JPS63256356A

JPS63256356A - 研摩方法および装置

Info

Publication number: JPS63256356A
Application number: JP62090834A
Authority: JP
Inventors: Takashi Shimura; 俊志村; Kiyoshi Akamatsu; 潔赤松; Hajime Yui; 肇油井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-04-15
Filing date: 1987-04-15
Publication date: 1988-10-24

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〕本発明は研摩技術、特に、半導体ウェハの如き薄板材の
研摩に適用して効果のある技術に関する。

〔従来の技術〕

半導体ウェハの研摩については、株式会社工業調査会、
昭和５７年１１月１５日発行、「電子材料Ｊ　１９８２
年別冊、Ｐ６０〜Ｐ６６および同社、昭和５８年１１月
１５日発行、「電子材料」１９８３年別冊、Ｐ４９〜Ｐ
５６に記載されている。

ところで、本発明者は、半導体ウェハのポリッシングに
ついて検討した。以下は、本発明者によって検討された
技術であり、その概要は次の通りである。

すなわち、半導体ウェハのポリッシングを行うに際して
は、複数枚たとえば３枚〜数十枚の半導体ウェハを１つ
の研摩プレートに保持し、定盤に対向させてポリッシン
グクロスにより摩擦で従動回転させつつポリッシングを
行うことが考えられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、前記のように複数枚の半導体ウェハを１つの
研摩プレートで保持する方式の場合には次のような問題
点があることを本発明者は見い出した。

すなわち、前記複数枚ウェハ保持方式では、複数枚の半
導体ウェハを均等にポリッシングすることが困難であり
、全体として平坦度の精度の良い半導体ウェハが得られ
ない。

また、研摩面積が全体として大きくなる結果、単位研摩
圧を高くして研摩能率を高めることは困難である。

さらに、研摩装置が全体として大型化してしまう。

また、研摩プレートへの半導体ウェハの着脱が機構の大
型化などの原因で自動化しにくい。

本発明の目的は、平坦精度の高い研摩技術を提供するこ
とにある。

本発明の他の目的は、研摩装置の小型化、自動化を容易
に実現できる技術を提供することにある。

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
。

〔問題点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、次の通りである。

すなわち、薄板材を枚葉式に研摩する技術であって、定
盤と薄板材を保持する研摩ヘッドとを同一方向にほぼ同
一の回転速度で強制回転させ、また研摩ヘッドを水平方
向に揺動させながら研摩を行うものである。

〔作用〕

上記した手段によれば、薄板材の全体が平坦精度良く研
摩されるので、大口径の薄板材でも均一な平坦度に研摩
できる。

また、枚葉式に研摩することにより、研摩装置を小型化
でき、薄板材の着脱などの自動化も容易となる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例である研摩装置の概略を示す
説明図、第２図はこの研摩装置の要部の部分的正面図で
ある。

本実施例の研摩装置は１つの研摩ヘッドに１枚の半導体
ウェハ（薄板材）をたとえば真空吸着力などで保持する
枚葉式の研摩装置である。

この研摩装置は直径りの定盤１を有し、この定盤ｌはモ
ータ２により矢印方向に回転速度Ｎで強制回転される。

また、定盤１はＤで表される直径を有している。この定
盤の上面すなわち研摩面側には、ポリッシングクロス３
が設けられている。

定盤１の上方には、研摩ヘッド４が一例として２つ設け
られている。この研摩へラド４は薄板材の一例としての
半導体ウェハ５を定盤１と対向させて１つの研摩ヘッド
４につき１枚ずつ枚葉式に保持するもので、その定盤ｌ
側には、半導体ウェハ５の真空吸着用のパッド６および
ガードリング７を有している。研摩へラド４は略示した
摺い機構８を介して、モータ９により定盤１と同じ方向
に回転速度ｎで強制回転される。定盤１０回転速度Ｎと
研摩ヘッド４の回転速度ｎとの関係は同一速度またはほ
ぼ同一の速度となるようになっている。研摩へラド４で
保持される半導体ウェハ５の直径はｄで表され、その中
心から定盤１の外周までの距離はＤ／４である。

また、本実施例の研摩ヘッド４は水平方向にも半導体ウ
ェハ５の中心から±ｅだけ揺動するようになっている。

この揺動のため、２つの研摩ヘッド４は保持部材１０で
連結保持されると共に、この保持部材１０に固定される
固定シリンダ１１および該保持部材１０に対して非固定
すなわち遊動状態で該固定シリンダ１１に直列的に連結
された遊動シリンダ１２が揺動手段の一例であるシリン
ダ装置として設けられている。

この研摩へラド４の半導体ウェハ５の中心からの揺勅距
ｎｅは本発明者の実験によれば、の関係にあるのが好ま
しく、平坦精度の高い半導体ウェハ５のポリッシングが
得られることが判明している。ここで、ｅが（Ｄ／４−
ｄ／２）よりも大きくなると、半導体ウェハ５の研摩面
が定盤１からはみ出すことになり、該半導体ウェハ５に
傷が付くなどの問題が生じるものである。

さらに、定盤１の中心側の上方には、該定盤１上に研摩
剤を供給するためのフィーダノズル１３が垂下されてい
る。

次に、本実施例の作用について説明する。

ポリッシングされる半導体ウェハ５は各研摩ヘッド４に
より１枚ずつ枚葉式に真空吸着などで保持される。この
半導体ウェハ５は、七摩ヘッド４をモータ９で回転させ
ることにより該研摩へラド４と共に矢印方向に回転速度
ｎで強制回転されながら、モータ２で研摩へラド４と同
一方向に回転速度Ｎで強制回転されている定盤１上のポ
リッシングクロス３の上面に押圧される。

それにより、半導体ウェハ５は、それぞれ回転速度Ｎと
ｎで同一方向に強制回転される定盤１と研摩ヘッド４と
の摩擦によりその研摩面（第２図の下面）をポリッシン
グクロス３で研摩される。

この時、定盤１と研摩ヘッド４との回転速度Ｎとｎは互
いに同一またはほぼ同一にする。

しかも、本実施例では、固定シリンダ１１と遊動シリン
ダ１２とによる水平方向の伸縮動作で２つの研摩ヘッド
４が半導体ウェハ５の中心から両方向に揺動距離±ｅだ
け（すなわち、揺動範囲の合計は２ｅ）水平方向に揺動
する。

その結果、本実施例では次のような優れた効果を得るこ
とができる。

（１）、１つの研摩ヘッド４に１枚の半導体ウェハ５を
保持して研摩する枚葉式の研摩装置であるので、装置が
小型化され、生産ラインの構成やメンテナンスが容易と
なる。

（２）、また、前記（１）により、半導体ウェハ５の研
摩ヘッド４への自動着脱が可能となり、ウェハ研摩工程
の完全自動化を実現できる。

（３）、定盤１および研摩ヘッド４を共にほぼ同じ回転
速度で同一方向に強制回転させることに加えて、研摩ヘ
ッド４を半導体ウェハ５の中心から揺動距離±ｅだけ水
平方向に揺動させることにより、半導体ウェハ５を平坦
精度良く研摩できる。

（４）、前記（１）、　（３）により、大口径の半導体
ウェハ５であっても平坦精度が向上し、また高集積度用
の半導体ウェハ５にとっても好適である。

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で種々変更可能
であることはいうまでもない。

たとえば、揺動手段としてシリンダ１１．１２以外のも
のを用いてもよい。

また、研摩へラド４は１つまたは３つ以上でもよい。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその利用分野である半導体ウェハのポリッシングに適
用した場合について説明したが、これに限定されるもの
ではなく、たとえば半導体ウェハ以外の薄板材の研摩に
広く適用できる。

〔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、下記の通りである
。

すなわち、本発明の研摩方法によれば、薄板材を枚葉式
に研摩する研摩方法であって、定盤と薄板材を保持する
研摩ヘッドとを同一方向にほぼ同一の回転速度で強制回
転甘さ、かつ前記研摩ヘッドを水平方向に揺動させなが
ら研摩することにより、薄板材の平坦精度の高い研摩が
可能となる。

また、本発明の研摩装置によれば、薄板材を枚葉式に研
摩する研摩装置であって、所定の回転速度で強制回転さ
れる定盤と、この定盤を強制回転させる手段と、薄板材
を前記定盤に対向させて保持し、前記定盤と同一方向に
ほぼ同一の回転速度で強制回転される研摩ヘッドと、こ
の研摩ヘッドを強制回転させる手段と、前記定盤上に研
摩剤を供給する手段と、前記研摩ヘッドを水平方向に揺
動させる揺動手段とを備えてなることにより、研摩装置
が小型化され、メンテナンスも容易となる。

また、薄板材の着脱などの自動化を容易に実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である研摩装置の概略を示す
説明図、第２図はこの研摩装置の要部の部分的正面図である。１・・・研摩装置、２・・・モータ、３・・・ポリッシ
ングクロス、４・・・研摩ヘッド、５・・・半導体ウェ
ハ、６・・・パッド、７・・・ガードリング、８・・・
摺い機構、９・・・モータ、１０・・・保持部材、１１
・・・固定シリンダ、１２・・・遊動シリンダ、Ｄ・・
・定盤の直径、ｄ・・・半導体ウェハの直径、Ｎ・・・
定盤の回転速度、ｎ・・・研摩ヘッドの回転速度、ｅ・
・・揺動距離。第　　１　　図／／、／２−ミリ２ノ゛（１１〜−ｆ−崎）第　　２　
　図

Claims

【特許請求の範囲】１、薄板材を枚葉式に研摩する研摩方法であって、定盤
と薄板材を保持する研摩ヘッドとを同一方向にほぼ同一
の回転速度で強制回転せさ、かつ前記研摩ヘッドを水平
方向に揺動させながら研摩することを特徴とする研摩方
法。２、前記研摩ヘッドの揺動距離が０＜ｅ≦（Ｄ／４−ｄ／２）（ｅ＝薄板材の中心からの研摩ヘッドの揺動距離、Ｄ＝
前記定盤の直径、ｄ＝薄板材の直径）であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の研
摩方法。３、前記薄板材が半導体ウェハであることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の研摩方法。４、薄板材を枚葉式に研摩する研摩装置であって、所定
の回転速度で強制回転される定盤と、この定盤を強制回
転させる手段と、薄板材を前記定盤に対向させて保持し
、前記定盤と同一方向にほぼ同一の回転速度で強制回転
される研摩ヘッドと、この研摩ヘッドを強制回転させる
手段と、前記定盤上に研摩剤を供給する手段と、前記研
摩ヘッドを水平方向に揺動させる揺動手段とを備えてな
ることを特徴とする研摩装置。５、前記揺動手段がシリンダ装置よりなることを特徴と
する特許請求の範囲第４項記載の研摩装置。６、前記研摩ヘッドの揺動距離が０＜ｅ≦（Ｄ／４−ｄ／２）（ｅ＝薄板材の中心からの研摩ヘッドの揺動距離、Ｄ＝
前記定盤の直径、ｄ＝薄板材の直径）であることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の研
摩装置。７、前記薄板材が半導体ウェハであることを特徴とする
特許請求の範囲第５項記載の研摩装置。