JP2008044063A - 研磨装置 - Google Patents

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Naoki Asada
直樹 浅田
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Abstract

【課題】保持プレートの熱変形を抑制した研磨装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る研磨装置は、第1および第2ロータリージョイント90,100に、ロータリージョイントの冷却等に用いられる純水が外部から供給されるように構成されており、ヘッドハウジング32の内部に、第2ロータリージョイント100に供給された純水の一部を保持プレート40に導く純水案内管路68が設けられるとともに、保持プレート40の内部に、純水案内管路68に導かれた純水が通過可能な冷却通路50が形成されている。
【選択図】図3

Description

本発明は、半導体ウェハ等の研磨対象物の表面を平坦化する研磨装置に関する。

従来、半導体ウェハ等の研磨対象物の表面を平坦化する研磨装置として、ウェハをその被研磨面が露出する状態で保持するウェハ保持装置と、このウェハ保持装置に保持されたウェハの被研磨面と対向する研磨パッドが貼り付けられた研磨部材を保持する研磨ヘッドとを備え、これら双方を回転させた状態で研磨パッドをウェハの被研磨面に押し付け、且つ研磨体を両者の接触面内方向に揺動させてウェハを研磨する構成のものが知られている(例えば、特許文献1を参照)。また、このような機械的研磨に加え、研磨パッドとウェハとの接触面に研磨剤(スラリー)を供給して研磨剤の化学的作用により上記研磨を促進させる化学的機械的研磨(Chemical Mechanical Polishing;CMP)を行うCMP装置も知られている。

研磨ヘッドは、ウェハの被研磨面と接触する研磨パッドが貼り付けられた研磨部材と、研磨部材を吸着保持する保持プレートと、これらを柔軟に支えるドライブプレートおよびゴムシート(ダイアフラム)と、これらに空気圧を加えるための圧力室を構成するための内部空間が形成されたヘッドハウジングとを有して構成される。ヘッドハウジングの下端外周においてドライブプレートおよびゴムシートの外周が接合され、ドライブプレートおよびゴムシートが内周部において保持プレートと結合されており、ヘッドハウジングの内部空間がこれらドライブプレートおよびゴムシートにより覆われて圧力室が形成されている。

この結果、研磨部材を吸着保持する保持プレートはドライブプレートを介してヘッドハウジングに支持され、且つゴムシートを介して圧力室内の空気圧を均一に受ける。そして、ヘッドハウジングが回転駆動されるとドライブプレートを介して保持プレートおよび研磨部材に回転駆動力が伝達されて全体が回転されるようになっている。このような構成の研磨装置を用いたウェハの研磨加工は、研磨パッドを回転させながらウェハ保持装置に回転保持されたウェハの被研磨面に当接させて行われ、このとき、研磨パッドは回転しながらウェハに対して水平方向へ往復運動をすることで、ウェハの全表面が均一に研磨加工される。
特開平11−156711号公報

しかしながら、このような研磨装置では、研磨で生じる熱により保持プレートが熱変形をおこすため、研磨時に保持プレートを冷却する必要があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、保持プレートの熱変形を抑制した研磨装置を提供することを目的とする。

このような目的達成のため、本発明では、研磨対象物を研磨可能な研磨部材と、研磨部材を保持する保持プレートと、保持プレートが連結されて回転自在な回転部材と、回転部材を回転自在に保持する回転保持部材と、回転保持部材に設けられた管路と回転部材に設けられた管路とを繋ぐロータリージョイントとを備え、研磨部材を研磨対象物に当接させながら相対移動させて研磨対象物を研磨するように構成された研磨装置において、ロータリージョイントに、少なくともロータリージョイントの冷却に用いられる液体が外部から供給されるように構成されており、回転部材に、ロータリージョイントに供給された液体の少なくとも一部を保持プレートに導く案内装置が設けられるとともに、保持プレートの内部に、案内装置と繋がるとともに案内装置に導かれた液体が通過可能な冷却通路が形成される。

また、上述の発明において、回転保持部材に設けられて一端がスラリー供給装置と繋がるスラリー用固定側管路と、回転部材に設けられて一端が研磨部材に設けられたスラリー供給穴と繋がるスラリー用回転側管路と、スラリー用固定側管路の他端とスラリー用回転側管路の他端とを繋ぐ第1ロータリージョイントと、回転保持部材に設けられて一端が真空源と繋がる吸着用固定側管路と、回転部材に設けられて一端が保持プレートに設けられた吸着穴と繋がる吸着用回転側管路と、回転保持部材に設けられて一端が電空レギュレータと繋がる電空用固定側管路と、回転部材に設けられて一端が保持プレートおよび回転部材の内側に囲まれて形成された内部空間と繋がる電空用回転側管路と、吸着用固定側管路の他端と吸着用回転側管路の他端とを繋ぐとともに、電空用固定側管路の他端と電空用回転側管路の他端とを繋ぐ第2ロータリージョイントとを有する場合がある。

この場合、スラリー供給装置から供給されたスラリーがスラリー用固定側管路およびスラリー用回転側管路を通過してスラリー供給穴から外部に流出するように構成され、また、真空源を利用して吸着用固定側管路および吸着用回転側管路と繋がる吸着穴に負圧を作用させることにより、研磨部材が保持プレートに吸着保持されるように構成され、さらに、電空レギュレータから電空用固定側管路および電空用回転側管路を介して内部空間に空気が供給され、内部空間に供給された空気の圧力を利用して保持プレートに吸着保持された研磨部材が研磨対象物を押圧可能に構成されているが、このとき、外部から第1ロータリージョイントに液体が供給されるとともに、外部から第1ロータリージョイントを介して第2ロータリージョイントに液体が供給され、第2ロータリージョイントに供給された液体が案内装置に導かれて冷却通路を通過し、冷却通路を通過した液体が第2ロータリージョイントに戻って第2ロータリージョイントから外部に排出されるように構成されることが好ましい。

本発明によれば、保持プレートの熱変形を抑制することができる。

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。本発明に係る研磨装置の代表例であるCMP装置(化学的機械的研磨装置)を図1に示している。このCMP装置1は、研磨対象物たるウェハ10をその上面側に着脱自在に吸着保持可能なウェハ保持テーブル15と、このウェハ保持テーブル15の上方位置に設けられ、ウェハ保持テーブル15上に保持されたウェハ10の被研磨面10sと対向する研磨パッド64が取り付けられた研磨部材60を保持してなる研磨ヘッド30とを備えて構成されている。このCMP装置1では、研磨パッド64の寸法(直径)は研磨対象たるウェハ10の寸法(直径)よりも小さく(すなわち研磨パッド64はウェハ10よりも小径であり)、研磨パッド64をウェハ10に接触させた状態で双方を相対移動させることにより、ウェハ10の被研磨面(上面)10s全体を研磨できるようになっている。

これらウェハ保持テーブル15と研磨ヘッド30とを支持する支持フレーム20は、水平な基台21と、この基台21上にY方向(紙面に垂直な方向でこれを前後方向とする)に延びて設けられたレール(図示せず)上をY方向に移動自在に設けられた第1ステージ22と、この第1ステージ22から垂直(Z方向)に延びるように設けられた垂直フレーム23と、この垂直フレーム23上をZ方向(上下方向)に移動自在に設けられた第2ステージ24と、この第2ステージ24上から水平(X方向)に延びるように設けられた水平フレーム25と、この水平フレーム25上をX方向(左右方向)に移動自在に設けられた第3ステージ26とを有して構成されている。

第1ステージ22内には第1電動モータM1が設けられており、これを回転駆動することにより第1ステージ22を上記レールに沿ってY方向に移動させることができる。第2ステージ24内には第2電動モータM2が設けられており、これを回転駆動することにより第2ステージ24を垂直フレーム23に沿ってZ方向に移動させることができる。また、第3ステージ26内には第3電動モータM3が設けられており、これを回転駆動することにより第3ステージ26を水平フレーム25に沿ってX方向に移動させることができる。このため、上記電動モータM1〜M3の回転動作を組み合わせることにより、第3ステージ26をウェハ保持テーブル15上方の任意の位置に移動させることが可能である。

ウェハ保持テーブル15は基台21上に設けられたテーブル支持部27から上方に垂直に延びて設けられた回転軸28の上端部に水平に取り付けられている。この回転軸28はテーブル支持部27内に設けられた第4電動モータM4を回転駆動することにより回転されるようになっており、これによりウェハ保持テーブル15をXY面(水平面)内で回転させることができる。

研磨ヘッド30は第3ステージ26から下方に垂直に延びて設けられたスピンドル29の下端部に取り付けられている。このスピンドル29は第3ステージ26内に設けられた第5電動モータM5を回転駆動することにより回転されるようになっており、これにより研磨ヘッド30全体を回転させて研磨パッド64をXY面(水平面)内で回転させることができる。すなわち、研磨ヘッド30およびスピンドル29は、第3ステージ26に回転自在に保持されることになる。

研磨ヘッド30は、図2に示すように、スピンドル29の下端部に連結部材31を介して連結された下面側に開口を有する有底円筒状のヘッドハウジング32と、図示しないリング部材によりヘッドハウジング32との間で外周部が挟持された円盤状のドライブプレート33と、ドライブプレート33の下側に連結された保持プレート40と、保持プレート40の下面側に吸着保持された研磨部材60を備えて構成される。

ドライブプレート33は、オーステナイト系ステンレス板等の金属板を用いて中央に円形孔を有する円盤状に形成され、その外周部が図示しないリング部材とヘッドハウジング32の内側部分とに挟持されて固定されるようになっている。ドライブプレート33には、同心円状に並んだ多数の開孔(図示せず)が形成されており、各開孔をヘッドハウジング32内の空気が通過できるようになっている。ドライブプレート33の内周部は、ボルト等の締結部材を用いて、円盤状に形成された中心部材34と保持プレート40との間に挟持される。このように、保持プレート40はドライブプレート33および中心部材34を介してヘッドハウジング32に固定されており、スピンドル29の回転駆動力がドライブプレート33および中心部材34を介して保持プレート40に伝達される。

中心部材34の中心部に形成された貫通穴には第1ジョイントJ1が取り付けられ、この第1ジョイントJ1には、スピンドル29および研磨ヘッド30の内部に配設されたスラリー用回転側管路65の下端部が接続される。また、中心部材34の外周側に形成された貫通穴には第2ジョイントJ2が取り付けられ、この第2ジョイントJ2には、スピンドル29および研磨ヘッド30の内部に配設された吸着用回転側管路66の下端部が接続される。さらに、中心部材34の外周側において、第2ジョイントJ2に対してスピンドル29の回転軸を中心に90度だけ回転させた位置に第3ジョイントJ3(図3を参照)が取り付けられ、この第3ジョイントJ3には、スピンドル29および研磨ヘッド30の内部に配設された第1純水案内管路68の下端部が接続される。

保持プレート40は、円盤状に形成された第1プレート部41と、第1プレート部41と同じ外径の円盤状に形成されて第1プレート部41の上側に結合された第2プレート部42と、第1プレート部41と同じ外径の円盤状に形成されて第2プレート部42の上側に結合された第3プレート部43とを有して構成される。保持プレート40の外径はヘッドハウジング32の開口部内径より僅かに小さく、保持プレート40がヘッドハウジング32の開口を塞いでヘッドハウジング32内を密封状態にすることで、保持プレート40とヘッドハウジング32の内側部分とに囲まれて内部空間Hが形成される。

この内部空間Hは、スピンドル29の内部中央に貫通形成された電空用回転側管路67と連通しており、電空用回転側管路67を通過した空気がヘッドハウジング32の内部空間Hに供給されるようになっている。なお、電空用回転側管路67は電空レギュレータ84と繋がっており、電空レギュレータ84から供給される空気によりヘッドハウジング32内の空気圧を所望の圧力に加圧調整できるようになっている。

保持プレート40の内部には吸着穴45が形成されており、吸着穴45の上端部が第2ジョイントJ2と繋がるとともに、下端部が保持プレート40(第1プレート部41)の下面側で複数開口するようになっている。なお、吸着穴45は第1プレート部41で放射状に延びるようになっている。

また、保持プレート40の内部には、図3に示すように、純水が通過する冷却通路50が形成される。この冷却通路50は、第3ジョイントJ3に繋がる入口通路51と、第1プレート部41と第2プレート部42との間に形成された下部通路52と、第2プレート部42と第3プレート部43との間に形成された上部通路54と、下部通路52と上部通路54とを繋ぐ連絡通路53とから構成される。

入口通路51は、保持プレート40の中心部近傍で上下に延びるように形成され、上端部が第3ジョイントJ3と繋がるとともに、下端部が下部通路52の内周部と繋がるようになっている。下部通路52は、図4に示すように、互いに繋がる複数の同心円状に形成される。連絡通路53は、図3に示すように、保持プレート40の外周部近傍で上下に延びるように形成され、上端部が上部通路54の外周部と繋がるとともに、下端部が下部通路52の外周部と繋がるようになっている。

上部通路54は、図5に示すように、互いに繋がる複数の同心円状に形成される。上部通路54の内周部には、出口通路部55が上方に延びるように形成されており、図3に示すように、上部通路54と繋がる出口通路部55に第4ジョイントJ4が取り付けられ、この第4ジョイントJ4には、スピンドル29および研磨ヘッド30の内部に配設された第2純水案内管路69の下端部が接続される。

研磨部材60は、図2に示すように、保持プレート40に着脱自在に吸着保持されるキャリア部材61と、キャリア部材61の下側に取り付けられたパッドプレート62とから構成される。キャリア部材61は金属材料を用いて円盤状に形成され、キャリア部材61の下側にパッドプレート62が着脱自在に取り付けられる。

パッドプレート62は、樹脂製のプレート部材63と、プレート部材63の下面側に貼り付けられた研磨パッド64とを有して構成される。プレート部材63は、PET(ポリエチレン−テレフタラート)等の樹脂材料を用いて円盤形に形成され、ウェハ10の表面(被研磨面10s)を平坦に研磨可能な研磨パッド64が両面接着テープ等を用いてプレート部材63の下面側に貼り付けられている。そして、研磨パッド64の下面には、ウェハ10の表面(被研磨面10s)に当接して研磨を行う研磨面64sが形成される。なお、保持プレート40および研磨部材60の中心部に繋がってスラリー供給穴46が上下に延びるように形成されており、スラリー供給穴46の上端部が第1ジョイントJ1と繋がるとともに、下端部が下方に開口するようになっている。

ところで、スピンドル29および研磨ヘッド30が回転自在に保持される第3ステージ26には、スラリー用固定側管路71が配設されており、スラリー用固定側管路71の先端部が第1ロータリージョイント90を介してスラリー用回転側管路65の上端部と接続されるようになっている。スラリー用固定側管路71の基端部はスラリー供給装置80と繋がっており、スラリー供給装置80から供給されたスラリーがスラリー用固定側管路71およびスラリー用回転側管路65を通過してスラリー供給穴46から外部に流出するように構成されている。

また、第3ステージ26には、吸着用固定側管路72および電空用固定側管路73が配設されており、吸着用固定側管路72および電空用固定側管路73の先端部がそれぞれ、第2ロータリージョイント100を介して吸着用回転側管路66および電空用回転側管路67の上端部と接続されるようになっている。吸着用固定側管路72の基端部は切替バルブ81を介して真空ポンプ82と繋がっており、真空ポンプ82と吸着用固定側管路72とが繋がるように切替バルブ81を切替作動させて、真空ポンプ82を利用して吸着用固定側管路72および吸着用回転側管路66と繋がる吸着穴45に負圧を作用させることにより、研磨部材60が保持プレート40に吸着保持されるように構成されている。

さらに、吸着用固定側管路72の基端部は切替バルブ81を介して第1純水供給部83と繋がっており、第1純水供給部83と吸着用固定側管路72とが繋がるように切替バルブ81を切替作動させて、第1純水供給部83から吸着用固定側管路72および吸着用回転側管路66を介して吸着穴45に純水を供給することにより、研磨部材60を保持プレート40から取り外せるように構成されている。

また、電空用固定側管路73の基端部は電空レギュレータ84を介して空気圧源であるコンプレッサ85と繋がっている。そして、コンプレッサ85および電空レギュレータ84から、電空用固定側管路73および電空用回転側管路67を介して、ヘッドハウジング32の内部空間Hに所望の圧力を有した空気が供給され、内部空間Hに供給された空気の圧力を利用して保持プレート40に吸着保持された研磨部材60(研磨パッド64)がウェハ10を押圧可能に構成されている。

さて、第2ロータリージョイント100は、スピンドル29の上端部に連結されており、第3ステージ26側に固定された筒状の第2ボディ101と、第2ボディ101の内部に回転可能に挿通された第2ロータ110とから構成される。第2ボディ101の側部に形成された穴部には、吸着用固定側管路72の先端部が接続される第9ジョイントJ9と、電空用固定側管路73の先端部が接続される第10ジョイントJ10と、純水中継管路75の下端部が接続される第11ジョイントJ11と、純水排水管路76が接続される第12ジョイントJ12とが取り付けられている。

第2ロータ110は、上端部が第1ロータリージョイント90の第1ロータ92と連結されるとともに、下端部がスピンドル29の上端部と連結される。第2ロータ110の内部には、上部回転側流体通路111と、下部回転側流体通路112と、純水供給通路113と、純水戻り通路114とが形成される。

第2ボディ101と第2ロータ110との間で密閉されたシール空間Sにおいて、上部メカニカルシール120と、下部メカニカルシール125とが第2ロータ110に沿って配設される。上部メカニカルシール120は、第2ボディ101に固定される上部固定用密封環121と、上部固定用密封環121の上下を挟むように設けられて第2ロータ110とともに回転自在な上部回転用密封環123とから構成される。

上部固定用密封環121の内部には、上部固定側流体通路122が形成され、一端が第10ジョイントJ10と繋がるとともに、他端が上部固定用密封環121および上部回転用密封環123に囲まれたシール室(図示せず)を介して上部回転側流体通路111の一端と繋がるようになっている。なお、上部回転側流体通路111の他端は第2ロータ110の下端部で開口し、スピンドル29内の電空用回転側管路67の上端部と繋がるようになっている。

下部メカニカルシール125は、第2ボディ101に固定される下部固定用密封環126と、下部固定用密封環126の上下を挟むように設けられて第2ロータ110とともに回転自在な下部回転用密封環128とから構成される。下部固定用密封環126の内部には、下部固定側流体通路127が形成され、一端が第9ジョイントJ9と繋がるとともに、他端が下部固定用密封環126および下部回転用密封環128に囲まれたシール室(図示せず)を介して下部回転側流体通路112の一端と繋がるようになっている。なお、下部回転側流体通路112の他端は第2ロータ110の下端部に設けられた第13ジョイントJ13を介して、吸着用回転側管路66の上端部と繋がるようになっている。

シール空間Sの下側外周部で第11ジョイントJ11が繋がっており、純水中継管路75を通じてシール空間S内に純水が供給されるようになっている。この純水はクウェンチ水と称されるものであり、シール空間S内がこの純水で満たされることにより、各メカニカルシールにおけるシール面の冷却および潤滑、並びに第2ロータリージョイント100を通る流体(空気や純水)のシールを行う役目を果たしている。

図3に示すように、シール空間Sの下側内周部に繋がって純水供給通路113の上端部が繋がっており、シール空間S内に供給された純水の一部がこの純水供給通路113を通過するようになっている。純水供給通路113の下端部は、第2ロータ110の下端部に設けられた第14ジョイントJ14を介して、第1純水案内管路68の上端部と繋がるようになっている。なお、純水供給通路113は、下部回転側流体通路112に対して、スピンドル29の回転軸を中心に90度だけ回転させた位置に形成される。

また、純水供給通路113と180度反対側に純水戻り通路114が形成される。純水戻り通路114の上端部はシール空間Sと繋がるとともに、下端部は第15ジョイントJ15を介して第2純水案内管路69の上端部と繋がる。また、シール空間Sの上側外周部で第12ジョイントJ12が繋がっており、シール空間S内の純水が第12ジョイントJ12および純水排水管路76を通じてドレンポート87に排出されるようになっている。

第1ロータリージョイント90は、第2ロータリージョイント100と同様の構造であり、第3ステージ26側に固定された筒状の第1ボディ91と、第1ボディ91の内部に回転可能に挿通された第1ロータ92とから構成される。なお、第1ロータリージョイント90は第2ロータリージョイント100の上方に位置している。第1ボディ91の側部に形成された穴部には、スラリー用固定側管路71の先端部が接続される第5ジョイントJ5と、純水供給管路74の先端部が接続される第6ジョイントJ6と、純水中継管路75の上端部が接続される第7ジョイントJ7とが取り付けられている。

純水供給管路74の基端部は第2純水供給部86と繋がっており、第2純水供給部86から純水供給管路74を介して第1ロータリージョイント90に純水が供給されるようになっている。なお、第1ロータリージョイント90に供給される純水の役割は、第2ロータリージョイント100の場合と同様である。また、第1および第2純水供給部83,86は、研磨装置1外部の純水供給装置(図示せず)に繋がって設けられたマニホールドを有し、純水供給装置から供給される純水の一部を研磨装置1の各部に取り込む構成になっている。

第1ロータ92は、下端部が第2ロータリージョイント100の第2ロータ110と連結される。また、第1ロータ92の下端部に第8ジョイントJ8が取り付けられ、この第8ジョイントJ8を介して第1ロータ92の内部通路がスラリー用回転側管路65の上端部と繋がるようになっている。なお、第1ボディ91と第1ロータ92との間で密閉されたシール空間(図示せず)が形成され、このシール空間に一組のメカニカルシール(図示せず)が第1ロータ92に沿って配設されるが、第2ロータリージョイント100と同様の構成であるため、詳細な図示および説明を省略する。

このような構成のCMP装置1を用いてウェハ10の研磨を行うには、先ずウェハ保持テーブル15の上面に研磨対象となるウェハ10を吸着取り付けし(このときウェハ10の中心はウェハ保持テーブル15の回転中心に一致させる)、電動モータM4を駆動してウェハ保持テーブル15を回転させる。次に電動モータM1〜M3を駆動して第3ステージ26をウェハ10の上方に位置させ、電動モータM5によりスピンドル29を駆動して研磨ヘッド30を回転させる。続いて電動モータM2を駆動して第3ステージ26を降下させ、研磨パッド64の下面(研磨面64s)をウェハ10の上面(被研磨面10s)に押し当てるようにする。

次に、コンプレッサ85および電空レギュレータ84から、電空用固定側管路73、第2ロータリージョイント100、および電空用回転側管路67を介して、ヘッドハウジング32の内部空間Hに所望圧力の空気を供給し、ウェハ10と研磨パッド64との接触圧を所定の値に設定する。なおこのとき、電空用固定側管路73から第2ロータリージョイント100に達した空気は、第10ジョイントJ10から上部メカニカルシール120の上部固定側流体通路122および第2ロータ110の上部回転側流体通路111を通り、電空用回転側管路67に達するようになっている。

そして、電動モータM1,M3を駆動して研磨ヘッド30をXY方向(ウェハ10と研磨パッド64との接触面の面内方向)に揺動させる。このとき同時に、スラリー供給装置80からスラリー用固定側管路71および(第1ロータリージョイント90を介して)スラリー用回転側管路65へスラリー(研磨剤)を圧送し、スラリー供給穴46より研磨パッド64の下面側にスラリーを供給する。これにより、ウェハ10の被研磨面10sは、研磨剤の供給を受けつつウェハ10自身の回転運動と研磨ヘッド30の(すなわち研磨パッド64の)回転及び揺動運動とにより研磨される。

このような研磨を行うとき、第2純水供給部86から純水供給管路74を通って第1ロータリージョイント90に純水が供給される。ここで、第1ロータリージョイント90内に設けられたシール空間(図示せず)が純水で満たされ、第1ロータリージョイント90のメカニカルシールにおけるシール面の冷却および潤滑、並びに第1ロータリージョイント90を通る流体(スラリー)のシールが行われる。

第1ロータリージョイント90に供給された純水は、純水中継管路75を通って第2ロータリージョイント100に供給される。ここで、第2ロータリージョイント100のシール空間Sに供給された純水の一部は、第2ロータ110の純水供給通路113および第1純水案内管路68を通って保持プレート40の冷却通路50に達する。冷却通路50に達した純水は、入口通路51から下部通路52、連絡通路53、および上部通路54をこの順で通過し、出口通路部55から第2純水案内管路69および第2ロータ110の純水戻り通路114を通過してシール空間Sに戻る。

シール空間Sに戻った純水によりシール空間Sが純水で満たされ、第2ロータリージョイント100の各メカニカルシールにおけるシール面の冷却および潤滑、並びに第2ロータリージョイント100を通る流体(空気や純水)のシールが行われる。そして、シール空間Sに戻った純水は、純水排水管路76を通ってドレンポート87に排出される。

この結果、本実施形態のCMP装置1によれば、ヘッドハウジング32の内部に、第2ロータリージョイント100に供給された純水の一部を保持プレート40に導く第1純水案内管路68が設けられるとともに、保持プレート40の内部に、第1純水案内管路68に導かれた純水が通過可能な冷却通路50が形成されるため、この冷却通路50を純水が通過することで保持プレート40の冷却が可能になることから、保持プレート40の熱変形を抑制することができる。

またこのとき、外部から第1ロータリージョイント90に純水が供給されるとともに、外部から第1ロータリージョイント90を介して第2ロータリージョイント100に純水が供給され、第2ロータリージョイント100に供給された純水が第1純水案内管路68に導かれて冷却通路50を通過し、冷却通路50を通過した純水が第2ロータリージョイント100に戻って第2ロータリージョイント100から外部に排出されるように構成されることが好ましい。このようにすれば、純水(液体)の供給を簡便な構成で効率的に行うことができる。

なお、上述の実施形態において、純水を保持プレート40の冷却通路50に供給しているが、これに限られるものではなく、シール面の冷却や潤滑、シール等に用いるための液体がロータリージョイントに供給される構成であれば、本発明を適用することが可能である。

本発明に係る研磨装置の一例であるCMP装置の正面図である。 研磨ヘッドの近傍を示す正断面図である。 図2において研磨ヘッドを90度回転させた状態を示す正断面図である。 保持プレート40を構成する第1プレート部の平面図である。 保持プレート40を構成する第3プレート部の底面図である。

符号の説明

1 CMP装置(研磨装置)
10 ウェハ(研磨対象物) 10s 被研磨面
26 第3ステージ(回転保持部材) 29 スピンドル(回転部材)
30 研磨ヘッド 32 ヘッドハウジング(回転部材)
40 保持プレート 45 吸着穴
46 スラリー供給穴 50 冷却通路
60 研磨部材 61 キャリア部材
62 パッドプレート 63 プレート部材
64 研磨パッド 64s 研磨面
65 スラリー用回転側管路 66 吸着用回転側管路
67 電空用回転側管路 68 第1純水案内管路(案内装置)
71 スラリー用固定側管路 72 吸着用固定側管路
73 電空用固定側管路 80 スラリー供給装置
82 真空ポンプ(真空源) 84 電空レギュレータ
90 第1ロータリージョイント 100 第2ロータリージョイント

Claims (2)

  1. 研磨対象物を研磨可能な研磨部材と、
    前記研磨部材を保持する保持プレートと、
    前記保持プレートが連結されて回転自在な回転部材と、
    前記回転部材を回転自在に保持する回転保持部材と、
    前記回転保持部材に設けられた管路と前記回転部材に設けられた管路とを繋ぐロータリージョイントとを備え、
    前記研磨部材を前記研磨対象物に当接させながら相対移動させて前記研磨対象物を研磨するように構成された研磨装置において、
    前記ロータリージョイントに、少なくとも前記ロータリージョイントの冷却に用いられる液体が外部から供給されるように構成されており、
    前記回転部材に、前記ロータリージョイントに供給された液体の少なくとも一部を前記保持プレートに導く案内装置が設けられるとともに、
    前記保持プレートの内部に、前記案内装置と繋がるとともに前記案内装置に導かれた液体が通過可能な冷却通路が形成されることを特徴とする研磨装置。
  2. 前記回転保持部材に設けられて一端がスラリー供給装置と繋がるスラリー用固定側管路と、
    前記回転部材に設けられて一端が前記研磨部材に設けられたスラリー供給穴と繋がるスラリー用回転側管路と、
    前記スラリー用固定側管路の他端と前記スラリー用回転側管路の他端とを繋ぐ第1ロータリージョイントと、
    前記回転保持部材に設けられて一端が真空源と繋がる吸着用固定側管路と、
    前記回転部材に設けられて一端が前記保持プレートに設けられた吸着穴と繋がる吸着用回転側管路と、
    前記回転保持部材に設けられて一端が電空レギュレータと繋がる電空用固定側管路と、
    前記回転部材に設けられて一端が前記保持プレートおよび前記回転部材の内側に囲まれて形成された内部空間と繋がる電空用回転側管路と、
    前記吸着用固定側管路の他端と前記吸着用回転側管路の他端とを繋ぐとともに、前記電空用固定側管路の他端と前記電空用回転側管路の他端とを繋ぐ第2ロータリージョイントとを有し、
    前記スラリー供給装置から供給されたスラリーが前記スラリー用固定側管路および前記スラリー用回転側管路を通過して前記スラリー供給穴から外部に流出するように構成され、
    前記真空源を利用して前記吸着用固定側管路および前記吸着用回転側管路と繋がる前記吸着穴に負圧を作用させることにより、前記研磨部材が前記保持プレートに吸着保持されるように構成され、
    前記電空レギュレータから前記電空用固定側管路および前記電空用回転側管路を介して前記内部空間に空気が供給され、前記内部空間に供給された空気の圧力を利用して前記保持プレートに吸着保持された前記研磨部材が前記研磨対象物を押圧可能に構成されており、
    外部から前記第1ロータリージョイントに前記液体が供給されるとともに、外部から前記第1ロータリージョイントを介して前記第2ロータリージョイントに前記液体が供給され、
    前記第2ロータリージョイントに供給された前記液体が前記案内装置に導かれて前記冷却通路を通過し、前記冷却通路を通過した前記液体が前記第2ロータリージョイントに戻って前記第2ロータリージョイントから外部に排出されるように構成されることを特徴とする請求項1に記載の研磨装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2014128754A1 (ja) * 2013-02-19 2014-08-28 株式会社Leap Cmp装置及びcmp方法

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