【手続補正書】
【提出日】平成21年10月9日(2009.10.9)
【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】
基板を保持する基板保持部と、基板を載置する基板載置部と該基板載置部を昇降させる昇降部を有する基板受け渡し部とを有する研磨装置であって、
前記基板受け渡し部は、前記基板保持部で保持された基板と該基板保持部との間に高圧流体を噴射して基板を前記基板保持部から離脱させる高圧流体路を有することを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
前記基板受け渡し部は、前記高圧流体路の周囲に、噴射された高圧流体の飛散防止用のカバーを有することを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
【請求項３】
前記基板保持部は、前記基板保持部から前記基板載置部へ基板を受け渡す際に、前記基板保持部の前記基板に当接する当接面から、前記基板に加圧流体を供給することを特徴とする請求項１又は２記載の研磨装置。
【請求項４】
前記基板保持部は、前記基板を保持する基板保持部本体と、前記基板に当接する当接面を有する弾性パッドと、該弾性パッドを支持する支持部材とを備え、
前記弾性パッドは開口部を有し、
前記開口部に流体又は真空を供給する供給源を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記支持部材の下面に前記弾性パッドに当接する弾性膜を有した当接部材を取付け、
前記弾性パッドと前記支持部材との間に形成される空間の内部には、前記当接部材の内部に形成される第１の圧力室と該当接部材の外部に形成される第２の圧力室とを有し、
前記基板保持部本体と前記支持部材との間に形成される空間に第３の圧力室を有し、
前記供給源は、前記当接部材の内部に形成される第１の圧力室と、前記当接部材の外部に形成される第２の圧力室と、前記第３の圧力室にそれぞれ流体又は真空を独立に供給することが可能であることを特徴とする請求項４記載の研磨装置。
【請求項６】
前記基板保持部は、前記基板に当接する当接面を有するメンブレンと該メンブレンで区画形成される圧力室を有し、前記基板保持部から前記基板載置部へ基板を受け渡す際に、前記圧力室に加圧流体を供給し前記メンブレンを膨らますことで基板の周縁部と該メンブレンとの間に形成される隙間に向けて前記高圧流体を供給することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の研磨装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明は、基板を保持する基板保持部と、基板を載置する基板載置部と該基板載置部を昇降させる昇降部を有する基板受け渡し部とを有する研磨装置であって、前記基板受け渡し部は、前記基板保持部で保持された基板と該基板保持部との間に高圧流体を噴射して基板を前記基板保持部から離脱させる高圧流体路を有することを特徴とするものである。
本発明によれば、基板保持部から基板受け渡し部に基板を渡す際に、高圧流体路から高圧流体を基板保持部の基板保持面と基板との間に噴射し、この高圧流体の圧力によって基板を基板保持部から引き剥がすことができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の一態様によれば、前記基板受け渡し部は、前記高圧流体路の周囲に、噴射された高圧流体の飛散防止用のカバーを有する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明の一態様によれば、前記基板保持部は、前記基板を保持する基板保持部本体と、前記基板に当接する当接面を有する弾性パッドと、該弾性パッドを支持する支持部材とを備え、前記弾性パッドは開口部を有し、前記開口部に流体又は真空を供給する供給源を有する。
本発明の一態様によれば、前記支持部材の下面に前記弾性パッドに当接する弾性膜を有した当接部材を取付け、前記弾性パッドと前記支持部材との間に形成される空間の内部には、前記当接部材の内部に形成される第１の圧力室と該当接部材の外部に形成される第２の圧力室とを有し、前記基板保持部本体と前記支持部材との間に形成される空間に第３の圧力室を有し、前記供給源は、前記当接部材の内部に形成される第１の圧力室と、前記当接部材の外部に形成される第２の圧力室と、前記第３の圧力室にそれぞれ流体又は真空を独立に供給することが可能である。
本発明の一態様によれば、前記基板保持部は、前記基板に当接する当接面を有するメンブレンと該メンブレンで区画形成される圧力室を有し、前記基板保持部から前記基板載置部へ基板を受け渡す際に、前記圧力室に加圧流体を供給し前記メンブレンを膨らますことで基板の周縁部と該メンブレンとの間に形成される隙間に向けて前記高圧流体を供給する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
以下、本発明に係る研磨装置について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、研磨装置の全体構成を示す断面図である。図１に示すように、基板保持部を構成するトップリング１の下方には、上面に研磨パッド１０１を貼付した研磨テーブル１００が設置されている。また、研磨テーブル１００の上方には研磨液供給ノズル１０２が設置されており、この研磨液供給ノズル１０２によって研磨テーブル１００上の研磨パッド１０１上に研磨液Ｑが供給されるようになっている。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
以下、基板保持部を構成するトップリング１についてより詳細に説明する。
図２は、トップリング１を示す縦断面図、図３は図２に示すトップリング１の底面図である。
図２に示すように、基板保持部を構成するトップリング１は、内部に収容空間を有する円筒容器状のトップリング本体２と、トップリング本体２の下端に固定されたリテーナリング３とを備えている。トップリング本体２は金属やセラミックス等の強度及び剛性が高い材料から形成されている。また、リテーナリング３は、剛性の高い樹脂材又はセラミックス等から形成されている。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
なお、加圧シート７がゴムなどの弾性体である場合に、加圧シート７をリテーナリング３とトップリング本体２との間に挟み込んで固定した場合には、弾性体としての加圧シート７の弾性変形によってリテーナリング３の下面において好ましい平面が得られなくなってしまう。従って、これを防止するため、この例では、別部材として加圧シート支持部２ｂを設けて、これをトップリング本体２のハウジング部２ａと加圧シート支持部２ｂとの間に挟み込んで固定している。なお、特願平８−５０９５６（特開平９−１６８９６４）や特願平１１−２９４５０３に記載されているように、リテーナリング３をトップリング本体２に対して上下動可能としたり、リテーナリング３をトップリング本体２とは独立に押圧可能な構造としたりすることもでき、このような場合には、必ずしも上述した加圧シート７の固定方法が用いられるとは限らない。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
弾性パッド４とサブキャリアプレート６との間に形成される空間の内部には、弾性パッド４に当接する当接部材としてのセンターバッグ８（中心部当接部材）及びリングチューブ９（外側当接部材）が設けられている。この例においては、図２及び図３に示すように、センターバッグ８はサブキャリアプレート６の下面の中心部に配置され、リングチューブ９はこのセンターバッグ８の周囲を取り囲むようにセンターバッグ８の外側に配置されている。なお、弾性パッド４、センターバッグ８及びリングチューブ９は、加圧シート７と同様に、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ポリウレタンゴム、シリコンゴム等の強度及び耐久性に優れたゴム材によって形成されている。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
弾性パッド４には、図３に示すように複数の開口部４１が設けられている。そして、センターバッグ８とリングチューブ９との間の開口部４１から露出するようにサブキャリアプレート６から下方に突出する内周部吸着部６１が設けられており、また、リングチューブ９の外側の開口部４１から露出するように外周部吸着部６２が設けられている。この例においては、弾性パッド４には８個の開口部４１が設けられ、各開口部４１に吸着部６１及び６２が露出するように設けられている。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
半導体ウェハＷの周縁部に起こる縁だれは、リテーナリング３の押圧力を制御することにより防止することができる。また、半導体ウェハＷの周縁部において研磨すべき薄膜の膜厚に大きな変化がある場合には、リテーナリング３の押圧力を意図的に大きく、あるいは、小さくすることで、半導体ウェハＷの周縁部の研磨レートを制御することができる。なお、上記各圧力室２２〜２５に加圧流体を供給すると、サブキャリアプレート６は上方向の力を受けるので、この例では、圧力室２１には流体路３１を介して圧力流体を供給し、各圧力室２２〜２５からの力によりサブキャリアプレート６が上方に持ち上げられるのを防止している。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
以上説明したように、圧力室２２，２３、センターバッグ８の内部の圧力室２４、及びリングチューブ９の内部の圧力室２５の圧力を独立に制御することにより半導体ウェハに対する押圧力を制御することができる。更に、この例によれば、センターバッグ８及びリングチューブ９の位置や大きさなどを変更することによって、押圧力の制御を行なう範囲を簡単に変更することができる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
エアシリンダ１３６はショックキラー１５２に当たるまで動作し続けるが、ガイドステージ１３１はトップリングガイド１３７の上段部１３８がガイドリング１５７の下面に接触して固定されているため、エアシリンダ１３６は圧縮ばね１４８の反発力に打勝ってスプラインシャフト１３２をエアシリンダ１３５ごと押し上げ、プッシュステージ１３３を上昇させる。このとき、図６（ｅ）に示すように、プッシュステージ１３３はトップリングガイド１３７の下段１３９の半導体ウェハ保持部より高い位置になることはない。この例では、シリンダ１３６はトップリングガイド１３７がガイドリング１５７に接触したところから更にストロークするように設定されている。このときの衝撃はばね１４８によって吸収される。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
図５および図６に示すプッシャは、トップリングからプッシャに研磨後の半導体ウェハを渡す際に、半導体ウェハをトップリングから確実に離脱させて半導体ウェハに衝撃を与えることなくプッシャに渡すことができる機構を備えている。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
次に、上述の機構を備えたプッシャを図７乃至図１９を参照して説明する。
図７乃至図９は、他のプッシャを示す図であり、図７はプッシャの模式的断面図であり、図８は吸着パッドの詳細構造を示す概略断面図である。図７においては、プッシャ１３０の要部のみ図示されており、ガイドステージ１３１、トップリングガイド１３７、プッシュステージ１３３、プッシュステージ１３３を昇降させるシャフト１３２、および中空シャフト１６０が図示されている。図７に示すように、プッシュステージ１３３の上面には、吸着部を構成する１又は複数の吸着パッド２００が設けられている。図８に示すように、吸着パッド２００は、袋状の弾性体又は弾性膜２０１と、この袋状の弾性膜２０１の開放端を挟持する上下の部材からなる吸着パッド本体２０２とから構成されている。吸着パッド本体２０２の上面には、略半球状又はすり鉢状の凹部２０２ａが形成されている。そして、この凹部２０２ａと、この凹部２０２ａを覆う弾性膜（弾性体）２０１とで流体室２０９が形成されている。上下の部材からなる吸着パッド本体２０２の合わせ面には、シール用のＯリング２０３が介装されている。そして、吸着パッド本体２０２には、上面の凹部２０２ａに開口する連通孔２０４が設けられており、この連通孔２０４は管路２０５，２０６を介して真空源２０７及び加圧流体源２０８に接続されている。真空源２０７に接続される管路２０５にはバルブＶ１１が設けられ、加圧流体源２０８に接続される管路２０６にはバルブＶ１２が設けられている。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
以上説明したように、上記プッシャによれば、トップリング１からプッシャ１３０に半導体ウェハＷを渡す際に、プッシャ１３０に設けられた吸着パッド２００が半導体ウェハＷを吸着するため、トップリング１から半導体ウェハＷを確実に引き剥がすことができる。そして、この半導体ウェハのトップリングからの離脱時に、吸着パッドが半導体ウェハを吸着するため、この離脱時に加圧流体の噴出によって半導体ウェハが勢いよくプッシャ上に落下するというような事態を防止することができ、半導体ウェハに衝撃を与えることがない。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
図１０および図１１は、更に他のプッシャを示す図であり、図１０はプッシャの模式的断面図である。図１０においては、プッシャ１３０の要部のみ図示されており、ガイドステージ１３１、トップリングガイド１３７、プッシュステージ１３３、プッシュステージ１３３を昇降させるシャフト１３２、および中空シャフト１６０が図示されている。図１０に示すように、プッシュステージ１３３の上面は平坦に形成されている。そして、プッシュステージ１３３を昇降させるシャフト１３２及びプッシュステージ１３３には流体供給路２１０が形成されており、この流体供給路２１０は管路２１１を介して純水供給源２１２に接続されている。純水供給源２１２に接続される管路２１１にはバルブＶ１３が設けられている。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
以上説明したように、上記プッシャによれば、トップリング１からプッシャ１３０に半導体ウェハＷを渡す際に、プッシュステージ１３３の上面に薄い水膜を形成し、この水膜により半導体ウェハを吸着するため、トップリング１から半導体ウェハＷを確実に引き剥がすことができる。そして、この半導体ウェハのトップリングからの離脱時に、プッシュステージが水膜を介して半導体ウェハを吸着するため、この離脱時に加圧流体の噴出によって半導体ウェハが勢いよくプッシャ上に落下するというような事態を防止することができ、半導体ウェハＷに衝撃を与えることがない。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
図１２および図１３は、本発明に使用されるプッシャを示す図であり、図１２はプッシャの模式的断面図である。図１２においては、プッシャ１３０の要部のみ図示されており、ガイドステージ１３１、トップリングガイド１３７、プッシュステージ１３３、プッシュステージ１３３を昇降させるシャフト１３２、および中空シャフト１６０が図示されている。図１２に示すように、トップリングガイド１３７には、高圧流体路を構成する１又は複数のノズル２２０が設けられており、このノズル２２０は管路２２１を介して加圧流体源２２２に接続されている、加圧流体源２２２に接続される管路２２１にはバルブＶ１４が設けられている。加圧流体源２２２は、高圧の純水、または窒素と純水等の２種以上の液体と気体からなる高圧の混合流体を供給することができるようになっている。またノズル２２０の周囲に、噴射された高圧の流体の飛散防止用のカバーが設けられている（図示せず）。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
図１４および図１５は、更に他のプッシャを示す図であり、図１４はプッシャの模式的断面図である。図１４においては、プッシャ１３０の要部のみ図示されており、ガイドステージ１３１、トップリングガイド１３７、プッシュステージ１３３、プッシュステージ１３３を昇降させるシャフト１３２、および中空シャフト１６０が図示されている。図１４に示すように、トップリングガイド１３７には、１又は複数の半導体ウェハ引き剥がし用のチャック機構２３０が設けられている。チャック機構２３０は、ピン２３１を介してトップリングガイド１３７に揺動可能に支持されたリンク２３２と、リンク２３２の下端に接続されたエアシリンダ２３３とから構成されている。リンク２３２の先端２３２ａは先細状になっていて、トップリング側のメンブレン（弾性パッド）４と半導体ウェハＷとの間に入り込みやすいようになっている。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
以上説明したように、上記プッシャによれば、トップリングからプッシャに半導体ウェハを渡す際に、圧力室２２〜２５の全て又は一部に加圧流体を供給してメンブレンを膨らませるとともに、圧力室２１に加圧流体を供給してサブキャリアプレート６を下方に移動させることにより、半導体ウェハＷをリテーナリング下端より下方に突き出し、かつ半導体ウェハＷの周縁部とメンブレンとの間に隙間を形成し、この状態でエアシリンダ２３３を作動させてリンク２３２の先端部２３２ａをトップリング側のメンブレンと半導体ウェハＷとの間に入り込ませ、半導体ウェハＷをトップリング１から強制的に引き剥がすことができる。半導体ウェハＷをトップリング１から引き剥がすときには、半導体ウェハＷの下端面とプッシュステージ１３３との間にはごく僅かな隙間しか空いていないため、半導体ウェハＷが勢いよくプッシャ１３０上に落下するということはない。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
図１６は、図１４に示すプッシャの変形例を示す模式的断面図である。この例の半導体ウェハ引き剥がし用のチャック機構２４０は、ピン２４１を介してトップリングガイド１３７に半径方向に移動可能に支持されたリンク２４２と、リンク２４２の下端に連結されたエアシリンダ２４３とから構成されている。リンク２４２の先端２４２ａは凹状になっていて、半導体ウェハＷの端面を把持できるようになっている。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９１】
以上説明したように、上記各プッシャによれば、トップリングからプッシャに半導体ウェハを渡す際に、圧力室２２〜２５の全て又は一部に加圧流体を供給してメンブレンを膨らませるとともに、圧力室２１に加圧流体を供給してサブキャリアプレートを下方に移動させることにより、半導体ウェハＷをリテーナリング下端より下方に突き出し、かつ半導体ウェハＷの周縁部とメンブレンとの間に隙間を形成し、この状態でエアシリンダ２４３を作動させてリンク２４２の先端部２４２ａをトップリング側のメンブレンと半導体ウェハＷとの間に入り込ませ、半導体ウェハＷをトップリングから強制的に引き剥がすことができる。半導体ウェハＷをトップリング１から引き剥がすときには、半導体ウェハＷの下端面とプッシュステージ１３３との間にはごく僅かな隙間しか空いていないため、半導体ウェハＷが勢いよくプッシャ１３０上に落下するということはない。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
図１８および図１９は、更に他のプッシャを示す図であり、図１８はプッシャの模式的断面図である。図１８においては、プッシャ１３０の要部のみ図示されており、ガイドステージ１３１、トップリングガイド１３７、プッシュステージ１３３、プッシュステージ１３３を昇降させるシャフト１３２、および中空シャフト１６０が図示されている。図１８に示すように、プッシャ１３０の半径方向外側に桶２５０が設けられている。円筒容器状の桶２５０は、プッシャ１３０のシャフト１３２と同心状に設置されており、桶２５０の円筒状部２５０ａはプッシャ１３０の外径より大きく形成され、桶２５０の底部２５０ｂには開口２５０ｃが設けられている。桶２５０は管路２５１を介して純水源２５２に接続されており、管路２５１にはバルブＶ１６が設けられている。また、桶２５０の底部２５０ｂにはドレン管２５３が設けられており、ドレン管２５３にはバルブＶ１７が設けられている。そして、桶２５０の底部２５０ｂにはエアシリンダ２５４が連結されており、このエアシリンダ２５４により桶２５０は昇降可能になっている。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
この例においては、トップリング１からプッシャ１３０へ半導体ウェハＷが受け渡される際には、半導体ウェハＷは純水中に浸されているため、半導体ウェハＷに付着した研磨屑やスラリー（研磨液）等が除去され、半導体ウェハの洗浄も同時になされる。その後、ドレン管２５３のバルブＶ１７を開くことにより、桶２５０内から純水を排出し、この純水の排出後にエアシリンダ２５４を作動させて桶２５０を下降させ、半導体ウェハの受け渡し動作が終了する。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９６】
以上説明したように、上記プッシャによれば、桶に溜められた純水により、トップリングに保持された半導体ウェハとトップリングの半導体ウェハ保持面間に水が浸入し、トップリングと半導体ウェハの密着状態を解除することができ、半導体ウェハＷをトップリング１から引き剥がすことができる。そして、この半導体ウェハＷのトップリング１からの離脱時に、プッシュステージ１３３と半導体ウェハＷとの間には水が介在しているため、この離脱時に加圧流体の噴出によって勢いよくプッシャ上に落下するというような事態を防止することができる。
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９８】
【図１】研磨装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】トップリングを示す縦断面図である。
【図３】図２に示すトップリングの底面図である。
【図４】プッシャとトップリングとリニアトランスポータとの関係を示す斜視図である。
【図５】プッシャの詳細構造を示す縦断面図である。
【図６】図６（ａ）乃至図６（ｅ）はプッシャの動作の説明に付する図である。
【図７】他のプッシャを示す模式的断面図である。
【図８】吸着パッドの詳細構造を示す概略断面図である。
【図９】図９（ａ）乃至図９（ｄ）は、図７に示すプッシャの動作の説明に付する図である。
【図１０】更に他のプッシャを示す模式的断面図である。
【図１１】図１１（ａ）乃至図１１（ｆ）は、図１０に示すプッシャの動作の説明に付する図である。
【図１２】本発明に使用されるプッシャを示す模式的断面図である。
【図１３】図１３（ａ）乃至図１３（ｃ）は、図１２に示すプッシャの動作の説明に付する図である。
【図１４】更に他のプッシャを示す模式的断面図である。
【図１５】図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、図１４に示すプッシャの動作の説明に付する図である。
【図１６】図１４に示すプッシャの変形例を示す模式的断面図である。
【図１７】図１７（ａ）乃至図１７（ｃ）は、図１６に示すプッシャの動作の説明に付する図である。
【図１８】更に他のプッシャを示す模式的断面図である。
【図１９】図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、図１８に示すプッシャの動作の説明に付する図である。