JP2001358103A - 化学的機械的研磨装置の研磨ヘッド - Google Patents
化学的機械的研磨装置の研磨ヘッドInfo
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
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- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウェーハの中心部と縁部を均一に研磨するこ
とができる化学的機械的研磨装置の研磨ヘッドを提供す
る。 【解決手段】 ハウジング１１０は空気スルーホールを
有し、空気の流動を案内する。キャリア１２０はハウジ
ング１１０に連結され、研磨パッドによって研磨される
ウェーハを支持する。ウェーハチャッキング装置１３０
はキャリア１２０に装着されウェーハを把持する。維持
部材１４０はキャリア１２０の縁部に装着され、ウェー
ハチャッキング装置１３０を案内してウェーハを保護維
持する。ウェーハがウェーハチャッキング装置１３０に
密着され、研磨パッドに対して維持部材１４０を位置す
ることに使用する力とは独立してウェーハチャッキング
部材１３４に均一に印加されるバイアシング力によって
研磨パッドに圧力が作用するため、研磨パッドに対して
ウェーハに均一な力を加えることができる。
とができる化学的機械的研磨装置の研磨ヘッドを提供す
る。 【解決手段】 ハウジング１１０は空気スルーホールを
有し、空気の流動を案内する。キャリア１２０はハウジ
ング１１０に連結され、研磨パッドによって研磨される
ウェーハを支持する。ウェーハチャッキング装置１３０
はキャリア１２０に装着されウェーハを把持する。維持
部材１４０はキャリア１２０の縁部に装着され、ウェー
ハチャッキング装置１３０を案内してウェーハを保護維
持する。ウェーハがウェーハチャッキング装置１３０に
密着され、研磨パッドに対して維持部材１４０を位置す
ることに使用する力とは独立してウェーハチャッキング
部材１３４に均一に印加されるバイアシング力によって
研磨パッドに圧力が作用するため、研磨パッドに対して
ウェーハに均一な力を加えることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は化学的機械的研磨装
置に関するものであり、より詳細には研磨パッドにウェ
ーハを均一に密着させてウェーハの中心部と縁部を均一
に研磨することができる化学的機械的研磨装置の研磨ヘ
ッドに関するものである。
置に関するものであり、より詳細には研磨パッドにウェ
ーハを均一に密着させてウェーハの中心部と縁部を均一
に研磨することができる化学的機械的研磨装置の研磨ヘ
ッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウェーハ上に集積回路を製造する
過程で、ウェーハ前面又は背面を平坦化するために通常
化学的機械的研磨工程を経ることになる。このような化
学的機械的研磨工程を利用した平坦化技術は、半導体集
積回路の集積度が高まって、ウェーハの大直径化趨勢に
従い、より大事な架空技術として扱われている。
過程で、ウェーハ前面又は背面を平坦化するために通常
化学的機械的研磨工程を経ることになる。このような化
学的機械的研磨工程を利用した平坦化技術は、半導体集
積回路の集積度が高まって、ウェーハの大直径化趨勢に
従い、より大事な架空技術として扱われている。
【０００３】ウェーハ表面を平坦化することに使用され
る化学的機械的研磨システムは、大きく区分してウェー
ハカセットの装脱着装置、ウェーハ移動装置、研磨装
置、ウェーハ洗浄装置とこれらの制御装置で構成され
る。このうち、研磨装置はウェーハを支持しながら回転
加圧する研磨ヘッド、研磨パッドが付着された研磨定盤
及びその駆動機構、研磨パッドのドレッシング機構、ウ
ェーハ側面の洗浄機構、スラリー供給機構で構成され
る。
る化学的機械的研磨システムは、大きく区分してウェー
ハカセットの装脱着装置、ウェーハ移動装置、研磨装
置、ウェーハ洗浄装置とこれらの制御装置で構成され
る。このうち、研磨装置はウェーハを支持しながら回転
加圧する研磨ヘッド、研磨パッドが付着された研磨定盤
及びその駆動機構、研磨パッドのドレッシング機構、ウ
ェーハ側面の洗浄機構、スラリー供給機構で構成され
る。
【０００４】機械的研磨において、ウェーハ表面の除去
速度は研磨圧力と研磨速度に比例する。化学的機械的研
磨装置のように化学的な作用が付加された研磨では、こ
こにウェーハ表面とスラリーの化学反応が付加される。
ウェーハ表面のいずれの位置においても研磨荷重、研磨
速度、スラリー量、ウェーハ面と研磨パッドの摩擦、研
磨温度などを均一にすることができれば、広域平坦化及
び残留膜厚みの均一化を達成することができる。しか
し、実際には上述した因子や研磨パッドの表面状態がウ
ェーハ面内で時間に従って変化し、残留膜厚みが不均一
になる。そして、ディッシング（ｄｉｓｈｉｎｇ）やシ
ニング（ｔｈｉｎｎｉｎｇ）が発生し、デバイスの収率
に影響を及ぼす。このような因子を経験的にまたは科学
的に制御する必要がある。化学的機械的研磨では研磨除
去量が１μｍ以下であり、研磨後の表面平坦度は０．０
１μｍ以下が要求される。従って、ウェーハをどのよう
にすれば、高密度で支持できるのかが相当に大事なもの
である。
速度は研磨圧力と研磨速度に比例する。化学的機械的研
磨装置のように化学的な作用が付加された研磨では、こ
こにウェーハ表面とスラリーの化学反応が付加される。
ウェーハ表面のいずれの位置においても研磨荷重、研磨
速度、スラリー量、ウェーハ面と研磨パッドの摩擦、研
磨温度などを均一にすることができれば、広域平坦化及
び残留膜厚みの均一化を達成することができる。しか
し、実際には上述した因子や研磨パッドの表面状態がウ
ェーハ面内で時間に従って変化し、残留膜厚みが不均一
になる。そして、ディッシング（ｄｉｓｈｉｎｇ）やシ
ニング（ｔｈｉｎｎｉｎｇ）が発生し、デバイスの収率
に影響を及ぼす。このような因子を経験的にまたは科学
的に制御する必要がある。化学的機械的研磨では研磨除
去量が１μｍ以下であり、研磨後の表面平坦度は０．０
１μｍ以下が要求される。従って、ウェーハをどのよう
にすれば、高密度で支持できるのかが相当に大事なもの
である。
【０００５】ウェーハを支持、加圧する研磨ヘッドの構
造に対していろいろな研究が成されてきた。例えば、日
本特開平第１０−２５６２０２号にはシリコンゴム材の
二重流体圧力室を備え均一な研磨が進行されるようにし
た研磨方法及び研磨装置が開示されており、日本特開平
第９−２４６２１８号にはポリエチレン材の圧縮膨張用
フィルムを利用してバックパッドを膨張させてウェーハ
を均一に研磨することができる研磨方法及び研磨装置が
開示されている。米国特許第５，６０５，４８８号には
多数のセルを備え各々セルの圧力を調節することができ
る研磨装置が開示されており、米国特許第５，８５１，
１３６号には可撓性プレートを利用して圧力に従ってウ
ェーハを均一に研磨することができる研磨装置が開示さ
れている。米国特許第５，８０３，７９９号（１９９８
年９月８日付でボロダスキー（ｖｏｌｏｄａｒｓｋｙ）
などに許与される）には半導体ウェーハを研磨すること
に使用するための研磨ヘッドが開示されている。
造に対していろいろな研究が成されてきた。例えば、日
本特開平第１０−２５６２０２号にはシリコンゴム材の
二重流体圧力室を備え均一な研磨が進行されるようにし
た研磨方法及び研磨装置が開示されており、日本特開平
第９−２４６２１８号にはポリエチレン材の圧縮膨張用
フィルムを利用してバックパッドを膨張させてウェーハ
を均一に研磨することができる研磨方法及び研磨装置が
開示されている。米国特許第５，６０５，４８８号には
多数のセルを備え各々セルの圧力を調節することができ
る研磨装置が開示されており、米国特許第５，８５１，
１３６号には可撓性プレートを利用して圧力に従ってウ
ェーハを均一に研磨することができる研磨装置が開示さ
れている。米国特許第５，８０３，７９９号（１９９８
年９月８日付でボロダスキー（ｖｏｌｏｄａｒｓｋｙ）
などに許与される）には半導体ウェーハを研磨すること
に使用するための研磨ヘッドが開示されている。
【０００６】図１はボロダスキーの特許に従う研磨ヘッ
ド１０の断面図である。図１で示したように、上述した
研磨ヘッド１０は、ハウジング１４、前記ハウジング１
４に装着されウェーハ支持面５０を備えるウェーハキャ
リア２０、ならびに前記ハウジング１４に装着され前記
ウェーハ支持面５０の適所にウェーハ（Ｗ）を維持する
ように形成されたウェーハ維持部材２２を備える。前記
ウェーハキャリア２０と前記ウェーハ維持部材２２のう
ちで少なくとも一つは、前記ハウジング１４に稼働可能
であるように装着され、研磨作業をする時に前記ウェー
ハキャリア２０と前記ウェーハ維持部材２２間に適切な
バイアス力を生成するダイアフラム（ｄｉａｐｈｒａｇ
ｍ）が提供される。
ド１０の断面図である。図１で示したように、上述した
研磨ヘッド１０は、ハウジング１４、前記ハウジング１
４に装着されウェーハ支持面５０を備えるウェーハキャ
リア２０、ならびに前記ハウジング１４に装着され前記
ウェーハ支持面５０の適所にウェーハ（Ｗ）を維持する
ように形成されたウェーハ維持部材２２を備える。前記
ウェーハキャリア２０と前記ウェーハ維持部材２２のう
ちで少なくとも一つは、前記ハウジング１４に稼働可能
であるように装着され、研磨作業をする時に前記ウェー
ハキャリア２０と前記ウェーハ維持部材２２間に適切な
バイアス力を生成するダイアフラム（ｄｉａｐｈｒａｇ
ｍ）が提供される。
【０００７】上述したように構成されたボロダスキーの
特許に従う研磨ヘッド１０は、ウェーハキャリア２０に
加わったバイアス力によってウェーハ（Ｗ）が研磨パッ
ドと密着され、維持部材２２かつウェーハキャリア２０
に加わったバイアス力によって研磨パッドと密着された
状態で、前記ウェーハを研磨する。従って、研磨パッド
ウェーハを均一に密着させることができるので、ウェー
ハの全面（ｗｈｏｌｅｓｕｒｆａｃｅ）を等しく研磨す
ることができる長所がある。
特許に従う研磨ヘッド１０は、ウェーハキャリア２０に
加わったバイアス力によってウェーハ（Ｗ）が研磨パッ
ドと密着され、維持部材２２かつウェーハキャリア２０
に加わったバイアス力によって研磨パッドと密着された
状態で、前記ウェーハを研磨する。従って、研磨パッド
ウェーハを均一に密着させることができるので、ウェー
ハの全面（ｗｈｏｌｅｓｕｒｆａｃｅ）を等しく研磨す
ることができる長所がある。
【０００８】しかし、ボロダスキーの特許に従う研磨ヘ
ッドは、ウェーハキャリアと維持部材間のバイアス力を
適切に調節する場合のみ、研磨ヘッドにウェーハを均一
に密着させることができるが、前記ウェーハキャリアと
維持部材間のバイアス力を適切に調節することが難しい
という問題点がある。それに従って、ウェーハの架空面
が前記研磨ヘッドに均一に密着しなくなり、その結果ウ
ェーハ中心部の研磨程度と縁部の研磨程度が不均一にな
る問題点がある。
ッドは、ウェーハキャリアと維持部材間のバイアス力を
適切に調節する場合のみ、研磨ヘッドにウェーハを均一
に密着させることができるが、前記ウェーハキャリアと
維持部材間のバイアス力を適切に調節することが難しい
という問題点がある。それに従って、ウェーハの架空面
が前記研磨ヘッドに均一に密着しなくなり、その結果ウ
ェーハ中心部の研磨程度と縁部の研磨程度が不均一にな
る問題点がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の問題点
を解決するために提供されたものであり、本発明の目的
は、研磨パッドにウェーハを均一かつ正確に密着させて
ウェーハの中心部と縁部を均一に研磨することができる
化学的機械的研磨装置の研磨ヘッドを提供することにあ
る。
を解決するために提供されたものであり、本発明の目的
は、研磨パッドにウェーハを均一かつ正確に密着させて
ウェーハの中心部と縁部を均一に研磨することができる
化学的機械的研磨装置の研磨ヘッドを提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述した本発明の目的を
達成するために、本発明は、ウェーハチャッキング装置
のウェーハチャック本体にウェーハを密着させてウェー
ハチャック本体に下方向に均一な圧力を印加し、ポリシ
ングパッドに対して均一にウェーハを加圧することがで
きる化学的機械的研磨装置の研磨ヘッドを提供する。
達成するために、本発明は、ウェーハチャッキング装置
のウェーハチャック本体にウェーハを密着させてウェー
ハチャック本体に下方向に均一な圧力を印加し、ポリシ
ングパッドに対して均一にウェーハを加圧することがで
きる化学的機械的研磨装置の研磨ヘッドを提供する。
【００１１】研磨ヘッドは、研磨ヘッドに空気の供給と
排出をするための空気スルーホールを有するハウジング
を含む。前記ハウジングには前記ハウジングに対して上
方及び下方に移動することができるキャリアが連結され
る。ウェーハチャック本体は再びキャリアに装着され、
キャリアに対して上方または下方に移動可能である。キ
ャリアの周縁部には維持部材が設置されており、維持部
材はキャリアに対して上方及び下方に移動するとき、ウ
ェーハチャック本体をガイドし、ウェーハチャック本体
に把持されたウェーハを保護維持する。
排出をするための空気スルーホールを有するハウジング
を含む。前記ハウジングには前記ハウジングに対して上
方及び下方に移動することができるキャリアが連結され
る。ウェーハチャック本体は再びキャリアに装着され、
キャリアに対して上方または下方に移動可能である。キ
ャリアの周縁部には維持部材が設置されており、維持部
材はキャリアに対して上方及び下方に移動するとき、ウ
ェーハチャック本体をガイドし、ウェーハチャック本体
に把持されたウェーハを保護維持する。
【００１２】本発明では、ウェーハチャック本体とキャ
リアが空気圧によって独立的に上方または下方に移動す
ることができる。かつ、ウェーハチャック本体は維持部
材とキャリアと共に回転可能であって、キャリアとウェ
ーハチャック間に捻じれが発生しない。従って、前記ウ
ェーハチャック本体に把持されたウェーハを研磨パッド
と均一に密着させて、ウェーハの一面を一定に研磨する
ことができる。
リアが空気圧によって独立的に上方または下方に移動す
ることができる。かつ、ウェーハチャック本体は維持部
材とキャリアと共に回転可能であって、キャリアとウェ
ーハチャック間に捻じれが発生しない。従って、前記ウ
ェーハチャック本体に把持されたウェーハを研磨パッド
と均一に密着させて、ウェーハの一面を一定に研磨する
ことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の望
ましい実施例による化学的機械的研磨装置の研磨ヘッド
を詳細に説明する。図２乃至図５で示したように、本発
明の望ましい一実施例に従う化学的機械的研磨装置の研
磨ヘッド１００は、空気スルーホールを有し、空気の流
動を案内するためのハウジング１１０、前記ハウジング
１１０に連結され前記ハウジング１１０に対して相対的
に上下移動することができるキャリア１２０、前記キャ
リア１２０に装着されるウェーハチャッキング装置１３
０、そして前記キャリア１２０の縁部に沿って装着され
る維持部材１４０（ｒｅｔａｉｎｅｒ）を備える。
ましい実施例による化学的機械的研磨装置の研磨ヘッド
を詳細に説明する。図２乃至図５で示したように、本発
明の望ましい一実施例に従う化学的機械的研磨装置の研
磨ヘッド１００は、空気スルーホールを有し、空気の流
動を案内するためのハウジング１１０、前記ハウジング
１１０に連結され前記ハウジング１１０に対して相対的
に上下移動することができるキャリア１２０、前記キャ
リア１２０に装着されるウェーハチャッキング装置１３
０、そして前記キャリア１２０の縁部に沿って装着され
る維持部材１４０（ｒｅｔａｉｎｅｒ）を備える。
【００１４】前記ハウジング１１０は、円形断面を有す
る本体部１１２と前記本体部１１２の一端で半径方向外
側に延長されるフランジ部１１４とを含み、前記本体部
１１２にはその中心で下方に延長される延長部１１６が
形成される。前記ハウジング１１０は、通常ステンレス
スティールのような強材で製作する。
る本体部１１２と前記本体部１１２の一端で半径方向外
側に延長されるフランジ部１１４とを含み、前記本体部
１１２にはその中心で下方に延長される延長部１１６が
形成される。前記ハウジング１１０は、通常ステンレス
スティールのような強材で製作する。
【００１５】前記ハウジング１１０には少なくとも３個
の流通路、即ち第１スルーホール１１２ａ、第２スルー
ホール１１２ｂ、及び第３スルーホール１１２ｃが形成
される。第１スルーホール１１２ａは前記本体部１１２
とその中心部に形成された前記延長部１１６とを貫通す
るように形成され、第２スルーホール１１２ｂ及び第３
スルーホール１１２ｃは前記本体部１１２の縦軸線を中
心に対称に配列される。
の流通路、即ち第１スルーホール１１２ａ、第２スルー
ホール１１２ｂ、及び第３スルーホール１１２ｃが形成
される。第１スルーホール１１２ａは前記本体部１１２
とその中心部に形成された前記延長部１１６とを貫通す
るように形成され、第２スルーホール１１２ｂ及び第３
スルーホール１１２ｃは前記本体部１１２の縦軸線を中
心に対称に配列される。
【００１６】前記ハウジング１１０の延長部１１６はキ
ャリア１２０に形成された中央開口部１２２ａに収容さ
れ、その全体長さに掛かって外周縁の所定位置で半径方
向外側に延長されるキー（ｋｅｙ、図示せず）を追加し
て設置することもできる。前記キーは以下で説明するキ
ャリア１２０の内周面に形成されたキー溝（ｋｅｙｗａ
ｙ、図示せず）内に収容される。キー溝はハウジング１
１０の延長部１１６のキーと同一である幅と高さを有す
る。従って、研磨パッド１００が作動する間に前記キャ
リア１２０が前記ハウジング１１０と共に一体的に回転
することができる。キャリア１２０に連結されているチ
ャッキング装置１３０及び維持部材１４０とハウジング
１１０とは同時に回転することができる。
ャリア１２０に形成された中央開口部１２２ａに収容さ
れ、その全体長さに掛かって外周縁の所定位置で半径方
向外側に延長されるキー（ｋｅｙ、図示せず）を追加し
て設置することもできる。前記キーは以下で説明するキ
ャリア１２０の内周面に形成されたキー溝（ｋｅｙｗａ
ｙ、図示せず）内に収容される。キー溝はハウジング１
１０の延長部１１６のキーと同一である幅と高さを有す
る。従って、研磨パッド１００が作動する間に前記キャ
リア１２０が前記ハウジング１１０と共に一体的に回転
することができる。キャリア１２０に連結されているチ
ャッキング装置１３０及び維持部材１４０とハウジング
１１０とは同時に回転することができる。
【００１７】前記第１スルーホール１１２ａは前記キャ
リア１２０と前記チャッキング装置１３０によって限定
される空気チャンバ１６０と連通される。前記第１スル
ーホール１１２ａを通じて供給及び排出される空気の圧
力によって前記空気チャンバ１６０が膨張収縮され、そ
れに従って前記チャッキング装置１３０が下方に下降し
たり、元位置に復帰することになる。
リア１２０と前記チャッキング装置１３０によって限定
される空気チャンバ１６０と連通される。前記第１スル
ーホール１１２ａを通じて供給及び排出される空気の圧
力によって前記空気チャンバ１６０が膨張収縮され、そ
れに従って前記チャッキング装置１３０が下方に下降し
たり、元位置に復帰することになる。
【００１８】前記ハウジング１１０の前記第２スルーホ
ール１１２ｂは、前記第１スルーホール１１２ａから半
径方向外側に所定長さほど離れて形成され、前記ハウジ
ング１１０と前記キャリア１２０によって限定された空
気チャンバ１５０と連通する。前記第２スルーホール１
１２ｂを通じて空気が流動し、前記空気が前記空気チャ
ンバ１５０内で供給されれば、前記キャリア１２０が下
方に下降することになり、その結果前記キャリア１２０
と結合された維持部材１４０は下方に下降する。反面、
反対圧力（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）によ
り、前記空気チャンバ１５０から前記空気を排出すれ
ば、前記空気チャンバが真空状態になって前記キャリア
１２０が元位置へ移動することになる。従って、前記維
持部材１４０かつ前記キャリア１２０と共に上方へ移動
することになる。
ール１１２ｂは、前記第１スルーホール１１２ａから半
径方向外側に所定長さほど離れて形成され、前記ハウジ
ング１１０と前記キャリア１２０によって限定された空
気チャンバ１５０と連通する。前記第２スルーホール１
１２ｂを通じて空気が流動し、前記空気が前記空気チャ
ンバ１５０内で供給されれば、前記キャリア１２０が下
方に下降することになり、その結果前記キャリア１２０
と結合された維持部材１４０は下方に下降する。反面、
反対圧力（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）によ
り、前記空気チャンバ１５０から前記空気を排出すれ
ば、前記空気チャンバが真空状態になって前記キャリア
１２０が元位置へ移動することになる。従って、前記維
持部材１４０かつ前記キャリア１２０と共に上方へ移動
することになる。
【００１９】前記キャリア１２０は、本体部１２２と前
記本体部１２２の下端部で半径方向外側に延長されるフ
ランジ部１２４とを含む。前記キャリア１２０の本体部
１２２中心部には開口部１２２ａを形成する第１貫通孔
が形成され、前記第１貫通孔から半径方向外側に所定距
離ほど離れた位置に第２貫通孔が形成される。前記フラ
ンジ部１２４の縁部には、本体部１２２の縦軸線を中心
に放射状に多数の貫通孔が形成される。
記本体部１２２の下端部で半径方向外側に延長されるフ
ランジ部１２４とを含む。前記キャリア１２０の本体部
１２２中心部には開口部１２２ａを形成する第１貫通孔
が形成され、前記第１貫通孔から半径方向外側に所定距
離ほど離れた位置に第２貫通孔が形成される。前記フラ
ンジ部１２４の縁部には、本体部１２２の縦軸線を中心
に放射状に多数の貫通孔が形成される。
【００２０】第３スルーホールを構成する貫通孔内のハ
ウジング１１０には空気導管１１２ｃ形成され、空気導
管１１２ｃは前記ハウジング１１０の下面から下方に所
定長さほど延長される。第２空気導管１２２ｂはキャリ
ア１２０に形成されている第２貫通孔内でキャリア１２
０に固定されており、空気導管１１２ｃの延長端を収容
する。前記キャリア１２０の前記空気導管１２２ｂは、
前記ハウジング１１０と前記キャリア１２０間に形成さ
れた空気チャンバが膨張して前記キャリア１２０が下降
する場合、前記ハウジング１１０の空気導管１１２ｃに
沿って下方に滑走する。かつ、前記空気チャンバが収縮
して前記キャリア１２０が乗降する場合にも、前記ハウ
ジング１１０の空気導管１１２ｃに沿って上方に滑走す
る。
ウジング１１０には空気導管１１２ｃ形成され、空気導
管１１２ｃは前記ハウジング１１０の下面から下方に所
定長さほど延長される。第２空気導管１２２ｂはキャリ
ア１２０に形成されている第２貫通孔内でキャリア１２
０に固定されており、空気導管１１２ｃの延長端を収容
する。前記キャリア１２０の前記空気導管１２２ｂは、
前記ハウジング１１０と前記キャリア１２０間に形成さ
れた空気チャンバが膨張して前記キャリア１２０が下降
する場合、前記ハウジング１１０の空気導管１１２ｃに
沿って下方に滑走する。かつ、前記空気チャンバが収縮
して前記キャリア１２０が乗降する場合にも、前記ハウ
ジング１１０の空気導管１１２ｃに沿って上方に滑走す
る。
【００２１】前記キャリア１２０には、前記キャリア１
２０を前記ハウジング１１０に連結するための連結部材
を追加で設置する。前記連結部材は、環形内側クランプ
１２６、内径が前記内側クランプ１２６より大きい環形
の外側クランプ１２８、ならびに所定の幅を有する環形
の弾性材シート１２９を含む。前記弾性材シート１２９
の一端部は前記内側クランプ１２６によって前記キャリ
ア１２０の上面に機密を維持するように固定され、他端
部は前記外側クランプ１２８によって前記ハウジング１
１０の下面に機密を維持するように固定され、前記キャ
リア１２０を前記ハウジング１１０に連結する。
２０を前記ハウジング１１０に連結するための連結部材
を追加で設置する。前記連結部材は、環形内側クランプ
１２６、内径が前記内側クランプ１２６より大きい環形
の外側クランプ１２８、ならびに所定の幅を有する環形
の弾性材シート１２９を含む。前記弾性材シート１２９
の一端部は前記内側クランプ１２６によって前記キャリ
ア１２０の上面に機密を維持するように固定され、他端
部は前記外側クランプ１２８によって前記ハウジング１
１０の下面に機密を維持するように固定され、前記キャ
リア１２０を前記ハウジング１１０に連結する。
【００２２】より具体的には、前記内側クランプ１２６
は、その一面の外縁部が屈曲されて階段部を形成する。
キャリアの本体部１２２の上部外周縁部には環形凹溝
（ｒｅｃｅｓｓ）が形成されている。内側クランプ１２
６はキャリア１２０の中央開口部１２２ａの一部を形成
する第１中央貫通孔と第１貫通孔から放射状に離れてい
る多数の貫通孔を有する。前記内側クランプ１２６が配
列される前記キャリア１２０の上面には前記内側クラン
プ１２６が形成された多数の貫通孔に相応する数のねじ
孔が前記キャリア１２０の中心部を中心に放射状に形成
されている。相応する貫通孔にはスクリューが収納され
てキャリア１２０の本体部１２２に内側クランプ１２６
が固定される。前記内側クランプ１２６を前記キャリア
１２０の上面に配置する場合、前記内側クランプ１２６
の縁部と前記キャリア１２０の上縁部に形成された階段
部から形成される環形溝の幅は、前記弾性材シート１２
９の厚みと同一であるかまたは小さく、弾性材シート１
２９がキャリア１２０に堅固に固定することができるよ
うにする。
は、その一面の外縁部が屈曲されて階段部を形成する。
キャリアの本体部１２２の上部外周縁部には環形凹溝
（ｒｅｃｅｓｓ）が形成されている。内側クランプ１２
６はキャリア１２０の中央開口部１２２ａの一部を形成
する第１中央貫通孔と第１貫通孔から放射状に離れてい
る多数の貫通孔を有する。前記内側クランプ１２６が配
列される前記キャリア１２０の上面には前記内側クラン
プ１２６が形成された多数の貫通孔に相応する数のねじ
孔が前記キャリア１２０の中心部を中心に放射状に形成
されている。相応する貫通孔にはスクリューが収納され
てキャリア１２０の本体部１２２に内側クランプ１２６
が固定される。前記内側クランプ１２６を前記キャリア
１２０の上面に配置する場合、前記内側クランプ１２６
の縁部と前記キャリア１２０の上縁部に形成された階段
部から形成される環形溝の幅は、前記弾性材シート１２
９の厚みと同一であるかまたは小さく、弾性材シート１
２９がキャリア１２０に堅固に固定することができるよ
うにする。
【００２３】前記外側クランプ１２８は本体部と上端部
で半径方向外側に所定距離ほど延長されるフランジ部１
２８ａとを含む。前記外側クランプ１２８のフランジ部
１２８ａには前記ハウジング１１０のフランジ部１１４
に形成された多数の貫通孔に相応する数の貫通孔が形成
されている。かつ、前記外側クランプ１２８の内周縁の
上端部は屈曲して階段部を形成する。前記階段部の高さ
は前記弾性材シート１２９の厚みより小さい。前記ハウ
ジング１１０に前記外側クランプ１２８を組立てるとき
に、ボルトを前記ハウジング１１０と前記外側クランプ
１２８のフランジ部１２８ａに各々形成された多数の貫
通孔に貫通延長させた後、前記ボルトをナットで締結し
て前記外側クランプ１２８を前記ハウジング１１０に固
定して、弾性材シート１２９の外側端部をハウジング１
１０にクランプする。
で半径方向外側に所定距離ほど延長されるフランジ部１
２８ａとを含む。前記外側クランプ１２８のフランジ部
１２８ａには前記ハウジング１１０のフランジ部１１４
に形成された多数の貫通孔に相応する数の貫通孔が形成
されている。かつ、前記外側クランプ１２８の内周縁の
上端部は屈曲して階段部を形成する。前記階段部の高さ
は前記弾性材シート１２９の厚みより小さい。前記ハウ
ジング１１０に前記外側クランプ１２８を組立てるとき
に、ボルトを前記ハウジング１１０と前記外側クランプ
１２８のフランジ部１２８ａに各々形成された多数の貫
通孔に貫通延長させた後、前記ボルトをナットで締結し
て前記外側クランプ１２８を前記ハウジング１１０に固
定して、弾性材シート１２９の外側端部をハウジング１
１０にクランプする。
【００２４】前記環形弾性材シート１２９は、ゴムまた
は合成樹脂材のような弾性体の空気ボケット（ｂｌａｄ
ｄｅｒ）形態で製作する。前記内側及び外側クランプ１
２６、１２８と前記弾性材シート１２９を利用して前記
キャリア１２０を前記ハウジング１１０に連結すると
き、まず前記弾性材シート１２９の一縁部側を前記ハウ
ジング１１０の下面と前記外側クランプ１２８の内周縁
上端部に形成された階段部間に位置させた後、前記ハウ
ジング１１０のフランジ１１４に形成された貫通孔と前
記外側クランプ１２８のフランジ１２８ａに形成された
貫通孔が連通されるように前記ハウジング１１０と前記
外側クランプ１２８を配列し、前記ボルトを前記各々の
フランジ１１４、１２８ａに形成された貫通孔内に貫通
延長させてナットで締結する。
は合成樹脂材のような弾性体の空気ボケット（ｂｌａｄ
ｄｅｒ）形態で製作する。前記内側及び外側クランプ１
２６、１２８と前記弾性材シート１２９を利用して前記
キャリア１２０を前記ハウジング１１０に連結すると
き、まず前記弾性材シート１２９の一縁部側を前記ハウ
ジング１１０の下面と前記外側クランプ１２８の内周縁
上端部に形成された階段部間に位置させた後、前記ハウ
ジング１１０のフランジ１１４に形成された貫通孔と前
記外側クランプ１２８のフランジ１２８ａに形成された
貫通孔が連通されるように前記ハウジング１１０と前記
外側クランプ１２８を配列し、前記ボルトを前記各々の
フランジ１１４、１２８ａに形成された貫通孔内に貫通
延長させてナットで締結する。
【００２５】その後、前記キャリア１２０と前記内側ク
ランプ１２６の階段部によって形成された環形溝に弾性
材シート１２９の他端部が位置するように前記内側クラ
ンプ１２６と前記キャリア１２０を配列する。続いて、
前記内側クランプ１２６に放射状に配列された多数の貫
通孔内にねじを貫通延長させて、前記貫通孔に対応して
前記キャリア１２０の上面に形成されたねじ孔１２６ｂ
にねじ結合させる。
ランプ１２６の階段部によって形成された環形溝に弾性
材シート１２９の他端部が位置するように前記内側クラ
ンプ１２６と前記キャリア１２０を配列する。続いて、
前記内側クランプ１２６に放射状に配列された多数の貫
通孔内にねじを貫通延長させて、前記貫通孔に対応して
前記キャリア１２０の上面に形成されたねじ孔１２６ｂ
にねじ結合させる。
【００２６】前記維持部材１４０（ｒｅｔａｉｎｅｒ）
は内径が前記キャリア１２０のフランジ１２４の直径よ
り小さく、外径は前記キャリア１２０のフランジ１２４
の直径より大きく、所定の幅と高さを有する環形形状で
ある。前記維持部材１４０は、その上端部に階段部が形
成され、前記階段部の直径は前記キャリア１２０のフラ
ンジ１２４の直径より大きくまたは同一であり、その高
さは前記フランジ１２４の厚みと同一である。前記維持
部材１４０の階段部には前記キャリア１２０のフランジ
部１２４に形成された貫通孔に相応するように前記階段
部の上面に多数のねじ孔（ｔａｐｐｅｄ ｈｏｌｅｓ）
を形成する。前記キャリア１２０のフランジ部１２４に
形成された貫通孔と前記維持部材１４０の階段部に形成
されたねじ孔とが連通するように前記維持部材１４０の
階段部に前記キャリア１２０のフランジ部１２４を位置
させた後、前記キャリア１２０のフランジ部１２４に形
成された貫通孔にねじを貫通させて前記維持部材１４０
の階段部上面に形成されたねじ孔にねじ結合して、前記
キャリア１２０と前記維持部材１４０を連結する。
は内径が前記キャリア１２０のフランジ１２４の直径よ
り小さく、外径は前記キャリア１２０のフランジ１２４
の直径より大きく、所定の幅と高さを有する環形形状で
ある。前記維持部材１４０は、その上端部に階段部が形
成され、前記階段部の直径は前記キャリア１２０のフラ
ンジ１２４の直径より大きくまたは同一であり、その高
さは前記フランジ１２４の厚みと同一である。前記維持
部材１４０の階段部には前記キャリア１２０のフランジ
部１２４に形成された貫通孔に相応するように前記階段
部の上面に多数のねじ孔（ｔａｐｐｅｄ ｈｏｌｅｓ）
を形成する。前記キャリア１２０のフランジ部１２４に
形成された貫通孔と前記維持部材１４０の階段部に形成
されたねじ孔とが連通するように前記維持部材１４０の
階段部に前記キャリア１２０のフランジ部１２４を位置
させた後、前記キャリア１２０のフランジ部１２４に形
成された貫通孔にねじを貫通させて前記維持部材１４０
の階段部上面に形成されたねじ孔にねじ結合して、前記
キャリア１２０と前記維持部材１４０を連結する。
【００２７】さらに、前記維持部材１４０の内周面には
所定の角度で配列された多数の長い溝１４２が形成され
る。前記維持部材１４０の内周面には、この長い溝１４
２が９０°で配列されるように形成することが望まし
い。前記ウェーハチャッキング装置１３０は、膨張可能
である膨張部材１３２、前記膨張部材１３２の下面に付
着されるウェーハチャッキング部材１３４、前記ウェー
ハチャッキング部材１３４の下面に付着されてウェーハ
の背面の損傷を防止するためのシート１３６、ならびに
前記膨張部材１３２を前記キャリア１２０に固定するた
めの固定部材１３８を含む。
所定の角度で配列された多数の長い溝１４２が形成され
る。前記維持部材１４０の内周面には、この長い溝１４
２が９０°で配列されるように形成することが望まし
い。前記ウェーハチャッキング装置１３０は、膨張可能
である膨張部材１３２、前記膨張部材１３２の下面に付
着されるウェーハチャッキング部材１３４、前記ウェー
ハチャッキング部材１３４の下面に付着されてウェーハ
の背面の損傷を防止するためのシート１３６、ならびに
前記膨張部材１３２を前記キャリア１２０に固定するた
めの固定部材１３８を含む。
【００２８】前記膨張部材１３２は、前記ハウジング１
１０に前記キャリア１２０を連結することに使用した環
形の弾性材シート１２９のようにゴムまたは合成樹脂材
弾性体で製作し、その形状は円板形状である。前記膨張
部材１３２の縁部には前記膨張部材１３２の中心軸線を
中心に多数の貫通孔が放射状に配列される。
１０に前記キャリア１２０を連結することに使用した環
形の弾性材シート１２９のようにゴムまたは合成樹脂材
弾性体で製作し、その形状は円板形状である。前記膨張
部材１３２の縁部には前記膨張部材１３２の中心軸線を
中心に多数の貫通孔が放射状に配列される。
【００２９】前記ウェーハチャッキング部材１３４は、
円板形状の第１部材１３４ａと前記第１部材１３４ａの
下面に付着されて前記第１部材１３４ａとの間に空気チ
ャンバ１７０を形成する第２部材１３４ｂとを含み、前
記第１部材１３４ａの中心部には貫通孔が形成されてお
り、その貫通孔には空気流動管１３５が装着される。前
記第２部材１３４ｂは、前記第１部材１３４ａより直径
が小さい円形の本体部と前記本体部の縁部で上方に所定
高さほど延長される環形壁部とを含む。前記第２部材１
３４ｂは、鎔接などの方法により前記第１部材１３４ａ
と一体になるように前記第１部材１３４ａに付着する。
前記第２部材１３４ｂの円形本体部にも多数の貫通孔が
形成されている。
円板形状の第１部材１３４ａと前記第１部材１３４ａの
下面に付着されて前記第１部材１３４ａとの間に空気チ
ャンバ１７０を形成する第２部材１３４ｂとを含み、前
記第１部材１３４ａの中心部には貫通孔が形成されてお
り、その貫通孔には空気流動管１３５が装着される。前
記第２部材１３４ｂは、前記第１部材１３４ａより直径
が小さい円形の本体部と前記本体部の縁部で上方に所定
高さほど延長される環形壁部とを含む。前記第２部材１
３４ｂは、鎔接などの方法により前記第１部材１３４ａ
と一体になるように前記第１部材１３４ａに付着する。
前記第２部材１３４ｂの円形本体部にも多数の貫通孔が
形成されている。
【００３０】前記ウェーハチャッキング部材１３４の第
１部材１３４ａは、前記縁部で外側方向に互いに所定の
間隔をおいて、突出される突出部１３４ａ′を含み、前
記ウェーハチャッキング部材１３４の第１部材１３４ａ
に形成された突出部１３４ａ′は、４個形成され、９０
°で配列される。前記突出部１３４ａ′は前記維持部材
１４０の内周面に形成された長い溝１４２に沿って上下
へ移動可能であるように前記長い溝１４２内に挿入され
る。
１部材１３４ａは、前記縁部で外側方向に互いに所定の
間隔をおいて、突出される突出部１３４ａ′を含み、前
記ウェーハチャッキング部材１３４の第１部材１３４ａ
に形成された突出部１３４ａ′は、４個形成され、９０
°で配列される。前記突出部１３４ａ′は前記維持部材
１４０の内周面に形成された長い溝１４２に沿って上下
へ移動可能であるように前記長い溝１４２内に挿入され
る。
【００３１】前記シート１３６は円板形の合成樹脂材フ
ィルムとして作られ、前記シート１３６には前記第２部
材１３４ｂの下面に形成された多数の貫通孔に対応する
多数の貫通孔が形成されている。前記シート１３６はそ
れに形成された多数の貫通孔が前記第２部材１３４ｂの
下面に形成された多数の貫通孔と連通されるように配置
し、前記第２部材１３４ｂに付着する。
ィルムとして作られ、前記シート１３６には前記第２部
材１３４ｂの下面に形成された多数の貫通孔に対応する
多数の貫通孔が形成されている。前記シート１３６はそ
れに形成された多数の貫通孔が前記第２部材１３４ｂの
下面に形成された多数の貫通孔と連通されるように配置
し、前記第２部材１３４ｂに付着する。
【００３２】前記固定部材１３８は、環形形状の第１部
材１３８ａと第２部材１３８ｂを含む。前記固定部材１
３８の第１部材１３８ａは、所定の直径を有する本体部
と前記本体部の上縁部と下縁部で各々半径方向外側に所
定長さほど延長される上部フランジおよび下部フランジ
とを含む。前記第１部材１３８ａの上部フランジには前
記第１部材１３８ａの縦軸線を中心に多数の貫通孔が形
成される。前記第１部材１３８ａの上部フランジに形成
された貫通孔が前記キャリア１２０の下面に形成された
ねじ孔と連通するように前記第１部材１３８ａを配列し
た状態で、ねじを前記貫通孔内に貫通延長させて前記キ
ャリア１２０に形成されたねじ孔にねじ結合させる。こ
の時、前記キャリア１２０と前記固定部材１３８の第１
部材１３８ａ間に機密を維持するために、前記キャリア
１２０の下面と前記第１部材１３８ａの上部フランジ上
面との間にゴム材などのシール（ｓｅａｌ）を配置する
こともできる。前記第１部材１３８ａの下部フランジに
も前記第１部材１３８ａの縦軸線を中心に多数の貫通孔
が形成される。
材１３８ａと第２部材１３８ｂを含む。前記固定部材１
３８の第１部材１３８ａは、所定の直径を有する本体部
と前記本体部の上縁部と下縁部で各々半径方向外側に所
定長さほど延長される上部フランジおよび下部フランジ
とを含む。前記第１部材１３８ａの上部フランジには前
記第１部材１３８ａの縦軸線を中心に多数の貫通孔が形
成される。前記第１部材１３８ａの上部フランジに形成
された貫通孔が前記キャリア１２０の下面に形成された
ねじ孔と連通するように前記第１部材１３８ａを配列し
た状態で、ねじを前記貫通孔内に貫通延長させて前記キ
ャリア１２０に形成されたねじ孔にねじ結合させる。こ
の時、前記キャリア１２０と前記固定部材１３８の第１
部材１３８ａ間に機密を維持するために、前記キャリア
１２０の下面と前記第１部材１３８ａの上部フランジ上
面との間にゴム材などのシール（ｓｅａｌ）を配置する
こともできる。前記第１部材１３８ａの下部フランジに
も前記第１部材１３８ａの縦軸線を中心に多数の貫通孔
が形成される。
【００３３】前記固定部材１３８の第２部材１３８ｂ
は、環形形状であり、前記第１部材１３８ａの前記下部
フランジに形成された多数の貫通孔に対応するように多
数の貫通孔が形成される。このように構成された前記固
定部材１３８は、前記チャッキング部材１３４の第１部
材１３４ａの中心部に形成された貫通孔に前記空気導管
１３５を強制的に差込んで機密を維持するように装着し
た後、前記膨張部材１３２の中心部に形成された貫通孔
内へ前記空気導管１３５が貫通延長するように前記膨張
部材１３２を前記チャッキング部材１３４の第１部材１
３８ａの上面に接着し、続いて、前記膨張部材１３２の
縁部から中心部側に所定距離ほど離れた位置で前記膨張
部材１３２の縁部を折曲げて上方に延長させる。その
後、前記膨張部材１３２の縁部をその中心部側に再び折
曲げて、前記膨張部材１３２の縁部に形成された多数の
貫通孔が前記固定部材１３８の第１部材１３８ａの下部
フランジに形成された貫通孔と連通されるように前記固
定部材１３８の第１部材１３８ａの一面に前記膨張部材
１３２の縁部を位置させる。その後、前記固定部材１３
８の第２部材１３８ｂに形成された貫通孔が前記固定部
材１３８の第１部材１３８ａの下部フランジに形成され
た貫通孔及び前記膨張部材１３２の縁部に形成された貫
通孔と連通されるように前記固定部材１３８の第２部材
１３８ｂを前記膨張部材１３２の縁部上で配置して、前
記膨張部材１３２の縁部が前記固定部材１３８の第１部
材１３８ａの下部フランジと前記第２部材１３８ｂ間に
位置するようにする。
は、環形形状であり、前記第１部材１３８ａの前記下部
フランジに形成された多数の貫通孔に対応するように多
数の貫通孔が形成される。このように構成された前記固
定部材１３８は、前記チャッキング部材１３４の第１部
材１３４ａの中心部に形成された貫通孔に前記空気導管
１３５を強制的に差込んで機密を維持するように装着し
た後、前記膨張部材１３２の中心部に形成された貫通孔
内へ前記空気導管１３５が貫通延長するように前記膨張
部材１３２を前記チャッキング部材１３４の第１部材１
３８ａの上面に接着し、続いて、前記膨張部材１３２の
縁部から中心部側に所定距離ほど離れた位置で前記膨張
部材１３２の縁部を折曲げて上方に延長させる。その
後、前記膨張部材１３２の縁部をその中心部側に再び折
曲げて、前記膨張部材１３２の縁部に形成された多数の
貫通孔が前記固定部材１３８の第１部材１３８ａの下部
フランジに形成された貫通孔と連通されるように前記固
定部材１３８の第１部材１３８ａの一面に前記膨張部材
１３２の縁部を位置させる。その後、前記固定部材１３
８の第２部材１３８ｂに形成された貫通孔が前記固定部
材１３８の第１部材１３８ａの下部フランジに形成され
た貫通孔及び前記膨張部材１３２の縁部に形成された貫
通孔と連通されるように前記固定部材１３８の第２部材
１３８ｂを前記膨張部材１３２の縁部上で配置して、前
記膨張部材１３２の縁部が前記固定部材１３８の第１部
材１３８ａの下部フランジと前記第２部材１３８ｂ間に
位置するようにする。
【００３４】前記固定部材１３８に前記チャッキング部
材１３４を連結する前に、前記ウェーハチャッキング部
材１３４の第１部材１３４ａに装着された前記空気流動
管１３５と前記キャリア１２０を貫通延長する前記空気
導管とを給排気管１６２に連結して、空気が前記空気導
管を通じて前記第１部材１３４ａと前記第２２部材１３
４ｂによって限定された空気チャンバ１７０へ供給また
は排出されるように連通させる。
材１３４を連結する前に、前記ウェーハチャッキング部
材１３４の第１部材１３４ａに装着された前記空気流動
管１３５と前記キャリア１２０を貫通延長する前記空気
導管とを給排気管１６２に連結して、空気が前記空気導
管を通じて前記第１部材１３４ａと前記第２２部材１３
４ｂによって限定された空気チャンバ１７０へ供給また
は排出されるように連通させる。
【００３５】最後に、前記膨張部材１３２、前記固定部
材１３８の第１部材１３８ａ、及び前記キャリア１２０
によって限定される空気チャンバ１６０の機密を維持す
ることができるように、前記固定部材１３８の前記第２
部材１３８ｂに形成された貫通孔と前記膨張部材１３２
の縁部に形成された貫通孔内へねじを貫通延長させ、前
記第１部材１３８ａのフランジに形成された貫通孔にね
じ結合する。
材１３８の第１部材１３８ａ、及び前記キャリア１２０
によって限定される空気チャンバ１６０の機密を維持す
ることができるように、前記固定部材１３８の前記第２
部材１３８ｂに形成された貫通孔と前記膨張部材１３２
の縁部に形成された貫通孔内へねじを貫通延長させ、前
記第１部材１３８ａのフランジに形成された貫通孔にね
じ結合する。
【００３６】上述したように、本実施例による研磨ヘッ
ド１００の構成要素を組立して研磨ヘッド１００を完成
する。以下、図面を参照して本発明の望ましい実施例に
従う研磨ヘッド１００の各構成要素の作用関係を詳細に
説明する。
ド１００の構成要素を組立して研磨ヘッド１００を完成
する。以下、図面を参照して本発明の望ましい実施例に
従う研磨ヘッド１００の各構成要素の作用関係を詳細に
説明する。
【００３７】上述したように構成された本発明の望まし
い実施例に従う研磨ヘッド１００は、図２で示したよう
に、前記ハウジング１１０と前記キャリア１２０、及び
前記連結部材１２６、１２８、１２９によって限定され
た空気チャンバ１５０から前記ハウジング１１０の前記
第２スルーホール１１２ｂを通じて空気を排出し、前記
空気チャンバ１５０が真空状態になるようにする。前記
空気チャンバ１５０が真空状態になると、真空圧によっ
て前記キャリア１２０が前記ハウジング１１０の下面に
密着される。
い実施例に従う研磨ヘッド１００は、図２で示したよう
に、前記ハウジング１１０と前記キャリア１２０、及び
前記連結部材１２６、１２８、１２９によって限定され
た空気チャンバ１５０から前記ハウジング１１０の前記
第２スルーホール１１２ｂを通じて空気を排出し、前記
空気チャンバ１５０が真空状態になるようにする。前記
空気チャンバ１５０が真空状態になると、真空圧によっ
て前記キャリア１２０が前記ハウジング１１０の下面に
密着される。
【００３８】前記キャリア１２０が前記ハウジング１１
０の下面に密着されれば、前記キャリア１２０に連結さ
れた維持部材１４０及びウェーハチャッキング装置１３
０が上方に共に移動する。このような状態で、前記ハウ
ジング１１０の第１スルーホール１１２ａを通じて前記
キャリア１２０、前記チャッキング装置１３０の前記固
定部材１３８、ならびに前記チャッキング装置１３０の
チャッキング部材１３４に付着された前記膨張部材１３
２によって限定される前記空気チャンバ１６０に空気を
供給して前記膨張部材１３２に圧力を加える。従って、
前記膨張部材１３２は前記空気チャンバ１６０に供給さ
れる前記空気の圧力によって段々膨張され、それによっ
て前記チャッキング部材１３４が下方に下降するように
なる。この時、前記チャッキング部材１３４は、それに
付着されたシート１３６が前記維持部材１４０の基底面
と同一な平面上に置かれるときまで膨張させる。
０の下面に密着されれば、前記キャリア１２０に連結さ
れた維持部材１４０及びウェーハチャッキング装置１３
０が上方に共に移動する。このような状態で、前記ハウ
ジング１１０の第１スルーホール１１２ａを通じて前記
キャリア１２０、前記チャッキング装置１３０の前記固
定部材１３８、ならびに前記チャッキング装置１３０の
チャッキング部材１３４に付着された前記膨張部材１３
２によって限定される前記空気チャンバ１６０に空気を
供給して前記膨張部材１３２に圧力を加える。従って、
前記膨張部材１３２は前記空気チャンバ１６０に供給さ
れる前記空気の圧力によって段々膨張され、それによっ
て前記チャッキング部材１３４が下方に下降するように
なる。この時、前記チャッキング部材１３４は、それに
付着されたシート１３６が前記維持部材１４０の基底面
と同一な平面上に置かれるときまで膨張させる。
【００３９】前記チャッキング部材１３４がこの位置へ
移動すると、空気チャンバ１７０で空気が排出される。
従って、ウェーハ移送装置（図示せず）によって移送さ
れるウェーハ（Ｗ）の一面に前記チャック本体１３４に
付着されたシート１３６が密着される。
移動すると、空気チャンバ１７０で空気が排出される。
従って、ウェーハ移送装置（図示せず）によって移送さ
れるウェーハ（Ｗ）の一面に前記チャック本体１３４に
付着されたシート１３６が密着される。
【００４０】前記ウェーハ（Ｗ）が前記チャッキング部
材１３４の第２部材１３４ｂに付着されたシート１３６
に密着されれば、前記チャッキング装置１３０に形成さ
れた空気チャンバ１７０が真空状態になり、それによっ
て、前記ウェーハ（Ｗ）が前記シート１３６にさらに密
着するようになる。
材１３４の第２部材１３４ｂに付着されたシート１３６
に密着されれば、前記チャッキング装置１３０に形成さ
れた空気チャンバ１７０が真空状態になり、それによっ
て、前記ウェーハ（Ｗ）が前記シート１３６にさらに密
着するようになる。
【００４１】図３は前記研磨ヘッド１００の前記チャッ
キング部材１３４がウェーハ（Ｗ）を把持した状態で研
磨パッド上に位置した状態を示した図面である。図３を
参照すれば、前記ハウジング１１０と前記キャリア１２
０間、前記キャリア１２０と前記チャッキング部材１３
４間、そして前記チャッキング部材１３４の前記第１部
材１３４ａと第２部材１３４ｂ間に形成された各々の空
気チャンバ１５０、１６０、１７０から空気を排出し
て、前記空気チャンバ１５０、１６０、１７０を真空状
態で維持する。従って、前記チャッキング装置１３０の
前記膨張部材１３２が収縮されて、前記チャッキング装
置１３０は前記維持部材１４０の下面より上へ移動する
ようになる。
キング部材１３４がウェーハ（Ｗ）を把持した状態で研
磨パッド上に位置した状態を示した図面である。図３を
参照すれば、前記ハウジング１１０と前記キャリア１２
０間、前記キャリア１２０と前記チャッキング部材１３
４間、そして前記チャッキング部材１３４の前記第１部
材１３４ａと第２部材１３４ｂ間に形成された各々の空
気チャンバ１５０、１６０、１７０から空気を排出し
て、前記空気チャンバ１５０、１６０、１７０を真空状
態で維持する。従って、前記チャッキング装置１３０の
前記膨張部材１３２が収縮されて、前記チャッキング装
置１３０は前記維持部材１４０の下面より上へ移動する
ようになる。
【００４２】上述したような状態で、図４で示したよう
に、前記キャリア１２０と前記チャッキング装置１３０
間、ならびに前記チャッキング部材１３４の第１部材１
３４ａと第２部材１３４ｂ間に各々形成された前記空気
チャンバ１６０、１７０を真空状態で維持しながら、前
記ハウジング１１０と前記キャリア１２０間に形成され
た前記空気チャンバ１６０、１７０に空気を供給する。
その結果、前記ハウジング１１０と前記キャリア１２０
間に形成された前記空気チャンバ１６０、１７０へ供給
される空気の圧力によって、前記キャリア１２０が下方
に移動するようになる。従って、前記キャリア１２０が
下方に移動されれば、前記キャリア１２０に連結された
前記維持部材１４０と前記チャッキング装置１３０と前
記キャリア１２０とは共に下方に移動することになる。
この時、前記維持部材１４０は、図４で示したように前
記研磨パッドの上面と接するようになる。しかし、前記
チャッキング装置１３０は前記維持部材１４０の下面よ
り高い位置にあるために、前記チャッキング装置１３０
は前記研磨パッドの上面と離隔された状態であることに
なる。
に、前記キャリア１２０と前記チャッキング装置１３０
間、ならびに前記チャッキング部材１３４の第１部材１
３４ａと第２部材１３４ｂ間に各々形成された前記空気
チャンバ１６０、１７０を真空状態で維持しながら、前
記ハウジング１１０と前記キャリア１２０間に形成され
た前記空気チャンバ１６０、１７０に空気を供給する。
その結果、前記ハウジング１１０と前記キャリア１２０
間に形成された前記空気チャンバ１６０、１７０へ供給
される空気の圧力によって、前記キャリア１２０が下方
に移動するようになる。従って、前記キャリア１２０が
下方に移動されれば、前記キャリア１２０に連結された
前記維持部材１４０と前記チャッキング装置１３０と前
記キャリア１２０とは共に下方に移動することになる。
この時、前記維持部材１４０は、図４で示したように前
記研磨パッドの上面と接するようになる。しかし、前記
チャッキング装置１３０は前記維持部材１４０の下面よ
り高い位置にあるために、前記チャッキング装置１３０
は前記研磨パッドの上面と離隔された状態であることに
なる。
【００４３】続いて、図５で示したように、前記ハウジ
ング１１０と前記キャリア１２０間に形成された前記空
気チャンバ１５０に空気を続けて供給して、前記維持部
材１４０が前記研磨パッドの上面と依然として接してい
るようにし、かつ前記チャッキング部材１３４の第１及
び第２部材１３４ａ、１３４ｂ間に形成された前記空気
チャンバ１７０から空気を排出して、前記空気チャンバ
１７０を真空状態で維持しながら、前記キャリア１２０
と前記チャッキング装置１３０の膨張部材１３２間に形
成された前記空気チャンバ１６０に空気を供給して前記
空気チャンバ１６０内の圧力を高める。従って、前記空
気チャンバ１６０内の圧力が高まることにつれて、前記
膨張部材１３２が膨張することになり、前記膨張部材１
３２と連結された前記チャッキング装置１３０が下降す
る。その結果、前記チャッキング部材１３４によって把
持された前記ウェーハ（Ｗ）の一面が前記研磨パッドの
上面と接することになる。続けて、前記キャリア１２０
と前記チャッキング装置１３０間の空気チャンバ１６０
の圧力を高めて、前記研磨パッドに前記ウェーハ（Ｗ）
を密着させる。
ング１１０と前記キャリア１２０間に形成された前記空
気チャンバ１５０に空気を続けて供給して、前記維持部
材１４０が前記研磨パッドの上面と依然として接してい
るようにし、かつ前記チャッキング部材１３４の第１及
び第２部材１３４ａ、１３４ｂ間に形成された前記空気
チャンバ１７０から空気を排出して、前記空気チャンバ
１７０を真空状態で維持しながら、前記キャリア１２０
と前記チャッキング装置１３０の膨張部材１３２間に形
成された前記空気チャンバ１６０に空気を供給して前記
空気チャンバ１６０内の圧力を高める。従って、前記空
気チャンバ１６０内の圧力が高まることにつれて、前記
膨張部材１３２が膨張することになり、前記膨張部材１
３２と連結された前記チャッキング装置１３０が下降す
る。その結果、前記チャッキング部材１３４によって把
持された前記ウェーハ（Ｗ）の一面が前記研磨パッドの
上面と接することになる。続けて、前記キャリア１２０
と前記チャッキング装置１３０間の空気チャンバ１６０
の圧力を高めて、前記研磨パッドに前記ウェーハ（Ｗ）
を密着させる。
【００４４】図５で示したように、前記ウェーハ（Ｗ）
を前記研磨パッドに密着させた状態で、前記ウェーハ
（Ｗ）と前記研磨パッド間にスラリーを供給しながら前
記研磨ヘッド１００と前記研磨パッドを互いに反対方向
に回転させて前記ウェーハ（Ｗ）の一面を研磨する。
を前記研磨パッドに密着させた状態で、前記ウェーハ
（Ｗ）と前記研磨パッド間にスラリーを供給しながら前
記研磨ヘッド１００と前記研磨パッドを互いに反対方向
に回転させて前記ウェーハ（Ｗ）の一面を研磨する。
【００４５】上述したように構成された研磨ヘッドにお
いて、前記ウェーハは前記チャッキング部材に形成され
た前記空気チャンバ内の真空圧によってその全体面が前
記チャッキング部材に均一に密着されるため、前記研磨
パッドとも均一に接することになる。従って、前記ウェ
ーハの中心部と縁部を含んだ全体面が均一に研磨され
る。以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、
本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野に
おいて通常の知識を有するものであれば本発明の思想と
精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる
であろう。
いて、前記ウェーハは前記チャッキング部材に形成され
た前記空気チャンバ内の真空圧によってその全体面が前
記チャッキング部材に均一に密着されるため、前記研磨
パッドとも均一に接することになる。従って、前記ウェ
ーハの中心部と縁部を含んだ全体面が均一に研磨され
る。以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、
本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野に
おいて通常の知識を有するものであれば本発明の思想と
精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる
であろう。
【図１】従来技術による化学的機械的研磨装置の研磨ヘ
ッドを示す断面図である。
ッドを示す断面図である。
【図２】本発明の望ましい実施例による化学的機械的研
磨装置の研磨ヘッドを示す断面図であって、ウェーハチ
ャッキング装置がウェーハを把持することができるよう
にキャリアが上昇された状態を示す断面図である。
磨装置の研磨ヘッドを示す断面図であって、ウェーハチ
ャッキング装置がウェーハを把持することができるよう
にキャリアが上昇された状態を示す断面図である。
【図３】本発明の望ましい実施例による化学的機械的研
磨装置の研磨ヘッドを示す断面図であって、ウェーハチ
ャッキング装置とキャリアによってウェーハが研磨パッ
ド上へ移送される状態を示す断面図である。
磨装置の研磨ヘッドを示す断面図であって、ウェーハチ
ャッキング装置とキャリアによってウェーハが研磨パッ
ド上へ移送される状態を示す断面図である。
【図４】本発明の望ましい実施例による化学的機械的研
磨装置の研磨ヘッドを示す断面図であって、キャリアを
下降させて研磨パッド面に維持部材を接触させた状態を
示す断面図である。
磨装置の研磨ヘッドを示す断面図であって、キャリアを
下降させて研磨パッド面に維持部材を接触させた状態を
示す断面図である。
【図５】本発明の望ましい実施例による化学的機械的研
磨装置の研磨ヘッドを示す断面図であって、キャリアと
ウェーハチャッキング装置を下降させて研磨パッド面に
ウェーハを接触させた状態を示す断面図である。
磨装置の研磨ヘッドを示す断面図であって、キャリアと
ウェーハチャッキング装置を下降させて研磨パッド面に
ウェーハを接触させた状態を示す断面図である。
１００ 研磨ヘッド １１０ ハウジング １１２ 本体部 １１２ａ 第１スルーホール １１２ｂ 第２スルーホール １１４ フランジ部 １１６ 延長部 １２０ キャリア １２２ａ 開口部 １２６ 環状形内側クランプ １２８ 環状形外側クランプ １２９ 弾性材シート １３０ ウェーハチャッキング装置 １３２ 膨張部材 １３４ ウェーハチャッキング部材 １３８ 固定部材 １４０ 維持部材 １４２ 溝 １５０、１６０、１７０ 空気チャンバ
Claims (19)
- 【請求項１】 ハウジングに連結され、前記ハウジング
に対して上下移動することができるキャリアと、 前記キャリア下に位置し、前記キャリアに装着されて前
記ハウジングに対して前記キャリアの上下運動を独立的
にすることができるように上下運動が可能であるウェー
ハチャック本体、ウェーハのポリシングの際前記ウェー
ハを支持するウェーハチャッキング面、ならびに前記ウ
ェーハチャック本体に均一に下向バイアス力を加えて前
記キャリアから前記ウェーハチャック本体を下方に押し
出すためのバイアシング手段を含むウェーハチャッキン
グ装置と、 前記キャリアに装着されて前記キャリアと上下運動を共
にし、前記キャリアから下方に前記ウェーハチャック本
体の周囲で延長され前記ウェーハチャッキング面に対し
てウェーハを保護し、前記ウェーハチャック本体とスラ
イディング結合関係を有し、前記キャリアに対して前記
ウェーハチャック本体を上下に案内するために設けられ
ている維持部材とを備えることを特徴とする化学的機械
的研磨装置の研磨ヘッド。 - 【請求項２】 前記ハウジングは本体部とその本体部の
中心から下方に延長されるように設けられている延長部
とを含み、前記キャリアは前記ハウジングの延長部が延
長される開口部を含み、前記延長部は前記ハウジングに
対して上下移動をガイドすることを特徴とする請求項１
に記載の化学的機械的研磨装置の研磨ヘッド。 - 【請求項３】 前記ハウジングと前記キャリアとの間に
は第１膨張空気チャンバが形成され、前記キャリアと前
記ウェーハチャック本体との間には第２膨張空気チャン
バが形成され、前記キャリアの開口部は前記キャリアを
経て前記第２膨張空気チャンバと連通する貫通孔をな
し、前記ハウジングには少なくとも第１空気スルーホー
ル及び第２空気スルーホールが形成され、前記第１空気
スルーホールは前記本体部と前記ハウジングの延長部と
を貫通して前記第２膨張空気チャンバに連通するように
形成され、前記第２空気スルーホールは前記第１膨張空
気チャンバに連通していることを特徴とする請求項２に
記載の化学的機械的研磨装置の研磨ヘッド。 - 【請求項４】 前記ウェーハチャック本体は前記ウェー
ハチャッキング面と連通する空気チャンバを限定し、前
記ハウジングは前記ウェーハチャック本体の空気チャン
バと連通する第３空気スルーホールを有することを特徴
とする請求項３に記載の化学的機械的研磨装置の研磨ヘ
ッド。 - 【請求項５】 前記ウェーハチャック本体は内部に前記
ウェーハチャッキング面と連通する空気チャンバを限定
し、前記ハウジングは前記ウェーハチャック本体の空気
チャンバと連通する第３空気スルーホールを有し、前記
キャリアは内部を貫通する空気スルーホールを有し、前
記キャリアを貫通する空気スルーホールは前記第３空気
スルーホールを前記ハウジングを通じて前記ウェーハチ
ャック本体の空気チャンバと連通するように形成されて
いることを特徴とする請求項３に記載の化学的機械的研
磨装置の研磨ヘッド。 - 【請求項６】 前記ハウジングを貫通する第３空気スル
ーホールは第１空気導管であり、前記キャリアを貫通す
る空気スルーホールは第２空気導管であり、前記第１空
気導管及び前記第２空気導管の各々の端部は互いに滑走
可能であるように挿入されることを特徴とする請求項５
に記載の化学的機械的研磨装置の研磨ヘッド。 - 【請求項７】 前記ハウジングと前記キャリアとの間に
は膨張性空気チャンバが形成されていることを特徴とす
る請求項２に記載の化学的機械的研磨装置の研磨ヘッ
ド。 - 【請求項８】 前記ハウジングは前記ハウジングの内部
を貫通するように延長されて前記膨張性空気チャンバと
連通する空気スルーホールを含み、前記キャリアは前記
ハウジングの空気スルーホールを通じて前記膨張性空気
チャンバで供給される空気圧によって下降し、前記空気
スルーホールを通じて前記膨張性空気チャンバの空気が
排出されるときには反対圧力によって上昇することを特
徴とする請求項７に記載の化学的機械的研磨装置の研磨
ヘッド。 - 【請求項９】 前記キャリアを前記ハウジングに連結
し、前記ハウジングと共に膨張空気チャンバを限定する
ために設けられる弾性体部材をさらに備えることを特徴
とする請求項５に記載の化学的機械的研磨装置の研磨ヘ
ッド。 - 【請求項１０】 前記弾性体部材は、第１段及び第２段
を有する環形であり、前記弾性体部材の一端を前記キャ
リアにクランピングするための内側クランプと前記弾性
体部材の他端を前記ハウジングにクランピングするため
の外側クランプとを含むことを特徴とする請求項９に記
載の化学的機械的研磨装置の研磨ヘッド。 - 【請求項１１】 前記維持部材は、前記キャリアから軸
方向かつ下向きに延長されて形成された環形部材である
ことを特徴とする請求項１に記載の化学的機械的研磨装
置の研磨ヘッド。 - 【請求項１２】 前記維持部材の内周面に所定の角度で
配列された複数の長い溝が形成され、前記ウェーハチャ
ック本体は前記維持部材とスライディング結合して前記
溝に各々延長される複数の突出部を有することを特徴と
する請求項１１に記載の化学的機械的研磨装置の研磨ヘ
ッド。 - 【請求項１３】 前記キャリアは底部に放射状に外部へ
延長されるフランジを有し、前記維持部材は上端部に凹
溝を有し、その凹溝は前記維持部材の上端部に階段部が
形成されるように前記維持部材の内周面に開設され、前
記凹溝は前記フランジの厚みと等しい長さを有し、前記
フランジは前記凹溝に安置されることを特徴とする請求
項１１に記載の化学的機械的研磨装置の研磨ヘッド。 - 【請求項１４】 前記ウェーハチャッキング装置のバイ
アシング手段は、前記ウェーハチャック本体の上部で前
記ウェーハチャック本体に連結され、前記キャリアに連
結された膨張部材を含むことを特徴とする請求項１に記
載の化学的機械的研磨装置の研磨ヘッド。 - 【請求項１５】 前記膨張部材はゴムまたは合成樹脂か
らなる膨張空気ポケットであり、前記キャリアと前記ウ
ェーハチャック本体との間に前記膨張空気ポケットと共
に膨張空気チャンバが形成されていることを特徴とする
請求項１４に記載の化学的機械的研磨装置の研磨ヘッ
ド。 - 【請求項１６】 前記ウェーハチャック本体は、上部の
第１部材と、前記第１部材の下面に付着されて前記第１
部材との間に空気チャンバを形成する下部の第２部材と
を含み、前記第１部材は中心部を貫通して前記膨張空気
チャンバと連通する空気スルーホールを有し、前記第２
部材には内部を貫通して前記膨張空気チャンバと連通す
る複数の貫通孔が形成されていることを特徴とする請求
項１４に記載の化学的機械的研磨装置の研磨ヘッド。 - 【請求項１７】 前記ウェーハチャッキング装置は、前
記第２部材の下面に付着された合成樹脂材フィルムをさ
らに含み、前記合成樹脂材フィルムには前記第２部材の
複数の貫通孔に対応する複数の貫通孔が形成され、前記
合成樹脂材フィルムの基底部は前記ウェーハチャッキン
グ面を構成していることを特徴とする請求項１６に記載
の化学的機械的研磨装置の研磨ヘッド。 - 【請求項１８】 前記維持部材は内周面に沿って垂直に
延長されている複数の長い溝を有し、前記ウェーハチャ
ック本体の第２部材は前記溝に沿って延長される複数の
突出部を有し、前記維持部材にスライディング結合され
ることを特徴とする請求項１６に記載の化学的機械的研
磨装置の研磨ヘッド。 - 【請求項１９】 前記ウェーハチャック本体の第１及び
第２部材によって限定された空気チャンバに空気を供給
及び排出するための空気スルーホールに連結された空気
供給及び排出管をさらに備えることを特徴とする請求項
１６に記載の化学的機械的研磨装置の研磨ヘッド。
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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| JP (1) | JP3810647B2 (ja) |
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