JPH09186118A

JPH09186118A - ケミカルメカニカルポリシングシステムのスラリ分散の装置及び方法

Info

Publication number: JPH09186118A
Application number: JP28543896A
Authority: JP
Inventors: D Torres Robert; ディー．トレスロバート; L Guthrie William; エル．ガスリーウィリアム; Jeffrey Marks; マークスジェフリー; Chan Tsunnan; チャンツンナン; Spector Semyon; スペクターセムヨン; A Okanada Ivan; エー．オカナダイヴァン; Shendon Norm; シェンドンノーム
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 1995-10-27
Filing date: 1996-10-28
Publication date: 1997-07-15
Also published as: US6280297B1; US5709593A; US6051499A; KR970023806A

Abstract

(57)【要約】【課題】ポリシングパッド全面に一様で均一な層のス
ラリを与え、更に、研磨のプロセスで消費されるスラリ
の量を低減させる。【解決手段】基板とポリシングパッドとを回転させる
ステップと、基板をポリシングパッドに接触させるステ
ップと、中心ポートからスラリ溶液を分散するステップ
とを有し、基板が中心ポートの上にないときはスラリは
第１の流量で分散され、基板が中心ポートの上にあると
きは、より高い第２の流量でスラリが分散される。スラ
リは、間欠的なパルスにより中心ポートからポンプによ
り輸送してもよい。パルスの間の流量は、キャリアヘッ
ドからの圧力を克服するに充分高くてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板ケミカルメカ
ニカルポリシングに関し、特に、ポリシングパッドの表
面にスラリを分散させる装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコンウエハ上への集積回路の形成
は、典型的には、導電層、半導体層や絶縁層を、連続的
に堆積することにより行われる。それぞれ、層を堆積し
た後は、この層をエッチングして回路の造作（ぞうさ
く）を形成する。一連の層を連続して堆積しエッチング
すれば、基板の外側面ないし最上面、即ち基板の露出面
は、徐々に非平坦的になっていく。これは、外側面とそ
の下の基板との距離が、エッチングが最も生じない領域
で最も大きく、エッチングが最も生じる領域で最も小さ
いために生じるものである。単一のパターニングを有す
る下層については、この非平坦の表面は一連の山（ピー
ク）と谷を備えており、この最高の山と最低の谷の高さ
の差は７,０００〜１０,０００オングストローム程度で
あろう。複数のパターニングを有する下層では、山と谷
の高さの差は更に著しくなり、数ミクロンにまで達する
こともある。

【０００３】この非平坦の外側面は、集積回路の製造に
おける問題を表している。外側面が平坦でなければ、フ
ォトリソグラフィーの技術によりフォトレジストのパタ
ーニングを行う際、非平坦である表面ではフォトリソグ
ラフィー装置で正確なフォーカスができなくなるため、
適当ではない場合がある。従って、この基板の表面を定
期的に平坦化（プラナライズ）して面を平坦にする必要
がある。平坦化によって、実際に、非平坦な外側面を研
磨して、導電層、半導体層や絶縁層のいずれをも取り去
って、比較的平坦でスムーズな面を形成する。平坦化に
続いて、外側層の上に更に層を堆積して造作と造作の間
のインターコネクトラインを形成してもよく、あるい
は、外側層をエッチングして下側の造作へのバイア（ビ
アないし通路）を形成してもよい。

【０００４】ケミカルメカニカルポリシングは、許容さ
れる平坦化の方法の１つである。この平坦化の方法で典
型的に必要となるのは、基板をキャリア又はポリシング
ヘッドの上に、基板の研磨しようとする面を露出するよ
うに、載置することである。そして、回転するポリシン
グパッドに対して基板を当てる。更に、キャリアヘッド
を回転させて基板と研磨面の間に更に運動を与えてもよ
い。更に、研磨剤と少なくとも１つの化学反応剤とを含
有する研磨スラリををポリシングパッドに拡げて、パッ
ドと基板の間の界面に研磨性の化学液を与えてもよい。

【０００５】ケミカルメカニカルポリシングプロセスに
おける重要な因子は、基板表面の仕上げ（粗さ）と、基
板表面の平坦性（大型の立体形状がないこと）と、研磨
速度とである。平坦性と粗さとが適切でない場合は、基
板の欠陥を引き起こす。研磨速度は、１つの層の研磨に
要する時間を決める。これによりポリシング装置の最大
スループットが決まる。

【０００６】ポリシングパッドを特定のスラリ混合物と
組合わせて選ぶことにより、特定の研磨特性を与える表
面を与えることができる。このように、研磨しようとす
るあらゆる材料に対して、パッドとスラリの組合せによ
り、研磨面が特定の仕上と平坦性を有するようにするこ
とが、理論的には可能である。パッドとスラリの組合わ
せにより、決まった研磨時間の中でこのような仕上と平
坦性とを与えることが可能である。更なる因子、例え
ば、基板とパッドの間の相対速度やパッドに基板を押し
付ける力は、研磨速度、仕上及び平坦性に影響を及ぼす
ことになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】平坦性及び仕上が適切
でなければ基板の欠陥が生じるため、ポリシングパッド
とスラリの組合わせは通常、必要な仕上と平坦性によっ
て決められる。これらの制約があって、必要な仕上と平
坦性を実現するために要する研磨時間が、ポリシング装
置の最大スループットを決める。

【０００８】この研磨工程のスループットを更に制約す
るのは、ポリシングパッドの「グレージング」(glazin
g) である。研磨の副生成物でポリシングパッドが充填
されるとき及び基板が押し付けられている部分でパッド
が圧縮される場合に、グレージングが発生する。ポリシ
ングパッドの山の部分が押し下げられポリシングパッド
の小孔が充填されれば、ポリシングパッドの表面がより
スムーズになり研磨性が低くなる。その結果、基板の研
磨に要する時間は増加する。従って、ポリシングパッド
の表面を定期的に研磨性の状態に戻してやるか、あるい
は、「調節してやる」ことにより、高いスループットを
維持する必要がある。

【０００９】集積回路の製造において更に考慮すべき点
は、プロセス及び製品の安定性である。低い欠陥率を実
現するためには、連続して処理する基板をそれぞれ、同
様の条件で研磨するべきである。各集積回路が実質的に
同じになるように、それぞれの基板をおよそ同じ量だけ
研磨するべきである。

【００１０】前述の点から、研磨のスループットと平坦
性と仕上とを最適化しつつも、基板の汚染や破壊のリス
クを最小にするケミカルメカニカルポリシング装置が必
要である。

【００１１】具体的には、ポリシングパッド表面にスラ
リを分散させる装置及び方法が必要である。この装置の
スラリ分散システムは、ポリシングパッド全面に一様で
均一な層のスラリを与えるべきである。更に、このシス
テムは、研磨のプロセスで消費されるスラリの量を低減
させるべきである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】具体例の１つでは、本発
明は、ケミカルメカニカルポリシング装置において基板
を研磨する方法である。この方法は、基板とポリシング
パッドとを回転させるステップと、基板をポリシングパ
ッドに接触させるステップと、中心ポートからスラリ液
を分散するステップとを有している。

【００１３】基板が中心ポートの上にないときはスラリ
は第１の流量で分散され、基板が中心ポートの上にある
ときは、より高い第２の流量でスラリが分散される。ス
ラリは、間欠的なパルスにより中心ポートからポンプに
より輸送してもよい。パルスの間の流量は、キャリアヘ
ッドからの圧力を克服するに充分高くてもよい。

【００１４】別の具体例では、本発明は、ケミカルメカ
ニカルポリシング装置である。この装置は、回転するポ
リシングパッドと、スラリディスペンザと、スラリをポ
リシングパッドの全面にスイープするために配置される
可とう性部材（フレキシブル部材）とを備えている。

【００１５】この可とう性部材は、エッジからポリシン
グパッドの中心近くまで線状に伸びていてもよい。可と
う性部材は、ギャップによりポリシングパッドから隔て
られていてもよく、あるいは、可とう性部材は、ポリシ
ングパッドの表面と接触していてもよい。また、可とう
性部材は、傾斜したエッジを有していてもよい。また、
複数の可とう性部材を用いてもよい。可とう性部材は、
堅固なアームび載置されてもよい。アームを回転モータ
に接続して、ポリシングパッドの状方でアームを運動さ
せてもよい。またこの装置は、キャリアヘッドとアーム
の運動を制御してこれらが衝突しないようにする、制御
システムを有していてもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１（ａ）〜（ｆ）は、基板の平
坦面上に層を堆積するプロセスを例示する。図１（ａ）
に示すように、基板１０は、アルミニウム等のメタル層
１４で平坦な半導体シリコンウエハ１２をコーティング
して処理してもよい。次いで、図１（ｂ）に示すよう
に、メタル層１４の上にフォトレジスト層１６をのせて
もよい。その後、詳細は後述するがフォトレジスト層１
６を光像に曝露し、図１（ｃ）に示すようにパターニン
グを有するフォトレジスト層１６’を形成してもよい。
図１（ｄ）に示すように、パターニングを有するフォト
レジスト層１６’を形成した後、メタル層１４の露出面
をエッチングして、メタル島１４’を形成する。最後
に、図１（ｅ）に示すように、残留フォトレジストを除
去する。

【００１７】図２（ａ）〜（ｂ）は、基板上に層を連続
的に堆積することの困難さを例示する。図２（ａ）に示
すように、二酸化珪素等の絶縁層２０を、メタル島１
４’の上に形成してもよい。絶縁層２０の外側面２２
は、その下のメタル島の構造体とほぼ正確に同じ形状を
有しており、一連の山と谷を形成するため、外側面２２
は非平坦である。下にあるパターニング層の上に多数の
層を堆積してエッチングすれば、外側面が更に複雑とな
るだろう。

【００１８】図２（ｂ）に示すように、基板１０の外側
面２２が平坦でなければ、その上に配置されるフォトレ
ジスト層２５も平坦ではなくなる。フォトレジスト層の
パターニングは、典型的にはフォトリソグラフィー装置
によって行われるが、この装置では、フォトレジスト上
に光像の焦点を合せる。この光像の装置は、典型的に
は、サブミクロン〜ハーフミクロンのサイズの造作に対
しては、焦点深度が約０．２〜０．４ミクロンである。
フォトレジスト層２５があまり平坦ではない場合、即
ち、外側面２２の山と谷の高さの差の最大が光像装置の
焦点深度よりも大きい場合は、表面２２全体に光像を正
確にフォーカスすることが不可能になってしまうだろ
う。下にあるパターニング層が１層によって形成される
被平坦性に光像装置が適合していたとしても、多数のパ
ターニング層の堆積後は、その高さの差の最大値が焦点
深度を越えるだろう。

【００１９】焦点深度を改善したフォトリソグラフィー
装置を新たに設計することは高価につくので、行うわな
い方がよいだろう。更に、集積回路の造作のサイズが小
型化するにつれて、波長の短い光を使わざるを得なくな
り、その結果、用いることができる焦点深度が更に小さ
くなる。

【００２０】図２（ｃ）に示すように、解決策は、外側
面を平坦化することである。平坦化の工程では、メタル
であれ半導体であれ絶縁体であれ外側面を削り取り、実
質的にスムーズで平坦な外側面２２を形成する。このよ
うにすれば、フォトリソグラフィー装置のフォーカシン
グを正確に行うことが可能となる。平坦化の工程は、山
と谷の差が焦点深度を越えないようにする必要がある場
合にのみ実施すればよく、あるいは、平坦化の工程は、
パターニング層の上に新しい層を堆積する度に行っても
よい。

【００２１】研磨の工程は、メタルで、半導体、又は絶
縁体に行うことができる。特定の反応性剤と、研磨粒子
と、触媒とを、研磨しようとする面に応じて変えればよ
い。本発明は、上掲の層のいずれにも適用できる。

【００２２】図３に示すように、本発明に従ったケミカ
ルメカニカルポリシングシステム５０は、ポリシング装
置６０に隣設する搬入装置８０を有している。搬入装置
８０は、回転及び伸張が可能なアーム６２を、オーバー
ヘッドトラック６４より懸下して有している。図におい
ては、オーバーヘッドトラック６４を部分的に破断して
ポリシング装置を更に明確に示している。アーム６２
は、真空ポートつきブレード６７とカセットクロー６８
とを有するリスト組立体６６のところで終了している。

【００２３】基板１０がポリシングシステム５０のカセ
ット７０内に搬入されて、保持ステーション７２内に配
置され、又は、タブ７４内に直接配置される。アーム６
４上のカセットクロー６８を用いて、カセット７０を把
持し、保持ステーション７２からタブ７４へと移動させ
てもよい。タブ７４は、脱イオン水などの液体浴７５で
満たされていてもよい。ブレード６７は真空ステーショ
ンにより、タブ７４内のカセット７０からの個々の基板
を固定し、基板をカセット７０から取り出し、ポリシン
グ装置８０へと基板を搬入させる。ポリシング装置８０
による基板の研磨が終了すれば、ブレード６７が基板を
同じカセット７０又は別のカセットへと戻す。カセット
７０内の基板全てが研磨されれば、クロー６８はカセッ
ト７０をタブ７４から取り出し保持ステーションへとカ
セットを戻してもよい。

【００２４】ポリシング装置８０は、テーブルトップ８
３が上に載置された下側の機械土台８２と、着脱可能な
上外側カバー（図示せず）とを有している。図４に最も
良く表されているが、テーブルトップ８３は、一連のポ
リシングステーション１００ａ、１００ｂ、１００ｃ
と、移送ステーション１０５とを支持している。移送ス
テーション１０５は、３つのポリシングステーション１
００ａ、１００ｂ、１００ｃと略方形の配置を構成して
いる。移送ステーション１０５は複数の機能を有し、そ
れは、搬入装置６０から基板１０を受容する機能と、基
板を洗浄する機能と、基板をキャリアヘッド内へ搬入す
る機能（詳細は後述）と、基板をキャリアヘッドから受
容する機能と、基板を再び洗浄する機能と、基板をカセ
ットに戻す搬入装置へと基板を戻す機能とを有してい
る。

【００２５】各ポリシングステーション１００ａ、１０
０ｂ又は１００ｃは、ポリシングパッド１２０が上に置
かれる、回転可能なプラーテン１１０を有している。各
ポリシングステーション１００ａ、１００ｂ及び１００
ｃは、組合わせのパッドコンディショナー装置１３０を
更に有していてもよい。それぞれのパッドコンディショ
ナー装置は、回転可能なアーム１３２を有し、このアー
ム１３２は、独立して回転するコンディショナーヘッド
１３４と、組合わせの洗浄ベイズン１３６とを有してい
る。コンディショナー装置は、ポリシングパッドの状態
を制御して、ポリシングパッドに圧迫されている基板が
回転している間に有効に研磨できるようにしている。

【００２６】隣接し合うポリシングステーション１００
ａ、１００ｂ、１００ｃ及び移送ステーション１０５の
間に、数個の中間洗浄ステーション１４０が配置されて
いてもよい。洗浄ステーション１４０は、基板がポリシ
ングステーションからポリシングステーションへと移動
する間に基板をリンスする。

【００２７】回転可能なマルチヘッドのカルーセル１５
０が、下側の機械土台８２の上の位置を与えられる。カ
ルーセル１５０は、中心ポスト１５２に支持され、この
上で、土台８２内部に配置されたカルーセルモーターに
よりカルーセル軸１５４の周りを回転する。中心ポスト
１５２は、カルーセル支持板１５６とカバー１５８Ｔを
支持する。マルチヘッドのカルーセル１５０は、４つの
キャリアヘッドシステム１６０ａ、１６０ｂ、１６０
ｃ、１６０ｄを有している。キャリアヘッドシステムの
うちの３つは、基板を受容して保持し、ポリシングステ
ーション１００ａ、１００ｂ、１００ｃのプラーテン１
１０上でポリシングパッド１２０に基板を圧迫すること
により、基板を研磨するものである。キャリアヘッドシ
ステムのうちの１つは、移送ステーション１０５から基
板を受容し、移送ステーション１０５へと基板を搬出す
る。

【００２８】好適な具体例では、４つのキャリアヘッド
システム１６０ａ〜１６０ｄが、カルーセル支持板１５
６の上に、カルーセル軸１５４の周りに同じ角度の間隔
で載置される。中心ポスト１５２がカルーセル支持板１
５６を支持し、カルーセルモーターにより、カルーセル
支持板１５６を回転させてキャリアヘッドシステム１６
０ａ〜１６０ｄと、これらに付いている基板を、カルー
セル軸の周りを軌道上に回転させる。

【００２９】キャリアヘッドシステム１６０ａ〜１６０
ｄは、ポリシングヘッドないしキャリアヘッド１８０を
有している。キャリアヘッド１８０のそれぞれは、自身
の軸の周りを回転し、支持板１５６に形成された半径方
向スロット１８２内をそれぞれ独立して水平に往復運動
する。キャリア駆動シャフト１８４が、キャリアヘッド
回転モーター１８６をキャリアヘッド１８０に接続させ
る（カバー１５８の４分の１を外して示してある）。各
ヘッドにはそれぞれ、１つのキャリアモーターシャフト
とモーターをがある。

【００３０】キャリアヘッド１８０の底部に付いている
基板を、ポリシングヘッド１６０ａ〜１６０ｄにより昇
降してもよい。カルーセルシステム全体としての利点
は、ポリシングヘッドシステムが基板を受け取って研磨
と洗浄のための配置させるために要する縦ストロークは
短くて済むことである。必要な縦ストロークに適合させ
るため、入力制御信号（例えば、空気圧、水力又は電気
信号）を加えてポリシングヘッドシステムのキャリアヘ
ッド１８０を伸縮させる。具体的には、入力制御信号に
より、ウエハ受容リセスを有する下側キャリア部材を、
静置されている上側キャリア部材と相対的に縦方向に運
動させる。

【００３１】実際に研磨している間は、キャリアヘッド
のうちの３つ、即ちポリシングヘッドシステム１６０ａ
〜１６０ｃのそれぞれのキャリアヘッドがそれぞれ、ポ
リシングステーション１００ａ〜１００ｃのそれぞれの
上の位置を占める。回転プラーテン１１０のそれぞれ
が、上面が研磨スラリでウェットになっているポリシン
グパッドを支持している。キャリアヘッド１８０が基板
を下げてポリシングパッド１２０と接触するようにな
り、研磨スラリが、基板又はウエハを化学的研磨及び機
械的研磨するための媒体として作用する。

【００３２】基板が研磨される毎に、コンディショナー
装置１３０によりポリシングパッド１２０の状態を調節
する。ポリシングパッド１２０の中心と外縁との間を往
復運動することにより、アーム１３２がコンディショナ
ーヘッド１３４を、ポリシングパッド１２０全面に対し
てスイープさせる。コンディショナー１３４は、ニッケ
ルコーティングのダイヤモンド面などの研磨面を有して
いる。コンディショナーヘッド１３４の研磨面を、回転
しているポリシングパッド１２０に圧迫し、パッドを削
って調節する。

【００３３】使用においては、ポリシングヘッド１８０
は、例えばキャリアヘッドシステムの４番目１６０ｄ
が、最初にウエハ移送ステーション１０５の上方に配置
される。カルーセル１５０が回転している間は、キャリ
アヘッドシステム１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ、１６
０ｄを、ポリシングステーション１００ａ、１００ｂ、
１００ｃ並びに移送ステーション１０５の上に配置させ
る。カルーセル１５０により、ポリシングステーション
のそれぞれが、最初に移送ステーション１０５の上、次
にポリシングステーション１００ａ〜１００ｃの１つ以
上の上、そして移送ステーション０５に戻るように、一
連として配置できるようになる。

【００３４】図５（ａ）〜（ｆ）は、カルーセルと、ウ
エハ（Ｗ）等の基板の挿入及びキャリアヘッドシステム
１６０ａ〜１６０ｄの一連の運動に関するカルーセルの
運動を示す。図５（ａ）に示すように、第１のウエハ
（Ｗ＃１）が搬入装置から移送ステーション１０５へと
搬入され、そこで、ウエハが洗浄され、キャリアヘッド
１８０、例えば第１のキャリアヘッドシステム１６０ａ
へと搬送される。そして、カルーセル１５０を支持中心
ポスト１５２上で反時計方向に回転して、図５（ｂ）に
示すように、ウエハ（Ｗ＃１）を有する第１のキャリア
ヘッドシステム１６０ａが第１のポリシングステーショ
ン１００ａに位置するようにし、そこではウエハＷ＃１
の第１の研磨工程が行われる。第１のポリシングステー
ション１００ａでウエハ（Ｗ＃１）を研磨している間、
搬入装置から移送ステーション１０５へと第２のウエハ
（Ｗ＃２）を搬送し、そこから、この時点で移送ステー
ション１０５の上方の位置を占めている第２のキャリア
ヘッドシステム１６０ｂへと搬送する。そして、カルー
セル１５０を再び反時計方向に９０゜回転させ、図５
（ｃ）に示すように、第１のウエハ（Ｗ＃１）を第２の
ポリシングステーション１００ｂの上方に配置させ第２
のウエハ（Ｗ＃２）を第１のポリシングステーション１
００ａの上方に配置させる。第３のキャリアヘッドシス
テム１００ｃは、移送ステーション１０５の上方に配置
されており、ここから、搬入システム６０からの第３の
ウエハ（Ｗ＃３）を受容する。好適な具体例では、図５
（ｇ）に示すステージの間は、第２のポリシングステー
ション１００ｂにあるウエハ（Ｗ＃１）は、第１のポリ
シングステーション１００ａにあるときよりも細かな粒
子の研磨材で研磨される。次のステージでは、図５
（ｄ）に例示されるように、カルーセル１５０を再び反
時計方向に９０゜回転させて、ウエハ（Ｗ＃１）を第３
の研磨ステーション１００ｃの上、ウエハ（Ｗ＃２）を
第２の研磨ステーション１００ｂの上、ウエハ（Ｗ＃
３）を第１の研磨ステーション１００ａの上の、それぞ
れの位置を占めるようにしつつ、第４のキャリアヘッド
システム１６０ｄが搬入装置６０から第４のウエハ（Ｗ
＃４）を受容するようにする。第３のポリシングステー
ションでの研磨の工程では、第２のポリシングステーシ
ョン１００ｂでの研磨の工程よりも細かく研磨がなされ
ることが好ましい。このステージの終了後、カルーセル
１５０を再び回転させる。しかし、ここでは、反時計方
向に９０゜回転させるのではなく、カルーセル１５０を
時計方向に２７０゜回転させる。１方向に連続して回転
することを避けることにより、カルーセル１５０は、複
雑なロータリーカップリングではなく、簡単な可とう性
の流体及び電気のコネクションを用いることができる。
この回転により、図５（ｅ）に示すように、ウエハ（Ｗ
＃１）が移送ステーション１０５の上に、ウエハ（Ｗ＃
２）が第３のポリシングステーション１００ｃの上に、
ウエハ（Ｗ＃３）が第２のポリシングステーション１０
０ｂの上に、ウエハ（Ｗ＃４）が第１のポリシングステ
ーション１００ａの上に、それぞれ配置されることにな
る。ウエハ（Ｗ＃２）〜（Ｗ＃４）の研磨が行われてい
る間、ウエハ（Ｗ＃１）は移送ステーション１０５で洗
浄され、キャリアヘッドシステム１６０ａから搬入装置
６０へと戻される。最後に、図５（ｆ）に示すように、
第５のウエハ（Ｗ＃５）が第１のキャリアヘッドシステ
ム１６０ａ内に搬入される。このステージの後、このプ
ロセスを反復する。

【００３５】図６に示すように、システム１６０ａなど
のキャリアヘッドシステムにより、基板を下げて、ポリ
シングステーション１００ａなどのポリシングステーシ
ョンに係合するようにする。前述のように、ポリシング
ステーションのそれぞれは、ポリシングパッド１２０を
支持する堅固なプラーテン１１０を有している。基板１
０が直径８インチ（２００ｍｍ）のディスクである場合
は、プラーテン１１０及びポリシングパッド１２０は、
直径約２０インチ（約５００ｍｍ）となろう。プラーテ
ン１１０は、ステンレス鋼の駆動シャフトによりプラー
テン駆動モーター（図示せず）に接続する回転可能なア
ルミニウム又はステンレス鋼であることが好ましい。ほ
とんどの研磨プロセスでは、駆動モーターによりプラー
テン１１０（１２０）を３０〜２００ｒｐｍ(revolutio
ns per minute)で回転させるが、これよりも低い回転速
度や高い回転速度を採用してもよい。

【００３６】ポリシングパッド１２０は、粗い表面１２
２を有する硬いコンポジット材料製である。ポリシング
パッド１２０は、厚さ５０ｍｉｌ（約０．５ｍｍ）の硬
い上層１２４と、厚さ５０ｍｉｌ（約０．５ｍｍ）の軟
らかい下層１２６とを有していても良い。上層１２４
は、ポリウレタンを充填材と混合した材料製であること
が好ましい。下層１２６は、ウレタンで濾した圧縮した
フェルト繊維から構成される材料製であることが好まし
い。上層がIC-400（商品名）、下層がSUBA-4（商品名）
で構成される普通の２層ポリシングパッドが、米国デラ
ウエア州ニューアークのRodel社から入手可能である。
具体例の１つでは、ポリシングパッド１２０は、圧力感
知接着層１２８により接着される。

【００３７】キャリアヘッドシステムのそれぞれが、回
転可能なキャリアヘッドを有している。このキャリアヘ
ッドは、上面２２をポリシングパッド１２０の外側面１
２２に押して面を押し下げ、基板１０を保持する。通常
はステップ１００ａで行われる主となるポリシングのス
テップでは、キャリアヘッド１８０が約４〜１０ｐｓｉ
の力を基板１０に対して加える。これに続くステーショ
ンでは、キャリアヘッド１８０はこれよりも大きな力を
かけてもよく、あるいは、小さな力をかけてもよい。例
えば、通常はステーション１００ｃで行われる最終のポ
リシングのステップでは、キャリアヘッド１８０には約
３ｐｓｉの力がかけられる。キャリア駆動モーター１８
６（図４参照）により、キャリアヘッド１８０が約３０
〜２００ｒｐｍの回転数で回転する。好ましい具体例で
は、プラーテン１１０とキャリアヘッド１８０は、実質
的に同じ速度で回転する。

【００３８】反応剤と、研磨粒子（例えば、酸化物の研
磨には二酸化珪素）と、化学反応触媒（例えば、酸化物
の研磨には水酸化カリウム）とを有するスラリ１９０
が、スラリ供給管１９５によりポリシングパッド１２０
の表面に供給される。ポリシングパッド１２０全体をカ
バーしてウェットとするよう、充分なスラリが供給され
る。

【００３９】上述の如く、ケミカルメカニカルポリシン
グ（ＣＭＰ）の工程の間にポリシングパッドの表面にス
ラリが供給される。スラリのポリシングパッドへの分散
性が、研磨プロセスに影響を与える。ポリシングパッド
のいわゆる「ドライ」な領域、即ち、スラリがあまりな
い領域では、研磨粒子がほとんどなく反応剤の濃度が大
変低いため、スラリが沢山ある領域に比べて基板研磨の
速度が低い。従って、パッド上のスラリの分散が不均一
であれば、研磨も不均一となる。スラリは、時間の経過
及び使用により劣化する。その結果、研磨粒子が凝集
し、その結果、基板の外側面に傷をつけてしまう。従っ
て、スラリをポリシングパッド全面に均等に分散させる
べきであり、また、ポリシングのプロセスの間に連続的
に補充してやるべきである。

【００４０】スラリは高価な消費材である。ＣＭＰシス
テムでは、１分当たり２００ミリリットル以上のスラリ
を用いることもある。１つの基板の研磨に２〜３分かか
るため、ＣＭＰシステムでは、基板１枚当たりスラリを
６ガロンをゆうに消費してしまう。ＣＭＰの基板当たり
のコストは、使用するスラリの量を減らすことにより、
大きく低減される。更に、スラリが過剰である場合は、
基板はポリシングパッドの表面でハイドロプレーンを生
じ、研磨速度が低下する。従って、理想的には、スラリ
をポリシングパッド表面に正確に一様な薄い層で分散さ
せるべきである。

【００４１】本発明は、スラリをポリシングパッドへ与
えるための２つのメカニズムを有している。これらメカ
ニズムの１つは、図７〜９及び１５〜１６を参照して説
明されるプラーテン１１０の中心のスラリポートであ
り、ここでは、制御可能な状態でスラリがポートを通り
ポリシングパッドの中心までポンプにより供給される。
もう１つのメカニズムは、図１０〜１１を参照して説明
されるスラリ供給管であり、これは、スラリをポリシン
グパッド表面上に滴下するものである。また、本発明
は、図１０〜１１及び１５〜１６を参照して説明される
スラリワイパーを有しており、これは、スラリをポリシ
ングパッド１２０全面に一様に薄く分散させる。

【００４２】（中心スラリ供給ポート）プラーテン組立
体２００は上述のように、ポリシングステーション１０
０ａ、１００ｂ、１００ｃのいずれにも配置されてい
る。図７に示すように、プラーテン組立体は、スラリを
ポリシングパッド１２０に与えるための中央ポートない
し中心ポート２０２をプラーテンに有している。プラー
テン１１０は、プラーテントップ２１０とプラーテンベ
ース２１２とを有しており、これらはプラーテンベース
２１２の底部に皿穴を開けた外周ねじ２１４により接合
している。

【００４３】第１のカラー２１６がプラーテンベース２
１２の底部で、プラーテンベース２１２の底部上に形成
された平らな円筒コーニス２２０とはさんで、環状ベア
リング２１８の内側のレースを把持している。第１のカ
ラーの底部内に皿穴が開けられた１組のねじ２２２が、
プラーテンベース２１２の底部内まで伸び、環状ベアリ
ング２１８の内側のレースを保持している。テーブルト
ップ８３が、プラーテンベース２１２の環状キャビティ
２２５の中に上向きに突出する第２のカラー２２４を支
持している。第２のカラー２２４は、テーブルトップ８
３に形成されたレッジ２２６とはさんで、環状ベアリン
グ２１８の外側レースを把持している。テーブルトップ
８３の底部内に皿穴を開けた１組のねじ２２８が第２の
カラーまで伸び、環状ベアリング２１８の外側レースを
保持している。

【００４４】円形の堰２３０がプラーテン１１０を包囲
し、プラーテン１１０から遠心力によって放出されるス
ラリ及び関連した液体を捕捉する。このスラリは、堰２
３０及び第２のカラー２２４によって、テーブルトップ
８３上に形成された樋２３２内に収集される。そして、
スラリは、テーブルトップ８３内のホール２３４を通っ
てドレインパイプ２３６へと排出される。ねじ２３８
が、ドレインパイプ２３６のフランジ２４０の中を貫き
テーブルトップ８３の底部内へと至り、ドレインパイプ
２３６をテーブルトップ８３へ付ける。

【００４５】プラーテンモーター組立体２４２が、マウ
ンティングブラケット２４４を介してテーブルトップ８
３の底部にボルト止めされている。モーター組立体２４
２は、垂直方向上向きに伸びる出力シャフト２４８を有
するモーター２４６を有している。出力シャフト２４８
は、ソリッドな（中空でない）シーブ２５０へ差込まれ
ている。駆動ベルトがモーターシーブ２５０の周囲及び
ハブシーブ２５４の周囲に巻かれている。ハブシーブ２
５４は、リザーバーハブ２５６及びプラーテンハブ２５
８によって接合されている。プラーテンハブ２５８は、
リザーバーハブ２５６の中心部分でシールされている。

【００４６】プラーテントップ２１０の環状の通路が、
中心ポート２０２をリセス２６２へ接続する。リセス２
６２内のＯ−リングが、環状通路をプラーテンベース内
の垂直通路へと調心しシールする。プラーテンの回転に
より、スラリが中心ポート２０２からポリシングパッド
１２０の表面へと一様に分散しやすくなる。

【００４７】図７及び８に示すように、スラリ分散シス
テムは、中心ポート２０２を介して分散しようとするス
ラリ１９０を収容するリザーバーシステム３００を有し
ている。リザーバーシステムは、回転するリザーバー３
０２と、スラリをリザーバー３０２へ与える静的スラリ
供給組立体３０４と、リザーバーから中心ポートへとス
ラリをポンプ輸送する回転ポンプとを有している。リザ
ーバーハブ２５６の外縁は、内側へ伸びるリップ３１２
を有する、上側へ伸びるダム壁３１０を形成する。ダム
壁３１０及びプラーテンハブ２５８は、リザーバー３０
２の側部を形成する。

【００４８】静的なスラリ供給組立体３０４は、テーブ
ルトップ８３の底部に結合したブラケット３２０を有し
ている。ブラケット３２０は、スラリ供給ライン３２４
のフィッティングの雄の端部でねじ切りされているタッ
プ穴３２２を有している。ブラケット３２０内に形成さ
れシールが施された水平通路３２０は、タップ穴３２２
を垂直通路３２８に接続させる。垂直通路３２８は、リ
ザーバー３０２の上のブラケットの底部まで下向きに伸
び、そこへスラリを供給する。流体レベルセンサ２４０
がブラケット３２０から下向きに伸びてリザーバー３０
２内のスラリ１９０のレベルを検知し、レベルが低すぎ
る場合は、タップ穴を介して補充のスラリを供給する。

【００４９】図９（ａ）及び（ｂ）に示す回転スラリポ
ンプ３０６は、スラリをリザーバー３０２から中心ポー
トへと輸送する。このスラリポンプは、リザーバーハブ
２５６内に形成された下側リセス３５０と、その上にあ
りリザーバーハブにねじ止めされたポンプ部材内に形成
された反対側の上側リセス３５２とを有している。可と
う性のダイアフラム３５６により、上リセス３５２が下
リセス３５０と隔てられている。

【００５０】ポンプ３０６は、機械土台８２内又はこれ
に隣設された定置の空気圧ソース（ニューマティックソ
ース）により圧力を変化させて選択的に供給されるエア
などの空気圧流体により、動力が与えられる。この空気
圧ソースが正圧を与えて、ダイアフラム３５６を上向き
に変形させ、あるいは、負圧を与えてダイアフラム３５
６を下向きに変形させる。ダイアフラムが可とう性を有
しているため、上リセス３５２内のスラリ流体にポンプ
による運動が与えられる。空気圧流体は、通路３５８を
通って下リセス３５０に流入しまたここから外に出て、
ハブシーブ２５４内のシールされたチャンバ３６０に流
入する。ハブシーブ２５４内の第２の通路３６２は、シ
ールされたチャンバ３６０をハブシーブ２５４にあるタ
ップ穴３６４に接続する。カップリング３６６により、
タップ穴３６４が可とう性の空気圧ライン３６８に接続
される。図７に示すように、カップリング３７０によ
り、、空気圧ライン３６８が、回転するモーターシャフ
ト３７４内の軸通路３７２に接続される。ロータリーカ
ップリング３７６により、軸通路３７２が、窒素を供給
する空気圧ラインなどの静置空気圧ソース３７８に接続
される。

【００５１】ダイアフラム３５６の上にあるポンプ部材
３５４が、ダイアフラムをリザーバーハブにシールし
て、下リセス３５０と上リセス３５２の間の流体の漏洩
を防止する。流体がポンプによる輸送の方向と逆流する
ことを防止するため、ポンプ部材３５４には、２つの流
量チェック組立体４００（図９（ｂ）に図示）及び４２
０（図９（ａ）に図示）が形成されている。詳細は下記
に説明するが、流量チェック組立体のそれぞれが、半径
の大きい上部と、テーパーのついた中間部分と、半径の
小さな下部とを備える円筒状チャンバを有している。こ
の円筒状チャンバのそれぞれは、ポンプ部材３５４へね
じ止めしたポンプカバー３８２によりバイアスがかけら
れる略方形のシール部材３８０によってシールされる。

【００５２】図９（ｂ）に示すように、裏側流量チェッ
ク組立体４００を用いて、ポンプ３０６の上リセス３５
２へスラリを供給する。裏側流量チェック組立体４００
は、上側部分４０４と、テーパーのついた中間部分４０
６と、上側部分４０４よりも小さな半径の下側部分４０
８とを有する第１の円筒状チャンバ４０２を有してい
る。円筒状チャンバ４０２には、第１のバルブボール４
１０が配置されている。第１のバルブボール４１０の直
径は、上側部分４０４の直径より小さく下側部分４０８
より大きくなっている。上側部分４０４の圧力が下側部
分４０６よりも大きい場合は、バルブボール４１０がテ
ーパーつき中間部分４０６に押し付き、流量チェック組
立体４００の裏側をシールする。バルブボール４１０
は、何もしなくとも、テーパー付き中間部分４０６の上
に鎮座しているため、重力がシールを補助することにな
る。通路４１２により、第１の円筒上状チャンバ４０２
の上側部分４０４が上リセス３５２へと接続する。通路
４１４により、第１の円筒状チャンバ４０２の下側部分
４０６がリザーバー３０２の受け４１６に接続する。ダ
イアフラム３５６が下向きに変形して、上リセスに負圧
を生じさせた場合は、スラリは、下側部分４０８から流
出して上リセス３５２の中へと流入する。しかし、ダイ
アフラム３５６が上向きに変形して上リセスに正圧を与
えた場合は、バルブボール４１０がテーパーつき部分４
０６をシールしてスラリの逆流を防止する。

【００５３】図９（ａ）に示すように、表側流量チェッ
ク組立体４２０を用いて、上リセス３５２からプラーテ
ン１１０の中心ポート２０２へとスラリを供給する。表
側流量チェック組立体４２０は、上側部分４２４と、テ
ーパーのついた中間部分４２６と、上側部分４２４より
も小さな半径の下側部分４２８とを有する第２の円筒状
チャンバ４２２を有している。円筒状チャンバ４２２に
は、第２のバルブボール４３０が配置されている。第１
のバルブボール４３０の直径は、上側部分４２４の直径
より小さく下側部分４２８より大きくなっている。第２
のバルブボール４３０は、第１のバルブボール４１０が
裏側流量チェック組立体４００をシールすると同じ手法
で、表側流量チェック組立体４２０をシールする機能を
有している。第２の円筒状チャンバ４２２の下側部分４
２８は、上リセス３５２に直接接続されている。ポンプ
部材３５４のＬ型通路４３２により、表側流量チェック
組立体４２０の上側部分４２４を、リザーバーハブ２５
６及びプラーテンハブ２５８のＪ型通路４３４に接続す
る。正の空気圧によりダイアフラム３５６が上向きに変
形した場合は、上リセス３５２内のスラリは、ポンプに
よって、Ｌ通路４３２、Ｊ型通路４３４、垂直通路２６
４、斜めの通路２６０を通って、プラーテン１１０の頂
部にある中心ポート２０２に輸送される（図７参照）。
負の空気圧によりダイアフラム３５６が下向きに変形し
た場合は、第２のバルブボール４３０がテーパーつき部
分４２６をシールしてスラリの逆流を防止する。更に、
Ｊ型通路４３４のフック部分がヘッドを形成し、これ
が、第２のバルブボール４３０をテーパーつき中間部分
４２６に押し付ける。

【００５４】（ワイパー組立体）図１０（ａ）に示すよ
うに、本発明のケミカルメカニカルポリシングシステム
は、ワイパー組立体４５０を有していてもよい。ワイパ
ー組立体を具備することにより、ポリシングパッド１２
０の表面全体にスラリを一様を分散させる。以下に詳細
を説明するが、ワイパー組立体は、ポリシングパッド全
面にスラリをスイープするためのブレードを有してい
る。

【００５５】ワイパー組立体４５０が、ポリシングパッ
ドの上でキャリアヘッド１８０の近くに配置される。こ
のため、ポリシングパッドの回転により遠心力が発生し
て、スラリがキャリアヘッドに到達する前にスラリをポ
リシングパッドのエッジから離すように運ぶことがない
だろう。ポリシングパッド１２０が反時計方向に回転し
ている場合は、ワイパー組立体４５０は、キャリアヘッ
ド１８０の時計方向９０゜回転させた位置に配置されて
いてもよい。

【００５６】ワイパー組立体４５０は、ポリシングパッ
ド１２０の上に配置され、ポリシングパッドのエッジか
らポリシングパッド全面を経て中心に向かって、この中
心の上に内側に伸びるワイパーアーム４５２を有してい
る。ワイパーアーム４５２は、まっすぐなアルミニウム
のバーであり、方形の断面を有している。ワイパーアー
ム４５２は、反りや変形が生じないように、充分堅固で
ある必要がある。テフロン（ポリテトラフルオロエチレ
ン）やその他のスラリの付着性のない材料の薄い層が、
ワイパーアーム４５２の外面の上を覆っている。１つ以
上のワイパーブレード４５４が付加され、ワイパーアー
ム４５２の下側４５６に沿って伸びる。この詳細は、図
１１（ａ）及び（ｂ）を参照して後述する。

【００５７】ワイパーアーム４５２と、キャリアヘッド
１８０の駆動シャフト１８４とが、互いに垂直をなすこ
とが好ましい。ワイパーアーム４５２の縦軸（矢印”
Ａ”で指示）と、ポリシングパッド１２０全面の基板１
０のスイープ運動の線（矢印”Ｂ”で指示）とは、実質
的に直角をなしている。このような構成では、キャリア
ヘッド１８０の一部がポリシングパッド１２０の中心の
上を通らない限り、ワイパーアーム４５２はキャリアヘ
ッド１８０と衝突しない。別の構成によれば、ワイパー
アーム４５２は、キャリアヘッド１８０からポリシング
パッド１２０の周りに約３０゜〜６０゜のところにあ
る。

【００５８】ワイパーブレード４５４は、テフロン（ポ
リテトラフルオロエチレン）やその他の、スラリの付着
に対抗する可とう性の材料で形成される、可とう性の部
材である。ワイパーブレード４５４の長さは、ポリシン
グパッド１２０の半径とだいたい等しくなっている。例
えば、ポリシングパッド１２０の直径が２０インチ（約
約５０ｃｍ）である場合は、ワイパーアームブレード４
５４の長さは、約１０インチ（約２４ｃｍ）である。

【００５９】ワイパーブレード４５４はワイパーアーム
４５２から下向きに伸びて、ポリシングパッド１２０の
表面全体に係合して表面全体のスラリをスイープする。
ワイパーブレード４５４は、縦に曲らないようワイパー
アーム４５２に設置されるが、ワイパーブレードは、左
右に曲るように充分薄くなっている図１０（ｂ）に示す
ように、ワイパーブレード４５４のトップエッジは、隆
起部又はワイパーブレードのその他の部分よりも厚くな
っている部分４５８を有していてもよい。ワイパーアー
ム４５２の下側は、ワイパーアームの長さのほとんどの
部分に沿って伸びるノッチ４６０を有していてもよい。
ノッチ４６０は、ポリシングパッド中心に近い方のアー
ムの端部４６１で開いている。ノッチ４６０の一方の側
は、上側エッジに沿って窪み４６２を有していてもよ
い。ワイパーブレード４５４は、ブレードをノッチの開
いた端部内へ滑り込ませることにより、ワイパーアーム
４５２につなげられている。ワイパーブレード４５４の
側部は、ノッチ４６０の側部と係合し、隆起部４５８は
窪み４６２とフィットして、ワイパーブレードを適所に
納める。

【００６０】ワイパーブレード４５４の底部は、切り落
とし（ベベル）のエッジ４６４を有している。１つの構
成では、ベベルエッジ４６４が、ポリシングパッド１２
０の表面に押し付けられる。別の構成では、ギャップ４
６６（図１１（ａ）参照）により、ベベルエッジ４６４
が表面１２２から隔てられる。ギャップ４６６の端から
端までの距離は、スラリの一滴の直径よりも小さい。つ
まり、ギャップは１／８インチ（約３．２ｍｍ）未満で
あるべきで、更に好ましくは、約１／６インチ（約４．
２ｍｍ）であるべきである。ベベルエッジ４６４は、ポ
リシングパッドの回転の方向に対面する、斜めの立ち上
がり面４６８を有している。

【００６１】図１０（ａ）に示すように、ポンプ４７０
により、スラリ供給源４７２から可とう性のスラリ供給
ライン１９５へスラリを供給する。ここに例示する構成
では、スラリ供給ライン１９５は、ワイパーアーム４５
２の外側面４７４に沿って通り、ワイパーアーム４５２
の端部４６１で下向きに曲る供給ポート４７６で終了す
る。スラリ供給ライン１９５は、約１／４インチ（約
６．４ｍｍ）のプラスチックのチューブであってもよ
い。別の構成では、スラリ供給ライン１９５はブラケッ
トにより、ワイパーアームの上方数インチに支持されて
いる。また別の構成では、スラリ供給ライン１９５は、
アーム４５２と一体の部分である。例えば、スラリを運
ぶ通路がアームの中を通っていてもよい。

【００６２】スラリ供給ライン１９５は、供給ポート４
７６を介して、ポリシングパッド１２０の表面にスラリ
を分散させる。スラリを、毎分約５〜７５ミリリットル
の流量で分散してもよい。スラリは表面張力が高いた
め、図１１（ａ）に示すように、ポリシングパッド上で
直径約１／８の小滴４８０として凝集してしまう。ポリ
シングパッド１２０が回転することにより、スラリの小
滴をワイパーブレード４５４の立ち上がり面４６８まで
運ぶ。ポリシングパッド１２０の回転により生じた遠心
力により、立ち上がり面４６８のスラリが、パッドの中
心から外向きにパッドのエッジまで拡げられる。スラリ
の一部はワイパーブレードの下を通過し、スラリの一部
はワイパーブレードの立ち上がりエッジで蓄積される。
このように、ワイパーブレード４５４は、スラリの小滴
と接触して、これをポリシングパッド表面全体に薄い層
４８５として一様に拡げる。ベベルエッジ４６４は、ワ
イパーブレード４５４の下を通過するときに小滴４８０
への下向きの圧力を増加させ、スラリの一様な分散を助
ける。ワイパーブレード４５４と表面１２２の間にギャ
ップがない場合、ワイパーブレードが上向きにわずかに
変形して、スラリがその下を通過できるようになる。

【００６３】図１１（ｂ）に示すように、別の具体例で
は、立ち上がりワイパーブレード４９０と立ち下がりワ
イパーブレード４９２とが、ワイパーアーム４５２の下
側についている。２つのワイパーブレードを用いること
により、最初のワイパーブレードの下を通過したスラリ
の分散の非均一性を実質的に取り除く。立ち下がりワイ
パーブレード４９２を表面１２０から隔てるギャップ
は、立ち上がりワイパーブレード４９０を表面１２０か
ら隔てるギャップ以下になっている。

【００６４】ワイパーアーム４５２の外側端部が、空気
圧シリンダーなどの回転台４９５に接続される。台４９
５は、テーブルトップ８３上に載置されている。回転台
４９５はワイパーアーム４５２を、ポリシングパッド１
２０の中心を通る弧に沿って旋回又はスイングさせるこ
とができる。詳細は後述するが、回転台４９５は、キャ
リアヘッド１８０がポリシングパッドの中心の上にあっ
てもキャリアヘッドがワイパーアーム４５２に接触しな
いように、ワイパーアームを動かす。

【００６５】スラリワイパー組立体は、ポリシングパッ
ド全面にスラリを一様に分散させるように作用する。ま
た、ワイパーブレードのしたを通過するスラリの量を制
限する。従って、スラリワイパー組立体は、基板の研磨
に要するスラリを、従来からのスラリ供給メカニズムに
比べて９０％以上も低減する。

【００６６】（「オーバーセンター」の研磨）上述のよ
うに、ＣＭＰの大事なねらいの１つは平坦性である。上
面又は最も外側の表面は、非常に平坦でなければならな
い。しかし、通常の研磨の条件では、研磨によって平坦
な表面とすることができないこともある。第１に、キャ
リアヘッド１８０による基板への圧力の作用が不均一な
場合がある。第２に、基板とポリシングパッドとの相対
速度が、基板表面全体で不均一な場合がある。基板上の
ある位置での研磨速度は、その位置で作用する圧力、及
び、基板とポリシングパッドとの相対速度に比例する。
不均一な圧力及び速度の両方により、窪みと隆起の同心
円の「標的」パターンを形成する傾向にある。しばし
ば、研磨速度は、基板の中心近くの方が基板エッジより
も低くなる。このようなケースの場合は、研磨済みの基
板は中心で厚めになるだろう。

【００６７】研磨の不均一性を補償する技術の１つに、
ポリシングパッドのエッジから部分的に離れて配置され
る基板を研磨する「オーバーハンギング」研磨が挙げら
れる。しかし、このオーバーハンギング研磨では、基板
がポリシングパッドから落ちて損傷を受けるというリス
クが大きくなる本発明のポリシング装置は、基板１０をポリシングパッ
ドの中心の上に配置することにより、上述の問題点を排
除する。回転するディスクに対して、ディスク上の所定
のポイントでの速度は、ディスク中心からそのポイント
までの距離に比例する。上述のように、研磨速度は、基
板とポリシングパッドの相対速度に比例する。従って、
ポリシングパッドの中心は表面速度がほぼゼロ又はゼロ
であり、これを用いて、基板１０全面の除去速度を制御
することができる。例えば、ポリシングステーション２
００が基板１０を研磨する速度が、基板のエッジ近くで
高すぎた場合は、研磨時間全体の大部分の時間、基板エ
ッジを、ポリシングパッドの中心近くの低速領域の上に
配置させて、基板エッジ領域の平均除去速度を低下させ
る。

【００６８】ポリシング装置８０では、駆動シャフト１
８４がポリシングパッド１２０の中心の上を通過するよ
うにすることができる。カルーセル１５０のカバー１５
８を取って表した図１２に示すように、厚い（約６ｃｍ
の）支持板１５６が、４つのキャリアヘッドシステム１
６０ａ〜１６０ｄを支持している。カルーセル支持板
は、放射状に９０゜の間隔で伸びる４つの、クローズエ
ンド又はオープンエンドのスロット１８２を有してい
る。支持板１５６の上側は、スロットを有するキャリア
ヘッド支持スライド５００を４つ支持している。スライ
ド５００のそれぞれは、スロット１８２の１つに沿って
調心され、支持板１５６に対して放射状の通路に沿って
自由に動くことができる。２つのベアリング組立体が、
スロット１８２それぞれを挟み、スライド５００のそれ
ぞれを支持している。

【００６９】図１３に示すように、線形のベアリング組
立体のそれぞれは、支持板１５６に固定されたレール５
０２と、スライド５００に固定されレールを把持する２
つのハンド５０４（一方のみ図示）とを有している。ベ
アリング５０６が、ハンド５０４のそれぞれをレール５
０２から隔て、これらが自由且つスムーズに動作できる
ようにする。このように、線形のベアリング組立体によ
り、スライド５００がスロット１８２に沿って運動する
ことができるようになる。

【００７０】再び図１２を参照すれば、ベアリングスト
ップ５０８が、レール５０２の１つの外側の端部にしっ
かりと固定され、スライドがレールのこの端部から偶発
的に落ちることを防止する。スライド５００のそれぞれ
のアームの１つは、ここに図示しないが、スライドの末
端近くに固定される再循環ボールのねじ切り受容キャビ
ティ又はナットを有している。このねじ切りキャビティ
又はナットは、支持板１５６に載置されるモータ５１２
によって駆動されるウォームギア親ねじ５１０を有して
いる。モーター５１２が親ねじ５１０を廻せば、スライ
ド５００が半径方向に動く。

【００７１】スライド５００のそれぞれが、光学位置セ
ンサと連動している。水平に伸びるウィング５２２を有
する、アングルアイアン５２０が、スライド５００のそ
れぞれのウォームの側に付いている。支持板１５６には
光学位置センサ５２４が固定されている。センサ５２４
の高さは、ウィング５２２がセンサ５２４の２つのジョ
ーを通過するように与えられ、また、スライド５００が
一番内側の位置から一番外側の位置へ動くときセンサ５
２４の線形の位置がセンサ５２４の一方の側から他方の
側へと通過するように与えられる。スライドの位置が、
モーター５１２への入力又はこれに取り付けたエンコー
ダーによってモニタされるが、このモニタの方法は間接
的なものであり、誤差が蓄積してしまう。光学位置セン
サ５２４が電子的なモニタを調整し、また、機械制御の
電力停止又は同様の損失がある場合に特に有用である。

【００７２】キャリアヘッド組立体は、キャリアヘッド
１８０と、キャリア駆動シャフト１８４と、キャリアモ
ーター１８６と、これを包囲する非回転シャフトハウジ
ング５２６を有しており、４つのスライド５００のそれ
ぞれに固定されている。きゃ組立体がポリシングステー
ションの上に配置されているとき、スロット１８２がプ
ラーテン１１０のエッジからその中心の上にまで伸び
る。例えば、プラーテン１１０が直径２０インチ（約５
００ｍｍ）の場合は、スロット１８２は長さ約５インチ
（約１３０ｍｍ）で、プラーテンの中心から放射方向外
側に約２〜７インチ（約５０〜１８０ｍｍ）伸びる。駆
動シャフト１８４がスロット１８２の中を伸びるため、
キャリアヘッド１８０は、付いている基板１０と共に、
ポリシングパッドの中心の上を、放射方向に動くことが
できる。

【００７３】図１４に例示されているように、所望の平
坦性を実現するため、基板１０がポリシングパッドの中
心５７５の上に配置されている。上述のように、研磨速
度は基板とポリシングパッドとの相対速度に比例する。
基板の均一性対するオーバーセンター研磨の効果は、モ
デル化が可能である。このモデル化の一般的な技術は、
標題 "APPARATUS AND METHOD FOR SIMULATING AND OPTI
MIZING A CHEMICAL POLISHING SYSTEM" である１９９５
年６月３０日出願の米国特許出願０８／４９７，３６２
号、に記載されている。

【００７４】静置したポリシングパッドを参照軸にとる
と、基板上のポイント５８０での全速度Ｖ_T は、パッド
の速度Ｖ_P と基板の速度Ｖ_S のベクトル和である。図１
４に示すように、速度Ｖ_P は、点５８０と基板の中心５
８２をつなぐ線分ｒに垂直であり、速度Ｖ_S は、基板
上の点５８０とポリシングパッド１２０の中心５７５を
つなぐ線分ｌに垂直である。

【００７５】基板の回転による速度は、以下の式で与え
られる：

【数１】ここで、ｒは点５８０と基板１０の中心の間の距離、ω
_S は基板の角速度、θはＸ軸と線分ｒがなす角、ｘはＸ
軸方向の単位ベクトル、ｙはＹ軸方向の単位ベクトルで
ある。

【００７６】パッドの回転による速度は、以下の式で与
えられる：

【数２】ここで、ｌは点５８０とポリシングパッド１２０の中心
５８２の間の距離、ω_Pはポリシングパッドの角速度、
φはＸ軸と線分ｌがなす角である。ポリシングパッドと
基板の双方が、同じ速度で同じ方向、例えば反時計方向
に回転する場合は、パッドと基板には相対運動が生じ
ず、Ｖ_T はゼロとなることに注意すべきである。式
（１）及び（２）より：

【数３】が導かれる。

【００７７】従って、点５８０における速度Ｓ（ｒ，
θ）は、

【数４】となる。

【００７８】点５８０が、リング５８５の周り全部を通
るため、平均速度差Ｓ（ｒ）は：

【数５】となるだろう。

【００７９】簡単な三角関数の公式から：

【数６】

【数７】

【数８】とすることができる。ここで、ｄはポリシングパッド１
２０の中心５７５から基板１０の中心５８２までの距離
である。

【００８０】式（４）〜（８）から、

【数９】が得られる。

【００８１】式（９）は、解析的に解くことが可能であ
り、基板とパッドの平均速度差が、基板の半径の関数と
して与えられる。ｄをゼロに近づければ、予測されるよ
うに、式（９）をＳ（ｒ）＝ｒ（ω_S −ω_P）と簡単に
することができることに注意すべきである。

【００８２】図１４に示すように、基板１０が中心５７
５の上にある場合、即ち、基板１０の中心５８２とポリ
シングパッド１２０の中心５７５との距離が基板１０の
半径よりも小さい場合は、ポリシングパッド１２０にお
いて常に基板１０で覆われる円形領域５９０ができるだ
ろう。円形領域５９０の境界は、基板１０がポリシング
パッドの中心５７５の周囲を半径ｄの軌道で運動すると
することにより決定できる。基板１０が位置１０’にあ
ると示すとおり、基板１０の外側エッジの中心に最も近
いところが、円形領域５９０の境界を決めている。円形
領域５９０の半径は、（ｄ−ｒ）である。スラリが供給
ライン１９５（図１０（ａ）参照）のみからポリシング
パッド１２０へ供給される場合は、円形領域５９０は新
たに供給されるスラリに連続的にさらされることがない
だろう。この場合、ポリシングパッドが乾燥し、その結
果、研磨が不均一になる。この問題を防止するために
は、基板１０がポリシングパッド１２０の中心の上の位
置にあるとき、スラリを中心ポート２０２から供給すれ
ばよい。

【００８３】（制御システム）図１５に示すように、ス
ラリポンプ４７０と、回転台４９５と、静置空気圧ソー
ス３７８とを制御するための、制御システム６００が具
備される。制御システムにより、ポリシングパッド１２
０の表面へのスラリの分散を最適化し、且つ、キャリア
ヘッド１８０とワイパー組立体４５０の衝突が防止され
る。制御システム６００は、中央処理ユニット（ＣＰ
Ｕ）６０４と、メモリー６０６と、入出力ポート（Ｉ／
Ｏポート）６０８とを有する一般用のコンピュータ６０
２であることが好ましい。また、コンピュータ６０２
は、製造者が直接操作をできるように、キーボードとデ
ィスプレイと（両者とも図示せず）を有していてもよ
い。

【００８４】制御システム６００では、Ｉ／Ｏポート６
０８を、モーター５１２に接続してキャリアヘッド１８
０のの位置を制御し、光学位置センサ５２４に接続して
スライド５００の位置を検知し、空気圧ソース３７８に
接続して中心ポート２０２を通るスラリの流量を制御
し、スラリポンプ４７０に接続してスラリ供給ライン１
９５を通るスラリの流量を制御し、回転台４９５に接続
してワイパーアーム４５２の位置を制御する。

【００８５】基板を研磨する前に、制御プログラム６１
０及び処理ルーティン６２０がメモリー６０６に格納さ
れる。メモリー６０６の制御プログラム６１０には、４
つの制御を含まれる：キャリアヘッドの制御６１２、ワ
イパーの制御６１４、ポートの制御６１６並びに供給ラ
インの制御６１８である。処理ルーティン６２０は、制
御プログラム６１０によって翻訳され、ポリシングシス
テムを制御する。

【００８６】図１６に例示するように、処理ルーティン
６２０は、１組の連続的な処理のステップ６２２及び６
２３を有している。この処理のステップのそれぞれが、
３つ１組の「レシピ」を有しており、それは、キャリア
ヘッドのレシピ６２４、コンディショニングヘッドのレ
シピ６２６及びスラリワイパーのレシピ６２８を備えて
いる。それぞれの「レシピ」は、ポリシングシステムを
制御する制御プログラム６１０用いられる処理データを
有するデータファイルである。例えば、キャリアヘッド
のレシピ６２４には、基板の中心からポリシングパッド
の中心５７５までの距離ｄを時間の関数として与える関
数６３０と、中心スラリポート２０２を通るスラリの流
量と、基板の角速度ω_P と、ポリシングヘッド圧力とが
含まれる。スラリワイパーレシピ６２８には、ワイパー
アーム４５２の縦軸とＹ軸６３２（図１５参照）との間
の角度αを時間の関数で与える関数６３５と、スラリ供
給ライン１９５を通るスラリの流量とが含まれる。コン
ディショニングヘッドのレシピには、コンディショニン
グヘッド１３４の位置を制御する関数と、コンディショ
ニングヘッドの角速度ω_C と、コンディショニングヘッ
ドの圧力とが含まれる。

【００８７】図１５に戻り、制御プログラム６１０は、
処理ルーティン６２０からデータを抽出し、これを制御
信号に変換して、空気圧ソース３７８、ポンプ４７０、
モーター５１２及び回転台４９５へ転送する。キャリア
ヘッドの制御６１２では、キャリアヘッドの関数６３０
を読み取り、ライン６４２を介して信号を制御モーター
５１２へと送る。ワイパーの制御６１４では、ワイパー
の位置の関数６３５を読み取り、ライン６４４を介して
信号を回転台へと送る。スラリポートの制御６１６で
は、中心ポート流量を読み取り、ライン６４６を介して
信号を空気圧ソース３７８へと送る。供給ラインの制御
６１８では、供給ラインの流量を読み取り、ライン６４
８を介して信号を制御ポンプ４７０へと送る。

【００８８】図１６に戻り、処理のステップ６２２は、
基板がポリシングパッド１２０の中心に位置しないとき
の研磨プロセスの条件を示している。基板１０が直径８
インチ（約２００ｍｍ）であるとした場合、即ち、半径
が４インチ（約１００ｍｍ）であるとした場合、キャリ
アヘッドの関数６３０はポリシングパッド全面で基板を
スイープするが、基板の中心とポリシングパッドの中心
の距離ｄは、常に４インチよりも大きくなる。ワイパー
関数６３５により、ワイパーアーム４５２がＹ軸と平行
に保たれる（図１５参照）。キャリアヘッドがポリシン
グパッドの中心の上を通らないので、ワイパーアームと
衝突しないだろう。中心ポート２０２を通る流量は低く
設定され、例えば０〜３（ミリリットル／分）程度であ
り、スラリ供給ライン１９５を通るスラリの流量は高く
設定され、例えば５〜２０（ミリリットル／分）程度で
ある。

【００８９】処理のスラリ６２３では、基板がポリシン
グパッドの中心５７５の上に位置しているときの研磨処
理の条件を示している。再び、基板１０が直径８インチ
であるとした場合、キャリアヘッド関数６３０は、ポリ
シングパッド全面で基板をスイープし、基板の中心とポ
リシングパッドの中心の距離ｄは４インチよりも小さく
なる。スラリワイパー組立体がキャリアヘッド１８０と
衝突しないように、ワイパー関数６３５を設定する必要
がある。ワイパーアーム４５２にキャリアヘッドと９０
゜位相をずらした往復運動をさせてポリシングパッド全
体をスイープするように、ワイパー関数を設定して、キ
ャリアヘッド及びスラリワイパーを一定の距離に保つこ
とができる。あるいは、スラリワイパー組立体を、ポリ
シングパッド全体から離すように運動させてもよい。中
心ポート２０２の中の流量を高く設定し、例えば１０〜
２０（ミリリットル／分）程度に設定し、スラリ供給ラ
イン１９５の中の流量を低く設定し、例えば０〜５（ミ
リリットル／分）程度と設定してもよい。中心ポート２
０２からより多くのスラリが供給されるため、供給ライ
ンからのスラリはあまり必要としない。

【００９０】制御システム６００の構成の１つでは、ポ
リシング装置のオペレーターが、キャリアヘッド関数６
３０とワイパー関数６３５とを選択して、ワイパー組立
体４５０がキャリアヘッド１８０と衝突しないようにす
ることができる。制御システム６００の別の構成では、
位置センサ５２４の出力をモニタして回転台４９５を調
整するフィードバック機構を有し、ワイパー組立体４４
５０がキャリアヘッド１８０と衝突しないようにしてい
る。

【００９１】上述のように、制御システム６００は、空
気圧ソース３７８を用いてスラリ流量を調節スすること
により、中心ポート２０２からのスラリ流の圧力を制御
する。基板１０が中心５７５の上に位置し、且つ、スラ
リ流の圧力が低い場合は、基板１０が中心ポート２０２
をブロックしてしまい、スラリが逃れられなくなるだろ
う。他方、圧力が高すぎた場合は、スラリ流が基板１０
を実際に持ち上げて、ポリシングパッド１２０から離し
てしまい、こうなれば、ポリシングパッドは浮いている
基板を平坦化できなくなる。制御システム６００は、ポ
ート２０２からスラリをパルス状にポンプ輸送すること
により、この問題を防止する。処理のルーティン６２０
により、パルス発生の周波数と持続時間とを制御するこ
とが可能である。スラリを適正に連続して供給すること
を確保するため、１分当たり少なくともパルスが２つと
するべきである。構成の１つでは、ポリシング装置はス
ラリを５秒間ポンプ輸送し、次のパルスまで２０秒間停
止する。即ち、パルス持続時間が５秒で、周波数は約
２．６（パルス／分）である。スラリ流の圧力をキャリ
アヘッドの下向きの圧力よりも高くして、スラリの一部
がポートに逃げることを確保するようにすべきである。
例えば、キャリアヘッド１８０が基板１０に約７ｐｓｉ
の圧力を下向きに作用させる場合は、７ｐｓｉより高い
スラリ圧力、更に好ましくは９〜２０ｐｓｉのスラリ圧
力により、基板１０の底部のキャビティを開かせつつ
も、基板全体が持ち上げられてポリシングパッドから離
れないようにする。パルスが終了したときは、キャリア
ヘッド１８０は基板１０を強制し、スラリを外向きに押
して、基板１０の下の広い領域にスラリを分散させる。

【００９２】基板が中心５７５の上にないときは、中心
ポート２０２から高い流量、例えば２０（ミリリットル
／分）でスラリをポンプ輸送し、スラリの間欠泉状流れ
を発生させてもよい。このようなスラリ流は、ＣＭＰシ
ステムのその他の部品を汚染することがある。このた
め、基板１０が中心ポート２０２の上に位置しないとき
は、処理のルーティン６２０が、中心ポート２０２を通
るスラリの流れを減らすか、停止させる。

【００９３】まとめれば、中心ポートの中にスラリをパ
ルス状でポンプ輸送することにより、又は、スラリをス
ラリ供給管の中に流すことにより、スラリがポリシング
パッドの表面に供給されてもよいということである。ス
ラリワイパーは１つ以上の可とう性の部材を有していて
もよく、このスラリワイパーを用いてスラリを一様かつ
薄くポリシングパッド全面に分散させることができる。
制御システムにより、スラリのポリシングパッドへの分
散を調節でき、また、キャリアヘッドとワイパー組立体
の動きを調節してこれらが衝突しないようにすることが
できる。

【００９４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ポリシングパッド全面に一様で均一な層のスラリ
を与えることができるようになる。更に、研磨のプロセ
スで消費されるスラリの量を低減させることができるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｅ）は、基板上の層の堆積及びエッ
チングを例示する、基板の断面図である。

【図２】（ａ）〜（ｃ）は、基板の非平坦な外側面を研
磨する工程を例示する、基板の断面図である。

【図３】ケミカルメカニカルポリシング装置の斜視図で
ある。

【図４】図３のケミカルメカニカルポリシング装置の斜
視分解図である。

【図５】（ａ）〜（ｆ）は、搬入及び研磨が連続的に行
われる際のウエハの様子を示す、研磨装置の上面図であ
る。

【図６】ポリシングパッド上の基板の側面図である。

【図７】中心スラリポートを有するプラーテン組立体の
断面図である。

【図８】プラーテン組立体のリザーバーシステムの断面
図である。

【図９】（ａ）は、図８のリザーバーの表側流量チェッ
ク組立体を有するポンプシステムの断面図であり、
（ｂ）は、図８のポンプシステムの裏側流量チェック組
立体の断面図である。

【図１０】（ａ）は、本発明に従ったスラリ分散のため
のワイパー装置であり、（ｂ）は、（ａ）のワイパー装
置のワイパーアームとワイパーブレードの斜視分解図で
ある。

【図１１】（ａ）は、ワイパーブレード１つを用いてポ
リシングパッド上にスラリを分散させる場合の、図１０
（ａ）のワイパー装置の断面図であり、（ｂ）は、ワイ
パーブレード２つを用いてポリシングパッド上にスラリ
を分散させる場合の、本発明に従ったワイパー装置の断
面図である。

【図１２】ハウジング上側を取り去ったカルーセルの上
面図である。

【図１３】キャリアヘッド組立体の断面図である。

【図１４】本発明に従ったポリシングパッドの中心の上
方の基板の運動を例示する基板周辺の上面図である。

【図１５】本発明に従ったポリシングパッドへのスラリ
の制御を例示するブロックダイアグラムである。

【図１６】本発明の制御システムに用いられる研磨手順
のデータファイルのダイアグラムである。

【符号の説明】

１０…基板、１２…シリコンウエハ、１４…メタル層、
１４’…メタル島、１６…フォトレジスト層、１６’…
パターニングされたフォトレジスト層、２０…絶縁層、
２２…外側面、２５…フォトレジスト層、６０…搬入装
置、６２…アーム、６４…オーバーヘッドトラック、６
６…リスト組立体、６７…ブレード、６８…カセットク
ロー、７０…カセット、７２…保持ステーション、７４
…タブ、８０…ポリシング装置、８２…機械土台、８３
…テーブルトップ、１００…ポリシングステーション、
１０５…移送ステーション、１１０…プラーテン、１２
０…ポリシングパッド、１２２…パッド表面、１２４…
パッド上層、１２６…下層、１２８…接着層、１３０…
パッドコンディショナー装置、１３２…アーム、１３４
…コンディショナーヘッド、１３６…洗浄ベイズン、１
４０…洗浄ステーション、１５０…カルーセル、１５２
…中心ポスト、１５４…カルーセル軸、１５６…カルー
セル支持板、１５８…カバー、１６０…キャリアヘッド
システム、１８０…ポリシングヘッドないしキャリアヘ
ッド、１８２…スロット、１８４…キャリア駆動シャフ
ト、１８６…キャリアヘッド回転モーター、１９０…ス
ラリ、１９５…スラリ供給管、２００…プラーテン組立
体、２０２…中心ポート、２１０…プラーテントップ、
２１２…プラーテンベース、２１４…ねじ、２１６…第
１のカラー、２１８…環状ベアリング、２２０…円筒コ
ーニス、２２２…ねじ、２２４…第２のカラー、２２６
…レッジ、２２８…ねじ、２３０…堰、２３２…樋、２
３４…ホール、２３６…ドレインパイプ、２３８…ね
じ、２４０…フランジ、２４２…プラーテンモーター組
立体、２４４…マウンティングブラケット、２４６…モ
ーター、２４８…出力シャフト、２５０…モーターシー
ブ、２５４…ハブシーブ、２５６…リザーバーハブ、２
５８…プラーテンハブ、２６０…環状通路、２６２…リ
セス、３００…リザーバーシステム、３０２…リザーバ
ー、３０４…スラリ供給組立体、３０６…回転スラリポ
ンプ、３１０…ダム壁、３１２…リップ、３２０…ブラ
ケット、３２２…タップ穴、３２４…スラリ供給ライ
ン、３２８…垂直通路、３４０…流体レベルセンサ、３
５０…下リセス、３５２…上リセス、３５４…ポンプ部
材、３５６…ダイアフラム、３５８…通路、３６０…チ
ャンバ、３６２…第２の通路、３６４…タップ穴、３６
６…カップリング、３６８…空気圧ライン、３７０…カ
ップリング、３７２…軸通路、３７４…モーターシャフ
ト、３７６…ロータリーカップリング、３７８…空気圧
ソース、３８０…略方形シール部材、３８２…ポンプカ
バー、４００…裏側流量チェック組立体、４０２…円筒
状チャンバ、４０４…上側部分、４０６…中間部分、４
０８…下側部分、４１０…第１のバルブボール、４１２
…通路、４１４…通路、４１６…受け、４２０…表側流
量チェック組立体、４２２…円筒状チャンバ、４２４…
上側部分、４２６…中間部分、４２８…下側部分、４３
０…第１のバルブボール、４３２…Ｌ型通路、４３４…
Ｊ型通路、４５０…ワイパー組立体、４５２…ワイパー
アーム、４５４…ワイパーブレード、４５６…ワイパー
アームの下側、４５８…隆起部、４６０…ノッチ、４６
１…ノッチの端部４６２…窪み、４６４…ベッセルベル
エッジ、４６６…ギャップ、４６８…立ち上がり面、４
７０…ポンプ、４７２…スラリ供給源、４７４…ワイパ
ーアームの外側面、４７６…供給ポート、４８０…小
滴、４８５…スラリ薄膜、４９０…立ち上がりワイパー
ブレード、４９２…立ち下がりワイパーブレード、４９
５…回転台、５００…キャリアヘッド支持スライド、５
０２…レール、５０４…ハンド、５０６…ベアリング、
５０８…ベアリングストップ、５１０…ウォームギア親
ねじ、５１２…モーター、５２０…アングルアイアン、
５２２…ウィング、５２４…位置センサ、５２６…非回
転シャフトハウジング、５７５…ポリシングパッドの中
心、５８０…点、５８２…基板の中心、５９０…円形領
域、６００…制御システム、６０２…コンピュータ、６
０４…ＣＰＵ、６０６…メモリー、６０８…Ｉ／Ｏポー
ト、６１０…制御プログラム、６１２…キャリアヘッド
の制御、６１４…ワイパーの制御、６１６…ポートの制
御、６１８…供給ラインの制御、６２０…処理ルーティ
ン、６２２，６２３…処理のステップ、６２４…キャリ
アヘッドのレシピ、６２６…コンディショニングヘッド
のレシピ、６２８…スラリワイパーのレシピ、６４２，
６４４，６４６，６４８…ライン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ウィリアムエル．ガスリーアメリカ合衆国，カリフォルニア州，サラトガ，シーガルロード 20422 (72)発明者ジェフリーマークスアメリカ合衆国，カリフォルニア州，サンノゼ，シエロヴィスタウェイ 4730 (72)発明者ツンナンチャンアメリカ合衆国，カリフォルニア州，サラトガ，デハヴィルランドドライヴ 19393 (72)発明者セムヨンスペクターアメリカ合衆国，カリフォルニア州，サンフランシスコ，サーティーサードアヴェニュー 766 (72)発明者イヴァンエー．オカナダアメリカ合衆国，カリフォルニア州，モデスト，ベリンガーコート 1304 (72)発明者ノームシェンドンアメリカ合衆国，カリフォルニア州，サンカルロス，ノーザムアヴェニュー 34

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケミカルメカニカルポリシング装置で基
板を研磨する方法であって、前記基板を回転させる、基板回転のステップと、ポリシングパッドを回転させる、ポリシングパッド回転
のステップと、前記基板を前記ポリシングパッドに接触させる、接触の
ステップと、前記ポリシングパッドの中心ポートからスラリ液を分散
させる、分散のステップとを有する方法。
【請求項２】前記基板が前記中心ポートの上に位置し
ていないときには第１の流量でスラリを分散し、前記基
板が前記中心ポートの上に位置しているときには第２の
流量でスラリを分散する、分散の工程を、前記分散のス
テップが有する請求項１に記載の方法。
【請求項３】前記第２の流量が前記第１の流量よりも
高い請求項２に記載の方法。
【請求項４】前記分散のステップが、前記中心ポート
の中にスラリを間欠的なパルスでポンプ輸送する工程を
有する請求項１に記載の方法。
【請求項５】前記分散のステップが、キャリアヘッド
による圧力に打ち克つに充分高い流量をもって、前記間
欠的なパルスで前記スラリをポンプ輸送する工程を有す
る請求項４に記載の方法。
【請求項６】ケミカルメカニカルポリシング装置であ
って、回転するポリシングパッドと、前記ポリシングパッドの表面にスラリを供給する分散の
手段と、前記ポリシングパッドの前記表面の上方に配置され前記
ポリシングパッド全面をスイープする、可とう性の部材
とを備えるケミカルメカニカルポリシング装置。
【請求項７】前記可とう性の部材が、前記ポリシング
パッドのエッジから前記ポリシングパッドの実質的な中
心にまで伸びる請求項６に記載のケミカルメカニカルポ
リシング装置。
【請求項８】前記可とう性の部材が、実質的に線形で
ある請求項７に記載のケミカルメカニカルポリシング装
置。
【請求項９】前記可とう性の部材を前記ポリシングパ
ッドから隔てるギャップを有する請求項６に記載のケミ
カルメカニカルポリシング装置。
【請求項１０】前記可とう性の部材が、前記ポリシン
グパッドの前記表面に接触する請求項６に記載のケミカ
ルメカニカルポリシング装置。
【請求項１１】前記ポリシングパッドの前記表面の上
方に配置される第２の可とう性部材を更に備える請求項
６に記載のケミカルメカニカルポリシング装置。
【請求項１２】前記可とう性の部材が、傾斜したエッ
ジを有する請求項６に記載のケミカルメカニカルポリシ
ング装置。
【請求項１３】前記ポリシングパッドのエッジから前
記ポリシングパッドの実質的な中心まで伸びる堅固なア
ームを更に備え、前記可とう性の部材が前記アームに接
続する請求項６に記載のケミカルメカニカルポリシング
装置。
【請求項１４】前記アームに接続され、前記アーム
を、前記ポリシングパッドの前記表面の上で移動させ
る、ロータリーモーターを更に備える請求項１３に記載
のケミカルメカニカルポリシング装置。
【請求項１５】基板を前記ポリシングパッドに押し付
けるためのキャリアヘッドと、前記キャリアヘッド及び
前記アームの運動を制御して、これらの間に衝突が生じ
ないようにするための制御システムとを更に備える請求
項１４に記載のケミカルメカニカルポリシング装置。