JP2000108024A - Ｃｍｐ研磨装置 - Google Patents
Ｃｍｐ研磨装置Info
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- JP2000108024A JP2000108024A JP28107198A JP28107198A JP2000108024A JP 2000108024 A JP2000108024 A JP 2000108024A JP 28107198 A JP28107198 A JP 28107198A JP 28107198 A JP28107198 A JP 28107198A JP 2000108024 A JP2000108024 A JP 2000108024A
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- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 装置サイズ等の増加を伴うことなく大口径の
ウエハの研磨を行うことが可能で且つ高い加工能率及び
平面精度を備えたＣＭＰ研磨装置を提供する。 【解決手段】 ウエハ１はターンテーブル３の上面に装
着され、ターンテーブル３の上方には３個の研磨ヘッド
４ａ〜ｃが配置される。各研磨ヘッドの下面には研磨布
２が装着される。各研磨ヘッドは回転駆動されるととも
に、ターンテーブル３の半径方向の往復運動が与えられ
る。研磨ヘッドの各々は、同一の直径を有し、往復運度
の基準位置においてターンテーブル３の中心からの距離
が等間隔に分布する様に配置され、更に、往復運度の基
準位置においてウエハの中心から外周部まで半径方向の
全部位を隙間無くカバーする様に配置される。各研磨ヘ
ッドの往復運動の速度は、ターンテーブル３の中心側に
位置する研磨ヘッドから外周側に位置する研磨ヘッドに
移るに従って次第に低速になる様に設定される。
ウエハの研磨を行うことが可能で且つ高い加工能率及び
平面精度を備えたＣＭＰ研磨装置を提供する。 【解決手段】 ウエハ１はターンテーブル３の上面に装
着され、ターンテーブル３の上方には３個の研磨ヘッド
４ａ〜ｃが配置される。各研磨ヘッドの下面には研磨布
２が装着される。各研磨ヘッドは回転駆動されるととも
に、ターンテーブル３の半径方向の往復運動が与えられ
る。研磨ヘッドの各々は、同一の直径を有し、往復運度
の基準位置においてターンテーブル３の中心からの距離
が等間隔に分布する様に配置され、更に、往復運度の基
準位置においてウエハの中心から外周部まで半径方向の
全部位を隙間無くカバーする様に配置される。各研磨ヘ
ッドの往復運動の速度は、ターンテーブル３の中心側に
位置する研磨ヘッドから外周側に位置する研磨ヘッドに
移るに従って次第に低速になる様に設定される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、半導体ウ
エハのポリッシングに使用されるＣＭＰ研磨装置に係
る。
エハのポリッシングに使用されるＣＭＰ研磨装置に係
る。
【０００２】
【従来の技術】現在、実用化されているＣＭＰ研磨装置
（Chemical Mechanical Polishing Machine ）では、被
加工物であるウエハの数倍の直径を有するターンテーブ
ルを使用し、このターンテーブルの上面に研磨布を貼り
付けるとともに、研磨ヘッドの下面にウエハを装着し
て、ウエハのポリッシングを行っている。
（Chemical Mechanical Polishing Machine ）では、被
加工物であるウエハの数倍の直径を有するターンテーブ
ルを使用し、このターンテーブルの上面に研磨布を貼り
付けるとともに、研磨ヘッドの下面にウエハを装着し
て、ウエハのポリッシングを行っている。
【０００３】この様な装置では、大きな直径のターンテ
ーブルが必要となる。特に、ウエハの直径が２００ｍｍ
（８インチ）、３００ｍｍ（１２インチ）と大きくなる
につれて、ターンテーブルの直径は、例えば５５０ｍ
ｍ、８５０ｍｍと極めて大きなものになっている。
ーブルが必要となる。特に、ウエハの直径が２００ｍｍ
（８インチ）、３００ｍｍ（１２インチ）と大きくなる
につれて、ターンテーブルの直径は、例えば５５０ｍ
ｍ、８５０ｍｍと極めて大きなものになっている。
【０００４】その結果、 ａ）ターンテーブルの直径及び重量が増大するに従っ
て、ターンテーブルの回転数を上げることが次第に困難
になり、加工能率を上げることができない。
て、ターンテーブルの回転数を上げることが次第に困難
になり、加工能率を上げることができない。
【０００５】ｂ）ターンテーブルの直径の増大に伴い、
研磨布の交換作業の手間が増大する。
研磨布の交換作業の手間が増大する。
【０００６】ｃ）装置全体の大きさ及び重量が更に増大
するので、それを収容するためのクリーンルームの設置
条件に対する制約が増え、建設コストも増大する。
するので、それを収容するためのクリーンルームの設置
条件に対する制約が増え、建設コストも増大する。
【０００７】なお、上記の様な、大口径のウエハのポリ
シングに関する問題に対処すべく、特開平９−１５５７
３３号公報及び特開平１０−０７１５６２号公報には、
被加工物であるウエハよりも小さな直径の複数の研磨布
及び研磨ヘッドを使用して、ウエハのポリッシングを行
うＣＭＰ研磨装置が記載されている。それらＣＭＰ研磨
装置では、従来の配置とは反対に、ターンテーブルの上
面に被加工物であるウエハを装着するとともに、研磨ヘ
ッドの下面に研磨布を装着してウエハのポリッシングを
行っている。しかし、上記の公報中には、これらＣＭＰ
研磨装置における研磨ヘッドの配置及び動作条件等の詳
細については、記載されていない。
シングに関する問題に対処すべく、特開平９−１５５７
３３号公報及び特開平１０−０７１５６２号公報には、
被加工物であるウエハよりも小さな直径の複数の研磨布
及び研磨ヘッドを使用して、ウエハのポリッシングを行
うＣＭＰ研磨装置が記載されている。それらＣＭＰ研磨
装置では、従来の配置とは反対に、ターンテーブルの上
面に被加工物であるウエハを装着するとともに、研磨ヘ
ッドの下面に研磨布を装着してウエハのポリッシングを
行っている。しかし、上記の公報中には、これらＣＭＰ
研磨装置における研磨ヘッドの配置及び動作条件等の詳
細については、記載されていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の様な
従来のＣＭＰ研磨装置の問題点に鑑み成されたもので、
本発明の目的は、装置のサイズ及び重量の増加が従来の
装置と比べて小さく、大口径のウエハのポリシングを行
うことが可能で、且つ高い加工能率及び平面精度を備え
たＣＭＰ研磨装置を提供することにある。
従来のＣＭＰ研磨装置の問題点に鑑み成されたもので、
本発明の目的は、装置のサイズ及び重量の増加が従来の
装置と比べて小さく、大口径のウエハのポリシングを行
うことが可能で、且つ高い加工能率及び平面精度を備え
たＣＭＰ研磨装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のＣＭＰ研磨装置
は、上面に円板状の被加工物が装着され、回転駆動され
るターンテーブルと、前記ターンテーブルに対向してそ
の上方に配置され、下面に研磨工具が装着され、前記被
加工物の直径よりも小さい直径を有し、回転駆動される
とともに前記ターンテーブルの半径方向の往復運動を行
う複数の研磨ヘッドとを備え、前記各研磨工具の研磨面
を前記被加工物の表面に押し付けて研磨を行うＣＭＰ研
磨装置において、前記複数の研磨ヘッドは、前記往復運
動の基準位置において、前記被加工物の中心から外周部
までの半径方向の全部位を隙間無くカバーする様に配置
されるとともに、前記ターンテーブルの中心側に位置す
る研磨ヘッドから外周側に位置する研磨ヘッドに移るに
従って、研磨ヘッドの前記往復運動の速度が次第に低速
になる様に設定する制御機構を備えたことを特徴とす
る。
は、上面に円板状の被加工物が装着され、回転駆動され
るターンテーブルと、前記ターンテーブルに対向してそ
の上方に配置され、下面に研磨工具が装着され、前記被
加工物の直径よりも小さい直径を有し、回転駆動される
とともに前記ターンテーブルの半径方向の往復運動を行
う複数の研磨ヘッドとを備え、前記各研磨工具の研磨面
を前記被加工物の表面に押し付けて研磨を行うＣＭＰ研
磨装置において、前記複数の研磨ヘッドは、前記往復運
動の基準位置において、前記被加工物の中心から外周部
までの半径方向の全部位を隙間無くカバーする様に配置
されるとともに、前記ターンテーブルの中心側に位置す
る研磨ヘッドから外周側に位置する研磨ヘッドに移るに
従って、研磨ヘッドの前記往復運動の速度が次第に低速
になる様に設定する制御機構を備えたことを特徴とす
る。
【００１０】本発明のＣＭＰ研磨装置によれば、研磨ヘ
ッドの配置及び往復運動速度を上記の様に設定すること
によって、被加工物の中心側と外周側との間の周速の相
違に基づく研磨速度の相違を打ち消して研磨量の面内均
一性を確保することができる。その結果、高い平面精度
を備えた被研磨面を得ることができる。
ッドの配置及び往復運動速度を上記の様に設定すること
によって、被加工物の中心側と外周側との間の周速の相
違に基づく研磨速度の相違を打ち消して研磨量の面内均
一性を確保することができる。その結果、高い平面精度
を備えた被研磨面を得ることができる。
【００１１】好ましくは、前記複数の研磨ヘッドを同一
の直径で構成するとともに、前記往復運動の基準位置に
おいて、前記ターンテーブルの中心から前記各研磨ヘッ
ドの中心までの距離が等間隔に分布する様に配置する。
の直径で構成するとともに、前記往復運動の基準位置に
おいて、前記ターンテーブルの中心から前記各研磨ヘッ
ドの中心までの距離が等間隔に分布する様に配置する。
【００１２】好ましくは、前記複数の研磨ヘッドの直径
を、前記円板状の被加工物の半径を研磨ヘッドの数で割
った値の１００％以上、１２０％以下程度に設定する。
を、前記円板状の被加工物の半径を研磨ヘッドの数で割
った値の１００％以上、１２０％以下程度に設定する。
【００１３】好ましくは、前記制御機構は、前記ターン
テーブルの中心側に位置する研磨ヘッドから外周側に位
置する研磨ヘッドに移るに従って、研磨ヘッドの回転速
度が次第に低速になる様に設定する機能を、更に備え
る。
テーブルの中心側に位置する研磨ヘッドから外周側に位
置する研磨ヘッドに移るに従って、研磨ヘッドの回転速
度が次第に低速になる様に設定する機能を、更に備え
る。
【００１４】好ましくは、前記制御機構は、前記各研磨
ヘッドの前記被加工物の表面に対する押し付け力をそれ
ぞれ独立に制御する機能を、更に備える。
ヘッドの前記被加工物の表面に対する押し付け力をそれ
ぞれ独立に制御する機能を、更に備える。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１及び図２に、本発明に基づく
ＣＭＰ研磨装置の一例を示す。なお、図１は平面図、図
２は正面図である。図中、１はウエハ（被加工物）、２
は研磨布（研磨工具）、３はターンテーブル、４ａ、４
ｂ、４ｃは研磨ヘッド、５ａ、５ｂ、５ｃは往復運動機
構、６は研磨剤供給ノズルを表す。
ＣＭＰ研磨装置の一例を示す。なお、図１は平面図、図
２は正面図である。図中、１はウエハ（被加工物）、２
は研磨布（研磨工具）、３はターンテーブル、４ａ、４
ｂ、４ｃは研磨ヘッド、５ａ、５ｂ、５ｃは往復運動機
構、６は研磨剤供給ノズルを表す。
【００１６】ウエハ１は、ターンテーブル３の上面に装
着される。ターンテーブル３の上方には、ターンテーブ
ル３に対向して、３個の研磨ヘッド４ａ、４ｂ、４ｃが
配置されている。各研磨ヘッド４ａ、４ｂ、４ｃの下面
には、それぞれ研磨布２が装着される。各研磨ヘッド４
ａ、４ｂ、４ｃは、回転駆動されるとともに、往復運動
機構５ａ、５ｂ、５ｃによってターンテーブル３の半径
方向の往復運動が与えられる。また、ターンテーブル３
の中心近傍の上方には、研磨剤供給ノズル６が配置され
ている。
着される。ターンテーブル３の上方には、ターンテーブ
ル３に対向して、３個の研磨ヘッド４ａ、４ｂ、４ｃが
配置されている。各研磨ヘッド４ａ、４ｂ、４ｃの下面
には、それぞれ研磨布２が装着される。各研磨ヘッド４
ａ、４ｂ、４ｃは、回転駆動されるとともに、往復運動
機構５ａ、５ｂ、５ｃによってターンテーブル３の半径
方向の往復運動が与えられる。また、ターンテーブル３
の中心近傍の上方には、研磨剤供給ノズル６が配置され
ている。
【００１７】図３に示す様に、研磨ヘッド４ａ、４ｂ、
４ｃの各々は、同一の直径を有するとともに、その往復
運度の基準位置において、ターンテーブル３の中心から
各研磨ヘッドの中心までの距離が等間隔に分布する様に
配置され、更に、その往復運度の基準位置において、ウ
エハ１の中心から外周部までの半径方向の全部位を隙間
無くカバーする様に配置されている。なお、研磨ヘッド
４ａ、４ｂ、４ｃの下面に装着される研磨布２は、研磨
ヘッドとほぼ同一の直径を有している。
４ｃの各々は、同一の直径を有するとともに、その往復
運度の基準位置において、ターンテーブル３の中心から
各研磨ヘッドの中心までの距離が等間隔に分布する様に
配置され、更に、その往復運度の基準位置において、ウ
エハ１の中心から外周部までの半径方向の全部位を隙間
無くカバーする様に配置されている。なお、研磨ヘッド
４ａ、４ｂ、４ｃの下面に装着される研磨布２は、研磨
ヘッドとほぼ同一の直径を有している。
【００１８】即ち、研磨ヘッド４ａ、４ｂ、４ｃの直径
及び配置は、以下の式で与えられる。
及び配置は、以下の式で与えられる。
【００１９】ＤＨ ＝ＤＷ÷（２Ｎ） ＲＨｉ＝（２ｉ−１）×ＤＷ÷（２Ｎ） Δθ ＝３６０度÷Ｎ 但し、 ＤＷ ：ウエハの直径 Ｎ ：研磨ヘッドの数（この例ではＮ＝３） ｉ ：研磨ヘッドの識別番号（ｉ＝１，２，３，・・
・） ＤＨ ：研磨ヘッドの直径 ＲＨｉ：ターンテーブルの中心から基準位置における各
研磨ヘッドの中心までの距離 Δθ ：互いに隣接する研磨ヘッドｉと研磨ヘッドｉ＋
１との間の、ターンテーブルの円周方向についての角度 また、上記のＣＭＰ装置の制御機構（図示せず）は、各
研磨ヘッド４ａ、４ｂ、４ｃの前記往復運動の速度を、
ターンテーブル３の中心側に位置する研磨ヘッドから外
周側に位置する研磨ヘッドに移るに従って、次第に低速
になる様に設定する機能を備えている。
・） ＤＨ ：研磨ヘッドの直径 ＲＨｉ：ターンテーブルの中心から基準位置における各
研磨ヘッドの中心までの距離 Δθ ：互いに隣接する研磨ヘッドｉと研磨ヘッドｉ＋
１との間の、ターンテーブルの円周方向についての角度 また、上記のＣＭＰ装置の制御機構（図示せず）は、各
研磨ヘッド４ａ、４ｂ、４ｃの前記往復運動の速度を、
ターンテーブル３の中心側に位置する研磨ヘッドから外
周側に位置する研磨ヘッドに移るに従って、次第に低速
になる様に設定する機能を備えている。
【００２０】なお、上記のＣＭＰ装置に、各研磨ヘッド
４ａ、４ｂ、４ｃの回転速度を、ターンテーブル３の中
心側に位置する研磨ヘッドから外周側に位置する研磨ヘ
ッドに移るに従って次第に低速になる様に設定する機能
を、更に設けることによって、研磨量の面内均一性を更
に改善することができる。
４ａ、４ｂ、４ｃの回転速度を、ターンテーブル３の中
心側に位置する研磨ヘッドから外周側に位置する研磨ヘ
ッドに移るに従って次第に低速になる様に設定する機能
を、更に設けることによって、研磨量の面内均一性を更
に改善することができる。
【００２１】同様に、上記のＣＭＰ装置に、各研磨ヘッ
ドのウエハ１の表面に対する押し付け力をそれぞれ独立
に制御する機能を、更に設けることによって、研磨量の
面内均一性を更に改善することができる。
ドのウエハ１の表面に対する押し付け力をそれぞれ独立
に制御する機能を、更に設けることによって、研磨量の
面内均一性を更に改善することができる。
【００２２】なお、図１及び図２に示した装置におい
て、研磨工具として研磨布２に代わってＣＭＰ砥石を使
用することもできる。ＣＭＰ砥石を使用する場合、乾式
研摩が可能なので、研摩剤供給ノズル６を省略すること
ができる。
て、研磨工具として研磨布２に代わってＣＭＰ砥石を使
用することもできる。ＣＭＰ砥石を使用する場合、乾式
研摩が可能なので、研摩剤供給ノズル６を省略すること
ができる。
【００２３】
【発明の効果】本発明のＣＭＰ研磨装置によれば、被加
工物の直径よりも小さな直径の研磨ヘッドを使用してい
るので、例えば１２インチウエハの様な、大口径の被加
工物に対応する場合にも、装置全体のサイズ及び重量を
比較的小さく抑えることができる。また、研磨ヘッドの
回転速度を高く設定することが可能なので、大きな研磨
速度を確保することができる。
工物の直径よりも小さな直径の研磨ヘッドを使用してい
るので、例えば１２インチウエハの様な、大口径の被加
工物に対応する場合にも、装置全体のサイズ及び重量を
比較的小さく抑えることができる。また、研磨ヘッドの
回転速度を高く設定することが可能なので、大きな研磨
速度を確保することができる。
【００２４】更に、研磨ヘッドの半径方向の往復運動速
度を、ターンテーブルの中心側に位置する研磨ヘッドか
ら外周側に位置する研磨ヘッドに移るに従い次第に低速
になる様に設定することによって、被加工物の中心側と
外周側との間の周速の相違に基づく研磨速度の相違を打
ち消して研磨量の面内均一性を改善することができる。
その結果、高い平面精度を備えた被研磨面を得ることが
できる。
度を、ターンテーブルの中心側に位置する研磨ヘッドか
ら外周側に位置する研磨ヘッドに移るに従い次第に低速
になる様に設定することによって、被加工物の中心側と
外周側との間の周速の相違に基づく研磨速度の相違を打
ち消して研磨量の面内均一性を改善することができる。
その結果、高い平面精度を備えた被研磨面を得ることが
できる。
【図１】本発明のＣＭＰ装置の概要を示す平面図。
【図２】本発明のＣＭＰ装置の概要を示す正面図。
【図３】本発明のＣＭＰ装置における研磨ヘッドの配置
を示す図。
を示す図。
１・・・ウエハ、 ２・・・研磨布、 ３・・・ターンテーブル、 ４ａ、４ｂ、４ｃ・・・研磨ヘッド、 ５ａ、５ｂ、５ｃ・・・往復運動機構、 ６・・・研磨剤供給ノズル。
Claims (6)
- 【請求項１】 上面に円板状の被加工物が装着され、回
転駆動されるターンテーブルと、 前記ターンテーブルに対向してその上方に配置され、下
面に研磨工具が装着され、前記被加工物の直径よりも小
さい直径を有し、回転駆動されるとともに前記ターンテ
ーブルの半径方向の往復運動を行う複数の研磨ヘッドと
を備え、 前記各研磨工具の研磨面を前記被加工物の表面に押し付
けて研磨を行うＣＭＰ研磨装置において、 前記複数の研磨ヘッドは、前記往復運動の基準位置にお
いて、前記被加工物の中心から外周部までの半径方向の
全部位を隙間無くカバーする様に配置されるとともに、 前記ターンテーブルの中心側に位置する研磨ヘッドから
外周側に位置する研磨ヘッドに移るに従って、研磨ヘッ
ドの前記往復運動の速度が次第に低速になる様に設定す
る制御機構を備えたことを特徴とするＣＭＰ研磨装置。 - 【請求項２】 前記複数の研磨ヘッドは、同一の直径を
有するとともに、前記往復運動の基準位置において、前
記ターンテーブルの中心から前記各研磨ヘッドの中心ま
での距離が等間隔に分布する様に配置されていることを
特徴とする請求項１に記載のＣＭＰ研磨装置。 - 【請求項３】 前記複数の研磨ヘッドの各々の直径は、
前記円板状の被加工物の半径を前記複数の研磨ヘッドの
数で割った値の１００％以上、１２０％以下であること
を特徴とする請求項２に記載のＣＭＰ研磨装置。 - 【請求項４】 前記円板状の被加工物の直径をＤＷ、前
記複数の研磨ヘッドの数をＮとするとき、前記ターンテ
ーブルの中心から前記各研磨ヘッドの中心の基準位置ま
での距離ＲＨが、ｉを１以上の整数として、 ＲＨ＝（２ｉ−１）×ＤＷ÷（２Ｎ） で与えられるとともに、 互いに隣接する研磨ヘッドの間の前記ターンテーブルの
円周方向についての角度Δθが、 Δθ＝３６０度÷Ｎ で与えられることを特徴とする請求項３に記載のＣＭＰ
研磨装置。 - 【請求項５】 前記制御機構は、前記ターンテーブルの
中心側に位置する研磨ヘッドから外周側に位置する研磨
ヘッドに移るに従って、研磨ヘッドの回転速度が次第に
低速になる様に設定する機能を、更に備えたことを特徴
とする請求項１に記載のＣＭＰ研磨装置。 - 【請求項６】 前記制御機構は、前記各研磨ヘッドの前
記被加工物の表面に対する押し付け力をそれぞれ独立に
制御する機能を、更に備えたことを特徴とする請求項１
に記載のＣＭＰ研磨装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28107198A JP2000108024A (ja) | 1998-10-02 | 1998-10-02 | Ｃｍｐ研磨装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28107198A JP2000108024A (ja) | 1998-10-02 | 1998-10-02 | Ｃｍｐ研磨装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000108024A true JP2000108024A (ja) | 2000-04-18 |
Family
ID=17633922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28107198A Pending JP2000108024A (ja) | 1998-10-02 | 1998-10-02 | Ｃｍｐ研磨装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000108024A (ja) |
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| KR101799497B1 (ko) | 2016-07-13 | 2017-11-20 | 주식회사 케이씨 | 화학 기계적 연마 장치 |
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-
1998
- 1998-10-02 JP JP28107198A patent/JP2000108024A/ja active Pending
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