JP2002198337A - ウェーハ研磨装置及びウェーハ研磨方法 - Google Patents

ウェーハ研磨装置及びウェーハ研磨方法

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    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • 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
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェーハ研磨装置及びウェーハ研磨方法を提
供する。 【解決手段】 研磨ヘッド１３０は、第１気体出入り口
１３４ａ及び第２気体出入り口１３４ｂを有するキャリ
ア１３４と、リテーナリング１４０と、サポータ１５０
と、メンブレン１７０とを含む。サポータ１５０は上面
１５２、底面１５４、第１ホール１５６、第２ホール１
５８及び第１チャンバ１６０を含み、上面１５２はキャ
リア１３４と共に第２チャンバ１３６を形成し、第２チ
ャンバ１３６は第２気体出入り口１３４ｂと連通し、第
２ホール１５８は底面１５４に形成され第２チャンバ１
３６と連通し、第１チャンバ１６０は第１気体出入り口
１３４ａと連通し、第１ホール１５６は底面１５４に形
成され第１チャンバ１６０と連通し、底面１５４はエッ
ジ部位１５５を備え、メンブレン１７０は第１ホール１
５６に対応する第３ホール１７２を有し底面１５４を囲
むように固定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウェーハの製
造に関し、さらには半導体ウェーハの表面を化学的機械
的に研磨するウェーハ研磨装置及びウェーハ研磨方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置の高集積化に従って配
線構造が多層化され、半導体基板の上に積層された単位
セルの間の表面段差が増加している。そこで、単位セル
の間の表面段差を減少させるために、様々なウェーハ工
程面の研磨方法が提示されつつある。これらの方法のう
ち、ウェーハの化学的機械的な研磨を同時に実施してウ
ェーハの研磨面（工程面）を平坦化するＣＭＰ（ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎ
ｇ）装置が幅広く使用されている。
【０００３】通常、ＣＭＰ工程では、ウェーハの研磨面
（工程面）がターンテーブルに対向するようにウェーハ
が研磨ヘッドに装着され、ウェーハの研磨面（工程面）
は研磨パッドが設置されたターンテーブルの上に位置す
る。研磨ヘッドはターンテーブルの研磨パッドに対向し
てウェーハの後面を押さえるようにウェーハの上に制御
可能な力（ロード）を提供する。又、研磨ヘッドはウェ
ーハとターンテーブルとの間の追加的な運動を提供する
ように回転することができる。
【０００４】効果的なＣＭＰ工程は、高研磨速度でウェ
ーハを均一な平面度（ｆｌａｔｎｅｓｓ）に加工する。
ウェーハの研磨面の均一度、平坦度及び研磨速度等の特
性はウェーハと研磨パッドの間の相対速度、ならびに研
磨パッドに対向してウェーハを押さえる力によって多く
の影響を受ける。特に、研磨速度は、研磨パッドに対向
してウェーハを押さえる力が増加するほど、増加する。
従って、研磨ヘッドからウェーハに不均一な押さえる力
が加えられる場合、相対的に大きい圧力を受けるウェー
ハの特定領域が相対的に小さい圧力を受ける他の領域に
比べて速く研磨される。
【０００５】研磨ヘッドは一般的にメンブレンとウェー
ハとの間の真空を維持したり真空を除去したりして、ウ
ェーハを固定（ｃｈｕｃｋ）又は解放（ｒｅｌｅａｓ
ｅ）する。このような研磨ヘッドは、メンブレンとウェ
ーハとの間の真空漏洩によってウェーハの固定が緩かっ
たり失敗したりして、ウェーハの移送時、ウェーハが破
損する問題が発生する可能性がある。
【０００６】このような欠陥を改善するために、チャッ
キングサポータから突出したボスに形成された真空ホー
ルを通じてウェーハを固定又は解放する方式の研磨ヘッ
ドが開発され使用されている。しかし、このような研磨
ヘッドによると、図１に示すように、真空ホールが形成
されたボスに対応するウェーハの局部的な部分Ａ、なら
びにサポータのエッジ部分に突出したステッパに対応す
るウェーハのエッジ部分Ｂがウェーハの他の領域に比べ
て過度に研磨され、研磨の均一度が減少する欠陥があ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高研
磨均一度を達成するウェーハ研磨装置及びウェーハ研磨
方法を提供することにある。本発明の他の目的は、研磨
工程時、ウェーハの各領域に加えられる圧力を可変的に
制御できるウェーハ研磨装置及びウェーハ研磨方法を提
供することにある。
【０００８】本発明の他の目的は、研磨工程時、ウェー
ハの各領域の研磨速度を可変的に制御できるウェーハ研
磨装置及びウェーハ研磨方法を提供することにある。本
発明の他の目的は、ウェーハを安定して固定できるウェ
ーハ研磨装置及びウェーハ研磨方法を提供することにあ
る。本発明の他の目的は、研磨工程時、メンブレンとサ
ポータとの間に流入したスラリー粒子を洗浄し、スクラ
ッチ発生の可能性を最小化できるウェーハ研磨装置及び
ウェーハ研磨方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めの本発明の請求項１から８に記載のウェーハ研磨装置
は、上部面の上に研磨パッドが装着されている支持部
と、ウェーハを研磨するために支持部の研磨パッドの上
に設けられている研磨ヘッドとを備える。研磨ヘッド
は、さら形のキャリアと、キャリアの下端に設置された
リテーナリングと、キャリアの内部に設置され第１チャ
ンバ及び第２チャンバを相互に隔離して提供するサポー
タと、サポータの表面から分離可能にサポータの表面を
被覆するメンブレンとを有する。サポータの表面は平ら
であり、サポータの表面の上には第１チャンバと連通す
る複数の第１ホールと、第２チャンバと連通する複数の
第２ホールとが形成され、メンブレンは第１ホールに各
々対応する複数の第３ホールを有する。
【００１０】本発明の請求項９から１４に記載のウェー
ハ研磨装置は、上部面の上に研磨パッドが装着されてい
る支持部と、支持部の研磨パッドの上に配置されている
研磨ヘッドとを備える。研磨ヘッドは、キャリアと、キ
ャリアの下端に設置されたリテーナリングと、キャリア
の内部に設置されたサポータと、サポータの表面から分
離可能にサポータの表面を被覆するメンブレンと、ウェ
ーハを真空でチャッキングするためにキャリアの下部に
設置されているチャッキングリングと、メンブレンと連
通する第１気体出入り口と、チャッキングリングと連通
する第２気体出入り口とを有する。
【００１１】本発明の請求項１５から２４に記載のウェ
ーハ研磨装置は、上部面の上に研磨パッドが装着されて
いる支持部と、支持部の研磨パッドの上に配置されてい
る研磨ヘッドとを備える。研磨ヘッドは、キャリアと、
キャリアの下端を少なくとも２つ以上のチャンバを形成
するように分割する少なくとも１つ以上のメンブレン
と、研磨ヘッドの端部に設置されたリテーナリングと、
研磨ヘッドの下部に設置されたチャッキングリングとを
有する。
【００１２】本発明の請求項２５から３４に記載のウェ
ーハ研磨方法は、ウェーハを研磨ヘッドの下部に配置さ
れたチャッキングリングを利用してチャッキングした
後、研磨パッドの上にウェーハを配置する段階と、第１
気体出入り口に気体を注入して研磨ヘッドの下部に配置
されたメンブレンを膨脹させ、ウェーハに第１の空気圧
を加え、研磨ヘッドに設置された第２気体出入り口に気
体を注入してウェーハとチャッキングリングとの間の空
間に所定圧を形成する段階と、研磨ヘッドを回転させて
ウェーハを研磨する段階とを含む。
【００１３】本発明の請求項３５に記載のウェーハ研磨
方法は、研磨ヘッドの内部の第１気体出入り口と連通し
研磨ヘッドの下部に配置されているチャッキングリング
を通じて真空を形成しウェーハをチャッキングし、ウェ
ーハを研磨パッドの上に配置する段階と、研磨ヘッドの
内部の第２気体出入り口に気体を注入し、研磨ヘッドの
下部に配置されたメンブレン及びサポータの空間の圧力
を上昇させ、ウェーハをロードして研磨ヘッドを回転さ
せ、ウェーハを研磨する段階とを含む。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施例は様々な形態に変
形でき、本発明の範囲は後述される実施例に限定されな
い。本発明の実施例は当業者に本発明をより完全に説明
するために提供される。従って、図で要素の形状はより
明確な説明のために誇張して表示する。以下、図２から
図１８を参照して、本発明の望ましい実施例を詳細に説
明する。図において、同一の機能を実行する構成要素は
同一の参照番号で示す。
【００１５】図２を参照すると、本発明の第１実施例に
よるウェーハ研磨装置としてのＣＭＰ装置１００は研磨
パッド１１２が取付けられた回転可能なターンテーブル
１１４が設置されている研磨ステーション１１０と、研
磨ヘッドアセンブリ１２０とを有する。
【００１６】ターンテーブル１１４はターンテーブルを
回転させるための手段（図示しない）に連結され、一番
良好な研磨過程で、回転手段はターンテーブル１１４を
１分当たり約５０から８０回転数で回転させる。これよ
り低い又は高い回転速度で使用することもできる。研磨
パッド１１２は粗い研磨面を有する複合材料からなる。
研磨ステーション１１０は通常のパッドコンディション
ニング手段１１６、ならびに反応試薬（例えば、酸化研
磨用脱イオン水）と摩擦粒子（例えば、酸化研磨用二酸
化けい素）と化学反応触媒（例えば、酸化研磨用水酸化
カリウム）とを含むスラリーを研磨パッドの表面に供給
するためのスラリー供給手段１１８を含む。ここで、パ
ッドコンディションニング手段及びスラリー供給手段は
この発明の要旨に該当せず、周知の技術であるので、こ
れに対する詳細な説明は省略する。
【００１７】研磨ヘッドアセンブリ１２０は研磨ヘッド
１３０、駆動軸１２２及びモータ１２４を含む。研磨ヘ
ッド１３０はウェーハ１０を研磨パッド１１２に対向す
るように維持し、ウェーハ１０の後面に下向圧力を均一
に分布させる。研磨ヘッド１３０はモータ１２４に連結
された駆動軸１２２によって１分当たり４０から７０回
転数で回転できる。これより低い又は高い回転速度で使
用することもできる。又、研磨ヘッド１３０には空気圧
を提供し、又はウェーハを真空で吸着するための真空を
提供する少なくとも２つの流体供給チャンネルが連結さ
れ得る。この流体供給チャンネルにはポンプが各々連結
される。
【００１８】図３及び図５を参照して研磨ヘッド１３０
を詳細に説明する。研磨ヘッド１３０はマニホルド１３
２、さら形キャリア１３４、リテーナリング１４０、サ
ポータ１５０ならびに柔らかな材質のメンブレン１７０
を含む。マニホルド１３２は外部から供給される２つの
流体供給チャンネルをキャリアの第１、第２気体出入り
口１３４ａ、１３４ｂに分散させるための部分である。
サポータ１５０はキャリア１３４の内部に設置される。
サポータ１５０は上面１５２、底面１５４、複数の第１
ホール１５６、複数の第２ホール１５８ならびに第１チ
ャンバ１６０を含む。サポータ１５０の上面１５２はキ
ャリア１３４の内面と共に第２チャンバ１３６を形成す
る。第２チャンバ１３６はキャリア１３４の第２気体出
入り口１３４ｂと連通し、サポータ１５０の底面１５４
に形成された複数の第２ホール１５８と連通する。第１
チャンバ１６０は第１気体出入り口１３４ａと連通し、
第１ホール１５６は第１チャンバ１６０と連通する。サ
ポータ１５０の底面１５４は平らであり、平らなサポー
タの底面１５４のエッジ部位１５５はラウンディング処
理されている。又、サポータの底面１５４のエッジ部位
１５５は面取り処理することもできる。このような平ら
なサポータの底面１５４とカッティング処理されたサポ
ータの底面エッジ部位１５５との構造は、研磨工程時、
ウェーハ１０の後面１０ａ（第１表面）全体に均一なロ
ードが加えられるようにするために構成されている。
【００１９】一方、サポータの底面１５４には、ウェー
ハの固定又は解放時に媒質として使用するためのフィル
ム膜１６４が貼付けられる。このフィルム膜１６４は第
１ホール１５６が形成されたサポータの底面１５４の周
囲に貼付けられる。このフィルム膜１６４はメンブレン
の第３ホールの内部に挿入できる寸法であり、その厚さ
はメンブレン１７０と同一であることが望ましいが、メ
ンブレン１７０の厚さより小さく形成することもでき
る。
【００２０】メンブレン１７０はウェーハの後面１０ａ
と直接に面接触する薄いゴム膜であり、圧力が加えられ
ると、膨脹してウェーハの後面１０ａに均一なロードを
加える。メンブレン１７０にはウェーハの真空吸着のた
めに第１ホール１５６に対応する位置に複数の第３ホー
ル１７２が形成されている。
【００２１】一方、キャリア１３４の下端にはリテーナ
リング１４０が設置される。リテーナリング１４０は研
磨工程の時、ウェーハが研磨ヘッド１３０から離脱する
ことを防止する。このようなＣＭＰ装置でのウェーハ研
磨工程は次のとおりである。
【００２２】研磨過程は、研磨ヘッド１３０に真空吸着
されたウェーハ１０ａをターンテーブル１１４の研磨パ
ッド１１２の上にロードする段階と、メンブレン１７０
に空気圧を加えてウェーハの研磨面１０ｂ（第２表面）
に対する研磨を実行する研磨段階と、研磨されたウェー
ハ１０を再び研磨ヘッド１３０で真空吸着する段階と、
真空吸着されたウェーハをターンテーブル１１４の研磨
パッド１１２の上から待機ステージ（図示しない）にア
ンロードする段階とを含む。表１を参照して、各段階を
詳細に説明する。
【００２３】
【表１】
【００２４】先ず、ロード段階ではメンブレン１７０が
ウェーハの後面１０ａ（第１表面）の上に位置するよう
に研磨ヘッド１３０を移動させる。そして、第１気体出
入り口１３４ａを通じて第１チャンバ１６０の内部に真
空を提供し、第２気体出入り口１３４ｂを通じて第２チ
ャンバ１３６には大気圧（現場では“ｚｅｒｏ”とい
う。又は、真空を提供してもかまわない）を提供する。
すると、ウェーハ１０はサポータ１５０の第１ホール１
５６とメンブレン１７０の第３ホール１７２とを通じて
メンブレン１７０に接触する状態に真空吸着される。吸
着されたウェーハ１０はターンテーブル１１４の研磨パ
ッド１１２の上にロードされ、研磨ヘッド１３０はウェ
ーハ１０が研磨パッド１１２に接触するまで下降する。
図７に示すように、研磨段階では第１気体出入り口１３
４ａ及び第２気体出入り口１３４ｂを通じて第１チャン
バ１６０及び第２チャンバ１３６に空気圧が加えられ、
この空気圧は第１ホール１５６及び第２ホール１５８を
通じてメンブレン１７０を膨脹させる。膨脹したメンブ
レン１７０はウェーハ１０の後面全体に均一なロードを
提供する。このような状態で、スラリー供給手段１１８
を通じてスラリーが供給され、研磨ヘッド１３０及びタ
ーンテーブル１１４が相互に反対方向に回転し、ウェー
ハの研磨面１０ｂ（第２表面）が研磨される。
【００２５】研磨が完了した後、チャッキング段階で
は、図８に示すように、第１気体出入り口１３４ａを通
じて第１チャンバ１６０の内部に真空を提供し、第２気
体出入り口１３４ｂを通じて第２チャンバ１３６に大気
圧（又は、真空を提供してもかまわない）を提供する。
すると、ウェーハ１０はサポータ１５０の第１ホール１
５６とメンブレンの第３ホール１７２とを通じてメンブ
レン１７０に接触する状態に真空吸着される。吸着され
たウェーハがターンテーブル１１４の研磨パッド１１２
の上から待機ステージ（図示しない）にアンロードされ
た後、空気圧を第１チャンバ１６０と第２チャンバ１３
６に提供して、ウェーハを取り外す。
【００２６】一方、このような一連の研磨過程を実行し
た後、サポータ底面１５４とメンブレン１７０との間に
流入したスラリー粒子を除去するための洗浄過程を実行
する。この洗浄工程を詳細に説明すると、研磨ヘッド１
３０の洗浄は第２気体出入り口１３４ｂを通じてＤＩＷ
とＮ２ガスが順次に供給され、順次に供給されたＤＩＷ
とＮ２ガスが第２チャンバ１３６に連結された第２ホー
ル１５８を通じてサポータ１５０の底面１５４とメンブ
レン１７０との間に流れ、その間に残存するスラリー粒
子を除去する。このようにメンブレン１７０とサポータ
１５０との間に流入したスラリー粒子を除去することに
よって、スラリー粒子によるスクラッチ発生の可能性を
最小化できる。
【００２７】前述のように、本実施例による研磨ヘッド
１３０はウェーハを直接に真空吸着するので、ウェーハ
固定の失敗を解消できる。そして、研磨ヘッドのサポー
タ底面１５４が平らであるので、研磨の時、ウェーハの
後面に均一なロードを加えることができ、ウェーハの局
部的な部分が過度に研磨される問題を解決できる。
【００２８】図１４から図１６は本発明の望ましい第１
実施例の変形例による研磨ヘッド１３０ｄを示す図であ
る。第１実施例による研磨ヘッド１３０の洗浄は第２気
体出入り口１３４ｂを通じてＤＩＷとＮ２ガスが順次に
供給され、順次に供給されたＤＩＷとＮ２ガスは第２チ
ャンバ１３６に連結された第２ホール１５８を通じてサ
ポータ１５０の底面１５４とメンブレン１７０との間に
流れ、その間に残存するスラリー粒子を除去する。しか
し、第１実施例による研磨ヘッド１３０では第２ホール
１５８を通じて流れ出るＤＩＷの大部分がセンタ付近
（ｃで表示された区域）に至る前に第２ホール１５８の
周辺にある第３ホール１７２を通じて外部に流れ出る
（図１３参照）。結果的に、センタ付近ｃに到達するＤ
ＩＷの量が非常に少ないので、センタ付近ｃの洗浄効果
は第２ホール１５８の周辺の洗浄効果より顕著に低い。
【００２９】本変形例はこのような問題を解決するため
に提案されたものである。図１４及び図１６を参照する
と、本変形例による研磨ヘッド１３０ｄはサポータ１５
０のセンタに第２チャンバ１３６と連通する第２ホール
１５８を形成し、第２ホール１５８に対応するメンブレ
ン１７０の上にはホールを形成しない。このような構造
的な特徴を有する本変形例の研磨ヘッド１３０ｄは洗浄
過程で、サポータの端部だけでなく、センタ付近にも十
分な量のＤＩＷとＮ２ガスが流れるようにし、均一な洗
浄効果を得る長所がある。
【００３０】前述のような研磨ヘッド１３０ｄの特徴的
な構成及び作用を除いては第１実施例と同一であるの
で、説明は省略する。図９及び図１０は本発明の第２実
施例による研磨ヘッドの断面図を示す。本実施例による
研磨ヘッド１３０ａはサポータ１５０ａとリテーナリン
グ１４０に各々個別に制御可能なロードを提供できるこ
とが第１実施例の研磨ヘッド１３０とは異なる。又、加
工しようとするウェーハを移送する時、別途の分離され
たチャッキングリング１８２を利用する。
【００３１】リテーナリング１４０の下方向圧力はマニ
ホルド１３２の第３気体出入り口１３４ｃから供給され
る空気圧によって制御される。このために、マニホルド
１３２とキャリア１３４との間には第１弾性部材１８０
が設置される。この弾性部材１８０は第３気体出入り口
１３４ｃを通じて供給される空気圧によって圧縮膨脹す
るので、キャリア１３４にロードを提供できる。キャリ
ア１３４がリテーナリング１４０に締結されているの
で、リテーナリング１４０に下方向ロードが加えられ
る。弾性部材１８０は弾性を有する一種の合成ゴムであ
り、マニホルド１３２とキャリア１３４との間で膨脹
し、収縮することによって、キャリア（リテーナリング
を含む）の緩衝役割を果たす。
【００３２】又、研磨ヘッド１３０ａはウェーハに均一
な圧力を加えるためのサポータ１５０ａと、ウェーハを
真空でチャッキングするためのチャッキングリング１８
２とを含む。サポータ１５０ａの第１チャンバ１６０は
研磨ヘッドの外部に連結される第１気体出入り口１３４
ａと連通し、サポータ底面１５４に形成された第１ホー
ル１５６と連通する。
【００３３】チャッキングリング１８２はキャリア１３
４の内面ならびにサポータ１５０ａの上面と共に、第２
気体出入り口１３４ｂと連通する第２チャンバ１３６を
形成する。チャッキングリング１８２はウェーハを直接
に真空吸着するための複数の真空ホール１８４を有す
る。チャッキングリング１８２の底面には、チャッキン
グリング１８２とウェーハ１０との間のスクラッチを防
止しウェーハの固定又は解放時に媒質として使用される
フィルム膜１６４が貼付けられる。フィルム膜１６４は
真空ホール１８４に形成されたチャッキングリング１８
２の底面の周辺に貼付けられる。
【００３４】例えば、キャリア１３４の第１気体出入り
口１３４ａには研磨の時、ウェーハを加圧するための空
気圧が提供される。そして、第２気体出入り口１３４ｂ
にはウェーハの固定時、ウェーハ１０を真空で吸着する
ための真空が提供される。前述のような第２実施例によ
るＣＭＰ装置でのウェーハ研磨過程は次のとおりであ
る。
【００３５】第１実施例で説明したように、研磨過程
は、研磨ヘッド１３０ａに真空吸着されたウェーハ１０
をターンテーブルの研磨パッド１１２の上にロードする
段階と、メンブレン１７０に空気圧を加えてウェーハの
研磨面（第２表面）に対する研磨を実行する研磨段階
と、研磨されたウェーハ１０を再び研磨ヘッド１３０ａ
に真空吸着する段階と、真空吸着されたウェーハをター
ンテーブルの研磨パッド１１２の上からアンロードする
段階とを含む。表２を参照して各段階を詳細に説明す
る。
【表２】
【００３６】ロード段階ではメンブレン１７０がウェー
ハの後面（第１表面）上に位置するように研磨ヘッド１
３０ａを移動した状態で、第１気体出入り口１３４ａを
通じて第１チャンバ１６０に大気圧（真空を提供しても
かまわない）を提供し、第２気体出入り口１３４ｂを通
じて第２チャンバ１３６に真空を提供する。そして、第
３気体出入り口１３４ｃには空気圧を提供し、ウェーハ
１０がチャッキングリング１８２に完全に真空吸着され
ると、大気圧を提供する。ウェーハはチャッキングリン
グ１８２の真空ホール１８４に真空吸着される。
【００３７】吸着されたウェーハはターンテーブルの研
磨パッド１１２の上にロードされ、研磨ヘッド１３０ａ
はウェーハ１０が研磨パッド１１２に接触するまで下降
する。研磨段階では第１気体出入り口１３４ａ、第２気
体出入り口１３４ｂ及び第３気体出入り口１３４ｃを通
じて第１チャンバ１６０、第２チャンバ１３６及び第１
弾性部材１８０に空気圧が加えられる。この空気圧は第
１ホール１５６を通じてメンブレン１７０を膨脹させ、
真空ホール１８４を通じてウェーハの端部にロードを提
供し、弾性部材１８０を膨脹させてキャリア１３４にロ
ードを提供する。そして、スラリー供給手段１１８を通
じてスラリーが提供され、研磨ヘッド１３０ａ及びター
ンテーブル１１４が相互に反対方向に回転しながらウェ
ーハの研磨面が研磨される。
【００３８】研磨が完了した後、チャッキング段階で
は、図１０に示すように、第１気体出入り口１３４ａを
通じて第１チャンバ１６０に大気圧（真空を提供しても
かまわない）を提供し、第２気体出入り口１３４ｂを通
じて第２チャンバ１３６に真空を提供する。そして、第
３気体出入り口１３４ｃには空気圧を提供し、ウェーハ
１０がチャッキングリング１８２に完全に真空吸着され
ると大気圧を提供する。ウェーハはチャッキングリング
の真空ホール１８４に真空吸着される。吸着されたウェ
ーハがターンテーブルの研磨パッド１１２の上から待機
ステージ（図示しない）にアンロードされた後、空気圧
を第１チャンバ１６０と第２チャンバ１３６に提供し
て、ウェーハを取り外す。
【００３９】前述のように、本実施例による研磨ヘッド
１３０ａはウェーハを直接に真空吸着するチャッキング
リング１８２を別途に備える特徴がある。そして、サポ
ータ１５０ａとリテーナリング１４０に各々個別に制御
可能なロードを提供できる。前述のような第２実施例に
よる研磨ヘッド１３０ａの特徴的な構成及び作用を除い
ては第１実施例と同一である。
【００４０】図１１及び図１２には本発明の望ましい第
３実施例による研磨ヘッドの断面図を示す。本実施例に
よる研磨ヘッド１３０ｂはウェーハの第１区域ｘ１と第
２区域ｘ２に個別に制御可能なロードを提供できること
と、ウェーハを直接に真空吸着するチャッキングリング
を別途に備えることとにおいて、第１実施例の研磨ヘッ
ドとは異なる。
【００４１】このために、研磨ヘッド１３０ｂはキャリ
ア１３４、センタサポータ１８６、ミドルサポータ１８
８、第１メンブレン１９２、第２メンブレン１９４及び
チャッキングリング１８２を含む。キャリア１３４は第
１、第２、第３気体出入り口１３４ａ、１３４ｂ、１３
４ｃを有する。センタサポータ１８６は第１気体出入り
口１３４ａと連通する第１チャンバ１８７ならびに第１
チャンバと連通する第１ホール１８６ａが形成された底
面を有する。第１チャンバ１８７には第１気体出入り口
１３４ａを通じてウェーハの第１区域ｘ１に加えられる
ロードが提供される。
【００４２】ミドルサポータ１８８はキャリア１３４の
内部にセンタサポータ１８６と同一線上に設置され、セ
ンタサポータ１８６の外周面に位置する。ミドルサポー
タ１８８は第２気体出入り口１３４ｂと連通する第２チ
ャンバ１８９ならびに第２チャンバ１８９と連通する第
２ホール１８８ａが形成された底面を有する。第２チャ
ンバには第２気体出入り口１３４ｂを通じてウェーハ１
０の第２区域ｘ２に加えられるロードが提供される。
【００４３】第１メンブレン１９２及び第２メンブレン
１９４はセンタサポータ１８６及びミドルサポータ１８
８の底面を各々囲むようにサポータの端部に接着され
る。ミドルサポータ１８８とミドルサポータ１８８の底
面を囲む第２メンブレンとはリングタイプである。
【００４４】例えば、ウェーハの第１区域ｘ１と第２区
域ｘ２に対する第１メンブレン１９２と第２メンブレン
１９４の下方向ロードは第１チャンバ１８７及び第２チ
ャンバ１８９の内部の圧力によって制御される。言い換
えれば、キャリア１３４の第１気体出入り口１３４ａ及
び第２気体出入り口１３４ｂに供給される空気圧を調節
することによって、ウェーハの第１区域ｘ１と第２区域
ｘ２に対するロードを制御できる。即ち、このような方
法はセンタサポータ１８６とミドルセンタ１８８に対応
するウェーハ１０の局部的な部分（第１区域、第２区
域）に加えられるロードを容易に制御でき、その結果、
ウェーハの局部的な部分の研磨速度をより精密に調節で
きる。
【００４５】一方、チャッキングリング１８２はキャリ
ア１３４の内面ならびにサポータ１８６、１８８の上面
と共に、第３気体出入り口１３４ｃと連通する第３チャ
ンバ１８３を形成する。チャッキングリング１８２はウ
ェーハ１０を直接に真空吸着するための真空ホール１８
４を有する。チャッキングリング１８２の底面にはチャ
ッキングリング１８２によるウェーハ１０のスクラッチ
等を防止しウェーハ１０の固定／解放の時に媒質として
使用されるフィルム膜１６４が貼付けられる。このフィ
ルム膜１６３は真空ホール１８４が形成されたチャッキ
ングリング１８２の底面の周辺に貼付けられる。
【００４６】前述のような第３実施例によるＣＭＰ装置
でのウェーハ研磨過程は次のとおりである。第１実施例
で説明したように、研磨過程は、研磨ヘッド１３０ｂに
真空吸着されたウェーハをターンテーブルの研磨パッド
１１２の上にロードする段階と、メンブレン１９２、１
９４に空気圧を加えてウェーハの研磨面１０ｂに対する
研磨を実行する研磨段階と、研磨されたウェーハを再び
研磨ヘッド１３０ｂに真空吸着する段階と、真空吸着さ
れたウェーハをターンテーブル１１２の上から待機ステ
ージ（図示しない）にアンロードする段階とを含む。表
３を参照して各段階を詳細に説明する。
【００４７】
【表３】
【００４８】ロード段階では、第１、第２メンブレン１
９２、１９４がウェーハの後面の上に位置するように研
磨ヘッド１３０ｂを移動させた状態で、第１気体出入り
口１３４ａと第２気体出入り口１３４ｂを通じて第１チ
ャンバ１８７と第２チャンバ１８９に大気圧（真空を提
供してもかわまない）を提供し、第３気体出入り口１３
４ｃを通じて第３チャンバ１８３に真空を提供する。す
ると、ウェーハ１０はチャッキングリング１８２の真空
ホール１８４に真空吸着される。
【００４９】吸着されたウェーハ１０はターンテーブル
の研磨パッド１１２の上にロードされ、研磨ヘッド１３
０ｂはウェーハ１０が研磨パッド１１２に接触するまで
下降する。研磨段階では、第１気体出入り口１３４ａ、
第２気体出入り口１３４ｂ及び第３気体出入り口１３４
ｃを通じて第１チャンバ１８７、第２チャンバ１８９及
び第３チャンバ１８３に個別に制御可能な空気圧が加え
られる。この空気圧は第１ホール１８６ａと第２ホール
１８８ａを通じて第１メンブレン１９２と第２メンブレ
ン１９４を膨脹させ、第１スペース（センタサポータと
第１メンブレンによる区間：ｓ１）と第２スペース（ミ
ドルサポータと第２メンブレンによる区間：ｓ２）を形
成し、各スペースｓ１、ｓ２に提供された空気圧はウェ
ーハの第１区域ｘ１と第２区域ｘ２にロードを提供す
る。少ないが、真空ホール１８４を通じてウェーハ１０
の端部にロードを提供できる。そして、スラリー供給手
段を通じてスラリーが供給され、研磨ヘッド１３０ｂ及
びターンテーブル１１４が相互に反対方向に回転し、ウ
ェーハの研磨面が研磨される。この時、第１、第２気体
出入り口１３４ａ、１３４ｂに供給される空気圧を調節
することによって、ウェーハの第１、第２区域ｘ１、ｘ
２に加えられるロードを容易に制御できる。
【００５０】研磨が完了した後、チャッキング段階で
は、図１２に示すように、第１気体出入り口１３４ａと
第２気体出入り口１３４ｂを通じて第１チャンバ１８７
と第２チャンバ１８９に大気圧（真空を提供してもかま
わない）を提供し、第３気体出入り口１３４ｃを通じて
第３チャンバに真空を提供する。すると、ウェーハ１０
はチャッキングリング１８２の真空ホール１８４に真空
吸着される。吸着されたウェーハ１０がターンテーブル
の研磨パッド１１２上から待機ステージ（図示しない）
にアンロードされた後、空気圧を第３チャンバ１８３に
提供してウェーハを取り外す。
【００５１】前述のように、本実施例による研磨パッド
１８０ｂはウェーハを直接に真空吸着するチャッキング
リングを別途に備える特徴がある。そして、ウェーハの
局部的な部分に個別に制御可能なロードを提供できる特
徴がある。本実施例では、センタサポータとミドルサポ
ータに各々メンブレンが設置されて２つのスペース、即
ち第１、第２スペースｓ１、ｓ２を形成するが、例え
ば、サポータにただ１つのメンブレンを設置して複数の
スペースを形成することもでき、これに対して、１つの
サポータに複数のメンブレンを設置して複数の空間を形
成できることに注意しなければならない。そして、この
ように形成された各々の空間に個別の圧力調節のための
気体出入り口が連通され得る。
【００５２】図１７及び図１８は本発明の望ましい第４
実施例による研磨ヘッドの断面図を示す。本実施例によ
る研磨ヘッド１３０ｃはウェーハの第１区域ｘ１、第２
区域ｘ２及び第３区域ｘ３に個別に制御可能なロードを
提供できることと、チャッキングリングをサポータの間
に設置し、サポータの底面構造を改善した構造的な特徴
とを有する。
【００５３】図１７を参照すると、本実施例による研磨
ヘッド１３０ｃはキャリア１３４、センタサポータ１８
６、エンドサポータ１９６、第１メンブレン１９２、第
２メンブレン１９４及びチャッキングリング１８２を含
む。キャリア１３４は第１、第２、第３気体出入り口１
３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃを有する。センタサポータ
１８６は第１気体出入り口１３４ａと連通する第１チャ
ンバ１８７ならびに第１チャンバと連通する第１ホール
１８６ａが形成された底面を有する。第１チャンバ１８
７には第１気体出入り口１３４ａを通じてウェーハの第
１区域ｘ１に加えられるロードが提供される。
【００５４】チャッキングリング１８２はキャリア１３
４の内部にセンタサポータ１８６と同一線上に設置さ
れ、センタサポータ１８６の外周面に位置する。エンド
サポータ１９６はキャリア１３４の内部にセンタサポー
タ１８６と同一線上に設置され、チャッキングリング１
８２の外周面に位置する。エンドサポータ１９６は第２
気体出入り口１３４ｂと連通する第２チャンバ１９７な
らびに第２チャンバ１９７と連通する第２ホール１９６
ａが形成された底面を有する。第２チャンバ１９６には
第２気体出入り口１３４ｂを通じてウェーハ１０の第２
区域ｘ２に加えられるロードが提供される。
【００５５】センタサポータ１８６の底面とエンドサポ
ータ１９６の底面とは平らであり、平らな底面のエッジ
部位はラウンディング処理されている。これに対して、
サポータの底面エッジ部位は面取り処理することもでき
る。このような平らな底面とカッティング処理された底
面エッジ部位との構造は研磨工程の時、ウェーハの後面
全体に均一なロードを加えるための構造である。
【００５６】一方、チャッキングリング１８２はキャリ
ア１３４の内面ならびにサポータ１８６、１９６の上面
と共に、第３気体出入り口１３４ｃと連通する第３チャ
ンバ１８３を形成する。そして、チャッキングリング１
８２はウェーハ１０を直接真空吸着するための真空ホー
ル１８４を有する。チャッキングリング１８２の底面に
はチャッキングリング１８２によるウェーハ１０のスク
ラッチを防止しウェーハ１０の固定又は解放の時に媒質
として使用するためのフィルム膜１６４が貼付けられ
る。このフィルム膜１６４は真空ホール１８４が形成さ
れたチャッキングリング１８２底面の周辺に貼り付けら
れる。
【００５７】第１メンブレン１９２及び第２メンベレン
１９４はセンタサポータ１８６及びエンドサポータ１９
６の底面を各々囲むように設置される。エンドサポータ
１９６とエンドサポータ１９６の底面を囲む第２メンブ
レン１９４とはリングタイプである。
【００５８】例えば、図１８に示すように、第１気体出
入り口１３４ａと第２気体出入り口１３４ｂを通じて空
気圧が提供されると、メンブレン１９２、１９４が膨ら
んで、センタサポータ１８６と第１メンブレン１９２と
の間には第１スペースｓ１が、エンドサポータ１９６と
第２メンブレン１９４との間には第２スペースｓ２が、
ならびにチャッキングリング１８２とウェーハとの間に
は膨らんでいるメンブレン１９２、１９４によって第３
スペースｓ３が形成される。このように、本実施例では
第３スペースｓ３がメンブレンの膨らみによって自然に
形成される構造的な特徴を有する。第１、第２、第３ス
ペースｓ１、ｓ２、ｓ３は第１、第２、第３気体出入り
口１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃを通じて個別の圧力調
節が可能である。
【００５９】図１８は研磨段階を示す図であり、図１８
に示すように、研磨過程でウェーハの第１区域ｘ１、第
２区域ｘ２及び第３区域ｘ３に対する各々のロードは第
１チャンバ１８７から第３チャンバ１８３に提供される
各々の空気圧によって制御できる。言い換えれば、第１
チャンバ１８７に提供される空気圧は第１メンブレン１
９２を膨らませて第１スペースｓ１を形成しながら第１
区域ｘ１にロードを提供し、第２チャンバ１９７に提供
される空気圧は第２メンブレン１９４を膨らませて第２
スペースｓ２を形成しながら第２区域ｘ２にロードを提
供し、第３チャンバ１８３に提供される空気圧は膨らん
でいる第１メンブレン１９２と第２メンブレン１９４と
の間に形成された第３スペースｓ３によりウェーハの第
３区域ｘ３にロードを提供できる。このように、本実施
例ではキャリア１３４の第１、第２、第３気体出入り口
１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃに供給される空気圧を調
節することによってウェーハの局部的な部分（第１区
域、第２区域、第３区域）に加えられるロードを容易に
制御でき、その結果、ウェーハの局部的な部分の研磨速
度をより精密に調節できる。
【００６０】なお本実施例は、前述のような研磨ヘッド
１３０ｃの特徴的な構成及び作用を除いては第１及び第
２実施例と同一であるので、詳細な説明は省略する。以
上、本発明の望ましい実施例を説明したが、本発明はそ
れに限らない。本発明の思想と記述的な範囲から逸脱し
ない範囲で様々に変化及び変形できる。
【００６１】
【発明の効果】前述のような本発明によると、次のよう
な効果がある。一番目は、ウェーハを直接真空吸着する
ので、ウェーハをより安定して固定できることである。
二番目は、研磨ヘッドのサポータ底面が平らであるの
で、研磨の時、ウェーハの後面に均一なロードを加える
ことができ、ウェーハの局部的な部分が過度に研磨され
る問題を解決できることである。三番目は、研磨ヘッド
にはサポータとメンブレンによって相互に隔離された複
数のスペースが提供されることである。従って、各スペ
ースに加えられる空気圧を調節すると、ウェーハの局部
的な部分に加えられるロードを容易に制御できる。四番
目は、ウェーハの局部的な部分の研磨速度をより精密に
調節できることである。五番目は、研磨工程の時、メン
ブレンとサポータとの間に流入したスラリー粒子を除去
し、スクラッチ発生の可能性を最少化できることであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の研磨装置により研磨されたウェーハの不
均一な研磨状態を示すグラフである。
【図２】本発明の第１実施例によるＣＭＰ装置を示す斜
視図である。
【図３】本発明の第１実施例による研磨ヘッドを分解し
た状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１実施例による研磨ヘッドの斜視図
である。
【図５】図４に示す５−５線に沿う断面図である。
【図６】本発明の第１実施例によるＣＭＰ装置での研磨
過程を説明するための断面図である。
【図７】本発明の第１実施例によるＣＭＰ装置での研磨
過程を説明するための断面図である。
【図８】本発明の第１実施例によるＣＭＰ装置での研磨
過程を説明するための断面図である。
【図９】本発明の第２実施例による研磨ヘッドを示す断
面図であって、ウェーハに圧力が加えられた状態での研
磨ヘッドを示す断面図である。
【図１０】本発明の第２実施例による研磨ヘッドを示す
断面図であって、ウェーハを真空で固定した状態での研
磨ヘッドを示す断面図である。
【図１１】本発明の第３実施例による研磨ヘッドを示す
断面図であって、ウェーハに圧力が加えられた状態での
研磨ヘッドを示す断面図である。
【図１２】本発明の第３実施例による研磨ヘッドを示す
断面図であって、ウェーハを真空で固定した状態での研
磨ヘッドを示す断面図である。
【図１３】本発明の第１実施例による研磨ヘッドを示す
底面図である。
【図１４】本発明の第１実施例の変形例による研磨ヘッ
ドを分解した状態を示す斜視図である。
【図１５】本発明の第１実施例の変形例による研磨ヘッ
ドを示す断面図である。
【図１６】本発明の第１実施例の変形例による研磨ヘッ
ドを示す底面図である。
【図１７】本発明の第４実施例による研磨ヘッドを示す
断面図であって、ウェーハに圧力が加えられた状態での
研磨ヘッドを示す断面図である。
【図１８】本発明の第４実施例による研磨ヘッドを示す
断面図であって、ウェーハを真空で固定した状態での研
磨ヘッドを示す断面図である。
【符号の説明】
１０ ウェーハ １００ ＣＭＰ装置 １１０ 研磨ステーション １１２ 研磨パッド １１４ ターンテーブル １２０ 研磨ヘッドアセンブリ １２２ 駆動軸 １２４ モータ １３０ 研磨ヘッド １３２ マニホルド １３４ キャリア １３６ 第２チャンバ １４０ リテーナリング １５０ サポータ １５２ 上面 １５４ 底面 １５６ 第１ホール １５８ 第２ホール １６０ 第１チャンバ １７０ メンブレン １７２ 第３ホール １８０ 弾性部材 １８２ チャッキングリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 李 湘先 大韓民国京畿道龍仁市器興邑舊葛里380番 地漢城アパート107棟610号 (72)発明者 李 善雄 大韓民国京畿道龍仁市器興邑農書里７−１ 番地 Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AB04 CA01 CB01 DA12 DA17

Claims (35)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 上部面の上に研磨パッドが装着されてい
    る支持部と、 ウェーハを研磨するために前記支持部の研磨パッドの上
    に設けられている研磨ヘッドとを備え、 前記研磨ヘッドは、さら形のキャリアと、前記キャリア
    の下端に設置されたリテーナリングと、前記キャリアの
    内部に設置され第１チャンバ及び第２チャンバを相互に
    隔離して提供するサポータと、前記サポータの表面から
    分離可能に前記サポータの表面を被覆するメンブレンと
    を有し、 前記サポータの前記表面は平らであり、前記サポータの
    前記表面の上には前記第１チャンバと連通する複数の第
    １ホールと前記第２チャンバと連通する複数の第２ホー
    ルとが形成され、前記メンブレンは前記第１ホールに各
    々対応する複数の第３ホールを有することを特徴とする
    ウェーハ研磨装置。
  2. 【請求項２】 前記サポータの端部は面取り処理されて
    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。
  3. 【請求項３】 前記サポータの端部はラウンディング処
    理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。
  4. 【請求項４】 前記第１チャンバは前記研磨ヘッドの外
    部と連通する気体出入り口を含むことを特徴とする請求
    項１に記載のウェーハ研磨装置。
  5. 【請求項５】 前記第２チャンバは前記研磨ヘッドの外
    部と連通する気体出入り口を有す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。
  6. 【請求項６】 前記サポータの表面上には前記第１ホー
    ルの周囲にフィルム膜が各々貼付けられ、前記フィルム
    膜は前記第３ホールの内部に挿入可能であることを特徴
    とする請求項１に記載のウェーハ研磨装置。
  7. 【請求項７】 前記フィルム膜の厚さが前記メンブレン
    の厚さより大きくないように形成されていることを特徴
    とする請求項６に記載のウェーハ研磨装置。
  8. 【請求項８】 前記サポータの表面センタ上に前記第２
    ホールが形成され、前記サポータの前記表面センタ上に
    形成された第２ホールに対応する前記メンブレンのセン
    タ上にはホールが形成されていないことを特徴とする請
    求項１に記載のウェーハ研磨装置。
  9. 【請求項９】 上部面の上に研磨パッドが装着されてい
    る支持部と、 前記支持部の研磨パッドの上に配置されている研磨ヘッ
    ドとを備え、 前記研磨ヘッドは、キャリアと、前記キャリアの下端に
    設置されたリテーナリングと、前記キャリアの内部に設
    置されたサポータと、前記サポータの表面から分離可能
    に前記サポータの表面を被覆するメンブレンと、ウェー
    ハを真空でチャッキングするために前記キャリアの下部
    に設置されているチャッキングリングと、前記メンブレ
    ンと連通する第１気体出入り口と、前記チャッキングリ
    ングと連通する第２気体出入り口とを有することを特徴
    とするウェーハ研磨装置。
  10. 【請求項１０】 前記サポータは、前記キャリアの内部
    に設置されて第１チャンバを提供し、前記サポータの表
    面上には前記第１チャンバと連通する複数の第１ホール
    が形成され、 前記チャッキングリングは、前記サポータの外周面と前
    記キャリアの内面との間に設置されて第２チャンバを提
    供し、前記第２チャンバと連通する複数の第２ホールを
    有し、 前記キャリアはさら形であることを特徴とする請求項９
    に記載のウェーハ研磨装置。
  11. 【請求項１１】 前記チャッキングリングにはウェーハ
    の固定又は解放時に媒質として使用されるフィルム膜が
    前記第２ホールの周囲に各々貼付けられていることを特
    徴とする請求項１０に記載のウェーハ研磨装置。
  12. 【請求項１２】 前記第１気体出入り口は前記第１チャ
    ンバと連通することを特徴とする請求項１０に記載のウ
    ェーハ研磨装置。
  13. 【請求項１３】 前記第２気体出入り口は前記第２チャ
    ンバと連通することを特徴とする請求項１０に記載のウ
    ェーハ研磨装置。
  14. 【請求項１４】 外部から供給される真空及びエアを前
    記第１気体出入り口及び前記第２気体出入り口に分散供
    給するためのマニホルドと、 前記マニホルドと前記キャリアとの間に設置され、前記
    マニホルドから供給されるエアによって前記キャリアを
    弾性的に上下運動させるための第１弾性部材とを備える
    ことを特徴とする請求項９に記載のウェーハ研磨装置。
  15. 【請求項１５】 上部面の上に研磨パッドが装着されて
    いる支持部と、 前記支持部の研磨パッドの上に配置されている研磨ヘッ
    ドとを備え、 前記研磨ヘッドは、キャリアと、前記キャリアの下端を
    少なくとも２つ以上のチャンバを形成するように分割す
    る少なくとも１つ以上のメンブレンと、前記研磨ヘッド
    の端部に設置されたリテーナリングと、前記研磨ヘッド
    の下部に設置されたチャッキングリングとを有すること
    を特徴とするウェーハ研磨装置。
  16. 【請求項１６】 前記研磨ヘッドは、前記キャリアの内
    部に設置されて第１チャンバを提供するセンタサポータ
    と、前記センタサポータと同一線上に前記キャリアの内
    部に設置されて第２チャンバを提供するミドルサポータ
    とを有し、 前記メンブレンは前記センタサポータ及び前記ミドルサ
    ポータの表面から各々分離可能に前記センタサポータ及
    び前記ミドルサポータを被覆する第１メンブレン及び第
    ２メンブレンを有し、 前記チャッキングリングは前記キャリアの内部に設置さ
    れて第３チャンバを提供することを特徴とする請求項１
    ５に記載のウェーハ研磨装置。
  17. 【請求項１７】 前記センタサポータの表面上には前記
    第１チャンバと連通する複数の第１ホールが形成され、
    前記ミドルサポータの表面上には前記第２チャンバと連
    通する複数の第２ホールが形成され、前記チャッキング
    リングには前記第３チャンバと連通する第３ホールが形
    成されていることを特徴とする請求項１６に記載のウェ
    ーハ研磨装置。
  18. 【請求項１８】 前記チャッキングリングは前記センタ
    サポータと前記ミドルサポータとの間に設置されている
    ことを特徴とする請求項１６に記載のウェーハ研磨装
    置。
  19. 【請求項１９】 前記チャッキングリングは前記ミドル
    サポータと前記キャリアの内面との間に設置されている
    ことを特徴とする請求項１６に記載のウェーハ研磨装
    置。
  20. 【請求項２０】 前記第１チャンバ、前記第２チャンバ
    及び前記第３チャンバは各々前記研磨ヘッドの外部と連
    通する第１、第２及び第３気体出入り口を有することを
    特徴とする請求項１６に記載のウェーハ研磨装置。
  21. 【請求項２１】 前記ミドルサポータはリングタイプで
    あることを特徴とする請求項１６に記載のウェーハ研磨
    装置。
  22. 【請求項２２】 前記第２メンブレンは前記ミドルサポ
    ータに対応するリングタイプであることを特徴とする請
    求項２１に記載のウェーハ研磨装置。
  23. 【請求項２３】 前記チャッキングリングにはウェーハ
    の固定又は解放時に媒質として使用されるフィルム膜が
    前記第３ホールの周囲に各々貼付けられていることを特
    徴とする請求項１５に記載のウェーハ研磨装置。
  24. 【請求項２４】 前記センタサポータ及び前記ミドルサ
    ポータの端部は面取り又はラウンディング処理されてい
    ることを特徴とする請求項１６に記載のウェーハ研磨装
    置。
  25. 【請求項２５】 ウェーハを研磨ヘッドの下部に配置さ
    れたチャッキングリングを利用してチャッキングした
    後、研磨パッドの上に前記ウェーハを配置する段階と、 第１気体出入り口に気体を注入して前記研磨ヘッドの下
    部に配置されたメンブレンを膨脹させ、前記ウェーハに
    第１の空気圧を加え、前記研磨ヘッドに設置された第２
    気体出入り口に気体を注入して前記ウェーハと前記チャ
    ッキングリングとの間の空間に所定圧を形成する段階
    と、 前記研磨ヘッドを回転させて前記ウェーハを研磨する段
    階と、 を含むことを特徴とするウェーハ研磨方法。
  26. 【請求項２６】 前記第１気体出入り口及び前記第２気
    体出入り口の気体流入は個別に実行され、前記メンブレ
    ンに加えられる圧力、ならびに前記チャッキングリング
    と前記ウェーハとの間の空間に加えられる圧力は独立で
    あることを特徴とする請求項２５に記載のウェーハ研磨
    方法。
  27. 【請求項２７】 前記研磨ヘッドはマニホルド、キャリ
    ア及びサポータを有し、研磨することを特徴とする請求
    項２５に記載のウェーハ研磨方法。
  28. 【請求項２８】 前記キャリアは凹んだ形態であり、前
    記サポータは前記キャリアの凹んだ内部に配置され、前
    記サポータは前記メンブレン及び前記チャッキングリン
    グに供給される気体が個別かつ均一に送られるように第
    １チャンバと複数のホールとを有し、前記メンブレンに
    均一な圧力が加えられることを特徴とする請求項２７に
    記載のウェーハ研磨方法。
  29. 【請求項２９】 前記サポータは前記研磨パッドの中央
    部分に配置され、前記サポータの外部に前記チャッキン
    グリングが配置されていることを特徴とする請求項２７
    に記載のウェーハ研磨方法。
  30. 【請求項３０】 前記キャリアの凹んだ内部に複数の前
    記サポータが設けられ、前記複数のサポータは各々１つ
    の前記メンブレンで複数の空間を形成し、前記複数の空
    間に各々個別に圧力を加えて前記ウェーハを研磨するこ
    とを特徴とする請求項２８に記載のウェーハ研磨方法。
  31. 【請求項３１】 前記ウェーハの研磨段階時、前記複数
    の空間に設けられた気体流出入ラインにより個別に圧力
    を調節しながら研磨することを特徴とする請求項３０に
    記載のウェーハ研磨方法。
  32. 【請求項３２】 前記複数のサポータに各々前記メンブ
    レンが別途に形成され、前記サポータ及び前記メンブレ
    ンにより形成される空間は各々別途の気体流出入ライン
    によって個別の圧力に調節可能であることを特徴とする
    請求項３０に記載のウェーハ研磨方法。
  33. 【請求項３３】 前記サポータ及び前記メンブレンによ
    り形成される空間は前記研磨ヘッドの外部から第３スペ
    ース、第２スペース及び第１スペースで構成され、前記
    第３スペース、前記第２スペース及び前記第１スペース
    の各々別途の圧力によって前記研磨ヘッドの下部に配置
    されたウェーハに個別の圧力を加えることを特徴とする
    請求項３０に記載のウェーハ研磨方法。
  34. 【請求項３４】 前記サポータ及び前記メンブレンによ
    り形成される空間は、前記研磨ヘッドの外部から第２ス
    ペース、第３スペース及び第１スペースで構成され、個
    別に３つの圧力ラインから圧力が加えられることを特徴
    とする請求項３０に記載のウェーハ研磨方法。
  35. 【請求項３５】 研磨ヘッドの内部の第１気体出入り口
    と連通し前記研磨ヘッドの下部に配置されているチャッ
    キングリングを通じて真空を形成しウェーハをチャッキ
    ングし、前記ウェーハを研磨パッドの上に配置する段階
    と、 前記研磨ヘッドの内部の第２気体出入り口に気体を注入
    し、前記研磨ヘッドの下部に配置されたメンブレン及び
    サポータの空間の圧力を上昇させ、前記ウェーハをロー
    ドして前記研磨ヘッドを回転させ、前記ウェーハを研磨
    する段階と、 を含むことを特徴とするウェーハ研磨方法。
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