JPH0735017B2 - ウエハを処理するための組立体 - Google Patents

ウエハを処理するための組立体

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JPH0735017B2
JPH0735017B2 JP62118695A JP11869587A JPH0735017B2 JP H0735017 B2 JPH0735017 B2 JP H0735017B2 JP 62118695 A JP62118695 A JP 62118695A JP 11869587 A JP11869587 A JP 11869587A JP H0735017 B2 JPH0735017 B2 JP H0735017B2
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subcarrier
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トーベット ウォルター
シー ストラヴェン ケネス
イー ロレンツィニ ロバート
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サイベック システムズ
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    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/07—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
    • B24B37/10—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping
    • B24B37/102—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping the workpieces or work carriers being able to rotate freely due to a frictional contact with the lapping tool

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体ウエハを研磨するための装置に関し、
特に、半導体を研磨するためにサブキャリヤーを浮動さ
せる装置に関する。
現在、半導体用のシリコンウエハは硬質の金属多重ウエ
ハ支持チャックを使用して機械で研磨されている。かか
る半導体ウエハを研磨するための代表的な装置の例は、
ボノラらの1980年３月25日に発行された米国特許第4,19
4,324号およびボノラの1979年１月２日に発行された米
国特許第4,132,037号に開示されている装置があり、こ
れらの特許は本発明の譲り受け人により所有されてい
る。
慣用的な例すなわちいわゆる“インサートプロセス”に
おいては、ウエハはチャックまたはサブキャリヤーの表
面のポケットに取り付けられる。ウエハの置かれるポケ
ットの面は全て平行であり、さらに、全て同じ高さであ
ることが重要である。しかし、かかる構成にはいくつか
の問題点がある。すなわち、まず第１に、所定の時間研
磨されるウエハ全てがほぼ同じ厚さとなるように研磨す
るに先立ちウエハは分類されなければならない。一バッ
チプロセス中に研磨されるウエハの厚さの代表的な範囲
は約0.0002インチである。それ故、慣用的ないわゆる
“ワンプレインポリッシング技術”は、それぞれ個々の
厚さが非常に異なるウエハを研磨するのに適合しないの
で、かかる分類度が必要となる。あらかじめ分類しなけ
れば、種々の厚さを有する個々のウエハを研磨する間に
処理が不均一となり、仕上げウエハにおいてテーパが生
じうることとなる。
本発明は改良多重ウエハ研磨用に硬質チャックを適合さ
せるものである。各ウエハ支持チャックは、空気圧、液
体圧または機械力によりサブキャリヤーに加えられた垂
直研磨力で多重チャックキャリヤー組立体に保持され
る。それ故に、各サブキャリヤーは種々の厚さおよびテ
ーパのウエハを自由に収容することができる。
空気または液体圧を使用する場合には、弾性Ｏリングが
研磨によって発現される横方向の力に対する密閉機能と
支持機能とを付与する。サブキャリヤー組立体の背後の
密閉室に加えられた空気または液体圧は、研磨するため
の下方向の力を生ずるとともに、ウエハを各サブキャリ
ヤーの底面に摩擦力で保持する。個々のサブキャリヤー
は表面の調節のために容易に取り外すことができ、また
チャック組立体全体は慣用的なラップ盤上に重ねること
ができる。各サブキャリヤーのそれに固有な軸上での駆
動または非駆動回転もまた可能である。
他方、本発明のもう一つの特徴は浮動サブキャリヤーが
自由に回転できることである。各浮動サブキャリヤーの
かかる特別な回転の自由度によれば、ウエハの厳密な許
容平面度が望ましく改良される。かかる特徴は、ウエハ
に負荷を供するためにスプリングまたはその他の弾性手
段を使用する機械的な浮動サブキャリヤーを使用するこ
とにより一つの基本的な変形例において達成することが
できる。この機械的な浮動サブキャリヤーはまた、ウエ
ハエッジと付随するサブキャリヤーとの間のスペーシン
グを使用しウエハに自由回転を付与することもできる。
しかし、液体圧または空気圧を加える変形例において
は、弾性具は、側壁に介在させ、それぞれ、液体圧液体
または圧縮空気で密着される。本発明を使用することに
はいくつかの長所がある。何よりも、生産コストが低減
されウエハの平面度が改善される。これらの長所は、研
磨中個々のサブキャリヤー、したがって、ウエハを自由
に動かしウエハ面の磨き面を調節することにより達成さ
れる。
慣用的なバッチプロセス研磨装置にまさる本発明のもう
一つの長所は作業周期時間が短縮されウエハTIRが従来
到達不可能であったレベルに減少可能であることであ
る。TIRとはウエハ面内の高所と低所との間のウエハ表
面の最大偏位の“トータルインデイケイテッドリーデイ
ング”を言う。本発明のさらなる長所は一貫した結果が
得られ、ウエハの厚さの分類が必要でないことである。
以下、図面を参照し本発明の好ましい実施態様について
さらに詳細に説明する。かかる詳細な説明により、本発
明の上記した長所およびその他の長所が達成されること
はさらに容易に理解されることであろう。
ところで、好ましい実施態様について説明する前に言葉
の定義および良好な研磨を行うに必要と一般に認識され
ている要件について述べる。
半導体に使用されるシリコンウエハは研磨されたもので
ある。このウエハの厚さはウエハのその他の寸法に比べ
て小さい。キャリヤーは研磨中ウエハを保持する機素で
ある。ホルダーまたはヘッドはキャリヤーを支持し、キ
ャリヤーを調節しキャリヤーに対し運動させる。
良好な研磨を達成するためにはいくつかの要件がある。
まず第１に、ウエハのいかなる点も研磨パッドに関しほ
ぼ等しい速度を有する必要がある。第２に、ウエハのい
かなる点もほぼ等しい研磨圧力を有する必要がある。第
３に、ウエハはパッドに関し反復性のない運動を有する
必要がある。そして第４に、生産において経済性を達成
する必要がある。この第４の要件はバッチプロセスを使
用することにより達成される。
第１図において、研磨装置10はプレート12を有し、プレ
ート12の上には研磨パッド14が固定して取り付けられて
いて、この研磨パッド14はその下のモータ16により回転
される。かかる実施態様において、複数のホルダーまた
はヘッド18は蓋20の内側に固定されていて、蓋20は研磨
装置10の作動中閉じられる。ホルダー18は蓋20の頂部に
設けられたモータ（図示せず）により回転される。受け
板またはキャリヤー22はオペレータにより手動で各ホル
ダー18に取り付けられる。しかし、第１図においては、
一つのかかるキャリヤー22のみが図示されている。複数
の、通常は３または４のサブキャリヤー24が各キャリヤ
ー22に取り付けられる。ヘッドおよびサブキャリヤーに
ついては数多くの配置が可能であることが理解されるで
あろう。ウエハ26は適当な手段例えば真空グリッドの応
用、ワックスまたはそのそれぞれのサブキャリヤー24に
挿入する前に各ウエハ26の背面に少量の水が噴霧される
場合にはその際に生ずる表面張力により各サブキャリヤ
ー24に密着される。ウエハ26のサブキャリヤー24への密
着はウエハ26が軽量であることにより助成される。
第２図において、サブキャリヤー24のキャリヤー22への
取り付けの一実施態様の詳細が図示されている。これに
は、サラバネ座金33、複数の硬質ワッシャー34、２つの
スラストワッシャー軸受け35、テフロンワッシャー36、
Ｖリングウオーターシール37（そのＶ字状の側面により
このように称される）、圧縮スプリング38、シャフトカ
ラー39およびサイドローラ軸受け40（キャリヤー22に取
り付けられた）がある。尚、ピン24A,シャフトカラー3
9,圧縮スプリング38等は第一部材を構成し、サイドロー
ラ軸受40,サラバネ座金33,ウオーターシール37等は第二
部材を構成する。
次いで、上述した機素からなるアセンブリについて第２
図を参照しながら説明する。２つのスラストワッシャー
軸受け35に滑剤をグリースとして塗り、同様に、Ｖリン
グウオーターシール37とキャリヤー22との間の界面もグ
リースを塗る。しかる後、シャフトカラー39をサブキャ
リヤー24の頂部面から突出しているピン24Aに押し込
み、その中間機素全て、特に、スプリング38が圧縮さ
れ、シャフトカラー39とサブキャリヤー24の頂部面とが
保持されるようにする。さらにその後、シャフトカラー
39はねじまたはその他の固定手段39Aによりピン24Aに固
定される。そして最終的には、ウエハ26は、その上に水
を噴霧することにより湿らされ、ウエハ26とサブキャリ
ヤ24との間でプレスされ、水の表面張力によりサブキャ
リヤー24の下面に密着される。サブキャリヤー24はピン
24Aに関して横方向に変形させにくいように思われる
が、ピンが貫通する軸受け40の開口は、実際には、本発
明を実施するために十分な横方向の運動を可能にする。
それ故、サブキャリヤー24はキャリヤーに関して並進
（近付いたり遠ざかったり）および／または角運動する
ことができる。
第３図において、サブキャリヤー24のキャリヤー22への
取り付けの第２の実施態様の詳細を図示する。この場合
も、機素は第１の実施態様と同じである。シャフト42、
ヘッドプレート43、ウエハ26に対して径方向の支持部を
備えたリム44、リフトリング45、サブキャリヤー24用の
レストレイナー46、第１のＯリング52および第２のＯリ
ング54が図示されている。ウエッジツール47は第２の実
施態様の機素ではないが、ゴム製の第１のＯリング52を
溝24B内に圧縮させ、リム44を第１のＯリング52に対し
てガイドするために使用されるものであって、組み立て
中にリム44がサブキャリヤー24に降りてゆく場合には、
Ｏリング52はカットされない。上述した機素の組み立て
は、種々の機素が積み重ねられ、はめ込み式であり、か
かる組み立て中Ｏリング52がカットされないように注意
を払いながら第３図に図示したように相互に固定される
点で第１の実施態様における組み立てと基本的には同じ
である。
この第２の実施態様は、レストレイナー46はヘッドプレ
ート43にネジ止めされることでキャリヤー22に固定され
る。一方、サブキャリヤー24はウエッジツール47をガイ
ドとしてリム44内に挿入され、その際、ウエッジツール
47の開口端に切欠が形成されているので、第１のＯリン
グ52が圧縮され、リム44の内壁とサブキャリヤー24の外
壁との間を液密または気密に封止する。又、リム44とサ
ブキャリヤー24は、レストレイナー46の開口端からレス
トレイナー46内に挿入されて、リフトリング45とリム44
とサブキャリヤー24とが一体にネジ止めされ、第２のＯ
リング54によって、リム44の外壁とレストレイナー46の
内壁との間が、摺動可能且つ揺動可能に液密または気密
に封止される。
この状態で、ヘッドプレート43の下面とサブキャリヤー
24の上面とレストレイナー46の内壁との間がソース65か
ら印加される液体または気体によって液密または気密の
圧力室となる。しかも、サブキャリヤー24は、第２のＯ
リング54で封止されつつ、ウエハ26を保持する面からの
圧力に応じて平行移動し、且つ任意角度に傾斜する（角
運動）動作が自在に行われることになる。
即ち、レストレイナー46の内壁からリフトリング45の上
下位置で径方向に一対の環状突部が突出しており、これ
ら環状突部にリフトリング45が当接することで、サブキ
ャリヤー24は平行移動の範囲が設定され、且つこれら一
対の環状突部間の範囲内で、サブキャリヤー24が揺動す
ることになる。
第３図に図示した第２の実施態様におけるサブキャリヤ
ー24は、それぞれ、シャフト42およびヘッドプレート43
の中心を通って伸長する穴42Bおよび43Bを介して加圧さ
れた液体または空気がソース65から加えられるようにし
てキャリヤー22に機械的に保持される。この第２の実施
態様における結果は第１の実施態様における結果と同じ
である。すなわち、サブキャリヤー24はそれに密着した
ウエハ26を研磨するために浮動させることができる。還
元すれば、サブキャリヤーはキャリヤーに関して角およ
び並進運動の自由度を有する。
第４図および第５図は第１図に図示された位置に取り付
けられたキャリヤーアセンブリーの拡大底面図である。
第４図において、各ウエハ26は、第２図および第３図に
おいて図示されたようにキャリヤー22に順次固定された
サブキャリヤー24の下面に密着されている。第５図にお
いては、各ウエハ26はサブキャリヤー24の下面に同様に
密着され、このサブキャリヤー24はキャリヤー22に固定
されている。第５図に図示した実施態様はキャリヤー22
に形成されたハンドル50を有し、各キャリヤー22は容易
に動かすことができ一般的な研磨装置を説明するために
用いた第１図に図示した選択ホルダー18上に位置に取り
付けることができる。
浮動キャリヤーヘッドアセンブリーには４つの基本的な
変形例がある。その第１は、第３図に図示したように、
サブキャリヤー24に密着されたウエハ26をともなってサ
ブキャリヤー24が自由回転または“自動回転”するよう
にサブキャリヤー24の背面に液体圧または空気圧を介し
て研磨力が加わるものである。
その第２は、同じく第３図に図示したように、モータ60
を任意に付与することによって生ずる回転力により駆動
されるサブキャリヤー24の背面にソース65からの液体圧
または空気圧を介して研磨力が加わるものである。
その第３は、第２図に図示したように、サブキャリヤー
24に密着されたウエハ26をともなうサブキャリヤー24の
自動回転によりスプリングワッシャー33を介して研磨力
が機械的に加わるものである。
その第４は、同じく第２図に図示したように、モータ60
を任意に付与することによって生ずる回転力により駆動
される各サブキャリヤー24の背面にスプリングワッシャ
ー33を介して機械的な圧力により研磨力が加わることも
できるものである。モータ60はピン24Aの横方向の運動
による干渉を効果的に避けるようにサブキャリヤー24に
連結される。
上述した第１および第３の変形例に関しては、サブキャ
リヤー24の自動回転という概念が簡単である。ウエハ26
は自由に回転することのできるサブキャリヤー24に支持
されている。それ故、各サブキャリヤー24は研磨プロセ
ス中に経験する動的力により駆動される。さらに、第１
図に図示したサブキャリヤー24は一般に研磨装置10およ
び特に研磨パッドに関してそれらの研磨面の向きを変化
させる能力を有する。
本発明の４つの基本的な変形例に関しては、個々のサブ
キャリヤー24はそれらが支持する個々のウエハ26に適合
させることができる。本質的に、サブキャリヤー24はウ
エハ26をその最も望ましい面すなわちウエハ26の底面と
研磨パッド14の頂部面との間に形成される研磨界面によ
り決まる面に浮動させる。かかる技術は、研磨界面を理
論的にはほぼ完全に整合させ、その厚さのバラツキの少
ない平滑なウエハ26を生ずる。ウエハの厚さのバラツキ
はおおよそ1.5〜3.0ミクロンの範囲であることがわかっ
た。
本発明の浮動サブキャリヤー24上で製造される研磨され
た典型的なウエハ26は、従来の研磨キャリヤーを用いて
製造されるウエハのような不均整を生じない。例えば、
型板挿入プロセスと上記した標準的な従来の研磨バッチ
プロセスは、ある場合には、サブキャリヤー24内のそれ
ぞれのポケットでウエハを回転させ、またある場合に
は、回転させないことが観察により判明している。した
がって、これら従来技術のバチプロセスにあっては、仕
上げウエハ26にバラツキがあったり変形があったりし
た。
しかるに、本発明は、研磨プロセス中、個々のサブキャ
リヤー24を回転させる。事実、第１および第３の基本的
な変形例に対する自動回転サブキャリヤー24の回転速度
を測定する実験において、サブキャリヤー24は研磨パッ
ド14およびホルダー18の各速度と実質的に等しい角速度
で回転することが測定された。研磨パッド14はその上に
塗られた研磨媒体またはスラリーとともに使用しウエハ
26を研磨する。一実験において、研磨中に測定されたサ
ブキャリヤー24のキャリヤー22に関する実際の角速度は
１分間当たり64回転（64rpm）であり、これは、この回
転操作中のホルダー18および研磨パッド14に対して測定
されたrpmと同じであった。
以下に代表的な研磨操作を述べる。
まず第１に、第２図の第１の実施態様または第３図の第
２の実施態様を組み立てる。すなわち、第４図または第
５図において図示したように、複数のサブキャリヤー24
を選び共通のキャリヤー22に取り付ける。サブキャリヤ
ー24は前述した４つの基本的な変形例の１つに従い、自
動回転またはモータ60により駆動させることができる。
次いで、研磨さるべき単一ウエハ26を収容できるように
各サブキャリヤー24の下面を調整する。かかる調整は、
ただ、各サブキャリヤー24の下面を湿らすだけでよく、
各軽量のウエハ26は前記下面とウエハとの間の表面張力
によりサブキャリヤー24の下面に保持される。しかる
後、各キャリヤー22に第４図および第５図に図示したよ
うにサブキャリヤー24を取り付け、このキャリヤー22
は、第１図に図示したように、蓋20の下面の選択ホルダ
ー18に取り付ける。蓋20を降ろして閉じた後、オペレー
タはコントロールパネル70を操作しパッド14が密着した
プレート12を回転させるためにモータ16を始動させる。
それと同時に、ホルダー18を回転させるための蓋20の頂
部のモータ（図示せず）を始動させ、ホルダーを垂直に
作動させ、ウエハをパッドに対し押さえ付ける。サブキ
ャリヤー24を自動回転させるために第１または第３の基
本的な変形例を使用する場合には、研磨装置10が研磨サ
イクルの完了信号を発するまではそれ以上何もする必要
がない。しかし、第２または第４の基本的な変形例を使
用する場合には、オペレータは、モータ60のスイッチを
いれ、サブキャリヤー24を回転駆動させる必要がある。
４つの基本的な変形例のいずれの場合であっても、研磨
サイクルが完了した場合には、研磨パッド14の回転およ
びホルダー18の回転のいずれもが停止する。蓋20の鍵を
はずし開くと、オペレータはサブキャリヤー24からウエ
ハ26を取り外すことができる。次いで、新たなバッチで
ウエハを研磨する場合には、オペレータはウエハ26を密
着させるために各サブキャリヤー24を調整するだけでよ
い。ホルダー18からキャリヤー22を取り外す必要はな
く、浮動サブキャリヤーアセンブリを分解する必要もな
い。
サブキャリヤー24のその他の特徴についても論述する。
各サブキャリヤー24は、極めて安定な機械的なプラット
フォームを付与することにより、研磨中、ウエハ26を支
持する有効な基盤である。各サブキャリヤー24は、好ま
しくは、アルミニウム製であり、６インチの径を有する
ウエハ26に対して約5/8インチの厚さである。５インチ
の径を有するウエハ24に対しては、各サブキャリヤー24
は約1/2インチの厚さである。その他の材料例えばステ
ンレススチールまたは石英もまたサブキャリヤー24に対
して使用できる。これらのデザインパラメータは、計算
および実験データを通して、必要とされるウエハの微細
な平面度を達成するのに十分な保全性を付与することが
判明した。
この他にも強調さるべき特徴がある。すなわち、各サブ
キャリヤー24は、第４図に図示したように３つ以上のサ
ブキャリヤー24がある場合にもまた第５図に図示したよ
うに３つのサブキャリヤー24のみがある場合にも常に、
第３および第４の基本的な変形例においては、それぞ
れ、懸架されている。かかるそれぞれの懸架は、第２図
に図示したスプリングワッシャー33により達成され、こ
のスプリングワッシャーは研磨中好適な“作業高度”に
圧縮される。このいわゆる“作業高度”とは、スプリン
グワッシャー33がその全移動の大部分のパーセンテージ
中において圧縮される高さを言う。しかし、スプリング
ワッシャー33はいかなる手段によっても完全に平坦化さ
れることはない。典型的には、スプリングワッシャー33
は非圧縮状態からその作業高度まで約0.006インチの距
離を移動する。この移動度は、研磨中、いかにわずかな
ウエハの厚さの違いをも補償できるようにする。それ
故、わずかに厚いかまたはわずかに薄いウエハ26もまた
同一バッチ中で研磨されるその他のウエハ26と同様に処
理することができる。
圧縮可能なスプリングワッシャー33および圧縮スプリン
グ38なしでサブキャリヤー24を堅固に取り付けた場合に
は、本発明の第３および第４の基本的な変形例におい
て、ウエハ26が不均一に研磨されるという問題が依然と
して残る。幸なことに、かかる問題は、サブキャリヤー
24がそれぞれ懸架できるので生じない。予想されるよう
に、このようにそれぞれ懸架できることは、第４図の４
つのサブキャリヤー24を使用する実施態様におけるよう
に、サブキャリヤー24の数が増加した場合に重要とな
る。
他方、第５図の実施態様において図示した３つのサブキ
ャリヤー24は研磨力をさらに均一に分散させやすく、特
にサブキャリヤー24が大きい場合例えばサブキャリヤー
24が６インチの径を有する場合には、研磨力を均一に分
散させる。かかる事実は、３脚配置が４脚配置よりもよ
り安定であるということが知られていることにより納得
できる。それ故、第４図に図示された５インチ径の４脚
配置を有する実施態様は第５図に図示した３脚配置ほど
完全に平衡的ではない。第４図の４つのサブキャリヤー
24に対する位置は、４脚が完全な平面フロアーでなけれ
ば均一に定まらないのと同様に安定しない。４脚配置に
おいては、サブキャリヤー24の少なくとも一つが研磨プ
ロセス中そのウエハ26が他より明らかに研磨されない可
能性がある。しかし、本発明に従えば、一以上のウエハ
26の研磨が劣るというこのような可能性が圧縮スプリン
グ38およびスプリングワッシャー33を使用してそれぞれ
のサブキャリヤー24を懸架することにより解消される。
本発明のもう１つの特徴は摩擦の極めて小さい軸受けに
サブキャリヤー24を載せることである。１つの軸受け
（図示せず）は、第１図において図示した研磨装置10に
おいて、ホルダー18からサブキャリヤー24を介して加え
られた通常の負荷を支持することである。低摩擦軸受け
40は、研磨プロセスにおいて生じる関連する横方向運動
のために生じる横方向の負荷に耐える。サブキャリヤー
24にかかる横方向の負荷力は、ホルダー18および研磨パ
ッド14がそれらの間のサブキャリヤー24とともに回転す
るので、研磨パッド14とウエハ26との間の摩擦係数に依
存し、また研磨サイクル中に下方向に加えられる通常の
力にも依存する。それ故、本発明において使用される軸
受けは低摩擦のものであることが重要である。
結論として、本発明は平滑でない表面を有する少なくと
も一つの薄いウエハ26を研磨するための組立体であると
要約される。この組立体は、第１の面を有する硬質のプ
レートキャリヤー22と、その硬質のキャリヤー22の第１
の面に取り付けられた少なくとも一つのサブキャリヤー
24とからなる。サブキャリヤー24は１つの面と、これに
対する対向面とを有する。ウエハ26は研磨用のサブキャ
リヤー24の前記１つの面に密着される。また、サブキャ
リヤー24の前記対向面に働く圧力を介してウエハ26に処
理力を加えるとともに、その１つの面にサブキャリヤー
24を浮動させるための装置もある。処理力を加えるため
の装置としては、機械的機素、液体圧系または空気圧系
等がある。場合によっては、サブキャリヤー24を回転さ
せるためにモータ60が使用される。全ての変形例におい
て、サブキャリヤー24に密着されたウエハ26はその表面
にわたって均一に研磨されその表面の凹凸が減少させら
れる。前述した好ましい実施態様は本発明を具体的に説
明するためのものであって、当業者であれば、種々の変
形が容易に可能であろう。したがって、本発明はこれら
実施態様に限定されるものではない。
以上のように、本発明によれば、１つのウエハを保持す
る１つのサブキャリヤーは、主キャリヤーの回転中心か
らずれた位置にあり、又、主キャリヤーも研摩盤の回転
中心からずれた位置にあるから、少なくとも研摩盤と主
キャリヤーをそれぞれ回転させてウエハを研摩する場
合、サブキャリヤー即ち、ウエハは、研摩盤上を、主キ
ャリヤーによって主キャリヤーの回転中心を中心に回転
運動する。これと同時に、主キャリヤーが、研摩盤上
を、研摩盤の回転中心を中心に相対的に回転するので、
両者の回転数の比の設定により、ウエハは研摩盤上の研
摩軌跡が研摩盤の回転中心を中心として略花びら状にし
たり、反復性がないようにすることができ、研摩盤の広
い範囲で研摩されることになるので、研摩の際に研摩盤
の一部だけが摩耗したり、へたって倒れたりすることが
なく、より均等に研摩盤上を研磨でき、研摩盤の耐久性
が著しく向上するという実用上重要な利点を有する。
また、主キャリヤーと研摩盤どうしが平行でない場合で
あっても、サブキャリヤーが個別に角運動して傾斜する
ことにより、サブキャリヤーの面がウエハの面によくな
じみ、従って、ウエハの両面の平行度を維持して研磨す
ることができる。
更に、主キャリヤーに対してそれぞれ１つのウエハを保
持する複数のサブキャリヤーを設けることにより、１度
に研磨すべき複数のウエハの厚みは同一のものを選択す
る必要がなく、各ウエハの厚みが不均一であっても、研
摩盤とサブキャリヤーとの離間距離がそれぞれのウエハ
の厚みに応じて個別に調整され、すべてのウエハが必要
な圧力で、しかも必要な傾斜角度で研摩盤に押圧され、
厚いウエハも薄いウエハも同程度の時間で研摩を終える
ことができ、その研摩作業の効率が極めてよいという利
点もある。
【図面の簡単な説明】
第１図は多重浮動サブキャリヤーを取り付けた単一のキ
ャリヤーを有する研磨装置を示す図、第２図は浮動サブ
キャリヤーの第１の実施態様の分解側面図、第３図は浮
動サブキャリヤーの第２の実施態様の分解側面図、第４
図は４つの浮動サブキャリヤーを取り付けた単一キャリ
ヤーの第１の実施態様の底面図、第５図は３つの浮動サ
ブキャリヤーと持ち上げ促進用の中間ハンドルとを取り
付け全キャリヤーチャック組立体を第１図に図示した研
磨装置に配した単一のキャリヤーの第２の実施態様の底
面図を示す。 10……研磨装置、12……プレート、14……研磨パッド、
16……モータ、18……ホルダー、20……蓋、22……プレ
ートキャリヤー、24……サブキャリヤー、24A……ピ
ン、24B……溝、26……ウエハ、33……サラバネ座金、3
4……硬質ワッシャー、35……スラストワッシャー軸受
け、36……テフロンワッシャー、37……Ｖリングウオー
ターシール、38……圧縮スプリング、39……シャフトカ
ラー、40……サイドロードローラ軸受け、42……シャフ
ト、43……ヘッドプレート、42B、43B……内腔、44……
リム、45……リフトリング、46……レストレイナー、47
……ウエッジツール、50……ハンドル、52……第１のＯ
リング、54……第２のＯリング、60……モータ、65……
ソース、70……コントロールパネル
フロントページの続き (72)発明者 ケネス シー ストラヴェン アメリカ合衆国 94070 カリフォルニア サン カルロス ベルヴィディア アヴ ェニュー 101 (72)発明者 ロバート イー ロレンツィニ アメリカ合衆国 94025 カリフォルニア アサートン デ ベル ドライブ 53 (72)発明者 アンソニー シー ボノラ アメリカ合衆国 94025 カリフォルニア メンロ パーク フェルトン ドライブ 300 (56)参考文献 特開 昭57−20436（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−37045（ＪＰ，Ａ)

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】回転可能な研摩盤上でウエハを研摩する組
    立体において、 回転可能に設けられていて、その回転中心が研摩盤の回
    転中心とずれている主キャリヤーと、 該主キャリヤーの研摩盤側の面であって主キャリヤーの
    回転中心とずれた位置に設けられていて、その研摩盤側
    の面に１つのウエハが取り付けられる少なくとも１つの
    サブキャリヤーと、 該サブキャリヤーを前記主キャリヤーに対して傾斜可能
    にすると共に該サブキャリヤー上のウエハの研磨盤側の
    面を前記研摩盤に対して平行に押圧する押圧手段と、 が備えられていることを特徴とするウエハを処理するた
    めの組立体。
  2. 【請求項２】前記押圧手段は、前記主キャリヤーとサブ
    キャリヤーとの間に介装されたバネ部材であることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項に記載の組立体。
  3. 【請求項３】前記押圧手段は、前記主キャリヤーとサブ
    キャリヤーとの間に設けられている圧力室と、この圧力
    室内に圧力流体を供給する供給手段とを具備すると共
    に、前記圧力室を仕切る摺動及び揺動可能な一の面に前
    記サブキャリヤーが設けられていることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項に記載の組立体。
  4. 【請求項４】前記サブキャリヤーは回転可能であること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれ
    かに記載の組立体。
  5. 【請求項５】回転可能な研摩盤上でウエハを研摩する組
    立体において、 回転可能に設けられていて、その回転中心が研摩盤の回
    転中心とずれている主キャリヤーと、 該主キャリヤーの研摩盤側の面であって主キャリヤーの
    回転中心とずれた位置にそれぞれ設けられていて、その
    研摩盤側の面にそれぞれ１つのウエハが取り付けられる
    少なくとも２つのサブキャリヤーと、 それぞれ該サブキャリヤーに設けられていて、該サブキ
    ャリヤーを前記主キャリヤーに対して個別に傾斜可能に
    すると共に該サブキャリヤー上のウエハの研磨盤側の面
    を前記研摩盤に対して個別に平行に押圧する少なくとも
    ２つの押圧手段と、 が備えられていることを特徴とするウエハを処理するた
    めの組立体。
  6. 【請求項６】前記押圧手段は、前記主キャリヤーとサブ
    キャリヤーとの間に介装されたバネ部材であることを特
    徴とする特許請求の範囲第５項に記載の組立体。
  7. 【請求項７】前記押圧手段は、前記サブキャリヤーをそ
    れぞれ個別に前記主キャリヤーから吊ると共に該主キャ
    リヤーに対して個別に傾斜可能にする複数の第一部材
    と、 前記主キャリヤーに対する前記サブキャリヤーの傾斜運
    動を許容して、前記サブキャリヤー上のウエハの研磨盤
    側の面を前記研摩盤に対して個別に平行に押圧する複数
    の第二部材とが備えられていることを特徴とする特許請
    求の範囲第５項に記載の組立体。
  8. 【請求項８】前記押圧手段は、前記キャリヤーとサブキ
    ャリヤーとの間に設けられている圧力室と、この圧力室
    内に圧力流体を供給する供給手段とを具備すると共に、
    前記圧力室を仕切る摺動及び揺動可能な一の面に前記サ
    ブキャリヤーが設けられていることを特徴とする特許請
    求の範囲第５項に記載の組立体。
  9. 【請求項９】前記サブキャリヤーは回転可能であること
    を特徴とする特許請求の範囲第５項乃至第８項のいずれ
    かに記載の組立体。
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