JPH10217112A - Ｃｍｐ装置 - Google Patents
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- JPH10217112A JPH10217112A JP3842797A JP3842797A JPH10217112A JP H10217112 A JPH10217112 A JP H10217112A JP 3842797 A JP3842797 A JP 3842797A JP 3842797 A JP3842797 A JP 3842797A JP H10217112 A JPH10217112 A JP H10217112A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/27—Work carriers
- B24B37/30—Work carriers for single side lapping of plane surfaces
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 装置の長寿命化と研磨精度の向上を図ること
ができると共に、ウエハの飛び出しと傷付きを防止する
ことができ、しかも、押圧用パッドを所望の弾性に調整
可能なＣＭＰ装置を提供する。 【解決手段】 キャリア１と、キャリア１の下面に開口
する空気通路４０から空気を吸引するウエハ吸着機構４
と、軟質性パッド２１０を介して硬質性研磨パッド２２
０が貼られた定盤３００とを具備している。そして、ウ
エハ１００を保持するキャリア１の下面に、厚さが５ｍ
ｍという薄手の多孔質なテフロン７を貼り付けた。これ
により、テフロン７でウエハ１００の裏面を水平に維持
すると共に、ウエハ１００の表面に現れる反りや厚みの
偏りを軟質性パッド２１０と硬質性研磨パッド２２０と
で吸収する。
ができると共に、ウエハの飛び出しと傷付きを防止する
ことができ、しかも、押圧用パッドを所望の弾性に調整
可能なＣＭＰ装置を提供する。 【解決手段】 キャリア１と、キャリア１の下面に開口
する空気通路４０から空気を吸引するウエハ吸着機構４
と、軟質性パッド２１０を介して硬質性研磨パッド２２
０が貼られた定盤３００とを具備している。そして、ウ
エハ１００を保持するキャリア１の下面に、厚さが５ｍ
ｍという薄手の多孔質なテフロン７を貼り付けた。これ
により、テフロン７でウエハ１００の裏面を水平に維持
すると共に、ウエハ１００の表面に現れる反りや厚みの
偏りを軟質性パッド２１０と硬質性研磨パッド２２０と
で吸収する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ウエハ表面の平
坦化を行うためのＣＭＰ（Chemical MechanicalPolishi
ng）装置に関するものである。
坦化を行うためのＣＭＰ（Chemical MechanicalPolishi
ng）装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体デバイスの高密度化，高集
積化に伴い、大容量のＵＬＳＩ（超ＬＳＩ）の製造が盛
んになっている。このＵＬＳＩ製造工程においては、多
層膜の平坦化技術が必要であり、ＣＭＰ装置は、そのた
めに用いられる。図１１はＣＭＰ装置による平坦化動作
の一例を示す断面図である。図１１の（ａ）に示すよう
に、Ｓｉ基板１０１の上面にＳｉＯ2の酸化膜１０２を
積層したウエハ１００の表面を、ＣＭＰ装置を用いて研
磨する場合には、図１１の（ｂ）に示すように、酸化膜
１０２の凹凸部分を取り去って、その表面が平坦になる
ように研磨する。しかし、実際のウエハ１００は、図１
２に示すように、反りや厚みの偏りがあり、このような
ウエハ１００をＣＭＰ装置で平坦化することはなかなか
困難であった。
積化に伴い、大容量のＵＬＳＩ（超ＬＳＩ）の製造が盛
んになっている。このＵＬＳＩ製造工程においては、多
層膜の平坦化技術が必要であり、ＣＭＰ装置は、そのた
めに用いられる。図１１はＣＭＰ装置による平坦化動作
の一例を示す断面図である。図１１の（ａ）に示すよう
に、Ｓｉ基板１０１の上面にＳｉＯ2の酸化膜１０２を
積層したウエハ１００の表面を、ＣＭＰ装置を用いて研
磨する場合には、図１１の（ｂ）に示すように、酸化膜
１０２の凹凸部分を取り去って、その表面が平坦になる
ように研磨する。しかし、実際のウエハ１００は、図１
２に示すように、反りや厚みの偏りがあり、このような
ウエハ１００をＣＭＰ装置で平坦化することはなかなか
困難であった。
【０００３】そこで、従来のＣＭＰ装置では、図１３に
示す方式で反りなどがあるウエハ１００の平坦化を行っ
ていた。図１３の（ａ）は、いわゆる裏面基準方式によ
る平坦化を示す断面図である。図１３（ａ）において、
符号１がキャリアであり、このキャリア１は、ウエハ１
００を保持するための保持体２と、キャリア軸３とを具
備し、ウエハ１００を定盤３００上で研磨する。具体的
には、保持体２の内側に、空気通路４０と連通する多数
の孔２０１を有した発泡ウレタン製の硬質性パッド２０
０が貼り付けられている。また、定盤３００上には、軟
質性パッド２１０（例えば、不織布パッドである「Ｓｕ
ｂａ４００」）と、硬質性研磨パッド２２０（例えば、
発泡ウレタン製の研磨パッドである「ＩＣ１０００」）
とが積層状態で貼り付けられている。これにより、保持
体２の空気通路４０と硬質性パッド２００の孔２０１と
を介して、ウエハ１００を硬質性パッド２００の下側に
吸着して、ウエハ１００を定盤３００の硬質性研磨パッ
ド２２０上まで運んだ後、吸着力を解放し、ウエハ１０
０をキャリア１で回転する定盤３００上に押圧しなが
ら、キャリア１を自転させることにより、ウエハ１００
を研磨する。この際、ウエハ１００の裏面１００ｂは、
硬質性パッド２００によって押圧されて平坦になり、反
りや厚みの偏りの影響は、ウエハ１００の表面１００ａ
側に出てくる。しかし、表面１００ａ側には、軟質性パ
ッド２１０があるので、硬質性研磨パッド２２０が軟質
性パッド２１０と共に表面１００ａの湾曲形状に沿って
凹む。このため、表面１００ａが硬質性研磨パッド２２
０によって一定厚さだけ研磨されることとなり、ウエハ
１００の平坦化が達成される。
示す方式で反りなどがあるウエハ１００の平坦化を行っ
ていた。図１３の（ａ）は、いわゆる裏面基準方式によ
る平坦化を示す断面図である。図１３（ａ）において、
符号１がキャリアであり、このキャリア１は、ウエハ１
００を保持するための保持体２と、キャリア軸３とを具
備し、ウエハ１００を定盤３００上で研磨する。具体的
には、保持体２の内側に、空気通路４０と連通する多数
の孔２０１を有した発泡ウレタン製の硬質性パッド２０
０が貼り付けられている。また、定盤３００上には、軟
質性パッド２１０（例えば、不織布パッドである「Ｓｕ
ｂａ４００」）と、硬質性研磨パッド２２０（例えば、
発泡ウレタン製の研磨パッドである「ＩＣ１０００」）
とが積層状態で貼り付けられている。これにより、保持
体２の空気通路４０と硬質性パッド２００の孔２０１と
を介して、ウエハ１００を硬質性パッド２００の下側に
吸着して、ウエハ１００を定盤３００の硬質性研磨パッ
ド２２０上まで運んだ後、吸着力を解放し、ウエハ１０
０をキャリア１で回転する定盤３００上に押圧しなが
ら、キャリア１を自転させることにより、ウエハ１００
を研磨する。この際、ウエハ１００の裏面１００ｂは、
硬質性パッド２００によって押圧されて平坦になり、反
りや厚みの偏りの影響は、ウエハ１００の表面１００ａ
側に出てくる。しかし、表面１００ａ側には、軟質性パ
ッド２１０があるので、硬質性研磨パッド２２０が軟質
性パッド２１０と共に表面１００ａの湾曲形状に沿って
凹む。このため、表面１００ａが硬質性研磨パッド２２
０によって一定厚さだけ研磨されることとなり、ウエハ
１００の平坦化が達成される。
【０００４】一方、図１３の（ｂ）は、いわゆる表面基
準方式による平坦化を示す断面図である。この方式で
は、保持体２の内側に、空気通路４０と連通する多数の
孔２３１を有した軟質性パッド２３０（例えば、スエー
ドタイプである「Ｒ２００」）が貼り付けられ、定盤３
００上には、硬質性研磨パッド２２０が貼り付けられて
いる。これにより、ウエハ１００の表面１００ａが、硬
質性研磨パッド２２０により押されて、平坦になり、反
りや厚みの偏りの影響は裏面１００ｂ側に出てくる。し
かし、裏面１００ｂ側には、軟質性パッド２３０がある
ので、軟質性パッド２３０が裏面１００ｂの湾曲形状に
沿って変形する。このため、平坦な表面１００ａが、硬
質性研磨パッド２２０によって一定厚さだけ研磨され、
平坦化される。
準方式による平坦化を示す断面図である。この方式で
は、保持体２の内側に、空気通路４０と連通する多数の
孔２３１を有した軟質性パッド２３０（例えば、スエー
ドタイプである「Ｒ２００」）が貼り付けられ、定盤３
００上には、硬質性研磨パッド２２０が貼り付けられて
いる。これにより、ウエハ１００の表面１００ａが、硬
質性研磨パッド２２０により押されて、平坦になり、反
りや厚みの偏りの影響は裏面１００ｂ側に出てくる。し
かし、裏面１００ｂ側には、軟質性パッド２３０がある
ので、軟質性パッド２３０が裏面１００ｂの湾曲形状に
沿って変形する。このため、平坦な表面１００ａが、硬
質性研磨パッド２２０によって一定厚さだけ研磨され、
平坦化される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
のＣＭＰ装置では、次のような問題があった。まず、第
１の問題は、保持体２に貼り付けられる硬質性パッド２
００や軟質性パッド２３０の弾性回復率が悪い点であ
る。硬質性パッド２００として一般に用いられている発
泡ウレタン製のパッドは、弾性回復率が８０％程度であ
るので、短期間の使用で元に戻らなくなり、寿命が短
い。特に、軟質性パッド２３０として一般に用いられて
いる「Ｒ２００」は、弾性回復率が製品によって７０〜
９８％内でばらついているので、弾性回復率が悪い製品
に当たった場合には、軟質性パッド２３０自体が短命で
あるだけでなく、研磨精度が短期間で劣化する。つま
り、軟質性パッド２３０がウエハ１００の裏面１００ｂ
の湾曲形状に沿って弾性的に凹むことで、ウエハ１００
の表面１００ａに均一な圧力が加わり、表面１００ａが
平坦に保持された状態で、均一に研磨されるが、軟質性
パッド２３０の弾性が劣化して、軟質性パッド２３０が
裏面１００ｂの湾曲形状に対応した変形をしなくなる
と、軟質性パッド２３０からウエハ１００に加わる圧力
に偏りが生じ、表面１００ａの研磨速度が部分的に異な
るからである。
のＣＭＰ装置では、次のような問題があった。まず、第
１の問題は、保持体２に貼り付けられる硬質性パッド２
００や軟質性パッド２３０の弾性回復率が悪い点であ
る。硬質性パッド２００として一般に用いられている発
泡ウレタン製のパッドは、弾性回復率が８０％程度であ
るので、短期間の使用で元に戻らなくなり、寿命が短
い。特に、軟質性パッド２３０として一般に用いられて
いる「Ｒ２００」は、弾性回復率が製品によって７０〜
９８％内でばらついているので、弾性回復率が悪い製品
に当たった場合には、軟質性パッド２３０自体が短命で
あるだけでなく、研磨精度が短期間で劣化する。つま
り、軟質性パッド２３０がウエハ１００の裏面１００ｂ
の湾曲形状に沿って弾性的に凹むことで、ウエハ１００
の表面１００ａに均一な圧力が加わり、表面１００ａが
平坦に保持された状態で、均一に研磨されるが、軟質性
パッド２３０の弾性が劣化して、軟質性パッド２３０が
裏面１００ｂの湾曲形状に対応した変形をしなくなる
と、軟質性パッド２３０からウエハ１００に加わる圧力
に偏りが生じ、表面１００ａの研磨速度が部分的に異な
るからである。
【０００６】第２の問題は、ウエハ１００の表面１００
ａに多数のえくぼ状の凹みが発生する点である。すなわ
ち、図１３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、硬質性パ
ッド２００や軟質性パッド２３０には、空気通路４０に
連通する直径１ｍｍ〜２ｍｍの孔２０１，２３１が穿設
されている。キャリア１がウエハ１００を定盤３００上
に運ぶ際には、空気通路４０及び孔２０１（２３１）か
ら空気を吸入して、ウエハ１００を硬質性パッド２００
（軟質性パッド２３０）に吸着するが、ウエハ１００を
研磨する際には、吸着力を解放するので、ウエハ１００
が部分的に孔２０１（２３１）内に吸引されることはな
い。しかし、研磨時には、ウエハ１００に対して下方に
「５００ｇ／平方センチメートル」の大きな圧力が加わ
る。このため、図１４に示すように、孔２０１（２３
１）に位置するウエハ１００の部分が孔２０１（２３
１）内に押し入れられ、表面１００ａにえくぼ状の凹み
１００ｃが発生することとなる。特に軟質系パッドは表
面が研磨材で
ａに多数のえくぼ状の凹みが発生する点である。すなわ
ち、図１３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、硬質性パ
ッド２００や軟質性パッド２３０には、空気通路４０に
連通する直径１ｍｍ〜２ｍｍの孔２０１，２３１が穿設
されている。キャリア１がウエハ１００を定盤３００上
に運ぶ際には、空気通路４０及び孔２０１（２３１）か
ら空気を吸入して、ウエハ１００を硬質性パッド２００
（軟質性パッド２３０）に吸着するが、ウエハ１００を
研磨する際には、吸着力を解放するので、ウエハ１００
が部分的に孔２０１（２３１）内に吸引されることはな
い。しかし、研磨時には、ウエハ１００に対して下方に
「５００ｇ／平方センチメートル」の大きな圧力が加わ
る。このため、図１４に示すように、孔２０１（２３
１）に位置するウエハ１００の部分が孔２０１（２３
１）内に押し入れられ、表面１００ａにえくぼ状の凹み
１００ｃが発生することとなる。特に軟質系パッドは表
面が研磨材で
【０００７】第３の問題は、ウエハ１００が研磨中にキ
ャリア１から飛び出して破損するおそれがある点であ
る。すなわち、キャリア１はウエハ１００を保持しなが
ら高速回転し、しかも、定盤３００も回転しているの
で、ウエハ１００が、何らかのはずみでキャリア１から
飛び出すことがある。これに対処するには、研磨中も、
空気をキャリア１の空気通路４０及び孔２０１（２３
１）から吸引することにより、ウエハ１００を吸着する
ことが好ましい。しかし、このように、孔２０１（２３
１）に吸引力を働かせると、えくぼ状の凹み１００ｃが
さらに深くなり、表面１００ａの状態がさらに悪くなっ
てしまう。
ャリア１から飛び出して破損するおそれがある点であ
る。すなわち、キャリア１はウエハ１００を保持しなが
ら高速回転し、しかも、定盤３００も回転しているの
で、ウエハ１００が、何らかのはずみでキャリア１から
飛び出すことがある。これに対処するには、研磨中も、
空気をキャリア１の空気通路４０及び孔２０１（２３
１）から吸引することにより、ウエハ１００を吸着する
ことが好ましい。しかし、このように、孔２０１（２３
１）に吸引力を働かせると、えくぼ状の凹み１００ｃが
さらに深くなり、表面１００ａの状態がさらに悪くなっ
てしまう。
【０００８】第４の問題は、パッドに所望の弾性を得る
ことが困難な点である。例えば、図１３の（ａ）におい
ては、発泡ウレタン製の硬質性パッド２００と「Ｓｕｂ
ａ４００」による軟質性パッド２１０と「ＩＣ１００
０」による硬質性研磨パッド２２０とを各１枚用いた構
造となっているが、ウエハ１００の種類によっては、こ
れらのパッドの厚さを変えて、その変形量を変えたい場
合がある。しかし、これらのパッドの厚さは、規格化さ
れているので、上記のように変形量を変える場合には、
例えば、２枚の硬質性パッド２００を重ねて保持体２の
内側に貼り付け、１枚の硬質性研磨パッド２２０の下に
３枚の軟質性パッド２１０を重ねて定盤３００に貼り付
けることとなる。このように、同一厚さのパッドを重ね
ると、厚さが離散的になるので、所望の厚さに設定する
ことが困難であり、微妙な変形量の調整が難しかった。
ことが困難な点である。例えば、図１３の（ａ）におい
ては、発泡ウレタン製の硬質性パッド２００と「Ｓｕｂ
ａ４００」による軟質性パッド２１０と「ＩＣ１００
０」による硬質性研磨パッド２２０とを各１枚用いた構
造となっているが、ウエハ１００の種類によっては、こ
れらのパッドの厚さを変えて、その変形量を変えたい場
合がある。しかし、これらのパッドの厚さは、規格化さ
れているので、上記のように変形量を変える場合には、
例えば、２枚の硬質性パッド２００を重ねて保持体２の
内側に貼り付け、１枚の硬質性研磨パッド２２０の下に
３枚の軟質性パッド２１０を重ねて定盤３００に貼り付
けることとなる。このように、同一厚さのパッドを重ね
ると、厚さが離散的になるので、所望の厚さに設定する
ことが困難であり、微妙な変形量の調整が難しかった。
【０００９】第５の問題は、裏面側のパッドの組成がス
ラリによって変成することである。すなわち、研磨材で
あるスラリには、アルカリ，酸などの化学物質が含まれ
ており、この化学物質によって、硬質性パッド２００
（軟質性パッド２３０）の組成が変わり、変形したり、
その硬度や弾性が変化することがある。
ラリによって変成することである。すなわち、研磨材で
あるスラリには、アルカリ，酸などの化学物質が含まれ
ており、この化学物質によって、硬質性パッド２００
（軟質性パッド２３０）の組成が変わり、変形したり、
その硬度や弾性が変化することがある。
【００１０】この発明は上述した課題を解決するために
なされたもので、装置の長寿命化と研磨精度の向上を図
ることができると共に、ウエハの飛び出しと傷付きを防
止することができ、しかも、押圧用パッドを所望の弾性
に調整可能なＣＭＰ装置を提供することを目的としてい
る。
なされたもので、装置の長寿命化と研磨精度の向上を図
ることができると共に、ウエハの飛び出しと傷付きを防
止することができ、しかも、押圧用パッドを所望の弾性
に調整可能なＣＭＰ装置を提供することを目的としてい
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、ウエハ保持面に押圧用パッドが
貼り付けられたキャリアと、上記ウエハ保持面に開口す
る空気通路から空気を吸入可能なウエハ吸着機構と、軟
質性の弾性パッドを介して研磨用パッドが貼り付けられ
た定盤とを具備し、上記押圧用パッドを介して裏面から
上記ウエハを保持し、上記キャリアでウエハ表面を上記
定盤の研磨用パッドに押圧しながら上記定盤を回転させ
ることで、ウエハ表面を研磨するＣＭＰ装置において、
上記押圧用パッドを、薄手で微細な多孔質の弾性部材で
形成することにより、上記ウエハの押圧時に、ウエハ裏
面を平坦に維持するようにした構成としてある。かかる
構成により、押圧用パッドを介してキャリアでウエハを
保持し、このウエハをキャリアで研磨用パッドに押圧し
ながら、定盤を回転させると、薄手の押圧用パッドによ
り、ウエハ裏面が平坦に維持され、軟質性の弾性パッド
が変形して、ウエハ表面が研磨用パッドにより均一に押
圧される。また、ウエハ吸着機構で空気通路から空気を
吸入すると、多孔質の押圧用パッド内の空気が吸引さ
れ、ウエハが押圧用パッドに吸着される。
に、請求項１の発明は、ウエハ保持面に押圧用パッドが
貼り付けられたキャリアと、上記ウエハ保持面に開口す
る空気通路から空気を吸入可能なウエハ吸着機構と、軟
質性の弾性パッドを介して研磨用パッドが貼り付けられ
た定盤とを具備し、上記押圧用パッドを介して裏面から
上記ウエハを保持し、上記キャリアでウエハ表面を上記
定盤の研磨用パッドに押圧しながら上記定盤を回転させ
ることで、ウエハ表面を研磨するＣＭＰ装置において、
上記押圧用パッドを、薄手で微細な多孔質の弾性部材で
形成することにより、上記ウエハの押圧時に、ウエハ裏
面を平坦に維持するようにした構成としてある。かかる
構成により、押圧用パッドを介してキャリアでウエハを
保持し、このウエハをキャリアで研磨用パッドに押圧し
ながら、定盤を回転させると、薄手の押圧用パッドによ
り、ウエハ裏面が平坦に維持され、軟質性の弾性パッド
が変形して、ウエハ表面が研磨用パッドにより均一に押
圧される。また、ウエハ吸着機構で空気通路から空気を
吸入すると、多孔質の押圧用パッド内の空気が吸引さ
れ、ウエハが押圧用パッドに吸着される。
【００１２】請求項２の発明は、請求項１に記載のＣＭ
Ｐ装置において、上記薄手で微細な多孔質の弾性部材
は、厚さが５ｍｍ以下の三ふっ化塩化エチレン樹脂であ
る構成とした。かかる構成により、厚さ５ｍｍ以下の三
ふっ化塩化エチレン樹脂によって、ウエハ表面が平坦に
維持され、ウエハ吸着機構を駆動すると、ウエハがこの
三ふっ化塩化エチレン樹脂に吸着される。
Ｐ装置において、上記薄手で微細な多孔質の弾性部材
は、厚さが５ｍｍ以下の三ふっ化塩化エチレン樹脂であ
る構成とした。かかる構成により、厚さ５ｍｍ以下の三
ふっ化塩化エチレン樹脂によって、ウエハ表面が平坦に
維持され、ウエハ吸着機構を駆動すると、ウエハがこの
三ふっ化塩化エチレン樹脂に吸着される。
【００１３】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２に記載のＣＭＰ装置において、上記ウエハ裏面に接触
する上記押圧用パッドの面を凸部がない平滑な面に形成
した構成としてある。かかる構成により、ウエハ裏面が
押圧用パッドの凸部がない平滑な面に接触するので、こ
れらの面接触によって、ウエハの裏面にえくぼが発生す
ることはない。
２に記載のＣＭＰ装置において、上記ウエハ裏面に接触
する上記押圧用パッドの面を凸部がない平滑な面に形成
した構成としてある。かかる構成により、ウエハ裏面が
押圧用パッドの凸部がない平滑な面に接触するので、こ
れらの面接触によって、ウエハの裏面にえくぼが発生す
ることはない。
【００１４】請求項４の発明は、ウエハ保持面に押圧用
パッドが貼り付けられたキャリアと、上記ウエハ保持面
に開口する空気通路から空気を吸入可能なウエハ吸着機
構と、研磨用パッドが貼り付けられた定盤とを具備し、
上記押圧用パッドを介して裏面から上記ウエハを保持
し、上記キャリアでウエハ表面を上記定盤の研磨用パッ
ドに押圧しながら上記定盤を回転させることで、ウエハ
表面を研磨するＣＭＰ装置において、上記押圧用パッド
を、厚手で微細な多孔質の弾性部材で形成することによ
り、上記ウエハの押圧時に、上記弾性部材がウエハ裏面
形状に沿って変形し、上記研磨用パッドがウエハ表面を
平坦に維持するようにした構成としてある。かかる構成
により、押圧用パッドを介してキャリアでウエハを保持
し、このウエハをキャリアで研磨用パッドに押圧しなが
ら、定盤を回転させると、研磨用パッドにより、ウエハ
表面が平坦に維持され、押圧用パッドが変形して、ウエ
ハ裏面が押圧用パッドにより均一に押圧される。また、
ウエハ吸着機構で空気通路から空気を吸入すると、多孔
質の押圧用パッド内の空気が吸引され、ウエハが押圧用
パッドに吸着される。
パッドが貼り付けられたキャリアと、上記ウエハ保持面
に開口する空気通路から空気を吸入可能なウエハ吸着機
構と、研磨用パッドが貼り付けられた定盤とを具備し、
上記押圧用パッドを介して裏面から上記ウエハを保持
し、上記キャリアでウエハ表面を上記定盤の研磨用パッ
ドに押圧しながら上記定盤を回転させることで、ウエハ
表面を研磨するＣＭＰ装置において、上記押圧用パッド
を、厚手で微細な多孔質の弾性部材で形成することによ
り、上記ウエハの押圧時に、上記弾性部材がウエハ裏面
形状に沿って変形し、上記研磨用パッドがウエハ表面を
平坦に維持するようにした構成としてある。かかる構成
により、押圧用パッドを介してキャリアでウエハを保持
し、このウエハをキャリアで研磨用パッドに押圧しなが
ら、定盤を回転させると、研磨用パッドにより、ウエハ
表面が平坦に維持され、押圧用パッドが変形して、ウエ
ハ裏面が押圧用パッドにより均一に押圧される。また、
ウエハ吸着機構で空気通路から空気を吸入すると、多孔
質の押圧用パッド内の空気が吸引され、ウエハが押圧用
パッドに吸着される。
【００１５】請求項５の発明は、請求項４に記載のＣＭ
Ｐ装置において、上記厚手で微細な多孔質の弾性部材
は、厚さが８ｍｍ以上の三ふっ化塩化エチレン樹脂であ
る構成とした。かかる構成により、厚さ８ｍｍ以上の三
ふっ化塩化エチレン樹脂によって、ウエハ裏面が均一に
押圧され、ウエハ吸着機構を駆動すると、ウエハがこの
三ふっ化塩化エチレン樹脂に吸着される。
Ｐ装置において、上記厚手で微細な多孔質の弾性部材
は、厚さが８ｍｍ以上の三ふっ化塩化エチレン樹脂であ
る構成とした。かかる構成により、厚さ８ｍｍ以上の三
ふっ化塩化エチレン樹脂によって、ウエハ裏面が均一に
押圧され、ウエハ吸着機構を駆動すると、ウエハがこの
三ふっ化塩化エチレン樹脂に吸着される。
【００１６】請求項６の発明は、請求項４または請求項
５に記載のＣＭＰ装置において、上記ウエハ裏面に接触
する上記押圧用パッドの面を凸部がない平滑な面に形成
した構成としてある。
５に記載のＣＭＰ装置において、上記ウエハ裏面に接触
する上記押圧用パッドの面を凸部がない平滑な面に形成
した構成としてある。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。 （第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態に
係るＣＭＰ装置の構成を示す概略図である。このＣＭＰ
装置は、キャリア１とウエハ吸着機構４と定盤３００と
を具備している。
いて図面を参照して説明する。 （第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態に
係るＣＭＰ装置の構成を示す概略図である。このＣＭＰ
装置は、キャリア１とウエハ吸着機構４と定盤３００と
を具備している。
【００１８】キャリア１は、ウエハ１００を保持して自
転することができる部材であり、詳しくは、図２に示
す。図２に示すように、キャリア１は、ウエハ１００を
保持するための保持体２と、保持体２を上部で支持する
キャリア軸３とで構成されている。保持体２は、プレッ
シャプレート２０を下位に有し、このプレッシャプレー
ト２０の外周面には、エクステンションリング２１が下
方に突出した状態で嵌められている。これにより、ウエ
ハ１００を保持するスペース２ａがプレッシャプレート
２０の下側に画成される。また、プレッシャプレート２
０の上には、ハウジング２２が載置され、このハウジン
グ２２とプレッシャプレート２０とエクステンションリ
ング２１とが一体にボルト締めされている。そして、キ
ャリア軸３がこのような保持体２の上面中央部に嵌め込
まれて、図１に示すモータ５によって回転されるように
なっている。具体的には、枠体５１が、ベアリング５０
を介してキャリア軸３の上部に取り付けられ、この枠体
５１にモータ５が組み付けられている。モータ５は、回
転軸にギア５２を有しており、このギア５２がキャリア
軸３の上端部に取り付けられたギア５３に噛み合ってい
る。これにより、モータ５の回転力が、ギア５２，５３
を介してキャリア１に伝達され、キャリア１がキャリア
軸３の中心軸の周りで自転するようになっている。そし
て、枠体５１は、ガイド５５を介してレール５４に上下
動自在に取り付けられており、この枠体５１にシリンダ
６が連結されている。すなわち、ピストンロッド６０の
下端部が枠体５１の上面に連結されており、シリンダ６
内の空気圧力を変化させて、このピストンロッド６０を
上下させることで、枠体５１がキャリア１と一体に上昇
し、また、キャリア１を加圧するようになっている。
転することができる部材であり、詳しくは、図２に示
す。図２に示すように、キャリア１は、ウエハ１００を
保持するための保持体２と、保持体２を上部で支持する
キャリア軸３とで構成されている。保持体２は、プレッ
シャプレート２０を下位に有し、このプレッシャプレー
ト２０の外周面には、エクステンションリング２１が下
方に突出した状態で嵌められている。これにより、ウエ
ハ１００を保持するスペース２ａがプレッシャプレート
２０の下側に画成される。また、プレッシャプレート２
０の上には、ハウジング２２が載置され、このハウジン
グ２２とプレッシャプレート２０とエクステンションリ
ング２１とが一体にボルト締めされている。そして、キ
ャリア軸３がこのような保持体２の上面中央部に嵌め込
まれて、図１に示すモータ５によって回転されるように
なっている。具体的には、枠体５１が、ベアリング５０
を介してキャリア軸３の上部に取り付けられ、この枠体
５１にモータ５が組み付けられている。モータ５は、回
転軸にギア５２を有しており、このギア５２がキャリア
軸３の上端部に取り付けられたギア５３に噛み合ってい
る。これにより、モータ５の回転力が、ギア５２，５３
を介してキャリア１に伝達され、キャリア１がキャリア
軸３の中心軸の周りで自転するようになっている。そし
て、枠体５１は、ガイド５５を介してレール５４に上下
動自在に取り付けられており、この枠体５１にシリンダ
６が連結されている。すなわち、ピストンロッド６０の
下端部が枠体５１の上面に連結されており、シリンダ６
内の空気圧力を変化させて、このピストンロッド６０を
上下させることで、枠体５１がキャリア１と一体に上昇
し、また、キャリア１を加圧するようになっている。
【００１９】以上のように、モータ５によって回転され
かつシリンダ６によって加圧されるキャリア１には、裏
面基準方式でウエハ１００を研磨するためのテフロン７
（押圧用パッド）が貼り付けられている。図４は、テフ
ロン７の物性を示す表図である。図４に示すように、テ
フロン７は、三ふっ化塩化エチレン樹脂を材質とした多
孔質の弾性部材である。すなわち、直径３μｍという微
細な気孔を１平方センチメートル当たり５１００個有
し、弾性を示すヤング率は「５０ｋｇ／平方ミリメート
ル」で、その弾性回復率は８８％以上である。なお、硬
度ショアＤは６０°であり、セラミックやシリコンなど
の硬度に比べて非常に小さい。このような物性のテフロ
ン７は、厚さが５ｍｍに設定され、図２に示すように、
プレッシャプレート２０の下面であるウエハ保持面２０
ａ全面にわたって貼り付けられている。具体的には、テ
フロン７の裏面がエキシポ系接着剤によってウエハ保持
面２０ａに接着され、プレッシャプレート２０の外周面
とエクステンションリング２１の内周面との間に、接着
剤が含浸されて、プレッシャプレート２０とエクステン
ションリング２１との間が気密に保たれている。但し、
テフロン７が多孔質であるので、テフロン７の表面（図
２の下側面）側から空気を吸入することができる。ま
た、このテフロン７の表面、即ちウエハ１００と接触す
る面は凸部がない平滑な面に形成されている。具体的に
は、テフロン７が図５の（ａ）に示すように、テフロン
粒子７ａを固めて形成し、粒子間の間隙を気孔として利
用するものである場合には、その製造時において、その
表面７ｃがテフロン粒子７ａによって凹凸状態になって
いる。このため、この実施形態では、図５の（ｂ）に示
すように、テフロン７の表面７ｃを研磨又はスライスす
る等して、平滑に形成してある。また、テフロン７が図
６の（ａ）に示すように、テフロン材料に気泡を混在さ
せて硬化し、気泡によって生じ且つ互いに連通した穴７
ｂを気孔として利用する場合にも、その面が凹凸状態に
なっているおそれがある。したがって、この場合にも図
６の（ｂ）に示すように、テフロン７の表面７ｃを平滑
にしておく。
かつシリンダ６によって加圧されるキャリア１には、裏
面基準方式でウエハ１００を研磨するためのテフロン７
（押圧用パッド）が貼り付けられている。図４は、テフ
ロン７の物性を示す表図である。図４に示すように、テ
フロン７は、三ふっ化塩化エチレン樹脂を材質とした多
孔質の弾性部材である。すなわち、直径３μｍという微
細な気孔を１平方センチメートル当たり５１００個有
し、弾性を示すヤング率は「５０ｋｇ／平方ミリメート
ル」で、その弾性回復率は８８％以上である。なお、硬
度ショアＤは６０°であり、セラミックやシリコンなど
の硬度に比べて非常に小さい。このような物性のテフロ
ン７は、厚さが５ｍｍに設定され、図２に示すように、
プレッシャプレート２０の下面であるウエハ保持面２０
ａ全面にわたって貼り付けられている。具体的には、テ
フロン７の裏面がエキシポ系接着剤によってウエハ保持
面２０ａに接着され、プレッシャプレート２０の外周面
とエクステンションリング２１の内周面との間に、接着
剤が含浸されて、プレッシャプレート２０とエクステン
ションリング２１との間が気密に保たれている。但し、
テフロン７が多孔質であるので、テフロン７の表面（図
２の下側面）側から空気を吸入することができる。ま
た、このテフロン７の表面、即ちウエハ１００と接触す
る面は凸部がない平滑な面に形成されている。具体的に
は、テフロン７が図５の（ａ）に示すように、テフロン
粒子７ａを固めて形成し、粒子間の間隙を気孔として利
用するものである場合には、その製造時において、その
表面７ｃがテフロン粒子７ａによって凹凸状態になって
いる。このため、この実施形態では、図５の（ｂ）に示
すように、テフロン７の表面７ｃを研磨又はスライスす
る等して、平滑に形成してある。また、テフロン７が図
６の（ａ）に示すように、テフロン材料に気泡を混在さ
せて硬化し、気泡によって生じ且つ互いに連通した穴７
ｂを気孔として利用する場合にも、その面が凹凸状態に
なっているおそれがある。したがって、この場合にも図
６の（ｂ）に示すように、テフロン７の表面７ｃを平滑
にしておく。
【００２０】図１において、ウエハ吸着機構４は、テフ
ロン７の気孔を利用して、ウエハ１００をテフロン７の
表面に吸着させる機構であり、保持体２内に形成された
空気通路４０と、空気通路４０に連通したチューブ４１
と、これら空気通路４０，４１内の空気を吸引するポン
プ４２とで構成されている。具体的には、図２に示すよ
うに、ウエハ保持面２０ａで開口する複数の小径な通路
４０ａがプレッシャプレート２０内に穿設され、これら
通路４０ａと連通する大径の通路４０ｂがハウジング２
２の中心部に穿設されて、空気通路４０が形成されてい
る。そして、通路４０ｂの上端部に中空の連結部材４０
ｃが嵌められ、連結部材４０ｃに、ポンプ４２からのチ
ューブ４１が取り付けられている。
ロン７の気孔を利用して、ウエハ１００をテフロン７の
表面に吸着させる機構であり、保持体２内に形成された
空気通路４０と、空気通路４０に連通したチューブ４１
と、これら空気通路４０，４１内の空気を吸引するポン
プ４２とで構成されている。具体的には、図２に示すよ
うに、ウエハ保持面２０ａで開口する複数の小径な通路
４０ａがプレッシャプレート２０内に穿設され、これら
通路４０ａと連通する大径の通路４０ｂがハウジング２
２の中心部に穿設されて、空気通路４０が形成されてい
る。そして、通路４０ｂの上端部に中空の連結部材４０
ｃが嵌められ、連結部材４０ｃに、ポンプ４２からのチ
ューブ４１が取り付けられている。
【００２１】一方、図１及び図２において、定盤３００
は、回転してウエハ１００を研磨するためのもので、そ
の上面には、発泡性パッド「Ｓｕｂａ４００」で形成し
た軟質性パッド２１０（弾性パッド）が貼り付けられ、
この軟質性パッド２１０の上面には、プラスチック製研
磨パッドである「ＩＣ１０００」で形成した硬質性研磨
パッド２２０が貼り付けらている。
は、回転してウエハ１００を研磨するためのもので、そ
の上面には、発泡性パッド「Ｓｕｂａ４００」で形成し
た軟質性パッド２１０（弾性パッド）が貼り付けられ、
この軟質性パッド２１０の上面には、プラスチック製研
磨パッドである「ＩＣ１０００」で形成した硬質性研磨
パッド２２０が貼り付けらている。
【００２２】次に、この実施形態のＣＭＰ装置が示す動
作について説明する。ウエハ１００の研磨作業前は、キ
ャリア１を図１に示すシリンダ６によって上方に持ち上
げておき、図示しない場所に搬送されている研磨前のウ
エハ１００をキャリア１のスペース２ａに嵌めて、ポン
プ４２を駆動する。これにより、ウエハ１００が当接さ
れたテフロン７の気孔内から、空気が抜かれ、キャリア
１の空気通路４０とチューブ４１とを介してポンプ４２
側に導かれる。この結果、テフロン７の気孔内が真空状
態になり、ウエハ１００がテフロン７に吸着される。
作について説明する。ウエハ１００の研磨作業前は、キ
ャリア１を図１に示すシリンダ６によって上方に持ち上
げておき、図示しない場所に搬送されている研磨前のウ
エハ１００をキャリア１のスペース２ａに嵌めて、ポン
プ４２を駆動する。これにより、ウエハ１００が当接さ
れたテフロン７の気孔内から、空気が抜かれ、キャリア
１の空気通路４０とチューブ４１とを介してポンプ４２
側に導かれる。この結果、テフロン７の気孔内が真空状
態になり、ウエハ１００がテフロン７に吸着される。
【００２３】この状態で、キャリア１をシリンダ６によ
り下降させ、図示しないスラリを注入しながら、ウエハ
１００を定盤３００上に押圧すると共にキャリア１をモ
ータ５によって回転させる。すると、表面１００ａが定
盤３００の硬質性研磨パッド２２０に押圧された状態
で、ウエハ１００が回転するので、表面１００ａが硬質
性研磨パッド２２０によって研磨される。このとき、テ
フロン７を介してウエハ１００に「５００ｇ／平方セン
チメートル」という大きな圧力が加わり、しかも、ウエ
ハ１００がウエハ吸着機構４によってテフロン７側に吸
引されているので、図１４に示したようなえくぼ状の凹
みがウエハ１００の表面１００ａに生じるおそれがあ
る。しかし、テフロン７の気孔は直径３μｍという微細
な孔であるので、上記の如き圧力や吸引力では、えくぼ
状の凹みを生じさせない。また、キャリア１が何らかの
はずみで傾いたとしても、ウエハ１００がキャリア１に
吸着されているので、高速回転しているウエハ１００が
キャリア１から飛び出すことはない。また、テフロン７
は、図５の（ａ）に示すように、テフロン粒子７ａを固
めて形成したものである場合には、テフロン７と接触す
るウエハ１００の面が、表面７ｃから突出するテフロン
粒子７ａによって押圧され、微小なえくぼがウエハ１０
０の接触面に無数に発生するおそれがある。しかし、図
５の（ｂ）に示したように、テフロン７の表面７ｃは研
磨等され、平滑に形成されているので、上記のような微
小なえくぼがウエハ１００の面に生じることはない。テ
フロン７が、図６の（ａ）に示したように、気泡を混在
させて形成したものである場合にも、図６の（ｂ）に示
したように、平滑にしてあり、ウエハ１００に微小なえ
くぼは発生しない。
り下降させ、図示しないスラリを注入しながら、ウエハ
１００を定盤３００上に押圧すると共にキャリア１をモ
ータ５によって回転させる。すると、表面１００ａが定
盤３００の硬質性研磨パッド２２０に押圧された状態
で、ウエハ１００が回転するので、表面１００ａが硬質
性研磨パッド２２０によって研磨される。このとき、テ
フロン７を介してウエハ１００に「５００ｇ／平方セン
チメートル」という大きな圧力が加わり、しかも、ウエ
ハ１００がウエハ吸着機構４によってテフロン７側に吸
引されているので、図１４に示したようなえくぼ状の凹
みがウエハ１００の表面１００ａに生じるおそれがあ
る。しかし、テフロン７の気孔は直径３μｍという微細
な孔であるので、上記の如き圧力や吸引力では、えくぼ
状の凹みを生じさせない。また、キャリア１が何らかの
はずみで傾いたとしても、ウエハ１００がキャリア１に
吸着されているので、高速回転しているウエハ１００が
キャリア１から飛び出すことはない。また、テフロン７
は、図５の（ａ）に示すように、テフロン粒子７ａを固
めて形成したものである場合には、テフロン７と接触す
るウエハ１００の面が、表面７ｃから突出するテフロン
粒子７ａによって押圧され、微小なえくぼがウエハ１０
０の接触面に無数に発生するおそれがある。しかし、図
５の（ｂ）に示したように、テフロン７の表面７ｃは研
磨等され、平滑に形成されているので、上記のような微
小なえくぼがウエハ１００の面に生じることはない。テ
フロン７が、図６の（ａ）に示したように、気泡を混在
させて形成したものである場合にも、図６の（ｂ）に示
したように、平滑にしてあり、ウエハ１００に微小なえ
くぼは発生しない。
【００２４】そして、反りや厚みに偏りがあるウエハ１
００がキャリア１によって定盤３００上に押圧される
と、テフロン７が弾性的に変形する。ところで、図７に
示すように、厚さｌでヤング率Ｅの弾性部材は、圧力Ｐ
によって、Δｌだけ変形し、「Ｐ／Ｅ＝Δｌ／ｌ」の関
係が成立する。したがって、ヤング率Ｅが「５０ｋｇ／
平方ミリメートル」で厚さｌが「５ｍｍ」のテフロン７
に「５００ｇ／平方センチメートル」の圧力Ｐが加わる
ことによって生じる変形量Δｌは非常に小さい。このた
め、ウエハ１００がテフロン７側に沈むということはな
く、裏面１００ｂがプレッシャプレート２０によって直
接押圧されるような状態となり、図３に示すように、裏
面１００ｂが平坦状態になる。この結果、ウエハ１００
の反りや厚みの偏りは表面１００ａ側に現れ、表面１０
０ａが硬質性研磨パッド２２０を押圧する。このとき、
硬質性研磨パッド２２０の下に軟質性パッド２１０が設
けられているので、軟質性パッド２１０が変形して、硬
質性研磨パッド２２０が表面１００ａの湾曲形状に沿っ
て撓み、ウエハ１００の反りや厚みの偏りが軟質性パッ
ド２１０と硬質性研磨パッド２２０とによって吸収され
る。この結果、ウエハ１００が高精度の裏面基準方式で
研磨されることとなる。
００がキャリア１によって定盤３００上に押圧される
と、テフロン７が弾性的に変形する。ところで、図７に
示すように、厚さｌでヤング率Ｅの弾性部材は、圧力Ｐ
によって、Δｌだけ変形し、「Ｐ／Ｅ＝Δｌ／ｌ」の関
係が成立する。したがって、ヤング率Ｅが「５０ｋｇ／
平方ミリメートル」で厚さｌが「５ｍｍ」のテフロン７
に「５００ｇ／平方センチメートル」の圧力Ｐが加わる
ことによって生じる変形量Δｌは非常に小さい。このた
め、ウエハ１００がテフロン７側に沈むということはな
く、裏面１００ｂがプレッシャプレート２０によって直
接押圧されるような状態となり、図３に示すように、裏
面１００ｂが平坦状態になる。この結果、ウエハ１００
の反りや厚みの偏りは表面１００ａ側に現れ、表面１０
０ａが硬質性研磨パッド２２０を押圧する。このとき、
硬質性研磨パッド２２０の下に軟質性パッド２１０が設
けられているので、軟質性パッド２１０が変形して、硬
質性研磨パッド２２０が表面１００ａの湾曲形状に沿っ
て撓み、ウエハ１００の反りや厚みの偏りが軟質性パッ
ド２１０と硬質性研磨パッド２２０とによって吸収され
る。この結果、ウエハ１００が高精度の裏面基準方式で
研磨されることとなる。
【００２５】また、ウエハ１００の研磨時には、図８に
示すように、研磨材の凝集粒子１００ｄがテフロン７と
裏面１００ｂとの接触面間に侵入することがある。この
とき、テフロン７の硬度ショアＤが「６０°」であり、
セラミックやシリコンなどの硬度と比べて小さいので、
テフロン７が凹んで、凝集粒子１００ｄがテフロン７内
に沈む。このため、テフロン７から加わる圧力は凝集粒
子１００ｄに集中することなく、裏面１００ｂに均一に
加わるので、凝集粒子１００ｄによるウエハ１００の傷
付きは発生しない。また、研磨時に、アルカリや酸の化
学物質を含んだスラリがテフロン７に付着するが、テフ
ロン７は、これらの化学物質に対して強く、これらの化
学物質により組成が変わって、変形したり、硬度や弾性
が変化することはない。
示すように、研磨材の凝集粒子１００ｄがテフロン７と
裏面１００ｂとの接触面間に侵入することがある。この
とき、テフロン７の硬度ショアＤが「６０°」であり、
セラミックやシリコンなどの硬度と比べて小さいので、
テフロン７が凹んで、凝集粒子１００ｄがテフロン７内
に沈む。このため、テフロン７から加わる圧力は凝集粒
子１００ｄに集中することなく、裏面１００ｂに均一に
加わるので、凝集粒子１００ｄによるウエハ１００の傷
付きは発生しない。また、研磨時に、アルカリや酸の化
学物質を含んだスラリがテフロン７に付着するが、テフ
ロン７は、これらの化学物質に対して強く、これらの化
学物質により組成が変わって、変形したり、硬度や弾性
が変化することはない。
【００２６】ウエハ１００の研磨が終了すると、図１に
示すモータ５と定盤３００の回転が停止し、研磨後のウ
エハ１００を吸着したキャリア１がシリンダ６によって
持ち上げられた後、所定の収納場所に運ばれる。する
と、ウエハ吸着機構４の駆動が停止され、ウエハ１００
がキャリア１から離れて当該収納場所に収納される。
示すモータ５と定盤３００の回転が停止し、研磨後のウ
エハ１００を吸着したキャリア１がシリンダ６によって
持ち上げられた後、所定の収納場所に運ばれる。する
と、ウエハ吸着機構４の駆動が停止され、ウエハ１００
がキャリア１から離れて当該収納場所に収納される。
【００２７】このような研磨作業を多数のウエハ１００
に対して繰り返すことで、テフロン７の弾性劣化が問題
となるが、テフロン７の弾性回復率は「８８％以上」で
あり、従来の硬質性パッド２００や軟質性パッド２３０
として用いられている発泡ウレタン製パッドやスエード
タイプの「Ｒ２００」に比べて、弾性回復率が高い。こ
のため、従来品に比べて長時間の使用に耐えることがで
き、その分ＣＭＰ装置の長寿命化が図られる。さらに、
テフロン７は樹脂であり、金属でないので、メタルコン
タミネーションが発生したり、錆びたりすることはな
く、なお且つ傷も発生しない。この面からも装置の長寿
命化が図られる。
に対して繰り返すことで、テフロン７の弾性劣化が問題
となるが、テフロン７の弾性回復率は「８８％以上」で
あり、従来の硬質性パッド２００や軟質性パッド２３０
として用いられている発泡ウレタン製パッドやスエード
タイプの「Ｒ２００」に比べて、弾性回復率が高い。こ
のため、従来品に比べて長時間の使用に耐えることがで
き、その分ＣＭＰ装置の長寿命化が図られる。さらに、
テフロン７は樹脂であり、金属でないので、メタルコン
タミネーションが発生したり、錆びたりすることはな
く、なお且つ傷も発生しない。この面からも装置の長寿
命化が図られる。
【００２８】（第２の実施形態）図９は、本発明の第２
の実施形態に係るＣＭＰ装置の要部を示すキャリアの断
面図である。この実施形態のＣＭＰ装置は、表面基準方
式でウエハ１００を研磨する構成になっている点が、上
記第１の実施形態に係るＣＭＰ装置と異なる。具体的に
は、図９に示すように、上記テフロン７と同一物性のテ
フロン７´がプレッシャプレート２０のウエハ保持面２
０ａに貼り付けられている。このテフロン７´は、厚さ
が８ｍｍに設定されており、同一圧力に対して上記テフ
ロン７よりも大きな変形量を得る。また、定盤３００の
上には、硬質性研磨パッド２２０が直接貼り付けられて
いる。かかる構成により、ウエハ１００を第１の実施形
態の場合における圧力と同一の圧力で定盤３００上に押
圧すると、硬質性研磨パッド２２０が定盤３００上に直
接貼り付けられていることから、図１０に示すように、
ウエハ１００の表面１００ａが平坦になり、ウエハ１０
０の反りや厚みの偏りが裏面１００ｂ側に現れる。この
裏面１００ｂ側にあるテフロン７´の厚さは、第１の実
施形態のテフロン７の厚さの１．６倍に設定されてい
る。したがって、テフロン７´の変化量Δｌはテフロン
７の変化量での１．６倍となり、裏面１００ｂがテフロ
ン７´内に沈み込み、裏面１００ｂに現れた反りや厚さ
の偏りがこのテフロン７´に吸収されることとなる。こ
の結果、キャリア１の圧力がウエハ１００の裏面１００
ｂに均一に加わり、高精度のな表面基準方式によるウエ
ハ１００の研磨が達成される。
の実施形態に係るＣＭＰ装置の要部を示すキャリアの断
面図である。この実施形態のＣＭＰ装置は、表面基準方
式でウエハ１００を研磨する構成になっている点が、上
記第１の実施形態に係るＣＭＰ装置と異なる。具体的に
は、図９に示すように、上記テフロン７と同一物性のテ
フロン７´がプレッシャプレート２０のウエハ保持面２
０ａに貼り付けられている。このテフロン７´は、厚さ
が８ｍｍに設定されており、同一圧力に対して上記テフ
ロン７よりも大きな変形量を得る。また、定盤３００の
上には、硬質性研磨パッド２２０が直接貼り付けられて
いる。かかる構成により、ウエハ１００を第１の実施形
態の場合における圧力と同一の圧力で定盤３００上に押
圧すると、硬質性研磨パッド２２０が定盤３００上に直
接貼り付けられていることから、図１０に示すように、
ウエハ１００の表面１００ａが平坦になり、ウエハ１０
０の反りや厚みの偏りが裏面１００ｂ側に現れる。この
裏面１００ｂ側にあるテフロン７´の厚さは、第１の実
施形態のテフロン７の厚さの１．６倍に設定されてい
る。したがって、テフロン７´の変化量Δｌはテフロン
７の変化量での１．６倍となり、裏面１００ｂがテフロ
ン７´内に沈み込み、裏面１００ｂに現れた反りや厚さ
の偏りがこのテフロン７´に吸収されることとなる。こ
の結果、キャリア１の圧力がウエハ１００の裏面１００
ｂに均一に加わり、高精度のな表面基準方式によるウエ
ハ１００の研磨が達成される。
【００２９】ところで、上記のように大きな変化量を得
る弾性部材では、弾性が劣化すると、圧力が湾曲した裏
面１００ｂに均一に加わらなくなる。すると、表面１０
０ａを均一な圧力で平坦に保持することができなくな
り、研磨精度の劣化を招くこととなる。しかし、テフロ
ン７´は上記のように弾性回復率が高く、その弾性が従
来品に比べて長期間維持される。このため、この実施形
態によれば、研磨精度を長期間維持可能なＣＭＰ装置を
提供することができる。その他の構成，作用効果は上記
第１の実施形態と同様であるので、その記載は省略す
る。
る弾性部材では、弾性が劣化すると、圧力が湾曲した裏
面１００ｂに均一に加わらなくなる。すると、表面１０
０ａを均一な圧力で平坦に保持することができなくな
り、研磨精度の劣化を招くこととなる。しかし、テフロ
ン７´は上記のように弾性回復率が高く、その弾性が従
来品に比べて長期間維持される。このため、この実施形
態によれば、研磨精度を長期間維持可能なＣＭＰ装置を
提供することができる。その他の構成，作用効果は上記
第１の実施形態と同様であるので、その記載は省略す
る。
【００３０】なお、この発明は、上記実施形態に限定さ
れるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の
変形や変更が可能である。例えば、上記第１及び第２の
実施形態において、テフロン７，７´の厚さを５ｍｍ，
８ｍｍに設定して、弾性変形量を所定値に設定したが、
ウエハ１００の種類によって、テフロン７，７´の弾性
変形量を変化させたい場合には、これらの厚さを変える
ことで可能となる。すなわち、テフロンの厚さを変える
ことで、微妙な変形量調整を容易に行うことができる。
れるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の
変形や変更が可能である。例えば、上記第１及び第２の
実施形態において、テフロン７，７´の厚さを５ｍｍ，
８ｍｍに設定して、弾性変形量を所定値に設定したが、
ウエハ１００の種類によって、テフロン７，７´の弾性
変形量を変化させたい場合には、これらの厚さを変える
ことで可能となる。すなわち、テフロンの厚さを変える
ことで、微妙な変形量調整を容易に行うことができる。
【００３１】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、この発明に
よれば、押圧用パッドを微細で多孔質な部材で形成した
ので、ウエハの押圧時におけるえくぼ状の凹みの発生を
防止することができ、この結果、研磨精度の向上を図る
ことができる。さらに、この凹みを発生させることなく
ウエハを押圧用パッドに吸着させることができるので、
研磨時におけるウエハの飛び出しを防止することができ
る。また、押圧用パッドを弾性部材で形成したので、ウ
エハと押圧パッドとの間に研磨材の凝集粒子が侵入する
と、凝集粒子が押圧用パッド内に埋もれる。この結果、
押圧力が凝集粒子に集中することなく、ウエハに均一に
加わるので、凝集粒子侵入によるウエハの傷付きを防止
することができる。また、押圧用パッドの厚さを変える
だけで、押圧用パッドの変形量を調整することができる
ので、微妙な変形量調整を容易に行うことができる。
よれば、押圧用パッドを微細で多孔質な部材で形成した
ので、ウエハの押圧時におけるえくぼ状の凹みの発生を
防止することができ、この結果、研磨精度の向上を図る
ことができる。さらに、この凹みを発生させることなく
ウエハを押圧用パッドに吸着させることができるので、
研磨時におけるウエハの飛び出しを防止することができ
る。また、押圧用パッドを弾性部材で形成したので、ウ
エハと押圧パッドとの間に研磨材の凝集粒子が侵入する
と、凝集粒子が押圧用パッド内に埋もれる。この結果、
押圧力が凝集粒子に集中することなく、ウエハに均一に
加わるので、凝集粒子侵入によるウエハの傷付きを防止
することができる。また、押圧用パッドの厚さを変える
だけで、押圧用パッドの変形量を調整することができる
ので、微妙な変形量調整を容易に行うことができる。
【００３２】さらに、押圧用パッドである微細な多孔質
の弾性部材を三ふっ化塩化エチレン樹脂で形成すること
により、押圧用パッドの弾性回復率が良く、この結果、
押圧用パッドの長期間使用することができ、装置の長寿
命化を図ることができると共に、高い研磨精度を長期間
維持可能な装置を提供することがことができる。また、
三ふっ化塩化エチレン樹脂は、アルカリや酸などの化学
物質に強いので、研磨材などに含まれるこれらの化学物
質によって組成が変成することがなく、この面からも装
置の長寿命化を図ることができる。
の弾性部材を三ふっ化塩化エチレン樹脂で形成すること
により、押圧用パッドの弾性回復率が良く、この結果、
押圧用パッドの長期間使用することができ、装置の長寿
命化を図ることができると共に、高い研磨精度を長期間
維持可能な装置を提供することがことができる。また、
三ふっ化塩化エチレン樹脂は、アルカリや酸などの化学
物質に強いので、研磨材などに含まれるこれらの化学物
質によって組成が変成することがなく、この面からも装
置の長寿命化を図ることができる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＣＭＰ装置の構
成を示す概略図である。
成を示す概略図である。
【図２】キャリアの構造を示す断面図である。
【図３】第１の実施形態のＣＭＰ装置の動作を示す概略
断面図である。
断面図である。
【図４】テフロンの物性を示す表図である。
【図５】テフロン粒子を固めて形成したテフロンの概略
断面図である。
断面図である。
【図６】気泡を混在させて形成したテフロンの概略断面
図である。
図である。
【図７】弾性部材の変化量の説明図である。
【図８】凝集粒子の侵入状態を示す断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るＣＭＰ装置の要
部を示すキャリアの断面図である。
部を示すキャリアの断面図である。
【図１０】第２の実施形態のＣＭＰ装置の動作を示す概
略断面図である。
略断面図である。
【図１１】ＣＭＰ装置による平坦化動作の一例を示す断
面図である。
面図である。
【図１２】ウエハの反りや厚みの偏り状態を示す概略側
面図である。
面図である。
【図１３】従来のＣＭＰ装置による平坦化の一例を示す
断面図である。
断面図である。
【図１４】えくぼ状の凹みの発生状態を示す断面図であ
る。
る。
１・・・キャリア、 ２・・・保持体、 ３・・・キャ
リア軸、 ４・・・ウエハ吸着機構、 ７・・・テフロ
ン、 ４０・・・空気通路、 １００・・・ウエハ、
２１０・・・軟質性パッド、 ２２０・・・硬質性研磨
パッド、 ３００・・・定盤３００。
リア軸、 ４・・・ウエハ吸着機構、 ７・・・テフロ
ン、 ４０・・・空気通路、 １００・・・ウエハ、
２１０・・・軟質性パッド、 ２２０・・・硬質性研磨
パッド、 ３００・・・定盤３００。
Claims (6)
- 【請求項１】 ウエハ保持面に押圧用パッドが貼り付け
られたキャリアと、上記ウエハ保持面に開口する空気通
路から空気を吸入可能なウエハ吸着機構と、軟質性の弾
性パッドを介して研磨用パッドが貼り付けられた定盤と
を具備し、上記押圧用パッドを介して裏面から上記ウエ
ハを保持し、上記キャリアでウエハ表面を上記定盤の研
磨用パッドに押圧しながら上記定盤を回転させること
で、ウエハ表面を研磨するＣＭＰ装置において、 上記押圧用パッドを、薄手で微細な多孔質の弾性部材で
形成することにより、上記ウエハの押圧時に、ウエハ裏
面を平坦に維持するようにした、 ことを特徴とするＣＭＰ装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のＣＭＰ装置において、 上記薄手で微細な多孔質の弾性部材は、厚さが５ｍｍ以
下の三ふっ化塩化エチレン樹脂である、 ことを特徴とするＣＭＰ装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のＣＭＰ
装置において、 上記ウエハ裏面に接触する上記押圧用パッドの面を凸部
がない平滑な面に形成した、 ことを特徴とするＣＭＰ装置。 - 【請求項４】 ウエハ保持面に押圧用パッドが貼り付け
られたキャリアと、上記ウエハ保持面に開口する空気通
路から空気を吸入可能なウエハ吸着機構と、研磨用パッ
ドが貼り付けられた定盤とを具備し、上記押圧用パッド
を介して裏面から上記ウエハを保持し、上記キャリアで
ウエハ表面を上記定盤の研磨用パッドに押圧しながら上
記定盤を回転させることで、ウエハ表面を研磨するＣＭ
Ｐ装置において、 上記押圧用パッドを、厚手で微細な多孔質の弾性部材で
形成することにより、上記ウエハの押圧時に、上記弾性
部材がウエハ裏面形状に沿って変形し、上記研磨用パッ
ドがウエハ表面を平坦に維持するようにした、 ことを特徴とするＣＭＰ装置。 - 【請求項５】 請求項４に記載のＣＭＰ装置において、 上記厚手で微細な多孔質の弾性部材は、厚さが８ｍｍ以
上の三ふっ化塩化エチレン樹脂である、 ことを特徴とするＣＭＰ装置。 - 【請求項６】 請求項４または請求項５に記載のＣＭＰ
装置において、 上記ウエハ裏面に接触する上記押圧用パッドの面を凸部
がない平滑な面に形成した、 ことを特徴とするＣＭＰ装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3842797A JPH10217112A (ja) | 1997-02-06 | 1997-02-06 | Ｃｍｐ装置 |
| US09/013,250 US6030488A (en) | 1997-02-06 | 1998-01-26 | Chemical and mechanical polishing apparatus |
| EP98101376A EP0857541A3 (de) | 1997-02-06 | 1998-01-27 | Chemisch-mechanische Poliervorrichtung |
| TW087101462A TW372901B (en) | 1997-02-06 | 1998-02-05 | Chemical and mechanical polishing apparatus |
| KR1019980003370A KR19980071123A (ko) | 1997-02-06 | 1998-02-06 | 씨엠피 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3842797A JPH10217112A (ja) | 1997-02-06 | 1997-02-06 | Ｃｍｐ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10217112A true JPH10217112A (ja) | 1998-08-18 |
Family
ID=12525025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3842797A Pending JPH10217112A (ja) | 1997-02-06 | 1997-02-06 | Ｃｍｐ装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6030488A (ja) |
| EP (1) | EP0857541A3 (ja) |
| JP (1) | JPH10217112A (ja) |
| KR (1) | KR19980071123A (ja) |
| TW (1) | TW372901B (ja) |
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| JP2012114454A (ja) * | 2000-05-27 | 2012-06-14 | Rohm & Haas Electronic Materials Cmp Holdings Inc | 化学機械平坦化用の研磨パッド |
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| JP2000141215A (ja) | 1998-11-05 | 2000-05-23 | Sony Corp | 平坦化研磨装置及び平坦化研磨方法 |
| WO2000069595A2 (en) * | 1999-05-19 | 2000-11-23 | Speedfam-Ipec Corporation | Method and apparatus for automatically adjusting the contour of a wafer carrier surface |
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| US20070215280A1 (en) * | 2006-03-15 | 2007-09-20 | Sandhu Rajinder R | Semiconductor surface processing |
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| JPH03173129A (ja) * | 1989-12-01 | 1991-07-26 | Hitachi Ltd | 研磨装置 |
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1997
- 1997-02-06 JP JP3842797A patent/JPH10217112A/ja active Pending
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- 1998-01-26 US US09/013,250 patent/US6030488A/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-01-27 EP EP98101376A patent/EP0857541A3/de not_active Withdrawn
- 1998-02-05 TW TW087101462A patent/TW372901B/zh active
- 1998-02-06 KR KR1019980003370A patent/KR19980071123A/ko active IP Right Grant
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Also Published As
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