JPH11262857A - 半導体ウェハの研磨装置 - Google Patents
半導体ウェハの研磨装置Info
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- JPH11262857A JPH11262857A JP6753798A JP6753798A JPH11262857A JP H11262857 A JPH11262857 A JP H11262857A JP 6753798 A JP6753798 A JP 6753798A JP 6753798 A JP6753798 A JP 6753798A JP H11262857 A JPH11262857 A JP H11262857A
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- Japan
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- semiconductor wafer
- polishing
- polishing head
- container
- wafer
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- 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
-
- 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
- B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
- B24B41/06—Work supports, e.g. adjustable steadies
- B24B41/061—Work supports, e.g. adjustable steadies axially supporting turning workpieces, e.g. magnetically, pneumatically
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体ウェハの厚みを全体にわたって均等に
することができる研磨装置および半導体ウェハの研磨方
法を提供する。 【解決手段】半導体ウェハ研磨装置は、回転軸１と連結
している容器３と、弾性体１０と、ポリッシュヘッド５
とを備えている。弾性体１０は、容器３およびポリッシ
ュヘッド５に固着され、さらに、容器３内部に充填され
ている流体４を封止している。半導体ウェハ７は、弾性
シート２０を介しポリッシュヘッド５に吸着され、パッ
ド８上に置かれる。研磨装置に圧力を加え、両者７，８
をそれぞれ回転させることで、ウェハ７がパッド８で研
磨される。
することができる研磨装置および半導体ウェハの研磨方
法を提供する。 【解決手段】半導体ウェハ研磨装置は、回転軸１と連結
している容器３と、弾性体１０と、ポリッシュヘッド５
とを備えている。弾性体１０は、容器３およびポリッシ
ュヘッド５に固着され、さらに、容器３内部に充填され
ている流体４を封止している。半導体ウェハ７は、弾性
シート２０を介しポリッシュヘッド５に吸着され、パッ
ド８上に置かれる。研磨装置に圧力を加え、両者７，８
をそれぞれ回転させることで、ウェハ７がパッド８で研
磨される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、半導体ウェハの
厚さを全体にわたって均等に揃えるための研磨装置に関
するものである。
厚さを全体にわたって均等に揃えるための研磨装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣやＬＳＩは、高純度に精製されたシ
リコンウェハ上に形成される。シリコンウェハとは、シ
リコンを希望の結晶軸に沿って成長させたもの（このよ
うな結晶を単結晶と呼ぶ）がスライスされたものであ
る。シリコンウェハを以下のように処理していくこと
で、ＩＣやＬＳＩがウェハ上に形成される。
リコンウェハ上に形成される。シリコンウェハとは、シ
リコンを希望の結晶軸に沿って成長させたもの（このよ
うな結晶を単結晶と呼ぶ）がスライスされたものであ
る。シリコンウェハを以下のように処理していくこと
で、ＩＣやＬＳＩがウェハ上に形成される。
【０００３】まず、シリコンウェハ上に保護膜である酸
化シリコンを作成してから、酸化シリコン上にフォトレ
ジストという感光性樹脂を塗布する。フォトリソグラフ
ィー技術で配線パターンを作成した後、感光性樹脂がな
くなってむき出しになった酸化シリコンをエッチング工
程で取り除く。酸化シリコンが取り除かれてシリコンウ
ェハの表面が出ている部分に、不純物を拡散させて不純
物領域をつくる。この技術を何回も繰り返し行なうこと
で、多層の配線パターンをシリコンウェハ上に形成する
ことができる。
化シリコンを作成してから、酸化シリコン上にフォトレ
ジストという感光性樹脂を塗布する。フォトリソグラフ
ィー技術で配線パターンを作成した後、感光性樹脂がな
くなってむき出しになった酸化シリコンをエッチング工
程で取り除く。酸化シリコンが取り除かれてシリコンウ
ェハの表面が出ている部分に、不純物を拡散させて不純
物領域をつくる。この技術を何回も繰り返し行なうこと
で、多層の配線パターンをシリコンウェハ上に形成する
ことができる。
【０００４】近年では、シリコンウェハ上に多層の配線
パターンが形成された半導体ウェハを利用することが多
くなっている。多層の配線パターンを連続的にシリコン
ウェハ上に形成していくと、ウェハに段差が生じてくる
ので、保護膜となる酸化シリコンを形成する度に、半導
体ウェハの表面（正確には保護膜となる酸化シリコン）
を研磨して段差が生じないようにしている。
パターンが形成された半導体ウェハを利用することが多
くなっている。多層の配線パターンを連続的にシリコン
ウェハ上に形成していくと、ウェハに段差が生じてくる
ので、保護膜となる酸化シリコンを形成する度に、半導
体ウェハの表面（正確には保護膜となる酸化シリコン）
を研磨して段差が生じないようにしている。
【０００５】これまでのウェハの研磨は、ケミカル・メ
カニカル・ポリッシング（ＣＭＰ）装置と称される研磨
装置で行なっていた。ウェハの研磨方法について、図３
および図４を参照しつつ、簡単に説明する。図３はＣＭ
Ｐ装置の一例を示す要部断面図であり、図４はＣＭＰ装
置でウェハを研磨している状態の概略を示す斜視図であ
る。
カニカル・ポリッシング（ＣＭＰ）装置と称される研磨
装置で行なっていた。ウェハの研磨方法について、図３
および図４を参照しつつ、簡単に説明する。図３はＣＭ
Ｐ装置の一例を示す要部断面図であり、図４はＣＭＰ装
置でウェハを研磨している状態の概略を示す斜視図であ
る。
【０００６】図３に示されるように、トップホルダ３３
ａは回転軸３１に連結しており、回転軸３１は回転駆動
源であるモーター（図示略）に連結されている。トップ
ホルダ３３ａには孔４３が開けられており、孔４３には
ボルト４１が挿入されている。ボルト４１の径は、孔４
３の径よりも僅かに小さくなっている。ボルト４１の下
部はネジになっており、このネジ部分４１ａによってト
ップホルダ３３ａがアンダーホルダ３３ｂに連結される
ことになる。両ホルダ３３ａ，３３ｂの間には剛球３４
が介在しており、アンダーホルダ３３ｂにはネジ４２に
よってポリッシュヘッド３５が固定されている。ポリッ
シュヘッド３５は空洞部分３５ａおよび吸引孔３５ｂを
有しており、吸引孔３５ｂはポリッシュヘッド３５を貫
通している。このため、空洞部分３５ａは、吸引孔３５
ｂによって外気に連通していることになる。
ａは回転軸３１に連結しており、回転軸３１は回転駆動
源であるモーター（図示略）に連結されている。トップ
ホルダ３３ａには孔４３が開けられており、孔４３には
ボルト４１が挿入されている。ボルト４１の径は、孔４
３の径よりも僅かに小さくなっている。ボルト４１の下
部はネジになっており、このネジ部分４１ａによってト
ップホルダ３３ａがアンダーホルダ３３ｂに連結される
ことになる。両ホルダ３３ａ，３３ｂの間には剛球３４
が介在しており、アンダーホルダ３３ｂにはネジ４２に
よってポリッシュヘッド３５が固定されている。ポリッ
シュヘッド３５は空洞部分３５ａおよび吸引孔３５ｂを
有しており、吸引孔３５ｂはポリッシュヘッド３５を貫
通している。このため、空洞部分３５ａは、吸引孔３５
ｂによって外気に連通していることになる。
【０００７】ポリッシュヘッド３５に形成された空洞部
分３５ａは、チューブ３６によって外部の吸引ポンプ
（図示略）とつながっている。吸引ポンプを駆動する
と、外気が空洞部分３５ａ内に吸引され、半導体ウェハ
３７は、吸引される外気によってポリッシュヘッド３５
に吸着される。ウェハ３７を研磨するときには、ＣＭＰ
装置を搬送してポリッシュヘッド３５に吸着されたウェ
ハ３７をパッド３８上に置き、ＣＭＰ装置に圧力を加え
る。装置の回転軸３１およびパッド３８の回転軸３９
（図４参照）をそれぞれ回転させることで、ウェハ３７
がパッド３８で研磨される。
分３５ａは、チューブ３６によって外部の吸引ポンプ
（図示略）とつながっている。吸引ポンプを駆動する
と、外気が空洞部分３５ａ内に吸引され、半導体ウェハ
３７は、吸引される外気によってポリッシュヘッド３５
に吸着される。ウェハ３７を研磨するときには、ＣＭＰ
装置を搬送してポリッシュヘッド３５に吸着されたウェ
ハ３７をパッド３８上に置き、ＣＭＰ装置に圧力を加え
る。装置の回転軸３１およびパッド３８の回転軸３９
（図４参照）をそれぞれ回転させることで、ウェハ３７
がパッド３８で研磨される。
【０００８】回転軸３１が回転すると、トップホルダ３
３ａは、剛球３４を支点として回転する。トップホルダ
３３ａの回転によって、トップホルダ３３ａに連結され
ているアンダーホルダ３３ｂおよびアンダーホルダ３３
ｂに連結されているポリッシュヘッド３５も同様に回転
する。剛球３４とアンダーホルダ３３ｂとの間、および
トップホルダ３３ａに開けられた孔４３とボルト４１と
の間にはあそびがあるので、ポリシュヘッド３５には自
由度が生じる。上記ＣＭＰ装置では、自由度をもってい
るポリッシュヘッド３５の位置を動かすことで、ウェハ
３７の研磨面全体をパッド３８に均等に接触させようと
していた。
３ａは、剛球３４を支点として回転する。トップホルダ
３３ａの回転によって、トップホルダ３３ａに連結され
ているアンダーホルダ３３ｂおよびアンダーホルダ３３
ｂに連結されているポリッシュヘッド３５も同様に回転
する。剛球３４とアンダーホルダ３３ｂとの間、および
トップホルダ３３ａに開けられた孔４３とボルト４１と
の間にはあそびがあるので、ポリシュヘッド３５には自
由度が生じる。上記ＣＭＰ装置では、自由度をもってい
るポリッシュヘッド３５の位置を動かすことで、ウェハ
３７の研磨面全体をパッド３８に均等に接触させようと
していた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ｃ
ＭＰ装置では、ポリッシュヘッド３５の自由度は十分な
ものではなかった。ポリッシュヘッド３５の自由度は、
ボルト４１が孔４３内で動ける範囲内で、かつ、アンダ
ーホルダ３３ｂが剛球３４を支点として動ける範囲内で
あり、ごく限られたものであった。トップホルダ３３ａ
の回転の際、ボルト４１が孔４３の面に接触してしま
い、ポリッシュヘッド３５が動かなくなることもある。
さらに、両ホルダ３３ａ，３３ｂの間には剛球３４が介
在するので、加えられた圧力の全てがポリッシュヘッド
３５に伝わらない。従って、上記ＣＭＰ装置を使用する
と、ポリッシュヘッドに吸着されたウェハ３７の研磨面
の一部がパッド３８に接触しないことがある。ウェハ３
７の研磨面全体がパッド３８に均等に接触しないと、均
等な研磨が行なわれず、ウェハ３７の厚みがばらついて
しまう。上記ＣＭＰ装置でウェハ３７を均等に研磨する
には、装置にかなり大きい圧力を加えなければならなか
った。
ＭＰ装置では、ポリッシュヘッド３５の自由度は十分な
ものではなかった。ポリッシュヘッド３５の自由度は、
ボルト４１が孔４３内で動ける範囲内で、かつ、アンダ
ーホルダ３３ｂが剛球３４を支点として動ける範囲内で
あり、ごく限られたものであった。トップホルダ３３ａ
の回転の際、ボルト４１が孔４３の面に接触してしま
い、ポリッシュヘッド３５が動かなくなることもある。
さらに、両ホルダ３３ａ，３３ｂの間には剛球３４が介
在するので、加えられた圧力の全てがポリッシュヘッド
３５に伝わらない。従って、上記ＣＭＰ装置を使用する
と、ポリッシュヘッドに吸着されたウェハ３７の研磨面
の一部がパッド３８に接触しないことがある。ウェハ３
７の研磨面全体がパッド３８に均等に接触しないと、均
等な研磨が行なわれず、ウェハ３７の厚みがばらついて
しまう。上記ＣＭＰ装置でウェハ３７を均等に研磨する
には、装置にかなり大きい圧力を加えなければならなか
った。
【００１０】本願発明は、このような事情のもとで考え
出されたものであって、半導体ウェハの厚みを全体にわ
たって均等にすることができる研磨装置を提供すること
をその課題としている。
出されたものであって、半導体ウェハの厚みを全体にわ
たって均等にすることができる研磨装置を提供すること
をその課題としている。
【００１１】
【発明の開示】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。
は、次の技術的手段を講じている。
【００１２】すなわち、本願発明の半導体ウェハの研磨
装置は、回転軸の下端部に取り付けられ、半導体ウェハ
を吸着保持することができるポリッシュヘッドと、上記
ポリッシュヘッドが回転状態において押し付けられるパ
ッドとを備え、上記ポリッシュヘッドに吸着される半導
体ウェハを回転状態において上記パッドに押し付けて半
導体ウェハ表面の研磨を行なう装置であって、上記回転
軸の先端に下部開口を有する容器を設けるとともにこの
容器の下部開口を変形可能な弾性体で封止する一方、上
記容器内に液体を封入して構成されるポリッシュヘッド
姿勢補正機構を設け、上記ポリッシュヘッドを上記弾性
体の下面に取り付けたことを特徴としている。
装置は、回転軸の下端部に取り付けられ、半導体ウェハ
を吸着保持することができるポリッシュヘッドと、上記
ポリッシュヘッドが回転状態において押し付けられるパ
ッドとを備え、上記ポリッシュヘッドに吸着される半導
体ウェハを回転状態において上記パッドに押し付けて半
導体ウェハ表面の研磨を行なう装置であって、上記回転
軸の先端に下部開口を有する容器を設けるとともにこの
容器の下部開口を変形可能な弾性体で封止する一方、上
記容器内に液体を封入して構成されるポリッシュヘッド
姿勢補正機構を設け、上記ポリッシュヘッドを上記弾性
体の下面に取り付けたことを特徴としている。
【００１３】本願発明の半導体ウェハの研磨装置は、液
体および弾性体を具備することでポリッシュヘッドの自
由度を高め、ポリッシュヘッドに吸着される半導体ウェ
ハの研磨面全体をパッドへ均等に接触させようとするも
のである。半導体ウェハの研磨装置に圧力が加えられる
と、上記圧力は容器内に充填されている液体に伝わる。
液体は、自由度が大きいので、容器に固定されている弾
性体を迅速に加圧する。弾性体は、フレキシブルなので
変形しようとするが、下面にポリッシュヘッドが取り付
けられているのでその部分は変形しない。しかし、ポリ
ッシュヘッドが取り付けられていない弾性体の一部分は
液体が伝える圧力によって動き、この一部分の動きと共
にポリッシュヘッドも動く。弾性体は自由な方向に動け
るので、ポリッシュヘッドは、自由度が高くなり、半導
体ウェハの研磨面全体をパッドへ均等に接触させる姿勢
をとることが可能になる。
体および弾性体を具備することでポリッシュヘッドの自
由度を高め、ポリッシュヘッドに吸着される半導体ウェ
ハの研磨面全体をパッドへ均等に接触させようとするも
のである。半導体ウェハの研磨装置に圧力が加えられる
と、上記圧力は容器内に充填されている液体に伝わる。
液体は、自由度が大きいので、容器に固定されている弾
性体を迅速に加圧する。弾性体は、フレキシブルなので
変形しようとするが、下面にポリッシュヘッドが取り付
けられているのでその部分は変形しない。しかし、ポリ
ッシュヘッドが取り付けられていない弾性体の一部分は
液体が伝える圧力によって動き、この一部分の動きと共
にポリッシュヘッドも動く。弾性体は自由な方向に動け
るので、ポリッシュヘッドは、自由度が高くなり、半導
体ウェハの研磨面全体をパッドへ均等に接触させる姿勢
をとることが可能になる。
【００１４】本願発明に係る半導体ウェハの研磨装置の
実施形態では、上記ポリッシュヘッドの下面には、複数
の吸引孔が開口させられている構成になっている。この
複数の吸引孔は、半導体ウェハをポリッシュヘッドに吸
着させるために開けられたものである。
実施形態では、上記ポリッシュヘッドの下面には、複数
の吸引孔が開口させられている構成になっている。この
複数の吸引孔は、半導体ウェハをポリッシュヘッドに吸
着させるために開けられたものである。
【００１５】上記複数の吸引孔は、上記ポリッシュヘッ
ド内に形成された空同部に連通させられており、この空
同部は、上記容器内の液体封入空間に配置したチューブ
を介して外部の吸引ポンプに連通させられている。
ド内に形成された空同部に連通させられており、この空
同部は、上記容器内の液体封入空間に配置したチューブ
を介して外部の吸引ポンプに連通させられている。
【００１６】吸引ポンプを駆動すると、ポリッシュヘッ
ドの空洞部分内にまで挿入されているチューブは、ポリ
ッシュヘッドに開けられた吸引孔を通して外気を上記空
同部に導く。従って、半導体ウェハをポリッシュヘッド
に接触させてやれば、半導体ウェハは外気の吸引によっ
て、ポリシュヘッドに吸着されることになる。
ドの空洞部分内にまで挿入されているチューブは、ポリ
ッシュヘッドに開けられた吸引孔を通して外気を上記空
同部に導く。従って、半導体ウェハをポリッシュヘッド
に接触させてやれば、半導体ウェハは外気の吸引によっ
て、ポリシュヘッドに吸着されることになる。
【００１７】本願発明に係る半導体ウェハの研磨装置の
好ましい実施形態として、上記ポリッシュヘッドの下面
には、さらに、弾性シートが貼着された構成になってい
る。
好ましい実施形態として、上記ポリッシュヘッドの下面
には、さらに、弾性シートが貼着された構成になってい
る。
【００１８】この弾性シートは、半導体ウェハが傷つか
ないようにするためのものである。半導体ウェハが直接
ポリッシュヘッドに貼り付けられると、圧力が加えられ
た際、ポリッシュヘッドが半導体ウェハを傷つけてしま
うことがある。弾性シートは、半導体ウェハとポリッシ
ュヘッドとの間に介在してクッション材となり、半導体
ウェハが傷つくのを防止する。弾性シートには貫通孔が
開けられており、この貫通孔はポリッシュヘッドに開け
られた吸引孔に連通しているので、弾性シートは、半導
体ウェハをポリッシュヘッドに吸着させる際の妨げには
ならない。
ないようにするためのものである。半導体ウェハが直接
ポリッシュヘッドに貼り付けられると、圧力が加えられ
た際、ポリッシュヘッドが半導体ウェハを傷つけてしま
うことがある。弾性シートは、半導体ウェハとポリッシ
ュヘッドとの間に介在してクッション材となり、半導体
ウェハが傷つくのを防止する。弾性シートには貫通孔が
開けられており、この貫通孔はポリッシュヘッドに開け
られた吸引孔に連通しているので、弾性シートは、半導
体ウェハをポリッシュヘッドに吸着させる際の妨げには
ならない。
【００１９】このように、液体および弾性体を具備する
本願発明の半導体ウェハの研磨装置は、ポリッシュヘッ
ドの姿勢を広範囲にわたって補正できるので、ポリッシ
ュヘッドに吸着される半導体ウェハの研磨面全体をパッ
ドに均等に接触させることができる。従来の装置で研磨
されたウェハと比較しても、本願発明の研磨装置で研磨
された半導体ウェハは、段差がはるかに小さい。従っ
て、本願発明の研磨装置を使用すると、段差の少ない半
導体ウェハ、すなわち多層配線パターンを形成しやすい
半導体ウェハを得ることができる。
本願発明の半導体ウェハの研磨装置は、ポリッシュヘッ
ドの姿勢を広範囲にわたって補正できるので、ポリッシ
ュヘッドに吸着される半導体ウェハの研磨面全体をパッ
ドに均等に接触させることができる。従来の装置で研磨
されたウェハと比較しても、本願発明の研磨装置で研磨
された半導体ウェハは、段差がはるかに小さい。従っ
て、本願発明の研磨装置を使用すると、段差の少ない半
導体ウェハ、すなわち多層配線パターンを形成しやすい
半導体ウェハを得ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態につ
いて、図面を参照しつつ説明する。図１は本願発明に係
る半導体ウェハの研磨装置（ＣＭＰ装置）の一実施例を
示す要部断面図、図２は本願発明に係る半導体ウェハの
研磨装置でウェハを研磨している状態の概略を示す斜視
図である。
いて、図面を参照しつつ説明する。図１は本願発明に係
る半導体ウェハの研磨装置（ＣＭＰ装置）の一実施例を
示す要部断面図、図２は本願発明に係る半導体ウェハの
研磨装置でウェハを研磨している状態の概略を示す斜視
図である。
【００２１】図１に示されるように、容器３は回転軸１
に取り付けられており、回転軸１は回転駆動源であるモ
ーター（図示略）に連結されている。容器３の内部には
液体４が充填されており、液体４は弾性体１０によって
封止されている。弾性体１０は、リング１５を介してネ
ジ１１によって容器３開口部の縁に固定されており、さ
らに、ボルト１２ａおよびナット１２ｂによってポリッ
シュヘッド５にも固定されている。ポリッシュヘッド５
の底部には、貫通孔２０ｂを有する弾性シート２０が貼
り付けられている。ポリッシュヘッド５には弾性シート
２０を介して半導体ウェハ７が吸着され、ウェハ７はＣ
ＭＰ装置の搬送によってパッド８上に置かれることにな
る。
に取り付けられており、回転軸１は回転駆動源であるモ
ーター（図示略）に連結されている。容器３の内部には
液体４が充填されており、液体４は弾性体１０によって
封止されている。弾性体１０は、リング１５を介してネ
ジ１１によって容器３開口部の縁に固定されており、さ
らに、ボルト１２ａおよびナット１２ｂによってポリッ
シュヘッド５にも固定されている。ポリッシュヘッド５
の底部には、貫通孔２０ｂを有する弾性シート２０が貼
り付けられている。ポリッシュヘッド５には弾性シート
２０を介して半導体ウェハ７が吸着され、ウェハ７はＣ
ＭＰ装置の搬送によってパッド８上に置かれることにな
る。
【００２２】ポリッシュヘッド５は、凹部を中央に有す
る第１の円盤状部材５Ａと、第２の円盤状部材５Ｂとか
ら構成されている。図１に示すように、円盤状部材５Ａ
が円盤状部材５Ｂに連結されると、ポリッシュヘッド５
内に空同部分５ａが生じることになる。円盤状部材５Ｂ
には吸引孔５ｂが開けられており、吸引孔５ｂは弾性シ
ート２０の貫通孔２０ｂと連通している。空洞部分５ａ
は、吸引孔５ｂおよび貫通孔２０ｂを介して外気に連通
することになり、さらに、容器３内の液体封入空間に配
置されたチューブ６を介して外部の吸引ポンプ（図示
略）に連通している。
る第１の円盤状部材５Ａと、第２の円盤状部材５Ｂとか
ら構成されている。図１に示すように、円盤状部材５Ａ
が円盤状部材５Ｂに連結されると、ポリッシュヘッド５
内に空同部分５ａが生じることになる。円盤状部材５Ｂ
には吸引孔５ｂが開けられており、吸引孔５ｂは弾性シ
ート２０の貫通孔２０ｂと連通している。空洞部分５ａ
は、吸引孔５ｂおよび貫通孔２０ｂを介して外気に連通
することになり、さらに、容器３内の液体封入空間に配
置されたチューブ６を介して外部の吸引ポンプ（図示
略）に連通している。
【００２３】ポリッシュヘッド５の材質は、研磨の際に
発生する熱に耐えられるものが適している。耐熱性や絶
縁性を考慮すると、ポリッシュヘッド５の材質としては
セラミックスが好ましい。
発生する熱に耐えられるものが適している。耐熱性や絶
縁性を考慮すると、ポリッシュヘッド５の材質としては
セラミックスが好ましい。
【００２４】容器３は、液体４を内包するので、錆びに
くい材質からなるものが適している。具体的には、ステ
ンレス鋼からなる容器３が利用される。
くい材質からなるものが適している。具体的には、ステ
ンレス鋼からなる容器３が利用される。
【００２５】容器３内に充填されている液体４は、圧力
を迅速に弾性体１０へ伝えるものなので特に限定はされ
ないが、容器３や弾性体１０を腐食させる可能性のある
ものは好ましくない。このため、水が液体４として最適
である。
を迅速に弾性体１０へ伝えるものなので特に限定はされ
ないが、容器３や弾性体１０を腐食させる可能性のある
ものは好ましくない。このため、水が液体４として最適
である。
【００２６】弾性体１０は、容器３内に充填されている
液体４を密封し、液体４によって伝えられた圧力で容易
に変形するものが好ましい。密封性や弾性力を考慮する
と、弾性体１０にはウレタンゴムが適している。
液体４を密封し、液体４によって伝えられた圧力で容易
に変形するものが好ましい。密封性や弾性力を考慮する
と、弾性体１０にはウレタンゴムが適している。
【００２７】弾性シート２０は、半導体ウェハ７が傷つ
かないために、ポリッシュヘッド５の底面に貼り付けら
れている。半導体ウェハ７とポリッシュヘッド５との間
に弾性シート２０が介在することによって、ポリッシュ
ヘッド５に圧力が加えられても半導体ウェハ７は傷つく
ことがない。弾性シート２０は、弾性体１０と同じ材質
であるウレタンシートが望ましい。
かないために、ポリッシュヘッド５の底面に貼り付けら
れている。半導体ウェハ７とポリッシュヘッド５との間
に弾性シート２０が介在することによって、ポリッシュ
ヘッド５に圧力が加えられても半導体ウェハ７は傷つく
ことがない。弾性シート２０は、弾性体１０と同じ材質
であるウレタンシートが望ましい。
【００２８】半導体ウェハ７は、シリコンウェハ上に多
層の配線パターンおよび保護膜が形成されたものであ
る。保護膜は、シリコンウェハの表面を保護するだけで
なく、絶縁層としての役割を持つ。膜の成形性や加工性
を考慮すると、酸化シリコンが保護膜としては最適であ
る。
層の配線パターンおよび保護膜が形成されたものであ
る。保護膜は、シリコンウェハの表面を保護するだけで
なく、絶縁層としての役割を持つ。膜の成形性や加工性
を考慮すると、酸化シリコンが保護膜としては最適であ
る。
【００２９】パッド８はウレタン樹脂からなり、研磨面
に溝（図示略）が形成されたものである。この溝によっ
て、半導体ウェハ７の表面が研磨されることになる。
に溝（図示略）が形成されたものである。この溝によっ
て、半導体ウェハ７の表面が研磨されることになる。
【００３０】上記ＣＭＰ装置で半導体ウェハを研磨する
工程の一例について、以下に簡単に説明する。
工程の一例について、以下に簡単に説明する。
【００３１】外部の吸引ポンプを駆動すると、外気は空
洞部分５ａ内に吸引される。半導体ウェハ７は、吸引さ
れる外気により、弾性シート２０を介してポリッシュヘ
ッド５に吸着される。半導体ウェハ７を研磨するときに
は、ＣＭＰ装置を搬送して、ポリッシュヘッド５に吸着
されたウェハ７をパッド８上に置き、ＣＭＰ装置に圧力
を加える。ＣＭＰ装置の回転軸１およびパッド８の回転
軸９（図２参照）をそれぞれ回転させれば、ウェハ７が
パッド８で研磨される。
洞部分５ａ内に吸引される。半導体ウェハ７は、吸引さ
れる外気により、弾性シート２０を介してポリッシュヘ
ッド５に吸着される。半導体ウェハ７を研磨するときに
は、ＣＭＰ装置を搬送して、ポリッシュヘッド５に吸着
されたウェハ７をパッド８上に置き、ＣＭＰ装置に圧力
を加える。ＣＭＰ装置の回転軸１およびパッド８の回転
軸９（図２参照）をそれぞれ回転させれば、ウェハ７が
パッド８で研磨される。
【００３２】半導体ウェハ７をパッド８に圧縮するとき
には、ロードセルにより約２５０ｇ／ｃｍ2 の圧力を装
置の上部から加える。この圧力は、容器３内に充填され
ている液体４に伝えられる。液体４は自由度が大きいの
で、容器３に固定された弾性体１０を迅速に加圧する。
弾性体１０は、フレキシブルなので変形しようとする
が、下面にポリッシュヘッド５が取り付けられている部
分については変形しない。しかし、ポリッシュヘッド５
が取り付けられていない弾性体１０の一部分１０ａ，１
０ｂは、液体４によって伝えられた圧力で動く。弾性体
１０の一部分１０ａ，１０ｂの動きと共に、ポリッシュ
ヘッド５も動くことになる。弾性体１０の一部分１０
ａ，１０ｂが自由な方向に動けるので、ポリッシュヘッ
ド５は、自由度が高くなり、半導体ウェハ７の研磨面全
体をパッド８へ均等に接触させる姿勢をとることができ
る。従って、研磨される半導体ウェハ７に段差が生じる
ようなことはなく、均等な厚みの半導体ウェハ７が得ら
れる。
には、ロードセルにより約２５０ｇ／ｃｍ2 の圧力を装
置の上部から加える。この圧力は、容器３内に充填され
ている液体４に伝えられる。液体４は自由度が大きいの
で、容器３に固定された弾性体１０を迅速に加圧する。
弾性体１０は、フレキシブルなので変形しようとする
が、下面にポリッシュヘッド５が取り付けられている部
分については変形しない。しかし、ポリッシュヘッド５
が取り付けられていない弾性体１０の一部分１０ａ，１
０ｂは、液体４によって伝えられた圧力で動く。弾性体
１０の一部分１０ａ，１０ｂの動きと共に、ポリッシュ
ヘッド５も動くことになる。弾性体１０の一部分１０
ａ，１０ｂが自由な方向に動けるので、ポリッシュヘッ
ド５は、自由度が高くなり、半導体ウェハ７の研磨面全
体をパッド８へ均等に接触させる姿勢をとることができ
る。従って、研磨される半導体ウェハ７に段差が生じる
ようなことはなく、均等な厚みの半導体ウェハ７が得ら
れる。
【００３３】回転軸１の回転によって容器３が回転し、
容器３に固定されている弾性体１０も、弾性体１０に固
定されているポリッシュヘッド５も同様に回転する。パ
ッド８上にスラリー状の研磨剤を流し、さらに、ポリッ
シュヘッド５の回転速度、パッド８の回転速度を微妙に
異なるものにすれば、パッド８に形成されている溝（図
示略）の模様がウェハ７の表面につくことがない。研磨
剤は、半導体ウェハ７表面の保護膜を研磨するのに適し
たものが用いられる。保護膜が酸化シリコンの場合、研
磨剤は、水酸化カリウムとシリカとの混合物が使用され
る。
容器３に固定されている弾性体１０も、弾性体１０に固
定されているポリッシュヘッド５も同様に回転する。パ
ッド８上にスラリー状の研磨剤を流し、さらに、ポリッ
シュヘッド５の回転速度、パッド８の回転速度を微妙に
異なるものにすれば、パッド８に形成されている溝（図
示略）の模様がウェハ７の表面につくことがない。研磨
剤は、半導体ウェハ７表面の保護膜を研磨するのに適し
たものが用いられる。保護膜が酸化シリコンの場合、研
磨剤は、水酸化カリウムとシリカとの混合物が使用され
る。
【００３４】以上、本願発明の実施形態を説明してきた
が、本願発明はこれらに限定されずに、以下に述べるよ
うに使用することが可能である。
が、本願発明はこれらに限定されずに、以下に述べるよ
うに使用することが可能である。
【００３５】本願発明の半導体ウェハの研磨装置は、シ
リコンウェハからなる半導体ウェハだけでなく、他の材
料からなる半導体ウェハも研磨できる。具体的にはゲル
マニウムウェハ、ガリウム砒素ウェハを基板とする半導
体ウェハの研磨にも適用できる。
リコンウェハからなる半導体ウェハだけでなく、他の材
料からなる半導体ウェハも研磨できる。具体的にはゲル
マニウムウェハ、ガリウム砒素ウェハを基板とする半導
体ウェハの研磨にも適用できる。
【００３６】上記実施形態では、半導体ウェハが研磨さ
れているが、本願発明の半導体ウェハの研磨装置は、半
導体ウェハの研磨だけではなく、他の材料の研磨にも利
用できる。具体的には金属片や木材も本願発明の半導体
ウェハの研磨装置で研磨可能である。
れているが、本願発明の半導体ウェハの研磨装置は、半
導体ウェハの研磨だけではなく、他の材料の研磨にも利
用できる。具体的には金属片や木材も本願発明の半導体
ウェハの研磨装置で研磨可能である。
【００３７】以上に限らず、本願発明は特許請求の範囲
内に含まれる範囲内で種々の変形を施すことも可能であ
り、その中には各構成要素を均等物で置換したものも含
まれる。
内に含まれる範囲内で種々の変形を施すことも可能であ
り、その中には各構成要素を均等物で置換したものも含
まれる。
【図１】本願発明に係る半導体ウェハの研磨装置の一実
施例を示す要部断面図である。
施例を示す要部断面図である。
【図２】本願発明に係る半導体ウェハの研磨装置でウェ
ハを研磨している状態の概略を示す斜視図である。
ハを研磨している状態の概略を示す斜視図である。
【図３】従来の半導体ウェハの研磨装置の一例を示す要
部断面図である。
部断面図である。
【図４】従来の半導体ウェハの研磨装置でウェハを研磨
している状態の概略を示す斜視図である。
している状態の概略を示す斜視図である。
１ 回転軸 ３ 容器 ４ 液体 ５ ポリッシュヘッド ５ａ 空同部分 ５ｂ 吸引孔 ６ チューブ ７ 半導体ウェハ ８ パッド １０ 弾性体 １２ａ ボルト １２ｂ ナット ２０ 弾性シート ２０ｂ 貫通孔 ３４ 剛球
Claims (4)
- 【請求項１】 回転軸の下端部に取り付けられ、半導体
ウェハを吸着保持することができるポリッシュヘッド
と、上記ポリッシュヘッドが回転状態において押し付け
られるパッドとを備え、上記ポリッシュヘッドに吸着さ
れる半導体ウェハを回転状態において上記パッドに押し
付けて半導体ウェハ表面の研磨を行なう装置であって、 上記回転軸の先端に下部開口を有する容器を設けるとと
もにこの容器の下部開口を変形可能な弾性体で封止する
一方、上記容器内に液体を封入して構成されるポリッシ
ュヘッド姿勢補正機構を設け、上記ポリッシュヘッドを
上記弾性体の下面に取り付けたことを特徴とする、半導
体ウェハの研磨装置。 - 【請求項２】 上記ポリッシュヘッドの下面には、複数
の吸引孔が開口させられている、請求項１に記載の半導
体ウェハの研磨装置。 - 【請求項３】 上記複数の吸引孔は、上記ポリッシュヘ
ッド内に形成された空同部に連通させられており、この
空同部は、上記容器内の液体封入空間に配置したチュー
ブを介して外部の吸引ポンプに連通させられている、請
求項２に記載の半導体ウェハの研磨装置。 - 【請求項４】 上記ポリッシュヘッドの下面にはさら
に、弾性シートが貼着されている、請求項３に記載の半
導体ウェハの研磨装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6753798A JPH11262857A (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | 半導体ウェハの研磨装置 |
| US09/268,952 US6083090A (en) | 1998-03-18 | 1999-03-16 | Polishing apparatus for semiconductor wafers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6753798A JPH11262857A (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | 半導体ウェハの研磨装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11262857A true JPH11262857A (ja) | 1999-09-28 |
Family
ID=13347837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6753798A Pending JPH11262857A (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | 半導体ウェハの研磨装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6083090A (ja) |
| JP (1) | JPH11262857A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007208282A (ja) * | 2000-10-11 | 2007-08-16 | Ebara Corp | ポリッシング装置 |
| KR100898999B1 (ko) * | 2001-07-10 | 2009-05-21 | 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 | 기판 폴리싱기계 |
| US7850509B2 (en) | 2000-10-11 | 2010-12-14 | Ebara Corporation | Substrate holding apparatus |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6431968B1 (en) * | 1999-04-22 | 2002-08-13 | Applied Materials, Inc. | Carrier head with a compressible film |
| US6722963B1 (en) * | 1999-08-03 | 2004-04-20 | Micron Technology, Inc. | Apparatus for chemical-mechanical planarization of microelectronic substrates with a carrier and membrane |
| US6398631B1 (en) * | 2001-02-02 | 2002-06-04 | Memc Electronic Materials, Inc. | Method and apparatus to place wafers into and out of machine |
| US6641461B2 (en) * | 2001-03-28 | 2003-11-04 | Multi Planar Technologyies, Inc. | Chemical mechanical polishing apparatus having edge, center and annular zone control of material removal |
| EP1260315B1 (en) * | 2001-05-25 | 2003-12-10 | Infineon Technologies AG | Semiconductor substrate holder for chemical-mechanical polishing comprising a movable plate |
| US7018268B2 (en) * | 2002-04-09 | 2006-03-28 | Strasbaugh | Protection of work piece during surface processing |
| US7001827B2 (en) * | 2003-04-15 | 2006-02-21 | International Business Machines Corporation | Semiconductor wafer front side protection |
| US8998677B2 (en) * | 2012-10-29 | 2015-04-07 | Wayne O. Duescher | Bellows driven floatation-type abrading workholder |
| US8998678B2 (en) * | 2012-10-29 | 2015-04-07 | Wayne O. Duescher | Spider arm driven flexible chamber abrading workholder |
| US9011207B2 (en) * | 2012-10-29 | 2015-04-21 | Wayne O. Duescher | Flexible diaphragm combination floating and rigid abrading workholder |
| US9039488B2 (en) * | 2012-10-29 | 2015-05-26 | Wayne O. Duescher | Pin driven flexible chamber abrading workholder |
| US8845394B2 (en) * | 2012-10-29 | 2014-09-30 | Wayne O. Duescher | Bellows driven air floatation abrading workholder |
| CN109352513B (zh) * | 2018-12-13 | 2021-05-07 | 上海超硅半导体有限公司 | 一种晶圆抛光方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2558095B1 (fr) * | 1984-03-14 | 1988-04-08 | Ribard Pierre | Perfectionnements apportes aux tetes de travail des machines de polissage et analogues |
| KR910009320B1 (ko) * | 1986-08-19 | 1991-11-09 | 미쓰비시 마테리알 가부시기가이샤 | 연마장치 |
| JPH079896B2 (ja) * | 1988-10-06 | 1995-02-01 | 信越半導体株式会社 | 研磨装置 |
| US5443416A (en) * | 1993-09-09 | 1995-08-22 | Cybeq Systems Incorporated | Rotary union for coupling fluids in a wafer polishing apparatus |
-
1998
- 1998-03-18 JP JP6753798A patent/JPH11262857A/ja active Pending
-
1999
- 1999-03-16 US US09/268,952 patent/US6083090A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007208282A (ja) * | 2000-10-11 | 2007-08-16 | Ebara Corp | ポリッシング装置 |
| US7850509B2 (en) | 2000-10-11 | 2010-12-14 | Ebara Corporation | Substrate holding apparatus |
| JP4620072B2 (ja) * | 2000-10-11 | 2011-01-26 | 株式会社荏原製作所 | ポリッシング装置 |
| KR100898999B1 (ko) * | 2001-07-10 | 2009-05-21 | 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 | 기판 폴리싱기계 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6083090A (en) | 2000-07-04 |
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