JPH0775825B2 - 片面研磨装置 - Google Patents

片面研磨装置

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JPH0775825B2
JPH0775825B2 JP61000220A JP22086A JPH0775825B2 JP H0775825 B2 JPH0775825 B2 JP H0775825B2 JP 61000220 A JP61000220 A JP 61000220A JP 22086 A JP22086 A JP 22086A JP H0775825 B2 JPH0775825 B2 JP H0775825B2
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JP
Japan
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surface plate
polishing
head portion
flatness
plate
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JP61000220A
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英雄 川上
進一 田澤
正美 遠藤
修 米屋
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Shibaura Machine Co Ltd
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Toshiba Machine Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば半導体基板(以下、ウエハーと称す)
等の被加工物に対しラッピングないしはポリッシングな
どの研磨加工を行なうのに用いられる片面研磨装置に関
する。
〔従来の技術〕
従来、この種の片面研磨装置、例えば毎葉式片面ポリシ
ング装置においては、研磨布が貼着される定番の貼着面
を単独でターニング加工、研削加工又はラッピング加工
を施すことにより平面度を出してから機械の組立を行な
っている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記した従来装置にあっては、定盤単独
でターニング加工、研削加工あるいはラッピング加工等
によって中心部側が低くなるような所望の中低形状に定
盤の平面度を仕上げ、かつ定盤の平面と垂直な方向の振
れが小さくなるように精度を出すことは多大な労力と時
間を要し、加工コストが高価になるばかりでなく、ター
ニング加工あるいは研削加工では、所望の中低量に合せ
て工作機械のクロスレールを調整する必要があるため、
加工の前準備に余分で困難な付帯作業を伴い、またラッ
ピング加工では機械の構造上、大きな被加工物を加工す
ることが難しく、しかもコストの高い大型のラップ盤を
必要とする。さらに、定盤を装置本体に組付けた後に
は、組付部品及び組立の誤差等によって生じる定盤上面
の振れ、中低精度の狙いを修正することができず、平面
度の精度の高い加工が困難であり、また経時変化で生じ
た定盤平面度の狙いを修正するには、その都度、定盤を
装置本体から取外さねばならないなど、分解・組付けに
無駄な費用がかかるといった問題があった。
本発明は、上記の事情のもとになされたもので、その目
的とするところは、装置本体への組付け後の定盤の平面
度の修正を行なえるようにした片面研磨装置を提供する
ことにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記した問題点を解決するために、本発明は、昇降可能
な保持機構のヘッド部に保持された被加工物を下降させ
て表面に研磨布を貼着させた定盤に押圧させ、かつその
研磨布表面に研磨剤を供給しながら前記被加工物を研磨
する片面研磨装置において、前記研磨布を剥ぎ取った定
盤の平面度を研磨により修正加工するための修正リング
を、前記ヘッド部に取り換え自在に設けたものである。
〔作用〕
すなわち、本発明は、上記の構成とすることによって、
ヘッド部に定盤の平面度を修正する手段を取換え可能に
設けるようにしたことから、定盤の平面度を修正する
際、前記手段をヘッド部に取付ければ、定盤を装置本体
に組付けた状態のまま修正加工を行なうことができ、定
盤を常に所定の中低量に高精度に維持することができる
ため、平面度の高い被加工物を得ることが可能になる。
〔実施例〕
以下、本発明を図示の一実施例を参照しながら説明す
る。
第1図から第3図に示すように、図中1は装置本体で、
図示しない駆動機構により回転するターンテーブル2が
内蔵されている。このターンテーブル2内は、冷却回路
3からなる水冷構造になっていて、温度検出器4により
加工温度を一定に制御し得るようになっているととも
に、その上面には定盤5が組付け載置されている。この
定盤5の上面には、研磨布6が貼着され、この研磨布6
に後述する保持機構により保持された被加工物(ウエハ
ー)を押圧接触させて研磨加工を行なうもので、このと
き、前記加工温度及び加工操作の制御は、前記装置本体
1に設置した温度コントローラ7、操作パネル8及び制
御パネル9により行なわれ、特に被加工物の温度情報
は、前記温度検出器4の送信アンテナ4aより送信されて
温度コントローラ7の受信アンテナ7aで受信し、前記温
度コントローラ7で設定信号と比較演算処理した制御信
号により、前記ターンテーブル2の冷却回路3の図示し
ないバルブを開閉操作して加工温度を制御している。
また、図中10はフレームで、図示しない駆動機構により
回動される回転軸11を介して旋回可能になっているとと
もに、その自由端側には、被加工物Pを保持する保持機
構12が支持されている。
そして、上記被加工物Pの保持機構12は、第4図に詳図
するように、前記フレーム10の自由端部に軸受13を介し
て図示しない駆動源による駆動ベルト14により回転駆動
するロータ15に同期回転自在かつ上下方向に摺動自在に
取付けた回転軸16と、この回転軸16の上端部16aを軸受1
7を介して回転自在に支承して昇降させるシリンダ18
と、前記回転軸16の下端部16bにブラケット19及び軸20
を介して軸支されたヘッド部21とからなり、このヘッド
部21は、バックプレート22に締付ボルト23を介してチャ
ックプレート24を取外し可能に固定してなる構成を有す
るもので、前記チャックプレート24には吸着パッド25が
貼着されている。また、図中26はガイドで、前記ヘッド
部21で吸着された被加工物Pの横ずれを防止し得るよう
に配設されている。
上記ヘッド部21は、前記定盤5上に対応位置するように
フレーム10の旋回により定盤5に沿って所定範囲往復動
するもので、被加工物Pを保持するには、前記回転軸16
に設けたロータリーバルブ27を介してホース28より回転
軸16内の通路29及びホース30を通して前記バックプレー
ト22のポケット22aに連通するチャックプレート24のオ
リフィス24a…に図示しない真空ポンプなどの排気気構
によって吸引作用を施し、これによって被加工物Pを吸
着保持してなるものであり、さらに被加工物Pを吸着パ
ッド25から離脱させるには、ホース28に流体圧源を切換
え接続し、水又は空気を供給してオリフィス24aから噴
出させることにより行なわれる。
しかして、上記した実施例の片面ポリシング装置を用い
て被加工物、例えば半導体ウエハーPを加工するには、
保持機構12のヘッド部21の吸着面にウエハーPを吸着保
持させた後、シリンダ18でヘッド部21を下降させ、定盤
5上に貼着された研磨布6にウエハーPを適当なシリン
ダ出力で押圧する。そして、研磨布6にスラリーを供給
しながら、ヘッド部21の回転、フレーム10の回転軸11を
中心とした所定範囲を往復する旋回及び定盤5の回転に
よってウエハーPを研磨してなるものである。この状態
で研磨が終了すると、シリンダ18によってヘッド部21を
上昇させ、ヘッド部21からウエハーPを取外した後、フ
レーム10を前記装置本体1の上面部に設けた洗浄部31側
に旋回させて、再びヘッド部21を洗浄部31内に下降さ
せ、洗浄部31内のブラシ31aにヘッド部21の吸着面を接
触させるとともに、ヘッド部21を再び回転させて純水を
供給しながら洗浄を行なうようになっているものであ
る。
一方、上記定盤5の上面の平面度を修正するには、ま
ず、定盤5上に貼着した研磨布6を剥ぎ取った後、第5
図に示すように、例えば定盤5の外周寄りに等高基準片
41を載置し、その上にストレートエッジ42を載せてテス
ター43により定盤5の平面度を測定する。次いで、第6
図及び第7図に示すように、ヘッド部21のチャックプレ
ート24を取外し、このチャックプレート24に換えて平面
度修正装置としての修正リング50を前記ヘッド部21のバ
ックプレート22に締付ボルト23を介して取付ける。この
修正リング50は、第8図及び第9図に示すように、プレ
ート51にダイヤペレット52を貼付けてなるものである。
そして、修正リング50を定盤5に接触させた状態でヘッ
ド部21、定盤5を回転させ、定盤5の平面度の修正を行
なう。このとき、回転速度としては、ヘッド部21が20〜
60rpm、定盤5が10〜20rpmが適当であるとともに、定盤
5の上面に水溶性切削剤を1〜2%混入した水を供給し
ながら研磨すると、良好な研磨面が得られる。また、こ
のとき、ヘッド部21及び定盤5の回転方向は、第10図に
示すように、定盤面を中低傾向に仕上げる場合には両者
を同方向に回転させ、一方、第11図に示すように、定盤
面を中高傾向に仕上げる場合には両者を異方向に回転さ
せてなるものである。
さらに、第12図は外径Rが600mmの定盤5の具体例を示
し、X−X′線及びY−Y′線上における測定点1,2,3,
4での測定面が25℃の時の加工前の測定データA及び加
工後の測定データBを第13図及び第14図にそれぞれ示し
たものである。また、定盤5の回転面振れ精度を測定し
た結果、この振れも15μmから7μmに改善されてい
た。
ところで、平面度精度の高いウエハーの研磨加工を行な
うためには、定盤はウエハー加工時の温度状態で平面度
が0に近いことが理想的であるが、一般にはウエハー加
工温度の方が摩擦熱の影響により修正加工時の定盤温度
より高いことから、加工時の温度と修正加工時の定盤表
面温度の差を考慮して定盤を中低仕上げにすることが好
ましい。第15図は加工前の低盤の平面度形状が測定点2
の近傍で局所的に凸状になっている例を示し、このよう
な場合には、フレーム10の回転軸11を回転させてヘッド
部21を定盤の凸状部の中心部近辺に移動させ、例えば回
転軸11に取付けたドッグ(図示せず)と、このドッグに
リミットスイッチ(図示せず)を対応させるなどした検
出手段によってフレーム10の旋回範囲を定めてヘッド部
21を定盤5上に沿って所定範囲往復すべく揺動させなが
ら修正加工を行なえば定盤の凸状を容易に修正すること
が可能になる。
なお、本発明は上記した実施例には限定されず、本発明
の要旨を変えない範囲で種々変形実施可能なことは勿論
である。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、被加
工物を保持する保持機構のヘッド部に、定盤の平面度を
修正可能にする手段を取換え自在に設けたことから、定
盤を装置本体から取外すことなく定盤の平面度を修正加
工でき、従来のような研削盤、立旋盤あるいはラップ盤
等の高価な工作機械を使って定盤単独で高精度の平面度
の修正を行なう必要がないため、加工コストも安くな
る。また、装置自体で定盤のラップ加工を行なうため、
定盤の回転時の面振れを極めて小さくすることができ、
高精度の平面度をもつた被加工物が得られ、しかも経時
変化に伴う定盤の狂いに対する平面度の修正も容易にで
きるというすぐれた効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る片面研磨装置の一実施例を示す概
略的平面図、第2図は同じく正面図、第3図は同じく側
面図、第4図は被加工物の保持機構及び定盤部分の要部
拡大断面図、第5図は定盤の平面度の測定状態を示す概
略的説明図、第6図及び第7図は修正リングの装着状態
を示す説明図、第8図及び第9図は修正リングの説明
図、第10図及び第11図は修正加工時のヘッド部及び定盤
の回転方向を示す説明図、第12図は定盤の加工前後の測
定点を示す説明図、第13図及び第14図は同じく加工前後
の定盤の測定データを示す説明図、第15図は定盤の測定
面の他の例を示す説明図である。 1……装置本体、5……定盤、6……研磨布、10……フ
レーム、11……回転軸、12……保持機構、16……回転
軸、18……シリンダ、21……ヘッド部、50……修正リン
グ、P……被加工物(ウエハー)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米屋 修 静岡県沼津市大岡2068の3 東芝機械株式 会社沼津事業所内 (56)参考文献 特開 昭57−149158(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】昇降可能な保持機構のヘッド部に保持され
    た被加工物を下降させて表面に研磨布を貼着させた定盤
    に押圧させ、かつその研磨布表面に研磨剤を供給しなが
    ら前記被加工物を研磨する片面研磨装置において、 前記研磨布を剥ぎ取った定盤の平面度を研磨により修正
    加工するための修正リングを、前記ヘッド部に取り換え
    自在に設けたことを特徴とする片面研磨装置。
  2. 【請求項2】前記保持機構は、ヘッド部が定盤に沿って
    所定の範囲に亘り往復すべく揺動可能にしてなる構成を
    有することを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
    片面研磨装置。
JP61000220A 1986-01-07 1986-01-07 片面研磨装置 Expired - Lifetime JPH0775825B2 (ja)

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JP61000220A JPH0775825B2 (ja) 1986-01-07 1986-01-07 片面研磨装置

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JP61000220A JPH0775825B2 (ja) 1986-01-07 1986-01-07 片面研磨装置

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JPS62162460A JPS62162460A (ja) 1987-07-18
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