JP2003037088A - Cmp装置 - Google Patents

Cmp装置

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JP2003037088A
JP2003037088A JP2001224477A JP2001224477A JP2003037088A JP 2003037088 A JP2003037088 A JP 2003037088A JP 2001224477 A JP2001224477 A JP 2001224477A JP 2001224477 A JP2001224477 A JP 2001224477A JP 2003037088 A JP2003037088 A JP 2003037088A
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JP
Japan
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semiconductor wafer
cmp apparatus
wafer
processed
holes
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JP2001224477A
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English (en)
Inventor
Katsumi Hihara
克巳 日原
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.)
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
Original Assignee
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のCMP装置のウェーハホルダ部の各通
気孔は、すべて空隙部で連通しており、各通気孔を通し
て均一な圧力で押圧するが、実際の半導体ウェーハには
微小ではあるが反りやうねりがあり、保持面と半導体ウ
ェーハとの密着レベルには若干の面内バラツキが生じ
た。 【解決手段】 本発明のCMP装置のウェーハホルダ部
101のステージ102は、半径の異なる同心円の円周
上に均等に配列されている通気孔103を有し、各同心
円上に配列された通気孔103のグループ毎に共通の空
隙部104a,104b,104c,104dで接続さ
れ、各通気部105a,105b,105c,105d
を有する接続部106を通じて、個別のポンプ107
a,107b,107c,107dに接続されており、
圧力気体の圧力は各同心円上に配列された通気孔103
のグループ毎に制御できるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CMP装置に関
し、特に被処理物の研磨の均一性を向上させることがで
きるCMP装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、被処理物として例えば、半導
体ウェーハの表面を研磨するための装置として、半導体
ウェーハを圧力気体により回転するテーブルに均一な圧
力で押当てることで、研磨の加工精度を向上させるCM
P装置が使用されている。
【0003】従来のCMP装置のウェーハホルダ部の一
例を要部断面図として示す図3(a)及び被処理物の保
持面を平面図として示す図3(b)を用いて説明する。
但し、図3(a)は、被処理物として半導体ウェーハが
保持されている状態を示す。図3(a)に示すように、
ウェーハホルダ部1のステージ2の裏面にはパッド3が
貼付されている。このステージ2及びパッド3には、複
数の通気孔4が開口されており、この通気孔4は半導体
ウェーハ5をパッド3に吸着するための吸着孔の役目
と、半導体ウェーハ5を回転テーブル(図示せず)に押
当てる圧力気体の供給孔の役目を有している。また、こ
れらの通気孔4は共通の空隙部6に接続されており、ス
テージ2の上壁部には、空隙部6内の気体を吸引する
か、または、空隙部6内に圧力気体を供給するための通
気部7を有する接続部8が形成されており、この接続部
8は気体を吸引または供給するポンプ9に接続されてい
る。尚、図3(b)に示すように、通気孔4は、例え
ば、ステージ2の中心から半径の異なる同心円の円周上
に均等に配列されている。これは、半導体ウェーハ5の
面内を均一に吸着または押圧可能とするためである。ま
た、ステージ2及びパッド3の端面には、これらを取囲
むように保持リング10が取付けられている。この保持
リング10は、パッド3の表面から下方に若干突出して
おり、この保持リング10により半導体ウェーハ5の周
端面が保持されるようになっている。このように、CM
P装置のウェーハホルダ部1が構成されている。
【0004】半導体ウェーハ5を研磨する場合には、先
ず、ウェーハホルダ部1の保持リング10に半導体ウェ
ーハ5を保持した後、ポンプ9をウェーハホルダ部1内
の気体を吸引するように駆動させる。これにより、空隙
部6内が真空となり、半導体ウェーハ5の保持面となる
パッド3に半導体ウェーハ5が真空吸着される。次に、
ウェーハホルダ部1は、半導体ウェーハ5を吸着した状
態で回転テーブル(図示せず)上に半導体ウェーハ5を
搬送する。次に、ポンプ9を圧力気体を供給するように
駆動させることにより、半導体ウェーハ5を回転テーブ
ル(図示せず)の表面に押当てて、半導体ウェーハ5の
表面をCMP処理する。その後、再度、ポンプ9をウェ
ーハホルダ部1内の気体を吸引するように駆動させるこ
とにより、半導体ウェーハ5をパッド3の表面に吸着さ
せて、所定の位置まで搬送する。尚、当然、気体を吸引
するポンプと圧力気体を供給するポンプとを別のポンプ
を用いる構成としてもよい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のCMP装置のウェーハホルダ部の各通気孔は、すべて
空隙部で連通しており、圧力気体を供給したとき半導体
ウェーハは各通気孔を通して均一な圧力で押圧されるこ
とになる。ところが、実際の半導体ウェーハには微小で
はあるが反りやうねりがあることや、回転テーブルの位
置の違いによる平面度の差や半導体ウェーハと回転テー
ブル間に流入する研磨剤の介在量の偏りなどにより、保
持面と半導体ウェーハとの密着レベルには若干の面内バ
ラツキが生じる。また、これら密着レベルの面内バラツ
キの要因は、半導体ウェーハの半径に依存する傾向があ
った。当然、この密着レベルの面内バラツキは研磨の均
一性を損なうものであり、研磨の均一性を更に向上させ
るためには、これを改善する必要があった。
【0006】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、保持面と半導体ウェーハとの密着レベルを
個別に制御可能とするCMP装置を提供することを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために提案されたもので、被処理物を保持する保持
面に異なる半径の同心円上に配置された通気孔を通して
圧力気体を供給し、被処理物を回転テーブルに押当てて
被処理物の研磨面を研磨するCMP装置において、圧力
気体の圧力が各同心円上に配置された通気孔のグループ
毎に個別に制御可能であることを特徴とするCMP装置
である。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明に基づくCMP装置のウェ
ーハホルダ部の一例を要部断面図として示す図1(a)
及び被処理物の保持面を平面図として示す図1(b)を
用いて説明する。但し、図1(a)は、被処理物として
半導体ウェーハが保持されている状態を示す。図1
(a)に示すように、ウェーハホルダ部101のステー
ジ102の裏面にはパッド3が貼付されている。このス
テージ102及びパッド3には、複数の通気孔103が
開口されており、この通気孔103は半導体ウェーハ5
をパッド3に吸着するための吸着孔の役目と、半導体ウ
ェーハ5を回転テーブル(図示せず)に押当てる圧力気
体の供給孔の役目を有している。また、これらの通気孔
103は、図1(b)に示すように、ステージ102の
中心から半径の異なる同心円の円周上に均等に配列され
ている。各同心円上に配列された通気孔103のグルー
プ毎に共通の空隙部104a,104b,104c,1
04dで接続されている。各空隙部104a,104
b,104c,104dは、それぞれと接続されたステ
ージ102上壁部の各通気部105a,105b,10
5c,105dを有する接続部106を通じて、個別の
ポンプ107a,107b,107c,107dに接続
されており、これらのポンプ107a,107b,10
7c,107dによって、圧力気体の圧力は各同心円上
に配列された通気孔103のグループ毎に制御できるよ
うになっている。また、各同心円上に配列された通気孔
103のグループ毎に代表して1個の通気孔103近傍
にパッド3と半導体ウェーハ5との密着レベルを測定す
る測定機構としてパッド3と半導体ウェーハ5間の隙間
を測定可能な例えば、接触式のデジタルダイヤルゲージ
の測定子108a,108b,108c,108dを具
備している。測定子108a,108b,108c,1
08dは、モニタ109と接続され、測定子108a,
108b,108c,108dで測定された隙間データ
の分布は、モニタ109に表示され密着レベルが定量的
に把握できるようになっている。尚、ここでは、隙間測
定ゲージとして接触式のデジタルダイヤルゲージで説明
したが、特にこれに限るものではなく、例えば渦電流損
を利用した非接触式変位測定装置であってもよい。ま
た、更には、パッド3と半導体ウェーハ5との密着レベ
ルを測定する測定機構として、半導体ウェーハ5がパッ
ド3を押返す圧力を測定する機構としてもよく、この場
合は、上記のデジタルダイヤルゲージの測定子108
a,108b,108c,108dの代わりに、例え
ば、ストレインゲージ型圧力計(図示せず)を備える構
成とする。また、ステージ102及びパッド3の端面に
は、これらを取囲むように保持リング10が取付けられ
ている。この保持リング10は、パッド3の表面から下
方に若干突出しており、この保持リング10により半導
体ウェーハ5の周端面が保持されるようになっている。
このように、CMP装置のウェーハホルダ部101が構
成されている。
【0009】半導体ウェーハ5を研磨する場合には、先
ず、ウェーハホルダ部101の保持リング10に半導体
ウェーハ5を保持した後、ポンプ107a,107b,
107c,107dをウェーハホルダ部101内の気体
を吸引するように駆動させる。これにより、空隙部10
4a,104b,104c,104d内が真空となり、
半導体ウェーハ5の保持面となるパッド3に半導体ウェ
ーハ5が真空吸着される。次に、ウェーハホルダ部10
1は、半導体ウェーハ5を吸着した状態で回転テーブル
(図示せず)上に半導体ウェーハ5を搬送する。次に、
ポンプ107a,107b,107c,107dを圧力
気体を供給するように駆動させることにより、半導体ウ
ェーハ5を回転テーブル(図示せず)の表面に押当て
て、半導体ウェーハ5の表面をCMP処理する。このと
き、デジタルダイヤルゲージの測定子108a,108
b,108c,108dでパッド3と半導体ウェーハ5
との間の隙間寸法を測定し、隙間データの分布をモニタ
109に表示させ、この情報に基づいて、個別に圧力制
御可能なポンプ107a,107b,107c,107
dを駆使し、密着レベルの半導体ウェーハ5面内バラツ
キを低減させつつCMP処理する。その後、再度、ポン
プ107a,107b,107c,107dをウェーハ
ホルダ部101内の気体を吸引するように駆動させるこ
とにより、半導体ウェーハ5をパッド3の表面に吸着さ
せて、所定の位置まで搬送する。
【0010】尚、上記では、密着レベルの測定データに
基づいてマニュアルで圧力気体の圧力を調整する構成と
したが、密着レベルの測定データを基にポンプを制御す
る制御部(図示せず)を配備し自動制御するようにして
もよい。
【0011】
【発明の効果】本発明のCMP装置によれば、保持面と
被処理物との密着レベルの分布を定量的に把握し、密着
レベルの面内バラツキを部分的に調整しつつ研磨できる
ため、研磨の均一性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のCMP装置の一実施例の要部断面図
及び平面図
【図2】 従来のCMP装置の要部断面図及び平面図
【符号の説明】
3 パッド 5 半導体ウェーハ 10 保持リング 101 ウェーハホルダ部 102 ステージ 103 通気孔 104a,104b,104c,104d 空隙部 105a,105b,105c,105d 通気部 106 接続部 107a,107b,107c,107d ポンプ 108a,108b,108c,108d デジタルダ
イヤルゲージの測定子 109 モニタ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被処理物を保持する保持面に異なる半径の
    同心円上に配置された通気孔を通して圧力気体を供給
    し、被処理物を回転テーブルに押当てて被処理物の研磨
    面を研磨するCMP装置において、圧力気体の圧力が各
    同心円上に配置された通気孔のグループ毎に個別に制御
    可能であることを特徴とするCMP装置。
  2. 【請求項2】被処理物は、半導体ウェーハであることを
    特徴とする請求項1に記載のCMP装置。
  3. 【請求項3】異なる半径の同心円上に配置された通気孔
    のグループ毎に、通気孔近傍に保持面と被処理物との密
    着レベルを測定する測定機構を具備したことを特徴とす
    る請求項1に記載のCMP装置。
  4. 【請求項4】前記測定機構は、保持面と被処理物との密
    着圧力を測定する圧力測定機構であることを特徴とする
    請求項3に記載のCMP装置。
  5. 【請求項5】前記測定機構は、保持面と被処理物との間
    の隙間を測定する隙間測定機構であることを特徴とする
    請求項3に記載のCMP装置。
JP2001224477A 2001-07-25 2001-07-25 Cmp装置 Pending JP2003037088A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100898793B1 (ko) 2005-12-29 2009-05-20 엘지디스플레이 주식회사 액정표시소자용 기판 합착 장치
KR101041871B1 (ko) 2009-08-14 2011-06-16 세메스 주식회사 기판 연마 장치 및 그의 기판 슬립 감지 방법
KR102041044B1 (ko) * 2018-04-30 2019-11-05 피에스케이홀딩스 주식회사 기판 지지 유닛

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