JP2000173960A

JP2000173960A - 複数ウエハの研磨ツ―ル

Info

Publication number: JP2000173960A
Application number: JP29254799A
Authority: JP
Inventors: F Rofaaro Michael; ミッシェル・エフ・ロファーロ
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1998-12-04
Filing date: 1999-10-14
Publication date: 2000-06-23
Anticipated expiration: 2019-10-14
Also published as: US6186877B1; KR100350290B1; JP3111068B2; US6478665B2; TW415874B; US20010005669A1; CA2288621A1; KR20000047629A

Abstract

(57)【要約】【課題】現存するＣＭＰ研摩機より大きなスループット
を与えるＣＭＰ研摩機を提供することである。【解決手段】中央のプラテン軸１８の回りに回転可能
な、垂直にスタックされた複数の研磨プラテン１４と、
ウエハを回転可能にかつ研磨プラテン１４と接触させる
ようにウエハを垂直方向に移動可能に支持する、垂直に
スタックされた複数のウエハ・キャリア２２と、を備え
るウエハ研磨ツール１０が与えられる。ウエハ・キャリ
ア・パックは、ウエハの全表面より小さいウエハ表面領
域を前記プラテンと途切れなく接触させるようにウエハ
を維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体デバイスを製造
する際に使用する装置に関し、より詳しくは半導体ウエ
ハの化学機械研磨（ＣＭＰ）の実行のための装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】集積回路（ＩＣ）デバイスの製造におい
て、化学機械研磨（ＣＭＰ）は必要不可欠なステップと
なっている。ＩＣの製造工程の幾つかのステップにおい
て、最初に付着された層が平坦表面を示さない場合、後
の層を半導体基板に付着できない。ＣＭＰ工程は、その
ような層を平坦化するために用いられる。その製造工程
のステップにおいて、酸化物層上に平坦表面を確保する
ことが望まれる。別の方法として、半導体デバイスを製
造する際の異なるステップにおいて、金属のコンフォー
マルな層が誘電体層上にブランケット付着され、その内
部のバイアを充填する。そして、ＣＭＰ工程により、ブ
ランケット金属層が誘電体層の表面まで研磨される。そ
のようなＣＭＰ工程において、金属と誘電体との材料の
除去の速度が類似していないことが重要である。それは
研磨を誘電体の所で停止させるためであり、さもない
と、バイアの内部の金属が、過度に”ディッシング”
（ｄｉｓｈｉｎｇ）、即ち誘電体層の上面の下まで皿の
くぼみのようにへこみ形状に過度に除去されたり、又は
誘電体層が過度に薄くなったりし、どちらの場合も後に
なって欠陥を生じる可能性がある。

【０００３】従来、平坦化される特定の層及びその内部
のフィーチャーの組成あるいは材料に材料に従って、ス
ラリーの化学組成が除去速度を調節するために選択され
る。ＣＭＰツールに与えられるそのスラリーの化学組成
は別として、２つの機械パラメータが除去速度の決定に
重要な役割を果たす。これらは、ウエハ及び研磨パッド
間の回転速度と、研磨パッドに対してウエハを押し付け
るために加えられる下向きの力である。回転速度又は下
向きの力の増加は、除去速度を早くする。逆に回転速度
又は下方の力の減少は、除去速度を遅くする。

【０００４】現在利用可能なＣＭＰ研摩機は、単に１つ
又は多くとも数個のウエハを一度に処理するにすぎな
い。一度に研磨出来るウエハの数は制限される。なぜな
ら従来のＣＭＰ研摩機は、各ウエハの全表面を研磨パッ
ドに接触するように置くことを要求するからである。現
在の２００ｍｍのウエハ直径において、幾つかの存在す
るＣＭＰツールは、多くとも２つのウエハを同時に研磨
するにすぎない。非常に大きなＣＭＰ研摩機は、単一の
大きなディスク形状の研磨パッド上において５つもの２
００ｍｍウエハを一度に研磨することができる。

【０００５】図１４を参照すると、ほぼ６０ｃｍの直径
の大きな回転するディスク形状のプラテン１１８を有す
る装置の上で、従来、ＣＭＰは実行されている。回転す
るプラテン１１８を覆うパッド１１９の上において、キ
ャリア１１６によって、ウエハ１１４はうつ伏せにして
保持される。ウエハ１１４は、外側ディスク周辺１２１
及び中心１２５から固定半径Ｒの内側の円１２３間に位
置づけられる。プラテン１１８の回転速度はプラテンの
内側の円１２３のところより外周部１２１の近くのほう
が速いから、ウエハ表面上の異なる位置で異なる研磨速
度を与える位置依存の速度変動を減少させるために、研
磨の間ウエハを回転させる。しかしながら、この実行に
もかかわらず、回転速度の相違は、依然としてウエハの
外周と中心の近くの点との間で存在する。結果として、
ウエハの外側と内側の表面との間では、一貫した研磨速
度は達成されない。

【０００６】異なるウエハ位置での回転速度のこの相違
のため、１４０ｒｐｍより大きな回転速度でＣＭＰを実
行することは、望ましいくとは考えられない。従来のＣ
ＭＰ研摩機において、ディスク・プラテンの回転速度
は、概して？一般的に１０〜１４０ｒｐｍの範囲内に維
持される。

【０００７】１０〜１４０ｒｐｍの従来のプラテン回転
速度において、最低限のウエハ処理速度を達成するＣＭ
Ｐを実行するために、少なくとも５から９ｐｓｉ（ｐｏ
ｕｎｄｆｏｒｃｅｐｅｒｓｑｕａｒｅｉｎｃｈ）ま
での力をウエハ・キャリア１６により加えてウエハをプ
ラテン１１８の方向に押さなければならない（"下向き
の力"）。５〜９ｐｓｉの下向きの力を加えることは、
望ましいプロセス・スループットを達成するために珍し
いことではない。ウエハ／プラテンの接触面での大きな
下向きの力は、異なる化組成のフィーチャーの除去速度
の差を増す傾向があるということが知られている。より
強い下向き力は、酸化物層内の金属フィーチャーのディ
ッシュイングを増加させ、結局異なる組成又はパターン
密度のフィーチャーを含む層を研磨する際に減少した平
面性をもたらす。

【０００８】ウエハ・スループットは、ＣＭＰツールの
望ましさの１つの尺度である。別の尺度もある。最善な
態様は、ＣＭＰツールを所有し操作するのに高価でな
く、半導体工場の中において少しのペースしか占めず、
全体の一様性ばかりでなく適切でかつ一貫した局所的な
平坦性を達成するように研磨でき、高く一貫したスルー
プットを与えるべきである。

【０００９】現存するＣＭＰ研摩機は必要以上に大きく
高価であり、以下に開示される本発明のマルチレベルの
研磨装置により可能とされるものよりずっと小さなスル
ープットを与えるにすぎない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、現存
するＣＭＰ研摩機よりも大きなスループットを与えるＣ
ＭＰ研摩機を提供することである。更に、本発明の目的
は、現存するＣＭＰ研摩機よりも小さなＣＭＰ研摩機を
提供することである。本発明の別の目的は、現存するＣ
ＭＰ研摩機よりも所有と操作が安価なＣＭＰ研摩機を提
供することである。本発明の更に別の目的は、一貫した
品質でもってウエハを処理するＣＭＰ研摩機を提供する
ことである。本発明の別の目的は、現存するＣＭＰ研摩
機より優れた平坦性を与える研磨をするＣＭＰ研摩機を
提供することである。本発明の追加の目的は、ウエハの
クリーン及びドライの操作ばかりでなく、そのままの場
所（ｉｎ−ｓｉｔｕ）での測定と終点の検出を実行する
完全に統合化されたＣＭＰ研摩機を提供することであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】これらの本発明の目的
は、本発明のウエハ研磨ツールによって達成される。本
発明の第１の態様において、ウエハ研磨ツールは、中央
のプラテン軸の回りに回転可能な研磨プラテンと、ウエ
ハが回転している間に、ウエハの全表面よりちいさなウ
エハ表面領域の全表面より小さなウエハ領域をプラテン
研磨表面と接触させるようにウエハを支持するウエハ・
キャリアとを含む。

【００１２】本発明の第２の態様に従うと、中央のプラ
テン軸の回りに回転可能な研磨プラテンと、ウエハを回
転運動させて、ウエハの表面の一部を前記プラテンに継
続的に接触させる、前記ウエハを支持するウエハ・キャ
リアと、を含むウエハ研磨ツールが与えられる。

【００１３】本発明の第３の態様に従うと、中央のプラ
テン軸の回りに回転可能な、垂直にスタックされた複数
の研磨プラテンと、前記ウエハの全体表面より小さな上
を前記プラテンと途切れなく接触させる、垂直にスタッ
クされた複数のウエハ・キャリアと、を備えるウエハ研
磨ツールが与えられる。

【００１４】本発明の別の態様に従うと、ウエハ研磨ツ
ールは、中央のプラテン軸の回りに回転可能な、垂直に
スタックされた複数の研磨プラテンと、複数のウエハに
回転運動を与えるウエハ・キャリア・パックとを備え、
キャリア・パックは、ウエハの全表面より小さいウエハ
表面領域を前記プラテンに途切れなく接触させるように
ウエハを維持する。

【００１５】更に本発明の好ましい実施例が本明細書に
おいて、開示される。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、両側に左右のウエハ・キ
ャリア・パック１２を有するプラテン・アセンブリ１０
を示す本発明の研摩機の上面図である。図２の側面図を
参照すると、プラテン・アセンブリ１０は複数の研磨プ
ラテン１４を含み、各研磨プラテンの下側に、各研磨パ
ッド１６が取付けられている。研磨プラテンは、プラテ
ン・アセンブリ１０の中央のドライブ・シャフト１８と
係合する中央の開口を有する固い平たんなディスクであ
る。１つのプラテン１４は、中央シャフト１８上に嵌め
込められ１又はそれ以上のスペーサ２０により他のプラ
テン１４に対して固定可能な垂直間隔で保持される。プ
ラテンは好ましくは実質的に堅く、かつシャフト１８及
びスペーサ２０に対して十分な質量を有するように構築
され、回転運動を安定にするための回転の慣性を与え
る。分当たり数百回転から数千回転のスピードで、良好
の慣性特性を有しながらプラテンの回転を可能にする安
定システムが必要である。本発明の開発において研究さ
れてきたそのような回転システムの１つは、ＩＢＭ社に
より製造されたモデルＮｏ．３３８０マルチ・ディスク
・ディスク・アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ）ドライブで
ある。

【００１７】図２を参照すると、ウエハ・キャリア・パ
ック１２のそれぞれは、複数のウエハ・キャリア２２を
含む。各ウエハ・キャリア２２は、ウエハを支持するベ
ース２４を含み、ウエハを回転させる以下で説明する内
部コンポーネントを有する。各ウエハ・キャリア２２
は、ウエハとプラテン１４の回転にも拘わらず所定の位
置にウエハを保持するために、ウエハの円周の過半数の
部分にわたってウエハの外周を囲むリング２６を含む。
リング２６の両端部２８は、図１に示すように、好まし
くは、リング２６によって囲まれたウエハ・ベッド３８
（図１１）の中心に関して同じ側に少しだけ移動した所
に位置に位置づけられる。図１を参照すると、キャリア
・パック１２は、固定レール６８に沿って、プラテン・
アセンブリ１０の方向へ、またはそれから離れるように
動くことこが出来る。研磨の間キャリア・パック１２
は、レール６８に沿って振動して、ウエハ表面上の特定
の場所に拘わらず実質的に同じ時間の間、各ウエハの表
面が研磨される。

【００１８】図１を更に参照すると、キャリア・パック
１２の各ウエハ上に位置する光学的終点検出機構２１、
ストロボ光源２３、及び清掃ブラシ２５が存在する。光
学測定及び終点検出機構２１の目的は、ウエハがウエハ
・キャリア２２内に係合している間又は研磨中でさえ、
そのままの状態で終点の検出を可能にすることである。
ストロボ光源２３は、光学測定及び点検出機構２１内部
の結像レンズによる捕獲のために、適当な位置で動いて
いるウエハの像を確定する。測定及び検出機構２１はそ
の後、正確に研磨プロセスのステージを測定し、研磨プ
ロセスに関して、オペレータ及び／又は自動制御に、フ
ィードバックのためのデータを与えることができる。ブ
ラシ２５は、好ましくはクリーニング効果を最大にする
ためにウエハの回転方向と反対に駆動される。

【００１９】図３は、ウエハに対して上向き及び回転の
力を加えて、それらウエハをプラテン・アセンブリ１０
の研磨パッド１６と研磨関係にする本発明の第１の実施
例に従って構築された機構の詳細図である。ウエハ・キ
ャリア２２の上向きの移動は、持ち上げスリーブ２９に
加えられる垂直の持ち上げ力により与えられる。これら
持ち上げスリーブ２９は、ベース３２の最も近くのウエ
ハ・キャリア２２の所で互いに連結され、次いで好まし
くはボイス・コイル・モータ８８（図４の（Ｂ））によ
り垂直に移動する持ち上げシャフト３３に連結される。
このモータ８８は、加えられる垂直力の大きさ及び時間
に関する正確な制御を可能にする。持ち上げスリーブ２
９は支持シャフト３１を囲み、垂直方向に持ち上げる力
を、キャリア・パック１２の内部のより高くに位置する
ウエハ・キャリア２２に伝達する。

【００２０】図３を更に参照すると、キャリア・アセン
ブリ１２には、ドライブ・シャフト３０が与えられる。
ドライブ・シャフトは、キャリア・アセンブリ１２のベ
ース部３２から複数のウエハ・キャリア２２を通して上
部３４に延びる。ドライブ・シャフト３０には、複数の
ドライブ・ギア３６が与えられる。ドライブ・ギアの各
々は、ウエハ・キャリア２２に結合した第２のドライブ
・ギア４２（図１１〜図１３）に係合するように位置づ
けられる。

【００２１】図１１は、上と下のベース部材２４ａ，２
４ｂ、ウエハ・ベッド３８、第２ののドライブ・ギア４
２、及びガイド・ギア４６を含むウエハ・キャリア２２
の上面図である。ウエハ・キャリア２２は、ウエハ・キ
ャリア・パック１２のドライブ・シャフト３０に固定さ
れたドライブ・ギア３６から、第２のドライブ・ギア４
２を通して回転力を受けるように係合できる。第２のド
ライブ・ギア４２の回転は、次に、ウエハ・ベッド３８
に固定されたギア４０を回転させる。ガイド・ギア４６
はギア４０の周囲に沿って与えられ、第２のドライブ・
ギア４２に応答して、ウエハ・ベッド３８の動きを導
く。

【００２２】図１１を参照すると、ウエハ・ベッド３８
とそれに係合したギア４０は、ガイド・ギア４６により
横方向で所定の位置に保持される。図１２は、線１２’
−１２’を通しての図１１の図の断面である。図１３
は、図１２の拡大図である。図１２〜１３に示されてい
るように、ウエハ・ベッド３８を導くために、ボール・
ベアリング４４は、好ましくはベース２４の上部及び下
部のベース部材２４ａ、２４ｂの内部の固定した凹状部
４８の内部に与えられる。ボール・ベアリング４４は、
ウエハ・ベッド３８に位置するグルーブ（図示せず）内
に乗る。別の方法として、ボール・ベアリング４４のセ
ットを収納する（玉軸受けの玉が走る）みぞ輪（図示せ
ず）を、上の部材２４ａとウエハ・ベッド３８内の対応
するグルーブ内部に固定し、同時にボール・ベアリング
４４の第２の（玉軸受けの玉が走る）みぞ輪（図示せ
ず）を、下の部材２４ｂとウエハ・ベッド３８との内の
対応するグルーブ内部に固定することができる。

【００２３】図４は、中央のプラテン・アセンブリ１０
及び左右のキャリア・パック１２を駆動するモータを含
むハウジング８０のそれぞれ上面及び側面の図を示す。
図４の（Ａ）に示されるように、ハウジング８０は、ベ
ルトによって、ドライブ・シャフト１８に固着した滑車
８４を駆動する第１のモータを含む。前述したように、
待ち上げる力をウエハ・キャリア２２に与えるボイス・
コイル・モータ８８と同様に、回転力を与えるウエハ・
キャリアのドライブ・モータ８６を、近接した位置に示
されている。

【００２４】ここで図１１〜図１３に関して上で示され
説明された回転ドライブ機構に対する代替例は、図７〜
図１０を参照して説明する。この実施例において、垂直
リフト機構を、実質的に図３と図１１〜１３に関して示
されたものと同じであり、更に説明を必要としない。図
７は、ドライブ・シャフト５０と、３つのウエハ・キャ
リア２２のそれぞれに対してベース２４の下部に固定さ
れたドライブ滑車５２とを有する３つのレベルのウエハ
・キャリア・パックの側面図である。ドライブ滑車５２
は、それぞれドライブ・ベルト５６により、ウエハ・キ
ャリア２２のウエハ・ベッド３８に固定されたウエハ・
ベッド滑車５４に連結される。

【００２５】図８は、ドライブ機構の本実施例のため
の、上部及び下部のベース部材２４ａ，２４ｂ、ウエハ
・ベッド３８、及びガイド・ローラー５８を含むウエハ
・キャリア２２の上面図である。ウエハ・ベッド３８
は、それに固定されたウエハ・ベッド滑車５４によって
回転させられる。ウエハ・ベッド３８の周囲に沿って与
えられるガイド・ローラー５８は、ウエハ・ベッド滑車
５４に応じて、ウエハ・ベッド３８の動きを導く。

【００２６】図９は、線９’−９’を通る図８の断面図
である。図１０は、図９に示された図の拡大である。図
１１〜１３に関して説明された実施例のように、ボール
・ベアリング４４が与えられ、ウエハ・ベッド３８の回
転を導く。しかしながら、ボール・ベアリング４４は、
好ましくは、ベース２４の上部及び下部のベース部材２
４ａ，２４ｂの非対称な場所に位置する凹状部６０の中
に与えられる。この態様において、力は均等にウエハ・
ベッド３８の周囲上にわたって分配され、ウエハ・ベッ
ドは必要とされるハードウエアの製造を簡単にし、そし
て／又は、少しのベアリングしか用いられない場合、力
はウエハ・ベッド３８の周囲に沿った質量を減少させ、
それにより回転の安定性を増すことができる。

【００２７】図５及び図６はそれぞれ、ウエハを研磨で
きるようにウエハ・キャリア・パック１２をプラテン・
アセンブリ１０と適当な位置になるようにする係合機構
の実施例を示している。図５は、プラテン・アセンブリ
１０に向かい及びそれから離れる円弧６４にほぼ沿っ
て、キャリア・パック１２が固定ピン６２に関して旋回
する実施例における、プラテン・アセンブリ１０とキャ
リア・パック１２の関係を示す。この態様において、一
度ウエハがキャリア・パック１２に取付けられると、個
々のプラテン１４により個々のウエハを研磨するための
位置に、キャリア・パック１２全体が旋回される。図１
を参照した前述の実施例のように、研磨の間、キャリア
・パック１２は、その旋回軸点の周りでわずかに振動
し、全体のウエハ表面を平らに研磨する。

【００２８】図６は、キャリア・パック１２がプラテン
・アセンブリ１０に向かい及びそれから離れる固定レー
ル６８に沿って動くことができるプラテン・アセンブリ
１０とキャリア・パック１２の関係を示す。この実施例
において、キャリア・パック１２は、複数のレール・ガ
イド７０を含み、そのレール・ガイドは軸７２に沿って
固定された関係にキャリア・パック１２を維持する。一
度ウエハが図６に示されるようなキャリア・パック１２
に取付けられると、個々のプラテン１４により個々のウ
エハを研磨するための位置に、全体のキャリア・パック
１２はレール６８に沿って動かされる。

【００２９】操作において、ウエハ・キャリア・パック
１２は、レール６８に沿う（図６）又は旋回シャフト６
２を回転軸とする動きによりプラテン・アセンブリ１０
から離される。次にウエハは、手により又は自動化手
段により、キャリア・パック１２のキャリア２２上に載
せられる。好ましい自動化装填機（ｌｏａｄｅｒ）は、
複数のウエハ”ペンシル”（ロボットの手の指）の対を
有するロボットを含む。各対は１つのウエハをしっかり
つかみ、ウエハ・カセットからキャリア２２へのロボッ
ト・アームの１回の操作により、幾つかのウエハを研摩
機上に載せる。別の方法として、ウエハは、真空フィン
ガーにより取上げられ真空により保持され、次にロボッ
トによりウエハ・キャリア２２上に置かれる。

【００３０】ウエハを載せた後、ウエハ・キャリア・パ
ック１２が滑走し（図６）又は旋回して（図５）、プラ
テン・アセンブリに関連した位置（図１，２）で係合さ
れる。回転運動が、それぞれのドライブ・モータ８２，
８６を通してプラテン１４とウエハ・ベッド３８とに与
えられる。次にウエハ・キャリアは、ウエハ・キャリア
２２に結合した持上げスリーブ２９（図３）に連結した
垂直ドライブ・モータ８８によりドライブ研磨位置に持
上げられる。好ましくはボイス・コイル・モータである
垂直ドライブ・モータに与えられる適当な信号により、
ウエハープラテン間の研磨圧力は精密に制御され、特定
の研磨対象物に適合する様に、異なった値に研磨の間、
増加、減少、サイクル化できる。その上、ウエハ・キャ
リアに固定された力変換器（ｆｏｒｃｅｔｒａｎｓｄ
ｕｃｅｒ）からのフィード・バック信号をボイス・コイ
ル・モータに与え、より精密にウエハ・キャリアに加え
られる垂直力を制御することができる

【００３１】本発明の回転駆動機構は、ウエハを数１０
０〜数１０００ｒｐｍ（分当たり数百〜数千回転）及び
今までよりずっと大きなプラテン回転速度になるのを可
能にすることから、望ましい除去速度をさらに維持しな
がらウエハの研磨圧力を大きく削減できる。この態様に
おいて、良好な平坦性とずっと小さなディッシングが研
磨の間実行される。

【００３２】研磨の間に、研磨スラリは、プラテン・ア
センブリ１０に係合する多孔性の（例えばスポンジのよ
うな）塗薬器（ａｐｐｌｉｃａｔｏｒ）を通して、ウエ
ハに又は別の方法として研磨パッド１６の下側面に供給
される。ブラシ２５は研磨の間にウエハから研磨剤を取
除きひっかききずを減少させ、研磨に良好な制御を与え
る（図１）。ウエハ表面にわたって研磨の一様性を与え
るために、プラテン・アセンブリ１０へ向い及びそれか
ら離れる振動運動を、レール６８の方向で（図６）又は
旋回シャフト６２（図５）に関する回転で与えられる。

【００３３】キャリア・パック１２がプラテン・アセン
ブリ１０に係合されている間又は研磨の間、ウエハ表面
上に与えられたストロボ光２３の助けにより、測定及び
検出システム２１は、終点（ｅｎｄ−ｐｏｉｎｔ）の監
視、又は終点の検出の目的のためにリアル・タイムの測
定を可能にする。推定又はサンプルに頼るのではなく、
終点検出信号はウエハ研磨が実行されている時に研磨さ
れているウエハから直接に与えられる。

【００３４】本発明は好ましい実施例により説明された
が、特許請求の範囲の精神及び範囲の範囲内において、
本発明の改良が可能であることは当業者なら理解できる
であろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】左右のウエハ・キャリア・パック１２によって
側面を守られるプラテン・アセンブリ１０を示す本発明
のウエハ研磨ツールの上面図である。

【図２】本発明のウエハ研磨ツールの側面である。

【図３】上方の及び回転の力をウエハに加え、それらを
プラテン・アセンブリ１０の研磨パッド１６と研磨関係
になるようにするための本発明の第１の実施例に従って
構築された機構の詳細な図である。

【図４】中央のプラテン・アセンブリ１０と左右のキャ
リア・パック１２を駆動するモーターを含むハウジング
８０の上面及び側面図である。

【図５】ウエハ・キャリア・パック及び第１の枢軸回転
可能な代替的な係合する機構を示す研磨プラテン・アセ
ンブリの上面図である。

【図６】ウエハ・キャリア・パック及び第２の滑ること
が可能な代替的な係合する機構を示す研磨プラテン・ア
センブリの上面図である。

【図７】ドライブ・シャフトとドライブ滑車を用いてウ
エハの回転を伝える実施例における３つのレベルのウエ
ハ・キャリア・パックの側面図である。

【図８】図７において示される実施例において用いられ
るウエハ・キャリア２２の上面図である。

【図９】図８における線９’−９’の断面図である。

【図１０】図９に示された図の拡大である。

【図１１】上部及び下部のベース部材２４ａ、２４ｂを
含む、ウエハ・キャリア２２の上面図である。これらの
ベース部材は、ドライブ・ギアがウエハ回転を与える実
施例において用いられる。

【図１２】図１１における線１２’−１２’を通する断
面図である。

【図１３】図１２の拡大図である。

【図１４】従来のＣＭＰ研摩機の斜視図である。

【符号の説明】

１０：プラテン・アセンブリ１２：ウエハ・キャリア・パック１４：研磨プラテン１６：研磨パッド１８：ドライブ・シャフト２０：スペーサ２１：最終点の測定・検出システム２２：ウエハ・キャリア２３：ストロボ光２４：ベース２５：ブラシ２６：リング２８：リングの端部２９：持上げシャフト３０：ドライブ・シャフト３１：支持シャフト３２：ベース部３４：上部３６：ドライブ・ギア３８：ウエハ・ベッド４０：ギア４２：第２のドライブ・ギア４４：ボール・ベアリング４６：ガイド・ギア４８：くぼみ５４：ウエハ・ベッドの滑車５６：ドライブ・ベルト５８：ガイド６２：軸シャフト６４：円弧６８：レール７２：軸８０：ハウジング８２、８６：ドライブ・モータ８４：滑車８８：ボイス・コイル・モータ１１４：ウエハ１１６：キャリア１１８：プラテン１１９：パッド１２１：ディスクの外側周辺１２３：内側の円１２５：中心

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中央のプラテン軸の回りに回転可能な研磨
プラテンと、ウエハが回転している間、前記ウエハの全
表面より小さなウエハ表面領域を前記プラテンの研磨表
面と接触させるように、ウエハを支持する回転可能にウ
エハ・キャリアとを備えるウエハ研磨ツール。
【請求項２】中央のプラテン軸の回りに回転可能な研磨
プラテンと、ウエハを回転運動させて、前記ウエハの全
体表面より小さな上を前記プラテンと途切れなく接触さ
せる、前記ウエハを支持するウエハ・キャリアと、を備
えるウエハ研磨ツール。
【請求項３】中央のプラテン軸の回りに回転可能な、垂
直にスタックされた複数の研磨プラテンと、回転運動と
各前記研磨プラテンを各ウエハに接触させる垂直運動と
のためのウエハを支持する、ウエハを回転可能に、か
つ、前記研磨プラテンと接触するように垂直方向に移動
可能に支持する垂直にスタテックされた複数のウエハ・
キャリアとを備えるウエハ研磨ツール。
【請求項４】中央のプラテン軸の回りに回転可能な、垂
直にスタックされた複数の研磨プラテンと、複数のウエ
ハに回転運動を与えるウエハ・キャリア・パックとを備
え、前記キャリア・パックは、前記ウエハの全表面より
小さいウエハ表面領域を前記プラテンに接触させるよう
に前記ウエハを維持することを特徴とするウエハ研磨ツ
ール。
【請求項５】前記ウエハ・キャリア・パックは、それぞ
れが個々の平行平面内にウエハを支持する複数のウエハ
・キャリアと、プラテン係合位置及びプラテン離脱位置
の間で移動を可能とするための少なくとも１対のレール
とを含むことを特徴とする請求項４に記載のウエハ研磨
ツール。
【請求項６】前記ウエハ・キャリア・パックは、前記研
磨プラテンに向い及びそれから離れる方向に沿って振動
運動を前記ウエハに与えることを特徴とする請求項７に
記載のウエハ研磨ツール。
【請求項７】前記ウエハ・キャリア・パックと連結した
ボイス・コイル・モータを更に含み、垂直力を該ウエハ
・キャリア・パックに加える請求項４に記載のウエハ研
磨ツール。
【請求項８】前記ウエハ・キャリア・パック上に位置す
る力変換機を更に含み、フィード・バック入力を前記ボ
イス・コイル・モータに与える請求項４に記載のウエハ
研磨ツール。
【請求項９】前記ウエハ・キャリア・パックは、前記ウ
エハ・キャリア・パックをプラテンの係合位置及びプラ
テンの離脱位置の間で回転できるように旋回可能に支持
されることを特徴とする請求項４に記載のウエハ研磨ツ
ール。
【請求項１０】？前記ウエハ・キャリア・パックは、前
記旋回の動きによって前記ウエハに振動運動を与えるこ
とを特徴とする請求項４に記載のウエハ研磨ツール。
【請求項１１】前記研磨ツールは、前記ウエハの研磨表
面の部分が前記プラテンと接触している間に前記表面の
別の部分と接触するように位置づけされたブラシを更に
含むことを特徴とする請求項４に記載のウエハ研磨ツー
ル。
【請求項１２】？１つの研磨サイクルの間、前記プラテ
ンの研磨表面との接触を維持しするための多孔性材料の
スラリ塗布器を更に含む請求項４に記載のウエハ研磨ツ
ール。
【請求項１３】前記ウエハ・キャリア・パックが前記プ
ラテン・アセンブリ内に係合されている間に、前記ウエ
ハの研磨された表面からのプロセス監視情報を獲得する
ために位置づけされたプロセス監視手段を更に含む請求
項４に記載のウエハ研磨ツール。