【手続補正書】
【提出日】平成15年8月13日(2003.8.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハ研磨装置であって、
該研磨装置の要素を支持するためのベースと、
研磨パッドをその上に有し、該ベース上に載置されてターンテーブルと研磨パッドとに垂直な軸の周りで該ターンテーブルと該研磨パッドとを該ベースに対して回転させるターンテーブルであって、該研磨パッドが、ウエハの表面と噛合って該ウエハの表面を研磨するワーク表面を含む該ターンテーブルと、
該ベースに載置され、該ターンテーブルの該軸に実質的に平行な軸周りの回転運動を与える駆動メカニズムと、
該駆動メカニズムに接続されて回転する研磨ヘッドであって、該ウエハの表面が該研磨パッドの該ワーク表面と噛合うように、少なくとも一のウエハを保持するように取り付けられた該研磨ヘッドと、
該研磨ヘッドを該駆動メカニズムに載せ、該研磨ヘッドが該研磨パッドに噛合った状態で該ウエハを保持する場合に、該ウエハの表面と該ワーク表面とのインターフェイスより下部の、該ターンテーブルを含む該インターフェイスの側のジンバルポイントの周りで該研磨ヘッドをピボット運動させる球状ベアリングアセンブリであって、これにより、該ウエハの表面を連続的に自己整合させて、該ウエハの表面にかかる研磨圧力を均等にし、一方、該駆動メカニズムにより該研磨ヘッドを回転させ、該表面と該ワーク表面とが半導体ウエハのより均一な研磨のために平坦な噛合わせに維持されるウエハ研磨装置。
【請求項２】
上記駆動メカニズムと上記研磨ヘッドとの間の半硬質の接続部であって、上記駆動メカニズムから上記研磨ヘッドに回転力を伝達し、該研磨ヘッドと駆動メカニズムとを結合させて回転させる一方、該駆動メカニズムに対して該球状ベアリングアセンブリの周りで該研磨ヘッドを自在にピボット運動させる該接続部を更に含む請求項１に記載のウエハ研磨装置。
【請求項３】
上記駆動メカニズムが、上記ターンテーブルの回転速度の約４０％から約７０％の回転速度で上記研磨ヘッドを駆動させる請求項２に記載のウエハ研磨装置。
【請求項４】
上記半硬質の接続部が、上記駆動メカニズムと上記研磨ヘッドとを間の可撓性のある接続部を含み、該可撓性のある接続部が、該駆動メカニズムと該研磨ヘッドとに取り付けられたトルク伝達ブートを更に含み、これにより、上記球状ベアリングアセンブリの周りで、該研磨ヘッドを該駆動メカニズムに対してピボット運動させ、該駆動メカニズムから該研磨ヘッドに回転を伝達する請求項２に記載のウエハ研磨装置。
【請求項５】
上記球状ベアリングアセンブリが、上部ベアリング部材、下部ベアリング部材、および複数のボールベアリングを更に含み、該ボールベアリングが、該上部ベアリング部材と該下部ベアリング部材とに噛合ってこれらの部材の間で相対運動することにより、該研磨ヘッドが該駆動メカニズムに対してピボット運動をする請求項４に記載のウエハ研磨装置。
【請求項６】
上記上部ベアリング部材と上記下部ベアリング部材が、球状のベアリング表面を有し、各球状ベアリング表面の中心が上記ジンバルポイントに相当し、各表面の垂線が、該ジンバルポイントを通る請求項５に記載のウエハ研磨装置。
【請求項７】
上記半硬質接続部が、上記研磨ヘッドに取り付けられ、上記駆動メカニズムの少なくとも一つの放射状のスロットを通る、少なくとも一つのショルダーボルトを更に含み、該放射状のスロットが該ボルトよりやや大きく、該駆動メカニズムが回転した場合に、該放射状のスロットが該ショルダーボルトと噛合って該研磨ヘッドの回転を生じさせる一方、上記上部円錐状シートと上記下部球状ピボットが互いに僅かに移動でき、より均一な研磨と該駆動メカニズムから該研磨ヘッドへの連続した回転の伝達を可能とする請求項２に記載のウエハ研磨装置。
【請求項８】
上記研磨ヘッドに載置された膜であって、ウエハと噛合って該ウエハを該研磨ヘッドに載せる外部表面と、該研磨ヘッドに面する該外部表面と対向する内部表面とを有する該膜を更に含む請求項７に記載のウエハ研磨装置。
【請求項９】
上記膜の上記内部表面と上記研磨ヘッドとの間に形成されたキャビティと流体で接続された真空源を更に含み、該膜がその中に形成された少なくとも一の孔を有し、該キャビティが真空に引かれた場合に、該膜は該膜の上に向って該ウエハを引いて該ウエハを保持し、更に該膜は該ウエハが上記ワーク表面と噛合った場合に該ウエハを保持し、これにより、空気が該キャビティに導入されて真空を排除し、該キャビティ中で均一な空気圧を供給して該ワーク表面に対して該ウエハ表面を均一に押しつける請求項８に記載のウエハ研磨装置。
【請求項１０】
上記研磨ヘッドに取り付けられた固定具であって、該研磨ヘッドから上記ウエハ及び研磨中に該ウエハを固定する膜まで延びた該固定具を更に含む請求項９のウエハ研磨装置。
【請求項１１】
上記球状のベアリングアセンブリが、上記駆動メカニズムに取り付けられ共に回転する上部円錐シートと、上記研磨ヘッド上に固定された下部球状ピボットとを更に含み、該下部球状ピボットが該上部円錐シートと噛合って、該駆動メカニズムに対して該研磨ヘッドがピボット運動し、該下部球状ピボットが上方に向った球状表面を有し、該球状表面に垂直な全ての線が該ジンバルポイントを通る請求項１０に記載のウエハ研磨装置。
【請求項１２】
共に上記研磨ヘッドに取り付けられた硬いバッキングプレートと固定具とを更に含み、該バッキングプレートは、上記ウエハの均一研磨のために該ウエハ表面全体に均一な圧力が加わるように取り付けられ、該固定具は、研磨中に該ウエハを保持するために該研磨ヘッドから該バッキング表面の下方まで延びた請求項７に記載のウエハ研磨装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
【図１】従来のウエハ研磨装置の概略的な側面図である。
【図１Ａ】無汚染ブース内部にある、図１のウエハ研磨装置の模式的な側面図である。
【図１Ｂ】本発明のウエハ研磨装置の、概略的な側面図と部分断面である。
【図２】ウエハ研磨装置の拡大、断片概略図であって、その研磨ヘッドの断面を示す。
【図２Ａ】異なる研磨ヘッド回転速度の、ウエハが研磨パッド上の各点を移動する全直線距離の比較を示すグラフである。
【図３】本発明の研磨ヘッドの第２の具体例の拡大、断片断面図である。
【図４】本発明の研磨ヘッドの第３の具体例の拡大、断片断面図である。
【図４Ａ】ウエハカセットの斜視図である。
【図５】サイトに分割された２００ミリメータ（７．９インチ）直径のウエハの概略図である。
【図６】従来のウエハ研磨装置上で研磨されたウエハの組の、各ウエハの不完全サイトの最大ＳＦＱＲ値を示すグラフである。
【図７】本発明のウエハ研磨装置上で研磨されたウエハの組の、各ウエハの不完全サイトの最大ＳＦＱＲ値を示すグラフである。
【図８】従来のウエハ研磨装置上で研磨されたウエハの組の、各ウエハの不完全サイトの最大ＳＦＱＲ値の平均を示すグラフである。
【図９】本発明のウエハ研磨装置上で研磨されたウエハの組の、各ウエハの不完全サイトの最大ＳＦＱＲ値の平均を示すグラフである。
【図１０】直径２００ミリメータ（７．９インチ）のウエハの概略図であって、焦点を合わせた全てのサイトから焦点の合わない不完全サイトへの、リソグラフィ装置の移動を示す。
【図１１】従来のウエハ研磨装置で研磨された各ウエハの、不完全サイトの外部リングの各サイトのＳＦＱＲ値の平均と、隣接した完全サイトの内部リングの各サイトのＳＦＱＲ値の平均との間のばらつきを示すグラフである。
【図１２】本発明のウエハ研磨装置で研磨された各ウエハの、不完全サイトの外部リングの各サイトのＳＦＱＲ値の平均と、隣接した完全サイトの内部リングの各サイトのＳＦＱＲ値の平均との間のばらつきを示すグラフである。
【図１３】従来のウエハ研磨装置で研磨された各ウエハの、不完全サイトの外部リングの各サイトのＳＦＱＲ値の平均と、隣接した完全サイトの内部リングの各サイトのＳＦＱＲ値の平均との間のばらつきを示すグラフである。
【図１４】本発明のウエハ研磨装置で研磨された各ウエハの、不完全サイトの外部リングの各サイトのＳＦＱＲ値の平均と、隣接した完全サイトの内部リングの各サイトのＳＦＱＲ値の平均との間のばらつきを示すグラフである。
【図１５】従来のウエハ研磨装置で研磨された各ウエハの、不完全サイトの最大ＳＦＱＲ値と、完全サイトの最大ＳＦＱＲ値との間の、パーセントで表したばらつきを示すグラフである。
【図１６】本発明のウエハ研磨装置で研磨された各ウエハの、不完全サイトの最大ＳＦＱＲ値と、完全サイトの最大ＳＦＱＲ値との間の、パーセントで表したばらつきを示すグラフである。  図面の多くの図を通して、同じ参照符号は同じ部分を示す。