JP2001079754A - ウェーハ研磨装置およびウェーハ研磨方法 - Google Patents

ウェーハ研磨装置およびウェーハ研磨方法

Info

Publication number
JP2001079754A
JP2001079754A JP2000132697A JP2000132697A JP2001079754A JP 2001079754 A JP2001079754 A JP 2001079754A JP 2000132697 A JP2000132697 A JP 2000132697A JP 2000132697 A JP2000132697 A JP 2000132697A JP 2001079754 A JP2001079754 A JP 2001079754A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
polishing
carrier
center
rotary table
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
JP2000132697A
Other languages
English (en)
Inventor
Akitaka Karasawa
章孝 柄沢
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.)
Semiconductor Leading Edge Technologies Inc
Original Assignee
Semiconductor Leading Edge Technologies Inc
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 Semiconductor Leading Edge Technologies Inc filed Critical Semiconductor Leading Edge Technologies Inc
Priority to JP2000132697A priority Critical patent/JP2001079754A/ja
Priority to KR1020010001918A priority patent/KR100802866B1/ko
Publication of JP2001079754A publication Critical patent/JP2001079754A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウェーハの表面に対して、均一な研磨
作用が得られるようにする。 【解決手段】 半導体基板を押圧するキャリアの下面
に、膨張収縮が容易な配管部材を固定し、配管部材に流
体を注入することにより、ウェーハの各部分に独立に制
御された加重をかける。これにより、ウェーハの曲率コ
ントロールが可能となり、ウェーハ表面に対する均一な
研磨作用が実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板(以
下、適宜ウェーハと称する)などの研磨装置及び研磨方
法に関する。さらに詳しくは、ウェーハの表面に対して
均一な研磨作用が得られるようにした研磨装置および方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、ウェーハの化学機械研磨におい
ては、キャリアと回転テーブルの間にウェーハが挿入さ
れ、キャリアと回転テーブルを同時に回転させ、スラリ
ーを送り込み、研磨を行う。図4は、このような従来の
半導体基板の研磨装置の例を示す断面図である。図4に
示すように、従来の研磨装置では、表面をクロス11で
覆われたターンテーブル12が下側に位置している。そ
の上に、ウェーハ13が載せられる。その上から、マッ
ト14を介して、キャリア15によりウェーハ13を加
圧しながら回転させる。クロス12とウェーハ13との
間にはスラリ16が供給され、ウェーハ13の表面加工
が行われる。
【0003】このように、ウェーハ13は、剛体により
形成されたキャリア15に保持され、研磨時はスピンド
ルからの加重がキャリア15を介してウェーハ13へと
伝達される。このようにして、ウェーハ13の表面から
は、研磨作用により材料が取り除かれる。
【0004】
【発明が解決しようとする課頴】しかし前記のような従
来の方法では、ウェーハに生じたソリの影響によりウェ
ーハ面内への均一な加重が得られず、ウェーハ表面の均
一な研磨作用が得られなかった。本発明は上述のような
課題に鑑みてなされたもので、ウェーハの反りに影響さ
れず、ウェーハ表面の均一な加工ができるようにした研
磨装置および研磨方法を得ることを目的とする。さらに
詳しくは、スピンドルからの加重と新たに独立に異なる
部分からの加重を作用させることによりウェーハの曲率
を変え、ウェーハ表面の研磨作用が均一に行われるよう
にするものである。
【0005】
【課題を解決するための手投】本発明のウェーハ研磨装
置は、研磨布で覆われた回転テーブルと、この回転テー
ブルに対向し、この回転テーブルとの間に配置される1
葉のウェーハのほぼ中心に、その中心が位置するように
して上記ウェーハを加圧して回転させるキャリアと、上
記キャリアが上記ウェーハを加圧する面に装着され独立
して膨張収縮の制御可能な複数の膨張部材を備え、上記
膨張部材を介して上記ウェーハへの加圧力を調整し、上
記ウェーハと上記研磨布との間に研磨剤を供給して上記
ウェーハを研磨するようにしたものである。これによ
り、ウェーハの曲率コントロールが可能となり、ウェー
ハ表面に対する均一な研磨作用が実現できる。
【0006】また、本発明のウェーハ研磨装置は、好ま
しくは、上記膨張部材として、膨張収縮の制御可能な管
状部材を用いる。また、好ましくは、上記複数の管状部
材をほぼ同心のリング状に配置する。また、好ましく
は、上記複数の管状部材にそれぞれ独立に流体を加圧注
入することにより上記管状部材の加圧力をそれぞれ制御
する。上記流体として液体または気体を用いる。
【0007】また、本発明のウェーハ研磨方法は、研磨
布で覆われた回転テーブルと、この回転テーブルに対向
して配置され、この回転テーブルとの間に配置される1
葉のウェーハのほぼ中心に、その中心が位置するように
して上記ウェーハを加圧して回転させるキャリアを備
え、上記キャリアが上記ウェーハを押圧する面に独立し
て膨張収縮の制御可能な複数の膨張部材を装着し、この
膨張部材を介して上記ウェーハへの加圧力を調整し、上
記ウェーハと上記研磨布との間に研磨剤を供給して上記
ウェーハを研磨するするようにしたものである。また、
本発明のウェーハ研磨方法は、研磨布で覆われた回転テ
ーブルとこれに対向したキャリアとの間に1葉のウェー
ハを配置し、上記キャリアの中心と上記ウェーハの中心
とをほぼ一致させるようにし、上記キャリアが上記ウェ
ーハを押圧する加圧力を上記ウェーハ面内の位置により
調整しつつ上記キャリアにより上記ウェーハを加圧して
回転させ、上記ウェーハと上記研磨布との間に研磨剤を
供給して上記ウェーハを研磨するようにしたものであ
る。このような本発明の方法によれば、ウェーハの曲率
コントロールが可能となり、ウェーハ表面に対する均一
な研磨作用が実現できる。
【0008】
【発明の実施の形態】図1〜図3は、本発明の実施の形
態による研磨装置を説明するための図である。図1は、
キャリアの下面に装着した膨張部材を示す平面図、図2
および図3は、この実施の形態のキャリアによりウェー
ハを押圧する状態を示す断面図である。なお、図1は、
図2のキャリアの下面を、下から見上げたときの平面図
である。図1〜3において、1は被研磨剤であるウェー
ハを保持して加圧し回転させるキャリアであり、剛体で
ある。2はキャリア1の下面に固定された可撓性の配管
部材である。3は被研磨材であるウェーハ(半導体基
板)であり、研磨動作時には、1葉のウェーハ3が、研
磨布(クロス)で覆われた回転テーブル(図示省略、図
4参照)の上でキャリア1との間に挟まれて配置され
る。4は配管部材2を覆うように張られた部材で、研磨
動作時にウェーハ3を保持する部材である。ここでは保
持マットと称する。
【0009】さらに詳述すると、この実施の形態では、
図1〜3に示すように、キャリア1をその中心がウェー
ハ3の中心とほぼ一致するようにウェーハ1に対して位
置させる。この位置は、ウェーハ3をどのように研磨す
る必要があるかにより、両者の中心を一致させる場合
と、いくらかずらす場合とがある。キャリア1のウェー
ハ3を押圧する下面には、サークル状の複数の配管部材
2をキャリア1の押圧面の中心点に対して実質的に点対
称な同心円状になるように固定している。これにより1
葉のウェーハ3に対してその面内の位置に応じて加圧力
の分布を調整することができる。なお、図では、配管部
材は、5本であるが、配管部材の数及び太さは任意に設
定可能である。またこの配管部材2は、膨張収縮が可能
な材料、たとえばシリコンチューブなどで作られたもの
である。また、この複数の配管部材2には、内部に液
体、空気などの流体がそれぞれ独立に制御して加圧注入
されるように加減圧装置が付随して設けられている(図
示省略)。配管部材2がウェーハ3を押圧する接触面
は、ウェーハ3の保持機能を有する材料4で覆われてい
る(例えばスエードなどが考えられる)。
【0010】図2は、反りを持つウェーハを押圧しよう
とする最初の状態を示す断面図である。このウェーハ3
は、その中心部分よりその外周部分の方が、下側に向か
って出ている。言い換えれば、下側に対して中心部分が
へこんでいる。この反りは、環状の場合も鞍状の場合も
ある。いま、図2のように、キャリア1の下面が平面
で、これに装着された配管部材2が均一であるとウェー
ハ3には保持マット3の中心部分でキャリア1から加重
Fが作用するが、ウェーハの周辺部分では加重がかから
ない。したがって、このような状態でウェーハ3を研磨
したとき、ウェーハ3のソリによりウェーハ3の表面は
平坦にはならない。
【0011】図3は、この実施の形態によりウェーハ3
を研磨する状態を示す断面図である。図3に示すよう
に、複数の配管部材2に流体(たとえば水やエアー)を
注入し、その量を調整する。中心部分の配管部材2に
は、大きな圧力をかけて膨張させる。周辺の配管部材2
には、比較して小さい圧力をかけ膨張させない。膨張し
た配管部材2の部分では直下へ加重Fがかかり、周辺の
未膨張部分では、加重がかからない。すなわち、被研磨
ウェーハ3への加重は、ウェーハ3の反りの状態に応じ
て、あるいは、ウェーハ3の面内での必要な研磨量の分
布に応じて、調整して印加される。このような加重によ
り、ウェーハ3の表面が平坦に強制され、ウェーハ3の
表面の研磨作用が均一に行われる。
【0012】図3では、ウェーハ3の中心部が上方向に
凸状の場合に、ウェーハ3の中央部の配管部材2の膨張
により、加重がかけられている状態を示した。一方、ウ
ェーハ3が図3に示したものと逆の反りを示している場
合、すなわち、下方向に中心部が凸状になっている場合
には、ウェーハ3の周辺部の加重を増大するようにコン
トロールすれば、逆の曲率を持つウェーハの補正が可能
である。このような加重により、ウェーハ表面が平坦に
強制されウェーハ表面の研磨作用が均一に行われる。な
お、複数の膨張部材2はリング状のものを示したが、そ
の形状は、かならずしもリング状に限られない。要は、
ウェーハの変形に対応して、所定の個所の押圧力を増大
するような望ましい形状あるいは配置を選択しうるもの
である。
【0013】以上のように、本発明の研磨装置および研
磨方法は、半導体ウェーハの表面にその所定の位置を基
準に点対称に均一な加工を施すことができるものであ
り、研磨布に対面する回転可能なウェーハ保持部分(キ
ャリア)に、その押圧面の中心点に対して実質的に点対
称になるように、少なくとも2つ以上の膨張収縮可能な
配管部材を備えたキャリア構造を有している。そして、
配管部材に流体を注入し、配管部材の膨張作用により、
ウェーハに独立に制御された加重をかけ、ウェーハの曲
率を変えることを可能にしている。また、各配管部材へ
の膨張収縮作用は、流体の注入量により加減されるが、
各配管部材への流体の注入は独立に行なうことができ
る。また、本発明の研磨装置および研磨方法は、1葉の
ウェーハに対して、ウェーハとキャリアとを適切な位置
関係に配置して研磨することができる。また、1葉のウ
ェーハに対してウェーハ面内の位置に応じて加圧力を調
整できるので、個々のウェーハの反りなどの状況に応じ
た最適な研磨をすることができる。
【0014】
【発明の効果】本発明による、改良されたキャリア構造
を有する研磨装置および研磨方法によれば、ウェーハへ
の加圧力をウェーハの部分に応じて調整することができ
るので、反りあるウェーハに対しても、ウェーハ表面の
均一な研磨作用が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態による研磨装置を説明す
るための図で、キャリアの下面に膨張部材を装着した状
態を示す平面図である。
【図2】 本発明の実施の形態のキャリアによりウェー
ハを押圧する初期状態を示す断面図である。
【図3】 本発明の実施の形態のキャリアによりウェー
ハを押圧する状態を示す断面図である。
【図4】 従来の半導体基板の研磨装置の例を示す断面
図である。
【符号の説明】
1 キャリア、 2 配管部材、 3 ウェーハ、 4 保持マット。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 研磨布で覆われた回転テーブルと、この
    回転テーブルに対向し、この回転テーブルとの間に配置
    される1葉のウェーハのほぼ中心に、その中心が位置す
    るようにして上記ウェーハを加圧して回転させるキャリ
    アと、上記キャリアが上記ウェーハを加圧する面に装着
    され独立して膨張収縮の制御可能な複数の膨張部材を備
    え、上記膨張部材を介して上記ウェーハへの加圧力を調
    整し、上記ウェーハと上記研磨布との間に研磨剤を供給
    して上記ウェーハを研磨することを特徴とするウェーハ
    研磨装置。
  2. 【請求項2】 上記膨張部材として、膨張収縮の制御可
    能な管状部材を用いたことを特徴とする請求項1に記載
    のウェーハ研磨装置。
  3. 【請求項3】 上記複数の管状部材をほぼ同心のリング
    状に配置したことを特徴とする請求項2に記載のウェー
    ハ研磨装置。
  4. 【請求項4】 上記複数の管状部材にそれぞれ独立に流
    体を加圧注入することにより上記管状部材の加圧力をそ
    れぞれ制御するようにしたことを特徴とする請求項2ま
    たは3に記載のウェーハ研磨装置。
  5. 【請求項5】 上記流体として液体または気体を用いる
    ことを特徴とする請求項4に記載のウェーハ研磨装置。
  6. 【請求項6】 研磨布で覆われた回転テーブルと、この
    回転テーブルに対向して配置され、この回転テーブルと
    の間に配置される1葉のウェーハのほぼ中心に、その中
    心が位置するようにして上記ウェーハを加圧して回転さ
    せるキャリアを備え、上記キャリアが上記ウェーハを押
    圧する面に独立して膨張収縮の制御可能な複数の膨張部
    材を装着し、この膨張部材を介して上記ウェーハへの加
    圧力を調整し、上記ウェーハと上記研磨布との間に研磨
    剤を供給して上記ウェーハを研磨するするようにしたこ
    とを特徴とするウェーハ研磨方法。
  7. 【請求項7】 研磨布で覆われた回転テーブルとこれに
    対向したキャリアとの間に1葉のウェーハを配置し、上
    記キャリアの中心と上記ウェーハの中心とをほぼ一致さ
    せるようにし、上記キャリアが上記ウェーハを押圧する
    加圧力を上記ウェーハ面内の位置により調整しつつ上記
    キャリアにより上記ウェーハを加圧して回転させ、上記
    ウェーハと上記研磨布との間に研磨剤を供給して上記ウ
    ェーハを研磨することを特徴とするウェーハ研磨方法。
JP2000132697A 1999-07-12 2000-05-01 ウェーハ研磨装置およびウェーハ研磨方法 Pending JP2001079754A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000132697A JP2001079754A (ja) 1999-07-12 2000-05-01 ウェーハ研磨装置およびウェーハ研磨方法
KR1020010001918A KR100802866B1 (ko) 2000-05-01 2001-01-12 웨이퍼 연마 장치 및 웨이퍼 연마 방법

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19789499 1999-07-12
JP11-197894 1999-07-12
JP2000132697A JP2001079754A (ja) 1999-07-12 2000-05-01 ウェーハ研磨装置およびウェーハ研磨方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001079754A true JP2001079754A (ja) 2001-03-27

Family

ID=26510633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000132697A Pending JP2001079754A (ja) 1999-07-12 2000-05-01 ウェーハ研磨装置およびウェーハ研磨方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001079754A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7542263B2 (en) 2004-02-19 2009-06-02 Asml Holding N.V. Overlay correction by reducing wafer slipping after alignment
CN113427387A (zh) * 2021-08-25 2021-09-24 南通江淤新材料有限公司 一种球状金属鳞片式抛光设备
CN115070536A (zh) * 2022-07-26 2022-09-20 徐州盛科半导体科技有限公司 一种半导体晶片加工用减薄机
US11945073B2 (en) 2019-08-22 2024-04-02 Applied Materials, Inc. Dual membrane carrier head for chemical mechanical polishing

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7542263B2 (en) 2004-02-19 2009-06-02 Asml Holding N.V. Overlay correction by reducing wafer slipping after alignment
US7786607B2 (en) * 2004-02-19 2010-08-31 Asml Holding N.V. Overlay correction by reducing wafer slipping after alignment
US11945073B2 (en) 2019-08-22 2024-04-02 Applied Materials, Inc. Dual membrane carrier head for chemical mechanical polishing
CN113427387A (zh) * 2021-08-25 2021-09-24 南通江淤新材料有限公司 一种球状金属鳞片式抛光设备
CN115070536A (zh) * 2022-07-26 2022-09-20 徐州盛科半导体科技有限公司 一种半导体晶片加工用减薄机

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6406361B1 (en) Carrier head for chemical mechanical polishing
US6443823B1 (en) Carrier head with layer of conformable material for a chemical mechanical polishing system
US6056632A (en) Semiconductor wafer polishing apparatus with a variable polishing force wafer carrier head
US6210255B1 (en) Carrier head for chemical mechanical polishing a substrate
US5820448A (en) Carrier head with a layer of conformable material for a chemical mechanical polishing system
US6645053B1 (en) Polishing apparatus
KR101395380B1 (ko) 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드의 멤브레인
US20030079836A1 (en) Carrier head for chemical mechanical polishing
JP2001353656A (ja) 積重ね研磨パッド
JPH07227757A (ja) ウエーハのポリッシング装置
US7927092B2 (en) Apparatus for forming a slurry polishing pad
US6758726B2 (en) Partial-membrane carrier head
JP3218572B2 (ja) ウェーハ加圧用ポリッシングプレート
JP3816297B2 (ja) 研磨装置
KR100807046B1 (ko) 화학기계적 연마장치
JP2001079754A (ja) ウェーハ研磨装置およびウェーハ研磨方法
US6790128B1 (en) Fluid conserving platen for optimizing edge polishing
KR100802866B1 (ko) 웨이퍼 연마 장치 및 웨이퍼 연마 방법
JPH09246218A (ja) 研磨方法および装置
KR100725923B1 (ko) 연마헤드용 멤브레인
JP3944260B2 (ja) 基板研磨方法及びその装置
JP3804117B2 (ja) 基板研磨方法及びこの実施に用いる研磨装置
JPH11179652A (ja) ポリッシング装置および方法
JPH09174417A (ja) 研磨装置
JP2757112B2 (ja) ウエーハ研磨装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040116

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040907