JP2003529455A - ウエハ研磨方法 - Google Patents

ウエハ研磨方法

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JP2003529455A
JP2003529455A JP2001572255A JP2001572255A JP2003529455A JP 2003529455 A JP2003529455 A JP 2003529455A JP 2001572255 A JP2001572255 A JP 2001572255A JP 2001572255 A JP2001572255 A JP 2001572255A JP 2003529455 A JP2003529455 A JP 2003529455A
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polishing
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speed
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パリデ・コルベッリーニ
ジョバンニ・ネグリ
エツィオ・ボビオ
ルカ・モイラギ
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MEMC Electronic Materials SpA
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Abstract

(57)【要約】 第１のウエハ（１３）を搭載部材（１２）に搭載し、前記ハブを通して第１の真空圧力で真空を引くことによって前記搭載部材をハブ（１６）に固定し、前記ハブをハブ軸（ＡＨ）を中心に回転し、回転テーブル（３０）に搭載された研磨パッド（３４）を回転テーブル軸（ＡＴ）を中心に回転し、ウエハ（１３）の表面と前記研磨パッドとを相互に接触させる。ウエハ（１６）が取り外され、前記研磨されたウエハの形状が測定される。前記測定で得られた情報を使用して第２の真空圧力が選択される。次のウエハが前記第１のウエハと同様な方法で研磨されるが、前記第１の真空圧力は前記第２の真空圧力に置き換えられる。前記第２の真空圧力は搭載部材（１２）を変形させるのに十分であり、これによって前記ウエハが変形され、当該次のウエハの表面の平坦度と平行度とを改善する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は一般に、半導体ウエハの処理方法に関し、より具体的には半導体ウエ
ハの化学機械的研磨（ＣＭＰ）方法に関する。
【０００２】 （背景技術） 従来の化学機械的研磨装置において、半導体ウエハは、装置の研磨ブロック（
広義には「搭載部材」）に接着されている。この研磨ブロックは通常、装置のハ
ブに真空によって保持される。ウエハはこのハブ上で回転し、回転テーブルに搭
載されて回転する研磨パッドに向けてハブにより下方に押し付けられる。この研
磨工程で発生する熱や圧力は、前記研磨ブロック及び／又は前記パッドを研磨の
間にやや凹状もしくは凸状に変形させることがある。加えて、前記パッドの形状
とパッドの特性とは、幾つかのウエハを処理した後には変化することがあり得る
。これらブロックの形状の変化とパッドの形状や表面の変化とは、ハブによって
ウエハに加えられる下向きの圧力をウエハ表面全体で不均一にする要因となり、
これによって研磨後のウエハ表面の平坦度と平行度とに影響を及ぼす要因となり
得る。研磨ブロックへの真空圧力を調整し、他の要素に起因するブロックもしく
はパッドの変形を打ち消すように作用する変形を前記ブロック及びウエハに及ぼ
し、これによってウエハの平坦度や平行度を維持し得ることが当該技術分野で知
られている。しかしながら、真空圧力を調整するこの従来の方法では、変形量の
特定を作業者の技術と経験に頼っており、予め定められた手順によって規定でき
るものではない。このため、この操作による結果は一定していない。
【０００３】 満足できる平坦度と粗さのウエハを製造するには、化学機械的研磨装置の研磨
パッドが比較的高価で高品質なものでなければならない。研磨の間、ウエハとパ
ッドとは異なる速度で回転され、双方の回転軸は同軸ではない。その結果、パッ
トの一部が他の部分よりもウエハ材により多く接触し、パッドの摩耗（もしくは
「劣化」）は均一ではなくなる。このような非均一な摩耗は研磨後のウエハの平
坦度と平行度にも影響を与えるため、ウエハの平坦度と平高度を維持するにはパ
ッドを早めに取り替えねばならない。
【０００４】 （発明の開示） 本発明の幾つかの目的と特徴の内で特筆すべきものとして、平坦なウエハを製
造する半導体ウエハを研磨する方法の提供；平行な両平面を持つウエハを製造す
る同上の方法の提供；平坦度と平行度とを維持するために条件の変化を可能にす
る同上の方法の提供、そして研磨パッドの摩耗の均一性を改善する同上の方法の
提供、が挙げられる。
【０００５】 端的に言えば、本発明の方法において半導体ウエハは、搭載部材と、中心ハブ
軸を有するハブと、前記ハブ軸とは偏心した中心回転軸を有する回転テーブルと
を有する研磨装置によって研磨される。前記方法は一般に、前記搭載部材上に第
１のウエハを搭載するステップと、前記ハブを通して第１の真空圧力で真空を引
くことにより前記搭載部材を前記ハブ上に搭載するステップとを含む。前記第１
の真空圧力は研磨の間は一定に保たれる。前記方法は更に、ハブ軸を中心に前記
ハブを回転させ、回転テーブル上に搭載された前記研磨パッドを前記回転テーブ
ルの軸を中心に回転させ、そしてウエハの表面を研磨するために前記ウエハの表
面と前記研磨パッドとを相互に接触させることを含んでいる。ウエハの研磨が終
了すると前記ウエハは取り外され、研磨されたウエハの形状が測定される。この
第１のウエハの形状測定で得られた情報を使用して第２の真空圧力が選択される
。次のウエハが第１のウエハと同様な方法で研磨されるが、第１の真空圧力は第
２の真空圧力に置き換えられる点で相違する。この第２の真空圧力は前記搭載部
材を変形させるに十分なもので、これにより、前記次のウエハの平坦度と平行度
とを改善するよう当該ウエハを変形させる。
【０００６】 本発明の他の態様は一般に、第１のウエハを搭載部材上に搭載し、ハブに前記
搭載部材を固定し、前記第１のウエハ用のハブ速度を選択することを含む方法に
関する。ハブは前記ハブ速度でハブ軸を中心に回転され、このハブ速度は第１の
ウエハの研磨の間はほぼ一定に維持される。前記回転テーブルに搭載された研磨
パッドは、前記回転テーブルの軸を中心に一定の回転テーブル速度で回転する。
ウエハの表面を研磨するため、前記第１のウエハの表面と前記研磨パッドとを相
互に接触させる。ウエハの研磨が終了した後、この第１のウエハは取り外される
。後続する各ウエハは、この第１のウエハと同じ方法で研磨処理されるが、この
後続するウエハ研磨の方法においては、少なくとも後続するウエハの１つに対し
て新たなハブ速度が選択され、ハブが当該新たなハブ速度で前記ハブ軸を中心に
回転する点が異なる。この新たなハブ速度は、先行するウエハ用に選択された従
前のハブ速度から変化したもので、後続するウエハの研磨の間に前記研磨パッド
が前記ハブ軸に対してほぼ対称的に摩耗するようにされ、これによって研磨パッ
ドの使用寿命を延ばし、製造されるウエハの平坦度を維持する。
【０００７】 本発明の更に他の態様では、前記装置が、測定器に電子的に接続されるコンピ
ュータをさらに含んでいる。この方法は、前記搭載部材上に第１のウエハを搭載
するステップと、前記ハブを通して第１の真空圧力で真空を引くことにより前記
搭載部材を前記ハブ上に搭載するステップとを含んでいる。前記コンピュータは
、この第１の真空圧力を選択する。前記ハブはハブ軸を中心に回転し、回転テー
ブル上に搭載された研磨パッドが当該回転テーブルの軸を中心に回転する。前記
ウエハの表面を研磨するため、当該ウエハの表面と前記研磨パッドとを相互に接
触させる。ウエハの研磨が終了すると前記ウエハは取り外され、研磨されたウエ
ハのロールオフ値が前記測定器を用いて測定される。測定器はこのロールオフ値
をコンピュータに送信する。コンピュータは、前記第１のウエハのロールオフ値
を使用して第２の真空圧力を選択する。この処理ステップが次のウエハに繰り返
されるが、第１の真空圧力が第２の真空圧力に置き換えられる点で異なる。この
第２の真空圧力は前記搭載部材を変形させるに十分なもので、これにより当該ウ
エハを変形させ、次のウエハの平坦度と平行度とを改善する。
【０００８】 本発明の他の目的と特徴は一部は自明であり、一部は以下に表示される。
【０００９】 （発明を実施するための最良の形態） 図１において、化学機械的研磨装置の部分が概略表示されており、一般符号１
０で表されている。適用可能な研磨装置としては、カリフォルニア州 San Luis
Obispo の Strasbaugh から入手可能なモデルＭＫ９Ｊがあるが、他の研磨装置
への本発明の適用も想定されている。以下に述べる装置は単一ウエハ研磨装置で
はあるが、本発明の方法は複数ウエハ研磨装置への使用も可能と想定される点、
注意を要する。装置１０の要部は当技術分野でよく知られたものであるが、極簡
単に説明する。研磨ブロック１２（広義には「搭載部材」）がウエハ１３を搭載
し、ウエハ１３はワックス１４により、もしくは当該技術分野で知られた他の適
切な方法で前記ブロックに固定される。研磨ブロック１２は従来から炭化シリコ
ンもしくはセラミック材料などの素材で作られており、これらはかなり硬質であ
る。研磨ブロック１２は回転可能なハブ１６に真空により保持されるよう形成さ
れている。動作時には、前記ブロック、ハブ、及び前記ハブに取り付けられて前
記ブロックと係合するドーナツ状リング２０によって形成される真空室１８が構
成される。この室１８は、ハブ１６の真空ポート２２を介してポンプや他の前記
室からエアを抜く適切な機構に流体導通している。ハブ１６の中心ハブ軸ＡＨと
同軸にシャフト２４がハブ１６の中央から延びている。このシャフトは、ハブ１
６を回転させ、このハブを垂直方向に移動させるよう従来技術の駆動機構（図示
せず）に適切に結合されている。中心回転テーブル軸ＡＴを有する回転テーブル
３０は、当該回転テーブルを回転させる別の駆動機構（図示せず）に適切に結合
されたシャフト３２に搭載されている。回転テーブル３０上には研磨パッド３４
が搭載される。ウレタン繊維を含むポリウレタンパッド、あるいはポリエステル
パッドなど従来技術のパッドが適切である。
【００１０】 本発明の第１の実施の形態では、第１のウエハが、ワックス搭載、もしくは他
の適切な搭載方法によって研磨ブロック１２に搭載される。研磨ブロック１２は
、前記ハブを通して予め定められた真空圧力で真空を引くことによりハブ１６上
に固定される。好ましくは、新しい研磨パッドで処理されるウエハに対する前記
予め定められた真空圧力は比較的低く、より好ましくは研磨ブロック１２を前記
ハブ上に保持することができる最小の真空圧力（例えば、前記ＭＫ９Ｊに対して
は５０ｍｍＨｇ）とする。日本国奈良県の Rodel-Nitta Corporation から入手
可能なＭＨ Ｓ １５Ａなどの新しい研磨パッド３４が、回転テーブル３０上に
搭載される。この新しいパッドで研磨される第１のウエハが良好な平坦度と円滑
度を得られるよう、前記パッドには破れがないことが好ましい。ハブ１６とウエ
ハ１３とが前記ハブ軸を中心に回転し、回転テーブル３０とパッド３４とが前記
回転テーブル軸を中心に回転する。
【００１１】 ウエハ１３が研磨パッド３４に向けて下方に移動され、ウエハの開放側の表面
を研磨するよう前記研磨パッドに接触される。好ましくは、E. I. du Pont de N
emours and Co. から入手可能なＳＹＴＯＮ（商標）等のコロイド状のシリカ・
スラリ等の研磨スラリが前記パッドとウエハの境界面に供給される。研磨の間、
ウエハ１３はハブ軸ＡＨを中心に回転し、パッド３４は回転テーブル軸ＡＴを中
心に回転する。両軸ＡＨとＡＴとは、例えば１２０ｍｍほどの距離をおいて相互
に偏心している。通常、前記ハブは、ハブ軸ＡＨを通過する円弧に沿って、例え
ば約１．５ｍｍほどの僅かな量の振動をする。研磨ブロック１２に加えられる前
記真空圧力は、研磨の間は一定に保たれる。ウエハ１３は、研磨が終了するまで
パッド３４に向けて保持される。その後、ウエハ１３は上方に移動され、ハブ１
６と回転テーブルとの回転が停止され、前記真空圧力が解除され、研磨ブロック
１２が前記ハブから取り外される。
【００１２】 ウエハ１３が前記ブロック１２から外され、好ましくは当該ウエハの形状を測
定できる測定器に搬送される。前記研磨ブロックはマクロ視野ではほぼ剛体であ
るものの、研磨の間の熱と圧力でミクロ視野では変形があり、その上に搭載され
たウエハは、完璧に平坦な表面からは乖離する方向への影響を受ける。このウエ
ハ１３の形状の適切な測定数値はロールオフ値である。当業者には知られている
ように、このロールオフ値は、中心部と端末部との間のウエハの厚さの相違を示
す。ウエハ１３は適切な測定器へ自動もしくは手動で搬送される。適切な測定器
は、マサチューセッツ州 Westwood の ＡＤＥ Corp 製のモデルＡＤＥ 9500 で
ある。ウエハ１３のロールオフ値は、好ましくはこの測定器によって自動的に測
定される。ロールオフ値は、ウエハ１３が凸上であれば正になり、凹状であれば
負となる。このロールオフ値にはその後、実験的に特定された乗数（以下に詳述
）を掛けてデルタ圧力を得、この値が当初定められていた真空圧力に加えられ、
もしくはこれから差し引かれて第２の真空圧力が決定される。
【００１３】 第２の真空圧力が選択された後、次のウエハ１３が前記第１のウエハで述べた
同じ方法で処理されるが、このときには前記第２の真空圧力が使用される点で相
違する。第２の真空圧力を使用することにより、当該ウエハが研磨された後には
より平坦となるよう、研磨ブロック１２とウエハ１３とが十分に変形する。さら
に、ウエハ１３の両表面はほぼ平行となる。例えば、本方法に従ったテストでは
、製造されたウエハのほとんどが±０．２ミクロン以下のロールオフ値であった
。
【００１４】 一群のウエハ１３を第１の真空圧力で処理して上述のように測定し、前記一群
のウエハ、もしくは前記一群中の特定のウエハで測定されたロールオフ値の平均
を求め、当該平均のロールオフ値が前記デルタ圧力を特定するのに使用され得る
ことは注意すべきである。また、「第１のウエハ」、「次のウエハ」の用語は、
第１のウエハの直後のウエハが前記第２の真空圧力で処理するものと解釈される
べきではない。例えば「第１のウエハ」は、１０個のウエハの群中の４番目のウ
エハであってもよく、この群の全てのウエハが第１の真空圧力で処理されてもよ
い。前記群内の５番目から１０番目のウエハが前記第１の真空圧力で既に処理さ
れた後であっても、その後、前記４番目の（いわゆる「第１の」）ウエハのロー
ルオフ値から前記デルタ値及び第２の真空圧力が特定されてもよい。しかしなが
ら、第１のウエハ１３が研磨直後に測定されて第２の真空圧力が計算され、直後
のウエハがこの第２の真空圧力で研磨されることが好ましい。
【００１５】 好ましくは、コンピュータ（もしくは複数のコンピュータ）が、第１の真空圧
力と第２の真空圧力の選択を制御する。例えば、研磨装置１０と結合された研磨
コンピュータ（図示せず）が各ウエハ１３の処理を制御し、真空圧力を管理する
。この研磨コンピュータはパソコンが適切で、中央コンピュータに接続され、こ
の中央コンピュータとしては、ＤＩＧＩＴＡＬ（商標）（現在ではＣＯＭＰＡＱ
（商標））のＡＬＰＨＡ（商標）システム、1200／533 が適切である（同等のシ
ステムがテキサス州 Houston の Compaq から入手可能と思われる。）。前記研
磨コンピュータは、研磨装置による研磨が終了した後、ウエハ１３の識別番号を
前記中央コンピュータに送信する。各ウエハ１３を識別するため、無線周波数識
別タグ及びアンテナなどの適切な識別手段が使用される。ウエハはその後、手動
又は自動により当該ウエハのロールオフ値を測定するために搬送される。前記中
央コンピュータに接続された測定器が、当該ウエハ１３のロールオフ値を前記中
央コンピュータに送信し、中央コンピュータはこの値を前記研磨コンピュータに
送る。前記研磨コンピュータは好ましくはロールオフ値から前記デルタ圧力を算
出するよう予めプログラムされており、これに従って次のウエハのために真空圧
力を調整する。１つのコンピュータが、前記中央コンピュータと研磨コンピュー
タの双方の機能を果たすよう使用され得ることが想定される。
【００１６】 前記乗数は、経験的に得られる。例えば、適切な実験では、上述したように予
め定められたある真空圧力でウエハ１３を処理することが含まれていた。このと
きのロールオフ値が測定されてこれが負であると判明し、これは、ウエハ１３の
表面形状が凹状であることを意味した。この値にテスト用の乗数が掛けられ（こ
の乗数は常に負）、これから得られたデルタ圧力が先の真空圧力に加えられた。
この実験での次のウエハが、前記第１のテスト用の真空圧力で処理された。この
ウエハ１３のロールオフ値は正であることが判明し、即ちこれは、当該ウエハが
凸状であることを意味した。このとき、前記の修正は大きすぎ、したがってテス
ト用の乗数が小さくされた。この手順が、平坦なウエハを製造できる乗数が特定
されるまで繰り返された。この形式の更なる実験が実施され、正しい乗数が一定
でないことが判明した。例えば、ＭＫ９Ｊ ６ＤＺ装置、２１インチ径のＭＨ
Ｓ １５Ａ研磨パッド、ＳＹＴＯＮ（商標）コロイド状シリカ・スラリ、２００
ｍｍ径のウエハ、及び、炭化シリコン研磨ブロックを使用した処理に対し、以下
の乗数が実験的に特定された。 ロールオフ値 乗数 −０．６以下 −４００ −０．６から−０．２ −２５０ −０．２から０ −１８０ ０から０．２ −５０ ０．２から０．６ −１００ ０．６以上 −２００
【００１７】 ロールオフ値が丁度±０．２または±０．６であるときには、低い方の乗数が
選択されることが好ましい。より多くのテストにより、上記の幅は更に最適化さ
れることが想定され得る。
【００１８】 本発明にかかる他の実施の態様では、第１のウエハ１３がワックス搭載もしく
は他の適切な搭載方法により研磨ブロック１２上に搭載される。ハブを通して予
め定められた真空圧力で真空を引くことにより、研磨ブロック１２がハブ１６上
に固定される。第１のウエハ１３を研磨するため、好ましくは新しい研磨パッド
３４が回転テーブル３０上に搭載される。同様に好ましくは、上述したように、
前記予め定められた真空圧力（すなわち、当初の真空圧力）は比較的低目にされ
る。以下に詳述するように、前記第１のウエハに対して当初のハブ速度が選択さ
れる。ハブ１６は前記選択された速度でハブ軸を中心に回転し、このハブ速度は
前記ウエハ１３の研磨の間はほぼ一定に維持される。回転テーブル３０と前記パ
ッド３４も同様に、一定回転テーブル速度で前記回転テーブル軸を中心に回転す
る。
【００１９】 前記ウエハ１３の表面を研磨するため、当該ウエハが研磨パッド３４に向けて
下降され、当該研磨パッドと接触させられる。研磨スラリがパッドとウエハとの
境界面に供給される。前記真空圧力は、好ましくは研磨の間は一定に維持される
。ウエハ１３は研磨が終了するまでパッド３４に向けて保持される。その後、ウ
エハ１３は上方に引き上げられ、ハブ１６と回転テーブルの回転が停止され、真
空圧力が解除され、研磨ブロック１２が前記ハブから取り外される。ウエハ１３
が前記ブロック１２から取り外され、以下に更に詳述するように次のウエハのた
めに新たなハブ速度が選択される。第２のウエハ１３に対し、この第２の実施の
形態の方法が繰り返される。好ましくは、第１のウエハは第２の真空圧力を特定
するために前記測定器へ搬送され、そして第１の実施の形態で説明したように、
次のウエハ１３を処理するため、前記予め定められた真空圧力が前記第２の真空
圧力に置き換えられる。
【００２０】 次に、前記ハブ速度を選択する好ましい方法に移る。研磨パッド３４が理論的
にハブ軸ＡＨに対して対称的に摩耗する最適ハブ速度は、数学的に特定される。
この数学的特定では、パッド３４上のいずれか特定の位置の摩耗は、当該位置で
接触する、すなわち「見られる」ウエハ材料の量に関係するものと仮定する。但
しこの数学的特定において、前記ハブ軸の振動（ＭＫ９Ｊ研磨装置ではこれは非
常に小さい）は無視される。前記パッド上の各位置で見られる前記材料の量は、
ウエハ１３上の一般的な点Ｐの軌跡をプロットすることにより、以下の算式を用
いて特定される。 ｘｐ（ｔ）＝ｄ ｃｏｓ（２πｔ）＋ｒ ｃｏｓ［２π（ｖｔ＋ｖｈ）ｔ＋α］ ｙｐ（ｔ）＝ｄ ｓｉｎ（２πｔ）＋ｒ ｓｉｎ［２π（ｖｔ＋ｖｈ）ｔ＋α］ ここで、ｘ−ｙ参照フレームの点０、０は前記回転テーブルの中心にあり、又、 ｒ＝ 前記ハブ中心からの点Ｐの距離 α＝ 回転テーブル中心と点Ｐの間の直線で形成される当初角度 ｖｔ＝ ｒｐｍで表される回転テーブルの回転速度 ｖｈ＝ ｒｐｍで表されるハブの回転速度 ｄ＝ 回転テーブル中心とハブ中心との距離 ｔ＝ 時間 である。
【００２１】 前記回転テーブル速度が２００ｒｐｍで、ハブ軸ＡＨと回転テーブル軸との間
の距離が１２０ｍｍのときに前記算式を適用すると、前記パッドに見られるウエ
ハ材料の量は、ハブ速度が１０３ｒｐｍのときに前記ハブ軸に対して対称となる
。あるいは、平均相対速度を考慮しても良い。ウエハ１３のパッド３４上での前
記平均相対速度の要因を含めると、前記ハブ軸に対して対称的な摩耗とするため
の理論最適ハブ速度は、例えば１１５ｒｐｍに上昇する。当初のハブ速度を前記
理論最適ハブ速度から少なくとも僅かに変化させ、後続の少なくともいくつかの
ウエハに対するハブ速度をウエハごとに増加させることによってパッドの寿命が
更に改善されることが実験的に見出された。このため、第１のウエハ１３に対し
て選択される前記ハブ速度は前記最適ハブ速度とは異なるものとすることが好ま
しく、前記最適ハブ速度よりも小さくすることがより好ましい。同様に、当該パ
ッド上で処理される最終ウエハの前記ハブ速度は前記最適ハブ速度と異なるもの
とすることが好ましく、前記最適ハブ速度よりも大きくすることがより好ましい
。
【００２２】 好ましくは、処理される最初から最後までのウエハの間の各ウエハ１３ごとの
ハブ速度は、先行するウエハのハブ速度に対して順次増加するように選択される
。例えば、最適ハブ速度が１１５ｒｐｍであるとき、最初のウエハに対するハブ
速度を１００ｒｐｍとし、最終のウエハに対するハブ速度を１３０ｒｐｍとする
。最初のウエハ１３に対するハブ速度と最終のウエハに対するハブ速度との差を
、当該研磨パッド３４で処理されるウエハの数で割る。例えば、当該研磨パッド
で５００個のウエハが処理されるとすれば、回転速度の差３０ｒｐｍを５００で
割ることによって各ウエハに対する好ましい増加されるハブ速度の増分（．０６
）が見出される。
【００２３】 好ましくは前記研磨コンピュータは、最初のウエハ１３、及び後続するウエハ
に対する前記ハブ速度、さらには回転テーブル速度を自動的に制御する。前記研
磨コンピュータは、前記回転テーブル速度、及び最初のウエハ１３と後続するウ
エハに対する前記所望のハブ速度が予めプログラムされており、前記研磨コンピ
ュータが自動的に最初のウエハ、及び最終のウエハを含む後続のウエハに対する
前記ハブ速度を選択する。したがって、作業者はこのハブ速度を調整したり、制
御したりする必要がない。最も好ましいのは、前記第１及び第２の実施の形態の
両方法が同時にウエハに適用されることである。
【００２４】 第１及び第２の実施の形態の両方法は、従来技術で研磨されたウエハに比べて
より平坦でより平行な表面を有する研磨ウエハを製造する。第２の実施の形態に
おいては、従来の研磨方法と比較して研磨パッドの寿命が延長される。好ましく
は両実施の形態が一緒に実施されると、研磨されたウエハはより平坦でより平行
な表面を有し、研磨パッドは寿命が延びる。
【００２５】 以上より、前記の本発明の幾つかの目的が達成され、他の有利な結果が得られ
ることが理解されよう。
【００２６】 本発明もしくは前記好ましい実施の形態の要素を導入するに際し、前置詞「１
つの（a）」「前記（the、said）」は、１つもしくはそれ以上の要素を意味する
ことが意図されている。「備える（comprising）」「含む（including）」「有
する（having）」の用語は、包含することを意図しており、すなわち表示された
要素の外にも追加の要素があり得ることを意味している。
【００２７】 本発明の範囲を逸脱することなく上述の構成に各種の変更がなされ得ることか
ら、以上の記述に含まれ、もしくは添付図面に表示された事項は表示目的であっ
て限定するものではないことが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 研磨装置の部分断面図である。
【符号の説明】
１０．研磨装置、 １２．研磨ブロック（搭載部材）、 １３．ウエハ、 １４
．ワックス、 １６．ハブ、 １８．真空室、 ２０．ドーナツ状リング、 ２
２．真空ポート、 ２４．シャフト、 ３０．回転テーブル、 ３２．シャフト
、 ３４．研磨パッド、 ＡＨ．ハブ軸、 ＡＴ．回転テーブル軸。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エツィオ・ボビオ イタリア、イ−28043ベッリンツァゴ・ノ バレーゼ（ノバーラ）、ビア・ガラ20／ア 番 (72)発明者 ルカ・モイラギ イタリア、イ−20141ミラノ、ビア・バ ル・ディ・ソレ10番 Ｆターム(参考） 3C034 AA19 BB73 BB91 CA02 CB11 DD10 3C058 AA07 AB04 AC01 BA01 BA05 CB01 CB03 DA17

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 搭載部材と、中心ハブ軸を有するハブと、前記ハブ軸から偏
    心した中心回転テーブル軸を有する回転テーブルと、を備えた研磨装置で半導体
    ウエハを研磨する方法であって、 ａ） 第１のウエハを前記搭載部材に搭載し、 ｂ） 前記ハブを通して第１の真空圧力で真空を引くことによって前記搭載部材
    を前記ハブに固定し、前記第１の真空圧力が研磨の間は一定に維持され、 ｃ） 前記ハブを前記ハブ軸を中心に回転させ、 ｄ） 前記回転テーブルに搭載された研磨パッドを前記回転テーブル軸を中心に
    回転させ、 ｅ） 前記ウエハの表面を研磨するため、前記ウエハの表面と前記研磨パッドと
    を相互に接触させ、 ｆ） 前記ウエハの研磨が終了した後に前記ウエハを取り外し、 ｇ） 前記研磨されたウエハの形状を測定し、 ｈ） 前記第１のウエハの形状測定で得られた情報を使用して第２の真空圧力を
    選択し、次のウエハに対して前記ａ）からｆ）までのステップを繰り返し、ステ
    ップｂ）では前記第１の真空圧力が前記第２の真空圧力に置き換えられ、前記搭
    載部材を変形させるのに十分であり、これによって前記次のウエハの表面の平坦
    度と平行度とを改善するよう前記ウエハを変形させること、 の各ステップから構成される方法。
  2. 【請求項２】 前記ウエハの形状を測定するステップが、当該ウエハのロー
    ルオフ値を測定することを含む、請求項１の方法。
  3. 【請求項３】 前記第２の真空圧力を選択するステップが、デルタ圧力値を
    得るために前記ロールオフ値に実験的に得られた乗数を掛けることを含み、前記
    デルタ圧力値はその後、前記第２の真空圧力を選択するために前記第１の真空圧
    力に適用される、請求項２の方法。
  4. 【請求項４】 前記第２の真空圧力を選択するステップが、コンピュータに
    より自動的に制御される、請求項１の方法。
  5. 【請求項５】 前記第１のウエハに対するハブ速度と、後続する複数のウエ
    ハに対する新たなハブ速度とを選択し、前記第１のウエハ及び前記後続する複数
    のウエハに対して選択されたハブ速度で前記ハブ軸を中心に前記ハブを回転させ
    、前記第１のウエハ及び前記それ以降の複数のウエハの研磨の間は前記ハブ速度
    をほぼ一定に維持し、前記第１のウエハと前記後続する複数のウエハに対するハ
    ブ速度が、前記第１のウエハ及び前記後続する複数のウエハの研磨の間において
    前記研磨パッドが前記ハブ軸を中心にほぼ対称的に摩耗するように選択され、こ
    れによって前記研磨パッドの使用寿命を延長し、製造される前記ウエハの平坦度
    を改善することをさらに含む、請求項１の方法。
  6. 【請求項６】 搭載部材と、中心ハブ軸を有するハブと、前記ハブ軸から偏
    心した中心回転テーブル軸を有する回転テーブルとを備えた研磨装置で半導体ウ
    エハを研磨する方法であって、 ａ） 第１のウエハを前記搭載部材に搭載し、 ｂ） 前記搭載部材を前記ハブに固定し、 ｃ） 前記第１のウエハに対してハブ速度を選択し、 ｄ） 前記ハブを前記ハブ速度で前記ハブ軸を中心に回転させ、前記第１のウエ
    ハを研磨する間は前記ハブ速度をほぼ一定に維持し、 ｅ） 前記回転テーブルに搭載された研磨パッドを前記回転テーブル軸を中心に
    一定回転テーブル速度で回転させ、 ｆ） 前記ウエハの表面を研磨するため、前記第１のウエハの表面と前記研磨パ
    ッドとを相互に接触させ、 ｇ） 前記ウエハの研磨が終了した後に前記第１のウエハを取り外し、 ｈ） 後続するウエハに対して前記ａ）からｇ）までのステップを繰り返し、こ
    のステップでの当該方法は、前記後続するウエハの少なくとも１つに対して新た
    なハブ速度を選択し、前記ハブを当該新たなハブ速度で前記ハブ軸を中心に回転
    させることを含み、前記後続するウエハの研磨の間は前記研磨パッドが前記ハブ
    軸を中心にほぼ対称的に摩耗するよう、前記新たなハブ速度は先行するウエハに
    対して選択されたハブ速度とは異なり、これによって前記研磨パッドの使用寿命
    を延長し、製造される前記ウエハの平坦度を維持すること、 の各ステップから構成される方法。
  7. 【請求項７】 前記方法がさらに、前記研磨パッドが理論的に前記ハブ軸を
    中心に対称に摩耗する最適ハブ速度を数学的に特定するステップを含み、前記選
    択されたハブ速度が、少なくとも前記ウエハのいくつかに対して前記最適ハブ速
    度とは異なっている、請求項６の方法。
  8. 【請求項８】 シリコンウエハのセット中の最初のウエハに対して選択され
    た前記ハブ速度が前記最適ハブ速度よりも小さく、前記シリコンウエハのセット
    中の最終のウエハに対して選択された前記ハブ速度が前記最適ハブ速度よりも大
    きい、請求項７の方法。
  9. 【請求項９】 前記新たなハブ速度は、直前のウエハに対して選択されたハ
    ブ速度とは異なっている、請求項６の方法。
  10. 【請求項１０】 各後続するウエハに対して新たなハブ速度が選択され、前
    記新たなハブ速度が、直前のウエハに対して選択された前記ハブ速度に予め定め
    られた増分を加えることにより選択される、請求項６の方法。
  11. 【請求項１１】 前記搭載部材が、第１の真空圧力で真空を引くことによっ
    て前記ハブに固定される、請求項８の方法。
  12. 【請求項１２】 前記ウエハの形状を測定し、前記第１のウエハの形状測定
    から得られた情報を使用して第２の真空圧力を選択するステップをさらに含み、
    前記第２の真空圧力は、前記搭載部材を変形するに十分な圧力があり、これによ
    って前記ウエハを変形させ、さらに、前記後続するウエハの少なくとも１つの研
    磨のため前記第２の真空圧力に置き換えるステップを含んでいる、請求項１１の
    方法。
  13. 【請求項１３】 前記ウエハの形状を測定するステップが、当該ウエハのロ
    ールオフ値を測定することを含む、請求項１２の方法。
  14. 【請求項１４】 前記第２の真空圧力を選択するステップが、デルタ圧力値
    を得るために前記ロールオフ値に実験的に得られた乗数を掛けることを含み、前
    記デルタ圧力値はその後、前記第２の真空圧力を選択するために前記第１の真空
    圧力に適用される、請求項１３の方法。
  15. 【請求項１５】 搭載部材と、中心ハブ軸を有するハブと、前記ハブ軸から
    偏心した中心回転テーブル軸を有する回転テーブルとを備えた研磨装置で半導体
    ウエハを研磨する方法であって、前記装置は電子的に測定器と接続されたコンピ
    ュータをさらに含み、前記方法が、 ａ） 第１のウエハを前記搭載部材に搭載し、 ｂ） 前記ハブを通して第１の真空圧力で真空を引くことによって前記搭載部材
    を前記ハブに固定し、前記第１の真空圧力は前記コンピュータが選択し、 ｃ） 前記ハブを前記ハブ軸を中心に回転させ、 ｄ） 前記回転テーブルに搭載された研磨パッドを前記回転テーブル軸を中心に
    回転させ、 ｅ） 前記ウエハの表面を研磨するため、前記ウエハの表面と前記研磨パッドと
    を相互に接触させ、 ｆ） 前記ウエハの研磨が終了した後に前記ウエハを取り外し、 ｇ） 前記測定器を使用して前記研磨されたウエハのロールオフ値を測定し、当
    該ロールオフ値を前記測定器が前記コンピュータに送信し、 ｈ）前記コンピュータは、前記第１のウエハのロールオフ値を使用して第２の真
    空圧力を自動的に選択し、 ｈ） 次のウエハに対して前記ａ）からｆ）までのステップを繰り返し、ステッ
    プｂ）では前記第１の真空圧力が前記第２の真空圧力に置き換えられ、前記搭載
    部材を変形させるに十分であり、これによって前記次のウエハの表面の平坦度と
    平行度とを改善するよう前記ウエハを変形させること、 の各ステップから構成される方法。
  16. 【請求項１６】 前記コンピュータは、デルタ圧力値を得るため前記ロール
    オフ値に実験的に得られた乗数を掛け、前記デルタ圧力値はその後、前記第２の
    真空圧力を選択するために前記第１の真空圧力に適用される、請求項１５の方法
    。
  17. 【請求項１７】 後続する複数のウエハが処理され、この際に前記コンピュ
    ータは前記ハブが回転するハブ速度を自動的に選択し、前記コンピュータは、前
    記第１のウエハの研磨の間に前記ハブ速度を一定に維持するよう予めプログラム
    され、前記後続する複数ウエハの少なくとも幾つかの研磨の間は前記ハブ速度を
    上昇させるよう予めプログラムされている、請求項１６の方法。
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