WO2004108357A1 - 研磨装置、これを用いた半導体デバイス製造方法およびこの方法により製造される半導体デバイス - Google Patents

研磨装置、これを用いた半導体デバイス製造方法およびこの方法により製造される半導体デバイス Download PDF

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WO2004108357A1
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polished
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air
head
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Shigeto Izumi
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    • 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
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/12—Lapping plates for working plane surfaces
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P52/00—Grinding, lapping or polishing of wafers, substrates or parts of devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P52/00—Grinding, lapping or polishing of wafers, substrates or parts of devices
    • H10P52/40—Chemomechanical polishing [CMP]
    • H10P52/402—Chemomechanical polishing [CMP] of semiconductor materials

Definitions

  • the present invention relates to a polishing apparatus for flattening a surface of an object to be polished such as a semiconductor wafer, and more particularly, to a structure of a polishing head included in the polishing apparatus.
  • the invention also relates to a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device using the polishing apparatus.
  • a polishing apparatus which holds a semiconductor wafer as an object to be polished by a holder and relatively rotates and moves the semiconductor wafer in contact with a polishing member (polishing pad) to polish the surface of the semiconductor wafer.
  • a polishing member polishing pad
  • the polishing member changes its attitude following irregularities on the surface of the wafer (object to be polished). In order to maintain the optimum machining state at all times, or by changing the posture of the body.
  • a flexible rubber sheet is used for a head portion for holding a wafer, and a pneumatic pressure is applied to the back side of the rubber sheet. Then, the wafer is pressed through the rubber sheet to a polishing pad serving as a polishing member.
  • a head for holding a wafer is connected to a rotary drive shaft via a ball joint structure, and the head is Boulder It is configured to be rotatably driven in a swingable state via a joint portion.
  • the position of the polishing pad changes flexibly according to the rotational accuracy of the platen on which the polishing pad is attached and the variation in the thickness of the polishing pad.
  • the surface is always evenly contacted so that uniform surface polishing can be performed.
  • an apparatus having a configuration capable of flexibly changing the polishing member side, that is, the posture of the polishing pad.
  • a wafer is vacuum-adsorbed (in a face-up state) with its surface to be polished facing upward, and is rotationally driven together with the wafer chuck.
  • a polishing head is disposed above and opposed to the wafer, and the polishing head is composed of a polishing member having a polishing pad in contact with a surface to be polished of the wafer, and a drive for flexibly supporting the polishing member. It comprises a plate and a rubber sheet (diaphragm), and a head housing in which an internal space for forming a pressure chamber for applying air pressure thereto is formed.
  • the outer periphery of the drive plate and the rubber sheet is joined at the outer periphery of the lower end of the head housing, the drive plate and the rubber sheet are joined to the polishing member at the inner periphery, and the internal space of the head housing occupies these drive plates. And a pressure chamber formed by being covered with a rubber sheet. As a result, the polishing member is supported by the head housing via the drive plate, and uniformly receives the air pressure in the pressure chamber via the rubber sheet. When the head housing is rotationally driven, a rotational driving force is transmitted to the polishing member via the drive plate, and the whole is rotated.
  • Polishing of a wafer using the polishing apparatus having such a configuration is performed by rotating the polishing pad and abutting the surface to be polished of the wafer which is rotated and held by the wafer chuck. At this time, the polishing pad rotates. While reciprocating in the horizontal direction with respect to the wafer, the entire surface of the wafer is uniformly polished.
  • the wafer is pressed against a device surface (a surface to be polished) of a wafer which rotates together with the polishing head.
  • the polishing head is further provided with a horizontal reciprocating movement called an oscillating movement so that the front surface of the device surface of the wafer can be uniformly polished.
  • the polishing thrust F on the wafer by the polishing member (polishing pad) is expressed by equation (1).
  • W is the own weight of the polishing member or the like
  • P is the air pressure in the head housing (pressure chamber)
  • S is the pressure receiving area of the polishing member.
  • the polishing pad performs a process to remove the surface of the pad material by about 2 to 3 zm by using a tool called a pad conditioner (dresser) before each polishing is started.
  • the structure of the pad conditioner is such that a disk having a surface coated with granular diamond is pressed against a polishing pad with a constant pressing force while rotating, thereby polishing the surface of the polishing pad.
  • the polishing pad is removed by 2 to 3 / m.
  • the surface of the polishing pad becomes 1 to 1.5 mm. Will be removed.
  • removal of the surface of the polishing pad means that the thickness of the polishing pad becomes thinner.
  • a polishing pad having an initial thickness of 3 mm is required to polish 500 wafers. It means thinning to a thickness of 5 to 2 mm.
  • the thickness of the polishing pad used gradually decreases due to the operation of the pad conditioner described above.
  • the thickness of the wafer to be polished also varies. For a 300 mm wafer, the standard value is about 775 zm, but it is known that there is actually a variation of several tens of meters / m.
  • the height On the wafer chuck of the polishing head in the polishing device It is considered that the height also changes by about 0.2 mm from the coefficient of thermal expansion of the metal constituting the device. Due to these factors, the height of the polishing member to which the polishing pad is attached in the polishing head changes every time the wafer is processed, and accordingly, the shape of the dribbling also changes every time the wafer is processed. .
  • the maximum change in the height of the polishing member is about 2 mm, so the shape of the drive ring is about 2 mm at the maximum. Will change.
  • the drive ring is made of a thin steel plate, it naturally has an elastic coefficient.
  • the polishing thrust F is expressed by equation (2).
  • FIG. 10A and 10 (b) are diagrams showing changes in the shape of the rubber sheet 503 (diaphragm) due to the vertical movement of the polishing member 501.
  • FIG. 10A the area (area) of the rubber sheet 503 that is surrounded by the recessed portion 504 from the vicinity of the center of the recessed portion 504 is a pressure receiving surface (pressure receiving surface) that receives the air pressure in the head housing 502 of the polishing member 501. It is approximated as area S).
  • the polishing member 501 and the rubber sheet 503 are formed in a disk shape, and the pressure receiving surface is circular. And the diameter D of the pressure receiving surface (pressure receiving area S) is given by the formula It is approximated as (3).
  • ID is the outer diameter of the contact portion between the rubber sheet 503 and the polishing member 501
  • OD is the inner diameter of the contact portion between the rubber sheet 503 and the head housing 502.
  • FIG. 10B is a diagram when the polishing member 501 is lowered.
  • a phenomenon occurs in which the rubber sheet 503 floats up from the polishing member 501 and a floating portion 505 is generated in the rubber sheet 503, so that the contact portion outer diameter ID between the rubber sheet 503 and the polishing member 501 changes ( ID ') and the diameter D of the pressure receiving surface (pressure receiving area S) changes to D'.
  • ID ' the contact portion outer diameter ID between the rubber sheet 503 and the polishing member 501 changes
  • the diameter D of the pressure receiving surface pressure receiving area S
  • the present invention has been made in view of such a problem, and reduces an error in the polishing thrust of a polishing member (polishing pad) due to a change in the thickness of the polishing pad, and also reduces the air pressure in the head housing.
  • An object of the present invention is to provide a polishing apparatus having improved linearity of polishing thrust.
  • a polishing apparatus includes an object holder for holding an object to be polished, and a polishing apparatus for polishing a surface of the object to be polished opposite to a surface to be polished.
  • a polishing head having a polishing member provided with a surface, wherein the polishing head is configured to relatively move the polishing surface while contacting the polishing surface with the surface to be polished to polish the surface to be polished.
  • a head housing having an opening on a surface facing the surface to be polished; and a plate holding portion provided on the head housing for holding a polishing member, wherein the polishing member has an opening in the head housing.
  • the plate holding portion is provided so as to close and is capable of reciprocating in a direction toward the surface to be polished using air supplied and discharged into and from the head housing.
  • a slide guide member provided to extend in a direction toward the surface to be polished provided; a slide member provided to the slide guide member so as to be reciprocally movable in a direction toward the surface to be polished;
  • Et provided timber being characterized in that it is configured to have a swing holding member that holds the abrasive member swingably.
  • a swing buffer mechanism for the polishing member is provided across the polishing member and the slide member.
  • an urging panel for urging the polishing member to a position facing the surface to be polished is provided in the swing buffering mechanism.
  • a polishing apparatus includes an object holder for holding an object to be polished, and a polishing member provided with a polishing surface on a surface of the object to be polished opposite to the surface to be polished.
  • a polishing head wherein the polishing head is configured to perform relative polishing while bringing the polishing surface into contact with the surface to be polished, thereby polishing the surface to be polished.
  • the polishing head is provided on a surface facing the surface to be polished.
  • a head housing having an opening; and a ring member provided inside the head housing, wherein the polishing member is provided in the head housing so as to close the opening, and the polishing member is provided in the head housing.
  • the ring member is configured to be able to reciprocate in a direction toward the surface to be polished by using the supplied and discharged air, and the ring member surrounds the polishing member located in the head housing and surrounds the polishing member. Predetermined clearance between the outer circumference Occurs 7
  • a plate holding portion for holding the polishing member is provided in the head housing, and the plate holding portion extends in a direction toward a surface to be polished provided in the head housing.
  • the swing buffering mechanism is provided with a biasing panel for biasing the polishing member to a position facing the polishing target surface.
  • the head housing is provided with an air inlet for supplying air into the head housing. It is preferable that an exhaust port for discharging air from inside is provided separately from the intake port. And an air supply pipe having one end connected to the intake port, and an air supply pipe connected to the other end of the air supply pipe, and air inside the head housing via the air supply pipe and the air intake port.
  • An air supply unit capable of supplying air, an exhaust pipe having one end connected to the exhaust port, an exhaust pipe provided to be connected to the other end of the exhaust pipe, and the head provided through the exhaust port and the exhaust pipe.
  • An air discharge portion capable of discharging air from the housing, and an air pressure controlling operation of the air supply portion and the air discharge portion so that air pressure in the head housing becomes a desired air pressure. It is preferable to include a control unit.
  • a supply-side pressure measurement unit capable of measuring the air pressure in the air supply pipe, and an exhaust-side pressure measurement unit capable of measuring the air pressure in the exhaust pipe are provided. Measured by the pressure measurement unit The air pressure in the head housing is measured based on the air pressure in the supply pipe and the air pressure in the exhaust pipe measured by the exhaust-side pressure measurement unit, and the measured air pressure in the head housing is a desired value. It is preferable to control the operation of the air supply unit and the air discharge unit so that the air pressure is obtained.
  • the object to be polished is a semiconductor wafer, and the surface of the semiconductor wafer is flattened by using the polishing apparatus according to the present invention having the above-described configuration. It is characterized by having.
  • a semiconductor device according to the present invention is characterized by being manufactured by such a semiconductor device manufacturing method.
  • FIG. 1 is a front view of a CMP apparatus as an example of a polishing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a front view (cross-sectional view) of a polishing head included in the CMP apparatus.
  • FIG. 3 is a front view (cross-sectional view) showing a second embodiment of the polishing head.
  • FIG. 4 is a plan sectional view taken along arrow IV—IV in FIG.
  • FIG. 5 is a side view of the swing holding member.
  • FIG. 6 is a side sectional view of the swing damping mechanism.
  • FIG. 7 is a front view (cross-sectional view) showing a third embodiment of the polishing head.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the present invention.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram schematically showing an air circuit connected to the polishing head.
  • FIGS. 10 (a) and 10 (b) are diagrams sequentially showing changes in the shape of a rubber sheet due to up and down of a polishing member in a conventional polishing apparatus.
  • FIG. 1 shows a CMP apparatus (chemical mechanical polishing apparatus) as a typical example of the polishing apparatus according to the present invention.
  • the CMP apparatus 1 is provided with a wafer holding table 95 capable of detachably adsorbing and holding a wafer 90 to be polished on the upper surface thereof, and a wafer holding table 95 provided above the wafer holding table 95.
  • a polishing head 30 holding a polishing member 50 to which a polishing pad 65 facing the polished surface 91 of the wafer 90 held thereon is attached. I have.
  • the dimension (diameter) of the polishing pad 65 is smaller than the dimension (diameter) of the wafer 90 to be polished (that is, the polishing pad 65 has a smaller diameter than the wafer 90).
  • the polishing pad 65 is brought into contact with the wafer 90 and is relatively moved so that the entire polished surface (upper surface) 91 of the wafer 90 can be polished.
  • the supporting frame 20 for supporting the holding table 95 and the polishing head 30 is composed of a horizontal base 21 and a Y-direction on the base 21 (in a direction perpendicular to the paper surface).
  • the first stage 22 is provided movably in the Y direction on a rail (not shown) provided so as to extend in the front-rear direction, and extends vertically (Z direction) from the first stage 22.
  • Frame 23 provided in such a manner that a second stage 24 is provided on the vertical frame 23 so as to be movable in the Z direction (up and down direction).
  • a third stage 26 provided movably on the horizontal frame 25 in the X direction (left-right direction).
  • a first electric motor M1 is provided in the first stage 22. By rotating the first electric motor M1, the first stage 22 can be moved in the Y direction along the rail.
  • the second electric motor M2 is in the second stage 24.
  • the second stage 24 can be moved in the Z direction along the vertical frame 23 by rotating the second stage 24.
  • a third electric motor M 3 is provided in the third stage 26, and the third electric motor M 3 is rotated to move the third stage 26 in the X direction along the horizontal frame 25. Can be done. Therefore, the third stage 26 can be moved to an arbitrary position above the wafer holding table 95 by combining the rotation operations of the electric motors M1 to M3.
  • the wafer holding table 95 is horizontally mounted on the upper end of a rotating shaft 28 provided vertically extending upward from a table support 27 provided on the base 21.
  • the rotating shaft 28 is rotated by driving a fourth electric motor M4 provided in the table support portion 27 so that the wafer holding table 95 can be rotated. It can be rotated in the XY plane (horizontal plane).
  • the polishing head 30 is attached to the lower end of a spindle 29 provided to extend vertically downward from the third stage 26.
  • the spindle 29 is rotated by driving a fifth electric motor M5 provided in the third stage 26, thereby rotating the entire polishing head 30.
  • the polishing pad 65 can be rotated in the XY plane (horizontal plane).
  • the polishing head 30 is a bottomed cylindrical head having an opening on the lower surface connected to the lower end of the spindle 29 by a bolt B1 via a connecting member 11 as shown in FIG.
  • the drive plate 33 is made of a metal plate such as an austenitic stainless steel plate and is formed in a disk shape having a circular hole 33a at the center, and the outer peripheral portion is sandwiched between the holding ring 31 and the ring member 32.
  • the c drive plate 3 3 adapted to be secured Te a number of apertures arranged in concentric circles (not shown) is formed, air in the heads housing 1 in 0 each aperture Is allowed to pass.
  • the polishing member 50 includes a disc-shaped reference plate 51 mounted on the lower surface of the drive plate 33, and a polishing tool 6 detachably mounted on the lower surface of the reference plate 51 by vacuum suction.
  • the reference plate 51 has an upper outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the ring member 32 and a lower outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the flange 10a at the lower end of the head housing 10 (that is, the diameter of the opening). It has a stepped disk shape. Then, the reference plate 51 closes the opening of the head housing 10 to seal the inside of the head housing 10, and the pressure chamber HI is formed in the head housing 10.
  • an air inlet 1 2 is formed, and a spindle
  • the air in an air supply passage 80 penetrating the center of the interior of the housing 29 is supplied to the inside of the head housing 10 (pressure chamber H 1) through the intake port 12.
  • the air supply path 80 is connected to an air supply source (not shown) (not shown in detail), and the air supplied from the air supply source pressurizes the air pressure in the housing 10 to a desired pressure. It can be adjusted.
  • the circular hole of the drive plate 33 is located on the upper surface of the center of the reference plate 51.
  • a disk-shaped center member 55 having a radius slightly smaller than 33 a is fixed by a bolt B 4, and the inner peripheral portion of the drive plate 33 centered on the center member 55 is used as a reference. It is sandwiched between the plate 51 and a fixing ring 56 fixed to the upper surface side of the reference plate 51 by bolts B5. This As shown, the reference plate 51 is fixed to the head housing 10 via the drive plate 33, and the rotational driving force of the spindle 29 is applied to the reference plate 51 via the drive plate 33. Is transmitted to.
  • the outer diameter of the flange 51 a projecting outward from the outer periphery of the reference plate 51 is formed larger than the inner diameter of the flange 10 a projecting inward from the inner periphery of the lower end of the head housing 10.
  • the reference plate 51 does not come out of the head housing 10.
  • the polishing tool 60 is mounted on a disk-shaped pad plate 61 having substantially the same outer diameter as the reference plate 51, and on a polishing pad mounting surface 61a which is the lower surface of the pad plate 61. And a circular polishing pad (polishing cloth) 65.
  • the polishing pad 65 is a consumable that deteriorates due to polishing, the polishing pad 65 can be detachably attached to the polishing pad mounting surface 61a (for example, with an adhesive) to facilitate replacement work.
  • the lower surface of the polishing pad 65 is a polishing surface 66 facing the surface 91 to be polished of the wafer 90.
  • an air suction passage 71 having a plurality of suction openings is formed on the lower surface side inside the reference plate 51, and this air suction passage 71 is also provided on the center member 55 side. It extends and opens to the pressure chamber H1 side of the head housing 10.
  • a suction pipe 72 extending in the air supply path 80 of the spindle 29 is connected to this opening, and the suction pipe 72 is positioned with the pad plate 61 positioned below the reference plate 51.
  • the pad plate 61 can be attached by suction to the reference plate 51 by sucking air from 72 ( here, the pad plate 61 is a sensor provided between the pad plate 61 and the reference plate 51). Centering and positioning in the rotational direction are performed by the turbine P1 and the positioning pins P2.
  • a polishing agent connected to a polishing agent supply device is provided in the air supply path 80.
  • a supply pipe 81 extends, and a flow passage 83, which is provided through the center member 55, through a connecting member 82 located between the spindle 29 and the center member 55, It is connected to a flow path 84 passing through the evening pin P1, a flow path 85 provided in the pad plate 61, and a flow path (not shown) provided in the polishing pad 65.
  • the ring member 32 is formed in a ring shape having an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the upper portion of the reference plate 51, and surrounds the upper portion of the reference plate 51 located in the head housing 10.
  • the configuration is such that a predetermined gap S1 is generated between the inner peripheral surface of the ring member 32 and the upper outer peripheral surface of the reference plate 51.
  • the upper surface of the reference plate 51 receives the air pressure in the pressure chamber H1 at the center upper surface, and the reference plate 51 mounted on the lower surface side of the drive plate 33, that is, the polishing member 50 is moved vertically (surface to be polished). (Toward 9 1).
  • the cross-sectional area of the gap S1 becomes very small, and the pressure chamber H formed in the head housing 10 is formed. Since the air inside 1 is prevented from flowing out of the pressure chamber H1 through this gap S1, the pressure chamber is inside the head housing 10 without using a sealing means such as a rubber sheet. H1 can be formed. Therefore, it is possible to prevent the rubber sheet from deforming due to the vertical movement of the polishing member 50 and to prevent the pressure receiving area of the polishing member 50 (the reference plate 51) from changing, and the inside of the head housing 10 is prevented.
  • the linearity of the polishing thrust of the polishing member 50 (polishing pad 65) with respect to the air pressure can be improved. Further, control performance in pressurization control when pressing the polishing pad 65 against the wafer 90 can be improved, and processing accuracy of the wafer 90 can be improved.
  • a labyrinth space H2 communicating with the pressure chamber H1 via the gap S1 is formed, and an exhaust passage 13 connecting to the labyrinth space H2 is formed on the side of the head housing 10. I have.
  • the exhaust passage 13 extends to an exhaust port 14 formed on the upper surface side of the head housing 10, and the air in the head housing 10 flows from the labyrinth space H 2 to the exhaust passage 13. Then, the air passes through the exhaust port 14 and is discharged to the outside of the head housing 10.
  • a joint 15 and an exhaust pipe 16 are attached to the exhaust port 14, and the exhaust passage 13 is connected to the exhaust pipe 16 via the joint 15.
  • the exhaust pipe 16 is connected to a not-shown vacuum source (details will be described later), so that the air pressure in the head housing 10 can be adjusted to a desired pressure.
  • the reaction speed when switching the air pressure in the head housing 10 from pressurized to depressurized (or depressurized to pressurized) is improved.
  • the control speed in the pressurization control when pressing the polishing pad 65 against the pressure pad 90 can be improved.
  • the wafer 90 to be polished is attached to the upper surface of the wafer holding table 95 by suction (at this time, the wafer 90 is polished).
  • the center should be aligned with the rotation center of the wafer holding table 95), and the electric motor M4 is driven to rotate the wafer holding table 95.
  • the electric motors M1 to M3 are driven to position the third moving stage 26 above the wafer 90, and the spindle 29 is driven by the electric motor M5 to drive the W polishing head 3 Rotate 0.
  • the electric motor M2 is driven to lower the third stage 26, and the lower surface (polishing surface) of the polishing pad 65 is pressed against the upper surface (polishing surface) of the wafer 90.
  • the contact pressure between the wafer 90 and the polishing pad 65 is adjusted to a predetermined value by adjusting the air pressure in the pressure chamber H1 by, for example, discharging air from the head housing 10 using an air source.
  • the electric motors Ml and M3 are driven to move the polishing head 30 in the XY direction (the in-plane direction of the contact surface between the wafer 90 and the polishing pad 65).
  • an abrasive liquid slurry containing silica particles
  • the surface to be polished 91 of the wafer 90 is rotated by the rotation of the wafer 90 itself and the rotation of the polishing head 30 (that is, the polishing pad 65) and swings while receiving the supply of the abrasive. Polished by movement.
  • the polishing member 50 having the polishing pad 65 is supported by the head housing 10 via the drive plate 33. Therefore, the orientation of the polishing member 50 changes according to the rotational accuracy of the polishing head 30 and the variation in the thickness of the polishing pad 65 due to the natural deformation of the drive plate 33, and the polished surface 91 Perform uniform polishing. :
  • An air supply pipe 81 for supplying air into the head housing 10 and an exhaust pipe 16 for discharging air from the head housing 10 are connected to the polishing head 30. Have been.
  • the air supply pipe 81 has one end connected to the suction port 12 of the polishing head 30 via the air supply path 80 of the spindle 29 (see FIG. 2), and the other end. Are connected to the air supply source 82.
  • a supply side regulator 83 is provided at the other end of the air supply pipe 81 so that the air pressure of the air supplied from the air supply source 82 can be adjusted.
  • the air supply source 82 and the supply side regulator 83 are the air supply unit according to the present invention.
  • the exhaust pipe 16 has one end connected to the exhaust port 14 of the polishing head 30 via the joint 15 (see FIG. 2), and the other end connected to the vacuum source 84. It has become connected.
  • An exhaust side regulator 85 is provided at the other end of the exhaust pipe 16 so that the air pressure in the exhaust pipe 16 can be adjusted.
  • the vacuum source 84 and the exhaust side regulator 85 are the air discharge unit according to the present invention.
  • the supply-side regulator 83 and the exhaust-side regulator 85 are electrically connected to the pressure control unit 88, and receive an operation signal from the pressure control unit 88 to supply the supply-side regulator. Evening 83 and exhaust side reguille night 85 are activated.
  • a differential pressure gauge 86 is provided across the air supply pipe 81 and the exhaust pipe 16.
  • the differential pressure gauge 86 has a supply-side pressure measurement unit 86 a that can measure the air pressure in the air supply pipe 81, and an exhaust-side pressure measurement unit 86 b that can measure the air pressure in the exhaust pipe 16. Based on the air pressure in the air supply pipe 81 and the exhaust pipe 16 measured in the supply pressure measurement section 86a and the exhaust pressure measurement section 86b, the air supply pipe 81 The differential pressure between the air pressure and the air pressure in the exhaust pipe 16 is measured, and the measurement signal is output to the pressure control unit 88.
  • the pressure control unit 88 is electrically connected to the supply-side regulator 83, the exhaust-side regulator 85, and the differential pressure gauge 86. Then, the pressure control unit 88 controls the polishing head 30 based on the differential pressure between the air pressure in the air supply pipe 81 and the air pressure in the exhaust pipe 16 measured by the differential pressure gauge 86.
  • the air pressure in the head housing 10 (pressure chamber HI) is measured, and the supply side regulator is adjusted so that the measured air pressure in the head housing 10 becomes a desired air pressure set in advance. And an operation signal is output to the exhaust side regulator.
  • the force control unit 88 measures the air pressure inside the head housing 10 based on the pressure difference between the air pressure inside the air supply pipe 81 and the air pressure inside the exhaust pipe 16 measured by the differential pressure gauge 86. Then, an operation signal is output to the supply side regulator 83 and the exhaust side regulator 85 so that the measured air pressure in the head housing 10 becomes the desired input and set air pressure, and the supply side is output. Activate Regyu-Ye 8 3 and exhaust side Regyu-Ye 8 5.
  • the air supplied from the air supply source 82 to the air supply pipe 81 via the supply side regulator 83 is supplied to the air supply passage 80 of the spindle 29 in the air supply pipe 81. After passing through, the air passes through the air inlet 12 and is supplied into the head housing 10. Further, the air in the head housing 10 passes from the exhaust port 14 through the joint 15 and the exhaust pipe 16, and is exhausted from the vacuum source 84 to the outside via the exhaust side regulator 85.
  • the reaction speed when switching the air pressure in the head housing 10 from pressurized to depressurized (or depressurized to pressurized) can be improved, and the polishing pad 6
  • the control speed in pressurization control when pressing 5 against wafer 90 can be improved.
  • the thrust for moving the polishing member 50 (polishing pad 65) downward and the thrust for moving the polishing member 50 upward can be controlled to be substantially the same value.
  • the control performance in pressurization control when pressing the gate 65 against the wafer 90 can be improved.
  • the differential pressure gauge 86 having the supply-side pressure measurement unit 86a and the exhaust-side pressure measurement unit 86b, the air pressure in the rotating head housing 10 can be easily measured. .
  • the polishing head 130 in the second embodiment includes a bottomed cylindrical head housing 110 having an opening on the lower surface connected to the lower end of a spindle (not shown); Ring member attached to upper part in housing 110 1 and 2, a plate holder 140 attached to the upper bottom of the housing 110, and a polishing member 150 held by the plate holder 140. It is composed.
  • the plate holding portion 140 is provided on the upper bottom portion of the head housing 110 and extends downward (in a direction toward the surface to be polished 91).
  • the four slide guide members 14 1, 14 1,... are arranged on concentric circles of the disk-shaped slide member 14 2 as shown in FIG.
  • the slide member 14 is mounted so as to be able to reciprocate vertically (in the direction toward the surface to be polished 91) by using 3.
  • a housing part 144 is formed at the lower end of the slide member 142 so that the swing holding member 144 can be attached.
  • the movable holding member 1 45 includes a first ring 1 46 attached to and fixed to the housing portion 144 and a first shaft portion 1 46 a on the first ring 1 46.
  • the second ring 147 which is swingably connected to the second ring 147 via the second shaft 147 orthogonal to the first shaft 146a.
  • 3rd ring 1 4 8 which is connected as possible and 1st shaft 1 4 6 which is rotatably held by 3rd ring 1 4 8 a and a third shaft portion 149 orthogonal to the second shaft portion 147 a.
  • the first to third shaft portions 14 46 a, 14 7 a, and 14 9 in which the polishing member 150 (reference plate 15 1) are orthogonal to each other are attached to the swing holding member 14 45. It is swingably mounted and held as a driving shaft.
  • the polishing member 150 (Toward the surface to be polished 91) Reciprocally and swingably mounted and held, and the rotational driving force of the spindle is applied to the polishing member 150 (the reference plate 1501) via the plate holder 140. ). As a result, the polishing member 150 can be held vertically and reciprocally (in the direction toward the surface to be polished 91) in a reciprocating and swingable manner without using a drive plate. Since the elastic force does not act on the polishing member 150 (reference plate 15 1) due to deformation, depending on the change in the thickness of the polishing pad 16 5, the polishing member 150 (polishing The error of the polishing thrust of 1 6 5) does not occur. Then, control performance in pressurization control when pressing the polishing pad 165 against the wafer 90 can be improved, and processing accuracy of the wafer 90 can be improved.
  • gimbals that have two rotation axes orthogonal to each other and that can transmit rotational motion in two directions may be used as the swing holding members 144, or a universal joint may be used. Good.
  • a biasing panel 1338 capable of pressing the piston 1336a is provided in the piston chamber 1337, and the polishing member 150 (the polishing surface 1666) is polished. It may be urged to a position facing the surface 91. This allows the swingable polishing member 150 to be stably held.
  • the polishing member 150 is a disk-shaped reference plate 151 mounted and held on a plate holding portion 140, and a polishing tool 1 detachably attached to the lower surface of the reference plate 151 by vacuum suction. 60.
  • the reference plate 15 1 has an upper outer diameter that is slightly smaller than the inner diameter of the ring member 13 2, and a lower outer diameter that is the inner diameter of the flange 110 a at the lower end of the head housing 110 (ie, The diameter of the opening is slightly smaller than the diameter of the opening. Then, the reference plate 151 closes the opening of the head housing 110 to seal the inside of the head housing 110, and the pressure chamber H11 is formed in the head housing 110.
  • an air inlet 1 1 2 is formed, and the air in the air supply pipe 1 1 1 1 connected to the air inlet 1 1 2 passes through this air inlet 1 1 2
  • the head housing 110 is supplied to the inside (pressure chamber H11).
  • the air supply pipe 111 is connected to an air supply source (not shown) so that air supplied from the air supply source can adjust the air pressure in the head housing 110 to a desired pressure. It has become.
  • a cylindrical center member 155 having a diameter smaller than the circular hole 144a formed in the slide member 142 is fixed on the upper surface of the central part of the reference plate 151.
  • the connecting device 18 2 for connecting to the polishing agent supply pipe 18 1 can be attached.
  • the outer diameter of the flange 151 a protruding outward from the outer peripheral portion of the reference plate 151 is the same as that of the flange 110 a protruding inward from the lower inner peripheral portion of the head housing 110. It is formed larger than the inner diameter so that the reference plate 15 1 does not come out of the head housing 110. It's swelling.
  • the polishing tool 160 includes a disk-shaped pad plate 161, which has substantially the same outer diameter as the reference plate 151, and a polishing pad mounting surface 1 that is a lower surface of the pad plate 161. It consists of a circular polishing pad (polishing cloth) 1 6 5 attached to 6 1 a.
  • the polishing pad 165 is a consumable that deteriorates due to polishing, the polishing pad 165 can be detachably attached to the polishing pad mounting surface 161a (for example, with an adhesive). This facilitates replacement work.
  • the lower surface side of the polishing pad 165 is a polishing surface 166 opposed to the polished surface 91 of the wafer 90.
  • an air suction passage (not shown) having a plurality of suction openings (not shown) on the lower surface side is provided inside the reference plate 15 1.
  • the air suction passage extends to the center member 1505 side and opens to the pressure chamber H11 side of the head housing 110.
  • a suction pipe (not shown) is connected to this opening, and air is drawn in from this suction pipe with the pad plate 161 positioned on the lower surface side of the reference plate 151, thereby forming a pump.
  • the plate 16 1 can be attached by suction to the reference plate 15 1.
  • the pad plate 16 1 is centered and positioned in the rotational direction by a center pin P 11 and a positioning pin P 12 provided between the pad plate 16 1 and the reference plate 15 1.
  • an abrasive supply pipe 181 which is connected to an abrasive supply device (not shown), is connected to a connecting member 182 attached to the central member 1555.
  • the ring member 13 2 is formed in a ring shape having an inner diameter slightly larger than the upper outer diameter of the reference plate 15 1, and is located in the head housing 110. It is configured so that a predetermined gap S11 is created between the inner peripheral surface of the ring member 132 and the upper peripheral surface of the reference plate 151, surrounding the upper part of the reference plate 151 to be placed. .
  • the polishing member 150 moves up and down. It is possible to reciprocate in the direction (direction toward the polished surface 91).
  • a pressure chamber H 1 1 can be formed inside 0.
  • a labyrinth space H12 communicating with the pressure chamber H11 through a gap S11 is formed between the lower surface of the ring member 132 and the upper surface of the edge of the reference plate 151.
  • An exhaust passage 113 connected to the labyrinth space H12 is formed on the side of the head housing 110.
  • the exhaust passage 113 extends to the exhaust port 114 formed on the upper surface of the head housing 110, and the air in the housing 110 and the labyrinth space is formed by the air in the housing 110.
  • H 12 passes through the exhaust passage 1 13 and the exhaust port 1 14 and is discharged to the outside of the head housing 110. 4 007899
  • a joint 1 15 and an exhaust pipe 1 16 are attached to the exhaust port 1 1 4 so that the exhaust passage 1 1 3 is connected to the exhaust pipe 1 1 6 via the joint 1 1 5. ing.
  • the exhaust pipe 116 is connected to a vacuum source (not shown) so that the air pressure in the head housing 110 can be reduced to a desired pressure.
  • the air pressure in the head housing 110 is switched from pressurized to depressurized (or from depressurized to pressurized). In this case, the reaction speed can be improved, and the control speed in the pressurization control when the polishing pad 165 is pressed against the wafer 90 can be improved.
  • the wafer 90 to be polished is attached by suction onto the upper surface of the wafer holding table 95 (at this time, the wafer 90 is polished).
  • the center of 90 is matched with the rotation center of the wafer holding table 95), and the electric motor M4 is driven to rotate the holding table 95.
  • the electric motors M1 to M3 are driven to position the third moving stage 26 above the wafer 90, and the spindle is driven by the electric motor M5 to remove the polishing head 130. Rotate.
  • the third stage 26 is lowered by driving the electric motor M2, and the lower surface (polishing surface) of the polishing pad 1665 is pressed against the upper surface (polishing surface) of the substrate 90.
  • the polishing member 150 having the polishing pad 165 is moved upward and downward by the plate holding portion 140. Since it is attached and held so that it can reciprocate and oscillate, it depends on the rotational accuracy of the polishing head 130 and the thickness variation of the polishing pad 165. The posture of the polishing member 150 changes, and the surface to be polished 91 is uniformly polished.
  • the polishing head 230 in the third embodiment is a bottom cylindrical head having an opening on the lower surface side connected to the lower end of the spindle 229 via a connecting member 211 with a bolt B21.
  • the head housing 210 includes a cylindrical first housing part 210 a having a bottom, a ring-shaped second housing part 210 b assembled to the first housing part 210 a, and a third housing. It comprises a part 210c and a third housing part 210d, which are assembled into a bottomed cylindrical shape having an opening on the lower surface side.
  • the drive plate 2 41 of the plate holding portion 240 is sandwiched between the first housing portion 210 a and the second housing portion 210 b, and the second housing portion 210 b
  • the ring member 232 is sandwiched between the third housing portion 210c and the third housing portion 210c.
  • the plate holding part 240 is located at the center of the disk-shaped drive plate 241, attached to the inside of the head housing, and at the center of the drive plate 241, Using the first retaining ring 2 4 2 and the second retaining ring 2 4 3 attached, and the linear push 2 4 4 on the first retaining ring 2 4 2, vertically (toward the surface to be polished 9 1) It comprises a plurality of slide shafts 245 which are held so as to be able to reciprocate and whose lower end is connected and fixed to the reference plate 251 of the polishing member 250.
  • the drive plate 241 is made of a metal plate such as an austenitic stainless steel plate and is formed in a disk shape having a circular hole 241a at the center, and the outer peripheral portions thereof are the first housing portion 210a and the second housing portion 210a.
  • the housing part 210 b is sandwiched and fixed.
  • the drive plate 241 has a large number of concentrically arranged openings (not shown) formed therein so that the air in the head housing 210 can pass through each of the openings. I have.
  • the first retaining ring 2 42 and the second retaining ring 2 43 are located in the circular hole 2 41 a of the drive plate 2 41 so as to sandwich the inner peripheral portion of the drive plate 2 41. It is fixed to it.
  • a plurality of linear pushes 244 are attached to the first retaining ring 244, and a slide shaft 245 is vertically mounted on the linear bush 244 (in a direction toward the surface to be polished 91). It is designed to be reciprocally movable.
  • polishing member 250 is moved upward and downward by the plate holding portion 240 using the elastic deformation of the drive plate 241 and the reciprocating movement l
  • the polishing member 250 is composed of a disk-shaped reference plate 251, which is mounted and held on a plate holding portion 240, and a polishing tool 2 which is detachably attached to the lower surface of the reference plate 251, by vacuum suction. 60.
  • the reference plate 25 1 has an upper outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the ring member 2 32, It is formed in a stepped disk shape having an outer diameter slightly smaller than the inner diameter (ie, the diameter of the opening) of the flange 210 e at the lower end of the head housing 210. Then, the reference plate 251 closes the opening of the head housing 210 to seal the inside of the head housing 210, and a pressure chamber H21 is formed in the head housing 210.
  • an air inlet 221 is formed, and the air in the air supply passage 280 formed through the center of the spindle 229 is supplied to the air inlet 221. 2 and is supplied to the inside of the head housing 210 (pressure chamber H 21).
  • the air supply path 280 is connected to a not-shown air supply source, so that the air pressure in the head housing 210 can be adjusted to a desired pressure by air supplied from the air supply source.
  • a cylindrical central member 255 having a diameter smaller than the circular hole 242a formed in the first holding ring 242 is fixed to the upper surface side of the center portion of the reference plate 251.
  • a connection tool 282 to the abrasive supply pipe 281 is attached.
  • the outer diameter of the flange 25a protruding outward from the outer peripheral portion of the reference plate 251 is the same as that of the flange 210 e protruding inward from the lower inner peripheral portion of the head housing 210. It is formed larger than the inner diameter so that the reference plate 25 1 does not fall out of the head housing 210.
  • the polishing tool 260 includes a disk-shaped pad plate 261, having substantially the same outer diameter as the reference plate 251, and a polishing pad mounting surface 161, which is the lower surface of the pad plate 261, It consists of a circular polishing pad (polishing cloth) 165 attached to the surface. Since the polishing pad 265 is a consumable that deteriorates due to polishing, the polishing pad 265 can be detachably attached to the polishing pad mounting surface 261a (for example, with an adhesive) and replaced. Makes work easier. In addition, 9
  • the lower surface side of the polishing pad 260 is a polishing surface 260 facing the surface 91 to be polished 90.
  • an air suction path (not shown) having a plurality of suction openings (not shown) on the lower surface side is provided inside the reference plate 251.
  • the air suction passage extends to the center member 255 side and opens to the pressure chamber H 21 side of the head housing 210.
  • a suction pipe (not shown) is connected to this opening, and by sucking air from the suction pipe with the pad plate 2261 positioned on the lower surface side of the reference plate 251, The pad plate 26 1 can be attached by suction to the reference plate 25 1.
  • centering and rotation direction positioning of the pad plate 26 1 are performed by the center pin P 21 provided between the reference plate 25 1 and the positioning bin P 22.
  • an abrasive supply pipe 281 which is connected to an abrasive supply device (not shown), is connected to a connector 282 attached to the central member 255, and through this connector 2882, The flow path 283 provided through the member 255, the flow path 284 passing through the pin P21, the pad plate 261 and the polishing pad 265 It is connected to the provided channel (not shown).
  • the ring member 2 32 is formed in a ring shape having an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the upper portion of the reference plate 251, and the upper portion of the reference plate 25 1 located in the head housing 210 is formed.
  • a predetermined gap S 21 is formed between the inner peripheral surface of the ring member 23 and the upper outer peripheral surface of the reference plate 25 1.
  • the upper surface of the center of the reference plate 25 1 receives the air pressure in the pressure chamber H 21, and the reference plate 25 1 attached to and held by the plate holding portion 240, that is, the polishing member 250 is It can reciprocate vertically (in the direction toward the surface to be polished 91).
  • the inner diameter of the ring member 2 32 becomes the upper outer diameter of the reference plate 25 1. Since it is slightly larger, the cross-sectional area of the gap S 21 becomes very small, and the air in the pressure chamber H 21 formed in the head housing 210 passes through this gap S 21 and the pressure chamber
  • the pressure chamber H 21 can be formed inside the head housing 210 without using sealing means such as a rubber sheet because the H 21 is prevented from flowing out of the H 21. Therefore, it is possible to prevent the rubber sheet from being deformed due to the vertical movement of the polishing member 250 and the pressure receiving area of the polishing member 250 (reference plate 25 1) from being changed.
  • the linearity of the polishing thrust of the polishing member 250 (polishing pad 265) with respect to the air pressure within 0 can be improved.
  • control performance in pressurization control when pressing the polishing pad 265 against the wafer 90 can be improved, and processing accuracy of the wafer 90 can be improved.
  • a labyrinth space H 22 communicating with the pressure chamber H 21 via a gap S 21 is formed between the lower surface of the ring member 2 32 and the upper surface of the edge of the reference plate 25 1.
  • An exhaust passage 2 13 connected to the labyrinth space H 22 is formed on the side of the head housing 210.
  • the exhaust passage 2 13 extends to the exhaust port 2 14 formed on the upper surface side of the head housing 2 10, and the air in the head housing 2 10 flows into the labyrinth space H 2 2
  • the exhaust gas passes through the exhaust passage 2 13 and the exhaust port 2 14 to be discharged to the outside of the head housing 210.
  • a joint 2 15 and an exhaust pipe 2 16 are attached to the exhaust port 2 14, and the exhaust passage 2 13 is connected to the exhaust pipe 2 16 via the joint 2 15. ing.
  • the exhaust pipe 2 16 is connected to a vacuum source (not shown) so that the air pressure in the head housing 210 can be adjusted to a desired pressure.
  • the air pressure in the head housing 210 is switched from pressurized to depressurized (or from depressurized to pressurized). Reaction speed can be improved, The control speed in the pressurization control when pressing the polishing pad 265 against the wafer 90 can be improved.
  • the wafer 90 to be polished is attached by suction onto the upper surface of the wafer holding table 95 (at this time, the wafer 90 is polished).
  • the center of 90 is matched with the rotation center of wafer holding table 95), and electric motor M4 is driven to rotate wafer holding table 95.
  • the electric motors M1 to M3 are driven to position the third moving stage 26 above the axis 90, and the spindle is driven by the electric motor M5 to polish the polishing head 230. Rotate.
  • the electric motor M2 is driven to lower the third stage 26, so that the lower surface (polishing surface) of the polishing pad 26 5 is pressed against the upper surface (polishing surface) of the substrate 90. I do.
  • air is supplied from the air supply source into the head housing 210 or air is exhausted from the head housing 210 using a vacuum source to reduce the air pressure in the pressure chamber H 21.
  • the contact pressure between the wafer 90 and the polishing pad 265 is adjusted to a predetermined value.
  • the electric motors Ml and M3 are driven to swing the polishing head 230 in the X and Y directions (the in-plane direction of the contact surface between the wafer 90 and the polishing pad 265).
  • an abrasive (a liquid slurry containing silica particles) is pressure-fed from the abrasive supply device to supply the abrasive to the lower surface side of the polishing pad 265.
  • the surface 91 to be polished of the wafer 90 is rotated by the rotation of the wafer 90 itself and the polishing head 230 (that is, the polishing pad 265) while being supplied with the abrasive. Polished by rotation and swinging motion.
  • the polishing member 250 having the polishing pad 265 is moved upward and downward by the plate holding portion 240 (to be polished). (In the direction toward surface 91) Reciprocally movable and swingable, so that the polishing member can be adjusted according to the rotational accuracy of the polishing head 230 and the variation in the thickness of the polishing pad 265.
  • the posture of 250 changes and the surface to be polished 9 1 Is uniformly polished.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a semiconductor device manufacturing process.
  • an appropriate processing step is selected from the following steps S201 to S204, and the process proceeds to any one of the steps.
  • step S201 is an oxidation step of oxidizing the surface of the wafer.
  • Step S202 is a CVP process of forming an insulating film or a dielectric film on the wafer surface by CVP or the like.
  • Step S203 is an electrode forming step of forming electrodes on the wafer by vapor deposition or the like.
  • Step S204 is an ion implantation step of implanting ions into the wafer.
  • Step S205 is a CMP step.
  • the polishing apparatus according to the present invention performs planarization of an interlayer insulating film, polishing of a metal film on a semiconductor device surface, polishing of a dielectric film, and the like, and a damascene process may be used. is there.
  • Step S206 is a photolithography step.
  • the resist is applied to the wafer, the circuit pattern is printed on the wafer by exposure using an exposure apparatus, and the exposed wafer is developed.
  • the next step S207 is an etching step of removing portions other than the developed resist image by etching, and then removing the resist after etching to remove unnecessary resist.
  • step S208 it is determined in step S208 whether all necessary steps have been completed. If not, the process returns to step S200, and the previous steps are repeated to form a circuit pattern on the wafer. Step S208 indicates that all processes are completed. If judged, it will be an end.
  • the polishing apparatus according to the present invention since the polishing apparatus according to the present invention is used in the CMP step, the processing accuracy and the yield of the wafer are improved. Thereby, there is an effect that a semiconductor device can be manufactured at a lower cost than a conventional semiconductor device manufacturing method.
  • the polishing apparatus according to the present invention may be used in the CMP step of a semiconductor device manufacturing process other than the above semiconductor device manufacturing process. Further, a semiconductor device manufactured by the semiconductor device manufacturing method according to the present invention has a high yield and is a low-cost semiconductor device.

Landscapes

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Description

m 糸田 ¾ 研磨装置、 これを用いた半導体デバイス製造方法およびこの方法により 製造される半導体デバイス 技術分野
本発明は、 半導体ウェハ等の研磨対象物の表面を平坦化する研磨装置に 関し、 さらに詳しくは、研磨装置に構成される研磨へッドの構造に関する。 また、 この研磨装置を用いた半導体デバイス製造方法および半導体デバイ スに関する。 背景技術
このような研磨装置として、 研磨対象物としての半導体ウェハを保持具 により保持し、 これを研磨部材 （研磨パッ ド） に接触させながら相対回転 移動させて半導体ウェハの表面研磨を行う研磨装置がある。 このように半 導体ウェハの表面研磨を行う研磨装置では、 非常に精密且つ均一な研磨が 要求されるため、 ウェハ （研磨対象物） の表面の凹凸に追従して研磨部材 がその姿勢を変えるようにしたり、 もしくはゥヱハがその姿勢を変えるよ うにしたりして、 常に最適な加工状態を維持するような工夫がなされてい る。
例えば、 米国特許第 6 , 2 5 1 , 2 1 5号に開示の研磨装置では、 ゥェ ハを保持するへッ ド部に柔軟性に富んだゴムシートを用い、 ゴムシートの 裏面側に空気圧を作用させてこのゴムシートを介してウェハを研磨部材と なる研磨パッ ドに押し付けるように構成されている。 また、 特開平 1 0— 2 3 5 5 5 5号公報に開示の装置では、 ウェハを保持するへヅド部がボー ルジョイント構造を介して回転駆動軸に連結されて、 へッ ド部がボールジ ョイント部を介して揺動自在な状態で回転駆動されるように構成されてい る。このようにゴムシートゃ、ボールジョイント構造を用いることにより、 研磨パッ ドが貼り付けられる定盤の回転精度や研磨パッドの厚みのバラヅ キに応じてその姿勢が柔軟に変化し、 ゥヱハが研磨パッドに常に均一に接 触し、 均一な表面研磨を行うことができるようになつている。
上記構成とは逆に、 研磨部材側すなわち研磨パッドの姿勢を柔軟に変化 させることができるようにする構成の装置も知られている。この装置では、 例えば、 ウェハチャックにウェハがその被研磨面を上方に向けて （フェイ スアツプ状態で）真空吸着され、 ウェハチャックとともに回転駆動される。 このウェハの上方にこれと対向して研磨ヘッドが配設されており、 研磨へ ッドは、ウェハの被研磨面と接触する研磨パッ ドを貼り付けた研磨部材と、 これを柔軟に支えるドライブプレートおよびゴムシート （ダイァフラム） と、 これらに空気圧を加えるための圧力室を構成するための内部空間が形 成されたへッ ドハウジングとを有して構成される。
へッ ドハウジングの下端外周においてドライブプレートおよびゴムシ一 トの外周が接合され、 ドライブプレートおよびゴムシートが内周部におい て研磨部材と結合されており、 へッ ドハウジングの内部空間がこれら ドラ ィブプレートおよびゴムシー卜により覆われて圧力室が形成されている。 この結果、 研磨部材はドライブプレートを介してへッ ドハウジングに支持 され、且つゴムシートを介して圧力室内の空気圧を均一に受ける。そして、 へッ ドハウジングが回転駆動されるとドライブプレートを介して研磨部材 に回転駆動力が伝達されて全体が回転されるようになっている。
このような構成の研磨装置を用いたウェハの研磨加工は、 研磨パッドを 回転させながらウェハチャックに回転保持されたウェハの被研磨面に当接 させて行われ、 このとき、 研磨パッ ドは回転しながらウェハに対して水平 方向へ往復運動をすることで、 ウェハの全表面が均一に研磨加工される。 この方式の研磨装置においては、 研磨へッ ドとともに回転するウェハのデ バイス面 （被研磨面） に押しつけられる。 このとき、 研磨ヘッドには揺動 運動と呼ばれる水平な往復運動がさらに与えられることによって、 ウェハ のデバイス面の前面を均一に研磨することができるようになつている。 な お、 研磨部材 （研磨パッ ド） によるウェハに対する研磨推力 Fは式 （ 1 ) で表される。
F = W + P X S · · . ( 1 )
ここで、 Wは研磨部材等の自重であり、 Pはへッドハウジング（圧力室） 内の空気圧であり、 Sは研磨部材における受圧面積である。
一方、 研磨パッ ドはそれそれの研磨が開始される前に、 パッドコンディ ショナ一 （ドレヅサ一） と呼ばれる工具によってパッ ド材質の表面を 2〜 3 z m程度除去する加工を行う。 このパッ ドコンディショナ一の構造は、 表面に粒状のダイヤモンドが電着されたディスクを、 回転させつつ一定の 押し付け力で研磨パッドに押し付け、 研磨パッ ドの表面の研磨を行うもの である。
従って、 ウェハの研磨加工の度に研磨パヅ ドが 2〜 3 / m除去されるこ とになり、 5 0 0枚のウェハが研磨されると、研磨パッドの表面は 1〜 1 . 5 mm取り除かれることになる。 当然に、 研磨パッ ドの表面が取り除かれ ることは、 研磨パッドの厚みが薄くなることを意味し、 例えば、 初期厚み が 3 mmの研磨パッ ドは、 5 0 0枚のウェハを研磨すると 1 . 5〜2 mm の厚みへと薄くなることを意味している。
研磨装置でウェハを連続加工すると、 使用している研磨パッドの厚みが 上述したパッ ドコンディショナ一の働きによって次第に薄くなつていく。 また、 研磨加工するウェハの厚みにもバラツキがあり、 3 0 0 mmウェハ では 7 7 5 z m程度が標準であるが、 実際には数十 / mのバラツキがある ことが知られている。 研磨装置における研磨へッ ドのウェハチャック上の 高さも、 装置を構成する金属の熱膨張係数からおよそ 0. 2mm程度変化 すると考えられる。 これらの要因により、 研磨へヅ ドにおける研磨パッ ド を貼り付けた研磨部材の高さはウェハの処理毎に変化し、 それによつてド ラィブリングの形状もゥェハの処理毎に変化することになる。
なお、 これらの従来技術については、特開平 1 1— 15671 1号公報、 米国特許第 625 12 15号公報、 特開平 10— 235555号公報を参 照されたい。
上述したように、 研磨パッドの厚みの変化分のみを考慮しても、 研磨部 材の高さの変化量は最大で約 2 mm程度となるので、 ドライブリングの形 状は最大で 2 mm程度変化することになる。 なお、 ドライブリングは薄い 鋼板で作られているが、 当然に弾性係数を有しており、 例えば、 従来にお いてよく使用される ドライブリングのバネ定数は 520 g /mm程度であ る。 このため、 ドライブリングの形状が 2 mm変化する場合には、 ドライ プリングで生じる弾性力は計算上で （520 x2 =) 1040 gとなり、 この値がパッ ド厚み変化による研磨推力 Fの誤差となってしまう。従って、 研磨パッドの厚みが減少した場合には、 ドライプリングで生じる弾性力を f とすると、 研磨推力 Fは式 （2) で表される。
F =W+P X S - f · · · ( 2 )
また、 研磨部材の高さが変化するとゴムシートの形状が変形する。 図 1 0 (a) , 図 10 (b) は研磨部材 50 1の上下によるゴムシート 503 (ダイァフラム） の形状の変化を示す図である。 図 10 (a) において、 ゴムシート 503におけるへこみ部 504の中央部付近より内側に囲まれ る領域 （の面積） が、 研磨部材 50 1におけるへヅ ドハウジング 502内 の空気圧を受け止める受圧面 （受圧面積 S) として近似される。 なお、 研 磨部材 501およびゴムシート 503は円盤状に形成されており、 受圧面 の形状は円形となっている。 そして、 受圧面 （受圧面積 S) の直径 Dは式 (3) のように近似される。
D= (ID + OD) /2 . · · (3)
ここで、 I Dはゴムシート 503と研磨部材 501との接触部外径であ り、 ODはゴムシ一ト 503とへヅ ドハウジング 502との接触部内径で ある。
さて、 図 10 (b) は研磨部材 501が下降した場合の図である。 この 場合、 ゴムシート 503が研磨部材 501から浮き上がって、 ゴムシート 503に浮き上がり部 505が生じる現象がおきるため、 ゴムシ一ト 50 3と研磨部材 50 1との接触部外径 I Dが変化して（小さくなつて） I D' となり、 受圧面 （受圧面積 S) の直径 Dが変化し D' となる。 なお、 直径 D' は、 式 （4) のように近似される。
D' ^ (ID' +OD) /2 · · · (4)
このため、 へッ ドハウジング内の空気圧 Pを受けて研磨部材の高さが変 化すると研磨部材における受圧面積 Sが変化し、 へッ ドハウジング内の空 気圧 Pと研磨部材によるウェハに対する研磨推力 Fとの関係に線形性が見 られなくなってしまう。 発明の開示
本発明は、 このような問題に鑑みてなされたものであり、 研磨パッ ドの 厚み変化による研磨部材 （研磨パッ ド） の研磨推力の誤差を低減させると ともに、 へッ ドハウジング内の空気圧に対する研磨推力の線形性を向上さ せた研磨装置を提供することを目的とする。
また、 この研磨装置を用いた半導体デバイス製造方法および半導体デバ イスを提供することを目的とする。
このような目的達成のため、 第 1の本発明に係る研磨装置は、 研磨対象 物を保持する対象物保持具と、 研磨対象物の被研磨面と対向する面に研磨 面が設けられた研磨部材を有する研磨へッドとを備え、 研磨面を被研磨面 に当接させながら相対移動させて被研磨面の研磨を行うように構成され、 前記研磨へッドは、 被研磨面と対向する面に開口を有するへッ ドハウジン グと、 このへッドハウジングに設けられて研磨部材を保持するプレート保 持部とを有し、 前記研磨部材は前記ヘッドハウジングにその開口を塞ぐよ うに設けられ、 前記へッ ドハウジング内に給排される空気を利用して被研 磨面に向かう方向へ往復移動可能に構成されており、 前記プレート保持部 は、 前記へッドハウジング内に設けられた被研磨面に向かう方向へ延びる スライ ドガイ ド部材と、 このスライ ドガイ ド部材に被研磨面に向かう方向 へ往復移動可能に設けられたスライ ド部材と、 このスライ ド部材に設けら れ、 前記研磨部材を揺動可能に保持する揺動保持部材とを有して構成され ていることを特徴とする。
なお、 この研磨装置において、 前記研磨部材と前記スライ ド部材とに跨 つて、 前記研磨部材の揺動緩衝機構が設けられるのが好ましい。
この場合に、 前記揺動緩衝機構に、 前記研磨部材を被研磨面と対向する 位置に付勢する付勢パネが設けられているのが好ましい。
次に、 第 2の本発明に係る研磨装置は、 研磨対象物を保持する対象物保 持具と、 研磨対象物の被研磨面と対向する面に研磨面が設けられた研磨部 材を有する研磨へッドとを備え、 研磨面を被研磨面に当接させながら相対 移動させて被研磨面の研磨を行うように構成され、 前記研磨へッ ドは、 被 研磨面と対向する面に開口を有するへッドハウジングと、 前記へッ ドハウ ジングの内側部に設けられたリング部材とを有し、 前記研磨部材は前記へ ッ ドハウジングに前記開口を塞ぐように設けられ、 前記へッドハウジング 内に給排される空気を利用して被研磨面に向かう方向へ往復移動可能に構 成されており、 前記リング部材は前記へッ ドハウジング内に位置する前記 研磨部材の周囲を囲んで前記研磨部材の外周部との間に所定の隙間が生じ 7
るように形成されていることを特徴とする。
この研磨装置において、 前記へッ ドハウジングに前記研磨部材を保持す るプレート保持部が設けられており、 前記プレート保持部は、 前記ヘッ ド ハウジング内に設けられた被研磨面に向かう方向へ延びるスライ ドガイ ド 部材と、 前記スライ ドガイ ド部材に被研磨面に向かう方向へ往復移動可能 に設けられたスライ ド部材と、 前記スライ ド部材に設けられ、 前記研磨部 材を摇動可能に保持する揺動保持部材とを有して構成されるのが好ましい ( さらに、 前記研磨部材と前記スライ ド部材とに跨って、 前記研磨部材の 揺動緩衝機構が設けられているのが好ましい。
そしてこの場合に、 前記揺動緩衝機構に、 前記研磨部材を前記被研磨面 と対向する位置に付勢する付勢パネが設けられているのが好ましい。
なお、 以上の構成の第 1および第 2の本発明に係る研磨装置において、 前記へッドハウジングに、 前記へッ ドハウジング内に空気を供給するため の吸気口が設けられるとともに、 前記へッ ドハウジング内から空気を排出 するための排気口が前記吸気口とは別に設けられているのが好ましい。 そしてさらに、 一端が前記吸気口に繋がって設けられたエア供給管と、 前記エア供給管の他端に繋がって設けられ、 前記エア供給管および前記吸 気口を介して前記へッドハウジング内に空気を供給可能なエア供給部と、 一端が前記排気口に繋がって設けられた排気管と、 前記排気管の他端に繋 がって設けられ、 前記排気口および前記排気管を介して前記ヘッ ドハウジ ング内から空気を排出可能なエア排出部と、 前記へッ ドハウジング内にお ける空気圧が所望の空気圧となるように前記ェァ供給部および前記ェァ排 出部の作動を制御する空気圧制御部とを備えて構成されるのが好ましい。 この研磨装置においては、 前記エア供給管内の空気圧を測定可能な供給 側圧力測定部と、 前記排気管内の空気圧を測定可能な排気側圧力測定部と を備え、 前記空気圧制御部が、 前記供給側圧力測定部に測定された前記ェ ァ供給管内の空気圧と、 前記排気側圧力測定部に測定された前記排気管内 の空気圧とを基に前記へッドハウジング内における空気圧を測定し、 測定 された前記へッ ドハウジング内における空気圧が所望の空気圧となるよう に前記エア供給部および前記エア排出部の作動を制御するように構成する のが好ましい。
一方、 本発明に係る半導体デバイス製造方法は、 前記研磨対象物が半導 体ウェハであり、 上述の構成を有した本発明に係る研磨装置を用いて半導 体ウェハの表面を平坦化する工程を有することを特徴とする。
また、 本発明に係る半導体デバイスは、 このような半導体デバイス製造 方法により製造されたことを特徴とする。 図面の簡単な説明
図 1は、本発明に係る研磨装置の一例である C M P装置の正面図である。 図 2は、 C M P装置に構成される研磨へッドの正面図（断面図）である。 図 3は、 研磨ヘッドの第二実施形態を示す正面図 （断面図） である。 図 4は、 図 3中の矢印 IV— IVに沿った平断面図である。
図 5は、 揺動保持部材の側面図である。
図 6は、 揺動緩衝機構の側断面図である。
図 7は、 研磨ヘッドの第三実施形態を示す正面図 （断面図） である。 図 8は、 本発明に係る半導体デバイスの製造プロセスを示すフローチヤ ートである。
図 9は、 研磨へッ ドと接続されるエア回路を模式的に示した説明図であ る。
図 1 0 ( a ) および図 1 0 ( b ) は、 従来の研磨装置において、 研磨部 材の上下によるゴムシートの形状の変化を順に示す図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。 本 発明に係る研磨装置の代表例である C M P装置 （化学的機械的研磨装置） を図 1に示している。 この C M P装置 1は、 研磨対象物たるウェハ 9 0を その上面側に着脱自在に吸着保持可能なゥヱハ保持テーブル 9 5と、 この ウェハ保持テーブル 9 5の上方位置に設けられ、 ゥヱハ保持テーブル 9 5 上に保持されたウェハ 9 0の被研磨面 9 1と対向する研磨パッ ド 6 5が取 り付けられた研磨部材 5 0を保持してなる研磨へッ ド 3 0とを備えて構成 されている。 この C M P装置 1では、 研磨パッ ド 6 5の寸法 （直径） は研 磨対象たるウェハ 9 0の寸法 （直径） よりも小さく （すなわち研磨パッ ド 6 5はウェハ 9 0よりも小径であり） 、 研磨パッ ド 6 5をウェハ 9 0に接 触させた状態で双方を相対移動させることにより、 ウェハ 9 0の被研磨面 (上面） 9 1全体を研磨できるようになつている。
これらゥヱハ保持テーブル 9 5と研磨へッ ド 3 0とを支持する支持フレ ーム 2 0は、 水平な基台 2 1と、 この基台 2 1上に Y方向 （紙面に垂直な 方向でこれを前後方向とする） に延びて設けられたレール （図示せず） 上 を Y方向に移動自在に設けられた第 1ステージ 2 2と、 この第 1ステージ 2 2から垂直 （Z方向） に延びるように設けられた垂直フレーム 2 3と、 この垂直フレーム 2 3上を Z方向 （上下方向） に移動自在に設けられた第 2ステージ 2 4と、 この第 2ステージ 2 4上から水平 （X方向） に延びる ように設けられた水平フレーム 2 5と、 この水平フレーム 2 5上を X方向 (左右方向） に移動自在に設けられた第 3ステージ 2 6とを有して構成さ れている。
第 1ステージ 2 2内には第 1電動モー夕 M 1が設けられており、 これを 回転駆動することにより第 1ステージ 2 2を上記レールに沿って Y方向に 移動させることができる。 第 2ステージ 2 4内には第 2電動モー夕 M 2が 設けられており、 これを回転駆動することにより第 2ステージ 2 4を垂直 フレーム 2 3に沿って Z方向に移動させることができる。 また、 第 3ステ —ジ 2 6内には第 3電動モー夕 M 3が設けられており、 これを回転駆動す ることにより第 3ステージ 2 6を水平フレーム 2 5に沿って X方向に移動 させることができる。 このため、 上記電動モー夕 M 1〜M 3の回転動作を 組み合わせることにより、 第 3ステージ 2 6をウェハ保持テーブル 9 5上 方の任意の位置に移動させることが可能である。
ウェハ保持テーブル 9 5は基台 2 1上に設けられたテーブル支持部 2 7 から上方に垂直に延びて設けられた回転軸 2 8の上端部に水平に取り付け られている。 この回転軸 2 8はテ一ブル支持部 2 7内に設けられた第 4電 動モー夕 M 4を回転駆動することにより回転されるようになつており、 こ れによりウェハ保持テーブル 9 5を X Y面 （水平面） 内で回転させること ができる。
研磨へッ ド 3 0は第 3ステージ 2 6から下方に垂直に延びて設けられた スピンドル 2 9の下端部に取り付けられている。 このスピンドル 2 9は第 3ステージ 2 6内に設けられた第 5電動モー夕 M 5を回転駆動することに より回転されるようになつており、 これにより研磨へッ ド 3 0全体を回転 させて研磨パヅ ド 6 5を X Y面 （水平面） 内で回転させることができる。 研磨ヘッ ド 3 0は、 図 2に示すように、 スピンドル 2 9の下端部にボル ト B 1により連結部材 1 1を介して連結された下面側に開口を有する有底 円筒状のへヅ ドハウジング 1 0と、 へヅ ドハウジング 1 0内の上側部にボ ルト B 2を用いて取り付けられた保持リング 3 1と、 保持リング 3 1の下 面側にボルト B 3を用いて取り付けられたリング部材 3 2と、 これら保持 リング 3 1とリング部材 3 2により外周部が挟持された円盤状のドライブ プレート 3 3と、 ドライブプレート 3 3下面側に位置して取り付けられた 研磨部材 5 0とを備えて構成される。 ドライブプレート 3 3は、 オーステナイ ト系ステンレス板等の金属板を 用いて中央に円形孔 3 3 aを有する円盤状に形成され、 その外周部が保持 リング 3 1とリング部材 3 2とに挟持されて固定されるようになっている c ドライブプレート 3 3には、 同心円状に並んだ多数の開孔 （図示せず） が 形成されており、 各開孔をへッ ドハウジング 1 0内の空気が通過できるよ うになつている。
研磨部材 5 0は、 ドライブプレート 3 3の下面側に位置して取り付けら れた円盤状の基準プレート 5 1と、 この基準プレート 5 1の下面に真空吸 着により着脱自在に取り付けられる研磨工具 6 0とを備えて構成される。 基準プレート 5 1は、上部外径がリング部材 3 2の内径より僅かに小さく、 下部外径がへヅドハウジング 1 0の下端におけるフランジ 1 0 aの内径 (すなわち、 開口の径） より若干小さい径を有する段付円盤状に形成され る。 そして、 基準プレート 5 1がへッドハウジング 1 0の開口を塞いでへ ッ ドハウジング 1 0内を密封状態にし、 へヅドハウジング 1 0内に圧力室 H Iが形成される。
連結部材 1 1の中央部には、 吸気口 1 2が形成されており、 スピンドル
2 9の内部中央に貫通形成されたエア供給路 8 0の空気がこの吸気口 1 2 を通過してへヅドハウジング 1 0内 （圧力室 H 1 ) に供給されるようにな つている。 なお、 エア供給路 8 0は図示しないエア供給源 （詳細は後述す る） に繋がっており、 エア供給源から供給される空気によりへヅ ドハウジ ング 1 0内の空気圧を所望の圧力に加圧調整できるようになつている。 基準プレート 5 1の中央部上面側には、 ドライブプレート 3 3の円形孔
3 3 aよりも若干小さい半径を有する円盤状の中心部材 5 5がボルト B 4 により固定されており、 この中心部材 5 5に芯合わせをされたドライブプ レート 3 3の内周部が、 基準プレート 5 1とこの基準プレート 5 1の上面 側にボルト B 5により固定された固定リング 5 6との間に挟持される。 こ のように基準プレート 5 1はドライブプレ一ト 3 3を介してへッ ドハウジ ング 1 0に固定されており、 スピンドル 2 9の回転駆動力がドライブプレ —ト 3 3を介して基準プレート 5 1に伝達される。
なお、 基準プレート 5 1の外周部から外方に張り出したフランジ 5 1 a の外径は、 ヘッドハウジング 1 0の下端内周部から内方に張り出したフラ ンジ 1 0 aの内径よりも大きく形成されており、 基準プレート 5 1がへッ ドハウジング 1 0から抜け出ることがないようになつている。
研磨工具 6 0は、 基準プレート 5 1とほぼ同じ外径を有する円盤状のパ ッドブレ一ト 6 1と、 このパヅ ドブレ一ト 6 1の下面である研磨パヅド取 付面 6 1 aに取り付けられた円形の研磨パッド （研磨布） 6 5とから構成 される。 ここで、 研磨パッド 6 5は研磨により劣化していく消耗品である ため、 上記研磨パッド取付面 6 1 aに着脱自在に取り付け可能にして （例 えば接着剤による） 、 交換作業を容易にしている。 なお、 研磨パッド 6 5 の下面側が、 ウェハ 9 0の被研磨面 9 1と対向する研磨面 6 6となってい る。
図 2に示すように、 基準プレート 5 1の内部には下面側に複数の吸着開 口を有する空気吸入路 7 1が形成されており、 この空気吸入路 7 1は中心 部材 5 5側にも延びてヘッドハウジング 1 0の圧力室 H 1側に開口してい る。 この開口部にはスピンドル 2 9のエア供給路 8 0内を延びた吸入管 7 2が接続されており、 基準プレート 5 1の下面側にパッドブレ一ト 6 1を 位置させた状態でこの吸入管 7 2から空気を吸入することにより、 パッ ド プレート 6 1を基準プレート 5 1に吸着取り付けできるようになつている ( ここで、 パッ ドブレート 6 1は基準プレート 5 1との間に設けられたセン タービン P 1と位置決めピン P 2とにより芯出しと回転方向の位置決めと がなされる。
また、 エア供給路 8 0内には図示しない研磨剤供給装置と繋がる研磨剤 供給管 8 1が延びており、 スピンドル 2 9と中心部材 5 5との間に位置す る接続具 8 2を介して、 中心部材 5 5を貫通して設けられた流路 8 3、 セ ン夕一ピン P 1内を貫通する流路 8 4、 パッ ドブレート 6 1内に設けられ た流路 8 5および研磨パッド 6 5に設けられた流路 （図示せず） とに繋が つている。
さて、 リング部材 3 2は、 基準プレート 5 1の上部外径より僅かに大き い内径を有するリング状に形成され、 へッ ドハウジング 1 0内に位置する 基準プレート 5 1上部の周囲を囲んで、 リング部材 3 2の内周面と基準プ レート 5 1の上部外周面との間に所定の隙間 S 1が生じるように構成され る。 そして、 基準プレート 5 1の中央上面で圧力室 H 1内の空気圧を受け て、 ドライブプレート 3 3の下面側に取付保持された基準プレート 5 1、 すなわち研磨部材 5 0が上下方向 （被研磨面 9 1へ向かう方向） へ往復移 動できるようになつている。
これにより、 リング部材 3 2の内径が基準プレ一ト 5 1の上部外径より 僅かに大きいため隙間 S 1の断面積が非常に小さくなり、 へッドハウジン グ 1 0内に形成された圧力室 H 1内の空気がこの隙間 S 1を通過して圧力 室 H 1の外部へ流出することが防止されるため、 ゴムシート等の密閉手段 を用いずにへッ ドハウジング 1 0の内部に圧力室 H 1を形成することがで きる。 そのため、 研磨部材 5 0の上下移動によりゴムシートが変形して研 磨部材 5 0 (基準プレート 5 1 ) における受圧面積が変化するのを回避す ることができ、へヅ ドハウジング 1 0内の空気圧に対する研磨部材 5 0 (研 磨パッ ド 6 5 ) の研磨推力の線形性を向上させることができる。 そして、 研磨パヅ ド 6 5をウェハ 9 0に押しつける際の加圧制御におけるコント口 ール性能を向上させることができ、 ウェハ 9 0の加工精度を向上させるこ とができる。
なお、 リング部材 3 2の下面側と基準プレート 5 1の縁部上面側との間 には、 隙間 S 1を介して圧力室 H 1と連通するラビリンス空間 H 2が形成 され、 へッ ドハウジング 1 0の側部にこのラビリンス空間 H 2と繋がる排 気通路 1 3が形成されている。 排気通路 1 3は、 へヅ ドハウジング 1 0の 上面側に形成された排気口 1 4まで延びて形成されており、 へッ ドハウジ ング 1 0内の空気がラビリンス空間 H 2から排気通路 1 3および排気口 1 4を通過して、 へッ ドハウジング 1 0の外部へ排出されるようになってい る。
排気口 1 4には、 ジョイント 1 5および排気管 1 6が取り付けられてお り、 排気通路 1 3がジョイント 1 5を介して排気管 1 6と繋がるようにな つている。 排気管 1 6は、 図示しない真空源 （詳細は後述する） に繋がつ ており、 へッ ドハウジング 1 0内の空気圧を所望の圧力に減圧調整できる ようになつている。 これより、 排気口 1 4が吸気口 1 2とは別に形成され ているため、 へヅ ドハウジング 1 0内の空気圧を加圧から減圧 （もしくは 減圧から加圧） に切り替える際の反応速度を向上させることができ、 研磨 パッド 6 5をゥヱハ 9 0に押しつける際の加圧制御における制御速度を向 上させることができる。
このような構成の C M P装置 1を用いてウェハ 9 0の研磨を行うには、 先ずウェハ保持テーブル 9 5の上面に研磨対象となるウェハ 9 0を吸着取 り付けし （このときウェハ 9 0の中心はウェハ保持テ一プル 9 5の回転中 心に一致させる） 、 電動モー夕 M 4を駆動してウェハ保持テ一ブル 9 5を 回転させ ¾。 次に電動モー夕 M 1〜M 3を駆動して第 3移動ステージ 2 6 をウェハ 9 0の上方に位置させ、 電動モ一夕 M 5によりスピンドル 2 9を 駆動して W磨へッ ド 3 0を回転させる。 続いて電動モー夕 M 2を駆動して 第 3ステージ 2 6を降下させ、 研磨パヅ ド 6 5の下面 （研磨面） をウェハ 9 0の上面 （被研磨面） に押し当てるようにする。
次に、 エア供給源からヘッドハウジング 1 0内に空気を供給したり、 真 空源を利用してへッ ドハウジング 1 0内から空気を排出したりして、 圧力 室 H 1内の空気圧を調整しウェハ 9 0と研磨パッ ド 6 5との接触圧を所定 の値に設定する。 そして、 電動モー夕 Ml， M 3を駆動して研磨ヘッ ド 3 0を X Y方向 （ウェハ 9 0と研磨パッド 6 5との接触面の面内方向） に摇 動させる。 このとき同時に、 研磨剤供給装置より研磨剤 （シリカ粒を含ん だ液状のスラリー） を圧送し、 研磨パッ ド 6 5の下面側に研磨剤を供給さ せる。 これにより、 ウェハ 9 0の被研磨面 9 1は、 研磨剤の供給を受けつ つウェハ 9 0自身の回転運動と研磨へヅ ド 3 0の （すなわち研磨パッ ド 6 5の） 回 及び揺動運動とにより研磨される。
このようにしてウェハ 9 0の被研磨面 9 1の研磨を行っているときに、 研磨パッド 6 5を有する研磨部材 5 0は、 ドライブプレート 3 3を介して へッドハ ジング 1 0に支持されているため、 ドライブプレート 3 3の弹 性変形により研磨へッド 3 0の回転精度や研磨パッ ド 6 5の厚みのバラヅ キに応じて研磨部材 5 0の姿勢が変動し、 被研磨面 9 1の均一な研磨を行 。 ：
ここで、 研磨へッ ド 3 0と接続されるエア回路について図 9を参照しな がら説明する。 研磨へッ ド 3 0には、 へッ ドハウジング 1 0内に空気を供 給するためのエア供給管 8 1と、 ヘッドハウジング 1 0内から空気を排出 するための排気管 1 6とが接続されている。
エア供給管 8 1は、 詳細図示しないが、 一端がスピンドル 2 9のエア供 給路 8 0を介して研磨へッ ド 3 0の吸気口 1 2に繋がるとともに （図 2を 参照） 、 他端がエア供給源 8 2に繋がるようになつている。 エア供給管 8 1の他端側には供給側レギユレ一夕 8 3が配設されており、 エア供給源 8 2から供給される空気の空気圧を調節できるようになつている。 なお、 ェ ァ供給源 8 2および供給側レギユレ一夕 8 3は、 本発明に係るエア供給部 となっている。 一方、 排気管 1 6は、 詳細図示しないが、 一端がジョイント 1 5を介し て研磨へヅド 3 0の排気口 1 4に繋がるとともに （図 2を参照） 、 他端が 真空源 8 4に繋がるようになつている。 排気管 1 6の他端側には排気側レ ギユレ一夕 8 5が設けられており、 排気管 1 6内の空気圧を調節できるよ うになつている。 なお、 真空源 8 4および排気側レギユレ一夕 8 5は、 本 発明に係るエア排出部となっている。 また、 供給側レギユレ一夕 8 3およ び排気側レギユレ一夕 8 5は圧力制御部 8 8と電気的に接続されており、 圧力制御部 8 8からの作動信号を受けて供給側レギユレ一夕 8 3および排 気側レギユレ一夕 8 5が作動するようになっている。
さらに、 エア供給管 8 1と排気管 1 6に跨って差圧計 8 6が配設されて いる。 差圧計 8 6は、 エア供給管 8 1内の空気圧を測定可能な供給側圧力 測定部 8 6 aと、 排気管 1 6内の空気圧を測定可能な排気側圧力測定部 8 6 bとを有して構成され、 供給側圧力測定部 8 6 aおよび排気側圧力測定 部 8 6 bに測定されたエア供給管 8 1および排気管 1 6内の空気圧を基に、 エア供給管 8 1内の空気圧と排気管 1 6内の空気圧との差圧を測定し、 そ の測定信号を圧力制御部 8 8に出力するようになっている。
圧力制御部 8 8は、 前述したように、 供給側レギユレ一夕 8 3および排 気側レギユレ一夕 8 5、 並びに差圧計 8 6と電気的に接続されている。 そ して、 圧力制御部 8 8は、 差圧計 8 6に測定されたエア供給管 8 1内の空 気圧と排気管 1 6内の空気圧との差圧を基に研磨へッ ド 3 0におけるへッ ドハウジング 1 0 (圧力室 H I ) 内の空気圧を測定し、 測定されたヘッ ド ハウジング 1 0内の空気圧が予め設定入力された所望の空気圧となるよう に、 供給側レギユレ一夕 8 3および排気側レギユレ一夕 8 5に作動信号を 出力するようになっている。
このような構成のエア回路において、 作業者が図示しない入力装置を用 いてへッ ドハウジング 1 0内における所望の空気圧を設定入力すると、 圧 力制御部 8 8は、 差圧計 8 6に測定されたエア供給管 8 1内の空気圧と排 気管 1 6内の空気圧との差圧を基にへッ ドハウジング 1 0内の空気圧を測 定し、 測定されたへッ ドハウジング 1 0内の空気圧が設定入力された所望 の空気圧となるように供給側レギユレ一夕 8 3および排気側レギユレ一夕 8 5に作動信号を出力し、 供給側レギユレ一夕 8 3および排気側レギユレ 一夕 8 5を作動させる。
そして、 エア供給源 8 2から供給側レギユレ一夕 8 3を介してエア供給 管 8 1内に供給された空気は、 エア供給管 8 1内おょぴスピンドル 2 9の エア供給路 8 0を通過した後、 吸気口 1 2を通過してへヅ ドハウジング 1 0内に供給される。 さらに、 ヘッドハウジング 1 0内の空気は、 排気口 1 4からジョイント 1 5および排気管 1 6内を通過し、 排気側レギユレ一夕 8 5を介して真空源 8 4から外部に排出される。
以上のようにエア回路を構成すれば、 へッ ドハウジング 1 0内の空気圧 を加圧から減圧 （もしくは減圧から加圧） に切り替える際の反応速度を向 上させることができ、 研磨パッ ド 6 5をウェハ 9 0に押しつける際の加圧 制御における制御速度を向上させることができる。また、研磨部材 5 0 (研 磨パッ ド 6 5 ) を下方へ移動させる推力と研磨部材 5 0を上方へ移動させ る推力とがほぼ同じ値となるように制御することができ、 研磨パヅ ド 6 5 をウェハ 9 0に押しつける際の加圧制御におけるコントロール性能を向上 させることができる。 さらに、 供給側圧力測定部 8 6 aと排気側圧力測定 部 8 6 bとを有する差圧計 8 6を用いることで、 回転するへッ ドハウジン グ 1 0内の空気圧を容易に測定することができる。
次に、研磨へッドの第二実施形態について図 3を参照しながら説明する。 第二実施形態における研磨ヘッ ド 1 3 0は、 スピンドル （図示せず） の下 端部に連結された下面側に開口を有する有底円筒状のへッ ドハウジング 1 1 0と、 へッ ドハウジング 1 1 0内の上側部に取り付けられたリング部材 1 3 2と、 へ 、 j、 ドハウジング 1 1 0内の上底部に取り付けられたプレ一ト 保持部 1 4 0と、 プレート保持部 1 4 0に保持された研磨部材 1 5 0とを 備えて構成される。
プレート保持部 1 4 0は、 ヘッドハウジング 1 1 0内の上底部に設けら れて下方へ （被研磨面 9 1に向かう方向へ） 延びる軸状のスライ ドガイ ド 部材 1 4 1 , 1 4 1 , …と、 スライ ドガイ ド部材 1 4 1に上下方向へ往復 移動可能に設けられた円盤状のスライ ド部材 1 4 2と、 スライ ド部材 1 4 2の下端に設けられ、 研磨部材 1 5 0を揺動可能に保持する揺動保持部材
1 4 5とを備えて構成される。 4つのスライ ドガイ ド部材 1 4 1 , 1 4 1 , …は、 図 4に示すように、 円盤状のスライ ド部材 1 4 2における同心円上 に位置して配設されており、 リニアブッシュ 1 4 3を用いてスライ ド部材 1 4 2が上下方向へ （被研磨面 9 1に向かう方向へ） 往復移動可能に取り 付けられる。
スライ ド部材 1 4 2の下端部には、 ハウジング部 1 4 4が形成されてお り、 揺動保持部材 1 4 5が取り付けられるようになつている。 摇動保持部 材 1 4 5は、 図 5に示すように、 ハウジング部 1 4 4に取付固定される第 1リング 1 4 6と、 第 1 リング 1 4 6に第 1軸部 1 4 6 aを介して揺動可 能に連結された第 2リング 1 4 7と、 第 2 リング 1 4 7に第 1軸部 1 4 6 aと直交する第 2軸部 1 4 7 aを介して揺動可能に連結された第 3リング 1 4 8と、 第 3リング 1 4 8に回転可能に保持されて研磨部材 1 5 0の基 準プレー > 1 5 1と連結された第 1軸部 1 4 6 aおよび第 2軸部 1 4 7 a と直交す'る第 3軸部 1 4 9とを備えて構成される。 そして、 この揺動保持 部材 1 4 5に、 研磨部材 1 5 0 (基準プレート 1 5 1 ) が互いに直交する 第 1〜第 3軸部 1 4 6 a , 1 4 7 a , 1 4 9を摇動軸として揺動自在に取 付保持されるようになっている。
このようにして、 研磨部材 1 5 0がプレート保持部 1 4 0に上下方向へ 7899
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(被研磨面 9 1に向かう方向へ） 往復移動可能且つ揺動可能に取付保持さ れ、 スピンドルの回転駆動力がプレート保持部 1 4 0を介して研磨部材 1 5 0 (基準プレート 1 5 1 ) に伝達される。 これにより、 ドライブプレ一 トを用いずに研磨部材 1 5 0を上下方向へ（被研磨面 9 1に向かう方向へ） 往復移動可能且つ揺動可能に保持することができるため、 ドライブリング が弾性変形してこの弾性力が研磨部材 1 5 0 (基準プレート 1 5 1 ) に作 用することがないことから、 研磨パッド 1 6 5の厚みの変化によっては研 磨部材 1 5 0 (研磨パッ ド 1 6 5 ) の研磨推力の誤差は発生しなくなる。 そして、 研磨パッ ド 1 6 5をウェハ 9 0に押しつける際の加圧制御におけ るコントロール性能を向上させることができ、 ウェハ 9 0の加工精度を向 上させるととができる。
なお、 揺動保持部材 1 4 5として、 互いに直交する 2つの回転軸を有し て 2方向の回転運動を伝達可能なジンバル （gimbals) を用いてもよく、 ま た、 ユニバーサルジョイントを用いてもよい。
また、 図 4および図 6に示すように、 研磨部材 1 5 0とスライ ド部材 1 2とに跨って、 研磨部材 1 5 0の揺動緩衝機構 1 3 5が 4つ設けられて j
いる。 これらの揺動緩衝機構 1 3 5 , 1 3 5 , …は、 スライ ド部材 1 4 2 におけるスライ ドガイ ド部材 1 4 1と同じ円上に位置して配設されており、 研磨部材 1 5 0の基準プレート 1 5 1に取り付けられたビストン軸 1 3 6 と、 スライ ド部材 1 4 2に形成されてビス トン軸 1 3 6の頭部に形成され たピストン 1 3 6 aを収容するビストン室 1 3 7とを備えて構成される。 そして、 磨部材 1 5 0の揺動によりピストン 1 3 6 aが上下方向へ移動 すると、 ピストン室 1 3 7の上下に形成されたオリフィス 1 3 7 a， 1 3 7 bをピストン室 1 3 7内外の空気が通過するようになつている。 このよ うにすれば、 ダンパー効果により研磨部材 1 5 0の急激な揺動を回避する ことができる。 さらに、 図 6に示すように、 ピストン室 1 3 7内にピス トン 1 3 6 aを 押圧可能な付勢パネ 1 3 8を設け、 研磨部材 1 5 0 (研磨面 1 6 6 ) を被 研磨面 9 1と対向する位置に付勢するようにしてもよい。 このようにすれ ば、 揺動自在な研磨部材 1 5 0を安定保持することができる。
研磨部材 1 5 0は、 プレート保持部 1 4 0に取付保持された円盤状の基 準プレート 1 5 1と、 この基準プレート 1 5 1の下面に真空吸着により着 脱自在に取り付けられる研磨工具 1 6 0とを備えて構成される。 基準プレ —ト 1 5 1は、 上部外径がリング部材 1 3 2の内径より僅かに小さく、 下 部外径がへッ ドハウジング 1 1 0の下端におけるフランジ 1 1 0 aの内径 (すなわち、 開口の径） より若干小さい径を有する段付円盤状に形成され る。 そして、 基準プレート 1 5 1がへッドハウジング 1 1 0の開口を塞い でへヅ ドハウジング 1 1 0内を密封状態にし、 へッ ドハウジング 1 1 0内 に圧力室 H 1 1が形成される。
へヅ ドハウジング 1 1 0の上部には、 吸気口 1 1 2が形成されており、 吸気口 1 1 2と繋がるエア供給管 1 1 1内の空気がこの吸気口 1 1 2を通 過してへヅ ドハウジング 1 1 0内 （圧力室 H 1 1 ) に供給されるようにな つている。 なお、 エア供給管 1 1 1は図示しないエア供給源に繋がってお り、 エア供給源から供給される空気によりへッ ドハウジング 1 1 0内の空 気圧を所望の圧力に加圧調整できるようになつている。
基準プレート 1 5 1の中央部上面側には、 スライ ド部材 1 4 2に形成さ れた円形孔 1 4 2 aよりも小さい径を有する円筒状の中心部材 1 5 5が固 定されており、 研磨剤供給管 1 8 1との接続具 1 8 2が取り付けられるよ うになつている。 なお、 基準プレート 1 5 1の外周部から外方に張り出し たフランジ 1 5 1 aの外径は、 へヅ ドハウジング 1 1 0の下端内周部から 内方に張り出したフランジ 1 1 0 aの内径よりも大きく形成されており、 基準プレート 1 5 1がへッ ドハウジング 1 1 0から抜け出ることがないよ うになつている。
.研磨工具 1 6 0は、 基準プレート 1 5 1とほぼ同じ外径を有する円盤状 のパヅ ドプレート 1 6 1と、 このパヅ ドプレート 1 6 1の下面である研磨 パッ ド取付面 1 6 1 aに取り付けられた円形の研磨パッ ド （研磨布） 1 6 5とから構成される。 ここで、 研磨パヅ ド 1 6 5は研磨により劣化してい く消耗品であるため、 上記研磨パッ ド取付面 1 6 1 aに着脱自在に取り付 け可能にして （例えば接着剤による）、 交換作業を容易にしている。 なお、 研磨パッド 1 6 5の下面側が、 ウェハ 9 0の被研磨面 9 1と対向する研磨 面 1 6 6となっている。
詳細図示しないが、 第一実施形態における研磨工具 6 0と同様に、 基準 プレート 1 5 1の内部には下面側に複数の吸着開口 （図示せず） を有する 空気吸入路 （図示せず） が形成されており、 この空気吸入路は中心部材 1 5 5側にも延びてへッドハウジング 1 1 0の圧力室 H 1 1側に開口してい る。 この開口部には吸入管 （図示せず） が接続されており、 基準プレート 1 5 1の下面側にパヅドブレート 1 6 1を位置させた状態でこの吸入管か ら空気を吸入することにより、 パッ ドプレート 1 6 1を基準プレート 1 5 1に吸着取り付けできるようになつている。 ここで、 パッ ドプレート 1 6 1は基準プレート 1 5 1との間に設けられたセンタ一ピン P 1 1と位置決 めピン P 1 2とにより芯出しと回転方向の位置決めとがなされる。
また、 図示しない研磨剤供給装置と繋がる研磨剤供給管 1 8 1が中心部 材 1 5 5に取り付けられた接続具 1 8 2と接続されており、 この接続具 1 8 2を介して、 中心部材 1 5 5を貫通して設けられた流路 1 8 3、 セン夕 —ビン P 1 1内を貫通する流路 1 8 4、 そしてパッドプレート 1 6 1およ び研磨パッド 1 6 5に設けられた流路 （図示せず） とに繋がっている。 さて、 リング部材 1 3 2は、 基準プレート 1 5 1の上部外径より僅かに 大きい内径を有するリング状に形成され、 ヘッ ドハウジング 1 1 0内に位 置する基準プレート 1 5 1上部の周囲を囲んで、 リング部材 1 3 2の内周 面と基準プレート 1 5 1の上部外周面との間に所定の隙間 S 1 1が生じる ように構成される。 そして、 基準プレート 1 5 1の中央上面で圧力室 H 1 1内の空気圧を受けて、 プレート保持部 1 4 0に取付保持された基準プレ —ト 1 5 1、 すなわち研磨部材 1 5 0が上下方向 （被研磨面 9 1へ向かう 方向） へ往復移動できるようになつている。
これにより、 リング部材 1 3 2の内径が基準プレート 1 5 1の上部外径 より僅かに大きいため隙間 S 1 1の断面積が非常に小さくなり、 ヘッ ドハ ウジング 1 1 0内に形成された圧力室 H 1 1内の空気がこの隙間 S 1 1を 通過して圧力室 H 1 1の外部へ流出することが防止されるため、 ゴムシー ト等の密閉手段を用いずにへッ ドハウジング 1 1 0の内部に圧力室 H 1 1 を形成することができる。 そのため、 研磨部材 1 5 0の上下移動によりゴ ムシートが変形して研磨部材 1 5 0 (基準プレート 1 5 1 ) における受圧 面積が変化するのを回避することができ、 へッ ドハウジング 1 1 0内の空 気圧に対する研磨部材 1 5 0 (研磨パッド 1 6 5 ) の研磨推力の線形性を 向上させることができる。 そして、 研磨パッ ド 1 6 5をウェハ 9 0に押し つける際の加圧制御におけるコントロール性能を向上させることができ、 ウェハ 9 0の加工精度を向上させることができる。
なお、 リング部材 1 3 2の下面側と基準プレート 1 5 1の縁部上面側と の間には、 隙間 S 1 1を介して圧力室 H 1 1と連通するラビリンス空間 H 1 2が形成され、 へヅドハウジング 1 1 0の側部にこのラビリンス空間 H 1 2と繋がる排気通路 1 1 3が形成されている。 排気通路 1 1 3は、 へヅ ドハウジング 1 1 0の上面側に形成された排気口 1 1 4まで延びて形成さ れており、 へ、 J、 ドハウジング 1 1 0内の空気がラビリンス空間 H 1 2から 排気通路 1 1 3および排気口 1 1 4を通過して、 へッ ドハウジング 1 1 0 の外部へ排出されるようになっている。 4 007899
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排気口 1 1 4には、 ジョイント 1 1 5および排気管 1 1 6が取り付けら れており、 排気通路 1 1 3がジョイント 1 1 5を介して排気管 1 1 6と繋 がるようになっている。 排気管 1 1 6は、 図示しない真空源に繋がってお り、 へッドハウジング 1 1 0内の空気圧を所望の圧力に減圧調整できるよ うになつている。 これより、 排気口 1 1 4が吸気口 1 1 2とは別に形成さ れているため、 へッ ドハウジング 1 1 0内の空気圧を加圧から減圧 （もし くは減圧から加圧） に切り替える際の反応速度を向上させることができ、 研磨パッ ド 1 6 5をウェハ 9 0に押しつける際の加圧制御における制御速 度を向上させることができる。
このような構成の研磨へッド 1 3 0を用いてウェハ 9 0の研磨を行うに は、 先ずウェハ保持テーブル 9 5の上面に研磨対象となるウェハ 9 0を吸 着取り付けし （このときウェハ 9 0の中心はウェハ保持テーブル 9 5の回 転中心に一致させる） 、 電動モ一夕 M 4を駆動してゥヱハ保持テーブル 9 5を回転させる。 次に電動モ一夕 M 1〜M 3を駆動して第 3移動ステージ 2 6をウェハ 9 0の上方に位置させ、 電動モー夕 M 5によりスピンドルを 駆動して研磨へッ ド 1 3 0を回転させる。 続いて電動モー夕 M 2を駆動し て第 3ステージ 2 6を降下させ、 研磨パヅ ド 1 6 5の下面 （研磨面） をゥ ヱハ 9 0の上面 （被研磨面） に押し当てるようにする。
次に、 エア供給源からへヅドハウジング 1 1 0内に空気を供給したり、 真空源を利用してへッドハウジング 1 1 0内から空気を排出したりして、 圧力室 H 1 1内の空気圧を調整しウェハ 9 0と研磨パッ ド 1 6 5との接触 圧を所定の値に設定する。 そして、 電動モー夕 Ml, M 3を駆動して研磨 へヅ ド 1 3 0を X Y方向 （ウェハ 9 0と研磨パヅ ド 1 6 5との接触面の面 内方向） に揺動させる。 このとき同時に、 研磨剤供給装置より研磨剤 （シ リカ粒を含んだ液状のスラリー） を圧送し、 研磨パッ ド 1 6 5の下面側に 研磨剤を供給させる。 これにより、 ゥヱハ 9 0の被研磨面 9 1は、 研磨剤 の供給を受けつつウェハ 9 0自身の回転運動と研磨へヅ ド 1 3 0の （すな わち研磨パッ ド 1 6 5の） 回転及び揺動運動とにより研磨される。
このようにしてゥヱハ 9 0の被研磨面 9 1の研磨を行っているときに、 研磨パッ ド 1 6 5を有する研磨部材 1 5 0は、 プレート保持部 1 4 0に上 下方向へ （被研磨面 9 1に向かう方向へ） 往復移動可能且つ揺動可能に取 付保持されているため、 研磨へッ ド 1 3 0の回転精度や研磨パヅ ド 1 6 5 の厚みのバラツキに応じて研磨部材 1 5 0の姿勢が変動し、 被研磨面 9 1 の均一な研磨を行う。
続いて、 研磨へッ ドの第三実施形態について図 7を参照しながら説明す る。 第三実施形態における研磨ヘッ ド 2 3 0は、 スピンドル 2 2 9の下端 部にボルト B 2 1により連結部材 2 1 1を介して連結された下面側に開口 を有する 底円筒状のへヅ ドハウジング 2 1 0と、 へヅ ドハウジング 2 1 0の内側部に取り付けられたリング部材 2 3 2 と、 ヘッ ドハウジング 2 1 0の内側部におけるリング部材 2 3 2の上部に位置して取り付けられたプ レート保持部 2 4 0と、 プレート保持部 2 4 0に保持された研磨部材 2 5 0とを備えて構成される。
へヅ ドハウジング 2 1 0は、有底円筒状の第 1ハウジング部 2 1 0 aと、 第 1ハウジング部 2 1 0 aに組み付けられるリング状の第 2ハウジング部 2 1 0 bおよび第 3ハウジング部 2 1 0 c並びに第 3ハウジング部 2 1 0 dとからなり、 これらが下面側に開口を有する有底円筒状に組み立てられ る。 そして、 第 1ハウジング部 2 1 0 aと第 2ハウジング部 2 1 O bとに よりプレート保持部 2 4 0のドライブプレート 2 4 1が挟持されるととも に、 第 2ハウジング部 2 1 0 bと第 3ハウジング部 2 1 0 cとにより リン グ部材 2 3 2が挟持されるようになっている。
プレート保持部 2 4 0は、 ヘッ ドハウジングの内側部に取り付けられた 円盤状のドライブプレート 2 4 1と、 ドライブプレート 2 4 1の中央部に 取り付けられた第 1保持リング 2 4 2および第 2保持リング 2 4 3と、 第 1保持リング 2 4 2にリニアプッシュ 2 4 4を用いて上下方向へ （被研磨 面 9 1に向かう方向へ） 往復移動可能に保持され、 下端部が研磨部材 2 5 0の基準プレート 2 5 1に連結固定された複数のスライ ド軸 2 4 5とを備 えて構成される。
ドライブプレート 2 4 1は、 オーステナイ ト系ステンレス板等の金属板 を用いて中央に円形孔 2 4 1 aを有する円盤状に形成され、 その外周部が 第 1ハウジング部 2 1 0 aと第 2ハウジング部 2 1 0 bとに挟持されて固 定されるようになつている。 ドライブプレート 2 4 1には、 同心円状に並 んだ多数の開孔 （図示せず） が形成されており、 各開孔をへヅ ドハウジン グ 2 1 0内の空気が通過できるようになっている。
第 1保持リング 2 4 2および第 2保持リング 2 4 3は、 ドライブプレー ト 2 4 1の円形孔 2 4 1 a内に位置してドライブプレ一ト 2 4 1の内周部 を挟持するようにそれそれ固定される。 そして、 第 1保持リング 2 4 2に は複数のリニアプッシュ 2 4 4が取り付けられ、 このリニアブッシュ 2 4 4にスライ ド軸 2 4 5が上下方向へ （被研磨面 9 1に向かう方向へ） 往復 移動可能に保持されるようになつている。
これ より、 ドライブプレート 2 4 1の弾性変形とスライ ド軸 2 4 5の 往復運 l|jとを利用して、 研磨部材 2 5 0がプレート保持部 2 4 0に上下方 向へ （裨研磨面 9 1に向かう方向へ） 往復移動可能且つ揺動可能に取付保 持され、 スピンドル 2 2 9の回転駆動力がプレート保持部 2 4 0を介して 研磨部材 2 5 0 (基準プレート 2 5 1 ) に伝達される。
研磨部材 2 5 0は、 プレート保持部 2 4 0に取付保持された円盤状の基 準プレート 2 5 1と、 この基準プレート 2 5 1の下面に真空吸着により着 脱自在に取り付けられる研磨工具 2 6 0とを備えて構成される。 基準プレ —ト 2 5 1は、 上部外径がリング部材 2 3 2の内径より僅かに小さく、 下 部外径がへヅ ドハウジング 2 1 0の下端におけるフランジ 2 1 0 eの内径 (すなわち、 開口の径） より若干小さい径を有する段付円盤状に形成され る。 そして、 基準プレート 2 5 1がへヅドハウジング 2 1 0の開口を塞い でへヅドハウジング 2 1 0内を密封状態にし、 ヘッドハウジング 2 1 0内 に圧力室 H 2 1が形成される。
へッ ドハウジング 2 1 0の上部には、 吸気口 2 1 2が形成されており、 スピン ドル 2 2 9の内部中央に貫通形成されたエア供給路 2 8 0の空気が この吸気口 2 1 2を通過してへヅドハウジング 2 1 0内 （圧力室 H 2 1 ) に供給されるようになっている。 なお、 エア供給路 2 8 0は図示しないェ ァ供給源に繋がっており、 エア供給源から供給される空気によりへッドハ ウジング 2 1 0内の空気圧を所望の圧力に加圧調整できるようになつてい o
基準プレート 2 5 1の中央部上面側には、 第 1保持リング 2 4 2に形成 された円形孔 2 4 2 aよりも小さい径を有する円筒状の中心部材 2 5 5が 固定されており、 研磨剤供給管 2 8 1との接続具 2 8 2が取り付けられる ようになつている。 なお、 基準プレート 2 5 1の外周部から外方に張り出 したフランジ 2 5 1 aの外径は、 へッドハウジング 2 1 0の下端内周部か ら内方に張り出したフランジ 2 1 0 eの内径よりも大きく形成されており、 基準プレート 2 5 1がへヅ ドハウジング 2 1 0から抜け出ることがないよ うになつている。
研磨工具 2 6 0は、 基準プレート 2 5 1とほぼ同じ外径を有する円盤状 のパヅ ドプレート 2 6 1 と、 このパッ ドプレート 2 6 1の下面である研磨 パッド取付面 1 6 1 aに取り付けられた円形の研磨パッ ド （研磨布） 1 6 5とから構成される。 ここで、 研磨パッ ド 2 6 5は研磨により劣化してい く消耗品であるため、 上記研磨パッ ド取付面 2 6 1 aに着脱自在に取り付 け可能にして （例えば接着剤による）、 交換作業を容易にしている。 なお、 9
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研磨パッド 2 6 5の下面側が、 ゥヱハ 9 0の被研磨面 9 1と対向する研磨 面 2 6 6となっている。
詳細図示しないが、 第一実施形態における研磨工具 6 0と同様に、 基準 プレート 2 5 1の内部には下面側に複数の吸着開口 （図示せず） を有する 空気吸入路 （図示せず） が形成されており、 この空気吸入路は中心部材 2 5 5側にも延びてへヅドハウジング 2 1 0の圧力室 H 2 1側に開口してい る。 この開口部には吸入管 （図示せず） が接続されており、 基準プレート 2 5 1の下面側にパッドブレ一ト 2 6 1を位置させた状態でこの吸入管か ら空気を吸入することにより、 パッドプレート 2 6 1を基準プレート 2 5 1に吸着取り付けできるようになつている。 ここで、 パッ ドプレート 2 6 1は基準プレート 2 5 1との間に設けられたセンターピン P 2 1と位置決 めビン P 2 2とにより芯出しと回転方向の位置決めとがなされる。
また、 図示しない研磨剤供給装置と繋がる研磨剤供給管 2 8 1が中心部 材 2 5 5に取り付けられた接続具 2 8 2と接続されており、 この接続具 2 8 2を介して、 中心部材 2 5 5を貫通して設けられた流路 2 8 3、 セン夕 —ピン P 2 1内を貫通する流路 2 8 4、 そしてパッ ドプレート 2 6 1およ び研磨パヅド 2 6 5に設けられた流路 （図示せず） とに繋がっている。 さて、 リング部材 2 3 2は、 基準プレート 2 5 1の上部外径より僅かに 大きい内径を有するリング状に形成され、 へッ ドハウジング 2 1 0内に位 置する基準プレート 2 5 1上部の周囲を囲んで、 リング部材 2 3 2の内周 面と基準プレート 2 5 1の上部外周面との間に所定の隙間 S 2 1が生じる ように構成される。 そして、 基準プレート 2 5 1の中央上面で圧力室 H 2 1内の空気圧を受けて、 プレート.保持部 2 4 0に取付保持された基準プレ ート 2 5 1、 すなわち研磨部材 2 5 0が上下方向 （被研磨面 9 1へ向かう 方向） へ往復移動できるようになつている。
これにより、 リング部材 2 3 2の内径が基準プレート 2 5 1の上部外径 より僅かに大きいため隙間 S 2 1の断面積が非常に小さくなり、 へッ ドハ ウジング 2 1 0内に形成された圧力室 H 2 1内の空気がこの隙間 S 2 1を 通過して圧力室 H 2 1の外部へ流出することが防止されるため、 ゴムシー ト等の密閉手段を用いずにへッドハウジング 2 1 0の内部に圧力室 H 2 1 を形成することができる。 そのため、 研磨部材 2 5 0の上下移動によりゴ ムシートが変形して研磨部材 2 5 0 (基準プレート 2 5 1 ) における受圧 面積が変ィ匕するのを回避することができ、 ヘッ ドハウジング 2 1 0内の空 気圧に対する研磨部材 2 5 0 (研磨パッ ド 2 6 5 ) の研磨推力の線形性を 向上させることができる。 そして、 研磨パッド 2 6 5をウェハ 9 0に押し つける際の加圧制御におけるコント口ール性能を向上させることができ、 ウェハ 9 0の加工精度を向上させることができる。
なお、 リング部材 2 3 2の下面側と基準プレート 2 5 1の縁部上面側と の間には、 隙間 S 2 1を介して圧力室 H 2 1と連通するラビリンス空間 H 2 2が形成され、 へヅ ドハウジング 2 1 0の側部にこのラビリンス空間 H 2 2と繋がる排気通路 2 1 3が形成されている。 排気通路 2 1 3は、 へヅ ドハウジング 2 1 0の上面側に形成された排気口 2 1 4まで延びて形成さ れており、 へヅ ドハゥジング 2 1 0内の空気がラビリンス空間 H 2 2から 排気通路 2 1 3および排気口 2 1 4を通過して、 へッ ドハウジング 2 1 0 の外部へ排出されるようになつている。
排気口 2 1 4には、 ジョイント 2 1 5および排気管 2 1 6が取り付けら れており、 排気通路 2 1 3がジョイント 2 1 5を介して排気管 2 1 6と繋 がるようになっている。 排気管 2 1 6は、 図示しない真空源に繋がってお り、 へッドハウジング 2 1 0内の空気圧を所望の圧力に減圧調整できるよ うになっている。 これより、 排気口 2 1 4が吸気口 2 1 2とは別に形成さ れているため、 へヅドハウジング 2 1 0内の空気圧を加圧から減圧 （もし くは減圧から加圧） に切り替える際の反応速度を向上させることができ、 研磨パッド 2 6 5をウェハ 9 0に押しつける際の加圧制御における制御速 度を向上させることができる。
このような構成の研磨へッド 2 3 0を用いてウェハ 9 0の研磨を行うに は、 先ずウェハ保持テーブル 9 5の上面に研磨対象となるウェハ 9 0を吸 着取り付けし （このときウェハ 9 0の中心はウェハ保持テ一ブル 9 5の回 転中心に一致させる） 、 電動モー夕 M 4を駆動してウェハ保持テーブル 9 5を回転させる。 次に電動モー夕 M 1 ~ M 3を駆動して第 3移動ステージ 2 6をゥヱハ 9 0の上方に位置させ、 電動モ一夕 M 5によりスピンドルを 駆動して研磨へッ ド 2 3 0を回転させる。 続いて電動モー夕 M 2を駆動し て第 3ステージ 2 6を降下させ、 研磨パッ ド 2 6 5の下面 （研磨面） をゥ ヱハ 9 0の上面 （被研磨面） に押し当てるようにする。
次に、 エア供給源からへッドハウジング 2 1 0内に空気を供給したり、 真空源を利用してへッドハウジング 2 1 0内から空気を排出したりして、 圧力室 H 2 1内の空気圧を調整しウェハ 9 0と研磨パッ ド 2 6 5との接触 圧を所定の値に設定する。 そして、 電動モー夕 Ml, M 3を駆動して研磨 へヅド 2 3 0を X Y方向 （ウェハ 9 0と研磨パヅ ド 2 6 5との接触面の面 内方向） に揺動させる。 このとき同時に、 研磨剤供給装置より研磨剤 （シ リカ粒を含んだ液状のスラリー） を圧送し、 研磨パッ ド 2 6 5の下面側に 研磨剤を供給させる。 これにより、 ウェハ 9 0の被研磨面 9 1は、 研磨剤 の供給を受けつつウェハ 9 0自身の回転運動と研磨へッ ド 2 3 0の （すな わち研磨パッ ド 2 6 5の） 回転及び揺動運動とにより研磨される。
このようにしてウェハ 9 0の被研磨面 9 1の研磨を行っているときに、 研磨パッド 2 6 5を有する研磨部材 2 5 0は、 プレート保持部 2 4 0に上 下方向へ （被研磨面 9 1に向かう方向へ） 往復移動可能且つ揺動可能に取 付保持されているため、 研磨へッ ド 2 3 0の回転精度や研磨パッ ド 2 6 5 の厚みのバラヅキに応じて研磨部材 2 5 0の姿勢が変動し、 被研磨面 9 1 の均一な研磨を行う。
次に、 本発明に係る半導体デバイスの製造方法の実施例について説明す る。 図 8は半導体デバイスの製造プロセスを示すフローチャートである。 半導体製造プロセスをスタートすると、 まずステップ S 2 0 0で次に挙げ るステップ S 2 0 1〜S 2 0 4の中から適切な処理工程を選択し、 いずれ かのステヅプに進む。
ここで、ステップ S 2 0 1はウェハの表面を酸化させる酸化工程である。 ステップ S 2 0 2は C V D等によりウェハ表面に絶縁膜や誘電体膜を形成 する C V P工程である。 ステップ S 2 0 3はウェハに電極を蒸着等により 形成する電極形成工程である。 ステップ S 2 0 4はウェハにイオンを打ち 込むイオン打ち込み工程である。
C V D工程（S 2 0 2 )もしくは電極形成工程（S 2 0 3 )の後で、ステヅプ S 2 0 5に進む。 ステップ S 2 0 5は C M P工程である。 C M P工程では 本発明による研磨装置により、 層間絶縁膜の平坦化や半導体デバイス表面 の金属膜の研磨、 誘電体膜の研磨等が行われ、 ダマシン （damascene) プ ロセスが^ i用されることもある。
C M P工程（S 2 0 5 )もしくは酸化工程（S 2 0 1 )の後でステップ S 2 0 6に進 。 ステップ S 2 0 6はフォトリソグラフィ工程である。 このェ 程ではウェハへのレジス 卜の塗布、 露光装置を用いた露光によるウェハへ の回路パ 一ンの焼き付け、 露光したウェハの現像が行われる。 さらに、 次のステップ S 2 0 7は現像したレジス ト像以外の部分をエッチングによ り削り、 その後レジス ト剥離が行われ、 エッチングが済んで不要となった レジス トを取り除くェツチング工程である。
次に、 ステップ S 2 0 8で必要な全工程が完了したかを判断し、 完了し ていなければステップ S 2 0 0に戻り、 先のステップを繰り返してウェハ 上に回路パターンが形成される。 ステップ S 2 0 8で全工程が完了したと 判断されればェンドとなる。
本発明による半導体デバイス製造方法では、 C M P工程において本発明 にかかる研磨装置を用いているため、 ウェハの加工精度および歩留まりが 向上する。 これにより、 従来の半導体デバイス製造方法に比べて低コスト で半導体デバイスを製造することができるという効果がある。 なお、 上記 半導体デバイス製造プロセス以外の半導体デバイス製造プロセスの C M P 工程に本発明による研磨装置を用いても良い。 また、 本発明による半導体 デバイス製造方法により製造された半導体デバイスは、 歩留まりが高く低 コストの半導体デバイスとなる。
以上説明したように、 本発明によれば、 研磨パッドを研磨対象物に押し つける際の加圧制御におけるコントロール性能を向上させることができ、 研磨対象物の加工精度を向上させることができる。

Claims

言青 求 の 範 囲
1 . 研磨対象物を保持する対象物保持具と、 前記研磨対象物の被研磨面と 対向する面に研磨面が設けられた研磨部材を有する研磨へッ ドとを備え、 前記研磨面を前記被研磨面に当接させながら相対移動させて前記被研磨 面の研磨を行うように構成された研磨装置において、
前記研磨へヅ ドは、 前記被研磨面と対向する面に開口を有するへッ ド ハウジングと、 前記へッ ドハウジングに設けられて前記研磨部材を保持 するプレート保持部とを有し、
前記研磨部材は前記へッ ドハウジングに前記開口を塞ぐように設けら れ、 前記へッ ドハウジング内に給排される空気を利用して前記被研磨面 に向かう方向へ往復移動可能に構成されており、
前記プレート保持部は、 前記へッ ドハウジング内に設けられた前記被 研磨面に向かう方向へ延びるスライ ドガイ ド部材と、
前記スライ ドガイ ド部材に前記被研磨面に向かう方向へ往復移動可能 に設けられたスライ ド部材と、
前記スライ ド部材に設けられ、 前記研磨部材を摇動可能に保持する揺 動保持部材とを有して構成されていることを特徴とする研磨装置。
2 . 前記研磨部材と前記スライ ド部材とに跨って、 前記研磨部材の摇動緩 衝機構が設けられていることを特徴とする請求項 2に記載の研磨装置。
3 . 前記揺動緩衝機構に、 前記研磨部材を前記被研磨面と対向する位置に 付勢する付勢バネが設けられていることを特徴とする請求項 3に記載の研 磨装置。
. 研磨対象物を保持する対象物保持具と、 前記研磨対象物の被研磨面と 対向する面に研磨面が設けられた研磨部材を有する研磨へッ ドとを備え、 前記研磨面を前記被研磨面に当接させながら相対移動させて前記被研磨 面の研磨を行うように構成された研磨装置において、
前記研磨へッ ドは、 前記被研磨面と対向する面に開口を有するへッ ド ハウジングと、 前記へッ ドハウジングの内側部に設けられたリング部材 とを有し、
前記研磨部材は前記へッドハゥジングに前記開口を塞ぐように設けら れ、 前記へッ ドハウジング内に給排される空気を利用して前記被研磨面 に向かう方向へ往復移動可能に構成されており、
前記リング部材は前記へッ ドハウジング内に位置する前記研磨部材の 周囲を囲んで前記研磨部材の外周部との間に所定の隙間が生じるように 形成されていることを特徴とする研磨装置。
5 . 前記ヘッ ドハウジングに前記研磨部材を保持するプレート保持部が設 けられており、
前記プレート保持部は、 前記へッ ドハウジング内に設けられた前記被 研磨面に向かう方向へ延びるスライ ドガイ ド部材と、
前記スライ ドガイ ド部材に前記被研磨面に向かう方向へ往復移動可能 に設けられたスライ ド部材と、
前記スライ ド部材に設けられ、 前記研磨部材を揺動可能に保持する摇 動保持部材とを有して構成されていることを特徴とする請求項 4に記載 の研磨装置。
6 . 前記研磨部材と前記スライ ド部材とに跨って、 前記研磨部材の摇動緩 衝機構が設けられていることを特徴とする請求項 5に記載の研磨装置。
. 前記揺動緩衝機構に、 前記研磨部材を前記被研磨面と対向する位置に 付勢する付勢パネが設けられていることを特徴とする請求項 6に記載の
. 前記ヘッ ドハウジングに、 前記ヘッドハウジング内に空気を供給する ための吸気口が設けられるとともに、 前記へッ ドハウジング内から空気 を排出するための排気口が前記吸気口とは別に設けられていることを特 徴とする請求項 1から請求項 7のうちいずれか一項に記載の研磨装置。 . 一端が前記吸気口に繋がって設けられたエア供給管と、
前記エア供給管の他端に繋がって設けられ、 前記エア供給管および前 記吸気口を介して前記へッドハウジング内に空気を供給可能なエア供給 部と、
一端が前記排気口に繋がって設けられた排気管と、
前記 気管の他端に繋がって設けられ、 前記排気口および前記排気管 を介して前記へッ ドハウジング内から空気を排出可能なエア排出部と、 前記へッ ドハウジング内における空気圧が所望の空気圧となるように 前記エア供給部および前記エア排出部の作動を制御する空気圧制御部と を備えて構成されていることを特徴とする請求項 8に記載の研磨装置。 0 . 前記エア供給管内の空気圧を測定可能な供給側圧力測定部と、 前記 排気管内の空気圧を測定可能な排気側圧力測定部とを備え、
前記空気圧制御部が、 前記供給側圧力測定部に測定された前記エア供 給管内の空気圧と、 前記排気側圧力測定部に測定された前記排気管内の 空気圧とを基に前記へッ ドハウジング内における空気圧を測定し、 測定 された前記へッドハウジング内における空気圧が所望の空気圧となるよ うに前記エア供給部および前記エア排出部の作動を制御することを特徴 とする請求項 9に記載の研磨装置。
1 1 . 前記研磨対象物は半導体ウェハであり、
請求項 1から請求項 1 0のうちいずれか一項に記載の研磨装置を用い て前記半導体ウェハの表面を平坦化する工程を有することを特徴とする 半導体デバイス製造方法。
1 2 . 請求項 1 1に記載の半導体デバイス製造方法により製造されたこと を特徴とする半導体デバィス。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4611841B2 (ja) * 2005-08-22 2011-01-12 株式会社住友金属ファインテック 研磨装置
JP5184910B2 (ja) * 2008-02-13 2013-04-17 株式会社岡本工作機械製作所 基板の平面研削装置
JP2011516289A (ja) * 2008-04-09 2011-05-26 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド トラックを有する研磨システム
KR101057228B1 (ko) * 2008-10-21 2011-08-16 주식회사 엘지실트론 경면연마장치의 가압헤드
JP2017205838A (ja) * 2016-05-19 2017-11-24 株式会社Ｂｂｓ金明 板状基板の片面ポリッシング装置
CN108247455B (zh) * 2018-01-10 2023-08-22 池州市星聚信息技术服务有限公司 一种硅片单面处理装置
CN116423384B (zh) * 2023-03-27 2024-06-21 苏州大学 一种电化学机械抛光头及抛光装置
US20260021551A1 (en) * 2024-07-19 2026-01-22 Applied Materials, Inc. Chemical mechanical polishing using flexure mounted pad

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05277914A (ja) * 1992-04-02 1993-10-26 Kansai Plant Kogyo:Kk 平板の研摩方法及びその装置
JPH07314327A (ja) * 1994-05-20 1995-12-05 Sony Corp ウエハ研磨装置およびその方法
JP2001232553A (ja) * 1999-12-17 2001-08-28 Fujikoshi Mach Corp ウェーハの研磨装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69325756T2 (de) * 1992-09-24 2000-03-02 Ebara Corp., Tokio/Tokyo Poliergerät
US5908530A (en) * 1995-05-18 1999-06-01 Obsidian, Inc. Apparatus for chemical mechanical polishing
US5681215A (en) * 1995-10-27 1997-10-28 Applied Materials, Inc. Carrier head design for a chemical mechanical polishing apparatus
JP3807807B2 (ja) 1997-02-27 2006-08-09 株式会社荏原製作所 ポリッシング装置
US5857899A (en) * 1997-04-04 1999-01-12 Ontrak Systems, Inc. Wafer polishing head with pad dressing element
US6146241A (en) * 1997-11-12 2000-11-14 Fujitsu Limited Apparatus for uniform chemical mechanical polishing by intermittent lifting and reversible rotation
JP3076291B2 (ja) 1997-12-02 2000-08-14 日本電気株式会社 研磨装置
US6251215B1 (en) 1998-06-03 2001-06-26 Applied Materials, Inc. Carrier head with a multilayer retaining ring for chemical mechanical polishing
TW477733B (en) 1999-12-17 2002-03-01 Fujikoshi Machinery Corp Abrasive machine
US6612915B1 (en) * 1999-12-27 2003-09-02 Nutool Inc. Work piece carrier head for plating and polishing
JP2001298008A (ja) * 2000-04-14 2001-10-26 Sony Corp 研磨方法および研磨装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05277914A (ja) * 1992-04-02 1993-10-26 Kansai Plant Kogyo:Kk 平板の研摩方法及びその装置
JPH07314327A (ja) * 1994-05-20 1995-12-05 Sony Corp ウエハ研磨装置およびその方法
JP2001232553A (ja) * 1999-12-17 2001-08-28 Fujikoshi Mach Corp ウェーハの研磨装置

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