JP2006255809A - Polishing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,研磨装置に関し,特に,研磨パッドを定盤に固定する固定手段に関する。 The present invention relates to a polishing apparatus, and more particularly to a fixing means for fixing a polishing pad to a surface plate.
半導体装置を製造する際には,ウェハの表面に導電性膜を形成し,フォトリソグラフィー,エッチング等をすることにより配線層を形成する形成する工程や,配線層の上に層間絶縁膜を形成する工程等が行われる。これらの工程により,ウェハの表面には,金属等の導電体や絶縁体からなる凹凸が形成される。近年,半導体集積回路の高密度化を目的として配線の微細化や多層配線化が進んでおり,これに伴い,ウェハの表面における凹凸を平坦化するための技術が重要となってきた。 When manufacturing a semiconductor device, a conductive film is formed on the surface of the wafer and a wiring layer is formed by photolithography, etching, or the like, or an interlayer insulating film is formed on the wiring layer. A process etc. are performed. By these steps, irregularities made of a conductor such as metal or an insulator are formed on the surface of the wafer. In recent years, miniaturization of wiring and multilayer wiring have been promoted for the purpose of increasing the density of semiconductor integrated circuits, and along with this, technology for flattening irregularities on the surface of a wafer has become important.
ウェハの表面における凹凸を平坦化する方法としては,一般的にCMP(Chemical Mechanical Po1ishing:化学的機械的研磨法)が採用されている。CMPは,ウェハの被研磨面を研磨パッドの研磨面に押し付けた状態で,砥粒が分散されたスラリー状の研磨液(以下,スラリーという)を用いて研磨する技術である。CMPで一般的に使用する研磨装置は,例えば,研磨パッドを支持する研磨定盤と,被研磨物(ウェハ)を支持する支持台(ポリシングヘッド)と,ウェハの均一加圧を行うためのバッキング材と,研磨液の供給機構とを有して構成されている。研磨パッドは,例えば,両面テープで貼り付けることにより,研磨定盤に装着される(例えば,特許文献1)。研磨定盤と支持台とは,それぞれに支持された研磨パッドと被研磨物とが対向するように配置され,それぞれ回転軸を備えている。また,支持台側には,被研磨物を研磨パッドに押し付けるための加圧機構が設けられている。 In general, CMP (Chemical Mechanical Polishing) is employed as a method for flattening the unevenness on the surface of the wafer. CMP is a technique of polishing using a slurry-like polishing liquid in which abrasive grains are dispersed (hereinafter referred to as slurry) in a state where a surface to be polished of a wafer is pressed against a polishing surface of a polishing pad. A polishing apparatus generally used in CMP includes, for example, a polishing surface plate for supporting a polishing pad, a support base (polishing head) for supporting an object to be polished (wafer), and a backing for uniformly pressing the wafer. And a polishing liquid supply mechanism. The polishing pad is attached to the polishing surface plate by, for example, attaching with a double-sided tape (for example, Patent Document 1). The polishing surface plate and the support base are disposed so that the polishing pad supported by the polishing table and the object to be polished are opposed to each other, and each has a rotation shaft. In addition, a pressure mechanism for pressing the object to be polished against the polishing pad is provided on the support base side.
しかし,上記方法により定盤に固定された研磨パッドを使用した研磨装置では,研磨パットを透過した研磨液が両面テープに到達し,両面テープの粘着性を低下させてしまう。このため,研磨パッドは剥離され易い状態となって,研磨パットの表面において平坦性が失われてしまい,被研磨物の研磨品質を維持することができないという問題がある。 However, in a polishing apparatus that uses a polishing pad fixed to a surface plate by the above method, the polishing liquid that has passed through the polishing pad reaches the double-sided tape, and reduces the adhesiveness of the double-sided tape. For this reason, there is a problem that the polishing pad is easily peeled off, the flatness is lost on the surface of the polishing pad, and the polishing quality of the object to be polished cannot be maintained.
この場合,一度研磨パッドを研磨定盤から外して,新しい両面テープに張り替える必要がある。しかし,研磨パッドから両面テープを剥離した場合,再度新しい両面テープを研磨パッドに貼り直すことは,研磨パッドの材質的に難しく,また研磨パッド自体も歪曲してしまう。このため,研磨パッドとしてはまだ十分に使用できるにもかかわらず,再度使用できずに廃棄されていた。 In this case, it is necessary to remove the polishing pad from the polishing surface plate and replace it with a new double-sided tape. However, when the double-sided tape is peeled off from the polishing pad, it is difficult to apply a new double-sided tape to the polishing pad again because of the material of the polishing pad, and the polishing pad itself is also distorted. For this reason, although it can still be used as a polishing pad, it cannot be used again and is discarded.
また,両面テープを使用して研磨パッドを定盤に着脱させる作業,例えば貼り付け作業,および剥離作業には,相当の時間が必要であった。特に,研磨パッドを剥離するときには,定盤側に粘着剤が残留しているため,これらを除去するために多くの工数および時間を要していた。 In addition, considerable time is required for the operation of attaching and detaching the polishing pad to and from the surface plate using the double-sided tape, for example, the attaching operation and the peeling operation. In particular, when the polishing pad is peeled off, the pressure-sensitive adhesive remains on the surface plate side, so that it takes a lot of man-hours and time to remove them.
そこで,本発明は,上記問題に鑑みてなされたものであり,本発明の目的とするところは,研磨パッドを寿命まで使用することができ,さらに,研磨パッドの交換が容易である,新規かつ改良された研磨装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a novel and easy-to-replace polishing pad that can use the polishing pad to the end of its life. An object is to provide an improved polishing apparatus.
上記課題を解決するために,本発明のある観点によれば,研磨パッドにより被研磨物(例えば,半導体ウェハ)を化学的機械的に研磨する研磨装置であって,研磨パッドが接合される固定板と;固定板が載置される定盤(例えば,研磨テーブル)と;を備え,固定板の定盤と対向する面および定盤の固定板と対向する面は平滑面であり,定盤と固定板との間に液体を一様に介在させることによって,液体の表面張力により固定板と定盤とを固定させる,研磨装置が提供される。 In order to solve the above-described problems, according to an aspect of the present invention, a polishing apparatus that chemically and mechanically polishes an object to be polished (for example, a semiconductor wafer) with a polishing pad, the fixing being fixed to the polishing pad. A surface plate (for example, a polishing table) on which the fixed plate is placed, and the surface of the fixed plate facing the surface plate and the surface of the surface plate facing the fixed plate are smooth surfaces. A polishing apparatus is provided in which the liquid is uniformly interposed between the fixing plate and the fixing plate to fix the fixing plate and the surface plate by the surface tension of the liquid.
かかる研磨装置では,研磨パッドを固定するとき,両面テープ等の接着剤は使用せず,互いに対向する平滑面の間に介在された,例えば水等の液体の表面張力を利用して固定する。このため,介在させる液体が研磨パッドに浸透しないように,研磨パッドを,例えばアルミナなどの硬質材料またはステンレス等の金属材料等から形成された固定板に接着剤等により予め接着する。そして,液体が均一に塗布された定盤上に,研磨パッドが接着された固定板を載置することにより,液体の表面張力が働き,固定板と定盤とを固定させることができる。 In such a polishing apparatus, when the polishing pad is fixed, an adhesive such as a double-sided tape is not used, and the polishing pad is fixed using the surface tension of a liquid such as water interposed between smooth surfaces facing each other. For this reason, the polishing pad is previously bonded to a fixing plate formed of a hard material such as alumina or a metal material such as stainless steel with an adhesive or the like so that the liquid to be interposed does not penetrate into the polishing pad. Then, by placing a fixed plate to which a polishing pad is bonded on a surface plate on which the liquid is uniformly applied, the surface tension of the liquid acts and the fixed plate and the surface plate can be fixed.
また,固定板と定盤との間には,液体を含んだ多孔質材料を配置することもできる。多孔質材料としては,例えば,発泡ウレタンや発泡ゴム材料等を使用ことができる。このような多孔質材料を,例えば厚さが約0.8mmのシート状に形成して,固定板と定盤とが接する面を一様に覆うように定盤に載置する。そして,載置された多孔質材料に液体を含ませると,液体が均一に保持される。これにより,均等に表面張力が働くようになり,固定板と定盤とを,強固かつ安定に固定することができる。 Further, a porous material containing a liquid can be disposed between the fixed plate and the surface plate. As the porous material, for example, foamed urethane or foamed rubber material can be used. Such a porous material is formed into a sheet shape having a thickness of about 0.8 mm, for example, and is placed on the surface plate so as to uniformly cover the surface where the fixed plate and the surface plate are in contact with each other. Then, when a liquid is included in the placed porous material, the liquid is held uniformly. As a result, the surface tension works evenly, and the fixing plate and the surface plate can be fixed firmly and stably.
さらに,固定板の定盤と対向する面または定盤の固定板と対向する面のうち,少なくとも一の面に溝を形成してもよい。これは,固定板と定盤とを液体の表面張力を利用して固定する場合,固定板と定盤との間に空気が滞留していると,液体表面に気泡が生じて,十分に表面張力を働かせることができない。そこで,溝を形成することによって,空気を排除する作用を促進させることができるようになる。 Furthermore, a groove may be formed on at least one of the surface of the fixed plate facing the surface plate or the surface of the surface plate facing the fixed plate. This is because, when the fixed plate and the surface plate are fixed using the surface tension of the liquid, if air stays between the fixed plate and the surface plate, bubbles are generated on the liquid surface, and the surface The tension cannot be applied. Therefore, by forming the groove, it is possible to promote the action of eliminating air.
また,固定板を定盤に載置するとき,定盤に設けられた係合部と,固定板に設けられた被係合部とが係合するように設置することもできる。かかる構成により,固定板に接着された研磨パッドを,定盤上で回転しないように固定することができる。 Further, when the fixed plate is placed on the surface plate, it can be installed so that the engaging portion provided on the surface plate engages with the engaged portion provided on the fixed plate. With this configuration, the polishing pad bonded to the fixing plate can be fixed so as not to rotate on the surface plate.
以上説明したように本発明によれば,研磨パッドを寿命まで使用することができ,さらに,研磨パッドの交換が容易である研磨装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a polishing apparatus in which the polishing pad can be used up to the end of its life and the polishing pad can be easily replaced.
以下に添付図面を参照しながら,本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお,本明細書及び図面において,実質的に同一の機能構成を有する構成要素については,同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
(第1の実施形態)
まず,図1に基づき,本実施形態にかかる研磨装置について説明する。ここで,図1は,本実施形態にかかる研磨装置を示す斜視図である。
(First embodiment)
First, a polishing apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIG. Here, FIG. 1 is a perspective view showing the polishing apparatus according to the present embodiment.
本実施形態にかかる研磨装置1は,図1に示すように,例えば,研磨パッド固定手段10と,研磨パッド24と,基板保持手段30と,研磨液供給手段40とを有して構成される。
As shown in FIG. 1, the polishing apparatus 1 according to the present embodiment includes, for example, a polishing
研磨パッド固定手段10は,例えば,モータ12と,スピンドル13と,研磨テーブル14とを有して構成される。研磨テーブル14は,例えばステンレス鋼,セラミックスなどで形成された略円盤状の定盤であり,上面に平滑な水平面を有する。この研磨テーブル14は,例えば,モータ12の駆動力がスピンドル13等を介して伝達されることにより,水平方向(図1の太矢印の方向)に所定速度で回転する。
The polishing pad fixing means 10 includes, for example, a
研磨パッド24は,研磨液を保持する材質により形成され,例えば,遊離砥粒を含んだ研磨液を使用するときに用いられる研磨パッド,研磨パッドに固定砥粒を含んだ固定砥粒パッド等を使用することができる。かかる研磨パッド24は,例えばテープや糊などの接着剤により,固定板22に接着されている。固定板22は,例えば,アルミナ,PVC(Polyvinyl Chloride;ポリ塩化ビニル),PE(Polyethylene;ポリエチレン),ベークライト,FRP(Fiber Reinforced Plastic;繊維強化プラスティック)等の硬質材料や,ステンレスやアルミニウム等の金属材料により形成されており,固定板22の研磨テーブル14と対向する面は平滑面となっている。このように,研磨パッド24が接着された固定板22が,研磨テーブル14上に載置されている。
The
基板保持手段30は,例えば,基板保持部駆動手段32と,基板保持部34とを有して構成される。基板保持部駆動手段32は,例えば回転モータ等の回転機構(図示せず。)と,シリンダなどの加圧機構(図示せず。)とを有して構成されている。また,基板保持部34は,例えば,略円盤状を有する研磨ヘッドであり,真空チャック機構(図示せず。)を有して構成されている。この真空チャック機構により,基板保持部34の下面側に,被加工物である半導体ウェハ50を吸着保持することができる。また,基板保持部34の下面側外縁部には,半導体ウェハ50の外周を保持するリテーナリング35を設けることもでき,これによって半導体ウェハ50の横ずれを防止することができる。かかる基板保持部34は,例えば,基板保持部駆動手段32にロッド33を介して支持されており,基板保持部駆動手段32によって図1の細矢印の方向に回転されながら,図1の鉛直方向に昇降される。
The
研磨液供給手段40は,例えば,研磨液供給ノズル42を有して構成される。研磨液供給ノズル42は,研磨加工時に,研磨パッド24上に研磨液44を供給する。研磨液44としては,例えば,砥粒を含有したスラリーや砥粒を含まないアルカリ溶液が使用される。かかる研磨液44を研磨供給ノズル42から研磨パッド24上に供給した後,研磨パッド24の回転に伴って半導体ウェハ50の被研磨面と研磨パッド24の表面との間に入り込んで,半導体ウェハ50の被研磨面を化学的に研磨する。
The polishing liquid supply means 40 includes, for example, a polishing
以上,本実施形態にかかる研磨装置1の構成について説明した。次に,図2に基づいて,本願発明の特徴である,研磨パッド24を研磨テーブル14に固定するための研磨パッド固定手段10について説明する。なお,図2は,本実施形態にかかる研磨パッド固定手段10および研磨パッド24を示す部分断面図である。
The configuration of the polishing apparatus 1 according to the present embodiment has been described above. Next, the polishing pad fixing means 10 for fixing the
本実施形態にかかる研磨装置1では,研磨パッド24を研磨テーブル14に固定するために,液体の表面張力を利用する。具体的には,図2に示すように,本実施形態にかかる研磨パッド固定手段10は,定盤である研磨テーブル14を有して構成されており,研磨テーブル14上には,固定板22が載置される面全体に,一様に液体26が供給されている。そして,液体26が供給された研磨テーブル14上に,研磨パッド24が接合された固定板22を載置する。
In the polishing apparatus 1 according to this embodiment, the surface tension of the liquid is used to fix the
ここで,従来は,研磨テーブル14と研磨パッド24とを,例えばテープ等で固定していた。一方,本実施形態にかかる研磨装置1では,液体26の表面張力を利用して固定するため,液体26が供給された研磨テーブル14上に直接研磨パッド24を載置させると,液体26が研磨パッド24に浸透してしまい,液体26の表面張力を利用できなくなる。また,固定する物体の設置面と固定される物体の載置面とが互いに平滑面でないと,液体26を介在させてもその表面張力が働かない。そこで,研磨パッド24の研磨テーブル14と対向する面に,液体26が浸透せず,かつ平滑面を形成可能な材質で形成された固定板22が接合される。なお,液体26には,例えば,水,研磨液,水溶性樹脂等を用いることができる。
Here, conventionally, the polishing table 14 and the
また,研磨パッド24が接合された固定板22を研磨テーブル14に載置して固定するときには,まず,液体26を,研磨テーブル14の固定板22と対向する面全体に一様に供給する。次いで,研磨パッド24が接合された固定板22を研磨テーブル14上に載置して,液体26の表面張力により固定する。このようにして被研磨物を研磨するときには,研磨液44が,固定板22の研磨テーブル14と対向する面と研磨テーブル14の固定板22と対向する面との間に混入することもある。しかし,研磨液44は,液体として表面張力を有しているため,使用上問題は生じない。
When the fixing
以上,第1の実施形態にかかる研磨装置1について説明した。このような構成により,研磨パッド24と研磨テーブル14とを,テープなどの接着剤を使用せずに固定することができる。したがって,研磨パッド24を容易に交換することができ,研磨パッド24を寿命まで使用することが可能になる。
The polishing apparatus 1 according to the first embodiment has been described above. With such a configuration, the
次に,第1の実施形態にかかる研磨装置1の研磨パッド固定手段10の変形例として,図3〜5に基づき,第2の実施形態にかかる研磨装置ついて説明する。ここで,図3は,第2の実施形態にかかる研磨パッド固定手段10および研磨パッド24を示す部分断面図である。また,図4(a)は,研磨パッドが載置された,図3の研磨パッド固定手段10の斜視図であり,図4(b)は,研磨パッドが載置された研磨パッド固定手段10の変形例を示す斜視図である。そして,図5は,第2の実施形態にかかる固定板22を示す底面図である。なお,第2の実施形態にかかる研磨装置において,研磨パッド固定手段10,固定板22,および研磨パッド24以外の構成については,第1の実施形態にかかる研磨装置1と同様であるため,その説明は省略する。
Next, as a modification of the polishing pad fixing means 10 of the polishing apparatus 1 according to the first embodiment, a polishing apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the polishing pad fixing means 10 and the
(第2の実施形態) (Second Embodiment)
第2の実施形態にかかる研磨装置は,研磨テーブル14上に供給される液体26を,より均一に保持するために,研磨テーブル14の固定板22と対向する面14b(平滑面14b)と固定板22の研磨テーブル14と対向する面22b(平滑面22b)との間に,液体26を含んだ多孔質材料から形成された多孔質シート27が配置される点で,第1の実施形態にかかる研磨装置1と相違する。この多孔質シート27は,例えば,発泡ウレタンや発泡ゴム材料等から形成され,この厚さは,例えば0.8mm程度に形成される。このような多孔質シート27に液体を含ませることにより,研磨テーブル14上の固定板22の載置面に一様に液体を供給することができる。
The polishing apparatus according to the second embodiment is fixed to the
また,研磨テーブル14に研磨パッド24が接合された固定板22を固定するとき,例えば,図3および図4(a)に示すように,研磨テーブル14の外縁部に,固定板22の周囲を囲うようにガイド17を設置してもよい。ガイド17は,例えば塩化ビニル等から形成され,この高さは例えば1〜2mm程度に形成される。このようなガイド17を設置することにより,研磨テーブル14に固定板22を載置するときの位置決めが容易になる。また,ガイド17により,平滑面14bと平滑面22bとの間に介在する,多孔質シート27に含まれた液体が,研磨テーブルの外縁側に排出されてしまうのを防止することもできる。なお,ガイド17および多孔質シート27は,研磨パッド24を交換する際に交換しなくてもよい。
Further, when the fixing
さらに,ガイド17を設置しても,研磨パッド24の交換を容易に行うことができるように,図3に示すように,研磨テーブル14の下に,液体排除用の貫通孔15を設けることもできる。かかる構成により,研磨パッド24の交換時には,平滑面14bと平滑面22bとの間の液体を排出して圧力を低下させて,研磨パッド24が接合された固定板22を容易に取り外すことができるようにすることができる。なお,通常,研磨加工を行う際は,貫通孔15を,例えばボルト16により塞ぐことにより,多孔質シート27に含まれた液体が排除されないようにすることができる。
Further, as shown in FIG. 3, a liquid exclusion through-
また,研磨パッド24による研磨を行うとき,被研磨物である半導体ウェハ50との摩擦力により,研磨テーブル14上で研磨パッド24が接合された固定板22が回転してしまう可能性がある。これを防止するために,例えば,研磨パッド24が接合された固定板22に,回転防止のための部材を設けるのがよい。この回転防止のための部材として,例えば,図4(b)に示すように,固定板22の一部に,外周側に突出させた,例えば3つの係合部22aを形成する。そして,この係合部22aに係合する被係合部17aを,研磨テーブル14に設置されたガイド17に形成する。かかる構造により,研磨時に,研磨パッド24が接合された固定板22を,研磨テーブル14上で回転しないように固定することができる。
Further, when polishing with the
さらに,液体の表面張力を高めるため,例えば,研磨テーブル14の固定板22と対向する面14bまたは固定板22の研磨テーブル14と対向する面22bの少なくとも一方の面に,溝23を形成するのがよい。これは,固定板22と研磨テーブル14とを液体を介在させて固定するとき,液体と固定板22および研磨テーブル14との間の空気を排除するための溝である。液体と平滑面22bおよび平滑面14bとの間に空気が滞留していると,液体の表面に気泡が発生し,液体の表面張力を十分に利用することができない。したがって,溝23を形成することにより,空気を排除する作用を促進させる。この溝23の形状は,例えば,図5に示すように,中心から放射線状に広がるように形成することができる。
Further, in order to increase the surface tension of the liquid, for example, a
以上,第2の実施形態について説明した。第2の実施形態にかかる研磨装置1は,研磨テーブル14上に供給される液体を多孔質シート27に含ませることにより,液体を均一に保持することができ,均等に表面張力を働かせることができる。さらに,研磨テーブル14にガイド17を設置して,研磨パッド24の位置決めを容易に行うことができるようにし,さらに,研磨テーブル14上の液体が排除されるのを防止することができる。また,固定板22に形成された係合部22aを,研磨テーブル14に形成された被係合部14bに係合させて,固定板22を研磨テーブル14に載置することにより,固定板22が研磨テーブル14上で回転しないように固定することができる。
The second embodiment has been described above. In the polishing apparatus 1 according to the second embodiment, the liquid supplied onto the polishing table 14 is included in the
次に,本願発明にかかる研磨装置の効果を実証するため,以下の2つの実験をおこなった。実験は,第2の実施形態にかかる研磨装置と従来の研磨装置とを使用して,研磨パッドの耐久性および研磨パッドを交換に要する時間について測定し,比較した。 Next, in order to verify the effect of the polishing apparatus according to the present invention, the following two experiments were conducted. In the experiment, the polishing apparatus according to the second embodiment and the conventional polishing apparatus were used to measure and compare the durability of the polishing pad and the time required to replace the polishing pad.
まず,実験1および実験2で使用した研磨装置について説明すると,第2の実施形態にかかる研磨装置は,研磨装置の研磨パッド固定手段10を構成する研磨テーブル14に,液体を含んだ多孔質シート27を配置し,その上に,研磨材を含まない研磨パッド24が接合された固定板22を載置した。一方,従来の研磨装置は,研磨パッドを両面テープにより研磨テーブルに固定した点で第2の実施形態にかかる研磨装置と相違しており,他は同様の構成となっている。
First, the polishing apparatus used in Experiment 1 and Experiment 2 will be described. The polishing apparatus according to the second embodiment includes a porous sheet containing a liquid in the polishing table 14 constituting the polishing pad fixing means 10 of the polishing apparatus. 27, and a fixing
このような2つの研磨装置を用いて,それぞれ研磨パッドに対して被研磨物である半導体ウェハを押圧し,研磨パッドと半導体ウェハとの間に研磨液を供給しながら,研磨パッドと半導体ウェハとの相対運動によって半導体ウェハを研磨加工した。この研磨加工では,研磨圧力を300g/cm2,研磨テーブル14の回転数を40rpmに設定した。 Using these two polishing apparatuses, while pressing the semiconductor wafer as the object to be polished against the polishing pad and supplying the polishing liquid between the polishing pad and the semiconductor wafer, The semiconductor wafer was polished by the relative motion of. In this polishing process, the polishing pressure was set to 300 g / cm 2 , and the rotation speed of the polishing table 14 was set to 40 rpm.
(実験1:研磨パッドの耐久性の比較)
実験1では,研磨パッドの耐久性,すなわち,研磨パッドの使用開始から交換が必要とされる状態となるまでの日数を測定した。ここで,研磨パッドの交換が必要と判断される状態とは,例えば,研磨パッドが研磨テーブルより剥離してしまい,研磨パッドの表面において平坦度を維持できなくなった状態をいう。
(Experiment 1: Comparison of polishing pad durability)
In Experiment 1, the durability of the polishing pad, that is, the number of days from the start of use of the polishing pad until it became necessary to be replaced was measured. Here, the state in which it is determined that the polishing pad needs to be replaced means, for example, a state in which the polishing pad is peeled off from the polishing table and the flatness cannot be maintained on the surface of the polishing pad.
表1に示すように,従来の研磨装置を使用した場合,30日使用した時点では,研磨パットを継続して使用できる状態にあったが,60日経過したときには,研磨パッドを研磨テーブルに固定させる粘着層の粘着力が低下して,研磨パットが剥離してしまった。研磨パッドが剥離すると,研磨レートや平坦度等の研磨品質に大きな影響を与えるため,研磨パッドの交換が必要となる。一方,第2の実施形態にかかる研磨装置を使用した場合には,固定板22と研磨テーブル14とを接着させる粘着層を有しないため,研磨パッド24に浸透した研磨液44が粘着層に達して,粘着層の粘着力を低下させることがない。したがって,研磨パッド24が接合された固定板22が研磨テーブル14から剥離することはないため,使用開始から90日経過しても,研磨パッド24を交換する必要はなかった。
As shown in Table 1, when the conventional polishing apparatus was used, the polishing pad could be used continuously after 30 days, but when 60 days passed, the polishing pad was fixed to the polishing table. The adhesive force of the adhesive layer to be lowered decreased, and the polishing pad was peeled off. When the polishing pad is peeled off, it greatly affects the polishing quality such as the polishing rate and flatness, and therefore the polishing pad needs to be replaced. On the other hand, when the polishing apparatus according to the second embodiment is used, the polishing
以上より,第2の実施形態にかかる研磨装置を使用した場合,液体の表面張力を利用して研磨パッド24が接合された固定板22が固定されるため,従来の両面テープにより研磨パッドを固定した場合と比較して,3倍以上使用可能であり,研磨パッドの耐久性が向上していることがわかる。なお,研磨パッドの耐久性は,研磨パッドの使用条件によって異なると考えられるため,上記の結果がすべての研磨パッドに対して該当するものではない。しかし,本願発明にかかる研磨パッドの固定手段を従来の固定手段と比較した場合には,原理的にも優れた耐久性を示すと考えられる。
As described above, when the polishing apparatus according to the second embodiment is used, since the fixing
(実験2:研磨パッドの交換時間の比較)
次に,実験2では,研磨パッドを交換するために要する時間を比較した。研磨パッドの交換作業には,研磨パッドを研磨テーブルから剥離させる剥離作業と,研磨パッドを載置する研磨テーブルの載置面の清掃をする定盤清掃作業と,新しい研磨パッドを研磨テーブルに貼り付ける貼り付け作業とがある。表2に,各作業に要した時間を示す。
(Experiment 2: Comparison of polishing pad replacement time)
Next, in Experiment 2, the time required to replace the polishing pad was compared. The replacement of the polishing pad includes a peeling operation for peeling the polishing pad from the polishing table, a surface plate cleaning operation for cleaning the mounting surface of the polishing table on which the polishing pad is placed, and a new polishing pad attached to the polishing table. And pasting work. Table 2 shows the time required for each operation.
表2に示すように,従来の研磨装置において,研磨パットを交換するために要した時間は,合計で約80分であった。一方,第2の実施形態にかかる研磨装置において,研磨パッドを交換するために要した時間は,合計で約20分であった。また,各作業についても,従来の研磨装置を使用した場合に比べて,作業時間がそれぞれ約1/4に短縮している。これより,第2の実施形態にかかる研磨装置1を使用した場合は,研磨パッドの交換に要する時間を,従来に比べて約1/4に短縮できることがわかった。 As shown in Table 2, the time required to replace the polishing pad in the conventional polishing apparatus was about 80 minutes in total. On the other hand, in the polishing apparatus according to the second embodiment, the time required to replace the polishing pad was about 20 minutes in total. Also, for each operation, the operation time is reduced to about 1/4 compared to the case where a conventional polishing apparatus is used. From this, it was found that when the polishing apparatus 1 according to the second embodiment is used, the time required for replacing the polishing pad can be shortened to about ¼ compared to the conventional case.
このように,第2の実施形態にかかる研磨装置を使用した場合,液体の表面張力を利用して研磨パッド24が接合された固定板22を固定するため,粘着物を使用することがないので,従来の両面テープにより研磨パッドを固定した場合と比較して,研磨パッドの交換作業に要する時間を短縮されることがわかる。したがって,研磨装置の稼働時間が増加し,研磨装置全体としての生産性を高めることができる。
Thus, when the polishing apparatus according to the second embodiment is used, the adhesive plate is not used because the fixing
なお,実験1および実験2は,第2の実施形態にかかる研磨装置の研磨パッドとして,研磨材を含まない研磨パッドと,研磨材を含んだ固定砥粒パッドとについてそれぞれ実験したが,双方の結果に差はなかった。 In Experiments 1 and 2, the polishing pad of the polishing apparatus according to the second embodiment was tested with respect to a polishing pad that does not include an abrasive and a fixed abrasive pad that includes an abrasive. There was no difference in results.
以上,実験1および実験2より,第2の実施形態にかかる研磨装置を使用した場合,研磨パッドを交換する頻度を低下させることができ,かつ,研磨パッドの交換に要する時間も短縮することができることが示された。したがって,研磨パッドの寿命を長くできるとともに,研磨装置の稼働時間の増加により,研磨装置全体としての生産性を高めることができる。 As described above, from Experiment 1 and Experiment 2, when the polishing apparatus according to the second embodiment is used, the frequency of replacing the polishing pad can be reduced, and the time required for replacing the polishing pad can be shortened. It was shown that it can be done. Therefore, the life of the polishing pad can be extended, and the productivity of the polishing apparatus as a whole can be increased by increasing the operating time of the polishing apparatus.
以上,添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが,本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された範疇内において,各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are of course within the technical scope of the present invention. Understood.
例えば,第2の実施形態にかかる固定板22に形成された係合部22aは,3つの突起部であったが,本発明はかかる例に限定されず,ガイド17に形成される被係合部17aと係合して,研磨パッド24が回転しないように固定できれば,その数や形状は問わない。例えば,係合部22aの形状を凹部,ガイド17に形成される被係合部17aの形状を凸部に形成して係合させてもよい。
For example, the engaging
また,第2の実施形態にかかるガイド17は,研磨テーブル14に設置されたが,本発明はかかる例に限定されず,例えば,研磨パッド24が接合された固定板22の外周部を延長して,研磨テーブル14の外周部を覆うようにガイドを設置することもできる。
Further, although the
さらに,第2の実施形態にかかる溝23の形状は放射線状であるが,本発明はかかる例に限定されず,例えば,格子状,サイクロン状,同心円状,スパイラル状等に形成することもできる。
Furthermore, although the shape of the groove |
また,第2の実施形態にかかる研磨装置は,多孔質シート27と,ガイド17と,ガイド17に形成される係合部17aおよび固定板22に形成される被係合部22aと,溝23とを同時に備えていたが,本発明はかかる例に限定されず,第1の実施形態にかかる研磨装置1に対して,少なくともいずれか1つを設置することにより,液体の表面張力の働き等をより向上させることができる。
Further, the polishing apparatus according to the second embodiment includes a
本発明は,研磨装置に適用可能であり,特に研磨パッドを定盤に固定する固定手段に適用可能である。 The present invention is applicable to a polishing apparatus, and particularly applicable to a fixing means for fixing a polishing pad to a surface plate.
1 研磨装置
14 定盤(研磨テーブル)
15 貫通孔
16 ナット
17 ガイド
22 固定板
23 溝
24 研磨パッド
26 液体
27 多孔質シート
50 半導体ウェハ
1
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記研磨パッドが接合される固定板と;
前記固定板が載置される定盤と;
を備え,
前記定盤の前記固定板と対向する面および前記固定板の前記定盤と対向する面は,平滑面であり,
前記定盤と前記固定板との間に液体を一様に介在させることによって,前記液体の表面張力により前記定盤と前記固定板とが固定されることを特徴とする,研磨装置。 A polishing apparatus for chemically and mechanically polishing an object to be polished with a polishing pad,
A fixing plate to which the polishing pad is bonded;
A surface plate on which the fixed plate is placed;
With
The surface of the surface plate facing the fixed plate and the surface of the fixed plate facing the surface plate are smooth surfaces,
The polishing apparatus, wherein the surface plate and the fixed plate are fixed by surface tension of the liquid by uniformly interposing a liquid between the surface plate and the fixed plate.
前記定盤に設けられた係合部と前記固定板に設けられた被係合部とを係合することによって,前記研磨パッドが前記定盤上で回転しないように固定されることを特徴とする,請求項1〜3のいずれかに記載の研磨装置。
When placing the fixed plate on the surface plate,
The polishing pad is fixed so as not to rotate on the surface plate by engaging an engaging portion provided on the surface plate and an engaged portion provided on the fixing plate. The polishing apparatus according to any one of claims 1 to 3.
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