JPH068134A - 平面状物品の研磨装置 - Google Patents

平面状物品の研磨装置

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JPH068134A JP9844393A JP9844393A JPH068134A JP H068134 A JPH068134 A JP H068134A JP 9844393 A JP9844393 A JP 9844393A JP 9844393 A JP9844393 A JP 9844393A JP H068134 A JPH068134 A JP H068134A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 研磨用スラリを寿命を伸ばして、できるだけ
その交換回数を少なくすることの出来る研磨機を提供す
ること。 【構成】 本発明の平面状物品の研磨装置は、研磨用ス
ラリ１５に覆われている回転可能な研磨パッド１１の第
１位置に被研磨平面状物品（ウェーハ）１２を搭載し、
ウェーハ１２を回転させて、ウェーハ１２を研磨する
際、研磨用スラリ１５を超音波でもって前記ウェーハ１
２に隣接した第２位置で攪拌する攪拌器２０を有し、研
磨パッド１１面からグリット（廃棄されるべき使用済み
研磨剤）を取り除くことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は平面状物品をスラリによ
って研磨する装置に関し、特に半導体ウェーハの上の堆
積層をスラリによって研磨して平面化する装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】スラリを用いた研磨機は公知で、その一
例が米国特許第５０５５１５８号に開示されている。こ
の種の研磨機は、研磨用スラリの層によりカバーされた
水平なパッドを有する。ワークピース（一般的には半導
体ウェーハ）がこの回転中のパッドの上に搭載され研磨
される。このウェーハそのものも、通常パッドの回転速
度よりも遅い回転速度で回転している。こうすることに
より、ウェーハの表面を研磨して、均一平面を形成して
いる。この研磨用パッドの素材は、スラリを搭載でき、
研磨作業により生じたグリット（研磨済みで廃棄される
べき粒子等）を除去できる。このような材料は米国特許
第４９２７４３２号に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】半導体ウェーハは、様
々な処理を、例えば、マスキング、ドーピング、エッチ
ング等が行われるが、それらの処理の後のウェーハの表
面は平坦ではない。このような研磨作業においては、半
導体等の被研磨物質の表面に傷や他の欠陥が存在しない
ようにする必要がある。ところが長い使用期間の間、研
磨機の研磨用スラリは品質が劣化し、取り替える必要が
ある。品質の劣化したスラリでもって研磨すると、より
一層半導体の表面に傷がつき、不均一となる。従って、
本発明の目的は、研磨用スラリを寿命を伸ばして、でき
るだけその交換回数を少なくすることの出来る研磨機を
提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の平面状物品の研
磨装置は、研磨用スラリ１５に覆われている回転可能な
研磨パッド１１の第１位置に被研磨平面状物品（ウェー
ハ）１２を搭載し、ウェーハ１２を回転させて、ウェー
ハ１２を研磨する際、研磨用スラリ１５を超音波でもっ
て前記ウェーハ１２に隣接した第２位置で攪拌する攪拌
器２０を有し、研磨パッド１１面からグリット（廃棄さ
れるべき使用済み研磨剤）を取り除くことを特徴とす
る。
【０００５】
【実施例】図１において、市販のスラリ研磨機の研磨装
置板１０の上に被研磨材であるウェーハ１２と攪拌器２
０が搭載されている。攪拌器２０が、付属していない一
般的なスラリ研磨機としては、米国アリゾーナ州フェニ
ックス、アトランタアベニュＥ３５０２にあるウェステ
ックシステムス社（Westech Systems Inc.）により製
造、販売されているモデル３７２号がある。
【０００６】図１と２において、研磨装置板１０は、駆
動モータ（図示せず）により回転されるよう搭載され
る。研磨パッド１１は、研磨装置板１０の上面に搭載さ
れて、研磨装置板１０により回転している。これらの研
磨パッド１１は、一般的に５０から１００ミルの厚さ
で、弾力性があり、自己接着能力を有する。このような
パッドは、米国デラウア州ニューアーク、ダイヤモンド
ステート工業団地、ベレビューロード４５１にあるロー
デル社（Rodel Inc.）から市販されている。ウェーハ１
２は、ホルダ１３により保持され、このホルダ１３は、
ウェーハ１２を研磨パッド１１に３〜１０ポンド／イン
チ2の圧力でもって押し付けている。モータ１４が、ホ
ルダ１３とウェーハ１２とを回転させている。実際はモ
ータ１４は、ホルダ１３を様々な位置に動かすのが可能
な装置に搭載され、ウェーハをピックアップし、洗浄
し、研磨したウェーハを次の作業地点に持ち出すことが
できるようにしている。
【０００７】研磨用スラリ１５の層、またはその一部が
研磨パッド１１を覆い、その厚さは１／２〜１インチの
範囲である。半導体ウェーハ上の堆積層を研磨するのに
使用される一般的な研磨用スラリ１５は、水とＫＯＨの
ｐＨ８．３〜８．７の溶液でもってシリカ粒子をコロイ
ダル状に懸濁したものである。このような研磨用スラリ
は米国イリノイ州シカゴのナルコケミカルカンパニ（Na
lco Chemical Company）から市販されている。研磨用ス
ラリ１５は、研磨装置板１０の上の周囲壁１６内に配置
されている。必要ならば、研磨用スラリ１５は、別個の
貯蔵器（図示せず）から連続的に最循環されてもよい。
【０００８】攪拌器２０の動作表面は、研磨用スラリ１
５の中に埋没している。攪拌器２０は、一般的にトラン
ジューサ２１に接続され、このトランジューサ２１は、
研磨機のフレームに固定されている。このトランジュー
サ２１は、鉛ジルコネートチタネート（ＰＺＴ）のよう
なピエゾ電子材料で、４０ＫＨｚの超音波生成機２２に
より駆動されている。超音波エネルギーがトランジュー
サ２１に加えられると、音響パワーが攪拌器２０の近傍
のスラリを介して、液体スラリ溶液に加えられている。
このエネルギーは、トランジューサ２１の下の流体層を
介して、研磨パッド１１に伝わり、この研磨パッド１１
の上に堆積したグリット（廃棄されるべき使用済み研磨
剤）を放出し、研磨パッド１１の界面をより均一にす
る。さらに液体層（攪拌器２０と研磨パッド１１の表面
との間）の厚さが、１／４の波長の整数倍の厚さに設定
されると、パッド表面の作業動作は最大に改良される。
４０ＫＨｚの音響攪拌器では、これは約１／２インチの
厚さとなる。
【０００９】半導体ウェーハの上に堆積された二酸化シ
リコンの層を平面化する場合には、研磨装置板１０と研
磨パッド１１は、約１５ｒｐｍで回転し、ウェーハ１２
は、約４０ｒｐｍで回転している。この研磨用スラリ１
５は、約６０℃に加熱される。このような平面化作業は
約５〜８分行われ、ウェーハ１２の表面から１μｍの層
が除去される。
【００１０】
【発明の効果】研磨用スラリ１５を超音波で攪拌するこ
との利点は、研磨パッド１１に埋設されてしまうグリッ
ト、または使用済みスラリを除去し、長期間研磨作業を
均一に行うことができる点にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一部を表した斜視図である
【図２】スラリを攪拌するのに使用される超音波装置の
場所を示したスラリ研磨機の部分断面側面図である。
【符号の説明】
１０ 研磨装置板 １１ 研磨パッド １２ ウェーハ １３ ホルダ １４ モータ １５ 研磨用スラリ １６ 周囲壁 ２０ 攪拌器 ２１ トランジューサ ２２ 超音波生成機
フロントページの続き (72)発明者 ガブリエル エル ミラー アメリカ合衆国 07090 ニュージャージ ー ウエストフィールド、ブルヴァード 614 (72)発明者 エリック リチャード ワグナー アメリカ合衆国 07080 ニュージャージ ー サウスプレーンフィールド、ラーウェ イ アヴェニュー 400

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 研磨用スラリ（１５）に覆われている回
    転可能な研磨パッド（１１）の第１位置に被研磨平面状
    物品（１２ 以下、ウェーハと称する）を搭載し、ウェ
    ーハ（１２）を回転させて、ウェーハ（１２）を研磨す
    る装置において、 研磨用スラリ（１５）を超音波でもって前記ウェーハ
    （１２）に隣接した第２位置で攪拌する攪拌器（２０）
    を有し、 研磨パッド（１１）面からグリット（廃棄されるべき使
    用済み研磨剤）を取り除くことを特徴とする平面状物品
    の研磨装置。
  2. 【請求項２】 前記攪拌器（２０）は、超音波エネルギ
    ーを前記トランジューサ（２１）を介して、超音波生成
    機（２２）により供給されることを特徴とする請求項１
    の装置。
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