JP5300234B2 - 圧力分布調整機能を有する研磨装置 - Google Patents
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Description
・ スラリによって発泡体のパッドが膨潤し、軟化する点、
・ パッドドレッシングによってパッド厚みが減少してくる点。
ウェーハを全面で減圧して平面矯正して取り付けるウェーハ保持台と、
ウェーハと相対的に運動するプラテンとを備えた研磨装置において、
プラテン上に敷設され、所望の圧力分布を形成された圧縮変形板と、
その上に、撓み変形によって変位可能な撓み変形シートと、
その上にスラリを保持する機能を有する表層パッドとを有し、
前記圧縮変形板は、圧縮変形するための弾性体と、その弾性体を全面で固定する硬質板とを備え、
ウェーハ表面を研磨するように構成されたことを特徴とする。
かつその表面は予め圧力分布を考慮した形状に形成されたことを特徴とする。
この構成によれば、あらかじめ圧縮変形板に圧力分布が形成されていることから、パッドによることなく、安定した圧力分布をウェーハに与えることが可能となる。特にパッドは研磨とともにパッドドレッシングによって消耗し、消耗による交換頻度は非常に高い。
よって、圧縮変形板はそれに対して、研磨の応力を受けるだけであり、表層のパッドと違って、スラリに浸されることや、ドレッシングによって消耗することもない。よって、繰り返しの応力を受ける状態にあっても、圧縮永久ひずみの小さい弾性材料を使用することによって、長期に渉って、同様の弾性回復力を出すことは可能となり、安定した圧力分布を形成することが可能となる。
圧縮変形板は、十分な変形マージンをもちながら変形する。それによって、部材の厚みむら、ならびにプラテンの熱変形、さらにはウェーハ基板それ自体の厚みむらなど、一連の多少の寸法変形を十分に許容するだけの変形マージンを有している。この十分な変形マージンを有する状態で、あらかじめ圧縮変形板に設けた圧力分布をウェーハに与えることによって、こうした各種の外乱の影響を受けることがないロバスト(安定)な圧力分布をウェーハに与えることが可能となる。
さらには、ウェーハを減圧吸着してウェーハ裏面を基準として平面矯正している。この平面矯正された状態でウェーハは、研磨圧力をうけてもほとんど裏面の平面状態は変形しない。その変形しない基準状態の下で、あらかじめ圧力分布を設定した圧縮変形板の圧力分布をウェーハ表面に作用することで安定した圧力分布をウェーハ表面に作用させることが可能となる。
請求項3記載の発明は、上記請求項1または2において、前記圧縮変形板における表面の弾性体は、溝を有するか、区画化、区分化されていることを特徴とする。
従って、表層パッドの貼り付けに伴う圧力変化がなく、表層パッドが膨潤しても伸びることなく弾性体に装着される。また、一体に貼り付けられた表層パッドおよび撓み変形シートと、弾性体との間に両面テープを介在させないので、安定した圧力分布を確保できる。
取り付けの際の精度においても、プラテンと硬質プレートが十分面精度が確保されておれば、面を合わせるだけ良く、さらに双方が十分剛性を有するものであれば、ねじ固定などによって、十分取り付け可能であり、そのねじ固定によっても、弾性材料の圧力分布が乱されることはない。
従って、繰り返しの応力を受ける状態にあっても、圧縮永久ひずみの小さい弾性材料を使用することによって、長期に渉って、同様の弾性回復力を出すことは可能となり、安定した圧力分布を形成することが可能となる。
また、圧縮変形板は、十分な変形マージンをもちながら変形する。それによって、部材の厚みむら、ならびにプラテンの熱変形、さらにはウェーハ基板それ自体の厚みむらなど、一連の多少の寸法変形を十分に許容するだけの変形マージンを有している。この十分な変形マージンを有する状態で、あらかじめ圧縮変形板に設けた圧力分布をウェーハに与えることによって、こうした各種の外乱の影響を受けることがないロバスト(安定)な圧力分布をウェーハに与えることが可能となる。
さらには、ウェーハを減圧吸着してウェーハ裏面を基準として平面矯正している。この平面矯正された状態でウェーハは、研磨圧力をうけてもほとんど裏面の平面状態は変形しない。その変形しない基準状態の下で、あらかじめ圧力分布を設定した圧縮変形板の圧力分布をウェーハ表面に作用することで安定した圧力分布をウェーハ表面に作用させることが可能となる。
請求項3記載の発明は、圧縮変形板として、研磨による繰り返し応力を受ける上においても、弾性体材料に圧縮永久ひずみが残らず、絶えず安定した弾性回復力を有する密な材料を選択することができ、この場合、密な圧縮変形板の弾性体表面に溝を持たせるか、弾性体そのものを区分化して配置するかによって、個々の弾性体領域において、個別に独立して変形することができ、ウェーハ表面のうねりに対しても、絶えず一様に追従することが可能となる。その結果、安定した所定の圧力分布をウェーハ上に形成することができ、以って、ウェーハ研磨形状を精度良く制御することができる。
課題1:弾性体41によってプラテン30の熱変形を吸収し、プラテン30の表面と裏面との温度差を大きくしないようにしたので、ウェーハ面内の研磨均一性が大きく悪化するのを防止できる。
20 ウェーハ保持台
22 ウェーハの凹み
30 プラテン
40 圧縮変形板
41 弾性体
42 硬質プレート
50 研磨パッド
51 表層パッド
52 撓み変形シート
60 止めリング
61 ブラケット
Claims (4)
- プラテン上に研磨パッドを取り付け、スラリを供給しながらウェーハと研磨パッドを相対的に摺接して研磨を行う研磨装置であって、
ウェーハを全面で減圧して平面矯正して取り付けるウェーハ保持台と、
ウェーハと相対的に運動するプラテンとを備えた研磨装置において、
プラテン上に敷設され、所望の圧力分布を形成された圧縮変形板と、
その上に、撓み変形によって変位可能な撓み変形シートと、
その上にスラリを保持する機能を有する表層パッドとを有し、
前記圧縮変形板は、圧縮変形するための弾性体と、その弾性体を全面で固定する硬質板とを備え、
ウェーハ表面を研磨するように構成されたことを特徴とする圧力分布調整機能を有する研磨装置。 - 前記圧縮変形板は、圧縮永久歪の小さい弾性材料で形成され、かつその表面を予め圧力分布を考慮した形状に形成されていることを特徴とする請求項1記載の圧力分布調整機能を有する研磨装置。
- 上記圧縮変形板における表面の弾性体は、溝を有するか、あるいは区画化されていることを特徴とする請求項1または2記載の圧力分布調整機能を有する研磨装置。
- 上記一体に貼り付けられた表層パッドもしくは撓み変形シートの外周縁部を止めリングにて挟持するとともに、該止めリングを、プラテンとその上の圧縮変形板の上で、プラテンの側面下方へ引き下ろした状態にて張り上げて固定したことを特徴とする圧力分布調整機能を有する請求項3記載の研磨装置。
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JP2007240281A JP5300234B2 (ja) | 2007-09-15 | 2007-09-15 | 圧力分布調整機能を有する研磨装置 |
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