JPH10166257A - 研磨装置 - Google Patents
研磨装置Info
- Publication number
- JPH10166257A JPH10166257A JP34671296A JP34671296A JPH10166257A JP H10166257 A JPH10166257 A JP H10166257A JP 34671296 A JP34671296 A JP 34671296A JP 34671296 A JP34671296 A JP 34671296A JP H10166257 A JPH10166257 A JP H10166257A
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- JP
- Japan
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- polishing
- suction
- pressure
- polished
- holder
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- Pending
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 研磨対象物の研磨体に対する当たりを全面に
渡って均一にすることができる研磨装置を提供する。 【解決手段】 「研磨対象物」としてのウエハ25をホ
ルダー24に吸引・押圧装置26,27,28により吸
着した状態で搬送して、ウエハ25を研磨パッド23に
押圧させると共に、この両者の間に研磨剤を介在させて
相対移動させることにより、ウエハ25を研磨する研磨
装置21において、吸引・押圧装置26,27,28
は、ホルダー24内に形成される通気路26a,27
a,28aと、通気路26a,27a,28aを介して
流体を吸引してウエハ25をホルダー24の吸着面に吸
着する吸引手段、及び、前記通気路26a,27a,2
8aを介して流体を供給してウエハ25を研磨パッド2
3に押圧する圧力供給手段とが設けられて構成され、こ
の吸引・押圧装置26,27,28が複数設けられ、こ
の各装置26,27,28によるウエハ25の各部位の
押圧力を、それぞれ独立して制御可能とした。
渡って均一にすることができる研磨装置を提供する。 【解決手段】 「研磨対象物」としてのウエハ25をホ
ルダー24に吸引・押圧装置26,27,28により吸
着した状態で搬送して、ウエハ25を研磨パッド23に
押圧させると共に、この両者の間に研磨剤を介在させて
相対移動させることにより、ウエハ25を研磨する研磨
装置21において、吸引・押圧装置26,27,28
は、ホルダー24内に形成される通気路26a,27
a,28aと、通気路26a,27a,28aを介して
流体を吸引してウエハ25をホルダー24の吸着面に吸
着する吸引手段、及び、前記通気路26a,27a,2
8aを介して流体を供給してウエハ25を研磨パッド2
3に押圧する圧力供給手段とが設けられて構成され、こ
の吸引・押圧装置26,27,28が複数設けられ、こ
の各装置26,27,28によるウエハ25の各部位の
押圧力を、それぞれ独立して制御可能とした。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、研磨体に研磨対
象物を接触させて相対移動させることにより、研磨対象
物を研磨する研磨装置、特に、その研磨対象物を研磨体
に押圧するための手段に改良が施された研磨装置に関す
るものである。
象物を接触させて相対移動させることにより、研磨対象
物を研磨する研磨装置、特に、その研磨対象物を研磨体
に押圧するための手段に改良が施された研磨装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体製造において微細加工の線
幅が細くなるに従って、光リソグラフィの光源波長は短
くなり、開口数いわゆるNAも大きくなってきている。
また、半導体製造プロセスも工程が増加し、複雑となっ
てきており、半導体デバイスの表面形状は必ずしも平坦
ではなくなってきている。
幅が細くなるに従って、光リソグラフィの光源波長は短
くなり、開口数いわゆるNAも大きくなってきている。
また、半導体製造プロセスも工程が増加し、複雑となっ
てきており、半導体デバイスの表面形状は必ずしも平坦
ではなくなってきている。
【0003】表面における段差の存在は配線の段切れ、
局所的な抵抗値の増大などを招き、断線や電流容量の低
下等をもたらし、絶縁膜では耐圧劣化やリークの発生に
もつながる。また、こうした段差の存在は半導体露光装
置の焦点深度が実質的に浅くなってきていることを示し
ている。言い換えると、歩留まりと信頼性の向上、更に
高解像度化のための焦点深度のマージンの増加のために
半導体デバイス表面の平坦化が必要になってきた。
局所的な抵抗値の増大などを招き、断線や電流容量の低
下等をもたらし、絶縁膜では耐圧劣化やリークの発生に
もつながる。また、こうした段差の存在は半導体露光装
置の焦点深度が実質的に浅くなってきていることを示し
ている。言い換えると、歩留まりと信頼性の向上、更に
高解像度化のための焦点深度のマージンの増加のために
半導体デバイス表面の平坦化が必要になってきた。
【0004】そこで、図5乃至図7に示すような、研磨
装置が提案されている。これは、化学的機械的研磨(Ch
emical Mechanical Polishing又はChemical Mechanical
Planarization)(以下「CMP」と称す。)技術を用
いたものであり、この技術は、シリコンウエハの鏡面研
磨法を基に発展してきたものである。すなわち、回転駆
動する定盤1上に研磨布2が貼り付けられる一方、ホル
ダー3にウエハ4が保持され、このウエハ4が研磨布2
上に接触されている。
装置が提案されている。これは、化学的機械的研磨(Ch
emical Mechanical Polishing又はChemical Mechanical
Planarization)(以下「CMP」と称す。)技術を用
いたものであり、この技術は、シリコンウエハの鏡面研
磨法を基に発展してきたものである。すなわち、回転駆
動する定盤1上に研磨布2が貼り付けられる一方、ホル
ダー3にウエハ4が保持され、このウエハ4が研磨布2
上に接触されている。
【0005】このホルダー3には、図6に示すように、
通気路7が形成され、この通気路7がウエハ4接触面側
において枝分かれし、図7に示すように、多数の開口8
が形成されている。
通気路7が形成され、この通気路7がウエハ4接触面側
において枝分かれし、図7に示すように、多数の開口8
が形成されている。
【0006】そして、この通気路7が切換バルブ9を介
して真空ポンプ10,水供給ポンプ11及びエアー供給
ポンプ12に接続され、これらポンプ10,11,12
が切換バルブ9にて任意のポンプ10,11,12に切
り換えられるようになっている。また、通気路7の途中
には、通気路7内の圧力を検出する圧力測定器13が設
けられている。
して真空ポンプ10,水供給ポンプ11及びエアー供給
ポンプ12に接続され、これらポンプ10,11,12
が切換バルブ9にて任意のポンプ10,11,12に切
り換えられるようになっている。また、通気路7の途中
には、通気路7内の圧力を検出する圧力測定器13が設
けられている。
【0007】かかる構成の研磨装置において、以下のよ
うにして研磨を行う。まず、研磨を行うウエハ4をホル
ダー3で吸着した状態で、研磨布2上まで搬送する。こ
れは、切換バルブ9にて真空ポンプ10を選択し、通気
路7を介して空気を吸引することにより、スタンバイ位
置にあるウエハ4をホルダー3に吸着する。そして、こ
のホルダー3を研磨布2上まで移動させて、ウエハ4を
搬送する。
うにして研磨を行う。まず、研磨を行うウエハ4をホル
ダー3で吸着した状態で、研磨布2上まで搬送する。こ
れは、切換バルブ9にて真空ポンプ10を選択し、通気
路7を介して空気を吸引することにより、スタンバイ位
置にあるウエハ4をホルダー3に吸着する。そして、こ
のホルダー3を研磨布2上まで移動させて、ウエハ4を
搬送する。
【0008】その後、切換バルブ9にて水供給ポンプ1
1又はエア供給ポンプ12を選択して、通気路7を介し
てウエハ4に圧力をかけて研磨布2に押圧する。この場
合には、圧力測定器13にて圧力を検出することによ
り、ウエハ4を研磨布2に所定の圧力で押圧する。
1又はエア供給ポンプ12を選択して、通気路7を介し
てウエハ4に圧力をかけて研磨布2に押圧する。この場
合には、圧力測定器13にて圧力を検出することによ
り、ウエハ4を研磨布2に所定の圧力で押圧する。
【0009】この状態で、定盤1を回転駆動させる一
方、ウエハ4も回転させると同時横方向に平行移動させ
る。かかる動作と共に、研磨剤吐出口5から研磨剤6を
研磨布2上に吐出させて、この研磨剤6を研磨面に供給
して、ホルダー3に保持されたウエハ4を平坦に研磨す
るようにしている。
方、ウエハ4も回転させると同時横方向に平行移動させ
る。かかる動作と共に、研磨剤吐出口5から研磨剤6を
研磨布2上に吐出させて、この研磨剤6を研磨面に供給
して、ホルダー3に保持されたウエハ4を平坦に研磨す
るようにしている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のものにあっては、ウエハ4を研磨布2に押圧
すると、研磨布2は、ウエハ4の周縁部に対応した部位
より、ウエハ4の中央部に対応した部位の方が凹み方が
大きくなる。これに対して、ホルダー3には開口8が多
数設けられているが、通気路7は枝分かれしているだけ
で元は1本であり、この1本の通気路7にそれぞれ各ポ
ンプ10,11,12が接続されているため、多数の開
口8からウエハ4の各部位を押圧する力はすべて等しく
なる。従って、ウエハ4は、周縁部側が中央部側より、
研磨布2に強く当たり、ウエハ4の研磨布2に対する当
たりを全面に渡って均一にすることができず、その結
果、研磨レートが各領域により異なり、不均一な研磨と
なってしまう。
うな従来のものにあっては、ウエハ4を研磨布2に押圧
すると、研磨布2は、ウエハ4の周縁部に対応した部位
より、ウエハ4の中央部に対応した部位の方が凹み方が
大きくなる。これに対して、ホルダー3には開口8が多
数設けられているが、通気路7は枝分かれしているだけ
で元は1本であり、この1本の通気路7にそれぞれ各ポ
ンプ10,11,12が接続されているため、多数の開
口8からウエハ4の各部位を押圧する力はすべて等しく
なる。従って、ウエハ4は、周縁部側が中央部側より、
研磨布2に強く当たり、ウエハ4の研磨布2に対する当
たりを全面に渡って均一にすることができず、その結
果、研磨レートが各領域により異なり、不均一な研磨と
なってしまう。
【0011】また、その不均一さを研磨中に検出するこ
とができないため、ウエハ4面内での研磨制御をするこ
とが困難となり、終点検出が不正確乃至困難となり、過
度のポリッシングをせざるを得なくなり、スループット
の低下や過度のポリッシングに起因する歩留まりの低下
を余儀なくされる、という問題がある。
とができないため、ウエハ4面内での研磨制御をするこ
とが困難となり、終点検出が不正確乃至困難となり、過
度のポリッシングをせざるを得なくなり、スループット
の低下や過度のポリッシングに起因する歩留まりの低下
を余儀なくされる、という問題がある。
【0012】そこで、この発明は、研磨対象物の研磨体
に対する当たりを全面に渡って均一にすることができる
研磨装置を提供することを課題としている。
に対する当たりを全面に渡って均一にすることができる
研磨装置を提供することを課題としている。
【0013】他の課題は、研磨中に研磨対象物の各部位
における終点検出を行うことができるようにすることに
ある。
における終点検出を行うことができるようにすることに
ある。
【0014】
【課題を解決するための手段】かかる課題を達成するた
めに、請求項1に記載の発明は、研磨対象物をホルダー
に吸引・押圧手段により吸着した状態で搬送して、該研
磨対象物を研磨体に前記吸引・押圧手段により押圧させ
ると共に、この両者の間に研磨剤を介在させて相対移動
させることにより、該研磨対象物を研磨する研磨装置に
おいて、前記吸引・押圧手段は、前記ホルダー内に形成
される通気路と、該ホルダーの前記研磨対象物の吸着面
に配置される前記通気路の開口部と、該通気路を介して
流体を吸引して前記研磨対象物を前記ホルダーの吸着面
に吸着する吸引手段、及び、前記通気路を介して流体を
供給して前記研磨対象物を前記研磨体に押圧する圧力供
給手段とが設けられて構成され、該吸引・押圧手段が複
数設けられ、該各吸引・押圧手段による前記研磨対象物
の各部位の押圧力を、それぞれ独立して制御可能とした
研磨装置としたことを特徴とする。
めに、請求項1に記載の発明は、研磨対象物をホルダー
に吸引・押圧手段により吸着した状態で搬送して、該研
磨対象物を研磨体に前記吸引・押圧手段により押圧させ
ると共に、この両者の間に研磨剤を介在させて相対移動
させることにより、該研磨対象物を研磨する研磨装置に
おいて、前記吸引・押圧手段は、前記ホルダー内に形成
される通気路と、該ホルダーの前記研磨対象物の吸着面
に配置される前記通気路の開口部と、該通気路を介して
流体を吸引して前記研磨対象物を前記ホルダーの吸着面
に吸着する吸引手段、及び、前記通気路を介して流体を
供給して前記研磨対象物を前記研磨体に押圧する圧力供
給手段とが設けられて構成され、該吸引・押圧手段が複
数設けられ、該各吸引・押圧手段による前記研磨対象物
の各部位の押圧力を、それぞれ独立して制御可能とした
研磨装置としたことを特徴とする。
【0015】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の構成に加え、前記各吸引・押圧手段には、前記通気路
内の流体の圧力を検出する圧力測定器が設けられたこと
を特徴とする。
の構成に加え、前記各吸引・押圧手段には、前記通気路
内の流体の圧力を検出する圧力測定器が設けられたこと
を特徴とする。
【0016】請求項3に記載の発明は、請求項2に記載
の構成に加え、前記各圧力測定器にて、研磨中における
流体の圧力を検出し、該検出値をフィードバックして、
前記研磨対象物の前記研磨体に対する押圧力を各部位に
おいて均一にするように前記圧力供給手段を制御するこ
とを特徴とする。
の構成に加え、前記各圧力測定器にて、研磨中における
流体の圧力を検出し、該検出値をフィードバックして、
前記研磨対象物の前記研磨体に対する押圧力を各部位に
おいて均一にするように前記圧力供給手段を制御するこ
とを特徴とする。
【0017】請求項4に記載の発明は、請求項2又は3
に記載の構成に加え、前記各圧力測定器にて、研磨中に
おける流体の圧力の変動を検出し、変動の大きさから研
磨終点を検出することを特徴とする。
に記載の構成に加え、前記各圧力測定器にて、研磨中に
おける流体の圧力の変動を検出し、変動の大きさから研
磨終点を検出することを特徴とする。
【0018】請求項5に記載の発明は、請求項2乃至4
の何れかに記載の構成に加え、前記各圧力測定器にて、
研磨中における流体の圧力の急激な変化を検出すること
を特徴とする。
の何れかに記載の構成に加え、前記各圧力測定器にて、
研磨中における流体の圧力の急激な変化を検出すること
を特徴とする。
【0019】請求項6に記載の発明は、請求項2乃至5
の何れかに記載の構成に加え、前記各圧力測定器にて、
研磨中における流体の圧力の急激な低下を検出し、前記
研磨対象物の前記ホルダーからの外れを検出することを
特徴とする。
の何れかに記載の構成に加え、前記各圧力測定器にて、
研磨中における流体の圧力の急激な低下を検出し、前記
研磨対象物の前記ホルダーからの外れを検出することを
特徴とする。
【0020】請求項7に記載の発明は、請求項2乃至6
の何れかに記載の構成に加え、前記各圧力測定器にて、
前記研磨対象物の吸着時における流体の圧力を検出し、
該各圧力測定器による圧力値を比較することにより、前
記研磨対象物の変形状態を検出することを特徴とする。
の何れかに記載の構成に加え、前記各圧力測定器にて、
前記研磨対象物の吸着時における流体の圧力を検出し、
該各圧力測定器による圧力値を比較することにより、前
記研磨対象物の変形状態を検出することを特徴とする。
【0021】請求項8に記載の発明は、請求項1乃至7
の何れかに記載の構成に加え、前記複数の吸引・押圧手
段の内の一つの、前記通気路の開口を、前記ホルダー吸
着面の中央部側に形成し、他の吸引・押圧手段の通気路
の開口をその周囲に略環状に形成したことを特徴とす
る。
の何れかに記載の構成に加え、前記複数の吸引・押圧手
段の内の一つの、前記通気路の開口を、前記ホルダー吸
着面の中央部側に形成し、他の吸引・押圧手段の通気路
の開口をその周囲に略環状に形成したことを特徴とす
る。
【0022】請求項9に記載の発明は、請求項8に記載
の構成に加え、前記周囲に形成された開口をリング状と
したことを特徴とする。
の構成に加え、前記周囲に形成された開口をリング状と
したことを特徴とする。
【0023】請求項10に記載の発明は、請求項1乃至
9の何れかに記載の構成に加え、前記研磨対象物を押圧
する流体は、液体であることを特徴とする。
9の何れかに記載の構成に加え、前記研磨対象物を押圧
する流体は、液体であることを特徴とする。
【0024】請求項11に記載の発明は、請求項10に
記載の構成に加え、前記液体は、水であることを特徴と
する。
記載の構成に加え、前記液体は、水であることを特徴と
する。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明する。
いて説明する。
【0026】[発明の実施の形態1]図1乃至図3に
は、この発明の実施の形態1を示す。
は、この発明の実施の形態1を示す。
【0027】まず構成について説明すると、図1中符号
21は、化学的機械的研磨(CMP)技術を用いた研磨
装置で、この研磨装置21は、回転駆動する定盤22上
に研磨パッド23が設けられる一方、ホルダー24に
「研磨対象物」であるウエハ25が保持されるようにな
っている。この定盤22及び研磨パッド23で「研磨
体」が構成されている。
21は、化学的機械的研磨(CMP)技術を用いた研磨
装置で、この研磨装置21は、回転駆動する定盤22上
に研磨パッド23が設けられる一方、ホルダー24に
「研磨対象物」であるウエハ25が保持されるようにな
っている。この定盤22及び研磨パッド23で「研磨
体」が構成されている。
【0028】そのホルダー24は、図示省略のホルダー
支持腕に支持されて、スタンバイ位置と研磨位置との間
で移動されるようになっており、且つ、研磨パッド23
上で回転駆動されると同時に平行移動可能に設定されて
いる。
支持腕に支持されて、スタンバイ位置と研磨位置との間
で移動されるようになっており、且つ、研磨パッド23
上で回転駆動されると同時に平行移動可能に設定されて
いる。
【0029】そして、ウエハ25搬送時には、そのホル
ダー24にウエハ25を吸着すると共に、研磨時には、
ウエハ25を研磨パッド23に押圧する「吸引・押圧手
段」としての3つの吸引・押圧装置26,27,28が
設けられている。
ダー24にウエハ25を吸着すると共に、研磨時には、
ウエハ25を研磨パッド23に押圧する「吸引・押圧手
段」としての3つの吸引・押圧装置26,27,28が
設けられている。
【0030】これら各吸引・押圧装置26,27,28
は、以下のように構成されている。
は、以下のように構成されている。
【0031】すなわち、まず、前記ホルダー24内に、
それぞれ各吸引・押圧装置26,27,28の通気路2
6a,27a,28aが形成され、これら通気路26
a,27a,28aの開口26b,27b,28bが、
ホルダー24のウエハ吸着面24aに形成されている。
この吸引・押圧装置26の通気路26aの開口26b
は、図3に示すように、ウエハ吸着面24aの中心部に
形成されて円形を呈し、他の吸引・押圧装置27の通気
路27aの開口27bは、その開口26bの周囲に形成
され、リング状を呈し、更に、他の吸引・押圧装置28
の通気路28aの開口28bは、その開口27bの周囲
に形成され、リング状を呈している。
それぞれ各吸引・押圧装置26,27,28の通気路2
6a,27a,28aが形成され、これら通気路26
a,27a,28aの開口26b,27b,28bが、
ホルダー24のウエハ吸着面24aに形成されている。
この吸引・押圧装置26の通気路26aの開口26b
は、図3に示すように、ウエハ吸着面24aの中心部に
形成されて円形を呈し、他の吸引・押圧装置27の通気
路27aの開口27bは、その開口26bの周囲に形成
され、リング状を呈し、更に、他の吸引・押圧装置28
の通気路28aの開口28bは、その開口27bの周囲
に形成され、リング状を呈している。
【0032】また、その通気路26a,27a,28a
には、それぞれ「吸引手段」としての真空ポンプ26
c,27c,28c、「圧力供給手段」としての水供給
ポンプ26d,27d,28d、及び、エア供給ポンプ
26e,27e,28eが切換バルブ26f,27f,
28fを介して接続され、この切換バルブ26f,27
f,28fにより、真空ポンプ26c,27c,28
c、水供給ポンプ26d,27d,28d、又は、エア
供給ポンプ26e,27e,28eが選択されるように
なっている。
には、それぞれ「吸引手段」としての真空ポンプ26
c,27c,28c、「圧力供給手段」としての水供給
ポンプ26d,27d,28d、及び、エア供給ポンプ
26e,27e,28eが切換バルブ26f,27f,
28fを介して接続され、この切換バルブ26f,27
f,28fにより、真空ポンプ26c,27c,28
c、水供給ポンプ26d,27d,28d、又は、エア
供給ポンプ26e,27e,28eが選択されるように
なっている。
【0033】その各真空ポンプ26c,27c,28c
により、各通気路26a,27a,28aを介して「流
体」である空気又は水を吸引してウエハ25を前記ウエ
ハ吸着面24aに吸着するようになっている。
により、各通気路26a,27a,28aを介して「流
体」である空気又は水を吸引してウエハ25を前記ウエ
ハ吸着面24aに吸着するようになっている。
【0034】また、水供給ポンプ26d,27d,28
d、又は、エア供給ポンプ26e,27e,28eによ
り、各通気路26a,27a,28aを介して「流体」
である水又は空気を供給してウエハ25を研磨パッド2
3に押圧するようにしている。これら各水供給ポンプ2
6d,27d,28d、又は、エア供給ポンプ26e,
27e,28eからの水又は空気の供給圧は、各吸引・
押圧装置26,27,28毎に任意の値に設定すること
ができるようになっており、その結果、ウエハ25の各
部位(各開口26b,27b,28bに対応した部位)
の押圧力が、それぞれ独立して制御可能となっている。
d、又は、エア供給ポンプ26e,27e,28eによ
り、各通気路26a,27a,28aを介して「流体」
である水又は空気を供給してウエハ25を研磨パッド2
3に押圧するようにしている。これら各水供給ポンプ2
6d,27d,28d、又は、エア供給ポンプ26e,
27e,28eからの水又は空気の供給圧は、各吸引・
押圧装置26,27,28毎に任意の値に設定すること
ができるようになっており、その結果、ウエハ25の各
部位(各開口26b,27b,28bに対応した部位)
の押圧力が、それぞれ独立して制御可能となっている。
【0035】さらに、前記各吸引・押圧装置26,2
7,28には、通気路26a,27a,28a内の流体
の圧力を検出する圧力測定器26g,27g,28gが
設けられている。
7,28には、通気路26a,27a,28a内の流体
の圧力を検出する圧力測定器26g,27g,28gが
設けられている。
【0036】この圧力測定器26g,27g,28gか
らの信号が図示省略のCPUに接続され、このCPUに
より、各ポンプ26c等が制御されるようになってい
る。
らの信号が図示省略のCPUに接続され、このCPUに
より、各ポンプ26c等が制御されるようになってい
る。
【0037】また、図示していないが、研磨中には、研
磨剤用ノズルから研磨剤が研磨パッド23上に吐出され
るようになっている。
磨剤用ノズルから研磨剤が研磨パッド23上に吐出され
るようになっている。
【0038】次に、かかる構成の研磨装置21の作用に
ついて説明する。
ついて説明する。
【0039】まず、スタンバイ位置にあるウエハ25を
ホルダー24で吸着して、研磨パッド23上まで搬送す
る。
ホルダー24で吸着して、研磨パッド23上まで搬送す
る。
【0040】すなわち、吸引・押圧装置26,27,2
8の切換バルブ26f,27f,28fにて真空ポンプ
26c,27c,28cを選択し、各通気路26a,2
7a,28aを介して、ホルダー24のウエハ吸着面2
4aにウエハ25を吸着する。
8の切換バルブ26f,27f,28fにて真空ポンプ
26c,27c,28cを選択し、各通気路26a,2
7a,28aを介して、ホルダー24のウエハ吸着面2
4aにウエハ25を吸着する。
【0041】そして、このホルダー24を図示省略の機
構により移動させて研磨パッド23上まで搬送する。
構により移動させて研磨パッド23上まで搬送する。
【0042】次いで、切換バルブ26f,27f,28
fを切り換えて、水供給ポンプ26d,27d,28d
又はエア供給ポンプ26e,27e,28eを選択す
る。そして、それらポンプ26d…により通気路26
a,27a,28aを介して水又は空気を供給して、ウ
エハ25を研磨パッド23に押圧する。
fを切り換えて、水供給ポンプ26d,27d,28d
又はエア供給ポンプ26e,27e,28eを選択す
る。そして、それらポンプ26d…により通気路26
a,27a,28aを介して水又は空気を供給して、ウ
エハ25を研磨パッド23に押圧する。
【0043】この状態で、定盤22を回転駆動させる一
方、ホルダー24を回転させると同時に横方向に移動さ
せる。かかる動作と共に、図示省略の研磨剤用ノズルの
研磨剤吐出口から研磨剤を研磨パッド23上に吐出させ
ることにより、ウエハ25の研磨面が研磨される。
方、ホルダー24を回転させると同時に横方向に移動さ
せる。かかる動作と共に、図示省略の研磨剤用ノズルの
研磨剤吐出口から研磨剤を研磨パッド23上に吐出させ
ることにより、ウエハ25の研磨面が研磨される。
【0044】この研磨時においては、それぞれ独立して
圧力制御ができる各吸引・押圧装置26,27,28を
設けることにより、かかる吸引・押圧装置26,27,
28によるウエハ25の押圧力を各々、任意の値に設定
することにより、ウエハ25の研磨パッド23に対する
当接力を略全面に渡って均一にして、ウエハ25の研磨
量を各位置において一定にする。すなわち、予め、試験
にて、各吸引・押圧装置26,27,28からの押圧力
を色々変えて研磨し、各位置での研磨量が均一になる押
圧力を得る。そして、実際の研磨時には、各吸引・押圧
装置26,27,28がその押圧力になるように調整し
て研磨することで、研磨パッド23が凹んだような場合
でも、ウエハ25の研磨量を各位置において一定にする
ことができる。また、ウエハ25を研磨パッド23に均
一な押圧力で当接できるので、このウエハ25の反りも
低減される。
圧力制御ができる各吸引・押圧装置26,27,28を
設けることにより、かかる吸引・押圧装置26,27,
28によるウエハ25の押圧力を各々、任意の値に設定
することにより、ウエハ25の研磨パッド23に対する
当接力を略全面に渡って均一にして、ウエハ25の研磨
量を各位置において一定にする。すなわち、予め、試験
にて、各吸引・押圧装置26,27,28からの押圧力
を色々変えて研磨し、各位置での研磨量が均一になる押
圧力を得る。そして、実際の研磨時には、各吸引・押圧
装置26,27,28がその押圧力になるように調整し
て研磨することで、研磨パッド23が凹んだような場合
でも、ウエハ25の研磨量を各位置において一定にする
ことができる。また、ウエハ25を研磨パッド23に均
一な押圧力で当接できるので、このウエハ25の反りも
低減される。
【0045】しかも、各通気路26a,27a,28a
の途中に、圧力測定器26g,27g,28gを設ける
ことにより、以下のような各種の検出ができる。
の途中に、圧力測定器26g,27g,28gを設ける
ことにより、以下のような各種の検出ができる。
【0046】すなわち、ウエハ25をホルダー24に吸
着した状態で、各圧力測定器26g,27g,28gに
てそれぞれ圧力を検出することにより、このウエハ25
に反り(変形)が生じているような場合には、ウエハ2
5が各通気路26a,27a,28aの開口26b,2
7b,28bに密着している部分では負圧が大きく、
又、反りにより、ウエハ25が各通気路26a,27
a,28aの開口26b,27b,28bから離間して
いる部分では負圧が小さい。従って、各圧力測定器26
g,27g,28gからの圧力値を比較することによ
り、ウエハ25の反りの状態を検出できる。
着した状態で、各圧力測定器26g,27g,28gに
てそれぞれ圧力を検出することにより、このウエハ25
に反り(変形)が生じているような場合には、ウエハ2
5が各通気路26a,27a,28aの開口26b,2
7b,28bに密着している部分では負圧が大きく、
又、反りにより、ウエハ25が各通気路26a,27
a,28aの開口26b,27b,28bから離間して
いる部分では負圧が小さい。従って、各圧力測定器26
g,27g,28gからの圧力値を比較することによ
り、ウエハ25の反りの状態を検出できる。
【0047】また、研磨中において、各圧力測定器26
g,27g,28gにて、それぞれ圧力を検出し、この
検出値をフィードバックして水供給ポンプ26d,27
d,28d又はエア供給ポンプ26e,27e,28e
を制御することにより、ウエハ25の研磨パッド23に
対する押圧力を各部位において、より高精度に均一にす
ることができる。
g,27g,28gにて、それぞれ圧力を検出し、この
検出値をフィードバックして水供給ポンプ26d,27
d,28d又はエア供給ポンプ26e,27e,28e
を制御することにより、ウエハ25の研磨パッド23に
対する押圧力を各部位において、より高精度に均一にす
ることができる。
【0048】さらに、研磨中においても、各圧力測定器
26g,27g,28gにて、それぞれ圧力を検出する
ことにより、各通気路26a,27a,28a内の圧力
変動を検出する。これにより、研磨初期の状態では、ウ
エハ25の研磨面が滑らかでないため、圧力の変動が大
きいのに対し、研磨終了に近ずくと、その研磨面が滑ら
かになり、圧力の変動が小さくなることから、研磨の終
点検出を、各開口26b,27b,28bに対応した部
位に対して行うことができる。従って、過度のポリッシ
ング等を抑制することができる。
26g,27g,28gにて、それぞれ圧力を検出する
ことにより、各通気路26a,27a,28a内の圧力
変動を検出する。これにより、研磨初期の状態では、ウ
エハ25の研磨面が滑らかでないため、圧力の変動が大
きいのに対し、研磨終了に近ずくと、その研磨面が滑ら
かになり、圧力の変動が小さくなることから、研磨の終
点検出を、各開口26b,27b,28bに対応した部
位に対して行うことができる。従って、過度のポリッシ
ング等を抑制することができる。
【0049】しかも、研磨中における流体の圧力の急激
な変化を検出することにより、例えば、研磨中にウエハ
25と研磨パッド23との間にゴミ等が入り込んだ場合
等にも、圧力が急激に変化することから、その状態等を
検出することができる。
な変化を検出することにより、例えば、研磨中にウエハ
25と研磨パッド23との間にゴミ等が入り込んだ場合
等にも、圧力が急激に変化することから、その状態等を
検出することができる。
【0050】さらにまた、各圧力測定器26g,27
g,28gにて研磨中における流体の圧力の急激な低下
を検出することにより、ウエハ25のホルダー24から
の外れを検出することができ、外れた場合には、装置の
停止等の対応を即座に行うことができる。
g,28gにて研磨中における流体の圧力の急激な低下
を検出することにより、ウエハ25のホルダー24から
の外れを検出することができ、外れた場合には、装置の
停止等の対応を即座に行うことができる。
【0051】ところで、膜成長、エッチングなどの半導
体製造プロセスにおいて、研磨対象物であるウエハ25
に突起が発生したり、或いはパーティクル等のゴミがウ
エハ25に付着することがある。この発明の研磨装置2
1によれば、そのようなウエハ25の状態も監視するこ
とが可能となる。すなわち、このような異常がウエハ2
5に生じていなければ、複数のウエハ25を順次研磨し
て行く過程において、研磨初期での押圧力は、各ウエハ
25間で略同じとなる。しかし、上記のような異常がウ
エハ25に生じていれば、研磨初期の圧力はそのウエハ
25と他の正常なウエハ25との間で相違することにな
る。従って、各ウエハ25の研磨初期の圧力を監視して
いれば、ウエハ25の異常を検知することが可能とな
る。
体製造プロセスにおいて、研磨対象物であるウエハ25
に突起が発生したり、或いはパーティクル等のゴミがウ
エハ25に付着することがある。この発明の研磨装置2
1によれば、そのようなウエハ25の状態も監視するこ
とが可能となる。すなわち、このような異常がウエハ2
5に生じていなければ、複数のウエハ25を順次研磨し
て行く過程において、研磨初期での押圧力は、各ウエハ
25間で略同じとなる。しかし、上記のような異常がウ
エハ25に生じていれば、研磨初期の圧力はそのウエハ
25と他の正常なウエハ25との間で相違することにな
る。従って、各ウエハ25の研磨初期の圧力を監視して
いれば、ウエハ25の異常を検知することが可能とな
る。
【0052】この研磨初期の圧力の監視は、作業者が行
っても良いし、又、研磨装置25に、初期圧力を記憶す
る記憶手段及び、この記憶手段からの各ウエハ25の初
期圧力の信号を比較して異常を検出する判断手段を装備
しても良い。
っても良いし、又、研磨装置25に、初期圧力を記憶す
る記憶手段及び、この記憶手段からの各ウエハ25の初
期圧力の信号を比較して異常を検出する判断手段を装備
しても良い。
【0053】そして、異常と判断されたウエハ25は、
研磨を中断して廃棄しても良いし、又、そのまま研磨し
て突起やゴミが研磨で削除されたか否か検査して処分を
決定しても良い。
研磨を中断して廃棄しても良いし、又、そのまま研磨し
て突起やゴミが研磨で削除されたか否か検査して処分を
決定しても良い。
【0054】[発明の実施の形態2]図4には、この発
明の実施の形態2を示す。
明の実施の形態2を示す。
【0055】上記実施の形態1では、通気路27a,2
8aの開口27b,28bがリング状を呈しているが、
この実施に形態2では、開口26bを中心として、同心
円上に多数の開口27b,28bが形成されている。
8aの開口27b,28bがリング状を呈しているが、
この実施に形態2では、開口26bを中心として、同心
円上に多数の開口27b,28bが形成されている。
【0056】他の構成及び作用は実施の形態1と同様で
あるので説明を省略する。
あるので説明を省略する。
【0057】なお、上記実施の形態では、吸引・押圧装
置は3つ設けられているが、2つあるいは4つ以上でも
良いことは勿論である。また、開口の形状、配置、組み
合わせ、数等も上記各実施の形態に限定されるものでな
い。更に、圧力供給手段として、水供給ポンプとエア供
給ポンプのどちらかを選択可能としたが、どちらか一方
のみでも良い。更に、「流体」として、上記実施の形態
では、空気又は水を適用したが、これに限らず、化学反
応性が低い気体又は液体であれば良く、例えば、水に界
面活性剤や気泡等を混入させても良いし、又、空気の代
わりに窒素等を用いることもできる。
置は3つ設けられているが、2つあるいは4つ以上でも
良いことは勿論である。また、開口の形状、配置、組み
合わせ、数等も上記各実施の形態に限定されるものでな
い。更に、圧力供給手段として、水供給ポンプとエア供
給ポンプのどちらかを選択可能としたが、どちらか一方
のみでも良い。更に、「流体」として、上記実施の形態
では、空気又は水を適用したが、これに限らず、化学反
応性が低い気体又は液体であれば良く、例えば、水に界
面活性剤や気泡等を混入させても良いし、又、空気の代
わりに窒素等を用いることもできる。
【0058】
【発明の効果】以上説明してきたように、請求項1に記
載された発明によれば、それぞれ独立して圧力制御がで
きる各吸引・押圧装置を設けることにより、かかる吸引
・押圧装置による研磨対象物の押圧力を各々任意の値に
設定することにより、研磨パッドが凹んだような場合で
も研磨対象物の研磨パッドに対する当接力を略全面に渡
って均一にすることができ、その結果、研磨対象物の研
磨量を各位置において一定にすることができる。また、
研磨対象物を研磨体に均一な押圧力で当接できるので、
この研磨対象物の反りも低減される。
載された発明によれば、それぞれ独立して圧力制御がで
きる各吸引・押圧装置を設けることにより、かかる吸引
・押圧装置による研磨対象物の押圧力を各々任意の値に
設定することにより、研磨パッドが凹んだような場合で
も研磨対象物の研磨パッドに対する当接力を略全面に渡
って均一にすることができ、その結果、研磨対象物の研
磨量を各位置において一定にすることができる。また、
研磨対象物を研磨体に均一な押圧力で当接できるので、
この研磨対象物の反りも低減される。
【0059】請求項2に記載された発明によれば、請求
項1に記載の効果に加え、通気路内の流体の圧力を検出
する圧力測定器を設けることにより、この検出値に基づ
いて吸引手段や圧力供給手段を制御することができ、通
気路内の圧力をより適正な圧力とすることができる。
項1に記載の効果に加え、通気路内の流体の圧力を検出
する圧力測定器を設けることにより、この検出値に基づ
いて吸引手段や圧力供給手段を制御することができ、通
気路内の圧力をより適正な圧力とすることができる。
【0060】請求項3に記載された発明によれば、請求
項2に記載の効果に加え、研磨中において、各圧力測定
器にて、それぞれ圧力を検出し、この検出値をフィード
バックして圧力供給手段を制御することにより、研磨対
象物の研磨体に対する押圧力を各部位において均一にす
ることができ、研磨対象物の研磨量を各位置においてよ
り高精度に一定にすることができる。
項2に記載の効果に加え、研磨中において、各圧力測定
器にて、それぞれ圧力を検出し、この検出値をフィード
バックして圧力供給手段を制御することにより、研磨対
象物の研磨体に対する押圧力を各部位において均一にす
ることができ、研磨対象物の研磨量を各位置においてよ
り高精度に一定にすることができる。
【0061】請求項4に記載された発明によれば、請求
項2又は3に記載の効果に加え、研磨中において、各圧
力測定器にて、各通気路内の圧力変動を検出することに
より、研磨の終点検出を、各開口に対応した部位に対し
て行うことができる。
項2又は3に記載の効果に加え、研磨中において、各圧
力測定器にて、各通気路内の圧力変動を検出することに
より、研磨の終点検出を、各開口に対応した部位に対し
て行うことができる。
【0062】請求項5に記載された発明によれば、請求
項2乃至4の何れかに記載の効果に加え、研磨中におけ
る流体の圧力の急激な変化を検出することにより、例え
ば、研磨中に研磨対象物と研磨体との間にゴミ等が入り
込んだ場合等にも、圧力が急激に変化することから、そ
の状態等を検出することができる。
項2乃至4の何れかに記載の効果に加え、研磨中におけ
る流体の圧力の急激な変化を検出することにより、例え
ば、研磨中に研磨対象物と研磨体との間にゴミ等が入り
込んだ場合等にも、圧力が急激に変化することから、そ
の状態等を検出することができる。
【0063】請求項6に記載された発明によれば、請求
項2乃至5の何れかに記載の効果に加え、各圧力測定器
にて研磨中における流体の圧力の急激な低下を検出する
ことにより、研磨対象物のホルダーからの外れを検出す
ることができ、外れた場合には、装置の停止等の対応を
即座に行うことができる。
項2乃至5の何れかに記載の効果に加え、各圧力測定器
にて研磨中における流体の圧力の急激な低下を検出する
ことにより、研磨対象物のホルダーからの外れを検出す
ることができ、外れた場合には、装置の停止等の対応を
即座に行うことができる。
【0064】請求項7に記載された発明によれば、請求
項2乃至6の何れかに記載の効果に加え、研磨対象物の
吸着時における流体の圧力を検出し、該各圧力測定器に
よる圧力値を比較することにより、研磨対象物の反り等
の変形状態を検出することができる。
項2乃至6の何れかに記載の効果に加え、研磨対象物の
吸着時における流体の圧力を検出し、該各圧力測定器に
よる圧力値を比較することにより、研磨対象物の反り等
の変形状態を検出することができる。
【0065】請求項8に記載された発明によれば、請求
項1乃至7の何れかに記載の効果に加え、複数の吸引・
押圧手段の内の一つの、通気路の開口を、ホルダー吸着
面の中央部側に形成し、他の吸引・押圧手段の通気路の
開口をその周囲に略環状に形成し、各開口毎に圧力を制
御することにより、中央部が深く周囲に行くに従い徐々
に浅くなる研磨体の凹みに対応させることができる。
項1乃至7の何れかに記載の効果に加え、複数の吸引・
押圧手段の内の一つの、通気路の開口を、ホルダー吸着
面の中央部側に形成し、他の吸引・押圧手段の通気路の
開口をその周囲に略環状に形成し、各開口毎に圧力を制
御することにより、中央部が深く周囲に行くに従い徐々
に浅くなる研磨体の凹みに対応させることができる。
【0066】請求項9に記載された発明によれば、請求
項8と同様な効果が得られる。
項8と同様な効果が得られる。
【0067】請求項10又は11に記載された発明によ
れば、請求項1乃至9の何れかに記載の効果に加え、各
通気路内の変動を検出する場合には、各通気路に密度の
大きい空気が存在する場合よりも、密度の小さい流体が
存在する場合の方が、検出精度を向上させることができ
る。
れば、請求項1乃至9の何れかに記載の効果に加え、各
通気路内の変動を検出する場合には、各通気路に密度の
大きい空気が存在する場合よりも、密度の小さい流体が
存在する場合の方が、検出精度を向上させることができ
る。
【図1】この発明の実施の形態1に係る研磨装置の概略
断面図である。
断面図である。
【図2】同実施の形態1に係る各吸引・押圧装置の各種
ポンプ等を示す概略図である。
ポンプ等を示す概略図である。
【図3】同実施の形態1に係るホルダーのウエハ吸着面
を示す図である。
を示す図である。
【図4】この発明の実施の形態2に係る図3に相当する
図である。
図である。
【図5】従来例を示す概略斜視図である。
【図6】同従来例を示す図1に相当する概略断面図であ
る。
る。
【図7】同従来例を示す図3に相当する図である。
21 研磨装置 22 定盤 23 研磨パッド(研磨体) 24 ホルダー 25 ウエハ(研磨対象物) 26,27,28 吸引・押圧装置 26a,27a,28a 通気路 26b,27b,28b 開口 26c,27c,28c 真空ポンプ(吸引手段) 26d,27d,28d 水供給ポンプ(圧力供給手段) 26e,27e,28e エア供給ポンプ(圧力供給手段) 26g,27g,28g 圧力測定器
Claims (11)
- 【請求項1】 研磨対象物をホルダーに吸引・押圧手段
により吸着した状態で搬送して、該研磨対象物を研磨体
に前記吸引・押圧手段により押圧させると共に、この両
者の間に研磨剤を介在させて相対移動させることによ
り、該研磨対象物を研磨する研磨装置において、 前記吸引・押圧手段は、前記ホルダー内に形成される通
気路と、該ホルダーの前記研磨対象物の吸着面に配置さ
れる前記通気路の開口部と、該通気路を介して流体を吸
引して前記研磨対象物を前記ホルダーの吸着面に吸着す
る吸引手段、及び、前記通気路を介して流体を供給して
前記研磨対象物を前記研磨体に押圧する圧力供給手段と
が設けられて構成され、 該吸引・押圧手段が複数設けられ、該各吸引・押圧手段
による前記研磨対象物の各部位の押圧力を、それぞれ独
立して制御可能としたことを特徴とする研磨装置。 - 【請求項2】 前記各吸引・押圧手段には、前記通気路
内の流体の圧力を検出する圧力測定器が設けられたこと
を特徴とする請求項1記載の研磨装置。 - 【請求項3】 前記各圧力測定器にて、研磨中における
流体の圧力を検出し、該検出値をフィードバックして、
前記研磨対象物の前記研磨体に対する押圧力を各部位に
おいて均一にするように前記圧力供給手段を制御するこ
とを特徴とする請求項2記載の研磨装置。 - 【請求項4】 前記各圧力測定器にて、研磨中における
流体の圧力の変動を検出し、変動の大きさから研磨終点
を検出することを特徴とする請求項2又は3記載の研磨
装置。 - 【請求項5】 前記各圧力測定器にて、研磨中における
流体の圧力の急激な変化を検出することを特徴とする請
求項2乃至4の何れか一つに記載の研磨装置。 - 【請求項6】 前記各圧力測定器にて、研磨中における
流体の圧力の急激な低下を検出し、前記研磨対象物の前
記ホルダーからの外れを検出することを特徴とする請求
項2乃至5の何れか一つに記載の研磨装置。 - 【請求項7】 前記各圧力測定器にて、前記研磨対象物
の吸着時における流体の圧力を検出し、該各圧力測定器
による圧力値を比較することにより、前記研磨対象物の
変形状態を検出することを特徴とする請求項2乃至6の
何れか一つに記載の研磨装置。 - 【請求項8】 前記複数の吸引・押圧手段の内の一つ
の、前記通気路の開口を、前記ホルダー吸着面の中央部
側に形成し、他の吸引・押圧手段の通気路の開口をその
周囲に略環状に形成したことを特徴とする請求項1乃至
7の何れか一つに記載の研磨装置。 - 【請求項9】 前記周囲に形成された開口をリング状と
したことを特徴とする請求項8に記載の研磨装置。 - 【請求項10】 前記研磨対象物を押圧する流体は、液
体であることを特徴とする請求項1乃至9の何れか一つ
に記載の研磨装置。 - 【請求項11】 前記液体は、水であることを特徴とす
る請求項10に記載の研磨装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34671296A JPH10166257A (ja) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | 研磨装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34671296A JPH10166257A (ja) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | 研磨装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10166257A true JPH10166257A (ja) | 1998-06-23 |
Family
ID=18385307
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34671296A Pending JPH10166257A (ja) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | 研磨装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10166257A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000084838A (ja) * | 1998-09-04 | 2000-03-28 | Nec Kansai Ltd | 研磨装置及び研磨方法 |
JP2001334454A (ja) * | 2000-05-29 | 2001-12-04 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | ワークの研磨方法並びにワーク保持板及びワーク研磨装置 |
WO2004105112A1 (en) * | 2003-05-20 | 2004-12-02 | Ebara Corporation | Substrate holding apparatus and polishing apparatus |
-
1996
- 1996-12-10 JP JP34671296A patent/JPH10166257A/ja active Pending
Cited By (7)
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JP2000084838A (ja) * | 1998-09-04 | 2000-03-28 | Nec Kansai Ltd | 研磨装置及び研磨方法 |
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WO2004105112A1 (en) * | 2003-05-20 | 2004-12-02 | Ebara Corporation | Substrate holding apparatus and polishing apparatus |
JP2004349340A (ja) * | 2003-05-20 | 2004-12-09 | Ebara Corp | 基板保持装置及び研磨装置 |
CN100377311C (zh) * | 2003-05-20 | 2008-03-26 | 株式会社荏原制作所 | 衬底保持装置和抛光装置 |
US7465214B2 (en) | 2003-05-20 | 2008-12-16 | Ebara Corporation | Substrate holding apparatus and polishing apparatus |
JP4718107B2 (ja) * | 2003-05-20 | 2011-07-06 | 株式会社荏原製作所 | 基板保持装置及び研磨装置 |
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