JPH1177519A - ウェーハ研磨装置 - Google Patents
ウェーハ研磨装置Info
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- JPH1177519A JPH1177519A JP24133197A JP24133197A JPH1177519A JP H1177519 A JPH1177519 A JP H1177519A JP 24133197 A JP24133197 A JP 24133197A JP 24133197 A JP24133197 A JP 24133197A JP H1177519 A JPH1177519 A JP H1177519A
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- polishing
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- air
- slurry
- polishing cloth
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Abstract
(57)【要約】
【課題】スラリーを研磨布に十分に染み込ませてウェー
ハを研磨することにより、ウェーハの研磨精度を向上さ
せる。 【解決手段】本発明は、ウェーハ５０の周囲を包囲して
ウェーハ５０と共に研磨布に押し付けられる環状部材２
８、６２を設けている。この環状部材２８、６２の研磨
布１６に接触する面には、スラリー２３をウェーハ５０
に向けて案内する溝２９と、この溝２９で案内されてき
たスラリー２３を研磨布１６に染み込ませるための平坦
面６２Ａとが形成されている。これにより、本発明は、
スラリー２３が十分に染み込んだ研磨布１６でウェーハ
５０を研磨することができるので、ウェーハ５０の研磨
精度が向上する。
ハを研磨することにより、ウェーハの研磨精度を向上さ
せる。 【解決手段】本発明は、ウェーハ５０の周囲を包囲して
ウェーハ５０と共に研磨布に押し付けられる環状部材２
８、６２を設けている。この環状部材２８、６２の研磨
布１６に接触する面には、スラリー２３をウェーハ５０
に向けて案内する溝２９と、この溝２９で案内されてき
たスラリー２３を研磨布１６に染み込ませるための平坦
面６２Ａとが形成されている。これにより、本発明は、
スラリー２３が十分に染み込んだ研磨布１６でウェーハ
５０を研磨することができるので、ウェーハ５０の研磨
精度が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はウェーハ研磨装置に
係り、特に化学的機械研磨法（ＣＭＰ：ChemicalMechan
ical Polishing ）によるウェーハ研磨装置に関する。
係り、特に化学的機械研磨法（ＣＭＰ：ChemicalMechan
ical Polishing ）によるウェーハ研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のウェーハ研磨装置は、ウ
ェーハをキャリアで保持して研磨布に押し付けると共
に、キャリアと研磨布とを回転させながらキャリアと研
磨布との間に研磨液（スラリー）を供給してウェーハを
研磨している。前記スラリーは、キャリアと研磨布との
間に直接供給することが困難なため、スラリーを研磨布
上に供給して、研磨布の回転でキャリアと研磨布との間
に間接的に供給するようにしている。
ェーハをキャリアで保持して研磨布に押し付けると共
に、キャリアと研磨布とを回転させながらキャリアと研
磨布との間に研磨液（スラリー）を供給してウェーハを
研磨している。前記スラリーは、キャリアと研磨布との
間に直接供給することが困難なため、スラリーを研磨布
上に供給して、研磨布の回転でキャリアと研磨布との間
に間接的に供給するようにしている。
【０００３】また、従来のウェーハ研磨装置には、ウェ
ーハの周囲に環状部材を配置し、この環状部材の研磨布
に接触する面に、研磨液をウェーハに向けて案内する溝
を形成したものが提案されている。このウェーハ研磨装
置によれば、研磨布に供給した研磨液を前記溝によって
効率良くウェーハに供給することができる。
ーハの周囲に環状部材を配置し、この環状部材の研磨布
に接触する面に、研磨液をウェーハに向けて案内する溝
を形成したものが提案されている。このウェーハ研磨装
置によれば、研磨布に供給した研磨液を前記溝によって
効率良くウェーハに供給することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＣＭＰによ
るウェーハ研磨装置において、ウェーハの研磨精度を向
上させるためには、スラリーを研磨布に十分に染み込ま
せることが重要である。しかしながら、環状部材を配置
した従来のウェーハ研磨装置では、溝によってスラリー
を効率良くウェーハに供給することができるが、スラリ
ーを研磨布に染み込ませることができないため、研磨精
度を向上させることができないという欠点がある。
るウェーハ研磨装置において、ウェーハの研磨精度を向
上させるためには、スラリーを研磨布に十分に染み込ま
せることが重要である。しかしながら、環状部材を配置
した従来のウェーハ研磨装置では、溝によってスラリー
を効率良くウェーハに供給することができるが、スラリ
ーを研磨布に染み込ませることができないため、研磨精
度を向上させることができないという欠点がある。
【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、スラリーを研磨布に十分に染み込ませること
によりウェーハの研磨精度を向上させることができるウ
ェーハ研磨装置を提供することを目的とする。
たもので、スラリーを研磨布に十分に染み込ませること
によりウェーハの研磨精度を向上させることができるウ
ェーハ研磨装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】本発明は、前記目的を達成
するために、ウェーハと研磨布との間に研磨液を供給す
ると共に、ウェーハと研磨布とを押し付けながら相対運
動させて、ウェーハを研磨するウェーハ研磨装置におい
て、前記ウェーハの周囲を包囲してウェーハと共に研磨
布に押し付けられる環状部材を設け、該環状部材の前記
研磨布に接触する面に、前記研磨液を環状部材の外側か
ら内側に向けて案内する溝と、該溝の内側終端に隣接し
た位置で該溝で案内されてきた研磨液を研磨布に染み込
ませる平坦面とを形成したことを特徴としている。
するために、ウェーハと研磨布との間に研磨液を供給す
ると共に、ウェーハと研磨布とを押し付けながら相対運
動させて、ウェーハを研磨するウェーハ研磨装置におい
て、前記ウェーハの周囲を包囲してウェーハと共に研磨
布に押し付けられる環状部材を設け、該環状部材の前記
研磨布に接触する面に、前記研磨液を環状部材の外側か
ら内側に向けて案内する溝と、該溝の内側終端に隣接し
た位置で該溝で案内されてきた研磨液を研磨布に染み込
ませる平坦面とを形成したことを特徴としている。
【０００７】本発明によれば、環状部材の溝によって研
磨液がウェーハに向けて案内され、そして、溝で案内さ
れてきた研磨液は、環状部材の平坦面によって研磨布に
押し付けられて研磨布に染み込む。したがって、本発明
は、研磨液が十分に染み込んだ研磨布でウェーハを研磨
することができるので、研磨精度を向上させることがで
きる。
磨液がウェーハに向けて案内され、そして、溝で案内さ
れてきた研磨液は、環状部材の平坦面によって研磨布に
押し付けられて研磨布に染み込む。したがって、本発明
は、研磨液が十分に染み込んだ研磨布でウェーハを研磨
することができるので、研磨精度を向上させることがで
きる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るウェーハ研磨装置の好ましい実施の形態について詳説
する。図１は、本発明の実施の形態のウェーハ研磨装置
の全体構成図である。同図に示すウェーハ研磨装置１０
は、主として研磨定盤１２とウェーハ保持ヘッド１４と
から構成される。研磨定盤１２は円盤状に形成され、そ
の上面には研磨布１６が設けられている。また、研磨定
盤１２の下部には、スピンドル１８が連結され、このス
ピンドル１８はモータ２０の図示しない出力軸に連結さ
れている。前記研磨定盤１２は、モータ２０を駆動する
ことにより矢印Ａ方向に回転され、その回転する研磨定
盤１２の研磨布１６上にノズル２１からスラリー２３が
供給される。
るウェーハ研磨装置の好ましい実施の形態について詳説
する。図１は、本発明の実施の形態のウェーハ研磨装置
の全体構成図である。同図に示すウェーハ研磨装置１０
は、主として研磨定盤１２とウェーハ保持ヘッド１４と
から構成される。研磨定盤１２は円盤状に形成され、そ
の上面には研磨布１６が設けられている。また、研磨定
盤１２の下部には、スピンドル１８が連結され、このス
ピンドル１８はモータ２０の図示しない出力軸に連結さ
れている。前記研磨定盤１２は、モータ２０を駆動する
ことにより矢印Ａ方向に回転され、その回転する研磨定
盤１２の研磨布１６上にノズル２１からスラリー２３が
供給される。
【０００９】前記ウェーハ保持ヘッド１４は、図示しな
い昇降装置により上下移動され、研磨対象のウェーハを
ウェーハ保持ヘッド１４にセットする際に上昇移動され
る。また、ウェーハ保持ヘッド１４は、ウェーハを研磨
する際に下降移動されてウェーハを前記研磨布１６に押
し付ける。図２は前記ウェーハ保持ヘッド１４の縦断面
図である。同図に示すウェーハ保持ヘッド１４は、ヘッ
ド本体２２、キャリア２４、ガイドリング２６、研磨面
調整リング２８、及びゴムシート３０等から構成され
る。前記ヘッド本体２２は円盤状に形成され、回転軸３
２に連結された図示しないモータによって矢印Ｂ方向に
回転される。また、ヘッド本体２２にはエア供給路３
４、３６が形成されている。前記エア供給路３４は、図
２上二点鎖線で示すようにウェーハ保持ヘッド１４の外
部に延設され、レギュレータ（Ｒ：regulator ）３８Ａ
を介してエアポンプ（ＡＰ：air pnmp）４０に接続され
る。また、エア供給路３６は、レギュレータ３８Ｂを介
してポンプ４０に接続されている。
い昇降装置により上下移動され、研磨対象のウェーハを
ウェーハ保持ヘッド１４にセットする際に上昇移動され
る。また、ウェーハ保持ヘッド１４は、ウェーハを研磨
する際に下降移動されてウェーハを前記研磨布１６に押
し付ける。図２は前記ウェーハ保持ヘッド１４の縦断面
図である。同図に示すウェーハ保持ヘッド１４は、ヘッ
ド本体２２、キャリア２４、ガイドリング２６、研磨面
調整リング２８、及びゴムシート３０等から構成され
る。前記ヘッド本体２２は円盤状に形成され、回転軸３
２に連結された図示しないモータによって矢印Ｂ方向に
回転される。また、ヘッド本体２２にはエア供給路３
４、３６が形成されている。前記エア供給路３４は、図
２上二点鎖線で示すようにウェーハ保持ヘッド１４の外
部に延設され、レギュレータ（Ｒ：regulator ）３８Ａ
を介してエアポンプ（ＡＰ：air pnmp）４０に接続され
る。また、エア供給路３６は、レギュレータ３８Ｂを介
してポンプ４０に接続されている。
【００１０】前記キャリア２４は、略円柱状に形成され
てヘッド本体２２の下部にヘッド本体２２と同軸上に配
置されている。また、キャリア２４の下面には凹部２５
が形成され、この凹部２５に通気性を有する多孔質板４
２が収納されている。多孔質板４２の上方には空気室２
７が形成され、この空気室２７には、キャリア２４に形
成されたエア吸引路４４が連通されている。エア吸引路
４４は、図２上二点鎖線で示すようにウェーハ保持ヘッ
ド１４の外部に延設されて、サクションポンプ（ＳＰ：
suction pump) ４６に接続されている。したがって、サ
クションポンプ４６を駆動すると、ウェーハ５０が多孔
質板４２に吸引されて、多孔質板４２の下面に吸着保持
される。前記多孔質板４２は、内部に多数の通気路を有
するものであり、例えば、セラミック材料の焼結体より
なるものが用いられている。
てヘッド本体２２の下部にヘッド本体２２と同軸上に配
置されている。また、キャリア２４の下面には凹部２５
が形成され、この凹部２５に通気性を有する多孔質板４
２が収納されている。多孔質板４２の上方には空気室２
７が形成され、この空気室２７には、キャリア２４に形
成されたエア吸引路４４が連通されている。エア吸引路
４４は、図２上二点鎖線で示すようにウェーハ保持ヘッ
ド１４の外部に延設されて、サクションポンプ（ＳＰ：
suction pump) ４６に接続されている。したがって、サ
クションポンプ４６を駆動すると、ウェーハ５０が多孔
質板４２に吸引されて、多孔質板４２の下面に吸着保持
される。前記多孔質板４２は、内部に多数の通気路を有
するものであり、例えば、セラミック材料の焼結体より
なるものが用いられている。
【００１１】前記キャリア２４には、キャリア２４の下
面に噴出口が形成された多数のエア供給路４８、４８…
（図２では２ヵ所のみ図示）が形成されている。このエ
ア供給路４８、４８…は、図２上二点鎖線で示すように
ウェーハ保持ヘッド１４の外部に延設され、レギュレー
タ３８Ｃを介してポンプ４０に接続されている。したが
って、ポンプ４０からの圧縮エアは、エア供給路４８、
４８…を介して多孔質板４２とウェーハ５０との間の空
気室５１に噴き出される。これにより、空気室５１には
圧力エア層が形成され、この圧力エア層を介してキャリ
ア２４の押圧力がウェーハ５０に伝達される。この圧力
エア層を介して伝達された前記押圧力によって、ウェー
ハ５０が研磨布１６に押し付けられる。
面に噴出口が形成された多数のエア供給路４８、４８…
（図２では２ヵ所のみ図示）が形成されている。このエ
ア供給路４８、４８…は、図２上二点鎖線で示すように
ウェーハ保持ヘッド１４の外部に延設され、レギュレー
タ３８Ｃを介してポンプ４０に接続されている。したが
って、ポンプ４０からの圧縮エアは、エア供給路４８、
４８…を介して多孔質板４２とウェーハ５０との間の空
気室５１に噴き出される。これにより、空気室５１には
圧力エア層が形成され、この圧力エア層を介してキャリ
ア２４の押圧力がウェーハ５０に伝達される。この圧力
エア層を介して伝達された前記押圧力によって、ウェー
ハ５０が研磨布１６に押し付けられる。
【００１２】前記キャリア２４には、キャリア２４の下
面に噴出口が形成された多数のエア／ウォータ供給路５
２、５２…（図２では２ヵ所のみ図示）が形成される。
このエア／ウォータ供給路５２、５２…は、図２上二点
鎖線で示すようにウェーハ保持ヘッド１４の外部に延設
され、バルブ５４を介して二方向に分岐されている。一
方の分岐路には、レギュレータ３８Ｄを介してエアポン
プ４０が接続され、他方の分岐路にはウォータポンプ
（ＷＰ：water pnmp）５６が接続されている。したがっ
て、前記バルブ５４でエアポンプ４０側の経路を開に、
ウォータポンプ５６側の経路を閉にすると、エアポンプ
４０からの圧縮エアがエア／ウォータ供給路５２、５２
…を介して前記空気室５１に供給される。また、バルブ
５４を切り替えてエアポンプ４０側の経路を閉に、ウォ
ータポンプ５６側の経路を開にすると、ウォータポンプ
５６からのウォータがエア／ウォータ供給路５２、５２
…を介して前記空気室５１に供給される。
面に噴出口が形成された多数のエア／ウォータ供給路５
２、５２…（図２では２ヵ所のみ図示）が形成される。
このエア／ウォータ供給路５２、５２…は、図２上二点
鎖線で示すようにウェーハ保持ヘッド１４の外部に延設
され、バルブ５４を介して二方向に分岐されている。一
方の分岐路には、レギュレータ３８Ｄを介してエアポン
プ４０が接続され、他方の分岐路にはウォータポンプ
（ＷＰ：water pnmp）５６が接続されている。したがっ
て、前記バルブ５４でエアポンプ４０側の経路を開に、
ウォータポンプ５６側の経路を閉にすると、エアポンプ
４０からの圧縮エアがエア／ウォータ供給路５２、５２
…を介して前記空気室５１に供給される。また、バルブ
５４を切り替えてエアポンプ４０側の経路を閉に、ウォ
ータポンプ５６側の経路を開にすると、ウォータポンプ
５６からのウォータがエア／ウォータ供給路５２、５２
…を介して前記空気室５１に供給される。
【００１３】一方、キャリア２４とヘッド本体２２との
間には１枚のゴムシート３０が配置されている。このゴ
ムシート３０は、均一な厚さで円盤状に形成される。ま
た、ゴムシート３０は、環状の止め金５８によってヘッ
ド本体２２の下面に固定され、ゴムシート３０は止め金
５８を境として中央部３０Ａと外周部３０Ｂとに２分さ
れている。ゴムシート３０の中央部３０Ａはキャリア２
４を押圧し、外周部３０Ｂは研磨面調整リング２８を押
圧する。
間には１枚のゴムシート３０が配置されている。このゴ
ムシート３０は、均一な厚さで円盤状に形成される。ま
た、ゴムシート３０は、環状の止め金５８によってヘッ
ド本体２２の下面に固定され、ゴムシート３０は止め金
５８を境として中央部３０Ａと外周部３０Ｂとに２分さ
れている。ゴムシート３０の中央部３０Ａはキャリア２
４を押圧し、外周部３０Ｂは研磨面調整リング２８を押
圧する。
【００１４】ヘッド本体２２の下方には、ゴムシート３
０の中央部３０Ａと止め金５８とによって密閉される空
間６０が形成される。この空間６０に、前記エア供給路
３６が連通されている。したがって、エア供給路３６か
ら空間６０に圧縮エアを供給すると、ゴムシート３０の
中央部３０Ａがエア圧で弾性変形されてキャリア２４の
上面を押圧する。これにより、研磨布１６に対するウェ
ーハ５０の押し付け力を得ることができる。また、エア
圧をレギュレータ３８Ｂで調整すれば、ウェーハ５０の
押し付け力を制御することができる。
０の中央部３０Ａと止め金５８とによって密閉される空
間６０が形成される。この空間６０に、前記エア供給路
３６が連通されている。したがって、エア供給路３６か
ら空間６０に圧縮エアを供給すると、ゴムシート３０の
中央部３０Ａがエア圧で弾性変形されてキャリア２４の
上面を押圧する。これにより、研磨布１６に対するウェ
ーハ５０の押し付け力を得ることができる。また、エア
圧をレギュレータ３８Ｂで調整すれば、ウェーハ５０の
押し付け力を制御することができる。
【００１５】前記ガイドリング２６は、円筒状に形成さ
れてヘッド本体２２の下部にヘッド本体２２と同軸上に
配置される。また、ガイドリング２６は、ゴムシート３
０を介してヘッド本体２２に固定されている。ガイドリ
ング２６とキャリア２４との間には、研磨面調整リング
（環状部材）２８が配置されている。研磨面調整リング
２８の下部内周部には、ウェーハ５０の飛び出しを防止
するリテーナリング（環状部材）６２が取り付けられて
いる。この研磨面調整リング２８とリテーナリング６２
については後述する。
れてヘッド本体２２の下部にヘッド本体２２と同軸上に
配置される。また、ガイドリング２６は、ゴムシート３
０を介してヘッド本体２２に固定されている。ガイドリ
ング２６とキャリア２４との間には、研磨面調整リング
（環状部材）２８が配置されている。研磨面調整リング
２８の下部内周部には、ウェーハ５０の飛び出しを防止
するリテーナリング（環状部材）６２が取り付けられて
いる。この研磨面調整リング２８とリテーナリング６２
については後述する。
【００１６】前記ヘッド本体２２の下方外周部には、ヘ
ッド本体２２とゴムシート３０の外周部３０Ｂ等によっ
て密閉される環状の空間６４が形成される。この空間６
４に、前記エア供給路３４が連通されている。したがっ
て、エア供給路３４から空間６４に圧縮エアを供給する
と、ゴムシート３０の外周部３０Ｂがエア圧で弾性変形
されて研磨面調整リング２８の環状上面を押圧する。こ
れにより、研磨面調整リング２８の環状下面（研磨布１
６との接触面）とリテーナリング６２の環状下面（研磨
布１６との接触面）とが研磨布１６に押し付けられる。
なお、研磨面調整リング２８及びリテーナリング６２の
押し付け力は、レギュレータ３８Ａでエア圧を調整する
ことにより制御することができる。
ッド本体２２とゴムシート３０の外周部３０Ｂ等によっ
て密閉される環状の空間６４が形成される。この空間６
４に、前記エア供給路３４が連通されている。したがっ
て、エア供給路３４から空間６４に圧縮エアを供給する
と、ゴムシート３０の外周部３０Ｂがエア圧で弾性変形
されて研磨面調整リング２８の環状上面を押圧する。こ
れにより、研磨面調整リング２８の環状下面（研磨布１
６との接触面）とリテーナリング６２の環状下面（研磨
布１６との接触面）とが研磨布１６に押し付けられる。
なお、研磨面調整リング２８及びリテーナリング６２の
押し付け力は、レギュレータ３８Ａでエア圧を調整する
ことにより制御することができる。
【００１７】図３は、研磨面調整リング２８とリテーナ
リング６２の斜視図である。同図に示すように、研磨面
調整リング２８の研磨布との接触面２８Ａには複数本の
溝２９、２９…が形成されている。この溝２９は図４に
示すように、等間隔で向心方向に対して傾斜して形成さ
れると共に、図上矢印で示す研磨面調整リング２８の回
転により、スラリーをウェーハに向けて案内する方向に
形成されている。これにより、研磨布上に供給されたス
ラリーは、前記溝２９、２９…によってウェーハに向け
て案内される。また、リテーナリング６２の研磨布との
接触面６２Ａは、平坦に形成されている。これにより、
前記溝２９に案内されてきたスラリーは、リテーナリン
グ６２の平坦な接触面６２Ａによって研磨布に押し付け
られて研磨布に染み込む。本実施の形態では、研磨面調
整リング２８に溝２９を形成し、リテーナリング６２に
平坦面を形成したが、これに限られるものではなく、一
体に形成した環状部材に溝と平坦面を形成しても良い。
リング６２の斜視図である。同図に示すように、研磨面
調整リング２８の研磨布との接触面２８Ａには複数本の
溝２９、２９…が形成されている。この溝２９は図４に
示すように、等間隔で向心方向に対して傾斜して形成さ
れると共に、図上矢印で示す研磨面調整リング２８の回
転により、スラリーをウェーハに向けて案内する方向に
形成されている。これにより、研磨布上に供給されたス
ラリーは、前記溝２９、２９…によってウェーハに向け
て案内される。また、リテーナリング６２の研磨布との
接触面６２Ａは、平坦に形成されている。これにより、
前記溝２９に案内されてきたスラリーは、リテーナリン
グ６２の平坦な接触面６２Ａによって研磨布に押し付け
られて研磨布に染み込む。本実施の形態では、研磨面調
整リング２８に溝２９を形成し、リテーナリング６２に
平坦面を形成したが、これに限られるものではなく、一
体に形成した環状部材に溝と平坦面を形成しても良い。
【００１８】一方、図２において、前記ウェーハ保持ヘ
ッド１４には、ウェーハ５０の研磨量を検出する検出装
置が設けられている。この検出装置は、コア６６とボビ
ン６８とから成るセンサ７０と非接触式センサ７２、７
２、７２とから構成され、また、これらのセンサ７０、
７２、７２、７２で検出された検出値を演算処理する図
示しないＣＰＵがウェーハ保持ヘッド１４の外部に備え
られている。
ッド１４には、ウェーハ５０の研磨量を検出する検出装
置が設けられている。この検出装置は、コア６６とボビ
ン６８とから成るセンサ７０と非接触式センサ７２、７
２、７２とから構成され、また、これらのセンサ７０、
７２、７２、７２で検出された検出値を演算処理する図
示しないＣＰＵがウェーハ保持ヘッド１４の外部に備え
られている。
【００１９】前記センサ７０のボビン６８は、研磨面調
整リング２８の内側面からウェーハ保持ヘッド１４の回
転軸方向に延設されたアーム７６の先端部に取り付けら
れる。また、センサ７０のコア６６は、キャリア２４の
上面で且つコア６６の中心軸がウェーハ保持ヘッド１４
の回転軸と同軸になる位置に設けられている。このセン
サ７０は、研磨面調整リング２８の下面に対する、即ち
ウェーハ５０の研磨面に対するキャリア２４の上下方向
の変動量を検出する。なお、前記キャリア２４には、前
記アーム７６を挿入するための溝７８が形成されてい
る。
整リング２８の内側面からウェーハ保持ヘッド１４の回
転軸方向に延設されたアーム７６の先端部に取り付けら
れる。また、センサ７０のコア６６は、キャリア２４の
上面で且つコア６６の中心軸がウェーハ保持ヘッド１４
の回転軸と同軸になる位置に設けられている。このセン
サ７０は、研磨面調整リング２８の下面に対する、即ち
ウェーハ５０の研磨面に対するキャリア２４の上下方向
の変動量を検出する。なお、前記キャリア２４には、前
記アーム７６を挿入するための溝７８が形成されてい
る。
【００２０】前記センサ７０によってウェーハ５０の研
磨量は概ね検出できるが、本実施の形態では、前記セン
サ７０で検出された検出値を、前記センサ７２、７２、
７２で検出された検出値で補正することによりウェーハ
５０の研磨量を正確に得るようにしている。前記センサ
７２は、容量センサ等の非接触センサであり、その検出
面７２ａが多孔質板４２の下面と面一に配置され、ウェ
ーハ５０の上面との距離を検出することにより、圧力エ
ア層（空気室５１）の層厚の変動量を検出している。
磨量は概ね検出できるが、本実施の形態では、前記セン
サ７０で検出された検出値を、前記センサ７２、７２、
７２で検出された検出値で補正することによりウェーハ
５０の研磨量を正確に得るようにしている。前記センサ
７２は、容量センサ等の非接触センサであり、その検出
面７２ａが多孔質板４２の下面と面一に配置され、ウェ
ーハ５０の上面との距離を検出することにより、圧力エ
ア層（空気室５１）の層厚の変動量を検出している。
【００２１】そして、前記ＣＰＵは、センサ７０で検出
されたキャリア２４の変動量から、センサ７２、７２、
７２で検出された圧力エア層の層厚の変動量を加算する
ことによりウェーハ５０の研磨量を算出する。即ち、Ｃ
ＰＵは、予め記憶されている基準値に対する変動量から
ウェーハ５０の研磨量を算出する。例えば、センサ７０
で検出された変動量がＴ１で、センサ７２、７２、７２
で検出された変動量の平均値がＴ２であると、その時の
ウェーハ５０の研磨量をＴ１＋Ｔ２で算出する。また、
センサ７０からの変動量がＴ１で、センサ７２、７２、
７２からの変動量の平均値がＯであると、その時のウェ
ーハ５０の研磨量をＴ１−０で算出する。更に、センサ
７０からの変動量がＴ１で、センサ７２、７２、７２か
らの変動量の平均値が−Ｔ２であると、その時のウェー
ハ５０の研磨量をＴ１−Ｔ２で算出する。このように、
本実施の形態では、センサ７０、７２を設けて２つの変
動量から研磨量を演算するようにしたので、ウェーハ５
０の研磨量を正確に測定することができる。
されたキャリア２４の変動量から、センサ７２、７２、
７２で検出された圧力エア層の層厚の変動量を加算する
ことによりウェーハ５０の研磨量を算出する。即ち、Ｃ
ＰＵは、予め記憶されている基準値に対する変動量から
ウェーハ５０の研磨量を算出する。例えば、センサ７０
で検出された変動量がＴ１で、センサ７２、７２、７２
で検出された変動量の平均値がＴ２であると、その時の
ウェーハ５０の研磨量をＴ１＋Ｔ２で算出する。また、
センサ７０からの変動量がＴ１で、センサ７２、７２、
７２からの変動量の平均値がＯであると、その時のウェ
ーハ５０の研磨量をＴ１−０で算出する。更に、センサ
７０からの変動量がＴ１で、センサ７２、７２、７２か
らの変動量の平均値が−Ｔ２であると、その時のウェー
ハ５０の研磨量をＴ１−Ｔ２で算出する。このように、
本実施の形態では、センサ７０、７２を設けて２つの変
動量から研磨量を演算するようにしたので、ウェーハ５
０の研磨量を正確に測定することができる。
【００２２】次に、前記の如く構成されたウェーハ研磨
装置１０の作用について説明する。まず、ウェーハ保持
ヘッド１４を上昇させた後、サクションポンプ４６を駆
動して研磨対象のウェーハ５０を多孔質板４２に吸着保
持させる。次に、ウェーハ保持ヘッド１４を下降させ
て、ウェーハ保持ヘッド１４の研磨面調整リング２８の
接触面２８Ａが研磨布１６に当接した位置で下降移動を
停止する。そして、サクションポンプ４６を停止して前
記ウェーハ５０の吸着を解除し、ウェーハ５０を研磨布
１６上に載置する。
装置１０の作用について説明する。まず、ウェーハ保持
ヘッド１４を上昇させた後、サクションポンプ４６を駆
動して研磨対象のウェーハ５０を多孔質板４２に吸着保
持させる。次に、ウェーハ保持ヘッド１４を下降させ
て、ウェーハ保持ヘッド１４の研磨面調整リング２８の
接触面２８Ａが研磨布１６に当接した位置で下降移動を
停止する。そして、サクションポンプ４６を停止して前
記ウェーハ５０の吸着を解除し、ウェーハ５０を研磨布
１６上に載置する。
【００２３】次いで、ポンプ４０を駆動して圧縮エアを
エア供給路４８を介して空気室５１に供給し、圧力流体
層を空気室５１に形成する。そして、ポンプ４０からの
圧縮エアを、エア供給路３６を介して空間６０に供給
し、ゴムシート３０の中央部３０Ａを内部エア圧により
弾性変形させてキャリア２４を押圧し、前記圧力エア層
を介してウェーハ５０を研磨布１６に押し付ける。そし
て、レギュレータ３８Ｂでエア圧を調整して内部エア圧
力を所望の圧力に制御し、研磨布１６に対するウェーハ
５０の押し付け力を一定に保持する。
エア供給路４８を介して空気室５１に供給し、圧力流体
層を空気室５１に形成する。そして、ポンプ４０からの
圧縮エアを、エア供給路３６を介して空間６０に供給
し、ゴムシート３０の中央部３０Ａを内部エア圧により
弾性変形させてキャリア２４を押圧し、前記圧力エア層
を介してウェーハ５０を研磨布１６に押し付ける。そし
て、レギュレータ３８Ｂでエア圧を調整して内部エア圧
力を所望の圧力に制御し、研磨布１６に対するウェーハ
５０の押し付け力を一定に保持する。
【００２４】次に、ポンプ４０からの圧縮エアをエア供
給路３４を介して空間６４に供給し、ゴムシート３０の
外周部３０Ｂを内部エア圧により弾性変形させて研磨面
調整リング２８を押圧し、研磨面調整リング２８の接触
面２８Ａとリテーナリング６２の平坦な接触面６２Ａと
を研磨布１６に押し付ける。そして、レギュレータ３８
Ａでエア圧を調整して内部エア圧力を所望の圧力に制御
し、研磨布１６に対する研磨面調整リング２８及びリテ
ーナリング６２の押し付け力を一定に保持する。この時
の押し付け力は、スラリーを研磨布１６に染み込ませる
ことができる力に設定される。この後、研磨定盤１２及
びウェーハ保持ヘッド１４を回転させると共に、ノズル
２１からスラリー２３を供給してウェーハ５０の研磨を
開始する。
給路３４を介して空間６４に供給し、ゴムシート３０の
外周部３０Ｂを内部エア圧により弾性変形させて研磨面
調整リング２８を押圧し、研磨面調整リング２８の接触
面２８Ａとリテーナリング６２の平坦な接触面６２Ａと
を研磨布１６に押し付ける。そして、レギュレータ３８
Ａでエア圧を調整して内部エア圧力を所望の圧力に制御
し、研磨布１６に対する研磨面調整リング２８及びリテ
ーナリング６２の押し付け力を一定に保持する。この時
の押し付け力は、スラリーを研磨布１６に染み込ませる
ことができる力に設定される。この後、研磨定盤１２及
びウェーハ保持ヘッド１４を回転させると共に、ノズル
２１からスラリー２３を供給してウェーハ５０の研磨を
開始する。
【００２５】ウェーハ５０の研磨中において、前記スラ
リー２３は、回転する研磨面調整リング２８の溝２９、
２９…によってウェーハ５０に向けて案内され、そし
て、溝２９に案内されてきたスラリー２３は、リテーナ
リング６２の平坦な接触面６２Ａに押し付けられて研磨
布１６に染み込む。したがって、ウェーハ５０は、スラ
リー２３が染み込んだ研磨布１６で研磨されるので、ウ
ェーハ５０の研磨精度が向上し、また、研磨レートも向
上する。
リー２３は、回転する研磨面調整リング２８の溝２９、
２９…によってウェーハ５０に向けて案内され、そし
て、溝２９に案内されてきたスラリー２３は、リテーナ
リング６２の平坦な接触面６２Ａに押し付けられて研磨
布１６に染み込む。したがって、ウェーハ５０は、スラ
リー２３が染み込んだ研磨布１６で研磨されるので、ウ
ェーハ５０の研磨精度が向上し、また、研磨レートも向
上する。
【００２６】一方、研磨中におけるウェーハ５０の研磨
量は、ＣＰＵによって算出されており、この算出された
ウェーハ５０の研磨量が、予め設定された研磨目標値に
達した時に研磨終了信号を出力して、ウェーハ研磨装置
１０を停止する。これにより、１枚のウェーハ５０の研
磨が終了する。そして、２枚目以降のウェーハ５０を研
磨する場合には、前述した工程を繰り返せば良い。
量は、ＣＰＵによって算出されており、この算出された
ウェーハ５０の研磨量が、予め設定された研磨目標値に
達した時に研磨終了信号を出力して、ウェーハ研磨装置
１０を停止する。これにより、１枚のウェーハ５０の研
磨が終了する。そして、２枚目以降のウェーハ５０を研
磨する場合には、前述した工程を繰り返せば良い。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るウェー
ハ研磨装置によれば、ウェーハの周囲を包囲する環状部
材を設け、この環状部材の研磨布に接触する面に、研磨
液をウェーハに向けて案内する溝と、この溝で案内され
てきた研磨液を研磨布に染み込ませる平坦面とを形成し
たので、研磨液が十分に染み込んだ研磨布でウェーハを
研磨することができる。よって、本発明は、研磨精度を
向上させることができる。
ハ研磨装置によれば、ウェーハの周囲を包囲する環状部
材を設け、この環状部材の研磨布に接触する面に、研磨
液をウェーハに向けて案内する溝と、この溝で案内され
てきた研磨液を研磨布に染み込ませる平坦面とを形成し
たので、研磨液が十分に染み込んだ研磨布でウェーハを
研磨することができる。よって、本発明は、研磨精度を
向上させることができる。
【図１】本発明の実施の形態に係るウェーハ研磨装置の
全体構造図
全体構造図
【図２】図１のウェーハ研磨装置に適用されたウェーハ
保持ヘッドの縦断面図
保持ヘッドの縦断面図
【図３】研磨面調整リングとリテーナリングの斜視図
【図４】図３に示した研磨面調整リングとリテーナリン
グのＡ部拡大図
グのＡ部拡大図
１０…ウェーハ研磨装置 １２…研磨定盤 １４…ウェーハ保持ヘッド １６…研磨布 ２３…スラリー ２８…研磨面調整リング ２９…溝 ５０…ウェーハ ６２…リテーナリング
Claims (1)
- 【請求項１】ウェーハと研磨布との間に研磨液を供給す
ると共に、ウェーハと研磨布とを押し付けながら相対運
動させて、ウェーハを研磨するウェーハ研磨装置におい
て、 前記ウェーハの周囲を包囲してウェーハと共に研磨布に
押し付けられる環状部材を設け、該環状部材の前記研磨
布に接触する面に、前記研磨液を環状部材の外側から内
側に向けて案内する溝と、該溝の内側終端に隣接した位
置で該溝で案内されてきた研磨液を研磨布に染み込ませ
る平坦面とを形成したことを特徴とするウェーハ研磨装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24133197A JP3220937B2 (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | ウェーハ研磨装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24133197A JP3220937B2 (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | ウェーハ研磨装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1177519A true JPH1177519A (ja) | 1999-03-23 |
| JP3220937B2 JP3220937B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=17072716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24133197A Expired - Fee Related JP3220937B2 (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | ウェーハ研磨装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3220937B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002124492A (ja) * | 2000-10-16 | 2002-04-26 | Nec Corp | 半導体製造装置 |
| US6435955B2 (en) | 1999-12-17 | 2002-08-20 | Fujikoshi Machinery Corp. | Abrasive machine |
| JP2006511801A (ja) * | 2002-12-23 | 2006-04-06 | ラム リサーチ コーポレーション | 相補的なセンサを用いた測定処理制御のための方法および装置 |
-
1997
- 1997-09-05 JP JP24133197A patent/JP3220937B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6435955B2 (en) | 1999-12-17 | 2002-08-20 | Fujikoshi Machinery Corp. | Abrasive machine |
| JP2002124492A (ja) * | 2000-10-16 | 2002-04-26 | Nec Corp | 半導体製造装置 |
| JP2006511801A (ja) * | 2002-12-23 | 2006-04-06 | ラム リサーチ コーポレーション | 相補的なセンサを用いた測定処理制御のための方法および装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3220937B2 (ja) | 2001-10-22 |
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