JPH03270870A - Polishing device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、シリコンウェーハなどの被研磨材の表面を研
磨する研磨装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a polishing apparatus for polishing the surface of a material to be polished, such as a silicon wafer.
一般に、ＩＣ，ＬＳＩなどの半導体素子の基板材料とし
ては、シリコンウェーハが用いられている。そして、こ
のシリコンウェーハは、その表面か鏡面研磨されている
。Generally, silicon wafers are used as substrate materials for semiconductor devices such as ICs and LSIs. The surface of this silicon wafer is mirror polished.
従来、このようなシリコンウェーハの研磨装置としては
、第２図に示すようなちのが知与れている。Conventionally, as such a silicon wafer polishing apparatus, the one shown in FIG. 2 is known.
この図において、符号ｌは定盤であり、２はキャリアプ
レート、３はキャリアプレートの上部に配置されたマウ
ントへノドである。In this figure, numeral 1 is a surface plate, 2 is a carrier plate, and 3 is a mount nozzle arranged on the upper part of the carrier plate.
上記定盤ｌは、上面に研磨バッドか装着された平面視し
て円形の回転板である。The surface plate 1 is a rotating plate having a circular shape in plan view and having a polishing pad attached to its upper surface.
上記キャリアプレート２は、セラミックスやガラス材料
からなる円板であり、その両面か研磨されて平坦な面と
されている。このキャリアプレート２の片面には、第３
図に示すように、複数枚（この図では４枚）のシリコン
ウェーハ４か平面視して等間隔な位置に固定されている
。このシリコンウェーハ４をキャリアプレート２へ固定
する方法としては、シリコンウェーハ４の片面にワック
スを塗布することにより、シリコンウェーハ４をキャリ
アプレート２の片面へ貼着するワックス法と、真空吸着
、水貼り等の方法により接着するワックスレス法とがあ
る。これらの方法によりシリコンウェーハ４か片面に固
定されたキャリアプレート２は、そのシリコンウェーハ
４か固定されている面を下方に向けた状態で定盤ｌ上に
載置されている。The carrier plate 2 is a circular plate made of ceramic or glass material, and both sides of the carrier plate 2 are polished to have a flat surface. On one side of this carrier plate 2, a third
As shown in the figure, a plurality of (four in this figure) silicon wafers 4 are fixed at equally spaced positions when viewed from above. Methods for fixing this silicon wafer 4 to the carrier plate 2 include a wax method in which the silicon wafer 4 is attached to one side of the carrier plate 2 by applying wax to one side of the silicon wafer 4, a vacuum adsorption method, and a water bonding method. There is a waxless method in which adhesives are bonded using methods such as the following. The carrier plate 2 with the silicon wafer 4 fixed to one side by these methods is placed on the surface plate 1 with the side to which the silicon wafer 4 is fixed facing downward.
定盤１上に載置されているキャリアプレート２は、一つ
の定盤ｌ上に複数個配置されている。これらのキャリア
プレート２は、平面視して周方向へ等間隔に位置してい
る。このキャリアプレート２は、その上部がマウントヘ
ッド３に嵌合され、その上面がマウントヘッド３の内平
面と密着している。A plurality of carrier plates 2 placed on the surface plate 1 are arranged on one surface plate l. These carrier plates 2 are positioned at equal intervals in the circumferential direction when viewed from above. The upper part of the carrier plate 2 is fitted into the mount head 3, and the upper surface is in close contact with the inner surface of the mount head 3.
マウントヘッド３は、その上部の中央に加圧軸５が連結
され、この加圧軸５に対して首振り自在にかつ回転自在
とされている。A pressure shaft 5 is connected to the center of the upper part of the mount head 3, and the mount head 3 is swingable and rotatable with respect to the pressure shaft 5.
上記のような構成の研磨装置を用いてシリコンウェーハ
４を研磨するには、まず、定盤１上にフロイダルンリカ
のアルカリ性懸濁液などの研磨砥粒を分散させる。この
ようにした定盤１上に、シリコンウェーハ４が固定され
たキャリアプレート２を、シリコンウェーハ４が固定さ
れている面を下方に向けた状態で載置する。そして、こ
のキャリアプレート２の上方に配置されているマウント
ヘッド３をキャリアプレート２の上部に装着する。In order to polish the silicon wafer 4 using the polishing apparatus configured as described above, first, polishing abrasive grains such as an alkaline suspension of Freud's Liquor are dispersed on the surface plate 1 . The carrier plate 2 to which the silicon wafer 4 is fixed is placed on the surface plate 1 thus constructed, with the surface to which the silicon wafer 4 is fixed facing downward. Then, the mount head 3 placed above the carrier plate 2 is attached to the top of the carrier plate 2.
この後、空気圧シリンダ、油圧シリンタ等を用いて、マ
ウントへノド３の上部に連結されている加圧軸５を下方
に押圧することにより、シリコンウェーハ４を定盤１の
上面に押圧する。このような状態で定盤ｌを回転させる
。この場合、この定盤１とシリコンウェーハ４との接触
面における相対速度は、そのシリコンウェーハ４が定盤
１の外側において接触している場合に、より大きくなる
ので、同一のキャリアプレート２に固定されているシリ
コンウェーハ４のうち、定盤１と外側で接触しているシ
リコンウェーハ４が定盤１の回転に引きずられることに
より、キャリアプレート２がその上部の装着されている
マウントヘッド３と共に定盤１と同一方向に回転する。Thereafter, the silicon wafer 4 is pressed onto the upper surface of the surface plate 1 by pressing downwardly the pressure shaft 5 connected to the upper part of the mount throat 3 using a pneumatic cylinder, a hydraulic cylinder, or the like. In this state, the surface plate l is rotated. In this case, the relative speed at the contact surface between the surface plate 1 and the silicon wafer 4 becomes larger when the silicon wafer 4 is in contact with the surface plate 1 outside the surface plate 1, so it is fixed to the same carrier plate 2. Among the silicon wafers 4 that are being held, the silicon wafer 4 that is in contact with the surface plate 1 on the outside is dragged by the rotation of the surface plate 1, and the carrier plate 2 is fixed together with the mount head 3 mounted on the upper part of the silicon wafer 4. Rotates in the same direction as board 1.
このようにして、シリコンウェーハ４の下面が、定盤１
の上面に分散された研磨砥粒により研磨される。In this way, the bottom surface of the silicon wafer 4 is placed on the surface plate 1.
Polished by abrasive grains dispersed on the top surface of the
〔発明か解決しようとする課題］
ところて、近年、半導体素子の集積度を上げようとして
いる。そして、例えば、１Ｍビットのメモリーから４Ｍ
ビットのメモリーに移行する場合には、シリコンウェー
ハ４の表面の平坦度を１μ黒程度からＯ数μｌにまで向
上させなければならない。この場合、上記従来の研磨装
置にあっては、加圧軸５の直下のマウントヘッド３に加
圧力が集中する傾向にあり、シリコンウェーハの表面の
平坦度を向上させることかできないという問題があった
。[Problems to be Solved by the Invention] In recent years, there has been an attempt to increase the degree of integration of semiconductor devices. For example, from 1Mbit memory to 4Mbit
When moving to a bit memory, the flatness of the surface of the silicon wafer 4 must be improved from about 1 μl to several 0 μl. In this case, in the conventional polishing apparatus described above, there is a problem that the pressurizing force tends to concentrate on the mount head 3 directly under the pressurizing shaft 5, and it is only possible to improve the flatness of the surface of the silicon wafer. Ta.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、キャリアプレートを均一に加圧するこ
とができ、かつシリコンウェーハ等の被研磨材の表面の
平坦度を大幅に向上させることができる研磨装置を提供
することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to be able to uniformly pressurize a carrier plate and to significantly improve the flatness of the surface of a material to be polished such as a silicon wafer. The purpose of the present invention is to provide a polishing device that can perform the following steps.
上記目的を達成するために、本発明は、キャリアプレー
トを押圧する押圧板の上面に加圧流体を供給する加圧空
間を設けたものである。In order to achieve the above object, the present invention provides a pressurized space for supplying pressurized fluid on the upper surface of a press plate that presses a carrier plate.
本発明の研磨装置にあっては、押圧板の上面に設けた加
圧空間に加圧流体を充填して、押圧板全面でキャリアプ
レートを均一に押圧する。In the polishing apparatus of the present invention, a pressurized space provided on the upper surface of the press plate is filled with pressurized fluid to uniformly press the carrier plate over the entire surface of the press plate.
以下、第１図に基づいて本発明の一実施例を説明する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on FIG.
図中符号１０は、従来と同様の構成の回転自在な定盤で
ある。この定盤１０の上面には、下面にシリコンウェー
ハを貼着した状態のキャリアプレート１１か載置されて
いる。そして、このキャリアプレート１１は、中心部に
貫通孔１１ａか形成されたリング状のものである。また
、このキャリアプレート１１の上方には弾性チューブ１
２が堝巻状に巻回されて配置されており、この弾性チュ
ーブ１２の上方には皿状の押圧板１３が設定されている
。Reference numeral 10 in the figure is a rotatable surface plate having the same structure as the conventional one. On the upper surface of this surface plate 10, a carrier plate 11 having a silicon wafer attached to its lower surface is placed. The carrier plate 11 is ring-shaped with a through hole 11a formed in the center. Further, an elastic tube 1 is provided above the carrier plate 11.
2 are wound in a spiral shape, and a plate-shaped pressing plate 13 is set above the elastic tube 12.
上記押圧板１３の外縁部には立縁１４が一体的に立設さ
れており、かつ押圧板１３の内面には、中心部から外縁
部に行くほど下方に傾斜して形戊され、中心部から外縁
部に行くにつれて押圧板１３の厚さが薄くなるように設
定されている。そして、押圧板１３の内部には加圧板１
５が装着されており、この加圧板１５の外周部は断面円
弧状に形成されると共に、Ｏリング１６が装着されてい
る。従って、加圧板１５は、押圧板Ｉ３に対して昇降自
在にかつ押圧板１３の軸線に対して傾斜可能に設けられ
ている。また、上記押圧板１３の立縁１４の上面には、
加圧板１５の上方への抜けを防止するストッパリング１
７が取付けられており、このストッパリング１７と加圧
板１５との間には板ゴム１８が取付けられている。そし
て、押圧板１３の内面の中心から等距離の位置には、そ
れぞれ、３個の玉受部材１９が等間隔に配置されて嵌め
込まれており、これらの玉受部材１９の上部の捨鉢状の
凹所にはそれぞれ鋼球２０が載置されている。さらに、
これらの鋼球２０の上方の加圧板１５には、それぞれ玉
受部材２１がスプリング２２によって下方に付勢された
状態で嵌め込まれている。そして、押圧板１３と加圧板
１５との間には加圧空間２３か形成されている。A vertical edge 14 is integrally erected on the outer edge of the press plate 13, and the inner surface of the press plate 13 is shaped so as to be inclined downward from the center to the outer edge. The thickness of the pressing plate 13 is set to become thinner toward the outer edge. A pressure plate 1 is provided inside the pressure plate 13.
The outer periphery of this pressure plate 15 is formed to have an arcuate cross section, and an O-ring 16 is attached thereto. Therefore, the pressure plate 15 is provided so as to be movable up and down with respect to the pressure plate I3 and to be tiltable with respect to the axis of the pressure plate 13. Further, on the upper surface of the vertical edge 14 of the pressing plate 13,
Stopper ring 1 that prevents the pressure plate 15 from coming off upwards
7 is attached, and a rubber plate 18 is attached between the stopper ring 17 and the pressure plate 15. Three ball receiving members 19 are fitted at equal distances from the center of the inner surface of the pressing plate 13, and the upper portions of these ball receiving members 19 are shaped like bowls. A steel ball 20 is placed in each recess. moreover,
Ball bearing members 21 are fitted into the pressure plates 15 above these steel balls 20, respectively, while being urged downward by springs 22. A pressurizing space 23 is formed between the pressing plate 13 and the pressing plate 15.
上記加圧板１５の中央には筒状の加圧軸２４か取付けら
れており、この加圧軸２４の内部と上記加圧空間２３と
が連通されている。そして、上記加圧軸２４の外周には
筒状部材２５が装着されており、この筒状部材２５は、
軸受２６を介して支持部材２７に回転自在に支持されて
いる。また、筒状部材２５の下部にはカバー２８が取付
けられていると共に、このカバー２８は、ピン２９によ
って上記加圧板１５に連結されている。そして、上記カ
バー２８に対向して、上記加圧板１５にはカバー３０が
装着されている。A cylindrical pressure shaft 24 is attached to the center of the pressure plate 15, and the interior of this pressure shaft 24 and the pressure space 23 are communicated with each other. A cylindrical member 25 is attached to the outer periphery of the pressure shaft 24, and this cylindrical member 25 is
It is rotatably supported by a support member 27 via a bearing 26. Further, a cover 28 is attached to the lower part of the cylindrical member 25, and this cover 28 is connected to the pressure plate 15 by a pin 29. A cover 30 is attached to the pressure plate 15 so as to face the cover 28 .
上記支持部材２７の下面にはシリンダ３Ｉが取付けられ
ており、このシリンダ３１のピストン口。A cylinder 3I is attached to the lower surface of the support member 27, and a piston opening of this cylinder 31.
ドの下方には、ストッパリング１７の上方位置を支点３
２として上下方向に回動するく字状の係止部材３３が設
置されている。そして、この係止部材３３の基端部と加
圧板１５との間には、該基端部を上方に付勢するスプリ
ング３４が装着されており、かつこのスプリング３４の
付勢力によって、係止部材３３の先端フック部３５か上
記キャリアプレートｌｌを押圧板１３側に係合するよう
になっている。The upper position of the stopper ring 17 is placed at the fulcrum 3 below the
2, a dogleg-shaped locking member 33 that rotates in the vertical direction is installed. A spring 34 is installed between the proximal end of the locking member 33 and the pressure plate 15 to urge the proximal end upward, and the urging force of the spring 34 causes the locking member to lock. The tip hook portion 35 of the member 33 engages the carrier plate 11 with the pressing plate 13 side.
上記のように構成された研磨装置を用いてシリコンウェ
ーハを研磨するには、まず、定盤１０上に、コロイダｉ
ｖシリカのアルカリ性懸屓液などの研磨砥粒を分散させ
る。このようにしてから図示しない加圧手段により、加
圧軸２４を所定圧力で下方に押圧すると共に、加圧軸２
４の内部を通って加圧流体を、押圧板１３と加圧板Ｉ５
とで形成サレル加圧空間２３内に供給することにより、
シリコンウェーハを定盤１０の上面に押圧する。この状
態で、定盤１０を回転させると、従来同様に、キャリア
プレート１１が定盤１０と同一方向に回転してシリコン
ウェーハの下面が研磨される。To polish a silicon wafer using the polishing apparatus configured as described above, first, a colloid i
v Disperse abrasive particles such as an alkaline suspension of silica. After doing this, the pressure shaft 24 is pressed downward with a predetermined pressure by a pressure means (not shown), and the pressure shaft 24 is pressed downward with a predetermined pressure.
The pressurized fluid passes through the inside of the press plate 13 and the press plate I5.
By supplying the formed sarrell into the pressurized space 23,
A silicon wafer is pressed onto the upper surface of the surface plate 10. In this state, when the surface plate 10 is rotated, the carrier plate 11 rotates in the same direction as the surface plate 10, and the lower surface of the silicon wafer is polished, as in the conventional case.
この場合、加圧空間２３内に加圧流体が供給されており
、しかも、押圧板１３がその中心から外縁に向かって厚
さが薄く形成されているから、押圧板１３にかかる応力
分布が均一化し、押圧板１３によって均一にキャリアプ
レート１１全面を押圧することができる。また、加圧板
１５の外周面か断面円弧状に形成されており、加圧板１
５に対して押圧板１３か傾斜可能とされているから、定
盤１０に対してキャリアプレートｌｌか平行を維持でき
、傾くことかない。さらに、加圧板１５か押圧板１３に
対して昇降自在とされているから、加圧流体の流量変動
に対しても、迅速に対応でき、押圧板１３による加圧力
に変化か生じることかない
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は、キャリアプレートを押
圧する押圧板の上面に加圧流体を供給する加圧空間を設
けたものであるから、押圧板の上面に設けた加圧空間に
加圧流体を充填して、押圧板全面でキャリアプレートを
均一に押圧することにより、キャリアプレートを均一に
加圧することができ、シリコンウェーハ等の被研磨材の
表面の平坦度を大幅に向上させることができる。In this case, the pressurized fluid is supplied into the pressurized space 23, and the thickness of the press plate 13 is thinner from the center toward the outer edge, so the stress distribution applied to the press plate 13 is uniform. The pressure plate 13 can uniformly press the entire surface of the carrier plate 11. Further, the outer circumferential surface of the pressure plate 15 is formed to have an arcuate cross section, and the pressure plate 15 has an arcuate shape.
Since the press plate 13 is tiltable with respect to the base plate 10, the carrier plate 11 can be maintained parallel to the surface plate 10 and will not tilt. Furthermore, since the pressure plate 15 is movable up and down with respect to the pressure plate 13, it is possible to quickly respond to fluctuations in the flow rate of the pressurized fluid, and there is no change in the pressure applied by the pressure plate 13. [Effect] As explained above, since the present invention provides a pressurizing space for supplying pressurized fluid on the upper surface of the pressing plate that presses the carrier plate, the pressurizing space provided on the upper surface of the pressing plate By filling the pressurized fluid into the carrier plate and pressing the carrier plate uniformly over the entire surface of the press plate, the carrier plate can be evenly pressurized, which greatly improves the flatness of the surface of the polished material such as silicon wafers. can be done.
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は従来
の研磨装置の外観図、
第３図はキャリア
プレートに貼着されたシリコンウェーノ＼の配置図であ
る。
・・定盤、
１・・・キャリアプレート、
３・・押
圧板、
２３・加圧空間。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an external view of a conventional polishing device, and FIG. 3 is a layout of silicon wafers attached to a carrier plate. ... Surface plate, 1. Carrier plate, 3. Pressing plate, 23. Pressurizing space.
Claims (1)
ャリアプレートの下方に設けられた定盤上に押圧した状
態で上記被研磨材を研磨するように構成された研磨装置
において、上記キャリアプレートを押圧する押圧板の上
面に加圧流体を供給する加圧空間が設けられたことを特
徴とする研磨装置。In a polishing device configured to polish the material to be polished while pressing a carrier plate on which the material to be polished is fixed onto a surface plate provided below the carrier plate, the carrier plate is pressed. A polishing device characterized in that a pressurized space for supplying pressurized fluid is provided on the upper surface of a press plate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2070272A JPH03270870A (en) | 1990-03-20 | 1990-03-20 | Polishing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2070272A JPH03270870A (en) | 1990-03-20 | 1990-03-20 | Polishing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03270870A true JPH03270870A (en) | 1991-12-03 |
Family
ID=13426721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2070272A Pending JPH03270870A (en) | 1990-03-20 | 1990-03-20 | Polishing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03270870A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05293410A (en) * | 1992-04-21 | 1993-11-09 | Aichi Electric Co Ltd | Automatic direction converting device of self-propelling chemical solution sprinkling vehicle |
-
1990
- 1990-03-20 JP JP2070272A patent/JPH03270870A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05293410A (en) * | 1992-04-21 | 1993-11-09 | Aichi Electric Co Ltd | Automatic direction converting device of self-propelling chemical solution sprinkling vehicle |
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