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JPH11235658A - Flattening method and flattening device to be used therefor - Google Patents

Flattening method and flattening device to be used therefor

Info

Publication number
JPH11235658A
JPH11235658A JP5621198A JP5621198A JPH11235658A JP H11235658 A JPH11235658 A JP H11235658A JP 5621198 A JP5621198 A JP 5621198A JP 5621198 A JP5621198 A JP 5621198A JP H11235658 A JPH11235658 A JP H11235658A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
workpiece
polishing
processing
processing board
heater
Prior art date
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Granted
Application number
JP5621198A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3591282B2 (en
Inventor
Koichi Tanaka
好一 田中
Koji Morita
幸治 森田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Handotai Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Handotai Co Ltd filed Critical Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority to JP5621198A priority Critical patent/JP3591282B2/en
Publication of JPH11235658A publication Critical patent/JPH11235658A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3591282B2 publication Critical patent/JP3591282B2/en
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Landscapes

  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To always perform stable flattening, instantly correcting or setting an optimum shape on the side of a device according to working shapes of a body to be worked and secular fluctuation of the shape of the body to be worked, even when there are many desired working shapes of the body to be worked and secular fluctuation of the shape of the body to be worked due to deformation of a device itself is generated. SOLUTION: On the rear surface of a revolving working machine 11, each heater 12 and a heat insulating layer 13 covering these heaters 12 are arranged. When current-carrying amount to the heaters 12 is controlled, the working machine 11 deforms according to the heat generation amount, the surface profile of a working surface 11a is changed from flatness → a center recess and also the surface profile of a body 14 to be worked revolving according to this change is changed from flatness → a center projection. Conversely, by directly heating the body 14 to be worked by using the heaters 12 or indirectly heating the body 14 to be worked through a body to be worked holding member, the body 14 to be worked may be thermally deformed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、目的とする被加工
体の加工形状やその経時変動に応じて迅速かつ簡便に最
適な加工条件を設定・維持することが可能な平面加工方
法と、これに好適に用いられる平面加工装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a planar processing method capable of quickly and easily setting and maintaining optimum processing conditions in accordance with a target processing shape of a workpiece and its temporal variation, The present invention relates to a flat surface processing apparatus suitably used for the above.

【0002】[0002]

【従来の技術】機械部品の多くは何らかの平面を有して
おり、この平面を高精度に加工する平面加工は、機械加
工の基本的な技術のひとつである。平面加工を行うため
の代表的な装置に、ラップ機がある。これは、旋盤加工
や研削加工等の粗加工を経た被加工体に対して、さらに
精度の高い研磨を施す機械である。ラップ機の典型的な
構成例を図14に示す。図14(a)上面図、図14
(b)はそのX−X線断面図である。この機械は、太陽
ギヤ81と内周ギヤ84との双方に噛合されることによ
り遊星運動を行うキャリア95と、上記太陽ギヤ81と
同軸的に配され独自の回転運動を行う定盤87とを近接
対向させ、上記キャリア95に装着された被加工体(ワ
ーク)Wを上記定盤87の表面に摺接させることによ
り、該被加工体Wのラッピングを行うようになされたも
のである。
2. Description of the Related Art Many mechanical parts have a certain plane, and plane processing for processing this plane with high precision is one of the basic techniques of machining. A typical apparatus for performing plane processing is a lapping machine. This is a machine that performs more precise polishing on a workpiece that has been subjected to rough processing such as lathe processing and grinding processing. FIG. 14 shows a typical configuration example of a lapping machine. FIG. 14 (a) top view, FIG.
(B) is the XX sectional drawing. This machine includes a carrier 95 that performs planetary motion by being engaged with both the sun gear 81 and the inner peripheral gear 84, and a surface plate 87 that is arranged coaxially with the sun gear 81 and performs a unique rotational motion. The workpiece W (work) mounted on the carrier 95 is slid in contact with the surface of the surface plate 87 so that the workpiece W is wrapped.

【0003】上記太陽ギヤ81は、モータ83により回
転駆動される回転軸82の上端部に一体的に取り付けら
れている。上記内周ギヤ84は、上記定盤87の外周を
包囲する枠体85の上端部に形成されており、この枠体
85は上記モータ83とは独立に制御されるモータ86
により回転駆動される。定盤87は、その脚部88が上
記回転軸82を包囲するごとく配され、該脚部88の末
端にてモータ90により独立に回転駆動される。被加工
体Wは、キャリア95の開口96に嵌め込まれるように
保持されている。被加工体Wを上記定盤87の表面、す
なわち作業面に摺接させる際は、該作業面の上方に開口
するノズル94より研磨スラリーLを供給し、研磨効率
を高めると共に摩擦熱を除去するようになされている。
定盤87の表面には、余分な研磨スラリーLを周縁部へ
誘導するための多数の溝89が刻設されている。定盤8
7の周縁部から落下する研磨スラリーLはドレン受け9
1で回収されてスラリータンク92に貯蔵され、ポンプ
93により圧送されて循環再利用される。
The sun gear 81 is integrally attached to an upper end of a rotating shaft 82 driven to rotate by a motor 83. The inner peripheral gear 84 is formed at the upper end of a frame 85 surrounding the outer periphery of the surface plate 87, and the frame 85 is a motor 86 controlled independently of the motor 83.
Is driven to rotate. The platen 87 is disposed such that its legs 88 surround the rotation shaft 82, and is independently rotated and driven by a motor 90 at the end of the legs 88. The workpiece W is held so as to be fitted into the opening 96 of the carrier 95. When the workpiece W is brought into sliding contact with the surface of the surface plate 87, that is, the work surface, the polishing slurry L is supplied from a nozzle 94 opened above the work surface to increase polishing efficiency and remove frictional heat. It has been made like that.
A large number of grooves 89 are formed on the surface of the surface plate 87 to guide the excess polishing slurry L to the peripheral portion. Surface plate 8
The polishing slurry L that falls from the peripheral portion of the
1 and stored in a slurry tank 92, pumped by a pump 93 and circulated and reused.

【0004】一方、上記のラッピングよりもさらに精度
の高い鏡面研磨等の仕上げ加工を行う装置に、化学機械
研磨(CMP)装置がある。化学機械研磨装置の典型的
な構成例を図15に示す。この装置は、表面に研磨布が
張設された略円盤状の定盤101と、被加工体Wを保持
する研磨ヘッド110とを平行に対向配置させたもので
あり、定盤101の回転運動と研磨ヘッド110の回転
運動とを組み合わせることにより被加工体Wの表面を研
磨するようになされたものである。研磨の機構は、機械
的プロセスと研磨スラリーLによる化学的プロセスとが
複合した複雑なメカノケミカル作用にもとづいている。
On the other hand, there is a chemical mechanical polishing (CMP) apparatus as an apparatus for performing finishing processing such as mirror polishing with higher accuracy than the above lapping. FIG. 15 shows a typical configuration example of a chemical mechanical polishing apparatus. In this apparatus, a substantially disk-shaped surface plate 101 having a polishing cloth stretched on its surface and a polishing head 110 holding a workpiece W are arranged in parallel and opposed to each other. The surface of the workpiece W is polished by combining the rotation of the polishing head 110 with the rotational movement of the polishing head 110. The polishing mechanism is based on a complex mechanochemical action in which a mechanical process and a chemical process using the polishing slurry L are combined.

【0005】上記定盤101は、上半部101tと下半
部101bとがボルト等の固定手段を用いて堅固に一体
化されたものであり、これら両半部の対向面の一部には
溝状の空洞102が設けられて冷却水流路とされてい
る。この空洞102の内部に冷却水を循環させること
で、研磨時の摩擦熱に起因する定盤101の変形が防止
され、これによって被加工体Wの平坦性が高められる。
上半部101tと下半部101bとの接触面積、換言す
れば冷却水による定盤101の冷却面積は、定盤101
の作業面の面積の半分程度とされ、研磨荷重による定盤
101の変形を極力抑えるように工夫されている。ま
た、下半部101bの底面中央部は回転軸103に接続
され、図示されない駆動手段により定速回転するように
なされている。
The platen 101 has an upper half portion 101t and a lower half portion 101b firmly integrated by using fixing means such as bolts. A groove-like cavity 102 is provided to serve as a cooling water flow path. By circulating the cooling water inside the cavity 102, deformation of the platen 101 due to frictional heat during polishing is prevented, thereby improving the flatness of the workpiece W.
The contact area between the upper half 101t and the lower half 101b, in other words, the cooling area of the platen 101 with the cooling water is
Of the work surface, and is designed to minimize deformation of the surface plate 101 due to a polishing load. Further, the central portion of the bottom surface of the lower half portion 101b is connected to the rotating shaft 103, and is rotated at a constant speed by a driving means (not shown).

【0006】上記定盤101の上面に張設される研磨布
105は、適度な粘りと弾力を備えた粘弾性体であり、
ウレタン不織布が典型的に使用される。上記研磨布10
5の上面中央には、研磨スラリーLとしてたとえばコロ
イダルシリカがポンプ108で圧送され、上方のノズル
109より供給される。また、上記定盤101の外周部
には、そのエッジ部より溢れた研磨スラリーLを回収す
るためのドレン受け106が配設されている。このドレ
ン受け106を通じて回収された研磨スラリーLは、ス
ラリータンク107に一旦貯留された後、再びポンプ1
08で圧送される形で循環再利用される。
[0006] The polishing cloth 105 stretched on the upper surface of the surface plate 101 is a viscoelastic body having an appropriate stickiness and elasticity.
Urethane nonwovens are typically used. The above polishing cloth 10
At the center of the upper surface of 5, for example, colloidal silica as a polishing slurry L is pumped by a pump 108 and supplied from an upper nozzle 109. In addition, a drain receiver 106 for collecting the polishing slurry L overflowing from the edge of the surface plate 101 is provided on the outer periphery of the surface plate 101. The polishing slurry L collected through the drain receiver 106 is temporarily stored in a slurry tank 107, and then is once again pumped.
It is recycled in the form of being pumped at 08.

【0007】一方、上記ヘッド110はその下面に被加
工体保持板112を備えており、このウェーハ保持板1
12の上に真空吸着あるいはワックス接着等の方法で単
数または複数の被加工体Wを保持するようになされてい
る。研磨ヘッド110もまた回転軸113に接続されて
おり、この回転軸113に取り付けられた図示されない
駆動機構により所定の回転速度で回転駆動されると共
に、所定の力で上記研磨布105に押圧付勢されてい
る。上記被加工体Wは、たとえばシリコンインゴットか
らスライスされた後にラッピングが施されたシリコンウ
ェーハ、あるいは表面凹凸を有する絶縁膜や導電膜が形
成された基板である。シリコンウェーハの研磨とは、ウ
ェーハ仕上げの最終段階で行われる鏡面研磨である。絶
縁膜の研磨による平坦化は、多層配線プロセスにおいて
回路パターン形成の信頼性を高める上で不可欠の工程で
ある。また導電膜の研磨は、絶縁膜に開口されたアスペ
クト比の高い接続孔をメタルプラグで埋め込む際に有用
なプロセスである。
On the other hand, the head 110 has a workpiece holding plate 112 on its lower surface.
One or a plurality of workpieces W are held on the workpiece 12 by a method such as vacuum suction or wax bonding. The polishing head 110 is also connected to the rotating shaft 113, is driven to rotate at a predetermined rotation speed by a drive mechanism (not shown) attached to the rotating shaft 113, and is pressed against the polishing cloth 105 by a predetermined force. Have been. The workpiece W is, for example, a silicon wafer sliced from a silicon ingot and subjected to lapping, or a substrate on which an insulating film or conductive film having surface irregularities is formed. Polishing of a silicon wafer is mirror polishing performed at the final stage of wafer finishing. Flattening of an insulating film by polishing is an indispensable step for improving the reliability of forming a circuit pattern in a multilayer wiring process. Polishing of a conductive film is a useful process for filling a connection hole with a high aspect ratio opened in an insulating film with a metal plug.

【0008】かかる構成を有する化学機械研磨装置を用
いて被加工体Wの研磨を行うと、被加工体Wは互いに平
行な被加工体保持板112と定盤101との間に狭持さ
れながら、かつ弾力性のある研磨布に押圧される。この
ため、被加工体Wの板厚の大きい領域は板厚の小さい領
域に比べて高い接触圧力を受けて優先的に除去され、該
被加工体Wの平坦化が進行するのである。
When the workpiece W is polished using the chemical mechanical polishing apparatus having such a configuration, the workpiece W is held between the workpiece holding plate 112 and the surface plate 101 which are parallel to each other. And pressed by a resilient polishing cloth. Therefore, the region of the workpiece W having a large thickness is preferentially removed by receiving a higher contact pressure than the region of a small thickness, and the workpiece W is flattened.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のラッ
プ機により得られる被加工体Wの平面は、高度な平坦面
に限られず、用途に応じて中心部がわずかに凸となる形
状(以下、中凸形状と称する。)や、中心部がわずかに
凹となる形状(以下、中凹形状と称する。)とされる場
合がある。したがって、定盤87の表面プロファイルも
これに応じた形状に作製する必要がある。すなわち、被
加工体Wに中凸形状が要求される場合は中凹の表面プロ
ファイルが要求され、逆に被加工体Wに中凹形状が要求
される場合には中凸の表面プロファイルが要求されるこ
とになる。
The plane of the workpiece W obtained by the above-described lapping machine is not limited to a highly flat surface, but may have a shape in which the center is slightly convex depending on the application (hereinafter, referred to as "the surface"). In some cases, the shape may be a center-convex shape or a shape in which the center is slightly concave (hereinafter, referred to as a mid-concave shape). Therefore, the surface profile of the surface plate 87 also needs to be formed in a shape corresponding to this. That is, when the workpiece W is required to have a convex shape, a concave surface profile is required. When the workpiece W is required to have a concave shape, a convex surface profile is required. Will be.

【0010】定盤のこれらの表面プロファイルは、ラッ
プ機の運転条件を調節しながら専用の加工工具を用いて
作製する。この定盤87を用いて所望の加工平面が得ら
れるか否かは実際に被加工体Wを加工して確認し、所望
の加工平面が得られない場合には定盤87の表面プロフ
ァイルを作り直すための調整を繰り返す。このため、調
整作業は極めて煩雑となる。しかも、被加工体Wの加工
を繰り返すことによっても定盤87の表面プロファイル
は磨耗により変形するため、調整をその都度行うことは
コスト的にも時間的にも大変不利である。
[0010] These surface profiles of the surface plate are produced by using a special processing tool while adjusting the operating conditions of the lapping machine. Whether or not a desired processing plane can be obtained by using the surface plate 87 is confirmed by actually processing the workpiece W. If the desired processing surface cannot be obtained, the surface profile of the surface plate 87 is recreated. Repeat for adjustment. For this reason, the adjustment work becomes extremely complicated. In addition, since the surface profile of the surface plate 87 is deformed due to abrasion even when the processing of the workpiece W is repeated, it is very disadvantageous in terms of cost and time to perform the adjustment each time.

【0011】被加工体が半導体ウェーハである場合に
は、事情は一層複雑である。半導体ウェーハの場合、サ
ブミクロンからクォータミクロン、さらにはそれ未満の
微細なデザインルールにしたがってリソグラフィ、エッ
チング、薄膜形成等のプロセスを精度良く行う必要か
ら、その表面は平坦であればあるほど好ましい。なお、
微細加工に対応した近年のプラズマ装置や縮小投影露光
装置では、ウェーハをステージに真空吸着させた状態で
プロセスを行うため、若干の反りや歪みは矯正される。
したがって、本明細書で問題とする平坦性とは、ウェー
ハの板厚のばらつきの多少を指すものとする。
When the object to be processed is a semiconductor wafer, the situation is more complicated. In the case of a semiconductor wafer, it is necessary to perform processes such as lithography, etching, and thin film formation with high precision in accordance with a fine design rule from submicron to quarter micron and even smaller. In addition,
In a recent plasma apparatus or reduction projection exposure apparatus compatible with fine processing, since a process is performed in a state where a wafer is vacuum-adsorbed to a stage, a slight warp or distortion is corrected.
Therefore, the flatness, which is a problem in the present specification, indicates a degree of variation in the thickness of the wafer.

【0012】半導体ウェーハの鏡面研磨は、前述のよう
に化学機械研磨装置を用い、メカノケミカル作用にもと
づいて行われるが、かかる研磨には平坦性に影響する要
因が極めて多い。たとえば、研磨布105の表面粗さ、
研磨除去された物質による研磨布105の目詰まり、研
磨布105の厚さおよびその均一性、研磨布105の粘
弾性、被加工体Wと研磨布105との摩擦熱に密接に関
連する研磨布105の表面温度、研磨スラリーLの被加
工体の表面への到達度が挙げられる。しかし、これらす
べての要因の平坦度への影響度が解明され、適切に制御
されているとは言い難い。前述のような従来の装置を用
いてたとえばシリコンウェーハを研磨すると、一般に中
央部に向かって球面状に凹となる形状を呈し、周縁部と
中央部との高低差は直径約200mm(8インチ)のウ
ェーハ でおおよそ0.1〜0.6μmの間を経時的に
変動する。
The mirror polishing of a semiconductor wafer is performed based on a mechanochemical action using a chemical mechanical polishing apparatus as described above. However, such polishing has many factors that affect flatness. For example, the surface roughness of the polishing cloth 105,
Clogging of the polishing pad 105 due to the material removed by polishing, thickness and uniformity of the polishing pad 105, viscoelasticity of the polishing pad 105, polishing pad closely related to frictional heat between the workpiece W and the polishing pad 105 105, and the degree of the polishing slurry L reaching the surface of the workpiece. However, it is difficult to say that the degree of influence of all these factors on flatness has been elucidated and properly controlled. When, for example, a silicon wafer is polished using the conventional apparatus as described above, the silicon wafer generally assumes a shape that is concave toward the center and has a height difference of about 200 mm (8 inches) in diameter between the periphery and the center. Fluctuates with time over a range of about 0.1 to 0.6 μm.

【0013】この中凹形状が発生する大きな原因のひと
つとして、定盤101の熱変形の影響を挙げることがで
きる。定盤101を変形させる熱には、被加工体Wと研
磨布105との摺擦により発生する摩擦熱と、被加工体
Wから研磨布105に加わる研磨の負荷により発生する
摩擦熱とがある。被加工体Wと研磨布105との摺擦に
より発生する摩擦熱の一部は、研磨布105の表面→研
磨布105の本体→定盤101の表面→定盤101の裏
面→定盤101の裏面を構成する空洞102に付着する
スケール→冷却水の境界層→冷却水の本体、の順路で伝
わり除去される。この発熱量は、表面粗さ,動摩擦係
数,目詰まり状況といった研磨布105の種類に関連す
る要因、あるいは、研磨時間,研磨圧力,研磨速度とい
ったプロセス条件により変動する。一方、被加工体Wか
ら研磨布105に加わる研磨の負荷により発生する摩擦
熱の一部は、研磨布105上に不均等に分布する。しか
も、この摩擦熱の冷却水への伝導経路となる研磨布10
5の熱伝導率はその目詰まり状況により変化し、また空
洞102の内壁へのスケールの付着厚さや境界層の熱伝
導率は冷却水の流速に依存して変動する。これらの要因
により、定盤101の表面は実際には極めて複雑な形状
を呈することになる。
One of the major causes of the formation of the concave shape is the influence of thermal deformation of the surface plate 101. The heat for deforming the platen 101 includes frictional heat generated by sliding between the workpiece W and the polishing cloth 105 and frictional heat generated by a polishing load applied to the polishing cloth 105 from the workpiece W. . Part of the frictional heat generated by the rubbing between the workpiece W and the polishing cloth 105 is part of the surface of the polishing cloth 105 → the main body of the polishing cloth 105 → the surface of the surface plate 101 → the back surface of the surface plate 101 → the surface of the surface plate 101. The scale adheres to the cavity 102 constituting the back surface → the boundary layer of the cooling water → the main body of the cooling water, and is removed along the route. The calorific value varies depending on factors related to the type of the polishing cloth 105 such as surface roughness, dynamic friction coefficient, and clogging state, or process conditions such as polishing time, polishing pressure, and polishing rate. On the other hand, a part of the frictional heat generated by the polishing load applied to the polishing pad 105 from the workpiece W is unevenly distributed on the polishing pad 105. Moreover, the polishing cloth 10 serving as a conduction path of the frictional heat to the cooling water is provided.
The thermal conductivity of No. 5 varies depending on the clogging condition, and the thickness of the scale attached to the inner wall of the cavity 102 and the thermal conductivity of the boundary layer vary depending on the flow rate of the cooling water. Due to these factors, the surface of the platen 101 actually has an extremely complicated shape.

【0014】さらに、定盤101の上半部101tと下
半部101bとは機械構造的に強固に結合されているた
め、各々の熱変形は相互に影響を及ぼし合う。また、冷
却水による定盤101の上半部101tの冷却面積が作
業面の総面積の半分程度と小さいために、摩擦熱の除去
能力も限られている。これらの要因が重なって定盤10
1の上半部101tの熱変形量を増大させ、研磨布10
5の表面温度の上昇および不均一分布を助長し、最終的
に被加工体Wの平坦性の悪化を招いている。
Further, since the upper half portion 101t and the lower half portion 101b of the platen 101 are firmly connected mechanically, their respective thermal deformations affect each other. Further, since the cooling area of the upper half 101t of the surface plate 101 by the cooling water is as small as about half of the total area of the work surface, the ability to remove frictional heat is limited. These factors overlap and the surface plate 10
1 to increase the amount of thermal deformation of the upper half 101t,
5 promotes an increase in the surface temperature and uneven distribution, and finally causes deterioration of the flatness of the workpiece W.

【0015】そこで本発明は、被加工体の所望の平面加
工形状が多岐にわたる場合や、装置自身の変形による被
加工体の形状の経時変動が生ずる場合であっても、所望
の被加工体形状を得るために必要な装置側の表面プロフ
ァイルを即時に修正できる平面加工装置と、これを用い
て常に安定した平面加工を行うことが可能な方法を提供
することを目的とする。
Accordingly, the present invention provides a method for forming a desired shape of a workpiece even when the shape of the workpiece varies with time due to the deformation of the apparatus itself. It is an object of the present invention to provide a plane processing apparatus capable of immediately correcting the surface profile of the apparatus required for obtaining a surface, and a method capable of always performing stable plane processing using the apparatus.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明の平面加工方法
は、回転する加工盤の作業面に対して回転する被加工体
を摺接させながら所望の平面を得る際に、上記加工盤の
作業面の表面プロファイル、上記被加工体の表面プロフ
ァイル、もしくはこの被加工体を保持する研磨ヘッドの
被加工体保持面の表面プロファイルの少なくともいずれ
かを熱的に制御することにより、上述の目的を達成しよ
うとするものである。上記制御は、加熱手段を用いて容
易に行うことが可能であるが、これに冷却手段による冷
却を併用して制御の自由度と精度を高めてもよい。ま
た、摺接時には作業面上に研磨剤を供給してもよく、さ
らにこの作業面上に研磨布を張設して化学機械研磨を行
うこともできる。
According to the present invention, there is provided a plane machining method for producing a desired plane while bringing a rotating workpiece into sliding contact with a working surface of the rotating machining board. The object described above is achieved by thermally controlling at least one of the surface profile of the surface, the surface profile of the workpiece, and the surface profile of the workpiece holding surface of the polishing head that holds the workpiece. What you want to do. The above control can be easily performed by using a heating means, but the cooling by a cooling means may be used together to increase the degree of freedom and accuracy of the control. During the sliding contact, an abrasive may be supplied on the work surface, and a polishing cloth may be stretched on the work surface to perform chemical mechanical polishing.

【0017】かかる平面加工方法を実施する上で好適な
本発明の平面加工装置は、回転式の加工盤と、該加工盤
の作業面に対して被加工体を対向保持する回転式の研磨
ヘッドとを備えたものであって、上記加工盤の表面プロ
ファイルを熱的に変化させるための加熱手段、上記被加
工体の表面プロファイルを熱的に変化させるための加熱
手段、もしくは該被加工体を保持する研磨ヘッドの被加
工体保持面の表面プロファイルを熱的に変化させるため
の加熱手段の少なくともいずれかを備える。上記加工盤
は、作業面を有する上半部と平面ヒータが当接される下
半部との接合体より構成されたものであってもよい。さ
らにこの上半部は、作業面のほぼ全域にわたる部分にお
いて、互いに弾性材料層を介して隣接されかつ個々に下
半部と接合される剛性ブロックの集合体より構成されて
もよい。本発明の平面加工装置には、上記加熱手段に加
えて冷却手段が併設されていてもよい。また、上記作業
面上に研磨剤を供給するための研磨剤供給手段が備えら
れていてもよく、さらに該作業面上に研磨布を張設して
化学機械研磨に適した構成とされてもよい。
A plane processing apparatus according to the present invention, which is suitable for carrying out such a plane processing method, comprises: a rotary processing board; and a rotary polishing head for holding a workpiece facing a work surface of the processing board. Heating means for thermally changing the surface profile of the processing board, heating means for thermally changing the surface profile of the processing object, or the processing object At least one of heating means for thermally changing the surface profile of the workpiece holding surface of the polishing head to be held is provided. The above-mentioned processing board may be constituted by a joined body of an upper half having a work surface and a lower half which is brought into contact with the flat heater. Furthermore, the upper half may consist of a group of rigid blocks which are adjacent to each other via a layer of elastic material and which are individually joined to the lower half in a portion which covers substantially the entire working surface. The planar processing apparatus of the present invention may be provided with a cooling means in addition to the heating means. Further, the work surface may be provided with abrasive supply means for supplying an abrasive, and a polishing cloth may be stretched on the work surface so as to be suitable for chemical mechanical polishing. Good.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明者らは、本発明を提案する
にあたり、円盤体の熱変形に関する基礎的な考察を行っ
た。この考察に用いたモデルを図1に示す。ここで、円
盤体1の表面には研磨布2が張設され、裏面には冷却水
流路3が形成されている。この裏面上には、スケール層
4が付着形成されており、該スケール層4の表面に層流
から乱流への移行領域である薄い境界層5が存在し、こ
の境界層5の外側が自由に流動する冷却水6が存在す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present inventors have made basic considerations on the thermal deformation of a disc in proposing the present invention. The model used for this consideration is shown in FIG. Here, a polishing cloth 2 is stretched on the front surface of the disk 1, and a cooling water channel 3 is formed on the back surface. On this back surface, a scale layer 4 is attached and formed. On the surface of the scale layer 4, there is a thin boundary layer 5 which is a transition region from laminar flow to turbulent flow, and the outside of the boundary layer 5 is free. There is cooling water 6 flowing in the air.

【0019】いま、円盤体1が観察面側(ここでは研磨
布2側)から均一に加熱されたと仮定すると、その基準
面Sからの熱変形量ΔFは、次式(I)で表される。
Now, assuming that the disk 1 is uniformly heated from the observation surface side (here, the polishing cloth 2 side), the thermal deformation ΔF from the reference surface S is expressed by the following equation (I). .

【0020】[0020]

【数1】 (Equation 1)

【0021】ただし、α :円盤体の線膨張係数(1/
℃) λ :円盤体の熱伝導度(cal/mm・秒・℃) D :円盤体の直径(mm) Q :円盤体の伝熱密度(cal/mm2 ) H :円盤体の厚さ(mm) λc:研磨布の熱伝導度(cal/mm・秒・℃) Hc:研磨布の厚さ(mm) Tc:研磨布の表面温度(℃) λs:スケールの熱伝導度(cal/mm・秒・℃) Hs:スケールの厚さ(mm) Ts:スケールの表面温度(℃) f :境界層の伝熱係数(cal/mm2 ・秒・℃) Tw:冷却水の温度(℃) なお、ΔFの符号は円盤体1が観察面側で凸平面となる
場合をプラス(+)とし、Qの付号は観察面側から反対
面側へ熱が流れる場合をプラス(+)とする。
Where α is the coefficient of linear expansion of the disk (1/1 /
° C) λ: Thermal conductivity of the disc (cal / mm · sec · ° C) D: Diameter of the disc (mm) Q: Heat transfer density of the disc (cal / mm 2 ) H: Thickness of the disc ( mm) λc: Thermal conductivity of polishing cloth (cal / mm · sec · ° C) Hc: Thickness of polishing cloth (mm) Tc: Surface temperature of polishing cloth (° C) λs: Thermal conductivity of scale (cal / mm) Hs: Scale thickness (mm) Ts: Scale surface temperature (° C) f: Boundary layer heat transfer coefficient (cal / mm 2 · second · ° C) Tw: Cooling water temperature (° C) The sign of ΔF is plus (+) when the disk 1 is convex on the observation surface side, and the sign of Q is plus (+) when heat flows from the observation surface side to the opposite surface side. .

【0022】式(I)より、変形した円盤体1の表面の
形状は放物面で近似されることがわかる。ここで、αと
λは円盤体1の構成材料に依存し、DとHは円盤体1の
寸法そのものであるから、定数である。これに対し、T
wとTsは加工条件、Hcとλcは研磨布2の目詰まり
状況や構成材料、Hsとλsはスケール層4の付着状
況、fは冷却水6の流速によりそれぞれ変動する。した
がって、人為的な制御を比較的容易にΔFに反映できる
と考えられる項はQとTwであるが、中でも変動要因の
無いQを制御する方がΔFを精度良く制御できることは
明らかである。
From the equation (I), it can be seen that the shape of the surface of the deformed disk 1 is approximated by a paraboloid. Here, α and λ depend on the constituent material of the disk 1, and D and H are constants because they are the dimensions of the disk 1. In contrast, T
w and Ts vary depending on the processing conditions, Hc and λc vary depending on the clogging state and the constituent material of the polishing pad 2, Hs and λs vary depending on the adhesion state of the scale layer 4, and f varies depending on the flow rate of the cooling water 6. Therefore, the terms that are considered to be able to reflect the artificial control on ΔF relatively easily are Q and Tw. However, it is clear that ΔF can be more accurately controlled by controlling Q without any fluctuation factors.

【0023】以上の考察は、円盤体1が冷却水流路3と
接触しているモデルに関するものであるが、冷却水流路
3と接触しない円盤体1については、上式(I)からス
ケール層4と境界層5と冷却水6に関連する項、すなわ
ちλs,Hs,Ts,f,Twを削除すればよく、基本
的な考え方は同じである。また、円盤体1の表面に研摩
布2が張設されていない場合には、研摩布2に関連する
項、すなわちλc,Hc,Tcを削除すればよい。さら
に、上記円盤体1は、加工盤、被加工体、あるいは被加
工体を保持する研磨ヘッドのいずれと考えてもよい。本
発明は、かかる考察にもとづき、すなわち加工盤の作業
面の表面プロファイル、被加工体の表面プロファイル、
あるいは被加工体を保持する研磨ヘッドの被加工体保持
面の表面プロファイルの少なくともいずれかを熱的に制
御するのである。この熱的な制御は、上記加工盤、上記
被加工体の裏面、もしくは上記研磨ヘッドの少なくとも
いずれかに設けられた加熱手段への通電量の調節を通じ
て行うことができる。
The above considerations relate to the model in which the disk 1 is in contact with the cooling water flow path 3. For the disk 1 not in contact with the cooling water flow path 3, the scale layer 4 is obtained from the above equation (I). The terms related to the boundary layer 5 and the cooling water 6, that is, λs, Hs, Ts, f, and Tw may be deleted, and the basic concept is the same. When the polishing cloth 2 is not stretched on the surface of the disk 1, the terms related to the polishing cloth 2, that is, λc, Hc, and Tc may be deleted. Further, the disk body 1 may be considered as any of a processing board, a workpiece, and a polishing head for holding the workpiece. The present invention is based on such considerations, that is, the surface profile of the working surface of the processing board, the surface profile of the workpiece,
Alternatively, at least one of the surface profiles of the workpiece holding surface of the polishing head that holds the workpiece is thermally controlled. This thermal control can be performed by adjusting the amount of power to a heating means provided on at least one of the processing board, the back surface of the workpiece, and the polishing head.

【0024】図2ないし図4に、これらの制御を実現す
るための構成を概念的に示す。ここでは、より実用的な
構成を考慮して、加熱手段としてのヒータをいずれも断
熱材層で被覆している。図2は、加工盤11の作業面1
1aとは反対側の面に加熱手段としてのヒータ12が当
接され、このヒータ12がさらに断熱材層13で被覆さ
れた状態を示している。ヒータ12が断熱材層13で被
覆されることにより、熱流の方向を該ヒータ12から作
業面11aへと規定することができ、加熱効率を高める
ことができる。
FIGS. 2 to 4 conceptually show a configuration for realizing these controls. Here, in consideration of a more practical configuration, each of the heaters as the heating means is covered with a heat insulating material layer. FIG. 2 shows the working surface 1 of the processing board 11.
A state is shown in which a heater 12 as a heating means is in contact with the surface opposite to 1a, and this heater 12 is further covered with a heat insulating material layer 13. By covering the heater 12 with the heat insulating material layer 13, the direction of the heat flow can be defined from the heater 12 to the work surface 11a, and the heating efficiency can be increased.

【0025】図3は、被加工体14の被加工面14aと
は反対側の面にヒータ12が当接され、このヒータ12
がさらに断熱材層13で被覆された構成を示している。
かかる構成は、被加工体14が肉厚板体である場合に適
しており、たとえば次に述べる被加工体保持部材の被加
工体保持面(以下、保持面と称する。)の加工を行う場
合に適用することができる。なお、本明細書における
「肉厚板体」とは、仮に熱変形を起こす隣接部材が一方
の主面に当接されていても、その変形による自身の表面
プロファイル変化が無視し得る程度にしか生じない板体
を指すものとする。このような肉厚板体の表面プロファ
イルを変化させるためには、隣接部材ではなく、肉厚板
体自身を直接に加熱する必要がある。
FIG. 3 shows a state in which a heater 12 is brought into contact with a surface of a workpiece 14 opposite to a surface 14a to be processed.
Shows a configuration further covered with a heat insulating material layer 13.
This configuration is suitable when the workpiece 14 is a thick plate body. For example, when processing a workpiece holding surface (hereinafter, referred to as a holding surface) of a workpiece holding member described below. Can be applied to In this specification, the term "thick plate" means that even if an adjacent member that causes thermal deformation is in contact with one main surface, the change in its own surface profile due to the deformation is negligible. It refers to a plate that does not occur. In order to change the surface profile of such a thick plate, it is necessary to directly heat the thick plate itself, not the adjacent members.

【0026】図4は、被加工体14が被加工体保持部材
15の保持面15a上に保持されており、該保持面15
aと反対側の面にヒータ12が当接され、このヒータ1
2がさらに断熱材層13で被覆された構成を示してい
る。かかる構成は、被加工体14が肉薄板体である場合
に適しており、たとえば半導体ウェーハの加工を行う場
合に適用することができる。なお、本明細書における
「肉薄板体」とは、熱変形を起こす隣接部材が一方の主
面に当接されている場合に、その変形の影響を受けて自
身の表面プロファイルが変化するような板体を指すもの
とする。
FIG. 4 shows that the workpiece 14 is held on the holding surface 15 a of the workpiece holding member 15.
The heater 12 is in contact with the surface on the side opposite to
2 shows a configuration further covered with a heat insulating material layer 13. Such a configuration is suitable when the workpiece 14 is a thin plate, and can be applied, for example, when processing a semiconductor wafer. In the present specification, “thin plate body” means that when an adjacent member that causes thermal deformation is in contact with one main surface, its own surface profile changes under the influence of the deformation. It refers to a plate.

【0027】上記ヒータ12は、平面ヒータとすること
が好適である。具体的には、たとえばニクロム線等の抵
抗発熱体をシリコーンゴム等のフレキシブルな絶縁体で
被包したシリコーンラバーヒータを用いることができ
る。平面ヒータは、面内の発熱密度分布ができるだけ均
等なものがよい。また、平面ヒータと電源との間に変圧
器を介在させれば、この変圧器で該平面ヒータへの通電
量を制御して発熱量を調節することができる。この発熱
量の調節により加工盤の作業面、被加工体、もしくは被
加工体を保持する研磨ヘッドの被加工体保持部材の表面
プロファイルを迅速、容易、かつ可逆的に変更すること
ができる。特に、加工盤や研磨ヘッドに関しては、従来
のような加工工具を用いた表面プロファイルの調整作業
が不要となり、コストや時間の観点から極めて有利とな
る。
The heater 12 is preferably a flat heater. Specifically, for example, a silicone rubber heater in which a resistance heating element such as a nichrome wire is covered with a flexible insulator such as silicone rubber can be used. It is preferable that the plane heater has as uniform a heat generation density distribution as possible. In addition, if a transformer is interposed between the flat heater and the power supply, the amount of heat can be adjusted by controlling the amount of current supplied to the flat heater by the transformer. By adjusting the calorific value, the surface profile of the working surface of the processing board, the workpiece, or the workpiece holding member of the polishing head that holds the workpiece can be changed quickly, easily, and reversibly. In particular, with regard to a processing board and a polishing head, the work of adjusting the surface profile using a conventional processing tool is not required, which is extremely advantageous in terms of cost and time.

【0028】図5および図6に、前掲の図2の加工盤1
1の作業面11aの表面プロファイルが加熱により変化
し、これに伴って被加工体14の最終的な加工形状が変
化する様子を模式的に示す。ここで、加工盤11と被加
工体14は、それぞれの中心線の回りに矢印Aおよび矢
印Bで示されるごとく回転している。図5(a)はヒー
タ12への通電が無く、作業面11aが平坦な初期状
態、図5(b)は平面ヒータ12への通電により作業面
11aが中凹に変形した状態、図5(c)は通電量の増
加により作業面11aの変形量がさらに大きくなった状
態をそれぞれ示す。これに伴って、被加工体14の表面
プロファイルも図5(a)の平坦から、図5(b)の中
凸、さらに図5(c)の大きな中凸へと変化する。ある
いは、図6(a)に示されるように、作業面11aの初
期状態を中凸としておき、この形状を通電による凹方向
の変形と相殺して図6(b)図に示されるように平坦な
プロファイルを得ることもできる。これに伴って、被加
工体14の表面プロファイルは図6(a)の中凹から図
6(b)の平坦へと変化する。
FIGS. 5 and 6 show the processing machine 1 shown in FIG.
A state in which the surface profile of the first work surface 11a changes due to heating, and the final processing shape of the workpiece 14 changes accordingly. Here, the processing board 11 and the workpiece 14 are rotating around their respective center lines as indicated by arrows A and B. FIG. 5A shows an initial state in which the heater 12 is not energized and the work surface 11a is flat, and FIG. 5B shows a state in which the work surface 11a is deformed into a concave shape by energization of the flat heater 12, and FIG. (c) shows a state in which the amount of deformation of the work surface 11a is further increased due to an increase in the amount of electricity. Along with this, the surface profile of the workpiece 14 also changes from flat in FIG. 5 (a) to central convex in FIG. 5 (b) and further to large central convex in FIG. 5 (c). Alternatively, as shown in FIG. 6 (a), the initial state of the work surface 11a is set to be convex in the middle, and this shape is canceled out by the deformation in the concave direction due to energization and flattened as shown in FIG. 6 (b). Profile can be obtained. Along with this, the surface profile of the workpiece 14 changes from the middle concave in FIG. 6A to the flat in FIG. 6B.

【0029】なお、図5および図6には、加工盤11の
みに表面プロファイルの変化が与えられる場合を図示し
たが、同様の変化を前掲の図3のように被加工体14に
与えても、あるいは前掲の図4のように被加工体保持部
材15の保持面15aに与えても、さらにあるいはこれ
らの変化を組み合わせてもよい。
FIGS. 5 and 6 show the case where the surface profile is changed only on the processing board 11, but the same change may be applied to the workpiece 14 as shown in FIG. Alternatively, as shown in FIG. 4 described above, the workpiece may be provided on the holding surface 15a of the workpiece holding member 15, or the changes may be combined.

【0030】これらの平面加工装置を用いて所望の被加
工体の加工形状を得ようとする場合、まずある条件で平
面加工を行い、得られた被加工体の形状を測定する。こ
のときの測定形状と目的形状との差を求め、その差が補
正できるような熱変形を加工盤11、被加工体14、あ
るいは被加工体保持部材15の少なくともいずれかに与
えて再び平面加工を行う。本発明の平面加工方法では、
これら一連の工程を所望の形状が得られるまで繰り返す
ことになるが、熱変形は通電量の調節により自在に起こ
すことが可能であるため、たとえば従来のごとく専用の
加工工具を用いて加工盤や被加工体保持部材を作製し直
すといった作業は一切不要であり、コスト的にも時間的
にも極めて有利である。
In order to obtain a desired processed shape of a workpiece using these planar processing apparatuses, first, planar processing is performed under certain conditions, and the shape of the obtained workpiece is measured. At this time, a difference between the measured shape and the target shape is obtained, and thermal deformation is applied to at least one of the processing board 11, the workpiece 14, or the workpiece holding member 15 so that the difference can be corrected. I do. In the plane processing method of the present invention,
These series of steps will be repeated until a desired shape is obtained.However, since thermal deformation can be freely caused by adjusting the amount of electric current, for example, using a dedicated processing tool as in the related art, There is no need to rework the workpiece holding member, which is extremely advantageous in terms of cost and time.

【0031】上記加工盤は、作業面を有する上半部と平
面ヒータが当接される下半部との接合体より構成されて
もよい。さらに、この上半部は、作業面のほぼ全域にわ
たる部分が互いに弾性材料層を介して隣接されかつ個々
に前記下半部と接合される剛性ブロックの集合体であっ
てもよい。これらの構成は、後述する冷却水流通用の空
洞の形成し易さにも関係している。ところで、本発明の
平面加工方法では、表面プロファイルの制御に冷却手段
による冷却を併用してもよい。冷却を併用すると、前述
の加熱手段により発生した熱の一部がこの冷却で奪われ
ることになるため、熱の有効利用の観点からは不利とな
るが、冷却に関連する制御パラメータが増えるため、よ
り高精度な表面プロファイル制御が可能となる。
[0031] The processing board may be constituted by a joined body of an upper half having a working surface and a lower half contacting the flat heater. In addition, the upper half may be a collection of rigid blocks in which portions substantially all over the working surface are adjacent to each other via an elastic material layer and are individually joined to the lower half. These configurations also relate to the ease of forming a cavity for cooling water distribution described below. By the way, in the planar processing method of the present invention, the cooling by the cooling means may be used together with the control of the surface profile. If cooling is used in combination, a part of the heat generated by the above-mentioned heating means will be taken away by this cooling, which is disadvantageous from the viewpoint of effective use of heat.However, since control parameters related to cooling increase, More accurate surface profile control becomes possible.

【0032】かかる冷却手段の一例としては冷媒循環系
統が挙げられ、その典型例は冷却水を循環させるもので
ある。図7に、内部に冷却水を循環させるようになされ
た加工盤11の構成例を示す。この加工盤11は、作業
面11aを有する上半部11tと、ヒータ12が当接さ
れる下半部11bとが接合一体化されたものであり、両
者の接合面の一部に冷却水流通用の空洞16が形成され
ている。上記空洞16はたとえば渦巻き状に形成されて
おり、その両端部には、上記加工盤11の回転軸である
脚部17の内部に挿通された冷却水配管18が接続され
ている。
An example of such a cooling means is a refrigerant circulation system, a typical example of which is to circulate cooling water. FIG. 7 shows a configuration example of a processing board 11 in which cooling water is circulated. The processing board 11 is formed by integrally joining an upper half 11t having a working surface 11a and a lower half 11b to which the heater 12 is brought into contact. Cavity 16 is formed. The cavity 16 is formed, for example, in a spiral shape, and a cooling water pipe 18 inserted into a leg 17 which is a rotation shaft of the processing board 11 is connected to both ends of the cavity 16.

【0033】図8には、加工盤11の上半部11tを複
数の剛性ブロック20の集合体より構成した例を示す。
個々の剛性ブロック20は下端部が脚部20a、上端部
がフランジ部20bとされており、該フランジ部20b
の側面においてシール材21を介して多数が隣接配置さ
れることにより、全体としてひとつの作業面11aを構
成している。また、上記複数の剛性ブロック20は、脚
部20aの部分で個々に下半部11bと接合されてい
る。上記作業面11a内における上記フランジ部20b
の平面形状は特に限定されるものではないが、作業面1
1aをできるだけ少ない隙間で充填する観点から、矩形
あるいは六角形が好適である。上記構成においては、隣
接する剛性ブロック20と弾性を有するシール材21と
下半部11bとで囲まれる空洞22が、冷却水の流路と
なる。これらの空洞22は互いに適当な順路で連結され
ている必要があり、上記脚部20aに設けられた貫通孔
20cがこの連結の役目を果している。
FIG. 8 shows an example in which the upper half 11t of the processing board 11 is composed of an aggregate of a plurality of rigid blocks 20.
Each rigid block 20 has a leg 20a at the lower end and a flange 20b at the upper end.
Are arranged adjacent to each other with the seal member 21 interposed therebetween, thereby forming one working surface 11a as a whole. The plurality of rigid blocks 20 are individually joined to the lower half 11b at the legs 20a. The flange portion 20b in the work surface 11a
Although the plane shape of is not particularly limited, the work surface 1
From the viewpoint of filling 1a with a gap as small as possible, a rectangle or a hexagon is preferred. In the above configuration, the cavity 22 surrounded by the adjacent rigid block 20, the elastic sealing material 21, and the lower half portion 11b serves as a flow path of the cooling water. These cavities 22 need to be connected to each other by an appropriate route, and the through holes 20c provided in the leg portions 20a serve for this connection.

【0034】かかるブロック一体化構成によれば、たと
え平面加工中の摩擦熱により個々の剛性ブロック20に
熱変形が生じても、これが弾性を有するシール材21で
吸収されるため、作業面11a全体としては最初に設定
した表面プロファイルをそのまま維持することができ
る。つまり、下半部11bの熱変形が、妨害されること
なく作業面11aの表面プロファイルに直接反映される
ことになる。また、個々の剛性ブロック20の隣接部に
空洞22が設けられて冷却総面積を大きく確保している
ため、冷却能力も十分である。なお、上述のブロック一
体化構成は必ずしも空洞を伴うものでなくてもよく、た
とえば、個々の剛性ブロックが単純な柱状をなすもので
あってもよい。このような構成であっても、下半部11
bgの熱変形を作業面11aの表面プロファイルに忠実
に反映させる効果は期待することができる。
According to the block integrated structure, even if the individual rigid blocks 20 undergo thermal deformation due to frictional heat during the planar processing, they are absorbed by the elastic sealing material 21, so that the entire work surface 11a is As a result, the initially set surface profile can be maintained as it is. That is, the thermal deformation of the lower half part 11b is directly reflected on the surface profile of the work surface 11a without being disturbed. Further, since the cavities 22 are provided adjacent to the individual rigid blocks 20 to secure a large total cooling area, the cooling capacity is sufficient. Note that the above-described block integrated structure does not necessarily have to have a cavity, and for example, each rigid block may have a simple columnar shape. Even with such a configuration, the lower half 11
The effect of faithfully reflecting the thermal deformation of bg on the surface profile of the work surface 11a can be expected.

【0035】ところで、本発明では上述の冷媒循環系統
の他に、冷却手段として熱電冷却素子を使用することも
できる。熱電冷却素子は、異種金属の接点に電流を流し
た時に吸熱が生ずるペルチェ効果を利用する素子であ
る。平面ヒータのような加熱手段を用いている場合に、
冷却手段としてかかる熱電冷却素子を利用すれば、加熱
も冷却も共に電気的に行うことができ、装置構成を単純
化することができる。なお、熱電冷却素子は電流を流す
方向を逆とすれば発熱体としても利用することができる
ので、これを平面ヒータの代わりに加熱手段として用い
たり、あるいは加熱・冷却の双方に用いることも可能で
ある。後者の場合には、たとえば熱電冷却素子の電気回
路を2系統設け、一方の回路には発熱が生ずる方向、他
方の回路には吸熱が生ずる方向に電流を流す構成が可能
である。ただし、熱電冷却素子は元来が局所的な冷却/
加熱に適する素子であるため、大面積の加熱には平面ヒ
ータを使用した方が熱効率は良い。
Incidentally, in the present invention, in addition to the above-described refrigerant circulation system, a thermoelectric cooling element can be used as a cooling means. A thermoelectric cooling element is an element that utilizes the Peltier effect in which heat is absorbed when a current is applied to a contact of a dissimilar metal. When using a heating means such as a flat heater,
If such a thermoelectric cooling element is used as cooling means, both heating and cooling can be performed electrically, and the device configuration can be simplified. The thermoelectric cooling element can also be used as a heating element if the direction of current flow is reversed, so it can be used as a heating means instead of a flat heater, or it can be used for both heating and cooling It is. In the latter case, for example, a configuration is possible in which two electric circuits of thermoelectric cooling elements are provided, and current flows in one circuit in a direction in which heat is generated and in the other circuit in a direction in which heat is absorbed. However, the thermoelectric cooling element originally has local cooling /
Since the element is suitable for heating, it is better to use a flat heater for heating a large area, because the element has better thermal efficiency.

【0036】本発明では、加工盤の作業面に被加工体を
摺接させる際に、該作業面上に研磨剤を供給し、該被加
工体を研磨してもよい。研磨剤は、従来公知のものをい
ずれも使用することができ、典型的にはコロイダルシリ
カが用いられる。特に、加工盤の作業面上に研磨布を張
設し、かつ該研磨布の表面に研磨剤を供給する研磨剤供
給手段を設けることにより、被加工体の化学機械研磨を
行う平面加工装置を提供することができる。かかる装置
は、被加工体が半導体ウェーハである場合に特に有用で
ある。
In the present invention, when the workpiece is brought into sliding contact with the work surface of the processing board, an abrasive may be supplied onto the work surface to polish the workpiece. Any conventionally known abrasive can be used, and typically, colloidal silica is used. In particular, by providing a polishing cloth over the work surface of the processing board, and by providing abrasive supply means for supplying an abrasive to the surface of the polishing cloth, a planar processing apparatus that performs chemical mechanical polishing of the workpiece. Can be provided. Such an apparatus is particularly useful when the workpiece is a semiconductor wafer.

【0037】[0037]

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described.

【0038】実施例1 本実施例では、加工盤の裏面と研磨ヘッドの被加工体保
持部材の裏面の双方にそれぞれヒータと断熱材層とを備
えた化学機械研磨装置の構成例について、図9を参照し
ながら説明する。この装置は、作業面11a上に研磨布
19が張設された円盤状の加工盤11と、被加工体14
としてたとえば半導体ウェーハを保持する研磨ヘッド3
5とを平行に対向配置させたものであり、加工盤11の
矢印A方向の回転運動と研磨ヘッド35の矢印B方向の
回転運動とを組み合わせて、研磨スラリーの存在下で半
導体ウェーハの表面を化学機械研磨するようになされた
ものである。
Embodiment 1 In this embodiment, an example of the configuration of a chemical mechanical polishing apparatus having a heater and a heat insulating material layer on both the back surface of a processing board and the back surface of a workpiece holding member of a polishing head will be described with reference to FIG. This will be described with reference to FIG. This apparatus includes a disk-shaped processing board 11 having a polishing cloth 19 stretched on a work surface 11a, and a workpiece 14
Polishing head 3 for holding a semiconductor wafer, for example
5 are arranged in parallel and opposed to each other, and the rotation of the processing board 11 in the direction of the arrow A and the rotation of the polishing head 35 in the direction of the arrow B are combined to change the surface of the semiconductor wafer in the presence of the polishing slurry. It is designed for chemical mechanical polishing.

【0039】上記加工盤11は、厚さ30mmのSUS
鋼板からなる上半部11tと、同じく厚さ30mmのS
US鋼板からなる下半部11bとがボルト等の固定手段
を用いて堅固に一体化されてなる直径700mmの円盤
体である。上半部11tと下半部11bとの接合面の一
部は空洞16とされ、冷却水流路とされている。加工盤
11は矢印Aで示されるごとく、下半部11bの中心に
接続される脚部17の回りに図示されない駆動手段を用
いて回転される。この脚部17は、上記空洞16に冷却
水を導入するための冷却水配管18の通路を兼ねてお
り、該冷却水配管18は該脚部17の中途部に設けられ
たロータリージョイント34を経由して外部へ導出され
る。上記空洞16の冷却面積は、作業面11aの面積の
約70%であり、ここに温度20℃、流量5リットル/
分で冷却水を流した。
The processing board 11 is made of SUS having a thickness of 30 mm.
The upper half 11t made of a steel plate and the S
This is a disk having a diameter of 700 mm, which is firmly integrated with the lower half 11b made of a US steel plate using fixing means such as bolts. A part of the joint surface between the upper half 11t and the lower half 11b is formed as a cavity 16 and serves as a cooling water flow path. As shown by an arrow A, the processing board 11 is rotated around a leg 17 connected to the center of the lower half portion 11b using a driving means (not shown). The leg 17 also serves as a passage of a cooling water pipe 18 for introducing cooling water into the cavity 16, and the cooling water pipe 18 passes through a rotary joint 34 provided at an intermediate portion of the leg 17. And is led out. The cooling area of the cavity 16 is about 70% of the area of the work surface 11a, where the temperature is 20 ° C. and the flow rate is 5 liter /
Cooling water was flushed in minutes.

【0040】下半部11bの裏面側にはヒータ12aを
当接させ、該ヒータ12aはさらに断熱材層13aで被
覆した。 ^
上記ヒータ12aとしては、たとえばニクロム線をシリ
コンゴム層で被覆し、100Vの印加電圧で0.6W/
cm2 の発熱密度が得られるシリコンラバーヒータを複
数枚並列に接続して使用した。ヒータ12の配線は、脚
部17の内部を通り、該脚部17の中途部に設けられた
ロータリーコネクタ31を経由して外部へ導出され、変
圧器32を介して電源33に接続されている。この変圧
器32を操作することにより、ヒータ12aへの通電
量、すなわち発熱量を容易かつ迅速に変化させることが
できる。上記断熱材層13としては、一例として厚さ6
mmのシリコンラバー発泡体を使用した。
A heater 12a was brought into contact with the back side of the lower half portion 11b, and the heater 12a was further covered with a heat insulating material layer 13a. ^
As the heater 12a, for example, a nichrome wire is coated with a silicon rubber layer, and a 0.6 W /
A plurality of silicon rubber heaters capable of producing a heat density of 2 cm 2 were connected in parallel and used. The wiring of the heater 12 passes through the inside of the leg 17, is led out through a rotary connector 31 provided in the middle of the leg 17, and is connected to a power supply 33 through a transformer 32. . By operating the transformer 32, the amount of electricity supplied to the heater 12a, that is, the amount of generated heat can be easily and quickly changed. The heat insulating material layer 13 has a thickness of 6 as an example.
mm silicone rubber foam was used.

【0041】上記作業面11aの上に張設される研磨布
19としては、ウレタン不織布を使用した。上記加工盤
11の上方中央には、研磨スラリーを供給するためのノ
ズル45が開口されている。研磨スラリーとしては、た
とえばコロイダルシリカが研磨布19の表面へ供給され
る。上記加工盤11のエッジ部から溢れた研磨スラリー
を回収するためのドレン受け、回収された研磨スラリー
を貯蔵するためのタンク、研磨スラリーをノズル45へ
圧送するためのポンプの図示はいずれも省略したが、前
掲の図15を参照しながら説明したとおりである。
As the polishing pad 19 stretched on the work surface 11a, a urethane nonwoven fabric was used. In the upper center of the processing board 11, a nozzle 45 for supplying the polishing slurry is opened. As the polishing slurry, for example, colloidal silica is supplied to the surface of the polishing cloth 19. A drain receiver for collecting the polishing slurry overflowing from the edge of the processing board 11, a tank for storing the collected polishing slurry, and a pump for pumping the polishing slurry to the nozzle 45 are not shown. However, this is as described with reference to FIG.

【0042】一方、上記研磨ヘッド35は、加圧室36
の底面中央に被加工体保持部材として被加工体保持部材
15と吸着治具40とを備えたものであり、被加工体1
4を真空排気により被加工体保持部材15上に吸着保持
しながら、上記研磨布19に対しては該被加工体14を
空気加圧により所定の圧力で押圧付勢するものである。
上記加圧室36の壁は研磨ヘッド35の骨格をなす部材
であり、矢印Bで示されるごとく、その天井部中央に接
続される脚部37の回りに図示されない駆動手段を用い
て回転される。この脚部37は、上記加圧室36に空気
を導入するための空気配管39、後述の吸着治具40に
接続される真空配管41、後述のヒータ12bの配線の
通路を兼ねている。
On the other hand, the polishing head 35 is
A workpiece holding member 15 and a suction jig 40 are provided at the center of the bottom surface of the workpiece 1 as workpiece holding members.
The work piece 14 is pressed against the polishing pad 19 with a predetermined pressure by applying air pressure while adsorbing and holding the work piece 4 on the work piece holding member 15 by vacuum evacuation.
The wall of the pressurizing chamber 36 is a member forming a skeleton of the polishing head 35, and is rotated by a driving unit (not shown) around a leg 37 connected to the center of the ceiling as shown by an arrow B. . The leg 37 also functions as an air pipe 39 for introducing air into the pressurizing chamber 36, a vacuum pipe 41 connected to a suction jig 40 described later, and a wiring path for a heater 12b described later.

【0043】上記被加工体保持部材15は、たとえば直
径210mm、厚さ30mmの多孔質アルミナセラミッ
ク板であり、その一方の面が被加工体14を保持するた
めの保持面15a、該保持面15aと反対側の面が吸着
治具40の装着面とされる。上記吸着治具40は、たと
えば直径210mm、厚さ2mmのSUS鋼板であり、
空気の吸引路となる溝を多数有している。この溝は、上
述の真空配管41に接続されており、この真空配管41
は上記脚部37の内部を通り、その中途部に設けられた
ロータリージョイント38を経由して外部へ導出され、
図示されない真空ポンプに接続されている。
The workpiece holding member 15 is, for example, a porous alumina ceramic plate having a diameter of 210 mm and a thickness of 30 mm, and one surface thereof has a holding surface 15 a for holding the workpiece 14, and the holding surface 15 a The surface on the opposite side is the mounting surface of the suction jig 40. The suction jig 40 is, for example, a SUS steel plate having a diameter of 210 mm and a thickness of 2 mm.
It has a large number of grooves serving as air suction paths. This groove is connected to the above-mentioned vacuum pipe 41, and this vacuum pipe 41
Is led out through a rotary joint 38 provided in the middle of the leg portion 37,
It is connected to a vacuum pump (not shown).

【0044】吸着治具40の背面には、ヒータ12bと
断熱材層13bが設けられている。これらは、加工盤1
1の下半部11bに装着したものと同じである。上記ヒ
ータ12bの配線もやはり上記脚部37の内部を通り、
その中途部に設けられたロータリーコネクタ42を経由
して外部へ導出され、変圧器43を介して電源44に接
続されている。この変圧器43を操作することにより、
ヒータ12bへの通電量、すなわち発熱量を容易かつ迅
速に変化させることができる。かかる構成により、本装
置は加工盤11の単独熱変形、被加工体14の単独熱変
形、あるいは加工盤11と被加工体14の同時熱変形、
の3種類の制御を可能とするものである。
On the back surface of the suction jig 40, a heater 12b and a heat insulating material layer 13b are provided. These are processing board 1
1 is the same as that mounted on the lower half 11b. The wiring of the heater 12b also passes through the inside of the leg 37,
It is led out through a rotary connector 42 provided in the middle thereof and connected to a power supply 44 via a transformer 43. By operating this transformer 43,
The amount of electricity supplied to the heater 12b, that is, the amount of heat generated can be changed easily and quickly. With this configuration, the present apparatus can be used to perform single thermal deformation of the processing board 11, single thermal deformation of the workpiece 14, or simultaneous thermal deformation of the processing board 11 and the workpiece 14,
The following three types of control are possible.

【0045】実施例2 ここでは、実施例1で上述した装置の研磨ヘッド35側
のヒータ12bのみを作動させて、該ヒータ12bへの
印加電圧を変化させながら実際にシリコンウェーハの化
学機械研磨を行った場合の、ウェーハ表面の変形量を調
べた。研磨サンプルとしたシリコンウェーハは、インゴ
ットから切り出された後にラッピングを施された直径2
00mmのウェーハである。研磨条件は、一例として研
磨圧力=300g/cm2 、摺接速度=45mm/分と
し、研磨スラリーとしてはコロイダルシリカを用いた。
ヒータ12bへの印加電圧は、0〜40Vの範囲で変化
させた。研磨されたシリコンウェーハの変形量は、レー
ザ式形状測定機を用いて非接触式に測定した。なお、加
工盤11の作業面11aの表面プロファイル、およびヒ
ータ12bへ通電していない場合の被加工体保持部材1
5の保持面15aの表面プロファイルは、いずれも平坦
である。
Embodiment 2 In this embodiment, only the heater 12b on the polishing head 35 side of the apparatus described in Embodiment 1 is operated, and the chemical mechanical polishing of the silicon wafer is actually performed while changing the voltage applied to the heater 12b. In this case, the deformation amount of the wafer surface was examined. The silicon wafer used as the polished sample was cut out from the ingot and then wrapped to a diameter of 2
This is a 00 mm wafer. The polishing conditions were, for example, polishing pressure = 300 g / cm 2 , sliding speed = 45 mm / min, and colloidal silica was used as the polishing slurry.
The voltage applied to the heater 12b was changed in the range of 0 to 40V. The deformation amount of the polished silicon wafer was measured in a non-contact manner using a laser type shape measuring instrument. In addition, the surface profile of the work surface 11a of the processing board 11, and the workpiece holding member 1 when the heater 12b is not energized.
The surface profiles of the holding surfaces 15a of No. 5 are all flat.

【0046】結果を図10に示す。この図は、被加工体
保持部材15の裏面側のヒータ12bへの印加電圧
(V)に対してウェーハ表面の変形量(μm)をプロッ
トしたものである。ここで変形量とは、平面を基準とし
て半導体ウェーハの端部がどの程度上昇したか、あるい
は低下したかを示す数値であり、端部が中央部より高け
れば中凹、端部が中央部より低ければ中凸、同じなら平
坦である。ヒータ12bへ通電しない場合には、半導体
ウェーハは0.2μmの中凹形状となった。このこと
は、たとえ加工盤11の作業面11aと被加工体保持部
材15の保持面15aの表面プロファイルが共に平坦で
あっても、半導体ウェーハの表面を必ずしも平坦に加工
できないことを示している。しかし、ヒータ12bへの
印加電圧を高めるにしたがい、被加工体保持部材15の
保持面15aの表面プロファイルが平坦→中凹へと変化
し、これに伴って半導体ウェーハの表面プロファイルが
中凹→平坦→中凸へと変化することが明らかとなった。
図10によれば、半導体ウェーハの表面プロファイルを
ちょうど平坦とできるような印加電圧は20V近傍にあ
る。ちなみに、この時の被加工体保持部材15の保持面
15aの表面プロファイルはわずかな中凹であった。
FIG. 10 shows the results. In this figure, the deformation amount (μm) of the wafer surface is plotted against the applied voltage (V) to the heater 12 b on the back side of the workpiece holding member 15. Here, the amount of deformation is a numerical value indicating how much the edge of the semiconductor wafer has risen or decreased with respect to the plane, and if the edge is higher than the center, the recess is concave, and the end is higher than the center. If it is low, it is convex. If it is the same, it is flat. When the heater 12b was not energized, the semiconductor wafer had a 0.2 μm middle concave shape. This indicates that the surface of the semiconductor wafer cannot always be processed to be flat even if the surface profiles of the working surface 11a of the processing board 11 and the holding surface 15a of the workpiece holding member 15 are both flat. However, as the voltage applied to the heater 12b is increased, the surface profile of the holding surface 15a of the workpiece holding member 15 changes from flat to concave, and accordingly, the surface profile of the semiconductor wafer becomes concave to flat. → It became clear that it changed to a convex center.
According to FIG. 10, the applied voltage that can make the surface profile of the semiconductor wafer just flat is around 20V. Incidentally, the surface profile of the holding surface 15a of the workpiece holding member 15 at this time was slightly concave.

【0047】実施例3 本実施例では、加工盤11の上半部11tをブロック一
体化構成とし、その内部に形成された冷却水流路を併用
して精度の高い作業面11aの表面プロファイル制御を
可能とした化学機械研磨装置を用い、半導体ウェーハを
研磨した。まず、使用した装置の構成を図11に示す。
この装置は、前掲の図8に示した加工盤11を、前掲の
図9に示した化学機械研磨装置に組み込んだものに相当
し、符号も共通である。
Embodiment 3 In this embodiment, the upper half portion 11t of the processing board 11 is made into a block-integrated structure, and the surface profile of the work surface 11a is controlled with high accuracy by using a cooling water flow passage formed therein. The semiconductor wafer was polished using a chemical mechanical polishing apparatus that was enabled. First, the configuration of the used apparatus is shown in FIG.
This apparatus corresponds to an apparatus in which the processing board 11 shown in FIG. 8 described above is incorporated in the chemical mechanical polishing apparatus shown in FIG. 9 and has the same reference numerals.

【0048】ここで、上半部11tを構成する個々の剛
性ブロック20は、縦50mm、横50mm、厚さ30
mmのSUS鋼板の一方の面を加工することにより、2
0mm四方の四角柱状の脚部20aと、50mm四方の
正方形のフランジ部20bとが形成され、さらに該脚部
20aに横方向の貫通孔20cが穿設されたものであ
る。この剛性ブロック20を直径700mm、厚さ30
mmのSUS鋼板からなる下半部11bの上に密に多数
隣接して配置し、個々にボルトを用いて固定した。これ
ら多数の剛性ブロック20により構成された作業面11
aを適当な加工工具を用いて平坦に仕上げ、さらに、シ
リコーンゴム系のシール材21でブロック間の隙間を埋
め込んだ。
Here, each rigid block 20 constituting the upper half 11t is 50 mm long, 50 mm wide and 30 mm thick.
By machining one side of a SUS steel sheet of
A square pillar-shaped leg 20a of 0 mm square and a square flange 20b of 50 mm square are formed, and a lateral through hole 20c is formed in the leg 20a. This rigid block 20 has a diameter of 700 mm and a thickness of 30 mm.
A large number of the SUS steel plates were closely arranged on the lower half portion 11b made of a SUS steel plate having a thickness of 1 mm, and individually fixed using bolts. Work surface 11 constituted by these many rigid blocks 20
a was flattened using an appropriate processing tool, and a gap between the blocks was filled with a silicone rubber-based sealing material 21.

【0049】上記構成によると、隣接する剛性ブロック
20の脚部20aの隙間が空洞22となり、これが冷却
水流路として使用されるが、冷却水による冷却面積は、
作業面11aの面積の約170%となった。この空洞2
2に接続される冷却水配管18は、加工盤11の脚部1
7の内部を通って、その中途部に設けられたロータリー
ジョイント34を経由して外部へ導出されている。ま
た、下半部11bに当接されるヒータ12bの配線も加
工盤11の脚部17の内部を通り、その中途部に設けら
れたロータリーコネクタ31を経由して外部へ導出さ
れ、変圧器32を介して電源44に接続されている。こ
の他の部材については、図8および図11と符号も共通
なので、詳しい説明は省略する。
According to the above configuration, the gap between the legs 20a of the adjacent rigid blocks 20 becomes the cavity 22, which is used as a cooling water flow path.
This is approximately 170% of the area of the work surface 11a. This cavity 2
2 is connected to the leg 1 of the processing board 11.
7, and is led out to the outside via a rotary joint 34 provided at an intermediate portion thereof. Further, the wiring of the heater 12b abutting on the lower half portion 11b also passes through the inside of the leg portion 17 of the processing board 11 and is led out to the outside via a rotary connector 31 provided at an intermediate portion thereof. Is connected to the power supply 44 via the. Since the other members have the same reference numerals as those in FIGS. 8 and 11, detailed description is omitted.

【0050】次に、上述のように構成された上半部11
tの表面にウレタン不織布からなる研磨布19を張設
し、研磨ヘッド35側のヒータ12bと加工盤11側の
ヒータ12aとを共にオフとし、空洞22には、20℃
に温調された冷却水を5リットル/分の流速で循環させ
た。この状態で、直径200mmのシリコンウェーハを
研磨圧力=300g/cm2 、摺接速度=45m/分に
て連続して研磨した。研磨後のウェーハ全面の厚さ分布
を静電容量式平坦度測定器を用いて測定したところ、球
面状の中凹形状となり、ウェーハの中央部は端部よりも
0.35μm薄かった。
Next, the upper half 11 constructed as described above
A polishing cloth 19 made of urethane non-woven fabric is stretched on the surface of t, and the heater 12b on the polishing head 35 side and the heater 12a on the processing board 11 are both turned off.
The cooling water whose temperature has been adjusted was circulated at a flow rate of 5 L / min. In this state, a silicon wafer having a diameter of 200 mm was continuously polished at a polishing pressure of 300 g / cm 2 and a sliding speed of 45 m / min. When the thickness distribution of the entire surface of the polished wafer was measured using a capacitance-type flatness measuring device, it was found to be spherical and concave, and the central portion of the wafer was 0.35 μm thinner than the edge.

【0051】そこで、ウェーハの厚さ分布を均等とする
ため、上記加工盤11のヒータ12aに10Vの電圧を
印加し、直径200mmのシリコンウェーハの摺接領域
において作業面11aを凹方向に0.35μm変形させ
た。なお、この印加電圧は、加工盤11の線膨張係数
α、同じく加工盤11の熱伝導度Q、およびヒータの特
性より理論的に算出した値である。印加電圧以外の条件
は同じとして、再びシリコンウェーハを研磨した。研磨
後のウェーハの表面を平坦度測定器を用いて測定したと
ころ、中凹形状や中凸形状は発生せず、高度に平坦化さ
れていることが確認され、本発明の効果が実証された。
Therefore, in order to make the thickness distribution of the wafer uniform, a voltage of 10 V is applied to the heater 12a of the processing board 11, and the working surface 11a is placed in a concave direction in the sliding contact area of the silicon wafer having a diameter of 200 mm. It was deformed by 35 μm. The applied voltage is a value theoretically calculated from the coefficient of linear expansion α of the processing board 11, the thermal conductivity Q of the processing board 11, and the characteristics of the heater. The silicon wafer was polished again under the same conditions except for the applied voltage. When the surface of the polished wafer was measured using a flatness measuring device, no concave or convex shape was generated, and it was confirmed that the surface was highly planarized, and the effect of the present invention was proved. .

【0052】実施例4 本実施例では、加工盤の裏面と研磨ヘッドの被加工体保
持部材の裏面の双方にそれぞれヒータと断熱材層とを備
えたラップ機の構成例について、図12を参照しながら
説明する。この機械は、太陽ギヤ51と内周ギヤ54と
の双方に噛合されることにより遊星運動を行うキャリア
64と、上記太陽ギヤ51と同軸的に配され独自の回転
運動を行う加工盤57とを近接対向させ、上記キャリア
64に装着された被加工体14を上記定盤57の表面に
摺接させることにより、該被加工体14のラッピングを
行うようになされたものである。
Embodiment 4 In this embodiment, referring to FIG. 12, an example of the construction of a lapping machine provided with a heater and a heat insulating material layer on both the back surface of the processing board and the back surface of the workpiece holding member of the polishing head will be described. I will explain while. This machine includes a carrier 64 that performs planetary motion by being engaged with both the sun gear 51 and the inner peripheral gear 54, and a processing board 57 that is arranged coaxially with the sun gear 51 and performs a unique rotational motion. The workpiece 14 mounted on the carrier 64 is slid in contact with the surface of the surface plate 57 so that the workpiece 14 is wrapped.

【0053】上記太陽ギヤ51は、モータ53に駆動さ
れる回転軸52の上端部に一体的に取り付けられてい
る。上記内周ギヤ54は、上記加工盤57の外周を包囲
する枠体55の上端部に形成されており、この枠体55
は上記モータ53とは独立に制御されるモータ56によ
り回転駆動される。加工盤57は、直径1400mm、
厚さ70mmの球状黒鉛鋳鉄からなる円盤体であり、そ
の裏面側中央には脚部58が上記回転軸52を包囲する
ごとく接続され、該脚部58の末端にてモータ53によ
り独立に回転駆動されるようになされている。また、加
工盤57の表面には余分な研磨スラリーを周縁部へ誘導
するための多数の溝59が刻設されている。研磨スラリ
ーの循環再利用系統については従来と同じなので、図示
は省略する。さらに、加工盤57の裏面にはヒータ12
aを当接させ、該ヒータ12aはさらに断熱材層13a
で被覆した。これらヒータ12aと断熱材層13aは、
前述の実施例1や実施例3で使用したものと同じであ
る。ヒータ12aからの配線は、加工盤57の脚部58
の内部を通過し、その中途部に設けられたロータリーコ
ネクタ61を経由して外部へ導出され、変圧器62を経
て電源63に接続されている。
The sun gear 51 is integrally attached to the upper end of a rotating shaft 52 driven by a motor 53. The inner peripheral gear 54 is formed at the upper end of a frame 55 surrounding the outer periphery of the processing board 57.
Is driven to rotate by a motor 56 controlled independently of the motor 53. The processing board 57 has a diameter of 1400 mm,
A disc body made of spheroidal graphite cast iron having a thickness of 70 mm. A leg 58 is connected to the center of the back surface so as to surround the rotation shaft 52, and is independently driven by a motor 53 at the end of the leg 58. It has been made to be. In addition, a large number of grooves 59 are formed on the surface of the processing board 57 to guide excess polishing slurry to the periphery. Since the circulation and reuse system of the polishing slurry is the same as the conventional system, the illustration is omitted. Further, the heater 12 is provided on the back surface of the processing board 57.
a, and the heater 12a further includes a heat insulating material layer 13a.
Covered. These heater 12a and heat insulating material layer 13a
This is the same as that used in the first and third embodiments. The wiring from the heater 12a is connected to the legs 58 of the processing board 57.
And is led out through a rotary connector 61 provided in the middle thereof, and is connected to a power supply 63 via a transformer 62.

【0054】被加工体14は、キャリア64の底面の開
口65に嵌め込まれて保持されている。被加工体14の
背面側、すなわち被加工面と反対側の面にはヒータ12
bが当接され、このヒータ12bはさらに断熱材層13
bで被覆されている。断熱剤層13bの裏面側には支持
部材66が配され、この内部に上記ヒータ12bからの
配線を通過させ、ロータリーコネクタ67を経由して外
部へ導出させるようになされている。外部へ導出された
配線は、変圧器68を経て電源69に接続される。かか
る構成により、本ラップ機は加工盤57の単独熱変形、
被加工体14の単独熱変形、あるいは加工盤57と被加
工体14の同時熱変形の3種類の制御を可能とするもの
である。
The workpiece 14 is held by being fitted into an opening 65 on the bottom surface of the carrier 64. The heater 12 is provided on the back side of the workpiece 14, that is, on the surface opposite to the workpiece surface.
b, and the heater 12b further includes a heat insulating material layer 13
b. A support member 66 is arranged on the back surface side of the heat insulating agent layer 13b, and the wiring from the heater 12b passes through the support member 66, and is led to the outside via the rotary connector 67. The wiring led out is connected to a power supply 69 via a transformer 68. With such a configuration, the present lapping machine is capable of independently deforming the processing board 57,
This enables three types of control, that is, independent thermal deformation of the workpiece 14 or simultaneous thermal deformation of the processing board 57 and the workpiece 14.

【0055】実施例5 ここでは、実施例4で上述したラップ機の加工盤57側
のヒータ12aのみを作動させて、該ヒータ12aへの
印加電圧を変化させながら加工盤57の変形に関する基
礎的な検討を行った。ここでは、ヒータ12aへの印加
電圧0〜10Vの範囲で変化させた場合の加工盤57の
変形量を、レーザ式形状測定機を用いて非接触式に測定
した。なお、ヒータ12aに通電していない場合の加工
盤57の作業面の初期表面プロファイルは、直径140
0mmの加工盤57全体で10μmの中凸である。
Fifth Embodiment Here, only the heater 12a on the processing board 57 side of the lapping machine described in the fourth embodiment is operated to change the applied voltage to the heater 12a, and the basics relating to the deformation of the working board 57 are changed. Study was conducted. Here, the amount of deformation of the processing board 57 when the voltage applied to the heater 12a was changed in the range of 0 to 10 V was measured in a non-contact manner using a laser shape measuring instrument. The initial surface profile of the working surface of the processing board 57 when the heater 12a is not energized has a diameter 140
The entire processing board 57 of 0 mm has a central convexity of 10 μm.

【0056】結果を図13に示す。この図は、加工盤5
7の裏面側のヒータ12aへの印加電圧(V)に対して
加工盤57の作業面の変形量(μm)をプロットしたも
のである。ここで、変形量とは、平面を基準として加工
盤57の端部がどの程度上昇したか、あるいは低下した
かを示す数値であり、端部が中央部より高ければ中凹、
端部が中央部より低ければ中凸、同じなら平坦である。
図より、ヒータ12aへの印加電圧を高めるにしたが
い、加工盤57の表面プロファイルが中凸→平坦→中凹
へと変化することが明らかとなった。この変化の傾向
は、前述の理論式(I)に示した2次関数によく一致し
ていることが確認された。
FIG. 13 shows the results. This figure shows the processing board 5
7 is a plot of the amount of deformation (μm) of the working surface of the processing board 57 with respect to the applied voltage (V) to the heater 12a on the back surface side of FIG. Here, the amount of deformation is a numerical value indicating how much the end of the processing board 57 rises or falls with respect to the plane, and if the end is higher than the center, the concave is
If the end is lower than the center, it is convex, and if the end is the same, it is flat.
It is clear from the figure that as the voltage applied to the heater 12a is increased, the surface profile of the processing board 57 changes from central convex to flat to central concave. It was confirmed that this tendency of the change was in good agreement with the quadratic function shown in the above-mentioned theoretical formula (I).

【0057】次に、上述のラップ機を用いて実際に加工
を行った。被加工体14は、直径600mm、厚さ20
mmのアルミナセラミックからなる肉厚板体であり、そ
の片方の表面プロファイルを5μmの凸球面状に仕上げ
ることを目標とする。研磨スラリーLとしては、SiC
(シリコンカーバイド)砥粒を防錆剤、界面活性剤等の
添加剤と共に水に分散させたものを用いた。研磨荷重
は、被加工体14、ヒータ12b、断熱剤層13b、支
持部材66およびその付属品の合計自重のみとした。
Next, actual processing was performed using the above-described lapping machine. The workpiece 14 has a diameter of 600 mm and a thickness of 20 mm.
It is a thick plate made of alumina ceramic having a thickness of 5 mm, and is aimed at finishing one surface profile into a convex spherical shape of 5 μm. As the polishing slurry L, SiC
(Silicon Carbide) A material obtained by dispersing abrasive grains in water together with additives such as a rust preventive and a surfactant was used. The polishing load was only the total weight of the workpiece 14, the heater 12b, the heat insulating layer 13b, the support member 66, and its accessories.

【0058】加工盤57の裏面側のヒータ12aへの印
加電圧は、該加工盤57の表面が被加工体14の目標形
状と同一曲率を持つ凹球面状となるように、図13から
求めた。すなわち、一般に円盤体の変形量は直径の二乗
に比例するので、直径600mmの被加工体14が5μ
m変形した時の曲率は、直径1400mmの加工盤57
が27〔=5×(1400/600)2 〕μmだけ変形
した時の曲率に等しい。しかも、被加工体14の目標プ
ロファイルが凸球面状であれば、これに対応する加工盤
57の表面プロファイルは凹球面状であるから、変形量
の符号はマイナスである。図13より、加工盤57の変
形量が−27μmとなる時の印加電圧は、10Vであ
る。
The voltage applied to the heater 12a on the back side of the processing board 57 was determined from FIG. 13 so that the surface of the processing board 57 had a concave spherical shape having the same curvature as the target shape of the workpiece 14. . That is, since the amount of deformation of the disc is generally proportional to the square of the diameter, the workpiece 14 having a diameter of 600 mm is 5 μm.
The curvature when deformed is a processing plate 57 having a diameter of 1400 mm.
Is equal to the curvature when deformed by 27 [= 5 × (1400/600) 2 ] μm. In addition, if the target profile of the workpiece 14 is a convex spherical surface, the surface profile of the processing board 57 corresponding to the target profile is a concave spherical surface, and the sign of the deformation amount is minus. According to FIG. 13, the applied voltage when the amount of deformation of the processing board 57 becomes −27 μm is 10V.

【0059】以上の条件により被加工体14をラッピン
グしたところ、表面プロファイルは7μmの凸球面状と
なり、目標を2μm上回っていた。この差異の原因とし
ては、加工盤57の表面プロファイル以外に、溝59に
沿って流れる研磨スラリーLやその他の要因による蓄熱
効果が考えられた。したがって、実際に必要な加工盤5
7の変形量は、被加工体14の目標変形量を便宜的に3
(=5−2)μmと考えて算出できることになり、−1
6μm〔=−3×(1400/600)2 〕である。こ
の変形量は、図13より、印加電圧8Vで達成できる。
そこで、印加電圧を8Vに低下させた他は同じ条件で再
度ラッピングを行ったところ、今度は被加工体14につ
いて目標どおり5μmの凸球面状の表面プロファイルを
得ることができた。このように、本発明では熱的制御に
より加工盤の表面プロファイルを極めて容易に変更する
ことができ、従来のように加工工具を用いた煩雑な調整
作業を繰り返す必要が全くない。
When the workpiece 14 was wrapped under the above conditions, the surface profile became a convex spherical shape of 7 μm, which exceeded the target by 2 μm. The cause of this difference was considered to be a heat storage effect due to the polishing slurry L flowing along the groove 59 and other factors in addition to the surface profile of the processing board 57. Therefore, the processing board 5 actually required
The deformation amount of 7 is the target deformation amount of the workpiece 14 for convenience.
(= 5-2) μm and can be calculated, and −1
6 μm [= −3 × (1400/600) 2 ]. This deformation amount can be achieved with an applied voltage of 8 V as shown in FIG.
Then, when lapping was performed again under the same conditions except that the applied voltage was reduced to 8 V, a 5 μm convex spherical surface profile of the workpiece 14 could be obtained as desired for the workpiece 14. As described above, in the present invention, the surface profile of the processing board can be changed very easily by thermal control, and there is no need to repeat a complicated adjustment operation using a processing tool as in the related art.

【0060】以上、本発明を5例の実施例について説明
したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるもの
ではない。たとえば、上述の実施例では加工盤側にも、
また研磨ヘッドやキャリアの側にもヒータと断熱材層を
備え、いずれか一方の側のヒータに通電した場合の加工
例について述べたが、もちろん双方のヒータに通電して
目的とする被加工体の加工形状に最適な表面プロファイ
ルを得るようにしてもよい。さらに、ヒータは前掲の図
9,図11,図12のように必ずしも加工盤側と研磨ヘ
ッドまたはキャリア側の双方に備えられている必要はな
く、いずれか一方に備えられていてもよい。本発明の平
面加工装置で一度に加工できる被加工体の数は1枚に限
られず、研磨ヘッドやキャリアに複数枚の被加工体を装
着できるものであってもよい。
Although the present invention has been described with reference to the five embodiments, the present invention is not limited to these embodiments. For example, in the above-described embodiment,
Also, the processing example in which a heater and a heat insulating material layer are provided on the side of the polishing head and the carrier, and the heater on one side is energized, has been described. It is also possible to obtain an optimal surface profile for the processing shape of the above. Further, the heater does not necessarily need to be provided on both the processing board side and the polishing head or carrier side as shown in FIGS. 9, 11 and 12, and may be provided on any one of them. The number of workpieces that can be processed at one time by the planar processing apparatus of the present invention is not limited to one, and a plurality of workpieces may be mounted on a polishing head or a carrier.

【0061】さらに、本発明の平面加工装置は、必ずし
も上述のような相対的に大型の加工盤と小型の研磨ヘッ
ドとを組み合わせたものである必要はない。たとえば、
2枚の大型の加工盤の間に被加工体を保持して両面研磨
を行うような装置についても、これらの加工盤の少なく
とも一方にヒータと断熱材層を設置し、同様の表面プロ
ファイルの最適化を行うことができる。この他、装置構
成、各部の寸法や形状や仕様、被加工体の種類、加工条
件については、適宜選択、変更、組合せが可能である。
Further, the planar processing apparatus of the present invention does not necessarily need to combine a relatively large processing board and a small polishing head as described above. For example,
For equipment that holds a workpiece between two large processing boards and performs double-side polishing, a heater and a heat insulating material layer are installed on at least one of these processing boards to optimize the same surface profile. Can be performed. In addition, the apparatus configuration, dimensions, shapes and specifications of each part, the type of workpiece, and processing conditions can be appropriately selected, changed, and combined.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の平面加工方法および平面加工装置では加工盤の作業
面、被加工体、または被加工体を保持する研磨ヘッドの
被加工体保持部材の表面プロファイルの少なくともいず
れかを熱的に制御するので、従来のように被加工体の加
工結果に応じてたとえば加工盤の表面プロファイルを専
用の加工工具を用いて創り直す等の手間や時間を省くこ
とができ、加工精度と生産性の向上に大きく寄与するも
のである。上記の熱的な制御は、加熱手段への通電量の
調節を通じて迅速かつ簡便に行うことができる。被加工
体については、それが肉厚板体であれば直接に、肉薄板
体であれば被加工体保持部材を通じて間接に加熱を行っ
てその表面プロファイルを変化させることができる。薄
い被加工体としては、半導体ウェーハを用いるプロセス
が実用価値の高いものである。
As is apparent from the above description, in the planar processing method and the planar processing apparatus of the present invention, the work surface of the processing board, the workpiece, or the workpiece holding of the polishing head for holding the workpiece. Since at least one of the surface profiles of the members is thermally controlled, the time and effort of re-creating the surface profile of the processing board using a special processing tool, for example, according to the processing result of the workpiece as in the past, etc. Can be omitted, greatly contributing to the improvement of processing accuracy and productivity. The above-described thermal control can be performed quickly and easily by adjusting the amount of electricity supplied to the heating means. The workpiece can be directly heated if it is a thick plate, or indirectly through a workpiece holding member if it is a thin plate, to change its surface profile. As a thin workpiece, a process using a semiconductor wafer has high practical value.

【0063】冷却手段による冷却を併用した場合には、
制御パラメータを増やしてより精密な制御を行うことが
可能となる。装置構成上は、加工盤を上半部と下半部と
の接合一体化構成とし、これらの接合面の一部に空洞を
設けてこれを冷却水流路として使用するものが好適であ
る。また、上半部を互いに弾性材料層を介して隣接され
る多数の剛性ブロックの集合体とし、かつこれらの剛性
ブロックを個別に下半部に固定しておけば、加工時に発
生する摩擦熱による上半部の熱変形を最小限に抑え、下
半部に意図的に与えられた熱変形のみをほぼ上半部に反
映させることができ、制御の精度を向上させる上で有効
である。また、ブロック間の隙間を冷却水流路として利
用すれば、冷却面積を増大させることも可能である。被
加工体を作業面に摺接させる際に研磨剤を供給すれば、
研磨効率を高めることができる。被加工体と研磨剤の組
み合わせによっては、メカノケミカル作用による化学機
械研磨も可能となり、半導体ウェーハの研磨を行う場合
に特に好適である。
When the cooling by the cooling means is used together,
More precise control can be performed by increasing the control parameters. In terms of the device configuration, it is preferable that the processing board be an integrated structure of the upper half and the lower half, and a cavity is provided in a part of the joint surface and the cavity is used as a cooling water flow path. In addition, if the upper half is an aggregate of a large number of rigid blocks adjacent to each other via an elastic material layer, and these rigid blocks are individually fixed to the lower half, frictional heat generated at the time of processing can be used. The thermal deformation of the upper half can be minimized, and only the thermal deformation intentionally applied to the lower half can be substantially reflected in the upper half, which is effective in improving control accuracy. Further, if the gap between the blocks is used as a cooling water flow path, the cooling area can be increased. If the abrasive is supplied when the workpiece is brought into sliding contact with the work surface,
Polishing efficiency can be increased. Depending on the combination of the workpiece and the abrasive, chemical mechanical polishing by mechanochemical action is also possible, which is particularly suitable for polishing a semiconductor wafer.

【0064】本発明は、被加工体について中凸、中凹と
いった所望の表面プロファイルを得る加工はもちろん、
半導体ウェーハの研磨のように高度な平坦性が要求され
る平面加工にも、既存の製造設備や作業手順を大きく変
更することなく対応することが可能であり、その産業上
の価値は極めて高いものである。
The present invention is not limited to a process for obtaining a desired surface profile such as a center convex or a center concave for a workpiece,
It is possible to cope with planar processing that requires a high degree of flatness, such as polishing of semiconductor wafers, without significantly changing existing manufacturing equipment and work procedures, and its industrial value is extremely high It is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】円盤体の熱変形モデルを示す模式的断面図であ
る。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a thermal deformation model of a disk.

【図2】加工盤の作業面とは反対側の面にヒータと断熱
材層を配した構成を示す模式的断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a configuration in which a heater and a heat insulating material layer are arranged on a surface of the processing board opposite to a work surface.

【図3】被加工体の被加工面とは反対側の面にヒータと
断熱材層を配した構成を示す模式的断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a configuration in which a heater and a heat insulating material layer are arranged on a surface of a workpiece opposite to a processing surface.

【図4】被加工体を保持する被加工体保持部材の裏面に
ヒータと断熱材層を配した構成を示す模式的断面図であ
る。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a configuration in which a heater and a heat insulating material layer are arranged on the back surface of a workpiece holding member that holds a workpiece.

【図5】初期状態が平坦な加工盤の作業面の表面プロフ
ァイルの変化に伴う被加工体の加工形状の変化を示す模
式的断面図であり、(a)はヒータの発熱がない場合、
(b)はヒータの発熱が小さい場合、(c)はヒータの
発熱が大きい場合をそれぞれ表す。
5A and 5B are schematic cross-sectional views illustrating a change in a processing shape of a workpiece according to a change in a surface profile of a work surface of a processing board whose initial state is flat, and FIG.
(B) shows the case where the heat generation of the heater is small, and (c) shows the case where the heat generation of the heater is large.

【図6】初期状態が中凸である加工盤の作業面の表面プ
ロファイルの変化に伴う被加工体の加工形状の変化を示
す模式的断面図であり、(a)はヒータの発熱がない場
合、(b)はヒータの発熱がある場合をそれぞれ表す。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a change in a processing shape of a workpiece according to a change in a surface profile of a working surface of a processing board whose center is convex in an initial state, and FIG. , (B) show the case where the heater generates heat, respectively.

【図7】上半部と下半部との接合面の一部に冷却水流通
用の空洞を備える加工盤の構成例を示す模式的断面図で
ある。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of a processing board provided with a cavity for cooling water distribution in a part of a joining surface between an upper half and a lower half.

【図8】上半部が複数の剛性ブロックの集合体より構成
される加工盤の構成例を示す模式的断面図である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of a processing board whose upper half is composed of an aggregate of a plurality of rigid blocks.

【図9】本発明の平面加工装置の一構成例として、加工
盤の裏面と被加工体保持部材の裏面にヒータと断熱材層
とがそれぞれ配された化学機械研磨装置を示す模式的断
面図である。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a chemical mechanical polishing apparatus in which a heater and a heat insulating material layer are respectively disposed on the back surface of a processing board and the back surface of a workpiece holding member as one configuration example of the planar processing device of the present invention. It is.

【図10】図9の化学機械研磨装置を用いたシリコンウ
ェーハの研磨において、被加工体保持部材の保持板裏の
ヒータへの印加電圧と、ウェーハの表面の変形量との関
係を示すグラフである。
10 is a graph showing a relationship between a voltage applied to a heater behind a holding plate of a workpiece holding member and an amount of deformation of a surface of a wafer in polishing of a silicon wafer using the chemical mechanical polishing apparatus of FIG. 9; is there.

【図11】本発明の平面加工装置の他の構成例として、
加工盤の上半部が複数の剛性ブロックの集合体からなる
化学機械研磨装置を示す模式的断面図である。
FIG. 11 shows another example of the configuration of the planar processing apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a chemical mechanical polishing apparatus in which an upper half of a processing board is formed of an aggregate of a plurality of rigid blocks.

【図12】本発明の平面加工装置のさらに他の構成例と
して、加工盤の裏面と被加工体の裏面にヒータと断熱材
層とがそれぞれ配されたラップ機を示す模式的断面図で
ある。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a lapping machine in which a heater and a heat insulating material layer are arranged on the back surface of a processing board and the back surface of a workpiece as still another configuration example of the planar processing apparatus of the present invention. .

【図13】図12のラップ機の加工盤裏のヒータへの印
加電圧と、加工盤の変形量との関係を示すグラフであ
る。
13 is a graph showing a relationship between a voltage applied to a heater on the back of a processing board of the lapping machine of FIG. 12 and an amount of deformation of the processing board.

【図14】従来の典型的なラップ機の構成例を示す図で
あり、(a)は上面図、(b)はそのX−X線断面図で
ある。
14A and 14B are diagrams illustrating a configuration example of a conventional typical lapping machine, where FIG. 14A is a top view and FIG. 14B is a cross-sectional view taken along line XX.

【図15】従来の典型的な化学機械研磨装置の構成例を
示す模式的断面図である。
FIG. 15 is a schematic sectional view showing a configuration example of a conventional typical chemical mechanical polishing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,57 加工盤 11a 作業面 11t 上半部 11b 下半部 12,12a,12b ヒータ 13,13a,13b 断熱材層 14 被加工体 15 被加工体保持部材 15a 保持面 16,22 空洞 18 冷却水配管 19 研磨布 20 剛性ブロック 21 シール材 31,42,61,67 ロータリーコネクタ 32,43,60,68 変圧器 33,44,63,69 電源 34,38 ロータリージョイント 35 研磨ヘッド 64 キャリア 11, 57 Work board 11a Work surface 11t Upper half 11b Lower half 12, 12a, 12b Heater 13, 13a, 13b Heat insulating material layer 14 Workpiece 15 Workpiece holding member 15a Holding face 16, 22 Cavity 18 Cooling water Piping 19 Polishing cloth 20 Rigid block 21 Sealing material 31, 42, 61, 67 Rotary connector 32, 43, 60, 68 Transformer 33, 44, 63, 69 Power supply 34, 38 Rotary joint 35 Polishing head 64 Carrier

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転する加工盤の作業面に対して回転す
る被加工体を摺接させながら所望の平面を得る平面加工
方法であって、 前記摺接時に、前記加工盤の作業面の表面プロファイ
ル、前記被加工体の表面プロファイル、もしくは該被加
工体を保持する研磨ヘッドの被加工体保持部材の表面プ
ロファイルの少なくともいずれかを熱的に制御すること
を特徴とする平面加工方法。
1. A plane processing method for obtaining a desired plane while slidingly contacting a rotating workpiece with a working surface of a rotating processing board, wherein the surface of the working surface of the processing board during the sliding contact. A planar processing method, wherein at least one of a profile, a surface profile of the workpiece, and a surface profile of a workpiece holding member of a polishing head that holds the workpiece is thermally controlled.
【請求項2】 前記制御は、前記加工盤、前記被加工体
の裏面、もしくは前記研磨ヘッドの少なくともいずれか
に設けられた加熱手段への通電量の調節を通じて行うこ
とを特徴とする請求項1記載の平面加工方法。
2. The method according to claim 1, wherein the control is performed by adjusting an amount of power to a heating unit provided on at least one of the processing board, the back surface of the workpiece, and the polishing head. The planar processing method described.
【請求項3】 前記被加工体として肉厚板体を用い、該
肉厚板体の表面プロファイルをその裏面から前記加熱手
段を用いて制御することを特徴とする請求項2記載の平
面加工方法。
3. The method according to claim 2, wherein a thick plate body is used as the workpiece, and a surface profile of the thick plate body is controlled from a back surface thereof by using the heating means. .
【請求項4】 前記被加工体として肉薄板体を用い、該
肉薄板体を保持する前記研磨ヘッドの被加工体保持部材
の表面プロファイルを前記加熱手段を用いて制御するこ
とを特徴とする請求項2記載の平面加工方法。
4. A thin plate body is used as the workpiece, and a surface profile of a workpiece holding member of the polishing head that holds the thin plate body is controlled using the heating means. Item 2. The planar processing method according to Item 2.
【請求項5】 前記肉薄板体として半導体ウェーハを用
いることを特徴とする請求項4記載の平面加工方法。
5. The method according to claim 4, wherein a semiconductor wafer is used as the thin plate member.
【請求項6】 前記制御に冷却手段による冷却を併用す
ることを特徴とする請求項1記載の平面加工方法。
6. The method according to claim 1, wherein cooling by cooling means is used in combination with the control.
【請求項7】前記作業面上に研磨剤を供給しながら前記
摺接を行うことにより前記被加工体を研磨することを特
徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載
の平面加工方法。
7. The workpiece according to claim 1, wherein the workpiece is polished by performing the sliding contact while supplying an abrasive onto the work surface. Plane processing method.
【請求項8】 前記作業面上に研磨布を張設して前記摺
接を行うことにより前記被加工体を化学機械研磨するこ
とを特徴とする請求項7記載の平面加工方法。。
8. The method according to claim 7, wherein the workpiece is chemically and mechanically polished by stretching a polishing cloth on the work surface and performing the sliding contact. .
【請求項9】 回転式の加工盤と、該加工盤の作業面に
対して被加工体を対向保持する回転式の研磨ヘッドとを
備え、該被加工体を該作業面に摺接させながら所望の平
面を得るための平面加工装置であって、 前記加工盤の表面プロファイルを熱的に変化させるため
の加熱手段、前記被加工体の表面プロファイルを熱的に
変化させるための加熱手段、もしくは該被加工体を保持
する研磨ヘッドの被加工体保持部材の表面プロファイル
を熱的に変化させるための加熱手段の少なくともいずれ
かを備えることを特徴とする平面加工装置。
9. A rotary processing board, and a rotary polishing head for holding a workpiece facing a work surface of the processing board, wherein the workpiece is slidably contacted with the work surface. A planar processing apparatus for obtaining a desired plane, a heating unit for thermally changing a surface profile of the processing board, a heating unit for thermally changing a surface profile of the workpiece, or A planar processing apparatus comprising: at least one of heating means for thermally changing a surface profile of a workpiece holding member of a polishing head that holds the workpiece.
【請求項10】 前記加熱手段が平面ヒータであり、該
平面ヒータが前記加工盤の前記作業面とは反対側の面
上、前記被加工体の裏面、もしくは前記研磨ヘッドの被
加工体保持部材の保持面とは反対側の面上の少なくとも
いずれかに当接され、さらに該平面ヒータが断熱材層に
被覆されることを特徴とする請求項9記載の平面加工装
置。
10. The workpiece heating member is a flat heater, and the flat heater is provided on a surface of the processing board opposite to the work surface, a back surface of the workpiece, or a workpiece holding member of the polishing head. The planar processing apparatus according to claim 9, wherein the planar heater is in contact with at least one of the surfaces opposite to the holding surface, and the planar heater is further covered with a heat insulating material layer.
【請求項11】 前記加工盤は、前記作業面を有する上
半部と前記平面ヒータが当接される下半部との接合体よ
りなることを特徴とする請求項10記載の平面加工装
置。
11. The plane processing apparatus according to claim 10, wherein the processing board comprises a joined body of an upper half having the work surface and a lower half contacted with the flat heater.
【請求項12】 前記上半部は、前記作業面のほぼ全域
にわたる部分が互いに弾性材料層を介して隣接されかつ
個々に前記下半部と接合される剛性ブロックの集合体よ
り構成されることを特徴とする請求項11記載の平面加
工装置。
12. The upper half portion is formed of a set of rigid blocks whose substantially whole area of the work surface is adjacent to each other via an elastic material layer and individually joined to the lower half portion. The planar processing apparatus according to claim 11, wherein:
【請求項13】 前記加工盤、前記被加工体、もしくは
前記研磨ヘッドの少なくともいずれかが、前記加熱手段
と共に冷却手段も備えることを特徴とする請求項9ない
し請求項12のいずれか1項に記載の平面加工装置。
13. The apparatus according to claim 9, wherein at least one of the processing board, the workpiece, and the polishing head includes a cooling unit in addition to the heating unit. The planar processing apparatus according to the above.
【請求項14】 前記冷却手段が冷媒循環系統であるこ
とを特徴とする請求項13記載の平面加工装置。
14. An apparatus according to claim 13, wherein said cooling means is a refrigerant circulation system.
【請求項15】 前記上半部と該下半部との接合面の一
部に前記冷媒循環系統の一部として冷媒流通用の空洞を
備えることを特徴とする請求項14記載の平面加工装
置。
15. The flattening apparatus according to claim 14, wherein a cavity for refrigerant circulation is provided as a part of the refrigerant circulation system at a part of a joining surface between the upper half and the lower half. .
【請求項16】 前記加熱手段および前記冷却手段が共
に熱電冷却素子であることを特徴とする請求項13記載
の平面加工装置。
16. The apparatus according to claim 13, wherein both the heating means and the cooling means are thermoelectric cooling elements.
【請求項17】 前記作業面上に研磨剤を供給するため
の研磨剤供給手段を備えることを特徴とする請求項9記
載の平面加工装置。
17. The apparatus according to claim 9, further comprising an abrasive supply unit for supplying an abrasive onto the work surface.
【請求項18】 前記作業面上に研磨布が張設され、前
記被加工体の化学機械研磨を行うようになされた請求項
17記載の平面加工装置。
18. The planar processing apparatus according to claim 17, wherein a polishing cloth is stretched on the work surface to perform chemical mechanical polishing of the workpiece.
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