JP2017177295A - Polishing device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing device which prevents water droplets occurring in a ceiling of a chamber from dropping on a polished surface and a top ring in a polishing process during substrate polishing processing.SOLUTION: A polishing device includes: a polishing table 12 supporting a polishing pad 10; a top ring 14 serving as a holding part which holds a substrate that is a polishing object from the upper side and presses the substrate to the polishing pad 10; and a chamber 52 which houses the polishing table 10 and the top ring 14. The chamber 52 includes: a ceiling wall 52a having an inclined surface; and a peripheral wall 52b connected with the ceiling wall 52a. The polishing device includes: a liquid jet nozzle which jets a cleaning liquid to the top ring 14 and an inner wall of the chamber 52; and gas jet nozzles 50a to 50d which jet a gas toward the ceiling wall 52a to cause the cleaning fluid adhering to the ceiling wall 52a to flow toward the peripheral wall.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、ウェハなどの基板を保持しつつ研磨するための研磨装置に関する。   The present invention relates to a polishing apparatus for polishing while holding a substrate such as a wafer.

半導体デバイスの高集積化・高密度化に伴い、回路の微細化を図りながら多層配線を実現するにあたり、半導体デバイス表面の平坦化が重要となっている。半導体デバイス表面の平坦化において重要な技術として、化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）がある。この化学機械研磨では、シリカ（ＳｉＯ2）等の砥粒を含んだ研磨液を研磨パッドの研磨面上に供給しつつ、トップリング又は研磨ヘッドと称される基板保持装置で保持されたウェハを研磨面に摺接させ、研磨テーブルと基板保持装置とを相対運動させることにより、ウェハの表面が研磨される。 As semiconductor devices are highly integrated and densified, it is important to flatten the surface of the semiconductor device in order to realize multilayer wiring while miniaturizing circuits. An important technique for planarizing the surface of a semiconductor device is chemical mechanical polishing (CMP). In this chemical mechanical polishing, a polishing liquid containing abrasive grains such as silica (SiO 2 ) is supplied onto a polishing surface of a polishing pad, and a wafer held by a substrate holding device called a top ring or a polishing head is used. The surface of the wafer is polished by being brought into sliding contact with the polishing surface and moving the polishing table and the substrate holding device relative to each other.

研磨液を供給しながらウェハの表面を研磨すると、研磨液が研磨テーブルの周辺に飛散するため、研磨後には、研磨パッドの研磨面にアトマイザから液体（例えば純水）と気体（例えば窒素ガス）の混合気体または液体（例えば純水）を霧状に噴霧して、研磨面を洗浄している。   When the surface of the wafer is polished while supplying the polishing liquid, the polishing liquid scatters around the polishing table. After polishing, a liquid (for example, pure water) and a gas (for example, nitrogen gas) are supplied from the atomizer to the polishing surface of the polishing pad. The polished surface is cleaned by spraying the mixed gas or liquid (for example, pure water) in the form of a mist.

アトマイザによる研磨面の洗浄に伴い、研磨テーブルの周辺に配置されている種々の構成部品や研磨装置を収納するチャンバの内壁面に、研磨面から飛散する研磨液が付着する。構成部品やチャンバの内壁面に付着した研磨液が乾燥し、後に剥離して研磨テーブル上に落下してしまうと、基板にスクラッチを発生させる要因となる。   As the polishing surface is cleaned by the atomizer, the polishing liquid scattered from the polishing surface adheres to the inner wall surface of the chamber that houses various components and polishing devices arranged around the polishing table. When the polishing liquid adhering to the component parts and the inner wall surface of the chamber dries, and later peels off and falls onto the polishing table, it causes a scratch on the substrate.

そのため、研磨面から飛散した研磨液を洗浄除去するための洗浄ノズルが、研磨装置の所定位置に設けられている。また、特許文献１に記載の研磨装置では、構成部品やチャンバの内壁面に対して洗浄液を噴霧する噴霧ノズルが設けられており、これにより付着した研磨液が乾燥することを防止することができる。   Therefore, a cleaning nozzle for cleaning and removing the polishing liquid scattered from the polishing surface is provided at a predetermined position of the polishing apparatus. Further, in the polishing apparatus described in Patent Document 1, a spray nozzle that sprays the cleaning liquid onto the components and the inner wall surface of the chamber is provided, thereby preventing the attached polishing liquid from drying. .

特開２０１４−１１１３０１号公報JP 2014-111301 A

チャンバ内に飛散した研磨液の乾燥を防止するために噴霧された洗浄液は、当該チャンバの内壁に付着して水滴が形成される。チャンバの側面（周壁）に発生する水滴は側面を伝ってチャンバの下方に流れ出るものの、チャンバの天井で水滴が発生すると、装置の振動等で当該水滴が研磨プロセス中の研磨面やトップリングに滴下して、研磨プロファイルが変化してしまうおそれがあった。   The cleaning liquid sprayed to prevent the polishing liquid scattered in the chamber from drying adheres to the inner wall of the chamber and forms water droplets. Although water droplets generated on the side surface (peripheral wall) of the chamber flow down the chamber along the side surface, when water droplets are generated on the ceiling of the chamber, the water droplets drop on the polishing surface or top ring during the polishing process due to vibration of the equipment. As a result, the polishing profile may change.

本発明は、上記に鑑みなされたものであり、チャンバの天井で発生する水滴が研磨プロセス中の研磨面やトップリングに滴下するのを防止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。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a polishing apparatus capable of preventing water droplets generated at the ceiling of a chamber from dropping on a polishing surface or a top ring during a polishing process. .

本発明の一態様は、研磨パッドを支持する研磨テーブルと、研磨対象物を保持して前記研磨パッドに押し付けるための保持部と、前記研磨テーブル及び前記保持部を収容するチャンバとを備えた研磨装置であって、前記チャンバは天井壁と当該天井壁に接続される周壁からなる内壁を備えており、前記研磨装置は、前記チャンバの内壁に洗浄液を噴射する液体噴射ノズルと、前記天井壁に向けて気体を噴射することで、前記天井壁に付着した洗浄液を前記周壁に向けて流出させる気体噴射ノズルとを有する。   One embodiment of the present invention includes a polishing table that supports a polishing pad, a holding unit that holds an object to be pressed and presses the polishing object against the polishing pad, and a polishing chamber that includes the polishing table and the holding unit. The chamber includes an inner wall composed of a ceiling wall and a peripheral wall connected to the ceiling wall, and the polishing apparatus is configured to eject a cleaning liquid onto the inner wall of the chamber, and to the ceiling wall. And a gas injection nozzle that causes the cleaning liquid attached to the ceiling wall to flow out toward the peripheral wall by injecting the gas toward the surface.

この構成により、チャンバの天井で発生する水滴は気体噴射ノズルによりチャンバの周壁に向けて吹き付けられ、当該周壁に向かって流れ出るので、研磨プロセス中の研磨面やトップリングに洗浄液が滴下するのを防止することができる。   With this configuration, water droplets generated on the ceiling of the chamber are blown toward the peripheral wall of the chamber by the gas injection nozzle and flow toward the peripheral wall, thus preventing the cleaning liquid from dripping onto the polishing surface and the top ring during the polishing process. can do.

本発明の一態様に係る研磨装置において、前記気体噴射ノズルは、前記保持部の上面に設けられていることが好ましく、また、前記天井壁は傾斜面を有することが好ましい。さらに、前記天井壁には、付着した洗浄液を前記周壁部に向けて案内する複数のガイド溝が形成されていることが好ましい。これらの構成により、チャンバの天井で発生する水滴をより効率的に周壁に向けて流すことができる。   In the polishing apparatus according to one aspect of the present invention, the gas injection nozzle is preferably provided on an upper surface of the holding portion, and the ceiling wall preferably has an inclined surface. Furthermore, it is preferable that a plurality of guide grooves for guiding the attached cleaning liquid toward the peripheral wall portion is formed on the ceiling wall. With these configurations, water droplets generated on the ceiling of the chamber can be made to flow toward the peripheral wall more efficiently.

また、前記保持部は、外部との間で前記研磨対象物の受け渡しを行う受渡位置と、前記研磨テーブル上に位置する研磨位置との間で移動可能とされ、前記気体噴射ノズルは、前記基板保持装置が前記受渡位置と前記研磨位置との間で移動する間に気体を噴射することが好ましい。また、前記気体噴射ノズルは、前記保持部が前記受渡位置と前記研磨位置との間で移動する方向に応じて、切り替えて駆動されることが好ましい。   Further, the holding unit is movable between a delivery position for delivering the polishing object to and from the outside and a polishing position located on the polishing table, and the gas injection nozzle is provided on the substrate. It is preferable that the gas is injected while the holding device moves between the delivery position and the polishing position. Moreover, it is preferable that the gas injection nozzle is switched and driven according to a direction in which the holding unit moves between the delivery position and the polishing position.

本発明によれば、研磨装置の構成部品を収容するチャンバの天井壁に向けて気体を噴射する気体噴射ノズルを設けたから、天井壁に付着した洗浄液を周壁に向けて流出させることができる。これにより、研磨プロセス中の研磨面やトップリングに洗浄液が滴下するのを防止することができる。   According to the present invention, since the gas injection nozzle that injects gas toward the ceiling wall of the chamber that houses the components of the polishing apparatus is provided, the cleaning liquid attached to the ceiling wall can flow out toward the peripheral wall. Thereby, it is possible to prevent the cleaning liquid from dripping onto the polishing surface or the top ring during the polishing process.

研磨装置の一実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one Embodiment of a grinding | polishing apparatus. 図１に示す研磨装置の正面図である。It is a front view of the grinding | polishing apparatus shown in FIG. 図１に示す研磨装置の別の正面図である。It is another front view of the grinding | polishing apparatus shown in FIG. 図１の研磨装置のチャンバ部分を示す部分斜視図である。It is a fragmentary perspective view which shows the chamber part of the grinding | polishing apparatus of FIG. 洗浄処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of a washing process. 研磨装置の別の実施形態を示す正面図である。It is a front view which shows another embodiment of a grinding | polishing apparatus. 研磨装置のさらに別の実施形態を示す正面図である。It is a front view which shows another embodiment of a grinding | polishing apparatus. 研磨装置のさらに別の実施形態を示す正面図である。It is a front view which shows another embodiment of a grinding | polishing apparatus. 研磨装置のさらに別の実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another embodiment of a grinding | polishing apparatus. 図９の研磨装置のチャンバ部分を示す部分斜視図である。It is a fragmentary perspective view which shows the chamber part of the grinding | polishing apparatus of FIG. チャンバの天井壁と気体噴射ノズルの位置関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the positional relationship of the ceiling wall of a chamber, and a gas injection nozzle.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる研磨装置を示す斜視図である。研磨装置は、上面を研磨面１０ａとした研磨パッド１０と、研磨パッド１０を取り付けた研磨テーブル１２と、被研磨物であるウェハ等の基板を保持して研磨面１０ａに摺接させて研磨するトップリング１４を有するトップリングヘッド１６と、研磨面１０ａの目立て（ドレッシング）を行うドレッサ２０を有するドレッサヘッド２２を備えている。研磨テーブル１２は図示しないモータに連結されており、研磨テーブル１２及び研磨パッド１０は、図中矢印で示す方向に回転する。なお、図１では、後述する噴霧ノズルは省略している。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a polishing apparatus according to an embodiment of the present invention. The polishing apparatus holds a polishing pad 10 having an upper surface as a polishing surface 10a, a polishing table 12 to which the polishing pad 10 is attached, and a substrate such as a wafer as an object to be polished and slidably contacts the polishing surface 10a for polishing. A top ring head 16 having a top ring 14 and a dresser head 22 having a dresser 20 for dressing the dressing surface 10a are provided. The polishing table 12 is connected to a motor (not shown), and the polishing table 12 and the polishing pad 10 rotate in the direction indicated by the arrows in the figure. In FIG. 1, a spray nozzle described later is omitted.

トップリングヘッド１６は、回転自在に設けられた揺動軸２６の上端に連結されており、トップリング１４を駆動する駆動機構を覆うトップリングヘッドカバー２４を備えている。トップリング１４は、トップリングヘッドカバー２４から下方に突出する駆動軸２８の下端に連結されており、その底面は真空吸着等により基板を保持する基板保持面を構成する。また、トップリング１４は、揺動軸２６の回転に伴うトップリングヘッド１６の揺動により、研磨テーブル１２の上方に位置する研磨位置と、研磨テーブルの側方の基板受渡位置（図２参照）との間で移動可能とされている。   The top ring head 16 is connected to an upper end of a swing shaft 26 that is rotatably provided, and includes a top ring head cover 24 that covers a drive mechanism that drives the top ring 14. The top ring 14 is connected to the lower end of a drive shaft 28 that protrudes downward from the top ring head cover 24, and its bottom surface constitutes a substrate holding surface that holds the substrate by vacuum suction or the like. Further, the top ring 14 has a polishing position positioned above the polishing table 12 and a substrate delivery position on the side of the polishing table (see FIG. 2) by the swing of the top ring head 16 as the swing shaft 26 rotates. It is possible to move between.

トップリングヘッドカバー２４の上面には、研磨装置を収容するチャンバの天井に向けて気体（例えば窒素ガス）を噴射して、チャンバの天井に付着する水滴を除去するための気体噴射ノズル５０ａ〜５０ｄが、所定間隔で配置されている。気体噴射ノズル５０ａ〜５０ｄの動作の詳細については後述する。   On the upper surface of the top ring head cover 24, gas injection nozzles 50 a to 50 d for ejecting a gas (for example, nitrogen gas) toward the ceiling of the chamber containing the polishing apparatus and removing water droplets adhering to the ceiling of the chamber are provided. Are arranged at predetermined intervals. Details of the operation of the gas injection nozzles 50a to 50d will be described later.

ドレッサヘッド２２は、回転自在に設けられた揺動軸３２の上端に連結されており、ドレッサ２０を駆動する駆動機構を覆う３つのドレッサヘッドカバー３０ａ〜３０ｃを備えている。ドレッサ２０は、第２ドレッサヘッドカバー３０ｂの底面から下方に突出する駆動軸の下端に連結されている。ドレッサ２０は、揺動軸の回転に伴うドレッサヘッド２２の揺動により、研磨テーブル１２の上方に位置する研磨位置と、研磨テーブルの側方の退避位置（図２参照）との間で移動可能とされている。   The dresser head 22 is connected to the upper end of a swinging shaft 32 that is rotatably provided, and includes three dresser head covers 30 a to 30 c that cover a drive mechanism that drives the dresser 20. The dresser 20 is connected to the lower end of the drive shaft that protrudes downward from the bottom surface of the second dresser head cover 30b. The dresser 20 is movable between a polishing position located above the polishing table 12 and a retreat position (see FIG. 2) on the side of the polishing table by the swing of the dresser head 22 accompanying the rotation of the swing shaft. It is said that.

研磨テーブル１２に隣接して、研磨パッド１０の研磨面１０ａに研磨液（スラリー）を供給する研磨液供給ノズル３４が配置されている。研磨液供給ノズル３４は、図示しない駆動機構により、先端の供給口が研磨テーブル１２の上方に位置する供給位置と、研磨テーブルの側方の退避位置（図示せず）との間で移動可能とされている。   A polishing liquid supply nozzle 34 that supplies a polishing liquid (slurry) to the polishing surface 10 a of the polishing pad 10 is disposed adjacent to the polishing table 12. The polishing liquid supply nozzle 34 can be moved by a drive mechanism (not shown) between a supply position in which the supply port at the tip is located above the polishing table 12 and a retreat position (not shown) on the side of the polishing table. Has been.

研磨テーブル１２に隣接して、研磨パッド１０の研磨面１０ａに洗浄流体を霧状に噴霧して研磨処理後の研磨面１０ａを洗浄するためのアトマイザ３６が配置されている。洗浄流体は、例えば、液体（例えば純水）と気体（例えば窒素ガス）の混合流体または液体（例えば純水）を用いることができる。アトマイザ３６は、その上面を覆うアトマイザカバー３８を備え、その下面には、洗浄流体を下方に噴霧する複数の噴出口（図示せず）が所定間隔で配置されている。アトマイザ３６は、揺動軸４０の回転に伴い、研磨テーブル１２の上方に位置する洗浄位置（図示せず）と、研磨テーブルの側方の退避位置との間で移動可能とされている。   An atomizer 36 is disposed adjacent to the polishing table 12 for cleaning the polished surface 10a after the polishing process by spraying a cleaning fluid onto the polishing surface 10a of the polishing pad 10 in the form of a mist. As the cleaning fluid, for example, a mixed fluid of liquid (for example, pure water) and gas (for example, nitrogen gas) or a liquid (for example, pure water) can be used. The atomizer 36 includes an atomizer cover 38 that covers the upper surface of the atomizer 36, and a plurality of jet nozzles (not shown) that spray the cleaning fluid downward are arranged at predetermined intervals on the lower surface. The atomizer 36 can be moved between a cleaning position (not shown) located above the polishing table 12 and a side retracted position of the polishing table as the swinging shaft 40 rotates.

研磨テーブル１２、トップリングヘッド１６、ドレッサヘッド２２、研磨液供給ノズル３４及びアトマイザ３６は動作制御部４２に接続されており、これらの機器の動作は制御部４２によって制御される。   The polishing table 12, the top ring head 16, the dresser head 22, the polishing liquid supply nozzle 34, and the atomizer 36 are connected to an operation control unit 42, and the operation of these devices is controlled by the control unit 42.

図２に示すように、研磨装置は、天井壁５２ａと周壁５２ｂとで構成される内壁を備えたチャンバ５２の内部に収容されており、チャンバ５２の内部には、前述した研磨テーブル１２やトップリングヘッド１６等の構成部品のほかに、チャンバ５２の天井壁５２ａに洗浄液（例えば純水）を噴霧する天井壁噴霧ノズル５４と、チャンバ５２の周壁５２ｂに洗浄液を噴霧する周壁噴霧ノズル５６が配置されている。   As shown in FIG. 2, the polishing apparatus is accommodated in a chamber 52 having an inner wall composed of a ceiling wall 52a and a peripheral wall 52b. Inside the chamber 52, the polishing table 12 and the top described above are contained. In addition to the components such as the ring head 16, a ceiling wall spray nozzle 54 that sprays a cleaning liquid (for example, pure water) onto the ceiling wall 52 a of the chamber 52 and a peripheral wall spray nozzle 56 that sprays the cleaning liquid onto the peripheral wall 52 b of the chamber 52 are arranged. Has been.

また、チャンバ５２の内部には、トップリング１４が研磨テーブル１２の側方の基板受渡位置にあるときに、トップリング１４の上面に洗浄液を噴霧する噴霧ノズル５８と、ドレッサ２０が研磨テーブル１２の側方の退避位置にあるときにドレッサヘッドカバー３０ａ，３０ｂ，３０ｃの外面に洗浄液を噴霧する噴霧ノズル６０が配置されている。   Further, inside the chamber 52, when the top ring 14 is at the substrate delivery position on the side of the polishing table 12, a spray nozzle 58 for spraying a cleaning liquid onto the upper surface of the top ring 14 and a dresser 20 are provided on the polishing table 12. A spray nozzle 60 for spraying the cleaning liquid is disposed on the outer surface of the dresser head covers 30a, 30b, 30c when in the side retracted position.

なお、図２では図示は省略しているが、チャンバ５２の内部には、トップリングヘッドカバー２４の外面に洗浄液を噴霧する噴霧ノズル、アトマイザカバー３８に洗浄液を噴霧する噴霧ノズル及び研磨液供給ノズル３４に洗浄液を噴霧する噴霧ノズルが設けられている。また、噴霧ノズルの配置及び数は、研磨装置のサイズや配置スペース等を考慮して、適宜定めることができる。これら噴霧ノズルによる洗浄液の噴霧開始及び停止を含む動作は、動作制御部４２によって制御される。   Although not shown in FIG. 2, a spray nozzle that sprays the cleaning liquid onto the outer surface of the top ring head cover 24, a spray nozzle that sprays the cleaning liquid onto the atomizer cover 38, and a polishing liquid supply nozzle 34 are provided inside the chamber 52. A spray nozzle for spraying the cleaning liquid is provided. Further, the arrangement and number of spray nozzles can be determined as appropriate in consideration of the size and arrangement space of the polishing apparatus. Operations including the start and stop of spraying of the cleaning liquid by these spray nozzles are controlled by the operation control unit 42.

図３に示すように、トップリングヘッドカバー２４の上面に設けられた気体噴射ノズル５０ａ〜５０ｄは、研磨処理及び洗浄処理の後に、気体をチャンバ５２の天井壁５２ａに向けて噴射して、天井壁５２ａに付着した水滴を周壁５２ｂに向けて吹き付ける。気体噴射ノズル５０ａ〜５０ｄは、トップリングヘッドカバー２４の内部に設けられた配管６０を介して気体源６２に連結されている。これら気体噴射ノズル５０ａ〜５０ｄによる気体の噴射開始及び停止を含む動作は、動作制御部４２によって制御される。なお、気体噴射ノズル５０ａ〜５０ｄにより吹き付けられる気体の種類には限定はないが、低コストであること及び活性が低いことから窒素ガスを用いることが好ましい。   As shown in FIG. 3, the gas injection nozzles 50 a to 50 d provided on the upper surface of the top ring head cover 24 inject a gas toward the ceiling wall 52 a of the chamber 52 after the polishing process and the cleaning process, Water droplets adhering to 52a are sprayed toward the peripheral wall 52b. The gas injection nozzles 50 a to 50 d are connected to a gas source 62 via a pipe 60 provided inside the top ring head cover 24. Operations including the start and stop of gas injection by the gas injection nozzles 50 a to 50 d are controlled by the operation control unit 42. In addition, although there is no limitation in the kind of gas sprayed by the gas injection nozzles 50a-50d, it is preferable to use nitrogen gas from low cost and low activity.

図３及び図４に示すように、天井壁５２ａは略角錐状の形状とされており、頂点から周壁５２ｂに向けて傾斜が形成されており、天井壁５２ａに付着した水滴が周壁５２ｂに向かって流れるようにされている。また、天井壁５２ａの内側には、頂点から周壁５２ｂに向けて複数の放射状の溝６４が形成されており、天井壁５２ａで発生した水滴がこれらの溝６４に入り込むことで、周壁５２ｂに向かって流れるようになる。   As shown in FIGS. 3 and 4, the ceiling wall 52a has a substantially pyramid shape, and is inclined from the apex toward the peripheral wall 52b. Water droplets attached to the ceiling wall 52a face the peripheral wall 52b. It is made to flow. A plurality of radial grooves 64 are formed on the inner side of the ceiling wall 52a from the apex toward the peripheral wall 52b, and water droplets generated on the ceiling wall 52a enter these grooves 64 to reach the peripheral wall 52b. Will begin to flow.

図３において、トップリング１４が設けられた側の端部に配置された気体噴射ノズル５０ａは、トップリング１４が対向するのと反対側の天井壁５２ａに向けて気体が噴射されるように、傾けて配置されている。なお、他の気体噴射ノズル５０ｂ〜５０ｄについても、天井壁５２ａの大きさ及び傾斜の程度に応じて、適宜傾けて配置しても良い。   In FIG. 3, the gas injection nozzle 50a disposed at the end on the side where the top ring 14 is provided is configured so that gas is injected toward the ceiling wall 52a on the side opposite to the top ring 14 facing. It is arranged at an angle. Note that the other gas injection nozzles 50b to 50d may be appropriately inclined according to the size of the ceiling wall 52a and the degree of inclination.

上述した研磨装置の動作について、図５のフローチャートを用いて説明する。この動作シーケンスは、動作制御部５に設定されている動作レシピに従って制御される。まず、基板受渡位置にあるトップリング１４は、図示しない基板搬送機構より基板を受けとり、研磨テーブル１２の上方の研磨位置に移動させる。研磨液供給ノズル２４が研磨液を研磨テーブル１２に供給する間、トップリング１４回転中の研磨パッド１０の研磨面１０ａに基板を摺接することで、所定の研磨レシピに従い基板が研磨される（ステップＳ１０）。   The operation of the above-described polishing apparatus will be described with reference to the flowchart of FIG. This operation sequence is controlled according to the operation recipe set in the operation control unit 5. First, the top ring 14 at the substrate delivery position receives the substrate from a substrate transport mechanism (not shown) and moves it to the polishing position above the polishing table 12. While the polishing liquid supply nozzle 24 supplies the polishing liquid to the polishing table 12, the substrate is polished according to a predetermined polishing recipe by sliding the substrate against the polishing surface 10a of the polishing pad 10 rotating the top ring 14 (step). S10).

基板の研磨が終了すると、トップリング１４は研磨位置から基板受渡位置へと移動して研磨済みの基板を搬出する。そして、ドレッサ２０を退避位置からドレッシング位置へ移動させて、ドレッサ２０の下面を研磨面１０ａに摺接させて研磨面１０ａのドレッシングが行われる。更に、アトマイザ３６を退避位置から洗浄位置へと移動させて研磨面１０ａに対して洗浄液を噴出して、研磨面１０ａの洗浄が行われる（ステップＳ１１）。   When the polishing of the substrate is completed, the top ring 14 moves from the polishing position to the substrate delivery position and carries out the polished substrate. Then, the dresser 20 is moved from the retracted position to the dressing position, and the lower surface of the dresser 20 is brought into sliding contact with the polishing surface 10a to dress the polishing surface 10a. Further, the atomizer 36 is moved from the retracted position to the cleaning position, and the cleaning liquid is ejected onto the polishing surface 10a to clean the polishing surface 10a (step S11).

アトマイザ３６による研磨面１０ａの洗浄処理の後、噴霧ノズルが動作して、基板受渡位置にあるトップリング１４及びトップリングヘッドカバー２４、並びに退避位置にあるドレッサ２０、研磨液供給ノズル３４及びアトマイザ３６に対して洗浄液が噴霧され、これらの外面を湿潤状態に保つ（ステップＳ１２）。これにより、研磨面１０ａから飛散された研磨液が研磨装置を構成する各部材の表面に付着することが抑制され、また表面で乾燥するのを防止することができる。ここで、基板受渡位置にあるトップリング１４に対して洗浄液を噴霧するため、噴霧された洗浄液が研磨面１０ａに流れ出ることはない。   After the polishing process of the polishing surface 10 a by the atomizer 36, the spray nozzle operates, and the top ring 14 and the top ring head cover 24 at the substrate delivery position, and the dresser 20, the polishing liquid supply nozzle 34 and the atomizer 36 at the retreat position are applied. On the other hand, the cleaning liquid is sprayed to keep these outer surfaces wet (step S12). Thereby, it is possible to suppress the polishing liquid scattered from the polishing surface 10a from adhering to the surface of each member constituting the polishing apparatus, and to prevent drying on the surface. Here, since the cleaning liquid is sprayed onto the top ring 14 at the substrate delivery position, the sprayed cleaning liquid does not flow out to the polishing surface 10a.

さらに、基板研磨がなされていない間に、噴霧ノズル５４，５６よりチャンバ５２の天井壁５２ａ及び周壁５２ｂに対して洗浄液が噴霧され、これらの外面を湿潤状態に保つことで、研磨面１０ａから飛散された研磨液が天井壁５２ａ及び周壁５２ｂの表面に付着されることが抑制され、また、研磨液が表面で乾燥するのを防止できる。   Further, while the substrate is not being polished, the cleaning liquid is sprayed from the spray nozzles 54 and 56 onto the ceiling wall 52a and the peripheral wall 52b of the chamber 52, and these outer surfaces are kept in a wet state, thereby scattering from the polishing surface 10a. The attached polishing liquid is suppressed from adhering to the surfaces of the ceiling wall 52a and the peripheral wall 52b, and the polishing liquid can be prevented from drying on the surface.

これら研磨装置の構成要素及びチャンバ５２への洗浄液の噴霧は、動作レシピに従い所定時間行われる。洗浄液の噴霧により、チャンバ５２の天井壁５２ａは湿潤状態となっており、その後に水滴が発生して研磨処理中の研磨パッド１０ａやトップリング１４に滴下してしまい、それにより研磨プロファイルが変化してしまうおそれがある。   The spraying of the cleaning liquid to the constituent elements of the polishing apparatus and the chamber 52 is performed for a predetermined time according to the operation recipe. By spraying the cleaning liquid, the ceiling wall 52a of the chamber 52 is in a wet state. Thereafter, water droplets are generated and dropped onto the polishing pad 10a and the top ring 14 during the polishing process, thereby changing the polishing profile. There is a risk that.

そのため、本実施形態に係る研磨装置では、洗浄液の噴霧処理後に、気体噴射ノズル５０ａ〜５０ｄを作動させて気体源６４より気体を供給し（ステップＳ１３）、トップリング１４を基板受渡位置と研磨位置との間で一往復させながら、気体噴射ノズル５０ａ〜５０ｄより天井壁５２ａに気体を噴射する（ステップＳ１４）。ここで、トップリング１４が研磨位置に達したときに、所定時間研磨位置で停止させて、天井壁５２ａに気体を噴射するようにしても良い。   Therefore, in the polishing apparatus according to the present embodiment, after spraying the cleaning liquid, the gas injection nozzles 50a to 50d are operated to supply gas from the gas source 64 (step S13), and the top ring 14 is moved to the substrate delivery position and the polishing position. Gas is jetted from the gas jet nozzles 50a to 50d onto the ceiling wall 52a (step S14). Here, when the top ring 14 reaches the polishing position, the top ring 14 may be stopped at the polishing position for a predetermined time to inject gas onto the ceiling wall 52a.

これにより、天井壁５２ａに付着された余剰の洗浄液が、気体噴射ノズル５０ａ〜５０ｄからの気体により吹き付けられて滴状となり、天井壁５２ａから周壁５２ｂに向かって流れ出るから、天井壁５２ａに付着された洗浄液が研磨パッド１０ａやトップリング１４に滴下するのを防止することができる。   As a result, the excess cleaning liquid attached to the ceiling wall 52a is sprayed by the gas from the gas injection nozzles 50a to 50d into droplets and flows out from the ceiling wall 52a toward the peripheral wall 52b, and is thus attached to the ceiling wall 52a. It is possible to prevent the cleaning liquid from dropping on the polishing pad 10a and the top ring 14.

また、天井壁５２ａには、チャンバ５２の頂点から周壁５２に向かって延びた複数の溝６４が形成されており、天井壁５２ａで滴状となった洗浄液は、これらの溝６４に案内されて周壁５２ｂに向かって流れ出るようになるから、天井壁５２ａに付着した洗浄液をより効率的に除去することができる。   In addition, a plurality of grooves 64 extending from the apex of the chamber 52 toward the peripheral wall 52 are formed in the ceiling wall 52a, and the cleaning liquid that has become droplets on the ceiling wall 52a is guided to these grooves 64. Since the liquid flows out toward the peripheral wall 52b, the cleaning liquid adhering to the ceiling wall 52a can be more efficiently removed.

そして、トップリング１４を基板受渡位置に戻された後に、気体噴射ノズル５０ａ〜５０ｄが停止して天井壁５２ａへの気体噴射が終了し（ステップＳ１５）、図示しない搬送機構より次に研磨すべき基板が基板受渡位置にあるトップリング１４に受け渡され、次の基板研磨処理が行われる。   Then, after the top ring 14 is returned to the substrate delivery position, the gas injection nozzles 50a to 50d are stopped and the gas injection to the ceiling wall 52a is completed (step S15), and the polishing should be performed next from the transport mechanism (not shown). The substrate is transferred to the top ring 14 at the substrate transfer position, and the next substrate polishing process is performed.

なお、気体噴射ノズル５０ａ〜５０ｄの開閉タイミング、気体噴射ノズル５０ａ〜５０ｄによる天井壁５２ａへの気体噴射の時間及びトップリング１４の揺動周期は、天井壁５２ａが気体噴射により乾燥しない限りにおいて、チャンバ５２の大きさ、研磨装置のスループット等を考慮して、適宜定めることができる。   The opening / closing timing of the gas injection nozzles 50a to 50d, the time of gas injection to the ceiling wall 52a by the gas injection nozzles 50a to 50d, and the swing period of the top ring 14 are as long as the ceiling wall 52a is not dried by gas injection. It can be determined appropriately in consideration of the size of the chamber 52, the throughput of the polishing apparatus, and the like.

上記実施形態では、気体噴射ノズル５０ａ〜５０ｄによる気体噴射処理を、洗浄処理が行われる毎に行うようにしているが、本発明はこれに限られることはなく、洗浄処理が複数回行われるごとに気体噴射処理を行うようにしても良い。あるいは、気体噴射ノズル５０ａ〜５０ｄによる気体噴射処理を、洗浄処理とは異なる場面（例えば装置のメンテナンス時）に行うようにしても良い。   In the above embodiment, the gas injection process by the gas injection nozzles 50a to 50d is performed every time the cleaning process is performed. However, the present invention is not limited to this, and the cleaning process is performed a plurality of times. Alternatively, the gas injection process may be performed. Alternatively, the gas injection process by the gas injection nozzles 50a to 50d may be performed in a scene (for example, during maintenance of the apparatus) different from the cleaning process.

上記実施形態では、天井壁５２ａを略角錐状の形状としているが、本発明はこれに限られることはなく、チャンバの形状は、天井壁が傾斜状であればいかなるものであっても良く、例えば図６に示すような片流れ形状の天井壁を有するチャンバ６６としても良い。   In the above embodiment, the ceiling wall 52a has a substantially pyramid shape, but the present invention is not limited to this, and the shape of the chamber may be any as long as the ceiling wall is inclined, For example, a chamber 66 having a ceiling wall with a single flow shape as shown in FIG. 6 may be used.

また、上記実施形態では、トップリングヘッドカバー２４の全面にわたって４つの気体噴射ノズル５０ａ〜５０ｄが所定間隔で配置されているが、本発明はこれに限られることはなく、噴射ノズルが配置される数及び間隔は適宜変更することができる。また、図７に示すように、トップリング１４が研磨位置にあるときに、研磨ステージ１０ａの真上にのみ気体噴射ノズル５０ａ、５０ｂが配置されるようにしても良い。これによっても、天井壁５２ａに付着した洗浄液が研磨ステージ１０ａに滴下するのを防止することができる。   Moreover, in the said embodiment, although four gas injection nozzles 50a-50d are arrange | positioned at predetermined intervals over the whole surface of the top ring head cover 24, this invention is not limited to this, The number by which an injection nozzle is arrange | positioned. The interval can be changed as appropriate. Further, as shown in FIG. 7, when the top ring 14 is at the polishing position, the gas injection nozzles 50a and 50b may be disposed only directly above the polishing stage 10a. Also by this, it is possible to prevent the cleaning liquid adhering to the ceiling wall 52a from dripping onto the polishing stage 10a.

また、天井壁５２ａに傾斜を設けた場合、気体噴射ノズルから噴射される気体が傾斜に沿って頂点に向かって吹き上がるおそれがあり、それにより天井壁５２ａに付着した水滴が周壁５２ｂに向かって流れるのを阻害されてしまう。このため、例えば図８に示すように、個々の気体噴射ノズル５０ａ〜５０ｄにバルブ７０ａ〜７０ｄを設け、これらバルブ７０ａ〜７０ｄの開閉タイミングを変えるようにするのが好ましい。例えば、気体噴射処理の初期の段階では、トップリング１４側にある気体噴射ノズル５０ａ、５０ｂに対応するバルブ７０ａ、７０ｂのみを開いて、天井壁５２ａの頂上付近に付着した余剰の洗浄液を除去し、その後に揺動軸２６側にある気体噴射ノズル５０ｃ、５０ｄに対応するバルブ７０ｃ、７０ｄに切り替えることで、天井壁５２ａの頂部から流れ出た洗浄液を、効率的に周壁５２ｂに向けて流すことができる。   In addition, when the ceiling wall 52a is provided with an inclination, the gas injected from the gas injection nozzle may blow up toward the apex along the inclination, whereby water droplets attached to the ceiling wall 52a are directed toward the peripheral wall 52b. It will be blocked from flowing. Therefore, for example, as shown in FIG. 8, it is preferable to provide valves 70 a to 70 d for the individual gas injection nozzles 50 a to 50 d and change the opening / closing timing of the valves 70 a to 70 d. For example, in the initial stage of the gas injection process, only the valves 70a and 70b corresponding to the gas injection nozzles 50a and 50b on the top ring 14 side are opened to remove excess cleaning liquid adhering to the vicinity of the top of the ceiling wall 52a. Then, by switching to the valves 70c and 70d corresponding to the gas injection nozzles 50c and 50d on the swing shaft 26 side, the cleaning liquid flowing out from the top of the ceiling wall 52a can be efficiently flowed toward the peripheral wall 52b. it can.

上記実施形態では、気体噴射ノズルがトップリングヘッドカバー上面の略中央部分に並べて配置されているが、本発明はこれに限られることはなく、適宜の位置に配置することができる。図９は、気体噴射ノズルの配置の別の例を図示したものであり、図１の実施例で説明したものと同じ部材については同一の符番を付して詳細な説明は省略する。   In the above embodiment, the gas injection nozzles are arranged side by side in the substantially central portion of the top surface of the top ring head cover, but the present invention is not limited to this and can be arranged at an appropriate position. FIG. 9 illustrates another example of the arrangement of the gas injection nozzles. The same members as those described in the embodiment of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

トップリングヘッド８０は、回転自在に設けられた揺動軸２６の上端に連結されており、トップリング１４を駆動する駆動機構を覆うトップリングヘッドカバー８１を備えている。トップリングヘッドカバー８１の上面には、第１気体噴射ノズル８２，第２噴射ノズル８３ａ〜８３ｃ及び第３噴射ノズル８４ａ〜８４ｃが設けられており、それぞれ制御部４２によって動作制御され、チャンバに向けて気体を噴射する。   The top ring head 80 is connected to the upper end of the swing shaft 26 that is rotatably provided, and includes a top ring head cover 81 that covers a drive mechanism that drives the top ring 14. A first gas injection nozzle 82, second injection nozzles 83a to 83c, and third injection nozzles 84a to 84c are provided on the top surface of the top ring head cover 81, and their operations are controlled by the control unit 42, respectively, toward the chamber. Inject gas.

第１気体噴射ノズル８２は、揺動軸２６とは反対側の端部で、幅方向の中央付近に設けられている。第２気体噴射ノズル８３ａ〜８３ｃは、トップリングヘッドカバー８１の幅方向の一端側で、長手方向に沿って３つ並べられている。また、第３気体噴射ノズル８４ａ〜８４ｃは、第２気体噴射ノズル８３ａ〜８３ｃとは反対の他端側で、トップリングヘッドカバー８１の長手方向に沿って３つ並べられている。   The first gas injection nozzle 82 is provided near the center in the width direction at the end opposite to the swing shaft 26. Three second gas injection nozzles 83 a to 83 c are arranged along the longitudinal direction on one end side in the width direction of the top ring head cover 81. Three third gas injection nozzles 84 a to 84 c are arranged along the longitudinal direction of the top ring head cover 81 on the other end side opposite to the second gas injection nozzles 83 a to 83 c.

図１０に示すように、基板研磨装置を収容するチャンバ８６は、天井壁８６ａと周壁８６ｂとを備えており、天井壁８６の内側には、互いに略並行に形成された溝８７と、これらの溝８７と交差する別の溝８８とが形成されている。図１１は、トップリングヘッドカバー８１と天井壁８６ａとの位置関係を示す説明図であり、トップリングヘッドカバー８１が図中の矢印Ａで示す方向に回動すると、トップリング１４は基板受渡位置から研磨位置に向けて移動し、図中の矢印Ｂで示す方向に回動すると、トップリング１４は研磨位置から基板受渡位置に向けて移動する。   As shown in FIG. 10, the chamber 86 that accommodates the substrate polishing apparatus includes a ceiling wall 86a and a peripheral wall 86b. Inside the ceiling wall 86, grooves 87 formed substantially in parallel with each other, and these Another groove 88 intersecting with the groove 87 is formed. FIG. 11 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the top ring head cover 81 and the ceiling wall 86a. When the top ring head cover 81 rotates in the direction indicated by the arrow A in the drawing, the top ring 14 is polished from the substrate delivery position. When moving toward the position and rotating in the direction indicated by arrow B in the figure, the top ring 14 moves from the polishing position toward the substrate delivery position.

そして、トップリングヘッドカバー８１が図中の矢印Ａで示す方向に回動するときは、第１気体噴射ノズル８２と第３気体噴射ノズル８４ａ〜８４ｃとが駆動して、天井壁８６ａに向けて気体を噴射する。ここで、前述した溝８７は、トップリングヘッドカバー８１の揺動する方向に沿って形成されており、天井壁８６ａに付着した洗浄液は、回動中の第１気体噴射ノズル８２と第３気体噴射ノズル８４ａ〜８４ｃから噴射される気体によって押し流され、当該溝８７に沿って側壁８６ｂに流れ出る。   When the top ring head cover 81 rotates in the direction indicated by the arrow A in the figure, the first gas injection nozzle 82 and the third gas injection nozzles 84a to 84c are driven and gas is directed toward the ceiling wall 86a. Inject. Here, the above-described groove 87 is formed along the direction in which the top ring head cover 81 swings, and the cleaning liquid adhering to the ceiling wall 86a is caused by the rotating first gas injection nozzle 82 and third gas injection. The gas is ejected from the nozzles 84 a to 84 c and flows out along the groove 87 to the side wall 86 b.

一方、トップリングヘッドカバー８１が図中の矢印Ｂで示す方向に回動するときは、第１気体噴射ノズル８２と第２気体噴射ノズル８３ａ〜８３ｃとが駆動して、天井壁８６ａに向けて気体を噴射する。ここで、前述した溝８７は、トップリングヘッドカバー８１の揺動する方向に沿って形成されており、天井壁８６ａに付着した洗浄液は、回動中の第１気体噴射ノズル８２と第２気体噴射ノズル８３ａ〜８３ｃから噴射される気体によって押し流され、当該溝８７に沿って側壁８６ｂに流れ出る。   On the other hand, when the top ring head cover 81 rotates in the direction indicated by the arrow B in the drawing, the first gas injection nozzle 82 and the second gas injection nozzles 83a to 83c are driven to gas toward the ceiling wall 86a. Inject. Here, the groove 87 described above is formed along the swinging direction of the top ring head cover 81, and the cleaning liquid adhering to the ceiling wall 86a is caused by the rotating first gas injection nozzle 82 and second gas injection. The gas is ejected from the nozzles 83 a to 83 c and flows out along the groove 87 to the side wall 86 b.

このように、トップリングヘッドカバーの揺動方向に応じて、駆動する気体噴射ノズルを切り替えるようにすることで、効率よく、天井壁に付着した洗浄液を溝に沿って押し流すことができる。なお、ここで説明した実施例では、天井壁８６ａを平板状としているが、図２及び図６のように傾斜を設けても良い。   Thus, by switching the gas injection nozzle to be driven in accordance with the swinging direction of the top ring head cover, the cleaning liquid adhering to the ceiling wall can be efficiently pushed along the groove. In the embodiment described here, the ceiling wall 86a has a flat plate shape, but may be provided with an inclination as shown in FIGS.

上記実施形態では、気体噴射ノズルをトップリングヘッドカバー２４の上部に配置しているが、本発明はこれに限られることはなく、例えばドレッサヘッドカバーの上部に気体噴射ノズルを配置しても良く、あるいは、天井壁５２ａの頂部付近に気体噴射ノズルを配置しても良い。   In the above embodiment, the gas injection nozzle is disposed on the top of the top ring head cover 24. However, the present invention is not limited to this. For example, the gas injection nozzle may be disposed on the top of the dresser head cover. A gas injection nozzle may be disposed near the top of the ceiling wall 52a.

上記実施形態では、トップリングが旋回するタイプの基板研磨装置を例にして説明しているが、本発明はこれに限られることはなく、例えば基板を保持する複数のキャリアヘッドと、当該キャリアヘッドを保持するカルーセルがチャンバ内に備えられ、カルーセルを回転させることで基板を移動させるタイプの基板研磨装置に対しても、等しく適用することができる。   In the above embodiment, the substrate polishing apparatus of the type in which the top ring is swung is described as an example. However, the present invention is not limited to this. The present invention can be equally applied to a type of substrate polishing apparatus in which a carousel that holds the substrate is provided in the chamber and the substrate is moved by rotating the carousel.

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。   The embodiment described above is described for the purpose of enabling the person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs to implement the present invention. Various modifications of the above embodiment can be naturally made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Accordingly, the present invention is not limited to the described embodiments, but is to be construed in the widest scope according to the technical idea defined by the claims.

１０ 研磨パッド
１０ａ 研磨面
１２ 研磨テーブル
１４ トップリング
２０ ドレッサ
４２ 制御部
５０ａ〜５０ｄ、８２、８３ａ〜８３ｃ、８４ａ〜８４ｃ 気体噴射ノズル
５２、６６、８６ チャンバ
５２ａ、８６ａ 天井壁
５２ｂ、８６ｂ 周壁
５４，５６，５８，６０ 噴射ノズル
７０ａ〜７０ｄ バルブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Polishing pad 10a Polishing surface 12 Polishing table 14 Top ring 20 Dresser 42 Control part 50a-50d, 82, 83a-83c, 84a-84c Gas injection nozzle 52, 66, 86 Chamber 52a, 86a Ceiling wall 52b, 86b Perimeter wall 54, 56, 58, 60 Injection nozzle 70a-70d Valve

Claims (6)

研磨パッドを支持する研磨テーブルと、研磨対象物を保持して前記研磨パッドに押し付けるための保持部と、前記研磨テーブル及び前記保持部を収容するチャンバとを備えた研磨装置であって、
前記チャンバは天井壁と当該天井壁に接続される周壁からなる内壁を備えており、前記研磨装置は、
前記チャンバの内壁に洗浄液を噴射する液体噴射ノズルと、
前記天井壁に向けて気体を噴射することで、前記天井壁に付着した洗浄液を前記周壁に向けて流出させる気体噴射ノズルとを有することを特徴とする研磨装置。 A polishing apparatus comprising: a polishing table that supports a polishing pad; a holding unit that holds an object to be polished and presses the polishing object against the polishing pad; and a chamber that houses the polishing table and the holding unit,
The chamber includes a ceiling wall and an inner wall composed of a peripheral wall connected to the ceiling wall, and the polishing apparatus includes:
A liquid injection nozzle for injecting a cleaning liquid onto the inner wall of the chamber;
A polishing apparatus comprising: a gas injection nozzle for injecting a cleaning liquid adhering to the ceiling wall toward the peripheral wall by injecting gas toward the ceiling wall. 前記気体噴射ノズルは、前記保持部の上面に設けられていることを特徴とする、請求項１記載の研磨装置。   The polishing apparatus according to claim 1, wherein the gas injection nozzle is provided on an upper surface of the holding portion. 前記天井壁は傾斜面を有することを特徴とする、請求項１または２記載の研磨装置。   The polishing apparatus according to claim 1, wherein the ceiling wall has an inclined surface. 前記天井壁には、付着した洗浄液を前記周壁部に向けて案内する複数のガイド溝が形成されていることを特徴とする、請求項３記載の研磨装置。   The polishing apparatus according to claim 3, wherein a plurality of guide grooves for guiding the attached cleaning liquid toward the peripheral wall portion are formed on the ceiling wall. 前記保持部は、外部との間で前記研磨対象物の受け渡しを行う受渡位置と、前記研磨テーブル上に位置する研磨位置との間で移動可能とされており、前記気体噴射ノズルは、前記保持部が前記受渡位置と前記研磨位置との間で移動する間に気体を噴射することを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の研磨装置。   The holding portion is movable between a delivery position for delivering the polishing object to the outside and a polishing position located on the polishing table, and the gas injection nozzle is configured to hold the holding nozzle. The polishing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein a gas is injected while the part moves between the delivery position and the polishing position. 前記気体噴射ノズルは、前記保持部が前記受渡位置と前記研磨位置との間で移動する方向に応じて、切り替えて駆動されることを特徴とする、請求項５記載の研磨装置。   The polishing apparatus according to claim 5, wherein the gas injection nozzle is switched and driven in accordance with a direction in which the holding unit moves between the delivery position and the polishing position.
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