(57)【要約】本発明は、化学的機械的平面化および他の研磨（例えば、金属研磨および光学研磨）用の改良した平面化装置または研磨装置を提供する。代表的な実施形態では、物体を研磨する装置は、パッドを含み、該パッドは、研磨する該物体の標的面に設置される研磨面を有する。該パッドには、該物体に対して該パッドを移動して該物体の該標的面における該パッドの該研磨面の位置を変えるために、該パッドドライブ部材が接続されている。該パッドドライブ部材には、旋回点の周りで該ドライブ支持体に対して回転するために該パッドドライブ部材を支持するために、ドライブ支持体が移動可能に連結され、該旋回点は、研磨中にて、該物体の該標的面に実質的に配置されている。
2004518540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を研磨する装置であって、該装置は、以下：
パッドであって、研磨する該物体の標的面に設置される研磨面を有する、パッド；
パッドドライブ部材であって、該物体に対して該パッドを移動して該物体の該標的面における該パッドの該研磨面の位置を変えるために、該パッドに接続されている、パッドドライブ部材；
ドライブ支持体であって、旋回点の周りで該ドライブ支持体に対して回転するために該パッドドライブ部材を支持するために、該パッドドライブ部材に移動可能に連結され、該旋回点は、研磨中にて、該物体の該標的面に実質的に配置されている、ドライブ支持体、
を備える、装置。
【請求項２】
前記パッドドライブ部材が、凸状球面を含み、該凸状球面が、前記旋回点の周りに集中され、ここで、前記ドライブ支持体が、該パッドドライブ部材の該凸状球面と回転可能に連結された凹状球面を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記旋回点が、研磨中にて、前記研磨面の直径の約０．１倍未満の距離だけ、前記標的面から間隔を開けて配置されている、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記旋回点が、研磨中にて、前記研磨面の直径の約０．０２倍未満の距離だけ、前記標的面から間隔を開けて配置されている、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記旋回点が、研磨中にて、前記物体の前記標的面の下に配置されている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記ドライブ支持体が、内部支持部材および外部支持部材を含み、該内部支持部材が、第一回転軸の周りで前記パッドドライブ部材に対して回転するために、該パッドドライブ部材に回転可能に連結され、該第一回転軸が、前記旋回点を通って伸長していて、前記研磨面と平行になっており、そして該外部支持部材が、第二回転軸の周りで該内部支持部材に対して回転するために、該内部支持部材に回転可能に連結され、該第二回転軸が、該旋回点を通って伸長していて、該研磨面と平行であり、該第一回転軸と非平行である、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記第一回転軸が、前記第二回転軸に垂直である、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記パッドドライブ部材が、少なくとも１本のガイドピンを含み、各々が、前記内部支持部材に設けられたガイドスロット内に伸長しており、該ガイドスロットが、前記第一回転軸の周りでの回転においてのみ、それに対して該ガイドピンを移動可能にする、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記内部支持部材が、少なくとも１本のガイドピンを含み、各々が、前記外部支持部材に設けられたガイドスロット内に伸長しており、該ガイドスロットが、前記第二回転軸の周りでの回転においてのみ、それに対して該ガイドピンを移動可能にする、請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
前記ドライブ支持体が、前記旋回点を通って伸長して前記研磨面に垂直な軸の周りでの回転において共に移動するように、前記パッドドライブ部材と連結されている、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
さらに、バック支持体を含み、該バック支持体が、前記物体のうち前記パッドとは反対の背面を支持するように構成され、背部旋回点の周りで回転するために、バック支持体フレームと回転可能に連結され、該背部旋回点が、研磨中にて、該物体の該背面に実質的に配置されている、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記バック支持体が、凸状球面を含み、該凸状球面が、前記背部旋回点の周りに集中され、ここで、前記バック支持体フレームが、該バック支持体の該凸状球面と回転可能に連結された凹状球面を含む、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
物体を研磨する装置であって、該装置は、以下：
パッドであって、研磨する該物体の標的面に設置される研磨面を有する、パッド；
パッドドライブ部材であって、該物体に対して該パッドを移動して該物体の該標的面における該パッドの該研磨面の位置を変えるために、該パッドに接続されている、パッドドライブ部材；
第一ドライブ支持体であって、該第一ドライブ支持体は、第一回転軸の周りで該第一ドライブ支持体に対して回転するために該パッドドライブ部材を支持するために、該パッドドライブ部材に移動可能に連結され、該第一回転軸は、該研磨面と平行であり、そして研磨中にて、該物体の該標的面に実質的に配置されている、第一ドライブ支持体；および
第二ドライブ支持体であって、第二回転軸の周りで該第二ドライブ支持体に対して回転するために該第一ドライブ部材を支持するために、該第一ドライブ支持体に移動可能に連結され、該第二回転軸は、該研磨面と平行であり、該第一回転軸と非平行であり、そして研磨中にて、該物体の該標的面に実質的に配置されている、第二ドライブ支持体、
を備える、装置。
【請求項１４】
前記第一回転軸が、前記第二回転軸に垂直である、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第一回転軸および前記第二回転軸が、ジンバル点で交差しており、該ジンバル点が、研磨中にて、前記物体の前記標的面に実質的に配置されている、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記パッドドライブ部材が、凸状球面を含み、ここで、前記第一ドライブ支持体が、該パッドドライブ部材の該凸状球面と回転可能に連結された凹状球面を含み、ここで、該第一ドライブ支持体が、凸状球面を含み、ここで、前記第二ドライブ支持体が、該第一ドライブ支持体の該凸状球面と回転可能に連結された凹状球面を含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記パッドドライブ部材が、前記第一回転軸の周りでのみ、前記第一ドライブ支持体に対して回転可能であり、ここで、該第一ドライブ支持体が、前記第二回転軸の周りでのみ、前記第二ドライブ支持体に対して回転可能である、請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
物体を研磨する装置であって、該装置は、以下：
パッドであって、研磨する該物体の標的面に設置される研磨面を有する、パッド；
パッドドライブ部材であって、該物体に対して該パッドを移動して該物体の該標的面における該パッドの該研磨面の位置を変えるために、該パッドに接続されている、パッドドライブ部材；
ジンバル手段であって、ジンバル点の周りでドライブ支持体に対して該パッドドライブ部材を支持するために、該パッドドライブ部材に移動可能に連結され、該ジンバル点は、研磨中にて、該物体の該標的面に実質的に配置されている、ジンバル手段、
を備える、装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の装置であって、前記ジンバル手段が、以下：
第一手段であって、第一回転軸の周りで第一ドライブ支持体に対して回転するために前記パッドドライブ部材を支持するために、該パッドドライブ部材に移動可能に連結され、該第一回転軸は、前記標的面と平行であり、そして研磨中にて、前記物体の該標的面に実質的に配置されている、第一手段；および
第二手段であって、第二回転軸の周りで第二ドライブ支持体に対して回転するために該第一ドライブ部材を支持するために、該第一ドライブ部材に移動可能に連結され、該第二回転軸は、該研磨面と平行であり、該第一回転軸と非平行であり、そして研磨中にて、該物体の該標的面に実質的に配置されている、第二手段  装置。
【請求項２０】
前記第一回転軸および前記第二回転軸が、垂直であり、そして前記ジンバル点で交差している、請求項１９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
本発明はまた、電子装置の製造に関する。さらに特定すると、本発明は、半導体ウエハのような物品の材料の被膜を研磨する装置を提供する。代表的な実施形態では、本発明は、半導体集積回路を製造するための改良された基板支持体を提供する。しかしながら、本発明は、広範囲の適用性を有することが認められている；本発明はまた、フラットパネル表示装置、ハードディスク、生ウエハ、ＭＥＭＳウエハ、および高度な平面性（ｐｌａｎａｒｉｔｙ）が必要な他の物体に適用できる。
【０００２】
集積回路装置の製作は、しばしば、単一結晶シリコン（これは、坩堝中で回転しているシリコン溶融物から種晶を引っ張ることにより、形成される）の鋳塊から切断した半導体ウエハを製造することにより、開始される。この鋳塊は、次いで、ダイヤモンド切刃を使用して、個々のウエハにスライスされる。この切断操作に続いて、ウエハの少なくとも一面（加工面）は、比較的に平坦で引っかき傷のない表面に研磨される。ウエハの研磨面領域は、まず、複数のダイス位置に細分され、これらの位置では、引き続いて、集積回路（ＩＣ）が形成される。一連のウエハマスキングおよび加工工程は、各ＩＣを製作するのに使用される。その後、個々のダイスは、ウエハから切断されるか削られ、個々に包装され、そして試験されて、この装置製造工程が完了する。
【０００３】
ＩＣ製造中にて、これらの種々のマスキングおよび加工工程により、典型的には、そのウエハ面にて、微細構成の凹凸が形成される。例えば、微細構成の表面凹凸は、メタライゼーション後に作り出されるが、メタライゼーションは、そのウエハ面を導電性金属層で覆い、次いで、その被覆金属層の不要部分を食刻して各ＩＣ上にメタライゼーション相互連絡パターンを形成する手順を含む。この問題は、多層式相互連絡を使用することにより、悪化する。
【０００４】
半導体ウエハにある通常の表面凹凸は、ステップとして知られている。ステップとは、その金属相互連絡と金属が除去されたウエハ面との間で生じる高さの差である。第一メタライゼーション層が規定する典型的なＶＬＳＩチップは、数百万のステップを含み得、そのウエハ全体は、数百のＩＣを含み得る。
【０００５】
結果的に、製作中にてウエハ面の平面性を維持することが重要である。光食刻法は、典型的には、最大回路密度を作り出すために、解像度限界近くまで迫る。典型的な装置の形状は、０．５μｍ程度のライン幅を必要としている。これらの形状は、光食刻的に作製されるので、そのウエハの全面にわたって正確な造影を達成するために、単一焦点面において、照射放射線を正確に集中するために、ウエハは、非常に平坦であることが重要である。ウエハ面が十分に平坦ではないと、境界が明確ではない構造体が得られ、それらの回路は、機能しないか、せいぜい、最適な性能以下であるか、いずれかである。これらの問題点を改善するために、ウエハは、非平面微細構成およびその悪影響をできるだけ少なくする過程で、種々の点で「平面化」される。多層相互連絡計画に追加レベルが加えられるにつれて、また、回路の特徴がサブミクロン寸法に縮小されるにつれて、必要な平面化の程度は、高くなる。回路の寸法が小さくなるにつれて、相互連絡レベルは、信頼できる高密度装置を製造するために、全体的に平面化されなければならない。平面化は、その導体または誘電層のいずれかで実行できる。
【０００６】
高密度集積回路を製造するのに必要な平面度を達成するために、化学的機械的平面化方法（「ＣＭＰ」）がますます頻繁に使用されている。通常の回転ＣＭＰ装置は、半導体ウエハを保持するために、ウエハキャリアを含む。このウエハキャリアとウエハとの間には、典型的には、柔軟で弾力性のあるパッドが設置され、そのウエハは、一般に、部分真空により、この弾力性パッドに接して保持される。このウエハキャリアは、駆動モーターにより連続的に回転されるように設計されている。それに加えて、このウエハキャリアは、典型的には、また、横に移動するように設計されている。この回転運動および横運動は、そのウエハの表面にわたる材料除去速度の変動を少なくする目的で行われる。この装置は、さらに、回転しているプラテンを含み、その上では、研磨パッドが取り付けられる。このプラテンは、ウエハと比較して大きく、その結果、そのＣＭＰ工程中にて、ウエハは、ウエハキャリアにより、研磨面の表面を横切って移動され得る。スラリー含有化学反応性研磨液（そこには、研磨粒子が懸濁されている）は、供給チューブを通って、この研磨パッドの表面へと堆積される。
【０００７】
ＣＭＰは、過去の平面化技術（これらは、複雑であり、複数の工程が関与している）と対照的に、１工程で実行できるので、有利である。さらに、ＣＭＰは、高い表面特徴では高い材料除去速度を維持し、また、低い表面特徴では低い材料除去速度を維持することが立証されており、それゆえ、均一な平面化が可能である。ＣＭＰはまた、異なる層の材料および種々の表面欠陥を除去するのに使用できる。ＣＭＰは、それゆえ、ウエハ上で形成されたＩＣの品質および信頼性を向上できる。
【０００８】
化学的機械的平面化は、よく開発された平面化技術である。この方法の基礎を成す化学および物理学は、理解されている。しかしながら、依然として、そのウエハの中心近くで滑らかな結果を得るたことは、非常に困難であることが一般に認められている。その結果、中心領域が引き続いた加工には適切であってもよいし、適切でなくてもよい平面化ウエハが得られる場合がある。従って、時には、ウエハの全面を十分に利用することが不可能となる。これにより、収率が落ち、続いてチップ１個あたりの製造コストが上昇する。最終的には、消費者が高いコストを払うことになる。
【０００９】
従って、チップの収率を高めるために、半導体ウエハの有用な表面を改良することが望ましい。ＣＭＰを使用して達成できる全体的な平面度を向上するために、このＣＭＰ技術を改良することが必要とされている。
【００１０】
（発明の要旨）
本発明は、当該技術分野で公知の加工技術に関連した利点を達成する。本発明は、化学的機械的平面化および他の研磨（例えば、金属研磨および光学研磨）用の改良した平面化装置または研磨装置を提供する。具体的には、研磨する加工物の表面に実質的に存在する突出したジンバル点を有するドライブアセンブリでは、その加工物の表面にある研磨パッドの研磨面を自己整列することにより、そして研磨パッドに対する加工物のコッキング運動をなくすことにより、研磨が改良される。
【００１１】
本発明の１局面によれば、物体を研磨する装置は、パッドを含み、該パッドは、研磨する該物体の標的面に設置される研磨面を有する。該パッドには、該物体に対して該パッドを移動して該物体の該標的面における該パッドの該研磨面の位置を変えるために、該パッドドライブ部材が接続されている。該パッドドライブ部材には、旋回点の周りで該ドライブ支持体に対して回転するために該パッドドライブ部材を支持するために、ドライブ支持体が移動可能に連結され、該旋回点は、研磨中にて、該物体の該標的面に実質的に配置されている。
【００１２】
ある実施形態では、前記パッドドライブ部材は、凸状球面を含み、該凸状球面が、前記旋回点の周りに集中され、ここで、前記ドライブ支持体が、該パッドドライブ部材の該凸状球面と回転可能に連結された凹状球面を含む。前記旋回点は、研磨中にて、前記研磨面の直径の約０．１倍未満の距離だけ、さらに望ましくは、約０．０２倍未満の距離だけ、前記標的面から間隔を開けて配置されている。特定の実施形態では、前記旋回点は、研磨中にて、前記物体の前記標的面の下に配置されている。
【００１３】
特定の実施形態では、前記ドライブ支持体は、内部支持部材および外部支持部材を含む。該内部支持部材は、第一回転軸の周りで前記パッドドライブ部材に対して回転するために、該パッドドライブ部材に回転可能に連結され、該第一回転軸は、前記旋回点を通って伸長していて、前記研磨面と平行になっている。該外部支持部材は、第二回転軸の周りで該内部支持部材に対して回転するために、該内部支持部材に回転可能に連結され、該第二回転軸は、該旋回点を通って伸長していて、該研磨面と平行であり、該第一回転軸と非平行である。前記第一回転軸は、前記第二回転軸に垂直である。前記パッドドライブ部材は、少なくとも１本のガイドピンを含み、各々は、前記内部支持部材に設けられたガイドスロット内に伸長している。該ガイドスロットは、前記第一回転軸の周りでの回転においてのみ、それに対して該ガイドピンを移動可能にする。前記内部支持部材は、少なくとも１本のガイドピンを含み、各々は、前記外部支持部材に設けられたガイドスロット内に伸長している。該ガイドスロットは、前記第二回転軸の周りでの回転においてのみ、それに対して該ガイドピンを移動可能にする。前記ドライブ支持体は、前記旋回点を通って伸長して前記研磨面に垂直な軸の周りでの回転において共に移動するように、前記パッドドライブ部材と連結されている。
【００１４】
前記物体のうち前記パッドとは反対の背面を支持するように、バック支持体が構成されている。該バック支持体は、背部旋回点の周りで回転するために、バック支持体フレームと回転可能に連結され、該背部旋回点は、研磨中にて、該物体の該背面に実質的に配置されている。前記バック支持体は、凸状球面を含み、該凸状球面は、前記背部旋回点の周りに集中され、ここで、前記バック支持体フレームは、該バック支持体の該凸状球面と回転可能に連結された凹状球面を含む。
【００１５】
本発明の他の局面によれば、物体を研磨する装置は、パッドを含み、該パッドは、研磨する該物体の標的面に設置される研磨面を有する。該パッドには、該物体に対して該パッドを移動して該物体の該標的面における該パッドの該研磨面の位置を変えるために、パッドドライブ部材が接続される。該パッドドライブ部材には、第一回転軸の周りで該第一ドライブ支持体に対して回転するために該パッドドライブ部材を支持するために、第一ドライブ支持体が移動可能に連結され、該第一回転軸は、該研磨面と平行であり、そして研磨中にて、該物体の該標的面に実質的に配置されている。該第一ドライブ支持体には、第二回転軸の周りで該第二ドライブ支持体に対して回転するために該第一ドライブ支持体を支持するために、第二ドライブ支持体が移動可能に連結され、該第二回転軸は、該研磨面と平行であり、該第一回転軸と非平行であり、そして研磨中にて、該物体の該標的面に実質的に配置されている。
【００１６】
ある実施形態では、前記第一回転軸は、前記第二回転軸に垂直である。前記第一回転軸および前記第二回転軸は、ジンバル点で交差しており、該ジンバル点は、研磨中にて、前記物体の前記標的面に実質的に配置されている。前記パッドドライブ部材は、凸状球面を含む。前記第一ドライブ支持体は、該パッドドライブ部材の該凸状球面と回転可能に連結された凹状球面を含む。該第一ドライブ支持体は、凸状球面を含み、ここで、前記第二ドライブ支持体は、該第一ドライブ支持体の該凸状球面と回転可能に連結された凹状球面を含む。前記パッドドライブ部材は、前記第一回転軸の周りでのみ、前記第一ドライブ支持体に対して回転可能であり、ここで、該第一ドライブ支持体は、前記第二回転軸の周りでのみ、前記第二ドライブ支持体に対して回転可能である。
【００１７】
本発明の他の局面によれば、物体を研磨する装置は、パッドを含み、該パッドは、研磨する該物体の標的面に設置される研磨面を有する。該パッドには、該物体に対して該パッドを移動して該物体の該標的面における該パッドの該研磨面の位置を変えるために、パッドドライブ部材が接続されている。該パッドドライブ部材には、ジンバル点の周りでドライブ支持体に対して回転するように該パッドドライブ部材を支持するために、ジンバル機構が移動可能に連結され、該ジンバル点は、研磨中にて、該物体の該標的面に実質的に配置されている。
【００１８】
ある実施形態では、前記ジンバル機構は、第一機構を含み、該第一機構は、第一回転軸の周りで第一ドライブ支持体に対して回転するために前記パッドドライブ部材を支持するために、該パッドドライブ部材に移動可能に連結され、該第一回転軸は、前記研磨面と平行であり、そして研磨中にて、前記物体の該標的面に実質的に配置されている。該ジンバル機構は、さらに、第二機構を含み、該第二機構は、第二回転軸の周りで第二ドライブ支持体に対して回転するために該第一ドライブ支持体を支持するために、該第一ドライブ支持体に移動可能に連結され、該第二回転軸は、該研磨面と平行であり、該第一回転軸と非平行であり、そして研磨中にて、該物体の該標的面に実質的に配置されている。前記第一回転軸および前記第二回転軸は、垂直であり、そして前記ジンバル点で交差している。
【００１９】
（特定の実施形態の説明）
図１は、本発明の１実施形態による平面化装置１００の略図である。この図は、一例にすぎず、本明細書中の特許請求の範囲の範囲を限定するものではない。当業者なら、多くの他の変更、改良および代案を認識する。特定の実施形態では、平面化装置１００は、化学的機械的平面化装置である。
【００２０】
（ガイドおよびスピンアセンブリ）
装置１００は、縁部支持体、すなわち、ガイドおよびスピンアセンブリ１１０を含み、これは、物体（すなわち、ウエハ１１５）の縁部と連結する。この物体は、この特定の実施形態では、ウエハであるものの、他の品目（例えば、製造過程のウエハ、被覆したウエハ、フィルム、ディスク、パネルなどを含むウエハ）であり得る。ガイドアセンブリ１１０は、平面化プロセス中にて、ウエハ１１５を支持し位置付ける。図１はまた、研磨面１１７を有する研磨パッドアセンブリ１１６と、二重アーム１１９に装着されたバック支持体１１８とを示している。パッドアセンブリ１１６、バック支持体１１７、二重アーム１１８は、以下で詳細に記載する。
【００２１】
特定の実施形態では、ガイドアセンブリ１１０は、ローラー１２０を含み、その各々は、ウエハ１１５の縁部に連結されて、平面化中にて、それを所定位置に固定する。図１の実施形態は、３個のローラーを示している。しかしながら、ローラーの実際の数は、種々の要因（例えば、各ローラーの形状および大きさ、そのウエハの形状および大きさ、ローラー−ウエハの接触の性質など）に依存している。また、少なくとも１個のローラー１２０は、ウエハ１１５を駆動し、すなわち、ウエハを回転またはスピンさせる。残りのローラーは、ガイドとして働き得、ウエハを研磨しているとき、支持を与える。ローラー１２０は、ウエハの周囲に沿って、種々の点で位置付けられる。図１で示すように、ローラー１２０は、ウエハの周囲に沿って、等距離の点で、ウエハ１１５に装着される。このローラー１２０は、ウエハの周囲に沿って、任意の箇所に配置され得る。各ローラー間の距離は、ローラーの数、および特定の仕様に関連した他の要因に依存している。
【００２２】
図１の実施形態は、１個のガイドおよびスピンアセンブリ１１０を示す。このようなアセンブリの実際の数は、特定の用途に依存している。例えば、図１Ａは、本発明の実施形態によるカルーセル１２１（これは、複数のガイドを支持する）およびスピンアセンブリ１１０（これは、複数のウエハ１１５を加工する）の簡略化した上面略図を示す。この特定の実施形態では、このカルーセル（図１Ａ）は、多数のウエハを研磨する複数のガイドアセンブリと併用できる。このカルーセルの実際の大きさ、形状および配置は、特定の用途に依存している。また、複数のガイドアセンブリを使用するとき、全てのガイドアセンブリが同じ構造でなくてもよい。各ガイドアセンブリの構造は、特定の用途に依存している。高い処理能力を得るためには、ウエハは、他のウエハの１個以上を平面化している間、指示を出したガイドアセンブリ上に取り付けられる。さらに高い処理能力を得るためには、このようなウエハカルーセルは、複数の平面化装置に操作可能に連結するように構成される。
【００２３】
図２は、本発明の実施形態による図１のローラー１２０の詳細図である。この図は、一例にすぎず、本明細書中の請求の範囲の範囲を限定するものではない。当業者なら、多くの他の変更、改良および代案を認識する。図示しているように、各ローラー１２０は、基部１２５、上部１３０、および環状ノッチ１３１（これは、このローラーの周りで十分に伸長しており、基部と上部との間に位置付けられている）を有する。ノッチ１３１の深さおよび形状は、特定のローラーの目的に依存して、変わる。ウエハの回転を駆動するように設計されたローラーは、ウエハ１１５との表面接触を大きくするために、深いノッチを有し得る。あるいは、ウエハを単に案内するように設計されたローラーは、適切な支持を与えるのに十分な深さで、浅いノッチを有し得る。
【００２４】
図２Ａは、他のローラー１２０ａを示し、これは、図２の基部１２５に類似した基部１２５ａを有する。上部１３０ａは、図２の上部１３０よりも小さい断面を有し、望ましくは、環状ノッチ１３１ａ（これは、図２のノッチ１３１よりも浅い）へと下にテーパを付けたテーパ面（すなわち、傾斜面）１３２ａを含む。浅いノッチ１３１ａは、ローラー１２０ａをウエハ１１５の縁部と接続するのに十分である。上部１３０ａおよび浅いノッチ１３１により、ローラー１２０ａは、ウエハ１１５の縁部と容易に係合される。部分１３０ａを小さくしたローラー１２０ａが図２のローラー１２０ほど遠くに後退される必要はないので、ウエハ１１５の交換もまた、さらに容易かつ迅速に実行され得る。底部１２５ａの表面１３３ａはまた、ウエハの係合をさらに容易にするために、点線１３３ｂで示すように、小さい角度（例えば、約１〜５°）で傾けられ得る。
【００２５】
ウエハ１１５の縁部は、ウエハ１１５の加工面が研磨パッド１１７に面するように、各ローラーのノッチに位置付けられる。ウエハ１１５を固定するために、各ローラーの基部は、ウエハの裏側１５０に対して上向き力１４０を与え、その間、その上部は、ウエハの加工面１７０（研磨する側）に対して下向き力１６０を与える。さらに支持するために、このノッチの内壁１７１は、ウエハの縁部に対して、内向き力１９０を与える。上部１３０および基部１２５は、１つの部品から構成される。あるいは、上部１３０および基部１２５は、複数の部品を含むことができる。例えば、上部１３０は、別の部品（例えば、ネジ蓋または他の締結装置またはそれと等価なもの）であり得る。各ローラー１２０は、中心軸２０１を有し、各々は、その軸の周りで回転できる。回転は、時計方向または反時計方向であり得る。回転はまた、加速または減速できる。
【００２６】
ガイドおよびスピンアセンブリ１１０はまた、これらのローラーを支持するローラー基部（図示せず）を有する。この基部の大きさ、形状および構造は、この平面化装置の実際の構造に依存している。例えば、この基部は、この平面化装置に装着または一体化される簡単な平面であり得る。この基部は、これらのローラーの一部を支持できるのに対して、少なくとも１個のローラーは、ウエハ１１５の挿入および取出を可能にするために、十分に後退可能である必要があり、また、ウエハ１１５の縁部に加える力を制御するために、ウエハ１１５の縁部に対して調節可能である必要がある。
【００２７】
操作中、平面化している間、ガイドアセンブリ１１０は、種々の様式で、研磨パッド１１７に対して、ウエハ１１５を移動できる。例えば、このガイドアセンブリは、ウエハを側方に移動できるか、固定平面で並進運動を与えることができ、この固定面は、研磨パッド１１７およびバック支持体１１８の処理面と実質的に平行である。このガイドアセンブリはまた、ウエハの軸の周りで、その固定面にて、ウエハを回転またはスピンできる。結果として、ガイドアセンブリ１１０は、ｘ方向、ｙ方向およびｚ方向またはそれらの組合せで、ウエハ１１５を並進する。実際の平面化中にて、すなわち、研磨パッドがウエハと接触するとき、このガイドアセンブリは、固定面にて、ウエハを側方に移動できる。このガイドアセンブリは、この研磨パッドに対して、任意数の所定パターンで、ウエハを並進できる。このような所定パターンは、変わり、特定の用途に依存している。例えば、このパターンは、実質的に放射状、直線状などであり得る。また、少なくとも、この研磨パッドが平面化中に物体と接触するとき、このようなパターンは、連続または非連続またはそれらの組合せであり得る。
【００２８】
ｘ、ｙ、ｚの並進用の通常の平均機構は、このガイドアセンブリを制御し横断できる。例えば、代替機構には、プーリ駆動装置および含気操作機構が挙げられる。このガイドアセンブリおよびウエハは、種々のパターンで、この研磨パッドに対して横断できる。例えば、その横断経路は、特定の用途に依存して、放射状、直線状、環状、階段状など、または任意の組合せであり得る。ウエハの回転方向は、時計方向または反時計方向であり得る。その回転速度はまた、加速または減速であり得る。
【００２９】
図２をさらに参照すると、上で示したように、側方運動に加えて、このガイドアセンブリはまた、ウエハ中心軸２０２の周りで、その固定面にて、ウエハ１１５を回転またはスピンできる。この固定面は、研磨パッド１１７の処理面と実質的に平行である。回転運動を与える１方法は、上記ローラー１２０による。上述のように、少なくとも１個のローラーは、その中心軸の周りで回転して、ウエハをその中心軸の周りで回転するように駆動する。他のローラーもまた、ウエハを回転できる。それらはまた、自由に回転できる。言及したように、各ローラーは、時計方向または反時計方向にいずれかで、その中心軸２０１の周りで回転できる。ウエハは、その駆動ローラーと反対方向で回転する。
【００３０】
具体的には、これらの駆動ローラーの１個以上が、操作中にて、それらの回転軸２０１に沿ってスピンするにつれて、ノッチ１３１の内壁とウエハ縁部との間の摩擦により、ウエハ１１５は、それ自身の軸２０２に沿って回転される。このローラーそれ自体が、この摩擦を与えることができる。例えば、このノッチは、リブ、リッジ、溝などを含むことができる。あるいは、十分な摩擦係数を有する任意の公知材料（例えば、ゴムまたはポリアミド材料）の層もまた、摩擦を与えることができる。当業者なら、多くの他の変更、改良および代案を認識する。例えば、各ローラーは、基部（図示せず）に移動可能または移動不可能に固定でき、各ローラーのノッチ内の車輪が回転でき、ウエハをスピンさせる。
【００３１】
ウエハを回転またはスピンするために、ウエハ、ローラーまたはローラー基部には、１個以上の通常の駆動モーター（図示せず）またはその等価物が操作可能に連結できる。そのドライブは、ウエハをスピンするために、通常のドライブベルト（図示せず）を経由して、これらのローラーの１個以上に連結できる。あるいは、このドライブはまた、全ガイドアセンブリがその中心軸の周りで回転するように（それにより、ウエハは、このガイドアセンブリの中心軸の周りで回転される）、このガイドアセンブリに連結できる。全ての実施形態を使って、このモーターは、その軸２７０の周りでの研磨パッド１１７の回転方向２７５（図１）が時計方向または反時計方向であり得るように、可逆的であり得る。駆動モーターはまた、このパッドの回転速度を制御するために、可変速度装置であり得る。また、このパッドの回転速度もまた、特定の用途に依存して、加速または減速できる。
【００３２】
あるいは、研磨パッドがウエハに対して回転または側方移動している間、その縁部支持体はまた、静止状態であり得る。このバリエーションは、以下でさらに詳細に記載する。平面化中にて、このような移動は、少なくとも研磨パッド１１７がウエハと接触するとき、その固定面で起こる。その全平面化プロセス中またはその一部において、上記移動のいずれかの組合せが可能である。
【００３３】
図１を参照すると、平面化装置１００はまた、ウエハ１１５を研磨するために、研磨ヘッド、すなわち、研磨パッドアセンブリ１１６を含む。パッドアセンブリ１１６は、研磨パッド１１７、研磨パッドチャック２５０（これは、研磨パッド１１７を確保し支持する）、および研磨パッドスピンドル２６０（これは、パッド１１７をその軸２７０の周りで回転するために、チャック２５０に連結されている）を含む。特定の実施形態によれば、このパッドの直径は、実質的に、ウエハの直径未満であり、典型的には、ウエハの直径の２０％である。
【００３４】
ウエハを回転またはスピンするために、研磨パッドスピンドル２６０には、通常のドライブベルト（図示せず）を経由して、１個以上の通常の駆動モーター（図示せず）またはその等価物が操作可能に連結できる。このモーターは、研磨パッド１１７の回転方向２７５が時計方向または反時計方向であり得るように、可逆的であり得る。駆動モーターはまた、この研磨パッドの回転速度を制御するために、可変速度装置であり得る。また、この研磨パッドの回転速度もまた、特定の用途に依存して、加速または減速できる。
【００３５】
（研磨およびバック支持アセンブリ）
この平面化装置はまた、基部、すなわち、二重アーム１１９を含む。この基部は、任意数の構造を有することができるのに対して、図示した特定の実施形態は、二重アームである。パッドアセンブリ１１６は、二重アーム１１９を経由して、バック支持体１１８に連結する。二重アーム１１９は、第一アーム３１０（これは、パッドアセンブリ１１６を支持する）および第二アーム３２０（これは、バック支持体１１８を支持する）を有する。アーム３１０、３２０は、共に移動するように構成され得るか、または、さらに望ましくは、別個に移動できる。アーム３１０、３２０は、パッドまたはパットを変えるために、異なるステーションへと別々に移動でき、その研磨操作用の部品を組み立てし易くする。
【００３６】
本発明の特定の実施形態によれば、バック支持体１１８は、平面化中にて、研磨パッド１１７を追跡して、ウエハ１１５に支持を与える。これは、この二重アームを使って達成できる。特定の実施形態では、パッドアセンブリ１１６は、第一アーム３１０に装着され、そしてバックアセンブリ１１８は、第二アーム３２０に装着される。二重アーム１１９は、バック支持体１１８の支持面が研磨パッド１１７に面するように、また、バック支持体１１８の支持面と研磨パッド１１７とが互いに実質的に平面をなすように、パッドアセンブリ１１６およびバック支持体１１８を位置付けるように構成されている。また、本発明によれば、この研磨パッドの中心と、このバック支持体の表面とは、正確に整列されている。この正確な整列により、予測できる正確な平面化が可能となる。正確な整列により、第一および第二アームが１つの部品から構成されることが保証される。あるいは、両方のアームは、複数の部品を含むことができ、別個に移動可能であり得る。そういうものとして、これらの部品は、この正確な整列が維持されるように、実質的に安定している。
【００３７】
具体的には、１実施形態によれば、二重アーム１１９は、スピンドル２６０がバック支持体１１８（これは、第二アーム３２０で支持される）の方へと回転可能に第一アーム３１０を通るように、パッドアセンブリ１１６を支持する。パッド１１７の回転軸２７０は、スピンドル２６０のものと同じである。回転軸２７０は、バック支持体１１８を通るように、好ましくは、バック支持体１１８の中心を通るように、位置付けられる。パッドアセンブリ１１６は、ウエハ１１５の方向で移動するように構成されている。図１は、実質的に水平に位置付けられ上向きに面したウエハ加工面を示す。
【００３８】
本発明の特定の実施形態によれば、その全平面化システムは、種々の位置でウエハを研磨するように構成できる。平面化中にて、例えば、二重アーム１１９は、ウエハ１１５が水平位置または垂直位置または任意の角度で制御可能に研磨されるように、位置付けることができる。これらのバリエーションは、ウエハ１１５が重力よりもむしろローラー１２０で支持されるので、可能である。このような融通性は、例えば、スラリーなし研磨システムで有用である。
【００３９】
操作中にて、二重アーム１１９は、種々の様式で、ウエハ１１５に対してパッドアセンブリ１１６を並進運動できる。例えば、二重アーム１１９は、ウエハ１１５を横切ってパッド１１７を放射状に横断するために、その旋回シャフトの周りで旋回できる。他の実施形態では、アーム３１０および３２０の両方は、このパッドをウエハ１１５を横切って直線状に側方に横断するように、入れ子式に（図示せず）伸長できる。放射状移動および直線移動の両方はまた、ウエハ１１５に対して種々の横断経路またはパターンを作り出すために、組み合わせることができる。このようなパターンは、例えば、放射状、直線状、環状、階段状、連続、不連続または任意の組合せであり得る。その実際の横断経路は、もちろん、特定の用途に依存している。
【００４０】
図３は、本発明に実施形態に従った図１のバック支持体１１８の詳細図である。この図は、一例にすぎず、本明細書中の請求の範囲の範囲を限定するものではない。当業者なら、多くの他の変更、改良および代案を認識する。バック支持体１１８は、平面化中にて、ウエハ１１５を支持する。具体的には、バック支持体１１８は、平面化中にて、ウエハ１１５に局所支持を与えるために、研磨パッド１１７を動的に追跡する。このような局所支持により、平面化中にウエハにかかる研磨パッドの力が原因のウエハの変形がなくなる。これにより、また、均一な研磨が行われ、それゆえ、均一な平面性が得られる。特定の実施形態では、バック支持体１１８は、二重アーム１１９を経由して、パッドアセンブリ１１６に操作可能に連結する。特定の実施形態では、バック支持体１１８は、この二重アームの第二アーム３２０に取り外し可能に包埋される。図１を参照すると、研磨パッド１１７およびスピンドル２６０の回転軸２７０は、バック支持体１１８を通る。
【００４１】
図３を参照すると、バック支持体１１８は、平面化中にて、ウエハ１１５を支持するために、多数の様式で構成できる。特定の実施形態では、バック支持体１１８は、平坦部分、すなわち、支持面３５０を有し、これは、平面化中にて、ウエハの裏面１５０と接触する。支持面３５０は、望ましくは、低摩擦固形材料（例えば、テフロン（登録商標））を使用することにより、ウエハの表面３５０と裏面１５０との間で実質的に摩擦のない界面を提供する。あるいは、支持面３５０は、裏面１５０との摩擦のない界面として、流体ベアリングを支持し得る。この流体は、気体（例えば、空気）または液体（例えば、水）であり得、これは、ウエハの裏面１５０を清浄にする追加機能を果たすのに有益であり得る。この摩擦のない界面により、ウエハは、このバック支持体の表面を横切って移動できるようになる。
【００４２】
支持面３５０は、ウエハ１１５およびパッド１１７と実質的に平面をなす。この支持面の直径は、平面化中に物体を十分に支持するように十分に大きくするべきである。特定の実施形態では、このバック支持体の表面は、この研磨パッドの直径と実質的に同じ大きさである。図３では、図示したバック支持体１１８は、球形空気ベアリングであり、球形部分３４０を有し、これにより、第二アーム３２０に簡単に挿入できるようになる。この第二アームに対して球形部分３４０を回転することにより、バック支持体１１８は、研磨パッド１１７を追跡でき、支持面３５０でウエハ１１５を支持できるようになる。図３のバック支持体１１８は、この第二アームの空洞に入る突出部３４１を有する。突出部３４１は、研磨パッド１１７の追跡中にて、第二アーム３２０に対するバック支持体１１８の回転を制限するように働き得る。代替実施形態では、バック支持体１１８は、一般に、この突出部なしで、半球状であり得る。
【００４３】
ウエハ１１５の加工面１７０は、パッド１１７に面し、そしてウエハ１１５の裏面１５０は、バック支持体１１８に面する。また、ウエハ１１５は、パッド１１７およびバック支持体１１８の両方と実質的に平面をなす。他の実施形態では、バック支持体１１８は、両面研磨するために、第二研磨パッドアセンブリと交換できる。このような実施形態では、この第二パッドアセンブリは、第一アームの第一パッドアセンブリと類似して構成できる。各々の研磨パッドは、互いに、また、ウエハ１１５と実質的に平面をなす。
【００４４】
特定の実施形態では、このバック支持体は、ベアリングである。この特定の実施形態では、このベアリングは、低摩擦固形材料（例えば、テフロン（登録商標））、空気ベアリング、液体ベアリング、またはそれらの等価物であり得る。ベアリングの種類は、特定の用途および利用できるベアリングの種類に依存している。
【００４５】
図１で示したような特定の実施形態では、二重アーム１１９は、Ｃ形状クランプであり、これは、突出したジンバル点を有し、このジンバル点により、二重アーム１１９を曲げることが可能となり、依然として、ウエハの面は、研磨パッド１１７と良好に接触した状態で保たれる。突出したジンバル点は、図３Ａにて、さらに明瞭に図示されている。研磨パッドチャック２５０は、第一アーム３１０で支持され、また、バック支持体１１８は、第二アーム３２０で支持される。研磨パッドチャック２５０は、半球面２５１を有し、これは、旋回点またはジンバル点２５２の周りに集中され、このジンバル点は、好ましくは、ウエハ１１５の上面またはその近くに配置される。ウエハ１１５の表面またはその近くにジンバル点２５２を位置付けると、コッキングの問題なしに、第一アーム３１０に対してチャック２５０をジンバル運動または旋回できるようになる。コッキングは、突出したジンバル点がウエハ面の上にあるときに起こり、研磨パッド１１７の前端は、その前縁でウエハ面へと掘り下げられ、後縁では、持ち上げられる。このコッキングは、本質的に不安定である。この突出ジンバル点をウエハ面に位置付けると、コッキングが回避される。もし、このジンバル点がウエハの表面より下に突出しているなら、研磨パッド１１７とウエハ面との間の摩擦は、スキー効果を生じ、これは、この研磨パッドがウエハ面に対して移動するにつれて、研磨パッド１１７の前縁を持ち上げ、その後縁をウエハ面に掘り下げる。これは、コッキングよりも安定している。突出したジンバル点とウエハ面との間の望ましい最大距離は、研磨パッド１１７の大きさに依存している。例えば、この距離は、直径が約１．５インチの研磨パッドについては、約０．１インチ未満であり得る。この距離は、この研磨パッドの直径の約０．１倍未満、さらに望ましくは、約０．０２倍未満である。同様に、バック支持体１１８の球面３４０は、望ましくは、突出した旋回点２５４を有し、これは、ウエハ１１５の下面またはその近くに配置される。
【００４６】
図３Ｂ〜３Ｅは、研磨パッドチャック２５０を第一アーム３１０と連結するジンバル機構を示す。チャック２５０は、内部カップ２５６に接続され、これは、二重アーム１１９の第一アーム３１０で支持された外部カップ２５８に接続される。このジンバル機構を経由して、ｚ軸の周りで、研磨パッド１１７を回転するために、外部カップ２５８には、捻れ駆動モーターが連結され得る。一対の内部ドライブピン２６２は、チャック２５０から、放射状スロット２６４（これは、内部カップ２５６に設けられ、一般に、ｙ軸方向に伸長している）へと伸長している。放射状スロット２６４は、チャック２５０がｚ軸の周りで外周方向に内部カップ２５６と共に移動するように、その外周方向で内部ドライブピン２６２を束縛する。内部ドライブピン２６２は、チャック２５０がｘ軸の周りで内部カップ２５６に対して回転できるように、放射状スロット２６４に沿って移動し得る。
【００４７】
一対の外部ドライブピン２６６は、内部カップ２５６から、放射状スロット２６８（これは、外部カップ２５８に設けられ、一般に、ｘ軸方向に伸長している）へと伸長している。放射状スロット２６８は、内部カップ２５６がｚ軸の周りで外周方向に外部カップ２５８と共に移動するように、その外周方向で外部ドライブピン２６６を束縛する。外部ドライブピン２６６は、内部カップ２５６がｙ軸の周りで外部カップ２５８に対して回転できるように、放射状スロット２６８に沿って移動し得る。
【００４８】
半球ドライブカップ２５６、２５８は、２本の運動軸を分離して、このジンバル機構がジンバル点または旋回点２５２の周りで十分にジンバルできるようにする。このジンバル機構により、研磨パッド１１７の捻れドライブは、ウエハ面との界面で、研磨パッド１１７上でトルクモーメントを誘発することなく、ｚ軸の周りで、研磨パッド１１７の捻れドライブの伝達を可能にして、スキー効果を生じる。研磨パッド１１７は、ウエハ１１５の表面に対して自己整列し、これは、ｘ−ｙ平面からオフセットされ得る。
【００４９】
図３Ｂ〜３Ｅで示したジンバル機構は、例示にすぎない。異なる実施形態では、それらのドライブピンは、機械切削した突出部と交換され得る。噛み合い交差溝に嵌るボールまたはローラーは、この機構の可動部材間での摩擦を低くして、転がり接触を与えるのに使用され得る。図示した実施形態は、そのｘ方向での単一トラックおよびｙ方向での単一トラックを含むものの、追加トラックを設けることもできる。このアセンブリの部材は、球形部材とは異なる他の形状を有し得、依然として、ジンバル運動または球形ドライブ運動を与える。突出したジンバル点を所望位置にするために、ウエハを支持し研磨パッドを追跡する他の方法が使用され得ることが分かる。
【００５０】
平面化装置１００は、以下のようにして作動する。図１を参照すると、アセンブリ１１０は、研磨パッド１１７とバック支持体１１８との間にウエハ１１５を位置付ける。この研磨パッドは、ウエハ１１５の加工面１７０上に降ろされる。パッドアセンブリ１１６は、通常のアクチュエータ（図示せず）、ピストン駆動機構（これは、例えば、加工面１７０に対するパッド１１７の下方圧力を制御するために、可変の力制御装置を有する）により駆動される。このアクチュエータは、典型的には、下方力の測定値（これは、パット圧力読み取り値に容易に変換できる）を提供するために、力変換器を備え付けている。多数の圧力感知アクチュエータ設計（これらは、関連した工業技術で公知である）が使用できる。
【００５１】
図４は、本発明の実施形態による平面化装置１００の上面略図である。この図は、一例にすぎず、本明細書中の請求の範囲の範囲を限定するものではない。当業者なら、多くの他の変更、改良および代案を認識する。特定の実施形態では、二重アーム１１９は、ガイドおよびスピンアセンブリ１１０およびウエハ１１５に対してパッドアセンブリ１１６および研磨パッド１１７の並進移動を与えるように、旋回シャフト３６０の周りで旋回するように、構成されている。旋回シャフト３６０は、平面化装置システム（図示せず）に固定される。
【００５２】
研磨パッドスピンドル２６０もまた、図４Ａで図示しているように、回転して、研磨パッド１１７を回転し得る。それ自身の軸２７０の周りでのスピン回転２７６に加えて、スピンドル２６０はまた、軌道軸２７７の周りで方向２７８で周回して、点線で示したように、研磨パッド１１７の周回を生じ得る。軌道軸２７７は、ウエハ１１５の大きさおよび研磨パッド１１７の大きさに基づいて選択され得る距離だけ、スピン軸２７０からオフセットされ得る。例えば、そのオフセット距離は、約０．０１インチから数インチまでの範囲であり得る。特定の例では、この距離は、約０．２５インチである。この周回回転は、図４Ａでさらに明瞭に図示されている。スピンでスピンドル２６０を駆動するために、また、周回回転でスピンドル２６０を駆動するために、異なるモーターが使用され得る。
【００５３】
図５は、本発明の他の実施形態による平面化装置１００の代替図である。この図は、一例にすぎず、本明細書中の請求の範囲の範囲を限定するものではない。当業者なら、多くの他の変更、改良および代案を認識する。特定の実施形態では、平面化中にウエハ１１５の加工面に研磨スラリー（図示せず）を分配するために、スラリー機構４００が設けられる。図５は、単一の機構４００またはディスペンサー４００を示しているものの、ウエハの研磨要件に依存して、追加ディスペンサーが設けられ得る。研磨スラリーは、当該技術分野で公知である。例えば、典型的なスラリーには、アルカリ溶液（例えば、ＫＯＨ、ＮＨ４ＯＨまたはＣｅＯ２）中のコロイドシリカまたは分散アルミナの混合物が挙げられる。あるいは、スラリーのないパッドシステムが使用できる。
【００５４】
研磨液を捕獲するために、また、平面化中に使用され得る任意のスラリーの腐食特性から周囲の設備を保護するために、スプラッシュシールド４１０が設けられる。そのシールド材料は、ポリプロピレンまたはステンレス鋼であり得るか、または研磨液の腐食特性に耐える他の安定な化合物であり得る。このスラリーは、配水管４２０を経由して廃棄できる。
【００５５】
制御装置４３０は、データ記憶装置４４０と連絡して、この平面化装置の前述の部品に種々の制御信号４５０を発する。この制御装置は、平面化操作を達成するために、機械工に対して、順序付けた制御信号および操作信号を送る。データ記憶装置４４０は、外部からアクセス可能であり得る。これにより、ユーザー提供データは、平面化装置に平面化用のパラメータを提供するために、データ記憶装置４４０にロードできるようになる。本発明のこの局面は、以下でさらに述べる。
【００５６】
種々の制御装置構造のいずれかが、本発明で考慮される。その特定の構造は、処理能力要件、その装置に利用できるフットプリント、本発明に特有のもの以外のシステムの特徴、実施費用などの要件に依存している。特定の実施形態では、制御装置４３０は、制御ソフトウェアをロードしたパーソナルコンピューターである。このパーソナルコンピューターは、装置１００の各部品に対して、種々のインターフェース回路を含む。この制御ソフトウェアは、平面化中にて、装置１００を制御するために、これらのインターフェース回路を経由して、これらの部品と連絡している。この実施形態では、データ記憶装置４４０は、所望の平面化パラメータを含む内部ハードドライブであり得る。ユーザー提供パラメータは、キーボード（図示せず）によって、手でキー入力できる。あるいは、データ記憶装置４４０は、フロッピー（登録商標）ディスクであり、この場合、それらのパラメータは、他の場所で決定して、フロッピー（登録商標）ディスクに保存して、そのパーソナルコンピューターに運ぶことができる。さらに別の代替例において、データ記憶装置４４０は、ローカルエリアネットワークにわたってアクセスされる遠隔ディスクサーバーである。さらに他の代替例では、データ記憶装置４４０は、例えば、ＦＴＰ（ファイル転送プロトコル）部位などを経由して、ワールドワイドウェブによって、インターネットでアクセスできる遠隔コンピューターである。
【００５７】
他の実施形態では、制御装置４３０は、１個以上のマイクロコントローラーを含み、これらは、本発明に従って、平面化手順を実行するように連動する。データ記憶装置４４０は、外部からマイクロコントローラーに提供されるデータの供給源として働き、そこで、それらは、ユーザー提供平面化パラメータに従って、研磨を実行できる。ユーザー提供平面化パラメータを提供する多数の構成が可能であることが明らかとなるはずである。同様に、この平面化装置の構成部品を制御する多数の方法が可能であることが明らかとなるはずである。
【００５８】
（平面化較正システム）
図６は、本発明の平面化較正システムのブロック略図である。この図は、本発明の平面化装置の部品を強調したブロック略図にすぎないことを記しておく。図示したシステムは、代表的なものであり、本明細書中の請求の範囲の範囲を限定するものではない。関連技術の当業者は、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、多くの他の変更、改良および代案を認識する。平面化システム８００は、平面化操作を実行する平面化ステーション８０４を含む。平面化ステーション８０４は、他のシステム部品（例えば、ウエハ供給品、測定ステーション、輸送装置など）とインターフェースするために、ネットワークインターフェースカード（図示せず）を使用できる。空試験ウエハを提供するためにおよび製品ウエハを提供するためのウエハ供給品８０２がある。表面測定（それにより、除去プロフィールが作成される）を行う測定ステーション８０６が設けられる。平面化ステーション８０４、ウエハ供給品８０２および測定ステーション８０６は、ロボット輸送装置８０８によって、共に操作可能に連結される。制御装置８１０は、制御ラインおよびデータ入力ライン８１４（これらは、システム８００の構成要素を共に連動可能に連結する）を含む。制御装置８１０は、少なくとも特定のユーザー提供平面化パラメータを保存するデータ記憶装置８１２を含む。あるいは、データ記憶装置８１２は、ローカルエリアネットワークにあるネットワークで利用できる遠隔アクセスデータサーバーであり得る。
【００５９】
制御装置８１０は、内蔵式制御装置であり得、これは、技術者がシステム８００の部品と相互作用して制御できるように、ユーザーインターフェースを有する。例えば、制御装置８１０は、ＰＣ型コンピューターであり得、これは、システム８００の素子と連絡して制御するための１個以上のソフトウェアモジュールを内蔵している。データ記憶装置８１２は、ハードドライブであり得、これは、制御装置８１０とデータ交換するために、通信路８２０（例えば、データバス）と連結されている。
【００６０】
他の構成では、中央制御装置（図示せず）が、通信路８２０によって、制御装置８１０とアクセスする。このような構成は、種々のこのような制御装置に対して中央制御装置が関与している製作設備で見られ得る。通信路８２０は、ローカルエリアネットワークの物理層であり得る。分かるように、多数の制御装置構成のいずれかが、本発明を実行する際に考慮される。特定の実施形態は、消費者の要求、システムの必要条件、システムの費用などのような要件に依存している。
【００６１】
図６で図解したシステムは、生産モードおよび較正モードで作動できる。生産運転中では、ウエハ供給品８０２は、生産ウエハを含む。較正運転中では、ウエハ供給品８０２には、試験ウエハが装填される。測定ステーション８０６は、主に、研磨済み試験ウエハで測定を実行して除去プロフィールを得るために、較正運転中にて使用される。しかしながら、測定ステーション８０６はまた、長時間にわたる加工の変化をモニターするために、製造運転中の研磨操作の質をモニターするのに使用できる。
【００６２】
他の実施形態では、測定ステーション８０６は、平面化ステーション８０４と一体化できる。この配置により、その平面化プロセスの現場測定がなされる。この平面化が進行するにつれて、測定を行うことができる。これらのリアルタイム測定により、それらの平面化パラメータの微調整が可能となる。そのフィルム材料の高度に均一な除去が行われる。
【００６３】
その制御ソフトウェアを構成するプログラムコードは、多数の方法のいずれかで表現できる。Ｃプログラミング言語の高レベルの指令を、使用する特定のハードウェアの対応する機械言語に翻訳する多くのコンパイラが存在しているので、Ｃプログラミング言語は、通常使用される言語である。例えば、このソフトウェアの一部は、ＰＣベースのプロセッサに存在し得る。他のソフトウェアは、個々のステーション（例えば、平面化ステーション８０４および測定ステーション８０６）の下にある制御ハードウェアに存在し得る。このような場合、Ｃプログラムは、これらのステーションで使用されるマイクロコントローラーの機械言語に編集される。特定の１実施形態では、このシステムは、ソフトロジックプログラミングコントロールを備えたＰＣベースのローカルまたは分布コントロールスキームを使用する。
【００６４】
Ｃプログラミング言語の代わりとして、オブジェクト指向プログラミング言語が使用できる。例えば、Ｃ＋＋は、通常のオブジェクト指向プログラミング言語である。特定のプログラミング言語の選択は、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、行うことができる。むしろ、特定のプログラミング言語の選択は、典型的には、その標的ハードウェアに対するコンパイラの利用可能性、関連したソフトウェア開発ツールの利用可能性、およびソフトウェア開発チームの好適性に依存している。
【００６５】
上記は、特定の実施形態の実施形態の十分な説明であるものの、関連分野の当業者に公知の代替構成および等価物が使用され得る。例えば、上記の記載は、半導体ウエハに関するのに対して、表面等を有する殆ど任意の種類の物品を使って本発明を実行することが可能である。従って、上記の記載および説明は、添付の請求の範囲で規定する本発明の範囲を限定するものと見なすべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、本発明の実施形態による平面化装置の略図である。
【図１Ａ】
図１Ａは、本発明の実施形態によるカルーセル（これは、複数のガイドを支持する）およびスピンアセンブリの上面略図である。
【図２】
図２は、本発明の実施形態によるガイドおよびスピンローラーの詳細図である。
【図２Ａ】
図２Ａは、本発明の他の実施形態によるガイドおよびスピンローラーの図である。
【図３】
図３は、本発明による研磨パッドバック支持体の詳細図である。
【図３Ａ】
図３Ａは、本発明の実施形態による突出ジンバル点を備えたウエハを支持する支持機構の略図である。
【図３Ｂ】
図３Ｂは、突出ジンバル点を備えた研磨パッド用のジンバルドライブ支持体の上平面図である。
【図３Ｃ】
図３Ｃは、１−１に沿った図３Ｂのジンバルドライブ支持体の断面図である。
【図３Ｄ】
図３Ｄは、２−２に沿った図３Ｂのジンバルドライブ支持体の分解透視図である。
【図３Ｅ】
図３Ｅは、図３Ｂのジンバルドライブ支持体の分解透視図である。
【図４】
図４は、本発明の実施形態による平面化装置の上面略図である。
【図４Ａ】
図４Ａは、スピンおよび周回回転を図示している研磨パッドおよびスピンドルの上面略図である。
【図５】
図５は、本発明の他の実施形態による平面化装置の代替図である。
【図６】
図６は、本発明の平面化較正システムのブロック略図である。
【図５】
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【図６】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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