JPH08229809A - 研磨装置の基板ホルダおよびその研磨方法 - Google Patents
研磨装置の基板ホルダおよびその研磨方法Info
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- JPH08229809A JPH08229809A JP4157895A JP4157895A JPH08229809A JP H08229809 A JPH08229809 A JP H08229809A JP 4157895 A JP4157895 A JP 4157895A JP 4157895 A JP4157895 A JP 4157895A JP H08229809 A JPH08229809 A JP H08229809A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】平坦な基板表面を形成するための研磨装置の基
板ホルダ構造及び研磨法を提供する。 【構成】基板１のホルダ３表面の多孔質樹脂層４に試料
搬送とホルダに試料を固定するための真空吸着孔５と研
磨の均一性を向上するためのバック圧孔６を独立に設け
る。 【効果】研磨時の吸着圧とバック圧を独立に調圧し、基
板表面を平坦に保った状態で研磨加工できる。
板ホルダ構造及び研磨法を提供する。 【構成】基板１のホルダ３表面の多孔質樹脂層４に試料
搬送とホルダに試料を固定するための真空吸着孔５と研
磨の均一性を向上するためのバック圧孔６を独立に設け
る。 【効果】研磨時の吸着圧とバック圧を独立に調圧し、基
板表面を平坦に保った状態で研磨加工できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は基板表面を均一に研磨す
るための基板ホルダおよび研磨方法に関する。
るための基板ホルダおよび研磨方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】段差を有する配線基板表面を研磨によっ
て平坦化する方法の例は、配線基板表面の段差を被覆し
たプラズマＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition；以下、
ＣＶＤと記す）法等によって形成したＳｉＯ2 等の絶縁
膜を研磨する方法（例えば、プロシーディング第８回イ
ンターナショナル アイ・イー・イー・イー １９９１
年ブイエルエスアイ・マルチレベル・インタコネクショ
ン・コンファレンス第２０頁から２６頁（Proceedings
of the ８th International IEEE VMIC Conference, p
p.２０−２６，１９９１)）に説明されている。この論
文では研磨パッドを張り付けた定盤の上に配線基板を固
定したホルダを乗せ、ホルダに荷重を加えて、研磨液を
供給しながら研磨定盤を回転させて研磨を行う方法が述
べられている。
て平坦化する方法の例は、配線基板表面の段差を被覆し
たプラズマＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition；以下、
ＣＶＤと記す）法等によって形成したＳｉＯ2 等の絶縁
膜を研磨する方法（例えば、プロシーディング第８回イ
ンターナショナル アイ・イー・イー・イー １９９１
年ブイエルエスアイ・マルチレベル・インタコネクショ
ン・コンファレンス第２０頁から２６頁（Proceedings
of the ８th International IEEE VMIC Conference, p
p.２０−２６，１９９１)）に説明されている。この論
文では研磨パッドを張り付けた定盤の上に配線基板を固
定したホルダを乗せ、ホルダに荷重を加えて、研磨液を
供給しながら研磨定盤を回転させて研磨を行う方法が述
べられている。
【０００３】このホルダへの配線基板の吸着は、ホルダ
とその表面に張り付けたバッキングパッドに吸着孔が設
けられており、この孔を介して排気することによって行
う。バッキングパッド表面は水で濡らしてある。配線基
板をホルダに排気減圧したまま、もしくは排気を停止し
てバッキングパッドに固定した状態で配線基板を研磨す
る。一般に排気減圧時の吸着圧は大気圧に対して０.８
〜１kg／cm2程度である。これは吸着圧を特に制御した
ものではなく、排気ポンプの能力で制限される値であ
る。
とその表面に張り付けたバッキングパッドに吸着孔が設
けられており、この孔を介して排気することによって行
う。バッキングパッド表面は水で濡らしてある。配線基
板をホルダに排気減圧したまま、もしくは排気を停止し
てバッキングパッドに固定した状態で配線基板を研磨す
る。一般に排気減圧時の吸着圧は大気圧に対して０.８
〜１kg／cm2程度である。これは吸着圧を特に制御した
ものではなく、排気ポンプの能力で制限される値であ
る。
【０００４】ところで、このような方法で保持した状態
で研磨すると、配線基板表面が平坦に保持されないか、
もしくは中央部に加わる力が少なくなってしまうため
に、研磨量の面内分布の均一性が良くない。そのため、
研磨の際にはホルダの配線基板裏側から空気圧を加えな
がら研磨する方法（特開平１−188265号明細書）が行わ
れている。この時、配線基板の吸着孔とバック圧孔とは
共用されている。
で研磨すると、配線基板表面が平坦に保持されないか、
もしくは中央部に加わる力が少なくなってしまうため
に、研磨量の面内分布の均一性が良くない。そのため、
研磨の際にはホルダの配線基板裏側から空気圧を加えな
がら研磨する方法（特開平１−188265号明細書）が行わ
れている。この時、配線基板の吸着孔とバック圧孔とは
共用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】研磨により配線基板の
表面を平坦化するためには、配線基板面内で均一に研磨
することが必要である。ところが、発明者らの検討によ
れば、吸着孔を介して排気すると配線基板中央部が強く
吸着されるため、中央部の方が周辺部よりも数十μｍ低
くなる。この高低差は、吸着を停止して水の表面張力の
みで固定すると減少させることが可能であるが、高低差
の一部は残存するので、この状態で配線基板の研磨を行
うと研磨量の面内分布が生じる。一般には、配線基板中
央部の研磨速度が減少する。
表面を平坦化するためには、配線基板面内で均一に研磨
することが必要である。ところが、発明者らの検討によ
れば、吸着孔を介して排気すると配線基板中央部が強く
吸着されるため、中央部の方が周辺部よりも数十μｍ低
くなる。この高低差は、吸着を停止して水の表面張力の
みで固定すると減少させることが可能であるが、高低差
の一部は残存するので、この状態で配線基板の研磨を行
うと研磨量の面内分布が生じる。一般には、配線基板中
央部の研磨速度が減少する。
【０００６】そこで、配線基板研磨時には、吸着孔から
窒素ガスもしくは水等によって配線基板裏面側から圧力
を加える方法が取られている。この配線基板裏面からの
加圧は配線基板表面を平坦にする方向に作用するが、吸
着孔とバック圧孔が共用されているために、十分に高い
圧力を印加しようとすると配線基板がホルダから脱離す
る問題を引き起こすため、低い加圧による低効果の改善
しか得られない。また、孔が共有されているために、配
線基板の保持表面を精度良く平坦に保つことも困難であ
る。従って、バック圧を加えることによって研磨の均一
性は改善されるものの、その効果は十分ではない。
窒素ガスもしくは水等によって配線基板裏面側から圧力
を加える方法が取られている。この配線基板裏面からの
加圧は配線基板表面を平坦にする方向に作用するが、吸
着孔とバック圧孔が共用されているために、十分に高い
圧力を印加しようとすると配線基板がホルダから脱離す
る問題を引き起こすため、低い加圧による低効果の改善
しか得られない。また、孔が共有されているために、配
線基板の保持表面を精度良く平坦に保つことも困難であ
る。従って、バック圧を加えることによって研磨の均一
性は改善されるものの、その効果は十分ではない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明では、まず吸着孔
とバック圧孔とが独立なものを含む構造とし、しかも吸
着孔の方がバック圧孔よりも配線基板中心から見て少な
くとも平均的に外側に位置するように配置する。この構
造を用いれば吸着孔で排気しながら、それより内側のバ
ック圧孔で加圧することによって配線基板表面を平坦に
調整することができる。吸着孔とバック圧孔が共用され
ているものも含まれる場合は研磨中にはどちらの機能を
持つ孔として用いるかを適時選択すれば良い。
とバック圧孔とが独立なものを含む構造とし、しかも吸
着孔の方がバック圧孔よりも配線基板中心から見て少な
くとも平均的に外側に位置するように配置する。この構
造を用いれば吸着孔で排気しながら、それより内側のバ
ック圧孔で加圧することによって配線基板表面を平坦に
調整することができる。吸着孔とバック圧孔が共用され
ているものも含まれる場合は研磨中にはどちらの機能を
持つ孔として用いるかを適時選択すれば良い。
【０００８】吸着孔を介して排気すると、吸着孔付近の
配線基板は減圧の強さに応じて窪むが、パッキングパッ
ドを形成する多孔質樹脂層に含まれる微細な孔は完全に
は独立でなく、配線基板裏面と多孔質樹脂層表面共に平
坦ではないために気密性が高くない。このため、配線基
板中央部に吸着孔を設置していなくとも配線基板中央部
は窪むが、その度合いは中央部に吸着孔を設けた場合に
比べると少ない。しかも配線基板周辺部も強く吸着され
るので、平坦な領域は拡大する。
配線基板は減圧の強さに応じて窪むが、パッキングパッ
ドを形成する多孔質樹脂層に含まれる微細な孔は完全に
は独立でなく、配線基板裏面と多孔質樹脂層表面共に平
坦ではないために気密性が高くない。このため、配線基
板中央部に吸着孔を設置していなくとも配線基板中央部
は窪むが、その度合いは中央部に吸着孔を設けた場合に
比べると少ない。しかも配線基板周辺部も強く吸着され
るので、平坦な領域は拡大する。
【０００９】また、半導体素子や多層配線プロセスを経
た配線基板は表面に対して凹に大きくたわんでいる場合
がある。この様な配線基板の表面を均一に研磨するため
には配線基板表面を平坦もしくは中央部を若干の凸に保
つことが有効である。特に本発明では吸着孔をバック圧
孔の位置よりも外側に配置し、かつ吸着孔を配線基板中
心から見て周辺までの１／２より外側に配置する。この
ように配置すると、配線基板中央部は直接には排気され
ないために窪みの度合いが少なくなり、配線基板表面の
平坦性が改善される。しかも、バック圧孔を介して加圧
すると配線基板中央部の窪みを回復させ、このような状
態で研磨することにより均一性が改善される。
た配線基板は表面に対して凹に大きくたわんでいる場合
がある。この様な配線基板の表面を均一に研磨するため
には配線基板表面を平坦もしくは中央部を若干の凸に保
つことが有効である。特に本発明では吸着孔をバック圧
孔の位置よりも外側に配置し、かつ吸着孔を配線基板中
心から見て周辺までの１／２より外側に配置する。この
ように配置すると、配線基板中央部は直接には排気され
ないために窪みの度合いが少なくなり、配線基板表面の
平坦性が改善される。しかも、バック圧孔を介して加圧
すると配線基板中央部の窪みを回復させ、このような状
態で研磨することにより均一性が改善される。
【００１０】なお、吸着圧を制御することは吸着時の配
線基板表面の平坦性向上に極めて有効である。例えば、
多孔質のポリウレタン樹脂の例としてＮＦ２００(Rodel
社商品名）を用い、その上に配線基板として厚さ約５０
０μｍのシリコンウェハを乗せて真空吸引した場合、ほ
ぼ０.１μｍ／ｇ の割合でウェハが窪む。しかも窪みの
度合いは吸着圧が５００ｇ／cm2 を越えた領域で特に激
しくなる。これに対して本発明では吸着圧を変化させて
最適値を選ぶことができる。特に、吸着圧が０.０１〜
０.１５ｇ／cm2 の範囲が有効であることが分かった。
この吸着圧範囲では、シリコンウェハを吸着するには十
分でしかもウェハの変形を著しく少なくすることができ
るからである。
線基板表面の平坦性向上に極めて有効である。例えば、
多孔質のポリウレタン樹脂の例としてＮＦ２００(Rodel
社商品名）を用い、その上に配線基板として厚さ約５０
０μｍのシリコンウェハを乗せて真空吸引した場合、ほ
ぼ０.１μｍ／ｇ の割合でウェハが窪む。しかも窪みの
度合いは吸着圧が５００ｇ／cm2 を越えた領域で特に激
しくなる。これに対して本発明では吸着圧を変化させて
最適値を選ぶことができる。特に、吸着圧が０.０１〜
０.１５ｇ／cm2 の範囲が有効であることが分かった。
この吸着圧範囲では、シリコンウェハを吸着するには十
分でしかもウェハの変形を著しく少なくすることができ
るからである。
【００１１】さらに、本発明の基板ホルダを用いると真
空吸引やバック圧の印加を行わないで研磨する場合に
も、研磨均一性向上に有効であることが分かった。真空
吸引時に配線基板表面の平坦性が改善されていたため
に、吸引停止によって多孔質樹脂の収縮が回復する場合
にも、回復の度合いが吸引中の表面平坦性の良否の影響
を受けているためと考えられる。
空吸引やバック圧の印加を行わないで研磨する場合に
も、研磨均一性向上に有効であることが分かった。真空
吸引時に配線基板表面の平坦性が改善されていたため
に、吸引停止によって多孔質樹脂の収縮が回復する場合
にも、回復の度合いが吸引中の表面平坦性の良否の影響
を受けているためと考えられる。
【００１２】
【作用】配線基板はホルダの吸着孔を介して真空吸引す
ることによって吸着されるが、配線基板中央部の方が周
辺部よりも大きく窪む傾向がある。本発明では吸着孔を
主に周辺部に配置することによって配線基板中心部の窪
みを低減した。また、研磨中にバック圧を印加する場合
は配線基板中心部にバック圧孔を配置して加圧するため
に中心部を平坦にしたり、必要に応じて若干の凸形状と
することが可能であり、結果として研磨均一性が著しく
改善される。
ることによって吸着されるが、配線基板中央部の方が周
辺部よりも大きく窪む傾向がある。本発明では吸着孔を
主に周辺部に配置することによって配線基板中心部の窪
みを低減した。また、研磨中にバック圧を印加する場合
は配線基板中心部にバック圧孔を配置して加圧するため
に中心部を平坦にしたり、必要に応じて若干の凸形状と
することが可能であり、結果として研磨均一性が著しく
改善される。
【００１３】また、研磨中に吸引やバック圧の印加を行
わない場合でも、その前の吸引中の配線基板中央部の窪
みが少ないために、吸引中断後の配線基板表面平坦性が
改善され、やはり研磨均一性が改善する。
わない場合でも、その前の吸引中の配線基板中央部の窪
みが少ないために、吸引中断後の配線基板表面平坦性が
改善され、やはり研磨均一性が改善する。
【００１４】
＜実施例１＞実施例１を図１に示す。配線基板１として
直径が約１０cm，厚さが約０.６mmのシリコンウェハを
用いた。配線基板１表面には半導体素子や多層配線形成
等による段差が形成されている。配線基板１表面にモノ
シラン（ＳｉＨ4 ）の熱分解を用いた化学気相堆積（Ｃ
ＶＤ）法によりＳｉＯ2 膜２を形成した。次に、搬送系
によって配線基板１の裏面を上側にしてホルダ３表面に
接触させ、配線基板１の裏面をホルダ３の吸着孔５を介
して真空吸引することによって張り付けた。ホルダ３表
面には、配線基板１を保持するためのバッキングパッド
と呼ばれる多孔質樹脂層４が張り付けられており、その
表面は予め水に濡らしてある。また、配線基板１を吸着
するための吸着孔５、および試料を研磨パッド７に均等
に加圧するためのバック圧孔６が設置されている。吸着
孔５およびバック圧孔６は、配線基板１中心からそれぞ
れ４cm、及び２cmの位置に約１mm径で２４個を形成して
いる。
直径が約１０cm，厚さが約０.６mmのシリコンウェハを
用いた。配線基板１表面には半導体素子や多層配線形成
等による段差が形成されている。配線基板１表面にモノ
シラン（ＳｉＨ4 ）の熱分解を用いた化学気相堆積（Ｃ
ＶＤ）法によりＳｉＯ2 膜２を形成した。次に、搬送系
によって配線基板１の裏面を上側にしてホルダ３表面に
接触させ、配線基板１の裏面をホルダ３の吸着孔５を介
して真空吸引することによって張り付けた。ホルダ３表
面には、配線基板１を保持するためのバッキングパッド
と呼ばれる多孔質樹脂層４が張り付けられており、その
表面は予め水に濡らしてある。また、配線基板１を吸着
するための吸着孔５、および試料を研磨パッド７に均等
に加圧するためのバック圧孔６が設置されている。吸着
孔５およびバック圧孔６は、配線基板１中心からそれぞ
れ４cm、及び２cmの位置に約１mm径で２４個を形成して
いる。
【００１５】吸着孔５を介して配線基板１を真空吸引
（吸着圧；０.８kg／cm2）すると、配線基板１裏面が多
孔質樹脂層４に強く押し付けられ、研磨装置内での配線
基板１の搬送を確実に行うことができる。なお、吸引を
停止して配線基板１の裏面と多孔質樹脂層４の内部の圧
力を大気圧に戻しても、多孔質樹脂層４が水で濡らされ
ているために、水の表面張力によって配線基板１はホル
ダ３表面に保持される。
（吸着圧；０.８kg／cm2）すると、配線基板１裏面が多
孔質樹脂層４に強く押し付けられ、研磨装置内での配線
基板１の搬送を確実に行うことができる。なお、吸引を
停止して配線基板１の裏面と多孔質樹脂層４の内部の圧
力を大気圧に戻しても、多孔質樹脂層４が水で濡らされ
ているために、水の表面張力によって配線基板１はホル
ダ３表面に保持される。
【００１６】配線基板１を真空吸引しながら、ホルダ３
を研磨パッド７を張り付けた研磨定盤８上に移動し、研
磨荷重を印加すると共に、ホルダ３のバック圧孔６から
配線基板１裏面に窒素ガスによる圧力を印加（０.２kg
／cm2）した。更に、研磨液９を供給しながら、研磨定
盤８及びホルダ３を回転することによって配線基板１表
面の研磨を行った。
を研磨パッド７を張り付けた研磨定盤８上に移動し、研
磨荷重を印加すると共に、ホルダ３のバック圧孔６から
配線基板１裏面に窒素ガスによる圧力を印加（０.２kg
／cm2）した。更に、研磨液９を供給しながら、研磨定
盤８及びホルダ３を回転することによって配線基板１表
面の研磨を行った。
【００１７】この研磨処理によって、配線基板１の表面
段差上のＳｉＯ2 膜２が選択的に研磨されるため、試料
表面段差間の凹部にＳｉＯ2 が埋め込まれた状態にな
り、配線基板１表面は平坦化された（図中：Ｂ）。この
配線基板１表面の研磨量の面内分布（均一性）は、ホル
ダの吸着孔５とバック圧孔６を独立に設けることによっ
て、吸着とバック圧を同じ孔で兼ねていた従来ホルダ
（均一性；２０％程度）に比べて半分以下となり、優れ
ていた。
段差上のＳｉＯ2 膜２が選択的に研磨されるため、試料
表面段差間の凹部にＳｉＯ2 が埋め込まれた状態にな
り、配線基板１表面は平坦化された（図中：Ｂ）。この
配線基板１表面の研磨量の面内分布（均一性）は、ホル
ダの吸着孔５とバック圧孔６を独立に設けることによっ
て、吸着とバック圧を同じ孔で兼ねていた従来ホルダ
（均一性；２０％程度）に比べて半分以下となり、優れ
ていた。
【００１８】なお、ホルダの吸着孔あるいはバック圧孔
の少なくとも一部が溝，楕円等で形成された基板ホルダ
を用いた平坦化研磨においても研磨量面内分布（均一
性）の向上が可能であった。
の少なくとも一部が溝，楕円等で形成された基板ホルダ
を用いた平坦化研磨においても研磨量面内分布（均一
性）の向上が可能であった。
【００１９】＜実施例２＞実施例２を図２に示す。配線
基板１１として直径が約１０cm，厚さが約０.６mmのシ
リコンウェハを用いた。配線基板１１表面には半導体素
子や多層配線形成等による段差が形成されている。配線
基板１１表面にモノシラン（ＳｉＨ4 ）の熱分解を用い
た化学気相堆積（ＣＶＤ）法によりＳｉＯ2 膜１２を形
成した。次に、搬送系によって配線基板１１の裏面を上
側にしてホルダ１３表面に接触させ、配線基板１１の裏
面をホルダ１３の吸着孔１５を介して真空吸引すること
によって張り付けた。ホルダ１３表面には、配線基板１
１を保持するためのバッキングパッドと呼ばれる多孔質
樹脂層１４が張り付けられており、その表面は予め水に
濡らしてある。また、配線基板１１を吸引するための吸
着孔１５、および試料を研磨パッド１７に均等に加圧す
るためのバック圧孔１６が設置されている。この吸着孔
１５およびバック圧孔１６は、配線基板１１中心からそ
れぞれ３cm、及び２cmの位置に約０.８mm径で２４個を
形成している。
基板１１として直径が約１０cm，厚さが約０.６mmのシ
リコンウェハを用いた。配線基板１１表面には半導体素
子や多層配線形成等による段差が形成されている。配線
基板１１表面にモノシラン（ＳｉＨ4 ）の熱分解を用い
た化学気相堆積（ＣＶＤ）法によりＳｉＯ2 膜１２を形
成した。次に、搬送系によって配線基板１１の裏面を上
側にしてホルダ１３表面に接触させ、配線基板１１の裏
面をホルダ１３の吸着孔１５を介して真空吸引すること
によって張り付けた。ホルダ１３表面には、配線基板１
１を保持するためのバッキングパッドと呼ばれる多孔質
樹脂層１４が張り付けられており、その表面は予め水に
濡らしてある。また、配線基板１１を吸引するための吸
着孔１５、および試料を研磨パッド１７に均等に加圧す
るためのバック圧孔１６が設置されている。この吸着孔
１５およびバック圧孔１６は、配線基板１１中心からそ
れぞれ３cm、及び２cmの位置に約０.８mm径で２４個を
形成している。
【００２０】吸着孔１５を介して配線基板１１を真空吸
引（吸着圧；０.８kg／cm2）すると、配線基板１１裏面
が多孔質樹脂層１４に強く押し付けられ、研磨装置内で
の配線基板１１の搬送を確実に行うことができる。ま
た、吸引を停止して配線基板１１の裏面と多孔質樹脂層
１４の内部の圧力を大気圧に戻しても、多孔質樹脂層１
４が水で濡らされているために、水の表面張力によって
配線基板１１はホルダ１３表面に保持される。
引（吸着圧；０.８kg／cm2）すると、配線基板１１裏面
が多孔質樹脂層１４に強く押し付けられ、研磨装置内で
の配線基板１１の搬送を確実に行うことができる。ま
た、吸引を停止して配線基板１１の裏面と多孔質樹脂層
１４の内部の圧力を大気圧に戻しても、多孔質樹脂層１
４が水で濡らされているために、水の表面張力によって
配線基板１１はホルダ１３表面に保持される。
【００２１】この状態でホルダ１３を研磨パッド１７を
張り付けた研磨定盤１８上に移動し、研磨荷重を印加し
た。配線基板１１裏面を真空吸引し吸着圧を調整（０.
１〜０.８kg／cm2）すると共に、研磨液１９を供給しな
がら、研磨定盤１８及びホルダ１３を回転することによ
って配線基板１１表面の研磨を行った。なお、研磨時の
バック圧は印加しなかった。
張り付けた研磨定盤１８上に移動し、研磨荷重を印加し
た。配線基板１１裏面を真空吸引し吸着圧を調整（０.
１〜０.８kg／cm2）すると共に、研磨液１９を供給しな
がら、研磨定盤１８及びホルダ１３を回転することによ
って配線基板１１表面の研磨を行った。なお、研磨時の
バック圧は印加しなかった。
【００２２】研磨処理した配線基板１１表面の研磨量面
内分布（均一性）は、吸着圧が増加するにしたがって劣
化する傾向が見られた。例えば、吸着圧が０.１kg／cm2
では１０％、吸着圧が０.８kg／cm2では２０％程度であ
った。配線基板１１表面の形状や研磨条件等によって生
じる配線基板のホルダ脱離の課題は、この低吸引による
配線試料保持で研磨処理が可能となると共に、均一性を
維持する効果がある。
内分布（均一性）は、吸着圧が増加するにしたがって劣
化する傾向が見られた。例えば、吸着圧が０.１kg／cm2
では１０％、吸着圧が０.８kg／cm2では２０％程度であ
った。配線基板１１表面の形状や研磨条件等によって生
じる配線基板のホルダ脱離の課題は、この低吸引による
配線試料保持で研磨処理が可能となると共に、均一性を
維持する効果がある。
【００２３】＜実施例３＞実施例３を図３に示す。配線
基板２１として直径が約１０cm，厚さが約０.５mmのシ
リコンウェハを用いた。配線基板２１表面には半導体素
子や多層配線形成等による段差が形成されている。配線
基板１１表面にモノシラン（ＳｉＨ4 ）の熱分解を用い
た化学気相堆積（ＣＶＤ）法によりＳｉＯ2 膜２２を形
成した。次に、搬送系によって配線基板２１の裏面を上
側にしてホルダ２３表面に接触させ、配線基板２１の裏
面をホルダ２３の孔２５を介して真空吸引することによ
って張り付けた。ホルダ２３表面には、配線基板２１を
保持するためのバッキングパッドと呼ばれる多孔質樹脂
層２４が張り付けられており、その表面は予め水に濡ら
してある。また、配線基板２１を吸引するための孔２５
が設置されている。この孔２５は配線基板２１をホルダ
２３に吸着するためのものである。孔２５の位置と配線
基板２１表面の研磨量面内分布の関係を調べた。孔２５
の位置は、配線基板２１の中心から２cm（ホルダ：Ｃ）
と４cm（ホルダ：Ｄ）の位置に設置したものを用いた。
基板２１として直径が約１０cm，厚さが約０.５mmのシ
リコンウェハを用いた。配線基板２１表面には半導体素
子や多層配線形成等による段差が形成されている。配線
基板１１表面にモノシラン（ＳｉＨ4 ）の熱分解を用い
た化学気相堆積（ＣＶＤ）法によりＳｉＯ2 膜２２を形
成した。次に、搬送系によって配線基板２１の裏面を上
側にしてホルダ２３表面に接触させ、配線基板２１の裏
面をホルダ２３の孔２５を介して真空吸引することによ
って張り付けた。ホルダ２３表面には、配線基板２１を
保持するためのバッキングパッドと呼ばれる多孔質樹脂
層２４が張り付けられており、その表面は予め水に濡ら
してある。また、配線基板２１を吸引するための孔２５
が設置されている。この孔２５は配線基板２１をホルダ
２３に吸着するためのものである。孔２５の位置と配線
基板２１表面の研磨量面内分布の関係を調べた。孔２５
の位置は、配線基板２１の中心から２cm（ホルダ：Ｃ）
と４cm（ホルダ：Ｄ）の位置に設置したものを用いた。
【００２４】孔２５を介して配線基板２１を真空吸引
（吸着圧；０.９kg／cm2）すると、配線基板２１裏面が
多孔質樹脂層２４に強く押し付けられ、研磨装置内での
配線基板２１の搬送を確実に行うことができる。そし
て、吸引を停止して配線基板２１の裏面と多孔質樹脂層
２４の内部の圧力を大気圧に戻しても、多孔質樹脂層２
４が水で濡らされているために、水の表面張力によって
配線基板２１はホルダ２３表面に保持された。
（吸着圧；０.９kg／cm2）すると、配線基板２１裏面が
多孔質樹脂層２４に強く押し付けられ、研磨装置内での
配線基板２１の搬送を確実に行うことができる。そし
て、吸引を停止して配線基板２１の裏面と多孔質樹脂層
２４の内部の圧力を大気圧に戻しても、多孔質樹脂層２
４が水で濡らされているために、水の表面張力によって
配線基板２１はホルダ２３表面に保持された。
【００２５】この状態で、ホルダ２３を研磨パッド２７
を張り付けた研磨定盤２８上に移動し、研磨荷重を印加
すると共に、研磨液２９を供給しながら、研磨定盤２８
及びホルダ２３を回転することによって配線基板２１表
面の研磨を行った。
を張り付けた研磨定盤２８上に移動し、研磨荷重を印加
すると共に、研磨液２９を供給しながら、研磨定盤２８
及びホルダ２３を回転することによって配線基板２１表
面の研磨を行った。
【００２６】研磨処理した配線基板２１表面の研磨量面
内分布（均一性）は、孔２５の位置が配線基板２１中心
から２cmのホルダＣでは約３０％であり、ホルダＤ（４
cm）では１０％程度であった。このように真空吸着孔
は、配線基板２１の外側に設置することによって、研磨
量面内分布（均一性）を向上させることが可能である。
内分布（均一性）は、孔２５の位置が配線基板２１中心
から２cmのホルダＣでは約３０％であり、ホルダＤ（４
cm）では１０％程度であった。このように真空吸着孔
は、配線基板２１の外側に設置することによって、研磨
量面内分布（均一性）を向上させることが可能である。
【００２７】なお、配線基板の中心から外縁までの中点
よりも外側の位置に吸着孔総数の１／２以上を配置した
基板ホルダ、あるいは配管基板の中心から外縁までの中
点よりも内側の位置にバック圧孔総数の１／２以上を配
置した基板ホルダを用いた平坦化研磨においても均一性
の向上が可能であった。
よりも外側の位置に吸着孔総数の１／２以上を配置した
基板ホルダ、あるいは配管基板の中心から外縁までの中
点よりも内側の位置にバック圧孔総数の１／２以上を配
置した基板ホルダを用いた平坦化研磨においても均一性
の向上が可能であった。
【００２８】
【発明の効果】本発明のホルダおよび研磨方法を用いる
ことによって、研磨時の配線基板表面が平坦に保てるの
で、配線基板表面の研磨量面内分布（均一性）が向上す
る。
ことによって、研磨時の配線基板表面が平坦に保てるの
で、配線基板表面の研磨量面内分布（均一性）が向上す
る。
【図１】本発明の実施例１を示す説明図。
【図２】本発明の実施例２を示す説明図。
【図３】本発明の実施例３を示す説明図。
１…配線基板、２…ＳｉＯ2 膜、３…ホルダ、４…多孔
質樹脂層、５…吸着孔、６…バック圧孔、７…研磨パッ
ド、８…研磨定盤、９…研磨液。
質樹脂層、５…吸着孔、６…バック圧孔、７…研磨パッ
ド、８…研磨定盤、９…研磨液。
フロントページの続き (72)発明者 森山 茂夫 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (8)
- 【請求項１】ホルダに基板を真空吸引するための吸着孔
と研磨時に配線基板裏面から加圧するためのバック圧孔
を独立に設けたことを特徴とする研磨装置の基板ホル
ダ。 - 【請求項２】請求項１において、前記配線基板の中心に
対して前記吸着孔が前記バック圧孔よりも少なくとも外
側に位置する研磨装置の基板ホルダ。 - 【請求項３】請求項１または２において、前記吸着孔を
介して前記基板の裏面を前記真空吸引する際の吸着圧が
大気圧に対して、０〜１kg／cm2 の範囲で可変とする機
構を備えている研磨装置の基板ホルダ。 - 【請求項４】請求項１，２または３において、前記吸着
孔を介して前記基板の裏面を真空吸引する際の吸着圧が
大気圧に対して、０.０１〜０.７０kg／cm2 の範囲に調
節しながら研磨できる機構を備えている研磨装置の基板
ホルダ。 - 【請求項５】請求項１，２，３または４において、前記
基板の中心から外縁までの中点よりも外側の位置に吸着
孔総数の１／２以上が配置されている研磨装置の基板ホ
ルダ。 - 【請求項６】請求項１，２，３，４または５において、
前記基板の中心から外縁までの中点よりも内側の位置に
バック圧孔総数の１／２以上が配置されている研磨装置
の基板ホルダ。 - 【請求項７】請求項１，２，３，４，５または６におい
て、前記吸着孔あるいは前記バック圧孔の少なくとも一
部が溝で形成されている研磨装置の基板ホルダ。 - 【請求項８】吸着孔及びバック圧孔を有するホルダを用
いて、研磨時に吸着孔による基板吸着と前記バック圧孔
による基板の裏面からの加圧を同時に行いながら平坦化
することを特徴とする基板の研磨方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4157895A JPH08229809A (ja) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | 研磨装置の基板ホルダおよびその研磨方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4157895A JPH08229809A (ja) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | 研磨装置の基板ホルダおよびその研磨方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08229809A true JPH08229809A (ja) | 1996-09-10 |
Family
ID=12612334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4157895A Pending JPH08229809A (ja) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | 研磨装置の基板ホルダおよびその研磨方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08229809A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11701750B2 (en) | 2019-11-19 | 2023-07-18 | Ebara Corporation | Top ring for holding a substrate and substrate processing apparatus |
-
1995
- 1995-03-01 JP JP4157895A patent/JPH08229809A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11701750B2 (en) | 2019-11-19 | 2023-07-18 | Ebara Corporation | Top ring for holding a substrate and substrate processing apparatus |
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