JP2009178800A - 研磨方法及び研磨装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】保持具101Aによって保持した被研磨物の被研磨面を研磨面に押圧し、被研磨物と研磨面とを相対運動させながら、研磨面に液体を供給して被研磨面に対する処理を行い、前記処理を終了した後、研磨面に供給する液体の流量を減少させた状態で、保持具101Aで被研磨物を吸引して研磨面から引き離し、被研磨物が研磨面から離れて保持具に吸着されたと判断した時に保持部を被研磨物と共に上昇させる。
【選択図】図5
Description
これにより、吸着動作に入ることで被研磨物が吸盤状に変形するのに使用される液体を減少させるとともに、被研磨物の吸盤状の変形を確実に解消することができる。
被研磨物を吸着する圧力が高い方が被研磨物を研磨面から引き離す力は大きくなるが、被研磨物の変形は大きくなり、被研磨物にストレスが加わる。また、保持具に吸着された状態においても、被研磨物は吸着力によって変形するので、それもまたストレスとなる。被研磨物にはこれら二つのストレスが作用するが、いずれも真空度を低く抑えることで、つまり、研磨後、研磨面から引き離す場合の真空度を、研磨面から離れるまで段階的に増やす(真空度を増す)ことで、これらのストレスを最小に抑えることができる。
被研磨物が研磨面上にある場合とそうでない場合とでは、研磨面に供給している液体の研磨面上の分布が変化する。つまり、被研磨物が研磨面上にある場合に保持具下流の液膜の膜厚は薄くなり、被研磨物が研磨面から離間した場合に保持具下流の液膜の膜厚は厚くなる。特に、被研磨物の外周を保持するリテーナリングを備えた保持具を使用し、このリテーナリングの研磨面との接地面側に溝がある場合は、被研磨物の液体供給量が多くなるので、被研磨物が研磨面上にある場合とない場合での液膜の膜厚の差が大きくなる。このため、この液膜の膜厚の変化を、レーザ式、超音波式、接触式、静電容量式などの液膜の膜厚を測定できるセンサを用いて検知することで、保持具上昇のトリガーとして利用することができる。
前記測距離センサは、例えば渦電流式センサである。
Pod)を搭載することができる。ここで、SMIF、FOUPは、内部にウェハカセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。
図7から図11に示すように、トップリング101Aは、半導体ウェハWを研磨面105Aに対して押圧するトップリング本体202と、研磨面105Aを直接押圧するリテーナリング203とから基本的に構成されている。トップリング本体202は、円盤状の上部材300と、上部材300の下面に取り付けられた中間部材304と、中間部材304の下面に取り付けられた下部材306とを備えている。リテーナリング203は、トップリング本体202の上部材300の外周部に取り付けられている。上部材300は、図8に示すように、ボルト308によりトップリングシャフト111に連結されている。また、中間部材304は、ボルト309を介して上部材300に固定されており、下部材306はボルト310を介して上部材300に固定されている。上部材300、中間部材304、及び下部材306から構成されるトップリング本体202は、エンジニアリングプラスティック(例えば、PEEK)などの樹脂により形成されている。
先ず、トップリング101Aは、プッシャ33に搬送された半導体ウェハを真空吸着し、半導体ウェハをトップリング101Aのリテーナリング203内に保持する。その後、トップリング101Aは、プッシャ33の上方からターンテーブル100A上の研磨面105Aの上方へ揺動する。トップリング101Aがターンテーブル100Aの上方の研磨可能な位置に揺動してきたら、トップリング101Aを所望の回転速度で回転させながら、上下動機構124によりトップリング101Aを下降させ、ターンテーブル100Aの研磨面105Aの上面まで下降させる。この時、ターンテーブル100Aは、所定の回転速度で回転している。
また、半導体ウェハWが研磨面105Aから離間する前後でターンテーブル100Aの回転モータにかかる負荷が変化するので、その差を検知してトップリング101Aを上昇させるようにしてもよい。
2 ロード/アンロード部
3 研磨部
4 洗浄部
5,6 リニアトランスポータ
30A,30B,30C,30D 研磨装置
31,41 反転機
32、35,36 リフタ
33,34,37,38 プッシャ
42〜45 洗浄機
46 搬送ユニット
100A,100B,100C,100D ターンテーブル
101A,101B,101C,101D トップリング(保持具)
102A,102B,102C,102D 液体供給ノズル(液体供給部)
103A,103B,103C,103D ドレッサ
104A,104B,104C,104D アトマイザ
105A,105V,105C,105D 研磨面
124 上下動機構
132 ボールねじ
138 サーボモータ
203 リテーナリング
222 研磨パッド
246 液膜厚検知センサ
247 制御部
248 渦電流センサ
314 弾性膜
316 エッジホルダ
318,319 リプルホルダ
360 センタ室
361 リプル室
362 アウター室
363 エッジ室
404 弾性膜
Claims (23)
- 保持具によって保持した被研磨物の被研磨面を研磨面に押圧し、被研磨物と研磨面とを相対運動させながら、研磨面に液体を供給して被研磨面に対する処理を行い、
前記処理を終了した後、前記研磨面に供給する液体の流量を減少させた状態で、前記保持具で被研磨物を吸引して前記研磨面から引き離し、
被研磨物が前記研磨面から離れて前記保持具に吸着されたと判断した時に前記保持部を被研磨物と共に上昇させることを特徴とする研磨方法。 - 前記処理を終了した後、前記保持具で被研磨物を吸引して前記研磨面から引き離す際に、前記研磨面に供給する液体の流量を漸次減少させてゼロにすることを特徴とする請求項1記載の研磨方法。
- 保持具によって保持した被研磨物の被研磨面を研磨面に押圧し、被研磨物と研磨面とを相対運動させながら、研磨面に液体を供給して被研磨面に対する処理を行い、
前記処理を終了した後、前記研磨面に液体を間欠的に供給しつつ、前記保持具で被研磨物を吸引して前記研磨面から引き離し、
被研磨物が前記研磨面から離れて前記保持具に吸着されたと判断した時に前記保持部を被研磨物と共に上昇させることを特徴とする研磨方法。 - 保持具によって保持した被研磨物の被研磨面を研磨面に押圧し、被研磨物と研磨面とを相対運動させながら、研磨面に液体を供給して被研磨面に対する処理を行い、
前記処理を終了した後、被研磨物と前記研磨面との相対速度を減少させた状態で、前記保持具で被研磨物を吸引して前記研磨面から引き離し、
被研磨物が前記研磨面から離れて前記保持部に吸着されたと判断した時に前記保持部を被研磨物と共に上昇させることを特徴とする研磨方法。 - 前記処理を終了した後、前記保持具で被研磨物を吸引して前記研磨面から引き離す際に、前記研磨面の回転速度を30rpm以下、または被研磨物の中心点の相対速度を613mm/sec以下に減少させることを特徴とする請求項4記載の研磨方法。
- 保持具によって保持した被研磨物の被研磨面を研磨面に押圧し、被研磨物と研磨面とを相対運動させながら、研磨面に液体を供給して被研磨面に対する処理を行い、
前記処理を終了した後、前記研磨面に発泡性の液体を供給しつつ、前記保持具で被研磨物を吸引して前記研磨面から引き離し、
被研磨物が前記研磨面から離れて前記保持具に吸着されたと判断した時に前記保持部を被研磨物と共に上昇させることを特徴とする研磨方法。 - 保持具によって保持した被研磨物の被研磨面を研磨面に押圧し、被研磨物と研磨面とを相対運動させながら、研磨面に液体を供給して被研磨面に対する処理を行い、
前記処理を終了した後、前記保持具で被研磨物を吸引して前記研磨面から引き離し、
前記保持具が被研磨物を吸着する力よりも小さい力で前記保持部を被研磨物と共に上昇させることを特徴とする研磨方法。 - 被研磨物が前記研磨面から離れるまで、段階的に吸引動作の真空度を上げていくことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の研磨方法。
- 保持具によって保持した被研磨物の被研磨面を研磨面に押圧し、被研磨物と研磨面とを相対運動させながら、研磨面に液体を供給して被研磨面に対する処理を行い、
前記処理を終了した後に前記保持具で被研磨物を第一の真空圧で吸引し、前記研磨面から被研磨物が引き離された後に前記第一の真空圧を該第一の真空圧より真空度が低い第二の真空圧に切り替えることを特徴とする研磨方法。 - 第一の真空圧源と第二の真空圧源を有し、これらの第一の真空源と第二の真空圧源が3方弁によって切り替えられることを特徴とする請求項9に記載の研磨方法。
- 前記第一の真空圧と前記第二の真空圧の少なくとも一方が、研磨装置内の信号によって制御される自動調圧器によって切り替えられることを特徴とする請求項9に記載の研磨方法。
- 前記研磨面を駆動するモータまたは前記保持具を駆動するモータの電流の低下に基づいて、被研磨物が前記研磨面から離れて前記保持具に吸着されたか否かを判断することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の研磨方法。
- 前記研磨面を覆う液膜の膜厚の変化を検知して、被研磨物が前記研磨面から離れて前記保持具に吸着されたか否かを判断することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の研磨方法。
- 前記保持具が下方に引き寄せられる力の変化から、被研磨物が前記研磨面から離れて前記保持具に吸着されたか否かを判断することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の研磨方法。
- 被研磨物と前記研磨面の距離を検知して、被研磨物が前記研磨面から離れて前記保持具に吸着されたか否かを判断することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の研磨方法。
- 被研磨物と前記研磨面の距離を渦電流センサで検知することを特徴とする請求項15記載の研磨方法。
- 前記保持具の高さを段階的に変化させながら、被研磨物を保持具と共に上昇させることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の研磨処理方法。
- 前記保持具を被研磨物と共に上昇させる力を段階的に変化させることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の研磨方法。
- 研磨面と、
被研磨物を着脱自在に保持して前記研磨面に押圧する上下動自在な保持具と、
前記研磨面に液体を供給する液体供給部と、
前記研磨面と前記保持具とを相対移動させる移動機構と、
前記液体供給部から前記研磨面に供給される液体の量を制御する制御部を有し、
前記制御部は、液体の存在下、前記研磨面に接触して処理が行われていた被研磨物を前記保持具で吸着して該研磨面から引き離す際に、前記研磨面に供給する液体の流量を減少させるか、前記研磨面に間欠的に液体を供給するか、または前記研磨面に発泡性の液体を供給するように前記液体供給部を制御することを特徴とする研磨装置。 - 研磨面と、
被研磨物を着脱自在に保持して前記研磨面に押圧する上下動自在な保持具と、
前記研磨面に液体を供給する液体供給部と、
前記研磨面と前記保持具とを相対運動させる移動機構と、
前記移動機構を制御する制御部を有し、
前記制御部は、液体の存在下、前記研磨面に接触して処理が行われていた被研磨物を前記保持具で吸着して該研磨面から引き離す際に、前記研磨面と前記保持具との相対速度が遅くなるように前記移動機構を制御することを特徴とする研磨装置。 - 研磨面と、
被研磨物を着脱自在に保持して前記研磨面に押圧する上下動自在な保持具と、
前記研磨面に液体を供給する液体供給部と、
前記研磨面と前記保持具とを相対移動させる移動機構と、
前記研磨面を覆う液膜の膜厚を検知して、液体の存在下、前記研磨面に接触して処理が行われていた被研磨物が該研磨面から離れたか否かを判断する液膜厚検知センサを有することを特徴とする研磨装置。 - 研磨面と、
被研磨物を着脱自在に保持して前記研磨面に押圧する上下動自在な保持具と、
前記研磨面に液体を供給する液体供給部と、
前記研磨面と前記保持具とを相対移動させる移動機構と、
被研磨物と前記研磨面との距離を検知して、液体の存在下、前記研磨面に接触して処理が行われていた被研磨物が該研磨面から離れたか否かを判断する測距離センサを有することを特徴とする研磨装置。 - 前記測距離センサは、渦電流式センサであることを特徴とする請求項22記載の研磨装置。
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