JP2001252861A - Polishing method, polishing apparatus and polishing pad - Google Patents
Polishing method, polishing apparatus and polishing padInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 出来るだけ新鮮なスラリーを効率よく研磨領
域に供給でき、研磨済み廃液を排出することで、スクラ
ッチなどの少ない効率的に平坦化を行うことができる研
磨装置及び研磨方法を得ること。
【解決手段】 本発明の研磨装置1Aは、ウエハチャッ
ク610の外周部に円環状の突壁623を備えた突壁部
材620を装着してウエハチャック610の外周面と突
壁623との間にスラリー溜まり70を形成し、本発明
の吸水性弾性研磨パッドPaを突壁623で圧縮、開放
するポンプ作用で比較的新鮮なスラリーを吸収して半導
体ウエハWを研磨し、そして研磨後、研磨パッドPaが
吸収している作用済みスラリーをスラリー溜まり70で
開放し、そして突壁623で圧縮するポンプ作用で、研
磨パッドPaが吸収している作用済みスラリーをスラリ
ー溜まり70及び突壁623の外側に排出するように構
成されている。
[PROBLEMS] To provide a polishing apparatus and a polishing apparatus capable of efficiently supplying a fresh slurry as much as possible to a polishing area, and discharging a polished waste liquid to efficiently perform flattening with less scratches and the like. Getting the way. SOLUTION: The polishing apparatus 1A of the present invention mounts a protruding wall member 620 having an annular protruding wall 623 on an outer peripheral portion of a wafer chuck 610 and mounts between the outer peripheral surface of the wafer chuck 610 and the protruding wall 623. A slurry reservoir 70 is formed, and the semiconductor wafer W is polished by absorbing relatively fresh slurry by a pump action of compressing and releasing the water-absorbing elastic polishing pad Pa of the present invention with the protruding wall 623, and polishing the polishing pad. The activated slurry absorbed by Pa is released by the slurry reservoir 70, and the activated slurry absorbed by the polishing pad Pa is released to the outside of the slurry reservoir 70 and the projected wall 623 by a pumping action of compressing by the projected wall 623. It is configured to discharge.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、半導体ウ
エハなどの被加工物の表面を高い精度で平坦に研磨する
ことがきる研磨装置及び研磨方法、特にスラリーを研磨
領域に効果的に供給できる研磨方法、研磨装置及び研磨
パッドに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing apparatus and a polishing method capable of polishing a surface of an object to be processed such as a semiconductor wafer with high precision and flatness, and in particular, it is possible to effectively supply slurry to a polishing area. The present invention relates to a polishing method, a polishing apparatus, and a polishing pad.
【0002】[0002]
【従来の技術】先ず、図を参照しながら従来技術の研磨
装置及び研磨方法を説明する。2. Description of the Related Art First, a conventional polishing apparatus and a conventional polishing method will be described with reference to the drawings.
【0003】図8は半導体ウエハの一部断面図、図9は
従来技術の研磨装置を概念的に示した斜視図、図10は
従来技術の他の研磨装置を概念的に示した斜視図、図1
1は図10に示した研磨装置の外観斜視図、図12は図
11に示した研磨ホイールの断面側面図、図13は図1
2に示した研磨ホイールの底面を示す平面図、図14は
図11に示した研磨装置の半導体ウエハと研磨パッドの
それぞれの回転中心を結ぶ中心線で切って、両者の位置
関係を示した略線的な断面側面図、図15は図11に示
した研磨装置による半導体ウエハの研磨領域の変位を示
す略線図、図16は図9に示した研磨装置の研磨パッド
の回転中心軸を若干傾斜させて研磨する状態を略線的に
示した断面側面図、そして図17は研磨パッドの傾きと
研磨領域との関係を示す略線図である。FIG. 8 is a partial sectional view of a semiconductor wafer, FIG. 9 is a perspective view conceptually showing a conventional polishing apparatus, FIG. 10 is a perspective view conceptually showing another conventional polishing apparatus, FIG.
1 is an external perspective view of the polishing apparatus shown in FIG. 10, FIG. 12 is a cross-sectional side view of the polishing wheel shown in FIG. 11, and FIG.
FIG. 14 is a plan view showing a bottom surface of the polishing wheel shown in FIG. 2, and FIG. 14 is a schematic view showing a positional relationship between the semiconductor wafer and the polishing pad of the polishing apparatus shown in FIG. FIG. 15 is a schematic diagram showing the displacement of the polishing region of the semiconductor wafer by the polishing apparatus shown in FIG. 11, and FIG. 16 is a diagram showing the rotation center axis of the polishing pad of the polishing apparatus shown in FIG. FIG. 17 is a schematic cross-sectional side view schematically illustrating a state in which the polishing is performed while being inclined, and FIG. 17 is a schematic diagram illustrating a relationship between the inclination of the polishing pad and a polishing region.
【0004】なお、以下の説明においては、被加工物の
一つとして半導体ウエハを採り上げて説明するが、この
他の被加工物としては、薄膜磁気ヘッドのスライダーヘ
ッド、液晶表示装置の制御電極形成面など、レンズ、プ
リズムなどの光学部品の光学鏡面などを挙げることがで
き、これらの平坦化研磨にも適用できることを付言して
おく。In the following description, a semiconductor wafer will be described as one of the workpieces. Other workpieces include a slider head for a thin-film magnetic head and a control electrode for a liquid crystal display device. Surfaces, such as optical mirror surfaces of optical components such as lenses and prisms, can be mentioned, and it is to be noted that the present invention can be applied to flattening and polishing.
【0005】従来、半導体製造工程においては、必要に
応じて半導体ウエハの表面を平坦化し、その表面上に微
細な構造の電子回路を精度良く形成する必要がある。図
8に示したように、半導体装置の製造工程において、半
導体ウエハW上に配線パターン2などを形成した後、酸
化膜による絶縁層3を堆積する。半導体製造工程ではこ
の絶縁層3の表面を研磨装置により平坦化し、これに続
く配線パターンなどの露光工程において所望のパターン
を精度良く露光できるようにする必要がある。Conventionally, in a semiconductor manufacturing process, it is necessary to flatten the surface of a semiconductor wafer as necessary and form an electronic circuit having a fine structure on the surface with high precision. As shown in FIG. 8, in a manufacturing process of a semiconductor device, after forming a wiring pattern 2 and the like on a semiconductor wafer W, an insulating layer 3 of an oxide film is deposited. In the semiconductor manufacturing process, it is necessary to flatten the surface of the insulating layer 3 with a polishing device so that a desired pattern can be accurately exposed in a subsequent exposure process such as a wiring pattern.
【0006】通常、研磨装置は、図9に示したように、
研磨しようとする半導体ウエハWをX軸方向に移動させ
ながら回転軸Oaを中心にして所定の回転方向Rに所定
の回転数で回転させ、その表面にスラリーを滴下するな
どして供給しながら研磨パッドPを同一の回転方向Rに
所定の回転数で回転させ、そして研磨パッドPの下面前
面を半導体ウエハWの被研磨面に押圧しながら、その半
導体ウエハWの外周部から中心部に向かって順次研磨す
る。研磨パッドPは比較的柔軟な樹脂材料で構成されて
いて、図8に示した半導体ウエハWの表面の微細な凹凸
に応動して変形すると共に、この変形の程度に応じて半
導体ウエハWの表面を押圧し、これにより半導体ウエハ
Wの表面を平坦化する研磨方法が採られている。[0006] Usually, a polishing apparatus, as shown in FIG.
While moving the semiconductor wafer W to be polished in the X-axis direction, the semiconductor wafer W is rotated at a predetermined number of rotations in a predetermined rotation direction R about the rotation axis Oa, and the slurry is dropped and supplied onto the surface thereof while being supplied. The pad P is rotated at a predetermined number of revolutions in the same rotational direction R, and while pressing the lower front surface of the polishing pad P against the surface to be polished of the semiconductor wafer W, from the outer peripheral portion of the semiconductor wafer W toward the central portion. Polish sequentially. The polishing pad P is made of a relatively flexible resin material, and is deformed in response to fine irregularities on the surface of the semiconductor wafer W shown in FIG. Is pressed to thereby planarize the surface of the semiconductor wafer W.
【0007】この研磨装置及び研磨方法によれば、元
来、スラリーに混在するパーティクルなど以外に作用済
みスラリー廃液や、研磨加工により除去された被加工物
の粉体自身が半導体ウエハW上を摺動、転動することに
よりスクラッチが発生する。[0007] According to the polishing apparatus and the polishing method, the slurry waste liquid that has already acted in addition to the particles and the like mixed in the slurry and the powder itself of the workpiece removed by the polishing process slide on the semiconductor wafer W. Scratch occurs due to movement and rolling.
【0008】また、スラリーの回り込みがよく、研磨効
率の高い部分が研磨され過ぎて凹んでしまい、逆にスラ
リーの回り込みが悪い部分の除去量が不足して研磨の均
一性が悪くなる。In addition, the portion where the slurry wraps well is good, and the portion having high polishing efficiency is polished too much and dented, and conversely, the removal amount of the portion where the slurry wrap is poor is insufficient and the uniformity of polishing is deteriorated.
【0009】更にまた、研磨パッドPの表面状態の経時
変化やスラリーの回り込み状態の変動などによる起因す
る研磨レートの変動が生じ、研磨の安定性を確保し難
い。Further, the polishing rate fluctuates due to a change over time in the surface state of the polishing pad P and a fluctuation in the state of the slurry wrapping, and it is difficult to secure the polishing stability.
【0010】図9に示した研磨装置及びこれを用いた研
磨方法の前記課題を解決できるものとして、図10に示
した従来技術の他の研磨装置が提案されている。この研
磨装置で半導体ウエハWを研磨する場合でも、やはり半
導体ウエハWをX軸方向に移動させながら回転軸Oaを
中心にして所定の回転方向Rに所定の回転数で回転さ
せ、その表面にスラリーを滴下するなどして供給しなが
ら研磨パッドPを同一の回転方向Rに所定の回転数で回
転させ、そして研磨パッドPの一部分だけ半導体ウエハ
Wの被研磨面に当て、その外周部から中心部に向かって
順次研磨するようにし、これにより半導体ウエハWの表
面を平坦化する部分研磨方法が採られている。Another conventional polishing apparatus shown in FIG. 10 has been proposed to solve the above problems of the polishing apparatus shown in FIG. 9 and the polishing method using the same. Even when the semiconductor wafer W is polished by this polishing apparatus, the semiconductor wafer W is also rotated at a predetermined number of rotations in a predetermined rotation direction R about the rotation axis Oa while moving the semiconductor wafer W in the X-axis direction. The polishing pad P is rotated at a predetermined number of revolutions in the same rotational direction R while supplying the solution by dropping, and only a part of the polishing pad P is brought into contact with the surface to be polished of the semiconductor wafer W. , And a partial polishing method for flattening the surface of the semiconductor wafer W is adopted.
【0011】この部分研磨方法に用いて好適な研磨装置
1は、図11乃至図13に示したように、研磨ホイール
2とウエハチャック10とから構成されている。A polishing apparatus 1 suitable for use in this partial polishing method comprises a polishing wheel 2 and a wafer chuck 10 as shown in FIGS.
【0012】ウエハチャック10はその水平な上面で半
導体ウエハWを保持し、回転中心Oaを中心として回転
すると共にX軸方向に所定の速度で反復移動する。The wafer chuck 10 holds the semiconductor wafer W on its horizontal upper surface, rotates about the rotation center Oa, and repeatedly moves at a predetermined speed in the X-axis direction.
【0013】研磨パッドPが取り付けられた研磨ホイー
ル2は、図12に示したように、パイプ構造の回転軸3
の下端に、定盤である円盤4が固定されており、その円
盤4の下面外周部にリング状の研磨パッドPが固定され
ている。円盤4はその下面外周面が回転軸3の回転中心
Obに対して垂直な面となるように回転軸3に取り付け
られている。円盤4の中心部には中心孔が開けられてい
て、回転軸3の中空に連通しており、これらの中心孔に
ノズル管5が挿通されている。このノズル管5は半導体
ウエハWの研磨面にスラリーを供給するための一供給手
段である。The polishing wheel 2 to which the polishing pad P is attached is, as shown in FIG.
A disk 4, which is a surface plate, is fixed to the lower end of the disk 4. A ring-shaped polishing pad P is fixed to the outer peripheral portion of the lower surface of the disk 4. The disk 4 is attached to the rotating shaft 3 so that the outer peripheral surface of the lower surface is perpendicular to the rotation center Ob of the rotating shaft 3. A center hole is formed in the center of the disk 4 and communicates with the hollow of the rotating shaft 3, and the nozzle tube 5 is inserted into these center holes. The nozzle tube 5 is one supply means for supplying slurry to the polishing surface of the semiconductor wafer W.
【0014】また、円盤4の底面には、図13に示した
ように、一端が前記中心孔に連通し、他端が研磨パッド
Pの取付面に連通している放射状の複数本の溝41が形
成されている。そしてこの底面に対して若干の間隔を開
けて円板状のスラリー分配板6が取り付けられている。A plurality of radial grooves 41 having one end communicating with the center hole and the other end communicating with the mounting surface of the polishing pad P are formed on the bottom surface of the disk 4 as shown in FIG. Are formed. A disk-shaped slurry distribution plate 6 is attached to the bottom surface at a slight interval.
【0015】研磨ホイール2の回転中にノズル管5から
スラリーを供給すると、そのスラリーはスラリー分配板
6に当たり、そして円盤4の放射状の溝41とその遠心
力により回転している半導体ウエハWの研磨面に偏り無
く一様に供給される。When slurry is supplied from the nozzle tube 5 while the polishing wheel 2 is rotating, the slurry hits the slurry distribution plate 6 and polishes the semiconductor wafer W rotating by the radial grooves 41 of the disk 4 and its centrifugal force. It is supplied uniformly without unevenness on the surface.
【0016】なお、スラリーは、図14に示したよう
に、別途配設されているノズルにより研磨パッドPの外
周側にも別途供給される。スラリーは、例えば、フィラ
ーとしてCeO2 粒径が0.5μmの砥粒が24.5
Wt%分散混入された水溶液が使用される。The slurry is also separately supplied to the outer peripheral side of the polishing pad P by a separately provided nozzle as shown in FIG. The slurry contains, for example, 24.5 abrasive particles having a CeO2 particle size of 0.5 μm as a filler.
An aqueous solution mixed with Wt% is used.
【0017】この研磨装置1で半導体ウエハWを研磨す
る場合には、図14に示したように、例えば、ウエハチ
ャック10を30rpmの回転速度で回転させ、かつX
軸方向に60〜140mm/minの一定速度で直線的
に反復移動させる。そして研磨ホイール2を300rp
mで回転させ、そして降下させて研磨パッドPが半導体
ウエハWの表面を所定の押圧力で押圧しながら半導体ウ
エハWの最外周から中心を通り、反対側の最外周にわた
って回転研磨する。この間、回転軸3の中心のノズル管
5、そして研磨ホイール2の中央からスラリーを半導体
ウエハWの研磨面に供給し、そして研磨パッドPの外周
側にもノズル7で別途供給する。このように作動させる
ことにより、研磨パッドPによる研磨領域Zは、図14
Aに示したように、斜線を施したほぼ三日月状の領域に
なる。この研磨領域Zの範囲は半導体ウエハWと接する
外周部で最も少なく、図示の中心部で最大になる。When the semiconductor wafer W is polished by the polishing apparatus 1, as shown in FIG. 14, for example, the wafer chuck 10 is rotated at a rotation speed of 30 rpm, and X
It is linearly and repeatedly moved at a constant speed of 60 to 140 mm / min in the axial direction. Then, the grinding wheel 2 is rotated at 300 rpm.
Then, the polishing pad P is rotated and lowered so that the polishing pad P passes through the center from the outermost periphery of the semiconductor wafer W while pressing the surface of the semiconductor wafer W with a predetermined pressing force, and performs rotational polishing over the outermost periphery on the opposite side. During this time, the slurry is supplied to the polishing surface of the semiconductor wafer W from the nozzle tube 5 at the center of the rotating shaft 3 and the center of the polishing wheel 2, and is separately supplied to the outer peripheral side of the polishing pad P by the nozzle 7. By operating as described above, the polishing area Z by the polishing pad P becomes
As shown in FIG. 3A, the area becomes an approximately crescent-shaped area with diagonal lines. The range of the polishing region Z is smallest at the outer peripheral portion in contact with the semiconductor wafer W, and is largest at the central portion shown.
【0018】半導体ウエハWの反復移動範囲は、図15
に示したように、例えば、半導体ウエハWの直径が20
0mmであるならば、X軸方向に200mmである。即
ち、研磨パッドPの最外周が半導体ウエハWの表面の最
外周(図15A)に接触を開始したX軸方向の位置をX
=0mmの位置とし、その中心(図15B)を越え、更
に進んで半導体ウエハWの反対側の最外周(図15C)
まで進んだX=200mmの位置までの範囲である。The repetitive movement range of the semiconductor wafer W is shown in FIG.
For example, as shown in FIG.
If it is 0 mm, it is 200 mm in the X-axis direction. That is, the position in the X-axis direction at which the outermost periphery of the polishing pad P has started to contact the outermost periphery (FIG. 15A) of the surface of the semiconductor wafer W is represented by X
= 0 mm, beyond the center (FIG. 15B), and further to the outermost periphery on the opposite side of the semiconductor wafer W (FIG. 15C).
X is a range up to the position of 200 mm.
【0019】また、図16に示したように、前記の研磨
装置1における研磨ホイール2の回転軸3を垂直線から
ごく僅かな角度θ度傾斜させて回転研磨させることもで
きる。この場合の半導体ウエハWの研磨面における研磨
領域Zは、押圧力Fを一定とすると、図17に示したよ
うに、研磨ホイール2の傾斜角度θが大きいほど狭く、
傾斜角度θが小さいほど広くなる。研磨装置1のこの態
様では、適宜傾斜角θを選定して研磨領域Zの広さを調
整し、最適な条件で研磨することができる。Further, as shown in FIG. 16, the rotating shaft 3 of the polishing wheel 2 in the polishing apparatus 1 can be rotated and polished at a slight angle θ degrees from a vertical line. In this case, assuming that the pressing force F is constant, the polishing area Z on the polishing surface of the semiconductor wafer W becomes narrower as the inclination angle θ of the polishing wheel 2 increases, as shown in FIG.
The smaller the inclination angle θ is, the wider it becomes. In this embodiment of the polishing apparatus 1, the width of the polishing region Z is adjusted by appropriately selecting the inclination angle θ, and polishing can be performed under optimum conditions.
【0020】この研磨ホイール2の傾斜角度θ、回転速
度、押圧力、及び半導体ウエハWの回転速度、X軸方向
への送り速度、そしてスラリーの種類などは半導体ウエ
ハWの研磨面の材質の種類、研磨厚などによって異な
り、条件出しされるものである。The inclination angle θ, rotation speed, pressing force of the polishing wheel 2, the rotation speed of the semiconductor wafer W, the feed speed in the X-axis direction, and the type of slurry are determined by the type of material of the polished surface of the semiconductor wafer W. It depends on the polishing thickness, etc., and is determined by the conditions.
【0021】従って、この従来技術の研磨装置1及び研
磨方法によれば、部分研磨であるため、研磨レートの向
上を計ることができ、このためスループットの向上も図
ることができる。Therefore, according to the polishing apparatus 1 and the polishing method of the prior art, since the polishing is partial polishing, the polishing rate can be improved, and the throughput can be improved.
【0022】[0022]
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来技術
の研磨装置1及び研磨方法では、研磨パッドPの表面状
態の経時変化或いは異種類により研磨レートが異なる場
合、個別にレシピの設定が必要で、ダミーウエハを用い
て研磨の条件出しなどを行い、対応しなければならな
い。However, in the polishing apparatus 1 and the polishing method of the prior art, when the polishing rate differs due to a change in the surface state of the polishing pad P with time or different types, it is necessary to individually set a recipe. It is necessary to determine the conditions for polishing using a dummy wafer and take other measures.
【0023】また、スラリーの供給は、前記のように研
磨ホイール2の外側からノズル7を用いて半導体ウエハ
Wの研磨面に滴下する方法、研磨ホイール2の中心から
ノズル管5を用いて噴射する方法、或いは、これまで説
明しなかったが、研磨ホイール2の裏面から直接しみ出
させる方法を採っているが、いずれの方法も、研磨ホイ
ール2が300rpm以上の高速で回転する場合には、
主に遠心力の影響による前記三日月状の研磨領域Z中に
供給むらが生じる。As described above, the slurry is supplied from the outside of the polishing wheel 2 by dripping it onto the polishing surface of the semiconductor wafer W using the nozzle 7 from the outside of the polishing wheel 2, and is sprayed from the center of the polishing wheel 2 using the nozzle tube 5. Although not described so far, the method of directly exuding from the back surface of the polishing wheel 2 is adopted. In any case, when the polishing wheel 2 rotates at a high speed of 300 rpm or more,
Supply unevenness occurs in the crescent-shaped polishing area Z mainly due to the influence of centrifugal force.
【0024】更にまた、回転する半導体ウエハWの上に
供給するスラリー及び廃スラリーが滞留し、そして流れ
ることの影響により、研磨ホイール2の端面から巻き込
むスラリーの量や分布が研磨ホイール2と半導体ウエハ
Wとの位置によって異なるなどの原因で均一に無駄なく
有効ポイントへスラリーを供給することが困難であっ
た。Further, the amount and distribution of the slurry involved from the end face of the polishing wheel 2 are controlled by the influence of the slurry and waste slurry supplied onto the rotating semiconductor wafer W staying and flowing. It is difficult to uniformly supply the slurry to the effective point without waste due to the difference depending on the position with respect to W.
【0025】なお、余剰スラリーは、研磨パッドPの回
転により外側に排出され、更に、半導体ウエハWの回転
により、図14Bに示したように、半導体ウエハW上及
び研磨パッドPの接線方向に向かって排出される。The excess slurry is discharged to the outside by the rotation of the polishing pad P, and further, by the rotation of the semiconductor wafer W, toward the tangential direction of the semiconductor wafer W and the polishing pad P as shown in FIG. Is discharged.
【0026】本発明は前記のような課題を解決しようと
するものであって、出来るだけ新鮮なスラリーを効率よ
く研磨領域に供給でき、研磨済み廃液を排出すること
で、スクラッチなどの少ない効率的に平坦化を行うこと
ができる研磨方法、研磨装置及び研磨パッドを得ること
を目的とするものである。The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and can supply a fresh slurry as efficiently as possible to the polishing area, and discharge the polished waste liquid to reduce the number of scratches and the like. It is an object of the present invention to obtain a polishing method, a polishing apparatus, and a polishing pad capable of performing flattening.
【0027】[0027]
【課題を解決するための手段】それ故、請求項1に記載
の発明では、吸水性弾性研磨パッドを用い、該吸水性弾
性研磨パッドを回転させながら回転する被研磨物の表面
に押圧、接触させ、前記吸水性弾性研磨パッドが前記被
研磨物の表面に進入する側で自身が圧縮、開放されるこ
とにより生じるポンプ動作で供給された新鮮な、或いは
比較的新鮮なスラリーを吸収して前記被研磨物の表面を
研磨し、前記吸水性弾性研磨パッドが前記被研磨物の表
面から離脱する側で自身が解放、圧縮されるポンプ動作
で吸収した作用済みスラリーを排出し、以下これらの動
作を繰り返して被研磨物の表面を研磨する研磨方法を採
って、前記課題を解決している。Therefore, according to the first aspect of the present invention, a water-absorbing elastic polishing pad is used, and the surface of the object to be polished is rotated while rotating the water-absorbing elastic polishing pad. Then, the water-absorbing elastic polishing pad itself compresses on the side of entering the surface of the object to be polished, absorbs fresh or relatively fresh slurry supplied by a pump operation generated by being released, and absorbs the slurry. The surface of the object to be polished is polished, and the water-absorbing elastic polishing pad is released and released on the side where the surface of the object to be polished is released from the surface of the object to be polished. The above problem is solved by adopting a polishing method of polishing the surface of the object to be polished by repeating the above.
【0028】また、請求項2に記載の発明では、研磨装
置を、被研磨物を所定の回転数で回転保持する回転体
と、該回転体の上面に保持された被研磨物の表面に対し
て所定の押圧力で接触し、所定の回転数で回転する吸水
性弾性研磨パッドと、該吸水性弾性研磨パッド或いは前
記回転体を相対的に一方向に往復移動させる直線駆動装
置と、前記吸水性弾性研磨パッドが前記回転体に保持さ
れた被研磨物の表面に進入する側の前記被研磨物の外方
に配設された突壁で囲まれたスラリー溜まりと、前記吸
水性弾性研磨パッドが前記回転体に保持された前記被研
磨物の表面から離脱する側の前記被研磨物の外方に配設
突壁で囲まれたスラリー溜まりと、前記被研磨物の表面
にスラリーを供給するスラリー供給装置とから構成し
て、前記課題を解決している。Further, in the invention according to claim 2, the polishing apparatus is provided with a rotating body for rotating and holding the object to be polished at a predetermined number of rotations, and a rotating body for holding the object to be polished held on the upper surface of the rotating body. A water absorbing elastic polishing pad that contacts with a predetermined pressing force and rotates at a predetermined number of revolutions; a linear driving device that relatively reciprocates the water absorbing elastic polishing pad or the rotating body in one direction; A slurry pool surrounded by a projecting wall disposed outside of the object to be polished on the side where the elastic elastic polishing pad enters the surface of the object to be polished held by the rotating body; and the water-absorbing elastic polishing pad. Is provided outside of the object to be polished on the side detached from the surface of the object to be polished held by the rotating body, and supplies a slurry to the surface of the object to be polished and a slurry pool surrounded by a projecting wall. And a slurry supply device to solve the above problem. There.
【0029】そしてまた、請求項3に記載の発明では、
請求項2に記載の研磨装置における前記突壁を、前記被
研磨物の外周端面から所定の間隔を開けて該外周端面を
取り囲むように円環状に形成し、前記回転体の外周端面
とで前記スラリー溜まりを形成するように構成して、前
記課題を解決している。Further, according to the third aspect of the present invention,
The protruding wall in the polishing apparatus according to claim 2, is formed in an annular shape so as to surround the outer peripheral end surface at a predetermined interval from the outer peripheral end surface of the object to be polished, and the outer peripheral end surface of the rotating body and The above problem is solved by forming a slurry pool.
【0030】更にまた、請求項4に記載の発明では、請
求項3に記載の研磨装置における前記突壁を、その高さ
位置を調整できるように前記回転体に取り付け構造で構
成し、前記課題を解決している。Further, in the invention according to a fourth aspect, in the polishing apparatus according to the third aspect, the projecting wall is configured to be attached to the rotating body so that a height position thereof can be adjusted, and the problem is solved. Has been resolved.
【0031】そして更にまた、請求項5に記載の発明で
は、研磨パッドを、連続発泡構造の吸水性で弾性に富ん
だ樹脂でリング状の構造で形成して、前記課題を解決し
ている。According to the fifth aspect of the present invention, the above-mentioned object is achieved by forming the polishing pad in a ring-like structure using a water-absorbing and elastic resin having a continuous foam structure.
【0032】従って、請求項1に記載の研磨方法によれ
ば、被研磨物の表面を新鮮な、或いは比較的新鮮なスラ
リーで研磨でき、従って高い研磨レートで研磨できると
ともに研磨廃液によるパーティクル、廃スラリー、研磨
屑の被研磨物の表面での残留を削減できる。Therefore, according to the polishing method of the first aspect, the surface of the object to be polished can be polished with a fresh or relatively fresh slurry, so that it can be polished at a high polishing rate and particles and waste due to polishing waste liquid. Slurry and polishing debris can be reduced from remaining on the surface of the object.
【0033】また、請求項2に記載の研磨装置によれ
ば、突壁の存在で、吸水性弾性研磨パッドが回転体に保
持された被研磨物の表面に進入する側で、吸水性弾性研
磨パッド自身が有するポンプ効果で供給された新鮮な、
或いは比較的新鮮なスラリーを吸収でき、前記吸水性弾
性研磨パッドが前記回転体に保持された前記被研磨物の
表面から離脱する側で、前記吸水性弾性研磨パッド自身
が有するポンプ効果で吸収した作用済みスラリーを排出
させることができる。According to the polishing apparatus of the second aspect, the presence of the projecting wall allows the water-absorbing elastic polishing pad to enter the surface of the object to be polished held by the rotating body. Fresh, supplied by the pump effect of the pad itself,
Alternatively, relatively fresh slurry can be absorbed, and the water-absorbing elastic polishing pad itself is absorbed by the pump effect of the water-absorbing elastic polishing pad itself on the side where the polishing pad is separated from the surface of the object to be polished held by the rotating body. The worked slurry can be discharged.
【0034】そして請求項3に記載の研磨装置では、請
求項2に記載の研磨装置の作用に加えて、前記突壁及び
スラリー溜まりを極めて簡単な構造で構成することがで
き、従って、研磨装置全体をコンパクトに構成すること
ができる。In the polishing apparatus according to the third aspect, in addition to the operation of the polishing apparatus according to the second aspect, the projecting wall and the slurry reservoir can be configured with a very simple structure. The whole can be made compact.
【0035】更にまた、請求項4に記載の研磨装置で
は、請求項3に記載の研磨装置の作用に加えて、前記突
壁及びスラリー溜まりの高さを被研磨物の厚さに応じて
容易に調整することができる。Further, in the polishing apparatus according to the fourth aspect, in addition to the operation of the polishing apparatus according to the third aspect, the height of the projecting wall and the slurry pool can be easily adjusted according to the thickness of the object to be polished. Can be adjusted.
【0036】そして更にまた、請求項5に記載の研磨パ
ッドでは、前記突壁との協同でポンプ作用を発揮し、ス
ラリーの吸収、排出を容易に行うことができる。Further, in the polishing pad according to the fifth aspect, the pumping function is exhibited in cooperation with the protruding wall, so that the slurry can be easily absorbed and discharged.
【0037】[0037]
【発明の実施の形態】以下、図1乃至図7を用いて、本
発明の一実施形態の研磨装置及びこれに用いて好適な研
磨パッドを説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A polishing apparatus according to an embodiment of the present invention and a polishing pad suitable for use in the polishing apparatus will be described below with reference to FIGS.
【0038】図1は本発明の一実施形態の研磨装置の構
成を示す略線的な外観斜視図、図2は図1に示した研磨
装置の主構成部材のみの平面図、図3は図2におけるA
―A線上における断面を拡大して示した側面図、図4は
図2に示した研磨装置に用いて好適なリング状突壁を示
していて、同図Aはその平面図、同図Bは同図AのA―
A線上における断面側面図、同図Cは同図Bにおいて矢
印Cで示した丸で囲った部分の一部拡大図、図5は図2
におけるB―B線上における一部拡大断面側面図、図6
は図2におけるC―C線上における一部拡大断面側面
図、そして図7は本発明の研磨装置と従来技術の研磨装
置との研磨レートを示したグラフである。FIG. 1 is a schematic perspective view showing the configuration of a polishing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing only main components of the polishing apparatus shown in FIG. 1, and FIG. A in 2
FIG. 4 shows a ring-shaped projecting wall suitable for use in the polishing apparatus shown in FIG. 2; FIG. 4A shows a plan view thereof; FIG. A- in FIG.
FIG. 5C is a partially enlarged view of a portion surrounded by a circle indicated by an arrow C in FIG.
6 is a partially enlarged cross-sectional side view on line BB in FIG.
2 is a partially enlarged cross-sectional side view taken along the line CC in FIG. 2, and FIG. 7 is a graph showing the polishing rates of the polishing apparatus of the present invention and the conventional polishing apparatus.
【0039】先ず、図1乃至図4を参照しながら、本発
明の一実施形態の研磨装置の構成及び構造を説明する。
図1において、符号1Aは全体として本発明の研磨装置
を指す。この研磨装置1Aは、大別して研磨ホイール5
0と半導体ウエハWを保持する回転体60とから構成さ
れている。First, the configuration and structure of a polishing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In FIG. 1, reference numeral 1A indicates the polishing apparatus of the present invention as a whole. This polishing apparatus 1A is roughly divided into polishing wheels 5
0 and a rotating body 60 that holds the semiconductor wafer W.
【0040】研磨ホイール50は従来技術の研磨ホイー
ル2の構成と実質的に同一であって、矢印で示した時計
方向に所定の回転数で回転し、パイプ構造の回転軸51
0の下端に、定盤である円盤520が固定されており、
その円盤520の下面外周部に、本発明の一つであるリ
ング状の研磨パッドPaが固定されている。円盤520
はその下面外周面が回転軸510の回転中心Obに対し
て垂直な面となるように回転軸510に取り付けられて
いる。円盤520の中心部には中心孔が開けられてい
て、回転軸510の中空に連通しており、これらの中心
孔に、従来技術のノズル管5と同様のノズル管(不図示)
が半導体ウエハWの研磨面にスラリーを供給するための
一供給手段として挿通されている。また、円盤520の
底面にも、新たに図示しないが、従来技術の説明で用い
た図13に示したような、一端が前記中心孔に連通し、
他端が研磨パッドPaの取付面に連通している放射状の
複数本の溝41が形成されている円板状のスラリー分配
板6と同様のものが、その底面に対して若干の間隔を開
けて取り付けられている。The polishing wheel 50 has substantially the same configuration as that of the prior art polishing wheel 2 and rotates at a predetermined number of rotations in a clockwise direction indicated by an arrow.
A disk 520, which is a surface plate, is fixed to the lower end of 0.
A ring-shaped polishing pad Pa, which is one of the present invention, is fixed to the outer periphery of the lower surface of the disk 520. Disk 520
Is attached to the rotating shaft 510 such that its outer peripheral surface is perpendicular to the rotation center Ob of the rotating shaft 510. A center hole is formed in the center of the disk 520 and communicates with the hollow of the rotating shaft 510. These center holes are provided with a nozzle tube (not shown) similar to the nozzle tube 5 of the prior art.
Is inserted as one supply means for supplying slurry to the polished surface of the semiconductor wafer W. Although not shown, the bottom of the disk 520 also has one end communicating with the center hole as shown in FIG. 13 used in the description of the related art.
A disk-shaped slurry distribution plate 6 having a plurality of radial grooves 41 whose other end communicates with the mounting surface of the polishing pad Pa is slightly spaced from the bottom surface. Attached.
【0041】研磨パッドPaは、連続発泡構造の吸水性
で弾性に富んだ樹脂でリング状の構造に形成されてい
る。例えば、樹脂としては、ポリビニールアセタール、
ポリウレタンなどを挙げることができ、その発泡構造の
孔径が約5μm、硬度が200ロックウエルスーパーフ
ィッシャル15Y(JIS)程度のものを挙げることが
でき、砥粒としては、粒子が1μm程度のセリア(Ce
O2)を挙げることができる。The polishing pad Pa is formed in a ring-like structure with a resin having a continuous foam structure and a high water-absorbing and elastic property. For example, as the resin, polyvinyl acetal,
Polyurethane and the like can be mentioned, and those having a pore diameter of about 5 μm and a hardness of about 200 Rockwell superficial 15Y (JIS) can be cited.
O2).
【0042】一方の回転体60は半導体ウエハWを保持
するウエハチャック610と円環状の突壁部材620と
からなり、不図示の駆動装置により、矢印で示した時計
方向に所定の回転数で回転するとともに研磨ホイール5
0の回転中心Obの方向、即ち、研磨ホイール50の回
転半径方向(X軸方向)に直線的に往復移動できるよう
に構成されている。One rotating body 60 is composed of a wafer chuck 610 for holding the semiconductor wafer W and an annular protruding wall member 620, and is rotated by a driving device (not shown) at a predetermined rotational speed in a clockwise direction indicated by an arrow. Grinding wheel 5
It is configured to be able to linearly reciprocate in the direction of the rotation center Ob of 0, that is, in the rotation radius direction (X-axis direction) of the polishing wheel 50.
【0043】ウエハチャック610は中央部に半導体ウ
エハWを取り付けできる面積の円形状取付台611(図
2、図3)とこの取付台611の外周面が落ち込んだ、
前記突壁部材620が取り付けられる、取付平面612
(図2、図3)とが形成されている部材である。The wafer chuck 610 has a circular mounting base 611 (FIGS. 2 and 3) having an area in which the semiconductor wafer W can be mounted at the center and the outer peripheral surface of the mounting base 611 is lowered.
Mounting plane 612 to which the projecting wall member 620 is mounted
(FIGS. 2 and 3) are members formed.
【0044】突壁部材620は、図4に示したように、
中央に、前記取付台611をはめ込める直径の円形開口
621が、その内周側全周上面が後記するスラリー溜ま
りの底面になる平面部622(図3、図4A)を有し、
そしてその外周側の全周に、平面部622より高さが若
干高い突壁623(図3、図4A)が形成された構造の
円環状部材である。平面部622には、120°の角間
隔で貫通孔の取付ネジ孔624が形成されている。The protruding wall member 620 is, as shown in FIG.
In the center, a circular opening 621 having a diameter into which the mounting base 611 can be fitted has a flat portion 622 (FIGS. 3 and 4A) in which the upper surface on the entire inner peripheral side becomes the bottom surface of a slurry reservoir described later.
An annular member having a structure in which a protruding wall 623 (FIGS. 3 and 4A) having a height slightly higher than the flat portion 622 is formed on the entire outer peripheral side thereof. In the flat portion 622, mounting screw holes 624 of through holes are formed at 120 ° angular intervals.
【0045】この突壁部材620は、図3に拡大断面側
面図で示したように、その円形開口621にウエハチャ
ック610の取付台611を通してはめ込み、ウエハチ
ャック610の取付平面612に3本の高さ調整ネジ6
30を用いて取り付けられる。ウエハチャック610の
取付平面612と突壁部材620と下面との間の前記3
個の取付ネジ孔624部分にコイルバネ640が介挿さ
れていて、それぞれに調整ネジ630が挿入され、コイ
ルバネ640のバネ力に抗して締め付けられている。As shown in the enlarged sectional side view of FIG. 3, the projecting wall member 620 is fitted into the circular opening 621 through the mounting base 611 of the wafer chuck 610, and the three heights are mounted on the mounting plane 612 of the wafer chuck 610. Adjustment screw 6
Attach using 30. 3 between the mounting plane 612 of the wafer chuck 610, the projecting wall member 620 and the lower surface.
A coil spring 640 is inserted into each of the mounting screw holes 624, and an adjusting screw 630 is inserted into each of the mounting screw holes 624, and tightened against the spring force of the coil spring 640.
【0046】このようにウエハチャック610と突壁部
材620とを組み立てることにより、突壁623は取付
台611に取り付けられた半導体ウエハWの外周端面、
或いはウエハチャック610の取付台611の外周面か
ら所定の間隔で隔てられ、そしてこの突壁623及び平
面部622とウエハチャック610の外周面、或いは半
導体ウエハWの外周端面とでスラリー溜まり70が形成
される。By assembling the wafer chuck 610 and the protruding wall member 620 in this manner, the protruding wall 623 becomes an outer peripheral end surface of the semiconductor wafer W mounted on the mounting table 611,
Alternatively, the slurry pool 70 is formed at a predetermined interval from the outer peripheral surface of the mounting table 611 of the wafer chuck 610, and is formed between the protruding wall 623 and the flat portion 622 and the outer peripheral surface of the wafer chuck 610 or the outer peripheral end surface of the semiconductor wafer W. Is done.
【0047】このように本発明の研磨装置1Aによれ
ば、極めて簡単な構造の部材で極めてコンパクトに回転
体60を構成でき、そして同時に研磨パッドPaの圧
縮、開放手段とスラリー溜まり70を形成することがで
きる。As described above, according to the polishing apparatus 1A of the present invention, the rotating body 60 can be formed extremely compactly with members having an extremely simple structure, and at the same time, the means for compressing and releasing the polishing pad Pa and forming the slurry reservoir 70 are formed. be able to.
【0048】突壁部材620の突壁623の高さは3本
のコイルバネ640の存在により、3本の高さ調整ネジ
630を締め付け、或いは緩めることで突壁部材620
が上下方向に微細に調整できる。The height of the protruding wall 623 of the protruding wall member 620 is increased by tightening or loosening the three height adjusting screws 630 due to the presence of the three coil springs 640.
Can be finely adjusted in the vertical direction.
【0049】前記回転体60の実施例を挙げる。研磨し
ようとする半導体ウエハWの直径が200mmであると
するならば、ウエハチャック610は、その半導体ウエ
ハWの取付台611は直径Da200mmのものを用
い、この場合の突壁部材620としては、その外径寸法
φaが280mm、その内径寸法φbが200mm、突
壁623の内径φcが270mm、底面から突壁623
の頂点までの厚さTaが10mm、そして底面から平面
部622までの厚さTbが9mmのものを用いるとよ
い。従って、スラリー溜まり70の深さHは1mm(図
4C)となる。An embodiment of the rotating body 60 will be described. Assuming that the diameter of the semiconductor wafer W to be polished is 200 mm, the wafer chuck 610 uses a mounting table 611 for the semiconductor wafer W with a diameter of 200 mm, and the projecting wall member 620 in this case is The outer diameter φa is 280 mm, the inner diameter φb is 200 mm, the inner diameter φc of the projection wall 623 is 270 mm, and the projection wall 623 extends from the bottom.
It is preferable that the thickness Ta from the bottom to the top be 10 mm and the thickness Tb from the bottom surface to the plane portion 622 be 9 mm. Therefore, the depth H of the slurry reservoir 70 is 1 mm (FIG. 4C).
【0050】なお、この実施形態の研磨装置1Aでは、
回転体60がX軸方向に往復移動できる構成で示した
が、逆に、回転体60は回転のみとし、前記研磨ホイー
ル50を回転させながら、X軸方向に往復移動させる構
成を採ってもよいことを断っておく。In the polishing apparatus 1A of this embodiment,
Although the configuration is shown in which the rotating body 60 can reciprocate in the X-axis direction, conversely, the rotating body 60 may be configured to rotate only, and reciprocate in the X-axis direction while rotating the polishing wheel 50. I refuse that.
【0051】次に、このように構成された研磨装置1A
を用いて被研磨物である半導体ウエハWの表面を研磨す
る本発明の一つである研磨方法を、図5及び図6を参照
しながら説明する。Next, the polishing apparatus 1A thus configured
A polishing method, which is one of the present invention for polishing the surface of a semiconductor wafer W as an object to be polished by using the method, will be described with reference to FIGS.
【0052】先ず、ウエハチャック610の取付台61
1に研磨しようとする半導体ウエハWを取り付ける。こ
の場合、取付台611に取り付けられた半導体ウエハW
の研磨面の高さ位置が、研磨しようとする厚さにもよる
が、突壁623の上面より若干上方の高さh、例えば、
0.5〜1.0mmの高さに位置するように高さ調整ネ
ジ630で突壁部材620の取付高さを調整する(図
3)。First, the mounting table 61 of the wafer chuck 610
The semiconductor wafer W to be polished is mounted on the semiconductor wafer W. In this case, the semiconductor wafer W attached to the mounting table 611
Is slightly higher than the upper surface of the protruding wall 623, depending on the thickness to be polished, for example,
The mounting height of the projecting wall member 620 is adjusted with the height adjusting screw 630 so as to be positioned at a height of 0.5 to 1.0 mm (FIG. 3).
【0053】次に、研磨パッドPaの調整を行う。この
場合、研磨中、研磨パッドPaが突壁623に軽く接触
するように調整する。研磨パッドPaはその下面が半導
体ウエハWの研磨面に平行に配設してもよく、また、回
転軸510を極僅かに傾斜させて研磨パッドPaの下面
の一部分だけが半導体ウエハWの研磨面に接触するよう
に配設してもよい。Next, the polishing pad Pa is adjusted. In this case, the polishing pad Pa is adjusted so as to lightly contact the protruding wall 623 during polishing. The lower surface of the polishing pad Pa may be disposed in parallel with the polishing surface of the semiconductor wafer W. Also, only a part of the lower surface of the polishing pad Pa is May be provided so as to come into contact with.
【0054】これらの調整を行った後、スラリーを半導
体ウエハWの研磨面に供給しながら回転体60を回転さ
せながらX軸方向に反復移動させ、そしてこの回転しな
がらX軸方向に往復移動する半導体ウエハWの研磨面及
び突壁623に研磨パッドPaの一部分を所定の押圧力
の下に所定の回転数で回転させながら接触させて研磨す
る。After performing these adjustments, the slurry is supplied to the polishing surface of the semiconductor wafer W while the rotating body 60 is rotated to repeatedly move in the X-axis direction, and reciprocate in the X-axis direction while rotating. A portion of the polishing pad Pa is brought into contact with the polishing surface and the protruding wall 623 of the semiconductor wafer W while rotating at a predetermined rotation speed under a predetermined pressing force to perform polishing.
【0055】この研磨中、図5に示したように、研磨パ
ッドPaが半導体ウエハWの研磨面に進入する側で、研
磨パッドPaの一部が突壁623で圧縮され、そして次
の瞬間にその圧縮された一部の研磨パッドPaがスラリ
ー溜まり70で開放され、この開放された研磨パッドP
aがスラリー溜まり70の新鮮な、或いは比較的新鮮な
スラリーを吸収し、そしてその次の瞬間に半導体ウエハ
Wの外周面から中央部分に回転して、半導体ウエハWの
研磨面に供給されている新鮮なスラリーと自身が有する
このポンプ効果で吸収した新鮮な、或いは比較的新鮮な
スラリーとで半導体ウエハWの研磨面を研磨する。During the polishing, as shown in FIG. 5, on the side where the polishing pad Pa enters the polishing surface of the semiconductor wafer W, a part of the polishing pad Pa is compressed by the protruding wall 623, and at the next moment, A part of the compressed polishing pad Pa is opened in the slurry reservoir 70, and the opened polishing pad P
a absorbs fresh or relatively fresh slurry in the slurry reservoir 70, and at the next moment, rotates from the outer peripheral surface to the central portion of the semiconductor wafer W and is supplied to the polishing surface of the semiconductor wafer W. The polished surface of the semiconductor wafer W is polished with the fresh slurry and the fresh or relatively fresh slurry absorbed by this pump effect.
【0056】研磨パッドPaが更に回転し、そして半導
体ウエハWの研磨面から離脱する側では、図6に示した
ように、半導体ウエハWの研磨面から離脱してスラリー
溜まり70に進入した瞬間に、押圧、圧縮されていた研
磨パッドPaの一部分が開放され、更に回転して突壁6
23に乗り上げる瞬間に圧縮されるポンプ作用で、吸収
している作用済みスラリーをスラリー溜まり70及び突
壁623の外側に排出する。On the side where the polishing pad Pa further rotates and separates from the polishing surface of the semiconductor wafer W, at the moment when the polishing pad Pa separates from the polishing surface of the semiconductor wafer W and enters the slurry pool 70 as shown in FIG. The part of the polishing pad Pa that has been pressed and compressed is released, and further rotated to project the protruding wall 6.
The absorbed working slurry is discharged to the outside of the slurry reservoir 70 and the protruding wall 623 by a pumping action compressed at the moment of riding on the 23.
【0057】以下、研磨パッドPaが回転する毎にこの
ようなポンピング動作が繰り返し行われて半導体ウエハ
Wの研磨面の凹凸を研磨でき、所望の表面性状に仕上げ
ることができる。Thereafter, each time the polishing pad Pa rotates, such a pumping operation is repeatedly performed, so that the unevenness of the polished surface of the semiconductor wafer W can be polished, and a desired surface property can be obtained.
【0058】なお、前記の実施形態の研磨装置1Aで
は、半導体ウエハWの研磨面が突壁623の上面より高
い位置にある場合を示したが、逆に低い位置に設定して
もよいことを付言しておく。In the polishing apparatus 1A of the above embodiment, the case where the polishing surface of the semiconductor wafer W is located at a position higher than the upper surface of the protruding wall 623 has been described. I will add it.
【0059】図7に本発明の研磨装置1A及び研磨方法
を用いてダミーウエハの表面を研磨した場合の研磨レー
トRaと従来技術の研磨装置1及び研磨方法を用いて同
一の条件の下で同一の材質のダミーウエハの表面を研磨
した場合の研磨レートRbとをグラフで比較して示し
た。このグラフから明らかなように、本発明の研磨装置
1A及び研磨方法を用いた方が効率的に研磨できること
が判る。FIG. 7 shows the polishing rate Ra when the surface of the dummy wafer is polished using the polishing apparatus 1A and the polishing method of the present invention, and the same polishing rate Ra under the same conditions using the conventional polishing apparatus 1 and the polishing method. The polishing rate Rb when the surface of a dummy wafer made of a material is polished is compared with a graph and shown. As is clear from this graph, it can be seen that polishing can be performed more efficiently by using the polishing apparatus 1A and the polishing method of the present invention.
【0060】[0060]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、 1.従来技術の研磨装置及び研磨方法と比較して遙かに
高い研磨レートで凸部の平坦化ができる 2.研磨廃液によるパーティクル、廃スラリー、研磨屑
が被研磨物の表面に残留することを防止できる 3.前項の効果からスクラッチの発生を削減できる 4.研磨精度の安定性が向上する 5.スラリーの有効利用ができる など、数々の優れた効果が得られる。As described above, according to the present invention, there are provided: 1. The projections can be flattened at a much higher polishing rate than the conventional polishing apparatus and polishing method. 2. It is possible to prevent particles, waste slurry, and polishing debris due to polishing waste liquid from remaining on the surface of the object to be polished. 3. Scratch generation can be reduced from the effect of the preceding paragraph. 4. Stability of polishing accuracy is improved. Numerous excellent effects can be obtained, such as effective use of slurry.
【図1】 本発明の一実施形態の研磨装置の構成を示す
略線的な外観斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing the configuration of a polishing apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】 図1に示した研磨装置の主構成部材のみの平
面図である。FIG. 2 is a plan view showing only main components of the polishing apparatus shown in FIG.
【図3】 図2におけるA―A線上における断面を拡大
して示した側面図である。FIG. 3 is an enlarged side view showing a cross section taken along line AA in FIG. 2;
【図4】 図2に示した研磨装置に用いて好適なリング
状突壁を示していて、同図Aはその平面図、同図Bは同
図AのA―A線上における断面側面図、同図Cは同図B
において矢印Cで示した丸で囲った部分の一部拡大図で
ある。4 shows a ring-shaped projecting wall suitable for use in the polishing apparatus shown in FIG. 2, FIG. 4A is a plan view thereof, FIG. 4B is a sectional side view taken along line AA of FIG. Figure C is Figure B
5 is a partially enlarged view of a portion circled by an arrow C in FIG.
【図5】 図2におけるB―B線上における一部拡大断
面側面図である。FIG. 5 is a partially enlarged sectional side view taken on line BB in FIG. 2;
【図6】 図2におけるC―C線上における一部拡大断
面側面図である。FIG. 6 is a partially enlarged cross-sectional side view taken along line CC in FIG. 2;
【図7】 本発明の研磨装置と従来技術の研磨装置との
研磨レートを示したグラフである。FIG. 7 is a graph showing the polishing rates of the polishing apparatus of the present invention and the conventional polishing apparatus.
【図8】 半導体ウエハの一部断面図である。FIG. 8 is a partial cross-sectional view of a semiconductor wafer.
【図9】 従来技術の研磨装置を概念的に示した斜視図
である。FIG. 9 is a perspective view conceptually showing a conventional polishing apparatus.
【図10】 従来技術の他の研磨装置を概念的に示した
斜視図である。FIG. 10 is a perspective view conceptually showing another conventional polishing apparatus.
【図11】 図10に示した研磨装置の外観斜視図であ
る。11 is an external perspective view of the polishing apparatus shown in FIG.
【図12】 図11に示した研磨ホイールの断面側面図
である。FIG. 12 is a sectional side view of the polishing wheel shown in FIG. 11;
【図13】 図12に示した研磨ホイールの底面を示す
平面図である。13 is a plan view showing a bottom surface of the polishing wheel shown in FIG.
【図14】 図11に示した研磨装置の半導体ウエハと
研磨パッドのそれぞれの回転中心を結ぶ中心線で切っ
て、両者の位置関係を示した略線的な断面側面図であ
る。FIG. 14 is a schematic cross-sectional side view showing a positional relationship between the semiconductor wafer and the polishing pad of the polishing apparatus shown in FIG.
【図15】 図11に示した研磨装置による半導体ウエ
ハの研磨領域の変位を示す略線図である。FIG. 15 is a schematic diagram showing displacement of a polishing region of a semiconductor wafer by the polishing apparatus shown in FIG. 11;
【図16】 図9に示した研磨装置の研磨パッドの回転
中心軸を若干傾斜させて研磨する状態を略線的に示した
断面側面図である。FIG. 16 is a cross-sectional side view schematically showing a state in which polishing is performed with the rotation center axis of the polishing pad of the polishing apparatus shown in FIG. 9 slightly inclined.
【図17】 研磨パッドの傾きと研磨領域との関係を示
す略線図である。FIG. 17 is a schematic diagram illustrating a relationship between a tilt of a polishing pad and a polishing area.
1A…本発明の一実施形態の研磨装置、50…研磨ホイ
ール、60…回転体、620…(円環状の)突壁部材、
623…(円環状の)突壁、70…スラリー溜まり、P
a…(吸水性弾性)研磨パッド、W…半導体ウエハ(被
研磨物)1A: polishing apparatus of one embodiment of the present invention, 50: polishing wheel, 60: rotating body, 620: (annular) projecting wall member,
623: (annular) projecting wall, 70: slurry pool, P
a: (water-absorbing elasticity) polishing pad, W: semiconductor wafer (object to be polished)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 修三 東京都品川区北品川6丁目7番35号ソニー 株式会社内 Fターム(参考) 3C058 AA07 AA09 AB04 AC04 BA02 CB01 CB03 DA17 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Shuzo Sato 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo F-term in Sony Corporation (reference) 3C058 AA07 AA09 AB04 AC04 BA02 CB01 CB03 DA17
Claims (5)
弾性研磨パッドを回転させながら回転する被研磨物の表
面に押圧、接触させ、前記吸水性弾性研磨パッドが前記
被研磨物の表面に進入する側で自身が圧縮、開放される
ことにより生じるポンプ動作で供給された新鮮な、或い
は比較的新鮮なスラリーを吸収して前記被研磨物の表面
を研磨し、前記吸水性弾性研磨パッドが前記被研磨物の
表面から離脱する側で自身が解放、圧縮されるポンプ動
作で吸収した作用済みスラリーを排出し、以下これらの
動作を繰り返して被研磨物の表面を研磨する研磨方法。1. A water-absorbing elastic polishing pad is pressed and brought into contact with the surface of a rotating polishing object while rotating the water-absorbing elastic polishing pad, and the water-absorbing elastic polishing pad is brought into contact with the surface of the polishing object. On the entering side, it compresses itself, absorbs fresh or relatively fresh slurry supplied by a pump operation generated by being released, and polishes the surface of the object to be polished. A polishing method of discharging the worked slurry absorbed by a pump operation in which the slurry is released and compressed on the side detached from the surface of the object to be polished, and thereafter repeating these operations to polish the surface of the object to be polished.
回転体と、 該回転体の上面に保持された被研磨物の表面に対して所
定の押圧力で接触し、所定の回転数で回転する吸水性弾
性研磨パッドと、 該吸水性弾性研磨パッド或いは前記回転体を相対的に一
方向に往復移動させる直線駆動装置と、 前記吸水性弾性研磨パッドが前記回転体に保持された被
研磨物の表面に進入する側の前記被研磨物の外方に配設
された突壁で囲まれたスラリー溜まりと、 前記吸水性弾性研磨パッドが前記回転体に保持された前
記被研磨物の表面から離脱する側の前記被研磨物の外方
に配設突壁で囲まれたスラリー溜まりと、 前記被研磨物の表面にスラリーを供給するスラリー供給
装置とから構成されていることを特徴とする研磨装置。2. A rotator for rotating and holding an object to be polished at a predetermined rotational speed, and contacting the surface of the object to be polished held on the upper surface of the rotator with a predetermined pressing force, and A water-absorbing elastic polishing pad, a linear drive device for relatively reciprocating the water-absorbing elastic polishing pad or the rotating body in one direction, and a surface holding the water-absorbing elastic polishing pad on the rotating body. A slurry pool surrounded by a projecting wall disposed outside of the object to be polished on the side of the surface of the object to be polished; and a water-absorbing elastic polishing pad for the object to be polished held by the rotating body. A slurry pool surrounded by a projecting wall disposed outside the object to be polished away from the surface, and a slurry supply device for supplying a slurry to the surface of the object to be polished, Polishing equipment.
所定の間隔を開けて該外周端面を取り囲むように円環状
に形成されていて、前記回転体の外周端面とで前記スラ
リー溜まりが形成されていることを特徴とする請求項2
に記載の研磨装置。3. The protruding wall is formed in an annular shape so as to surround the outer peripheral end face at a predetermined interval from the outer peripheral end face of the object to be polished, and the slurry pool is formed with the outer peripheral end face of the rotating body. 3. The semiconductor device according to claim 2, wherein:
A polishing apparatus according to claim 1.
ように前記回転体に取り付けられていることを特徴とす
る請求項3に記載の研磨装置。4. The polishing apparatus according to claim 3, wherein the protruding wall is attached to the rotating body so that a height position thereof can be adjusted.
脂でリング状の構造で形成されていることを特徴とする
研磨パッド。5. A polishing pad comprising a ring-shaped structure made of a resin having a continuous foaming structure and a high water-absorbing and elastic property.
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