JP2006088292A - Polishing device, polishing method, and manufacturing method for semiconductor device - Google Patents

Polishing device, polishing method, and manufacturing method for semiconductor device Download PDF

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Yasutada Nakagawa
泰忠 中川
Masaomi Nakahata
政臣 中畑
Takahiro Terada
貴洋 寺田
Eijiro Koike
栄二郎 小池
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing device capable of further effectively reducing a consumption of slurry, a polishing method, and a manufacturing method for a semiconductor device. <P>SOLUTION: The polishing device 100 has a polishing surface plate 1, a polishing pad 2, a top ring 3, an arcuate wall 4, and a slurry supply part 5. The slurry supplied on the polishing pad 2 from the slurry supply part 5 is made to flow toward the top ring 3 holding a wafer as a polishing target by the rotation of the polishing surface plate 1. The slurry arriving at the outer peripheral part of the wafer intrudes into a space between the wafer and the polishing pad 2 from its arrival part and is used for polishing the wafer. While, the slurry unable to intrude into the space between the wafer and the polishing pad 2 and made to flow off along the outer peripheral part of the wafer is accumulated in a space between the arcuate wall 4 and the top ring 3. The slurry accumulated in the space between the arcuate wall 4 and the top ring 3 intrudes into the space between the wafer and the polishing pad 2 from a wide range of the outer peripheral part of the wafer and contributes to the polishing of the wafer. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、研磨装置、研磨方法および半導体装置の製造方法に関し、特に半導体装置の製造に使用される半導体ウェーハ研磨装置、半導体ウェーハ研磨方法およびこの半導体ウェーハ研磨方法を使用する半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a polishing apparatus, a polishing method, and a semiconductor device manufacturing method, and more particularly, to a semiconductor wafer polishing apparatus, a semiconductor wafer polishing method, and a semiconductor device manufacturing method using the semiconductor wafer polishing method. .

今日、ＩＣなどの半導体装置の製造プロセスには、ウェーハを研磨する化学機械的研磨法が組み込まれている。この方法においては、ウェーハが保持部材により保持され、研磨定盤に載置された研磨布に圧接されるとともに、研磨布にスラリーが供給され、研磨定盤、保持部材の少なくともいずれか一方が回転することにより、ウェーハ表面が研磨されるものである。これにより、ウェーハ表面が平坦化され、半導体装置の各構成要素の微細化や高密度化を実現することができる。   Today, a process for manufacturing a semiconductor device such as an IC incorporates a chemical mechanical polishing method for polishing a wafer. In this method, the wafer is held by a holding member, pressed against a polishing cloth placed on a polishing surface plate, and slurry is supplied to the polishing cloth, and at least one of the polishing surface plate and the holding member rotates. By doing so, the wafer surface is polished. Thereby, the wafer surface is flattened, and miniaturization and high density of each component of the semiconductor device can be realized.

化学機械的研磨法においては、研磨品質を維持しつつスラリーの消費量をできる限り低減することが重要であり、スラリー消費量の低減を図るべく、いくつかの試みがなされている。   In the chemical mechanical polishing method, it is important to reduce the consumption of slurry as much as possible while maintaining the polishing quality, and several attempts have been made to reduce the consumption of slurry.

たとえば、下記特許文献１には、研磨布上に板体を配置して、放置すれば遠心力により研磨布の周辺に飛散してしまうスラリー流を板体により堰き止めて研磨布中央部に還流させる方法が開示されている。   For example, in Patent Document 1 below, a plate body is arranged on a polishing cloth, and if left standing, slurry flow that scatters around the polishing cloth due to centrifugal force is blocked by the plate body and returned to the center of the polishing cloth. Is disclosed.

また、下記特許文献２には、研磨定盤の周辺部から中心部に向かう屈曲した板状体により構成される直線状またはらせん状のガイドが開示されている。このガイドは研磨定盤上の研磨剤を捕らえ、研磨剤が研磨定盤の外周部から流れ落ちることを防止することができるので、研磨剤の流出量を低減することができる。そのうえ、ガイドの下面と研磨布とが摺接してコンディショナとしての機能を果たすからスループットを向上することができる。   Further, Patent Document 2 below discloses a linear or spiral guide constituted by a bent plate-shaped body that extends from the peripheral part to the central part of the polishing surface plate. This guide captures the abrasive on the polishing surface plate and can prevent the abrasive from flowing down from the outer peripheral portion of the polishing surface plate, so that the outflow amount of the abrasive can be reduced. In addition, the lower surface of the guide and the polishing cloth are brought into sliding contact with each other to fulfill the function as a conditioner, thereby improving the throughput.

さらに、下記特許文献３には、研磨布と摺接するように設けられる帯板状の研磨剤押圧手段が開示されている。この研磨剤押圧手段は、定盤の回転に伴う遠心力により定盤の外側に向かう研磨剤を定盤の中心部側に押し戻すことができるので、研磨剤の消費量を低減することができる。
特開平０７−１５６０６３号公報 特開平０７−２３７１２０号公報 特開平０９−１３１６６１号公報 Further, Patent Document 3 below discloses a strip-shaped abrasive pressing means provided so as to be in sliding contact with an abrasive cloth. This abrasive pressing means can push back the abrasive toward the outside of the surface plate to the center side of the surface plate by the centrifugal force accompanying the rotation of the surface plate, so that the consumption of the abrasive can be reduced.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 07-156063 Japanese Patent Laid-Open No. 07-237120 JP 09-131661 A

上記の特許文献１に開示された板体、特許文献２に開示されたガイド、特許文献３に開示された研磨剤押圧手段は、いずれも板状部材を研磨布上に配設することにより、放置しておけば定盤から流れ落ちることとなるスラリーを板状部材の径方向外側部分で堰き止めて捕集し、この捕集したスラリーを定盤中央方面に還流するものである。   The plate body disclosed in Patent Document 1 above, the guide disclosed in Patent Document 2, and the abrasive pressing means disclosed in Patent Document 3 are all arranged by placing a plate-like member on the polishing cloth. If left untreated, the slurry that flows down from the surface plate is collected by damming at the radially outer portion of the plate member, and the collected slurry is returned to the center of the surface plate.

しかし、本発明者等の検討によれば、捕集したスラリーを定盤の中央部へ向かうように還流しただけでは、以下の理由に基づき、スラリーの消費量を十分に低減することができないことが明らかとなった。スラリーは、研磨布上に滴下されると、研磨布上を概ね筋状なって流れて、ウェーハ保持部材に保持されるウェーハに到達する。このようにウェーハに到達するスラリーは、ウェーハの外周部の狭い範囲に衝突する。そうすると、その部分から研磨布とウェーハとの間に浸入していくスラリーはわずかな量に限られ、大部分は、研磨に供することなく、ウェーハの外周部に沿って流れ去ってしまうこととなる。   However, according to the study by the present inventors, it is not possible to sufficiently reduce the amount of slurry consumed based on the following reason only by refluxing the collected slurry so as to go to the center of the surface plate. Became clear. When the slurry is dropped on the polishing cloth, the slurry flows in a generally streak pattern on the polishing cloth and reaches the wafer held by the wafer holding member. Thus, the slurry that reaches the wafer collides with a narrow range of the outer peripheral portion of the wafer. Then, the amount of slurry that enters between the polishing cloth and the wafer from that portion is limited to a small amount, and most of the slurry flows away along the outer peripheral portion of the wafer without being subjected to polishing. .

このような知見に基づき、本発明者等は、スラリーを研磨布とウェーハとの間に広い範囲から浸入させるべく、鋭意検討を重ね、本発明に到達した。   Based on such knowledge, the inventors of the present invention have made extensive studies to make the slurry infiltrate from a wide range between the polishing cloth and the wafer, and have reached the present invention.

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、研磨布とウェーハとの間にスラリーを効率良く供給することができ、スラリーの消費量をより効果的に低減することができる研磨装置、研磨方法および半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and can efficiently supply a slurry between a polishing cloth and a wafer, and can reduce the consumption of the slurry more effectively. An object is to provide an apparatus, a polishing method, and a method for manufacturing a semiconductor device.

本発明は、更に、スラリーを効率良く回収し再生することができ、スラリーの消費量をより効果的に低減することができる研磨装置を提供することを目的とする。   Another object of the present invention is to provide a polishing apparatus that can efficiently recover and regenerate a slurry, and can more effectively reduce the consumption of the slurry.

本発明の第１の実施の形態に係る研磨装置は、第１の回転軸を中心に回転する研磨定盤と、研磨定盤上にスラリーを供給するスラリー供給部と、研磨定盤の第１の回転軸の中心と研磨定盤周縁との間と対向する位置に被研磨体を保持可能に設けられ、第１の回転軸とは異なる第２の回転軸を中心に回転する保持部材と、スラリー供給部から研磨定盤上に供給されたスラリーの一部を、保持部材と研磨定盤との間及び周囲に貯留するダムと、を備える。   A polishing apparatus according to a first embodiment of the present invention includes a polishing platen that rotates about a first rotation shaft, a slurry supply unit that supplies slurry onto the polishing platen, and a first polishing platen. A holding member that is provided so as to be able to hold the object to be polished at a position facing between the center of the rotation axis and the periphery of the polishing surface plate, and that rotates around a second rotation axis different from the first rotation axis; And a dam for storing a part of the slurry supplied from the slurry supply unit on the polishing surface plate between and around the holding member and the polishing surface plate.

本発明の第２の実施の形態に係る研磨装置は、第１の回転軸を中心に回転する研磨定盤と、研磨定盤上にスラリーを供給するスラリー供給部と、研磨定盤の第１の回転軸の中心と研磨定盤周縁との間と対向する位置に被研磨体を保持可能に設けられ、第１の回転軸とは異なる第２の回転軸を中心に回転する円盤状の保持部材と、保持部材の半径をｒとしたとき、第２の回転軸を中心とし、
１．０ ＜ Ｒｄ／ｒ ＜ １．５
の関係式を満たす値Ｒｄを半径とする、スラリー供給側が開口された円弧状壁、及び円弧状壁の一方端から連続するとともに、第１の回転軸の中心と第２の回転軸の中心とを結ぶ直線と直交し第２の回転軸の中心を原点とする直線とのなす角をΘ並びに１＜ｋ＜２としたとき、
Ｒ＝Ｒｄ×｛１＋ｋ×Θ／（２π）｝
の関係式で表される曲線Ｒに沿って湾曲する湾曲壁により構成されたダムと、を備える。 A polishing apparatus according to a second embodiment of the present invention includes a polishing platen that rotates about a first rotation shaft, a slurry supply unit that supplies slurry onto the polishing platen, and a first polishing platen. A disc-shaped holding member which is provided so as to be able to hold the object to be polished at a position facing between the center of the rotating shaft and the periphery of the polishing platen and which rotates around a second rotating shaft different from the first rotating shaft. When the radius of the member and the holding member is r, the second rotation axis is the center,
1.0 <Rd / r <1.5
The arc-shaped wall having the radius Rd satisfying the relational expression, the slurry supply side being opened, and the arc-shaped wall are continuous from one end, and the center of the first rotating shaft and the center of the second rotating shaft When the angle between the line perpendicular to the straight line connecting the two and the straight line with the center of the second rotation axis as the origin is Θ and 1 <k <2,
R = Rd × {1 + k × Θ / (2π)}
And a dam configured by a curved wall that curves along the curve R represented by the relational expression:

本発明の第３の実施の形態に係る研磨装置は、第１の回転軸を中心に回転する研磨定盤と、スラリー供給部から供給されるスラリーを一時的に蓄え、この蓄えたスラリーを研磨定盤上の第１の回転軸の中心と研磨定盤周縁との間に拡散して供給するスラリー拡散部と、研磨定盤上の第１の回転軸の中心と研磨定盤周縁との間において被研磨体を保持しかつ拡散して供給されるスラリーを介して研磨定盤に押し当て、第１の回転軸とは異なる第２の回転軸を中心に回転する保持部材と、を備える。   A polishing apparatus according to a third embodiment of the present invention temporarily stores a slurry supplied from a polishing platen rotating around a first rotating shaft and a slurry supply unit, and polishes the stored slurry. Between the center of the first rotating shaft on the surface plate and the slurry diffusing portion supplied by diffusing between the center of the polishing surface plate and the periphery of the polishing surface plate, between the center of the first rotating shaft on the surface plate and the periphery of the polishing surface plate A holding member that holds the object to be polished and is pressed against the polishing surface plate through the slurry supplied by diffusion and rotates around a second rotation axis different from the first rotation axis.

本発明の第４の実施の形態に係る研磨装置は、第１の回転軸を中心に回転する研磨定盤と、研磨定盤上にスラリーを供給するスラリー供給部と、研磨定盤上の第１の回転軸の中心と研磨定盤周縁との間と対向する位置に被研磨体を保持可能に設けられ、第１の回転軸とは異なる第２の回転軸を中心に回転する保持部材と、スラリーの研磨定盤外周への飛散を抑制し、保持部材と研磨定盤との間にスラリーを導くよう気体を吹き付ける気体噴射部と、を備える。   A polishing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention includes a polishing platen that rotates about a first rotating shaft, a slurry supply unit that supplies slurry onto the polishing platen, and a polishing platen on the polishing platen. A holding member which is provided so as to be able to hold the object to be polished at a position facing between the center of the rotation axis of 1 and the periphery of the polishing surface plate, and which rotates around a second rotation axis different from the first rotation axis; And a gas injection unit that blows gas so as to suppress scattering of the slurry to the outer periphery of the polishing platen and guide the slurry between the holding member and the polishing platen.

本発明の第５の実施の形態に係る研磨装置は、第１の回転軸を中心に回転する研磨定盤と、研磨定盤上にスラリーを供給するスラリー供給部と、研磨定盤上の第１の回転軸の中心と研磨定盤周縁との間と対向する位置に被研磨体を保持可能に設けられ、第１の回転軸とは異なる第２の回転軸を中心に回転する保持部材と、研磨定盤上に供給されたスラリーを吸収し回収する多孔質素材を含むスラリー吸収部と、スラリー吸収部に吸収され回収されたスラリーを押し出す押圧部と、押圧部によりスラリー吸収部から押し出されるスラリーをスラリー供給部のスラリー供給位置に導くスラリー案内部材と、を備える。   A polishing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention includes a polishing platen that rotates about a first rotating shaft, a slurry supply unit that supplies slurry onto the polishing platen, and a polishing platen on the polishing platen. A holding member which is provided so as to be able to hold the object to be polished at a position facing between the center of the rotation axis of 1 and the periphery of the polishing surface plate, and which rotates around a second rotation axis different from the first rotation axis; A slurry absorbing part including a porous material that absorbs and recovers the slurry supplied on the polishing platen, a pressing part that pushes out the recovered slurry that has been absorbed by the slurry absorbing part, and is pushed out of the slurry absorbing part by the pressing part A slurry guide member that guides the slurry to a slurry supply position of the slurry supply unit.

本発明の第６の実施の形態に係る研磨装置は、第１の回転軸を中心に回転する研磨定盤と、研磨定盤上にスラリーを供給するスラリー供給部と、研磨定盤上の第１の回転軸の中心と研磨定盤周縁との間と対向する位置に被研磨体を保持可能に設けられ、第１の回転軸とは異なる第２の回転軸を中心に回転する保持部材と、研磨定盤の外周側面を取り囲み、研磨定盤上から流れ落ちるスラリーを回収するスラリー貯溜部と、研磨定盤の外周側面を取り囲む位置とこの外周側面から退避する位置との間においてスラリー貯溜部を上下動する昇降機構と、スラリー貯溜部に回収されたスラリーをスラリー供給部のスラリー供給位置に還流するスラリー還流再生手段と、を備える。   A polishing apparatus according to a sixth embodiment of the present invention includes a polishing platen that rotates about a first rotation shaft, a slurry supply unit that supplies slurry onto the polishing platen, and a polishing platen on the polishing platen. A holding member which is provided so as to be able to hold the object to be polished at a position facing between the center of the rotation axis of 1 and the periphery of the polishing surface plate, and which rotates around a second rotation axis different from the first rotation axis; The slurry reservoir portion that surrounds the outer peripheral side surface of the polishing surface plate and collects the slurry flowing down from the polishing surface plate, and the slurry reservoir portion between the position surrounding the outer peripheral side surface of the polishing surface plate and the position retracting from the outer peripheral side surface. And an elevating mechanism that moves up and down, and a slurry recirculation unit that recirculates the slurry collected in the slurry reservoir to the slurry supply position of the slurry supply unit.

本発明の第７の実施の形態に係る研磨装置は、第１の回転軸を中心に回転する研磨定盤と、研磨定盤上にスラリーを供給するスラリー供給部と、研磨定盤上の第１の回転軸の中心と研磨定盤周縁との間と対向する位置に被研磨体を保持可能に設けられ、第１の回転軸とは異なる第２の回転軸を中心に回転する保持部材と、研磨定盤上に供給されたスラリーを回収する回収板と、研磨定盤上のスラリー回収位置とこのスラリー回収位置から退避する位置との間においてスラリー回収板を上下動する昇降機構と、スラリー回収板により回収されたスラリーをスラリー供給部のスラリー供給位置に還流するスラリー還流再生手段と、を備える。   A polishing apparatus according to a seventh embodiment of the present invention includes a polishing platen that rotates about a first rotation axis, a slurry supply unit that supplies slurry onto the polishing platen, and a polishing platen on the polishing platen. A holding member which is provided so as to be able to hold the object to be polished at a position facing between the center of the rotation axis of 1 and the periphery of the polishing surface plate, and which rotates around a second rotation axis different from the first rotation axis; A recovery plate for recovering the slurry supplied on the polishing surface plate; a lifting mechanism for moving the slurry recovery plate up and down between a slurry recovery position on the polishing surface plate and a position for retracting from the slurry recovery position; Slurry recirculation regeneration means for returning the slurry recovered by the recovery plate to the slurry supply position of the slurry supply unit.

本発明の第８の実施の形態に係る研磨装置は、第１の回転軸を中心に回転する研磨定盤と、研磨定盤上の中央部分にスラリーを供給するスラリー供給部と、研磨定盤上の第１の回転軸の中心と研磨定盤周縁との間において被研磨体を保持しかつスラリーを介して研磨定盤に押し当て、第１の回転軸とは異なる第２の回転軸を中心に回転する保持部材と、研磨定盤上の、保持部材からスラリー供給部を介在させた領域に配設され、研磨定盤の接線方向と同等の方向に延びる第１のダムと、研磨定盤上の第１の回転軸の中心と研磨定盤の周縁との間において、保持部材のスラリーの排出側と第１のダムとの間に配設され、接線方向と同等の方向に延びる第２のダムと、を備える。   A polishing apparatus according to an eighth embodiment of the present invention includes a polishing platen that rotates about a first rotation shaft, a slurry supply unit that supplies slurry to a central portion on the polishing platen, and a polishing platen The object to be polished is held between the center of the upper first rotation shaft and the periphery of the polishing surface plate and pressed against the polishing surface plate via the slurry, and a second rotation shaft different from the first rotation shaft is provided. A holding member that rotates about the center, a first dam that is disposed on the polishing surface plate in a region where the slurry supply portion is interposed from the holding member, and extends in a direction equivalent to the tangential direction of the polishing surface plate; Between the center of the 1st rotating shaft on a board | substrate and the periphery of a polishing surface plate, it is arrange | positioned between the discharge side of the slurry of a holding member, and a 1st dam, and extends in the direction equivalent to a tangential direction. And two dams.

本発明の第９の実施の形態に係る研磨方法は、研磨定盤の第１の回転軸の中心と研磨定盤周縁との間において研磨定盤上に被研磨体を押し当てる工程と、被研磨体を保持する工程と、研磨定盤を第１の回転軸を中心に回転する工程と、被研磨体を第１の回転軸とは異なる第２の回転軸を中心に回転する工程と、研磨定盤上にスラリーを供給する工程と、研磨定盤上に供給され被研磨体に到達して被研磨体の周囲に分散するスラリーの一部を、被研磨体の周囲に集めて被研磨体と研磨定盤との間に供給する工程と、を備える。   A polishing method according to a ninth embodiment of the present invention includes a step of pressing an object to be polished on the polishing platen between the center of the first rotating shaft of the polishing platen and the periphery of the polishing platen, A step of holding the polishing body, a step of rotating the polishing surface plate around the first rotation axis, a step of rotating the object to be polished around a second rotation axis different from the first rotation axis, A step of supplying the slurry onto the polishing surface plate, and a part of the slurry that is supplied onto the polishing surface plate and reaches the object to be polished and is dispersed around the object to be polished is collected around the object to be polished. Supplying between the body and the polishing surface plate.

本発明の第１０の実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、研磨定盤の第１の回転軸の中心と研磨定盤周縁との間において研磨定盤上に半導体ウェーハをその研磨面を研磨定盤に向けて載置する工程と、半導体ウェーハを保持する工程と、研磨定盤を第１の回転軸を中心に回転する工程と、半導体ウェーハを第１の回転軸とは異なる第２の回転軸を中心に回転する工程と、研磨定盤上にスラリーを供給する工程と、研磨定盤上に供給され半導体ウェーハに到達して半導体ウェーハの周囲に分散するスラリーの一部を、半導体ウェーハの周囲に集めて半導体ウェーハの研磨面と研磨定盤との間に供給する工程と、を備える。   In the method for manufacturing a semiconductor device according to the tenth embodiment of the present invention, a polishing surface of a semiconductor wafer is placed on the polishing surface plate between the center of the first rotation axis of the polishing surface plate and the periphery of the polishing surface plate. A step of placing the semiconductor wafer toward the polishing surface plate, a step of holding the semiconductor wafer, a step of rotating the polishing surface plate about the first rotation axis, and a second different from the first rotation axis. A step of rotating around the rotation axis, a step of supplying slurry onto the polishing surface plate, a part of the slurry supplied to the polishing surface plate and reaching the semiconductor wafer and dispersed around the semiconductor wafer. Collecting around the wafer and supplying it between the polishing surface of the semiconductor wafer and the polishing surface plate.

本発明によれば、研磨定盤と被研磨体との間にスラリーを効率良く供給することができ、スラリーの消費量をより効果的に低減することができる研磨装置、研磨方法、および半導体装置の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, a polishing apparatus, a polishing method, and a semiconductor device that can efficiently supply a slurry between a polishing platen and an object to be polished, and can more effectively reduce the consumption of the slurry. The manufacturing method of can be provided.

更に、本発明によれば、スラリーを効率良く回収し再生することができ、スラリーの消費量をより効果的に低減することができる研磨装置を提供することができる。   Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a polishing apparatus that can efficiently recover and regenerate the slurry, and can more effectively reduce the consumption of the slurry.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係るウェーハ研磨装置、ウェーハ研磨方法、及び半導体装置の製造方法について説明する。   Hereinafter, a wafer polishing apparatus, a wafer polishing method, and a semiconductor device manufacturing method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（第１の実施の形態）
図１に示す通り、本発明の第１の実施の形態に係る研磨装置１００は、研磨定盤１、研磨パッド２、保持部材３、ダム４、及びスラリー供給部５を有する。なお、本実施形態では、ダム４は後述の通り円弧状に湾曲した形状を有するため、以下の説明ではダムを円弧壁４と称する。また、保持部材３は、例えば、キャリア、研磨ヘッド又はトップリングとも呼ばれる部材であり、以下では、トップリング３と称する。 (First embodiment)
As shown in FIG. 1, the polishing apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention includes a polishing surface plate 1, a polishing pad 2, a holding member 3, a dam 4, and a slurry supply unit 5. In the present embodiment, since the dam 4 has a shape curved in an arc shape as described later, the dam is referred to as an arc wall 4 in the following description. The holding member 3 is also a member called a carrier, a polishing head, or a top ring, for example, and is hereinafter referred to as a top ring 3.

研磨定盤１は、円盤状の形状を有し、その半径は、８インチウェーハ用では約３０ｃｍ、１２インチウェーハ用では約３５ｃｍである。また、研磨定盤１は、所定の回転機構により、円盤の中心を回転軸として回転することができ、その回転数は、典型的には、毎分４０〜８０回転（４０〜８０ｒｐｍ）である。研磨定盤１上には、研磨定盤１と一体となって、回転することができるように研磨パッド２が載置されている。研磨パッド２は、一般的に発泡ポリウレタンや多孔質フッ素樹脂により作製され、表面にウェーハの研磨に資する無数の孔を有している。   The polishing surface plate 1 has a disk shape, and its radius is about 30 cm for an 8-inch wafer and about 35 cm for a 12-inch wafer. Further, the polishing surface plate 1 can be rotated about the center of the disk as a rotation axis by a predetermined rotation mechanism, and the rotation speed is typically 40 to 80 rotations per minute (40 to 80 rpm). . A polishing pad 2 is placed on the polishing surface plate 1 so as to be able to rotate integrally with the polishing surface plate 1. The polishing pad 2 is generally made of foamed polyurethane or porous fluororesin, and has numerous holes on the surface that contribute to the polishing of the wafer.

研磨パッド２を保持するトップリング３は、研磨定盤１の回転軸と研磨定盤１の周縁との間においてウェーハを研磨定盤１と対向させるように設けられている。トップリング３は、円形状のウェーハ保持部（図示せず）を有する。ウェーハ保持部の半径は、８インチウェーハ用のウェーハ保持部では約１１ｃｍであり、１２インチウェーハ用のウェーハ保持部では約１６ｃｍである。また、トップリング３は、本実施形態においては、ウェーハ保持部の中心を回転軸として回転することができ、その回転数は、典型的には、４０〜８０ｒｐｍとすることができる。なお、トップリング３の回転軸は、トップリング３自体が研磨定盤１の回転軸と研磨定盤１の周縁との間に位置しているため、研磨定盤１の回転軸とは異なる点に位置している。   The top ring 3 that holds the polishing pad 2 is provided between the rotating shaft of the polishing surface plate 1 and the periphery of the polishing surface plate 1 so that the wafer faces the polishing surface plate 1. The top ring 3 has a circular wafer holder (not shown). The radius of the wafer holder is about 11 cm for a wafer holder for 8 inch wafers and about 16 cm for a wafer holder for 12 inch wafers. Further, in the present embodiment, the top ring 3 can be rotated with the center of the wafer holding unit as a rotation axis, and the rotation speed can be typically 40 to 80 rpm. The rotation axis of the top ring 3 is different from the rotation axis of the polishing surface plate 1 because the top ring 3 itself is located between the rotation axis of the polishing surface plate 1 and the periphery of the polishing surface plate 1. Is located.

スラリー供給部５は、所定のスラリー供給装置（図示せず）からのスラリー（研磨液）を研磨パッド２に供給する。スラリー供給部５の位置、すなわち、スラリーを研磨パッド２に滴下する位置は、任意に設定することができる。本実施の形態においては、スラリー供給部５は、トップリング３を中心として円弧壁４と反対の位置であって、滴下したスラリーが研磨定盤１の回転によりウェーハに効果的に到達できる位置に設定されている。   The slurry supply unit 5 supplies slurry (polishing liquid) from a predetermined slurry supply device (not shown) to the polishing pad 2. The position of the slurry supply unit 5, that is, the position where the slurry is dropped on the polishing pad 2 can be arbitrarily set. In the present embodiment, the slurry supply unit 5 is at a position opposite to the arc wall 4 with the top ring 3 as the center, and at a position where the dropped slurry can effectively reach the wafer by the rotation of the polishing platen 1. Is set.

続いて、図２を参照すると、円弧壁４は、所定の半径Ｒを有する円の円周に沿うように円弧状に湾曲している。ここで、その半径Ｒは、トップリング３の半径ｒの１００％より大きく１５０％より小さいと好ましい。円弧壁４の半径Ｒがトップリングの半径ｒの１００％以下では、トップリングを囲むことができず、後述する効果を発揮できないからであり、１５０％以上では、円弧壁４の一部が研磨定盤１からはみ出す可能性が高く、そうすると、円弧壁４の有する効果を発揮できないからである。   Subsequently, referring to FIG. 2, the arc wall 4 is curved in an arc shape along the circumference of a circle having a predetermined radius R. Here, the radius R is preferably larger than 100% and smaller than 150% of the radius r of the top ring 3. This is because when the radius R of the arc wall 4 is 100% or less of the radius r of the top ring, the top ring cannot be surrounded and the effects described later cannot be exhibited. When the radius R is 150% or more, a part of the arc wall 4 is polished. This is because the possibility of protruding from the surface plate 1 is high and the effect of the arc wall 4 cannot be exhibited.

また、円弧壁４は、スラリー供給側に、すなわち、研磨パッド２上を流れるスラリーの流れの方向に対する上流側に開口を有するとともに、トップリング３の外周に沿うように設けられている。このため、トップリング３に到達し、ウェーハの外周に沿って流れるスラリーの一部を堰き止めてウェーハの周囲に溜めおくことができる。   The arc wall 4 has an opening on the slurry supply side, that is, on the upstream side with respect to the direction of the flow of the slurry flowing on the polishing pad 2, and is provided along the outer periphery of the top ring 3. Therefore, a part of the slurry that reaches the top ring 3 and flows along the outer periphery of the wafer can be dammed up and collected around the wafer.

次に、図２を参照しながら、上記の円弧状壁を見込む角度について、説明する。同図において、一点鎖線Ｌ１は研磨定盤１の回転軸とトップリング３の回転軸とを結ぶ直線である。一点鎖線Ｌ２は、トップリング３の回転軸を原点とし、一点鎖線Ｌ１と直交するように伸びる直線である。破線ＬＡはトップリング３の回転軸と円弧壁４の一端部４Ａとを通る直線である。そして、破線ＬＢはトップリング３の回転軸と円弧壁４の他端部４Ｂとを通る直線である。ここで、破線ＬＡと一点鎖線Ｌ２とのなす角をΘａとし、破線ＬＢと一点鎖線Ｌ２とのなす角をΘｂとしたとき、円弧状壁の見込み角は、Θａ＋Θｂで表される。Θａ，Θｂは、いずれも３０°以上であると好ましい。３０°未満では、円弧壁４の効果（後述）を十分に発揮することができないためである。   Next, with reference to FIG. 2, the angle at which the arcuate wall is viewed will be described. In the figure, a one-dot chain line L1 is a straight line connecting the rotation axis of the polishing surface plate 1 and the rotation axis of the top ring 3. The alternate long and short dash line L2 is a straight line extending from the rotation axis of the top ring 3 so as to be orthogonal to the alternate long and short dash line L1. A broken line LA is a straight line passing through the rotation axis of the top ring 3 and one end 4A of the arc wall 4. A broken line LB is a straight line passing through the rotation axis of the top ring 3 and the other end 4B of the arc wall 4. Here, when the angle between the broken line LA and the alternate long and short dash line L2 is Θa, and the angle between the broken line LB and the alternate long and short dash line L2 is Θb, the prospective angle of the arcuate wall is represented by Θa + Θb. Both Θa and Θb are preferably 30 ° or more. This is because if the angle is less than 30 °, the effect (described later) of the arc wall 4 cannot be sufficiently exhibited.

再び図１を参照すると、円弧壁４には位置決め治具６が設けられている。この治具６により、円弧壁４は、研磨定盤１及びトップリング３に対して所定の位置関係となるように配置される。本実施の形態においては、円弧壁４は、図２に示す通り、円弧状の壁面の中心点がトップリング３の回転軸と同一の点に位置するよう配置されている。このため、研磨対象のウェーハの外周部と円弧壁４との間隔を一定に維持することができ、したがって、研磨パッド２とウェーハとの間に入り込むスラリーの量をウェーハの外周部に沿って均一にすることができる。また、円弧壁４は、研磨パッド２との間に所定の隙間が維持されるように配置されている。これにより奏される効果については後述する。   Referring to FIG. 1 again, the arc wall 4 is provided with a positioning jig 6. With this jig 6, the arc wall 4 is arranged in a predetermined positional relationship with respect to the polishing surface plate 1 and the top ring 3. In the present embodiment, the arc wall 4 is arranged so that the center point of the arc-shaped wall surface is located at the same point as the rotation axis of the top ring 3 as shown in FIG. For this reason, the distance between the outer peripheral portion of the wafer to be polished and the arc wall 4 can be kept constant, so that the amount of slurry entering between the polishing pad 2 and the wafer is uniform along the outer peripheral portion of the wafer. Can be. Further, the arc wall 4 is disposed so as to maintain a predetermined gap between the arc wall 4 and the polishing pad 2. The effect produced by this will be described later.

以下、第１の実施の形態による研磨装置１００が有する効果について説明する。スラリー供給部５から研磨パッド２上に滴下されたスラリーは、研磨定盤１の回転により、研磨パッド２上をトップリング３に向かって流れていく。そして、トップリング３に保持されるウェーハ（図示せず）の外周部に到達する。ここで、その外周部に到達したスラリーの一部が、その到達部からウェーハと研磨パッド２との間に浸入していきウェーハの研磨に利用される。   Hereinafter, effects of the polishing apparatus 100 according to the first embodiment will be described. The slurry dropped from the slurry supply unit 5 onto the polishing pad 2 flows on the polishing pad 2 toward the top ring 3 by the rotation of the polishing platen 1. Then, it reaches the outer peripheral portion of a wafer (not shown) held by the top ring 3. Here, a part of the slurry that reaches the outer peripheral portion enters between the wafer and the polishing pad 2 from the reaching portion and is used for polishing the wafer.

しかし、スラリーの大部分は、ウェーハの外周部に沿って回り込むように流れていく。このように流れたスラリーは、円弧壁４により集められて、円弧壁４とトップリング３との間に広がって溜まるようになる。すなわち、円弧壁４は、トップリング３の周囲に局所的にスラリーを拡散する機能と、トップリング３の周囲に局所的にスラリーを貯溜する機能とを有する。円弧壁４とトップリング３との間に溜まったスラリーは、ウェーハの外周部と接するため、ウェーハと研磨パッド２との間に浸入することができ、ウェーハの研磨に資することになる。すなわち、スラリーは、スラリー供給部５から滴下されて最初に到達したウェーハ外周部分だけからでなく、その部分とは概ね反対側に位置する広い範囲からもウェーハと研磨パッド２との間に提供されることとなる。しかも、その範囲は、図２を参照しながら説明した通り、この円弧壁４の見込み角Θａ＋Θｂが６０°以上であるため、十分に確保されている。したがって、スラリーを効率よく使用することができ、その結果として、スラリー消費量を低減することができる。   However, most of the slurry flows around the outer periphery of the wafer. The slurry flowing in this manner is collected by the arc wall 4 and spreads and accumulates between the arc wall 4 and the top ring 3. That is, the arc wall 4 has a function of locally diffusing the slurry around the top ring 3 and a function of locally storing the slurry around the top ring 3. Since the slurry accumulated between the arc wall 4 and the top ring 3 comes into contact with the outer peripheral portion of the wafer, it can enter between the wafer and the polishing pad 2 and contribute to polishing of the wafer. That is, the slurry is provided between the wafer and the polishing pad 2 not only from the outer peripheral portion of the wafer that is first dropped by dropping from the slurry supply unit 5 but also from a wide range that is located on the opposite side of the portion. The Rukoto. Moreover, as described with reference to FIG. 2, the range is sufficiently secured because the prospective angle Θa + Θb of the arc wall 4 is 60 ° or more. Therefore, the slurry can be used efficiently, and as a result, the amount of slurry consumption can be reduced.

また、円弧壁４は、研磨パッド２との間に所定の隙間が維持されるように設けられているため、以下の効果を奏する。図３を参照しながら、その効果について説明する。図３は、図２のＩ−Ｉ線に沿った断面の一部を示す図である。図示の通り、スラリーＳは、円弧状壁部４に堰き止められて、円弧壁４のトップリング３側（上流側）に多量に溜まっている。スラリーＳには、一般に、ウェーハの研磨により発生した研磨くずＰが含まれている。研磨くずＰは、ウェーハと研磨パッド２との間に入り込むと、ウェーハの研磨量や研磨状態に悪影響を及ぼすおそれがある。   Further, since the arc wall 4 is provided so as to maintain a predetermined gap between the arc pad 4 and the polishing pad 2, the following effects can be obtained. The effect will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a view showing a part of a cross section taken along the line II of FIG. As shown in the figure, the slurry S is blocked by the arc-shaped wall portion 4 and accumulated in a large amount on the top ring 3 side (upstream side) of the arc wall 4. The slurry S generally contains polishing waste P generated by polishing the wafer. When the polishing waste P enters between the wafer and the polishing pad 2, there is a risk that the polishing amount and the polishing state of the wafer will be adversely affected.

しかし、円弧壁４と研磨パッド２との間の隙間部Ｇは、研磨くずＰは通過できるものの、スラリーはその粘性のために通過し難い程度の間隔を有している。このため、スラリーを上流側に留めつつ、研磨くずＰを効果的にトップリング３の外側（下流側）へ排出することができる。したがって、研磨くずＰがウェーハの研磨量や研磨状態に及ぼす悪影響を排除することができる。   However, the gap G between the arc wall 4 and the polishing pad 2 has an interval that allows the slurry to pass through the slurry, although the polishing waste P can pass therethrough. For this reason, the polishing waste P can be effectively discharged to the outside (downstream side) of the top ring 3 while retaining the slurry on the upstream side. Accordingly, it is possible to eliminate the adverse effect of the polishing waste P on the polishing amount and polishing state of the wafer.

次に、以上の構成を有する研磨装置１００を用いたウェーハの研磨方法を説明する。まず、研磨装置１００の研磨定盤１上に研磨パッド２を載置する。次に、研磨中にウェーハが研磨定盤１の回転軸と研磨定盤１の周縁との間に位置するようにトップリング３を位置決めする。次いで、位置決め治具６により、円弧壁４をその中心点がトップリング３の回転軸と同一の点に位置し、かつ、研磨パッド２との間に所定の隙間を維持されるよう配置する。そして、研磨の対象となるウェーハをトップリング３により保持する。   Next, a wafer polishing method using the polishing apparatus 100 having the above configuration will be described. First, the polishing pad 2 is placed on the polishing surface plate 1 of the polishing apparatus 100. Next, the top ring 3 is positioned so that the wafer is positioned between the rotating shaft of the polishing platen 1 and the periphery of the polishing platen 1 during polishing. Next, the arc jig 4 is positioned by the positioning jig 6 so that the center point thereof is located at the same point as the rotation axis of the top ring 3 and a predetermined gap is maintained between the arc pad 4 and the polishing pad 2. Then, the wafer to be polished is held by the top ring 3.

続けて、研磨定盤１をその回転軸を中心として所定の回転数にて回転し、引き続いて、スラリー供給部５から研磨パッド２にスラリーを所定の流量にて供給する。この後、トップリング３を所定の回転数にて回転させるとともに、ウェーハを研磨パッド２に押し付ける。こうすると、研磨定盤１に供給されウェーハに到達してウェーハの周囲に沿って回り込むように流れるスラリーの一部を、円弧壁４により集め、円弧壁４とウェーハとの間に貯溜することができる。そして、このように貯溜されたスラリーは、ウェーハの外周と接するため、ウェーハと研磨パッド２との間に供給される。これにより、スラリーを効率よく使用しつつ、ウェーハの表面が研磨され平坦化される。   Subsequently, the polishing surface plate 1 is rotated at a predetermined number of rotations around its rotation axis, and subsequently, slurry is supplied from the slurry supply unit 5 to the polishing pad 2 at a predetermined flow rate. Thereafter, the top ring 3 is rotated at a predetermined rotation number and the wafer is pressed against the polishing pad 2. In this way, a part of the slurry that is supplied to the polishing surface plate 1 and reaches the wafer and flows around the periphery of the wafer can be collected by the arc wall 4 and stored between the arc wall 4 and the wafer. it can. And since the slurry stored in this way contacts the outer periphery of the wafer, it is supplied between the wafer and the polishing pad 2. Thereby, the surface of the wafer is polished and flattened while using the slurry efficiently.

上記の研磨方法は、半導体装置の製造方法の一工程として実施することができる。たとえば、この研磨方法は、絶縁膜形成工程の後に絶縁膜の表面を平坦化する工程として、また、メタライゼーション工程の後に金属膜の表面を平坦化する工程として実施すると有益である。また、上述の研磨方法は、後工程における裏面研磨プロセスとして実施することもできる。   The above polishing method can be carried out as one step of a method for manufacturing a semiconductor device. For example, this polishing method is beneficially implemented as a step of planarizing the surface of the insulating film after the insulating film forming step and as a step of planarizing the surface of the metal film after the metallization step. Moreover, the above-mentioned polishing method can also be implemented as a back surface polishing process in a subsequent step.

（変形例１）
続けて、本発明の第１の実施の形態の変形例１による研磨装置について説明する。変形例１による研磨装置は、第１の実施の形態による研磨装置１００とスラリー供給部５の位置が異なる点で相違し、その他の点では同一の構成を有する。以下では、その相違点について説明する。 (Modification 1)
Subsequently, a polishing apparatus according to Modification 1 of the first embodiment of the present invention will be described. The polishing apparatus according to the modified example 1 is different in that the position of the polishing apparatus 100 according to the first embodiment is different from that of the slurry supply unit 5, and has the same configuration in other points. Below, the difference is demonstrated.

図４に示す通り、研磨装置１０１においては、スラリー供給部５は、研磨パッド２に対し、トップリング３と円弧状壁部４との間でスラリーを滴下できる位置にある。これにより、供給されるスラリーは、トップリング３と円弧壁４との間に溜まることになるため、より多くの量のスラリーがウェーハと研磨パッド２との間に提供されるようになる。   As shown in FIG. 4, in the polishing apparatus 101, the slurry supply unit 5 is at a position where the slurry can be dropped between the top ring 3 and the arcuate wall 4 with respect to the polishing pad 2. Thus, the supplied slurry is accumulated between the top ring 3 and the arc wall 4, so that a larger amount of slurry is provided between the wafer and the polishing pad 2.

この構成の効果を調べるため本発明者らが行ったシミュレーションの結果について説明する。シミュレーションを行うに当たって使用したパラメータは、
・研磨定盤半径 ３０ｃｍ
・研磨定盤回転速度 ５０ｒｐｍ
・トップリング半径 １１ｃｍ
・トップリング回転速度 ５０ｒｐｍ
・スラリー滴下量 ２００ｍｌ／ｍｉｎ
である。 The results of simulation performed by the present inventors in order to examine the effect of this configuration will be described. The parameters used in the simulation are
・ Polishing platen radius 30cm
・ Rotating speed of polishing platen 50rpm
・ Top ring radius 11cm
・ Top ring rotation speed 50rpm
・ Slurry drop rate 200ml / min
It is.

図５(Ａ)は、本実施の形態による研磨装置１０１の結果を示し、図５(Ｂ)は、比較のため、スラリー滴下位置を研磨定盤の回転中心と一致する位置とし、円弧状壁部４を使用しない場合の結果を示す。これらの図に示す斜線部Ｓは、スラリーがトップリング３の中心へ向かって流れる領域を示している。すなわち、この領域において、スラリーはウェーハと研磨パッド２との間に浸入していくことになる。図５(Ａ)と図５(Ｂ)とを比較すると、トップリング３の内側に存在する斜線部Ｓ及びトップリング３の外周部に接している斜線部Ｓの範囲は図５(Ａ)において広く、図５(Ｂ)において狭い。すなわち、比較のための装置構成では、スラリーは、狭い範囲からしかウェーハと研磨パッド２との間に浸入できない。浸入できない多量のスラリーはウェーハの外周部をつたって研磨定盤外へと流出してしまうため、スラリーを効率よく使用することができない。これに対し、研磨装置１０１においては、広い範囲からスラリーが浸入することができ、したがって、スラリーを効率よく使用することができ、その結果、スラリー消費量を低減することができる。   FIG. 5 (A) shows the result of the polishing apparatus 101 according to the present embodiment, and FIG. 5 (B) shows, for comparison, a slurry dropping position as a position coinciding with the rotation center of the polishing platen, and an arc-shaped wall. The result when not using part 4 is shown. The hatched portion S shown in these drawings indicates a region where the slurry flows toward the center of the top ring 3. That is, in this region, the slurry enters between the wafer and the polishing pad 2. Comparing FIG. 5 (A) and FIG. 5 (B), the range of the shaded portion S existing inside the top ring 3 and the shaded portion S in contact with the outer periphery of the top ring 3 is shown in FIG. 5 (A). Wide and narrow in FIG. That is, in the comparative apparatus configuration, the slurry can only enter between the wafer and the polishing pad 2 from a narrow range. Since a large amount of slurry that cannot enter can flow out of the polishing surface plate through the outer periphery of the wafer, the slurry cannot be used efficiently. On the other hand, in the polishing apparatus 101, the slurry can enter from a wide range, so that the slurry can be used efficiently, and as a result, the slurry consumption can be reduced.

（変形例２）
次に、本発明の第１の実施の形態の変形例２による研磨装置について説明する。変形例２による研磨装置は、上述の変形例１による研磨装置１０１の円弧壁４に代わり環状の部材が使用される点で相違し、その他は同一の構成を有する。以下では、その相違点について説明する。 (Modification 2)
Next, a polishing apparatus according to a second modification of the first embodiment of the present invention is described. The polishing apparatus according to Modification 2 is different in that an annular member is used instead of the arc wall 4 of the polishing apparatus 101 according to Modification 1 described above, and the other configuration is the same. Below, the difference is demonstrated.

図６に示す通り、研磨装置１０２は、ダムとして、円盤状のトップリング３を取り囲む環状壁４０を有する。環状壁４０の半径は、トップリング３の半径の１００％より大きく、１５０％より小さい。環状壁４０の半径が、トップリングの半径の１００％以下では、トップリングを囲むことができず、後述する効果を発揮できないからであり、１５０％以上では、円弧壁４の一部が研磨定盤１からはみ出す可能性が高くなり、はみ出してしまうと、円弧壁４の有する効果を十分に発揮できないからである。   As shown in FIG. 6, the polishing apparatus 102 has an annular wall 40 that surrounds the disk-shaped top ring 3 as a dam. The radius of the annular wall 40 is larger than 100% and smaller than 150% of the radius of the top ring 3. This is because if the radius of the annular wall 40 is 100% or less of the radius of the top ring, the top ring cannot be surrounded and the effects described later cannot be exhibited. This is because the possibility that the arc wall 4 protrudes from the board 1 becomes high and the effect of the arc wall 4 cannot be sufficiently exhibited.

また、環状壁４０の中心は、本実施の形態においては、トップリング３の回転軸と同じ点に位置している。さらに、環状壁４０は、研磨パッド２との間に所定の隙間を有する隙間部が維持されるよう固定されている。言い換えると、研磨装置１０２は、実質的に、第１の実施の形態の円弧壁４における角度Θａ＋Θｂを３６０°とした構造を有している。   The center of the annular wall 40 is located at the same point as the rotation axis of the top ring 3 in the present embodiment. Further, the annular wall 40 is fixed such that a gap portion having a predetermined gap is maintained between the annular wall 40 and the polishing pad 2. In other words, the polishing apparatus 102 substantially has a structure in which the angle Θa + Θb in the arc wall 4 of the first embodiment is 360 °.

なお、環状壁４０には位置決め治具６Ａが設けられている。この位置決め治具６Ａにより、環状壁４０は上述の通りに固定される。また、位置決め治具６Ａは、所定の駆動機構により上下動が可能であり、これにより、ウェーハ研磨工程の終了後に環状壁４０を上昇させて、トップリング３を移動することができる。   The annular wall 40 is provided with a positioning jig 6A. The annular wall 40 is fixed as described above by the positioning jig 6A. Further, the positioning jig 6A can be moved up and down by a predetermined driving mechanism, whereby the top wall 3 can be moved by raising the annular wall 40 after the wafer polishing step.

上記構成の研磨装置１０２によれば、トップリング３は環状壁４０に取り囲まれており、しかも、スラリー供給部５は、トップリング３と環状壁４０との間にスラリーを滴下できるよう位置しているため、トップリング３と環状壁４０との間にスラリーが溜まることとなる。このため、スラリーは、ウェーハの外周部のほぼ全体からウェーハと研磨パッド２との間に浸入でき、よって、スラリーの効率的な利用と消費量の低減が図られる。   According to the polishing apparatus 102 configured as described above, the top ring 3 is surrounded by the annular wall 40, and the slurry supply unit 5 is positioned so that the slurry can be dropped between the top ring 3 and the annular wall 40. Therefore, the slurry accumulates between the top ring 3 and the annular wall 40. For this reason, the slurry can enter between the wafer and the polishing pad 2 from almost the entire outer peripheral portion of the wafer, and thus the slurry can be efficiently used and the consumption amount can be reduced.

ところで、環状壁４０をトップリング３に連結することも可能である。この場合、環状壁４０とトップリング３を同じ機構で上下動させることができ、装置構造を簡素化できる。環状壁４０が回転した場合でも、上述したスラリーを効率的に利用できる効果と同等の効果を得ることができる。例えば図７に示す通り、トップリング３と環状壁４０とを繋ぐ連結部材８を設けると好ましい。このようにすれば、環状部材４０は、トップリング３と同じ回転数で回転する。また、研磨終了後トップリング３とともに環状壁４０を上昇させることができるため、装置構造を簡素化でき、例えば、メンテナンス作業等を容易化することができる。   Incidentally, it is possible to connect the annular wall 40 to the top ring 3. In this case, the annular wall 40 and the top ring 3 can be moved up and down by the same mechanism, and the device structure can be simplified. Even when the annular wall 40 rotates, an effect equivalent to the effect of efficiently using the slurry described above can be obtained. For example, as shown in FIG. 7, it is preferable to provide a connecting member 8 that connects the top ring 3 and the annular wall 40. In this way, the annular member 40 rotates at the same rotational speed as the top ring 3. In addition, since the annular wall 40 can be raised together with the top ring 3 after the polishing is completed, the structure of the apparatus can be simplified, for example, maintenance work can be facilitated.

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る研磨装置として、湾曲した壁部材を有する研磨装置について説明する。なお、以下の説明で参照する図面においては、先行する実施の形態の研磨装置と同一の部材には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。また、図中、説明の便宜のための補助線等であって、既出の補助線等と同一の符号を有するものは、同一の定義に基づいて描かれている。 (Second Embodiment)
A polishing apparatus having a curved wall member will be described as a polishing apparatus according to a second embodiment of the present invention. Note that, in the drawings referred to in the following description, the same members as those in the polishing apparatus of the preceding embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, in the drawing, auxiliary lines for convenience of explanation, etc., having the same reference numerals as those of the previously described auxiliary lines are drawn based on the same definition.

図８に示す通り、研磨装置１０３は、研磨定盤１、研磨パッド２、トップリング３、スパイラル壁４１、及びスラリー供給部５を有する。   As shown in FIG. 8, the polishing apparatus 103 includes a polishing surface plate 1, a polishing pad 2, a top ring 3, a spiral wall 41, and a slurry supply unit 5.

スパイラル壁４１は、図示の通り、円弧状壁４１ａと湾曲壁４１ｂとを有する。詳細には、円弧状壁４１ａは、トップリング３の回転軸を中心とした半径Ｒｄの円の円周に沿うように湾曲している。ここで、半径Ｒｄは、トップリング３の半径をｒとしたとき、
１．０ ＜ Ｒｄ／ｒ ＜ １．５
といった関係式を満たす。すなわち、スパイラル壁４１の円弧状壁４１ａは、トップリングの半径ｒの１００％より大きく、１５０％より小さい半径を有する円弧状をなしている。 As illustrated, the spiral wall 41 includes an arcuate wall 41a and a curved wall 41b. Specifically, the arc-shaped wall 41a is curved along the circumference of a circle having a radius Rd with the rotation axis of the top ring 3 as the center. Here, when the radius of the top ring 3 is r, the radius Rd is
1.0 <Rd / r <1.5
The following relational expression is satisfied. That is, the arc-shaped wall 41a of the spiral wall 41 has an arc shape having a radius larger than 100% and smaller than 150% of the radius r of the top ring.

一方、湾曲壁４１ｂは、図示の通り、円弧状壁４１ａの一端と連続するとともに、一点鎖線Ｌ２とのなす角をΘとし、ｋを１＜ｋ＜２を満たす定数としたときに、
Ｒ＝Ｒｄ×｛１＋ｋ×Θ／（２π）｝
といった関係式で表される曲線に沿って湾曲している。この式から、スパイラル壁４１の湾曲壁４１ｂは、一点鎖線Ｌ２とのなす角Θの増加に従って、トップリング３の回転軸から次第に遠ざかるような曲線状をなしていることがわかる。 On the other hand, as shown in the figure, the curved wall 41b is continuous with one end of the arc-shaped wall 41a, the angle formed with the alternate long and short dash line L2 is Θ, and k is a constant satisfying 1 <k <2.
R = Rd × {1 + k × Θ / (2π)}
It curves along the curve expressed by the relational expression. From this equation, it can be seen that the curved wall 41b of the spiral wall 41 has a curved shape that gradually moves away from the rotation axis of the top ring 3 as the angle Θ formed with the alternate long and short dash line L2 increases.

また、スパイラル壁４１におけるΘａ及びΘｂは、ともに３０°以上であると好ましい。この角度より小さいと、スパイラル壁４１の効果を十分に発揮することができないからである。   Further, both Θa and Θb in the spiral wall 41 are preferably 30 ° or more. This is because if the angle is smaller than this angle, the effect of the spiral wall 41 cannot be exhibited sufficiently.

ここで、上記形状を有するスパイラル壁４１の効果を確認するために本発明者らが行ったシミュレーションの結果を説明する。シミュレーションを行うに当たって使用したパラメータは、
・研磨定盤半径 ３０ｃｍ
・研磨定盤回転速度 ５０ｒｐｍ
・トップリング半径 １１ｃｍ
・トップリング回転速度 ５０ｒｐｍ
・スラリー滴下量 ２００ｍｌ／ｍｉｎ
である。 Here, the result of the simulation conducted by the present inventors in order to confirm the effect of the spiral wall 41 having the above shape will be described. The parameters used in the simulation are
・ Polishing platen radius 30cm
・ Rotating speed of polishing platen 50rpm
・ Top ring radius 11cm
・ Top ring rotation speed 50rpm
・ Slurry drop rate 200ml / min
It is.

図１０(Ａ)は、本実施の形態による研磨装置１０３の結果を示し、図１０(Ｂ)は、比較のため、スラリー供給管の位置を研磨定盤の回転中心と一致する位置とし、スパイラル壁４１を使用しない場合の結果を示す。これらの図の斜線部Ｓは、スラリーがトップリング３の中心へ向かって流れる領域を示している。すなわち、この領域において、スラリーはウェーハと研磨パッド２との間に浸入していくことになる。図１０(Ａ)と図１０(Ｂ)とを比較すると、特にトップリング３の内側において、比較のための装置構成（図１０(Ｂ)）に比べ、研磨装置１０３における場合の方が斜線部Ｓの範囲は広い。この結果から、本実施の形態による研磨装置１０３の効果が理解される。   FIG. 10 (A) shows the result of the polishing apparatus 103 according to the present embodiment, and FIG. 10 (B) shows that the position of the slurry supply pipe coincides with the rotation center of the polishing platen for comparison, and the spiral. The result when the wall 41 is not used is shown. The hatched portion S in these drawings indicates a region where the slurry flows toward the center of the top ring 3. That is, in this region, the slurry enters between the wafer and the polishing pad 2. Comparing FIG. 10 (A) and FIG. 10 (B), in the inside of the top ring 3, compared with the apparatus configuration for comparison (FIG. 10 (B)), the case of the polishing apparatus 103 is the hatched portion. The range of S is wide. From this result, the effect of the polishing apparatus 103 according to the present embodiment is understood.

なお、スパイラル壁４１は、所定の位置決め治具により研磨パッド２との間に間隙部Ｇが維持されるように固定されている。したがって、スパイラル壁４１もまた、上述の円弧壁４や環状壁４０と同様、研磨くずによる悪影響を排除することができる。   The spiral wall 41 is fixed with a predetermined positioning jig so that the gap G is maintained between the spiral wall 41 and the polishing pad 2. Therefore, the spiral wall 41 can also eliminate the adverse effects caused by the polishing scraps, like the arc wall 4 and the annular wall 40 described above.

また、図１０(Ａ)に示したシミュレーション結果は、スラリー供給部５を、トップリング３を中心としてスパイラル壁４１と反対の位置に配置する場合を示したが、スラリー供給部５の位置は、トップリング３とスパイラル壁４１との間であってもよく、この場合であっても、広い範囲からスラリーがウェーハと研磨パッド２との間に浸入することが確認された。   Further, the simulation result shown in FIG. 10 (A) shows the case where the slurry supply unit 5 is disposed at a position opposite to the spiral wall 41 with the top ring 3 as the center. The position of the slurry supply unit 5 is It may be between the top ring 3 and the spiral wall 41, and even in this case, it was confirmed that the slurry entered between the wafer and the polishing pad 2 from a wide range.

さらに、図１１に例示するように、見込み角（Θａ＋Θｂ）が３６０°以上であっても、同様の効果が奏されることがわかった。   Furthermore, as illustrated in FIG. 11, it has been found that the same effect is exhibited even when the prospective angle (Θa + Θb) is 360 ° or more.

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態に係る研磨装置について説明する。図１２を参照すると、研磨装置１０４は、研磨定盤１、研磨パッド２、トップリング３、第１直線壁４３ａ，４３ｂ、及びスラリー供給部５を有する。ここで、研磨定盤１、研磨パッド２、トップリング３、及びスラリー供給部５は、既出の各実施の形態において説明したものと同一の機能を有する。なお、本実施の形態においては、スラリー供給部５は、研磨定盤１の中央部分にスラリーを供給するように配置されている。 (Third embodiment)
Next, a polishing apparatus according to the third embodiment of the present invention is described. Referring to FIG. 12, the polishing apparatus 104 includes a polishing surface plate 1, a polishing pad 2, a top ring 3, first straight walls 43 a and 43 b, and a slurry supply unit 5. Here, the polishing surface plate 1, the polishing pad 2, the top ring 3, and the slurry supply unit 5 have the same functions as those described in the foregoing embodiments. In the present embodiment, the slurry supply unit 5 is disposed so as to supply the slurry to the central portion of the polishing surface plate 1.

図１２及び図１３に示す通り、第１直線壁４３ａ及び第２直線壁４３ｂは、ともに板状の形状を有する。第１直線壁４３ａは、研磨パッド２上において、スラリー供給部５からスラリーが滴下される位置に関してトップリング３と反対の領域に配設されている。また、第１直線壁４３ａは、研磨定盤１の接線方向とほぼ同一の方向に延びている。一方、第２直線壁４３ｂは、研磨パッド２上であって研磨定盤１の回転軸と研磨定盤１の周縁との間において、トップリング３と第１直線壁４３ａとの間に配設されている。また、第２直線壁４３ｂは、研磨定盤１の接線方向とほぼ同一の方向に延びている。   As shown in FIGS. 12 and 13, both the first straight wall 43a and the second straight wall 43b have a plate-like shape. The first straight wall 43 a is disposed on the polishing pad 2 in a region opposite to the top ring 3 with respect to a position where the slurry is dropped from the slurry supply unit 5. Further, the first straight wall 43 a extends in substantially the same direction as the tangential direction of the polishing surface plate 1. On the other hand, the second straight wall 43b is disposed between the top ring 3 and the first straight wall 43a on the polishing pad 2 and between the rotating shaft of the polishing surface plate 1 and the periphery of the polishing surface plate 1. Has been. Further, the second straight wall 43 b extends in substantially the same direction as the tangential direction of the polishing surface plate 1.

第１直線壁４３ａ及び第２直線壁４３ｂが上記の通り構成されているため、研磨装置１０４においては、スラリーは研磨パッド２上を以下のように流れる。スラリーは、スラリー供給部５から研磨パッド２の中央部分に滴下されると、研磨定盤１の回転により、研磨パッド２上をトップリング３に向かって流れる。トップリング３に到達したスラリーは、その一部が到達部からウェーハと研磨パッド２との間に入り込み、ウェーハの研磨に資する。一方、ウェーハに到達するもののウェーハと研磨パッド２との間に浸入せずにウェーハの外周部に沿って流れるスラリーは、第２直線壁４３ｂの面４３ｂ１に衝突するに至る（図１３の矢印Ａ）。   Since the first straight wall 43a and the second straight wall 43b are configured as described above, in the polishing apparatus 104, the slurry flows on the polishing pad 2 as follows. When the slurry is dropped from the slurry supply unit 5 onto the center portion of the polishing pad 2, the slurry flows on the polishing pad 2 toward the top ring 3 by the rotation of the polishing surface plate 1. Part of the slurry that has reached the top ring 3 enters between the wafer and the polishing pad 2 from the reaching portion, and contributes to polishing of the wafer. On the other hand, the slurry that reaches the wafer but does not enter between the wafer and the polishing pad 2 and flows along the outer periphery of the wafer collides with the surface 43b1 of the second straight wall 43b (arrow A in FIG. 13). ).

そして、第２直線壁４３ｂによりスラリー流れの方向が偏向される（矢印Ｂ）。このように方向が偏向されて流れるスラリーは、次いで、第１直線壁４３ａに衝突する（矢印Ｃ）。そうすると、スラリーの流れの方向が再び偏向されて、スラリーはトップリング３に向けて回流していく（矢印Ｄ）。このため、スラリーは再びウェーハに至ることとなる。このとき、スラリーは十分に広がっているため、より多くの量のスラリーがウェーハと研磨パッド２との間へ浸入することができる。したがって、スラリーが効率的に使用されるようになり、その結果、スラリー消費量を低減することができる。   Then, the direction of the slurry flow is deflected by the second straight wall 43b (arrow B). The slurry flowing with its direction deflected in this way then collides with the first straight wall 43a (arrow C). Then, the flow direction of the slurry is deflected again, and the slurry circulates toward the top ring 3 (arrow D). For this reason, the slurry reaches the wafer again. At this time, since the slurry has spread sufficiently, a larger amount of slurry can enter between the wafer and the polishing pad 2. Therefore, the slurry can be used efficiently, and as a result, the amount of slurry consumption can be reduced.

ところで、第２直線壁４３ｂのより好適な配置は以下の通りである。図１４(Ａ)に示すグラフにおいて、縦軸はウェーハの研磨レートを示し、横軸は第２直線壁４３ｂの角度Θを示す。この角度Θは、図１４(Ｂ)に示す図において定義される通り、研磨定盤１の法線ＬＮに直交する直線ＬＰとのなす角度である。図１４(Ａ)を参照すると、第２直線壁４３ｂの角度Θが−２０°〜＋２０°の範囲において実用上好適な研磨レートが実現されており、好ましい。また、この角度Θが−１０°〜＋１０°の範囲においては、約１５０ｎｍ／分を超える研磨レートが実現されており、一層好ましい。この結果は、第２直線壁４３ｂの角度Θをたとえば４０°〜５０°とすることによってスラリーの流れを研磨定盤１の中心へ向かわせるよりも、研磨定盤１の回転方向へ向かわせる方が好ましいことを意味している。このことから、上述の特許文献１に記載される「研磨液流を研磨定盤中央部に還流させる」研磨方法、及び特許文献４に記載される「研磨剤を定盤の中心側に押圧する手段を備えている」研磨装置に比べ、本実施の形態に係る研磨装置が優れた効果を有することが理解される。   Incidentally, a more preferable arrangement of the second straight wall 43b is as follows. In the graph shown in FIG. 14A, the vertical axis represents the wafer polishing rate, and the horizontal axis represents the angle Θ of the second straight wall 43b. This angle Θ is an angle formed with a straight line LP orthogonal to the normal LN of the polishing surface plate 1 as defined in the drawing shown in FIG. Referring to FIG. 14A, a practically preferable polishing rate is realized when the angle Θ of the second straight wall 43b is in the range of −20 ° to + 20 °, which is preferable. Moreover, when the angle Θ is in the range of −10 ° to + 10 °, a polishing rate exceeding about 150 nm / min is realized, which is more preferable. As a result, the angle Θ of the second straight wall 43b is set to 40 ° to 50 °, for example, so that the flow of the slurry is directed to the rotation direction of the polishing platen 1 rather than to the center of the polishing platen 1. Means that it is preferable. From this, the polishing method described in the above-mentioned Patent Document 1 “returns the polishing liquid flow to the center part of the polishing platen” and the “polishing agent pressed toward the center side of the surface plate” described in Patent Document 4 It is understood that the polishing apparatus according to the present embodiment has an excellent effect as compared with the polishing apparatus having the means.

なお、直線壁４３ａ，４３ｂは、所定の位置決め治具により研磨パッド２との間に間隙部Ｇが維持されるように固定されている。したがって、直線壁４３ａ，４３ｂもまた、上述の円弧壁４、環状壁４０、及びスパイラル壁４１と同様、研磨くずによる悪影響を排除することができる。   The straight walls 43a and 43b are fixed with a predetermined positioning jig so that the gap G is maintained between the straight walls 43a and 43b. Therefore, the straight walls 43a and 43b can also eliminate the adverse effects caused by the polishing scraps, like the arc wall 4, the annular wall 40, and the spiral wall 41 described above.

以上の通り、本実施の形態に係る研磨装置によれば、上述の実施の形態における円弧壁４、環状壁４０、及びスパイラル壁４１に比べて単純な形状を有する直線壁４３ａ，４３ｂというダムを使って、効率良くスラリーを拡散させ、結果的に研磨効率を向上し研磨剤の使用量を減少することができる。   As described above, according to the polishing apparatus according to the present embodiment, the dams such as the straight walls 43a and 43b having simple shapes as compared with the arc wall 4, the annular wall 40, and the spiral wall 41 in the above-described embodiment. The slurry can be efficiently diffused, and as a result, the polishing efficiency can be improved and the amount of abrasive used can be reduced.

（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態に係る研磨装置について説明する。図１５(Ａ)を参照すると、研磨装置１０５は、研磨定盤１、研磨パッド２、トップリング３、スラリー拡散部４４、及びスラリー供給部５０を有する。研磨定盤１、研磨パッド２、及びトップリング３は、既出の各実施の形態におけるものと同一の機能を有している。以下では、スラリー拡散部４４とスラリー供給部５０を中心として説明する。 (Fourth embodiment)
A polishing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described. Referring to FIG. 15A, the polishing apparatus 105 includes a polishing surface plate 1, a polishing pad 2, a top ring 3, a slurry diffusion unit 44, and a slurry supply unit 50. The polishing surface plate 1, the polishing pad 2, and the top ring 3 have the same functions as those in the above-described embodiments. Below, it demonstrates centering on the slurry spreading | diffusion part 44 and the slurry supply part 50. FIG.

図１５(Ａ)(Ｂ)を参照すると、スラリー供給部５０は、スラリーを吐出するスラリー吐出口５０ａと、このスラリー吐出口５０ａから吐出されるスラリーを受けるスラリー受皿５０ｂとを有する。スラリー拡散部４４は、耐アルカリ性を有し、スラリーを吸収することができる材料から形成されている。このような材料としては、たとえば、ポリエチレンフォームが好適である。スラリー拡散部４４は、その下部において研磨パッド２に接するとともに、本実施の形態においてはスラリー供給部５０のスラリー受皿５０ｂに取り付けられている。詳細には、スラリー受皿５０ｂの底部に開口が設けられており、スラリー拡散部４４の一部が、スラリー受皿５０ｂの底部に露出している。   Referring to FIGS. 15A and 15B, the slurry supply unit 50 includes a slurry discharge port 50a that discharges slurry and a slurry tray 50b that receives the slurry discharged from the slurry discharge port 50a. The slurry diffusion portion 44 is made of a material having alkali resistance and capable of absorbing the slurry. As such a material, for example, polyethylene foam is suitable. The slurry diffusion portion 44 is in contact with the polishing pad 2 at the lower portion thereof, and is attached to the slurry receiving tray 50b of the slurry supply portion 50 in the present embodiment. Specifically, an opening is provided at the bottom of the slurry tray 50b, and a part of the slurry diffusion portion 44 is exposed at the bottom of the slurry tray 50b.

ウェーハの研磨に際しては、所定のスラリー供給装置（図示せず）からスラリー供給部５０のスラリー吐出口５０ａを通じてスラリーをスラリー受皿５０ａへ滴下する。そうすると、スラリーは、スラリー受皿５０ａに溜まるとともに、スラリー受皿５０ａの開口を通じて、スラリー拡散部４４により吸収され、一時的に蓄えられる。スラリー拡散部４４に一時的に蓄えられたスラリーは、スラリー拡散部４４を伝わって研磨パッド２に供給される。このとき、スラリーは、スラリー拡散部４４の全体にわたってほぼ均一に蓄えられるため、スラリー拡散部４４全体から研磨パッド２上に拡散されて供給されることになる。したがって、スラリーは広がった状態で流れてウェーハに到達し、ウェーハの外周部の広い範囲からウェーハと研磨パッド２の間に浸入することができる。このため、ウェーハに到達するスラリーのうち直接に研磨に資する量が増加する。よって、スラリーを効率よく使用することができ、その結果、スラリー消費量を低減できる。   When polishing the wafer, the slurry is dropped onto the slurry receiving tray 50a through the slurry discharge port 50a of the slurry supply unit 50 from a predetermined slurry supply device (not shown). Then, the slurry accumulates in the slurry receiving tray 50a, and is absorbed and temporarily stored by the slurry diffusion portion 44 through the opening of the slurry receiving tray 50a. The slurry temporarily stored in the slurry diffusion unit 44 is supplied to the polishing pad 2 through the slurry diffusion unit 44. At this time, since the slurry is stored almost uniformly throughout the slurry diffusion portion 44, the slurry is diffused and supplied from the entire slurry diffusion portion 44 onto the polishing pad 2. Therefore, the slurry flows in a spread state, reaches the wafer, and can enter between the wafer and the polishing pad 2 from a wide range of the outer peripheral portion of the wafer. For this reason, the amount that directly contributes to polishing increases in the slurry that reaches the wafer. Therefore, the slurry can be used efficiently, and as a result, the slurry consumption can be reduced.

しかも、スラリー供給部５０の吐出口５０ａから滴下するスラリーの量を調整することにより、ウェーハと研磨パッド２との間に浸入していくスラリーの量を最低限必要な量に抑制できるため、研磨に資することなくウェーハ外周部を回って流れてしまうスラリーの量を低減できる。よって、スラリー消費量を更に低減することも可能である。   In addition, by adjusting the amount of slurry dripped from the discharge port 50a of the slurry supply unit 50, the amount of slurry entering between the wafer and the polishing pad 2 can be suppressed to the minimum required amount. The amount of slurry that flows around the outer periphery of the wafer without contributing to the above can be reduced. Therefore, it is possible to further reduce the slurry consumption.

なお、本実施の形態におけるスラリー供給部５０は、スラリー吐出口５０ａとスラリー受皿５０ｂとから構成されるが、スラリー受皿５０ｂは、スラリー拡散部４４がスラリーを確実に吸収することができるように設けられたものであり、必ずしも必要ではない。また、耐アルカリ性を有しスラリーを吸収できる材料を用いてスラリー受皿５０ｂとスラリー拡散部４４とを一体に形成するようにしてもよい。   In addition, although the slurry supply part 50 in this Embodiment is comprised from the slurry discharge outlet 50a and the slurry receiving tray 50b, the slurry receiving tray 50b is provided so that the slurry spreading | diffusion part 44 can absorb a slurry reliably. Is not necessarily required. Alternatively, the slurry receiving tray 50b and the slurry diffusion portion 44 may be integrally formed using a material that has alkali resistance and can absorb the slurry.

（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態に係る研磨装置について説明する。図１６を参照すると、本実施の形態の研磨装置１０６は、研磨定盤１、研磨パッド２、トップリング３、及び噴射ガン４５ａ，４５ｂを有する。ここで、研磨定盤１、研磨パッド２及びトップリング３は、上述の各実施の形態において説明したものと同一の形状、機能を有する。なお、説明の便宜上、図１６においてスラリー供給管は図示しないが、研磨装置１０６は、既出のスラリー供給部５と同一機能のものを有している。 (Fifth embodiment)
Next, a polishing apparatus according to the fifth embodiment of the present invention is described. Referring to FIG. 16, a polishing apparatus 106 according to the present embodiment includes a polishing surface plate 1, a polishing pad 2, a top ring 3, and spray guns 45a and 45b. Here, the polishing surface plate 1, the polishing pad 2, and the top ring 3 have the same shape and function as those described in the above embodiments. For convenience of explanation, the slurry supply pipe is not shown in FIG. 16, but the polishing apparatus 106 has the same function as the previously described slurry supply unit 5.

噴射ガン４５ａ，４５ｂは、加圧された気体Ｎ（図１６）を研磨パッド２に対して吹き付けることができる。加圧気体Ｎの吹付けにより、噴射ガン４５ａは、研磨パッド２上を流れるスラリーの流れの一部を妨げることにより、結果として、スラリーの流れの方向を変更することができる。すなわち、噴射ガン４５ａから噴射される加圧気体Ｎは、スラリーに対し、流れの一部を堰き止める壁又はダムとして機能する。このようにしてスラリーの流れを制御することにより、スラリーは、ウェーハの外周部の広い範囲にスラリーを到達することができる。したがって、ウェーハ外周部の広い範囲から、より多くの量のスラリーがウェーハと研磨パッド２との間に導かれる。故に、スラリーを効率よく使用することができるとともに、スラリー消費量を低減することができる。   The spray guns 45 a and 45 b can spray pressurized gas N (FIG. 16) against the polishing pad 2. By spraying the pressurized gas N, the spray gun 45a obstructs a part of the flow of the slurry flowing on the polishing pad 2, thereby changing the direction of the flow of the slurry. That is, the pressurized gas N injected from the injection gun 45a functions as a wall or dam that dams a part of the flow with respect to the slurry. By controlling the flow of the slurry in this way, the slurry can reach the wide range of the outer peripheral portion of the wafer. Therefore, a larger amount of slurry is introduced between the wafer and the polishing pad 2 from a wide range of the outer periphery of the wafer. Therefore, the slurry can be used efficiently and the amount of slurry consumption can be reduced.

また、スラリーがウェーハ外周部を回って流れても、噴射ガン４５ｂを設けておけば、噴射ガン４５ｂから気体を噴射することにより、スラリーをスラリー供給管（図示せず）の滴下位置に向けて流すことができる。したがって、さらに広い範囲からスラリーをウェーハと研磨パッド２との間に浸入させることもできる。よって、スラリー消費量をより低減することができる。   Even if the slurry flows around the outer periphery of the wafer, if the injection gun 45b is provided, the slurry is directed toward the dropping position of the slurry supply pipe (not shown) by injecting gas from the injection gun 45b. It can flow. Accordingly, the slurry can be infiltrated between the wafer and the polishing pad 2 from a wider range. Therefore, the amount of slurry consumption can be further reduced.

なお、気体としては、たとえば、空気や窒素ガスを使用することができ、また、ヘリウムガスであってもよい。さらに、この気体が、スラリーに使われている溶媒等の蒸気を含むと好適である。スラリーの乾燥を抑制できるからである。   As the gas, for example, air or nitrogen gas can be used, or helium gas may be used. Furthermore, it is preferable that this gas contains a vapor such as a solvent used in the slurry. This is because the drying of the slurry can be suppressed.

また、噴射ガン４５ａの位置は、トップリング３に対して上流側（図１６）に限らず、トップリング３に対し下流側であってもよい。このようにすれば、噴射ガン４５ａから噴射される気体が、第１の実施の形態において説明した円弧壁４などと同様に、スラリーをトップリング３の下流側に貯溜するダムとしての機能を発揮することができる。   Further, the position of the injection gun 45 a is not limited to the upstream side (FIG. 16) with respect to the top ring 3 but may be downstream with respect to the top ring 3. In this way, the gas injected from the injection gun 45a functions as a dam that stores the slurry on the downstream side of the top ring 3 in the same manner as the arc wall 4 described in the first embodiment. can do.

さらに、噴射ガン４５ａ，４５ｂを直線壁４３ａ，４３ｂの代わりに使用することもできる。すなわち、噴射ガン４５ａ，４５ｂからの加圧気体Ｎにより、スラリーの流れの方向を図１３の矢印Ａ〜Ｄのように変更することができる。しかも、噴射ガン４５ａ，４５ｂによっても、トップリング３（又はウェーハ）の外周に沿って回り込むように流れるスラリーの流れを研磨定盤１の法線と略直交する方向（Θが−２０°〜＋２０°（図１４））へ変更することができる。   Further, the spray guns 45a and 45b can be used instead of the straight walls 43a and 43b. That is, the direction of slurry flow can be changed as indicated by arrows A to D in FIG. 13 by the pressurized gas N from the spray guns 45a and 45b. In addition, the flow of the slurry flowing so as to wrap around the outer periphery of the top ring 3 (or wafer) also by the spray guns 45a and 45b is a direction (Θ is −20 ° to +20) substantially perpendicular to the normal line of the polishing platen 1. (Fig. 14)).

（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態に係る研磨装置について説明する。図１７を参照すると、研磨装置１０７は、研磨定盤１、研磨パッド２、トップリング３、スラリー回収供給器４６、及びスラリー供給部５を有する。研磨定盤１、研磨パッド２、トップリング３及びスラリー供給部５は、上述の各実施の形態において説明したものと同一の機能を有している。 (Sixth embodiment)
A polishing apparatus according to the sixth embodiment of the present invention will be described. Referring to FIG. 17, the polishing apparatus 107 includes a polishing surface plate 1, a polishing pad 2, a top ring 3, a slurry collection / supply unit 46, and a slurry supply unit 5. The polishing surface plate 1, the polishing pad 2, the top ring 3, and the slurry supply unit 5 have the same functions as those described in the above embodiments.

スラリー回収供給器４６は、図示の通り、研磨定盤１の回転方向に関してトップリング３の後方側に位置し、研磨定盤１の外周部からスラリー供給部５へ向かう方向に沿って配置されている。また、スラリー回収供給器４６は、スラリー吸収部４６ａ、スラリー押圧部４６ｂ、及びスラリー案内部材４６ｃから構成される。スラリー吸収部４６ａの全体又は一部は、たとえばポリエチレンフォームといった耐アルカリ性を有し、スラリーを吸収することができる多孔質材料から形成される。また、スラリー吸収部４６ａは、研磨パッド２と接している。このため、研磨パッド２上にわずかに薄く広がるスラリーをも効率よく吸収し回収することができる。   As shown in the figure, the slurry collection and supply unit 46 is located on the rear side of the top ring 3 with respect to the rotation direction of the polishing surface plate 1 and is disposed along the direction from the outer periphery of the polishing surface plate 1 toward the slurry supply unit 5. Yes. Moreover, the slurry collection | recovery supply device 46 is comprised from the slurry absorption part 46a, the slurry press part 46b, and the slurry guide member 46c. The whole or a part of the slurry absorbing portion 46a is formed of a porous material having alkali resistance such as polyethylene foam and capable of absorbing the slurry. Further, the slurry absorbing portion 46 a is in contact with the polishing pad 2. For this reason, it is possible to efficiently absorb and recover the slurry that spreads slightly thin on the polishing pad 2.

スラリー押圧部４６ｂは、所定の駆動機構により上下に動くことができ、下向きに動いてスラリー吸収部４６ａを押圧することにより、スラリー吸収部４６ａに吸収されたスラリーをスラリー吸収部４６ａから押し出すことができる。スラリー案内部材４６ｃは、スラリー押圧部４６ｂによってスラリー吸収部４６ａから押し出されたスラリーを受けることができる。また、スラリー案内部材４６ｃは、受けたスラリーを再び研磨パッド２へと提供できるように、研磨定盤１の外周部側の端部４６ｃ１が終端されるとともに他方の端部４６ｃ２が開放されている。さらに、スラリー案内部材４６ｃは、所定の傾斜を有することもできる。   The slurry pressing part 46b can be moved up and down by a predetermined driving mechanism, and the slurry absorbed by the slurry absorbing part 46a can be pushed out from the slurry absorbing part 46a by moving downward and pressing the slurry absorbing part 46a. it can. The slurry guide member 46c can receive the slurry pushed out from the slurry absorbing portion 46a by the slurry pressing portion 46b. In addition, the slurry guide member 46c has the end 46c1 on the outer peripheral side of the polishing surface plate 1 terminated and the other end 46c2 opened so that the received slurry can be provided to the polishing pad 2 again. . Further, the slurry guide member 46c may have a predetermined inclination.

上記の構成により、研磨装置１０７は以下の効果を奏する。すなわち、研磨パッド２上においてウェーハの外周部に沿って流れたスラリーは、スラリー吸収部４６ａによって吸収され回収される。スラリー吸収部４６ａに吸収されたスラリーは、スラリー押圧部４６ｂにより定期的に押し出される。押し出されたスラリーは、スラリー案内部材４６ｃに受けられ、スラリー案内部材４６ｃ内を流れ、そして、スラリー案内部材４６ｃの端部４６ｃ２から研磨パッド２上のスラリー滴下位置付近に滴下されるに至る。   With the above configuration, the polishing apparatus 107 has the following effects. That is, the slurry that flows along the outer peripheral portion of the wafer on the polishing pad 2 is absorbed and recovered by the slurry absorbing portion 46a. The slurry absorbed in the slurry absorbing portion 46a is periodically pushed out by the slurry pressing portion 46b. The extruded slurry is received by the slurry guide member 46c, flows through the slurry guide member 46c, and drops from the end portion 46c2 of the slurry guide member 46c to the vicinity of the slurry dropping position on the polishing pad 2.

スラリー案内部材４６ｃの端部４６ｃ２から滴下されたスラリーは、スラリー供給部５から滴下されるスラリーと共に、研磨定盤１の回転によって、トップリング３に向かって流れていく。このとき、スラリーは、スラリー吸収部４６ａから滴下されるスラリーのみの場合に比べ、スラリー回収供給器４６から研磨パッド２上に戻されたスラリーの影響により、広がった状態でトップリング３へと向かうことになる。   The slurry dropped from the end portion 46 c 2 of the slurry guide member 46 c flows toward the top ring 3 by the rotation of the polishing surface plate 1 together with the slurry dropped from the slurry supply unit 5. At this time, the slurry travels toward the top ring 3 in a spread state due to the influence of the slurry returned from the slurry collection / supply device 46 onto the polishing pad 2 as compared with the case of only the slurry dropped from the slurry absorbing portion 46a. It will be.

したがって、スラリーは、ウェーハの外周部の広い範囲においてウェーハに到達し、よって、広い範囲からウェーハと研磨パッド２との間に浸入することができる。このため、スラリーを効率よく使用することができ、その結果、スラリー消費量を低減することができる。   Therefore, the slurry reaches the wafer in a wide range of the outer peripheral portion of the wafer, and thus can enter between the wafer and the polishing pad 2 from a wide range. For this reason, a slurry can be used efficiently, As a result, slurry consumption can be reduced.

また、ウェーハの外周部に沿って流れたスラリーは、放置しておくと、大部分が研磨定盤１から流れ落ちて無駄になるが、本実施形態においては、スラリー回収供給器４６により吸収されて研磨パッド２に再び供給されるため、無駄になるスラリーの量を低減することができる。   Further, if the slurry flowing along the outer periphery of the wafer is left as it is, most of the slurry flows down from the polishing surface plate 1 and is wasted, but in the present embodiment, it is absorbed by the slurry recovery supply unit 46. Since it is supplied again to the polishing pad 2, the amount of wasted slurry can be reduced.

（第７の実施の形態）
本発明の第７の実施の形態に係る研磨装置について説明する。図１８を参照すると、研磨装置１０８は、研磨定盤１、研磨パッド２、トップリング３、スラリー貯溜部４７、スラリー還流器４８、昇降機７、及びスラリー供給部５を有する。ここで、研磨定盤１、研磨パッド２、トップリング３、及びスラリー供給部５は、上述の各実施の形態において説明したものとほぼ同一の形状及び機能を有している。以下、スラリー貯溜部４７、スラリー還流器４８、及び昇降機７を中心に説明する。 (Seventh embodiment)
A polishing apparatus according to a seventh embodiment of the present invention will be described. Referring to FIG. 18, the polishing apparatus 108 includes a polishing surface plate 1, a polishing pad 2, a top ring 3, a slurry reservoir 47, a slurry reflux device 48, an elevator 7, and a slurry supply unit 5. Here, the polishing surface plate 1, the polishing pad 2, the top ring 3, and the slurry supply unit 5 have substantially the same shape and function as those described in the above embodiments. Hereinafter, description will be made centering on the slurry reservoir 47, the slurry reflux 48, and the elevator 7.

スラリー貯留部４７は、平面視円環状の形状を有し、研磨定盤１の外周側面を取り囲んでいる。また、スラリー貯溜部４７は、上部に円環状の開口を有するとともに、断面が略Ｕ字形である底部を有している。この構成のため、スラリー貯溜部４７は、研磨パッド２から流れ落ちるスラリーを受けて溜めおくことができる。   The slurry reservoir 47 has an annular shape in plan view and surrounds the outer peripheral side surface of the polishing surface plate 1. The slurry reservoir 47 has an annular opening at the top and a bottom having a substantially U-shaped cross section. Due to this configuration, the slurry reservoir 47 can receive and store the slurry flowing down from the polishing pad 2.

また、スラリー貯溜部４７には昇降機７が設けられている。この昇降機７により、スラリー貯溜部４７は、研磨定盤１外周側面を取り囲んで研磨パッド２から流れ落ちるスラリーを受けることができる位置と、スラリー貯溜部４７の開口面が研磨パッド２表面よりも高くなる位置との間において、上下動される。   The slurry storage unit 47 is provided with an elevator 7. By this elevator 7, the slurry reservoir 47 surrounds the outer peripheral side surface of the polishing platen 1 and can receive the slurry flowing down from the polishing pad 2, and the opening surface of the slurry reservoir 47 is higher than the surface of the polishing pad 2. It is moved up and down between positions.

スラリー還流器４８は、スラリー吸引管４８ａ、ポンプ４８ｂ、及びスラリー供給管４８ｃから構成される。スラリー吸引管４８ａは、たとえばテフロン（登録商標）製のチューブから構成されてよい。また、スラリー吸引管４８ａの一端はスラリー貯溜部４７の底部に達しており、他端はポンプ４８ｂの吸引口４８ｂ１に接続されている。ポンプ４８ｂの吐出口４８ｂ２にはスラリー供給管４８ｃが接続されている。また、スラリー供給管４８ｃの他方の端部は、研磨パッド２に面している。   The slurry reflux unit 48 includes a slurry suction pipe 48a, a pump 48b, and a slurry supply pipe 48c. The slurry suction pipe 48a may be constituted by a tube made of Teflon (registered trademark), for example. One end of the slurry suction pipe 48a reaches the bottom of the slurry reservoir 47, and the other end is connected to the suction port 48b1 of the pump 48b. A slurry supply pipe 48c is connected to the discharge port 48b2 of the pump 48b. The other end of the slurry supply pipe 48 c faces the polishing pad 2.

上記の構成により、研磨装置１０８は以下の効果を奏する。研磨パッド２から流れ落ちてスラリー貯溜部４７に溜まるスラリーは、ポンプ４８ｂにより、スラリー吸引管４８ａを通して吸引され、スラリー供給管４８ｃを通して研磨パッド２へ供給される。このため、放置すれば流れ落ちて無駄となってしまうスラリーを有効に活用でき、よって、スラリー消費量を低減することができる。   With the above configuration, the polishing apparatus 108 has the following effects. The slurry that flows down from the polishing pad 2 and accumulates in the slurry reservoir 47 is sucked through the slurry suction pipe 48a by the pump 48b and supplied to the polishing pad 2 through the slurry supply pipe 48c. For this reason, if it is left as it is, the slurry that flows down and is wasted can be used effectively, and thus the amount of slurry consumed can be reduced.

しかも、スラリー供給管４８ｃの位置を調節して、このスラリー供給管４８ｃからのスラリーが、スラリー供給部５からのスラリー滴下位置の近くに提供されるようにすれば、トップリング３に向かうスラリーの流れを広げることもできる。これにより、スラリーはウェーハの外周部の広い範囲に到達するようになり、ウェーハと研磨パッド２の間に浸入するスラリーの量が増大する。すなわち、スラリーを効率よく使用することができ、スラリー消費量を低減することができる。   Moreover, if the position of the slurry supply pipe 48c is adjusted so that the slurry from the slurry supply pipe 48c is provided near the position where the slurry is supplied from the slurry supply section 5, the slurry flowing toward the top ring 3 can be obtained. You can also widen the flow. As a result, the slurry reaches a wide range of the outer peripheral portion of the wafer, and the amount of slurry entering between the wafer and the polishing pad 2 increases. That is, the slurry can be used efficiently, and the amount of slurry consumed can be reduced.

また、研磨作業後に、昇降機７によりスラリー貯溜部４７が高い位置に保持されれば、例えば研磨パッド２のドレッシング作業中に研磨定盤１の外周部から飛散する水がスラリー貯溜部４７に入ることが防止される。したがって、ドレッシング後にウェーハの研磨を開始する場合であっても、スラリーのコンディショニングといった余分な作業を省くことができる。   If the slurry reservoir 47 is held at a high position by the elevator 7 after the polishing operation, for example, water scattered from the outer peripheral portion of the polishing surface plate 1 during the dressing operation of the polishing pad 2 enters the slurry reservoir 47. Is prevented. Therefore, even when the polishing of the wafer is started after the dressing, an extra work such as slurry conditioning can be omitted.

（第８の実施の形態）
本発明の第８の実施の形態に係る研磨装置について説明する。図１９を参照すると、研磨装置１０９は、第７の実施の形態に係る研磨装置１０８と、スラリー貯溜部４７に代わりスラリー回収板４９を有する点で相違し、その他の点では同一である。以下、相違点であるスラリー回収板４９を中心として説明する。 (Eighth embodiment)
A polishing apparatus according to the eighth embodiment of the present invention will be described. Referring to FIG. 19, the polishing apparatus 109 is different from the polishing apparatus 108 according to the seventh embodiment in that it has a slurry collection plate 49 instead of the slurry reservoir 47, and is the same in other respects. Hereinafter, the description will focus on the slurry collection plate 49 which is a difference.

スラリー回収板４９は、研磨パッド２上のスラリーを捕集する役割を有する。図１９に例示するスラリー回収板４９は、ほぼ三角形状の第１の板部材４９ａと、第１の板部材４９ａの２つの辺においてこの第１の板部材４９ａに直立する２つの第２の板部材４９ｂとから構成されている。また、第１の板部材４９ａの辺のうち第２の板部材４９ｂが設けられていない辺と対向する頂点には、スラリー吸引管４８ａが接続されている。そして、スラリー回収板４９は、第１の板部材４９ａが研磨パッド２に接するように配置されている。   The slurry collection plate 49 has a role of collecting the slurry on the polishing pad 2. A slurry recovery plate 49 illustrated in FIG. 19 includes a substantially triangular first plate member 49a and two second plates that stand upright on the first plate member 49a at two sides of the first plate member 49a. It is comprised from the member 49b. In addition, a slurry suction pipe 48a is connected to a vertex of the side of the first plate member 49a that faces the side where the second plate member 49b is not provided. The slurry collection plate 49 is disposed so that the first plate member 49 a contacts the polishing pad 2.

上記の構成によれば、スラリー回収板４９は、ウェーハの外周部に沿って流れたスラリーを捕集することができる。スラリー回収板４９により捕集されたスラリーは、スラリー吸引管４８ａを通してポンプ４８ｂに吸引されて回収され、スラリー供給管４８ｃを通して研磨パッド２へ供給される。このため、放置すれば流れ落ちて無駄となってしまうスラリーを有効に活用でき、よって、スラリー消費量を低減することができる。   According to said structure, the slurry collection | recovery board 49 can collect the slurry which flowed along the outer peripheral part of a wafer. The slurry collected by the slurry collection plate 49 is sucked and collected by the pump 48b through the slurry suction pipe 48a, and is supplied to the polishing pad 2 through the slurry supply pipe 48c. For this reason, if it is left as it is, the slurry that flows down and is wasted can be used effectively, and thus the amount of slurry consumed can be reduced.

しかも、スラリー供給管４８ｃの位置の調節により、スラリー供給管４８ｃから提供されるスラリーを、スラリー供給部５からのスラリー滴下位置の近くに滴下するようにすれば、トップリング３に向かうスラリーの流れを広げることもできる。これにより、スラリーを効率よく使用することができ、スラリー消費量を低減することができる。   Moreover, if the slurry provided from the slurry supply pipe 48c is dropped near the slurry dropping position from the slurry supply section 5 by adjusting the position of the slurry supply pipe 48c, the flow of slurry toward the top ring 3 Can be expanded. Thereby, a slurry can be used efficiently and slurry consumption can be reduced.

また、スラリー回収板４９には昇降機８が設けられている。これにより、スラリー回収板４９を持ち上げておけば、ドレッシング中の研磨パッド２上の水を回収することを防止できる。このため、ドレッシング後にウェーハの研磨を開始する場合であっても、スラリーのコンディショニングをする手間を省くことができる。   The slurry recovery plate 49 is provided with an elevator 8. Thereby, if the slurry collection | recovery board 49 is lifted, it can prevent collect | recovering the water on the polishing pad 2 in dressing. For this reason, even if it is a case where the grinding | polishing of a wafer is started after dressing, the effort which performs conditioning of a slurry can be saved.

以上、いくつかの実施の形態を参照しながら、本発明について説明したが、本発明の研磨装置、研磨方法、および半導体装置の製造方法は、上述の実施の形態に限られることなく、種々に変形可能である。また、上述の各実施の形態に係る各研磨装置が備える構成要素を適宜組み合わせることもまた可能である。   As described above, the present invention has been described with reference to some embodiments. However, the polishing apparatus, the polishing method, and the semiconductor device manufacturing method of the present invention are not limited to the above-described embodiments, but variously. It can be deformed. Moreover, it is also possible to combine suitably the component with which each polishing apparatus which concerns on each above-mentioned embodiment is provided.

たとえば、研磨装置１０８におけるスラリー貯溜部４７、スラリー還流器４８、及び昇降機７を研磨装置１００に設けても良い。研磨装置１００においては、スラリーが円弧壁４における上流側の開口から溢れ出る場合もあり、このような場合には、スラリーは結局は研磨パッド２から流れ落ちてしまうこととなる。しかし、スラリー貯溜部４７及びスラリー還流器４８があれば、放置すれば流れ落ちるスラリーを再び研磨パッド２上に戻すことができるため、スラリーの無駄を減少することができる。   For example, the slurry storage unit 47, the slurry reflux device 48, and the elevator 7 in the polishing device 108 may be provided in the polishing device 100. In the polishing apparatus 100, the slurry may overflow from the upstream opening in the arc wall 4, and in such a case, the slurry eventually flows down from the polishing pad 2. However, if the slurry reservoir 47 and the slurry reflux device 48 are provided, the slurry that flows down can be returned to the polishing pad 2 again if left, so that waste of slurry can be reduced.

また、円弧壁４、環状壁４０、スパイラル壁４１、及び直線壁４３ａ，４３ｂは、耐アルカリ性が高く、かつ、金属汚染の原因とならない材料から作製されると好ましい。このような材料としては、例えば、ポリカーボネートを挙げることができる。   Further, it is preferable that the arc wall 4, the annular wall 40, the spiral wall 41, and the straight walls 43a and 43b are made of a material that has high alkali resistance and does not cause metal contamination. An example of such a material is polycarbonate.

なお、第１の実施の形態において研磨装置１００を使用した研磨方法について説明したが、この研磨方法から、研磨装置１０１〜１０９を使用した研磨方法を実施することができるのは明らかである。また、その研磨方法を半導体装置の製造方法の一工程として実施することができるのもまた明らかである。   Although the polishing method using the polishing apparatus 100 has been described in the first embodiment, it is apparent that the polishing method using the polishing apparatuses 101 to 109 can be performed from this polishing method. It is also clear that the polishing method can be carried out as one step of a semiconductor device manufacturing method.

本発明の第１の実施の形態に係る研磨装置の要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the grinding | polishing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図１に示す研磨装置の要部の上面図である。It is a top view of the principal part of the grinding | polishing apparatus shown in FIG. 図２のＩ−Ｉ線に沿う断面図の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of sectional drawing which follows the II line | wire of FIG. 本発明の第１の実施の形態の変形例１による研磨装置の要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the grinding | polishing apparatus by the modification 1 of the 1st Embodiment of this invention. 図４に示す研磨装置が奏する効果を説明するためのシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result for demonstrating the effect which the grinding | polishing apparatus shown in FIG. 4 show | plays. 本発明の第１の実施の形態の変形例２による研磨装置の要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the grinding | polishing apparatus by the modification 2 of the 1st Embodiment of this invention. 図６に示す研磨装置の変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the modification of the grinding | polishing apparatus shown in FIG. 本発明の第２の実施の形態に係る研磨装置の要部を示す上面図である。It is a top view which shows the principal part of the grinding | polishing apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図８に示す研磨装置の第１の変形例を示す上面図である。It is a top view which shows the 1st modification of the grinding | polishing apparatus shown in FIG. 図８に示す研磨装置が奏する効果を説明するためのシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result for demonstrating the effect which the grinding | polishing apparatus shown in FIG. 8 show | plays. 図８に示す研磨装置の第２の変形例を示す上面図である。It is a top view which shows the 2nd modification of the grinding | polishing apparatus shown in FIG. 本発明の第３の実施の形態に係る研磨装置の要部を示す上面図である。It is a top view which shows the principal part of the grinding | polishing apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 図１２に示す研磨装置の上面図である。FIG. 13 is a top view of the polishing apparatus shown in FIG. 12. 図１２に示す研磨装置における研磨レートの直線壁角度依存性を示す図である。It is a figure which shows the linear wall angle dependence of the polishing rate in the grinding | polishing apparatus shown in FIG. 本発明の第４の実施の形態に係る研磨装置の要部を示す斜視図(Ａ)及び断面図(Ｂ)である。FIG. 7 is a perspective view (A) and a cross-sectional view (B) showing a main part of a polishing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の第５の実施の形態に係る研磨装置の要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the grinding | polishing apparatus which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第６の実施の形態に係る研磨装置の要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the grinding | polishing apparatus which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第７の実施の形態に係る研磨装置の要部を示す側面図である。It is a side view which shows the principal part of the grinding | polishing apparatus which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第８の実施の形態に係る研磨装置の要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the grinding | polishing apparatus which concerns on the 8th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１…研磨定盤、２…研磨パッド、３…トップリング、４…円弧壁、５…スラリー供給管、６…位置決め治具、７，８…昇降機、４０…環状壁、４１…スパイラル壁、４３ａ…第１直線壁、４３ｂ…第２直線壁、４４…スラリー拡散部、４５ａ，４５ｂ…噴射ガン、４６…スラリー回収供給器、４７…スラリー貯溜部、４８…スラリー還流器、４９…スラリー回収板。

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Polishing surface plate, 2 ... Polishing pad, 3 ... Top ring, 4 ... Arc wall, 5 ... Slurry supply pipe, 6 ... Positioning jig, 7, 8 ... Elevator, 40 ... Annular wall, 41 ... Spiral wall, 43a ... 1st straight wall, 43b ... 2nd straight wall, 44 ... Slurry diffusion part, 45a, 45b ... Injection gun, 46 ... Slurry recovery supply, 47 ... Slurry storage part, 48 ... Slurry reflux, 49 ... Slurry recovery plate .

Claims (15)

第１の回転軸を中心に回転する研磨定盤と、
前記研磨定盤上にスラリーを供給するスラリー供給部と、
前記研磨定盤の前記第１の回転軸の中心と前記研磨定盤周縁との間と対向する位置に被研磨体を保持可能に設けられ、前記第１の回転軸とは異なる第２の回転軸を中心に回転する保持部材と、
前記スラリー供給部から前記研磨定盤上に供給された前記スラリーの一部を、前記保持部材と前記研磨定盤との間及び周囲に貯留するダムと、
を備えることを特徴とする研磨装置。 A polishing surface plate that rotates about a first rotation axis;
A slurry supply unit for supplying slurry onto the polishing surface plate;
A second rotation different from the first rotation shaft is provided so as to be able to hold the object to be polished at a position facing between the center of the first rotation shaft of the polishing platen and the periphery of the polishing platen. A holding member that rotates about an axis;
A dam for storing a part of the slurry supplied from the slurry supply unit onto the polishing surface plate between and around the holding member and the polishing surface plate,
A polishing apparatus comprising: 前記ダムは、前記スラリーの供給側となる部分に開口を有し、前記開口を除く部分は前記保持部材の外側周囲に沿う円弧壁であることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。   2. The polishing apparatus according to claim 1, wherein the dam has an opening in a portion on the supply side of the slurry, and a portion excluding the opening is an arc wall along an outer periphery of the holding member. 前記ダムは、前記被研磨体の外側周囲をすべて取り囲む環状壁であることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。   The polishing apparatus according to claim 1, wherein the dam is an annular wall that surrounds the entire outer periphery of the object to be polished. 前記スラリー供給部は、前記環状壁により取り囲まれた領域内において、前記研磨定盤上にスラリーを供給することを特徴とする請求項３に記載の研磨装置。   The polishing apparatus according to claim 3, wherein the slurry supply unit supplies the slurry onto the polishing surface plate in a region surrounded by the annular wall. 前記ダムは、前記第２の回転軸に連接され、前記保持部材の回転に従い回転することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の研磨装置。   The polishing apparatus according to claim 3, wherein the dam is connected to the second rotation shaft and rotates according to the rotation of the holding member. 前記ダムは、前記保持部材の外側周囲の一部又はすべてを取り囲む曲線を含む壁であることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。   The polishing apparatus according to claim 1, wherein the dam is a wall including a curve surrounding a part or all of the outer periphery of the holding member. 第１の回転軸を中心に回転する研磨定盤と、
前記研磨定盤上にスラリーを供給するスラリー供給部と、
前記研磨定盤の前記第１の回転軸の中心と前記研磨定盤周縁との間と対向する位置に被研磨体を保持可能に設けられ、前記第１の回転軸とは異なる第２の回転軸を中心に回転する円盤状の保持部材と、
前記保持部材の半径をｒとしたとき、前記第２の回転軸を中心とし、
１．０ ＜ Ｒｄ／ｒ ＜ １．５
の関係式を満たす値Ｒｄを半径とする、スラリー供給側が開口された円弧状壁、及び前記円弧状壁の一方端から連続するとともに、前記第１の回転軸の中心と前記第２の回転軸の中心とを結ぶ直線と直交し前記第２の回転軸の中心を原点とする直線とのなす角をΘ並びに１＜ｋ＜２としたとき、
Ｒ＝Ｒｄ×｛１＋ｋ×Θ／（２π）｝
の関係式で表される曲線Ｒに沿って湾曲する湾曲壁により構成されたダムと、
を備えることを特徴とする研磨装置。 A polishing surface plate that rotates about a first rotation axis;
A slurry supply unit for supplying slurry onto the polishing surface plate;
A second rotation different from the first rotation shaft is provided so as to be able to hold the object to be polished at a position facing between the center of the first rotation shaft of the polishing platen and the periphery of the polishing platen. A disc-shaped holding member that rotates about an axis;
When the radius of the holding member is r, the second rotation axis is the center,
1.0 <Rd / r <1.5
The arc-shaped wall having the radius Rd satisfying the relational expression and having an opening on the slurry supply side, and continuous from one end of the arc-shaped wall, the center of the first rotating shaft and the second rotating shaft When an angle formed by a straight line perpendicular to a straight line connecting the center of the second rotation axis and a straight line having the origin of the center of the second rotation axis is Θ and 1 <k <2,
R = Rd × {1 + k × Θ / (2π)}
A dam formed by a curved wall that curves along the curve R represented by the relational expression:
A polishing apparatus comprising: 前記研磨定盤上に研磨布を介して前記ダムが配設され、前記ダムと前記研磨布との間には研磨屑を排出する隙間が設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の研磨装置。   The dam is disposed on the polishing surface plate via a polishing cloth, and a gap for discharging polishing waste is provided between the dam and the polishing cloth. The polishing apparatus according to any one of 7. 第１の回転軸を中心に回転する研磨定盤と、
前記スラリー供給部から供給される前記スラリーを一時的に蓄え、この蓄えたスラリーを前記研磨定盤上の前記第１の回転軸の中心と前記研磨定盤周縁との間に拡散して供給するスラリー拡散部と、
前記研磨定盤上の前記第１の回転軸の中心と前記研磨定盤周縁との間において被研磨体を保持しかつ拡散して供給される前記スラリーを介して前記研磨定盤に押し当て、前記第１の回転軸とは異なる第２の回転軸を中心に回転する保持部材と、
を備えることを特徴とする研磨装置。 A polishing surface plate that rotates about a first rotation axis;
The slurry supplied from the slurry supply unit is temporarily stored, and the stored slurry is supplied by diffusing between the center of the first rotating shaft on the polishing platen and the periphery of the polishing platen. A slurry diffusion section;
Holding the object to be polished between the center of the first rotating shaft on the polishing platen and the periphery of the polishing platen and pressing the polishing platen through the slurry supplied by diffusion, A holding member that rotates about a second rotation axis different from the first rotation axis;
A polishing apparatus comprising: 第１の回転軸を中心に回転する研磨定盤と、
前記研磨定盤上にスラリーを供給するスラリー供給部と、
前記研磨定盤上の前記第１の回転軸の中心と前記研磨定盤周縁との間と対向する位置に被研磨体を保持可能に設けられ、前記第１の回転軸とは異なる第２の回転軸を中心に回転する保持部材と、
前記スラリーの前記研磨定盤外周への飛散を抑制し、前記保持部材と前記研磨定盤との間に前記スラリーを導くよう気体を吹き付ける気体噴射部と、
を備えることを特徴とする研磨装置。 A polishing surface plate that rotates about a first rotation axis;
A slurry supply unit for supplying slurry onto the polishing surface plate;
A second object different from the first rotating shaft is provided so as to be able to hold the object to be polished at a position facing between the center of the first rotating shaft and the periphery of the polishing platen on the polishing surface plate. A holding member that rotates about a rotation axis;
A gas injection unit that suppresses scattering of the slurry to the outer periphery of the polishing platen and blows gas so as to guide the slurry between the holding member and the polishing platen,
A polishing apparatus comprising: 第１の回転軸を中心に回転する研磨定盤と、
前記研磨定盤上にスラリーを供給するスラリー供給部と、
前記研磨定盤上の前記第１の回転軸の中心と前記研磨定盤周縁との間と対向する位置に被研磨体を保持可能に設けられ、前記第１の回転軸とは異なる第２の回転軸を中心に回転する保持部材と、
前記研磨定盤上に供給されたスラリーを吸収し回収する多孔質素材を含むスラリー吸収部と、
前記スラリー吸収部に吸収され回収された前記スラリーを押し出す押圧部と、
前記押圧部により前記スラリー吸収部から押し出される前記スラリーを前記スラリー供給部のスラリー供給位置に導くスラリー案内部材と、
を備えることを特徴とする研磨装置。 A polishing surface plate that rotates about a first rotation axis;
A slurry supply unit for supplying slurry onto the polishing surface plate;
A second object different from the first rotating shaft is provided so as to be able to hold the object to be polished at a position facing between the center of the first rotating shaft and the periphery of the polishing platen on the polishing surface plate. A holding member that rotates about a rotation axis;
A slurry absorber including a porous material that absorbs and recovers the slurry supplied on the polishing platen;
A pressing unit for extruding the slurry absorbed and collected by the slurry absorbing unit;
A slurry guide member for guiding the slurry pushed out from the slurry absorbing portion by the pressing portion to a slurry supply position of the slurry supply portion;
A polishing apparatus comprising: 第１の回転軸を中心に回転する研磨定盤と、
前記研磨定盤上にスラリーを供給するスラリー供給部と、
前記研磨定盤上の前記第１の回転軸の中心と前記研磨定盤周縁との間と対向する位置に被研磨体を保持可能に設けられ、前記第１の回転軸とは異なる第２の回転軸を中心に回転する保持部材と、
前記研磨定盤の外周側面を取り囲み、前記研磨定盤上から流れ落ちる前記スラリーを回収するスラリー貯溜部と、
前記研磨定盤の外周側面を取り囲む位置とこの外周側面から退避する位置との間において前記スラリー貯溜部を上下動する昇降機構と、
前記スラリー貯溜部に回収された前記スラリーを前記スラリー供給部のスラリー供給位置に還流するスラリー還流再生手段と、
を備えることを特徴とする研磨装置。 A polishing surface plate that rotates about a first rotation axis;
A slurry supply unit for supplying slurry onto the polishing surface plate;
A second object different from the first rotating shaft is provided so as to be able to hold the object to be polished at a position facing between the center of the first rotating shaft and the periphery of the polishing platen on the polishing surface plate. A holding member that rotates about a rotation axis;
A slurry reservoir that surrounds the outer peripheral side surface of the polishing platen and collects the slurry flowing down from the polishing platen;
An elevating mechanism that moves the slurry reservoir up and down between a position surrounding the outer peripheral side surface of the polishing platen and a position retracted from the outer peripheral side surface;
A slurry reflux regeneration means for refluxing the slurry collected in the slurry reservoir to a slurry supply position of the slurry supply unit;
A polishing apparatus comprising: 第１の回転軸を中心に回転する研磨定盤と、
前記研磨定盤上にスラリーを供給するスラリー供給部と、
前記研磨定盤上の前記第１の回転軸の中心と前記研磨定盤周縁との間と対向する位置に被研磨体を保持可能に設けられ、前記第１の回転軸とは異なる第２の回転軸を中心に回転する保持部材と、
前記研磨定盤上に供給された前記スラリーを回収する回収板と、
前記研磨定盤上のスラリー回収位置とこのスラリー回収位置から退避する位置との間において前記スラリー回収板を上下動する昇降機構と、
前記スラリー回収板により回収された前記スラリーを前記スラリー供給部のスラリー供給位置に還流するスラリー還流再生手段と、
を備えることを特徴とする研磨装置。 A polishing surface plate that rotates about a first rotation axis;
A slurry supply unit for supplying slurry onto the polishing surface plate;
A second object different from the first rotating shaft is provided so as to be able to hold the object to be polished at a position facing between the center of the first rotating shaft and the periphery of the polishing platen on the polishing surface plate. A holding member that rotates about a rotation axis;
A recovery plate for recovering the slurry supplied on the polishing surface plate;
An elevating mechanism that moves the slurry collecting plate up and down between a slurry collecting position on the polishing surface plate and a position retracted from the slurry collecting position;
A slurry reflux regeneration means for refluxing the slurry recovered by the slurry recovery plate to a slurry supply position of the slurry supply unit;
A polishing apparatus comprising: 研磨定盤の第１の回転軸の中心と前記研磨定盤周縁との間において前記研磨定盤上に被研磨体を押し当てる工程と、
前記被研磨体を保持する工程と、
前記研磨定盤を前記第１の回転軸を中心に回転する工程と、
前記被研磨体を前記第１の回転軸とは異なる第２の回転軸を中心に回転する工程と、
前記研磨定盤上にスラリーを供給する工程と、
前記研磨定盤上に供給され前記被研磨体に到達して前記被研磨体の周囲に分散する前記スラリーの一部を、前記被研磨体の周囲に集めて前記被研磨体と前記研磨定盤との間に供給する工程と、
を備えたことを特徴とする研磨方法。 Pressing the object to be polished onto the polishing platen between the center of the first rotation axis of the polishing platen and the periphery of the polishing platen;
Holding the object to be polished;
Rotating the polishing platen about the first rotation axis;
Rotating the object to be polished around a second rotation axis different from the first rotation axis;
Supplying slurry onto the polishing surface plate;
Part of the slurry that is supplied onto the polishing surface plate and reaches the object to be polished and is dispersed around the object to be polished is collected around the object to be polished and the object to be polished and the polishing surface plate. A process of supplying between and
A polishing method comprising: 研磨定盤の第１の回転軸の中心と前記研磨定盤周縁との間において前記研磨定盤上に半導体ウェーハをその研磨面を前記研磨定盤に向けて載置する工程と、
前記半導体ウェーハを保持する工程と、
前記研磨定盤を前記第１の回転軸を中心に回転する工程と、
前記半導体ウェーハを前記第１の回転軸とは異なる第２の回転軸を中心に回転する工程と、
前記研磨定盤上にスラリーを供給する工程と、
前記研磨定盤上に供給され前記半導体ウェーハに到達して前記半導体ウェーハの周囲に分散する前記スラリーの一部を、前記半導体ウェーハの周囲に集めて前記半導体ウェーハの研磨面と前記研磨定盤との間に供給する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。


Placing the semiconductor wafer on the polishing platen with the polishing surface facing the polishing platen between the center of the first rotation axis of the polishing platen and the periphery of the polishing platen;
Holding the semiconductor wafer;
Rotating the polishing platen about the first rotation axis;
Rotating the semiconductor wafer around a second rotation axis different from the first rotation axis;
Supplying slurry onto the polishing surface plate;
A portion of the slurry that is supplied onto the polishing surface plate and reaches the semiconductor wafer and disperses around the semiconductor wafer is collected around the semiconductor wafer, and the polishing surface of the semiconductor wafer, the polishing surface plate, A process of supplying during
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:


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