JPH10277927A - 平面研磨装置 - Google Patents
平面研磨装置Info
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- JPH10277927A JPH10277927A JP8821597A JP8821597A JPH10277927A JP H10277927 A JPH10277927 A JP H10277927A JP 8821597 A JP8821597 A JP 8821597A JP 8821597 A JP8821597 A JP 8821597A JP H10277927 A JPH10277927 A JP H10277927A
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- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims abstract description 24
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Landscapes
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体ウエハなどの平板状の被研磨物を研磨
する際、被研磨物の研磨ヘッドによる吸着状態を確実に
維持して、研磨加工後の平坦度の向上を図る。 【解決手段】 ターンテーブル１は、上面に研磨布２が
貼付けられ回転駆動される。研磨ヘッド４は、ターンテ
ーブル１に対向して配置され、回転駆動されるととも
に、被研磨物１０を裏面から吸着してその表面を研磨布
に対して押付ける。研磨布３は、上下に貫通する孔１１
が研磨布全面に形成されている。ターンテーブル１の上
面には空気の吐出孔１２が多数、設けられている。ター
ンテーブル１の表面下には空洞部１３が形成され、吐出
孔１２は、この空洞部１３まで貫通している、またター
ンテーブル１の中心部には、ターンテーブル１の下部に
配置された供給源から空洞部１３へ空気を供給する貫通
孔１４が形成されている。
する際、被研磨物の研磨ヘッドによる吸着状態を確実に
維持して、研磨加工後の平坦度の向上を図る。 【解決手段】 ターンテーブル１は、上面に研磨布２が
貼付けられ回転駆動される。研磨ヘッド４は、ターンテ
ーブル１に対向して配置され、回転駆動されるととも
に、被研磨物１０を裏面から吸着してその表面を研磨布
に対して押付ける。研磨布３は、上下に貫通する孔１１
が研磨布全面に形成されている。ターンテーブル１の上
面には空気の吐出孔１２が多数、設けられている。ター
ンテーブル１の表面下には空洞部１３が形成され、吐出
孔１２は、この空洞部１３まで貫通している、またター
ンテーブル１の中心部には、ターンテーブル１の下部に
配置された供給源から空洞部１３へ空気を供給する貫通
孔１４が形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハなど
の平板状の被研磨物の表面を平坦に研磨するために使用
される平面研磨装置に係り、特に、被研磨物が研磨ヘッ
ドにより吸着された状態を確実に維持するための改良に
関する。
の平板状の被研磨物の表面を平坦に研磨するために使用
される平面研磨装置に係り、特に、被研磨物が研磨ヘッ
ドにより吸着された状態を確実に維持するための改良に
関する。
【０００２】
【従来の技術】図４に従来の平面研磨装置の概要を示
す。ターンテーブル１は回転駆動装置２で駆動され、タ
ーンテーブル１の上面には研磨布３が接着などにより貼
付けられる。一方、ターンテーブル１の上方には、ター
ンテーブル１の上面と対向する様に研磨ヘッド４が配置
される。研磨ヘッド４は、トップリング５、リテーナリ
ング８、主軸９、加圧機構６及び回転駆動機構（図示せ
ず）などから構成される。
す。ターンテーブル１は回転駆動装置２で駆動され、タ
ーンテーブル１の上面には研磨布３が接着などにより貼
付けられる。一方、ターンテーブル１の上方には、ター
ンテーブル１の上面と対向する様に研磨ヘッド４が配置
される。研磨ヘッド４は、トップリング５、リテーナリ
ング８、主軸９、加圧機構６及び回転駆動機構（図示せ
ず）などから構成される。
【０００３】ウエハ１０は、トップリング５の下面にバ
ッキング・パッド７を介して真空吸着されて装着され
る。このバッキング・パッド７は、多数の小さな貫通孔
が形成された弾性体であり、バッキング・パッド７をウ
エハ１０の裏面に押付けた状態で、トップリング５の下
面から真空吸着することによって、研磨ヘッド４にウエ
ハ１０が固定される。加圧機構６は、主軸９を介してト
ップリング５を下方に加圧し、ウエハ１０の表面を研磨
布３に対して押付ける。また、トップリング５の下面に
は、バッキング・パッド７の外周に沿ってリテーナリン
グ８が取付けられ、研磨中に保持力が低下した場合にウ
エハ１０が周方向へ飛び出すことを防止している。
ッキング・パッド７を介して真空吸着されて装着され
る。このバッキング・パッド７は、多数の小さな貫通孔
が形成された弾性体であり、バッキング・パッド７をウ
エハ１０の裏面に押付けた状態で、トップリング５の下
面から真空吸着することによって、研磨ヘッド４にウエ
ハ１０が固定される。加圧機構６は、主軸９を介してト
ップリング５を下方に加圧し、ウエハ１０の表面を研磨
布３に対して押付ける。また、トップリング５の下面に
は、バッキング・パッド７の外周に沿ってリテーナリン
グ８が取付けられ、研磨中に保持力が低下した場合にウ
エハ１０が周方向へ飛び出すことを防止している。
【０００４】ウエハ１０の研磨は、ターンテーブル１及
び研磨ヘッド４を所定の回転数で駆動するとともに、砥
粒を懸濁させた研磨剤を研磨剤供給ノズル１９から研磨
布３の表面に供給しながら、ウエハ１０の表面を研磨布
３に対して押付けることによって行われる。
び研磨ヘッド４を所定の回転数で駆動するとともに、砥
粒を懸濁させた研磨剤を研磨剤供給ノズル１９から研磨
布３の表面に供給しながら、ウエハ１０の表面を研磨布
３に対して押付けることによって行われる。
【０００５】（従来の平面研磨装置の問題点）以上の様
な従来の平面研磨装置を用いてウエハ１０の表面の研磨
を行う際、ウエハ１０の研磨が進んでその表面の平坦度
が増すに従い、ウエハ１０の表面と研磨布３の表面との
間の吸着力が増大して、この吸着力がウエハ１０の裏面
とバッキング・パッド７との間の吸着力に次第に近付い
て行く。その結果、バッキング・パッド７による吸着力
ではウエハ１０を完全に固定することが困難になり、研
磨加工の途中でウエハ１０が動き出すことがある。この
様な場合、ウエハ１０は、リテーナリング８によって周
囲から拘束されるので、保持ヘッド４から外へ飛び出す
ことはないが、保持ヘッド４からの回転駆動力が正確に
ウエハ１０に伝達されないので、ウエハ１０の平坦度が
損なわれることになる。
な従来の平面研磨装置を用いてウエハ１０の表面の研磨
を行う際、ウエハ１０の研磨が進んでその表面の平坦度
が増すに従い、ウエハ１０の表面と研磨布３の表面との
間の吸着力が増大して、この吸着力がウエハ１０の裏面
とバッキング・パッド７との間の吸着力に次第に近付い
て行く。その結果、バッキング・パッド７による吸着力
ではウエハ１０を完全に固定することが困難になり、研
磨加工の途中でウエハ１０が動き出すことがある。この
様な場合、ウエハ１０は、リテーナリング８によって周
囲から拘束されるので、保持ヘッド４から外へ飛び出す
ことはないが、保持ヘッド４からの回転駆動力が正確に
ウエハ１０に伝達されないので、ウエハ１０の平坦度が
損なわれることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の様な
従来の平面研磨装置の問題点に鑑み成されたもので、本
発明の目的は、半導体ウエハなどの平板状の被研磨物の
平面研磨装置において、被研磨物が研磨ヘッドにより吸
着された状態を確実に維持して、研磨加工後の平坦度が
優れた平面研磨装置を提供することにある。
従来の平面研磨装置の問題点に鑑み成されたもので、本
発明の目的は、半導体ウエハなどの平板状の被研磨物の
平面研磨装置において、被研磨物が研磨ヘッドにより吸
着された状態を確実に維持して、研磨加工後の平坦度が
優れた平面研磨装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の平面研磨装置
は、上面に研磨布が貼付けられ、回転駆動されるターン
テーブルと、このターンテーブルに対向して配置され、
回転駆動されるとともに、被研磨物を裏面から吸着して
その表面を研磨布に対して押付ける研磨ヘッドと、を備
えた平面研磨装置において、前記被研磨物の表面と前記
研磨布との接触面に空気または不活性ガスを吹込む手段
を備えたことを特徴とする。
は、上面に研磨布が貼付けられ、回転駆動されるターン
テーブルと、このターンテーブルに対向して配置され、
回転駆動されるとともに、被研磨物を裏面から吸着して
その表面を研磨布に対して押付ける研磨ヘッドと、を備
えた平面研磨装置において、前記被研磨物の表面と前記
研磨布との接触面に空気または不活性ガスを吹込む手段
を備えたことを特徴とする。
【０００８】本発明の平面研磨装置によれば、被研磨物
と研磨布との接触面に前記手段を介して空気あるいは窒
素などの不活性ガスを吹込むことにより、被研磨物の表
面側が研磨布に吸着される現象が防止されるので、被研
磨物の裏面側の研磨ヘッドによる吸着状態が確実に維持
され、その結果、高い平坦度を有する研磨加工面が得ら
れる。
と研磨布との接触面に前記手段を介して空気あるいは窒
素などの不活性ガスを吹込むことにより、被研磨物の表
面側が研磨布に吸着される現象が防止されるので、被研
磨物の裏面側の研磨ヘッドによる吸着状態が確実に維持
され、その結果、高い平坦度を有する研磨加工面が得ら
れる。
【０００９】なお、好ましくは、被研磨物の表面と研磨
布との接触面に空気または不活性ガスを吹込むために、
前記ターンテーブルの上面に、これらのガスが吐出され
る複数の小孔を形成するとともに、研磨布として、これ
らのガスの通過経路として機能する複数の小孔が形成さ
れたものを使用する。また、この方法に代わって、研磨
ヘッド側に、空気または不活性ガスを被研磨物の周囲か
ら吹込む手段を設けることもできる。
布との接触面に空気または不活性ガスを吹込むために、
前記ターンテーブルの上面に、これらのガスが吐出され
る複数の小孔を形成するとともに、研磨布として、これ
らのガスの通過経路として機能する複数の小孔が形成さ
れたものを使用する。また、この方法に代わって、研磨
ヘッド側に、空気または不活性ガスを被研磨物の周囲か
ら吹込む手段を設けることもできる。
【００１０】
（例１）図１に、本発明に基づく平面研磨装置の一例を
示す。なお、ターンテーブル部以外の構成については、
図４に示した従来の平面研磨装置と共通なので、ターン
テーブル１及び研磨布３の部分のみを示し、（ａ）はタ
ーンテーブル部の上面図、（ｂ）はターンテーブル部の
軸方向断面図である。
示す。なお、ターンテーブル部以外の構成については、
図４に示した従来の平面研磨装置と共通なので、ターン
テーブル１及び研磨布３の部分のみを示し、（ａ）はタ
ーンテーブル部の上面図、（ｂ）はターンテーブル部の
軸方向断面図である。
【００１１】研磨布３は、上下に貫通する径１ｍｍの小
孔１１が研磨布全面に形成されている。また、ターンテ
ーブル１の上面には空気の吐出孔１２が多数、設けられ
ている。ターンテーブル１の表面下には空洞部１３が形
成され、吐出孔１２は、この空洞部１３まで貫通してい
る、またターンテーブル１の中心部には、ターンテーブ
ル１の下部に配置された供給源（図示せず）から空洞部
１３へ空気を供給する貫通孔１４が形成されている。
孔１１が研磨布全面に形成されている。また、ターンテ
ーブル１の上面には空気の吐出孔１２が多数、設けられ
ている。ターンテーブル１の表面下には空洞部１３が形
成され、吐出孔１２は、この空洞部１３まで貫通してい
る、またターンテーブル１の中心部には、ターンテーブ
ル１の下部に配置された供給源（図示せず）から空洞部
１３へ空気を供給する貫通孔１４が形成されている。
【００１２】次に、図１に示したターンテーブルを使用
して研磨加工を行った結果について説明する。被研磨物
として、１μｍの熱酸化膜が形成された８インチのシリ
コンウエハを使用し、このシリコンウエハをバッキング
・パッド７（図４）を用いてトップリング（図４）に吸
着して研磨を行った後、熱酸化膜の面内分布を測定し
て、研磨量の均一性を評価した。なお、研磨加工の条件
については、加圧力を５００ｇ／ｃｍ2 、研磨ヘッド５
（図４）の回転数を１００ｒｐｍ、ターンテーブル１の
回転数を１００ｒｐｍとし、研磨剤としてコロイダルシ
リカ粒子を懸濁させたスラリを使用した。この条件で、
ターンテーブル１の下部から吐出孔１２へ、１リットル
／分の流量で空気を供給して、３分間、研磨加工を行っ
た。
して研磨加工を行った結果について説明する。被研磨物
として、１μｍの熱酸化膜が形成された８インチのシリ
コンウエハを使用し、このシリコンウエハをバッキング
・パッド７（図４）を用いてトップリング（図４）に吸
着して研磨を行った後、熱酸化膜の面内分布を測定し
て、研磨量の均一性を評価した。なお、研磨加工の条件
については、加圧力を５００ｇ／ｃｍ2 、研磨ヘッド５
（図４）の回転数を１００ｒｐｍ、ターンテーブル１の
回転数を１００ｒｐｍとし、研磨剤としてコロイダルシ
リカ粒子を懸濁させたスラリを使用した。この条件で、
ターンテーブル１の下部から吐出孔１２へ、１リットル
／分の流量で空気を供給して、３分間、研磨加工を行っ
た。
【００１３】この結果、次の式で定義される加工残膜均
一性Ｕの値として５％が得られ、また、研磨加工中にウ
エハが動いている様子は認められなかった。 Ｕ＝１００×（Ｔmax −Ｔmin ）／Ｔav ［％］ ここで、Ｔmax ：加工残膜の最大値、 Ｔmin ：加工残膜の最小値、 Ｔav ：加工残膜の平均値。
一性Ｕの値として５％が得られ、また、研磨加工中にウ
エハが動いている様子は認められなかった。 Ｕ＝１００×（Ｔmax −Ｔmin ）／Ｔav ［％］ ここで、Ｔmax ：加工残膜の最大値、 Ｔmin ：加工残膜の最小値、 Ｔav ：加工残膜の平均値。
【００１４】なお、比較のため、従来の研磨装置を用い
て同様の条件で中に８インチのシリコンウエハの研磨加
工を行ったところ、上記の式で定義される加工残膜均一
性Ｕの値は１０％であった。
て同様の条件で中に８インチのシリコンウエハの研磨加
工を行ったところ、上記の式で定義される加工残膜均一
性Ｕの値は１０％であった。
【００１５】（例２）図２に、本発明に基づく平面研磨
装置の他の例を示す。なお、研磨ヘッド部以外の構成に
ついては、図４に示した従来の平面研磨装置と共通なの
で、研磨ヘッド部の断面図のみを示してある。
装置の他の例を示す。なお、研磨ヘッド部以外の構成に
ついては、図４に示した従来の平面研磨装置と共通なの
で、研磨ヘッド部の断面図のみを示してある。
【００１６】トップリング５は、主軸９の下端に取付け
られる。ウエハ１０は、トップリング５の下面にバッキ
ング・パッド７を介して真空吸着されて装着される。バ
ッキング・パッド７は、多数の小さな貫通孔２１が形成
された弾性体であり、これらの貫通孔２１は、トップリ
ングを貫通する吸着孔２２、接続配管２３、及び主軸の
内部に形成された経路２４を、順に介して真空ポンプ
（図示せず）に接続されている。
られる。ウエハ１０は、トップリング５の下面にバッキ
ング・パッド７を介して真空吸着されて装着される。バ
ッキング・パッド７は、多数の小さな貫通孔２１が形成
された弾性体であり、これらの貫通孔２１は、トップリ
ングを貫通する吸着孔２２、接続配管２３、及び主軸の
内部に形成された経路２４を、順に介して真空ポンプ
（図示せず）に接続されている。
【００１７】トップリング５の下面には、バッキング・
パッド７の外周に沿ってリテーナリング８が取付けられ
ている。リテーナリング８の下面には、空気を吐出する
吐出口２５が開口している。主軸９の内部に形成された
経路２７及び接続配管２６を介してリテーナリング８に
導入された空気は、吐出口２５から下方に向けて吹出さ
れ、ウエハ１０の表面と研磨布３（図４）との間に侵入
する。これによって、ウエハ１０の表面が研磨布３に吸
着されることが防止され、ウエハ１０の裏面側と研磨ヘ
ッド４との間の吸着状態が確実に維持される。
パッド７の外周に沿ってリテーナリング８が取付けられ
ている。リテーナリング８の下面には、空気を吐出する
吐出口２５が開口している。主軸９の内部に形成された
経路２７及び接続配管２６を介してリテーナリング８に
導入された空気は、吐出口２５から下方に向けて吹出さ
れ、ウエハ１０の表面と研磨布３（図４）との間に侵入
する。これによって、ウエハ１０の表面が研磨布３に吸
着されることが防止され、ウエハ１０の裏面側と研磨ヘ
ッド４との間の吸着状態が確実に維持される。
【００１８】（例３）図３に、本発明に基づく平面研磨
装置の他の例を示す。この例では、研磨ヘッド４の外部
に、リテーナリング８の外周に沿って、空気吹込み用の
ノズル３１が設けられている。この例に示した構成によ
っても、ウエハ１０の表面が研磨布３に吸着されること
が防止され、ウエハ１０の裏面側と研磨ヘッドとの間の
吸着状態が確実に維持される。
装置の他の例を示す。この例では、研磨ヘッド４の外部
に、リテーナリング８の外周に沿って、空気吹込み用の
ノズル３１が設けられている。この例に示した構成によ
っても、ウエハ１０の表面が研磨布３に吸着されること
が防止され、ウエハ１０の裏面側と研磨ヘッドとの間の
吸着状態が確実に維持される。
【００１９】
【発明の効果】本発明に基づく平面研磨装置によれば、
被研磨物の表面側が研磨布に吸着される現象が防止され
るので、被研磨物の裏面側と研磨ヘッドとの間の吸着状
態が確実に維持され、その結果、高い平坦度を有する研
磨加工面が得られる。
被研磨物の表面側が研磨布に吸着される現象が防止され
るので、被研磨物の裏面側と研磨ヘッドとの間の吸着状
態が確実に維持され、その結果、高い平坦度を有する研
磨加工面が得られる。
【図１】本発明の平面研磨装置の一例を示す図、（ａ）
はターンテーブルの上面図、（ｂ）はＡ−Ａ部の断面図
を表す。
はターンテーブルの上面図、（ｂ）はＡ−Ａ部の断面図
を表す。
【図２】本発明の平面研磨装置の他の例を示す研磨ヘッ
ドの断面図。
ドの断面図。
【図３】本発明の平面研磨装置の他の例を示す図、
（ａ）は上面図、（ｂ）はＢ−Ｂ部の断面図を表す。
（ａ）は上面図、（ｂ）はＢ−Ｂ部の断面図を表す。
【図４】従来の平面研磨装置の概要を示す図。
１・・・ターンテーブル、２・・・回転駆動機構、３・
・・研磨布、４・・・研磨ヘッド、５・・・トップリン
グ、６・・・加圧機構、７・・・バッキング・パッド、
８・・・リテーナリング、９・・・主軸、１０・・・半
導体ウエハ、１１・・・小孔、１２・・・吐出孔、１３
・・・空洞部、１４・・・貫通孔、１９・・・研磨剤供
給ノズル、２１・・・貫通孔、２２・・・吸着孔、２３
・・・接続配管、２４・・・経路、２５・・・吐出口、
２６・・・接続配管、２７・・・経路、３１・・・ノズ
ル。
・・研磨布、４・・・研磨ヘッド、５・・・トップリン
グ、６・・・加圧機構、７・・・バッキング・パッド、
８・・・リテーナリング、９・・・主軸、１０・・・半
導体ウエハ、１１・・・小孔、１２・・・吐出孔、１３
・・・空洞部、１４・・・貫通孔、１９・・・研磨剤供
給ノズル、２１・・・貫通孔、２２・・・吸着孔、２３
・・・接続配管、２４・・・経路、２５・・・吐出口、
２６・・・接続配管、２７・・・経路、３１・・・ノズ
ル。
Claims (3)
- 【請求項１】 上面に研磨布が貼付けられ、回転駆動さ
れるターンテーブルと、 このターンテーブルに対向して配置され、回転駆動され
るとともに、被研磨物を裏面から吸着してその表面を研
磨布に対して押付ける研磨ヘッドと、 を備えた平面研磨装置において、 前記被研磨物の表面と前記研磨布との接触面に空気また
は不活性ガスを吹込む手段を備えたことを特徴とする平
面研磨装置。 - 【請求項２】 前記ターンテーブルは、その上面に複数
の小孔が形成され、これらの小孔を介して空気または不
活性ガスが吐出されることを特徴とする請求項１に記載
の平面研磨装置。 - 【請求項３】 前記研磨ヘッドは、前記被研磨物の周囲
から、前記被研磨物の表面と前記研磨布との接触面に空
気または不活性ガスを吹込む手段を備えたことを特徴と
する請求項１に記載の平面研磨装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8821597A JPH10277927A (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 平面研磨装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8821597A JPH10277927A (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 平面研磨装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10277927A true JPH10277927A (ja) | 1998-10-20 |
Family
ID=13936688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8821597A Pending JPH10277927A (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 平面研磨装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10277927A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000296458A (ja) * | 1999-02-25 | 2000-10-24 | Obsidian Inc | 研磨媒体安定化装置 |
| JP2000317812A (ja) * | 1999-03-26 | 2000-11-21 | Applied Materials Inc | ポリシングスラリーを供給するキャリヤヘッド |
| KR100862130B1 (ko) * | 2006-03-27 | 2008-10-09 | 가부시끼가이샤 도시바 | 연마 패드, 연마 방법 및 연마 장치 |
-
1997
- 1997-04-07 JP JP8821597A patent/JPH10277927A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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