JP2003068681A

JP2003068681A - 研磨方法及び装置

Info

Publication number: JP2003068681A
Application number: JP2001250678A
Authority: JP
Inventors: Naonori Matsuo; 尚典松尾
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2001-08-21
Filing date: 2001-08-21
Publication date: 2003-03-07

Abstract

(57)【要約】【目的】キャップ膜を不要とし、半導体製造プロセス
の簡略化を図ることができる半導体ウエハ等の基板の研
磨方法及び装置を提供する。【構成】半導体ウエハ１０１を研磨工具１２１に摺接
させて研磨する方法において、半導体ウエハ１０１と研
磨工具１２１とが接触する界面に水分を介在させること
なくドライ状態で半導体ウエハ１０１上の膜を研磨す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は研磨方法及び装置に
係り、特に半導体ウエハ等の基板を平坦かつ鏡面状に研
磨する研磨方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インターネットや高速大容量通信網など
の情報通信手段の著しい発達に伴い、これを支える半導
体集積回路技術には微細化および高集積化の要求が高ま
っている。しかしながら、半導体デバイスの微細化およ
び高集積化が進むにつれて、半導体デバイス中の電気信
号の遅延、すなわちＲＣ遅延が大きな問題になってきて
いる。このＲＣ遅延は配線抵抗Ｒと配線間の容量Ｃの積
で決まるため、ＲＣ遅延対策としては、電気的に低抵抗
の配線金属と低誘電率の層間絶縁膜を組み合わせて適用
することである。

【０００３】そのため、配線材料としてＷやＡｌもしく
はＡｌ合金に代わり、より電気的抵抗が低いＣｕやＣｕ
合金が採用されつつある。また層間絶縁膜としてＳｉＯ
_２に代わり、低誘電率（ｌｏｗ−ｋ）材料が開発されつ
つある。そして、さらに層間絶縁膜の低誘電率化を目指
して、材料の多孔質化により膜の低密度化、すなわち高
空孔率化が進められている。ｌｏｗ−ｋ材料としては、
例えばＳｉＯ_２，ＳｉＯＦ，Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ，ＰＳ
Ｉ(Polyimide siloxane)，ＣＶＤ−ＰＩ（CVDpolyimid
e），ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene），ＰＮＴ
（Polynaphthalene），ＢＣＢ（Benzo cyclo buten
e），ａ−Ｃ：Ｆ（フッ素化アモルファスカーボン），
Ｐａｌｙｌｅｎｅ−Ｎ，Ｐａｌｙｌｅｎｅ−Ｆ，ＰＡＥ
（Poly aryleneethers），ＳＯＧ−Ｓｉｌｏｘａｎ等が
用いられる。

【０００４】上述の低密度化された層間絶縁膜は、一般
に吸水性（吸湿性）が高いため、化学機械的研磨（ＣＭ
Ｐ）のようなウエットプロセスに弱いという欠点があ
る。そのため、吸水性の高い低密度の層間絶縁膜である
低誘電率膜のＣＭＰプロセスにあっては、予め層間絶縁
膜表面に吸水性の低いキャップ膜を成膜し、このキャッ
プ膜を平坦化するという方法が行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法は、本来、半導体デバイスには不要なキャップ膜を
成膜するための製造プロセスを経る必要があるという問
題点があった。また、キャップ膜の材料開発や成膜プロ
セス開発の必要が生じ、半導体製造コストを引き上げる
という問題点があった。本発明は上述した問題点を解決
すべくなされたもので、キャップ膜を不要とし、半導体
製造プロセスの簡略化を図ることができる半導体ウエハ
等の基板の研磨方法及び装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
め、本発明の１態様は、基板を研磨工具に摺接させて研
磨する方法において、前記基板と前記研磨工具とが接触
する界面に水分を介在させることなくドライ状態で基板
上の膜を研磨することを特徴とするものである。また、
本発明の他の態様は、基板を研磨工具に摺接させて研磨
する研磨装置において、研磨工具を有した研磨テーブル
と、基板を保持するトップリングとを備え、前記研磨テ
ーブル上の研磨工具に、前記トップリングに保持された
基板を押圧するとともに、該研磨テーブルと該トップリ
ングを相対的に運動させ、前記基板と前記研磨工具とが
接触する界面に水分を介在させることなくドライ状態で
基板上の膜を研磨することを特徴とするものである。

【０００７】本発明は、従来の化学機械的研磨（ＣＭ
Ｐ）のようにスラリー（砥粒を含有した研磨液）を供給
せず、ドライ状態で半導体ウエハ等の基板の表面を研磨
し平坦化することを特徴とするものである。本発明で
は、研磨プロセスにおいて水分を含むスラリーを供給し
ないために、吸湿性の高い多孔質膜からなるｌｏｗ−ｋ
膜を研磨しても、膜中に水分を吸湿することがない。そ
のため、キャップ膜を成膜せずに、直接、吸湿性の高い
多孔質膜を研磨することが可能である。また本発明によ
れば、化学機械的研磨（ＣＭＰ）後の洗浄もドライ状態
で行うため、キャップ膜を成膜せずに、直接、吸湿性の
高い多孔質膜に研磨工程と洗浄工程からなるＣＭＰプロ
セスを適用することが可能となる。

【０００８】本発明におけるドライ状態の基板の研磨
は、従来の水分を含むスラリーの代わりに無水の研磨
砥粒を供給する、従来の水分を含むスラリーや研磨液
を供給せずに、無水の砥粒とバインダにより成型された
固定砥粒からなる研磨工具を使用する、研磨砥粒を含
有した研磨パッドを用いて研磨液を供給せずに研磨を行
う、という方法で実現する。ここで云う「水分」とは、
Ｈ_２Ｏ（液体又は蒸気）、スラリーの溶媒を含む。ドラ
イ状態の研磨の場合、基板と研磨工具とが接触する研磨
界面における発熱が懸念されるが、本発明では、ドラ
イガスを研磨界面近傍に噴射する、ドライアイスを研
磨界面近傍に噴射する、という方法で研磨界面近傍の冷
却を実施する。ここで言う「水分」とは、Ｈ_２Ｏ（液体
や蒸気）、スラリーの溶媒を含む。本発明におけるドラ
イ状態で研磨を行った後に行なうドライ状態の洗浄は、
ドライアイスを用いる、ＵＶ／Ｏ_３を用いる、プ
ラズマ放電を用いる、無水ＨＦを用いる、Ｈ_２アニ
ールを行う、Ａｒスパッタを行う、ＵＶ／Ｃｌ _２を
用いる、という方法で実現する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る研磨方法及び
装置の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本
発明の実施形態に係る研磨装置の各部の配置構成を示す
平面図である。図２は図１に示す研磨装置の斜視図であ
る。図１および図２においては研磨装置全体を囲ってい
るハウジングは図示を省略している。また図２において
は隔壁は図示を省略している。図１および図２に示す研
磨装置は多数の半導体ウエハをストックするウエハカセ
ット１を載置するロードアンロードステージ２を４つ備
えている。ウエハカセット１に収容された研磨対象であ
る半導体ウエハは、被研磨面である上面に吸湿性の高い
多孔質膜からなるｌｏｗ−ｋ膜を具備している。ロード
アンロードステージ２上の各ウエハカセット１に到達可
能となるように、走行機構３の上に２つのハンドを有し
た搬送ロボット４が配置されている。走行機構３にはリ
ニアモータからなる走行機構が採用されている。リニア
モータからなる走行機構を採用することにより、ウエハ
が大口径化し重量が高速且つ安定した搬送ができる。

【００１０】図１および図２に示す実施形態は、ウエハ
カセット１を載置するロードアンロードステージ２とし
てＳＭＩＦ(Standard Manufacturing Interface）ポッ
ド、もしくはＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）
を用い、ロードアンロードステージが外付けされた例で
ある。ＳＭＩＦ，ＦＯＵＰは、中にウエハカセットを収
納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環
境を保つことができる密閉容器である。ＳＭＩＦもしく
はＦＯＵＰを、研磨装置のロードアンロードステージ２
に設置した場合、研磨装置側のハウジング４６に設けら
れたシャッター５２及びＳＭＩＦもしくはＦＯＵＰ側の
シャッターが開くことにより、研磨装置とウエハカセッ
ト１側が一体化する。ＳＭＩＦもしくはＦＯＵＰは、研
磨工程が終わると、シャッターを閉じ、研磨装置と分離
し、別の処理工程へ自動もしくは手動で搬送されるた
め、その内部雰囲気を清浄に保っておく必要がある。

【００１１】そのため、ウエハがカセットに戻る直前に
通る領域Ａの上部には、ケミカルフィルタを通して清浄
な空気のダウンフローが形成されている。また、搬送ロ
ボット４の移動にリニアモータを用いているため、発塵
が抑えられ、領域Ａの雰囲気をより清浄に保つことがで
きる。尚、ウエハカセット１内のウエハを清浄に保つた
めに、ＳＭＩＦやＦＯＵＰのような密閉容器にケミカル
フィルタ、ファンを内蔵し、自らクリーン度を維持する
クリーンボックスを用いるようにしてもよい。

【００１２】搬送ロボット４の走行機構３を対称軸に、
ウエハカセット１とは反対側に２台の洗浄装置５，６が
配置されている。各洗浄装置５，６は搬送ロボット４の
ハンドが到達可能な位置に配置されている。また２台の
洗浄装置５，６の間で、ロボット４が到達可能な位置
に、４つの半導体ウエハの載置台７，８，９，１０を備
えたウエハステーション５０が配置されている。

【００１３】前記洗浄装置５，６と載置台７，８，９，
１０が配置されている領域Ｂと前記ウエハカセット１と
搬送ロボット４が配置されている領域Ａのクリーン度を
分けるために隔壁１４が配置され、互いの領域の間で半
導体ウエハを搬送するための隔壁の開口部にシャッター
１１が設けられている。洗浄装置５と３つの載置台７，
９，１０に到達可能な位置に搬送ロボット２０が配置さ
れており、洗浄装置６と３つの載置台８，９，１０に到
達可能な位置に搬送ロボット２１が配置されている。

【００１４】前記洗浄装置５と隣接するように搬送ロボ
ット２０のハンドが到達可能な位置に洗浄装置２２が配
置されている。また、洗浄装置６と隣接するように搬送
ロボット２１のハンドが到達可能な位置に洗浄装置２３
が配置されている。前記洗浄装置５，６，２２，２３と
ウエハステーション５０の載置台７，８，９，１０と搬
送ロボット２０，２１は全て領域Ｂの中に配置されてい
て、領域Ａ内の気圧よりも低い気圧に調整されている。
前記洗浄装置２２，２３は、両面洗浄可能な洗浄装置で
ある。

【００１５】本研磨装置は、各機器を囲むようにハウジ
ング（図示せず）を有しており、前記ハウジング内は隔
壁１４、隔壁２４Ａ，２４Ｂにより複数の部屋（領域
Ａ、領域Ｂを含む）に区画されている。研磨装置内の各
部屋には清浄な空気のダウンフローがあり、ここでの研
磨室はドライな空気が供給されるため、被研磨面のドラ
イ状態を維持しやすくなっている。隔壁２４Ａおよび２
４Ｂによって、領域Ｂと区分された２つの研磨室が形成
される２つの領域ＣとＤに区分されている。そして、２
つの領域Ｃ，Ｄにはそれぞれ２つの研磨テーブルと、１
枚の半導体ウエハを保持しかつ半導体ウエハを前記研磨
テーブルに対して押し付けながら研磨するための１つの
トップリングが配置されている。即ち、領域Ｃには研磨
テーブル３４，３６、領域Ｄには研磨テーブル３５，３
７がそれぞれ配置されており、また、領域Ｃにはトップ
リング３２、領域Ｄにはトップリング３３がそれぞれ配
置されている。また領域Ｃ内の研磨テーブル３４上の研
磨面を冷却するためのドライガスを供給するための冷却
用ガス噴射部１３０と、研磨テーブル３４のドレッシン
グを行うためのドレッサ３８とが配置されている。領域
Ｄ内の研磨テーブル３５上の研磨面を冷却するためのド
ライガスを供給するための冷却用ガス噴射部１３０と、
研磨テーブル３５のドレッシングを行うためのドレッサ
３９とが配置されている。さらに、領域Ｃ内の研磨テー
ブル３６のドレッシングを行うためのドレッサ４８と、
領域Ｄ内の研磨テーブル３７のドレッシングを行うため
のドレッサ４９とが配置されている。

【００１６】研磨テーブル３４，３５は、機械的ドレッ
サー３８，３９の他に、流体圧によるドレッサー４４，
４５を備えている。流体圧によるドレッサー４４，４５
は、複数のノズルから気体（例えば窒素）を研磨面に噴
射するものである。流体圧によるドレッサー４４，４５
の主な目的は、研磨面上に堆積、目詰まりした研磨カス
を取り除くことである。ドレッサー４４，４５の流体圧
による研磨面の浄化と、機械的接触であるドレッサー３
８，３９による研磨面の目立て作業により、より望まし
いドレッシング、即ち研磨面の再生を達成することがで
きる。

【００１７】図３はトップリング３２と研磨テーブル３
４，３６との関係を示す図である。なお、トップリング
３３と研磨テーブル３５，３７の関係も同様になってい
る。図３に示すように、トップリング３２は回転可能な
トップリング駆動軸９１によってトップリングヘッド３
１から吊下されている。トップリングヘッド３１は位置
決め可能な揺動軸９２によって支持されており、トップ
リング３２は研磨テーブル３４，３６にアクセス可能に
なっている。また、ドレッサ３８は回転可能なドレッサ
駆動軸９３によってドレッサヘッド９４から吊下されて
いる。ドレッサヘッド９４は位置決め可能な揺動軸９５
によって支持されており、ドレッサ３８は待機位置と研
磨テーブル３４上のドレッサ位置との間を移動可能にな
っている。ドレッサヘッド（揺動アーム）９７は位置決
め可能な揺動軸９８によって支持されており、ドレッサ
４８は待機位置と研磨テーブル３６上のドレッサ位置と
の間を移動可能になっている。ドレッサ４８はテーブル
３６の直径よりも長い長尺状の形状を成しており、ドレ
ッサヘッド９７が揺動軸９８を中心に揺動する。ドレッ
サヘッド９７の揺動軸９８と反対側のドレッサ固定機構
９６とドレッサ４８がピボット運動することにより、ド
レッサ４８は自転を伴わず車のワイパーのような動き
で、研磨テーブル３６上をドレッシングできるように、
ドレッサ固定機構９６によってドレッサヘッド９７から
吊り下げられている。ここで、研磨テーブル３６，３７
としては、前述のスクロール型研磨テーブルを使用して
いる。

【００１８】図１に示すように、隔壁２４Ａによって領
域Ｂとは仕切られた領域Ｃの中にあって、搬送ロボット
２０のハンドが到達可能な位置に半導体ウエハを反転さ
せる反転機２８が配置されている。隔壁２４Ｂによって
領域Ｂとは仕切られた領域Ｄの中にあって、搬送ロボッ
ト２１のハンドが到達可能な位置に半導体ウエハを反転
させる反転機２８’が配置されている。また、領域Ｂと
領域Ｃ，Ｄを仕切る隔壁２４Ａ，２４Ｂには、半導体ウ
エハ搬送用の開口部が設けられ、それぞれの反転機２８
と反転機２８’専用のシャッター２５，２６が開口部に
設けられている。

【００１９】前記反転機２８及び反転機２８’は、半導
体ウエハをチャックするチャック機構と半導体ウエハの
表面と裏面を反転させる反転機構と半導体ウエハを前記
チャック機構によりチャックしているかどうかを確認す
るウエハ有無検知センサとを備えている。また、反転機
２８には搬送ロボット２０によって半導体ウエハが搬送
され、反転機２８’には搬送ロボット２１によって半導
体ウエハが搬送される。

【００２０】一方の研磨室を構成する領域Ｃ内には、反
転機２８とトップリング３２との間で半導体ウエハを移
送するための搬送機構を構成するリニアトランスポータ
２７Ａが配置されている。他方の研磨室を構成する領域
Ｄ内には、反転機２８’とトップリング３３との間で半
導体ウエハを移送するための搬送機構を構成するリニア
トランスポータ２７Ｂが配置されている。

【００２１】図３の右側部分には、リニアトランスポー
タ２７Ａとリフタ２９とプッシャー３０との関係が示さ
れている。リニアトランスポータ２７Ｂとリフタ２９’
とプッシャー３０’との関係も図３に示すものと同様で
あるため、以下の説明ではリニアトランスポータ２７
Ａ、リフタ２９およびプッシャー３０のみを説明する。
図３に示すように、リニアトランスポータ２７Ａの下方
にリフタ２９とプッシャー３０とが配置されている。ま
たリニアトランスポータ２７Ａの上方に反転機２８が配
置されている。そして、トップリング３２は揺動してプ
ッシャー３０およびリニアトランスポータ２７Ａの上方
に位置できるようになっている。

【００２２】図４はリニアトランスポータ２７Ａとリフ
タ２９とプッシャー３０を示す斜視図である。図４に示
すように、リニアトランスポータ２７Ａは半導体ウエハ
を載せる置き台を構成する直線往復移動可能な２つのス
テージ９０１，９０２と、ステージ９０１，９０２を支
持するサポート９０３，９０４と、サポート９０３，９
０４を直線往復移動させるガイド付エアシリンダ９０
６，９０５とを備えている。なおガイド付エアシリンダ
９０５，９０６は、支持プレート９２１の上下面に対称
的に固定されている。ステージ９０１とステージ９０２
とは高さ位置が異なっており、両ステージ９０１，９０
２は互いに干渉することなく自由に移動可能になってい
る。したがって、ステージ９０１をリフタ２９の上方
に、ステージ９０２をプッシャー３０の上方にそれぞれ
位置させた後に、両ステージ９０１，９０２を同時に移
動させ擦れ違わせた後に、ステージ９０１をプッシャー
３０の上方に、ステージ９０２をリフタ２９の上方にそ
れぞれ位置させることができる。ステージ９０１，９０
２には、それぞれ４本のピン９２０が固定されており、
これらピン９２０によってリング状のウエハトレイ９２
５が支持されている。

【００２３】図５はリニアトランスポータと反転機およ
びリニアトランスポータとトップリングとの半導体ウエ
ハの受け渡しを説明するための模式図である。図５に示
すように、搬送ロボット２０により反転機２８に搬送さ
れた研磨前の半導体ウエハ１０１は、反転機２８により
反転される。そして、リフタ２９が上昇することで、ロ
ード用ステージ９０１上のウエハトレイ９２５はリフタ
２９に移載される。リフタ２９は更に上昇し、半導体ウ
エハ１０１は反転機２８からリフタ２９上のウエハトレ
イ９２５に移載される。その後、リフタ２９が下降し、
半導体ウエハ１０１はウエハトレイ９２５とともにロー
ド用ステージ９０１に載置される。ウエハトレイ９２５
と半導体ウエハ１０１はロード用ステージ９０１の直線
移動によりプッシャー３０の上方へ搬送される。このと
き、アンロード用ステージ９０２はウエハトレイ９２５
を介して研磨済の半導体ウエハ１０１をトップリング３
２から受け取り、リフタ２９に向かって移動する。ロー
ド用ステージ９０１とアンロード用ステージ９０２は移
動途中ですれ違うこととなる。ロード用ステージ９０１
がプッシャー３０の上方へ到達したときには、トップリ
ング３２は図５に示す位置に予め揺動している。次に、
プッシャー３０が上昇し、プッシャー３０はロード用ス
テージ９０１からウエハトレイ９２５および半導体ウエ
ハ１０１を受け取った後にさらに上昇し、半導体ウエハ
１０１のみをトップリング３２へ移送する。

【００２４】前記トップリング３２に移送されたウエハ
は、トップリングの真空吸着機構により吸着され、ウエ
ハ１０１は研磨テーブル３４又は３６まで吸着されたま
ま搬送される。そして、ウエハは研磨テーブル３４，３
６上に取り付けられた本発明の研磨パッド又は固定砥粒
研磨工具等からなる研磨面で研磨される。本発明の研磨
パッド又は固定砥粒研磨工具を用いれば、一段研磨でも
スクラッチの少ない良好な被研磨面を得ることができ
る。図１に示す研磨装置では、さらにトップリング３２
及び３３がそれぞれに到達可能な位置に、前述した第２
の研磨テーブル３６と３７が配置されている。これによ
り、ウエハは第１の研磨テーブル３４，３５で研磨が終
了した後、第２の研磨テーブル３６，３７に貼着された
仕上げ用研磨工具で仕上げ研磨できるようになってい
る。

【００２５】半導体ウエハに付けられた膜種によって
は、第２の研磨テーブル３６，３７で研磨された後、第
１の研磨テーブル３４，３５で処理されることもある。
この場合、第２の研磨テーブルの研磨面が小径であるこ
とから、研磨パッドに比べて値段の高い固定砥粒研磨工
具を張り付け、粗削りをした後に、大径の第１の研磨テ
ーブルに寿命が固定砥粒研磨工具に比べて短い研磨パッ
ドを貼り付けて仕上げ研磨をすることで、ランニングコ
ストを低減することが可能である。このように、第１の
研磨テーブルを研磨パッド、第２の研磨テーブルを固定
砥粒研磨工具とすることにより、安価な研磨テーブルを
供給できる。というのは、固定砥粒研磨工具の価格は研
磨パッドより高く、径が大きいほど高くなる。また、固
定砥粒研磨工具より研磨パッドの方が寿命が短いので、
仕上げ研磨のように軽荷重で行った方が寿命が延びる。
また、径が大きいと接触頻度が分散でき、寿命が延び
る。よって、メンテナンス周期が延び、生産性が向上す
る。

【００２６】研磨が終了したウエハ１０１は、前述とは
逆のルートで反転機２８まで戻される。反転機２８まで
戻されたウエハは、４台の洗浄装置２２，２３，５，６
のうち２台又は３台を用いて２段洗浄又は３段洗浄を行
った後に、ウエハカセット１に戻される。

【００２７】次に、研磨テーブル３４（又は３５）およ
びトップリング３２（又は３３）を図６（ａ）および図
６（ｂ）を参照して説明する。図６はポリッシング装置
の構成例を模式的に示す図であり、図６（ａ）は断面
図、図６（ｂ）は平面図である。図６（ａ）に示すよう
に、研磨テーブル３４は、矢印で示すように軸心まわり
に所定の速度で回転可能に構成されており、その上面に
研磨パッド又は固定砥粒からなる研磨工具１２１を備え
ている。研磨工具１２１は研磨テーブル３４に対して着
脱可能に固定されている。また研磨テーブル３４の上方
には、半導体ウエハ１０１を保持するトップリング３２
が配設されている。トップリング３２（又は３３）は、
モータ（図示せず）に連結されるとともに昇降シリンダ
（図示せず）に連結されている。これによって、トップ
リング３２は、矢印で示すように昇降可能かつその軸心
まわりに回転可能になっており、半導体ウエハ１０１を
研磨工具１２１に対して任意の圧力で押圧することがで
きるようになっている。トップリング３２はトップリン
グシャフト７３に連結されており、またトップリング３
２はその下面にポリウレタン等の弾性マット７４を備え
ている。またトップリング３２の下部外周部には、半導
体ウエハ１０１の外れ止めを行うガイドリング６９が設
けられている。

【００２８】研磨工具１２１は、第１の態様において
は、研磨工具内に研磨砥粒を含む固定砥粒研磨工具から
なっている。即ち、固定砥粒研磨工具は、素地を構成す
るバインダ（結合剤）に砥粒が分散して構成されてい
る。砥粒としては、酸化セリウム（ＣｅＯ_２）、ＳｉＯ
_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＭｎＯ_２、Ｍｎ_２Ｏ_３等が
用いられる。砥粒のサイズは、平均粒径１．０μｍ以
下、最大粒径３μｍ以下のものが用いられる。バインダ
は、通常、高分子を重合させたいわゆる樹脂が用いら
れ、樹脂原料中に砥粒を分散させた状態で重合反応さ
せ、同時に形状付与することにより作成される。バイン
ダとしては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、熱可塑性
樹脂、熱硬化性樹脂等が用いられる。バインダの例とし
て、硬質バインダと軟質バインダとがあり、具体的に
は、以下に列挙するものがある。

【００２９】すなわち、硬質なバインダとして好適な材
質は、フェノールＰＦ、ユリアＵＦ、メラミンＭＦ、不
飽和ポリエステルＵＰ、エポキシＥＰ、ポリ塩化ビニル
ＰＶＣ、ＡＳ（ＡＳ）、ポリメチルメタアクリルＰＭＭ
Ａ、ポリアミドＰＡ、ポリカーボネートＰＣ、ポリフェ
ニレンエーテルＰＰＥ（変性ＰＰＯ）、ポリブチレンテ
レフタレートＰＢＴ、ポリサルホンＰＳＦ、ポリエーテ
ルサルホンＰＥＳ、ポリフェニレンサルファイドＰＰ
Ｓ、ポリアリレートＰＡＲ、ポリアミドイミドＰＡＩ、
ポリエーテルイミドＰＥＩ、ポリエーテルエーテルケト
ンＰＥＥＫ、ポリイミドＰＩなどがある。

【００３０】軟質バインダとして好適な材質は、ゴム系
樹脂の他に、発泡性樹脂が有る。発泡性樹脂としては、
ポリウレタンＰＵＲ、ポリビニールアルコールＰＶＡ、
ポリ塩化ビニリデンＰＶＤＣ、ポリエチレンＰＣ、ポリ
ブロビレンＰＰ、ポリ弗化ビニリデンＰＶＤＦ、ポリス
チレンＰＳ、アクリロニトリルブタジエンスチレン（以
下ＡＢＳと略す）、ポリアセタールＰＯＭ、超高分子量
ポリエチレンＵＨＭＷ−ＰＥ、ポリエチレンテレフタレ
ートＰＥＴ、ポリテトラフロロエチレンＰＴＦＥ、やポ
リビニルフルオライド、ポリピニリデンフゴルオライ
ド、ポリクロロトリフルオロエチレンやビニルフルオラ
イド、ビニリデンフルオライド、ジクロロフルオロエチ
レン：ピニルクロライド、ピニリデンクロライド、パー
フルオローα一オレフイン類（例えばヘキザフルオロプ
ロピレン、パーフルオロプテンー１、パーフルオロペン
テンー１、パーフルオロヘキセンー１等）パーフルオロ
プタジエン、クロロトリフルオロエチレン、トリクロロ
エチレン、テトラフルオロエチレン、パーフルオロアル
キルパーフルオロビニルエーテル類（例えぱ、パーフル
オロメチルパーフルオロピニルエーテル、パーフルオロ
エチルパーフルオロピニルエーテル、パーフルオロプロ
ピルパーフルオロピニルエーテル等）、炭素数１〜６個
のアルキルピニルエーテル、炭素数６〜８個のアリール
ピニルエーテル、炭素数１〜６個のアルキルまたは炭素
数６〜８個のアリールパーフルオロピニルエーテル、エ
チレン、プロピレン、スチレン等であり、又はポリピニ
リデンフルオライド、ポリピニルフルオライド、ビニリ
デンフルオライドーテトラフルオロエチレン共重合体、
ピニりデンフルオライドーへキサフルオロプロピレン共
重合体、テトラフルオロエチレンーエチレン共重合体、
テトラフルオロエチレンープロピレン共重合体、エチレ
ンークロロトリフルオロエチレン共重合体、テトラフル
オロエチレンークロロトリフルオロエチレン共重合体、
テトラフルオロエチレンーヘキサフルオロプロピレン共
重合体、テトラフルオロエチレンーパーフルオロメチル
パーフルオロピニルエーテル共重合体、テトラフルオロ
エチレンーパーフルオロエチルパーフルオロビニルエー
テル共重合体、テトラフルオロエチレンーパーフルオロ
プロピルパーフルオロピニル；エーテル共重合体、テト
ラフルオロエチレンーヘキサフルオロプロピレンーパー
フルオロメチルパーフルオロピニルエーテル共重合体、
テトラフルオロエチレンーへキザフルオロプロピレンー
パーフルオロエチルパーフルオロピニルエーテル共重合
体、テトラフルオロエチレンーへキサフルオロプロピレ
ンーパーフルオロプロビルパーフルオロピニルエーテル
共重合体等である。

【００３１】研磨工具１２１は、第２の態様において
は、研磨パッドからなっている。研磨パッドとしては、
ＩＣ１０００のような発泡ポリウレタンやポリテックス
（Ｐｏｌｙｔｅｘ）のようなスウェードタイプのものが
用いられる。研磨工具１２１は、第３の態様において
は、研磨パッド内に研磨砥粒を含む研磨パッドからなっ
ている。即ち、第３の研磨パッドは、素地を構成する発
泡ポリウレタン等に砥粒が分散して構成されている。砥
粒としては、酸化セリウム（ＣｅＯ_２）、ＳｉＯ_２、Ａ
ｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＭｎＯ_２、Ｍｎ_２Ｏ_３等が用いら
れる。砥粒のサイズは、平均粒径１．０μｍ以下、最大
粒径３μｍ以下のものが用いられる。

【００３２】上述した３つの態様の研磨工具で吸湿性を
有した膜を具備した基板を研磨する場合、第１の態様の
固定砥粒研磨工具および第３の態様の研磨パッドを用い
る場合には、研磨面には砥粒を供給する必要がないが、
第２の態様の研磨パッドを用いる場合には、研磨面に酸
化セリウム（ＣｅＯ_２）、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｚｒ
Ｏ_２、ＭｎＯ_２、Ｍｎ_２Ｏ_３等の砥粒を供給する。いず
れの態様においても、半導体ウエハ１０１と研磨工具１
２１とが接触する界面には水分（液体、蒸気成分）を介
在させることなくドライ状態で半導体ウエハ１０１上の
吸湿性の膜を研磨する。つまり、研磨の際は、上記界面
には砥粒もしくは研磨作用を促進する粉末が介在し、固
体のみ介在する。なお、これらの砥粒・粒体の径は、多
孔質の孔径より大きいことが通常である（粒径分布が多
孔質の孔径より大である）。

【００３３】このように、研磨時には、ドライ状態で半
導体ウエハ１０１と研磨工具１２１とを擦り合わせるこ
とになるため、摩擦熱によって半導体ウエハ１０１の被
研磨面および研磨工具１２１の研磨面が温度上昇するこ
とになる。したがって、本発明においては、研磨中に研
磨工具１２１の研磨面を冷却するために、研磨面に水分
を含まないドライガスを吹きつけるようにしている。す
なわち、研磨テーブル３４の上方には、水分を含まない
ドライガスを研磨工具１２１の上面の研磨面に吹きつけ
る冷却用ガス噴射部１３０が配設されている。冷却用ガ
ス噴射部１３０はガス供給管１３１を介して冷却用ガス
供給源（図示せず）に接続されている。また冷却用ガス
噴射部１３０は下面に複数のガス噴射ノズル１３０ａを
備えており、ガス噴射ノズル１３０ａにより研磨工具１
２１に向けて冷却用ドライガスを噴射することができる
ようになっている。冷却用ドライガスは、乾燥した空
気、窒素ガス、水分を含まないその他のガスからなって
いる。冷却用ガス噴射部１３０はトップリング３２に隣
接して配置されており、かつトップリング３２に対して
研磨テーブル３４の回転方向の上流側に位置している。
したがって、冷却用ガス噴射部１３０から噴射された冷
却用ドライガスにより冷却された研磨面が順次半導体ウ
エハ１０１に摺接することになり、半導体ウエハ１０１
と研磨工具１２１とが接触する界面（研磨界面）の温度
上昇が避けられる。なお、冷却用ガス噴射部１３０をド
ライアイス噴射部に代え、冷却用ガス供給源をドライア
イス供給源に代えて、ドライアイスを研磨工具１２１の
研磨面に供給し、研磨界面を冷却するようにしてもよ
い。

【００３４】次に、スクロール運動を行なう研磨テーブ
ル３６（又は３７）を図７および図８を参照して説明す
る。図７は研磨テーブルおよびモータ部の断面図であ
り、図８（ａ）は研磨テーブルを支持する部分を示す平
面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＡ−Ａ線断面図
である。図７に示すように、円形の研磨テーブル３６
は、内部にモータ１３３を収容した筒状のケーシング１
３４に支持されている。即ち、ケーシング１３４の上部
に、内側に環状に張り出す支持板１３５が設けられ、こ
の支持板１３５には周方向に３つ以上の支持部１３６が
形成されており、研磨テーブル３６はこれら支持部１３
６に支持されている。つまり、この支持部１３６の上面
と研磨テーブル３６の下面の対応する位置には、周方向
に等間隔に複数の凹所１３８，１３９が形成され、これ
ら凹所１３８，１３９にはそれぞれベアリング１４０，
１４１が装着されている（図８（ｂ）参照）。そして、
このベアリング１４０，１４１には、図８（ｂ）に示す
ように距離”ｅ”だけずれた２つの軸体１４２，１４３
を持つ連結部材１４４が、各軸体の端部を挿入して装着
され、これにより研磨テーブル３６が半径”ｅ”の円に
沿って循環並進運動（スクロール運動）可能となってい
る。

【００３５】また、図７に示すように、研磨テーブル３
６の中央下面側には、モータ１３３の主軸１４５の上端
に偏心して設けられた駆動端１４６を軸受１４７を介し
て収容する凹所１４８が形成されている。主軸１４５と
駆動端１４６の偏心量も同様に”ｅ”である。モータ１
３３は、ケーシング１３４内に形成されたモータ室１４
９に収容され、その主軸１４５は上下の軸受１５０，１
５１により支持されている。また主軸１４５には偏心に
よる負荷のバランスをとるバランサ１５２ａ，１５２ｂ
が設けられている。

【００３６】研磨テーブル３６は、研磨すべき基板Ｗの
径に偏心量”ｅ”の２倍を加えた値よりやや大きい径に
設定され、２枚の板状部材１５３，１５４を接合して構
成されている。板状部材１５３の上面には研磨工具１２
１が貼設されている。研磨工具１２１は上述した固定砥
粒又は研磨パッドから構成されている。また板状部材１
５３，１５４の間には空間１５５が形成されており、こ
の空間１５５は冷却用ガス供給源に連通しているととも
に、板状部材１５３上面に開口する複数の開口１５７と
連通している。研磨工具１２１には開口１５７に対応し
た位置に貫通孔１２１ａが形成されている。したがっ
て、空間１５５を冷却用ガス供給源に連通させることに
より、開口１５７および貫通孔１２１ａを介して半導体
ウエハ１０１と研磨工具１２１とが接触する界面（研磨
界面）に冷却用ドライガスを供給することができる。押
圧手段であるトップリング（図示せず）は、自転速度が
遅い点以外は、構造的には図６に示すものと同一であ
る。

【００３７】上述の構成において、研磨テーブル３６を
スクロール運動（循環並進運動）させ、かつトップリン
グ３２（図６参照）を自転させながら、トップリング３
２により半導体ウエハ１０１を一定の圧力で研磨工具１
２１に押付け、半導体ウエハ１０１の被研磨面を平坦且
つ鏡面に研磨する。研磨工具１２１と半導体ウエハ１０
１の間には、半径”ｅ”の微小な相対並進円運動が生じ
て、半導体ウエハ１０１の被研磨面はその全面において
均一な研磨がなされる。なお、被研磨面と研磨面の位置
関係が同じであると、研磨面の局部的な差異による影響
を受けるので、これを避けるためにトップリング３２を
徐々に自転させて、研磨工具１２１の同じ場所のみで研
磨がなされるのを防止している。

【００３８】図７及び図８に示す研磨テーブル３６はス
クロール運動（循環並進運動）型であるので、研磨テー
ブル３６の大きさは半導体ウエハ１０１の大きさより偏
心量である”ｅ”だけ大きな程度の径であればよい。従
って、ターンテーブル形式の研磨テーブルに比較して、
設置面積を大幅に小さくすることができる。また研磨テ
ーブル３６がスクロール運動をするので、図７に示すよ
うに研磨テーブル３６をその縁部の複数箇所で支持する
ことができ、高速で回転するターンテーブル形式の研磨
テーブルに比べてより平坦度の高い研磨を行なうことが
できる。また半導体ウエハ１０１と研磨工具１２１とが
接触する界面（研磨界面）には、研磨工具１２１側から
冷却用ドライガスを供給することができるため、研磨テ
ーブルが小径であるにもかかわらず、研磨界面に確実に
冷却用ドライガスを供給できる。

【００３９】図７及び図８に示す研磨テーブルにおい
て、研磨工具１２１が砥粒を含まない研磨パッドからな
る場合には、砥粒を研磨テーブル側から供給することも
できる。この場合には、空間１５５に砥粒供給源を接続
することにより、砥粒を空間１５５、開口１５７および
研磨工具１２１の貫通孔１２１ａを介して研磨工具１２
１の上面に供給できる。

【００４０】次に、洗浄装置５，６，２２，２３につい
て図９乃至図１２を参照して説明する。洗浄装置５，
６，２２，２３は、図９乃至図１２に示す方式のいずれ
かを採用しており、研磨後の半導体ウエハをドライ状態
で洗浄することができるようになっている。図９はドラ
イアイス洗浄装置を示す概略図である。図９に示すよう
に、ドライアイス洗浄装置は、液化炭酸ガスを貯留した
液化炭酸ガス容器１６０と、二流体ノズル１６１と、液
化炭酸ガス容器１６０と二流体ノズル１６１とを接続す
る断熱配管１６２とを備えている。二流体ノズル１６１
は二重管構造になっており、内側ノズル１６１ａは液化
炭酸ガス容器１６０に接続されており、外側ノズル１６
１ｂはＮ_２ガス供給ライン１６４に接続されている。な
お、断熱配管１６２およびＮ_２ガス供給ライン１６４に
は、それぞれバルブＶ１，Ｖ２が設けられている。

【００４１】図９に示す構成において、内側ノズル１６
１ａに液化炭酸ガスを供給し、外側ノズル１６１ｂに乾
燥したＮ_２ガスを供給すると、内側ノズル１６１ａから
噴射された液化炭酸ガスに外側ノズル１６１ｂから噴射
されたＮ_２ガスが混合されて半導体ウエハ１０１に噴射
される。そして、液化炭酸ガスは急速な噴射でソフトな
ドライアイス（雪片状）になる。このドライアイスが窒
素ガスとともに半導体ウエハ１０１に吹きつけられる
と、ドライアイスが半導体ウエハ表面で急激にガス化
し、このガス化の際の膨張圧により半導体ウエハ上の付
着粒子が吹き飛ばされる。

【００４２】図１０はプラズマ放電洗浄装置を示す概略
図である。図１０に示すように、プラズマ放電洗浄装置
は、真空チャンバ１７０と、真空チャンバ１７０内に対
向して配置されたＡｌ陽極１７１とＡｌ陰極１７２とを
備えている。Ａｌ陽極１７１はアースに接続されてお
り、Ａｌ陰極１７２は高周波電源１７５に接続されてい
る。Ａｌ陽極１７１は、加熱素子を構成しており、Ａｌ
陽極１７１上に載置された半導体ウエハ１０１を所定温
度に加熱することができるようになっている。なお、Ａ
ｌ陽極１７１には複数の半導体ウエハ１０１が載置され
るようになっている。真空チャンバ１７０内は排気用配
管１７３を介して排気ポンプユニットに接続されてお
り、真空チャンバ１７０内は所定の真空圧に保持され
る。また真空チャンバ１７０内のＡｌ陽極１７１および
半導体ウエハ１０１の周囲にはガス供給管１７４によっ
てＯ_２ガス、Ｎ_２やＡｒなどの不活性ガス、ＣＦ_４ガス
等が供給されるようになっている。なお、供給されたＯ
_２ガス又は不活性ガス又はＣＦ_４ガスは、矢印で示すよ
うに、Ａｌ陽極１７１の下面から半導体ウエハ１０１の
上面（研磨された面）に回り込むように流れる。また真
空チャンバ１７０内には四重極質量分析計の検知部１７
６が設置されている。

【００４３】図１０に示す構成において、Ａｌ陽極１７
１とＡｌ陰極１７２との間に高周波電圧を印加すること
により、プラズマ放電が起こり、プラズマ放電中では気
体は解離して多数のラジカルを生ずる。Ｏ_２ガスを用い
る場合、プラズマ中に酸素ラジカルが生じ、半導体ウエ
ハ１０１の表面で激しい酸化反応が起こる。これによ
り、半導体ウエハ表面上の汚染有機物が酸化分解され、
ＣＯ、ＣＯ_２、Ｈ_２Ｏとして除去される。また、Ｎ_２や
Ａｒなどの不活性ガスを用いる場合、プラズマ放電によ
って生じたガスイオンのスパッタ作用により半導体ウエ
ハ１０１の表面の炭素などの汚染物質が除去される。ま
た、ＣＦ_４ガスを用いる場合、生成したＦラジカルがＳ
ｉと反応してＳｉＦ_４を生成し、半導体ウエハ１０１の
表面がエッチングされる。

【００４４】図１１はＵＶ／Ｏ_３洗浄装置を示す概略図
である。図１１に示すように、ＵＶ／Ｏ_３洗浄装置は、
洗浄室１８０と、洗浄室１８０内に対向して配置された
半導体ウエハ１０１を載置するサセプター１８１とＵＶ
ランプ１８２とを備えている。サセプター１８１内には
ヒータ１８３が配置され、ヒータ１８３の温度は温度コ
ントローラ１８４によりコントロールされている。また
ＵＶランプ１８２はランプ電源１８７に接続されてい
る。洗浄室１８０は配管１８８によりオゾナイザ１８５
に接続されるとともに、配管１８９によりＮ_２源に接続
されている。オゾナイザ１８５にはＯ_２源からＯ_２が供
給されるとともに高圧電源１８６から高圧電源が印加さ
れるようになっている。洗浄室１８０は配管１９０によ
りＯ_３スクラバーに接続されている。

【００４５】図１１に示す構成において、低圧水銀ラン
プからなるＵＶランプ１８２から発生した１８５ｎｍの
光は、半導体ウエハ１０１上の汚染有機物に対し分子結
合を切断してラジカル酸素と反応しやすい状態を作り出
す。一方、低圧水銀ランプからなるＵＶランプ１８２か
ら発生した２５４ｎｍの光は、オゾナイザ１８５で生成
され洗浄室１８０に供給されたオゾン（Ｏ_３）に吸収さ
れラジカル酸素を生成する。これにより、活性化された
汚染有機物にラジカル酸素が作用して、ＣＯ、ＣＯ_２、
Ｈ_２Ｏに酸化分解され、除去される。

【００４６】図１２は無水ＨＦガス洗浄装置を示す概略
図である。図１２に示すように、無水ＨＦガス洗浄装置
は、半導体ウエハ１０１を収容した洗浄室１９１と、Ｈ
Ｆ供給源１９２と、ＨＦ流量制御系マニホールド１９３
とを備えている。ＨＦ供給源１９２は温度コントローラ
１９４により温度制御されるようになっている。またＨ
Ｆ流量制御系マニホールド１９３は２個のバルブＶ３，
Ｖ４とマスフローコントローラＭ１により構成されてお
り、ＨＦ流量制御系マニホールド１９３は温度コントロ
ーラ１９５により温度制御されるようになっている。洗
浄室１９１内で、半導体ウエハ１０１はターンテーブル
１９６により保持されて洗浄中に回転するようになって
いる。

【００４７】また洗浄室１９１とＨＦ流量制御系マニホ
ールド１９３とを接続する配管１９７は２箇処で分岐し
て、上流側の分岐部は三方バルブＶ５を介して水蒸気室
１９８に接続され、下流側の分岐部はマスフローコント
ローラＭ２を介してＮ_２供給源に接続されている。また
水蒸気室１９８はマスフローコントローラＭ３を介して
Ｎ_２供給源に接続されている。水蒸気室１９８は、純水
を供給することにより水蒸気を生成するようになってい
る。前記洗浄室１９１には排気用配管１９９が接続され
ており、排気用配管１９９には三方バルブＶ６及びＢＰ
Ｃ排気制御部２００が設けられている。

【００４８】図１２に示す構成において、ＨＦ供給源１
９２よりＨＦ流量制御系マニホールド１９３を介して無
水ＨＦガスを洗浄室１９１に導入する。この場合、Ｎ_２
供給源からＮ_２ガスを配管１９７に供給し、Ｎ_２ガスを
ＨＦガスのキャリアガスとして用いる。洗浄室１９１内
に導入された無水ＨＦガスが半導体ウエハ１０１上のＳ
ｉＯ_２に接触すると、ＳｉＯ_２＋４ＨＦ→ＳｉＦ_４＋２
Ｈ_２Ｏという反応が起こり、蒸気圧の高いＳｉＦ_４をガ
ス状で除去することができる。

【００４９】洗浄装置５，６，２２，２３は、図９乃至
図１２に示す洗浄装置以外に以下の形式の洗浄装置であ
ってもよい。（１）Ｈ_２アニールによる洗浄装置（２）Ａｒスパッタによる洗浄装置Ａｒスパッタによる洗浄装置は、Ａｌ上のＡｌ_２Ｏ
_３（不働態膜）及びＳｉ上のＳｉＯ_２を洗浄対象とし、
Ａｒとビームスパッタにより半導体ウエハ表面の汚染物
を除去するものである。（３）ＵＶ／Ｃｌ_２を用いた洗浄装置ＵＶ／Ｃｌ_２を用いた洗浄装置は、半導体ウエハ上に付
着した金属イオンを洗浄対象とする。

【００５０】次に、図１乃至図１２に示す研磨装置の処
理工程の概略を説明する。以下の処理工程では、多孔質
膜のような吸湿性が高い膜を有した半導体ウエハをウエ
ハカセットから取り出し、ドライ状態で研磨を行った
後、ドライ状態で洗浄を行いウエハカセットに戻す。２
段洗浄の２カセットパラレル処理の場合には、一方のウ
エハは、ウエハカセット（ＣＳ１）→搬送ロボット４→
ウエハステーション５０の置き台７→搬送ロボット２０
→反転機２８→リニアトランスポータ２７Ａのロード用
ステージ９０１→トップリング３２→研磨テーブル３４
→研磨テーブル３６（必要に応じ）→リニアトランスポ
ータ２７Ａのアンロード用ステージ９０２→反転機２８
→搬送ロボット２０→洗浄装置２２→搬送ロボット２０
→洗浄装置５→搬送ロボット４→ウエハカセット（ＣＳ
１）に至る経路を経る。

【００５１】また、他方のウエハは、ウエハカセット
（ＣＳ２）→搬送ロボット４→ウエハステーション５０
の置き台８→搬送ロボット２１→反転機２８’→リニア
トランスポータ２７Ｂのロード用ステージ９０１→トッ
プリング３３→研磨テーブル３５→トップリング３３→
リニアトランスポータ２７Ｂのアンロード用ステージ９
０２→反転機２８’→搬送ロボット２１→洗浄装置２３
→搬送ロボット２１→洗浄装置６→搬送ロボット４→ウ
エハカセット（ＣＳ２）に至る経路を経る。

【００５２】また３段洗浄の２カセットパラレル処理の
場合は、一方のウエハは、ウエハカセット（ＣＳ１）→
搬送ロボット４→ウエハステーション５０の置き台７→
搬送ロボット２０→反転機２８→リニアトランスポータ
２７Ａのロード用ステージ９０１→トップリング３２→
研磨テーブル３４→研磨テーブル３６（必要に応じ）→
リニアトランスポータ２７Ａのアンロード用ステージ９
０２→反転機２８→搬送ロボット２０→洗浄装置２２→
搬送ロボット２０→ウエハステーション５０の置き台１
０→搬送ロボット２１→洗浄装置６→搬送ロボット２１
→ウエハステーション５０の置き台９→搬送ロボット２
０→洗浄装置５→搬送ロボット４→ウエハカセット（Ｃ
Ｓ１）に至る経路を経る。

【００５３】また、他方のウエハは、ウエハカセット
（ＣＳ２）→搬送ロボット４→ウエハステーション５０
の置き台８→搬送ロボット２１→反転機２８’→リニア
トランスポータ２７Ｂのロード用ステージ９０１→トッ
プリング３３→研磨テーブル３５→研磨テーブル３７
（必要に応じ）→リニアトランスポータ２７Ｂのアンロ
ード用ステージ９０２→反転機２８’→搬送ロボット２
１→洗浄装置２３→搬送ロボット２１→洗浄装置６→搬
送ロボット２１→ウエハステーション５０の置き台９→
搬送ロボット２０→洗浄装置５→搬送ロボット４→ウエ
ハカセット（ＣＳ２）に至る経路を経る。

【００５４】さらに３段洗浄のシリーズ処理の場合に
は、ウエハは、ウエハカセット（ＣＳ１）→搬送ロボッ
ト４→ウエハステーション５０の置き台７→搬送ロボッ
ト２０→反転機２８→リニアトランスポータ２７Ａのロ
ード用ステージ９０１→トップリング３２→研磨テーブ
ル３４→研磨テーブル３６（必要に応じ）→リニアトラ
ンスポータ２７Ａのアンロード用ステージ９０２→反転
機２８→搬送ロボット２０→洗浄装置２２→搬送ロボッ
ト２０→ウエハステーション５０の置き台１０→搬送ロ
ボット２１→反転機２８’→リニアトランスポータ２７
Ｂのロード用ステージ９０１→トップリング３３→研磨
テーブル３５→研磨テーブル３７（必要に応じ）→リニ
アトランスポータ２７Ｂのアンロード用ステージ９０２
→反転機２８’→搬送ロボット２１→洗浄装置２３→搬
送ロボット２１→洗浄装置６→搬送ロボット２１→ウエ
ハステーション５０の置き台９→搬送ロボット２０→洗
浄装置５→搬送ロボット４→ウエハカセット（ＣＳ１）
に至る経路を経る。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、多
孔質膜等の吸湿性の高い膜を具備した基板をドライ状態
で研磨することができるため、キャップ膜を成膜する必
要がなく、半導体デバイスの製造プロセスの簡略化を図
ることができ、半導体デバイスの製造コストを低減でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る研磨装置の各部の配置
構成を示す平面図である。

【図２】図１に示す研磨装置の斜視図である。

【図３】トップリングと研磨テーブルとの関係を示す図
である。

【図４】リニアトランスポータとリフタとプッシャーを
示す斜視図である。

【図５】リニアトランスポータと反転機およびリニアト
ランスポータとトップリングとの半導体ウエハの受け渡
しを説明するための模式図である。

【図６】図６はポリッシング装置の構成例を模式的に示
す図であり、図６（ａ）は断面図、図６（ｂ）は平面図
である。

【図７】研磨テーブルおよびモータ部の断面図である。

【図８】図８（ａ）は研磨テーブルを支持する部分を示
す平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＡ−Ａ線断
面図である。

【図９】ドライアイス洗浄装置を示す概略図である。

【図１０】プラズマ放電洗浄装置を示す概略図である。

【図１１】ＵＶ／Ｏ_３洗浄装置を示す概略図である。

【図１２】無水ＨＦガス洗浄装置を示す概略図である。

【符号の説明】

１ウエハカセット２ロードアンロードステージ３走行機構４，２０，２１搬送ロボット５，６，２２，２３洗浄装置７，８，９，１０載置台１１，２５，２６，５２シャッター１４，２４Ａ，２４Ｂ隔壁２７Ａ，２７Ｂリニアトランスポータ２８，２８’ 反転機２９，２９’ リフタ３０プッシャー３２，３３トップリング３４，３５，３６，３７研磨テーブル３８，３９，４４，４５，４８，４９ドレッサー４０，４１ノズル４６ハウジング５０ウエハステーション９１トップリング駆動軸９２，９８揺動軸９３ドレッサ駆動軸９４，９７ドレッサヘッド９６ドレッサ固定機構１０１半導体ウエハ１２１研磨工具１２１ａ貫通孔１３０冷却用ガス噴射部１３０ａガス噴射ノズル１３１ガス供給管１３４ケーシング１３６支持部１３８，１３９，１４８凹所１４０，１４１ベアリング１４２，１４３軸体１４４連結部材１４５主軸１４６駆動端１５２ａ，１５２ｂバランサ１５３，１５４板状部材１５５空間１５７開口１６０液化炭酸ガス容器１６１二流体ノズル１６１ａ内側ノズル１６１ｂ外側ノズル１６２断熱配管１６４Ｎ_２ガス供給ライン１７０真空チャンバ１７１Ａｌ陽極１７２Ａｌ陰極１７３排気用配管１７４ガス供給管１７５高周波電源１８０，１９１洗浄室１８１サセプター１８２ＵＶランプ１８３ヒータ１８４温度コントローラ１８５オゾナイザ１８６高圧電源１８７ランプ電源１８８，１８９，１９０，１９７配管１９２ＨＦ供給源１９３ＨＦ流量制御系マニホールド１９４，１９５温度コントローラ１９６ターンテーブル１９８水蒸気室１９９排気用配管２００ＢＰＣ排気制御部９０１，９０２ステージ９０３，９０４サポート９０５，９０６ガイド付エアシリンダ９２０ピン９２１支持プレート９２５ウエハトレイＭ１，Ｍ２，Ｍ３マスフローコントローラＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６バルブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を研磨工具に摺接させて研磨する方
法において、前記基板と前記研磨工具とが接触する界面に水分を介在
させることなくドライ状態で基板上の膜を研磨すること
を特徴とする研磨方法。
【請求項２】研磨工具を備えた研磨テーブルと、基板
を保持するトップリングとを備え、前記研磨テーブル上
の研磨工具に、前記トップリングに保持された基板を押
圧するとともに、該研磨テーブルと該トップリングを相
対的に運動させることによって基板上の膜を研磨するこ
とを特徴とする請求項１記載の研磨方法。
【請求項３】前記研磨工具は固定砥粒研磨工具からな
ることを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨方法。
【請求項４】前記研磨工具は研磨パッドからなり、該
研磨パッドと基板との界面に、水分を含まない研磨砥粒
を供給しながら研磨を行うことを特徴とする請求項１又
は２記載の研磨方法。
【請求項５】研磨中に前記界面近傍をドライガスを用
いて冷却することを特徴とする請求項１乃至４のいずれ
か１項に記載の研磨方法。
【請求項６】研磨中に前記界面近傍をドライアイスを
用いて冷却することを特徴とする請求項１乃至４のいず
れか１項に記載の研磨方法。
【請求項７】基板を研磨工具に摺接させて研磨した後
に洗浄する方法において、前記基板と前記研磨工具とが接触する界面に水分を介在
させることなくドライ状態で基板上の膜を研磨した後、
前記研磨後の基板をドライ状態で洗浄することを特徴と
する研磨方法。
【請求項８】基板を研磨工具に摺接させて研磨する研
磨装置において、研磨工具を有した研磨テーブルと、基板を保持するトッ
プリングとを備え、前記研磨テーブル上の研磨工具に、
前記トップリングに保持された基板を押圧するととも
に、該研磨テーブルと該トップリングを相対的に運動さ
せ、前記基板と前記研磨工具とが接触する界面に水分を
介在させることなくドライ状態で基板上の膜を研磨する
ことを特徴とする研磨装置。
【請求項９】前記研磨工具をドライガスを用いて冷却
する手段を備えたことを特徴とする請求項８記載の研磨
装置。
【請求項１０】前記研磨工具は固定砥粒研磨工具から
なることを特徴とする請求項８又は９記載の研磨装置。
【請求項１１】基板を研磨工具に摺接させて研磨した
後に洗浄する研磨装置において、研磨工具を有した研磨テーブルと、基板を保持するトッ
プリングとを備え、前記研磨テーブル上の研磨工具に、
前記トップリングに保持された基板を押圧するととも
に、該研磨テーブルと該トップリングを相対的に運動さ
せ、前記基板と前記研磨工具とが接触する界面に水分を
介在させることなくドライ状態で基板上の膜を研磨し、
前記研磨後の基板をドライ状態で洗浄するドライ洗浄装
置を備えたことを特徴とする研磨装置。
【請求項１２】基板を研磨工具に摺接させて研磨する
方法において、前記基板と前記研磨工具とが接触する界面に水分を有し
ない砥粒を介在させて、基板上の膜を研磨することを特
徴とする研磨方法。