JPH02240925A - ウエハ研磨装置 - Google Patents
ウエハ研磨装置Info
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- JPH02240925A JPH02240925A JP1060918A JP6091889A JPH02240925A JP H02240925 A JPH02240925 A JP H02240925A JP 1060918 A JP1060918 A JP 1060918A JP 6091889 A JP6091889 A JP 6091889A JP H02240925 A JPH02240925 A JP H02240925A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
- B24B37/015—Temperature control
-
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- B24B37/27—Work carriers
- B24B37/30—Work carriers for single side lapping of plane surfaces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はウェハの鏡面研磨における研磨面の温度分布を
均一にし、ウェハ保持プレートの熱膨張による変形を防
止する温調機構付きウェハ研磨装置に関する。
均一にし、ウェハ保持プレートの熱膨張による変形を防
止する温調機構付きウェハ研磨装置に関する。
従来のウェハの鏡面研磨の温度調節装置は、実開昭６０
−５６４６０号公報に記載のように、ウェハ保持プレー
トとポリシ定盤内に冷却水を循環させていた。
−５６４６０号公報に記載のように、ウェハ保持プレー
トとポリシ定盤内に冷却水を循環させていた。
上記従来技術は、ウェハ研磨の温度調節に係わるもので
ある。ウェハ研磨面に注目すると、研磨面の中心部より
外周部の温度が低い、これは、研磨面において発生した
熱がウェハ保持プレートとポリシ定盤の表面から放熱す
ることにより生ずるものである。従来技術では、ウェハ
保持プレートとポリシ定盤内部に冷却水を循環させてい
るので、研磨治具の温度を低くして、研磨治具と治具周
囲の外気温度との差を小さくして、放熱による研磨治具
の温度分布を小さくしようとしているが、冷却水によっ
て研磨面の温度が低下すると、研磨能率が低下し生産性
が低くなるという問題があった。
ある。ウェハ研磨面に注目すると、研磨面の中心部より
外周部の温度が低い、これは、研磨面において発生した
熱がウェハ保持プレートとポリシ定盤の表面から放熱す
ることにより生ずるものである。従来技術では、ウェハ
保持プレートとポリシ定盤内部に冷却水を循環させてい
るので、研磨治具の温度を低くして、研磨治具と治具周
囲の外気温度との差を小さくして、放熱による研磨治具
の温度分布を小さくしようとしているが、冷却水によっ
て研磨面の温度が低下すると、研磨能率が低下し生産性
が低くなるという問題があった。
次に、ウェハ保持プレート上下方向の温度分布に注目す
ると、研磨面において発生した熱は、ウェハ保持プレー
トを通り、大気に放出される。この温度勾配により温度
差が生じる。これに対して従来技術では、ウェハ保持プ
レートの冷却水の循環によってもウェハ保持プレートの
研磨面側と大気側上面で温度差が生じ、熱膨張によりウ
ェハ保持プレートが変形し、ウェハの研磨圧力を不均一
する。このため、研磨能率に差が生じ、ウェハの形状精
度が低下する。
ると、研磨面において発生した熱は、ウェハ保持プレー
トを通り、大気に放出される。この温度勾配により温度
差が生じる。これに対して従来技術では、ウェハ保持プ
レートの冷却水の循環によってもウェハ保持プレートの
研磨面側と大気側上面で温度差が生じ、熱膨張によりウ
ェハ保持プレートが変形し、ウェハの研磨圧力を不均一
する。このため、研磨能率に差が生じ、ウェハの形状精
度が低下する。
本発明の目的は、高能率研磨条件となる高温研磨状態で
、ウェハ保持プレートとポリシ定盤と治具周囲の外気と
の温度差を小さくし、放熱による研磨面の温度分布を小
さくして、温度分布が生じても、ウェハの保持プレート
の変形を防止し、高い形状精度のウェハを得ることにあ
る。
、ウェハ保持プレートとポリシ定盤と治具周囲の外気と
の温度差を小さくし、放熱による研磨面の温度分布を小
さくして、温度分布が生じても、ウェハの保持プレート
の変形を防止し、高い形状精度のウェハを得ることにあ
る。
（課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、ウェハ保持プレートに低熱
膨張材料を用い、ウェハ保持プレートとポリシ定盤を覆
うカバープレートを設け、このカバープレートとウェハ
保持プレートとポリシ定盤の壁間の空気層を温度調節す
る清浄な温水を噴霧する機構をカバープレート内に設け
たものである。
膨張材料を用い、ウェハ保持プレートとポリシ定盤を覆
うカバープレートを設け、このカバープレートとウェハ
保持プレートとポリシ定盤の壁間の空気層を温度調節す
る清浄な温水を噴霧する機構をカバープレート内に設け
たものである。
ウェハ保持プレートとポリシ定盤を覆うカバープレート
の温調水噴霧機構によって、ウェハ保持プレートとポリ
シ定盤の周囲の空気を、研磨面温度に温調する。これに
よって、ウェハ保持プレートとボリシ定盤とその周囲の
空気との温度差を小さくすることによって、ウェハ保持
プレートとポリシ定盤からの放熱量を小さくすることが
でき、ウェハ保持プレートとポリシ定盤の温度分布を均
一化できるために、ウェハ研磨面内の温度分布を均一化
できる。ウェハの研磨はメカノケミカル反応を利用して
おり、温度の影響は大きい。ウェハ研磨面の高温均一化
により、高能率化を図るとともに、研磨能率の差を小さ
くできるので、ウェハの形状精度を向上することができ
る。
の温調水噴霧機構によって、ウェハ保持プレートとポリ
シ定盤の周囲の空気を、研磨面温度に温調する。これに
よって、ウェハ保持プレートとボリシ定盤とその周囲の
空気との温度差を小さくすることによって、ウェハ保持
プレートとポリシ定盤からの放熱量を小さくすることが
でき、ウェハ保持プレートとポリシ定盤の温度分布を均
一化できるために、ウェハ研磨面内の温度分布を均一化
できる。ウェハの研磨はメカノケミカル反応を利用して
おり、温度の影響は大きい。ウェハ研磨面の高温均一化
により、高能率化を図るとともに、研磨能率の差を小さ
くできるので、ウェハの形状精度を向上することができ
る。
さらに、低熱膨張材料をウェハ保持プレートに用いると
、ウェハ保持プレートの上下方向の温度分布による熱変
形を防止し、熱変形により俳壇圧力分布を不均一になる
ことを防止できるので、ウェハの形状精度を向上できる
。
、ウェハ保持プレートの上下方向の温度分布による熱変
形を防止し、熱変形により俳壇圧力分布を不均一になる
ことを防止できるので、ウェハの形状精度を向上できる
。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。温調
機構付き研磨装置は、ウェハ１の保持プレート２とポリ
シ定ｇ１３と温調機構部４から構成しである。保持プレ
ート２はウェハ１を吸着あるいは接着あるいは密着によ
り保持している。また保持プレート２には温度センサ５
を埋設してあり。
機構付き研磨装置は、ウェハ１の保持プレート２とポリ
シ定ｇ１３と温調機構部４から構成しである。保持プレ
ート２はウェハ１を吸着あるいは接着あるいは密着によ
り保持している。また保持プレート２には温度センサ５
を埋設してあり。
図示していないスリップリングを介して、温度制御部６
に接続しである。ウェハ保持プレートの材料として低熱
膨張材１例えば、アルミナ系のセラミックス材や１．ニ
ッケル含有率の多い合金材料を用いる。さらに、保持プ
レート２は、図示していない加圧機構部で支持し１回転
及びポリシ定盤３に加圧できる構造となっている。ポリ
シ定盤３は定盤上にポリシャ７を貼り付けてあり１図示
していない回転駆動部と接続しである。また、ポリシ定
盤３には温度センサ８を埋設してあり、図示していない
スリップリングを介して、温度制御部６に接続して−あ
る。皺調機構部４はウェハ保持プレート２との対向面に
ノズル９があり、ノズル９は管路１０により、温調水供
給装置１１に連通しである。
に接続しである。ウェハ保持プレートの材料として低熱
膨張材１例えば、アルミナ系のセラミックス材や１．ニ
ッケル含有率の多い合金材料を用いる。さらに、保持プ
レート２は、図示していない加圧機構部で支持し１回転
及びポリシ定盤３に加圧できる構造となっている。ポリ
シ定盤３は定盤上にポリシャ７を貼り付けてあり１図示
していない回転駆動部と接続しである。また、ポリシ定
盤３には温度センサ８を埋設してあり、図示していない
スリップリングを介して、温度制御部６に接続して−あ
る。皺調機構部４はウェハ保持プレート２との対向面に
ノズル９があり、ノズル９は管路１０により、温調水供
給装置１１に連通しである。
温調水供給装置１１１は温度制御部６の出力により動作
する。また、ポリシャ７上には１図示していない研磨液
供給機構がある。
する。また、ポリシャ７上には１図示していない研磨液
供給機構がある。
次に本実施例の動作を説明する。ウェハ１を保持プレー
ト２に保持し１図示していない加圧Ｉｌ構部によってポ
リシャ７におしつけている。ポリシ定盤３は図示してい
ない回転駆動部により回転し、図示していない研磨液供
給機構からポリシャ７上に薪磨液を滴下する。ノズル９
からは温調水供給袋＠１１から供給される清浄な温調水
をウェハ保持プレートに噴霧している０以上の状態で、
ウェハ１をポリシャ７上で加圧し摩擦摺動させ鏡面研磨
する。温調水は、ウェハ保持プレート２の温度センサ５
とポリシ定盤３の温度センサ８の検出値に対応して温度
制御部６の出力値を変化させ、温調水供給袋Ｗｉｌｌに
信号出力し、温度と流量を制御する。
ト２に保持し１図示していない加圧Ｉｌ構部によってポ
リシャ７におしつけている。ポリシ定盤３は図示してい
ない回転駆動部により回転し、図示していない研磨液供
給機構からポリシャ７上に薪磨液を滴下する。ノズル９
からは温調水供給袋＠１１から供給される清浄な温調水
をウェハ保持プレートに噴霧している０以上の状態で、
ウェハ１をポリシャ７上で加圧し摩擦摺動させ鏡面研磨
する。温調水は、ウェハ保持プレート２の温度センサ５
とポリシ定盤３の温度センサ８の検出値に対応して温度
制御部６の出力値を変化させ、温調水供給袋Ｗｉｌｌに
信号出力し、温度と流量を制御する。
本実施例によれば、噴霧条件；温度３１３に、流量１０
〜５０ｃｃ／ｗｉｎにおいて温調水の噴霧により、研磨
面内の温度差ΔＴ＝：Ｔｉ−Ｔｏ （Ｔｉ ：ウエハ保
持プレートの研磨面の中心温度、ＴＯ；ウェハ保持プレ
ート研磨面外周温度）が、第２図に示すように温調水の
噴霧のない状態のΔＴ＝１．５ＫからΔＴ：＝０．４に
と小さくすることができるので研磨面内の温度差ΔＴに
よる研磨能率差を小さくできる。
〜５０ｃｃ／ｗｉｎにおいて温調水の噴霧により、研磨
面内の温度差ΔＴ＝：Ｔｉ−Ｔｏ （Ｔｉ ：ウエハ保
持プレートの研磨面の中心温度、ＴＯ；ウェハ保持プレ
ート研磨面外周温度）が、第２図に示すように温調水の
噴霧のない状態のΔＴ＝１．５ＫからΔＴ：＝０．４に
と小さくすることができるので研磨面内の温度差ΔＴに
よる研磨能率差を小さくできる。
ウェハ保持プレートの上下方向の温度差は、従来２〜５
にあったものを、温調水の噴霧により、ＩＫ以内と向上
できる。しかし、ウェハ保持プレートの材料が熱膨張係
数が大きい（例えば、ステンレス材で１５Ｘ１０’−’
／Ｋ）場合、ウェハ保持プレートはミクロンオーダで変
形する。これに対して。
にあったものを、温調水の噴霧により、ＩＫ以内と向上
できる。しかし、ウェハ保持プレートの材料が熱膨張係
数が大きい（例えば、ステンレス材で１５Ｘ１０’−’
／Ｋ）場合、ウェハ保持プレートはミクロンオーダで変
形する。これに対して。
熱膨張係数の小さい（例えば、アルミナ系セラミック材
で７〜８Ｘ１０−”／に、、ニッケル含有率の多い合金
材（インバー）で２Ｘ１Ｇ−’／Ｋ）場合、ウェハ保持
プレートはサブミクロンオーダの変形におさえられる。
で７〜８Ｘ１０−”／に、、ニッケル含有率の多い合金
材（インバー）で２Ｘ１Ｇ−’／Ｋ）場合、ウェハ保持
プレートはサブミクロンオーダの変形におさえられる。
このため、ウェハ保持プレートの変形によ）研磨圧力分
布を均一化できる。
布を均一化できる。
研磨温度分布と研磨圧力分布の均一化によって。
ウェハの形状精度は、従来２〜３μｍであったものを０
．３〜０．５μ・ｍと向上できる。
．３〜０．５μ・ｍと向上できる。
さらに、研磨治具は清浄水の噴霧状態の中にあり、研磨
液の砥粒の乾燥同化を防止できるので、従来のように、
乾燥固化した研磨砥粒がポリシャ上に落下し、硬磨面の
スクラッチを発生させることなく、ウェハの品質向上に
効果がある。
液の砥粒の乾燥同化を防止できるので、従来のように、
乾燥固化した研磨砥粒がポリシャ上に落下し、硬磨面の
スクラッチを発生させることなく、ウェハの品質向上に
効果がある。
本発明によれば、ウェハ保持プレートとポリシ定盤を温
調水噴霧により、研磨面内の温度分布をΔＴ＝１．０〜
２．ＯＫからΔＴ＜０．５にと改善でき、研磨温度分布
により生ずる研磨能率差を小さくできるので、ウェハの
形状精度を２μｍから０．３〜０．５μｍとすることが
できる。さらに、ウェハ保持プレートの上下方向の温度
差が生じても、低熱膨張係数の材料の選定により、ウェ
ハ保持プレートの熱変形を小さくでき、変形にによる研
磨圧力分布を均一化できる。これらの作用により高い平
面度のウェハを製作できる効果がある。しかも、高温状
態で研磨できるので、研磨能率の低下を防止できる。
調水噴霧により、研磨面内の温度分布をΔＴ＝１．０〜
２．ＯＫからΔＴ＜０．５にと改善でき、研磨温度分布
により生ずる研磨能率差を小さくできるので、ウェハの
形状精度を２μｍから０．３〜０．５μｍとすることが
できる。さらに、ウェハ保持プレートの上下方向の温度
差が生じても、低熱膨張係数の材料の選定により、ウェ
ハ保持プレートの熱変形を小さくでき、変形にによる研
磨圧力分布を均一化できる。これらの作用により高い平
面度のウェハを製作できる効果がある。しかも、高温状
態で研磨できるので、研磨能率の低下を防止できる。
第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図は加工面
温度の効果の説明図である。 １・・・ウェハ、 ２・・・ウェハ保持フレー
ト、３・・・ポリシ定盤、 ７・・・ポリシャ。 ９・・・ノズル。 第 １ １−・−ウェハ ２−−−ウェハ４Ｌ杓７°し一ト ３−・−ポリシ定１Ｆ ７−・−ポリしヤ ９−一一ノ入“ル
温度の効果の説明図である。 １・・・ウェハ、 ２・・・ウェハ保持フレー
ト、３・・・ポリシ定盤、 ７・・・ポリシャ。 ９・・・ノズル。 第 １ １−・−ウェハ ２−−−ウェハ４Ｌ杓７°し一ト ３−・−ポリシ定１Ｆ ７−・−ポリしヤ ９−一一ノ入“ル
Claims (1)
- １、ウェハ研磨装置において、低熱膨張材を用いたウェ
ハ保持プレートと、ウェハ保持プレートおよびポリシ定
盤の温度測定部と、ウェハ保持プレートおよびポリシ定
盤を覆うカバープレートと、このカバープレートとウェ
ハ保持プレートとポリシ定盤の壁間の空気層に温度調節
した清浄な温水を噴霧する温調機構部を設けたことを特
徴とするウェハ研磨装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1060918A JPH02240925A (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | ウエハ研磨装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1060918A JPH02240925A (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | ウエハ研磨装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02240925A true JPH02240925A (ja) | 1990-09-25 |
Family
ID=13156243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1060918A Pending JPH02240925A (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | ウエハ研磨装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02240925A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0650806A1 (en) * | 1993-10-28 | 1995-05-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Polishing apparatus of semiconductor wafer |
| GB2351462A (en) * | 1999-05-07 | 2001-01-03 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Wafer polishing head |
| JP2009065195A (ja) * | 1996-11-08 | 2009-03-26 | Applied Materials Inc | 化学機械研磨ヘッド用保持リング |
| WO2014208270A1 (ja) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | Hoya株式会社 | 情報記録媒体用ガラス基板の製造方法 |
| JP2015213986A (ja) * | 2014-05-09 | 2015-12-03 | 旭硝子株式会社 | 研磨基板を製造する方法 |
-
1989
- 1989-03-15 JP JP1060918A patent/JPH02240925A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0650806A1 (en) * | 1993-10-28 | 1995-05-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Polishing apparatus of semiconductor wafer |
| JP2009065195A (ja) * | 1996-11-08 | 2009-03-26 | Applied Materials Inc | 化学機械研磨ヘッド用保持リング |
| GB2351462A (en) * | 1999-05-07 | 2001-01-03 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Wafer polishing head |
| GB2351462B (en) * | 1999-05-07 | 2001-12-05 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Apparatus for polishing wafers |
| US6409583B1 (en) | 1999-05-07 | 2002-06-25 | Tokyo Seimtsu Co., Ltd. | Apparatus for polishing wafers |
| WO2014208270A1 (ja) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | Hoya株式会社 | 情報記録媒体用ガラス基板の製造方法 |
| JP2015213986A (ja) * | 2014-05-09 | 2015-12-03 | 旭硝子株式会社 | 研磨基板を製造する方法 |
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