JP3418467B2 - ポリッシング装置 - Google Patents
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Description
り、特に半導体ウエハ等のポリッシング対象物を平坦且
つ鏡面状に研磨するポリッシング装置に関する。
につれて回路の配線が微細化し、配線間距離もより狭く
なりつつある。特に0.5μm以下の光リソグラフィの
場合、焦点間深度が浅くなるためステッパーの結像面の
平坦度を必要とする。そこで、半導体ウエハの表面を平
坦化することが必要となるが、この平坦化法の1手段と
してポリッシング装置により研磨することが行われてい
る。
独立した回転数で回転する上面にクロス(研磨布)を張
り付けたターンテーブルと、トップリングとを有し、ト
ップリングが一定の圧力をターンテーブルに与え、クロ
スとトップリングとの間にポリッシング対象物を介在さ
せてクロス上面に研磨砥液を流下しつつ、ポリッシング
対象物の表面を平坦且つ鏡面に研磨している。
ロスの張り替えは、装置を停止し、ターンテーブルから
クロスをはがし、ターンテーブル上面に残留した研磨砥
液を洗い落とし、ターンテーブルを乾燥させてから、新
しいクロスを直接ターンテーブル上面に張り付けること
により行っていた。このため、作業性が悪く、装置を停
止しての作業時間が長くなり、装置の単位時間当たりの
生産ロット数が低下する欠点があった。
を張り付けてなるクロスカートリッジをターンテーブル
上に着脱可能に取り付ける方法が行われている。クロス
の交換を予めクロスを張り付けた着脱が容易なカートリ
ッジの交換とすることで、交換時の作業時間、すなわち
装置を停止させる時間を短縮し、装置の単位時間当たり
の生産ロット数を上げている。この方法は、特公昭59
−44185号、特公平2−30827号、特開平4−
206929号公報等に記載されている。
は、交換時の着脱を容易とするために、特公昭59−4
4185号公報に記載のようにカートリッジの外周部を
ターンテーブルに固定するものや、特開平4−2069
29号公報に記載の嵌合部や、特公平2−30827号
公報記載の流体の張力を利用したものがあった。
交換を容易に行うために、軽いものが望ましい。軽量化
の手段としてクロスカートリッジの厚さを薄くすること
が考えられる。図4は従来のクロスカートリッジ型のタ
ーンテーブルを示し、台座2にクロス3を張り付けてな
るクロスカートリッジ1はターンテーブル4に外周部で
固定されている。しかしながら、薄いクロスカートリッ
ジで研磨圧力を大きくすると、クロスカートリッジは、
図4に示すように外周部のみの固定手段では、トップリ
ング11から偏荷重を受けて変形し、ターンテーブル4
から浮き上がってしまう。浮き上がったカートリッジが
ターンテーブルとともに回転するため、研磨面が波打
ち、研磨している半導体ウエハが平坦に研磨されなかっ
たり、破損する等の問題点があった。本発明は上述の事
情に鑑みなされたもので、ポリッシング中の偏荷重によ
る薄いクロスカートリッジの変形を防止できるポリッシ
ング装置を提供することを目的とする。
めに本発明は、台座にクロスを張り付けてなるクロスカ
ートリッジをターンテーブルに脱着可能に取り付け、前
記クロス上面に被加工物を押し付けて被加工物を研磨す
るポリッシング装置において、前記クロスカートリッジ
の外周部および中心部にボルト挿通穴を形成し、前記タ
ーンテーブルの対応した位置にはねじ穴を形成し、前記
クロスカートリッジと前記ターンテーブルをボルトによ
り締結し、前記クロスカートリッジを前記ターンテーブ
ルに対して、前記クロスカートリッジの外周部と中心部
との双方で固定することを特徴とするものである。また
本発明は、台座にクロスを張り付けてなるクロスカート
リッジをターンテーブルに着脱可能に取り付け、前記ク
ロス上面に被加工物を押し付けて被加工物を研磨するポ
リッシング装置において、前記クロスカートリッジの下
端面と前記ターンテーブルの上面とに形成された凹凸に
よりはめあわせ、さらに前記クロスカートリッジと前記
ターンテーブルをボルトにより締結することを特徴とす
るものである。
カートリッジとターンテーブルの固定部を外周部と中心
部の双方に設けることにより、クロスカートリッジがト
ップリングから受ける偏荷重に対しても荷重のかからな
い部分の浮き上がりを防ぎ、研磨する半導体ウエハの平
坦度が向上すると同時に破損を防ぐことができる。
例を図面に基づいて説明する。図1から図3および図5
は、本発明のポリッシング装置のクロスカートリッジお
よびターンテーブルを示す図である。図1及び図2はク
ロスカートリッジおよびターンテーブルの一実施例を示
す縦断面図であり、図2は図1に対して直交する方向の
断面図である。
(研磨布)3を張り付けて形成されている。クロスカー
トリッジ1の外周部および中心部にはターンテーブル4
に固定するためのボルト挿通穴が形成され、ターンテー
ブルの対応した位置にはねじ穴が形成されている。ただ
し、本実施例の装置はターンテーブル側の中心部のねじ
穴はターンテーブル4に取り付けられたプレート6に形
成されている。また、プレート6はクロスカートリッジ
1の下端面とターンテーブル4の上面に形成された凹部
にはめあわせることにより、クロスカートリッジ1とタ
ーンテーブル4は芯合わせされ同一の回転中心に回転可
能となっている。
の上面に配置され、外周部と中心部をボルト5によって
着脱可能にターンテーブル4に取り付けられる。また、
クロスカートリッジ1の下端面の外周部には下端面より
へこんだ切り欠き溝7が形成され、また、ターンテーブ
ル4には切り欠き溝に係合する突起部4aが形成されて
おり、クロスカートリッジ1はターンテーブル4に対し
て回り止めがなされターンテーブル4と共に回転するよ
うになっている。クロスカートリッジ1の台座2はステ
ンレス鋼等の合金鋼、又はアルミニウム、又はプラスチ
ックから形成されている。カートリッジ上面に張り付け
るクロス3は樹脂シート(例えばSuba 800)等
の研磨布である。
クロスを保護するプラスチック等からなるカバー8が着
脱自在に固定されている。さらに、クロスカートリッジ
1の外周部には、クロスカートリッジ1の運搬および着
脱が容易に行えるように取手9が取り付けられている。
クロスカートリッジ1の台座は全体として円盤状をな
し、その厚さtと直径dとの比t/dは0.005〜
0.05に設定されている(図1参照)。
るポリッシング装置のポリッシング部の構成を示す縦断
面図である。クロスカートリッジ1の上面にはクロス3
が張り付けられており、クロスカートリッジ1はターン
テーブル4の上面に配置され、外周部と中心部でターン
テーブル4に固定される。ターンテーブル4は回転軸1
0を中心に回転するようになっており、ターンテーブル
4に固定されたクロスカートリッジ1はターンテーブル
4と共に回転する。ターンテーブル4の上方には、半導
体ウエハ12を保持するためにトップリング11が配置
されている。トップリング11は回転軸13を中心に回
転するとともに、上下動するようになっており、半導体
ウエハを下方に任意の圧力で押圧することができる。
液ノズル14が設置されており、研磨砥液ノズル14に
よってクロスカートリッジ1に張り付けられたクロス3
上に研磨砥液Qが供給されるようになっている。
ップリング11の下端面に半導体ウエハ12を真空吸着
させ、クロスカートリッジ1上面に張り付けたクロス3
上に半導体ウエハ12を押圧する。この時ターンテーブ
ル4およびトップリング11は回転を始める。次に研磨
砥液ノズル14から研磨砥液Qを流すことにより、クロ
ス3に研磨砥液Qが保持され、半導体ウエハ12の研磨
される面(下面)に研磨砥液Qが侵入しポリッシングを
始める。
ーンテーブルの固定手段は中心部および外周部ともにボ
ルトにより締結したが、固定手段が本発明を限定するも
のではなく、他の固定手段、例えば金具等を用いても本
実施例の主旨から逸脱するものではない。
他の実施例を示す縦断面図である。本実施例におけるタ
ーンテーブル4の上面には通気孔15が形成されてい
る。そして、クロスカートリッジ1をターンテーブル4
上面に配置した後、通気孔15を真空源16に接続する
ことにより、クロスカートリッジ1はターンテーブル4
に真空吸着される。クロスカートリッジ1の取り外し
は、通気孔15を大気開放すること、または流体圧源に
つなぐことにより行う。
ロスカートリッジがトップリングから受ける偏荷重に対
しても荷重のかからない部分の浮き上がりを防ぎ、研磨
する半導体ウエハの平坦度が向上すると同時に破損を防
ぐことができる。
ング装置の一実施例を示す縦断面図である。
ング装置の一実施例を示す縦断面図である。
ング装置のポリッシング動作を示す縦断面図である。
グ装置を示す縦断面図である。
ング装置の他の実施例を示す縦断面図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 台座にクロスを張り付けてなるクロスカ
ートリッジをターンテーブルに脱着可能に取り付け、前
記クロス上面に被加工物を押し付けて被加工物を研磨す
るポリッシング装置において、前記クロスカートリッジの外周部および中心部にボルト
挿通穴を形成し、前記ターンテーブルの対応した位置に
はねじ穴を形成し、前記クロスカートリッジと前記ター
ンテーブルをボルトにより締結し、前記 クロスカートリ
ッジを前記ターンテーブルに対して、前記クロスカート
リッジの外周部と中心部との双方で固定することを特徴
とするポリッシング装置。 - 【請求項2】 前記クロスカートリッジは円盤状をな
し、前記台座の厚さtと直径dとの比が0.005〜
0.05であることを特徴とする請求項1記載のポリッ
シング装置。 - 【請求項3】 前記クロスカートリッジは、外周縁部に
ターンテーブルとの回り止め用の係合部を有することを
特徴とする請求項1記載のポリッシング装置。 - 【請求項4】 前記クロスカートリッジは、クロスを保
護するためのカバーを有することを特徴とする請求項1
記載のポリッシング装置。 - 【請求項5】 前記クロスカートリッジは、取手を有す
ることを特徴とする請求項1記載のポリッシング装置。 - 【請求項6】 前記クロスカートリッジの台座は、合金
鋼、又はアルミニウム、又はプラスチックからなること
を特徴とする請求項1記載のポリッシング装置。 - 【請求項7】 前記クロスは、樹脂からなることを特徴
とする請求項1記載のポリッシング装置。 - 【請求項8】 台座にクロスを張り付けてなるクロスカ
ートリッジをターンテーブルに着脱可能に取り付け、前
記クロス上面に被加工物を押し付けて被加工物を研磨す
るポリッシング装置において、 前記クロスカートリッジの下端面と前記ターンテーブル
の上面とに形成された凹凸によりはめあわせ、 さらに前記クロスカートリッジと前記ターンテーブルを
ボルトにより締結することを特徴とするポリッシング装
置。
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