押圧しつつ、キャリアプレート２２に保持されているウェーハの被研磨面に研磨を施すと、キャリアプレート２２を所定位置に保持すると共に、研磨布１２の間隙３８をウェーハの被研磨面で押圧された研磨布１２の研磨面と等しくなるように押圧しつつ、ウェーハの被研磨面に研磨を施すことができる。
尚、図４に示す当接ローラ３２は、キャリアプレート２２と同一速度で回転し、定盤１０と回転する研磨布１２にシリコン板３９当接する押圧板３６は、定盤１０の回転に伴なって連れ回りし、押圧板３６による研磨布１２に対する押圧力を安定化できる。
【００１５】
この様に、図１〜図４に示す位置決めローラ３０によれば、キャリアプレート２２に保持されているウェーハの被研磨面に研磨を施す際に、研磨布１２の隙間３８をウェーハの被研磨面で押圧される研磨面と実質的に同一面とすることができる。
その結果、ウェーハの被研磨面の研磨が終了した後、ウェーハを研磨布１２の研磨面から剥離する際に、図１に示す様に、押圧部材２５が除去されたキャリアプレート２２を取出装置によって研磨布１２の研磨面に沿ってスライドし、保持しているウェーハの一部が研磨布１２の研磨面からはみ出す位置（２２′）まで回動しても、ウェーハの被研磨面が研磨布１２の周縁近傍に形成された段差部を乗り越えることを要しない。このため、キャリアプレート２２をスムーズに回動でき、ウェーハの研磨面を損傷するおそれも解消できる。
尚、キャリアプレート２２を図１に示す様に、研磨布１２の研磨面に沿ってスライドする際に、キャリアプレート２２のスライドに邪魔にならない位置に、位置決めローラ３０は回動軸４０（図３）を中心として上方に回動している。
【００１６】
図３及び図４に示す位置決めローラ３０では、押圧板３６が当接ローラ３２の径よりも小径に形成されているが、図５に示す様に、当接ローラ３２の径と同等の押圧板３６を装着することによって、研磨布１２の隙間３８を確実に押圧できる。
更に、押圧板３６が研磨布１２から離れる方向に軸４８を付勢するスプリング５４に代えて、図６に示す様に、第２シリンダ装置５８から延出されたロッド６１と軸４８とをロータリージョイント６３を介して連結してもよい。かかる図６に示す位置決めローラ３０によれば、第２シリンダ装置５８によって押圧板３６の研磨布１２に対する位置を精密に調整可能とすることができる。
また、図３〜図６に示す位置決めローラ３０では、押圧板３６は、定盤１０と回転する研磨布１２にシリコン板３９当接し、定盤１０の回転に伴なって連れ回りしているが、図７に示す様に、モータ５９により押圧板３６を強制回転することによって、押圧板３６による研磨布１２に対する押圧力を更に一層安定化できる。
図７に示す位置決めローラ３０では、第２支持板５６上に設けられたモータ５９の回転力は、モータ５９の回転軸に設けられたプーリ５９ａと押圧板３６の軸４８に設けられたプーリ５９ｂとの間に掛け渡されたベルト６０によって、押圧板３６に伝達される。
ここで、軸４８は、第２シリンダ装置５８により上下動される。このため、プーリ５９ｂの位置を可及的に同一位置に保持したい場合には、例えはプーリ５９ｂを軸４８に軸着するキー部材と嵌合するキー溝を軸４８の上下方向に延びる長溝とする。
尚、図５〜図７に示す位置決めローラ３０において、図３及び図４に示す位置決めローラ３０を構成する同一部材については同一番号を付して詳細な説明を省略した。
【００１７】
ところで、図１に示すキャリアプレート２２，２２・・の各々を所定位置に位置決めする位置決めローラ３０とは別の個所に、図８に示す様に、研磨布１２の角部を押圧する押圧手段８０を設けることによって、研磨布１２の角部に形成され易い膨らみ又は押圧された研磨布１２の弾性変形の戻りを抑制し、研磨布１２の角部の膨らみや研磨布１２の弾性変形の戻りに因る、研磨布１２の角部を含む周縁部に研磨液が溜まる等の現象を防止できる。
この押圧手段８０には、基台８２に設けられた回動軸（図示せず）に一端部が回動可能に軸着された第１傾斜支持板８４の他端部に固着されたスリーブ８６の内側には、先端部に回転板９０が傾斜して設けられた軸８８が回転可能に内挿されている。この回転板９０には、被研磨物であるウェーハと同一部材であるシリコン板９２が貼付されている。
かかる回転板９０の研磨布１２の角部に対する接離動は、第３シリンダ装置９６によってなされる。この第３シリンダ装置９６は、第１傾斜支持板８４に一端部が固着された第２傾斜支持板９４の他端部に設けられ、第３シリンダ装置９６から延出したロッド９５は、軸８８とロータリージョイント９８を介して連結されている。
更に、研磨布１２の角部における回転板９０の傾斜は、第１傾斜支持板８４の傾斜角を変更することによって調整できる。この回転板９０の傾斜は、図９に示す様に、研磨布１２の端縁の状態によって異なる。例えば、研磨布１２の端縁が、面取りされている場合［図９（ａ）］及び直角に裁断されている場合［図９（ｂ）］よりも、研磨布１２の端縁が定盤１０よりも外側に垂れている場合［図９（ｃ）］は、回転板９０の傾斜角を小さくすることが好ましい。
また、回転板９０に貼付する部材としては、研磨布１２の状態に応じて適宜変更できる。例えば、研磨布１２の角部を押圧する場合には、ウェーハと同一部材或いは樹脂部材を回転板９０に貼付することが好ましい。他方、研磨布１２の角部から研磨屑等を掻き出すドレッシングを施す場合には、回転板９０にダイヤモンドが付着された部材やセラミック部材等を貼付することが好ましい。
【００１８】
図１〜図９に示す研磨装置は、ウェーハを接着して保持する複数枚のキャリアプレート２２，２２・・を定盤１０上に載置して研磨を施す、いわゆるバッチタイプの研磨装置であるが、一枚のウェーハを保持する保持盤が内装されたトップリングを用いる、いわゆる枚葉タイプの研磨装置にも、本発明を適用できる。
図１０に枚葉タイプの研磨装置を示す。図１０に示す研磨装置は、基台７０に定盤受７２がベアリング７１を介して回転可能に設けられている。この定盤受７２は、駆動モータ等の駆動源（図示せず）によって矢印方向に回転する回転軸７４によって回転され、この定盤受７２に一体に定盤１０が載置されている。かかる定盤１０上には、研磨布１２が貼付されて研磨面を形成している。
更に、研磨布１２の研磨面上には、上下方向に昇降可能に設けられたトップリング７６が矢印方向に回転可能に設けられている。このトップリング７６は、ウェーハを保持すると共に、ウェーハの被研磨面を研磨布１２の研磨面に加圧して押し付ける押圧手段としても用いられる装置である。かかるトップリング７６は、シリンダ装置等のスライド駆動源（図示せず）によって、研磨布１２の研磨面に沿って移動可能である。
このトップリング７６に保持されたウェーハの被研磨面は、パイプ７５から研磨布１２に供給される研磨液により研磨される。
【００１９】
トップリング７６の内部構造の一例を図１１に示す。図１１に示すトップリング７６は、ウェーハ２６が保持される保持盤７３が、ヘッド部材８５に下方を向いて開口された凹部７９内に、上下方向及び左右方向に移動可能に内装されている。かかる凹部７９の底面側端面には、ゴム等の弾性材料から成る板状体７７がダイアフラムとして設けられている。この板状体７７と凹部７９の底面との間の空間部７８は、軸８９内に設けられた管８７から供給される圧縮空気等の加圧流体によって加圧されて加圧室となっている。この空間部７８の圧力を調整することにより、保持盤７３の凹部７９からの押出量を調整できる。
更に、保持盤７３の側周面と凹部７９の内周面との間隙には、ゴム等の弾性材料から成るリング状弾性部材６７、及びデルリン等の樹脂材料から成るリング状規制部材８３が内嵌されており、保持盤７３が移動許容の範囲外に移動しないように記載されている。
【００２０】
この様に、ヘッド部材８５の凹部７９内に内装された保持盤７３の一面側には、湿式発泡ポリウレタン等の樹脂から成るバッキング材６９が貼着されていると共に、バッキング材６９の一面側に水の表面張力によって保持されるウェーハ２６の周面を取り囲むように、ウェーハ２６の滑り移動を防止するガイドリング６５が装着されている。
このバッキング材６９に、水の表面張力によって張付けられたウェーハ２６の被研磨面を研磨する際には、ウェーハ２６の被研磨面が研磨布１２の研磨面に直近するまでトップリング７６を降下する。
次いで、管８７を経由してトップリング７６内に形成された空間部７８に所定圧力の圧縮空気等の加圧流体を供給し、保持盤７３の一面側を研磨布１２の研磨面方向に押し出し、ウェーハ２６の被研磨面を研磨布１２の研磨面に所定の荷重で押し付ける。
その後、定盤１０を回転することによって、トップリング７６も定盤１０と連れ回りし、ウェーハ２６の被研磨面を研磨する。
【００２１】
図１０及び図１１に示すトップリング７６は、ウェーハ２６が保持された保持盤７３を内装して上下方向及び左右方向に移動可能であり、トップリング７６の位置決めには、図１〜図９に示す研磨装置の様に、位置決めローラ３０は不要である。
しかし、図１０及び図１１に示すトップリング７６でも、ウェーハ２６の研磨終了後に、研磨布１２の研磨面からウェーハ２６を剥離する際には、図１２に示す様に、トップリング７６を定盤１０の外方まで移動してから上昇させる。
このため、研磨布１２の周縁近傍に形成される、ウェーハ２６の被研磨面によって押圧されなかった部分と、ウェーハ２６の被研磨面によって押圧された部分との段差部が問題となる。
また、トップリング７６は、軸８９の先端部に設けられているため、トップリング７６の上下方向のストロークが長い場合には、トップリング７６に定盤１０の回転方向に微細な振幅の振動が発生し易い。かかる振動の発生は、トップリング７６に保持されたウェーハ２６の被研磨面の平坦度に影響を与えるおそれがある。
【００２２】
このため、図１２に示す様に、トップリング７６のヘッド部材８５の側周面に当接する二個の当接ローラ４５ａ，４５ｂが連結材４７で連結された位置決めローラ４１を設け、研磨布１２の周縁近傍に位置する当接ローラ４５ａの研磨布１２側に、図３に示す様に、研磨布１２の周縁近傍を押圧して平坦化する押圧板３６を回転可能に設けることが好ましい。
図１２に示す位置決めローラ４１によって、トップリング７６の上下方向のストロークが長くても、トップリング７６の振動を抑制でき、研磨布１２の周縁近傍に段差部が形成されることも防止できる。
尚、位置決めローラ４１は、ウェーハ２６の研磨が終了した際には、トップリング７６の移動の邪魔にならない個所４１′に移動する。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、被研磨物の被研磨面を押し付けて研磨を施し、被研磨面が研磨布の研磨面に密着された被研磨物を、研磨布の研磨面に沿ってスライドし、被研磨面の一部が研磨布の研磨面から外れたとき、被研磨物を研磨布の研磨面から剥離する際に、被研磨物のスライドを容易に行うことができ、研磨を施した被研磨物の被研磨面を損傷することもない。
しかも、研磨布の周縁部の押圧を、被研磨物を保持する保持盤及び／又は押圧部材の位置決めをする位置決めローラを用いて行うため、位置決めローラと別個に、研磨布の周縁部を押圧する新たな押圧部材を設けた研磨装置に比較して、研磨装置の小型化を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る研磨装置の一例を説明する平面図である。
【図２】図１に示す位置決めローラ３０を説明する部分拡大平面図である。
【図３】位置決めローラ３０の内部機構を説明する部分断面図である。
【図４】位置決めローラ３０の押圧板３６のシリコン板３９が研磨布１２の端縁部近傍に押圧された状態を示す部分断面図である。
【図５】位置決めローラ３０を構成する押圧板３６の他の例を説明するための部分断面図である。
【図６】位置決めローラ３０の他の例を説明するための部分断面図である。
【図７】位置決めローラ３０の他の例を説明するための部分断面図である。
【図８】定盤に貼付された研磨布１２の端縁の角部を押圧する押圧手段を説明するための部分断面図である。
【図９】図９に示す押圧手段を構成する回転板９０の傾斜角を説明するたための説明図である。
【図１０】本発明に係る研磨装置の他の例を説明する平面図である。
【図１１】図１０に示す研磨装置に使用されるトップリングを説明するための部分断面図である。
【図１２】トップリングに用いる位置決めローラを説明するための概略図である。
【図１３】従来の研磨装置を説明するための部分断面図である。
【図１４】図１３に示す研磨装置に用いられる位置決めローラを説明するための部分断面図である。
【符号の説明】
１０定盤
１２研磨布
２２キャリアプレート（保持盤）
２６ウェーハ（被研磨物）
３０，４１位置決めローラ
３２当接ローラ
３６押圧板
３８隙間
３９シリコン板
４８軸
５４スプリング
５９モータ（回転駆動手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a polishing apparatus. More specifically, the polishing surface of an object to be polished is pressed against the polishing surface of a polishing cloth affixed to the upper surface of a rotating surface plate with a predetermined force to polish the polishing surface. When an object to be polished is slid along the polishing surface of the polishing cloth and a part of the surface is detached from the polishing surface of the polishing cloth, the object to be polished is polished. The present invention relates to a polishing apparatus that peels from the polishing surface.
[0002]
[Prior art]
When polishing a silicon wafer as an object to be polished (hereinafter simply referred to as a wafer), a polishing apparatus shown in FIG. 13 is used. In this polishing apparatus, a polishing cloth 102 is affixed to a surface plate 100 rotatably provided on a base 200, and one or a plurality of wafers as an object to be polished are attached to the polishing surface of the polishing cloth 102. Carrier plates 104, 104, 104, 104 attached by an adhesive or the like are placed.
Each of the carrier plates 104 is positioned at a predetermined position of the surface plate 102 by a center roller 106 and a positioning roller 114 that are rotatably provided, and the surface to be polished of each wafer is polished by the polishing cloth 102 with a predetermined pressing force. A pressing member (not shown) is placed on the upper surface of each carrier plate so as to be pressed by the surface.
As shown in FIG. 13, the positioning roller 114 is located at the peripheral portion of the surface plate 100, and as shown in FIG. 14, the rear end portion of the positioning roller 114 is attached to the fixed base 110 fixed to the base 200 by the shaft 118. And a guide roller 112 rotatably provided via a bearing on a rotary shaft 120 suspended from the tip of the support arm 108.
[0003]
The guide roller 112 is so close that the side surface of the surface plate does not contact the polishing surface of the polishing pad 102, and the side peripheral surface of the center roller 106 contacts the side peripheral surface of the carrier plate 104.
As described above, the carrier plate 104 is positioned by contacting the side peripheral surface thereof with the guide roller 112 and the center roller 106, and the wafer 116 to be polished is bonded to the polishing surface side of the polishing cloth 102 with an adhesive or the like. The surface is pressed against the polishing surface of the polishing pad 102 with a predetermined pressing force by a pressing member 118 such as a weight.
In this state, as shown in FIG. 13, when the surface plate 100 is rotated in the direction of arrow X, each carrier plate 104 rotates in the direction of arrow Z along with the rotation of the surface plate 100 at a predetermined position. The surface to be polished can be polished.
[0004]
In the positioning roller 114 shown in FIG. 14, the middle of the support arm 108 is connected to the tip of a rod 122 extending from a piston 120 of a cylinder device provided on the base 200. For this reason, when the piston 120 is moved in the direction in which the rod device 122 is projected by driving the cylinder device, the support arm 108 rotates about the shaft 118 to the position 108 ′.
In this way, by rotating the support arm 108 to the position 108 ′, the guide roller 112 attached to the tip of the support arm 108 rotates upward, and the side peripheral surfaces of the guide roller 112 and the carrier plate 104. Can be released.
Therefore, when the polishing of the wafer 116 is completed, as shown in FIG. 13, the positioning state of the carrier plate 104c located at the take-out position by the positioning roller 114 is released, and as shown in FIG. The carrier plate 104 from which the 118 has been removed is taken out of the surface plate 100 by a take-out device (not shown).
[0005]
Incidentally, the carrier plate 104 is a heavy object formed of a hard material such as ceramic. In addition, since the polishing liquid in which the polishing agent is suspended is supplied to the polishing cloth 102 for polishing the wafer 116, the polished surface of the wafer 116 after the polishing is applied to the polishing cloth 102 by the surface tension of the polishing liquid. In close contact.
Therefore, when the polishing of the wafer 116 is completed and the surface to be polished of the wafer 116 is in close contact with the polishing surface of the polishing pad 102, the carrier plate 104 is polished by the polishing pad 102 even if the pressing member 118 is removed. If it tries to raise from a surface, very big force will be required and a taking-out apparatus will also be enlarged very much.
Therefore, the carrier plate 104 from which the pressing member 118 has been removed is moved along the polishing surface of the polishing cloth 102 in a state where the polishing target surface of the wafer 116 bonded to the carrier plate 104 is in close contact with the polishing surface of the polishing cloth 102. Then, after removing at least a part of the wafer 116 from the polishing surface of the polishing pad 102, the carrier plate 104 is raised.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In this way, the carrier plate 104 is moved along the polishing surface of the polishing cloth 102 in a state where the polishing surface of the wafer 116 bonded to the carrier plate 104 is in close contact with the polishing surface of the polishing cloth 102, and at least the wafer 116 is moved. By removing a part from the polishing surface of the polishing pad 102, the adhesion force based on the surface tension between the wafer 116 and the polishing surface of the polishing pad 102 can be reduced, and the force for lifting the carrier plate 104 can be reduced.
However, if the surface to be polished of the wafer 116 is moved in close contact with the polishing surface of the polishing pad 102 and at least a part of the wafer 116 is removed from the polishing surface of the polishing pad 102, the polishing surface of the wafer 116 is damaged. There is a fear.
That is, when polishing the wafer 116, it is necessary to bring the entire surface to be polished of the wafer 116 into close contact with the polishing surface of the polishing cloth 102, so that the periphery of the wafer 116 passes slightly inside the periphery of the polishing cloth 102. To do.
For this reason, when the polishing of the wafer 116 is finished, the periphery of the polishing cloth 102 that does not polish the polished surface of the wafer 116 with respect to the portion of the polishing cloth 102 that has been polished. A step portion is formed in the portion.
Such a stepped portion moves the carrier plate 104 in the peripheral direction of the surface plate 100 and the surface to be polished of the wafer 116 gets over when a part of the surface to be polished of the wafer 116 protrudes from the polishing surface of the polishing pad 102. Cost.
If the surface to be polished of the wafer 116 gets over the stepped portion, the movement of the wafer 116 in the peripheral direction of the polishing cloth 102 may be prevented and the surface to be polished of the polished wafer 116 may be damaged.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a polishing apparatus capable of preventing a step portion from being formed on the peripheral edge portion of a polishing cloth affixed to a surface plate when polishing of an object to be polished such as a wafer is completed. There is.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of repeated studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have made a carrier plate at a predetermined position of a polishing cloth affixed to a surface plate when polishing an object to be polished such as a wafer adhered to the carrier plate. The present inventors have found that a step portion can be prevented from being formed on the peripheral edge of the polishing cloth by pressing the peripheral edge of the polishing cloth using a positioning roller for positioning the roller.
That is, the present invention polishes the surface to be polished by pressing the surface to be polished with a predetermined pressing force against the polishing surface of the polishing cloth affixed to the upper surface of the rotating surface plate, and the surface to be polished is in close contact with the polishing surface. The object to be polished is slid along the polishing surface of the polishing cloth, and when at least a part of the surface to be polished is detached from the polishing surface of the polishing cloth, the object to be polished is polished on the polishing surface of the polishing cloth. In the polishing apparatus that peels off, a pressing means that presses the object to be polished held by the holding disk so that the surface to be polished faces the polishing surface of the polishing cloth against the polishing surface of the polishing cloth with a predetermined pressing force; A sliding means for sliding the holding plate in a state where the polished surface of the object to be polished is in close contact with the polishing surface of the polishing cloth, and the polished surface of the object to be polished held by the holding plate is the polishing surface of the polishing cloth. When polishing with a predetermined force, it is placed near the periphery of the polishing cloth. A positioning roller for positioning the holding plate and / or the pressing means at a predetermined position, and the polishing roller side of the positioning roller is subjected to the polishing when polishing the surface to be polished of the object to be polished. A polishing apparatus, wherein a pressing plate that presses a polishing surface of the polishing cloth with a predetermined force is rotatably provided so that a step formed near the periphery of the cloth can be pressed and flattened. is there.
[0008]
In the present invention, the positioning roller is provided with a pressing means capable of adjusting the pressing force of the rotating plate against the polishing surface of the polishing cloth, whereby the polishing pressed by the surface to be polished held by the holding plate. The pressing force of the pressing plate of the positioning roller against the polishing cloth can be adjusted so that the polishing surface of the cloth and the surface in the vicinity of the periphery of the polishing cloth that is not pressed by the polishing surface of the object to be polished are substantially the same surface.
Further, by rotating the pressing plate provided on the positioning roller in contact with the polishing surface of the polishing cloth together with the polishing cloth, the pressing force against the polishing cloth by the pressing plate can be stabilized, and the pressing plate is rotated and driven. By forcibly rotating the pressure, the pressing force of the pressing plate against the polishing pad can be further stabilized.
Further, when the polishing of the workpiece is completed, the positioning roller is provided so as to be movable from the polishing surface of the polishing cloth to the outside of the polishing surface, so that the polishing surface is in close contact with the polishing surface of the polishing cloth. Can be easily moved.
By providing a pressing means for pressing the corner of the edge of the polishing cloth affixed to the surface plate at a location different from the positioning roller, the corner of the edge of the polishing cloth is swollen or the polishing cloth is elastically deformed. , And the accumulation of polishing liquid due to the swelling of the corners of the polishing cloth and the return of elastic deformation can be prevented.
[0009]
According to the present invention, when polishing an object to be polished such as a wafer held on the holding plate, the positioning roller for positioning the holding plate and / or the pressing means at a predetermined position of the polishing cloth affixed to the surface plate is used. By pressing the peripheral edge of the polishing pad, it is possible to prevent a step from being formed on the peripheral edge of the polishing cloth. For this reason, as in the conventional polishing apparatus, the surface to be polished is pressed against the surface to be polished, and the holding plate is held in a state where the surface to be polished is in close contact with the polishing surface of the polishing cloth. Preventing the movement of the polishing object in the peripheral direction of the polishing cloth caused by the surface of the polishing object getting over the stepped portion formed in the vicinity of the peripheral edge of the polishing cloth when sliding along Moreover, the possibility of damaging the surface to be polished of the polished object that has been polished can also be eliminated.
Moreover, a new pressing member that presses the peripheral edge of the polishing cloth is provided separately from the positioning roller in order to press the peripheral edge of the polishing cloth using a positioning roller that positions the holding disk and / or the pressing means. The polishing apparatus can be downsized as compared with the polishing apparatus.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An example of a polishing apparatus according to the present invention is shown in FIG. In the polishing apparatus shown in FIG. 1, as in the polishing apparatus shown in FIG. 13, four carrier plates 22 are used as holding plates, and the polished surface of the wafer bonded to each carrier plate 22 is a surface plate. 10 is pressed against the polishing surface of the polishing cloth 12 affixed to the upper surface 10 with a predetermined force by the pressing means.
Each of the carrier plates 22, 22... Is positioned at a predetermined position by a center roller 24 provided at a substantially central portion of the surface plate 10 and a positioning roller 30 provided near the peripheral edge of the surface plate 10. The
Therefore, when the surface plate 10 is rotated in the direction of arrow A, each of the carrier plates 22, 22... Rotates in the direction of arrow B at a predetermined position and polishes the surface to be polished of the held wafer.
Further, each of the carrier plates 22, 22... Is slid along the polishing surface of the polishing cloth 12 by the taking-out device as the sliding means at the take-out position, and a part of the held wafer is the polishing cloth 12. It is rotatably provided to a position (22 ') that protrudes from the polishing surface.
In addition, as a taking-out apparatus, a well-known taking-out apparatus can be used, For example, the taking-out apparatus described in Unexamined-Japanese-Patent No. 6-63862 can be used conveniently.
[0011]
As shown in FIG. 2, the positioning roller 30 for positioning each of the carrier plates 22, 22... At a predetermined position is supported from above by a support member 34 and is provided in the vicinity of the peripheral portion of the surface plate 10. The positioning roller 30 is provided with a contact roller 32 that rotates with the peripheral surface in contact with the side peripheral surface of the carrier plate 22, and a circular pressing plate 36 is rotatable inside the contact roller 32. Is provided.
The pressing plate 36 is located on a gap 38 between the peripheral edge of the polishing cloth 12 and the polishing surface pressed by the surface to be polished of the wafer held by the carrier plate 22, and the gap 38 of the polishing cloth 12 is formed on the pressing plate 36. By pressing, the gap 38 can be made substantially flush with the polishing surface of the polishing pad 12 pressed by the surface to be polished of the wafer. That is, the gap 38 of the polishing pad 12 is a portion that is not pressed by the surface to be polished of the wafer, and forms a step that is higher than the polishing surface of the polishing pad 12 pressed by the surface to be polished of the wafer. For this reason, by pressing the gap 38 of the polishing pad 12 by the pressing plate 36, the polishing surface of the polishing pad 12 pressed by the surface to be polished of the wafer can be made equal.
As shown in FIG. 2, the pressing plate 36 can press the gap 38 of the polishing pad 12 while pressing the gap 38 of the polishing pad 12, so that the gap 38 can be reliably pressed.
[0012]
The structure of the positioning roller 30 is shown in FIG. The support member 34 that supports the positioning roller 30 near the periphery of the surface plate 10 from above is provided in the casing 35 so as to be movable in the vertical direction by the first cylinder device 52 provided on the base 50. The base 31 is provided so as to be movable in the left-right direction. The position of the base 31 is adjusted by an adjusting member 33 provided at one end of the rail portion 37.
One end of the first support plate 42 is rotatably mounted on the base 31 on a rotation shaft 40 provided on the base 31. The rail portion 37 is mounted on the first support plate 42. In order to maintain a predetermined interval, an interval holding member 43 protrudes on the back surface side on the base 31 side.
The contact roller 32 is rotatably mounted on the outer periphery of the sleeve 44 fixed to the other end portion of the first support plate 42 via a bearing 46. A shaft 48 provided with is rotatably inserted. A silicon plate 39, which is the same member as the wafer held on the polishing cloth 12 side of the carrier plate 22, is attached to the polishing cloth 12 side of the press plate 36 that is rotatably provided.
The member to be affixed to the pressing plate 36 can be appropriately changed according to the state of the polishing pad 12. For example, when the gap 38 is pressed by the pressing plate 36 so that the gap 38 is substantially equal to the polishing surface of the polishing pad 12 pressed by the surface to be polished of the wafer 26, the same member or resin member as the wafer is used. It is preferable to affix to the pressing plate 36.
On the other hand, when performing dressing for scraping polishing scraps or the like from the polishing cloth 12, it is preferable to affix a diamond-attached member or ceramic member to the pressing plate 36.
[0013]
A spring 54 as an urging member is provided at the rear end portion of the shaft 48 provided with the pressing plate 36 at the tip portion, and the pressing plate 36 urges the shaft 48 in a direction away from the polishing pad 12.
On the rear end side of the shaft 48, one end is fixed to the first support plate 42, and a second cylinder is provided at the other end of the second support plate 56 that is rotatable about the rotation shaft 40. The device 58 is provided, and the tip of the rod 61 extended from the piston inserted into the second cylinder device 58 moves toward and away from the rear end of the shaft 48. For this reason, the tip of the rod 61 of the second cylinder device 58 abuts the rear end of the shaft 48 urged in a direction away from the polishing pad 12 by the spring 54 provided at the rear end, The rear end of the shaft 48 can be pressed against the urging force of the spring 54.
Therefore, by adjusting the degree of pressing of the rear end of the shaft 48 by the tip of the rod 61 of the second cylinder device 58, as shown in FIG. 4, the silicon plate 39 affixed to the pressing plate 36 causes the polishing cloth 12 to The gap 38 can be pressed to be equal to the polishing surface of the polishing pad 12 pressed by the surface to be polished of the wafer 26.
The contact roller 32 is in contact with the side peripheral surface of the carrier plate 22 and is also placed on the carrier plate 22 and in contact with the side peripheral surface of the pressing member 25 that presses the carrier plate 22 with a predetermined pressing force. .
[0014]
As shown in FIG. 4, the positioning roller 30 is disposed so that the contact roller 32 contacts the side peripheral surface of the carrier plate 22, and the gap 38 of the polishing cloth 12 is formed by the silicon plate 39 affixed to the pressing plate 36. When the surface to be polished of the wafer held by the carrier plate 22 is polished while being pressed, the carrier plate 22 is held at a predetermined position, and the gap 38 of the polishing pad 12 is pressed by the surface to be polished of the wafer. The surface to be polished of the wafer can be polished while being pressed to be equal to the polishing surface of the polishing pad 12.
The contact roller 32 shown in FIG. 4 rotates at the same speed as the carrier plate 22, and the pressing plate 36 that contacts the silicon plate 39 with the polishing pad 12 rotating with the surface plate 10 is accompanied by the rotation of the surface plate 10. The pressing force on the polishing pad 12 by the pressing plate 36 can be stabilized.
[0015]
As described above, according to the positioning roller 30 shown in FIG. 1 to FIG. 4, when polishing the polished surface of the wafer held by the carrier plate 22, the gap 38 of the polishing cloth 12 is removed from the polished surface of the wafer. The surface can be substantially the same as the polished surface pressed by.
As a result, after the polishing of the surface to be polished of the wafer is completed, when the wafer is peeled from the polishing surface of the polishing pad 12, as shown in FIG. Even if the wafer is slid along the polishing surface of the polishing cloth 12 and rotated to a position (22 ′) where a part of the held wafer protrudes from the polishing surface of the polishing cloth 12, the surface to be polished of the wafer is the polishing cloth 12. It is not necessary to get over the stepped portion formed in the vicinity of the periphery. For this reason, the carrier plate 22 can be smoothly rotated, and the possibility of damaging the polished surface of the wafer can be eliminated.
As shown in FIG. 1, when the carrier plate 22 is slid along the polishing surface of the polishing pad 12, the positioning roller 30 is positioned so as not to interfere with the sliding of the carrier plate 22 (see FIG. 3). ) Around the center.
[0016]
In the positioning roller 30 shown in FIGS. 3 and 4, the pressing plate 36 is formed with a diameter smaller than the diameter of the contact roller 32. However, as shown in FIG. By mounting 36, the gap 38 of the polishing pad 12 can be reliably pressed.
Further, in place of the spring 54 that urges the shaft 48 in the direction in which the pressing plate 36 moves away from the polishing pad 12, the rod 61 and the shaft 48 extended from the second cylinder device 58 are rotated as shown in FIG. You may connect via the joint 63. FIG. According to the positioning roller 30 shown in FIG. 6, the position of the pressing plate 36 with respect to the polishing pad 12 can be precisely adjusted by the second cylinder device 58.
Further, in the positioning roller 30 shown in FIGS. 3 to 6, the pressing plate 36 abuts the silicon plate 39 on the polishing plate 12 rotating with the surface plate 10, and rotates with the rotation of the surface plate 10. As shown in FIG. 7, the pressing force of the pressing plate 36 against the polishing pad 12 can be further stabilized by forcibly rotating the pressing plate 36 by the motor 59.
In the positioning roller 30 shown in FIG. 7, the rotational force of the motor 59 provided on the second support plate 56 is generated by a pulley 59 a provided on the rotation shaft of the motor 59 and a pulley 59 b provided on the shaft 48 of the pressing plate 36. Is transmitted to the pressing plate 36 by the belt 60 suspended between the two.
Here, the shaft 48 is moved up and down by the second cylinder device 58. For this reason, when it is desired to keep the position of the pulley 59b in the same position as much as possible, for example, the key groove that fits the key member that pivotally attaches the pulley 59b to the shaft 48 is a long groove that extends in the vertical direction of the shaft 48. To do.
In addition, in the positioning roller 30 shown in FIGS. 5-7, about the same member which comprises the positioning roller 30 shown in FIG.3 and FIG.4, the same number was attached | subjected and detailed description was abbreviate | omitted.
[0017]
By the way, as shown in FIG. 8, pressing means 80 for pressing the corners of the polishing pad 12 at positions different from the positioning rollers 30 for positioning the carrier plates 22, 22,... Shown in FIG. By suppressing the return of elastic deformation of the swelled or pressed polishing cloth 12 that is easily formed at the corner of the polishing cloth 12, the bulge of the corner of the polishing cloth 12 and the return of elastic deformation of the polishing cloth 12 are suppressed. Therefore, it is possible to prevent a phenomenon such that the polishing liquid accumulates at the peripheral portion including the corner portion of the polishing pad 12.
The pressing means 80 has a sleeve 86 fixed to the other end portion of the first inclined support plate 84 whose one end portion is rotatably attached to a rotation shaft (not shown) provided on the base 82. A shaft 88 provided with an inclined rotating plate 90 at the tip is rotatably inserted inside the shaft. A silicon plate 92 that is the same member as the wafer that is the object to be polished is attached to the rotating plate 90.
The third cylinder device 96 moves the rotating plate 90 toward and away from the corners of the polishing pad 12. The third cylinder device 96 is provided at the other end of the second inclined support plate 94 whose one end is fixed to the first inclined support plate 84, and a rod 95 extending from the third cylinder device 96 has a shaft 88. And a rotary joint 98.
Further, the inclination of the rotating plate 90 at the corner of the polishing pad 12 can be adjusted by changing the inclination angle of the first inclined support plate 84. The inclination of the rotating plate 90 varies depending on the state of the edge of the polishing pad 12, as shown in FIG. For example, the edge of the polishing pad 12 is more chamfered than when the edge of the polishing pad 12 is chamfered [FIG. 9A] and when it is cut at a right angle [FIG. 9B]. In the case where it hangs outward (FIG. 9C), it is preferable to reduce the inclination angle of the rotating plate 90.
Further, the member to be attached to the rotating plate 90 can be appropriately changed according to the state of the polishing pad 12. For example, when pressing a corner portion of the polishing pad 12, it is preferable to attach the same member or resin member as the wafer to the rotating plate 90. On the other hand, when dressing is performed to scrape polishing scraps or the like from the corners of the polishing pad 12, it is preferable to attach a member to which the diamond is attached, a ceramic member, or the like to the rotating plate 90.
[0018]
The polishing apparatus shown in FIGS. 1 to 9 is a so-called batch type polishing apparatus in which a plurality of carrier plates 22, 22.. However, the present invention can also be applied to a so-called single wafer type polishing apparatus using a top ring in which a holding plate for holding a single wafer is built.
FIG. 10 shows a single wafer type polishing apparatus. In the polishing apparatus shown in FIG. 10, a surface plate support 72 is rotatably provided on a base 70 via a bearing 71. The surface plate receiver 72 is rotated by a rotation shaft 74 that rotates in a direction indicated by an arrow by a drive source (not shown) such as a drive motor, and the surface plate 10 is mounted integrally on the surface plate receiver 72. A polishing cloth 12 is affixed on the surface plate 10 to form a polishing surface.
Further, a top ring 76 provided on the polishing surface of the polishing cloth 12 so as to be movable up and down is provided to be rotatable in the direction of the arrow. The top ring 76 is an apparatus that holds the wafer and is also used as a pressing unit that presses and presses the surface to be polished of the wafer against the polishing surface of the polishing pad 12. The top ring 76 is movable along the polishing surface of the polishing pad 12 by a slide drive source (not shown) such as a cylinder device.
The surface to be polished of the wafer held by the top ring 76 is polished by the polishing liquid supplied from the pipe 75 to the polishing pad 12.
[0019]
An example of the internal structure of the top ring 76 is shown in FIG. A top ring 76 shown in FIG. 11 has a holding plate 73 on which the wafer 26 is held in a recess 79 that opens downwardly to the head member 85 so as to be movable in the vertical and horizontal directions. A plate-like body 77 made of an elastic material such as rubber is provided as a diaphragm on the bottom side end face of the recess 79. A space 78 between the plate-like body 77 and the bottom surface of the recess 79 is pressurized by a pressurized fluid such as compressed air supplied from a pipe 87 provided in the shaft 89 to form a pressurized chamber. Yes. By adjusting the pressure in the space 78, the amount of extrusion from the recess 79 of the holding plate 73 can be adjusted.
Further, a ring-shaped elastic member 67 made of an elastic material such as rubber and a ring-shaped regulating member 83 made of a resin material such as delrin are provided in the gap between the side peripheral surface of the holding plate 73 and the inner peripheral surface of the recess 79. It is described that the holding plate 73 does not move out of the allowable movement range.
[0020]
As described above, the backing material 69 made of a resin such as wet polyurethane foam is attached to one surface side of the holding plate 73 provided in the recess 79 of the head member 85, and the one surface side of the backing material 69. A guide ring 65 that prevents the wafer 26 from sliding is attached so as to surround the peripheral surface of the wafer 26 held by the surface tension of water.
When polishing the polished surface of the wafer 26 that is attached to the backing material 69 by the surface tension of water, the top ring 76 is lowered until the polished surface of the wafer 26 comes close to the polished surface of the polishing pad 12. .
Next, a pressurized fluid such as compressed air having a predetermined pressure is supplied to the space 78 formed in the top ring 76 via the pipe 87, and one surface side of the holding plate 73 is pushed out toward the polishing surface of the polishing pad 12. The surface to be polished of the wafer 26 is pressed against the polishing surface of the polishing pad 12 with a predetermined load.
Thereafter, by rotating the surface plate 10, the top ring 76 is also rotated with the surface plate 10, and the surface to be polished of the wafer 26 is polished.
[0021]
The top ring 76 shown in FIGS. 10 and 11 is movable in the vertical direction and the horizontal direction with a holding plate 73 on which the wafer 26 is held. The positioning of the top ring 76 is shown in FIGS. Like the polishing apparatus shown, the positioning roller 30 is unnecessary.
However, even when the top ring 76 shown in FIG. 10 and FIG. 11 is used, when the wafer 26 is peeled off from the polishing surface of the polishing pad 12 after the polishing of the wafer 26 is finished, as shown in FIG. Move to the outside of 10 and then raise.
For this reason, there is a problem in the step portion formed between the periphery of the polishing cloth 12 and not pressed by the surface to be polished of the wafer 26 and the portion pressed by the surface to be polished of the wafer 26.
Further, since the top ring 76 is provided at the tip of the shaft 89, when the top ring 76 has a long vertical stroke, the top ring 76 is vibrated with a fine amplitude in the rotation direction of the surface plate 10. It is easy to generate. The occurrence of such vibration may affect the flatness of the surface to be polished of the wafer 26 held by the top ring 76.
[0022]
For this reason, as shown in FIG. 12, a positioning roller 41 in which two contact rollers 45a and 45b that contact the side peripheral surface of the head member 85 of the top ring 76 are connected by a connecting material 47 is provided. As shown in FIG. 3, a pressing plate 36 that presses and flattens the vicinity of the periphery of the polishing cloth 12 is preferably provided rotatably on the polishing cloth 12 side of the contact roller 45a located in the vicinity of the periphery.
The positioning roller 41 shown in FIG. 12 can suppress the vibration of the top ring 76 even if the top ring 76 has a long vertical stroke, and can prevent the formation of a stepped portion near the periphery of the polishing pad 12.
When the polishing of the wafer 26 is finished, the positioning roller 41 moves to a location 41 ′ that does not interfere with the movement of the top ring 76.
[0023]
【The invention's effect】
According to the present invention, polishing is performed by pressing the surface to be polished of the object to be polished, the object to be polished being in close contact with the polishing surface of the polishing cloth, sliding along the polishing surface of the polishing cloth, When a part of the polishing surface is detached from the polishing surface of the polishing cloth, the object to be polished can be easily slid when the object to be polished is peeled off from the polishing surface of the polishing cloth. The surface to be polished is not damaged.
In addition, the peripheral edge of the polishing cloth is pressed separately from the positioning roller because the peripheral edge of the polishing cloth is pressed using a holding plate for holding the workpiece and / or a positioning roller for positioning the pressing member. As compared with a polishing apparatus provided with a new pressing member, it is possible to reduce the size of the polishing apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view for explaining an example of a polishing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged plan view illustrating the positioning roller 30 shown in FIG.
3 is a partial cross-sectional view illustrating an internal mechanism of a positioning roller 30. FIG.
4 is a partial cross-sectional view showing a state in which the silicon plate 39 of the pressing plate 36 of the positioning roller 30 is pressed near the edge of the polishing pad 12. FIG.
5 is a partial cross-sectional view for explaining another example of the pressing plate 36 constituting the positioning roller 30. FIG.
6 is a partial cross-sectional view for explaining another example of the positioning roller 30. FIG.
7 is a partial cross-sectional view for explaining another example of the positioning roller 30. FIG.
FIG. 8 is a partial cross-sectional view for explaining a pressing means for pressing a corner portion of the edge of the polishing pad 12 affixed to the surface plate.
9 is an explanatory diagram for explaining an inclination angle of a rotating plate 90 constituting the pressing means shown in FIG. 9. FIG.
FIG. 10 is a plan view for explaining another example of the polishing apparatus according to the present invention.
11 is a partial cross-sectional view for explaining a top ring used in the polishing apparatus shown in FIG. 10;
FIG. 12 is a schematic view for explaining a positioning roller used for the top ring.
FIG. 13 is a partial cross-sectional view for explaining a conventional polishing apparatus.
14 is a partial sectional view for explaining a positioning roller used in the polishing apparatus shown in FIG. 13; FIG.
[Explanation of symbols]
10 Surface plate
12 Abrasive cloth
22 Carrier plate (holding plate)
26 Wafer (object to be polished)
30, 41 Positioning roller
32 Contact roller
36 Pressing plate
38 Clearance
39 Silicon plate
48 axes
54 Spring
59 Motor (Rotary drive means)

Claims

An object to be polished in which the surface to be polished is pressed against the polishing surface of the polishing cloth affixed to the upper surface of the rotating surface plate with a predetermined pressing force, and the surface to be polished is in close contact with the polishing surface. In a polishing apparatus that slides along the polishing surface of the polishing cloth and peels off the object to be polished from the polishing surface of the polishing cloth when at least a part of the polishing surface is detached from the polishing surface of the polishing cloth. ,
A pressing means for pressing the object to be polished, which is held on a holding plate so that the surface to be polished faces the polishing surface of the polishing cloth, with a predetermined pressing force against the polishing surface of the polishing cloth;
Slide means for sliding the holding plate in a state where the surface to be polished of the object to be polished is in close contact with the polishing surface of the polishing cloth;
When the surface to be polished of the object held by the holding plate is pressed against the polishing surface of the polishing cloth with a predetermined force for polishing, the polishing plate is placed near the periphery of the polishing cloth, and the holding plate and A positioning roller for positioning the pressing means at a predetermined position,
On the polishing cloth side of the positioning roller, when polishing the surface to be polished of the object to be polished, a step formed near the periphery of the polishing cloth can be pressed and flattened so as to be flattened. A polishing apparatus, wherein a pressing plate that presses the polishing surface with a predetermined force is rotatably provided.

2. The polishing apparatus according to claim 1, wherein the positioning roller is provided with roller pressing means for adjusting a pressing force of the pressing plate against the polishing surface of the polishing cloth.

The polishing apparatus according to claim 1, wherein the pressing plate of the positioning roller that is in contact with the polishing surface of the polishing cloth rotates with the polishing cloth.

The polishing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the pressing plate of the positioning roller in contact with the polishing surface of the polishing cloth is forcibly rotated by the rotation driving means.

The polishing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the positioning roller is provided so as to be movable from the polishing surface of the polishing cloth to the outside of the polishing surface when polishing of the object to be polished is completed.

The polishing apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein a pressing unit that presses a corner of the edge of the polishing cloth affixed to the surface plate is provided at a location different from the positioning roller.