KR100475845B1

KR100475845B1 - 연마장치

Info

Publication number: KR100475845B1
Application number: KR10-1998-0011510A
Authority: KR
Inventors: 미노루 뉴모토; 타카오 이나바; 켄지 사카이; 히사시 테라시타; 마나부 사토오
Original assignee: 도쿄 세이미츄 코퍼레이션 리미티드
Priority date: 1997-04-04
Filing date: 1998-04-01
Publication date: 2005-06-17
Anticipated expiration: 2018-04-01
Also published as: MY119522A; TW431942B; EP0868975B1; US6203414B1; KR19980080996A; SG70632A1; EP0868975A1; DE69827062D1; DE69827062T2

Abstract

본 발명은, 반도체 웨이퍼(2)를 연마하는 연마정반(10)과 반도체 웨이퍼(2)를 유지하여 연마부(10)의 연마면(12a)에 가압하는 유지 가압부(20)를 구비하고 있다. 상기 유지 가압부(20)는 에어백(62)으로 부터의 가압력을 압력 유체층(L)을 통하여 반도체 웨이퍼(2)에 전달함으로써, 압력 유체층(L)을 통하여 반도체 웨이퍼(2)를 연마면(12a)에 가압하여 연마한다. 이로써 본 발명은 반도체 웨이퍼(2)의 각부를 보다 균등하게 연마할 수 있다.

Description

연마장치

본 발명은, 박판 형상의 웨이퍼를 연마하는 연마장치에 관한 것이며, 특히, 반도체 웨이퍼의 각부를 보다 균등하게 연마할 수 있는 연마장치에 관한 것이다.

반도체 재료에 회로를 형성한 소위 반도체 칩을 제조하는 과정에서는, 반도체 웨이퍼의 표면을 연마하는 공정이 있다. 이 공정에서는, 종래 다음과 같은 연마장치를 사용하고 있다. 즉, 상기 연마장치는 연마부와 반도체 웨이퍼를 흡착 유지하여 연마부의 연마면에 가압하는 유지가압부를 구비하고, 연마부는 연마면을 가지는 연마포와, 연마포가 부착되는 정반(定盤)을 구비하고 있다.

이와 같은 연마장치로서 특개평 8-229808호 공보에 개시된 것은, 캐리어에 웨이퍼를 부착 시트를 통하여 접착하고, 이 캐리어를 유체 압력에 의해 다이어프램을 통하여 연마 패드 향하여 가압함으로써 상기 웨이퍼를 연마 패드에 가압하여 연마하고 있다. 또, 이 연마장치에는, 헤드본체와 리테이너링과의 사이에 튜브가 설치되며, 이 튜브에 공급하는 에어향을 조정함으로써 연마 패드에 대한 리테이너링의 가압력을 조정하여 연마 패드의 파도 변형을 방지하고 있다.

또, 종래의 웨이퍼 연마장치에서는 웨이퍼의 둘레가장자리를 포위하는 가압링을 웨이퍼 유지 헤드에 설치하고, 이 가압링과 웨이퍼를 회전하는 연마 정반에 가압함으로써 웨이퍼를 연마하고 있다. 또, 별도의 종래의 웨이퍼 연마장치에서는, 웨이퍼 유지헤드의 캐리어에 리테이너링을 설치한 것이 있고, 이 웨이퍼 연마장치는 웨이퍼의 둘레가장자리를 리테이너링에 맞닿게 함으로써 웨이퍼를 위치 규제한 상태로 연마한다.

또, 특개평 1-188265호 공보의 연마 장치는, 워크의 배면으로부터 공기압을 부하함으로써, 워크와 워크 홀더를 비접촉으로 유지하면서 워크를 연마하고 있다. 이 연마장치에 의한 워크가공압은 워크의 배면에 공급하는 공기의 유량을 유량제어 밸브로 제어함으로써 설정되어 있다.

또, 특개평 8-55826호 공보의 연마장치는, 유지헤드와 기판 뒷면과의 사이에 순수 액체등을 공급함으로써, 유지헤드와 기판뒷면과의 사이에 유동액막을 형성하고, 이 유동액막의 표면 장력에 의해 기판을 유지헤드에 유지시켜서 기판을 회전 정반에 가압하여 연마하고 있다.

이와 같은 반도체 웨이퍼의 연마장치에서는, 극히 정밀도가 높은 연마를 요하기 때문에 연마면의 근소한 패임(凹)에 따르는 각부의 연마 치우침까지도 간과 할 수 없다.

그러나, 특개평 8-229808호 공보에 개시된 종래의 연마장치에서는, 웨이퍼가 웨이퍼 부착시트를 통하여 캐리어에 접착되어 있기 때문에 웨이퍼를 연마면의 패임에 추종시켜서 변형시킬수 없으므로 웨이퍼에 걸리는 연마 압력이 불균일하게 되며, 웨이퍼를 정밀도 높게 연마할 수 없다고 하는 결점이 있다.

또, 상기 가압링이나 리테이너링을 구비한 종래의 웨이퍼 연마 장치는 연마 정반의 회전력이 웨이퍼, 리테이너링, 가압링을 통하여 캐리어에 전달하기 때문에 그 회전력으로 캐리어가 불필요하게 기우는 경우가 있고, 이와 같이 캐리어가 기울면 연마 압력이 불균일하게 되므로, 웨이퍼를 균일하게 연마할 수가 없게 된다고 하는 결점이 있다. 이와 같은 나쁜 상태는 캐리어가 기울지 않는 가압력으로 캐리어를 가압하면 해소 할 수 있으나, 이것으로는 연마압력이 증대하므로 웨이퍼를 정밀도 높게 연마할 수 없다고 하는 결점이 있다.

또, 상기 특개평 1-188265호 공보의 연마장치는 회전 헤드의 기울기는 에어층만으로는 흡수할 수 없고, 가압력을 일정하게 유지할 수 없이 웨이퍼를 양호한 정밀도로 연마할 수 없다고 하는 결점이 있다.

또, 특개평 8-55826호 공보의 연마장치는, 액체를 사용하고 있기 때문에 슬러리의 성분이 변화하여 웨이퍼의 평탄도, 연마 레이트가 악화한다고 하는 결점이 있다. 이와같은 결함을 해소하기 위해서 액체의 공급량을 적게 하거나, 조정하거나 하면, 액체가 균일하게 웨이퍼 뒷면에 흐르지 않게 되어, 웨이퍼를 양호한 정밀도로 연마할 수가 없다.

본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 박판형상의 웨이퍼를 양호한 정밀도로 균등하게 연마할 수 있는 연마장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 연마장치는 웨이퍼를 유지 헤드에 유지하여 회전하는 연마정반에 가압하고, 웨이퍼 표면을 연마하는 연마장치에 있어서, 상기 유지헤드는 회전하는 동시에 상기 연마정반에 대향배치되는 헤드 본체와, 상기 헤드본체에 상하방향 이동자재로 유감(遊嵌) 가능하게 지지된 캐리어와, 상기 캐리어의 아래면에 설치되는 동시에 상기 웨이퍼 뒷면에 향하여 에어를 분출함으로써, 캐리어와 웨이퍼와의 사이에 압력 유체층을 형성하는 에어 분출 부재와 상기 캐리어를 상기 연마정반에 향하여 가압함으로써, 상기 웨이퍼를 상기 압력유체층을 통하여 상기 연마 정반에 가압하는 가압수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 연마장치는 웨이퍼를 유지헤드에 유지하여 회전하는 연마정반에 가압하고 웨이퍼 표면을 연마하는 연마장치에 있어서, 상기 유지 헤드는 회전하는 동시에 상기 연마정반에 대향 배치되는 헤드 본체와 상기 헤드본체에 상하 방향 이동 자재로 유감지지된 캐리어와, 상기 캐리어 아래면에 설치되는 동시에 상기 웨이퍼 뒷면에 향하여 에어를 분출함으로써, 캐리어와 웨이퍼와의 사이에 압력 유체층을 형성하는 에어 분출 부재와, 상기 캐리어를 가압함으로써, 상기 웨이퍼를 상기 압력 유체층을 통하여 상기 연마정반에 가압하는 제1가압수단과, 상기 헤드본체에 상하 방향 이동자재로 지지되는 동시에 상기 캐리어의 외주에 동심형상으로 배치되고, 연마시에 상기 웨이퍼 주위를 포위하는 가압링과, 상기 가압링을 상기 연마정반에 가압하는 제2가압수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 1기재의 발명에 의하면, 헤드 본체에 상하 방향 이동 자재로 캐리어가 유감지지(플로팅)되어 있고, 웨이퍼는 압력 유체층을 통하여 가압되어 있으므로, 가공의 마찰력이나 회전력이 캐리어에 전달되지 않고, 가압력의 밸런스가 무너지지 않는다. 또, 연마면이 파도치고 있는 경우에는, 캐리어, 즉, 웨이퍼가 연마면에 추종할 수가 있고, 또한 그 웨이퍼의 변형 유무에 관계없이 압력 유체층에 의해 균등하게 가압되므로, 연마부의 연마면의 파도나 패임이 대해서도 웨이퍼는 그 파도나 패임에 따르도록 연마면에 가압된다. 따라서, 박판형상의 웨이퍼를 균등하게 양호한 정밀도로 연마할 수 있다.

청구항2 기재의 발명은, 상기 가압수단을 유체의 압력으로 상기 캐리어를 가압하는 수단으로 구성한 것이다.

청구항3 기재의 발명은, 상기 유체로서 액체 또는 에어를 사용한 것이다.

청구항4 기재의 발명은, 상기 가압 수단으로서 압전소자를 적용하고, 이 압전소자에 전압을 인가하여 신장시킴으로써, 상기 캐리어를 가압하도록 구성한 것이다.

본 발명에 의하면, 상기 전압을 제어함으로써 상기 가압력을 설정할 수 있다. 또 압전소자에 대체하여 자왜(磁歪)소자를 사용해도 무방하다.

청구항5 기재의 발명은, 상기 가압수단으로서 스프링 부재를 적용한 것으로, 스프링 부재의 부세력으로 상기 가압력을 설정할 수 있다.

청구항6 기재의 발명은, 상기 에어 분출 부재로서 다공질 부재를 적용한 것이다.

청구항7 기재의 발명은, 상기 에어 분출 부재로서 에어 분출공이 형성된 부재를 적용한 것이다.

그런데, 웨이퍼를 균등한 압력으로 연마면에 가압하면 웨이퍼의 주연부에는 웨이퍼의 주연부가 연마면에 파고듦으로써 생기는 연마면의 변형응력몫만 높은 연마 압력이 소요되므로, 주연부가 다른 부분보다도 많이 연마된다고 하는 나쁜 상태가 생긴다.

청구항8 기재의 발명은, 상기 에어 분출부재를 제1에어 분출 부재와 제2에어 분출부재로 구성하고, 제1에어 분출부재로부터 분출된 에어에 의해 웨이퍼의 중앙부에 걸리는 압력보다도, 제2에어 분출부재로부터 분출된 에어에 의해 웨이퍼의 주연부에 걸리는 압력쪽을 낮은 압력으로 설정함으로써, 웨이퍼의 주연부를 침식에 의해 생기는 연마면의 변형응력분만 낮은 압력으로 가압하도록하여, 웨이퍼 전체면의 연마압력을 균등하게 한 것이다. 이로써, 본 발명은 웨이퍼를 균등하게 연마 할 수 있다.

청구항9 기재의 발명은, 상기 제1에어 분출부재와 상기 제2에어 분출부재로서 다공질 부재를 적용한 것이다.

청구항10 기재의 발명은, 상기 제1에어 분출부재와 상기 제2에어 분출부재로서, 에어 분출공이 현성된 부재를 적용한 것이다.

청구항11 기재의 발명에 의하면, 캐리어는 압력유체층을 통하여 웨이퍼를 지지하고 있으므로, 연마중의 웨이퍼에 작용하는 마찰력이 캐리어에 전달되지 않는다.

또한 청구항11 기재의 발명은, 연마정반의 연마면이 평탄하지 않고 파도친 형상이라도, 캐리어 및 가압링이 압력유체를 통하여 지지되고, 또한 웨이퍼가 압력 유체를 통하여 연마면에 가압되고 있으므로, 캐리어의 자세가 연마면의 형상에 추종한다. 따라서, 연마면이 파도치고 있어도 웨이퍼는 그 전역에 있어서 균등한 압력으로 연마면에 가압되므로, 균등하게 연마된다.

청구항12 기재의 발명은, 가압링의 내주면에 리테이너링을 설치하였으므로, 연마중의 웨이퍼의 돌출을 방지할 수 있는 동시에, 리테이너링에 작용하는 연마력은 캐리어에 전달되지 않는다.

청구항13 기재의 발명은, 제1가압수단과 제2가압수단으로서, 유체의 압력으로 상기 캐리어를 가압하는 수단으로 구성한 것이다.

청구항 14기재의 발명은, 상기 유체로서 액체 또는 에어를 적용한 것이다.

청구항 15기재의 발명은, 상기 제1가압수단과 제2가압수단과의 적어도 한쪽을 압전소자를 적용하고, 이 압전소자에 전압을 인가하여 신장시킴으로써, 상기 캐리어를 가압하도록 구성한 것이다. 본 발명에 의하면, 상기 전압을 제어함으로써 상기 가압력을 설정할 수 있다. 또, 압전소자에 대체하여 자왜소자를 사용해도 무방하다.

청구항16 기재의 발명은, 상기 제1가압수단과 제2가압수단과의 적어도 한쪽을 스프링부재를 적용한 것으로, 스프링 부재의 부세력으로 상기 가압력을 설정할 수 있다.

청구항17 기재의 발명은, 상기 에어 분출부재로서 다공질부재를 적용한 것이다.

청구항18 기재의 발명은, 상기 에어 분출부재로서 에어 분출공이 형성된 부재를 적용한 것이다.

청구항19 기재의 발명은, 상기 에어분출부재를 제1에어 분출부재와 제2에어 분출부재로 구성하고, 제1에어 분출부재로부터 분출된 에어에 의해 웨이퍼의 중앙부에 걸리는 압력보다도, 제2에어 분출부재로부터 분출된 에어에 의해 웨이퍼의 주연부에 걸리는 압력쪽을 낮은 압력으로 설정함으로써, 웨이퍼 주연부를 침식에 의해 생기는 연마면의 변형 응력 몫만 낮은 압력으로 가압하도록 하고, 웨이퍼 전체면의 연마 압력을 균등하게 한 것이다. 이로인해, 본 발명은 웨이퍼를 균등하게 연마할 수 있다.

청구항20 기재의 발명은, 상기 제1에어 분출부재와 상기 제2에어 분출부재로서 다공질 부재를 적용한 것이다.

청구항21 기재의 발명은, 상기 제1에어 분출부재와 상기 제2에어 분출부재로서 에어 분출공이 형성된 부재를 적용한 것이다.

청구항22 기재의 발명은, 상기 리테이너링으로서 적어도 웨이퍼와 접촉하는 부분이 수지제의 리테이너링을 적용하고, 리테이너링에 웨이퍼가 맞닿은 때에 있어서의 웨이퍼의 빠짐을 방지한 것이다.

청구항23 기재의 발명은, 상기 유지헤드의 상기 헤드본체에 돌기를 형성하고, 이 돌기는 상기 가압링의 하부 둘레면에 맞닿아서 이 가압링의 기울기를 규제한다.

이하 첨부 도면에 따라 본 발명에 관한 연마장치의 바람직한 실시형태에 대해 상세하게 설명한다.

제 1 도에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시 형태의 연마장치(100)는, 반도체 웨이퍼(2)를 연마하는 연마정반(10)과, 반도체 웨이퍼(2)를 유지하여 연마정반(10)에 소망의 연마 압력으로 가압하는 동시에 회전시키는 유지 헤드(20)를 구비하고 있다.

연마 정반(10)은, 반도체웨이퍼(2)를 연마하는 평면에서보아 원형의 연마면(12a)을 가지는 연마포(12)와, 연마포(12)가 윗면에 첩부되는 회전판(14)과 회전판(14)을 유지헤드(20)에 대해 상대적으로 수평인 연마방향(도면중 화살표시A방향)으로 회전동작시키는 회전구동부(16)를 구비하고 있다.

유지헤드(20)는, 반도체 웨이퍼(2)의 피 연마면(2a)의 뒷면(2b)에 접하여 가압하는 압력유체층(L)을 형성하는 유체가압부(30)와 통 형상으로 형성되어 유체가압부(30)의 주위를 포위하도록 설치되고, 반도체 웨이퍼(2)주위에 있어서 연마포(12)의 연마면(12a)을 가압하는 리테이너링(42)과, 리테이니링(42)의 하부 내주면에 일체로 설치되고, 반도체 웨이퍼(2)의 외주면(2c)을 유지하는 유지부(44)와 유체가압부(30) 및 리테이너링(42)의 윗쪽에 설치된 헤드본체(52)와 헤드본체(52)를 회전구동하는 구동부(54)와, 헤드본체(52)와 유체가압부(30)와의 사이에 설치되고 유체가압부(30)에 부여되는 연마 압력을 조정하는 조정부(60)와, 헤드본체(52)와 리테이너링(42)과의 사이에 설치되고, 리테이너링(42)에 연마포(12)를 가압하는 가압력을 부여하는 동시에 가압력을 조정하는 조정부(70)를 구비하고 있다.

또, 상기 리테이너링(42)은 헤드본체(52)에 도시하지 않는 스토퍼 부재에 의해 결합되고, 이 스토퍼 부재에 의해 헤드 본체(52)로부터의 탈락이 방지되어 있다. 또 캐리어(32)는 리테이너링(42)의 유지부(44)에 맞닿음으로써 리테이너링(42)으로부터의 탈락이 방지되어 있다.

또한, 캐리어(30)와 리테이너링(42)은, 서로 간섭하지 않도록 유감지지(플로팅)되어 있다.

유체 가압부(30)는, 반도체 웨이퍼(2)의 뒷면(2b)의 거의 전역을 향하여 개방된 오목부(32a)를 가지는 캐리어(32)와, 반도체 웨이퍼(2)의 뒷면(2b)에 대하여 이간되고, 오목부(32a)의 하단부에 끼워진 통기성을 가진 다공질판(에어분출부재)(34)과, 오목부(32a)의 천정면(32b)과 다공질판(34)과의 사이의 공간(S)에 공기(Ar)를 공급하는 공기 공급기구(36)로 이루어지고 있다.

공기 공급기구(36)는, 펌프(22)와, 펌프(22)와 오목부(32a)와의 사이의 공기공급로(R1)상에 설치되고, 압송되는 공기(Ar)압력을 조정하는 레귤레이터(36a) 및 압송되는 공기(Ar)유량을 조정하는 스로틀(36b)을 구비하고 있다.

다공질판(34)은, 내부에 다수의 통기로 를 가지는 것이며, 예컨대, 세라믹재료의 소결체로 이루어지는 것이 사용된다.

조정부(60)는 헤드본체(52)와 유체가압부(30)와의 사이에 설치되고, 공기의 도입 배출과 함께 팽창수축하는 연마압력 조정용의 에어백(가압수단)(62)과, 이 에어백(62)에 공기를 공급하는 공기 공급기구(64)로 구성된다. 공기 공급기구(64)는, 공욕혹은 별개의 펌프(22)와, 펌프(22)와 에어백(62)과의 사이의 공기공급로(R2)상에 설치되고, 압송되는 공기 압력을 조정하는 레귤레이터(66)를 구비하고 있다.

조정부(70)는, 헤드 본체(52)와 리테이너링(42)과의 사이에 설치되고, 공기의 도입배출과 함께 팽창수축하는 연마면 조정용의 에어백(72)과, 이 에어백(72)에 공기를 공급하는 공기 공급기구(74)로 구성된다. 공기 공급기구(74)는, 공용 혹은 별개의 펌프(22)와, 펌프(22)와 에어백(72)과의 사이의 공기 공급로(R3)상에 설치되며, 압송되는 공기의 압력을 조정하는 레귤레이터(76)를 구비하고 있다.

다음에, 연마장치(100)를 사용한 반도체 웨이퍼의(2)의 연마방법에 대해 설명한다.

먼저, 조정부(60)의 공기 공급기구(64)에 의해 에어백(62)내의 공기압을 조정하여 유체가압부(30)에 부여되는 연마압력을 조정한다. 또, 공기 공급기구(36)에 의해, 오목부(32a)의 천정면(32b)과 다공질판(34)과의 사이의 공간(S)에, 유량 및 압력이 조정된 공기(Ar)를 공급한다. 그러면, 공기(Ar)는 그 공간(S)에 괴여서 압력의 치우침이 제거된 후, 다공질판(34)을 통하여 다공질판(34)과 반도체 웨이퍼(2)의 뒷면(2b)과의 사이에 균등한 유속으로 부드럽게 도입되고, 그 뒷면(2b)전역에 걸쳐서 균등하게 상기 연마압력을 전달하는 공기(Ar)의 압력 유체층(L)이 형성된다. 또한, 압력 유체층(L)을 형성하는 공기(Ar)는 그 도입량과 동량유출한다.

이 때문에, 압력 유체층(L)에 의해 반도체 웨이퍼(2)의 뒷면(2b)은, 그 전역에 걸쳐서 반도체 웨이퍼(2)의 변형유무에 관계없이 가압되므로, 제2도에 도시한 바와 같이 연마정반(10)의 연마면(12a)에 파도나 패임(D)이 있어도, 반도체 웨이퍼(2)는 그 파도나 패임(D)에 따르도록 소망의 연마압력으로 연마면(12a)에 가압된다. 그리고, 반도체 웨이퍼(2)는, 연마면(12a)에 균등한 연마 압력으로 가압된다.

또, 제 1 도의 조정부(70)에 의해 리테이너링(42)이 연마포(12)를 가압하는 그 가압력이 조정된다. 이로인해, 반도체 웨이퍼(2)의 둘레가장자리에 있어서의 연마면(12a)의 불거짐을 억제할 수 있다.

그래서, 연마정반(10)의 회전구동부(16)를 기동하고, 회전판(14)과 함께 연마포(12)를 수평인 연마방향(도면중 화살표시A방향)에 회전 동작시키는 동시에, 유지헤드(20)의 회전구동부(54)를 기동하여, 도면중 화살표시 B방향으로 회전시킨다. 이와같이하여 반도체 웨이퍼(2)의 연마를 행한다.

때문에, 반도체 웨이퍼(2)는 제2도에 도시한 바와 같이 연마면(12a)의 파도나 패임(D)에 따르도록 가압되어있고, 또, 제 1 도의 반도체 웨이퍼(2)의 둘레가장자리에 있어서의 연마면(12a)의 불거짐도 없으므로, 반도체 웨이퍼(2)의 각부가 보다 균등하게 연마된다.

또한, 본 실시 형태는 반도체 웨이퍼(2)의 두께측정장치를 연마장치에 설치하고 있다. 이 두께 측정장치는 접촉식 센서(80)와 비접촉식 센서(82)및 또, 이들의 센서(80,82)로 검출된 검출치를 연산처리하는 CPU(도시않음)를 구비하고 있다.

상기 센서(80)는 캐리어(32)의 윗면에 접촉 배치되고, 연마면(12a)에 대한 캐리어(32)의 상하방향의 변동량을 검출한다. 이 센서(80)에 의해, 반도체 웨이퍼(2)의 두께는 대략 검출할 수 있으나, 본 실시 형태에서는 상기 센서(80)로 검출된 검출치를, 상기 센서(82)로 검출된 검출치로 보정함으로써 반도체 웨이퍼(2)의 두께를 정확히 얻도록 하고 있다.

상기 센서(82)는 과전류 센서 등의 비접촉 센서이며, 그 검출면(82a)이 유체가압부(30)의 아래면과 면하나로 배치되고, 반도체 웨이퍼(2)의 뒷면(2b)과의 거리를 측정함으로써, 압력 유체층(L)의 층 두께의 변동량을 검출하고 있다.

그리고, CPU는 센서(80)로 검출된 유지헤드(20)의 변동량으로부터, 센서(82)로 검출된 압력 유체층(L)의 두께의 변동량을 연산부에서 가산한다. 즉, CPU는 미리 기억되어 있는 기준치에 대한 변동량으로부터 반도체 웨이퍼(2)의 두께를 산출한다. 예컨대, 센서(80)로 검출된 변동량이 T1 으로, 센서(82)로 검출된 변동량이 T2이면, 그 때의 반도체 웨이퍼(2)의 두께는 T1+T2로 산출한다. 또, 센서(80)로부터의 변동량이 T1이고, 센서(82)로부터의 변동량이 0이면, 그때의 반도체 웨이퍼(2)는 두께는 T1으로 산출한다. 또한, 센서(80)로부터의 변동량이 T1이고, 센서(82)로부터의 변동량이 -T2이면, 그때의 반도체 웨이퍼(2)의 두께는 T1-T2로 산출한다.

이와같이, 본 실시 형태에서는 2개의 센서(80,82)를 설정하여 2개의 변동량으로부터 두께를 연산하도록 하였으므로, 반도체 웨이퍼(2)의 두께를 정확하게 측정할 수 있다.

제 3 도는, 본 발명의 제2실시형태의 연마장치(200)의 주요부를 나타내는 도면이며, 이 연마장치(200)는 제1도의 연마장치(100)에 있어서 리테어너링(42), 압력조정부(70)를 생략하고, 유체가압부(30)에 대체하여 제3도와 같은 유체가압부(130)로 한 것이다.

유체 가압부(130)는, 반도체 웨이퍼(2)의 뒷면(2b)의 중앙부를 가압하는 유체층 중앙부(L1)를 형성하는 중앙가압부(140)와, 반도체 웨이퍼(2)뒷면(2b)의 주연부를 상기 유체층 중앙부(L1)보다 낮은 압력으로 가압하는 유체층 주연부(L2)를 형성하는 주연 가압부(150)를 가진다.

중앙 가압부(140)는, 반도체 웨이퍼(2)의 뒷면(2b)의 중앙부에 향하여 개방된 오목부(142)와, 반도체 웨이퍼(2)의 뒷면(2b)에 대하여 이간되고, 오목부(142)의 하단부에 끼워져 통기성을 가지는 다공질판(144)과 오목부(142)의 천정면(142a)과 다공질판(144)과의 사이의 공간(S1)에 공기(Ar1)를 공급하는 공기 공급기구(146)로 이루어지고 있다.

공기 공급기구(146)는, 펌프(22)와, 펌프(22)와 오목부(142)와의 사이의 공기 공급로(R11)상에 설치되고 압송되는 공기(Ar1)의 압력을 조정하는 레귤레이터(146a) 및 압송되는 공기(Ar1)의 유량을 조정하는 스로틀(146b)을 구비하고 있다.

주연 가압부(150)는, 반도체 웨이퍼(2)의 뒷면(2b)의 주연부에 향하여 고리형상으로 개방된 오목부(152)와, 반도체 웨이퍼(2)의 뒷면(2b)에 대하여 이간되어 오목부(152)의 하단부에 끼워지고, 통기성을 가지는 고리형상의 다공질판(154)과 개방오목부(152)의 천정면(152a)과 다공질판(154)과의 사이의 공간(S2)에 공기(Ar2)를 공급하는 공기 공급기구(156)로 이루어지고 있다.

공기 공급기구(156)는, 공용혹은 별개의 펌프(22)와, 펌프(22)와 오목부(152)와의 사이의 공기 공급로(R12)상에 설치되고, 압송되는 공기(Ar2)의 압력을 조정하는 레귤레이터(156a) 및 압송되는 공기(Ar2)의 유량을 조정하는 스로틀(156b)를 구비하고 있다.

또, 다공질판(144), 다공질판(154)은 내부에 다수의 통기로를 가지는 것이며, 예컨대, 세라믹 재료의 소결체로 이루어지는 것이 사용된다.

이 연마장치(200)에 의하면, 반도체 웨이퍼(2)에 대한 가압력이 중앙부로부터 주연부에 향하여 완만하게 감소하게 되므로, 연마포(12)로부터 반도체 웨이퍼(2)에 가해지는 연마압력이 균등하게 된다. 이 내용에 대하여 다시 설명하면, 반도체 웨이퍼를 균등한 압력으로 연마면에 가압하면, 웨이퍼의 주연부에는 웨이퍼의 주연부가 연마면에 파고듦으로써 생기는 연마면의 변형 응력분만 높은 연마압력이 걸리므로, 주연부가 다른 부분보다도 많이 연마된다고 하는 결함이 생긴다.

그래서, 본 실시형태는 제4도에 도시한 바와 같이, 유체 가압부(130)에 의해 반도체 웨이퍼(2)의 뒷면의 주연부를 반도체 웨이퍼(2)의 뒷면의 중앙부보다 낮은 압력으로 가압함으로써, 반도체 웨이퍼(2)의 주연부를 침식에 의해 생기는 연마포(12)의 변형 응력분만 낮은 압력으로 가압하도록 하여 연마포(12)로부터 반도체 웨이퍼(2)에 가해지는 연마압력을 균등하게 하였다. 이로써, 본 실시형태는 반도체 웨이퍼(2)를 균등하게 연마할 수 있다.

또, 이로써 제1도의 리테이너링(42), 조정부(70)를 생략할 수 있으므로 구동에너지의 경감을 도모할 수 있는 동시에 리테이너링(42)의 마모에 따르는 교환을 없앨 수 있다.

또한, 본 발명의 연마장치(100,200)는 박판형상의 웨이퍼이면, 반도체 웨이퍼(2)에 한하지 않고 어떠한 웨이퍼에도 적용할 수 있음은 물론이다.

또한 상기 실시형태에서는, 에어백(62)에 에어를 공급하여 캐리어(32)를 가압하도록 하였으나 이것에 한정되는 것은 아니며, 에어백(62)에 물을 공급하여 캐리어(32)를 가압하여도 된다. 즉, 에어백(62)에 공급되는 것은 유체면 된다. 또, 에어백(72)에 대해서도 동일하다.

제5도는, 캐리어(32)의 가압수단으로서 압전소자(90)를 적용한 경우의 유지헤드(20A)의 단면도이며, 제1도에 도시한 유지헤드(20)와 동일 혹은 유사한 부재에 대해서는 동일부호를 부여하여 그 설명은 생략한다.

상기 압전소자(90)는, 도시하지 않는 전원으로부터 전압이 인가되면, 제5도상 수직 방향으로 신장하는 것이다. 따라서, 상기 압전소자(90)에 전압이 인가되면 압전소자(90)가 신장함으로써 캐리어(32)는 압전소자(90)에 의해 아래 방향으로 가압된다. 이로인해, 압전소자(90)로부터 캐리어(32)에 가압력이 부여되고, 이 가압력은 압력유체층(L)을 통하여 웨이퍼(2)에 전달된다. 때문에, 웨이퍼(2)는 연마포(12)에 가압되어 연마된다.

또, 압전소자(90)에 인가하는 전압은 도시하지 않은 전압 제어장치에 의해 제어한다. 이로인해, 압전소자(90)의 신장량이 제어되므로, 상기 가압력을 제어할 수 있다. 또한, 제5도의 예에서는, 리테이너링(42)의 가압수단으로서 코일 스프링(92)이 적용되어 있다. 또, 압전소자에 대체하여 자왜 소자를 적용해도 무방하다.

제6도는, 캐리어(32)의 가압수단으로서 판스프링(94)을 적용한 경우의 유지헤드(20B)의 단면도이며, 제1도에 도시한 유지헤드(20)와 동일 혹은 유사한 부재에 대해서는 동일 부호를 부여하여 그 설명은 생략한다.

상기 판스프링(94)은, 헤드본체(52)와 캐리어(32)와의 사이의 틈새에 배치되어 있고, 이 판스프링(94)의 부세력에 의해 캐리어(32)가 아래방향으로 가압되어 있다.

따라서, 판스프링(94)의 부세력은 압력유체층(L)을 통하여 웨이퍼(2)에 전달된다.

때문에, 웨이퍼(2)는 연마포(12)에 가압되어 연마된다. 또, 판스프링(94)은 웨이퍼(2)를 연마함에 있어서 최적의 스프링 정수를 가지는 것이 적용되고 있다. 또한, 제6도의 예에서는, 리테이터링(42)의 가압수단으로서 코일스프링(96)이 적용되고 있다.

또, 캐리어(32)와 리테이너링(42)의 가압수단으로서 압전소자와 압전소자를 편성하여도 되고, 또, 압전소자와 에어백을 편성하여도 되며, 다시, 스프링과 에어백을 편성하여도 무방하다.

제7도는, 에어분출 부재로서 다공질재(34)를 사용하지 않고, 캐리어(32)에 직접에어분출공(97,98)을 형성한 것이다. 상기 에어분출공(97)은, 캐리어(32)의 중심측을 중심으로한 동심원 형상으로 다수 형성되어 있으며, 웨이퍼(2)의 중앙부에 대향하는 위치에 형성되어 있다. 또, 상기 에어분출공(98)은 상기 에어분출공(97)의 외부측에서, 캐리어(32)의 중심축을 중심으로한 동심원 형상으로 다수 형성되어 있고, 웨이퍼(2)의 외주부에 대향하는 위치에 형성되고 있다.

이와 같이, 캐리어(32)에 에어분출공(97,98)을 직접 형성하여도, 다공질재(34)를 사용한 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또, 에어 분출공(97)과 에어분출공(98)으로부터 분출되는 에어의 에어압을 각각 별도로 제어하고, 에어분출공(97)으로부터 분출된 에어에 의해 웨이퍼(2)의 중앙부에 걸리는 압력보다도 에어분출공(98)으로부터 분출된 에어에 의해 웨이퍼(2)의 주연부에 걸리는 압력쪽을 낮은 압력으로 설정하면, 제3도에 도시한 연마장치(200)와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 제7도에서는 에어분출공(97,98)을 캐리어(32)에 직접 형성하였으나 이것에 한정되는 것은 아니며, 에어분출공(97,98)이 형성된 부재를 캐리어(32)에 장치하여도 된다.

제8도는, 별도실시형태의 웨이퍼 연마장치의 전체구성도이다.

동도에 도시한 바와 같이 상기 웨이퍼 연마장치(300)는, 연마정반(312)과 웨이퍼 유지헤드(314)를 구비하고 있다. 연마정반(312)은 원반형상으로 형성되어 있고, 그 윗면에는 연마포(316)가 설치되어 있다. 또, 이 연마정반(312)의 하부에는 스핀들(318)이 연결되어 있으며, 스핀들(318)은 모터(320)의 도시하지 않은 출력축에 연결되어 있다. 이 모터(320)를 구동함으로써 상기 연마정반(312)은 화살표시 A방향으로 회전하고, 그 회전하는 연마정반(312)의 연마포(316)상에 도시하지 않은 노즐로부터 슬러리가 공급된다.

제9도는, 상기 웨이퍼 유지 헤드(314)의 종단면도이다. 동도에 도시하는 웨이퍼 유지헤드(314)는, 헤드본체(322), 캐리어(324), 가압링(328) 및, 고무시트(330)등으로 구성된다. 상기 헤드본체(322)는, 하부가 개구된 컵형상으로 형성되는 동시에 회전축(322)에 연결된 도시않는 모터에 의해 화살표시 B방향으로 회전된다.

또, 헤드 본체(322)에는 에어공급로(334,336,337)가 형성되어 있고, 이들 에어공급로(334,336,337)는 상기 회전축(332)에 형성된 에어 공급로(338,340,341)에 연통되어 있다.

상기 에어공급로(338)에는, 레귤레이터(342A)를 통하여 펌프(344)에 연결되고, 에어 공급로(340)에는 레귤레이터(342B)를 통하여 펌프(344)에 연결되고, 에어 공급로(341)에는 레귤레이터(342C)를 통하여 펌프(344)에 연결되어 있다.

상기 캐리어(324)는, 원반형상으로 형성되어서 헤드본체(322)내에 헤드 본체 (322)와 동축상에 수납되어 있다. 또, 캐리어(324)의 아래면에는 오목부(325)가 형성되며, 이 오목부(325)에 통기성을 가지는 다공질판(352)이 수납되어 있다. 다공질판(352)윗쪽에는 공기실(327)이 형성되며, 이 공기실(327)에는 에어공급로(353)가 연통되고, 이 에어공급로(353)는 상기한 에어공급로(337)에 연통된다.

따라서, 펌프(344)로부터의 압축 에어는 에어공급로(337,341,353)를 통하여 공기실(327)에 공급되며, 그후, 다공질판(352)을 통과하여 다공질판(352)의 아래면으로부터 아래쪽으로 분출된다. 이로써, 캐리어(324)의 압력이 압력 에어층(355)을 통하여 웨이퍼 연마장치(300)에 전달되고, 웨이퍼(354)는 연마포(316)에 균일하게 가압된다. 또 연마포(316)에 대한 웨이퍼(354)의 가압력은, 레귤레이터(342C)로 에어압을 조정함으로써, 제어할 수 있다.

캐리어(324)로 웨이퍼(354)를 연마포(316)에 직접 가압하면, 캐리어(324)와 웨이퍼(354)와의 사이에 먼지가 있었던 경우에, 캐리어(324)의 가압력을 웨이퍼(354)전체면에 균일하게 전달할 수 없으나, 이와 같이, 압력 에어층(355)을 통하여 웨이퍼(354)를 가압하면, 캐리어(324)와 웨이퍼(354)와의 사이에 먼지가 있어도 캐리어(324)의 가압력을 웨이퍼(354)전체면에 균일하게 전달할 수 있다. 또한, 다공질판(352)으로부터 분출된 에어는, 가압링(328)에 형성된 도시않는 배기공으로부터 외부에 배기된다.

상기 다공질판(352)은 내부에 다수의 통기로를 가지는 것이며, 예컨대, 세라믹 재료의 소결체로부터 이루어지는 것이 사용되고 있다.

상기 고무시트(330)는 균일한 두께로 1장의 원반형상으로 형성된다. 또, 고무시트 (330)는 O링(346)을 통하여 빗장(止金)에 의해 헤드본체(322)에 고정되고, 고무시트(330)은 빗장(348)의 부분에서 중앙부(330A)와 외주부(330B)로 2분되어 있다. 고무시트(330)의 중앙부(330A)는 캐리어 (324)를 가압하고 외주부(330B)는 가압링(328)을 가압한다.

한편, 헤드본체(322)내에는, 고무시트(330)와 O링(346)에 의해 밀폐되는 공간(350)이 형성된다. 이 공간(350)에 상기 에어공급로(336)가 연통되어 있다. 따라서, 에어공급로(336)로부터 공간(350)에 압축 에어를 공급하고 고무시트(330)의 중앙부(330A)를 에어압으로 탄성변형시켜서 캐리어(324)의 윗면에 가압하면, 연마포(316)에 대한 웨이퍼(354)의 가압력을 얻을 수 있다. 또, 에어압을 레귤레이터(342B)로 조정하면, 웨이퍼(354)의 가압력을 제어할 수 있다. 또한, 부호356,358은 실용의 O링이다.

헤드본체(322)와 캐리어(324)와의 사이에는 가압링(328)이 배치되어 있다. 또, 가압링(328)을 경사지지 않도록 지지하는 돌기부(370)가 헤드본체(322)의 하부 내주면에 형성되어 있다.

가압링(328)의 하부 내주면에는 원환형상의 리테이너링(329)이 설치되어 있다. 이 리테이너링(329)은, 가압링(328)에 착탈이 자유롭게 설치되어 웨이펴(354)의 둘레 가장자리가 맞닿음으로써 연마중의 웨이퍼(354)위치가 규제된다. 이 리테이너링(329)은 연마포(316)에 접촉되지 않고 연마포(316)로부터 이간한 위치에 배치된다. 또 리테이너링(329)은 웨이퍼(322)의 둘레가장자리가 맞닿은 때에 웨이퍼에 흠결이 생겨나지 않도록, 적어도 웨이퍼와 접촉할 가능성이 있는 부분은 연질의 재질(수지제)로 형성되고, 마모되었을 때에는 신품과 교환된다.

한편, 헤드본체(322)내에는 고무시트(330)의 외주부(330B), O링(346) 및 O링(356)에 의해 밀폐되는 고리형상의 공간(366)이 형성된다. 이 공간(366)에 상기 에어 공급로(334)가 연통되어 있다. 따라서, 에어 공급로(334)로부터 공간(366)에 압축 에어를 공급하면, 제9도에 도시한 바와 같이 고무시트(330)의 외주부(330B)가 에어압으로 탄성변형하여 가압링(328)의 고리형상 윗면을 가압한다.

이로써, 가압링(328)이 가압되어서 가압링(328)의 고리형상 아래면이 연마포(316)에 가압된다. 또한, 가압링(328)의 가압력은 레귤레이터(342A)로 에어압을 조정함으로써 제어할 수 있다.

또한, 상기 가압링(328)은 헤드본체(322)에 도시하지 않은 스토퍼 부재에 의해 결합되어서, 이 스토퍼 부재에 의해 헤드본체(322)로부터의 탈락이 방지되어 있다. 또, 캐리어(324)는 가압링(328)에 도시하지 않은 스토퍼 부재에 의해 결합되어서, 이 스토퍼 부재에 의해 가압링(328)으로부터의 탈락이 방지되어 있다. 다음에, 상기와 같이 구성된 웨이퍼 연마장치(300)의 웨이퍼 연마방법에 대해 설명한다. 우선, 펌프(344)를 구동하여 압축에어를 에어공급로(341,337,353)를 통하여 공기실(327)에 공급하고, 다공질판(352)과 웨이퍼(354)와의 사이에 압력 에어층(355)을 형성하며, 이 압력에어층(355)을 통하여 웨이퍼(354)를 연마포(316)에 가압한다.

다음에 펌프(344)로부터의 압축에어를 에어공급로(340,336)를 통하여 공간(350)에 공급하고, 고무시트(330)의 중앙부(330A)를 내부 에어압에 의해 탄성 변형 시켜서 캐리어(324)를 가압한다. 이로써, 웨이퍼(354)는 고무시트(330)의 중앙부(330A)로부터의 가압력이 캐리어(324) 및 압력에어층(355)을 통하여 전달되어서 연마포(316)에 가압된다. 그리고, 레귤레이터(342B)로 에어압을 조정하여 내부 에어압력을 소망의 압력으로 제어하고, 연마포(316)에 대한 웨이퍼(354)의 가압력을 일정하게 유지한다.

이어서, 펌프(344)로부터의 압축에어를 에어공급로(338,334)를 통하여 공간(366)에 공급하고, 고무시트(330)의 외주부(330B)를 내부 에어압에 의해 탄성변형 시켜서 가압링(328)을 가압하고, 가압링(328)을 연마포(316)에 가압한다. 그리고, 레귤레이터(342A)로 에어압을 조정하여 내부에어압력을 소망의 압력으로 제어하고, 연마포(316)에 대한 가압링(328)의 가압력을 일정하게 유지한다. 이후, 연마정반(312)을 모터(320)로 도면중 화살표시A방향으로 회전 동작시키는 동시에, 웨이퍼 유지헤드(314)를 도면중 화살표시B방향으로 회전시켜서 웨이퍼(354)의 연마를 개시한다.

웨이퍼(354)의 연마중에 있어서, 웨이퍼(354)는 캐리어(324)에 압력 에어층(355)을 통하여 지지되어 있으므로, 연마중의 웨이퍼(354)에 작용하는 연마정반(312)의 회전력은 캐리어(324)에 전달되지 않는다. 또, 본 실시형태에서는 가압링(328) 및 리테이너링(329)이 헤드본체(322)에 고무시트(330)로 형성되는 압력에어를 통하여 지지되어 있으므로, 웨이퍼 연마중에 가압링(328)이나 리테이너링(329)에 작용하는 연마정반(312)의 회전력은 캐리어(324)에 전달되지 않는다. 따라서, 본 실시형태의 웨이퍼 연마장치(300)는, 연마압력을 증대시킴이 없이 캐리어(324)의 경사를 방지할 수 있으므로, 웨이퍼(354)를 정밀도있게 연마할 수 있다.

또, 웨이퍼(354)의 연마중에 있어서, 연마정반(312)의 회전력이 가압링(328)에 전달하기 때문에, 그 회전력으로 가압링(328)은 수평 진동하려고 하나, 본 실시형태에서는 헤드본체(322)의 하부 내주면에 형성되어 있는 돌기부(370)에 가압링(328)이 맞닿아져서 지지되므로, 가압링(328)은 수평진동 하지 않는다. 이로써, 본 실시형태에서는 가압링(328)으로 둘러싸인 연마포(316)를 평탄하게 유지할 수 있으므로, 웨이퍼의 연마면전역을 균일하게 연마할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 연마포(316)가 평탄치 않고, 파도친 형상이라도, 캐리어(324) 및 가압링(328)이 압력유체를 통하여 지지되며, 또한, 웨이퍼(354)가 압력에어층(355)을 통하여 연마포(316)에 가압되고 있으므로, 캐리어(324)의 자세는 연마포(316)의 형상에 추종한다. 때문에, 연마포(316)가 파도치고 있어도 웨이퍼(354)는 그 전역에 있어서 균등한 압력으로 연마포(316)에 가압되므로 균등하게 연마된다. 이 특징은, 종래기술에 없는 특징이며, 따라서, 본 실시형태와 종래기술을 비교하면 웨이퍼(354)의 연마정밀도가 크게 향상한다.

또한, 제9도의 예에서는 공간(350)에 에어를 공급하여 캐리어((324)를 가압하도록 하였으나 이것에 한정되는 것은 아니며, 공간(350)에 물을 공급하여 캐리어(324)를 가압하여도 된다. 즉 공간(350)에 공급되는 것은 유체이면 된다. 또, 공간(366)에 대해서도 동일하다.

또, 캐리어(324)의 가압수단으로서 제5도에 도시한 바와 같이 압전소자를 적용해도 되며, 또, 제6도에 도시한 바와 같이 판 스프링을 적용해도 된다. 또한, 에어분출부재로서 다공질재(352)를 사용하지 않고, 제7도에 도시한바와 같이 캐리어(324)에 직접 에어 분출공을 형성하여도 된다.

또, 캐리어(324)와 가압링(328)의 가압수단으로서, 압전소자와 스프링을 편성하여도 되고, 또, 압전소자와 에어백을 편성해도 되며, 다시 스프링과 에어백을 편성하여도 무방하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 연마장치에서는 웨이퍼는 그 웨이퍼의 변형유무에 상관없이 압력유체층에 의해 동등하게 연마면에 가압되므로, 웨이퍼는 연마면의 파도나 패임에 따르도록 가압된다. 때문에 웨이퍼의 각부를 보다 균등하게 연마할 수 있다.

또, 본 발명의 연마장치에 의하면, 웨이퍼를 캐리어에 압력 유체층을 통하여 지지하는 동시에, 가압링 및 리테이너링을 헤드본체에 압력유체를 통하여 지지하고 있으므로, 웨이퍼 연마중에 있어서의 연마정반의 회전력은 캐리어에 전달되지 않는다. 따라서, 본 발명은, 연마면이 평탄하며 파도치고 있지 않은 경우의 정상 운전조건에 있어서, 불필요한 캐리어의 기울기를 연마압력을 증대시킴이 없이 방지할 수 있으므로, 웨이퍼를 정밀도있게 연마할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 연마면이 평탄치 않고 파도친 형상이라도, 캐리어 및 가압링이 압력 유체를 통하여 지지되고, 또한 웨이퍼가 압력 유체증을 통하여 연마면에 가압되어 있으므로, 캐리어의 자세는 연마면의 형상에 추종한다. 때문에, 연마면의 파도치고 있어도 웨이퍼는 그 전역에 있어서 균등한 압력으로 연마면에 가압되므로, 균등하게 연마된다.

제 1 도는, 본 발명의 연마장치의 제1실시형태를 나타내는 단면도.

제 2 도는, 제1도의 연마장치의 연마포의 파도에 따르는 반도체 웨이퍼의 변형도.

제 3 도는, 본 발명의 연마장치의 제2실시형태의 주요부를 나타내는 단면도.

제 4 도는, 제 3 도의 연마장치의 연마포의 파도에 따르는 반도체 웨이퍼 주연부의 변형을 나타내는 도면.

제 5 도는, 가압수단으로서 압전소자 및 코일 스프링을 적용한 본 발명의 제3실시 형태를 나타내는 웨이퍼 유지헤드의 단면도.

제 6 도는, 가압수단으로서 판스프링 및 코일스프링을 적용한 본 발명의 제4실시 형태를 나타내는 웨이퍼 유지헤드의 단면도.

제 7 도는, 에어분출부재로서 에어분출홈이 형성된 본 발명의 제5실시형태를 나타내는 웨이퍼 유지헤드의 단면도.

제 8 도는, 본 실시의 제6실시형태의 연마장치의 전체구조도.

제 9 도는, 제8도에 도시한 웨이퍼 연마장치의 웨이퍼 유지헤드의 종단면도.

Claims

웨이퍼를 유지헤드에 유지하여 회전하는 연마정반에 가압하여, 웨이퍼의 표면을 연마하는 연마장치에 있어서,

상기 유지헤드는,

회전하는 동시에 상기 연마장치에 대향 배치되는 헤드본체와,

상기 헤드본체에 상하 이동방향이 자유롭게 유감지지된 캐리어와,

상기 캐리어의 아래면에 설치되는 동시에 상기 웨이퍼의 뒷면에 향하여 에어를 분출함으로써, 캐리어와 웨이퍼와의 사이에 압력 에어층을 형성하는 에어분출부재와,

상기 캐리어를 상기 연마정반에 향하여 가압하는 가압력이 소정의 가압력으로 제어되며, 이 제어된 가압력으로 캐리어를 연마정반을 향하여 가압함으로써 상기 웨이퍼를 상기 압력에어층을 통하여 상기 연마정반에 가압하는 가압수단으로 이루어지며,

상기 에어분출부재로부터 상기 웨이퍼의 이면을 향하여 에어를 분출하고, 이 에어를 캐리어의 외측으로 유출시키면서 상기 압력에어층을 형성하고,

상기 압력에어층을 통하여 상기 가압수단으로부터의 가압력을 웨이퍼에 전달시켜서 웨이퍼를 연마하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제1항에 있어서, 상기 가압수단은 유체의 압력으로 상기 캐리어를 가압하는 수단인 것을 특징으로하는 연마장치.
제2항에 있어서, 상기 유체는 액체 또는 에어인 것을 특징으로하는 연마장치.
제1항에 있어서, 상기 가압수단은 압전소자 또는 자왜소자인 것을 특징으로하는 연마장치.
제1항에 있어서, 상기 가압수단은 스프링 부재인 것을 특징으로 하는 연마장치.
제1항에 있어서, 상기 에어분출부재는 다공질 부재인 것을 특징으로 하는 연마장치.
제1항에 있어서, 상기 에어분출부재는 에어 분출공이 형성된 부재인 것을 특징으로하는 연마장치.
제1항에 있어서, 상기 에어분출부재는 상기 웨이퍼의 중앙부를 향하여 에어를 분출하는 제1에어 분출부재와, 상기 웨이퍼의 주연부를 향하여 에어를 분출하는 제2에어 분출부재로 구성되고, 상기 제1에어분출부재로부터 분출된 에어에 의해 상기 웨이퍼의 중앙부에 걸리는 압력보다도, 상기 제2에어 분출부재로부터 분출된 에어에 의해 상기 웨이퍼의 주연부에 걸리는 압력이 낮은 압력으로 설정되어 있는 것을 특징으로하는 연마장치.
제8항에 있어서, 상기 제1에어분출부재와 상기 제2에어 분출부재는, 다공질 부재인 것을 특징으로 하는 연마장치.
제8항에 있어서, 상기 제1에어분출부재와 상기 제2에어분출부재는, 에어 분출공이 형성된 부재인 것을 특징으로하는 연마장치.
웨이퍼를 유지헤드에 유지하여 회전하는 연마정반에 가압하여 웨이퍼의 표면을 연마하는 연마장치에 있어서,

상기 유지헤드는,

회전하는 동시에 상기 연마정반에 대향 배치되는 헤드본체와,

상기 헤드본체에 상하 이동 방향이 자유롭게 유감 지지된 캐리어와,

상기 캐리어의 아래 면에 설치되는 동시에 상기 웨이퍼의 뒷면을 향하여 에어를 분출함으로써, 캐리어와 웨이퍼와의 사이에 압력에어층을 형성하는 에어분출부재와,

상기 캐리어를 상기 연마정반을 향하여 가압하는 가압력이 소정의 가압력으로 제어되며, 이 제어된 가압력으로 캐리어를 연마정반을 향하여 가압함으로써 상기 웨이퍼를 상기 압력에어층을 통하여 상기 연마정반에 가압하는 제1가압수단과,

상기 헤드본체에 상하 방향 이동이 자유롭게 지지되는 동시에, 상기 캐리어의 외주에 동심 형상으로 배치되고, 연마시에 상기 웨이퍼의 주위를 포위하는 가압링과,

상기 가압링을 상기 연마정반으로 가압하는 제2 가압수단을 구비하고,

상기 에어분출부재로부터 상기 웨이퍼의 이면을 향하여 에어를 분출하고, 이에어를 캐리어의 외측으로 유출시키면서 상기 압력에어층을 형성하고,

상기 압력에어층을 통하여 상기 제1 가압수단으로부터의 가압력을 웨이퍼에 전달시켜서 웨이퍼를 연마하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제11항에 있어서, 상기 가압링의 내주면에 연마중의 웨이퍼 위치를 규제하는 리테이너링을 설치한 것을 특징으로 하는 연마장치.
제11항에 있어서, 상기 제1가압수단은 유체의 압력으로 상기 캐리어를 가압하는 수단이며, 상기 제2가압수단은 유체의 압력으로 상기 가압링을 가압하는 수단인 것을 특징으로 하는 연마장치
제13항에 있어서, 상기 유체는 액체 또는 에어인 것을 특징으로 하는 연마장치.
제11항에 있어서, 상기 제1가압수단과 상기 제2가압수단은, 적어도 한쪽이 압전소자 또는 자왜소자인 것을 특징으로 하는 연마장치.
제11항에 있어서, 상기 제1가압수단과 상기 제2가압수단은, 적어도 한쪽이 스프링 부재인 것을 특징으로 하는 연마장치.
제11항에 있어서, 상기 에어분출부재는 다공질 부재인 것을 특징으로 하는 연마장치.
제11항에 있어서, 상기 에어분출부재는 상기 캐리어의 아래면에 개구된 에어분출공인 것을 특징으로 하는 연마장치.
제11항에 있어서, 상기 에어분출부재는,

상기 웨이퍼의 중앙부를 향하여 에어를 분출하는 제1에어분출부재와, 상기 웨이퍼의 주연부를 향하여 에어를 분출하는 제2에어분출부재로 구성되며, 상기 제1에어분출부재로부터 분출된 에어에 의해 상기 웨이퍼의 중앙부에 걸리는 압력보다도, 상기 제2에어분출부재로부터 분출된 에어에 의해 상기 웨이퍼의 주연부에 걸리는 압력이 낮은 압력으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 연마장치.
제19항에 있어서, 상기 제1에어분출부재와 상기 제2에어분출부재는, 다공질 부재인 것을 특징으로하는 연마장치.
제19항에 있어서, 상기 제1에어분출부재와 상기 제2에어분출부재는, 에어분출공이 형성된 부재인 것을 특징으로 하는 연마장치.
제12항에 있어서, 상기 리테이너링은 적어도 웨이퍼와 접촉하는 부분이 수지제인 것을 특징으로 하는 연마장치.
제11항에 있어서, 상기 유지헤드의 헤드본체하부에는, 상기 가압링의 하부 둘레면에 맞닿아서 상기 가압링의 기울기를 방지하는 돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연마장치.