JP2000317823A - 移動研磨シートを用いたケミカルメカニカルポリシング - Google Patents
移動研磨シートを用いたケミカルメカニカルポリシングInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スループットの高いケミカルメカニカルポリ
シング装置を提供する。 【解決手段】 このケミカルメカニカルポリシング装置
は、プラテンと、第１リールと第２リール間に延在し、
基板よりも幅が広い研磨シートと、第１および第２リー
ルの少なくとも一方を駆動して研磨中に研磨シートをプ
ラテンの上面を横切って直線方向に動かすモータとを有
している。第１リールから第２リールへの研磨シートの
移動と第２リールから第１リールへの研磨シートの移動
を切り換えるために、研磨シートは反対方向に交互に駆
動される。
シング装置を提供する。 【解決手段】 このケミカルメカニカルポリシング装置
は、プラテンと、第１リールと第２リール間に延在し、
基板よりも幅が広い研磨シートと、第１および第２リー
ルの少なくとも一方を駆動して研磨中に研磨シートをプ
ラテンの上面を横切って直線方向に動かすモータとを有
している。第１リールから第２リールへの研磨シートの
移動と第２リールから第１リールへの研磨シートの移動
を切り換えるために、研磨シートは反対方向に交互に駆
動される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は基板を化学機械的に
研磨する装置および方法に関し、特に、移動研磨シート
を使用する装置および方法に関する。
研磨する装置および方法に関し、特に、移動研磨シート
を使用する装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】集積回路は、通常、導電層、半導電層ま
たは絶縁層をシリコンウェーハ上に逐次堆積させること
によって基板上に形成される。一つの製造工程は、パタ
ーン加工されたストップ層の上に充填層を堆積させるス
テップと、そのストップ層が露出されるまで充填層を平
坦化するステップを含んでいる。例えば、絶縁層のトレ
ンチやホールは導電層で充填される。平坦化の後、絶縁
層の盛り上がったパターンの間に残された導電層の部分
が、基板上の薄膜回路間の導電経路を提供するバイア、
プラグおよびラインを形成する。
たは絶縁層をシリコンウェーハ上に逐次堆積させること
によって基板上に形成される。一つの製造工程は、パタ
ーン加工されたストップ層の上に充填層を堆積させるス
テップと、そのストップ層が露出されるまで充填層を平
坦化するステップを含んでいる。例えば、絶縁層のトレ
ンチやホールは導電層で充填される。平坦化の後、絶縁
層の盛り上がったパターンの間に残された導電層の部分
が、基板上の薄膜回路間の導電経路を提供するバイア、
プラグおよびラインを形成する。
【０００３】ケミカルメカニカルポリシング（ＣＭＰ）
は、認知された平坦化方法の一つである。この平坦化方
法では、通常、基板をキャリヤまたは研磨ヘッド上に取
り付ける必要がある。基板の露出面は、回転研磨パッド
に接するように配置される。研磨パッドは、「標準」パ
ッドであってもよいし、固定研削性パッドであってもよ
い。標準パッドが耐久性の粗面を持つのに対して、固定
研削性パッドは、封入媒体内に保持された研磨粒子を持
つ。キャリヤヘッドは、制御可能な荷重、すなわち圧力
を基板に付与し、基板を研磨パッドに押し付ける。少な
くとも一つの化学反応剤と、研磨粒子（標準パッドを使
用する場合）とを含む研磨スラリが研磨パッドの表面に
供給される。
は、認知された平坦化方法の一つである。この平坦化方
法では、通常、基板をキャリヤまたは研磨ヘッド上に取
り付ける必要がある。基板の露出面は、回転研磨パッド
に接するように配置される。研磨パッドは、「標準」パ
ッドであってもよいし、固定研削性パッドであってもよ
い。標準パッドが耐久性の粗面を持つのに対して、固定
研削性パッドは、封入媒体内に保持された研磨粒子を持
つ。キャリヤヘッドは、制御可能な荷重、すなわち圧力
を基板に付与し、基板を研磨パッドに押し付ける。少な
くとも一つの化学反応剤と、研磨粒子（標準パッドを使
用する場合）とを含む研磨スラリが研磨パッドの表面に
供給される。
【０００４】効果的なＣＭＰプロセスは、高い研磨速度
を提供するばかりでなく、仕上げられて（小規模の粗さ
がない）、平らな（大規模のトポロジーがない）基板表
面も提供する。研磨速度、仕上げおよび平坦度は、パッ
ドとスラリの組合せ、基板およびパッド間の相対速度、
ならびに基板をパッドに押し付ける力によって決定され
る。研磨速度は、層を研磨するのに要する時間を決め、
結果的にＣＭＰ装置の最大スループットを決める。
を提供するばかりでなく、仕上げられて（小規模の粗さ
がない）、平らな（大規模のトポロジーがない）基板表
面も提供する。研磨速度、仕上げおよび平坦度は、パッ
ドとスラリの組合せ、基板およびパッド間の相対速度、
ならびに基板をパッドに押し付ける力によって決定され
る。研磨速度は、層を研磨するのに要する時間を決め、
結果的にＣＭＰ装置の最大スループットを決める。
【０００５】ＣＭＰ作業の間、研磨パッドは定期的に交
換する必要がある。固定研削性パッドでは、基板が封入
媒体を磨耗させて、埋め込まれた研磨粒子を露出させ
る。このため、固定研削性パッドは研磨プロセスによっ
て徐々に消費される。充分な回数の研磨作業を行うと、
固定研削性パッドを交換する必要が生じる。標準パッド
では、基板が熱的かつ機械的に研磨パッドに損傷を与
え、パッドの表面を円滑化し、研磨性を低下させる。従
って、標準パッドは、定期的に「調整」して、表面に粗
いテクスチャを回復させなければならない。充分な回数
の調整作業を行うと（例えば、３００〜４００回）、調
整プロセスがパッドを消耗させるか、パッドが適切に調
整できなくなる。従って、パッドを交換しなければなら
ない。
換する必要がある。固定研削性パッドでは、基板が封入
媒体を磨耗させて、埋め込まれた研磨粒子を露出させ
る。このため、固定研削性パッドは研磨プロセスによっ
て徐々に消費される。充分な回数の研磨作業を行うと、
固定研削性パッドを交換する必要が生じる。標準パッド
では、基板が熱的かつ機械的に研磨パッドに損傷を与
え、パッドの表面を円滑化し、研磨性を低下させる。従
って、標準パッドは、定期的に「調整」して、表面に粗
いテクスチャを回復させなければならない。充分な回数
の調整作業を行うと（例えば、３００〜４００回）、調
整プロセスがパッドを消耗させるか、パッドが適切に調
整できなくなる。従って、パッドを交換しなければなら
ない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ＣＭＰプロセスで遭遇
する一つの問題は、研磨パッドを交換する場合の難しさ
である。研磨パッドは、プラテンの表面に接着剤で取り
付けられることがある。その研磨パッドをプラテン表面
から引き剥がすには、大きな物理的作業を要することが
多い。この後、接着剤を削ぎ落としたり溶剤で洗ってプ
ラテン表面から除去しなければならない。次に、新しい
研磨パッドを、プラテンの清浄な表面に接着することが
できる。これが行われている間、プラテンは基板のポリ
シングに利用できないので、その結果、ポリシングスル
ープットが減少する。
する一つの問題は、研磨パッドを交換する場合の難しさ
である。研磨パッドは、プラテンの表面に接着剤で取り
付けられることがある。その研磨パッドをプラテン表面
から引き剥がすには、大きな物理的作業を要することが
多い。この後、接着剤を削ぎ落としたり溶剤で洗ってプ
ラテン表面から除去しなければならない。次に、新しい
研磨パッドを、プラテンの清浄な表面に接着することが
できる。これが行われている間、プラテンは基板のポリ
シングに利用できないので、その結果、ポリシングスル
ープットが減少する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】一つの態様では、本発明
は、回転プラテンと、基板を研磨するために前記プラテ
ンの上面の上で延在した露出部分を有する略直線状の研
磨シートと、前記研磨シートを前記プラテンの上面を横
切って直線方向にインクレメンタルに給送する駆動機構
とを有するケミカルメカニカルポリシング装置に関す
る。研磨シートは、プラテンと共に回転するようにプラ
テンに解放可能に固定され、基板の直径より大きな幅を
有している。
は、回転プラテンと、基板を研磨するために前記プラテ
ンの上面の上で延在した露出部分を有する略直線状の研
磨シートと、前記研磨シートを前記プラテンの上面を横
切って直線方向にインクレメンタルに給送する駆動機構
とを有するケミカルメカニカルポリシング装置に関す
る。研磨シートは、プラテンと共に回転するようにプラ
テンに解放可能に固定され、基板の直径より大きな幅を
有している。
【０００８】本発明の実施例は、以下の事項を含んでい
てもよい。研磨シートの未使用部分は送りローラに巻き
付けられてもよく、研磨シートの使用済み部分は巻取り
ローラに巻き付けられてもよい。駆動機構は、研磨シー
トの未使用部分のセグメントを送りローラから巻き戻
し、研磨シートの露出部分のセグメントを巻取りローラ
に巻き付けることによって、研磨シートをインクレメン
タルに給送してもよい。送りローラと巻取りローラは、
プラテンに回転自在に連結してもよい。研磨シートの未
使用部分の汚染を防止するためにガードを設けてもよ
い。このガードは、送りローラの付近に配置されたフレ
ームを含んでいてもよく、このフレームは、隙間を形成
するように研磨シートの上方につり下げされていてもよ
い。ガードは、この隙間を通るようにガスを方向付ける
加圧ガスソースを更に含んでいてもよい。
てもよい。研磨シートの未使用部分は送りローラに巻き
付けられてもよく、研磨シートの使用済み部分は巻取り
ローラに巻き付けられてもよい。駆動機構は、研磨シー
トの未使用部分のセグメントを送りローラから巻き戻
し、研磨シートの露出部分のセグメントを巻取りローラ
に巻き付けることによって、研磨シートをインクレメン
タルに給送してもよい。送りローラと巻取りローラは、
プラテンに回転自在に連結してもよい。研磨シートの未
使用部分の汚染を防止するためにガードを設けてもよ
い。このガードは、送りローラの付近に配置されたフレ
ームを含んでいてもよく、このフレームは、隙間を形成
するように研磨シートの上方につり下げされていてもよ
い。ガードは、この隙間を通るようにガスを方向付ける
加圧ガスソースを更に含んでいてもよい。
【０００９】第１および第２ローラは、プラテン上のリ
テーナに（例えば、リテーナの開口部を通ってローラの
受け凹部内に延在するピンによって）回転自在に連結し
てもよい。第２ローラを付勢して第１方向に回転させる
とともに研磨シートをプラテンの上面を横切って引っ張
るようにバネを配置してもよい。ラチェットが第１ロー
ラに連結されるギヤと係合して第１ローラの回転を防ぐ
ことにより、研磨シートがプラテンの上面を横切って移
動しないようにしてもよい。エスケープクラッチを作動
させてラチェットとギヤとの係合を解除することによ
り、第１ローラを回転できるようにしてもよい。ラチェ
ットおよびギヤは、エスケープクラッチの作動によって
第１ローラが所定の増分量だけ回転できるように構成し
てもよい。空気圧ラインがエスケープクラッチに連結さ
れていて、エスケープクラッチが空気圧ラインに圧力を
加えることによって作動するようになっていてもよい。
スリップクラッチを第２ローラに連結して、第２ローラ
が第１方向と反対の第２方向に回転しないようにしても
よい。第１および第２ローラはプラテンの上面の下方に
配置してもよい。
テーナに（例えば、リテーナの開口部を通ってローラの
受け凹部内に延在するピンによって）回転自在に連結し
てもよい。第２ローラを付勢して第１方向に回転させる
とともに研磨シートをプラテンの上面を横切って引っ張
るようにバネを配置してもよい。ラチェットが第１ロー
ラに連結されるギヤと係合して第１ローラの回転を防ぐ
ことにより、研磨シートがプラテンの上面を横切って移
動しないようにしてもよい。エスケープクラッチを作動
させてラチェットとギヤとの係合を解除することによ
り、第１ローラを回転できるようにしてもよい。ラチェ
ットおよびギヤは、エスケープクラッチの作動によって
第１ローラが所定の増分量だけ回転できるように構成し
てもよい。空気圧ラインがエスケープクラッチに連結さ
れていて、エスケープクラッチが空気圧ラインに圧力を
加えることによって作動するようになっていてもよい。
スリップクラッチを第２ローラに連結して、第２ローラ
が第１方向と反対の第２方向に回転しないようにしても
よい。第１および第２ローラはプラテンの上面の下方に
配置してもよい。
【００１０】プラテン駆動モータはプラテンを駆動して
もよい。チャンネルをプラテン内に形成して、研磨シー
トをプラテンに真空チャックしてもよい。このチャンネ
ルは、プラテンのエッジに沿って延びていてもよい。プ
ラテンの上面は、略方形の形状を有していてもよい。研
磨シート中に透明領域を形成してもよく、プラテンがそ
の透明領域に位置合せされた開口部を含んでいてもよ
い。光学モニタリングシステムは、光が開口部および透
明領域を通って基板に当たるように光を方向付けてもよ
い。研磨シートは、固定研削性研磨材でも非固定研削性
研磨材でもよい。キャリヤヘッドが基板を保持し、キャ
リヤヘッド駆動モータがキャリヤヘッドを回転させても
よい。
もよい。チャンネルをプラテン内に形成して、研磨シー
トをプラテンに真空チャックしてもよい。このチャンネ
ルは、プラテンのエッジに沿って延びていてもよい。プ
ラテンの上面は、略方形の形状を有していてもよい。研
磨シート中に透明領域を形成してもよく、プラテンがそ
の透明領域に位置合せされた開口部を含んでいてもよ
い。光学モニタリングシステムは、光が開口部および透
明領域を通って基板に当たるように光を方向付けてもよ
い。研磨シートは、固定研削性研磨材でも非固定研削性
研磨材でもよい。キャリヤヘッドが基板を保持し、キャ
リヤヘッド駆動モータがキャリヤヘッドを回転させても
よい。
【００１１】別の態様では、本発明は、複数の研磨ステ
ーションと、その複数の研磨ステーションの上で複数の
研磨ヘッドを支持するカルーセルと、を有するケミカル
メカニカルポリシング装置に関する。各研磨ステーショ
ンは、円形プラテンか方形プラテンのいずれかを受け入
れることができる回転プラテンベースと、研磨シートを
直線方向にインクレメンタルに給送する駆動機構と、を
含んでいる。
ーションと、その複数の研磨ステーションの上で複数の
研磨ヘッドを支持するカルーセルと、を有するケミカル
メカニカルポリシング装置に関する。各研磨ステーショ
ンは、円形プラテンか方形プラテンのいずれかを受け入
れることができる回転プラテンベースと、研磨シートを
直線方向にインクレメンタルに給送する駆動機構と、を
含んでいる。
【００１２】本発明の実施例は下記を含んでもよい。複
数の研磨ステーションは、第１プラテン、固定研削性研
磨シート、および固定研削性研磨シートを第１プラテン
の上面を横切ってインクレメンタルに給送する直線駆動
機構を有する第１研磨ステーションと、第２プラテンお
よび第２プラテンに接着されバフ作業に適している研磨
シートを有する第２研磨ステーションと、を含んでいて
もよい。
数の研磨ステーションは、第１プラテン、固定研削性研
磨シート、および固定研削性研磨シートを第１プラテン
の上面を横切ってインクレメンタルに給送する直線駆動
機構を有する第１研磨ステーションと、第２プラテンお
よび第２プラテンに接着されバフ作業に適している研磨
シートを有する第２研磨ステーションと、を含んでいて
もよい。
【００１３】別の態様では、本発明は、ケミカルメカニ
カルポリシング方法に関する。この方法では、回転プラ
テンの上面の上で延在する略直線状の研磨シートに基板
を接触させる。研磨シートは基板の直径より大きな幅を
持つ。研磨シートはプラテンに解放可能に固定され、研
磨シートを回転させて基板および研磨シート間の相対運
動を形成するようにプラテンが回転させられる。研磨ス
テップが完了した後、研磨シートはプラテンから解放さ
れ、プラテンの上面を横切って直線方向にインクレメン
タルに給送される。
カルポリシング方法に関する。この方法では、回転プラ
テンの上面の上で延在する略直線状の研磨シートに基板
を接触させる。研磨シートは基板の直径より大きな幅を
持つ。研磨シートはプラテンに解放可能に固定され、研
磨シートを回転させて基板および研磨シート間の相対運
動を形成するようにプラテンが回転させられる。研磨ス
テップが完了した後、研磨シートはプラテンから解放さ
れ、プラテンの上面を横切って直線方向にインクレメン
タルに給送される。
【００１４】本発明の実施例は、下記の事項を含んでい
てもよい。研磨シートは、プラテンに真空チャックされ
てもよい。研磨シートの未使用部分が送りローラから巻
き戻され、研磨シートの使用済み部分が巻取りローラに
巻き付けられてもよい。基板はキャリヤヘッドと共に回
転させられてもよい。
てもよい。研磨シートは、プラテンに真空チャックされ
てもよい。研磨シートの未使用部分が送りローラから巻
き戻され、研磨シートの使用済み部分が巻取りローラに
巻き付けられてもよい。基板はキャリヤヘッドと共に回
転させられてもよい。
【００１５】ある態様では、本発明は、プラテン、第１
リールおよび第２リール間に延在する研磨シートと、第
１および第２リールの少なくとも一方を駆動して研磨時
に研磨シートをプラテンの上面を横切って直線方向に移
動させるモータと、を有するケミカルメカニカルポリシ
ング装置に関する。研磨シートは研磨される基板の直径
よりも大きな幅を持つとともに、基板を研磨するために
プラテンの上面の上で延在する部分を有している。
リールおよび第２リール間に延在する研磨シートと、第
１および第２リールの少なくとも一方を駆動して研磨時
に研磨シートをプラテンの上面を横切って直線方向に移
動させるモータと、を有するケミカルメカニカルポリシ
ング装置に関する。研磨シートは研磨される基板の直径
よりも大きな幅を持つとともに、基板を研磨するために
プラテンの上面の上で延在する部分を有している。
【００１６】本発明の実施例は、下記の事項を含んでい
てもよい。モータは第１および第２リールを第１方向に
駆動して、研磨シートを第１リールから第２リールに搬
送するとともに、第１および第２リールを第２方向に駆
動して研磨シートを第２リールから第１リールへ搬送し
てもよい。コントローラは、モータに第１および第２リ
ールの第１方向への駆動と第２方向への駆動を交互に行
わせてもよい。コントローラは、第１および第２リール
の一方がほとんど空になったときにモータを減速させる
ように構成されていてもよい。また、コントローラは、
研磨シートが所望の速度（例えば、約１メートル／秒）
で移動するようになるまでモータを加速させるように構
成されていてもよい。プラテンは、プラテンの上面に流
体を供給して研磨シートおよびプラテン間に流体軸受を
形成する複数の通路を含んでいてもよい。流体ソース
は、その複数の通路に連通されていてもよい。アクチュ
エータは、プラテン（これは、略方形の形状を有してい
てもよい）を研磨シートへ向かう方向および研磨シート
から離れる方向に移動させてもよい。回転キャリヤヘッ
ドが基板を保持してもよい。フレームおよび複数のリテ
ーナが第１および第２リールをフレームに固定してもよ
い。研磨シートは、固定研削性研磨材からなる略直線状
のストリップであってもよい。
てもよい。モータは第１および第２リールを第１方向に
駆動して、研磨シートを第１リールから第２リールに搬
送するとともに、第１および第２リールを第２方向に駆
動して研磨シートを第２リールから第１リールへ搬送し
てもよい。コントローラは、モータに第１および第２リ
ールの第１方向への駆動と第２方向への駆動を交互に行
わせてもよい。コントローラは、第１および第２リール
の一方がほとんど空になったときにモータを減速させる
ように構成されていてもよい。また、コントローラは、
研磨シートが所望の速度（例えば、約１メートル／秒）
で移動するようになるまでモータを加速させるように構
成されていてもよい。プラテンは、プラテンの上面に流
体を供給して研磨シートおよびプラテン間に流体軸受を
形成する複数の通路を含んでいてもよい。流体ソース
は、その複数の通路に連通されていてもよい。アクチュ
エータは、プラテン（これは、略方形の形状を有してい
てもよい）を研磨シートへ向かう方向および研磨シート
から離れる方向に移動させてもよい。回転キャリヤヘッ
ドが基板を保持してもよい。フレームおよび複数のリテ
ーナが第１および第２リールをフレームに固定してもよ
い。研磨シートは、固定研削性研磨材からなる略直線状
のストリップであってもよい。
【００１７】別の態様では、本発明は、プラテン、第１
ローラ、第２ローラ、第１および第２ローラ間に延在す
る略直線状の研磨シート、ならびに第１および第２ロー
ラの少なくとも一方を駆動して研磨シートを第１および
第２ローラ間に移動させ、研磨シートをプラテンの上面
を横切って直線方向に移動させるモータを有するケミカ
ルメカニカルポリシング装置に関する。研磨シートは、
研磨される基板の直径よりも大きな幅を有する。研磨シ
ートは、第１ローラに巻かれた第１部分、第２ローラに
巻かれた第２部分、および基板を研磨するためにプラテ
ンの上面の上で延在する第３部分を有している。
ローラ、第２ローラ、第１および第２ローラ間に延在す
る略直線状の研磨シート、ならびに第１および第２ロー
ラの少なくとも一方を駆動して研磨シートを第１および
第２ローラ間に移動させ、研磨シートをプラテンの上面
を横切って直線方向に移動させるモータを有するケミカ
ルメカニカルポリシング装置に関する。研磨シートは、
研磨される基板の直径よりも大きな幅を有する。研磨シ
ートは、第１ローラに巻かれた第１部分、第２ローラに
巻かれた第２部分、および基板を研磨するためにプラテ
ンの上面の上で延在する第３部分を有している。
【００１８】別の態様では、本発明は、プラテン、第１
ローラ、第２ローラ、第１および第２ローラ間に延在す
る研磨シート、第１および第２ローラを駆動して研磨シ
ートをプラテンの上面を横切って移動させるモータ、な
らびに基板の研磨中にモータに研磨シートの第１方向へ
の駆動と第２の反対方向への駆動とを交互に行わせるコ
ントローラを有するケミカルメカニカルポリシング装置
に関する。研磨シートは、研磨される基板の直径よりも
大きな幅を有し、基板を研磨するためにプラテンの上面
の上で延在する部分を有している。
ローラ、第２ローラ、第１および第２ローラ間に延在す
る研磨シート、第１および第２ローラを駆動して研磨シ
ートをプラテンの上面を横切って移動させるモータ、な
らびに基板の研磨中にモータに研磨シートの第１方向へ
の駆動と第２の反対方向への駆動とを交互に行わせるコ
ントローラを有するケミカルメカニカルポリシング装置
に関する。研磨シートは、研磨される基板の直径よりも
大きな幅を有し、基板を研磨するためにプラテンの上面
の上で延在する部分を有している。
【００１９】別の態様では、本発明は、第１リールおよ
び第２リール間に延在する研磨シートに基板が接触させ
られ、研磨時に研磨シートをプラテンの上面を横切って
直線方向に移動させるように第１および第２リールが駆
動されるケミカルメカニカルポリシング方法に関する。
研磨シートは、研磨される基板の直径よりも大きな幅を
有している。
び第２リール間に延在する研磨シートに基板が接触させ
られ、研磨時に研磨シートをプラテンの上面を横切って
直線方向に移動させるように第１および第２リールが駆
動されるケミカルメカニカルポリシング方法に関する。
研磨シートは、研磨される基板の直径よりも大きな幅を
有している。
【００２０】本発明の実施例は、下記の事項を含んでい
てもよい。第１および第２リールは、第１リールから第
２リールへ研磨シートを移動させるための第１方向への
駆動と、第２リールから第１リールへ研磨シートを移動
させるための第２方向への駆動を交互に行ってもよい。
第１および第２リールは、第１および第２リールの一方
がほとんど空になる時に減速してもよい。第１および第
２リールは、研磨シートが所望の速度（例えば、約１メ
ートル／秒）で移動するようになるまで加速してもよ
い。流体をプラテンの上面および研磨シート間に注入し
てその間に流体軸受を形成してもよい。プラテンを垂直
方向に動かして、基板に対する研磨シートの圧力を調節
してもよい。基板を回転させてもよい。研磨シートは、
固定研削性研磨材とすることができる。流体が研磨シー
トの孔を通って基板の表面および研磨シート間に注入さ
れてもよい。
てもよい。第１および第２リールは、第１リールから第
２リールへ研磨シートを移動させるための第１方向への
駆動と、第２リールから第１リールへ研磨シートを移動
させるための第２方向への駆動を交互に行ってもよい。
第１および第２リールは、第１および第２リールの一方
がほとんど空になる時に減速してもよい。第１および第
２リールは、研磨シートが所望の速度（例えば、約１メ
ートル／秒）で移動するようになるまで加速してもよ
い。流体をプラテンの上面および研磨シート間に注入し
てその間に流体軸受を形成してもよい。プラテンを垂直
方向に動かして、基板に対する研磨シートの圧力を調節
してもよい。基板を回転させてもよい。研磨シートは、
固定研削性研磨材とすることができる。流体が研磨シー
トの孔を通って基板の表面および研磨シート間に注入さ
れてもよい。
【００２１】ある態様では、本発明は、第１直線方向に
移動可能な第１研磨シートと、第２直線方向に移動可能
な第２研磨シートと、を有するケミカルメカニカル装置
に関する。第１および第２研磨シートは、研磨時に基板
の表面に接触するように平行かつ同一平面に配置され
る。
移動可能な第１研磨シートと、第２直線方向に移動可能
な第２研磨シートと、を有するケミカルメカニカル装置
に関する。第１および第２研磨シートは、研磨時に基板
の表面に接触するように平行かつ同一平面に配置され
る。
【００２２】本発明の実施例は、下記の事項を含んでい
てもよい。第１および第２直線方向は平行であってもよ
く、同一方向でも反対方向でもよい。第１および第２研
磨シートは、第１ローラおよび第２ローラ間に延在して
もよい。第１モータは第１ローラを回転させて第１およ
び第２研磨シートを一方向に駆動し、第２モータは第２
ローラを回転させて第１および第２研磨シートを別の反
対方向に駆動してもよい。第１研磨シートは第１ローラ
および第２ローラ間に延在してもよく、第２研磨シート
は第３ローラおよび第４ローラ間に延在してもよい。第
１および第３ローラが回転式に連結されていてもよく、
第２および第４ローラが回転式に連結されていてもよ
い。第１モータは第１および第３ローラを回転させて第
１および第２研磨シートを一方向に駆動してもよく、第
２モータは第２および第４ローラを回転させて第１およ
び第２研磨シートを前記一方向と反対の別の方向に駆動
してもよい。キャリヤヘッドは、基板の表面を第１およ
び第２研磨シートと接触するように配置してもよい。第
１および第２研磨シートはそれぞれ、基板を研磨するた
めにプラテンの上面の上で延在する部分を有していても
よい。プラテンが回転自在でなく、駆動システムが基板
の研磨中に第１および第２研磨シートを移動させるよう
になっていてもよい。プラテンが回転自在で、第１およ
び第２研磨シートをプラテンに固定して研磨中にプラテ
ンと共に回転させてもよい。駆動システムは、第１およ
び第２研磨シートを各研磨作業の合間にインクレメンタ
ルに動かしてもよい。第３研磨シートは、第１および第
２研磨シートと実質的に平行かつ同一平面に配置しても
よい。光学モニタリングシステムは、研磨中に光線（例
えば、レーザー光線）を第１および第２研磨シート間の
隙間を通って基板に当たるように方向付けてもよい。
てもよい。第１および第２直線方向は平行であってもよ
く、同一方向でも反対方向でもよい。第１および第２研
磨シートは、第１ローラおよび第２ローラ間に延在して
もよい。第１モータは第１ローラを回転させて第１およ
び第２研磨シートを一方向に駆動し、第２モータは第２
ローラを回転させて第１および第２研磨シートを別の反
対方向に駆動してもよい。第１研磨シートは第１ローラ
および第２ローラ間に延在してもよく、第２研磨シート
は第３ローラおよび第４ローラ間に延在してもよい。第
１および第３ローラが回転式に連結されていてもよく、
第２および第４ローラが回転式に連結されていてもよ
い。第１モータは第１および第３ローラを回転させて第
１および第２研磨シートを一方向に駆動してもよく、第
２モータは第２および第４ローラを回転させて第１およ
び第２研磨シートを前記一方向と反対の別の方向に駆動
してもよい。キャリヤヘッドは、基板の表面を第１およ
び第２研磨シートと接触するように配置してもよい。第
１および第２研磨シートはそれぞれ、基板を研磨するた
めにプラテンの上面の上で延在する部分を有していても
よい。プラテンが回転自在でなく、駆動システムが基板
の研磨中に第１および第２研磨シートを移動させるよう
になっていてもよい。プラテンが回転自在で、第１およ
び第２研磨シートをプラテンに固定して研磨中にプラテ
ンと共に回転させてもよい。駆動システムは、第１およ
び第２研磨シートを各研磨作業の合間にインクレメンタ
ルに動かしてもよい。第３研磨シートは、第１および第
２研磨シートと実質的に平行かつ同一平面に配置しても
よい。光学モニタリングシステムは、研磨中に光線（例
えば、レーザー光線）を第１および第２研磨シート間の
隙間を通って基板に当たるように方向付けてもよい。
【００２３】別の態様では、本発明は、第１直線方向に
移動可能な第１研磨シート、第２直線方向に移動可能な
第２研磨シート、および第３直線方向に移動可能な第３
研磨シートを有するケミカルメカニカルポリシング装置
に関する。第１、第２および第３研磨シートは、研磨中
に基板の表面と接触するように平行かつ同一平面に配置
される。
移動可能な第１研磨シート、第２直線方向に移動可能な
第２研磨シート、および第３直線方向に移動可能な第３
研磨シートを有するケミカルメカニカルポリシング装置
に関する。第１、第２および第３研磨シートは、研磨中
に基板の表面と接触するように平行かつ同一平面に配置
される。
【００２４】本発明の実施例は、下記の事項を含んでい
てもよい。第１および第３方向が同一方向で、第２方向
が第１方向と反対の方向であってもよい。第１、第２お
よび第３研磨シートはそれぞれ、基板を研磨するために
プラテンの上面の上で延在する部分を有していてもよ
い。プラテンが回転自在でなく、駆動システムが基板の
研磨中に第１、第２および第３研磨シートを移動させて
もよい。あるいは、プラテンが回転自在で、第１、第２
および第３研磨シートをプラテンに固定して研磨中にプ
ラテンと共に回転するようにしてもよい。駆動システム
は、第１、第２および第３研磨シートを各研磨作業の合
間にインクレメンタルに移動させてもよい。
てもよい。第１および第３方向が同一方向で、第２方向
が第１方向と反対の方向であってもよい。第１、第２お
よび第３研磨シートはそれぞれ、基板を研磨するために
プラテンの上面の上で延在する部分を有していてもよ
い。プラテンが回転自在でなく、駆動システムが基板の
研磨中に第１、第２および第３研磨シートを移動させて
もよい。あるいは、プラテンが回転自在で、第１、第２
および第３研磨シートをプラテンに固定して研磨中にプ
ラテンと共に回転するようにしてもよい。駆動システム
は、第１、第２および第３研磨シートを各研磨作業の合
間にインクレメンタルに移動させてもよい。
【００２５】別の態様では、本発明は、第１ローラおよ
び第２ローラ間に延在する第１研磨シートと、第３ロー
ラおよび第４ローラ間に延在する第２研磨シートと、を
有するケミカルメカニカルポリシング装置に関する。第
１および第２研磨シートは、研磨中に基板の表面に接触
するように平行かつ同一平面に配置される。
び第２ローラ間に延在する第１研磨シートと、第３ロー
ラおよび第４ローラ間に延在する第２研磨シートと、を
有するケミカルメカニカルポリシング装置に関する。第
１および第２研磨シートは、研磨中に基板の表面に接触
するように平行かつ同一平面に配置される。
【００２６】本発明の実施例は、下記の事項を含んでい
てもよい。第１対のモータは第１研磨シートを基板と相
対的に移動させてもよく、第２対のモータは第２研磨シ
ートを基板と相対的に移動させてもよい。第１対のモー
タの一方のモータが第１研磨シートを第１の方向に駆動
させてもよく、第２対のモータの一方のモータが第２研
磨シートを第２の方向に駆動させてもよい。第１および
第２方向は同一方向でも反対方向でもよい。第１対のモ
ータのもう一方のモータが第１研磨シートを第１方向と
反対の方向に駆動させてもよく、第２対のモータのもう
一方のモータが第２研磨シートを第２方向と反対の方向
に駆動させてもよい。第３研磨シートは、第５ローラお
よび第６ローラ間に延在してもよい。第３研磨シート
は、第１および第２研磨シートと実質的に平行かつ同一
平面に配置してもよい。第１駆動システムが第１および
第３研磨シートを第１方向に移動させ、第２駆動システ
ムが第２研磨シートを第２の反対方向に移動させてもよ
い。
てもよい。第１対のモータは第１研磨シートを基板と相
対的に移動させてもよく、第２対のモータは第２研磨シ
ートを基板と相対的に移動させてもよい。第１対のモー
タの一方のモータが第１研磨シートを第１の方向に駆動
させてもよく、第２対のモータの一方のモータが第２研
磨シートを第２の方向に駆動させてもよい。第１および
第２方向は同一方向でも反対方向でもよい。第１対のモ
ータのもう一方のモータが第１研磨シートを第１方向と
反対の方向に駆動させてもよく、第２対のモータのもう
一方のモータが第２研磨シートを第２方向と反対の方向
に駆動させてもよい。第３研磨シートは、第５ローラお
よび第６ローラ間に延在してもよい。第３研磨シート
は、第１および第２研磨シートと実質的に平行かつ同一
平面に配置してもよい。第１駆動システムが第１および
第３研磨シートを第１方向に移動させ、第２駆動システ
ムが第２研磨シートを第２の反対方向に移動させてもよ
い。
【００２７】別の態様では、本発明は、複数の研磨面、
研磨中に複数の研磨面に接触して基板を保持するキャリ
ヤヘッド、および複数の研磨面を移動させる駆動システ
ムを有するケミカルメカニカルポリシング装置に関す
る。各研磨面は基板に対する摩擦力を形成し、複数の研
磨面は、基板に対する摩擦力が実質的に相殺するように
配置されて駆動される。
研磨中に複数の研磨面に接触して基板を保持するキャリ
ヤヘッド、および複数の研磨面を移動させる駆動システ
ムを有するケミカルメカニカルポリシング装置に関す
る。各研磨面は基板に対する摩擦力を形成し、複数の研
磨面は、基板に対する摩擦力が実質的に相殺するように
配置されて駆動される。
【００２８】別の態様では、本発明は、平行かつ同一平
面に配置された複数の研磨シートに基板が接触させら
れ、複数の研磨シートがプラテンの上面を横切って直線
的に駆動させられて基板が研磨されるケミカルメカニカ
ルポリシング方法に関する。
面に配置された複数の研磨シートに基板が接触させら
れ、複数の研磨シートがプラテンの上面を横切って直線
的に駆動させられて基板が研磨されるケミカルメカニカ
ルポリシング方法に関する。
【００２９】本発明の実施例は、下記の事項を含んでい
てもよい。基板は回転してもよい。研磨シートの一方を
第１方向に駆動し、研磨シートのもう一方を第２の反対
方向に駆動してもよい。また、研磨シートを同一方向に
駆動してもよい。
てもよい。基板は回転してもよい。研磨シートの一方を
第１方向に駆動し、研磨シートのもう一方を第２の反対
方向に駆動してもよい。また、研磨シートを同一方向に
駆動してもよい。
【００３０】別の態様では、本発明は、回転プラテンの
上面の上で平行かつ同一平面に配置された複数の研磨シ
ートの少なくとも一つに基板を接触させ、複数の研磨シ
ートを回転させるようにプラテンを回転させて、基板が
複数の研磨シートを横切って掃引するようにし、研磨シ
ートが各研磨作業の合間にプラテンの上面を横切ってイ
ンクレメンタルにかつ直線的に動かされるケミカルメカ
ニカルポリシング方法に関する。
上面の上で平行かつ同一平面に配置された複数の研磨シ
ートの少なくとも一つに基板を接触させ、複数の研磨シ
ートを回転させるようにプラテンを回転させて、基板が
複数の研磨シートを横切って掃引するようにし、研磨シ
ートが各研磨作業の合間にプラテンの上面を横切ってイ
ンクレメンタルにかつ直線的に動かされるケミカルメカ
ニカルポリシング方法に関する。
【００３１】本発明の実施例は、下記の事項を含んでい
てもよい。基板は、回転するとともに横方向に振動して
もよい。複数の研磨シートは、二つまたは三つの隣接す
る研磨シートを含んでいてもよい。
てもよい。基板は、回転するとともに横方向に振動して
もよい。複数の研磨シートは、二つまたは三つの隣接す
る研磨シートを含んでいてもよい。
【００３２】別の態様では、本発明は、基板を複数の研
磨面と接触させ、複数の研磨面を移動させて基板を研磨
するようにしたケミカルメカニカルポリシング方法に関
する。各研磨面は基板に対する横方向摩擦力を形成し、
これらの研磨面は、基板に対するこれらの摩擦力が実質
的に相殺するように配置されて動かされる。
磨面と接触させ、複数の研磨面を移動させて基板を研磨
するようにしたケミカルメカニカルポリシング方法に関
する。各研磨面は基板に対する横方向摩擦力を形成し、
これらの研磨面は、基板に対するこれらの摩擦力が実質
的に相殺するように配置されて動かされる。
【００３３】本発明の実施例は、下記の事項を含んでい
てもよい。基板に対する摩擦力は、基板上に正味の横方
向力が実質的に存在しないように実質的に相殺してもよ
い。複数の研磨シートは、第１研磨シート、第２研磨シ
ート、および第１および第２研磨シート間に配置された
第３研磨シートを含んでいてもよい。第１および第２研
磨シートが第１方向に移動し、第３研磨シートが第１方
向に反対の第２方向に移動してもよい。
てもよい。基板に対する摩擦力は、基板上に正味の横方
向力が実質的に存在しないように実質的に相殺してもよ
い。複数の研磨シートは、第１研磨シート、第２研磨シ
ート、および第１および第２研磨シート間に配置された
第３研磨シートを含んでいてもよい。第１および第２研
磨シートが第１方向に移動し、第３研磨シートが第１方
向に反対の第２方向に移動してもよい。
【００３４】本発明の利点には、下記の事項が含まれ
る。研磨パッドを交換することなく、より多数の基板を
研磨できるので、ＣＭＰ装置の休止時間を削減するとと
もに、スループットを増加させることができる。給送可
能な固定研削性研磨材からなるシートを研磨カートリッ
ジ内に設置することができる。研磨カートリッジをプラ
テンから取り外して交換するのは容易である。円形プラ
テンか方形プラテン（これに研磨カートリッジが取り付
けられる）のいずれかをＣＭＰ装置の各研磨ステーショ
ンに取り付けることができる。研磨装置は、固定研削性
研磨材に関連した利点を得る。回転キャリヤヘッドを使
用することで、基板を回転研磨シートに押し付けること
ができる。基板に対する横方向摩擦力を低減できるの
で、保持リングに対する基板の負荷を減少させて、研磨
の均一性を高めることができる。基板に対する研磨シー
トの剛性は、研磨シート材料とは独立に調節することが
できる。
る。研磨パッドを交換することなく、より多数の基板を
研磨できるので、ＣＭＰ装置の休止時間を削減するとと
もに、スループットを増加させることができる。給送可
能な固定研削性研磨材からなるシートを研磨カートリッ
ジ内に設置することができる。研磨カートリッジをプラ
テンから取り外して交換するのは容易である。円形プラ
テンか方形プラテン（これに研磨カートリッジが取り付
けられる）のいずれかをＣＭＰ装置の各研磨ステーショ
ンに取り付けることができる。研磨装置は、固定研削性
研磨材に関連した利点を得る。回転キャリヤヘッドを使
用することで、基板を回転研磨シートに押し付けること
ができる。基板に対する横方向摩擦力を低減できるの
で、保持リングに対する基板の負荷を減少させて、研磨
の均一性を高めることができる。基板に対する研磨シー
トの剛性は、研磨シート材料とは独立に調節することが
できる。
【００３５】他の特徴および利点は、図面および特許請
求の範囲を含む下記の説明から明らかになるであろう。
求の範囲を含む下記の説明から明らかになるであろう。
【００３６】
【発明の実施の形態】図１および図２に示されるよう
に、一枚以上の基板１０がケミカルメカニカルポリシン
グ装置２０によって研磨される。同様の研磨装置は、米
国特許第５，７３８，５７４号に記載されている。この
特許公報の開示の全体は、引用によって本明細書に組み
込まれている。研磨装置２０は、一連の研磨ステーショ
ンを支えるテーブルトップ２３を有する機械ベース２２
を含んでおり、研磨ステーションは、第１研磨ステーシ
ョン２５ａ、第２研磨ステーション２５ｂおよび最終研
磨ステーション２５ｃと、搬送ステーション２７とを含
んでいる。搬送ステーション２７は、多数の機能を果た
す。この機能には、ローディング装置（図示せず）から
個々の基板１０を受け取る機能、基板を洗浄する機能、
基板をキャリヤヘッドに装填する機能、基板をキャリヤ
ヘッドから受け取る機能、基板を再び洗浄する機能、そ
して最後に、基板をローディング装置に搬送して戻す機
能が含まれる。
に、一枚以上の基板１０がケミカルメカニカルポリシン
グ装置２０によって研磨される。同様の研磨装置は、米
国特許第５，７３８，５７４号に記載されている。この
特許公報の開示の全体は、引用によって本明細書に組み
込まれている。研磨装置２０は、一連の研磨ステーショ
ンを支えるテーブルトップ２３を有する機械ベース２２
を含んでおり、研磨ステーションは、第１研磨ステーシ
ョン２５ａ、第２研磨ステーション２５ｂおよび最終研
磨ステーション２５ｃと、搬送ステーション２７とを含
んでいる。搬送ステーション２７は、多数の機能を果た
す。この機能には、ローディング装置（図示せず）から
個々の基板１０を受け取る機能、基板を洗浄する機能、
基板をキャリヤヘッドに装填する機能、基板をキャリヤ
ヘッドから受け取る機能、基板を再び洗浄する機能、そ
して最後に、基板をローディング装置に搬送して戻す機
能が含まれる。
【００３７】各研磨ステーションは回転プラテンを含ん
でいる。研磨ステーションの少なくとも一つ、例えば第
１ステーション２５ａは、回転自在な方形プラテン１０
０に取り付けられた研磨カートリッジ１０２を含んでい
る。研磨カートリッジ１０２は、固定研削性研磨材から
なる直線給送式シートまたはベルトを含んでいる。残り
の研磨ステーション、例えば第２研磨ステーション２５
ｂおよび最終研磨ステーション２５ｃは、それぞれ「標
準」研磨パッドを含んでいてもよく、これらは円形プラ
テン３０にそれぞれ接着される。各プラテンは、３０〜
２００ｒｐｍでプラテンを回転させるプラテン駆動モー
タ（図示せず）に連結することができる。ただし、これ
より高いまたは低い回転速度を使用することもできる。
基板１０が直径「８インチ」（２００ｍｍ）のディスク
と仮定すると、方形プラテン１００は一辺が約２０イン
チとなり、円形プラテン３０と研磨パッド３２、３４は
直径が約３０インチになる。
でいる。研磨ステーションの少なくとも一つ、例えば第
１ステーション２５ａは、回転自在な方形プラテン１０
０に取り付けられた研磨カートリッジ１０２を含んでい
る。研磨カートリッジ１０２は、固定研削性研磨材から
なる直線給送式シートまたはベルトを含んでいる。残り
の研磨ステーション、例えば第２研磨ステーション２５
ｂおよび最終研磨ステーション２５ｃは、それぞれ「標
準」研磨パッドを含んでいてもよく、これらは円形プラ
テン３０にそれぞれ接着される。各プラテンは、３０〜
２００ｒｐｍでプラテンを回転させるプラテン駆動モー
タ（図示せず）に連結することができる。ただし、これ
より高いまたは低い回転速度を使用することもできる。
基板１０が直径「８インチ」（２００ｍｍ）のディスク
と仮定すると、方形プラテン１００は一辺が約２０イン
チとなり、円形プラテン３０と研磨パッド３２、３４は
直径が約３０インチになる。
【００３８】各研磨ステーション２５ａ、２５ｂおよび
２５ｃは、対応する研磨面の上方に突出する複合スラリ
／リンスアーム５２も含んでいる。各スラリ／リンスア
ーム５２は、研磨液、スラリ、または洗浄液を研磨パッ
ドの表面に供給するための二つ以上のスラリ供給チュー
ブを含んでいてもよい。例えば、第１研磨ステーション
２５ａで固定研削性研磨シートに供給される研磨液は研
磨粒子を含まないが、第２研磨ステーション２５ｂで標
準研磨パッドに供給されるスラリは研磨粒子を含むこと
になる。最終研磨ステーション２５ｃがバフ作業のため
に使用される場合、そのステーションで研磨パッドに供
給される研磨液は研磨粒子を含まないことになる。通
常、研磨パッド全体を覆って濡らすために充分な液体が
供給される。各スラリ／リンスアームは、各研磨および
調整サイクルの終了時に高圧リンスを行う幾つかのスプ
レーノズル（図示せず）も含んでいる。
２５ｃは、対応する研磨面の上方に突出する複合スラリ
／リンスアーム５２も含んでいる。各スラリ／リンスア
ーム５２は、研磨液、スラリ、または洗浄液を研磨パッ
ドの表面に供給するための二つ以上のスラリ供給チュー
ブを含んでいてもよい。例えば、第１研磨ステーション
２５ａで固定研削性研磨シートに供給される研磨液は研
磨粒子を含まないが、第２研磨ステーション２５ｂで標
準研磨パッドに供給されるスラリは研磨粒子を含むこと
になる。最終研磨ステーション２５ｃがバフ作業のため
に使用される場合、そのステーションで研磨パッドに供
給される研磨液は研磨粒子を含まないことになる。通
常、研磨パッド全体を覆って濡らすために充分な液体が
供給される。各スラリ／リンスアームは、各研磨および
調整サイクルの終了時に高圧リンスを行う幾つかのスプ
レーノズル（図示せず）も含んでいる。
【００３９】標準研磨パッドを含む研磨ステーション、
すなわち研磨ステーション２５ｂ、２５ｃは、オプショ
ンの関連パッド調整装置４０を含んでいてもよい。固定
研削性研磨パッドを含む研磨ステーション、すなわち研
磨ステーション２５ａは、研磨シートの表面から粗粒や
研磨くずを除去するためにオプションの図示しない洗浄
装置を含んでいてもよい。洗浄装置は、研磨シートの表
面を掃引する回転式ブラシ、および／または加圧洗浄流
体（例えば、脱イオン水）を研磨シートの表面にスプレ
ーするノズルを含んでいてもよい。この洗浄装置は、連
続的に、または各研磨作業の合間に運転することができ
る。更に、洗浄装置は固定式でもよいし、研磨シートの
表面を横切って掃引するようにしてもよい。
すなわち研磨ステーション２５ｂ、２５ｃは、オプショ
ンの関連パッド調整装置４０を含んでいてもよい。固定
研削性研磨パッドを含む研磨ステーション、すなわち研
磨ステーション２５ａは、研磨シートの表面から粗粒や
研磨くずを除去するためにオプションの図示しない洗浄
装置を含んでいてもよい。洗浄装置は、研磨シートの表
面を掃引する回転式ブラシ、および／または加圧洗浄流
体（例えば、脱イオン水）を研磨シートの表面にスプレ
ーするノズルを含んでいてもよい。この洗浄装置は、連
続的に、または各研磨作業の合間に運転することができ
る。更に、洗浄装置は固定式でもよいし、研磨シートの
表面を横切って掃引するようにしてもよい。
【００４０】更に、オプションの洗浄ステーション４５
を、研磨ステーション２５ａと２５ｂの間、研磨ステー
ション２５ｂと２５ｃの間、研磨ステーション２５ｃと
搬送ステーション２７の間、および搬送ステーション２
７と研磨ステーション２５ａの間に配置して、基板がス
テーション間を移動するに従って基板を洗浄するように
してもよい。
を、研磨ステーション２５ａと２５ｂの間、研磨ステー
ション２５ｂと２５ｃの間、研磨ステーション２５ｃと
搬送ステーション２７の間、および搬送ステーション２
７と研磨ステーション２５ａの間に配置して、基板がス
テーション間を移動するに従って基板を洗浄するように
してもよい。
【００４１】回転マルチヘッドカルーセル６０は、研磨
ステーションの上方でセンタポスト６２によって支持さ
れ、カルーセルモータアセンブリ（図示せず）によって
カルーセル軸６４のまわりに回転する。カルーセル６０
は、カルーセル軸６４を中心としてカルーセル支持プレ
ート６６上に等角度間隔で取り付けられた四つのキャリ
ヤヘッドシステムを含んでいる。これらのキャリヤヘッ
ドシステムのうち３個は、基板を受け取って保持し、そ
れらをステーション２５ａの研磨シートとステーション
２５ｂ、２５ｃの研磨パッドに押し付けることによって
研磨する。キャリヤヘッドシステムの一つは、搬送ステ
ーション２７から基板を受け取り、また搬送ステーショ
ン２７に基板を渡す。
ステーションの上方でセンタポスト６２によって支持さ
れ、カルーセルモータアセンブリ（図示せず）によって
カルーセル軸６４のまわりに回転する。カルーセル６０
は、カルーセル軸６４を中心としてカルーセル支持プレ
ート６６上に等角度間隔で取り付けられた四つのキャリ
ヤヘッドシステムを含んでいる。これらのキャリヤヘッ
ドシステムのうち３個は、基板を受け取って保持し、そ
れらをステーション２５ａの研磨シートとステーション
２５ｂ、２５ｃの研磨パッドに押し付けることによって
研磨する。キャリヤヘッドシステムの一つは、搬送ステ
ーション２７から基板を受け取り、また搬送ステーショ
ン２７に基板を渡す。
【００４２】各キャリヤヘッドシステムは、キャリヤま
たはキャリヤヘッド８０を含んでいる。キャリヤ駆動シ
ャフト７８は、各キャリヤヘッドが自身の軸のまわりに
独立に回転できるようにキャリヤヘッド回転モータ７６
（カルーセルカバーの１／４を取り除いて図示されてい
る）をキャリヤヘッド８０に連結する。更に、各キャリ
ヤヘッド８０は、カルーセル支持プレート６６に形成さ
れた径方向スロット７２内で独立に横方向に振動する。
たはキャリヤヘッド８０を含んでいる。キャリヤ駆動シ
ャフト７８は、各キャリヤヘッドが自身の軸のまわりに
独立に回転できるようにキャリヤヘッド回転モータ７６
（カルーセルカバーの１／４を取り除いて図示されてい
る）をキャリヤヘッド８０に連結する。更に、各キャリ
ヤヘッド８０は、カルーセル支持プレート６６に形成さ
れた径方向スロット７２内で独立に横方向に振動する。
【００４３】キャリヤヘッド８０は、幾つかの機械的機
能を果たす。一般に、キャリヤヘッドは、基板を研磨面
に当てて保持し、基板の裏面全体に下向きの圧力を与
え、駆動シャフトから基板へトルクを伝達して、基板が
研磨作業中にキャリヤヘッドの下から脱落しないように
する。適当なキャリヤヘッドは、Steven M. Zuniga他に
よって１９９７年５月２１日に出願され本発明の譲受人
に譲渡された米国特許出願第０８／８６１，２６０号、
名称「ケミカルメカニカルポリシングシステム用の可撓
膜を有するキャリヤヘッド」に記載されいる。この特許
の全開示は、引用によって本明細書に組み込まれてい
る。
能を果たす。一般に、キャリヤヘッドは、基板を研磨面
に当てて保持し、基板の裏面全体に下向きの圧力を与
え、駆動シャフトから基板へトルクを伝達して、基板が
研磨作業中にキャリヤヘッドの下から脱落しないように
する。適当なキャリヤヘッドは、Steven M. Zuniga他に
よって１９９７年５月２１日に出願され本発明の譲受人
に譲渡された米国特許出願第０８／８６１，２６０号、
名称「ケミカルメカニカルポリシングシステム用の可撓
膜を有するキャリヤヘッド」に記載されいる。この特許
の全開示は、引用によって本明細書に組み込まれてい
る。
【００４４】図３、４、および５によれば、研磨カート
リッジ１０２は、研磨ステーション２５ａにおいて方形
プラテン１００に着脱自在に固定される。研磨カートリ
ッジ１０２は、送りローラ１３０、巻取りローラ１３
２、および研磨パッド材からなる略直線状のシートまた
はベルト１１０を含んでいる。研磨シートの未使用、つ
まり「新品」の部分１２０は、送りローラ１３０に巻き
付けられ、研磨シートの使用済み部分１２２は、巻取り
ローラ１３２に巻き付けられる。基板を研磨するために
使用される研磨シートの方形露出部分１２４は、方形プ
ラテン１００の上面１４０の上方で、使用済み部分１２
２と未使用部分１２０との間に延在する。
リッジ１０２は、研磨ステーション２５ａにおいて方形
プラテン１００に着脱自在に固定される。研磨カートリ
ッジ１０２は、送りローラ１３０、巻取りローラ１３
２、および研磨パッド材からなる略直線状のシートまた
はベルト１１０を含んでいる。研磨シートの未使用、つ
まり「新品」の部分１２０は、送りローラ１３０に巻き
付けられ、研磨シートの使用済み部分１２２は、巻取り
ローラ１３２に巻き付けられる。基板を研磨するために
使用される研磨シートの方形露出部分１２４は、方形プ
ラテン１００の上面１４０の上方で、使用済み部分１２
２と未使用部分１２０との間に延在する。
【００４５】方形プラテン１００を（図３において想像
線の矢印「Ａ」で示すように）回転させて研磨シートの
露出部分を回転させることによって、研磨中に基板と研
磨シート間の相対運動を提供することができる。各研磨
作業の合間に、研磨シートを（図３において想像線の矢
印「Ｂ」で示されるように）給送して、研磨シートの未
使用部分を露出させることができる。研磨材が給送され
ると、研磨シート１１０が送りローラ１３０から巻き戻
され、方形プラテンの上面を横切って移動し、巻取りロ
ーラ１３２によって巻き上げられる。
線の矢印「Ａ」で示すように）回転させて研磨シートの
露出部分を回転させることによって、研磨中に基板と研
磨シート間の相対運動を提供することができる。各研磨
作業の合間に、研磨シートを（図３において想像線の矢
印「Ｂ」で示されるように）給送して、研磨シートの未
使用部分を露出させることができる。研磨材が給送され
ると、研磨シート１１０が送りローラ１３０から巻き戻
され、方形プラテンの上面を横切って移動し、巻取りロ
ーラ１３２によって巻き上げられる。
【００４６】図６によれば、研磨シート１１０は、研磨
面１１２を持つ固定研削性研磨パッドであることが望ま
しい。固定研削性研磨パッドは、幅が約２０インチで、
厚さが約０．００５インチとすることができる。固定研
削性研磨パッドは、上部層１１４と下部層１１６を含ん
でいてもよい。上部層１１４は、バインダ材料中に保持
または埋め込まれたと粒から構成される研磨複合層であ
る。と粒は、約０．１〜約１５００ミクロンの粒子サイ
ズを持っていてもよい。このようなと粒の例としては、
シリコン酸化物、溶融アルミニウム酸化物、セラミック
アルミニウム酸化物、グリーンシリコン炭化物、シリコ
ン炭化物、クロミア、アルミナジルコニア、ダイヤモン
ド、鉄酸化物、セリア、立方晶窒化ホウ素、ガーネッ
ト、およびこれらの組合せがあげられる。バインダ材料
は、硬化してバインダ材料を形成する有機重合性樹脂を
含む前駆物質から誘導することができる。このような樹
脂の例としては、フェノール樹脂、ユリアホルムアルデ
ヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ウレタンア
クリレート、エポキシアクリレート、エチレン不飽和化
合物、少なくとも一つのアクリレート側基を有するアミ
ノプラスト誘導体、少なくとも一つのアクリレート側基
を有するイソシアヌレート誘導体、ビニルエーテル、エ
ポキシ樹脂、およびこれらの組合せがあげられる。下部
層１１６は、高分子フィルム、ペーパ、クロス、金属フ
ィルムなどの材料からなるバッキング層である。シリコ
ン酸化物研磨粒子を備えたポリエステルベルトを有する
固定研削性研磨シートは、ミネソタ州ミネアポリスの3M
社から入手することができる。
面１１２を持つ固定研削性研磨パッドであることが望ま
しい。固定研削性研磨パッドは、幅が約２０インチで、
厚さが約０．００５インチとすることができる。固定研
削性研磨パッドは、上部層１１４と下部層１１６を含ん
でいてもよい。上部層１１４は、バインダ材料中に保持
または埋め込まれたと粒から構成される研磨複合層であ
る。と粒は、約０．１〜約１５００ミクロンの粒子サイ
ズを持っていてもよい。このようなと粒の例としては、
シリコン酸化物、溶融アルミニウム酸化物、セラミック
アルミニウム酸化物、グリーンシリコン炭化物、シリコ
ン炭化物、クロミア、アルミナジルコニア、ダイヤモン
ド、鉄酸化物、セリア、立方晶窒化ホウ素、ガーネッ
ト、およびこれらの組合せがあげられる。バインダ材料
は、硬化してバインダ材料を形成する有機重合性樹脂を
含む前駆物質から誘導することができる。このような樹
脂の例としては、フェノール樹脂、ユリアホルムアルデ
ヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ウレタンア
クリレート、エポキシアクリレート、エチレン不飽和化
合物、少なくとも一つのアクリレート側基を有するアミ
ノプラスト誘導体、少なくとも一つのアクリレート側基
を有するイソシアヌレート誘導体、ビニルエーテル、エ
ポキシ樹脂、およびこれらの組合せがあげられる。下部
層１１６は、高分子フィルム、ペーパ、クロス、金属フ
ィルムなどの材料からなるバッキング層である。シリコ
ン酸化物研磨粒子を備えたポリエステルベルトを有する
固定研削性研磨シートは、ミネソタ州ミネアポリスの3M
社から入手することができる。
【００４７】図３、４および５に戻って説明すると、透
明ストリップ１１８が研磨シート１１０の長さに沿って
形成されている。透明ストリップは、シートの中央部に
配置され、幅は約０．６インチとすることができる。透
明ストリップ１１８は、研磨シートの製造時にこの領域
の封入媒体から研磨粒子を除外することによって形成さ
れる。透明ストリップは、エンドポイント検出のために
基板面の光学モニタリングを行うため、方形プラテン１
００の開口部または透明窓１５４と位置合わせされてい
る。これについては、以下でより詳しく説明する。
明ストリップ１１８が研磨シート１１０の長さに沿って
形成されている。透明ストリップは、シートの中央部に
配置され、幅は約０．６インチとすることができる。透
明ストリップ１１８は、研磨シートの製造時にこの領域
の封入媒体から研磨粒子を除外することによって形成さ
れる。透明ストリップは、エンドポイント検出のために
基板面の光学モニタリングを行うため、方形プラテン１
００の開口部または透明窓１５４と位置合わせされてい
る。これについては、以下でより詳しく説明する。
【００４８】送りローラ１３０および巻取りローラ１３
２は、研磨シート１１０の幅よりもわずかに長くすべき
である。ローラ１３０、１３２は、長さ約２０インチ、
直径約２インチのプラスチックまたは金属シリンダとす
ることができる。図７によれば、送りローラ１３０（送
りローラのみを示すが、巻取りローラも同様に製造され
るだろう）の両端面１３４は、それぞれ凹部１３６を含
み、その凹部はローラをブラシに固定する支持ピン１６
４（図４、８を参照）に係合する。更に、各ローラの両
端面１３４は、研磨シート１１０が横方向に外れないよ
うにエッジ１３８を面取りしてもよい。
２は、研磨シート１１０の幅よりもわずかに長くすべき
である。ローラ１３０、１３２は、長さ約２０インチ、
直径約２インチのプラスチックまたは金属シリンダとす
ることができる。図７によれば、送りローラ１３０（送
りローラのみを示すが、巻取りローラも同様に製造され
るだろう）の両端面１３４は、それぞれ凹部１３６を含
み、その凹部はローラをブラシに固定する支持ピン１６
４（図４、８を参照）に係合する。更に、各ローラの両
端面１３４は、研磨シート１１０が横方向に外れないよ
うにエッジ１３８を面取りしてもよい。
【００４９】図３、４および５に戻って説明すると、方
形プラテン１００は、送りエッジ１４２、巻取りエッジ
１４４、および二つの平行側方エッジ１４６によって境
界をつけられる略平坦な方形上面１４０を含んでいる。
溝１５０（図３と図５に想像線で示す）は、上面１４０
に形成される。溝１５０は、上面１４０のエッジ１４２
〜１４６に沿って延在する略方形のパターンとすること
ができる。プラテン１００を通る通路１５２は、溝１５
０を真空ソース２００（図９を参照）に接続する。通路
１５２が真空排気されると、研磨シート１１０の露出部
分１２４がプラテン１００の上面１４０に真空チャック
される。この真空チャックの助けによって、研磨中に基
板と研磨シート間の摩擦から生じた横方向力が研磨シー
トをプラテンから引き剥がすことのないようにする。研
磨シートの溝への潜在的な撓みが研磨の均一性を妨げる
ことのないように、上面１４０の中央領域１４８には溝
がない。上述のように、方形プラテン１００の上面１４
０には開口部１５４が形成されている。図示しない圧縮
性バッキングパッドをプラテンの上面に置いて、研磨シ
ートに対する基板の衝撃を和らげるようにしてもよい。
更に、プラテン１００は、図示しないシムプレートを含
んでいてもよい。様々な厚さのシムプレートをプラテン
に取り付けることで、プラテンの上面の垂直位置を調節
することができる。圧縮性バッキングパッドは、シムプ
レートに取り付けてもよい。
形プラテン１００は、送りエッジ１４２、巻取りエッジ
１４４、および二つの平行側方エッジ１４６によって境
界をつけられる略平坦な方形上面１４０を含んでいる。
溝１５０（図３と図５に想像線で示す）は、上面１４０
に形成される。溝１５０は、上面１４０のエッジ１４２
〜１４６に沿って延在する略方形のパターンとすること
ができる。プラテン１００を通る通路１５２は、溝１５
０を真空ソース２００（図９を参照）に接続する。通路
１５２が真空排気されると、研磨シート１１０の露出部
分１２４がプラテン１００の上面１４０に真空チャック
される。この真空チャックの助けによって、研磨中に基
板と研磨シート間の摩擦から生じた横方向力が研磨シー
トをプラテンから引き剥がすことのないようにする。研
磨シートの溝への潜在的な撓みが研磨の均一性を妨げる
ことのないように、上面１４０の中央領域１４８には溝
がない。上述のように、方形プラテン１００の上面１４
０には開口部１５４が形成されている。図示しない圧縮
性バッキングパッドをプラテンの上面に置いて、研磨シ
ートに対する基板の衝撃を和らげるようにしてもよい。
更に、プラテン１００は、図示しないシムプレートを含
んでいてもよい。様々な厚さのシムプレートをプラテン
に取り付けることで、プラテンの上面の垂直位置を調節
することができる。圧縮性バッキングパッドは、シムプ
レートに取り付けてもよい。
【００５０】方形プラテン１００はまた、送りローラ１
３０および巻取りローラ１３２を送りエッジ１４２およ
び巻取りエッジ１４４でそれぞれ保持する四つのリテー
ナ１６０も含んでいる。各リテーナ１６０は、開口部１
６２を含んでいる。各リテーナでは、ピン１６４が開口
部１６２を通って凹部１３６（図７を参照）内に延在
し、ローラ１３０、１３２をプラテン１００に回転自在
に連結する。研磨カートリッジ１０２をプラテン１００
に固定するために、送りローラ１３０を送りエッジ１４
２に沿って二つのリテーナ間の空間に滑り込ませ、二つ
のピン１６４をリテーナ１６０内の対向開口部１６２を
通して挿入して送りローラの二つの対向凹部に係合させ
る。同様に、巻取りローラ１３２を、二つのリテーナ間
に巻取りエッジ１４４に沿って適切に滑り込ませ、対向
開口部１６２を通して二つのピン１６４を挿入して巻取
りローラの二つの対向凹部に係合させることによって、
プラテン１００に取り付ける。
３０および巻取りローラ１３２を送りエッジ１４２およ
び巻取りエッジ１４４でそれぞれ保持する四つのリテー
ナ１６０も含んでいる。各リテーナ１６０は、開口部１
６２を含んでいる。各リテーナでは、ピン１６４が開口
部１６２を通って凹部１３６（図７を参照）内に延在
し、ローラ１３０、１３２をプラテン１００に回転自在
に連結する。研磨カートリッジ１０２をプラテン１００
に固定するために、送りローラ１３０を送りエッジ１４
２に沿って二つのリテーナ間の空間に滑り込ませ、二つ
のピン１６４をリテーナ１６０内の対向開口部１６２を
通して挿入して送りローラの二つの対向凹部に係合させ
る。同様に、巻取りローラ１３２を、二つのリテーナ間
に巻取りエッジ１４４に沿って適切に滑り込ませ、対向
開口部１６２を通して二つのピン１６４を挿入して巻取
りローラの二つの対向凹部に係合させることによって、
プラテン１００に取り付ける。
【００５１】図８に示されるように、各ローラ１３０、
１３２からの一つのピン１６４がギヤアセンブリ１６６
ａ、１６６ｂ（図１０も参照）を貫通してもよい。この
ギヤアセンブリは、ピンの回転を制御し、従ってローラ
の回転を制御する。ギヤアセンブリ１６６ａは、ネジま
たはボルト１６７で方形プラテン１００の側面に固定し
てもよいし、カバー１６８がギヤアセンブリ１６６を研
磨プロセス中の汚染から保護してもよい。
１３２からの一つのピン１６４がギヤアセンブリ１６６
ａ、１６６ｂ（図１０も参照）を貫通してもよい。この
ギヤアセンブリは、ピンの回転を制御し、従ってローラ
の回転を制御する。ギヤアセンブリ１６６ａは、ネジま
たはボルト１６７で方形プラテン１００の側面に固定し
てもよいし、カバー１６８がギヤアセンブリ１６６を研
磨プロセス中の汚染から保護してもよい。
【００５２】ローラ１３０および１３２は、研磨シート
全体が両ローラに巻き付けられるときに研磨シートがプ
ラテンの送りエッジ１４２および巻取りエッジ１４４に
接触した状態になるように、上面１４０より充分に下に
配置しなければならない。これは、真空が通路１５２に
与えられて研磨シートをプラテンに真空チャックすると
きに、研磨シートと方形プラテンとの間にシールを形成
するのに役立つ。更に、プラテンの送りエッジ１４２と
巻取りエッジ１４４とを丸めて、研磨シートがプラテン
を横切って動くときに研磨シートの下側が磨耗しないよ
うにする。
全体が両ローラに巻き付けられるときに研磨シートがプ
ラテンの送りエッジ１４２および巻取りエッジ１４４に
接触した状態になるように、上面１４０より充分に下に
配置しなければならない。これは、真空が通路１５２に
与えられて研磨シートをプラテンに真空チャックすると
きに、研磨シートと方形プラテンとの間にシールを形成
するのに役立つ。更に、プラテンの送りエッジ１４２と
巻取りエッジ１４４とを丸めて、研磨シートがプラテン
を横切って動くときに研磨シートの下側が磨耗しないよ
うにする。
【００５３】図９に示すように、方形プラテン１００
は、回転プラテンベース１７０に固定される。方形プラ
テン１００とプラテンベース１７０とは、プラテンベー
ス１７０の底部に皿座ぐりされた数個の外周ねじ１７４
によって結合してもよい。第１カラー１７６は、ねじ１
７８によってプラテンベース１７０の底部に連結され、
環状軸受１８０の内レースを捕捉するようになってい
る。一組のねじ１８３によってテーブルトップ２３に連
結される第２カラー１８２は、環状軸受１８０の外レー
スを捕捉する。環状軸受１８０は、プラテン駆動モータ
によるプラテンの回転を可能にしつつ、方形プラテン１
００をテーブルトップ２３上に支持する。
は、回転プラテンベース１７０に固定される。方形プラ
テン１００とプラテンベース１７０とは、プラテンベー
ス１７０の底部に皿座ぐりされた数個の外周ねじ１７４
によって結合してもよい。第１カラー１７６は、ねじ１
７８によってプラテンベース１７０の底部に連結され、
環状軸受１８０の内レースを捕捉するようになってい
る。一組のねじ１８３によってテーブルトップ２３に連
結される第２カラー１８２は、環状軸受１８０の外レー
スを捕捉する。環状軸受１８０は、プラテン駆動モータ
によるプラテンの回転を可能にしつつ、方形プラテン１
００をテーブルトップ２３上に支持する。
【００５４】プラテンモータアセンブリ１８４は、取付
けブラケット１８６を介してテーブルトップ２３の底部
にボルト締めされる。プラテンモータアセンブリ１８４
は、出力駆動シャフト１９０を有するモータ１８８を含
んでいる。出力シャフト１９０は、一体モータシース１
９２に装着されている。駆動ベルト１９４は、モータシ
ース１９２およびハブシース１９８のまわりに巻き付い
ている。ハブシース１９６は、プラテンハブ１９８によ
ってプラテンベース１７０に結合される。このため、モ
ータ１８８は方形プラテン１００を回転させることがで
きる。プラテンハブ１９８は、下部プラテンベース１７
０およびハブシース１９６に対してシールされる。
けブラケット１８６を介してテーブルトップ２３の底部
にボルト締めされる。プラテンモータアセンブリ１８４
は、出力駆動シャフト１９０を有するモータ１８８を含
んでいる。出力シャフト１９０は、一体モータシース１
９２に装着されている。駆動ベルト１９４は、モータシ
ース１９２およびハブシース１９８のまわりに巻き付い
ている。ハブシース１９６は、プラテンハブ１９８によ
ってプラテンベース１７０に結合される。このため、モ
ータ１８８は方形プラテン１００を回転させることがで
きる。プラテンハブ１９８は、下部プラテンベース１７
０およびハブシース１９６に対してシールされる。
【００５５】空気圧制御ライン１７２は、方形プラテン
１００中を延在し、通路１５２を（従って、溝１５０
も）真空または圧力ソースに接続する。空気圧ライン１
７２を使用することで、研磨シートを真空チャックする
とともに、研磨シート給送機構に電力を供給したり作動
させることができる。これについては、以下で詳細に説
明する。
１００中を延在し、通路１５２を（従って、溝１５０
も）真空または圧力ソースに接続する。空気圧ライン１
７２を使用することで、研磨シートを真空チャックする
とともに、研磨シート給送機構に電力を供給したり作動
させることができる。これについては、以下で詳細に説
明する。
【００５６】プラテン真空チャック機構および研磨シー
ト給送機構には、ポンプや加圧ガスソースなどの固定空
気圧源２００によってパワーを供給してもよい。空気圧
源２００は、流体ライン２０２によってコンピュータ制
御バルブ２０４に接続される。コンピュータ制御バルブ
２０４は、第２流体ライン２０６によってロータリ継手
２０８に接続される。ロータリ継手２０８は、空気圧源
２００を回転シャフト２１２内の軸方向通路２１０に接
続し、継手２１４は、軸方向通路２１０を可撓空気圧ラ
イン２１６に接続する。
ト給送機構には、ポンプや加圧ガスソースなどの固定空
気圧源２００によってパワーを供給してもよい。空気圧
源２００は、流体ライン２０２によってコンピュータ制
御バルブ２０４に接続される。コンピュータ制御バルブ
２０４は、第２流体ライン２０６によってロータリ継手
２０８に接続される。ロータリ継手２０８は、空気圧源
２００を回転シャフト２１２内の軸方向通路２１０に接
続し、継手２１４は、軸方向通路２１０を可撓空気圧ラ
イン２１６に接続する。
【００５７】真空チャック通路１５２は、方形プラテン
１００を通る空気圧ライン１７２、プラテンベース１７
０内の通路２２０、プラテンハブ１９８内の垂直方向通
路２２２、およびハブシース１９６内の通路２２４を介
して、可撓空気圧ライン２１６に接続することができ
る。Ｏリング２２６を用いて、各通路をシールしてもよ
い。
１００を通る空気圧ライン１７２、プラテンベース１７
０内の通路２２０、プラテンハブ１９８内の垂直方向通
路２２２、およびハブシース１９６内の通路２２４を介
して、可撓空気圧ライン２１６に接続することができ
る。Ｏリング２２６を用いて、各通路をシールしてもよ
い。
【００５８】汎用プログラマブルディジタルコンピュー
タ２８０が、バルブ２０４、プラテン駆動モータ１８
８、キャリヤヘッド回転モータ７６、およびキャリヤヘ
ッドラジアル駆動モータ（図示せず）に適切に接続され
る。コンピュータ２８０は、バルブ２０４を開閉し、プ
ラテン１００を回転させ、キャリヤヘッド８０を回転さ
せるとともに、キャリヤヘッドをスロット７２に沿って
動かすことができる。
タ２８０が、バルブ２０４、プラテン駆動モータ１８
８、キャリヤヘッド回転モータ７６、およびキャリヤヘ
ッドラジアル駆動モータ（図示せず）に適切に接続され
る。コンピュータ２８０は、バルブ２０４を開閉し、プ
ラテン１００を回転させ、キャリヤヘッド８０を回転さ
せるとともに、キャリヤヘッドをスロット７２に沿って
動かすことができる。
【００５９】図８および図１０によれば、研磨カートリ
ッジおよびプラテンは、研磨シート１１０をインクレメ
ンタルに給送するシート給送機構を含んでいる。具体的
には、送りローラ１３０に隣接するギヤアセンブリ１６
６ａは、ピン１６４に回転式に固定される送りギヤホイ
ール２３０を含んでいる。送りギヤホイール２３０は、
エスケープクラッチ２３４によって所定の位置に保持さ
れたラチェット２３２と噛み合う。ラチェット２３２お
よびエスケープクラッチ２３４はギヤアセンブリ１６６
ａ内に収容できるので、図８には図示されていない。
ッジおよびプラテンは、研磨シート１１０をインクレメ
ンタルに給送するシート給送機構を含んでいる。具体的
には、送りローラ１３０に隣接するギヤアセンブリ１６
６ａは、ピン１６４に回転式に固定される送りギヤホイ
ール２３０を含んでいる。送りギヤホイール２３０は、
エスケープクラッチ２３４によって所定の位置に保持さ
れたラチェット２３２と噛み合う。ラチェット２３２お
よびエスケープクラッチ２３４はギヤアセンブリ１６６
ａ内に収容できるので、図８には図示されていない。
【００６０】送りローラ１３２に隣接するギヤアセンブ
リ１６６ｂ（図８には図示せず）は、ピン１６４に回転
式に固定される送りギヤホイール２４０を含んでいる。
巻取りギヤホイール２４０は、スリップクラッチ２４４
およびねじりバネ２４２に係合する。ねじりバネ２４２
は、巻取りローラを回転させて研磨シートを給送するた
めの一定トルクを付与する。更に、スリップクラッチ２
４４は、巻取りローラ１３２が、ねじりバネ２４２によ
って加えられたトルクに逆らって回転することを防止す
る。
リ１６６ｂ（図８には図示せず）は、ピン１６４に回転
式に固定される送りギヤホイール２４０を含んでいる。
巻取りギヤホイール２４０は、スリップクラッチ２４４
およびねじりバネ２４２に係合する。ねじりバネ２４２
は、巻取りローラを回転させて研磨シートを給送するた
めの一定トルクを付与する。更に、スリップクラッチ２
４４は、巻取りローラ１３２が、ねじりバネ２４２によ
って加えられたトルクに逆らって回転することを防止す
る。
【００６１】ラチェット２３２が送りローラ上の送りギ
ヤホイール２３０と噛み合っている間、研磨シート１１
０は前進することができない。このため、ねじりバネ２
４２およびスリップクラッチ２４４は、研磨シート１１
０を研磨シートの露出部分が方形プラテン１００の上面
を横切って伸張された張り状態に保つ。しかしながら、
エスケープクラッチ２３４が作動すると、ラチェット２
３２は送りギヤホイールから解放され、巻取りローラ１
３２は、送りギヤホイール２３０がラチェット２３２と
再び噛み合うまで（例えば、１ノッチだけ）回転するこ
とができる。エスケープクラッチ２３４は、研磨シート
１１０をプラテン１００に真空チャックするために使用
される同じ空気圧ライン１７２によって空気圧式に制御
することができる。図示しないチューブが空気圧ライン
１７２をギヤアセンブリ１６６ａに接続してもよい。正
圧が空気圧ライン１７２に加えられると、エスケープク
ラッチ２３４が作動してラチェット２３２を動かす。こ
れによって、送りローラは１ノッチだけ回転できるの
で、それに応じて研磨シートがプラテンを横切って給送
されることになる。別個の空気圧ラインがエスケープク
ラッチを制御することもできるが、このためには追加の
回転フィードスルーが必要になる。その他に、直線駆動
機構は、ギヤアセンブリの一つと噛み合って研磨シート
を手動で給送するラチェット１６９（図８を参照）を含
んでいてもよい。
ヤホイール２３０と噛み合っている間、研磨シート１１
０は前進することができない。このため、ねじりバネ２
４２およびスリップクラッチ２４４は、研磨シート１１
０を研磨シートの露出部分が方形プラテン１００の上面
を横切って伸張された張り状態に保つ。しかしながら、
エスケープクラッチ２３４が作動すると、ラチェット２
３２は送りギヤホイールから解放され、巻取りローラ１
３２は、送りギヤホイール２３０がラチェット２３２と
再び噛み合うまで（例えば、１ノッチだけ）回転するこ
とができる。エスケープクラッチ２３４は、研磨シート
１１０をプラテン１００に真空チャックするために使用
される同じ空気圧ライン１７２によって空気圧式に制御
することができる。図示しないチューブが空気圧ライン
１７２をギヤアセンブリ１６６ａに接続してもよい。正
圧が空気圧ライン１７２に加えられると、エスケープク
ラッチ２３４が作動してラチェット２３２を動かす。こ
れによって、送りローラは１ノッチだけ回転できるの
で、それに応じて研磨シートがプラテンを横切って給送
されることになる。別個の空気圧ラインがエスケープク
ラッチを制御することもできるが、このためには追加の
回転フィードスルーが必要になる。その他に、直線駆動
機構は、ギヤアセンブリの一つと噛み合って研磨シート
を手動で給送するラチェット１６９（図８を参照）を含
んでいてもよい。
【００６２】研磨中に生じる可能性のある問題は、研磨
シートの未使用部分がスラリや研磨くずによって汚染さ
れうることである。図１１に示されるように、送りロー
ラがプラテン上面の下方でプラテンの送りエッジの内側
に配置されるように、方形プラテン１００の一部１５６
が送りローラ１３０の上に突出してもよい。このため、
プラテンの本体が送りロールを汚染から遮蔽する。その
他に、ほぼ半円形の断面を有する細長いカバーを各ロー
ラのまわりに配置することができる。この細長カバー
は、リテーナに固定することができる。研磨シートは、
このカバーとプラテンとの間の狭い隙間を通過すること
になる。
シートの未使用部分がスラリや研磨くずによって汚染さ
れうることである。図１１に示されるように、送りロー
ラがプラテン上面の下方でプラテンの送りエッジの内側
に配置されるように、方形プラテン１００の一部１５６
が送りローラ１３０の上に突出してもよい。このため、
プラテンの本体が送りロールを汚染から遮蔽する。その
他に、ほぼ半円形の断面を有する細長いカバーを各ロー
ラのまわりに配置することができる。この細長カバー
は、リテーナに固定することができる。研磨シートは、
このカバーとプラテンとの間の狭い隙間を通過すること
になる。
【００６３】更に、汚染ガード２５０を方形プラテンの
送りエッジの上方に配置することができる。汚染ガード
には、研磨シート１１０の幅に沿って延在し、シートの
上方につり下げられて狭い隙間２５４を形成するフレー
ム２５２が含まれている。ポンプなどの流体ソース（図
示せず）は、空気などのガスを通路２５６を介して隙間
２５４に強制的に通し、矢印２５８で示す均一な空気流
を提供する。隙間２５４を通る空気の流れは、研磨液や
研磨くずが汚染ガード２５０の下を通って送りローラ１
３０上の研磨シートの未使用部分を汚染するのを防ぐ。
送りエッジの上方に配置することができる。汚染ガード
には、研磨シート１１０の幅に沿って延在し、シートの
上方につり下げられて狭い隙間２５４を形成するフレー
ム２５２が含まれている。ポンプなどの流体ソース（図
示せず）は、空気などのガスを通路２５６を介して隙間
２５４に強制的に通し、矢印２５８で示す均一な空気流
を提供する。隙間２５４を通る空気の流れは、研磨液や
研磨くずが汚染ガード２５０の下を通って送りローラ１
３０上の研磨シートの未使用部分を汚染するのを防ぐ。
【００６４】図１２によれば、開口部または孔１５４が
プラテン１００に形成され、研磨シート１１０の透明ス
トリップ１１８と位置合わせされる。開口部１５４およ
び透明ストリップ１１８は、研磨ヘッドの変化する位置
に関係なく、プラテンの回転の一部の間、基板１０が
「見える」ように配置される。光学モニタリングシステ
ム９０は、プラテン１００の下方に配置され、プラテン
１００に取り付けられる。例えば、光学モニタリングシ
ステム９０は、プラテンと共に回転するようにプラテン
１００とプラテンベース１７０との間でプラテン１００
に固定される。光学モニタリングシステムは、レーザー
などの光源９４と検出器９６を含んでいる。光源は、開
口部１５４および透明ストリップ１１８中を伝播して基
板１０の露出面に当たる光線９２を発生させる。
プラテン１００に形成され、研磨シート１１０の透明ス
トリップ１１８と位置合わせされる。開口部１５４およ
び透明ストリップ１１８は、研磨ヘッドの変化する位置
に関係なく、プラテンの回転の一部の間、基板１０が
「見える」ように配置される。光学モニタリングシステ
ム９０は、プラテン１００の下方に配置され、プラテン
１００に取り付けられる。例えば、光学モニタリングシ
ステム９０は、プラテンと共に回転するようにプラテン
１００とプラテンベース１７０との間でプラテン１００
に固定される。光学モニタリングシステムは、レーザー
などの光源９４と検出器９６を含んでいる。光源は、開
口部１５４および透明ストリップ１１８中を伝播して基
板１０の露出面に当たる光線９２を発生させる。
【００６５】運転時には、ＣＭＰ装置は、光学モニタリ
ングシステム９０を使って、基板上の層の厚さを検出し
たり、基板の表面から除去された材料の量を検出した
り、あるいは表面がいつ平坦化されたかを特定する。コ
ンピュータ２８０を光源９４および検出器９６に接続し
てもよい。コンピュータおよび光学モニタリングシステ
ム間の電気的接続は、ロータリ継手２０８によって形成
してもよい。このコンピュータは、基板が窓と重なると
きに光源を作動させ、検出器からの測定値を記憶し、出
力装置９８上に測定値を表示し、研磨エンドポイントを
検出するようにプログラムすることができる。これは、
Manush Birang他によって１９９６年８月１６日に出願
されて本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第０８
／６８９，９３０号、名称「ケミカルメカニカルポリシ
ング装置用の研磨パッドに透明窓を形成する方法」に記
載されている。この全開示内容は、引用によって本明細
書に組み込まれる。
ングシステム９０を使って、基板上の層の厚さを検出し
たり、基板の表面から除去された材料の量を検出した
り、あるいは表面がいつ平坦化されたかを特定する。コ
ンピュータ２８０を光源９４および検出器９６に接続し
てもよい。コンピュータおよび光学モニタリングシステ
ム間の電気的接続は、ロータリ継手２０８によって形成
してもよい。このコンピュータは、基板が窓と重なると
きに光源を作動させ、検出器からの測定値を記憶し、出
力装置９８上に測定値を表示し、研磨エンドポイントを
検出するようにプログラムすることができる。これは、
Manush Birang他によって１９９６年８月１６日に出願
されて本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第０８
／６８９，９３０号、名称「ケミカルメカニカルポリシ
ング装置用の研磨パッドに透明窓を形成する方法」に記
載されている。この全開示内容は、引用によって本明細
書に組み込まれる。
【００６６】運転時には、研磨シート１１０の露出部分
１２４が、通路１５２に真空を加えることによって方形
プラテン１００に真空チャックされる。基板は、研磨シ
ート１１０と接触するようにキャリヤヘッド８０によっ
て下げられ、プラテン１００とキャリヤヘッド８０が共
に回転して基板の露出面を研磨する。研磨の後、基板
は、キャリヤヘッドによって研磨パッドから取り上げら
れる。通路１５２の真空は除去される。研磨シートは、
空気圧ライン１７２に正圧を加えて給送機構を作動させ
ることにより給送される。これにより、研磨シートの新
たなセグメントが露出される。この後、研磨シートが方
形プラテンに真空チャックされ、新しい基板が研磨シー
トに接触するように下げられる。このようにして、各研
磨作業の合間に研磨シートをインクレメンタルに給送す
ることができる。研磨ステーションが洗浄装置を含む場
合、研磨シートを各研磨作業の合間に洗浄してもよい。
１２４が、通路１５２に真空を加えることによって方形
プラテン１００に真空チャックされる。基板は、研磨シ
ート１１０と接触するようにキャリヤヘッド８０によっ
て下げられ、プラテン１００とキャリヤヘッド８０が共
に回転して基板の露出面を研磨する。研磨の後、基板
は、キャリヤヘッドによって研磨パッドから取り上げら
れる。通路１５２の真空は除去される。研磨シートは、
空気圧ライン１７２に正圧を加えて給送機構を作動させ
ることにより給送される。これにより、研磨シートの新
たなセグメントが露出される。この後、研磨シートが方
形プラテンに真空チャックされ、新しい基板が研磨シー
トに接触するように下げられる。このようにして、各研
磨作業の合間に研磨シートをインクレメンタルに給送す
ることができる。研磨ステーションが洗浄装置を含む場
合、研磨シートを各研磨作業の合間に洗浄してもよい。
【００６７】シートを給送する量は、希望する研磨均一
性と研磨シートの特性に依存するが、１回の研磨作業当
り０．０５〜１．０インチのオーダー（例えば、０．４
インチ）とすべきである。研磨シートの露出部分１２４
の長さが２０インチで、研磨シートが各研磨作業後に
０．４インチ前進すると仮定すると、研磨シートの全露
出部分は約５０回の研磨作業後に置き換えられることに
なる。
性と研磨シートの特性に依存するが、１回の研磨作業当
り０．０５〜１．０インチのオーダー（例えば、０．４
インチ）とすべきである。研磨シートの露出部分１２４
の長さが２０インチで、研磨シートが各研磨作業後に
０．４インチ前進すると仮定すると、研磨シートの全露
出部分は約５０回の研磨作業後に置き換えられることに
なる。
【００６８】図１３によれば、第２研磨ステーション２
５ｂでは、円形プラテンが、粗面２６２、上部層２６４
および下部層２６６を有する円形研磨パッド３２を支持
することができる。下部層２６６は、感圧接着層２６８
によってプラテン３０に取り付けることができる。上部
層２６４は、下部層２６６よりも硬くてもよい。例え
ば、上部層２６４は、微孔ポリウレタンまたは充填剤混
合ポリウレタンから構成することができ、下部層２６６
は、ウレタンを用いて浸出された圧縮フェルト繊維から
構成することができる。上部層がＩＣ−１０００または
ＩＣ−１４００からなり下部層がＳＵＢＡ−４からなる
二層研磨パッドは、デラウェア州ニューアークのRodel
社から市販されている（ＩＣ−１０００、ＩＣ−１４０
０およびＳＵＢＡ−４は、Rodel社の製品名である）。
プラテン３０の開口部３６の上方において研磨パッド３
２中には、透明窓２６９を形成することができる。
５ｂでは、円形プラテンが、粗面２６２、上部層２６４
および下部層２６６を有する円形研磨パッド３２を支持
することができる。下部層２６６は、感圧接着層２６８
によってプラテン３０に取り付けることができる。上部
層２６４は、下部層２６６よりも硬くてもよい。例え
ば、上部層２６４は、微孔ポリウレタンまたは充填剤混
合ポリウレタンから構成することができ、下部層２６６
は、ウレタンを用いて浸出された圧縮フェルト繊維から
構成することができる。上部層がＩＣ−１０００または
ＩＣ−１４００からなり下部層がＳＵＢＡ−４からなる
二層研磨パッドは、デラウェア州ニューアークのRodel
社から市販されている（ＩＣ−１０００、ＩＣ−１４０
０およびＳＵＢＡ−４は、Rodel社の製品名である）。
プラテン３０の開口部３６の上方において研磨パッド３
２中には、透明窓２６９を形成することができる。
【００６９】図１４によれば、最終研磨ステーション２
５ｃでは、プラテンは、全般的に円滑な表面２７２と単
一の軟質層２７４とを有する研磨パッド３４を支持する
ことができる。層２７４は、感圧接着層２７８によって
プラテン３０に取り付けることができる。層２７４は、
毛羽立てされた微孔質の合成材料から構成することがで
きる。適当な軟質研磨パッドは、Polytexの商品名でRod
el社から市販されている。研磨パッド３２および３４
は、基板の面にわたるスラリの分配を改善するために、
あるパターンでエンボス加工またはスタンピングしても
よい。研磨ステーション２５ｃは、その他の点では研磨
ステーション２５ｂと同一とすることができる。開口部
３６の上方において研磨パッド３４中には、透明窓２７
９を形成することができる。
５ｃでは、プラテンは、全般的に円滑な表面２７２と単
一の軟質層２７４とを有する研磨パッド３４を支持する
ことができる。層２７４は、感圧接着層２７８によって
プラテン３０に取り付けることができる。層２７４は、
毛羽立てされた微孔質の合成材料から構成することがで
きる。適当な軟質研磨パッドは、Polytexの商品名でRod
el社から市販されている。研磨パッド３２および３４
は、基板の面にわたるスラリの分配を改善するために、
あるパターンでエンボス加工またはスタンピングしても
よい。研磨ステーション２５ｃは、その他の点では研磨
ステーション２５ｂと同一とすることができる。開口部
３６の上方において研磨パッド３４中には、透明窓２７
９を形成することができる。
【００７０】ＣＭＰ装置は研磨シートをプラテンに真空
チャックするものとして説明しているが、他の技術を使
って研磨中に研磨シートをプラテンに固定してもよい。
例えば、研磨シートのエッジを一組のクランプによって
プラテンの側面にクランプしてもよい。
チャックするものとして説明しているが、他の技術を使
って研磨中に研磨シートをプラテンに固定してもよい。
例えば、研磨シートのエッジを一組のクランプによって
プラテンの側面にクランプしてもよい。
【００７１】また、ローラは、開口部を通して挿入され
るピンによってリテーナに連結されるものとして説明し
ているが、ローラをプラテンに回転自在に連結するに
は、他のいくつもの取付け方が可能である。例えば、リ
テーナの内面に凹部を形成して、ローラの端面から突出
するピンと係合するようにしてもよい。リテーナ１６０
をわずかに屈曲性にし、ローラをリテーナにスナップ嵌
めしてもよい。その他に、リテーナの内面の凹部が、張
力によってローラを捕捉するラビリンス路を形成しても
よい。またその他に、リテーナがプラテンにピボット式
に取り付けられ、リテーナが所定の位置にロックされる
とローラがリテーナと係合できるようになっていてもよ
い。
るピンによってリテーナに連結されるものとして説明し
ているが、ローラをプラテンに回転自在に連結するに
は、他のいくつもの取付け方が可能である。例えば、リ
テーナの内面に凹部を形成して、ローラの端面から突出
するピンと係合するようにしてもよい。リテーナ１６０
をわずかに屈曲性にし、ローラをリテーナにスナップ嵌
めしてもよい。その他に、リテーナの内面の凹部が、張
力によってローラを捕捉するラビリンス路を形成しても
よい。またその他に、リテーナがプラテンにピボット式
に取り付けられ、リテーナが所定の位置にロックされる
とローラがリテーナと係合できるようになっていてもよ
い。
【００７２】更に、本ＣＭＰ装置は、固定研削性研磨シ
ートを持つ一つの方形プラテンと、標準パッドを持つ二
つの円形プラテンを有するものとして説明しているが、
他の構成も可能である。例えば、装置は１、２または３
個の方形プラテンを含むことができる。実際、このＣＭ
Ｐ装置の一つの利点は、各プラテンベース１７０が方形
プラテンと円形プラテンのいずれも受け入れることがで
きることである。各方形プラテン上の研磨シートは、固
定研削性研磨材でも非固定研削性研磨材でもよい。同様
に、円形プラテン上の各研磨パッドは、固定研削性研磨
材でも非固定研削性研磨材でもよい。標準研磨パッド
は、単一の硬質層（例えば、ＩＣ−１０００）、単一の
軟質層（例えば、Polytexパッドの場合）、または二層
の積層体（例えば、ＩＣ−１０００／ＳＵＢＡ ＩＶ 組
合せ研磨パッドの場合）を有することができる。異なる
スラリ、および異なる研磨パラメータ（例えば、キャリ
ヤヘッド回転速度、プラテン回転速度、キャリヤヘッド
圧力）を異なる研磨ステーションで使用することができ
る。
ートを持つ一つの方形プラテンと、標準パッドを持つ二
つの円形プラテンを有するものとして説明しているが、
他の構成も可能である。例えば、装置は１、２または３
個の方形プラテンを含むことができる。実際、このＣＭ
Ｐ装置の一つの利点は、各プラテンベース１７０が方形
プラテンと円形プラテンのいずれも受け入れることがで
きることである。各方形プラテン上の研磨シートは、固
定研削性研磨材でも非固定研削性研磨材でもよい。同様
に、円形プラテン上の各研磨パッドは、固定研削性研磨
材でも非固定研削性研磨材でもよい。標準研磨パッド
は、単一の硬質層（例えば、ＩＣ−１０００）、単一の
軟質層（例えば、Polytexパッドの場合）、または二層
の積層体（例えば、ＩＣ−１０００／ＳＵＢＡ ＩＶ 組
合せ研磨パッドの場合）を有することができる。異なる
スラリ、および異なる研磨パラメータ（例えば、キャリ
ヤヘッド回転速度、プラテン回転速度、キャリヤヘッド
圧力）を異なる研磨ステーションで使用することができ
る。
【００７３】このＣＭＰ装置の一つの実施例は、一次研
磨用の固定研削性研磨シートを持つ二つの方形プラテン
と、バフ作業用の軟質研磨パッドを持つ一つの円形プラ
テンとを含んでいる。研磨パラメータ、パッド組成およ
びスラリ組成を、第１研磨シートが第２研磨シートより
も早い研磨速度を持つように選択することができる。
磨用の固定研削性研磨シートを持つ二つの方形プラテン
と、バフ作業用の軟質研磨パッドを持つ一つの円形プラ
テンとを含んでいる。研磨パラメータ、パッド組成およ
びスラリ組成を、第１研磨シートが第２研磨シートより
も早い研磨速度を持つように選択することができる。
【００７４】図１５および図１６を参照すると、別の実
施例では、研磨ステーションの少なくとも一つ（例え
ば、第１研磨ステーション）は、研磨カートリッジ１０
２′と非回転プラテン３００とを含んでいる。研磨カー
トリッジ１０２′は、第１ローラまたはリール１３
０′、第２ローラまたはリール１３２′、および研磨材
（固定研削性研磨材など）からなる略直線状のシートま
たはベルト１１０′を含んでいる。研磨シートの第１部
分１２０′は第１ローラ１３０′に巻き付けられ、研磨
シートの第２部分１２２′は第２ローラ１３２′に巻き
付けられる。研磨シートの露出部分１２４′は、プラテ
ンの上方において第１および第２ローラ間に延在してい
る。
施例では、研磨ステーションの少なくとも一つ（例え
ば、第１研磨ステーション）は、研磨カートリッジ１０
２′と非回転プラテン３００とを含んでいる。研磨カー
トリッジ１０２′は、第１ローラまたはリール１３
０′、第２ローラまたはリール１３２′、および研磨材
（固定研削性研磨材など）からなる略直線状のシートま
たはベルト１１０′を含んでいる。研磨シートの第１部
分１２０′は第１ローラ１３０′に巻き付けられ、研磨
シートの第２部分１２２′は第２ローラ１３２′に巻き
付けられる。研磨シートの露出部分１２４′は、プラテ
ンの上方において第１および第２ローラ間に延在してい
る。
【００７５】四つのリテーナ３１０（図１６で想像線で
示す）は、研磨ステーションのテーブルトップ２３に固
定される。研磨カートリッジ１０２′は、リテーナ３１
０によってテーブルトップに着脱自在に固定される。上
述のように、研磨カートリッジをリテーナに連結するに
あたって様々な態様が可能である。例えば、ローラ１３
０′、１３２′の両端面は、ローラを関連リテーナに回
転自在に連結する支持ピン３１２と係合してもよい。
示す）は、研磨ステーションのテーブルトップ２３に固
定される。研磨カートリッジ１０２′は、リテーナ３１
０によってテーブルトップに着脱自在に固定される。上
述のように、研磨カートリッジをリテーナに連結するに
あたって様々な態様が可能である。例えば、ローラ１３
０′、１３２′の両端面は、ローラを関連リテーナに回
転自在に連結する支持ピン３１２と係合してもよい。
【００７６】駆動機構３２０は、ローラ１３０′および
１３２′の回転を制御する。駆動機構３２０は二つのモ
ータを含むことができる。一方のモータは第１ローラ１
３０′を回転させ、他方のモータは第２ローラ１３２′
を回転させる。各ローラは、その関連モータ３２２によ
って、それぞれの巻取り方向に駆動させることができ
る。研磨シートが巻取りローラに巻かれるに従ってロー
ラの実効直径が変化するので、これによりローラの巻取
り速度が変化することに注意すべきである（ローラは一
定角速度で回転すると仮定している）。一度に１個のロ
ーラをその対応する巻取り方向に駆動することによっ
て、巻取りローラの実効直径と関係なく、研磨シートが
張り状態に保たれる。勿論、他の多くの駆動機構が可能
である。例えば、より複雑な駆動機構を使用すれば、両
方のローラを単一のモータで駆動することができるだろ
う。
１３２′の回転を制御する。駆動機構３２０は二つのモ
ータを含むことができる。一方のモータは第１ローラ１
３０′を回転させ、他方のモータは第２ローラ１３２′
を回転させる。各ローラは、その関連モータ３２２によ
って、それぞれの巻取り方向に駆動させることができ
る。研磨シートが巻取りローラに巻かれるに従ってロー
ラの実効直径が変化するので、これによりローラの巻取
り速度が変化することに注意すべきである（ローラは一
定角速度で回転すると仮定している）。一度に１個のロ
ーラをその対応する巻取り方向に駆動することによっ
て、巻取りローラの実効直径と関係なく、研磨シートが
張り状態に保たれる。勿論、他の多くの駆動機構が可能
である。例えば、より複雑な駆動機構を使用すれば、両
方のローラを単一のモータで駆動することができるだろ
う。
【００７７】研磨中、研磨シート１１０′は、駆動機構
３２０によって、基板の露出部分を横切るように直線的
に駆動され、基板と研磨シートとの間の相対運動をもた
らす。図１７（ａ）に示されるように、研磨シートは、
最初、（矢印「Ｃ」で示すように）第１ローラ１３０′
から第２ローラ１３２′へと駆動される。具体的には、
研磨シートが第１ローラ１３０′から巻き戻され、プラ
テンの上面を横切って移動し、第２ローラ１３２′によ
って巻き取られる。図１７（ｂ）に示されるように、第
１ローラ１３０′が空になって第２ローラ１３２′が一
杯になると、研磨シートは方向を反転し、研磨シートが
（矢印「Ｄ」で示すように）第２ローラ１３２′から第
１ローラ１３０′へと駆動される。具体的には、研磨シ
ートは第２ローラ１３２′から巻き戻され、方形プラテ
ンの上面を横切って移動し、第１ローラ１３０′によっ
て巻き取られる。第１ローラ１３０′が一杯になって第
２ローラ１３２′が空になると、研磨シートは再び方向
を逆にして、第１ローラ１３０′から第２ローラ１３
２′へと駆動される。要するに、研磨シートは、基板の
研磨が完了するまで、一方向への駆動と逆方向への駆動
を交互に行う。
３２０によって、基板の露出部分を横切るように直線的
に駆動され、基板と研磨シートとの間の相対運動をもた
らす。図１７（ａ）に示されるように、研磨シートは、
最初、（矢印「Ｃ」で示すように）第１ローラ１３０′
から第２ローラ１３２′へと駆動される。具体的には、
研磨シートが第１ローラ１３０′から巻き戻され、プラ
テンの上面を横切って移動し、第２ローラ１３２′によ
って巻き取られる。図１７（ｂ）に示されるように、第
１ローラ１３０′が空になって第２ローラ１３２′が一
杯になると、研磨シートは方向を反転し、研磨シートが
（矢印「Ｄ」で示すように）第２ローラ１３２′から第
１ローラ１３０′へと駆動される。具体的には、研磨シ
ートは第２ローラ１３２′から巻き戻され、方形プラテ
ンの上面を横切って移動し、第１ローラ１３０′によっ
て巻き取られる。第１ローラ１３０′が一杯になって第
２ローラ１３２′が空になると、研磨シートは再び方向
を逆にして、第１ローラ１３０′から第２ローラ１３
２′へと駆動される。要するに、研磨シートは、基板の
研磨が完了するまで、一方向への駆動と逆方向への駆動
を交互に行う。
【００７８】研磨シートの適切な速度は、希望する研磨
速度および研磨シートの特性に依存するが、約１メート
ル／秒のオーダーとすべきである。駆動モータ３２２
は、研磨シートが過度の応力で破断しないように、ロー
ラがほとんど空になったときに減速してもよい。更に、
研磨シートが方向を反転するとき、モータが加速して研
磨シートを希望の研磨速度まで上げる。従って、研磨シ
ートの速度は必ずしも均一ではない。
速度および研磨シートの特性に依存するが、約１メート
ル／秒のオーダーとすべきである。駆動モータ３２２
は、研磨シートが過度の応力で破断しないように、ロー
ラがほとんど空になったときに減速してもよい。更に、
研磨シートが方向を反転するとき、モータが加速して研
磨シートを希望の研磨速度まで上げる。従って、研磨シ
ートの速度は必ずしも均一ではない。
【００７９】図１５および図１６に戻って説明すると、
プラテン３００は、ほぼ平坦な方形上面３０２を含んで
いる。複数の通路３０４（図１５に想像線で示す）がプ
ラテン３００を通るように形成される。流体供給ライン
３０６は、通路３０４を流体ソース３０８に接続する。
研磨の間、流体は通路３０４を通してプラテンの上面と
研磨シートとの間の隙間３０９に強制的に供給され、こ
れらの間に流体軸受を形成する。この流体軸受の助けに
よって、研磨中、研磨シートが磨耗したりプラテンに固
着しないようになる。更に、開口部や孔が研磨シートに
形成されていると、通路の一つを使って研磨流体（例え
ば、研磨プロセスを補助する化学物質の混合物）を注入
し、研磨シートの孔を通して基板表面と研磨シートとの
間に研磨流体を供給することができる。
プラテン３００は、ほぼ平坦な方形上面３０２を含んで
いる。複数の通路３０４（図１５に想像線で示す）がプ
ラテン３００を通るように形成される。流体供給ライン
３０６は、通路３０４を流体ソース３０８に接続する。
研磨の間、流体は通路３０４を通してプラテンの上面と
研磨シートとの間の隙間３０９に強制的に供給され、こ
れらの間に流体軸受を形成する。この流体軸受の助けに
よって、研磨中、研磨シートが磨耗したりプラテンに固
着しないようになる。更に、開口部や孔が研磨シートに
形成されていると、通路の一つを使って研磨流体（例え
ば、研磨プロセスを補助する化学物質の混合物）を注入
し、研磨シートの孔を通して基板表面と研磨シートとの
間に研磨流体を供給することができる。
【００８０】プラテン３００は、基板に対する研磨シー
トの圧力を調節するために垂直方向に移動可能であって
もよい。空気圧アクチュエータや加圧式ベローズなどの
アクチュエータ３３０がプラテン３００をＣＭＰ装置の
テーブルトップに結合して、必要に応じてプラテンを上
下させるようにしてもよい。
トの圧力を調節するために垂直方向に移動可能であって
もよい。空気圧アクチュエータや加圧式ベローズなどの
アクチュエータ３３０がプラテン３００をＣＭＰ装置の
テーブルトップに結合して、必要に応じてプラテンを上
下させるようにしてもよい。
【００８１】図１８および図１９によれば、別の実施例
では、少なくとも一つの研磨ステーション（例えば、第
１研磨ステーション）が、第１研磨カートリッジ３５
０、第２研磨カートリッジ３６０、および回転方形プラ
テン３７０を含んでいる。第１研磨カートリッジ３５０
は、第１ローラまたはリール３５２、第２ローラまたは
リール３５４、および固定研削性研磨材等からなる略直
線状のシートまたはベルト３５６を含んでいる。同様
に、第２研磨カートリッジ３６０は、第１ローラまたは
リール３６２、第２ローラまたはリール３６４、および
固定研削性研磨材等からなる略直線状のシートまたはベ
ルト３６６を含んでいる。研磨シート３５６、３６６
は、同一の研磨材から構成されていてもよいし、異なる
研磨材から構成されていてもよい。
では、少なくとも一つの研磨ステーション（例えば、第
１研磨ステーション）が、第１研磨カートリッジ３５
０、第２研磨カートリッジ３６０、および回転方形プラ
テン３７０を含んでいる。第１研磨カートリッジ３５０
は、第１ローラまたはリール３５２、第２ローラまたは
リール３５４、および固定研削性研磨材等からなる略直
線状のシートまたはベルト３５６を含んでいる。同様
に、第２研磨カートリッジ３６０は、第１ローラまたは
リール３６２、第２ローラまたはリール３６４、および
固定研削性研磨材等からなる略直線状のシートまたはベ
ルト３６６を含んでいる。研磨シート３５６、３６６
は、同一の研磨材から構成されていてもよいし、異なる
研磨材から構成されていてもよい。
【００８２】研磨カートリッジ３５０、３６０は、研磨
シート３５６、３６６の露出部分が比較的狭い隙間３７
２によって分離された二つの平行共面ストリップとして
配置されるように、リテーナ３７１を用いてプラテン３
７０に取り付けることができる。研磨中、プラテン３７
０は、基板と研磨シートとの間で相対運動を作るように
回転させられる（研磨中に基板１０によってスイープさ
れる領域は、想像線３７９で示されている）。各研磨作
業の合間に、研磨シートをインクレメンタルに給送して
研磨シートの未使用部分を露出させる。研磨シート３５
４、３６４は、同一方向にも反対方向にもインクレメン
タルに給送することができる。
シート３５６、３６６の露出部分が比較的狭い隙間３７
２によって分離された二つの平行共面ストリップとして
配置されるように、リテーナ３７１を用いてプラテン３
７０に取り付けることができる。研磨中、プラテン３７
０は、基板と研磨シートとの間で相対運動を作るように
回転させられる（研磨中に基板１０によってスイープさ
れる領域は、想像線３７９で示されている）。各研磨作
業の合間に、研磨シートをインクレメンタルに給送して
研磨シートの未使用部分を露出させる。研磨シート３５
４、３６４は、同一方向にも反対方向にもインクレメン
タルに給送することができる。
【００８３】二つの溝３７６（図１８に想像線で示す）
がプラテン３７０の上面３７８に形成されている。各溝
は略方形のパターンを形成し、一方の研磨シートがそれ
ぞれの溝の上に重なるようになっている。これらの溝は
双方とも真空ソースに接続され、それらの対応する研磨
シートをプラテンに真空チャックする。
がプラテン３７０の上面３７８に形成されている。各溝
は略方形のパターンを形成し、一方の研磨シートがそれ
ぞれの溝の上に重なるようになっている。これらの溝は
双方とも真空ソースに接続され、それらの対応する研磨
シートをプラテンに真空チャックする。
【００８４】細長い透明窓３７４がプラテンに形成さ
れ、研磨シート３５２および３６２間の隙間に位置合わ
せされている。光学モニタリングシステムは、光線が窓
３７４および隙間３７２を通って研磨中の基板に当たる
ように光線の向きを設定する。この実施例の利点は、透
明ストライプを持つ研磨シートを必要としないことであ
る。
れ、研磨シート３５２および３６２間の隙間に位置合わ
せされている。光学モニタリングシステムは、光線が窓
３７４および隙間３７２を通って研磨中の基板に当たる
ように光線の向きを設定する。この実施例の利点は、透
明ストライプを持つ研磨シートを必要としないことであ
る。
【００８５】図２０によれば、別の実施例では、少なく
とも一つの研磨ステーション（例えば、第１研磨ステー
ション）が、非回転プラテン３７０′の上で機械ベース
に取り付けられる第１研磨カートリッジ３５０′および
第２研磨カートリッジ３６０′を含んでいる。第１研磨
カートリッジ３５０′は第１ローラまたはリール３５
２′、第２ローラまたはリール３５４′、および固定研
削性研磨材からなる略直線状のシートまたはベルト３５
６′を含んでいる。同様に、第２研磨カートリッジ３６
０′は、第１ローラまたはリール３６２′、第２ローラ
またはリール３６４′、および固定研削性研磨材からな
る略直線状のシートまたはベルト３６６′を含んでい
る。研磨シート３５６′、３６６′の露出部分は、比較
的狭い隙間３７２′によって分離された二つの平行共面
ストリップとして配置される。基板１０（想像線で示
す）は、両研磨シート３５４′、３６４′の上に位置す
るように配置される。
とも一つの研磨ステーション（例えば、第１研磨ステー
ション）が、非回転プラテン３７０′の上で機械ベース
に取り付けられる第１研磨カートリッジ３５０′および
第２研磨カートリッジ３６０′を含んでいる。第１研磨
カートリッジ３５０′は第１ローラまたはリール３５
２′、第２ローラまたはリール３５４′、および固定研
削性研磨材からなる略直線状のシートまたはベルト３５
６′を含んでいる。同様に、第２研磨カートリッジ３６
０′は、第１ローラまたはリール３６２′、第２ローラ
またはリール３６４′、および固定研削性研磨材からな
る略直線状のシートまたはベルト３６６′を含んでい
る。研磨シート３５６′、３６６′の露出部分は、比較
的狭い隙間３７２′によって分離された二つの平行共面
ストリップとして配置される。基板１０（想像線で示
す）は、両研磨シート３５４′、３６４′の上に位置す
るように配置される。
【００８６】図２２によれば、プラテン３７０′は、第
１研磨シート３５６′の下に位置する第１流体軸受面３
８０、第２研磨シート３６６′の下に位置する第２流体
軸受面３８２、およびこれらの軸受面を分離するチャン
ネル３８４（図１７に想像線で示す）を含んでいる。更
に、チャンネル３８５を軸受面の外側エッジに沿って形
成してもよい。研磨中、研磨液は、研磨シートのエッジ
から流れ落ちて、チャンネル３８４および３８５に流入
する。通路３８８はプラテンを通って延在し、出口３８
７を介したチャンネル３８４および３８５からの研磨液
の排出を可能にする。チャンネル３８４内に配置される
透明窓３８６は、光学モニタリングシステム９０′用の
観察ポートを提供する。具体的には、光学モニタリング
システム９０′は、光線９２′が窓３８６および隙間３
７２′を通って研磨中の基板表面に当たるように光線９
２′の向きを設定することができる。窓３８６は、チャ
ンネル３８４の底部の上方に突出しているべきである
が、軸受面３８０および３８２の上方に突出すべきでは
ない。このようにして、研磨中、ほぼ遮られることな
く、窓を介して基板の底面を見ることができる。更に、
通路３９０がプラテン３７０′を通るように形成されて
いる。流体ソース３９１は、軸受面と研磨シートの下面
との間に流体を注入するように通路３９０に接続されて
いる。
１研磨シート３５６′の下に位置する第１流体軸受面３
８０、第２研磨シート３６６′の下に位置する第２流体
軸受面３８２、およびこれらの軸受面を分離するチャン
ネル３８４（図１７に想像線で示す）を含んでいる。更
に、チャンネル３８５を軸受面の外側エッジに沿って形
成してもよい。研磨中、研磨液は、研磨シートのエッジ
から流れ落ちて、チャンネル３８４および３８５に流入
する。通路３８８はプラテンを通って延在し、出口３８
７を介したチャンネル３８４および３８５からの研磨液
の排出を可能にする。チャンネル３８４内に配置される
透明窓３８６は、光学モニタリングシステム９０′用の
観察ポートを提供する。具体的には、光学モニタリング
システム９０′は、光線９２′が窓３８６および隙間３
７２′を通って研磨中の基板表面に当たるように光線９
２′の向きを設定することができる。窓３８６は、チャ
ンネル３８４の底部の上方に突出しているべきである
が、軸受面３８０および３８２の上方に突出すべきでは
ない。このようにして、研磨中、ほぼ遮られることな
く、窓を介して基板の底面を見ることができる。更に、
通路３９０がプラテン３７０′を通るように形成されて
いる。流体ソース３９１は、軸受面と研磨シートの下面
との間に流体を注入するように通路３９０に接続されて
いる。
【００８７】図２０に戻って説明すると、研磨中、研磨
シート３５４′、３６４′は、一方向への駆動と逆方向
への駆動を交互に行う。具体的には、第１対のモータ３
９２および３９４が第１対のローラ３５２′および３６
２′をそれぞれ駆動し、第２対のモータ３９６および３
９８が第２対のローラ３５４′および３６４′を駆動す
ることができる。研磨シート３５４′および３６４′
は、モータ３９２、３９４および３９６、３９８によっ
て反対方向（それぞれ矢印ＥおよびＦで示す）に駆動さ
せることができる。隙間の上に位置する基板領域で除去
速度が低くなることを避けるために、基板を比較的低い
速度で回転および／または横方向に振動させることがで
きる。
シート３５４′、３６４′は、一方向への駆動と逆方向
への駆動を交互に行う。具体的には、第１対のモータ３
９２および３９４が第１対のローラ３５２′および３６
２′をそれぞれ駆動し、第２対のモータ３９６および３
９８が第２対のローラ３５４′および３６４′を駆動す
ることができる。研磨シート３５４′および３６４′
は、モータ３９２、３９４および３９６、３９８によっ
て反対方向（それぞれ矢印ＥおよびＦで示す）に駆動さ
せることができる。隙間の上に位置する基板領域で除去
速度が低くなることを避けるために、基板を比較的低い
速度で回転および／または横方向に振動させることがで
きる。
【００８８】その他に、図２１に示されるように、研磨
シート３５４′、３６４′を同一方向（それぞれ想像線
ＧおよびＨで示す）に駆動させることもできる。この場
合、ローラ３５２″、３６２″は、例えば駆動シャフト
３５８によって、回転自在に連結することができる。同
様に、ローラ３５４″、３６４″は、例えば駆動シャフ
ト３６８によって、回転自在に連結することができる。
第１モータ３９２′はローラ３５２″、３６２″を駆動
し、第２モータ３９６′はローラ３５４″、３６４″を
駆動することができる。これにより、双方の研磨シート
は同一方向に同一速度で動くことになる。更に、各ロー
ラ対の代わりに、二つの別個の研磨シートを運ぶ単一の
ローラを用いることも可能である。この場合、中央リテ
ーナをなくすことができる。
シート３５４′、３６４′を同一方向（それぞれ想像線
ＧおよびＨで示す）に駆動させることもできる。この場
合、ローラ３５２″、３６２″は、例えば駆動シャフト
３５８によって、回転自在に連結することができる。同
様に、ローラ３５４″、３６４″は、例えば駆動シャフ
ト３６８によって、回転自在に連結することができる。
第１モータ３９２′はローラ３５２″、３６２″を駆動
し、第２モータ３９６′はローラ３５４″、３６４″を
駆動することができる。これにより、双方の研磨シート
は同一方向に同一速度で動くことになる。更に、各ロー
ラ対の代わりに、二つの別個の研磨シートを運ぶ単一の
ローラを用いることも可能である。この場合、中央リテ
ーナをなくすことができる。
【００８９】図２３によれば、更に別の実施例におい
て、研磨ステーションの少なくとも一つ（例えば、第１
研磨ステーション）は、一つの内側研磨カートリッジ４
００と二つの外側研磨カートリッジ４１０とを含んでい
る。内側研磨カートリッジ４００は第１ローラまたはリ
ール４０２、第２ローラまたはリール４０４、および固
定研削性研磨材からなる略直線状のシートまたはベルト
４０６を含んでいる。同様に、外側研磨カートリッジ４
１０は、第１ローラまたはリール４１２、第２ローラま
たはリール４１４、および固定研削性研磨材からなる略
直線状のシートまたはベルト４１６を含んでいる。内側
および外側研磨シート４０６、４１６は、比較的狭い隙
間４２０によって各々が分離された三つの実質的に平行
なストリップとして配置される。光学モニタリングシス
テムは、研磨シート間の隙間の一つを通るように基板の
表面上に光線を向けることができる。外側研磨カートリ
ッジ４１０のローラ４１２、４１４は方形の配置をとる
ように位置決めされる。更に、中央カートリッジ４００
のローラ４０２、４０４は、外側カートリッジのローラ
よりも離れた間隔で配置される。その結果、中央研磨シ
ート４０６の露出部分は、どちらの外側研磨シート４１
６の露出部分よりも長い。
て、研磨ステーションの少なくとも一つ（例えば、第１
研磨ステーション）は、一つの内側研磨カートリッジ４
００と二つの外側研磨カートリッジ４１０とを含んでい
る。内側研磨カートリッジ４００は第１ローラまたはリ
ール４０２、第２ローラまたはリール４０４、および固
定研削性研磨材からなる略直線状のシートまたはベルト
４０６を含んでいる。同様に、外側研磨カートリッジ４
１０は、第１ローラまたはリール４１２、第２ローラま
たはリール４１４、および固定研削性研磨材からなる略
直線状のシートまたはベルト４１６を含んでいる。内側
および外側研磨シート４０６、４１６は、比較的狭い隙
間４２０によって各々が分離された三つの実質的に平行
なストリップとして配置される。光学モニタリングシス
テムは、研磨シート間の隙間の一つを通るように基板の
表面上に光線を向けることができる。外側研磨カートリ
ッジ４１０のローラ４１２、４１４は方形の配置をとる
ように位置決めされる。更に、中央カートリッジ４００
のローラ４０２、４０４は、外側カートリッジのローラ
よりも離れた間隔で配置される。その結果、中央研磨シ
ート４０６の露出部分は、どちらの外側研磨シート４１
６の露出部分よりも長い。
【００９０】図２３に示すように、研磨カートリッジは
回転プラテン４３０に取り付けられ（図１８および図１
９に示す実施例と同様）、研磨シートは各研磨作業の合
間にインクレメンタルに動かすことができる。カートリ
ッジ用の駆動システムは図示しないが、図３〜図７の実
施例で示すものと同様とすることができる。プラテンが
回転するに従って、基板１０は、研磨シートの各々をカ
バーする経路（想像線４３２で示す）の上をスイープす
る。ローラの千鳥配置によって回転プラテンの対角長が
減少するので、プラテンによってスイープされる円（想
像線４３４で示す）の半径が減少し、スペースがより効
率良く使用される。
回転プラテン４３０に取り付けられ（図１８および図１
９に示す実施例と同様）、研磨シートは各研磨作業の合
間にインクレメンタルに動かすことができる。カートリ
ッジ用の駆動システムは図示しないが、図３〜図７の実
施例で示すものと同様とすることができる。プラテンが
回転するに従って、基板１０は、研磨シートの各々をカ
バーする経路（想像線４３２で示す）の上をスイープす
る。ローラの千鳥配置によって回転プラテンの対角長が
減少するので、プラテンによってスイープされる円（想
像線４３４で示す）の半径が減少し、スペースがより効
率良く使用される。
【００９１】その他に、図２４に示すように、研磨カー
トリッジを非回転プラテン４３０′の上の機械ベースに
取り付けて（図２０および図２２に示す実施例と同
様）、研磨シートを研磨中に連続的に動かすことができ
る。中央研磨シート４０６′は一対のモータ４０８によ
って駆動することができ、外側研磨シート４１６′は二
対のモータ４１８によって駆動することができる。各研
磨シートは、モータの一方による一方向への駆動と他方
のモータによる反対方向への駆動を交互に行うことがで
きる。勿論、外側研磨シート４１６′を同一方向に駆動
する場合は、外側ローラ４１２′および４１４′は共通
の駆動シャフトを持つことができる。この場合、外側研
磨シートは、一対のモータのみによって駆動させること
ができる。基板１０は、少なくとも二つ、好ましくは三
つすべての研磨シートの上に重なるように配置される。
基板は、隙間の上に位置する基板領域において除去速度
が低下することを防ぐために、比較的低い速度で回転お
よび／または横方向に振動させることができる。
トリッジを非回転プラテン４３０′の上の機械ベースに
取り付けて（図２０および図２２に示す実施例と同
様）、研磨シートを研磨中に連続的に動かすことができ
る。中央研磨シート４０６′は一対のモータ４０８によ
って駆動することができ、外側研磨シート４１６′は二
対のモータ４１８によって駆動することができる。各研
磨シートは、モータの一方による一方向への駆動と他方
のモータによる反対方向への駆動を交互に行うことがで
きる。勿論、外側研磨シート４１６′を同一方向に駆動
する場合は、外側ローラ４１２′および４１４′は共通
の駆動シャフトを持つことができる。この場合、外側研
磨シートは、一対のモータのみによって駆動させること
ができる。基板１０は、少なくとも二つ、好ましくは三
つすべての研磨シートの上に重なるように配置される。
基板は、隙間の上に位置する基板領域において除去速度
が低下することを防ぐために、比較的低い速度で回転お
よび／または横方向に振動させることができる。
【００９２】図２４の実施例では、中央研磨シートは、
外側研磨シートと反対の方向に駆動することができる
（それぞれ矢印ＩおよびＪで示す）。実際には、三つの
研磨シートを、基板上の全横方向力、すなわち基板面内
の力を（従来の回転または直線研磨システムと比較し
て）低減するか実質的に除去するように駆動させること
ができる。具体的には、中央および外側研磨シートが実
質的に同一の速度で反対方向に駆動され、かつ外側研磨
シートに接触する基板の表面積４２４が中央研磨シート
に接触する基板の表面積４２２と実質的に等しい場合、
基板に加わる摩擦力は実質的に打ち消し合うことにな
る。その結果、基板に加わる全横方向力は、基板上に大
きなトルクを作ることなく、低減されるか実質的に除去
される。これは、当然、保持リングに対する基板の負荷
を減少させるので、基板の変形を少なくして研磨の均一
性を高めることになる。表面積４２２が表面積４２４よ
りも大きいか小さい場合は、全横方向力が実質的に減少
するように研磨シートの相対速度を調節することができ
る。
外側研磨シートと反対の方向に駆動することができる
（それぞれ矢印ＩおよびＪで示す）。実際には、三つの
研磨シートを、基板上の全横方向力、すなわち基板面内
の力を（従来の回転または直線研磨システムと比較し
て）低減するか実質的に除去するように駆動させること
ができる。具体的には、中央および外側研磨シートが実
質的に同一の速度で反対方向に駆動され、かつ外側研磨
シートに接触する基板の表面積４２４が中央研磨シート
に接触する基板の表面積４２２と実質的に等しい場合、
基板に加わる摩擦力は実質的に打ち消し合うことにな
る。その結果、基板に加わる全横方向力は、基板上に大
きなトルクを作ることなく、低減されるか実質的に除去
される。これは、当然、保持リングに対する基板の負荷
を減少させるので、基板の変形を少なくして研磨の均一
性を高めることになる。表面積４２２が表面積４２４よ
りも大きいか小さい場合は、全横方向力が実質的に減少
するように研磨シートの相対速度を調節することができ
る。
【００９３】更に、研磨シートを異なる速度で駆動し
て、基板の異なる部分における相対研磨速度を調節する
ことができる。中央および外側研磨シートを反対方向に
駆動したり、すべての研磨シートを同一方向に駆動した
り、二つの外側研磨シートを反対方向（その一方は中央
研磨シートの方向と合致することになる）に駆動するこ
とも可能である。
て、基板の異なる部分における相対研磨速度を調節する
ことができる。中央および外側研磨シートを反対方向に
駆動したり、すべての研磨シートを同一方向に駆動した
り、二つの外側研磨シートを反対方向（その一方は中央
研磨シートの方向と合致することになる）に駆動するこ
とも可能である。
【００９４】本発明は図示および説明した実施態様に限
定されるものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲
によって定められる。
定されるものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲
によって定められる。
【図１】ケミカルメカニカルポリシング装置の概略分解
斜視図である。
斜視図である。
【図２】図１のＣＭＰ装置の平面図である。
【図３】図１のＣＭＰ装置の第１研磨ステーションの平
面図である。
面図である。
【図４】方形プラテンおよび研磨カートリッジの概略分
解斜視図である。
解斜視図である。
【図５】方形プラテンに取り付けられた研磨カートリッ
ジの概略斜視図である。
ジの概略斜視図である。
【図６】固定研削性研磨シートの概略断面図である。
【図７】図４の研磨カートリッジの送りローラの概略断
面図である。
面図である。
【図８】方形プラテンに対する送りローラの結合部の概
略分解斜視図である。
略分解斜視図である。
【図９】図３の研磨ステーションの概略断面図である。
【図１０】研磨シート給送システムの概略図である。
【図１１】給送可能研磨シートを持つプラテン用の汚染
防止システムの概略部分断面図および部分斜視図であ
る。
防止システムの概略部分断面図および部分斜視図であ
る。
【図１２】光学エンドポイント検出システムを有する研
磨ステーションの概略断面図である。
磨ステーションの概略断面図である。
【図１３】第２研磨ステーションのプラテンと研磨パッ
ドの概略断面図である。
ドの概略断面図である。
【図１４】最終研磨ステーションのプラテンと研磨パッ
ドの概略断面図である。
ドの概略断面図である。
【図１５】研磨時に基板を横切って直線方向に動く研磨
シートを含む研磨ステーションの概略平面図である。
シートを含む研磨ステーションの概略平面図である。
【図１６】図１５の研磨ステーションの概略断面側面図
である。
である。
【図１７】（ａ）および（ｂ）は、研磨時の研磨シート
の動きを示す概略断面図である。
の動きを示す概略断面図である。
【図１８】二つの研磨カートリッジと一つの回転プラテ
ンを含む研磨ステーションの概略平面図である。
ンを含む研磨ステーションの概略平面図である。
【図１９】図１８の研磨ステーションのプラテンおよび
研磨カートリッジの概略分解斜視図である。
研磨カートリッジの概略分解斜視図である。
【図２０】二つの研磨カートリッジと一つの非回転プラ
テンを含む研磨ステーションの概略平面図であり、研磨
シートが反対方向に駆動されている。
テンを含む研磨ステーションの概略平面図であり、研磨
シートが反対方向に駆動されている。
【図２１】二つの研磨カートリッジと一つの非回転プラ
テンを含む研磨ステーションの概略平面図であり、研磨
シートが同一方向に駆動されている。
テンを含む研磨ステーションの概略平面図であり、研磨
シートが同一方向に駆動されている。
【図２２】図２０の研磨ステーションの概略断面図であ
る。
る。
【図２３】三つの研磨カートリッジと一つの回転プラテ
ンを含む研磨ステーションの概略平面図である。
ンを含む研磨ステーションの概略平面図である。
【図２４】三つの研磨カートリッジと一つの非回転プラ
テンを含む研磨ステーションの概略平面図である。
テンを含む研磨ステーションの概略平面図である。
１０…基板、２０…ケミカルメカニカルポリシング装
置、２２…機械ベース、２３…テーブルトップ、２５
ａ、ｂ、ｃ…研磨ステーション、２７…搬送ステーショ
ン、３０…円形プラテン、３２…研磨パッド、３６…開
口部、４５…洗浄ステーション、５２…リンスアーム、
６０…カルーセル、６２…センタポスト、６４…カルー
セル軸、７２…スロット、７６…キャリヤヘッド回転モ
ータ、８０…キャリヤヘッド、９０…光学モニタリング
システム、１００…プラテン。
置、２２…機械ベース、２３…テーブルトップ、２５
ａ、ｂ、ｃ…研磨ステーション、２７…搬送ステーショ
ン、３０…円形プラテン、３２…研磨パッド、３６…開
口部、４５…洗浄ステーション、５２…リンスアーム、
６０…カルーセル、６２…センタポスト、６４…カルー
セル軸、７２…スロット、７６…キャリヤヘッド回転モ
ータ、８０…キャリヤヘッド、９０…光学モニタリング
システム、１００…プラテン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン エム． ホワイト アメリカ合衆国， カリフォルニア州， ヘイワード， コロニー ヴュー プレイ ス 2811 (72)発明者 マヌーチャー ビラング アメリカ合衆国， カリフォルニア州， ロス ガトス， ファーヴル リッジ ロ ード 18836 (72)発明者 ローレンス ローゼンバーグ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， ホーリー アン プレイス 1152 (72)発明者 サッソン ソメクー アメリカ合衆国， カリフォルニア州， ロス アルトス ヒルズ， ムーディー ロード 25625
Claims (25)
- 【請求項１】 回転プラテンと、 前記プラテンに解放可能に固定されて前記プラテンと共
に回転する略直線状の研磨シートであって、基板を研磨
するために前記プラテンの上面の上で延在する露出部分
を有し、前記基板の直径より大きな幅を有する研磨シー
トと、 前記研磨シートを前記プラテンの上面を横切って直線方
向にインクレメンタルに給送する駆動機構と、を備える
ケミカルメカニカルポリシング装置。 - 【請求項２】 前記研磨シートは、前記プラテンに回転
自在に連結された送りローラに巻き付けられる未使用部
分と、前記プラテンに回転自在に連結された巻取りロー
ラに巻き付けられる使用済み部分とを含む、請求項１記
載の装置。 - 【請求項３】 前記駆動機構は、前記研磨シートの前記
未使用部分の第１セグメントを前記送りローラから巻き
戻すとともに前記研磨シートの前記露出部分の第２セグ
メントを巻取りローラに巻き付けることによって、前記
研磨シートをインクレメンタルに給送する、請求項２記
載の装置。 - 【請求項４】 前記送りローラの付近に配置され、前記
研磨シートの上方につり下げられて隙間を形成するフレ
ームと、前記隙間を通るようにガスを方向付けて前記研
磨シートの前記未使用部分の汚染を防ぐ加圧ガスのソー
スと、を更に備える請求項３記載の装置。 - 【請求項５】 前記駆動機構は、 前記第２ローラを付勢して第１方向に回転させるととも
に前記研磨シートを前記プラテンの上面を横切って引っ
張るように配置されたスプリングと、 前記第１ローラに連結されたギヤと係合して前記第１ロ
ーラの回転を防止し、これによって、前記プラテンの上
面を横切る前記研磨シートの移動を防止するラチェット
と、 前記第１ローラが回転できるように前記ラチェットを前
記ギヤから解放する動作が可能なエスケープクラッチ
と、 前記第２ローラに連結されて、前記第２ローラが前記第
１方向と反対の第２方向に回転するのを防止するスリッ
プクラッチと、を備えている、請求項１記載の装置。 - 【請求項６】 前記第１および第２ローラが前記プラテ
ンの上面の下方に配置される、請求項１記載の装置。 - 【請求項７】 前記研磨シートを前記プラテンに真空チ
ャックするためのチャンネルを前記プラテン内に更に備
える請求項１記載の装置。 - 【請求項８】 前記研磨シートは固定研削性研磨材か非
固定研削性研磨材のいずれかを備えている、請求項１記
載の装置。 - 【請求項９】 複数の研磨ステーションと、 複数の研磨ヘッドを前記複数の研磨ステーションの上方
に支持するカルーセルと、を備え、各研磨ステーション
が、円形プラテンか方形プラテンのいずれかを受け入れ
ることができる回転プラテンベースと、研磨シートを直
線方向にインクレメンタルに給送する駆動機構と、を含
んでいる、ケミカルメカニカルポリシング装置。 - 【請求項１０】 回転プラテンの上面の上で延在する略
直線状の研磨シートに基板を接触させるステップであっ
て、前記研磨シートは、前記基板の直径より大きな幅を
有しているステップと、 前記研磨シートを前記プラテンに解放可能に固定するス
テップと、 前記プラテンを回転させることにより、前記研磨シート
を回転させ、前記基板および前記研磨シート間の相対運
動を形成するステップと、 前記研磨シートを前記プラテンから取り外すステップ
と、 研磨が完了した後、前記研磨シートを前記プラテンの上
面を横切って直線方向にインクレメンタルに給送するス
テップと、を備えるケミカルメカニカルポリシング方
法。 - 【請求項１１】 プラテンと、 第１リールおよび第２リール間に延在する研磨シートで
あって、研磨される基板の直径より大きな幅を有すると
ともに、前記基板を研磨するために前記プラテンの上面
の上で延在する部分を有する研磨シート、 前記第１および第２リールの少なくとも一方を駆動し
て、研磨中、前記研磨シートを前記プラテンの上面を横
切って直線方向に移動させるモータと、を備えるケミカ
ルメカニカルポリシング装置。 - 【請求項１２】 前記モータは、前記第１および第２リ
ールを第１方向に駆動して前記研磨シートを前記第１リ
ールから前記第２リールへ搬送するとともに、前記第１
および第２リールを第２方向に駆動して前記研磨シート
を前記第２リールから前記第１リールへ搬送する、請求
項１１記載の装置。 - 【請求項１３】 前記モータに前記第１および第２リー
ルの前記第１方向への駆動および前記第２方向への駆動
を交互に行わせるコントローラを更に備える請求項１２
記載の装置。 - 【請求項１４】 フレームと、前記第１および第２リー
ルを前記フレームに固定する複数のリテーナと、前記プ
ラテンを前記フレームに連結して前記プラテンを前記フ
レームに向かう方向および前記フレームから離れる方向
に移動させるアクチュエータと、を更に備える請求項１
１記載の装置。 - 【請求項１５】 第１リールおよび第２リール間に延在
する研磨シートに基板を接触させるステップであって、
前記研磨シートは、研磨すべき基板の直径より大きな幅
を有しているステップと、 前記第１および第２リールを駆動して、研磨中、前記研
磨シートをプラテンの上面を横切って直線方向に移動さ
せるステップと、を備えるケミカルメカニカルポリシン
グ方法。 - 【請求項１６】 前記第１および第２リールを第１方向
に駆動することによる前記研磨シートの前記第１リール
から前記第２リールへの搬送と、前記第１および第２リ
ールを第２方向に駆動することによる前記研磨シートの
前記第２リールから前記第１リールへの搬送とを交互に
行うステップを更に備える請求項１５記載の方法。 - 【請求項１７】 第１直線方向に移動可能な第１研磨シ
ートと、 第２直線方向に移動可能な第２研磨シートと、を備え、
前記第１および第２研磨シートが研磨中に基板の表面と
接触するように平行かつ同一平面に配置されているケミ
カルメカニカルポリシング装置。 - 【請求項１８】 前記第１および第２直線方向は平行で
ある、請求項１記載の装置。 - 【請求項１９】 第１ローラおよび第２ローラを更に備
え、前記第１および第２研磨シートが前記第１および第
２ローラ間に延在する、請求項１６記載の装置。 - 【請求項２０】 前記第１ローラを回転させて前記第１
および第２研磨シートを一方向に駆動する第１モータ
と、前記第２ローラを回転させて前記第１および第２研
磨シートを前記一方向と反対の方向に駆動する第２モー
タと、を更に備える請求項１９記載の装置 - 【請求項２１】 第１ローラ、第２ローラ、第３ロー
ラ、および第４ローラを更に備え、前記第１研磨シート
は前記第１および第２ローラ間に延在し、前記第２研磨
シートは前記第３および第４ローラ間に延在する、請求
項１６記載の装置。 - 【請求項２２】 前記第１および第３ローラが回転式に
連結され、前記第２および第４ローラが回転式に連結さ
れ、 前記第１および第３ローラを回転させて前記第１および
第２研磨シートを一方向に駆動する第１モータと、 前記第２および第４ローラを回転させて前記第１および
第２研磨シートを前記一方向と反対の方向に駆動する第
２モータと、を更に備える請求項２１記載の装置。 - 【請求項２３】 前記第１ローラを回転させて前記第１
研磨シートを前記第１方向に駆動する第１モータと、前
記第３ローラを回転させて前記第２研磨シートを前記第
２方向に駆動する第２モータと、前記第２ローラを回転
させて前記第１研磨シートを前記第１方向と反対の方向
に駆動する第３モータと、前記第４ローラを回転させて
前記第２研磨シートを前記第２方向と反対の方向に駆動
する第４モータと、を更に備える請求項７記載の装置。 - 【請求項２４】 複数の研磨面と、 研磨中、基板を前記複数の研磨面と接触して保持するキ
ャリヤヘッドと、 前記複数の研磨面を移動させる駆動システムであって、
各研磨面が前記基板に対する摩擦力を形成し、前記複数
の研磨面は、前記基板に対する前記摩擦力が実質的に相
殺するように配置されて駆動される駆動システムと、を
備えるケミカルメカニカルポリシング装置。 - 【請求項２５】 平行かつ同一平面に配置される複数の
研磨シートに基板を接触させるステップと、 前記複数の研磨シートをプラテンの上面を横切って直線
的に駆動し、前記基板を研磨するステップと、を備える
ケミカルメカニカルポリシング方法。
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/244,456 US6244935B1 (en) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | Apparatus and methods for chemical mechanical polishing with an advanceable polishing sheet |
| US09/303,812 US6241583B1 (en) | 1999-02-04 | 1999-04-30 | Chemical mechanical polishing with a plurality of polishing sheets |
| US09/302570 | 1999-04-30 | ||
| US09/244456 | 1999-04-30 | ||
| US09/303812 | 1999-04-30 | ||
| US09/302,570 US6475070B1 (en) | 1999-02-04 | 1999-04-30 | Chemical mechanical polishing with a moving polishing sheet |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000317823A true JP2000317823A (ja) | 2000-11-21 |
| JP3825220B2 JP3825220B2 (ja) | 2006-09-27 |
Family
ID=27399758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000028260A Expired - Lifetime JP3825220B2 (ja) | 1999-02-04 | 2000-02-04 | 移動研磨シートを用いたケミカルメカニカルポリシング |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1025955B1 (ja) |
| JP (1) | JP3825220B2 (ja) |
| KR (1) | KR100773190B1 (ja) |
| DE (1) | DE60019352T2 (ja) |
| TW (1) | TW438648B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004516947A (ja) * | 2000-11-29 | 2004-06-10 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | ウエハを研磨するための窓システムを有する研磨物品および方法 |
| JP2008251915A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | 研磨パッドの製造方法 |
| CN113579990A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-11-02 | 上海积塔半导体有限公司 | 固定研磨粒抛光装置及抛光方法 |
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