JP6403015B2 - 研磨装置および半導体製造方法 - Google Patents
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Description
先ず、第1の実施形態として、研磨ヘッドの回転に応じてリテーナリングの内径を変化させる研磨装置の実施形態について説明する。図1は、第1の実施形態を示す研磨装置1の断面図である。図1に示すように、研磨装置1は、第1研磨部の一例としての研磨パッド2と、第2研磨部の一例としての研磨ヘッド3と、環状部の一例としてのリテーナリング4とを備える。また、研磨装置1は、研磨ヘッド3の駆動装置30と、研磨テーブル5と、研磨テーブル5の駆動装置50と、制御部100とを備える。また、研磨装置1は、レギュレータ6と、エアライン7と、研磨液供給ノズル8とを備える。研磨ヘッド3の駆動装置30は、モータやタイミングベルトなどの研磨ヘッド3の回転装置と、モータなどの研磨ヘッド3の昇降装置とを備える。研磨テーブル5の駆動装置50は、モータやタイミングベルトなどの研磨テーブル5の回転装置を備える。制御部100は、駆動装置30、50を含む研磨装置1の各構成部の動作を制御する。
研磨パッド2は、例えば、サブパッド上に研磨層を備える二層パッドである。研磨パッド2は、単層パッドであってもよい。
研磨ヘッド3は、ホルダ31と、ヘッド軸32と、チャッキングプレート33と、第1圧力室34と、第2圧力室35とを備える。
リテーナリング4は、支持部40と、凸部の一例としての複数のブロック41と、第1移動部42とを備える。
次に、図1の研磨装置1を適用した半導体製造方法について説明する。図3は、第1の実施形態を示す半導体製造方法のフローチャートである。具体的には、図3は、CMP工程のフローチャートである。なお、図3の初期状態において、研磨ヘッド3は、図1に示すように装着面34bに半導体基板10を装着しているものとする。また、図3の初期状態において、研磨ヘッド3は、図1に示すように研磨パッド2から上方D11に離間しているものとする。また、図3の初期状態において、各ブロック41は、図2に示すように径方向外方D22に移動され、リテーナリング4の内径は拡大されているものとする。なお、図2において、ピン421は、スリット422の径方向外端に位置している。
研磨荷重:400gf/cm2
リテーナリング荷重:400gf/cm2
研磨ヘッド回転速度:100rpm
研磨テーブル回転速度:105rpm
研磨パッド:市販の二層パッド
研磨時間:TCM(研磨テーブル電流値)で第2絶縁膜の除去を検出
次に、第1の実施形態の第1の変形例として、着脱部のガイド部の回転に応じてリテーナリングの内径を変化させる研磨装置の例について説明する。なお、本変形例において、図1に対応する構成については、同一の符号を用いて重複した説明を省略する。図8は、第1の実施形態の第1の変形例を示す研磨装置1の断面図である。
次に、第1の実施形態の第2の変形例として、研磨パッドへのリテーナリングの押し付けを安定化する研磨装置の例について説明する。なお、本変形例において、図1に対応する構成については、同一の符号を用いて重複した説明を省略する。図11Aは、第1の実施形態の第2の変形例において、研磨パッド2から研磨ヘッド3が離間した状態の研磨装置1の断面図である。図11Bは、研磨パッド2に研磨ヘッド3が押し付けられた状態の研磨装置1の断面図である。
次に、第2の実施形態として、研磨パッドへの研磨ヘッドの押し付けに応じてリテーナリングの内径が縮小する研磨装置の実施形態について説明する。なお、第2の実施形態において、第1の実施形態に対応する構成については、同一の符号を用いて重複した説明を省略する。図12は、第2の実施形態を示す研磨装置1の斜視図である。図13は、第2の実施形態の研磨装置1を示す図12のXIII−XIII断面図である。図14は、第2の実施形態を示す研磨装置の断面図である。
次に、第3の実施形態として、エアの供給に応じてリテーナリングの内径を変化させる研磨装置の実施形態について説明する。なお、第3の実施形態において、第1の実施形態に対応する構成については、同一の符号を用いて重複した説明を省略する。図17は、第3の実施形態を示す研磨装置の断面図である。図18は、第3の実施形態の研磨装置を示す図17のXVIII−XVIII断面図である。
2 研磨パッド
3 研磨ヘッド
4 リテーナリング
40 支持部
41 ブロック
Claims (9)
- 第1研磨部と、
半導体基板の装着面を有し、前記装着面に装着された前記半導体基板を前記第1研磨部に押し付けて擦る第2研磨部と、
前記第2研磨部に設けられた支持部と、前記支持部から前記第1研磨部側に突出し、前記装着面の周辺において周方向に並んで前記支持部に支持され、前記半導体基板の径方向に可動である複数の凸部とを有する環状部と、を備え、
前記環状部は、前記径方向に前記複数の凸部を移動させる第1移動部を備え、
前記第1移動部は、前記第1研磨部に各凸部が接触した状態において、前記第2研磨部の回転に応じて各凸部を移動させる研磨装置。 - 前記第1移動部は、前記半導体基板を擦るときと同方向に前記第2研磨部が回転した場合に、径方向内方に前記複数の凸部を移動させ、前記半導体基板を擦るときと逆方向に前記第2研磨部が回転した場合に、径方向外方に各凸部を移動させる請求項1に記載の研磨装置。
- 前記第2研磨部に対する前記半導体基板の着脱をガイドするガイド部を有し、前記ガイド部に前記複数の凸部を接触させた状態で、前記第2研磨部に対して前記半導体基板を着脱する着脱部を備え、
前記ガイド部は、前記周方向に回転可能であり、
前記第1移動部は、前記ガイド部に各凸部が接触した状態において、前記ガイド部の回転に応じて各凸部を移動させる請求項1に記載の研磨装置。 - 前記第1移動部は、前記半導体基板を擦るときの前記第2研磨部の回転方向と逆方向に前記ガイド部が回転した場合に、径方向内方に各凸部を移動させ、前記半導体基板を擦るときの前記第2研磨部の回転方向と同方向に前記ガイド部が回転した場合に、径方向外方に各凸部を移動させる請求項3に記載の研磨装置。
- 前記第1移動部は、
前記複数の凸部に面するように前記支持部に設けられ、径方向外方に向かうにしたがって前記半導体基板を擦るときの前記第2研磨部の回転方向と同方向に傾いた複数のスリットと、
各スリットを通して前記支持部の内部に挿入され、各スリットに沿って摺動自在に前記支持部に支持された複数のピンと、を備える請求項1〜4のいずれか1項に記載の研磨装置。 - 前記ピンは、前記支持部の内部において前記凸部の落下を防止する第1ストッパを備え、
前記支持部は、前記支持部の内部において前記ピンの上端部に面し、前記ピンの上端部を当接させることで前記凸部の上昇を規制する第2ストッパを備え、
前記ピンの上端部および前記第2ストッパは、弾性を有する請求項5に記載の研磨装置。 - 第1研磨部と、
半導体基板の装着面を有し、前記装着面に装着された前記半導体基板を前記第1研磨部に押し付けて擦る第2研磨部と、
前記第2研磨部に設けられた支持部と、前記支持部から前記第1研磨部側に突出し、前記装着面の周辺において周方向に並んで前記支持部に支持され、前記半導体基板の径方向に可動である複数の凸部とを有する環状部と、を備え、
前記環状部は、前記径方向に前記複数の凸部を移動させる第2移動部を備え、
前記第2移動部は、前記第1研磨部に前記第2研磨部が押し付けられるときに径方向内方に各凸部を移動させ、前記第1研磨部から前記第2研磨部が離れるときに径方向外方に各凸部を移動させる研磨装置。 - 前記第2移動部は、
前記複数の凸部を前記径方向外方に押圧する押圧部材と、
前記周方向において各凸部を貫通し、前記第1研磨部に前記第2研磨部が押し付けられるときに引っ張られて各凸部を締め付けるワイヤと、を備える請求項7に記載の研磨装置。 - 半導体基板を第1研磨部に押し付けて擦る第2研磨部の装着面に前記半導体基板を装着し、
前記第2研磨部に設けられた支持部から前記第1研磨部側に突出し、前記装着面の周辺において周方向に並んで前記支持部に支持された環状部の複数の凸部を、前記半導体基板の径方向内方に移動させ、
前記第2研磨部で、前記第1研磨部に前記環状部を押し付けながら前記半導体基板を研磨し、
前記環状部は、前記径方向に前記複数の凸部を移動させる第1移動部を備え、
前記第1移動部は、前記第1研磨部に各凸部が接触した状態において、前記第2研磨部の回転に応じて各凸部を移動させる半導体製造方法。
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