JP3315957B2 - ウエハー研磨装置及びそれを用いたウェハー研磨方法 - Google Patents
ウエハー研磨装置及びそれを用いたウェハー研磨方法Info
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B31/00—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor
- B24B31/10—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor involving other means for tumbling of work
- B24B31/116—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor involving other means for tumbling of work using plastically deformable grinding compound, moved relatively to the workpiece under the influence of pressure
-
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- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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- B24B57/02—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents for feeding of fluid, sprayed, pulverised, or liquefied grinding, polishing or lapping agents
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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- H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はウエハーの表面を磨
くためのウェハー研磨装置に関するものであり、特に、
研磨率がより高く且つ品質の安定したウエハー研磨装置
及びそれを用いた研磨方法に関するものである。
くためのウェハー研磨装置に関するものであり、特に、
研磨率がより高く且つ品質の安定したウエハー研磨装置
及びそれを用いた研磨方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】平滑化の技術はウエハー加工における非
常に重要な過程である。現在、大多数は化学機械的研磨
法（chemical mechanical polishing，CMP）を用いるこ
とにより、ウエハーが平滑にされている。しかし、ＣＭ
Ｐの技術は、（１）大量の水が必要であること、（２）
スラリーで大量の化学処理を行う必要があること、
（３）装置の各部品の使用寿命が短いこと、（４）予防
整備（ＰＭ）周期が短いこと、（５）破損または過失を
生じやすいこと、（６）騒音と振動を生じやすいこと、
（７）ウエハーが傷を受けやすいこと、（８）研磨パッ
ドの品質が安定していないこと、（９）注意してコント
ロールする必要があること、（１０）研磨前のウエハー
表面の微細構成が研磨結果に影響すること、（１１）装
置が腐蝕しやすいこと、（１２）スラリーの供給及び排
除のパイプラインが詰まりやすいこと、（１３）化学物
質の蒸発が汚染をもたらすこと、などの多くの不具合を
有している。
常に重要な過程である。現在、大多数は化学機械的研磨
法（chemical mechanical polishing，CMP）を用いるこ
とにより、ウエハーが平滑にされている。しかし、ＣＭ
Ｐの技術は、（１）大量の水が必要であること、（２）
スラリーで大量の化学処理を行う必要があること、
（３）装置の各部品の使用寿命が短いこと、（４）予防
整備（ＰＭ）周期が短いこと、（５）破損または過失を
生じやすいこと、（６）騒音と振動を生じやすいこと、
（７）ウエハーが傷を受けやすいこと、（８）研磨パッ
ドの品質が安定していないこと、（９）注意してコント
ロールする必要があること、（１０）研磨前のウエハー
表面の微細構成が研磨結果に影響すること、（１１）装
置が腐蝕しやすいこと、（１２）スラリーの供給及び排
除のパイプラインが詰まりやすいこと、（１３）化学物
質の蒸発が汚染をもたらすこと、などの多くの不具合を
有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、新た
なウエハーの研磨装置及びそれを用いた研磨方法を提供
することにより、ウエハーが高圧力を受けている状況に
おいて、粘性の高いスラリーをウエハーの表面に流し込
んで、研磨作用を進行させると共に、ウエハーの表面を
平滑にすることを目的とする。これにより上述した従来
技術の不具合な点を解消し、より高い研磨率と、より好
ましい粗度が得られるとともに、加工状況の違いにより
研磨状態が変化しづらい研磨技術を実現するものであ
る。
なウエハーの研磨装置及びそれを用いた研磨方法を提供
することにより、ウエハーが高圧力を受けている状況に
おいて、粘性の高いスラリーをウエハーの表面に流し込
んで、研磨作用を進行させると共に、ウエハーの表面を
平滑にすることを目的とする。これにより上述した従来
技術の不具合な点を解消し、より高い研磨率と、より好
ましい粗度が得られるとともに、加工状況の違いにより
研磨状態が変化しづらい研磨技術を実現するものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明では、ウエハーを載置するための作業台と、
該作業台に着脱自在に設けられるとともに載置されたウ
ェハー表面上に研磨剤の流動空間を形成するようにされ
たキャリヤとを備えたウェハー研磨装置であって、キャ
リアには、前記流動空間へ研磨剤を供給する研磨剤供給
機構と、前記流動空間内へ供給された研磨剤に圧力を加
えることで研磨剤を流動させるための加圧機構と、前記
流動空間内に残存する研磨剤を除去するための高圧空気
を供給する研磨剤除去機構とが設けられたものとした。
め、本発明では、ウエハーを載置するための作業台と、
該作業台に着脱自在に設けられるとともに載置されたウ
ェハー表面上に研磨剤の流動空間を形成するようにされ
たキャリヤとを備えたウェハー研磨装置であって、キャ
リアには、前記流動空間へ研磨剤を供給する研磨剤供給
機構と、前記流動空間内へ供給された研磨剤に圧力を加
えることで研磨剤を流動させるための加圧機構と、前記
流動空間内に残存する研磨剤を除去するための高圧空気
を供給する研磨剤除去機構とが設けられたものとした。
【０００５】そして、本発明における研磨剤供給機構
は、一端がキャリヤに連結するとともに流動空間へ研磨
剤を導入する第一パイプラインと、該第一パイプライン
上に設置される第一バルブと、該第一パイプラインの他
端に連結するポンプとからなるものとすることが好まし
い。
は、一端がキャリヤに連結するとともに流動空間へ研磨
剤を導入する第一パイプラインと、該第一パイプライン
上に設置される第一バルブと、該第一パイプラインの他
端に連結するポンプとからなるものとすることが好まし
い。
【０００６】また、本発明における加圧機構は、流動空
間に連通しているとともに一端が流動空間内の研磨剤に
接しているピストンと、該ピストンの他端と接合する第
一シリンダーとからなるものとすることが好ましい。
間に連通しているとともに一端が流動空間内の研磨剤に
接しているピストンと、該ピストンの他端と接合する第
一シリンダーとからなるものとすることが好ましい。
【０００７】さらに、本発明における研磨剤除去機構
は、前記ピストン内に設けられた通路と、流動空間に供
給された研磨剤に接する該通路端に設けられたチェック
・バルブと、該通路と連結する第二パイプラインと、該
第二パイプライン上に設けられた第二バルブと、該第二
パイプラインの他端と連結する高圧空気源とからなるも
のとすることが好ましい。
は、前記ピストン内に設けられた通路と、流動空間に供
給された研磨剤に接する該通路端に設けられたチェック
・バルブと、該通路と連結する第二パイプラインと、該
第二パイプライン上に設けられた第二バルブと、該第二
パイプラインの他端と連結する高圧空気源とからなるも
のとすることが好ましい。
【０００８】さらにまた、本発明におけるウェーハ研磨
装置には、作業台に載置するウェハーを運搬するための
アームと、作業台内で移動自在に設けられたリフトピン
と、キャリヤを移動させるための第二シリンダーと、流
動空間に供給された研磨剤を外部へ排出するためにキャ
リヤに設けられた放出孔と、作業台内に設けられた冷却
装置とをさらに含むものとすることが好ましいものであ
る。
装置には、作業台に載置するウェハーを運搬するための
アームと、作業台内で移動自在に設けられたリフトピン
と、キャリヤを移動させるための第二シリンダーと、流
動空間に供給された研磨剤を外部へ排出するためにキャ
リヤに設けられた放出孔と、作業台内に設けられた冷却
装置とをさらに含むものとすることが好ましいものであ
る。
【０００９】つぎに、本発明のウェハー研磨方法は、請
求項１に記載のウエハー研磨装置を用いてウェハーの表
面を研磨するウェハー研磨方法であって、ウエハーを作
業台上に載置し、キャリヤを作業台へ移動することによ
り、載置されたウェハー表面上に研磨剤の流動空間を形
成し、研磨剤供給機構から所定量の研磨剤を前記流動空
間内に供給し、加圧機構により前記流動空間内の研磨剤
へ圧力を加え、流動する研磨剤でウエハー表面を磨くと
ともに、キャリアの外部に研磨剤を排出し、その後、前
記流動空間内に残存する研磨剤を研磨剤除去機構から高
圧空気を供給して除去するようにしたものである。
求項１に記載のウエハー研磨装置を用いてウェハーの表
面を研磨するウェハー研磨方法であって、ウエハーを作
業台上に載置し、キャリヤを作業台へ移動することによ
り、載置されたウェハー表面上に研磨剤の流動空間を形
成し、研磨剤供給機構から所定量の研磨剤を前記流動空
間内に供給し、加圧機構により前記流動空間内の研磨剤
へ圧力を加え、流動する研磨剤でウエハー表面を磨くと
ともに、キャリアの外部に研磨剤を排出し、その後、前
記流動空間内に残存する研磨剤を研磨剤除去機構から高
圧空気を供給して除去するようにしたものである。
【００１０】より具体的には、請求項１に記載のウエハ
ー研磨装置を用いてウェハーの表面を研磨するウェハー
研磨方法であって、ウェハーをアームにより作業台内に
設けられたリフトピン上に運搬し、リフトピンを降下さ
せてウェハーを作業台上に載置し、キャリアを第二シリ
ンダーにより作業台へ移動させることで、載置されたウ
ェハー表面上に研磨剤の流動空間を形成し、 研磨剤供
給機構のポンプを駆動して、第一パイプラインと第一バ
ルブを通過して研磨剤を流動空間内に供給し、研磨剤が
所定量に達したときに第一バルブを閉め、加圧機構の第
一シリンダーを駆動してピストンを移動させることによ
り、流動空間内に供給された研磨剤に圧力を加え、流動
する研磨剤でウエハー表面を磨くとともに、キャリアの
放出孔から研磨剤を外部に排出し、その後、流動空間内
に残存する研磨剤を、研磨剤除去機構の第二パイプライ
ン、第二バルブ、通路及びチェックバルブを通過して高
圧空気源から高圧空気を供給して、キャリアの放出孔か
ら除去し、第二シリンダーによりキャリアを作業台から
引き離すとともにリフトピンを上昇させ、研磨したウェ
ハーを作業台から引き離し、アームによりウェハーを作
業台から取り出すようにすることが好ましいものであ
る。
ー研磨装置を用いてウェハーの表面を研磨するウェハー
研磨方法であって、ウェハーをアームにより作業台内に
設けられたリフトピン上に運搬し、リフトピンを降下さ
せてウェハーを作業台上に載置し、キャリアを第二シリ
ンダーにより作業台へ移動させることで、載置されたウ
ェハー表面上に研磨剤の流動空間を形成し、 研磨剤供
給機構のポンプを駆動して、第一パイプラインと第一バ
ルブを通過して研磨剤を流動空間内に供給し、研磨剤が
所定量に達したときに第一バルブを閉め、加圧機構の第
一シリンダーを駆動してピストンを移動させることによ
り、流動空間内に供給された研磨剤に圧力を加え、流動
する研磨剤でウエハー表面を磨くとともに、キャリアの
放出孔から研磨剤を外部に排出し、その後、流動空間内
に残存する研磨剤を、研磨剤除去機構の第二パイプライ
ン、第二バルブ、通路及びチェックバルブを通過して高
圧空気源から高圧空気を供給して、キャリアの放出孔か
ら除去し、第二シリンダーによりキャリアを作業台から
引き離すとともにリフトピンを上昇させ、研磨したウェ
ハーを作業台から引き離し、アームによりウェハーを作
業台から取り出すようにすることが好ましいものであ
る。
【００１１】そして、本発明のウェハー研磨方法におい
ては、研磨剤の研磨粒子寸法は約８００μｍ（＃１００
０の研磨粒子寸法に相当：１０００粒／平方インチ）〜
０．５μｍの間のものを用いることが好ましく、加工温
度は２５〜８０℃の範囲であることが好ましい。
ては、研磨剤の研磨粒子寸法は約８００μｍ（＃１００
０の研磨粒子寸法に相当：１０００粒／平方インチ）〜
０．５μｍの間のものを用いることが好ましく、加工温
度は２５〜８０℃の範囲であることが好ましい。
【００１２】研磨剤はアルミナ、シリカ、炭化ケイ素、
またはダイヤモンドの粉末より選ばれるものを使用する
ことが好ましく、加圧機構が研磨剤に加える圧力は６
８．９×１０−４〜２０６．７×１０−３Ｐａ（Ｎ／ｍ
２）＜１００〜３０００psiの圧力相当＞の間であるこ
とが好ましい。また、研磨剤が放出孔を通るときの流量
は７〜２５０Ｌ／ｍｉｎの間であることが好ましいもの
である。
またはダイヤモンドの粉末より選ばれるものを使用する
ことが好ましく、加圧機構が研磨剤に加える圧力は６
８．９×１０−４〜２０６．７×１０−３Ｐａ（Ｎ／ｍ
２）＜１００〜３０００psiの圧力相当＞の間であるこ
とが好ましい。また、研磨剤が放出孔を通るときの流量
は７〜２５０Ｌ／ｍｉｎの間であることが好ましいもの
である。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の構造、特徴、及び長所を
一層明瞭にするため、図を参照しながら、最良と思われ
る実施形態について説明する。
一層明瞭にするため、図を参照しながら、最良と思われ
る実施形態について説明する。
【００１４】以下、図１を参考にして、本実施形態のウ
エハー研磨装置及びそれを用いた研磨方法について説明
する。本実施形態のウエハー研磨装置は、作業台４、キ
ャリヤ５、研磨剤供給機構Ａ、加圧機構Ｂ、及び研磨剤
除去機構Ｃを備えたものである。そのうち、作業台４は
ウェハー研磨装置の基台部分を構成し、その上にウエハ
ー１とキャリヤ５等を置くことができる。キャリヤ５は
カバー体であり、第二シリンダー６によって作業台４と
接したり離れたりできるとともに、キャリヤ５と作業台
４が接しているときに、両者の間に流動空間を形成し、
キャリヤ５内に送り込まれる研磨剤７を一定の範囲内で
流動させることができる。
エハー研磨装置及びそれを用いた研磨方法について説明
する。本実施形態のウエハー研磨装置は、作業台４、キ
ャリヤ５、研磨剤供給機構Ａ、加圧機構Ｂ、及び研磨剤
除去機構Ｃを備えたものである。そのうち、作業台４は
ウェハー研磨装置の基台部分を構成し、その上にウエハ
ー１とキャリヤ５等を置くことができる。キャリヤ５は
カバー体であり、第二シリンダー６によって作業台４と
接したり離れたりできるとともに、キャリヤ５と作業台
４が接しているときに、両者の間に流動空間を形成し、
キャリヤ５内に送り込まれる研磨剤７を一定の範囲内で
流動させることができる。
【００１５】研磨剤供給機構Ａは、研磨剤７をキャリヤ
５と作業台４との間に形成される流動空間へ供給するた
めに用いられ、第一パイプライン９、第一バルブ１０、
及びポンプ８で構成されている。そのうち、第一パイプ
ライン９の一端はキャリヤ５と連結しており、別の一端
はポンプ８と連結して外部から研磨剤７をキャリヤ５内
に送り込むようになっている。第一バルブ１０は第一パ
イプライン９上に設置されており、研磨剤７を供給する
量をコントロールする。ポンプ８は研磨剤７をキャリヤ
５内に流し込む動力を提供する。
５と作業台４との間に形成される流動空間へ供給するた
めに用いられ、第一パイプライン９、第一バルブ１０、
及びポンプ８で構成されている。そのうち、第一パイプ
ライン９の一端はキャリヤ５と連結しており、別の一端
はポンプ８と連結して外部から研磨剤７をキャリヤ５内
に送り込むようになっている。第一バルブ１０は第一パ
イプライン９上に設置されており、研磨剤７を供給する
量をコントロールする。ポンプ８は研磨剤７をキャリヤ
５内に流し込む動力を提供する。
【００１６】加圧機構Ｂはキャリヤ５内の研磨剤７に圧
力を加えるのに用いられ、ピストン１１と第一シリンダ
ー１２で構成されている。ピストン１１部分は中が空に
なっており一部分がキャリヤ５内にあると共に、一端が
キャリヤ５内の研磨剤７に接している。第一シリンダー
１２はピストン１１の別の一端と接合しており、ピスト
ン１１が圧縮するときの動力を提供するのに用いられ
る。
力を加えるのに用いられ、ピストン１１と第一シリンダ
ー１２で構成されている。ピストン１１部分は中が空に
なっており一部分がキャリヤ５内にあると共に、一端が
キャリヤ５内の研磨剤７に接している。第一シリンダー
１２はピストン１１の別の一端と接合しており、ピスト
ン１１が圧縮するときの動力を提供するのに用いられ
る。
【００１７】研磨剤除去機構Ｃは、高圧空気をキャリヤ
５内に供給し、残った研磨剤７を除去するのに用いら
れ、通路１６、チェック・バルブ１７、第二パイプライ
ン２０、第二バルブ１４、及び高圧空気源１３で構成さ
れている。通路１６とは、すなわち上述したピストン１
１の空の部分であり、高圧気体をキャリヤ５内に流入さ
せることができる。チェック・バルブ１７は通路１６が
キャリヤ５内の研磨剤７と接する一端に設置されてお
り、流動方向を通路１６からキャリヤ５への方向に保持
することができる。第二パイプライン２０の一端と通路
１６の別の一端とは連結し、別の一端と高圧空気源１３
とは流通しており、高圧気体を通路１６へ流すことがで
きる。第二バルブ１４は第二パイプライン２０上に設置
され、高圧気体の開閉をコントロールするのに用いられ
る。高圧空気源１３は高圧空気を供給することができ
る。
５内に供給し、残った研磨剤７を除去するのに用いら
れ、通路１６、チェック・バルブ１７、第二パイプライ
ン２０、第二バルブ１４、及び高圧空気源１３で構成さ
れている。通路１６とは、すなわち上述したピストン１
１の空の部分であり、高圧気体をキャリヤ５内に流入さ
せることができる。チェック・バルブ１７は通路１６が
キャリヤ５内の研磨剤７と接する一端に設置されてお
り、流動方向を通路１６からキャリヤ５への方向に保持
することができる。第二パイプライン２０の一端と通路
１６の別の一端とは連結し、別の一端と高圧空気源１３
とは流通しており、高圧気体を通路１６へ流すことがで
きる。第二バルブ１４は第二パイプライン２０上に設置
され、高圧気体の開閉をコントロールするのに用いられ
る。高圧空気源１３は高圧空気を供給することができ
る。
【００１８】また、本実施形態のウェハー研磨装置は、
図１に示すようにアーム２、リフトピン３、放出孔１
５、及び冷却装置を含むものである。そのうち、アーム
２はウエハー１を作業台４に運搬、または作業台４から
ウエハー１を移動させるものである。リフトピン３は、
移動自在に作業台４内に設置されることにより、ウエハ
ー１を作業台４に置いたり、または作業台４から引き離
したりするのを便利にする。放出孔１５はキャリヤ５内
に設置されており、研磨剤７を排除するのに用いられ
る。冷却装置とはすなわち冷却水通路１９であり、作業
台４内に設置されると共に、冷却水通路１９では冷却水
１８が流動しており、ウエハー１が磨かれる過程におい
て一定の作業温度を維持するものである。
図１に示すようにアーム２、リフトピン３、放出孔１
５、及び冷却装置を含むものである。そのうち、アーム
２はウエハー１を作業台４に運搬、または作業台４から
ウエハー１を移動させるものである。リフトピン３は、
移動自在に作業台４内に設置されることにより、ウエハ
ー１を作業台４に置いたり、または作業台４から引き離
したりするのを便利にする。放出孔１５はキャリヤ５内
に設置されており、研磨剤７を排除するのに用いられ
る。冷却装置とはすなわち冷却水通路１９であり、作業
台４内に設置されると共に、冷却水通路１９では冷却水
１８が流動しており、ウエハー１が磨かれる過程におい
て一定の作業温度を維持するものである。
【００１９】以上、本実施形態のウエハー研磨装置につ
いて説明したので、次に、その研磨方法について説明す
る。本実施形態のウェハー研磨方法では、まず、アーム
２でウエハー１をリフトピン３上に運搬し、リフトピン
３を下降させてウエハー１を作業台４上に置く（このと
きアーム２は元の位置に戻っている）。そして、第二シ
リンダー６でキャリヤ５を作業台４上に設置することに
より、キャリヤ５と作業台４との間に所定の空間を形成
する。即ち、作業台４に載置されたウェハー１表面上に
研磨剤７の流動空間を形成する。
いて説明したので、次に、その研磨方法について説明す
る。本実施形態のウェハー研磨方法では、まず、アーム
２でウエハー１をリフトピン３上に運搬し、リフトピン
３を下降させてウエハー１を作業台４上に置く（このと
きアーム２は元の位置に戻っている）。そして、第二シ
リンダー６でキャリヤ５を作業台４上に設置することに
より、キャリヤ５と作業台４との間に所定の空間を形成
する。即ち、作業台４に載置されたウェハー１表面上に
研磨剤７の流動空間を形成する。
【００２０】ポンプ８で第一パイプライン９と第一バル
ブ１０を通って研磨剤７を流動空間内に供給し、流動空
間内の研磨剤７が所定量に達したときに、第一バルブ１
０を閉める。つぎに、第一シリンダー１２でピストン１
１を移動させることにより、流動空間内の研磨剤７に圧
力を加え、流動する研磨剤７でウエハー１表面を磨くと
同時に研磨剤７を放出孔１５に通してキャリア５の外部
へ排出する。その後、高圧空気源１３によって、第二パ
イプライン２０、第二バルブ１４、通路１６、及びチェ
ック・バルブ１７を通って、流動空間内に高圧空気を供
給することにより、流動空間内に残った研磨剤７を放出
孔１５を通して除去する。
ブ１０を通って研磨剤７を流動空間内に供給し、流動空
間内の研磨剤７が所定量に達したときに、第一バルブ１
０を閉める。つぎに、第一シリンダー１２でピストン１
１を移動させることにより、流動空間内の研磨剤７に圧
力を加え、流動する研磨剤７でウエハー１表面を磨くと
同時に研磨剤７を放出孔１５に通してキャリア５の外部
へ排出する。その後、高圧空気源１３によって、第二パ
イプライン２０、第二バルブ１４、通路１６、及びチェ
ック・バルブ１７を通って、流動空間内に高圧空気を供
給することにより、流動空間内に残った研磨剤７を放出
孔１５を通して除去する。
【００２１】それから、第二シリンダー６でキャリヤ５
を作業台４から引き離すと共に、リフトピン３を上昇さ
せて１ウエハーと作業台４とを引き離した後、アーム２
でウエハー１を作業台４から取り外すことによって行わ
れるものである。
を作業台４から引き離すと共に、リフトピン３を上昇さ
せて１ウエハーと作業台４とを引き離した後、アーム２
でウエハー１を作業台４から取り外すことによって行わ
れるものである。
【００２２】以上に説明した本実施形態におけるウェハ
ー研磨方法で用いられる研磨剤粒子の寸法は８００（＃
１０００研磨粒相当：１０００粒／平方インチ）〜０．
５μｍの間であるとともに非常に高い粘性を具えてお
り、アルミナ、シリカ、炭化ケイ素、またはダイヤモン
ドの粉末から構成されるものである。
ー研磨方法で用いられる研磨剤粒子の寸法は８００（＃
１０００研磨粒相当：１０００粒／平方インチ）〜０．
５μｍの間であるとともに非常に高い粘性を具えてお
り、アルミナ、シリカ、炭化ケイ素、またはダイヤモン
ドの粉末から構成されるものである。
【００２３】また、加工温度は２５〜８０℃の間であ
り、加圧機構Ｂが研磨剤７に加える圧力は、６８．９×
１０−４〜２０６．７×１０−４Ｐａ（Ｎ／ｍ２）＜１
００〜３０００psi相当の圧力＞の間である。このほ
か、研磨剤が放出孔を通るときの流量は７〜２５０L/mi
nの間である。
り、加圧機構Ｂが研磨剤７に加える圧力は、６８．９×
１０−４〜２０６．７×１０−４Ｐａ（Ｎ／ｍ２）＜１
００〜３０００psi相当の圧力＞の間である。このほ
か、研磨剤が放出孔を通るときの流量は７〜２５０L/mi
nの間である。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、以下の長所を得ること
ができる。 １．より高い除去率（remove rate）を得ることができ
る。通常、０．００１３〜０．５ｍｍ／ｍｉｎの間であ
る。 ２．得られるウエハーの粗度がより好ましい。通常、Ｒ
ａ ２〜２０μｍの間である（従来の方法を利用して得
られる値の約１０分の１）。 ３．選択性がより低い。本発明は物理性の方法で研磨を
行うため、化学性の方法のようにウエハーの材質の違い
が研磨結果に影響することはない。
ができる。 １．より高い除去率（remove rate）を得ることができ
る。通常、０．００１３〜０．５ｍｍ／ｍｉｎの間であ
る。 ２．得られるウエハーの粗度がより好ましい。通常、Ｒ
ａ ２〜２０μｍの間である（従来の方法を利用して得
られる値の約１０分の１）。 ３．選択性がより低い。本発明は物理性の方法で研磨を
行うため、化学性の方法のようにウエハーの材質の違い
が研磨結果に影響することはない。
【図１】本実施形態におけるウエハー研磨装置の略図で
ある。
ある。
１ ウエハー ２ アーム ３ リフトピン ４ 作業台 ５ キャリヤ ６ 第二シリンダー ７ 研磨剤 ８ ポンプ ９ 第一パイプライン １０ 第一バルブ １１ ピストン １２ 第一シリンダー １３ 高圧空気源 １４ 第二バルブ １５ 放出孔 １６ 通路 １７ チェック・バルブ １８ 冷却水 １９ 冷却水通路 ２０ 第二パイプライン Ａ 研磨剤供給機構 Ｂ 加圧機構 Ｃ 研磨剤除去機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 599002401 ジーメンス・アー・ゲー ドイツ連邦共和国、Ｄ−80333、ミュン ヘン、ヴィッテルスバッハープラッツ ２ (72)発明者 呉 孝哲 台湾桃園縣中▲れき▼市西園路６之８号 14▲ろう▼ (56)参考文献 特開 昭61−71965（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−15789（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−298176（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−329002（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B24B 37/00 B24B 31/112 B24B 55/06 H01L 21/304
Claims (7)
- 【請求項１】 ウエハーを載置するための作業台と、該
作業台に着脱自在に設けられるとともに載置されたウェ
ハー表面上に研磨剤の流動空間を形成するようにされた
キャリヤとを備えたウェハー研磨装置であって、 キャリアには、前記流動空間へ研磨剤を供給する研磨剤
供給機構と、前記流動空間内へ供給された研磨剤に圧力
を加えることで研磨剤を流動させるための加圧機構と、
前記流動空間内に残存する研磨剤を除去するための高圧
空気を供給する研磨剤除去機構とが設けられ、 前記研磨剤供給機構は、一端がキャリヤに連結するとと
もに流動空間へ研磨剤を導入する第一パイプラインと、
該第一パイプライン上に設置される第一バルブと、該第
一パイプラインの他端に連結するポンプとからなり、 前記加圧機構は、流動空間に連通しているとともに一端
が流動空間内の研磨剤に接しているピストンと、該ピス
トンの他端と接合する第一シリンダーとからなり、 前記研磨剤除去機構は、前記ピストン内に設けられた通
路と、流動空間に供給された研磨剤に接する該通路端に
設けられたチェック・バルブと、該通路と連結する第二
パイプラインと、該第二パイプライン上に設けられた第
二バルブと、該第二パイプラインの他端と連結する高圧
空気源とからなり、 作業台に載置するウェハーを運搬するためのアームと、
作業台内で移動自在に設けられたリフトピンと、キャリ
ヤを移動させるための第二シリンダーと、流動空間に供
給された研磨剤を外部へ排出するためにキャリヤに設け
られた放出孔と、作業台内に設けられた冷却装置とを含
むことを特徴とするウェハー研磨装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のウエハー研磨装置を用
いてウェハーの表面を研磨するウェハー研磨方法であっ
て、 ウェハーをアームにより作業台内に設けられたリフトピ
ン上に運搬し、リフトピンを降下させてウェハーを作業
台上に載置し、 キャリアを第二シリンダーにより作業台へ移動させるこ
とで、載置されたウェハー表面上に研磨剤の流動空間を
形成し、 研磨剤供給機構のポンプを駆動して、第一パイプライン
と第一バルブを通過して研磨剤を流動空間内に供給し、
研磨剤が所定量に達したときに第一バルブを閉め、 加圧機構の第一シリンダーを駆動してピストンを移動さ
せることにより、流動空間内に供給された研磨剤に圧力
を加え、流動する研磨剤でウエハー表面を磨くととも
に、キャリアの放出孔から研磨剤を外部に排出し、 その後、流動空間内に残存する研磨剤を、研磨剤除去機
構の第二パイプライン、第二バルブ、通路及びチェック
バルブを通過して高圧空気源から高圧空気を供給して、
キャリアの放出孔から除去し、 第二シリンダーによりキャリアを作業台から引き離すと
ともにリフトピンを上昇させ、研磨したウェハーを作業
台から引き離し、アームによりウェハーを作業台から取
り出すようにしたことを特徴とするウェハー研磨方法。 - 【請求項３】 研磨剤粒子の寸法は８００〜０．５μm
の間である請求項２に記載のウェハー研磨方法。 - 【請求項４】 加工温度が２５〜８０℃の間である請求
項２又は請求項３に記載のウェハー研磨方法。 - 【請求項５】 研磨剤は、アルミナ、シリカ、炭化ケイ
素、またはダイヤモンドのいずれかの粉末から選ばれる
ものである請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の
ウェハー研磨方法。 - 【請求項６】 加圧機構が研磨剤に加える圧力は、６
８．９×１０−４〜２０６．７×１０−３Ｐａ（Ｎ／ｍ
２）の範囲である請求項２〜請求項５のいずれか一項に
記載のウェハー研磨方法。 - 【請求項７】 研磨剤がキャリア外部に排出するときの
流量は、７〜２５０Ｌ／ｍｉｎの範囲である請求項２〜
請求項６のいずれか一項に記載のウェハー研磨方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW88116696 | 1999-09-29 | ||
| TW088116696A TW410190B (en) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | Process of polishing a wafer with flowing slurry |
| US09/483,875 US6280295B1 (en) | 1999-09-29 | 2000-01-18 | Apparatus and method to polish a wafer using abrasive flow machining |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001105301A JP2001105301A (ja) | 2001-04-17 |
| JP3315957B2 true JP3315957B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=26666745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30803999A Expired - Fee Related JP3315957B2 (ja) | 1999-09-29 | 1999-10-29 | ウエハー研磨装置及びそれを用いたウェハー研磨方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6280295B1 (ja) |
| JP (1) | JP3315957B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| DE602004020892D1 (de) * | 2003-05-30 | 2009-06-10 | Rem Technologies | Feinstbearbeitung von grossen planetengetriebesystemen |
| MXPA03006434A (es) * | 2003-07-18 | 2005-01-21 | Univ Mexico Nacional Autonoma | Herramienta hidrodinamica de flujo radial para el pulido y esmerilado de superficies opticas. |
| US9132528B2 (en) | 2013-10-08 | 2015-09-15 | General Electric Company | Refurbishing system |
| JP6894805B2 (ja) * | 2017-08-21 | 2021-06-30 | 株式会社荏原製作所 | 基板研磨装置および基板研磨装置における研磨液吐出方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US5125191A (en) * | 1982-09-08 | 1992-06-30 | Extrude Hone Corporation | Abrasive flow machining with an in situ viscous plastic medium |
| US5040336A (en) * | 1986-01-15 | 1991-08-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Non-contact polishing |
| US5384989A (en) * | 1993-04-12 | 1995-01-31 | Shibano; Yoshihide | Method of ultrasonically grinding workpiece |
| US5582540A (en) * | 1996-01-22 | 1996-12-10 | National Science Council Of R.O.C | Hydrostatic and hydrodynamic polishing tool |
-
1999
- 1999-09-29 TW TW088116696A patent/TW410190B/zh not_active IP Right Cessation
- 1999-10-29 JP JP30803999A patent/JP3315957B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-01-18 US US09/483,875 patent/US6280295B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW410190B (en) | 2000-11-01 |
| US6280295B1 (en) | 2001-08-28 |
| JP2001105301A (ja) | 2001-04-17 |
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