JPH09155723A - 半導体基板研磨装置 - Google Patents
半導体基板研磨装置Info
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- JPH09155723A JPH09155723A JP7317884A JP31788495A JPH09155723A JP H09155723 A JPH09155723 A JP H09155723A JP 7317884 A JP7317884 A JP 7317884A JP 31788495 A JP31788495 A JP 31788495A JP H09155723 A JPH09155723 A JP H09155723A
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 異物の混入によるマイクロスクラッチの発生
を防止するとともに、半導体ウエハー研磨厚の面内均一
性を向上させ、歩留まりの向上及び信頼性の向上を実現
する。 【解決手段】 キャリアー12は、半導体ウエハー11
の被研磨面を上方に向けて保持する。ポリッシングベル
ト13は、半導体ウエハーの被研磨面に接触しながら移
動するようにプーリー18を介して巻取リール17に巻
き取られる。コンディショニングパッド16は、ポリッ
シングベルト13の表面を整える。ノズル15は、ポリ
ッシングベルトの裏面にスラリーを供給する。加圧ロー
ラー14は、ポリッシングベルトの裏面上のスラリーを
表面に染み出させるとともに、ポリッシングベルト及び
染み出したスラリーを半導体ウエハーの表面に押し付け
る。スラリーに混入した異物は、ポリッシングベルトに
より除去される。
を防止するとともに、半導体ウエハー研磨厚の面内均一
性を向上させ、歩留まりの向上及び信頼性の向上を実現
する。 【解決手段】 キャリアー12は、半導体ウエハー11
の被研磨面を上方に向けて保持する。ポリッシングベル
ト13は、半導体ウエハーの被研磨面に接触しながら移
動するようにプーリー18を介して巻取リール17に巻
き取られる。コンディショニングパッド16は、ポリッ
シングベルト13の表面を整える。ノズル15は、ポリ
ッシングベルトの裏面にスラリーを供給する。加圧ロー
ラー14は、ポリッシングベルトの裏面上のスラリーを
表面に染み出させるとともに、ポリッシングベルト及び
染み出したスラリーを半導体ウエハーの表面に押し付け
る。スラリーに混入した異物は、ポリッシングベルトに
より除去される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板研磨装
置に関する。
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体基板研磨装置(CMP装
置;Chemical Mechnical Polishing装置)は、図3に示
すように、半導体ウエハー31を保持するキャリアー3
2と、キャリアー32に所定の距離を置いて対向配置さ
れた圧力盤33と、キャリアー32と圧力盤33との間
を通るように複数のプーリー34に巻き掛けられたポリ
ッシングベルト35と、ポリッシングベルト35上に砥
液(ポリッシングスラリー)を供給するノズル36と、
ポリッシングベルト35を洗浄する洗浄液を溜める洗浄
液槽37と、ポリッシングベルト35の洗浄を行うスク
ラバロール38と、及びポリッシングベルト35の再生
を行う再生ロール39とを有している。
置;Chemical Mechnical Polishing装置)は、図3に示
すように、半導体ウエハー31を保持するキャリアー3
2と、キャリアー32に所定の距離を置いて対向配置さ
れた圧力盤33と、キャリアー32と圧力盤33との間
を通るように複数のプーリー34に巻き掛けられたポリ
ッシングベルト35と、ポリッシングベルト35上に砥
液(ポリッシングスラリー)を供給するノズル36と、
ポリッシングベルト35を洗浄する洗浄液を溜める洗浄
液槽37と、ポリッシングベルト35の洗浄を行うスク
ラバロール38と、及びポリッシングベルト35の再生
を行う再生ロール39とを有している。
【0003】このCMP装置では、半導体ウエハー31
が、被研磨面を下向きにした状態でキャリアー32に保
持される。そして、ポリッシングベルト35を周回移動
させる。このとき、ノズル36から砥液が吐出され、圧
力盤33からは水等の圧力流体が上向きに吐出される。
が、被研磨面を下向きにした状態でキャリアー32に保
持される。そして、ポリッシングベルト35を周回移動
させる。このとき、ノズル36から砥液が吐出され、圧
力盤33からは水等の圧力流体が上向きに吐出される。
【0004】圧力盤33から吐出された圧力流体は、圧
力盤33とポリッシングベルト35との間に流体膜を形
成し、ポリッシングベルト35を押し上げる。これによ
り、ポリッシングベルト35は、半導体ウエハー31の
表面に強く押圧される。ポリッシングベルト35は、ノ
ズル36から吐出されたスラリーを保持した状態で、半
導体ウエハー31の被研磨面に押しつけられながら移動
する。こうして、半導体ウエハー31の被研磨面はスラ
リーにより研磨される。
力盤33とポリッシングベルト35との間に流体膜を形
成し、ポリッシングベルト35を押し上げる。これによ
り、ポリッシングベルト35は、半導体ウエハー31の
表面に強く押圧される。ポリッシングベルト35は、ノ
ズル36から吐出されたスラリーを保持した状態で、半
導体ウエハー31の被研磨面に押しつけられながら移動
する。こうして、半導体ウエハー31の被研磨面はスラ
リーにより研磨される。
【0005】上記研磨を行いながら、キャリアー32を
ポリッシングベルト35の移動方向と直交する方向に往
復運動させると、より一層効果的に半導体ウエハー31
を研磨することができる。
ポリッシングベルト35の移動方向と直交する方向に往
復運動させると、より一層効果的に半導体ウエハー31
を研磨することができる。
【0006】ポリッシングベルト35は、上記研磨を行
うと汚れ、劣化する。そこで、洗浄液槽37内で、スク
ラバロール38及び再生ロール39により研磨可能な状
態に再生される。
うと汚れ、劣化する。そこで、洗浄液槽37内で、スク
ラバロール38及び再生ロール39により研磨可能な状
態に再生される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体基板研磨
装置では、ポリッシングベルトの表面(研磨面)上にノ
ズルからスラリーを吐出させている。このため、ポリッ
シングベルト上に異物等が落下、混入しやすく研磨され
る半導体ウエハーの表面にマイクロスクラッチが発生し
易いという問題点がある。
装置では、ポリッシングベルトの表面(研磨面)上にノ
ズルからスラリーを吐出させている。このため、ポリッ
シングベルト上に異物等が落下、混入しやすく研磨され
る半導体ウエハーの表面にマイクロスクラッチが発生し
易いという問題点がある。
【0008】また、ポリッシングベルト上に吐出された
スラリーは、半導体ウエハーのエッジに当たって、半導
体ウエハーとポリッシングベルトとの間への侵入が阻害
されるため、ウエハの中央部への到達できないため、半
導体ウエハーの研磨厚が面内で均一にならないという問
題点もある。
スラリーは、半導体ウエハーのエッジに当たって、半導
体ウエハーとポリッシングベルトとの間への侵入が阻害
されるため、ウエハの中央部への到達できないため、半
導体ウエハーの研磨厚が面内で均一にならないという問
題点もある。
【0009】本発明は、異物の混入によるマイクロスク
ラッチの発生を防止するとともに、半導体ウエハー研磨
厚の面内均一性を向上させ、歩留まりの向上及び信頼性
の向上を実現する半導体基板研磨装置を提供することを
目的とする。
ラッチの発生を防止するとともに、半導体ウエハー研磨
厚の面内均一性を向上させ、歩留まりの向上及び信頼性
の向上を実現する半導体基板研磨装置を提供することを
目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、半導体
基板を保持するキャリアと、該キャリアに対向配置さ
れ、ポリッシングスラリーを保持して前記半導体基板を
研磨するパッドとを有する半導体基板研磨装置におい
て、前記半導体基板の被研磨面が上を向くように前記キ
ャリアと前記パッドとを配置するとともに、前記パッド
として前記ポリッシングスラリーを裏面から研磨面まで
浸透させる浸透性パッドを用い、前記ポリッシングスラ
リーを前記パッドの裏面から供給するようにしたことを
特徴とする半導体基板研磨装置が得られる。
基板を保持するキャリアと、該キャリアに対向配置さ
れ、ポリッシングスラリーを保持して前記半導体基板を
研磨するパッドとを有する半導体基板研磨装置におい
て、前記半導体基板の被研磨面が上を向くように前記キ
ャリアと前記パッドとを配置するとともに、前記パッド
として前記ポリッシングスラリーを裏面から研磨面まで
浸透させる浸透性パッドを用い、前記ポリッシングスラ
リーを前記パッドの裏面から供給するようにしたことを
特徴とする半導体基板研磨装置が得られる。
【0011】前記パッドは、裏面側に配された加圧ロー
ラにより、前記半導体基板の被研磨面に押圧される。そ
の押圧力は、圧力調整手段により調整される。
ラにより、前記半導体基板の被研磨面に押圧される。そ
の押圧力は、圧力調整手段により調整される。
【0012】また、前記パッドは、前記裏面から前記研
磨面に向かうに従って孔径を小さくした発泡体を使用す
ることができる。このパッドは、長尺のポリッシングベ
ルトとすることができる。
磨面に向かうに従って孔径を小さくした発泡体を使用す
ることができる。このパッドは、長尺のポリッシングベ
ルトとすることができる。
【0013】
【作用】ポリッシングベルトは、裏面側で孔径が大き
く、表面(研磨面)に向かうにしたがい小さくなってい
るので、裏面側に吐出されたスラリーは、ポリッシング
ベルトに対して馴染みが速い。ポリッシングベルトに染
み込んだスラリーは、加圧ローラーにより加圧され、表
面から染み出す。このときポリッシングベルトは、異物
を取り除くフィルタとして働き、例え、ポリッシングベ
ルト上(裏面上)に異物が落下、混入しても、表面には
出てこない。すなわち、マイクロスクラッチの発生を防
止するに十分なフィルタリング効果が得られる。
く、表面(研磨面)に向かうにしたがい小さくなってい
るので、裏面側に吐出されたスラリーは、ポリッシング
ベルトに対して馴染みが速い。ポリッシングベルトに染
み込んだスラリーは、加圧ローラーにより加圧され、表
面から染み出す。このときポリッシングベルトは、異物
を取り除くフィルタとして働き、例え、ポリッシングベ
ルト上(裏面上)に異物が落下、混入しても、表面には
出てこない。すなわち、マイクロスクラッチの発生を防
止するに十分なフィルタリング効果が得られる。
【0014】また、ポリッシングベルトに対するスラリ
ーの馴染みが良いので、研磨に必要十分なスラリーが表
面に染み出し、半導体ウエハーの研磨面全体に均一に供
給されるので、研磨厚を面内で均一にすることができ
る。
ーの馴染みが良いので、研磨に必要十分なスラリーが表
面に染み出し、半導体ウエハーの研磨面全体に均一に供
給されるので、研磨厚を面内で均一にすることができ
る。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の半
導体基板研磨装置の実施の形態について説明する。図1
に本発明の半導体基板研磨装置(CMP装置)の一実施
の形態を示す。このCMP装置は、半導体ウエハー11
を保持するキャリアー12、半導体ウエハー11の表面
を研磨するポリッシングベルト13、研磨を均一に行う
ための加圧ローラー14、スラリーをポリッシングベル
ト13の裏面上に吐出するノズル15、研磨前にポリッ
シングベルト13の表面状態を整えるコンディショニン
グパッド16、及びポリッシングベルト13を移動させ
るための巻取リール17とプーリー18を有している。
導体基板研磨装置の実施の形態について説明する。図1
に本発明の半導体基板研磨装置(CMP装置)の一実施
の形態を示す。このCMP装置は、半導体ウエハー11
を保持するキャリアー12、半導体ウエハー11の表面
を研磨するポリッシングベルト13、研磨を均一に行う
ための加圧ローラー14、スラリーをポリッシングベル
ト13の裏面上に吐出するノズル15、研磨前にポリッ
シングベルト13の表面状態を整えるコンディショニン
グパッド16、及びポリッシングベルト13を移動させ
るための巻取リール17とプーリー18を有している。
【0016】ポリッシングベルト13は、例えば、図2
(a)に示すように、単層のポリウレタン等の発泡体で
あって、孔径が裏面21側から表面22(研磨面)側に
進むにしたがって、小さくなるように作られているもの
を使用する。または、図2(b)に示すように孔径の異
なる複数のウレタン等の発泡体を重ね、張り合わせたも
のを使用しても良い。この場合、各層には硬度の異なる
ものを使用しても良い。なお、ポリッシングベルト13
に使用される発泡体の孔径は、約2〜0.5μmであ
る。
(a)に示すように、単層のポリウレタン等の発泡体で
あって、孔径が裏面21側から表面22(研磨面)側に
進むにしたがって、小さくなるように作られているもの
を使用する。または、図2(b)に示すように孔径の異
なる複数のウレタン等の発泡体を重ね、張り合わせたも
のを使用しても良い。この場合、各層には硬度の異なる
ものを使用しても良い。なお、ポリッシングベルト13
に使用される発泡体の孔径は、約2〜0.5μmであ
る。
【0017】次に、図1のCMP装置の動作について説
明する。被研磨物である半導体ウエハー11は、研磨さ
れる面を上方に向けてキャリアー12の上面に保持され
る。そして、キャリアー12を移動させてポリッシング
ベルト13の表面に押しつけられるように固定される。
明する。被研磨物である半導体ウエハー11は、研磨さ
れる面を上方に向けてキャリアー12の上面に保持され
る。そして、キャリアー12を移動させてポリッシング
ベルト13の表面に押しつけられるように固定される。
【0018】ポリッシングベルト13は、一方の巻取リ
ール17に巻き取られることにより、半導体ウエハー1
1表面上を移動していく。このとき、ポリッシングベル
ト13の表面は、コンディショニングパッド16よっ
て、研磨に適した状態に整えられる。また、ポリッシン
グベルト13の裏面上には、加圧ローラー14の手前で
ポリッシングスラリーがノズル15から供給される。
ール17に巻き取られることにより、半導体ウエハー1
1表面上を移動していく。このとき、ポリッシングベル
ト13の表面は、コンディショニングパッド16よっ
て、研磨に適した状態に整えられる。また、ポリッシン
グベルト13の裏面上には、加圧ローラー14の手前で
ポリッシングスラリーがノズル15から供給される。
【0019】ポリッシングベルト13の裏面上に供給さ
れたスラリーは、重力によりポリッシングベルトに浸透
する。そして、加圧ローラー14によって加圧され、ポ
リッシングベルトの表面へと押し出される。ポリッシン
グベルト13の裏面に落下した異物、あるいは、スラリ
ーに混入した異物は、ポリッシングベルト13内を通過
することができず、ポリッシングベルト13の表面に
は、異物を含まないスラリーのみが到達する。そして、
ポリッシングベルト13の表面に到達したスラリーは、
このポリッシングベルト13とともに、加圧ローラー1
4によって、半導体ウエハー11の表面に押し付けられ
る。こうして、ポリッシングベルト13は、半導体ウエ
ハー11の被研磨面全体にスラリーを強く押し付けた状
態を保ったまま移動していく。そして、この間に半導体
ウエハー11の表面は研磨される。
れたスラリーは、重力によりポリッシングベルトに浸透
する。そして、加圧ローラー14によって加圧され、ポ
リッシングベルトの表面へと押し出される。ポリッシン
グベルト13の裏面に落下した異物、あるいは、スラリ
ーに混入した異物は、ポリッシングベルト13内を通過
することができず、ポリッシングベルト13の表面に
は、異物を含まないスラリーのみが到達する。そして、
ポリッシングベルト13の表面に到達したスラリーは、
このポリッシングベルト13とともに、加圧ローラー1
4によって、半導体ウエハー11の表面に押し付けられ
る。こうして、ポリッシングベルト13は、半導体ウエ
ハー11の被研磨面全体にスラリーを強く押し付けた状
態を保ったまま移動していく。そして、この間に半導体
ウエハー11の表面は研磨される。
【0020】ここで、加圧ローラー14の複数のローラ
を個別にモニターしながら圧力調整を行えば、さらに研
磨を均一に行うことができる。また、キャリアー12を
ポリッシングベルトと平行な状態を保ちながら、回転さ
せることによっても、さらに研磨を均一に行うことがで
きる。もちろん、双方を組み合わせて行っても良い。
を個別にモニターしながら圧力調整を行えば、さらに研
磨を均一に行うことができる。また、キャリアー12を
ポリッシングベルトと平行な状態を保ちながら、回転さ
せることによっても、さらに研磨を均一に行うことがで
きる。もちろん、双方を組み合わせて行っても良い。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、スラリーの供給をポリ
ッシングベルトの裏面側から行うようにしたことで、ポ
リッシングベルトのフィルタリング効果によりスラリー
に混入する異物を除去することができるので、半導体ウ
エハーの被研磨面におけるマイクロスクラッチの発生を
抑制することができる。
ッシングベルトの裏面側から行うようにしたことで、ポ
リッシングベルトのフィルタリング効果によりスラリー
に混入する異物を除去することができるので、半導体ウ
エハーの被研磨面におけるマイクロスクラッチの発生を
抑制することができる。
【0022】また、本発明によれば、ポリッシングベル
トを段階的な孔径を有する発泡体とし、ローラで加圧し
て染み出させるようにしたことで、半導体ウエハーの研
磨面全体に均一にスラリーを供給できるとともに、スラ
リーの粒径も均一になり、半導体ウエハー研磨厚の面内
均一性が向上する。
トを段階的な孔径を有する発泡体とし、ローラで加圧し
て染み出させるようにしたことで、半導体ウエハーの研
磨面全体に均一にスラリーを供給できるとともに、スラ
リーの粒径も均一になり、半導体ウエハー研磨厚の面内
均一性が向上する。
【0023】これらにより、製品の歩留まり及び信頼性
が向上し、もってデバイス特性の向上も期待できる。
が向上し、もってデバイス特性の向上も期待できる。
【図1】本発明の半導体基板研磨装置の一実施の形態を
示す該略図である。
示す該略図である。
【図2】図1のポリッシングベルトの断面図である。
【図3】従来の半導体基板研磨装置の該略図である。
11 半導体ウエハー 12 キャリアー 13 ポリッシングベルト 14 加圧ローラー 15 ノズル 16 コンディショニングパッド 17 巻取リール 18 プーリー 21 裏面 22 表面 31 半導体ウエハー 32 キャリアー 33 圧力盤 34 プーリー 35 ポリッシングベルト 36 ノズル 37 洗浄液槽 38 スクラバロール 39 再生ロール
Claims (5)
- 【請求項1】 半導体基板を保持するキャリアと、該キ
ャリアに対向配置され、ポリッシングスラリーを保持し
て前記半導体基板を研磨するパッドとを有する半導体基
板研磨装置において、前記半導体基板の被研磨面が上を
向くように前記キャリアと前記パッドとを配置するとと
もに、前記パッドとして前記ポリッシングスラリーを裏
面から研磨面まで浸透させる浸透性パッドを用い、前記
ポリッシングスラリーを前記パッドの裏面から供給する
ようにしたことを特徴とする半導体基板研磨装置。 - 【請求項2】 前記パッドを介して前記キャリアに対向
配置され、前記パッドを前記半導体基板の被研磨面に押
圧する加圧ローラを有することを特徴とする請求項1の
半導体基板研磨装置。 - 【請求項3】 前記加圧ローラの押圧力を調整する圧力
調整手段を設けたことを特徴とする請求項2の半導体基
板研磨装置。 - 【請求項4】 前記パッドが発泡体であって、前記裏面
から前記研磨面に向かうに従って孔径を小さくしたこと
を特徴とする請求項請求項1、2、または3の半導体基
板研磨装置。 - 【請求項5】 前記パッドが長尺のポリッシングベルト
であることを特徴とする請求項1、2、3、または4の
半導体基板研磨装置。
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