JPH1029154A - 化学機械研磨装置および方法 - Google Patents
化学機械研磨装置および方法Info
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- JPH1029154A JPH1029154A JP19967796A JP19967796A JPH1029154A JP H1029154 A JPH1029154 A JP H1029154A JP 19967796 A JP19967796 A JP 19967796A JP 19967796 A JP19967796 A JP 19967796A JP H1029154 A JPH1029154 A JP H1029154A
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速かつ高精度な研磨を長時間安定して行な
えるようにする。 【解決手段】 研磨ステーションＥ1 は、回転テーブル
回転駆動機構１ａによって回転される回転テーブル１を
備え、回転テーブル１に着脱自在に保持された基板Ｗを
回転させる。工具ステーションＥ2 は、径方向へ突出す
る搬送アーム５ａを有する工具搬送機構５を備え、搬送
アーム５ａに支持されたスライダ６の下方に支持された
研磨工具２を回転テーブル１に対向する部位へ搬送し、
研磨パッド２ａを基板Ｗの被研磨面に所定の加工圧を与
えた状態で当接させて研磨を行なうことができるように
構成されている。加えて、研磨中の前記研磨工具２に対
する回転テーブル１の回転方向下手側部位には研磨中に
基板Ｗ上の異物をリアルタイムで除去するためのスクラ
バー７を備えたスクラバー機構８が配設されている。
えるようにする。 【解決手段】 研磨ステーションＥ1 は、回転テーブル
回転駆動機構１ａによって回転される回転テーブル１を
備え、回転テーブル１に着脱自在に保持された基板Ｗを
回転させる。工具ステーションＥ2 は、径方向へ突出す
る搬送アーム５ａを有する工具搬送機構５を備え、搬送
アーム５ａに支持されたスライダ６の下方に支持された
研磨工具２を回転テーブル１に対向する部位へ搬送し、
研磨パッド２ａを基板Ｗの被研磨面に所定の加工圧を与
えた状態で当接させて研磨を行なうことができるように
構成されている。加えて、研磨中の前記研磨工具２に対
する回転テーブル１の回転方向下手側部位には研磨中に
基板Ｗ上の異物をリアルタイムで除去するためのスクラ
バー７を備えたスクラバー機構８が配設されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハ等の基板を
高精度に研磨するための化学機械研磨装置および方法に
関するものである。
高精度に研磨するための化学機械研磨装置および方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体ディバイスの超微細化や高
段差化が進み、これに伴なってＳｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ
等からなる半導体ウエハ等の基板の表面を高精度に平坦
化することが求められているが、このウエハ等の基板の
表面を高精度に平坦化するための加工手段として次に説
明する２種の化学機械研磨装置が知られている。
段差化が進み、これに伴なってＳｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ
等からなる半導体ウエハ等の基板の表面を高精度に平坦
化することが求められているが、このウエハ等の基板の
表面を高精度に平坦化するための加工手段として次に説
明する２種の化学機械研磨装置が知られている。
【０００３】（１） 一つは、図４に示すものである。
これは、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等からなる半導体ウエ
ハ等の基板１０４を図示下面に着脱自在に保持すること
ができる被加工物回転テーブル１０３と、被加工物回転
テーブル１０３の図示下方に対向して配設された基板１
０４の口径に比較して口径の非常に大きな研磨パッド１
０２が一体的に設けられた研磨工具回転テーブル１０１
と、研磨パッド１０２の上面に研磨剤（研磨スラリー）
１０７を供給するための供給ノズル１０６を備えてい
る。そして、矢印Ａ方向へ回転される研磨工具回転テー
ブル１０１に一体的に設けられた研磨パッド１０２の上
面に研磨剤（研磨スラリー）１０７を供給しつつ、基板
１０４を保持した被加工物回転テーブル１０３の回転軸
１０５に白抜き矢印で示す軸方向への加工圧を与えて基
板１０４を研磨パッド１０２に押付けた状態で基板１０
４を保持した被加工物回転テーブル１０３に矢印Ｂで示
す回転運動と矢印Ｃで示す揺動運動を与えて研磨するよ
うに構成されている。
これは、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等からなる半導体ウエ
ハ等の基板１０４を図示下面に着脱自在に保持すること
ができる被加工物回転テーブル１０３と、被加工物回転
テーブル１０３の図示下方に対向して配設された基板１
０４の口径に比較して口径の非常に大きな研磨パッド１
０２が一体的に設けられた研磨工具回転テーブル１０１
と、研磨パッド１０２の上面に研磨剤（研磨スラリー）
１０７を供給するための供給ノズル１０６を備えてい
る。そして、矢印Ａ方向へ回転される研磨工具回転テー
ブル１０１に一体的に設けられた研磨パッド１０２の上
面に研磨剤（研磨スラリー）１０７を供給しつつ、基板
１０４を保持した被加工物回転テーブル１０３の回転軸
１０５に白抜き矢印で示す軸方向への加工圧を与えて基
板１０４を研磨パッド１０２に押付けた状態で基板１０
４を保持した被加工物回転テーブル１０３に矢印Ｂで示
す回転運動と矢印Ｃで示す揺動運動を与えて研磨するよ
うに構成されている。
【０００４】（２） 二つ目は図５に示す装置である。
これは、口径の非常に大きな第１ないし第３の研磨工具
回転テーブル２０１ａ〜２０１ｃを基台２０５上に併設
し、第１ないし第３の研磨工具回転テーブル２０１ａ〜
２０１ｃのそれぞれの上面に一体的に設けられた研磨パ
ッド２０２ａ〜２０２ｃに、ヘッド２０３に配設された
第１ないし第３の被加工物回転テーブル２０４ａ〜２０
４ｃにそれぞれ保持したウエハ等の基板（不図示）を当
接して同時に研磨するか、あるいは、第１ないし第３の
研磨パッド２０２ａ〜２０２ｃをそれぞれ硬さまたは表
面粗さ等種類の異なるものとし、基板Ｗを前記第１ない
し第３の研磨パッド２０２ａ〜２０２ｃによって粗研
磨、仕上げ研磨、研磨屑等の除去を行なうように構成さ
れている。。
これは、口径の非常に大きな第１ないし第３の研磨工具
回転テーブル２０１ａ〜２０１ｃを基台２０５上に併設
し、第１ないし第３の研磨工具回転テーブル２０１ａ〜
２０１ｃのそれぞれの上面に一体的に設けられた研磨パ
ッド２０２ａ〜２０２ｃに、ヘッド２０３に配設された
第１ないし第３の被加工物回転テーブル２０４ａ〜２０
４ｃにそれぞれ保持したウエハ等の基板（不図示）を当
接して同時に研磨するか、あるいは、第１ないし第３の
研磨パッド２０２ａ〜２０２ｃをそれぞれ硬さまたは表
面粗さ等種類の異なるものとし、基板Ｗを前記第１ない
し第３の研磨パッド２０２ａ〜２０２ｃによって粗研
磨、仕上げ研磨、研磨屑等の除去を行なうように構成さ
れている。。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術では、次に記載するような未解決の課題がある。
の技術では、次に記載するような未解決の課題がある。
【０００６】（１） 研磨パッドが一体的に設けられた
研磨工具回転テーブルの口径が基板の口径に比較して非
常に大きいので、研磨工具回転テーブルを含めた研磨装
置全体が大型となり、研磨工具回転テーブルを高速回転
させると振動が発生して被加工物である基板の被研磨面
を高精度に研磨できなくなるため、研磨工具回転テーブ
ルを高速回転させることができない。その結果、研磨速
度（単位時間当りの除去量）を高くすることができな
い。
研磨工具回転テーブルの口径が基板の口径に比較して非
常に大きいので、研磨工具回転テーブルを含めた研磨装
置全体が大型となり、研磨工具回転テーブルを高速回転
させると振動が発生して被加工物である基板の被研磨面
を高精度に研磨できなくなるため、研磨工具回転テーブ
ルを高速回転させることができない。その結果、研磨速
度（単位時間当りの除去量）を高くすることができな
い。
【０００７】（２） 研磨中における研磨工具の研磨面
上の研磨屑等の異物を除去することができないため、長
時間にわたって安定した化学機械研磨を行なうことがで
きない。
上の研磨屑等の異物を除去することができないため、長
時間にわたって安定した化学機械研磨を行なうことがで
きない。
【０００８】本発明は、上記従来の技術の有する未解決
の課題に鑑みてなされたものであって、高速かつ高精度
な研磨を長時間にわたって安定して行なえる化学機械研
磨装置および方法を実現することを目的とするものであ
る。
の課題に鑑みてなされたものであって、高速かつ高精度
な研磨を長時間にわたって安定して行なえる化学機械研
磨装置および方法を実現することを目的とするものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の化学機械研磨装置は、被加工物の被研磨面
と、前記被研磨面に所定の加工圧を与えた状態で当接さ
れた研磨工具の研磨面との間に研磨剤を供給しつつ研磨
を行なう化学機械研磨装置において、前記被加工物を保
持して回転させるための回転テーブル回転駆動機構によ
り回転される回転テーブルと、研磨工具回転駆動機構兼
加圧機構により回転されるとともに軸方向へ直線移動さ
れる前記被加工物の口径よりも口径の小さい研磨工具を
支持して揺動させる工具揺動機構と、研磨中の前記研磨
工具に対する前記回転テーブルの回転方向の下手側部位
に配設された前記被研磨面上の異物を除去するためのス
クラバーとを備え、前記研磨工具による研磨中に前記ス
クラバーによる異物の除去を行なうことを特徴とするも
のである。
に、本発明の化学機械研磨装置は、被加工物の被研磨面
と、前記被研磨面に所定の加工圧を与えた状態で当接さ
れた研磨工具の研磨面との間に研磨剤を供給しつつ研磨
を行なう化学機械研磨装置において、前記被加工物を保
持して回転させるための回転テーブル回転駆動機構によ
り回転される回転テーブルと、研磨工具回転駆動機構兼
加圧機構により回転されるとともに軸方向へ直線移動さ
れる前記被加工物の口径よりも口径の小さい研磨工具を
支持して揺動させる工具揺動機構と、研磨中の前記研磨
工具に対する前記回転テーブルの回転方向の下手側部位
に配設された前記被研磨面上の異物を除去するためのス
クラバーとを備え、前記研磨工具による研磨中に前記ス
クラバーによる異物の除去を行なうことを特徴とするも
のである。
【００１０】また、被加工物の被研磨面と、前記被研磨
面に所定の加工圧を与えた状態で当接された研磨工具の
研磨面との間に研磨剤を供給しつつ研磨を行なう化学機
械研磨装置において、前記被加工物を保持して回転させ
るための回転テーブル回転駆動機構により回転される回
転テーブルと、それぞれ個別に設けられた研磨工具回転
駆動機構兼加圧機構により回転されるとともに軸方向へ
直線移動される複数の前記被加工物の口径よりも口径の
小さい研磨工具をそれぞれ揺動自在なスライダを介して
支持してその中の一つを選択して前記回転テーブルに対
向する部位に搬送するための工具搬送機構と、研磨中の
前記研磨工具に対する前記回転テーブルの回転方向の下
手側部位に配設された前記被研磨面上の異物を除去する
ためのスクラバーを備え、前記スライダの揺動方向が前
記回転テーブルに対向する部位においてその径方向であ
ることを特徴とするものである。
面に所定の加工圧を与えた状態で当接された研磨工具の
研磨面との間に研磨剤を供給しつつ研磨を行なう化学機
械研磨装置において、前記被加工物を保持して回転させ
るための回転テーブル回転駆動機構により回転される回
転テーブルと、それぞれ個別に設けられた研磨工具回転
駆動機構兼加圧機構により回転されるとともに軸方向へ
直線移動される複数の前記被加工物の口径よりも口径の
小さい研磨工具をそれぞれ揺動自在なスライダを介して
支持してその中の一つを選択して前記回転テーブルに対
向する部位に搬送するための工具搬送機構と、研磨中の
前記研磨工具に対する前記回転テーブルの回転方向の下
手側部位に配設された前記被研磨面上の異物を除去する
ためのスクラバーを備え、前記スライダの揺動方向が前
記回転テーブルに対向する部位においてその径方向であ
ることを特徴とするものである。
【００１１】さらに、スクラバーは、回転テーブルの径
方向へ揺動するスクラバー揺動機構に支持されたスクラ
バー回転駆動機構兼加圧機構により回転されるとともに
軸方向へ直線移動されるものとする。
方向へ揺動するスクラバー揺動機構に支持されたスクラ
バー回転駆動機構兼加圧機構により回転されるとともに
軸方向へ直線移動されるものとする。
【００１２】加えて、研磨中の被加工物の研磨状態を検
出するための検出装置を備えたものとする。
出するための検出装置を備えたものとする。
【００１３】本発明の化学機械研磨方法は、被加工物の
被研磨面と、前記被研磨面に所定の加工圧を与えた状態
で当接された研磨工具の研磨面との間に研磨剤を供給し
つつ研磨を行なう化学機械研磨方法において、前記被加
工物よりも口径の小さい研磨工具を回転テーブルに保持
された前記被加工物の被研磨面に対向する部位において
前記研磨工具の研磨面を前記被加工物の被研磨面に所定
の加工圧を与えた状態で当接させ、前記被加工物および
前記研磨工具をそれぞれ回転させるとともに該研磨工具
を前記被加工物の被研磨面に沿って揺動させて研磨を行
ない、前記研磨と同時に、研磨中の前記研磨工具に対す
る前記被加工物の前記被研磨面の回転方向の下手側の部
位においてスクラバーにより異物を除去することを特徴
とするものである。
被研磨面と、前記被研磨面に所定の加工圧を与えた状態
で当接された研磨工具の研磨面との間に研磨剤を供給し
つつ研磨を行なう化学機械研磨方法において、前記被加
工物よりも口径の小さい研磨工具を回転テーブルに保持
された前記被加工物の被研磨面に対向する部位において
前記研磨工具の研磨面を前記被加工物の被研磨面に所定
の加工圧を与えた状態で当接させ、前記被加工物および
前記研磨工具をそれぞれ回転させるとともに該研磨工具
を前記被加工物の被研磨面に沿って揺動させて研磨を行
ない、前記研磨と同時に、研磨中の前記研磨工具に対す
る前記被加工物の前記被研磨面の回転方向の下手側の部
位においてスクラバーにより異物を除去することを特徴
とするものである。
【００１４】また、被加工物の被研磨面と、前記被研磨
面に所定の加工圧を与えた状態で当接された研磨工具の
研磨面との間に研磨剤を供給しつつ研磨を行なう化学機
械研磨方法において、工具搬送機構に支持された複数の
前記被加工物よりも口径の小さい研磨工具のうちの一つ
の研磨工具を選択して回転テーブルに保持された前記被
加工物の被研磨面に対向する部位に搬送してその研磨工
具の研磨面を前記被加工物の被研磨面に所定の加工圧を
与えた状態で当接させ、前記被加工物および選択された
研磨工具をそれぞれ回転させるとともに該研磨工具を前
記回転テーブルの径方向へ揺動させて研磨を行ない、前
記研磨と同時に、研磨中の前記研磨工具に対する前記被
加工物の前記被研磨面の回転方向の下手側の部位におい
てスクラバーにより異物を除去することを特徴とするも
のである。
面に所定の加工圧を与えた状態で当接された研磨工具の
研磨面との間に研磨剤を供給しつつ研磨を行なう化学機
械研磨方法において、工具搬送機構に支持された複数の
前記被加工物よりも口径の小さい研磨工具のうちの一つ
の研磨工具を選択して回転テーブルに保持された前記被
加工物の被研磨面に対向する部位に搬送してその研磨工
具の研磨面を前記被加工物の被研磨面に所定の加工圧を
与えた状態で当接させ、前記被加工物および選択された
研磨工具をそれぞれ回転させるとともに該研磨工具を前
記回転テーブルの径方向へ揺動させて研磨を行ない、前
記研磨と同時に、研磨中の前記研磨工具に対する前記被
加工物の前記被研磨面の回転方向の下手側の部位におい
てスクラバーにより異物を除去することを特徴とするも
のである。
【００１５】被加工物は、半導体や、表面に絶縁膜およ
び／または金属膜が形成された被研磨面を有するもので
あってもよい。
び／または金属膜が形成された被研磨面を有するもので
あってもよい。
【００１６】さらに、被研磨面に微粒子を含むアルカリ
性の液体を供給するとよい。
性の液体を供給するとよい。
【００１７】
【作用】研磨中においてスクラバーによって被加工物の
被研磨面上の研磨屑等の異物の除去をリアルタイムで行
なうことができるため、長時間にわたって安定した化学
機械研磨を行なうことができる。
被研磨面上の研磨屑等の異物の除去をリアルタイムで行
なうことができるため、長時間にわたって安定した化学
機械研磨を行なうことができる。
【００１８】また、研磨とスクラブとが同時に行なわれ
るので、被加工物の研磨処理のスループットを低下させ
ることもない。
るので、被加工物の研磨処理のスループットを低下させ
ることもない。
【００１９】さらに、請求項２に記載された発明は、複
数の被加工物の口径より小さい口径の研磨工具の中の一
つを選択して、回転テーブルに対向する部位に搬送し、
この搬送された研磨工具の研磨面を回転テーブルに保持
された被加工物の被研磨面に当接させて研磨を行なうこ
とができる。このため、前記複数の研磨工具のそれぞれ
の研磨面の表面粗さや硬さ等を異なるものとして順次交
換することにより、粗研磨、仕上げ研磨、超仕上げ研磨
を行なったり、あるいは前記複数の研磨工具のそれぞれ
の研磨面の表面粗さや硬さ等を同種のもとし、順次新た
な研磨工具に交換して安定した化学機械研磨を行なうこ
とができる。
数の被加工物の口径より小さい口径の研磨工具の中の一
つを選択して、回転テーブルに対向する部位に搬送し、
この搬送された研磨工具の研磨面を回転テーブルに保持
された被加工物の被研磨面に当接させて研磨を行なうこ
とができる。このため、前記複数の研磨工具のそれぞれ
の研磨面の表面粗さや硬さ等を異なるものとして順次交
換することにより、粗研磨、仕上げ研磨、超仕上げ研磨
を行なったり、あるいは前記複数の研磨工具のそれぞれ
の研磨面の表面粗さや硬さ等を同種のもとし、順次新た
な研磨工具に交換して安定した化学機械研磨を行なうこ
とができる。
【００２０】また、請求項４記載の発明は、研磨中にお
いてスクラバーによって被加工物の被研磨面上の研磨屑
等の異物の除去をリアルタイムで行なうことができるた
め、研磨状態の検出を行なう場合には、その検出を高精
度で行なうことができる。
いてスクラバーによって被加工物の被研磨面上の研磨屑
等の異物の除去をリアルタイムで行なうことができるた
め、研磨状態の検出を行なう場合には、その検出を高精
度で行なうことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。
いて説明する。
【００２２】先ず、本発明の化学機械研磨装置の一実施
例について説明する。
例について説明する。
【００２３】本実施例の化学機械研磨装置は、図１に示
すように、被加工物であるＳｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等か
らなる半導体ウエハ等の基板Ｗを着脱自在に保持して回
転させるための回転テーブル１を備えた研磨ステーショ
ンＥ1 と、研磨ステーションＥ1 の図示上方に配設され
た１つの研磨工具を支持し前記研磨ヘッドＥ1 に保持さ
れた基板Ｗの被研磨面に対向する部位へ搬送するための
工具搬送機構５を備えた工具ステーションＥ2 と、研磨
中の前記研磨工具２に対して回転テーブル１の回転方向
下手側部位に順次配設された基板Ｗ上の研磨屑等の異物
を除去するためのスクラバー機構８および電気的または
光学的に基板Ｗの被研磨面の研磨状態を検出するための
検出器９を備えた検出装置と、研磨剤（研磨スラリー）
の供給タンク１０より研磨剤（研磨スラリー）を前記基
板Ｗ上に供給するためのノズル１１を備えている。
すように、被加工物であるＳｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等か
らなる半導体ウエハ等の基板Ｗを着脱自在に保持して回
転させるための回転テーブル１を備えた研磨ステーショ
ンＥ1 と、研磨ステーションＥ1 の図示上方に配設され
た１つの研磨工具を支持し前記研磨ヘッドＥ1 に保持さ
れた基板Ｗの被研磨面に対向する部位へ搬送するための
工具搬送機構５を備えた工具ステーションＥ2 と、研磨
中の前記研磨工具２に対して回転テーブル１の回転方向
下手側部位に順次配設された基板Ｗ上の研磨屑等の異物
を除去するためのスクラバー機構８および電気的または
光学的に基板Ｗの被研磨面の研磨状態を検出するための
検出器９を備えた検出装置と、研磨剤（研磨スラリー）
の供給タンク１０より研磨剤（研磨スラリー）を前記基
板Ｗ上に供給するためのノズル１１を備えている。
【００２４】研磨ステーションＥ1 は、回転テーブル回
転駆動機構１ａによって回転される回転テーブル１を備
え、回転テーブル１の図示上面に基板Ｗを着脱自在に保
持して回転させ得るように構成されている。
転駆動機構１ａによって回転される回転テーブル１を備
え、回転テーブル１の図示上面に基板Ｗを着脱自在に保
持して回転させ得るように構成されている。
【００２５】工具ステーションＥ2 は、回転テーブル１
の径方向へ突出する搬送アーム５ａを有する工具搬送機
構５備えている。
の径方向へ突出する搬送アーム５ａを有する工具搬送機
構５備えている。
【００２６】搬送アーム５ａには、図示しない直線駆動
手段によりその長手方向へ揺動される工具揺動機構とし
てのスライダ６が摺動自在に配設されており、図１にお
けるこのスライダ６の下方に研磨工具回転駆動機構兼加
圧機構２ｂによって回転されるとともに軸方向へ直線移
動される研磨工具２が取り付けられている。これによ
り、搬送アーム５ａとともに研磨工具２を研磨工具回転
テーブル１に保持された基板Ｗの被研磨面に対向する部
位に搬送し、研磨工具２を軸方向へ直線移動させて基板
Ｗの被研磨面に研磨パッド２ａを当接させて所定の加工
圧を与えた状態で回転させるとともに回転テーブル１上
の基板Ｗの被研磨面に沿った方向としての径方向へ揺動
させたり、基板Ｗから離間させることができる。
手段によりその長手方向へ揺動される工具揺動機構とし
てのスライダ６が摺動自在に配設されており、図１にお
けるこのスライダ６の下方に研磨工具回転駆動機構兼加
圧機構２ｂによって回転されるとともに軸方向へ直線移
動される研磨工具２が取り付けられている。これによ
り、搬送アーム５ａとともに研磨工具２を研磨工具回転
テーブル１に保持された基板Ｗの被研磨面に対向する部
位に搬送し、研磨工具２を軸方向へ直線移動させて基板
Ｗの被研磨面に研磨パッド２ａを当接させて所定の加工
圧を与えた状態で回転させるとともに回転テーブル１上
の基板Ｗの被研磨面に沿った方向としての径方向へ揺動
させたり、基板Ｗから離間させることができる。
【００２７】スクラバー機構８は、その図示下面にブラ
シ７ａを有するスクラバー７が、回転テーブル１の径方
向へ揺動するスクラバー揺動機構８ａの下方に取付けら
れたスクラバー回転駆動機構兼加圧機構７ｂの図示しな
い出力軸に一体的に設けられたものである。これによ
り、スクラバー７を軸方向へ直線移動させてブラシ７ａ
を基板Ｗの被研磨面に当接させた状態で回転させるとと
もに回転テーブル１上の基板Ｗの被研磨面に沿った方向
としての径方向へ揺動させたり、基板Ｗから離間させる
ことができる。
シ７ａを有するスクラバー７が、回転テーブル１の径方
向へ揺動するスクラバー揺動機構８ａの下方に取付けら
れたスクラバー回転駆動機構兼加圧機構７ｂの図示しな
い出力軸に一体的に設けられたものである。これによ
り、スクラバー７を軸方向へ直線移動させてブラシ７ａ
を基板Ｗの被研磨面に当接させた状態で回転させるとと
もに回転テーブル１上の基板Ｗの被研磨面に沿った方向
としての径方向へ揺動させたり、基板Ｗから離間させる
ことができる。
【００２８】研磨状態を検出するための検出装置は、電
気的または光学的に基板Ｗの部分的な厚みや基板Ｗ全体
の平均的な厚みを検出する厚み測定装置や、基板Ｗの被
研磨面の表面形状を検出する表面形状測定装置や、電気
的または光学的に研磨の最終点を検出する終点検出装置
が用いられる。具体的には、ガイド９ａに検出器９を支
持させて基板Ｗの径方向へ走査する。こうすれば、基板
Ｗの径方向における異なる部位の厚み（検出器から基板
表面までの距離）を検出することができる。
気的または光学的に基板Ｗの部分的な厚みや基板Ｗ全体
の平均的な厚みを検出する厚み測定装置や、基板Ｗの被
研磨面の表面形状を検出する表面形状測定装置や、電気
的または光学的に研磨の最終点を検出する終点検出装置
が用いられる。具体的には、ガイド９ａに検出器９を支
持させて基板Ｗの径方向へ走査する。こうすれば、基板
Ｗの径方向における異なる部位の厚み（検出器から基板
表面までの距離）を検出することができる。
【００２９】図２は、図１に示す化学機械研磨装置の制
御系のブロック図である。
御系のブロック図である。
【００３０】２１は工具ステーション駆動回路であり、
研磨工具２を基板Ｗに対向させる部位まで移動させ、そ
こで回転させ、回転軸方向に移動させるという各動作を
司る。
研磨工具２を基板Ｗに対向させる部位まで移動させ、そ
こで回転させ、回転軸方向に移動させるという各動作を
司る。
【００３１】同様に、２２は検出装置の動作を司る検出
装置駆動回路、２３はスクラバーの動作を司るスクラバ
ー駆動回路である。
装置駆動回路、２３はスクラバーの動作を司るスクラバ
ー駆動回路である。
【００３２】これらの駆動回路２１，２２，２３は、Ｃ
ＰＵやメモリを搭載した制御回路２４によりその動作が
それぞれ制御される。
ＰＵやメモリを搭載した制御回路２４によりその動作が
それぞれ制御される。
【００３３】作業者が、キーボードのような入力装置２
５から基板Ｗや研磨工具の種類等の情報を入力すると、
実験等に基づいて定められたメモリに格納されている研
磨条件を制御回路２４が特定し、その条件に基づいて各
駆動回路２１，２２，２３に駆動条件（例えば、回転数
等）データをそれぞれ供給する。
５から基板Ｗや研磨工具の種類等の情報を入力すると、
実験等に基づいて定められたメモリに格納されている研
磨条件を制御回路２４が特定し、その条件に基づいて各
駆動回路２１，２２，２３に駆動条件（例えば、回転数
等）データをそれぞれ供給する。
【００３４】次に、図１に示す化学機械研磨装置を用い
た本発明の化学機械研磨方法の工程について説明する。
た本発明の化学機械研磨方法の工程について説明する。
【００３５】 研磨パッド２ａを研磨工具２に取り付
ける。また、回転テーブル１には基板Ｗを着脱自在に保
持させて回転させる。
ける。また、回転テーブル１には基板Ｗを着脱自在に保
持させて回転させる。
【００３６】 先ず、研磨工具搬送機構５を起動して
研磨工具２を基板Ｗの被研磨面に対向する部位に搬送す
る。
研磨工具２を基板Ｗの被研磨面に対向する部位に搬送す
る。
【００３７】 上記ののち、研磨工具回転駆動機構
兼加圧機構２ｂを起動して研磨工具２を基板Ｗに向けて
軸方向へ移動させることにより研磨パッド２ａを基板Ｗ
の被研磨面に所定の加工圧を与えた状態で当接させ矢印
Ｂ方向へ所定の回転速度で回転させるとともに回転テー
ブル１の径方向へ揺動させ、これと同時に、研磨剤（研
磨スラリー）の供給タンク１０よりノズル１１を介して
研磨剤（研磨スラリー）を基板Ｗの被研磨面と研磨パッ
ド２ａの基板Ｗに当接する面、すなわち研磨工具の研磨
面、との間に供給して研磨を行なう。
兼加圧機構２ｂを起動して研磨工具２を基板Ｗに向けて
軸方向へ移動させることにより研磨パッド２ａを基板Ｗ
の被研磨面に所定の加工圧を与えた状態で当接させ矢印
Ｂ方向へ所定の回転速度で回転させるとともに回転テー
ブル１の径方向へ揺動させ、これと同時に、研磨剤（研
磨スラリー）の供給タンク１０よりノズル１１を介して
研磨剤（研磨スラリー）を基板Ｗの被研磨面と研磨パッ
ド２ａの基板Ｗに当接する面、すなわち研磨工具の研磨
面、との間に供給して研磨を行なう。
【００３８】この研磨中において、スクラバー機構８を
起動してスクラバー７を回転軸方向に直線移動させて基
板Ｗの被研磨面にそのブラシ７ａを当接させるとともに
回転させて基板Ｗ上の研磨屑等の異物を除去する。この
場合、必要に応じてスクラバー７を回転テーブル１の径
方向へ揺動させてもよい。
起動してスクラバー７を回転軸方向に直線移動させて基
板Ｗの被研磨面にそのブラシ７ａを当接させるとともに
回転させて基板Ｗ上の研磨屑等の異物を除去する。この
場合、必要に応じてスクラバー７を回転テーブル１の径
方向へ揺動させてもよい。
【００３９】 研磨およびスクラブ動作中に、検出器
９がガイド９ａに沿って基板Ｗの径方向へ走査されて基
板Ｗの被研磨面の研磨状態が逐次検出され、被研磨面が
所定の研磨状態に達したものと判断されたならば研磨を
終える。
９がガイド９ａに沿って基板Ｗの径方向へ走査されて基
板Ｗの被研磨面の研磨状態が逐次検出され、被研磨面が
所定の研磨状態に達したものと判断されたならば研磨を
終える。
【００４０】本発明の別の実施例について説明する。
【００４１】本実施例の化学機械研磨装置は、図３に示
すように、被加工物であるＳｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等か
らなる半導体ウエハ等の基板Ｗを着脱自在に保持して回
転させるための回転テーブル１を備えた研磨ステーショ
ンＥ1 と、研磨ステーションＥ1 の図示上方に配設され
た複数の研磨工具を支持しその中の一つを選択して前記
研磨ヘッドＥ1 に保持された基板Ｗの被研磨面に対向す
る部位へ搬送するための工具搬送機構１５を備えた工具
ステーションＥ2 と、研磨中の前記研磨工具に対して回
転テーブル１の回転方向下手側部位に順次配設された基
板Ｗ上の研磨屑等の異物を除去するためのスクラバー機
構８および電気的または光学的に基板Ｗの被研磨面の研
磨状態を検出するための検出器９を備えた検出装置と、
研磨剤（研磨スラリー）の供給タンク１０より研磨剤
（研磨スラリー）を前記基板Ｗ上に供給するためのノズ
ル１１を備えている。
すように、被加工物であるＳｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等か
らなる半導体ウエハ等の基板Ｗを着脱自在に保持して回
転させるための回転テーブル１を備えた研磨ステーショ
ンＥ1 と、研磨ステーションＥ1 の図示上方に配設され
た複数の研磨工具を支持しその中の一つを選択して前記
研磨ヘッドＥ1 に保持された基板Ｗの被研磨面に対向す
る部位へ搬送するための工具搬送機構１５を備えた工具
ステーションＥ2 と、研磨中の前記研磨工具に対して回
転テーブル１の回転方向下手側部位に順次配設された基
板Ｗ上の研磨屑等の異物を除去するためのスクラバー機
構８および電気的または光学的に基板Ｗの被研磨面の研
磨状態を検出するための検出器９を備えた検出装置と、
研磨剤（研磨スラリー）の供給タンク１０より研磨剤
（研磨スラリー）を前記基板Ｗ上に供給するためのノズ
ル１１を備えている。
【００４２】研磨ステーションＥ1 は、回転テーブル回
転駆動機構１ａによって回転される回転テーブル１を備
え、回転テーブル１の図示上面に基板Ｗを着脱自在に保
持して回転させ得るように構成されている。
転駆動機構１ａによって回転される回転テーブル１を備
え、回転テーブル１の図示上面に基板Ｗを着脱自在に保
持して回転させ得るように構成されている。
【００４３】工具ステーションＥ2 は、図示しない割出
し機構によって所定の回転角度ずつ回転される回転軸１
７の図示下端に一体的に設けられた略Ｔ字状に径方向へ
突出する第１ないし第３の搬送アーム１５ａ〜１５ｃを
有する工具搬送機構１５備え、第１ないし第３の搬送ア
ーム１５ａ〜１５ｃには後述する第１ないし第３の研磨
工具１２〜１４がそれぞれ配設されており、第１ないし
第３の搬送アーム１５ａ〜１５ｃにそれぞれ配設された
第１ないし第３の研磨工具１２〜１４のうちのいずれか
一つを選択して回転テーブル１に保持された基板Ｗの被
研磨面に対向する部位に搬送することができるように構
成されている。
し機構によって所定の回転角度ずつ回転される回転軸１
７の図示下端に一体的に設けられた略Ｔ字状に径方向へ
突出する第１ないし第３の搬送アーム１５ａ〜１５ｃを
有する工具搬送機構１５備え、第１ないし第３の搬送ア
ーム１５ａ〜１５ｃには後述する第１ないし第３の研磨
工具１２〜１４がそれぞれ配設されており、第１ないし
第３の搬送アーム１５ａ〜１５ｃにそれぞれ配設された
第１ないし第３の研磨工具１２〜１４のうちのいずれか
一つを選択して回転テーブル１に保持された基板Ｗの被
研磨面に対向する部位に搬送することができるように構
成されている。
【００４４】第１ないし第３の搬送アーム１５ａ〜１５
ｃにそれぞれ配設された第１ないし第３の研磨工具１２
〜１４は同じ構成のものでよいので、第１の搬送アーム
１５ａに配設された第１の研磨工具１２を例に挙げてそ
の構成を説明する。
ｃにそれぞれ配設された第１ないし第３の研磨工具１２
〜１４は同じ構成のものでよいので、第１の搬送アーム
１５ａに配設された第１の研磨工具１２を例に挙げてそ
の構成を説明する。
【００４５】第１の搬送アーム１５ａには、図示しない
直線駆動手段によりその長手方向へ揺動されるスライダ
１６ａが摺動自在に配設されており、このスライダ１６
ａの図示下方に第１の研磨工具回転駆動機構兼加圧機構
１２ｂによって回転されるとともに軸方向へ直線移動さ
れる第１の研磨工具１２が取付けられている。これによ
り、第１の搬送アーム１５ａとともに第１の研磨工具１
２を研磨工具回転テーブル１に保持された基板Ｗの被研
磨面に対向する部位に搬送し、第１の研磨工具１２を軸
方向へ直線移動させて基板Ｗの被研磨面に第１の研磨パ
ッド１２ａを当接させて所定の加工圧を与えた状態で回
転させるとともに回転テーブル１の径方向へ揺動させた
り、基板Ｗから離間させることができる。
直線駆動手段によりその長手方向へ揺動されるスライダ
１６ａが摺動自在に配設されており、このスライダ１６
ａの図示下方に第１の研磨工具回転駆動機構兼加圧機構
１２ｂによって回転されるとともに軸方向へ直線移動さ
れる第１の研磨工具１２が取付けられている。これによ
り、第１の搬送アーム１５ａとともに第１の研磨工具１
２を研磨工具回転テーブル１に保持された基板Ｗの被研
磨面に対向する部位に搬送し、第１の研磨工具１２を軸
方向へ直線移動させて基板Ｗの被研磨面に第１の研磨パ
ッド１２ａを当接させて所定の加工圧を与えた状態で回
転させるとともに回転テーブル１の径方向へ揺動させた
り、基板Ｗから離間させることができる。
【００４６】スクラバー機構８および検出装置は、前述
した一実施例と同じ構成である。また、制御系も図２と
同様でよい。
した一実施例と同じ構成である。また、制御系も図２と
同様でよい。
【００４７】次に、図３に示す化学機械研磨装置を用い
た本発明の化学機械研磨方法の工程について説明する。
た本発明の化学機械研磨方法の工程について説明する。
【００４８】 第１の研磨パッド１２ａの研磨面を粗
研磨用、第２の研磨パッド１３ａの研磨面を仕上げ研磨
用、第３の研磨パッド１４ａを超仕上げ研磨用のものに
する。また、回転テーブル１には基板Ｗを着脱自在に保
持させて回転させる。
研磨用、第２の研磨パッド１３ａの研磨面を仕上げ研磨
用、第３の研磨パッド１４ａを超仕上げ研磨用のものに
する。また、回転テーブル１には基板Ｗを着脱自在に保
持させて回転させる。
【００４９】 先ず、研磨工具搬送機構１５を起動し
て第１の研磨工具１２を基板Ｗの被研磨面に対向する部
位に搬送する。
て第１の研磨工具１２を基板Ｗの被研磨面に対向する部
位に搬送する。
【００５０】 上記ののち、第１の研磨工具回転駆
動機構兼加圧機構１２ｂを起動して第１の研磨工具１２
を基板Ｗに向けて軸方向へ移動させることにより第１の
研磨パッド１２ａを基板Ｗの被研磨面に所定の加工圧を
与えた状態で当接させ矢印Ｂ方向へ所定の回転速度で回
転させるとともに回転テーブル１の径方向へ揺動させ、
これと同時に、研磨剤（研磨スラリー）の供給タンク１
０よりノズル１１を介して研磨剤（研磨スラリー）を基
板Ｗの被研磨面と第１の研磨パッド１２ａの基板Ｗに当
接する面、すなわち研磨工具の研磨面、との間に供給し
て粗研磨を行なう。
動機構兼加圧機構１２ｂを起動して第１の研磨工具１２
を基板Ｗに向けて軸方向へ移動させることにより第１の
研磨パッド１２ａを基板Ｗの被研磨面に所定の加工圧を
与えた状態で当接させ矢印Ｂ方向へ所定の回転速度で回
転させるとともに回転テーブル１の径方向へ揺動させ、
これと同時に、研磨剤（研磨スラリー）の供給タンク１
０よりノズル１１を介して研磨剤（研磨スラリー）を基
板Ｗの被研磨面と第１の研磨パッド１２ａの基板Ｗに当
接する面、すなわち研磨工具の研磨面、との間に供給し
て粗研磨を行なう。
【００５１】この粗研磨中において、スクラバー機構８
を起動してスクラバー７を直線移動させて基板Ｗの被研
磨面にそのブラシ７ａを当接させるとともに回転させて
基板Ｗ上の研磨屑等の異物を除去する。この場合、必要
に応じてスクラバー７を回転テーブル１の径方向へ揺動
させてもよい。
を起動してスクラバー７を直線移動させて基板Ｗの被研
磨面にそのブラシ７ａを当接させるとともに回転させて
基板Ｗ上の研磨屑等の異物を除去する。この場合、必要
に応じてスクラバー７を回転テーブル１の径方向へ揺動
させてもよい。
【００５２】 上記ののち、検出器９がガイド９ａ
に沿って基板Ｗの径方向へ走査されて基板Ｗの被研磨面
の研磨状態が逐次検出され、被研磨面が所定の粗研磨の
終点に達したとき粗研磨を終える。
に沿って基板Ｗの径方向へ走査されて基板Ｗの被研磨面
の研磨状態が逐次検出され、被研磨面が所定の粗研磨の
終点に達したとき粗研磨を終える。
【００５３】 上記ののち、第１の研磨工具１２を
軸方向へ移動させて基板Ｗから離間し、ついで工具搬送
機構１５を起動して第２の研磨工具１３を基板Ｗの被研
磨面に対向する部位へ搬送し、上記と同様の手順で仕
上げ研磨を行なう。
軸方向へ移動させて基板Ｗから離間し、ついで工具搬送
機構１５を起動して第２の研磨工具１３を基板Ｗの被研
磨面に対向する部位へ搬送し、上記と同様の手順で仕
上げ研磨を行なう。
【００５４】 上記ののち、検出器９がガイド９ａ
に沿って基板Ｗの径方向へ走査されて基板Ｗの被研磨面
の研磨状態が逐次検出され、被研磨面が所定の仕上げ研
磨の終点に達したときに仕上げ研磨を終える。
に沿って基板Ｗの径方向へ走査されて基板Ｗの被研磨面
の研磨状態が逐次検出され、被研磨面が所定の仕上げ研
磨の終点に達したときに仕上げ研磨を終える。
【００５５】 上記ののち、第２の研磨工具１３を
軸方向へ移動させて基板Ｗから離間させ、工具搬送機構
１５を起動して所定角度回転させることにより第３の研
磨工具１４を基板Ｗの被研磨面に対向する部位へ搬送
し、上記と同様の手順で超仕上げ研磨を行なう。
軸方向へ移動させて基板Ｗから離間させ、工具搬送機構
１５を起動して所定角度回転させることにより第３の研
磨工具１４を基板Ｗの被研磨面に対向する部位へ搬送
し、上記と同様の手順で超仕上げ研磨を行なう。
【００５６】 上記ののち、検出器９がガイド９ａ
に沿って基板Ｗの径方向へ走査されて基板Ｗの被研磨面
の面形状が逐次検出され、被研磨面が所定の超仕上げ研
磨の終点に達したときに超仕上げ研磨を終える。
に沿って基板Ｗの径方向へ走査されて基板Ｗの被研磨面
の面形状が逐次検出され、被研磨面が所定の超仕上げ研
磨の終点に達したときに超仕上げ研磨を終える。
【００５７】上記実施例では、３個の研磨面の表面粗さ
や硬さのそれぞれ異なる研磨工具を備えた工具搬送機構
を示したが、これに限らず、必要に応じて２個または４
個以上の研磨工具を備えたものとすることができる。ま
た、複数の研磨工具の表面粗さや硬さを同一のものと
し、順次新たな研磨工具に交換して安定した化学機械研
磨を行うことができる。
や硬さのそれぞれ異なる研磨工具を備えた工具搬送機構
を示したが、これに限らず、必要に応じて２個または４
個以上の研磨工具を備えたものとすることができる。ま
た、複数の研磨工具の表面粗さや硬さを同一のものと
し、順次新たな研磨工具に交換して安定した化学機械研
磨を行うことができる。
【００５８】本発明において、各研磨工具回転駆動機構
兼加圧機構をそれぞれ回転速度および／または加圧力を
可変のものとすることにより、被加工物の被研磨面の種
類や材質に対応した適正回転速度で回転させたり、適正
加工圧を加えることができる。
兼加圧機構をそれぞれ回転速度および／または加圧力を
可変のものとすることにより、被加工物の被研磨面の種
類や材質に対応した適正回転速度で回転させたり、適正
加工圧を加えることができる。
【００５９】本発明の研磨方法により研磨するに好適な
被加工物としては、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、絶
縁体上にそれらの半導体層を有する半導体ウエハ、また
は、表面上に複数の島状の半導体領域が形成された石英
やガラス基板が挙げられる。いずれも、フォトリソグラ
フィーによりパターニングされた配線や絶縁領域を形成
するために、平坦な面が要求されるものである。よっ
て、被研磨面は、絶縁膜または金属膜あるいはそれらが
混在した面になっている。
被加工物としては、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、絶
縁体上にそれらの半導体層を有する半導体ウエハ、また
は、表面上に複数の島状の半導体領域が形成された石英
やガラス基板が挙げられる。いずれも、フォトリソグラ
フィーによりパターニングされた配線や絶縁領域を形成
するために、平坦な面が要求されるものである。よっ
て、被研磨面は、絶縁膜または金属膜あるいはそれらが
混在した面になっている。
【００６０】本発明の研磨工具の研磨面としては、不織
布、発泡ポリウレタン等のパッドの表面を利用すること
が望ましい。
布、発泡ポリウレタン等のパッドの表面を利用すること
が望ましい。
【００６１】本発明に用いられる研磨剤としては、微粒
子を含む液体が望ましく、具体的には、微粒子としては
シリカ（ＳｉＯ2 ）、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、酸化マ
ンガン（ＭｎＯ2 ）、酸化セリウム（ＣｅＯ）等が挙げ
られ、液体としては水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）溶
液、水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液、過酸化水素水（Ｈ
2 Ｏ2 ）等が挙げられる。
子を含む液体が望ましく、具体的には、微粒子としては
シリカ（ＳｉＯ2 ）、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、酸化マ
ンガン（ＭｎＯ2 ）、酸化セリウム（ＣｅＯ）等が挙げ
られ、液体としては水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）溶
液、水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液、過酸化水素水（Ｈ
2 Ｏ2 ）等が挙げられる。
【００６２】微粒子の粒径は８ｎｍ〜５０ｎｍが好まし
く、例えば、ＫＯＨのｐＨを変化させることで粒子の凝
集の度合いを制御できる。そして、その凝集の度合いに
より研磨量を変えることができる。
く、例えば、ＫＯＨのｐＨを変化させることで粒子の凝
集の度合いを制御できる。そして、その凝集の度合いに
より研磨量を変えることができる。
【００６３】半導体表面の研磨の際には、シリカ分散水
酸化ナトリウム溶液が好ましく、絶縁膜の研磨の際には
シリカ分散水酸化カリウム溶液が好ましく、タングステ
ン等の金属膜の研磨の際にはアルミナや酸化マンガン分
散の過酸化水素水が好ましいものである。
酸化ナトリウム溶液が好ましく、絶縁膜の研磨の際には
シリカ分散水酸化カリウム溶液が好ましく、タングステ
ン等の金属膜の研磨の際にはアルミナや酸化マンガン分
散の過酸化水素水が好ましいものである。
【００６４】例えば、半導体表面の研磨の場合、研磨剤
としてシリカ分散ＮａＯＨ水溶液を用いると、シリコン
表面がＮａＯＨと反応し反応生成分であるＮａ2 ＳｉＯ
3 層を作る。これをシリカと研磨パッドによる機械的研
磨により除去し、新たなシリコン表面を露出させること
で、反応が進行する。このようなメカニズムが化学機械
研磨と呼ばれる由縁である。
としてシリカ分散ＮａＯＨ水溶液を用いると、シリコン
表面がＮａＯＨと反応し反応生成分であるＮａ2 ＳｉＯ
3 層を作る。これをシリカと研磨パッドによる機械的研
磨により除去し、新たなシリコン表面を露出させること
で、反応が進行する。このようなメカニズムが化学機械
研磨と呼ばれる由縁である。
【００６５】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。
で、次に記載するような効果を奏する。
【００６６】被加工物を支持して回転させる回転テーブ
ルの回転速度に対して研磨工具の回転速度を等しくする
必要がないため、被加工物の種類や被研磨面の材質等に
対応して研磨工具の回転速度を任意に設定することが可
能となり効率的な研磨ができる。
ルの回転速度に対して研磨工具の回転速度を等しくする
必要がないため、被加工物の種類や被研磨面の材質等に
対応して研磨工具の回転速度を任意に設定することが可
能となり効率的な研磨ができる。
【００６７】また、研磨中において、被加工物の被研磨
面上の研磨屑等の異物をリアルタイムで除去できるた
め、スループットを低下させずに長時間にわたって安定
した化学機械研磨を行なうことができる。
面上の研磨屑等の異物をリアルタイムで除去できるた
め、スループットを低下させずに長時間にわたって安定
した化学機械研磨を行なうことができる。
【図１】本発明の化学機械研磨装置の一実施例の模式斜
視図である。
視図である。
【図２】本発明の化学機械研磨装置の制御系のブロック
図である。
図である。
【図３】本発明の化学機械研磨装置の別の実施例の模式
斜視図である。
斜視図である。
【図４】従来の化学機械研磨装置の一例を示す模式斜視
図である。
図である。
【図５】従来の化学機械研磨装置の他の例を示す模式平
面図である。
面図である。
１ 回転テーブル １ａ 回転テーブル回転駆動機構 ２，１２，１３，１４ 研磨工具 ２ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ 研磨パッド ５，１５ 工具搬送機構 ５ａ，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ 搬送アーム ６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ スライダ ７ スクラバー ８ スクラバー機構 ９ 検出器 ９ａ ガイド １０ 供給タンク １１ ノズル １７ 回転軸
Claims (10)
- 【請求項１】 被加工物の被研磨面と、前記被研磨面に
所定の加工圧を与えた状態で当接された研磨工具の研磨
面との間に研磨剤を供給しつつ研磨を行なう化学機械研
磨装置において、 前記被加工物を保持して回転させるための回転テーブル
回転駆動機構により回転される回転テーブルと、研磨工
具回転駆動機構兼加圧機構により回転されるとともに軸
方向へ直線移動される前記被加工物の口径よりも口径の
小さい研磨工具を支持して揺動させる工具揺動機構と、
研磨中の前記研磨工具に対する前記回転テーブルの回転
方向の下手側部位に配設された前記被研磨面上の異物を
除去するためのスクラバーとを備え、前記研磨工具によ
る研磨中に前記スクラバーによる異物の除去を行なうこ
とを特徴とする化学機械研磨装置。 - 【請求項２】 被加工物の被研磨面と、前記被研磨面に
所定の加工圧を与えた状態で当接された研磨工具の研磨
面との間に研磨剤を供給しつつ研磨を行なう化学機械研
磨装置において、 前記被加工物を保持して回転させるための回転テーブル
回転駆動機構により回転される回転テーブルと、それぞ
れ個別に設けられた研磨工具回転駆動機構兼加圧機構に
より回転されるとともに軸方向へ直線移動される複数の
前記被加工物の口径よりも口径の小さい研磨工具をそれ
ぞれ揺動自在なスライダを介して支持してその中の一つ
を選択して前記回転テーブルに対向する部位に搬送する
ための工具搬送機構と、研磨中の前記研磨工具に対する
前記回転テーブルの回転方向の下手側部位に配設された
前記被研磨面上の異物を除去するためのスクラバーを備
え、前記スライダの揺動方向が前記回転テーブルに対向
する部位においてその径方向であることを特徴とする化
学機械研磨装置。 - 【請求項３】 スクラバーは、回転テーブルの径方向へ
揺動するスクラバー揺動機構に支持されたスクラバー回
転駆動機構兼加圧機構により回転されるとともに軸方向
へ直線移動されることを特徴とする請求項１または２記
載の化学機械研磨装置。 - 【請求項４】 研磨中の被加工物の研磨状態を検出する
ための検出装置を備えたことを特徴とする請求項１ない
し３いずれか１項記載の化学機械研磨装置。 - 【請求項５】 検出装置は、被加工物の被研磨面の径方
向へ移動自在であることを特徴とする請求項４項記載の
化学機械研磨装置。 - 【請求項６】 被加工物の被研磨面と、前記被研磨面に
所定の加工圧を与えた状態で当接された研磨工具の研磨
面との間に研磨剤を供給しつつ研磨を行なう化学機械研
磨方法において、 前記被加工物よりも口径の小さい研磨工具を回転テーブ
ルに保持された前記被加工物の被研磨面に対向する部位
において前記研磨工具の研磨面を前記被加工物の被研磨
面に所定の加工圧を与えた状態で当接させ、前記被加工
物および前記研磨工具をそれぞれ回転させるとともに該
研磨工具を前記被加工物の被研磨面に沿って揺動させて
研磨を行ない、前記研磨と同時に、研磨中の前記研磨工
具に対する前記被加工物の前記被研磨面の回転方向の下
手側の部位においてスクラバーにより異物を除去するこ
とを特徴とする化学機械研磨方法。 - 【請求項７】 被加工物の被研磨面と、前記被研磨面に
所定の加工圧を与えた状態で当接された研磨工具の研磨
面との間に研磨剤を供給しつつ研磨を行なう化学機械研
磨方法において、 工具搬送機構に支持された複数の前記被加工物よりも口
径の小さい研磨工具のうちの一つの研磨工具を選択して
回転テーブルに保持された前記被加工物の被研磨面に対
向する部位に搬送してその研磨工具の研磨面を前記被加
工物の被研磨面に所定の加工圧を与えた状態で当接さ
せ、前記被加工物および選択された研磨工具をそれぞれ
回転させるとともに該研磨工具を前記回転テーブルの径
方向へ揺動させて研磨を行ない、前記研磨と同時に、研
磨中の前記研磨工具に対する前記被加工物の前記被研磨
面の回転方向の下手側の部位においてスクラバーにより
異物を除去することを特徴とする化学機械研磨方法。 - 【請求項８】 被加工物は、半導体であることを特徴と
する請求項６または７記載の化学機械研磨方法。 - 【請求項９】 被加工物は、表面に絶縁膜および／また
は金属膜が形成された被研磨面を有することを特徴とす
る請求項６または７記載の化学機械研磨方法。 - 【請求項１０】 被研磨面に微粒子を含むアルカリ性の
液体を供給することを特徴とする請求項６ないし９いず
れか１項記載の化学機械研磨方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19967796A JPH1029154A (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | 化学機械研磨装置および方法 |
| US08/883,628 US6162112A (en) | 1996-06-28 | 1997-06-26 | Chemical-mechanical polishing apparatus and method |
| KR1019970028605A KR100261404B1 (ko) | 1996-06-28 | 1997-06-28 | 화학-기계식 연마 장치 및 연마 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19967796A JPH1029154A (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | 化学機械研磨装置および方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1029154A true JPH1029154A (ja) | 1998-02-03 |
Family
ID=16411785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19967796A Pending JPH1029154A (ja) | 1996-06-28 | 1996-07-10 | 化学機械研磨装置および方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1029154A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6639314B2 (en) * | 2001-09-20 | 2003-10-28 | Advanced Micro Devices, Inc. | Solder bump structure and a method of forming the same |
| KR101589740B1 (ko) * | 2015-05-06 | 2016-02-01 | 주식회사 모리스 | 프레스의 상부 금형대용 저면 연마장치 |
-
1996
- 1996-07-10 JP JP19967796A patent/JPH1029154A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6639314B2 (en) * | 2001-09-20 | 2003-10-28 | Advanced Micro Devices, Inc. | Solder bump structure and a method of forming the same |
| KR101589740B1 (ko) * | 2015-05-06 | 2016-02-01 | 주식회사 모리스 | 프레스의 상부 금형대용 저면 연마장치 |
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