【手続補正書】
【提出日】平成17年3月28日(2005.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】試料保持装置、試料研磨装置、及び化学機械研磨方法
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学機械研磨される試料をその一面に保持し、この保持面と略直交する軸回りに回転する回転基台に取り付けられた保持定盤を備える試料保持装置において、
前記保持定盤の内部に、その中心部から外縁部に向けて渦巻き状をなして形成された媒体流路と、
該媒体流路に冷却媒体を給排する媒体給排手段とを具備することを特徴とする試料保持装置。
【請求項２】
化学機械研磨される試料をその一面に保持し、この保持面と略直交する軸回りに回転する回転基台に取り付けられた保持定盤を備える試料保持装置において、
前記保持定盤の内部に形成された媒体流路と、
該媒体流路に冷却媒体を給排する媒体給排手段とを具備し、
前記媒体流路は、保持定盤に保持された試料の全面に亘って略均等な温度分布が得られるように冷却媒体を周方向へ流せる流路形状にしてあることを特徴とする試料保持装置。
【請求項３】
前記保持定盤は、その回転軸に対して所定角度内での傾倒自在に前記回転基台に取り付けてある請求項１又は請求項２記載の試料保持装置。
【請求項４】
前記媒体流路に供給される冷却媒体の温度を制御する媒体温度制御手段を備える請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の試料保持装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の試料保持装置と、
該試料保持装置の保持定盤の回転軸と略平行をなす軸回りに回転する研磨定盤と、
該研磨定盤の一面に支持され、前記保持定盤の保持面に保持させた試料に押し当てられる研磨パッドと、
該研磨パッドと前記試料との間に研磨スラリを供給するスラリ供給手段とを具備し、
前記試料を、保持定盤及び／又は研磨定盤の回転により研磨スラリを介して研磨パッドに摺接せしめて化学機械研磨する構成としてあることを特徴とする試料研磨装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の試料保持装置と、
該試料保持装置の保持定盤の回転軸と略平行をなす軸回りに回転する研磨定盤と、
該研磨定盤の一面に支持され、前記保持定盤の保持面に保持させた試料に押し当てられる研磨パッドとを具備し、
前記試料を、均等な接触圧にて前記研磨パッドに摺接せしめて保持定盤及び／又は研磨定盤の回転により化学機械研磨する構成としてあることを特徴とする試料研磨装置。
【請求項７】
前記保持定盤に形成された媒体流路内での前記冷却媒体の流れ方向を、中心部から外縁部へ向かう方向と、外縁部から中心部へ向かう方向とに切り換える流路切換え手段を備える請求項５又は請求項６記載の試料研磨装置。
【請求項８】
研磨済み又は研磨途中の試料の研磨量を、その中央部及び周辺部を含めた複数か所にて測定する膜厚計と、該膜厚計の測定結果に基づいて前記流路切換え手段に切換え動作を行わせる制御手段とを備える請求項７記載の試料研磨装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記膜厚計により測定された試料の中央部の研磨量が周辺部の研磨量よりも大きい場合、前記冷却媒体の流れ方向を中心部から外縁部へ向かう方向に切換え、
中央部での研磨量が周辺部での研磨量よりも小さい場合、前記冷却媒体の流れ方向を外縁部から中心部へ向かう方向に切り換える構成としてある請求項８記載の試料研磨装置。
【請求項１０】
前記膜厚計による研磨量の測定を、所定数の試料の研磨終了毎に、製品試料に対して行う請求項８又は請求項９記載の試料研磨装置。
【請求項１１】
前記膜厚計による研磨量の測定を、所定数の試料の研磨終了毎に供給される測定用試料に対して行う請求項８又は請求項９記載の試料研磨装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の試料保持装置で試料を保持する工程と、
該試料保持装置の保持定盤の回転軸と略平行をなす軸回りに回転可能な研磨定盤の一面に研磨パッドを支持する工程と、
前記試料が均等な接触圧で摺接するように、前記研磨パッドを前記試料に押し当てる工程と、
前記試料保持装置の媒体流路に冷却媒体を流しながら保持定盤及び／又は研磨定盤を回転して前記試料を化学機械研磨する工程とを具備することを特徴とする化学機械研磨方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、その表面を化学機械研磨される半導体基板等の試料を保持する試料保持装置、並びにこの試料保持装置を用いた試料研磨装置及び化学機械研磨方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、半導体基板等の試料の研磨面に可及的に均一な温度分布を実現し、また試料の研磨面を研磨パッドに両者間の平行度の狂いの如何に拘わらず均等な接触圧にて摺接させて、全面に亘って可及的に均一な研磨レートでの化学機械研磨を可能とする試料保持装置、試料研磨装置及び化学機械研磨方法を提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る試料保持装置は、化学機械研磨される試料をその一面に保持し、この保持面と略直交する軸回りに回転する回転基台に取り付けられた保持定盤を備える試料保持装置において、前記保持定盤の内部に、その中心部から外縁部に向けて渦巻き状をなして形成された媒体流路と、該媒体流路に冷却媒体を給排する媒体給排手段とを具備することを特徴とする。
また、本発明に係る試料保持装置は、化学機械研磨される試料をその一面に保持し、この保持面と略直交する軸回りに回転する回転基台に取り付けられた保持定盤を備える試料保持装置において、前記保持定盤の内部に形成された媒体流路と、該媒体流路に冷却媒体を給排する媒体給排手段とを具備し、前記媒体流路は、保持定盤に保持された試料の全面に亘って略均等な温度分布が得られるように冷却媒体を周方向へ流せる流路形状にしてあることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
また本発明に係る試料研磨装置は、前述した構成の試料保持装置と、該試料保持装置の保持定盤の回転軸と略平行をなす軸回りに回転する研磨定盤と、該研磨定盤の一面に支持され、前記保持定盤の保持面に保持させた試料に押し当てられる研磨パッドと、該研磨パッドと前記試料との間に研磨スラリを供給するスラリ供給手段とを具備し、前記試料を、保持定盤及び／又は研磨定盤の回転により研磨スラリを介して研磨パッドに摺接せしめて化学機械研磨する構成としてあることを特徴とする。
更に、本発明に係る試料研磨装置は、前述した構成の試料保持装置と、該試料保持装置の保持定盤の回転軸と略平行をなす軸回りに回転する研磨定盤と、該研磨定盤の一面に支持され、前記保持定盤の保持面に保持させた試料に押し当てられる研磨パッドとを具備し、前記試料を、均等な接触圧にて前記研磨パッドに摺接せしめて保持定盤及び／又は研磨定盤の回転により化学機械研磨する構成としてあることを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
この発明においては、膜厚計による研磨量の測定を、所定数の試料の研磨終了毎に最終的に研磨された製品試料に対して実施し、この結果に基づく冷却媒体の流れ方向の切換えが頻繁に行われることを防止する。また膜厚計による研磨量の測定を、例えば、研磨面に凹凸がなく単純な形状を有する測定用試料に対して実施し、正確な研磨量の測定結果を得て、この結果に基づく冷却媒体の流れ方向の切換えを確実に行わせる。
また、本発明に係る化学機械研磨方法は、前述した構成の試料保持装置で試料を保持する工程と、該試料保持装置の保持定盤の回転軸と略平行をなす軸回りに回転可能な研磨定盤の一面に研磨パッドを支持する工程と、前記試料が均等な接触圧で摺接するように、前記研磨パッドを前記試料に押し当てる工程と、前記試料保持装置の媒体流路に冷却媒体を流しながら保持定盤及び／又は研磨定盤を回転して前記試料を化学機械研磨する工程とを具備することを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
更に本発明に係る試料研磨装置及び化学機械研磨方法においては、前述した構成の試料保持装置に保持され、均等な温度分布を有する試料を均等な接触圧にて研磨パッドに摺接させることができ、全面に亘って均一な研磨レートでの化学機械研磨を実現することができる。