JP2007180309A - Polishing device and method therefor - Google Patents

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JP2007180309A JP2005377823A JP2005377823A JP2007180309A JP 2007180309 A JP2007180309 A JP 2007180309A JP 2005377823 A JP2005377823 A JP 2005377823A JP 2005377823 A JP2005377823 A JP 2005377823A JP 2007180309 A JP2007180309 A JP 2007180309A
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賢朗 中村
Takeshi Nishioka
岳 西岡
Hiroyuki Yano
博之 矢野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide polishing device and method capable of improving the use efficiency of slurry by a simple structure, and capable of preventing the change of the polishing characteristics. <P>SOLUTION: An outer surrounding wall 108 for surrounding a part of the perimeter of a top ring 107 abutting a semiconductor wafer 106 is provided on a polishing pad 102 stuck on the top face of a turntable 101. This outer surrounding wall 108 is constructed in the shape having a flexure 108a and holders 108b extending from the ends of this flexure 108a, e.g. in a U-shape as seen in the plan view, and the flexure 108a is pressed against the polishing pad 102 to partition it to form a polishing region S. The slurry 105 is locally supplied to this polishing region S to polish the semiconductor wafer 106, so that the use efficiency of the slurry 105 is improved. Further, the slurry is discharged from the opening on the side of both ends of the flexure 108a to suitably replace the slurry 105 during the polishing to make the polishing characteristics stable. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、研磨装置および研磨方法、特にCMP(Chemical Mechanical Polishingの略称で、以下CMPと称する)装置およびCMP方法に関する。 The present invention relates to a polishing apparatus and a polishing method, and more particularly, to a CMP (abbreviation of chemical mechanical polishing, hereinafter referred to as CMP) apparatus and a CMP method.

近年、半導体装置の高密度化・微細化に伴い、種々の微細加工技術が行われている。その中で化学的機械的研磨技術であるCMP技術は、半導体ウェーハに形成された層間絶縁膜の平坦化などの際に欠かすことのできない必須の技術となった。 2. Description of the Related Art In recent years, various microfabrication techniques have been performed with increasing density and miniaturization of semiconductor devices. Among them, the CMP technique, which is a chemical mechanical polishing technique, has become an indispensable technique indispensable for planarizing an interlayer insulating film formed on a semiconductor wafer.

しかし、このCMPに使用する通常のCMP装置に関して、研磨の際に必要以上のスラリーが消費されるという問題がある。 However, the conventional CMP apparatus used for CMP has a problem that more slurry than necessary is consumed during polishing.

通常、半導体ウェーハ等のCMPを安定して行うには、研磨パッドの中心付近にスラリーを滴下して遠心力の作用により研磨パッド全体にスラリーを広げた後、トップリングのリテーナリングの内側に保持された半導体ウェーハを研磨パッドに押圧して行う。しかし、一つの研磨パッドに対して、半導体ウェーハを一枚ずつ押圧して研磨するシングルトップリングの場合、研磨パッドにスラリーを滴下後、研磨パッドの中心に対してトップリングの位置と反対側の方向に流れるスラリーは、研磨にほとんど寄与することなく研磨パッドの外側に排出されてしまう。従って、多量のスラリーが無駄になることで、スラリーの使用効率は非常に悪化してしまう。 Usually, in order to perform stable CMP of semiconductor wafers, etc., slurry is dropped near the center of the polishing pad, and the slurry is spread over the entire polishing pad by the action of centrifugal force, and then held inside the retainer ring of the top ring. This is done by pressing the semiconductor wafer against the polishing pad. However, in the case of a single top ring in which a semiconductor wafer is pressed and polished one by one against a single polishing pad, the slurry is dropped on the polishing pad, and then on the opposite side of the top ring from the center of the polishing pad. Slurry flowing in the direction is discharged outside the polishing pad with little contribution to polishing. Therefore, a large amount of slurry is wasted, and the use efficiency of the slurry is extremely deteriorated.

これに対し、半導体ウェーハを係止するためのリテーナリングの上面全周に溝を設け、さらにリテーナリングの内側面の複数個所にこの溝と連結する微細な通路を設け、溝から複数の通路を通してスラリーを供給することで、リテーナリングの内周面と半導体ウェーハの外周面との間の研磨パッド領域へ局所的にスラリーを供給するCMP装置がある(例えば、特許文献1参照。)。このCMP装置によれば、半導体ウェーハとリテーナリングとの間に供給されたスラリーが、リテーナリングの外側に流出しないように加工されているため、研磨に寄与することなく排出されるスラリーの量が低減され、スラリーの使用効率を改善することができる。 In contrast, a groove is provided on the entire upper surface of the retainer ring for locking the semiconductor wafer, and fine passages connected to the groove are provided at a plurality of locations on the inner surface of the retainer ring. There is a CMP apparatus that supplies slurry locally to a polishing pad region between an inner peripheral surface of a retainer ring and an outer peripheral surface of a semiconductor wafer by supplying the slurry (see, for example, Patent Document 1). According to this CMP apparatus, since the slurry supplied between the semiconductor wafer and the retainer ring is processed so as not to flow outside the retainer ring, the amount of slurry discharged without contributing to polishing is reduced. It can be reduced and the use efficiency of the slurry can be improved.

しかし、このように改造されたCMP装置は、スラリーを効率よく使用できるが、特殊な構造を有するリテーナリングが必要であるため、複雑な加工を要する。また、半導体ウェーハとリテーナリングとの間に供給されたスラリーがリテーナリングの外側に十分に流出しないため、リテーナリングで囲まれた領域に半導体ウェーハの削りかす等を含むスラリーが滞留して、研磨特性を劣化させるという問題が発生する恐れがある。
特開2000−317812(図3)
However, the CMP apparatus modified in this way can efficiently use the slurry, but requires a complicated process because it requires a retainer ring having a special structure. In addition, since the slurry supplied between the semiconductor wafer and the retainer ring does not sufficiently flow out of the retainer ring, the slurry containing the semiconductor wafer shavings or the like stays in the area surrounded by the retainer ring, and is polished. There is a possibility that the problem of deteriorating the characteristics may occur.
JP 2000-317812 (FIG. 3)

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、簡単な構造によりスラリーの使用効率を改善することができると共に、研磨特性の劣化を防止することができる研磨装置および研磨方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a polishing apparatus and a polishing method capable of improving the use efficiency of slurry with a simple structure and preventing deterioration of polishing characteristics. The purpose is to do.

上記目的を達成するために、本発明の一態様の研磨装置は、研磨パッドが貼付されるターンテーブルと、半導体ウェーハを保持し、前記研磨パッド上に前記半導体ウェーハを押圧するトップリングと、前記半導体ウェーハの外周の一部を囲み、前記研磨パッドと当接する外囲壁と、前記半導体ウェーハの外周と前記外囲壁との間の前記研磨パッド領域上にスラリーを供給するスラリー供給管を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a polishing apparatus according to an aspect of the present invention includes a turntable to which a polishing pad is attached, a top ring that holds a semiconductor wafer and presses the semiconductor wafer on the polishing pad, An outer peripheral wall that surrounds a part of the outer periphery of the semiconductor wafer and contacts the polishing pad, and a slurry supply pipe that supplies slurry onto the polishing pad region between the outer periphery of the semiconductor wafer and the outer peripheral wall. It is characterized by.

また、本発明の別の態様の研磨方法は、ターンテーブルに貼付された研磨パッド上に外囲壁を当接させる工程と、前記外囲壁に囲まれた前記研磨パッド領域にスラリーを供給する工程と、前記スラリーが供給された前記研磨パッド領域に、トップリングに保持された半導体ウェーハを押圧する工程を備えることを特徴とする。 The polishing method according to another aspect of the present invention includes a step of bringing an outer wall into contact with a polishing pad attached to a turntable, and a step of supplying slurry to the polishing pad region surrounded by the outer wall. And a step of pressing a semiconductor wafer held on a top ring against the polishing pad region to which the slurry is supplied.

本発明によれば、簡単な構造によりスラリーの使用効率を改善すると共に、研磨特性の劣化を防止することが可能な研磨装置および研磨方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a polishing apparatus and a polishing method capable of improving the use efficiency of the slurry with a simple structure and preventing the deterioration of the polishing characteristics.

以下、本発明の実施形態に係る研磨装置および研磨方法について図面を参照して説明する。 Hereinafter, a polishing apparatus and a polishing method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本発明の実施例1に係る研磨装置の構成について、図1を参照して説明する。図1(a)は、本発明の実施例1に係る研磨装置の構成の概略を示す断面図、図1(b)は同平面図である。 First, the configuration of the polishing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1A is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a polishing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 1B is a plan view thereof.

図1に示すように、本実施例に係る研磨装置は、ターンテーブル101の上面に研磨パッド102が貼付されており、ターンテーブル101の上方には、モータ(図示せず)の駆動により水平回転および上下動が可能であるトップリング107が配置されている。このトップリング107の下端面において、半導体ウェーハ106が被処理面を研磨パッド102表面と対向させて吸着保持される。また、トップリング107の下端面には、研磨時に半導体ウェーハ106を係止するための円環状のリテーナリング104が設けられており、半導体ウェーハ106の外周はリテーナリング104の内周面で包囲されている。 As shown in FIG. 1, in the polishing apparatus according to the present embodiment, a polishing pad 102 is attached to the upper surface of a turntable 101, and the turntable 101 is rotated horizontally by driving a motor (not shown). A top ring 107 that can move up and down is arranged. At the lower end surface of the top ring 107, the semiconductor wafer 106 is held by suction with the surface to be processed facing the surface of the polishing pad 102. Further, an annular retainer ring 104 is provided on the lower end surface of the top ring 107 for locking the semiconductor wafer 106 during polishing. The outer periphery of the semiconductor wafer 106 is surrounded by the inner peripheral surface of the retainer ring 104. ing.

リテーナリング104は、一般的なCMP装置に用いられているリテーナリングと同様の構造であり、例えば、研磨時にトップリング107に保持された半導体ウェーハ106が研磨パッド102に押圧されているとき、リテーナリング104の下端面と研磨パッド102の間に隙間が生じる厚さに設計されている。このリテーナリング104は、半導体ウェーハ106がトップリング107に強力に吸着され、研磨時にトップリング107から離脱する恐れがない場合には、特に必要としない。 The retainer ring 104 has the same structure as a retainer ring used in a general CMP apparatus. For example, when the semiconductor wafer 106 held on the top ring 107 is pressed against the polishing pad 102 during polishing, the retainer ring 104 is retained. The thickness is designed to create a gap between the lower end surface of the ring 104 and the polishing pad 102. The retainer ring 104 is not particularly necessary when the semiconductor wafer 106 is strongly adsorbed to the top ring 107 and there is no risk of detachment from the top ring 107 during polishing.

ターンテーブル101の上方には、詳細は後述するが、外囲壁108が設けられている。この外囲壁108は、トップリング107の外周面の一部を囲み、研磨パッド102の表面に当接して配置される。 Although the details will be described later, an outer wall 108 is provided above the turntable 101. The outer surrounding wall 108 surrounds a part of the outer peripheral surface of the top ring 107 and is disposed in contact with the surface of the polishing pad 102.

また、ターンテーブル101の上方には、外囲壁108に囲まれた研磨パッド102上の研磨領域Sにスラリー105を供給するためのスラリー供給管103、および、同研磨領域Sに水ポリッシュの純水を供給するための水ポリッシュ純水供給管110がそれぞれ設けられている。 Above the turntable 101, a slurry supply pipe 103 for supplying the slurry 105 to the polishing region S on the polishing pad 102 surrounded by the outer wall 108, and pure water of water polish to the polishing region S A water-polished pure water supply pipe 110 for supplying water is provided.

また、ターンテーブル101の上方には、外囲壁108の外側の領域に、ドレッサー111によるドレッシング時の純水を供給するためのドレッシング純水供給管112が設けられる。 Further, a dressing pure water supply pipe 112 for supplying pure water during dressing by the dresser 111 is provided above the turntable 101 in a region outside the outer wall 108.

ここでさらに、上記外囲壁108に関して、詳細に説明をする。 Here, the outer wall 108 will be described in detail.

この外囲壁108は、図1(b)に示すように、湾曲部108aとこの湾曲部108aの端部から延びる支持部108bを有する形状、例えば平面U字型の形状を有しており、湾曲部108aは研磨パッド102上に配置されてトップリング107の外周面の一部を囲み、研磨パッド102の一部を研磨領域Sとして区画する。この湾曲部108aの両端は、研磨終了後にトップリング107を研磨パッド102の外縁まで水平移動させた後、研磨パッド102からオーバーハングさせる際、トップリング107と外囲壁108が衝突しないように、所定間隔Lを有する。本実施例では、例えば、この湾曲部108aの両端部の間隔Lは、研磨パッド102の全外縁の長さの1/4に設定する。 As shown in FIG. 1B, the outer wall 108 has a shape having a curved portion 108a and a support portion 108b extending from the end of the curved portion 108a, for example, a planar U-shape, and is curved. The part 108 a is disposed on the polishing pad 102, surrounds a part of the outer peripheral surface of the top ring 107, and defines a part of the polishing pad 102 as a polishing region S. Both ends of the curved portion 108a are predetermined so that the top ring 107 and the outer wall 108 do not collide when the top ring 107 is horizontally moved to the outer edge of the polishing pad 102 after polishing and then overhanged from the polishing pad 102. Has an interval L. In the present embodiment, for example, the distance L between both ends of the curved portion 108 a is set to ¼ of the length of the entire outer edge of the polishing pad 102.

また、外囲壁108の湾曲部108aと研磨パッド102は、これらの接触界面において、供給されたスラリー105が湾曲部108aの外側に漏れ出すのを防ぐため、ある程度以上の押圧力で密着させることが望まれる。しかし、密着を強くし過ぎると、研磨パッド102および湾曲部108aが、研磨時間が増すにつれ磨耗し厚さが薄くなっていく。 Further, the curved portion 108a of the outer wall 108 and the polishing pad 102 may be brought into close contact with each other with a certain pressing force in order to prevent the supplied slurry 105 from leaking to the outside of the curved portion 108a at these contact interfaces. desired. However, if the adhesion is too strong, the polishing pad 102 and the curved portion 108a are worn and become thinner as the polishing time increases.

そこで、外囲壁108を研磨パッド102に一定の適度な荷重で押し付けるため、図1(a)に示すように、外囲壁108の支持部108bの端部を、弾性体114を介してターンテーブル101の外側のケーシング109に固定する。この弾性体114により、外囲壁108の湾曲部108aの研磨パッド102への押し付け荷重を適度に調節することが可能となる。本実施例では、この押し付け荷重を、100gf/cm以下に設定する。外囲壁108の湾曲部108aは、回転する研磨パッド102から受ける動摩擦力に耐え得る機械的強度を有する以外に、耐薬品性、耐摩耗性の高いものが要求され、外囲壁108は、例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、フッ素樹脂等で形成される。 Therefore, in order to press the outer wall 108 against the polishing pad 102 with a certain moderate load, the end portion of the support portion 108b of the outer wall 108 is connected to the turntable 101 via the elastic body 114 as shown in FIG. The outer casing 109 is fixed. With this elastic body 114, the pressing load of the curved portion 108a of the surrounding wall 108 on the polishing pad 102 can be appropriately adjusted. In this embodiment, this pressing load is set to 100 gf / cm 2 or less. The curved portion 108a of the outer wall 108 is required to have a high chemical resistance and high wear resistance in addition to having a mechanical strength that can withstand the dynamic frictional force received from the rotating polishing pad 102. It is made of polyphenylene sulfide (PPS), fluorine resin, or the like.

本実施例において、外囲壁108の湾曲部108aは、研磨パッド102と当接する下面部を平坦に加工して、研磨パッド102との密着性を高めても良い。さらに、研磨パッド102への荷重集中を抑えるため、下面の角部を面取り加工しておいてもよい。 In this embodiment, the curved portion 108 a of the outer wall 108 may be processed to have a flat bottom surface portion that comes into contact with the polishing pad 102 to improve the adhesion to the polishing pad 102. Further, in order to suppress load concentration on the polishing pad 102, the corners of the lower surface may be chamfered.

以下に、本発明の本実施例に係る研磨装置を用いたCMP工程について説明する。 The CMP process using the polishing apparatus according to this embodiment of the present invention will be described below.

まず、外囲壁108の支持部108bの端部をターンテーブルのケーシング109に弾性体114を介して固定し、弾性体114により外囲壁108の湾曲部108aを所定の圧力で研磨パッド102に当接させ、ターンテーブル101を、駆動モータ(図示せず)により水平面内で図1(b)中の矢印方向に所定の回転数で回転させる。 First, the end of the support part 108b of the outer wall 108 is fixed to the casing 109 of the turntable via an elastic body 114, and the curved part 108a of the outer wall 108 is brought into contact with the polishing pad 102 with a predetermined pressure by the elastic body 114. Then, the turntable 101 is rotated at a predetermined rotation number in the direction of the arrow in FIG. 1B within a horizontal plane by a drive motor (not shown).

次に、湾曲部108aに囲まれた研磨パッド102の研磨領域Sに、スラリー供給管103からスラリー105を滴下する。このようにして、研磨パッド102の全面にではなく、湾曲部108aに囲まれた研磨パッド102の研磨領域Sにのみ局所的にスラリー105を供給する。 Next, the slurry 105 is dropped from the slurry supply pipe 103 onto the polishing region S of the polishing pad 102 surrounded by the curved portion 108a. In this manner, the slurry 105 is locally supplied only to the polishing region S of the polishing pad 102 surrounded by the curved portion 108a, not to the entire surface of the polishing pad 102.

ここで、スラリー105が湾曲部108aの上部から溢れ出ないように、スラリー供給量を調節する。ただし、安定して研磨を行うために必要な最低限のスラリー層の厚さを確保するため、湾曲部108aの高さを一定以上高くしておく。 Here, the slurry supply amount is adjusted so that the slurry 105 does not overflow from the upper portion of the curved portion 108a. However, in order to ensure the minimum thickness of the slurry layer necessary for stable polishing, the height of the curved portion 108a is set higher than a certain level.

さらにその後、研磨パッド102をスラリー105で十分に濡らすための研磨パッドならしを終えてから、半導体ウェーハ106を保持したトップリング107を、スラリー105が供給された研磨パッド102の研磨領域Sの上方まで搬送し、駆動モータ(図示せず)により水平面内でターンテーブル101と同方向に回転させながら研磨パッド102上に降下させ、半導体ウェーハ106の被処理面を研磨パッド102に所定の圧力により押圧する。このようにして、半導体ウェーハ106の被処理面を、スラリー105を介して、回転する研磨パッド102上に擦り付けることにより研磨する。このとき、スラリー105は、例えば、研磨パッド102とリテーナリング104の隙間あるいはリテーナリング104に設けられた開口部等から、リテーナリング104の内外へ随時移動することができる。 Further, after finishing the polishing pad for sufficiently wetting the polishing pad 102 with the slurry 105, the top ring 107 holding the semiconductor wafer 106 is moved above the polishing region S of the polishing pad 102 supplied with the slurry 105. To the polishing pad 102 while being rotated in the same direction as the turntable 101 in a horizontal plane by a drive motor (not shown), and the surface to be processed of the semiconductor wafer 106 is pressed against the polishing pad 102 with a predetermined pressure. To do. In this manner, the surface to be processed of the semiconductor wafer 106 is polished by rubbing on the rotating polishing pad 102 through the slurry 105. At this time, for example, the slurry 105 can move into and out of the retainer ring 104 from the gap between the polishing pad 102 and the retainer ring 104 or an opening provided in the retainer ring 104.

ただしこのとき、スラリー105の滴下位置Aは、上述の研磨領域S内におけるトップリング107よりも研磨パッド102の中心に近い位置にする。これは、遠心力の作用により研磨パッド102の外縁方向に流れ出すスラリー105を、トップリング107に保持された半導体ウェーハ106に十分に供給するためである。 However, at this time, the dropping position A of the slurry 105 is set closer to the center of the polishing pad 102 than the top ring 107 in the polishing region S described above. This is because the slurry 105 flowing out toward the outer edge of the polishing pad 102 due to the centrifugal force is sufficiently supplied to the semiconductor wafer 106 held by the top ring 107.

スラリー105による研磨が終了した後、続いて、水ポリッシュ純水供給管110より水ポリッシュ用純水を研磨パッド102上に滴下させて水ポリッシュを行い、半導体ウェーハ106に付着したスラリー105を洗い流す。水ポリッシュ用純水の滴下位置Bの適応範囲に関しては、スラリー105の滴下位置Aと同様である。この水ポリッシュの時点で、湾曲部108aと研磨パッド102の界面等のスラリー105による付着汚れも大部分は洗い流される。 After the polishing with the slurry 105 is completed, water polishing pure water is dropped from the water polish pure water supply pipe 110 onto the polishing pad 102 to perform water polishing, and the slurry 105 attached to the semiconductor wafer 106 is washed away. The applicable range of the dripping position B of the pure water for water polishing is the same as the dripping position A of the slurry 105. At the time of this water polishing, most of the attached dirt due to the slurry 105 such as the interface between the curved portion 108a and the polishing pad 102 is also washed away.

次に、研磨が終了した半導体ウェーハ106は、研磨パッド102の外縁まで水平移動されてオーバーハングされた後、後洗浄モジュール(図示せず)に搬送されて後洗浄処理される。またその間、研磨パッド102はドレッサー111により、研磨パッド102の表面のドレッシングが行われる。このドレッシングは、湾曲部108aの外側の研磨パッド102上にドレッサー111を擦り合わせることにより行われ、ドレッシング用純水は、ドレッシング純水供給管112より、湾曲部108aの外側の研磨パッド102上に滴下される。この滴下位置Cは、ドレッサー111よりも研磨パッド102の中心部に近い位置になるように調整する。これは、遠心力の作用により研磨パッド102の外縁方向に流れだすドレッシング用純水を、ドレッサー111に十分に供給するためである。 Next, the polished semiconductor wafer 106 is horizontally moved to the outer edge of the polishing pad 102 and overhanged, and then transferred to a post-cleaning module (not shown) and subjected to post-cleaning processing. In the meantime, the surface of the polishing pad 102 is dressed by the dresser 111. This dressing is performed by rubbing the dresser 111 on the polishing pad 102 outside the curved portion 108 a, and the pure water for dressing is applied to the polishing pad 102 outside the curved portion 108 a from the dressing pure water supply pipe 112. It is dripped. The dripping position C is adjusted to be closer to the center of the polishing pad 102 than the dresser 111. This is because the dressing 111 is sufficiently supplied with pure water for dressing that flows toward the outer edge of the polishing pad 102 by the action of centrifugal force.

以上のように、ドレッシングが終了すれば、次に研磨される半導体ウェーハ106が同様に研磨される。 As described above, when the dressing is completed, the semiconductor wafer 106 to be polished next is similarly polished.

このように、本実施例に係る研磨装置では、研磨パッド102の全面ではなく、研磨パッド102の外囲壁108の湾曲部108aに囲まれた研磨領域Sにのみ局所的にスラリー105を供給する。これによって、通常のCMP装置に比べて、半導体ウェーハ106の研磨に最低限必要なスラリー層の厚みを少量のスラリー105により確保することが可能となるため、研磨に使用するスラリー量を低減することができ、スラリー105の使用効率を向上させることができる。 Thus, in the polishing apparatus according to the present embodiment, the slurry 105 is locally supplied only to the polishing region S surrounded by the curved portion 108a of the outer wall 108 of the polishing pad 102, not the entire surface of the polishing pad 102. This makes it possible to secure the minimum thickness of the slurry layer required for polishing the semiconductor wafer 106 with a small amount of the slurry 105, as compared with a normal CMP apparatus, thereby reducing the amount of slurry used for polishing. And the use efficiency of the slurry 105 can be improved.

また、リテーナリングの改造によりスラリー使用効率を向上させた従来のCMP装置では、半導体ウェーハを包囲するリテーナリングの上面に全周にわたって溝を設け、さらにリテーナリングの内側面の複数箇所に微細なスラリー供給通路を形成した、特殊な構造のリテーナリングが用いられており、装置に複雑な加工が必要とされる。さらにこの従来CMP装置は、研磨時にリテーナリングと半導体ウェーハの間に供給されたスラリーを、リテーナリングの内側に十分に保持し外部へ漏れ出さないようにするため、リテーナリングはほぼ密閉構造になっている。したがって、研磨に使用されたスラリー、すなわちスラリー廃液、あるいは研磨屑の排出がリテーナリングの内側で滞留し、半導体ウェーハの研磨処理における研磨特性が劣化するという問題もある。 Further, in the conventional CMP apparatus in which the slurry use efficiency is improved by remodeling the retainer ring, a groove is provided on the entire upper surface of the retainer ring surrounding the semiconductor wafer, and fine slurry is formed at a plurality of locations on the inner surface of the retainer ring. A retainer ring with a special structure that forms a supply passage is used, and complicated processing is required for the apparatus. Furthermore, in this conventional CMP apparatus, the retainer ring has a substantially sealed structure so that the slurry supplied between the retainer ring and the semiconductor wafer during polishing is sufficiently held inside the retainer ring so as not to leak to the outside. ing. Therefore, there is a problem that the slurry used for polishing, that is, the slurry waste liquid or the discharge of the polishing waste stays inside the retainer ring, and the polishing characteristics in the polishing process of the semiconductor wafer deteriorate.

これに対し、本実施例に係るCMP装置は、通常のCMP装置に平面U字型形状等の単純な構造を有する外囲壁108を取り付けたものであるため、装置に複雑な加工を必要としない。また、外囲壁108が研磨パッド102の外縁で開放されているため、スラリー廃液や研磨屑等の排出を十分に行うことができ、常に半導体ウェーハ106に未使用のスラリー105を供給することが可能であり、研磨特性の安定化を図ることができる。 On the other hand, the CMP apparatus according to the present embodiment is obtained by attaching a surrounding wall 108 having a simple structure such as a plane U-shape to a normal CMP apparatus, and thus does not require complicated processing. . Further, since the outer wall 108 is opened at the outer edge of the polishing pad 102, the slurry waste liquid and polishing waste can be sufficiently discharged, and the unused slurry 105 can always be supplied to the semiconductor wafer 106. Thus, it is possible to stabilize the polishing characteristics.

以上のことから、本実施例によって、簡単な構造によりスラリーの使用効率を改善することができると共に、研磨特性の劣化を防止することが可能な研磨装置および研磨方法を提供することができる。 From the above, according to the present embodiment, it is possible to provide a polishing apparatus and a polishing method capable of improving the use efficiency of the slurry with a simple structure and preventing the deterioration of the polishing characteristics.

(実施例1の変形例)
図2は、上記実施例1の変形例に係る研磨装置の概略の構成を示す平面図である。
(Modification of Example 1)
FIG. 2 is a plan view showing a schematic configuration of a polishing apparatus according to a modification of the first embodiment.

この変形例では、外囲壁208は、湾曲部208aとこの湾曲部208aの一端に延在する支持部208bを有する形状、例えば釣り針型の形状であり、支持部208bをターンテーブル101の外側のケーシング109に固定し、湾曲部208aの他端部を自由端としてターンテーブル101の外縁近傍の研磨パッド102に当接させている点で上記実施例1と異なる。また、他の構成部分については同様であるため、同様の構成部分については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。 In this modification, the outer wall 208 has a shape having a curved portion 208a and a support portion 208b extending to one end of the curved portion 208a, for example, a fishhook shape, and the support portion 208b is a casing outside the turntable 101. The second embodiment is different from the first embodiment in that it is fixed to 109 and the other end of the curved portion 208a is brought into contact with the polishing pad 102 in the vicinity of the outer edge of the turntable 101 as a free end. Since the other constituent parts are the same, the same constituent parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

すなわち、外囲壁208は、湾曲部208aの一端に延在して設けられた支持部208bにおいて、ターンテーブル101のケーシング109に弾性体114を介して固定される。一方、湾曲部208aの他端部は固定せずに自由端とし、その自由端は、ターンテーブル101の外縁近傍の研磨パッド102に当接させて、外縁より外側にはみ出さないように設けられている。なおここで、外囲壁208の湾曲部208aのどちらの一端を固定し、他端を自由端としてもよい。   That is, the outer wall 208 is fixed to the casing 109 of the turntable 101 via the elastic body 114 at a support portion 208b provided to extend to one end of the curved portion 208a. On the other hand, the other end portion of the curved portion 208a is not fixed and is set as a free end, and the free end is provided so as to contact the polishing pad 102 near the outer edge of the turntable 101 so as not to protrude outward from the outer edge. ing. Here, one end of the curved portion 208a of the outer wall 208 may be fixed and the other end may be a free end.

これにより、スラリー廃液や研磨屑等は、実施例1に示したスラリーの排出箇所に加えて、湾曲部208aの自由端とターンテーブル101の外縁との隙間からも排出されることになる。   As a result, the slurry waste liquid, polishing scraps, and the like are also discharged from the gap between the free end of the curved portion 208a and the outer edge of the turntable 101 in addition to the slurry discharge portion shown in the first embodiment.

上記変形例の研磨装置によれば、実施例1と同様に、簡単な構造によりスラリーの使用効率を改善することができると共に実施例1の研磨装置に比べて、スラリー廃液や研磨屑等の排出が容易になるため、スラリーの入れ替えをより効率良く行うことができ、研磨特性の安定化を図れる。   According to the polishing apparatus of the modified example, as in the first embodiment, it is possible to improve the use efficiency of the slurry with a simple structure, and discharge of slurry waste liquid, polishing waste, and the like compared to the polishing apparatus of the first embodiment. Thus, the slurry can be replaced more efficiently, and the polishing characteristics can be stabilized.

次に、本発明の実施例2に係る研磨装置の構成について、図3を参照して説明する。 Next, the configuration of a polishing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.

図3は、本発明の実施例2に係る研磨装置の概略の構成を示す平面図である。 FIG. 3 is a plan view showing a schematic configuration of a polishing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.

本実施例は、上述した実施例1に係る研磨装置の外囲壁108の湾曲部108aにスラリーを排出するためのスリット315を設けた点で異なり、他の構成については同様であるため、同様の構成については、同一番号を付して詳細な説明を省略する。 The present embodiment is different in that a slit 315 for discharging slurry is provided in the curved portion 108a of the outer peripheral wall 108 of the polishing apparatus according to the first embodiment described above, and the other configurations are the same. About a structure, the same number is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.

すなわち、本実施例に係る研磨装置は、実施例1と同様に、図3に示すように、ターンテーブル101の上面に研磨パッド102が貼付され、ターンテーブル101の上には、下端面に半導体ウェーハ106を吸着・保持するためのトップリング107が配置され、また、このトップリング107の下端面には、研磨時に半導体ウェーハ106を係止するための円環状のリテーナリング104が設けられている。 That is, in the polishing apparatus according to the present embodiment, the polishing pad 102 is attached to the upper surface of the turntable 101 as shown in FIG. A top ring 107 for adsorbing and holding the wafer 106 is disposed, and an annular retainer ring 104 for locking the semiconductor wafer 106 during polishing is provided on the lower end surface of the top ring 107. .

またターンテーブル101の上方には、スラリー供給管103、水ポリッシュ純水供給管110およびドレッシング純水供給管112がそれぞれ設けられている。 Above the turntable 101, a slurry supply pipe 103, a water polished pure water supply pipe 110, and a dressing pure water supply pipe 112 are provided.

さらにまた、図3に示すように、トップリング107の外周は、研磨パッド102上に当接して配置される外囲壁308によって囲まれている。 Furthermore, as shown in FIG. 3, the outer periphery of the top ring 107 is surrounded by an outer wall 308 disposed in contact with the polishing pad 102.

本実施例に係る外囲壁308は、実施例1と同様に支持部308bにおいて、弾性体114を介してターンテーブル101のケーシング109に固定されている。また外囲壁308は、図3に示すように、U字型の形状を有しており、外囲壁308のうち研磨パッド102上に当接している湾曲部308aが、研磨パッド102の外縁で開放されている。本実施例では、例えば、この湾曲部308aの両端部の間隔Lは、研磨パッド102の全外縁の長さの1/4に設定する。 The outer wall 308 according to the present embodiment is fixed to the casing 109 of the turntable 101 via the elastic body 114 in the support portion 308b as in the first embodiment. Further, as shown in FIG. 3, the outer surrounding wall 308 has a U-shape, and the curved portion 308 a in contact with the polishing pad 102 in the outer surrounding wall 308 is opened at the outer edge of the polishing pad 102. Has been. In the present embodiment, for example, the distance L between both ends of the curved portion 308 a is set to ¼ of the length of the entire outer edge of the polishing pad 102.

さらに、本実施例に係る外囲壁308では、複数のスリット315が設けられている。このスリット315は、スラリー廃液等の排出量を調節して、半導体ウェーハ106に供給されるスラリー105の入れ替えを効率よく行うために設けられている。 Further, the outer wall 308 according to the present embodiment is provided with a plurality of slits 315. The slit 315 is provided in order to efficiently replace the slurry 105 supplied to the semiconductor wafer 106 by adjusting the discharge amount of the slurry waste liquid or the like.

以下に、上記実施例に係る研磨装置を用いたCMP工程について説明する。ここで、実施例1に示した研磨装置によるCMP工程と同様の工程については、詳細を省略して説明を行う。 The CMP process using the polishing apparatus according to the above embodiment will be described below. Here, the same process as the CMP process by the polishing apparatus shown in the first embodiment will be described with the details omitted.

まず、外囲壁308の支持部308bをターンテーブル101のケーシング109に弾性体114を介して固定し、弾性体114により外囲壁308の湾曲部308aを研磨パッド102に所定の圧力で当接させ、ターンテーブル101を回転させる。次に、湾曲部308aで囲まれた研磨パッド102の研磨領域Sに局所的にスラリー105を供給する。 First, the support part 308b of the outer wall 308 is fixed to the casing 109 of the turntable 101 via the elastic body 114, and the curved part 308a of the outer wall 308 is brought into contact with the polishing pad 102 with a predetermined pressure by the elastic body 114. The turntable 101 is rotated. Next, the slurry 105 is locally supplied to the polishing region S of the polishing pad 102 surrounded by the curved portion 308a.

ここで、湾曲部308aに囲まれた研磨領域Sに供給されたスラリー105は、スリット315を通じて研磨領域Sの外部へ一定量流出する。 Here, the slurry 105 supplied to the polishing region S surrounded by the curved portion 308 a flows out to the outside of the polishing region S through the slit 315.

その後、半導体ウェーハ106を保持したトップリング107を回転させながら、スラリー105が供給された研磨領域Sに押圧して、半導体ウェーハ106を研磨する。このとき、スラリー105の滴下位置Aは、研磨領域S内におけるトップリング107よりも研磨パッド102の中心に近い位置にする。 Thereafter, the top ring 107 holding the semiconductor wafer 106 is rotated and pressed against the polishing region S to which the slurry 105 is supplied to polish the semiconductor wafer 106. At this time, the dropping position A of the slurry 105 is set closer to the center of the polishing pad 102 than the top ring 107 in the polishing region S.

続いて、水ポリッシュ純水供給管110より水ポリッシュ用純水を研磨パッド102上に滴下させて、半導体ウェーハ106に付着したスラリー105を洗い流す。水ポリッシュ用純水の滴下位置Bの適応範囲に関しては、スラリー105の滴下位置Aと同様である。 Subsequently, pure water for water polishing is dropped onto the polishing pad 102 from the water polish pure water supply pipe 110 to wash away the slurry 105 adhering to the semiconductor wafer 106. The applicable range of the dripping position B of the pure water for water polishing is the same as the dripping position A of the slurry 105.

こうして研磨が終了した半導体ウェーハ106は、後洗浄モジュール(図示せず)に搬送されて後洗浄処理される。一方その間、外囲壁308の外側の研磨パッド102上にドレッシング用純水を滴下して、ドレッサー111により研磨パッド102をドレッシングする。ドレッシング用純水の滴下位置Cは、ドレッサー111よりも研磨パッド102の中心部に近い位置になるようにする。 The semiconductor wafer 106 thus polished is transferred to a post cleaning module (not shown) and subjected to post cleaning processing. Meanwhile, pure water for dressing is dropped on the polishing pad 102 outside the outer wall 308 during this period, and the polishing pad 102 is dressed by the dresser 111. The dripping position C of the pure water for dressing is positioned closer to the center of the polishing pad 102 than the dresser 111.

以上のように、本実施例に係る研磨装置では、実施例1に係る研磨装置と同様に、単純な構造の外囲壁308により、研磨パッド102の全面ではなく、研磨パッド102の外囲壁308の湾曲部308aに囲まれた研磨領域Sにのみ局所的にスラリー105を供給して研磨する。従って、研磨に使用するスラリー量を低減することができ、スラリーの使用効率を向上させることができる。 As described above, in the polishing apparatus according to the present embodiment, similarly to the polishing apparatus according to the first embodiment, the outer wall 308 of the polishing pad 102 is not the entire surface of the polishing pad 102 by the outer wall 308 having a simple structure. The slurry 105 is locally supplied and polished only in the polishing region S surrounded by the curved portion 308a. Therefore, the amount of slurry used for polishing can be reduced, and the use efficiency of the slurry can be improved.

さらにまた、本実施例に係る研磨装置では、外囲壁308の湾曲部308aに囲まれた研磨領域Sに供給されたスラリー105の一部を、湾曲部308aの端部側の開放部からの流出に加えて、湾曲部308aのスリット315を通じて研磨領域Sの外部へ流出させることができる。これによって、スラリー廃液や研磨屑等の排出を十分に行うことができ、スラリーの入れ替えを実施例1に係る研磨装置より効果的に行うことが可能となり、研磨特性の安定化が図れる。 Furthermore, in the polishing apparatus according to the present example, a part of the slurry 105 supplied to the polishing region S surrounded by the curved portion 308a of the outer wall 308 is discharged from the open portion on the end side of the curved portion 308a. In addition to this, it can flow out of the polishing region S through the slit 315 of the curved portion 308a. As a result, it is possible to sufficiently discharge slurry waste liquid, polishing scraps, and the like, and it is possible to replace the slurry more effectively than the polishing apparatus according to the first embodiment, thereby stabilizing the polishing characteristics.

なお、上記実施例において、スリット315の位置、大きさ、数量等を変化させることで、スラリー廃液等の排出量を調整することができる。さらに、例えば、研磨中にスリット315の大きさを変化させる手段を設ければ、研磨中であってもスラリー廃液等の排出量を調整することができる。 In the above embodiment, by changing the position, size, quantity, and the like of the slits 315, the discharge amount of slurry waste liquid and the like can be adjusted. Furthermore, for example, if means for changing the size of the slit 315 during polishing is provided, the discharge amount of slurry waste liquid and the like can be adjusted even during polishing.

次に、本発明の実施例3に係る研磨装置の構成について、図4を参照して説明する。 Next, the configuration of a polishing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG.

図4(a)は、温度調節機能が具備された外囲壁の概略を示す断面図であり、図4(b)は、同平面図である。 FIG. 4A is a cross-sectional view showing an outline of an outer wall provided with a temperature control function, and FIG. 4B is a plan view thereof.

上記各実施例、例えば実施例1では、研磨中に半導体ウェーハ106と研磨パッド102の間で動摩擦力が高くなると、研磨パッド102の表面温度の異常な上昇を招き、研磨特性に悪影響を及ぼす場合がある。また、研磨レート向上のため、研磨パッド102の表面温度を積極的に上げられることが要望される場合がある。そこで、本実施例では、研磨パッド102との接触による熱の授受を利用して研磨中の研磨パッド102表面の温度を調節する、温度調整機能を備えた外囲壁408を使用する。 In each of the above-described examples, for example, Example 1, when the dynamic frictional force increases between the semiconductor wafer 106 and the polishing pad 102 during polishing, the surface temperature of the polishing pad 102 is abnormally increased, and the polishing characteristics are adversely affected. There is. In addition, in order to improve the polishing rate, it may be desired that the surface temperature of the polishing pad 102 be positively increased. Therefore, in this embodiment, an outer wall 408 having a temperature adjustment function is used that adjusts the temperature of the surface of the polishing pad 102 during polishing by using heat exchange by contact with the polishing pad 102.

すなわち、図4に示したように、研磨パッド102と接触する外囲壁408の湾曲部408aを中空構造とし、温度調節水循環装置(図示せず)の管416の注入口を、例えば、中空部の両端のうち一端に接続する。 That is, as shown in FIG. 4, the curved portion 408a of the outer wall 408 that comes into contact with the polishing pad 102 has a hollow structure, and the inlet of the pipe 416 of the temperature control water circulation device (not shown) is connected to, for example, the hollow portion. Connect to one end of both ends.

この外囲壁408の湾曲部408a内部に、例えば種々の温度に調節された温度調節水417を通過させることで、外囲壁408の湾曲部408a自体の温度を変更し、さらに研磨時にこの外囲壁408を研磨パッド102に接触させることで研磨パッド102表面から発生した熱を吸収したり、反対に研磨パッド102表面に熱を与えたりすることができ、研磨中の研磨パッド102表面の温度調節が可能になる。 For example, the temperature adjusting water 417 adjusted to various temperatures is passed through the curved portion 408a of the outer wall 408 to change the temperature of the curved portion 408a itself of the outer wall 408, and the outer wall 408 is further polished during polishing. Allows the heat generated from the surface of the polishing pad 102 to be absorbed or the heat to be applied to the surface of the polishing pad 102, and the temperature of the surface of the polishing pad 102 to be adjusted during polishing. become.

この外囲壁408の材質としては、例えば、高熱伝導性プラスチックやSiC等を用いてもよい。またこの場合、外囲壁408の底面のみを熱伝導性の高い材質に変更してもよい。 As the material of the outer surrounding wall 408, for example, high thermal conductive plastic or SiC may be used. In this case, only the bottom surface of the outer wall 408 may be changed to a material having high thermal conductivity.

ここでは、外囲壁408の内部に温度調節水417を通しているが、例えば温度を調節した気体等の流体を通してもよい。 Here, the temperature adjusting water 417 is passed through the outer wall 408, but a fluid such as a gas whose temperature has been adjusted may be passed.

実験の結果、温度調節機能を持たない研磨装置では、研磨中に研磨パッド102表面の温度が室温から60℃まで上昇してCMPパフォーマンスに悪影響を与える場合において、本実施例の温度調節機能を備えた研磨装置では、外囲壁408に15℃の温度調節水を流したところ、研磨中の研磨パッド102表面の最高温度は40℃に抑制されることが確認された。 As a result of the experiment, the polishing apparatus that does not have the temperature adjustment function has the temperature adjustment function of this embodiment when the surface temperature of the polishing pad 102 rises from room temperature to 60 ° C. during the polishing and adversely affects the CMP performance. In this polishing apparatus, it was confirmed that the maximum temperature of the surface of the polishing pad 102 during polishing was suppressed to 40 ° C. when 15 ° C. temperature-controlled water was passed through the outer wall 408.

以上の本実施例に係る研磨装置では、実施例1に係る研磨装置と同様に、簡易な構造の外囲壁408を設けることで、研磨に使用するスラリーの使用効率を向上させることができ、またスラリー廃液や研磨屑等の排出を十分に行うことができ、スラリーの入れ替えを効果的に行うことが可能で、研磨特性の安定化が図れる。 In the above polishing apparatus according to the present embodiment, as with the polishing apparatus according to the first embodiment, the use efficiency of the slurry used for polishing can be improved by providing the outer wall 408 with a simple structure. It is possible to sufficiently discharge the slurry waste liquid and polishing scraps, to effectively replace the slurry, and to stabilize the polishing characteristics.

さらにまた、研磨パッド102と接触する外囲壁408の湾曲部408aを中空構造として温度調節水を循環させているので、研磨中の研磨パッド102表面の温度を調節でき、研磨特性をコントロールできる。 Furthermore, since the temperature adjusting water is circulated with the curved portion 408a of the outer wall 408 in contact with the polishing pad 102 as a hollow structure, the temperature of the surface of the polishing pad 102 during polishing can be adjusted, and the polishing characteristics can be controlled.

次に、本発明の実施例4に係る研磨装置を、図5を参照して説明する。図5(a)は、本発明の実施例4に係る研磨装置の構成の概略を示す断面図で、図5(b)は同平面図である。   Next, a polishing apparatus according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5A is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a polishing apparatus according to Embodiment 4 of the present invention, and FIG. 5B is a plan view thereof.

本実施例は、上記実施例1、2とは外囲壁508をトップリング107のケーシング509に設けた点で異なり、他の構成部分については同様であるため、同様の構成部分については同一符号を付して詳細な説明は省略する。 This embodiment is different from the first and second embodiments in that an outer wall 508 is provided in the casing 509 of the top ring 107, and the other components are the same. Detailed description will be omitted.

すなわち、図5に示すように、上記実施例1と同様に、ターンテーブル101の上面に研磨パッド102が貼付され、ターンテーブル101の上には、スラリー供給管103および半導体ウェーハ106を吸着・保持するためのトップリング107が配置され、トップリング107の下端面には、半導体ウェーハ106を係止するための円環状のリテーナリング104が設けられている。 That is, as shown in FIG. 5, the polishing pad 102 is attached to the upper surface of the turntable 101 as in the first embodiment, and the slurry supply pipe 103 and the semiconductor wafer 106 are sucked and held on the turntable 101. A top ring 107 is disposed, and an annular retainer ring 104 for locking the semiconductor wafer 106 is provided on the lower end surface of the top ring 107.

外囲壁508は、実施例1と同様に、湾曲部508aとこの湾曲部508aの端部から延びる支持部508bを有する平面U字型に構成されている。この湾曲部508aがトップリング107の外周面の一部を囲むように配置され、支持部508bがトップリングのケーシング509に弾性体114を介して固定される。この弾性体114により外囲壁508の湾曲部508aは、研磨パッド102に所定の圧力で押圧されている。
上記構造の研磨装置による研磨工程は、上述の実施例1と同様で、まず外囲壁508の湾曲部508aを所定の圧力で研磨パッド102の表面に当接させ、湾曲部508aに囲まれた研磨領域Sにスラリー供給管103からスラリーを供給し、スラリーが供給された研磨領域Sに半導体ウェーハ106を保持したトップリング107を回転させながら押圧して研磨を行う。
Similar to the first embodiment, the outer wall 508 is configured in a plane U shape having a curved portion 508a and a support portion 508b extending from the end of the curved portion 508a. The curved portion 508a is disposed so as to surround a part of the outer peripheral surface of the top ring 107, and the support portion 508b is fixed to the casing 509 of the top ring via the elastic body 114. The elastic body 114 presses the curved portion 508 a of the outer wall 508 against the polishing pad 102 with a predetermined pressure.
The polishing process by the polishing apparatus having the above-described structure is the same as that in the first embodiment. First, the curved portion 508a of the outer wall 508 is brought into contact with the surface of the polishing pad 102 with a predetermined pressure, and the polishing surrounded by the curved portion 508a is performed. Slurry is supplied to the region S from the slurry supply pipe 103, and polishing is performed by rotating and rotating the top ring 107 holding the semiconductor wafer 106 to the polishing region S to which the slurry is supplied.

以上の本実施例に係る研磨装置では、上記実施例1と同様に、外囲壁508の湾曲部508aに囲まれた研磨領域Sのみにスラリーを局所的に供給する。これによって、通常のCMP装置に比べて、半導体ウェーハの研磨に最低限必要なスラリー層の厚みを少量のスラリーにより確保することが可能となるため、研磨に使用するスラリー量を低減することができ、スラリーの使用効率を向上することができる。 In the polishing apparatus according to this example described above, the slurry is locally supplied only to the polishing region S surrounded by the curved portion 508a of the outer wall 508, as in the first example. This makes it possible to secure the minimum thickness of the slurry layer required for polishing a semiconductor wafer with a small amount of slurry as compared with a normal CMP apparatus, so that the amount of slurry used for polishing can be reduced. The use efficiency of the slurry can be improved.

また、外囲壁508は平面U字型形状の単純な構造であるため、リテーナリング構造の改造によりスラリー使用効率の向上を達成する従来発明に係る研磨装置よりも簡易構造である。さらに、外囲壁508が研磨パッド102の外縁で開放されているため、スラリー廃液や研磨屑等の排出を十分に行うことができ、常に半導体ウェーハに未使用のスラリーを供給することが可能であり、研磨特性の安定化を図れる。 Further, since the outer wall 508 is a simple structure having a planar U-shape, the outer wall 508 has a simpler structure than the conventional polishing apparatus that achieves an improvement in slurry use efficiency by remodeling the retainer ring structure. Furthermore, since the outer wall 508 is opened at the outer edge of the polishing pad 102, it is possible to sufficiently discharge slurry waste liquid and polishing debris and to always supply unused slurry to the semiconductor wafer. The polishing characteristics can be stabilized.

以上のことから、本発明の各実施例によって、簡単な構造によりスラリーの使用効率を改善することができると共に、研磨特性の劣化を防止することが可能な研磨装置および研磨方法を提供することが可能となる。 From the above, according to each embodiment of the present invention, it is possible to provide a polishing apparatus and a polishing method capable of improving the use efficiency of the slurry with a simple structure and preventing the deterioration of the polishing characteristics. It becomes possible.

本発明は、上記実施例に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々、変更して実施できることは勿論である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

例えば、上記各実施例において、湾曲部の両端部の間隔Lは、研磨パッドの全外縁の長さの1/4に設定しているが、この間隔Lの大きさを調節することで、スラリーの使用効率および入れ替え効率を調整することもできる。ただし、この間隔Lの大きさは、研磨終了後にトップリングを研磨パッドの外縁まで水平移動させて半導体ウェーハをオーバーハングさせる際に、トップリングと外囲壁が衝突しないように一定の大きさ以上にすることが必要である。 For example, in each of the embodiments described above, the interval L between both ends of the curved portion is set to ¼ of the length of the entire outer edge of the polishing pad. By adjusting the size of the interval L, the slurry It is also possible to adjust the use efficiency and the replacement efficiency of the. However, the distance L is larger than a certain size so that the top ring and the outer wall do not collide when the semiconductor wafer is overhanged by horizontally moving the top ring to the outer edge of the polishing pad after polishing. It is necessary to.

また、各実施例における外囲壁の形状は平面U字型形状としているが、例えばコの字型形状等でもよく、研磨パッドと当接して半導体ウェーハの外周の一部を囲むものであればよい。 In addition, the shape of the outer wall in each embodiment is a plane U-shape, but may be a U-shape, for example, as long as it is in contact with the polishing pad and surrounds a part of the outer periphery of the semiconductor wafer. .

また、各実施例において、外囲壁にスラリーが徐々に付着していき、この付着物の欠落が被研磨ウェーハのスクラッチ起因になる恐れがある場合には、この付着物除去処理工程を追加してもよい。例えば、半導体ウェーハを数ロット処理する度に、外囲壁を研磨パッドから浮かせた状態にしてハンドシャワー等で洗浄するか、あるいは、このような洗浄を自動的に行えるような機構を追加してもよい。 Further, in each embodiment, when the slurry gradually adheres to the outer wall, and there is a possibility that the loss of the adhering matter may be caused by the scratch of the wafer to be polished, this adhering matter removing process step is added. Also good. For example, each time a lot of semiconductor wafers are processed, the outer wall is lifted from the polishing pad and washed with a hand shower, or a mechanism capable of automatically performing such washing may be added. Good.

さらに、上記実施例を組み合わせてもよい。例えば、実施例3を実施例1、2及び4に組み合わせてもよく、また実施例2を実施例4に組み合わせてもよい。 Further, the above embodiments may be combined. For example, Example 3 may be combined with Examples 1, 2, and 4, and Example 2 may be combined with Example 4.

本発明の実施例1に係る研磨装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the grinding | polishing apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の変形例に係る研磨装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the grinding | polishing apparatus which concerns on the modification of Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る研磨装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the grinding | polishing apparatus which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係る研磨装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the grinding | polishing apparatus which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例4に係る研磨装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the grinding | polishing apparatus which concerns on Example 4 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

101・・・ターンテーブル
102・・・研磨パッド
103・・・スラリー供給管
104・・・リテーナリング
105・・・スラリー
106・・・半導体ウェーハ
107・・・トップリング
108、208、308、408、508・・・外囲壁
108a、208a、308a、408a、508a・・・湾曲部
108b、208b、308b、408b、508b・・・支持部
114・・・弾性体
315・・・スリット
417・・・温度調節水
509・・・トップリングのケーシング
101 ... turntable 102 ... polishing pad 103 ... slurry supply tube 104 ... retainer ring 105 ... slurry 106 ... semiconductor wafer 107 ... top ring 108, 208, 308, 408, 508 ... Outer walls 108a, 208a, 308a, 408a, 508a ... Bending portions 108b, 208b, 308b, 408b, 508b ... Supporting portion 114 ... Elastic body 315 ... Slit 417 ... Temperature Adjusted water 509 ... Top ring casing

Claims (7)

研磨パッドが貼付されるターンテーブルと、
半導体ウェーハを保持し、前記研磨パッド上に前記半導体ウェーハを押圧するトップリングと、
前記半導体ウェーハの外周の一部を囲み、前記研磨パッドと当接する外囲壁と、
前記半導体ウェーハの外周と前記外囲壁との間の前記研磨パッド領域上にスラリーを供給するスラリー供給管と、
を備えたことを特徴とする研磨装置。
A turntable to which a polishing pad is attached;
A top ring for holding a semiconductor wafer and pressing the semiconductor wafer onto the polishing pad;
Enclosing a part of the outer periphery of the semiconductor wafer, and an outer peripheral wall contacting the polishing pad;
A slurry supply pipe for supplying slurry onto the polishing pad region between the outer periphery of the semiconductor wafer and the outer wall;
A polishing apparatus comprising:
前記トップリングは、前記半導体ウェーハの外周を包囲するリテーナリングを有し、
前記外囲壁は、前記リテーナリングの外側で前記半導体ウェーハの外周の一部を囲むことを特徴とする請求項1記載の研磨装置。
The top ring has a retainer ring that surrounds the outer periphery of the semiconductor wafer,
The polishing apparatus according to claim 1, wherein the outer surrounding wall surrounds a part of the outer periphery of the semiconductor wafer outside the retainer ring.
前記外囲壁は、弾性体によって前記研磨パッド上に押圧されることを特徴とする請求項1又は2のいずれか一項に記載の研磨装置。 The polishing apparatus according to claim 1, wherein the outer wall is pressed onto the polishing pad by an elastic body. 前記スラリーは、前記トップリングよりも前記研磨パッドの中心に近い位置に供給されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の研磨装置。 The polishing apparatus according to claim 1, wherein the slurry is supplied to a position closer to the center of the polishing pad than the top ring. 前記外囲壁は、前記外囲壁と異なる温度を有する流体が供給される中空部を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の研磨装置。 The polishing apparatus according to claim 1, wherein the outer wall has a hollow portion to which a fluid having a temperature different from that of the outer wall is supplied. 前記外囲壁は、スリットを備えていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の研磨装置。 The polishing apparatus according to claim 1, wherein the outer wall includes a slit. ターンテーブルに貼付された研磨パッド上に外囲壁を当接させる工程と、
前記外囲壁に囲まれた前記研磨パッド領域にスラリーを供給する工程と、
前記スラリーが供給された前記研磨パッド領域に、トップリングに保持された半導体ウェーハを押圧する工程と、
を備えることを特徴とする研磨方法。
Contacting the outer wall on the polishing pad affixed to the turntable;
Supplying slurry to the polishing pad region surrounded by the outer wall;
Pressing the semiconductor wafer held on the top ring to the polishing pad region to which the slurry is supplied; and
A polishing method comprising:
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