JP2007059938A - Method for polishing wafer - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a CMP device which makes the amount of polishing uniform among simultaneously polished wafers, and supplies polishing slurry appropriately to the wafers even when a flow rate of supplied polishing slurry is large. <P>SOLUTION: This CMP device is provided with a surface plate 10 rotationally driven around a first rotation shaft Ax1; a polishing pad 11 attached to the surface plate 10; two sets of carriers 20, 20 which are rotationally driven around second rotation shafts Ax2, Ax2 eccentric from the first rotation shaft Ax1, and hold the wafers 12, 12 to press them on the polishing pad 11, respectively; a supply nozzle 30 which supplies the polishing slurry 13 onto the polishing pad 11; and an adjustment mechanism 40 which adjusts a tip position of the supply nozzle 30 relative to the polishing pad 11. By suitably moving a tip of the supply nozzle 30 according to the amount of the supplied polishing slurry, and positions of the wafers, etc., the supply position of the polishing slurry is adjusted. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、半導体装置の製造工程における研磨方法及びこの方法に利用される研磨装置に関し、特に、化学的機械的研磨(Chemical Mechanical Polish:CMP)装置に関する。   The present invention relates to a polishing method in a manufacturing process of a semiconductor device and a polishing apparatus used in the method, and more particularly to a chemical mechanical polishing (CMP) apparatus.

図15及び図16は、従来のCMP装置を用いた研磨の様子を示し、図15が側面図、図16が平面図である。CMP装置の主要部は、それぞれウェーハ1a,1bを保持して回転する2組のキャリア2a、2bと、上面に研磨パッド3が固定された回転可能な定盤4とから構成される。キャリア2a,2bは、ウェーハ1a,1bを研磨パッド3に押しつけながら回転させる。また、CMP装置には、研磨パッド3上に研磨剤(スラリー)5を供給する供給ノズル6が設けられている。   15 and 16 show a state of polishing using a conventional CMP apparatus, FIG. 15 is a side view, and FIG. 16 is a plan view. The main part of the CMP apparatus includes two sets of carriers 2a and 2b that hold and rotate the wafers 1a and 1b, respectively, and a rotatable surface plate 4 with a polishing pad 3 fixed on the upper surface. The carriers 2 a and 2 b are rotated while pressing the wafers 1 a and 1 b against the polishing pad 3. Further, the CMP apparatus is provided with a supply nozzle 6 for supplying an abrasive (slurry) 5 onto the polishing pad 3.

研磨時には、キャリア2a,2bを回転させながら圧力を加えてウェーハ1a,1bを研磨パッド3に押しつけ、定盤4を回転させる。同時に、研磨パッド3上に供給ノズル6から研磨スラリー5を供給する。これにより、ウェーハ1a,1bの表面は研磨パッド3と研磨スラリー5とにより化学的、機械的に研磨されて平坦化される。   During polishing, pressure is applied while rotating the carriers 2a and 2b to press the wafers 1a and 1b against the polishing pad 3, and the surface plate 4 is rotated. At the same time, the polishing slurry 5 is supplied from the supply nozzle 6 onto the polishing pad 3. As a result, the surfaces of the wafers 1a and 1b are planarized by being chemically and mechanically polished by the polishing pad 3 and the polishing slurry 5.

しかしながら、上述した従来のCMP装置では、供給ノズル6が1カ所に固定して設けられているため、研磨スラリー5が研磨パッド3上に均一に広がらず、ウェーハの研磨量が不均一になるという問題がある。例えば図16に示したように定盤4が反時計回りに回転する場合、研磨スラリー5の供給位置に対して回転方向の上流に位置するキャリア2aの側には他方のキャリア2b側よりも多くの研磨スラリー5が供給され、キャリア2aに保持されるウェーハ1aの研磨量が他方のキャリア2bに保持されるウェーハ1bの研磨量より大きくなる。   However, in the conventional CMP apparatus described above, since the supply nozzle 6 is fixed at one place, the polishing slurry 5 does not spread uniformly on the polishing pad 3, and the polishing amount of the wafer becomes non-uniform. There's a problem. For example, as shown in FIG. 16, when the surface plate 4 rotates counterclockwise, the carrier 2a side located upstream in the rotation direction with respect to the supply position of the polishing slurry 5 is larger than the other carrier 2b side. Thus, the polishing amount of the wafer 1a held on the carrier 2a is larger than the polishing amount of the wafer 1b held on the other carrier 2b.

また、研磨スラリーの時間当たりの供給量(流量)は、研磨されるウェーハの工程により異なるが、比較的流量が大きい場合には、供給ノズル6から放出される研磨スラリーの流速が大きくなり、研磨スラリーが研磨パッド3上で跳ねてウェーハに供給されずに研磨パッド3の外側に飛び出してしまうという問題がある。   Further, the supply amount (flow rate) of polishing slurry per hour varies depending on the process of the wafer to be polished, but when the flow rate is relatively large, the flow rate of the polishing slurry discharged from the supply nozzle 6 becomes large, and polishing is performed. There is a problem that the slurry jumps on the polishing pad 3 and jumps out of the polishing pad 3 without being supplied to the wafer.

この発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、複数のウェーハを同時に研磨する場合に、ウェーハ間の研磨量を均一にすることができ、かつ、供給される研磨スラリーの流量が大きい場合にも、研磨スラリーをウェーハに対して適切に供給することができるCMP装置を提供することを課題(目的)とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art. When a plurality of wafers are polished simultaneously, the polishing amount between the wafers can be made uniform and supplied. It is an object (object) to provide a CMP apparatus capable of appropriately supplying a polishing slurry to a wafer even when the flow rate is large.

そこで、本発明は上記事項に鑑みてなされたものであり、即ち、本発明は、ウェーハの研磨方法であって、第1の回転軸回りに回転駆動される定盤と、前記定盤上に固定された研磨パッドと、前記研磨パッドに対して傾斜して前記研磨パッド上方に先端が配置された研磨スラリーを供給する供給ノズルと、前記第1の回転軸から偏心した第2の回転軸回りに回転駆動され、ウェーハを保持して前記研磨パッドに押し付けるキャリアと、を備えた研磨装置を用い、前記研磨スラリーの流量が増加した場合に前記供給ノズルの先端を後退させて前記供給ノズルから前記研磨パッド上に前記研磨スラリーを供給することを特徴とする。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above matters, that is, the present invention is a method for polishing a wafer, and a surface plate that is driven to rotate about a first rotation axis, A fixed polishing pad, a supply nozzle that supplies a polishing slurry that is inclined with respect to the polishing pad and has a tip disposed above the polishing pad, and a second rotation axis that is eccentric from the first rotation axis And a carrier that holds the wafer and presses it against the polishing pad, and when the flow rate of the polishing slurry is increased, the tip of the supply nozzle is moved backward from the supply nozzle. The polishing slurry is supplied onto a polishing pad.

また、本発明のウェーハの研磨方法において、前記供給ノズルは先端が直交2軸方法に関して互いに独立してスライド調整可能な構成としてもよい。   In the wafer polishing method of the present invention, the supply nozzle may be configured such that the tip can be slide-adjusted independently of each other with respect to the orthogonal biaxial method.

さらに、本発明のウェーハの研磨方法において、前記研磨パッド上での研磨スラリーの供給位置が流量に拘わらず一定に保たれるように前記供給ノズルの先端を流量に応じて移動させるようにしてもよい。   Further, in the wafer polishing method of the present invention, the tip of the supply nozzle may be moved according to the flow rate so that the supply position of the polishing slurry on the polishing pad is kept constant regardless of the flow rate. Good.

本発明は、第1の回転軸回りに回転駆動される定盤上に貼り付けられた研磨パッド上に、前記第1の回転軸から偏心した第2の回転軸回りに回転駆動されるキャリアによりウェーハを押し付け、前記定盤と前記キャリアとを駆動して前記ウェーハを研磨する工程と、ノズルを移動させながら前記研磨パッド上に研磨スラリーを供給する工程とを含むことを特徴とする。   According to the present invention, a carrier that is rotationally driven around a second rotational axis that is eccentric from the first rotational axis is mounted on a polishing pad that is attached to a surface plate that is rotationally driven around a first rotational axis. The method includes a step of pressing the wafer and driving the surface plate and the carrier to polish the wafer, and a step of supplying a polishing slurry onto the polishing pad while moving the nozzle.

また、本発明におけるノズルの先端は、下向きに折り曲げられた形状としても良い。   Further, the tip of the nozzle in the present invention may have a shape bent downward.

さらに、本発明におけるノズルの先端には複数の供給穴が形成されている構成としてもよい。   Furthermore, it is good also as a structure by which several supply holes are formed in the front-end | tip of the nozzle in this invention.

また、本発明は、第1の回転軸回りに回転駆動される定盤上に貼り付けられた研磨パッド上に、前記第1の回転軸から偏心した第2の回転軸回りに回転駆動されるキャリアによりウェーハを押し付け、前記定盤と前記キャリアとを駆動して前記ウェーハを研磨する工程と、前記回転軸部分に設けられたスラリー溜まりに研磨スラリーを供給し、前記スラリー溜まりから前記研磨パッドへ研磨スラリーを放出する工程とを含むウェーハの研磨方法でもある。   Further, the present invention is rotationally driven around a second rotational axis that is eccentric from the first rotational axis on a polishing pad that is affixed on a surface plate that is rotationally driven around the first rotational axis. The wafer is pressed by a carrier, the surface plate and the carrier are driven to polish the wafer, the polishing slurry is supplied to a slurry pool provided in the rotating shaft portion, and the slurry pool is transferred to the polishing pad. And a method for polishing a wafer including a step of discharging a polishing slurry.

加えて、本発明におけるスラリー溜まりは、前記研磨パッドに設けられた穴であり、この穴から前記研磨パッドへ研磨スラリーを供給する構成とすると好ましい。   In addition, the slurry reservoir in the present invention is a hole provided in the polishing pad, and it is preferable that the polishing slurry is supplied from the hole to the polishing pad.

また、本発明におけるスラリー溜まりは、前記研磨パッド及び前記定盤に設けられた穴であり、この穴から前記研磨パッドへ研磨スラリーを供給する構成としてもよい。   The slurry reservoir in the present invention may be a hole provided in the polishing pad and the surface plate, and the polishing slurry may be supplied from the hole to the polishing pad.

さらに、本発明におけるスラリー溜まりは、前記第1の回転軸部分に設けられた容器であり、この容器から前記研磨パッドへ研磨スラリーを供給する構成とすることもできる。   Furthermore, the slurry reservoir in the present invention is a container provided in the first rotating shaft portion, and the polishing slurry can be supplied from the container to the polishing pad.

また、本発明にかかる化学的機械的研磨装置は、第1の回転軸回りに回転駆動される定盤と、定盤上に貼り付けられた研磨パッドと、第1の回転軸から偏心した第2の回転軸回りに回転駆動され、ウェーハを保持して研磨パッドに押しつけるキャリアと、研磨パッド上に研磨スラリーを供給する供給ノズルと、供給ノズルの先端位置を研磨パッドに対して相対的に調整する調整機構とを備えることを特徴とする。   The chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention includes a surface plate driven to rotate about the first rotation axis, a polishing pad affixed on the surface plate, and a first plate eccentric from the first rotation axis. 2 is rotated around the rotation axis of 2 to hold the wafer and press it against the polishing pad; a supply nozzle that supplies polishing slurry onto the polishing pad; and a tip position of the supply nozzle that is adjusted relative to the polishing pad And an adjusting mechanism.

上記のように構成することにより、供給ノズルの先端を適宜移動して研磨スラリーの供給位置を調整することができ、研磨スラリーを研磨パッド上に均一に広げることができる。供給ノズルは、先端から多方向に研磨スラリーを放出するよう構成することができる。このとき調整機構は、供給ノズルの先端の上下方向の位置を調節可能とすることが望ましい。   By comprising as mentioned above, the front-end | tip of a supply nozzle can be moved suitably, the supply position of polishing slurry can be adjusted, and polishing slurry can be spread uniformly on a polishing pad. The supply nozzle can be configured to discharge polishing slurry in multiple directions from the tip. At this time, it is desirable that the adjustment mechanism be able to adjust the vertical position of the tip of the supply nozzle.

また、本発明にかかる化学的機械的研磨装置は、第1の回転軸回りに回転駆動される定盤と、定盤上に貼り付けられた研磨パッドと、第1の回転軸から偏心した第2の回転軸回りに回転駆動され、ウェーハを保持して研磨パッドに押しつけるキャリアと、研磨パッド
上に研磨スラリーを供給する供給ノズルと、研磨パッドの中央部に配置され、供給ノズルから放出される研磨スラリーを一旦貯めてから周囲に放出させるスラリー溜まりとを備えることを特徴とする。
The chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention includes a surface plate driven to rotate about the first rotation axis, a polishing pad affixed on the surface plate, and a first decentered from the first rotation axis. 2 is driven to rotate around the rotation axis 2 and holds the wafer and presses it against the polishing pad; a supply nozzle that supplies polishing slurry onto the polishing pad; and a central portion of the polishing pad that is discharged from the supply nozzle And a slurry reservoir for storing the polishing slurry once and then releasing it to the surroundings.

スラリー溜まりは、研磨パッドに形成された単独の穴、若しくは研磨パッドに形成された第1の穴とこれに連通するよう定盤に形成された第2の穴とにより構成され、あるいは、研磨パッドに配置された容器として構成される。スラリー溜まりを容器により構成する場合には、研磨パッドに、あるいは研磨パッドと定盤とに、容器の一部を収納するための穴を形成し、容器の一部を穴に挿入して配置してもよい。   The slurry pool is constituted by a single hole formed in the polishing pad, or a first hole formed in the polishing pad and a second hole formed in the surface plate so as to communicate therewith, or the polishing pad Configured as a container. When the slurry reservoir is constituted by a container, a hole for accommodating a part of the container is formed in the polishing pad or the polishing pad and the surface plate, and the part of the container is inserted into the hole and disposed. May be.

以上説明したように、本発明にかかるCMP装置によれば、供給ノズルの先端位置を研磨パッドに対して相対的に調整する調整機構を備えることにより、供給ノズルの先端を適宜移動して研磨スラリーの供給位置を調整することができ、研磨スラリーを研磨パッド上に均一に広げることができる。   As described above, according to the CMP apparatus of the present invention, the polishing slurry is provided by appropriately moving the tip of the supply nozzle by providing the adjustment mechanism that adjusts the tip position of the supply nozzle relative to the polishing pad. Can be adjusted, and the polishing slurry can be spread uniformly on the polishing pad.

また、本発明によれば、請求項2の構成によれば、供給ノズルの先端から多方向に研磨スラリーを放出することができ、かつ、研磨スラリーの流量の違いは研磨スラリーが分散される範囲の広さに対応するため、調整機構としては供給ノズルの先端の上下方向の位置が調節できれば分散範囲の範囲を変更することができる。   According to the present invention, according to the configuration of claim 2, the polishing slurry can be discharged in multiple directions from the tip of the supply nozzle, and the difference in the flow rate of the polishing slurry is within the range in which the polishing slurry is dispersed. In order to cope with the size of the nozzle, the adjustment mechanism can change the range of the dispersion range if the vertical position of the tip of the supply nozzle can be adjusted.

また、本発明にかかCMP装置によれば、研磨パッドの中央部に、供給ノズルから放出される研磨スラリーを一旦貯めてから周囲に放出させるスラリー溜まりを配置したため、研磨スラリーの流量が多くなっても研磨パッドの表面での跳ね返りがなく、研磨パッドの全面に一様に研磨スラリーを供給することが可能となる。   Further, according to the CMP apparatus of the present invention, the polishing slurry flow rate is increased because the slurry reservoir for temporarily storing the polishing slurry discharged from the supply nozzle and then discharging it to the surroundings is arranged at the center of the polishing pad. However, there is no rebound on the surface of the polishing pad, and the polishing slurry can be supplied uniformly over the entire surface of the polishing pad.

スラリー溜まりとして研磨パッドに形成された単独の穴を利用する場合には、消耗品である研磨パッドのみの加工で対応できるため、従来の装置のほとんどの部分を流用することができる。   When a single hole formed in the polishing pad is used as a slurry pool, it can be handled by processing only the polishing pad, which is a consumable item, so that most of the conventional apparatus can be used.

また、スラリー溜まりを研磨パッドに形成された第1の穴とこれに連通するよう定盤に形成された第2の穴とにより構成する場合には、スラリー溜まりの深さを深くすることができるため、供給ノズルから放出される研磨スラリーの流量が多い場合にも、研磨スラリーの跳ね上がりを防ぐことができ、研磨スラリーの供給の一様性をより高めることができる。   Further, when the slurry reservoir is constituted by the first hole formed in the polishing pad and the second hole formed in the surface plate so as to communicate with the first hole, the depth of the slurry reservoir can be increased. Therefore, even when the flow rate of the polishing slurry discharged from the supply nozzle is large, the polishing slurry can be prevented from jumping up, and the uniformity of the supply of the polishing slurry can be further improved.

スラリー溜まりとして研磨パッドに配置された容器を用いる場合には、研磨パッドや定盤を加工する必要がなく、かつ、容器の設置位置を研磨スラリーの流量等に応じて任意に選択できるため、自由度が高く、より多くの種類のCMP工程に対応することができる。   When a container placed on a polishing pad is used as a slurry reservoir, there is no need to process the polishing pad or surface plate, and the installation position of the container can be arbitrarily selected according to the flow rate of the polishing slurry. The degree is high, and it can cope with more kinds of CMP processes.

また、容器の一部を、研磨パッドに、あるいは研磨パッドと定盤と形成された穴に挿入して配置する場合には、穴を直接スラリー溜まりとして利用するよりも、スラリー溜まりの深さを深くすることができ、研磨スラリーの流量が多い場合の跳ね上がりをより有効に防ぐことができる。   In addition, when a part of the container is inserted into the polishing pad or inserted into the hole formed with the polishing pad and the surface plate, the depth of the slurry reservoir is set to be larger than that when the hole is directly used as a slurry reservoir. It is possible to increase the depth, and to effectively prevent jumping when the flow rate of the polishing slurry is large.

以下、この発明にかかる化学的機械的研磨(CMP)装置の実施形態を3例説明する。   Hereinafter, three embodiments of the chemical mechanical polishing (CMP) apparatus according to the present invention will be described.

図1は第1の実施形態にかかるCMP装置の主要部を示す側面図、図2は平面図である。このCMP装置の主要部は、第1の回転軸Ax1回りに回転駆動される定盤10と、定
盤10上に貼り付けられた研磨パッド11と、第1の回転軸Ax1から偏心した第2の回
転軸Ax2回りに回転駆動され、それぞれウェーハ12,12を保持して研磨パッド11に押しつける2組のキャリア20,20と、研磨パッド11上に研磨スラリー13を供給する供給ノズル30と、供給ノズルの先端位置を研磨パッド11に対して相対的に調整する調整機構40とを備える。
FIG. 1 is a side view showing the main part of the CMP apparatus according to the first embodiment, and FIG. 2 is a plan view. The main part of the CMP apparatus includes a surface plate 10 that is driven to rotate about a first rotation axis Ax1, a polishing pad 11 that is affixed on the surface plate 10, and a second that is eccentric from the first rotation axis Ax1. Two sets of carriers 20 and 20 that are driven to rotate about the rotation axis Ax2 and press the wafers 12 and 12 against the polishing pad 11, respectively, a supply nozzle 30 that supplies the polishing slurry 13 onto the polishing pad 11, and a supply And an adjustment mechanism 40 for adjusting the tip position of the nozzle relative to the polishing pad 11.

キャリア20の中央には、図3に拡大して示したようにバッキングプレート21が固定され、このバッキングプレート21は、ウェーハ12の外径と等しい突出部分を有し、この突出部分の表面下側にバッキングフィルム22が貼付されている。   A backing plate 21 is fixed at the center of the carrier 20 as shown in an enlarged view in FIG. 3, and this backing plate 21 has a protruding portion equal to the outer diameter of the wafer 12. A backing film 22 is affixed.

ウェーハ12は、バッキングフィルム22に密着した状態でリテーナリング23を介してクランプリング24によりバッキングプレート21に共締めされている。すなわち、リテーナリング23は、バッキングプレート21の突出部とウェーハ12との外周を囲むように配置され、クランプリング24は、このリテーナリング23を外側から固定する機能を有する。   The wafer 12 is fastened together with the backing plate 21 by a clamp ring 24 via a retainer ring 23 while being in close contact with the backing film 22. That is, the retainer ring 23 is disposed so as to surround the outer periphery of the protrusion of the backing plate 21 and the wafer 12, and the clamp ring 24 has a function of fixing the retainer ring 23 from the outside.

なお、バッキングプレート21は、セラミック等の剛体であり、その下面は極めて高い平坦性を有する。また、バッキングフィルム22は、発泡ポリウレタン等の弾性体であり、ウェーハ12の密着性を高く保つと共に、研磨時の衝撃を吸収・分散させることにより、研磨の均一性を保つ機能を有する。   The backing plate 21 is a rigid body such as ceramic, and its lower surface has extremely high flatness. The backing film 22 is an elastic body such as polyurethane foam, and has a function of maintaining the uniformity of polishing by maintaining high adhesion of the wafer 12 and absorbing / dispersing an impact during polishing.

調整機構40は、この例では供給ノズル30の先端位置を直交2軸方向に関して互いに独立してスライド調整可能な構成である。すなわち、調整機構40は、図4に拡大して示したように、互いに平行に配置された2本の固定レール41,41と、これらの固定レール間に架設されて固定レール41の延設方向xに沿ってスライド可能な移動枠42と、この固定枠42のスライド方向に直交する方向yにスライド可能に移動枠42に取り付けられた保持部材43とから構成される。供給ノズル30の先端は、保持部材43のほぼ中央を貫通して固定されており、移動枠42、保持部材43をスライド調整することにより、研磨パッド11上でのスラリーの供給位置をそのスライド範囲内で任意に調整することができる。   In this example, the adjustment mechanism 40 has a configuration in which the tip position of the supply nozzle 30 can be slide-adjusted independently of each other with respect to the two orthogonal axes. That is, as shown in an enlarged view in FIG. 4, the adjusting mechanism 40 includes two fixed rails 41 and 41 arranged in parallel to each other, and the extending direction of the fixed rail 41 between the fixed rails. The movable frame 42 is slidable along x, and the holding member 43 is attached to the movable frame 42 so as to be slidable in a direction y orthogonal to the sliding direction of the fixed frame 42. The tip of the supply nozzle 30 is fixed through substantially the center of the holding member 43, and the slide position of the slurry on the polishing pad 11 is adjusted by sliding the moving frame 42 and the holding member 43. Can be adjusted arbitrarily.

第1の実施形態によれば、供給ノズル30の先端を研磨スラリーの供給量やウェーハの位置等に応じて適宜移動して研磨スラリーの供給位置を調整することにより、研磨スラリーを研磨パッド11上に均一に広げることができ、単一のウェーハ内での研磨量のバラツキ、および複数のウェーハ間での研磨速度の不均衡を共に小さく抑えることができる。   According to the first embodiment, the tip of the supply nozzle 30 is appropriately moved according to the supply amount of the polishing slurry, the position of the wafer, and the like to adjust the supply position of the polishing slurry, so that the polishing slurry is placed on the polishing pad 11. Therefore, it is possible to reduce both the dispersion of the polishing amount in a single wafer and the imbalance of the polishing rate among a plurality of wafers.

例えば、研磨スラリーの時間当たりの供給量(流量)が比較的大きい場合には、供給ノズル30の先端を流量が少ない場合よりも後退させることにより、研磨パッド11上での研磨スラリーの供給位置を流速に拘わらず一定に保つことができる。   For example, when the supply amount (flow rate) of polishing slurry per time is relatively large, the supply position of the polishing slurry on the polishing pad 11 is set by retracting the tip of the supply nozzle 30 as compared with the case where the flow rate is low. It can be kept constant regardless of the flow rate.

図5は、第1の実施形態の第1の変形例を示す。この例では、先端部分のみを下向きに折り曲げた供給ノズル31が用いられている。図5の供給ノズル31も、上述した実施形態と同様の調整機構40に取り付けられる。ただし、図5の供給ノズル31を使用する場合には、研磨スラリーの流量が変化してもスラリーの供給位置を一定に保つことができるため、第1の実施形態の直線状の供給ノズル30と比較すると、ノズル位置を調整する必要性が少なくなる。   FIG. 5 shows a first modification of the first embodiment. In this example, a supply nozzle 31 in which only the tip portion is bent downward is used. The supply nozzle 31 of FIG. 5 is also attached to the adjustment mechanism 40 similar to the above-described embodiment. However, when the supply nozzle 31 of FIG. 5 is used, the slurry supply position can be kept constant even when the flow rate of the polishing slurry is changed. Therefore, the linear supply nozzle 30 of the first embodiment In comparison, the need to adjust the nozzle position is reduced.

また、図6は、第1の実施形態の第2の変形例を示す。この例では、多方向に研磨スラリーを放出するよう複数の供給穴32aが形成された供給ノズル32が用いられている。供給ノズル32は研磨スラリーを多方向に分散して放出するため、研磨スラリーの流量の
違いは研磨スラリーが分散される範囲の広さに対応し、分散範囲の中心は殆ど変化しない。したがって、この場合、調整機構としては供給ノズル32の先端の上下方向の位置が調節できれば分散範囲の範囲を変更することができる。ただし、図6の変形例においても、第1の実施形態と同様の2方向に駆動可能な調整機構により供給ノズル32の位置を調整するようにしてもよい。この場合に、研磨パッド11に対する供給ノズル32の位置精度が緩和され、第1の実施形態におけるよりも低い精度で調整手段を制御することができる。
FIG. 6 shows a second modification of the first embodiment. In this example, a supply nozzle 32 in which a plurality of supply holes 32a are formed so as to discharge polishing slurry in multiple directions is used. Since the supply nozzle 32 disperses and discharges the polishing slurry in multiple directions, the difference in the flow rate of the polishing slurry corresponds to the size of the range in which the polishing slurry is dispersed, and the center of the dispersion range hardly changes. Therefore, in this case, if the vertical position of the tip of the supply nozzle 32 can be adjusted as the adjustment mechanism, the range of the dispersion range can be changed. However, also in the modified example of FIG. 6, the position of the supply nozzle 32 may be adjusted by an adjustment mechanism that can be driven in two directions as in the first embodiment. In this case, the positional accuracy of the supply nozzle 32 with respect to the polishing pad 11 is relaxed, and the adjusting means can be controlled with lower accuracy than in the first embodiment.

図7は、第2の実施形態にかかるCMP装置の主要部を示す断面図、図8はその平面図である。第2の実施形態のCMP装置は、第1の回転軸Ax1回りに回転駆動される定盤
10と、定盤10上に貼り付けられた研磨パッド11と、第1の回転軸Ax1から偏心し
た第2の回転軸Ax2,Ax2回りに回転駆動され、それぞれウェーハ12,12を保持して研磨パッド11に押しつける2組のキャリア20,20と、研磨パッド11上に研磨スラリー13を供給する供給ノズル30と、研磨パッド11の中央部に配置され、供給ノズル30から放出される研磨スラリーを一旦貯めてから周囲に放出させるスラリー溜まり50とを備えている。この例では、スラリー溜まり50は研磨パッド11を貫通する穴11aとして形成されており、穴あきの研磨パッド11を定盤10上に貼り付けることにより、定盤10の上面を底面、穴11aの周囲を側面とする円柱状の容器状の空間が形成され、これがスラリー溜まり50となる。
FIG. 7 is a sectional view showing the main part of the CMP apparatus according to the second embodiment, and FIG. 8 is a plan view thereof. The CMP apparatus of the second embodiment is decentered from the surface plate 10 that is driven to rotate about the first rotation axis Ax1, the polishing pad 11 that is affixed on the surface plate 10, and the first rotation axis Ax1. Two sets of carriers 20 and 20 which are rotationally driven around the second rotation axes Ax2 and Ax2 to hold the wafers 12 and 12 and press the wafers 12 and 12 respectively, and a supply nozzle which supplies the polishing slurry 13 onto the polishing pad 11 30 and a slurry reservoir 50 which is disposed in the center of the polishing pad 11 and temporarily stores the polishing slurry discharged from the supply nozzle 30 and then discharges it to the surroundings. In this example, the slurry reservoir 50 is formed as a hole 11a penetrating the polishing pad 11, and by attaching the perforated polishing pad 11 on the surface plate 10, the upper surface of the surface plate 10 is the bottom surface and the periphery of the hole 11a. A cylindrical container-like space having a side surface is formed, and this becomes a slurry reservoir 50.

定盤10、キャリア20等の構成は第1の実施形態と同一であるが、スラリー溜まり50が設けられている点、供給ノズル30が固定して設けられ、調整機構40が設けられていない点が第1の実施形態とは異なる。   The configurations of the surface plate 10, the carrier 20, and the like are the same as those in the first embodiment, except that the slurry reservoir 50 is provided, the supply nozzle 30 is fixedly provided, and the adjustment mechanism 40 is not provided. Is different from the first embodiment.

第1の実施形態では、研磨スラリーの流量が多くなると、研磨パッド11の表面で研磨スラリーが跳ね返り、研磨パッドの全面に一様に研磨スラリーを供給するのが困難になる可能性がある。この点、第2の実施形態では、研磨スラリーをスラリー溜まり50に貯めるため、流量が多くなっても研磨パッド11の表面での跳ね返りがなく、研磨パッドの全面に一様に研磨スラリーを供給することが可能となる。   In the first embodiment, when the flow rate of the polishing slurry increases, the polishing slurry rebounds on the surface of the polishing pad 11, and it may be difficult to uniformly supply the polishing slurry to the entire surface of the polishing pad. In this respect, in the second embodiment, since the polishing slurry is stored in the slurry reservoir 50, even if the flow rate is increased, there is no rebound on the surface of the polishing pad 11, and the polishing slurry is uniformly supplied to the entire surface of the polishing pad. It becomes possible.

第2の実施形態の構成によれば、供給ノズル30から放出される研磨スラリーが一旦スラリー溜まり50に貯められ、容量を越えて供給された分がスラリー溜まり50から溢れて周囲に広がる。研磨スラリーの広がりは、供給ノズル30の方向によらずに一様であり、これにより研磨スラリーを研磨パッド11上に均一に広げることができ、単一のウェーハ内での研磨量のバラツキ、および複数のウェーハ間での研磨速度の不均衡を共に小さく抑えることができる。   According to the configuration of the second embodiment, the polishing slurry discharged from the supply nozzle 30 is temporarily stored in the slurry reservoir 50, and the amount supplied exceeding the capacity overflows from the slurry reservoir 50 and spreads around. The spread of the polishing slurry is uniform regardless of the direction of the supply nozzle 30, whereby the polishing slurry can be spread uniformly on the polishing pad 11, and the amount of polishing in a single wafer varies, and Both polishing rate imbalances among a plurality of wafers can be kept small.

なお、研磨パッド11は消耗品であり、随時交換されるため、必要に応じて形成される穴のサイズを変更することにより、スラリー溜まり50の容量を容易に変更することができる。   Since the polishing pad 11 is a consumable item and is replaced as needed, the capacity of the slurry reservoir 50 can be easily changed by changing the size of the hole formed as necessary.

図9は、第2の実施形態の変形例を示す断面図である。変形例のCMP装置は、研磨パッド11に形成された第1の穴11aに連通するように、定盤10にも第2の穴10aが形成され、これら第1、第2の穴11a,10aにより研磨スラリーを貯めるためのスラリー溜まり51が形成されている。この構成によれば、スラリー溜まりの深さを第2の実施形態よりも深くすることができるため、供給ノズル30から放出される研磨スラリーの流量が多い場合にも、研磨スラリーの跳ね上がりを防ぐことができ、研磨スラリーの供給の一様性をより高めることができる。   FIG. 9 is a cross-sectional view showing a modification of the second embodiment. In the CMP apparatus of the modified example, a second hole 10a is also formed in the surface plate 10 so as to communicate with the first hole 11a formed in the polishing pad 11, and the first and second holes 11a and 10a are formed. Thus, a slurry reservoir 51 for storing the polishing slurry is formed. According to this configuration, since the depth of the slurry pool can be made deeper than in the second embodiment, even when the flow rate of the polishing slurry discharged from the supply nozzle 30 is large, the polishing slurry can be prevented from jumping up. The uniformity of the supply of the polishing slurry can be further improved.

なお、スラリー溜まり51の容量を変更するためには、第1、第2の穴11a,10a
のサイズを変更すればよい。ただし、研磨パッド11に形成された第1の穴11aのサイズは研磨パッド11の交換により変更することができるが、定盤10は交換できない。そこで、図9の変形例のCMP装置を用いる場合、定盤10に形成された第2の穴10aに必要に応じて円筒状の充填部材を挿入することにより、穴10aの内径を段階的に調整してスラリー溜まり51に貯まる研磨スラリーの容量を調整する。図10および図11は、第2の穴10aに第1、第2の充填部材60,61を挿入した状態を示す断面図、および平面図である。第1の充填部材60は、穴10aの内径にほぼ等しい外径を有し、中心に貫通穴が形成された円筒状の部材であり、第2の充填部材61は、第1の充填部材60の貫通穴に嵌合する外径を有し、中心に貫通穴が形成された円筒状の部材である。充填部材を用いない場合にはスラリー溜まり51の容量は最も大きくなり、第1の充填部材60のみを挿入した場合には中間容量、第1、第2の充填部材を共に挿入した場合には最小容量となる。
In order to change the capacity of the slurry reservoir 51, the first and second holes 11a and 10a are used.
You can change the size of. However, the size of the first hole 11a formed in the polishing pad 11 can be changed by replacing the polishing pad 11, but the surface plate 10 cannot be replaced. 9 is used, the inner diameter of the hole 10a is increased stepwise by inserting a cylindrical filling member into the second hole 10a formed in the surface plate 10 as necessary. The volume of the polishing slurry stored in the slurry reservoir 51 is adjusted. 10 and 11 are a cross-sectional view and a plan view showing a state where the first and second filling members 60 and 61 are inserted into the second hole 10a. The first filling member 60 is a cylindrical member having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the hole 10 a and having a through hole formed at the center thereof. The second filling member 61 is a first filling member 60. This is a cylindrical member having an outer diameter that fits into the through hole and having a through hole formed in the center. When the filling member is not used, the capacity of the slurry reservoir 51 is the largest. When only the first filling member 60 is inserted, the capacity is minimum, and when the first and second filling members are both inserted, the capacity is minimum. It becomes capacity.

図12は、第3の実施形態にかかるCMP装置の主要部を示す断面図、図13はその平面図である。第3の実施形態のCMP装置は、第2の実施形態の装置と同様、定盤10、研磨パッド11、2組のキャリア20,20、供給ノズル30、スラリー溜まり52とを備えている。この例では、スラリー溜まり52は研磨パッド11に配置された有底円筒状の容器70として構成される。   FIG. 12 is a sectional view showing the main part of the CMP apparatus according to the third embodiment, and FIG. 13 is a plan view thereof. Similar to the apparatus of the second embodiment, the CMP apparatus of the third embodiment includes a surface plate 10, polishing pads 11, two sets of carriers 20, 20, a supply nozzle 30, and a slurry reservoir 52. In this example, the slurry reservoir 52 is configured as a bottomed cylindrical container 70 disposed on the polishing pad 11.

容器70は、研磨パッド11の上面に取り付けられ、供給ノズル30から放出される研磨スラリーは一旦容器70に貯められ、その容量を越えて供給された分が容器70から溢れて周囲に拡がる。第2の実施形態と同様に、研磨スラリーの広がりは、供給ノズル30の方向によらずに一様であり、これにより研磨スラリーを研磨パッド11上に均一に広げることができ、単一のウェーハ内での研磨量のバラツキ、および複数のウェーハ間での研磨速度の不均衡を共に小さく抑えることができる。また、研磨パッド11や定盤10を加工する必要がなく、かつ、容器70の設置位置を研磨スラリーの流量等に応じて任意に選択できるため、自由度が高く、より多くの種類のCMP工程に対応することができる。   The container 70 is attached to the upper surface of the polishing pad 11, and the polishing slurry discharged from the supply nozzle 30 is once stored in the container 70, and the amount supplied beyond the capacity overflows from the container 70 and spreads around. As in the second embodiment, the spread of the polishing slurry is uniform regardless of the direction of the supply nozzle 30, which allows the polishing slurry to be spread uniformly on the polishing pad 11, so that a single wafer can be spread. It is possible to reduce both the variation in the polishing amount and the polishing rate imbalance among a plurality of wafers. Further, it is not necessary to process the polishing pad 11 or the surface plate 10, and the installation position of the container 70 can be arbitrarily selected according to the flow rate of the polishing slurry. It can correspond to.

図14は、上述した第3の実施形態の変形例であり、図9に示した第2の実施形態の変形例と組み合わせた構成である。すなわち、研磨パッド11と定盤10とには、互いに連通する第1、第2の穴11a,10aが形成されており、これらの穴に穴の深さより高い有底円筒状の容器71が挿入、固定されてスラリー溜まり53が構成されている。この構成によれば、穴11a,10aを直接スラリー溜まりとして利用するよりも、スラリー溜まりの深さを深くすることができ、研磨スラリーの流量が多い場合の跳ね上がりをより有効に防ぐことができる。   FIG. 14 is a modified example of the above-described third embodiment, and is configured in combination with the modified example of the second embodiment shown in FIG. That is, the polishing pad 11 and the surface plate 10 are formed with first and second holes 11a and 10a communicating with each other, and a bottomed cylindrical container 71 higher than the depth of the hole is inserted into these holes. The slurry pool 53 is configured by being fixed. According to this configuration, the depth of the slurry pool can be increased and the jumping up when the polishing slurry has a large flow rate can be more effectively prevented than when the holes 11a and 10a are directly used as the slurry pool.

第1の実施形態のCMP装置の主要部を示す側面図。The side view which shows the principal part of the CMP apparatus of 1st Embodiment. 図1に示すCMP装置の平面図。The top view of the CMP apparatus shown in FIG. 図1に示すCMP装置のキャリア部分の拡大断面図。The expanded sectional view of the carrier part of the CMP apparatus shown in FIG. 図1に示すCMP装置の調整機構部分の拡大図。The enlarged view of the adjustment mechanism part of the CMP apparatus shown in FIG. 第1の実施形態の第1の変形例にかかるCMP装置の主要部を示す側面図。The side view which shows the principal part of the CMP apparatus concerning the 1st modification of 1st Embodiment. 第1の実施形態の第2の変形例を示す供給ノズルの側面図。The side view of the supply nozzle which shows the 2nd modification of 1st Embodiment. 第2の実施形態のCMP装置の主要部を示す断面図。Sectional drawing which shows the principal part of the CMP apparatus of 2nd Embodiment. 図7に示すCMP装置の平面図。FIG. 8 is a plan view of the CMP apparatus shown in FIG. 7. 第2の実施形態の変形例を示す断面図。Sectional drawing which shows the modification of 2nd Embodiment. 図9に示すCMP装置の定盤部分の断面図。Sectional drawing of the surface plate part of the CMP apparatus shown in FIG. 図9に示すCMP装置の定盤部分の平面図。The top view of the surface plate part of the CMP apparatus shown in FIG. 第3の実施形態にかかるCMP装置の主要部を示す断面図。Sectional drawing which shows the principal part of the CMP apparatus concerning 3rd Embodiment. 図12に示すCMP装置の平面図。FIG. 13 is a plan view of the CMP apparatus shown in FIG. 12. 第3の実施形態の変形例を示すCMP装置の断面図。Sectional drawing of the CMP apparatus which shows the modification of 3rd Embodiment. 従来のCMP装置の主要部を示す側面図。The side view which shows the principal part of the conventional CMP apparatus. 図15に示すCMP装置の平面図。FIG. 16 is a plan view of the CMP apparatus shown in FIG. 15.

符号の説明Explanation of symbols

10 定盤
11 研磨パッド
12 ウェーハ
20 キャリア
30,31,32 供給ノズル
40 調整機構
50 スラリー溜まり
70 容器
10 Surface plate 11 Polishing pad 12 Wafer 20 Carrier 30, 31, 32 Supply nozzle 40 Adjustment mechanism 50 Slurry pool 70 Container

Claims (3)

第1の回転軸回りに回転駆動される定盤と、
前記定盤上に固定された研磨パッドと、
前記研磨パッドに対して傾斜して前記研磨パッド上方に先端が配置された研磨スラリーを供給する供給ノズルと、
前記第1の回転軸から偏心した第2の回転軸回りに回転駆動され、ウェーハを保持して前記研磨パッドに押し付けるキャリアと、を備えた研磨装置を用い、
前記研磨スラリーの流量が増加した場合に前記供給ノズルの先端を後退させて前記供給ノズルから前記研磨パッド上に前記研磨スラリーを供給することを特徴とするウェーハの研磨方法。
A surface plate driven to rotate about the first rotation axis;
A polishing pad fixed on the surface plate;
A supply nozzle for supplying a polishing slurry that is inclined with respect to the polishing pad and has a tip disposed above the polishing pad;
Using a polishing apparatus comprising: a carrier that is rotationally driven around a second rotation axis that is eccentric from the first rotation axis, and that holds a wafer and presses the wafer against the polishing pad;
A polishing method for a wafer, wherein when the flow rate of the polishing slurry increases, the tip of the supply nozzle is retracted and the polishing slurry is supplied from the supply nozzle onto the polishing pad.
請求項1記載のウェーハの研磨方法において、前記供給ノズルは先端が直交2軸方法に関して互いに独立してスライド調整可能な構成であることを特徴とするウェーハの研磨方法。   2. The wafer polishing method according to claim 1, wherein the supply nozzle has a tip that can be slidably adjusted independently of each other with respect to the orthogonal biaxial method. 請求項1記載のウェーハの研磨方法において、前記研磨パッド上での研磨スラリーの供給位置が流量に拘わらず一定に保たれるように前記供給ノズルの先端を流量に応じて移動させることを特徴とするウェーハの研磨方法。   2. The wafer polishing method according to claim 1, wherein the tip of the supply nozzle is moved according to the flow rate so that the supply position of the polishing slurry on the polishing pad is kept constant regardless of the flow rate. Wafer polishing method.
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