JP2000271859A - 研磨レ−トを安定にする研磨装置 - Google Patents
研磨レ−トを安定にする研磨装置Info
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- JP2000271859A JP2000271859A JP7946499A JP7946499A JP2000271859A JP 2000271859 A JP2000271859 A JP 2000271859A JP 7946499 A JP7946499 A JP 7946499A JP 7946499 A JP7946499 A JP 7946499A JP 2000271859 A JP2000271859 A JP 2000271859A
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 研磨レ−トを安定にする研磨装置を提供す
る。 【解決手段】任意の回転数で回転することの出来る２軸
もしくは３軸を有する研磨装置において、研磨終了後に
直ちに研磨レ−トを検出する手段と、その検出結果をフ
ィ−ドバックし、２軸研磨機においてはプラテン、３軸
研磨機においてはプラテンもしくはカル−セルの回転数
を最適値に増減させる手段とを具備している研磨レ−ト
を安定にする研磨装置。必要に応じて、研磨レ−トの検
出手段が、膜厚測定器または厚さ測定器である研磨レ−
トを安定にする研磨装置。更に、回転数の最適値を、フ
ィ−ドバックされた研磨レ−トに応じて演算する演算手
段を備えた研磨レ−トを安定にする研磨装置。なお更
に、各回転数の組み合わせにおける時間平均相対速度の
値を格納したデ−タベ−スを備え、そのデ−タベ−スを
参照して、各回転数を最適値に制御する研磨レ−トを安
定にする研磨装置からなる。
る。 【解決手段】任意の回転数で回転することの出来る２軸
もしくは３軸を有する研磨装置において、研磨終了後に
直ちに研磨レ−トを検出する手段と、その検出結果をフ
ィ−ドバックし、２軸研磨機においてはプラテン、３軸
研磨機においてはプラテンもしくはカル−セルの回転数
を最適値に増減させる手段とを具備している研磨レ−ト
を安定にする研磨装置。必要に応じて、研磨レ−トの検
出手段が、膜厚測定器または厚さ測定器である研磨レ−
トを安定にする研磨装置。更に、回転数の最適値を、フ
ィ−ドバックされた研磨レ−トに応じて演算する演算手
段を備えた研磨レ−トを安定にする研磨装置。なお更
に、各回転数の組み合わせにおける時間平均相対速度の
値を格納したデ−タベ−スを備え、そのデ−タベ−スを
参照して、各回転数を最適値に制御する研磨レ−トを安
定にする研磨装置からなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、半導体の
表面研磨に用いられる半導体ウェ−ハの研磨装置に関す
るものである。
表面研磨に用いられる半導体ウェ−ハの研磨装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば、半導体素子を製造す
るための基体である半導体ウェ−ハは、シリコン、ゲル
マニウム等の半導体単結晶インゴットがスライスされた
ものである。超ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎ
ｔｅｇｒａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ）デバイスの製造工程
においては、配線メタルの層間絶縁膜を平坦化する必要
があり、ＣＭＰ（ＣｈｅｍｉｃａｌＭｅｃａｎｉｃａｌ
Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法と呼ばれる化学機械研磨法が適
用される。
るための基体である半導体ウェ−ハは、シリコン、ゲル
マニウム等の半導体単結晶インゴットがスライスされた
ものである。超ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎ
ｔｅｇｒａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ）デバイスの製造工程
においては、配線メタルの層間絶縁膜を平坦化する必要
があり、ＣＭＰ（ＣｈｅｍｉｃａｌＭｅｃａｎｉｃａｌ
Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法と呼ばれる化学機械研磨法が適
用される。
【０００３】ここで、上述したＣＭＰ法による研磨を実
現するための半導体ウェ−ハの研磨装置について説明す
る。この種の半導体ウェ−ハの研磨装置の代表的なもの
は、その表面全体に研磨パッドが貼設され、外部からの
駆動力を受けて回転する円盤状のプラテン（下定盤）
と、その下面に半導体ウェ−ハを固定し、上記プラテン
の上方に設けられ、自身が回転しつつ上記プラテンの表
面（研磨パッド）上を摺動する円盤状のヘッド（上定
盤）とからなる２軸制御のものと、上記プラテンの回転
中心とずれた位置に設けられ、更に、回転力伝達チェ−
ンに連結された同時に回転する複数のヘッドを保持した
カル−セルを有する３軸制御のものとから概略構成され
ている。
現するための半導体ウェ−ハの研磨装置について説明す
る。この種の半導体ウェ−ハの研磨装置の代表的なもの
は、その表面全体に研磨パッドが貼設され、外部からの
駆動力を受けて回転する円盤状のプラテン（下定盤）
と、その下面に半導体ウェ−ハを固定し、上記プラテン
の上方に設けられ、自身が回転しつつ上記プラテンの表
面（研磨パッド）上を摺動する円盤状のヘッド（上定
盤）とからなる２軸制御のものと、上記プラテンの回転
中心とずれた位置に設けられ、更に、回転力伝達チェ−
ンに連結された同時に回転する複数のヘッドを保持した
カル−セルを有する３軸制御のものとから概略構成され
ている。
【０００４】上記構成において、ヘッドの下面に半導体
ウェ−ハが固定された状態で、モ−タが駆動されると、
プラテン（およびカル−セル）は回転駆動される。これ
と同時に、ヘッドは、所定の押圧力をもってプラテンに
圧接された状態で回転駆動されるとともに、研磨パッド
上を摺動運動しつつ移動される。また、このとき、研磨
パッド上には、砥粒を含むスラリが供給される。これに
より、半導体ウェ−ハの一側表面は、研磨パッド（スラ
リ）との間の摩擦により研磨される。
ウェ−ハが固定された状態で、モ−タが駆動されると、
プラテン（およびカル−セル）は回転駆動される。これ
と同時に、ヘッドは、所定の押圧力をもってプラテンに
圧接された状態で回転駆動されるとともに、研磨パッド
上を摺動運動しつつ移動される。また、このとき、研磨
パッド上には、砥粒を含むスラリが供給される。これに
より、半導体ウェ−ハの一側表面は、研磨パッド（スラ
リ）との間の摩擦により研磨される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の半導
体ウェ−ハの研磨装置において、下面に半導体ウェ−ハ
が固定されたヘッドがプラテンに圧接された状態で研磨
されるが、一定の条件で研磨を行うと、パッドの目詰ま
りや消耗によって研磨レ−トが変化し、安定した研磨量
を維持することが困難であるという問題があった。この
ため、ドレッシングや研磨レ−トのフィ−ドバックによ
る時間制御などが行われていた。
体ウェ−ハの研磨装置において、下面に半導体ウェ−ハ
が固定されたヘッドがプラテンに圧接された状態で研磨
されるが、一定の条件で研磨を行うと、パッドの目詰ま
りや消耗によって研磨レ−トが変化し、安定した研磨量
を維持することが困難であるという問題があった。この
ため、ドレッシングや研磨レ−トのフィ−ドバックによ
る時間制御などが行われていた。
【０００６】しかし、上記従来のドレッシング法による
研磨レ−トの安定化のみでは、パッドを消耗するため研
磨レ−トが回復するに十分なドレス量をかけた場合、パ
ッドの寿命を短くするという問題点があった。また、イ
ンラインモニタを用いた研磨時間のフィ−ドバック制御
による場合は、時間を増減するため前工程や次工程の洗
浄プロセス等の時間的タイミングを乱すなど、プロセス
管理上煩雑になる側面を有しており問題であった。
研磨レ−トの安定化のみでは、パッドを消耗するため研
磨レ−トが回復するに十分なドレス量をかけた場合、パ
ッドの寿命を短くするという問題点があった。また、イ
ンラインモニタを用いた研磨時間のフィ−ドバック制御
による場合は、時間を増減するため前工程や次工程の洗
浄プロセス等の時間的タイミングを乱すなど、プロセス
管理上煩雑になる側面を有しており問題であった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上記従来技術の問題点を解決すべく、鋭意研究開発に努
めた結果、研磨終了後に、直ちに膜厚や平坦度などの測
定を行い、その研磨レ−トを安定に保つように、プラテ
ンの回転数を増減するフィ−ドバック制御機構を具備し
た研磨装置を提供することにより、上記従来の問題点を
解決すると共に、このフィ−ドバック制御機構により、
前回の研磨結果を元に、次回の研磨条件を最適に制御す
ることが可能となり、連続研磨運転時に安定した研磨量
（研磨レ−ト×研磨時間）を得ることが可能であるとい
う知見を得たのである。
上記従来技術の問題点を解決すべく、鋭意研究開発に努
めた結果、研磨終了後に、直ちに膜厚や平坦度などの測
定を行い、その研磨レ−トを安定に保つように、プラテ
ンの回転数を増減するフィ−ドバック制御機構を具備し
た研磨装置を提供することにより、上記従来の問題点を
解決すると共に、このフィ−ドバック制御機構により、
前回の研磨結果を元に、次回の研磨条件を最適に制御す
ることが可能となり、連続研磨運転時に安定した研磨量
（研磨レ−ト×研磨時間）を得ることが可能であるとい
う知見を得たのである。
【０００８】本発明は、上記知見に基づいて得られたも
のであって、（１）任意の回転数で回転することの出来
る２軸もしくは３軸を有する研磨装置において、研磨終
了後に直ちに研磨レ−トを検出する手段と、その検出結
果をフィ−ドバックし、２軸研磨機においてはプラテ
ン、３軸研磨機においてはプラテンもしくはカル−セ
ル、またはその両方の回転数を最適値に増減させる手段
とを具備している研磨レ−トを安定にする研磨装置、
（２）研磨レ−トの検出手段が、膜厚測定器または厚さ
測定器である（１）記載の研磨レ−トを安定にする研磨
装置、（３）回転数の最適値を、フィ−ドバックされた
研磨レ−トに応じて演算する演算手段を備えた（１）記
載の研磨レ−トを安定にする研磨装置、（４）各回転数
の組み合わせにおける時間平均相対速度の値を格納した
テ−ブルを備え、そのテ−ブルを参照して、ヘッド回転
数を最適値に制御する（１）記載の研磨レ−トを安定に
する研磨装置、に特徴を有するものである。
のであって、（１）任意の回転数で回転することの出来
る２軸もしくは３軸を有する研磨装置において、研磨終
了後に直ちに研磨レ−トを検出する手段と、その検出結
果をフィ−ドバックし、２軸研磨機においてはプラテ
ン、３軸研磨機においてはプラテンもしくはカル−セ
ル、またはその両方の回転数を最適値に増減させる手段
とを具備している研磨レ−トを安定にする研磨装置、
（２）研磨レ−トの検出手段が、膜厚測定器または厚さ
測定器である（１）記載の研磨レ−トを安定にする研磨
装置、（３）回転数の最適値を、フィ−ドバックされた
研磨レ−トに応じて演算する演算手段を備えた（１）記
載の研磨レ−トを安定にする研磨装置、（４）各回転数
の組み合わせにおける時間平均相対速度の値を格納した
テ−ブルを備え、そのテ−ブルを参照して、ヘッド回転
数を最適値に制御する（１）記載の研磨レ−トを安定に
する研磨装置、に特徴を有するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】＜第１実施形態＞以下、図面を参
照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発
明の実施形態による半導体ウェ−ハの２軸制御の研磨装
置の構成を示すブロック図である。この図において、１
は、軸線周りに回転可能に配設された円盤状のプラテン
であり、化学的に侵されない材料からなる。このプラテ
ン１の表面全体には、研磨パッド２が貼設されている。
この研磨パッド２は、後述する半導体ウェ−ハ５の一側
表面を研磨するためのものであり、一定の摩擦抵抗、適
度な硬度を有し、かつ耐薬品性に優れた材料からなる。
照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発
明の実施形態による半導体ウェ−ハの２軸制御の研磨装
置の構成を示すブロック図である。この図において、１
は、軸線周りに回転可能に配設された円盤状のプラテン
であり、化学的に侵されない材料からなる。このプラテ
ン１の表面全体には、研磨パッド２が貼設されている。
この研磨パッド２は、後述する半導体ウェ−ハ５の一側
表面を研磨するためのものであり、一定の摩擦抵抗、適
度な硬度を有し、かつ耐薬品性に優れた材料からなる。
【００１０】３は、回転軸３ａを介してプラテン１を軸
線回りに回転駆動するプラテン駆動モ−タであり、その
回転数（プラテン回転数Ωｐ）は、プラテン回転数指令
電流Ｉｐにより制御される。４は、プラテン１（研磨パ
ッド２）の上方に配設された円盤状のヘッドであり、研
磨時に吸着フィルムを介して半導体ウェ−ハ５を固定保
持する。すなわち、半導体ウェ−ハ５は、ヘッド４の裏
面に吸着フィルムを介して固定保持される。
線回りに回転駆動するプラテン駆動モ−タであり、その
回転数（プラテン回転数Ωｐ）は、プラテン回転数指令
電流Ｉｐにより制御される。４は、プラテン１（研磨パ
ッド２）の上方に配設された円盤状のヘッドであり、研
磨時に吸着フィルムを介して半導体ウェ−ハ５を固定保
持する。すなわち、半導体ウェ−ハ５は、ヘッド４の裏
面に吸着フィルムを介して固定保持される。
【００１１】６は、円環状のリテ−ナリングであり、ヘ
ッド４の外周部に取り付けられる。また、研磨時におい
て、ヘッド４は、プラテン１に圧接された状態で、自身
が回転しつつプラテン１（研磨パッド２）上を摺動す
る。ここで、半導体ウェ−ハ５の表面には、絶縁膜が形
成されており、第１実施形態による半導体ウェ−ハの研
磨装置においては、上記絶縁膜が研磨されることによ
り、平坦化される。
ッド４の外周部に取り付けられる。また、研磨時におい
て、ヘッド４は、プラテン１に圧接された状態で、自身
が回転しつつプラテン１（研磨パッド２）上を摺動す
る。ここで、半導体ウェ−ハ５の表面には、絶縁膜が形
成されており、第１実施形態による半導体ウェ−ハの研
磨装置においては、上記絶縁膜が研磨されることによ
り、平坦化される。
【００１２】７は、回転軸７ａを介してヘッド４を軸線
回りに回転駆動するヘッド駆動モ−タであり、その回転
数（ヘッド回転数ΩＨ）は、ヘッド回転指令電流ＩＨに
より制御される。８は、プラテン駆動モ−タ３およびヘ
ッド駆動モ−タ７を駆動するモ−タドライバであり、後
述する制御部１０の制御によりプラテン回転指令電流Ｉ
ｐおよびヘッド回転指令電流ＩＨを生成して、これらを
プラテン駆動モ−タ３およびヘッド駆動モ−タ７へ各々
供給する。
回りに回転駆動するヘッド駆動モ−タであり、その回転
数（ヘッド回転数ΩＨ）は、ヘッド回転指令電流ＩＨに
より制御される。８は、プラテン駆動モ−タ３およびヘ
ッド駆動モ−タ７を駆動するモ−タドライバであり、後
述する制御部１０の制御によりプラテン回転指令電流Ｉ
ｐおよびヘッド回転指令電流ＩＨを生成して、これらを
プラテン駆動モ−タ３およびヘッド駆動モ−タ７へ各々
供給する。
【００１３】９は、半導体ウェ−ハ５における絶縁膜の
膜厚を測定する膜厚測定器である。具体的には、膜厚測
定器９は、半導体ウェ−ハ５の少なくとも１点、好まし
くは半導体ウェ−ハ５における中央部の膜厚（以下、中
央部膜厚と称する）を含む数点を測定する。
膜厚を測定する膜厚測定器である。具体的には、膜厚測
定器９は、半導体ウェ−ハ５の少なくとも１点、好まし
くは半導体ウェ−ハ５における中央部の膜厚（以下、中
央部膜厚と称する）を含む数点を測定する。
【００１４】また、膜厚測定器９においては、研磨前の
半導体ウェ−ハ５における膜厚が研磨前膜厚測定デ−タ
Ｄｔ0として測定され、この研磨前膜厚測定デ−タＤｔ0
は、制御部１０へ出力される。さらに、膜厚測定器９に
おいては、研磨終了後の上記半導体ウェ−ハ５における
研磨後膜厚測定デ−タＤｔ1として測定された後、この
研磨後膜厚測定デ−タＤｔ1は、制御部１０へ出力され
る。
半導体ウェ−ハ５における膜厚が研磨前膜厚測定デ−タ
Ｄｔ0として測定され、この研磨前膜厚測定デ−タＤｔ0
は、制御部１０へ出力される。さらに、膜厚測定器９に
おいては、研磨終了後の上記半導体ウェ−ハ５における
研磨後膜厚測定デ−タＤｔ1として測定された後、この
研磨後膜厚測定デ−タＤｔ1は、制御部１０へ出力され
る。
【００１５】一方、半導体ウェ−ハ５における研磨量を
求める場合、制御部１０は、研磨前膜厚測定デ−タＤｔ
0から得られる半導体ウェ−ハ５の膜厚と研磨後膜厚測
定デ−タＤｔ1から得られる膜厚との差の絶対値を研磨
量として求める。１１は、上述した回転数設定値／（時
間平均）相対速度変換テ−ブルＴ（研磨レ−トに応じ
て、演算する演算用テ−ブル）を記憶するメモリ（デ−
タベ−ス）である。
求める場合、制御部１０は、研磨前膜厚測定デ−タＤｔ
0から得られる半導体ウェ−ハ５の膜厚と研磨後膜厚測
定デ−タＤｔ1から得られる膜厚との差の絶対値を研磨
量として求める。１１は、上述した回転数設定値／（時
間平均）相対速度変換テ−ブルＴ（研磨レ−トに応じ
て、演算する演算用テ−ブル）を記憶するメモリ（デ−
タベ−ス）である。
【００１６】次に、上述した第１実施形態による半導体
ウェ−ハの研磨装置の動作について、図２に示すフロ−
チャ−トを参照しつつ説明する。まず最初に、プラテ
ン、ヘッドの初期回転数を設定し、次いで、目標研磨量
Ｒｅｍ0に対応した研磨時間Ｔを設定する。その後、研
磨前の半導体ウェ−ハ５が膜厚測定器９にセットされる
と、膜厚測定器９は、半導体ウェ−ハ５における膜厚を
測定した後、測定結果を研磨前膜厚測定デ−タＤｔ0と
して制御部１０へ出力する。これにより、制御部１０
は、上記研磨前膜厚測定デ−タＤｔ0を取得した後、こ
れを保持する。そして、研磨前の半導体ウェ−ハ５の膜
厚測定が終了すると、該半導体ウェ−ハ５は、吸着フィ
ルムを介してヘッド４の裏面に固定保持される。この状
態において、研磨準備指令が制御部１０に入力される
と、制御部１０の制御により、ヘッド４（ヘッド駆動モ
−タ７）がプラテン１側に移動されることにより、半導
体ウェ−ハ５は、研磨パッド２を介してプラテン１に圧
接された状態とされる。
ウェ−ハの研磨装置の動作について、図２に示すフロ−
チャ−トを参照しつつ説明する。まず最初に、プラテ
ン、ヘッドの初期回転数を設定し、次いで、目標研磨量
Ｒｅｍ0に対応した研磨時間Ｔを設定する。その後、研
磨前の半導体ウェ−ハ５が膜厚測定器９にセットされる
と、膜厚測定器９は、半導体ウェ−ハ５における膜厚を
測定した後、測定結果を研磨前膜厚測定デ−タＤｔ0と
して制御部１０へ出力する。これにより、制御部１０
は、上記研磨前膜厚測定デ−タＤｔ0を取得した後、こ
れを保持する。そして、研磨前の半導体ウェ−ハ５の膜
厚測定が終了すると、該半導体ウェ−ハ５は、吸着フィ
ルムを介してヘッド４の裏面に固定保持される。この状
態において、研磨準備指令が制御部１０に入力される
と、制御部１０の制御により、ヘッド４（ヘッド駆動モ
−タ７）がプラテン１側に移動されることにより、半導
体ウェ−ハ５は、研磨パッド２を介してプラテン１に圧
接された状態とされる。
【００１７】今、半導体ウェ−ハ５が研磨パッド２を介
してプラテン１に圧接された状態において、制御部１０
に研磨指令が入力されると、制御部１０は、プラテン１
の初期ヘッド回転数ΩＨ0と初期プラテン回転数Ωｐ0と
なるようにモ−タドライバ８に対して回転数制御信号Ｓ
ｃを出力する。これにより、モ−タドライバ８は、回転
数制御信号Ｓｃに基づいて、ヘッド回転数指令電流ＩＨ
0およびプラテン回転数指令電流Ｉｐ0を生成した後、こ
れらをヘッド駆動モ−タ７およびプラテン駆動モ−タ３
へ各々出力する。
してプラテン１に圧接された状態において、制御部１０
に研磨指令が入力されると、制御部１０は、プラテン１
の初期ヘッド回転数ΩＨ0と初期プラテン回転数Ωｐ0と
なるようにモ−タドライバ８に対して回転数制御信号Ｓ
ｃを出力する。これにより、モ−タドライバ８は、回転
数制御信号Ｓｃに基づいて、ヘッド回転数指令電流ＩＨ
0およびプラテン回転数指令電流Ｉｐ0を生成した後、こ
れらをヘッド駆動モ−タ７およびプラテン駆動モ−タ３
へ各々出力する。
【００１８】これにより、ヘッド駆動モ−タ７およびプ
ラテン駆動モ−タ３が所定の回転数をもって駆動され、
ヘッド４（半導体ウェ−ハ５）およびプラテン１（研磨
パッド２）が軸線回りに各々回転駆動される。
ラテン駆動モ−タ３が所定の回転数をもって駆動され、
ヘッド４（半導体ウェ−ハ５）およびプラテン１（研磨
パッド２）が軸線回りに各々回転駆動される。
【００１９】そして、ヘッド４（半導体ウェ−ハ５）
は、研磨パッド２を介してプラテン１に圧接した状態で
回転駆動されるとともに、研磨パッド２上を摺動運動し
つつ移動される。この時、研磨パッド２上には、砥粒を
含むスラリが供給され、これにより、半導体ウェ−ハ５
の一側表面は、研磨パッド２（スラリ）との間の摩擦に
より研磨される。
は、研磨パッド２を介してプラテン１に圧接した状態で
回転駆動されるとともに、研磨パッド２上を摺動運動し
つつ移動される。この時、研磨パッド２上には、砥粒を
含むスラリが供給され、これにより、半導体ウェ−ハ５
の一側表面は、研磨パッド２（スラリ）との間の摩擦に
より研磨される。
【００２０】そして、半導体ウェ−ハ５に対する研磨が
終了すると、制御部１０は、ヘッド駆動モ−タ７および
プラテン駆動モ−タ３を停止させる。これにより、ヘッ
ド４がプラテン１から離間される。次に、研磨後の半導
体ウェ−ハ５は、ヘッド４から取り外された後、膜厚測
定器９にセットされる。
終了すると、制御部１０は、ヘッド駆動モ−タ７および
プラテン駆動モ−タ３を停止させる。これにより、ヘッ
ド４がプラテン１から離間される。次に、研磨後の半導
体ウェ−ハ５は、ヘッド４から取り外された後、膜厚測
定器９にセットされる。
【００２１】そして、膜厚測定器９においては、研磨後
の半導体ウェ−ハ５における膜厚が研磨後膜厚測定デ−
タＤｔ1として測定される。今、研磨後膜厚測定デ−タ
Ｄｔ1は、制御部１０へ出力される。これにより、制御
部１０は、上記研磨後膜厚測定デ−タＤｔ1を取得す
る。
の半導体ウェ−ハ５における膜厚が研磨後膜厚測定デ−
タＤｔ1として測定される。今、研磨後膜厚測定デ−タ
Ｄｔ1は、制御部１０へ出力される。これにより、制御
部１０は、上記研磨後膜厚測定デ−タＤｔ1を取得す
る。
【００２２】次に、制御部１０は、先に入力された研磨
前膜厚測定デ−タＤｔ0と今入力された研磨後膜厚測定
デ−タＤｔ1とから半導体ウェ−ハ５における研磨量を
求める。具体的には、制御部１０は、まず、研磨前膜厚
測定デ−タＤｔ0から得られる膜厚と研磨後膜厚測定デ
−タＤｔ1から得られる膜厚との差の絶対値を求め、こ
れを研磨量とする。次いで、制御部１０は、目標研磨量
Ｒｅｍ0に対する実際研磨量Ｒｅｍ１の比率Ｒを求め
る。次に、制御部１０は、回転数設定値（Ωｐ0，Ω
Ｈ0）に対応した（時間平均）相対速度Ｖ0を前記デ−タ
ベ−スより取得する。
前膜厚測定デ−タＤｔ0と今入力された研磨後膜厚測定
デ−タＤｔ1とから半導体ウェ−ハ５における研磨量を
求める。具体的には、制御部１０は、まず、研磨前膜厚
測定デ−タＤｔ0から得られる膜厚と研磨後膜厚測定デ
−タＤｔ1から得られる膜厚との差の絶対値を求め、こ
れを研磨量とする。次いで、制御部１０は、目標研磨量
Ｒｅｍ0に対する実際研磨量Ｒｅｍ１の比率Ｒを求め
る。次に、制御部１０は、回転数設定値（Ωｐ0，Ω
Ｈ0）に対応した（時間平均）相対速度Ｖ0を前記デ−タ
ベ−スより取得する。
【００２３】次に、制御部１０は、前記比率Ｒと前記
（時間平均）相対速度Ｖ0から、次回使用（時間平均）
相対速度Ｖ1を求め、該（時間平均）相対速度Ｖ1に対応
したプラテン回転数Ωｐ1を前記デ−タベ−スより取得
する。次いで、初期設定Ωｐ0に対するΩｐ1の比率ｒを
算出し、このｒより次回使用ヘッド回転数ΩＨ1を求め
る。制御部１０は、上記回転数デ−タを取得した後、こ
れを保持する。
（時間平均）相対速度Ｖ0から、次回使用（時間平均）
相対速度Ｖ1を求め、該（時間平均）相対速度Ｖ1に対応
したプラテン回転数Ωｐ1を前記デ−タベ−スより取得
する。次いで、初期設定Ωｐ0に対するΩｐ1の比率ｒを
算出し、このｒより次回使用ヘッド回転数ΩＨ1を求め
る。制御部１０は、上記回転数デ−タを取得した後、こ
れを保持する。
【００２４】次いで、制御部１０は、回転数Ωｐ1、Ω
Ｈ1に応じた回転数制御信号Ｓｃをモ−タドライバ８へ
出力する。モ−タドライバ８は、回転数制御信号Ｓｃに
基づいて、プラテン回転数指令電流Ｉｐ1およびヘッド
回転数指令電流ＩＨ1を生成した後、これをプラテン駆
動モ−タ３およびヘッド駆動モ−タ７へ出力する。
Ｈ1に応じた回転数制御信号Ｓｃをモ−タドライバ８へ
出力する。モ−タドライバ８は、回転数制御信号Ｓｃに
基づいて、プラテン回転数指令電流Ｉｐ1およびヘッド
回転数指令電流ＩＨ1を生成した後、これをプラテン駆
動モ−タ３およびヘッド駆動モ−タ７へ出力する。
【００２５】以上説明したように、上述した第１実施形
態による半導体ウェ−ハの研磨装置によれば、半導体ウ
ェ−ハ５の研磨量に応じて、（時間平均）相対速度を増
減させるようにプラテン回転数Ωｐ、およびヘッド回転
数ΩＨが制御されるので、結果的に半導体ウェ−ハ５の
研磨量（および研磨レ−ト）の各ラン毎のバラツキを低
減することができる。
態による半導体ウェ−ハの研磨装置によれば、半導体ウ
ェ−ハ５の研磨量に応じて、（時間平均）相対速度を増
減させるようにプラテン回転数Ωｐ、およびヘッド回転
数ΩＨが制御されるので、結果的に半導体ウェ−ハ５の
研磨量（および研磨レ−ト）の各ラン毎のバラツキを低
減することができる。
【００２６】＜第２実施形態＞本発明の第２実施形態に
よる半導体ウェ−ハの研磨装置の構成について図３を参
照して説明する。図３は本発明の実施形態による半導体
ウェ−ハの３軸制御の研磨装置を示すブロック図であ
る。この図において、被研磨材を研磨する回転可能な研
磨定盤と、回転可能に設けられ、その回転中心が前記研
磨定盤の回転中心とずれている主キャリア（以下、カル
−セルと称す）、該カル−セルの前記研磨定盤側の面に
カル−セルの回転中心とずれた位置に設けられ、その研
磨定盤（以下、プラテンと称す）側の面に被研磨材が取
り付けられ、同時に回転する回転力伝達チェ−ンに連結
された複数のサブキャリア（以下、ヘッドと称す）とを
備えた３軸制御の研磨装置において、前記研磨装置は、
研磨制御部Ａを有し、夫々のモ−タを駆動するためのカ
ル−セルモ−タドライバ１１０、ヘッドモ−タドライバ
１１１、プラテンモ−タドライバ１１２を有し、前記被
研磨材を研磨する条件パラメ−タを入力する入力部１１
４と、前記条件パラメ−タに基づいて前記プラテン、カ
ル−セルおよびヘッドの回転を制御するコントロ−ラ１
１３をさらに備え、前記コントロ−ラ１１３は、前記入
力部より入力された前記プラテン、前記カル−セル、前
記ヘッドの回転数に基づき、前記プラテンの回転数と、
前記カル−セルの回転数の差が、前記ヘッドの回転数と
一定比率となるように、回転数を設定して、この回転数
を維持するように前記プラテン、前記カル−セルおよび
前記ヘッドの制御を行うことを特徴とする。
よる半導体ウェ−ハの研磨装置の構成について図３を参
照して説明する。図３は本発明の実施形態による半導体
ウェ−ハの３軸制御の研磨装置を示すブロック図であ
る。この図において、被研磨材を研磨する回転可能な研
磨定盤と、回転可能に設けられ、その回転中心が前記研
磨定盤の回転中心とずれている主キャリア（以下、カル
−セルと称す）、該カル−セルの前記研磨定盤側の面に
カル−セルの回転中心とずれた位置に設けられ、その研
磨定盤（以下、プラテンと称す）側の面に被研磨材が取
り付けられ、同時に回転する回転力伝達チェ−ンに連結
された複数のサブキャリア（以下、ヘッドと称す）とを
備えた３軸制御の研磨装置において、前記研磨装置は、
研磨制御部Ａを有し、夫々のモ−タを駆動するためのカ
ル−セルモ−タドライバ１１０、ヘッドモ−タドライバ
１１１、プラテンモ−タドライバ１１２を有し、前記被
研磨材を研磨する条件パラメ−タを入力する入力部１１
４と、前記条件パラメ−タに基づいて前記プラテン、カ
ル−セルおよびヘッドの回転を制御するコントロ−ラ１
１３をさらに備え、前記コントロ−ラ１１３は、前記入
力部より入力された前記プラテン、前記カル−セル、前
記ヘッドの回転数に基づき、前記プラテンの回転数と、
前記カル−セルの回転数の差が、前記ヘッドの回転数と
一定比率となるように、回転数を設定して、この回転数
を維持するように前記プラテン、前記カル−セルおよび
前記ヘッドの制御を行うことを特徴とする。
【００２７】２軸制御の研磨装置と３軸制御の研磨装置
の構成と動作の特徴、長所、相違等については、本発明
の本題ではないので、割愛させて戴く。
の構成と動作の特徴、長所、相違等については、本発明
の本題ではないので、割愛させて戴く。
【００２８】本発明の第２の実施形態の制御構成と動作
内容については、第１実施形態でのプラテン回転数Ωｐ
を第２実施形態におけるプラテン回転数Ωｐとカル−セ
ル回転数Ωｃとの差（Ωｐ−Ωｃ）に置き換えることに
より容易に理解される。尚、該実施形態では、プラテン
回転数Ωｐもしくはカル−セル回転数Ωｃ、またはその
両方の回転数が最適値に増減され制御される。
内容については、第１実施形態でのプラテン回転数Ωｐ
を第２実施形態におけるプラテン回転数Ωｐとカル−セ
ル回転数Ωｃとの差（Ωｐ−Ωｃ）に置き換えることに
より容易に理解される。尚、該実施形態では、プラテン
回転数Ωｐもしくはカル−セル回転数Ωｃ、またはその
両方の回転数が最適値に増減され制御される。
【００２９】以上、本発明の実施形態について詳述して
きたが、具体的な構成は、この実施形態に限定されるも
のではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等
があっても本発明に含まれる。
きたが、具体的な構成は、この実施形態に限定されるも
のではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等
があっても本発明に含まれる。
【００３０】また、上述した第１および第２実施形態に
よる半導体ウェ−ハの研磨装置においては、上述した機
能を実現するための研磨プログラムを、フレキシブルデ
ィスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光ディスク、ＩＣカ−ド、ＤＶ
Ｄ−ＲＯＭ等のコンピュ−タ読み取り可能な記録媒体に
記録して、この記録媒体に記録された研磨プログラムを
コンピュ−タシステムに読み込ませて実行させることに
より、研磨動作をおこなってもよい。また、上記研磨プ
ログラムは、フロッピ−ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の可
搬媒体、メモリ、ハ−ドディスク等の記憶装置等に、そ
の全体あるいは一部が記憶され、あるいは記録されてい
る。その研磨プログラムは、コンピュ−タにより読み取
られて、動作の全部あるいは一部が実行される。また、
ここでいう記録媒体は、光磁気ディスク等のように研磨
プログラムを静的に記録しているものに限らず、インタ
−ネットの専用線、電話回線等の通信回線を通して研磨
プログラムを送信する場合の通信回線のように、単時間
の間、動的に研磨プログラムを保持しているもの、その
場合のサ−バやコンピュ−タ内部のメモリのように、一
定時間研磨プログラムを保持しているものも含むものと
する。
よる半導体ウェ−ハの研磨装置においては、上述した機
能を実現するための研磨プログラムを、フレキシブルデ
ィスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光ディスク、ＩＣカ−ド、ＤＶ
Ｄ−ＲＯＭ等のコンピュ−タ読み取り可能な記録媒体に
記録して、この記録媒体に記録された研磨プログラムを
コンピュ−タシステムに読み込ませて実行させることに
より、研磨動作をおこなってもよい。また、上記研磨プ
ログラムは、フロッピ−ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の可
搬媒体、メモリ、ハ−ドディスク等の記憶装置等に、そ
の全体あるいは一部が記憶され、あるいは記録されてい
る。その研磨プログラムは、コンピュ−タにより読み取
られて、動作の全部あるいは一部が実行される。また、
ここでいう記録媒体は、光磁気ディスク等のように研磨
プログラムを静的に記録しているものに限らず、インタ
−ネットの専用線、電話回線等の通信回線を通して研磨
プログラムを送信する場合の通信回線のように、単時間
の間、動的に研磨プログラムを保持しているもの、その
場合のサ−バやコンピュ−タ内部のメモリのように、一
定時間研磨プログラムを保持しているものも含むものと
する。
【００３１】
【発明の効果】以上、説明した様に、本発明によれば、
半導体ウェ−ハにおける研磨量（または、研磨レ−ト）
に応じて（時間平均）相対速度を増減させるように、各
回転数が制御されるので、結果的に半導体ウェ−ハの研
磨量（および研磨レ−ト）の各ラン毎のバラツキを低減
することが出来る。また、上記に加え、研磨プログラム
をコンピュ−タシステムで実行することにより、一層研
磨レ−トの安定化が可能となり、より簡便に半導体ウェ
−ハにおける研磨量を制御することが出来るという効果
が得られる。
半導体ウェ−ハにおける研磨量（または、研磨レ−ト）
に応じて（時間平均）相対速度を増減させるように、各
回転数が制御されるので、結果的に半導体ウェ−ハの研
磨量（および研磨レ−ト）の各ラン毎のバラツキを低減
することが出来る。また、上記に加え、研磨プログラム
をコンピュ−タシステムで実行することにより、一層研
磨レ−トの安定化が可能となり、より簡便に半導体ウェ
−ハにおける研磨量を制御することが出来るという効果
が得られる。
【図１】本発明の第１実施形態による半導体ウェ−ハの
研磨装置の構成を示すブロック図である。
研磨装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態による半導体ウェ−ハの
研磨装置の動作を説明するフロ−チャ−トである。
研磨装置の動作を説明するフロ−チャ−トである。
【図３】本発明の第２実施形態による半導体ウェ−ハの
研磨装置の構成を示すブロック図である。
研磨装置の構成を示すブロック図である。
１ プラテン ２ 研磨パッド ３ プラテン駆動モ−タ ４ ヘッド ５ 半導体ウェ−ハ ５ａ絶縁膜 ６ リテ−ナ ７ ヘッド駆動モ−タ ８ モ−タドライバ ９ 膜厚測定器 １０ 制御部 １１ メモリ ４１ 半導体ウェ−ハ ４２ カル−セル ４３ ヘッド駆動モ−タ ４４ ヘッド ４５ 回転力伝達チェ−ン ４６ カル−セル駆動モ−タ ４７ 研磨パッド ４８ プラテン ４９ プラテン駆動モ−タ １１０ カル−セルモ−タドライバ １１１ ヘッドモ−タドライバ １１２ プラテンモ−タドライバ １１３ コントロ−ラ １１４ 入力部
Claims (4)
- 【請求項１】任意の回転数で回転することの出来る２軸
もしくは３軸を有する研磨装置において、研磨終了後に
直ちに研磨レ−トを検出する手段と、その検出結果をフ
ィ−ドバックし、２軸研磨機においてはプラテン、３軸
研磨機においてはプラテンもしくはカル−セル、または
その両方の回転数を最適値に増減させる手段とを具備し
ていることを特徴とする研磨レ−トを安定にする研磨装
置。 - 【請求項２】研磨レ−トの検出手段が、膜厚測定器また
は厚さ測定器であることを特徴とする請求項１記載の研
磨レ−トを安定にする研磨装置。 - 【請求項３】回転数の最適値を、フィ−ドバックされた
研磨レ−トに応じて演算する演算手段を備えたことを特
徴とする請求項１記載の研磨レ−トを安定にする研磨装
置。 - 【請求項４】各回転数の組み合わせにおける時間平均相
対速度の値を格納したテ−ブルを備え、そのテ−ブルを
参照して、ヘッド回転数を最適値に制御することを特徴
とする請求項１記載の研磨レ−トを安定にする研磨装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7946499A JP2000271859A (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | 研磨レ−トを安定にする研磨装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7946499A JP2000271859A (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | 研磨レ−トを安定にする研磨装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000271859A true JP2000271859A (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=13690619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7946499A Withdrawn JP2000271859A (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | 研磨レ−トを安定にする研磨装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000271859A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013069198A1 (ja) * | 2011-11-07 | 2013-05-16 | 信越半導体株式会社 | 両面研磨方法 |
| WO2022256221A1 (en) * | 2021-06-01 | 2022-12-08 | Applied Materials, Inc. | Asymmetry correction via variable relative velocity of a wafer |
-
1999
- 1999-03-24 JP JP7946499A patent/JP2000271859A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013069198A1 (ja) * | 2011-11-07 | 2013-05-16 | 信越半導体株式会社 | 両面研磨方法 |
| JP2013094954A (ja) * | 2011-11-07 | 2013-05-20 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 両面研磨方法 |
| US9156123B2 (en) | 2011-11-07 | 2015-10-13 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Double-side polishing method |
| DE112012004211B4 (de) | 2011-11-07 | 2023-08-31 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Doppelseitiges Polierverfahren |
| WO2022256221A1 (en) * | 2021-06-01 | 2022-12-08 | Applied Materials, Inc. | Asymmetry correction via variable relative velocity of a wafer |
| US11764069B2 (en) | 2021-06-01 | 2023-09-19 | Applied Materials, Inc. | Asymmetry correction via variable relative velocity of a wafer |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060606 |