(57)【要約】【課題】従来のＣＭＰ装置３０では研磨パッド３２が上向きのためウェハー３７のかけらが研磨パッド３２の上に載ったままになる。そのためＣＭＰを進めてもスクラッチが消えない。従来のＣＭＰ装置３０、洗浄装置４０の両方とも大きな装置であるため、高価なクリーンルームの床を大きく占有してしまう。従来はＣＭＰ装置３０の故障・点検のさいは洗浄装置４０が遊んでしまい、洗浄装置４０の故障・点検のさいはＣＭＰ装置３０が遊んでしまう。【解決手段】本発明のＣＭＰ装置１０では、従来上向きだった研磨パッド１５を下向きにした。またＣＭＰ後のウェハー１３の洗浄機構を内蔵し、ウェハー１３の載せ替えをしないで洗浄・乾燥ができるようにした。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラリーを付着させた研磨パッドにウェハーをこすりつけて、前記ウェハーを化学的・機械的に研磨するＣＭＰ装置において、前記研磨パッドが下向きで、前記ウェハーが上向きの配置であることを特徴とするＣＭＰ装置。
【請求項２】
請求項１記載のＣＭＰ装置において、前記ウェハーのＣＭＰ後の洗浄装置が内蔵されていることを特徴とするＣＭＰ装置。
【請求項３】
請求項２記載のＣＭＰ装置において、前記洗浄装置の主要部が洗浄ノズル、洗浄水、ブラシであることを特徴とするＣＭＰ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）装置、特に洗浄装置を内蔵したコンパクトなＣＭＰ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来のＣＭＰ装置３０の主要部斜視図である。定盤３１の上に研磨パッド３２が貼り付けられている。定盤３１は熱膨張率の低いセラミック製、研磨パッド３２は数μｍ〜数十μｍの微細孔が無数にある発泡ポリウレタン製である。定盤３１の上方にはスラリーノズル３３があり、そこからスラリー３４が研磨パッド３２上に滴下されている。研磨ヘッド３５の下面にはバッキング材３６を介して半導体のウェハー３７が貼り付けられている。ウェハー３７は研磨ヘッド３５により一定の荷重で研磨パッド３２に押し付けられている。定盤３１は一定の速さで回転している。一方研磨ヘッド３５は一定の速さで回転しながら左右に往復運動をしている。したがってウェハー３７は研磨パッド３２の上で複雑な軌跡を描いて運動する。
【０００３】
研磨パッド３２上に滴下されたスラリー３４はウェハー３７と研磨パッド３２の間に入り込み薄く引き延ばされる。ウェハー３７表面の凸部分はスラリー３４の化学的・機械的研磨作用により削られていく。ウェハー３７の研磨くずは研磨パッド３２の微細孔に溜まっていく。そして最終的にウェハー３７の表面が平坦になる。
【０００４】
ＣＭＰが完了したウェハー３７の表面にはスラリー３４残り、研磨パッド３２くず、ウェハー３７の研磨くず、金属不純物（図示せず）などのコンタミネーションが付着している。そこでウェハー３７を図５の洗浄装置４０（主要部の斜視図）に移してコンタミネーションを洗い落とす。洗浄ヘッド４１の上にウェハー３７を載せ、洗浄ノズル４２から洗浄液４３をウェハー３７にかけながら、ＰＶＡスポンジのブラシ４４でこすってウェハー３７をきれいにする。洗浄ヘッド４１もブラシ４４も一定の速さで回転し、洗い残しがないようにする。洗浄液４３はコンタミネーションの種類により純水、アルカリまたは酸が使われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＣＭＰ装置３０ではウェハー３７にスクラッチ（線状の傷）が入ることがある。スクラッチの原因はスラリー３４ではなく、研磨パッド３２に付着したウェハー３７のかけらと考えられる。従来のＣＭＰ装置３０では研磨パッド３２が上向きのため、ウェハー３７のかけらがいつまでも研磨パッド３２の上に載ったままになる。したがってＣＭＰを進めても古いスクラッチは消えるが、新しいスクラッチが現われ、いつまでたってもスクラッチがなくならない。これが従来のＣＭＰ装置３０の第一の問題である。
【０００６】
図６は従来のＣＭＰ装置３０と洗浄装置４０の平面的なレイアウト図である。ＣＭＰ装置３０と洗浄装置４０がインターフェース５０をはさんで平面的に並んでいる。インターフェース５０の働きは、ＣＭＰ装置３０でＣＭＰの終わったウェハー３７を洗浄装置４０に送り込むことである。ＣＭＰ装置３０、洗浄装置４０の両方とも大きな装置であるため、このようなレイアウトにより高価なクリーンルームの床を大きく占有してしまう。これが従来のＣＭＰ装置３０の第二の問題である。
【０００７】
従来のＣＭＰ装置３０は洗浄装置４０と連結されているため、ＣＭＰ装置３０の故障・点検のさいは洗浄装置４０が遊んでしまい、洗浄装置４０の故障・点検のさいはＣＭＰ装置３０が遊んでしまう。そのため装置の稼動率が高くならない。これが従来のＣＭＰ装置３０の第三の問題である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のＣＭＰ装置では、従来上向きだった研磨パッドを下向きにした。これによりウェハーのかけらは研磨パッドから容易に脱落し、研磨パッドに長く残らないようになった。このためウェハーにスクラッチが付きにくくなり、たとえ付いても容易に消失するようになった。これが本発明のＣＭＰ装置の第一の特徴である。
【０００９】
また本発明のＣＭＰ装置ではＣＭＰ後のウェハーの洗浄機構を内蔵した。そしてウェハーの載せ替えをしないで洗浄・乾燥ができるようにした。これにより専用の洗浄装置とインターフェースが要らなくなった。その結果装置の占有する床面積が従来の約１／２になった。これが本発明のＣＭＰ装置の第二の特徴である。
【００１０】
本発明のＣＭＰ装置は各装置が単独で稼動するため、故障・点検で、ある装置が止まっても他の装置に何も影響しない。また複雑なインターフェースがないため故障が少ない。そのため設備管理がやりやすく装置の稼動率が高くできる。これが本発明のＣＭＰ装置の第三の特徴である。
【００１１】
請求項１記載の発明は、スラリーを付着させた研磨パッドにウェハーをこすりつけて、ウェハーを化学的・機械的に研磨するＣＭＰ装置において、研磨パッドが下向きで、ウェハーが上向きの配置であることを特徴とするＣＭＰ装置である。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のＣＭＰ装置において、ウェハーのＣＭＰ後の洗浄装置が内蔵されていることを特徴とするＣＭＰ装置である。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のＣＭＰ装置において、洗浄装置の主要部が洗浄ノズル、洗浄水、ブラシであることを特徴とするＣＭＰ装置である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のＣＭＰ装置１０の主要部斜視図である。ヘッド１１の上面にはバッキング材１２を介して半導体のウェハー１３が貼り付けられている。定盤１４の下面には研磨パッド１５が貼り付けられている。定盤１４は熱膨張率の低いセラミック製、研磨パッド１５は数μｍ〜数十μｍの微細孔が無数にある発泡ポリウレタン製である。定盤１４の下方にはスラリーノズル１６があり、そこからスラリー１７が研磨パッド１５上に吹き付けられる。ヘッド１１は一定の力で上昇し、その結果ウェハー１３は一定の圧力で研磨パッド１５に押し付けられる。定盤１４は一定の速さで回転する。一方ヘッド１１は一定の速さで回転しながら左右に往復運動をする。したがってウェハー１３は研磨パッド１５の上で複雑な軌跡を描いて運動する。
【００１５】
図２（ａ）は本発明のＣＭＰ装置１０でＣＭＰをおこなうときの主要部正面図、図２（ｂ）は本発明のＣＭＰ装置１０で、内蔵の洗浄機構で洗浄をおこなうときの主要部正面図である。研磨パッド１５に吹き付けられたスラリー１７はウェハー１３と研磨パッド１５の間に入り込み薄く引き延ばされる。ウェハー１３表面の凸部分はスラリー１７の化学的・機械的研磨作用により削られていく。ウェハー１３の研磨くずは研磨パッド１５の微細孔に溜まっていく。そして最終的にウェハー１３の表面が平坦になる。
【００１６】
研磨中にウェハー１３が欠けて、そのかけらが研磨パッド１５に付着することがある。従来のＣＭＰ装置３０ではウェハー３７のかけらがいつまでも研磨パッド３２上に残っていて、ウェハー３７の表面にスクラッチをつけていた。しかし本発明のＣＭＰ装置１０は従来と異なり研磨パッド１５が下向きである。そのためウェハー１３のかけらは容易に脱落し、研磨パッド１５に長く残らない。このためウェハー１３にスクラッチが付きにくく、たとえ付いても容易に消失する。これが本発明のＣＭＰ装置１０の第一の特徴である。
【００１７】
ＣＭＰが完了したウェハー１３の表面にはスラリー１７残り、研磨パッド１５くず、ウェハー１３の研磨くず、金属不純物（図示せず）などのコンタミネーションが付着している。そこでウェハー１３を洗浄しなければならない。このとき従来は専用の洗浄装置４０にウェハー３７を移していたが、本発明のＣＭＰ装置１０は洗浄機構を内蔵している。内蔵の洗浄機構の主要部は図２（ｂ）の洗浄ノズル１８、洗浄液１９、ブラシ２０である。したがって本発明のＣＭＰ装置１０では、別の洗浄装置４０にウェハー１３を移す必要がなく、ＣＭＰから洗浄完了まで一つの装置の中で一貫して自動的におこなえる。そのため専用の洗浄装置４０だけでなく、ウェハー１３の載せ替えのための複雑なインターフェース５０も要らない。このような複雑なインターフェース５０に故障・誤動作が多いことは周知のとおりである。
【００１８】
図２（ｂ）により本発明のＣＭＰ装置１０におけるウェハー１３の洗浄方法を説明する。ＣＭＰが終わったらウェハー１３の載ったヘッド１１を下げる。次に横から洗浄ノズル１８とブラシ２０がウェハー１３の上に出て来る。洗浄ノズル１８から洗浄液１９をウェハー１３にかけながら、ＰＶＡスポンジのブラシ２０でこすってウェハー１３をきれいにする。ヘッド１１もブラシ２０も一定の速さで回転し、洗い残しがないようにする。洗浄液１９はコンタミネーションの種類により純水、アルカリまたは酸が使われる。洗浄が終わったらヘッド１１を高速回転させてウェハー１３を遠心乾燥させる。
【００１９】
図３は本発明のＣＭＰ装置１０の平面的なレイアウト図である。ＣＭＰ装置の中に洗浄機構１８、１９、２０が内蔵されているため高価なクリーンルームの占有面積が従来の約１／２になる。これが本発明のＣＭＰ装置１０の第二の特徴である。
【００２０】
本発明のＣＭＰ装置１０は一台ずつ単独で稼動するため、故障・点検で、あるＣＭＰ装置１０が止まっても他のＣＭＰ装置１０に何も影響しない。また複雑なインターフェースがないため故障が少ない。そのため設備管理がやりやすく装置の稼動率が高くできる。これが本発明のＣＭＰ装置１０の第三の特徴である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明のＣＭＰ装置は研磨パッドが下向きであるため、ウェハーのかけらが容易に脱落し研磨パッドに残らない。このためウェハーにスクラッチが付きにくく、たとえ付いても容易に消失する。また洗浄機構が内蔵されているためクリーンルームの占有面積が従来の約１／２になる。さらに各装置が単独で稼動するため、故障・点検で、ある装置が止まっても他の装置に何も影響しない。また複雑なインターフェースがないため故障が少ない。そのため設備管理がやりやすく装置の稼動率を高くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＣＭＰ装置１０の主要部斜視図
【図２】本発明のＣＭＰ装置１０のＣＭＰ主要部正面図と内蔵の洗浄機構の主要部正面図
【図３】本発明のＣＭＰ装置１０の平面的なレイアウト図
【図４】従来のＣＭＰ装置３０の主要部斜視図
【図５】従来の洗浄装置４０の主要部の斜視図
【図６】従来のＣＭＰ装置３０と洗浄装置４０の平面的なレイアウト図
【符号の説明】
１０　本発明のＣＭＰ装置
１１　ヘッド
１２　バッキング材
１３　ウェハー
１４　定盤
１５　研磨パッド
１６　スラリーノズル
１７　スラリー
１８　洗浄ノズル
１９　洗浄液
２０　ブラシ
３０　従来のＣＭＰ装置
３１　定盤
３２　研磨パッド
３３　スラリーノズル
３４　スラリー
３５　研磨ヘッド
３６　バッキング材
３７　ウェハー
４０　従来の洗浄装置
４１　洗浄ヘッド
４２　洗浄ノズル
４３　洗浄液
４４　ブラシ
５０　従来のインターフェース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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