JPH08229784A - 研磨方法および装置 - Google Patents

研磨方法および装置

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Publication number
JPH08229784A
JPH08229784A JP4151495A JP4151495A JPH08229784A JP H08229784 A JPH08229784 A JP H08229784A JP 4151495 A JP4151495 A JP 4151495A JP 4151495 A JP4151495 A JP 4151495A JP H08229784 A JPH08229784 A JP H08229784A
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JP
Japan
Prior art keywords
polishing
polished
surface plate
plate
semiconductor wafer
Prior art date
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Pending
Application number
JP4151495A
Other languages
English (en)
Inventor
Hajime Yui
肇 油井
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08229784A publication Critical patent/JPH08229784A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加圧ヘッド等の平坦度を問わず被研磨部材を
平坦に研磨する。 【構成】 外周部に外歯車構造3aが形成された研磨プ
レート3は、接着剤2によって半導体ウェハ1を表裏両
面に保持し、研磨プレート3は、モータM1に連結され
た太陽歯車7と内歯車8に噛合するように装着され、研
磨プレート3の上部および下部には、当該研磨プレート
3に対向する面に研磨布6が貼り付けられた上定盤4お
よび下定盤5が設けられ、上定盤4はモータM2に連結
された上定盤回転ドラム9によって回転し、下定盤5は
モータM3によって回転し、上定盤4と下定盤5の間に
研磨プレート3および半導体ウェハ1を挟圧した状態で
研磨プレート3を自公転運動させ、研磨布6に半導体ウ
ェハ1を摺動させて研磨を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、研磨技術に関し、特に
半導体ウェハを高平坦、高能率に研磨する鏡面研磨技術
に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば、株式会社工業調査会、昭和6
0年11月20日発行、「電子材料」1985年11月
号別刷、P41〜P49、等の文献にも記載されている
ように、従来の半導体ウェハ等の被研磨部材の鏡面研磨
方法は、たとえば、加圧シリンダに連結された加圧ヘッ
ドに荷重位置を調節する加圧リングを貼付け、これに密
着されたガラス、あるいはセラミックの研磨プレート
に、接着剤で貼付けることによって複数の半導体ウェハ
を保持させ、研磨剤を供給しつつ、この半導体ウェハを
研磨定盤に貼付けられた研磨布へ加圧して摺動させなが
ら行なうものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の研
磨方法によれば、加圧ヘッドや研磨定盤は必ずしも平坦
面ではないので、半導体ウェハにかかる圧力が不均一な
分布となってしまう場合がある。
【0004】また、前記のように、加圧シリンダが加圧
ヘッドの中央部に位置しているので、加圧により加圧ヘ
ッド、研磨プレートが変形し、保持された半導体ウェハ
は、研磨布に対して均一に加圧されなくなる。
【0005】したがって、このような状態で半導体ウェ
ハの研磨を行なうと、研磨された半導体ウェハの平坦度
が悪化するという問題点がある。
【0006】ことに、今日のように半導体ウェハの大口
径化、高平坦化が進む中においては、これらの原因によ
る研磨された半導体ウェハの平坦度悪化は、重大な問題
となってきている。
【0007】さらに、従来の研磨方法では、研磨プレー
トの片面にのみ半導体ウェハを保持しているため、一度
に処理できる枚数が少なく、生産性が低かった。
【0008】本発明の目的は、加圧ヘッドや定盤等の平
坦度を問わず、被研磨部材を平坦に研磨することのでき
る研磨技術を提供することにある。
【0009】本発明の他の目的は、一度に研磨できる被
研磨部材の枚数を増やして、研磨工程の生産性を向上さ
せることにある。
【0010】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0011】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0012】すなわち、本発明では、第1の定盤の表裏
両面に研磨面を外側にした姿勢で被研磨部材を支持さ
せ、第1の定盤を二つの第2および第3の定盤の間で挟
圧し、被研磨部材の研磨面を第2および第3の定盤に対
して相対的に摺動させることにより研磨する。
【0013】具体的には、たとえば、被研磨部材を研磨
プレートの表裏両面に保持させた状態で上定盤と下定盤
の間で挟圧し、この研磨プレートを内歯車および太陽歯
車の回転によって太陽歯車の廻りを自転および公転しな
がら回転させるとともに、研磨布を貼り付けた上定盤、
下定盤をそれぞれ反対方向に回転させることで研磨を行
う。
【0014】
【作用】上記した本発明の研磨技術によれば、被研磨部
材を支持した研磨プレートは太陽歯車の廻りを自転、公
転しながら廻り、上定盤と下定盤との間に挟圧された被
研磨部材は上定盤および下定盤の平坦度のばらつき等に
影響されることなく高精度に平坦になるように研磨され
る。
【0015】さらに、研磨プレートには表裏とも被研磨
部材を保持しているので、一度に研磨できる被研磨部材
の数量は従来の2倍になる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
詳細に説明する。
【0017】図1は、本発明の一実施例である研磨装置
の構成の一例を示す断面図、図2は研磨プレートの装着
状態の一例を示す平面図である。
【0018】まず、図1に基づいて本実施例の研磨装置
の構成について説明する。
【0019】外周部に外歯車構造3aが形成された研磨
プレート3の表裏両面には、接着剤2によって半導体ウ
ェハ1がそれぞれ保持され、この研磨プレート3は、モ
ータM1に連結された太陽歯車7と図示しない回転装置
に連結された内歯車8に噛合するように装着されてい
る。
【0020】接着剤2は、たとえば回転塗布等の技術に
よって高精度に均一な厚さで半導体ウェハ1の接着面に
塗布され、これにより当該半導体ウェハ1は、高い平行
度で研磨プレート3に支持されている。また、複数の半
導体ウェハ1は、研磨プレート3の表裏両面の各々に、
同じ枚数だけ同じ(対称な)位置に配置されるように支
持される。これにより、後述のような研磨操作におい
て、研磨プレート3には、厚さ方向から見て表裏両面の
同じ位置に挟圧荷重が作用することになり、研磨プレー
ト3の撓み変形等を最少にすることができる。
【0021】半導体ウェハ1を装着した研磨プレート3
の上部には当該研磨プレート3に対向する面に研磨布6
が貼り付けられた上定盤4があり、モータM2に連結さ
れた上定盤回転ドラム9によって回転するようになって
いる。また、上定盤4は、図示しない昇降装置によって
上下動が可能になっている。
【0022】研磨プレート3の下部には上定盤4と同様
に、当該研磨プレート3に対向する面に研磨布6が貼り
付けられた下定盤5があり、モータM3が連結されて回
転できるようになっている。
【0023】特に図示しないが、上定盤4には複数の貫
通孔が穿設されており、図示しない研磨剤が、この貫通
孔を通して、上定盤4および下定盤5の研磨布6に供給
される。
【0024】次に、図1、図2に基づき、本実施例の研
磨装置の作用について説明する。
【0025】まず、上定盤4を図示しない昇降装置で上
方に持ち上げておく。次に、あらかじめ、表裏両面に複
数の半導体ウェハ1を接着剤2を介して装着した研磨プ
レート3を、内歯車8および太陽歯車7の歯車にかみあ
うように装着する。この状態で上定盤4を下降させ、上
定盤4の自重によって研磨プレート3を上定盤4と下定
盤5の間で挟圧し、研磨プレート3の表裏両面に支持さ
れている半導体ウェハ1の研磨面を研磨布6に密着させ
る。
【0026】なお、本実施例の場合、上定盤4の重量
は、たとえば数百キログラムであるのに対して、研磨プ
レート3は、たとえば数キログラムであり、研磨プレー
ト3の表裏(上下)両面に支持されている各半導体ウェ
ハ1は、ほぼ等しい押圧荷重で研磨布6に密着される。
【0027】次に、上定盤4、下定盤5、内歯車8、太
陽歯車7を回転させる。それぞれの回転方向は、上定盤
4に対して下定盤5は反対方向に回転し、内歯車8と太
陽歯車7はそれぞれ回転速度を変えて同一方向に回転す
る。
【0028】これにより、研磨プレート3は太陽歯車7
の廻りを自転しながら公転し、研磨プレート3の表裏
(上下)両面に支持されている各半導体ウェハ1は研磨
布6に摺動して研磨される。
【0029】この時、研磨プレート3の表裏(上下)両
面に支持されている各半導体ウェハ1の上定盤4および
下定盤5に対する位置は、研磨中、常時、相対的に変化
するので、たとえば、上定盤4および下定盤5の各々に
平坦度のばらつきがあったとしても、当該平坦度のばら
つきに起因する半導体ウェハ1の研磨面の平坦度のばら
つきは研磨中の半導体ウェハ1の姿勢の変化によって相
殺され、半導体ウェハ1の研磨面を高精度の平坦度を持
つように研磨することができる。
【0030】また、研磨プレート3の表裏(上下)両面
に半導体ウェハ1を支持させて研磨を行うので、同一の
上定盤4および下定盤5(研磨布6)の面積で、従来の
2倍の枚数の半導体ウェハ1の研磨を行うことが可能と
なり、研磨工程でのスループットが格段に向上する。
【0031】こうして、研磨が完了したら、モータM1
〜M3の回転を停止させた後、上定盤4を持ち上げて、
研磨プレート3を取り出し、研磨済の半導体ウェハ1を
未研磨のものと交換する。この時、本実施例の場合に
は、研磨プレート3に対して、前回の研磨処理の時と同
じ位置に半導体ウェハ1を貼る。これは、研磨プレート
3において、半導体ウェハ1が貼付された領域以外の部
分は、図示しない研磨剤に晒されることによって変質
し、平坦度が劣化していることが考えられるためであ
り、当該部分に半導体ウェハ1を貼付けることは、高い
平坦度で半導体ウェハ1を研磨プレート3に固定する、
という観点からは好ましくないからである。
【0032】なお、研磨プレート3に半導体ウェハ1を
固定する方法としては、接着剤2を用いることに限ら
ず、たとえば、図3に例示されるような、水貼りによる
方法も考えられる。
【0033】すなわち、図3の場合には、研磨プレート
3の表裏両面に、半導体ウェハ1の支持位置に当該半導
体ウェハ1の大きさに収容孔21aが穿設されたテンプ
レート21を装着している。このテンプレート21の収
容孔21aの各々の底部には、吸水性のパッド22が配
置されており、このパッド22を純水等によって濡らし
た状態で半導体ウェハ1を装着することにより、パッド
22に含まれる水分の表面1力によって半導体ウェハ1
を収容孔21aの内部に保持させる。
【0034】この水貼りを用いる固定方法の場合には、
前述の接着剤2を用いる固定方法に比較して、接着剤2
の塗布や除去作業等の分だけ、研磨の前後の作業が簡略
化されるとともに、接着剤2に起因する異物の付着等を
低減できる効果もある。
【0035】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
において種々変更可能であることは言うまでもない。
【0036】たとえば、研磨プレートに対して上定盤4
および下定盤5を相対的に運動させる機構としては、前
述の太陽歯車や内歯車等を用いる構成に限定されない。
【0037】さらに、本発明の研磨技術は、化合物半導
体を含む半導体ウェハへの適用にとどまらず、たとえば
磁気ディスク、液晶ガラスの研磨等、研磨装置一般に広
く用いることができる。
【0038】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0039】本発明の研磨方法によれば、加圧ヘッドや
定盤等の平坦度を問わず、被研磨部材を平坦に研磨でき
る、という効果が得られる。
【0040】また、一度に研磨できる被研磨部材の枚数
を増やして、研磨工程の生産性を向上させることができ
る、という効果が得られる。
【0041】また、本発明の研磨装置によれば、加圧ヘ
ッドや定盤等の平坦度を問わず、被研磨部材を平坦に研
磨できる、という効果が得られる。
【0042】また、一度に研磨できる被研磨部材の枚数
を増やして、研磨工程の生産性を向上させることができ
る、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である研磨装置の構成の一例
を示す断面図である。
【図2】本発明の一実施例である研磨装置における研磨
プレートの装着状態の一例を示す平面図である。
【図3】本発明の一実施例である研磨装置における研磨
プレートへの被研磨部材の装着方法の一例を示す断面図
である。
【符号の説明】
1 半導体ウェハ(被研磨部材) 2 接着剤 3 研磨プレート(第1の定盤) 3a 外歯車構造(研磨駆動機構) 4 上定盤(第2の定盤) 5 下定盤(第3の定盤) 6 研磨布 7 太陽歯車(研磨駆動機構) 8 内歯車(研磨駆動機構) 9 上定盤回転ドラム(研磨駆動機構) 10 加圧シリンダ 11 加圧ヘッド 12 加圧リング 13 研磨剤 14 研磨定盤 21 テンプレート 21a 収容孔 22 パッド M1〜M3 モータ(研磨駆動機構)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の定盤の表裏両面に研磨面を外側に
    した姿勢で被研磨部材を支持させ、前記第1の定盤を二
    つの第2および第3の定盤の間で挟圧し、前記被研磨部
    材の前記研磨面を前記第2および第3の定盤に対して相
    対的に摺動させることにより研磨することを特徴とする
    研磨方法。
  2. 【請求項2】 前記被研磨部材を、前記第1の定盤の表
    裏両面の対称位置に同数固定することを特徴とする請求
    項1記載の研磨方法。
  3. 【請求項3】 前記被研磨部材を、前記第1の定盤の表
    裏両面の特定位置に毎回固定することを特徴とする請求
    項1記載の研磨方法。
  4. 【請求項4】 前記第1の定盤の表裏両面に、前記被研
    磨部材の収容孔が形成されたテンプレートを配置し、前
    記収容孔の各々の内部に前記被研磨部材を水貼りによっ
    て固定することを特徴とする請求項1記載の研磨方法。
  5. 【請求項5】 表裏両面に複数の被研磨部材が固定され
    る第1の定盤と、前記第1の定盤を前記表裏両面側から
    挟圧する第2および第3の定盤と、前記第1の定盤を前
    記第2および第3の定盤に対して相対的に移動させるこ
    とにより、前記被研磨部材を前記第2および第3の定盤
    に対して相対的に摺動させる研磨駆動機構とを備えたこ
    とを特徴とする研磨装置。
  6. 【請求項6】 前記研磨駆動機構は前記第1の定盤の外
    周部に形成された外歯車構造と、複数の前記第1の定盤
    の前記外歯車構造が噛合する太陽歯車と、複数の前記第
    1の定盤を取り囲み、前記第1の定盤の前記外歯車構造
    が噛合する内歯車と、前記第2および第3の定盤を前記
    第1の定盤に対して相対的に回転させる定盤回転機構と
    からなり、複数の前記第1の定盤を前記第2および第3
    の定盤に対して自公転運動させることを特徴とする請求
    項5記載の研磨装置。
  7. 【請求項7】 前記第1の定盤の表裏両面に、前記被研
    磨部材の収容孔が形成されたテンプレートを配置し、前
    記収容孔の各々の内部に前記被研磨部材を水貼りによっ
    て固定することを特徴とする請求項5記載の研磨装置。
JP4151495A 1995-03-01 1995-03-01 研磨方法および装置 Pending JPH08229784A (ja)

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JP (1) JPH08229784A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6592675B2 (en) * 2001-08-09 2003-07-15 Moore Epitaxial, Inc. Rotating susceptor
JP2012051039A (ja) * 2010-08-31 2012-03-15 Nippon Electric Glass Co Ltd ガラス薄板の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6592675B2 (en) * 2001-08-09 2003-07-15 Moore Epitaxial, Inc. Rotating susceptor
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