JPH11235662A - 片面研磨装置用キャリア及び片面研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワーク保持穴の上面外周部にのみ可能な限り
少数のワーク吸着用孔を設けることで、ワークの研磨均
一性の向上を図った片面研磨装置用キャリア及び片面研
磨装置を提供する。 【解決手段】 ６インチウエハＷ研磨用のキャリア２
を、キャリアベース２０とプレッシャプレート２１とリ
テーナリング２２とバッキングパッド２３とで構成し、
ウエハ収納穴Ｓの上面外周部にのみ、直径０．８ｍｍの
ウエハ吸着孔６０を点対称に６個だけ穿設した。好まし
くは、柔軟性を有する断熱部材をキャリアベース２０と
プレッシャプレート２１との間に介設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ワークを保持し
てワークの片面を研磨する片面研磨装置用キャリア及び
片面研磨装置に関し、特に、ワーク吸着用孔を有した片
面研磨装置用キャリアに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のキャリアとしては、例え
ばＣＭＰ装置のキャリアがある。図１２は、従来のＣＭ
Ｐ装置用キャリアの断面図であり、図１３は、通気路１
０２ａの穿設状態を示す平面図である。図１２に示すよ
うに、キャリア１００は、キャリアベース１０１とプレ
ッシャプレート１０２とリテーナリング１０３とバッキ
ングパッド１０４とを有している。そして、プレッシャ
プレート１０２には、多数の通気路１０２ａが穿設さ
れ、これらの通気路１０２ａの上端がキャリアベース１
０１下面の溝１０１ａを介して回転軸１１０内の通気路
１１０ａに連通し、その下端がバッキングパッド１０４
の通気孔１０４ａに連通している。具体的には、プレッ
シャプレート１０２の中央部分に２０〜３０個の通気路
１０２ａを穿設し、プレッシャプレート１０２の外周部
に８〜１６個の通気路１０２ａを穿設すると共に、上記
通気路１０２ａと対応するバッキングパッド１０４の箇
所に通気孔１０４ａを穿設している。これにより、バッ
キングパッド１０４を介してプレッシャプレート１０２
の通気路１０２ａから空気を引き続けることで、未研磨
のウエハＷをバッキングパッド１０４に吸着し、定盤２
００の研磨パッド２０１上に搬入した後、吸気動作を停
止してウエハＷの研磨を行う。そして、研磨終了後、再
び通気路１０２ａ内の空気を引き、既研磨のウエハＷを
吸着して、所定の場所に搬出するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したＣＭ
Ｐ装置のキャリアでは、プレッシャプレート１０２及び
バッキングパッド１０４の中央部に多数の通気路１０２
ａ及び通気孔１０４ａが密集して穿設されているため、
ウエハＷの中央部分の研磨レートが他の部分の研磨レー
トに比べて低くなり、ウエハＷの研磨均一性が低下して
しまう。すなわち、ウエハＷの研磨時には、通気路１０
２ａ内の空気引きを停止するが、多数の通気路１０２ａ
内の空気圧は負圧状態になったままであり、図１４に示
すように、通気路１０２ａ周辺のバッキングパッド１０
４がこれらの残留負圧によって上方に凹み、ウエハＷか
ら離反した状態になる。このため、ウエハＷの中央部分
に加わる押圧力が他の部分に加わる押圧力よりも低くな
り、ウエハＷ中央部分の研磨レートが低下してしまう。
また、プレッシャプレート１０２の中央部分に多数の通
気路１０２ａが穿設されているので、ウエハＷ中央部分
の熱がこれらの通気路１０２ａから逃げる。このため、
ウエハＷの中央部分の温度が他の部分の温度と比べて低
くなり、ウエハＷ中央部分におけるスラリとの化学反応
速度が遅くなる。この結果、ウエハＷの中央部分の研磨
レートが低下することとなる。さらに、キャリア１００
に加える下方力によって、プレッシャプレート１０２の
中央部分が他の部分に比べて大きく歪んでしまう。すな
わち、図１３の円Ｃ内の中央部分では、多数の通気路１
０２ａがあるため、上記下方力を受ける面積が円Ｃの外
側に比べて小さい。このため、プレッシャプレート１０
２中央部分がウエハＷからの反力によって上方に大きく
歪んでしまい、ウエハＷの中央部分の研磨レートが低下
してしまうのである。

【０００４】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、ワーク保持穴の上面外周部にのみ可能
な限り少数のワーク吸着用孔を設けることで、ワークの
研磨均一性の向上を図った片面研磨装置用キャリア及び
片面研磨装置を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【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、キャリアベースと、このキャリ
アベースの下面に取り付けられ上端開口がキャリアベー
スの外部の連通した複数の通気路を有するプレッシャプ
レートと、このプレッシャプレートの外周部に取り付け
られ下方に突出してワーク保持穴をプレッシャプレート
と共に画成するリテーナリングと、プレッシャプレート
の下面に取り付けられ複数の通気路の下端開口にそれぞ
れ連通した複数の通気孔を有するバッキングパッドとを
具備し、プレッシャプレートの通気路とバッキングパッ
ドの通気孔とにより複数のワーク吸着用孔を構成する片
面研磨装置用キャリアにおいて、複数のワーク吸着用孔
を、ワーク保持穴の上面外周部にのみ形成すると共にワ
ーク保持穴の中心に関して略点対称に配し、ワーク吸着
用孔の数を、ワークを吸着可能な最小限の数に近い数に
設定した構成としてある。かかる構成により、ワークを
キャリアのワーク保持穴内に収納し、ワーク保持穴の上
面に形成されたワーク吸着用孔から空気を引くと、ワー
クがその吸引力によってバッキングパッドの下面に吸着
される。このとき、複数のワーク吸着用孔がワーク保持
穴の外周部に設けられているので、ワークは、その外周
部において支持され、しかも、複数のワーク吸着用孔が
点対称に配されているので、バランス良く支持される。
さらに、ワークを吸着可能な最小限の数に近付けた数の
ワーク吸着用孔をワーク保持穴の上面外周部に形成した
ので、バッキングパッドの凹み箇所が極めて少なくな
る。また、ワーク吸着用孔からの熱の逃げも少なく、ワ
ークの中央部と外周部とにおける温度分布が略等しくな
る。さらに、押圧時におけるプレッシャプレートの歪み
にも偏りが生じない。

【０００６】この発明の片面研磨装置用キャリアは、各
種ワーク及び各種大きさのワークについて適用すること
ができる。その一例として、請求項２の発明は、請求項
１に記載の片面研磨装置用キャリアにおいて、ワーク
は、ウエハであり、各ワーク吸着用孔の直径は、０．５
ｍｍ〜１．５ｍｍ内の値であり、ワーク吸着用孔の数
は、ウエハの直径が３インチ〜５インチ内である場合に
３個〜５個のいずれかであり、６インチ又は８インチで
ある場合に６個〜１０個のいずれかであり、１２インチ
以上の場合に１２個以上である構成とした。

【０００７】また、径が大きく重量があるウエハの場合
には、ウエハの吸着の確実性を図る必要がある。そこ
で、請求項３の発明は、請求項２に記載の片面研磨装置
用キャリアにおいて、ワーク吸着用孔の数が１２個以上
の場合には、ワーク吸着用孔をワーク保持穴の上面外周
部に二重に形成する構成とした。かかる構成により、１
２インチ以上の大径で重量のあるウエハが、二重のワー
ク吸着用孔によって確実に吸着され、キャリアから落下
することはない。

【０００８】ところで、キャリアベースとプレッシャプ
レートとが直接接触していると、ワークの熱がキャリア
ベースを介して外部に放熱され、ワークの研磨レートが
低下する。しかも、キャリアベースとプレッシャプレー
トとが完全に平坦であることはあり得ず、微視的には多
数の凹凸が存在する。このため、プレッシャプレートか
らキャリアベースへの熱伝導が凸部のみを介して行われ
ることとなり、プレッシャプレートからキャリアベース
への不均一な熱伝導が生じ、ワークの研磨レートにバラ
ツキが生じる。そこで、請求項４の発明は、請求項１な
いし請求項３のいずれかに記載の片面研磨装置用キャリ
アにおいて、キャリアベースとプレッシャプレートとの
凹凸に対応して変形可能な柔軟性を有する断熱部材を、
キャリアベースとプレッシャプレートとの間に介設した
構成としてある。かかる構成により、ワーク全面からバ
ッキングパッドを介してプレッシャプレートに伝わった
熱が断熱部材により保温され、プレッシャプレートの温
度分布が均一になる。

【０００９】上記発明にかかるキャリアは、上記のよう
に単独で発明を構成するが、片面研磨装置に組み付ける
ことで、装置全体の発明が成立する。そこで、請求項５
の発明は、キャリアによってワークを吸着しながら定盤
上に搬入し、吸着を解いた状態で、キャリアによりワー
クを回転する定盤に押圧しながら回転させ、研磨後のワ
ークをキャリアにより再度吸着して搬出する片面研磨装
置において、キャリアを、キャリアベースと、このキャ
リアベースの下面に取り付けられ上端開口がキャリアベ
ースの外部の連通した複数の通気路を有するプレッシャ
プレートと、このプレッシャプレートの外周部に取り付
けられ下方に突出してワーク保持穴をプレッシャプレー
トと共に画成するリテーナリングと、プレッシャプレー
トの下面に取り付けられ複数の通気路の下端開口にそれ
ぞれ連通した複数の通気孔を有するバッキングパッドと
で構成し、プレッシャプレートの通気路とバッキングパ
ッドの通気孔とにより構成される複数のワーク吸着用孔
を、ワーク保持穴の上面外周部にのみ形成すると共にワ
ーク保持穴の中心に関して略点対称に配し、ワーク吸着
用孔の数を、ワークを吸着可能な最小限の数に近い数に
設定した構成としてある。また、請求項６の発明は、請
求項５に記載の片面研磨装置において、ワークは、ウエ
ハであり、キャリアの各ワーク吸着用孔の直径を、０．
５ｍｍ〜１．５ｍｍ内の値に設定し、キャリアのワーク
吸着用孔の数を、ウエハの直径が３インチ〜５インチ内
である場合に３個〜５個のいずれかに、６インチ又は８
インチである場合に６個〜１０個のいずれかに、１２イ
ンチ以上の場合に１２個以上に設定した構成としてあ
る。また、請求項７の発明は、請求項６に記載の片面研
磨装置において、キャリアのワーク吸着用孔の数が１２
個以上の場合には、ワーク吸着用孔をワーク保持穴の上
面外周部に二重に形成する構成とした。さらに、請求項
８の発明は、請求項５ないし請求項７のいずれかに記載
の片面研磨装置において、キャリアのキャリアベースと
プレッシャプレートとの凹凸に対応して変形可能な柔軟
性を有する断熱部材を、キャリアベースとプレッシャプ
レートとの間に介設した構成としてある。

【００１０】

【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、この発明の第１の実施形態
に係るキャリアが適用されたＣＭＰ装置を一部破断して
示す正面図である。このＣＭＰ装置１は、自動機であ
り、搬入テーブル１０上の未研磨のウエハＷをキャリア
２で吸着して、ＣＭＰ装置１の定盤２００の研磨パッド
２０１上迄運び、研磨後のウエハＷを再度吸着して搬出
テーブル１１に搬出する動作を自動的に行うようになっ
ている。また、ウエハＷの研磨は装置本体に内蔵された
モータ１２により定盤２００を回転させ、ウエハＷを吸
着したキャリア２をシリンダ３で押圧しながらモータ４
によりキャリア２を回転させることで行う。

【００１１】図２は、キャリア２の押圧回転機構を示す
断面図である。図２に示すように、キャリア２はシリン
ダ３内のピストン３０が固着されたピストンロッド３１
の下端部に連結されており、ピストン３０の上下動によ
って昇降するようになっている。キャリア２に連結され
たピストンロッド３１内には、インナーロッド３２が挿
入されており、このインナーロッド３２の上端部が、ピ
ストンロッド３１にベアリングを介して取り付けられた
ギア３３に固着された支持部材３４に連結されている。
そして、モータ４の回転軸に取り付けられたギア４０が
ギア３３に噛合されている。これにより、モータ４を作
動させることで、ピストンロッド３１内のインナーロッ
ド３２が回転し、このインナーロッド３２に連結された
キャリア２が回転するようになっている。このようなキ
ャリア２とシリンダ３とモータ４とでなる組付体は、図
１の矢印Ａ，Ｂで示すように、搬入テーブル１０と搬出
テーブル１１との間を水平に移動するようになってい
る。

【００１２】キャリア２は、６インチウエハＷを保持す
るための器機であり、この実施形態の要部をなす。図３
は、このキャリア２を示す断面図である。図３に示すよ
うに、キャリア２は、キャリアベース２０とプレッシャ
プレート２１とリテーナリング２２とバッキングパッド
２３とを具備している。

【００１３】キャリアベース２０は、ステンレス製の円
盤体であり、その上面中央部がベアリング２０ａを介し
てピストンロッド３１の下端部に回転自在に連結されて
いる。また、このキャリアベース２０には内歯２０ｂが
形成されており、この内歯２０ｂがインナーロッド３２
の下端部のギア３２ａと噛合している。これにより、図
２に示したモータ４の作動で回転するインナーロッド３
２の回転力がキャリアベース２０に伝達され、キャリア
２がピストンロッド３１の周りで回転することとなる。
プレッシャプレート２１は、キャリアベース２０と略同
径のセラミック製（またはステンレス製）の円盤体であ
り、キャリアベース２０の下面に取り付けられている。
また、このプレッシャプレート２１の下面外周部にはリ
ング状の切り欠き２１ａが形成されている。リテーナリ
ング２２は、デルリン製のリング体であり、プレッシャ
プレート２１の切り欠き２１ａに固定され、下方に突出
して、プレッシャプレート２１と共に６インチのウエハ
Ｗを収納するウエハ収納穴Ｓ（ワーク保持穴）を画成し
ている。すなわち、プレッシャプレート２１の下面は、
略６インチに設定されており、ウエハＷ全面を押圧する
ことができるようになっている。バッキングパッド２３
は、柔らかいパッドをプレッシャプレート２１の下面と
同形に裁断して形成したもので、プレッシャプレート２
１下面全体に貼着されている。

【００１４】上記構造のキャリア２には、ウエハＷを吸
着するための吸着機構が設けられている。この吸着機構
は、複数のウエハ吸着孔６０（ワーク吸着用孔）と複数
の溝６１とエアホース６２と図１及び図２に示すエアポ
ンプ６３とを有してなる。

【００１５】各ウエハ吸着孔６０は、プレッシャプレー
ト２１を厚さ方向に貫通する通気路２１ｂと、バッキン
グパッド２３に穿設された通気孔２３ａとで構成されて
おり、これらのウエハ吸着孔６０がウエハ収納穴Ｓの上
面外周部にのみ略点対称に配されている。具体的には、
複数の通気路２１ｂが、図４に示すように、プレッシャ
プレート２１の外周部に穿設され、しかも、プレッシャ
プレート２１の中心に関して略点対称に配されている。
そして、通気孔２３ａが各通気路２１ｂの下端開口に連
通するようにバッキングパッド２３に穿設されている。
ウエハ吸着孔６０の数は、６インチのウエハＷを吸着可
能な最小限の数に近い６個に設定されている。すなわ
ち、ウエハ吸着孔６０が５個の場合においても、ウエハ
Ｗの吸着は可能であるが、ウエハＷの重量を考慮する
と、ウエハＷを確実に吸着するには、６個のウエハ吸着
孔６０を設けることが最適と考えたからである。また、
各ウエハ吸着孔６０の径は、０．８ｍｍに設定されてい
る。ウエハ吸着孔６０の直径は、キャリア２によるウエ
ハＷの吸着可能性や搬出テーブル１１へのウエハＷの搬
出時における剥離可能性の点から、０．５ｍｍ〜１．５
ｍｍ内であることが好ましい。そこで、この実施形態で
は、ウエハ吸着孔６０の径を略中間値である０．８ｍｍ
に設定してある。したがって、ウエハ吸着孔６０の径は
０．８ｍｍに限定されるものではなく、ウエハＷの大き
さ，ウエハＷの吸着及び剥離可能性等を考慮して、０．
５ｍｍ〜１．５ｍｍ内の値で任意に設定可能である。

【００１６】一方、６本の溝６１は、図５に示すよう
に、キャリアベース２０の下面を放射状に切り欠いて形
成したもので、各溝６１の先端部は通気路２１ｂの上端
開口とと連通し、全ての溝６１の基端部はキャリアベー
ス２０の中心穴２０ｃと連通している。

【００１７】エアホース６２は、図３に示すように、６
本の溝６１と連通した中心穴２０ｃに先端を望ませた状
態でインナーロッド３２内に挿入されており、その後端
部は、キャリア外部のエアポンプ６３（図１及び図２参
照）に連結されている。これにより、エアポンプ６３を
作動させ、エアホース６２内の空気を引くと、ウエハ吸
着孔６０内の空気が溝６１を介してエアホース６２内に
吸い込まれ、バッキングパッド２３に当接したウエハＷ
が６つのウエハ吸着孔６０によって吸着されることとな
る。

【００１８】次に、この実施形態のキャリア２が示す動
作について説明する。図１において、ＣＭＰ装置１が作
動すると、まず、破線で示すように、キャリア２を上昇
させた状態で、キャリア２とシリンダ３とモータ４との
組付体が一点鎖線で示すように、搬入テーブル１０の真
上迄移動した後、シリンダ３の作動によってキャリア２
が下降し、キャリア２のウエハ収納穴Ｓ内に未研磨の６
インチウエハＷを収納する。そして、この動作と略同時
に、吸着機構のエアポンプ６３が作動し、キャリア２の
ウエハ吸着孔６０内の空気が引かれる。すると、搬入テ
ーブル１０上のウエハＷが吸い上げられ、バッキングパ
ッド２３に吸着された状態となる。この状態で、シリン
ダ３によってキャリア２が上昇し、キャリア２とシリン
ダ３とモータ４とでなる組付体がＣＭＰ装置１の定盤２
００側に移動する。このとき、ウエハＷはウエハ収納穴
Ｓの外周部に点対称に配された６個のウエハ吸着孔６０
の吸引力によって確実に支持されているので、キャリア
２から落下することはない。

【００１９】そして、キャリア２が定盤２００の真上に
至ると、実線で示すように、シリンダ３によりキャリア
２が定盤２００側に下降し、定盤２００と一体に回転す
る研磨パッド２０１上にウエハＷを押圧する。この動作
と略同時に、吸着機構のエアポンプ６３の作動が停止さ
れると共に、モータ４が作動してキャリア２が定盤２０
０と逆方向に回転し、図示しないスラリがウエハＷと研
磨パッド２０１との間に供給される。これにより、ウエ
ハＷの下面側の酸化膜が回転する研磨パッド２０１によ
って研磨される。

【００２０】ところで、吸着機構のエアポンプ６３の作
動を停止させた時点では、プレッシャプレート２１の通
気路２１ｂ内は負圧状態になっており、バッキングパッ
ド２３の通気孔２３ａの外周部分が上方に凹む。したが
って、従来のキャリアのように通気路２１ｂがプレッシ
ャプレート２１の中央部に多数密集していると、バッキ
ングパッド２３の凹みによってウエハＷ中央部分の受圧
面積が小さくなり、ウエハＷ中央部分の研磨レートが著
しく低下する。しかし、この実施形態のキャリア２で
は、たった６個のウエハ吸着孔６０がプレッシャプレー
ト２１の外周部にのみ存在するので、各通気路２１ｂ内
の残留負圧によってバッキングパッド２３が凹んだ場合
においても、ウエハＷの外周部における受圧面積の減少
は極めて少なく、この結果、ウエハＷの全面の研磨レー
トが略同一になる。

【００２１】また、研磨によってウエハＷが加熱され、
この熱がバッキングパッド２３を介してプレッシャプレ
ート２１側に放熱される。このとき、従来のキャリアの
ように、多数のウエハ吸着孔６０が密集していると、こ
れらのウエハ吸着孔６０の下側に位置するウエハＷの部
分の熱がこれらウエハ吸着孔６０から逃げ、当該部分の
温度が他の部分の温度よりも極めて低くなってしまう。
しかし、この実施形態のキャリアでは、図４に示したよ
うに、間隔の開いたたった６個の細いウエハ吸着孔６０
がウエハ収納穴Ｓの外周部に設けられているだけであ
る。このため、各ウエハ吸着孔６０からの熱の逃げが少
なく、しかも密集していないので、ウエハＷの中央部と
外周部との温度差はほとんど生じない。この結果、スラ
リとの化学反応速度がウエハＷの全面において略等しく
なり、ウエハＷの研磨レートが全面において略同一値に
なる。

【００２２】さらに、キャリア２をシリンダ３によって
押圧しているので、プレッシャプレート２１がウエハＷ
からの反力によって上方に歪むこととなる。この歪み量
は受圧面積に反比例する。したがって、従来のキャリア
のように、プレッシャプレート２１の中央部に多数の通
気路２１ｂが密集していると、当該中央部分の受圧面積
が小さくなり、当該中央部分が他の部分に比べて大きく
歪むこととなる。しかし、この実施形態のキャリアで
は、たった６個の通気路２１ｂをプレッシャプレート２
１の外周部に均等に配しているので、プレッシャプレー
ト２１の外周部の歪み量と中央部の歪み量とに差がほと
んど生じない。このため、ウエハＷの研磨レートはウエ
ハＷ全面で略等しくなる。

【００２３】このようにして、ウエハＷの下面全面がＣ
ＭＰ装置１によって略同一研磨レートで研磨され、酸化
膜が所望厚さに至ると、定盤２００とキャリア２の回転
が停止すると共に、エアポンプ６３が作動してウエハＷ
が再びキャリア２に吸着される。すると、キャリア２が
上昇し、図１の二点鎖線で示すように、キャリア２とシ
リンダ３とモータ４との組付体が搬出テーブル１１側に
移動する。そして、キャリア２が搬出テーブル１１の真
上に至ると、キャリア２が搬出テーブル１１側に下降
し、ウエハＷが搬出テーブル１１上に接触した時点で、
エアポンプ６３が逆作動して、エアホース６２内に所定
圧力の空気（又は水）を送り込む。これにより、キャリ
ア２のウエハ吸着孔６０内が正圧状態になる。このと
き、ウエハＷとバッキングパッド２３との間に付着した
スラリの表面張力が働いているが、直径が０．８ｍｍの
ウエハ吸着孔６０から多量の空気が噴射されるので、ウ
エハＷが、表面張力に抗してバッキングパッド２３から
吹き出す空気によってバッキングパッド２３から剥離さ
れ、搬出テーブル１１上に載置される。

【００２４】このように、この実施形態のキャリアによ
れば、ウエハＷの研磨レートに偏りを発生させることな
く、ウエハＷを研磨することができるので、ウエハＷの
研磨均一性を向上させることができる。かかる点を実証
すべく、発明者等は従来のキャリアによる研磨均一性と
この実施形態のキャリアによる研磨均一性との比較実験
を行った。図６は、従来のキャリアによる実験結果を示
す線図であり、図７はこの実施形態のキャリアによる実
験結果を示す線図である。これらの実験では、酸化膜の
初期膜圧が１００００オングストロームの６インチウエ
ハＷを２分間研磨することで行った。まず、図１２に示
した従来のキャリアを図１に示すＣＭＰ装置１のピスト
ンロッド３１に連結して、上記ウエハＷを２分間研磨し
たところ、図６に示すように、ウエハＷの外周部の酸化
膜が約４０００オングストローム迄研磨されたのに対
し、中央部の酸化膜は約５０００オングストローム迄し
か研磨されず、その研磨均一性は８．１６％であった。
これに対し、この実施形態のキャリア２をＣＭＰ装置１
のピストンロッド３１に連結して、同じウエハＷを２分
間研磨したところ、図７に示すように、酸化膜が約５５
００オングストローム迄均一に研磨され、その研磨均一
性が３．５％に向上した。

【００２５】（第２の実施形態）図８は、この発明の第
２の実施形態に係るキャリアを示す断面図である。この
実施形態のキャリアは、キャリアベース２０とプレッシ
ャプレート２１との間全体に円形シート状の断熱部材７
を介設した点が上記第１の実施形態と異なる。キャリア
ベース２０とプレッシャプレート２１とが直接接触して
いると、プレッシャプレート２１内の熱がキャリアベー
ス２０に伝搬して外部に放熱され、ウエハＷの熱が下が
って、ウエハＷの研磨レートが低下する。また、キャリ
アベース２０とプレッシャプレート２１との当接面は、
微視的には、完全な平坦ではなく、図９に示すように、
多数の凹凸を有している。そして、キャリアベース２０
がステンレス製で、プレッシャプレート２１がセラミッ
ク製等であり、これらは共に硬質である。このため、プ
レッシャプレート２１をキャリアベース２０の下面に取
り付けると、プレッシャプレート２１とキャリアベース
２０とが凸部ａを介して接触することとなり、プレッシ
ャプレート２１からキャリアベース２０への熱伝導が凸
部ａのみを介して行われることとなる。この結果、プレ
ッシャプレート２１からキャリアベース２０への放熱分
布にバラツキが生じ、ウエハＷの研磨均一性が損なわれ
る。この実施形態は、かかる点に鑑みてなされたもの
で、柔軟性を有する断熱部材７をキャリアベース２０と
プレッシャプレート２１との間に介設した。この断熱部
材７は、例えば研磨パッドに使用されるＩＣ−１０００
等で形成されており、キャリアベース２０下面とプレッ
シャプレート２１上面との間に貼着されている。これに
より、ウエハＷの研磨時に、キャリアベース２０が下方
に押圧されると、図１０に示すように、断熱部材７がキ
ャリアベース２０とプレッシャプレート２１の凹凸形状
に応じて変形し、断熱部材７の上面全体がキャリアベー
ス２０の下面全体に接触すると共に断熱部材７の下面全
体がキャリアベース２０の上面全体に接触する。このた
め、プレッシャプレート２１からキャリアベース２０に
伝わろうとする熱が断熱部材７によってほぼ完全に阻止
され、プレッシャプレート２１内が保温されて、プレッ
シャプレート２１内の温度分布が均一になる。この結
果、ウエハＷ全体の温度分布が均一になり、研磨均一性
のさらなる向上が図られる。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。

【００２６】なお、第１及び第２の実施形態に適用した
キャリア２は、６インチウエハＷ用であるため、６個の
ウエハ吸着孔６０を設けたが、ウエハＷのインチ数に応
じてウエハ吸着孔６０の数を設定することは勿論であ
る。例えば、３インチ〜５インチのウエハＷの場合に
は、３個又は４個のウエハ吸着孔６０を設け、８インチ
の場合には、８個設け、１２インチの場合には１２個設
けることが好ましい。ただし、１２インチ以上のウエハ
Ｗの場合には、重量が大きくしかも重量による下方力が
ウエハＷの中心部分に作用するので、ウエハＷの落下防
止を確実にするためには、１２個のウエハ吸着孔６０を
二重に配することが好ましい。図１１は１２個のウエハ
吸着孔６０を構成する通気路２１ｂの穿設状態を示す平
面図である。すなわち、１２インチウエハＷを吸着する
ための１２個のウエハ吸着孔６０を形成する場合には、
図１１に示すように、プレッシャプレート２１のバッキ
ングパッド２３貼着面の外周から２０ｍｍ内側の位置に
４個の通気路２１ｂを穿設し、これら通気路２１ｂのさ
らに２０ｍｍ内側に８個の通気路２１ｂを穿設する。そ
して、バッキングパッド２３に、これらの通気路２１ｂ
とそれぞれ連通した通気孔２３ａを穿設する。これによ
り、外側の４個のウエハ吸着孔６０の吸着力と内側の８
個のウエハ吸着孔６０の吸着力とによって重い１２イン
チのウエハＷを確実に支持することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、請求項１及
び請求５の発明によれば、キャリアの複数のワーク吸着
用孔を、ワーク保持穴の上面外周部にのみ設けると共に
ワーク保持穴の中心に関して略点対称に配し、しかも、
ワーク吸着用孔の数を、ワークを吸着可能な最小限の数
に近い数に設定したので、ワーク研磨時にバッキングパ
ッドの凹み箇所数が減少し、また、ワークの温度分布の
偏り及びプレッシャプレートの歪みの偏りなどもほとん
ど生じない。この結果、ワークの研磨レートが全面にお
いて略同一になり、ワークの研磨均一性を確保すること
ができる。

【００２８】また、請求項２及び請求項６の発明によれ
ば、各種の大きさのウエハを均一に研磨することができ
る。

【００２９】また、請求項３及び請求項７の発明によれ
ば、径が大きく重量があるウエハを落下させることなく
確実に吸着することができる。

【００３０】さらに、請求項４及び請求項８の発明によ
れば、断熱部材の保温効果によってプレッシャプレート
内の温度分布が均一になるので、ワークの研磨レートの
向上を図ることができるだけでなく、ワークの研磨均一
性をもさらに向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態に係るキャリアが適
用されたＣＭＰ装置を一部破断して示す正面図である。

【図２】キャリアの押圧回転機構を示す断面図である。

【図３】キャリアを示す断面図である。

【図４】ウエハ吸着孔を構成する通気路の穿設状態を示
す平面図である。

【図５】溝の形成状態を示す平面図である。

【図６】従来のキャリアによる実験結果を示す線図であ
る。

【図７】この実施形態のキャリアによる実験結果を示す
線図である。

【図８】この発明の第２の実施形態に係るキャリアを示
す断面図である。

【図９】キャリアベースとプレッシャプレートとの接触
状態を示す断面図である。

【図１０】キャリアベースとプレッシャプレートとの間
に介設された断熱部材の変形状態を示す断面図である。

【図１１】１２個のウエハ吸着孔を構成する通気路の穿
設状態を示す平面図である。

【図１２】従来のＣＭＰ装置用キャリアの断面図であ
る。

【図１３】図１２のＣＭＰ装置における通気路１０２ａ
の穿設状態を示す平面図である。

【図１４】バッキングパッドの凹み状態を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１…ＣＭＰ装置、 ２…キャリア、 ２０…キャリアベ
ース、 ２１…プレッシャプレート、 ２１ｂ…通気
路、 ２２…リテーナリング、 ２３…バッキングパッ
ド、 ２３ａ…通気孔、 ６０…ウエハ吸着孔、 ６１
…溝、 ６２…エアホース、 ６３…エアポンプ、 ２
００…定盤、 ２０１…研磨パッド、 Ｗ…ウエハ。

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【手続補正書】

【提出日】平成１０年３月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャリアベースと、このキャリアベース
   の下面に取り付けられ上端開口がキャリアベースの外部
   の連通した複数の通気路を有するプレッシャプレート
   と、このプレッシャプレートの外周部に取り付けられ下
   方に突出してワーク保持穴をプレッシャプレートと共に
   画成するリテーナリングと、上記プレッシャプレートの
   下面に取り付けられ上記複数の通気路の下端開口にそれ
   ぞれ連通した複数の通気孔を有するバッキングパッドと
   を具備し、上記プレッシャプレートの通気路と上記バッ
   キングパッドの通気孔とにより複数のワーク吸着用孔を
   構成する片面研磨装置用キャリアにおいて、 上記複数のワーク吸着用孔を、上記ワーク保持穴の上面
   外周部にのみ形成すると共に上記ワーク保持穴の中心に
   関して略点対称に配し、 上記ワーク吸着用孔の数を、ワークを吸着可能な最小限
   の数に近い数に設定した、 ことを特徴とする片面研磨装置用キャリア。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の片面研磨装置用キャリ
   アにおいて、 上記ワークは、ウエハであり、 上記各ワーク吸着用孔の直径は、０．５ｍｍ〜１．５ｍ
   ｍ内の値であり、 上記ワーク吸着用孔の数は、上記ウエハの直径が３イン
   チ〜５インチ内である場合に３個〜５個のいずれかであ
   り、６インチ又は８インチである場合に６個〜１０個の
   いずれかであり、１２インチ以上の場合に１２個以上で
   ある、 ことを特徴とする片面研磨装置用キャリア。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の片面研磨装置用キャリ
   アにおいて、 上記ワーク吸着用孔の数が１２個以上の場合には、ワー
   ク吸着用孔をワーク保持穴の上面外周部に二重に形成す
   る、 ことを特徴とする片面研磨装置用キャリア。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれかに記
   載の片面研磨装置用キャリアにおいて、 上記キャリアベースとプレッシャプレートとの凹凸に対
   応して変形可能な柔軟性を有する断熱部材を、上記キャ
   リアベースとプレッシャプレートとの間に介設した、 ことを特徴とする片面研磨装置用キャリア。
5. 【請求項５】 キャリアによってワークを吸着しながら
   定盤上に搬入し、吸着を解いた状態で、上記キャリアに
   より上記ワークを回転する上記定盤に押圧しながら回転
   させ、研磨後の上記ワークを上記キャリアにより再度吸
   着して搬出する片面研磨装置において、 上記キャリアを、キャリアベースと、このキャリアベー
   スの下面に取り付けられ上端開口がキャリアベースの外
   部の連通した複数の通気路を有するプレッシャプレート
   と、このプレッシャプレートの外周部に取り付けられ下
   方に突出してワーク保持穴をプレッシャプレートと共に
   画成するリテーナリングと、上記プレッシャプレートの
   下面に取り付けられ上記複数の通気路の下端開口にそれ
   ぞれ連通した複数の通気孔を有するバッキングパッドと
   で構成し、 上記プレッシャプレートの通気路と上記バッキングパッ
   ドの通気孔とにより構成される複数のワーク吸着用孔
   を、上記ワーク保持穴の上面外周部にのみ形成すると共
   に上記ワーク保持穴の中心に関して略点対称に配し、 上記ワーク吸着用孔の数を、ワークを吸着可能な最小限
   の数に近い数に設定した、 ことを特徴とする片面研磨装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の片面研磨装置におい
   て、 上記ワークは、ウエハであり、 上記キャリアの各ワーク吸着用孔の直径を、０．５ｍｍ
   〜１．５ｍｍ内の値に設定し、 上記キャリアのワーク吸着用孔の数を、上記ウエハの直
   径が３インチ〜５インチ内である場合に３個〜５個のい
   ずれかに、６インチ又は８インチである場合に６個〜１
   ０個のいずれかに、１２インチ以上の場合に１２個以上
   に設定した、 ことを特徴とする片面研磨装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の片面研磨装置におい
   て、 上記キャリアのワーク吸着用孔の数が１２個以上の場合
   には、ワーク吸着用孔をワーク保持穴の上面外周部に二
   重に形成した、 ことを特徴とする片面研磨装置。
8. 【請求項８】 請求項５ないし請求項７のいずれかに記
   載の片面研磨装置において、 上記キャリアのキャリアベースとプレッシャプレートと
   の凹凸に対応して変形可能な柔軟性を有する断熱部材
   を、上記キャリアベースとプレッシャプレートとの間に
   介設した、 ことを特徴とする片面研磨装置。