JP2009111024A - 化学機械研磨装置の基板支持部材、および化学機械研磨装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板と基板支持部材との接触によるデバイス作製に対する影響を低減し、該基板上に作製されるデバイスの歩留まりを向上できるＣＭＰ装置の基板支持部材、およびＣＭＰ装置を提供する。
【解決手段】ＣＭＰ装置のペデスタル（基板支持部材）１２は、ＣＭＰ装置においてキャリアヘッドに対し基板の授受を行う機構に組み込まれて基板を支持する。ペデスタル１２は、基板の板面の周縁部を支持するための環状の支持面１６を有する環状部１３を備え、環状部１３は、該環状部１３の内部において周方向に延びる空洞と、該空洞から支持面１６へ開口するように該環状部１３の周方向に並んで形成され、基板の吸引、およびキャリアヘッドへの洗浄液の噴射を行う複数の孔１７とを有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、化学機械研磨装置の基板支持部材、および化学機械研磨装置に関するものである。

一般に化学機械研磨（ＣＭＰ）装置は、ベース部上に設けられた研磨パッドと、ベース部の上方に設けられ、研磨パッドに基板（ウェハ）を押し付ける回転可能なキャリアヘッドと、ベース部上においてキャリアヘッドとの間で基板の授受を行う基板支持部材（ペデスタル）を有するロードカップと、を備えている。

このようなＣＭＰ装置により基板の研磨を行う場合、まずロードカップの基板支持部材上に載置された未研磨基板をキャリアヘッドに受け渡し、キャリアヘッドに未研磨基板を保持させる。続いて、キャリアヘッドを移動させて研磨パッド上に基板を配置する。そして、研磨パッド上に研磨剤（スラリー）を供給しつつ、基板を研磨パッドに押し付けながら回転させることにより基板を研磨する。その後、基板の研磨が終了すると、キャリアヘッドを再びロードカップ上に移動させて基板を基板支持部材上に戻す。

例えば特許文献１には、上記構成を備えるＣＭＰ装置が開示されている。
特開２００３−５３６６１号公報

上記構成を備えるＣＭＰ装置においては、研磨後の基板をロードカップの基板支持部材上に戻す際に、基板の研磨面と基板支持部材とが互いに接触する。基板の研磨面には後工程においてデバイスや配線等が形成されるが、基板支持部材が接触すると接触部分に腐食や欠陥が生じやすく、これによってデバイスの歩留まりが低下してしまう。

この問題を回避するため、特許文献１には、基板と基板支持部材との接触面積を小さくした構成が記載されている。すなわち、基板支持部材を、基板の中心部を支持する部分と、該部分から基板の径方向に延びる支持用突起とによって構成している。これにより、腐食や欠陥が生じる領域を小さくし、デバイスの歩留まりを向上させることができる。しかしながら、基板と基板支持部材との接触面積を小さくすると接触圧が大きくなってしまい、当該接触部分における腐食や欠陥が増えてしまうという問題がある。

本発明は、上記した問題点を鑑みてなされたものであり、基板と基板支持部材との接触によるデバイス作製に対する影響を低減し、該基板上に作製されるデバイスの歩留まりを向上できるＣＭＰ装置の基板支持部材、およびＣＭＰ装置を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明による化学機械研磨装置の基板支持部材は、化学機械研磨装置においてキャリアヘッドに対し基板の授受を行う機構に組み込まれて基板を支持する基板支持部材であって、基板の板面の周縁部を支持するための環状の支持面を有する環状部を備え、環状部は、該環状部の内部において周方向に延びる空洞と、該空洞から支持面へ開口するように該環状部の周方向に並んで形成され、基板の吸引、およびキャリアヘッドへの洗浄液の噴射を行う複数の孔とを有することを特徴とする。

デバイス作製の際、基板の縁から一定距離の領域内にはデバイスが作製されないため、この領域内に腐食や欠陥が生じても、デバイス作製には殆ど影響しない。上記したＣＭＰ装置の基板支持部材においては、環状部が基板の板面の周縁部を支持するので、基板と基板支持部材との接触部分には上記領域が含まれる。したがって、上記したＣＭＰ装置の基板支持部材によれば、板面の周縁部を支持することで支持強度を維持しつつ、デバイスが作製される基板面の領域と基板支持部材との接触面積を低減できるので、基板と基板支持部材との接触によるデバイス作製に対する影響を低減し、該基板上に作製されるデバイスの歩留まりを向上できる。また、環状部が、周方向に延びる空洞と、該空洞から支持面へ開口する複数の孔とを有することにより、基板の吸引、およびキャリアヘッドへの洗浄液の噴射を簡易な構成により行うことができる。

また、化学機械研磨装置の基板支持部材は、複数の孔の内面のうち環状部の中心側に位置する部分が、環状部の中心方向へ傾斜していることを特徴としてもよい。これにより、基板支持部材の環状部から円形のキャリアヘッド下面（多くの場合、ゴム製の膜からなる）の中心付近へ向けて洗浄液を噴射でき、キャリアヘッド下面の中心付近に対する洗浄能力を高めることができる。この場合、化学機械研磨装置の基板支持部材は、複数の孔の内面のうち環状部の外周側に位置する部分が環状部の中心軸方向に延びていると良い。これにより、基板支持部材の環状部から円形のキャリアヘッド下面の周縁部付近にも洗浄液を噴射でき、キャリアヘッド下面の周縁部付近に対する洗浄能力も高めることができる。

また、上記のように、複数の孔の内面のうち環状部の中心側に位置する部分が環状部の中心方向へ傾斜し、環状部の外周側に位置する部分が環状部の中心軸方向に延びている場合、支持面における複数の孔の開口形状が、環状部の径方向を長手方向とする細長形状であると尚良い。これにより、回転するキャリアヘッド下面の中心付近から周縁部に亘る広い領域を効率良く洗浄することができる。

また、化学機械研磨装置の基板支持部材は、空洞の内面のうち環状部の外周側に位置する面が環状部の底面から支持面へ向けて拡径していることを特徴としてもよい。このような空洞を環状部内に形成することにより、空洞内に洗浄液が導入された際に、環状部の外周側に位置する空洞内面で洗浄液が支持面へ向けて反射するので、支持面に繋がる複数の孔へ向けた洗浄液の圧力を高めることができる。したがって、複数の孔から洗浄液をより強く噴射することができる。

また、化学機械研磨装置の基板支持部材は、支持面と交差する方向を長手方向として、環状部の内側を通る軸線に沿って配置された柱状部と、環状部と柱状部とを連結する連結部とを更に備え、柱状部および連結部が、空洞に繋がる通路を内部に有することを特徴としてもよい。これにより、柱状部により環状部（およびその上に載置された基板）を好適に支持できると共に、基板の吸引、およびキャリアヘッドへの洗浄液の噴射を、基板支持部材の動作を妨げるようなホース等の部品を別途取り付けることなく簡易な構成でもって行うことができる。

また、本発明による化学機械研磨装置は、上記したいずれかの基板支持部材と、複数の孔を介して基板を吸引する吸引手段と、キャリアヘッドへ噴射される洗浄液を複数の孔へ供給する洗浄液供給手段とを備えることを特徴とする。このＣＭＰ装置によれば、上記したいずれかの基板支持部材を備えることによって、基板と基板支持部材との接触によるデバイス作製に対する影響を低減し、該基板上に作製されるデバイスの歩留まりを向上できる。また、吸引手段および洗浄液供給手段を備えることによって、基板支持部材の複数の孔を介した基板の吸引およびキャリアヘッドへの洗浄液の噴射を好適に行うことができる。

本発明によるＣＭＰ装置の基板支持部材、およびＣＭＰ装置によれば、基板と基板支持部材との接触によるデバイス作製に対する影響を低減し、該基板上に作製されるデバイスの歩留まりを向上できる。

以下、添付図面を参照しながら本発明によるＣＭＰ装置の基板支持部材、およびＣＭＰ装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明に係るＣＭＰ装置の一実施形態を概略的に示した分離斜視図である。同図において、本実施形態のＣＭＰ装置１はベース部２を有し、このベース部２の上面には、複数（ここでは３つ）の研磨パッド３と１つのロードカップ４とが設けられている。ベース部２の上面における各研磨パッド３に隣接した位置には、研磨パッド３の表面状態を調節するパッドコンディショナー５と、研磨パッド３の表面にスラリー（研磨剤）Ｓを供給するスラリー供給アーム６とが設けられている。

ベース部２の上面には、ヘッドユニット７が回転自在に支持されている。このヘッドユニット７は、基板（ウェハ）を吸着保持して研磨パッド３に押し付ける複数（ここでは４つ）のキャリアヘッド８と、各キャリアヘッド８を回転させるための回転軸９とを有し、各回転軸９は、駆動機構（図示せず）により回転駆動される。キャリアヘッド８の下面には、ウェハを真空吸着するための弾性膜１０が設けられている（図２参照）。この弾性膜１０は、空気の供給および真空ポンプ（図示せず）によるバキュームによって膨張・収縮可能である。

図２はロードカップ４の断面図であり、図３はロードカップ４の平面図である。ロードカップ４は、キャリアヘッド８に対し基板Ｗ（図３参照）の授受を行う機構である。ロードカップ４はカップ本体１１を有しており、このカップ本体１１内には、基板Ｗの下面を吸着支持するための基板支持部材であるペデスタル１２が組み込まれている。このペデスタル１２は、環状部１３、柱状部１４、および環状部１３と柱状部１４とを連結する連結部１５によって構成されている。

環状部１３は、基板Ｗの板面の周縁部を支持する環状の部材であって、基板Ｗの板面と接する環状の平坦な支持面１６を有している。また、支持面１６には、基板Ｗの吸引、およびキャリアヘッド８の下面へ向けた洗浄液の噴射を行うための複数の孔１７が形成されている。この複数の孔１７は、環状部１３の周方向に並んで形成されている。柱状部１４は、環状部１３を支えるための部材であり、環状部１３の支持面１６と交差（本実施形態では直交）する方向を長手方向として、環状部１３の内側を通る軸線（本実施形態では環状部１３の中心軸線）に沿って配置されている。連結部１５は、環状部１３の径方向に延びており環状部１３と柱状部１４とを連結する複数本（図３では３本）の棒状部材１８を含んでいる。

図２に示すように、環状部１３の内部には、該環状部１３の周方向に延びる空洞１９が形成されている。複数の孔１７は、空洞１９から支持面１６へ開口するように形成されている。柱状部１４および連結部１５は、空洞１９に繋がる通路２１，２２をそれぞれの内部に有している。これらの通路２１，２２は、基板Ｗをペデスタル１２に吸着支持する時に複数の孔１７を介して基板Ｗを吸引したり、キャリアヘッド８の下面部を洗浄するときに複数の孔１７へ洗浄液（例えば純水）を供給する際に使用される。

また、図３に示すように、カップ本体１１には、ペデスタル１２上に置かれた基板Ｗの中心がキャリアヘッド８の中心に一致するように基板Ｗをキャリアヘッド８に対して位置決め保持するための３つの位置決め部材２０が配置されている。この位置決め部材２０は、先端に一対の保持部２０ａを有し、エアーシリンダ等の駆動機構（図示せず）によりペデスタル１２の径方向に揺動可能である。そして、各位置決め部材２０を内側に移動（クローズ）させると、位置決め部材２０の上端部がキャリアヘッド８に当接すると共に保持部２０ａが基板Ｗに当接し、これにより基板Ｗがキャリアヘッド８に対して位置決め保持される。一方、各位置決め部材２０を外側に移動（オープン）させると、基板Ｗの保持が解除される。このような位置決め部材２０を設けることにより、基板Ｗがキャリアヘッド８に保持されたときに、基板Ｗの中心をキャリアヘッド８の中心に合致させることが可能となる。

図４は、ロードカップ４への洗浄液（純水）の供給系統およびペデスタル１２内のバキューム系統を示す構成図である。図４において、ペデスタル１２の柱状部１４に設けられた通路２１には、配管２３を介して切換バルブ２４が接続され、この切換バルブ２４には、配管２５及びプラグ（栓）２６が接続されている。切換バルブ２４は、通常は配管２３，２５を連通させる位置（図４に示す位置）にあり、切換操作部２４ａがオンになると、プラグ２６によって塞がれる位置に切り換わる。

配管２５には切換バルブ２７が接続され、この切換バルブ２７には、配管２８が接続されている。また、切換バルブ２７には、配管２９を介して水トラップ３０が接続されている。切換バルブ２７は、通常は配管２５，２９を連通させる位置にあり、切換操作部２７ａがオンになると、配管２５，２８を連通させる位置（図４に示す位置）に切り換わる。配管２８には開閉バルブ３１が設けられており、その先には、洗浄液（純水）の供給口が接続されている。この洗浄液（純水）の供給口、開閉バルブ３１、および配管２８は、洗浄液（純水）を複数の孔１７（図３参照）へ供給するための洗浄液供給手段を構成している。開閉バルブ３１は、通常は閉位置にあり、切換操作部３１ａがオンになると開位置に切り替わる。なお、切換操作部３１ａのオン／オフ切り換えは、例えば空気圧信号により行う。

水トラップ３０には、真空ポンプ３２が接続されている。真空ポンプ３２は、複数の孔１７（図３参照）を介して基板Ｗを吸引するための吸引手段である。また、水トラップ３０には、当該水トラップ３０に溜まった水を排水するためのドレイン管３３が接続され、このドレイン管３３には逆止弁３４が設けられている。

ここで、本実施形態のペデスタル１２の形状について、更に詳細に説明する。図５は、ペデスタル１２の外観を示す斜視図である。図６は、ペデスタル１２を中心軸線Ｃを含む断面で切り欠いた切欠斜視図である。図７は、図６に示した切欠斜視図の一部を拡大した図である。図８は、図６に示した切欠斜視図の別の一部を拡大した図である。なお、図５〜図８では、柱状部１４の図示を省略している。

図５に示すように、本実施形態のペデスタル１２は、基板Ｗ（図２参照）の板面の周縁部を支持する環状部１３と、環状部１３の内側に設けられ環状部１３と柱状部１４（図２参照）とを連結する連結部１５とによって構成されている。

環状部１３の支持面１６は、基板Ｗの外縁部を支持するために該基板Ｗの外径に応じた大きさを有しており、外縁の直径は例えば２００ｍｍである。また、外縁と内縁との距離（すなわち径方向の幅Ａ）は例えば１０ｍｍである。支持面１６には、基板Ｗの板面と均一に接触するため高い平坦性が求められる。前述したように、支持面１６には、基板Ｗの吸引と、キャリアヘッド８の下面（すなわち図２に示した弾性膜１０）へ向けた洗浄液（純水）の噴射とを行うための複数の孔１７が形成されている。複数の孔１７は、環状部１３の周方向に並んで形成されている。

また、連結部１５は、環状部１３の径方向を長手方向とする複数本の棒状部材１８と、環状部１３の中心付近に配置された固定部３７とを含んでおり、棒状部材１８は、固定部３７から放射状に延びて環状部１３と固定部３７とを連結している。固定部３７にはネジ穴３７ａが形成されており、このネジ穴３７ａを通じて連結部１５が柱状部１４にネジ固定される。棒状部材１８および固定部３７は、支持面１６上に載置された基板Ｗに接触しないように、それらの上面の高さが支持面１６より低くなっている。

また、図６に示すように、環状部１３及び棒状部材１８の内部には、それぞれ空洞１９および通路２２が形成されている。通路２２の一端は空洞１９と繋がっており、通路２２の他端は、固定部３７の通路３８と繋がっている。このような通路２２は、例えば環状部１３の外周面１３ａから環状部１３の中心軸線Ｃへ向けて棒状部材１８の内部を穿ち、その後に外周面１３ａ側の開口を塞ぐことによって好適に形成される。固定部３７の通路３８は、連結部１５と柱状部１４とが相互に固定された際に柱状部１４の通路２１（図２参照）と連通する。

空洞１９は、環状部１３の内部において該環状部１３の周方向に延びており、本実施形態では環状部１３の全周にわたって形成されている。図７に示すように、本実施形態の空洞１９は、環状部１３の中心軸線Ｃを含む径方向断面が矩形状となっており、空洞１９の内面のうち、環状部１３の外周側に位置する面１９ａ、および内周側に位置する面１９ｂが、共に環状部１３の底面１３ｂから支持面１６へ向けて拡径するように形成されている。このような空洞１９は、例えば環状部１３の底面１３ｂから支持面１６へ向けて斜めに（環状部１３の外側へ傾斜するように）溝を形成し、その後に底面１３ｂ側の開口を部材１３ｃによって塞ぐことで好適に形成される。なお、このようにして空洞１９を形成する場合、ＣＭＰ装置１動作中に部材１３ｃが環状部１３から外れることを防ぐため、部材１３ｃは、環状部１３の底面１３ｂに形成された凹部に圧入された上で、接着剤により環状部１３に固定されることが好ましい。

また、図８に示すように、環状部１３の複数の孔１７は、空洞１９から支持面１６へ向けて開口している。孔１７の内面のうち環状部１３の中心側に位置する部分１７ａは、空洞１９から支持面１６に近づくにつれて孔１７の径が拡がるように（すなわち、支持面１６に近づくにつれて該部分１７ａと環状部１３の中心軸線Ｃとの距離が短くなるように）環状部１３の中心方向へ傾斜しており、これによって環状部１３からキャリアヘッド８の下面（図２に示した弾性膜１０）の中心付近へ向けて洗浄液を噴射することを可能としている。また、孔１７の内面のうち環状部１３の外周側に位置する部分１７ｂは、環状部１３の中心軸線Ｃに沿って（すなわち支持面１６に対して垂直な方向に）延びており、これによって環状部１３から弾性膜１０の周縁部付近にも洗浄液を噴射することを可能としている。そして、支持面１６における孔１７の開口形状は、図５に示したように、環状部１３の径方向を長手方向とする細長形状となっている。

なお、環状部１３を構成する材料は、環状部１３に基板Ｗが接触しても基板Ｗが損傷しないように、基板Ｗより軟らかい材料であることが望ましい。具体的には、環状部１３の構成材料としては、例えばポリエーテル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ）を用いることができる。この他、米ＤＳＭエンジニアリング・プラスチック社製のテクトロン（登録商標）といった硫化ポリフェニレン（ＰＰＳ）、米デュポン社製のデルリン（登録商標）、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレン・テレフタレート（ＰＢＴ）、或いは米デュポン社製のＺＹＭＡＸＸ（登録商標）のような複合材、といった他のプラスチック材料も好適である。環状部１３及び連結部１５は、これらプラスチック材料の塊から所定の形状に切り出されることによって一体形成される。

以上のように構成したＣＭＰ装置１により基板Ｗの表面を研磨する動作について説明する。

まず基板Ｗの研磨を行う前に、キャリアヘッド８の洗浄を行うべく、図４に示した開閉バルブ３１の切換操作部３１ａをオンにすると共に、切換バルブ２７の切換操作部２７ａをオンにする。すると、図４に示すように、開閉バルブ３１が開位置に切り換わると共に、切換バルブ２７が配管２５，２８を連通させる位置に切り換わる。これにより、洗浄液である純水が、配管２３、柱状部１４の通路２１、および連結部１５の通路２２を通って環状部１３の空洞１９に供給される。空洞１９に達した純水は、複数の孔１７からキャリアヘッド８下面の弾性膜１０に向けて噴射される。その結果、キャリアヘッド８の弾性膜１０が洗浄される。

そして、所定時間が経過すると、開閉バルブ３１の切換操作部３１ａをオフにすると共に、切換バルブ２７の切換操作部２７ａをオフにする。これにより、開閉バルブ３１が閉位置に切り換わると共に、切換バルブ２７が配管２５，２９を連通させる位置に切り換わる。そして、真空ポンプ３２を作動させて、ペデスタル１２の内部をバキュームする。

続いて、搬送ロボット（図示せず）によって、研磨すべき基板Ｗをペデスタル１２の支持面１６上に置く。この時点で、真空ポンプ３２によりペデスタル１２内がバキュームされた状態となっているため、複数の孔１７により基板Ｗが吸引されて支持面１６に真空吸着される。なお、ペデスタル１２内の気圧を測定することによって、支持面１６上における基板Ｗの有無の検知を行うことができる。

続いて、真空ポンプ３２の作動を停止させる。その後、各位置決め部材２０をクローズさせ、各位置決め部材２０により基板Ｗをキャリアヘッド８に対して位置決め保持する。

続いて、各位置決め部材２０による基板Ｗの保持を解除した後、ペデスタル１２上の基板Ｗをキャリアヘッド８に受け渡す。具体的には、まずキャリアヘッド８の弾性膜１０が基板Ｗに接触するまで弾性膜１０を膨張させる。その状態で、弾性膜１０を吸引し、基板Ｗをキャリアヘッド８に吸着保持させる。

その後、ヘッドユニット７を回転させ、キャリアヘッド８に真空吸着された基板Ｗを研磨パッド３の上方に移動させる。また、スラリー供給アーム６により研磨パッド３の表面にスラリーＳを供給する。そして、キャリアヘッド８を下降させて、研磨パッド３の上面に基板Ｗを加圧密着させることによって、基板Ｗの表面の研磨を行う。

研磨が終了したら、ヘッドユニット７を再び回転させ、キャリアヘッド８に真空吸着された基板Ｗをロードカップ４の上方に移動させる。そして、キャリアヘッド８を下降させて、研磨済の基板Ｗをペデスタル１２の支持面１６上に置いて再び真空吸着させ、弾性膜１０を収縮させて基板Ｗをキャリアヘッド８から離脱させる。最後に、搬送ロボット（図示せず）によって、基板Ｗをペデスタル１２の支持面１６上から移動する。

以上に説明した本実施形態の基板支持部材（ペデスタル１２）による効果について説明する。ＣＭＰ装置においては、研磨後の基板Ｗをロードカップのペデスタル上に戻す際に、基板Ｗの研磨面とペデスタルとが互いに接触する。従来のＣＭＰ装置では基板Ｗと同様の形状（円形）を有するペデスタルを使用していた為、基板Ｗの研磨面の全領域がペデスタルと接触していた。基板Ｗの研磨面にはデバイス等が形成されるが、ペデスタルが接触すると接触部分に腐食や欠陥が生じやすく、これによってデバイスの歩留まりが低下してしまうという問題があった。

このような問題点を解決するため、本発明者は、次の点に着目した。デバイス作製の際、基板Ｗの縁から一定距離（例えば３ｍｍ）の領域内にはデバイスが作製されないため、この領域内に腐食や欠陥が生じても、デバイス作製には殆ど影響しない。そこで、本実施形態のペデスタル１２においては、環状部１３に形成した環状の支持面１６によって基板Ｗの板面の周縁部のみを支持することとした。これにより、基板Ｗと支持面１６との接触部分にはデバイスが作成されない領域が含まれるので、基板Ｗのデバイス作製領域とペデスタル１２との接触面積を低減しつつ、基板Ｗに対する支持強度を十分に得ることが可能となる。このように、本実施形態のペデスタル１２によれば、基板Ｗとの接触によるデバイス作製への影響を低減し、基板Ｗ上に作製されるデバイスの歩留まりを向上することができる。

また、環状部１３が、周方向に延びる空洞１９と、空洞１９から支持面１６へ開口する複数の孔１７とを有することにより、基板Ｗの吸引、およびキャリアヘッド８への洗浄液の噴射を、吸引口およびノズルを個別に設置する場合と比較して、簡易な構成により行うことができる。

また、本実施形態のように、複数の孔１７の内面のうち環状部１３の中心側に位置する部分１７ａが、環状部１３の中心方向へ傾斜していると良い。これにより、環状部１３からキャリアヘッド８下面の中心付近へ向けて洗浄液を噴射でき、キャリアヘッド８下面の中心付近に対する洗浄能力を高めることができる。そして、複数の孔１７の内面のうち環状部１３の外周側に位置する部分１７ｂが、環状部１３の中心軸線Ｃに沿って延びていると尚良い。これにより、環状部１３からキャリアヘッド８下面の周縁部付近にも洗浄液を噴射でき、キャリアヘッド８下面の周縁部付近に対する洗浄能力も高めることができる。

最も好ましくは、本実施形態のように、環状部１３の径方向における複数の孔１７の幅が空洞１９から支持面１６に近づくにつれて拡がっており、支持面１６における複数の孔１７の開口形状が、環状部１３の径方向を長手方向とする細長形状となっている形態である。これにより、キャリアヘッド８の径方向に広がる膜状に洗浄液を噴射することができ、回転するキャリアヘッド８の下面の中心付近から周縁部に亘る広い領域を効率良く洗浄することができる。

なお、本実施形態において、基板Ｗにおいてデバイスが作製されない領域が基板Ｗの縁から距離３ｍｍであるのに対し、環状部１３の支持面１６の幅Ａ（１０ｍｍ）をそれより広くしたのは、複数の孔１７の開口の十分な長さを確保するためである。すなわち、本実施形態における複数の孔１７は洗浄液を噴射する機能だけでなく基板Ｗを吸引する機能を担っているので、その開口は平坦な支持面１６内に設けられる必要がある。そして、洗浄液を噴射する際の上記効果を得るために、環状部１３の径方向における複数の孔１７の開口長さを十分に確保できるよう、支持面１６の幅Ａを広めにとっている。支持面１６の幅Ａは、複数の孔１７の開口寸法に応じて任意に変更可能であり、例えば複数の孔１７の開口長さを短くできる場合には、支持面１６の幅Ａを、基板Ｗにおいてデバイスが作製されない領域の幅である３ｍｍとすることも可能である。

また、本実施形態のように、空洞１９の内面のうち環状部１３の外周側に位置する面１９ａは、環状部１３の底面１３ｂから支持面１６へ向けて拡径していると良い。このような空洞１９を環状部１３内に形成することにより、空洞１９内に洗浄液が導入された際に、内面１９ａで洗浄液が支持面１６へ向けて反射するので、支持面１６に繋がる複数の孔１７へ向けた洗浄液の圧力を高めることができる。したがって、複数の孔１７から洗浄液をより強く噴射することができる。特に、本実施形態のように環状部１３の径方向における複数の孔１７の幅が、空洞１９から支持面１６に近づくにつれて拡がっているような場合、空洞１９の内面１９ａを単に垂直方向（中心軸線Ｃの方向）に沿うように形成したのでは、孔１７の垂直上方への洗浄液の噴射圧力が高くなり、キャリアヘッド８の中心付近への噴射圧力が相対的に小さくなってしまうおそれがある。このような場合に、空洞１９の内面１９ａを図７、図８のように傾斜させることによって、内面１９ａで洗浄液を反射させ、キャリアヘッド８の中心付近への噴射圧力を高めることができる。

また、本実施形態のように、ペデスタル１２が柱状部１４および連結部１５を備え、柱状部１４および連結部１５が、空洞１９に繋がる通路２１，２２を内部に有すると良い。これにより、柱状部１４により環状部１３（およびその上に載置された基板Ｗ）を好適に支持できると共に、基板Ｗの吸引、およびキャリアヘッド８への洗浄液の噴射を、ペデスタル１２の動作を妨げるようなホース等の部品を別途取り付けることなく簡易な構成で行うことができる。

本発明によるＣＭＰ装置の基板支持部材およびＣＭＰ装置は、上記した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態においては３本の棒状部材を有する連結部を例示したが、連結部はこのような形状に限らず、例えば２本または４本の棒状部材を有しても良く、円形平板状の部材であってもよい。

本発明に係るＣＭＰ装置の一実施形態を概略的に示した分離斜視図である。 ロードカップの断面図である。 ロードカップの平面図である。 ロードカップへの洗浄液（純水）の供給系統およびペデスタル内のバキューム系統を示す構成図である。 ペデスタルの外観を示す斜視図である。 ペデスタルを中心軸線を含む断面で切り欠いた切欠斜視図である。 図６に示した切欠斜視図の一部を拡大した図である。 図６に示した切欠斜視図の別の一部を拡大した図である。

符号の説明

１…化学機械研磨（ＣＭＰ）装置、２…ベース部、３…研磨パッド、４…ロードカップ、５…パッドコンディショナー、６…スラリー供給アーム、７…ヘッドユニット、８…キャリアヘッド、９…回転軸、１０…弾性膜、１１…カップ本体、１２…ペデスタル、１３…環状部、１４…柱状部、１５…連結部、１６…支持面、１７…孔、１８…棒状部材、１９…空洞、２０…位置決め部材、２１，２２，３８…通路、２３，２５，２８，２９…配管、２４，２７…切換バルブ、３１…開閉バルブ、３７…固定部、Ｃ…中心軸線、Ｓ…スラリー、Ｗ…基板。

Claims (7)

1. 化学機械研磨装置においてキャリアヘッドに対し基板の授受を行う機構に組み込まれて前記基板を支持する基板支持部材であって、
   前記基板の板面の周縁部を支持するための環状の支持面を有する環状部を備え、
   前記環状部は、
   該環状部の内部において周方向に延びる空洞と、
   該空洞から前記支持面へ開口するように該環状部の周方向に並んで形成され、前記基板の吸引、および前記キャリアヘッドへの洗浄液の噴射を行う複数の孔と
   を有することを特徴とする、化学機械研磨装置の基板支持部材。
2. 前記複数の孔の内面のうち前記環状部の中心側に位置する部分が、前記環状部の中心方向へ傾斜していることを特徴とする、請求項１に記載の化学機械研磨装置の基板支持部材。
3. 前記複数の孔の内面のうち前記環状部の外周側に位置する部分が前記環状部の中心軸方向に延びていることを特徴とする、請求項２に記載の化学機械研磨装置の基板支持部材。
4. 前記支持面における前記複数の孔の開口形状が、前記環状部の径方向を長手方向とする細長形状であることを特徴とする、請求項３に記載の化学機械研磨装置の基板支持部材。
5. 前記空洞の内面のうち前記環状部の外周側に位置する面が前記環状部の底面から前記支持面へ向けて拡径していることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の化学機械研磨装置の基板支持部材。
6. 前記支持面と交差する方向を長手方向として、前記環状部の内側を通る軸線に沿って配置された柱状部と、
   前記環状部と前記柱状部とを連結する連結部と
   を更に備え、
   前記柱状部および前記連結部が、前記空洞に繋がる通路を内部に有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の化学機械研磨装置の基板支持部材。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板支持部材と、
   前記複数の孔を介して前記基板を吸引する吸引手段と、
   前記キャリアヘッドへ噴射される洗浄液を前記複数の孔へ供給する洗浄液供給手段と
   を備えることを特徴とする、化学機械研磨装置。

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