JPH03259520A - 回転研磨装置 - Google Patents
回転研磨装置Info
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- JPH03259520A JPH03259520A JP2058605A JP5860590A JPH03259520A JP H03259520 A JPH03259520 A JP H03259520A JP 2058605 A JP2058605 A JP 2058605A JP 5860590 A JP5860590 A JP 5860590A JP H03259520 A JPH03259520 A JP H03259520A
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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〕
高密度集積回路装置の製造に用いられる半導体基板の加
工技術に関する。
工技術に関する。
半導体集積回路装置の製造には、非常に厳しく寸法精度
が管理された半導体基板が用いられている。これは、こ
の集積回路装置の微細加工技術として光学的なパターン
転写技術が用いられており、良好な転写がなされるため
には、対象となる半導体基板の加工精度が、光学系の焦
点深度内に十分管理されていることが必須となるためで
ある。
が管理された半導体基板が用いられている。これは、こ
の集積回路装置の微細加工技術として光学的なパターン
転写技術が用いられており、良好な転写がなされるため
には、対象となる半導体基板の加工精度が、光学系の焦
点深度内に十分管理されていることが必須となるためで
ある。
しかも、その集積回路装置は半導体基板の表面に形成さ
れるため、基板加工には、単に厚さ２寸法だけでなく、
表面の平滑度も強く要求される。
れるため、基板加工には、単に厚さ２寸法だけでなく、
表面の平滑度も強く要求される。
このため、半導体基板の表面を鏡面研磨するのが一般的
である。
である。
従来この様な鏡面研磨手法として、第２図に示す様な回
転板を用いた手法がある。
転板を用いた手法がある。
フロイダルシリ力等の微小な砥粒物を含んだ研磨液を介
して、金属回転板１の上に貼付されたポリエステル等の
樹脂成形による厚さ１ミリメートル程度の研磨パッド２
とシリコン・ウェハー３との接触により鏡面平坦化を遠
戚するものである。
して、金属回転板１の上に貼付されたポリエステル等の
樹脂成形による厚さ１ミリメートル程度の研磨パッド２
とシリコン・ウェハー３との接触により鏡面平坦化を遠
戚するものである。
しかもこのとき、ウェハー加圧押え４により、荷重を印
加する。このような手法では、研磨対象物の初期の表面
平坦度に応じて研磨パッドを選択する必要があった。特
に、研磨パッドの表面凹凸を、研磨加工の進行とともに
変えていることが要求される。たぜならば、研磨対象物
の加工初期の粗い表面に対して、細かい表面凹凸の研磨
パッドを用いることは、平坦化する上で効率が悪く、ま
た研磨対象物の最終加工段階で、表面凹凸の粗い研磨パ
ッドを用いることは、最終形状の平坦度がその研磨パッ
ド形状に影響されるという観点から、不適切なものとな
る。
加する。このような手法では、研磨対象物の初期の表面
平坦度に応じて研磨パッドを選択する必要があった。特
に、研磨パッドの表面凹凸を、研磨加工の進行とともに
変えていることが要求される。たぜならば、研磨対象物
の加工初期の粗い表面に対して、細かい表面凹凸の研磨
パッドを用いることは、平坦化する上で効率が悪く、ま
た研磨対象物の最終加工段階で、表面凹凸の粗い研磨パ
ッドを用いることは、最終形状の平坦度がその研磨パッ
ド形状に影響されるという観点から、不適切なものとな
る。
粗い表面の研磨パッドを達成するために、「エンボス加
工」と言うような熱成型による樹脂表面の塑性加工を用
いた段差形成がされていた。
工」と言うような熱成型による樹脂表面の塑性加工を用
いた段差形成がされていた。
従来、このような状況から幾つかの異なる種類の研磨パ
ッドを用意し、段階的に研磨加工に適用するという手法
がとられていた。
ッドを用意し、段階的に研磨加工に適用するという手法
がとられていた。
しかしながら、このような手法では研磨パッドを貼り替
えたり、複数の研磨装置に研磨対象物である半導体基板
を装着するなど、工程が煩雑となる問題点があった。
えたり、複数の研磨装置に研磨対象物である半導体基板
を装着するなど、工程が煩雑となる問題点があった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の回転研磨装置では、研磨パッド材質を替えるの
ではなく、研磨パッド裏面より圧力を加えることにより
局所的に変形させることにより段差形状を達成し、しか
もその圧力の印加を外部の制御機構により調節すること
により、各研磨段階での最適な研磨パッドの表面状態を
確保するという手段を用いている。
ではなく、研磨パッド裏面より圧力を加えることにより
局所的に変形させることにより段差形状を達成し、しか
もその圧力の印加を外部の制御機構により調節すること
により、各研磨段階での最適な研磨パッドの表面状態を
確保するという手段を用いている。
本発明について図面を用いて説明する。
第１図は、本発明の一実施例の示す説明図である。本発
明の金属製の回転板上部１４には、直径６ミリメードル
の貫通孔１２をｌセンチメートル当り０．５個の密度で
配置した。この上に、厚さ０．８ミリメートルのポリエ
ステル製の研磨ハツト１１を貼付した。回転板の下部１
３には、気密性を保持可能な軸受け１７を配し、外部の
圧縮空気配管口１６を介して、外部より圧縮空気を供給
する。
明の金属製の回転板上部１４には、直径６ミリメードル
の貫通孔１２をｌセンチメートル当り０．５個の密度で
配置した。この上に、厚さ０．８ミリメートルのポリエ
ステル製の研磨ハツト１１を貼付した。回転板の下部１
３には、気密性を保持可能な軸受け１７を配し、外部の
圧縮空気配管口１６を介して、外部より圧縮空気を供給
する。
また、圧力調整器１５を設置し外部からの電気信号で圧
力調整を可能とした。その圧力調整値の範囲は、１平方
センｔメートル当り０．１〜１０キログラムとした。こ
の時の圧力とパッド段差の関係を測定したところ、第３
図のグラフが得られた。
力調整を可能とした。その圧力調整値の範囲は、１平方
センｔメートル当り０．１〜１０キログラムとした。こ
の時の圧力とパッド段差の関係を測定したところ、第３
図のグラフが得られた。
次に、この装置を用いて、直径１０インチのシリコン・
ウェハーの鏡面研磨を行なった。平均粒径１０ミクロン
のコロイダルシリカを４重量パーセント含み、またアン
モニアを用いてｐＨ値を９．５として水溶液を調整し、
研磨液とした。回転板の回転数を毎分２０回、ウェハー
の加圧を一平方センチメートル当り３０グラムに設定し
、また研磨パッドの段差形成に対する加圧値を表１の如
くに設定して鏡面研磨を連続的に行なった。同時に、従
来の装置においても研磨パッドを同じくして比較を行な
った。この時の、ウェハー表面の凹凸を触針式の表面粗
さ計により測定した結果が、第４図である。本発明によ
る装置では、約６分３０秒後には鏡面が達成されたのに
対して、従来装置では、２０分以上の研磨時間が必要で
あった。
ウェハーの鏡面研磨を行なった。平均粒径１０ミクロン
のコロイダルシリカを４重量パーセント含み、またアン
モニアを用いてｐＨ値を９．５として水溶液を調整し、
研磨液とした。回転板の回転数を毎分２０回、ウェハー
の加圧を一平方センチメートル当り３０グラムに設定し
、また研磨パッドの段差形成に対する加圧値を表１の如
くに設定して鏡面研磨を連続的に行なった。同時に、従
来の装置においても研磨パッドを同じくして比較を行な
った。この時の、ウェハー表面の凹凸を触針式の表面粗
さ計により測定した結果が、第４図である。本発明によ
る装置では、約６分３０秒後には鏡面が達成されたのに
対して、従来装置では、２０分以上の研磨時間が必要で
あった。
このことは、本発明の機構の有効性を示す結果である。
第５図は、本発明の第二の実施例を示す断面図である。
突起状の押しピンを有する押しピン板２３を配し、その
背面より圧縮空気の圧力で、研磨パッド２１を押し上げ
る力を得ている。また、この場合では、圧縮空気の代り
に油圧機構を用いることもできた。研磨パッドと直接接
することがないため、表面側への油の汚染が防止できた
ためである。また、この機構によっても第一の実施例と
同様の効果が確認された。
背面より圧縮空気の圧力で、研磨パッド２１を押し上げ
る力を得ている。また、この場合では、圧縮空気の代り
に油圧機構を用いることもできた。研磨パッドと直接接
することがないため、表面側への油の汚染が防止できた
ためである。また、この機構によっても第一の実施例と
同様の効果が確認された。
第６図に、本発明の第三の実施例の構造断面図を示す。
研磨パッド３１を押し上げる押しピン３３の駆動力とし
て、ンレノイド・コイル３４を用いた例について述べる
。外部からの電流の供給方法としては、樹脂を用いた絶
縁体の回転板下部３２に電極３６を配置した。外部から
は、給電端子３７を有する給電板３８との接触により、
ンレノイド駆動電流の経路を形成した。またこの例では
、第７図に示すように、回転数と同期させて、コイル電
流を断続することにより、ウェノ）−が接触している部
分のみに、研磨パッド３１に段差形状を形成できるとい
う特徴を有している。このことは、消費電力の低減ばか
りでなく、研磨パッドの寿命の増大についても、常時段
差形状を保持する場合に比べ ３〜５倍程度の寄与がで
きることがわかった。
て、ンレノイド・コイル３４を用いた例について述べる
。外部からの電流の供給方法としては、樹脂を用いた絶
縁体の回転板下部３２に電極３６を配置した。外部から
は、給電端子３７を有する給電板３８との接触により、
ンレノイド駆動電流の経路を形成した。またこの例では
、第７図に示すように、回転数と同期させて、コイル電
流を断続することにより、ウェノ）−が接触している部
分のみに、研磨パッド３１に段差形状を形成できるとい
う特徴を有している。このことは、消費電力の低減ばか
りでなく、研磨パッドの寿命の増大についても、常時段
差形状を保持する場合に比べ ３〜５倍程度の寄与がで
きることがわかった。
以上述べてきたように、本発明の研磨装置では単一の研
磨パッドで広範囲の段差形状を有するため一回の継続的
な研磨処理で、粗研磨から最終研磨までが可能となった
。このため、ウェハーの自動装填装置と組み合わせて、
単一工程の自動研磨装置が達成できたなどの実用面での
大きな経済波及効果が得られた。
磨パッドで広範囲の段差形状を有するため一回の継続的
な研磨処理で、粗研磨から最終研磨までが可能となった
。このため、ウェハーの自動装填装置と組み合わせて、
単一工程の自動研磨装置が達成できたなどの実用面での
大きな経済波及効果が得られた。
第１図は、本発明の第一の実施例を示す構造断面図、第
２図は、従来技術による研磨装置を示す説明図、第３図
は、本発明の研磨装置における印加圧力とパッド段差の
関係を示すグラフ、第４図は、本発明の研磨装置による
研磨性能の説明図、第５図は、本発明の第二の実施例を
示す構造断面図、第６図は、本発明の第三の実施例を示
す構造断面図、第７図は、本発明の第三の実施例におけ
る段差制御サイクルを示す説明図である。 １・・・・・・金属回転板、２・・・・・・研磨パッド
、３・・・・・・シリコン・ウェハー ４・・・・・・
ウェハー加圧押え、１１．２１．３１・・・・・・研磨
パッド、工２・・・・・・貫通孔、１４，２２．３２・
・・・・・回転板上部、１３゜２４．３５・・・・・・
回転板下部、１５・・・・・・圧力調整器、１６・・・
・・・配管口、１７・・・・・・軸受け、２３・・・・
・・押しピン板、３３・・・・・・押しピン、３４・・
・・・・ソレノイド・コイル、３６・・・・・・電極、
３７・・・・・・給電端子、３８・・・・・・給電板。
２図は、従来技術による研磨装置を示す説明図、第３図
は、本発明の研磨装置における印加圧力とパッド段差の
関係を示すグラフ、第４図は、本発明の研磨装置による
研磨性能の説明図、第５図は、本発明の第二の実施例を
示す構造断面図、第６図は、本発明の第三の実施例を示
す構造断面図、第７図は、本発明の第三の実施例におけ
る段差制御サイクルを示す説明図である。 １・・・・・・金属回転板、２・・・・・・研磨パッド
、３・・・・・・シリコン・ウェハー ４・・・・・・
ウェハー加圧押え、１１．２１．３１・・・・・・研磨
パッド、工２・・・・・・貫通孔、１４，２２．３２・
・・・・・回転板上部、１３゜２４．３５・・・・・・
回転板下部、１５・・・・・・圧力調整器、１６・・・
・・・配管口、１７・・・・・・軸受け、２３・・・・
・・押しピン板、３３・・・・・・押しピン、３４・・
・・・・ソレノイド・コイル、３６・・・・・・電極、
３７・・・・・・給電端子、３８・・・・・・給電板。
Claims (1)
- 回転板を用いた研磨装置であって、回転板上の研磨パッ
ド表面に段差を有し、研磨加工時にその段差高さを制御
する機構を有することを特徴とする研磨装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2058605A JPH03259520A (ja) | 1990-03-08 | 1990-03-08 | 回転研磨装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2058605A JPH03259520A (ja) | 1990-03-08 | 1990-03-08 | 回転研磨装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03259520A true JPH03259520A (ja) | 1991-11-19 |
Family
ID=13089151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2058605A Pending JPH03259520A (ja) | 1990-03-08 | 1990-03-08 | 回転研磨装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03259520A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5888126A (en) * | 1995-01-25 | 1999-03-30 | Ebara Corporation | Polishing apparatus including turntable with polishing surface of different heights |
| WO2000013852A1 (en) * | 1998-09-08 | 2000-03-16 | Advanced Micro Devices, Inc. | Apparatuses and methods for polishing semiconductor wafers |
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| KR100630659B1 (ko) * | 1999-02-12 | 2006-10-02 | 삼성전자주식회사 | 화학기계적 연마장치 |
| JP2007054944A (ja) * | 2005-07-25 | 2007-03-08 | Hoya Corp | マスクブランク用基板の製造方法、マスクブランクの製造方法及びマスクの製造方法 |
-
1990
- 1990-03-08 JP JP2058605A patent/JPH03259520A/ja active Pending
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