JP2002110599A - 研磨装置、及びこの研磨装置を用いた研磨方法 - Google Patents

研磨装置、及びこの研磨装置を用いた研磨方法

Info

Publication number
JP2002110599A
JP2002110599A JP2000305232A JP2000305232A JP2002110599A JP 2002110599 A JP2002110599 A JP 2002110599A JP 2000305232 A JP2000305232 A JP 2000305232A JP 2000305232 A JP2000305232 A JP 2000305232A JP 2002110599 A JP2002110599 A JP 2002110599A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing
spacer
semiconductor substrate
polishing apparatus
substrate
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
JP2000305232A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuuji Satou
裕時 佐藤
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 JP2000305232A priority Critical patent/JP2002110599A/ja
Priority to KR1020010031079A priority patent/KR20020027158A/ko
Publication of JP2002110599A publication Critical patent/JP2002110599A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/27Work carriers
    • B24B37/30Work carriers for single side lapping of plane surfaces
    • B24B37/32Retaining rings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B57/00Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents
    • B24B57/02Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents for feeding of fluid, sprayed, pulverised, or liquefied grinding, polishing or lapping agents
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture 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
    • H01L21/18Manufacture 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
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105After-treatment
    • H01L21/31051Planarisation of the insulating layers
    • H01L21/31053Planarisation of the insulating layers involving a dielectric removal step
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture 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
    • H01L21/18Manufacture 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
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321After treatment
    • H01L21/32115Planarisation
    • H01L21/3212Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた研磨レートの面内均一性が得られる研
磨装置及び研磨方法を提供する。 【解決手段】 研磨パッド1上に、半導体基板2の外周
に沿って且つこの半導体基板2を取囲むようにリング状
のスペーサー3を配置し、研磨パッド1を押圧するリテ
ーナーリング4を、スペーサー3を取囲むように配置す
る。半導体基板2とスペーサー3とは、キャリアヘッド
5により保持され、研磨パッド1に押し付けられる。ス
ペーサー3は、リテーナーリング4で押下された部分の
研磨パッド1の変形を抑える。また、スペーサー3は、
半導体基板2の外周部への研磨液61の供給を調整す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、半導体製造装置に
係り、特に優れた研磨レートの均一性が得られる研磨装
置及び研磨方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ウェハの大口径化に伴い、研磨レートの
均一性が重要視されている。特に、ウェハエッジ部にお
ける研磨レートの均一性向上は、チップの載数を稼ぐた
めにも重要な問題である。しかし、現状はウェハ外周部
に研磨ムラが発生するために、ウェハエッジ部を含めた
場合に良好な面内均一性を得ることは非常に難しい。詳
細については、以下に説明する。
【0003】先ず、従来の研磨装置について説明する。
図3は、従来の研磨装置を説明するための断面図であ
る。図3において、参照符号1は研磨パッド、2は半導
体基板、21は半導体基板2上に形成された研磨対象
膜、4はリテーナーリング、5はキャリアヘッド、51
はキャリアヘッド5を構成するヘッド本体、52はヘッ
ド本体51に固定される金属板、6は研磨液供給部、6
1は研磨液供給部6から供給される研磨液、7はバッキ
ングフィルムを示している。そして、図中の矢印Aはキ
ャリアヘッド5が半導体基板2を研磨パッド1に押し付
けるための圧力(Down Force)、矢印Bはキャリアヘッ
ド5(バッキングフィルム7)が半導体基板2を真空吸
着により保持するための圧力(Back Press)、矢印Cは
リテーナーリング4が研磨パッド1を押圧する力(Reta
iner Force)をそれぞれ示している。
【0004】次に、上述した従来の研磨装置を用いて、
以下の研磨条件で研磨を行った(図4参照)。また、C
MP装置は、EPO−112T(Ebara社製)を用
いた。ここで、研磨液(スラリー)61は、SS25
を、研磨パッド1は、IC1400(KG製)を用い
た。また、半導体基板2には、直径12inch(30
0mm)のシリコンウェハを用い、研磨対象膜21はH
DP−CVD法によって形成されたシリコン酸化膜(以
下、HDP酸化膜と称する)である。
【0005】研磨条件; TT(Turn Table)回転速度:50(rpm)、TR
(Top Ring)回転速度:51(rpm)、DF(Down F
orce):350(Pa×100)、BP(Back Pres
s):200(Pa×100)、RF(Retainer Forc
e):0〜400(Pa×100)、Dress Time:10
sec、Polish Time:120sec。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図4は、従来の研磨装
置を用いた場合の研磨レートを示す図である。図4にお
いて、X軸は、半導体基板上の位置を示し、X軸上の
“0”は半導体基板の中心を示している。また、研磨レ
ートは、半導体基板の最外周3mmを除いた77点で測
定した。また、Y軸は、各測定点におけるHDP酸化膜
(研磨対象膜21)の研磨レート(nm/min)を示
している。図4に示すように、従来の研磨装置を用いて
研磨を行うと、研磨レートの均一性が悪かった(均一
性:±20.22%)。特に、半導体基板2の外周部
(図中のG'−H'間およびG−H間)において、HDP
酸化膜の研磨レートが著しく低下する問題があった。ま
た、この研磨レートの低下は、上記研磨対象膜21がH
DP酸化膜以外の場合、例えば、研磨対象膜21がC
u,W,Al等の金属膜の場合等においても発生してい
た。
【0007】上記研磨レートの低下は、図3の領域Iで
研磨が不安定であるために発生する。詳細には、研磨パ
ッド1は、ポリウレタン等の軟質な材料で製造されてい
るため、リテーナーリング4によって押圧されると、そ
の形状が変形してしまう。この研磨パッド1の変形、す
なわち研磨パッド1のリバウンドによって、半導体基板
2の外周部の研磨レートが低下してしまう。なお、今回
の実験(研磨レート測定)の場合、外周部の研磨レート
が低下したが、研磨レートが高くなる場合もある。ま
た、半導体基板2の外周部には、研磨液供給部6から供
給された研磨液61が、中心付近と比較して多量に供給
される。これにより、半導体基板2の外周部と研磨パッ
ド1の接触面積が減少するため、半導体基板2の外周部
の研磨レートが低下してしまう。
【0008】また、上述のように、半導体基板2の外周
部での研磨レートが低下するため、その部分のチップは
不良となり、半導体基板を大口径化したとしてもチップ
の歩留まりが向上しないという問題があった。
【0009】ところで、図4のG'−G間のように、半
導体基板の最外周13mmを除くと、研磨レートの面内
均一性が±8.93%にまで向上する。すなわち、半導
体基板2の外周部における研磨レートの特性を改善する
ことにより、研磨レートの面内均一性が向上する。
【0010】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたもので、優れた研磨レートの面内均一性が得
られる研磨装置及び研磨方法を提供することを目的とす
る。
【0011】
【課題を解決する為の手段】請求項1の発明に係る研磨
装置は、半導体基板を載置する研磨パッドと、前記研磨
パッド上で前記半導体基板の外周に沿って配置され前記
半導体基板を取囲むリング状のスペーサーと、前記半導
体基板と前記スペーサーとを保持して前記研磨パッドに
押し付けるキャリアヘッドと、前記研磨パッド上で前記
スペーサーを取囲むように配置され、前記研磨パッドを
押圧するリテーナーリングと、を備えることを特徴とす
るものである。
【0012】請求項2の発明に係る研磨装置は、請求項
1に記載の研磨装置において、前記スペーサーは、前記
リテーナーリングで押圧された部分の前記研磨パッドの
変形による影響が前記半導体基板上に現れることを抑制
することを特徴とするものである。
【0013】請求項3の発明に係る研磨装置は、請求項
1または2に記載の研磨装置において、前記研磨パッド
上に研磨液を供給する研磨液供給部を更に備え、前記ス
ペーサーは、前記研磨液供給部から供給された研磨液の
うち、前記半導体基板の外周部への前記研磨液の供給を
調整するものであることを特徴とするものである。
【0014】請求項4の発明に係る研磨装置は、請求項
1から3の何れかに記載の研磨装置において、前記キャ
リアヘッドと、前記半導体基板及び前記スペーサーとの
間に、バッキングフィルムを更に備えることを特徴とす
るものである。
【0015】請求項5の発明に係る研磨装置は、請求項
4に記載の研磨装置において、前記キャリアヘッドは、
ヘッド本体と、このヘッド本体に固定され前記バッキン
グフィルムが取り付けられる金属板と、からなることを
特徴とするものである。
【0016】請求項6の発明に係る研磨装置は、請求項
5に記載の研磨装置において、前記金属板及びこの金属
板に取り付けられたバッキングフィルムは、厚み方向に
連通し前記半導体基板及び前記スペーサーを真空吸着に
より保持する複数の開孔部を有することを特徴とするも
のである。
【0017】請求項7の発明に係る研磨装置は、請求項
6に記載の研磨装置において、前記半導体基板と前記ス
ペーサーは、それぞれ独立して前記キャリアヘッドに保
持されることを特徴とするものである。
【0018】請求項8の発明に係る研磨装置は、請求項
1に記載の研磨装置において、前記スペーサーが、ガラ
ス基板であることを特徴とするものである。
【0019】請求項9の発明に係る研磨装置は、請求項
8に記載の研磨装置において、前記ガラス基板が、Si
2基板であることを特徴とするものである。
【0020】請求項10の発明に係る研磨装置は、請求
項8または9に記載の研磨装置において、前記ガラス基
板は、その表面にシリコン酸化膜が形成されたものであ
ることを特徴とするものである。
【0021】請求項11の発明に係る研磨装置は、請求
項8から10の何れかに記載の研磨装置において、前記
スペーサーの幅が、13mm以上であることを特徴とす
るものである。
【0022】請求項12の発明に係る研磨装置は、請求
項1に記載の研磨装置において、前記スペーサーと前記
半導体基板の厚みが略等しいことを特徴とするものであ
る。
【0023】請求項13の発明に係る研磨装置は、請求
項12に記載の研磨装置において、前記スペーサーは、
前記半導体基板とともに研磨され、使用に応じて交換さ
れることを特徴とするものである。
【0024】請求項14の発明に係る研磨方法は、請求
項1から13の何れかに記載の研磨装置を用いることを
特徴とするものである。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図中、同一または相当する
部分には同一の符号を付してその説明を簡略化ないし省
略することがある。
【0026】図1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において、1は研磨
パッド、2は半導体基板、21は研磨対象膜、3はスペ
ーサー(ガラス基板)、31はシリコン酸化膜、4はリ
テーナ−リング、5はキャリアヘッド、51はヘッド本
体、52は金属板、6は研磨液供給部、61は研磨液、
7はバッキングフィルムを示している。また、8は金属
板52の開孔部52aと、バッキングフィルム7の開孔
部7aとが連通してなる開孔部を示している。
【0027】研磨パッド1は、半導体基板2を載置する
とともに、その基板を研磨するためのものであり、ポリ
ウレタン等の軟質な材料によって製造されているもので
ある。
【0028】半導体基板2は、例えば、シリコン基板、
石英基板、セラミックス基板等の基板である。また、半
導体基板2上には、研磨対象膜21が形成されている。
ここで、研磨対象膜21としては、例えば、シリコン酸
化膜等の絶縁膜、Cu,W,Alまたはその合金等から
なる金属膜、或いはTiNやTaNからなるバリアメタ
ル等である。
【0029】また、半導体基板2は、キャリアヘッド5
に真空吸着によって保持される。詳細には、キャリアヘ
ッド5を構成する金属板52と、この金属板52に取り
付けられたバッキングフィルム7とを厚み方向に連通す
る複数の開孔部8によって、半導体基板2は所定の圧力
B(Back Press)でキャリアヘッド5に真空吸着され
る。また、半導体基板2は、上記キャリアヘッド5によ
り所定の圧力A(Down Force)で研磨パッド1に押し付
けられる。
【0030】スペーサー3は、研磨パッド1上で半導体
基板2の外周に沿って配置され、半導体基板2を取囲む
ガラス基板である。ここで、ガラス基板3とは、例えば
SiO2(シリカガラス)基板である。また、スペーサ
ー3の表面には、シリコン酸化膜(SiO2)31が形
成されている。ここで、スペーサー3がSiO2基板で
ある場合には、スペーサー3上に上記シリコン酸化膜3
1を形成しなくてもよい。
【0031】スペーサー3は、その幅Dが13mm以上
のリング状のものである。ここで、幅Dを13mm以上
としたのは、図4において、最外周13mmをカットす
ることにより、研磨レートの面内均一性が向上すること
が示されているからである。
【0032】また、スペーサー3は、上記半導体基板2
とともに、キャリアヘッド5に真空吸着によって保持さ
れる。詳細には、上記金属板52とバッキングフィルム
7とを連通する開孔部8によって所定の圧力Bで真空吸
着される。ここで、半導体基板2と、スペーサー3と
は、それぞれ独立してキャリアヘッド5に保持される。
すなわち、半導体基板2を吸着するための圧力Bと、ス
ペーサー3を吸着するための圧力Bとは、図示しない制
御部によって独立して制御される。これにより、半導体
基板2(研磨対象膜21)の研磨終了後、スペーサー3
をキャリアヘッド5に保持したまま、半導体基板2のみ
を交換することが可能となる。
【0033】また、スペーサー3の厚みは、半導体基板
2の厚みと略等しい。ここで、スペーサー3の厚みと
は、図1に示すように、スペーサー3上にシリコン酸化
膜31が形成されている場合には、スペーサー3とシリ
コン酸化膜31との合計の厚みを意味する。また、半導
体基板2の厚みとは、半導体基板2と研磨対象膜21と
の合計の厚みを意味する。これにより、キャリアヘッド
5によって研磨パッド1にそれぞれ押し付けられる半導
体基板2(研磨対象膜21)の表面と、スペーサー3
(シリコン酸化膜31)の表面とがほぼ同一平面とな
り、半導体基板2上の研磨対象膜21が研磨されるとと
もにスペーサー3(シリコン酸化膜31)の表面が研磨
される。ここで、スペーサー3が、従来の半導体基板2
の外周近傍の研磨レートが不安定な部分(図3に示す領
域Iを参照)に対応する。すなわち、スペーサー3は、
リテーナーリング4の押圧された部分の研磨パッド1の
変形(リバウンド)を抑えるものである。
【0034】また、スペーサー3の厚みは使用(研磨)
に応じて減少するため、例えば、5回の研磨毎のよう
に、定期的にスペーサー3は交換される。ここで、交換
後のスペーサー3上にシリコン酸化膜31を再度堆積さ
せることにより、このスペーサー3を再利用することが
できる。
【0035】また、スペーサー3の材質を、研磨対象膜
21と同一のシリコン酸化膜としているため、スペーサ
ー3(シリコン酸化膜31)が研磨されても、研磨対象
膜21の研磨レートに影響を及ぼさない。また、研磨対
象膜21が金属膜等の場合でもその研磨レートに影響を
及ぼさない。これは、ダミー研磨にシリコン酸化膜が形
成された半導体基板を用いることからも明らかである。
【0036】また、スペーサー3は、研磨液供給部6か
ら研磨パッド1上に供給された研磨液61のうち、半導
体基板2の外周部への研磨液61の供給を調整する。す
なわち、従来過剰供給であった半導体基板2の外周部へ
の研磨液61の供給量が、スペーサー3によって抑えら
れる。
【0037】リテーナーリング4は、研磨パッド1上で
スペーサー3を囲むように配置され、半導体基板2の飛
び出しを防止するためのものである。また、リテーナー
リング4は、研磨パッド1の表面を、所定の圧力C(Re
tainer Force)で押圧するものである。
【0038】キャリアヘッド5は、半導体基板2とスペ
ーサー3を保持して、それらを所定の圧力Aで研磨パッ
ド1に押し付けるものである。キャリアヘッド5は、ヘ
ッド本体51と、このヘッド本体51に固定されバッキ
ングフィルム7が取り付けられる金属板52とからな
る。ここで、金属板52には、バッキングフィルム7の
開孔部7aと連通する開孔部52aが形成されている。
【0039】研磨液供給部6は、研磨パッド1上に研磨
液61としてのスラリーを供給するためのノズルであ
る。また、研磨液供給部6により供給された研磨液61
は、研磨パッド1とリテーナーリング4の間を通って、
研磨パッド1とスペーサー3の間を通った後、半導体基
板2の外周部に供給される。
【0040】バッキングフィルム7は、キャリアヘッド
5を構成する金属板52に取り付けられるものである。
また、バッキングフィルム7の表面に、半導体基板2が
真空吸着される。詳細には、バッキングフィルム7に
は、金属板52に形成された開孔部52aと連通する開
孔部7aが形成されている。そして、この2つの開孔部
7a,52aからなる開孔部8によって半導体基板2が
真空吸着され、キャリアヘッド5に保持される。
【0041】以上説明した研磨装置について要約する
と、研磨パッド1上で半導体基板2を取囲むように半導
体基板2の外周に沿ってリング状のスペーサー3を配置
し、研磨パッド1上でこのスペーサー3を取囲むように
リテーナ−リング4を配置する。そして、ヘッド本体5
1と、バッキングフィルム7が取り付けられる金属板5
2とからなるキャリアヘッド5は、半導体基板2とスペ
ーサー3とを保持してそれらを研磨パッド1に押し付け
る。また、スペーサー3は、ガラス基板であり、より具
体的にはSiO2基板である。さらに、ガラス基板3の
表面には、シリコン酸化膜31が形成されている。
【0042】また、本実施の形態による研磨装置は、図
2(a)に示すように、半導体基板2とスペーサー3を
キャリアヘッド5(バッキングフィルム6)に取り付け
るための取り付け装置9を更に備えている。ここで、取
り付け装置9は、複数のスペーサー3を垂直方向に重ね
て保管するスペーサー保管部91と、半導体基板2を保
持する基板保持部92とからなる。スペーサー保管部9
1は、シリコン酸化膜31(被研磨面)が下側となるよ
うに、複数のスペーサー3を保管するものである。ま
た、スペーサー保管部91は、図示しない昇降機構を備
えている。そして、最上のスペーサー3がキャリアヘッ
ド5に取り付けられた後に、その直下にあるスペーサー
3が昇降機構により最上の保管位置まで押し上げられ
る。基板保持部92は、研磨対象膜21が下側となるよ
うに半導体基板2を保持するものである。この半導体基
板2は、図示しない搬送装置により上記基板保持部92
に搬送される。また、図2(a)に示すように、上記取
り付け装置9において、スペーサー保管部91によって
最上位置に保管されるスペーサー3と、基板保持部92
により保持される半導体基板2とは、ほぼ同じ高さに位
置する。
【0043】次に、上記取り付け装置9による半導体基
板2及びスペーサー3の取り付け方法について、簡単に
説明する。先ず、図示しない搬送装置によって、半導体
基板2が基板保持部92に搬送される。また、スペーサ
ー保管部91には複数のスペーサー3を積み重ねて保管
しておく。そして、それぞれ連通する金属板52の開孔
部52aと、バッキングフィルム7の開孔部7aとによ
って構成される開孔部8を、減圧状態にする。次いで、
取り付け装置9を、図2(a)に示すように、昇降機構
(図示省略)により上昇させると、図2(b)に示すよ
うに、バッキングフィルム7表面すなわちキャリアヘッ
ド5に、半導体基板2とスペーサー3とが真空吸着によ
り保持される。ここで、半導体基板2を吸着する圧力B
(Back Press)と、スペーサー3を吸着する圧力Bと
は、それぞれ独立して制御される。
【0044】次に、上記研磨装置を用いた研磨方法につ
いて説明する。先ず、図2に示すように、上記取り付け
装置9を用いることによって、キャリアヘッド5の金属
板52に取り付けられたバッキングフィルム7に、半導
体基板2とスペーサー3とを真空吸着により保持する。
この時、半導体基板2とスペーサー3とはそれぞれ独立
した吸着機構によって保持される。さらに、半導体基板
2上に形成された研磨対象膜21表面と、スペーサー3
に形成されたシリコン酸化膜31表面とが、ほぼ同一平
面となるように保持される。
【0045】そして、図1に示すように、研磨パッド1
上に研磨液61を研磨液供給部6により供給する。続い
て、半導体基板2とスペーサー3は、キャリアヘッド5
により所定の圧力A(Down Force)で研磨パッド1に押
し付けられる。それと同時に、所定の圧力C(Retainer
Force)でリテーナーリング4が研磨パッド1を押圧す
る。これにより、半導体基板2の研磨対象膜21が研磨
される。この時、半導体基板2上の研磨対象膜21と同
一平面上にあるスペーサー3(シリコン酸化膜31)も
研磨される。
【0046】また、研磨終了後は、スペーサー3を保持
したまま、半導体基板2のみを交換する。この半導体基
板2の交換には、上記取り付け装置9は用いず、上記搬
送装置を用いる。また、スペーサー3は、半導体基板2
の研磨対象膜21とともに研磨されるため、例えば、3
枚の半導体基板2を研磨する毎のように、その使用に応
じて定期的に交換する。
【0047】上述した研磨方法によれば、半導体基板2
と、その半導体基板2を取囲むように配置されたスペー
サー3とが同時に研磨される。ここで、スペーサー3
が、リテーナーリング4で押圧された部分の研磨パッド
1の変形(リバウンド)による影響が半導体基板2上に
現れることを抑制する。すなわち、研磨パッド1の変形
を、スペーサー3により押さえ付ける。これとともに、
スペーサー3は、研磨液61の半導体基板2の外周部へ
の供給量を調整する。すなわち、半導体基板2の外周部
に、一度に多量の研磨液61が供給されるのを防止す
る。従って、半導体基板2の外周部における研磨レート
の低下を防止できる。このため、研磨レートの面内均一
性は、図4のG'−G間に示すように改善される。
【0048】以上説明したように、本実施の形態による
研磨装置は、研磨パッド1上で半導体基板2の外周に沿
ってリング状のスペーサー3を配置し、そのスペーサー
3を取囲むようにリテーナーリング4を配置した。すな
わち、研磨パッド1上で半導体基板2とリテーナーリン
グ4の間に、リング状のスペーサー3を配置した。
【0049】この研磨装置を用いて研磨を行う際、リテ
ーナーリング4の押圧力による研磨パッド1の変形(リ
バウンド)の影響をスペーサー3で抑えることができる
ため、半導体基板2の外周部における研磨レートが低下
しない。さらに、スペーサー3によって、半導体基板2
の外周部に供給される研磨液61の量を適量に調整する
ことができるため、外周部における研磨レートが低下し
ない。従って、優れた研磨レートの面内均一性が得られ
る研磨装置、及び研磨方法を提供できる。このため、直
径300mmの半導体基板2において、その外周部で良
品チップが得られ、歩留まりが向上する。
【0050】なお、本実施の形態においては、直径30
0mmの半導体基板2を用いたが、半導体基板2の大き
さは任意であり、例えば、直径200mm(8inc
h)の半導体基板を用いてもよい。この場合も、基板外
周部における研磨レートの特性を改善できるため、研磨
レートの面内均一性が向上する。
【0051】
【発明の効果】本発明によれば、半導体基板の外周部に
おける研磨レートの低下を防止できる。従って、研磨レ
ートの面内均一性に優れた研磨装置及び研磨方法を提供
することができる。
【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
るための断面図である。
【図2】 図1に示した半導体基板及びスペーサーの保
持について説明するための断面図である。
【図3】 従来の研磨装置を説明するための断面図であ
る。
【図4】 従来の研磨装置を用いた場合の、研磨レート
を示す図である。
【符号の説明】
1 研磨パッド、2 半導体基板(シリコン基板)、3
スペーサー(ガラス基板)、4 リテーナーリング、
5 キャリアヘッド、6 研磨液供給部、7バッキング
フィルム、7a 開孔部、8 開孔部、9 取り付け装
置、21 研磨対象膜(シリコン酸化膜)、31 シリ
コン酸化膜、51 ヘッド本体、52金属板、52a
開孔部、61 研磨液(スラリー)、91 スペーサー
保管部、92 基板保持部、A 圧力(Down Force)、
B 圧力(Back Press)、C圧力(Retainer Force)、
I 領域。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板を載置する研磨パッドと、 前記研磨パッド上で前記半導体基板の外周に沿って配置
    され前記半導体基板を取囲むリング状のスペーサーと、 前記半導体基板と前記スペーサーとを保持して前記研磨
    パッドに押し付けるキャリアヘッドと、 前記研磨パッド上で前記スペーサーを取囲むように配置
    され、前記研磨パッドを押圧するリテーナーリングと、 を備えることを特徴とする研磨装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の研磨装置において、 前記スペーサーは、前記リテーナーリングで押圧された
    部分の前記研磨パッドの変形による影響が前記半導体基
    板上に現れることを抑制することを特徴とする研磨装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の研磨装置にお
    いて、 前記研磨パッド上に研磨液を供給する研磨液供給部を更
    に備え、 前記スペーサーは、前記研磨液供給部から供給された研
    磨液のうち、前記半導体基板の外周部への前記研磨液の
    供給を調整するものであることを特徴とする研磨装置。
  4. 【請求項4】 請求項1から3の何れかに記載の研磨装
    置において、 前記キャリアヘッドと、前記半導体基板及び前記スペー
    サーとの間に、バッキングフィルムを更に備えることを
    特徴とする研磨装置。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の研磨装置において、 前記キャリアヘッドは、ヘッド本体と、このヘッド本体
    に固定され前記バッキングフィルムが取り付けられる金
    属板と、からなることを特徴とする研磨装置。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の研磨装置において、 前記金属板及びこの金属板に取り付けられたバッキング
    フィルムは、厚み方向に連通し前記半導体基板及び前記
    スペーサーを真空吸着により保持する複数の開孔部を有
    することを特徴とする研磨装置。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載の研磨装置において、 前記半導体基板と前記スペーサーは、それぞれ独立して
    前記キャリアヘッドに保持されることを特徴とする研磨
    装置。
  8. 【請求項8】 請求項1に記載の研磨装置において、 前記スペーサーが、ガラス基板であることを特徴とする
    研磨装置。
  9. 【請求項9】 請求項8に記載の研磨装置において、 前記ガラス基板が、SiO2基板であることを特徴とす
    る研磨装置。
  10. 【請求項10】 請求項8または9に記載の研磨装置に
    おいて、 前記ガラス基板は、その表面にシリコン酸化膜が形成さ
    れたものであることを特徴とする研磨装置。
  11. 【請求項11】 請求項8から10の何れかに記載の研
    磨装置において、 前記スペーサーの幅が、13mm以上であることを特徴
    とする研磨装置。
  12. 【請求項12】 請求項1に記載の研磨装置において、 前記スペーサーと前記半導体基板の厚みが略等しいこと
    を特徴とする研磨装置。
  13. 【請求項13】 請求項12に記載の研磨装置におい
    て、 前記スペーサーは、前記半導体基板とともに研磨され、
    使用に応じて交換されることを特徴とする研磨装置。
  14. 【請求項14】 請求項1から13の何れかに記載の研
    磨装置を用いることを特徴とする研磨方法。
JP2000305232A 2000-10-04 2000-10-04 研磨装置、及びこの研磨装置を用いた研磨方法 Pending JP2002110599A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000305232A JP2002110599A (ja) 2000-10-04 2000-10-04 研磨装置、及びこの研磨装置を用いた研磨方法
KR1020010031079A KR20020027158A (ko) 2000-10-04 2001-06-04 연마 장치 및 이 연마 장치를 이용한 연마 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000305232A JP2002110599A (ja) 2000-10-04 2000-10-04 研磨装置、及びこの研磨装置を用いた研磨方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002110599A true JP2002110599A (ja) 2002-04-12

Family

ID=18786132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000305232A Pending JP2002110599A (ja) 2000-10-04 2000-10-04 研磨装置、及びこの研磨装置を用いた研磨方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2002110599A (ja)
KR (1) KR20020027158A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009260120A (ja) * 2008-04-18 2009-11-05 Disco Abrasive Syst Ltd 研磨装置の保持テーブル機構

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009260120A (ja) * 2008-04-18 2009-11-05 Disco Abrasive Syst Ltd 研磨装置の保持テーブル機構

Also Published As

Publication number Publication date
KR20020027158A (ko) 2002-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3334139B2 (ja) 研磨装置
JP4384993B2 (ja) 研磨ヘッド用フレキシブルメンブレイン
KR100316712B1 (ko) 화학기계적 연마장치에 웨이퍼를 로딩/언로딩하기 위한 로드컵의 페디스탈
JP2833552B2 (ja) ウェハ研磨方法および研磨装置
JP2870537B1 (ja) 研磨装置及び該装置を用いる半導体装置の製造方法
JPH06333891A (ja) 基板研磨装置および基板保持台
US6749486B2 (en) Chemical-mechanical polishing device, damascene wiring forming device, and damascene wiring forming method
JP2002110599A (ja) 研磨装置、及びこの研磨装置を用いた研磨方法
JP3164045B2 (ja) 半導体ウエハー取付基台
JPH08267357A (ja) 基板の研磨装置及びその研磨方法
JP2017092347A (ja) ウェーハ研磨方法
US20100210192A1 (en) Polishing head and polishing apparatus
JP2000094310A (ja) 被研磨基板の保持装置、基板の研磨方法及び半導体装置の製造方法
JP3095516B2 (ja) ワックスレス型研磨装置
JP2588060B2 (ja) 半導体ウェーハの研磨用チャック
JP3575944B2 (ja) 研磨方法、研磨装置および半導体集積回路装置の製造方法
JP3047904B1 (ja) 研磨装置
JP2003273052A (ja) 裏面研削方法及び半導体装置の製造方法
KR102660656B1 (ko) 마스크와 프레임의 연결체 및 그 제조 방법
JP4339494B2 (ja) ウェーハの研磨方法及びウェーハの研磨装置
KR102660655B1 (ko) 마스크와 지지부의 연결체 및 그 제조 방법
JPH10337651A (ja) 化学的機械研磨装置
JP2002184731A (ja) ウェーハの研磨方法及び補正部材
JPH10335277A (ja) 研磨装置及び研磨方法
JP2003273050A (ja) 研磨装置

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040323