KR20140029231A - 탄성막 및 기판 보유 지지 장치 - Google Patents

탄성막 및 기판 보유 지지 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20140029231A
KR20140029231A KR1020130100942A KR20130100942A KR20140029231A KR 20140029231 A KR20140029231 A KR 20140029231A KR 1020130100942 A KR1020130100942 A KR 1020130100942A KR 20130100942 A KR20130100942 A KR 20130100942A KR 20140029231 A KR20140029231 A KR 20140029231A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
area
width
polishing
areas
pressurized
Prior art date
Application number
KR1020130100942A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101969600B1 (ko
Inventor
마코토 후쿠시마
호즈미 야스다
오사무 나베야
신고 도가시
Original Assignee
가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 filed Critical 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
Publication of KR20140029231A publication Critical patent/KR20140029231A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101969600B1 publication Critical patent/KR101969600B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • 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
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Abstract

본 발명은 기판의 반경 방향을 따라서 동심 형상으로 넓혀지는 가압 에리어 내에 있어서의 연마 속도 분포의 레인지를 작게 하고, 기판의 연마면의 면내 균일성을 높이고, 수율을 향상시킨다.
탄성막(10)은 기판(W)을 가압하는 복수의 가압 에리어(CA, EA, MA1 내지 MA6)를 구획 형성하는 동심원 형상으로 배치된 복수의 주위벽(10a 내지 10h)을 갖고, 중앙에 위치하는 원판 형상의 중앙 가압 에리어(CA)와, 최외주에 위치하는 원환상의 에지 가압 에리어(EA)와의 사이에 형성되는 복수의 중간 가압 에리어(MA1 내지 MA6) 중 적어도 하나의 중간 가압 에리어, 예를 들어 중간 가압 에리어(MA5, MA6)의 반경 방향 에리어 폭은, 에리어 폭을 바꾸어도 연마 속도 응답 폭이 변하지 않는 범위 내의 에리어 폭으로 설정되어 있다.

Description

탄성막 및 기판 보유 지지 장치{ELASTIC MEMBRANE AND SUBSTRATE HOLDING DEVICE}
본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 기판을 연마해서 평탄화하는 연마 장치에 있어서 상기 기판을 보유 지지해서 연마면에 가압하는 기판 보유 지지 장치에 사용되는 탄성막에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 탄성막을 갖는 기판 보유 지지 장치에 관한 것이다.
최근, 반도체 디바이스의 고집적화·고밀도화에 수반하여, 회로의 배선이 점점 미세화되고, 다층 배선의 층수도 증가하고 있다. 회로의 미세화를 도모하면서 다층 배선을 실현하려고 하면, 하측의 층의 표면 요철을 답습하면서 단차가 보다 커지므로, 배선층수가 증가함에 따라, 박막 형성에 있어서의 단차 형상에 대한 막 피복성(스텝 커버리지)이 나빠진다. 따라서, 다층 배선으로 하기 위해서는 이 스텝 커버리지를 개선하고, 적합한 과정으로 평탄화 처리를 해야 한다. 또한 광 리소그래피의 미세화와 함께 초점 심도가 얕아지기 때문에, 반도체 디바이스 표면의 요철 단차가 초점 심도 이하에 수용되도록 반도체 디바이스 표면을 평탄화 처리할 필요가 있다.
따라서, 반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서는, 반도체 디바이스 표면의 평탄화 기술이 점점 중요해지고 있다. 이 평탄화 기술 중 가장 중요한 기술은 화학적 기계 연마[CMP(Chemical Mechanical Polishing)]다. 이 화학적 기계 연마는 연마 장치를 사용하여, 실리카(SiO2) 등의 지립을 포함한 연마액을 연마 패드 등의 연마면 상에 공급하면서, 반도체 웨이퍼 등의 기판을 연마면에 미끄럼 접촉시켜서 연마를 행하는 것이다.
이러한 종류의 연마 장치는, 연마 패드로 이루어지는 연마면을 갖는 연마 테이블과, 반도체 웨이퍼 등의 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지 장치를 구비하고 있다. 이러한 연마 장치를 사용해서 반도체 웨이퍼의 연마를 행하는 경우에는, 기판 보유 지지 장치에 의해 반도체 웨이퍼를 보유 지지하면서, 이 반도체 웨이퍼를 연마면에 대하여 소정의 압력으로 가압한다. 이때, 연마 테이블과 기판 보유 지지 장치를 상대 운동시킴으로써 반도체 웨이퍼가 연마면에 미끄럼 접촉하고, 반도체 웨이퍼의 표면이 평탄하고, 또한 경면으로 연마된다.
이러한 연마 장치에 있어서, 반도체 웨이퍼의 연마 속도가 반도체 웨이퍼의 전체 면에 걸쳐서 균일하지 않은 경우에는 반도체 웨이퍼의 각 부분의 연마 속도에 따라서 연마 부족이나 과연마가 발생해버린다. 이로 인해, 기판 보유 지지 장치의 하부에 탄성막으로 구획 형성되는 복수의 동심 형상의 압력실을 설치하고, 이 각 압력실에 공급되는 압력 유체의 압력을 각각 제어함으로써, 각 압력실에 대응하는 반도체 웨이퍼의 반경 방향을 따른 각 가압 에리어마다 상이한 압력으로 반도체 웨이퍼를 연마면에 가압하도록 한 연마 장치가 알려져 있다.
도 1은 상기 연마 장치의 기판 보유 지지 장치의 일례를 도시한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 이 기판 보유 지지 장치는 장치 본체(200)와, 리테이너 링(202)과, 장치 본체(200)의 하면에 설치된 탄성막(204)을 구비하고 있다. 탄성막(204)의 상면에는 동심 형상으로 배치된 복수(도시에서는 4개)의 주위벽(204a, 204b, 204c, 204d)이 설치되고, 이들 주위벽(204a 내지 204d)에 의해, 탄성막(204)의 상면과 본체 장치(200)의 하면의 사이에 반도체 웨이퍼(W)의 중앙에 위치하는 원형의 중앙 압력실(206), 최외주에 위치하는 환상의 에지 압력실(208) 및 중앙 압력실(206)과 에지 압력실(208)의 사이에 위치하는 2개의 환상의 중간 압력실(210, 212)이 각각 형성되어 있다.
이에 의해, 반도체 웨이퍼(W)는 중앙 압력실(206)에 대응하는 원형의 중앙 가압 에리어(CA), 에지 압력실(208)에 대응하는 환상의 에지 가압 에리어(EA) 및 중간 압력실(210, 212)에 대응하는 환상의 2개의 중간 가압 에리어(MA1, MA2)로 이루어지는 탄성막(204) 상의 4개의 가압 에리어로 구획된 상태로, 기판 보유 지지 장치에 보유 지지된다.
장치 본체(200) 내에는 중앙 압력실(206)에 연통하는 유로(214), 에지 압력실(208)에 연통하는 유로(216) 및 중간 압력실(210, 212)에 각각 연통하는 유로(218, 220)가 각각 형성되어 있다. 그리고, 각 유로(214, 216, 218, 220)는 각각 유로(222, 224, 226, 228)를 통해서 유체 공급원(230)에 접속되어 있다. 또한, 유로(222, 224, 226, 228)에는 각각 개폐 밸브(V10, V11, V12, V13)와 압력 레귤레이터(R10, R11, R12, R13)가 설치되어 있다.
압력 레귤레이터(R10 내지 R13)는 각각 유체 공급원(230)으로부터 각 압력실(206, 208, 210, 212)에 공급하는 압력 유체의 압력을 조정하는 압력 조정 기능을 갖고 있다. 압력 레귤레이터(R10 내지 R13) 및 개폐 밸브(V10 내지 Vl3)는 제어 장치(232)에 접속되어 있고, 그것들의 작동이 제어 장치(232)로 제어되도록 되어 있다.
이에 의해, 반도체 웨이퍼(W)를 기판 보유 지지 장치로 보유 지지한 상태로, 각 압력실(206, 208, 210, 212)에 공급되는 압력 유체의 압력을 각각 제어함으로써, 반도체 웨이퍼(W)의 반경 방향을 따른 탄성막(204) 상의 각 가압 에리어(CA, EA, MA1, MA2)마다 상이한 압력으로 반도체 웨이퍼(W)를 연마면(도시하지 않음)에 가압할 수 있다.
탄성막(204)에는 탄성막(204)의 상면에 형성되는 압력실(206, 208, 210, 212)의 유체압을 효율적으로 반도체 웨이퍼(W)에 전달하고, 반도체 웨이퍼(W)의 단부까지 균일한 압력으로 반도체 웨이퍼를 가압하기 때문에, 고무 등의 유연한 소재가 일반적으로 사용되고 있다.
이와 같은 구성의 기판 보유 지지 장치로 반도체 웨이퍼를 보유 지지해서 연마면에 가압해서 연마하는 경우, 서로 인접하는 압력실에 상이한 압력의 압력 유체를 공급하면, 서로 인접하는 가압 에리어 사이에서 기판을 가압하는 가압 압력(연마 압력)에도 계단 형상의 단차가 발생하고, 그 결과, 연마 형상(연마 프로파일)에도 계단 형상의 단차가 발생한다. 이 경우, 서로 인접하는 2개의 압력실에 공급되는 압력 유체의 압력차가 크면, 연마 형상(연마 프로파일)의 계단 형상의 단차도 인접하는 2개의 가압 에리어에서 기판을 가압하는 압력차에 따라서 커진다.
이로 인해, 본건 출원인은 일본 특허 공개 제2009-131920호 공보(특허문헌 1)에 있어서, 서로 인접하는 2개의 압력실에 걸치도록, 탄성막에 탄성막보다 강성이 높은(종탄성 계수가 큰) 재료로 이루어지는 다이어프램을 설치하는 것을 제안하고 있다.
일본 특허 공개 제 2009-131920호 공보
도 2는 도 1에 도시하는 기판 보유 지지 장치를 사용해서 반도체 웨이퍼를 보유 지지하고, 각 압력실(206, 208, 210, 212)에 공급되는 압력 유체의 압력을 균일하게 해서 반도체 웨이퍼를 연마할 때의 반도체 웨이퍼의 반경 방향 위치와 연마 속도와의 관계를 나타내는 그래프다. 도 2에 있어서 실선 A로 나타내는 바와 같이, 반도체 웨이퍼의 반경 방향 외측을 향함에 따라, 연마 속도가 서서히 저하하는 경우가 있다. 도 2의 반도체 웨이퍼의 반경 방향 위치에 있어서, 반도체 웨이퍼의 반경 방향을 따른 에리어(CA, MA1, MA2)는 도 1에 도시하는 탄성막(204) 상의 가압 에리어(CA, MA1, MA2)에 각각 대응하고 있다.
이러한 경우에 중간 압력실(210, 212)에 공급되는 압력 유체의 압력을 높이고, 중간 가압 에리어(MA1, MA2)에 대응하는 반도체 웨이퍼 영역의 연마 속도를 높이려고 하면, 도 2에 있어서 일점쇄선 B로 나타내는 바와 같이, 중간 가압 에리어(MA1, MA2)에 대응하는 영역의 연마 속도는 전체적으로 높아지지만, 중간 가압 에리어(MA1, MA2) 내에 있어서의 연마 속도의 기울기는 중간 압력실(210, 212)에 공급되는 압력 유체의 압력을 높이기 전의 실선 A로 나타내는 연마 속도의 기울기와 거의 동등해진다. 즉, 중간 가압 에리어(MA1, MA2) 내에 있어서의 연마 속도는, 그 기울기를 거의 일정하게 한 채, 거의 일정한 비율로 평행하게 상승한다.
이로 인해, 반도체 웨이퍼 면 내 전체 면에서의 연마 속도 분포의 레인지(연마 속도의 변동 범위)는 저감할 수 있지만, 각 가압 에리어 내, 예를 들어 중간 가압 에리어(MA1) 내에 있어서의 반도체 웨이퍼의 반경 방향을 따른 연마 속도 분포의 레인지(연마 속도의 변동 범위)는 압력 유체의 압력을 높여도 작아지지 않고, 이로 인해, 가압 에리어(MA1)의 반경 방향 에리어 폭의 크기에 따라, 반도체 웨이퍼의 연마면의 면내 균일성 개선이 제한되어, 수율 개선의 효과는 한정적이게 된다.
본 발명은 상기 사정을 감안해서 이루어진 것으로, 기판의 반경 방향을 따라서 동심 형상으로 넓혀지는 가압 에리어에 대응한 기판의 영역에서의 연마 속도 분포의 레인지(연마 속도의 변동 범위)를 작게 하여, 기판의 연마면의 면내 균일성을 높이고, 수율을 향상시킬 수 있도록 한 연마 장치의 기판 보유 지지 장치에 사용되는 탄성막을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 그러한 탄성막을 구비한 기판 보유 지지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 탄성막은 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지 장치에 사용되는 탄성막이며, 상기 탄성막은 기판을 가압하는 복수의 가압 에리어를 구획 형성하는 동심원 형상으로 배치된 복수의 주위벽을 갖고, 중앙에 위치하는 원판 형상의 중앙 가압 에리어와, 최외주에 위치하는 원환상의 에지 가압 에리어와의 사이에 형성되는 복수의 중간 가압 에리어 중 적어도 하나의 중간 가압 에리어의 반경 방향 에리어 폭은, 에리어 폭을 바꾸어도 연마 속도 응답 폭이 변하지 않는 범위 내의 에리어 폭으로 설정되어 있다.
이하, 각 가압 에리어의 반경 방향 에리어 폭을 적절 에리어 폭이라고 한다.
상기 연마 속도 응답 폭은 각 중간 가압 에리어마다 얻어지는 기판의 반경 방향의 영역이며, 각 중간 가압 에리어 내에 있어서 어떤 압력 조건으로 연마한 경우의 연마 속도와 상기 압력 조건으로부터 일정 압력만 변화시켜서 연마한 경우의 연마 속도와의 변화량 절댓값을 산출하고, 각 중간 가압 에리어 내에 있어서의 연마 속도 변화량 절댓값의 최대값을 기준으로 해서 최대 연마 속도 변화량 절댓값에 대하여 20％ 이상 100％ 이하의 연마 속도 변화량 절댓값이 되는 기판의 반경 방향의 영역을 상기 연마 속도 응답 폭으로 한다.
상기의 어떤 압력 조건의 예로는, 각 중간 가압 에리어 내에서 연마 속도가 균일해지도록 각각 조정한 압력 조건 등을 들 수 있지만, 반드시 일정한 조건으로 조정한 압력일 필요는 없다.
상기 에리어 폭을 바꾸어도 연마 속도 응답 폭이 변하지 않는 범위 내의 에리어 폭으로 설정되어 있는 중간 가압 에리어는, 예를 들어 상기 복수의 중간 가압 에리어 중 서로 인접하는 적어도 2개의 중간 가압 에리어다.
이와 같이, 복수의 중간 가압 에리어 중 적어도 하나의 중간 가압 에리어, 예를 들어 서로 인접하는 적어도 2개의 중간 가압 에리어의 에리어 폭을, 에리어 폭을 바꾸어도 연마 속도 응답 폭이 변하지 않는 범위 내의 에리어 폭으로 설정함으로써, 이렇게 에리어 폭을 설정한 중간 가압 에리어 내의 연마 속도 분포의 레인지를 작게 하여, 기판의 연마면의 면내 균일성을 높이고, 수율을 향상시킬 수 있다.
상기 탄성막은 직경 300㎜인 반도체 웨이퍼를 보유 지지하는 기판 보유 지지 장치에 사용될 경우, 상기 복수의 중간 가압 에리어 중 적어도 하나의 중간 가압 에리어의 에리어 폭 또는 서로 인접하는 적어도 2개의 중간 가압 에리어의 각 에리어 폭이 2㎜ 이상 15㎜ 이하로 설정되어 있는 것이 바람직하다.
상기 탄성막은 직경 300㎜인 반도체 웨이퍼를 보유 지지하는 기판 보유 지지 장치에 사용될 경우, 상기 복수의 중간 가압 에리어 중 외주측에 위치하는 적어도 하나의 중간 가압 에리어의 에리어 폭이 2㎜ 이상 15㎜ 이하로 설정되고, 에리어 폭이 2㎜ 이상 15㎜ 이하로 설정된 상기 중간 가압 에리어의 반경 방향 내측에 위치하는 중간 가압 에리어의 에리어 폭이 2㎜ 이상 20㎜ 이하로 설정되어 있어도 좋다.
상기 탄성막은 직경 450㎜인 반도체 웨이퍼를 보유 지지하는 기판 보유 지지 장치에 사용될 경우, 상기 중간 가압 에리어 중 적어도 하나의 중간 가압 에리어의 에리어 폭 또는 서로 인접하는 적어도 2개의 중간 가압 에리어의 각 에리어 폭이 2㎜ 이상 26㎜ 이하로 설정되어 있는 것이 바람직하다.
상기 탄성막은 직경 450㎜인 반도체 웨이퍼를 보유 지지하는 기판 보유 지지 장치에 사용될 경우, 상기 중간 가압 에리어 중 외주측에 위치하는, 적어도 하나의 중간 가압 에리어의 에리어 폭이 2㎜ 이상 26㎜ 이하로 설정되고, 에리어 폭이 2㎜ 이상 26㎜ 이하로 설정된 상기 중간 가압 에리어의 반경 방향 내측에 위치하는 중간 가압 에리어의 에리어 폭이 2㎜ 이상 34㎜ 이하로 설정되어 있어도 좋다.
상기 탄성막은 두께 t(㎛), 영률 E(㎫)인 반도체 웨이퍼를 보유 지지하는 기판 보유 지지 장치에 사용될 경우, 상기 복수의 중간 가압 에리어 중 적어도 하나의 중간 가압 에리어의 에리어 폭이 2㎜ 이상이고, 하기의 식으로 정의되는 EWb㎜ 이하로 설정되어 있는 것이 바람직하다.
EWb=15×(t/775)3×(E/194000)
본 발명의 기판 보유 지지 장치는 탄성막과 상기 탄성막을 보유 지지하는 장치 본체를 갖고, 상기 탄성막과 상기 장치 본체의 하면의 사이에 상기 탄성막의 격벽에 의해 구획된 복수의 압력실을 형성하고, 상기 탄성막의 하면에 기판을 보유 지지하면서, 또한 상기 복수의 압력실에 압력 유체를 공급함으로써 유체압에 의해 기판을 연마면에 가압하는 기판 보유 지지 장치에 있어서, 상기 탄성막은 기판을 가압하는 복수의 가압 에리어를 구획 형성하는 동심원 형상으로 배치된 복수의 주위벽을 갖고, 중앙에 위치하는 원판 형상의 중앙 가압 에리어와, 최외주에 위치하는 원환상의 에지 가압 에리어와의 사이에 형성되는 복수의 중간 가압 에리어 중 적어도 하나의 중간 가압 에리어의 반경 방향 에리어 폭은, 에리어 폭을 바꾸어도 연마 속도 응답 폭이 변하지 않는 범위 내의 에리어 폭으로 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기판 보유 지지 장치는 탄성막과 상기 탄성막을 보유 지지하는 장치 본체를 갖고, 상기 탄성막과 상기 장치 본체의 하면의 사이에 상기 탄성막의 격벽에 의해 구획된 복수의 압력실을 형성하고, 상기 탄성막의 하면에 두께 t(㎛)이고 영률 E(㎫)인 반도체 웨이퍼를 보유 지지하면서, 또한 상기 복수의 압력실에 압력 유체를 공급함으로써 유체압에 의해 반도체 웨이퍼를 연마면에 가압하는 기판 보유 지지 장치에 있어서, 상기 탄성막은 반도체 웨이퍼를 가압하는 복수의 가압 에리어를 구획 형성하는 동심원 형상으로 배치된 복수의 주위벽을 갖고, 중앙에 위치하는 원판 형상의 중앙 가압 에리어와, 최외주에 위치하는 원환상의 에지 가압 에리어와의 사이에 형성되는 복수의 중간 가압 에리어 중 적어도 하나의 중간 가압 에리어의 반경 방향 에리어 폭은, 에리어 폭을 바꾸어도 연마 속도 응답 폭이 변하지 않는 범위 내의 에리어 폭으로 설정되어 있고, 상기 복수의 중간 가압 에리어 중 적어도 하나의 중간 가압 에리어의 에리어 폭이 2㎜ 이상이고, 하기의 식으로 정의되는 EWb㎜ 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
EWb=15×(t/775)3×(E/194000)
본 발명의 탄성막에 의하면, 기판의 표면을 연마하는 연마 장치의 기판 보유 지지 장치에 사용함으로써, 탄성막으로 구획 형성되는 복수의 가압 에리어 사이 및 각 가압 에리어 내에 있어서의 연마 속도 분포의 레인지(연마 속도의 변동 범위)를 작게 하여, 기판의 연마면의 면내 균일성을 높이고, 수율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 기판 보유 지지 장치의 개요도.
도 2는 도 1에 도시하는 기판 보유 지지 장치에서 반도체 웨이퍼를 보유 지지해서 연마할 때의 웨이퍼의 반경 방향을 따른 위치와 연마 속도의 관계를 참고적으로 나타내는 그래프.
도 3은 본 발명에 따른 기판 보유 지지 장치를 구비한 연마 장치의 전체 구성을 도시하는 모식도.
도 4는 도 3에 도시하는 연마 장치에 구비되어 있는 기판 보유 지지 장치의 개요도.
도 5는 도 3에 도시하는 연마 장치를 사용해서 반도체 웨이퍼를 연마했을 때의, 하나의 압력실에 공급하는 압력 유체의 압력만을 20h㎩ 증가시킨 전후에 있어서의 연마 속도(임의 단위)와 반도체 웨이퍼의 반경 방향을 따른 위치와의 관계를 나타내는 그래프.
도 6은 가압 에리어의 연마 속도 응답 폭의 정의의 설명에 부가하는 그래프.
도 7은 가압 에리어의 에리어 폭과 연마 속도 응답 폭의 관계를 나타내는 그래프.
도 8은 에리어 폭이 비교적 넓은 3개의 중간 가압 에리어가 서로 인접하고 있는 경우에 있어서의, 중간 가압 에리어와 상기 중간 가압 에리어에 대응하는 연마 속도 응답 폭의 관계를 도시하는 도면.
도 9는 에리어 폭이 비교적 좁은 3개의 중간 가압 에리어가 서로 인접하고 있는 경우에 있어서의, 중간 가압 에리어와 상기 중간 가압 에리어에 대응하는 연마 속도 응답 폭의 관계를 도시하는 도면.
도 10은 에리어 폭이 비교적 좁은 하나의 중간 가압 에리어를 사이에 두고 에리어 폭이 비교적 넓은 2개의 중간 가압 에리어가 서로 인접하고 있는 경우에 있어서의, 중간 가압 에리어와 상기 중간 가압 에리어에 대응하는 연마 속도 응답 폭의 관계를 도시하는 도면.
도 11은 가압 에리어의 에리어 폭과 연마 속도 응답 폭의 관계를 모델화한 그래프.
도 12는 에리어 폭이 20㎜이고 연마 속도 응답 폭이 30㎜인 중간 가압 에리어가 서로 인접하는 경우의 연마 속도 응답 오버랩율의 설명에 따른 도면.
도 13은 에리어 폭이 10㎜이고 연마 속도 응답 폭이 25㎜인 중간 가압 에리어가 서로 인접하는 경우의 연마 속도 응답 오버랩율의 설명에 따른 도면.
도 14는 가압 에리어의 에리어 폭과 연마 속도 응답 오버랩율과의 관계를 나타내는 그래프.
도 15는 도 3에 도시하는 연마 장치를 사용하여, 직경 300㎜인 반도체 웨이퍼를 연마할 때의 반도체 웨이퍼의 반경 방향 위치와 연마 속도의 관계를 참고적으로 나타내는 그래프.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도 3 내지 도 15를 참조하여 설명한다. 또한, 이하의 예에서는 기판으로서 직경 300㎜, 두께 775±25㎛인 반도체 웨이퍼를 사용하고 있다. 이 반도체 웨이퍼의 영률(㎫)은 194000이다.
도 3은 본 발명에 따른 기판 보유 지지 장치를 구비한 연마 장치의 전체 구성을 도시하는 모식도다. 도 3에 도시한 바와 같이, 연마 장치는 연마 테이블(100)과, 연마 대상물인 직경 300㎜인 반도체 웨이퍼(기판)(W)를 보유 지지해서 연마 테이블(100) 상의 연마면에 가압하는 기판 보유 지지 장치(1)를 구비하고 있다. 연마 테이블(100)은 테이블 축(100a)을 통해서 그 하방에 배치되는 모터(도시하지 않음)에 연결되어 있고, 그 테이블 축(100a) 주위로 회전 가능하게 되어 있다. 연마 테이블(100)의 상면에는 연마 패드(101)가 부착되어 있고, 연마 패드(101)의 표면이 반도체 웨이퍼(W)를 연마하는 연마면(101a)을 구성하고 있다. 연마 테이블(100)의 상방에는 연마액 공급 노즐(102)이 설치되어 있고, 이 연마액 공급 노즐(102)에 의해 연마 테이블(100) 상의 연마 패드(101)의 연마면(101a)에 연마액(Q)이 공급된다.
기판 보유 지지 장치(1)는 주축(111)에 접속되어 있고, 이 주축(111)은 상하 이동 기구(124)에 의해 연마 헤드(110)에 대하여 상하 이동하도록 되어 있다. 이 주축(111)의 상하 이동에 의해, 연마 헤드(110)에 대하여 기판 보유 지지 장치(1)의 전체를 승강시켜 위치 결정하게 되어 있다. 또한, 주축(111)의 상단부에는 로터리 조인트(125)가 설치되어 있다.
주축(111) 및 기판 보유 지지 장치(1)를 상하 이동시키는 상하 이동 기구(124)는 베어링(126)을 개재해서 주축(111)을 회전 가능하게 지지하는 브리지(128)와, 브리지(128)에 설치된 볼 나사(132)와, 지주(130)에 의해 지지된 지지대(129)와, 지지대(129) 상에 설치된 AC 서보 모터(138)를 구비하고 있다. 서보 모터(138)를 지지하는 지지대(129)는 지주(130)를 통해서 연마 헤드(110)에 고정되어 있다.
볼 나사(132)는 서보 모터(138)에 연결된 나사축(132a)과, 이 나사축(132a)이 나사 결합하는 너트(132b)를 구비하고 있다. 주축(111)은 브리지(128)와 일체로 되어서 상하 이동하도록 되어 있다. 따라서, 서보 모터(138)를 구동하면, 볼 나사(132)를 개재해서 브리지(128)가 상하 이동하고, 이에 의해 주축(111) 및 기판 보유 지지 장치(1)가 상하 이동한다.
또한, 주축(111)은 키(도시하지 않음)를 통해서 회전 통(112)에 연결되어 있다. 이 회전 통(112)은 그 외주부에 타이밍 풀리(113)를 구비하고 있다. 연마 헤드(110)에는 모터(114)가 고정되어 있고, 상기 타이밍 풀리(113)는 타이밍 벨트(115)를 통해서 모터(114)에 설치된 타이밍 풀리(116)에 접속되어 있다. 따라서, 모터(114)를 회전 구동함으로써, 타이밍 풀리(116), 타이밍 벨트(115) 및 타이밍 풀리(113)를 개재해서 회전 통(112) 및 주축(111)이 일체로 회전하고, 기판 보유 지지 장치(1)가 회전한다. 또한, 연마 헤드(110)는 프레임(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지된 헤드 샤프트(117)에 의해 지지되어 있다.
도 3에 도시한 바와 같이 구성된 연마 장치에 있어서, 기판 보유 지지 장치(1)는 그 하면에 반도체 웨이퍼(기판)(W)를 보유 지지할 수 있게 되어 있다. 연마 헤드(110)는 헤드 샤프트(117)를 중심으로 해서 선회 가능하게 구성되어 있고, 하면에 반도체 웨이퍼(W)를 보유 지지한 기판 보유 지지 장치(1)는 연마 헤드(110)의 선회에 의해 반도체 웨이퍼(W)의 수취 위치로부터 연마 테이블(100)의 상방으로 이동된다. 그리고, 기판 보유 지지 장치(1)를 하강시켜서 반도체 웨이퍼(W)를 연마 패드(101)의 연마면(101a)에 가압한다. 이때, 기판 보유 지지 장치(1) 및 연마 테이블(100)을 각각 회전시켜, 연마 테이블(100)의 상방에 설치된 연마액 공급 노즐(102)로부터 연마 패드(101)의 연마면(101a)에 연마액(Q)을 공급한다. 이와 같이, 연마액(Q)의 존재 하에서, 반도체 웨이퍼(W)를 연마 패드(101)의 연마면(101a)에 미끄럼 접촉시켜서 반도체 웨이퍼(W)의 표면을 연마한다.
이어서, 도 3에 도시하는 연마 장치에 구비되어 있는, 본 발명의 실시 형태의 기판 보유 지지 장치(1)에 대해, 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 기판 보유 지지 장치(1)는 반도체 웨이퍼(W)를 연마면(101a)에 대하여 가압하는 장치 본체(2)와, 연마면(101a)을 직접 가압하는 리테이너 링(3)으로 기본적으로 구성되고, 장치 본체(2)의 하면에는 상기 하면을 덮는 탄성막(10)이 설치되어 있다. 탄성막(10)은 동심 형상으로 배치된 상방으로 상승하는 복수(도시에서는 8개)의 주위벽(제1 내지 제8 주위벽)(10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h)을 갖고, 이들 복수의 주위벽(10a 내지 10h)에 의해, 탄성막(10)의 상면과 본체 장치(2)의 하면의 사이에, 중앙에 위치하는 원 형상의 중앙 압력실(12), 최외주에 위치하는 환상의 에지 압력실(14) 및 중앙 압력실(12)과 에지 압력실(14)의 사이에 위치하는, 이 예에서는 환상의 6개의 중간 압력실(제1 내지 제6 중간 압력실)(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f)이 형성되어 있다.
이에 의해, 반도체 웨이퍼(W)는 중앙 압력실(10)에 대응하는 중앙 가압 에리어(CA), 에지 압력실(14)에 대응하는 에지 가압 에리어(EA) 및 중간 압력실(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f)에 각각 대응하는 6개의 환상의 중간 가압 에리어(제1 내지 제6 중간 가압 에리어)(MA1, MA2, MA3, MA4, MA5, MA6)로 이루어지는 탄성막(10) 상의 8개의 가압 에리어로 구획된 상태로, 기판 보유 지지 장치(1)에 보유 지지된다.
이 예에서는 중앙 가압 에리어(CA)의 반경, 즉 최내측에 위치하는 제1 주위벽(10a)의 반경은 30㎜로 설정되어 있다. 또한, 제1 주위벽(10a)의 반경은 탄성막(10)의 중심으로부터 제1 주위벽(10a)의 상승부에 있어서의 단면 중심까지의 거리다. 이것은 이하의 각 주위벽(10b 내지 10h)에 있어서도 마찬가지다.
탄성막(10)의 중심측에 위치하는 제1 중간 가압 에리어(MA1)의 에리어 폭, 즉 최내측에 위치하는 제1 주위벽(10a)의 반경과 내측으로부터 2번째에 위치하는 제2 주위벽(10b)의 반경과의 차는 30㎜로 설정되어 있다. 탄성막(10)의 중심측으로부터 2번째에 위치하는 제2 중간 가압 에리어(MA2)의 에리어 폭, 즉 내측으로부터 2번째에 위치하는 제2 주위벽(10b)의 반경과 내측으로부터 3번째에 위치하는 제3 주위벽(10c)의 반경과의 차는 25㎜로 설정되어 있다.
마찬가지로, 탄성막(10)의 중심측으로부터 3번째에 위치하는 제3 중간 가압 에리어(MA3)의 에리어 폭은 25㎜로 설정되고, 탄성막(10)의 중심측으로부터 4번째에 위치하는 제4 중간 가압 에리어(MA4)의 에리어 폭은 17㎜로 설정되며, 탄성막(10)의 중심측으로부터 5번째에 위치하는 제5 중간 가압 에리어(MA5)의 에리어 폭은 13.5㎜로 설정되고, 탄성막(10)의 중심측으로부터 6번째에 위치하는 제6 중간 가압 에리어(MA6)의 에리어 폭은 4.5㎜로 설정되어 있다.
또한, 제4 중간 가압 에리어(MA4)의 에리어 폭은 2㎜ 이상 20㎜ 이하의 범위로 임의로 설정되고, 제5 중간 가압 에리어(MA5) 및 제 6 중간 가압 에리어(MA6)의 에리어 폭은 2㎜ 이상 15㎜ 이하의 범위로 임의로 설정된다. 제5 중간 가압 에리어(MA5) 및 제 6 중간 가압 에리어(MA6)의 에리어 폭 중 한쪽만을 2㎜ 이상 15㎜ 이하의 범위로 임의로 설정해도 좋다. 예를 들어 제5 중간 가압 에리어(MA5)의 에리어 폭을 2㎜ 이상 20㎜ 이하의 범위로 임의로 설정하고, 제6 중간 가압 에리어(MA6)의 에리어 폭을 2㎜ 이상 15㎜ 이하의 범위로 임의로 설정해도 좋다.
장치 본체(2) 내에는 중앙 압력실(12)에 연통하는 유로(20), 에지 압력실(14)에 연통하는 유로(22) 및 중간 압력실(16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f)에 각각 연통하는 유로(24a, 24b, 24c, 24d, 24e, 24f)가 각각 형성되어 있다. 그리고, 각 유로(20, 22, 24a, 24b, 24c, 24d, 24e, 24f)는 각각 유로(26, 28, 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f)를 통해서 유체 공급원(32)에 접속되어 있다. 또한, 유로(26, 28, 30a 내지 30f)에는 개폐 밸브(V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8)와 압력 레귤레이터(R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8)가 각각 설치되어 있다.
또한, 리테이너 링(3)의 바로 위에도 리테이너 실(34)이 형성되어 있고, 리테이너 실(34)은 장치 본체(2) 내에 형성된 유로(36) 및 개폐 밸브(V9)와 압력 레귤레이터(R9)가 설치된 유로(38)를 통해서 유체 공급원(32)에 접속되어 있다. 압력 레귤레이터(R1 내지 R9)는 각각 유체 공급원(32)으로부터 압력실(12, 14, 16a 내지 16f) 및 리테이너 실(34)에 공급하는 압력 유체의 압력을 조정하는 압력 조정 기능을 갖고 있다. 압력 레귤레이터(R1 내지 R9) 및 개폐 밸브(V1 내지 V9)는, 제어 장치(40)에 접속되어 있고, 그 작동이 제어 장치(40)로 제어되도록 되어 있다.
도 4에 도시한 바와 같이 구성된 기판 보유 지지 장치(1)에 의하면, 반도체 웨이퍼(W)를 기판 보유 지지 장치(1)로 보유 지지한 상태에서, 각 압력실(12, 14, 16a 내지 16f)에 공급되는 압력 유체의 압력을 각각 제어함으로써, 반도체 웨이퍼(W)의 반경 방향을 따른 탄성막(10) 상의 각 가압 에리어(CA, EA, MA1 내지 MA6)마다 상이한 압력으로 반도체 웨이퍼(W)를 가압할 수 있다. 이와 같이, 기판 보유 지지 장치(1)에 있어서는, 장치 본체(2)와 탄성막(10)의 사이에 형성되는 각 압력실(12, 14, 16a 내지 16f)에 공급하는 유체의 압력을 조정함으로써, 반도체 웨이퍼(W)를 연마 패드(101)에 가압하는 가압력을 각 가압 에리어(CA, EA, MA1 내지 MA6)에 대응하는 반도체 웨이퍼(W)의 영역마다 조정할 수 있다. 동시에, 리테이너 실(34)에 공급하는 압력 유체의 압력을 제어함으로써, 리테이너 링(3)이 연마 패드(101)를 가압하는 가압력을 조정할 수 있다.
장치 본체(2)는, 예를 들어 엔지니어링 플라스틱(예를 들어, PEEK) 등의 수지에 의해 형성되고, 탄성막(10)은, 예를 들어 에틸렌프로필렌 고무(EPDM), 폴리우레탄 고무, 실리콘 고무 등의 강도 및 내구성이 우수한 고무재에 의해 형성되어 있다.
이 기판 보유 지지 장치(1)에 있어서, 제4 중간 가압 에리어(MA4)의 에리어 폭을 2㎜ 이상 20㎜ 이하, 이 예에서는 17.5㎜로, 제5 중간 가압 에리어(MA5) 및 제6 중간 가압 에리어(MA6)의 에리어 폭을 2㎜ 이상 15㎜ 이하, 이 예에서는 제5 중간 가압 에리어(MA5)의 에리어 폭을 13.5㎜로, 제6 중간 가압 에리어(MA6)의 에리어 폭을 4.5㎜로 각각 설정한 이유를 이하에 설명한다.
도 5는 도 3에 도시하는 연마 장치를 사용하여, 각 압력실(12, 14, 16a 내지 16f)에 소정의 압력의 압력 유체를 공급하고, 직경 300㎜인 반도체 웨이퍼를 실제로 연마했을 때의 연마 속도(임의 단위)와 반도체 웨이퍼의 반경 방향을 따른 위치와의 관계를 나타내는 그래프다. 도 5에 있어서, 선 C는 각 에리어에 있어서 연마 속도가 거의 동일해지도록 각 압력실의 압력을 조정한 조건(중심 조건이라고 함)에서의 연마 속도(임의 단위)와 반도체 웨이퍼의 반경 방향을 따른 위치와의 관계를 나타내고, 선 D는 제1 중간 가압 에리어(MA1)에 대응하는 제1 중간 압력실(16a)에 공급되는 압력 유체의 압력만을 중심 조건의 압력보다 20h㎩ 증가시켰을 때의 연마 속도(임의 단위)와 반도체 웨이퍼의 반경 방향을 따른 위치와의 관계를 나타낸다.
이 도 5로부터, 예를 들어 제1 중간 가압 에리어(MA1)에 대응하는 제1 중간 압력실(16a)에 공급되는 압력 유체의 압력만을 20h㎩ 증가시키면, 이 영향은 제1 중간 가압 에리어(MA1)보다 넓은 연마 속도 응답 폭(Wa)에 미치는 것을 알 수 있다.
도 6은 도 5에 있어서 선 D로 나타내지는 연마 속도로부터 선 C로 나타내지는 연마 속도를 뺀 차분을 연마 속도 변화량(임의 단위)으로 나타내는 그래프이며, 최대값을 나타내는 연마 속도 변화량을 1.0으로 하여 기준으로 한다. 즉, 도 6에 있어서의 연마 속도 변화량은 소정의 가압 에리어 내에서 중심 조건의 압력으로부터 일정 압력을 변화시킨 경우의 연마 속도의 변화량을 나타내고 있다.
이렇게 소정의 가압 에리어 내에 있어서 어떤 압력으로부터 일정 압력을 변화시킨 경우의 연마 속도 변화량을 산출하여, 기준으로 하는 최대 연마 속도 변화량에 대하여 연마 속도 변화량이 20％ 이상 100％ 이하인 반도체 웨이퍼의 반경 방향 영역을 연마 속도 응답 폭이라 정의한다.
도 5 및 도 6에서는 중심 조건으로부터 압력을 증가시켰을 때의 연마 결과로부터 연마 속도 응답 폭을 결정하고 있지만, 중심 조건으로부터 압력을 저하시켰을 때의 연마 결과로부터 연마 속도 응답 폭을 결정해도 좋다.
여기에, 제1 중간 가압 에리어(MA1) 내의 최대 연마 속도 변화량을 1로 하여 기준으로 했을 때 연마 속도 변화량이 최대 연마 속도 변화량의 20％ 이하인 경우(도 6에 있어서 0.2 이하인 경우)에는 이 연마 속도 변화량이 연마 프로파일에 미치는 영향을 허용 범위 내로 억제할 수 있다고 생각되므로, 이 제1 중간 가압 에리어(MA1) 내의 기준으로 한 최대 연마 속도 변화량 1에 대하여 연마 속도 변화량이 20％ 이상 100％ 이하(도 6에 있어서 0.2 이상 1.0 이하)인 반도체 웨이퍼의 반경 방향 영역을 연마 속도 응답 폭이라 정의하고 있다. 도 6의 경우, 제1 중간 가압 에리어(MA1)의 연마 속도 응답 폭(Wa)은 41㎜이다.
마찬가지로 하여, 다른 각 중간 가압 에리어(MA2 내지 MA6)의 연마 속도 응답 폭을 측정한 결과, 제2 중간 가압 에리어(MA2)에 대응하는 제2 중간 압력실(16b)에 공급되는 압력 유체의 압력만을 중심 조건보다 20h㎩ 증가시킨 경우의 연마 속도 응답 폭은 35㎜, 제3 중간 가압 에리어(MA3)에 대응하는 제3 중간 압력실(16c)에 공급되는 압력 유체의 압력만을 중심 조건보다 20h㎩ 증가시킨 경우의 연마 속도 응답 폭은 37㎜, 제4 중간 가압 에리어(MA4)에 대응하는 제4 중간 압력실(16d)에 공급되는 압력 유체의 압력만을 중심 조건보다 20h㎩ 증가시킨 경우의 연마 속도 응답 폭은 26㎜, 제5 중간 가압 에리어(MA5)에 대응하는 제5 중간 압력실(16e)에 공급되는 압력 유체의 압력만을 중심 조건보다 20h㎩ 증가시킨 경우의 연마 속도 응답 폭은 27㎜, 제6 중간 가압 에리어(MA6)에 대응하는 제6 중간 압력실(16f)에 공급되는 압력 유체의 압력만을 중심 조건보다 20h㎩ 증가시킨 경우의 연마 속도 응답 폭은 25㎜였다.
상술한 바와 같이 해서 구한, 각 중간 가압 에리어(MA1 내지 MA6)의 각 에리어 폭과 연마 속도 응답 폭과의 관계를 표 1에 나타내었다.
Figure pat00001
이 표 1을 기초로 작성한 중간 가압 에리어의 에리어 폭과 연마 속도 응답 폭의 관계를 도 7에 나타내었다. 이 도 7로부터, 가압 에리어의 에리어 폭이 25㎜ 이상인 경우(그룹 G1), 각각 에리어 폭에 약 10㎜를 더한 범위의 연마 속도 응답 폭이고, 가압 에리어의 에리어 폭이 25㎜보다 작아지는 경우여도(그룹 G2), 연마 속도 응답 폭의 최소값은 약 25㎜인 것을 알 수 있다. 그룹 G2에 있어서, 중간 가압 에리어의 에리어 폭이 17㎜, 13.5㎜, 4.5㎜로 변화(감소)해도, 연마 속도 응답 폭은 각각 26㎜, 27㎜, 25㎜이며, 대부분 변화하지 않고 있다. 이것으로부터 중간 가압 에리어의 에리어 폭을 15㎜ 이하로 해도, 연마 속도 응답 폭은 변화하지 않는다고 생각된다.
도 8은 에리어 폭이 비교적 넓은 3개의 중간 가압 에리어(MAa, MAb, MAc)가 서로 인접하고 있는 경우에 있어서의, 중간 가압 에리어(MAa, MAb, MAc)와 상기 중간 가압 에리어(MAa, MAb, MAc)에 대응하는 연마 속도 응답 폭(Ra, Rb, Rc)의 관계를 나타낸다. 도 8에 있어서, 수평선보다 상방에 있는 3개의 산형의 실선은, 각 에리어의 압력을 중심 조건보다 증가시킨 경우의 연마 속도를 나타내고, 수평선보다 하방에 있는 3개의 산골짜기형의 실선은, 각 에리어의 압력을 중심 조건보다 감소시킨 경우의 연마 속도를 나타내고 있다. 이 경우, 중간에 위치하는 중간 가압 에리어(MAb)의 중심 부근에는 다른 중간 가압 에리어(MAa, MAc)에 대응하는 연마 속도 응답 폭(Ra, Rc)의 영향을 받지 않는 영역(Sb)이 존재하고, 이 영역(Sb)에 대응하는 반도체 웨이퍼의 영역의 연마 속도의 기울기는, 중간 가압 에리어(MAa, MAc)의 압력을 변화시켜도 보정할 수 없다.
도 9는 에리어 폭이 비교적 좁은 3개의 중간 가압 에리어(MAa, MAb, MAc)가 서로 인접하고 있는 경우에 있어서의 중간 가압 에리어(MAa, MAb, MAc)와 상기 중간 가압 에리어(MAa, MAb, MAc)에 대응하는 연마 속도 응답 폭(Ra, Rb, Rc)의 관계를 나타낸다. 도 9에 있어서, 수평선보다 상방에 있는 3개의 산형의 실선은, 각 에리어의 압력을 중심 조건보다 증가시킨 경우의 연마 속도를 나타내고, 수평선보다 하방에 있는 3개의 산골짜기형의 실선은, 각 에리어의 압력을 중심 조건보다 감소시킨 경우의 연마 속도를 나타내고 있다. 이 경우, 중간에 위치하는 중간 가압 에리어(MAb)는 다른 2개의 중간 가압 에리어(MAa, MAc)에 대응하는 연마 속도 응답 폭(Ra, Rc)의 영향을 받고, 이 중간 가압 에리어(MAb)에 대응하는 반도체 웨이퍼의 영역의 연마 속도의 기울기는 중간 가압 에리어(MAa, MAc)의 압력을 변화시킴으로써 보정하는 것이 가능하게 된다. 특히, 반도체 웨이퍼의 에지 근방에서, 중간 가압 에리어를 미세하게 분할하는 것이 바람직하다.
도 10은 에리어 폭이 비교적 좁은 하나의 중간 가압 에리어(MAb)를 사이에 두고 에리어 폭이 비교적 넓은 2개의 중간 가압 에리어(MAa, MAc)가 서로 인접하고 있는 경우에 있어서의, 중간 가압 에리어(MAa, MAb, MAc)와 상기 중간 가압 에리어(MAa, MAb, MAc)에 대응하는 연마 속도 응답 폭(Ra, Rb, Rc)의 관계를 나타낸다. 도 10에 있어서, 수평선보다 상방에 있는 3개의 산형의 실선은, 각 에리어의 압력을 중심 조건보다 증가시킨 경우의 연마 속도를 나타내고, 수평선보다 하방에 있는 3개의 산골짜기형의 실선은, 각 에리어의 압력을 중심 조건보다 감소시킨 경우의 연마 속도를 나타내고 있다. 이 경우, 중간에 위치하는 에리어 폭이 비교적 좁은 중간 가압 에리어(MAb)는 다른 2개의 중간 가압 에리어(MAa, MAc)에 대응하는 연마 속도 응답 폭(Ra, Rc)의 영향을 받고, 이 중간 가압 에리어(MAb)에 대응하는 반도체 웨이퍼의 영역의 연마 속도의 기울기는, 중간 가압 에리어(MAa, MAc)의 압력을 변화시킴으로써 보정하는 것이 가능하게 된다. 이렇게 에리어 폭이 비교적 넓은 중간 가압 에리어(MAa, MAc)의 사이에 에리어 폭이 비교적 좁은 중간 가압 에리어(MAb)를 배치함으로써 연마 프로파일의 미묘한 조정이 가능하게 된다.
도 11은 도 7을 모델화한, 중간 가압 에리어의 에리어 폭과 연마 속도 응답 폭과의 관계를 나타낸다. 이 도 11에 있어서, 에리어 폭 20㎜인 중간 가압 에리어의 연마 속도 응답 폭은 30㎜가 된다. 이 에리어 폭 20㎜에서 연마 속도 응답 폭 30㎜인 중간 가압 에리어가 서로 인접하는 경우, 도 12에 도시한 바와 같이, 연마 속도 응답 폭이 서로 겹치는 비율(연마 속도 응답 오버랩율)은 약 33(=10/30)(％)이 된다. 도 12에 있어서, 수평선보다 상방에 있는 2개의 산형의 실선은 각 에리어의 압력을 중심 조건보다 증가시킨 경우의 연마 속도를 나타내고, 수평선보다 하방에 있는 2개의 산골짜기형의 실선은, 각 에리어의 압력을 중심 조건보다 감소시킨 경우의 연마 속도를 나타내고 있다.
또한, 도 11에 있어서, 에리어 폭 10㎜인 중간 가압 에리어의 연마 속도 응답 폭은 25㎜가 된다. 이 에리어 폭 10㎜에서 연마 속도 응답 폭 25㎜인 중간 가압 에리어가 서로 인접하는 경우, 도 13에 도시한 바와 같이, 연마 속도 응답 폭이 서로 겹치는 비율(연마 속도 응답 오버랩율)은 60(=15/25)(％)이 된다. 도 13에 있어서, 수평선보다 상방에 있는 2개의 산형의 실선은, 각 에리어의 압력을 중심 조건보다 증가시킨 경우의 연마 속도를 나타내고, 수평선보다 하방에 있는 2개의 산골짜기형의 실선은, 각 에리어의 압력을 중심 조건보다 감소시킨 경우의 연마 속도를 나타내고 있다.
도 14는 도 11을 기초로 한, 중간 가압 에리어의 에리어 폭과 연마 속도 응답 오버랩율과의 관계를 나타낸다. 이 도 14로부터, 에리어 폭이 15㎜ 이하인 중간 가압 에리어에 있어서는 연마 속도 응답 폭이 25㎜보다 작아지지 않기 때문에, 연마 속도 응답 폭이 서로 겹치는 비율(연마 속도 응답 오버랩율)이 커지고, 이에 의해, 연마 프로파일의 미묘한 조정이 가능한 것을 알 수 있다. 또한, 에리어 폭이 20㎜ 이하인 중간 가압 에리어에 있어서도 연마 속도 응답 폭이 서로 겹치는 비율(연마 속도 응답 오버랩율)이 약 33％이상으로 비교적 커서, 연마 프로파일의 미묘한 조정이 가능한 것을 알 수 있다. 도 14로부터, 에리어 폭이 15㎜ 이하인 경우에는 연마 속도 응답 폭이 서로 겹치는 비율(연마 속도 응답 오버랩율)이 크게 변화하는 점에서 15㎜ 이하를 에리어 폭 설정 기준의 하나로 한다. 또한, 15㎜ 이하의 에리어 폭으로부터 폭을 갖게 한 20㎜ 이하의 에리어 폭에서도 연마 속도 응답 폭이 서로 겹치는 비율(연마 속도 응답 오버랩율)은 비교적 커지고 있는 점에서, 20㎜ 이하의 에리어 폭도 에리어 폭 설정 기준의 하나로 한다.
이로 인해, 이 예에서는 주위벽의 두께(약 1㎜)를 고려하여, 반도체 웨이퍼 등의 기판의 에지 근방에 위치하고, 연마 프로파일의 미묘한 조정이 가장 필요해지는 제5 중간 가압 에리어(MA5) 및 제 6 중간 가압 에리어(MA6)의 에리어 폭을 2㎜ 이상 15㎜ 이하, 특히 제5 중간 가압 에리어(MA5)의 에리어 폭을 13.5㎜로, 제6 중간 가압 에리어(MA6)의 에리어 폭을 4.5㎜로 각각 설정하고 있다. 그리고, 제5 중간 가압 에리어(MA5) 및 제 6 중간 가압 에리어(MA6)의 다음으로 미묘한 조정이 필요해지는 제4 중간 가압 에리어(MA4)의 에리어 폭을 2㎜ 이상 20㎜ 이하, 특히 17.5㎜로 설정하고 있다. 에리어 폭을 2㎜ 이상으로 한 것은 주위벽의 두께(약 1㎜) 및 압력 유체의 유로(하한 약 1㎜)를 고려하고 있다.
도 15는 도 3에 도시하는 연마 장치를 사용하여, 직경 300㎜인 반도체 웨이퍼를 연마할 때의 반도체 웨이퍼의 반경 방향 위치와 연마 속도의 관계를 참고적으로 나타낸다. 도 15에 있어서, 실선 E는 각 압력실(12, 14, 16a 내지 16f)에 공급되는 압력 유체의 압력을 균일하게 해서 연마하는 경우를, 일점쇄선 F는 중간 압력실(16a 내지 16f)에 공급되는 압력 유체의 압력을 조정해서 연마하는 경우를 각각 나타낸다. 도 15의 반도체 웨이퍼의 반경 방향 위치에 있어서, 반도체 웨이퍼의 반경 방향을 따른 에리어(CA, MA1 내지 MA6, EA)는 도 4에 도시하는 가압 에리어(CA, MA1 내지 MA6, ME)에 각각 대응하고 있다.
이 도 15로부터, 도 3에 도시하는 연마 장치를 사용하여, 각 압력실(12, 14, 16a 내지 16f)에 공급되는 압력 유체의 압력을 조정하고, 반도체 웨이퍼를 가압하는 각 가압 에리어의 반경 방향 에리어 폭을 조정한 탄성막을 사용함으로써, 복수의 가압 에리어 사이 및 각 가압 에리어 내의 연마 속도 분포의 레인지(연마 속도의 변동 범위)(RV)를 작게 하고, 반도체 웨이퍼의 연마면의 면내 균일성을 높여, 수율을 향상할 수 있는 것을 알 수 있다.
이어서, 직경 450㎜인 반도체 웨이퍼를 연마하는 경우에 대해서 설명한다. 직경 450㎜인 반도체 웨이퍼의 표준 두께는 925±25㎛로 여겨지고 있다.
여기서 원판의 굽힘 강성 D는 이하의 식으로 나타내진다.
D=Eh3/12(1-υ2)
여기서 E는 영률, h는 판 두께, υ은 포와송비이고, 원판의 굽힘 강성 D는 판 두께 h의 3승에 비례한다.
직경 300㎜인 반도체 웨이퍼에 있어서, 중간 가압 에리어의 에리어 폭을 작게 해도 연마 속도 응답 폭이 일정 이하(25㎜ 이하)가 되지 않는 것은, 반도체 웨이퍼의 강성 때문이다. 직경 450㎜인 반도체 웨이퍼에서는 직경 300㎜인 반도체 웨이퍼에 비하여 강성이 (925/775)의 3승배, 즉 약 1.7배가 된다.
따라서, 직경 300㎜인 반도체 웨이퍼에서 20㎜, 15㎜로 하고 있었던 에리어 폭은 직경 450㎜인 반도체 웨이퍼에서는 각각 20×1.7=34㎜, 15×1.7=26㎜에 상당한다.
이로 인해, 도 3에 도시하는 연마 장치를 사용해서 직경 450㎜인 반도체 웨이퍼를 연마하는 경우, 제4 중간 가압실(16d)에 대응하는 제4 중간 가압 에리어(MA4)의 에리어 폭은 2㎜ 이상 34㎜ 이하의 범위로 임의로 설정되고, 제5 중간 가압실(16e) 및 제6 중간 압력실(16f)에 대응하는 제5 중간 가압 에리어(MA5) 및 제6 중간 가압 에리어(MA6)의 에리어 폭은 2㎜ 이상 26㎜ 이하의 범위로 임의로 설정된다.
보다 일반적으로 기술하면, 두께 t(㎛), 영률 E(㎫)인 반도체 웨이퍼의 경우의 중간 에리어의 에리어 폭 EWb는 직경 300㎜인 반도체 웨이퍼의 경우의 중간 에리어의 에리어 폭을 EWa라고 했을 때, EWb=EWa×(t/775)3×(E/194000)가 된다.
지금까지 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 기술적 사상의 범위 내에 있어서 여러 가지 다른 형태로 실시되어도 되는 것은 당연하다.
1: 기판 보유 지지 장치
2: 장치 본체
3: 리테이너 링
10: 탄성막
12: 중앙 압력실
14: 에지 압력실
16a 내지 16f: 중간 압력실
34: 리테이너 실
CA: 중앙 가압 에리어
EA: 에지 가압 에리어
MA1 내지 MA6: 중간 가압 에리어
Wa: 연마 속도 응답 폭

Claims (20)

  1. 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지 장치에 사용되는 탄성막이며,
    상기 탄성막은 기판을 가압하는 복수의 가압 에리어를 구획 형성하는 동심원 형상으로 배치된 복수의 주위벽을 갖고,
    중앙에 위치하는 원판 형상의 중앙 가압 에리어와, 최외주에 위치하는 원환상의 에지 가압 에리어와의 사이에 형성되는 복수의 중간 가압 에리어 중 적어도 하나의 중간 가압 에리어의 반경 방향 에리어 폭은, 에리어 폭을 바꾸어도 연마 속도 응답 폭이 변하지 않는 범위 내의 에리어 폭으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 탄성막.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연마 속도 응답 폭은 각 중간 가압 에리어마다 얻어지는 기판의 반경 방향의 영역이며,
    각 중간 가압 에리어 내에 있어서, 어떤 압력 조건으로 연마한 경우의 연마 속도와 상기 압력 조건으로부터 일정 압력만 변화시켜서 연마한 경우의 연마 속도와의 변화량 절댓값을 산출하고, 각 중간 가압 에리어 내에 있어서의 연마 속도 변화량 절댓값의 최대값을 기준으로 해서 최대 연마 속도 변화량 절댓값에 대하여 20％ 이상 100％ 이하의 연마 속도 변화량 절댓값이 되는 기판의 반경 방향의 영역을 상기 연마 속도 응답 폭으로 하는 것을 특징으로 하는, 탄성막.
  3. 제1항에 있어서, 상기 에리어 폭을 바꾸어도 연마 속도 응답 폭이 변하지 않는 범위 내의 에리어 폭으로 설정되어 있는 중간 가압 에리어는, 상기 복수의 중간 가압 에리어 중 서로 인접하는 적어도 2개의 중간 가압 에리어인 것을 특징으로 하는, 탄성막.
  4. 제1항에 있어서, 직경 300㎜인 반도체 웨이퍼를 보유 지지하는 기판 보유 지지 장치에 사용되고, 상기 복수의 중간 가압 에리어 중 적어도 하나의 중간 가압 에리어의 에리어 폭이 2㎜ 이상 15㎜ 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 탄성막.
  5. 제4항에 있어서, 상기 복수의 중간 가압 에리어 중 서로 인접하는 적어도 2개의 중간 가압 에리어의 각 에리어 폭이 2㎜ 이상 15㎜ 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 탄성막.
  6. 제1항에 있어서, 직경 300㎜인 반도체 웨이퍼를 보유 지지하는 기판 보유 지지 장치에 사용되고, 상기 복수의 중간 가압 에리어 중 외주측에 위치하는 적어도 하나의 중간 가압 에리어의 에리어 폭이 2㎜ 이상 15㎜ 이하로 설정되고, 에리어 폭이 2㎜ 이상 15㎜ 이하로 설정된 상기 중간 가압 에리어의 반경 방향 내측에 위치하는 중간 가압 에리어의 에리어 폭이 2㎜ 이상 20㎜ 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 탄성막.
  7. 제1항에 있어서, 직경 450㎜인 반도체 웨이퍼를 보유 지지하는 기판 보유 지지 장치에 사용되고, 상기 복수의 중간 가압 에리어 중 적어도 하나의 중간 가압 에리어의 에리어 폭이 2㎜ 이상 26㎜ 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 탄성막.
  8. 제7항에 있어서, 상기 복수의 중간 가압 에리어 중 서로 인접하는 적어도 2개의 중간 가압 에리어의 각 에리어 폭이 2㎜ 이상 26㎜ 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 탄성막.
  9. 제1항에 있어서, 직경 450㎜인 반도체 웨이퍼를 보유 지지하는 기판 보유 지지 장치에 사용되고, 상기 복수의 중간 가압 에리어 중 외주측에 위치하는 적어도 하나의 중간 가압 에리어의 에리어 폭이 2㎜ 이상 26㎜ 이하로 설정되고, 에리어 폭이 2㎜ 이상 26㎜ 이하로 설정된 상기 중간 가압 에리어의 반경 방향 내측에 위치하는 중간 가압 에리어의 에리어 폭이 2㎜ 이상 34㎜ 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 탄성막.
  10. 두께 t(㎛), 영률 E(㎫)인 반도체 웨이퍼를 보유 지지하는 기판 보유 지지 장치에 사용되는 탄성막이며,
    상기 탄성막은 반도체 웨이퍼를 가압하는 복수의 가압 에리어를 구획 형성하는 동심원 형상으로 배치된 복수의 주위벽을 갖고,
    중앙에 위치하는 원판 형상의 중앙 가압 에리어와, 최외주에 위치하는 원환상의 에지 가압 에리어와의 사이에 형성되는 복수의 중간 가압 에리어 중 적어도 하나의 중간 가압 에리어의 반경 방향 에리어 폭은, 에리어 폭을 바꾸어도 연마 속도 응답 폭이 변하지 않는 범위 내의 에리어 폭으로 설정되어 있고,
    상기 복수의 중간 가압 에리어 중 적어도 하나의 중간 가압 에리어의 에리어 폭이 2㎜ 이상이고, 하기의 식으로 정의되는 EWb㎜ 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 탄성막.
    EWb=15×(t/775)3×(E/194000)
  11. 제10항에 있어서, 상기 연마 속도 응답 폭은 각 중간 가압 에리어마다 얻어지는 반도체 웨이퍼의 반경 방향의 영역이며,
    각 중간 가압 에리어 내에 있어서, 어떤 압력 조건으로 연마한 경우의 연마 속도와 상기 압력 조건으로부터 일정 압력만 변화시켜서 연마한 경우의 연마 속도와의 변화량 절댓값을 산출하고, 각 중간 가압 에리어 내에 있어서의 연마 속도 변화량 절댓값의 최대값을 기준으로 해서 최대 연마 속도 변화량 절댓값에 대하여 20％ 이상 100％ 이하의 연마 속도 변화량 절댓값이 되는 반도체 웨이퍼의 반경 방향의 영역을 상기 연마 속도 응답 폭으로 하는 것을 특징으로 하는, 탄성막.
  12. 제10항에 있어서, 상기 에리어 폭을 바꾸어도 연마 속도 응답 폭이 변하지 않는 범위 내의 에리어 폭으로 설정되어 있는 중간 가압 에리어는, 상기 복수의 중간 가압 에리어 중 서로 인접하는 적어도 2개의 중간 가압 에리어인 것을 특징으로 하는, 탄성막.
  13. 제10항에 있어서, 직경 300㎜인 반도체 웨이퍼를 보유 지지하는 기판 보유 지지 장치에 사용되고, 상기 복수의 중간 가압 에리어 중 적어도 하나의 중간 가압 에리어의 에리어 폭이 2㎜ 이상 15㎜ 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 탄성막.
  14. 제13항에 있어서, 상기 복수의 중간 가압 에리어 중 서로 인접하는 적어도 2개의 중간 가압 에리어의 각 에리어 폭이 2㎜ 이상 15㎜ 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 탄성막.
  15. 제10항에 있어서, 직경 300㎜인 반도체 웨이퍼를 보유 지지하는 기판 보유 지지 장치에 사용되고, 상기 복수의 중간 가압 에리어 중 외주측에 위치하는 적어도 하나의 중간 가압 에리어의 에리어 폭이 2㎜ 이상 15㎜ 이하로 설정되고, 에리어 폭이 2㎜ 이상 15㎜ 이하로 설정된 상기 중간 가압 에리어의 반경 방향 내측에 위치하는 중간 가압 에리어의 에리어 폭이 2㎜ 이상 20㎜ 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 탄성막.
  16. 제10항에 있어서, 직경 450㎜인 반도체 웨이퍼를 보유 지지하는 기판 보유 지지 장치에 사용되고, 상기 복수의 중간 가압 에리어 중 적어도 하나의 중간 가압 에리어의 에리어 폭이 2㎜ 이상 26㎜ 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 탄성막.
  17. 제16항에 있어서, 상기 복수의 중간 가압 에리어 중 서로 인접하는 적어도 2개의 중간 가압 에리어의 각 에리어 폭이 2㎜ 이상 26㎜ 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 탄성막.
  18. 제10항에 있어서, 직경 450㎜인 반도체 웨이퍼를 보유 지지하는 기판 보유 지지 장치에 사용되고, 상기 복수의 중간 가압 에리어 중 외주측에 위치하는 적어도 하나의 중간 가압 에리어의 에리어 폭이 2㎜ 이상 26㎜ 이하로 설정되고, 에리어 폭이 2㎜ 이상 26㎜ 이하로 설정된 상기 중간 가압 에리어의 반경 방향 내측에 위치하는 중간 가압 에리어의 에리어 폭이 2㎜ 이상 34㎜ 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 탄성막.
  19. 탄성막과 상기 탄성막을 보유 지지하는 장치 본체를 갖고, 상기 탄성막과 상기 장치 본체의 하면의 사이에 상기 탄성막의 격벽에 의해 구획된 복수의 압력실을 형성하고, 상기 탄성막의 하면에 기판을 보유 지지하면서, 또한 상기 복수의 압력실에 압력 유체를 공급함으로써 유체압에 의해 기판을 연마면에 가압하는 기판 보유 지지 장치에 있어서,
    상기 탄성막은 기판을 가압하는 복수의 가압 에리어를 구획 형성하는 동심원 형상으로 배치된 복수의 주위벽을 갖고,
    중앙에 위치하는 원판 형상의 중앙 가압 에리어와, 최외주에 위치하는 원환상의 에지 가압 에리어와의 사이에 형성되는 복수의 중간 가압 에리어 중 적어도 하나의 중간 가압 에리어의 반경 방향 에리어 폭은, 에리어 폭을 바꾸어도 연마 속도 응답 폭이 변하지 않는 범위 내의 에리어 폭으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 기판 보유 지지 장치.
  20. 탄성막과 상기 탄성막을 보유 지지하는 장치 본체를 갖고, 상기 탄성막과 상기 장치 본체의 하면의 사이에 상기 탄성막의 격벽에 의해 구획된 복수의 압력실을 형성하고, 상기 탄성막의 하면에 두께 t(㎛)이고 영률 E(㎫)인 반도체 웨이퍼를 보유 지지하면서, 또한 상기 복수의 압력실에 압력 유체를 공급함으로써 유체압에 의해 반도체 웨이퍼를 연마면에 가압하는 기판 보유 지지 장치에 있어서,
    상기 탄성막은 반도체 웨이퍼를 가압하는 복수의 가압 에리어를 구획 형성하는 동심원 형상으로 배치된 복수의 주위벽을 갖고,
    중앙에 위치하는 원판 형상의 중앙 가압 에리어와, 최외주에 위치하는 원환상의 에지 가압 에리어와의 사이에 형성되는 복수의 중간 가압 에리어 중 적어도 하나의 중간 가압 에리어의 반경 방향 에리어 폭은, 에리어 폭을 바꾸어도 연마 속도 응답 폭이 변하지 않는 범위 내의 에리어 폭으로 설정되어 있고,
    상기 복수의 중간 가압 에리어 중 적어도 하나의 중간 가압 에리어의 에리어 폭이 2㎜ 이상이고, 하기의 식으로 정의되는 EWb㎜ 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 기판 보유 지지 장치.
    EWb=15×(t/775)3×(E/194000)
KR1020130100942A 2012-08-28 2013-08-26 기판 보유 지지 장치 KR101969600B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012187118 2012-08-28
JPJP-P-2012-187118 2012-08-28
JPJP-P-2013-167273 2013-08-12
JP2013167273A JP6158637B2 (ja) 2012-08-28 2013-08-12 弾性膜及び基板保持装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140029231A true KR20140029231A (ko) 2014-03-10
KR101969600B1 KR101969600B1 (ko) 2019-04-16

Family

ID=49165496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130100942A KR101969600B1 (ko) 2012-08-28 2013-08-26 기판 보유 지지 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9884401B2 (ko)
EP (1) EP2703122A2 (ko)
JP (1) JP6158637B2 (ko)
KR (1) KR101969600B1 (ko)
CN (1) CN103659579B (ko)
TW (1) TWI595970B (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI658899B (zh) 2014-03-31 2019-05-11 日商荏原製作所股份有限公司 研磨裝置及研磨方法
JP6463303B2 (ja) * 2016-05-13 2019-01-30 株式会社荏原製作所 弾性膜、基板保持装置、基板研磨装置、基板保持装置における基板吸着判定方法および圧力制御方法
SG10201606197XA (en) 2015-08-18 2017-03-30 Ebara Corp Substrate adsorption method, substrate holding apparatus, substrate polishing apparatus, elastic film, substrate adsorption determination method for substrate holding apparatus, and pressure control method for substrate holding apparatus
SG10202100910UA (en) 2015-08-18 2021-03-30 Ebara Corp Substrate adsorption method, substrate holding apparatus, substrate polishing apparatus, elastic film, substrate adsorption determination method for substrate holding apparatus, and pressure control m
JP6562779B2 (ja) * 2015-09-02 2019-08-21 株式会社荏原製作所 研磨装置及び研磨方法
US11179823B2 (en) 2016-10-28 2021-11-23 Ebara Corporation Substrate holding apparatus, elastic membrane, polishing apparatus, and method for replacing elastic membrane
JP6833591B2 (ja) 2016-10-28 2021-02-24 株式会社荏原製作所 基板保持装置、弾性膜、研磨装置、および弾性膜の交換方法
JP7117171B2 (ja) * 2018-06-20 2022-08-12 株式会社荏原製作所 研磨装置、研磨方法、及び研磨制御プログラム
JP7086835B2 (ja) * 2018-12-28 2022-06-20 株式会社荏原製作所 研磨レシピ決定装置
JP2020163529A (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 株式会社荏原製作所 基板を保持するための研磨ヘッドおよび基板処理装置
CN111251177B (zh) * 2020-03-10 2021-11-16 北京烁科精微电子装备有限公司 承载头及具有其的抛光装置
JP7447285B2 (ja) 2020-06-29 2024-03-11 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 複数の角度方向加圧可能区域を有する研磨キャリアヘッド

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070082589A1 (en) * 2005-10-06 2007-04-12 Applied Materials, Inc. Carrier head with multiple chambers
US20090061748A1 (en) * 2000-10-11 2009-03-05 Tetsuji Togawa Substrate holding apparatus
JP2009131920A (ja) 2007-11-29 2009-06-18 Ebara Corp 研磨装置及び方法
JP2009224702A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Tokyo Seimitsu Co Ltd ウェーハ研磨装置及び該研磨装置を用いたウェーハ研磨方法
JP2010274415A (ja) * 2010-09-08 2010-12-09 Ebara Corp 研磨装置

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6080050A (en) * 1997-12-31 2000-06-27 Applied Materials, Inc. Carrier head including a flexible membrane and a compliant backing member for a chemical mechanical polishing apparatus
US6390905B1 (en) * 2000-03-31 2002-05-21 Speedfam-Ipec Corporation Workpiece carrier with adjustable pressure zones and barriers
US6857945B1 (en) * 2000-07-25 2005-02-22 Applied Materials, Inc. Multi-chamber carrier head with a flexible membrane
JP2008188767A (ja) * 2000-10-11 2008-08-21 Ebara Corp 基板保持装置
TWI266674B (en) * 2001-12-06 2006-11-21 Ebara Corp Substrate holding device and polishing apparatus
JP4353673B2 (ja) * 2002-04-18 2009-10-28 株式会社荏原製作所 ポリッシング方法
WO2004070806A1 (en) * 2003-02-10 2004-08-19 Ebara Corporation Substrate holding apparatus and polishing apparatus
US6764387B1 (en) * 2003-03-07 2004-07-20 Applied Materials Inc. Control of a multi-chamber carrier head
JP4718107B2 (ja) * 2003-05-20 2011-07-06 株式会社荏原製作所 基板保持装置及び研磨装置
JP4822744B2 (ja) * 2004-06-04 2011-11-24 三星電子株式会社 化学機械的研磨装置、キャリアヘッド及び区画リング
KR100621629B1 (ko) * 2004-06-04 2006-09-19 삼성전자주식회사 화학적 기계적 연마 장치에 사용되는 연마 헤드 및 연마방법
US7081042B2 (en) * 2004-07-22 2006-07-25 Applied Materials Substrate removal from polishing tool
EP2797109B1 (en) * 2004-11-01 2018-02-28 Ebara Corporation Polishing apparatus
JP4814677B2 (ja) * 2006-03-31 2011-11-16 株式会社荏原製作所 基板保持装置および研磨装置
US7402098B2 (en) * 2006-10-27 2008-07-22 Novellus Systems, Inc. Carrier head for workpiece planarization/polishing
JP5390807B2 (ja) * 2008-08-21 2014-01-15 株式会社荏原製作所 研磨方法および装置
US8616935B2 (en) 2010-06-02 2013-12-31 Applied Materials, Inc. Control of overpolishing of multiple substrates on the same platen in chemical mechanical polishing
TW201205074A (en) * 2010-07-28 2012-02-01 Cheng-Chi Hu Apparatus for measuring the blood sugar in a body and the method thereof
JP5552401B2 (ja) * 2010-09-08 2014-07-16 株式会社荏原製作所 研磨装置および方法
US8774958B2 (en) * 2011-04-29 2014-07-08 Applied Materials, Inc. Selection of polishing parameters to generate removal profile
JP2013111679A (ja) 2011-11-28 2013-06-10 Ebara Corp 弾性膜及び基板保持装置
JP5635482B2 (ja) * 2011-11-30 2014-12-03 株式会社荏原製作所 弾性膜
JP5875950B2 (ja) * 2012-06-29 2016-03-02 株式会社荏原製作所 基板保持装置および研磨装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090061748A1 (en) * 2000-10-11 2009-03-05 Tetsuji Togawa Substrate holding apparatus
US20070082589A1 (en) * 2005-10-06 2007-04-12 Applied Materials, Inc. Carrier head with multiple chambers
JP2009131920A (ja) 2007-11-29 2009-06-18 Ebara Corp 研磨装置及び方法
JP2009224702A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Tokyo Seimitsu Co Ltd ウェーハ研磨装置及び該研磨装置を用いたウェーハ研磨方法
JP2010274415A (ja) * 2010-09-08 2010-12-09 Ebara Corp 研磨装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2703122A2 (en) 2014-03-05
US9884401B2 (en) 2018-02-06
JP2014061587A (ja) 2014-04-10
JP6158637B2 (ja) 2017-07-05
CN103659579A (zh) 2014-03-26
TWI595970B (zh) 2017-08-21
KR101969600B1 (ko) 2019-04-16
TW201412459A (zh) 2014-04-01
CN103659579B (zh) 2018-07-13
US20140065934A1 (en) 2014-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101969600B1 (ko) 기판 보유 지지 장치
KR101996747B1 (ko) 탄성막, 기판 보유 지지 장치 및 연마 장치
US8070560B2 (en) Polishing apparatus and method
US7635292B2 (en) Substrate holding device and polishing apparatus
KR101767272B1 (ko) 연마 장치
US20140004779A1 (en) Substrate holding apparatus and polishing apparatus
KR20070098696A (ko) 기판홀딩장치, 폴리싱장치 및 폴리싱방법
KR102323430B1 (ko) 연마 장치 및 연마 방법
JP2013111679A (ja) 弾性膜及び基板保持装置
JP6181622B2 (ja) 研磨装置および研磨方法
KR102564628B1 (ko) 연마 장치 및 연마 방법
JP3902715B2 (ja) ポリッシング装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant