JP2004017188A - 研磨体の貼付装置及び方法、この装置もしくは方法により作られた研磨部材を用いた研磨装置、この研磨装置を用いた半導体デバイス製造方法及びこの半導体デバイス製造方法により製造された半導体デバイス - Google Patents
研磨体の貼付装置及び方法、この装置もしくは方法により作られた研磨部材を用いた研磨装置、この研磨装置を用いた半導体デバイス製造方法及びこの半導体デバイス製造方法により製造された半導体デバイス Download PDFInfo
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Abstract
【課題】研磨パッド（研磨体）とパッドプレート（研磨支持体）との間に気泡をはらみ難く、研磨パッドをパッドプレートの貼付面に平坦に貼り付けることができる貼付装置及び方法を提供する。
【解決手段】半導体ウエハＷの被研磨面に当接して研磨を行うシート状の研磨パッド４０ｃとこの研磨パッド４０ｃを平面状に貼付保持する貼付面４０ｂを有したパッドプレート４０ａとからなる研磨部材４の貼付面４０ｂに研磨パッド４０ｃを貼付する貼付装置５０であって、研磨パッド４０ｃを負圧吸着して平面状に保持する研磨パッド保持器具７０と、エアシリンダ６０とを備え、エアシリンダ６０のピストンロッド６２の下端部に研磨パッド保持器具７０を揺動自在に支持させるとともに、エアシリンダ６０により貼付面４０ｂに向けて移動させ、研磨パッド保持器具７０に平面状に保持された研磨パッド４０ｃを貼付面４０ｂに押圧して貼り付ける。
【選択図】 図３
【解決手段】半導体ウエハＷの被研磨面に当接して研磨を行うシート状の研磨パッド４０ｃとこの研磨パッド４０ｃを平面状に貼付保持する貼付面４０ｂを有したパッドプレート４０ａとからなる研磨部材４の貼付面４０ｂに研磨パッド４０ｃを貼付する貼付装置５０であって、研磨パッド４０ｃを負圧吸着して平面状に保持する研磨パッド保持器具７０と、エアシリンダ６０とを備え、エアシリンダ６０のピストンロッド６２の下端部に研磨パッド保持器具７０を揺動自在に支持させるとともに、エアシリンダ６０により貼付面４０ｂに向けて移動させ、研磨パッド保持器具７０に平面状に保持された研磨パッド４０ｃを貼付面４０ｂに押圧して貼り付ける。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研磨体の貼付装置及び方法、この装置もしくは方法により作られた研磨部材を用いた研磨装置、この研磨装置を用いた半導体デバイス製造方法及びこの半導体デバイス製造方法により製造された半導体デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体ウエハの表面を平坦化する研磨装置として、研磨対象物である半導体ウエハを保持する対象物保持装置と、半導体ウエハを研磨し且つ半導体ウエハの被研磨面に当接して研磨を行うシート状の研磨パッド（研磨体）及び研磨パッドを平面状に貼付保持する貼付面を有したパッドプレート（研磨支持体）とからなる研磨部材とを備え、この研磨部材を対象物保持装置に保持された半導体ウエハの被研磨面に当接させながら対象物保持装置と研磨部材とを相対移動させ、研磨体と半導体ウエハとの接触面に研磨剤（研磨液）を供給して半導体ウエハの被研磨面の研磨を行うように構成された化学機械研磨を行うＣＭＰ装置が知られている。
【０００３】
この研磨装置を用いて行う研磨プロセスにおいては、被研磨面の平坦度や均一性等の半導体ウエハ表面の研磨状態に対して所定の要求精度が満たされている必要がある。半導体ウエハ表面の研磨状態には、研磨パッドの研磨面の状態が大きく影響する。このため、半導体ウエハの研磨により磨耗した研磨パッドは、定期的（例えば、半導体ウエハの１枚もしくは複数枚研磨終了後）にパッドコンディショニング装置を用いてドレッシングして洗浄され、研磨パッドの目立て（修復）が行われる。このような研磨及び修復作業が繰り返されて研磨パッドの磨耗が激しくなると、研磨部材は新しい研磨部材に取り替えられる。
【０００４】
この研磨部材は、上記のように、半導体ウエハの被研磨面に当接して研磨を行うシート状の研磨パッドとこの研磨パッドを平面状に貼付保持する貼付面を有したパッドプレートとから構成されているため、研磨装置から取り外された使用済みの研磨部材はパッドプレートから磨耗した研磨パッドを剥がして未使用の研磨パッドに貼り替えるだけで簡単に新品状態とすることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、研磨パッドの貼り替えは、研磨パッド（研磨体）の貼付装置等を用いて行われている。研磨体の貼付装置は、特開２００１−１４８３６１号公報の図１３に示されているように、ベース台の上に所定方向に移動自在に取り付けられた移動台と、移動台に取り付けられた支持アームと、この支持アームの先端に回転自在に取り付けられたローラとから構成されており、未使用の研磨パッドを研磨支持体に貼り付けるときはローラで局部加圧しながら全面に渡って研磨パッドを貼り付ける。しかしながら、このような構成の貼付装置では研磨パッドとパッドプレートとの間に気泡が入りやすく、良品生産性がよくないという問題があった。
【０００６】
本発明は、この問題点に鑑みてなされたものであり、研磨パッド（研磨体）とパッドプレート（研磨支持体）との間に気泡を含み難い貼付装置及び方法、この装置もしくは方法により作られた研磨部材を用いた研磨装置と、この研磨装置を用いた半導体デバイス製造方法及びこの半導体デバイス製造方法により製造された半導体デバイスとを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明の研磨体の貼付装置は、研磨対象物の被研磨面に当接して研磨を行うシート状の研磨体と前記研磨体を平面状に貼付保持する貼付面を有した研磨支持体とからなる研磨部材の前記貼付面に前記研磨体を貼付する貼付装置であって、前記研磨体を負圧吸着して平面状に保持する保持器具と、押圧器具とを備え、前記押圧器具により前記保持器具を支持するとともに前記貼付面に向けて移動させ、前記保持器具に平面状に保持された前記研磨体を前記貼付面に押圧して貼り付けるように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
なお、前記押圧器具は前記保持器具を揺動自在に支持するように構成してもよい。
【０００９】
また、上記構成の貼付装置において、前記押圧器具により前記保持器具を支持して前記貼付面に向けて移動させるときに、前記保持器具により平面状に保持された前記研磨体が前記貼付面に対して所定傾きを有するように前記保持器具が前記押圧器具により支持されるように構成するのが好ましい。
【００１０】
上記構成の貼付装置において、前記保持器具は、下面に前記研磨体を負圧吸着して平面状に保持する吸着面を有するとともに前記吸着面に開口して前記吸着部材を上下に貫通する多数の小孔を有する吸着部材と、前記吸着部材の上面側から前記小孔を介して前記吸着面に負圧を作用させる負圧装置とを備え、前記負圧装置を用いて前記吸着部材の上面側より前記小孔を介して前記吸着面に負圧を作用させることによって、前記研磨体を前記吸着面に平面状に吸着保持するように構成してもよい。
【００１１】
また、上記構成の貼付装置において、前記保持器具は、下面に前記研磨体を負圧吸着して平面状に保持する吸着面を有する多孔質材料からなる中央部及び前記中央部の側面周囲を覆う気密材料からなる周囲部から構成された吸着部材と、前記吸着部材の上面側から前記中央部を介して前記吸着面に負圧を作用させる負圧装置とを備え、前記負圧装置を用いて前記吸着部材の上面側より前記中央部を介して前記吸着面に負圧を作用させることにより前記研磨体を前記吸着面に平面状に吸着保持するように構成してもよい。
【００１２】
本発明の貼付方法は、研磨対象物の被研磨面に当接して研磨を行うシート状の研磨体と前記研磨体を平面状に貼付保持する貼付面を有した研磨支持体とからなる研磨部材の前記貼付面に前記研磨体を貼付する貼付方法であって、平面状の吸着面に負圧を作用させて前記研磨体を平面状に保持して、平面状に保持された前記研磨体を前記研磨支持体に押圧させて貼り付けることを特徴とする。
【００１３】
本発明の研磨装置は、研磨対象物を保持する対象物保持装置と、前記研磨対象物を研磨する研磨部材とを備え、前記研磨部材を前記対象物保持装置に保持された前記研磨対象物に当接させながら前記対象物保持装置と前記研磨部材とを相対移動させて前記研磨対象物の被研磨面の研磨を行うように構成される研磨装置において、上記構成の研磨体の貼付装置もしくは上記に記載の貼付方法により前記研磨部材の前記研磨支持体に前記研磨体が貼り付けられていることが好ましい。
【００１４】
本発明の半導体デバイス製造方法は、半導体ウエハの表面を上記構成の研磨装置を用いて平坦化する工程を有することが好ましい。
【００１５】
また、本発明の半導体デバイスは、上記の半導体デバイス製造方法により製造されたことが望ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。まず、本発明に係る貼付装置及び方法が適用されるＣＭＰ装置（化学機械研磨装置）１について図１及び図２を参照して説明する。このＣＭＰ装置１は、研磨ヘッド移送機構７により研磨面を下方に向けて支持された複数の研磨ヘッドを有する。この研磨ヘッドとしては、粗研磨用研磨ヘッド２ａ、中研磨用研磨ヘッド２ｂ及び仕上げ研磨用研磨ヘッド２ｃ（但し、図においては仕上げ研磨用研磨ヘッド２ｃは示されていない）からなり、これらを総称して符号２を用いて研磨ヘッド２として説明する。研磨ヘッド２は研磨ヘッド移送機構７から下方に延びた回転軸３に取り付けられており、研磨ヘッド移送機構７内の図示しないモータにより回転駆動されるように構成されている。
【００１７】
この研磨ヘッド２は下端部にパッド保持機構を有し、研磨部材４が研磨面を下方に向けてパッド保持機構により保持されて研磨ヘッド２の下端に着脱自在に取り付けられている。この場合、粗研磨用研磨ヘッド２ａは中研磨用研磨ヘッド２ｂ及び仕上げ研磨用研磨ヘッド２ｃより小さく形成されており、粗研磨用研磨ヘッド２ａには小径の粗研磨用研磨部材４ａが取り付けられる。中研磨用研磨ヘッド２ｂ及び仕上げ研磨用研磨ヘッド２ｃは粗研磨用研磨ヘッド２ａより大きく形成されており、これら中研磨用研磨ヘッド２ｂ及び仕上げ研磨用研磨ヘッド２ｃには粗研磨用研磨部材４ａより大径の中研磨用研磨部材４ｂ及び仕上げ研磨用研磨部材４ｃが取り付けられる。
【００１８】
粗研磨用研磨部材４ａは研磨対象となる半導体ウエハＷの表面を部分的に研磨して表面の膜厚凹凸を修正し、表面を平坦化する研磨を行うものであり、半導体ウエハＷの表面に対して十分に小さな径を有して構成される。一方、中研磨用研磨部材４ｂ及び仕上げ研磨用研磨部材４ｃは、粗研磨用研磨部材４ａにより表面膜厚凹凸を修正して平坦化された半導体ウエハＷの表面を均一に研磨するものであり、半導体ウエハＷの表面の広い部分もしくは全面を覆う大きさを有して構成される。すなわち、中研磨用研磨部材４ｂ及び仕上げ研磨用研磨部材４ｃは、図２に示すように半導体ウエハＷの半径より大きな直径を有してその表面の広い部分を覆う大きさ、もしくは半導体ウエハＷの直径より大きな直径を有して半導体ウエハ表面の全面を覆う大きさを有して構成される。なお、これら研磨部材４ａ，４ｂ，４ｃを総称して符号４を用いて研磨部材４として説明する。
【００１９】
ＣＭＰ装置１内には、パッドコンディショニング機構５が設けられており、ここで研磨部材４のドレッシングが行われる。パッドコンディショニング機構５はドレッシングディスク５ａ、噴射ノズル５ｂ及び回転可能な洗浄ブラシ６が図示のように配設されている。
【００２０】
研磨ヘッド移送機構７は、レ−ル７ａ、送りネジ７ｂ、送りネジ７ｂに螺着された移動体７ｃを有し、移動体７ｃに回転軸３を介して研磨ヘッド２が取り付けられている。送りネジ７ｂは歯車７ｄ，７ｅを介してモータ７ｆにより回転駆動され、移動体７ｃが図２に示すｘ方向に移動される。また、移動体７ｃ内に配設された図示しない昇降機構により、研磨ヘッド２は図２に示すｚ方向に昇降移動されるようになっている。各研磨ヘッド２ａ，２ｂ，２ｃそれぞれに上記のような機構が設けられており、それぞれ独立してｘ，ｚ方向に移動されるようになっているが、特に粗研磨用研磨ヘッド２ａは、ｘ，ｚ方向に直角なｙ方向にも移動されるように構成されている。
【００２１】
ＣＭＰ装置にはさらに、研磨対象物である半導体ウエハＷを収納する収納カセット９が設けられ、この収納カセット９に対して半導体ウエハＷの搬送を行うウエハ搬送用ロボット１０が設けられている。ウエハ搬送用ロボット１０は収納カセット９から未研磨状態の半導体ウエハＷをインデックステーブル１２に搬送するとともに研磨完了後の半導体ウエハＷを搬出するためのロボットであり、この搬送経路の途中に半導体ウエハＷを一時的に載置するウエハ仮置台１１が設けられている。
【００２２】
インデックステーブル１２は軸１２ｅを軸芯として同一円周上に等間隔に設けられた回転可能な４基のウエハチャック機構２０を備えて構成され、符号Ｓ１で示すウエハロ−ディング＆アンローディングゾ−ン、符号Ｓ２で示す粗研磨ゾ−ン、符号Ｓ３で示す中研磨ゾ−ン、符号Ｓ４で示す仕上げ研磨ゾーンに仕分けされている。よって、各ウエハチャック機構２０はインデックステーブル１２の回転に応じて、ウエハローディング＆アンローディングゾ−ンＳ１、粗研磨ゾ−ンＳ２、中研磨ゾーンＳ３及び仕上げ研磨ゾーンＳ４の上方にそれぞれ、粗研磨用研磨ヘッド２ａに保持された粗研磨用研磨部材４ａ、中研磨用研磨ヘッド２ｂに保持された中研磨用研磨部材４ｂ、仕上げ研磨用研磨ヘッド２ｃに保持された仕上げ研磨用研磨部材４ｃが位置する。
【００２３】
ウエハ搬送用ロボット１０は研磨が完了した半導体ウエハＷを搬送するアンロ−ディング用搬送ロボットとしても用いられ、このロボット１０により研磨完了した半導体ウエハＷはベルトコンベア１６の上に搬送され、ベルトコンベア１６によりウエハ洗浄機構１７に送られて洗浄される。なお、インデックステーブル１２のウエハチャック機構２０をドレッシング及び洗浄するチャックドレッサ１４ａ及びチャック洗浄機構１４ｂも有する。
【００２４】
研磨部材４は、外周に環状溝を有する円盤状のパッドプレート（研磨支持体）４０ａと、このパッドプレート４０ａの貼付面４０ｂに取り付けられた円形の研磨パッド４０ｃ（研磨体）とから構成される。なお、パッドプレート４０ａとしてはステンレスやアルミニウム等の金属が使用されており、また、研磨パッド４０ｃ（研磨体）としては硬質発泡ウレタンシート，ポリエステル繊維不織布，フェルト等，これら不織布上に発泡性ウレタン樹脂溶液を流延させた後に発泡・硬化させたものが使用されている。
【００２５】
上記ＣＭＰ装置１を用いて、半導体ウエハＷの研磨作業を行って研磨部材４の研磨パッドが磨耗してきた際は、スピンドル軸３を左右方向（ｘ軸方向）に後退させ、パッドコンディショニング機構５のドレッシングディスク５ａに研磨部材４を押し当て、研磨部材４を回転させて研磨パッド４０ｃの表面を削り出し、研磨部材４の修復を図る。このような研磨及び修復作業が繰り返されることによって研磨パッド４０ｃが削られてくると、磨耗した研磨パッドを未使用の研磨パッドに貼り替える必要がある。そこで、研磨部材４におけるパッドプレート４０ａの貼付面４０ｂに研磨パッド４０ｃを貼付する貼付装置５０が設けられている。
【００２６】
この貼付装置５０は、図３に示すように、エアシリンダ６０と、研磨パッド保持器具７０と、パッドプレート保持器具８０とを有して構成されている。
【００２７】
エアシリンダ６０は、シリンダチューブ６１と、シリンダチューブ６１内を上下方向に移動自在なピストンロッド６２とから構成されている。このピストンロッド６２の下端部には、後述する研磨パッド保持器具７０がピン結合により揺動自在に取り付けられている。このため、シリンダチューブ６１に図示しないエア圧送ラインから圧縮空気を供給してピストンロッド６２を伸長作動すなわち下動させることにより、研磨パッド保持器具７０をパッドプレート４０ａの貼付面４０ｂに向けて移動させることができる。
【００２８】
研磨パッド保持器具７０は、エアシリンダ６０の下端にピン結合により揺動自在に支持されている揺動支持部材７１と、この揺動支持部材７１にリテーナリング７２により固定保持されている吸着部材７３と、真空ポンプ７４を有して構成されており、揺動支持部材７１と吸着部材７３との間には減圧空間７５が形成されている。
【００２９】
揺動支持部材７１は、図のように上下に貫通する連通孔７１ａを有している。また、吸着部材７３は、その下面に研磨パッド４０ｃを負圧吸着して平面状に保持する吸着面７３ａと、この吸着面７３ａに開口して上下に貫通する多数の小孔７３ｂとを有している。この小孔７３ｂは減圧空間７５を介して連通孔７１ａと繋がり、連通孔７１ａは可撓性を有するホース７６に繋がり、さらに、このホース７６は真空ポンプ７４に繋がっている。このため、真空ポンプ７４による負圧を（ホース７６と連通孔７１ａと減圧空間７５を経て）吸着部材７３の上面７３ｃから小孔７３ｂを介して吸着面７３ａに作用させることにより、研磨パッド４０ｃをその吸着面７３ａにおいて平面状に吸着保持することができる。
【００３０】
なお、揺動支持部材７１の多数の小孔７３ｂは、同心円状に配置するように形成してもよい。
【００３１】
また、研磨パッド保持器具７０は、例えば、連通孔７１ａの位置を揺動支持部材７１の中央（すなわち、エアシリンダ６０と揺動支持部材７１との結合部分）よりずらして形成したり、錘を載置したり、あるいは、揺動支持部材の一部を切欠したりすることにより重量バランスを変え、平面状に保持された研磨パッド４０ｃがパッドプレート４０ａの貼付面４０ｂに対して所定の傾き（例えば、約５度）を有してエアシリンダ６０に揺動自在に保持されるように構成されている。
【００３２】
上記のような研磨パッド保持器具７０の構成により、エアシリンダ６０のピストンロッド６２を伸長作動させて研磨パッド保持器具７０をパッドプレート４０ａの貼付面４０ｂに向かって移動させて研磨パッド４０ｃをパッドプレート４０ａに押圧して貼り付けるときに、図３に示すように、研磨パッド４０ｃの一端であるＰとパッドプレート４０ａの一端であるＱが接触した後、この部分から徐々に全面に渡って圧着されていくため、研磨パッド４０ｃとパッドプレート４０ａとの間に気泡を含み難くすることができる。
【００３３】
パッドプレート保持器具８０は、パッドプレート吸着部材８１と、真空ポンプ８２とを有して構成されている。パッドプレート吸着部材８１は、パッドプレート４０ａを負圧吸着して保持するパッドプレート吸着面８１ａとこのパッドプレート吸着面８１ａにその表面に開口して上下に貫通する多数の吸着孔８１ｂとが形成される。さらに、このパッドプレート吸着部材８１の内部には、吸着孔８１ｂと真空ポンプ８２とを繋ぐ通路８１ｃが形成されている。このため、真空ポンプ８２による負圧を、通路８１ｃを経て、パッドプレート吸着部材８１の吸着孔８１ｂを介してパッドプレート吸着面８１ａに作用させることにより、パッドプレート４０ａをパッドプレート吸着面８１ａにおいて吸着保持することができる。
【００３４】
以上のような構成により、本発明の研磨体の貼付装置５０は、研磨パッド４０ｃとパッドプレート４０ａとの間に気泡をはらみ難く、研磨パッド４０ｃをパッドプレート４０ａに平坦に貼ることができる。その結果、研磨面が均一且つ平坦な研磨部材４を得ることができるため、ひいては良好な半導体ウエハＷの研磨を行うことができる。
【００３５】
このような構成の貼付装置５０を用いて、パッドプレート４０ａに新しい研磨パッド４０ｃを貼り付ける作業を説明する。まず、研磨パッド保持器具７０は、真空ポンプ７４による負圧を吸着部材７３の上面７３ｃ側から小孔７３ｂを介して吸着面７３ａに作用させることによって、研磨パッド４０ｃを吸着面７３ａに平面状に吸着保持させる。また、パッドプレート保持器具８０は、真空ポンプ８２による負圧をパッドプレート吸着部材８１の吸着孔８１ｂを介してパッドプレート吸着面８１ａに作用させることにより、パッドプレート４０ａをパッドプレート吸着面８１ａにおいて吸着保持させる。なお、研磨パッド４０ｃの吸着面７３ａと反対側の面には予め両面テープ（不図示）が接着されている。
【００３６】
次に、エアシリンダ６０は、シリンダチューブ６１に図示しないエア圧送ラインから圧縮空気を供給してピストンロッド６２を伸長作動すなわち下動させることにより、研磨パッド保持器具７０をパッドプレート保持器具８０に向かって移動させる。すなわち、研磨パッド４０ｃをパッドプレート４０ａの貼付面４０ｂに押し付けて貼り付ける。
【００３７】
なお、研磨パッド保持器具７０は、平面状に保持された研磨パッド４０ｃがパッドプレート４０ａの貼付面４０ｂに対して所定の傾き（例えば、約５度）を有してエアシリンダ６０に揺動自在に保持されているため、研磨パッド４０ｃをパッドプレート４０ａに貼り付けるときに、これら研磨パッド４０ｃとパッドプレート４０ａとの間に気泡を含みにくく、研磨パッド４０ｃをパッドプレート４０ａの貼付面４０ｂに平坦に貼り付けることができる。その結果、研磨面が均一且つ平坦な研磨部材４を得ることができるため、ひいては良好な半導体ウエハＷの研磨を行うことが可能である。
【００３８】
次に、研磨パッド保持器具の他の実施例について、図４を用いて説明する。なお、この他の実施例においては上記実施例と相違点のみを概説し、上記実施例と同一態様部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
研磨パッド保持器具９０は、図４に示すように、その下面に研磨パッド４０ｃを負圧吸着して平面状に保持する第２吸着面９１ａを有する多孔質材料からなる中央部９１及びこの中央部９１の側面周囲を覆う気密材料からなる周囲部９２から構成された第２吸着部材９３と、第２吸着部材９３の上面側から中央部９１を介して第２吸着面９１ａに負圧を作用させる第２真空ポンプ９４とを備えて構成されており、中央部９１と周囲部９２との間には第２減圧空間９５が形成されている。
【００４０】
周囲部９２は、上記実施例のようにエアシリンダ６０の下端にピン結合により揺動自在に支持されているとともに、図のように上下に貫通する第２連通孔９２ａを有している。中央部９１は第２減圧空間９５を介して第２連通孔９２ａと繋がり、この第２連通孔９２ａは、可撓性を有するホース７６に繋がり、さらに、このホース７６は第２真空ポンプ９４に繋がっている。このような構成の研磨パッド保持器具９０により、第２真空ポンプ９４による負圧を（ホース７６と第２連通孔９２ａと減圧空間９５を経て）第２吸着部材９３の中央部９１を介して第２吸着面９１ａに作用させることにより、研磨パッド４０ｃをその第２吸着面９１ａに平面状に吸着保持することができる。
【００４１】
以上のように、本発明について好ましい実施形態について説明してきたが、本発明の範囲は上述のものに限定されるものではない。例えば、本発明の貼付装置５０は本実施例のように単体として使用することも可能であるとともに、ＣＭＰ装置１に設けて使用することも可能である。
【００４２】
また、上記実施例に示したＣＭＰ装置１では、研磨対象物である半導体ウエハＷをインデックステーブル１２上のウエハチャック機構２０に保持させて、研磨部材４をその上方から押し当てる構成であったが、このような構成に替えて、研磨部材を半導体ウエハＷの下方に設置して、半導体ウエハの被研磨面を上から研磨部材へ押し当てる構成であってもよい。
【００４３】
なお、上記実施例では研磨部材４が半導体ウエハＷよりも小径であったが、これは一例であり、これとは反対に半導体ウエハＷが研磨部材４よりも小径であってもよい。
【００４４】
上記実施例に示したＣＭＰ装置１は、本発明の貼付装置５０に加え、研磨部材４において使用済みの研磨パッド４０ｃをパッドプレート４０ａから自動的に剥がす研磨体剥離装置を備えてもよい。
【００４５】
上記実施例では、エアシリンダ６０のピストンロッド下端部と、研磨パッド保持器具７０の揺動支持部材７１とをピン結合により取り付けたが、これに限られるものではなく、例えば、球面ブシュ等を用いて揺動自在に支持してもよい。
【００４６】
また、上記実施例で用いた真空ポンプ７４，８２，及び真空ポンプ９４，８２は、同一ポンプを用いてもよい。
【００４７】
次に、本発明に係る半導体デバイスの製造方法の実施例について説明する。図５は、半導体デバイスの製造プロセスを示すフローチャートである。半導体製造プロセスをスタートすると、まずＳ２００で次に上げるステップＳ２０１〜２０４の中から適切な処理工程を選択し、いずれかのステップに進む。
【００４８】
ここで、ステップＳ２０１は半導体ウエハの表面を酸化させる酸化工程である。ステップＳ２０２はＣＶＤ等により半導体ウエハ表面に絶縁膜や誘電体膜を形成するＣＶＤ工程である。ステップＳ２０３は半導体ウエハに電極を蒸着等により形成する電極形成工程である。ステップＳ２０４は半導体ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込み工程である。
【００４９】
ＣＶＤ工程（Ｓ２０２）もしくは電極形成工程（Ｓ２０３）の後で、ステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５はＣＭＰ工程である。ＣＭＰ工程では本発明による研磨装置により、層間絶縁膜の平坦化や半導体デバイスの表面の金属膜の研磨、誘電体膜の研磨によるダマシン（ｄａｍａｓｃｅｎｅ）の形成等が行われる。
【００５０】
ＣＭＰ工程（Ｓ２０５）もしくは酸化工程（Ｓ２０１）の後でステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６はフォトリソグラフィ工程である。この工程では半導体ウエハへのレジストの塗布、露光装置を用いた露光による半導体ウエハへの回路パターンの焼き付け、露光した半導体ウエハの現像が行われる。さらに、次のステップＳ２０７は現像したレジスト像以外の部分をエッチングにより削り、その後レジスト剥離が行われ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くエッチング工程である。
【００５１】
次に、ステップＳ２０８で必要な全工程が完了したかを判断し、完了していなければステップＳ２００に戻り、先のステップを繰り返して半導体ウエハ上に回路パターンが形成される。ステップＳ２０８で全工程が完了したと判断されればエンドとなる。
【００５２】
本発明による半導体デバイス製造方法では、ＣＭＰ工程において本発明に係るＣＭＰ装置１（研磨装置）を用いているため、ＣＭＰ工程の歩留まりが向上する。これにより、従来の半導体デバイスの製造方法に比べて低コストで半導体デバイスを製造することができるという効果がある。なお、上記半導体デバイス製造プロセス以外の半導体デバイス製造プロセスのＣＭＰ工程に本発明による研磨装置を用いてもよい。さらに、この半導体デバイス製造方法により製造された半導体デバイスでは、平坦度の高い半導体ウエハが用いられることとなるので、配線の絶縁不良やショートなどの不具合の少ない性能のよいデバイスとなる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、研磨対象物の被研磨面に当接して研磨を行うシート状の研磨体と前記研磨体を平面状に貼付保持する貼付面を有した研磨支持体とからなる研磨部材の前記貼付面に前記研磨体を貼付する貼付装置であって、前記研磨体を負圧吸着して平面状に保持する保持器具と、押圧器具とを備え、前記押圧器具により前記保持器具を支持するとともに前記貼付面に向けて移動させ、前記保持器具に平面状に保持された前記研磨体を前記貼付面に押圧して貼り付けるように構成されている。
【００５４】
このような構成により、研磨体を研磨支持体に貼り付ける際に、研磨体と研磨支持体の間に気泡を含み難く、研磨体を研磨支持体の貼付面に平坦に貼り付けることができる。その結果、研磨面が均一且つ平坦な研磨部材を得ることができるため、ひいては良好な半導体ウエハの研磨を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＣＭＰ装置を示す斜視図である。
【図２】上記ＣＭＰ装置の一部を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る貼付装置を示す断面説明図である。
【図４】上記貼付装置における研磨パッド保持器具の他の実施例を示す断面説明図である。
【図５】本発明に係る半導体デバイスの製造プロセスを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ ＣＭＰ装置
４ 研磨部材
４０ａ パッドプレート
４０ｂ 貼付面
４０ｃ 研磨パッド
５０ 貼付装置
６０ エアシリンダ
６１ シリンダチューブ
６２ ピストンロッド
７０ 研磨パッド保持器具
７１ 揺動支持部材
７１ａ 連通孔
７２ リテーナリング
７３ 吸着部材
７３ａ 吸着面
７３ｂ 小孔
７３ｃ 吸着部材の上面
７４ 真空ポンプ
７５ 減圧空間
８０ パッドプレート保持器具
８１ パッドプレート吸着部材
８２ 真空ポンプ
９０ 研磨パッド保持器具（他の実施例）
９１ 中央部
９１ａ 第２吸着面
９２ 周囲部
９３ 第２吸着部材
９４ 第２真空ポンプ
９５ 第２減圧空間
Ｗ 半導体ウエハ
【発明の属する技術分野】
本発明は、研磨体の貼付装置及び方法、この装置もしくは方法により作られた研磨部材を用いた研磨装置、この研磨装置を用いた半導体デバイス製造方法及びこの半導体デバイス製造方法により製造された半導体デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体ウエハの表面を平坦化する研磨装置として、研磨対象物である半導体ウエハを保持する対象物保持装置と、半導体ウエハを研磨し且つ半導体ウエハの被研磨面に当接して研磨を行うシート状の研磨パッド（研磨体）及び研磨パッドを平面状に貼付保持する貼付面を有したパッドプレート（研磨支持体）とからなる研磨部材とを備え、この研磨部材を対象物保持装置に保持された半導体ウエハの被研磨面に当接させながら対象物保持装置と研磨部材とを相対移動させ、研磨体と半導体ウエハとの接触面に研磨剤（研磨液）を供給して半導体ウエハの被研磨面の研磨を行うように構成された化学機械研磨を行うＣＭＰ装置が知られている。
【０００３】
この研磨装置を用いて行う研磨プロセスにおいては、被研磨面の平坦度や均一性等の半導体ウエハ表面の研磨状態に対して所定の要求精度が満たされている必要がある。半導体ウエハ表面の研磨状態には、研磨パッドの研磨面の状態が大きく影響する。このため、半導体ウエハの研磨により磨耗した研磨パッドは、定期的（例えば、半導体ウエハの１枚もしくは複数枚研磨終了後）にパッドコンディショニング装置を用いてドレッシングして洗浄され、研磨パッドの目立て（修復）が行われる。このような研磨及び修復作業が繰り返されて研磨パッドの磨耗が激しくなると、研磨部材は新しい研磨部材に取り替えられる。
【０００４】
この研磨部材は、上記のように、半導体ウエハの被研磨面に当接して研磨を行うシート状の研磨パッドとこの研磨パッドを平面状に貼付保持する貼付面を有したパッドプレートとから構成されているため、研磨装置から取り外された使用済みの研磨部材はパッドプレートから磨耗した研磨パッドを剥がして未使用の研磨パッドに貼り替えるだけで簡単に新品状態とすることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、研磨パッドの貼り替えは、研磨パッド（研磨体）の貼付装置等を用いて行われている。研磨体の貼付装置は、特開２００１−１４８３６１号公報の図１３に示されているように、ベース台の上に所定方向に移動自在に取り付けられた移動台と、移動台に取り付けられた支持アームと、この支持アームの先端に回転自在に取り付けられたローラとから構成されており、未使用の研磨パッドを研磨支持体に貼り付けるときはローラで局部加圧しながら全面に渡って研磨パッドを貼り付ける。しかしながら、このような構成の貼付装置では研磨パッドとパッドプレートとの間に気泡が入りやすく、良品生産性がよくないという問題があった。
【０００６】
本発明は、この問題点に鑑みてなされたものであり、研磨パッド（研磨体）とパッドプレート（研磨支持体）との間に気泡を含み難い貼付装置及び方法、この装置もしくは方法により作られた研磨部材を用いた研磨装置と、この研磨装置を用いた半導体デバイス製造方法及びこの半導体デバイス製造方法により製造された半導体デバイスとを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明の研磨体の貼付装置は、研磨対象物の被研磨面に当接して研磨を行うシート状の研磨体と前記研磨体を平面状に貼付保持する貼付面を有した研磨支持体とからなる研磨部材の前記貼付面に前記研磨体を貼付する貼付装置であって、前記研磨体を負圧吸着して平面状に保持する保持器具と、押圧器具とを備え、前記押圧器具により前記保持器具を支持するとともに前記貼付面に向けて移動させ、前記保持器具に平面状に保持された前記研磨体を前記貼付面に押圧して貼り付けるように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
なお、前記押圧器具は前記保持器具を揺動自在に支持するように構成してもよい。
【０００９】
また、上記構成の貼付装置において、前記押圧器具により前記保持器具を支持して前記貼付面に向けて移動させるときに、前記保持器具により平面状に保持された前記研磨体が前記貼付面に対して所定傾きを有するように前記保持器具が前記押圧器具により支持されるように構成するのが好ましい。
【００１０】
上記構成の貼付装置において、前記保持器具は、下面に前記研磨体を負圧吸着して平面状に保持する吸着面を有するとともに前記吸着面に開口して前記吸着部材を上下に貫通する多数の小孔を有する吸着部材と、前記吸着部材の上面側から前記小孔を介して前記吸着面に負圧を作用させる負圧装置とを備え、前記負圧装置を用いて前記吸着部材の上面側より前記小孔を介して前記吸着面に負圧を作用させることによって、前記研磨体を前記吸着面に平面状に吸着保持するように構成してもよい。
【００１１】
また、上記構成の貼付装置において、前記保持器具は、下面に前記研磨体を負圧吸着して平面状に保持する吸着面を有する多孔質材料からなる中央部及び前記中央部の側面周囲を覆う気密材料からなる周囲部から構成された吸着部材と、前記吸着部材の上面側から前記中央部を介して前記吸着面に負圧を作用させる負圧装置とを備え、前記負圧装置を用いて前記吸着部材の上面側より前記中央部を介して前記吸着面に負圧を作用させることにより前記研磨体を前記吸着面に平面状に吸着保持するように構成してもよい。
【００１２】
本発明の貼付方法は、研磨対象物の被研磨面に当接して研磨を行うシート状の研磨体と前記研磨体を平面状に貼付保持する貼付面を有した研磨支持体とからなる研磨部材の前記貼付面に前記研磨体を貼付する貼付方法であって、平面状の吸着面に負圧を作用させて前記研磨体を平面状に保持して、平面状に保持された前記研磨体を前記研磨支持体に押圧させて貼り付けることを特徴とする。
【００１３】
本発明の研磨装置は、研磨対象物を保持する対象物保持装置と、前記研磨対象物を研磨する研磨部材とを備え、前記研磨部材を前記対象物保持装置に保持された前記研磨対象物に当接させながら前記対象物保持装置と前記研磨部材とを相対移動させて前記研磨対象物の被研磨面の研磨を行うように構成される研磨装置において、上記構成の研磨体の貼付装置もしくは上記に記載の貼付方法により前記研磨部材の前記研磨支持体に前記研磨体が貼り付けられていることが好ましい。
【００１４】
本発明の半導体デバイス製造方法は、半導体ウエハの表面を上記構成の研磨装置を用いて平坦化する工程を有することが好ましい。
【００１５】
また、本発明の半導体デバイスは、上記の半導体デバイス製造方法により製造されたことが望ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。まず、本発明に係る貼付装置及び方法が適用されるＣＭＰ装置（化学機械研磨装置）１について図１及び図２を参照して説明する。このＣＭＰ装置１は、研磨ヘッド移送機構７により研磨面を下方に向けて支持された複数の研磨ヘッドを有する。この研磨ヘッドとしては、粗研磨用研磨ヘッド２ａ、中研磨用研磨ヘッド２ｂ及び仕上げ研磨用研磨ヘッド２ｃ（但し、図においては仕上げ研磨用研磨ヘッド２ｃは示されていない）からなり、これらを総称して符号２を用いて研磨ヘッド２として説明する。研磨ヘッド２は研磨ヘッド移送機構７から下方に延びた回転軸３に取り付けられており、研磨ヘッド移送機構７内の図示しないモータにより回転駆動されるように構成されている。
【００１７】
この研磨ヘッド２は下端部にパッド保持機構を有し、研磨部材４が研磨面を下方に向けてパッド保持機構により保持されて研磨ヘッド２の下端に着脱自在に取り付けられている。この場合、粗研磨用研磨ヘッド２ａは中研磨用研磨ヘッド２ｂ及び仕上げ研磨用研磨ヘッド２ｃより小さく形成されており、粗研磨用研磨ヘッド２ａには小径の粗研磨用研磨部材４ａが取り付けられる。中研磨用研磨ヘッド２ｂ及び仕上げ研磨用研磨ヘッド２ｃは粗研磨用研磨ヘッド２ａより大きく形成されており、これら中研磨用研磨ヘッド２ｂ及び仕上げ研磨用研磨ヘッド２ｃには粗研磨用研磨部材４ａより大径の中研磨用研磨部材４ｂ及び仕上げ研磨用研磨部材４ｃが取り付けられる。
【００１８】
粗研磨用研磨部材４ａは研磨対象となる半導体ウエハＷの表面を部分的に研磨して表面の膜厚凹凸を修正し、表面を平坦化する研磨を行うものであり、半導体ウエハＷの表面に対して十分に小さな径を有して構成される。一方、中研磨用研磨部材４ｂ及び仕上げ研磨用研磨部材４ｃは、粗研磨用研磨部材４ａにより表面膜厚凹凸を修正して平坦化された半導体ウエハＷの表面を均一に研磨するものであり、半導体ウエハＷの表面の広い部分もしくは全面を覆う大きさを有して構成される。すなわち、中研磨用研磨部材４ｂ及び仕上げ研磨用研磨部材４ｃは、図２に示すように半導体ウエハＷの半径より大きな直径を有してその表面の広い部分を覆う大きさ、もしくは半導体ウエハＷの直径より大きな直径を有して半導体ウエハ表面の全面を覆う大きさを有して構成される。なお、これら研磨部材４ａ，４ｂ，４ｃを総称して符号４を用いて研磨部材４として説明する。
【００１９】
ＣＭＰ装置１内には、パッドコンディショニング機構５が設けられており、ここで研磨部材４のドレッシングが行われる。パッドコンディショニング機構５はドレッシングディスク５ａ、噴射ノズル５ｂ及び回転可能な洗浄ブラシ６が図示のように配設されている。
【００２０】
研磨ヘッド移送機構７は、レ−ル７ａ、送りネジ７ｂ、送りネジ７ｂに螺着された移動体７ｃを有し、移動体７ｃに回転軸３を介して研磨ヘッド２が取り付けられている。送りネジ７ｂは歯車７ｄ，７ｅを介してモータ７ｆにより回転駆動され、移動体７ｃが図２に示すｘ方向に移動される。また、移動体７ｃ内に配設された図示しない昇降機構により、研磨ヘッド２は図２に示すｚ方向に昇降移動されるようになっている。各研磨ヘッド２ａ，２ｂ，２ｃそれぞれに上記のような機構が設けられており、それぞれ独立してｘ，ｚ方向に移動されるようになっているが、特に粗研磨用研磨ヘッド２ａは、ｘ，ｚ方向に直角なｙ方向にも移動されるように構成されている。
【００２１】
ＣＭＰ装置にはさらに、研磨対象物である半導体ウエハＷを収納する収納カセット９が設けられ、この収納カセット９に対して半導体ウエハＷの搬送を行うウエハ搬送用ロボット１０が設けられている。ウエハ搬送用ロボット１０は収納カセット９から未研磨状態の半導体ウエハＷをインデックステーブル１２に搬送するとともに研磨完了後の半導体ウエハＷを搬出するためのロボットであり、この搬送経路の途中に半導体ウエハＷを一時的に載置するウエハ仮置台１１が設けられている。
【００２２】
インデックステーブル１２は軸１２ｅを軸芯として同一円周上に等間隔に設けられた回転可能な４基のウエハチャック機構２０を備えて構成され、符号Ｓ１で示すウエハロ−ディング＆アンローディングゾ−ン、符号Ｓ２で示す粗研磨ゾ−ン、符号Ｓ３で示す中研磨ゾ−ン、符号Ｓ４で示す仕上げ研磨ゾーンに仕分けされている。よって、各ウエハチャック機構２０はインデックステーブル１２の回転に応じて、ウエハローディング＆アンローディングゾ−ンＳ１、粗研磨ゾ−ンＳ２、中研磨ゾーンＳ３及び仕上げ研磨ゾーンＳ４の上方にそれぞれ、粗研磨用研磨ヘッド２ａに保持された粗研磨用研磨部材４ａ、中研磨用研磨ヘッド２ｂに保持された中研磨用研磨部材４ｂ、仕上げ研磨用研磨ヘッド２ｃに保持された仕上げ研磨用研磨部材４ｃが位置する。
【００２３】
ウエハ搬送用ロボット１０は研磨が完了した半導体ウエハＷを搬送するアンロ−ディング用搬送ロボットとしても用いられ、このロボット１０により研磨完了した半導体ウエハＷはベルトコンベア１６の上に搬送され、ベルトコンベア１６によりウエハ洗浄機構１７に送られて洗浄される。なお、インデックステーブル１２のウエハチャック機構２０をドレッシング及び洗浄するチャックドレッサ１４ａ及びチャック洗浄機構１４ｂも有する。
【００２４】
研磨部材４は、外周に環状溝を有する円盤状のパッドプレート（研磨支持体）４０ａと、このパッドプレート４０ａの貼付面４０ｂに取り付けられた円形の研磨パッド４０ｃ（研磨体）とから構成される。なお、パッドプレート４０ａとしてはステンレスやアルミニウム等の金属が使用されており、また、研磨パッド４０ｃ（研磨体）としては硬質発泡ウレタンシート，ポリエステル繊維不織布，フェルト等，これら不織布上に発泡性ウレタン樹脂溶液を流延させた後に発泡・硬化させたものが使用されている。
【００２５】
上記ＣＭＰ装置１を用いて、半導体ウエハＷの研磨作業を行って研磨部材４の研磨パッドが磨耗してきた際は、スピンドル軸３を左右方向（ｘ軸方向）に後退させ、パッドコンディショニング機構５のドレッシングディスク５ａに研磨部材４を押し当て、研磨部材４を回転させて研磨パッド４０ｃの表面を削り出し、研磨部材４の修復を図る。このような研磨及び修復作業が繰り返されることによって研磨パッド４０ｃが削られてくると、磨耗した研磨パッドを未使用の研磨パッドに貼り替える必要がある。そこで、研磨部材４におけるパッドプレート４０ａの貼付面４０ｂに研磨パッド４０ｃを貼付する貼付装置５０が設けられている。
【００２６】
この貼付装置５０は、図３に示すように、エアシリンダ６０と、研磨パッド保持器具７０と、パッドプレート保持器具８０とを有して構成されている。
【００２７】
エアシリンダ６０は、シリンダチューブ６１と、シリンダチューブ６１内を上下方向に移動自在なピストンロッド６２とから構成されている。このピストンロッド６２の下端部には、後述する研磨パッド保持器具７０がピン結合により揺動自在に取り付けられている。このため、シリンダチューブ６１に図示しないエア圧送ラインから圧縮空気を供給してピストンロッド６２を伸長作動すなわち下動させることにより、研磨パッド保持器具７０をパッドプレート４０ａの貼付面４０ｂに向けて移動させることができる。
【００２８】
研磨パッド保持器具７０は、エアシリンダ６０の下端にピン結合により揺動自在に支持されている揺動支持部材７１と、この揺動支持部材７１にリテーナリング７２により固定保持されている吸着部材７３と、真空ポンプ７４を有して構成されており、揺動支持部材７１と吸着部材７３との間には減圧空間７５が形成されている。
【００２９】
揺動支持部材７１は、図のように上下に貫通する連通孔７１ａを有している。また、吸着部材７３は、その下面に研磨パッド４０ｃを負圧吸着して平面状に保持する吸着面７３ａと、この吸着面７３ａに開口して上下に貫通する多数の小孔７３ｂとを有している。この小孔７３ｂは減圧空間７５を介して連通孔７１ａと繋がり、連通孔７１ａは可撓性を有するホース７６に繋がり、さらに、このホース７６は真空ポンプ７４に繋がっている。このため、真空ポンプ７４による負圧を（ホース７６と連通孔７１ａと減圧空間７５を経て）吸着部材７３の上面７３ｃから小孔７３ｂを介して吸着面７３ａに作用させることにより、研磨パッド４０ｃをその吸着面７３ａにおいて平面状に吸着保持することができる。
【００３０】
なお、揺動支持部材７１の多数の小孔７３ｂは、同心円状に配置するように形成してもよい。
【００３１】
また、研磨パッド保持器具７０は、例えば、連通孔７１ａの位置を揺動支持部材７１の中央（すなわち、エアシリンダ６０と揺動支持部材７１との結合部分）よりずらして形成したり、錘を載置したり、あるいは、揺動支持部材の一部を切欠したりすることにより重量バランスを変え、平面状に保持された研磨パッド４０ｃがパッドプレート４０ａの貼付面４０ｂに対して所定の傾き（例えば、約５度）を有してエアシリンダ６０に揺動自在に保持されるように構成されている。
【００３２】
上記のような研磨パッド保持器具７０の構成により、エアシリンダ６０のピストンロッド６２を伸長作動させて研磨パッド保持器具７０をパッドプレート４０ａの貼付面４０ｂに向かって移動させて研磨パッド４０ｃをパッドプレート４０ａに押圧して貼り付けるときに、図３に示すように、研磨パッド４０ｃの一端であるＰとパッドプレート４０ａの一端であるＱが接触した後、この部分から徐々に全面に渡って圧着されていくため、研磨パッド４０ｃとパッドプレート４０ａとの間に気泡を含み難くすることができる。
【００３３】
パッドプレート保持器具８０は、パッドプレート吸着部材８１と、真空ポンプ８２とを有して構成されている。パッドプレート吸着部材８１は、パッドプレート４０ａを負圧吸着して保持するパッドプレート吸着面８１ａとこのパッドプレート吸着面８１ａにその表面に開口して上下に貫通する多数の吸着孔８１ｂとが形成される。さらに、このパッドプレート吸着部材８１の内部には、吸着孔８１ｂと真空ポンプ８２とを繋ぐ通路８１ｃが形成されている。このため、真空ポンプ８２による負圧を、通路８１ｃを経て、パッドプレート吸着部材８１の吸着孔８１ｂを介してパッドプレート吸着面８１ａに作用させることにより、パッドプレート４０ａをパッドプレート吸着面８１ａにおいて吸着保持することができる。
【００３４】
以上のような構成により、本発明の研磨体の貼付装置５０は、研磨パッド４０ｃとパッドプレート４０ａとの間に気泡をはらみ難く、研磨パッド４０ｃをパッドプレート４０ａに平坦に貼ることができる。その結果、研磨面が均一且つ平坦な研磨部材４を得ることができるため、ひいては良好な半導体ウエハＷの研磨を行うことができる。
【００３５】
このような構成の貼付装置５０を用いて、パッドプレート４０ａに新しい研磨パッド４０ｃを貼り付ける作業を説明する。まず、研磨パッド保持器具７０は、真空ポンプ７４による負圧を吸着部材７３の上面７３ｃ側から小孔７３ｂを介して吸着面７３ａに作用させることによって、研磨パッド４０ｃを吸着面７３ａに平面状に吸着保持させる。また、パッドプレート保持器具８０は、真空ポンプ８２による負圧をパッドプレート吸着部材８１の吸着孔８１ｂを介してパッドプレート吸着面８１ａに作用させることにより、パッドプレート４０ａをパッドプレート吸着面８１ａにおいて吸着保持させる。なお、研磨パッド４０ｃの吸着面７３ａと反対側の面には予め両面テープ（不図示）が接着されている。
【００３６】
次に、エアシリンダ６０は、シリンダチューブ６１に図示しないエア圧送ラインから圧縮空気を供給してピストンロッド６２を伸長作動すなわち下動させることにより、研磨パッド保持器具７０をパッドプレート保持器具８０に向かって移動させる。すなわち、研磨パッド４０ｃをパッドプレート４０ａの貼付面４０ｂに押し付けて貼り付ける。
【００３７】
なお、研磨パッド保持器具７０は、平面状に保持された研磨パッド４０ｃがパッドプレート４０ａの貼付面４０ｂに対して所定の傾き（例えば、約５度）を有してエアシリンダ６０に揺動自在に保持されているため、研磨パッド４０ｃをパッドプレート４０ａに貼り付けるときに、これら研磨パッド４０ｃとパッドプレート４０ａとの間に気泡を含みにくく、研磨パッド４０ｃをパッドプレート４０ａの貼付面４０ｂに平坦に貼り付けることができる。その結果、研磨面が均一且つ平坦な研磨部材４を得ることができるため、ひいては良好な半導体ウエハＷの研磨を行うことが可能である。
【００３８】
次に、研磨パッド保持器具の他の実施例について、図４を用いて説明する。なお、この他の実施例においては上記実施例と相違点のみを概説し、上記実施例と同一態様部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
研磨パッド保持器具９０は、図４に示すように、その下面に研磨パッド４０ｃを負圧吸着して平面状に保持する第２吸着面９１ａを有する多孔質材料からなる中央部９１及びこの中央部９１の側面周囲を覆う気密材料からなる周囲部９２から構成された第２吸着部材９３と、第２吸着部材９３の上面側から中央部９１を介して第２吸着面９１ａに負圧を作用させる第２真空ポンプ９４とを備えて構成されており、中央部９１と周囲部９２との間には第２減圧空間９５が形成されている。
【００４０】
周囲部９２は、上記実施例のようにエアシリンダ６０の下端にピン結合により揺動自在に支持されているとともに、図のように上下に貫通する第２連通孔９２ａを有している。中央部９１は第２減圧空間９５を介して第２連通孔９２ａと繋がり、この第２連通孔９２ａは、可撓性を有するホース７６に繋がり、さらに、このホース７６は第２真空ポンプ９４に繋がっている。このような構成の研磨パッド保持器具９０により、第２真空ポンプ９４による負圧を（ホース７６と第２連通孔９２ａと減圧空間９５を経て）第２吸着部材９３の中央部９１を介して第２吸着面９１ａに作用させることにより、研磨パッド４０ｃをその第２吸着面９１ａに平面状に吸着保持することができる。
【００４１】
以上のように、本発明について好ましい実施形態について説明してきたが、本発明の範囲は上述のものに限定されるものではない。例えば、本発明の貼付装置５０は本実施例のように単体として使用することも可能であるとともに、ＣＭＰ装置１に設けて使用することも可能である。
【００４２】
また、上記実施例に示したＣＭＰ装置１では、研磨対象物である半導体ウエハＷをインデックステーブル１２上のウエハチャック機構２０に保持させて、研磨部材４をその上方から押し当てる構成であったが、このような構成に替えて、研磨部材を半導体ウエハＷの下方に設置して、半導体ウエハの被研磨面を上から研磨部材へ押し当てる構成であってもよい。
【００４３】
なお、上記実施例では研磨部材４が半導体ウエハＷよりも小径であったが、これは一例であり、これとは反対に半導体ウエハＷが研磨部材４よりも小径であってもよい。
【００４４】
上記実施例に示したＣＭＰ装置１は、本発明の貼付装置５０に加え、研磨部材４において使用済みの研磨パッド４０ｃをパッドプレート４０ａから自動的に剥がす研磨体剥離装置を備えてもよい。
【００４５】
上記実施例では、エアシリンダ６０のピストンロッド下端部と、研磨パッド保持器具７０の揺動支持部材７１とをピン結合により取り付けたが、これに限られるものではなく、例えば、球面ブシュ等を用いて揺動自在に支持してもよい。
【００４６】
また、上記実施例で用いた真空ポンプ７４，８２，及び真空ポンプ９４，８２は、同一ポンプを用いてもよい。
【００４７】
次に、本発明に係る半導体デバイスの製造方法の実施例について説明する。図５は、半導体デバイスの製造プロセスを示すフローチャートである。半導体製造プロセスをスタートすると、まずＳ２００で次に上げるステップＳ２０１〜２０４の中から適切な処理工程を選択し、いずれかのステップに進む。
【００４８】
ここで、ステップＳ２０１は半導体ウエハの表面を酸化させる酸化工程である。ステップＳ２０２はＣＶＤ等により半導体ウエハ表面に絶縁膜や誘電体膜を形成するＣＶＤ工程である。ステップＳ２０３は半導体ウエハに電極を蒸着等により形成する電極形成工程である。ステップＳ２０４は半導体ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込み工程である。
【００４９】
ＣＶＤ工程（Ｓ２０２）もしくは電極形成工程（Ｓ２０３）の後で、ステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５はＣＭＰ工程である。ＣＭＰ工程では本発明による研磨装置により、層間絶縁膜の平坦化や半導体デバイスの表面の金属膜の研磨、誘電体膜の研磨によるダマシン（ｄａｍａｓｃｅｎｅ）の形成等が行われる。
【００５０】
ＣＭＰ工程（Ｓ２０５）もしくは酸化工程（Ｓ２０１）の後でステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６はフォトリソグラフィ工程である。この工程では半導体ウエハへのレジストの塗布、露光装置を用いた露光による半導体ウエハへの回路パターンの焼き付け、露光した半導体ウエハの現像が行われる。さらに、次のステップＳ２０７は現像したレジスト像以外の部分をエッチングにより削り、その後レジスト剥離が行われ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くエッチング工程である。
【００５１】
次に、ステップＳ２０８で必要な全工程が完了したかを判断し、完了していなければステップＳ２００に戻り、先のステップを繰り返して半導体ウエハ上に回路パターンが形成される。ステップＳ２０８で全工程が完了したと判断されればエンドとなる。
【００５２】
本発明による半導体デバイス製造方法では、ＣＭＰ工程において本発明に係るＣＭＰ装置１（研磨装置）を用いているため、ＣＭＰ工程の歩留まりが向上する。これにより、従来の半導体デバイスの製造方法に比べて低コストで半導体デバイスを製造することができるという効果がある。なお、上記半導体デバイス製造プロセス以外の半導体デバイス製造プロセスのＣＭＰ工程に本発明による研磨装置を用いてもよい。さらに、この半導体デバイス製造方法により製造された半導体デバイスでは、平坦度の高い半導体ウエハが用いられることとなるので、配線の絶縁不良やショートなどの不具合の少ない性能のよいデバイスとなる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、研磨対象物の被研磨面に当接して研磨を行うシート状の研磨体と前記研磨体を平面状に貼付保持する貼付面を有した研磨支持体とからなる研磨部材の前記貼付面に前記研磨体を貼付する貼付装置であって、前記研磨体を負圧吸着して平面状に保持する保持器具と、押圧器具とを備え、前記押圧器具により前記保持器具を支持するとともに前記貼付面に向けて移動させ、前記保持器具に平面状に保持された前記研磨体を前記貼付面に押圧して貼り付けるように構成されている。
【００５４】
このような構成により、研磨体を研磨支持体に貼り付ける際に、研磨体と研磨支持体の間に気泡を含み難く、研磨体を研磨支持体の貼付面に平坦に貼り付けることができる。その結果、研磨面が均一且つ平坦な研磨部材を得ることができるため、ひいては良好な半導体ウエハの研磨を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＣＭＰ装置を示す斜視図である。
【図２】上記ＣＭＰ装置の一部を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る貼付装置を示す断面説明図である。
【図４】上記貼付装置における研磨パッド保持器具の他の実施例を示す断面説明図である。
【図５】本発明に係る半導体デバイスの製造プロセスを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ ＣＭＰ装置
４ 研磨部材
４０ａ パッドプレート
４０ｂ 貼付面
４０ｃ 研磨パッド
５０ 貼付装置
６０ エアシリンダ
６１ シリンダチューブ
６２ ピストンロッド
７０ 研磨パッド保持器具
７１ 揺動支持部材
７１ａ 連通孔
７２ リテーナリング
７３ 吸着部材
７３ａ 吸着面
７３ｂ 小孔
７３ｃ 吸着部材の上面
７４ 真空ポンプ
７５ 減圧空間
８０ パッドプレート保持器具
８１ パッドプレート吸着部材
８２ 真空ポンプ
９０ 研磨パッド保持器具（他の実施例）
９１ 中央部
９１ａ 第２吸着面
９２ 周囲部
９３ 第２吸着部材
９４ 第２真空ポンプ
９５ 第２減圧空間
Ｗ 半導体ウエハ
Claims (9)
- 研磨対象物の被研磨面に当接して研磨を行うシート状の研磨体と前記研磨体を平面状に貼付保持する貼付面を有した研磨支持体とからなる研磨部材の前記貼付面に前記研磨体を貼付する貼付装置であって、
前記研磨体を負圧吸着して平面状に保持する保持器具と、押圧器具とを備え、
前記押圧器具により前記保持器具を支持するとともに前記貼付面に向けて移動させ、前記保持器具に平面状に保持された前記研磨体を前記貼付面に押圧して貼り付けるように構成されていることを特徴とする研磨体の貼付装置。 - 前記押圧器具は前記保持器具を揺動自在に支持するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の研磨体の貼付装置。
- 前記押圧器具により前記保持器具を支持して前記貼付面に向けて移動させるときに、前記保持器具により平面状に保持された前記研磨体が前記貼付面に対して所定傾きを有するように前記保持器具が前記押圧器具により支持されることを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨体の貼付装置。
- 前記保持器具は、下面に前記研磨体を負圧吸着して平面状に保持する吸着面を有するとともに前記吸着面に開口して前記吸着部材を上下に貫通する多数の小孔を有する吸着部材と、
前記吸着部材の上面側から前記小孔を介して前記吸着面に負圧を作用させる負圧装置とを備え、
前記負圧装置を用いて前記吸着部材の上面側より前記小孔を介して前記吸着面に負圧を作用させることによって、前記研磨体を前記吸着面に平面状に吸着保持するように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の研磨体の貼付装置。 - 前記保持器具は、下面に前記研磨体を負圧吸着して平面状に保持する吸着面を有する多孔質材料からなる中央部及び前記中央部の側面周囲を覆う気密材料からなる周囲部から構成された吸着部材と、
前記吸着部材の上面側から前記中央部を介して前記吸着面に負圧を作用させる負圧装置とを備え、
前記負圧装置を用いて前記吸着部材の上面側より前記中央部を介して前記吸着面に負圧を作用させることにより前記研磨体を前記吸着面に平面状に吸着保持するように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の貼付装置。 - 研磨対象物の被研磨面に当接して研磨を行うシート状の研磨体と前記研磨体を平面状に貼付保持する貼付面を有した研磨支持体とからなる研磨部材の前記貼付面に前記研磨体を貼付する貼付方法であって、
平面状の吸着面に負圧を作用させて前記研磨体を平面状に保持して、
平面状に保持された前記研磨体を前記研磨支持体に押圧させて貼り付けることを特徴とする貼付方法。 - 研磨対象物を保持する対象物保持装置と、前記研磨対象物を研磨する研磨部材とを備え、前記研磨部材を前記対象物保持装置に保持された前記研磨対象物に当接させながら前記対象物保持装置と前記研磨部材とを相対移動させて前記研磨対象物の被研磨面の研磨を行うように構成される研磨装置において、
請求項１〜５のいずれかに記載の研磨体の貼付装置もしくは請求項６に記載の貼付方法により前記研磨部材の前記研磨支持体に前記研磨体が貼り付けられていることを特徴とする研磨装置。 - 半導体ウエハの表面を請求項７に記載の研磨装置を用いて平坦化する工程を有することを特徴とする半導体デバイス製造方法。
- 請求項８に記載の半導体デバイス製造方法により製造されたことを特徴とする半導体デバイス。
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| JP2002172708A JP2004017188A (ja) | 2002-06-13 | 2002-06-13 | 研磨体の貼付装置及び方法、この装置もしくは方法により作られた研磨部材を用いた研磨装置、この研磨装置を用いた半導体デバイス製造方法及びこの半導体デバイス製造方法により製造された半導体デバイス |
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| JP (1) | JP2004017188A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006289522A (ja) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Speedfam Co Ltd | 両面研磨装置における研磨パッド貼着用加圧ローラ及び加圧ローラによる研磨パッドの貼着方法 |
-
2002
- 2002-06-13 JP JP2002172708A patent/JP2004017188A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006289522A (ja) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Speedfam Co Ltd | 両面研磨装置における研磨パッド貼着用加圧ローラ及び加圧ローラによる研磨パッドの貼着方法 |
| JP4584755B2 (ja) * | 2005-04-06 | 2010-11-24 | スピードファム株式会社 | 両面研磨装置における研磨パッド貼着用加圧ローラ及び加圧ローラによる研磨パッドの貼着方法 |
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