JPH08195363A - Semiconductor wafer polishing device with fluid bearing - Google Patents
Semiconductor wafer polishing device with fluid bearingInfo
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- JPH08195363A JPH08195363A JP26042795A JP26042795A JPH08195363A JP H08195363 A JPH08195363 A JP H08195363A JP 26042795 A JP26042795 A JP 26042795A JP 26042795 A JP26042795 A JP 26042795A JP H08195363 A JPH08195363 A JP H08195363A
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- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
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-
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- B24B21/04—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor for grinding plane surfaces
- B24B21/06—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor for grinding plane surfaces involving members with limited contact area pressing the belt against the work, e.g. shoes sweeping across the whole area to be ground
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハを
平坦化するためのケミカルメカニカルポリシング装置に
関し、より詳細には、改良した軸受を備えた、このよう
なポリシング装置に関する。FIELD OF THE INVENTION This invention relates to chemical mechanical polishing apparatus for planarizing semiconductor wafers, and more particularly to such polishing apparatus with improved bearings.
【０００２】[0002]
【発明が解決しようとする課題】半導体ウェーハ用のケ
ミカルメカニカルポリシング装置は、たとえば、米国特
許第５，３３５，４５３号、同第５，３２９，７３２
号、同５，２８７，６６３号、同第５，２９７，３６１
号および同第４，８１１，５２２号に記載されているよ
うに、周知の技術である。典型的には、このようなポリ
シング装置は、ポリシングパッド用の機械軸受と、ウェ
ーハホルダとを利用している。このような機械軸受は、
作動に際して欠点をもたらすことがある。機械軸受は、
ポリシングプロセスに使用される研磨スラリーで汚染さ
れることがある。機械軸受がポリシングパッドプラテン
のための点または線支持体となる場合には、プラテンが
片持ち曲げを受ける可能性がある。軸受が振動すると、
好ましくない騒音が発生することとなり、軸受の調整は
典型的には、組立体の機械的調整を必要とする。かかる
調整は、極めて精密であり時間のかかる調整である。本
発明の目的は、かなりの程度まで上述の課題を解決し、
研磨力を制御するように容易に調整することができる、
流体軸受を備えたケミカルメカニカルポリシング装置を
提供することにある。Chemical mechanical polishing equipment for semiconductor wafers is disclosed in, for example, US Pat. Nos. 5,335,453 and 5,329,732.
No. 5,287,663, No. 5,297,361
No. 4,811,522 and a known technique. Typically, such polishing devices utilize mechanical bearings for polishing pads and wafer holders. Such mechanical bearings
It can lead to drawbacks in operation. Mechanical bearings
It can be contaminated with the polishing slurry used in the polishing process. If the mechanical bearing provides a point or line support for the polishing pad platen, the platen can undergo cantilever bending. When the bearing vibrates,
Undesirable noise will result and adjustment of the bearing typically requires mechanical adjustment of the assembly. Such adjustments are extremely precise and time consuming adjustments. The object of the present invention is to solve the above problems to a large extent,
Can be easily adjusted to control polishing power,
It is an object of the present invention to provide a chemical mechanical polishing device having a fluid bearing.
【０００３】[0003]
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも１
つのポリシングパッド組立体と、半導体ウェーハをポリ
シングパッド組立体に押しつけて保持するように位置決
めされた少なくとも１つのウェーハホルダとを備えた半
導体ウェーハポリシング装置に関する。本発明によれ
ば、このようなウェーハポリシング装置は、ポリシング
パッド組立体に隣接して位置決めされた支持体を備えて
いる。支持体とポリシングバッド組立体のうち少なくと
も一方は、支持体上にポリシングパッド組立体を支持す
る複数の流体軸受を有している。流体軸受は各々、それ
ぞれの流体源にそれぞれの圧力で連結される、それぞれ
の流体供給導管と、流体供給導管と各々流体連通した、
流体パッドのそれぞれの組とを有している。所定の流体
軸受内の流体パッドは各々、それぞれの流体供給導管と
流体連通している。流体パッドは、支持体上にポリシン
グパッド組立体を部分的に支持するため、流体をそれぞ
れの流体供給導管から差し向けるように形成されてい
る。好適には、流体パッドの組のうち少なくとも幾つか
は、同心リング状にそれぞれ配列されている。この構成
では、ポリシングパッド組立体のための支持力を、研磨
すべきウェーハの面にわたって変動させることができ、
これにより、均一な研磨速度を高めることができる。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides at least one
A semiconductor wafer polishing apparatus having one polishing pad assembly and at least one wafer holder positioned to hold a semiconductor wafer against the polishing pad assembly. In accordance with the present invention, such a wafer polishing apparatus includes a support positioned adjacent to the polishing pad assembly. At least one of the support and the polishing pad assembly has a plurality of fluid bearings that support the polishing pad assembly on the support. Fluid bearings each coupled to a respective fluid source at a respective pressure; a respective fluid supply conduit; and respectively in fluid communication with the fluid supply conduit,
A respective set of fluid pads. Each fluid pad in a given fluid bearing is in fluid communication with a respective fluid supply conduit. The fluid pads are configured to direct fluid from respective fluid supply conduits to partially support the polishing pad assembly on the support. Preferably, at least some of the sets of fluid pads are arranged in concentric rings. In this configuration, the support force for the polishing pad assembly can be varied across the surface of the wafer to be polished,
Thereby, a uniform polishing rate can be increased.
【０００４】本発明、並びにその一層の目的と利点は、
添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むことによっ
て、良く理解されるであろう。The present invention, and further objects and advantages thereof, include:
It will be better understood by reading the detailed description below with reference to the accompanying drawings.
【０００５】[0005]
【発明の実施の形態】次に図面を参照すると、図１〜図
３は、ウェーハＷをポリシングパッド組立体１４に押し
つけて保持するウェーハホルダ１２を有するケミカルメ
カニカルポリシング装置１０に関する。ポリシングパッ
ド組立体１４は、１つ以上のポリシングパッド１８を外
面に備えたベルト１６を有している。ベルト１６は、ウ
ェーハホルダ１２を越えて直線的に移動させるように回
転駆動されるローラ２０上を走行する。ベルト１６は、
図２により明瞭に示されているベルト支持組立体２２に
よって、ウェーハＷから遠去かる運動に対して支持され
ている。ベルト支持組立体２２は、ローラ２０に対して
適所に固定されている支持体２４を有している。この支
持体２４は、ベルトプラテン２８を支持する半球状の凹
部２６を構成している。ベルトプラテン２８は、凹部２
６内に受け入れられる下部半球状面３０を構成し、玉継
手を形成している。プラテン２８の最上部分は、ベルト
支持面３２を構成している。ベルト１６は濡らされてお
り、ベルト支持面３２には、ベルト１６がハイドロプレ
ーニングしないように、溝が形成されている。或いは、
ベルト支持面３２は、低摩擦支持材料で形成しても良
い。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Referring now to the drawings, FIGS. 1-3 relate to a chemical mechanical polishing apparatus 10 having a wafer holder 12 that holds a wafer W against a polishing pad assembly 14. The polishing pad assembly 14 includes a belt 16 having one or more polishing pads 18 on its outer surface. The belt 16 runs on rollers 20 which are rotationally driven to move linearly over the wafer holder 12. Belt 16
It is supported against movement away from the wafer W by a belt support assembly 22, more clearly shown in FIG. The belt support assembly 22 has a support 24 that is fixed in place relative to the roller 20. The support 24 forms a hemispherical recess 26 that supports the belt platen 28. The belt platen 28 has a recess 2
The lower hemispherical surface 30 is received within 6 and forms a ball joint. The uppermost part of the platen 28 constitutes a belt support surface 32. The belt 16 is wet and the belt support surface 32 is grooved to prevent the belt 16 from hydroplaning. Alternatively,
Belt support surface 32 may be formed of a low friction support material.
【０００６】また、ウェーハポリシング装置１０に関す
る詳細は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第
０８／２８７，６５８号においても見い出すことができ
る。この出願の全体を参考文献としてここに含める。プ
ラテン２８と支持体２４は、支持体２４に対するプラテ
ン２８の低摩擦移動を可能にする少なくとも１つの流体
軸受を形成する。図３は、プラテン２８を取り除いた状
態での凹部２６の平面図である。本実施例では、凹部２
６は、図３に示されるように、全部で５つの流体軸受３
４を構成している。流体軸受３４のうち１つは、他の４
つの流体軸受よりも大きく、中央に位置決めされてい
る。残りの４つの流体軸受３４は、中央の流体軸受の周
囲に対称に位置決めされている。流体軸受は各々、加圧
下に流体源に連結される中央流体入口３６と、形状が環
状であり流体入口３６の周囲に延びた流体出口３８とを
有している。各流体出口３８は、流体源の圧力よりも低
圧で、流体ドレンに連結されている。流体入口３６と流
体出口３８との間の凹部２６の領域は、支持面４０を形
成している。使用に際して、流体は、流体入口３６から
支持面４０を通って流体出口３８に圧送される。このよ
うにして、支持面４０上に流体の膜が形成され、この流
体の膜がプラテン２８の半球状面３０を支持する。Details regarding the wafer polishing apparatus 10 can also be found in US patent application Ser. No. 08 / 287,658 assigned to the assignee of the present invention. The entire application is included herein by reference. The platen 28 and the support 24 form at least one fluid bearing that enables low friction movement of the platen 28 relative to the support 24. FIG. 3 is a plan view of the recess 26 with the platen 28 removed. In this embodiment, the recess 2
6 is a total of five fluid bearings 3 as shown in FIG.
Make up 4. One of the fluid bearings 34 is
Larger than one fluid bearing and centrally located. The remaining four hydrodynamic bearings 34 are symmetrically positioned around the central hydrodynamic bearing. The hydrodynamic bearings each have a central fluid inlet 36 that is connected to a fluid source under pressure and a fluid outlet 38 that is annular in shape and extends around the fluid inlet 36. Each fluid outlet 38 is connected to a fluid drain at a pressure lower than the pressure of the fluid source. The area of the recess 26 between the fluid inlet 36 and the fluid outlet 38 forms a support surface 40. In use, fluid is pumped from fluid inlet 36 through support surface 40 to fluid outlet 38. In this way, a fluid film is formed on the support surface 40, which supports the hemispherical surface 30 of the platen 28.
【０００７】より大きな中央の流体軸受３４は、ベルト
１６から離れる方向に移動しないように、プラテン２８
を支持している。より小さな４つの流体軸受３４は、プ
ラテン２８を凹部２６に心出し状態に維持するために自
動心出し特性を提供する。図１および図２を参照する
と、凹部２６と半球状面３０は、支持体２４とプラテン
２８によって形成される玉継手の回転中心４２が、研磨
すべきウェーハＷの実質的に前面に位置決めされるよう
に、形作られている。このようにして、プラテン２８上
での傾斜運動が最少になり、プラテン２８および支持体
２４によって形成される玉継手が、ベルト１６をウェー
ハＷの先縁により大きな力で圧入する傾向が最少になり
或いは除去される。図４〜図７は、ベルト１６がベルト
支持組立体６０によって支持されているウェーハポリシ
ング装置に関する。このベルト組立体６０は、加圧流体
のマニホルドとして作用し、隆起した周囲リムを備えた
支持体６２を有している（図５）。リム６６内には、複
数の円筒形チューブ６８が収容されており、これらのチ
ューブ６８は各々、露出した環状端面７０を構成してい
る。マニホルドは、流体入口７２を介してチューブ６８
の内部に連結されており、図７に示されるように、複数
の流体出口７４が設けられている。チューブ６８の各々
は、チューブ６８の一定量の移動を可能にするシール７
８によって、支持体６２に密封されている。たとえば、
シール７８は、チューブ６８の下部キャップに当接する
弾性Ｏ−リングで形成することができ、流体入口７２
は、チューブ６８を支持体６２に固定しシール７８を圧
縮する中空ファスナとすることができる。図６および図
７に最も良く示されるように、隣接するチューブ６８間
の隙間空間は、流体をチューブ６８から流体出口７４に
流出させる。The larger central hydrodynamic bearing 34 prevents the platen 28 from moving away from the belt 16.
I support. The four smaller fluid bearings 34 provide self-centering characteristics to keep the platen 28 centered in the recess 26. 1 and 2, the recess 26 and the hemispherical surface 30 are positioned such that the center of rotation 42 of the ball joint formed by the support 24 and the platen 28 is substantially in front of the wafer W to be polished. Is shaped like. In this way, the tilting motion on the platen 28 is minimized and the ball joint formed by the platen 28 and the support 24 is least likely to press the belt 16 into the leading edge of the wafer W with greater force. Or it is removed. 4-7 relate to a wafer polishing apparatus in which the belt 16 is supported by a belt support assembly 60. The belt assembly 60 acts as a pressurized fluid manifold and has a support 62 with a raised peripheral rim (FIG. 5). A plurality of cylindrical tubes 68 are housed within the rim 66, each of which defines an exposed annular end surface 70. The manifold has a tube 68 through a fluid inlet 72.
, And a plurality of fluid outlets 74 are provided, as shown in FIG. Each of the tubes 68 has a seal 7 that allows a certain amount of movement of the tubes 68.
It is sealed to the support 62 by 8. For example,
The seal 78 can be formed of an elastic O-ring that abuts the lower cap of the tube 68, and the fluid inlet 72
Can be a hollow fastener that secures the tube 68 to the support 62 and compresses the seal 78. As best shown in FIGS. 6 and 7, the interstitial space between adjacent tubes 68 allows fluid to exit the tubes 68 to a fluid outlet 74.
【０００８】単なる一例として、チューブ６８は、直径
が約８インチ（２０３．２mm）の列を構成し、各々外径
が約１／２インチ（１２．７mm) 、内径が約３／８イン
チ（９．５mm) の１８７のチューブを使用し、直径が約
０．０３０インチ（０．７６２mm）の流体入口７２を使
用することができる。使用に際して、マニホルドは、水
のような液体の源に高圧で連結され、流体出口７４は、
流体ドレンに大気圧のような低圧で連結されている。流
体は、流体入口７２を経てチューブ６８に流入し、軸受
面として作用する端面７０を通り、隙間空間７６および
流体出口７４を経て流体ドレンに流れる。端面７０上を
流れる流体の流れは、ベルト１６に対して大きな面積の
支持体を提供する。図１〜図７は、１９９４年１０月１
１日に出願された、係属中の米国特許出願第０８／３２
１，０８５号に含まれている。この特許出願の全体を参
考文献としてここに含める。次に図８〜図１２を参照す
ると、これらの図面は、たとえばウェーハポリシング装
置１０においてポリシングパッド組立体１４を支持する
ことができる別の支持体１００を示している。この支持
体１００は、ファスナ１０６によって互いに保持された
上部プレート１０２と下部プレート１０４とを有してい
る。図９および図１０に最も良く示されるように、下部
プレート１０４は、ねじ付き端部１１０および排出端部
１１２を各々備えた、８つの流体供給導管１０８を構成
している。使用に際して、ねじ付き端部１１０は各々、
加圧液体の別々の源に別個の圧力で連結されている。排
出端部１１２は、８つの同心溝１１４のそれぞれ１つと
流体連通している。図９に最も良く示されるように、同
心溝１１４の隣接した溝は、Ｏ−リング受入れ溝１１８
を構成するランド１１８によって分離されている。Ｏ−
リング１２０は、隣接する同心溝１１４間の上部プラテ
ン１０２と下部プラテン１０４との間に密封を形成する
ように溝１１８に位置決めされている。By way of example only, the tubes 68 form a row having a diameter of about 8 inches (203.2 mm), each having an outer diameter of about 1/2 inch (12.7 mm) and an inner diameter of about 3/8 inch ( 9.5 mm) 187 tubes can be used and a fluid inlet 72 with a diameter of about 0.030 inch (0.762 mm) can be used. In use, the manifold is connected at high pressure to a source of liquid such as water and the fluid outlet 74 is
It is connected to the fluid drain at low pressure, such as atmospheric pressure. The fluid flows into the tube 68 through the fluid inlet 72, passes through the end surface 70 that acts as a bearing surface, and passes through the clearance space 76 and the fluid outlet 74 to the fluid drain. The flow of fluid over the end surface 70 provides a large area of support for the belt 16. 1 to 7 are October 1, 1994.
Pending US patent application Ser. No. 08/32, filed on 1st
It is included in No. 1,085. The entire of this patent application is incorporated herein by reference. Referring now to FIGS. 8-12, these figures show another support 100 that can support polishing pad assembly 14 in, for example, wafer polishing apparatus 10. The support 100 has an upper plate 102 and a lower plate 104 held together by fasteners 106. As best shown in FIGS. 9 and 10, the lower plate 104 defines eight fluid supply conduits 108, each with a threaded end 110 and a discharge end 112. In use, the threaded ends 110 each
It is connected to different sources of pressurized liquid at different pressures. The discharge end 112 is in fluid communication with each one of the eight concentric grooves 114. As best shown in FIG. 9, adjacent grooves of concentric groove 114 are O-ring receiving grooves 118.
Are separated by lands 118 that form O-
Ring 120 is positioned in groove 118 to form a seal between upper platen 102 and lower platen 104 between adjacent concentric grooves 114.
【０００９】図８、図９および図１２に最も良く示され
るように、上部プレート１０２は、８つの円形列の流体
パッド１２２を構成しており、これらの列は各々、同心
溝１１４のそれぞれと整合している。流体パッド１２２
は各々、オリフィス１２４とボア１２６によって、それ
ぞれの溝１１４に連結されている。中央の流体パッド１
２８は、図９および図１０に示されるように、最も内側
の同心溝１１４と流体連通している。使用に際して、流
体は、それぞれの圧力で導管１０８に供給され、導管１
０８、溝１０４、ボア１２６およびオリフィス１２８を
経て流体パッド１２２に流れる。次いで、加圧液体は、
ポリシングパッド組立体の方へ差し向けられ、低圧でド
レン（図示せず）の方へ半径方向外方に流れようとす
る。理論づけることは意図していないが、支持体１００
が、３つの異なる潤滑モード、すなわち外側流体軸受の
ところでの静圧潤滑、静水領域の内側での局部的な動圧
潤滑、凹凸接触箇所での混合流体膜潤滑、を利用するも
のと考えられる。図８〜図１２に示されている構成は事
実上、８つの別個の流体軸受を形成している。これらの
流体軸受は各々、それぞれの同心溝１１４と整合した円
形の流体パッド１２２を有している。さらに、最も内側
の流体軸受は、中央パッド１２８を有している。これら
の流体軸受は各々、それぞれの流体供給導管１０８を介
してそれぞれの圧力で供給される、水のような液体を用
いて作動される。ベルト型式のポリシングパッド組立体
１４（図１）を支持するのに支持体１００が使用される
とき、支持体１００の同心流体軸受は、研磨すべきウェ
ーハに対して固定位置に留まっている。種々の流体軸受
において流体圧力を適当に調整することによって、広範
囲の圧力分布が提供される。たとえば、研磨すべきウェ
ーハが、ウェーハの周囲と中央との間で非均一な研磨速
度を受けている場合には、研磨すべきウェーハの表面に
わたって研磨速度をより均一にするために、周囲の流体
軸受の圧力を、中央の流体軸受の圧力に対して増加させ
たり減少させたりすることができる。事実上、同心流体
軸受は、それぞれの導管１０８の流体圧力を調整するこ
とによって正確に調整することができる支持体の同心領
域を提供する。As best shown in FIGS. 8, 9 and 12, the top plate 102 comprises eight circular rows of fluid pads 122, each of which is associated with a respective concentric groove 114. It is consistent. Fluid pad 122
Are each connected to a respective groove 114 by an orifice 124 and a bore 126. Central fluid pad 1
28 is in fluid communication with the innermost concentric groove 114, as shown in FIGS. 9 and 10. In use, fluids are supplied to conduit 108 at their respective pressures,
08, through groove 104, bore 126 and orifice 128 to fluid pad 122. The pressurized liquid is then
It is directed toward the polishing pad assembly and attempts to flow radially outward toward the drain (not shown) at low pressure. Not intended to be theorized, but support 100
However, it is considered that it utilizes three different lubrication modes, namely, hydrostatic lubrication at the outer fluid bearing, local hydrodynamic lubrication inside the hydrostatic region, and mixed fluid film lubrication at uneven contact points. The configurations shown in Figures 8-12 effectively form eight separate fluid bearings. Each of these fluid bearings has a circular fluid pad 122 aligned with a respective concentric groove 114. Further, the innermost fluid bearing has a central pad 128. Each of these hydrodynamic bearings is operated with a liquid, such as water, which is supplied at a respective pressure via a respective fluid supply conduit 108. When support 100 is used to support belt type polishing pad assembly 14 (FIG. 1), the concentric fluid bearings of support 100 remain in a fixed position relative to the wafer to be polished. By appropriately adjusting the fluid pressure in various fluid bearings, a wide range of pressure distribution is provided. For example, if the wafer to be polished is subjected to a non-uniform polishing rate between the perimeter and center of the wafer, the surrounding fluid may be used to make the polishing rate more uniform across the surface of the wafer to be polished. The bearing pressure can be increased or decreased relative to the central fluid bearing pressure. In effect, the concentric fluid bearings provide a concentric region of support that can be precisely adjusted by adjusting the fluid pressure in each conduit 108.
【００１０】上述の実施例では、流体パッド１２２は、
流体を差し向けてポリシングパッド組立体１４の下側を
支持する。変形実施例では（図示せず）、上述のように
直線的に移動するポリシングパッド組立体ではなく回転
するポリシングパッド組立体を用いて支持体１００を使
用することができる。また、流体軸受が支持体上に示さ
れているが、変形実施例では、ポリシングパッド組立体
上に形成することもできる。異なる流体圧力で作動する
多数の支持体領域を提供するように、図４〜図７の支持
体６０を修正することができる。たとえば、同心リング
状の流体入口７２にそれぞれの圧力で流体が供給される
ように、流体入口７２を別々のマニホルドに連結するこ
とができる。或いは、所望ならば、流体入口７２を他の
空間形態をなした、それぞれの圧力のマニホルドに連結
することができる。単なる一例として、個々の流体パッ
ド１２２は、直径が０．２５インチ（６．３５mm）、深
さが０．０５インチ（１．２７mm）であり、オリフィス
は、直径が０．０２０インチ（０．５０８mm）である。
上部および下部プレート１０２、１０４は、タイプ１０
４のようなステンレス鋼で形成され、支持体１００上の
流体軸受は、研磨すべきウェーハの直径と同等の、最大
直径を有している。In the embodiment described above, the fluid pad 122 is
The fluid is directed to support the underside of the polishing pad assembly 14. In an alternative embodiment (not shown), the support 100 can be used with a rotating polishing pad assembly rather than a linearly moving polishing pad assembly as described above. Also, although the hydrodynamic bearing is shown on the support, in alternative embodiments it could be formed on the polishing pad assembly. The support 60 of FIGS. 4-7 can be modified to provide multiple support areas that operate at different fluid pressures. For example, the fluid inlets 72 can be connected to separate manifolds such that the concentric ring-shaped fluid inlets 72 are supplied with fluid at respective pressures. Alternatively, if desired, the fluid inlet 72 can be connected to respective pressure manifolds in other spatial configurations. By way of example only, the individual fluid pads 122 have a diameter of 0.25 inches (6.35 mm) and a depth of 0.05 inches (1.27 mm) and the orifices have a diameter of 0.020 inches (0. 508 mm).
The upper and lower plates 102, 104 are of type 10
Formed of stainless steel such as No. 4, the hydrodynamic bearing on the support 100 has a maximum diameter equivalent to the diameter of the wafer to be polished.
【００１１】図１３は、上述の支持体１００と多くの点
で同一である、ポリシングパッド組立体１００′の平面
図である。上部プレート１０２′の上面は、半径方向溝
１３０′を備え、同心溝１３２′と連通する排水部分を
有している。溝１３０′、１３２′は全て、互いに流体
連通しており、溝１３０′、１３２′と流体パッド１２
２′との間の空間は、隆起したランド１３４′を構成し
ている。流体は、流体パッド１２２′からランド１３４
を超えて溝１３０′、１３２′に流れる。このようにし
て、流体の上部プレート１０２′の周囲の方への移動が
溝１３０′、１３２′によって容易にされるので、種々
の流体軸受の排水が高められる。他の全ての点におい
て、支持体１００′は、上述の支持体１００と同一であ
る。この実施例では、溝１３０′、１３２′は、深さが
略０．５インチ（１２．７mm）であり、上に位置するポ
リシングパッド組立体（図示せず）への損傷を減らすた
め、丸み縁部を備えている。図示した構成では、溝１３
０′に対して非対称な構成となる。ファスナを再配置す
ることによって、より新しい対称列の溝１３０′を達成
することができ、これにより、利点が提供される。ま
た、溝１３０′、１３２′は、図４〜図７の実施例につ
いて使用することもできる。FIG. 13 is a plan view of a polishing pad assembly 100 ', which is in many respects identical to the support 100 described above. The upper surface of the upper plate 102 'is provided with a radial groove 130' and has a drainage portion communicating with the concentric groove 132 '. The grooves 130 ', 132' are all in fluid communication with each other, and are in fluid communication with the grooves 130 ', 132'.
The space between 2'and the raised land 134 '. Fluid flows from the fluid pad 122 ′ to the land 134.
And flows into the grooves 130 'and 132'. In this way, the movement of fluid towards the periphery of the upper plate 102 'is facilitated by the grooves 130', 132 ', thus enhancing drainage of various fluid bearings. In all other respects, the support 100 'is identical to the support 100 described above. In this embodiment, the grooves 130 ', 132' are approximately 0.5 inches (12.7 mm) deep and are rounded to reduce damage to the overlying polishing pad assembly (not shown). It has an edge. In the configuration shown, the groove 13
The configuration is asymmetric with respect to 0 '. By rearranging the fasteners, a newer symmetrical row of grooves 130 'can be achieved, which provides advantages. The grooves 130 ', 132' can also be used for the embodiment of Figures 4-7.
【００１２】上述の流体軸受は、多数の重要な利点を提
供する。軸受から流出する流体の一定流は、スラリー汚
染が回避される。これらの流体軸受は、優れた剛性と、
広面積の支持体とを提供し、これにより、プラテンの片
持ち曲げを減少させ或いは除去する。これらの軸受は殆
ど摩擦がなく振動もなく、したがって、騒音の減少に関
して一層の利点を提供する。これらの軸受は、非常に安
定し且つ頑丈であり、流体圧力を制御することによって
容易に調整することができる。このことは、簡単な閉ル
ープフィードバック制御システムに役立つ。好適な軸受
流体は、液体の水であり、これは、スラリーと適合す
る。これらの軸受は極めて信頼性が高く、メインテナン
スを殆ど必要とせず磨耗もしない。もちろん、上述の好
適な実施例について、広範囲な変形と修正を施すことが
できる。たとえば、水の代わりに、気体を含んだ他の液
体を使用することができる。所望ならば、支持体上にで
はなく、プラテン上に流体軸受を形成することができ、
流体入口と流体出口を異なる成分で形成しても良い。同
心の流体軸受の数を所望のように修正することができ、
流体軸受を同心状に配列すること、或いは、個々の流体
軸受の形状を円形にすることは、全ての実施例におい
て、必須のことではない。したがって、上述の詳細な説
明は、限定的なものではなく、例示的なものとみなすべ
きであり、本発明の範囲を定めることを意図した特許請
求の範囲に、全ての等価物が含まれることが理解されよ
う。The fluid bearing described above offers a number of important advantages. The constant flow of fluid out of the bearing avoids slurry contamination. These fluid bearings have excellent rigidity and
And a large area support to reduce or eliminate cantilever bending of the platen. These bearings are almost frictionless and vibration free, thus offering further advantages in terms of noise reduction. These bearings are very stable and robust and can be easily adjusted by controlling the fluid pressure. This lends itself to a simple closed loop feedback control system. The preferred bearing fluid is liquid water, which is compatible with the slurry. These bearings are extremely reliable, require little maintenance and do not wear. Of course, a wide variety of variations and modifications can be made to the preferred embodiment described above. For example, instead of water, other liquids containing gas can be used. If desired, the hydrodynamic bearings can be formed on the platen rather than on the support,
The fluid inlet and the fluid outlet may be formed of different components. The number of concentric fluid bearings can be modified as desired,
Arranging the fluid bearings concentrically, or making the shape of the individual fluid bearings circular, is not essential in all embodiments. Therefore, the above detailed description should be regarded as illustrative rather than restrictive, and that the scope of the present invention is intended to include all equivalents in the claims. Will be understood.
【図１】ケミカルメカニカルウェーハポリシング装置の
斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a chemical mechanical wafer polishing apparatus.
【図２】図１のポリシング装置に含まれる、ベルト支持
組立体の斜視図である。2 is a perspective view of a belt support assembly included in the polishing apparatus of FIG.
【図３】図２のベルト支持組立体に含まれる、静圧軸受
の平面図である。3 is a plan view of a hydrostatic bearing included in the belt support assembly of FIG.
【図４】別のケミカルメカニカルウェーハポリシング装
置の一部の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a part of another chemical mechanical wafer polishing apparatus.
【図５】図４のポリシング装置のベルト支持組立体の斜
視図である。5 is a perspective view of a belt support assembly of the polishing apparatus of FIG.
【図６】図５のベルト支持組立体の一部の拡大斜視図で
ある。6 is an enlarged perspective view of a portion of the belt support assembly of FIG.
【図７】図５のベルト支持組立体の平面図である。FIG. 7 is a plan view of the belt support assembly of FIG.
【図８】図４のポリシング装置に使用するのに適した別
のベルト支持組立体の平面図である。8 is a plan view of another belt support assembly suitable for use with the polishing apparatus of FIG.
【図９】図８の線９−９における横断面図である。9 is a cross-sectional view taken along line 9-9 of FIG.
【図１０】図９の線１０−１０における横断面図であ
る。10 is a cross-sectional view taken along the line 10-10 in FIG.
【図１１】図１０の線１１−１１における側面図であ
る。11 is a side view taken along the line 11-11 in FIG.
【図１２】図９のベルト支持組立体の一部の拡大図であ
る。12 is an enlarged view of a portion of the belt support assembly of FIG.
【図１３】別のベルト支持組立体の平面図である。FIG. 13 is a plan view of another belt support assembly.
１０ ウェーハポリシング装置 １２ ウェーハホルダ １４ ポリシングパッド組立体 １６ ベルト １８ ポリシングパッド ２０ ローラ ３４ 流体軸受 ３６ 流体入口 ３８ 流体出口 Ｗ ウェーハ 10 Wafer Polishing Device 12 Wafer Holder 14 Polishing Pad Assembly 16 Belt 18 Polishing Pad 20 Roller 34 Fluid Bearing 36 Fluid Inlet 38 Fluid Outlet W Wafer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディヴィッド エドウィン ウェルドン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95030 ロス ガトス スカイヴィュー テラス 23613 (72)発明者 ボーグスロウ エイ ナゴルスキー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95124 サン ホセ カルヴェリー コー ト 3532 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor David Edwin Weldon 95030 Los Gatos Skyview Terrace 23613 (72) Inventor Borgslow Einagorsky United States California 95124 San Jose Calvary Coat 3532
Claims (7)
と、半導体ウェーハをポリシングパッド組立体に押しつ
けて保持するように位置決めされた少なくとも１つのウ
ェーハホルダとを備えた型式の半導体ウェーハポリシン
グ装置において、 ポリシングパッド組立体に隣接して位置決めされた支持
体を備え、該支持体と前記ポリシングパッド組立体の一
方が、支持体上にポリシングパッド組立体を支持する複
数の流体軸受を有しており、 該流体軸受が各々、それぞれの流体源にそれぞれの圧力
で連結される、それぞれの流体供給導管と、該流体供給
導管と各々流体連通した、流体パッドのそれぞれの組と
を有し、流体パッドが、支持体上にポリシングパッド組
立体を部分的に支持するため、流体をそれぞれの流体供
給導管から差し向けるように形成されていることを特徴
とする装置。1. A semiconductor wafer polishing apparatus of the type comprising at least one polishing pad assembly and at least one wafer holder positioned to hold a semiconductor wafer against the polishing pad assembly. A support positioned adjacent the assembly, one of the support and the polishing pad assembly having a plurality of fluid bearings on the support for supporting the polishing pad assembly; Each of the bearings has a respective fluid supply conduit connected to a respective fluid source at a respective pressure and a respective set of fluid pads in fluid communication with the fluid supply conduit, the fluid pads supporting Directs fluid from each fluid supply conduit to partially support the polishing pad assembly on the body Apparatus characterized by being formed.
が、同心リング状にそれぞれ配列されていることを特徴
とする請求項１に記載の装置。2. A device according to claim 1, wherein at least some of the sets of fluid pads are arranged in concentric rings.
つのポリシングパッドと、少なくとも１つのポリシング
パッドを直線移動させるように支持するベルトとを備え
ていることを特徴とする請求項１に記載の装置。3. A polishing pad assembly comprising at least one polishing pad assembly.
The apparatus of claim 1, comprising one polishing pad and a belt supporting the at least one polishing pad for linear movement.
有しており、第１のプレートが、流体供給導管の１つと
それぞれ連通した複数の同心溝を有しており、第２のプ
レートが、複数組のオリフィスを有し、オリフィスの各
組が、それぞれの同心溝の上に位置しそれぞれの同心溝
と整合しており、前記第１および第２のプレートが、オ
リフィスをそれぞれの溝と整合状態に保持するように、
互いに固定されており、流体パッドが各々、それぞれと
オリフィスと連通するように第２のプレートに形成され
ていることを特徴とする請求項１に記載の装置。4. A hydrodynamic bearing having first and second plates, the first plate having a plurality of concentric grooves each in communication with one of the fluid supply conduits, and a second plate. The plate has a plurality of sets of orifices, each set of orifices overlying and aligned with a respective concentric groove, and the first and second plates each have an orifice. To keep it aligned with the groove,
The device of claim 1, wherein the devices are fixed to each other and each fluid pad is formed on a second plate in communication with a respective orifice.
たドレン溝の列を更に有することを特徴とする請求項４
に記載の装置。5. The method of claim 4, further comprising an array of drain grooves formed between the fluid pads of the second plate.
An apparatus according to claim 1.
と、同心状のドレン溝の両方を有することを特徴とする
請求項５に記載の装置。6. The apparatus of claim 5, wherein the drain groove comprises both a radially extending drain groove and a concentric drain groove.
と、半導体ウェーハをポリシングパッド組立体に押しつ
けて保持するように位置決めされた少なくとも１つのウ
ェーハホルダとを備えた型式の半導体ウェーハポリシン
グ装置において、 ポリシングパッド組立体に隣接して位置決めされた支持
体を備え、該支持体と前記ポリシングパッド組立体の一
方が、支持体上にポリシングパッド組立体を支持する複
数の流体軸受を有しており、 前記流体軸受が、ポリシングパッド組立体のための同心
状の支持体領域を提供するように、同心状に配列されて
おり、流体軸受が各々、それぞれの加圧流体源にそれぞ
れの圧力で連結されていることを特徴とする装置。7. A semiconductor wafer polishing apparatus of the type comprising at least one polishing pad assembly and at least one wafer holder positioned to hold a semiconductor wafer against the polishing pad assembly. A support positioned adjacent to the assembly, one of the support and the polishing pad assembly having a plurality of fluid bearings on the support for supporting the polishing pad assembly; The bearings are arranged concentrically to provide concentric support areas for the polishing pad assembly, and fluid bearings are each coupled to respective sources of pressurized fluid at respective pressures. A device characterized by the above.
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