JP2000167762A - キャリア及びｃｍｐ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワーク裏面のシミの発生を防止し、しかも、
ワーク全面を均一な研磨レートで研磨して、面ダレの発
生を防止することにより、ワークの歩留まりの向上を図
ったキャリア及びＣＭＰ装置を提供する。 【解決手段】 キャリア１を、ハウジング１０とキャリ
アベース１１とリテーナリング１２とシートサポータ１
３とゴム部材２０と硬質シート１８及び軟質バッキング
シート１９とで構成した。これにより、キャリア１に下
方の押圧力を加えると、その押圧力に対応して、ゴム部
材２０が縮むと共にダイアフラム１５が上方に撓んで、
ウエハＷの外周部に生じる過大な押圧力を吸収し、ウエ
ハＷの全面の研磨レートを均一にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ウエハ等のワー
クを定盤の研磨パッド上に押圧しながら回転してワーク
の表面を均一に研磨するためのキャリア及びＣＭＰ装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＣＭＰ（Chemical Mechanical
Polishing）装置に使用されるキャリアには、裏面基準
方式のキャリアと、表面基準方式のキャリアとがある。
図１９は、裏面基準方式のキャリアを示す断面図であ
る。このキャリア１００は、リテーナリング１０３で囲
まれたキャリアベース１０１の下面にバッキングパッド
１０２を貼り付けて構造になっている。かかる構造によ
り、ウエハをリテーナリング１０３内に保持した状態
で、キャリア１００を回転させながら、ウエハＷを回転
している下定盤１１０の研磨パッド１１１に押圧するこ
とでウエハＷの表面（下面）を研磨する。この際、キャ
リアベース１０１が硬質材料で形成されているので、ウ
エハＷの裏面がほぼ水平に維持される。そして、研磨パ
ッド１１１がウエハＷの表面形状に対応して弾性的に変
形し、ウエハＷ表面全面を均一に研磨する。

【０００３】図２０は、表面基準方式のキャリアを示す
断面図である。このキャリア３００は、キャリアベース
３０１の下面外周部にリング状の突出部３０２を設け、
突出部３０２の下面に両面粘着テープ３０４を用いて、
バッキングパッド３０７を貼り付けることにより、圧力
室Ｒを画成した構造となっている。かかる構造により、
キャリアベース３０１の通気孔を通ってきた空気を圧力
室Ｒに導入し、圧力室Ｒ内の空気圧によりバッキングパ
ッド３０７を介してウエハＷを加圧する。この際、ウエ
ハＷの裏面が研磨パッド１１１によってほぼ水平に維持
される。そして、バッキングパッド３０７がウエハＷの
裏面の形状に対応して変形し、ウエハＷ裏面全体が圧力
室Ｒ内の空気圧によって均一に押圧されるので、ウエハ
Ｗ表面がムラなく均一に研磨されることとなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
のキャリアでは、次のような問題がある。まず、図１９
に示した裏面基準方式のキャリア１００では、リテーナ
リング１０３が研磨パッド１１１を押圧するため、図２
１に示すように、リテーナリング１０３の内側部分の研
磨パッド１１１が部分的に盛り上がってしまう。このた
め、ウエハＷの外周部の研磨レートが他の部分に対する
研磨レートよりも高くなり、ウエハＷにいわゆる面ダレ
が発生して、歩留まりが悪くなる。そこで、上記面ダレ
を防止すべく、図２２に示す裏面基準方式のキャリアが
考案されている。このキャリア１００′は、リテーナリ
ング１０３の内側に位置するキャリアベース１０１とバ
ッキングパッド１０２とを切り欠いてリング状の凹部１
０６を形成した構造となっている。これにより、図２３
に示すように、リテーナリング１０３の内側部分の研磨
パッド１１１が部分的に盛り上がると、ウエハＷの外周
部が反って凹部１０６内に逃げ、ウエハＷ外周部の過研
磨を防止するようにしている。したがって、このキャリ
ア１００′では、ウエハＷの面ダレという事態の発生を
防止することができる。しかしかながら、研磨作業中
に、スラリが凹部１０６側に入り込み、このスラリによ
ってウエハＷ裏面の外周部分にシミが発生するおそれが
ある。

【０００５】これに対して、図２０に示したキャリア３
００では、キャリアベース３０１の突出部３０２に接着
されたバッキングパッド３０７がウエハＷを覆った構造
になっているので、スラリがウエハＷの裏面側に侵入す
ることはほとんどない。しかしながら、研磨作業中にキ
ャリア３００に下方への押圧力を加えると、図２４に示
すように、バッキングパッド３０７の外周部が突出部３
０２によって下方に引張られることになる。このため、
バッキングパッド３０７の外周部に張力Ｔが発生し、ウ
エハＷの外周部に、空気圧Ｐの他に張力Ｔの垂直成分Ｔ
１の圧力が付加されることとなる。この結果、ウエハＷ
の外周部の研磨レートが他の部分の研磨レートに比べて
著しく大きくなって、過研磨による面ダレが外周部に発
生し、ウエハＷの歩留りが悪くなる。

【０００６】この発明は上述した課題を解決するために
なされたもので、ワーク裏面のシミの発生を防止し、し
かも、ワーク全面を均一な研磨レートで研磨して、面ダ
レの発生を防止することにより、ワークの歩留まりの向
上を図ったキャリア及びＣＭＰ装置を提供することを目
的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明に係るキャリアは、流体流通孔を有
した円盤状の本体部と、本体部の外周面から外方に広が
った可撓性を有するリング状のダイアフラム部と、ダイ
アフラム部の外縁部に突設され、ワークの外径以上の内
径を有したリング状のエッジ部と、リング状のエッジ部
の端面に気密に取り付けられ、少なくともエッジ部の端
面方向に弾性変形可能なリング状の弾性部材と、外周部
が弾性部材の端面に気密に固着されて、流体流通孔と連
通した圧力室を画成する可撓性のシートとを具備する構
成とした。かかる構成により、定盤上のワークをキャリ
アの可撓性のシートで覆った状態で本体部を押圧する
と、シートがワークの反り等に従って略全面に接触す
る。この状態で、本体部の流体流通孔から所望圧力の流
体を供給すると、流体が本体部の流体流通孔を通って圧
力室に充満し、ワークの略全面がシートを介して均一な
流体圧を受ける。ところで、キャリアの本体部が押圧さ
れると、エッジ部にも下方への押圧力が伝わり、エッジ
部がシートの外周部を下方に引っ張ろうとする。しか
し、エッジ部が可撓性のダイアフラム部と弾性部材とを
介して本体部と連結されているので、可撓性のダイアフ
ラム部や弾性部材が変形して、エッジ部に加わる押圧力
を逃がすこととなる。このため、シートの外周部に下方
への張力が発生せず、ワーク全面の研磨レートが均一に
なる。また、ワーク全面をシートによって覆うことがで
きるので、研磨作業時の研磨液がワークの裏面に付着す
るおそれはほとんどない。

【０００８】弾性部材の種類は任意であるが、その具体
例として、請求項２の発明は、請求項１に記載のキャリ
アにおいて、弾性部材は、ゴム部材，ウレタン部材，シ
リコン部材及びバネ部材のいずれかである構成とした。

【０００９】ところで、上記請求項１及び請求項２のキ
ャリアを利用したＣＭＰ装置も発明として成立しうる。
そこで、請求項３の発明は、研磨パッドが表面に貼り付
けられた定盤と、定盤の研磨パッド上のワークを保持し
た状態で回転可能なキャリアと、キャリアに所望圧力の
流体を供給可能な流体供給手段と、キャリアを押圧しな
がら回転させる回転駆動手段とを具備するＣＭＰ装置に
おいて、キャリアを、流体流通孔を有した円盤状の本体
部と、本体部の外周面から外方に広がった可撓性を有す
るリング状のダイアフラム部と、ダイアフラム部の外縁
部に突設され、ワークの外径以上の内径を有したリング
状のエッジ部と、リング状のエッジ部の端面に気密に取
り付けられ、少なくともエッジ部の端面方向に弾性変形
可能なリング状の弾性部材と、外周部が弾性部材の端面
に気密に固着されて、流体流通孔と連通した圧力室を画
成する可撓性のシートとで構成した。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。図１は、この発明の一実
施形態に係るＣＭＰ装置を一部破断して示す正面図であ
る。図１に示すように、このＣＭＰ装置では、研磨パッ
ド１１１が表面に張り付けられた定盤１１０と、キャリ
ア１と、回転駆動手段としての回転駆動機構８と、流体
供給手段としてのエアポンプ９とを具備している。

【００１１】定盤１１０は、装置筐体内部のメインモー
タ１１２によって回転駆動されるようになっている。す
なわち、メインモータ１１２に取り付けられたプーリ１
１４と変速機１１５の入力回転軸１１６に取り付けられ
たプーリ１１７とにベルト１１８が巻き付けられ、変速
機１１５の出力回転軸１１９に定盤１１０が取り付けら
れている。これにより、メインモータ１１２の回転がプ
ーリ１１７に伝達され、プーリ１１７の回転が変速機１
１５で変速されて出力回転軸１１９に伝達され、定盤１
１０が所定の速度で回転する。

【００１２】回転駆動機構８は、キャリア１を押圧しな
がら回転させるための機構であり、シリンダ８０とモー
タ８４とを備えている。図２は回転駆動機構８を示す断
面図である。図２に示すように、シリンダ８０は、シリ
ンダ本体８１を貫通するピストンロッド８２と、ピスト
ンロッド８２の外側に固着された状態でシリンダ本体８
１内に気密に嵌められたピストン８３とで構成されてい
る。これにより、シリンダ本体８１内の空気圧を調整す
ることで、ピストンロッド８２をピストン８３と一体に
上下動させ、キャリア１への押圧力を調整することがで
きる。一方、モータ８４はシリンダ８０のピストンロッ
ド８２に組み付けられている。すなわち、モータ８４の
回転軸のギア８５が、ピストンロッド８２の上部にベア
リング８６を介して取り付けられたギア８７に噛み合わ
されている。そして、ギア８７の上面に固設された支持
部材８８に、筒状のインナーロッド８９の上端が固着さ
れている。これにより、モータ８４を駆動すると、その
回転がギア８５，８７と支持部材８８とを介してインナ
ーロッド８９に伝達され、インナーロッド８９がピスト
ンロッド８２内で所定の速度で回転する。

【００１３】キャリア１は、定盤１１０の研磨パッド１
１１上のウエハＷを保持した状態で回転することができ
る構造になっており、上記ピストンロッド８２の下端部
に組み付けられている。図３はこのキャリア１の構造を
示す断面図であり、図４はその分解斜視図である。図３
及び図４に示すように、キャリア１は、ハウジング１０
と、キャリアベース１１と、シートサポータ１３と、弾
性部材としてのゴム部材２０と、可撓性シートとしての
硬質シート１８及び軟質バッキングシート１９とを具備
している。

【００１４】ハウジング１０は、図３に示すように、中
央部に回転自在の連結部材１０ａを有し、この連結部材
１０ａにピストンロッド８２の下端部が連結されてい
る。また、このハウジング１０は、連結部材１０ａの下
側に内歯ギア１０ｂを有しており、この内歯ギア１０ｂ
が、連結部材１０ａの中心孔を貫通したインナーロッド
８９の下端部に形成された外歯ギア８９ａに噛み合って
いる。これにより、インナーロッド８９が上記モータ８
４の駆動で回転すると、内歯ギア１０ｂと外歯ギア８９
ａとの噛み合いによってハウジング１０にモータ８４の
回転力が加わる。

【００１５】キャリアベース１１は、上記ハウジング１
０の下面にネジ１ａで固定されており、その下面には複
数の溝１１ａが形成され、これらの溝１１ａの交わり部
に、後述するエアポンプ９の空気を出入りさせる空気出
入口１１ｂが穿設されている。また、このキャリアベー
ス１１の下面外周には、ガード１１ｈが形成されてい
る。

【００１６】シートサポータ１３は、例えばＰＶＣ（塩
化ビニール樹脂）を素材としており、図３に示すよう
に、キャリアベース１１の下面にネジ１ｃで固定されて
いる。このシートサポータ１３は、サポータ本体１４
（本体部）とダイアフラム１５（ダイアフラム部）とエ
ッジリング１６（エッジ部）とで形成されている。具体
的には、サポータ本体１４は円盤状をなし、キャリアベ
ース１１の下面にネジ１ｃで直接固定されている。そし
て、このサポータ本体１４に穿設された複数の通気孔１
４ａ（流体流通孔）が溝１１ａを介して空気出入口１１
ｂと連通している。また、溝１１ａの外側にはＯ−リン
グ１１ｅが装着されており、このＯ−リング１１ｅによ
ってキャリアベース１１とサポータ本体１４との間の気
密性が保持され、溝１１ａ内の空気が外部に漏れないよ
うになっている。ダイアフラム１５は、サポータ本体１
４の外周面下端から外方に略水平に広がり、全体として
リング状をしている。このダイアフラム１５の厚さは例
えば０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲の値に設定され、ダ
イアフラム１５が上下に撓むようになっている。エッジ
リング１６は、ダイアフラム１５の外縁部に沿ってリン
グ状に形成されていおり、上下方向に突出した上側突出
部１６ｂと下側突出部１６ａとで構成されている。下側
突出部１６ａはウエハＷの外側に位置する。すなわち、
下側突出部１６ａの内径がウエハＷの外径よりも大きく
設定されている。これに対して、上側突出部１６ｂの内
径はウエハＷの外径と略等しく設定されている。また、
上側突出部１６ｂの上面は初期状態でキャリアベース１
１の下面から所定距離だけ下方に位置し、上側突出部１
６ｂの上面とキャリアベース１１の下面との間に間隙Ａ
を形成している。このようなエッジリング１６の外径は
キャリアベース１１のガード１１ｈの内径よりも小さく
設定され、エッジリング１６の外周面とガード１１ｈの
内周面との間に間隙が形成されている。

【００１７】ゴム部材２０は、厚さが例えば１ｍｍに設
定された硬度４０のクロロプレンゴムであり、エッジリ
ング１６の下側突出部１６ａの形状と対応したリング状
の形状に形成されている。このゴム部材２０は、下側突
出部１６ａの下面（端面）に接着剤にて気密に固着され
ており、キャリア１に加わる押圧力に応じて、少なくと
もゴム部材２０の厚さ方向即ち下側突出部１６ａの下面
方向に弾性変形する。

【００１８】硬質シート１８は、塩化ビニル樹脂，ポリ
エチレン樹脂，アクリル樹脂，及びポリカーボネート樹
脂等、溶着可能な素材で形成されており、軟質バッキン
グシート１９は、シリコンゴム，ポリウレタン樹脂発泡
材，フッ素ゴム，及びニトリルゴム等の柔らかい素材で
形成されている。このような硬質シート１８及び軟質バ
ッキングシート１９は、硬質シート１８を上にした状態
で接着されており、その形状は、直径がゴム部材２０の
外径と略等しい円形状をなしている。そして、上側の硬
質シート１８の外周部がゴム部材２０の下面（端面）に
非溶解性の接着剤又は溶解性の溶着剤で気密に固着され
ている。これにより、硬質シート１８とシートサポータ
１３とゴム部材２０との間にサポータ本体１４の通気孔
１４ａと連通した圧力室Ｒが画成され、軟質バッキング
シート１９がウエハＷに接触すると、硬質シート１８及
び軟質バッキングシート１９がウエハＷの反りやうねり
等に追従して撓むようになっている。なお、符号１７
は、硬質シート１８及び軟質バッキングシート１９を貫
通したウエハ吸着用孔である。

【００１９】一方、図１及び図２に示すエアポンプ９
は、キャリア１の上記圧力室Ｒ内に所望圧力の空気を供
給して圧力室Ｒ内を正圧にし、又は圧力室Ｒ内の空気を
吸引して圧力室Ｒ内を負圧にするための機器である。具
体的には、エアホース９０がインナーロッド８９内に挿
通され、図３に示すように、その先端部がキャリアベー
ス１１の空気出入口１１ｂに嵌め込まれている。

【００２０】次に、この実施形態のＣＭＰ装置が示す動
作について説明する。ウエハＷをキャリア１で保持して
定盤１１０の研磨パッド１１１上に運ぶには、ウエハＷ
を軟質バッキングシート１９（図３参照）の下面に当接
させた状態でエアポンプ９を吸引駆動させる。すると、
図３に示すキャリア１の圧力室Ｒ及び吸着用孔１７内の
空気がエアホース９０に吸い出され、圧力室Ｒ内が負圧
なり、ウエハＷが吸着用孔１７を介して軟質バッキング
シート１９に吸着される。この状態で、シリンダ８０を
駆動してウエハＷが研磨パッド１１１に接触するまでピ
ストンロッド８２を下降させた後、ウエハＷを所定の押
圧力Ｆで研磨パッド１１１上に押さえる。

【００２１】しかる後、エアポンプ９を供給駆動させ、
空気をエアホース９０から圧力室Ｒ内に送り、圧力室Ｒ
内を正圧状態にする。すると、図５に示すように、硬質
シート１８及び軟質バッキングシート１９と研磨パッド
１１１とがウエハＷの凹凸等に追従して変形し、均一な
空気圧ＰがウエハＷの上面の略全体に加わると共に、研
磨パッド１１１がウエハＷ下面の凹凸等に追従する。

【００２２】この状態で図１に示すモータ８４，１１２
を駆動させて、図示しないスラリを供給しながら、キャ
リア１と定盤１１０とを互いに逆方向に回転させると、
ウエハＷの下面が回転する研磨パッド１１１によって研
磨される。

【００２３】このような研磨時に、シリンダ８０によっ
てキャリア１に加えられている押圧力Ｆは、シートサポ
ータ１３に伝わり、圧力室Ｒ内の空気を介して硬質シー
ト１８及び軟質バッキングシート１９に加わることとな
る。したがって、図２０に示した従来のキャリア３００
のように、エッジリング１６がサポータ本体１４と直結
していると、図２４に示したように、エッジリング１６
が硬質シート１８の外周部を下方に引っ張り、ウエハＷ
の外周部の研磨レートが高くなってしまう。しかし、こ
の実施形態のＣＭＰ装置おけるキャリア１では、エッジ
リング１６が可撓性を有したダイアフラム１５を介して
サポータ本体１４に連結され、しかも、ゴム部材２０が
エッジリング１６と硬質シート１８との間に介設されて
いるので、図６に示すように、キャリア１が下方力Ｆで
押圧されると、硬質シート１８からの上方への抗力がゴ
ム部材２０とエッジリング１６とに加わると同時に、ゴ
ム部材２０が厚さ方向に縮むと共にダイアフラム１５が
上方に撓む。この結果、硬質シート１８の外周部は、上
方に引っ張られることがあっても、下方に引っ張られる
ことはない。このため、硬質シート１８の外周部に対し
て下方への張力は発生せず、ウエハＷの外周部にも中央
部と同様に均一な空気圧Ｐと押圧力Ｆの分圧力ｆとが加
わる。この結果、ウエハＷの外周部も含めたウエハＷ全
面の研磨レートが均一になる。

【００２４】ところで、ウエハＷの研磨作業中には多量
の研磨液としてのスラリを使用する。このため、飛散し
たスラリの一部がウエハＷの裏面側（上面側）に向かう
ことがあるが、軟質バッキングシート１９が圧力室Ｒ内
の空気圧によってウエハＷの裏面に圧着しているので、
スラリがウエハＷの裏面と軟質バッキングシート１９と
の間に侵入することはない。

【００２５】このように、この実施形態のＣＭＰ装置に
よれば、ウエハＷの外周部も含めたウエハＷ全面の研磨
レートを均一にすることができるので、ウエハＷの外周
部に面ダレが生じることはほとんどなく、歩留まりの良
いウエハＷを提供することができる。また、スラリがウ
エハＷの裏面と軟質バッキングシート１９との間に侵入
することはないので、図２２に示した従来のキャリア１
００′のようにウエハＷの裏面にシミを発生させるとい
う事態を防止することができ、シミのない高品質のウエ
ハＷを提供することができる。

【００２６】発明者等は、シートサポーター１３のダイ
アフラム１５とゴム部材２０との協働作用によって、ウ
エハＷの外周部の面ダレが防止されることを実証すべ
く、下記の第１ないし第３の実験を行った。

【００２７】第１の実験では、ダイアフラム１５が無い
シートサポーター１３即ちダイアフラム１５の厚さをエ
ッジリング１６の上側突出部１６ｂと略同厚さに設定し
た構造にして、ウエハＷを研磨した。この際、キャリア
１への下方力Ｆと圧力室Ｒ内の空気圧Ｐとを変え、最も
好条件の下方力Ｆと空気圧Ｐとを選択した。具体的に
は、キャリア１の下方力Ｆを９９ｋｇ・ｆ／ｃｍ２、圧
力室Ｒ内の空気圧Ｐを０．４１ｋｇ・ｆ／ｃｍ２に設定
して直径２００ｍｍのウエハＷを５分間研磨した。図７
及び図８は、この第１の実験に用いられた加工前のウエ
ハＷの表面情報を示し、図７は、ウエハＷの断面厚さを
示す線図であり、図８は各部の平坦度を示す平面図であ
る。図８において、符号Ｍは仮想メッシュであり、略正
方形の網目Ｍi（i＝１〜５２）を有している。各網目Ｍ
i内の数値は、各網目Ｍi内の領域における最大厚さと最
小厚さとの差値（μｍ）である。したがって、この値が
小さいほど各網目Ｍi内領域の平坦度は高く、この値が
大きいほど急激な傾斜を有しており、平坦度は低いとい
える。図７に示すように、この加工前のウエハＷの外周
部は急激に傾斜しており、面ダレが発生している。詳し
くは、図８に示すように、ウエハＷの外周部に対応する
網目Ｍ1，Ｍ2，・・・，Ｍ20内の差値は、０．４２μ
ｍ，０．４５μｍ，・・・，０．４６μｍであり、これ
らの平均値は（以下、「面ダレ度」と記す）は０．４９
μｍである。かかるウエハＷを上記条件下で５分間研磨
したところ、図９及び図１０に示す結果を得た。図９に
示すように、研磨加工後のウエハＷ′の外周部の傾斜は
加工前のウエハＷの外周部の傾斜よりも大きくなってい
る。定量的には、図１０に示すように、メッシュＭ′の
網目Ｍ′1，Ｍ′2，・・・，Ｍ′20内の差値が０．７０
μｍ，０．９１μｍ，・・・，０．６９μｍに変化し、
その面ダレ度は０．７２μｍであった。したがって、こ
のキャリアで研磨することによって面ダレ度が０．４９
μｍから０．７２μｍに変化し、面ダレ度が４７％程悪
化したことになる。この結果から、ゴム部材２０のみで
はウエハＷの面ダレを防止することができないことが判
明した。

【００２８】第２の実験では、ゴム部材２０がないキャ
リア１即ちエッジリング１６の下側突出部１６ａの下面
に硬質シート１８を直接固着したキャリア１を用いて、
ウエハＷを研磨した。この際、キャリア１の下方力Ｆを
１１６ｋｇ・ｆ／ｃｍ２とし、圧力室Ｒ内の空気圧Ｐを
０．４９ｋｇ・ｆ／ｃｍ２した条件が最良であり、使用
した加工前のウエハＷは図１１及び図１２に示す形状で
あった。即ち、図１１に示すように、ウエハＷの外周部
の傾斜は第１の実験に用いたウエハＷの外周部の傾斜程
大きくなく、その面ダレ度は０．３７であった。かかる
ウエハＷを上記条件下で５分間研磨したところ、図１３
及び図１４に示す結果を得た。図１３に示すように、研
磨加工時のウエハＷ′の外周部の傾斜は加工前のウエハ
Ｗの外周部の傾斜よりも著しく大きくなっている。定量
的には、図１４に示すように面ダレ度が１．１４μｍに
も達し、加工前のウエハＷの面ダレ度に対して２１０％
も悪化した。この結果から、ダイアフラム１５のみでは
ウエハＷの面ダレ度が著しく大きくなることが判明し
た。

【００２９】第３の実験では、ダイアフラム１５とゴム
部材２０との双方設けたキャリア１即ち上記実施形態と
同構造のキャリア１を用いてウエハＷを研磨した。この
際、キャリア１の下方力Ｆを９９ｋｇ・ｆ／ｃｍ２と
し、圧力室Ｒ内の空気圧Ｐを０．３１ｋｇ・ｆ／ｃｍ２
とした条件が最良であり、使用した加工前のウエハＷは
図１５及び図１６に示すような形状であった。即ち、図
１５に示すように、ウエハＷの外周部に面ダレがあり、
図１６に示すように面ダレ度が０．３３μｍであるシリ
コンウエハＷを用い、上記条件下でこのウエハＷを５分
間研磨した。すると、図１７及び図１８に示す結果を得
た。図１７に示すように、研磨加工後のウエハＷ′の外
周部の傾斜は加工前のウエハＷの外周部の傾斜に比べて
極めて小さい。定量的には、図１８に示すように面ダレ
度が、０．２３μｍに低減し、加工前のウエハＷの面ダ
レ度に対して３０％も改善された。この結果から明らか
なように、ゴム部材２０とダイアフラム１５との協働作
用により、ウエハＷの面ダレ度が極めて小さくなり、シ
リコンウエハＷ全体としての平坦度が向上することが判
った。

【００３０】なお、この発明は、上記実施形態に限定さ
れるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の
変形や変更が可能である。例えば、上記実施形態では、
流体として空気を適用したが、油等の液体を適用してそ
の油圧等でウエハＷを均一に押圧することもできる。ま
た、上記実施形態では、弾性部材としてクロロプレンゴ
ムであるゴム部材２０を用いたが、その他のゴム部材，
ウレタン部材，シリコン部材及びバネ部材等を用いても
良い。

【００３１】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、この発明に
よれば、可撓性のダイアフラム部と弾性部材との協働作
用により、ワーク外周部の研磨レートを他の部分の研磨
レートとほぼ等しくするので、ワーク全面の研磨レート
が均一になり、この結果、面ダレのない歩留まりの良い
ワークを提供することができるという優れた効果があ
る。さらに、ワーク全面をシートによって覆うことで、
研磨作業時の研磨液がワークとシートとの間に侵入する
自体を防止することができるので、シミのない高品質の
ワークを提供することができる。

【００３２】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係るＣＭＰ装置を一部
破断して示す正面図である。

【図２】回転駆動機構を示す断面図である。

【図３】キャリアの構造を示す断面図である。

【図４】キャリアの分解斜視図である。

【図５】硬質シート及び軟質バッキングシートがウエハ
の凹凸に追従している状態を示す断面図である。

【図６】ゴム部材の縮み状態とダイアフラムの撓み状態
とを示す部分拡大断面図である。

【図７】第１の実験に用いられた加工前のウエハの断面
厚さを示す線図である。

【図８】第１の実験に用いられた加工前のウエハの各部
の平坦度を示す平面図である。

【図９】第１の実験で研磨されたウエハの断面厚さを示
す線図である。

【図１０】第１の実験に研磨されたウエハの各部の平坦
度を示す平面図である。

【図１１】第２の実験に用いられた加工前のウエハの断
面厚さを示す線図である。

【図１２】第２の実験に用いられた加工前のウエハの各
部の平坦度を示す平面図である。

【図１３】第２の実験で研磨されたウエハの断面厚さを
示す線図である。

【図１４】第２の実験に研磨されたウエハの各部の平坦
度を示す平面図である。

【図１５】第３の実験に用いられた加工前のウエハの断
面厚さを示す線図である。

【図１６】第３の実験に用いられた加工前のウエハの各
部の平坦度を示す平面図である。

【図１７】第３の実験で研磨されたウエハの断面厚さを
示す線図である。

【図１８】第３の実験に研磨されたウエハの各部の平坦
度を示す平面図である。

【図１９】従来の裏面基準方式のキャリアを示す断面図
である。

【図２０】従来の表面基準方式のキャリアを示す断面図
である。

【図２１】研磨パッドの盛り上がり状態を示す部分拡大
図である。

【図２２】面ダレを防止した従来のキャリアを示す断面
図である。

【図２３】面ダレ防止作用を示す部分拡大図である。

【図２４】バックングパッドによる過研磨状態を示す拡
大断面図である。

【符号の説明】 １…キャリア、 １３…シートサポータ、 １４…サポ
ータ本体、 １４ａ…通気孔、 １５…ダイアフラム、
１６…エッジリング、１８…硬質シート、１９…軟質
バッキングシート、 ２０…ゴム部材、 １１０…定
盤、 １１１…研磨パッド、 Ｒ…圧力室、 Ｗ…ウエ
ハ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 敬 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファム 株式会社内 (72)発明者 清水 俊邦 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファム 株式会社内 Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AA12 AB04 CB02 CB05 DA06 DA12

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体流通孔を有した円盤状の本体部と、 上記本体部の外周面から外方に広がった可撓性を有する
   リング状のダイアフラム部と、 上記ダイアフラム部の外縁部に突設され、ワークの外径
   以上の内径を有したリング状のエッジ部と、 上記リング状のエッジ部の端面に気密に取り付けられ、
   少なくともエッジ部の端面方向に弾性変形可能なリング
   状の弾性部材と、 外周部が上記弾性部材の端面に気密に固着されて、上記
   流体流通孔と連通した圧力室を画成する可撓性のシート
   とを具備することを特徴とするキャリア。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のキャリアにおいて、 上記弾性部材は、ゴム部材，ウレタン部材，シリコン部
   材及びバネ部材のいずれかである、 ことを特徴とするキャリア。
3. 【請求項３】 研磨パッドが表面に貼り付けられた定盤
   と、上記定盤の研磨パッド上のワークを保持した状態で
   回転可能なキャリアと、上記キャリアに所望圧力の流体
   を供給可能な流体供給手段と、上記キャリアを押圧しな
   がら回転させる回転駆動手段とを具備するＣＭＰ装置に
   おいて、 上記キャリアを、 流体流通孔を有した円盤状の本体部と、 上記本体部の外周面から外方に広がった可撓性を有する
   リング状のダイアフラム部と、 上記ダイアフラム部の外縁部に突設され、ワークの外径
   以上の内径を有したリング状のエッジ部と、 上記リング状のエッジ部の端面に気密に取り付けられ、
   少なくともエッジ部の端面方向に弾性変形可能なリング
   状の弾性部材と、 外周部が上記弾性部材の端面に気密に固着されて、上記
   流体流通孔と連通した圧力室を画成する可撓性のシート
   とで構成したことを特徴とするＣＭＰ装置。