JP2013173225A - Polishing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スラリーの存在下において定盤と基板とを相対移動させて基板の研磨加工を
行う研磨装置に関するものである。
The present invention relates to a polishing apparatus for polishing a substrate by relatively moving a surface plate and a substrate in the presence of slurry.
上記のような研磨装置として、シリコン基板やガラス基板等の表面を平坦に研磨加工す
るCMP装置(Chemical Mechanical Polishing Machine)が広く知られている。CMP
装置は、例えば、上面に研磨パッドが設けられて下方に延びる回転軸廻りに回転駆動され
る定盤と、研磨パッドに基板を当接させた状態で基板を移動させる基板移動機構と、研磨
パッドの上面にスラリーを供給するスラリー供給装置とを備え、スラリー供給装置から研
磨パッドの上面にスラリーを供給し、スラリーの存在下で定盤と基板とを相対移動させて
基板表面を平坦に研磨加工するように構成される。
As a polishing apparatus as described above, a CMP apparatus (Chemical Mechanical Polishing Machine) that polishes the surface of a silicon substrate, a glass substrate or the like flatly is widely known. CMP
The apparatus includes, for example, a surface plate provided with a polishing pad on the upper surface and driven to rotate about a rotating shaft extending downward, a substrate moving mechanism for moving the substrate while the substrate is in contact with the polishing pad, and the polishing pad A slurry supply device for supplying slurry to the upper surface of the substrate, supplying the slurry from the slurry supply device to the upper surface of the polishing pad, and relatively moving the surface plate and the substrate in the presence of the slurry to polish the substrate surface flatly Configured to do.
ここで、スラリー供給装置からパッド上面に供給されたスラリーは、定盤の回転に伴う
遠心力によってパッド上面を中央寄りから外周方向に移動し、研磨パッドの外周端部から
流れ落ちて定盤から排除される。そのため、スラリー供給装置から供給されたスラリーの
なかには、何ら研磨加工に寄与することなく、単に研磨パッドの上面を流れてそのまま排
除されてしまうものも多く、研磨パッドに供給されたスラリーのうち実際に研磨加工に寄
与したスラリーの割合、すなわちスラリーの利用効率は、一般的には10%にも満たない
と言われている。そこで、定盤から流れ落ちたスラリーを回収して未使用状態のスラリー
(フレッシュスラリーという)が貯留されたタンクに戻し、スラリー供給装置のポンプに
よって再び研磨パッドに供給する循環システムを備えた研磨装置も考案されている(例え
ば、特許文献1を参照)。
Here, the slurry supplied to the upper surface of the pad from the slurry supply device is moved from the center to the outer periphery by the centrifugal force accompanying the rotation of the surface plate, and flows down from the outer peripheral edge of the polishing pad and is removed from the surface plate. Is done. Therefore, some of the slurries supplied from the slurries supply apparatus do not contribute to the polishing process, and simply flow over the top surface of the polishing pad and are excluded as they are. Of the slurries supplied to the polishing pad, It is said that the ratio of the slurry that contributes to the polishing process, that is, the utilization efficiency of the slurry is generally less than 10%. Therefore, a polishing apparatus provided with a circulation system that collects the slurry that has flowed down from the surface plate, returns it to a tank in which unused slurry (referred to as fresh slurry) is stored, and supplies the slurry again to the polishing pad by a pump of the slurry supply apparatus. It has been devised (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、上記のような従来の研磨装置では、研磨パッド上に供給されたスラリー
を回収し循環させるための構成が複雑であり、研磨装置全体が大型化するという課題があ
った。本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、装置構成を複雑化、大型化する
ことなくスラリーの利用効率を向上可能な研磨装置を提供することを目的とする。
However, the conventional polishing apparatus as described above has a complicated structure for collecting and circulating the slurry supplied onto the polishing pad, and there is a problem that the entire polishing apparatus is increased in size. The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a polishing apparatus capable of improving the utilization efficiency of slurry without complicating and increasing the size of the apparatus.
上記目的達成のため、本発明は、上面に研磨パッドが設けられ下方に延びる回転軸廻り
に回転駆動される定盤、研磨パッドの上面に基板を当接させた状態で定盤に対して基板を
移動させる基板移動機構(例えば実施形態における基板キャリア20、キャリア移動機構
30等)、及び研磨パッドの上面にスラリーを供給するスラリー供給装置を備え、スラリ
ーの存在下において定盤と基板との相対移動により基板の研磨加工を行うように構成され
た研磨装置において、前記定盤に、研磨パッドの外周側にこぼれ出たスラリーを受け止め
るスラリー受容溝と、定盤の上面中央部に開口を有して下方に延びるスラリー供給路と、
スラリー受容溝とスラリー供給路とを結んで形成されたスラリー回収路と、スラリー受容
溝に受け止められたスラリーをスラリー回収路及びスラリー供給路を介して開口から流出
させる液送手段(例えば実施形態における液送ポンプ150)とを備え、基板の研磨加工
中に、スラリー受容溝に受け止められたスラリーが液送手段により開口から研磨パッドの
上面に供給され、定盤においてスラリーが循環するように構成される。
In order to achieve the above object, the present invention provides a surface plate provided with a polishing pad on the upper surface and driven to rotate about a rotating shaft extending downward, and a substrate with respect to the surface plate in a state where the substrate is in contact with the upper surface of the polishing pad. A substrate moving mechanism (for example, the
A slurry recovery path formed by connecting the slurry receiving groove and the slurry supply path, and a liquid feeding means for discharging the slurry received in the slurry receiving groove from the opening through the slurry recovery path and the slurry supply path (for example, in the embodiment) A liquid feed pump 150), and the slurry received in the slurry receiving groove is supplied from the opening to the upper surface of the polishing pad by the liquid feed means during the polishing of the substrate, and the slurry is circulated on the surface plate. The
本発明によれば、スラリー受容溝に受け止められたスラリーが定盤内で循環される構成
のため、装置構成を複雑化、大型化することなくスラリーの利用効率を向上させた研磨装
置を提供することができる。
According to the present invention, there is provided a polishing apparatus in which the slurry received in the slurry receiving groove is circulated in the surface plate so that the utilization efficiency of the slurry is improved without complicating and increasing the size of the apparatus configuration. be able to.
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。本発明を
適用した研磨装置1の概略構成(側面図)を図8に示す。研磨装置1は、上面に研磨パッ
ド12が設けられ下方に延びるスピンドル廻りに回転駆動される定盤10、下面にガラス
基板やシリコン基板、半導体ウエーハ等の基板Wを吸着保持して回転駆動される基板キャ
リア20を有し、保持した基板Wを研磨パッド12に押接して水平揺動させるキャリア移
動機構30、研磨加工に際して定盤10にスラリーを供給するスラリー供給装置60など
を備えて構成される。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 8 shows a schematic configuration (side view) of the polishing apparatus 1 to which the present invention is applied. The polishing apparatus 1 is driven to rotate by a
研磨装置1の各部の作動は、制御装置80によって制御され、研磨パッド12の上面に
スラリーを供給し、定盤10及び基板キャリア20を相対回転させて基板Wを研磨パッド
12に当接させて加圧し、スラリー存在下で基板Wと研磨パッド12とを相対移動(基板
キャリア20の回転及び揺動並びに定盤10の回転)させて、基板表面を平坦に研磨加工
する。研磨装置1には、ダイヤモンド砥粒等が固着されたドレス工具72を研磨パッドに
当接させ、研磨パッドの表面をドレッシングするドレス機構70が設けられている。
The operation of each part of the polishing apparatus 1 is controlled by the
定盤10は、全体として、加工対象の基板Wよりも直径が大きく厚肉円盤状のパッド定
盤11と、このパッド定盤11の上面に接着や粘着等の手段により装着された研磨パッド
12と、パッド定盤11から鉛直下方に延びパッド定盤に回転駆動力を伝達するスピンド
ル13などからなり、研磨パッド12の上面12uが上向きの水平姿勢で配設される。
The
定盤10と隣接してキャリア移動機構30が設けられ、その先端部に基板キャリア20
が設けられている。基板キャリア20は、例えば真空吸着により基盤Wを着脱自在に保持
する円盤状のチャック21と、チャック21に保持された基板を研磨パッド12に押しつ
けて加圧する加圧機構、チャック21に回転駆動力を伝達するスピンドル23などからな
り、基板Wが下向きの水平姿勢で研磨パッド12と対向して配設される。キャリア移動機
構30は、定盤10に対して水平揺動可能に設けられたアーム31を有し、アーム31の
先端から下方に突出するスピンドルホルダに基板キャリア20が設けられている。
A
Is provided. The
スラリー供給装置60は、加工対象に応じた種々の基板研磨用のスラリーや洗浄用の純
水(リンス液)などを貯留し、制御装置80からの指令信号に基づいて上記スラリー等を
供給するスラリー供給ユニット61と、このスラリー供給ユニット61から送出されたス
ラリー等を定盤10に導く配管経路であるライン62などを備えて構成される。ライン6
2の先端側は、定盤10の回転中心近傍まで延設されて供給位置の調整が可能なノズル6
3が設けられており、スラリー供給ユニット61から送出された未使用状態のスラリー(
フレッシュ・スラリー)が研磨パッド12の上方から供給されるようになっている。
The
The nozzle 6 is extended to the vicinity of the rotation center of the
3 is provided, and the unused slurry sent from the slurry supply unit 61 (
Fresh slurry) is supplied from above the
一方、定盤10に、スラリーを定盤内で循環させるスラリー循環機構100が設けられ
ている。図1に定盤10の回転軸心を通る鉛直面で切断したスラリー循環機構100の概
要構成図(図2中I−I矢視の側断面図)を示し、図2に定盤10の平面図を示す。スラ
リー循環機構100は、定盤10の外周側に位置し研磨パッド12から外周側にこぼれ出
たスラリーを受け止めるスラリー受容溝110と、定盤10の上面中央部に吐出開口12
1を有し下方に延びるスラリー供給路120と、スラリー受容溝110とスラリー供給路
120とを結んで形成されたスラリー回収路130と、スラリー受容溝110に受け止め
られたスラリーをスラリー回収路130及びスラリー供給路120を介して吐出開口12
1から流出させる液送ポンプ150とを備え、基板Wの研磨加工中に、スラリー受容溝1
10に受け止められたスラリーが液送ポンプ150により吐出開口121から研磨パッド
12の上面12uに供給され、定盤10においてスラリーが循環するように構成される。
On the other hand, the
1, a
1 and a
10 is supplied to the
本実施形態に示すスラリー受容溝110は、このスラリー受容溝110の部分を拡大し
た側断面図を図3に示すように、パッド定盤11の上面に装着された研磨パッド12の外
周面12aと、パッド定盤11の外周を囲んで設けられた円筒状の飛散防止リング140
の内周面140aと、これらの間に露出するパッド定盤11の上面11uに囲まれて、平
面視において円環状、側断面視において凹溝状に形成される。
As shown in FIG. 3, the
The inner
飛散防止リング140は、図示省略するリング昇降機構によりパッド定盤11に対して
上下に移動可能に設けられており、この飛散防止リング140の上端140uが研磨パッ
ド12の上面12uよりも上方に位置する第1位置と、研磨パッドの上面12uよりも低
い第2位置とに配置可能になっている。この飛散防止リング140の第1位置P1と第2
位置P2(P21,P22)については後に詳述するが、基板Wの研磨加工時には、飛散防止リ
ング140が第1位置P1に配置され、研磨パッド12の外周端部からスラリー受容溝1
10に流れ落ちるスラリーのみならず、遠心力によって研磨パッド12の外周端部から水
平方向に飛散するスラリーが飛散防止リング140の内周面140aに受け止められてス
ラリー受容溝110に流れ込むようになっている。また、研磨パッドの上面に洗浄液を供
給して基板のリンス洗浄を行う際、及び研磨パッド12のドレッシングを行う際に、飛散
防止リング140が第2位置に配設される。
The
Although the position P 2 (P 21 , P 22 ) will be described in detail later, when the substrate W is polished, the
In addition to the slurry that flows down to 10, the slurry that scatters horizontally from the outer peripheral end of the
スラリー供給路120は、定盤10の上面中央部に研磨パッド12を貫通して開口形成
された吐出開口121を有し、この吐出開口121に繋がってパッド定盤11に下方に延
びて形成されている。パッド定盤11の内部には、スラリー受容溝110とスラリー供給
路120とを結ぶスラリー回収路130が設けられている。スラリー回収路130は、円
環溝状のスラリー受容溝110の底面から下方に延びる円孔状のスラリー導入穴131と
、このスラリー導入穴131と中心のスラリー供給路120とを結ぶ円孔状のスラリー集
合路132とからなり、本実施形態においては複数(図2において6本)のスラリー回収
路130をパッド定盤11に放射状に設けた構成例を示す。なお、スラリー回収路130
は、例えば、パッド定盤11の外周端面から中心に向けて円孔を穿接し、スラリー導入穴
131とスラリー供給路120とを連通させた後、外周端面の開口部をプラグ等により閉
塞して構成することができ、あるいはロストワックス鋳造等により外周端面にプラグを設
けることなく図示形態に形成することができる。
The
For example, a circular hole is drilled from the outer peripheral end surface of the
液送ポンプ150は、定盤10の中心に位置してスラリー供給路120とスラリー回収
路130との連結部に設けられており、スラリー回収路130に流入したスラリーを吸引
してスラリー供給路120に吐出し、吐出開口121から(すなわち研磨パッド12の下
側から)上向きに流出させて、研磨パッド12の上面中央部に供給する。液送ポンプ15
0には、このポンプの吐出流量を検出する流量計が付設されており、流量計の検出信号が
スピンドル13に設けられたロータリージョイントを介して制御装置80に入力され、制
御装置80はロータリージョイントを介してポンプモータの回転制御を行う。液送ポンプ
150の吐出口と吐出開口121との間には、ドレッシングにより生じた研磨パッドの破
断片やドレス工具72から脱落したダイヤモンド砥粒、スラリーの凝集粒子等を除去する
フィルター155が設けられている。
The
0 is provided with a flow meter for detecting the discharge flow rate of the pump, and a detection signal of the flow meter is input to the
液送ポンプ150の下方には、上端部がスラリー回収路130と繋がって下方に延び、
他端側がスピンドル13から出て外部に導出されるスラリー排出路160が形成されると
ともに、このスラリー排出路160を開閉する排出路開閉弁165が設けられている。
Below the
A
次に、このように構成される研磨装置1の作用について説明する。まず、研磨加工時に
おいては、定盤10及び基板キャリア20が回転駆動され、基板キャリアに20保持され
た基板Wがキャリア移動機構30により定盤10の上方に移動されて研磨パッド12に押
接され、所定条件で左右に揺動される。このとき、スラリー供給装置60では、加工条件
において設定された種別のスラリーが当該設定に基づく流量でスラリー供給ユニット61
から送出され、ライン62及びノズル63を介して定盤10の上方から研磨パッド12の
上面の中央近傍に供給される。また、定盤10に設けられた飛散防止リング140は、上
端140uが研磨パッドの上面12uよりも高い第1位置P1に設定される。
Next, the operation of the polishing apparatus 1 configured as described above will be described. First, at the time of polishing, the
And is supplied from above the
研磨パッド12の上面中央近傍に供給されたスラリーは、定盤10の回転に伴う遠心力
によって研磨パッドの上面12uを外周方向に移動し、その移動過程において5〜10%
程度のスラリーが基板Wと研磨パッド12との摺接部に介在して基板の研磨加工(CMP
加工)に寄与する。こうして研磨加工に寄与したスラリー及び研磨加工に寄与することな
く研磨パッドの上面12uを移動したスラリーは、使用するスラリーの粘度や単位時間当
たりの供給流量、定盤10の回転速度、研磨パッド12の性状などに応じて概略定まる所
定時間で研磨パッド12の外周縁部に到達し、ついには研磨パッド12の外周端部から流
れ落ちてスラリー受容溝110に流入する。
The slurry supplied to the vicinity of the center of the upper surface of the
A certain amount of slurry is interposed in the sliding contact portion between the substrate W and the
Processing). Thus, the slurry that has contributed to the polishing process and the slurry that has moved on the
ここで、基板Wの研磨加工時には、飛散防止リング140は、リングの上端140uが
研磨パッドの上面12uよりも高い第1位置P1に設定されている。そのため、例えば定
盤10の回転に伴う研磨パッド外周縁部の周速度が大きく、研磨パッド12の外周端部に
到達したスラリーの多くが遠心力によって水平に飛び散るような場合であっても、飛散し
たスラリーが飛散防止リングの内壁面140aに受け止められてスラリー受容溝110に
流れ込む。従って、定盤の回転速度やスラリーの粘度等(加工条件)によらず、常に高い
確率でスラリーを回収することができる。
Here, at the time of polishing the substrate W, the
スラリー受容溝110に流れ込んだスラリーは、スラリー受容溝110を徐々に満たし
溝底面(11u)に形成されたスラリー導入穴131からスラリー回収路130に流入す
る。複数形成されたスラリー導入穴131,131…をスラリーが塞ぐようになると、各
スラリー回収路130内のスラリーに作用する液送ポンプ150の吸引力が大きくなり、
各スラリー集合路132,132…を介して吸い上げられたスラリーが液送ポンプ150
からスラリー供給路120に吐出され、フィルター155により濾過されて、吐出開口1
21から研磨パッド12の上面中央部に流出する。
The slurry that has flowed into the
The slurry sucked up through the
The slurry is discharged from the
21 flows out to the center of the top surface of the
吐出開口121から研磨パッド12の上面中央部に流出したスラリー(循環スラリーと
いう)は、定盤10の回転に伴う遠心力によって再び研磨パッドの上面12uを外周方向
に流れ、一定割合のスラリーが研磨加工に寄与したのち研磨パッド12の外周端部からス
ラリー受容溝110に流入する。このように、スラリー循環機構100では、スラリー供
給装置60により供給されたスラリーが、定盤10内の短い経路で循環し複数回研磨パッ
ド12の上面を移動する。そのため、スラリーの性状変化や不純物の混入等の影響を受け
にくく、かつ、研磨加工に寄与するスラリーの寄与率を高めることができる。
Slurry that flows out from the
ところで、液送ポンプ150の回転数を一定とした場合には、スラリー受容溝110が
スラリーで一定程度満たされるまで(全てのスラリー導入穴131,131…がスラリー
により塞がれるようになるまで)、吐出開口121から研磨パッド12の上面に戻るスラ
リーの流量が増加し、スラリー受容溝110が全周にわたってスラリーで満たされるよう
になると循環スラリーの流量が定量化する。このように、スラリー供給装置60によるフ
レッシュ・スラリーの供給が開始されてから、スラリー循環機構100による循環スラリ
ーの供給が始まるまでに所定時間を要し、その後循環スラリーの供給量が定量化するまで
に別の所定時間を要する。既述したように、上記所定時間等は使用するスラリーの種別や
流量、定盤10の回転速度などによって変化する。そして、研磨パッド12の上面を流れ
るスラリーの流量が変化すると、研磨加工の加工条件が変化する。
By the way, when the rotation speed of the
そこで、研磨装置1においては、研磨パッド12の上面を流れるスラリーの流量が略一
定になるように構成されている。すなわち、研磨装置1では、スラリー供給装置60によ
り研磨パッド12の上面に供給されるスラリーの流量(単位時間当たりの供給量)Q1と
、液送ポンプ150により研磨パッド12の上面に供給されるスラリーの流量(単位時間
当たりの供給量)Q2とを合計した研磨パッド上面への合計供給量Qall=Q1+Q2が略一
定となるように、スラリー供給装置60によるスラリーの供給量Q1が制御される。
Therefore, the polishing apparatus 1 is configured such that the flow rate of the slurry flowing on the upper surface of the
この関係を例示したグラフを図4に示す。このグラフにおいて、縦軸が研磨パッド12
の上面に供給されるスラリーの単位時間当たりの供給量Q、横軸が時間tである。図示す
るように、定盤10が回転起動しスラリー供給装置60によるフレッシュ・スラリーの供
給が開始された時刻t0から時刻t1までの初期状態においては、スラリーが研磨パッド上
を外周方向に移動する移動過程にあり、スラリー循環機構100による循環スラリーの供
給は始まっていない。そのため、この初期状態において研磨パッド12の上面に供給され
るスラリーは、スラリー供給装置60により供給されるフレッシュ・スラリーのみであり
、スラリー供給ユニット61から研磨パッド12の上面に送り出されるスラリーの単位時
間当たりの供給量Q1は一定に保持される。
A graph illustrating this relationship is shown in FIG. In this graph, the vertical axis represents the
The supply amount Q per unit time of the slurry supplied to the upper surface of, and the horizontal axis is time t. As shown in the drawing, in the initial state from time t 0 to time t 1 when the
スラリー供給装置60によるフレッシュ・スラリーの供給が開始されて所定時間が経過
した時刻t1以降では、初期に供給されたスラリーが研磨パッド上を外周端部まで移動し
てスラリー受容溝110に溜まりはじめ、徐々に液送ポンプ150による循環スラリーの
単位時間当たりの供給量Q2が増加する(時刻t1→t2)。そのため、時刻t1から時刻t
2の中期状態において研磨パッド12の上面に供給されるスラリーの単位時間当たりの供
給量Qは、スラリー供給ユニット61から供給されるフレッシュ・スラリーの単位時間当
たりの供給量Q1と、液送ポンプ150から吐出される循環スラリーの単位時間当たりの
供給量Q2の合計値となる。
After the time t 1 when a predetermined time has elapsed after the supply of fresh slurry by the
The supply amount Q per unit time of the slurry supplied to the upper surface of the
ここで、スラリー供給ユニット61から供給されるスラリーの単位時間当たりの供給量
Q1は、加工条件に基づいて制御装置80から出力される制御値によって制御されており
既知である。また、液送ポンプ150から吐出される循環スラリーの単位時間当たりの供
給量Q2は、液送ポンプ150に付設された流量計から制御装置80に入力される検出信
号により把握される。そこで、制御装置80は、液送ポンプ150の流量計から入力され
る循環スラリーの流量Q2が増加するのに伴い、スラリー供給ユニット61から送出され
るフレッシュ・スラリーの供給流量Q1を減少させ、研磨パッド12の上面に供給される
合計供給量Qall=Q1+Q2が略一定となるように、スラリー供給装置60を制御する。
Here, the supply amount Q 1 per unit time of the slurry supplied from the
そして、スラリー循環機構100による循環スラリーの供給が始まって所定時間が経過
した時刻t2以降では、液送ポンプ150から吐出される循環スラリーの単位時間当たり
の供給量Q2が、この液送ポンプ150について設定された流量で安定する。図4に示す
実施態様では、安定時における液送ポンプ150の流量Q2が、初期状態におけるスラリ
ー供給ユニット61の流量Q1と同一(Q2=Q1)となるように液送ポンプ150のポン
プ回転数を設定している。そのため、液送ポンプ150の流量Q2が安定した時刻t2以降
の後期状態では、スラリー供給ユニット61からのスラリー供給が停止され、スラリー循
環機構100によって循環される循環スラリーによって基板Wの研磨加工が行われる。こ
れにより、フレッシュ・スラリーの使用量を低減できるとともに、研磨加工に寄与するス
ラリーの寄与率をさらに高めることができる。
Then, after time t 2 when a predetermined time has elapsed since the supply of the circulating slurry by the
なお、上記記載からも明らかなように、液送ポンプ150による循環スラリーの流量は
適宜変更して設定することができる。図5及び図6は、液送ポンプ150の作動を制御す
ることにより、研磨パッド12の上面に供給されるスラリーの供給状態を、図4に示す実
施態様と異なる設定にした構成例である。
As is clear from the above description, the flow rate of the circulating slurry by the
まず、図5に示す実施態様では、前述した時刻t1を経過した時刻t11に、液送ポンプ
150を回転起動する。すなわち、スラリー供給装置60によるフレッシュ・スラリーの
供給が開始されて所定時間が経過し、初期に供給されたスラリーがスラリー受容溝110
にある程度溜まりはじめた段階で、液送ポンプ150が回転起動される。時刻t11の回転
起動時におけるポンプ回転は低速回転とされ、時刻t12までポンプ回転数が緩やかに上昇
して(時刻t11→t12)、時刻t12以降で循環スラリーの単位時間当たりの供給量Q2が
、スラリー供給装置60によるフレッシュ・スラリーの初期流量と同一となるように制御
される。このような構成によれば、フレッシュ・スラリーの供給容量を確保できるととも
に、無効な電力消費を低減でき、また送ポンプ150を安定的にポンプ作動させることが
できる。
First, in the embodiment shown in FIG. 5, the
The
図6に示す実施態様は、図5に示した実施態様と同様に、時刻t1を経過した時刻t21
に低速で液送ポンプ150を回転起動し、時刻t22までの任意時間でポンプ回転数を規定
回転数まで上昇させ(時刻t21→t22)、時刻t22以降、規定回転数で定速運転される。
この規定回転数における液送ポンプ150の吐出流量、すなわち時刻t22以降の循環スラ
リーの単位時間当たりの供給量Q2は、スラリー供給装置60によるフレッシュ・スラリ
ーの初期流量よりも低く、例えば70〜90%程度に設定される。そのため、時刻t22以
降においてもスラリー供給ユニット61からスラリー供給が継続され、研磨加工部ではフ
レッシュ・スラリーと循環スラリーとによって基板Wの研磨加工が行われる。このような
構成によれば、常に新鮮なスラリーの存在下で研磨加工を行うことができ、かつフレッシ
ュ・スラリーと循環スラリーとの構成比率を適宜に設定することができる。
The embodiment shown in FIG. 6 is similar to the embodiment shown in FIG. 5 at time t 21 when time t 1 has elapsed.
The
The discharge flow rate of the
さて、以上のようにして基板Wの研磨加工が実行され研磨加工が終了すると、次に、基
板Wに付着したスラリーを除去するリンス洗浄が行われる。リンス洗浄は、スラリー供給
装置60から純水などの洗浄液(リンス液)を定盤10に供給して行われる。具体的には
、スラリー供給ユニット61からライン62及びノズル63を介して研磨パッド12の上
面中央部に洗浄液が供給され、洗浄液を供給しながら基板Wと研磨パッド12とを相対移
動させて、基板Wに付着したスラリー、及び研磨パッド12を含む定盤内のスラリーを洗
い流す。
When the polishing process of the substrate W is executed as described above and the polishing process is completed, rinsing cleaning for removing the slurry attached to the substrate W is performed next. The rinse cleaning is performed by supplying a cleaning liquid (rinsing liquid) such as pure water from the
研磨装置1では、このリンス洗浄を行う際に、定盤10の外周側に設けられた飛散防止
リング140は、上端140uが研磨パッド12の上面12uよりも低い第2位置に設定
される。第2位置は、リング上端140uが研磨パッドの上面12uよりも低い高さ位置
であれば適宜に設定することができ、第2位置を複数設定することも可能である。そこで
、まず図3に示した定盤10において、第2位置を、研磨パッド12の上面12uよりも
低くパッド定盤11の上面11uよりも高い、パッド上面12uとパッド定盤上面11u
(研磨パッド下面)の中間の高さ位置(図3中に二点鎖線で付記する第2位置P2)に設
定した場合について説明する。
In the polishing apparatus 1, when performing the rinse cleaning, the
A case will be described in which the height is set to the middle position (the second position P 2 indicated by a two-dot chain line in FIG. 3) of (the lower surface of the polishing pad).
飛散防止リング140が上記第2位置P2に設定されリンス洗浄が開始されると、研磨
パッド12の上面中央近傍に供給された洗浄液が、定盤10の回転に伴う遠心力によって
研磨パッドの上面12uを外周方向に流れ、研磨パッドの上面12uに残留するスラリー
を外周方向に押し流す。このとき、基板Wの下面に付着したスラリーが基板と研磨パッド
の相対移動により洗い落され、洗浄液とともにパッド外周に流される。スラリーを含む洗
浄液(洗浄液等という)は研磨パッド12の外周縁部に到達し、一部は研磨パッドの外周
端部から水平方向に飛散して定盤10から排出される。
When the
一方、研磨パッド12の外周端部から流れ落ちてスラリー受容溝110に流入した洗浄
液等は、流れ落ちてくる洗浄液等の増加とともにスラリー受容溝110から溢れ、飛散防
止リング140の上端部を乗り越えて定盤10から排出される。このとき、飛散防止リン
グ140が配設された第2位置P2は、飛散防止リングの上端140uが研磨パッドの上
面12uよりも低い高さ位置に設定されているため、溢れ出た洗浄液等が研磨パッド12
の上面を覆うようなことがない。
On the other hand, the cleaning liquid or the like flowing down from the outer peripheral end of the
There is no such thing as covering the top surface.
また、リンス洗浄時には、定盤10に内蔵された排出路開閉弁165が開放され、上端
がスラリー回収路130に接続され他端側が定盤10から外部に導出されたスラリー排出
路160が開放される。このため、スラリー受容溝110に流入した洗浄液等は、スラリ
ー回収路130に残留するスラリーを洗い流しながらスラリー排出路160を流下し、定
盤10から外部に排出される。これにより、スラリー受容溝110及びスラリー回収路1
30にスラリーが残留したり固化したりすることがない。
Further, at the time of rinsing, the discharge passage opening /
No slurry remains or solidifies at 30.
なお、スラリー排出路160に、液送ポンプ150と同様のポンプ(排出ポンプ)を設
け、リンス洗浄時に排出ポンプを駆動してスラリー回収路130内に位置する洗浄液等を
吸引して排出するように構成することも好ましい。このような構成によれば、定盤10の
回転に伴う遠心力の影響を受けることなく、スラリー回収路130内に残留するスラリー
を強制的に吸引・排出してより効果的に洗い流すことができる。
In addition, a pump (discharge pump) similar to the
上記は、基板Wを洗浄液でリンス洗浄する場合について説明したが、研磨パッド12を
ドレス機構70によりドレッシングする場合についても同様に構成できる。そこで、以降
、研磨パッド12をドレッシングする場合の作用について簡明に説明する。ドレッシング
は、スラリー供給ユニット61からライン62及びノズル63を介して研磨パッド12の
上面中央部に純水などの洗浄液を供給し、研磨パッドの上面12uに当接させたドレス工
具72を回転させながら揺動または半径方向に往復移動させて、研磨パッド12とドレス
工具72とを相対移動させ、研磨パッドの上面12uを平坦にドレスアップする。
In the above, the case where the substrate W is rinsed with the cleaning liquid has been described. However, the same configuration can be applied to the case where the
研磨装置1では、ドレッシングを行う際にも、飛散防止リング140が第2位置に設定
される。ここで、図7にスラリー受容溝の他の構成例を示す。図7は、図3と同様にスラ
リー受容溝の部分を拡大した側断面図である。このスラリー受容溝210は、パッド定盤
11の外周縁部が中央部よりも低く切り欠かれて円環状の段差が形成され、この円環状の
段差の外周面210a及び底面210bと、外側を囲む飛散防止リング140の内周面1
40aとによって円環凹溝状のスラリー受容溝210が形成される。このような構成によ
れば、スラリー回収路130を簡明かつローコストに形成することができる。
In the polishing apparatus 1, the
40a, the annular groove-shaped
本実施態様において、第2位置を、図7中に共に二点鎖線で示す上部第2位置P21と下
部第2位置P22の二か所設定した場合について説明する。ここで、上部第2位置P21は、
段差の上端(パッド定盤11の上面11u)と略同一高さ、下部第2位置P22は、段差の
下端(スラリー回収溝210の底面210b)よりも幾分低く設定している。
In the present embodiment, a description will be given of a case where the second position is set at two locations, an upper second position P 21 and a lower second position P 22 , both indicated by a two-dot chain line in FIG. Here, the upper second position P 21 is
The upper end of the step (
まず、ドレッシングの開始時には、飛散防止リング140が上部第2位置P21に設定さ
れる。研磨パッド12の上面中央に供給された洗浄液は、定盤10の回転に伴う遠心力に
よって外周方向に流れ、ドレッシングにより削り落された研磨パッドの破断片やドレス工
具72から脱落したダイヤモンド砥粒等を外周方向に押し流す。これらの異物を含む洗浄
液(同様に洗浄液等という)は研磨パッド12の外周縁部に到達し、一部は研磨パッドの
外周端部から水平方向に飛散して定盤10から排出される。
First, at the beginning of dressing, scattering
研磨パッド12の外周端部からスラリー受容溝210に流入した洗浄液等は、流れ落ち
てくる洗浄液等の増加とともにスラリー受容溝210を満たし、ついには飛散防止リング
140の上端部を乗り越えて定盤10から排出される。上部第2位置P21では、飛散防止
リングの上端140uがパッド定盤の上面11u(研磨パッドの下面)と略同一高さに設
定されているため、スラリー受容溝210に流入した洗浄液等が再び研磨パッド12の上
面側に戻るようなことがない。また、ドレッシング時においても、定盤10に内蔵された
排出路開閉弁165が開放され、スラリー排出路160が開放される。このため、スラリ
ー受容溝210に流入した研磨パッドの破断片やダイヤモンド砥粒等の異物を含む洗浄液
がスラリー排出路160を流下して定盤10から外部に排出される。なお、スラリー排出
路160に、液送ポンプ150と同様の排出ポンプを設け、ドレッシング時に排出ポンプ
を作動させてスラリー回収路130内の洗浄液等を吸引して排出するような構成によれば
、定盤10の回転に伴う遠心力の影響を受けることなく、異物を含む洗浄液をより効果的
に排出することができる。
The cleaning liquid or the like that has flowed into the
ドレッシングを開始して所定時間が経過したドレッシングの終期には、飛散防止リング
140が下部第2位置P22に設定される。飛散防止リング140が下部第2位置P22に設
定されると、スラリー受容溝210は外周側の側面が開放されて段差状態になり、研磨パ
ッド12の外周端部から流れ落ちる洗浄液等が段差の外周面210a及び底面210bを
流れ、スラリー受容溝を洗い流すようにして定盤10から排出される。このため、溝底部
に残留しやすいダイヤモンド砥粒やパッドの削り屑等を洗い流して定盤10から排出する
ことができる。
The end of dressing a predetermined time has elapsed the start of the dressing, scattering
以上は、研磨パッド12をドレッシングする場合を例に説明したが、基板Wをリンス洗
浄する場合についても同様に適用することができ、これにより、スラリー受容溝の底部に
残留しがちなダイヤモンド砥粒やパッドの削り屑等を、きれいに洗い流して定盤10から
排出することができる。
In the above, the case where the
従って、以上説明したような研磨装置によれば、研磨装置の全体構成を複雑化したり、
大型化したりすることなく、スラリーの利用効率を向上させることができる。
Therefore, according to the polishing apparatus as described above, the overall configuration of the polishing apparatus is complicated,
The utilization efficiency of the slurry can be improved without increasing the size.
W 基板
P1 第1位置
P2,P21,P22 第2位置
1 研磨装置
10 定盤
12 研磨パッド
20 基板キャリア(基板移動機構)
30 キャリア移動機構(基板移動機構)
60 スラリー供給装置
70 ドレス機構
72 ドレス工具
110,210 スラリー受容溝
120 スラリー供給路
130 スラリー回収路
140 飛散防止リング(囲壁)
150 液送ポンプ(液送手段)
160 スラリー排出路
165 排出路開閉弁(排出路開閉手段)
W substrate P 1 first position P 2 , P 21 , P 22 second position 1
30 Carrier movement mechanism (substrate movement mechanism)
60
150 Liquid feed pump (liquid feed means)
160
Claims (1)
パッドの上面に基板を当接させた状態で前記定盤に対して前記基板を移動させる基板移動
機構、及び前記研磨パッドの上面にスラリーを供給するスラリー供給装置を備え、スラリ
ーの存在下において前記定盤と前記基板との相対移動により前記基板の研磨加工を行うよ
うに構成された研磨装置において、
前記定盤に、
前記研磨パッドの外周側にこぼれ出たスラリーを受け止めるスラリー受容溝と、
前記定盤の上面中央部に開口を有して下方に延びるスラリー供給路と、
前記スラリー受容溝と前記スラリー供給路とを結んで形成されたスラリー回収路と、
前記スラリー受容溝に受け止められたスラリーを前記スラリー回収路及び前記スラリー
供給路を介して前記開口から流出させる液送手段とを備え、
前記基板の研磨加工中に、前記スラリー受容溝に受け止められたスラリーが前記液送手
段により前記開口から前記研磨パッドの上面に供給され、前記定盤においてスラリーが循
環するように構成したことを特徴とする研磨装置。 A surface plate provided with a polishing pad on the upper surface and driven to rotate about a rotation axis extending downward; a substrate moving mechanism for moving the substrate relative to the surface plate in a state where the substrate is in contact with the upper surface of the polishing pad; And a polishing apparatus configured to perform polishing of the substrate by relative movement between the surface plate and the substrate in the presence of slurry, comprising a slurry supply device that supplies slurry to the upper surface of the polishing pad.
On the surface plate,
A slurry receiving groove for receiving slurry spilled on the outer peripheral side of the polishing pad;
A slurry supply path extending downward with an opening in the center of the upper surface of the surface plate;
A slurry recovery path formed by connecting the slurry receiving groove and the slurry supply path;
A liquid feeding means for causing the slurry received in the slurry receiving groove to flow out of the opening through the slurry recovery path and the slurry supply path;
During polishing of the substrate, the slurry received in the slurry receiving groove is supplied from the opening to the upper surface of the polishing pad by the liquid feeding means, and the slurry is circulated on the surface plate. Polishing equipment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104201141A (en) * | 2014-08-27 | 2014-12-10 | 上海华力微电子有限公司 | Grinding pad and wafer cleaning method |
CN104440509A (en) * | 2014-11-29 | 2015-03-25 | 河南省广天铸件有限公司 | Grinding miller for pot |
JP2015120229A (en) * | 2013-12-25 | 2015-07-02 | 国立大学法人九州大学 | Workpiece polishing device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07156063A (en) * | 1993-11-30 | 1995-06-20 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Wafer polishing method and device |
JPH11254298A (en) * | 1998-03-06 | 1999-09-21 | Speedfam Co Ltd | Slurry circulation supplying type surface polishing device |
JP2001121407A (en) * | 1999-10-21 | 2001-05-08 | Nec Corp | Polisher |
-
2013
- 2013-04-19 JP JP2013088534A patent/JP2013173225A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07156063A (en) * | 1993-11-30 | 1995-06-20 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Wafer polishing method and device |
JPH11254298A (en) * | 1998-03-06 | 1999-09-21 | Speedfam Co Ltd | Slurry circulation supplying type surface polishing device |
JP2001121407A (en) * | 1999-10-21 | 2001-05-08 | Nec Corp | Polisher |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015120229A (en) * | 2013-12-25 | 2015-07-02 | 国立大学法人九州大学 | Workpiece polishing device |
CN104201141A (en) * | 2014-08-27 | 2014-12-10 | 上海华力微电子有限公司 | Grinding pad and wafer cleaning method |
CN104440509A (en) * | 2014-11-29 | 2015-03-25 | 河南省广天铸件有限公司 | Grinding miller for pot |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140704 |