JPH09168963A

JPH09168963A - ケミカルメカニカルポリシングシステムのポリシングパッドのプロファイル測定のための装置

Info

Publication number: JPH09168963A
Application number: JP32207396A
Authority: JP
Inventors: Manoocher Birang; ビラングマヌーシャー; Arnold Aronsen; アロンセンアーノルド
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 1995-10-27
Filing date: 1996-10-28
Publication date: 1997-06-30
Also published as: US5875559A; US5974679A

Abstract

(57)【要約】【課題】ポリシングパッドのプロファイルを測定して
ポリシングパッドの厚さの均一性を決めるための装置。【解決手段】パッドプロファイラーは、ポリシングパ
ッドの上方でプロファイラーを支持する３点マウントを
有している。スライド組立体はガイド上に支持され、セ
ンサーはスライド組立体に接続されポリシングパッドの
直径セグメントの上方に配置される。プロファイラー
は、親ねじを用いて、ポリシングパッドの端から端まで
スライド組立体を駆動させる。本発明の利点には、ポリ
シングプロセスのパラメータを最適化するため、あるい
はコンディショニングプロセスを選択するために、ポリ
シングパッドの厚さを測定する事がある。更なる利点と
しては、プロファイラーをパッドの上方で安定に支持す
る事と、パッドの直径に沿ってセンサーをスムーズに動
かす事が含まれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板のケミカルメ
カニカルポリシングに関し、特に、ポリシングパッドの
プロファイルの測定のための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコンウエハ上への集積回路の形成
は、典型的には、導電層、半導体層や絶縁層を、連続的
に基板上へ、特にシリコンウエハ上へ堆積することによ
り行われる。各層を堆積した後は、この層をエッチング
して回路の造作（ぞうさく）を形成する。一連の層を連
続して堆積しエッチングすれば、基板の外側面ないし最
上面、即ち基板の露出面は、徐々に非平坦的になってい
く。これは、外側面とその下の基板との距離が、エッチ
ングが最も生じない領域で最も大きく、エッチングが最
も生じる領域で最も小さいために生じるものである。単
一のパターニングを有する下層については、この非平坦
の表面は一連の山（ピーク）と谷を備えており、この最
高の山と最低の谷の高さの差は７,０００〜１０,０００
オングストローム程度であろう。複数のパターニングを
有する下層では、山と谷の高さの差は更に著しくなり、
数ミクロンにまで達することもある。

【０００３】この非平坦の外側面は、集積回路の製造に
おける問題を表している。外側面が平坦でなければ、フ
ォトリソグラフィーの技術によりフォトレジストのパタ
ーニングを行う際、非平坦である表面ではフォトリソグ
ラフィー装置で正確なフォーカスができなくなるため、
適当ではない場合がある。従って、この基板の表面を定
期的に平坦化（プラナライズ）して面を平坦にする必要
がある。平坦化によって、実際に、非平坦な外側面を研
磨して、導電層、半導体層や絶縁層のいずれをも取り去
って、比較的平坦でスムーズな面を形成する。平坦化に
続いて、外側層の上に更に層を堆積して造作と造作の間
のインターコネクトラインを形成してもよく、あるい
は、外側層をエッチングして下側の造作へのバイア（ビ
アないし通路）を形成してもよい。

【０００４】ケミカルメカニカルポリシングは、許容さ
れる平坦化の方法の１つである。この平坦化の方法で典
型的に必要となるのは、基板をキャリア又はポリシング
ヘッドの上に、基板の研磨しようとする面を露出するよ
うに、装着することである。そして、回転するポリシン
グパッドに対して基板を当てる。更に、キャリアヘッド
を回転させて基板と研磨面の間に更に運動を与えてもよ
い。更に、研磨剤と少なくとも１つの化学反応剤とを含
有する研磨スラリををポリシングパッドに拡げて、パッ
ドと基板の間の界面に研磨性の化学液を与えてもよい。

【０００５】ケミカルメカニカルポリシングプロセスに
おける重要な因子は、基板表面の仕上げ（粗さ）と、基
板表面の平坦性（大型の立体形状がないこと）と、研磨
速度とである。平坦性と粗さとが適切でない場合は、基
板の欠陥を引き起こす。研磨速度は、１つの層の研磨に
要する時間を決める。これによりポリシング装置の最大
スループットが決まる。

【０００６】ポリシングパッドを特定のスラリ混合物と
組合わせて選ぶことにより、特定の研磨特性を与える表
面を与えることができる。このように、研磨しようとす
るあらゆる材料に対して、パッドとスラリの組合せによ
り、研磨面が特定の仕上と平坦性を有するようにするこ
とが、理論的には可能である。パッドとスラリの組合わ
せにより、決まった研磨時間の中でこのような仕上と平
坦性とを与えることが可能である。更なる因子、例え
ば、基板とパッドの間の相対速度やパッドに基板を押し
付ける力は、研磨速度、仕上及び平坦性に影響を及ぼす
ことになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】平坦性及び仕上が適切
でなければ基板の欠陥が生じるため、ポリシングパッド
とスラリの組合わせは通常、必要な仕上と平坦性によっ
て決められる。これらの制約があって、必要な仕上と平
坦性を実現するために要する研磨時間が、ポリシング装
置の最大スループットを決める。

【０００８】この研磨工程のスループットを更に制約す
るのは、ポリシングパッドの「グレージング」(glazin
g) である。パッドが、加熱され且つ基板が押し付けら
れている部分で圧縮される場合に、グレージングが発生
する。ポリシングパッドの山の部分が押し下げられポリ
シングパッドの小孔が充填されれば、ポリシングパッド
の表面がよりスムーズになり研磨性が低くなる。その結
果、基板の研磨に要する時間は増加する。従って、ポリ
シングパッドの表面を定期的に研磨性の状態に戻してや
るか、あるいは、「調節してやる」ことにより、高いス
ループットを維持する必要がある。

【０００９】集積回路の製造において更に考慮すべき点
は、プロセス及び製品の安定性である。低い欠陥率を実
現するためには、連続して処理する基板をそれぞれ、同
様の条件で研磨するべきである。各集積回路が実質的に
同じになるように、それぞれの基板をおよそ同じ量だけ
研磨するべきである。

【００１０】前述の点から、研磨のスループットと平坦
性と仕上とを最適化しつつも、基板の汚染や破壊のリス
クを最小にするケミカルメカニカルポリシング装置が必
要である。

【００１１】具体的には、ポリシングパッドのプロファ
イルを測定してポリシングパッドの厚さの均一性を決め
るための装置が必要である。この様な装置は、信頼性が
高く、丈夫で、正確であるべきである。

【００１２】本発明の更なる利点は、以下の説明に記載
されており、また一部は、以下の説明から自明なものあ
り、また、本発明の実施により習得されるものもある。
本発明の利点は、特許請求の範囲で特に指摘した要素や
組合わせにより実現されるものもある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】具体例の１つでは、本発
明は、ケミカルメカニカルポリシングシステムにおいて
ポリシングパッドのプロファイルをそくていするための
装置である。マウントにより、ポリシングパッドを支持
するプラーテンの表面と実質的に平行となるよう調心さ
れるガイドが、支持される。スライド組立体がこのガイ
ドに沿って移動し、アームがスライド組立体から伸び
て、ポリシングパッドの放射方向セグメントの上方でセ
ンサーを保持する。

【００１４】本発明の実施には、以下のものが含まれ
る。センサーは、リニア可変差動変換器であってもよ
い。マウントは、ポリシングパッドの上に置かれるため
のフットを３本有していてもよい。ガイドに平行となる
ように配置されスライド組立体内のねじ切り通路のの中
を伸びる親ねじを、モーターが回転してもよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１（ａ）〜（ｆ）は、基板の平
坦面上に層を堆積するプロセスを例示する。図１（ａ）
に示すように、基板１０は、アルミニウム等のメタル層
１４で平坦な半導体シリコンウエハ１２をコーティング
して処理してもよい。次いで、図１（ｂ）に示すよう
に、メタル層１４の上にフォトレジスト層１６をのせて
もよい。その後、詳細は後述するがフォトレジスト層１
６を光像に曝露し、図１（ｃ）に示すようにパターニン
グを有するフォトレジスト層１６’を形成してもよい。
図１（ｄ）に示すように、パターニングを有するフォト
レジスト層１６’を形成した後、メタル層１４の露出面
をエッチングして、メタル島１４’を形成する。最後
に、図１（ｅ）に示すように、残留フォトレジストを除
去する。

【００１６】図２（ａ）〜（ｂ）は、基板上に層を連続
的に堆積することの困難さを例示する。図２（ａ）に示
すように、二酸化珪素等の絶縁層２０を、メタル島１
４’の上に形成してもよい。絶縁層２０の外側面２２
は、その下のメタル島の構造体とほぼ正確に同じ形状を
有しており、一連の山と谷を形成するため、外側面２２
は非平坦である。下にあるパターニング層の上に多数の
層を堆積してエッチングすれば、外側面が更に複雑とな
るだろう。

【００１７】図２（ｂ）に示すように、基板１０の外側
面２２が平坦でなければ、その上に配置されるフォトレ
ジスト層２５も平坦ではなくなる。フォトレジスト層の
パターニングは、典型的にはフォトリソグラフィー装置
によって行われるが、この装置では、フォトレジスト上
に光像の焦点を合せる。この光像の装置は、典型的に
は、サブミクロン〜ハーフミクロンのサイズの造作に対
しては、焦点深度が約０．２〜０．４ミクロンである。
フォトレジスト層２５があまり平坦ではない場合、即
ち、外側面２２の山と谷の高さの差の最大が光像装置の
焦点深度よりも大きい場合は、表面２２全体に光像を正
確にフォーカスすることが不可能になってしまうだろ
う。下にあるパターニング層が１層によって形成される
被平坦性に光像装置が適合していたとしても、多数のパ
ターニング層の堆積後は、その高さの差の最大値が焦点
深度を越えるだろう。

【００１８】焦点深度を改善したフォトリソグラフィー
装置を新たに設計することは高価につくので、行うわな
い方がよいだろう。更に、集積回路の造作のサイズが小
型化するにつれて、波長の短い光を使わざるを得なくな
り、その結果、用いることができる焦点深度が更に小さ
くなる。

【００１９】図２（ｃ）に示すように、解決策は、外側
面を平坦化することである。平坦化の工程では、メタル
であれ半導体であれ絶縁体であれ外側面を削り取り、実
質的にスムーズで平坦な外側面２２を形成する。このよ
うにすれば、フォトリソグラフィー装置のフォーカシン
グを正確に行うことが可能となる。平坦化の工程は、山
と谷の差が焦点深度を越えないようにする必要がある場
合にのみ実施すればよく、あるいは、平坦化の工程は、
パターニング層の上に新しい層を堆積する度に行っても
よい。

【００２０】研磨の工程は、メタルで、半導体、又は絶
縁体に行うことができる。特定の反応性剤と、研磨粒子
と、触媒とを、研磨しようとする面に応じて変えればよ
い。本発明は、上掲の層のいずれにも適用できる。

【００２１】図３に示すように、本発明に従ったケミカ
ルメカニカルポリシングシステム５０は、ポリシング装
置６０に隣設する搬入装置８０を有している。搬入装置
８０は、回転及び伸張が可能なアーム６２を、オーバー
ヘッドトラック６４より懸下して有している。図におい
ては、オーバーヘッドトラック６４を部分的に破断して
ポリシング装置を更に明確に示している。アーム６２
は、真空ポートつきブレード６７とカセットクロー６８
とを有するリスト組立体６６のところで終了している。

【００２２】基板１０がポリシングシステム５０のカセ
ット７０内に搬入されて、保持ステーション７２内に配
置され、又は、タブ７４内に直接配置される。アーム６
４上のカセットクロー６８を用いて、カセット７０を把
持し、保持ステーション７２からタブ７４へと移動させ
てもよい。タブ７４は、脱イオン水などの液体浴７５で
満たされていてもよい。ブレード６７は真空ステーショ
ンにより、タブ７４内のカセット７０からの個々の基板
を固定し、基板をカセット７０から取り出し、ポリシン
グ装置８０へと基板を搬入させる。ポリシング装置８０
による基板の研磨が終了すれば、ブレード６７が基板を
同じカセット７０又は別のカセットへと戻す。カセット
７０内の基板全てが研磨されれば、クロー６８はカセッ
ト７０をタブ７４から取り出し保持ステーションへとカ
セットを戻してもよい。

【００２３】ポリシング装置８０は、テーブルトップ８
３が上に装着された下側の機械土台８２と、着脱可能な
上外側カバー（図示せず）とを有している。図４に最も
良く表されているが、テーブルトップ８３は、一連のポ
リシングステーション１００ａ、１００ｂ、１００ｃ
と、移送ステーション１０５とを支持している。移送ス
テーション１０５は、３つのポリシングステーション１
００ａ、１００ｂ、１００ｃと略方形の配置を構成して
いる。移送ステーション１０５は複数の機能を有し、そ
れは、搬入装置６０から基板１０を受容する機能と、基
板を洗浄する機能と、基板をキャリアヘッド内へ搬入す
る機能（詳細は後述）と、基板をキャリアヘッドから受
容する機能と、基板を再び洗浄する機能と、基板をカセ
ットに戻す搬入装置へと基板を戻す機能とを有してい
る。

【００２４】各ポリシングステーション１００ａ、１０
０ｂ又は１００ｃは、ポリシングパッド１２０が上に置
かれる、回転可能なプラーテン１１０を有している。各
ポリシングステーション１００ａ、１００ｂ及び１００
ｃは、組合わせのパッドコンディショナー装置１３０を
更に有していてもよい。それぞれのパッドコンディショ
ナー装置は、回転可能なアーム１３２を有し、このアー
ム１３２は、独立して回転するコンディショナーヘッド
１３４と、組合わせの洗浄ベイズン１３６とを有してい
る。コンディショナー装置は、ポリシングパッドの状態
を制御して、ポリシングパッドに圧迫されている基板が
回転している間に有効に研磨できるようにしている。

【００２５】隣接し合うポリシングステーション１００
ａ、１００ｂ、１００ｃ及び移送ステーション１０５の
間に、２つの中間洗浄ステーション１４０ａ及び１４０
ｂまたはそれ以上が配置されていてもよい。この洗浄ス
テーションは、基板がポリシングステーションからポリ
シングステーションへと移動する間に基板をリンスす
る。

【００２６】回転可能なマルチヘッドのカルーセル１５
０が、下側の機械土台８２の上の位置を与えられる。カ
ルーセル１５０は、中心ポスト１５２に支持され、この
上で、土台８２内部に配置されたカルーセルモーターに
よりカルーセル軸１５４の周りを回転する。中心ポスト
１５２は、カルーセル支持板１５６とカバー１５８Ｔを
支持する。マルチヘッドのカルーセル１５０は、４つの
キャリアヘッドシステム１６０ａ、１６０ｂ、１６０
ｃ、１６０ｄを有している。キャリアヘッドシステムの
うちの３つは、基板を受容して保持し、ポリシングステ
ーション１００ａ、１００ｂ、１００ｃのプラーテン１
１０上でポリシングパッド１２０に基板を圧迫すること
により、基板を研磨するものである。キャリアヘッドシ
ステムのうちの１つは、移送ステーション１０５から基
板を受容し、移送ステーション１０５へと基板を搬出す
る。

【００２７】好適な具体例では、４つのキャリアヘッド
システム１６０ａ〜１６０ｄが、カルーセル支持板１５
６の上に、カルーセル軸１５４の周りに同じ角度の間隔
で載置される。中心ポスト１５２がカルーセル支持板１
５６を支持し、カルーセルモーターにより、カルーセル
支持板１５６を回転させてキャリアヘッドシステム１６
０ａ〜１６０ｄと、これらに付いている基板を、カルー
セル軸の周りを軌道上に回転させる。

【００２８】キャリアヘッドシステム１６０ａ〜１６０
ｄは、ポリシングヘッドないしキャリアヘッド１８０を
有している。キャリアヘッド１８０のそれぞれは、自身
の軸の周りを回転し、支持板１５６に形成された半径方
向スロット１８２内をそれぞれ独立して水平に往復運動
する。キャリア駆動シャフト１８４が、キャリアヘッド
回転モーター１８６をキャリアヘッド１８０に接続させ
る（カバー１５８の４分の１を外して示してある）。各
ヘッドにはそれぞれ、１つのキャリアモーターシャフト
とモーターをがある。

【００２９】キャリアヘッド１８０の底部に付いている
基板を、ポリシングヘッド１６０ａ〜１６０ｄにより昇
降してもよい。カルーセルシステム全体としての利点
は、ポリシングヘッドシステムが基板を受け取って研磨
と洗浄のための配置させるために要する縦ストロークは
短くて済むことである。必要な縦ストロークに適合させ
るため、入力制御信号（例えば、空気圧、水力又は電気
信号）を加えてポリシングヘッドシステムのキャリアヘ
ッド１８０を伸縮させる。具体的には、入力制御信号に
より、ウエハ受容リセスを有する下側キャリア部材を、
静置されている上側キャリア部材と相対的に縦方向に運
動させる。

【００３０】実際に研磨している間は、キャリアヘッド
のうちの３つ、即ちポリシングヘッドシステム１６０ａ
〜１６０ｃのそれぞれのキャリアヘッドがそれぞれ、ポ
リシングステーション１００ａ〜１００ｃのそれぞれの
上の位置を占める。回転プラーテン１１０のそれぞれ
が、上面が研磨スラリでウェットになっているポリシン
グパッドを支持している。キャリアヘッド１８０が基板
を下げてポリシングパッド１２０と接触するようにな
り、研磨スラリが、基板又はウエハを化学的研磨及び機
械的研磨するための媒体として作用する。

【００３１】基板が研磨される毎に、コンディショナー
装置１３０によりポリシングパッド１２０の状態を調節
する。ポリシングパッド１２０の中心と外縁との間を往
復運動することにより、アーム１３２がコンディショナ
ーヘッド１３４を、ポリシングパッド１２０全面に対し
てスイープさせる。コンディショナー１３４は、ニッケ
ルコーティングのダイヤモンド面などの研磨面を有して
いる。コンディショナーヘッド１３４の研磨面を、回転
しているポリシングパッド１２０に圧迫し、パッドを削
って調節する。

【００３２】使用においては、ポリシングヘッド１８０
は、例えばキャリアヘッドシステムの４番目１６０ｄ
が、最初にウエハ移送ステーション１０５の上方に配置
される。カルーセル１５０が回転している間は、キャリ
アヘッドシステム１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ、１６
０ｄを、ポリシングステーション１００ａ、１００ｂ、
１００ｃ並びに移送ステーション１０５の上に配置させ
る。カルーセル１５０により、ポリシングステーション
のそれぞれが、最初に移送ステーション１０５の上、次
にポリシングステーション１００ａ〜１００ｃの１つ以
上の上、そして移送ステーション０５に戻るように、一
連として配置できるようになる。

【００３３】図５（ａ）〜（ｆ）は、カルーセルと、ウ
エハ（Ｗ）等の基板の挿入及びキャリアヘッドシステム
１６０ａ〜１６０ｄの一連の運動に関するカルーセルの
運動を示す。図５（ａ）に示すように、第１のウエハ
（Ｗ＃１）が搬入装置から移送ステーション１０５へと
搬入され、そこで、ウエハが洗浄され、キャリアヘッド
１８０、例えば第１のキャリアヘッドシステム１６０ａ
へと搬送される。そして、カルーセル１５０を支持中心
ポスト１５２上で反時計方向に回転して、図５（ｂ）に
示すように、ウエハ（Ｗ＃１）を有する第１のキャリア
ヘッドシステム１６０ａが第１のポリシングステーショ
ン１００ａに位置するようにし、そこではウエハＷ＃１
の第１の研磨工程が行われる。第１のポリシングステー
ション１００ａでウエハ（Ｗ＃１）を研磨している間、
搬入装置から移送ステーション１０５へと第２のウエハ
（Ｗ＃２）を搬送し、そこから、この時点で移送ステー
ション１０５の上方の位置を占めている第２のキャリア
ヘッドシステム１６０ｂへと搬送する。そして、カルー
セル１５０を再び反時計方向に９０゜回転させ、図５
（ｃ）に示すように、第１のウエハ（Ｗ＃１）を第２の
ポリシングステーション１００ｂの上方に配置させ第２
のウエハ（Ｗ＃２）を第１のポリシングステーション１
００ａの上方に配置させる。第３のキャリアヘッドシス
テム１００ｃは、移送ステーション１０５の上方に配置
されており、ここから、搬入システム６０からの第３の
ウエハ（Ｗ＃３）を受容する。好適な具体例では、図５
（ｇ）に示すステージの間は、第２のポリシングステー
ション１００ｂにあるウエハ（Ｗ＃１）は、第１のポリ
シングステーション１００ａにあるときよりも細かな粒
子の研磨材で研磨される。次のステージでは、図５
（ｄ）に例示されるように、カルーセル１５０を再び反
時計方向に９０゜回転させて、ウエハ（Ｗ＃１）を第３
の研磨ステーション１００ｃの上、ウエハ（Ｗ＃２）を
第２の研磨ステーション１００ｂの上、ウエハ（Ｗ＃
３）を第１の研磨ステーション１００ａの上の、それぞ
れの位置を占めるようにしつつ、第４のキャリアヘッド
システム１６０ｄが搬入装置６０から第４のウエハ（Ｗ
＃４）を受容するようにする。第３のポリシングステー
ションでの研磨の工程では、第２のポリシングステーシ
ョン１００ｂでの研磨の工程よりも細かく研磨がなされ
ることが好ましい。このステージの終了後、カルーセル
１５０を再び回転させる。しかし、ここでは、反時計方
向に９０゜回転させるのではなく、カルーセル１５０を
時計方向に２７０゜回転させる。１方向に連続して回転
することを避けることにより、カルーセル１５０は、複
雑なロータリーカップリングではなく、簡単な可とう性
の流体及び電気のコネクションを用いることができる。
この回転により、図５（ｅ）に示すように、ウエハ（Ｗ
＃１）が移送ステーション１０５の上に、ウエハ（Ｗ＃
２）が第３のポリシングステーション１００ｃの上に、
ウエハ（Ｗ＃３）が第２のポリシングステーション１０
０ｂの上に、ウエハ（Ｗ＃４）が第１のポリシングステ
ーション１００ａの上に、それぞれ配置されることにな
る。ウエハ（Ｗ＃２）〜（Ｗ＃４）の研磨が行われてい
る間、ウエハ（Ｗ＃１）は移送ステーション１０５で洗
浄され、キャリアヘッドシステム１６０ａから搬入装置
６０へと戻される。最後に、図５（ｆ）に示すように、
第５のウエハ（Ｗ＃５）が第１のキャリアヘッドシステ
ム１６０ａ内に搬入される。このステージの後、このプ
ロセスを反復する。

【００３４】図６に示すように、システム１６０ａなど
のキャリアヘッドシステムにより、基板を下げて、ポリ
シングステーション１００ａなどのポリシングステーシ
ョンに係合するようにする。前述のように、ポリシング
ステーションのそれぞれは、ポリシングパッド１２０を
支持する堅固なプラーテン１１０を有している。基板１
０が直径８インチ（２００ｍｍ）のディスクである場合
は、プラーテン１１０及びポリシングパッド１２０は、
直径約２０インチ（約５００ｍｍ）となろう。プラーテ
ン１１０は、ステンレス鋼の駆動シャフトによりプラー
テン駆動モーター（図示せず）に接続する回転可能なア
ルミニウム又はステンレス鋼であることが好ましい。ほ
とんどの研磨プロセスでは、駆動モーターによりプラー
テン１１０（１２０）を３０〜２００ｒｐｍ(revolutio
ns per minute)で回転させるが、これよりも低い回転速
度や高い回転速度を採用してもよい。

【００３５】ポリシングパッド１２０は、粗い表面１２
２を有する硬いコンポジット材料製である。ポリシング
パッド１２０は、厚さ５０ｍｉｌ（約０．５ｍｍ）の硬
い上層１２４と、厚さ５０ｍｉｌ（約０．５ｍｍ）の軟
らかい下層１２６とを有していても良い。上層１２４
は、ポリウレタンを充填材と混合した材料製であること
が好ましい。下層１２６は、ウレタンで濾した圧縮した
フェルト繊維から構成される材料製であることが好まし
い。上層がIC-400（商品名）、下層がSUBA-4（商品名）
で構成される普通の２層ポリシングパッドが、米国デラ
ウエア州ニューアークのRodel社から入手可能である。
具体例の１つでは、ポリシングパッド１２０は、圧力感
知接着層１２８により接着される。

【００３６】キャリアヘッドシステムのそれぞれが、回
転可能なキャリアヘッドを有している。このキャリアヘ
ッドは、上面２２をポリシングパッド１２０の外側面１
２２に押して面を押し下げ、基板１０を保持する。通常
はステップ１００ａで行われる主となるポリシングのス
テップでは、キャリアヘッド１８０が約４〜１０ｐｓｉ
の力を基板１０に対して加える。これに続くステーショ
ンでは、キャリアヘッド１８０はこれよりも大きな力を
かけてもよく、あるいは、小さな力をかけてもよい。例
えば、通常はステーション１００ｃで行われる最終のポ
リシングのステップでは、キャリアヘッド１８０には約
３ｐｓｉの力がかけられる。キャリア駆動モーター１８
６（図４参照）により、キャリアヘッド１８０が約３０
〜２００ｒｐｍの回転数で回転する。好ましい具体例で
は、プラーテン１１０とキャリアヘッド１８０は、実質
的に同じ速度で回転する。

【００３７】反応剤と、研磨粒子（例えば、酸化物の研
磨には二酸化珪素）と、化学反応触媒（例えば、酸化物
の研磨には水酸化カリウム）とを有するスラリ１９０
が、スラリ供給管１９５によりポリシングパッド１２０
の表面に供給される。ポリシングパッド１２０全体をカ
バーしてウェットとするよう、充分なスラリが供給され
る。

【００３８】ケミカルメカニカルポリシングは、相当に
複雑なプロセスであり、単純なウェットサンディングと
は異なるものである。ポリシングプロセスでは、スラリ
１９０中の反応性剤が上層２０の導電性、半導電性又は
絶縁性の面２２と反応し、また、研磨粒子と反応して、
反応性のサイトを形成する。ポリシングパッド、研磨粒
子及び反応性剤の基板との相互作用が、ポリシング中に
生じる。

【００３９】上述の如く、ポリシングパッド１２０の表
面は、ケミカルメカニカルポリシングのプロセス中に
「グレージング」の状態となる。このグレージングの状
態は主に、パッドのキャリアヘッドの下となる部分に与
えられる圧力及び熱によって生じる。この熱（ＩＣ−１
０００では約７０℃）により、その剛性が緩み流動する
ようになり、圧力下において山の部分が平らになり窪み
の部分が充填される。

【００４０】グレージングの状態になったポリシングパ
ッドは摩擦係数が低くく、そのため、ポリシング速度が
「フレッシュ」ないしグレージングの状態になっていな
いパッドよりも実質的に低くなる。ポリシング速度が下
降すれば、基板１枚のポリシングに要する時間が上昇
し、ポリシング装置全体の基板のスループットが低下す
る。加えて、連続的になされるポリシング処理のそれぞ
れの後にポリシングパッドは少しずつグレージングの状
態が進むため、連続的に処理される基板それぞれの研磨
が異なるようになる。従って、定期的にコンディショニ
ングを行って、粗さの一定したパッド面を与える必要が
ある。

【００４１】コンディショニングにより、ポリシングパ
ッドの表面を平坦ではなくなるように変形させる。この
コンディショニングのプロセスでは、ポリシングパッド
１２０の研磨面１２２を物理的に研磨して、その粗さを
回復させる。この研磨により、パッドを「摩耗」させ、
即ち、ポリシングパッドの表面から材料を取り除く。ポ
リシングパッドの摩耗は、非均一になされることもあ
る。これは、コンディショナー装置１３０（図３参照）
が除去する材料が、ポリシングパッド１２０の領域によ
って他の領域よりも多くなることによる。

【００４２】このパッドの非均一な厚さにより、基板ポ
リシング速度に影響が与えられる。基板１０の表面２２
（図６参照）が、ポリシングパッド１２０の表面１２２
に対して押圧されたとき、ポリシングパッドの薄い方の
領域は，厚い方の領域よりも圧縮が少なくなり、そのた
め、基板１０へかかる圧力が少なくなる。従って、ポリ
シングパッドの薄い方の領域の方が、厚い領域よりも遅
い速度で基板ポリシングがなされることとなるだろう。
そのため、ポリシングパッドの厚さの非均一性が、基板
外側層を非均一にすることがある。

【００４３】使用していないポリシングパッドは通常
は、平坦な表面を有している。しかし、図７に模式的に
示されるように、使用済みのポリシングパッド１２０の
厚さ”ｔ”は、ポリシングパッドの直径”ｄ”の位置に
応じて変化する。ポリシングパッドは典型的には、リン
グ領域１２１の方がポリシングパッドの中心１２３やエ
ッジ１２５よりもより多く摩耗する。リング１２１の半
径は、ポリシングパッドの半径”Ｒ”のおよそ半分であ
る。

【００４４】コンディショニング装置１３０は最終的に
は、効果的にポリシングするには薄過ぎるようになるま
でポリシングパッド１２０を摩耗して使いきる。しか
し、ポリシングパッドは通常は、摩耗による使いきりの
前に、非均一性が生じるため、捨てられてしまう。典型
的なポリシングパッドの寿命は、ウエハを処理する毎に
パッドをコンディショニングすると仮定して、およそウ
エハ３５０枚である。

【００４５】ポリシングパッドが回転しているため、コ
ンディショニングのプロセスとポリシングのプロセスは
図７に示されるように、放射方向に対称な摩耗のパター
ンを形成する。パターンの厚さが放射方向に対称的であ
るため、ポリシング装置のオペレータは、パッドのプロ
ファイルを測定することによりコンディショニングのプ
ロセスを評価することができる。パッドのプロファイル
とは、直径に沿ったパッドの厚さである。オペレータ
は、ｎ回のコンディショニング操作、例えば２０回の後
に、パッドのプロファイルを測定して、パッドのどの部
分が最も劣化しているかを決定し、また、摩耗速度が変
化しているかどうかを決定することができる。オペレー
タは、異なるコンディショニングプロセスにさらされた
ポリシングパッドのパッドプロファイルを比較すること
により、「最も良い」コンディショニングプロセス、即
ち、パッド厚さにおける非均一性を最も少なくするコン
ディショニングプロセスを見出すことが可能である。

【００４６】更に、オペレータは、ポリシングプロセス
のパラメータを適正に選択することにより、ポリシング
パッドの非平坦性や非均一性を補償することが可能であ
り、このパラメータは、例えば、基板にかかる圧力や、
ポリシングパッドの回転速度や、基板回転速度や、基板
が特定のパッドの配置に留っている時間の長さであるド
エル時間等である。例えば、パッドの厚い領域と薄い領
域の両方の上で基板を選択的に掃引することにより、基
板の外側層が、実質的に一様にポリシングを受けるよう
にしてもよい。あるいは、ポリシングパッドの表面１２
２全面の厚さの変化が所定の値を越えたときにポリシン
グパッドを捨てるという選択肢をオペレータが常に有し
ている。

【００４７】図８に示されるように、パッドプロファイ
ラー２００を用いてポリシングパッド１２０の厚さ”
ｔ”を測定する。図１２に最も明確に示されまた下記に
説明するように、使用の際は、パッドプロファイラー２
００がプラーテン１１０上に装着される。使用しないと
きは、パッドプロファイラー２００は、ケミカルメカニ
カルポリシングシステム５０とは別に保管されてもよ
い。

【００４８】パッドプロファイラー２００は、プラーテ
ンに係合するための装着点ないし配置を３つ有してい
る。装着点のそれぞれは、プラーテン上に置かれてパッ
ドプロファイラーをその上に支持するためのフットを有
している。また、装着点のそれぞれはプラーテンのリム
を把持してパッドプロファイラーを適所に保持するため
の、下に突き出るタブを有している。

【００４９】パッドプロファイラー２００は、２点装着
組立体２０２と１点装着組立体２０４とを有し、プラー
テンに対面する３点支持を与えている。２点装着組立体
２０２は、ベース２０８から上向きに突き出る支持部材
２０６を有している。ベース２０８は、下に突き出るタ
ブ２１０及び２１２をその外側エッジに有している。下
に突き出るタブのそれぞれの内向きに、２つの装着フッ
ト２１６及び２１８が配置されている。これらフットは
ベース２０８の下側２２０から下向きに突き出ている。

【００５０】同様に、一定装着組立体２０４は、ベース
２２４から上向きに突き出る支持部材２２２を有してい
る。ベース２２４は、その外側エッジに下に突き出るタ
ブ２２６を１つ有している。この下に突き出るタブ２２
６の前方で、装着フット２２８がベース２２４の下側２
３０から下向きに突き出ている。ベース２０８の下側２
２０及びベース２２４の下側２３０が、ポリシングパッ
ド１２０の表面１２２と実質的に平行となるような共通
面に置かれている。

【００５１】部材２０６及び２２２は、ベース２０８及
び２２４の上方で単一軸のガイド２４０を堅く支持して
いる。ガイド２４０は、プラーテンの直径よりも幾分か
長い。例えば、直径２２インチのプラーテンでは、ガイ
ドは長さ約２４インチであってもよく、また、ベースの
約１インチ上方に支持されていてもよい（１インチ＝約
２５．４ｍｍ）。ガイド２４０は、スライド組立体２５
０を支持している。このスライド組立体は、ガイドの長
手軸に沿って水平に移動することができる。スライド組
立体２５０から突き出るアーム２５５には、位置センサ
ー２６０が接続されている（図１３も参照）。作動の際
は、センサー２６０はポリシングパッド１２０の表面１
２２の高さを決定する。

【００５２】具体例の１つでは、センサー２６０はリニ
ア可変差動変換器（ＬＶＤＴ）である。センサー２６０
は、電子部のためのハウジング２６２と、ねじ切り管２
６４と、感知アーム２６６とを有している。感知センサ
ー２６６は、ハウジング２６２の中でスライドにより上
下することが可能である。感知アーム２６６は使用の際
は、ポリシングパッドの表面上に置かれている。センサ
ー２６０は、感知アーム２６６の垂直位置を検出し、そ
の情報を電圧信号に変換する。センサー２６０は、感知
アーム２６６の垂直位置を約０．１ミクロンの正確性で
測定することが可能である。ねじ切り管２６４は、アー
ム２５５のねじ切り穴にねじ止めされ、センサー２６０
を適所に保持する。アーム２５５の下側のナット２６８
により、センサー２６０をアームに固定してもよい。別
の具体例では、センサー２６０は、アロマット(Aromat)
又はキーエンスレーザー(Keyence Laser) 等のレーザー
アナログ位置感知装置であってもよい。

【００５３】また、１点装着体２０４の支持部材２２２
は、ロータリーモーター２７０を支持している。ロータ
リーモーター２７０はステッパーモーターであることが
好ましいが、エンコーダーフィードバックを有するＤＣ
モーターであってもよい。ロータリーモーター２７０
は、個別のステップにおいて、長い親ねじ２８０を自転
させる。親ねじ２８０の１つの端部２８２は、ロータリ
ーモーター２７０により支持され、単体の端部２８３
は、ロータリー接続部により支持されて、支持部材２０
６を支持する。

【００５４】横通路２８７を有するフランジ２８５が、
スライド組立体２５０から突き出ている。親ねじ２８０
が通路２８７の中を通過して、通路２８７のフランジ２
８５に装着されるねじ切り管２９０に係合する（図１３
も参照）。親ねじ２８０が１インチ当たりおよそ４つの
ねじ山を有している場合で、且つ、モーター２７０の各
ステップが、１回転の約５ｘ１０^-5でねじ２８０を回す
場合は、モータによる各ステップは、スライド組立体２
５０を約１．２５ｘ１０^-5インチ移動させる。

【００５５】図９に示されるように、パッドプロファイ
ラー２００の構成は、３つの装着フット２１６、２１８
及び２２８への重量を均等に配分することを可能とする
ため、安定なプラーテン装着の構成を確保することがで
きる。ベース２２４及びフット２２８は、図９ではモー
ター２７０の下に隠れているが、図１２では見ることが
できる。ベース２２４は、その形状が略三角形である
（図１２参照）。ベース２０８は、細いアーム２９４と
裾が広がるアーム２９６とを有する「Ｌ字型」である。
下に突き出るタブ２１０及び２１２は、Ｌ字型ベース２
０８の外側コーナーに配置される。下に突き出るタブ２
２６は、ベース２２４の内側コーナーに配置される。ロ
ータリーモーター２７０の重量のほとんどが、支持部材
２２２を介して装着フットを直接圧迫している。

【００５６】ポリシングパッドに取り付けるときは、ガ
イド２４０及び親ねじ２８０を、ポリシングパッド１２
０の中心を貫通する直径セグメント３００に平行に伸び
ている。アーム２５５は、センサー２６０がセグメント
３００の上方に配置されるように、スライド組立体２５
０から外側に突出している。このように、モーター２７
０が親ねじを回したときに、スライド組立体２５０がガ
イド２４０に沿って移動し、センサー２６０が直径セグ
メント３００に沿って移動する。

【００５７】図１３に戻れば、感知アーム２６６の底部
の丸いヘッド３０２が、ポリシングパッド１２０の表面
上に置かれている。高さセンサー２６０が直径セグメン
ト３００に沿って移動するため、丸いヘッド３０２はポ
リシングパッド表面１２２の等高線を上下に移動する。
センサー２６０はセグメント３００に沿って、感知アー
ム２６６のずれを測定して、このセグメントに沿ったパ
ッドのプロファイルを与える。

【００５８】再び図９に戻り、Ｌ字型ベース２０２の屈
曲部３０４は、直径セグメント３００と調心しており、
センサ２６０がポリシングパッドのエッジでセグメント
３００の端部を測定することをパッドプロファイラー２
００が妨害しないように、十分な窪みが形成されてい
る。しかし、この測定を行うためには、アーム２５５
は、示されているとは反対の向きに突き出る必要があ
る。

【００５９】図１０に示されるように、ポリシングパッ
ド１２０はプラーテン１１０上に置かれている。ポリシ
ングパッド１２０には３つのノッチ３１０、３１２及び
３１４が形成され、プラーテンの上面３２０を露出させ
ている。ノッチ３１０、３１２及び３１４は、パッドプ
ロファイラーの３つの装着フット２１６、２１８及び２
２８の配置に対応して配置される。これらノッチは、こ
れら装着フットをポリシングパッド１２０の表面１２２
の上ではなくプラーテン１１０の上面３２０の上に置く
ことが可能であれば、三角形でも、方形でも、半円形で
も、その他適当な形状であってもよい。

【００６０】装着組立体２０２及び２０４は、ある程度
同様の構成を有している。装着組立体２０２は、上述の
如く、２つの装着フット２１６及び２１８と、関連する
２つのタブ２１０及び２１２とを有しており、装着組立
体２０４は、１つの装着フット２２８と関連するタブ２
２６とを有している。図１１に示されるように、フット
２２８は、ベース２２４の表面２３０から下向きに突き
出ている。フット２２８は、丸いチップ３３０で終了し
てプラーテンの表面３２０との接触が適正と成るように
確保しているが、チップ３３０は平坦であってもよい。
下に突き出るタブ２２６は、プラーテン１１０の円形の
外側リム３３２に接しており（図９及び１０参照）、ベ
ース２２４の外側エッジから突き出ている。ねじ３３５
が下に突き出るタブ２２６の中を通っている。また、下
に突き出るタブ２１０及び２１２の中にも、ねじが通っ
ている。

【００６１】図１２に示されるように、フット２１６、
２１８及び２２８がそれぞれ、ノッチ３１０、３１２及
び３１４の中にフィットして、プラーテン１１０の上面
３２０に置かれるように、パッドプロファイラー２００
が配置される。そして、タブ２１０、２１２及び２２６
の３つのねじ３３５のそれぞれが締められて、プラーテ
ンリム３３２を係合し、パッドプロファイラー２００を
しっかりと適所に保持する。

【００６２】図１４に示されるように、具体例の１つで
は、ガイド２４０は、ボルト３５２によってベース２５
０に接続されるＴ字型突起部３５５を有している。スラ
イド組立体２５０は、側部ないし部材３６０を有するハ
ウジングを有しており、この側部ないし部材３６０は、
ベース３５０及びＴ字型突起部３５５により形成される
ギャップ３６５の中まで突き出ている。スライド組立体
２５０の側部ないし部材３６０はボイド空間３７０を形
成しており、その内部では、１つ以上のホイール３７５
が、例えば車軸３７６により、支持されている。ホイー
ル３７５は、Ｔ字型突起部３５５のエッジの上に載って
おり、スライド組立体２５０がガイド２４０に沿って容
易に移動できるようになる。ホイール及びＴ字型突起部
は、低摩擦材料でできていてもよく、又は、潤滑処理が
なされていてもよい。

【００６３】図１５に示される別の具体例では、パッド
プロファイラー２００は、デュアルガイドシステムを採
用している。親ねじ２８０が、第１のガイド３８０と第
２のガイド３８２との間に載っている。デュアルスライ
ド組立体３８５は、ガイド３８０及び３８２の両方を把
持している。デュアルのスライド３８０及び３８２は、
ポリシングパッドの表面に垂直な平面内で装着組立体２
０２及び２０４により支持されていることが好ましい。
センサー２６０は、アーム２５５によりデュアルスライ
ド組立体３８５に接続される。デュアルガイドシステム
は、トムソン社(Thomson, Inc.) から入手可能である。

【００６４】図１６に示されるように、パッドプロファ
イラー２００は、コンピュータ制御システム４００に接
続される。このコンピュータ制御システムは、中央演算
ユニット（ＣＰＵ）４０２と、メモリー４０４と、入力
／出力ポート（Ｉ／Ｏポート）４０６とを有しているこ
とが好ましい。更に、制御システム４００は、ＣＲＴ等
のディスプレイ４１０と、キーボード等の入力装置４１
２と、ハードディスク等の非揮発性ストレージ４１４と
を有している。Ｉ／Ｏポート４０６は、制御システム４
００を、センサー２６０からの入力信号ライン４２０及
びロータリーモーター２７０への出力信号ライン４２５
へと接続させる。制御システム４００は、メモリー４０
４からパッドプロファイリングのプログラム４３０を走
らせる。パッドプロファイリングプログラム４３０は、
２つの大きな器のウエハを有している。センサー２６０
を直径セグメント３００に沿って移動させる目的で、出
力信号ライン４２５を介してロータリーモータ２７０を
制御する事と、入力信号ライン４２０からの信号をデジ
タル位置信号に変換して、ディスク４１４にそのデータ
を保管する事とである。

【００６５】パッドプロファイリングプログラム４３０
は、非常に単純なプロセスで走らせてもよい。例えば、
プログラム４３０は、センサー２６０が移動するだろう
経路の始点及び終点をロードすることにより開始しても
よい。プログラム４３０は、センサー２６０を始点に移
動させるように、モーター２７０に命令を出す。そし
て、プログラム４３０はループに進入する。カウンター
を増加させて１ステップ毎に回転させてセンサーを前進
させ、センサーからの測定値を取り込み、この測定値及
びカウンターの数値をディスク４１に保存するよう、モ
ーター２７０に命令をする。センサー２６０が終点に到
達するまで、プログラム４３０はループを繰り返す。

【００６６】センサー２６０は、直接ポリシングパッド
１２０の厚さを測定するのではなく、ヘッド３０２の位
置を測定している。厚さの測定を行う目的で、ポリシン
グ装置は、ポリシングパッドがあるときとないときのヘ
ッドの位置を比較する。

【００６７】パッドのプロファイルを形成するため、パ
ッドプロファイラー２００は、新しいポリシングパッド
の上面の、放射方向セグメント４４０（図１２参照）の
ように、半径の端から端までをスキャンする。ポリシン
グパッドの摩耗のパターンは放射方向に対称的と仮定す
れば、放射方向セグメント４４０に沿って取り込まれた
測定値が、ポリシングパッド全体の周りのパッドプロフ
ァイルを代表していると仮定される。このスキャンの結
果は、メモリー４０４及び／又はディスク４１４の中に
ベースラインファイルとしてセーブされる。ｎ回のポリ
シングの操作の後、パッドプロファイラー２００が摩耗
したポリシングパッドをスキャンしてその結果を測定フ
ァイルとしてセーブする。新たなパッドの測定値と摩耗
したパッドの測定値との間の差がパッドの厚さの変化で
あるため、コンピュータシステム４００は、測定スキャ
ンからベースラインスキャンを減じて、パッドの摩耗の
プロファイルを与える。パッドプロファイラー２００
は、ポリシングプロセス及びコンディショニングプロセ
スを所定の回数行った後、続けて測定のスキャンを行っ
て、一連の測定スキャン値を得てもよい。この場合は、
コンピュータシステム４００は、各測定スキャン値から
もともとのベースラインを減じ、一連のパッドプロファ
イルを与えてもよい。この一連のパッドプロファイルを
ディスプレイして、ポリシングパッドの動的な摩耗の状
態を示してもよい。

【００６８】ベースラインのスキャン及び測定スキャン
の例と、その結果のパッドプロファイルとが、図１７Ａ
〜１７Ｂに例示されており、ここでは、放射方向セグメ
ント４４０に沿った位置がＸ軸に、ヘッド３０２のセン
サー測定値がＹ軸になる。ポリシングパッドプロファイ
ルの結果の例が、図１７Ｃに示されており、ここでは、
放射方向セグメント４４０に沿った位置がＸ軸に、パッ
ドの厚さの変化がＹ軸になる。図１７Ａに示されるよう
に、スライド２４０が新たなポリシングパッド１２０の
表面と厳密に平行ではない場合は、その後パッドの端か
ら端までセンサー２６０が移動する際に、直線状に傾斜
する応答４５０を発生させるであろう。図１７Ｂに示さ
れるように、使用済みのポリシングパッドがプラーテン
上にある場合は、センサー２６０は直線ではない応答４
５５を発生するであろう。パッドの厚さを放射方向セグ
メント４４０に沿った距離の関数として決定するため、
応答４５５から応答４５０を減じて、パッドプロファイ
ル４６０を得る。この例では、パッドプロファイル４６
０により、ポリシングパッド１２０がポリシングパッド
の半径のおよそ半分のところに配置されるリングで最も
薄くなっていることが示される（図７参照）。

【００６９】別の構成では、パッドプロファイラー２０
０は、ケミカルメカニカルポリシングシステム５０のポ
リシング装置８０に永久的に固定されてもよい。このよ
うな配置の１つでは、ガイドは、回転可能なベースによ
ってテーブルトップに取り付けられているアームに、装
着されている。別の構成では、ガイドは支持板１５６の
底面に装着されていてもよい。センサーは、ガイドに支
持されるスライド組立体に装着されていてもよい。スラ
イド組立体は、ポリシングパッド１２０のプロファイル
を測定するために、ガイドに沿って水平に移動すること
ができる。

【００７０】これまでを纏めれば、本発明のパッドプロ
ファイラーは、ポリシングパッドの上方でプロファイラ
ーを支持する３点マウントを有している。スライド組立
体はガイド上に支持され、センサーはスライド組立体に
接続されポリシングパッドの直径セグメントの上方に配
置される。プロファイラーは、親ねじを用いて、ポリシ
ングパッドの端から端までスライド組立体を駆動させ
る。本発明の利点には、ポリシングプロセスのパラメー
タを最適化するため、あるいはコンディショニングプロ
セスを選択するために、ポリシングパッドの厚さを測定
する事がある。更なる利点としては、プロファイラーを
パッドの上方で安定に支持する事と、パッドの直径に沿
ってセンサーをスムーズに動かす事が含まれる。

【００７１】本発明はここまで、好ましい具体例に関し
て説明をしてきた。しかし、本発明は、ここに描写され
記載されてきた具体例に限定されるものではない。むし
ろ、本発明の範囲は、添付の請求の範囲によって画成さ
れるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｅ）は、基板上の層の堆積及びエッ
チングを例示する、基板の模式的な断面図である。

【図２】（ａ）〜（ｃ）は、基板の非平坦な外側面を研
磨する工程を例示する、基板の模式的な断面図である。

【図３】ケミカルメカニカルポリシング装置の模式的な
斜視図である。

【図４】図３のケミカルメカニカルポリシング装置の模
式的な斜視分解図である。

【図５】（ａ）〜（ｆ）は、搬入及び研磨が連続的に行
われる際のウエハの様子を示す、研磨装置の模式的な上
面図である。

【図６】ポリシングパッドの模式的な側面図である。

【図７】摩耗したポリシングパッドの部分的に断面を示
す模式的な斜視図である。

【図８】本発明に従ったパッドプロファイラーの模式的
な側面図である。

【図９】図８の９−９線に沿った断面図である。

【図１０】プラーテン上のポリシングパッドの模式的な
斜視図である。

【図１１】本発明のパッドプロファイラーの装着点の模
式的な斜視図である。

【図１２】ポリシングパッド上に装着された本発明のパ
ッドプロファイラーの模式的な斜視図である。

【図１３】本発明のパッドプロファイラーのガイドに装
着されたスライドの模式的な斜視図である。

【図１４】図９の１４−１４線に沿った断面図である。

【図１５】デュアルスライドシステムを用いる本発明に
従ったパッドプロファイラーの模式的な斜視図である。

【図１６】本発明のパッドプロファイラーのためのコン
ピュータ制御システムの模式的なブロック線図である。

【図１７】パッドプロファイラーを例示する模式的なグ
ラフである。

【符号の説明】

１０…基板、１２…シリコンウエハ、１４…メタル層、
１４’…メタル島、１６…フォトレジスト層、１６’…
パターニングされたフォトレジスト層、２０…絶縁層、
２２…外側面、２５…フォトレジスト層、６０…搬入装
置、６２…アーム、６４…オーバーヘッドトラック、６
６…リスト組立体、６７…ブレード、６８…カセットク
ロー、７０…カセット、７２…保持ステーション、７４
…タブ、８０…ポリシング装置、８２…機械土台、８３
…テーブルトップ、１００…ポリシングステーション、
１０５…移送ステーション、１１０…プラーテン、１２
０…ポリシングパッド、１２１…リング領域、１２２…
パッド表面、１２３…中心、１２４…パッド上層、１２
５…エッジ、１２６…下層、１２８…接着層、１３０…
パッドコンディショナー装置、１３２…アーム、１３４
…コンディショナーヘッド、１３６…洗浄ベイズン、１
４０…洗浄ステーション、１５０…カルーセル、１５２
…中心ポスト、１５４…カルーセル軸、１５６…カルー
セル支持板、１５８…カバー、１６０…キャリアヘッド
システム、１８０…ポリシングヘッドないしキャリアヘ
ッド、１８２…スロット、１８４…キャリア駆動シャフ
ト、１８６…キャリアヘッド回転モーター、１９０…ス
ラリ、１９５…スラリ供給管、２００…パッドプロファ
イラー、２０２…２点装着組立体、２０４…１点装着組
立体、２０６…支持部材、２０８…ベース、２１０，２
１２…タブ、２１６，２１８…装着フット、２２０…下
側、２２２…支持部材、２２４…ベース、２２６…タ
ブ、２２８…装着フット、２３０…下側、２４０…ガイ
ド、２５０…スライド組立体、２５５…アーム、２６０
…位置センサー、２６２…ハウジング、２６４…ねじ切
り管、２６６…感知アーム、２６８…ナット、２７０…
ロータリーモーター、２８０…親ねじ、２８２…端部、
２８３…端部、２８５…フランジ、２８７…通路、２９
０…ねじ切り管、２９４，２９６…アーム、３００…直
径セグメント、３０２…ヘッド、３０４…屈曲部、３１
０，３１２，３１４…ノッチ、３２０…プラーテンの表
面、３３０…チップ、３３２…外側リム、３３５…ね
じ、３５５…Ｔ字型突起部、３６０…部材、３６５…ギ
ャップ、３７０…ボイド空間、３７５…ホイール、３７
６…車軸、３８０…第１のガイド、３８２第２のガイ
ド、３８５…デュアルスライド組立体、４００…コンピ
ュータ制御システム、４０２…ＣＰＵ、４０４…メモリ
ー、４０６…Ｉ／Ｏポート、４１０…ディスプレイ、４
０８…入力装置、４１４…非揮発性ストレージ、４２０
…入力信号ライン、４２５…出力信号ライン、４３０…
パッドプロファイリングプログラム、４４０…放射方向
セグメント、４５０，４５５…応答、４６０…パッドプ
ロファイル。

フロントページの続き (72)発明者アーノルドアロンセンアメリカ合衆国，カリフォルニア州，サンフランシスコ，サーティースアヴェニュー 2135

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケミカルメカニカルポリシングシステム
においてポリシングパッドのプロファイルを測定するた
めの装置であって、前記ポリシングパッドを支持するプラーテンの表面と実
質的に平行となるように調心されるガイドと、前記ガイドに沿って移動するように前記ガイドを支持す
るマウントと、前記ガイド上で支持されるスライド組立体と、前記ポリシングパッドの放射方向セグメントの上方に配
置されるべき前記スライド組立体に、アームによって接
続されるセンサーとを備える装置。
【請求項２】前記センサーが、リニア可変差動変換器
を備える請求項１に記載の装置。
【請求項３】前記マウントが、前記プラーテン上に置
かれるための３つのフットを有する請求項１に記載の装
置。
【請求項４】前記ガイドと平行に配置される親ねじを
更に備え、前記親ねじはモーターに接続されて前記モー
ターにより回転し、また、前記親ねじは、前記スライド
組立体のねじ切り開口を貫通する、請求項１に記載の装
置。