(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハを支持する平板面を有する平板部及び緩衝材料からなり前記ウエハと前記平板部の平板面との間に介在する緩衝材料層とを備えるウエハ支持部と、前記ウエハ支持部に支持されたウエハに対向して配置される研磨面を有する定盤とを備え、前記ウエハ支持部の平板部及び緩衝材料層は、研磨時に前記ウエハに背圧ガスを導入する背圧ガス導入孔を有し、前記定盤の研磨面と前記ウエハ支持部の緩衝材料層との間に前記ウエハを挟み前記定盤あるいは前記ウエハ支持部の少なくとも一方が移動あるいは回転することにより前記ウエハを研磨する研磨装置の調整方法において、前記緩衝材料層を交換するに際して、前記緩衝材料層に前記平板部に設けられた背圧ガス導入孔の断面積よりも大きい断面積を有する背圧ガス導入孔を予め形成する工程と、この工程により背圧ガス導入孔が形成された前記緩衝材料層を前記平板部にそれぞれの背圧ガス導入孔の位置が一致するように添着する工程と、この工程により前記緩衝材料層が添着された前記平板部に前記ウエハを支持して前記定盤の研磨面上に配置する工程を備えたことを特徴とする研磨装置の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体ウエハの研磨に用いられる研磨装置の調整方法に関わる。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハの製造の際には、その表面を平滑化するために研磨工程が施される。また、半導体装置製造工程中にもパターンニングする層の下地は常に平坦であることが要求されるため、基板上に形成された各種層表面を平滑化するために研磨工程が施される場合がある。
【０００３】
研磨装置は、回転可能な定盤と、定盤に対向する状態で回転可能に設けられウエハを支持するウエハ支持部とを備えている。研磨工程時は、ウエハはウエハ支持部の下部に支持され、定盤とウエハ支持部とをそれぞれ回転させた状態で、定盤に押し付けられる。
【０００４】
図７は従来の研磨装置のウエハ支持部の構造を示す断面図である。ウエハ支持部１１は、ウエハ１２を支持する平板部１３を有し、ウエハ１２は平板部１３に支持されて被加工面を定盤に向けている。平板部１３とウエハ１２の裏面の間にはウエハ１２の破損防止を目的とした緩衝材料層１４が設けられている。また平板部１３には研磨時にウエハ１２の被加工面の裏面に背圧がかかるよう圧縮ガスによる背圧ガスを導入する複数の背圧ガス導入孔１５が設けられている。また、この緩衝材料層１４にもウエハ１２裏面に前記背圧ガスを導入させるための背圧ガス導入孔１６が設けられている。この緩衝材料層１４の背圧ガス導入孔１６の位置は平板部１３の背圧ガス導入孔１５と同一位置に設けられている。
【０００５】
従来、研磨装置の調整時には古い緩衝材料層１４の交換を行っており、その都度孔のない緩衝材料に背圧ガス導入孔１６を設ける工程を行っていた。
【０００６】
緩衝材料層１４の背圧ガス導入孔１６を平板部１３の背圧ガス導入孔１５と同一位置に設ける方法を説明するため、図８、図９、図１０に緩衝材料層１４に背圧ガス導入孔１６を設ける工程時の緩衝材料層１４及び平板部１３の断面図を示す。
【０００７】
まず図８に示すように背圧ガス導入孔１５が開孔されている平板部１３に無開孔の緩衝材料層１４を添着させる。その後図９に示すように平板部１３側より治具を用いて緩衝材料層１４に背圧ガス導入孔１６を開孔する。もしくは図１０に示すように平板部１３側より光をあて平板部１３の背圧ガス導入孔１５を通過する光を目安として緩衝材料層１４側から背圧ガス導入孔１６を開孔する方法である。いずれの方法を用いた場合でも下記問題点がある。
【０００８】
平板部１３側からの開孔のための作業が発生するために研磨装置の調整時の緩衝材料層１４交換作業に高度な技能を要するようになり、作業時間が長くなる。また図９、図１０に示すように緩衝材料層１４を平板部１３に添着後に開孔するため、緩衝材料の屑が発生し、前記屑によりウエハ加工面での傷発生もありえる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、研磨装置の調整時に緩衝材料層の交換作業が容易に行え、かつ緩衝材料層の開孔による研磨屑が発生せず、作業性及びウエハ製造の歩留まりの高い研磨装置の調整方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ウエハを支持する平板面を有する平板部及び緩衝材料からなり前記ウエハと前記平板部の平板面との間に介在する緩衝材料層とを備えるウエハ支持部と、前記ウエハ支持部に支持されたウエハに対向して配置される研磨面を有する定盤とを備え、前記ウエハ支持部の平板部及び緩衝材料層は、研磨時に前記ウエハに背圧ガスを導入する背圧ガス導入孔を有し、前記定盤の研磨面と前記ウエハ支持部の緩衝材料層との間に前記ウエハを挟み前記定盤あるいは前記ウエハ支持部の少なくとも一方が移動あるいは回転することにより前記ウエハを研磨する研磨装置の調整方法において、前記緩衝材料層を交換するに際して、前記緩衝材料層に前記平板部に設けられた背圧ガス導入孔の断面積よりも大きい断面積を有する背圧ガス導入孔を予め形成する工程と、この工程により背圧ガス導入孔が形成された前記緩衝材料層を前記平板部にそれぞれの背圧ガス導入孔の位置が一致するように添着する工程と、この工程により前記緩衝材料層が添着された前記平板部に前記ウエハを支持して前記定盤の研磨面上に配置する工程を備えたことを特徴とする研磨装置の調整方法を提供するものである。
【００１１】
すなわち本発明に係る研磨装置の調整方法にあっては、緩衝材料層に設けられた背圧ガス導入孔は、平板部に設けられた背圧ガス導入孔の断面積よりも大きい。したがって緩衝材料層の交換作業を含む研磨装置の調整作業の際には、あらかじめ緩衝材料層に前記背圧ガス導入孔を設けたものを使用して平板部に添着することにより、例えば作業者による目視や手作業によっても平板部に設けられた背圧ガス導入孔と緩衝材料層に設けられた背圧ガス導入孔の位置を合わせを容易に行うことができる。そのため従来技術の如く平板部と緩衝材料層を添着させた後に緩衝材料層に背圧ガス導入孔を設ける工程が不要になる。従って作業時間が短縮できるとともに緩衝材料層の開孔による開孔屑が発生しない。
【００１２】
よって本発明によれば作業性が向上すると共にウエハ製造の歩留まりを向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る研磨装置の調整方法の実施形態について、図１、図２、図３、図４、図５を参照して説明する。
【００１４】
図１は本発明により調整される研磨装置の一例を示す斜視図である。
【００１５】
研磨装置１は、ウエハを支持するウエハ支持部２と、前記ウエハ支持部２に支持されたウエハに対向して配置される研磨面を有する定盤３とを有する。さらにウエハの研磨面に表面に研磨粒子と液体を混合したスラリー状の研磨剤を供給する供給ノズル９を備えていてもよい。ウエハ支持部２と定盤３の少なくとも一方は移動あるいは回転し、より好ましくはウエハ支持部２と定盤３が共に回転する。
【００１６】
研磨工程時は、ウエハはウエハ支持部２の下部に支持され、定盤３とウエハ支持部２の少なくとも一方を移動あるいは回転させた状態で、定盤３の研磨面に押し付けられる。これによりウエハの表面は、研磨剤の組成によって研磨剤中の研磨粒子による機械的研磨作用あるいは酸やアルカリなどの薬液による化学的研磨作用、あるいはその双方の作用によって平坦に研磨される。
【００１７】
図２は図１に示されたウエハ支持部２の下部の構造を示す斜視図である。ウエハ支持部２はウエハ４を支持する平板部５と、平板部５とウエハ４の間に設けられた緩衝材料層６を備えている。緩衝材料層６はウエハ４の破損防止を目的としたもので平板部５は緩衝材料層６を介してウエハ４に重ねられている。前記緩衝材料層６は例えばゴム、あるいはウレタン、スポンジなどの緩衝材料からなるものが挙げられる。
【００１８】
平板部５及び緩衝材料層６には研磨時にウエハ４に背圧がかかるよう圧縮ガスによる背圧ガスを導入する複数の背圧ガス導入孔７、８がそれぞれ設けられている。
【００１９】
図３は図２に示されたウエハ支持部２の下部の構造を示す横断面図である。平板部５と緩衝材料層６とウエハ４が積層された構成となっている。ウエハ支持部２の平板部５には背圧ガス導入孔７が好ましくは平板面に対してほぼ垂直に設けられている。平板部５に積層されている緩衝材料層６にもウエハ４裏面に前記背圧ガスを導入させるための背圧ガス導入孔８が好ましくは平板面に対してほぼ垂直に設けられている。この緩衝材料層６の背圧ガス導入孔８の位置は平板部５の背圧ガス導入孔７と同一位置に設ける必要がある。
【００２０】
図４は図２に示されたウエハ支持部２の平板部５と緩衝材料層６の部分断面図である。図４に示すように平板部５には背圧ガス導入孔７が、緩衝材料層６には背圧ガス導入孔８が貫通するようにほぼ同一位置に設けられている。さらに緩衝材料層６に設けられた背圧ガス導入孔８の断面の面積は平板部５に設けられた背圧ガス導入孔７の断面積よりも大きい。平板部５及び緩衝材料層６に設けられた背圧ガス導入孔７及び背圧ガス導入孔８の断面形状はどのようなものであってもよいが、より好ましくは緩衝材料層６に設けられた背圧ガス導入孔８及び平板部５の背圧ガス導入孔７の断面は円形であり、さらに緩衝材料層６に設けられた背圧ガス導入孔８の直径φＤは、平板部５の背圧ガス導入孔７の直径φｄに対し、φＤ＞φｄの関係を有することが望ましい。
【００２１】
図５は研磨装置の調整時の図４に示されたウエハ支持部２の平板部５と緩衝材料層６を示す部分断面図である。上記研磨装置の調整時に緩衝材料層６を交換する際にはあらかじめ背圧ガス導入孔８が開孔された緩衝材料層６を平板部５に添着する。その際平板部５上の背圧ガス導入孔７の位置と、緩衝材料層６の背圧ガス導入孔８の開口部の位置を一致させる。
【００２２】
以上示した本発明研磨装置の及び研磨装置の調整方法により、研磨装置の調整時に平板部５と緩衝材料層６のそれぞれの背圧ガス導入孔を容易に人手により合わせ調整が可能な状態で平板部５と緩衝材料層６を添着することができる。
【００２３】
また、緩衝材料層６ではあらかじめ背圧ガス導入孔８が設けられているために従来技術の如く平板部に付着後に緩衝材料層の背圧ガス導入孔を複数にわたって開孔する作業が省略できることにより作業時間の低減となる。また、平板部５に付着後に開孔作業を行うことがないので開孔による開孔屑の発生がなくなるため屑残りによるウエハ研磨作業時のウエハ傷の発生を防止することができる。
【００２４】
実施例として上記本発明の研磨装置を用い、平板部５の背圧ガス導入孔７の断面の形状が円形で径を０．７ｍｍとし、緩衝材料層６の背圧ガス導入孔８の断面の形状を円形で径を３ｍｍとした状態で３枚のウエハについてそれぞれ研磨した。図６に実施例で用いた各ウエハについてのウエハ加工均一性レベルを示す。比較例として、平板部５の背圧ガス導入孔７の断面の形状が円形で径を０．７ｍｍとし、緩衝材料層６の背圧ガス導入孔８の断面の形状が円形で径を０．７ｍｍとした以外は実施例と同様に研磨した。各ウエハについてのウエハ加工均一性を図６に併記する。図６に示すように本発明に係る実施例の方ウエハ加工均一性が良好である。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明の研磨装置及び研磨装置の調整方法によれば、緩衝材料層の交換作業が容易に行え、かつ緩衝材料層の開孔による研磨屑が発生せず、作業性が向上すると共にウエハ製造の歩留まりも向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明により調整される研磨装置の一例を示す斜視図。
【図２】  本発明により調整される研磨装置のウエハ支持部の下部の構造を示す斜視図。
【図３】  本発明により調整される係る研磨装置のウエハ支持部の下部の構造を示す横断面図。
【図４】  本発明により調整される係る研磨装置のウエハ支持部の平板部と緩衝材料層を示す部分断面図。
【図５】  本発明により調整される係る研磨装置の調整時のウエハ支持部の平板部と緩衝材料層を示す部分断面図。
【図６】  実施例及び比較例に用いた研磨装置で研磨した各ウエハについてのウエハ加工均一性レベルを示す特性図。
【図７】  従来の研磨装置のウエハ支持部の構造を示す断面図。
【図８】  従来の研磨装置の調整における緩衝材料層に背圧ガス導入孔を設ける工程を説明するための緩衝材料層及び平板部の断面図。
【図９】  従来の研磨装置の調整における緩衝材料層に背圧ガス導入孔を設ける工程を説明するための緩衝材料層及び平板部の断面図。
【図１０】  従来の研磨装置の調整における緩衝材料層に背圧ガス導入孔を設ける工程を説明するための緩衝材料層及び平板部の断面図。
【符号の説明】
１…研磨装置
２…ウエハ支持部
３…定盤
４…ウエハ
５…平板部
６…緩衝材料層
７…背圧ガス導入孔
８…背圧ガス導入孔
９…供給ノズル
１１…ウエハ支持部
１２…ウエハ
１３…平板部
１４…緩衝材料層
１５…背圧ガス導入孔
１６…背圧ガス導入孔
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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