JP6357861B2 - Polishing apparatus and polishing method - Google Patents
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Description
本発明は、研磨装置及び研磨方法に関する。 The present invention relates to a polishing apparatus and a polishing method.
近年、半導体装置の高集積化の要請に応えるために、従来のアルミニウム(Al)系の
配線に代わって、アルミニウム(Al)よりエレクトロマイグレーション耐性の大きな銅
(Cu)が使用されるようになってきた。銅(Cu)を配線材料に用いる場合には、CMP(化学機械研磨)法を用いて埋込配線層として形成している。
In recent years, copper (Cu), which has higher electromigration resistance than aluminum (Al), has been used in place of conventional aluminum (Al) wiring to meet the demand for higher integration of semiconductor devices. It was. When copper (Cu) is used as a wiring material, it is formed as a buried wiring layer by using a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method.
また、各種の平坦化工程においても、研磨が用いられているので、ここで、図11及び図12を参照して、従来の研磨工程を説明する。図11は、従来の研磨装置の概略的要部平面図であり、研磨台51に、回転自在の複数(ここでは3つで説明する)のプラテン54とロードカップ60が設けられ、このプラテン54上にそれぞれ研磨パッド55が載置されている。また、支持アーム52の先端部には4つの研磨ヘッド53が回転自在且つ搖動自在に取り付けられている。
Also, since polishing is used in various planarization processes, the conventional polishing process will be described with reference to FIGS. 11 and 12. FIG. 11 is a schematic plan view of a main part of a conventional polishing apparatus. A polishing table 51 is provided with a plurality of platens 54 (which will be described here) and a
研磨台51には、各プラテン54毎にコンディショナー56及びスラリーノズル59が配置され、コンディショナー56はコンディショナーヘッド57と、コンディショナーヘッド57を回転自在に操作する回転アーム58を備えている。また、研磨台51の一角には研磨ヘッド53にウェーハ62を供給するウェーハ供給装置61が設けられている(例えば、特許文献1参照)。
In the polishing table 51, a
各研磨ヘッド53は、ウェーハ62を内周部に保持するリテーナリング(図示は省略)を有しており、ヘッド筐体の内部にはその膨張・収縮によってウェーハ62を研磨ヘッド53に吸引したり、或いは、研磨パッド55側に押圧するメンブレンが内蔵されている。ウェーハ供給装置61から供給されたウェーハ62はロードカップ60上で研磨ヘッド53に装着され、支持アーム52を90°回転させて研磨パッド55上に位置させる。
Each
CMP工程においては、研磨残渣等により研磨パッドが目詰まりを起こし、研磨速度の低下或いは研磨精度の低下を招くので、コンディショナー56を用いて定期的にコンディショニングを行っている。コンディショニングにおいては、ダイヤモンドディスクを備えたコンディショナーヘッド57により研磨パッド55の目立てを行なう。
In the CMP process, the polishing pad is clogged with polishing residues and the like, causing a reduction in polishing speed or a reduction in polishing accuracy. Therefore, conditioning is performed periodically using a
研磨工程においては、図12(a)に示すように、研磨ヘッド53に装着されたウェーハ62を研磨パッド55に押し当てて、スラリーノズルからスラリー63を供給しながら研磨ヘッド53とプラテン54を回転させて研磨を行う。この時、研磨ヘッド53及び研磨パッド55の回転に伴ってスラリー63が飛散して、スラリー飛沫64が支持アーム52の天井部に付着する。
In the polishing step, as shown in FIG. 12A, the
図12(b)に示すように、このような研磨工程を1時間乃至2時間繰り返す間に、付着したスラリー飛沫64は乾燥して乾燥スラリー65になる。この乾燥スラリー65は、白い塗料を吹き付けたような状態となる。
As shown in FIG. 12B, while the polishing step is repeated for 1 to 2 hours, the adhered
上述の乾燥スラリー65が研磨中に落下してウェーハに接触してスクラッチ痕を発生させるという問題があるので、その事情を図13を参照して説明する。なお、図13は、図12から引き続く一連の工程である。図13(c)に示すように、研磨中に乾燥した乾燥スラリー65は、研磨中の機械的な振動や飛散してくるスラリー飛沫64の衝突により剥離して、装置内に落下する。
Since the above-described
図13(d)に示すように、研磨パッド55上に落下した乾燥スラリー65は回転に伴ってウェーハ62と接触してウェーハ62にスクラッチ痕を発生させることになる。
As shown in FIG. 13D, the
したがって、研磨装置及び研磨方法において、飛散したスラリー飛沫が装置内に付着して乾燥することを抑制することを目的とする。 Accordingly, an object of the polishing apparatus and the polishing method is to prevent the splashed slurry droplets from adhering to the apparatus and drying.
開示する一観点からは、研磨台と、前記研磨台に設けられた回転自在のプラテンと、前記プラテン上に固定された研磨パッドと、被研磨部材を固定して前記研磨パッドに圧接して研磨する研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドを搖動可能に支持するアームと、前記アームの前記研磨ヘッドを支持する支持部に、前記研磨ヘッドの上面及び側面を覆う椀状の遮蔽体である機構と、を有し、前記椀状の遮蔽体は、前記研磨ヘッドが研磨を行う位置に配置された場合において、前記遮蔽体の前記アームに対する後端側が上面視で前記研磨パッドに内包される形状であることを特徴とする研磨装置が提供される。
また、開示する一観点からは、研磨台と、前記研磨台に設けられた回転自在のプラテンと、前記プラテン上に固定された研磨パッドと、被研磨部材を固定して前記研磨パッドに圧接して研磨する研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドを搖動可能に支持するアームと、前記アームの前記研磨ヘッドを支持する支持部に、前記研磨ヘッドの上面及び側面を覆う椀状の遮蔽体である機構と、を有し、前記椀状の遮蔽体は、前記研磨ヘッドに対向する内面に螺旋状の複数の溝が切られ、前記複数の溝の下端は、前記椀状の遮蔽体の裾の前記アームに対する後端側であって、一方の左右端側から他方の左右端側に渡る間で離間していることを特徴とする研磨装置が提供される。
From one aspect disclosed, a polishing table, a rotatable platen provided on the polishing table, a polishing pad fixed on the platen, and a member to be polished are fixed and pressed against the polishing pad for polishing. a polishing head for an arm for supporting the polishing head oscillating capable, the support portion for supporting the polishing head of said arm, a mechanism is bowl-shaped shield covering the upper and side surfaces of the polishing head, the Yes, and the bowl-shaped shield, said polishing head is in when placed in position for polishing, the rear end side with respect to the arm of the shield has a shape that is contained in the polishing pad in top view A polishing apparatus is provided.
Further, from one disclosed aspect, a polishing table, a rotatable platen provided on the polishing table, a polishing pad fixed on the platen, and a member to be polished are fixed and pressed against the polishing pad. A polishing head for polishing, an arm for slidably supporting the polishing head, and a mechanism that is a hook-shaped shield covering the upper surface and side surfaces of the polishing head on a support portion for supporting the polishing head of the arm. The hook-shaped shield has a plurality of spiral grooves cut on the inner surface facing the polishing head, and the lower ends of the grooves are the arms at the bottom of the hook-shaped shield. A polishing apparatus is provided that is spaced apart from one right and left end side to the other right and left end side.
さらにまた、開示する別の観点からは、アームにより搖動可能に支持され、被研磨部材を固定した研磨ヘッドを研磨パッドに圧接して回転研磨する工程において、回転に伴って飛散するスラリーを前記アームに対する後端側が上面視で前記研磨パッドに内包される形状の椀状の遮蔽体である機構により遮蔽して、前記遮蔽したスラリーを前記研磨パッド上に滴下しながら研磨することを特徴とする研磨方法が提供される。
そしてさらにまた、開示する別の観点からは、アームにより搖動可能に支持され、被研磨部材を固定した研磨ヘッドを研磨パッドに圧接して回転研磨する工程において、回転に伴って飛散するスラリーを前記研磨ヘッドに対向する内面に螺旋状の複数の溝が切られ、前記複数の溝の下端がそれの裾の前記アームに対する後端側であって、一方の左右端側から他方の左右端側に渡る間で離間している椀状の遮蔽体である機構により遮蔽して、前記遮蔽したスラリーを前記研磨パッド上に滴下しながら研磨することを特徴とする研磨方法が提供される。
Furthermore , from another viewpoint to be disclosed, in the step of rotating and polishing a polishing head that is supported by an arm so as to be slidable and presses a polishing head to which a member to be polished is fixed, a slurry that scatters with the rotation is transferred to the arm. Polishing, characterized in that the rear end side of the substrate is shielded by a mechanism that is a bowl-shaped shield enclosed in the polishing pad in a top view, and the shielded slurry is dropped onto the polishing pad while polishing. A method is provided.
Further, according to another aspect of the disclosure, in the step of rotating and polishing by pressing a polishing head fixedly supported by an arm and pressing a polishing head fixed to a polishing pad, the slurry that is scattered with the rotation is A plurality of spiral grooves are cut on the inner surface facing the polishing head, and the lower ends of the grooves are the rear end side of the hem of the skirt, from one left and right end side to the other left and right end side. There is provided a polishing method characterized by being shielded by a mechanism which is a cage-like shield that is separated while crossing, and polishing while dropping the shielded slurry onto the polishing pad.
開示の研磨装置及び研磨方法によれば、飛散したスラリー飛沫が装置内に付着して乾燥することを抑制することが可能になり、それによって、ウェーハにスクラッチ痕の発生を低減することが可能になる。 According to the disclosed polishing apparatus and polishing method, it is possible to prevent scattered slurry droplets from adhering to the apparatus and drying, thereby reducing the generation of scratch marks on the wafer. Become.
ここで、図1乃至図3を参照して、本発明の実施の形態の研磨装置及びこの研磨装置を用いた研磨工程を説明する。図1は、本発明の実施の形態の研磨装置の構成説明図であり、図1(a)は概略的要部平面図であり、図1(b)は研磨状態を示す要部断面図である。 図1(a)に示すように、研磨装置は、研磨台1と、研磨台1に設けられた回転自在のプラテン4と、プラテン4上に固定された研磨パッド5を有している。また、研磨パッド5に被研磨部材12を固定して圧接して研磨する研磨ヘッド3と、研磨ヘッド3を搖動可能に支持するアーム2を有している。本発明の研磨装置においては、アーム2の研磨ヘッド3を支持する支持部に、研磨ヘッド3の上面及び側面を覆い且つ、内面が研磨台1の主平面に対して水平部を有さない遮蔽機構6を設けている。この遮蔽機構6をアーム2に取り付ける際には、ネジや嵌合機構等を用いて着脱自在に取り付けることが望ましい。
Here, with reference to FIG. 1 thru | or FIG. 3, the grinding | polishing apparatus of embodiment of this invention and the grinding | polishing process using this grinding | polishing apparatus are demonstrated. FIG. 1 is a configuration explanatory view of a polishing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 1 (a) is a schematic plan view of a main part, and FIG. is there. As shown in FIG. 1A, the polishing apparatus includes a polishing table 1, a rotatable platen 4 provided on the polishing table 1, and a
この遮蔽機構6は、研磨ヘッド3の前後左右の4方に設けられ、研磨ヘッド3と対向する内面に突起状構造を備えた遮蔽板としても良い。この場合の遮蔽板に設けられた突起状構造は、水平方向と交わる方向に延在する畝状突起構造としても良い、或いは、遮蔽板に設けられた突起状構造を、水平方向に延在する溝と水平方向と交わる方向に延在する溝により区分された四角錐状の突起状構造または半球状の突起状構造としても良い。このような突起状構造を設けることによって、遮蔽板の内面に付着したスラリー飛沫が集合して滴化してスラリー滴となり、このスラリー滴は乾燥することなく滴下し、その一部は研磨パッド5上に滴下してスラリーの一部として再利用することができる。
The
また、遮蔽機構6は、研磨ヘッド3に対向する内面に螺旋状の溝が切られた椀状の遮蔽体としても良い。この椀状の遮蔽体のアームに対する後端側が研磨パッド5からはみ出さない形状にすることが望ましく、それによって、遮蔽板の内面に付着したスラリー飛沫が集合して滴化したスラリー滴を研磨パッド5上に滴下して再利用することができる。また、螺旋状の溝の下端(滴下口)が、椀状の遮蔽体の裾のアーム2に対する前端側及び左右端側にのみに設けることによって、スラリー滴を研磨パッド5上のみに滴下することができる。また、このような椀状の遮蔽体は、アーム2の研磨ヘッド3を支持する支持部近傍にアーム2と一体に成型された凹部構造として設けても良い。
Further, the
この遮蔽機構6の研磨ヘッド3と対向する内面は、フッ素系樹脂等の撥水性物質で被覆することが望ましく、それによって、スラリー飛沫の滴下をより促進することができる。なお、遮蔽機構6の素材は任意であるが、一般には金属或いはプラスチックを用いる。
The inner surface of the
また、研磨台1には、各プラテン4毎に回転アーム8により回転自在に操作されるコンディショナーヘッド7と、スラリーを供給するスラリーノズル9を備えている。また、研磨台1の一角には研磨ヘッド3に被研磨部材12を供給する被研磨部材供給装置11が設けられており、ロードカップ10上で被研磨部材12を研磨ヘッド3に装着する。なお、被研磨部材12は、典型的にはSiウェーハ等の半導体ウェーハである。
Further, the polishing table 1 is provided with a
次に、図2乃至図3を参照して、本発明の実施の形態の研磨工程を説明する。図2(a)に示すように、研磨ヘッド3に装着された被被研磨部材12を研磨パッド5に押し当てて、スラリーノズルからスラリー13を供給しながら研磨ヘッド3とプラテン4を回転させて研磨を行う。この時、研磨ヘッド3及び研磨パッド5の回転に伴ってスラリー13が飛散するが、飛散したスラリー飛沫14は遮蔽機構6の内面に付着し、アーム2の天井部に付着することはない。
Next, with reference to FIG. 2 thru | or FIG. 3, the grinding | polishing process of embodiment of this invention is demonstrated. As shown in FIG. 2A, the member to be polished 12 mounted on the polishing
図12(b)に示すように、引き続き研磨を行うと、遮蔽機構6の内面に付着したスラリー飛沫14が集合してスラリー滴15となって遮蔽機構6の内面を伝って降下して、ついには乾燥することなく装置内に落下する。研磨パッド5上に落下したスラリー滴15はそのままスラリー13の一部として再利用されることになる。
As shown in FIG. 12B, when polishing is continued, the
次いで、図3(c)に示すように、研磨が終了した被研磨部材をロードカップ10上で取り外したのち、シャワー機構16から純水をシャワー17として噴射して遮蔽機構6を洗浄して遮蔽機構6の内面に付着しているスラリー滴15を洗い流す。図3(d)は洗浄後の状態を示す断面図であり、遮蔽機構6の内面からスラリーが完全に除去された状態を示している。
Next, as shown in FIG. 3C, after the polished member is removed on the
このように、本発明の実施の形態においては、研磨ヘッド3を取り囲むように遮蔽機構6を設けているので、スラリー飛沫がアーム2の天井部に付着して乾燥することがない。また、遮蔽機構6の内面に付着したスラリー飛沫は、遮蔽機構6の内面が研磨台1の主平面に対して水平部を有していないので、付着したまま乾燥することなく効果的に降下して装置内に落下することになる。
Thus, in the embodiment of the present invention, since the
したがって、スラリー飛沫が乾燥して乾燥スラリーが落下することがないので、被研磨部材12にスクラッチ痕が発生することがない。また、落下したスラリー滴の一部或いは全部は研磨パッド5上に落下して、スラリーとして再び利用されるので、スラリーの利用効率が向上することにもなる。
Therefore, the slurry splash does not dry and the dry slurry does not fall, so that no scratch marks are generated on the
次に、図4及び図5を参照して、本発明の実施例1の研磨装置を説明する。図4は本発明の実施例1の研磨装置の構成説明図であり、図4(a)は概略的要部平面図であり、図4(b)は研磨状態を示す要部断面図である。なお、研磨工程は実施の形態で説明した通りであるので、研磨装置のみ説明する。図4(a)に示すように、研磨装置は、研磨台21に3つの回転自在のプラテン24と、ロードカップ33が設けられ、各プラテン24上にそれぞれ研磨パッド25が載置されている。また、支持アーム22の先端部には4つの研磨ヘッド23が回転自在且つ搖動自在に取り付けられている。
Next, with reference to FIG.4 and FIG.5, the grinding | polishing apparatus of Example 1 of this invention is demonstrated. FIGS. 4A and 4B are configuration explanatory views of the polishing apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4A is a schematic plan view of a main part, and FIG. 4B is a cross-sectional view of a main part showing a polishing state. . Since the polishing process is as described in the embodiment, only the polishing apparatus will be described. As shown in FIG. 4A, in the polishing apparatus, three polishing
支持アーム22の研磨ヘッド23を支持する支持部に、研磨ヘッド23の上面及び側面を覆うガード板26,27が固定ネジ28によって取り付けられている。この時のガード板26,27の傾斜角度θは45°〜90°であり、ここでは、θ=50°とする。
また、研磨台21には、各プラテン24毎にコンディショナー29及びスラリーノズル32が配置され、コンディショナー29はコンディショナーヘッド30と、コンディショナーヘッド30を回転自在に操作する回転アーム31を備えている。また、研磨台21の一角には研磨ヘッド23にウェーハ35を供給するウェーハ供給装置34が設けられている。
The polishing table 21 is provided with a
図5は、本発明の実施例1の研磨装置に用いるガード板の説明図であり、図5(a)はガード板の取り付け状態を示す上面図であり、図5(b)はガード板の斜視図である。図5(c)は図5(b)におけるB−B′を結ぶ一点鎖線に沿った断面図である。図5(a)に示すように、研磨ヘッド23の支持アーム22の軸線の前後を覆うようにガード板26が設けられ、左右の面を覆うようにガード板27が設けられている。このガード板26,27はプラスチックを加工して形成し、その内面をテフロン(登録商標)でコートして形成する。
FIG. 5 is an explanatory view of a guard plate used in the polishing apparatus according to the first embodiment of the present invention, FIG. 5 (a) is a top view showing a state of attachment of the guard plate, and FIG. It is a perspective view. FIG. 5C is a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line connecting BB ′ in FIG. As shown in FIG. 5A, a
12インチウェーハを対象とする場合には、一例を挙げれば、ガード板26は、幅w1が35cm〜50cmで、突出長さl1は10cm〜15cmであり、ここでは、w1=40cm、l1=15cmとする。また、ガード板27の幅w2は、40cm〜60cmであり、ここでは、w2=50cmとする。
When a 12-inch wafer is targeted, for example, the
また、図5(b)に示すように、ガード板26(27)には三角畝状突起36が設けられている。図5(c)に示すように、この三角畝状突起36の高さhは5mm〜50mmであり、ピッチpは5mm〜50mmであり、ガード板26(27)の全体の厚さdは10mm〜50mmである。ここでは、d=20mm、h=10mm、p=12mmとする。
Further, as shown in FIG. 5B, the guard plate 26 (27) is provided with a triangular hook-shaped
このように、本発明の実施例1の研磨装置においては、三角畝状突起36を設けたガード板26,27で研磨ヘッド23の前後左右を囲んでいるので、ガード板26,27に付着したスラリー飛沫は三角畝状突起36を伝って降下して装置内に落下する。したがって、スラリー飛沫が乾燥して乾燥スラリーが落下することがないので、ウェーハ35に乾燥スラリーに起因するスクラッチ痕が発生することがない。また、落下したスラリー滴の一部は研磨パッド25上に落下して、スラリーとして再び利用されるので、スラリーの利用効率が向上することにもなる。
As described above, in the polishing apparatus according to the first embodiment of the present invention, the
次に、図6を参照して本発明の実施例2の研磨装置を説明するが、ガード板の構造以外は上述の実施例1の研磨装置と同様であるので、ガード板の構造のみを説明する。図6は、本発明の実施例2の研磨装置に用いるガード板の説明図であり、図6(a)はガード板の取り付け状態を示す上面図であり、図6(b)はガード板の内面を示す平面図である。図6(c)は図6(b)におけるB−B′を結ぶ一点鎖線に沿った断面図であり、図6(d)は図6(b)におけるC−C′を結ぶ二点鎖線に沿った断面図である。図6(a)に示すように、研磨ヘッド23の支持アーム22の軸線の前後を覆うようにガード板37が設けられ、左右の面を覆うようにガード板38が設けられている。このガード板37,38はプラスチックを加工して形成し、その内面をテフロン(登録商標)でコートして形成する。なお、ガード板37,38の取り付け角度は、45°〜90°であり、ここでは、50°とする。
Next, the polishing apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6. Since the polishing apparatus is the same as the polishing apparatus according to the first embodiment except for the guard plate structure, only the guard plate structure will be described. To do. FIG. 6 is an explanatory diagram of a guard plate used in the polishing apparatus according to the second embodiment of the present invention, FIG. 6 (a) is a top view showing a guard plate attached state, and FIG. 6 (b) is a diagram of the guard plate. It is a top view which shows an inner surface. 6C is a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line connecting BB ′ in FIG. 6B, and FIG. 6D is the alternate long and two short dashes line connecting CC ′ in FIG. 6B. FIG. As shown in FIG. 6A, a
12インチウェーハを対象とする場合には、一例を挙げれば、ガード板37は、幅w1が35cm〜50cmで、突出長さl1は10cm〜15cmであり、ここでは、w1=40cm、l1=15cmとする。また、ガード板38の幅w2は、40cm〜60cmであり、ここでは、w2=50cmとする。
When a 12-inch wafer is targeted, for example, the
また、図6(b)に示すように、ガード板37(38)には四角錐状突起39が設けられている。図6(c)及び図6(d)に示すように、この三角畝状突起39の高さhは5mm〜50mmであり、ピッチp1,p2は5mm〜50mmであり、ガード板37(38)の全体の厚さdは10mm〜50mmである。ここでは、d=20mm、h=10mm、p1=p2=12mmとする。
Further, as shown in FIG. 6B, the guard plate 37 (38) is provided with a quadrangular
このように、本発明の実施例2の研磨装置においては、四角錐状突起39を設けたガード板37,38で研磨ヘッド23の前後左右を囲んでいるので、ガード板37,38に付着したスラリー飛沫は四角錐状突起39の先端部を伝って装置内に落下する。したがって、スラリー飛沫が乾燥して乾燥スラリーが落下することがないので、ウェーハ35に乾燥スラリーに起因するスクラッチ痕が発生することがない。また、落下したスラリー滴の一部は研磨パッド25上に落下して、スラリーとして再び利用されるので、スラリーの利用効率が向上することにもなる。
Thus, in the polishing apparatus of Example 2 of the present invention, the
次に、図7を参照して本発明の実施例3の研磨装置を説明するが、ガード板の構造以外は上述の実施例1の研磨装置と同様であるので、ガード板の構造のみを説明する。図7は、本発明の実施例3の研磨装置に用いるガード板の説明図であり、図7(a)はガード板の取り付け状態を示す上面図であり、図7(b)はガード板の内面を示す平面図である。図7(c)は図7(b)におけるB−B′を結ぶ一点鎖線に沿った断面図であり、図7(d)は図7(b)におけるC−C′を結ぶ二点鎖線に沿った断面図である。図7(a)に示すように、研磨ヘッド23の支持アーム22の軸線の前後を覆うようにガード板40が設けられ、左右の面を覆うようにガード板41が設けられている。このガード板40,41はプラスチックを加工して形成し、その内面をテフロン(登録商標)でコートして形成する。なお、ガード板40,41の取り付け角度は、45°〜90°であり、ここでは、50°とする。
Next, a polishing apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7. Since the polishing apparatus is the same as the polishing apparatus according to the first embodiment except for the structure of the guard plate, only the structure of the guard plate will be described. To do. FIG. 7 is an explanatory view of a guard plate used in the polishing apparatus according to the third embodiment of the present invention, FIG. 7 (a) is a top view showing a state of attachment of the guard plate, and FIG. 7 (b) is a view of the guard plate. It is a top view which shows an inner surface. 7C is a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line connecting BB ′ in FIG. 7B, and FIG. 7D is the alternate long and short dash line connecting CC ′ in FIG. FIG. As shown in FIG. 7A, a
12インチウェーハを対象とする場合には、一例を挙げれば、ガード板40は、幅w1が35cm〜50cmで、突出長さl1は10cm〜15cmであり、ここでは、w1=40cm、l1=15cmとする。また、ガード板41の幅w2は、40cm〜60cmであり、ここでは、w2=50cmとする。
When a 12-inch wafer is targeted, for example, the
また、図7(b)に示すように、ガード板40(41)には半球状突起42が設けられている。図7(c)及び図7(d)に示すように、この半球状突起42の高さhは5mm〜50mmであり、ピッチp1,p2は5mm〜50mmであり、ガード板40(41)の全体の厚さdは10mm〜50mmである。ここでは、d=20mm、h=10mm、p1=p2=12mmとする。
Moreover, as shown in FIG.7 (b), the
このように、本発明の実施例3の研磨装置においては、半球状突起42を設けたガード板40,41で研磨ヘッド23の前後左右を囲んでいるので、ガード板40,41に付着したスラリー飛沫は半球状突起42の先端部を伝って装置内に落下する。したがって、スラリー飛沫が乾燥して乾燥スラリーが落下することがないので、ウェーハ35に乾燥スラリーに起因するスクラッチ痕が発生することがない。また、落下したスラリー滴の一部は研磨パッド25上に落下して、スラリーとして再び利用されるので、スラリーの利用効率が向上することにもなる。
As described above, in the polishing apparatus according to the third embodiment of the present invention, the
次に、図8及び図9を参照して本発明の実施例4の研磨装置を説明するが、ガード板の構造以外は上述の実施例1の研磨装置と同様であるので、ガード板の構造のみを説明する。図8は、本発明の実施例4の研磨装置に用いるガード板の説明図であり、図8(a)はガード板の取り付け状態を示す上面図であり、図8(b)はガード板の取り付け状態を示す透視側面図である。図8(a)及び図8(b)に示すように、研磨ヘッド23の周囲を囲むお椀形状のガード板43を固定ネジ44によって支持アーム22に取り付ける。このガード板43の内面には、複数本の螺旋状の溝が設けられている。なお、ガード板43の取り付け角度は、45°〜90°であり、ここでは、50°とする。
Next, a polishing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9, but the structure of the guard plate is the same as the polishing apparatus according to the first embodiment except for the structure of the guard plate. I will explain only. FIG. 8 is an explanatory view of a guard plate used in the polishing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, FIG. 8 (a) is a top view showing a state of attachment of the guard plate, and FIG. 8 (b) is a view of the guard plate. It is a see-through | perspective side view which shows an attachment state. As shown in FIGS. 8A and 8B, a bowl-shaped
図9(a)は、実施例4のガード板の内面に設ける螺旋状の溝の説明図であり、ここでは図示を簡単にするために4本の溝45を示しているが、実際には、1本〜20本設ける。この螺旋状の溝45の幅は5mm〜50mmであり、ここでは、15mmとする。
FIG. 9A is an explanatory diagram of a spiral groove provided on the inner surface of the guard plate of the fourth embodiment. Here, four
このように、本発明の実施例4の研磨装置においては、内面に螺旋状の溝45を設けたお椀形状のガード板43で研磨ヘッド23の周囲を囲んでいるので、ガード板43に付着したスラリー飛沫は螺旋状の溝45を伝って降下して滴下口46から装置内に落下する。したがって、スラリー飛沫が乾燥して乾燥スラリーが落下することがないので、ウェーハ35に乾燥スラリーに起因するスクラッチ痕が発生することがない。また、落下したスラリー滴の一部は研磨パッド25上に落下して、スラリーとして再び利用されるので、スラリーの利用効率が向上することにもなる。
Thus, in the polishing apparatus of Example 4 of the present invention, since the periphery of the polishing
図9(b)は螺旋状の溝の変形例の説明図であり、この場合には、螺旋状の溝47の滴下口48が、支持アーム22の軸線の後端部側に位置しないように、各螺旋状の溝47の形状を順次変化させている。
FIG. 9B is an explanatory view of a modified example of the spiral groove. In this case, the dropping
このように、螺旋状の溝47の滴下口48が支持アーム22の軸線の後端部側に位置しないように溝47を形成しているので、螺旋状の溝47を伝って降下して滴下口48から落下するスラリー滴は全て研磨パッド25上に落下することになる。したがって、飛散したスラリーを効率的に回収して再び研磨に用いることができる。
Thus, since the
次に、図10を参照して本発明の実施例5の研磨装置を説明するが、ガード板の構造以外は上述の実施例1の研磨装置と同様であるので、ガード板の構造のみを説明する。図10は、本発明の実施例5の研磨装置に用いるガード板の説明図であり、図10(a)はガード板の取り付け状態を示す上面図であり、図10(b)はガード板の取り付け状態を示す透視側面図である。図10(a)及び図10(b)に示すように、研磨ヘッド23の周囲を囲むお椀形状のガード板49を固定ネジ44によって支持アーム22に取り付ける。
Next, the polishing apparatus according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 10. Since the polishing apparatus is the same as the polishing apparatus according to the first embodiment except for the guard plate structure, only the guard plate structure will be described. To do. FIG. 10 is an explanatory view of a guard plate used in the polishing apparatus of Example 5 of the present invention, FIG. 10 (a) is a top view showing a state of attachment of the guard plate, and FIG. 10 (b) is a view of the guard plate. It is a see-through | perspective side view which shows an attachment state. As shown in FIGS. 10A and 10B, a bowl-shaped
このガード板49の形状は、支持アーム22の軸線に沿った前後において非対称なお椀型の形状になっており、支持アーム22の軸線に沿った後端部側においては、研磨パッドからはみ出さない形状にする。また、ガード板49の内面には複数本の螺旋状の溝が設けられている。なお、ガード板49の取り付け角度は、45°〜90°であり、ここでは、50°とする。
The shape of the
このように、本発明の実施例5の研磨装置においては、支持アーム22の軸線に沿った後端部側においては、研磨パッドからはみ出さない非対称な形状のガード板49で研磨ヘッド23の周囲を囲んでいるので、スラリー滴は全て研磨パッド25上に落下する。したがって、飛散したスラリーを効率的に回収して再び研磨に用いることができる。
Thus, in the polishing apparatus according to the fifth embodiment of the present invention, on the rear end side along the axis of the
ここで、実施例1乃至実施例5を含む本発明の実施の形態に関して、以下の付記を付す。
(付記1)研磨台と、前記研磨台に設けられた回転自在のプラテンと、前記プラテン上に固定された研磨パッドと、被研磨部材を固定して前記研磨パッドに圧接して研磨する研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドを搖動可能に支持するアームとを有し、前記アームの前記研磨ヘッドを支持する支持部に、前記研磨ヘッドの上面及び側面を覆い且つ、内面が水平部を有さない機構を有することを特徴とする研磨装置。
(付記2)前記機構は、前記研磨ヘッドの前後左右の4方に設けられ、前記研磨ヘッドと対向する内面に突起状構造を備えた遮蔽板であることを特徴とする付記1に記載の研磨装置。
(付記3)前記遮蔽板に設けられた突起状構造は、水平方向と交わる方向に延在する畝状突起構造であることを特徴とする付記2に記載の研磨装置。
(付記4)前記遮蔽板に設けられた突起状構造は、水平方向に延在する溝と前記水平方向と交わる方向に延在する溝により区分された四角錐状の突起状構造であることを特徴とする付記2に記載の研磨装置。
(付記5)前記遮蔽板に設けられた突起状構造は、半球状の突起状構造であることを特徴とする付記2に記載の研磨装置。
(付記6)前記機構は、前記研磨ヘッドに対向する内面に螺旋状の溝が切られた椀状の遮蔽体であることを特徴とする付記1に記載の研磨装置。
(付記7)前記椀状の遮蔽体は、前記遮蔽体の前記アームに対する後端側が前記研磨パッドからはみ出さない形状であることを特徴とする付記6に記載の研磨装置。
(付記8)前記螺旋状の溝の下端が、前記椀状の遮蔽体の裾の前記アームに対する前端側及び左右端側にのみ設けられていることを特徴とする付記7に記載の研磨装置。
(付記9)前記機構が、前記アームの前記研磨ヘッドを支持する支持部近傍に設けた前記アームと一体に成型された凹部構造であることを特徴とする付記7または付記8に記載の研磨装置。
(付記10)前記機構の前記研磨ヘッドと対向する内面が、撥水性物質で被覆されていることを特徴とする付記1乃至付記9のいずれか1に記載の研磨装置。
(付記11)被研磨部材を固定した研磨ヘッドを研磨パッドに圧接して回転研磨する工程において、回転に伴って飛散するスラリーを機構により遮蔽して、前記遮蔽したスラリーを前記研磨パッド上に滴下しながら研磨することを特徴とする研磨方法。
(付記12)前記遮蔽したスラリーを前記研磨パッド外に滴下することなく研磨することを特徴とする付記11に記載の研磨方法。
(付記13)1枚の前記被研磨部材の研磨を終了する毎に、前記被研磨部材を取り外した状態で、且つ、前記研磨ヘッドがロードカップ上に位置した状態で前記機構を洗浄することを特徴とする付記11または付記12に記載の研磨方法。
Here, the following supplementary notes are attached to the embodiments of the present invention including Examples 1 to 5.
(Appendix 1) A polishing head, a rotatable platen provided on the polishing table, a polishing pad fixed on the platen, and a polishing head that fixes and polishes a member to be polished and presses against the polishing pad And an arm that slidably supports the polishing head, and a support part that supports the polishing head of the arm covers an upper surface and a side surface of the polishing head, and an inner surface does not have a horizontal part. A polishing apparatus comprising:
(Appendix 2) The polishing according to appendix 1, wherein the mechanism is a shielding plate provided on four sides of the polishing head, front, rear, left and right, and provided with a protruding structure on the inner surface facing the polishing head. apparatus.
(Supplementary note 3) The polishing apparatus according to
(Supplementary Note 4) protruding structure provided on the shield plate, that the pyramidal protrusion-like structures which are divided by a groove extending in a direction intersecting the horizontal direction grooves extending in a horizontal direction The polishing apparatus according to
(Supplementary Note 5) The polishing apparatus according to
(Supplementary note 6) The polishing apparatus according to supplementary note 1, wherein the mechanism is a hook-shaped shield having a spiral groove formed on an inner surface facing the polishing head.
(Supplementary note 7) The polishing apparatus according to
(Supplementary note 8) The polishing apparatus according to
(Appendix 9) The polishing apparatus according to
(Supplementary note 10) The polishing apparatus according to any one of supplementary notes 1 to 9, wherein an inner surface of the mechanism facing the polishing head is coated with a water-repellent substance.
(Supplementary Note 11) In the step of rotating and polishing the polishing head with the polishing member fixed to the polishing pad, the slurry scattered by the rotation is shielded by a mechanism, and the shielded slurry is dropped onto the polishing pad. Polishing method characterized by polishing while.
(Supplementary note 12) The polishing method according to
(Additional remark 13) Every time polishing of one member to be polished is completed, the mechanism is cleaned with the member to be polished removed and the polishing head positioned on the load cup. 14. The polishing method according to
1 研磨台
2 アーム
3 研磨ヘッド
4 プラテン
5 研磨パッド
6 遮蔽機構
7 コンディショナーヘッド
8 回転アーム
9 スラリーノズル
10 ロードカップ
11 被研磨部材供給装置
12 被研磨部材
13 スラリー
14 スラリー飛沫
15 スラリー滴
16 シャワー機構
17 シャワー
21,51 研磨台
22,52 支持アーム
23,53 研磨ヘッド
24,54 プラテン
25,55 研磨パッド
26,27 ガード板
28 固定ネジ
29,56 コンディショナー
30,57 コンディショナーヘッド
31,58 回転アーム
32,59 スラリーノズル
33,60 ロードカップ
34,61 ウェーハ供給装置
35,62 ウェーハ
36 三角畝状突起
37,38 ガード板
39 四角錐状突起
40,41 ガード板
42 半球状突起
43 ガード板
44 固定ネジ
45,47 溝
46,48 滴下口
49 ガード板
63 スラリー
64 スラリー飛沫
65 乾燥スラリー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記研磨台に設けられた回転自在のプラテンと、
前記プラテン上に固定された研磨パッドと、
被研磨部材を固定して前記研磨パッドに圧接して研磨する研磨ヘッドと、
前記研磨ヘッドを搖動可能に支持するアームと、
前記アームの前記研磨ヘッドを支持する支持部に、前記研磨ヘッドの上面及び側面を覆う椀状の遮蔽体である機構と、
を有し、
前記椀状の遮蔽体は、前記研磨ヘッドが研磨を行う位置に配置された場合において、前記遮蔽体の前記アームに対する後端側が上面視で前記研磨パッドに内包される形状であることを特徴とする研磨装置。 A polishing table;
A rotatable platen provided on the polishing table;
A polishing pad fixed on the platen;
A polishing head for fixing a member to be polished and pressing and polishing the polishing pad;
An arm that slidably supports the polishing head ;
A mechanism that is a hook-shaped shield covering the upper surface and the side surface of the polishing head on the support portion of the arm that supports the polishing head ;
I have a,
When the polishing head is disposed at a position where polishing is performed, the hook-shaped shield has a shape in which a rear end side of the shield with respect to the arm is included in the polishing pad in a top view. Polishing equipment.
前記複数の溝の下端は、前記椀状の遮蔽体の裾の前記アームに対する後端側であって、一方の左右端側から他方の左右端側に渡る間で離間していることを特徴とする請求項1に記載の研磨装置。 The hook-shaped shield has a plurality of spiral grooves formed on the inner surface facing the polishing head,
The lower ends of the plurality of grooves are on the rear end side with respect to the arm of the bottom of the bowl-shaped shield, and are spaced apart from one left and right end side to the other left and right end side. The polishing apparatus according to claim 1.
前記研磨台に設けられた回転自在のプラテンと、A rotatable platen provided on the polishing table;
前記プラテン上に固定された研磨パッドと、A polishing pad fixed on the platen;
被研磨部材を固定して前記研磨パッドに圧接して研磨する研磨ヘッドと、A polishing head for fixing a member to be polished and pressing and polishing the polishing pad;
前記研磨ヘッドを搖動可能に支持するアームと、An arm that slidably supports the polishing head;
前記アームの前記研磨ヘッドを支持する支持部に、前記研磨ヘッドの上面及び側面を覆Cover the upper and side surfaces of the polishing head on the support portion of the arm that supports the polishing head.
う椀状の遮蔽体である機構と、A mechanism that is a bowl-shaped shield;
を有し、Have
前記椀状の遮蔽体は、前記研磨ヘッドに対向する内面に螺旋状の複数の溝が切られ、The hook-shaped shield has a plurality of spiral grooves formed on the inner surface facing the polishing head,
前記複数の溝の下端は、前記椀状の遮蔽体の裾の前記アームに対する後端側であって、一方の左右端側から他方の左右端側に渡る間で離間していることを特徴とする研磨装置。The lower ends of the plurality of grooves are on the rear end side with respect to the arm of the bottom of the bowl-shaped shield, and are spaced apart from one left and right end side to the other left and right end side. Polishing equipment.
回転に伴って飛散するスラリーを前記アームに対する後端側が上面視で前記研磨パッドに内包される形状の椀状の遮蔽体である機構により遮蔽して、前記遮蔽したスラリーを前記研磨パッド上に滴下しながら研磨することを特徴とする研磨方法。 In the process of rotating and polishing by pressing a polishing head supported by an arm so as to be swingable and fixing a member to be polished against a polishing pad,
The slurry that splashes with the rotation is shielded by a mechanism that is a bowl-shaped shield having a shape in which the rear end side with respect to the arm is included in the polishing pad in a top view, and the shielded slurry is dropped onto the polishing pad. Polishing method characterized by polishing while.
前記複数の溝の下端は、前記椀状の遮蔽体の裾の前記アームに対する後端側であって、一方の左右端側から他方の左右端側に渡る間で離間していることを特徴とする請求項5に記載の研磨方法。The lower ends of the plurality of grooves are on the rear end side with respect to the arm of the bottom of the bowl-shaped shield, and are spaced apart from one left and right end side to the other left and right end side. The polishing method according to claim 5.
回転に伴って飛散するスラリーを前記研磨ヘッドに対向する内面に螺旋状の複数の溝が切られ、前記複数の溝の下端がそれの裾の前記アームに対する後端側であって、一方の左右端側から他方の左右端側に渡る間で離間している椀状の遮蔽体である機構により遮蔽して、前記遮蔽したスラリーを前記研磨パッド上に滴下しながら研磨することを特徴とする研磨方法。A plurality of spiral grooves are formed on the inner surface of the slurry facing the polishing head, and the lower ends of the grooves are on the rear end side with respect to the arm at the bottom of the slurry. Polishing characterized in that it is shielded by a mechanism that is a bowl-shaped shield that is spaced from the end side to the other left and right end sides, and polishing is performed while dripping the shielded slurry onto the polishing pad. Method.
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