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公開番号2024172336
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-12
出願番号2023089989
出願日2023-05-31
発明の名称研磨ヘッドおよび研磨システム
出願人株式会社荏原製作所
代理人個人,個人,個人,個人
主分類B24B 37/30 20120101AFI20241205BHJP(研削;研磨)
要約【課題】ウェーハの膜厚プロファイルを精度よく制御することができる研磨ヘッドが提供される。
【解決手段】研磨ヘッドPHは、複数の押圧アクチュエーター50Aと、アクチュエーター動作制御部55と、アクチュエーター支持部52と、弾性ホルダー58と、を備える。アクチュエーター動作制御部55は、ヘッド本体49に搭載されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
基板の特定部位を独立して押圧する複数の押圧アクチュエーターと、
前記複数の押圧アクチュエーターのそれぞれの動作を制御するアクチュエーター動作制御部と、
前記複数の押圧アクチュエーターを支持するアクチュエーター支持部を備えるヘッド本体と、
前記アクチュエーター支持部を保持する弾性ホルダーと、を備え、
前記アクチュエーター動作制御部は、前記ヘッド本体に搭載されている、研磨ヘッド。
続きを表示（約 800 文字）【請求項２】
前記複数の押圧アクチュエーターは、前記アクチュエーター支持部の半径方向および円周方向に沿って敷き詰められている、請求項１に記載の研磨ヘッド。
【請求項３】
前記弾性ホルダーは、袋状のエアバッグを備えている、請求項１に記載の研磨ヘッド。
【請求項４】
前記エアバッグは、同心円状に配置された複数の加圧室を有している、請求項３に記載の研磨ヘッド。
【請求項５】
前記弾性ホルダーは、前記ヘッド本体に固定された弾性シートを備えている、請求項１に記載の研磨ヘッド。
【請求項６】
前記研磨ヘッドは、前記アクチュエーター支持部の移動方向を前記押圧アクチュエーターの押圧方向に沿った方向に規制するリニアガイド部材を備えている、請求項１に記載の研磨ヘッド。
【請求項７】
前記アクチュエーター動作制御部は、前記アクチュエーター支持部に搭載されている、請求項１に記載の研磨ヘッド。
【請求項８】
前記アクチュエーター動作制御部は、前記ヘッド本体のフランジ部に搭載されている、請求項１に記載の研磨ヘッド。
【請求項９】
前記ヘッド本体は、前記弾性ホルダーと前記ヘッド本体のフランジ部との間に形成された空間を有しており、
前記アクチュエーター動作制御部は、前記空間に配置されている、請求項１に記載の研磨ヘッド。
【請求項１０】
基板の特定部位を独立して押圧する複数の押圧アクチュエーターと、
前記複数の押圧アクチュエーターを支持するアクチュエーター支持部を備えるヘッド本体と、
前記アクチュエーター支持部を保持する弾性ホルダーと、
前記複数の押圧アクチュエーターを覆う弾性カバーと、を備える、研磨ヘッド。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨ヘッドおよび研磨システムに関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
昨今の半導体デバイスの製造における各工程への要求精度は、既に数ｎｍのオーダに達しており、化学機械研磨（ＣＭＰ）もその例外ではない。また、半導体集積回路の高集積化に伴い、微細化、多層化がますます加速している。
【０００３】
したがって、これらの微細化や多層化を実現するには、ＣＭＰ研磨においても、ウェーハの全面において、ＣＭＰ研磨後の膜厚のばらつきを数ｎｍオーダのばらつきに収めることが課題として求められている。
【０００４】
上述した要求を達成するためには、例えば、チップサイズレベルの分解能を有する膜厚プロファイルの制御が可能な研磨方式が必要となる。ここで、ウェーハに膜を形成する工程は、めっき、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）などの種々の成膜技術を用いて行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－１１２７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これらの成膜技術では、ウェーハの全面に亘って膜が均一に形成されないことがある。例えば、ウェーハの周方向に沿って膜厚のばらつきがあることもある。また、従来の研磨ヘッドは、ウェーハの半径方向に沿った押圧力を独立に変化させることができるので、ウェーハの半径方向の膜厚プロファイルを制御することは可能である。
【０００７】
しかしながら、圧力室は同心状に配置されているので、ウェーハの周方向に沿った押圧力を制御することができず、周方向における膜厚プロファイルを制御することができない。これに対しては、圧力室を周方向に分割する方法も考えられるが、圧力室の寸法および各圧力室への圧縮気体の供給ライン数には実質的に制限がある。したがって、チップサイズレベルの分解能を有する膜厚プロファイルの制御は困難である。
【０００８】
近年、上記の課題を解決する手段として、チップサイズの圧電素子などのアクチュエーターによって部分的な圧力制御を行う研磨ヘッドが開発されている。しかしながら、小さな伸縮率を有するアクチュエーターで加圧する方式の場合、アクチュエーターを取り付ける部分の面精度や傾き、取付誤差によってストローク誤差が生じる可能性がある。
【０００９】
この場合、アクチュエーターを伸縮させて、ストローク誤差を補正した後に、さらに、必要な圧力分だけアクチュエーターを伸縮させる。したがって、アクチュエーターの伸縮量が不足するおそれがある。この場合、ウェーハに対して十分な押圧力を付与することができず、ウェーハの膜厚プロファイルを精度よく制御することができないおそれがある。
【００１０】
そこで、本発明は、ウェーハの膜厚プロファイルを精度よく制御することができる研磨ヘッドおよび研磨システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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