JPS63283859A - ウェハ研磨用治具 - 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〕 本発明はウェハの鏡面研磨治具に係り、ウェハの研磨工
具となるポリシャの摩耗を均一にすることによって高い
形状精度のウェハを得るのに好適な研磨治具に関する。

〔従来の技術〕

従来のウェハを研磨する治具は、例えば特開昭５６−１
５９８７５号公報に記載されているように、ウェハ保持
部と修正リング部とが個別の部材によって分離して構成
されていたので、研磨の作業性が悪（、またウェハを研
磨するポリシャの摩耗修正を均一に行うことができなか
ったため、研磨したウェハの形状精度が悪いという欠点
があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来技術は、ウェハの研磨工具となるポリシャ
の摩耗の均一化をはかるための修正リン磨の作業性の点
について全く配慮がなされていなかった。すなわち、ウ
ェハを着脱するためにウェハ保持治具を取り出す時、修
正リングがウェハ保持治具に付着し、取扱い中にポリシ
ャ上に落下し。

ポリシャを損傷させる結果、ウェハ加工面のキズ発生の
原因となる不具合な問題が発生した。

また、ウェノ〉の保持方式に関して、ポリシャ上におけ
るウェハの研磨距離分布の不均一さによって生ずる、ポ
リシャの偏摩耗を考慮しておらず、この偏摩耗によって
生ずる研磨圧力の不均一分布によって、ウェハの形状精
度が低下するという問題があった。

本発明の目的は、ウェハの保持治具とポリシャの修正リ
ングとを一体構造とし、しかも、ポリシャ上の研磨距離
分布の均一化を考慮した、ウェハの研磨治具によって、
高い形状精度のウェハを得ることにある。　　　　　　
　　　ｊ。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、ウェハ保持治具とポリシャの修正治具とを
一体構造とすることにより、達成される。

すなわち、ウェハ保持治具として、研磨圧力負荷用プレ
ート上に弾性膜を張り付け、この弾性膜に、ウェハの円
周端をおさえるリングとポリシャを修正するリングとを
一体構造の部材によって構成することにより、本発明の
目的を達成することができる。

〔作用〕

ウェハ保持リングとポリシャ修正リングからなるウェハ
保持治具を一体構造の部材によって構成するため、ウェ
ハ保持治具は、研磨加圧部の単一操作によつ【動作する
。それによって、ポリシャ修正リングのみが取扱い作業
中に落下することがなくなり、ポリシャの損傷を防止す
ることができる。

ポリシャ修正リングの設計にあたり、ウェハおよびポリ
シャ修正リングがポリシャ上を通過する研磨距離によっ
て、ポリシャの均一な摩耗を生じさせる構造にする。こ
こで、ウェハが通過するポリシャの摩耗分布は、ポリシ
ャ修正リングの径によって規定されるが、ポリシャ修正
リングの寸法を太き（すると、ポリシャ修正リングとウ
ェハ保持リングが一体構造であるために、ポリシャ修正
リングは研磨荷重を受け、ポリシャ修正リングのポリシ
ャとの接触面積Ｓ、と、ウェハとウェハ保持リングのポ
リシャとの接触面積８２の関係から、研磨荷重をＦとす
れば、ウェハ研磨圧力Ｐは、Ｐ　＝　Ｆ　（Ｓ　１／　
（Ｓ　、＋　８２　）　）　／　Ｓ　。

＝　Ｆ　／　（Ｓ　１　＋　８２　） となる。そして、Ｓ、が大きくなると、Ｐが小となり、
ウェハにはたらく研磨圧力が小さくなって。

研磨圧力に比例関係にある研磨能率が小さくなり、生産
性が低下してしまう。したがって、Ｓ、を小さくし、し
かも、ポリシャ修正リングの径を大きくすることによっ
て、研磨能率を低下させることな（、ポリシャの偏摩耗
を防止し、ポリシャの摩耗を均一に修正することができ
るので、ポリシャを長時間にわたり使用することができ
、かつウェハの研磨形状精度を著しく向上させることが
できる。

〔実施例〕

以下に、本発明の一実施例を挙げ図面に基づいてさらに
詳細に説明する。第１図は本発明のウェハ研磨治具の構
造の一例を示す断面図であり、第２図は第１図に示した
研磨治具の平面図を示す。

図に示すごとく、研磨圧力の加圧プレート１に弾性膜２
が貼付けである。弾性膜２に、ウェハ保持とポリシャ修
正リングとを一体に構成したウェハ保持・ポリシャ修正
リング３が取付けである。このウェハ保持・ポリシャ修
正リング３は、ガラスエポキシ材料からなり、リング内
周部４とリング外周部５が凸形状になっており、リング
内周部４とリング外周部５との間は凹形状部６を有して
いる。上記の加圧プレート１と弾性膜２とウェハ保持・
ポリシャ修正リング５から構成されたウェハの研磨治具
７は、第３図に示すごとくラップ１０に取付けられてい
るポリシャ８上に載置される。

ラップ１０は駆動部（図示せず）と連結され回転する機
構になっている。また、ウェハ研磨治具７は、揺動機構
部（図示せず）によって揺動される構造になっている。

次に１本実施例におけるウェハ研磨の動作を説明する。

ウェハ９は、ウェハ保持・ポリシャ修正リング３のリン
グ内周部４の内側において、弾性膜２に当接し、ポリシ
ャ８上にあり、揺動機構部によって加圧され、かつポリ
シャ８上の半径方向を往復運動する。この時、研磨剤供
給ノズル（図示せず）によって、ポリシャ８の中心部に
研磨剤を滴下し、ラップ１０上に取付けられているポリ
シャ８は、ラップ１０に連結されている駆動部によって
回転運動を起こして、ウェハ９の表面は鏡面研磨される
。

このウェハ研磨において、ウェハ保持・修正リング３の
゛リング外周部５は、ポリシャ８を押し付け、ウェハ９
によるポリシャ８の摩耗量が少ない部分を摩耗させる効
果があり、ポリシャ８は均一に摩耗し修正される。第４
図は、ウェハ９をリング内周部４のみで研磨した場合Ｂ
と、リング外周部５を含めたウェハ保持・ポリシャ修正
リング３を用いた場合Ａの研磨距離比Ｌ／Ｌｏ（Ｌ＝ポ
リシャ上の研磨距離、Ｌｏ＝揺動中心上の位置における
研磨距離）を比較したグラフである。図から明らかなご
とく、リング内周部４のみの場合ＢＶｃおいてはＬ／Ｌ
ｏが０〜１の範囲に大きくばらつくのに対し、リング外
周部５を含めた場合ＡはＬ／Ｌｏが（Ｌ６５〜１となり
、ばらつきを小さくすることができるので、ポリシャ８
の摩耗の不均一さを向上させることができ、ウェハを高
い形状精度で、長時間にわたり研磨することができる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したごとく、本発明によるウェハの保持
とポリシャの修正リングとを一体構造とした研磨治具に
よって、ポリシャの摩耗を均一化することができ、従来
のウェハ保持具とポリシャの修正リングを分離した場合
に起こる研磨の作業性の低下ならびにポリシャ修正リン
グの落下によるポリシャの損傷を防止することができ、
高能率にウェハを寸法精度よく研磨することができる。

例えば、従来のポリシャ修正リングを分離した場合に、
高形状精度が得られるポリシャの寿命は約２０時間程度
であったものを、本発明のウェハ保持とポリシャの修正
リングとを一体構造にしたウェハ研磨治具を用いた場合
にはポリシャの寿命を８０〜ｉｏｏ時間に延長させるこ
とができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例において示したウェハ研磨治具
の構造を示す断面図、第２図は第１図に示したウェハ研
磨治具の平面図、第３図は本発明の実施例において示し
た研磨治具を用いてウェハを研磨する動作を示す模式図
、第４図は本発明のウェハ保持リングとポリシャ修正リ
ングとを一体構造にした場合の研磨と、ウェハ保持リン
グのみで研磨した場合のポリシャ上の研磨距離比を比較
したグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ウェハの保持部と、該ウェハの保持部の外周にウェ
   ハを研磨するポリシャの修正部とが、研磨加圧部に取付
   けられているウェハ研磨用治具において、上記ウェハの
   保持部とポリシャの修正部とは一体構造に形成され、か
   つ上記ウェハの保持部とポリシャの修正部との間には凹
   形状部を設けたことを特徴とするウェハ研磨用治具。 ２、ウェハの保持部および該ウェハの保持部の外側に設
   けたポリシャの修正部は、それぞれリング状部材によつ
   て構成され、上記ウェハの保持部のリング状部材とポリ
   シャの修正部のリング状部材とは一体構造となし、かつ
   上記ウェハの保持部のリング状部材とポリシャの修正部
   のリング状部材との間には、上記両リング状部材の全周
   にわたつて凹形状部を設けたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載のウェハ研磨用治具。