JPH1058309A - Polishing device and polishing method - Google Patents
Polishing device and polishing methodInfo
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- JPH1058309A JPH1058309A JP28147896A JP28147896A JPH1058309A JP H1058309 A JPH1058309 A JP H1058309A JP 28147896 A JP28147896 A JP 28147896A JP 28147896 A JP28147896 A JP 28147896A JP H1058309 A JPH1058309 A JP H1058309A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウエハ等のポ
リッシング対象物を平坦且つ鏡面状に研磨するポリッシ
ング装置および方法に係り、特にポリッシング対象物の
周縁部の研磨量を制御する機構を具備したポリッシング
装置および方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing apparatus and method for polishing a polishing object such as a semiconductor wafer in a flat and mirror-like manner, and more particularly to a polishing apparatus having a mechanism for controlling a polishing amount of a peripheral portion of the polishing object. Apparatus and method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、半導体デバイスの高集積化が進む
につれて回路の配線が微細化し、配線間距離もより狭く
なりつつある。特に線幅が０．５μｍ以下の光リソグラ
フィの場合、許容される焦点深度が浅くなるためステッ
パーの結像面の平坦度を必要とする。そこで、半導体ウ
エハの表面を平坦化することが必要となるが、この平坦
化法の１手段としてポリッシング装置により研磨するこ
とが行われている。2. Description of the Related Art In recent years, as the degree of integration of semiconductor devices has increased, circuit wiring has become finer, and the distance between wirings has become smaller. In particular, in the case of optical lithography having a line width of 0.5 μm or less, the allowable depth of focus becomes shallow, so that the image plane of the stepper needs to be flat. Therefore, it is necessary to planarize the surface of the semiconductor wafer. As one of the planarization methods, polishing by a polishing apparatus is performed.
【０００３】従来、この種のポリッシング装置は、ター
ンテーブルとトップリングとを有し、トップリングが一
定の圧力をターンテーブルに与え、ターンテーブルとト
ップリングとの間にポリッシング対象物を介在させて、
砥液を供給しつつ該ポリッシング対象物の表面を平坦且
つ鏡面に研磨している。Conventionally, this type of polishing apparatus has a turntable and a top ring, and the top ring applies a constant pressure to the turntable, and an object to be polished is interposed between the turntable and the top ring. ,
The surface of the object to be polished is polished flat and mirror-finished while supplying a polishing liquid.
【０００４】上述したポリッシング装置において、トッ
プリングの半導体ウエハ保持面に弾性を有する、例えば
ポリウレタン等の弾性マットを貼り、トップリングから
ポリッシング対象物に印加する押圧力を均一にしようと
する試みがなされている。これは押圧力を均一化するこ
とで半導体ウエハが局部的に研磨されることを緩和し、
ポリッシング対象物の平坦度を向上させることを目的と
している。In the above-described polishing apparatus, an attempt has been made to apply an elastic mat made of, for example, polyurethane or the like to the semiconductor wafer holding surface of the top ring to make the pressing force applied to the object to be polished from the top ring uniform. ing. This alleviates local polishing of the semiconductor wafer by making the pressing force uniform,
It is intended to improve the flatness of a polishing object.
【０００５】図１４は従来のポリッシング装置の主要部
を示す図である。ポリッシング装置は、上面に研磨布４
２を貼った回転するターンテーブル４１と、回転および
押圧可能にポリッシング対象物である半導体ウエハ４３
を保持するトップリング４５と、研磨布４２に砥液Ｑを
供給する砥液供給ノズル４８を備えている。トップリン
グ４５はトップリングシャフト４９に連結されており、
またトップリング４５はその下面にポリウレタン等の弾
性マット４７を備えており、弾性マットに接触させて半
導体ウエハ４３を保持する。さらにトップリング４５
は、研磨中に半導体ウエハ４３がトップリング４５の下
面から外れないようにするため、円筒状のガイドリング
４６を外周縁部に備えている。ここで、ガイドリング４
６はトップリング４５に対して固定されており、その下
端面はトップリング４５の保持面から突出するように形
成され、ポリッシング対象物である半導体ウエハ４３が
保持面内に保持され、研磨中に研磨布４２との摩擦力に
よってトップリング外へ飛び出さないようになってい
る。FIG. 14 is a diagram showing a main part of a conventional polishing apparatus. The polishing apparatus has a polishing cloth 4 on the upper surface.
2 and a rotating turntable 41, and a semiconductor wafer 43 to be polished so as to be able to rotate and press.
And a polishing liquid supply nozzle 48 for supplying a polishing liquid Q to the polishing pad 42. The top ring 45 is connected to a top ring shaft 49,
The top ring 45 has an elastic mat 47 made of polyurethane or the like on the lower surface thereof, and holds the semiconductor wafer 43 in contact with the elastic mat. Further top ring 45
In order to prevent the semiconductor wafer 43 from coming off the lower surface of the top ring 45 during polishing, a cylindrical guide ring 46 is provided on the outer peripheral edge. Here, guide ring 4
6 is fixed to the top ring 45, the lower end surface thereof is formed so as to protrude from the holding surface of the top ring 45, and the semiconductor wafer 43 to be polished is held in the holding surface. It does not fly out of the top ring due to frictional force with the polishing pad 42.
【０００６】半導体ウエハ４３をトップリング４５の下
面の弾性マット４７の下部に保持し、ターンテーブル４
１上の研磨布４２に半導体ウエハ４３をトップリング４
５によって押圧するとともに、ターンテーブル４１およ
びトップリング４５を回転させて研磨布４２と半導体ウ
エハ４３を相対運動させて研磨する。このとき、砥液供
給ノズル４８から研磨布４２上に砥液Ｑを供給する。砥
液は、例えばアルカリ溶液に微粒子からなる砥粒を懸濁
したものを用い、アルカリによる化学的研磨作用と、砥
粒による機械的研磨作用との複合作用によって半導体ウ
エハを研磨する。The semiconductor wafer 43 is held under the elastic mat 47 on the lower surface of the top ring 45 and the turntable 4
A semiconductor wafer 43 on the polishing cloth 42 on the top ring 4
5, and the turntable 41 and the top ring 45 are rotated so that the polishing pad 42 and the semiconductor wafer 43 are moved relative to each other for polishing. At this time, the polishing liquid Q is supplied from the polishing liquid supply nozzle 48 onto the polishing pad 42. As the polishing liquid, for example, a suspension of abrasive particles composed of fine particles in an alkaline solution is used, and a semiconductor wafer is polished by a combined action of a chemical polishing action by alkali and a mechanical polishing action by abrasive grains.
【０００７】図１５は研磨時の半導体ウエハと研磨布と
弾性マットの状態を示す拡大断面図である。図１５に示
すように、ポリッシング対象物である半導体ウエハ４３
の周縁は、研磨布４２との接触／非接触の境界であると
同時に、弾性マット４７との接触／非接触との境界にな
っている。このため、これらの境界であるポリッシング
対象物の周縁において、ポリッシング対象物に加わる研
磨圧力が不均一になり、ポリッシング対象物の周縁のみ
が多く研磨され、いわゆる「縁だれ」を起こしてしまう
という問題点があった。FIG. 15 is an enlarged sectional view showing the state of the semiconductor wafer, polishing cloth and elastic mat during polishing. As shown in FIG. 15, the semiconductor wafer 43 to be polished is
Is a boundary between contact / non-contact with the polishing pad 42 and a boundary between contact / non-contact with the elastic mat 47. For this reason, the polishing pressure applied to the object to be polished becomes uneven at the periphery of the object to be polished, which is a boundary between them, so that only the periphery of the object to be polished is polished much, causing so-called “edge dripping”. There was a point.
【０００８】図１６は半導体ウエハ上に酸化膜（ＳｉＯ
2 ）等の被膜が形成された６インチ半導体ウエハについ
て有限要素法（finite element method ）で求めた半径
方向位置と研磨圧力との関係及び半径方向位置と膜厚と
の関係を示すグラフである。図中、白丸は有限要素法で
求めた研磨圧力（gf／ｃｍ2）の計算値を示し、黒丸は
研磨後の膜厚（オングストローム）の測定値を示す。計
算で求められた研磨圧力は半導体ウエハの周縁部（７０
〜７４mm）で不均一であり、これに応じて膜厚は半導体
ウエハの周縁部（７０〜７３．５mm）で不均一になって
いる。そして、膜厚の実測値から明らかなように半導体
ウエハの周縁部が過研磨になって縁だれが生じているの
がわかる。FIG. 16 shows an oxide film (SiO 2) on a semiconductor wafer.
2 is a graph showing a relationship between a radial position and a polishing pressure and a relationship between a radial position and a film thickness obtained by a finite element method with respect to a 6-inch semiconductor wafer on which a coating such as 2 ) is formed. In the figure, white circles indicate the calculated value of the polishing pressure (gf / cm 2 ) obtained by the finite element method, and black circles indicate the measured values of the film thickness (angstrom) after polishing. The polishing pressure obtained by the calculation is the peripheral portion of the semiconductor wafer (70).
Accordingly, the film thickness is uneven at the peripheral portion (70 to 73.5 mm) of the semiconductor wafer. Then, as is clear from the actual measured value of the film thickness, it is understood that the peripheral portion of the semiconductor wafer is overpolished and the edge is rounded.
【０００９】従来、上述した半導体ウエハの縁だれを防
止するため、ガイドリングをリング状の重りによって構
成し、ガイドリングをトップリングに対して上下動可能
とし、ガイドリングの重量によって研磨布を押圧する構
造を採用したものがある（例えば、特開昭５５−１５７
４７３号）。また、トップリングとガイドリングとの間
にバネを介装し、バネ力によってガイドリングを研磨布
に押圧する構造を採用したものがある（例えば、特公昭
５８−１０１９３号）。Heretofore, in order to prevent the edge of the semiconductor wafer described above, the guide ring is constituted by a ring-shaped weight, the guide ring is vertically movable with respect to the top ring, and the polishing cloth is pressed by the weight of the guide ring. (For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-157)
No. 473). In addition, there is one that employs a structure in which a spring is interposed between a top ring and a guide ring and the guide ring is pressed against the polishing cloth by a spring force (for example, Japanese Patent Publication No. 58-10193).
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の押圧リ
ングの重量によって研磨布を押圧する構造のものにおい
ては、ポリッシング対象物や研磨条件に応じて、トップ
リングがポリッシング対象物である半導体ウエハを研磨
布に押圧する押圧力を変更しても、ガイドリングが研磨
布を押圧する押圧力は常に一定であり変更することがで
きないため、トップリングの押圧力に比べてガイドリン
グの研磨布に対する押圧力が低すぎたり高すぎたりする
場合があり、半導体ウエハの周縁部のみが多く研磨され
たり、逆に研磨量が少なかったりするという問題点があ
った。In the above-mentioned conventional structure in which the polishing cloth is pressed by the weight of the pressing ring, the semiconductor wafer whose top ring is the object to be polished depends on the object to be polished and the polishing conditions. Even if the pressing force applied to the polishing cloth is changed, the pressing force applied by the guide ring to the polishing cloth is always constant and cannot be changed. In some cases, the pressure is too low or too high, and there is a problem that only the peripheral portion of the semiconductor wafer is polished more or the amount of polishing is small.
【００１１】また、上述したバネ力によってガイドリン
グを研磨布に押圧する構造のものにおいては、使用する
バネによって押圧力が決定されてしまい、上述と同様
に、ポリッシング対象物や研磨条件に応じて、トップリ
ングがポリッシング対象物である半導体ウエハを研磨布
に押圧する押圧力を変更しても、ガイドリングが研磨布
を押圧する押圧力は変更することができないため、トッ
プリングの押圧力に比べてガイドリングの研磨布に対す
る押圧力が低すぎたり高すぎたりする場合があり、半導
体ウエハの周縁部のみが多く研磨されたり、逆に研磨量
が少なかったりするという問題点があった。In the above-described structure in which the guide ring is pressed against the polishing cloth by the spring force, the pressing force is determined by the spring used, and, as described above, depends on the object to be polished and the polishing conditions. However, even if the pressing force of the top ring pressing the semiconductor wafer to be polished against the polishing cloth is changed, the pressing force of the guide ring pressing the polishing cloth cannot be changed. As a result, the pressing force of the guide ring against the polishing cloth may be too low or too high, and there is a problem that only the peripheral portion of the semiconductor wafer is polished more, or conversely, the polishing amount is small.
【００１２】本発明は上述の事情に鑑みなされたもの
で、トップリングの周囲に押圧リングを設けポリッシン
グ対象物や研磨条件に応じて押圧リングが研磨布に最適
な押圧力を与えるようにすることにより、ポリッシング
対象物の周縁部における研磨量の過不足を防止し、より
平坦度の高い研磨を行うことができるポリッシング装置
および方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and a pressing ring is provided around a top ring so that the pressing ring applies an optimum pressing force to a polishing cloth according to an object to be polished and polishing conditions. Accordingly, an object of the present invention is to provide a polishing apparatus and a polishing method capable of preventing an excessive or insufficient amount of polishing at a peripheral portion of a polishing object and performing polishing with higher flatness.
【００１３】また本発明は、半導体ウエハ等のポリッシ
ング対象物によってはポリッシング対象物の周縁部で内
部側より研磨量を多く又は逆に少なくしたいという要請
があるため、この要請にも答えることができるようにポ
リッシング対象物の周縁部の研磨量を意図的に増減する
ことができるポリッシング装置および方法を提供するこ
とを目的とする。Further, the present invention can meet such a demand because there is a demand that the polishing amount be larger or smaller at the peripheral portion of the polishing object than on the inner side depending on the polishing object such as a semiconductor wafer. It is an object of the present invention to provide a polishing apparatus and a polishing method capable of intentionally increasing or decreasing the polishing amount of the peripheral portion of a polishing target.
【００１４】[0014]
【発明を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため本発明のポリッシング装置は、上面に研磨布を貼っ
たターンテーブルとトップリングとを有し、前記ターン
テーブルとトップリングとの間にポリッシング対象物を
介在させて所定の力で押圧することによって該ポリッシ
ング対象物を研磨し、平坦且つ鏡面化するポリッシング
装置において、前記ポリッシング対象物を収容する凹部
を有したトップリングの周囲に押圧リングを上下動自在
に配置し、前記押圧リングを研磨布に対して押圧する押
圧手段を設け、該押圧手段の押圧力を可変にしたことを
特徴とするものである。In order to achieve the above-mentioned object, a polishing apparatus according to the present invention has a turntable and a top ring each having an abrasive cloth adhered to an upper surface thereof, and a gap between the turntable and the top ring. In a polishing apparatus for polishing a polishing object by pressing it with a predetermined force with a polishing object interposed, a flat and mirror-finished polishing apparatus, wherein a pressing ring is provided around a top ring having a concave portion for accommodating the polishing object. Are arranged so as to be movable up and down, and a pressing means for pressing the pressing ring against the polishing pad is provided, and the pressing force of the pressing means is made variable.
【００１５】また本発明のポリッシング方法は、上面に
研磨布を貼ったターンテーブルとトップリングとを有
し、前記ターンテーブルとトップリングとの間にポリッ
シング対象物を介在させて所定の力で押圧することによ
って該ポリッシング対象物を研磨し、平坦且つ鏡面化す
るポリッシング方法において、前記ポリッシング対象物
を収容する凹部を有したトップリングの周囲に押圧リン
グを上下動自在に配置し、ポリッシング対象物が接触す
る研磨布の周囲を、押圧リングによりトップリングの押
圧力に基づいて決定された押圧力で押圧しながら研磨す
ることを特徴とするものである。Further, the polishing method of the present invention has a turntable and a top ring each having an abrasive cloth adhered on the upper surface, and presses with a predetermined force by interposing an object to be polished between the turntable and the top ring. In the polishing method of polishing the polishing object by flattening and polishing the polishing object, a pressing ring is vertically movably arranged around a top ring having a concave portion for accommodating the polishing object, and the polishing object is The polishing pad is characterized in that polishing is performed while pressing the periphery of the polishing cloth in contact with a pressing ring with a pressing force determined based on the pressing force of the top ring.
【００１６】図１は本発明の基本概念を示す図である。
図１において、符号１はトップリングであり、トップリ
ング１はポリッシング対象物である半導体ウエハ４を収
容する凹部１ａを有している。トップリング１の下面に
は弾性マット２が貼着されている。またトップリング１
の外周部には押圧リング３が配置されている。この押圧
リング３はトップリング１に対して上下動自在になって
いる。FIG. 1 is a diagram showing the basic concept of the present invention.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a top ring, and the top ring 1 has a concave portion 1a for accommodating a semiconductor wafer 4 to be polished. An elastic mat 2 is adhered to the lower surface of the top ring 1. Also top ring 1
A pressing ring 3 is arranged on the outer peripheral portion of. The pressing ring 3 is vertically movable with respect to the top ring 1.
【００１７】上述の構成において、トップリング１がポ
リッシング対象物である半導体ウエハ４をターンテーブ
ル５上の研磨布６に押圧する押圧力Ｆ1（単位面積当た
りの圧力，ｇｆ／ｃｍ2）を可変とし、また押圧リング
３が研磨布６を押圧する押圧力Ｆ2（単位面積当たりの
圧力，ｇｆ／ｃｍ2）を可変としている。そして、押圧
力Ｆ1 と押圧力Ｆ2 とは、それぞれ独立して押圧力を変
更できるようになっている。したがって、押圧リング３
が研磨布６を押圧する押圧力Ｆ2 をトップリング１が半
導体ウエハ４を研磨布６に押圧する押圧力Ｆ1 に応じて
変更することができる。In the above-described configuration, the pressing force F 1 (pressure per unit area, gf / cm 2 ) by which the top ring 1 presses the semiconductor wafer 4 to be polished against the polishing cloth 6 on the turntable 5 is variable. The pressing force F 2 (pressure per unit area, gf / cm 2 ) by which the pressing ring 3 presses the polishing pad 6 is variable. The pressing force F 1 and the pressing force F 2 can be changed independently of each other. Therefore, the pressing ring 3
There can be changed in accordance with the pressing force F 2 for pressing the polishing cloth 6 on the pressing force F 1 which the top ring 1 to press the semiconductor wafer 4 to the polishing cloth 6.
【００１８】この場合、理論的には、トップリング１が
半導体ウエハ４を研磨布６に押圧する押圧力Ｆ1 と押圧
リング３が研磨布６を押圧する押圧力Ｆ2 とを等しくす
れば、ポリッシング対象物である半導体ウエハ４の中心
部から周縁部、さらには半導体ウエハ４の外側にある押
圧リング３の外周部までの研磨圧力の分布が連続かつ均
一になる。そのため、ポリッシング対象物である半導体
ウエハ４の周縁部における研磨量の過不足を防止するこ
とができる。[0018] In this case, theoretically, if equal to the pressing force F 2 which pressing force F 1 and the pressing ring 3 top ring 1 to press the semiconductor wafer 4 to the polishing pad 6 to press the polishing cloth 6, The distribution of the polishing pressure from the central portion of the semiconductor wafer 4 to be polished to the peripheral portion and further to the outer peripheral portion of the pressing ring 3 outside the semiconductor wafer 4 becomes continuous and uniform. Therefore, it is possible to prevent the polishing amount at the peripheral portion of the semiconductor wafer 4 to be polished from being excessive or insufficient.
【００１９】図２はトップリング１が半導体ウエハ４を
研磨布６に押圧する押圧力Ｆ1と押圧リング３が研磨布
６を押圧する押圧力Ｆ2との関係を変えた場合の模式図
であり、図２（ａ）はＦ1＞Ｆ2の場合を示し、図２
（ｂ）はＦ1≒Ｆ2の場合を示し、図２（Ｃ）はＦ1＜Ｆ2
の場合を示す。図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示される
ように、押圧リング３に押圧力Ｆ2を加えた場合、研磨
布６が圧縮され、半導体ウエハ４の周縁部に対する研磨
布６の接触状態が変化していく。このため、Ｆ1とＦ2と
の関係を変更することにより半導体ウエハ４の研磨圧力
の分布を内部側と周縁部とで種々に変えることができ
る。FIG. 2 is a schematic diagram when the relationship between the pressing force F 1 for pressing the semiconductor wafer 4 against the polishing pad 6 by the top ring 1 and the pressing force F 2 for pressing the pressing pad 3 against the polishing pad 6 is changed. FIG. 2A shows a case where F 1 > F 2 , and FIG.
FIG. 2B shows the case where F 1 ≒ F 2 , and FIG. 2C shows F 1 <F 2
The case of is shown. As shown in FIG. 2 (a), (b) , (c), when added to the pressing force F 2 to the pressing ring 3, the polishing cloth 6 is compressed, the abrasive cloth 6 with respect to the peripheral portion of the semiconductor wafer 4 The contact state changes. Therefore, by changing the relationship between F 1 and F 2 , the distribution of the polishing pressure of the semiconductor wafer 4 can be variously changed between the inner side and the peripheral portion.
【００２０】図２から明らかなように、Ｆ1＞Ｆ2の場合
には半導体ウエハ４の周縁部の研磨圧力が内部より高く
なり、半導体ウエハ４の周縁部の研磨量を内部の研磨量
より多くすることができる。Ｆ1≒Ｆ2の場合には半導体
ウエハ４の中心部から周縁部、さらには押圧リングの外
周部までの研磨圧力の分布が連続かつ均一になり、半導
体ウエハ４は中心部から周縁部まで均一な研磨量が得ら
れる。Ｆ1＜Ｆ2の場合には半導体ウエハ４の周縁部の研
磨圧力が内部より低くなり、半導体ウエハ４の周縁部の
研磨量を内部の研磨量より少なくすることができる。As is apparent from FIG. 2, when F 1 > F 2 , the polishing pressure on the peripheral portion of the semiconductor wafer 4 becomes higher than that on the inside, and the polishing amount on the peripheral portion of the semiconductor wafer 4 is made smaller than the internal polishing amount. You can do much. In the case of F 1 ≒ F 2 , the distribution of the polishing pressure from the center to the periphery of the semiconductor wafer 4 and the outer periphery of the pressing ring becomes continuous and uniform, and the semiconductor wafer 4 is uniform from the center to the periphery. A large amount of polishing can be obtained. When F 1 <F 2 , the polishing pressure at the peripheral portion of the semiconductor wafer 4 becomes lower than that at the inside, and the polishing amount at the peripheral portion of the semiconductor wafer 4 can be made smaller than the internal polishing amount.
【００２１】図３は本発明の基本概念に基づいて半導体
ウエハを研磨した場合の実験結果を示すグラフである。
半導体ウエハは８インチのものを使用し、トップリング
による半導体ウエハに加わる押圧力（研磨圧力）は４０
０ｇf/cm2 で一定であり、押圧リングの押圧力は６００
〜２００ｇf/cm2 まで変更したものである。図３（ａ）
は押圧リングの押圧力を６００ｇf/cm2 、図３（ｂ）は
同押圧力を５００ｇf/cm2 、図３（ｃ）は同押圧力を４
００ｇf/cm2 、図３（ｄ）は同押圧力を３００ｇf/c
m2 、図３（ｅ）は同押圧力を２００ｇf/cm2としたもの
である。各図において横軸は半導体ウエハの中心からの
距離（mm）、縦軸は研磨量（オングストローム）を示
す。FIG. 3 is a graph showing experimental results when a semiconductor wafer is polished based on the basic concept of the present invention.
An 8-inch semiconductor wafer is used, and a pressing force (polishing pressure) applied to the semiconductor wafer by the top ring is 40.
0 gf / cm 2 , and the pressing force of the pressing ring is 600
It has been changed to 200 gf / cm 2 . FIG. 3 (a)
600 gf / cm 2, FIG. 3 (b) 500 gf / cm 2 to the pressing force a pressing force of the pressing ring, FIG. 3 (c) 4 to the pressing force
00gf / cm 2 , and FIG.
m 2 , and FIG. 3E shows the case where the pressing force was set to 200 gf / cm 2 . In each figure, the horizontal axis represents the distance (mm) from the center of the semiconductor wafer, and the vertical axis represents the polishing amount (angstrom).
【００２２】図３から明らかなように、押圧リングの押
圧力を変えることによって、半導体ウエハの半径方向位
置の研磨量が影響を受けていることがわかる。即ち、押
圧リングの押圧力が２００〜３００ｇf/cm2 の場合（図
３（ｄ），図３（ｅ））には、半導体ウエハの周縁部で
縁だれが生じており、同押圧力が４００〜５００ｇf/cm
2 の場合（図３（ｂ），図３（ｃ））には半導体ウエハ
の周縁部の縁だれが少なく、さらに同押圧力が６００ｇ
f/cm2 の場合（図３（ａ））には半導体ウエハの周縁部
で研磨不足が生じている。As is apparent from FIG. 3, the amount of polishing at the radial position of the semiconductor wafer is affected by changing the pressing force of the pressing ring. That is, when the pressing force of the pressing ring is 200 to 300 gf / cm 2 (FIGS. 3 (d) and 3 (e)), the edge of the semiconductor wafer is rounded and the pressing force is 400 gf / cm 2 . ~ 500gf / cm
In case 2 (FIGS. 3 (b) and 3 (c)), the edge of the peripheral portion of the semiconductor wafer is small, and the pressing force is 600 g.
In the case of f / cm 2 (FIG. 3A), insufficient polishing occurs at the periphery of the semiconductor wafer.
【００２３】以上のように、実験結果から押圧リングの
押圧力をトップリングの押圧力とは独立に変更すること
により、ポリッシング対象物の周縁部における研磨量の
過不足を調整できることが裏付けられた。理論的には押
圧リングの押圧力はトップリングの押圧力と等しい場合
がポリッシング対象物の周縁部の研磨結果は良くなるは
ずであるが、ポリッシング対象物や研磨条件によって一
概には云いきれないため、本発明においてはポリッシン
グ対象物や研磨条件によって、押圧リングの押圧力をト
ップリングの押圧力に基づいて最適な値に選択する。As described above, from the experimental results, it has been confirmed that by changing the pressing force of the pressing ring independently of the pressing force of the top ring, it is possible to adjust the excess or deficiency of the polishing amount at the peripheral portion of the object to be polished. . Theoretically, when the pressing force of the pressing ring is equal to the pressing force of the top ring, the polishing result of the peripheral part of the polishing object should be good, but since it cannot be said unconditionally depending on the polishing object and polishing conditions In the present invention, the pressing force of the pressing ring is selected to be an optimum value based on the pressing force of the top ring depending on the object to be polished and the polishing conditions.
【００２４】また半導体ウエハ等のポリッシング対象物
によっては、ポリッシング対象物の周縁部を内部側より
意図的に研磨量を多く又は逆に少なくしたいという要請
があるため、この要請に対しても押圧リングの押圧力を
トップリングの押圧力に基づいて最適な値に選択するこ
とによりポリッシング対象物の周縁部の研磨量を意図的
に増減することができる。Further, depending on the object to be polished such as a semiconductor wafer, there is a demand that the polishing amount is intentionally increased or reduced on the periphery of the object to be polished from the inner side. By selecting the pressing force at an optimum value based on the pressing force of the top ring, the polishing amount of the peripheral portion of the object to be polished can be intentionally increased or decreased.
【００２５】さらに本発明によれば、トップリングはポ
リッシング対象物を収容する凹部を有しているため、押
圧リングがトップリングに対して上下動する際に、ポリ
ッシング対象物の外周面をこすることがない。そのた
め、ポリッシング対象物の研磨中に押圧リングの上下動
により生ずる研磨性能への影響を避けることができる。Further, according to the present invention, since the top ring has the concave portion for accommodating the object to be polished, the outer peripheral surface of the object to be polished is rubbed when the pressing ring moves up and down with respect to the top ring. Nothing. Therefore, it is possible to avoid the influence on the polishing performance caused by the vertical movement of the pressing ring during the polishing of the object to be polished.
【００２６】[0026]
【実施例】以下、本発明に係るポリッシング装置および
方法の一実施例を図４及び図５を参照して説明する。図
４はポリッシング装置の全体構成を示す断面図であり、
図５はポリッシング装置の要部構成を示す断面図であ
り、図６はトップリング及び押圧リングの部分を示す拡
大断面図である。図４および図５において、符号１はト
ップリングであり、トップリング１の下面には弾性マッ
ト２が貼着されている。またトップリング１の外周部に
は押圧リング３が配置されている。またトップリング１
の下方には、上面に研磨布６を貼ったターンテーブル５
が設置されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the polishing apparatus and method according to the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 4 is a sectional view showing the overall configuration of the polishing apparatus.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a main configuration of the polishing apparatus, and FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view illustrating a top ring and a pressing ring. 4 and 5, reference numeral 1 denotes a top ring, and an elastic mat 2 is attached to a lower surface of the top ring 1. Further, a pressing ring 3 is arranged on an outer peripheral portion of the top ring 1. Also top ring 1
Below the turntable 5 is a turntable 5 with an abrasive cloth 6 stuck on the upper surface.
Is installed.
【００２７】前記トップリング１はボール７を介してト
ップリングシャフト８に接続されており、このトップリ
ングシャフト８はトップリングヘッド９に固定されたト
ップリング用エアシリンダ１０に連結されており、この
トップリング用エアシリンダ１０によってトップリング
シャフト８は上下動し、トップリング１の下端面に保持
された半導体ウエハ４をターンテーブル５に押圧するよ
うになっている。The top ring 1 is connected to a top ring shaft 8 via a ball 7, and the top ring shaft 8 is connected to a top ring air cylinder 10 fixed to a top ring head 9. The top ring shaft 8 moves up and down by the top ring air cylinder 10, and presses the semiconductor wafer 4 held on the lower end surface of the top ring 1 against the turntable 5.
【００２８】また、トップリングシャフト８はキー（図
示せず）を介して回転筒１１に連結されており、この回
転筒１１はその外周部にタイミングプーリ１２を有して
いる。そして、タイミングプーリ１２は、タイミングベ
ルト１３を介して、トップリングヘッド９に固定された
トップリング用モータ１４に設けられたタイミングプー
リ１５に接続されている。したがって、トップリング用
モータ１４を回転駆動することによってタイミングプー
リ１５、タイミングベルト１３およびタイミングプーリ
１２を介して回転筒１１及びトップリングシャフト８が
一体に回転し、トップリング１が回転する。トップリン
グヘッド９は、フレーム（図示せず）に固定支持された
トップリングヘッドシャフト１６によって支持されてい
る。The top ring shaft 8 is connected to a rotary cylinder 11 via a key (not shown), and the rotary cylinder 11 has a timing pulley 12 on its outer periphery. The timing pulley 12 is connected via a timing belt 13 to a timing pulley 15 provided on a top ring motor 14 fixed to the top ring head 9. Therefore, when the top ring motor 14 is rotationally driven, the rotary cylinder 11 and the top ring shaft 8 rotate integrally via the timing pulley 15, the timing belt 13, and the timing pulley 12, and the top ring 1 rotates. The top ring head 9 is supported by a top ring head shaft 16 fixedly supported by a frame (not shown).
【００２９】一方、押圧リング３はキー１８を介してト
ップリング１に連結されており、押圧リング３はトップ
リング１に対して上下動自在であるとともにトップリン
グ１と一体に回転可能になっている。そして、押圧リン
グ３はベアリング１９を保持したベアリング押え２０お
よびシャフト２１を介して押圧リング用エアシリンダ２
２に連結されている。押圧リング用エアシリンダ２２は
トップリングヘッド９に固定されている。押圧リング用
エアシリンダ２２は円周上に複数個（本実施例では３
個）配設されている。On the other hand, the pressing ring 3 is connected to the top ring 1 via a key 18, and the pressing ring 3 is vertically movable with respect to the top ring 1 and is rotatable integrally with the top ring 1. I have. The press ring 3 is connected to the press ring air cylinder 2 via a shaft 21 and a bearing retainer 20 holding a bearing 19.
2 are connected. The press ring air cylinder 22 is fixed to the top ring head 9. A plurality of air cylinders 22 for the pressing ring are provided on the circumference (in this embodiment,
Pieces) are arranged.
【００３０】トップリング用エアシリンダ１０及び押圧
リング用エアシリンダ２２は、それぞれレギュレータＲ
１，Ｒ２を介して圧縮空気源２４に接続されている。そ
して、レギュレータＲ１によってトップリング用エアシ
リンダ１０へ供給する空気圧を調整することによりトッ
プリング１が半導体ウエハ４を研磨布６に押圧する押圧
力を調整することができ、レギュレータＲ２によって押
圧リング用エアシリンダ２２へ供給する空気圧を調整す
ることにより押圧リング３が研磨布６を押圧する押圧力
を調整することができる。レギュレータＲ１及びＲ２は
図示しないコントローラによって独立に制御される。The air cylinder 10 for the top ring and the air cylinder 22 for the pressing ring are each provided with a regulator R
1 and R2, it is connected to the compressed air source 24. The pressure of the top ring 1 pressing the semiconductor wafer 4 against the polishing pad 6 can be adjusted by adjusting the air pressure supplied to the top ring air cylinder 10 by the regulator R1, and the pressure ring air can be adjusted by the regulator R2. By adjusting the air pressure supplied to the cylinder 22, the pressing force of the pressing ring 3 pressing the polishing pad 6 can be adjusted. The regulators R1 and R2 are independently controlled by a controller (not shown).
【００３１】また、ターンテーブル５の上方には砥液供
給ノズル２５が設置されており、砥液供給ノズル２５に
よってターンテーブル５上の研磨布６上に研磨砥液Ｑが
供給されるようになっている。A polishing liquid supply nozzle 25 is provided above the turntable 5. The polishing liquid Q is supplied onto the polishing cloth 6 on the turntable 5 by the polishing liquid supply nozzle 25. ing.
【００３２】図６はトップリング１と押圧リング３の構
造を示す詳細図である。図６に示されるように、トップ
リング１の外端部は下方に垂下する垂下部１ｓを有して
おり、この垂下部１ｓとトップリング１の下面によって
半導体ウエハ４を収容する凹部１ａが形成されている。FIG. 6 is a detailed view showing the structure of the top ring 1 and the pressing ring 3. As shown in FIG. 6, the outer end of the top ring 1 has a hanging part 1 s which hangs downward, and a concave part 1 a for accommodating the semiconductor wafer 4 is formed by the hanging part 1 s and the lower surface of the top ring 1. Have been.
【００３３】上記構成のポリッシング装置において、ト
ップリング１の下面に半導体ウエハ４を保持させ、トッ
プリング用エアシリンダ１０を作動させてトップリング
１をターンテーブル５に向かって押圧し、回転している
ターンテーブル５の上面の研磨布６に半導体ウエハ４を
押圧する。一方、砥液供給ノズル２５から研磨砥液Ｑを
流すことにより、研磨布６に研磨砥液Ｑが保持されてお
り、半導体ウエハ４の研磨される面（下面）と研磨布６
の間に研磨砥液Ｑが存在した状態でポリッシングが行わ
れる。In the polishing apparatus having the above structure, the semiconductor wafer 4 is held on the lower surface of the top ring 1, and the top ring 1 is pressed toward the turntable 5 by operating the top ring air cylinder 10 and is rotated. The semiconductor wafer 4 is pressed against the polishing cloth 6 on the upper surface of the turntable 5. On the other hand, by flowing the polishing abrasive Q from the abrasive supply nozzle 25, the polishing abrasive Q is held on the polishing cloth 6, and the surface (lower surface) of the semiconductor wafer 4 to be polished and the polishing cloth 6
Polishing is performed in a state in which the polishing liquid Q is present.
【００３４】トップリング用エアシリンダ１０によるト
ップリング１の押圧力に応じて押圧リング用エアシリン
ダ２２による押圧リング３の研磨布６への押圧力を適宜
調整して半導体ウエハ４の研磨を行う。研磨中にレギュ
レータＲ１によってトップリング１が半導体ウエハ４を
ターンテーブル５上の研磨布６に押圧する押圧力Ｆ1を
変更でき、レギュレータＲ２によって押圧リング３が研
磨布６を押圧する押圧力Ｆ2 を変更できる（図１参
照）。したがって、研磨中に、押圧リング３が研磨布６
を押圧する押圧力Ｆ2 を、トップリング１が半導体ウエ
ハ４を研磨布６に押圧する押圧力Ｆ1 に応じて変更する
ことができる。この押圧力Ｆ1 に対する押圧力Ｆ2 を適
宜調整することにより、半導体ウエハ４の中心部から周
縁部、さらには半導体ウエハ４の外側にある押圧リング
３の外周部までの研磨圧力の分布が連続かつ均一にな
る。そのため、半導体ウエハ４の周縁部における研磨量
の過不足を防止することができる。The semiconductor wafer 4 is polished by appropriately adjusting the pressing force of the pressing ring 3 against the polishing cloth 6 by the pressing ring air cylinder 22 in accordance with the pressing force of the top ring 1 by the top ring air cylinder 10. During polishing, the pressing force F 1 by which the top ring 1 presses the semiconductor wafer 4 against the polishing cloth 6 on the turntable 5 can be changed by the regulator R 1, and the pressing force F 2 by which the pressing ring 3 presses the polishing cloth 6 by the regulator R 2. Can be changed (see FIG. 1). Therefore, during polishing, the pressing ring 3 is
The pressing force F 2 for pressing can be changed depending on the pressing force F 1 which the top ring 1 to press the semiconductor wafer 4 to the polishing cloth 6. By appropriately adjusting the pressing force F 2 with respect to the pressing force F 1 , the distribution of the polishing pressure from the central portion of the semiconductor wafer 4 to the peripheral portion and further to the outer peripheral portion of the pressing ring 3 outside the semiconductor wafer 4 becomes continuous. And become uniform. Therefore, it is possible to prevent the polishing amount at the peripheral portion of the semiconductor wafer 4 from being excessive or insufficient.
【００３５】また半導体ウエハ４の周縁部で内部側より
意図的に研磨量を多くし又は逆に少なくしたい場合に
は、押圧リングの押圧力Ｆ2をトップリングの押圧力Ｆ1
に基づいて最適な値に選択することにより、半導体ウエ
ハ４の周縁部の研磨量を意図的に増減できる。When it is desired to intentionally increase or decrease the polishing amount at the peripheral portion of the semiconductor wafer 4 from the inner side, the pressing force F 2 of the pressing ring is changed to the pressing force F 1 of the top ring.
, The amount of polishing of the peripheral portion of the semiconductor wafer 4 can be intentionally increased or decreased.
【００３６】本実施例においては、トップリング１は半
導体ウエハ４を収容する凹部１ａを有しているため、押
圧リング３がトップリング１に対して上下動する際に、
半導体ウエハ４の外周面をこすることがない。そのた
め、半導体ウエハ４の研磨中に押圧リング３の上下動に
より生ずる研磨性能への影響を避けることができる。In this embodiment, since the top ring 1 has the concave portion 1a for accommodating the semiconductor wafer 4, when the pressing ring 3 moves up and down with respect to the top ring 1,
The outer peripheral surface of the semiconductor wafer 4 is not rubbed. Therefore, it is possible to avoid the influence on the polishing performance caused by the vertical movement of the pressing ring 3 during the polishing of the semiconductor wafer 4.
【００３７】図７は本発明のポリッシング装置の第２実
施例を示す図である。本実施例においては、トップリン
グ１の外周部にある押圧リング３は押圧リング押え２６
により保持されており、押圧リング押え２６は複数のロ
ーラ２７により押圧されるようになっている。ローラ２
７はシャフト２８を介してトップリングヘッド９に固定
された押圧リング用エアシリンダ２２に連結されてい
る。押圧リング３がトップリング１に対して上下動自在
でトップリング１とともに回転できることは、図４及び
図５に示す実施例と同様である。FIG. 7 is a view showing a second embodiment of the polishing apparatus of the present invention. In the present embodiment, the pressing ring 3 on the outer periphery of the top ring 1 is
, And the pressing ring presser 26 is pressed by a plurality of rollers 27. Roller 2
Reference numeral 7 is connected to a press ring air cylinder 22 fixed to the top ring head 9 via a shaft 28. The pressing ring 3 is vertically movable relative to the top ring 1 and can be rotated together with the top ring 1 as in the embodiment shown in FIGS. 4 and 5.
【００３８】本実施例においては、トップリング１の回
転中にローラ２７は押圧リング押え２６と摺接して自身
の軸心回わりに回転し、押圧リング３はローラ２７によ
って押圧リング押え２６を介して下方に押圧される。そ
の結果、押圧リング３は研磨布６を所定の押圧力で押圧
する。その他の構成は図４および図５に示す実施例と同
様である。また作用効果も図４および図５に示す実施例
と同様である。上述のように、第１実施例及び第２実施
例においては、トップリングシャフト８の周囲に別個に
設けられ、トップリングシャフト８と一緒に回転するこ
とはしない部材２１及び２８を介して押圧リングへ押圧
力が伝達されるので、研磨中すなわちトップリングが回
転中であっても、押圧リングの押圧力を変更することが
可能である。In this embodiment, during rotation of the top ring 1, the roller 27 slides on the pressing ring presser 26 and rotates around its own axis, and the pressing ring 3 is moved by the roller 27 via the pressing ring presser 26. Pressed down. As a result, the pressing ring 3 presses the polishing pad 6 with a predetermined pressing force. Other configurations are the same as those of the embodiment shown in FIGS. The operation and effect are the same as those of the embodiment shown in FIGS. As described above, in the first embodiment and the second embodiment, the pressing ring is provided via the members 21 and 28 which are provided separately around the top ring shaft 8 and do not rotate together with the top ring shaft 8. Since the pressing force is transmitted to the pressing ring, the pressing force of the pressing ring can be changed even during polishing, that is, while the top ring is rotating.
【００３９】図８は本発明のポリッシング装置の第３実
施例を示す図である。本実施例においては、トップリン
グ１の外周部にある押圧リング３は、トップリング１に
固定された押圧リング用エアシリンダ３１に連結されて
いる。押圧リング用エアシリンダ３１はトップリングシ
ャフト８内の連通路８ａ、ロータリージョイント３２、
レギュレータＲ２を介して圧縮空気源２４に接続されて
いる。FIG. 8 is a view showing a third embodiment of the polishing apparatus of the present invention. In this embodiment, the pressing ring 3 on the outer periphery of the top ring 1 is connected to a pressing ring air cylinder 31 fixed to the top ring 1. The press ring air cylinder 31 includes a communication passage 8 a in the top ring shaft 8, a rotary joint 32,
It is connected to a compressed air source 24 via a regulator R2.
【００４０】またトップリング用エアシリンダ１０は図
４の実施例と同様にレギュレータＲ１を介して圧縮空気
源２４に接続されている。またレギュレータＲ１，Ｒ２
は演算器３３に接続されている。The top ring air cylinder 10 is connected to a compressed air source 24 via a regulator R1, as in the embodiment of FIG. Regulators R1, R2
Is connected to the calculator 33.
【００４１】本実施例においても、半導体ウエハ４はト
ップリング用エアシリンダ１０によるトップリング１の
押圧力によって研磨布６に押圧されて研磨される。また
押圧リング３は押圧リング用エアシリンダ３１によって
研磨布６に押圧される。押圧リング３を研磨布６に押圧
すると、押圧リング３は反力を受けて、トップリング１
の押圧力に影響を与えることになる。そのため、本実施
例においては、トップリング１の押圧力と押圧リング３
の押圧力の設定値を演算器３３に入力し、演算器３３に
よってトップリング用エアシリンダ１０および押圧リン
グ用エアシリンダ３１に与える空気圧を演算し、レギュ
レータＲ１，Ｒ２を調整して、所定の空気圧のエアをト
ップリング用エアシリンダ１０および押圧リング用エア
シリンダ３１にそれぞれ供給する。これによってトップ
リング１の押圧力と押圧リング３の押圧力としてそれぞ
れ所望の値が得られるようになっている。即ち、トップ
リング１の押圧力と押圧リング３の押圧力は、研磨中に
それぞれ影響を受けることなく独立に変更可能になって
いる。その他の構成は図４および図５に示す実施例と同
様である。また作用効果も図４および図５に示す実施例
と同様である。この第３実施例においても、ロータリー
ジョイントを介して圧縮空気を供給しているので、研磨
中すなわちトップリングが回転中であっても、押圧リン
グの押圧力を変更することができる。Also in this embodiment, the semiconductor wafer 4 is pressed and polished by the polishing cloth 6 by the pressing force of the top ring 1 by the top ring air cylinder 10. The pressing ring 3 is pressed against the polishing pad 6 by the pressing ring air cylinder 31. When the pressing ring 3 is pressed against the polishing cloth 6, the pressing ring 3 receives a reaction force and
Will affect the pressing force. Therefore, in the present embodiment, the pressing force of the top ring 1 and the pressing ring 3
Is input to the calculator 33, the calculator 33 calculates the air pressure applied to the top ring air cylinder 10 and the pressing ring air cylinder 31, and adjusts the regulators R1 and R2 to obtain a predetermined air pressure. Is supplied to the top ring air cylinder 10 and the press ring air cylinder 31 respectively. As a result, desired values can be obtained as the pressing force of the top ring 1 and the pressing force of the pressing ring 3, respectively. That is, the pressing force of the top ring 1 and the pressing force of the pressing ring 3 can be independently changed without being affected during polishing. Other configurations are the same as those of the embodiment shown in FIGS. The operation and effect are the same as those of the embodiment shown in FIGS. Also in the third embodiment, since the compressed air is supplied through the rotary joint, the pressing force of the pressing ring can be changed even during polishing, that is, while the top ring is rotating.
【００４２】図９は本発明のポリッシング装置の第４実
施例を示す図である。本実施例においては、トップリン
グ１の外周部にある押圧リング３は、シャフト３４を介
して押圧リング用エアシリンダ３５に連結されている。
押圧リング用エアシリンダ３５はトップリングヘッド９
に固定されている。押圧リング用エアシリンダ３５は円
周上に複数個配設されている。FIG. 9 is a view showing a fourth embodiment of the polishing apparatus of the present invention. In this embodiment, the pressing ring 3 on the outer periphery of the top ring 1 is connected to a pressing ring air cylinder 35 via a shaft 34.
The press ring air cylinder 35 is mounted on the top ring head 9.
It is fixed to. A plurality of pressure ring air cylinders 35 are arranged on the circumference.
【００４３】トップリング用エアシリンダ１０及び押圧
リング用エアシリンダ３５は、それぞれレギュレータＲ
１，Ｒ２を介して圧縮空気源２４に接続されている。そ
して、レギュレータＲ１によってトップリング用エアシ
リンダ１０へ供給する空気圧を調整することによりトッ
プリング１が半導体ウエハ４を研磨布６に押圧する押圧
力を調整することができ、レギュレータＲ２によって押
圧リング用エアシリンダ３５へ供給する空気圧を調整す
ることにより押圧リング３が研磨布６を押圧する押圧力
を調整することができる。Each of the top ring air cylinder 10 and the press ring air cylinder 35 is provided with a regulator R
1 and R2, it is connected to the compressed air source 24. The pressure of the top ring 1 pressing the semiconductor wafer 4 against the polishing pad 6 can be adjusted by adjusting the air pressure supplied to the top ring air cylinder 10 by the regulator R1, and the pressure ring air can be adjusted by the regulator R2. By adjusting the air pressure supplied to the cylinder 35, the pressing force with which the pressing ring 3 presses the polishing pad 6 can be adjusted.
【００４４】本実施例においては、トップリング１と押
圧リング３との間に、トップリング１の回転を押圧リン
グ３に伝達するためのキー等の手段が設けられていな
い。従って、研磨中にトップリング１はトップリングシ
ャフト８の軸心まわりに回転するが、押圧リング３は自
身の軸線に対して非回転に構成されている。そのため、
トップリング１の回転力が押圧リング３へ伝達しないの
で、トップリングシャフト８の回転負荷が、第１乃至第
３実施例と比較して少なくなる。また、押圧リング３を
トップリングヘッド９に固定された押圧リング用エアシ
リンダ３５によって直接作動させることができるため、
装置構造が簡易になる。その他の構成および作用効果
は、図４乃至図８に示す第１乃至第３実施例と同様であ
る。In this embodiment, no means such as a key for transmitting the rotation of the top ring 1 to the pressing ring 3 is provided between the top ring 1 and the pressing ring 3. Therefore, the top ring 1 rotates around the axis of the top ring shaft 8 during polishing, but the pressing ring 3 is configured not to rotate with respect to its own axis. for that reason,
Since the rotational force of the top ring 1 is not transmitted to the pressing ring 3, the rotational load of the top ring shaft 8 is reduced as compared with the first to third embodiments. Further, since the pressing ring 3 can be directly operated by the pressing ring air cylinder 35 fixed to the top ring head 9,
The device structure is simplified. Other configurations and operational effects are the same as those of the first to third embodiments shown in FIGS.
【００４５】図１０はトップリングの変形例を示す図で
ある。トップリング５１は、トップリング本体５２と、
トップリング本体５２の下部外周部にボルト５３によっ
て着脱可能に固定されたリング状部材５４とからなり、
半導体ウエハ４を収容する凹部５１ａはトップリング本
体５２の下面とリング状部材５４によって形成されてい
る。そして、トップリング本体５２の下面によって半導
体ウエハ４の上面を保持し、リング状部材５４によって
半導体ウエハ４の外周部を保持している。押圧リング３
はトップリング５１の周囲に上下動可能に設けられてい
る。FIG. 10 is a view showing a modification of the top ring. The top ring 51 includes a top ring main body 52,
A ring-shaped member 54 detachably fixed to a lower outer peripheral portion of the top ring main body 52 by bolts 53,
The recess 51 a for accommodating the semiconductor wafer 4 is formed by the lower surface of the top ring main body 52 and the ring-shaped member 54. The upper surface of the semiconductor wafer 4 is held by the lower surface of the top ring main body 52, and the outer peripheral portion of the semiconductor wafer 4 is held by the ring-shaped member 54. Press ring 3
Is provided around the top ring 51 so as to be vertically movable.
【００４６】また、トップリング本体５２は内部にチャ
ンバ５２ａを有し、このチャンバ５２ａ内に真空、加圧
空気、水等の液体が供給できるようになっている。トッ
プリング本体５２はチャンバ５２ａと連通して下面に開
口する多数の連通孔５２ｂを有している。弾性マット２
も同様に前記連通孔５２ｂに対応した位置に開口２ａを
有している。これによって、半導体ウエハ４の上面を真
空によって吸着可能であり、又、半導体ウエハ４の上面
に液体又は加圧空気を供給できるようになっている。The top ring body 52 has a chamber 52a therein, and a liquid such as vacuum, pressurized air, water or the like can be supplied into the chamber 52a. The top ring main body 52 has a large number of communication holes 52b communicating with the chamber 52a and opening on the lower surface. Elastic mat 2
Also has an opening 2a at a position corresponding to the communication hole 52b. Thus, the upper surface of the semiconductor wafer 4 can be suctioned by vacuum, and a liquid or pressurized air can be supplied to the upper surface of the semiconductor wafer 4.
【００４７】本実施例によれば、リング状部材５４と押
圧リング３とを最適な材質のものを選択することができ
る。リング状部材５４は、内周面が半導体ウエハ４に接
触し、下端が研磨布６に接触しないため、樹脂又は樹脂
で表面を覆われた金属等の比較的柔らかな表面を有する
材料から選ぶことができる。硬い材料を用いると、研磨
中に半導体ウエハ４が割れることがあるからである。According to the present embodiment, the ring-shaped member 54 and the pressing ring 3 can be made of an optimum material. Since the inner peripheral surface of the ring-shaped member 54 contacts the semiconductor wafer 4 and the lower end thereof does not contact the polishing pad 6, a material having a relatively soft surface such as a resin or a metal covered with the resin is selected. Can be. If a hard material is used, the semiconductor wafer 4 may be broken during polishing.
【００４８】また押圧リング３は、半導体ウエハ４に接
触せず、かつ研磨布６と接触するために、セラミック等
の硬度の高いかつ耐摩耗性に富んだ材料から選択するこ
とができる。押圧リング３は、摩耗が少なく、かつ研磨
布６との摩擦抵抗が小さく、又、押圧リングの摩耗粉が
半導体ウエハ４上の半導体デバイスに悪影響を与えない
ものが望ましい。押圧リング３は上述したように半導体
ウエハ４と直接接触することがないために、この面から
の制約がないので、上記要請を満たすような最適な材質
を選択することができる。The pressing ring 3 does not come into contact with the semiconductor wafer 4 and comes into contact with the polishing pad 6, so that it can be selected from a material having high hardness and high wear resistance, such as ceramic. It is desirable that the pressing ring 3 has a small amount of wear and a small frictional resistance with the polishing pad 6, and that the abrasion powder of the pressing ring does not adversely affect the semiconductor devices on the semiconductor wafer 4. Since the pressing ring 3 does not directly contact the semiconductor wafer 4 as described above, there is no restriction from this aspect, so that an optimal material satisfying the above requirements can be selected.
【００４９】図１１は、トップリングの更に変形例を示
す図であり、図１１（ａ）は断面図、図１１（ｂ）は図
１１（ａ）のＸＩ（ｂ）矢視図である。本実施例におい
ては、トップリング６１は外周部に全周に亘って凹凸部
６１ａを有している。トップリング６１の周囲に設けら
れた押圧リング６３は内周部に凹凸部６３ａを有してい
る。そして、トップリング６１の凹凸部６１ａと押圧リ
ング６３の凹凸部６３ａとは互いに係合しており、トッ
プリング６１と押圧リング６３とは一体に回転できるよ
うになっている。トップリング６１の外周部下部は下方
に垂下する垂下部６１ｓを有しており、この垂下部６１
ｓとトップリング６１の下面によって半導体ウエハ４を
収容する凹部６１ｃが形成されている。また、押圧リン
グ６３はトップリング６１に対して上下動可能になって
いる。本実施例によれば、トップリング６１の垂下部６
１ｓの厚さが厚くとも、押圧リング６３の凹凸部６３ａ
がトップリング６１の垂下部６１ｓの内部に入り込むこ
とができるので、垂下部６１ｓの厚さに影響されないで
研磨布６を押圧することができる。FIG. 11 is a view showing a further modification of the top ring. FIG. 11 (a) is a sectional view, and FIG. 11 (b) is a view taken along the line XI (b) in FIG. 11 (a). In this embodiment, the top ring 61 has an uneven portion 61a on the entire outer periphery. The pressing ring 63 provided around the top ring 61 has an uneven portion 63a on the inner peripheral portion. The uneven portion 61a of the top ring 61 and the uneven portion 63a of the pressing ring 63 are engaged with each other, and the top ring 61 and the pressing ring 63 can rotate integrally. The lower part of the outer peripheral part of the top ring 61 has a hanging part 61 s that hangs downward.
A concave portion 61 c for accommodating the semiconductor wafer 4 is formed by s and the lower surface of the top ring 61. The pressing ring 63 can move up and down with respect to the top ring 61. According to the present embodiment, the hanging portion 6 of the top ring 61
Even if the thickness of 1 s is large, the uneven portion 63 a of the pressing ring 63
Can enter the inside of the hanging portion 61s of the top ring 61, so that the polishing pad 6 can be pressed without being affected by the thickness of the hanging portion 61s.
【００５０】図１２は本発明のポリッシング装置の第５
実施例の要部構成を示す図であり、トップリング及びそ
の周辺機器の具体的な構造を示す図である。トップリン
グ７１は、トップリング本体７２と、トップリング本体
７２の下部外周部にボルト７３によって着脱可能に固定
されたＬ形状の断面を有するリング状部材７４とからな
り、半導体ウエハ４を収容する凹部７１ａはトップリン
グ本体７２の下面とリング状部材７４によって形成され
ている。そして、トップリング本体７２の下面によって
半導体ウエハ４の上面を保持し、リング状部材７４によ
って半導体ウエハ４の外周部を保持するようになってい
る。前記トップリング本体７２およびリング状部材７４
の周囲には押圧リング７５が上下動可能に設けられてい
る。FIG. 12 shows a fifth embodiment of the polishing apparatus according to the present invention.
It is a figure which shows the principal part structure of an Example, and is a figure which shows the specific structure of a top ring and its peripheral device. The top ring 71 includes a top ring main body 72 and a ring-shaped member 74 having an L-shaped cross section which is detachably fixed to a lower outer peripheral portion of the top ring main body 72 by a bolt 73 and accommodates the semiconductor wafer 4. Reference numeral 71a is formed by the lower surface of the top ring main body 72 and the ring-shaped member 74. The upper surface of the semiconductor wafer 4 is held by the lower surface of the top ring main body 72, and the outer peripheral portion of the semiconductor wafer 4 is held by the ring-shaped member 74. Top ring body 72 and ring-shaped member 74
A press ring 75 is provided to be movable up and down.
【００５１】押圧リング７５は、最下位置にあって樹脂
材からなり研磨布６と接触する第１押圧リング部材７５
ａと、第１押圧リング部材７５ａの上方にあるＬ形状の
断面を有する第２押圧リング部材７５ｂと、第２押圧リ
ング部材７５ｂの上方にある第３押圧リング部材７５ｃ
とから構成されている。第１，第２リング部材７５ａ，
７５ｂはテープ７５ｄを介して一体に固定されている。
第２，第３リング部材７５ｂ，７５ｃはボルト７６によ
って一体に固定されている。押圧リング７５はトップリ
ング本体７２に固定されたピン７８と係合して一体に回
転するようになっている。The pressing ring 75 is located at the lowest position and is made of a resin material.
a, a second pressing ring member 75b having an L-shaped cross section above the first pressing ring member 75a, and a third pressing ring member 75c above the second pressing ring member 75b
It is composed of The first and second ring members 75a,
75b is integrally fixed via a tape 75d.
The second and third ring members 75b and 75c are integrally fixed by bolts 76. The pressing ring 75 engages with a pin 78 fixed to the top ring main body 72 and rotates integrally.
【００５２】またトップリング本体７２には凹球面８０
ａを有した取付フランジ８０が固定されている。一方、
トップリングシャフト８の下端には、凹球面８１ａを有
した部材８１を保持した駆動軸フランジ８２が固定され
ている。そして、前記両凹球面８０ａ，８１ａ間には、
球ベアリング８３が介装されている。また、トップリン
グ本体７２と取付フランジ８０との間にはギャップ８５
が形成され、このギャップ８５に真空、加圧空気、水等
の液体が供給できるようになっている。トップリング本
体７２はギャップ８５と連通して下面に開口する多数の
連通孔７２ａを有している。弾性マット２も同様に前記
連通孔７２ａに対応した位置に開口２ａを有している。
これによって、半導体ウエハ（図示せず）の上面を真空
によって吸着可能であり、又、半導体ウエハの上面に液
体又は加圧空気を供給できるようなっている。The top ring body 72 has a concave spherical surface 80.
The mounting flange 80 having a is fixed. on the other hand,
A drive shaft flange 82 holding a member 81 having a concave spherical surface 81a is fixed to a lower end of the top ring shaft 8. And, between the biconcave spherical surfaces 80a and 81a,
A ball bearing 83 is interposed. A gap 85 is provided between the top ring body 72 and the mounting flange 80.
Is formed, and a liquid such as vacuum, pressurized air, or water can be supplied to the gap 85. The top ring main body 72 has a large number of communication holes 72a communicating with the gap 85 and opening on the lower surface. The elastic mat 2 also has an opening 2a at a position corresponding to the communication hole 72a.
Thus, the upper surface of the semiconductor wafer (not shown) can be suctioned by vacuum, and liquid or pressurized air can be supplied to the upper surface of the semiconductor wafer.
【００５３】本実施例においては、押圧リング７５が概
略Ｌ形状の断面を有して、トップリング本体７２の内側
に向かって伸びている。従って、押圧リング７５の外径
を大きくすることなく、押圧リング７５の研磨布６に対
する接触面積を大きくとることができる。押圧リング７
５は図７に示す実施例と同様にエアシリンダによって上
下動されるローラ２７によって研磨布６に対して押圧さ
れる。本実施例の作用効果は図１乃至図１１に示した実
施例と同様である。In this embodiment, the pressing ring 75 has a substantially L-shaped cross section and extends toward the inside of the top ring main body 72. Therefore, the contact area of the pressing ring 75 with the polishing pad 6 can be increased without increasing the outer diameter of the pressing ring 75. Press ring 7
5 is pressed against the polishing pad 6 by a roller 27 which is moved up and down by an air cylinder as in the embodiment shown in FIG. The operation and effect of this embodiment are the same as those of the embodiment shown in FIGS.
【００５４】図１３はポリッシング対象物の周縁部を内
部側より意図的に研磨量を少なくする場合の例を示す説
明図である。図１３に示す例では、半導体デバイスは、
シリコンからなる基材３６と、基材３６上の酸化膜３７
と、酸化膜３７上の金属膜３８と、金属膜３８上の酸化
膜３９とから構成されている。図１３（ａ）は研磨前の
状態を示し、図１３（ｂ）は研磨後の状態を示す。研磨
後には、半導体デバイスの周縁部で金属膜３８が露出し
ている。研磨後に薬液洗浄すると、図１３（ｃ）に示す
ように金属膜３８が薬液によって侵される。金属膜３８
を薬液に侵されないようにするためには、図１３（ｄ）
に示すように周縁部の研磨量を内部側より少なくして周
縁部の酸化膜３９を厚く残すことが好ましい。このよう
な要請に本発明は好適である。FIG. 13 is an explanatory view showing an example in which the polishing amount is intentionally reduced at the peripheral portion of the object to be polished from the inner side. In the example shown in FIG.
A base material 36 made of silicon and an oxide film 37 on the base material 36
And a metal film 38 on the oxide film 37 and an oxide film 39 on the metal film 38. FIG. 13A shows a state before polishing, and FIG. 13B shows a state after polishing. After the polishing, the metal film 38 is exposed at the periphery of the semiconductor device. When chemical cleaning is performed after polishing, the metal film 38 is attacked by the chemical as shown in FIG. Metal film 38
In order not to be affected by the chemical solution, FIG.
It is preferable that the polishing amount at the peripheral portion is made smaller than that at the inner side as shown in FIG. The present invention is suitable for such a request.
【００５５】なお、以上の実施例はポリッシング対象物
として半導体ウエハを用いた例について説明したが、ポ
リッシング対象物としてはガラス製品、液晶板、或いは
セラミック製品等にも適用可能であるのは勿論である。
またトップリング１および押圧リング３の押圧手段とし
てエアシリンダを説明したが、液体圧シリンダでも勿論
よい。さらに押圧リングの押圧手段として機械的手段を
説明したが、ピエゾ素子や電磁気力を使用した電気的手
段であってもよい。Although the above embodiment has been described with respect to an example in which a semiconductor wafer is used as an object to be polished, it is needless to say that the object to be polished can be applied to a glass product, a liquid crystal plate, a ceramic product, or the like. is there.
Although the air cylinder has been described as the pressing means of the top ring 1 and the pressing ring 3, a liquid pressure cylinder may of course be used. Further, a mechanical means has been described as a pressing means of the pressing ring, but an electric means using a piezo element or an electromagnetic force may be used.
【００５６】[0056]
【発明の効果】以上説明したように本発明のポリッシン
グ装置および方法によれば、ポリッシングに際してポリ
ッシング対象物の周縁部における押圧力分布が不均一に
なることを防止して研磨圧力をポリッシング対象物の全
面に亘って均一にし、ポリッシング対象物の周縁部の研
磨量が過不足となることを防止することができる。従っ
て、ポリッシング対象物の全面を平坦かつ鏡面に研磨す
ることができる。そして、半導体製造工程等に用いてよ
り質の高いポリッシングを行うことができ、また半導体
ウエハの周縁部まで製品に供することができるため、半
導体ウエハの歩留りの向上に寄与するものである。As described above, according to the polishing apparatus and method of the present invention, it is possible to prevent the pressing force distribution at the peripheral portion of the polishing object from becoming non-uniform at the time of polishing and to reduce the polishing pressure of the polishing object. It can be made uniform over the entire surface, and it is possible to prevent the polishing amount of the peripheral portion of the object to be polished from becoming excessive or insufficient. Therefore, the entire surface of the object to be polished can be polished flat and mirror-finished. Further, high-quality polishing can be performed in a semiconductor manufacturing process or the like, and a product can be provided to a peripheral portion of a semiconductor wafer, thereby contributing to an improvement in the yield of the semiconductor wafer.
【００５７】また本発明によれば、半導体ウエハ等のポ
リッシング対象物によってはポリッシング対象物の周縁
部で内部側より意図的に研磨量を多く又は逆に少なくし
たいという要請があるため、この要請にも答えることが
できるようにポリッシング対象物の周縁部の研磨量を意
図的に増減することができる。Further, according to the present invention, there is a demand for intentionally increasing or decreasing the polishing amount at the peripheral portion of the polishing object from the inner side depending on the polishing object such as a semiconductor wafer. Therefore, the amount of polishing at the peripheral portion of the object to be polished can be intentionally increased or decreased.
【００５８】さらに本発明によれば、トップリングはポ
リッシング対象物を収容する凹部を有しているため、押
圧リングがトップリングに対して上下動する際に、ポリ
ッシング対象物の外周面をこすることがない。そのた
め、ポリッシング対象物の研磨中に押圧リングの上下動
により生ずる研磨性能への影響を避けることができる。Further, according to the present invention, since the top ring has a recess for accommodating the object to be polished, the outer peripheral surface of the object to be polished is rubbed when the pressing ring moves up and down with respect to the top ring. Nothing. Therefore, it is possible to avoid the influence on the polishing performance caused by the vertical movement of the pressing ring during the polishing of the object to be polished.
【図１】本発明の基本概念を説明する説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a basic concept of the present invention.
【図２】トップリングの押圧力と押圧リングの押圧力の
関係を変更した場合の挙動を説明する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a behavior when a relationship between a pressing force of a top ring and a pressing force of a pressing ring is changed.
【図３】本発明の基本概念に基づいて半導体ウエハを研
磨した場合の実験結果を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing experimental results when a semiconductor wafer is polished based on the basic concept of the present invention.
【図４】本発明に係るポリッシング装置の第１実施例の
全体構成を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing the overall configuration of a first embodiment of the polishing apparatus according to the present invention.
【図５】本発明に係るポリッシング装置の第１実施例の
要部構成を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a main configuration of a first embodiment of the polishing apparatus according to the present invention.
【図６】本発明に係るポリッシング装置の第１実施例に
おけるトップリングと押圧リングの詳細を示す図であ
る。FIG. 6 is a view showing details of a top ring and a pressing ring in the first embodiment of the polishing apparatus according to the present invention.
【図７】本発明に係るポリッシング装置の第２実施例の
要部構成を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing a configuration of a main part of a polishing apparatus according to a second embodiment of the present invention;
【図８】本発明に係るポリッシング装置の第３実施例の
要部構成を示す断面図である。FIG. 8 is a sectional view showing a configuration of a main part of a third embodiment of the polishing apparatus according to the present invention.
【図９】本発明に係るポリッシング装置の第４実施例の
要部構成を示す断面図である。FIG. 9 is a sectional view showing a configuration of a main part of a fourth embodiment of the polishing apparatus according to the present invention.
【図１０】トップリングの変形例を示す図である。FIG. 10 is a view showing a modification of the top ring.
【図１１】トップリングの更に変形例を示す図である。FIG. 11 is a view showing a further modification of the top ring.
【図１２】本発明に係るポリッシング装置の第５実施例
の要部構成を示す断面図である。FIG. 12 is a sectional view showing a configuration of a main part of a fifth embodiment of the polishing apparatus according to the present invention.
【図１３】ポリッシング対象物の周縁部を内部側より意
図的に研磨量を少なくする場合の例を示す説明図であ
る。FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of a case where the polishing amount is intentionally reduced at the peripheral portion of the polishing object from the inner side.
【図１４】従来のポリッシング装置の概略構造を示す断
面図である。FIG. 14 is a sectional view showing a schematic structure of a conventional polishing apparatus.
【図１５】従来のポリッシング装置における半導体ウエ
ハと研磨布と弾性マットとの状態を示す拡大断面図であ
る。FIG. 15 is an enlarged sectional view showing a state of a semiconductor wafer, a polishing cloth, and an elastic mat in a conventional polishing apparatus.
【図１６】半導体ウエハの半径方向位置と研磨圧力との
関係及び半径方向位置と膜厚との関係を示すグラフであ
る。FIG. 16 is a graph showing a relationship between a radial position of a semiconductor wafer and a polishing pressure and a relationship between a radial position and a film thickness.
１ トップリング ２ 弾性マット ３ 押圧リング ４ 半導体ウエハ ５ ターンテーブル ６ 研磨布 ７ ボール ８ トップリングシャフト ９ トップリングヘッド １０ トップリング用エアシリンダ １８ キー １９ ベアリング ２０ ベアリング押え ２２ 押圧リング用エアシリンダ ２４ 圧縮空気源 ２５ 砥液供給ノズル ２６ 押圧リング押え ２７ ローラ ３１，３５ 押圧リング用エアシリンダ ３２ ロータリジョイント ３３ 演算器 ３６ 基材 ３７，３９ 酸化膜 ３８ 金属膜 Ｒ１，Ｒ２ レギュレータ ５１，６１，７１ トップリング ５２，７２ トップリング本体 ６３，７５ 押圧リング 1 Top Ring 2 Elastic Mat 3 Press Ring 4 Semiconductor Wafer 5 Turntable 6 Polishing Cloth 7 Ball 8 Top Ring Shaft 9 Top Ring Head 10 Air Cylinder for Top Ring 18 Key 19 Bearing 20 Bearing Holder 22 Air Cylinder for Press Ring 24 Compressed Air Source 25 Abrasive liquid supply nozzle 26 Pressing ring presser 27 Roller 31, 35 Air cylinder for pressing ring 32 Rotary joint 33 Computer 36 Base material 37, 39 Oxide film 38 Metal film R1, R2 Regulator 51, 61, 71 Top ring 52, 72 Top ring body 63, 75 Press ring
フロントページの続き (72)発明者 長谷川 陽子 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内Continued on the front page (72) Inventor Yoko Hasegawa 11-1 Haneda Asahimachi, Ota-ku, Tokyo Inside Ebara Corporation
Claims (17)
トップリングとを有し、前記ターンテーブルとトップリ
ングとの間にポリッシング対象物を介在させて所定の力
で押圧することによって該ポリッシング対象物を研磨
し、平坦且つ鏡面化するポリッシング装置において、 前記ポリッシング対象物を収容する凹部を有したトップ
リングの周囲に押圧リングを上下動自在に配置し、前記
押圧リングを研磨布に対して押圧する押圧手段を設け、
該押圧手段の押圧力を可変にしたことを特徴とするポリ
ッシング装置。1. A polishing apparatus comprising: a turntable having an abrasive cloth adhered to an upper surface thereof; and a top ring, wherein a polishing target is interposed between the turntable and the top ring and pressed with a predetermined force to thereby apply the polishing target. In a polishing apparatus for polishing and flattening an object, a pressing ring is vertically movably arranged around a top ring having a recess for accommodating the object to be polished, and the pressing ring is pressed against a polishing cloth. Providing pressing means to perform
A polishing apparatus wherein the pressing force of said pressing means is made variable.
に与える押圧力と前記押圧リングが研磨布に与える押圧
力は、それぞれ独立に変更可能であることを特徴とする
請求項１記載のポリッシング装置。2. The polishing apparatus according to claim 1, wherein a pressing force applied by the top ring to the object to be polished and a pressing force applied by the pressing ring to the polishing cloth can be independently changed.
は、前記トップリングがポリッシング対象物に与える押
圧力に基づいて決定することを特徴とする請求項１記載
のポリッシング装置。3. The polishing apparatus according to claim 1, wherein the pressing force applied by the pressing ring to the polishing pad is determined based on the pressing force applied by the top ring to an object to be polished.
量と内部の研磨量とが同一となるように、前記押圧リン
グが研磨布に与える押圧力を前記トップリングがポリッ
シング対象物に与える押圧力とほぼ同一とすることを特
徴とする請求項３記載のポリッシング装置。4. A pressing force applied by the pressing ring to a polishing cloth by the top ring to an object to be polished so that a polishing amount at a peripheral portion of the object to be polished is equal to an internal polishing amount. 4. The polishing apparatus according to claim 3, wherein said polishing apparatus is substantially the same as said polishing apparatus.
量を内部の研磨量より多くするように、前記押圧リング
が研磨布に与える押圧力を前記トップリングがポリッシ
ング対象物に与える押圧力より小さくすることを特徴と
する請求項３記載のポリッシング装置。5. A pressing force applied by the pressing ring to the polishing cloth is smaller than a pressing force applied by the top ring to the polishing object so that a polishing amount at a peripheral portion of the polishing object is larger than an internal polishing amount. 4. The polishing apparatus according to claim 3, wherein the polishing is performed.
量を内部の研磨量より少なくするように、前記押圧リン
グが研磨布に与える押圧力を前記トップリングがポリッ
シング対象物に与える押圧力より大きくすることを特徴
とする請求項３記載のポリッシング装置。6. The pressing force applied by the pressing ring to the polishing cloth is greater than the pressing force applied by the top ring to the polishing object so that the polishing amount at the peripheral portion of the polishing object is smaller than the internal polishing amount. 4. The polishing apparatus according to claim 3, wherein the polishing is performed.
物の上面を保持するトップリング本体と、このトップリ
ング本体の外周部に着脱可能に配置されポリッシング対
象物の外周部を保持するリング状部材とからなり、前記
ポリッシング対象物を収容する凹部は前記トップリング
本体の下面と前記リング状部材の内周面とにより形成さ
れていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１
項に記載のポリッシング装置。7. The top ring includes a top ring main body that holds an upper surface of an object to be polished, and a ring-shaped member that is detachably disposed on an outer peripheral portion of the top ring main body and holds an outer peripheral portion of the object to be polished. The recess for accommodating the object to be polished is formed by a lower surface of the top ring main body and an inner peripheral surface of the ring-shaped member.
The polishing apparatus according to any one of the preceding claims.
リンダからなることを特徴とする請求項１乃至７のいず
れか１項に記載のポリッシング装置。8. The polishing apparatus according to claim 1, wherein the pressing means of the pressing ring comprises a fluid pressure cylinder.
持するトップリングヘッドに固定されていることを特徴
とする請求項８記載のポリッシング装置。9. The polishing apparatus according to claim 8, wherein said hydraulic cylinder is fixed to a top ring head supporting a top ring.
定されていることを特徴とする請求項８記載のポリッシ
ング装置。10. The polishing apparatus according to claim 8, wherein said hydraulic cylinder is fixed to a top ring.
非回転に構成されていることを特徴とする請求項１記載
のポリッシング装置。11. The polishing apparatus according to claim 1, wherein said pressing ring is constituted so as not to rotate with respect to its own axis.
とトップリングとを有し、前記ターンテーブルとトップ
リングとの間にポリッシング対象物を介在させて所定の
力で押圧することによって該ポリッシング対象物を研磨
し、平坦且つ鏡面化するポリッシング方法において、 前記ポリッシング対象物を収容する凹部を有したトップ
リングの周囲に押圧リングを上下動自在に配置し、ポリ
ッシング対象物が接触する研磨布の周囲を、押圧リング
によりトップリングの押圧力に基づいて決定された押圧
力で押圧しながら研磨することを特徴とするポリッシン
グ方法。12. A polishing apparatus comprising a turntable and a top ring each having an abrasive cloth adhered to an upper surface thereof, wherein a polishing object is interposed between the turntable and the top ring and pressed by a predetermined force to thereby apply the polishing object. In a polishing method for polishing and flattening an object, a pressing ring is vertically movably arranged around a top ring having a concave portion for accommodating the object to be polished, and around a polishing cloth with which the object to be polished comes into contact. Polishing while pressing with a pressing ring a pressing force determined based on a pressing force of a top ring.
物に与える押圧力と前記押圧リングが研磨布に与える押
圧力は、それぞれ独立に変更可能であることを特徴とす
る請求項１２記載のポリッシング方法。13. The polishing method according to claim 12, wherein a pressing force applied by the top ring to the object to be polished and a pressing force applied by the pressing ring to the polishing cloth can be independently changed.
磨量を内部の研磨量と同一となるように、前記押圧リン
グが研磨布に与える押圧力と前記トップリングがポリッ
シング対象物に与える押圧力とをほぼ同一とすることを
特徴とする請求項１２記載のポリッシング方法。14. A pressing force applied to the polishing cloth by the pressing ring and a pressing force applied to the polishing object by the top ring so that a polishing amount at a peripheral portion of the polishing object is equal to an internal polishing amount. 13. The polishing method according to claim 12, wherein the values are substantially the same.
磨量を内部の研磨量より多くするように、前記押圧リン
グが研磨布に与える押圧力を前記トップリングがポリッ
シング対象物に与える押圧力より小さくすることを特徴
とする請求項１２記載のポリッシング方法。15. The pressing force applied by the pressing ring to the polishing cloth is smaller than the pressing force applied by the top ring to the polishing object so that the polishing amount of the peripheral portion of the polishing object is larger than the internal polishing amount. The polishing method according to claim 12, wherein the polishing is performed.
磨量を内部の研磨量より少なくするように、前記押圧リ
ングが研磨布に与える押圧力を前記トップリングがポリ
ッシング対象物に与える押圧力より大きくすることを特
徴とする請求項１２記載のポリッシング方法。16. The pressing force applied by the pressing ring to the polishing cloth is greater than the pressing force applied by the top ring to the polishing object so that the polishing amount at the peripheral edge of the polishing object is smaller than the internal polishing amount. The polishing method according to claim 12, wherein the polishing is performed.
ブルとトップリングとの間に半導体ウエハを介在させて
所定の力で押圧することによって半導体ウエハを研磨す
るに際して、半導体ウエハを収容する凹部を有したトッ
プリングの周囲に押圧リングを上下動自在に配置し、半
導体ウエハが接触する研磨布の周囲を、押圧リングによ
りトップリングの押圧力に基づいて決定された押圧力で
押圧しながら研磨することを特徴とする半導体製造方
法。17. In a semiconductor manufacturing method, when a semiconductor wafer is polished by interposing a semiconductor wafer between a turntable and a top ring and pressing the semiconductor wafer with a predetermined force, a top having a recess for accommodating the semiconductor wafer. A pressing ring is vertically movably arranged around the ring, and polishing is performed while pressing the periphery of the polishing cloth with which the semiconductor wafer comes in contact with the pressing ring with a pressing force determined based on the pressing force of the top ring. Semiconductor manufacturing method.
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| JP8-54055 | 1996-06-11 | ||
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