JPH1071560A - ウエハ加圧装置 - Google Patents
ウエハ加圧装置Info
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- JPH1071560A JPH1071560A JP24406196A JP24406196A JPH1071560A JP H1071560 A JPH1071560 A JP H1071560A JP 24406196 A JP24406196 A JP 24406196A JP 24406196 A JP24406196 A JP 24406196A JP H1071560 A JPH1071560 A JP H1071560A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02002—Preparing wafers
- H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
- H01L21/02008—Multistep processes
- H01L21/0201—Specific process step
- H01L21/02024—Mirror polishing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
-
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- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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- B24B49/16—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the load
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウエハ研磨時の回転力や水平力が圧力検知器
に及ぼす影響を除いて、ウエハの研磨精度の向上を図っ
たウエハ加圧装置を提供する。 【解決手段】 ウエハ加圧装置を、ウエハ200を定盤
210に接触させた状態で自転するキャリア1と、キャ
リア1を加圧するシリンダ300と、ロードセルLSで
キャリア1への圧力を検知し、シリンダ300の加圧力
を検知圧力信号Vに基づいて制御するコントローラ6と
で構成した。そして、キャリア1を、ウエハ200を保
持する保持体2と、シリンダ300からの加圧力を受け
る被圧体3と、ウエハ200に対して垂直方向にのみ変
形可能に組み付けられた2枚の環状板バネ4,4とで形
成し、ロードセルLSを、保持体2と被圧体3との間に
介設した。
に及ぼす影響を除いて、ウエハの研磨精度の向上を図っ
たウエハ加圧装置を提供する。 【解決手段】 ウエハ加圧装置を、ウエハ200を定盤
210に接触させた状態で自転するキャリア1と、キャ
リア1を加圧するシリンダ300と、ロードセルLSで
キャリア1への圧力を検知し、シリンダ300の加圧力
を検知圧力信号Vに基づいて制御するコントローラ6と
で構成した。そして、キャリア1を、ウエハ200を保
持する保持体2と、シリンダ300からの加圧力を受け
る被圧体3と、ウエハ200に対して垂直方向にのみ変
形可能に組み付けられた2枚の環状板バネ4,4とで形
成し、ロードセルLSを、保持体2と被圧体3との間に
介設した。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、CMP(Chemic
al Mechanical Polishing)装置などのウエハ研磨装置
に用いられるウエハ加圧装置に関するものである。
al Mechanical Polishing)装置などのウエハ研磨装置
に用いられるウエハ加圧装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のウエハ加圧装置として
は、CMP装置がある。このCMP装置は、定盤上のウ
エハをキャリアで保持し、このキャリアを支持するキャ
リア軸を上方のシリンダで下方に押して、キャリアを加
圧することにより、ウエハを定盤に押し付けながら、キ
ャリアを自転させると共に定盤を回転させる構造となっ
ている。このようなCMP装置を用いたウエハの研磨プ
ロセスにおいては、研磨時にウエハに与える研磨圧力
が、非常に重要である。この研磨圧力のいかんによっ
て、研磨精度が左右されることとなる。そこで、ロード
セルなどの圧力検知器を用いて、研磨圧力を所望値に維
持するようにしたCMP装置が考案されている。
は、CMP装置がある。このCMP装置は、定盤上のウ
エハをキャリアで保持し、このキャリアを支持するキャ
リア軸を上方のシリンダで下方に押して、キャリアを加
圧することにより、ウエハを定盤に押し付けながら、キ
ャリアを自転させると共に定盤を回転させる構造となっ
ている。このようなCMP装置を用いたウエハの研磨プ
ロセスにおいては、研磨時にウエハに与える研磨圧力
が、非常に重要である。この研磨圧力のいかんによっ
て、研磨精度が左右されることとなる。そこで、ロード
セルなどの圧力検知器を用いて、研磨圧力を所望値に維
持するようにしたCMP装置が考案されている。
【0003】図13は、このようなCMP装置の一例を
示す概略図である。このCMP装置は、図に示すよう
に、定盤210上のウエハ200を保持するキャリア1
00に取り付けられたキャリア軸110と、このキャリ
ア軸110を押し下げるシリンダ300のピストンロッ
ド310との間に、ロードセルLSを介在させた構成と
なっている。これにより、シリンダ300の加圧力をロ
ードセルLSで検知し、この検知加圧力を、実際にウエ
ハ200に加わっている研磨圧力と想定する。そして、
検知圧力が所定の設定圧力値と異なる場合には、シリン
ダ300の加圧力を調整して、設定圧力値に保つように
している。しかしながら、実際には、シリンダ300に
よる加圧力だけでなく、キャリア軸110やキャリア1
00の重力なども、ウエハ200に圧力として加わる。
したがって、ロードセルLSの検知加圧力値とウエハ2
00への実際の研磨圧力値とは相違する。このため、上
記した従来のCMP装置では、ウエハ200への研磨圧
力の制御に大きな誤差が発生し、研磨精度が落ちてしま
う。
示す概略図である。このCMP装置は、図に示すよう
に、定盤210上のウエハ200を保持するキャリア1
00に取り付けられたキャリア軸110と、このキャリ
ア軸110を押し下げるシリンダ300のピストンロッ
ド310との間に、ロードセルLSを介在させた構成と
なっている。これにより、シリンダ300の加圧力をロ
ードセルLSで検知し、この検知加圧力を、実際にウエ
ハ200に加わっている研磨圧力と想定する。そして、
検知圧力が所定の設定圧力値と異なる場合には、シリン
ダ300の加圧力を調整して、設定圧力値に保つように
している。しかしながら、実際には、シリンダ300に
よる加圧力だけでなく、キャリア軸110やキャリア1
00の重力なども、ウエハ200に圧力として加わる。
したがって、ロードセルLSの検知加圧力値とウエハ2
00への実際の研磨圧力値とは相違する。このため、上
記した従来のCMP装置では、ウエハ200への研磨圧
力の制御に大きな誤差が発生し、研磨精度が落ちてしま
う。
【0004】そこで、ロードセルLSをキャリア内に設
けたCMP装置が考案されている。図14は、このCM
P装置の要部を示す概略断面図である。このCMP装置
は、ウエハ200を保持するハウジング101と、この
ハウジング101に上下動自在に組み付けられたフラン
ジ102とで、キャリア100を構成し、これらハウジ
ング101とフランジ102との間に、ロードセルLS
を介設した構造となっている。CMP装置をこのような
構造にすることで、シリンダ300の加圧力だけでな
く、キャリア軸110やキャリア100の重力による圧
力などもロードセルLSで検知することができ、ロード
セルLSによる検知加圧力値がウエハ200への実際の
研磨圧力値に近いものとなる。
けたCMP装置が考案されている。図14は、このCM
P装置の要部を示す概略断面図である。このCMP装置
は、ウエハ200を保持するハウジング101と、この
ハウジング101に上下動自在に組み付けられたフラン
ジ102とで、キャリア100を構成し、これらハウジ
ング101とフランジ102との間に、ロードセルLS
を介設した構造となっている。CMP装置をこのような
構造にすることで、シリンダ300の加圧力だけでな
く、キャリア軸110やキャリア100の重力による圧
力などもロードセルLSで検知することができ、ロード
セルLSによる検知加圧力値がウエハ200への実際の
研磨圧力値に近いものとなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した図1
4のCMP装置では、次のような問題があった。キャリ
ア100は、回転する定盤210にウエハ200を押圧
しながら、キャリア軸110を中心に自転する。したが
って、図に示すように、垂直力Vだけでなく、キャリア
100の自転による回転力Rや定盤210の回転による
水平力Hが、ロードセルLSに加わることとなる。この
ため、ロードセルLSは、ウエハ200への研磨圧力と
して検知すべき垂直力Vだけでなく、回転力Rや水平力
Hをも検知してしまい、研磨圧力の制御に誤差が発生し
てしまう。また、回転力Rや水平力HがロードセルLS
に加わるので、ロードセルLSが破壊されるおそれがあ
る。
4のCMP装置では、次のような問題があった。キャリ
ア100は、回転する定盤210にウエハ200を押圧
しながら、キャリア軸110を中心に自転する。したが
って、図に示すように、垂直力Vだけでなく、キャリア
100の自転による回転力Rや定盤210の回転による
水平力Hが、ロードセルLSに加わることとなる。この
ため、ロードセルLSは、ウエハ200への研磨圧力と
して検知すべき垂直力Vだけでなく、回転力Rや水平力
Hをも検知してしまい、研磨圧力の制御に誤差が発生し
てしまう。また、回転力Rや水平力HがロードセルLS
に加わるので、ロードセルLSが破壊されるおそれがあ
る。
【0006】この発明は上述した課題を解決するために
なされたもので、ウエハ研磨時の回転力や水平力が圧力
検知器に及ぼす影響を除いて、ウエハの研磨精度の向上
を図ったウエハ加圧装置を提供することを目的としてい
る。
なされたもので、ウエハ研磨時の回転力や水平力が圧力
検知器に及ぼす影響を除いて、ウエハの研磨精度の向上
を図ったウエハ加圧装置を提供することを目的としてい
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1の発明は、ウエハを定盤に接触させた状態
で自転するキャリア部と、このキャリア部を上記定盤側
に加圧する加圧部と、圧力検知器で上記ウエハへの圧力
を検知し、上記加圧部の加圧力を検知圧力値に基づいて
制御する圧力制御部とを具備するウエハ加圧装置であっ
て、上記キャリア部を、上記ウエハを保持する保持体
と、この保持体と対向した状態で、上記加圧部からの加
圧力を受ける被圧体と、上記ウエハに対して垂直方向に
のみ変形可能に、上記被圧体と保持体との間に組み付け
られた弾性部材とで構成し、上記圧力制御部の圧力検知
器を、上記被圧体と保持体との間に介設した構成として
ある。かかる構成によれば、キャリア部がウエハを定盤
に接触させた状態で自転すると、このキャリア部は加圧
部によって定盤側に加圧される。そして、圧力制御部の
圧力検知器によって、ウエハへの圧力が検知され、その
検知圧力値に基づいて、加圧部の加圧力が制御される。
すなわち、加圧部からの加圧力は、キャリア部の被圧体
を介して圧力検知器に加わり、しかる後、保持体に保持
されたウエハに加わる。このとき、保持体や被圧体に、
キャリア部の自転による回転力や定盤による水平力が加
わり、保持体や被圧体がウエハに対して垂直な方向以外
の方向に移動して、それらの力が被圧体と保持体との間
の圧力検知器に加わるおそれがある。しかし、ウエハに
対して垂直方向にのみ変形可能な弾性部材が、被圧体と
保持体との間に組み付けられているので、保持体や被圧
体が、ウエハに対して垂直な方向にのみ移動し、当該垂
直方向の力のみが圧力検知器に加わることとなる。
に、請求項1の発明は、ウエハを定盤に接触させた状態
で自転するキャリア部と、このキャリア部を上記定盤側
に加圧する加圧部と、圧力検知器で上記ウエハへの圧力
を検知し、上記加圧部の加圧力を検知圧力値に基づいて
制御する圧力制御部とを具備するウエハ加圧装置であっ
て、上記キャリア部を、上記ウエハを保持する保持体
と、この保持体と対向した状態で、上記加圧部からの加
圧力を受ける被圧体と、上記ウエハに対して垂直方向に
のみ変形可能に、上記被圧体と保持体との間に組み付け
られた弾性部材とで構成し、上記圧力制御部の圧力検知
器を、上記被圧体と保持体との間に介設した構成として
ある。かかる構成によれば、キャリア部がウエハを定盤
に接触させた状態で自転すると、このキャリア部は加圧
部によって定盤側に加圧される。そして、圧力制御部の
圧力検知器によって、ウエハへの圧力が検知され、その
検知圧力値に基づいて、加圧部の加圧力が制御される。
すなわち、加圧部からの加圧力は、キャリア部の被圧体
を介して圧力検知器に加わり、しかる後、保持体に保持
されたウエハに加わる。このとき、保持体や被圧体に、
キャリア部の自転による回転力や定盤による水平力が加
わり、保持体や被圧体がウエハに対して垂直な方向以外
の方向に移動して、それらの力が被圧体と保持体との間
の圧力検知器に加わるおそれがある。しかし、ウエハに
対して垂直方向にのみ変形可能な弾性部材が、被圧体と
保持体との間に組み付けられているので、保持体や被圧
体が、ウエハに対して垂直な方向にのみ移動し、当該垂
直方向の力のみが圧力検知器に加わることとなる。
【0008】請求項2の発明は、請求項1に記載のウエ
ハ加圧装置において、上記被圧体は、上記保持体側に突
出する第1の支持部を有し、上記保持体は、上記被圧体
側に突出する第2の支持部を有し、上記弾性部材は、上
記ウエハに対して平行に配置された状態で、上記第1及
び第2の支持部に支持された板バネである構成とした。
かかる構成によれば、被圧体及び保持体の第1及び第2
の支持部に支持された板バネがウエハに対して平行に配
置されているので、この板バネは、ウエハに対して垂直
方向にのみ撓む。
ハ加圧装置において、上記被圧体は、上記保持体側に突
出する第1の支持部を有し、上記保持体は、上記被圧体
側に突出する第2の支持部を有し、上記弾性部材は、上
記ウエハに対して平行に配置された状態で、上記第1及
び第2の支持部に支持された板バネである構成とした。
かかる構成によれば、被圧体及び保持体の第1及び第2
の支持部に支持された板バネがウエハに対して平行に配
置されているので、この板バネは、ウエハに対して垂直
方向にのみ撓む。
【0009】請求項3の発明は、請求項2に記載のウエ
ハ加圧装置において、積層した複数の上記板バネを、上
記第1及び第2の支持部で支持した構成としてある。か
かる構成によれば、複数の板バネを積層されているの
で、ウエハの垂直方向の加圧力に対する板バネの強度が
増大する。
ハ加圧装置において、積層した複数の上記板バネを、上
記第1及び第2の支持部で支持した構成としてある。か
かる構成によれば、複数の板バネを積層されているの
で、ウエハの垂直方向の加圧力に対する板バネの強度が
増大する。
【0010】請求項4の発明は、請求項2に記載のウエ
ハ加圧装置において、所定間隔だけ離した平行な複数の
上記板バネを、上記第1及び第2の支持部で支持した構
成としてある。かかる構成によれば、所定間隔だけ離し
た平行な複数の板バネを、第1及び第2の支持部で支持
したので、第1または第2の支持部が傾こうとすると、
複数の板バネに発生する曲げモーメントが互いに逆向き
になり、これらの支持部材の傾き動作を阻止する。
ハ加圧装置において、所定間隔だけ離した平行な複数の
上記板バネを、上記第1及び第2の支持部で支持した構
成としてある。かかる構成によれば、所定間隔だけ離し
た平行な複数の板バネを、第1及び第2の支持部で支持
したので、第1または第2の支持部が傾こうとすると、
複数の板バネに発生する曲げモーメントが互いに逆向き
になり、これらの支持部材の傾き動作を阻止する。
【0011】請求項5の発明は、請求項1に記載のウエ
ハ加圧装置において、上記弾性部材を、上記ウエハ側に
所定量だけ変形させた状態で組み付けた構成としてあ
る。かかる構成によれば、弾性部材をウエハ側に所定量
だけ変形させた状態で組み付けたので、この状態で、ウ
エハへの加圧力を零と設定することで、圧力検知器が負
の加圧力をも検知することができる。
ハ加圧装置において、上記弾性部材を、上記ウエハ側に
所定量だけ変形させた状態で組み付けた構成としてあ
る。かかる構成によれば、弾性部材をウエハ側に所定量
だけ変形させた状態で組み付けたので、この状態で、ウ
エハへの加圧力を零と設定することで、圧力検知器が負
の加圧力をも検知することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。 (第1の実施形態)図1は、この発明の第1の実施形態
に係るウエハ加圧装置の構成を示す概略図である。な
お、図13及び図14に示した部材と同一部材について
は、同一符号を付して説明する。この実施形態は、CM
P装置に適用されたウエハ加圧装置であり、図に示すよ
うに、ウエハ200を定盤210に接触させた状態で自
転可能なキャリア1と、このキャリア1を定盤210側
に加圧する加圧部としてのシリンダ300と、圧力検知
器としてのロードセルLSによりウエハ200への圧力
を検知し、検知圧力値を示す検知圧力信号VSに基づい
て、シリンダ300の加圧力を制御する圧力制御部とし
てのコントローラ6とを具備している。
いて図面を参照して説明する。 (第1の実施形態)図1は、この発明の第1の実施形態
に係るウエハ加圧装置の構成を示す概略図である。な
お、図13及び図14に示した部材と同一部材について
は、同一符号を付して説明する。この実施形態は、CM
P装置に適用されたウエハ加圧装置であり、図に示すよ
うに、ウエハ200を定盤210に接触させた状態で自
転可能なキャリア1と、このキャリア1を定盤210側
に加圧する加圧部としてのシリンダ300と、圧力検知
器としてのロードセルLSによりウエハ200への圧力
を検知し、検知圧力値を示す検知圧力信号VSに基づい
て、シリンダ300の加圧力を制御する圧力制御部とし
てのコントローラ6とを具備している。
【0013】まず、装置の要部であるキャリア1につい
て詳説する。図2は、キャリア1の断面図である。キャ
リア1は、この図に示すように、ウエハ200を保持す
るための保持体2と、保持体2の上部に被せられ、シリ
ンダ300からの加圧力を受ける被圧体3と、これら保
持体2と被圧体3とに、積層状態で組み付けられた2枚
の弾性部材としての環状板バネ4,4とで構成されてい
る。保持体2は、ウエハ200を押圧するためのプレッ
シャプレート20を下位に有しており、このプレッシャ
プレート20の外周面に、イクステンションリング21
が下方に若干突出した状態で嵌められている。これによ
り、ウエハ200を保持するスペース2aを、プレッシ
ャプレート20の下側に画成する。そして、プレッシャ
プレート20の上に、環状板バネ用の収納室2bを有し
たハウジング22が載置され、このハウジング22とプ
レッシャプレート20とイクステンションリング21と
が、一体にボルト締めされている。
て詳説する。図2は、キャリア1の断面図である。キャ
リア1は、この図に示すように、ウエハ200を保持す
るための保持体2と、保持体2の上部に被せられ、シリ
ンダ300からの加圧力を受ける被圧体3と、これら保
持体2と被圧体3とに、積層状態で組み付けられた2枚
の弾性部材としての環状板バネ4,4とで構成されてい
る。保持体2は、ウエハ200を押圧するためのプレッ
シャプレート20を下位に有しており、このプレッシャ
プレート20の外周面に、イクステンションリング21
が下方に若干突出した状態で嵌められている。これによ
り、ウエハ200を保持するスペース2aを、プレッシ
ャプレート20の下側に画成する。そして、プレッシャ
プレート20の上に、環状板バネ用の収納室2bを有し
たハウジング22が載置され、このハウジング22とプ
レッシャプレート20とイクステンションリング21と
が、一体にボルト締めされている。
【0014】被圧体3は、このようなハウジング22の
上部に被せられている。具体的には、被圧体3は、フラ
ンジ30とキャリア軸31とを有し、フランジ30が、
水浸入防止用のVリング2cを介して、収納室2bを覆
うようにハウジング22の上部に被せられ、キャリア軸
31がこのフランジ30の上面中心部に垂直に嵌められ
ている。
上部に被せられている。具体的には、被圧体3は、フラ
ンジ30とキャリア軸31とを有し、フランジ30が、
水浸入防止用のVリング2cを介して、収納室2bを覆
うようにハウジング22の上部に被せられ、キャリア軸
31がこのフランジ30の上面中心部に垂直に嵌められ
ている。
【0015】2枚の環状板バネ4,4は、ハウジング2
2の収納室2b内に組み付けられている。具体的には、
図2及び図3に示すように、中心にテーパ状のロードセ
ル当接部24を有した取付体23が収納室2bの底部に
配置されて、ハウジング22にボルト締めされている。
そして、3つの支持部25(第2の支持部)が取付体2
3のロードセル当接部24の周囲に120度間隔で突設
されている。一方、フランジ30の内側面には、リング
32を介して、ベースリング33が取り付けられ、ベー
スリング33の下面には、3つの支持部34(第1の支
持部)が、上記3つの支持部25の間に位置するように
120度間隔で突設されている。すなわち、支持部25
がフランジ30側に向くように突設され、支持部34が
取付体23側を向くように突設されている。そして、下
側の環状板バネ4が支持部25上面に当接され且つ上側
の環状板バネ4が支持部34の下面に当接された状態
で、積層された2枚の環状板バネ4,4が支持部25,
34にボルト締めされている。詳しくは、図4に示すよ
うに、各環状板バネ4には、径方向に並ぶ一対の孔4
0,40が120度間隔で穿設され、周方向に並ぶ一対
の孔41,41が一対の孔40,40の間に120度間
隔で穿設されている。これら一対の孔40,40及び孔
41,41は、二点鎖線で示す支持部25の上面及び同
じく二点鎖線で示す支持部34の下面に位置されてお
り、図2及び図3に示すように、この状態で、ボルト4
2が一対の孔40,40を介して支持部25のボルト孔
に上方から螺入されると共に、、ボルト43が一対の孔
41,41を介して支持部34のボルト孔に下方から螺
入されている。このようにして、2枚の環状板バネ4,
4は、キャリア軸31の中心軸Lを中心として配置さ
れ、支持部25で下から3点支持されると共に、支持部
34で上から3点支持されて、ウエハ200と平行にな
るように組み付けられている。
2の収納室2b内に組み付けられている。具体的には、
図2及び図3に示すように、中心にテーパ状のロードセ
ル当接部24を有した取付体23が収納室2bの底部に
配置されて、ハウジング22にボルト締めされている。
そして、3つの支持部25(第2の支持部)が取付体2
3のロードセル当接部24の周囲に120度間隔で突設
されている。一方、フランジ30の内側面には、リング
32を介して、ベースリング33が取り付けられ、ベー
スリング33の下面には、3つの支持部34(第1の支
持部)が、上記3つの支持部25の間に位置するように
120度間隔で突設されている。すなわち、支持部25
がフランジ30側に向くように突設され、支持部34が
取付体23側を向くように突設されている。そして、下
側の環状板バネ4が支持部25上面に当接され且つ上側
の環状板バネ4が支持部34の下面に当接された状態
で、積層された2枚の環状板バネ4,4が支持部25,
34にボルト締めされている。詳しくは、図4に示すよ
うに、各環状板バネ4には、径方向に並ぶ一対の孔4
0,40が120度間隔で穿設され、周方向に並ぶ一対
の孔41,41が一対の孔40,40の間に120度間
隔で穿設されている。これら一対の孔40,40及び孔
41,41は、二点鎖線で示す支持部25の上面及び同
じく二点鎖線で示す支持部34の下面に位置されてお
り、図2及び図3に示すように、この状態で、ボルト4
2が一対の孔40,40を介して支持部25のボルト孔
に上方から螺入されると共に、、ボルト43が一対の孔
41,41を介して支持部34のボルト孔に下方から螺
入されている。このようにして、2枚の環状板バネ4,
4は、キャリア軸31の中心軸Lを中心として配置さ
れ、支持部25で下から3点支持されると共に、支持部
34で上から3点支持されて、ウエハ200と平行にな
るように組み付けられている。
【0016】上記のように2枚の環状板バネ4,4が内
部に組み付けられたキャリア1は、図1に示すモータ5
によって、自転されるようになっている。具体的には、
枠体51が、ベアリング50を介してキャリア軸31の
上部に取り付けられ、この枠体51にモータ5が組み付
けられている。モータ5は、回転軸にギア52を有して
おり、このギア52がキャリア軸31の上端部に取り付
けられたギア53に噛み合っている。これにより、モー
タ5の回転力が、ギア52,53を介してキャリア1に
伝達され、キャリア1がキャリア軸31の中心軸Lの周
りで自転するようになっている。なお、枠体51は、ガ
イド55を介してレール54に上下動自在に取り付けら
れている。
部に組み付けられたキャリア1は、図1に示すモータ5
によって、自転されるようになっている。具体的には、
枠体51が、ベアリング50を介してキャリア軸31の
上部に取り付けられ、この枠体51にモータ5が組み付
けられている。モータ5は、回転軸にギア52を有して
おり、このギア52がキャリア軸31の上端部に取り付
けられたギア53に噛み合っている。これにより、モー
タ5の回転力が、ギア52,53を介してキャリア1に
伝達され、キャリア1がキャリア軸31の中心軸Lの周
りで自転するようになっている。なお、枠体51は、ガ
イド55を介してレール54に上下動自在に取り付けら
れている。
【0017】シリンダ300は、上記枠体51に連結さ
れている。すなわち、ピストンロッド310の下端部が
枠体51の上面に連結されており、シリンダ300内の
空気圧力を変化させて、このピストンロッド310を上
下させることで、枠体51がキャリア1と一体に上昇
し、また、キャリア1を加圧する。
れている。すなわち、ピストンロッド310の下端部が
枠体51の上面に連結されており、シリンダ300内の
空気圧力を変化させて、このピストンロッド310を上
下させることで、枠体51がキャリア1と一体に上昇
し、また、キャリア1を加圧する。
【0018】このシリンダ300の加圧力を制御するコ
ントローラ6は、ロードセルLSと増幅器60と比較器
61と設定値発生器62とトランジューサ63とで構成
されている。ロードセルLSは、キャリア1の被圧体3
から受ける加圧力を検知する圧縮型の圧力検知器であ
り、保持体2と被圧体3との間に介在するように、被圧
体3に取り付けられている。具体的には、図2に示すよ
うに、ロードセルLSは、被圧体3のフランジ30の内
側面中心に設けられたサポート36に取り付けられ、そ
の圧力検知部LSHがロードセル当接部24の上面中心
に当接されている。これにより、被圧体3が下方に加圧
されると、その加圧力が圧力検知部LSHに印加されて
検知され、その検知圧力値を示す検知圧力信号VSがロ
ードセルLSから出力される。この検知圧力信号VSを
伝送する信号線64は、ロードセルLSからサポート3
6及びフランジ30の図示しない孔とキャリア軸31の
中心孔31aを通り、図1に示すように、スリップリン
グ65を介して、増幅器60の入力端に至っている。増
幅器60は、検知圧力信号VSの電圧を増幅するための
もので、その出力端は比較器61に接続されている。比
較器61は、増幅器60からの検知圧力信号VSと設定
値発生器62からの設定値信号V0とを比較し、その差
分電圧ΔVをトランジューサ63に出力する機器であ
る。設定値発生器62は、キャリア1の被圧体3に加え
るべき所望の加圧力値に対応した設定値信号V0を生成
して、比較器61に出力する機器である。トランジュー
サ63は、比較器61からの差分電圧ΔVに基づいてシ
リンダ300内の空気圧力を調整する機器である。具体
的には、差分電圧ΔVが正電圧の場合には、シリンダ3
00内の空気圧力を差分電圧ΔVに対応した分だけ減少
させ、差分電圧ΔVが負電圧の場合には、シリンダ30
0内の空気圧力を差分電圧ΔVに対応した分だけ増加さ
せる。
ントローラ6は、ロードセルLSと増幅器60と比較器
61と設定値発生器62とトランジューサ63とで構成
されている。ロードセルLSは、キャリア1の被圧体3
から受ける加圧力を検知する圧縮型の圧力検知器であ
り、保持体2と被圧体3との間に介在するように、被圧
体3に取り付けられている。具体的には、図2に示すよ
うに、ロードセルLSは、被圧体3のフランジ30の内
側面中心に設けられたサポート36に取り付けられ、そ
の圧力検知部LSHがロードセル当接部24の上面中心
に当接されている。これにより、被圧体3が下方に加圧
されると、その加圧力が圧力検知部LSHに印加されて
検知され、その検知圧力値を示す検知圧力信号VSがロ
ードセルLSから出力される。この検知圧力信号VSを
伝送する信号線64は、ロードセルLSからサポート3
6及びフランジ30の図示しない孔とキャリア軸31の
中心孔31aを通り、図1に示すように、スリップリン
グ65を介して、増幅器60の入力端に至っている。増
幅器60は、検知圧力信号VSの電圧を増幅するための
もので、その出力端は比較器61に接続されている。比
較器61は、増幅器60からの検知圧力信号VSと設定
値発生器62からの設定値信号V0とを比較し、その差
分電圧ΔVをトランジューサ63に出力する機器であ
る。設定値発生器62は、キャリア1の被圧体3に加え
るべき所望の加圧力値に対応した設定値信号V0を生成
して、比較器61に出力する機器である。トランジュー
サ63は、比較器61からの差分電圧ΔVに基づいてシ
リンダ300内の空気圧力を調整する機器である。具体
的には、差分電圧ΔVが正電圧の場合には、シリンダ3
00内の空気圧力を差分電圧ΔVに対応した分だけ減少
させ、差分電圧ΔVが負電圧の場合には、シリンダ30
0内の空気圧力を差分電圧ΔVに対応した分だけ増加さ
せる。
【0019】次に、この実施形態のウエハ加圧装置が示
す動作について説明する。まず、図1において、ロード
セルLSに印加される圧力が、設定値発生器62の設定
値信号V0が示す設定圧力値となるように、シリンダ3
00でキャリア1を加圧し、モータ5を用いてキャリア
1を自転させながら、定盤210を回転させる。これに
より、ウエハ200は、回転する定盤210上でキャリ
ア1によって押圧されながら回転し、定盤210との接
触面が研磨される。
す動作について説明する。まず、図1において、ロード
セルLSに印加される圧力が、設定値発生器62の設定
値信号V0が示す設定圧力値となるように、シリンダ3
00でキャリア1を加圧し、モータ5を用いてキャリア
1を自転させながら、定盤210を回転させる。これに
より、ウエハ200は、回転する定盤210上でキャリ
ア1によって押圧されながら回転し、定盤210との接
触面が研磨される。
【0020】この研磨状態において、水平方向の加圧力
がロードセルLSに加わる。すなわち、シリンダ300
による加圧力だけでなく、枠体51や被圧体3の重力な
どが垂直力としてロードセルLSに加わり、ロードセル
LSで検知される。したがって、ロードセルLSがこの
垂直力を検知する限り、その検知圧力値は、ウエハ20
0への実際の研磨圧力値に極めて近いものとなる。しか
し、上記したように、回転する定盤210上でキャリア
1が自転しており、しかも、保持体2と被圧体3とが別
体であることから、図5に示すように、垂直力Vの他
に、キャリア1の自転によって生じる保持体2と被圧体
3のねじれによる回転力Rや、定盤210の回転によっ
て生じる被圧体3の水平方向へのずれによる水平力H
が、ロードセルLSに印加されるおそれがある。ところ
が、キャリア軸31の中心軸Lを中心とした2枚の環状
板バネ4,4が、支持部25,34を介して保持体2と
被圧体3とに連結されているので、回転力Rは、図6に
示すように、環状板バネ4,4の周方向に加わり、水平
力Hは径方向に加わる。しかし、環状板バネ4,4が多
数のボルト42,43で支持部25,34に固定されて
いることから、環状板バネ4がせん断されて周方向にず
れるということはない。また、各環状板バネ4は肉薄で
あり、水平力H方向の断面係数が大きく、しかも、ボル
ト42,43の間が長くないので、水平力Hによる径方
向への撓みは、ほとんど生じない。もし、環状板バネ4
が水平方向へ多少の撓み、保持体2や被圧体3が多少ず
れても、ロードセルLSの圧力検知部LSHがロードセ
ル当接部24に当接したままずれるだけであるので、圧
力検知部LSHの損傷はほとんど生じない。したがっ
て、環状板バネ4,4は、回転力Rや水平力Hでほとん
ど変形せず、この結果、保持体2と被圧体3とがねじれ
たり、被圧体3が保持体2に対してずれたりすることは
ない。これに対して、垂直力Vは、図7に示すように、
支持部34を介して環状板バネ4,4に直接印加され
る。このとき、環状板バネ4,4の垂直力V方向の断面
係数は水平力H方向の断面係数に比べて著しく小さいの
で、環状板バネ4,4が二点鎖線で示すように下方に撓
むこととなる。この結果、図5に示すように、ロードセ
ルLSは、回転力Rや水平力Hによる影響を受けず、垂
直力Vのみによって加圧され、実際の研磨圧力に極めて
近い圧力を検知することとなる。
がロードセルLSに加わる。すなわち、シリンダ300
による加圧力だけでなく、枠体51や被圧体3の重力な
どが垂直力としてロードセルLSに加わり、ロードセル
LSで検知される。したがって、ロードセルLSがこの
垂直力を検知する限り、その検知圧力値は、ウエハ20
0への実際の研磨圧力値に極めて近いものとなる。しか
し、上記したように、回転する定盤210上でキャリア
1が自転しており、しかも、保持体2と被圧体3とが別
体であることから、図5に示すように、垂直力Vの他
に、キャリア1の自転によって生じる保持体2と被圧体
3のねじれによる回転力Rや、定盤210の回転によっ
て生じる被圧体3の水平方向へのずれによる水平力H
が、ロードセルLSに印加されるおそれがある。ところ
が、キャリア軸31の中心軸Lを中心とした2枚の環状
板バネ4,4が、支持部25,34を介して保持体2と
被圧体3とに連結されているので、回転力Rは、図6に
示すように、環状板バネ4,4の周方向に加わり、水平
力Hは径方向に加わる。しかし、環状板バネ4,4が多
数のボルト42,43で支持部25,34に固定されて
いることから、環状板バネ4がせん断されて周方向にず
れるということはない。また、各環状板バネ4は肉薄で
あり、水平力H方向の断面係数が大きく、しかも、ボル
ト42,43の間が長くないので、水平力Hによる径方
向への撓みは、ほとんど生じない。もし、環状板バネ4
が水平方向へ多少の撓み、保持体2や被圧体3が多少ず
れても、ロードセルLSの圧力検知部LSHがロードセ
ル当接部24に当接したままずれるだけであるので、圧
力検知部LSHの損傷はほとんど生じない。したがっ
て、環状板バネ4,4は、回転力Rや水平力Hでほとん
ど変形せず、この結果、保持体2と被圧体3とがねじれ
たり、被圧体3が保持体2に対してずれたりすることは
ない。これに対して、垂直力Vは、図7に示すように、
支持部34を介して環状板バネ4,4に直接印加され
る。このとき、環状板バネ4,4の垂直力V方向の断面
係数は水平力H方向の断面係数に比べて著しく小さいの
で、環状板バネ4,4が二点鎖線で示すように下方に撓
むこととなる。この結果、図5に示すように、ロードセ
ルLSは、回転力Rや水平力Hによる影響を受けず、垂
直力Vのみによって加圧され、実際の研磨圧力に極めて
近い圧力を検知することとなる。
【0021】このようにして、ロードセルLSで検知さ
れた圧力値は、図1に示すように、検知圧力信号VSと
して信号線64を介して増幅器60に入力され、増幅さ
れた後、比較器61に出力される。そして、比較器61
において、この検知圧力信号VSと設定値発生器62か
らの設定値信号V0とが比較され、その差分電圧ΔVが
トランジューサ63に出力される。すると、トランジュ
ーサ63が、差分電圧ΔVに基づいて、ロードセルLS
に印加される検知圧力信号Vが所望の圧力値になるよう
に、シリンダ300の加圧力を増幅又は減少する。
れた圧力値は、図1に示すように、検知圧力信号VSと
して信号線64を介して増幅器60に入力され、増幅さ
れた後、比較器61に出力される。そして、比較器61
において、この検知圧力信号VSと設定値発生器62か
らの設定値信号V0とが比較され、その差分電圧ΔVが
トランジューサ63に出力される。すると、トランジュ
ーサ63が、差分電圧ΔVに基づいて、ロードセルLS
に印加される検知圧力信号Vが所望の圧力値になるよう
に、シリンダ300の加圧力を増幅又は減少する。
【0022】このように、この実施形態のウエハ加圧装
置によれば、ウエハ200の研磨時における回転力Rや
水平力HがロードセルLSに及ぼす影響を除いて、ロー
ドセルLSが実際の研磨圧力に近い検知圧力信号Vのみ
を検知することができるようにしたので、ロードセルL
Sによる検知精度が高くなる。この結果、コントローラ
6による高精度な圧力制御が可能となり、研磨レートな
どの研磨精度の向上を図ることができる。また、弾性部
材として、安価な環状板バネ4,4を用い、これらを支
持部25,34で支持するという簡単な構造で、回転力
Rや水平力Hの影響を除く機構を構成したので、装置を
安価に製造することができる。さらに、2枚の環状板バ
ネ4,4を積層した構造としたので、垂直力Vに対する
強度が増大し、装置の耐久性が高くなっている。
置によれば、ウエハ200の研磨時における回転力Rや
水平力HがロードセルLSに及ぼす影響を除いて、ロー
ドセルLSが実際の研磨圧力に近い検知圧力信号Vのみ
を検知することができるようにしたので、ロードセルL
Sによる検知精度が高くなる。この結果、コントローラ
6による高精度な圧力制御が可能となり、研磨レートな
どの研磨精度の向上を図ることができる。また、弾性部
材として、安価な環状板バネ4,4を用い、これらを支
持部25,34で支持するという簡単な構造で、回転力
Rや水平力Hの影響を除く機構を構成したので、装置を
安価に製造することができる。さらに、2枚の環状板バ
ネ4,4を積層した構造としたので、垂直力Vに対する
強度が増大し、装置の耐久性が高くなっている。
【0023】(第2の実施形態)図8は、この発明の第
2の実施形態に係るウエハ加圧装置の要部を示す断面図
である。この実施形態のウエハ加圧装置は、図8に示す
ように、2枚の環状板バネ4,4を積層せず、所定間隔
だけ離して、平行に取り付けた点が、上記第1の実施形
態に係るウエハ加圧装置と異なる。具体的には、テーパ
状に凹んだロードセル当接部24´を有する取付体23
´が、ハウジング22に取り付けられている。そして、
支持部25,25´が、この取付体23´の上下面に各
々120度間隔で3つずつ穿設され、この支持部25,
25´に各々当接された環状板バネ4,4がボルト42
にて固定されている。また、取付体23´には、図9に
も示すように、孔23a´が120度間隔で3つ穿設さ
れており、この孔23a´内に、ブロック37が上下動
自在に嵌挿されている。そして、このブロック37の上
下面に環状板バネ4,4が各々当接され、環状板バネ4
の孔41内にスリーブ38が嵌め込まれている。そし
て、ボルト43´が下側から38に挿入され、支持部3
4´のボルト孔に螺入されている。これにより、2枚の
環状板バネ4,4が、支持部34´及びブロック37を
介して垂直力Vを受け、下方に撓むようになっている。
2の実施形態に係るウエハ加圧装置の要部を示す断面図
である。この実施形態のウエハ加圧装置は、図8に示す
ように、2枚の環状板バネ4,4を積層せず、所定間隔
だけ離して、平行に取り付けた点が、上記第1の実施形
態に係るウエハ加圧装置と異なる。具体的には、テーパ
状に凹んだロードセル当接部24´を有する取付体23
´が、ハウジング22に取り付けられている。そして、
支持部25,25´が、この取付体23´の上下面に各
々120度間隔で3つずつ穿設され、この支持部25,
25´に各々当接された環状板バネ4,4がボルト42
にて固定されている。また、取付体23´には、図9に
も示すように、孔23a´が120度間隔で3つ穿設さ
れており、この孔23a´内に、ブロック37が上下動
自在に嵌挿されている。そして、このブロック37の上
下面に環状板バネ4,4が各々当接され、環状板バネ4
の孔41内にスリーブ38が嵌め込まれている。そし
て、ボルト43´が下側から38に挿入され、支持部3
4´のボルト孔に螺入されている。これにより、2枚の
環状板バネ4,4が、支持部34´及びブロック37を
介して垂直力Vを受け、下方に撓むようになっている。
【0024】かかる構成により、垂直力Vによる圧力が
ウエハ200に均一に加わるようになっている。すなわ
ち、研磨時におけるウエハ200は、定盤210に対し
て相対的に公転しており、定盤210との間の摩擦力な
どによって、公転方向につんのめるような状態となるこ
とがある。この状態が発生すると、キャリア1の保持体
2が傾斜した状態になる。例えば、図10の(a)に示
すように、上記第1の実施形態のような積層された2枚
の環状板バネ4,4では、取付体23が角度θだけ傾い
て、支持部25が傾斜すると、支持部25を境として、
環状板バネ4,4の左側部分に、上向きの曲げモーメン
トM1が発生し、右側部分に下向きの曲げモーメントM
1が発生して、環状板バネ4,4全体が図のようにねじ
れる。すると、保持体2がウエハ200と共に角度θだ
け傾いた状態を維持することとなり、傾き側の加圧力が
他の部分の加圧力よりも大きくなって、ウエハ200に
対する圧力分布が均一でなくなり、ウエハ200の研磨
状態が不均一になる。つまり、ウエハ200の面内で均
一な研磨レートが保てなくなる。
ウエハ200に均一に加わるようになっている。すなわ
ち、研磨時におけるウエハ200は、定盤210に対し
て相対的に公転しており、定盤210との間の摩擦力な
どによって、公転方向につんのめるような状態となるこ
とがある。この状態が発生すると、キャリア1の保持体
2が傾斜した状態になる。例えば、図10の(a)に示
すように、上記第1の実施形態のような積層された2枚
の環状板バネ4,4では、取付体23が角度θだけ傾い
て、支持部25が傾斜すると、支持部25を境として、
環状板バネ4,4の左側部分に、上向きの曲げモーメン
トM1が発生し、右側部分に下向きの曲げモーメントM
1が発生して、環状板バネ4,4全体が図のようにねじ
れる。すると、保持体2がウエハ200と共に角度θだ
け傾いた状態を維持することとなり、傾き側の加圧力が
他の部分の加圧力よりも大きくなって、ウエハ200に
対する圧力分布が均一でなくなり、ウエハ200の研磨
状態が不均一になる。つまり、ウエハ200の面内で均
一な研磨レートが保てなくなる。
【0025】これに対して、この実施形態では、ウエハ
200がつんのめって、取付体23´が傾こうとする
と、図10の(b)に示すように、上側の環状板バネ4
に生じる曲げモーメントM1を相殺する逆向きの曲げモ
ーメントM1が下側の環状板バネ4に発生し、環状板バ
ネ4,4のねじれを防止する。したがって、支持部25
25´の傾きは極めて小さく、無視できる程度となる。
このため、ウエハ200は、保持体2と共に定盤210
に対して平行な状態を維持し、ウエハ200に対する圧
力が均一になる。この結果、研磨レートがウエハ200
の面内で均一となり、ウエハ200のバッチ間及びロッ
ト間での研磨におけるユニフォーミティが向上する。そ
の他の構成,作用効果は上記第1の実施形態と同様であ
るので、その記載は省略する。
200がつんのめって、取付体23´が傾こうとする
と、図10の(b)に示すように、上側の環状板バネ4
に生じる曲げモーメントM1を相殺する逆向きの曲げモ
ーメントM1が下側の環状板バネ4に発生し、環状板バ
ネ4,4のねじれを防止する。したがって、支持部25
25´の傾きは極めて小さく、無視できる程度となる。
このため、ウエハ200は、保持体2と共に定盤210
に対して平行な状態を維持し、ウエハ200に対する圧
力が均一になる。この結果、研磨レートがウエハ200
の面内で均一となり、ウエハ200のバッチ間及びロッ
ト間での研磨におけるユニフォーミティが向上する。そ
の他の構成,作用効果は上記第1の実施形態と同様であ
るので、その記載は省略する。
【0026】(第3の実施形態)図11は、この発明の
第3の実施形態に係るウエハ加圧装置の要部を示す概略
断面図である。この実施形態のウエハ加圧装置は、圧縮
型のロードセルLSを圧縮型及び引っ張り型の検知器と
して兼用することができるようにした点が、上記第1及
び第2の実施形態のウエハ加圧装置と異なる。すなわ
ち、図11に示すように、キャリア1の被圧体3に予圧
をかけ、環状板バネ4を撓ませておき、このときの被圧
体3への加圧力を「0」としておく。この状態から、被
圧体3が上方に引っ張られると、環状板バネ4が復旧し
ていき、被圧体3への加圧力が減少していく。例えば、
キャリア1に予圧をかけない上記第1及び第2の実施形
態では、ロードセルLSへの加圧力と被圧体3への加圧
力との関係が、図12の直線L1に示すようになるが、
直線L2に示すように、予圧すなわちロードセルLSへ
の加圧力を「200kg・f」とし、この状態での被圧
体3への加圧力を「0kg・f」と設定しておくと、被
圧体3が上方に引っ張られ、環状板バネ4が水平に復旧
する。すると、被圧体3への加圧力すなわち引っ張り力
が「−200kg・f」となり、ロードセルLSは、保
持体2の重力が「200kg・f」であることを検知す
ることができる。したがって、この保持体2によるウエ
ハ200への加圧力「200kg・f」を考慮して、ロ
ードセルLSに「200kg・f」の予圧がかかってい
る状態でウエハ200への加圧力を「0kg・f」と設
定することで、ウエハ200に加わっている実際の研磨
圧力を正確に検知することができる。その他の構成,作
用効果は上記第1及び第2の実施形態と同様であるの
で、その記載は省略する。
第3の実施形態に係るウエハ加圧装置の要部を示す概略
断面図である。この実施形態のウエハ加圧装置は、圧縮
型のロードセルLSを圧縮型及び引っ張り型の検知器と
して兼用することができるようにした点が、上記第1及
び第2の実施形態のウエハ加圧装置と異なる。すなわ
ち、図11に示すように、キャリア1の被圧体3に予圧
をかけ、環状板バネ4を撓ませておき、このときの被圧
体3への加圧力を「0」としておく。この状態から、被
圧体3が上方に引っ張られると、環状板バネ4が復旧し
ていき、被圧体3への加圧力が減少していく。例えば、
キャリア1に予圧をかけない上記第1及び第2の実施形
態では、ロードセルLSへの加圧力と被圧体3への加圧
力との関係が、図12の直線L1に示すようになるが、
直線L2に示すように、予圧すなわちロードセルLSへ
の加圧力を「200kg・f」とし、この状態での被圧
体3への加圧力を「0kg・f」と設定しておくと、被
圧体3が上方に引っ張られ、環状板バネ4が水平に復旧
する。すると、被圧体3への加圧力すなわち引っ張り力
が「−200kg・f」となり、ロードセルLSは、保
持体2の重力が「200kg・f」であることを検知す
ることができる。したがって、この保持体2によるウエ
ハ200への加圧力「200kg・f」を考慮して、ロ
ードセルLSに「200kg・f」の予圧がかかってい
る状態でウエハ200への加圧力を「0kg・f」と設
定することで、ウエハ200に加わっている実際の研磨
圧力を正確に検知することができる。その他の構成,作
用効果は上記第1及び第2の実施形態と同様であるの
で、その記載は省略する。
【0027】なお、この発明は、上記実施形態に限定さ
れるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の
変形や変更が可能である。上記実施形態ではウエハ加圧
装置をCMP装置に適用したが、ベアウエハを研磨する
片面ポリッシング装置などの研磨装置にも適用すること
ができることは勿論である。また、第1の実施形態で
は、2枚の環状板バネ4,4を積層した構造としたが、
1枚の環状板バネ4だけを用いた構造、又は環状板バネ
4を3層以上積層した構造としても良い。また、第2の
実施形態では、2枚の環状板バネ4,4を離間させて平
行に取り付けたが、上側と下側とに、各々同数の環状板
バネ4を積層し、これらの積層環状板バネを離間した構
造とすることもできる。また、環状板バネ4の形状を円
形にしたが、環状の形状であるならば良く、この形状に
限定されるものではない。また、圧力検知器として、ロ
ードセルLSを用いたが、歪みゲージ変換器などの圧力
変換器を用いても良い。また、ロードセルLSを被圧体
3側に取り付けたが、保持体2側に付けても良い。さら
に、上記実施形態では、ウエハ200を定盤210上で
直接研磨する場合を想定したが、パッドが上面に貼られ
た定盤210でも、上記実施形態のウエハ加圧装置を用
いてウエハ200を研磨することができる。この場合に
は、ウエハ200とバッドとの摩擦力が高く、ウエハ2
00がつんのめり易いので、上記第3の実施形態のウエ
ハ加圧装置を用いることが好ましい。
れるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の
変形や変更が可能である。上記実施形態ではウエハ加圧
装置をCMP装置に適用したが、ベアウエハを研磨する
片面ポリッシング装置などの研磨装置にも適用すること
ができることは勿論である。また、第1の実施形態で
は、2枚の環状板バネ4,4を積層した構造としたが、
1枚の環状板バネ4だけを用いた構造、又は環状板バネ
4を3層以上積層した構造としても良い。また、第2の
実施形態では、2枚の環状板バネ4,4を離間させて平
行に取り付けたが、上側と下側とに、各々同数の環状板
バネ4を積層し、これらの積層環状板バネを離間した構
造とすることもできる。また、環状板バネ4の形状を円
形にしたが、環状の形状であるならば良く、この形状に
限定されるものではない。また、圧力検知器として、ロ
ードセルLSを用いたが、歪みゲージ変換器などの圧力
変換器を用いても良い。また、ロードセルLSを被圧体
3側に取り付けたが、保持体2側に付けても良い。さら
に、上記実施形態では、ウエハ200を定盤210上で
直接研磨する場合を想定したが、パッドが上面に貼られ
た定盤210でも、上記実施形態のウエハ加圧装置を用
いてウエハ200を研磨することができる。この場合に
は、ウエハ200とバッドとの摩擦力が高く、ウエハ2
00がつんのめり易いので、上記第3の実施形態のウエ
ハ加圧装置を用いることが好ましい。
【0028】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、請求項1の
発明によれば、ウエハに対して垂直方向にのみ変形可能
な弾性部材を、被圧体と保持体との間に組み付け、当該
垂直方向の力のみが圧力検知器に加わるようにしたの
で、圧力検知器はウエハの垂直方向に加わる加圧力のみ
を検知することができる。この結果、加圧部に対する加
圧制御部の誤差のない制御が可能となり、ウエハの研磨
精度の向上を図ることができるという優れた効果があ
る。
発明によれば、ウエハに対して垂直方向にのみ変形可能
な弾性部材を、被圧体と保持体との間に組み付け、当該
垂直方向の力のみが圧力検知器に加わるようにしたの
で、圧力検知器はウエハの垂直方向に加わる加圧力のみ
を検知することができる。この結果、加圧部に対する加
圧制御部の誤差のない制御が可能となり、ウエハの研磨
精度の向上を図ることができるという優れた効果があ
る。
【0029】請求項2の発明によれば、弾性部材を安価
な板バネとし、この板バネをウエハに対して平行に配置
し且つ被圧体及び保持体の第1及び第2の支持部で支持
するという簡単な構造としたので、装置コストの低廉化
を図ることができるという効果がある。
な板バネとし、この板バネをウエハに対して平行に配置
し且つ被圧体及び保持体の第1及び第2の支持部で支持
するという簡単な構造としたので、装置コストの低廉化
を図ることができるという効果がある。
【0030】請求項3の発明によれば、複数の板バネを
積層して、ウエハの垂直方向の加圧力に対する強度を増
大させたので、装置の耐久性の向上を図ることができる
という効果がある。
積層して、ウエハの垂直方向の加圧力に対する強度を増
大させたので、装置の耐久性の向上を図ることができる
という効果がある。
【0031】請求項4の発明の発明によれば、所定間隔
だけ離した平行な複数の板バネを、第1及び第2の支持
部で支持して、これらの支持部材の傾き動作を阻止する
構造としたので、偏りのない安定した圧力をウエハに加
えることができるという効果がある。
だけ離した平行な複数の板バネを、第1及び第2の支持
部で支持して、これらの支持部材の傾き動作を阻止する
構造としたので、偏りのない安定した圧力をウエハに加
えることができるという効果がある。
【0032】請求項5の発明の発明によれば、ウエハへ
の加圧力を零と設定することで、圧力検知器が負の加圧
力も検知することができるので、1つの圧力検知器で、
圧縮型及び引っ張り型の検知器を兼用することができる
という効果がある。
の加圧力を零と設定することで、圧力検知器が負の加圧
力も検知することができるので、1つの圧力検知器で、
圧縮型及び引っ張り型の検知器を兼用することができる
という効果がある。
【図1】この発明の第1の実施形態に係るウエハ加圧装
置の構成を示す概略図である。
置の構成を示す概略図である。
【図2】キャリアの断面図である。
【図3】キャリアを一部破断して示す斜視図である。
【図4】環状板バネの平面図である。
【図5】ロードセルに対する垂直力と回転力と水平力の
印加状態を示す断面図である。
印加状態を示す断面図である。
【図6】環状板バネに対する回転力と水平力の印加状態
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図7】環状板バネに対する垂直力の印加状態を示す概
略図である。
略図である。
【図8】この発明の第2の実施形態に係るウエハ加圧装
置の要部を示す断面図である。
置の要部を示す断面図である。
【図9】支持部への環状板バネの取付状態を示す断面図
である。
である。
【図10】環状板バネのねじれを説明するための概略図
であり、図10の(a)は積層された環状板バネのねじ
れ状態を示し、図10の(b)は第2の実施形態による
ねじれ阻止状態を示す。
であり、図10の(a)は積層された環状板バネのねじ
れ状態を示し、図10の(b)は第2の実施形態による
ねじれ阻止状態を示す。
【図11】この発明の第3の実施形態に係るウエハ加圧
装置の要部を示す概略断面図である。
装置の要部を示す概略断面図である。
【図12】ロードセルへの加圧力と被圧体への加圧力と
の関係を示す線図である。
の関係を示す線図である。
【図13】従来例に係るCMP装置を示す概略図であ
る。
る。
【図14】他の従来例に係るCMP装置を示す概略断面
図である。
図である。
1・・・キャリア、 2・・・保持体、 3・・・被圧
体 4・・・環状板バネ、 6・・・コントローラ、
200・・・ウエハ、 210・・・定盤、300・・
・シリンダ、LS・・・ロードセル、 VS・・・検知
圧力信号。
体 4・・・環状板バネ、 6・・・コントローラ、
200・・・ウエハ、 210・・・定盤、300・・
・シリンダ、LS・・・ロードセル、 VS・・・検知
圧力信号。
Claims (5)
- 【請求項1】 ウエハを定盤に接触させた状態で自転す
るキャリア部と、このキャリア部を上記定盤側に加圧す
る加圧部と、圧力検知器で上記ウエハへの圧力を検知
し、上記加圧部の加圧力を検知圧力値に基づいて制御す
る圧力制御部とを具備するウエハ加圧装置であって、 上記キャリア部を、上記ウエハを保持する保持体と、こ
の保持体と対向した状態で、上記加圧部からの加圧力を
受ける被圧体と、上記ウエハに対して垂直方向にのみ変
形可能に、上記被圧体と保持体との間に組み付けられた
弾性部材とで構成し、 上記圧力制御部の圧力検知器を、上記被圧体と保持体と
の間に介設した、ことを特徴とするウエハ加圧装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載のウエハ加圧装置におい
て、 上記被圧体は、上記保持体側に突出する第1の支持部を
有し、 上記保持体は、上記被圧体側に突出する第2の支持部を
有し、 上記弾性部材は、上記ウエハに対して平行に配置された
状態で、上記第1及び第2の支持部に支持された板バネ
である、 ことを特徴とするウエハ加圧装置。 - 【請求項3】 請求項2に記載のウエハ加圧装置におい
て、 積層した複数の上記板バネを、上記第1及び第2の支持
部で支持した、 ことを特徴とするウエハ加圧装置。 - 【請求項4】 請求項2に記載のウエハ加圧装置におい
て、 所定間隔だけ離した平行な複数の上記板バネを、上記第
1及び第2の支持部で支持した、 ことを特徴とするウエハ加圧装置。 - 【請求項5】 請求項1に記載のウエハ加圧装置におい
て、 上記弾性部材を、上記ウエハ側に所定量だけ変形させた
状態で組み付けた、 ことを特徴とするウエハ加圧装置。
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24406196A JPH1071560A (ja) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | ウエハ加圧装置 |
SG1997003050A SG53051A1 (en) | 1996-08-27 | 1997-08-26 | Apparatus for applying an urging force to a wafer |
KR1019970040901A KR100252141B1 (ko) | 1996-08-27 | 1997-08-26 | 웨이퍼 가압 장치 |
TW086112313A TW369457B (en) | 1996-08-27 | 1997-08-27 | Apparatus for applying an urging force to a wafer |
DE69707795T DE69707795T2 (de) | 1996-08-27 | 1997-08-27 | Vorrichtung zum Anbringen einer Druckkraft auf eine Halbleiterscheibe |
US08/921,748 US5916009A (en) | 1996-08-27 | 1997-08-27 | Apparatus for applying an urging force to a wafer |
EP97114843A EP0827808B1 (en) | 1996-08-27 | 1997-08-27 | Apparatus for applying an urging force to a wafer |
MYPI97003936A MY115102A (en) | 1996-08-27 | 1997-08-27 | Apparatus for applying an urging force to a water |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24406196A JPH1071560A (ja) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | ウエハ加圧装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1071560A true JPH1071560A (ja) | 1998-03-17 |
Family
ID=17113158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24406196A Pending JPH1071560A (ja) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | ウエハ加圧装置 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5916009A (ja) |
EP (1) | EP0827808B1 (ja) |
JP (1) | JPH1071560A (ja) |
KR (1) | KR100252141B1 (ja) |
DE (1) | DE69707795T2 (ja) |
MY (1) | MY115102A (ja) |
SG (1) | SG53051A1 (ja) |
TW (1) | TW369457B (ja) |
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