JP2003071705A

JP2003071705A - 化学機械研磨装置

Info

Publication number: JP2003071705A
Application number: JP2001256762A
Authority: JP
Inventors: Hajime Yasuhara; 元安原
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 2001-08-27
Filing date: 2001-08-27
Publication date: 2003-03-12

Abstract

(57)【要約】【課題】複数系統からのガス圧を受ける研磨ヘッドを
その種類に拘わらず容易に交換することのできる化学機
械研磨装置を提供すること。【解決手段】複数種の研磨ヘッド２６Ａ，２６Ｂの任
意の一つが脱着可能に取り付けられるヘッド取付台であ
って、研磨ヘッドのうち最大数のガスポートを有するも
のが取り付けられた場合に当該研磨ヘッドのガスポート
とそれぞれ連通するガスライン１１０〜１１６を有する
ヘッド取付台２４と、ヘッド取付台のガスラインと同数
のガス圧制御系１２０〜１２６と、ガス圧制御系とヘッ
ド取付台のガスラインとの間の接続を切り換える切換手
段１２８とを備える化学機械研磨ＣＭＰ装置１０を特徴
とする。この構成では、研磨ヘッドを交換した際、配管
の繋ぎ換えの作業は不要である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスの
製造等に用いられる化学機械研磨（Chemical Mechanica
l Polishing。以下「ＣＭＰ」という）装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造の分野においては、近年の半
導体デバイスの微細化や多層化、或いは銅を配線材料と
して用いた半導体デバイスの実用化等に伴い、ウェハ表
面の凹凸を平坦化する装置としてＣＭＰ装置の重要性が
著しく増大している。

【０００３】従来一般のＣＭＰ装置は、上面に研磨パッ
ドが貼り付けられたプラテンと称される回転台と、下面
にて半導体ウェハを支持する研磨ヘッドと、研磨ヘッド
を回転可能に取り付けるスピンドルとを備えている。こ
のようなＣＭＰ装置を用いて半導体ウェハの表面を研磨
する場合、プラテン上の研磨パッドに研磨液を供給しな
がら、プラテンを回転させると共に、研磨ヘッドにより
支持された半導体ウェハを研磨パッドに接触させて研磨
ヘッドを回転させる。これにより、ウェハの表面は化学
的に且つ機械的に研磨されるのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＣＭＰプロ
セスは、銅配線形成を初めとして、層間膜平坦化やシャ
ロートレンチ平坦化等の種々の用途に採用されることが
予想されている。勿論、各用途毎にＣＭＰ装置を用意す
ることが望ましいが、設置スペースの問題や製品の多様
化によりプロセス変更が頻繁に行われるであろうこと等
の理由から、１台のＣＭＰ装置を複数の用途に用いたい
という要請が生ずることが考えられる。かかる場合、用
途に応じて研磨パッドに対する半導体ウェハの接触圧や
研磨液、プラテン及び／又は研磨ヘッドの回転速度等が
選択、変更されることになる。また、このような研磨液
の変更等に合わせて、研磨ヘッドについてもタイプない
しは種類の異なるものに適宜交換したいという要請が出
てくるものと考えられる。

【０００５】現在、研磨ヘッドには、半導体ウェハの全
面を均一な圧力で研磨パッドに接触させるものや、中央
部と外周部とで研磨パッドに対する接触圧を調整するこ
とのできるもの等がある。接触圧の調整は、研磨ヘッド
にガス圧制御系からガスを給排して、そのガス圧を制御
することで可能となっているが、研磨ヘッドの種類毎に
必要なガス圧制御系の数や、研磨ヘッドのガスポートに
接続すべきガス圧制御系が異なっている。従って、研磨
ヘッドを別の種類のものに交換する際には、各ガス圧制
御系とそのガス圧制御系に対応する研磨ヘッドのガスポ
ートとの間の配管の組み換えを行う必要があった。

【０００６】しかしながら、従来一般のＣＭＰ装置にお
いては、研磨ヘッドを頻繁に交換することは考慮されて
いない構造であるため、配管の組み換えはそれ自体容易
ではない。また、配管がＣＭＰ装置の内部に配設されて
いるため、ＣＭＰ装置のカバーの脱着も必要となるの
で、研磨ヘッドの交換は相当に手間のかかる作業とな
る。

【０００７】そこで、本発明の目的は、研磨ヘッドをそ
の種類に拘わらず容易に交換することのできるＣＭＰ装
置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、半導体ウェハのような基板を支持すると
共に圧力ガスの給排口となる１個以上のガスポートを有
する種々の研磨ヘッドの任意の一つが、脱着可能に取り
付けられるヘッド取付台であって、種々の研磨ヘッドの
うち最大数のガスポートを有するものが取り付けられた
場合に当該研磨ヘッドのガスポートとそれぞれ連通する
ガスラインを有する前記ヘッド取付台と、ヘッド取付台
のガスラインと同数のガス圧制御系と、ガス圧制御系と
ヘッド取付台のガスラインとの間の接続を切り換える切
換手段と、ヘッド取付台に取り付けられた研磨ヘッドに
より支持された基板を研磨する研磨パッドとを備えるＣ
ＭＰ装置を特徴としている。

【０００９】この構成においては、ヘッド取付台に取り
付けられた研磨ヘッドの種類に応じて、適宜、切換手段
によってガス圧制御系とヘッド取付台のガスラインとの
間の接続を切り換えることができるので、研磨ヘッドの
交換に際し、従来のような配管の組換え作業が不要とな
る。

【００１０】切換手段としてはソレノイド式の方向切換
弁の組合せからなるものが考えられる。

【００１１】また、本発明によるＣＭＰ装置は、ヘッド
取付台に取り付けられた研磨ヘッドの種類に応じて切換
手段を制御する制御手段を備えることが好ましい。すな
わち、切換手段を制御する制御手段を設けることで、研
磨ヘッドの種類を制御手段に入力するだけでガス圧制御
系とヘッド取付台のガスラインとの間の接続状態を自動
的に適正なものに変更することができる。

【００１２】更に、ヘッド取付台に取り付けられた研磨
ヘッドの種類を識別する識別手段を設け、識別手段によ
る識別結果に応じて切換手段を自動制御することが、よ
り有効である。

【００１３】識別手段としては、ヘッド取付台のガスラ
インの一つの内部圧力を検出する圧力検出手段からなる
ものが考えられる。すなわち、研磨ヘッド取付時にその
ガスラインに通ずることになる研磨ヘッドのガスポート
から延びるガスラインに、研磨ヘッド毎に異なる流れ抵
抗を持たせておけば、その流れ抵抗の違いに起因するガ
スラインの内部圧力の相違から、研磨ヘッドの種類を識
別することが可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説
明において、上、下等の方向を表す語は図面に示した状
態での方向を示すものとする。

【００１５】図１は、本発明に係るＣＭＰ装置の外観を
示す斜視図である。図１において、ＣＭＰ装置１０は、
装置本体部１２と、この装置本体部１２を上方から覆う
カバー部１４とを備えている。装置本体部１２は、上面
部に研磨テーブル１６を有し、この研磨テーブル１６上
には、複数（例えば３つ）の研磨パッド１８が回転可能
なプラテン２０を介して配設されている。また、研磨テ
ーブル１６上には、図示はしないが、研磨パッド１８の
表面に研磨液（スラリ）を供給するための研磨液供給部
と、研磨パッド１８に押し付けられた半導体ウェハ（基
板）を効果的に研磨するよう研磨パッド１８を調整する
パッド調整部とが設けられている。

【００１６】装置本体部１２の上部には、スピンドル２
２がカバー部１４に回転可能に支持されている。このス
ピンドル２２は、複数本（例えば３本）の垂直方向に延
びる回転シャフト（ヘッド取付台）２４を備えており、
各回転シャフト２４の下端には研磨ヘッド２６が取り付
けられている。この研磨ヘッド２６は、半導体ウェハを
保持して研磨パッド１８に押し付けるものである。

【００１７】研磨ヘッド２６としては図２や図３に概略
的に示すように種々のタイプがあるが、そのいずれもガ
ス圧を利用して、研磨パッド１８に対する半導体ウェハ
の接触圧の大きさや接触圧の分布を調整できるよう構成
されている。

【００１８】図２に示す研磨ヘッド２６（図３の研磨ヘ
ッドと区別するため、以下、符号に「Ａ」を付す）は、
回転シャフト２４の下端に着脱可能に取り付けられるハ
ウジング２８と、このハウジング２８の下面側に配置さ
れ、ハウジング２８の貫通孔３０に摺動可能に支持され
た支持チューブ３２を有するベース３４とを備えてい
る。また、ベース３４の外周部の上面とハウジング２８
の外周部の下面との間にはシリコンゴム等のダイヤフラ
ム３６が設けられている。ベース３４の外周部の下面に
は保持リング３８が固定されている。保持リング３８と
ベース３４との間には、シリコンゴム等の弾性リング４
０の上縁部が挟持されている。弾性リング４０の下縁部
は、保持リング４０の内側に配置されるメンブレンサポ
ート４２と称される円板の外周部に固着されている。メ
ンブレンサポート４２には小孔４４が複数形成されてい
る。更に、メンブレンサポート４２の外周部とベース３
４との間に環状の可撓性チューブ４６が配設されてい
る。また、メンブレンサポート４２の下面側にはその全
面を覆うように、シリコンゴム等の薄い可撓膜、いわゆ
るメンブレン４８が配置されている。メンブレン４８は
多数の微小孔を有している。このメンブレン４８は、そ
の外周縁をメンブレンサポート４２の上面の外周面にて
固着することで取り付けられている。

【００１９】このような構成の研磨ヘッド２６Ａでは、
ベース３４とメンブレンサポート４２との間の空間を支
持チューブ３２及びベース３４のガスライン５０を介し
て減圧することで、多孔のメンブレン４８の下面に吸着
力が生じ、これにより半導体ウェハＷを支持することが
可能となる。

【００２０】また、半導体ウェハＷをメンブレン４８の
下面に吸着したまま、研磨パッド１８上に半導体ウェハ
Ｗを載置すると、保持リング３８の存在により、メンブ
レン４８の吸着力を解除しても半導体ウェハＷは研磨ヘ
ッド２６Ａにより保持された状態を維持する。保持リン
グ３８の研磨パッド１８に対する位置は、ハウジング２
８に形成されたガスライン５２を介してハウジング２８
とベース３４との間の空間のガス圧を調整し、ベース３
４及び保持リング３８をハウジング２８に対して上下動
させることによって調整することができる。更に、可撓
性チューブ４６に対してハウジング２８、接続チューブ
５４及びベース３４のガスライン５６を介してガス圧を
調整することで、可撓性チューブ４６を膨張・収縮さ
せ、メンブレンサポート４２の研磨パッド１８に対する
位置を調整することができる。支持チューブ３２及びベ
ース３４からガスライン５０を通して圧力ガスを導入す
ると、そのガスはメンブレンサポ―ト４２の小孔４４を
通してメンブレン４８を下方に膨張させる。従って、メ
ンブレンサポート４２の位置とメンブレン４８の膨張度
を調整することで、半導体ウェハＷの研磨パッド１８へ
の接触圧を調整することができる。

【００２１】図２に示すタイプの研磨ヘッド２６Ａは、
半導体ウェハＷの全面をほぼ均一な力で研磨パッド１８
に接触させることができる。これに対して、図３に示す
研磨ヘッド２６（図２の研磨ヘッド２６Ａと区別するた
め、以下、符号に「Ｂ」を付す）は、半導体ウェハＷの
外周部と中央部とで研磨パッド１８に対する接触圧を変
えることができるタイプである。

【００２２】図３において、符号６０は、スピンドル２
２の回転シャフト２４の下端に着脱可能に接続されるイ
ンナハウジングである。また、符号６２は、インナハウ
ジング６０の下面側に配置され、インナハウジング６０
の貫通孔６４に摺動可能に支持された支持チューブ６６
を有するベースである。インナハウジング６０及びヘベ
ース６２の周囲にはアウタハウジング６８が配置されて
おり、このアウタハウジング６８に対してインナハウジ
ング６０及びベース６２はそれぞれ垂直方向に摺動可能
な関係となっている。また、インナハウジング６０、ベ
ース６２及びアウタハウジング６８の相互間をシールす
るための弾性変形可能なシール材７０が設けられてい
る。

【００２３】アウタハウジング６８の外周部の下面には
保持リング７２が固定されている。また、ベース６２の
下面側には、小孔７４を有するメンブレンサポート７６
が配置されている。メンブレンサポート７６は、その外
周部の外向きフランジが環状部材７８とベース６２との
間にて挟持されると共に、その外周部の内向きフランジ
がベース６２の一部に固着されることで、ベース６２に
取り付けられている。

【００２４】ベース６２の下面側には多孔のメンブレン
８０が配設されているが、メンブレン８０の外周縁は、
メンブレンサポート７６ではなく、環状部材７８に固着
されている。また、メンブレンサポート７６と保持リン
グ７２との間には案内リング８２がある。更に、案内リ
ング８２とメンブレンサポート７６との間にはエッジリ
ング８４が上下に摺動可能に配置されている。メンブレ
ン８０の外周部はこのエッジリング８４と案内リング８
２との間を通っている。

【００２５】このような構成において、図２の構成と同
様に、ベース６２とメンブレンサポート７６との間の空
間を支持チューブ６６及びベース６２のガスライン８６
を介して減圧すると、多孔のメンブレン８０の下面に吸
着力が生じ、これにより半導体ウェハＷを支持すること
が可能となる。また、保持リング７２の研磨パッド１８
に対する接触圧は、ガスライン８８を通してインナハウ
ジング６０とベース６２との間の空間のガス圧を調整
し、ベース６２及び保持リング７２をインナハウジング
６０に対して上下動させることによって調整することが
できる。

【００２６】この構成では、図２の研磨ヘッド２６Ａに
おけるような可撓性チューブはないが、ベース６２の外
周部とメンブレンサポート７６の外周部との間の空間
に、インナハウジング６０、接続チューブ９０及びベー
ス６０のガスライン９２を介して圧力ガスを給排するこ
とで、メンブレンサポート７６の位置を調整することが
できる。

【００２７】また、ガスライン８６を通して圧力ガスを
導入すると、そのガスはメンブレンサポ―ト７６の小孔
７４を通してメンブレン８０を下方に膨張させることが
できる。更に、インナハウジング６０、接続チューブ９
４及びベース６２のガスライン９６を介して圧力ガスを
給排することで、エッジリング８４を案内リング８２に
沿って上下動可能とすることができるので、メンブレン
８０の外周部の位置調整も行うことができる。よって、
メンブレン８０の下面に配置されている半導体ウェハＷ
の研磨パッド１８に対する接触圧を外周部においても調
整することができる。

【００２８】ここで、図２及び図３から理解される通
り、研磨ヘッド２６Ａは、その内部の３カ所にガス圧が
与えられるため、３つのガス圧制御系を必要とするのに
対し、研磨ヘッド２６Ｂは、４つのガス圧制御系を必要
とする。従って、これらの研磨ヘッド２６Ａ，２６Ｂを
相互に交換可能とするためには４つのガス圧制御系が必
要となる。勿論、本実施形態では扱っていないが、５つ
以上のガス圧制御系が必要な研磨ヘッドを回転シャフト
２４に接続することが予想される場合には、５つ以上の
ガス圧制御系を予め装備させておく必要がある。

【００２９】図４は、４つのガス圧制御系１００，１０
２，１０４，１０６を備える圧力ユニット１０８を示し
ており、この圧力ユニット１０８はＣＭＰ装置１０の装
置本体部１２内に設置されている。各ガス圧制御系１０
０〜１０６はそれぞれの所定の圧力範囲内で圧力ガスの
給排が可能となっている。各ガス圧制御系１００〜１０
６は、図４から理解される通り、回転シャフト２４内に
設けられたガスライン１１０，１１２，１１４，１１６
に接続されるようになっている。なお、回転シャフト２
４はスピンドル２２内で回転駆動されるため、スピンド
ル２２にはロータリユニオン１１８と称される回転管継
手が設けられており、このロータリユニオン１１８によ
って固定側のガス圧制御系１００〜１０６と回転駆動さ
れる回転シャフト２４内のガスライン１１０〜１１６と
の間の接続が可能とされている。

【００３０】回転シャフト２４内のガスライン１１０〜
１１６は、当該回転シャフト２４の下端面にて開口され
ている。このガスライン１１０〜１１６の開口位置は、
図２及び図３に示すように、研磨ヘッド２６Ａ，２６Ｂ
を回転シャフト２４の下端に適正な取付方向で固定した
場合における、研磨ヘッド２６Ａ，２６Ｂのハウジング
２８，６０の上端面に設けられたガスポート５０Ｐ，５
２Ｐ，５６Ｐ；８６Ｐ，８８Ｐ，９２Ｐ，９６Ｐと連通
される位置となっている。各ガスポートからは前述した
研磨ヘッド２６Ａ，２６Ｂのガスライン５０，５２，５
６；８６，８８，９２，９６が延びている。具体的に述
べるならば、図２に示す研磨ヘッド２６Ａのガスライン
５０，５２，５６の出入口であるガスポート５０Ｐ，５
２Ｐ，５６Ｐはそれぞれ回転シャフト２４内のガスライ
ン１１４，１１６，１１２に接続され、図３に示す研磨
ヘッド２６Ｂのガスライン８６，８８，９２，９６の出
入口であるガスポート８６Ｐ，８８Ｐ，９２Ｐ，９６Ｐ
はそれぞれ回転シャフト２４内のガスライン１１４，１
１２，１１６，１１０と接続されるようになっている。
なお、研磨ヘッド２６Ａを回転シャフト２４に取り付け
た場合、半導体ウェハの接触圧の調整用としてはガスラ
イン１１０は用いられない。

【００３１】更に、回転シャフト２４内のガスライン１
１０，１１２，１１４，１１６とそれぞれ連通している
ロータリユニオン１１８のガスポート１２０，１２２，
１２４，１２６と圧力ユニット１０８におけるガス圧制
御系１００，１０２，１０４，１０６との間にはライン
切換ユニット（切換手段）１２８が配設されている。こ
のライン切換ユニット１２８は２個の方向切換弁１３
０，１３２を組み合わせて構成されている。方向切換弁
１３０，１３２はソレノイド式の３ポート２ポジジョン
のスプール弁である。本実施形態では、方向切換弁１３
０，１３２のポジションを適宜切り換えることにより、
ガス圧制御系１０２，１０６とロータリユニット１１８
のガスポート１２２，１２６との間の接続を切り換える
ことが可能となっている。

【００３２】方向切換弁１３０，１３２のポジションの
切換えはソレノイドへの通電を制御することで可能であ
り、その通電制御はコントローラ（制御手段）１３４に
より行われる。コントローラ１３４は、回転シャフト２
４に取り付けられる研磨ヘッド２６Ａ，２６Ｂの種類の
情報が適当な入力機器１３６によって入力されたなら
ば、その入力情報に応じて方向切換弁１３０，１３２の
ポジションを切り換えるようソレノイドに対する通電制
御を行う。

【００３３】具体的に述べるならば、図２に示す研磨ヘ
ッド２６Ａの場合、ガスライン１１２（５６）にはガス
圧制御系１０２、ガスライン１１４（５０）にはガス圧
制御系１０４、ガスライン１１６（５２）にはガス圧制
御系１０６がそれぞれ接続される必要があり、図４に示
すポジションにあればよいので、コントローラ１３４
は、研磨ヘッド２６Ａが取り付けられている旨の情報が
入力機器１３６から入力されたならば、各方向切換弁１
３０，１３２のソレノイドへの通電は行わないよう制御
する。一方、図３に示す研磨ヘッド２６Ｂの場合、ガス
ライン１１０（９６）にはガス圧制御系１００、ガスラ
イン１１２（８８）にはガス圧制御系１０２、ガスライ
ン１１４（８６）にはガス圧制御系１０４、ガスライン
１１６（９２）にはガス圧制御系１１６がそれぞれ接続
される必要があるので、図４に示す方向切換弁１３０，
１３２のポジションを切り換える必要がある。そこで、
コントローラ１３４は、入力機器１３６から研磨ヘッド
２６Ｂが取り付けられたという情報を受けると、方向切
換弁１３０，１３２のソレノイドに通電を行わせ、その
ポジションを切り換える。これにより、ロータリユニッ
ト１１８のガスポート１２２，１２６に接続されていた
ガス圧制御系１０２，１０４（図４の状態）はそれぞれ
ガスポート１２６，１２２に接続が切り換えられ、取り
付けられた研磨ヘッド２６Ｂに対応したガスライン構成
となる。

【００３４】従来においては、ライン切換ユニット１２
８は設けられておらず、配管により圧力ユニット１０８
のガス圧制御系１００〜１０６とロータリユニオン１１
８のガスポート１２０〜１２６が直接接続されていたた
め、配管の繋ぎ換えが必要で、その作業には非常に手間
がかかっていたが、図示実施形態の如きライン切換ユニ
ット１２８を設けることで、研磨ヘッド２６Ａ，２６Ｂ
の種類を入力するだけで自動的にガスラインの組み換え
が行われる。

【００３５】上記実施形態では、作業者が研磨ヘッド２
６Ａ，２６Ｂの種類をコントローラ１３４に入力するこ
ととしているが、ＣＭＰ装置１０の回転シャフト２４或
いはその他の部分に研磨ヘッド２６Ａ，２６Ｂの種類を
自動的に識別する手段を設けておけば、コントローラ１
３４はその識別手段からの信号で、取り付けられた研磨
ヘッド２６Ａ，２６Ｂに適合するよう方向切換弁１３
０，１３２のポジションを切り換えることができる。

【００３６】かかる研磨ヘッド２６Ａ，２６Ｂの種類の
自動識別手段としては、種々考えられる。例えば、図２
の点線で示すように、研磨ヘッド２６Ａのハウジング２
８に、一端が回転シャフト２４内のガスライン１１０と
接続され他端が大気側に開放されているガスライン１４
０を形成すると共に、回転シャフト２４内のガスライン
１１０に連通するラインに圧力計（圧力検出手段）１４
２を設けるという手段が考えられる。この構成では、研
磨ヘッド２６Ａを回転シャフト２４に接続すると、ガス
ライン１１０はハウジング２８のガスライン１４０を通
じて大気に開放され、このガスラインの流れ抵抗は殆ど
ないてので、圧力計１４２の指示値は大気圧を示す。一
方、研磨ヘッド２６Ｂを回転シャフト２４に接続する
と、ガスライン１１０はガスライン９６を通じて研磨ヘ
ッド２６Ｂの内部空間に連通し、当該ガスライン９６の
流れ抵抗はいわば無限大となるので、ガス圧制御系１０
０によるガス圧が加えられた際、圧力計１４２の指示値
はそのガス圧を示すことになる。従って、圧力計１４２
の指示値をコントローラ１３４に入力することで、コン
トローラ１３４は指示値の違いから、回転シャフト２４
に取り付けられている研磨ヘッド２６Ａ，２６Ｂの種類
を自動的に識別することができ、その結果から上述した
ようにライン切換ユニット１２８の各方向切換弁１３
０，１３２を制御することが可能となる。勿論、更に別
の研磨ヘッドを使用する場合には、ガスライン１１０と
通じる当該研磨ヘッド内のガスラインの流れ抵抗を、前
述の研磨ヘッドとは異なるよう設定すればよい。

【００３７】また、図示しないが、一方の研磨ヘッド２
６Ａに切欠きを形成し、他方の研磨ヘッド２６Ｂには切
欠きを形成しないでおき、回転シャフト２４側にリミッ
トスイッチ等の切欠きの有無を検出する手段を設けると
いうものが考えられる。この構成では、研磨ヘッド２６
Ａ，２６Ｂを回転シャフト２４に取り付けた際、リミッ
トスイッチが当該研磨ヘッド２６Ａ，２６Ｂに切欠きが
あるか否かを検出し、その信号から研磨ヘッド２６Ａ，
２６Ｂの種類を自動識別することが可能となる。

【００３８】更に、ヘッド識別手段としては、種類別に
バーコード（図示しない）を研磨ヘッド２６Ａ，２６Ｂ
に貼り付けておき、そのバーコードをＣＭＰ装置１０の
装置本体部１２からのリーダ（図示しない）で読み取ら
せるというものも適用可能である。

【００３９】以上、本発明の好適な実施形態について詳
細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない
ことはいうまでもない。

【００４０】例えば、上記実施形態では、２種類の研磨
ヘッドが交換可能なように２系統のガス圧制御系と２本
のガスラインとの組み換えを可能とする構成を示した
が、取り付けられる研磨ヘッドによっては、３系統以上
のガス圧制御系と３本以上のガスラインとの間の相互切
換えを行う必要が生ずる場合もあり、かかる場合には、
ライン切換ユニットで使用される方向切換弁の数やタイ
プ、配列等は種々変更されるものである。

【００４１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によるＣＭＰ
装置は、種々の研磨ヘッドを容易に交換して使用するこ
とができる。従って、研磨ヘッドを交換する際のＣＭＰ
装置の停止時間を短くすることができ、半導体デバイス
の製造効率を向上させる。また、１台のＣＭＰ装置によ
って多種多様な半導体デバイスの製造に対応することが
可能となり、設備コスト、製造コストの低減にも寄与す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用可能なＣＭＰ装置を示す斜視図で
ある。

【図２】図１のＣＭＰ装置に取り付けられる研磨ヘッド
の構成を概略的に示す断面図である。

【図３】図１のＣＭＰ装置に取り付けられる別の研磨ヘ
ッドの構成を概略的に示す断面図である。

【図４】ＣＭＰ装置の内部に設けられた圧力ユニットと
ガスラインとの間の構成を示す概略説明図である。

【符号の説明】

１０…ＣＭＰ装置（化学機械研磨装置）、１８…研磨パ
ッド、２４…回転シャフト（ヘッド取付台）、２６Ａ，
２６Ｂ…研磨ヘッド、５０，５２，５６；８６，８８，
９２，９６：研磨ヘッド内のガスライン、５０Ｐ，５２
Ｐ，５６Ｐ；８６Ｐ，８８Ｐ，９２Ｐ，９６Ｐ…研磨ヘ
ッドのガスポート、１００，１０２，１０４，１０６…
ガス圧制御系、１０８…圧力ユニット、１１０，１１
２，１１４，１１６…回転シャフト内のガスライン、１
１８…ロータリユニット、１２８…ライン切換ユニット
（切換手段）、１３０，１３２…方向切換弁、１３４…
コントローラ（制御手段）、１３６…入力機器、１４０
…研磨ヘッド内のガスライン（識別手段）、１４２…圧
力計（圧力検出手段：識別手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安原元千葉県成田市新泉14−３野毛平工業団地内アプライドマテリアルズジャパン株式会社内Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AB04 CB03 CB04 DA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を支持すると共に圧力ガスの給排口
となる１個以上のガスポートを有する種々の研磨ヘッド
の任意の一つが着脱可能に取り付けられるヘッド取付台
であって、前記種々の研磨ヘッドのうち最大数のガスポ
ートを有するものが取り付けられた場合に当該研磨ヘッ
ドのガスポートとそれぞれ連通するガスラインを有する
前記ヘッド取付台と、前記ヘッド取付台の前記ガスラインと同数のガス圧制御
系と、前記ガス圧制御系と前記ヘッド取付台の前記ガスライン
との間の接続を切り換える切換手段と、前記ヘッド取付台に取り付けられた研磨ヘッドにより支
持された基板を研磨する研磨パッドと、を備える化学機
械研磨装置。
【請求項２】前記切換手段はソレノイド式の方向切換
弁の組合せからなる請求項１に記載の化学機械研磨装
置。
【請求項３】前記ヘッド取付台に取り付けられた研磨
ヘッドの種類に応じて前記切換手段を制御する制御手段
を備える請求項１又は２に記載の化学機械研磨装置。
【請求項４】前記ヘッド取付台に取り付けられた研磨
ヘッドの種類を識別する識別手段を備え、前記制御手段は、前記識別手段による識別結果に応じて
前記切換手段を制御するようになっている請求項１又は
２に記載の化学機械研磨装置。
【請求項５】前記識別手段は、前記ヘッド取付台の前
記ガスラインの一つの内部圧力を検出する圧力検出手段
を備えており、前記ヘッド取付台に研磨ヘッドが取り付
けられた状態において当該ガスラインと連通される研磨
ヘッドのガスラインの流れ抵抗に応じた圧力を検出する
ことで研磨ヘッドの種類を識別するようになっている請
求項４に記載の化学機械研磨装置。