JPH08195363A - 流体軸受を有する半導体ウェーハポリシング装置 - Google Patents
流体軸受を有する半導体ウェーハポリシング装置Info
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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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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/11—Lapping tools
- B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B21/00—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 ポリシングパッド組立体およびウェーハ
ホルダを備えた半導体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
有している。支持体は、支持体上にポリシングパッド組
立体を支持する多数の流体軸受を有している。これらの
流体軸受は、ポリシングパッド組立体に対して同心状の
支持体領域を提供するため、同心状に配列されており、
流体軸受は各々、それぞれの圧力でそれぞれの加圧流体
源に連結されている。
ホルダを備えた半導体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
有している。支持体は、支持体上にポリシングパッド組
立体を支持する多数の流体軸受を有している。これらの
流体軸受は、ポリシングパッド組立体に対して同心状の
支持体領域を提供するため、同心状に配列されており、
流体軸受は各々、それぞれの圧力でそれぞれの加圧流体
源に連結されている。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
斜視図である。
【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。
組立体の斜視図である。
【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。
の平面図である。
【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。
置の一部の斜視図である。
【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。
視図である。
【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。
ある。
【図７】図５のベルト支持組立体の平面図である。
【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。
のベルト支持組立体の平面図である。
【図９】図８の線９−９における横断面図である。
【図１０】図９の線１０−１０における横断面図であ
る。
る。
【図１１】図１０の線１１−１１における側面図であ
る。
る。
【図１２】図９のベルト支持組立体の一部の拡大図であ
る。
る。
【図１３】別のベルト支持組立体の平面図である。
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
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (7)
- 【請求項１】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。 - 【請求項２】流体パッドの組のうち少なくとも幾つか
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。 - 【請求項３】ポリシングパッド組立体が、少なくとも１
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。 - 【請求項４】流体軸受が、第１および第２のプレートを
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。 - 【請求項５】第２のプレートの流体パッド間に形成され
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。 - 【請求項６】ドレン溝が、半径方向に延びたドレン溝
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。 - 【請求項７】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。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/321,085 US5593344A (en) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | Wafer polishing machine with fluid bearings and drive systems |
| US08/333,463 US5558568A (en) | 1994-10-11 | 1994-11-02 | Wafer polishing machine with fluid bearings |
| US08/321085 | 1994-11-02 | ||
| US08/333463 | 1994-11-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08195363A true JPH08195363A (ja) | 1996-07-30 |
Family
ID=26982813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26042795A Pending JPH08195363A (ja) | 1994-10-11 | 1995-10-06 | 流体軸受を有する半導体ウェーハポリシング装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0706857B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08195363A (ja) |
| AT (1) | ATE182103T1 (ja) |
| DE (1) | DE69510745T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001054856A (ja) * | 1999-07-09 | 2001-02-27 | Applied Materials Inc | 化学的機械研磨装置での使用のための溝付パターンを有する研磨パッド |
| KR100521538B1 (ko) * | 1997-11-12 | 2006-03-23 | 램 리서치 코포레이션 | 반도체 웨이퍼를 폴리싱 처리하기 위한 장치 |
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| US5961372A (en) * | 1995-12-05 | 1999-10-05 | Applied Materials, Inc. | Substrate belt polisher |
| US5886535A (en) * | 1996-11-08 | 1999-03-23 | W. L. Gore & Associates, Inc. | Wafer level burn-in base unit substrate and assembly |
| US6146248A (en) * | 1997-05-28 | 2000-11-14 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for in-situ end-point detection and optimization of a chemical-mechanical polishing process using a linear polisher |
| US6108091A (en) | 1997-05-28 | 2000-08-22 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for in-situ monitoring of thickness during chemical-mechanical polishing |
| US6111634A (en) * | 1997-05-28 | 2000-08-29 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for in-situ monitoring of thickness using a multi-wavelength spectrometer during chemical-mechanical polishing |
| US5980368A (en) * | 1997-11-05 | 1999-11-09 | Aplex Group | Polishing tool having a sealed fluid chamber for support of polishing pad |
| US6062959A (en) * | 1997-11-05 | 2000-05-16 | Aplex Group | Polishing system including a hydrostatic fluid bearing support |
| US6068539A (en) | 1998-03-10 | 2000-05-30 | Lam Research Corporation | Wafer polishing device with movable window |
| US6132289A (en) * | 1998-03-31 | 2000-10-17 | Lam Research Corporation | Apparatus and method for film thickness measurement integrated into a wafer load/unload unit |
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| US6413388B1 (en) | 2000-02-23 | 2002-07-02 | Nutool Inc. | Pad designs and structures for a versatile materials processing apparatus |
| US7141146B2 (en) | 2000-02-23 | 2006-11-28 | Asm Nutool, Inc. | Means to improve center to edge uniformity of electrochemical mechanical processing of workpiece surface |
| US6991512B2 (en) * | 2001-03-30 | 2006-01-31 | Lam Research Corporation | Apparatus for edge polishing uniformity control |
| US6729945B2 (en) | 2001-03-30 | 2004-05-04 | Lam Research Corporation | Apparatus for controlling leading edge and trailing edge polishing |
| US6939212B1 (en) | 2001-12-21 | 2005-09-06 | Lam Research Corporation | Porous material air bearing platen for chemical mechanical planarization |
| US6790128B1 (en) | 2002-03-29 | 2004-09-14 | Lam Research Corporation | Fluid conserving platen for optimizing edge polishing |
| US6769970B1 (en) | 2002-06-28 | 2004-08-03 | Lam Research Corporation | Fluid venting platen for optimizing wafer polishing |
| US7018273B1 (en) | 2003-06-27 | 2006-03-28 | Lam Research Corporation | Platen with diaphragm and method for optimizing wafer polishing |
| US6955588B1 (en) | 2004-03-31 | 2005-10-18 | Lam Research Corporation | Method of and platen for controlling removal rate characteristics in chemical mechanical planarization |
| CN112975721B (zh) * | 2021-03-10 | 2022-04-22 | 江苏特丽亮镀膜科技有限公司 | 金属件表面抛光系统及方法 |
| CN116160331B (zh) * | 2023-04-10 | 2025-08-05 | 合肥欢悦磁业科技有限公司 | 一种钕铁硼磁铁加工设备及其使用方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US529732A (en) | 1894-11-27 | Cravat | ||
| DE3411120A1 (de) * | 1983-03-26 | 1984-11-08 | TOTO Ltd., Kitakyushyu, Fukuoka | Laeppvorrichtung |
| JPS59232768A (ja) * | 1983-06-16 | 1984-12-27 | Kanebo Ltd | 平面研磨装置 |
| JPS63200965A (ja) * | 1987-02-12 | 1988-08-19 | Fujitsu Ltd | ウエ−ハ研磨装置 |
| US4811522A (en) | 1987-03-23 | 1989-03-14 | Gill Jr Gerald L | Counterbalanced polishing apparatus |
| JPS63251166A (ja) * | 1987-04-07 | 1988-10-18 | Hitachi Ltd | ウエハチヤツク |
| JPH0811356B2 (ja) * | 1989-04-06 | 1996-02-07 | ロデール・ニッタ株式会社 | ポリッシング方法およびポリッシング装置 |
| EP0517594B1 (fr) | 1991-06-06 | 1995-12-13 | Commissariat A L'energie Atomique | Machine de polissage à bande microabrasive tendue et à tête support de plaquette perfectionnée |
| FR2677276B1 (fr) | 1991-06-06 | 1995-12-01 | Commissariat Energie Atomique | Machine de polissage a table porte-echantillon perfectionnee. |
| JP3334139B2 (ja) * | 1991-07-01 | 2002-10-15 | ソニー株式会社 | 研磨装置 |
| US5287663A (en) | 1992-01-21 | 1994-02-22 | National Semiconductor Corporation | Polishing pad and method for polishing semiconductor wafers |
-
1995
- 1995-10-06 JP JP26042795A patent/JPH08195363A/ja active Pending
- 1995-10-11 DE DE69510745T patent/DE69510745T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-10-11 EP EP95307203A patent/EP0706857B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-10-11 AT AT95307203T patent/ATE182103T1/de not_active IP Right Cessation
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0706857A1 (en) | 1996-04-17 |
| ATE182103T1 (de) | 1999-07-15 |
| DE69510745T2 (de) | 1999-12-09 |
| EP0706857B1 (en) | 1999-07-14 |
| DE69510745D1 (de) | 1999-08-19 |
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