JPH0740231A - 半導体ウェーハの研磨方法および研磨装置 - Google Patents

半導体ウェーハの研磨方法および研磨装置

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JPH0740231A
JPH0740231A JP19014993A JP19014993A JPH0740231A JP H0740231 A JPH0740231 A JP H0740231A JP 19014993 A JP19014993 A JP 19014993A JP 19014993 A JP19014993 A JP 19014993A JP H0740231 A JPH0740231 A JP H0740231A
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JP
Japan
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polishing
plate
semiconductor wafer
holder plate
pressing
Prior art date
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Pending
Application number
JP19014993A
Other languages
English (en)
Inventor
Noriyoshi Hirai
徳美 平井
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Sitix Corp
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Publication date
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Publication of JPH0740231A publication Critical patent/JPH0740231A/ja
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ホルダプレートの形状と研磨中に変化する研
磨部材の形状とのアンバランスをなくし、半導体ウェー
ハの研磨精度を向上する。 【構成】 加圧用のホルダプレートに貼着された半導体
ウェーハを、表面にクロス等の研磨材が設けられた下定
盤に向け、加圧手段により加圧盤を介して前記ホルダプ
レートに加圧力を付与することにより、半導体ウェーハ
を研磨する半導体ウェーハの研磨方法であって、前記加
圧盤に設けられ前記ホルダプレートの周縁部に加圧力を
付与する弾性部材と、前記加圧盤に設けられ前記ホルダ
プレートの中央部に加圧力を付与する中央部加圧手段と
を設け、前記加圧手段および前記加圧盤の中央部に設け
られた中央部加圧手段により、前記研磨部材の形状変化
に対応して、前記ホルダプレートの周縁部および前記ホ
ルダプレートの中央部に付与される加圧力を制御しなが
ら半導体ウェーハの研磨を行なう構成とされている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、研磨用ホルダプレート
に貼着された半導体ウェーハを下定盤上のクロスに加圧
しながら高精度のメカノケミカル研磨を行なう研磨方法
および研磨装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体ウェーハは、その製造に
際し、単結晶のインゴットから所要の厚みの薄板に切り
出された後、高い平坦度の鏡面を得るために、研磨装置
によるメカノケミカル研磨が行なわれる。
【0003】従来において、上記メカノケミカル研磨を
行なうには、図6に示すような研磨装置により一般的に
行なわれている(例えば、実公平4−40848号)。
【0004】この種の研磨装置20では、図6に示すよ
うに、上面に半導体ウェーハ21を研磨するクロス(研
磨材)22が設けられた下定盤23と、この下定盤23
の上方に設けられたエアシリンダー24を備え、下方に
向け伸縮するエアシリンダー24のロッド24aには加
圧盤25が取付けられ、加圧盤25には加圧用パッド2
6を介して研磨用のホルダプレート27が取付けられて
いる。
【0005】そして、メカノケミカル研磨する際には、
下定盤23を回転しながらエアシリンダー24により、
加圧盤25および加圧用パッド26を介してホルダプレ
ート27を加圧し、ホルダプレート27と下定盤23の
クロス23との間にセットされた半導体ウェーハ21の
研磨が行なわれる。この際に、下定盤23上のクロス2
2の形状や材質に合わせて、加圧盤25を介してホルダ
プレート27を加圧するエアシリンダー24の加重をコ
ントロールしながら、被研磨物である半導体ウェーハ2
1の面内圧力分布を均一になるようにして研磨が行なわ
れる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
メカノケミカル研磨装置においては、以下の問題があ
る。 すなわち、半導体ウェーハを加圧する研磨用のホ
ルダプレートの形状としては、加圧用のパッドの形状、
材質や研磨圧力に応じて予め設定することができるが、
上記クロスの形状は、使用時間や他の条件によって研磨
の途中で刻々と変化する。
【0007】このために、ホルダプレートの形状とクロ
スの形状とのアンバランスを発生し、これによって半導
体ウェーハの研磨精度が悪化するという問題を生じず
る。
【0008】例えば、上述したクロスが使用時間毎に形
状が変化すると、半導体ウェーハの研磨形状がテーパ状
となり、このテーパの発生は研磨用ホルダプレートの周
縁部と中央部との加圧力の不均一により生ずる。
【0009】そのため、クロス使用時間に応じて研磨用
ホルダプレートの形状をコントロールする必要があっ
た。
【0010】そこで、本発明は、下定盤上に設けられる
クロス等の研磨部材の使用時間に応じて研磨用ホルダプ
レートの形状を制御でき、ホルダプレートの形状と研磨
中に変化する研磨部材の形状とのアンバランスをなく
し、半導体ウェーハの研磨精度の悪化を防止して高精度
の研磨が可能となる半導体ウェーハの研磨方法および研
磨装置を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の研磨方法は、加
圧用のホルダプレートに貼着された半導体ウェーハを、
表面にクロス等の研磨材が設けられた下定盤に向け、加
圧手段により加圧盤を介して前記ホルダプレートに加圧
力を付与することにより、半導体ウェーハを研磨する半
導体ウェーハの研磨方法であって、前記ホルダプレート
の周縁部および前記ホルダプレートの中央部に付与され
る加圧力を、前記加圧手段および前記加圧盤の中央部に
設けられた中央部加圧手段により、前記研磨部材の形状
変化に対応して、制御しながら半導体ウェーハの研磨を
行なう構成とされている。
【0012】本発明の真空貼着装置は、表面にクロス等
の研磨部材が設けられて回転する下定盤と、表面に導体
ウェーハを貼着する加圧用のホルダプレートと、このホ
ルダプレートを前記下定盤の研磨部材に向け押圧する加
圧加圧盤と、この加圧盤に加圧力を付与する加圧手段と
を備えた半導体ウェーハの研磨装置であって、前記加圧
盤に設けられ、前記ホルダプレートの周縁部に加圧力を
付与する弾性部材と、前記加圧盤に設けられ、前記ホル
ダプレートの中央部に加圧力を付与する中央部加圧手段
と、を備えた構成とされている。
【0013】
【作用】半導体ウェーハをメカノケミカル研磨するに
は、研磨用のホルダプレートの表面に半導体ウェーハを
貼着して下定盤の研磨材上にセットし、下定盤を回転し
ながら研磨材により鏡面研磨が行なわれる。
【0014】この場合、ホルダプレートの周縁部および
前記ホルダプレートの中央部に付与される加圧力が、加
圧手段と、加圧盤の中央部に設けられた中央部加圧手段
によって、クロス等の研磨部材の形状変化に対応して、
双方の加圧力を制御しながら半導体ウェーハの研磨が行
なわれる。
【0015】したがって、研磨部材の形状が使用時間や
他の条件によって研磨の途中で刻々と変化し、ホルダプ
レートの形状と研磨材との形状とがアンバランスな状態
となるが、加圧手段によるホルダプレートの周縁部の加
圧力や、中央部加圧手段によるホルダプレートの中央部
の加圧力が、研磨時に研磨材の形状変化に応じて各加圧
力のコントロールが行なわれるので、半導体ウェーハの
鏡面研磨時には加圧用のホルダプレートに作用する加圧
される荷重が均一に調整されることになり、半導体ウェ
ーハの研磨形状がテーパ状になることが減少し、高精度
の半導体ウェーハの鏡面研磨が可能となる。
【0016】
【実施例】以下に本発明の一実施例を図面に基づき説明
する。図1は本実施例の研磨装置の縦断面を示してい
る。
【0017】本実施例の研磨装置1は、図1に示すよう
に、上面に半導体ウェーハ2を研磨するクロス(研磨部
材)3が設けられた下定盤4と、この下定盤4の上方に
設けられたエアシリンダー(加圧手段)5と、このエア
シリンダー5のロッド5aに取付けられた加圧盤6と、
加圧盤6の下部に設けられ表面に半導体ウェーハ2が貼
着されて保持される研磨用ホルダプレート7と、上記加
圧盤6の内部中央部に設けられた中押しシリンダー(中
央部加圧手段)10等とから構成されている。
【0018】上記エアシリンダー5のロッド5aは下方
に伸縮し、先端部に上記加圧盤6が固定されており、ま
た、この加圧盤6は下定盤4の表面に荷重が均一になる
ように自動調心ベアリング等を介して接続されている。
【0019】さらに、上記下定盤4の側面には、研磨用
ホルダプレート7を鏡面研磨時に保持するガイドリング
8が全周に亘って設けられている。また、上記下定盤4
の下面の周縁部であって、この下定盤4と上記ホルダプ
レート7との間には加圧用のオーリング(弾性部材)9
が設けられている。そして、エアシリンダー5のロッド
5aが伸長すると、加圧量が加圧盤6に伝わり、周縁部
のオーリング9によりホルダプレート7の周縁部が加圧
される。このオーリング9のみによる加圧時の加圧状態
を図2に示す。
【0020】上記中押しシリンダー10は、加圧盤6の
中央部に形成された凹部6a内に固着されたシリンダー
部11と、このシリンダー部11内に設けられたロッド
部12とからなり、シリンダー部11内が上記加圧盤6
およびロッド5a先端部とに形成された連通孔13に連
通され、この連通孔13がホース14等により外部の圧
縮空気供給部に接続されている。また、上記ロッド部1
2の先端と上記ホルダプレート7との間には加圧プレー
ト15が介装されている。
【0021】そして、圧縮空気供給部により中押しシリ
ンダー10に圧縮空気を供給することにより、ロッド部
12が下方へ移動して加圧プレート15を介してホルダ
プレート7の中央部を中心に加圧する。この中押しシリ
ンダー10のみによる加圧の状態を図3に示す。
【0022】次に、上記構成の研磨装置1によりメカノ
ケミカル研磨する場合により説明する。
【0023】まず、メカノケミカル研磨する際には、研
磨用のホルダプレート7の底面に半導体ウェーハ2を接
着材により貼着して下定盤4のクロス3上にセットし、
下定盤4を回転しながらクロス3により鏡面研磨が行な
われ、この回転研磨時にホルダプレート7はガイドリン
グ8により保持される。
【0024】そして、このような鏡面研磨時には、加圧
用のホルダプレート7の形状をコントロールしながら行
なわれる。
【0025】ホルダプレート7の形状をコントロールす
るには、まず、エアシリンダー5によりロッド5aを伸
長して、オーリング9を介して研磨用ホルダプレート7
を加圧し、ホルダプレート7の形状がクロス3の形状に
対応するように加圧をコントロールする。この際、オー
リング9のみによるホルダプレート7の加圧状態は、図
2のように、ホルダプレート7の周縁部のみに集中的に
加圧される。
【0026】次に、圧縮空気供給部により中押しシリン
ダー10に圧縮空気を供給して、ロッド部12を下方へ
移動させて加圧プレートを介してホルダプレート7の中
央部を中心に加圧し、この場合も、クロス3の形状に合
うように、中押しシリンダー10に供給される圧縮空気
圧により、ホルダプレート7の中央部の加圧圧力をコン
トロールする。
【0027】例えば、クロス使用時間と中押しシリンダ
ー10のエアー圧力との関係を図4に示すように、中押
しシリンダー10の圧力としては、クロス使用時間の経
過に伴って次第に低下させる制御が行なわれる。この際
の中押しシリンダー10のみによる加圧の状態は図3に
示すようになる。また、半導体ウェーハ2全体に加わる
総荷重は、エアシリンダー5の加圧制御によりコントロ
ールされ、これにより半導体ウェーハ2の研磨レートの
調整が行なわれる。
【0028】したがって、クロスの形状が使用時間や他
の条件によって研磨の途中で刻々と変化して、ホルダプ
レートの形状とクロスの形状とがアンバランスを発生す
るが、半導体ウェーハ全体に加わる総荷重の他に、オー
リングによりホルダプレートの周縁部の加圧や、中押し
シリンダーによるホルダプレートの中央部の加圧のコン
トロールが行なわれるので、半導体ウェーハの鏡面研磨
時には加圧用のホルダプレートに作用する加圧される荷
重が均一に調整されることになり、半導体ウェーハの研
磨形状がテーパ状になることが減少し、高精度の半導体
ウェーハの鏡面研磨が可能となる。
【0029】本発明者が、従来と比較して試験した結果
を、図5に示すように、本実施例による研磨ではクロス
使用時間の経過しても研磨精度が維持され、高精度研磨
ができることがわかる。
【0030】尚、ホルダプレートの周縁部を加圧する弾
性体としては、オーリングに限らなず、また、中央部加
圧手段としても、エアーシリンダーに限らず、油圧シリ
ンダーでも、他のものにより構成してもよい。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、研
磨部材の形状が使用時間や他の条件によって研磨の途中
で刻々と変化し、ホルダプレートの形状と研磨材との形
状とがアンバランスな状態となるが、加圧手段によるホ
ルダプレートの周縁部の加圧力や、中央部シリンダーに
よるホルダプレートの中央部の加圧力が、研磨時に研磨
材の形状変化に応じて各加圧力のコントロールが行なわ
れるので、半導体ウェーハの鏡面研磨時には加圧用のホ
ルダプレートに作用する加圧される荷重が均一に調整さ
れることになり、半導体ウェーハの研磨形状がテーパ状
になることが減少し、高精度の半導体ウェーハの鏡面研
磨が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係り、研磨装置の縦断面図
である。
【図2】オーリングのみによるホルダプレートの加圧状
態を示す縦断面図である。
【図3】中押しシリンダーのみによるホルダプレートの
加圧状態を示す縦断面図である。
【図4】クロス使用時間と中押しシリンダーのエアー圧
力との関係を示す図である。
【図5】クロス使用時間における加工精度を従来と比較
して示す図である。
【図6】従来例に係り、研磨装置の縦断面図である。
【符号の説明】
1 研磨装置 2 半導体ウェーハ 3 研磨部材(クロス) 4 下定盤 5 加圧手段 6 加圧盤 7 ホルダプレート 9 弾性部材(オーリング) 10 中央部加圧手段
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年10月3日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】そして、メカノケミカル研磨する際には、
下定盤23を回転しながらエアシリンダー24により、
加圧盤25および加圧用パッド26を介してホルダプレ
ート27を加圧し、ホルダプレート27と下定盤23の
クロス22との間にセットされた半導体ウェーハ21の
研磨が行なわれる。この際に、下定盤23上のクロス2
2の形状や材質に合わせて、加圧盤25を介してホルダ
プレート27を加圧するエアシリンダー24の加重をコ
ントロールしながら、被研磨物である半導体ウェーハ2
1の面内圧力分布を均一になるようにして研磨が行なわ
れる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】このために、ホルダプレートの形状とクロ
スの形状とのアンバランスを発生し、これによって半導
体ウェーハの研磨精度が悪化するという問題を生ずる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加圧用のホルダプレートに貼着された半
    導体ウェーハを、表面にクロス等の研磨材が設けられた
    下定盤に向け、加圧手段により加圧盤を介して前記ホル
    ダプレートに加圧力を付与することにより、半導体ウェ
    ーハを研磨する半導体ウェーハの研磨方法であって、 前記ホルダプレートの周縁部および前記ホルダプレート
    の中央部に付与される加圧力を、前記加圧手段および前
    記加圧盤の中央部に設けられた中央部加圧手段により、
    前記研磨部材の形状変化に対応して、制御しながら半導
    体ウェーハの研磨を行なうことを特徴とする半導体ウェ
    ーハの研磨方法。
  2. 【請求項2】 表面にクロス等の研磨部材が設けられて
    回転する下定盤と、表面に導体ウェーハを貼着する加圧
    用のホルダプレートと、このホルダプレートを前記下定
    盤の研磨部材に向け押圧する加圧盤と、この加圧盤に加
    圧力を付与する加圧手段とを備えた半導体ウェーハの研
    磨装置であって、 前記加圧盤に設けられ、前記ホルダプレートの周縁部に
    加圧力を付与する弾性部材と、前記加圧盤に設けられ、
    前記ホルダプレートの中央部に加圧力を付与する中央部
    加圧手段と、を備えたことを特徴とする半導体ウェーハ
    の研磨装置。
JP19014993A 1993-07-30 1993-07-30 半導体ウェーハの研磨方法および研磨装置 Pending JPH0740231A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6224712B1 (en) 1997-02-17 2001-05-01 Nec Corporation Polishing apparatus
US6817658B2 (en) 2002-01-21 2004-11-16 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Vehicle sunroof system
CN109015115A (zh) * 2017-06-12 2018-12-18 信越半导体株式会社 研磨方法及研磨装置
CN116604466A (zh) * 2023-04-11 2023-08-18 中国电子科技集团公司第十一研究所 用于大面阵红外探测器芯片减薄的抛光调平装置及其方法

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