JP4435486B2 - 半導体素子製造用ｃｍｐ装置の研磨ヘッド及びこれを備えたｃｍｐ装置 - Google Patents
半導体素子製造用ｃｍｐ装置の研磨ヘッド及びこれを備えたｃｍｐ装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子製造用ＣＭＰ装置の研磨ヘッド及びこれを備えたＣＭＰ装置に係り、さらに詳細には、リテーナリングとウェーハ間の段差を測定して直ちにリテーナリングの高低を調節してリテーナリングとウェーハ間の段差を調節することができる半導体素子製造用ＣＭＰ装置の研磨ヘッド及びこれを備えたＣＭＰ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、半導体素子の高密度化、微細化及び配線構造の多層化によって半導体基板の表面には大きい段差が形成されており、前記表面段差を平坦化するための平坦化技術の重要性が台頭している。
【０００３】
前記半導体基板の表面を平坦化する技術は、リフロー（Ｒｅｆｌｏｗ）、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）、エッチバック（Ｅｔｃh ｂａｃｋ）及びＣＭＰ（Ｃhｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃhａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓhｉｎｇ）などが用いられており、前記ＣＭＰは最近の厳格な広域平坦化（Ｇｌｏｂａｌ ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）の要求を満足するために、半導体基板の４回以上の金属膜平坦化に主に用いられている。
【０００４】
前記ＣＭＰは、研磨対象ウェーハを受容する研磨ヘッドのリテーナリング内部にウェーハを受容して吸着した後、スラリーが供給される研磨用パッドと接触して回転することによってウェーハの所定面を研磨する工程である。
【０００５】
このとき、前記ＣＭＰ過程のリテーナリングは、研磨パッドと直接接触することによってリテーナリングの摩耗が発生して、前記リテーナリングの摩耗によりリテーナリングの下部表面とウェーハ研磨面表面間の段差が減ってウェーハの研磨均一度が落ちる問題点があった。
【０００６】
【特許文献１】
日本特許公開平０９−０２５８２０号
【０００７】
特許文献１には、コントローラにより厚さが調節される複数個の切片（Ｓｅｇｍｅｎｔ）で構成された圧力分配調節板を研磨ヘッド下部に備えて研磨ヘッドのウェーハプッシング圧力を調節することによって研磨均一度を向上することが開示されている。
【０００８】
【特許文献２】
米国特許登録第５、８８２、２４３号
【０００９】
特許文献２には伸縮性がある下部板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｌｏｗｅｒ ｐｌａｔｅ）と、下部板と所定間隔離隔された複数のセグメントで形成された上部板（Ｓｍａｌｌｅｒ ｕｐｐｅｒ ｐｌａｔｅ ｓｅｇｍｅｎｔｓ）とで構成されるキャパシタを含むモジュールユニット（Ｍｏｄｕｌｅ ｕｎｉｔ）を研磨ヘッドに構成して複数の上部板と下部板間のキャパシタンスを測定することによって研磨ウェーハの研磨程度を厳密に調節して研磨均一度を向上させることが開示されている。
【００１０】
前記ＣＭＰが遂行されるＣＭＰ装置は、図１に示したように所定の速度で回転できて、ウェーハの研磨面と直接接触するパッド（Ｐａｄ）１２が上部に設けられた研磨テーブル（Ｐｏｌｉｓhｉｎｇ ｔａｂｌｅ）１０を備える。
【００１１】
そして、所定位置のウェーハ２を真空吸着固定して研磨テーブル１０のパッド１２に移動させた後、前記研磨テーブル１０のパッド１２と加圧接触して所定の速度で回転できる研磨ヘッド（Ｐｏｌｉｓhｉｎｇ hｅａｄ）１４が研磨テーブル１０上部に備わっている。
【００１２】
また、スラリー供給源１６に貯蔵されたスラリー（Ｓｌｕｒｒｙ）を研磨テーブル１０上部に供給できるスラリー供給ノズル１８が研磨テーブル１０上部に備わっている。
【００１３】
ここで、前記研磨ヘッド１４は、図２に示したように上部に真空ライン２１が貫通連結された上部板２０を備えて、前記上部板２０の下部縁に外部リング２２がボルト２２aにより固定連結されている。
【００１４】
そして、前記外部リング２２内側に内部リング２４がピン２４ａにより固定して設けられて、前記内部リング２４内側に真空ライン２１と連結された貫通ホール２８が形成された内部板２６が備わって内部リング２４と内部板２６がピン２６ａにより固定して連結されている。
【００１５】
また、下側縁部位が陥没されて段差付けられてあって、複数の真空ホール３２が形成された下部板３０が内部板２６下側に所定間隔離隔されて内部板２６とボルト３０ａにより固定されている。
【００１６】
そして、前記下部板３０下部に内部板２６の真空ホール３２と対応する複数のホール３６が形成された多孔フィルム３４が付着して備わって、前記多孔フィルム３４下部に多孔フィルム３４のホール３６を通して伝えられるポンピング力により固定吸着されたウェーハ２が位置している。
【００１７】
また、前記陥没された下部板３０縁部位には多孔フィルム３４に固定されたウェーハ２が外部に離脱されることを防止するためのリテーナリング３８が内部チューブ４２を間に置いて前記リテーナリング３８外側のクランプリング４４により圧着されており、前記クランプリング４４は下部板３０とボルト４４ａにより固定されている。
【００１８】
このとき、下部板３０縁部位とリテーナリング３８間にはシム（Ｓhｉｍ）４０が挿入して設けられて多孔フィルム３４に固定されたウェーハ２の下部表面とリテーナリング３８下部表面間の段差が調節されている。
【００１９】
したがって、前記研磨ヘッド１４は、所定位置のウェーハ２上に移動してウェーハ２後面を真空吸着固定する。
【００２０】
このとき、前記ウェーハ２は、研磨ヘッド１４の多孔フィルム３４に真空吸着固定されて、前記多孔フィルム３４は研磨ヘッド１４の真空ライン２１、内部板２６の貫通ホール２８、下部板３０の真空ホール３２及び多孔フィルム３４のホール３６を通して伝えられるポンピング力によりウェーハ２を真空吸着固定する。
【００２１】
次に、前記ウェーハ２を吸着固定した研磨ヘッド１４は、回転する研磨テーブル１０のパッド１２上にウェーハ２を移送させた後、前記ウェーハ２をパッド１２方向に加圧して回転するようになる。
【００２２】
このとき、スラリー供給源１６は、スラリー供給ノズル１８を通して研磨テーブル１０上部にスラリーを供給することによってウェーハ２の全面に対する物理的及び化学的研磨工程が進められる。
【００２３】
そして、研磨工程過程の研磨ヘッド１４は、真空ライン２１を通したポンピング力が除去されるが多孔フィルム３４下部のウェーハ２は研磨ヘッド１４の加圧及びリテーナリング３８の遮断により外部に離脱できなくて固定されて研磨工程が進められる。
【００２４】
また、研磨ヘッド１４のリテーナリング３８は、研磨ヘッド１４の加圧力配分の差などの原因によりリテーナリング３８が摩耗されることによって研磨されたウェーハ２の研磨均一度が低下する問題点が発生する。
【００２５】
そして、リテーナリング３８を加圧する内部チューブ４２内部の気体の内圧の可変によってリテーナリング３８が摩耗されることによって研磨されたウェーハ２の研磨均一度が低下する問題点が発生する。
【００２６】
このとき、作業者はボルト４４ａを解除してクランプリング４４、耐ビューチューブ４２及びリテーナリング３８を解体した後、リテーナリング３８と下部板３０間にシム４０をさらに挿入設置することによってリテーナリング３８とウェーハ２間の段差を高めるようになる。
【００２７】
しかし、従来のＣＭＰ装置は、リテーナリングの摩耗程度を作業者がすぐ確認できないのでＣＭＰ不良が連続的に発生する問題点があった。
【００２８】
そして、リテーナリングが所定基準値以上摩耗した場合に作業者がマニュアルでリテーナリング上部にシムを追加設置してウェーハとリテーナリング間の段差を調節することによってシムの追加作業がわずらわしくて作業の正確度が落ちる問題点があった。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、研磨ヘッドのリテーナリングとウェーハ間の段差を測定できる段差測定手段をさらに備えることによって、ＣＭＰ過程にリテーナリングとウェーハ間の段差を測定できるようにする半導体素子製造用ＣＭＰ装置の研磨ヘッド及びこれを備えたＣＭＰ装置を提供することにある。
【００３０】
本発明の他の目的は、リテーナリングとウェーハ間の段差を正確に調節することができる半導体素子製造用ＣＭＰ装置の研磨ヘッド及びこれを備えたＣＭＰ装置を提供することにある。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明による半導体素子製造用ＣＭＰ装置の研磨ヘッドは、ポンピング力が作用する真空ホールが形成された板（Ｐｌａｔｅ）と；前記真空ホールと連通するホールが形成されて、前記板下部に付着された多孔フィルムと；前記多孔フィルム側部の前記板下側縁に設けられて前記多孔フィルムに真空吸着固定されたウェーハが外部に離脱することを防止して、上面が傾斜したリテーナリングと；前記リテーナリングを外部から圧着して前記板下側縁に固定されたクランプリングと；前記板とリテーナリング間に挿入設けられて、前記リテーナリングの上面と接触して水平をなすように下面が傾斜した上下調節リングと、前記上下調節リングの直径を拡張することによって前記リテーナリング上部で遊動して前記リテーナリングの高低を調節することができる上下調節リング直径拡張手段と；を備えてなされることを特徴とする。
【００３２】
ここで、前記上下調節リングは、端部に突出部が形成された第１調節リングと前記突出部が挿入される受容溝が端部に形成された第２調節リングで構成することができる。
【００３３】
そして、前記上下調節リング直径拡張手段は、前記第１調節リング及び第２調節リングの両側端部上面から上部に各々突出された第１下部連結軸及び第２下部連結軸と；前記第１下部連結軸及び第２下部連結軸の端部と締結部により水平方向に相互向かい合って締結されて、外部表面に相異なる方向のねじ山が形成された第１上部連結軸及び第２上部連結軸と；一側部所定内面には前記第１上部連結軸と締結されるねじ溝が形成されて、他側部所定内面には前記第２上部連結軸と締結されるねじ溝が形成された調節バーと；前記調節バー、第１上部連結軸、第２上部連結軸、第１下部連結軸及び第２下部連結軸を受容することができるように前記板の底面に形成された受容溝と；を備えてなされることを特徴とする。
【００３４】
また、前記調節バー外部表面にギアと締結されてギアの回転により前記調節バーが回転できるようにギア溝がさらに形成されうる。
そして、前記ギアと回転軸が連結されて、前記回転軸が外部駆動源の駆動により回転できるようにすることが望ましい。
【００３５】
また、本発明による半導体素子製造用ＣＭＰ装置は、上面にパッドが備わって、所定速度で回転できる研磨テーブルと；前記パッド上にスラリーを供給できるスラリー供給ノズルと；研磨対象ウェーハが外部に離脱することを防止するリテーナリングを備えて、前記ウェーハを真空吸着して前記パッドと接触して回転できる研磨ヘッドと、前記リテーナリングとウェーハ間の段差を測定することができる段差測定手段と；を備えてなされることを特徴とする。
【００３６】
ここで、前記段差測定手段は、伸縮性がある探針のリテーナリング及びウェーハの接触移動によって探針の上下可変幅によって発生する電気信号を利用して前記段差を測定するマイクロゲージで構成することができる。
【００３７】
そして、本発明による半導体素子製造用ＣＭＰ装置は、上面にパッドが備わって、所定速度で回転できる研磨テーブルと；前記パッド上にスラリーを供給できるスラリー供給ノズルと；ポンピング力が作用する真空ホールが形成された板と前記真空ホールと連通するホールが形成されて、前記板下部に付着された多孔フィルムと前記多孔フィルム側部の前記板下側縁に設けられて前記多孔フィルムに真空吸着固定されたウェーハが外部に離脱することを防止して、上面が傾斜したリテーナリングと前記リテーナリングを外部から圧着して前記板下側縁に固定されたクランプリングを備える研磨ヘッドと；前記板とリテーナリング間に挿入設けられて、前記リテーナリングの上面と接触して水平をなすように下面が傾斜した上下調節リングと；前記上下調節リングの直径を拡張することによって前記リテーナリング上部で遊動して前記リテーナリングの高低を調節することができる上下調節リング直径拡張手段；及び前記リテーナリングとウェーハ間の段差を測定できる段差測定手段と；を備えてなされることを特徴とする。
【００３８】
ここで、前記上下調節リングは、端部に突出部が形成された第１調節リングと前記突出部が挿入される受容溝が端部に形成された第２調節リングで構成することができる。
【００３９】
そして、前記上下調節リング直径拡張手段は、前記第１調節リング及び第２調節リングの両側端部上面から上部に各々突出された第１下部連結軸及び第２下部連結軸と；前記第１下部連結軸及び第２下部連結軸の端部と締結部により水平方向に相互向かい合って締結されて、外部表面に相異なる方向のねじ山が形成された第１上部連結軸及び第２上部連結軸と；一側部所定内面には前記第１上部連結軸と締結されるねじ溝が形成されて、他側部所定内面には前記第２上部連結軸と締結されるねじ溝が形成された調節バーと、前記調節バー、第１上部連結軸、第２上部連結軸、第１下部連結軸及び第２下部連結軸を受容することができるように前記板の底面に形成された受容溝と；を備えてなされることを特徴とする。
【００４０】
ここで、前記調節バー外部表面にギアと締結されてギアの回転により前記調節バーが回転できるようにギア溝がさらに形成されることができて、前記ギアと回転軸が連結されて、前記回転軸が外部駆動源の駆動により回転できるようにすることができる。
【００４１】
また、前記段差測定手段は、伸縮性がある探針のリテーナリング及びウェーハの接触移動によって探針の上下可変幅によって発生する電気信号を利用して前記段差を測定するマイクロゲージで構成することができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参考しながら本発明の具体的な実施例を詳細に説明する。
図３は、本発明の一実施例による半導体素子製造用ＣＭＰ装置を説明するための図面である。
【００４３】
本発明による半導体素子製造用ＣＭＰ装置は、図３に示したようにウレタンなどの材質でなされるパッド５２が上部に設けられて、所定の速度で回転できる研磨テーブル５０を備える。
そして、前記研磨テーブル５０上部にスラリー供給源５８に貯蔵された一定量のスラリーを研磨テーブル５０上部に供給できるスラリー供給ノズル６０が備わっている。
【００４４】
また、所定位置のウェーハ４を真空吸着固定して研磨テーブル５０のパッド５２に移動させた後、前記研磨テーブル５０のパッド５２と加圧接触して所定の速度で回転できる研磨ヘッド５４が研磨テーブル５０上部に備わっている。
【００４５】
そして、前記研磨テーブル５０上部には、第１駆動源６４の駆動により研磨ヘッド５４下部に移動して研磨ヘッド５４のリテーナリング８８とウェーハ４間の段差を測定できるマイクロゲージ６２が設けられている。
ここで、本実施例による前記マイクロゲージ６２は、弾力性がある探針６２ａがリテーナリング８８下面から多孔フィルム８４に吸着固定されたウェーハ４表面に接触移動することにより、リテーナリング８８とウェーハ４間の段差による探針６２ａの上下可変幅によって発生する電気信号を測定して段差を測定する装置である。
そして、前記マイクロゲージ６２を代えてビーム（Ｂｅａｍ）を利用して段差を測定する多様な種類の変位センサを利用してリテーナリング８８とウェーハ４間の段差を測定できることは当然であると言える。
【００４６】
また、前記マイクロゲージ６２は、前記段差測定による測定値を制御部６６に電気信号で印加できるようになっていて、前記制御部６６はマイクロゲージ６２から受信された電気信号によって第２駆動源６８を駆動させてリテーナリング８８を上下に調節することができるギア１０８を回転するようになっている。
【００４７】
前記研磨ヘッド５４は、図４に示したように上部に真空ライン７１が貫通連結された上部板７０と前記上部板７０下部縁と外部リング７２がボルト７２ａにより固定して連結されている。
【００４８】
そして、前記外部リング７２内側に内部リング７４がピン７４ａにより固定されて、前記内部リング７４内側に真空ライン７１と連結された貫通ホール７８が形成された内部板７６がピン７６ａにより固定連結されている。
【００４９】
また、下側縁部位が陥没されて段差付けられてあって、複数の真空ホール８２が形成された下部板８０が内部板７６と所定間隔離隔されて内部板７６とボルト８０ａにより固定されている。
【００５０】
そして、前記下部板８０下部に真空ホール８２と対応する複数のホール８６が形成された多孔フィルム８４が付着備わって、前記多孔フィルム８４下部に多孔フィルム８４を通して伝えられるポンピング力により固定吸着されたウェーハ４が位置してある。
【００５１】
また、前記下部板８０縁部位には、多孔フィルム８４に固定されたウェーハ４が外部に離脱されることを防止するためのリテーナリング８８がボルト９０ａで下部板８０と締結されたクランプリング９０により圧着固定されている。
このとき、前記リテーナリング８８の上面は、内側から外側にプラス（＋）傾斜勾配を有するように傾斜してある。
そして、前記プラス（＋）傾斜勾配を有するリテーナリング８８上面と下部板間には、調節バー１０６を回転させることによってリテーナリング８８上面で所定間隔移動することによってリテーナリング８８を所定間隔上下に移動調節することができる上下調節リング９２が挿入設けられている。
【００５２】
ここで、前記上下調節リング９２は、図５に示したようにリテーナリング８８上面と接触して水平状態を維持できるように下面がプラス（＋）傾斜勾配を有するようになっている。
そして、前記上下調節リング９２は、両側端部に突出部が形成された第１調節リング９４と両側端部に陥没部が形成された第２調節リング９６が締結された構造でなされている。前記第１調節リング９４及び第２調節リング９６両側端部には、各々第１下部連結軸９８及び第２下部連結軸１００が上部に突出されており、前記第１下部連結軸９８及び第２下部連結軸１００が第１上部連結軸１０２及び第２上部連結軸１０４が調節バー１０６により相互締結されている。
【００５３】
ここで、前記第１上部連結軸１０２及び第２上部連結軸１０４は、図６に示したように第１上部連結軸１０２外部表面及び第２上部連結軸１０４表面には右側及び左側方向または左側及び右側方向すなわち、相異なる方向のねじ山が形成されていて、調節バー１０６内側には前記第１上部連結軸１０２及び第２上部連結軸１０４表面に形成されたねじ山と締結されるように調節バー１０６内部中央を基準に内部一側及び他側に相異なるねじ溝が形成されている。
【００５４】
すなわち、前記調節バー１０６の一側または他側方向に回転により、第１上部連結軸１０２及び第２上部連結軸１０４は、調節バー１０６内側に移動したり外側に移動できるようになっている。
【００５５】
そして、前記調節バー１０６は、図７に示したようにマイクロゲージ６２のリテーナリング８８とウェーハ４間の段差測定値が制御部６６に印加されれば、前記制御部６６の制御により駆動される第２駆動源６８により回転する回転軸１０８ａと連結されたギア１０８と締結されるギア溝１０６ａが外部表面に形成されている。
【００５６】
したがって、前記研磨ヘッド５４は、所定位置のウェーハ４上に移動してウェーハ４後面を吸着固定する。このとき、前記ウェーハ４は研磨ヘッド５４の多孔フィルム８４に吸着固定されて、前記多孔フィルム８４は研磨ヘッド５４の真空ライン７１、内部板７６の貫通ホール７８、下部板８０の真空ホール８２及び多孔フィルム８４のホール８６を通して伝えられるポンピング力によりウェーハ４を吸着固定する。
【００５７】
次に、前記ウェーハ４を吸着固定した研磨ヘッド５４は、回転する研磨テーブル５０のパッド５２上にウェーハ４を移送させた後、前記ウェーハ４をパッド５２方向に加圧して回転するようになる。
このとき、スラリー供給源５８は、スラリー供給ノズル６０を通して研磨テーブル５０上部にスラリーを供給することによってウェーハ４の全面に対する物理的及び化学的研磨工程が進められる。
【００５８】
そして、研磨工程過程の研磨ヘッド５４は、真空ライン７１を通して伝えられるポンピング力が除去されるが、多孔フィルム８４下部のウェーハ４は研磨ヘッド５４の加圧及びリテーナリング８８の遮断により外部に離脱できなくて固定されて研磨工程が進められる。
【００５９】
また、所定の研磨工程が進められた後、研磨ヘッド５４がウェーハ４を吸着固定すれば、第１駆動源６４の駆動によりマイクロゲージ６２は研磨ヘッド５４下部に移動して研磨ヘッド５４のリテーナリング８８とウェーハ４間の段差を測定するようになる。
このとき、前記マイクロゲージ６２の探針６２ａは、リテーナリング８８下面から多孔フィルム８４に吸着固定されたウェーハ４表面に接触移動することによってリテーナリング８８とウェーハ４間の段差による探針６２ａの可変幅を利用して段差を測定する。
【００６０】
そして、前記マイクロゲージ６２により測定された段差測定値は、制御部６６に電気信号で印加するようになって、前記制御部６６は第２駆動源６８を駆動させて回転軸１０８ａを所定角度一側または他側に回転させることによって研磨テーブル５０のギア１０８は所定角度一側または他側に回転するようになる。
【００６１】
したがって、前記ギア１０８の回転により回転軸１０８ａとギア溝１０６ａにより噛み合った調節バー１０６は所定角度一側または他側に回転することによって、調節バー１０６内部に締結された第１上部連結軸１０２及び第２上部連結軸１０４は前進または後進するようになる。
【００６２】
そして、前記第１上部連結軸１０２及び第２上部連結軸１０４と第１下部連結軸９８及び第２下部連結軸１００と連結された第１調節リング９４及び第２調節リング９６は、プラス（＋）傾斜勾配を有するリテーナリング８８上部から所定距離移動して上下調節リング９２の直径を拡張または縮少するようになる。
【００６３】
すなわち、前記調節バー１０６の回転により第１調節リング９４の突出部と第２調節リング９６の陥没部間の距離が拡張または縮少されることによって、上下調節リング９２の直径が拡張または縮少されることにより、上下調節リング９２がリテーナリング８８上部から所定距離移動するようになる。
【００６４】
以後、ウェーハ４を吸着固定した研磨ヘッド５４が研磨テーブル５０のパッド５２と加圧接触してＣＭＰ工程を遂行すれば、リテーナリング８８上部の上下調節リング９２がリテーナリング８８の傾斜面と所定距離移動された位置でリテーナリング８８上面と接触することによってリテーナリング８８の高さは所定距離調節される。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によると、リテーナリングの摩耗程度をマイクロゲージを利用して定期的に検査した後、すぐ調節バーを回転させてリテーナリング上部の上下調節リングを移動させることによってリテーナリングとウェーハ間の段差を調節してウェーハの研磨均一度を向上させることができる効果がある。
以上では本発明は記載された具体例に対してのみ詳細に説明されたが本発明の技術思想範囲内で多様な変形及び修正が可能なことは当業者において明白なことであり、このような変形及び修正が添付された特許請求範囲に属することは当然なことである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の半導体素子製造用ＣＭＰ装置の概略図である。
【図２】従来の半導体素子製造用ＣＭＰ装置の研磨ヘッドを示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例による半導体素子製造用ＣＭＰ装置を説明するための図面である。
【図４】図３に示した本発明の一実施例による研磨ヘッドの断面図である。
【図５】図３に示した上下調節リングの斜視図である。
【図６】図５に示した調節バーと連結された上下調節リングの左右移動の作用を説明するための断面図である。
【図７】図５に示した調節バーの回転作用を説明するための図面である。
【符号の説明】
２、４：ウェーハ
５０；研磨テーブル
５２：パッド
５４：研磨ヘッド
５８：スラリー供給源
６０：スラリー供給ノズル
６２：マイクロゲージ
６４：第１駆動源
６６：制御部
６８：第２駆動源
７０：上部板
７２：外部リング
７４：内部リング
７６：内部板
７８：貫通ホール
８０；下部板
８２：真空ホール
８４：多孔フィルム
８６：ホール
８８：リテーナリング
９０；クランプリング
９２：上下調節リング
９４：第１調節リング
９６：第２調節リング
９８、１００：下部連結軸
１０２、１０４：上部連結軸
１０６：調節バー
１０８：ギア
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子製造用ＣＭＰ装置の研磨ヘッド及びこれを備えたＣＭＰ装置に係り、さらに詳細には、リテーナリングとウェーハ間の段差を測定して直ちにリテーナリングの高低を調節してリテーナリングとウェーハ間の段差を調節することができる半導体素子製造用ＣＭＰ装置の研磨ヘッド及びこれを備えたＣＭＰ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、半導体素子の高密度化、微細化及び配線構造の多層化によって半導体基板の表面には大きい段差が形成されており、前記表面段差を平坦化するための平坦化技術の重要性が台頭している。
【０００３】
前記半導体基板の表面を平坦化する技術は、リフロー（Ｒｅｆｌｏｗ）、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）、エッチバック（Ｅｔｃh ｂａｃｋ）及びＣＭＰ（Ｃhｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃhａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓhｉｎｇ）などが用いられており、前記ＣＭＰは最近の厳格な広域平坦化（Ｇｌｏｂａｌ ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）の要求を満足するために、半導体基板の４回以上の金属膜平坦化に主に用いられている。
【０００４】
前記ＣＭＰは、研磨対象ウェーハを受容する研磨ヘッドのリテーナリング内部にウェーハを受容して吸着した後、スラリーが供給される研磨用パッドと接触して回転することによってウェーハの所定面を研磨する工程である。
【０００５】
このとき、前記ＣＭＰ過程のリテーナリングは、研磨パッドと直接接触することによってリテーナリングの摩耗が発生して、前記リテーナリングの摩耗によりリテーナリングの下部表面とウェーハ研磨面表面間の段差が減ってウェーハの研磨均一度が落ちる問題点があった。
【０００６】
【特許文献１】
日本特許公開平０９−０２５８２０号
【０００７】
特許文献１には、コントローラにより厚さが調節される複数個の切片（Ｓｅｇｍｅｎｔ）で構成された圧力分配調節板を研磨ヘッド下部に備えて研磨ヘッドのウェーハプッシング圧力を調節することによって研磨均一度を向上することが開示されている。
【０００８】
【特許文献２】
米国特許登録第５、８８２、２４３号
【０００９】
特許文献２には伸縮性がある下部板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｌｏｗｅｒ ｐｌａｔｅ）と、下部板と所定間隔離隔された複数のセグメントで形成された上部板（Ｓｍａｌｌｅｒ ｕｐｐｅｒ ｐｌａｔｅ ｓｅｇｍｅｎｔｓ）とで構成されるキャパシタを含むモジュールユニット（Ｍｏｄｕｌｅ ｕｎｉｔ）を研磨ヘッドに構成して複数の上部板と下部板間のキャパシタンスを測定することによって研磨ウェーハの研磨程度を厳密に調節して研磨均一度を向上させることが開示されている。
【００１０】
前記ＣＭＰが遂行されるＣＭＰ装置は、図１に示したように所定の速度で回転できて、ウェーハの研磨面と直接接触するパッド（Ｐａｄ）１２が上部に設けられた研磨テーブル（Ｐｏｌｉｓhｉｎｇ ｔａｂｌｅ）１０を備える。
【００１１】
そして、所定位置のウェーハ２を真空吸着固定して研磨テーブル１０のパッド１２に移動させた後、前記研磨テーブル１０のパッド１２と加圧接触して所定の速度で回転できる研磨ヘッド（Ｐｏｌｉｓhｉｎｇ hｅａｄ）１４が研磨テーブル１０上部に備わっている。
【００１２】
また、スラリー供給源１６に貯蔵されたスラリー（Ｓｌｕｒｒｙ）を研磨テーブル１０上部に供給できるスラリー供給ノズル１８が研磨テーブル１０上部に備わっている。
【００１３】
ここで、前記研磨ヘッド１４は、図２に示したように上部に真空ライン２１が貫通連結された上部板２０を備えて、前記上部板２０の下部縁に外部リング２２がボルト２２aにより固定連結されている。
【００１４】
そして、前記外部リング２２内側に内部リング２４がピン２４ａにより固定して設けられて、前記内部リング２４内側に真空ライン２１と連結された貫通ホール２８が形成された内部板２６が備わって内部リング２４と内部板２６がピン２６ａにより固定して連結されている。
【００１５】
また、下側縁部位が陥没されて段差付けられてあって、複数の真空ホール３２が形成された下部板３０が内部板２６下側に所定間隔離隔されて内部板２６とボルト３０ａにより固定されている。
【００１６】
そして、前記下部板３０下部に内部板２６の真空ホール３２と対応する複数のホール３６が形成された多孔フィルム３４が付着して備わって、前記多孔フィルム３４下部に多孔フィルム３４のホール３６を通して伝えられるポンピング力により固定吸着されたウェーハ２が位置している。
【００１７】
また、前記陥没された下部板３０縁部位には多孔フィルム３４に固定されたウェーハ２が外部に離脱されることを防止するためのリテーナリング３８が内部チューブ４２を間に置いて前記リテーナリング３８外側のクランプリング４４により圧着されており、前記クランプリング４４は下部板３０とボルト４４ａにより固定されている。
【００１８】
このとき、下部板３０縁部位とリテーナリング３８間にはシム（Ｓhｉｍ）４０が挿入して設けられて多孔フィルム３４に固定されたウェーハ２の下部表面とリテーナリング３８下部表面間の段差が調節されている。
【００１９】
したがって、前記研磨ヘッド１４は、所定位置のウェーハ２上に移動してウェーハ２後面を真空吸着固定する。
【００２０】
このとき、前記ウェーハ２は、研磨ヘッド１４の多孔フィルム３４に真空吸着固定されて、前記多孔フィルム３４は研磨ヘッド１４の真空ライン２１、内部板２６の貫通ホール２８、下部板３０の真空ホール３２及び多孔フィルム３４のホール３６を通して伝えられるポンピング力によりウェーハ２を真空吸着固定する。
【００２１】
次に、前記ウェーハ２を吸着固定した研磨ヘッド１４は、回転する研磨テーブル１０のパッド１２上にウェーハ２を移送させた後、前記ウェーハ２をパッド１２方向に加圧して回転するようになる。
【００２２】
このとき、スラリー供給源１６は、スラリー供給ノズル１８を通して研磨テーブル１０上部にスラリーを供給することによってウェーハ２の全面に対する物理的及び化学的研磨工程が進められる。
【００２３】
そして、研磨工程過程の研磨ヘッド１４は、真空ライン２１を通したポンピング力が除去されるが多孔フィルム３４下部のウェーハ２は研磨ヘッド１４の加圧及びリテーナリング３８の遮断により外部に離脱できなくて固定されて研磨工程が進められる。
【００２４】
また、研磨ヘッド１４のリテーナリング３８は、研磨ヘッド１４の加圧力配分の差などの原因によりリテーナリング３８が摩耗されることによって研磨されたウェーハ２の研磨均一度が低下する問題点が発生する。
【００２５】
そして、リテーナリング３８を加圧する内部チューブ４２内部の気体の内圧の可変によってリテーナリング３８が摩耗されることによって研磨されたウェーハ２の研磨均一度が低下する問題点が発生する。
【００２６】
このとき、作業者はボルト４４ａを解除してクランプリング４４、耐ビューチューブ４２及びリテーナリング３８を解体した後、リテーナリング３８と下部板３０間にシム４０をさらに挿入設置することによってリテーナリング３８とウェーハ２間の段差を高めるようになる。
【００２７】
しかし、従来のＣＭＰ装置は、リテーナリングの摩耗程度を作業者がすぐ確認できないのでＣＭＰ不良が連続的に発生する問題点があった。
【００２８】
そして、リテーナリングが所定基準値以上摩耗した場合に作業者がマニュアルでリテーナリング上部にシムを追加設置してウェーハとリテーナリング間の段差を調節することによってシムの追加作業がわずらわしくて作業の正確度が落ちる問題点があった。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、研磨ヘッドのリテーナリングとウェーハ間の段差を測定できる段差測定手段をさらに備えることによって、ＣＭＰ過程にリテーナリングとウェーハ間の段差を測定できるようにする半導体素子製造用ＣＭＰ装置の研磨ヘッド及びこれを備えたＣＭＰ装置を提供することにある。
【００３０】
本発明の他の目的は、リテーナリングとウェーハ間の段差を正確に調節することができる半導体素子製造用ＣＭＰ装置の研磨ヘッド及びこれを備えたＣＭＰ装置を提供することにある。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明による半導体素子製造用ＣＭＰ装置の研磨ヘッドは、ポンピング力が作用する真空ホールが形成された板（Ｐｌａｔｅ）と；前記真空ホールと連通するホールが形成されて、前記板下部に付着された多孔フィルムと；前記多孔フィルム側部の前記板下側縁に設けられて前記多孔フィルムに真空吸着固定されたウェーハが外部に離脱することを防止して、上面が傾斜したリテーナリングと；前記リテーナリングを外部から圧着して前記板下側縁に固定されたクランプリングと；前記板とリテーナリング間に挿入設けられて、前記リテーナリングの上面と接触して水平をなすように下面が傾斜した上下調節リングと、前記上下調節リングの直径を拡張することによって前記リテーナリング上部で遊動して前記リテーナリングの高低を調節することができる上下調節リング直径拡張手段と；を備えてなされることを特徴とする。
【００３２】
ここで、前記上下調節リングは、端部に突出部が形成された第１調節リングと前記突出部が挿入される受容溝が端部に形成された第２調節リングで構成することができる。
【００３３】
そして、前記上下調節リング直径拡張手段は、前記第１調節リング及び第２調節リングの両側端部上面から上部に各々突出された第１下部連結軸及び第２下部連結軸と；前記第１下部連結軸及び第２下部連結軸の端部と締結部により水平方向に相互向かい合って締結されて、外部表面に相異なる方向のねじ山が形成された第１上部連結軸及び第２上部連結軸と；一側部所定内面には前記第１上部連結軸と締結されるねじ溝が形成されて、他側部所定内面には前記第２上部連結軸と締結されるねじ溝が形成された調節バーと；前記調節バー、第１上部連結軸、第２上部連結軸、第１下部連結軸及び第２下部連結軸を受容することができるように前記板の底面に形成された受容溝と；を備えてなされることを特徴とする。
【００３４】
また、前記調節バー外部表面にギアと締結されてギアの回転により前記調節バーが回転できるようにギア溝がさらに形成されうる。
そして、前記ギアと回転軸が連結されて、前記回転軸が外部駆動源の駆動により回転できるようにすることが望ましい。
【００３５】
また、本発明による半導体素子製造用ＣＭＰ装置は、上面にパッドが備わって、所定速度で回転できる研磨テーブルと；前記パッド上にスラリーを供給できるスラリー供給ノズルと；研磨対象ウェーハが外部に離脱することを防止するリテーナリングを備えて、前記ウェーハを真空吸着して前記パッドと接触して回転できる研磨ヘッドと、前記リテーナリングとウェーハ間の段差を測定することができる段差測定手段と；を備えてなされることを特徴とする。
【００３６】
ここで、前記段差測定手段は、伸縮性がある探針のリテーナリング及びウェーハの接触移動によって探針の上下可変幅によって発生する電気信号を利用して前記段差を測定するマイクロゲージで構成することができる。
【００３７】
そして、本発明による半導体素子製造用ＣＭＰ装置は、上面にパッドが備わって、所定速度で回転できる研磨テーブルと；前記パッド上にスラリーを供給できるスラリー供給ノズルと；ポンピング力が作用する真空ホールが形成された板と前記真空ホールと連通するホールが形成されて、前記板下部に付着された多孔フィルムと前記多孔フィルム側部の前記板下側縁に設けられて前記多孔フィルムに真空吸着固定されたウェーハが外部に離脱することを防止して、上面が傾斜したリテーナリングと前記リテーナリングを外部から圧着して前記板下側縁に固定されたクランプリングを備える研磨ヘッドと；前記板とリテーナリング間に挿入設けられて、前記リテーナリングの上面と接触して水平をなすように下面が傾斜した上下調節リングと；前記上下調節リングの直径を拡張することによって前記リテーナリング上部で遊動して前記リテーナリングの高低を調節することができる上下調節リング直径拡張手段；及び前記リテーナリングとウェーハ間の段差を測定できる段差測定手段と；を備えてなされることを特徴とする。
【００３８】
ここで、前記上下調節リングは、端部に突出部が形成された第１調節リングと前記突出部が挿入される受容溝が端部に形成された第２調節リングで構成することができる。
【００３９】
そして、前記上下調節リング直径拡張手段は、前記第１調節リング及び第２調節リングの両側端部上面から上部に各々突出された第１下部連結軸及び第２下部連結軸と；前記第１下部連結軸及び第２下部連結軸の端部と締結部により水平方向に相互向かい合って締結されて、外部表面に相異なる方向のねじ山が形成された第１上部連結軸及び第２上部連結軸と；一側部所定内面には前記第１上部連結軸と締結されるねじ溝が形成されて、他側部所定内面には前記第２上部連結軸と締結されるねじ溝が形成された調節バーと、前記調節バー、第１上部連結軸、第２上部連結軸、第１下部連結軸及び第２下部連結軸を受容することができるように前記板の底面に形成された受容溝と；を備えてなされることを特徴とする。
【００４０】
ここで、前記調節バー外部表面にギアと締結されてギアの回転により前記調節バーが回転できるようにギア溝がさらに形成されることができて、前記ギアと回転軸が連結されて、前記回転軸が外部駆動源の駆動により回転できるようにすることができる。
【００４１】
また、前記段差測定手段は、伸縮性がある探針のリテーナリング及びウェーハの接触移動によって探針の上下可変幅によって発生する電気信号を利用して前記段差を測定するマイクロゲージで構成することができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参考しながら本発明の具体的な実施例を詳細に説明する。
図３は、本発明の一実施例による半導体素子製造用ＣＭＰ装置を説明するための図面である。
【００４３】
本発明による半導体素子製造用ＣＭＰ装置は、図３に示したようにウレタンなどの材質でなされるパッド５２が上部に設けられて、所定の速度で回転できる研磨テーブル５０を備える。
そして、前記研磨テーブル５０上部にスラリー供給源５８に貯蔵された一定量のスラリーを研磨テーブル５０上部に供給できるスラリー供給ノズル６０が備わっている。
【００４４】
また、所定位置のウェーハ４を真空吸着固定して研磨テーブル５０のパッド５２に移動させた後、前記研磨テーブル５０のパッド５２と加圧接触して所定の速度で回転できる研磨ヘッド５４が研磨テーブル５０上部に備わっている。
【００４５】
そして、前記研磨テーブル５０上部には、第１駆動源６４の駆動により研磨ヘッド５４下部に移動して研磨ヘッド５４のリテーナリング８８とウェーハ４間の段差を測定できるマイクロゲージ６２が設けられている。
ここで、本実施例による前記マイクロゲージ６２は、弾力性がある探針６２ａがリテーナリング８８下面から多孔フィルム８４に吸着固定されたウェーハ４表面に接触移動することにより、リテーナリング８８とウェーハ４間の段差による探針６２ａの上下可変幅によって発生する電気信号を測定して段差を測定する装置である。
そして、前記マイクロゲージ６２を代えてビーム（Ｂｅａｍ）を利用して段差を測定する多様な種類の変位センサを利用してリテーナリング８８とウェーハ４間の段差を測定できることは当然であると言える。
【００４６】
また、前記マイクロゲージ６２は、前記段差測定による測定値を制御部６６に電気信号で印加できるようになっていて、前記制御部６６はマイクロゲージ６２から受信された電気信号によって第２駆動源６８を駆動させてリテーナリング８８を上下に調節することができるギア１０８を回転するようになっている。
【００４７】
前記研磨ヘッド５４は、図４に示したように上部に真空ライン７１が貫通連結された上部板７０と前記上部板７０下部縁と外部リング７２がボルト７２ａにより固定して連結されている。
【００４８】
そして、前記外部リング７２内側に内部リング７４がピン７４ａにより固定されて、前記内部リング７４内側に真空ライン７１と連結された貫通ホール７８が形成された内部板７６がピン７６ａにより固定連結されている。
【００４９】
また、下側縁部位が陥没されて段差付けられてあって、複数の真空ホール８２が形成された下部板８０が内部板７６と所定間隔離隔されて内部板７６とボルト８０ａにより固定されている。
【００５０】
そして、前記下部板８０下部に真空ホール８２と対応する複数のホール８６が形成された多孔フィルム８４が付着備わって、前記多孔フィルム８４下部に多孔フィルム８４を通して伝えられるポンピング力により固定吸着されたウェーハ４が位置してある。
【００５１】
また、前記下部板８０縁部位には、多孔フィルム８４に固定されたウェーハ４が外部に離脱されることを防止するためのリテーナリング８８がボルト９０ａで下部板８０と締結されたクランプリング９０により圧着固定されている。
このとき、前記リテーナリング８８の上面は、内側から外側にプラス（＋）傾斜勾配を有するように傾斜してある。
そして、前記プラス（＋）傾斜勾配を有するリテーナリング８８上面と下部板間には、調節バー１０６を回転させることによってリテーナリング８８上面で所定間隔移動することによってリテーナリング８８を所定間隔上下に移動調節することができる上下調節リング９２が挿入設けられている。
【００５２】
ここで、前記上下調節リング９２は、図５に示したようにリテーナリング８８上面と接触して水平状態を維持できるように下面がプラス（＋）傾斜勾配を有するようになっている。
そして、前記上下調節リング９２は、両側端部に突出部が形成された第１調節リング９４と両側端部に陥没部が形成された第２調節リング９６が締結された構造でなされている。前記第１調節リング９４及び第２調節リング９６両側端部には、各々第１下部連結軸９８及び第２下部連結軸１００が上部に突出されており、前記第１下部連結軸９８及び第２下部連結軸１００が第１上部連結軸１０２及び第２上部連結軸１０４が調節バー１０６により相互締結されている。
【００５３】
ここで、前記第１上部連結軸１０２及び第２上部連結軸１０４は、図６に示したように第１上部連結軸１０２外部表面及び第２上部連結軸１０４表面には右側及び左側方向または左側及び右側方向すなわち、相異なる方向のねじ山が形成されていて、調節バー１０６内側には前記第１上部連結軸１０２及び第２上部連結軸１０４表面に形成されたねじ山と締結されるように調節バー１０６内部中央を基準に内部一側及び他側に相異なるねじ溝が形成されている。
【００５４】
すなわち、前記調節バー１０６の一側または他側方向に回転により、第１上部連結軸１０２及び第２上部連結軸１０４は、調節バー１０６内側に移動したり外側に移動できるようになっている。
【００５５】
そして、前記調節バー１０６は、図７に示したようにマイクロゲージ６２のリテーナリング８８とウェーハ４間の段差測定値が制御部６６に印加されれば、前記制御部６６の制御により駆動される第２駆動源６８により回転する回転軸１０８ａと連結されたギア１０８と締結されるギア溝１０６ａが外部表面に形成されている。
【００５６】
したがって、前記研磨ヘッド５４は、所定位置のウェーハ４上に移動してウェーハ４後面を吸着固定する。このとき、前記ウェーハ４は研磨ヘッド５４の多孔フィルム８４に吸着固定されて、前記多孔フィルム８４は研磨ヘッド５４の真空ライン７１、内部板７６の貫通ホール７８、下部板８０の真空ホール８２及び多孔フィルム８４のホール８６を通して伝えられるポンピング力によりウェーハ４を吸着固定する。
【００５７】
次に、前記ウェーハ４を吸着固定した研磨ヘッド５４は、回転する研磨テーブル５０のパッド５２上にウェーハ４を移送させた後、前記ウェーハ４をパッド５２方向に加圧して回転するようになる。
このとき、スラリー供給源５８は、スラリー供給ノズル６０を通して研磨テーブル５０上部にスラリーを供給することによってウェーハ４の全面に対する物理的及び化学的研磨工程が進められる。
【００５８】
そして、研磨工程過程の研磨ヘッド５４は、真空ライン７１を通して伝えられるポンピング力が除去されるが、多孔フィルム８４下部のウェーハ４は研磨ヘッド５４の加圧及びリテーナリング８８の遮断により外部に離脱できなくて固定されて研磨工程が進められる。
【００５９】
また、所定の研磨工程が進められた後、研磨ヘッド５４がウェーハ４を吸着固定すれば、第１駆動源６４の駆動によりマイクロゲージ６２は研磨ヘッド５４下部に移動して研磨ヘッド５４のリテーナリング８８とウェーハ４間の段差を測定するようになる。
このとき、前記マイクロゲージ６２の探針６２ａは、リテーナリング８８下面から多孔フィルム８４に吸着固定されたウェーハ４表面に接触移動することによってリテーナリング８８とウェーハ４間の段差による探針６２ａの可変幅を利用して段差を測定する。
【００６０】
そして、前記マイクロゲージ６２により測定された段差測定値は、制御部６６に電気信号で印加するようになって、前記制御部６６は第２駆動源６８を駆動させて回転軸１０８ａを所定角度一側または他側に回転させることによって研磨テーブル５０のギア１０８は所定角度一側または他側に回転するようになる。
【００６１】
したがって、前記ギア１０８の回転により回転軸１０８ａとギア溝１０６ａにより噛み合った調節バー１０６は所定角度一側または他側に回転することによって、調節バー１０６内部に締結された第１上部連結軸１０２及び第２上部連結軸１０４は前進または後進するようになる。
【００６２】
そして、前記第１上部連結軸１０２及び第２上部連結軸１０４と第１下部連結軸９８及び第２下部連結軸１００と連結された第１調節リング９４及び第２調節リング９６は、プラス（＋）傾斜勾配を有するリテーナリング８８上部から所定距離移動して上下調節リング９２の直径を拡張または縮少するようになる。
【００６３】
すなわち、前記調節バー１０６の回転により第１調節リング９４の突出部と第２調節リング９６の陥没部間の距離が拡張または縮少されることによって、上下調節リング９２の直径が拡張または縮少されることにより、上下調節リング９２がリテーナリング８８上部から所定距離移動するようになる。
【００６４】
以後、ウェーハ４を吸着固定した研磨ヘッド５４が研磨テーブル５０のパッド５２と加圧接触してＣＭＰ工程を遂行すれば、リテーナリング８８上部の上下調節リング９２がリテーナリング８８の傾斜面と所定距離移動された位置でリテーナリング８８上面と接触することによってリテーナリング８８の高さは所定距離調節される。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によると、リテーナリングの摩耗程度をマイクロゲージを利用して定期的に検査した後、すぐ調節バーを回転させてリテーナリング上部の上下調節リングを移動させることによってリテーナリングとウェーハ間の段差を調節してウェーハの研磨均一度を向上させることができる効果がある。
以上では本発明は記載された具体例に対してのみ詳細に説明されたが本発明の技術思想範囲内で多様な変形及び修正が可能なことは当業者において明白なことであり、このような変形及び修正が添付された特許請求範囲に属することは当然なことである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の半導体素子製造用ＣＭＰ装置の概略図である。
【図２】従来の半導体素子製造用ＣＭＰ装置の研磨ヘッドを示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例による半導体素子製造用ＣＭＰ装置を説明するための図面である。
【図４】図３に示した本発明の一実施例による研磨ヘッドの断面図である。
【図５】図３に示した上下調節リングの斜視図である。
【図６】図５に示した調節バーと連結された上下調節リングの左右移動の作用を説明するための断面図である。
【図７】図５に示した調節バーの回転作用を説明するための図面である。
【符号の説明】
２、４：ウェーハ
５０；研磨テーブル
５２：パッド
５４：研磨ヘッド
５８：スラリー供給源
６０：スラリー供給ノズル
６２：マイクロゲージ
６４：第１駆動源
６６：制御部
６８：第２駆動源
７０：上部板
７２：外部リング
７４：内部リング
７６：内部板
７８：貫通ホール
８０；下部板
８２：真空ホール
８４：多孔フィルム
８６：ホール
８８：リテーナリング
９０；クランプリング
９２：上下調節リング
９４：第１調節リング
９６：第２調節リング
９８、１００：下部連結軸
１０２、１０４：上部連結軸
１０６：調節バー
１０８：ギア
Claims (11)
- ポンピング力が作用する真空ホールが形成された板と；
前記真空ホールと連通するホールが形成されて、前記板下部に付着された多孔フィルムと；
前記多孔フィルム側部の前記板下側縁に設けられて前記多孔フィルムに真空吸着固定されたウェーハが外部に離脱することを防止して、上面が傾斜したリテーナリングと；
前記リテーナリングを外部から圧着して前記板下側縁に固定されたクランプリングと；
前記板とリテーナリング間に挿入されて、前記リテーナリングの上面と接触して水平をなすように下面が傾斜した離間可能な複数の上下調節リングと；
前記上下調節リングの直径を拡張することによって前記リテーナリング上部で遊動して前記リテーナリングの高低を調節することができる上下調節リング直径拡張手段と；を備え、
前記上下調節リングは、端部に突出部が形成された第１調節リングと前記突出部が挿入される陥没部が端部に形成された第２調節リングでなされる
ことを特徴とする半導体素子製造用ＣＭＰ装置の研磨ヘッド。 - 前記上下調節リング直径拡張手段は、
前記第１調節リング及び第２調節リングの両側端部上面から上部に各々突出された第１下部連結軸及び第２下部連結軸と；
前記第１下部連結軸及び第２下部連結軸の端部と締結部により水平方向に相互に向かい合って締結されて、外部表面に相異なる方向のねじ山が形成された第１上部連結軸及び第２上部連結軸と；
一側部所定内面には前記第１上部連結軸と締結されるねじ溝が形成されて、他側部所定内面には前記第２上部連結軸と締結されるねじ溝が形成された調節バーと；
前記調節バー、第１上部連結軸、第２上部連結軸、第１下部連結軸及び第２下部連結軸を受容することができるように前記板の底面に形成された受容溝と；を備えてなされることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子製造用ＣＭＰ装置の研磨ヘッド。 - 前記調節バー外部表面にギアと締結されてギアの回転により前記調節バーが回転できるようにギア溝がさらに形成されたことを特徴とする請求項２に記載の半導体素子製造用ＣＭＰ装置の研磨ヘッド。
- 前記ギアと回転軸が連結されて、前記回転軸が外部駆動源の駆動により回転できるようになっていることを特徴とする請求項３に記載の半導体素子製造用ＣＭＰ装置の研磨ヘッド。
- 上面にパッドが備わって、所定速度で回転できる研磨テーブルと；
前記パッド上にスラリーを供給できるスラリー供給ノズルと；
研磨対象ウェーハが外部に離脱することを防止するリテーナリングを備えて、前記ウェーハを真空吸着して前記パッドと接触しながら回転できる研磨ヘッドと；
前記リテーナリングとウェーハ間の段差を測定できる段差測定手段と；
前記リテーナリングの上面と接触して水平をなすように下面が傾斜した離間可能な複数の上下調節リングと
；を備え、
前記上下調節リングは、端部に突出部が形成された第１調節リングと前記突出部が挿入される陥没部が端部に形成された第２調節リングでなされる
ことを特徴とする半導体素子製造用ＣＭＰ装置。 - 前記段差測定手段は、伸縮性がある探針のリテーナリング及びウェーハの接触移動によって探針の上下可変幅によって発生する電気信号を利用して前記段差を測定するマイクロゲージでなされることを特徴とする請求項５に記載の半導体素子製造用ＣＭＰ装置。
- 上面にパッドが備わって、所定速度で回転できる研磨テーブルと；
前記パッド上にスラリーを供給できるスラリー供給ノズルと；
ポンピング力が作用する真空ホールが形成された板と前記真空ホールと連通するホールが形成されて、前記板下部に付着された多孔フィルムと前記多孔フィルム側部の前記板下側縁に設けられて前記多孔フィルムに真空吸着固定されたウェーハが外部に離脱することを防止して、上面が傾斜したリテーナリングと前記リテーナリングを外部から圧着して前記板下側縁に固定されたクランプリングを備える研磨ヘッドと；
前記板とリテーナリング間に挿入設けられて、前記リテーナリングの上面と接触して水平をなすように下面が傾斜した離間可能な複数の上下調節リングと；
前記上下調節リングの直径を拡張することによって前記リテーナリング上部で遊動して前記リテーナリングの高低を調節することができる上下調節リング直径拡張手段と；
前記リテーナリングとウェーハ間の段差を測定できる段差測定手段を備え、
前記上下調節リングは、端部に突出部が形成された第１調節リングと前記突出部が挿入される受容溝が端部に形成された第２調節リングでなされる
ことを特徴とする半導体素子製造用ＣＭＰ装置。 - 前記上下調節リング直径拡張手段は、
前記第１調節リング及び第２調節リングの両側端部上面から上部に各々突出された第１下部連結軸及び第２下部連結軸と；
前記第１下部連結軸及び第２下部連結軸の端部と締結部により水平方向に相互向かい合って締結されて、外部表面に相異なる方向のねじ山が形成された第１上部連結軸及び第２上部連結軸と；
一側部所定内面には前記第１上部連結軸と締結されるねじ溝が形成されて、他側部所定内面には前記第２上部連結軸と締結されるねじ溝が形成された調節バーと、
前記調節バー、第１上部連結軸、第２上部連結軸、第１下部連結軸及び第２下部連結軸を受容することができるように前記板の底面に形成された受容溝と；を備えてなされることを特徴とする請求項７に記載の半導体素子製造用ＣＭＰ装置。 - 前記調節バー外部表面にギアと締結されてギアの回転により前記調節バーが回転できるようにギア溝がさらに形成されたことを特徴とする請求項８に記載の半導体素子製造用ＣＭＰ装置。
- 前記ギアと回転軸が連結されて、前記回転軸が外部駆動源の駆動により回転できるようになっていることを特徴とする請求項９に記載の半導体素子製造用ＣＭＰ装置。
- 前記段差測定手段は、伸縮性がある探針のリテーナリング及びウェーハの接触移動によって探針の上下可変幅によって発生する電気信号を利用して前記段差を測定するマイクロゲージでなされることを特徴とする請求項７に記載の半導体素子製造用ＣＭＰ装置。
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