JPS62162460A - 片面研磨装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば牛導体基板（以下、ウェハーと称す）
等の被加工物に対しラッピングないしは、ｉｆ　ＩＪラ
ッシング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盤の貼着面
を単独ペターニング加工、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構の組立を行な
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りては、定盤単独
ペターニング加工、研削加工あるいはラッピング加工等
により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
ることが難しり、シかもコストの高い大型のラッグ盤を
必要とする。さらに１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りて生じる定盤上面の
振れ、中低精度の狂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
定盤平面度の狂いを修正する釦は、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りた。

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、装置本体への組付は後の定盤の平面
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Ｋ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
て定盤に押圧させ、かつその研暦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
記へ、ド部に、定盤の平面度を修正可能にした手段を取
換え可能に設けてなる構成としたものである。

〔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かう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が組付は載置されている。

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
ェハー）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：）７の受信アンテナ２＆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
の図示しないパルプ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を介して旋回揺動可能になって
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が前記フレーム１０の旋回と共に所定の
範囲に亘り往復動すべく揺動可能に支持されている。

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に同期回転自在にかつ上下方向
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１２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１６
ｂ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、パックプレ
ート２２に締付？ルト２３を介してチャ、フグレート２
４を取外し可能に固定してなる構成を有するもので、前
記チャックグレート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
復動すべく揺動するもので、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３
０を通して前記パックプレート２２のポケット２２＆に
連通するチャックグレート２４のオリフィス２４＆・・
・に図示しない真空ボンデなどの排気気栂によって吸引
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ｉ４　ラド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２４畠から噴出
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ボリシング装置を用い
て被加工物、例えば半導体ウニ／Ｓ−Ｐを加工するには
、保持機構１２のヘッド部２ノの吸着面にウニ／１−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にウニノー−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１ノを中心とする旋回揺動及び定盤５０
回転によりてウェハー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によりてヘッ
ド部２１を上昇させ、ヘッド部２１からウェハーＰを取
外した後、フレーム１０を前記装債本体１の上面部く設
けた洗浄部３ノ側に旋回させて、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５に、例えば定盤５の外周寄りに等高基準片４
１を載置し、その上にストレートエツジ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、へ、ｒ部２１のチャッ
クプレート２４を取外し、このチャックグレート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２１０パックプレート２２に締付ゲルト２３を介
して取付けてなるもので、この修正リング５０は、デ８
図及び第９図に示すように、プレート５１にダイヤ（レ
ット５２を貼付けてなるものである。そして、この状態
で修正リング５０を定盤５に接触させたヘッド部２１、
定盤５を回転させてなるもので、回転速度としては、ヘ
ッド部２１が２０〜６０　ｒｐｍ、定盤５が１０〜２０
ｒｐｍ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２
１及び定盤５０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’縁線上おける測定
点１．２．３．４での測定面が２５℃の時の加工前の測
定データ人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５０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ェハーの研磨加工を行な
うためには、定盤はウェハー加工時の温度状態で平面度
がＯＫ近いことが理想的であるが、一般にはウェハー加
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
面測定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図は加工前の定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１００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り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
精度の平面度をもっ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、１
０・・・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、５Ｑ・・・修正リング、Ｐ・・・被加工
物（ウェハー）。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦コ 第５図 第７図 、ｌｌ’１カー１≧。 第１３図 潰す　Ｌ虎、 翔り　　４１　　　否１ 区 ＩＦＳＸ 第１５図 手続補正書 ６１．４．１６ 昭和　　年　　月　　日 特許庁長官　　宇　賀　道　部　殿 １、事件の表示 特願昭６１−２２０号 ２、発明の名称 片面研磨装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （３４５）　　東芝機械株式会社 ４、代理人 東京都港区虎ノ門１丁目２６番５号　第１７森ビル５、
自発補正 ７、補正の内容 （１）　明細層、第２頁５行目および１０行目「単独ベ
ターニング」とあるのを「単独でターニング」とそれぞ
れ訂正する。 （２）　同じく、第５真下から３〜２行目「旋回揺動可
能」とあるのを「旋回可能」と訂正する。 （３）　同じく、第６頁１〜２行目「前記フレーム１０
の・・・揺動可能に」とあるのを削除する。 （４）　同じく、第７頁２行目「すべく揺動」とあるの
を削除する。 （５）　同じく、第８頁３〜４行目「とする旋回揺動」
とあるのを「とじた所定範囲を往復する旋回」と訂正す
る。 （６）　同じく、第９頁５〜６行目［取付けてなるもの
で、」とあるのを「取付ける。」と訂正する。 （７）　同じく、第９頁９行目「この状態で」とあるの
を削除する。 （８）　同じく、第９頁１０行目「させたヘッド部」と
あるのを「させた状態でヘッド部」と訂正する。 （９）　同じく、第９頁１０〜１１行目「回転させてな
るもので」とあるのを「回転させ、定盤５の平面度の修
正を行なう。このとき、」と訂正する。 （１０）　同じく、第１０頁下から５行目「面測定温度
」とあるのを「面温度」と訂正する。 （１１ン　図面の第１２図を別紙の通り訂正する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）昇降可能な保持機構のヘッド部に保持された被加
   工物を下降させて定盤に押圧させ、かつその研磨面に研
   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、前記ヘッド部に定盤の平面度を修正可能に
   した手段を取換え自在に設けたことを特徴とする片面研
   磨装置。
2. （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。