JP5291151B2 - ポリッシング装置及び方法 - Google Patents
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Description
本発明のポリッシング方法の第3の態様は、トップリングの周囲に上下動自在に配置されたガイドリングと、トップリングを軸中心に回転させるためのトップリングシャフトと、前記トップリングシャフトと接合するボールとを有し、前記ガイドリングを前記研磨布に対して押圧する押圧手段とは独立に、研磨布に対してポリッシング対象物を押圧するトップリングを用いてポリッシング対象物をポリッシングする方法において、前記ポリッシング対象物を研磨する際、前記ポリッシング対象物への押圧力F 1 よりもガイドリングへの押圧力F 2 を小さくして、前記ポリッシング対象物の周縁部の研磨量を該ポリッシング対象物の内部側より少なくして該ポリッシング対象物の周縁部の酸化膜を厚く残すようにしたことを特徴とするものである。
本発明の一態様は、前記押圧手段はトップリングを支持するトップリングヘッドに固定されている。
図2(a),(b),(c)に示されるように、ガイドリング3に押圧力F2を加えた場合、研磨布6が圧縮され、半導体ウエハ4の周縁部に対する研磨布6の接触状態が変化していく。このため、F1とF2との関係を変更することにより半導体ウエハ4の研磨圧力の分布を内部側と周縁部とで種々に変えることができる。
F1≒F2の場合には半導体ウエハ4の中心部から周縁部、さらにはガイドリングの外周部までの研磨圧力の分布が連続かつ均一になり、半導体ウエハ4は中心部から周縁部まで均一な研磨量が得られる。
F1<F2の場合には半導体ウエハ4の周縁部の研磨圧力が内部より低くなり、半導体ウエハ4の周縁部の研磨量を内部の研磨量より少なくすることができる。
図4および図5において、符号1はトップリングであり、トップリング1の下面には弾性マット2が貼着されている。またトップリング1の外周部にはガイドリング3が配置されている。またトップリング1の下方には、上面に研磨布6を貼ったターンテーブル5が設置されている。
本実施例においては、トップリング1の外周部にあるガイドリング3はガイドリング押え26により保持されており、ガイドリング押え26は複数のローラ27により押圧されるようになっている。ローラ27はシャフト28を介してトップリングヘッド9に固定されたガイドリング用エアシリンダ22に連結されている。ガイドリング3がトップリング1に対して上下動自在でトップリング1とともに回転できることは、図4及び図5に示す実施例と同様である。
上述のように、第1実施例及び第2実施例においては、トップリングシャフト8の周囲に別個に設けられ、トップリングシャフト8と一緒に回転することはしない部材21及び28を介してガイドリング押圧力が伝達されるので、研磨中すなわちトップリングが回転中であっても、ガイドリング押圧力を変更することが可能である。
本実施例においては、トップリング1の外周部にあるガイドリング3は、トップリング1に固定されたガイドリング用エアシリンダ31に連結されている。ガイドリング用エアシリンダ31はトップリングシャフト8内の連通路8a、ロータリージョイント32、レギュレータR2を介して圧縮空気源24に接続されている。
図8に示す例では、半導体デバイスは、シリコンからなる基材40と、基材40上の酸化膜41と、酸化膜41上の金属膜42と、金属膜42上の酸化膜43とから構成されている。図8(a)は研磨前の状態を示し、図8(b)は研磨後の状態を示す。研磨後には、半導体デバイスの周縁部で金属膜42が露出している。研磨後に薬液洗浄すると、図8(c)に示すように金属膜42が薬液によって侵される。金属膜42を薬液に侵されないようにするためには、図8(d)に示すように周縁部の研磨量を内部側より少なくして周縁部の酸化膜43を厚く残すことが好ましい。このような要請に本発明は好適である。
2 弾性マット
3 ガイドリング
4 半導体ウエハ
5 ターンテーブル
6 研磨布
7 ボール
8 トップリングシャフト
9 トップリングヘッド
10 トップリング用エアシリンダ
18 キー
19 ベアリング
20 ガイドリング押え
22 ガイドリング用エアシリンダ
24 圧縮空気源
25 砥液供給ノズル
26 ガイドリング押え
27 ローラ
31 ガイドリング用エアシリンダ
32 ロータリージョイント
33 演算器
R1,R2 レギュレータ
Claims (10)
- 上面に研磨布を貼ったテーブルと、
ポリッシング対象物を保持し、前記研磨布に対して押圧するトップリングと、
前記トップリングの周囲に上下動自在に配置されたガイドリングと、
前記ガイドリングに押圧力を与えるための圧力を調節するレギュレータと、
前記トップリングを回転させる際の軸中心となるトップリングシャフトと、
該ガイドリングを保持するガイドリング保持部材と、
前記トップリングシャフトの周囲に別個に設けられ、ポリッシング対象物を研磨する際、前記トップリングシャフトとは一緒に回転しないよう構成された部材を備え、
前記レギュレータからガイドリング保持部材を介してガイドリングへ行われる押圧力の伝達が、前記トップリングシャフトの周囲に別個に設けられた部材を介して行われることを特徴とするポリッシング装置。 - 前記トップリングシャフトの周囲に別個に設けられ、ポリッシング対象物を研磨する際、前記トップリングシャフトとは一緒に回転しないよう構成された部材は、少なくとも1つ以上のローラを有することを特徴とする請求項1に記載のポリッシング装置。
- 上面に研磨布を貼ったテーブルと、
ポリッシング対象物を保持し、前記研磨布に対して押圧するトップリングと、
前記トップリングの周囲に上下動自在に配置される前記研磨布を押圧するためのガイドリングと、
前記ガイドリングに押圧力を与えるための押圧力調節機構と、
前記ガイドリングに押圧力を与えるために該ガイドリングと前記押圧力調節機構との間に設けられたガイドリング保持部材とを有し、
前記押圧力調節機構は、前記トップリングを回転させる際の軸中心となるトップリングシャフトとは一緒に回転しないように構成されていることを特徴とするポリッシング装置。 - 前記押圧力調節機構に接続される流体源を有することを特徴とする請求項3記載のポリッシング装置。
- 前記押圧力調整機構は、少なくとも1つ以上のローラを有することを特徴とする請求項3又は4に記載のポリッシング装置。
- 上面に研磨布を貼ったテーブルと、
酸化膜を有するポリッシング対象物を保持するトップリングと、
前記ポリッシング対象物に押圧力F1を与えるための第1の流体圧を調整する第1のレギュレータと、
前記トップリングの周囲に上下動自在に配置されて前記研磨布を押圧するガイドリングと、
前記ガイドリングに押圧力F2を与えるための第2の流体圧を調整する第2のレギュレータを備え、
前記ポリッシング対象物を研磨する際、前記第1の流体圧と前記第2の流体圧は、前記ポリッシング対象物への押圧力F1よりも前記ガイドリングへの押圧力F2を小さくして、前記ポリッシング対象物の周縁部の研磨量を該ポリッシング対象物の内部側より少なくして該ポリッシング対象物の周縁部の酸化膜を厚く残すように前記第1のレギュレータと前記第2のレギュレータにより調整されることを特徴とするポリッシング装置。 - 上面に研磨布を貼ったテーブル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押圧し、研磨するポリッシング方法であって、
前記トップリングに前記ポリッシング対象物を保持したまま該トップリングをトップリングシャフトの軸中心に回転させ、調節された第1の圧力でポリッシング対象物を前記研磨布に対して押圧し、
前記第1の圧力と独立に調整された第2の圧力で、ガイドリング保持部材を介して、ガイドリングを前記研磨布に対して押圧することを特徴とするポリッシング方法。 - トップリングの周囲に上下動自在に配置されたガイドリングを有し、
ガイドリング保持部材を介して前記ガイドリングを前記研磨布に対して押圧する押圧手段とは独立に、研磨布に対してポリッシング対象物を押圧するトップリングを用いてポリッシング対象物をポリッシングする方法において、
前記ポリッシング対象物を研磨する際、前記ポリッシング対象物への押圧力F1よりもガイドリングへの押圧力F2を小さくして、前記ポリッシング対象物の周縁部の研磨量を該ポリッシング対象物の内部側より少なくして該ポリッシング対象物の周縁部の酸化膜を厚く残すようにしたことを特徴とするポリッシング方法。 - トップリングの周囲に上下動自在に配置されたガイドリングと、
トップリングを軸中心に回転させるためのトップリングシャフトと、
前記トップリングシャフトと接合するボールとを有し、
前記ガイドリングを前記研磨布に対して押圧する押圧手段とは独立に、研磨布に対してポリッシング対象物を押圧するトップリングを用いてポリッシング対象物をポリッシングする方法において、
前記ポリッシング対象物を研磨する際、前記ポリッシング対象物への押圧力F1よりもガイドリングへの押圧力F2を小さくして、前記ポリッシング対象物の周縁部の研磨量を該ポリッシング対象物の内部側より少なくして該ポリッシング対象物の周縁部の酸化膜を厚く残すようにしたことを特徴とするポリッシング方法。 - 前記トップリングと前記ガイドリングとが、一体に上下動および回転することができるように構成されたことを特徴とする請求項9又は10に記載のポリッシング方法。
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