JP2006229100A

JP2006229100A - 研磨装置および半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP2006229100A
Application number: JP2005043534A
Authority: JP
Inventors: Keiichiro Yoshikawa; 圭一郎吉川
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2005-02-21
Publication date: 2006-08-31

Abstract

【課題】研磨テーブルから周囲に飛散した研磨剤スラリが保護カバーに固着することを防止する。
【解決手段】研磨クロス２上に研磨剤スラリ９を吐出させながら、研磨ヘッド５により、リテーナーリング４およびウェハＷを研磨クロス２上に押さえ付け、ウェハＷの周囲をリテーナーリング４でガイドしながら、研磨テーブル１および研磨ヘッド５を回転させることにより、ウェハＷを研磨するとともに、ウェハＷの研磨中に配管１０内に洗浄液を供給し、排出孔１２を介して保護カバー１０の内面に洗浄液を排出させることにより、保護カバー１０の内面を洗浄。
【選択図】図１

Description

本発明は研磨装置および半導体装置の製造方法に関し、特に、研磨剤スラリが周囲に飛散することを防止するための保護カバーに適用して好適なものである。

近年の半導体装置では、フォトリソグラフィー工程における焦点合わせを精度よく行うために、成膜後の配線層や絶縁層などの表面をＣＭＰ（ｃｈｅｍｉｃａｌｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：化学的機械的研磨）にて平坦化する方法が用いられている。そして、このＣＭＰでは、半導体ウェハを研磨するときに、研磨剤スラリを供給しながら、半導体ウェハを研磨テーブル上で回転させることが行われる。このため、半導体ウェハを研磨しているときに研磨剤スラリが周囲に飛散することを防止するために、研磨テーブルの周囲に保護カバーを配置することが行われている。

また、例えば、特許文献１には、回転する基板から飛散した処理液がその基板に再付着するのを防止するために、カップ体の内周面と回転テーブルとの間に上下方向に所定間隔で離間して設けられ、排気ポンプの吸引力によってカップ体内から排出される気体を整流する複数の整流を設ける方法が開示されている。
特開２００２−２６１０７３号公報

しかしながら、従来の研磨装置では、研磨テーブルから周囲に飛散した研磨剤スラリが保護カバーに付着すると、保護カバー上で研磨剤スラリが固化する。このため、保護カバーに付着した研磨剤スラリの洗浄に手間がかかるとともに、保護カバー上で固化した研磨剤スラリが研磨テーブル上に落下し、半導体ウェハにスクラッチを発生させるという問題があった。

また、特許文献１に開示された方法では、カップ体内から排出される気体を整流しても、処理液が保護カバーに付着することを防止することができない。このため、基板から周囲に飛散した処理液が保護カバーに付着すると、保護カバー上で処理液が固化し、保護カバーに付着した処理液の洗浄に手間がかかるという問題があった。
そこで、本発明の目的は、研磨テーブルから周囲に飛散した研磨剤スラリが保護カバーに固着することを防止することが可能な研磨装置および半導体装置の製造方法を提供することである。

上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る研磨装置によれば、研磨テーブルと、前記研磨テーブル上に貼り付けられた研磨クロスと、前記研磨テーブルを回転させる回転手段と、前記研磨テーブル上にスラリを供給するスラリ供給手段と、前記研磨テーブル上でウェハを押さえる研磨ヘッドと、前記研磨テーブルの周囲に配置された保護カバーと、前記保護カバーに設けられ、前記保護カバーの内面に洗浄液を排出する洗浄液排出部とを備えることを特徴とする。

これにより、研磨テーブル上でウェハを研磨しながら、保護カバーの内面に洗浄液を排出させることが可能となる。このため、保護カバーの内面に付着したスラリが固化する前に、保護カバーの内面に付着したスラリを除去することができ、保護カバーに付着した研磨剤スラリの洗浄を効率よく行うことが可能となるとともに、保護カバー上で固化したスラリが研磨テーブル上に落下することを防止して、半導体ウェハにスクラッチを発生させることを防止することができる。

また、本発明の一態様に係る研磨装置によれば、研磨テーブルと、前記研磨テーブル上に貼り付けられた研磨クロスと、前記研磨テーブルを回転させる回転手段と、前記研磨テーブル上にスラリを供給するスラリ供給手段と、前記研磨テーブル上でウェハを押さえる研磨ヘッドと、前記研磨テーブルの周囲に配置された保護カバーと、前記研磨テーブルの外周面に設けられ、前記保護カバーの内面に洗浄液を排出する洗浄液排出部とを備えることを特徴とする。

これにより、研磨テーブル上でウェハを研磨しながら、保護カバーの内面に洗浄液を排出させることが可能となるとともに、研磨テーブルの回転に伴って保護カバーの内面に洗浄液を撒き散らすことが可能となり、保護カバーの内面に洗浄液を行き渡らせることが可能となる。このため、保護カバーの内面に付着したスラリが固化する前に、保護カバーの内面に付着したスラリを漏れなく除去することができ、保護カバーに付着した研磨剤スラリの洗浄を効率よく行うことが可能となるとともに、保護カバー上で固化したスラリが研磨テーブル上に落下することを防止して、半導体ウェハにスクラッチを発生させることを防止することができる。

また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、研磨テーブル上にスラリを供給しながら、半導体ウェハを前記研磨テーブル上に押し当てることにより、前記半導体ウェハの表面を研磨する工程と、前記半導体ウェハの研磨中に前記研磨テーブルの周囲に配置された保護カバーの内面に洗浄液を排出する工程とを備えることを特徴とする。
これにより、保護カバーの内面に付着したスラリが固化する前に、保護カバーの内面に付着したスラリを除去することができる。このため、保護カバーに付着した研磨剤スラリの洗浄を効率よく行うことが可能となり、メンテナンス時間を短縮することが可能となるとともに、保護カバー上で固化したスラリが研磨テーブル上に落下することを防止することができ、半導体ウェハにスクラッチを発生させることを防止することができる。

また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、前記保護カバーに設けられた配管から前記保護カバーの内面に前記洗浄液を流すことを特徴とする。
これにより、保護カバーの内面に洗浄液を効率よく流すことができ、保護カバーに付着した研磨剤スラリの洗浄を効率よく行うことができる。
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、前記研磨テーブルの周囲に配置されたノズルから前記保護カバーの内面に前記洗浄液を噴出させることを特徴とする。

これにより、保護カバーの内面に洗浄液を効率よく行き渡らせることが可能となり、保護カバーの内面に付着したスラリを漏れなく除去することができる。

以下、本発明の実施形態に係る研磨装置について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る研磨装置の概略構成を示す断面図である。
図１において、研磨テーブル（プラテンとも言う。）１は回転軸３に結合され、回転軸３を中心として回転できるように構成されるとともに、研磨テーブル１上には研磨クロス２が貼り付けられている。

また、研磨クロス２が貼り付けられた研磨テーブル１上には、ウェハＷの周囲をガイドするリテーナーリング４が設けられるとともに、ウェハＷおよびリテーナーリング４を研磨クロス２上に押さえ付ける研磨ヘッド５が設けられている。また、研磨ヘッド５とウェハＷとの間には、ウェハＷの押圧を調整するメンブレン７が挿入されている。なお、メンブレン７は、例えば、ゴムなどで構成することができる。また、研磨対象となるウェハＷとしては、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、多結晶シリコンなどの配線層、シリコン酸化膜やシリコン窒素膜などの絶縁層などが形成された半導体ウェハやガラスウェハなどを挙げることができる。

そして、研磨ヘッド５は、スピンドル６に結合され、ウェハＷおよびリテーナーリング４を研磨クロス２上に押さえ付けながら、スピンドル６の回りを回転できるように構成されている。また、研磨テーブル１の上方には、研磨剤スラリ９を研磨クロス２上に吐出させるノズル８が設けられている。
さらに、研磨テーブル１の周囲には、研磨テーブル１上の研磨剤スラリ９が周囲に飛散することを防止する保護カバー１０が配置されている。そして、保護カバー１０には、洗浄液を流すための配管１０が設けられるとともに、配管１０を流れてきた洗浄液を保護カバー１０の内面に排出するための排出孔１２が設けられている。なお、洗浄液としては、例えば、純水を用いることができる。あるいは、研磨剤スラリ９の種類に応じて研磨剤スラリ９の溶解させる酸やアルカリ溶液などを用いるようにしてもようい。

そして、ウェハＷを研磨する場合、研磨テーブル１上に研磨クロス２を貼り付け、研磨クロス２上に研磨剤スラリ９を吐出させる。そして、研磨ヘッド５により、リテーナーリング４およびウェハＷを研磨クロス２上に押さえ付け、ウェハＷの周囲をリテーナーリング４でガイドしながら、研磨テーブル１および研磨ヘッド５を回転させる。また、ウェハＷの研磨中に配管１０内に洗浄液を供給し、排出孔１２を介して保護カバー１０の内面に洗浄液を排出させる。

これにより、研磨テーブル上でウェハを研磨しながら、保護カバーの内面に洗浄液を排出させることが可能となる。このため、ウェハＷの研磨中に研磨テーブル１から飛散した研磨剤スラリ９が保護カバー１０の内面に付着した場合においても、保護カバー１０の内面に付着した研磨剤スラリ９が固化する前に、保護カバー１０の内面に付着した研磨剤スラリ９を除去することができる。この結果、保護カバー１０に付着した研磨剤スラリの洗浄を効率よく行うことが可能となり、研磨装置のメンテナンス時間を短縮することが可能となるとともに、保護カバー１０上で固化した研磨剤スラリ９が研磨テーブル１上に落下することを防止することが可能となり、ウェハＷにスクラッチを発生させることを防止することができる。

図２は、本発明の第２実施形態に係る研磨装置の概略構成を示す断面図である。
図２において、研磨テーブル２１は回転軸２３に結合され、回転軸２３を中心として回転できるように構成されるとともに、研磨テーブル２１上には研磨クロス２２が貼り付けられている。
また、研磨クロス２２が貼り付けられた研磨テーブル２１上には、ウェハＷの周囲をガイドするリテーナーリング２４が設けられるとともに、ウェハＷおよびリテーナーリング２４を研磨クロス２２上に押さえ付ける研磨ヘッド２５が設けられている。また、研磨ヘッド２５とウェハＷとの間には、ウェハＷの押圧を調整するメンブレン２７が挿入されている。

そして、研磨ヘッド２５は、スピンドル２６に結合され、ウェハＷおよびリテーナーリング２４を研磨クロス２２上に押さえ付けながら、スピンドル２６の回りを回転できるように構成されている。また、研磨テーブル２１の上方には、研磨剤スラリ２９を研磨クロス２２上に吐出させるノズル２８が設けられている。
さらに、研磨テーブル２１の周囲には、研磨テーブル２１上の研磨剤スラリ２９が周囲に飛散することを防止する保護カバー３０が配置されている。そして、研磨テーブル２１の周囲には、保護カバー３０の内面に洗浄液を噴出させるためのノズル３１ａ〜３１ｄが設けられるとともに、回転軸２３には、ノズル３１ａ〜３１ｄに洗浄液を供給するための配管３２が設けられている。なお、保護カバー３０の上下方向の全体に洗浄液が行き渡るようにするため、ノズル３１ａ〜３１ｄの上下方向の傾き角をそれぞれ変化させるようにしてもよい。あるいは、ノズル３１ａ〜３１ｄを上下方向に振らしながら洗浄液を噴出させるようにしてもよい。

そして、ウェハＷを研磨する場合、研磨テーブル２１上に研磨クロス２２を貼り付け、研磨クロス２２上に研磨剤スラリ２９を吐出させる。そして、研磨ヘッド２５により、リテーナーリング２４およびウェハＷを研磨クロス２２上に押さえ付け、ウェハＷの周囲をリテーナーリング２４でガイドしながら、研磨テーブル２１および研磨ヘッド２５を回転させる。また、ウェハＷの研磨中に配管３２内に洗浄液を供給し、ノズル３１ａ〜３１ｄを介して保護カバー３０の内面に洗浄液を噴出させる。

これにより、研磨テーブル２１上でウェハＷを研磨しながら、保護カバー３０の内面に洗浄液を排出させることが可能となるとともに、研磨テーブル２１の回転に伴って保護カバー３０の内面に洗浄液を撒き散らすことが可能となり、保護カバー３０の内面に洗浄液を行き渡らせることが可能となる。このため、保護カバー３０の内面に付着した研磨剤スラリ２９が固化する前に、保護カバー３０の内面に付着した研磨剤スラリ２９を漏れなく除去することができ、保護カバー３０に付着した研磨剤スラリ２９の洗浄を効率よく行うことが可能となるとともに、保護カバー３０上で固化した研磨剤スラリ２９が研磨テーブル２１上に落下することを防止して、ウェハＷにスクラッチを発生させることを防止することができる。

本発明の第１実施形態に係る研磨装置の概略構成を示す断面図。本発明の第２実施形態に係る研磨装置の概略構成を示す断面図。

符号の説明

Ｗウェハ、１、２１研磨テーブル、２、２２研磨クロス、３、２３回転軸、４、２４リテーナーリング、５、２５研磨ヘッド、６、２６スピンドル、７、２７メンブレン、８、２８、３１ａ〜３１ｄノズル、９、２９研磨剤スラリ、１０、３０保護カバー、１１、３２配管、１２排出孔

Claims

研磨テーブルと、
前記研磨テーブル上に貼り付けられた研磨クロスと、
前記研磨テーブルを回転させる回転手段と、
前記研磨テーブル上にスラリを供給するスラリ供給手段と、
前記研磨テーブル上でウェハを押さえる研磨ヘッドと、
前記研磨テーブルの周囲に配置された保護カバーと、
前記保護カバーに設けられ、前記保護カバーの内面に洗浄液を排出する洗浄液排出部とを備えることを特徴とする研磨装置。
研磨テーブルと、
前記研磨テーブル上に貼り付けられた研磨クロスと、
前記研磨テーブルを回転させる回転手段と、
前記研磨テーブル上にスラリを供給するスラリ供給手段と、
前記研磨テーブル上でウェハを押さえる研磨ヘッドと、
前記研磨テーブルの周囲に配置された保護カバーと、
前記研磨テーブルの外周面に設けられ、前記保護カバーの内面に洗浄液を排出する洗浄液排出部とを備えることを特徴とする研磨装置。
研磨テーブル上にスラリを供給しながら、半導体ウェハを前記研磨テーブル上に押し当てることにより、前記半導体ウェハの表面を研磨する工程と、
前記半導体ウェハの研磨中に前記研磨テーブルの周囲に配置された保護カバーの内面に洗浄液を排出する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記保護カバーに設けられた配管から前記保護カバーの内面に前記洗浄液を流すことを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方法。
前記研磨テーブルの周囲に配置されたノズルから前記保護カバーの内面に前記洗浄液を噴出させることを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方法。