JP2000288910A - 基板研磨方法及び装置 - Google Patents

基板研磨方法及び装置

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JP2000288910A
JP2000288910A JP9987399A JP9987399A JP2000288910A JP 2000288910 A JP2000288910 A JP 2000288910A JP 9987399 A JP9987399 A JP 9987399A JP 9987399 A JP9987399 A JP 9987399A JP 2000288910 A JP2000288910 A JP 2000288910A
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substrate
polishing
polishing apparatus
substrate polishing
chemical
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JP9987399A
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English (en)
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Hidenori Nakagawa
英則 中川
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 従来の方法のように装置が大型にならず、か
つ基板の大判化に対応が容易で、任意の形状の基板の隅
まで基板裏面全面を加圧し、基板研磨面を平坦に研磨す
るような基板研磨方法及び装置を提供する。 【解決手段】 基板4と加圧体3の間に流体を介するこ
とによって基板研磨面5と研磨布6との接触圧力を接触
面全面で均一になるようにし、流体を複数の袋体1に分
割し、かつすべての袋体をパイプ2で繋ぐことにより、
流体が自由に袋体間を移動し、基板裏面全面に配置され
た袋体の基板に及ぼす接触圧力が均一となり、基板研磨
面と研磨布の接触圧力が均一になるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はガラスや半導体の基
板を平坦に研磨する基板研磨方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年半導体の高集積化の要求が高まると
ともに、化学的機械的研磨(CMP)による平坦化技術
が注目されてきた。CMPにより、リソグラフィーの可
能性を原理的な限界点まで広げるために不可欠なデバイ
ス表面の平坦化や、多層配線のための埋め込み構造が可
能となる。図2に従来のCMP装置の概略を示す。CM
Pは研磨布6を貼り付けた定盤7上に基板4を配置し、
基板を保持したリテーナー13とともに基板を回転さ
せ、基板裏面から基板を加圧しつつ基板研磨面5を研磨
布に擦りつけ、定盤を回転させながら研磨スラリー12
を滴下し、研磨液の化学的作用と砥粒の物理的作用を利
用して基板研磨面を平坦化させる技術である。
【0003】CMPは基板研磨面と研磨布の接触状態が
そのまま研磨量に影響するため、基板研磨面全面を均一
な圧力で研磨布に押しつける必要がある。しかし、厳密
に基板裏面から全面に均一に圧力をかけることは難し
く、基板が大判になるにつれて圧力の制御が問題とな
る。
【0004】基板裏面全面に均一な接触圧力を得るた
め、特許出願公開番号平09−260316号公報のよ
うに、基板研磨面と研磨布との接触圧力を検出しつつ単
一もしくは複数のアクチュエータなどの加圧体の押しつ
ける力を制御する基板加圧方法がある。しかしこの方法
では、高速で回転している定盤や同じく回転している基
板の接触圧力をオンラインで検出し、基板裏面と加圧体
の接触圧力を制御することは難しい。さらにアクチュエ
ータを駆動させるための装置が大型となってしまう。さ
らに基板が大判化すると、基板全面の接触圧力を制御す
るためにアクチュエータの数を増やさないといけないた
め、さらに装置が大型となり基板の大判化に対応するこ
とが難しい。
【0005】また特許出願公開番号平09−14155
0号公報のように、基板もしくは基板保持部品で密閉さ
れるような圧力容器を有した研磨ヘッドで、基板裏面も
しくは基板保持部品を圧力容器内の流体圧で基板研磨面
を研磨布に押しつける基板加圧方法がある。この加圧方
法では、装置に流体をシールする機構や流体の制御、流
体の供給装置を必要とするなど、これも装置が複雑とな
り大型になってしまう。また、一つの袋体で基板全面を
加圧する場合、基板の隅の方まで均一圧力をかけること
が難しいといった問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】CMPでは基板研磨面
と研磨布の接触状態がそのまま研磨量に影響するため、
研磨面全面を均一な圧力で研磨布に押しつけるよう制御
しなければならないという課題がある。
【0007】本発明では、この課題を解決し、 かつ前記
従来の方法のように装置が大型にならず、かつ基板の大
判化に対応が容易で、任意の形状の基板の隅まで基板裏
面全面を加圧し、基板研磨面を平坦に研磨するような基
板研磨方法及び装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
め、本発明では、基板と加圧体の間に流体を介すること
によって基板研磨面と研磨布との接触圧力を接触面全面
で均一になるようにしている。
【0009】さらに本発明では、流体を複数の袋体に分
割し、かつすべての袋体をパイプで繋ぐことを特徴とし
ており、これにより流体が自由に袋体間を移動し、基板
裏面全面に配置された袋体の基板に及ぼす接触圧力が均
一となり、基板研磨面と研磨布の接触圧力が均一になる
ようにしている。
【0010】すなわち、本発明は、(1)研磨布を貼り
付けた定盤上に基板を配置し、 基板裏面から基板を加圧
しつつ基板研磨面を研磨布に押しつけながら基板及び定
盤を回転させ、 研磨剤を研磨布上に滴下して、基板研磨
面を平坦化する化学的機械的研磨法に用いる基板研磨装
置において、基板を基板裏面から加圧して研磨布に押し
つける加圧体の面と基板裏面との間に分割流体連結シー
トが配置してあって、該シートは、その挟まれた二つの
面の全面に均一な接触圧力を与えることができるよう
に、流体の入った複数に分割された袋体を有し、かつ流
体が自由に各袋体の間を移動できるように、各袋体の間
を繋ぐ連結パイプを有するものであることを特徴とする
基板研磨装置、(2)上記(1)に記載の基板研磨装置
を用いて化学的機械的研磨を行うことを特徴とする基板
研磨方法、(3)リテーナーリング内に固定されたリテ
ーナーに基板を保持させて回転させることにより、任意
の形状の基板を研磨させることができることを特徴とす
る、上記(1)に記載の基板研磨装置、(4)上記
(3)に記載の基板研磨装置を用いて化学的機械的研磨
を行うことを特徴とする基板研磨方法、(5)基板裏面
と分割流体連結シートの間に更に板状の弾性体層を配置
することを特徴とする、上記(1)又は(3)に記載の
基板研磨装置、(6)上記(5)に記載の基板研磨装置
を用いて化学的機械的研磨を行うことを特徴とする基板
研磨方法、(7)袋体が柔軟なゴム又は樹脂でできてい
ることを特徴とする、上記(1)、(3)又は(5)に
記載の基板研磨装置、(8)上記(7)に記載の基板研
磨装置を用いて化学的機械的研磨を行うことを特徴とす
る基板研磨方法、(9)袋体が球状であることを特徴と
する、上記(1)、(3)又は(5)に記載の基板研磨
装置、(10)上記(9)に記載の基板研磨装置を用い
て化学的機械的研磨を行うことを特徴とする基板研磨方
法、である。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図1
及び図3乃至6を参照して説明する。
【0012】図1は本発明の第一の実施の形態に係る基
板研磨装置を用いたCMP装置の概念図である。被研磨
物であるガラスや半導体の基板4は研磨面5を研磨布6
と接するように配置されている。研磨布6は耐薬品性、
耐摩耗性、弾性回復力に優れたポリエステル繊維不織布
や発泡ポリウレタンシートであり、定盤7に貼り付けら
れている。定盤7は図示されていない回転装置により回
転軸8を介して回転する。基板4はリテーナーリング9
内に配置され、リテーナーリング9に固定されている。
リテーナーリング9は回転ローラー10により回転さ
れ、同時に基板4を含むリテーナーリング9内部の装置
も回転される。ノズル11を通して研磨剤12が研磨布
6上に供給される。
【0013】基板裏面には、流体の入った複数の球状の
袋体1と、各袋体内の流体が自由に移動できるように各
袋体間を繋ぐ連結パイプ2を有する分割流体連結シート
15が配置されている。図3に分割流体連結シートの概
略を示す。分割流体連結シート15は柔軟なゴムや樹脂
でできている。袋体1は基板裏面全面にムラなく分布
し、各袋体間の隙間部分の距離は、基板研磨面5と研磨
布6の接触圧力が均一になるのに十分な小さな距離であ
る。
【0014】分割流体連結シート15の上に加圧体3が
配置されている。加圧体3による加圧力で基板研磨面5
を研磨布6に押しつける。加圧体3は基板4と同等か、
それ以上の大きさを持ち、単一か、いくつかに分割され
たものであり、所望の研磨量に見合った重量を有するも
のである。
【0015】分割流体連結シート15と加圧体3はリテ
ーナーリング9内に配置され、基板4とともに回転する
ようになっている。
【0016】図4は、本発明の第二の実施の形態であ
る、リテーナーリング9内にリテーナー13を配置し、
リテーナー13中央を基板形状にくり抜いた部分に基板
4をはめ込むことによって基板4を保持し、リテーナー
リング9の回転とともに基板4を回転させて基板4を研
磨する基板研磨装置の概念図である((a)は断面図、
(b)は平面図である)。これにより任意の形状の基板
を保持することができ、基板裏面全面に分割流体連結シ
ート15を配置することによって、任意の形状の基板の
均一加圧が可能となる。
【0017】本発明の第三の実施の形態を図5に示す。
図5に示すように基板4と分割流体連結シート15の間
に更に板状の弾性体14を介することにより、袋体3が
基板4に与える加圧力が弾性体14によって分散され、
より均一な基板研磨面と研磨布の間の接触圧力が得られ
る。
【0018】本発明の第四の実施の形態を図6に示す。
図6に示すように、リテーナー13を用いた基板研磨方
法において、基板4と分割流体連結シート15の間に更
に板状の弾性体14を介することにより、任意の形状の
基板においても袋体3が基板4に与える加圧力が弾性体
14によって分散され、より均一な基板研磨面と研磨布
との間の接触分布が得られる。
【0019】
【発明の効果】本発明により、ガラスや半導体の基板の
平坦化研磨において、基板の全面を均一な接触圧力で研
磨布に接触させ、従来より平坦な研磨面を得ることがで
きる。さらに、従来より簡単な加圧装置で平坦な研磨面
を得ることができる。また、リテーナーを用いて分割流
体連結シートを任意の形状に作ることにより、基板の形
状に依らず基板の大判化にも対応が容易であり、加圧体
の加圧面の平面度にも依らず研磨布全面に均一な圧力を
与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の分割流体連結シートを用いた基板研磨
装置の概略構成図である。
【図2】従来の基板研磨装置の概略構成図である。
【図3】分割流体連結シートの概略見取り図である。
【図4】分割流体連結シートを用いた基板研磨方法にお
いて、リテーナーを用いた一実施形態を示す概略図で、
(a)は断面図、(b)は平面図である。
【図5】分割流体連結シートを用いた基板研磨方法にお
いて、基板とシートの間にリテーナーリング内に固定さ
れた板状の弾性体を挟む一実施形態を示す概略図であ
る。
【図6】分割流体連結シートを用いた基板研磨方法にお
いて、基板とシートの間にリテーナー内に固定された板
状の弾性体を挟む一実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
1 袋体 2 連結パイプ 3 加圧体 4 基板 5 基板研磨面 6 研磨布 7 定盤 8 回転軸 9 リテーナーリング 10 回転ローラー 11 ノズル 12 研磨剤 13 リテーナー 14 弾性体 15 分割流体連結シート

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 研磨布を貼り付けた定盤上に基板を配置
    し、 基板裏面から基板を加圧しつつ基板研磨面を研磨布
    に押しつけながら基板及び定盤を回転させ、研磨剤を研
    磨布上に滴下して、基板研磨面を平坦化する化学的機械
    的研磨法に用いる基板研磨装置において、基板を基板裏
    面から加圧して研磨布に押しつける加圧体の面と基板裏
    面との間に分割流体連結シートが配置してあって、該シ
    ートは、その挟まれた二つの面の全面に均一な接触圧力
    を与えることができるように、流体の入った複数に分割
    された袋体を有し、かつ流体が自由に各袋体の間を移動
    できるように、各袋体の間を繋ぐ連結パイプを有するも
    のであることを特徴とする基板研磨装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の基板研磨装置を用いて
    化学的機械的研磨を行うことを特徴とする基板研磨方
    法。
  3. 【請求項3】 リテーナーリング内に固定されたリテー
    ナーに基板を保持させて回転させることにより、任意の
    形状の基板を研磨させることができることを特徴とす
    る、請求項1に記載の基板研磨装置。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の基板研磨装置を用いて
    化学的機械的研磨を行うことを特徴とする基板研磨方
    法。
  5. 【請求項5】 基板裏面と分割流体連結シートの間に更
    に板状の弾性体層を配置することを特徴とする、請求項
    1又は3に記載の基板研磨装置。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の基板研磨装置を用いて
    化学的機械的研磨を行うことを特徴とする基板研磨方
    法。
  7. 【請求項7】 袋体が柔軟なゴム又は樹脂でできている
    ことを特徴とする、請求項1、3又は5に記載の基板研
    磨装置。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載の基板研磨装置を用いて
    化学的機械的研磨を行うことを特徴とする基板研磨方
    法。
  9. 【請求項9】 袋体が球状であることを特徴とする、請
    求項1、3又は5に記載の基板研磨装置。
  10. 【請求項10】 請求項9に記載の基板研磨装置を用い
    て化学的機械的研磨を行うことを特徴とする基板研磨方
    法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1191405A2 (en) 2000-09-22 2002-03-27 Ricoh Company, Ltd. Image forming apparatus and method
KR101466775B1 (ko) * 2013-01-31 2014-11-28 (주) 예스티 반도체 칩 가열 가압장치
KR101584672B1 (ko) * 2014-03-10 2016-01-13 (주)예스티 반도체 칩 가압 본딩장치

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