JPH10335277A - 研磨装置及び研磨方法 - Google Patents
研磨装置及び研磨方法Info
- Publication number
- JPH10335277A JPH10335277A JP14065897A JP14065897A JPH10335277A JP H10335277 A JPH10335277 A JP H10335277A JP 14065897 A JP14065897 A JP 14065897A JP 14065897 A JP14065897 A JP 14065897A JP H10335277 A JPH10335277 A JP H10335277A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polishing
- wafer
- back surface
- carrier
- outer peripheral
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】、半導体装置の製造において、ＣＭＰ（化学的
機械研磨）工程の際に用いる研磨装置とこれを用いた半
導体装置の研磨方法に関し、ウェハ面内における研磨量
均一性を向上させる。 【解決手段】キャリア２の内部に加圧用流路６及び真空
チャック用流路７が設けられており、ウェハ１はバッキ
ング材３を介してキャリア２に保持される。研磨する際
に、加圧用流路６よりウェハ裏面中央部をＮ２加圧する
と同時に、真空チャック用流路７よりウェハ裏面外周部
を真空吸引する。 【効果】加圧したくないウェハ裏面外周部を真空吸引す
ることにより、制御性・再現性良く、ウェハ面内均一性
を向上させることができる。
機械研磨）工程の際に用いる研磨装置とこれを用いた半
導体装置の研磨方法に関し、ウェハ面内における研磨量
均一性を向上させる。 【解決手段】キャリア２の内部に加圧用流路６及び真空
チャック用流路７が設けられており、ウェハ１はバッキ
ング材３を介してキャリア２に保持される。研磨する際
に、加圧用流路６よりウェハ裏面中央部をＮ２加圧する
と同時に、真空チャック用流路７よりウェハ裏面外周部
を真空吸引する。 【効果】加圧したくないウェハ裏面外周部を真空吸引す
ることにより、制御性・再現性良く、ウェハ面内均一性
を向上させることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
において、ＣＭＰ（化学的機械研磨）工程の際に用いる
研磨装置とこれを用いた半導体装置の研磨方法に関す
る。
において、ＣＭＰ（化学的機械研磨）工程の際に用いる
研磨装置とこれを用いた半導体装置の研磨方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置の製造において半導体
ウェハ表面をＣＭＰにより平坦化する技術が用いられて
いる。この様な研磨においては、研磨布を貼り付けた定
盤を回転させ、そこに研磨液を供給しながら、回転する
キャリアに保持したウェハを押し付けて研磨する方法が
一般的である。この際、ウェハ中心への研磨液の回り込
みが悪いため、ウェハを一様に押し付けると、ウェハ中
心付近の研磨量が低下してしまう。この現象を解消し面
内均一性を高めるため、一般的にウェハ裏面中心付近よ
り空気・窒素などの気体や、純水などの液体で背面加圧
を行っている（例えば特開平８−５５８２６号公報）。
ウェハ表面をＣＭＰにより平坦化する技術が用いられて
いる。この様な研磨においては、研磨布を貼り付けた定
盤を回転させ、そこに研磨液を供給しながら、回転する
キャリアに保持したウェハを押し付けて研磨する方法が
一般的である。この際、ウェハ中心への研磨液の回り込
みが悪いため、ウェハを一様に押し付けると、ウェハ中
心付近の研磨量が低下してしまう。この現象を解消し面
内均一性を高めるため、一般的にウェハ裏面中心付近よ
り空気・窒素などの気体や、純水などの液体で背面加圧
を行っている（例えば特開平８−５５８２６号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の背
面加圧方法においては、ウェハ裏面中心付近に加圧のた
めの孔が設けられているが、ウェハ中心部とウェハ外周
部に境界が存在しないため、少なからずウェハ外周部も
加圧されてしまう。この結果、ウェハ中心部の研磨量と
ウェハ外周部の研磨量の差が思うように解消されないと
いう現象が発生する。この現象は背面加圧量を上げる程
顕著になるため、従来の背面加圧方法では制御範囲が小
さくなってしまう。従って、研磨布が消耗しウェハ中心
部の研磨量がより低下した時などには対処できなくなっ
てしまう。
面加圧方法においては、ウェハ裏面中心付近に加圧のた
めの孔が設けられているが、ウェハ中心部とウェハ外周
部に境界が存在しないため、少なからずウェハ外周部も
加圧されてしまう。この結果、ウェハ中心部の研磨量と
ウェハ外周部の研磨量の差が思うように解消されないと
いう現象が発生する。この現象は背面加圧量を上げる程
顕著になるため、従来の背面加圧方法では制御範囲が小
さくなってしまう。従って、研磨布が消耗しウェハ中心
部の研磨量がより低下した時などには対処できなくなっ
てしまう。
【０００４】そこで本発明は、研磨量のウェハ面内均一
性を制御性良く高める研磨装置及び研磨方法の提供を目
的とする。
性を制御性良く高める研磨装置及び研磨方法の提供を目
的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
研磨装置は、ウェハ表面を研磨する際、ウェハ裏面の一
部を吸引すると同時に、概ウェハ裏面の一部以外の部分
を加圧する機構を具備することを特徴とする。
研磨装置は、ウェハ表面を研磨する際、ウェハ裏面の一
部を吸引すると同時に、概ウェハ裏面の一部以外の部分
を加圧する機構を具備することを特徴とする。
【０００６】この発明によれば、より加圧を行いたい部
分に効果的に加圧できるため、研磨量の面内均一性を容
易に高められるという効果を奏する。
分に効果的に加圧できるため、研磨量の面内均一性を容
易に高められるという効果を奏する。
【０００７】本発明の請求項２記載の研磨方法は、請求
項１記載の研磨装置を用い、ウェハ裏面の外周部を吸引
するとともに、ウェハ裏面の中心部を加圧しながら研磨
することを特徴とする。
項１記載の研磨装置を用い、ウェハ裏面の外周部を吸引
するとともに、ウェハ裏面の中心部を加圧しながら研磨
することを特徴とする。
【０００８】この発明によれば、通常研磨量が低下する
中心部のみを効果的に加圧できるため、研磨量の面内均
一性を容易に高められるという効果を奏する。
中心部のみを効果的に加圧できるため、研磨量の面内均
一性を容易に高められるという効果を奏する。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００１０】（実施の形態）図１は請求項１記載の研磨
装置の主要断面図である。ここでは、トランジスタ等の
形成された単結晶シリコンウェハ１上のＳｉＯ２（層間
絶縁膜）を研磨する場合を示す。
装置の主要断面図である。ここでは、トランジスタ等の
形成された単結晶シリコンウェハ１上のＳｉＯ２（層間
絶縁膜）を研磨する場合を示す。
【００１１】ウェハ１はキャリア２にバッキング材３を
介して保持される。バッキング材３は発砲ポリウレタン
などの弾性保持部材を通常用いる。またキャリア２に
は、研磨中のウェハの飛び出しを防止するガイドリング
４、及び回転軸５が取り付けられており、さらにキャリ
ア２の内部には加圧用流路６及び真空チャック用流路７
が設けられている。一方、キャリア２と対向する定盤８
には研磨布９が貼り付けられており、研磨布９の表面に
研磨液が供給される。研磨液はシリカ砥粒を１０〜１５
％含み、ＫＯＨやＮＨ３によりｐＨ１０〜１２に調整さ
れたものを用いる。
介して保持される。バッキング材３は発砲ポリウレタン
などの弾性保持部材を通常用いる。またキャリア２に
は、研磨中のウェハの飛び出しを防止するガイドリング
４、及び回転軸５が取り付けられており、さらにキャリ
ア２の内部には加圧用流路６及び真空チャック用流路７
が設けられている。一方、キャリア２と対向する定盤８
には研磨布９が貼り付けられており、研磨布９の表面に
研磨液が供給される。研磨液はシリカ砥粒を１０〜１５
％含み、ＫＯＨやＮＨ３によりｐＨ１０〜１２に調整さ
れたものを用いる。
【００１２】図１のキャリア２の加圧用流路６は、ウェ
ハ１の裏面中心付近に接続しており、研磨の際は、この
加圧用流路６を通じてＮ２ガスによりウェハ１裏面中央
部を加圧することが可能である。一方、真空チャック用
流路７はウェハ１の裏面外周部付近に接続しており、研
磨の際はこの真空チャック用流路７を通じてウェハ１の
外周部が真空吸着される。
ハ１の裏面中心付近に接続しており、研磨の際は、この
加圧用流路６を通じてＮ２ガスによりウェハ１裏面中央
部を加圧することが可能である。一方、真空チャック用
流路７はウェハ１の裏面外周部付近に接続しており、研
磨の際はこの真空チャック用流路７を通じてウェハ１の
外周部が真空吸着される。
【００１３】直径２００ｍｍウェハの場合であれば、加
圧用流路６のウェハ裏面側開口部の位置は、中心より１
００ｍｍ以内の範囲で何ヶ所か片よりのないように開け
るのが望ましい。また真空チャック用流路７のウェハ裏
面側開口部の位置は、中心より１５０ｍｍ以上の範囲で
何ヶ所か片よりのないように開けるのが望ましい。
圧用流路６のウェハ裏面側開口部の位置は、中心より１
００ｍｍ以内の範囲で何ヶ所か片よりのないように開け
るのが望ましい。また真空チャック用流路７のウェハ裏
面側開口部の位置は、中心より１５０ｍｍ以上の範囲で
何ヶ所か片よりのないように開けるのが望ましい。
【００１４】請求項２記載の研磨方法により、実際に研
磨をする場合について順を追って説明する。まずキャリ
ア２に搬送されてきたウェハ１を真空チャック用流路７
を通じ真空チャックする。ついでキャリア２を回転させ
るとともに、定盤８も回転させる。この時、研磨布９上
に研磨液の供給も開始する。そしてキャリア２を研磨布
９にタッチダウンし、所望の荷重をキャリア２に加え
る。真空チャックはそのままにしておきながら、直後に
加圧用流路６よりＮ２にてウェハ１の裏面中心付近を加
圧する。この状態で研磨を続け、ウェハ１の表面に形成
された層間絶縁膜が平坦になったら、加圧用流路６のＮ
２加圧を中止し、キャリア２の荷重を解いて研磨布９か
らキャリア２を引き上げて研磨を終了する。
磨をする場合について順を追って説明する。まずキャリ
ア２に搬送されてきたウェハ１を真空チャック用流路７
を通じ真空チャックする。ついでキャリア２を回転させ
るとともに、定盤８も回転させる。この時、研磨布９上
に研磨液の供給も開始する。そしてキャリア２を研磨布
９にタッチダウンし、所望の荷重をキャリア２に加え
る。真空チャックはそのままにしておきながら、直後に
加圧用流路６よりＮ２にてウェハ１の裏面中心付近を加
圧する。この状態で研磨を続け、ウェハ１の表面に形成
された層間絶縁膜が平坦になったら、加圧用流路６のＮ
２加圧を中止し、キャリア２の荷重を解いて研磨布９か
らキャリア２を引き上げて研磨を終了する。
【００１５】研磨中は、ウェハ裏面の中央部加圧と外周
部吸引の作用により、ウェハ面内で中央部は強く荷重が
かかり、外周部は弱く荷重がかかることになる。この作
用と研磨剤がウェハ中央に行き渡りにくい作用が相殺さ
れ、結果的にはウェハ面内で均一な研磨量を得ることが
できる。
部吸引の作用により、ウェハ面内で中央部は強く荷重が
かかり、外周部は弱く荷重がかかることになる。この作
用と研磨剤がウェハ中央に行き渡りにくい作用が相殺さ
れ、結果的にはウェハ面内で均一な研磨量を得ることが
できる。
【００１６】また研磨布９が消耗し、より強い背面加圧
が必要となる場合においても、確実にウェハ中央部付近
のみ加圧できるため、面内均一性を維持できる。これは
間接的に研磨布９の寿命を延ばすことにつながり、プロ
セスコストの削減を可能とする。
が必要となる場合においても、確実にウェハ中央部付近
のみ加圧できるため、面内均一性を維持できる。これは
間接的に研磨布９の寿命を延ばすことにつながり、プロ
セスコストの削減を可能とする。
【００１７】図２に請求項２記載の研磨方法により研磨
を行った場合のウェハ面内での研磨レートの分布を示
す。ウェハの中心から端まで均一な研磨が達成されてい
ることがわかる。
を行った場合のウェハ面内での研磨レートの分布を示
す。ウェハの中心から端まで均一な研磨が達成されてい
ることがわかる。
【００１８】本実施の形態においては、ＳｉＯ２を研磨
する場合を述べたが、Ｓｉ、ＷＳｉ、ＳｉＮ、Ｗ、Ｔ
ｉ、ＴｉＮ、Ａｌ、Ｃｕなどの膜を研磨する場合にも本
発明はもちろん有効である。
する場合を述べたが、Ｓｉ、ＷＳｉ、ＳｉＮ、Ｗ、Ｔ
ｉ、ＴｉＮ、Ａｌ、Ｃｕなどの膜を研磨する場合にも本
発明はもちろん有効である。
【００１９】本実施の形態においては、あくまでも一般
的に発生するウェハ中央が研磨レート低下傾向にある研
磨について記述したが、研磨条件や研磨膜の種類によっ
ては、逆にウェハ中央が研磨レートが高くなる場合もあ
り得る。そうした場合においては請求項１記載の研磨装
置において、ウェハ中央部を吸引しウェハ外周部を加圧
すれば良い。
的に発生するウェハ中央が研磨レート低下傾向にある研
磨について記述したが、研磨条件や研磨膜の種類によっ
ては、逆にウェハ中央が研磨レートが高くなる場合もあ
り得る。そうした場合においては請求項１記載の研磨装
置において、ウェハ中央部を吸引しウェハ外周部を加圧
すれば良い。
【００２０】
【発明の効果】以上、述べたように本発明の研磨装置に
よれば、効果的に背面加圧を実施できるため、研磨量の
ウェハ面内均一性を容易に制御、再現できる。
よれば、効果的に背面加圧を実施できるため、研磨量の
ウェハ面内均一性を容易に制御、再現できる。
【００２１】また、本発明の研磨方法によれば、ウェハ
中央部の背面加圧が効果的に実施できるため、研磨量の
ウェハ面内均一性を容易に制御、再現できる。
中央部の背面加圧が効果的に実施できるため、研磨量の
ウェハ面内均一性を容易に制御、再現できる。
【図１】本発明の一実施の形態を示す研磨装置の主要断
面図。
面図。
【図２】本発明の一実施の形態を示すウェハ面内での研
磨レートの分布を示す図。
磨レートの分布を示す図。
１．ウェハ ２．キャリア ３．バッキング材 ４．回転軸 ５．ガイドリング ６．加圧用流路 ７．真空チャック用流路 ８．定盤 ９．研磨布
Claims (2)
- 【請求項１】ウェハ表面を研磨する際、ウェハ裏面の一
部を吸引すると同時に、概ウェハ裏面の一部以外の部分
を加圧する機構を具備することを特徴とする研磨装置。 - 【請求項２】請求項１記載の研磨装置を用い、ウェハ裏
面の外周部を吸引するとともに、ウェハ裏面の中心部を
加圧しながら研磨することを特徴とする研磨方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14065897A JPH10335277A (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 研磨装置及び研磨方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14065897A JPH10335277A (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 研磨装置及び研磨方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10335277A true JPH10335277A (ja) | 1998-12-18 |
Family
ID=15273767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14065897A Withdrawn JPH10335277A (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 研磨装置及び研磨方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10335277A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007090472A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Seikoh Giken Co Ltd | ディスク状部材の研磨治具、裏面研磨方法および裏面研磨機 |
| CN105619240A (zh) * | 2016-01-21 | 2016-06-01 | 苏州新美光纳米科技有限公司 | 晶片真空吸附模板及方法 |
| CN119328669A (zh) * | 2024-12-19 | 2025-01-21 | 荣芯半导体(宁波)有限公司 | 研磨头的吸附装置、化学机械研磨设备及控制方法 |
| CN119388319A (zh) * | 2024-12-31 | 2025-02-07 | 名正(浙江)电子装备有限公司 | 一种晶圆研磨机的顶部磨削结构及晶圆研磨机 |
-
1997
- 1997-05-29 JP JP14065897A patent/JPH10335277A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007090472A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Seikoh Giken Co Ltd | ディスク状部材の研磨治具、裏面研磨方法および裏面研磨機 |
| CN105619240A (zh) * | 2016-01-21 | 2016-06-01 | 苏州新美光纳米科技有限公司 | 晶片真空吸附模板及方法 |
| CN119328669A (zh) * | 2024-12-19 | 2025-01-21 | 荣芯半导体(宁波)有限公司 | 研磨头的吸附装置、化学机械研磨设备及控制方法 |
| CN119328669B (zh) * | 2024-12-19 | 2025-03-18 | 荣芯半导体(宁波)有限公司 | 研磨头的吸附装置、化学机械研磨设备及控制方法 |
| CN119388319A (zh) * | 2024-12-31 | 2025-02-07 | 名正(浙江)电子装备有限公司 | 一种晶圆研磨机的顶部磨削结构及晶圆研磨机 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040803 |