JPH11114810A - 化学的機械研磨装置 - Google Patents
化学的機械研磨装置Info
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- JPH11114810A JPH11114810A JP28562997A JP28562997A JPH11114810A JP H11114810 A JPH11114810 A JP H11114810A JP 28562997 A JP28562997 A JP 28562997A JP 28562997 A JP28562997 A JP 28562997A JP H11114810 A JPH11114810 A JP H11114810A
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- polishing
- chemical mechanical
- turntable
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 研磨布と基板との吸着を防止することによ
り、研磨終了後、スムーズに研磨布から基板を離脱する
ことができる化学的機械研磨装置を提供することであ
る。 【解決手段】 化学的機械研磨装置であって、研磨終了
後に研磨布３から基板１１を離脱する際、研磨布３に設
けられた複数のエアー吹き穴１５を通してテーブル１側
から基板１１の被加工面と研磨布３との間に気体を導入
することのできる気体供給系を備えたものである。
り、研磨終了後、スムーズに研磨布から基板を離脱する
ことができる化学的機械研磨装置を提供することであ
る。 【解決手段】 化学的機械研磨装置であって、研磨終了
後に研磨布３から基板１１を離脱する際、研磨布３に設
けられた複数のエアー吹き穴１５を通してテーブル１側
から基板１１の被加工面と研磨布３との間に気体を導入
することのできる気体供給系を備えたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェハ等の
基板表面を、化学研磨と機械研磨による組合せ研磨によ
って平坦化する際に用いられる化学的機械研磨（Chmica
l Mechanical Polishing:CMP）装置に関するものであ
る。
基板表面を、化学研磨と機械研磨による組合せ研磨によ
って平坦化する際に用いられる化学的機械研磨（Chmica
l Mechanical Polishing:CMP）装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの高密度化に伴い、回路
基板の配線技術は、ますます微細化、多層化の方向に進
んでいる。しかし、こうした高集積化の進展は、デバイ
スそのものの信頼性を低下させる要因にもなる。その理
由としては、配線の微細化と多層化の進展によって層間
絶縁膜の段差は大きくかつ急峻となり、その上に形成さ
れる配線の加工精度、信頼性が著しく低下してしまうこ
とが挙げられる。このため、アルミ配線の段差被覆性
（ステップカバレッジ）を大幅に改善できない現状で
は、層間絶縁膜の平坦度を向上させることが急務となっ
ている。層間絶縁膜の形成及び平坦化技術としては、塗
布法、リフロー法、PVD法、CVD法など、種々の技術が開
示されているが、上記の微細化、多層化した配線層に適
用した場合は、配線間隔が広いときの平坦度の不足や配
線間における層間膜でのボイド発生などによる、配線間
における接続不良、ショート等の改善が重要なテーマと
なってきている。そこで、こうした不都合を解消する手
段として、最近では、化学的機械研磨法が提案され、こ
の方法はウェハ表面をグローバルに平坦化できる技術と
して有望視されている。
基板の配線技術は、ますます微細化、多層化の方向に進
んでいる。しかし、こうした高集積化の進展は、デバイ
スそのものの信頼性を低下させる要因にもなる。その理
由としては、配線の微細化と多層化の進展によって層間
絶縁膜の段差は大きくかつ急峻となり、その上に形成さ
れる配線の加工精度、信頼性が著しく低下してしまうこ
とが挙げられる。このため、アルミ配線の段差被覆性
（ステップカバレッジ）を大幅に改善できない現状で
は、層間絶縁膜の平坦度を向上させることが急務となっ
ている。層間絶縁膜の形成及び平坦化技術としては、塗
布法、リフロー法、PVD法、CVD法など、種々の技術が開
示されているが、上記の微細化、多層化した配線層に適
用した場合は、配線間隔が広いときの平坦度の不足や配
線間における層間膜でのボイド発生などによる、配線間
における接続不良、ショート等の改善が重要なテーマと
なってきている。そこで、こうした不都合を解消する手
段として、最近では、化学的機械研磨法が提案され、こ
の方法はウェハ表面をグローバルに平坦化できる技術と
して有望視されている。
【０００３】図４は、従来の化学的機械研磨装置の構成
を示す側面概略図である。従来の化学的機械研磨装置
は、回転可能なターンテーブル１０１と、このターンテ
ーブル１０１の表面に固定された研磨布１０３と、ター
ンテーブル１０１に対向する状態で回転可能に設けられ
たトップリング１０５と、研磨布１０３に研磨剤（スラ
リー）１０７を供給する供給ノズル１０９とを備えてい
る。半導体ウェハ等の基板１１１はトップリング１０５
の下面に保持され、ターンテーブル１０１とトップリン
グ１０５とをそれぞれ回転させた状態で、研磨布１０３
に押し付けられる。これにより、ウェハ１１１の被加工
面は、研磨剤１０７中のアルカリによる化学的研磨作用
とシリカによる機械的研磨作用の双方によって平坦に研
磨される。
を示す側面概略図である。従来の化学的機械研磨装置
は、回転可能なターンテーブル１０１と、このターンテ
ーブル１０１の表面に固定された研磨布１０３と、ター
ンテーブル１０１に対向する状態で回転可能に設けられ
たトップリング１０５と、研磨布１０３に研磨剤（スラ
リー）１０７を供給する供給ノズル１０９とを備えてい
る。半導体ウェハ等の基板１１１はトップリング１０５
の下面に保持され、ターンテーブル１０１とトップリン
グ１０５とをそれぞれ回転させた状態で、研磨布１０３
に押し付けられる。これにより、ウェハ１１１の被加工
面は、研磨剤１０７中のアルカリによる化学的研磨作用
とシリカによる機械的研磨作用の双方によって平坦に研
磨される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の化学的機械研磨装置では、研磨終了後、トップリン
グ１０５がターンテーブル１０１から離脱する際、ウェ
ハ１１１が研磨剤７やそれに含まれる水の表面張力によ
り研磨布１０３に吸着しているために、トップリング１
０５の吸引力だけでウエハ１１１を保持しきれず、その
結果トップリング１０５からウェハ１１１が脱落してし
まうという問題があった。そして、その脱落による衝撃
はウェハに悪影響・ダメージを与え、最悪の場合ウェハ
１１１を破損してしまうということが起こり得た。ま
た、このようなウェハ１１１のトラブルが発生した場
合、その対処のため装置を一時的に停止しなければなら
ず、従って、装置の稼働率が低下することになる。この
ことは、製造される半導体装置のコストアップを招く要
因であり、非常に問題である。
来の化学的機械研磨装置では、研磨終了後、トップリン
グ１０５がターンテーブル１０１から離脱する際、ウェ
ハ１１１が研磨剤７やそれに含まれる水の表面張力によ
り研磨布１０３に吸着しているために、トップリング１
０５の吸引力だけでウエハ１１１を保持しきれず、その
結果トップリング１０５からウェハ１１１が脱落してし
まうという問題があった。そして、その脱落による衝撃
はウェハに悪影響・ダメージを与え、最悪の場合ウェハ
１１１を破損してしまうということが起こり得た。ま
た、このようなウェハ１１１のトラブルが発生した場
合、その対処のため装置を一時的に停止しなければなら
ず、従って、装置の稼働率が低下することになる。この
ことは、製造される半導体装置のコストアップを招く要
因であり、非常に問題である。
【０００５】そこで、この問題を解消するためには、従
来では、図５に示すような構成が提案されている。すな
わち、ターンテーブル１０１からトップリング１０５が
離脱する際、一旦トップリング１０５がターンテーブル
１０１の外側に移動し（図中Aで示す矢印参照）、その
後上昇し（図中Bで示す矢印参照）、離脱するものであ
る。
来では、図５に示すような構成が提案されている。すな
わち、ターンテーブル１０１からトップリング１０５が
離脱する際、一旦トップリング１０５がターンテーブル
１０１の外側に移動し（図中Aで示す矢印参照）、その
後上昇し（図中Bで示す矢印参照）、離脱するものであ
る。
【０００６】ところが、図５に示すような構成であって
も、研磨布１０３上の研磨剤１０７等の表面張力が大き
い場合には、その影響（図中Cで示す部分参照）により
ウェハ１１１がトップリング１０５からその上昇の際に
脱落してしまうことを完全に防止することは不可能であ
った。
も、研磨布１０３上の研磨剤１０７等の表面張力が大き
い場合には、その影響（図中Cで示す部分参照）により
ウェハ１１１がトップリング１０５からその上昇の際に
脱落してしまうことを完全に防止することは不可能であ
った。
【０００７】本発明は、上記事情に鑑みて成されたもの
であり、その目的は、研磨布と基板との吸着を防止する
ことにより、基板に負荷を与えることなく、スムーズに
研磨布から基板を離脱することができる化学的機械研磨
装置を提供することである。
であり、その目的は、研磨布と基板との吸着を防止する
ことにより、基板に負荷を与えることなく、スムーズに
研磨布から基板を離脱することができる化学的機械研磨
装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の特徴は、化学的機械研磨装置であっ
て、表面に研磨布が固定され、回転可能なテーブル（タ
ーンテーブル）と、前記ターンテーブルに対向する状態
で回転可能な基板保持部（トップリング）を有し、該ト
ップリングで基板を保持しつつ、該基板の被加工面を前
記研磨布に圧接する基板保持機構と、前記研磨布に設け
られた孔（エアー吹き穴）を有し、該エアー吹き穴を通
して前記ターンテーブル側から前記基板の被加工面と前
記研磨布との間に気体を導入する気体供給系とを具備す
るものである。
に、本発明の第１の特徴は、化学的機械研磨装置であっ
て、表面に研磨布が固定され、回転可能なテーブル（タ
ーンテーブル）と、前記ターンテーブルに対向する状態
で回転可能な基板保持部（トップリング）を有し、該ト
ップリングで基板を保持しつつ、該基板の被加工面を前
記研磨布に圧接する基板保持機構と、前記研磨布に設け
られた孔（エアー吹き穴）を有し、該エアー吹き穴を通
して前記ターンテーブル側から前記基板の被加工面と前
記研磨布との間に気体を導入する気体供給系とを具備す
るものである。
【０００９】上記第１の特徴によれば、前記ターンテー
ブルから前記トップリングを離脱する際に、前記エアー
吹き穴から前記基板の被加工面と前記研磨布との間に所
定の圧の気体を導入することで、研磨剤等の表面張力に
よる前記基板と前記研磨布との吸着を緩和することがで
きる。従って、前記トップリングから前記基板が落下す
ることを防ぎ、スムーズに前記ターンテーブルから前記
トップリングを離脱することが可能となる。
ブルから前記トップリングを離脱する際に、前記エアー
吹き穴から前記基板の被加工面と前記研磨布との間に所
定の圧の気体を導入することで、研磨剤等の表面張力に
よる前記基板と前記研磨布との吸着を緩和することがで
きる。従って、前記トップリングから前記基板が落下す
ることを防ぎ、スムーズに前記ターンテーブルから前記
トップリングを離脱することが可能となる。
【００１０】本発明の第２の特徴は、化学的機械研磨装
置であって、表面に研磨布が固定され、回転可能な研磨
テーブル（ターンテーブル）と、前記ターンテーブルに
対向する状態で回転可能な基板保持部（トップリング）
を有し、該トップリングで基板を保持しつつ、該基板の
被加工面を前記研磨布に圧接する基板保持機構と、前記
ターンテーブルに隣接し、前記トップリングが離脱する
離脱テーブル（ウェハ吸着防止台）と、前記離脱テーブ
ルの表面に設けられた孔（エアー吹き穴）を有し、該エ
アー吹き穴を通して前記ウェハ吸着防止台側から前記基
板の被加工面と前記ウェハ吸着防止台の表面との間に気
体を導入する気体供給系とを具備するものである。
置であって、表面に研磨布が固定され、回転可能な研磨
テーブル（ターンテーブル）と、前記ターンテーブルに
対向する状態で回転可能な基板保持部（トップリング）
を有し、該トップリングで基板を保持しつつ、該基板の
被加工面を前記研磨布に圧接する基板保持機構と、前記
ターンテーブルに隣接し、前記トップリングが離脱する
離脱テーブル（ウェハ吸着防止台）と、前記離脱テーブ
ルの表面に設けられた孔（エアー吹き穴）を有し、該エ
アー吹き穴を通して前記ウェハ吸着防止台側から前記基
板の被加工面と前記ウェハ吸着防止台の表面との間に気
体を導入する気体供給系とを具備するものである。
【００１１】上記第２の特徴は、上記第１の特徴とは異
なり、別途ウェハ吸着防止台を設けて、上記第１の特徴
と同様の効果を得るものである。このようなウェハ吸着
防止台を用いることにより、既に使用されている従来の
化学的機械研磨装置に上記第１の特徴を備えることがで
きる。従って、生産コストの削減が最終的には図られる
ことになる。
なり、別途ウェハ吸着防止台を設けて、上記第１の特徴
と同様の効果を得るものである。このようなウェハ吸着
防止台を用いることにより、既に使用されている従来の
化学的機械研磨装置に上記第１の特徴を備えることがで
きる。従って、生産コストの削減が最終的には図られる
ことになる。
【００１２】本発明の第３の特徴は、化学的機械研磨装
置であって、表面に研磨布が固定され、回転可能な研磨
テーブルと、前記研磨テーブルに対向する状態で回転可
能な基板保持部を有し、該基板保持部で基板を保持しつ
つ、該基板の被加工面を前記研磨布に圧接する基板保持
機構と、前記研磨テーブルに隣接し、前記基板保持部が
離脱する際、前記基板の移動方向に対して前記基板の被
加工面との接触面積が減少していく部分が表面の少なく
とも一部に形成された離脱テーブルとを具備するもので
ある。
置であって、表面に研磨布が固定され、回転可能な研磨
テーブルと、前記研磨テーブルに対向する状態で回転可
能な基板保持部を有し、該基板保持部で基板を保持しつ
つ、該基板の被加工面を前記研磨布に圧接する基板保持
機構と、前記研磨テーブルに隣接し、前記基板保持部が
離脱する際、前記基板の移動方向に対して前記基板の被
加工面との接触面積が減少していく部分が表面の少なく
とも一部に形成された離脱テーブルとを具備するもので
ある。
【００１３】上記第３の特徴によれば、上記第１、第２
の特徴とは異なり、複雑、高価な気体供給系を用いる必
要はなくなる。従って、装置自体のコストは低減され、
長期使用が可能となる。
の特徴とは異なり、複雑、高価な気体供給系を用いる必
要はなくなる。従って、装置自体のコストは低減され、
長期使用が可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施
の形態に係る化学的機械研磨装置の構成を示す図であ
り、（a）がその概略平面図、（b）がその概略断面図で
ある。
て図面を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施
の形態に係る化学的機械研磨装置の構成を示す図であ
り、（a）がその概略平面図、（b）がその概略断面図で
ある。
【００１５】この化学的機械研磨装置は、上記図４に示
した従来の装置と同様、回転可能なターンテーブル１
と、このターンテーブル１の表面に固定された研磨布３
と、ターンテーブル１に対向する状態で回転可能に設け
られたトップリング５と、研磨布３に研磨剤（スラリ
ー）７を供給する供給ノズル（図示省略）とを備えてい
る。半導体ウェハ等の基板１１はトップリング５の下面
に保持され、ターンテーブル１とトップリング５とをそ
れぞれ回転させた状態で、研磨布３に押し付けられる。
これにより、基板１１の被加工面は、研磨剤７中のアル
カリによる化学的研磨作用とシリカによる機械的研磨作
用の双方によって平坦に研磨される。
した従来の装置と同様、回転可能なターンテーブル１
と、このターンテーブル１の表面に固定された研磨布３
と、ターンテーブル１に対向する状態で回転可能に設け
られたトップリング５と、研磨布３に研磨剤（スラリ
ー）７を供給する供給ノズル（図示省略）とを備えてい
る。半導体ウェハ等の基板１１はトップリング５の下面
に保持され、ターンテーブル１とトップリング５とをそ
れぞれ回転させた状態で、研磨布３に押し付けられる。
これにより、基板１１の被加工面は、研磨剤７中のアル
カリによる化学的研磨作用とシリカによる機械的研磨作
用の双方によって平坦に研磨される。
【００１６】ターンテーブル１の表面（上面）は、研磨
加工時の基準面となることから、非常に高い平坦度をも
って形成されている。このターンテーブル１の表面に張
付けられる研磨布３は、例えばポリウレタン、ナイロ
ン、レーヨン等の材料を素材とするものである。また、
研磨布７の上方に設けられるトップリング５は回転軸１
３によって回転可能に支持され、さらに、トップリング
搬送装置９により回転軸１３と共に研磨布３上を自由に
移動可能である。そして、このトップリング５は、例え
ば真空引きの吸着力によってウェハ１１を保持するもの
である。
加工時の基準面となることから、非常に高い平坦度をも
って形成されている。このターンテーブル１の表面に張
付けられる研磨布３は、例えばポリウレタン、ナイロ
ン、レーヨン等の材料を素材とするものである。また、
研磨布７の上方に設けられるトップリング５は回転軸１
３によって回転可能に支持され、さらに、トップリング
搬送装置９により回転軸１３と共に研磨布３上を自由に
移動可能である。そして、このトップリング５は、例え
ば真空引きの吸着力によってウェハ１１を保持するもの
である。
【００１７】ここで、本実施の形態に係る化学的機械研
磨装置においては、ターンテーブル１及び研磨布３に複
数のエアー吹き穴１５が設けられている。例えば、図１
に示す装置では５個のエアー吹き出し穴１５が形成され
ている。これらのエアー吹き穴１５は、研磨布３の表面
（上面）にエアーを供給するためのものであり、例え
ば、図示のごとくターンテーブル１（研磨布３）の回転
中心付近に配置されている。エアー吹き穴１５は、研磨
時には使用されない領域に配置するのが望ましく、従っ
て、上記のようにターンテーブル１の回転中心付近に設
けることが最適であると考えられる。また、各エアー吹
き穴１５は、ターンテーブル１側に形成されたエアー供
給経路１７にそれぞれ接続されている。
磨装置においては、ターンテーブル１及び研磨布３に複
数のエアー吹き穴１５が設けられている。例えば、図１
に示す装置では５個のエアー吹き出し穴１５が形成され
ている。これらのエアー吹き穴１５は、研磨布３の表面
（上面）にエアーを供給するためのものであり、例え
ば、図示のごとくターンテーブル１（研磨布３）の回転
中心付近に配置されている。エアー吹き穴１５は、研磨
時には使用されない領域に配置するのが望ましく、従っ
て、上記のようにターンテーブル１の回転中心付近に設
けることが最適であると考えられる。また、各エアー吹
き穴１５は、ターンテーブル１側に形成されたエアー供
給経路１７にそれぞれ接続されている。
【００１８】さらに、本実施の形態に係る装置では、エ
アー吹き穴１５からのエアー圧を制御するための手段と
して、エアー供給経路１７に減圧弁（レギュレーター）
１９及び電磁弁２７が連結されており、この減圧弁１９
の開度を適宜調整することでエアー吹き穴１５からのエ
アー圧を制御できるように構成されている。エアーの供
給源としては、例えば本実施の形態に係る化学的機械研
磨装置が設置されるクリーンルーム内に準備されている
高圧窒素を用いればよい。また、エアー供給経路１７は
ターンテーブル１と共に回転することとなるので、回転
部と固定部との接続部分にはロータリージョイント２９
が設けられている。さらに、図１の装置では、一つの減
圧弁１９で各エアー吹き穴１５からのエアー圧を制御し
ているが、各エアー供給経路それぞれに減圧弁を個別に
設け、各エアー吹き穴１５からのエアー圧を個別に制御
してもよい。
アー吹き穴１５からのエアー圧を制御するための手段と
して、エアー供給経路１７に減圧弁（レギュレーター）
１９及び電磁弁２７が連結されており、この減圧弁１９
の開度を適宜調整することでエアー吹き穴１５からのエ
アー圧を制御できるように構成されている。エアーの供
給源としては、例えば本実施の形態に係る化学的機械研
磨装置が設置されるクリーンルーム内に準備されている
高圧窒素を用いればよい。また、エアー供給経路１７は
ターンテーブル１と共に回転することとなるので、回転
部と固定部との接続部分にはロータリージョイント２９
が設けられている。さらに、図１の装置では、一つの減
圧弁１９で各エアー吹き穴１５からのエアー圧を制御し
ているが、各エアー供給経路それぞれに減圧弁を個別に
設け、各エアー吹き穴１５からのエアー圧を個別に制御
してもよい。
【００１９】次に、本実施の形態に係る化学的機械研磨
装置の動作について説明する。ここでは特に、本発明の
特徴である研磨終了後のトップリング離脱動作について
のみ説明する。なお、研磨時の動作については従来通り
である。
装置の動作について説明する。ここでは特に、本発明の
特徴である研磨終了後のトップリング離脱動作について
のみ説明する。なお、研磨時の動作については従来通り
である。
【００２０】研磨終了後、まず最初に、トップリング搬
送装置９はトップリング５を研磨布３上でスライドさ
せ、上述したエアー吹き穴１５が設けられているターン
テーブル１の中心部に移動させる。すなわち、トップリ
ング５は図中Dで示す矢印の方向に移動する。トップリ
ング５がターンテーブル１の中心部で保持されると、減
圧弁１９を適宜調整することにより、エアー吹き穴１５
からのエアー圧を適切な値に設定する。そして、設定さ
れたエアー圧でエアーをトップリング５の下面に保持さ
れているウェハ１１に吹き付けつつ、トップリング５を
トップリング搬送装置９により上昇させる。
送装置９はトップリング５を研磨布３上でスライドさ
せ、上述したエアー吹き穴１５が設けられているターン
テーブル１の中心部に移動させる。すなわち、トップリ
ング５は図中Dで示す矢印の方向に移動する。トップリ
ング５がターンテーブル１の中心部で保持されると、減
圧弁１９を適宜調整することにより、エアー吹き穴１５
からのエアー圧を適切な値に設定する。そして、設定さ
れたエアー圧でエアーをトップリング５の下面に保持さ
れているウェハ１１に吹き付けつつ、トップリング５を
トップリング搬送装置９により上昇させる。
【００２１】このように、本実施の形態に係る化学的機
械研磨装置においては、エアー吹き穴１５から供給され
るエアーを、ウェハ１１に吹き付けることで、従来問題
となっていた研磨剤７等の表面張力を緩和し、それによ
り、ウェハ１１と研磨布３との吸着を防止することがで
きるため、ターンテーブル１からトップリング５を離脱
する際に、トップリング５からウェハ１が落下すること
を回避することができる。また、離脱の際、研磨布３と
の吸着によりウェハ１１に加わる応力も減少するので、
ウェハ１１上に形成されているLSIの信頼性の低下を招
くおそれも従来と比べて小さくなる。さらに、本実施の
形態に係る化学的機械研磨装置では、減圧弁１９の開度
を適宜調整することにより、各エアー吹き穴１５からの
エアー圧を制御することができるため、研磨に使用され
る研磨剤７の種類が異なっても、それらの表面張力の大
きさに合わせて緩和させることが可能となる。従って、
ターンテーブル１からトップリング５を離脱する際、ス
ムーズにトップリング５を上昇させることができる。
械研磨装置においては、エアー吹き穴１５から供給され
るエアーを、ウェハ１１に吹き付けることで、従来問題
となっていた研磨剤７等の表面張力を緩和し、それによ
り、ウェハ１１と研磨布３との吸着を防止することがで
きるため、ターンテーブル１からトップリング５を離脱
する際に、トップリング５からウェハ１が落下すること
を回避することができる。また、離脱の際、研磨布３と
の吸着によりウェハ１１に加わる応力も減少するので、
ウェハ１１上に形成されているLSIの信頼性の低下を招
くおそれも従来と比べて小さくなる。さらに、本実施の
形態に係る化学的機械研磨装置では、減圧弁１９の開度
を適宜調整することにより、各エアー吹き穴１５からの
エアー圧を制御することができるため、研磨に使用され
る研磨剤７の種類が異なっても、それらの表面張力の大
きさに合わせて緩和させることが可能となる。従って、
ターンテーブル１からトップリング５を離脱する際、ス
ムーズにトップリング５を上昇させることができる。
【００２２】なお、上記実施の形態の構成においては、
ターンテーブル１及び研磨布３の中心部にエアー吹き穴
１５を１個、さらにそれを中心として四方に４個配置す
るようにしたが、これらエアー吹き穴１５の配置形態に
ついては、これに限られるものでなく、ウェア１１面内
に均一にエアー圧が加わればよい。従って、例えば、そ
の数についてはもっと多くしてもよい。また、上記実施
の形態では、エアー吹き穴の形状、サイズ等には言及し
ていないが、上述した研磨剤７の表面張力による研磨布
３とウェハ１１との吸着を抑制することが可能であれ
ば、どのような形状等であってもよい。
ターンテーブル１及び研磨布３の中心部にエアー吹き穴
１５を１個、さらにそれを中心として四方に４個配置す
るようにしたが、これらエアー吹き穴１５の配置形態に
ついては、これに限られるものでなく、ウェア１１面内
に均一にエアー圧が加わればよい。従って、例えば、そ
の数についてはもっと多くしてもよい。また、上記実施
の形態では、エアー吹き穴の形状、サイズ等には言及し
ていないが、上述した研磨剤７の表面張力による研磨布
３とウェハ１１との吸着を抑制することが可能であれ
ば、どのような形状等であってもよい。
【００２３】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。図２は、本発明の第２の実施の形態に係る化
学的機械研磨装置の構成を示す図であり、（a）がその
概略平面図、（b）がその概略断面図である。
説明する。図２は、本発明の第２の実施の形態に係る化
学的機械研磨装置の構成を示す図であり、（a）がその
概略平面図、（b）がその概略断面図である。
【００２４】上述した第１の実施の形態に係る装置で
は、エアー吹き穴及びそれにエアーを供給する供給系
（図１に示すエアー供給経路１７、減圧弁１９及び電磁
弁２７）をターンテーブル１に設けた構成となっていた
が、本実施の形態に係る化学的機械研磨装置では、図２
に示すように、トップリング離脱専用のテーブル（ここ
では、ウェハ吸着防止台と呼ぶ）２１をターンテーブル
１の外側に別途設けた構成となっている。ウェハ吸着防
止台２１には、上記第１の実施の形態に係るエアー吹き
穴１５、エアー供給経路１７、減圧弁１９及び電磁弁２
７と同様の機能を有するエアー吹き穴１５a、エアー供
給経路１７a、減圧弁１９a及び電磁弁２７aが設けられ
ている。そして、トップリング５をターンテーブル１か
ら離脱する際には、トップリング５を図中Eで示す矢印
の方向に移動させ、上記第１の実施の形態と同様にし
て、トップリング５を上昇させるものである。
は、エアー吹き穴及びそれにエアーを供給する供給系
（図１に示すエアー供給経路１７、減圧弁１９及び電磁
弁２７）をターンテーブル１に設けた構成となっていた
が、本実施の形態に係る化学的機械研磨装置では、図２
に示すように、トップリング離脱専用のテーブル（ここ
では、ウェハ吸着防止台と呼ぶ）２１をターンテーブル
１の外側に別途設けた構成となっている。ウェハ吸着防
止台２１には、上記第１の実施の形態に係るエアー吹き
穴１５、エアー供給経路１７、減圧弁１９及び電磁弁２
７と同様の機能を有するエアー吹き穴１５a、エアー供
給経路１７a、減圧弁１９a及び電磁弁２７aが設けられ
ている。そして、トップリング５をターンテーブル１か
ら離脱する際には、トップリング５を図中Eで示す矢印
の方向に移動させ、上記第１の実施の形態と同様にし
て、トップリング５を上昇させるものである。
【００２５】ここで、ウェハ吸着台２１の表面は研磨布
７と同じ材質又はそれに類する材質で構成されているこ
とが望ましいが、移動の際にウェハ１１にダメージ等を
与えないものであればどのような材質であっても構わな
い。例えば、スポンジ、モヘヤ等の柔らかい毛状のもの
である。
７と同じ材質又はそれに類する材質で構成されているこ
とが望ましいが、移動の際にウェハ１１にダメージ等を
与えないものであればどのような材質であっても構わな
い。例えば、スポンジ、モヘヤ等の柔らかい毛状のもの
である。
【００２６】このように、本実施の形態に係る化学的機
械研磨装置においては、ターンテーブル１に隣接して別
途ウェハ吸着防止台２１を設けることにより、上記第１
の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さら
に、本実施の形態に係る化学的機械研磨装置は、図４に
示す従来の化学的機械研磨装置に上記ウェハ吸着防止台
２１をさらに設けることにより、実現することが可能で
あり、従って、既存の装置を利用することができ、全体
的には生産コストの削減が図られることになる。
械研磨装置においては、ターンテーブル１に隣接して別
途ウェハ吸着防止台２１を設けることにより、上記第１
の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さら
に、本実施の形態に係る化学的機械研磨装置は、図４に
示す従来の化学的機械研磨装置に上記ウェハ吸着防止台
２１をさらに設けることにより、実現することが可能で
あり、従って、既存の装置を利用することができ、全体
的には生産コストの削減が図られることになる。
【００２７】次に、本発明の第３の実施の形態について
説明する。図３は、本発明の第３の実施の形態に係る化
学的機械研磨装置の構成を示す図であり、（a）がその
概略平面図、（b）がその概略断面図である。
説明する。図３は、本発明の第３の実施の形態に係る化
学的機械研磨装置の構成を示す図であり、（a）がその
概略平面図、（b）がその概略断面図である。
【００２８】上述した第１、第２の実施の形態に係る化
学的機械研磨装置では、エアー吹き穴からウェハにエア
ーを吹き付けることにより研磨剤とウェハとの吸着を緩
和する構成としていたが、本実施の形態に係る化学的機
械研磨装置では、図３に示すように、ターンテーブル１
に隣接して設けられたウェハ吸着防止台２３の表面にタ
ーンテーブル１から離れるに従い、装置の下側に傾斜し
ていく傾斜面２５を備えた構成となっている。従って、
トップリング５がウェハ吸着防止台２３上を図中Fで示
す矢印の方向に移動するにつれて、トップリング５の下
面に保持されているウェハ１１とウェハ吸着防止台２３
の表面との接触面積は減少し、これらの間に気体が導入
されることになる。ここでも、ウェハ吸着防止台２３の
表面は、上記第２の実施の形態に係るウェハ吸着防止台
２１の表面と同様に、研磨布７と同じ材質又はそれに類
する材質で構成されていることが望ましいが、移動の際
にウェハ１１にダメージ等を与えないものであればどの
ような材質であっても構わない。また、傾斜面２５はウ
ェハ１１とウェハ吸着防止台２３の表面との間で研磨剤
７等の液体を挟まない隙間を形成するような構成となっ
ていればよい。ただし、ウェハ１１にダメージを与えな
いような構成としなければならない。そして、トップリ
ング５をターンテーブル１から離脱する際には、トップ
リング５を図中Fで示す矢印の方向に徐々に移動させ、
ウェハ吸着防止台２３上でウェハ１１とウェハ吸着防止
台２３との接触面積を徐々に減らすことにより、スムー
ズにトップリング５を離脱することができるものであ
る。
学的機械研磨装置では、エアー吹き穴からウェハにエア
ーを吹き付けることにより研磨剤とウェハとの吸着を緩
和する構成としていたが、本実施の形態に係る化学的機
械研磨装置では、図３に示すように、ターンテーブル１
に隣接して設けられたウェハ吸着防止台２３の表面にタ
ーンテーブル１から離れるに従い、装置の下側に傾斜し
ていく傾斜面２５を備えた構成となっている。従って、
トップリング５がウェハ吸着防止台２３上を図中Fで示
す矢印の方向に移動するにつれて、トップリング５の下
面に保持されているウェハ１１とウェハ吸着防止台２３
の表面との接触面積は減少し、これらの間に気体が導入
されることになる。ここでも、ウェハ吸着防止台２３の
表面は、上記第２の実施の形態に係るウェハ吸着防止台
２１の表面と同様に、研磨布７と同じ材質又はそれに類
する材質で構成されていることが望ましいが、移動の際
にウェハ１１にダメージ等を与えないものであればどの
ような材質であっても構わない。また、傾斜面２５はウ
ェハ１１とウェハ吸着防止台２３の表面との間で研磨剤
７等の液体を挟まない隙間を形成するような構成となっ
ていればよい。ただし、ウェハ１１にダメージを与えな
いような構成としなければならない。そして、トップリ
ング５をターンテーブル１から離脱する際には、トップ
リング５を図中Fで示す矢印の方向に徐々に移動させ、
ウェハ吸着防止台２３上でウェハ１１とウェハ吸着防止
台２３との接触面積を徐々に減らすことにより、スムー
ズにトップリング５を離脱することができるものであ
る。
【００２９】このように、本実施の形態に係る化学的機
械研磨装置においては、ターンテーブル１に隣接して別
途ウェハ吸着防止台２３を設けることにより、上記第１
の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さら
に、本実施の形態に係る化学的機械研磨装置では、上記
第１、第２の実施の形態のようにエアーを供給するため
の供給系を設ける必要がなく、単にウェハ吸着防止台２
３の表面に所定の傾斜を有する斜面を形成するだけでよ
い。また、複雑なエアー供給系を備えていないので、装
置の信頼も向上し、長期的に使用することが可能とな
る。従って、装置の生産コストは低減され、結果として
かかる装置を利用して生産される半導体装置のコストダ
ウンが図られる。それにより、半導体装置の価格の引き
下げが可能となる。
械研磨装置においては、ターンテーブル１に隣接して別
途ウェハ吸着防止台２３を設けることにより、上記第１
の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さら
に、本実施の形態に係る化学的機械研磨装置では、上記
第１、第２の実施の形態のようにエアーを供給するため
の供給系を設ける必要がなく、単にウェハ吸着防止台２
３の表面に所定の傾斜を有する斜面を形成するだけでよ
い。また、複雑なエアー供給系を備えていないので、装
置の信頼も向上し、長期的に使用することが可能とな
る。従って、装置の生産コストは低減され、結果として
かかる装置を利用して生産される半導体装置のコストダ
ウンが図られる。それにより、半導体装置の価格の引き
下げが可能となる。
【００３０】なお、上述した第１、第２、第３の実施の
形態に係る化学的機械研磨装置によって研磨されるウェ
ハとしては、一般的にLSI製造工程で用いられる成膜材
料、例えば酸化膜、ポリシリコン膜、高融点金属（Si,M
o,W,Ti,Ta等）並びにそれら高融点金属の酸化物、窒化
物及びシリサイド、金属配線用材料（Al,Cu,Al-Si-Cu,A
l-Cu等）を堆積した半導体基板等である。
形態に係る化学的機械研磨装置によって研磨されるウェ
ハとしては、一般的にLSI製造工程で用いられる成膜材
料、例えば酸化膜、ポリシリコン膜、高融点金属（Si,M
o,W,Ti,Ta等）並びにそれら高融点金属の酸化物、窒化
物及びシリサイド、金属配線用材料（Al,Cu,Al-Si-Cu,A
l-Cu等）を堆積した半導体基板等である。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の化学的機
械研磨装置によれば、ターンテーブル又はウェハ吸着防
止台側から基板の被加工面とそれらの表面との間に気体
を導入する手段を備え、トップリングがターンテーブル
等から離脱する際に気体が導入されることで、基板の被
加工面と研磨布等との吸着を防止することができる。
械研磨装置によれば、ターンテーブル又はウェハ吸着防
止台側から基板の被加工面とそれらの表面との間に気体
を導入する手段を備え、トップリングがターンテーブル
等から離脱する際に気体が導入されることで、基板の被
加工面と研磨布等との吸着を防止することができる。
【００３２】従って、離脱の際に基板に悪影響を及ぼす
応力が加わることはなくなり、さらに、トップリングか
ら基板が上記吸着により脱落することもなくなる。その
結果、基板上に形成されているLSIの特性劣化を招くこ
ともなく、また基板の破損等もなくなることから装置の
稼働率は向上する。そして、最終的には製造される半導
体装置の生産コストが削減され、半導体製造に大いに貢
献する。
応力が加わることはなくなり、さらに、トップリングか
ら基板が上記吸着により脱落することもなくなる。その
結果、基板上に形成されているLSIの特性劣化を招くこ
ともなく、また基板の破損等もなくなることから装置の
稼働率は向上する。そして、最終的には製造される半導
体装置の生産コストが削減され、半導体製造に大いに貢
献する。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る化学的機械研
磨装置の構成を示す図である。
磨装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る化学的機械研
磨装置の構成を示す図である。
磨装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る化学的機械研
磨装置の構成を示す図である。
磨装置の構成を示す図である。
【図４】従来の化学的機械研磨装置の構成を示す図であ
る。
る。
【図５】従来の化学的機械研磨装置の問題点を説明する
ための図である。
ための図である。
１、１０１ ターンテーブル ３、１０３ 研磨布 ５、１０５ トップリング ７、１０７ 研磨剤 ９ トップリング搬送装置 １１、１１１ ウェハ １３ 回転軸 １５ エアー吹き穴 １７、１７a エアー供給経路 １９、１９a 減圧弁 ２１、２３ ウェハ吸着防止台 ２５ 傾斜面 ２７、２７a 電磁弁 ２９ ロータリージョイント １０９ 供給ノズル
Claims (7)
- 【請求項１】 表面に研磨布が固定され、回転可能なテ
ーブルと、 前記テーブルに対向する状態で回転可能な基板保持部を
有し、該基板保持部で基板を保持しつつ、該基板の被加
工面を前記研磨布に圧接する基板保持機構と、 前記研磨布に設けられた孔を有し、該孔を通して前記テ
ーブル側から前記基板の被加工面と前記研磨布との間に
気体を導入する気体供給系とを具備することを特徴とす
る化学的機械研磨装置。 - 【請求項２】 前記孔は、前記テーブルの回転中心近傍
に配置されていることを特徴とする請求項１記載の化学
的機械研磨装置。 - 【請求項３】 前記孔は、前記基板の研磨時に使用され
ない領域に配置されていることを特徴とする請求項１記
載の化学的機械研磨装置。 - 【請求項４】 表面に研磨布が固定され、回転可能な研
磨テーブルと、 前記研磨テーブルに対向する状態で回転可能な基板保持
部を有し、該基板保持部で基板を保持しつつ、該基板の
被加工面を前記研磨布に圧接する基板保持機構と、 前記研磨テーブルに隣接し、前記基板保持部が離脱する
離脱テーブルと、 前記離脱テーブルの表面に設けられた孔を有し、該孔を
通して前記離脱テーブル側から前記基板の被加工面と前
記離脱テーブルの表面との間に気体を導入する気体供給
系とを具備することを特徴とする化学的機械研磨装置。 - 【請求項５】 前記気体供給系は、気体圧を制御するた
めの手段を具備することを特徴とする請求項１又は４記
載の化学的機械研磨装置。 - 【請求項６】 表面に研磨布が固定され、回転可能な研
磨テーブルと、 前記研磨テーブルに対向する状態で回転可能な基板保持
部を有し、該基板保持部で基板を保持しつつ、該基板の
被加工面を前記研磨布に圧接する基板保持機構と、 前記研磨テーブルに隣接し、前記基板保持部が離脱する
際、前記基板の移動方向に対して前記基板の被加工面と
の接触面積が減少していく部分が表面の少なくとも一部
に形成された離脱テーブルとを具備することを特徴とす
る化学的機械研磨装置。 - 【請求項７】 前記接触面積が減少していく部分は、前
記基板の被加工面に対して凹又は凸となる部分であるこ
とを特徴とする請求項６記載の化学的機械研磨装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28562997A JPH11114810A (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | 化学的機械研磨装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28562997A JPH11114810A (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | 化学的機械研磨装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11114810A true JPH11114810A (ja) | 1999-04-27 |
Family
ID=17694014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28562997A Pending JPH11114810A (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | 化学的機械研磨装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11114810A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002217147A (ja) * | 2001-01-16 | 2002-08-02 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | ウェーハ研磨装置のウェーハ回収方法及び装置 |
| JP2006289539A (ja) * | 2005-04-08 | 2006-10-26 | Mitsubishi Materials Techno Corp | 研磨機及び被研磨体の研磨方法 |
| CN102218700A (zh) * | 2011-04-25 | 2011-10-19 | 上海宏力半导体制造有限公司 | 一种化学机械研磨设备 |
| CN111367071A (zh) * | 2020-04-01 | 2020-07-03 | 重庆金樾光电科技有限公司 | 气动单轴扫描系统 |
| CN114833725A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-08-02 | 北京烁科精微电子装备有限公司 | 研磨液供给装置及研磨机 |
-
1997
- 1997-10-17 JP JP28562997A patent/JPH11114810A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002217147A (ja) * | 2001-01-16 | 2002-08-02 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | ウェーハ研磨装置のウェーハ回収方法及び装置 |
| JP2006289539A (ja) * | 2005-04-08 | 2006-10-26 | Mitsubishi Materials Techno Corp | 研磨機及び被研磨体の研磨方法 |
| CN102218700A (zh) * | 2011-04-25 | 2011-10-19 | 上海宏力半导体制造有限公司 | 一种化学机械研磨设备 |
| CN111367071A (zh) * | 2020-04-01 | 2020-07-03 | 重庆金樾光电科技有限公司 | 气动单轴扫描系统 |
| CN111367071B (zh) * | 2020-04-01 | 2023-07-14 | 重庆金樾光电科技有限公司 | 气动单轴扫描系统 |
| CN114833725A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-08-02 | 北京烁科精微电子装备有限公司 | 研磨液供给装置及研磨机 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040330 |