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JP2000006002A - Polishing device - Google Patents

Polishing device

Info

Publication number
JP2000006002A
JP2000006002A JP18815398A JP18815398A JP2000006002A JP 2000006002 A JP2000006002 A JP 2000006002A JP 18815398 A JP18815398 A JP 18815398A JP 18815398 A JP18815398 A JP 18815398A JP 2000006002 A JP2000006002 A JP 2000006002A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
top ring
polished
piezoelectric element
polishing
turntable
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP18815398A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhide Watanabe
和英 渡辺
Norio Kimura
憲雄 木村
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.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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 Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Priority to JP18815398A priority Critical patent/JP2000006002A/en
Publication of JP2000006002A publication Critical patent/JP2000006002A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing device capable of satisfactorily controlling the evenness in the polishing surface of an article to be polished. SOLUTION: In a polishing device provided with a turntable stuck with a polishing cloth or a grinding wheel on the surface and a top ring 16 for holding the article 15 to be polished, and pressing the article 15 to be polished held by the rotating top ring 16 on the polishing cloth or the grinding wheel surface of the turntable for polishing the polishing surface of the article 15 to be polished, a piezoelectric element 32 is provided to the top ring 16, or a piezoelectric element 32 is provided between a rotary shaft 17 for holding the top ring 16 and the top ring 16. The pressure distribution in the surface of the article 15 to be polished held by the top ring 16, or its inclination is regulated by regulating the voltage applied to the piezoelectric element 32.

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、半導体ウエハ等の
被研磨物の表面を平坦且つ鏡面に研磨するポリッシング
装置に係り、特に被研磨物を保持するトップリングの面
内圧力分布等の調整機構に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing apparatus for polishing a surface of an object to be polished such as a semiconductor wafer to a flat and mirror surface, and more particularly to a mechanism for adjusting the in-plane pressure distribution of a top ring for holding the object to be polished. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体デバイスの高集積化が進む
につれて回路の配線が微細化し、配線間距離も狭くなり
つつある。特に0.5μm以下の光リソグラフィの場
合、焦点深度が浅くなるためステッパーの結像面の平坦
度を必要とする。そこで、半導体ウエハの表面を平坦化
することが必要となるが、この平坦化法の一つの手段と
してポリッシング装置により研磨することが行われてい
る。従来、この種のポリッシング装置は、各々独立した
回転数でトップリングと上面に研磨布又は砥石を貼り付
けたターンテーブルを回転させ、研磨布又は砥石とトッ
プリングとの間に被研磨物を介在させて研磨布又は砥石
上面に研磨砥液を流下しつつ、被研磨物の表面を平坦か
つ鏡面に研磨している。
2. Description of the Related Art In recent years, as the degree of integration of semiconductor devices has increased, circuit wiring has become finer and the distance between wirings has been reduced. In particular, in the case of optical lithography of 0.5 μm or less, the depth of focus becomes shallow, so that the image forming surface of the stepper needs to be flat. Therefore, it is necessary to planarize the surface of the semiconductor wafer. As one of the planarization methods, polishing is performed by a polishing apparatus. Conventionally, this type of polishing apparatus rotates a top ring and a turntable on which an abrasive cloth or a grindstone is stuck on the upper surface at an independent rotation speed, and interposes an object to be polished between the abrasive cloth or the grindstone and the top ring. Then, the surface of the object to be polished is polished to a flat and mirror-like surface while the polishing liquid flows down onto the polishing cloth or the grindstone.

【0003】図7は、従来のポリッシング装置の一例を
示す。表面に研磨布又は砥石11が貼り付けられたター
ンテーブル12は回転軸13に固定され、図示しないモ
ータにより回転駆動される。回転軸13はラジアル軸受
14A及びスラスト軸受14Bより、それぞれラジアル
方向及びスラスト方向に支持されている。例えば半導体
ウエハ等の被研磨物15を保持するトップリング16
は、回転軸17に傾動可能に支持され、モータ18によ
りプーリ19及びベルト20を介して回転駆動される。
トップリングを保持する回転軸17は、その上側及び下
側においてラジアル軸受21により支持され、そのラジ
アル軸受21はハウジング22にゴム等の弾性体23を
介して固定されている。
FIG. 7 shows an example of a conventional polishing apparatus. A turntable 12 having a surface to which a polishing cloth or a grinding stone 11 is attached is fixed to a rotating shaft 13 and is driven to rotate by a motor (not shown). The rotating shaft 13 is supported in a radial direction and a thrust direction by a radial bearing 14A and a thrust bearing 14B, respectively. For example, a top ring 16 for holding a workpiece 15 such as a semiconductor wafer
Is rotatably driven by a motor 18 via a pulley 19 and a belt 20.
The rotating shaft 17 holding the top ring is supported on its upper and lower sides by radial bearings 21, and the radial bearings 21 are fixed to a housing 22 via an elastic body 23 such as rubber.

【0004】ここで、研磨中に被研磨物に一定圧力をか
けながら、トップリングとターンテーブルを回転させ、
被研磨物の研磨面を均一に研磨しているが、被研磨物1
5の研磨面は、凹凸があるため、トップリングの回転軸
17で与えた圧力は、全面一定荷重では被研磨物の面内
に必ずしも均等に荷重されず、研磨面の均一性が損なわ
れるという問題がある。
Here, while applying a constant pressure to the object to be polished during polishing, the top ring and the turntable are rotated,
The polished surface of the object to be polished is uniformly polished.
Since the polished surface of No. 5 has irregularities, the pressure applied by the rotating shaft 17 of the top ring is not always uniformly loaded on the surface of the object to be polished with a constant load over the entire surface, and the uniformity of the polished surface is impaired. There's a problem.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した事情
に鑑みて為されたもので、被研磨物の研磨面内の均一性
を良好に制御することができるポリッシング装置を提供
することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a polishing apparatus capable of well controlling the uniformity of a polished object in a polished surface. And

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明におけるポリッシ
ング装置は、表面に研磨布又は砥石が貼り付られたター
ンテーブルと、被研磨物を保持するトップリングとを具
備し、ターンテーブルの研磨布又は砥石表面に該回転す
るトップリングで保持する被研磨物を押し当て、該被研
磨物の研磨面を研磨するポリッシング装置において、前
記トップリングに圧電素子が設けられており、又は前記
トップリングを支持する回転軸と該トップリングとの間
に圧電素子が設けられており、該圧電素子の印加電圧を
調整して、前記トップリングが保持する被研磨物の面内
圧力分布又は傾きを調整することを特徴とする。
A polishing apparatus according to the present invention includes a turntable having a polishing cloth or a grindstone adhered to a surface thereof, and a top ring for holding an object to be polished. In a polishing apparatus for pressing an object to be polished held by the rotating top ring against a whetstone surface and polishing a polished surface of the object to be polished, a piezoelectric element is provided on the top ring, or the top ring is supported. A piezoelectric element is provided between the rotating shaft to be rotated and the top ring, and the applied voltage of the piezoelectric element is adjusted to adjust the in-plane pressure distribution or inclination of the object to be polished held by the top ring. It is characterized by.

【0007】また、前記ポリッシング装置において、前
記トップリングに圧電素子が設けられており、又は前記
トップリングを支持する回転軸と該トップリングとの間
に圧電素子が設けられており、該圧電素子により前記ト
ップリングが保持する被研磨物の面内圧力分布を検知す
ることを特徴とする。
In the polishing apparatus, a piezoelectric element is provided on the top ring, or a piezoelectric element is provided between a rotating shaft supporting the top ring and the top ring. The in-plane pressure distribution of the object to be polished, which is held by the top ring, is detected.

【0008】また、前記トップリングには、前記被研磨
物の面内圧力又は変位を測定するセンサを備え、該セン
サの出力に基づいて前記圧電素子を制御することを特徴
とする。
Further, the top ring includes a sensor for measuring an in-plane pressure or displacement of the object to be polished, and the piezoelectric element is controlled based on an output of the sensor.

【0009】係る上記発明によれば、圧電素子は印加す
る電圧に応じて変位を生じ、また圧力に応じて電圧を生
じるので、トップリング内部に、又はトップリングを支
持する回転軸と該トップリング間に装着した圧電素子に
より、被研磨物のターンテーブルへの押圧圧力を調整・
検知することができる。これにより研磨に際して、被研
磨物の面内圧力分布の調整が可能となり、面内研磨量の
均一性を高めることが出来る。更に、センサを設けて、
該センサの情報に基づいて面内圧力分布を制御すること
ができるので、研磨中に常に面内圧力分布等を検出しな
がら、所定の目標値に面内圧力分布等を制御しつつ、研
磨を行うことができる。
According to the above invention, since the piezoelectric element generates displacement in accordance with the applied voltage and generates voltage in accordance with the pressure, the rotation shaft in the top ring or the top ring supporting the top ring and the top ring The pressure applied to the turntable of the object to be polished is adjusted by the piezoelectric element
Can be detected. Thereby, at the time of polishing, the in-plane pressure distribution of the object to be polished can be adjusted, and the uniformity of the in-plane polishing amount can be improved. Furthermore, a sensor is provided,
Since the in-plane pressure distribution can be controlled based on the information of the sensor, polishing is performed while controlling the in-plane pressure distribution and the like to a predetermined target value while always detecting the in-plane pressure distribution and the like during polishing. It can be carried out.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】図1は、本発明の第1実施形態のトップリ
ングの構成を示す。トップリング16は回転軸17に支
持され、その下端面に被研磨物である例えば半導体ウエ
ハ15を保持するようになっている。トップリング16
はその下端部に凸部16aを備え、その凸部16aにウ
エハ15を保持するための誘導環31が上下方向に移動
自在に装着されている。トップリング16の下端面16
bに圧電素子32が、図1(B)に示すように、その全
面に装着されている。
FIG. 1 shows a configuration of a top ring according to a first embodiment of the present invention. The top ring 16 is supported by a rotating shaft 17 and holds, for example, a semiconductor wafer 15 which is an object to be polished on a lower end surface thereof. Top ring 16
Is provided with a convex portion 16a at its lower end, and a guide ring 31 for holding the wafer 15 is mounted on the convex portion 16a so as to be movable in the vertical direction. Lower end surface 16 of top ring 16
As shown in FIG. 1B, a piezoelectric element 32 is mounted on the entire surface of the piezoelectric element 32b.

【0012】圧電素子32は、図示するように半径方向
及び周方向に分割された、電気的に独立した圧電素子の
集合体であり、それぞれが扇状に形成されている。単位
となる圧電素子のそれぞれの要素には、図示しない電圧
の入力線がそれぞれ接続され、単位となる各圧電素子毎
に異なる電圧を印加できるようになっている。圧電素子
32の下方には、弾性マット33が貼設され、被研磨物
15はこの弾性マット33に当接し、その研磨に際して
クッション性を与えるようになっている。
The piezoelectric element 32 is a group of electrically independent piezoelectric elements divided radially and circumferentially as shown in the drawing, and each is formed in a fan shape. A voltage input line (not shown) is connected to each element of the unit piezoelectric element, so that a different voltage can be applied to each unit piezoelectric element. An elastic mat 33 is attached below the piezoelectric element 32, and the object 15 to be polished comes into contact with the elastic mat 33 so as to provide a cushioning property during polishing.

【0013】係る構成のトップリングによれば、圧電素
子32のそれぞれに異なる電圧を供給することで、垂直
方向、即ち被研磨物の当接方向に微少な変位を与えるこ
とが出来る。これにより、被研磨物に与えるトップリン
グ16の面内圧力分布を任意に調整することが出来る。
例えば、被研磨物15の外周側が研磨過多であり、内周
側が研磨過小である場合には、外周側の圧電素子に
(−)側の微少変位を与え、内周側の圧電素子に(+)
側の微少変位を与えるように、印加電圧を調整すればよ
い。これにより外周側の研磨過多及び内周側の研磨過小
が補正され、均一な研磨面を得ることができる。また被
研磨物15の表面に傾きがあるときも、これを補正する
べく各圧電素子に微妙に変位の差を持たせて被研磨物の
研磨をすることができる。
According to the top ring having such a configuration, by supplying different voltages to the respective piezoelectric elements 32, a slight displacement can be given in the vertical direction, that is, in the contact direction of the object to be polished. Thereby, the in-plane pressure distribution of the top ring 16 applied to the workpiece can be arbitrarily adjusted.
For example, when the outer peripheral side of the object 15 is excessively polished and the inner peripheral side is excessively polished, a small displacement of (−) is applied to the outer peripheral side piezoelectric element, and (+) is applied to the inner peripheral side piezoelectric element. )
The applied voltage may be adjusted so as to give a slight displacement on the side. As a result, excessive polishing on the outer peripheral side and excessive polishing on the inner peripheral side are corrected, and a uniform polished surface can be obtained. Further, even when the surface of the object 15 is inclined, the object to be polished can be polished by giving each piezoelectric element a slight difference in displacement in order to correct the inclination.

【0014】尚、上記の実施の形態においては、圧電素
子をトップリングの下端部全面に貼設した例について説
明したが、必ずしも全面に設ける必要はなく、部分的に
欠落部を設け、その欠落部に被研磨物をトップリングに
吸着するための真空吸引孔、或いは、研磨中に被研磨物
に背圧を与えるための流体の注入孔を設けるようにして
も良い。
In the above embodiment, an example in which the piezoelectric element is attached to the entire lower end of the top ring has been described. However, it is not always necessary to provide the piezoelectric element on the entire surface. The portion may be provided with a vacuum suction hole for adsorbing the object to be polished to the top ring or a fluid injection hole for applying a back pressure to the object to be polished during polishing.

【0015】図2は、本発明の第2実施形態のトップリ
ングの構成を示す。このトップリング部は図示するよう
に圧電素子32Aと32Bを二層に配置したものであ
る。上層側の圧電素子32Aは圧力センサとして機能す
る。即ち、圧電素子32Aには、それぞれ図示しない引
き出し線が接続され、垂直方向の面内圧力分布により、
これに対応した電圧が出力される。下層側の圧電素子3
2Bは、第1実施形態の圧電素子32と同様の機能を有
するものである。即ち、圧電素子32Bには、それぞれ
図示しない引き出し線が接続され、これがコントローラ
に接続され、印加電圧が供給されることで被研磨物の当
接面に対して微少な変位が生じる。
FIG. 2 shows a configuration of a top ring according to a second embodiment of the present invention. This top ring portion has piezoelectric elements 32A and 32B arranged in two layers as shown. The upper piezoelectric element 32A functions as a pressure sensor. That is, a lead wire (not shown) is connected to each of the piezoelectric elements 32A, and a vertical in-plane pressure distribution causes
A voltage corresponding to this is output. Lower layer piezoelectric element 3
2B has the same function as the piezoelectric element 32 of the first embodiment. That is, a lead wire (not shown) is connected to each of the piezoelectric elements 32B, which is connected to a controller. When an applied voltage is supplied, a slight displacement occurs with respect to the contact surface of the object to be polished.

【0016】図3は、この実施形態における制御系のブ
ロック図を示す。トップリング下端面にはそれぞれ面内
圧力分布の指令値が与えられ、この指令値と実際に検出
された圧力センサ32Aの検出出力が比較される。そし
て比較偏差ΔVがコントローラ34に入力され、その偏
差ΔVをゼロとするようにPID(比例/積分/微分)
等の制御装置により制御出力が生成される。ドライブ回
路35は、コントローラ34の出力を増幅して、圧電素
子32Bの引き出し線端子に入力する。これにより圧電
素子32Bには垂直方向の微少変位が生じ、これが被研
磨物の当接面に対して微少な凸凹を付与し、トップリン
グの研磨面の面内圧力分布を調整する。この過程をプラ
ント37として表示している。
FIG. 3 is a block diagram of a control system according to this embodiment. A command value of the in-plane pressure distribution is given to each lower end surface of the top ring, and this command value is compared with the actually detected output of the pressure sensor 32A. Then, the comparison deviation ΔV is input to the controller 34, and PID (proportional / integral / differential) is set so that the deviation ΔV becomes zero.
A control output is generated by a control device such as the above. The drive circuit 35 amplifies the output of the controller 34 and inputs the amplified output to the lead terminal of the piezoelectric element 32B. As a result, a minute displacement in the vertical direction occurs in the piezoelectric element 32B, which gives a minute unevenness to the contact surface of the object to be polished and adjusts the in-plane pressure distribution of the polished surface of the top ring. This process is indicated as a plant 37.

【0017】係る構成のトップリングによれば、トップ
リング下端面に保持された半導体ウエハ等の被研磨物1
5の研磨に際して、トップリング下端面に係る面内圧力
分布の測定が圧力センサとして機能する圧電素子32A
により可能である。そして、この圧力センサとしての圧
電素子32Aの信号により、図3に示すフィードバック
制御回路により圧電素子32Bを用いて、指令値に従っ
た面内圧力分布を与えることが出来る。これにより、実
際のトップリング下端面の面内圧力分布を測定しなが
ら、面内圧力分布を所定の目標値に制御することが出来
る。
According to the top ring having such a configuration, the object to be polished 1 such as a semiconductor wafer held on the lower end surface of the top ring.
In the polishing of 5, the measurement of the in-plane pressure distribution on the lower end surface of the top ring is performed by the piezoelectric element 32A functioning as a pressure sensor.
Is possible. Then, by the signal of the piezoelectric element 32A as the pressure sensor, the in-plane pressure distribution according to the command value can be given by using the piezoelectric element 32B by the feedback control circuit shown in FIG. This makes it possible to control the in-plane pressure distribution to a predetermined target value while measuring the actual in-plane pressure distribution on the lower end surface of the top ring.

【0018】尚、この実施形態においても、上層及び下
層の圧電素子32A,32Bを全面的に貼設するのでな
く、部分的に貼設し、真空吸着用或いは流体圧力供給用
の貫通孔を設けるようにしても勿論良い。
In this embodiment, too, the upper and lower piezoelectric elements 32A and 32B are partially adhered, not entirely, to provide through holes for vacuum suction or fluid pressure supply. Of course, it is good.

【0019】図4は、本発明の第3実施形態のトップリ
ングの構成を示す。この実施形態においては、トップリ
ング下端面16bの外周側に、圧電素子41を周方向に
等間隔に配置して、圧電素子41間の中間位置には、変
位センサ42を配置している。この変位センサ42は、
静電容量型、電流型、誘導型等の被研磨物15に当接す
るマット部材43との微少な間隔の変位を測定可能なも
のが用いられる。
FIG. 4 shows a configuration of a top ring according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the piezoelectric elements 41 are arranged at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral side of the top ring lower end face 16b, and the displacement sensor 42 is arranged at an intermediate position between the piezoelectric elements 41. This displacement sensor 42
A capacitance type, current type, induction type, or the like that can measure a displacement at a minute interval with the mat member 43 that contacts the workpiece 15 is used.

【0020】図5は、上記第3実施形態の制御系のブロ
ック図である。変位センサ42は被研磨物15の背面に
当接したマット部材43との間隙の変位を検出する。そ
して、その出力を座標変換回路45により座標変換し
て、指令値と加算器46で比較する。そしてその偏差を
コントローラ47に入力しPID制御等により偏差をゼ
ロとするような出力信号を生成する。この信号を増幅器
48で増幅し、その出力電圧を圧電素子41に印加す
る。これにより、被研磨物15の背面は所定の指令値と
なるように、トップリング下端面16bとマット部材4
3との微少な隙間の間隔が調整される。
FIG. 5 is a block diagram of a control system according to the third embodiment. The displacement sensor 42 detects displacement of a gap between the mat member 43 and the back surface of the workpiece 15. Then, the output is subjected to coordinate conversion by the coordinate conversion circuit 45 and compared with the command value by the adder 46. Then, the deviation is input to the controller 47, and an output signal that makes the deviation zero by PID control or the like is generated. This signal is amplified by the amplifier 48, and the output voltage is applied to the piezoelectric element 41. As a result, the lower surface 16b of the top ring and the mat member 4 are adjusted so that the back surface of the object 15 has a predetermined command value.
3 is adjusted.

【0021】従って、実際のトップリング下端面16b
とマット部材43との間隙の変位を測定しながら、この
間隙の大きさを所定の目標値に保ちながら研磨を行うこ
とができる。これにより、例えば回転軸が傾動しても、
圧電素子41でその変位を補正することで、被研磨物の
均一な研磨面を得ることができ、また被研磨物の傾きを
補正することができる。
Therefore, the actual top ring lower end surface 16b
Polishing can be performed while measuring the displacement of the gap between the metal member and the mat member 43 while maintaining the size of the gap at a predetermined target value. Thereby, for example, even if the rotation axis is tilted,
By correcting the displacement by the piezoelectric element 41, a uniform polished surface of the object to be polished can be obtained, and the inclination of the object to be polished can be corrected.

【0022】図6は、本発明の第4実施形態のトップリ
ング部の構成を示す。図示するように、回転軸17の下
端部17bとトップリング16との間に圧電素子51を
装着している。この圧電素子51は、図1に示すように
単層構造のものであり、図示しない引き出し線を備え、
圧電素子に電圧を印加することで、所定の微少変位を生
じ、これにより被研磨物、トップリングの傾き等を補正
制御することができる。又、この圧電素子を図2に示す
ように、上層及び下層との二層構造とし、片方を圧力セ
ンサとして用い、この圧力センサにより検出された面内
圧力分布に対応して、下層側の圧電素子を制御し、面内
圧力分布を所定の目標値となるように制御してもよい。
このように回転軸17の下端部17bとトップリング1
6との間に圧電素子を装着することで、被研磨物、トッ
プリングの傾き等を容易に補正することができる。
FIG. 6 shows a configuration of a top ring portion according to a fourth embodiment of the present invention. As shown in the figure, a piezoelectric element 51 is mounted between the lower end 17 b of the rotating shaft 17 and the top ring 16. The piezoelectric element 51 has a single-layer structure as shown in FIG.
By applying a voltage to the piezoelectric element, a predetermined minute displacement is generated, whereby it is possible to correct and control the object to be polished, the inclination of the top ring, and the like. As shown in FIG. 2, this piezoelectric element has a two-layer structure of an upper layer and a lower layer, one of which is used as a pressure sensor, and the lower piezoelectric layer corresponds to the in-plane pressure distribution detected by the pressure sensor. The element may be controlled so that the in-plane pressure distribution is controlled to a predetermined target value.
Thus, the lower end 17b of the rotating shaft 17 and the top ring 1
By mounting a piezoelectric element between the head 6 and the workpiece 6, it is possible to easily correct the object to be polished, the inclination of the top ring, and the like.

【0023】尚、以上の実施形態は圧電素子のトップリ
ングへの装着の数例を示したものであるが、本発明の趣
旨を逸脱することなく、種々の変形実施例が可能なこと
は、勿論である。
Although the above embodiment shows several examples of mounting the piezoelectric element on the top ring, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
トップリング下端部の被研磨物の保持面の面内圧力分布
又は傾きを容易に調整することが出来るので、これによ
り例えば均一性の高い被研磨物の研磨面を得ることがで
きる。又、トップリングの下端面に対する相対的な面内
圧力分布又は変位を検出し、これを圧電素子で補正しな
がら、研磨を行うことが出来るので、これにより、面内
圧力分布を測定しながら、任意の面内圧力分布を被研磨
物に自動的に与えることが出来る。従って、回転軸の変
動或いはターンテーブル上の研磨布の変動に対して安定
した研磨を行うことが出来る。
According to the present invention as described above,
Since the in-plane pressure distribution or inclination of the holding surface of the object to be polished at the lower end portion of the top ring can be easily adjusted, a highly uniform polished surface of the object to be polished can be obtained. In addition, since the in-plane pressure distribution or displacement relative to the lower end face of the top ring is detected and the piezoelectric element can correct the in-plane pressure distribution, the polishing can be performed. An arbitrary in-plane pressure distribution can be automatically given to the workpiece. Therefore, stable polishing can be performed with respect to the fluctuation of the rotating shaft or the fluctuation of the polishing cloth on the turntable.

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

【図1】本発明の第1実施形態のトップリング部の構成
を示す、(A)縦断面図、(B)A−A矢視図。
FIG. 1A is a longitudinal sectional view showing a configuration of a top ring portion according to a first embodiment of the present invention, and FIG.

【図2】本発明の第2実施形態のトップリング部の構成
を示す縦断面図。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a top ring portion according to a second embodiment of the present invention.

【図3】図2に示すトップリング部の制御系の構成を示
すブロック図。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a control system of a top ring unit shown in FIG. 2;

【図4】本発明の第3実施形態のトップリング部の構成
を示す、(A)縦断面図、(B)B−B矢視図。
FIG. 4A is a longitudinal sectional view and FIG. 4B is a view taken along a line BB, showing a configuration of a top ring portion according to a third embodiment of the present invention.

【図5】図4に示すトップリング部の制御系の構成を示
すブロック図。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a control system of a top ring unit shown in FIG. 4;

【図6】本発明の第4実施形態のトップリング部の構成
を示す、(A)縦断面図、(B)D矢視図。
FIG. 6A is a vertical cross-sectional view showing the configuration of a top ring portion according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG.

【図7】ポリッシング装置の全体的な構成を示す説明
図。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an overall configuration of a polishing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

15 被研磨物 16 トップリング 17 回転軸 32,32B,41,51 圧電素子 32A,42 センサ 33 弾性マット 15 Polished object 16 Top ring 17 Rotation axis 32, 32B, 41, 51 Piezoelectric element 32A, 42 Sensor 33 Elastic mat

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表面に研磨布又は砥石が貼り付られたタ
ーンテーブルと、被研磨物を保持するトップリングとを
具備し、ターンテーブルの研磨布又は砥石表面に該回転
するトップリングで保持する被研磨物を押し当て、該被
研磨物の研磨面を研磨するポリッシング装置において、
前記トップリングに圧電素子が設けられており、又は前
記トップリングを支持する回転軸と該トップリングとの
間に圧電素子が設けられており、該圧電素子の印加電圧
を調整して、前記トップリングが保持する被研磨物の面
内圧力分布又は傾きを調整することを特徴とするポリッ
シング装置。
1. A turntable having a polishing cloth or a grindstone adhered to a surface thereof, and a top ring for holding an object to be polished, the turntable being held on the polishing cloth or the grindstone surface of the turntable by the rotating top ring. In a polishing apparatus for pressing the object to be polished and polishing the polished surface of the object to be polished,
A piezoelectric element is provided on the top ring, or a piezoelectric element is provided between a rotation shaft supporting the top ring and the top ring, and by adjusting an applied voltage of the piezoelectric element, A polishing apparatus for adjusting an in-plane pressure distribution or inclination of an object to be polished held by a ring.
【請求項2】 表面に研磨布又は砥石が貼り付られたタ
ーンテーブルと、被研磨物を保持するトップリングとを
具備し、ターンテーブルの研磨布又は砥石表面に該回転
するトップリングで保持する被研磨物を押し当て、該被
研磨物の研磨面を研磨するポリッシング装置において、
前記トップリングに圧電素子が設けられており、又は前
記トップリングを支持する回転軸と該トップリングとの
間に圧電素子が設けられており、該圧電素子により前記
トップリングが保持する被研磨物の面内圧力分布を検知
することを特徴とするポリッシング装置。
2. A turntable having a polishing cloth or a grindstone attached to a surface thereof, and a top ring for holding an object to be polished, wherein the top ring is held on the polishing cloth or the grindstone surface of the turntable by the rotating top ring. In a polishing apparatus for pressing the object to be polished and polishing the polished surface of the object to be polished,
A piezoelectric element is provided on the top ring, or a piezoelectric element is provided between a rotating shaft supporting the top ring and the top ring, and a polishing object held by the top ring by the piezoelectric element. A polishing apparatus for detecting an in-plane pressure distribution.
【請求項3】 前記トップリングには、前記被研磨物の
面内圧力又は変位を測定するセンサを備え、該センサの
出力に基づいて前記圧電素子を制御することを特徴とす
る請求項1に記載のポリッシング装置。
3. The apparatus according to claim 1, wherein the top ring includes a sensor for measuring an in-plane pressure or a displacement of the object to be polished, and controls the piezoelectric element based on an output of the sensor. The polishing apparatus according to claim 1.
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