JP2017037918A - 研磨ヘッド、研磨ヘッドを有するcmp研磨装置およびそれを用いた半導体集積回路の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、上記不具合に鑑みなされたもので、研磨均一性が向上するCMP研磨装置を提供することをその課題としている。
1.ウェハの外周部に当接する袋体の厚みを、ウェハの中心部に当接する袋体の厚みより厚くする。
2.エアーバッグを分割する。
3.エアーバッグをホース状にする。
上記の手段を単独あるいは組み合わせて用いることで、均一に加圧し、ウェハ全面を均一に押さえつけることが可能な研磨ヘッドを有するCMP研磨装置とした。
図1は、本発明の第1の実施例を示す模式断面図であり、特に研磨ヘッド部分の断面構造を模式的に示したCMP研磨装置を表している。前述したように、図14に示す従来技術においては、ウェハを押さえるために圧縮エアーが導入されると、エアーバッグの形状等の影響により外周部に局所的に高圧力6がかかり、中心部より圧力が高くかかることになる。高圧力部に上から押さえられたウェハ1は圧力の強い高加圧領域Xの絶縁膜の研磨レートが増大し、上から押さえつける圧力の小さい中心部よりも多く削れてしまう。その結果、絶縁膜材料の平坦化後のウェハ1面内均一性が悪化してしまっていた。
2 トップリング
3 リテナーリング
4 エアーバッグ
5 研磨パッド
6、X 局所的な高加圧箇所
7 局所的な高加圧箇所によるウェハの品質異常領域
8 半導体集積回路
101 エアーバッグ
201 インナーエアーバッグ
202 アウターエアーバッグ
301 インナーエアーバッグ
302 アウターエアーバッグ
401 小型エアーバッグ
501 ホース状エアーバッグ渦巻き型
601 インナーエアーバッグ
602 アウターエアーバッグ
701 インナーエアーバッグ
702 アウターエアーバッグ
801 小型エアーバッグ
802 小型エアーバッグ厚い
901 インナーエアーバッグ
902 ホース状エアーバッグ渦巻き型
1001 インナーホース状エアーバッグ渦巻き型
1002 アウターホース状エアーバッグ渦巻き型
1101 小型ホース状エアーバッグ渦巻き型
1201 衝撃吸収(ゲル状)シート
Claims (12)
- CMP研磨装置の研磨ヘッドであって、
研磨パッドと、
前記研磨パッドの表面に載置されたウェハの裏面に当接し、前記ウェハの表面を前記研磨パッドに押し付けるエアーバッグと、
前記エアーバッグおよび前記ウェハとを囲うトップリングと、
を備え、
前記ウェハの中心部に当接する前記エアーバッグの第1膜厚よりも前記ウェハの外周部に当接する前記エアーバッグの第2膜厚が厚いことを特徴とする研磨ヘッド。 - CMP研磨装置の研磨ヘッドであって、
研磨パッドと、
前記研磨パッドの表面に載置されたウェハの裏面に当接し、前記ウェハの表面を前記研磨パッドに押し付ける第1エアーバッグおよび第2エアーバッグと、
前記エアーバッグおよび前記ウェハとを囲うトップリングと、
を備え、
前記ウェハの中心部に当接する第1エアーバッグと、前記ウェハの外周部に当接する第2エアーバッグとは異なる袋体であることを特徴とする研磨ヘッド。 - 前記ウェハの中心部に当接する第1エアーバッグの第1膜厚よりも前記ウェハの外周部に当接する第2エアーバッグの第2膜厚が厚いことを特徴とする請求項2記載の研磨ヘッド。
- 平面視的に、前記第1エアーバッグは円形のエアーバッグで、前記第2エアーバッグは前記円形のエアーバッグの周囲に設けられたドーナツ形状のエアーバッグであることを特徴とする請求項2または3記載の研磨ヘッド。
- 平面視的に、前記第1エアーバッグは円形のエアーバッグで、前記第2エアーバッグは前記第1エアーバッグの周囲に設けられ、前記円形のエアーバッグよりも小さい複数の円形のエアーバッグの集合体であることを特徴とする請求項2または3記載の研磨ヘッド。
- 平面視的に、前記第1エアーバッグは複数の円形のエアーバッグの集合体で、前記第2エアーバッグは前記第1エアーバッグの周囲に設けられた複数の円形のエアーバッグの集合体であることを特徴とする請求項2または3記載の研磨ヘッド。
- 平面視的に、前記第1エアーバッグは円形のエアーバッグであり、前記第2エアーバッグは前記円形のエアーバッグの周囲に設けられた渦巻きホース形状のエアーバッグであることを特徴とする請求項2記載の研磨ヘッド。
- 平面視的に、前記第1エアーバッグは第1の渦巻きホース形状のエアーバッグであり、前記第2エアーバッグは前記第1の渦巻きホース形状のエアーバッグの周囲に設けられ、前記第1の渦巻きホース形状のエアーバッグよりも小さい複数の第2の渦巻きホース形状のエアーバッグの集合体であることを特徴とする請求項2記載の研磨ヘッド。
- 平面視的に、前記第1エアーバッグは複数の渦巻きホース形状のエアーバッグの集合体で、前記第2エアーバッグは前記第1エアーバッグの周囲に設けられた複数の渦巻きホース形状のエアーバッグ集合体であることを特徴とする請求項2記載の研磨ヘッド。
- 前記ウェハと前記エアーバッグとの間に衝撃吸収シートを設けたことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項記載の研磨ヘッド。
- 請求項1乃至10のいずれか1項記載の研磨ヘッドを有するCMP研磨装置。
- 請求項11記載のCMP研磨装置を用いてウェハ表面を平坦化する工程を有する半導体集積回路の製造方法。
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