JP2003282505A - ウエーハの研磨装置 - Google Patents
ウエーハの研磨装置Info
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- JP2003282505A JP2003282505A JP2002086559A JP2002086559A JP2003282505A JP 2003282505 A JP2003282505 A JP 2003282505A JP 2002086559 A JP2002086559 A JP 2002086559A JP 2002086559 A JP2002086559 A JP 2002086559A JP 2003282505 A JP2003282505 A JP 2003282505A
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- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 リング圧、プレート圧の調整が容易で、研磨
条件の変更を作業性よく行えるウエーハの研磨装置を提
供する。 【解決手段】 ヘッド本体１２と保持プレート１８との
間に形成された第１の加圧室３４と、ヘッド本体１２と
リテーナリング２０との間に形成された第２の加圧室３
５と、第１の加圧室３４に接続され、かつ圧力源４４に
接続された第１のレギュレータ４０と、第２の加圧室３
５に接続され、かつ圧力源４４に接続された第２のレギ
ュレータ４１と、リテーナリング１８が研磨パッド２を
押圧する圧力であるリテーナ圧と、保持プレート１８が
ウエーハを介して研磨パッド２を押圧する圧力であるプ
レート圧との比が、あらかじめ設定された複数段の設定
圧力比の間で切り替えられるように第１のレギュレータ
４０および第２のレギュレータ４１を制御する制御部４
６とを具備することを特徴とする。
条件の変更を作業性よく行えるウエーハの研磨装置を提
供する。 【解決手段】 ヘッド本体１２と保持プレート１８との
間に形成された第１の加圧室３４と、ヘッド本体１２と
リテーナリング２０との間に形成された第２の加圧室３
５と、第１の加圧室３４に接続され、かつ圧力源４４に
接続された第１のレギュレータ４０と、第２の加圧室３
５に接続され、かつ圧力源４４に接続された第２のレギ
ュレータ４１と、リテーナリング１８が研磨パッド２を
押圧する圧力であるリテーナ圧と、保持プレート１８が
ウエーハを介して研磨パッド２を押圧する圧力であるプ
レート圧との比が、あらかじめ設定された複数段の設定
圧力比の間で切り替えられるように第１のレギュレータ
４０および第２のレギュレータ４１を制御する制御部４
６とを具備することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はウェーハの研磨装置
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置等に使用されるシリコンウェ
ーハを研磨する研磨装置としては、例えば特開平８−２
２９８０８号公報に示されるものがある。この装置は、
表面に研磨パッドが貼付されたプラテン（定盤）と、研
磨すべきウエーハの一面を保持して研磨パッドにウエー
ハの他面を当接させるウエーハ保持ヘッドと、これらウ
エーハ保持ヘッドをプラテンに対し相対運動させること
により研磨パッドでウエーハ他面を研磨するヘッド駆動
機構とを具備する。またウエーハ保持ヘッドは、ヘッド
本体と、ヘッド本体内に設けられ、研磨すべきウエーハ
の前記一面を保持するための円盤状のキャリア（保持プ
レート）と、このキャリアの外周に同心状に配置され、
研磨時に研磨パッドに当接すると共にウエーハの外周を
保持するためのリテーナリングと、キャリアをプラテン
側へ向けて圧力調整可能に押圧するためのキャリア圧調
整機構と、このキャリア圧調整機構とは独立して設けら
れリテーナリングをプラテン側へ向けて圧力調整可能に
押圧するためのリング圧調整機構とを有する。
ーハを研磨する研磨装置としては、例えば特開平８−２
２９８０８号公報に示されるものがある。この装置は、
表面に研磨パッドが貼付されたプラテン（定盤）と、研
磨すべきウエーハの一面を保持して研磨パッドにウエー
ハの他面を当接させるウエーハ保持ヘッドと、これらウ
エーハ保持ヘッドをプラテンに対し相対運動させること
により研磨パッドでウエーハ他面を研磨するヘッド駆動
機構とを具備する。またウエーハ保持ヘッドは、ヘッド
本体と、ヘッド本体内に設けられ、研磨すべきウエーハ
の前記一面を保持するための円盤状のキャリア（保持プ
レート）と、このキャリアの外周に同心状に配置され、
研磨時に研磨パッドに当接すると共にウエーハの外周を
保持するためのリテーナリングと、キャリアをプラテン
側へ向けて圧力調整可能に押圧するためのキャリア圧調
整機構と、このキャリア圧調整機構とは独立して設けら
れリテーナリングをプラテン側へ向けて圧力調整可能に
押圧するためのリング圧調整機構とを有する。
【０００３】上記ウエーハの研磨装置では、キャリア圧
調整機構とは別個に設けられたリング圧調整機構を操作
することによって、研磨パッドに対するリテーナリング
の当接圧力を調整することができ、研磨パッドの波打ち
変形を防いで、ウエーハ外周部の過研磨を防止すること
が可能となる。すなわち、キャリア（ウエーハ）からの
押圧力による研磨パッドの変形量と、リテーナリングか
らの押圧力による研磨パッドの変形量とを調整でき、こ
れら両領域の境界部での研磨パッドの波打ち変形を防止
して平坦に調整できるから、ウエーハ外周部の過研磨を
極力防止できるようになる。
調整機構とは別個に設けられたリング圧調整機構を操作
することによって、研磨パッドに対するリテーナリング
の当接圧力を調整することができ、研磨パッドの波打ち
変形を防いで、ウエーハ外周部の過研磨を防止すること
が可能となる。すなわち、キャリア（ウエーハ）からの
押圧力による研磨パッドの変形量と、リテーナリングか
らの押圧力による研磨パッドの変形量とを調整でき、こ
れら両領域の境界部での研磨パッドの波打ち変形を防止
して平坦に調整できるから、ウエーハ外周部の過研磨を
極力防止できるようになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来装置では、キ
ャリア圧およびリング圧をそれぞれ別個にきめ細かく調
整できるので、理想的なウエーハの研磨加工が行える。
しかしながら、逆に、現場での圧力調整作業が厄介で困
難なものとなっている。すなわち、キャリア圧およびリ
ング圧は相対的なものであり、キャリア圧を変更する際
にはリング圧も相対的にバランスをとって変更する必要
が多く、これらの変更を現場作業者の経験と勘に頼って
行わざるを得ず、作業性を低減させてしまうという課題
が生じた。そこで、本発明は、上記課題を解決すべきな
され、その目的とするところは、リング圧、プレート圧
（キャリア圧）の調整が容易で、研磨条件の変更を作業
性よく行えるウエーハの研磨装置を提供するにある。
ャリア圧およびリング圧をそれぞれ別個にきめ細かく調
整できるので、理想的なウエーハの研磨加工が行える。
しかしながら、逆に、現場での圧力調整作業が厄介で困
難なものとなっている。すなわち、キャリア圧およびリ
ング圧は相対的なものであり、キャリア圧を変更する際
にはリング圧も相対的にバランスをとって変更する必要
が多く、これらの変更を現場作業者の経験と勘に頼って
行わざるを得ず、作業性を低減させてしまうという課題
が生じた。そこで、本発明は、上記課題を解決すべきな
され、その目的とするところは、リング圧、プレート圧
（キャリア圧）の調整が容易で、研磨条件の変更を作業
性よく行えるウエーハの研磨装置を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係るウエーハの
研磨装置は、ヘッド本体内に、ウエーハの保持プレー
ト、および該保持プレートの外側に保持プレートを同心
状に囲むリテーナリングが配置されたウエーハ保持ヘッ
ドと、研磨パッドが貼付された定盤とを具備し、前記ウ
エーハ保持ヘッドに保持されたウエーハが研磨パッドに
押圧され、前記ウエーハ保持ヘッドと定盤とを相対回転
することによって、研磨パッド面に押圧されたウエーハ
面を研磨するウエーハの研磨装置において、前記ヘッド
本体と保持プレートとの間に形成された第１の加圧室
と、前記ヘッド本体とリテーナリングとの間に形成され
た第２の加圧室と、前記第１の加圧室に接続され、かつ
圧力源に接続された第１のレギュレータと、前記第２の
加圧室に接続され、かつ前記圧力源に接続された第２の
レギュレータと、前記リテーナリングが研磨パッドを押
圧する圧力であるリテーナ圧と、前記保持プレートがウ
エーハを介して研磨パッドを押圧する圧力であるプレー
ト圧との比が、あらかじめ設定された複数段の設定圧力
比の間で切り替えられるように前記第１のレギュレータ
および第２のレギュレータを制御する制御部とを具備す
ることを特徴とする。
研磨装置は、ヘッド本体内に、ウエーハの保持プレー
ト、および該保持プレートの外側に保持プレートを同心
状に囲むリテーナリングが配置されたウエーハ保持ヘッ
ドと、研磨パッドが貼付された定盤とを具備し、前記ウ
エーハ保持ヘッドに保持されたウエーハが研磨パッドに
押圧され、前記ウエーハ保持ヘッドと定盤とを相対回転
することによって、研磨パッド面に押圧されたウエーハ
面を研磨するウエーハの研磨装置において、前記ヘッド
本体と保持プレートとの間に形成された第１の加圧室
と、前記ヘッド本体とリテーナリングとの間に形成され
た第２の加圧室と、前記第１の加圧室に接続され、かつ
圧力源に接続された第１のレギュレータと、前記第２の
加圧室に接続され、かつ前記圧力源に接続された第２の
レギュレータと、前記リテーナリングが研磨パッドを押
圧する圧力であるリテーナ圧と、前記保持プレートがウ
エーハを介して研磨パッドを押圧する圧力であるプレー
ト圧との比が、あらかじめ設定された複数段の設定圧力
比の間で切り替えられるように前記第１のレギュレータ
および第２のレギュレータを制御する制御部とを具備す
ることを特徴とする。
【０００６】前記設定圧力比を、リテーナ圧とプレート
圧の比が、１：１を中心とする所要レンジ内で複数段の
圧力比に設定すると好適である。
圧の比が、１：１を中心とする所要レンジ内で複数段の
圧力比に設定すると好適である。
【０００７】また、前記ヘッド本体は天板部と該天板部
下面側に固定されたリング状の周壁部とを有して下方に
開放する凹部を具備し、前記リテーナリングおよび保持
プレートは、前記ヘッド本体の凹部内に収容され、前記
リテーナリングおよび前記保持ヘッドは、ダイヤフラム
を介して前記ヘッド本体に支持され、該ダイヤフラム
は、前記周壁部に外周側が固定され、中途部がリテーナ
リング上面に固定され、該リテーナリングに固定される
部位よりもさらに内周側において前記天板部下底面に固
定され、最内周部において前記保持プレートの上面に固
定されており、該ダイヤフラムの前記天板部下底面に固
定されている部位よりも外方のダイヤフラムの部位と前
記ヘッド本体との間に前記第１の加圧室が形成され、前
記ダイヤフラムの前記天板部下底面に固定されている部
位よりも内方のダイヤフラムの部位と前記ヘッド本体と
の間に前記第２の加圧室が形成されていることを特徴と
する。
下面側に固定されたリング状の周壁部とを有して下方に
開放する凹部を具備し、前記リテーナリングおよび保持
プレートは、前記ヘッド本体の凹部内に収容され、前記
リテーナリングおよび前記保持ヘッドは、ダイヤフラム
を介して前記ヘッド本体に支持され、該ダイヤフラム
は、前記周壁部に外周側が固定され、中途部がリテーナ
リング上面に固定され、該リテーナリングに固定される
部位よりもさらに内周側において前記天板部下底面に固
定され、最内周部において前記保持プレートの上面に固
定されており、該ダイヤフラムの前記天板部下底面に固
定されている部位よりも外方のダイヤフラムの部位と前
記ヘッド本体との間に前記第１の加圧室が形成され、前
記ダイヤフラムの前記天板部下底面に固定されている部
位よりも内方のダイヤフラムの部位と前記ヘッド本体と
の間に前記第２の加圧室が形成されていることを特徴と
する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下本発明の好適な実施の形態を
添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は研磨装置全
体を示す概略図である。１は定盤で、上面に研磨パッド
２が貼付されている。定盤１は回転軸３を中心に水平面
内で回転される。１０はウエーハ保持ヘッドであり、回
転軸１７により水平面内で回転される。ウエーハ保持ヘ
ッド１０に保持されたウエーハが研磨パッド２に押圧さ
れ、ウエーハ保持ヘッド１０と定盤１とを相対回転する
ことによって、研磨パッド２面に押圧されたウエーハ面
を研磨するものである。なお、５は研磨パッド２上に研
磨液を供給する研磨液供給ノズルである。
添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は研磨装置全
体を示す概略図である。１は定盤で、上面に研磨パッド
２が貼付されている。定盤１は回転軸３を中心に水平面
内で回転される。１０はウエーハ保持ヘッドであり、回
転軸１７により水平面内で回転される。ウエーハ保持ヘ
ッド１０に保持されたウエーハが研磨パッド２に押圧さ
れ、ウエーハ保持ヘッド１０と定盤１とを相対回転する
ことによって、研磨パッド２面に押圧されたウエーハ面
を研磨するものである。なお、５は研磨パッド２上に研
磨液を供給する研磨液供給ノズルである。
【０００９】図２は、ウエーハ保持ヘッド１０を示す。
１２はそのヘッド本体であり、円板状の天板部１３と、
天板部１３の下面に取り付けボルト（図示せず）によっ
て固定された筒状の周壁部１４とからなり、したがっ
て、下方に開口する凹部１６を有する。ヘッド本体１０
の上面中央部には回転軸１７が取り付けられ、保持ヘッ
ド１０を軸線を中心に回転させる。周壁部１４の内壁面
側は２段の段差部１４ａ、１４ｂを有する階段状に形成
されている。
１２はそのヘッド本体であり、円板状の天板部１３と、
天板部１３の下面に取り付けボルト（図示せず）によっ
て固定された筒状の周壁部１４とからなり、したがっ
て、下方に開口する凹部１６を有する。ヘッド本体１０
の上面中央部には回転軸１７が取り付けられ、保持ヘッ
ド１０を軸線を中心に回転させる。周壁部１４の内壁面
側は２段の段差部１４ａ、１４ｂを有する階段状に形成
されている。
【００１０】ヘッド本体１２の凹部１６内に、ウエーハ
の保持プレート１８、および該保持プレート１８の外側
に保持プレート１８を同心状に囲むリテーナリング２０
が配置されている。保持プレート１８は、プレート本体
２１と取付板２２とからなり、プレート本体２１と取付
板２２とは図示しないボルトによって連結され、一体化
されている。プレート本体２１の上面には凹部２３が形
成され、プレート本体２１下面には凹部２３に連通する
多数の吸引孔２４が設けられている。凹部２３には図示
しない真空発生源に接続される吸引管２５が接続されて
いる。
の保持プレート１８、および該保持プレート１８の外側
に保持プレート１８を同心状に囲むリテーナリング２０
が配置されている。保持プレート１８は、プレート本体
２１と取付板２２とからなり、プレート本体２１と取付
板２２とは図示しないボルトによって連結され、一体化
されている。プレート本体２１の上面には凹部２３が形
成され、プレート本体２１下面には凹部２３に連通する
多数の吸引孔２４が設けられている。凹部２３には図示
しない真空発生源に接続される吸引管２５が接続されて
いる。
【００１１】この吸引孔２４からウエーハに吸引力が及
ぼされることによって、ウエーハは保持プレート１８下
面に保持され、ウエーハ保持ヘッド１０と共に移動が可
能となる。すなわち、定盤１から外れた位置でウエーハ
保持ヘッド１０にウエーハが保持され、ウエーハ保持ヘ
ッド１０と共に定盤１上に移動し、研磨パッド２上に押
圧されるのである。研磨中は、吸引孔２４からの吸引は
解除される。
ぼされることによって、ウエーハは保持プレート１８下
面に保持され、ウエーハ保持ヘッド１０と共に移動が可
能となる。すなわち、定盤１から外れた位置でウエーハ
保持ヘッド１０にウエーハが保持され、ウエーハ保持ヘ
ッド１０と共に定盤１上に移動し、研磨パッド２上に押
圧されるのである。研磨中は、吸引孔２４からの吸引は
解除される。
【００１２】リテーナリング２０は、研磨中に保持プレ
ート１８からウエーハが外れないように保持プレート１
８の周囲を囲む。またリテーナリング２０は保持プレー
ト１８の周囲の研磨パッド２を押圧して、保持プレート
１８によって押圧されている部位の研磨パッド２との間
に段差が生じないようにして（研磨パッドの波打ち現象
を防止して）、ウエーハ外周部の過研磨を防止する。な
お、ウエーハを吸引力によって保持プレート１８下面に
保持するのでなく、保持プレート１８下面にバッキング
材（図示せず）を設け、バッキング材にウエーハを水貼
りして（水の表面張力で）保持するようにしてもよい。
ート１８からウエーハが外れないように保持プレート１
８の周囲を囲む。またリテーナリング２０は保持プレー
ト１８の周囲の研磨パッド２を押圧して、保持プレート
１８によって押圧されている部位の研磨パッド２との間
に段差が生じないようにして（研磨パッドの波打ち現象
を防止して）、ウエーハ外周部の過研磨を防止する。な
お、ウエーハを吸引力によって保持プレート１８下面に
保持するのでなく、保持プレート１８下面にバッキング
材（図示せず）を設け、バッキング材にウエーハを水貼
りして（水の表面張力で）保持するようにしてもよい。
【００１３】２７は弾性シートからなるダイヤフラムで
ある。ダイヤフラム２７の外周部は、取付リング２８に
よって段差部１４ａ上に締め付けボルト（図示せず）に
よって固定されている。外周部より内側のダイヤフラム
２７部分は取付リング２９によって、天板部１３下底面
に締め付けボルト（図示せず）によって固定されてい
る。取付リング２９によって固定される部位よりも内側
の部位のダイヤフラム２７は、取付リング３０によって
リテーナリング２０の上面に締め付けボルト（図示せ
ず）によって固定されている。
ある。ダイヤフラム２７の外周部は、取付リング２８に
よって段差部１４ａ上に締め付けボルト（図示せず）に
よって固定されている。外周部より内側のダイヤフラム
２７部分は取付リング２９によって、天板部１３下底面
に締め付けボルト（図示せず）によって固定されてい
る。取付リング２９によって固定される部位よりも内側
の部位のダイヤフラム２７は、取付リング３０によって
リテーナリング２０の上面に締め付けボルト（図示せ
ず）によって固定されている。
【００１４】取付リング３０によって固定される部位よ
りも内側の部位のダイヤフラム２７は、取付リング３１
によって天板部１３の下底面に締め付けボルト（図示せ
ず）によって固定されている。ダイヤフラム２７の最内
周部は、取付リング３２によって取付板２２の上面に締
め付けボルト（図示せず）によって固定されている。し
たがってリテーナリング２０および保持プレート１８は
ダイヤフラム２７を介してヘッド本体１２に支持（吊
持）され、ダイヤフラム２７の伸縮の範囲内で軸方向に
移動可能となっている。
りも内側の部位のダイヤフラム２７は、取付リング３１
によって天板部１３の下底面に締め付けボルト（図示せ
ず）によって固定されている。ダイヤフラム２７の最内
周部は、取付リング３２によって取付板２２の上面に締
め付けボルト（図示せず）によって固定されている。し
たがってリテーナリング２０および保持プレート１８は
ダイヤフラム２７を介してヘッド本体１２に支持（吊
持）され、ダイヤフラム２７の伸縮の範囲内で軸方向に
移動可能となっている。
【００１５】したがって、凹部１６は、ダイヤフラム２
７と取付リング３１によって区画される第１の加圧室３
４と、ダイヤフラム２７、取付リング２９および３１と
によって区画される第２の加圧室とに仕切られる。な
お、取付リング２８と取り付けリング３０との間のダイ
ヤフラム２７は、取付リング２９によって必ずしも天板
部１３に固定しなくともよい。また、保持ヘッド１０が
研磨パッド２の上方に移動する際、リテーナリング２０
および保持プレート１８が下方に垂れ下がらないよう
に、リテーナリング２０および保持プレート１８が当接
するストッパ（図示せず）をヘッド本体１２の適宜位置
に設けるとよい。
７と取付リング３１によって区画される第１の加圧室３
４と、ダイヤフラム２７、取付リング２９および３１と
によって区画される第２の加圧室とに仕切られる。な
お、取付リング２８と取り付けリング３０との間のダイ
ヤフラム２７は、取付リング２９によって必ずしも天板
部１３に固定しなくともよい。また、保持ヘッド１０が
研磨パッド２の上方に移動する際、リテーナリング２０
および保持プレート１８が下方に垂れ下がらないよう
に、リテーナリング２０および保持プレート１８が当接
するストッパ（図示せず）をヘッド本体１２の適宜位置
に設けるとよい。
【００１６】第１の加圧室３４は天板部１３および回転
軸１７に設けた通路３６によって、後記する第１のレギ
ュレータに接続されている。また、第２の加圧室３５は
天板部１３および回転軸１７に設けた通路３７によっ
て、後記する第２のレギュレータに接続されている。第
１の加圧室３４に所要圧のエアが供給されることで、保
持プレート１８の保持面１８ａに保持されたウエーハを
所要圧力で定盤１の研磨パッド２に押圧する。また、第
２の加圧室３５に所要圧のエアが供給されることで、リ
テーナリング２０を所要圧力で定盤１の研磨パッド２に
押圧する。
軸１７に設けた通路３６によって、後記する第１のレギ
ュレータに接続されている。また、第２の加圧室３５は
天板部１３および回転軸１７に設けた通路３７によっ
て、後記する第２のレギュレータに接続されている。第
１の加圧室３４に所要圧のエアが供給されることで、保
持プレート１８の保持面１８ａに保持されたウエーハを
所要圧力で定盤１の研磨パッド２に押圧する。また、第
２の加圧室３５に所要圧のエアが供給されることで、リ
テーナリング２０を所要圧力で定盤１の研磨パッド２に
押圧する。
【００１７】段差部１４ｂ上には、周壁部１４の内周面
およびリテーナリング２０の外周面に当接する多数の球
体３８が収納されている。また、リテーナリング２０の
内壁面側にも段差面が形成され、この段差面上にも、リ
テーナリング２０の内周面および保持プレート１８の外
周面に当接する多数の球体３９が収納されている。これ
ら球体３８、３９はリテーナリング２０および保持プレ
ート１８の径方向への振れを防止し、軸方向への移動を
スムーズにさせる。
およびリテーナリング２０の外周面に当接する多数の球
体３８が収納されている。また、リテーナリング２０の
内壁面側にも段差面が形成され、この段差面上にも、リ
テーナリング２０の内周面および保持プレート１８の外
周面に当接する多数の球体３９が収納されている。これ
ら球体３８、３９はリテーナリング２０および保持プレ
ート１８の径方向への振れを防止し、軸方向への移動を
スムーズにさせる。
【００１８】図３は圧力制御系の説明図である。前記第
１の加圧室３４は第１のレギュレータ４０に通路３６を
介して接続される。第２の加圧室３５は第２のレギュレ
ータ４１に通路３７を介して接続される。第１のレギュ
レータ４０および第２のレギュレータ４１はそれぞれ配
管４２、配管４３を介して共通の圧力源（エアー圧）４
４に接続されている。第１のレギュレータ４０および第
２のレギュレータ４１は共に同一の公知の電磁弁構造を
なし、電磁コイルに通電される電流値に比例して、それ
ぞれ第１の加圧室３４、第２の加圧室３５へのエアーの
供給圧力を制御しうるようになっている。
１の加圧室３４は第１のレギュレータ４０に通路３６を
介して接続される。第２の加圧室３５は第２のレギュレ
ータ４１に通路３７を介して接続される。第１のレギュ
レータ４０および第２のレギュレータ４１はそれぞれ配
管４２、配管４３を介して共通の圧力源（エアー圧）４
４に接続されている。第１のレギュレータ４０および第
２のレギュレータ４１は共に同一の公知の電磁弁構造を
なし、電磁コイルに通電される電流値に比例して、それ
ぞれ第１の加圧室３４、第２の加圧室３５へのエアーの
供給圧力を制御しうるようになっている。
【００１９】４５は電流供給部であり、第１のレギュレ
ータ４０および第２のレギュレータ４１の電磁コイル
に、制御部（ＣＰＵ）４６からの指令に基づく量の電流
を供給する。制御部４６では、リテーナリング２０が研
磨パッドを押圧する圧力（リテーナ圧）と、保持プレー
ト１８がウエーハを介して研磨パッドを押圧する圧力
（プレート圧）との比が、あらかじめ設定された複数段
の設定圧力比の間で切り替えられるように、電流供給部
４５を通じて所要値の電流を第１のレギュレータ４０お
よび第２のレギュレータ４１に供給するようになってい
る。
ータ４０および第２のレギュレータ４１の電磁コイル
に、制御部（ＣＰＵ）４６からの指令に基づく量の電流
を供給する。制御部４６では、リテーナリング２０が研
磨パッドを押圧する圧力（リテーナ圧）と、保持プレー
ト１８がウエーハを介して研磨パッドを押圧する圧力
（プレート圧）との比が、あらかじめ設定された複数段
の設定圧力比の間で切り替えられるように、電流供給部
４５を通じて所要値の電流を第１のレギュレータ４０お
よび第２のレギュレータ４１に供給するようになってい
る。
【００２０】上記複数段の設定圧力比とは、例えば、リ
テーナ圧とプレート圧との比が、 Ａモードは、０．８：１．２ Ｂモードは、０．９：１．１ Ｃモードは、１．０：１．０ Ｄモードは、１．１：０．９ Ｅモードは、１．２：０．８ などとなるようにあらかじめ設定された圧力比をいう。
この圧力比は、研磨装置ごとに、あらかじめ、試験研磨
により、研磨条件の変更やバラツキを考慮して、所要レ
ンジで、圧力の可変モードを設定しておくのである。
テーナ圧とプレート圧との比が、 Ａモードは、０．８：１．２ Ｂモードは、０．９：１．１ Ｃモードは、１．０：１．０ Ｄモードは、１．１：０．９ Ｅモードは、１．２：０．８ などとなるようにあらかじめ設定された圧力比をいう。
この圧力比は、研磨装置ごとに、あらかじめ、試験研磨
により、研磨条件の変更やバラツキを考慮して、所要レ
ンジで、圧力の可変モードを設定しておくのである。
【００２１】リテーナ圧およびプレート圧（共に単位面
積当りの圧力）は、通常は１.０：１.０が、研磨パッド
に対する押圧力が等しく、研磨パッドの変形量が等しく
なって、ウエーハ周辺部の過研磨が防止できるといいう
る。しかし、研磨液の種類等の研磨条件の変動によって
は、別の圧力比を選択した方がベターな場合が当然生じ
る。 そこで、１．０：１．０を中心値として、その
前後に所要レンジで複数段の圧力比を設定しておくので
ある。この圧力比は図示しない記憶部にあらかじめ入力
される。
積当りの圧力）は、通常は１.０：１.０が、研磨パッド
に対する押圧力が等しく、研磨パッドの変形量が等しく
なって、ウエーハ周辺部の過研磨が防止できるといいう
る。しかし、研磨液の種類等の研磨条件の変動によって
は、別の圧力比を選択した方がベターな場合が当然生じ
る。 そこで、１．０：１．０を中心値として、その
前後に所要レンジで複数段の圧力比を設定しておくので
ある。この圧力比は図示しない記憶部にあらかじめ入力
される。
【００２２】作業者は、研磨条件が変動した場合、従前
の圧力比（例えば上記Ｃモード）で研磨してみて、変更
を要すると判断した場合には、変更の方向を研磨状況か
ら見出し、例えばリテーナ圧が高い方がよいとなった場
合には、Ｄモード、あるいはＥモードを選択する。制御
部４６は、この選択された圧力比となるように電流値を
演算し、電流供給部４５を制御して第１のレギュレータ
４０、第２のレギュレータ４１に所要の電流を供給する
のである。作業者は、所要の圧力比となるように容易に
調整しうるから、試験研磨の結果を通じて、容易に最適
の圧力条件を設定できる。
の圧力比（例えば上記Ｃモード）で研磨してみて、変更
を要すると判断した場合には、変更の方向を研磨状況か
ら見出し、例えばリテーナ圧が高い方がよいとなった場
合には、Ｄモード、あるいはＥモードを選択する。制御
部４６は、この選択された圧力比となるように電流値を
演算し、電流供給部４５を制御して第１のレギュレータ
４０、第２のレギュレータ４１に所要の電流を供給する
のである。作業者は、所要の圧力比となるように容易に
調整しうるから、試験研磨の結果を通じて、容易に最適
の圧力条件を設定できる。
【００２３】なお、上記複数段の設定圧力比が上記モー
ドに限定されないことはもちろんである。上記のよう
に、１．０：１．０を挟む複数段の圧力比に設定するの
が好適であるが、リテーナ圧：プレート圧を、例えば、
１：０．５、１：０．４、１：０．３など、あるいは、
プレート圧：リテーナ圧を、例えば、１：０．５、１：
０．４、１：０．３などと設定するようにしてもよい。
ドに限定されないことはもちろんである。上記のよう
に、１．０：１．０を挟む複数段の圧力比に設定するの
が好適であるが、リテーナ圧：プレート圧を、例えば、
１：０．５、１：０．４、１：０．３など、あるいは、
プレート圧：リテーナ圧を、例えば、１：０．５、１：
０．４、１：０．３などと設定するようにしてもよい。
【００２４】
【発明の効果】本発明に係る研磨装置によれば、リテー
ナ圧とプレート圧を、あらかじめ設定した複数の圧力比
の間で選択しうるから、研磨条件の変動等により、リテ
ーナ圧とプレート圧を変更する必要がある場合にも、リ
テーナ圧、プレート圧の調整が容易で、研磨条件の変更
を作業性よく行えるウエーハの研磨装置を提供できる。
ナ圧とプレート圧を、あらかじめ設定した複数の圧力比
の間で選択しうるから、研磨条件の変動等により、リテ
ーナ圧とプレート圧を変更する必要がある場合にも、リ
テーナ圧、プレート圧の調整が容易で、研磨条件の変更
を作業性よく行えるウエーハの研磨装置を提供できる。
【図１】研磨装置の概略を示す説明図である。
【図２】ウエーハ保持ヘッドの一例を示す断面図であ
る。
る。
【図３】圧力制御系の説明図である。
１０ ウエーハ保持ヘッド
１２ ヘッド本体
１３ 天板部
１４ 周壁部
１６ 凹部
１７ 回転軸
１８ 保持プレート
２０ リテーナリング
２７ ダイヤフラム
２８、２９、３０、３１、３２ 取付リング
３４ 第１の加圧室
３５ 第２の加圧室
３６、３７ 通路
４０ 第１のレギュレータ
４１ 第２のレギュレータ
４２、４３ 配管
４４ 圧力源
４５ 電流供給部
４６ 制御部
Claims (3)
- 【請求項１】 ヘッド本体内に、ウエーハの保持プレー
ト、および該保持プレートの外側に保持プレートを同心
状に囲むリテーナリングが配置されたウエーハ保持ヘッ
ドと、研磨パッドが貼付された定盤とを具備し、前記ウ
エーハ保持ヘッドに保持されたウエーハが研磨パッドに
押圧され、前記ウエーハ保持ヘッドと定盤とを相対回転
することによって、研磨パッド面に押圧されたウエーハ
面を研磨するウエーハの研磨装置において、 前記ヘッド本体と保持プレートとの間に形成された第１
の加圧室と、 前記ヘッド本体とリテーナリングとの間に形成された第
２の加圧室と、 前記第１の加圧室に接続され、かつ圧力源に接続された
第１のレギュレータと、 前記第２の加圧室に接続され、かつ前記圧力源に接続さ
れた第２のレギュレータと、 前記リテーナリングが研磨パッドを押圧する圧力である
リテーナ圧と、前記保持プレートがウエーハを介して研
磨パッドを押圧する圧力であるプレート圧との比が、あ
らかじめ設定された複数段の設定圧力比の間で切り替え
られるように前記第１のレギュレータおよび第２のレギ
ュレータを制御する制御部とを具備することを特徴とす
るウエーハの研磨装置。 - 【請求項２】 前記設定圧力比は、リテーナ圧とプレー
ト圧の比が、１：１を中心とする所要レンジ内で複数段
の圧力比に設定されていることを特徴とする請求項１記
載のウエーハの研磨装置。 - 【請求項３】 前記ヘッド本体は天板部と該天板部下面
側に固定されたリング状の周壁部とを有して下方に開放
する凹部を具備し、 前記リテーナリングおよび保持プレートは、前記ヘッド
本体の凹部内に収容され、 前記リテーナリングおよび前記保持ヘッドは、ダイヤフ
ラムを介して前記ヘッド本体に支持され、 該ダイヤフラムは、前記周壁部に外周側が固定され、中
途部がリテーナリング上面に固定され、該リテーナリン
グに固定される部位よりもさらに内周側において前記天
板部下底面に固定され、最内周部において前記保持プレ
ートの上面に固定されており、 該ダイヤフラムの前記天板部下底面に固定されている部
位よりも外方のダイヤフラムの部位と前記ヘッド本体と
の間に前記第１の加圧室が形成され、 前記ダイヤフラムの前記天板部下底面に固定されている
部位よりも内方のダイヤフラムの部位と前記ヘッド本体
との間に前記第２の加圧室が形成されていることを特徴
とする請求項１または２記載のウエーハの研磨装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002086559A JP2003282505A (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | ウエーハの研磨装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002086559A JP2003282505A (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | ウエーハの研磨装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003282505A true JP2003282505A (ja) | 2003-10-03 |
Family
ID=29233123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002086559A Pending JP2003282505A (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | ウエーハの研磨装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003282505A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100814068B1 (ko) | 2007-03-30 | 2008-03-17 | 티아이씨덕흥 주식회사 | Ｃｍｐ 장비의 웨이퍼 연마 헤드 |
| JP2013157541A (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-15 | Ebara Corp | 基板保持装置、研磨装置、および研磨方法 |
| JP2013202755A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Ebara Corp | 基板保持装置、研磨装置、および研磨方法 |
| JP2017109281A (ja) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 株式会社荏原製作所 | 研磨装置、制御方法及びプログラム |
-
2002
- 2002-03-26 JP JP2002086559A patent/JP2003282505A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100814068B1 (ko) | 2007-03-30 | 2008-03-17 | 티아이씨덕흥 주식회사 | Ｃｍｐ 장비의 웨이퍼 연마 헤드 |
| JP2013157541A (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-15 | Ebara Corp | 基板保持装置、研磨装置、および研磨方法 |
| JP2013202755A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Ebara Corp | 基板保持装置、研磨装置、および研磨方法 |
| JP2017109281A (ja) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 株式会社荏原製作所 | 研磨装置、制御方法及びプログラム |
| CN106891241A (zh) * | 2015-12-18 | 2017-06-27 | 株式会社荏原制作所 | 研磨装置、该研磨装置的控制方法以及控制程序 |
| US10391603B2 (en) | 2015-12-18 | 2019-08-27 | Ebara Corporation | Polishing apparatus, control method and recording medium |
| TWI706828B (zh) * | 2015-12-18 | 2020-10-11 | 日商荏原製作所股份有限公司 | 研磨裝置、控制方法及記憶媒體 |
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|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080108 |
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| A02 | Decision of refusal |
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