JP2001518396A - ウエハ処理装置 - Google Patents

ウエハ処理装置

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JP2001518396A
JP2001518396A JP2000513699A JP2000513699A JP2001518396A JP 2001518396 A JP2001518396 A JP 2001518396A JP 2000513699 A JP2000513699 A JP 2000513699A JP 2000513699 A JP2000513699 A JP 2000513699A JP 2001518396 A JP2001518396 A JP 2001518396A
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Abstract

(57)【要約】 その上に研磨表面を有し、ターンテーブル回転軸の回りを回転できるターンテーブルを含むウエハのバッチ処理用のウエハ処理装置。加圧板は、ウエハの研磨面がターンテーブルの研磨表面に対向するように、複数のウエハを同時に保持できるように形成される。通常の力を加圧板に加えることができる研磨ヘッドは、加圧板をターンテーブルに押しつけ、これにより、ウエハを研磨するために、ウエハの研磨面をターンテーブルの研磨表面に噛み合わせる。研磨ヘッドと加圧板との間に設けられた力分配部材は、研磨ヘッドから与えられた力を加圧板に均一に分配するように形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の背景） 本発明は、半導体又は類似のタイプの材料のウエハをバッチ処理する装置に関
し、特に、均一性、スループット及び生産性が改良されたウエハのバッチ処理を
可能にする装置に関する。
【０００２】 高い反射と損傷のない表面を形成する物品の研磨は、多くの分野で応用できる
。電子ビーム露光やフォトリソグラフ工程で、ウエハ上に回路を印刷するために
準備される半導体材料のウエハのような物品を処理する場合には、特に良好な仕
上がりが要求される。その上に回路が印刷されるウエハ表面の平坦性は、線の解
像度を維持するために重要であり、それは、１ミクロン又はそれ以下である。
【０００３】 平坦性は、多くの測定方法を用いて定量される。例えば、「テーパ（Taper） 」は、研磨されない裏面と、基板の選択された焦平面との間の平行度の欠如の測
定である。「ＴＩＲ」又は、トータル・インディケーテッド・リーディング（To
tal Indicated Reading）は、選択された焦平面の上の最高点と焦平面の下の最 低点との差であり、常に、正の数となる。「ＦＰＤ」又はフォーカル・プレーン
・デビエーション（Focal Plane Deviation）は、選択された焦平面の上の最高 点、又は焦平面の下の最低点であり、正又は負の数となる。「ＴＴＶ」又は平坦
度（Total Thickness Variation）は、ウエハの研磨された表面の最高点と最低 点との差である。現在のところ、ウエハの研磨された表面の平坦性は、研磨処理
によって十分には改良されず、かえって悪くなっているかもしれない。公知の研
磨装置を用いたバッチ処理において、研磨後に、平坦性や研磨特性を有していな
い十分に多くのウエハが存在し、商業生産における生産性に悪い影響を与えてい
る。
【０００４】 従来のバッチ式研磨機械は、パッドの中央を通る縦軸の回りを回転するターン
テーブルの上に搭載された円盤型の研磨パッドを含む。ウエハは研磨パッド上方
の加圧板に固定して載せられ、回転する研磨パッドを備えた研磨機構に押しつけ
られる。一般的には、化学研磨剤及び研磨粒を含む研磨スラリがパッドに与えら
れる。必要とされる研磨の程度を達成するために、研磨ヘッドが、油圧シリンダ
により加圧板に向かって押し付けられ、パッドを備えた研磨機構にウエハを押す
ために、加圧板に実質的に標準の力を加える。
【０００５】 上述の従来のバッチ研磨機械を用いたバッチ式ウエハ処理は、多くの関連した
欠点を有する。例えば、バッチ研磨中、ウエハは、周辺端部に向かってテーパを
持つようになる。また、例えば、表面がごみの集合を含んだり、製造中に起きた
ふぞろい（例えば、こぶや穴等）や二次的な損傷を含む場合のように、研磨ヘッ
ド及び／又は加圧板の表面が不均一を含む場合、研磨ヘッドの駆動力は、加圧板
に不均一に伝えられる。これは、ウエハと研磨パッドとの間の不均一な圧力とな
り、ウエハの平坦性や平行性の低下、及び同一バッチのウエハ間の均一性の欠如
を引き起こす。
【０００６】 更に、研磨処理中、研磨パッドとウエハとの間の摩擦係数が非常に高く、しば
しば、２近くになる。この摩擦は、研磨ヘッドを含んで、実質的な温度上昇を招
き、この結果研磨ヘッド表面を変形させる。これは、上で検討したのと同様の、
不均一な力の伝達の問題につながる。この危険性を最小にするために、水又は他
の冷却剤が研磨ヘッド内を循環し、表面の変形を低減しなければならない。この
循環システムは、従来の研磨装置の複雑さと製造コストを増加させる。
【０００７】 研磨ヘッドと研磨板との間に、繊維ガラスやフエルトリングを提供し、バッチ
処理中のウエハの周辺部のテーピングを防止することが知られている。リングは
、加圧板や研磨ヘッドより小さな直径を有し、研磨ヘッドの駆動力が、加圧板の
端部の内方のリング形状として、加圧板に伝わる。これにより、加圧板がその端
部でかすかに上方に湾曲し、これにより、ウエハの端部でのウエハのテーピング
が低減される。しかしながら、それらは固体であるため、研磨ヘッドや加圧板の
表面での不均一により、リングが変形した（集まった）場合、リングが形成され
た材料は、リングの他の部分に再分配することができない。このように、局所的
な力がリングを通って加圧板に伝えられ、ウエハを研磨パッドに駆動する不均一
な圧力を発生させる。加えて、それらのリングを、研磨ヘッドと加圧板との間の
全接触領域に均一な圧力を伝えるように、十分に均一な圧縮強度及び膜厚を備え
て形成することはできない。
【０００８】 バッチ処理と関連する生産性の問題は、各ウエハが、固有の研磨ヘッドを有す
るシングルウエハ処理により多少は軽減される。先に発行された私の米国特許5,
193,316において、シングルウエハを研磨するのに用いることができ、表面不均 一性の影響を低減できる液体が満たされたバッグについて記載した。そのバッグ
は、一般的にはウエハの大きさと等しく、ウエハと、研磨表面に向かってウエハ
を押す独立したピストンヘッドとの間に配置され、ピストン表面の不均一が、ウ
エハの研磨に悪い影響を与えないようにしている。シングルウエハ研磨は、また
、１のウエハから、他のウエハに加圧板を通って力が伝えられるという問題を除
去する。しかしながら、この液体が満たされたバッグは、例えば、研磨ヘッドと
加圧板との間に配置することによって、バッチ処理で使用することはできない。
なぜならば、研磨ヘッドから加圧板の実質的に全体の表面に、力を均一に伝える
ことは、従来の研磨装置と比較して上述したのと同じ挙動により、ウエハの周辺
部のテーピングを引き起こすからである。加えて、１の加圧板あたり、単に１枚
のウエハしか一時に研磨できないため、シングルウエハ研磨は非常にスループッ
トが低い。
【０００９】 （発明の概要） 本発明の多くの目的および特徴の中で、本願発明が、処理されたウエハの平坦
性の改良するバッチ式ウエハ研磨装置を提供すること、バッチウエハ研磨の生産
性を向上させる装置を提供すること、研磨中に各ウエハに与えられる圧力が実質
的に等しい装置を提供すること、研磨ヘッドや加圧板の表面の変形に適応した装
置を提供すること、研磨ヘッドの冷却の必要のない装置を提供すること、及びよ
り複雑ではなく、機械的な故障の危険性を低減し、より経済的な製造ができる装
置を提供すること、は注意すべきである。
【００１０】 典型的には、本発明の原理により組み立てられたウエハ処理装置は、その上に
研磨表面を有し、ターンテーブル回転軸の回りを回転できるターンテーブルを含
む。加圧板は、ターンテーブルの研磨面に対向したウエハの研磨面を備え、複数
のウエハを同時に保持できるように形成される。通常の力を加圧板に与えること
ができる研磨ヘッドは、加圧板をターンテーブルに向かって押しつけ、ウエハを
研磨するために、ウエハの研磨面をターンテーブルの研磨表面に噛み合わすよう
に提供される。研磨ヘッドと加圧板との間の、力分配部材は、研磨ヘッドにより
与えられた力を、加圧板に均一に分配するように形成される。 本発明の他の目的及び特徴は、以下において、一部は明らかにされ、一部は指
摘される。
【００１１】 （好ましい具体例の詳細な記載） 図面、特に、図１において、本発明の原理に従って形成された研磨装置は、全
体が２１で示される。かかる研磨装置は、従来の構造からなり、フレーム（図示
せず）上に載置されたターンテーブル２３を含み、該ターンテーブル２３は、タ
ーンテーブル回転軸Ｘの回りをフレームに対して回転する。図示された具体例の
ターンテーブル２３は、直径が５０−６０インチの鋼の板であり、かかるターン
テーブルの大きさは、ウエハのバッチ処理で研磨されるウエハの数に依存して変
わる。従来の研磨装置で使用されたような全体が円盤状の研磨パッド２５は、タ
ーンテーブル２３に載せられ、ターンテーブル軸Ｘの回りを結合して回転し、ウ
エハを研磨するための研磨表面２７を提供する。ターンテーブル２３（及び研磨
パッド２５）がターンテーブル軸Ｘの回りを回転するように、適当なモータ（図
示せず）が操作される。
【００１２】 上部の支持部２９は、フレームから上部に延びた支柱（図示せず）で支持され
る。上部の支持部２９は、４つの油圧式シリンダ（図示せず）を搭載し、それぞ
れに、研磨ヘッド３３が取り付けられ、垂直に延びたアーム３１（それらの１つ
が図１に示されている）を有している。弾力性のあるスリーブ３５がアーム３１
を覆い、ごみが油圧式シリンダに入るのを防止する。ターンテーブル軸Ｘに一致
した回転軸を有する中央駆動シャフト３７が、上部の支持部２９から下方に延び
て、第２のモータ（図示せず）により、上部の支持部とターンテーブル２３に対
して、その回転軸の回りを回転運動する。円盤状の中央駆動板３９が、駆動シャ
フト３７に、ターンテーブル２３に対して接近して取り付けられ、研磨パッド２
５の研磨表面２７に非常に近接して、駆動シャフトの回転軸の回りを結合して回
転する。更に説明するために、装置が、図２に示すアーム３１と研磨ヘッド３３
のみについて描かれる。残りの３つのアームと研磨ヘッドは、図示されたものと
同じ構造である。
【００１３】 複数のウエハＷを同時に保持するように形成された円盤型の加圧板４１は、研
磨ヘッド３３とパッドの研磨表面２７との間の研磨パッド２５上に配置される。
加圧板４１は、セラミック材料から形成され、研磨ヘッド３３の直径と実質的に
等しい直径を有することが好ましい。図２に示すように、ウエハＷは、例えば、
従来のワックスによる搭載のような、適当な状態で加圧板４１に搭載される。ウ
エハＷの研磨面Ｐは、研磨パッド２５の研磨表面２７に対向するように、下方に
向いている。
【００１４】 油圧式シリンダは、アーム３１を動かすように操作され、研磨ヘッドがターン
テーブル２３から実質的に間隔をおいて、装置２１の中に又は装置２１から外に
ウエハＷを備えた加圧板４１の出し入れを可能とする上昇位置と、研磨ヘッドが
研磨パッド２５の研磨表面２７に押しつけられる下降位置との間の垂直方向の研
磨ヘッド軸Ｘ’に沿って、研磨ヘッド３３に取り付けられる。研磨ヘッド３３及
び加圧板４１は、それらの周辺端部が中央駆動板３９に摩擦によって噛み合い、
これにより駆動板の回転が、研磨ヘッドの回転と、研磨ヘッド軸Ｘ’の回りの加
圧板の回転とに、影響するような大きさであることが好ましい。ガイドローラ４
３は、ターンテーブル２３の周囲のフレームに搭載され、研磨ヘッド３３と加圧
板４１とに噛み合い、ウエハＷの研磨中に、ターンテーブル軸Ｘの回りの回転か
ら、研磨ヘッドと研磨板を保持し、しかしながら、研磨ヘッド軸Ｘ’の回りを回
転するのを助ける。
【００１５】 研磨ヘッド３３の下降位置では、油圧シリンダが下方向の力を加圧板４１に加
え、ウエハの研磨面Ｐに必要な仕上げをするのに十分な力で、ウエハＷを、研磨
パッド２５の研磨表面２７に向かって押しつける。フレーム、ターンテーブル２
３、上部の支持部２９、支柱、油圧式シリンダ、中央駆動シャフト３７及び駆動
板３９、ガイドローラ４３、研磨ヘッド３３及び加圧板４１は、全て従来の構成
であり、現行の研磨機械に存在するタイプである。例えば、加圧板４１が研磨ヘ
ッド３３に接続されて共に動くような、各研磨ヘッド３３が軸Ｘ’の回りに独立
して動くような、研磨装置の他の従来構造も、本発明の範囲からはずれることな
く使用することができる。
【００１６】 更に、図２に関して、全体が５１で示される力分配部材は、研磨ヘッド３３の
下部表面５３に取り付けられ、研磨ヘッドの下降位置で、研磨ヘッドと加圧板４
１の上部表面５５との間に挟まれる。図４に示すように、力分配部材５１は、全
体が円盤状の織物５７と、織物の周囲を取り囲むリング形状の袋５９とを含む。
袋５９は水を含むことが好ましいが、空気や他の適当な気体又は液体のような他
の流体を代わりに用いることも、本発明の範囲に入る。力分配部材５１は十分に
弾力性のある材料から形成され、破裂したり漏れたりすることなしに研磨ヘッド
３３と加圧板４１との間の袋５９の圧縮を可能にし、その材料を、研磨ヘッドと
加圧板の表面５３、５５における、いかなる不均一性にも適応させる。例えば、
力分配部材５１の袋５９は、漏れることなく研磨ヘッド３３と加圧板４１の間に
均等に加圧される力である、少なくとも６００ｌｂｓに耐えうることが好ましい
。力分配部材５１の上部表面６１は接着剤で覆われ、該部材を研磨ヘッド３３下
部表面５３に固定することが好ましい。しかしながら、力分配部材５１は、リン
グ形状の袋５９のみを含むものであってもよく、また、本発明の範囲から離れる
ことなく、該部材は、研磨ヘッド３３の代わりに加圧板４１に取り付けることが
でき、又は研磨ヘッドと加圧板のいずれにも接合しないこともできることを理解
すべきである。
【００１７】 図４に示す力分配部材５１の好ましい構造では、例えば、ポリビニル・クロラ
イドのような適当な弾力性のある材料からなる２つの円盤状のシート６３が重ね
られ、シートの回りに円周方向に延びた、１組の放射状に間隔をおいた溶接線６
５、６７で重ねられて溶接される。溶接線６５、６７は、シート６３の間で固い
シールを提供し、溶接線の間のシートの部分は、リング形状の袋５９となる。織
物５７は、最も内側の溶接線６５の内部のシート６３の部分に形成される。第３
の（外部の）溶接線６９は、シート６３の周辺端部の回りに延びて、更にそれら
のシートを縛る。シート６３の小さな部分が、２つの最も外部の溶接線６７、６
９に沿って溶接されずに残され、袋５９の内部とつながり、袋に流体を満たすこ
とができる入口７１を提供する。一度、袋５９が満たされれば、外方の溶接線６
９に沿って、入口７１が溶接されて閉じられ、流体を袋の中に閉じこめる。力分
配部材５１は、例えば、ポリエチレン、マイラー、又は他の適当な弾力性の材料
のような、ポリビニル・クロライド以外の材料から形成されても良いことが理解
される。また、力分配部材５１は、本発明の範囲からはずれることなく、例えば
、２つのシート状の材料（図示せず）の間にリング形状の袋５９を包み、材料の
外部シートが更に袋を損傷から守るように形成することもできる。
【００１８】 リング形状の袋５９の外径は、袋が、加圧板の端部から放射状に内部に向かっ
て、加圧板４１の上部表面５５に噛み合うような大きさである。図２に示すよう
に、袋５９は、加圧板の反対側に載せられるウエハＷの、概ね中央の上方になる
ような大きさであることが好ましい。例として、図３、４に示す力分配部材５１
の袋５９の外径はおおよそ、１８．０インチであり、袋の幅が約１．７５インチ
となるように、約１４．５インチの袋の内径を有する。リング形状の袋５９の厚
さＴは、流体が満たされた場合、０．３インチとなる。しかしながら、それらの
寸法は、所望される袋５９の体積や、加圧板４１の上の、ウエハＷの大きさや相
対的な位置に依存して変わることが理解される。
【００１９】 動作時において、選択された半導体ウエハＷが、ワックスを用いた従来の方法
で加圧板４１の上に搭載される。上昇位置にある研磨ヘッド３３（及び取り付け
られた、満たされた袋５９を備えた力分配部材５１）では、加圧板４１が中央駆
動板３９とガイドローラ４３と噛み合って、研磨パッド２５の上に配置され、加
圧板の上に搭載されたウエハＷの研磨面Ｐが、研磨パッドの研磨表面２７と噛み
合う。ターンテーブル２３用のモータは、該ターンテーブル（及び研磨パッド２
５）がターンテーブル軸Ｘの回りを回転するように操作され、続いて、油圧式シ
リンダが、力分配部材５１が加圧板４１の上面に噛み合うまで、研磨ヘッド３３
を下げるように操作される。次に、中央駆動板３９が中央駆動シャフト３７のモ
ータにより回転され、これにより、研磨ヘッド軸Ｘ’の回りの、加圧板４１及び
研磨ヘッド３３の回転を起こさせる。油圧式シリンダは、ウエハＷの研磨面Ｐを
、研磨パッド２５の研磨表面２７を備えた研磨機構の中に押すのに十分な力で、
研磨ヘッド３３を加圧板４１に向かって押しつける。リング形状の袋５９は、研
磨ヘッド３３と加圧板４１との間で圧縮され、該リング形状の袋の中の流体圧が
、研磨ヘッド上で働く力を、加圧板に伝える。加圧板の端部の半径方向の内方に
ある、環状領域（例えば、袋５９と加圧板との間の噛み合わせに対応する領域）
に力が加えられ、該加圧板は、その端部のへりで、上方に向かってわずかに湾曲
するようになる。ウエハＷの概ね中央で、袋５９が加圧板４１と噛み合い、加圧
板によりウエハ上に加えられる圧力は、各ウエハの全表面上で、実質的に均一と
なり、加圧板上の全てのウエハに均一に分配される。
【００２０】 研磨面３３の表面５３、又は加圧板４１の表面５５に、不均一が発生した場合
、袋５９の弾力性のある外壁が、不均一に順応し、これにより不均一の領域の袋
の厚さＴが小さくなる。厚さＴが小さくなることにより、不均一の領域の袋５９
の中の流体が、袋を通って再分配され、袋の中の流体圧は、すべての場所で実質
的に均一のままとなる。また、ウエハＷと研磨ヘッド２５との間の摩擦により研
磨ヘッド３３の温度が増加した場合、加圧ヘッド３３の下部表面５３のいかなる
変形も、同様の方法で、リング形状の袋５９により緩和される。これにより、加
圧板４１の上に、ウエハＷの上方で、均一な力が伝えられ、ウエハの均一研磨の
ために、ウエハの研磨面Ｐが研磨パッド２５に対して均一に押しつけられる。研
磨圧力は、このように、夫々のウエハの研磨面Ｐの全体に対してほぼ等しいまま
であり、均一で高品質の仕上がりを得ることができる。
【００２１】 （例） 直径１５０ｍｍの半導体ウエハを、Model No. 50-SPAWのスピードファム研磨 記（Speedfam Polisher）で研磨した。かかる装置は、研磨ヘッド３３と加圧板 ４１との間に配置された従来のポリウレタンのフェルトリング（図示せず）を備
え、ここで図示し、説明した装置２１と実質的に同じ方法で組み立てられている
。処理されたウエハＷの平坦特性が測定され、図６の表に記録された。ウエハＷ
の第２の組は、研磨ヘッド３３と加圧板４１との間に配置された本発明の力分配
部材５１を備えた同じ装置２１で研磨された。処理されたウエハＷの平坦特性は
測定され、図６の表に記録された。すべてのウエハＷは、装置２１の研磨ヘッド
３３と同じ研磨ヘッドを用いて処理された。
【００２２】 図６に示すように、流体が満たされた力分配部材５１を用いて研磨されたウエ
ハＷの平坦特性は、従来の研磨装置を用いて処理されたウエハに比較して実質的
に改良された。例えば、平均ＴＴＶ値は、フエルトリングを用いた場合の約５．
６ミクロンから、流体が満たされた力分配部材を使用した場合、約１．４ミクロ
ンに低減された。テーパ値は、正の数及び負の数の双方で表わした。しかしなが
ら、平均絶対テーパ（表には表示せず）は、約３．０ミクロンから、約１．５ミ
クロンに低減された。測定領域の中の選択された焦点面の最高点上での又は最低
点下での部分測定（例えば１５ミリメータ角）である平均サイト焦点面偏差（Si
te Focal Plane Deviation）は、約０．８から約０．４に低減された。
【００２３】 図５は、力分配部材１５１の第２の具体例を示す。該部材は、中央液体充填ポ
ケット１７５と、リング形状の袋５９と、及びリング形状の袋５９の円周方向の
外方に配置された第２のリング形状の袋１５９とを含む。この具体例では、最も
外方のリング形状の袋が、加圧板の直径と実質的に等しい直径を有し、該加圧板
の端部のへり全体に沿って横たわっている。織物５７は、ポケット１７５と最も
内方の袋５９との間、及び内方の袋５９と外方の袋１５９との間、に延びる。チ
ャネル１７７は、入口１７１から、リング形状の袋５９、１５９を通って、中央
ポケット１７５まで延び、これにより、袋とポケットは流体で接続される。中央
ポケット１７５や、加圧板の端部へりの加えられたリング形状の袋１５９は、研
磨ヘッドからの力が、加圧板４１に伝えられる位置を変化させる。例えば、ここ
では、力は、外部材の中央ポケット１７５、内方のリング形状の袋５９の環状形
状、外方のリング形状の袋１５９の他の環状形状の全体で伝えられる。
【００２４】 加圧板４１上の力の分配を変えることにより、研磨ヘッドからの力により引き
起こされる湾曲による加圧板の形状が変化し、これにより、加圧板の上に搭載さ
れたウエハＷの上への加圧分配が変化する。この結果、例えば中央のような特定
の部分を、例えばウエハ端部のようなウエハの他の領域と異なった程度に仕上げ
るように操作できる。
【００２５】 研磨ヘッド３３から加圧板４１に力を伝えるパターンは、袋の幅を変えること
によっても制御できる。例えば、図５に図示された具体例の外方の袋１５９の幅
は、実質的に内方の袋５９の幅より小さく、これにより、加圧板４１の端部に伝
えられる力の大きさは、内方の袋により噛み合わされた厚板の部分に伝えられる
力の大きさより、実質的に小さくなる。チャネル１７７は、流体が袋５９、１５
９及びポケット１７５の中を、互いに再分配できるようにし、研磨ヘッド３３の
表面５３、５５や加圧板４１で不均一が発生した場合、袋やポケットでの均一な
流体圧力を維持する。しかしながら、チャネル１７７は、ポケット１７５やリン
グ形状の袋５９、１５９に比べて、厚さが十分に小さいため、チャネルが、加圧
板４１の上に圧力をかけることはない。本発明の範囲から外れることなく、いく
つかのリング形状の袋を備えた他の力分配部材の構造を、研磨ヘッド３３と加圧
板４１との間の力の伝達の所望のパターンを提供するために使用できることは、
注意すべきである。
【００２６】 上述のように、本発明の多くの目的が達成され、他の有利な結果を得られるこ
とが示される。弾力性のある材料から形成され、研磨ヘッド３３と加圧板４１と
の間に配置される、流体が満たされた力分配部材５１は、研磨ヘッドと加圧板と
の間に力を均一に伝え、この結果、ウエハＷと研磨パッド２５との間に均一な圧
力を与える。環状の袋５９は、研磨ヘッド３３の力を、ウエハＷの上方中央の加
圧板４１上に集中させ、ウエハの周辺端部のテーピングの危険性を低減させる。
ウエハＷと研磨パッド２５との間に、より均一な研磨圧力を加えることにより、
結果のウエハは、より改良された平坦特性を有する。これは、バッチ研磨で製造
されたウエハの多くが顧客の品質仕様に合致するため、ウエハの生産性を向上さ
せる。また、袋５９は、研磨ヘッド３３と加圧板４１との間で摩擦のないジンバ
ルとして機能し、ウエハＷの厚さの小さなばらつきによる加圧板の傾きを回避す
る。最後に、流体で満たされた袋５９は、表面の不均一の影響を打ち消すため、
研磨操作中の温度上昇による研磨ヘッドの下部表面５３の変形を、容易に回避で
き、これにより、研磨ヘッドを積極的に冷却する冷却システムの必要を排除する
。これは、装置の複雑さを低減し、これにより、装置の機械的な故障を少なくし
、装置の製造を安価にすることができる。
【００２７】 本発明の範囲から離れることなく、上記構造に多くの変更を加えることができ
る。上述の記載に含まれ、図を伴って示された、全ての内容は、描かれたように
解釈されるべきであり、これに限定して解釈すべきものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 降下位置の研磨ヘッドを示す本発明にかかる装置の部分正面概略
図である。
【図２】 上昇位置の研磨ヘッドとターンテーブルから上方に飛び出した研
磨板を示す研磨装置の部分正面拡大概略図である。
【図３】 研磨装置の力分配部材の上面図である。
【図４】 図３の４−４の面での断面図である。
【図５】 第２の具体例の力分配部材の上面図である。
【図６】 本発明の装置により処理されたウエハの平坦特性データの表であ
る。なお、同一の引用番号は、全ての図面を通して同一の部分を示す。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年３月１７日（２０００．３．１７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ウエハ処理装置であって、 ターンテーブル軸の回りを回転でき、その上に研磨表面を有するターンテーブ
    ルと、 該ウエハの研磨面が該ターンテーブルの該研磨表面に対向するように、複数の
    ウエハを同時に保持するための加圧板と、 通常の力を該加圧板に加えて、該加圧板を該ターンテーブルに押しつけ、該ウ
    エハを研磨するために、該ウエハの該研磨面を該ターンテーブルの研磨表面に噛
    み合わせることができる研磨ヘッドと、 該研磨ヘッドと該加圧板との間に設けられ、該研磨ヘッドから与えられた力を
    該加圧板に均一に分配するように形成された力分配部材と、を備えるウエハ処理
    装置。
  2. 【請求項２】 上記力分配部材が、流体が入った袋を含む請求項１のウエハ
    処理装置。
  3. 【請求項３】 上記袋に入った上記流体が、水である請求項２のウエハ処理
    装置。
  4. 【請求項４】 上記袋が、全体がリング形状である請求項２のウエハ処理装
    置。
  5. 【請求項５】 上記研磨ヘッドと上記加圧板とが、上記力分配部材のリング
    形状の袋により噛み合わされる夫々の表面を有し、該リング形状の袋が十分に弾
    力性のある材料から形成され、これにより、該袋が、該研磨ヘッドと該加圧板と
    の間で圧縮され、該袋により噛み合わされる該研磨ヘッドの表面と該加圧板の表
    面のいかなる不均一にも実質的に順応し、該袋の中の該流体が、該袋の変形に応
    じて再分配され、該袋の中の均一な流体圧力を維持する請求項４のウエハ処理装
    置。
  6. 【請求項６】 上記リング形状の袋が、該加圧板の上に搭載された場合、該
    ウエハの中央と位置が合うような大きさ及び配置となり、これにより、該研磨ヘ
    ッドの該力が、該ウエハの概ね中央上方にある該加圧板に伝えられる請求項５の
    ウエハ処理装置。
  7. 【請求項７】 上記リング形状の袋が、該研磨ヘッドに取り付けられ、該タ
    ーンテーブルに対して該研磨ヘッドと共に動く請求項５のウエハ処理装置。
  8. 【請求項８】 上記流体で満たされた場合に、該リング形状の袋が、０．２
    ５−０．３５インチの厚さを有する請求項５のウエハ処理装置。
  9. 【請求項９】 上記力分配部材が、周辺端部を有する円盤状の織物と、該織
    物の該周辺端部に取り付けられる、流体が入ったリング形状の袋とを含む請求項
    １のウエハ処理装置。
  10. 【請求項１０】 上記研磨ヘッドと上記加圧板とが、上記力分配部材のリン
    グ形状の袋により噛み合わされる夫々の表面を有し、該リング形状の袋が十分に
    弾力性のある材料から形成され、これにより、該袋が、該研磨ヘッドと該加圧板
    との間で圧縮され、該袋により噛み合わされる該研磨ヘッドの表面と該加圧板の
    表面のいかなる不均一にも実質的に順応し、該袋の中の該流体が、該袋の変形に
    応じて再分配され、該袋の中の均一な流体圧力を維持する請求項９のウエハ処理
    装置。
  11. 【請求項１１】 上記織物が、該力分配部材を該研磨ヘッド上に固定するた
    めに、該研磨ヘッドに取り付けられた請求項１０のウエハ処理装置。
  12. 【請求項１２】 上記力分配部材が、全体が円盤状の該弾力性のシート材料
    を１組含み、該シートは重ねられて、該シートの回りの周囲に延びた、半径方向
    に間隔をおいた１組の溶接線に沿って、互いに溶接されてシール結合され、該溶
    接線の間の領域が、リング形状の袋を形成する請求項１０のウエハ処理装置。
  13. 【請求項１３】 上記リング形状の袋が、第１のリング形状の袋であり、 該力分配部材が、更に、該織物に取り付けられ、該第１のリング形状の袋の半
    径方向の内方に間隔をおいた第２のリング形状の袋であって、該流体が満たされ
    た場合に、該第１及び第２の袋が実質的に同じ厚さを有する該第２の袋を含み、 更に、該力分配部材が、該第１及び第２の袋の間に延び、該袋の間の流体の伝
    達を提供する導管であって、該袋の厚さより実質的に小さい厚さを有する該導管
    を含む請求項９のウエハ処理装置。
  14. 【請求項１４】 上記力分配部材が、更に、該織物の中央に取り付けられた
    中央ポケットであって、該リング形状の袋と実質的に同じ厚さを有し、該流体が
    入るように取り付けられた該中央ポケットと、 該ポケットと該リング形状の袋の間に延び、該ポケットと該袋との間に流体の
    伝達を提供する導管であって、該リング形状の袋より実質的に小さい厚さを有す
    る該導管と、を含む請求項９のウエハ処理装置。
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