JP2008192935A - Slurry supply device of cmp device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、CMP装置におけるスラリー供給装置に関するものであり、特に、化学機械的研磨加工(CMP:Chemical Mechanical Polishing)においてウェーハの研磨性能を向上させることが可能なCMP装置におけるスラリー供給装置に関するものである。 The present invention relates to a slurry supply apparatus in a CMP apparatus, and more particularly, to a slurry supply apparatus in a CMP apparatus capable of improving the polishing performance of a wafer in chemical mechanical polishing (CMP). is there.
半導体ウェハ上に形成した酸化膜にリソグラィ及びエッチングを施して配線パターンに対応した溝パターンを形成し、この上に前記溝パターンを充填するためのCu等からなる導電性膜を成膜し、該導電性膜のうち不要部分をCMPにより研磨除去して配線パターン等を形成するプロセスが知られている。このようなCMPによるウェハの研磨は、研磨ヘッドに保持したウェハを回転するプラテン上の研磨パッドに所定の圧力で押し付け、該研磨パッド上のウェハ部分にスラリーを供給することにより行われる。 The oxide film formed on the semiconductor wafer is subjected to lithography and etching to form a groove pattern corresponding to the wiring pattern, and a conductive film made of Cu or the like for filling the groove pattern is formed thereon, A process for forming a wiring pattern or the like by polishing and removing unnecessary portions of the conductive film by CMP is known. Such polishing of the wafer by CMP is performed by pressing the wafer held by the polishing head against the polishing pad on the rotating platen with a predetermined pressure and supplying slurry to the wafer portion on the polishing pad.
該ウェハの研磨プロセスでは、所要の研磨性能を得るため、研磨ヘッド及びプラテンの各回転数、ウェハへの圧力等、種々のパラメータが組み合わされて行われる。しかし、パラメータの設定変更により研磨パッド上に滴下されたスラリーの流れが変わり、これに伴ってウェハ部分に供給されるスラリーの量が変わる。このため、ウェハの研磨形状の変化やウェハ部分へのスラリーの供給不足によるスリップアウト等が生じることがある。これらを防止するためには設定されるパラメータに応じて研磨パッド上へのスラリー滴下位置の変更が必要である。 In the wafer polishing process, various parameters such as the number of rotations of the polishing head and the platen and the pressure on the wafer are combined in order to obtain a required polishing performance. However, the flow of the slurry dropped on the polishing pad changes due to the parameter setting change, and the amount of the slurry supplied to the wafer portion changes accordingly. For this reason, a slipout or the like due to a change in the polished shape of the wafer or insufficient supply of slurry to the wafer portion may occur. In order to prevent these, it is necessary to change the slurry dropping position on the polishing pad according to the set parameters.
これに関連する従来技術として、例えば、次のような化学機械研磨装置用のスラリー供給装置が知られている。この従来技術は、スラリー供給源から送られてくるスラリーを移送するスラリー移送管と、基端部がプラテンの側方にて研磨テーブルに取り付けられ前記スラリー移送管を保持するアームと、該アームの先端部に回転可能に取り付けらたノブと、前記スラリー移送管に接続されるとともに前記ノブに支持されて研磨パッドの中心部近傍の上方位置に配置されたノズルとが備えられ、前記ノブの回転中心を中心とした円形軌道の範囲にて前記ノズルの位置調整が可能となっている。そして、手動にて前記ノブを回すことにより、研磨パッドにおける中心部近傍の限定された範囲でスラリーの供給位置を調整してウェハの研磨プロファイルを向上させるようにしている(例えば、特許文献1参照)。 As a related art related to this, for example, the following slurry supply apparatus for a chemical mechanical polishing apparatus is known. In this prior art, a slurry transfer pipe for transferring slurry sent from a slurry supply source, an arm having a base end attached to a polishing table on the side of the platen and holding the slurry transfer pipe, A knob that is rotatably attached to the tip, and a nozzle that is connected to the slurry transfer pipe and supported by the knob and disposed at an upper position near the center of the polishing pad. The position of the nozzle can be adjusted in a circular orbit range centered on the center. By manually turning the knob, the supply position of the slurry is adjusted within a limited range near the center of the polishing pad to improve the polishing profile of the wafer (see, for example, Patent Document 1). ).
また、他の従来技術として、例えば、次のようなポリッシング装置が知られている。この従来技術は、ターンテーブル(プラテン)の外側に支点を備え、該支点を中心として回転可能とされたアームが備えられている。砥液(スラリー)供給用のノズルが前記アームの先端部に設けられ、該ノズルは前記アームの動作によりターンテーブルの研磨面(研磨パッド)の中心から外周部に向けて移動自在となっている。該ノズルにより研磨面の中心から外周に至るほぼ中間で該研磨面上に砥液が供給される。ノズルから供給された砥液は、ターンテーブルの回転により、トップリングに保持された半導体ウェハ部分に供給される。そして、該半導体ウェハが回転するターンテーブルの研磨面に押圧されて回転することで研磨が進行する(例えば、特許文献2参照)。
特許文献1に記載の従来技術においては、スラリー吐出用のノズルはアーム先端部のノブ部分に取り付けられて研磨パッドにおける中心部近傍の限定された範囲で位置調整が可能となっている。しかしながら、ノズルはアームの先端部側に配置されているので、該ノズルによるスラリーの吐出位置は研磨ヘッドの揺動等によるウェハの動きに対しては追従し得ない。このため、なおウェハ部分に常時所要量のスラリーを効率よく供給することは難しい。 In the prior art described in Patent Document 1, the nozzle for slurry discharge is attached to the knob portion at the tip of the arm and can be adjusted in a limited range near the center of the polishing pad. However, since the nozzle is disposed on the tip side of the arm, the slurry discharge position by the nozzle cannot follow the movement of the wafer due to the oscillation of the polishing head. For this reason, it is difficult to efficiently supply the required amount of slurry to the wafer portion at all times.
また、特許文献2に記載の従来技術においては、ノズルはターンテーブルの外側に支点を備えたアームの先端部に設けられているので、上記と同様に、該ノズルによるスラリーの吐出位置は研磨ヘッドの揺動等によるウェハの動きに対しては追従し得ない。このため、なおウェハ部分に常時所要量のスラリーを効率よく供給することは難しい。
In the prior art described in
これを、図3の(a)〜(d)を用いて、さらに説明する。該図3の(a)〜(d)は、ウェハの研磨プロセスにおける種々のパラメータのうち、プラテンの回転数を設定変更したとき、該プラテンの設定回転数毎に研磨パッド上へのスラリーの滴下位置を調整した場合について説明されている。図3(a)は、プラテンの回転数が低速回転に設定された状態で、ノズル12から研磨パッド6上へのスラリーSの滴下位置を、該低速回転に対応した最適位置に調整した場合を示している。図3(b)では、ノズル12の調整位置は図3(a)の状態のままで、ウェハの研磨状態の進行に応じてプラテンの回転数を高速回転に設定変更している。このとき、研磨パッド6上でのスラリーSの流れが変わってしまう。そこで、図3(c)では、研磨パッド6上におけるノズル12の位置を前記高速回転に対応した最適位置に調整している。このとき、研磨パッド6上のスラリーSは適正な流れに変わる。図3(d)では、図3(c)の適正な調整状態において、研磨ヘッド3に揺動等による動きが生じた場合を示している。このとき、ノズル12の位置は研磨ヘッド3の動き、即ちウェハの動きには追従し得ず、該ウェハ部分に所要量のスラリーを供給することが難しくなる。
This will be further described with reference to (a) to (d) of FIG. FIGS. 3A to 3D show the dripping of the slurry onto the polishing pad at every set rotation speed of the platen when the rotation speed of the platen is changed among various parameters in the wafer polishing process. The case where the position is adjusted is described. FIG. 3A shows a case where the dropping position of the slurry S from the
そこで、研磨パッド上のウェハ部分に所要量のスラリーを効率よく供給して該ウェハに対する研磨性能を向上させるために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。 Therefore, a technical problem to be solved in order to efficiently supply a required amount of slurry to the wafer portion on the polishing pad and improve the polishing performance for the wafer arises, and the present invention solves this problem. For the purpose.
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項1記載の発明は、研磨ヘッドに保持されたウェハを回転するプラテン上の研磨パッドに押し付けるとともに前記研磨パッド上に滴下したスラリーを前記研磨パッド上のウェハ部分に供給して該ウェハを研磨するCMP装置におけるスラリー供給装置において、前記研磨パッド上への前記スラリーの滴下位置を、前記研磨ヘッドに対するプラテン回転方向上流側の所定位置に設定してなるCMP装置におけるスラリー供給装置を提供する。 The present invention has been proposed in order to achieve the above-mentioned object, and the invention according to claim 1 presses a wafer held by a polishing head against a polishing pad on a rotating platen and drops the wafer onto the polishing pad. In a slurry supply apparatus in a CMP apparatus that supplies slurry to a wafer portion on the polishing pad and polishes the wafer, a dropping position of the slurry on the polishing pad is set to a predetermined upstream side of a platen rotation direction with respect to the polishing head. Provided is a slurry supply device in a CMP apparatus set at a position.
この構成によれば、研磨ヘッドに対しプラテン回転方向上流側の所定位置にスラリーが滴下されることで、研磨パッド上にスラリーが研磨ヘッド側に流れる適正な流れが生じてウェハ部分に所要量のスラリーが供給される。研磨ヘッドに揺動等による動きが生じても、スラリーの滴下位置は研磨ヘッドに対し所定の位置関係を保って追従する。したがって、研磨ヘッドに動き等が生じてもウェハ部分には常時所要量のスラリーが供給される。 According to this configuration, the slurry is dropped at a predetermined position on the upstream side in the platen rotation direction with respect to the polishing head, so that an appropriate flow of the slurry to the polishing head side is generated on the polishing pad, and a required amount is generated in the wafer portion. A slurry is supplied. Even if the polishing head moves due to rocking or the like, the dropping position of the slurry follows the polishing head while maintaining a predetermined positional relationship. Therefore, even if the polishing head moves, a required amount of slurry is always supplied to the wafer portion.
請求項2記載の発明は、スラリー滴下用のノズルに該スラリーを移送するスラリー配管を上記研磨ヘッドの回転軸を支える軸受に沿わせて固定するとともに、前記ノズルは前記研磨ヘッドに対するプラテン回転方向上流側の所定位置に位置させてなるCMP装置におけるスラリー供給装置を提供する。 According to a second aspect of the present invention, the slurry pipe for transferring the slurry to the nozzle for dropping the slurry is fixed along the bearing supporting the rotating shaft of the polishing head, and the nozzle is upstream of the platen rotation direction with respect to the polishing head. Provided is a slurry supply apparatus in a CMP apparatus which is located at a predetermined position on the side.
この構成によれば、スラリー配管を研磨ヘッドの回転軸を支える軸受に沿わせて固定することで、研磨ヘッドが回転してもスラリー配管は回転しない。したがって、研磨ヘッドとスラリー滴下用ノズルとの位置関係は常に一定の関係に保たれる。 According to this configuration, the slurry pipe is fixed along the bearing supporting the rotating shaft of the polishing head, so that the slurry pipe does not rotate even if the polishing head rotates. Therefore, the positional relationship between the polishing head and the slurry dropping nozzle is always kept constant.
請求項1記載の発明は、研磨パッド上へのスラリーの滴下位置を、研磨ヘッドに対するプラテン回転方向上流側の所定位置に設定したので、研磨ヘッドに揺動等による動きが生じた場合やウェハの研磨プロセスにおけるパラメータの設定変更等があった場合でも、スラリーの滴下位置は研磨ヘッドに対し所定の位置関係を保って追従する。したがって、研磨パッド上にスラリーが研磨ヘッド側に流れる適正な流れが常に生じてウェハ部分に常時所要量のスラリーを効率よく供給することができる。この結果、ウェハを均一な研磨形状に精度よく研磨することができる。また、ウェハ部分にスラリーを効率よく供給できることからスラリーの使用量を減らすことができるという利点がある。 According to the first aspect of the present invention, the slurry dropping position on the polishing pad is set to a predetermined position upstream of the polishing head in the platen rotation direction. Even when there is a change in parameter settings in the polishing process, the slurry dropping position follows the polishing head while maintaining a predetermined positional relationship. Accordingly, an appropriate flow of the slurry flowing toward the polishing head always occurs on the polishing pad, so that the required amount of slurry can be efficiently supplied to the wafer portion at all times. As a result, the wafer can be accurately polished into a uniform polished shape. Further, since the slurry can be efficiently supplied to the wafer portion, there is an advantage that the amount of the slurry used can be reduced.
請求項2記載の発明は、スラリー滴下用のノズルに該スラリーを移送するスラリー配管を上記研磨ヘッドの回転軸を支える軸受に沿わせて固定するとともに、前記ノズルは前記研磨ヘッドに対するプラテン回転方向上流側の所定位置に位置させたので、研磨ヘッドとスラリー滴下用ノズルとの位置関係を常に一定の関係に保つことができるという利点がある。 According to a second aspect of the present invention, the slurry pipe for transferring the slurry to the nozzle for dropping the slurry is fixed along the bearing supporting the rotating shaft of the polishing head, and the nozzle is upstream of the platen rotation direction with respect to the polishing head. Therefore, there is an advantage that the positional relationship between the polishing head and the slurry dropping nozzle can always be kept constant.
研磨パッド上のウェハ部分に所要量のスラリーを効率よく供給して該ウェハに対する研磨性能を向上させるという目的を達成するために、研磨ヘッドに保持されたウェハを回転するプラテン上の研磨パッドに押し付けるとともに前記研磨パッド上に滴下したスラリーを前記研磨パッド上のウェハ部分に供給して該ウェハを研磨するCMP装置におけるスラリー供給装置において、前記研磨パッド上への前記スラリーの滴下位置を、前記研磨ヘッドに対するプラテン回転方向上流側の所定位置に設定することにより実現した。 In order to achieve the purpose of efficiently supplying the required amount of slurry to the wafer portion on the polishing pad to improve the polishing performance for the wafer, the wafer held by the polishing head is pressed against the polishing pad on the rotating platen In addition, in the slurry supply device in the CMP apparatus for supplying the slurry dropped on the polishing pad to the wafer portion on the polishing pad and polishing the wafer, the dropping position of the slurry on the polishing pad is determined by the polishing head. This is realized by setting a predetermined position on the upstream side of the platen rotation direction with respect to.
以下、本発明の実施例を図面に従って詳述する。図1はCMP装置におけるスラリー供給装置の斜視図、図2は研磨ヘッドとスラリーの滴下位置の関係を説明するための図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a slurry supply device in a CMP apparatus, and FIG. 2 is a diagram for explaining a relationship between a polishing head and a slurry dropping position.
まず、本実施例に係るCMP装置におけるスラリー供給装置の構成を説明する。図1においてCMP装置(化学機械研磨装置)1は、主としてプラテン2と、研磨ヘッド3とから構成されている。プラテン2は円盤状に形成され、その下面中央には回転軸4が連結されており、モータ5の駆動によって矢印A方向へ回転する。前記プラテン2の上面には研磨パッド6が貼着されている。
First, the configuration of the slurry supply apparatus in the CMP apparatus according to the present embodiment will be described. In FIG. 1, a CMP apparatus (chemical mechanical polishing apparatus) 1 is mainly composed of a
前記研磨ヘッド3はプラテン2よりも小形の円盤状に形成され、その上面中央に軸受7に支持された回転軸8が連結されている。該研磨ヘッド3は前記回転軸8に軸着された図示しないモータで駆動され図1の矢印B方向へ回転する。
The polishing
そして、スラリーを移送するスラリー配管9が前記軸受7の外表面部に、該軸受7に沿うように固定用部材10,10で固定され、該スラリー配管9の先端部にスラリー滴下用のノズル11が取り付けられている。この取付け態様により該ノズル11は研磨ヘッド3に対するプラテン2回転方向上流側の所定位置に位置されている。
A slurry pipe 9 for transferring the slurry is fixed to the outer surface portion of the bearing 7 by fixing
前記研磨パッド6の上面に研磨ヘッド3に保持されたウェハ(図示せず)が載置押圧され、プラテン2及び研磨ヘッド3の各回転並びに前記ノズル11からスラリーの供給によ
って該ウェハが研磨される。プラテン2と研磨ヘッド3の回転数は異なっているが、相互に回転してもウェハの研磨には支障を来すことはない。
A wafer (not shown) held by the polishing
次に、図2の(a)、(b)を用いて、上述のように構成されたCMP装置におけるスラリー供給装置の作用を説明する。スラリー配管9が軸受7に固定されていることで、研磨ヘッド3が回転してもスラリー配管9は回転せず、該研磨ヘッド3に対し、ノズル11は常にプラテン2回転方向上流側の所定位置に位置される。
Next, the operation of the slurry supply apparatus in the CMP apparatus configured as described above will be described with reference to FIGS. Since the slurry pipe 9 is fixed to the bearing 7, even if the polishing
したがって、図2(b)に示すように、スラリーSは研磨ヘッド3に対し常にプラテン2回転方向上流側の所定位置における研磨パッド6上に滴下される。この結果、研磨パッド6上にはスラリーSが研磨ヘッド3側に流れる適正な流れが生じてウェハ部分に所要量のスラリーが供給される。
Therefore, as shown in FIG. 2B, the slurry S is always dripped onto the
研磨ヘッド3に揺動等による動きが生じても、研磨ヘッド3とノズル11との位置関係は変わらず、スラリーSの滴下位置は研磨ヘッド3に対し常に所定の位置関係を保って追従する。したがって、研磨ヘッド3に動き等が生じてもウェハ部分には常時所要量のスラリーSが供給される。
Even if the polishing
このように、ウェハ部分には常時所要量のスラリーSが供給されることで、該ウェハは均一な研磨形状に精度よく研磨されるとともに、スラリーSの供給不足によるスリップアウト等の不具合は生じることがない。 Thus, by always supplying the required amount of slurry S to the wafer portion, the wafer is accurately polished into a uniform polishing shape, and problems such as slipout due to insufficient supply of slurry S may occur. There is no.
また、研磨ヘッド3の下面部にはウェハの周囲を包囲するリテーナリング (図示せず)が設けられている。このリテーナリングの下面に等間隔に複数のスラリー流路が形成され、一方、研磨パッド6の表面部に該表面部中央からエッジ部まで連通した複数の溝(図示せず)が形成されているときには、前記研磨パッド6上を研磨ヘッド3側に流れるスラリーSがウェハ全体に一層行き渡りやすくなり、さらに研磨副生成物を含む研磨に寄与したスラリーが研磨パッド6外に効率よく除去される。この結果、ウェハは一層均一な研磨形状に精度よく研磨される。
Further, a retainer ring (not shown) surrounding the periphery of the wafer is provided on the lower surface of the polishing
上述したように、本実施例に係るCMP装置におけるスラリー供給装置においては、研磨ヘッド3に揺動等による動きが生じた場合やウェハの研磨プロセスにおけるパラメータの設定変更等があった場合でも、スラリーSの滴下位置を研磨ヘッド3に対し所定の位置関係を保って追従させることができる。
As described above, in the slurry supply apparatus in the CMP apparatus according to the present embodiment, even when the polishing
研磨パッド6上にスラリーSが研磨ヘッド3側に流れる適正な流れが常に生じてウェハ部分に常時所要量のスラリーSを効率よく供給することができる。したがって、ウェハを均一な研磨形状に精度よく研磨することができる。
An appropriate flow for the slurry S to flow toward the polishing
ウェハ部分にスラリーSを効率よく供給することができて、スラリーSの使用量を減らすことができる。 The slurry S can be efficiently supplied to the wafer portion, and the usage amount of the slurry S can be reduced.
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。 The present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified ones.
1 CMP装置
2 プラテン
3 研磨ヘッド
4 回転軸
5 モータ
6 研磨パッド
7 軸受
8 回転軸
9 スラリー配管
10 固定用部材
11 ノズル
12 ノズル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記研磨パッド上への前記スラリーの滴下位置を、前記研磨ヘッドに対するプラテン回転方向上流側の所定位置に設定してなることを特徴とするCMP装置におけるスラリー供給装置。 In a slurry supply apparatus in a CMP apparatus for pressing a wafer held by a polishing head against a polishing pad on a rotating platen and supplying slurry dropped onto the polishing pad to a wafer portion on the polishing pad to polish the wafer ,
A slurry supply device in a CMP apparatus, wherein the dropping position of the slurry on the polishing pad is set to a predetermined position upstream of the polishing head in the platen rotation direction.
A slurry pipe for transferring the slurry to the nozzle for dropping the slurry is fixed along a bearing that supports the rotating shaft of the polishing head, and the nozzle is positioned at a predetermined position upstream of the polishing head in the platen rotation direction. The slurry supply apparatus in a CMP apparatus according to claim 1.
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JP2007027358A JP2008192935A (en) | 2007-02-06 | 2007-02-06 | Slurry supply device of cmp device |
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Cited By (2)
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CN110962037A (en) * | 2019-01-10 | 2020-04-07 | 天津华海清科机电科技有限公司 | Bearing head and chemical mechanical polishing device |
CN111482891A (en) * | 2020-04-20 | 2020-08-04 | 北京烁科精微电子装备有限公司 | Chemical mechanical planarization equipment |
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2007
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CN110962037B (en) * | 2019-01-10 | 2024-05-24 | 华海清科股份有限公司 | Bearing head and chemical mechanical polishing device |
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