JP2002170795A

JP2002170795A - ウェーハ研磨装置

Info

Publication number: JP2002170795A
Application number: JP2000368640A
Authority: JP
Inventors: Tsuuzofu Michael; ツーゾフミハイル
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 2000-12-04
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2002-06-14

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、ウェーハエッジの過剰研磨を防止す
ることによりウェーハ全面を均一に研磨することができ
るウェーハ研磨装置を提供する。【解決手段】本発明のウェーハ研磨装置１０によれば、
保持ヘッド１４に対して研磨パッド２０の回転方向上流
側に押付部材１６を配置し、保持ヘッド１４に対して研
磨パッド２０の回転方向下流側に押付部材１８を配置
し、各々の押付部材１６、１８の押圧力を加圧装置７
６、７７によって独立して制御する。これにより、研磨
パッド２０に生じる波打ち現象を阻止することができ、
よって、ウェーハ全面を均一に研磨することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、化学的機械研磨法
（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing ）によるウ
ェーハ研磨装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平8-229808号公報等に開示されたウ
ェーハ研磨装置は、図８の如くキャリア１及びリング状
の押付部材２を備えた保持ヘッド３と、研磨パッド４が
貼付されたプラテン５とを主な構成としており、キャリ
ア１によってウェーハ６を、回転中の研磨パッド４に押
し付けて研磨するとともに、キャリア１の外周にキャリ
ア１と同軸上に配置された押付部材２を研磨パッド４に
押し付けてウェーハ６の周囲を包囲している。

【０００３】研磨パッド４は、ウェーハの研磨層（絶縁
膜）の材質（例えばＳi Ｏ₂）に応じて硬質のもの、又
は軟質のものが選択されて使用されるが、軟質の研磨パ
ッド４を使用した場合には、押付部材２の周縁に沿って
研磨パッド４が局部的に盛り上がる、という所謂波打ち
現象が研磨パッド４に生じる。このような現象が研磨パ
ッド４に生じると、研磨パッド４の盛り上がり部４Ｃに
よってウェーハ６のエッジ６Ａが過剰に研磨されるの
で、ウェーハ６を均一に研磨できない。

【０００４】波打ち現象による盛り上がり部は、研磨パ
ッド４の回転方向上流側に位置する押付部材２の外周縁
２Ａ及び内周縁２Ｂに対応する部分４Ａ、４Ｂと、研磨
パッド４の回転方向下流側に位置する押付部材２の内周
縁２Ｃに対応する部分４Ｃに発生する。ここで、前者で
発生する盛り上がり部４Ａ、４Ｂは、ウェーハ６のエジ
６Ａから離れた位置に発生するので加工上問題はない
が、後者で発生する盛り上がり部４Ｃには、ウェーハ６
のエッジ６Ａが接触するため、エッジ６Ａが過剰に研磨
される。

【０００５】そこで、特開平8-229808号公報のウェーハ
研磨装置は、研磨パッド４に対する押付部材２の当接力
を弱い適切値に設定することで、波打ち現象の発生を防
止し、エッジ６Ａの過剰研磨を防止している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のウェーハ研磨装置のように、研磨パッド４に対する
押付部材２の当接力を弱い適切値に設定しても、波打ち
現象を完全に解消することができず、期待した効果を得
ることができなかった。また、エッジ６Ａの過剰研磨
は、研磨パッド４の回転数に比例することも実験にて確
認された。

【０００７】ところで、研磨パッド４は、押付部材２に
押し付けられて弾性変形されることにより、押付部材２
で包囲される研磨パッド４の平面性が確保される。すな
わち、押付部材２の押圧力は、研磨パッド４の復元力に
打ち勝つ力に設定されている。このような力のバランス
関係において、押付部材２の押圧力を弱くすると、研磨
パッド４の復元力が勝ってしまうので、研磨パッド４が
ウェーハ６のエッジ６Ａに沿って盛り上がり、エッジ６
Ａが過剰に研磨される、という新たな問題が発生した。

【０００８】一方、研磨パッドとウェーハとを回転させ
ながらウェーハを研磨する上記研磨装置（以下、「二軸
回転研磨装置」と称する）は、ウェーハ表面上の任意の
位置での研磨パッドの速度（研磨パッドとウェーハとの
相対速度）が、その位置によって異なるため、ウェーハ
を均一に研磨することが難しい。

【０００９】このような問題を二軸回転研磨装置で解消
するためには、保持ヘッドを研磨パッドに対してスライ
ド移動させるスライド移動装置を設け、保持ヘッドを介
してウェーハをスライド移動させながら研磨すれば解消
できる。すなわち、ウェーハのスライド移動動作によっ
て、ウェーハ表面上の任意の位置での研磨パッドの速度
が平均化されるからである。

【００１０】しかしながら、二軸回転研磨装置では、研
磨パッドの回転方向とウェーハのスライド移動方向とが
同方向で、研磨パッドの速度がウェーハのスライド移動
速度よりも低速の場合、図８上で右側に位置する押付部
材２が上流側の押付部材となり、図８上で左側に位置す
る押付部材２が下流側の押付部材になる。この場合に
は、研磨パッド４の盛り上がり部４Ｃの位置が図８で示
した位置に発生せず、図８の符号４Ｂに対応した位置に
発生する。

【００１１】上述した不具合は、盛り上がり部４Ｃが生
じないような高い押圧力に押付部材２の押圧力を設定す
ればよいが、この場合、上流側に位置する研磨パッド４
が押付部材２の押圧力で凹み、ウェーハ６の外周縁６Ａ
との間に隙間が生じる場合があるので、やはり均一研磨
を達成することができない。

【００１２】したがって、従来の二軸回転研磨装置及び
スライド移動装置を設けた二軸回転研磨装置は、いずれ
もウェーハを均一に研磨することが難しいという欠点が
あった。

【００１３】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、ウェーハエッジの過剰研磨を防止することに
よりウェーハ全面を均一に研磨することができるウェー
ハ研磨装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、ウェーハを保持ヘッドに保持し回転する
研磨パッドに押し付けて、ウェーハの表面を研磨するウ
ェーハ研磨装置において、前記保持ヘッドに対して前記
研磨パッドの回転方向上流側に、該研磨パッドに押し付
けられる第１押付部材が配置されるとともに、前記保持
ヘッドに対して前記研磨パッドの回転方向下流側に、該
研磨パッドに押し付けられる第２押付部材が配置されて
いることを特徴とする。

【００１５】また、本発明は、前記目的を達成するため
に、ウェーハを保持ヘッドに保持し回転する研磨パッド
に押し付けて、ウェーハの表面を研磨するウェーハ研磨
装置において、前記保持ヘッドの周りに前記研磨パッド
に押し付けられる複数の押付部材が配置されていること
を特徴とする。

【００１６】請求項１に記載の発明によれば、保持ヘッ
ドに対して研磨パッドの回転方向上流側に第１押付部材
を配置し、保持ヘッドに対して研磨パッドの回転方向下
流側に第２押付部材を配置した。すなわち、本発明は、
押圧部材を２分割したので、各々の押付部材の押圧力を
独立して制御することにより、研磨パッドに生じる波打
ち現象を阻止し、ウェーハ全面を均一に研磨することが
可能になる。

【００１７】請求項２に記載の発明は、第１押付部材の
押圧力を第１加圧手段によって制御し、第２押付部材の
押圧力を第２加圧手段によって制御することで、押付部
材の押圧力を独立して制御することが可能になる。

【００１８】二軸回転研磨装置において、下流側に位置
する第２押付部材の押圧力を、上流側に位置する第１押
付部材の押圧力よりも高くしたり、低くしたりすること
により、第２押付部材の内周縁側で発生する研磨パッド
の盛り上がり部を制御することができる。よって、前記
盛り上がり部が無くなるように、各々の押付部材の押圧
力を独立して制御することで、ウェーハ全面を均一に研
磨することができる。

【００１９】また、スライド移動装置を設けた二軸回転
研磨装置は、ウェーハのスライド移動方向に応じて上流
側と下流側とが交互に切り換わる場合がある。この装置
の場合には、第１押付部材の押圧力と第２押付部材の押
圧力とをウェーハのスライド移動方向に対応させて交互
に切換制御することで、ウェーハ全面を均一に研磨する
ことができる。各々の押付部材の押圧力は、研磨パッド
の材質、ウェーハの材質、研磨パッド及びウェーハの回
転数等によって設定される。

【００２０】請求項３に記載の発明は、前記第１及び第
２押付部材を、保持ヘッドの外周に沿った略三日月形状
に形成したので、保持ヘッドの上流側及び下流側全縁部
を第１及び第２押付部材でカバーすることができる。

【００２１】請求項４に記載の発明は、保持ヘッドと第
１押付部材との間、及び保持ヘッドと第２押付部材との
間に研磨剤を供給するスラリ供給手段をそれぞれ配置
し、第１押付部材及び第２押付部材に邪魔されることな
く研磨剤をウェーハと研磨パッドとの間に供給するよう
にしたので、研磨剤の供給量の制御が容易になる。

【００２２】請求項５に記載の発明は、保持ヘッドの周
りに複数の押付部材を配置したことを特徴としている。
請求項１に記載の発明は、第１、第２の二つの押圧部材
を配置した発明であるが、請求項５に記載の発明は、二
つの押付部材に限定されず、三つ以上（多数）の押付部
材を配置した。

【００２３】このように多数の押付部材を配置すると、
保持ヘッドのスライド移動方向に制約を受けず、例え
ば、研磨パッドの回転方向と同方向にスライド移動させ
ることができるとともに、研磨パッドの回転方向に対し
て直交する方向にも保持ヘッドをスライドさせることが
できる。前者のスライド移動時には、研磨パッドの回転
方向の上流側と下流側とに配置された第１、第２の押付
部材の押圧力を独立して制御することにより対処でき、
後者のスライド移動時には、保持ヘッドのスライド方向
の上流側及び下流側に配置されている第３、第４の押圧
部材の押圧力を独立して制御することにより対処でき
る。また、第１〜第４の四つの押付部材に限定されず、
それ以上の押付部材を細分化して配置することで、保持
ヘッドをあらゆる方向にスライド移動させることができ
る。

【００２４】請求項６に記載の発明は、複数の押付部材
の押圧力を、複数の加圧手段によって各々制御すること
で、複数の押付部材の押圧力を独立して制御することが
可能になる。

【００２５】請求項７に記載の発明は、前記複数の押付
部材を、保持ヘッドの外周に沿った形状に形成したの
で、保持ヘッドの全縁部を複数の押付部材でカバーする
ことができる。

【００２６】請求項８に記載の発明は、保持ヘッドと複
数の押付部材との間に研磨剤を供給するスラリ供給手段
をそれぞれ配置し、複数の押付部材に邪魔されることな
く研磨剤をウェーハと研磨パッドとの間に供給するよう
にしたので、研磨剤の供給量の制御が容易になる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るウェーハ研磨装置の好ましい実施の形態について詳説
する。

【００２８】図１、図２は実施の形態のウェーハ研磨装
置１０の構造図であり、このウェーハ研磨装置１０は、
主としてプラテン１２、保持ヘッド１４、押付部材（第
１押付部材）１６、押付部材（第２押付部材）１８及び
スラリ供給装置１９から構成される。プラテン１２は円
盤状に形成され、その上面には研磨パッド２０が貼付さ
れている。研磨パッド２０としては、スエードタイプ、
不織布、発泡ウレタンタイプ等があり、ウェーハの研磨
層の材質によって適宜選択されてプラテン１２に貼付さ
れている。

【００２９】プラテン１２の下部には、スピンドル２２
が連結され、スピンドル２２はモータ２４の図示しない
出力軸に連結されている。このモータ２４を駆動するこ
とにより、プラテン１２は矢印Ａ方向に回転され、その
回転するプラテン１２の研磨パッド２０上に、スラリ供
給装置１９のノズル２６Ａ、２６Ｂからメカノケミカル
研磨剤（スラリ）２８が供給される。ノズル２６Ａは、
保持ヘッド１４と押付部材１６との間の隙間に配置さ
れ、これによりスラリ２８は、押付部材１６に邪魔され
ることなく、ウェーハ３０と研磨パッド２０との間に供
給される。また、ノズル２６Ｂは、保持ヘッド１４と押
付部材１８との間の隙間に配置され、これによりスラリ
２８は、押付部材１８に邪魔されることなく、ウェーハ
３０と研磨パッド２０との間に供給される。このように
スラリ２８を供給すると、スラリ２８の供給量を制御し
易いという利点がある。スラリ２８は、タンク３２に貯
留されており、この貯留されたスラリ２８は、供給パイ
プ３４、及び不図示のレギュレータを介してノズル２６
Ａ、２６Ｂに供給される。スラリ２８としては、例え
ば、研磨層がシリコンの場合には、ＢａＣＯ₃微粉末を
ＫＯＨ水溶液に懸濁したものが使用される。

【００３０】保持ヘッド１４は、図示しない昇降装置に
よって上下移動自在に設けられ、研磨対象のウェーハ３
０を保持ヘッド１４にセットする際に上昇移動される。
また、保持ヘッド１４は、ウェーハ３０を研磨する際に
下降移動されてウェーハ３０とともに研磨パッド２０に
押圧当接される。なお、図１では、１台の保持ヘッド１
４のみ示したが、保持ヘッド１４の台数は１台に限定さ
れるものではなく、例えばスピンドル２２を中心とする
円周上に複数台等間隔に設置することが加工効率上好ま
しい。

【００３１】図３は、保持ヘッド１４の縦断面図であ
る。この保持ヘッド１４は、ヘッド本体３６、キャリア
３８、ゴムシート４０等から構成される。ヘッド本体３
６は、円盤状に形成され、回転軸４２に連結された不図
示のモータによって図３上矢印Ｂ方向に回転される。ま
た、ヘッド本体３６にはエア供給路４４が形成されてい
る。エア供給路４４は、図２上二点鎖線で示すように保
持ヘッド１４の外部に延設され、レギュレータ（Ｒ：re
gulator ）４６Ａを介してエアポンプ（ＡＰ：air pum
p）４８に接続される。

【００３２】キャリア３８は、略円柱状に形成されてヘ
ッド本体３６の下部にヘッド本体３６と同軸上に配置さ
れている。また、キャリア３８には、キャリア３８の下
面外周部に噴出口が形成された多数のエア供給路５８、
５８…（図３では２ヵ所のみ図示）とキャリア３８の下
面内周部に噴出口が形成された多数のエア供給路５０、
５０…（図３では２ヵ所のみ図示）とが形成されてい
る。このエア供給路５０、５８…は、図３上二点鎖線で
示すように保持ヘッド１４の外部に延設され、切換バル
ブ５２を介して一方がサクションポンプ５４、他方がレ
ギュレータ４６Ｂを介してエアポンプ４８に接続されて
いる。したがって、切換バルブ５２によりエアポンプ４
８側を閉に、そして、サクションポンプ５４側を開にす
ると、サクションポンプ５４による吸引力でウェーハ３
０がキャリア３８の下面に吸着保持される。また、切換
バルブ５２によりエアポンプ４８側を開に、そして、サ
クションポンプ５４側を閉にすると、エアポンプ４８か
らの圧縮エアがエア供給路５０、５８…を介してキャリ
ア３８とウェーハ３０との間の空気室６０に噴き出され
る。これにより、空気室６０には圧力エア層が形成さ
れ、キャリア３８の押圧力がこの圧力エア層を介してウ
ェーハ３０に伝達される。

【００３３】ウェーハ３０は、圧力エア層を介して伝達
される押圧力によって研磨パッド２０に押し付けられる
とともに、キャリア３８の下部外周縁にピン６２を介し
て着脱自在に設けられた保持リング６４の凸条部６４Ａ
によってキャリア３８からの飛び出しが防止されてい
る。また、研磨中のウェーハ３０は、研磨パッド２０の
回転によって、回転方向下流側の凸条部６４Ａの内周面
にそのエッジ３０Ａが当接される。この接触によってウ
ェーハ３０は、キャリア３８の回転力が保持リング６４
を介して伝達されて所定の回転数で回転される。なお、
ウェーハ３０のエッジ３０Ａが当接される凸条部６４Ａ
は、エッジ３０Ａを破損させない軟質材料、例えば、ゴ
ム、樹脂等で作られている。

【００３４】このように構成された保持ヘッド１４は、
キャリア３８にかける押圧力を制御してキャリア３８を
上下動させることにより、ウェーハ３０の研磨圧力（ウ
ェーハ３０を研磨パッド２０に押し付ける力）を制御す
るものなので、圧力エア層の圧力を制御してウェーハ３
０の研磨圧力を制御するよりも、研磨圧力の制御が容易
になる。すなわち、保持ヘッド１４では、キャリア３８
の上下位置を制御するだけでウェーハ３０の研磨圧力を
制御できるからである。なお、エア供給路５８、５８…
から噴き出されたエアは、凸条部６４Ａに形成された図
示しない排気孔から外部に排気される。

【００３５】一方、キャリア３８とヘッド本体３６との
間には１枚のゴムシート４０が配置されている。このゴ
ムシート４０は、均一な厚さで円盤状に形成される。ま
た、ゴムシート４０は、環状の止め金７２によってヘッ
ド本体３６の下面に固定され、キャリア３８を押圧する
エアバッグとして機能する。

【００３６】ヘッド本体３６の下方には、ゴムシート４
０と止め金７２とによって密閉される空間７４が形成さ
れる。この空間７４に、エア供給路４４が連通されてい
る。したがって、エア供給路４４から空間７４に圧縮エ
アを供給すると、ゴムシート４０がエア圧で弾性変形さ
れてキャリア３８の上面を押圧する。これにより、研磨
パッド２０に対するウェーハ３０の押し付け力を得るこ
とができる。また、エア圧をレギュレータ４６Ａで調整
すれば、ウェーハ３０の押し付け力（研磨圧力）を制御
することができる。

【００３７】ところで、図１に示した押付部材１６、１
８は、研磨パッド２０に押し付けられることにより、研
磨箇所における研磨パッド２０の平坦性を向上させるも
のであり、図２の如く、押付部材１６は加圧装置（第１
加圧手段）７６によって、そして、押付部材１８は、加
圧装置（第２加圧手段）７７によって、所定の押圧力で
研磨パッド２０に押し付けられる。また、これらの加圧
装置７６、７７は、ウェーハ研磨装置１０を統括制御す
るＣＰＵ８０によって独立制御されている。

【００３８】加圧装置７６、７７としては、エアシリン
ダ装置、油圧シリンダ装置等が用いられている。また、
押付部材１６、１８の底面１７（図５参照）をダイヤモ
ンドコーティングすることにより、押付部材１６、１８
の底面１７の耐磨耗性が向上し、また、底面１７に凹凸
加工を施すことにより、研磨パッド２０のドレッシング
をウェーハ３０の研磨加工と同時に行うことができる。
これにより、ウェーハを安定して研磨することができ
る。

【００３９】なお、研磨パッド２０のドレッサ機構を別
途設け、このドレッサ機構の流体ジェットノズルやブラ
シ等のドレス手段を保持ヘッド１４と押付部材１６、１
８との間の隙間に配置してもよい。また、押付部材１
６、１８の底面１７に流体ジェット噴出孔を形成すれ
ば、簡単な構造で研磨パッド２０をドレッシングするこ
とができる。すなわち、本実施の形態のウェーハ研磨装
置１０は、保持ヘッド１４と押付部材１６、１８との間
の隙間を、スラリー供給手段やドレス手段の配置スペー
スとして有効利用することができる。

【００４０】押付部材１６は、図４の如く保持ヘッド１
４に対して研磨パッド２０の回転方向上流側に保持ヘッ
ド１４に近接して配置されている。また、押付部材１６
は、保持ヘッド１４の上流側全縁部をカバーするように
保持ヘッド１４の外周に沿った略三日月形状に形成され
ている。

【００４１】押付部材１８は、保持ヘッド１４に対して
研磨パッド２０の回転方向下流側に保持ヘッド１４に近
接して配置されている。また、押付部材１８は、保持ヘ
ッド１４の下流側全縁部をカバーするように保持ヘッド
１４の外周に沿った略三日月形状に形成されている。

【００４２】押付部材１６、１８は、保持ヘッド１４に
不図示の連結部材を介して、保持ヘッド１４に対し上下
移動自在に取り付けられている。また、保持ヘッド１４
は、不図示のスライド移動装置に連結されており、この
スライド移動装置によって、図１、４上矢印Ｃ、Ｄ方向
に往復移動される。

【００４３】保持ヘッド１４が図５の如く、矢印Ｃ方向
に移動された場合には、押付部材１６が上流側に位置
し、押付部材１８が下流側に位置する状態に変化はな
い。しかし、保持ヘッド１４が図６の如く、矢印Ｄ方向
に移動された場合であって、保持ヘッド１４の移動速度
ｖが、研磨パッド２０の回転速度（角速度ω）Ｖよりも
高速の場合には、押付部材１６が下流側に位置し、押付
部材１８が上流側に位置する。

【００４４】一方、保持ヘッド１４には、ウェーハ３０
の研磨量を検出する不図示の検出装置が設けられてい
る。この検出装置で検出された検出値は、図２に示した
ＣＰＵ８０に出力される。ＣＰＵ８０は、検出装置から
出力される検出値が、予めＲＡＭ等に記憶されている研
磨量に合致した時にウェーハ３０の研磨を停止するよう
ウェーハ研磨装置１０を制御する。

【００４５】次に、前記の如く構成されたウェーハ研磨
装置１０の作用について説明する。

【００４６】まず、保持ヘッド１４を上昇させた後、サ
クションポンプ５４を駆動して研磨対象のウェーハ３０
をキャリア３８の下面に吸着保持させる。

【００４７】次に、保持ヘッド１４を下降させて、ウェ
ーハ３０が研磨パッド２０に当接した位置で下降移動を
停止する。そして、切換バルブ５２によってサクション
ポンプ５４側を閉にしてウェーハ３０の吸着を解除し、
ウェーハ３０を研磨パッド２０上に載置する。

【００４８】次いで、エアポンプ４８を駆動して圧縮エ
アをエア供給路５８を介して空気室６０に供給し、圧力
エア層を空気室６０に形成する。

【００４９】そして、エアポンプ４８からの圧縮エア
を、エア供給路４４を介して空間７４に供給し、ゴムシ
ート４０を内部エア圧により弾性変形させてキャリア３
８を押圧し、圧力エア層を介してウェーハ３０を研磨パ
ッド２０に押し付ける。そして、レギュレータ４６Ａで
エア圧を調整して内部エア圧力を所望の圧力に制御し、
研磨パッド２０に対するウェーハ３０の押し付け力（研
磨圧力）を一定に保持する。

【００５０】次に、加圧装置７６を駆動して押付部材１
６を研磨パッド２０に所定の力で押し付けるとともに、
加圧装置７７を駆動して押付部材１８を研磨パッド２０
に所定の力で押し付け、研磨箇所における研磨パッド２
０の平坦性を向上させる。

【００５１】この後、プラテン１２及び保持ヘッド１４
を回転させてウェーハ３０の研磨を開始する。そして、
不図示の研磨量検出装置によってウェーハ３０の研磨量
を算出し、この算出されたウェーハ３０の研磨量が、予
め設定された研磨目標値に達した時にＣＰＵ８０が研磨
終了信号を出力して、ウェーハ３０の研磨を停止する。
これにより、１枚のウェーハ３０の研磨が終了する。そ
して、２枚目以降のウェーハ３０を研磨する場合には、
前述した工程を繰り返せば良い。

【００５２】ウェーハ３０の研磨中において、ウェーハ
研磨装置１０では、保持ヘッド１４に対して研磨パッド
２０の回転方向上流側に押付部材１６を配置し、保持ヘ
ッド１４に対して研磨パッド２０の回転方向下流側に押
付部材１８を配置しているので、各々の押付部材１６、
１８の押圧力を加圧装置７６、７７によって独立制御す
ることにより、研磨パッド２０に生じる波打ち現象の発
生を防止することがでできる。よって、このウェーハ研
磨装置１０は、ウェーハ全面を均一に研磨することがで
きる。

【００５３】すなわち、下流側に位置する押付部材１８
の押圧力を、上流側に位置する押付部材１６の押圧力よ
りも高くしたり、低くしたりすることにより、押付部材
１８の内周縁側で発生する研磨パッド２０の盛り上がり
部を制御することができる。よって、前記盛り上がり部
が無くなるように、各々の押付部材１６、１８の押圧力
を制御することで、ウェーハ全面を均一に研磨すること
ができる。

【００５４】また、押付部材１６、１８と一緒に保持ヘ
ッド１４をスライド移動させるスライド移動装置を設け
たウェーハ研磨装置は、保持ヘッド１４が図６の如くＤ
方向にスライド移動した場合には、上流側と下流側とが
切り換わる場合がある。よって、この装置の場合には、
押付部材１６の押圧力と押付部材１８の押圧力とを保持
ヘッド１４のスライド移動方向に対応させて交互に切換
制御することで、エッジ３０Ａの過剰研磨が防止され、
ウェーハ全面を均一に研磨することができる。押付部材
１６、１８の押圧力は、研磨パッド２０の材質、ウェー
ハ３０の材質、研磨パッド２０及びウェーハ３０の回転
数等によって設定されている。

【００５５】図７は、保持ヘッド１４の周りに四つの押
付部材９０、９２、９４、９６を配置したウェーハ研磨
装置の平面図である。図４に示したウェーハ研磨装置
は、二つの押付部材１６、１８を配置した構成である
が、図７のウェーハ研磨装置は、四つの押付部材９０〜
９６を配置している。

【００５６】このように四つの押付部材９０〜９６を配
置すると、保持ヘッド１４のスライド移動方向に制約を
受けない。例えば、研磨パッド２０の回転方向と略同方
向（図７上Ｃ−Ｄ方向）にスライド移動させることがで
きるとともに、研磨パッド２０の回転方向に対して略直
交する方向（図７上Ｅ−Ｆ方向）にも保持ヘッド１４を
スライドさせることができる。

【００５７】Ｃ−Ｄ方向のスライド移動時には、研磨パ
ッド２０の回転方向の上流側と下流側とに配置された第
１、第２の押付部材９０、９２の押圧力を、不図示の加
圧装置で独立して制御することにより対処できる。そし
て、Ｅ−Ｆ方向のスライド移動時には、保持ヘッド１４
のスライド方向の上流側及び下流側に配置されている第
３、第４の押付部材９４、９６の押付力を、不図示の加
圧装置で独立して制御することにより対処できる。ま
た、第１〜第４の四つの押付部材９０〜９６に限定され
ず、それ以上の押付部材を細分化して配置することで、
保持ヘッドをあらゆる方向にスライド移動させることが
できる。

【００５８】また、四つの押付部材９０〜９６は、保持
ヘッド１４の外周に沿った形状に形成されているので、
保持ヘッド１４の全縁部を押付部材９０〜９６でカバー
することができ、保持ヘッド１４からのウェーハの飛び
出しを防止できる。

【００５９】更に、図７のウェーハ研磨装置は、保持ヘ
ッド１４と四つの押付部材９０〜９６との間に研磨剤を
供給する、不図示のスラリ供給手段がそれぞれ配置され
ている。保持ヘッド１４と押付部材９０との間に配置さ
れたスラリ供給手段は、図７のＡ点にスラリを供給す
る。そして、保持ヘッド１４と押付部材９２との間に配
置されたスラリ供給手段は、図７のＢ点にスラリを供給
する。保持ヘッド１４と押付部材９４との間に配置され
たスラリ供給手段は、図７のＣ点にスラリを供給する。
保持ヘッド１４と押付部材９６との間に配置されたスラ
リ供給手段は、図７のＤ点にスラリを供給する。これに
より、保持ヘッド１４がどの方向に移動しても、押付部
材９０〜９６に邪魔されることなく研磨剤をウェーハと
研磨パッド２０との間に供給することができ、研磨剤の
供給量の制御が容易になる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るウェー
ハ研磨装置によれば、保持ヘッドに対して研磨パッドの
回転方向上流側に第１押付部材を配置するとともに、保
持ヘッドに対して研磨パッドの回転方向下流側に第２押
付部材を配置し、各々の押付部材の押圧力を独立して制
御したので、研磨パッドに生じる波打ち現象を阻止する
ことができ、よって、ウェーハ全面を均一に研磨するこ
とができる。

【００６１】また、本発明は、保持ヘッドの周りに複数
の押付部材を配置したので、保持ヘッドをあらゆる方向
にスライド移動させた場合でも、研磨パッドに生じる波
打ち現象を阻止することができ、よって、ウェーハ全面
を均一に研磨することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るウェーハ研磨装置の
全体斜視図

【図２】図１のウェーハ研磨装置の断面図

【図３】図１のウェーハ研磨装置に適用された保持ヘッ
ドの縦断面図

【図４】図２のウェーハ研磨装置におけるキャリアと押
付部材の配置関係を示す説明図

【図５】ウェーハ研磨時における研磨パッドのプロファ
イルを説明するための模式図

【図６】ウェーハ研磨時における研磨パッドのプロファ
イルを説明するための模式図

【図７】キャリアと４個の押付部材との配置関係を示す
説明図

【図８】従来のウェーハ研磨時における研磨パッドのプ
ロファイルを説明するための模式図

【符号の説明】

１０…ウェーハ研磨装置、１２…プラテン、１４…保持
ヘッド、１６、１８、９０、９２、９４、９６…押付部
材、１９…スラリ供給装置、２０…研磨パッド、２８…
スラリ、３６…ヘッド本体、３８…キャリア、４０…ゴ
ムシート、７６、７７…加圧装置、８０…ＣＰＵ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウェーハを保持ヘッドに保持し回転する
研磨パッドに押し付けて、ウェーハの表面を研磨するウ
ェーハ研磨装置において、前記保持ヘッドに対して前記研磨パッドの回転方向上流
側に、該研磨パッドに押し付けられる第１押付部材が配
置されるとともに、前記保持ヘッドに対して前記研磨パ
ッドの回転方向下流側に、該研磨パッドに押し付けられ
る第２押付部材が配置されていることを特徴とするウェ
ーハ研磨装置。
【請求項２】前記第１押付部材は、第１加圧手段によ
って前記研磨パッドに対する押圧力が制御され、前記第
２押付部材は、第２加圧手段によって前記研磨パッドに
対する押圧力が制御されていることを特徴とする請求項
１に記載のウェーハ研磨装置。
【請求項３】前記第１押付部材及び第２押付部材は、
前記保持ヘッドの外周に沿った形状に形成されているこ
とを特徴とする請求項１、又は２に記載のウェーハ研磨
装置。
【請求項４】前記保持ヘッドと前記第１押付部材との
間、及び前記保持ヘッドと前記第２押付部材との間に研
磨剤を供給するスラリ供給手段が配置されていることを
特徴とする請求項１、２、又は３のいずれか一つに記載
のウェーハ研磨装置。
【請求項５】ウェーハを保持ヘッドに保持し回転する
研磨パッドに押し付けて、ウェーハの表面を研磨するウ
ェーハ研磨装置において、前記保持ヘッドの周りに前記研磨パッドに押し付けられ
る複数の押付部材が配置されていることを特徴とするウ
ェーハ研磨装置。
【請求項６】前記複数の押付部材は、複数の加圧手段
によって前記研磨パッドに対する押圧力が各々制御され
ていることを特徴とする請求項５に記載のウェーハ研磨
装置。
【請求項７】前記複数の押付部材は、前記保持ヘッド
の外周に沿った形状に形成されていることを特徴とする
請求項５、又は６に記載のウェーハ研磨装置。
【請求項８】前記保持ヘッドと前記複数の押付部材と
の間に研磨剤を供給するスラリ供給手段が前記複数の押
付部材毎に配置されていることを特徴とする請求項５、
６、又は７のいずれか一つに記載のウェーハ研磨装置。