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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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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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 |
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2002
- 2002-06-13 JP JP2002172708A patent/JP2004017188A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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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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