JPH09248753A - デバイスウエハ表面平坦化研磨加工方法及びその装置 - Google Patents

デバイスウエハ表面平坦化研磨加工方法及びその装置

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JPH09248753A
JPH09248753A JP5345196A JP5345196A JPH09248753A JP H09248753 A JPH09248753 A JP H09248753A JP 5345196 A JP5345196 A JP 5345196A JP 5345196 A JP5345196 A JP 5345196A JP H09248753 A JPH09248753 A JP H09248753A
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JP
Japan
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polishing
device wafer
holding member
tape
wafer
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Application number
JP5345196A
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English (en)
Inventor
Nobukazu Hosogai
信和 細貝
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Sanshin Co Ltd
Original Assignee
Sanshin Co Ltd
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Publication date
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 デバイスウエハの表面をデバイスウエハの回
転作用及び研磨テープの一方向移送作用の複合作用によ
り研磨加工することができ、それだけデバイスパターン
の大小、粗密の状態にかかわらず、凸部のみを優先的に
研磨加工することことになり、デバイスウエハ表面の全
面平坦性及び表面粗さを向上することができる。 【解決手段】 デバイスウエハWを保持釈放可能な保持
部材2と、保持部材を回転させる回転機構3と、保持部
材の対向位置にて研磨テープTを連続移送させると共に
研磨テープからなる研磨部33をもつテープ移送機構1
5とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は例えばメモリ、ロジ
ックデバイス等のデバイス化途中の層間膜の表面の平坦
化に用いられるデバイスウエハ表面平坦化研磨加工方法
及びその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種のデバイスウエハは、例えば図1
0の如く、シリコンウエハa上にアルミニュウーム等の
導電性金属からなる第一層の配線パターンbを形成し、
図11の如く、この配線パターンb上にSiO2系等の
高誘電体金属からなる層間膜cを形成し、図12の如
く、層間膜cの表面をプラナリゼーションと称する平坦
化加工技術により平坦化すると共にコンタクトホールd
を形成し、図13の如く、第二層の配線パターンeを形
成し、以下同様に第二層の配線パターンe上に層間膜を
形成したのち、層間絶縁膜cの表面をプラナリゼーショ
ンと称する平坦化加工技術により平坦化し、順次四層、
五層或いは六層等に積層し、高度な多層配線構造を実現
したものである。
【0003】ところでこれらデバイスウエハWの平坦化
装置としては、ラップ盤が用いられ、デバイスウエハの
平坦化は、デバイスパターンの大小、粗密の下地の状態
にかかわらず、凸部のみを優先的に、かつ表面全面を凹
凸のない平面に均一に除去しなければならないとされ、
加工マージンが極めて少ないことも相俟って、ラップ盤
の加工条件は極めて厳しい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】しかしながら上記従来構造の場合、デバイ
スウエハ自体の径大化傾向に伴い、ラップ盤が大型化す
ると共にこれによりデバイスウエハの取り扱いも困難と
なり易く、それだけ作業性が低下しているという不都合
を有している。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決することを目的とし、本発明のうち、請求項1記
載の発明は、デバイスウエハを保持部材に保持し、テー
プ移送機構により研磨テープを連続移送させると共に該
研磨テープからなる研磨部を該保持部材の対向位置に配
置し、移動機構により保持部材を移動させると共に回転
機構により保持部材を回転させることにより研磨部によ
ってデバイスウエハの表面の研磨加工を行うことを特徴
とするデバイスウエハ表面平坦化研磨加工方法にある。
【0007】又、請求項2記載の発明は、デバイスウエ
ハを保持釈放可能な保持部材と、該保持部材を回転させ
る回転機構と、該保持部材の対向位置にて研磨テープを
連続移送させると共に該研磨テープからなる研磨部をも
つテープ移送機構とを具備したことを特徴とするデバイ
スウエハ表面平坦化研磨加工装置にある。
【0008】又、請求項3記載の発明は、上記テープ移
送機構を旋回運動させる旋回機構を具備したことを特徴
とするものであり、また、請求項4記載の発明は、上記
保持部材又はテープ移送機構を揺振運動させる揺振機構
を具備したことを特徴とするものであり、又、請求項5
記載の発明は、上記回転機構として、上記保持部材を偏
心回転運動又は遊星回転運動させるように構成したこと
を特徴とするものである。
【0009】
【発明の実施の形態】図1乃至図9は本発明の実施の形
態例を示し、図1乃至図5は第一形態例、図6、図7は
第二形態例、図8、図9は第三形態例である。
【0010】図1乃至図5の第一形態例において、1は
機台、2は保持部材、3は回転機構、4は供給取出機構
であって、この場合機台1の両側方位置に供給部K及び
取出部Lが配設され、機台1の後部にコラム5が立設さ
れ、コラム5に支持台6を上下動機構7により上下動作
自在に配設し、この場合上下動機構7は上下動用モータ
8及びボールネジ機構9からなり、支持台6に加工機体
10を供給取出機構4により供給位置と取出位置との間
を加工位置Nを介して往復移動自在に設け、この場合供
給取出機構4は移動用モータ11及びボールネジ機構1
2により構成されている。
【0011】また、この場合保持部材2は加工機体10
に回転自在に設けられ、図外の吸着固定機構等により下
面でデバイスウエハWを保持釈放可能に設けられ、この
保持部材2を回転機構3としての回転用モータ13によ
り回転軸14の軸線Oを中心として回転させるように構
成している。
【0012】15はテープ移送機構、16は旋回機構、
17揺振機構であって、この場合機台1に旋回軸18を
回転自在に縦設し、機台1に旋回軸18を回転させる旋
回用モータ19を設け、旋回軸18に旋回台20を取付
け、旋回台20に揺振台21を摺動部22により水平揺
振動作可能に設け、この旋回台20に揺振用モータ23
を取付け、揺振台21に対向一対のガイド杆24を取付
け、ガイド杆24の間に上記揺振用モータ23の主軸に
取り付けた偏心カムロール25を挟装状態に配置し、偏
心カムロール25の回転とガイド杆24の作用により揺
振台21を揺振させるように構成している。
【0013】またこの場合、上記揺振台19に取付機枠
26を取付け、取付機枠26の中央部に研磨パッド27
としての上面が平坦な受圧部材を配置すると共に両側部
にポリエステルフィルム、メタル、クロス等の基材に酸
化アルミニュウム、酸化クロム、シリコンカーバイド、
ダイヤモンド等の所定粒度の研磨粒子をコーティング又
は結合してなる幅広の研磨テープTの実巻リール28及
び巻取リール29を軸着し、実巻リール28を繰出回転
させる繰出用モータ30を設け、かつ巻取リール29及
び一対の送りロール31を巻取回転させる巻取用モータ
32を設け、実巻リール28から引き出した研磨テープ
Tをガイドロール27a及び研磨パッド27により形成
される研磨テープTからなる研磨部33、送りロール3
1を介して巻取リール29に巻回し、実巻リール28及
び巻取リール29を回転させながら送りロール31によ
り研磨テープTを一方向に連続移送させるように構成し
ている。
【0014】この場合、研磨パッド27は図示省略のバ
ネ部材、空圧アクチュエータ、ゴム等の弾性体を用いた
弾圧機構により研磨テープTの裏面を弾圧し、デバイス
ウエハWの表面に対しての適宜な研磨圧力を得るように
構成されている。
【0015】この実施の第一形態例は上記構成であるか
ら、デバイス化途中のデバイスウエハWの層間膜の表面
の平坦化に際し、デバイスウエハWを人為的又は自動的
に保持部材2に供給して図外の吸着固定機構等により固
定し、加工条件に応じて乾式状態又は加工部位に研磨
液、例えば表面を軟化させる化学液を含む研磨液を供給
する湿式状態の雰囲気において、保持部材2を回転機構
3により回転させ、一方テープ移送機構15により研磨
テープTを図中R方向の一方向に移送させ、この状態で
上下動機構7により保持部材2を下降してデバイスウエ
ハWに対向配置された研磨部33にデバイスウエハWの
表面を圧接することにより平坦化研磨加工が行われるこ
とになる。
【0016】したがって、デバイスウエハWの表面を、
デバイスウエハWの回転作用及び研磨テープTの一方向
移送作用の複合作用により研磨加工することができ、そ
れだけデバイスパターンWの大小、粗密の状態にかかわ
らず、凸部のみを優先的に研磨加工することになり、デ
バイスウエハW表面の全面平坦性及び表面粗さを向上す
ることができると共にデバイスウエハWの径大化に対し
ての装置の大型化を抑制することができ、それだけ作業
性を向上することができる。
【0017】又、この場合テープ移送機構11を旋回運
動させる旋回機構16を具備しているから、上記二つの
複合作用に加えて、研磨テープTの旋回運動による研磨
作用が付加され、それだけ良好に平坦化研磨加工を行う
ことができる。
【0018】又、この場合テープ移送機構15を揺振運
動させる揺振機構17を具備しているから、上記三つの
複合作用に加えて、研磨テープTは図中S方向に揺振運
動し、この揺振運動による研磨作用が付加され、それだ
け良好に平坦化研磨加工を行うことができる。
【0019】図6、図7の実施の第二形態例は回転機構
3の別例構造を示し、この場合上記加工機体10に上記
回転軸14の軸線Oから偏心した位置の軸線Pを中心と
して回転する保持部材2を配置し、保持部材2に上記同
様にデバイスウエハWを保持し、軸線Oを中心として保
持部材2を回転させると共に軸線Oより偏心した軸線P
を中心として保持部材2を回転させ、これにより一枚の
デバイスウエハWを公転自転の偏心回転運動させるよう
に構成したもである。
【0020】図8、図9の実施の第三形態例も回転機構
3の別例構造を示し、この場合上記加工機体10に上記
回転軸14の軸線Oから偏心した位置の軸線Pを中心と
して回転する保持部材2を四個配置し、各保持部材2に
上記同様にデバイスウエハWを保持し、軸線Oを中心と
して保持部材2を回転させると共に軸線Oより偏心した
軸線Pを中心として各々の保持部材2を回転させ、これ
により四枚のデバイスウエハWを公転自転の遊星回転運
動させるように構成したものである。
【0021】この第二及び第三形態例にあっては、上記
複合作用のうちの、デバイスウエハWの回転において、
デバイスウエハWを公転自転の偏心回転運動又は遊星回
転運動を伴って研磨加工することができ、デバイスウエ
ハWの仕様により良好な研磨加工を行うことができる。
【0022】又、この場合上記研磨部33によるデバイ
スウエハWの研磨終わりの終点を検出する検出部34が
設けられているから、一般的に0.2〜0.3μmの加
工マージンとされる加工条件において良好に研磨加工す
ることができる。
【0023】尚、本発明は上記実施の形態例に示す回転
機構、テープ移送機構、揺振機構、旋回機構等の構造に
限られるものではなく、又、上記実施例とは逆に、保持
部材2を揺振運動させる揺振機構を採用しても同様であ
る。
【0024】
【発明の効果】本発明は上述の如く、請求項1又は2記
載の発明にあっては、デバイス化途中のデバイスウエハ
の層間膜の表面の平坦化に際し、デバイスウエハを人為
的又は自動的に保持部材に供給固定し、保持部材を回転
機構により回転させ、一方テープ移送機構により研磨テ
ープを一方向に移送させ、デバイスウエハに対向配置さ
れた研磨部にデバイスウエハの表面を圧接することによ
り平坦化研磨加工が行われ、したがって、デバイスウエ
ハの表面を、デバイスウエハの回転作用及び研磨テープ
の一方向移送作用の複合作用により研磨加工することが
でき、それだけデバイスパターンの大小、粗密の状態に
かかわらず、凸部のみを優先的に研磨加工することにな
り、デバイスウエハ表面の全面平坦性及び表面粗さを向
上することができると共にデバイスウエハの径大化に対
しての装置の大型化を抑制することができ、それだけ作
業性を向上することができる。
【0025】又、請求項3記載の発明にあっては、テー
プ移送機構を旋回運動させる旋回機構16を具備してい
るから、上記二つの複合作用に加えて、研磨テープの旋
回運動による研磨作用が付加され、それだけ良好に平坦
化研磨加工を行うことができ、又、請求項4記載の発明
にあっては、保持部材又はテープ移送機構を旋回運動さ
せる旋回機構を具備しているから、上記複合作用に加え
て、研磨テープの揺振運動による研磨作用が付加され、
それだけ良好に平坦化研磨加工を行うことができ、又、
請求項5記載の発明にあっては、上記回転機構として、
保持部材を偏心回転運動又は遊星回転運動させる揺振機
構を具備しているから、上記複合作用のうちの、デバイ
スウエハの回転において、デバイスウエハを公転自転の
偏心回転運動又は遊星回転運動を伴って研磨加工するこ
とができ、デバイスウエハの仕様により良好な研磨加工
を行うことができる。
【0026】以上、所期の目的を充分達成することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第一形態例の全体側断面図であ
る。
【図2】本発明の実施の第一形態例の全体正面図であ
る。
【図3】本発明の実施の第一形態例の全体平面図であ
る。
【図4】本発明の実施の第一形態例の説明平面図であ
る。
【図5】本発明の実施の第第一形態例の説明斜視図であ
る。
【図6】本発明の実施の第二形態例の説明平面図であ
る。
【図7】本発明の実施の第二形態例の説明斜視図であ
る。
【図8】本発明の実施の第三形態例の説明平面図であ
る。
【図9】本発明の実施の第三形態例の説明斜視図であ
る。
【図10】デバイスウエハの製作工程図である。
【図11】デバイスウエハの製作工程図である。
【図12】デバイスウエハの製作工程図である。
【図13】デバイスウエハの製作工程図である。
【符号の説明】
W デバイスウエハ T 研磨テープ 2 保持部材 3 回転機構 15 テープ移送機構 16 旋回機構 17 揺振機構 33 研磨部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 デバイスウエハを保持部材に保持し、テ
    ープ移送機構により研磨テープを連続移送させると共に
    該研磨テープからなる研磨部を該保持部材の対向位置に
    配置し、移動機構により保持部材を移動させると共に回
    転機構により保持部材を回転させることにより研磨部に
    よってデバイスウエハの表面の研磨加工を行うことを特
    徴とするデバイスウエハ表面平坦化研磨加工方法。
  2. 【請求項2】 デバイスウエハを保持釈放可能な保持部
    材と、該保持部材を回転させる回転機構と、該保持部材
    の対向位置にて研磨テープを連続移送させると共に該研
    磨テープからなる研磨部をもつテープ移送機構とを具備
    したことを特徴とするデバイスウエハ表面平坦化研磨加
    工装置。
  3. 【請求項3】 上記テープ移送機構を旋回運動させる旋
    回機構を具備したことを特徴とする請求項2記載のデバ
    イスウエハ表面平坦化研磨加工装置。
  4. 【請求項4】 上記保持部材又はテープ移送機構を揺振
    運動させる揺振機構を具備したことを特徴とする請求項
    2又は3記載のデバイスウエハ表面平坦化研磨加工装
    置。
  5. 【請求項5】 上記回転機構として、上記保持部材を偏
    心回転運動又は遊星回転運動させるように構成したこと
    を特徴とする請求項2乃至4記載のデバイスウエハ表面
    平坦化研磨加工装置。
JP5345196A 1996-03-11 1996-03-11 デバイスウエハ表面平坦化研磨加工方法及びその装置 Pending JPH09248753A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6482072B1 (en) 2000-10-26 2002-11-19 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for providing and controlling delivery of a web of polishing material
US6561884B1 (en) 2000-08-29 2003-05-13 Applied Materials, Inc. Web lift system for chemical mechanical planarization
CN108527076A (zh) * 2018-04-13 2018-09-14 郑伟杰 一种可持续进料的陶瓷环打磨装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6482072B1 (en) 2000-10-26 2002-11-19 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for providing and controlling delivery of a web of polishing material
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