JPH08281552A - 半導体ウェーハ鏡面研磨方法及び装置 - Google Patents

半導体ウェーハ鏡面研磨方法及び装置

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JPH08281552A
JPH08281552A JP8900395A JP8900395A JPH08281552A JP H08281552 A JPH08281552 A JP H08281552A JP 8900395 A JP8900395 A JP 8900395A JP 8900395 A JP8900395 A JP 8900395A JP H08281552 A JPH08281552 A JP H08281552A
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JP
Japan
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polishing
wafer
disk
pressure
shape
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Withdrawn
Application number
JP8900395A
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English (en)
Inventor
Takafumi Yoshida
隆文 吉田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 鏡面研磨で平坦度の高いウェーハを容易に得
るウェーハ鏡面研磨方法と装置を提供する。 【構成】 研磨定盤8はモータなどが接続された研磨定
盤回転軸9により回転駆動され、接着円盤2と相対的に
回転運動しながら加圧円盤4により接着円盤2を押圧し
ながら自転運動をさせ、ポリッシングパッド7上に研磨
剤12を供給することによりウェーハ1の表面を鏡面研
磨する装置であって、研磨の際にウェーハ1を自転回転
させるため、研磨後のウェーハ1の形状は軸対称の凸あ
るいは凹形状になり、平坦度の等高線は同心円状にな
り、接着円盤2の形状を流体あるいは気体4dによる研
磨圧力の大きさおよび与える範囲を制御することにより
凸形状を形成し、ポリッシングパッド7の粘弾性により
縁ダレ形状および研磨定盤8の形状変化とに合わせウェ
ーハ1の研磨加工面の圧力分布を均一にし、ウェーハの
平坦度を向上する手段を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ウェーハの研磨方法お
よび装置に係り、特にSiなどの半導体ウェーハを保持
し、他方の面を鏡面研磨するのにおいて、ウェーハの平
坦度の向上を指向したウェーハの研磨方法および装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の研磨方法は、表面にポリッシング
パッド7を接着した研磨定盤8を、その回転駆動軸6の
まわりに回転させ、前記ポリッシングパッド7と対抗す
る面にウェーハ1を複数枚接着した接着円盤15の該ウ
ェーハを加圧リング16により前記ポリッシングパッド
7に押圧しながら研磨剤12を供給するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の研磨方法ではウ
ェーハ1が複数枚接着円盤15に接着固定されるため、
研磨時にポリッシングパッド7の粘弾性特性による縁ダ
レ効果の影響を受けてウェーハ1の形状が鞍型になる
(図7(a)参照)。しかも、研磨時に研磨定盤7の形
状の影響を受けてテーパーが生じウェーハ1の平坦度が
悪化する(図7(b),(c)参照)。また、研磨中の
接着円盤15の傾きによるグローバルなテーパーを抑え
るため接着円盤15に接着するウェーハ1の厚みを揃え
ねばならず、研磨前に厚み分級する工程が必要であった
(図8(a)参照)。
【0004】本発明は、このような従来の研磨手段の問
題点を解消し、鏡面研磨で平坦度の高いウェーハを容易
に得ることができるウェーハ鏡面研磨方法と装置を提供
することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、ウェーハ1を枚葉で接着円盤2に接着し、該接着
円盤2の裏面に流体あるいは気体4dを媒体として研磨
圧力を負荷し、研磨定盤8の形状変化およびポリッシン
グパッド7の粘弾性による縁ダレ形状とに合わせた凸形
状を接着円盤2に形成してウェーハ1の研磨加工面の圧
力分布を均一にし、またガイド円盤3により接着円盤2
を公転させながらかつ加圧円盤4に取り付けられたゴム
スカート4aを介して接着円盤2に自転運転を与えてウ
ェーハ1の形状が軸対称になるようにして研磨すること
にある。
【0006】
【作用】枚葉で接着円盤2に接着されたウェーハ1は、
該接着円盤2の裏面に流体あるいは気体4aを媒体とし
て研磨定盤8の形状変化およびポリッシングパッド7の
粘弾性による縁ダレ形状に合わせて制御された研磨圧力
が負荷され、ウェーハ1はポリッシングパッド7に対し
て球状の凸形状になり、ウェーハ1の研磨加工面の圧力
分布が均一になる。ウェーハ1はガイド円盤3により接
着円盤2を公転させながら、かつ加圧円盤4に取り付け
られたゴムスカート4aを介して接着円盤2に自転運動
を与え、ウェーハ1の研磨面が研磨定盤8に接着された
ポリッシングパッド7の全面に均一に当たり、研磨定盤
8の形状変化にもかかわらずウェーハ1の形状が軸対称
になり、研磨定盤8の形状変化によるテーパーの発生を
抑制して平坦度が向上する。
【0007】また、枚葉で接着円盤2に接着されたウェ
ーハ1は、複葉で接着した場合と異なり、研磨中の接着
円盤2の傾きが少なく、異なる厚みのウェーハ1を同時
に研磨できるため、研磨前に厚み分級する必要がない。
【0008】
【実施例】以下、本発明を具現化する装置の一実施例
を、図面に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施
例に係るウェーハ鏡面研磨装置の要部を示す構成図であ
り、図2〜8に示した部材と共通する部材には同一の符
号を付し、その説明は一部省略してある。
【0009】図1に示すように、ウェーハ鏡面研磨装置
は、被研磨材としてのウェーハ1を保持する接着円盤2
を有し、該接着円盤2におけるウェーハ1を保持した側
と対向する面にはポリッシングパッド7を接着した研磨
定盤8が配置されている。接着円盤2を研磨定盤8に対
して加圧する加圧機構として加圧円盤4と、この加圧円
盤4に加圧力と自転回転運動を伝達する加圧円盤公転盤
5が設けられている。この加圧円盤4の下方位置に、前
記接着円盤2が装着されており、ウェーハ1が枚葉で接
着された接着円盤2が加圧円盤公転盤5と同じ公転運動
をするガイド円盤3に複数枚装着されるようになってい
る。ガイド円盤3は研磨摩擦力による横荷重をセンター
ガイドローラー10とサイドガイドローラー11に分散
している。研磨定盤8は、図示しないモータなどが接続
された研磨定盤回転軸9により回転駆動され、接着円盤
2と相対的に回転運動する。研磨定盤8の上面には粘弾
性体であるポリッシングパッド7が接着され、加圧円盤
4に供給された流体あるいは気体4dの圧力により接着
円盤2を研磨定盤8に押圧しながら自転運動をさせ、ガ
イド円盤3を介して公転運動を接着円盤2に与えながら
ポリッシングパッド7上に研磨剤12を供給することに
よりウェーハ1の表面が鏡面研磨される。研磨圧力用の
流体あるいは気体4dの圧力は圧力調整弁13および制
御装置14により精度良く供給される。
【0010】図2に自転加圧盤部について詳細を示すよ
うに、ウェーハ1を枚葉で接着した接着円盤2を加圧円
盤4の自転加圧円盤の下方に装着する。加圧円盤公転盤
5、加圧円盤自転軸4c、自転加圧円盤4bに開けられ
た穴を通して接着円盤2の裏面に供給された研磨圧力用
の流体あるいは気体4dはゴムスカート4aによりシー
ルされ、流体あるいは気体4dの圧力により接着円盤2
の裏面を押圧してウェーハ1に研磨圧力を負荷する。ま
た、自転加圧円盤4bの自転回転はゴムスカート4aを
介して接着円盤2に伝達される。
【0011】図3に示すように、ガイド円盤3は開口部
が設けられており、接着円盤2が複数枚装着される構造
を有する。また、ガイド円盤3は研磨円盤回転軸6の軸
回転運動を中継し、公転運動として接着円盤2に伝達す
る。
【0012】図4にウェーハ1を本発明の装置を用いて
研磨した場合の特徴を示す。ウェーハ1の平坦度を悪化
させる原因として、ポリッシングパッド7の粘弾性特性
による縁ダレおよび研磨定盤8の形状の影響による凹凸
がある。研磨の際にウェーハ1が自転回転するため、い
ずれの平坦度悪化の影響を受けても、研磨後のウェーハ
1の形状は軸対称の凸あるいは凹形状になり、平坦度の
等高線は同心円状になる。
【0013】図5に示すように、接着円盤2の形状を流
体あるいは気体4dによる研磨圧力の大きさおよび与え
る範囲を制御することにより凸形状を形成し、ポリッシ
ングパッド7の粘弾性による縁ダレ形状および研磨定盤
8の形状変化とに合わせ、ウェーハ1の研磨加工面の圧
力分布を均一にし、非常に平坦度の良いウェーハを得る
ことができる。
【0014】図6に示すように、従来は大型の接着円盤
15を用い、ウェーハ1を複葉枚接着していた。図7に
ウェーハ1を複葉枚接着した接着円盤15を用いて研磨
した場合の特徴を示す。従来の研磨方法ではウェーハ1
が複数枚接着円盤15に接着固定されるため、研磨時に
ポリッシングパッド7の粘弾性特性による縁ダレ効果の
影響を受けてウェーハ1の形状が鞍型になる(図7
(a)参照)。また、研磨時に研磨定盤8の形状の影響
を受け、研磨定盤8が凸形状のとき内ズリテーパー、研
磨定盤8が凹形状のとき外ズリテーパーが生じてウェー
ハ1の平坦度が悪化していた(図7(b),(c)参
照)。
【0015】図8に厚み差の大きいウェーハ1を同時に
研磨した場合の特徴を示す。(a)に示す従来の方法で
は、ウェーハ1の厚み差が大きいと複葉接着した接着円
盤15が研磨中に傾き、接着円盤13全面にわたるテー
パー(グローバルテーパー)が生じる。この研磨中の接
着円盤15の傾きによるグローバルテーパーを抑えるた
めには接着円盤15に接着するウェーハ1の厚み差を抑
えねばならず、そのためには研磨前に厚み分級する作業
工程が必要であった。図8(b)に示す本発明では、ウ
ェーハ1を個々に枚葉で各接着円盤2に接着しているの
で、厚み差の大きいウェーハを同時に研磨しても平坦度
に影響がなく、従って冗長な厚み分級工程を省略するこ
とができる。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、ウェーハを枚葉で接着する接着円盤が自転および公
転運動し、ポリッシングパッドの粘弾性による縁ダレ形
状および研磨定盤の形状変化に合わせて接着円盤の形状
を流体あるいは気体で制御して均一な研磨圧力をウェー
ハに与えて平坦度の高いウェーハの鏡面研磨加工をでき
る。また、厚み差の大きいウェーハを同時に研磨しても
平坦度に影響がなく、厚み分級工程を省略することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るウェーハ鏡面研磨装置
の要部を示す構成図である。
【図2】図1に示される加圧円盤の詳細構造とウェーハ
が接着された接着円盤の配置を示す。
【図3】図1に示されるガイド円盤の平面図と接着円盤
の装着位置を示す。
【図4】本発明のウェーハの平坦度を表す等高線図と接
着円盤の研磨時の状態を示す。
【図5】本発明の接着円盤変形による平坦度の向上例を
示す。
【図6】従来の大型接着円盤を用いたウェーハ複葉枚の
接着例を示す。
【図7】従来のウェーハの平坦度を表す等高線図と接着
円盤の研磨時の状態を示す。
【図8】厚み差のあるウェーハが接着された場合のウェ
ーハ研磨形状を示す。
【符号の説明】
1 ウェーハ 2 接着円盤 3 ガイド円盤 4 加圧円盤 4a ゴムスカート 4b 自転加圧円盤 4c 加圧円盤自転軸 4d 加圧流体あるいは加圧気体 5 加圧円盤公転盤 6 研磨円盤回転軸 7 ポリッシングパッド 8 研磨定盤 9 研磨定盤回転軸 10 センターガイドローラー 11 サイドガイドローラー 12 研磨剤 13 圧力調整弁 14 制御装置 15 複葉接着円盤 16 加圧リング

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面にポリッシングパッド(7)を接着
    した研磨定盤(8)をその回転軸(9)のまわりに駆動
    回転させ、前記ポリッシングパッド(7)と対向する面
    にウェーハ(1)を接着した接着円盤(2)の該ウェー
    ハ(1)を加圧円盤(4)により前記ポリッシングパッ
    ド(7)に押圧しながら研磨剤(12)を供給すること
    によって前記ウェーハ(1)を研磨する方法において、
    ウェーハ(1)を枚葉で接着する接着円盤(2)を用
    い、該接着円盤(2)の裏面に流体あるいは気体(4
    d)を媒体として研磨圧力を負荷し、研磨定盤(8)の
    形状変化およびポリッシングパッドの粘弾性による縁ダ
    レ形状とに合わせた凸形状を接着円盤(2)に形成して
    ウェーハ(1)の研磨加工面の圧力分布を均一にし、ま
    たガイド円盤(3)により接着円盤(2)を公転させな
    がらかつ加圧円盤(4)に取り付けられたゴムスカート
    (4a)を介して接着円盤(2)に自転運動を与えてウ
    ェーハ(1)の形状が軸対称になるようにして研磨定盤
    (8)の形状変化によるテーパーの発生を抑制し、ウェ
    ーハ(1)の平坦度を向上することを特徴とする半導体
    ウェーハ研磨方法。
  2. 【請求項2】 表面にポリッシングパッド(7)を接着
    した研磨定盤(8)をその回転軸(9)のまわりに駆動
    回転させ、前記ポリッシングパッド(7)と対向する面
    にウェーハ(1)を接着した接着円盤(2)の該ウェー
    ハ(1)を加圧円盤(4)により前記ポリッシングパッ
    ド(7)に押圧しながら研磨剤(12)を供給すること
    によって前記ウェーハ(1)を研磨する装置において、
    ウェーハ(1)を枚葉で接着する接着円盤(2)を用
    い、該接着円盤(2)の裏面に流体あるいは気体(4
    d)を媒体として研磨圧力を負荷し、研磨定盤(8)の
    形状変化およびポリッシングパッドの粘弾性による縁ダ
    レ形状とに合わせた凸形状を接着円盤(2)に形成して
    ウェーハ(1)の研磨加工面の圧力分布を均一にし、ま
    たガイド円盤(3)により接着円盤(2)を公転させな
    がらかつ加圧円盤(4)に取り付けられたゴムスカート
    (4a)を介して接着円盤(2)に自転運動を与えてウ
    ェーハ(1)の形状が軸対称になるようにして研磨定盤
    (8)の形状変化によるテーパーの発生を抑制して平坦
    度を向上する構造と、該接着円盤(2)の裏面に流体あ
    るいは気体(4d)を媒体として研磨圧力を負荷するた
    めの圧力調整弁(13)と制御装置(14)とを具備し
    たことを特徴とする半導体ウェーハ研磨装置。
JP8900395A 1995-04-14 1995-04-14 半導体ウェーハ鏡面研磨方法及び装置 Withdrawn JPH08281552A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010097902A1 (ja) * 2009-02-25 2010-09-02 セイコーインスツル株式会社 ガラス基板の研磨方法、パッケージの製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器並びに電波時計
CN104400567A (zh) * 2014-09-25 2015-03-11 厦门理工学院 一种金属板的超镜面抛光方法

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