JPH04201174A - ポリッシング装置の上軸機構 - 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、ノリコンウェーハを研磨するポリッシング装
置の上軸機構に係り、詳しくはノリフンウェーハを研磨
面に押圧する上軸機構に関する。

【従来の技術】

単結晶ノリコンウェーハ（以下単にウェーハと称す。）
の加工工程には、最終的な仕上げ工程としてウェーハの
平滑度を向上させて鏡面仕上げをおこなうための、ポリ
ッシング装置を用いたメカノケミカルボリッンングによ
る研磨がある。 従来、ここで用いられるポリッシング装置は、軟質弾性
材料になる研磨布を接着した公転するターンテブル上の
研磨面に、研磨液を滴下しながら、キャリアプレートの
下面に接着したウェーハを、独立に自転する上軸の下端
に取り付けた押圧板により、キャリアプレートの上面か
ら押し付けて研磨するものであった。 この研磨においては、ウェーハの高い平面度と平滑度が
要求されるが、このときの研磨精度はターンテーブルの
平面度や、ターンテーブルと押圧板との平行度に大きく
影響を受け、また、キャリアプレートを押圧する押圧板
への加圧点によってもウェーハの研磨状態が変化する。 このことは、押圧板の上面中心部を上軸により加圧し、
押圧板の下面でキャリアプレートの上面全面を加圧する
従来のポリッシング装置では、−見平面状の押圧板であ
っても、理想剛体ではないので部分的な加圧による微少
な変形が生じ、キャリアプレート上面に作用する力も一
様ではない。しかも、セラミックス等からなる円板状の
キャリアプレートにおいても同様の状態となり、また、
キャリアプレートの下面には複数枚のウェーハがキャリ
アプレートの中央部ではなく半径上に接着されているの
で、研磨される各ウェーハともその加圧点が偏心したも
のとなり、とくにウェーハの水平度に支障を来す。 このようなポリッシング装置の、キャリアプレートに向
けて自転を伴って加圧するための上軸機構に対し、以下
のような改良された手段が開示されている。 ■　まず、第４図に示すように、自転する上軸の下端に
配した回転円板であるトノブリンク４０４に、液体また
は気体を適当な圧力で封入しｆコゴム等になる弾性中空
体４１３を設ける。そして、その弾性中空体４１３によ
り、ターンテーブル４０３に載せたキャリアプレート２
の上面から押圧するものである。このような手段により
、ウエーノ＼４０１か接着されたキャリアプレート上面
を均等に押圧しようとするものである（実開昭６２−１
６５８４９）。 ■　また、第５図に示すように、キャリアプレート５２
６の外周縁近傍をターンテーブル５５６の方向へ押圧す
るための外周抑圧装置５２０と、キャリアプレート５２
６の中央近傍を押圧するための中央押圧装置５３６とを
具備したものである。 中央押圧装置５３６にはその下部に加圧板６４４を取り
付け、キャリアプレート５２６の中心寄りを加圧するこ
とで、ウェーハ５４８外周の一部を押圧し、一方、キャ
リアプレート５２６の外周寄りの一部を前記外周押圧装
置５２０により押圧する。中央押圧装置５３６は圧縮空
気により押圧力を加減するピストン装置となっており、
この中央押圧装置５３６の加圧力を調整し、外周押圧装
置６２０とのバランスをとることによってウェーハ研磨
面へかかる力を均等化しようとするものである（実開昭
６４−１６２６０）。

【発明が解決しようとする課題】

ポリッシング装置における研磨では、ウェーハに軟質砥
粒で圧力を加えることにより発生する熱によって、ウェ
ーハ上の微少凸部に腐食反応を進行させるので、装置の
ターンテーブルにもこのときの研磨熱が蓄積される。ま
た、ターンテーブル上では、複数枚のウェーハが接着さ
れた、ターンテーブルのおよそｌ／２以下の直径である
キャリアプレートを、さらに複数枚、例えば４枚はどの
キャリアプレートを、それぞれに自転を伴う上軸機構に
より押圧するので、ターンテーブルにおける蓄熱部分と
放熱部分も一様性を欠く。従って、研磨か進むにつれて
ターンテーブルの上面にも、極めて緩やがてはあるか、
表面の歪みが生じてくる。この歪みは、通常ターンテー
ブル中心部を項とする湾曲変形となっている。 このような状況においては、上記■の弾性中空体で押圧
する機構によれば、キャリアプレートの上面を均等に加
圧することはできるものの、キャリアプレートへの作用
面かゴム等の弾性体なので、回転中の研磨面からの微少
な衝撃で、キャリアプレートに常に揺動が発生し、その
結果、ウエーノ＼の水平度を損なうこともある。さらに
、弾性体によりキャリアプレートを押圧しながら回転す
るので、上軸の回転とキャリアプレートの回転とが完全
に応答がとれないという問題があった。すなわち、研磨
面での摩擦抵抗により、弾性中空体の上軸側トップリン
グ面とキャリアプレート面とは、常時、捩りと戻りとが
発生する。このことは、つ工−ハが研磨面に対して一瞬
の停滞と滑りが発生しており、前記同様にウェーハの水
平度の欠如やウェーハへの損傷を招くことがある。 一方、上記■に挙げた、キャリアプレートの中央部分と
外周部分とてバランスをとる押圧機構によれば、ターン
テーブルに生しる微少湾曲に対して、キャリアプレート
の外周部分と中央部分とを押圧することにより、研磨面
とキャリアプレートとの一応の平行度を確保できる。し
かしながら、ウェーハに加えられる力は、キャリアプレ
ートの中央寄りの一部と、外周側の一部であり、すなわ
ち、各ウェーハの周縁において部分的な加圧となる。こ
のようなキャリアプレートへの部分的な加圧は、ウェー
ハ全面に均等に押圧するカが作用しないので、ウェーハ
の水平度に支障を来すという問題点かある。 本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、ターンテーブルの微少湾曲等
に追従させ、がっ、キャリアプレートの上面全面を均等
に押圧育ることにより、ウェーハの平面度と平滑度、と
くに、平面度を向上さけ得るポリッシング装置の上軸機
構を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために、本発明では、キャリアプレ
ートの下面に接着されたノリコンウェーハを研磨すべく
、自転を伴う上軸を介して前記キャリアプレートの上面
を、公転するターンテーブル上の研磨面に向けて押圧す
るポリッシング装置の上軸機構において、前記上軸の下
方には、該上軸の下端に固着された上板とキャリアプレ
ート上面に当接する押圧板との間に加圧室が形成され、
かつ、前記加圧室には、前記上軸もしくは上板に連設さ
れた駆動ピンにより前記上軸の回転力を前記押圧板に直
接的に伝播する押圧板駆動手段が設けられていることを
特徴する。 また、ターンテーブルの微少な湾曲に対して前記押圧板
をさらに補完的に変形させるために、本発明では、前記
押圧板の上面中心を前記キャリアプレート側に向けて押
圧可能な中押軸が設けられていることを特徴とする。

【作用】

ウェーハが下面に接着されたキャリアプレートの上面に
押圧板が当接し、該押圧板によってキャリアプレートが
押圧される。押圧板上面に形成された加圧室を加圧する
と、加圧室内の圧力は押圧板を下方へ押し下げるように
作用する。加圧室内の圧力は押圧板のほぼ全面に働き、
がっ、加圧室が伸縮揺動自在なので、キャリアプレート
上面にもその全面に均等に作用してキャリアプレートを
ターンテーブルに向かって押圧する。研磨熱により発生
したターンテーブル上面の微かな歪みに対しても、均等
にキャリアプレートを押圧してターンテーブルの歪みに
追従させる。また、押圧板は通常の剛性は有しているの
でキャリアプレートを安定して保持しする。そして、上
軸側に固着され上軸と一体に回動する駆動ピンは、上軸
側の回転力を直接押圧板に伝播する。 さらに、ターンテーブルに発生した湾曲が増大した場合
には、ウェーハの研磨状態に対応させて中押軸をにより
押圧板の中心部を補完的に加圧し、キャリアプレートと
ターンテーブルとの平行度を維持する。

【実施例】

本発明の一実施例を図面を参照して説明する。 第２図に示されるように、ボリッノング装置のターンテ
ーブル８ｏの上方には上軸機構Ｉが配置され、該上軸機
構Ｉの下方には、研磨されるウェーハ８２かキャリアプ
レート８Ｉの下面に接着されてターンテーブル８ｏに載
置される。 上軸機構ｌは、回転しながらターンテーブル８０側へ加
圧する上軸１０と、該上軸１ｏを支持して上軸１０へ回
転力を伝達するハブホイールＩ５と、これらを支持する
ハウジング２０．および、上軸ｌＯの下方に連設されキ
ャリアプレート８１を押圧する上板３ｏならびに押圧板
４ｏとがら該略構成されている。 上軸１０は、中空のシャフトであり、上方では上部ハウ
ジング１１の内筒に取り付けられた軸受Ｉ２により回転
支持され、下方ではハブホイール１５の筒内に挿入され
支持されている。このハブホイール１５と上軸１０とは
、ハブポイールＩ５に一体となって上軸ｌＯが回転し、
かっ、上軸ｌＯは上下に摺動可能なようにスライドベア
リング１７ｉ、１７ｂにより結合されている。また、上
軸１０の上方には、上軸１０の中空部１０ｂに圧縮空気
を導入するための上軸圧空導入口１０ａが設けられてい
る。 上軸ｌＯの上方を支持している上部ハウジング１１は、
上軸ｌＯを支持すると同時に上下に昇降させるための支
持部であって、上部ハウジング１１に内包される前記軸
受１２にはアンギュラコンタクト軸受が用いられている
。そして、前記の１軸圧空導入口］Ｏａに圧縮空気を送
気するため、上部ハウジングの一箇所に圧空導入口１１
ｉＬが開孔され、その圧空導入口１１ａは、その奥端で
、上軸ｌＯの外面に接するハウジング１１の内筒面上に
内周に沿って切り込まれた圧空導通溝１１ｃに連通して
いる。これににより、圧空導入口１１λから、回転する
上軸ｌＯの上軸圧空導入口ｌＯａを介して上軸ｌＯの中
空部１０ｂと導通するようになっている。圧空導通溝１
１ｃの上下では、上部ハウジング１１の内筒面と上軸１
０の外周面とはＯリングＩｌｂ、ｌｌｂにより気密に保
たれている。 まｆ二、上軸１０を支持しているハブホイール１５は、
ハウジング２０に開けられた挿通孔２０１において軸受
２１ａ、２１ｂで回転支持されている。ここに装着され
る軸受け２１ａ、２１ｂは、ハブホイール１５の外周、
挿通孔２０ａにそれぞれ上下方向から嵌め込まれ、軸受
止２３．２２により固定されている。このハブホイール
１５の上端には、これに回転を与えるためのスプロケッ
ト１４が固着されており、駆動チェーン１６によって駆
動モーター（図示せず）からの駆動力が伝達される。 一方、ハブホイール１５と一体に回転する上軸ｌＯは、
下方かハブホイール１５の下端よりも長く伸長されて、
その末端は中空部１０ｂか若干拡径されたうえ、鍔状に
広げられたフランジ部ＩＯＣが設けられている。そして
、このフラッジ部１０ｃの下面には、はぼ円形平板の上
板３０か上軸ｌＯに一体に取り付けられて吊持されてい
る。 本発明では、上軸ｌＯの下端にこの上板３ｏが固着され
、さらに上板３０の下方には、ターンテーブル８０に載
置されるキャリアプレート８１の上面に当接する押圧板
４０が配置されたうえ、これら上板３０と押圧板４０と
の間には加圧室５゜ａが形成されており、そのうえ、こ
の加圧室５゜ａの内部には、上軸ｌＯに連設された駆動
ピン６０により上軸ｌＯの回転力を押圧板４ｏに直接的
に伝えるための、押圧板４ｏに対する駆動手段が設けら
れていることを特徴としている。 上軸ＩＯの下端に固着された上板３ｏの下面には、ベロ
ーズ５０が取り付けられている。ベローズ５０は、ステ
ンレス薄板等の弾性材料により蛇腹に成型されたもので
、押圧板４ｏの直径に近い口径のものであるが、少なく
ともキャリアプレート８１のウェーハ８２が接着されて
占宵される部分と同径以上であることが望ましい。そし
て、−方向に１図では上下方向に伸縮性を有しており、
上下面が開口している。ベローズ５ｏの下面は、上板３
０とほぼ同形状の円形平板になる押圧板４０の１面に固
着されて、上板３０と押圧板４０との間に、ベローズ５
０に内包されろ空間が加圧室５０ａとして形成されてい
る。上板３０とへローズ５０、および、ベローズ５０と
押圧板４０とは、それぞれ、環状平板の一面に段付き加
工を施した固定板３５．４５を介して取り付けられ、固
定板３５．４５とベローズ５０との接合部分は、溶接接
合によって気密に保持されている。そして、航紀上板３
０の略中央部には、上軸１０の中空部１０ｂに連通する
上板圧空管路３０ａが形成され、前記上部ハウジングＩ
ｔの圧空導入口＋１ａから加圧室５０＆に至るまでの圧
空経路が構成されている。 前述した上軸１０に回転力を伝達するノλブホイール１
５の下端には、環状の駆動ピン支持板１８が固着されて
おり、この駆動ピン支持板１８の下面に、押圧板４０に
回転力を伝播するための駆動ピン６０が下方に向けて一
体に設けられている。 図面上では、駆動ピノ６０は、ハブホイール１５に固着
された駆動ピン支持板１８から上板３０を貫通して下方
へ伸びているか、ハブホイール１５、上軸ｌＯ１および
、上軸ｌＯに固着された上板３０とともに回転して、押
圧板４０にその駆動力を伝えるのか目的であり、上軸１
０に連設されるしのであればよく、上板３０の下面に取
り付けるものとしてもよい。ここでは、上軸１０下端の
フランツ部１０ｃにおける上板３０の取り付は部分の補
強的構成から、上板３０を貫通させ、上板３０にも同時
に回転を伝達するようになっている。また、駆動ピン６
０か貫通する上板３０の駆動ピン挿通孔３６には、加圧
室５０ａの気密保持のため０リング３０ｂか装着されて
いる。 一方、第２図（第１図のＡ−Ａ水平断面図）に示される
ように、駆動ピン６０は２本を一対として２箇所に設け
られており、加圧室５０２Ｌ内の押圧板４０の上面には
、この駆動ピン６０を受けるためのローラー６２が、ロ
ーラーステー６１により支持されている。駆動ピンをこ
のようなローラー６２で受けることにより、回転力を押
圧板４０に確実に伝えるとともに、キャリアプレート８
１の着脱の際の押圧板４０の上下方向への昇降に対して
も、摺動可能に接している。 本実施例では、押圧板４０への駆動手段として、駆動ピ
ン６０とローラー６２によるらのとなっているか、上下
への可動部分を有し、かつ、上軸１０と一体的な回転力
を伝播するような、例えば、押圧板４０の上面に駆動ピ
ン６０が挿入される円筒の外套体等を設け１ニものとし
てもよい。 このような上板３０、ベローズ５０、および、押圧板４
０により形成される加圧室５０ａの外周には、側板３１
．３１が上板３０の下面周縁に一体に固着されている。 この側板３１は、第２図および第３図に示されるように
、上板３０周縁のおよそ１／４の長さに渡って２箇所に
分割されて設けられている。そして、側板３１の下端は
内方に向かって折曲された折曲部３１ａ、３１ａで押圧
板４０の下面周縁を支持し、かつ、押圧板４０を囲繞す
ることにより、ベローズ５０に吊持された押圧板４０の
水平方向の揺れを防止している。また、折曲部３１ａの
端部内周がキャリアプレート８１の外周に合致するよう
に形成されており、押圧板４０を下降さ仕たときに、こ
の側板３１によってキャリアプレート８Ｉのターンテー
ブル８０上における位置決めができるものとなっている
。 さらに、本発明では、ターンテーブル８０に発生する微
少な湾曲に対して押圧板４０を補完的に変形させるため
に、押圧板４０の上面中心をキャリアプレート８１に向
けて抑圧可能な中押軸７０が設けられていることを特徴
としている。 中押軸７０は、上軸１０の中空部１０ｂに内挿され、一
方を上軸１０の上端て支持されている。 中押軸７０の下方てはロッド７３が突出して、上板３０
の中心部を貫通し、この貫通部で中押軸７０の他方か支
持されている。上軸１０の中空部ｌＯｂに対して、中押
軸７０は圧空経路を形成するように間隙を有して内挿さ
れている。そして、中押軸７０と上軸ｌＯとは、パツキ
ン１０ｄにより中空部１０ｂの気密が保たれたうえ、上
軸ｌＯが摺動回転する。この中押軸７０は、上軸ｌＯの
上方に設けられたシリンダ装置７！に連設されており、
シリンダ装置７１によって下方のロッド７３が押し出さ
れる。ロッド７３の先端には、押圧板４０の中心部に当
接する中押部材７２が取り付けられており、シリンダ装
置７１に連なる圧力制御系の操作により、押圧板４０の
中心部を押圧するものとなっている。 ところで、ハブホイール１５の下端に取り付けられ、駆
動ピン６０か下方に向けて固着された駆動ピン支持板１
８には、その外周部に、■リング１８ａとジャバラ＋８
ｂとか設けられている。これらは双方とも、研磨中の砥
粒等異物が軸受部分に侵入するのを防止するものである
。■リング１８ａは、ハウジング２０の裏面に取り付け
られた軸受止２２に摺動接触して、軸受２１ｂを保護し
ている。駆動ピン支持板１８の下方を覆うように設けら
れたツヤバラ１８ｂは、上板３０の上面にその下端が固
定されて、上軸１０および上板３０のハブホイール１５
に対する上下動に追従して伸縮し、スライドベアリング
１７ａへの異物の混入を防止している。 さらに、本実施例においては、ウェーハ研磨後に押圧板
４０に密着したキャリアプレート８１を、押圧板４０か
ら剥離するためのキャリアプレート剥離バー２５か設け
られている。これは、キャリアプレート８１は、研磨中
に押圧板４０によって押圧されるので、キャリアプレー
ト８１の上面と押圧板４０の下面とは密着状態となり、
上軸１０の上昇のときに押圧板４０から離れなかったり
、上軸１０の上昇中もしくは上昇後に落下するのを防止
して、上軸１０の上昇開始のときに確実にキャリアプレ
ート８１を剥離するためのものである。 キャリアプレート剥離バー２５は、上板３０、固定板３
５，４５、押圧板４０に各々開孔された挿通孔３０ｃ、
３５ｃ、４５ｃ、４０ｃを貫通して設けられている。剥
離バー２５の頭部は平板に成型され、該平板部と上板３
０の上面との間にスプリング２６が挿入される一方、固
定板３５の挿通孔３５ｃの下方には、ストンｊ＜−２７
が位置調整可能に取り付けられている。そして、ノ＼ウ
ノング２０の下面には、環状体である剥離リング２４か
上軸１０と同心に固定されている。この剥離リング２４
下端とキャリアプレート剥離バー２５の頭部とは平面上
接するような位置に、それぞれ上軸１０の軸芯から等距
離にある。剥離バー２５と剥離リング２４との断面上の
位置関係では、ウェーハ研磨中は上軸１０および上板３
０等か下降しているか、この上きには、剥離バー２５の
頭部と剥離リング２４とか若干の間隙を何するよう離間
した配置となっている。さらに、研磨時にあっては、剥
離バー２５はその下端が押圧板４０に開孔された挿通孔
４０ｃから突出しないように、所定の長さに形成され、
ストッパー２７によって調整されているのである。 以上述べた上軸機構ｌにあっては、一部図示を省略する
が、ターンテーブル８０の上方に複数台、通常４台はど
か設置されている。ハウジング２０は各上軸機構ｌに共
通に設けられており、装置本体に固設されている。 ハウジング２０の上には、これら上軸機構１゜１、・・
・・、を同時に駆動するための共通の駆動モーターが設
置され、各々の上軸機構１，１．・　−１のスプロケッ
ト＋４．１４．　　・　、を順次駆は巡る駆動チェーン
１６の一部に連結されている。また、ハウジング２０上
には、上軸ｌＯを昇降させるための昇降用シリンダ装置
８５と、支点８７と、両者を結合する連設棒８６か設け
られている。そして、上軸ｌＯの上部を支持する上部ハ
ウジング１１に取り付けられた支点（図示せず）で連設
棒８６の中間部に連結されており、昇降用ノリンダ装置
８５の作動により上部ハウジング１１に伴って上軸１０
が昇降可能となっている。 一方、上軸ｌＯの下方に形成された加圧室５０＆へ連な
る上部ハウジング１１の圧空導入口１１ａは、上流側の
圧力調整器７３ａに連設された導管７４ａに接続され、
加圧室５０の圧力が調整される。また、中押軸７０のロ
ッド７３を作動させるためのノリンダ装置７１は、途中
に圧力調整器７３ｂを介在させた導管７４ｂに接続され
ている。 ハウジング２０の中心部には、キャリアプレート８１の
外周の一部に外周に合致して当接し、複数のキャリアプ
レート８１をターンテーブル上において同時に位置決め
するための位置決め装置か設けられている。この位置決
め装置は、ノ＼ウンノグ２０の下面とターンテーブル８
０の上面との間をノリンダ装置によって昇降可能に取り
付けられている。また、前述の説明では省略し１こが、
上板３０の、側板３１の固着されていない周縁部分には
、キャリアプレート８１の外周より若干小さい円弧の切
欠部が設けられ、ノ入つノング２０の下面にある前記位
置決め装置がターンテーブル上面まで下降して、当初キ
ャリアプレート８１の位置決めが可能となっている。 次に、このような構成になる上軸機構１の動作を説明す
る。 ターンテーブル８０の上面には、図示しないか、予め研
磨布が貼付されており、この上に研磨されるウェーハ８
２の接着されたキャリアプレート８１が、前記の位置決
め装置が用いられて、ウェーハ８２の研磨面を下面とし
て所定に位置に載置される。次に、上軸機構１の作動を
開始すると、シリンダ装置８５により上部ハウジング１
１が押し下げられ、これに伴って上軸１０、上板３０、
および、加圧室５０ａを介して一体になる押圧板４０と
が下降する。キャリアプレー）８１は、予め位置決めさ
れているので、上板３０周縁に固着されに側板３１の下
端に設けられた折曲部３１ａ。 ３１ａの内周に嵌め合わされて、押圧板４０の下面に当
接する。そして、キャリアプレート８１によって押圧板
４０が微かに持ち上げられるまで上軸１０が下降する。 昇降用シリンダ装置８５はこの状態で研磨が終了するま
で保持されている。上軸１０が下降するときには、ノ＼
ブホイール１５はハウジング２０側に支持されているの
で、ノ１ブホイール１５の下方に連設された駆動ピン６
０に対して、ローラー６２は下方に摺動する。そして、
加圧室５０２Ｌは、研磨中、所定の圧力を維持するよう
に圧力調整器７３ａにより加圧保持される。 この状態からターンテーブル８０か回転して研磨がおこ
なわれるが、ターンテーブル８０のスタートと同時に、
駆動モーターも独自に回転を開始し、この駆動モーター
に連結された駆動チェーン１６によって、スプロケット
１４に回転か伝えられる。スプロケット１４の固着され
たノ１ブホイール１５が回転すると、スライドヘアリン
グ１７ａ。 １７ｂにより回転方向に滑りを規制された上軸ＩＯがハ
ブホイール１５と一体となって回転を開始する。そして
、上軸ｌＯとともに、上板３０、ベローズ５０、押圧板
４０か一体に回転するか、とくに押圧板４０には、駆動
ピン６０により回転力が伝達される。 研磨面にはアルカリ性のノリカゾルか滴下されてウェー
ハ８２の研磨が進められるか、ウエーノ＼８２の研磨状
態により、加圧室５０ａの圧力か調整される。さらに、
通常は発熱によりターンテーブル８０に中央部を底とす
る微かな湾曲が生じるが、このような研磨中のターンテ
ーブル８０の歪みが大きく、ウェーハ８２の仕上がり状
態が平面度を欠いているような場合には、中押軸７０を
シリンダ装置７１を用いて押圧板４０の上面中心部を加
圧することにより補正することができる。 研磨が終了すると、ターンテーブル８０、および、上軸
ｌＯ等の回転か停止され、最初とは逆に昇降用シリンダ
装置８５によって、上軸

【０か持ち上げられキャリアプ
レート８Ｉかターンテーブル８０から引き離される。 このとき、第３図に示されるように、キャリアプレート
８１は、キャリアプレート剥離バー２５によって押圧板
４０から剥離される。剥離バー２５は、第３図（ａ）の
如く、上軸１０が下降し、押圧板４０がキャリアプレー
ト８１に当接しているときは、スプリング２６によって
引き上げられており、その下端部は押圧板４０の挿通孔
４０ｃの下面からは突出していない。そして、剥離バー
２５の頭部とハウジング２０下面の剥離リング２４とは
離間した状態となっている。次に、研磨終了後上軸１０
が上昇すると、剥離バー２５の頭部か剥離リング２４の
下端に接触し、さらに上昇すると、第３図（ｂ）の如（
、この剥離リング２４が剥離バー２５の止まりとなって
、押圧板４０に対して相対的に剥離バー２５を押し下げ
ることとなり、押圧板４０の挿通孔４０ｃから剥離バー
２５の下端部が突出する。そのため、上軸１０の上昇開
始時にキャリアプレート８１を安全にターン、テーブル
８０の上に剥離することかできるのである。 続いて、本発明の上軸機構１の作用について説明する。 ウェーハ８２が下面に接着されたキャリアプレート８１
の上面に当接した押圧板４０によってキャリアプレート
８１が押圧される。押圧板４０上面の、その上面を含ん
で形成された加圧室５０ａ内を、上軸ＩＯの中空部１０
ｂ、および、上板圧空管路３０ａを通じて加圧すると、
ベローズ５０は上下方向に伸縮するように取り付けられ
ているので、加圧室５０ａ内の圧力は押圧板４０を下方
へ押し下げるように作用する。加圧室５０＋Ｌの圧力は
押圧板４０上面のほぼ全面に直接働き、かつ、ベローズ
５０により形成された加圧室５０ａは伸縮揺動自在なの
で、キャリアプレート８１上面にも全面にかつ均等に作
用して、キャリアプレート８１をターンテーブル８０に
向かって押圧する。 研磨中の発熱により、ターンテーブル８０の上面には微
かながら歪みが発生するが、押圧板４０により前記のよ
うに均等にキャリアプレート８１を押圧しているので、
キャリアプレート８Ｉをターンテーブル８０の歪みに追
従させる。まｆ二、押圧板４０は通常の剛性は有してい
るのでキャリアプレート８１を安定して保持し、研磨面
の歪みや異物に起因したキャリアプレート８１における
揺動も防止している。 そして、上軸ｌＯと一体に回動するハブホイール１５に
固着された駆動ピン６０は、上軸側の回転力を直接押圧
板４０に伝播し、押圧板４０を上軸ｌＯと一体的に回転
させる。 さらに、ターンテーブル８０に発生した歪みが増大し湾
曲が進行した場合には、ウェーハ８２の研磨状態に対応
させて上軸１０の軸心に位置する中押軸７０のロッド７
３により押圧板４０の中心部を補完的に加圧して、キャ
リアプレート８１とターンテーブル８０との平行度を維
持する。この場合においても、押圧板４０には加圧室５
０２Ｌの圧力か均等に作用しており、キャリアプレート
８１をターンテーブル８０の上面に対して追従させるの
である。 【効果】 本発明は、以上述へたように構成されているので、以下
に記載される効果を奏する。 ■　上軸の下方に設け１こ伸縮揺動自在の加圧室に含ま
れる押圧板の上面のほぼ全面域を加圧し、この押圧板で
キャリアプレートを押圧するのて、キャリアプレートの
全面にかつ均等に加圧することかでき、また、ターンテ
ーブルの研磨面にも追従させ得るのて、研磨するウェー
ハの平面度を向上させることができる。 ■　加圧室下面のキャリアプレートを押圧する押圧板は
平板なので、回転研磨時のキャリアプレートでの揺動が
無く安定した保持できる。 ■　押圧板への回転力を上軸から直接伝えるので、キャ
リアプレートを安定して回転させることかでき、研磨面
における瞬間的な停滞と滑りがなくウェーハの平面度お
よび平滑度を向上させることができる。 ■　中押軸によりターンテーブルの湾曲度に対応させて
キャリアプレートの平行度を補正できるので、研磨熱の
蓄積状態に拘わらすウェーハの平面度が確保でき、また
、連続作業も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の上軸機構を示す断面図、第２図は駆動
ピンおよび側板を示すＡ−Ａ水平断面図、第３図（ａ）
および（ｂ）はキャリアプレート剥離バーを示す要部断
面図、第４図および第５図は従来例を示す断面図である
。 ■・・・・・・上軸機構、 ＩＯ・・・・・・上軸、 １０ａ・・・・・・上部圧空導入口、 Ｉｔ・・・上部ハウジング、 Ｉ４・・・・・・スプＣケット、 １５・・・・・・ハブホイール、 ＋７ａ、１７ｂ・・・・・スライドベアリング、２０・
・・・・・ハウジング、 ２１ａ、２１ｂ・・・・・・軸受、 ２４　　剥離リンク、 ２５　・・キャリアプレート剥離バー、３０−・・上板 ３０ａ　　　・上板圧空管路、 ３１・・側板、 ４０・・・・・押圧板 ５０・・・・ヘローズ、 ５０ａ・・・・・加圧室、 ６０・・・・・・駆動ピン、 ６２・・　ローラー、 ７０・・・・・中押軸、 ７３・・・ロフト、 ８０・・・・ターンテーブル、 ８１・・・・・・キャリアプレート、 ８２・−・・ウェーハ、 ８５　・−・・昇降用シリンダ装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）キャリアプレートの下面に接着されたシリコンウ
   ェーハを研磨すべく、自転を伴う上軸を介して前記キャ
   リアプレートの上面を、公転するターンテーブル上の研
   磨面に向けて押圧するポリッシング装置の上軸機構にお
   いて、 前記上軸の下方には、該上軸の下端に固着された上板と
   キャリアプレート上面に当接する押圧板との間に加圧室
   が形成され、 かつ、前記加圧室には、前記上軸もしくは上板に連設さ
   れた駆動ピンにより前記上軸の回転力を前記押圧板に直
   接的に伝播する押圧板駆動手段が設けられていることを
   特徴するポリッシング装置の上軸機構。
2. （２）前記押圧板の上面中心を前記キャリアプレート側
   に向けて押圧可能な中押軸が設けら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の上軸機構。