JP2004296970A - Polishing device of semiconductor substrate and method for polishing the semiconductor substrate using the same - Google Patents

Polishing device of semiconductor substrate and method for polishing the semiconductor substrate using the same Download PDF

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Atsuyuki Miyoshi
淳之 三好
Kimiaki Matsukawa
公映 松川
Hiroyuki Nakagawa
博之 中川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing device of a semiconductor substrate and a method for polishing the semiconductor substrate using the same, in which it is possible to polish it at a stable polishing rate and to suitably process a fluid fed for polishing the semiconductor substrate. <P>SOLUTION: The polishing device of the semiconductor substrate comprises a platen 1 having a surface 1a, a polishing pad 2 which has a polishing surface 2a and is provided on the surface 1a to be rotated, a waste fluid recovering part 8 which is provided on the polishing pad 2 to remove the fluid fed onto the polishing surface 2a from the polishing surface 2a, and an outer peripheral step 4 which is provided in a fringe of the polishing surface 2a and has a top surface 4a. A height H1 from the surface 1a to the top surface 4a is greater than a height H3 from the surface 1a to the polishing surface 2a. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般的には、半導体基板の研磨装置およびこれを用いた半導体基板の研磨方法に関し、より特定的には、化学的機械研磨法（ＣＭＰ；Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）に使用される半導体基板の研磨装置およびこれを用いた半導体基板の研磨方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の研磨装置が、たとえば、特開２０００−２１６１２０号公報に開示されている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に開示されている研磨装置は、プラテンの表面に貼り付けられたパッドと、ウェハをパッド上で保持するトップリングと、パッド上に研磨薬液を供給するための研磨用薬液供給ラインとを備える。トップリングおよびプラテンを所定の方向に回転させる。同時に研磨用薬液供給ラインからパッド上に研磨薬液を供給する。そして、回転するウェハの被研磨面を回転するパッドに押圧することによってウェハの研磨を行なう。
【０００４】
研磨装置は、パッド上に設けられたドレッサーと、パッド上にドレス用薬液を供給するためのドレス用薬液供給ラインとをさらに備える。ドレッサーを所定の方向に回転させる。同時にドレス用薬液供給ラインからパッド上にドレス用薬液を供給する。そして、回転するドレッサーのダイヤモンド電着面を回転するパッドに押圧することによって、ウェハの研磨と同時にパッドの表面を洗浄することもできる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２１６１２０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
研磨用薬液供給ラインからパッド上に供給される研磨薬液には、ウェハの研磨を行なうための砥粒が微粒子の状態で含まれている。この砥粒がウェハの被研磨面とパッドとの間に介在することによって、ウェハの研磨が行なわれる。このため、パッド上に供給される研磨薬液のうちウェハの被研磨面とパッドとの間に介在した研磨薬液に含まれる砥粒のみがウェハの研磨に貢献し、残りの研磨薬液に含まれる砥粒はウェハの研磨に関わっていない。
【０００７】
しかし、特許文献１に開示された研磨装置では、砥粒のほとんどがウェハの研磨に関わっていないにもかかわらず、研磨薬液がパッド上から次々と流出する。パッド上から流出した研磨薬液は廃棄されてしまうため、従来の研磨装置では、研磨薬液に無駄が生じるという問題があった。砥粒を含む研磨薬液は非常に高価であり、半導体装置の研磨工程にこの研磨装置を使用した場合、半導体装置の製造コストが増大することにもなる。
【０００８】
また、研磨薬液には微粒子の状態の砥粒が多量に含まれているため、パッド上から流出した研磨薬液が研磨装置の他の部分に付着する。これにより、研磨装置が汚染されるという問題があった。
【０００９】
上述のような問題は、パッド上から流出するドレス用薬液によっても引き起こされ、パッド上に供給された研磨薬液およびドレス用薬液を適切に処理することができる研磨装置が切望されている。
【００１０】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、安定した研磨レートで研磨できるとともに、半導体基板の研磨のために供給された液体を適切に処理することができる半導体基板の研磨装置およびこれを用いた半導体基板の研磨方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明の実施の形態に従った半導体基板の研磨装置は、表面を有するベース部と、半導体基板の被研磨面を研磨するための研磨面を有し、表面に設けられて回転される研磨パッド部と、研磨パッド部上に設けられ、半導体基板の研磨に必要な所定の作業を行なうための研磨部と、研磨パッド部上に設けられ、研磨面に液体を供給する液体供給部と、研磨パッド部上に設けられ、液体供給部によって供給された液体を研磨面から除去する液体除去部と、研磨面の周縁に設けられ、第１の頂面を有する段差部とを備える。表面から第１の頂面までの高さは、表面から研磨面までの高さよりも大きい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１における半導体基板の研磨装置を示す斜視図である。図２は、図１中の半導体基板の研磨装置を示す平面図である。
【００１４】
図１および図２を参照して、半導体基板の研磨装置１０は、プラテン１と、プラテン１の表面に設けられ、研磨面２ａを有する研磨パッド２と、研磨面２ａの周縁に延在する外周段差４と、研磨面２ａの中心に設けられた仕切段差３と、研磨面２ａ上に設けられ、研磨面２ａにスラリーおよびドレス用薬液を供給するためのスラリー供給部６およびドレス用薬液供給部９と、研磨面２ａ上に設けられ、図示しない半導体基板を保持するためのトップリング５と、研磨面２ａ上に設けられ、研磨面２ａの洗浄を行なうためのドレッサー７と、研磨面２ａ上に設けられ、スラリー供給部６およびドレス用薬液供給部９によって供給されたスラリーおよびドレス用薬液を研磨面２ａから回収するための廃液回収部８とを備える。
【００１５】
図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線上に沿った断面図である。図１から図３を参照して、プラテン１は、所定の直径を有する円盤形状に形成されている。プラテン１の一方の端面である表面１ａの周縁には、外周段差４がリング状に形成されている。プラテン１と外周段差４とは一体に成型されている。外周段差４は、表面１ａとほぼ平行に延在する頂面４ａを有する。プラテン１の他方の端面は、回転軸を介して図示しないモーターに接続されている。そのモーターを駆動させることによって、回転軸１１を軸としてプラテン１を矢印５１に示す方向に回転させることができる。
【００１６】
プラテン１の中心付近には、仕切段差３が円盤形状に形成されている。プラテン１と仕切段差３とは一体に成型されている。仕切段差３は、表面１ａとほぼ平行に延在する頂面３ａを有する。
【００１７】
プラテン１の表面１ａには、仕切段差３の外周側壁と外周段差４の内周側壁との間で延在するように研磨パッド２が貼り合わされている。研磨パッド２は、たとえば、発泡ポリウレタンから形成されている。研磨パッド２は、表面１ａとほぼ平行に延在する研磨面２ａを有する。研磨面２ａは、研磨装置１０によって半導体基板の研磨を行なう場合に、半導体基板の被研磨面に接触する表面である。プラテン１の表面１ａ、仕切段差３の外周側壁、および外周段差４の内周側壁によって、表面１ａを底面とする凹部が形成されている。研磨パッド２は、その凹部に設けられている。
【００１８】
図３を参照して、プラテン１の表面１ａから外周段差４の頂面４ａまでの高さＨ１は、表面１ａから研磨パッド２の研磨面２ａまでの高さＨ３よりも大きい。同様に、表面１ａから仕切段差３の頂面３ａまでの高さＨ２は、表面１ａから研磨パッド２の研磨面２ａまでの高さＨ３よりも大きい。言い換えると、外周段差４および仕切段差３は、研磨パッド２の研磨面２ａ上において、研磨面２ａから離隔する方向に延びている。
【００１９】
図１から図３を参照して、研磨パッド２の研磨面２ａ上には、スラリー供給部６、トップリング５、ドレス用薬液供給部９、ドレッサー７および廃液回収部８が、プラテン１の回転方向（矢印５１に示す方向）に沿って上に列挙した順に設けられている。
【００２０】
スラリー供給部６は、研磨面２ａの上方の離れた位置に吐出口を有する。その吐出口から、シリカなどの砥粒を含み、半導体基板の研磨を行なうためのスラリーが研磨面２ａに向けて吐出される。
【００２１】
ドレス用薬液供給部９は、研磨面２ａの上方の離れた位置に吐出口を有する。その吐出口から、たとえば、純水などの研磨面２ａの洗浄を行なうためのドレス用薬液が研磨面２ａに向けて吐出される。ドレス用薬液は、純水のみならず、化学的な作用によって研磨面２ａの洗浄を促進する薬液であっても良い。
【００２２】
トップリング５には、半導体基板を真空引きするための図示しない基板保持機構が設けられている。この基板保持機構によって、半導体基板の被研磨面５０が研磨面２ａに向い合うように半導体基板が保持される。トップリング５の頂面は、回転軸を介して図示しないモーターに接続されている。そのモーターを駆動させることによって、半導体基板を矢印５２に示す方向に回転させることができる。
【００２３】
ドレッサー７の研磨面２ａに向い合う側には、表面にダイヤモンドが形成されたダイヤモンド電着面が形成されている。ドレッサー７の頂面は、回転軸を介して図示しないモーターに接続されている。そのモーターを駆動させることによって、ドレッサー７を矢印５３に示す方向に回転させることができる。
【００２４】
廃液回収部８は、研磨面２ａ上において、仕切段差３の外周側壁から外周段差４の内周側壁まで延在している。廃液回収部８の内部には、研磨面２ａから回収されたスラリーおよびドレス用薬液が通過するための空間が形成されている。廃液回収部８は、仕切段差３側から外周段差４側に向けて順に配置された、廃液回収口部８ｍ、流入傾斜部８ｐおよび液溜め部８ｎによって構成されている。
【００２５】
廃液回収口部８ｍでは、研磨面２ａに向い合って開口された廃液回収口が形成されている。その廃液回収口は、研磨面２ａの直上において開口している。このように研磨面２ａ上に廃液回収口が規定されるように廃液回収口部８ｍを設けることによって、研磨面２ａの凹部に存在するスラリーおよびドレス用薬液を確実に回収することができる。
【００２６】
流入傾斜部８ｐでは、廃液回収部８の底面が傾斜して形成されている。このため、流入傾斜部８ｐでは、研磨面２ａから廃液回収部８の底面までの高さが研磨面２ａの中心側から周縁側に向かうに従って大きくなっている。
【００２７】
液溜め部８ｎは、外周段差４に隣接する位置に設けられている。液溜め部８ｎでは、廃液回収部８の底面が研磨面２ａに接触して形成されている。このため、液溜め部８ｎには、流入傾斜部８ｐから流入したスラリーおよびドレス用薬液をひとまず溜めるための凹部が形成されている。
【００２８】
液体除去部は、研磨面２ａの回転中心側に位置し、研磨面の直上に開口された液体回収口部と、研磨面２ａの周縁側に位置し、研磨面２ａに接触するように底面が形成された凹部を有する液体溜め部と、液体回収口部と液体溜め部との間に位置し、液体回収口部側から液体溜め部側に向かうに従って研磨面からの距離が大きくなるように底面が形成された底面傾斜部とを含む。
【００２９】
また、廃液回収部８には、液溜め部８ｎの底面近くまでに達する吸引ノズル１２が設けられている。吸引ノズル１２は、液溜め部８ｎに達する一方端とは反対側の他方端において、図示しない真空ポンプに接続されている。この図示しない真空ポンプを稼働させることによって、廃液回収部８および吸引ノズル１２を介して、研磨面２ａからスラリーおよびドレス用薬液を回収することができる。
【００３０】
本実施の形態では、廃液回収部８に流入傾斜部８ｐおよび液溜め部８ｎを形成している。このため、廃液回収口部８ｍから廃液回収部８の内部へと一度流入したスラリーおよびドレス用薬液が、吸引ノズル１２から吸引されずに研磨面２ａ側に逆流することを防止できる。これにより、スラリーおよびドレス用薬液をより確実に回収することができる。
【００３１】
液溜め部８ｎの液体が溜まる凹部の深さは、主にプラテン１の回転速度によって決定される。たとえば、プラテン１の回転速度が３０（ｒｐｍ）である場合、廃液回収部８における平均速度は０．４５（ｍ／ｓ）となる。この場合、液溜め部８ｎの液体が溜まる凹部の深さを１．０ｃｍ以上に設定することによって、スラリーおよびドレス用薬液の逆流を確実に防止することができる。
【００３２】
この発明の実施の形態１に従った半導体基板の研磨装置１０は、表面１ａを有するベース部としてのプラテン１と、半導体基板の被研磨面５０を研磨するための研磨面２ａを有し、表面１ａに設けられて回転される研磨パッド部としての研磨パッド２と、研磨パッド２上に設けられ、半導体基板の研磨に必要な所定の作業を行なうための研磨部としてのトップリング５およびドレッサー７と、研磨パッド２上に設けられ、研磨面２ａに液体を供給する液体供給部としてのスラリー供給部６およびドレス用薬液供給部９と、研磨パッド２上に設けられ、スラリー供給部６およびドレス用薬液供給部９によって供給された液体を研磨面２ａから除去する液体除去部としての廃液回収部８と、研磨面２ａの周縁に設けられ、第１の頂面としての頂面４ａを有する段差部としての外周段差４とを備える。表面１ａから頂面４ａまでの高さＨ１は、表面１ａから研磨面２ａまでの高さＨ３よりも大きい。
【００３３】
研磨装置１０は、研磨面２ａ上に位置する研磨パッド２の回転中心に設けられ、表面１ａからの高さＨ２が、表面１ａから研磨面２ａまでの高さＨ３よりも大きい第２の頂面としての頂面３ａを有する仕切部としての仕切段差３をさらに備える。
【００３４】
研磨部は、半導体基板の被研磨面５０と研磨面２ａとが向い合うように半導体基板を保持する基板保持部としてのトップリング５と、研磨面２ａを洗浄する基板洗浄部としてのドレッサー７とを含む。液体供給部は、研磨面２ａに研磨液を供給する研磨液供給部としてのスラリー供給部６と、研磨面２ａに洗浄液を供給する洗浄液供給部としてのドレス用薬液供給部９とを含む。
【００３５】
廃液回収部８は、研磨面２ａの直上に開口された廃液回収口部８ｍを有する。
続いて、図１中の研磨装置１０を用いて行なう半導体基板の研磨方法について図１から図３を参照しながら説明する。
【００３６】
まず、研磨を行なおうとしている半導体基板をトップリング５の所定の位置にセッティングする。図示しない各モーターを稼働させることによって、研磨パッド２、トップリング５およびドレッサー７を所定の方向に回転させる。スラリー供給部６およびドレス用薬液供給部９から研磨面２ａに向けてスラリーおよびドレス用薬液を供給する。半導体基板の被研磨面５０およびドレッサー７のダイヤモンド電着面を研磨面２ａに押圧する。
【００３７】
半導体基板がセッティングされたトップリング５は、スラリー供給部６に対して研磨パッド２の回転方向のすぐ下流に位置する。このため、スラリー供給部６から研磨面２ａに供給されたスラリーは、半導体基板の被研磨面５０と研磨面２ａとの間に次々と導入されていく。また、ドレッサー７は、ドレス用薬液供給部９に対して研磨パッド２の回転方向のすぐ下流に位置する。このため、ドレス用薬液供給部９から研磨面２ａに供給されたドレス用薬液は、ドレッサー７のダイヤモンド電着面と研磨面２ａとの間に次々と導入されていく。このようにスラリーおよびドレス用薬液を所定の位置に介在させることによって、半導体基板の研磨と研磨面２ａの洗浄とを同時に行なう。
【００３８】
吸引ノズル１２に接続された真空ポンプを稼働させることによって、研磨面２ａに供給されたスラリーおよびドレス用薬液を廃液回収部８によって回収する。
【００３９】
この発明の実施の形態１に従った半導体基板の研磨方法は、研磨装置１０を用いた半導体基板の研磨方法である。半導体基板の研磨方法は、スラリー供給部６およびドレス用薬液供給部９によって研磨面２ａに液体を供給するとともに、半導体基板の被研磨面５０と研磨面２ａとを相対的に移動させる工程と、半導体基板の被研磨面５０と研磨面２ａとを接触させる工程と、研磨面２ａに供給された液体を廃液回収部８によって研磨面２ａから除去することによって、その液体を回収する工程とを備える。
【００４０】
このように構成された半導体基板の研磨装置１０および半導体基板の研磨方法によれば、研磨面２ａの周縁には、研磨面２ａよりも高い位置に形成された頂面４ａを有する外周段差４が設けられている。このため、研磨面２ａに供給されたスラリーおよびドレス用薬液を研磨面２ａの周縁から流出させることなく、廃液回収部８によって確実に回収することができる。これにより、スラリーおよびドレス用薬液によって研磨装置１０および周辺装置が汚染されることを防止できる。
【００４１】
また、研磨装置１０には、仕切段差３が設けられている。このため、半導体基板の研磨に関わった研磨後のスラリー、ドレス用薬液供給部９から供給されたドレス用薬液、および研磨面２ａの洗浄に関わった洗浄後のドレス用薬液が、研磨面２ａの回転中心近傍の領域を経て、廃液回収部８に対して研磨パッド２の回転方向の下流に位置し、トップリング５に対して研磨パッド２の回転方向の上流に位置する領域に流れ込むことがない。したがって、半導体基板の被研磨面５０から生じた研磨屑などが混入していないスラリーのみによって半導体基板の研磨を行なうことができる。これにより、半導体基板の研磨レートを安定させるとともに、被研磨面５０にマイクロスクラッチなどが発生することを抑制できる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、外周段差４および仕切段差３をプラテン１と一体成型としたが、プラテン１の表面１ａに外周段差４および仕切段差３を取り付ける構造としても良い。
【００４３】
また、外周段差４の頂面４ａと研磨面２ａとの段差が大きすぎる場合、研磨パッド２の交換が行ないにくくなる。このため、外周段差４の高さは、本発明の効果を損なわない程度に低く抑えることが好ましい。一般的に、研磨面２ａに供給されるドレス用薬液の量は、研磨面２ａに供給されるスラリーの量よりも多い。このため、主にドレス用薬液の量を考慮して、外周段差４の高さを決定すれば良い。
【００４４】
具体的な例を挙げると、直径６００ｍｍの研磨面２ａに１０００（ｃｍ３／ｍｉｎ）でドレス用薬液を供給する場合を想定すると、廃液回収部８によって廃液の回収を行なわない場合、研磨面２ａ上に形成されるスラリーおよびドレス用薬液の液膜の厚みは１ｃｍ程度となる。したがって、外周段差４の頂面４ａと研磨面２ａとの段差を１ｃｍとすれば、本発明の効果を損なうことなく、外周段差４の高さを低く抑えることができるものと考えられる。
【００４５】
（実施の形態２）
図４は、この発明の実施の形態２における半導体基板の研磨装置を示す斜視図である。図５は、図４中の半導体基板の研磨装置を示す平面図である。
【００４６】
図４および図５を参照して、半導体基板の研磨装置３０は、実施の形態１における研磨装置１０に、スラリー回収部４１をさらに備える。スラリー回収部４１は、研磨装置１０が備える廃液回収部８と同一構造を有する。スラリー回収部４１には、図示しない真空ポンプに接続された吸引ノズル４２が設けられている。研磨装置３０では、研磨装置１０における廃液回収部８および吸引ノズル１２が、ドレス用薬液回収部４３および吸引ノズル４４として設けられている。
【００４７】
スラリー供給部６、トップリング５、スラリー回収部４１、ドレス用薬液供給部９、ドレッサー７およびドレス用薬液回収部４３が、プラテン１の回転方向（矢印５１に示す方向）に沿って上に列挙した順に設けられている。
【００４８】
半導体基板の研磨装置３０では、スラリー供給部６から研磨面２ａに供給されたスラリーをスラリー回収部４１によって回収し、ドレス用薬液供給部９から研磨面２ａに供給されたドレス用薬液をドレス用薬液回収部４３によって回収する。
【００４９】
この発明の実施の形態２に従った半導体基板の研磨装置３０では、液体除去部は、スラリー供給部６によって供給された研磨液を除去するための研磨液除去部としてのスラリー回収部４１と、ドレス用薬液供給部９によって供給された洗浄液を除去するための洗浄液除去部としてのドレス用薬液回収部４３とを含む。スラリー回収部４１は、スラリー回収部４１に対して研磨パッド２の回転方向の上流にスラリー供給部６が位置し、下流にドレス用薬液供給部９が位置するように設けられている。ドレス用薬液回収部４３は、ドレス用薬液回収部４３に対して研磨パッド２の回転方向の上流にドレス用薬液供給部９が位置し、下流にスラリー供給部６が位置するように設けられている。
【００５０】
このように構成された半導体基板の研磨装置３０によれば、ドレッサー７のダイヤモンド電着面と研磨面２ａとの間に導入されるドレス用薬液にスラリーが混入することを防止できる。このため、研磨面２ａの洗浄を安定して行なうことができる。これにより、研磨パッド２の寿命を向上させるとともに、半導体基板を安定した研磨レートで研磨することができる。
【００５１】
（実施の形態３）
図６は、この発明の実施の形態３における半導体基板の研磨装置を示す模式図である。図６を参照して、図中の研磨装置３０は、図５中のＶＩ−ＶＩ線上に沿った研磨装置の断面形状である。半導体基板の研磨装置は、実施の形態２における研磨装置３０に、スラリー回収タンク３３およびドレス用薬液回収タンク３４をさらに備える。
【００５２】
吸引ノズル４２の他方端側には、スラリー回収タンク３３が設けられている。吸引ノズル４４の他方端側には、ドレス用薬液回収タンク３４が設けられている。吸引ノズル４２からスラリー回収タンク３３に向かうスラリー回収ラインと、吸引ノズル４４からドレス用薬液回収タンク３４に向かうドレス用薬液回収ラインとは、それぞれ独立して設けられている。このため、スラリー回収部４１およびドレス用薬液回収部４３の各々に吸引されたスラリーおよびドレス用薬液は、互いに混じることなく、スラリー回収タンク３３およびドレス用薬液回収タンク３４に回収される。
【００５３】
この発明の実施の形態３に従った半導体基板の研磨装置では、研磨液および洗浄液は、スラリー回収部４１およびドレス用薬液回収部４３の各々から別々に回収される。
【００５４】
このように構成された半導体基板の研磨装置によれば、ドレス用薬液が混じっていない状態でスラリーをスラリー回収タンク３３に回収することができる。これにより、スラリーのリサイクルを容易に行なうことができる。また同様に、、ドレス用薬液回収部４３に回収されたドレス用薬液を容易にリサイクルすることができる。これにより、半導体基板の研磨工程のランニングコストを削減することができる。
【００５５】
（実施の形態４）
図７は、この発明の実施の形態４における半導体基板の研磨装置を示す模式図である。図７を参照して、本実施の形態では、実施の形態３における研磨装置の吸引ノズル４２からスラリー回収タンク３３に向かうスラリー回収ライン上に、フィルター２１が設けられている。フィルター２１は、半導体基板の研磨によって被研磨面５０から生じる研磨屑よりも小さく、スラリー供給部６から供給されるスラリー中の砥粒よりも大きいメッシュサイズで形成されている。
【００５６】
この発明の実施の形態４に従った半導体基板の研磨装置では、液体除去部としてのスラリー回収部４１には、液体に含まれる粒子よりも大きく、かつ半導体基板の被研磨面５０から生じた固形物より小さいメッシュサイズのフィルター２１が設けられている。
【００５７】
このように構成された半導体基板の研磨装置によれば、スラリー供給部６から研磨面２ａに供給されたスラリーとほぼ等しい状態のスラリーをスラリー回収タンク３３に回収することができる。回収されたスラリーには、マイクロスクラッチの原因となる研磨屑も含まれていないため、スラリーのリサイクルをさらに容易に行なうことができる。
【００５８】
なお、本実施の形態では、フィルター２１を吸引ノズル４２からスラリー回収タンク３３に向かうスラリー回収ライン上に設けたが、図６中の吸引ノズル４４からドレス用薬液回収タンク３４に向かうドレス用薬液回収ライン上に設けても良い。この場合、回収されたドレス用薬液をさらに容易にリサイクルすることができる。
【００５９】
また、本発明に従った半導体基板の研磨装置は、実施の形態１から４に説明した半導体基板の研磨装置の構造を適宜組合せることによって実現されても良い。
【００６０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に従えば、安定した研磨レートで研磨できるとともに、半導体基板の研磨のために供給された液体を適切に処理することができる半導体基板の研磨装置およびこれを用いた半導体基板の研磨方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における半導体基板の研磨装置を示す斜視図である。
【図２】図１中の半導体基板の研磨装置を示す平面図である。
【図３】図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線上に沿った断面図である。
【図４】この発明の実施の形態２における半導体基板の研磨装置を示す斜視図である。
【図５】図４中の半導体基板の研磨装置を示す平面図である。
【図６】この発明の実施の形態３における半導体基板の研磨装置を示す模式図である。
【図７】この発明の実施の形態４における半導体基板の研磨装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１ プラテン、１ａ 表面、２ 研磨パッド、２ａ 研磨面、３ 仕切段差、３ａ，４ａ 頂面、４ 外周段差、５ トップリング、６ スラリー供給部、７ドレッサー、８ 廃液回収部、８ｍ 廃液回収口部、９ ドレス用薬液供給部、１０，３０ 研磨装置、２１ フィルター、４１ スラリー回収部、４３ ドレス用薬液回収部、５０ 被研磨面。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention generally relates to a semiconductor substrate polishing apparatus and a semiconductor substrate polishing method using the same, and more particularly, to a semiconductor substrate used for a chemical mechanical polishing (CMP). And a method of polishing a semiconductor substrate using the same.
[0002]
[Prior art]
A conventional polishing apparatus is disclosed in, for example, JP-A-2000-216120 (Patent Document 1).
[0003]
The polishing apparatus disclosed in Patent Literature 1 includes a pad attached to a surface of a platen, a top ring for holding a wafer on the pad, and a polishing chemical supply line for supplying a polishing chemical on the pad. Is provided. The top ring and the platen are rotated in a predetermined direction. At the same time, a polishing chemical liquid is supplied onto the pad from the polishing chemical liquid supply line. Then, the wafer is polished by pressing the polished surface of the rotating wafer against the rotating pad.
[0004]
The polishing apparatus further includes a dresser provided on the pad, and a dressing chemical supply line for supplying the dressing chemical on the pad. The dresser is rotated in a predetermined direction. At the same time, the dressing chemical is supplied from the dressing chemical supply line onto the pad. By pressing the diamond electrodeposited surface of the rotating dresser against the rotating pad, the surface of the pad can be cleaned simultaneously with the polishing of the wafer.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-216120 A
[Problems to be solved by the invention]
The polishing liquid supplied from the polishing liquid supply line onto the pad contains abrasive particles for polishing the wafer in the form of fine particles. The wafer is polished by interposing the abrasive grains between the surface to be polished of the wafer and the pad. Therefore, of the polishing liquid supplied on the pad, only the abrasive grains contained in the polishing liquid interposed between the surface to be polished of the wafer and the pad contribute to the polishing of the wafer, and the abrasive particles contained in the remaining polishing liquid. The grains are not involved in polishing the wafer.
[0007]
However, in the polishing apparatus disclosed in Patent Literature 1, the polishing liquid flows out one after another from the pad even though most of the abrasive grains are not involved in polishing the wafer. Since the polishing liquid flowing out of the pad is discarded, the conventional polishing apparatus has a problem that the polishing liquid is wasted. A polishing chemical solution containing abrasive grains is very expensive, and when this polishing apparatus is used in a polishing process of a semiconductor device, the manufacturing cost of the semiconductor device also increases.
[0008]
Further, since the abrasive liquid contains a large amount of abrasive particles in the form of fine particles, the abrasive liquid flowing out from the pad adheres to other portions of the polishing apparatus. As a result, there is a problem that the polishing apparatus is contaminated.
[0009]
The above-mentioned problem is also caused by the dressing chemical solution flowing out from the pad, and a polishing apparatus capable of appropriately treating the polishing chemical solution and the dressing chemical solution supplied onto the pad has been desired.
[0010]
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and a semiconductor substrate polishing apparatus capable of polishing at a stable polishing rate and appropriately processing a liquid supplied for polishing the semiconductor substrate. And a method for polishing a semiconductor substrate using the same.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
A polishing apparatus for a semiconductor substrate according to an embodiment of the present invention has a base portion having a surface, a polishing surface for polishing a surface to be polished of the semiconductor substrate, and a polishing pad provided on the surface and rotated. A polishing section provided on the polishing pad section for performing a predetermined operation required for polishing the semiconductor substrate; a liquid supply section provided on the polishing pad section for supplying a liquid to the polishing surface; A liquid removal unit is provided on the pad unit and removes the liquid supplied by the liquid supply unit from the polishing surface, and a step unit provided on the periphery of the polishing surface and having a first top surface. The height from the surface to the first top surface is greater than the height from the surface to the polished surface.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0013]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view showing a semiconductor substrate polishing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing the semiconductor substrate polishing apparatus shown in FIG.
[0014]
1 and 2, a semiconductor substrate polishing apparatus 10 includes a platen 1, a polishing pad 2 provided on a surface of the platen 1 and having a polishing surface 2a, and an outer periphery extending to a peripheral edge of the polishing surface 2a. A step 4, a partition step 3 provided at the center of the polishing surface 2a, a slurry supply unit 6 provided on the polishing surface 2a and supplying a slurry and a dressing chemical to the polishing surface 2a, and a dressing chemical supply unit 9, a top ring 5 provided on the polishing surface 2a for holding a semiconductor substrate (not shown); a dresser 7 provided on the polishing surface 2a for cleaning the polishing surface 2a; And a waste liquid recovery unit 8 for recovering the slurry and the dressing chemical supplied by the slurry supply unit 6 and the dressing chemical supply unit 9 from the polishing surface 2a.
[0015]
FIG. 3 is a cross-sectional view along the line III-III in FIG. Referring to FIGS. 1 to 3, platen 1 is formed in a disk shape having a predetermined diameter. An outer peripheral step 4 is formed in a ring shape on a peripheral edge of a front surface 1 a which is one end surface of the platen 1. The platen 1 and the outer peripheral step 4 are integrally formed. The outer peripheral step 4 has a top surface 4a extending substantially parallel to the surface 1a. The other end surface of the platen 1 is connected to a motor (not shown) via a rotation shaft. By driving the motor, the platen 1 can be rotated in the direction indicated by the arrow 51 around the rotation shaft 11.
[0016]
Near the center of the platen 1, a partition step 3 is formed in a disk shape. The platen 1 and the partition step 3 are integrally formed. The partition step 3 has a top surface 3a extending substantially parallel to the surface 1a.
[0017]
The polishing pad 2 is bonded to the surface 1 a of the platen 1 so as to extend between the outer peripheral side wall of the partition step 3 and the inner peripheral side wall of the outer peripheral step 4. Polishing pad 2 is formed of, for example, polyurethane foam. Polishing pad 2 has a polishing surface 2a extending substantially parallel to surface 1a. The polishing surface 2a is a surface that comes into contact with the surface to be polished of the semiconductor substrate when the semiconductor substrate is polished by the polishing apparatus 10. A concave portion having the surface 1a as a bottom surface is formed by the surface 1a of the platen 1, the outer peripheral side wall of the partition step 3, and the inner peripheral side wall of the outer peripheral step 4. The polishing pad 2 is provided in the recess.
[0018]
Referring to FIG. 3, height H1 from surface 1a of platen 1 to top surface 4a of outer peripheral step 4 is larger than height H3 from surface 1a to polishing surface 2a of polishing pad 2. Similarly, the height H2 from the surface 1a to the top surface 3a of the partition step 3 is larger than the height H3 from the surface 1a to the polishing surface 2a of the polishing pad 2. In other words, the outer peripheral step 4 and the partition step 3 extend on the polishing surface 2a of the polishing pad 2 in a direction away from the polishing surface 2a.
[0019]
Referring to FIGS. 1 to 3, a slurry supply unit 6, a top ring 5, a dressing chemical supply unit 9, a dresser 7, and a waste liquid recovery unit 8 are provided on the polishing surface 2 a of the polishing pad 2 by rotating the platen 1. They are provided in the order listed above along the direction (the direction indicated by the arrow 51).
[0020]
The slurry supply unit 6 has a discharge port at a position above and away from the polishing surface 2a. A slurry for polishing the semiconductor substrate, which contains abrasive grains such as silica, is discharged from the discharge port toward the polishing surface 2a.
[0021]
The dressing chemical solution supply unit 9 has a discharge port at a position above and away from the polishing surface 2a. From the discharge port, for example, a dressing chemical such as pure water for cleaning the polishing surface 2a is discharged toward the polishing surface 2a. The dressing chemical may be not only pure water but also a chemical that promotes cleaning of the polished surface 2a by a chemical action.
[0022]
The top ring 5 is provided with a substrate holding mechanism (not shown) for evacuating the semiconductor substrate. The substrate holding mechanism holds the semiconductor substrate such that the polished surface 50 of the semiconductor substrate faces the polished surface 2a. The top surface of the top ring 5 is connected to a motor (not shown) via a rotation shaft. By driving the motor, the semiconductor substrate can be rotated in the direction shown by the arrow 52.
[0023]
On the side of the dresser 7 facing the polishing surface 2a, a diamond electrodeposited surface having diamond formed on the surface is formed. The top surface of the dresser 7 is connected to a motor (not shown) via a rotating shaft. By driving the motor, the dresser 7 can be rotated in the direction indicated by the arrow 53.
[0024]
The waste liquid recovery part 8 extends from the outer peripheral side wall of the partition step 3 to the inner peripheral side wall of the outer peripheral step 4 on the polishing surface 2a. Inside the waste liquid collecting section 8, a space is formed for passing the slurry and the dressing chemical collected from the polishing surface 2a. The waste liquid recovery section 8 is composed of a waste liquid recovery port 8m, an inflow inclined section 8p, and a liquid storage section 8n which are arranged in order from the partition step 3 side to the outer peripheral step 4 side.
[0025]
In the waste liquid recovery port 8m, a waste liquid recovery port opened to face the polishing surface 2a is formed. The waste liquid recovery port is opened just above the polishing surface 2a. By providing the waste liquid recovery port 8m so that the waste liquid recovery port is defined on the polishing surface 2a, the slurry and the dressing chemical present in the concave portions of the polishing surface 2a can be reliably recovered.
[0026]
In the inflow inclined portion 8p, the bottom surface of the waste liquid collecting portion 8 is formed to be inclined. Therefore, in the inflow inclined portion 8p, the height from the polishing surface 2a to the bottom surface of the waste liquid collecting portion 8 increases from the center side of the polishing surface 2a toward the peripheral edge.
[0027]
The liquid reservoir 8n is provided at a position adjacent to the outer peripheral step 4. In the liquid reservoir 8n, the bottom surface of the waste liquid recovery unit 8 is formed in contact with the polishing surface 2a. For this reason, a concave portion for temporarily storing the slurry and the dressing chemical solution flowing from the inflow inclined portion 8p is formed in the liquid storage portion 8n.
[0028]
The liquid removing portion is located on the rotation center side of the polishing surface 2a, and has a liquid recovery port portion opened just above the polishing surface, and is located on the peripheral side of the polishing surface 2a, and has a bottom surface in contact with the polishing surface 2a. A liquid reservoir having a recess formed, and a bottom surface located between the liquid recovery port and the liquid reservoir, such that the distance from the polishing surface increases from the liquid recovery port toward the liquid reservoir. And a bottom inclined portion on which the bottom surface is formed.
[0029]
Further, the waste liquid collecting section 8 is provided with a suction nozzle 12 which reaches near the bottom of the liquid storing section 8n. The suction nozzle 12 is connected to a vacuum pump (not shown) at the other end opposite to the one end reaching the liquid reservoir 8n. By operating the vacuum pump (not shown), the slurry and the dressing chemical can be collected from the polishing surface 2a via the waste liquid collecting unit 8 and the suction nozzle 12.
[0030]
In the present embodiment, the waste liquid recovery section 8 is formed with an inflow inclined section 8p and a liquid storage section 8n. Therefore, it is possible to prevent the slurry and the dressing chemical once flowing into the waste liquid collecting unit 8 from the waste liquid collecting port 8 m from flowing backward to the polishing surface 2 a without being sucked from the suction nozzle 12. Thereby, the slurry and the dressing chemical can be collected more reliably.
[0031]
The depth of the concave portion of the liquid reservoir 8n where the liquid is stored is mainly determined by the rotation speed of the platen 1. For example, when the rotation speed of the platen 1 is 30 (rpm), the average speed in the waste liquid collecting unit 8 is 0.45 (m / s). In this case, by setting the depth of the concave portion of the liquid reservoir 8n where the liquid is stored to 1.0 cm or more, it is possible to reliably prevent the slurry and the dressing liquid from flowing back.
[0032]
The semiconductor substrate polishing apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention has a platen 1 as a base having a surface 1a and a polishing surface 2a for polishing a surface 50 to be polished of the semiconductor substrate. A polishing pad 2 provided on the polishing pad 2 and rotated as a polishing pad; a top ring 5 and a dresser 7 provided on the polishing pad 2 and serving as a polishing section for performing a predetermined operation required for polishing a semiconductor substrate; A slurry supply unit 6 and a dressing chemical solution supply unit 9 provided on the polishing pad 2 as a liquid supply unit for supplying a liquid to the polishing surface 2a; and a slurry supply unit 6 and a dress A waste liquid recovery unit 8 serving as a liquid removing unit for removing the liquid supplied by the chemical liquid supply unit 9 from the polishing surface 2a; and a top surface provided on the periphery of the polishing surface 2a and serving as a first top surface And a periphery step 4 as a step portion having a. Height H1 from surface 1a to top surface 4a is greater than height H3 from surface 1a to polished surface 2a.
[0033]
The polishing apparatus 10 is provided at the center of rotation of the polishing pad 2 located on the polishing surface 2a, and the second top surface whose height H2 from the surface 1a is larger than the height H3 from the surface 1a to the polishing surface 2a. Further, there is provided a partition step 3 as a partition having a top surface 3a.
[0034]
The polishing unit includes a top ring 5 as a substrate holding unit that holds the semiconductor substrate so that the surface 50 to be polished of the semiconductor substrate faces the polishing surface 2a, and a dresser 7 as a substrate cleaning unit that cleans the polishing surface 2a. including. The liquid supply unit includes a slurry supply unit 6 as a polishing liquid supply unit for supplying a polishing liquid to the polishing surface 2a, and a dressing chemical liquid supply unit 9 as a cleaning liquid supply unit for supplying a cleaning liquid to the polishing surface 2a.
[0035]
The waste liquid collecting part 8 has a waste liquid collecting port 8m opened right above the polishing surface 2a.
Next, a method for polishing a semiconductor substrate using the polishing apparatus 10 in FIG. 1 will be described with reference to FIGS.
[0036]
First, the semiconductor substrate to be polished is set at a predetermined position on the top ring 5. By operating each motor (not shown), the polishing pad 2, the top ring 5, and the dresser 7 are rotated in a predetermined direction. A slurry and a dressing chemical are supplied from the slurry supply section 6 and the dressing chemical supply section 9 toward the polishing surface 2a. The polished surface 50 of the semiconductor substrate and the diamond electrodeposited surface of the dresser 7 are pressed against the polished surface 2a.
[0037]
The top ring 5 on which the semiconductor substrate is set is located immediately downstream of the slurry supply unit 6 in the rotation direction of the polishing pad 2. Therefore, the slurry supplied from the slurry supply unit 6 to the polishing surface 2a is successively introduced between the surface 50 to be polished of the semiconductor substrate and the polishing surface 2a. The dresser 7 is located immediately downstream of the dressing chemical supply unit 9 in the rotation direction of the polishing pad 2. Therefore, the dressing chemical supplied from the dressing chemical supply unit 9 to the polishing surface 2a is successively introduced between the diamond electrodeposited surface of the dresser 7 and the polishing surface 2a. By thus interposing the slurry and the dressing chemical at predetermined positions, the polishing of the semiconductor substrate and the cleaning of the polished surface 2a are simultaneously performed.
[0038]
By operating the vacuum pump connected to the suction nozzle 12, the slurry and the dressing chemical supplied to the polishing surface 2a are collected by the waste liquid collecting unit 8.
[0039]
The method for polishing a semiconductor substrate according to the first embodiment of the present invention is a method for polishing a semiconductor substrate using polishing apparatus 10. The method for polishing a semiconductor substrate includes supplying a liquid to the polishing surface 2a by the slurry supply unit 6 and the dressing chemical liquid supply unit 9, and relatively moving the polished surface 50 and the polishing surface 2a of the semiconductor substrate; A step of bringing the surface to be polished 50 of the semiconductor substrate into contact with the polished surface 2a; and a step of collecting the liquid by removing the liquid supplied to the polished surface 2a from the polished surface 2a by the waste liquid collecting unit 8. .
[0040]
According to the semiconductor substrate polishing apparatus 10 and the semiconductor substrate polishing method configured as described above, the outer peripheral step 4 having the top surface 4a formed at a position higher than the polishing surface 2a is provided at the peripheral edge of the polishing surface 2a. Is provided. Therefore, the slurry and the dressing chemical supplied to the polishing surface 2a can be reliably recovered by the waste liquid recovery unit 8 without flowing out from the peripheral edge of the polishing surface 2a. This can prevent the polishing apparatus 10 and peripheral devices from being contaminated by the slurry and the dressing chemical.
[0041]
The polishing apparatus 10 is provided with a partition step 3. For this reason, the slurry after polishing related to the polishing of the semiconductor substrate, the dressing chemical solution supplied from the dressing chemical solution supply unit 9, and the dressing chemical solution after cleaning related to the cleaning of the polishing surface 2 a are removed from the polishing surface 2 a. After passing through a region near the rotation center, it is located downstream in the rotation direction of the polishing pad 2 with respect to the waste liquid recovery unit 8 and does not flow into a region located upstream in the rotation direction of the polishing pad 2 with respect to the top ring 5. . Therefore, the semiconductor substrate can be polished only by the slurry in which the polishing debris generated from the surface to be polished 50 of the semiconductor substrate is not mixed. This makes it possible to stabilize the polishing rate of the semiconductor substrate and to suppress the occurrence of micro-scratch or the like on the surface 50 to be polished.
[0042]
In the present embodiment, the outer peripheral step 4 and the partition step 3 are formed integrally with the platen 1. However, the outer peripheral step 4 and the partition step 3 may be attached to the surface 1 a of the platen 1.
[0043]
If the step between the top surface 4a of the outer peripheral step 4 and the polishing surface 2a is too large, it is difficult to replace the polishing pad 2. For this reason, it is preferable that the height of the outer peripheral step 4 be kept low so as not to impair the effects of the invention. In general, the amount of the dressing chemical supplied to the polishing surface 2a is larger than the amount of the slurry supplied to the polishing surface 2a. Therefore, the height of the outer peripheral step 4 may be determined mainly in consideration of the amount of the dressing liquid.
[0044]
As a specific example, assuming that a dressing chemical is supplied at 1000 (cm 3 / min) to the polishing surface 2a having a diameter of 600 mm, when the waste liquid recovery unit 8 does not collect waste liquid, the polishing surface 2a is not used. The thickness of the slurry and the liquid film of the dressing chemical formed thereon is about 1 cm. Therefore, if the step between the top surface 4a of the outer peripheral step 4 and the polishing surface 2a is 1 cm, it is considered that the height of the outer peripheral step 4 can be kept low without impairing the effects of the present invention.
[0045]
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a perspective view showing a semiconductor substrate polishing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 5 is a plan view showing the semiconductor substrate polishing apparatus shown in FIG.
[0046]
Referring to FIGS. 4 and 5, polishing apparatus 30 for a semiconductor substrate further includes slurry recovery unit 41 in polishing apparatus 10 according to the first embodiment. The slurry collecting section 41 has the same structure as the waste liquid collecting section 8 included in the polishing apparatus 10. The slurry collecting section 41 is provided with a suction nozzle 42 connected to a vacuum pump (not shown). In the polishing apparatus 30, the waste liquid collecting section 8 and the suction nozzle 12 in the polishing apparatus 10 are provided as a dressing chemical liquid collecting section 43 and a suction nozzle 44.
[0047]
The slurry supply unit 6, the top ring 5, the slurry recovery unit 41, the dressing chemical supply unit 9, the dresser 7, and the dressing chemical recovery unit 43 are listed up along the rotation direction of the platen 1 (the direction indicated by the arrow 51). Are provided in that order.
[0048]
In the semiconductor substrate polishing apparatus 30, the slurry supplied from the slurry supply unit 6 to the polishing surface 2a is recovered by the slurry recovery unit 41, and the dressing chemical supplied from the dressing chemical supply unit 9 to the polishing surface 2a is used for dressing. The liquid is collected by the chemical liquid collecting unit 43.
[0049]
In the semiconductor substrate polishing apparatus 30 according to Embodiment 2 of the present invention, the liquid removing section includes a slurry collecting section 41 as a polishing liquid removing section for removing the polishing liquid supplied by the slurry supplying section 6, A dressing chemical recovery section 43 as a cleaning liquid removing section for removing the cleaning liquid supplied by the dressing chemical supply section 9 is included. The slurry collecting section 41 is provided such that the slurry supply section 6 is located upstream of the slurry collection section 41 in the rotation direction of the polishing pad 2 and the dressing chemical supply section 9 is located downstream. The dressing chemical recovery unit 43 is provided such that the dressing chemical supply unit 9 is located upstream of the dressing chemical recovery unit 43 in the rotation direction of the polishing pad 2 and the slurry supply unit 6 is located downstream. I have.
[0050]
According to the semiconductor substrate polishing apparatus 30 configured as described above, it is possible to prevent the slurry from being mixed with the dressing chemical introduced between the diamond electrodeposition surface of the dresser 7 and the polishing surface 2a. Therefore, the polishing of the polished surface 2a can be performed stably. Thereby, the life of the polishing pad 2 can be improved, and the semiconductor substrate can be polished at a stable polishing rate.
[0051]
(Embodiment 3)
FIG. 6 is a schematic diagram showing a semiconductor substrate polishing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. Referring to FIG. 6, polishing apparatus 30 in the figure has a cross-sectional shape of the polishing apparatus along the line VI-VI in FIG. The polishing apparatus for a semiconductor substrate further includes a slurry recovery tank 33 and a dressing chemical recovery tank 34 in the polishing apparatus 30 of the second embodiment.
[0052]
On the other end side of the suction nozzle 42, a slurry collection tank 33 is provided. On the other end side of the suction nozzle 44, a dressing chemical liquid recovery tank 34 is provided. A slurry recovery line from the suction nozzle 42 to the slurry recovery tank 33 and a dress chemical recovery line from the suction nozzle 44 to the dress chemical recovery tank 34 are provided independently of each other. Therefore, the slurry and the dressing chemical solution sucked into each of the slurry collecting section 41 and the dressing chemical collecting section 43 are collected in the slurry collecting tank 33 and the dressing chemical liquid collecting tank 34 without being mixed with each other.
[0053]
In the semiconductor substrate polishing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention, the polishing liquid and the cleaning liquid are separately collected from each of slurry recovery section 41 and dressing liquid recovery section 43.
[0054]
According to the semiconductor substrate polishing apparatus configured as described above, the slurry can be collected in the slurry collection tank 33 in a state where the dressing chemical is not mixed. Thereby, the slurry can be easily recycled. Similarly, the dressing chemical collected in the dressing chemical collecting section 43 can be easily recycled. Thereby, the running cost of the polishing step of the semiconductor substrate can be reduced.
[0055]
(Embodiment 4)
FIG. 7 is a schematic diagram showing a semiconductor substrate polishing apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. Referring to FIG. 7, in the present embodiment, filter 21 is provided on a slurry collection line extending from suction nozzle 42 of the polishing apparatus in the third embodiment to slurry collection tank 33. The filter 21 is formed with a mesh size smaller than polishing dust generated from the polished surface 50 by polishing the semiconductor substrate and larger than abrasive grains in the slurry supplied from the slurry supply unit 6.
[0056]
In the polishing apparatus for a semiconductor substrate according to the fourth embodiment of the present invention, the slurry recovery section 41 serving as a liquid removing section includes solids larger than particles contained in the liquid and generated from a surface 50 to be polished of the semiconductor substrate. A filter 21 having a smaller mesh size than the object is provided.
[0057]
According to the semiconductor substrate polishing apparatus configured as described above, slurry in a state substantially equal to the slurry supplied to the polishing surface 2 a from the slurry supply unit 6 can be collected in the slurry collection tank 33. Since the collected slurry does not include polishing dust causing micro-scratching, the slurry can be more easily recycled.
[0058]
In this embodiment, the filter 21 is provided on the slurry recovery line from the suction nozzle 42 to the slurry recovery tank 33. However, the dressing chemical recovery from the suction nozzle 44 to the dressing chemical recovery tank 34 in FIG. It may be provided on a line. In this case, the collected dressing chemical can be more easily recycled.
[0059]
Further, the semiconductor substrate polishing apparatus according to the present invention may be realized by appropriately combining the structures of the semiconductor substrate polishing apparatuses described in Embodiments 1 to 4.
[0060]
The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[0061]
【The invention's effect】
INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to the present invention, a semiconductor substrate polishing apparatus capable of polishing at a stable polishing rate and appropriately processing a liquid supplied for polishing a semiconductor substrate, and using the same A method for polishing a semiconductor substrate can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a semiconductor substrate polishing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing the semiconductor substrate polishing apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a cross-sectional view along the line III-III in FIG. 2;
FIG. 4 is a perspective view showing a semiconductor substrate polishing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view showing the semiconductor substrate polishing apparatus shown in FIG. 4;
FIG. 6 is a schematic diagram showing a semiconductor substrate polishing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a semiconductor substrate polishing apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 platen, 1a surface, 2 polishing pad, 2a polishing surface, 3 partition step, 3a, 4a top surface, 4 outer step, 5 top ring, 6 slurry supply section, 7 dresser, 8 waste liquid recovery section, 8m waste liquid recovery port , 9 dressing chemical supply section, 10, 30 polishing device, 21 filter, 41 slurry collecting section, 43 dressing chemical collecting section, 50 polished surface.

Claims (8)

表面を有するベース部と、
半導体基板の被研磨面を研磨するための研磨面を有し、前記表面に設けられて回転される研磨パッド部と、
前記研磨パッド部上に設けられ、半導体基板の研磨に必要な所定の作業を行なうための研磨部と、
前記研磨パッド部上に設けられ、前記研磨面に液体を供給する液体供給部と、
前記研磨パッド部上に設けられ、前記液体供給部によって供給された液体を前記研磨面から除去する液体除去部と、
前記研磨面の周縁に設けられ、第１の頂面を有する段差部とを備え、
前記表面から前記第１の頂面までの高さは、前記表面から前記研磨面までの高さよりも大きい、半導体基板の研磨装置。A base having a surface;
A polishing pad portion having a polishing surface for polishing the surface to be polished of the semiconductor substrate, and a polishing pad portion provided on the surface and rotated.
A polishing unit provided on the polishing pad unit, for performing a predetermined operation required for polishing the semiconductor substrate,
A liquid supply unit provided on the polishing pad unit, for supplying a liquid to the polishing surface,
A liquid removing unit provided on the polishing pad unit, for removing the liquid supplied by the liquid supply unit from the polishing surface;
A step portion provided on the periphery of the polishing surface and having a first top surface,
An apparatus for polishing a semiconductor substrate, wherein a height from the surface to the first top surface is larger than a height from the surface to the polishing surface. 前記研磨面上に位置する前記研磨パッド部の回転中心に設けられ、前記表面からの高さが、前記表面から前記研磨面までの高さよりも大きい第２の頂面を有する仕切部をさらに備える、請求項１に記載の半導体基板の研磨装置。A partition provided at the center of rotation of the polishing pad portion located on the polishing surface, and further having a second top surface whose height from the surface is larger than the height from the surface to the polishing surface is further provided. An apparatus for polishing a semiconductor substrate according to claim 1. 前記研磨部は、半導体基板の被研磨面と前記研磨面とが向い合うように半導体基板を保持する基板保持部と、前記研磨面を洗浄する基板洗浄部とを含み、前記液体供給部は、前記研磨面に研磨液を供給する研磨液供給部と、前記研磨面に洗浄液を供給する洗浄液供給部とを含む、請求項１または２に記載の半導体基板の研磨装置。The polishing unit includes a substrate holding unit that holds the semiconductor substrate so that the surface to be polished of the semiconductor substrate and the polishing surface face each other, and a substrate cleaning unit that cleans the polishing surface, the liquid supply unit includes: The polishing apparatus for a semiconductor substrate according to claim 1, further comprising: a polishing liquid supply unit configured to supply a polishing liquid to the polishing surface; and a cleaning liquid supply unit configured to supply a cleaning liquid to the polishing surface. 前記液体除去部は、前記研磨液供給部によって供給された研磨液を除去するための研磨液除去部と、前記洗浄液供給部によって供給された洗浄液を除去するための洗浄液除去部とを含み、前記研磨液除去部は、前記研磨液除去部に対して前記研磨パッド部の回転方向の上流に前記研磨液供給部が位置し、下流に前記洗浄液供給部が位置するように設けられ、前記洗浄液除去部は、前記洗浄液除去部に対して前記研磨パッド部の回転方向の上流に前記洗浄液供給部が位置し、下流に前記研磨液供給部が位置するように設けられている、請求項３に記載の半導体基板の研磨装置。The liquid removal unit includes a polishing liquid removal unit for removing the polishing liquid supplied by the polishing liquid supply unit, and a cleaning liquid removal unit for removing the cleaning liquid supplied by the cleaning liquid supply unit, The polishing liquid removing section is provided such that the polishing liquid supply section is located upstream of the polishing liquid removing section in the rotational direction of the polishing pad section, and the cleaning liquid supply section is located downstream, and the polishing liquid removal section is provided. 4. The unit according to claim 3, wherein the unit is provided such that the cleaning liquid supply unit is located upstream of the cleaning liquid removal unit in the rotational direction of the polishing pad unit, and the polishing liquid supply unit is located downstream. Semiconductor substrate polishing apparatus. 研磨液および洗浄液は、前記研磨液除去部および前記洗浄液除去部の各々から別々に回収される、請求項４に記載の半導体基板の研磨装置。The polishing apparatus for a semiconductor substrate according to claim 4, wherein the polishing liquid and the cleaning liquid are separately collected from each of the polishing liquid removing section and the cleaning liquid removing section. 前記液体除去部は、前記研磨面の直上に開口された液体回収口部を有する、請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体基板の研磨装置。The semiconductor substrate polishing apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the liquid removal unit has a liquid recovery port opened right above the polishing surface. 前記液体除去部には、液体に含まれる粒子よりも大きく、かつ半導体基板の被研磨面から生じた固形物より小さいメッシュサイズのフィルターが設けられている、請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体基板の研磨装置。The filter according to claim 1, wherein the liquid removing unit is provided with a filter having a mesh size larger than particles contained in the liquid and smaller than a solid substance generated from a surface to be polished of the semiconductor substrate. 3. The polishing apparatus for a semiconductor substrate according to claim 1. 請求項１から７のいずれか１項に記載の半導体基板の研磨装置を用いた半導体基板の研磨方法であって、
前記液体供給部によって前記研磨面に液体を供給するとともに、半導体基板の被研磨面と前記研磨面とを相対的に移動させる工程と、
半導体基板の被研磨面と前記研磨面とを接触させる工程と、
前記研磨面に供給された液体を前記液体除去部によって前記研磨面から除去することによって、その液体を回収する工程とを備える、半導体基板の研磨方法。A method for polishing a semiconductor substrate using the apparatus for polishing a semiconductor substrate according to claim 1,
Supplying liquid to the polishing surface by the liquid supply unit, and relatively moving the polished surface and the polished surface of the semiconductor substrate;
Contacting the polished surface and the polished surface of the semiconductor substrate,
Recovering the liquid by removing the liquid supplied to the polishing surface from the polishing surface by the liquid removing unit.
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