JPH09248752A - デバイスウエハ表面平坦化研磨加工方法及びその装置 - Google Patents

デバイスウエハ表面平坦化研磨加工方法及びその装置

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JPH09248752A
JPH09248752A JP5345096A JP5345096A JPH09248752A JP H09248752 A JPH09248752 A JP H09248752A JP 5345096 A JP5345096 A JP 5345096A JP 5345096 A JP5345096 A JP 5345096A JP H09248752 A JPH09248752 A JP H09248752A
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JP
Japan
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polishing
device wafer
tape
mounting table
transfer mechanism
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Application number
JP5345096A
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English (en)
Inventor
Nobukazu Hosogai
信和 細貝
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Sanshin Co Ltd
Original Assignee
Sanshin Co Ltd
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Publication date
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 デバイスウエハの表面をデバイスウエハの回
転作用、デバイスウエハの送り作用及び研磨テープの一
方向移送作用の複合作用により研磨加工することがで
き、それだけデバイスパターンの大小、粗密の状態にか
かわらず、凸部のみを優先的に研磨加工することにな
り、デバイスウエハ表面の全面平坦性及び表面粗さを向
上することができる。 【解決手段】 デバイスウエハWを載置可能な載置台9
と、載置台の対向位置にて研磨テープTを連続移送させ
ると共に研磨テープを折返案内して形成された研磨部3
3をもつテープ移送機構11と、載置台又はテープ移送
機構を移動させる移動機構2と、載置台又はテープ移送
機構を回転させる回転機構3とを備えてなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は例えばメモリ、ロジ
ックデバイス等のデバイス化途中の層間膜の表面の平坦
化に用いられるデバイスウエハ表面平坦化研磨加工方法
及びその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種のデバイスウエハは、例えば図1
2の如く、シリコンウエハa上にアルミニュウーム等の
導電性金属からなる第一層の配線パターンbを形成し、
図13の如く、この配線パターンb上にSiO2系等の
高誘電体金属からなる層間膜cを形成し、図14の如
く、層間膜cの表面をプラナリゼーションと称する平坦
化加工技術により平坦化すると共にコンタクトホールd
を形成し、図15の如く、第二層の配線パターンeを形
成し、以下同様に第二層の配線パターンe上に層間膜を
形成したのち、層間絶縁膜cの表面をプラナリゼーショ
ンと称する平坦化加工技術により平坦化し、順次四層、
五層或いは六層等に積層し、高度な多層配線構造を実現
したものである。
【0003】ところでこれらデバイスウエハWの平坦化
装置としては、ラップ盤が用いられ、デバイスウエハの
平坦化は、デバイスパターンの大小、粗密の下地の状態
にかかわらず、凸部のみを優先的に、かつ表面全面を凹
凸のない平面に均一に除去しなければならないとされ、
加工マージンが極めて少ないことも相俟って、ラップ盤
の加工条件は極めて厳しい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】しかしながら上記従来構造の場合、デバイ
スウエハ自体の径大化傾向に伴い、ラップ盤が大型化す
ると共にこれによりデバイスウエハの取り扱いも困難と
なり易く、それだけ作業性が低下しているという不都合
を有している。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決することを目的とするもので、本発明のうち、請
求項1記載の発明は、デバイスウエハを載置台に載置
し、テープ移送機構により研磨テープを連続移送させる
と共に該研磨テープを折返案内して形成された研磨部を
該載置台の対向位置に配置し、移動機構により載置台又
はテープ移送機構を移動させると共に回転機構により載
置台又はテープ移送機構を回転させることにより研磨部
によってデバイスウエハの表面の研磨加工を行うことを
特徴とするデバイスウエハ表面平坦化研磨加工方法にあ
る。
【0007】又、請求項2記載の発明は、デバイスウエ
ハを載置可能な載置台と、該載置台の対向位置にて研磨
テープを連続移送させると共に該研磨テープを折返案内
して形成された研磨部をもつテープ移送機構と、該載置
台又はテープ移送機構を移動させる移動機構と、該載置
台又はテープ移送機構を回転させる回転機構とを具備し
たことを特徴とするデバイスウエハ表面平坦化研磨加工
装置にある。
【0008】又、請求項3記載の発明は、上記載置台又
はテープ移送機構を揺振運動させる揺振機構を具備した
ことを特徴とするものであり、又、請求項4記載の発明
は、上記回転機構として、上記載置台又はテープ移送機
構を偏心回転運動又は遊星回転運動させるように構成し
たことを特徴とするものであり、又、請求項5記載の発
明は、上記研磨部によるデバイスウエハの研磨終点を検
出する検出部が設けられていることを特徴とするもので
ある。
【0009】
【発明の実施の形態】図1乃至図11は本発明の実施の
形態例を示し、図1乃至図6は第一形態例、図7、図8
は第二形態例、図9、図10は第三形態例、図11は第
四形態例である。
【0010】図1乃至図6の第一形態例において、1は
機台、2は移動機構、3は回転機構であって、この場合
機台1上に摺動部4により前後方向に移動自在に前後ス
ライド台5を配設し、この前後スライド台5を前後移動
用モータ6及びボールネジ機構7により往復移動可能に
設け、この前後スライド台5上に回転軸8により回転自
在にして図外の吸着固定機構等によりデバイスウエハW
を位置決め状態で固定載置可能な載置台9を配設し、載
置台9を回転機構3としての回転用モータ10により回
転軸8の軸線Oを中心として回転させるように構成して
いる。
【0011】11はテープ移送機構、12は上下動機
構、13は揺振機構であって、この場合機台1の後部に
機体14を立設し、機体14の前部に上下移動台15を
摺動部16により上下動作可能に設け、この上下移動台
15を上下させる上下動用モータ17及びボールネジ機
構18を設け、上下移動台15の前部に揺振台19を摺
動部20により左右の横方向に揺振動作可能に設け、こ
の揺振台19に揺振用モータ21を取付け、上下移動台
15に対向一対のガイド杆22を取付け、ガイド杆22
の間に上記揺振用モータ21の主軸に取り付けた偏心カ
ムロール23を挟装状態に配置し、偏心カムロール23
の回転とガイド杆22の作用により揺振台19を揺振さ
せるように構成している。
【0012】またこの場合、上記揺振台19に取付機枠
24を取付け、取付機枠24の前側上下にポリエステル
フィルム、メタル、クロス等の基材に酸化アルミニュウ
ム、酸化クロム、シリコンカーバイド、ダイヤモンド等
の所定粒度の研磨粒子をコーティング又は結合してなる
幅広の研磨テープTの実巻リール25及び巻取リール2
6を軸着し、実巻リール25を繰出回転させる繰出用モ
ータ27を設け、かつ巻取リール26及び送りロール2
8を巻取回転させる巻取用モータ29を設け、実巻リー
ル25から引き出した研磨テープTをガイドロール30
・31・32及び研磨部33により折り返し案内し、ガ
イドロール34、送りロール28及びガイドロール35
を介して巻取リール26に巻回し、実巻リール25及び
巻取リール26を回転させながら送りロール28により
研磨テープTを一方向に連続移送させるように構成して
いる。
【0013】この場合研磨部33は、上記取付機枠24
の中央部下部に取付部材36を取付け、取付部材36の
下部中央位置に研磨パッド37としての押圧ロールを配
置すると共に上部両側に案内ロール38・38を配置
し、研磨パッド37を境にして案内ロール38・38に
より研磨テープTを折り返し案内し、これにより研磨パ
ッド37としての押圧ロールの軸線方向に延びる直線状
の研磨部分Nを形成している。
【0014】この場合、研磨パッド37は図示省略のバ
ネ部材、空圧アクチュエータ、ゴム等の弾性体を用いた
弾圧機構により研磨テープTの裏面を弾圧し、デバイス
ウエハWの表面に対しての適宜な研磨圧力を得るように
構成されている。
【0015】39は検出部であって、タイマー手段、光
干渉式膜厚計、例えば顕微鏡式自動計測器やCCDカメ
ラ等の高さ検出センサが用いられ、研磨終点の検出信号
により以降の研磨加工を終了するように構成している。
【0016】この実施の第一形態例は上記構成であるか
ら、デバイス化途中のデバイスウエハWの層間膜の表面
の平坦化に際し、デバイスウエハWを載置台9上に載置
して図外の吸着固定機構等により固定し、加工条件に応
じて乾式状態又は加工部位に研磨液、例えば表面を軟化
させる化学液を含む研磨液を供給する湿式状態の雰囲気
において、載置台9を移動機構2により移動させると共
に回転機構により回転させ、一方テープ移送機構12に
より研磨テープTを図中R方向の一方向に移送させ、上
下動機構12によりデバイスウエハWに対向配置された
研磨部33をデバイスウエハWの表面に圧接することに
より平坦化研磨加工が行われることになる。
【0017】したがって、デバイスウエハWの表面を、
デバイスウエハWの回転作用、デバイスウエハWの送り
作用及び研磨テープTの一方向移送作用の複合作用によ
り研磨加工することができ、それだけデバイスパターン
Wの大小、粗密の状態にかかわらず、凸部のみを優先的
に研磨加工することになり、デバイスウエハW表面の全
面平坦性及び表面粗さを向上することができると共にデ
バイスウエハWの径大化に対しての装置の大型化を抑制
することができ、それだけ作業性を向上することができ
る。
【0018】又、この場合テープ移送機構11を揺振運
動させる揺振機構13を具備しているから、上記三つの
複合作用に加えて、研磨テープTは図中S方向に揺振運
動し、この揺振運動による研磨作用が付加され、それだ
け良好に平坦化研磨加工を行うことができる。
【0019】図7、図8の実施の第二形態例は回転機構
3の別例構造を示し、この場合上記前後スライド5上に
回転盤40を軸線Oを中心として回転自在に配置し、回
転盤40上に軸線Oより偏心した軸線Pを中心として回
転する載置台9を配置し、載置台9上に上記同様にデバ
イスウエハWを固定し、軸線Oを中心として回転盤40
を回転させると共に軸線Oより偏心した軸線Pを中心と
して載置台9を回転させ、これにより一枚のデバイスウ
エハWを公転自転の偏心回転運動させるように構成した
もである。
【0020】図9、図10の実施の第三形態例も回転機
構3の別例構造を示し、この場合上記前後スライド5上
に回転盤40を軸線Oを中心として回転自在に配置し、
回転盤40上に軸線Oより偏心した四個の軸線Pを中心
として回転する四個の載置台9を配置し、各載置台9上
に上記同様にデバイスウエハWを固定し、軸線Oを中心
として回転盤40を回転させると共に軸線Oより偏心し
た軸線Pを中心として各載置台9を回転させ、これによ
り四枚のデバイスウエハWを公転自転の遊星回転運動さ
せるように構成したものである。
【0021】この第二及び第三形態例にあっては、上記
三つの研磨作用からなる複合作用のうちの、デバイスウ
エハWの回転において、デバイスウエハWを公転自転の
偏心回転運動又は遊星回転運動を伴って研磨加工するこ
とができ、デバイスウエハWの仕様により良好な研磨加
工を行うことができる。
【0022】又、この場合上記研磨部33によるデバイ
スウエハWの研磨終わりの終点を検出する検出部39が
設けられているから、一般的に0.2〜0.3μmの加
工マージンとされる加工条件において良好に研磨加工す
ることができる。
【0023】図11の実施の第四形態例は研磨部33の
別例構造を示し、この場合研磨部33は、上記取付機枠
24の中央部下部に取付部材36を取付け、取付部材3
6の下部中央位置に研磨パッド37としての研磨テープ
Tと略同じ幅のブロック体を配置すると共に両側に案内
ロール38・38を配置し、研磨パッド37を境にして
案内ロール38・38により研磨テープTを折り返し案
内し、この研磨パッド37により平面状の研磨部分Nを
形成し、研磨パッド37により図示省略のバネ部材、空
圧アクチュエータ、ゴム等の弾性体を用いた弾圧機構に
より研磨テープTの裏面を弾圧し、デバイスウエハWの
表面に対しての適宜な研磨圧力を得るように構成されて
いる。
【0024】この第四形態例にあっては、研磨部33を
上記第一形態例に示す直線状の研磨部分Nと異なり、平
面状の研磨部分Nにより研磨加工がなされ、デバイスウ
エハWの仕様により良好な研磨加工を行うことができ
る。
【0025】尚、本発明は上記実施の形態例に示す移動
機構、回転機構、テープ移送機構、揺振機構等の構造に
限られるものではなく、又、上記実施例とは逆に、テー
プ移送機構11を移動させる移動機構を採用すると共に
テープ移送機構11を回転させる回転機構を採用した
り、又、載置台9を揺振運動させる揺振機構を採用して
も同様である。
【0026】
【発明の効果】本発明は上述の如く、請求項1又は2記
載の発明にあっては、デバイス化途中のデバイスウエハ
の層間膜の表面の平坦化に際し、デバイスウエハを載置
台上に載置し載置台又はテープ移送機構を移動機構によ
り移動させると共に回転機構により回転させ、一方テー
プ移送機構により研磨テープを一方向に移送させ、デバ
イスウエハに対向配置された研磨部をデバイスウエハの
表面に圧接することにより平坦化研磨加工を行うことが
でき、よってデバイスウエハの表面をデバイスウエハの
回転作用、デバイスウエハの送り作用及び研磨テープの
一方向移送作用の複合作用により研磨加工することがで
き、それだけデバイスパターンの大小、粗密の状態にか
かわらず、凸部のみを優先的に研磨加工することにな
り、デバイスウエハ表面の全面平坦性及び表面粗さを向
上することができると共にデバイスウエハの径大化に対
しての装置の大型化を抑制することができ、それだけ作
業性を向上することができる。
【0027】又、請求項3記載の発明にあっては、上記
載置台又はテープ移送機構を揺振運動させる揺振機構を
具備しているから、上記三つの複合作用に加えて、研磨
テープの揺振運動による研磨作用が付加され、それだけ
良好に平坦化研磨加工を行うことができ、又、請求項4
記載の発明にあっては、上記三つの研磨作用からなる複
合作用のうちの、デバイスウエハの回転において、デバ
イスウエハを公転自転の偏心回転運動又は遊星回転運動
を伴って研磨加工することができ、デバイスウエハの仕
様により良好な研磨加工を行うことができ、又、請求項
5記載の発明にあっては、研磨部によるデバイスウエハ
の研磨終わりの終点を検出する検出部が設けられている
から、微小な加工マージンとされる加工条件において良
好に研磨加工することができる。
【0028】以上、所期の目的を充分達成することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第一形態例の全体側断面図であ
る。
【図2】本発明の実施の第一形態例の全体正断面図であ
る。
【図3】本発明の実施の第一形態例の全体平面図であ
る。
【図4】本発明の実施の第一形態例の部分拡大側断面図
である。
【図5】本発明の実施の第一形態例の説明平面図であ
る。
【図6】本発明の実施の第一形態例の説明斜視図であ
る。
【図7】本発明の実施の第二形態例の説明平面図であ
る。
【図8】本発明の実施の第二形態例の説明斜視図であ
る。
【図9】本発明の実施の第三形態例の説明平面図であ
る。
【図10】本発明の実施の第三形態例の説明斜視図であ
る。
【図11】本発明の実施の第四形態例の部分拡大側断面
図である。
【図12】デバイスウエハの製作工程図である。
【図13】デバイスウエハの製作工程図である。
【図14】デバイスウエハの製作工程図である。
【図15】デバイスウエハの製作工程図である。
【符号の説明】
W デバイスウエハ T 研磨テープ 2 移動機構 3 回転機構 9 載置台 11 テープ移送機構 13 揺振機構 33 研磨部 39 検出部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 デバイスウエハを載置台に載置し、テー
    プ移送機構により研磨テープを連続移送させると共に該
    研磨テープを折返案内して形成された研磨部を該載置台
    の対向位置に配置し、移動機構により載置台又はテープ
    移送機構を移動させると共に回転機構により載置台又は
    テープ移送機構を回転させることにより研磨部によって
    デバイスウエハの表面の研磨加工を行うことを特徴とす
    るデバイスウエハ表面平坦化研磨加工方法。
  2. 【請求項2】 デバイスウエハを載置可能な載置台と、
    該載置台の対向位置にて研磨テープを連続移送させると
    共に該研磨テープを折返案内して形成された研磨部をも
    つテープ移送機構と、該載置台又はテープ移送機構を移
    動させる移動機構と、該載置台又はテープ移送機構を回
    転させる回転機構とを具備したことを特徴とするデバイ
    スウエハ表面平坦化研磨加工装置。
  3. 【請求項3】 上記載置台又はテープ移送機構を揺振運
    動させる揺振機構を具備したことを特徴とする請求項2
    記載のデバイスウエハ表面平坦化研磨加工装置。
  4. 【請求項4】 上記回転機構として、上記載置台又はテ
    ープ移送機構を偏心回転運動又は遊星回転運動させるよ
    うに構成したことを特徴とする請求項2又は3記載のデ
    バイスウエハ表面平坦化研磨加工装置。
  5. 【請求項5】 上記研磨部によるデバイスウエハの研磨
    終点を検出する検出部が設けられていることを特徴とす
    る請求項2乃至4記載のデバイスウエハ表面平坦化研磨
    加工装置。
JP5345096A 1996-03-11 1996-03-11 デバイスウエハ表面平坦化研磨加工方法及びその装置 Pending JPH09248752A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003022522A1 (fr) * 2001-09-10 2003-03-20 Nihon Micro Coating Co., Ltd. Machine a polir
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