JP2004098187A - 研磨装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】研磨対象のワークが大径化し且つ研磨布が硬くなっても、ワークの被研磨面の研磨速度を可及的に維持でき、研磨が終了したときのリンスの効果も充分に奏し得る研磨装置を提供する。
【解決手段】該研磨布18の研磨面に、その中心部から周縁部方向に螺旋状に延びる溝部が形成された研磨布18と、ワーク24に研磨を施す際には、研磨布18の中央部近傍に供給された研磨液が研磨布18内に滞留するように、前記溝部内の研磨液が研磨布18の中央方向に移動する方向に定盤16を回転し、研磨が施されたワーク24の被研磨面をリンス液でリンスする際には、研磨布18内に滞留している研磨液が研磨布18の中央部近傍に供給されたリンス液に置換されるように、前記リンス液及び研磨液が研磨布18の周縁方向に移動する方向に定盤16を回転する。
【選択図】 図1
【解決手段】該研磨布18の研磨面に、その中心部から周縁部方向に螺旋状に延びる溝部が形成された研磨布18と、ワーク24に研磨を施す際には、研磨布18の中央部近傍に供給された研磨液が研磨布18内に滞留するように、前記溝部内の研磨液が研磨布18の中央方向に移動する方向に定盤16を回転し、研磨が施されたワーク24の被研磨面をリンス液でリンスする際には、研磨布18内に滞留している研磨液が研磨布18の中央部近傍に供給されたリンス液に置換されるように、前記リンス液及び研磨液が研磨布18の周縁方向に移動する方向に定盤16を回転する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は研磨定盤に関し、更に詳細には回転する定盤に貼付されて研磨液が供給された研磨布の研磨面に、回転可能に設けられたヘッド部で押圧されて研磨が施されたワークの被研磨面を、リンス液でリンスする研磨装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体用ウェーハ等のワークの被研磨面に研磨を施す際には、図4に示す研磨装置が用いられる。図4に示す研磨装置は、基台100上にスラストベアリング102を介して定盤受け104が回転可能に載置されている。この定盤受け104には、研磨布108が一面側に貼付された定盤106が載置され、モータ等の駆動装置(図示せず)の回転力が回転軸110を介して伝達される。
この様に、回転可能に設けられた定盤106の一面側に貼付された研磨布108の研磨面には、研磨布108に対して接離動可能に設けられたヘッド部112に保持されたワーク114の被研磨面が押し付けられて研磨が施される。かかる研磨の際には、研磨液供給配管116から研磨液が供給された研磨布108の研磨面に、保持したワーク114の被研磨面を押し付けたヘッド部112は、定盤106の回転に伴なって連れ回りされる。
【0003】
ところで、ワーク114の研磨方法には、研磨液に配合された研磨砥粒による機械的研磨と、研磨液に配合されたエッチング成分による化学的研磨とを併有する化学的機械的研磨方法(CMP法と称することがある)がある。
かかるCMP法では、ワーク114の被研磨面の研磨が終了しても、ワーク114の被研磨面下の存在する研磨液中のエッチング成分によって研磨が進行し、ワーク114の被研磨面が過剰に研磨されることがある。
このため、ワーク114の研磨が終了した際に、リンス液供給配管118からリンス液としての純水を研磨布108に供給し、ワーク114の被研磨面下の研磨液を速やかに純水に置換するリンスを施すことがなされている。
かかるCMP法で用いる研磨布108としては、下記に示す特許文献1に示されているように、硬質の研磨布が用いられている。
【特許文献1】
特開平11−90809号公報(第2頁)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
図4に示す研磨装置の様に、ワーク114の被研磨面の研磨が終了した際に、リンス供給配管118から純水をリンス液として研磨布108に供給することにより、ワーク114の被研磨面下の研磨液を迅速に純水に置換でき、ワーク114の被研磨面の過剰研磨を防止できる。
しかし、近年、ワーク114が大径化してきており、ワーク114の被研磨面で押圧されて形成された凹状の窪みの内壁面と接触し易いワーク114の周縁部が、その中央部近傍に比較して過剰に研磨され易くなってきている。このため、このワーク114の周縁部の過剰研磨を防止すべく、ワーク114の被研磨面で押圧されて形成される凹状の窪みを可及的に少なくし得る硬質の研磨布108が採用されつつある。
この様に、硬質の研磨布108によれば、ワーク114の被研磨面を研磨布108の研磨面に押圧したとき、研磨布108へのワーク114の沈込量が少なく、ワーク114の被研磨面で押圧されて形成される凹状の窪みを可及的に少なくでき、ワーク114の周縁部の過剰研磨を防止できるからである。
【0005】
しかしながら、ワーク114が大径化し且つ研磨布108が硬くなると、ワーク114の被研磨面の研磨速度が低下し、研磨終了したときのリンスの効果も不充分となり易いことが判明した。
そこで、本発明の課題は、研磨対象のワークが大径化し且つ研磨布が硬くなっても、ワークの被研磨面の研磨速度を可及的に維持でき、研磨が終了したときのリンスの効果も充分に奏し得る研磨装置を提供することある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記課題を解決すべく検討した結果、中心部から周縁方向に延びる螺旋状の溝部を形成した研磨布を貼付した定盤の回転方向によっては、ワークが大径化し且つ研磨布が硬くなっても、ワークの被研磨面の研磨速度を可及的に維持できること、及び研磨が終了した際に、ワークの被研磨面を研磨するときの定盤の回転方向と反対方向に回転してリンスを施すことによって、リンスの効果も充分に奏し得ることを見出し、本発明に到達した。
【0007】
すなわち、本発明は、回転する定盤に貼付されて研磨液が供給された研磨布の研磨面に、回転可能に設けられたヘッド部で押圧されて研磨が施されたウェーハ等のワークの被研磨面を、リンス液でリンスする研磨装置において、該定盤に貼付され、前記ワークの被研磨面を研磨する研磨布の研磨面に、その中心部から周縁方向に弧状に延びる複数本の溝部又は螺旋状に延びる溝部が形成された研磨布と、前記ワークに研磨を施す際には、研磨液供給手段によって研磨布の中央部近傍に供給された研磨液が研磨布内に滞留するように、前記溝部内の研磨液が研磨布の中央方向に移動する方向に定盤を回転し、研磨が施された前記ワークの被研磨面をリンス液でリンスする際には、前記研磨布内に滞留している研磨液がリンス液供給手段により研磨布の中央部近傍に供給されたリンス液に置換されるように、前記リンス液及び研磨液が研磨布の周縁方向に移動する方向に定盤を回転する定盤駆動手段とを具備することを特徴とする研磨装置にある。
かかる本発明において、研磨液供給手段を、ワークの被研磨面にエッチングを施すエッチング液が含有されている研磨液を研磨布に供給する研磨液供給手段とすることにより、CMP法による研磨をワークの被研磨面に施すことができる。また、リンス液供給手段を、純水をリンス液として研磨布に供給するリンス供給手段とすることにより、ワークの被研磨面下の研磨液を純水で置換できる。
【0008】
本発明に係る研磨装置によれば、ワークの被研磨面に研磨を施す際には、研磨布に形成された溝部を通して研磨液が研磨布の中央方向に移動する方向に定盤を回転するため、研磨布内に滞留する研磨液量を増加でき、ワークの被研磨面下にも充分な研磨液を滞留できる。このため、ワークが大径化し且つ研磨布が硬くなっても、ワークの被研磨面の研磨速度を可及的に維持できる。
また、研磨が終了した際には、研磨布内のリンス液及び研磨液が研磨布の周縁方向に移動する方向に定盤を回転するため、研磨布内に滞留していた研磨液はリンス液に迅速に置換でき、ワークの被研磨面下の研磨液も迅速にリンス液に置換できる。このため、ワークが大径化し且つ研磨布が硬くなっても、研磨が終了したときのリンスの効果を充分に奏することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明に係る研磨装置の一例を図1に示す。図1に示す研磨装置は、基台10上にスラストベアリング12を介して定盤受け14が回転可能に載置されている。この定盤受け14には、研磨布18が一面側に貼付された定盤16が載置され、モータ等の駆動装置Mの回転力が回転軸20を介して伝達される。
この様に、回転可能に設けられた定盤16の一面側に貼付された研磨布18の研磨面には、研磨布18に対して接離動可能に設けられたヘッド部22に保持されたワーク24の被研磨面が押し付けられて研磨が施される。かかる研磨の際には、タンク等から送液ポンプを経由して送液された研磨液が研磨液供給配管26から中央部近傍に供給された研磨布18の研磨面に、保持されたワーク24の被研磨面が押し付けられたヘッド部22は、定盤16の回転に伴なって連れ回りされる。
尚、ヘッド部22は、強制的に所定方向に回転してもよい。
【0010】
更に、図1に示す研磨装置には、研磨終了後に、研磨布18に滞留する研磨液と置換されるリンス液としての純水を、研磨布18の中央部近傍に供給するリンス液供給配管28が設けられている。かかるリンス液供給配管28には、純水がタンク等から送液ポンプを経由して送液される。
また、図1に示す研磨装置で用いる研磨布18の研磨面には、図2に示す様に、その中心部から周縁方向に螺旋状に延びる溝部30が形成されている。この螺旋状の溝部30は、隣接する溝部30との間隔を10mm程度とすることが好ましい。
かかる研磨布18が載置されている定盤16を回転駆動する駆動装置Mは、定盤16の回転方向を矢印Aの方向或いは矢印Aと反対方向の矢印Bの方向に回動できるように、正逆方向に回転可能である。
【0011】
図1に示す研磨装置を用いてワーク24に研磨を施す際には、ヘッド部22のワーク保持面に接着して保持したワーク24の被研磨面を、定盤16の一面側に貼付された研磨布18の研磨面に押し付ける。この際に、定盤16の回転方向を図2に示す矢印A方向とした。かかる定盤16の回転方向は、研磨布18に形成された螺旋状の溝部30の旋回方向と同方向である。この定盤16の回転は、ワーク24を介してヘッド部22に伝達され、ヘッド部22も矢印A方向に回転する。
【0012】
定盤16を矢印A方向に回転すると、研磨布18の中央部近傍に研磨液供給配管26から供給された研磨液は、研磨布18内に滞留され易くなる。その理由は、以下のように推察される。
つまり、研磨布18の中央部近傍に研磨液供給配管26から供給された研磨液のうち、研磨布18の平坦面(螺旋状の溝部30以外の部分)の研磨液は、研磨布18の回転に伴なって生ずる遠心力によって研磨布18の周縁方向に移動し、螺旋状の溝部30に入り込む。
螺旋状の溝部30に入り込んだ研磨液は、螺旋状の溝部30に案内されて研磨布18の中央方向に移動する。研磨布18の回転に伴なって生ずる空気の粘性力等が、研磨液を研磨布18の周縁方向へ移動させようとする遠心力よりも大きくなったことによるものと考えられる。
溝部30を通して研磨布18の中央方向に研磨液が移動し、研磨布18の中央部近傍には、研磨液供給配管26から研磨液が供給されるため、研磨布18の中央部近傍に形成された溝部30からは研磨液が溢れ出る。溢れ出た研磨液は、遠心力によって研磨布18の周縁方向に移動し、再度、溝部30に入り込み溝部30を通して研磨布18の中央方向に移動する。その際に、研磨布18に対する研磨液自身の浸透力及びヘッド部2に因って回転するワーク24の研磨布18に対する押圧力によって、研磨液が入り込んだ研磨布18の溝部30を押し潰す等により、研磨液は研磨布18内に滞留する。
この様にして研磨布18の中央部近傍に供給された研磨液は、研磨布18の周縁部近傍との間を循環し、研磨布18内に滞留する研磨液量を増加できる。
このため、ヘッド部22で押圧されたワーク24の被研磨面は、研磨布18内に滞留する研磨液と充分に接触でき、研磨速度を向上できる。特に、研磨液として、ワークの被研磨面にエッチングを施すエッチング成分を含有する研磨液を用いたCMP法による研磨をワークの被研磨面に施す場合には、ワークの被研磨面が研磨液に充分に接触でき、研磨速度の一層の向上を図ることができる。
【0013】
かかるワーク24の研磨が終了した際には、ワーク24に研磨を施す定盤16の回転方向と逆方向である矢印B(図2)の方向に定盤16を回転する。この矢印B方向の定盤16の回転方向は、研磨布18に形成された螺旋状の溝部30の旋回方向と逆方向である。この様に、研磨布18を溝部30の旋回方向と逆方向に回転すると、研磨布18内に滞留していた研磨液は、遠心力によって研磨布18の周縁方向に移動し、研磨布18から排出される。溝部30内の研磨液も、同様に、溝部30に沿って研磨布18の周縁方向に移動し、研磨布18から排出される。
更に、定盤16の矢印B方向への回転変更に伴ない、リンス液としての純水をリンス液供給配管28から研磨布18の中央部近傍に供給する。研磨布18の中央部近傍に供給された純水は、遠心力によって研磨布18の周縁方向に移動する。このため、研磨液が排出された研磨布18をリンス液としての純水に迅速に置換でき、ワーク24の被研磨面を純水でリンスできる。
したがって、図1及び図2に示す研磨装置では、ワーク24の被研磨面の研磨が終了したとき、迅速に研磨布18内の研磨液を純水に置換でき、ワーク24の被研磨面を過剰に研磨を施す事態を防止できる。特に、ワークの被研磨面にエッチングを施すエッチング成分が含有されている研磨液を用い、CMP法による研磨をワークの被研磨面に施す場合には、ワーク24の被研磨面を過剰に研磨を施し易いため、図1及び図2に示す研磨装置は有効である。
【0014】
これまで説明してきた研磨布18には、一本の螺旋状の溝部30が形成されていたが、二本以上の螺旋状の溝部30を形成してもよい。
また、研磨布18には、図3に示す様に、その中心部から周縁方向に弧状に延びる複数本の溝部32,32・・を形成してもよい。
この図3に示す研磨布18が貼付された定盤16を、研磨布18に形成した溝部32の湾曲部の湾曲方向に対して反対方向(図3に示す矢印C方向)に回転する場合は、ワーク24の被研磨面に研磨を施す場合であって、研磨布18の中央部近傍に供給された研磨液を、研磨布18の中央部近傍と周縁部近傍との間で循環し、ワーク24の被研磨面に研磨液を充分に接触させる。これによってワーク24の被研磨面の研磨速度向上を図ることができる。
一方、図3に示す研磨布18が貼付された定盤16を、研磨布18に形成した溝部32の湾曲部の湾曲方向(図3に示す矢印D方向)に回転する場合は、ワーク24の被研磨面に研磨を終了した場合であって、研磨布18内に滞留する研磨液を排出すると共に、研磨布18の中央部近傍に供給されたリンス液としての純水を周縁方向に移動し、研磨布18内を純水に置換する。これによって研磨終了したワーク24の被研磨面のリンスを迅速に施すことができ、ワーク24の被研磨面の過剰研磨を防止できる。
また、図1に示す研磨装置では、研磨液供給配管26とリンス液供給配管28を別個にもうけているが、一本の供給配管で研磨液とリンス液との供給を兼務させてもよい。
【0015】
【発明の効果】
本発明に係る研磨装置によれば、研磨対象のワークが大径化し且つ研磨布が硬くなっても、ワークの被研磨面の研磨速度を可及的に維持でき、研磨が終了したときのリンスの効果も充分に奏し得る。その結果、研磨対象のワークの大径化に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る研磨装置の一例を説明する部分概略断面図である。
【図2】図1に用いる研磨布の正面図である。
【図3】研磨布の他の例を説明する正面図である。
【図4】従来の研磨装置を説明する部分概略断面図である。
【符号の説明】
16 定盤
18 研磨布
22 ヘッド部
24 ワーク
26 研磨液供給配管(研磨液供給手段)
28 リンス液供給配管(リンス液供給手段)
30、32 溝部
M 駆動装置(定盤駆動手段)
【発明の属する技術分野】
本発明は研磨定盤に関し、更に詳細には回転する定盤に貼付されて研磨液が供給された研磨布の研磨面に、回転可能に設けられたヘッド部で押圧されて研磨が施されたワークの被研磨面を、リンス液でリンスする研磨装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体用ウェーハ等のワークの被研磨面に研磨を施す際には、図4に示す研磨装置が用いられる。図4に示す研磨装置は、基台100上にスラストベアリング102を介して定盤受け104が回転可能に載置されている。この定盤受け104には、研磨布108が一面側に貼付された定盤106が載置され、モータ等の駆動装置(図示せず)の回転力が回転軸110を介して伝達される。
この様に、回転可能に設けられた定盤106の一面側に貼付された研磨布108の研磨面には、研磨布108に対して接離動可能に設けられたヘッド部112に保持されたワーク114の被研磨面が押し付けられて研磨が施される。かかる研磨の際には、研磨液供給配管116から研磨液が供給された研磨布108の研磨面に、保持したワーク114の被研磨面を押し付けたヘッド部112は、定盤106の回転に伴なって連れ回りされる。
【0003】
ところで、ワーク114の研磨方法には、研磨液に配合された研磨砥粒による機械的研磨と、研磨液に配合されたエッチング成分による化学的研磨とを併有する化学的機械的研磨方法(CMP法と称することがある)がある。
かかるCMP法では、ワーク114の被研磨面の研磨が終了しても、ワーク114の被研磨面下の存在する研磨液中のエッチング成分によって研磨が進行し、ワーク114の被研磨面が過剰に研磨されることがある。
このため、ワーク114の研磨が終了した際に、リンス液供給配管118からリンス液としての純水を研磨布108に供給し、ワーク114の被研磨面下の研磨液を速やかに純水に置換するリンスを施すことがなされている。
かかるCMP法で用いる研磨布108としては、下記に示す特許文献1に示されているように、硬質の研磨布が用いられている。
【特許文献1】
特開平11−90809号公報(第2頁)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
図4に示す研磨装置の様に、ワーク114の被研磨面の研磨が終了した際に、リンス供給配管118から純水をリンス液として研磨布108に供給することにより、ワーク114の被研磨面下の研磨液を迅速に純水に置換でき、ワーク114の被研磨面の過剰研磨を防止できる。
しかし、近年、ワーク114が大径化してきており、ワーク114の被研磨面で押圧されて形成された凹状の窪みの内壁面と接触し易いワーク114の周縁部が、その中央部近傍に比較して過剰に研磨され易くなってきている。このため、このワーク114の周縁部の過剰研磨を防止すべく、ワーク114の被研磨面で押圧されて形成される凹状の窪みを可及的に少なくし得る硬質の研磨布108が採用されつつある。
この様に、硬質の研磨布108によれば、ワーク114の被研磨面を研磨布108の研磨面に押圧したとき、研磨布108へのワーク114の沈込量が少なく、ワーク114の被研磨面で押圧されて形成される凹状の窪みを可及的に少なくでき、ワーク114の周縁部の過剰研磨を防止できるからである。
【0005】
しかしながら、ワーク114が大径化し且つ研磨布108が硬くなると、ワーク114の被研磨面の研磨速度が低下し、研磨終了したときのリンスの効果も不充分となり易いことが判明した。
そこで、本発明の課題は、研磨対象のワークが大径化し且つ研磨布が硬くなっても、ワークの被研磨面の研磨速度を可及的に維持でき、研磨が終了したときのリンスの効果も充分に奏し得る研磨装置を提供することある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記課題を解決すべく検討した結果、中心部から周縁方向に延びる螺旋状の溝部を形成した研磨布を貼付した定盤の回転方向によっては、ワークが大径化し且つ研磨布が硬くなっても、ワークの被研磨面の研磨速度を可及的に維持できること、及び研磨が終了した際に、ワークの被研磨面を研磨するときの定盤の回転方向と反対方向に回転してリンスを施すことによって、リンスの効果も充分に奏し得ることを見出し、本発明に到達した。
【0007】
すなわち、本発明は、回転する定盤に貼付されて研磨液が供給された研磨布の研磨面に、回転可能に設けられたヘッド部で押圧されて研磨が施されたウェーハ等のワークの被研磨面を、リンス液でリンスする研磨装置において、該定盤に貼付され、前記ワークの被研磨面を研磨する研磨布の研磨面に、その中心部から周縁方向に弧状に延びる複数本の溝部又は螺旋状に延びる溝部が形成された研磨布と、前記ワークに研磨を施す際には、研磨液供給手段によって研磨布の中央部近傍に供給された研磨液が研磨布内に滞留するように、前記溝部内の研磨液が研磨布の中央方向に移動する方向に定盤を回転し、研磨が施された前記ワークの被研磨面をリンス液でリンスする際には、前記研磨布内に滞留している研磨液がリンス液供給手段により研磨布の中央部近傍に供給されたリンス液に置換されるように、前記リンス液及び研磨液が研磨布の周縁方向に移動する方向に定盤を回転する定盤駆動手段とを具備することを特徴とする研磨装置にある。
かかる本発明において、研磨液供給手段を、ワークの被研磨面にエッチングを施すエッチング液が含有されている研磨液を研磨布に供給する研磨液供給手段とすることにより、CMP法による研磨をワークの被研磨面に施すことができる。また、リンス液供給手段を、純水をリンス液として研磨布に供給するリンス供給手段とすることにより、ワークの被研磨面下の研磨液を純水で置換できる。
【0008】
本発明に係る研磨装置によれば、ワークの被研磨面に研磨を施す際には、研磨布に形成された溝部を通して研磨液が研磨布の中央方向に移動する方向に定盤を回転するため、研磨布内に滞留する研磨液量を増加でき、ワークの被研磨面下にも充分な研磨液を滞留できる。このため、ワークが大径化し且つ研磨布が硬くなっても、ワークの被研磨面の研磨速度を可及的に維持できる。
また、研磨が終了した際には、研磨布内のリンス液及び研磨液が研磨布の周縁方向に移動する方向に定盤を回転するため、研磨布内に滞留していた研磨液はリンス液に迅速に置換でき、ワークの被研磨面下の研磨液も迅速にリンス液に置換できる。このため、ワークが大径化し且つ研磨布が硬くなっても、研磨が終了したときのリンスの効果を充分に奏することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明に係る研磨装置の一例を図1に示す。図1に示す研磨装置は、基台10上にスラストベアリング12を介して定盤受け14が回転可能に載置されている。この定盤受け14には、研磨布18が一面側に貼付された定盤16が載置され、モータ等の駆動装置Mの回転力が回転軸20を介して伝達される。
この様に、回転可能に設けられた定盤16の一面側に貼付された研磨布18の研磨面には、研磨布18に対して接離動可能に設けられたヘッド部22に保持されたワーク24の被研磨面が押し付けられて研磨が施される。かかる研磨の際には、タンク等から送液ポンプを経由して送液された研磨液が研磨液供給配管26から中央部近傍に供給された研磨布18の研磨面に、保持されたワーク24の被研磨面が押し付けられたヘッド部22は、定盤16の回転に伴なって連れ回りされる。
尚、ヘッド部22は、強制的に所定方向に回転してもよい。
【0010】
更に、図1に示す研磨装置には、研磨終了後に、研磨布18に滞留する研磨液と置換されるリンス液としての純水を、研磨布18の中央部近傍に供給するリンス液供給配管28が設けられている。かかるリンス液供給配管28には、純水がタンク等から送液ポンプを経由して送液される。
また、図1に示す研磨装置で用いる研磨布18の研磨面には、図2に示す様に、その中心部から周縁方向に螺旋状に延びる溝部30が形成されている。この螺旋状の溝部30は、隣接する溝部30との間隔を10mm程度とすることが好ましい。
かかる研磨布18が載置されている定盤16を回転駆動する駆動装置Mは、定盤16の回転方向を矢印Aの方向或いは矢印Aと反対方向の矢印Bの方向に回動できるように、正逆方向に回転可能である。
【0011】
図1に示す研磨装置を用いてワーク24に研磨を施す際には、ヘッド部22のワーク保持面に接着して保持したワーク24の被研磨面を、定盤16の一面側に貼付された研磨布18の研磨面に押し付ける。この際に、定盤16の回転方向を図2に示す矢印A方向とした。かかる定盤16の回転方向は、研磨布18に形成された螺旋状の溝部30の旋回方向と同方向である。この定盤16の回転は、ワーク24を介してヘッド部22に伝達され、ヘッド部22も矢印A方向に回転する。
【0012】
定盤16を矢印A方向に回転すると、研磨布18の中央部近傍に研磨液供給配管26から供給された研磨液は、研磨布18内に滞留され易くなる。その理由は、以下のように推察される。
つまり、研磨布18の中央部近傍に研磨液供給配管26から供給された研磨液のうち、研磨布18の平坦面(螺旋状の溝部30以外の部分)の研磨液は、研磨布18の回転に伴なって生ずる遠心力によって研磨布18の周縁方向に移動し、螺旋状の溝部30に入り込む。
螺旋状の溝部30に入り込んだ研磨液は、螺旋状の溝部30に案内されて研磨布18の中央方向に移動する。研磨布18の回転に伴なって生ずる空気の粘性力等が、研磨液を研磨布18の周縁方向へ移動させようとする遠心力よりも大きくなったことによるものと考えられる。
溝部30を通して研磨布18の中央方向に研磨液が移動し、研磨布18の中央部近傍には、研磨液供給配管26から研磨液が供給されるため、研磨布18の中央部近傍に形成された溝部30からは研磨液が溢れ出る。溢れ出た研磨液は、遠心力によって研磨布18の周縁方向に移動し、再度、溝部30に入り込み溝部30を通して研磨布18の中央方向に移動する。その際に、研磨布18に対する研磨液自身の浸透力及びヘッド部2に因って回転するワーク24の研磨布18に対する押圧力によって、研磨液が入り込んだ研磨布18の溝部30を押し潰す等により、研磨液は研磨布18内に滞留する。
この様にして研磨布18の中央部近傍に供給された研磨液は、研磨布18の周縁部近傍との間を循環し、研磨布18内に滞留する研磨液量を増加できる。
このため、ヘッド部22で押圧されたワーク24の被研磨面は、研磨布18内に滞留する研磨液と充分に接触でき、研磨速度を向上できる。特に、研磨液として、ワークの被研磨面にエッチングを施すエッチング成分を含有する研磨液を用いたCMP法による研磨をワークの被研磨面に施す場合には、ワークの被研磨面が研磨液に充分に接触でき、研磨速度の一層の向上を図ることができる。
【0013】
かかるワーク24の研磨が終了した際には、ワーク24に研磨を施す定盤16の回転方向と逆方向である矢印B(図2)の方向に定盤16を回転する。この矢印B方向の定盤16の回転方向は、研磨布18に形成された螺旋状の溝部30の旋回方向と逆方向である。この様に、研磨布18を溝部30の旋回方向と逆方向に回転すると、研磨布18内に滞留していた研磨液は、遠心力によって研磨布18の周縁方向に移動し、研磨布18から排出される。溝部30内の研磨液も、同様に、溝部30に沿って研磨布18の周縁方向に移動し、研磨布18から排出される。
更に、定盤16の矢印B方向への回転変更に伴ない、リンス液としての純水をリンス液供給配管28から研磨布18の中央部近傍に供給する。研磨布18の中央部近傍に供給された純水は、遠心力によって研磨布18の周縁方向に移動する。このため、研磨液が排出された研磨布18をリンス液としての純水に迅速に置換でき、ワーク24の被研磨面を純水でリンスできる。
したがって、図1及び図2に示す研磨装置では、ワーク24の被研磨面の研磨が終了したとき、迅速に研磨布18内の研磨液を純水に置換でき、ワーク24の被研磨面を過剰に研磨を施す事態を防止できる。特に、ワークの被研磨面にエッチングを施すエッチング成分が含有されている研磨液を用い、CMP法による研磨をワークの被研磨面に施す場合には、ワーク24の被研磨面を過剰に研磨を施し易いため、図1及び図2に示す研磨装置は有効である。
【0014】
これまで説明してきた研磨布18には、一本の螺旋状の溝部30が形成されていたが、二本以上の螺旋状の溝部30を形成してもよい。
また、研磨布18には、図3に示す様に、その中心部から周縁方向に弧状に延びる複数本の溝部32,32・・を形成してもよい。
この図3に示す研磨布18が貼付された定盤16を、研磨布18に形成した溝部32の湾曲部の湾曲方向に対して反対方向(図3に示す矢印C方向)に回転する場合は、ワーク24の被研磨面に研磨を施す場合であって、研磨布18の中央部近傍に供給された研磨液を、研磨布18の中央部近傍と周縁部近傍との間で循環し、ワーク24の被研磨面に研磨液を充分に接触させる。これによってワーク24の被研磨面の研磨速度向上を図ることができる。
一方、図3に示す研磨布18が貼付された定盤16を、研磨布18に形成した溝部32の湾曲部の湾曲方向(図3に示す矢印D方向)に回転する場合は、ワーク24の被研磨面に研磨を終了した場合であって、研磨布18内に滞留する研磨液を排出すると共に、研磨布18の中央部近傍に供給されたリンス液としての純水を周縁方向に移動し、研磨布18内を純水に置換する。これによって研磨終了したワーク24の被研磨面のリンスを迅速に施すことができ、ワーク24の被研磨面の過剰研磨を防止できる。
また、図1に示す研磨装置では、研磨液供給配管26とリンス液供給配管28を別個にもうけているが、一本の供給配管で研磨液とリンス液との供給を兼務させてもよい。
【0015】
【発明の効果】
本発明に係る研磨装置によれば、研磨対象のワークが大径化し且つ研磨布が硬くなっても、ワークの被研磨面の研磨速度を可及的に維持でき、研磨が終了したときのリンスの効果も充分に奏し得る。その結果、研磨対象のワークの大径化に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る研磨装置の一例を説明する部分概略断面図である。
【図2】図1に用いる研磨布の正面図である。
【図3】研磨布の他の例を説明する正面図である。
【図4】従来の研磨装置を説明する部分概略断面図である。
【符号の説明】
16 定盤
18 研磨布
22 ヘッド部
24 ワーク
26 研磨液供給配管(研磨液供給手段)
28 リンス液供給配管(リンス液供給手段)
30、32 溝部
M 駆動装置(定盤駆動手段)
Claims (3)
- 回転する定盤に貼付されて研磨液が供給された研磨布の研磨面に、回転可能に設けられたヘッド部で押圧されて研磨が施されたウェーハ等のワークの被研磨面を、リンス液でリンスする研磨装置において、
該定盤に貼付され、前記ワークの被研磨面を研磨する研磨布の研磨面に、その中心部から周縁方向に弧状に延びる複数本の溝部又は螺旋状に延びる溝部が形成された研磨布と、
前記ワークに研磨を施す際には、研磨液供給手段によって研磨布の中央部近傍に供給された研磨液が研磨布内に滞留するように、前記溝部内の研磨液が研磨布の中央方向に移動する方向に定盤を回転し、研磨が施された前記ワークの被研磨面をリンス液でリンスする際には、前記研磨布内に滞留している研磨液がリンス液供給手段により研磨布の中央部近傍に供給されたリンス液に置換されるように、前記リンス液及び研磨液が研磨布の周縁方向に移動する方向に定盤を回転する定盤駆動手段とを具備することを特徴とする研磨装置。 - 研磨液供給手段が、ワークの被研磨面にエッチングを施すエッチング液が含有されている研磨液を研磨布に供給する研磨液供給手段である請求項1記載の研磨装置。
- リンス液供給手段が、純水をリンス液として研磨布に供給するリンス液供給手段である請求項1又は請求項2記載の研磨装置。
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