JP2000353679A - ケミカルメカニカル平坦化システム - Google Patents

ケミカルメカニカル平坦化システム

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ヴイ． ティエッツ ジェイムズ
Shijian Li
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Manoocher Birang
ビラング マヌーチャ
M White John
エム． ホワイト ジョン
Lawrence M Rosenberg
エム． ローゼンバーグ ローレンス
Martin Scales
スケイルズ マーティ
Ramin Emami
エマミ ラミン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 固定砥粒パッドを好適に利用してケミカルメ
カニカルポリシングシステム中で基板をポリシングする
システムを提供する。 【解決手段】 プラテンとその上に配置されたポリシン
グ材ウェブとを一般的に含む基板ポリシング用半導体基
板処理装置である。この装置の実施形態は、ポリシング
材ウェブを収容する使い捨てカートリッジと、ウェブの
付近に配置されウェブの未使用部分の汚れを防止するシ
ールド部材と、プラテンに対してウェブを固定および解
放する流体供給装置と、ウェブの横方向の動きを制御す
る装置と、ロールの単位高さあたりのポリシング材の走
行をより直線的にする装置と、を含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、全体として、基板
をポリシングする処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウェーハ処理では、ウェーハ等の
半導体ワークピース（すなわち、基板）上のデバイス密
度を高める優れた能力のため、ケミカルメカニカル平坦
化、すなわちＣＭＰの使用が支持を得ている。半導体製
造においてウェーハ上に形成される層の平坦化の要請が
増大するにつれて、システム（すなわち、プロセスツー
ル）スループットをより大きくしつつウェーハダメージ
をより少なく抑え、ウェーハ平坦化も向上させるという
要求が増大している。
【０００３】こうした要求に応えた二つの代表的な装置
が、１９９８年９月８日にPerlovらに与えられた米国特
許第５，８０４，５０７号および１９９８年４月１５日
にTollesらに与えられた米国特許第５，７３８，５７４
号に記載されている。PerlovおよびTollesらは、隣接す
る液体充填槽内に配置されたカセットからウェーハを供
給する平坦化システムを有するＣＭＰシステムを開示し
ている。搬送機構、すなわちロボットは、充填槽から搬
送ステーションへのウェーハ搬送を容易にする。搬送ス
テーションは、一般に、カルーセルに取り付けられた四
つの処理ヘッドの一つにウェーハを配置するロードカッ
プを有する。カルーセルは、各処理ヘッドをロードカッ
プの上方で連続移動させてウェーハを受け取る。処理ヘ
ッドがローディングされると、カルーセルは、処理ヘッ
ドおよびウェーハを移動させてポリシング用の平坦化ス
テーションを通す。ウェーハは、スラリやその他の研磨
流体媒体を供給しつつウェーハをポリシングパッドに対
して相対移動させることによって平坦化される。ポリシ
ングパッドは研磨面を含んでいてもよい。スラリは、通
常、ウェーハからの材料除去を助ける化学薬品および研
磨剤の双方を含む。平坦化処理終了後、ウェーハは、搬
送ステーションを通って、充填槽に配置された正しいカ
セットに戻される。
【０００４】一般に、研磨粒子を含んだスラリは多くの
好ましくない面を持つ。例えば、スラリによって運ばれ
る研磨粒子は沈殿し, スラリ中の研磨粒子濃度を変化さ
せることがある。また、スラリ中の研磨剤は、ポンプ機
構や関連する配管を磨耗および腐食させて定期保守およ
び交換を必要とする一方、装置および部品の耐用年数を
縮めてしまう。さらに、工具表面で乾いたスラリは除去
し難く、ポリシング作業を妨げたりウェーハ表面にダメ
ージを与える望ましくない粒状物となることがある。
【０００５】一つの解決法は、ポリシングパッド中に複
数の固定研磨要素を含ませることによってスラリ中で研
磨粒子を使用しないようにすることである。一般に、固
定研磨要素は、バッキング材のウェブ上に配置された結
合剤中に保持された研磨粒子を含んでいる。プレコンデ
ィショニング作業中、結合剤の一部が除去されることに
より研磨粒子の一部が露出する。露出した研磨粒子は、
ポリシングプロセスの機械的部分を与える。プレコンデ
ィショニングの方法は、十分発達していないので、過度
にパッド材料を除去しないように注意しなければならな
い。このような固定砥粒パッドの例は、Rutherfordらに
よる米国特許第５，６９２，９５０号（１９９７年１２
月２日発行）およびHaasらによる米国特許第５，４５
３，３１２号（１９９５年９月２６日発行）に記載され
ている。通常、（研磨粒子なしの）研磨流体が固定砥粒
パッドとともに用いられ、ポリシングプロセスの化学的
部分を与える。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】したがって、固定砥粒
パッドを好適に利用してケミカルメカニカルポリシング
システム中で基板をポリシングするシステムがこの分野
では必要とされている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】全体として、本発明は、
基板を平坦化するシステムおよび方法を提供するもので
ある。ある態様では、本発明は、ポリシング材のウェブ
の少なくとも一部が巻きつけられた軸を備えるポリシン
グ媒体アセンブリを提供する。この軸は、この軸を実質
的に取り囲むハウジング内に配置される。このハウジン
グは開口部を有しており、ウェブがこの開口部を貫通し
て配置されるようになっている。
【０００８】別の態様では、基板ポリシングシステム
は、研磨プラテンの上方に配置された少なくとも一つの
研磨ヘッドを含んでいる。研磨プラテン上には、ポリシ
ング材ウェブの少なくとも一部が配置される。ポリシン
グ材の少なくとも第２の部分は、ハウジングによって実
質的に取り囲まれた軸に巻きつけられる。このハウジン
グは開口部を有しており、第１および第２部分間のウェ
ブがこの開口部を貫通して配置されるようになってい
る。
【０００９】別の態様では、基板ポリシング装置は、研
磨プラテン上に配置された少なくとも第１の部分を有す
るポリシング材ウェブを含んでいる。シールド部材が研
磨プラテンに隣接して配置され、両者の間にスロットを
画成する。ウェブは、このスロットを貫通して配置され
る。このスロットは、汚染物質がウェブの未使用部分に
付着しないようにする。
【００１０】別の態様では、半導体基板ポリシング装置
は、少なくとも一部が研磨プラテン上に配置されたポリ
シング材ウェブを含んでいる。ウェブは、ウェブの横方
向移動を防止する手段を有する少なくとも一つのローラ
上に配置される。
【００１１】別の態様では、半導体基板ポリシング装置
は、研磨プラテン上に配置された少なくとも第１の部分
を有するポリシング材ウェブを含んでいる。プラテン内
において第１部分の下方に開口部が設けられ、この開口
部は、ウェブの第１部分と研磨プラテンとの間に真空お
よび圧力の双方を供給するようになっている。
【００１２】別の態様では、ポリシング媒体アセンブリ
は、第１ローラおよび第１ローラに相隣る第２ローラを
含む。ポリシング材のウェブは、第１および第２ローラ
のまわりで単一のロールなすように巻かれている。
【００１３】別の態様では、半導体基板ポリシング装置
は、研磨プラテン上に配置された少なくとも第１の部分
を有するポリシング材ウェブを含んでいる。研磨ヘッド
は、プラテンの付近に配置される。研磨ヘッドとプラテ
ンは相対的に振動する。
【００１４】別の態様では、ワークピースを処理する方
法も開示されている。ある態様では、この方法は、ハウ
ジングに収容されたポリシング材ウェブを給送するステ
ップと、研磨プラテンを研磨ヘッドと相対的に振動させ
るステップとを含む。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の開示は、添付の図面とと
もに以下の詳細な説明を検討することによって容易に理
解することができる。
【００１６】理解を容易にするため、図面に共通の同一
要素は、可能な限り同一の参照番号を用いて示される。
【００１７】図１は、ケミカルメカニカル平坦化システ
ム１００の平面図である。典型的なシステム１００は、
一般に、工場インタフェース１０２と、ローディングロ
ボット１０４と、ポリシングモジュール１０６とを備え
ている。一般に、ローディングロボット１０４が工場イ
ンタフェース１０２およびポリシングモジュール１０６
の付近に配置され、両者間の基板搬送を容易にしてい
る。
【００１８】コントローラ１０８は、システム１００を
構成するモジュールの制御および統合を容易にするため
に設けられている。コントローラ１０８は、中央演算装
置（ＣＰＵ）１１０、メモリ１１２、および支援回路１
１４を備えている。コントローラ１０８は、システム１
００の様々な構成要素に接続されており、例えば、研磨
プロセス、洗浄プロセスおよび搬送プロセスの制御を容
易にしている。
【００１９】工場インタフェース１０２は、一般に、洗
浄モジュール１１６および一つ以上のウェーハカセット
１１８を含む。ウェーハカセット１１８、洗浄モジュー
ル１１６および入力モジュール１２４間で基板１２２を
搬送するためにインタフェースロボット１２０を用いら
れる。入力モジュール１２４は、ローディングロボット
１０４によるポリシングモジュール１０６および工場イ
ンタフェース１０２間の基板１２２の搬送を容易にする
ように配置されている。例えば、インタフェースロボッ
ト１２０によってカセットから回収された未研磨の基板
１２２を入力モジュール１２４に搬送し、ここでローデ
ィングロボットが基板１２２にアクセスできるようにな
っていてもよく、また、ポリシングモジュール１０６か
ら戻った研磨済み基板１２２を、ローディングロボット
１０４によって入力モジュール１２４内に配置してもよ
い。研磨済み基板１２２は、通常、入力モジュール１２
４から洗浄モジュール１１６に移され、その後、工場イ
ンタフェースロボット１２０が洗浄済み基板１２２をカ
セット１１８に戻す。好適に使用することができるこの
ような工場インタフェース１０２の一例は、１９９９年
６月１５日出願の米国特許仮出願第６０／１３９，２２
２号に開示されている。
【００２０】ローディングロボット１０４は、一般に、
工場インタフェース１０２およびポリシングモジュール
１０６の付近に配置され、ロボット１０４によって行わ
れる運動の範囲が両者間の基板１２２の搬送を容易にす
るようになっていいる。ローディングロボット１０４の
一例は、カリフォルニア州リッチモンドにあるKensingt
on Laboratories社によって製作された４リンクロボッ
トである。
【００２１】典型的なローディングロボット１０４は、
末端に回転アクチュエータ１２８を有する連接アーム１
２６を有している。エッジ接触グリッパ１３０が回転ア
クチュエータ１２８に連結されている。回転アクチュエ
ータ１２８は、グリッパ１３０によって固定された基板
１２２を、基板１２２の図形側１２０に接触したり露出
した図形にスクラッチやダメージを与えることなく、垂
直または水平方向に向けることができる。また、エッジ
接触グリッパ１３０は、搬送中、基板１２２を確実に保
持し、基板１２２が脱落しないようにする。静電グリッ
パ、真空グリッパ、機械グリッパ等、他の種類のグリッ
パに代えてもよい。
【００２２】本発明とともに好適に使用することができ
る一つのポリシングモジュール１０６は、カリフォルニ
ア州サンタクララにあるApplied Materials社によって
製作されたREFLEXIONS（商標）ケミカルメカニカルポリ
ッシャである。ポリシングパッド、ポリシングウェブ、
またはそれらの組合せを用いるものを含む他のポリシン
グモジュール１０２も好適に使用することができる。別
の好適なシステムには、基板を平面内で回転、直線その
他の運動状態で研磨面に対し相対移動させるシステムが
含まれている。
【００２３】代表的なポリシングモジュール１０６は、
搬送ステーション１３６と、複数のポリシングステーシ
ョン１３２と、マシンベース１４０の上面または第１側
面１３８に配置されたカルーセル１３４と、を有する。
ある実施形態では、搬送ステーション１３６は、少なく
とも入力バッファステーション１４２、出力バッファス
テーション１４４、搬送ロボット１４６、およびロード
カップアセンブリ１４８を備えている。ローディングロ
ボット１０４は、入力バッファステーション１４２上に
基板１２２を配置する。搬送ロボット１４６は、二つの
グリッパアセンブリを有しており、これらは、基板１２
２を基板のエッジで把持する空気圧式グリッパフィンガ
ーをそれぞれ有している。搬送ロボット１４６は、入力
バッファステーション１４２から基板１２２を持ち上
げ、グリッパおよび基板１２２を回転させてロードカッ
プアセンブリ１４８の上方に基板１２２を配置し、その
後、ロードカップアセンブリ１４８上に基板１２２を下
ろす。好適に使用することの可能な搬送ステーションの
一例は、１９９９年１０月６日出願の米国特許出願第０
９／３１４,７７１号に記載されている。
【００２４】カルーセル１３４は、Tollesによって前述
の米国特許第５，８０４，５０７号に全般的に記載され
ている。一般に、カルーセル１３４は、ベース１４０の
中央に配置される。カルーセル１３４は、通常、複数の
アーム１５０を含み、これらのアームは、それぞれ研磨
ヘッドアセンブリ１５２を支持する。図１に示されるア
ーム１５０のうちの二つは想像線で示してあり、ポリシ
ングステーション１３２および搬送ステーション１３６
のいずれかの研磨面１３１が見えるようにしてある。カ
ルーセル１３４は、研磨ヘッドアセンブリ１５２をポリ
シングステーション１３２と搬送ステーション１３４と
の間で移動させることができるように割出し可能であ
る。
【００２５】図２は、ポリシングステーション１３２に
支持された研磨ヘッド２０４アセンブリ１５２の断面図
である。研磨ヘッド２０４アセンブリ１５２は、一般
に、研磨ヘッドに接続された駆動装置２０２を備えてい
る。駆動装置２０２は、一般に、研磨ヘッド２０４に回
転運動を与える。さらに、研磨ヘッド２０４は、研磨ヘ
ッド２０４に保持された基板１２２をポリシングステー
ション１３２上に配置できるように、ポリシングステー
ション１３２に向かって延びるように作動させることが
できる。
【００２６】駆動装置２０２は、カルーセル１３４のア
ーム１５０内に設けられたレール２１０上を並進するキ
ャリア２０８に接続されている。ボールねじや他の直線
運動装置２１２がキャリア２０８をカルーセル１３４に
接続し、駆動装置２０２および研磨ヘッド２０４をレー
ル２１０に沿って配置する。
【００２７】ある実施形態では、研磨ヘッド２０４は、
カリフォルニア州サンタクララにあるApplied Material
s社によって製作されたTITAN HEAD（商標）ウェーハキ
ャリアである。一般に、研磨ヘッド２０４は、延長リッ
プ部２１６を有するハウジング２１４を備えている。こ
の延長リップ部２１６は、ブラダ２２０が配置しされる
中央凹部２１８を画成する。ブラダ２２０は、エチレン
プロピレン、シリコーン、HYTREL（商標）等のエラスト
マー材料または熱可塑性エラストマーから構成すること
ができる。ブラダ２２０は、流体ソース２２２に接続さ
れ、ブラダ２２０の膨張または収縮を制御し得るように
なっている。ブラダ２２０は、基板１２２と接触する
と、収縮により研磨ヘッド２０４内に基板１２２を保持
し、基板１２２とブラダ２２０との間に真空を生成す
る。流体ソース（図示せず）は、通常、中央凹部２１８
内に配置され、ブラダ２２０に湿潤させる。この流体
は、真空が与えられたときに基板１２２およびブラダ２
２０間のシールを高めることでブラダ２２０への基板１
２２の保持を補助する。また、ブラダ２２０および基板
１２２間の流体は、ブラダ２２０に基板１２２を保持す
る表面張力を与える。リテーナリング２２４は、研磨ヘ
ッド２０４に外接し、ポリシング中、研磨ヘッド２０４
内に基板１２２を保持する。
【００２８】ポリシングステーション１３２は、一般
に、ベース１４０上に回転式に配置されたプラテン２３
０を備えている。プラテン２３０は、一般に、アルミや
その他の耐食性材料から構成される。プラテン２３０
は、軸受２３８を用いてベース１４０の上方に支持され
る。軸受２３８の内部領域は空いており、プラテン２３
０に連絡する電気的、機械的、空気圧的制御信号および
結線用の管路を与える。
【００２９】電気的、機械的、空気圧的制御信号および
結線をベース１４０および回転プラテン２３０間に結合
できるように、従来の軸受、回転ユニオンおよびスリッ
プリング（図示せず）が設けられる。プラテン２３０
は、通常、プラテン２３０に回転運動を与えるモータ２
３２に接続される。
【００３０】プラテン２３０は、プラテン２３０をベー
ス１４０に連結する中空軸２３８によって支持される上
方部分２３６を有している。一般に、上方部分２３６
は、「貼り付け」または接着剤裏打ち研磨面を用いる場
合は円形であり、ウェブ上に配置された研磨面を用いる
場合は方形である。
【００３１】ある実施形態では、プラテン２３０の上方
部分２３６は方形であり、対向する短辺２４４、２４６
を有する。巻出しステーション２４０および巻取りステ
ーション２４２が、短辺２４４および短辺２４６にそれ
ぞれ配置されている。巻出しステーション２４０は、ポ
リシング材２５２が巻きつけられる軸または巻出しリー
ル２５０を支持する軸レシーバ２４８を有する。一般
に、ポリシング材２５２の未使用部分は、処理前に巻出
しリール２５０に蓄積される。
【００３２】図３は、巻出しリール３０２の別の実施形
態を示す。巻出しリール３０２は、単ロールをなすよう
にポリシング材２５２が巻きつけられる第１ローラ３０
４および第２ローラ３０６を備えることができる。ポリ
シング材２５２は、巻出しリール３０２から巻き出され
ると、第１ローラ３０４および第２ローラ３０６をそれ
ぞれその中心軸を中心にして回転させる（すなわち、第
１ローラ３０４および第２ローラ３０６はプラテン２３
０に対して静止状態を保つ）。この他に、コア（図示し
ない）を第１ローラ３０４および第２ローラ３０６の周
りに配置してもよい。コアは、静止状態を保ってもよい
し、巻出しリール３０２から取り出されるポリシング材
２５２とともに回転してもよい。コアとともに用いた場
合、第１ローラ３０４および第２ローラ３０６は回転し
てもよいし、静止状態を保ってもよい。第１ローラ３０
４および第２ローラ３０６間に巻かれたポリシング材２
５２を有することによって、単一の円形軸に巻きつける
場合よりも、ロールの高さ「Ｘ」あたりにより長い直線
長さのポリシング材２５２を巻出しリール３０２に巻き
つけることができる。
【００３３】図２に戻ると、非腐食性材料から成るハウ
ジングまたはシールド部材２５６は、一般に、巻出しス
テーション２４０を覆うように配置され、ポリシング材
２５２を含むリール２５０を取り囲んでいる。アイドラ
２５５がシールド部材２５６に連結されており、シール
ド部材２５２が閉位置にある時、アイドラ２５５は、プ
ラテン２３０に連結された駆動ホイール２５７とポリシ
ング材２５２を挟持する。駆動ホイール２５７は、リー
ル２５０からポリシング材２５２を引き出すために用い
られる。駆動ホイール２５７には、エンコーダ（図示せ
ず）が接続されている。エンコーダは、コントローラ１
０８に接続され、ポリシング材２５２の動きを監視する
（すなわち、割送りされるポリシング材の量を制御す
る）。
【００３４】ポリシング材２５２の一部は、巻出しステ
ーション２４０および巻取りステーション２４２間にお
いてプラテン２３０の上方部分２３６の上面２６０を横
断するように配置される。一対のローラ２７０がプラテ
ン２３０の短辺２４４、２４６に配置され、ポリシング
材２５２はプラテン２３０のエッジを擦ることなく上面
２６０を移動できるようになっている。ローラ２７０
は、任意で、ポリシング材２５２の摩損を最小限に抑え
る上面２６０上の丸みに代えることができる。
【００３５】シールド部材２５６とローラ１７０上に配
置されたポリシング材２５２との間にはギャップ２５８
が画成されている。ガス供給口２６２がプラテン２３０
に設けられている。この開口部２６２は、シールド部材
２５６によって囲まれた領域にあり、ガスソース２６１
に連通している。ギャップ２５８は、開口部２６２を通
って供給されるガス（すなわち空気）がギャップ２５８
を通って逃げることができるように形成されている。ギ
ャップ２５８を通る空気は、研磨化学薬品、研磨副生物
等の汚染物質がギャップ２５８を通って侵入したり、ポ
リシング材２５２の上に堆積しないようにする。汚染物
質が堆積したポリシング材は、後でポリシング中に基板
１２２にダメージを与えることがある。
【００３６】図４に示すように、ウェブダム４００を形
成することで、流体汚染物質が巻出しステーション２４
０に侵入しないようにしてもよい。ウェブダム４００
は、ポリシング材２５２がプラテン２４０に固定された
後、巻出しステーション２４０からポリシング材２５２
の一部４０２を送り出すことによって形成される。送り
出した部分４０２は、ポリシングプロセスが実行される
プラテン２４０に固定されたポリシング材２５２の平面
の上方に持ち上がった材料の隆起を形成する。従って、
流体、研磨副生物その他のデブリは、プラテン２４０が
回転するにつれてプラテンから外側へ移動するが、送出
し部分４０２によって形成された隆起によって巻出しス
テーション２４０への侵入が阻止される。この他に、プ
ラテンから突出する部材（図示せず）がウェブダム４０
０を形成してもよい。
【００３７】図５は、巻出しステーションの別の実施形
態５１０を示す。巻出しステーション５１０は、図２を
参照して説明した巻出しステーション２４０と同様に構
成されている。巻出しステーション５１０は、ポリシン
グ材２５２に当てて配置されたワイパー５１２を更に備
えている。一般に、ワイパー５１２は、汚染物質やポリ
シングプロセスに使用された流体が巻出しステーション
５１０に侵入しないように配置される。ワイパー５１２
は、プラテン２４０に連結されていてもよいし、あるい
はシールド部材２５６に連結されていてもよい。ワイパ
ー５１２は、通常、プラスチックまたはエラストマーの
シートまたはローラを備えている。ある実施形態では、
ワイパー５１２は、径方向外向きに延在する複数のフィ
ンガー５１４を有するローラを構成している。ポリシン
グ材２５２が給送されると、少なくともフィンガー５１
４の一つがポリシング材との接触を維持し、これにより
汚染物質に対する障壁を維持する。
【００３８】図２を参照すると、巻取りステーション２
４２は、巻出しステーション２４０と同様に構成されて
いる。巻取りステーション２４２は、巻取りリール２６
６に接続または一体化された張力装置２６４を更に備え
ており、この張力装置は、巻出しリール２５０および巻
取りリール２６６間で所定の張力を維持する。張力装置
２６４は、定荷重機構を含んでいてもよいし、あるいは
サーボまたはステップモータを含んでいてもよい。
【００３９】一般に、ポリシング材２５２は、基板をポ
リシングする合間にプラテン２３０の上方部分２３６を
横断するように割送りされる。通常、駆動ホイール２５
７は、（エンコーダからのフィードバックによって）調
整可能な所定長さ（通常、約０．０５〜１．０インチ）
の未使用ポリシング材２５２を巻出しリール２５０から
引き出す。対応する長さの使用済みポリシング材が、張
力装置２６４によって巻取りリール２６６に巻きつけら
れるので、プラテン２３０の上方部分２３６上に配置さ
れたポリシング材２５２の部分は巻取りステーション２
４２の方へ所定の長さだけ給送される。この他に、駆動
ホイール２５７および張力装置２６４は、ポリシング中
にポリシング材２５２をプラテン２３０を横断するよう
に断続的または連続的に給送してもよい。
【００４０】駆動ホイール２５７は、任意で、周期運動
ではなく低速で連続的な運動を利用してポリシング材２
５２を割送りしてもよい。この割送りはポリシング中に
行ってもよいし、ポリシングの合間に行ってもよい。ポ
リシング中にウェーハおよびプラテンがともに周回する
間、ウェーハの下でウェブをゆっくりと移動させる実施
例のためにトラクタ給送装置を設けることができるの
で、ウェブは、付随する移動速度制御を利用して連続的
に補充される。この他に、移動は急速な直線運動であっ
てもよい。この種のポリシングの場合、ウェーハおよび
ウェブ間、またはウェーハおよび研磨材間の相対運動が
毎秒約１／２〜１ｍの範囲であることが望ましい。この
割送りは、ウェーハポリシング運動に比べて低速であ
る。この割送りがポリシング中に行われる場合、移動は
周回運動よりも遅く、例えば少なくとも毎秒１／２ｍよ
り遅い（例えば毎秒１／１０ｍ）。
【００４１】プラテン２３０の上面２６０には、中央凹
部２７６が形成されている。サブパッド２７８およびサ
ブプレート２８０が中央凹部２７６に配置されている。
サブパッド２７８は、通常、特定のポリシング結果をも
たらすように選択されたジュロメータを有する発泡ポリ
ウレタン等のプラスチックである。サブパッド２７８
は、一般に、研磨ヘッド２０４に保持された基板１２２
の平面に合致し、基板のグローバル平坦化を促進する。
サブプレート２８０が、サブパッド２７８と凹部２７６
の底面との間に配置されており、サブパッド２７８の上
面がプラテン２３０の上面２６０と同一平面上に位置す
るようになっている。
【００４２】サブパッド２７８は、任意で、高い個所に
ローカルプラナリティを与えるために局所スチフナを含
んでいてもよい。この方式では、大規模でも局所的な規
模でも均一性が達成される。例えば軟質パッドの代わり
により硬質の材料を用いることにより、薄い補強層を設
けて、大きな距離にわたって柔軟性を得ることも可能で
ある。別の態様は、バッキングシートに硬質材料を用い
ている。
【００４３】サブパッド２７８およびサブプレート２８
０の双方は、複数の孔２８２を任意で含んでいる。これ
らの孔は、一般に、基板１２２のポリシング運動によっ
て基板１２２の離散的な部分が基板１２２の他の部分に
比べてポリシング中に孔２８２を何度も通過しないよう
なパターンに配置される。真空孔２８４は、凹部２７６
に設けられ、外部ポンプ２８６に接続されている。真空
孔２８４を介して真空引きが行われると、ポリシング材
２５２およびサブパッド２７８間から取り除かれた空気
によって、ポリシング材２５２は、ポリシング中、サブ
パッド２７８に確実に保持される。このようなポリシン
グ材保持装置の一例は、Sommerらによる米国特許出願第
０９／２５８，０３６号（１９９９年２月２５日出願）
に開示されている。他の種類の装置、例えば接着剤、結
合剤、静電チャック、機械クランプその他の保持機構
も、ポリシング材２５２をプラテン２３０に固定するた
めに用いることができる。
【００４４】ポリシング材２５２を給送する前にサブパ
ッド２７８からポリシング材２５２を解放するために
は、サブパッド２７８とポリシング材２５２との間に存
在する可能性のある流体によって生ずる表面張力に打ち
勝つ必要がある。ポンプ２８６は、一般に、真空孔２８
４またはその他の開口部（図示せず）を介して凹部２７
６にガス（例えば空気）を供給するように構成されてい
る。凹部２７６内の空気圧は、サブパッド２７８および
サブプレート２８０に設けられた孔２８２を通って移動
し、サブパッド２７８およびプラテンの上面２６０から
ポリシング材２５２を持ち上げる。ポリシング材２５２
はエアクッションに乗るので、ポリシング材をプラテン
２３０上で自由に割送りできるようになる。この他に、
サブパッド２７８は、ガス（例えば空気）が通り抜けて
プラテン２３０からポリシング材２５２を持ち上げるこ
との可能な多孔質材料であってもよい。
【００４５】ローラ２７０の一方または双方は、ローラ
の外周２７１がプラテンの上面２６０の上方に突出する
ように配置されていてもよい。ポリシング材２５２の下
方に空気を送ることによってポリシング材がサブパッド
２７８から持ち上げられると、突出するローラ２７０
は、ポリシング材２５２とサブパッド２７８との間に付
加的な隙間を与える。このポリシング材２５２とサブパ
ッド２７８との間の付加的な隙間は、ポリシング材２５
２の給送中、ポリシング材２５２とサブパッド２７８の
接触（および表面張力の発生）の可能性を低減する。
【００４６】ポリシング材２５２は、円滑面、模様付き
面、固定砥粒を有する面またはこれらの組合せを有する
ポリシングパッドまたはウェブを備えていてもよい。ま
た、ポリシング材２５２は、ロールまたはシート状の材
料であってもよい。ポリシング材２５２は、任意で、接
着剤、真空、機械クランプまたはその他の保持方法によ
って解放可能にプラテン２３０に固定することができ
る。
【００４７】一般に、固定砥粒を有するポリシングパッ
ドも、固定砥粒を有さないポリシングパッドも使用する
ことができる。固定砥粒なしポリシングパッドは、一般
にポリウレタンから成り、研磨材を含む研磨流体ととも
に使用される。従来のパッド（すなわち固定砥粒なしパ
ッド）は、デラウェア州ニーウォークのRodel社から市
販されている。
【００４８】ある実施形態では、ポリシング材２５２
は、複数の研磨要素が配置されたバッキング材のウェブ
を備えている。バッキング材は、一般に、マイラー等の
可撓性材料である。各研磨要素は、結合剤中に封入され
た複数の研磨粒子を含んでいる。結合剤はコンディショ
ニング装置によって、あるいはポリシングプロセス中に
除去されるので、研磨粒子が露出してポリシングプロセ
スの機械的部分を提供する。このような研磨ウェブの一
例は、前述のRutherfordらによる米国特許第５，６９
２，９５０号およびHaasらによる米国特許第５，４５
３，３１２号に記載されている。
【００４９】図６は、コントローラ１０８に接続された
光学監視システム６０２を含むプラテン６３０上に配置
されたポリシング材６５２の一部を示している。監視シ
ステム６０２は、基本的に、基板を照射し反射して戻る
レーザである。基板上の膜が厚くなったり薄くなるにつ
れて反射強度は特徴的な振る舞いで変化し、センサを用
意することによりＣＭＰ中に正確な膜厚測定を行うこと
が可能になる。本発明は、プラテン６３０中に封止窓６
０８を設ける。好適に使用することのできる光学監視シ
ステムは、Birangらによる米国特許出願第０８／６８
９，９３０号（１９９６年８月１６日出願）に記載され
ている。
【００５０】図１に戻ると、複数のリンスアーム１５４
がポリシングステーション１３２に隣接して配置されて
いる。リンスアーム１５４の少なくとも一つが各ポリシ
ングステーション１３２に隣接して配置されている。リ
ンスアーム１５４は、一般に、研磨流体および洗浄流体
をリンスアーム１５４に沿って配置された複数のノズル
１５６にそれぞれ供給する２本以上の供給管（図示せ
ず）を含む。各ノズル１５６は、研磨流体、洗浄流体、
または研磨および洗浄流体の双方を供給するようになっ
ている。研磨流体は、スラリまたは液体から構成されて
いてもよく、また、化学研磨剤、純水またはそれらの組
合せを含んでいてもよい。さらに、任意で研磨粒子が研
磨流体中に含まれていてもよい。洗浄流体は、通常、純
水から成るが、他の流体を用いてもよい。
【００５１】一般にリンスアーム１５４は、ノズル１５
６が、通常、研磨流体または洗浄流体によってポリシン
グステーション１３２の研磨面１３１全体を湿潤させる
ことができるように作動させられる。ある実施形態で
は、リンスアームは、各ポリシング作業の合間（すなわ
ち、各基板１２２の間）に純水を供給する。洗浄流体
は、研磨要素の間から、あるいはポリシング材２５２の
上面から、デブリ、遊離材料、その他の汚染物質を除去
する。
【００５２】好適に使用することができるリンスアーム
の一例は、Birangらによる米国特許出願第０９／２４
４，４５６号（１９９９年２月４日出願）およびShijia
nらによる米国特許出願第０９／５１２，７４５号（２
０００年２月２４日出願）に開示されている。
【００５３】別の実施形態では、リンスアーム１５４
は、酸化剤、錯化剤、抑制剤、可溶化剤、緩衝剤、純水
等の一つ以上の化学薬剤を含む研磨流体を供給する。こ
の他に、研磨材を含むことのできるスラリを用意しても
よい。一般に、研磨流体は、ポリシングプロセスの化学
的部分（すなわち化学作用）を提供する。研磨材は、研
磨流体にあろうとも、固定砥粒パッド上にあろうとも、
ポリシングプロセスの機械的部分を提供する。
【００５４】例えば、固定砥粒パッドを用いて銅を研磨
する場合、研磨流体は、一般に、銅表面上にＣｕＯを形
成する酸化剤を含む。ＮＨ3等の研磨流体中の錯化剤
は、ＣｕＯと結合してＣｕ（ＮＨ4）xを形成する。ここ
でｘは、１〜６である。また、ＣｕＯと結合するＢＴＡ
等の抑制剤が与えられ、ＣｕＯ表面上のサイトを錯化剤
と争うことになる。Ｃｕ（ＮＨ4）xは比較的可溶性であ
るので、この化合物は銅表面から溶液中へ移動するが、
ＢＴＡ−ＣｕＯ化合物は、銅表面で比較的安定してい
る。従って、表面からの銅の化学的除去率は、抑制剤対
錯化剤の比を制御することによって制御可能である。一
般に、ＣｕＯは研磨粒子より硬質であるので、パッドの
ポリシングは、抑制剤または錯化剤と反応して別の化合
物を形成したＣｕＯのみを除去する。
【００５５】任意で、振動エネルギー源またはトランス
ジューサ１３３が、ポリシング作業中、研磨面１３１に
エネルギーを加えるようにしてもよい。印加されたエネ
ルギーは、従来の研磨運動に比較して微細な運動（すな
わち振動）を与える。トランスジューサ１３３は、ポリ
シングステーション１３２または研磨ヘッドアセンブリ
１５２を介して研磨面１３１にエネルギーを結合しても
よい（トランスジューサ１３３は、ポリシングステーシ
ョン１３２に接続された状態で示してある）。
【００５６】一般に、トランスジューサ１３３は、研磨
面１３１および基板１２２に対して高周波小振幅振動を
加えることにより研磨面１３１を振動させる。振動周波
数は、約１０〜約１０００ｍＨｚの範囲とすることがで
きる。ある実施形態では、トランスジューサ１３３は電
気アクチュエータである。トランスジューサ１３１は、
研磨面１３１および基板１２２に対する毎秒約１ｍの移
動における印加エネルギーに対して、多様な、または調
節可能な周波数を有するように選択することができる。
この印加エネルギーは、正弦波Ｘおよび正弦波Ｙ変位を
与えてもよい。ＸおよびＹ変位は、円形、すなわち軌道
運動を形成してもよい。この他に、印加エネルギーは、
一方向への運動を生じてもよい。
【００５７】図７は、ポリシングステーションの別の実
施形態７００を示している。ポリシングステーション７
００は、ポリシングパッドおよびサブプレートの代わり
にサブパッドブラダ７０２が用いられていることを除い
て、図２を参照して説明したポリシングステーション１
３２と同様に構成されている。サブパッドブラダ７０２
は、流体供給装置７０６に接続されている。センサ７０
４が、サブパッドブラダ７０２またはサブパッドブラダ
７０２と供給装置７０６との間に置かれた供給ライン７
１０に接続され、ブラダ圧力の値をコントローラ１０８
に出力する。サブパッドブラダ７０２の圧力は、サブパ
ッドブラダ７０２の剛性および研磨面の形状合致性を制
御するよう調整することができる。一般に、サブパッド
ブラダ７０２は、エチレンプロピレン、シリコン、HYTR
EL（商標）等のゴム弾性エラストマーまたは熱可塑性エ
ラストマーから製造される。
【００５８】サブパッドブラダ７０２は、任意で、可動
ベルトの形にすることができる。このベルトは、自由回
転であっても共通駆動であってもよい。２リール構造の
潜在的な弱点の一つは、プロセス重量が巻取りリール内
に配置されるときにプロセス重量を支える面の前部が、
そのプロセス重量を次のラックの背面に加えることであ
る。従って、ウェブが巻き上がり、ウェブの次のラップ
の背面を汚染する。直線研磨の次の走行を行うためリー
ル方向を逆にした場合、汚染された裏面が、ウェーハに
逆行する力を付与するベルトと当接して、ベルトを汚染
する。ベルトはリール全体よりもはるかに短いので、ベ
ルトの汚染はウェブ材料の全長に及び、したがって、基
本的にリール間材料の全長にわたって汚れの痕跡を残す
ことになる。本実施形態は、ベルトに代えてリール間裏
面を用いるとともにこれをウェブ材料と実質的に同一の
長さにして汚れの痕跡を残す仕組みをなくすことで問題
を解決する。前部から後部へ汚れが伝わるが、装置全体
への汚れの拡散は避けられる。
【００５９】図８、図９（ａ）および図９（ｂ）は、単
一の使い捨てまたはリサイクル可能なアセンブリにまと
められたポリシング材のウェブ８０２および巻出しリー
ル８０４を含んだポリシング媒体アセンブリ８００を示
している。ポリシング媒体アセンブリ８００は、軸また
は巻出しリール８０４（想像線で示す）に巻きつけられ
たポリシング材ウェブ８０２を含む。巻出しリール８０
４は、任意で、ウェブ８０２が図３を参照して説明した
ように単一ロールをなすよう巻きつけられる第１ローラ
および第２ローラ（図示せず）を含んでいてもよい。ウ
ェブ８０２および巻出しリール８０４は、ウェブ８０２
が貫通する開口部８０８を有するカートリッジ８０６に
収納されている。一般に、カートリッジ８０６は、短辺
２４４に隣接して配置され、ウェブ８０２は、ローラ２
７０の上方においてプラテン２３０の上面２６０を横断
させて巻取りリール２６６に供給することができる。カ
ートリッジ８０６は、一般に、プラスチック等のリサイ
クル可能な材料から成る。
【００６０】カートリッジ８０６内にはアイドラ８１０
が配置される。駆動ホイール８１１がプラテン８３０に
接続されており、この駆動ホイール８１１は、カートリ
ッジ８０６がプラテン８３０上に配置されたときにアイ
ドラ８１０とホイール８１１との間にウェブ８０２を挟
持するように配置される。駆動ホイール８１１をコント
ローラ１０８に接続して、ホイール８１１によって給送
されるウェブ８０２の量を制御してもよい。
【００６１】カートリッジ８０６は、通常、アセンブリ
８００の端部に配置された取付け部材８１２を含む。取
付け部材８１２は、一般に、プラテン２３０に連結し、
アセンブリ８００をプラテン２３０に着脱自在に固定す
る。ある実施形態では、取付け部材８１２は、プラテン
２３０に連結された軸ホルダ８１６に連結するカートリ
ッジ８０６から延在する軸８１４を備えている。ウェブ
８０２が上面２６０を横断して巻取りリール２６６へ適
切に配置されるように、取付け部材８１２は、プラテン
２３０に対してアセンブリ８００を着脱自在に固定する
カートリッジ８０６に配置され、または組み込まれた他
の構造を含んでいてもよい。このような取付け手段の例
には、孔、突起、外周クランプ、スナップフィット、真
空クランプ、機械止め金、ファスナ等が含まれる。
【００６２】図１０、１１および１２は、巻出しステー
ションおよび巻取りステーションの構成部品を単一の使
い捨てまたはリサイクル可能なアセンブリにまとめたポ
リシング媒体アセンブリ１０００の別の実施形態を示し
ている。ポリシング媒体アセンブリ１０００は、ポリシ
ングステーション１０１０のプラテン１０１２の上面１
０１４に配置された中央部１００８によって分割される
第１端部１００４および第２端部１００６を有するカー
トリッジ１００２を備えている。カートリッジ１００２
は、一般に、プラスチック等のリサイクル可能な材料か
ら成る。
【００６３】第１端部１００４は、ポリシング材ウェブ
１１０４の一部が巻きつけられたカートリッジ１００２
に接続された軸または巻出しリール１１０２を備えてい
る。第１ガイドローラ１１０６は、第１端部１００４お
よび中央部１００８間の遷移部分の付近でカートリッジ
１００２に接続される。巻出しリール１１０２は、任意
で第１ローラおよび第２ローラを含んでいてもよく、ウ
ェブ１１０４が巻かれて第１ローラおよび第２ローラの
まわりに単一ロールをなすようになっていてもよい。第
１端部１００４にはアイドラ１２０８が配置される。
【００６４】第１端部１００４は、第１端部１００４の
内面１１１２を貫通するように配置された開口部１１１
０を更に備えている。開口部１１１０は、駆動ホイール
１０２２が第１端部１００４内に延在し、アイドラ１２
０８とウェブ１１０４を挟持できるように構成されてい
る。駆動ホイール１０２２は、コントローラ１０８から
の信号に応じて、巻出しリール１１０２から巻き出され
るべき所定長さのポリシング材ウェブ１１０４を給送す
る。
【００６５】一般に、プラテン１０１２は、プラテン１
０１２上に配置されたシール１０２４を含んでいる。シ
ール１０２４は、第１端部１００４の内面１１１２に連
結し、開口部１０２０に外接するようになっている。シ
ール１０２４は、ガスケット、ブラシ、またはプラテン
１０１２およびカートリッジ１００２間の流体の流れを
最小限に抑える他の手段（例えば、ウレタンフォームガ
スケット）から構成されていてもよい。流体口１０４２
は、プラテン１０１２上においてシール１０２４が外接
する領域内に設けられる。空気等の流体が流体口１０４
２を介して第１端部１００４に供給されると、少なくと
も空気の一部が開口部１０２０から流出し、汚染物質
（すなわち研磨流体、研磨副生物等）がアセンブリ１０
００の第１端部１００４に侵入することを防ぐ。
【００６６】第２端部１００６は、ポリシング後にポリ
シング材ウェブ１１０４が巻きつけられる軸または巻取
りリール１２０２を備えている。一般に、ウェブ１１０
４の末端部は巻取りリール１２０２に接続されており、
ウェブ１１０４はポリシングプロセスによって割送りさ
れて消費（すなわち使用）されるが、ウェブ１１０４の
余分な長さ部分は巻取りリール１２０２に巻きつけられ
る。巻取りリール１２０２は、任意で第１ローラおよび
第２ローラ（図示せず）を含んでいてもよく、ウェブ１
１０４が巻かれて第１および第２ローラのまわりに単一
ロールをなすようになっていてもよい。巻取りリール１
２０２は、第２端部１００６内に配置された張力装置１
２０４に接続され、ウェブ１１０４が巻出しリール１０
２４および巻取りリール１２０２間で一定の張力を維持
するようになっている。ポリシング材ウェブ１１０４が
巻出しリール１１０２から巻き出されると、張力装置１
２０４は、ポリシング材が巻取りリール１２０２に巻き
つけられるようにし、プラテン１０１２の上面１０１４
を横断させてポリシング材を割送りする。張力装置１２
０４は、任意で第２端部１００６の一体形成（すなわ
ち、第２端部に設けられた）部分とすることができ、調
節のためにカートリッジ１００２の第２端部１００６中
の作業開口部１０２０を介してアクセスできるようにな
っていてもよい。
【００６７】第２ガイドローラ１２０６は、中央部１０
０８に隣接した第２端部１００６内に配置されている。
ウェブ１１０４は、第１ガイドローラ１１０６および第
２ガイドローラ１２０６間に配置され、ウェブ１１０４
がプラテン１０１２の上面１０１４と略同一平面上に配
置されるようになっている。
【００６８】さらに図１３を参照すると、カートリッジ
１００２の中央部１００８は、第１端部１００４を第２
端部１００６に接続する第１部材１０３０および第２部
材１０３２を備えている。第１部材１０３０および第２
部材１０３２は、一般に、互いに平行であり、両者の間
に窓部１０３４を画成する。第１部材１０３０および第
２部材１０３２は、ウェブ１１０４のエッジ１３０２を
取り囲む、内向きに対峙する「Ｃ」字状の断面を有して
おり、ウェブ１１０４がプラテン１０１２を横断して走
行するときにウェブ１１０４をガイドする。第１端部１
００４および第２端部１００６は、それぞれ開口部１０
２０、１１２０を有しており、この開口部によって第
１、第２端部１００４、１００６の内部は窓部１０３４
に連通することができる。ウェブ１１０４は、第１端部
１００４から第１および第２部材１０３０、１０３２間
を通って第２端部１００６内に移る。窓部１０４３は、
研磨ヘッドアセンブリによって保持される基板１１２が
所定の研磨パターンで移動するために十分な空き領域を
提供しつつウェブ１１０４をプラテン１０１２（および
サブパッド）上に配置することができるように構成され
る。
【００６９】プラテン１０１２は、一般に、より低い周
部分１０４４によって囲まれた隆起中央部１０４２を有
する。アセンブリ１０００がプラテン１０１２に取り付
けられるとき、アセンブリ１０００（第１部材１０３
０、および第２部材１０３２）は、低い周部分１０４４
に配置され、中央部１０４２は窓部１０４３内に突出す
る。中央部１０４２および低い周部分１０４４の相対的
な高さは、第１ガイドローラ１１０６および第２ガイド
ローラ１２０６間に配置されたウェブ１１０４がプラテ
ン１０１２の上面１０１４の付近に位置するようになっ
ている。
【００７０】プラテン１０１２は、通常、アセンブリ１
０００がプラテン１０１２に連結されるときにアセンブ
リ１０００を支持する隆起部１０４０を含んでいる。隆
起部１０４０は、カートリッジ１００２から延在するタ
ブ１０４８を収容する切欠き１０４６を含む。タブ１０
４０および切欠き１０４６は、アセンブリ１０００およ
びプラテン１０１２の第１、第２端部１００４、１００
６の双方にそれぞれあってもよい。タブ１０４８は、プ
ラテン１０１２の回転中にアセンブリ１０００が動かな
いようにしている。第１端部１００４の内面１１１２、
および内面１２２２は、プラテン１０１２上で「スナッ
プ」するように傾斜していてもよい。プラテン１０１２
は、アセンブリ１０００をプラテン１０１２に保持する
ために、ラッチ、スナップフィット、止め金、フック、
ねじ、その他の取付け装置をさらに含んでいてもよい。
【００７１】図１４（ａ）〜（ｄ）は、ウェブ２５２が
プラテン２３０を横断して給送されるときにウェブ２５
２の横方向の移動を最小限に抑える手段を有するローラ
の様々な他の実施形態を示している。これらのローラ
は、プラテン上またはポリシング媒体アセンブリ内の一
つ以上の場所で用いることができる。ある実施形態で
は、ローラ１４００Ａの中央での直径はローラの端部で
のローラ直径より大きく、クラウン１４０２を形成して
いる。クラウン付ローラは、ローラの中央で張力が大き
く、ウェブの中央がローラの中央上を走行するようにな
っている。別の実施形態では、ローラ１４００Ｂはその
幅全体にわたって凹状であり、中央部１４０４で直径が
最小となっている。別の実施形態では、ローラ１４００
Ｇがフランジ付端部１４０６Ａおよび１４０６Ｂを有
し、これらが両者の間にウェブ２５２を維持する。フラ
ンジ付端部１４０６Ａは突出したエッジを含んでおり、
これは、その上にウェブ２５２が少なくとも部分的に乗
り上げることを許容する。フランジ付端部１４０６Ｂは
径方向に延在する壁部分１４０８を含んでおり、これに
よってウェブ２５２はフランジ１４０６Ｂを越えて動か
ないようになる。別の実施形態では、ローラ１４００Ｄ
が、丸みエッジや面取り部などの逃げ１４１２をローラ
１４００Ｄの各端部に有している。逃げ１４１２に重な
るウェブ２５２のエッジはウェブ２５２の長さに沿って
引張され、ウェブ２５２が移動中に横方向に動かないよ
うになっている。
【００７２】他の実施形態では、ウェブ材からなる表面
を有する大型膨張ローラが設けられる。この大型ブラダ
またはローラもしくはタイヤがウェーハ上に押し下げら
れ、路面上のタイヤのように回転式に擦られると、ウェ
ーハの底部で平らになりウェーハ全体にわたって均一な
ダウンフォースを与える。これは、回転中、ウェーハを
通過する直線運動を与える。タイヤを押し下げ、または
二つの面間でタイヤを圧縮するセンタリング機構を与え
る側壁などの機構が設けられる。従って、タイヤはウェ
ーハと上部ローラとの間で圧縮されるので、タイヤはウ
ェーハまたは多数のローラを押し下げることになる。
【００７３】図１及び図２を参照すると、作業中、基板
１２２はインタフェースロボット１２０によってカセッ
ト１１８の一つから回収される。インタフェースロボッ
ト１２０は基板１２２を入力モジュール１２４に搬送
し、ここで基板はローディングロボット１０４によって
回収される。ローディングロボット１０４は、基板１２
２を搬送ステーション１３６に搬送し、ここで基板１２
２は研磨ヘッド２０４の一つにロードされる。
【００７４】カルーセル１３４は、ポリシングステーシ
ョン１３２の一つの上方に基板１２２を配置する。駆動
装置が作動し、基板１２２をポリシング材に接触させた
状態に置く。研磨ヘッドおよびポリシング材の双方が回
転する一方、駆動装置はカルーセル１３４のアーム１５
０に沿って振動し、ポリシング材２５２に対する基板１
２２の研磨運動を与える。
【００７５】ポリシング中、種々のセンサがコントロー
ラ１０８にプロセス情報を提供する。例えば、センサ７
０４は、コントローラ１０８に基板１２２またはポリシ
ングプロセスの温度に関する情報を提供する。この温度
情報を用いてブラダ６０２およびチャネル２８６で用い
られる流体の温度を調節し、ポリシングプロセスを変化
させてもよい。例えば、ブラダ６０２内の流体を加熱し
て研磨流体と基板１２２との間の化学作用を高め、ポリ
シングレートを高めてもよい。この他に、ポリシング中
に用いられる化学薬品の割合を変えて（すなわち、抑制
剤に対するキレート化剤の割合を増加して）、より速い
ポリシングレートを導いてもよい。逆に、反対の手法に
よってポリシングレートを低減してもよい。
【００７６】ポリシングが終了すると、基板１２２はポ
リシング材から取り除かれ、別のポリシングステーショ
ンに割送りされ、あるいは搬送ステーションに戻され
る。研磨済み基板１２２は、ローディングロボット１０
４によって搬送ステーション１０４から回収され、工場
インタフェースモジュール１０２に搬送され、ここで基
板１２２は洗浄され、最終的に収納カセット１１８の一
つに戻される。
【００７７】本発明の教示を詳細に図示および説明した
が、これらの教示になお含まれ、本発明の趣旨から逸脱
しないその他の多様な実施形態を考案することは当業者
にとって容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のケミカルメカニカル平坦化システムの
平面図である。
【図２】図１の切断線２−２に沿ったポリシングステー
ションの断面図である。
【図３】ポリシング材の細長ロールを示すポリシングス
テーションの部分断面図である。
【図４】ポリシングステーションの別の実施形態の部分
断面図である。
【図５】ポリシングステーションの別の実施形態の部分
断面図である。
【図６】光学監視システムを示すポリシングステーショ
ンの部分図である。
【図７】ブラダサブパッドを示すポリシングステーショ
ンの別の図である。
【図８】ポリシング媒体カートリッジを示すポリシング
ステーションの図である。
【図９】図８のポリシング媒体カートリッジの斜視図で
ある。
【図１０】ポリシング媒体カートリッジおよびポリシン
グステーションの別の実施形態の分解斜視図である。
【図１１】図１０のポリシング媒体カートリッジの第１
端部の断面図である。
【図１２】図１０のポリシング媒体カートリッジの第２
端部の断面図である。
【図１３】図１０のポリシング媒体カートリッジの中央
部の断面図である。
【図１４】様々なローラの実施形態の正面図である。
【符号の説明】
１００…ケミカルメカニカル平坦化装置、１０２…工場
インタフェース、１０４…ローディングロボット、１０
６…ポリシングモジュール、１０８…コントローラ、１
１０…ＣＰＵ、１１２…メモリ、１１４…支援回路、１
１６…洗浄モジュール、１１８…ウェーハカセット、１
２２…基板、１３２…ポリシングステーション、１３４
…カルーセル、１３６…搬送ステーション、１５２…研
磨ヘッドアセンブリ、２３０…プラテン、２５２…ポリ
シング材、８０２…ポリシング材ウェブ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェイムズ ヴイ． ティエッツ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， フリーモント， レイノルズ ドライヴ 36712 (72)発明者 シジアン リー アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， ドニングトン ドライヴ 1202 (72)発明者 マヌーチャ ビラング アメリカ合衆国， カリフォルニア州， ロス ガトス， ファーヴル リッジ ロ ード 18836 (72)発明者 ジョン エム． ホワイト アメリカ合衆国， カリフォルニア州， ヘイワード， コロニー ヴュー プレイ ス 2811 (72)発明者 ローレンス エム． ローゼンバーグ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， ホリー アン プレイス 1152 (72)発明者 マーティ スケイルズ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， マクベイン アヴェニュー 1900 (72)発明者 ラミン エマミ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， ドゥ ローズ ウエイ 1485 ナンバー124

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポリシング材のウェブと、 前記ポリシング材の少なくとも一部が巻きつけられた軸
    と、 前記軸を実質的に取り囲み、開口部を有するハウジング
    であって、前記ウェブが前記開口部を貫通して配置され
    るハウジングと、を備えるポリシング材アセンブリ。
  2. 【請求項２】 前記ハウジングは、 前記ウェブに連結された第２の軸と、 前記ハウジング内に形成された窓部であって、前記第１
    の軸と前記第２の軸との間に配置された前記ウェブの一
    部が露出する窓部と、を更に備える請求項１記載のアセ
    ンブリ。
  3. 【請求項３】 研磨プラテンと、 前記研磨プラテンの上方に配置された少なくとも一つの
    研磨ヘッドと、 前記研磨プラテン上に配置された第１の部分を有するポ
    リシング材のウェブと、 前記ポリシング材の少なくとも第２の部分が巻きつけら
    れた軸と、 前記軸を実質的に取り囲み、開口部を有するハウジング
    であって、前記ウェブが前記開口部を貫通して配置され
    るハウジングと、を備える半導体基板ポリシングシステ
    ム。
  4. 【請求項４】 研磨プラテンと、 前記研磨プラテン上に配置される少なくとも第１の部分
    を有するポリシング材のウェブと、 前記ウェブが横方向に移動することを防止する手段を有
    する少なくとも一つのローラと、を備える半導体基板ポ
    リシング装置。
  5. 【請求項５】 研磨プラテンと、 前記研磨プラテン上に配置された少なくとも第１の部分
    を有するポリシング材のウェブと、 前記プラテン内において前記第１部分の下方に配置さ
    れ、前記第１部分と前記研磨プラテンとの間にガスを供
    給する開口部と、を備える半導体基板ポリシング装置。
  6. 【請求項６】 前記開口部は、さらに前記第１部分と前
    記研磨プラテンとの間を真空引きできるようになってい
    る請求項５記載の装置。
  7. 【請求項７】 第１の外周を有する第１のローラと、 第２の外周を有する第２のローラと、を更に備え、前記
    第１外周および前記第２外周が前記プラテンの上面の上
    方に突出している、請求項６記載の装置。
  8. 【請求項８】 第１のローラと、 前記第１ローラに相隣る第２のローラと、 前記第１ローラおよび前記第２ローラのまわりに単一の
    ロールとなって巻かれるポリシング材のウェブと、を備
    えるポリシング材アセンブリ。
  9. 【請求項９】 研磨プラテンと、 前記研磨プラテン上に配置された少なくとも第１の部分
    を有するポリシング材のウェブと、 前記研磨プラテンに隣接して配置され、前記研磨プラテ
    ンとの間にスロットを画成するシールド部材であって、
    前記ウェブが前記スロットを貫通して配置されるように
    なっているシールド部材と、を備える半導体基板ポリシ
    ング装置。
  10. 【請求項１０】 前記シールド部材がワイパーを更に備
    え、前記ウェブが、前記ワイパーと前記プラテンとの間
    に配置されるようになっている、請求項９記載の装置。
  11. 【請求項１１】 研磨プラテンと、 前記研磨プラテン上に配置された少なくとも第１の部分
    を有するポリシング材のウェブと、 前記プラテンの付近に配置された研磨ヘッドと、 前記研磨ヘッドと前記プラテンとの間に運動を生じさせ
    る振動エネルギー源と、を備える半導体基板ポリシング
    装置。
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