JPH1058315A - 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
JPH1058315A
JPH1058315A JP21885796A JP21885796A JPH1058315A JP H1058315 A JPH1058315 A JP H1058315A JP 21885796 A JP21885796 A JP 21885796A JP 21885796 A JP21885796 A JP 21885796A JP H1058315 A JPH1058315 A JP H1058315A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing
pad
fluid
cavity
shape
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.)
Abandoned
Application number
JP21885796A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiaki Komuro
善昭 小室
Hideaki Hayakawa
秀明 早川
Shuzo Sato
修三 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP21885796A priority Critical patent/JPH1058315A/ja
Publication of JPH1058315A publication Critical patent/JPH1058315A/ja
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に半導体ウェハーの研磨に於て、予めパッ
ドの形状の測定を行わなくても精度良く滑らかパッド形
状の加工が出来、しかもウエハーの研磨の均一性が簡単
に確保出来る研磨装置及び研磨方法を提供する。 【解決手段】 1.パッド2を装着した定盤1の内部に
空洞1aを形成。該空洞には圧縮空気、水その他の流体
を導入。流体の圧力を調節することで定盤若しくはパッ
ドの表面形状を制御し研磨実行。2.流体の圧力を所定
の第1の値に調節してパッドのドレッシング実行。その
あとこの流体の圧力を所定の第2の値に調節して前記定
盤若しくはパッドの表面形状を制御し研磨実行。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は研磨装置及び研磨方
法に関し、特に半導体ウエハーのCMPに於て、研磨の
平坦性を確保するに好適な研磨装置及び研磨方法に関す
る(CMP=機械的化学的研磨)。
【0002】
【従来の技術】図7に従来の研磨装置を示す。回転機構
を有する定盤1上にはパッド2(研磨布)が両面テープ
などで固定されている。
【0003】定盤1の上部にはウエハー3を保持する研
磨ヘッド4が設置されている。研磨時にはこの研磨ヘッ
ド4及び定盤1を回転させながら、研磨ヘッド4をシリ
ンダ5により下降させ、パッド2に接したら更に加圧し
て研磨を行う。
【0004】研磨中は液状の研磨剤6(スラリー)を研
磨剤供給ホース7からパッド2上に供給する。
【0005】研磨後のウエハー3の面内の各部位の被研
磨量は、定盤1の回転数、研磨ヘッド4の回転数、シリ
ンダ5の下降圧力、パッド2の表面形状等により変化す
る。パッド2の表面形状は、ウエハー3の各部位につい
て所望の被研磨量を得るために、ドレッサー8によりド
レッシング(切削)される。
【0006】ドレッサー8は、パッド2と接触する面に
ダイアモンド粒などの微小切削刃を有し、回転機構及び
揺動機構を備えていて、このドレッシングで、パッド2
の表面は、例えば数μm〜数十μmの凸面または凹面、
精度数μmという円弧状に加工される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】定盤1及び研磨ヘッド
4の回転数、シリンダ5の下降圧力は安定した制御が可
能である。しかしパッド2の表面形状は、ウエハー3の
研磨を実施することで、最初の最良の形状から暫時変化
して行く。
【0008】これによりウエハー3の各部位の被研磨量
は変化する。この為、前記ドレッサー8で定期的に形状
を整える必要が生ずる。
【0009】パッド2の形状を安定させるためには、先
ず現在の形状を測定する必要があり、その形状に応じて
ドレッサー8により形状を整える。しかしながらパッド
2は研磨剤6又はそれを置換洗浄するための水で濡れて
いる状態にあり、レーザー測長機などの非接触変位計9
などでは数μm程度の精度での測定は困難である。
【0010】さらにパッド2には研磨特性を向上させる
ため、その表面に数mmの穴又は溝が加工されているこ
とがある。仮に、表面の水分等により測定精度に影響を
受けにくい接触式の変位計を用いたとしても、形状の測
定は困難で、その結果、所望の形状には加工しにくいと
いう問題があった。
【0011】またウエハー3が大口径になるほどパッド
2の寸法も大きくなるが、これに伴って測定精度が悪化
したり、測定のため大規模な測定装置が必要となって来
る。更にパッド2の所望する表面形状が、例えば図2
(a)〜(c)に示すような各種連続的曲線の形状であ
った場合、ウエハー口径の数分の一以上のドレッサーを
使用したのでは滑らかな形状に加工することが出来ず、
不連続形状となってしまうという問題もある。かといっ
て、逆にドレッサー寸法を小さくしたのでは、今度はパ
ッドの加工に時間がかかり、また面全体で見た精度が維
持しにくくなる。
【0012】なお図2を始め、各図の定盤1或いはパッ
ド2の表面は、かなりデフォルメをしている。実際には
図で表現できないくらい平らである。
【0013】本発明の目的は、上記課題を解決し、特に
半導体ウェハーの研磨に於て、予めパッドの形状の測定
を行わなくても精度良く滑らかパッド形状の加工が出
来、しかもウエハーの研磨の均一性が簡単に確保出来る
研磨装置及び研磨方法を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため本発
明研磨装置では、パッドを装着した定盤に被研磨物を押
圧して研磨を実行する研磨装置に於て、前記定盤の内部
に空洞が形成されており、該空洞には圧縮空気、水その
他の流体が導入され、該流体の圧力を調節することによ
り前記定盤若しくはパッドの表面形状が制御される。
【0015】また本発明研磨方法では、内部に空洞を有
しパッドを装着した定盤に被研磨物を押圧して研磨を実
行する研磨方法に於て、該空洞に圧縮空気、水その他の
流体を導入し、該流体の値を所定の第1の値に調節して
前記パッドのドレッシングを実行し、該ドレッシングの
のち前記流体の所定の第2の値に調節して前記定盤若し
くはパッドの表面形状を制御し研磨を実行する。
【0016】即ち本発明研磨装置では、定盤の内部に空
洞を設けることで、定盤表面に固定されたパッド表面を
加工するとき、或いはパッド面に押し付けられたウエハ
ー等を研磨するときに、その空洞に圧縮空気や水などの
流体を導入し、その圧力を調節することで定盤或いはそ
れに取着されたパッドの表面形状を変化させることが出
来る。これにより、ウエハー研磨時に、所望するパッド
形状を容易に実現することが出来る。
【0017】また本発明研磨方法では、内部に空洞を有
しパッドを装着した定盤に被研磨物を押圧して研磨を実
行するに当たり、該空洞に圧縮空気、水その他の流体を
導入し、その圧力を所定の第1の値に調節しておいて前
記パッドのドレッシングを実行する。これで常にパッド
表面は一定の形状に戻される。
【0018】そしてこのドレッシングののち、前記流体
の所定の第2の値に調節すれば、その差の分だけパッド
表面の形状が変化して、常に所望の表面形状を再現して
研磨作業が実行できる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下本発明の詳細を図示実施の形
態例に基いて説明する。図1に本発明に係る研磨装置の
実施の形態の一例を示す。定盤1は、その内部に円環状
の空洞1aを有する。
【0020】この空洞1aには、通常ロータリーシール
により構成される圧縮空気導入口10から圧縮空気が導
入される。その圧力により定盤1の表面は、盤面に垂直
な方向に、数μmから数十μmの単位で円弧状に突出或
いは陥没する(陥没は負圧の場合)。
【0021】ここでは、この空洞1aとパッド2の間の
円盤状部分をダイアフラム1bと呼ぶ。このダイアフラ
ム1bの、盤面に垂直な方向についての変位量は、勿論
圧縮空気の圧力で制御可能である(以下「垂直方向へ
の」という語は省略)。
【0022】そこで本発明では、ドレス用レギュレータ
11、ウェハー研磨用レギュレータ12という2種類の
圧力のレギュレータを配置し、これを電磁弁13で空洞
1aに切り替え接続する。こうすることで、ダイアフラ
ム1b(パッド2)の変位量を例えば2段階に切り替え
るようにする。
【0023】そして、ドレッシングのときは、ドレス用
レギュレータを接続し、ダイアフラム1bの変位の量を
ある一定の値にすることが出来、その状態で、口径の大
きなドレッサーにより、パッド2の表面を単純に真っ平
にドレッシングする。
【0024】そのあとウェハー研磨用レギュレータ12
を空洞1aに接続し、ダイアフラム1bの変位を別の所
望の値にし、研磨作業を実行する。
【0025】こうなればドレッサー8は、かなり大きな
口径のものが使用できる。それだけ作業時間が短縮され
るし、単純に平面化すれば良いのだから、表面の計測も
何も不要になり、言わばガーッと削っても、十分な平面
度が実現できる。
【0026】具体的には、例えばウエハー口径の1.2 倍
以上のものが使用出来る。従って、従来のウエハー3の
口径より数分の一以下のものしか使えなかったときに比
べ、かなりはっきりした差異が出てくる。
【0027】図3を引用して上記手順を更に詳しく説明
する。先ず図3(A)のように、電磁弁13をドレス用
レギュレータ11側に切り替えておく。この状態でドレ
ッサー8にてパッド加工(ドレッシング)を一定時間行
う。
【0028】ドレッサー8はウエハー口径より大きいか
ら、ウエハー3が接触するところのパッド2の表面は、
平面または滑らかな曲面となる。
【0029】次に図3(B)に示すように、電磁弁13
をウェハー研磨用レギュレータ12側に切り替える。こ
の状態でウェハー研磨を行う。このとき、レギュレータ
13と12との圧力の差によるダイアフラム1bの変形
の差分だけパッド2が変形するから、この圧力差を調節
すれば、所望の凸または凹のパッド形状が実現できる。
【0030】例えば1気圧で10μmの変位をする定盤1
(ダイアフラム1b)であったとすれば、ドレッシング
時に、その気圧にすることで、定盤1は10μmの凸形状
となる。
【0031】この状態でパッド面(2)が平面になるだ
けの時間ドレスを行う(図3(A))。
【0032】次にウェハー研磨用レギュレータ12が3
気圧に設定されていたとしたら、電磁弁13をこのウェ
ハー研磨用レギュレータ13側に切り替えると、定盤1
は30μmの凸形状となる。
【0033】これで、パッド面(2)は、30−10=20μ
mの凸形状となる(図3(B))。なおパッド面(2)
は、ウエハーが接触する範囲のみ滑らかになればよい。
【0034】定盤1の表面形状を任意の形、例えば図2
の(b),(c)のように変形させたい場合もある。こ
の場合は、図4(b),(c)の如く、ラジアル方向に
ダイアフラム1bの厚さが変化するように、定盤1を形
成する。
【0035】また図5のように、空洞1a内をドーナツ
状の複数の小空洞1a−1〜1a−4に分割しても良
い。各小空洞1a−1〜1a−4の間は、Oリング等の
エラストマー16で気密にする。各小空洞1a−1〜1
a−4おのおのを、個別に圧力制御することで、更にに
複雑な表面形状が実現できる。
【0036】また図6のように圧縮空気導入口の代わり
に流体導入口レギュレータ14及び流体排出口レギュレ
ータ15を設けることとし、これらを介して一定温度に
管理された水を空洞1a内に送り込んでも良い。
【0037】排出口側のレギュレータ15で所望の圧力
を設定し、導入口側のレギュレータ14の設定圧力を、
それより 0.01 〜0.1 気圧高くすることで、水が空洞1
aの内部を流れ、且つ空洞1a内の圧力が所望値に保た
れる。
【0038】水を供給することで、ウエハー研磨による
定盤1の温度上昇が抑えられる。また温度が一定に保た
れることで物理的寸法も安定する。
【0039】
【発明の効果】以上、説明したように本発明研磨装置で
は、パッドを装着した定盤の内部に空洞を形成し、該空
洞に圧縮空気、水その他の流体を導入し、その圧力を調
節することで前記定盤若しくはパッドの表面形状を制御
するようにした。
【0040】また本発明研磨方法では、定盤の空洞に圧
縮空気、水その他の流体を導入し、該流体の値を所定の
第1の値に調節して前記パッドのドレッシングを実行
し、該ドレッシングののち前記流体の所定の第2の値に
調節して前記定盤若しくはパッドの表面形状を制御し前
記ウェハーの研磨を実行するようにした。
【0041】従って、従来のようにドレッシング時に困
難な思いをしてパッド面の凹凸を測定する必要は無い。
任意のパッド面形状も簡単に実現出来る。
【0042】よって測定による誤差も無くなり、また大
径のドレッサーで効率良くドレッシングを実施できる。
【0043】又パッド面を測定する為の装置も不要とな
り、シンプルで、低価格、高精度の研磨装置、研磨方法
が実現出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例を示す断面図(ハッ
チング省略。以下同じ。)。
【図2】種々のパッド形状を示す断面図。
【図3】本発明に係る作業の手順を示し、(A)はドレ
ッシング時を示す断面図、(B)はウエハー研磨時を示
す断面図。
【図4】本発明の変形例その1を示す断面図。
【図5】本発明の変形例その2を示す断面図。
【図6】本発明の変形例その3を示す断面図。
【図7】従来のウエハー研磨装置の一例を示す断面図。
【符号の説明】
1 定盤 1a 空洞 1b ダイアフラム 2 パッド(パッド面) 3 ウエハー 4 研磨ヘッド 5 シリンダ 6 研磨剤 7 研磨剤供給ホース 8 ドレッサー 9 非接触変位計 10 圧縮空気導入口(ロータリーシール) 11 ドレス用レギュレータ 12 ウエハー研磨用レギュレータ 13 電磁弁 14 導入側レギュレータ 15 排出側レギュレータ 16 Oリング

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パッドを装着した定盤に被研磨物を押圧
    して研磨を実行する研磨装置に於て、前記定盤の内部に
    空洞が形成されており、該空洞には圧縮空気、水その他
    の流体が導入され、該流体の圧力を調節することにより
    前記定盤若しくはパッドの表面形状が制御されることを
    特徴とする研磨装置。
  2. 【請求項2】 前記空洞が複数の小空洞に分割されてお
    り、該小空洞ごとにそこに導入される前記流体の圧力が
    調節されることを特徴とする請求項1記載の研磨装置。
  3. 【請求項3】 前記流体が所定温度に制御されているこ
    とを特徴とする請求項1又は請求項2記載の研磨装置。
  4. 【請求項4】 内部に空洞を有しパッドを装着した定盤
    に被研磨物を押圧して研磨を実行する研磨方法に於て、
    該空洞に圧縮空気、水その他の流体を導入し、該流体の
    値を所定の第1の値に調節して前記パッドのドレッシン
    グを実行し、該ドレッシングののち前記流体の所定の第
    2の値に調節して前記定盤若しくはパッドの表面形状を
    制御し前記研磨を実行することを特徴とする研磨方法。
  5. 【請求項5】 前記空洞が複数の小空洞に分割されてお
    り、該小空洞ごとにそこに導入される前記流体の圧力が
    調節されることを特徴とする請求項4記載の研磨方法。
  6. 【請求項6】 前記流体が所定温度に制御されているこ
    とを特徴とする請求項4又は請求項5記載の研磨方法。
JP21885796A 1996-08-20 1996-08-20 研磨装置及び研磨方法 Abandoned JPH1058315A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21885796A JPH1058315A (ja) 1996-08-20 1996-08-20 研磨装置及び研磨方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21885796A JPH1058315A (ja) 1996-08-20 1996-08-20 研磨装置及び研磨方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1058315A true JPH1058315A (ja) 1998-03-03

Family

ID=16726416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21885796A Abandoned JPH1058315A (ja) 1996-08-20 1996-08-20 研磨装置及び研磨方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1058315A (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6093088A (en) 1998-06-30 2000-07-25 Nec Corporation Surface polishing machine
WO2001078124A1 (en) * 2000-04-12 2001-10-18 Semicontech Corporation Conditioner and conditioning process for polishing pad of chemical mechanical polishing apparatus
JP2007054944A (ja) * 2005-07-25 2007-03-08 Hoya Corp マスクブランク用基板の製造方法、マスクブランクの製造方法及びマスクの製造方法
JP2010274336A (ja) * 2009-05-26 2010-12-09 Shin Etsu Handotai Co Ltd 研磨装置およびワークの研磨方法
JP2017140695A (ja) * 2016-02-09 2017-08-17 ラップマスター ヴォルターズ ゲーエムベーハー 両面または片面加工機、および両面または片面加工機を動作させる方法
CN109015115A (zh) * 2017-06-12 2018-12-18 信越半导体株式会社 研磨方法及研磨装置
CN110379747A (zh) * 2019-08-14 2019-10-25 常州科沛达清洗技术股份有限公司 全自动晶圆片清洗贴片一体机
CN113829233A (zh) * 2021-08-21 2021-12-24 浙江晶盛机电股份有限公司 一种抛光载体
CN114393505A (zh) * 2021-12-27 2022-04-26 谢明蕊 一种多工位3d曲面玻璃同步抛光研磨装置
JP2023028353A (ja) * 2021-08-19 2023-03-03 学校法人千葉工業大学 研磨機

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6093088A (en) 1998-06-30 2000-07-25 Nec Corporation Surface polishing machine
WO2001078124A1 (en) * 2000-04-12 2001-10-18 Semicontech Corporation Conditioner and conditioning process for polishing pad of chemical mechanical polishing apparatus
JP2007054944A (ja) * 2005-07-25 2007-03-08 Hoya Corp マスクブランク用基板の製造方法、マスクブランクの製造方法及びマスクの製造方法
JP2010274336A (ja) * 2009-05-26 2010-12-09 Shin Etsu Handotai Co Ltd 研磨装置およびワークの研磨方法
US11273533B2 (en) 2016-02-09 2022-03-15 Lapmaster Wolters Gmbh Machining machine and method for operating a machining machine
JP2017140695A (ja) * 2016-02-09 2017-08-17 ラップマスター ヴォルターズ ゲーエムベーハー 両面または片面加工機、および両面または片面加工機を動作させる方法
DE102016102223B4 (de) * 2016-02-09 2025-10-16 Lapmaster Wolters Gmbh Doppel- oder Einseiten-Bearbeitungsmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Doppel- oder Einseiten-Bearbeitungsmaschine
CN109015115A (zh) * 2017-06-12 2018-12-18 信越半导体株式会社 研磨方法及研磨装置
CN109015115B (zh) * 2017-06-12 2021-08-31 信越半导体株式会社 研磨方法及研磨装置
CN110379747A (zh) * 2019-08-14 2019-10-25 常州科沛达清洗技术股份有限公司 全自动晶圆片清洗贴片一体机
CN110379747B (zh) * 2019-08-14 2024-02-06 常州科沛达清洗技术股份有限公司 全自动晶圆片清洗贴片一体机
JP2023028353A (ja) * 2021-08-19 2023-03-03 学校法人千葉工業大学 研磨機
CN113829233A (zh) * 2021-08-21 2021-12-24 浙江晶盛机电股份有限公司 一种抛光载体
CN114393505A (zh) * 2021-12-27 2022-04-26 谢明蕊 一种多工位3d曲面玻璃同步抛光研磨装置
CN114393505B (zh) * 2021-12-27 2023-12-15 浦江县欣亚水晶饰品有限公司 一种多工位3d曲面玻璃同步抛光研磨装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103659575B (zh) 研磨方法及研磨装置
US5931725A (en) Wafer polishing machine
US6419567B1 (en) Retaining ring for chemical-mechanical polishing (CMP) head, polishing apparatus, slurry cycle system, and method
US6290584B1 (en) Workpiece carrier with segmented and floating retaining elements
US6579151B2 (en) Retaining ring with active edge-profile control by piezoelectric actuator/sensors
US6267643B1 (en) Slotted retaining ring for polishing head and method of using
JPH1058315A (ja) 研磨装置及び研磨方法
KR20060024369A (ko) 마이크로피처 공작물의 기계적 및/또는 화학-기계적 연마를위한 시스템 및 방법
JP2003224095A (ja) 化学機械研磨装置
CN101262981A (zh) 抛光方法和抛光装置以及用于控制抛光装置的程序
TW567115B (en) Method and apparatus for controlling CMP pad surface finish
CN116061083A (zh) 一种化学机械抛光装置和抛光方法
US20030027505A1 (en) Multiport polishing fluid delivery system
US6203408B1 (en) Variable pressure plate CMP carrier
US6640155B2 (en) Chemical mechanical polishing apparatus and methods with central control of polishing pressure applied by polishing head
EP1075896A2 (en) Apparatus and method of grinding a semiconductor wafer surface
US6648731B2 (en) Polishing pad conditioning apparatus in chemical mechanical polishing apparatus
JP2005510368A (ja) 研磨ベルトのためのサポート
KR20030029119A (ko) 기판의 화학적 기계 폴리싱 장치 및 방법
US20060148384A1 (en) Polishing apparatus, method of manufacturing semiconductor device using the same, and semiconductor device manufactured by this method
US7033250B2 (en) Method for chemical mechanical planarization
JP3575944B2 (ja) 研磨方法、研磨装置および半導体集積回路装置の製造方法
KR20020092407A (ko) 웨이퍼 연마 방법
JP3902715B2 (ja) ポリッシング装置
CN115135449A (zh) 可变形的基板卡盘

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20040930

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20041013

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20041220

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20050207