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JP2011079076A - Polishing device and polishing method - Google Patents

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JP2011079076A
JP2011079076A JP2009231447A JP2009231447A JP2011079076A JP 2011079076 A JP2011079076 A JP 2011079076A JP 2009231447 A JP2009231447 A JP 2009231447A JP 2009231447 A JP2009231447 A JP 2009231447A JP 2011079076 A JP2011079076 A JP 2011079076A
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JP
Japan
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polishing
polishing pad
cooling medium
region
pad
Prior art date
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Application number
JP2009231447A
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Kenro Nakamura
賢朗 中村
Yukiteru Matsui
之輝 松井
Takeshi Nishioka
岳 西岡
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Priority to US12/794,472 priority patent/US20110081832A1/en
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

【課題】研磨に及ぼす影響を抑制しつつ研磨パッドの冷却が可能な研磨装置を提供する。
【解決手段】上面に研磨パッド12が貼付され、回転可能なターンテーブル11、半導体ウェーハ27を回転可能に保持し、半導体ウェーハ27の研磨面を研磨パッド12に対向配置させるトップリング25、研磨パッド12上面と当接し、研磨パッド12に対向配置されたトップリング25が配設される研磨領域43とトップリング25が配設されない非研磨領域41に研磨パッド12を区画し、非研磨領域41の研磨パッド12の半径方向に、回転している研磨パッド12がトップリング25と接触してできる研磨接触面37を連続して含む分離壁21、研磨領域43側の研磨パッド12上面にスラリーを供給するスラリー供給管18、及び非研磨領域41の研磨パッド12上面に冷却媒体を供給する冷却媒体供給管25を備える。
【選択図】 図1
A polishing apparatus capable of cooling a polishing pad while suppressing an influence on polishing is provided.
A polishing pad is affixed to an upper surface, a rotatable turntable, a semiconductor wafer and a top ring that holds the polishing surface of the semiconductor wafer facing the polishing pad. The polishing pad 12 is partitioned into a polishing region 43 in which the top ring 25 disposed in contact with the upper surface and facing the polishing pad 12 is disposed, and a non-polishing region 41 in which the top ring 25 is not disposed. In the radial direction of the polishing pad 12, slurry is supplied to the upper surface of the polishing pad 12 on the side of the separation wall 21 and the polishing region 43 that continuously includes the polishing contact surface 37 formed by the rotating polishing pad 12 contacting the top ring 25. And a cooling medium supply pipe 25 for supplying a cooling medium to the upper surface of the polishing pad 12 in the non-polishing region 41.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、CMP法に用いられる研磨装置及び研磨方法に関する。   The present invention relates to a polishing apparatus and a polishing method used in a CMP method.

近年、半導体装置の製造分野において、同装置の高密度化・微細化に伴い、種々の微細加工技術が使用されている。その中で化学的機械研磨(CMP、Chemical Mechanical Polishing)技術は、層間絶縁膜の平坦化、プラグの形成、埋め込み金属配線の形成や埋め込み素子分離などを実現する際に、欠かすことのできない必須の技術になった。   In recent years, in the field of manufacturing semiconductor devices, various fine processing techniques have been used with the increase in density and miniaturization of the devices. Among them, the chemical mechanical polishing (CMP) technique is an indispensable in realizing flattening of interlayer insulating films, formation of plugs, formation of embedded metal wirings and isolation of embedded elements. It became technology.

このCMPを行う研磨装置では、上面に研磨パッドが貼付されたターンテーブルが水平面内で回転し、この研磨パッドの上方からスラリー供給管よりスラリーが供給され、スラリーが研磨パッドの表面全体を濡らし、研磨パッドの上にスラリー層が形成される。この研磨パッドの上に、半導体ウェーハを被研磨面が下側になるように保持したトップリングを、ターンテーブルと同じ方向に水平面内で回転させながら押圧する。半導体ウェーハの被研磨面は、スラリーを介して、研磨パッドに擦り付けられることにより研磨される。   In this polishing apparatus that performs CMP, a turntable with a polishing pad attached to the upper surface rotates in a horizontal plane, slurry is supplied from above the polishing pad through a slurry supply pipe, and the slurry wets the entire surface of the polishing pad, A slurry layer is formed on the polishing pad. On this polishing pad, a top ring holding a semiconductor wafer so that the surface to be polished is on the lower side is pressed while rotating in a horizontal plane in the same direction as the turntable. The surface to be polished of the semiconductor wafer is polished by being rubbed against the polishing pad via the slurry.

この擦り付け(摩擦)による発熱のため、研磨パッドの表面の温度は上昇する。温度上昇の度合いは、半導体ウェーハの研磨パッドに対する押圧力が大きいほど、トップリングあるいはターンテーブルの回転数が大きいほど、スラリーの流量が小さいほど、大きくなる。また、半導体ウェーハの面積が大きいほど、温度上昇の度合いは大きくなる。   Due to the heat generated by this rubbing (friction), the temperature of the surface of the polishing pad rises. The degree of temperature increase increases as the pressing force of the semiconductor wafer against the polishing pad increases, the rotation speed of the top ring or turntable increases, and the slurry flow rate decreases. Moreover, the degree of temperature rise increases as the area of the semiconductor wafer increases.

この温度上昇は、CMP条件に依存し、数十度になる場合がある。研磨パッドの表面温度が、例えば、50℃を超えて、研磨パッドの表面が軟化すると、CMPプロセスにおける平坦化特性が劣化する問題が生じる場合がある。半導体ウェーハは、世代の進展と共に、大口径化している。コスト削減の観点から、半導体ウェーハ単位面積当たりのスラリーの流量を削減しようとしているので、研磨パッドの温度上昇の問題はますます深刻になる。   This temperature rise depends on CMP conditions and may be several tens of degrees. When the surface temperature of the polishing pad exceeds, for example, 50 ° C. and the surface of the polishing pad softens, there may be a problem that the planarization characteristics in the CMP process deteriorate. Semiconductor wafers are becoming larger in diameter as generations progress. From the viewpoint of cost reduction, the problem of the temperature rise of the polishing pad becomes more serious as the flow rate of the slurry per unit area of the semiconductor wafer is reduced.

この問題の対策として、例えば、半導体ウェーハを研磨している最中に、冷却気体供給装置から供給された所定の温度に冷却された気体を各冷却気体噴出ノズルから研磨パッドに向けて噴出すれば、研磨パッドの研磨に供する部分が半導体ウェーハを研磨する直前の位置で所定の温度に冷却され、従って常に一定温度の研磨パッドの表面によって半導体ウェーハの研磨を行なう研磨装置が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。冷却された気体の噴出の他、冷却された液体の滴下、冷却された熱交換部材の配置が開示されている。   As a countermeasure for this problem, for example, while polishing a semiconductor wafer, if the gas cooled to a predetermined temperature supplied from the cooling gas supply device is ejected from each cooling gas ejection nozzle toward the polishing pad. A polishing apparatus is disclosed in which a portion of the polishing pad used for polishing is cooled to a predetermined temperature immediately before polishing the semiconductor wafer, and therefore the semiconductor wafer is always polished by the surface of the polishing pad at a constant temperature (for example, , See Patent Document 1). In addition to the ejection of the cooled gas, dropping of the cooled liquid and the arrangement of the cooled heat exchange member are disclosed.

この開示された研磨装置は、研磨パッドを冷却することが可能であるものの、気体の吹き付けでは、飛散したスラリーのダスト化が問題となる。また、液体の滴下では、スラリーの希釈が問題となり、熱交換部材では、冷却効率の低さが問題となる。   Although the disclosed polishing apparatus can cool the polishing pad, dusting of the dispersed slurry becomes a problem when the gas is blown. In addition, when the liquid is dropped, the dilution of the slurry becomes a problem, and in the heat exchange member, the low cooling efficiency becomes a problem.

特開平11−347935号公報JP-A-11-347935

本発明は、研磨に及ぼす影響を抑制しつつ研磨パッドの冷却が可能な研磨装置及び研磨方法を提供する。   The present invention provides a polishing apparatus and a polishing method capable of cooling a polishing pad while suppressing the influence on polishing.

本発明の一態様の研磨装置は、上面に研磨パッドが貼付され、回転可能なターンテーブルと、研磨対象を回転可能に保持し、前記研磨対象の被研磨面を前記研磨パッドに対向配置させる保持手段と、前記研磨パッド上面と当接し、前記研磨パッドに対向配置された前記保持手段が配設される研磨領域と前記保持手段が配設されない非研磨領域に前記研磨パッドを区画し、前記非研磨領域の前記研磨パッドの半径方向に、回転している前記研磨パッドが前記保持手段と接触してできるドーナツ状の研磨接触面の帯を連続して含む分離壁と、前記研磨領域側の前記研磨パッド上面にスラリーを供給するスラリー供給管と、前記非研磨領域の前記研磨パッド上面に冷却媒体を供給する冷却媒体供給管とを備えることを特徴とする。   In the polishing apparatus of one embodiment of the present invention, a polishing pad is attached to an upper surface, a rotatable turntable, a polishing target is rotatably held, and a polishing target surface to be polished is disposed opposite to the polishing pad. The polishing pad is divided into a polishing area where the holding means arranged in contact with the upper surface of the polishing pad and opposed to the polishing pad is arranged, and a non-polishing area where the holding means is not arranged, A separation wall continuously including a band of a donut-shaped polishing contact surface formed by the rotating polishing pad in contact with the holding means in the radial direction of the polishing pad in the polishing region; A slurry supply pipe for supplying a slurry to the upper surface of the polishing pad and a cooling medium supply pipe for supplying a cooling medium to the upper surface of the polishing pad in the non-polishing region are provided.

また、本発明の別の態様の研磨方法は、研磨パッドに対向配置された研磨対象の保持手段が配設される研磨領域と前記保持手段が配設されない非研磨領域に前記研磨パッドを区画する分離壁を、ターンテーブルに貼付された前記研磨パッドと当接させる工程と、回転する前記研磨パッドの前記非研磨領域に、前記研磨パッドの表面を冷却する冷却媒体を供給する工程と、前記研磨領域にスラリーを供給する工程と、前記スラリーが供給された前記研磨領域に、前記保持手段に保持された回転する前記研磨対象を押圧する工程とを備えることを特徴とする。   The polishing method according to another aspect of the present invention divides the polishing pad into a polishing region in which a holding means for a polishing object disposed opposite to a polishing pad is disposed and a non-polishing region in which the holding means is not disposed. Contacting the separation wall with the polishing pad affixed to a turntable; supplying a cooling medium that cools the surface of the polishing pad to the non-polishing region of the rotating polishing pad; and polishing. A step of supplying a slurry to the region; and a step of pressing the rotating polishing object held by the holding unit to the polishing region to which the slurry is supplied.

本発明によれば、研磨に及ぼす影響を抑制しつつ研磨パッドの冷却が可能な研磨装置及び研磨方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the grinding | polishing apparatus and the grinding | polishing method which can cool a polishing pad can be provided, suppressing the influence which acts on grinding | polishing.

本発明の第1の実施形態に係る研磨装置を模式的に示す図で、図1(a)は一部を断面(ハッチング部)で示す正面図、図1(b)は一部を断面(ハッチング部)で示す平面図、図1(c)は図1(b)のA−A線に沿った分離壁の断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows typically the grinding | polishing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention, FIG. 1 (a) is a front view which shows a part in a cross section (hatching part), FIG. FIG. 1C is a cross-sectional view of the separation wall along the line AA in FIG. 1B. 本発明の第1の実施形態に係る研磨装置の研磨パッドの温度分布を示す図。The figure which shows the temperature distribution of the polishing pad of the polishing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る研磨装置を模式的に示す、一部を断面(ハッチング部)で示す平面図。The top view which shows the polishing apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention typically, and shows a part in a cross section (hatching part). 本発明の第3の実施形態に係る研磨装置を模式的に示す図で、図4(a)は一部を断面(ハッチング部)で示す正面図、図4(b)は一部を断面(ハッチング部)で示す平面図。FIG. 4A is a diagram schematically illustrating a polishing apparatus according to a third embodiment of the present invention, in which FIG. 4A is a front view partially showing a cross section (hatching portion), and FIG. The top view shown by a hatching part. 本発明の第3の実施形態に係る研磨装置の研磨パッドの温度分布を示す図。The figure which shows the temperature distribution of the polishing pad of the polishing apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下に示す図では、同一の構成要素には同一の符号を付している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the figure shown below, the same code | symbol is attached | subjected to the same component.

(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る研磨装置及び研磨方法について、図1を参照しながら説明する。
(First embodiment)
A polishing apparatus and a polishing method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図1に示すように、研磨装置1は、概略的に、ターンテーブル11、ターンテーブル11上の研磨パッド12を区画する分離壁21、研磨対象をなす半導体ウェーハ27を保持する保持手段であるトップリング25、スラリー供給管31、及び冷却媒体供給管35を備える。ターンテーブル11は、ターンテーブル11の外周に沿ってファンネル16を配設したケーシング15に収納されている。   As shown in FIG. 1, the polishing apparatus 1 is schematically a top that is a holding means for holding a turntable 11, a separation wall 21 that partitions a polishing pad 12 on the turntable 11, and a semiconductor wafer 27 to be polished. A ring 25, a slurry supply pipe 31, and a cooling medium supply pipe 35 are provided. The turntable 11 is housed in a casing 15 in which a funnel 16 is disposed along the outer periphery of the turntable 11.

ターンテーブル11は、半導体ウェーハ27を保持したトップリング25を、半径の内側に納めることが可能な程度の大きさを有する。ターンテーブル11は、上面に研磨パッド12が貼付されている。研磨パッド12は、例えば、発泡ポリウレタンから形成され、より具体的には、ロデールニッタ社のIC1000/SUBA400等である。ターンテーブル11の研磨パッド12は、水平面内で回転する。回転方向は、図1(b)に示すように、例えば、時計回り(図示矢印)である。   The turntable 11 has a size that allows the top ring 25 holding the semiconductor wafer 27 to be accommodated inside the radius. The turntable 11 has a polishing pad 12 attached to the upper surface. The polishing pad 12 is made of, for example, foamed polyurethane, and more specifically, IC1000 / SUBA400 manufactured by Rodel Nitta. The polishing pad 12 of the turntable 11 rotates in a horizontal plane. As shown in FIG. 1B, the rotation direction is, for example, clockwise (shown by an arrow).

ターンテーブル11の上方には、被研磨面、例えば、半導体デバイス面を下方の研磨パッド12に対向させて、半導体ウェーハ27を吸着保持したトップリング25が配置される。トップリング25は、水平面内でターンテーブル11と同方向(図示矢印)に回転し、半導体ウェーハ27の被研磨面が研磨パッド12の表面と接触するように一定の圧力で押圧される。   A top ring 25 that holds the semiconductor wafer 27 by suction is disposed above the turntable 11 with the surface to be polished, for example, the semiconductor device surface facing the lower polishing pad 12. The top ring 25 rotates in the same direction as the turntable 11 (shown by an arrow) in a horizontal plane, and is pressed with a constant pressure so that the surface to be polished of the semiconductor wafer 27 is in contact with the surface of the polishing pad 12.

トップリング25は、半導体ウェーハ27の周囲に配置されたリテーナリング29を有している。リテーナリング29は、研磨時における半導体ウェーハ27のトップリング25からの逸脱防止、半導体ウェーハ27のエッジ部過研磨防止を目的としているが、リテーナリング29を使用しない構成も可能である。   The top ring 25 has a retainer ring 29 disposed around the semiconductor wafer 27. The retainer ring 29 is intended to prevent the deviation of the semiconductor wafer 27 from the top ring 25 during polishing and to prevent the edge of the semiconductor wafer 27 from being overpolished. However, a configuration in which the retainer ring 29 is not used is also possible.

研磨時、研磨パッド12上の中心部及び周辺部を除いた領域で、研磨パッド12と半導体ウェーハ27を保持したトップリング25とは接する。トップリング25が研磨パッド12に接してできる研磨パッド12上の軌跡、すなわち研磨接触面37は、点線で示したドーナツ状となる。なお、研磨パッド12と半導体ウェーハ27との研磨接触面は、研磨接触面37の内側に含まれる領域となる。   At the time of polishing, the polishing pad 12 and the top ring 25 holding the semiconductor wafer 27 are in contact with each other in the region excluding the central portion and the peripheral portion on the polishing pad 12. A locus on the polishing pad 12 formed by the top ring 25 in contact with the polishing pad 12, that is, the polishing contact surface 37 has a donut shape indicated by a dotted line. The polishing contact surface between the polishing pad 12 and the semiconductor wafer 27 is a region included inside the polishing contact surface 37.

分離壁21は、例えば、平面視でU字形の形状を有している。分離壁21のU字形の底面部が、研磨パッド12の中心部、すなわち、ドーナツ状の研磨接触面37の内側の穴に相当する位置にある。分離壁21は、U字形の底面部から上端部に向かって湾曲し、研磨パッド12の表面を中心から外周にかけてU字形に区画する。湾曲した分離壁21は、研磨パッド12の外周と平面視において2箇所で接する。分離壁21は、研磨パッド12の表面に真上から接触する。すなわち、分離壁21の側面は研磨パッド12に対してほぼ垂直である。   The separation wall 21 has, for example, a U shape in plan view. The U-shaped bottom surface portion of the separation wall 21 is located at the center portion of the polishing pad 12, that is, the position corresponding to the hole inside the doughnut-shaped polishing contact surface 37. The separation wall 21 is curved from the U-shaped bottom surface portion toward the upper end portion, and divides the surface of the polishing pad 12 into a U shape from the center to the outer periphery. The curved separation wall 21 contacts the outer periphery of the polishing pad 12 at two locations in plan view. The separation wall 21 contacts the surface of the polishing pad 12 from directly above. That is, the side surface of the separation wall 21 is substantially perpendicular to the polishing pad 12.

分離壁21は、研磨パッド12の外周の外側で、研磨パッド12の面から上方に離れる方向に、更に、水平方向にクランク状に曲げられて、U字形の上端部の2箇所が、ケーシング15に固定されている。分離壁21のケーシング15への固定は、分離壁21を一定に押圧することが可能なように、例えば、スプリングを配した押さえ治具23によりなされる。分離壁21が研磨パッド12を押圧する押しつけ荷重は、9.8kPa(100gf/cm)以下に設定することが好ましい。押しつけ荷重を大きくすると、分離壁21と研磨パッド12の間での摩擦熱が問題になるからである。 The separation wall 21 is bent outwardly from the surface of the polishing pad 12 in the direction away from the surface of the polishing pad 12 and further in a horizontal crank shape, and two U-shaped upper end portions are formed in the casing 15. It is fixed to. The separation wall 21 is fixed to the casing 15 by, for example, a holding jig 23 provided with a spring so that the separation wall 21 can be pressed uniformly. The pressing load with which the separation wall 21 presses the polishing pad 12 is preferably set to 9.8 kPa (100 gf / cm 2 ) or less. This is because when the pressing load is increased, frictional heat between the separation wall 21 and the polishing pad 12 becomes a problem.

分離壁21の研磨パッド12の外周と接する2箇所は、例えば、研磨パッド12の外周の1/4程度離れている。分離壁21及び研磨パッド12の外周の約1/4で囲まれた部分は、トップリング25が配設されない領域、つまり、非研磨領域41である。非研磨領域41を除く、分離壁21及び研磨パッド12の外周の約3/4で囲まれた部分は、トップリング25が配設された研磨領域43である。   The two locations of the separation wall 21 that are in contact with the outer periphery of the polishing pad 12 are, for example, about 1/4 of the outer periphery of the polishing pad 12. A portion surrounded by about ¼ of the outer periphery of the separation wall 21 and the polishing pad 12 is a region where the top ring 25 is not disposed, that is, a non-polishing region 41. A portion surrounded by about 3/4 of the outer periphery of the separation wall 21 and the polishing pad 12 excluding the non-polishing region 41 is a polishing region 43 in which the top ring 25 is disposed.

分離壁21は、非研磨領域41の研磨パッド12の回転方向上流において、上流に向かって凸な曲線をなし、研磨パッド12の回転方向下流において、下流に向かって凸な曲線をなしている。なお、上流とは、対象領域において、回転する研磨パッド12が最初に到達する側を言う。   The separation wall 21 has a convex curve toward the upstream in the rotational direction upstream of the polishing pad 12 in the non-polishing region 41, and a convex curve toward the downstream in the rotational direction downstream of the polishing pad 12. Here, the upstream means the side where the rotating polishing pad 12 reaches first in the target region.

トップリング25は、研磨領域43の研磨パッド12の回転方向に沿った中央部、つまり、研磨パッド12の中心に対して非研磨領域41に正対する位置関係に概ねある。なお、トップリング25と非研磨領域41とは、研磨パッド12の中心に対して正対する必要は必ずしもなく、加工点の冷却効率を優先して、トップリング25を研磨領域43の上流側に、分離壁21と干渉しない範囲で、寄せて配置することも可能である。   The top ring 25 is generally in a positional relationship facing the non-polishing region 41 with respect to the center of the polishing region 43 along the rotation direction of the polishing pad 12, that is, the center of the polishing pad 12. The top ring 25 and the non-polishing region 41 do not necessarily face the center of the polishing pad 12, and the top ring 25 is disposed upstream of the polishing region 43 in order to prioritize the cooling efficiency of the processing point. It is also possible to arrange them so far as they do not interfere with the separation wall 21.

図1(c)に示すように、分離壁21の断面は、研磨パッド12に接する部分の角が取れたほぼ矩形であり、高さは後述の冷却媒体が上を越えて流れ出さない程度、例えば、2cm程度、幅は回転する研磨パッド12から受ける動摩擦力に耐え得る程度である。分離壁21の材質は、耐薬品性、耐摩耗性の高いものが要求され、トップリング25のリテーナリング29と同等なもの、例えば、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリカーボネイト(PC)、フッ素系樹脂、及びセラミクス等を使用することが可能である。なお、分離壁21は、スラリーと接触する部分のみを、これらの材質とすることも可能である。   As shown in FIG. 1 (c), the cross section of the separation wall 21 is a substantially rectangular shape with a corner at the portion in contact with the polishing pad 12, and the height is such that the cooling medium described later does not flow out above. For example, the width is about 2 cm, and the width is enough to withstand the dynamic friction force received from the rotating polishing pad 12. The material of the separation wall 21 is required to have high chemical resistance and wear resistance, and is equivalent to the retainer ring 29 of the top ring 25, for example, polyetheretherketone (PEEK), polyphenylene sulfide (PPS), polycarbonate. (PC), fluororesin, ceramics and the like can be used. Note that the separation wall 21 can be made of these materials only in the portion in contact with the slurry.

研磨領域43の研磨パッド12の上方には、スラリーを供給するためのスラリー供給管31、及び、同領域に水ポリッシュの純水を供給するための純水供給管33がそれぞれ設けられる。スラリー供給管31及び純水供給管33は、トップリング25に対して研磨パッド12の回転方向上流側且つ研磨パッド12の回転中心に近い位置に、それぞれスラリー及び純水を滴下することが可能である。なお、スラリー供給管31及び純水供給管33は、滴下口を移動することにより滴下位置を変更可能である。スラリーは、CMPの対象物により異なり、一般的には、化学薬品が添加された、研磨粒子の分散液であり、例えば、硝酸鉄が添加された、アルミナ分散液である。   Above the polishing pad 12 in the polishing area 43, a slurry supply pipe 31 for supplying slurry and a pure water supply pipe 33 for supplying pure water of water polish to the area are provided. The slurry supply pipe 31 and the pure water supply pipe 33 can respectively drop slurry and pure water at positions upstream of the top ring 25 in the rotation direction of the polishing pad 12 and close to the rotation center of the polishing pad 12. is there. The slurry supply pipe 31 and the pure water supply pipe 33 can change the dropping position by moving the dropping port. The slurry differs depending on the object of CMP, and is generally a dispersion of abrasive particles to which a chemical is added, for example, an alumina dispersion to which iron nitrate is added.

非研磨領域41の研磨パッド12の上方には、冷却媒体を供給するためのシャワーヘッド付きの冷却媒体供給管35が設けられる。冷却媒体供給管35は、研磨パッド12の適する位置、例えば、回転中心に近い側の位置に設けられ、純水からなる冷却媒体を散布することが可能である。冷却媒体の供給を単孔の管ではなく多孔のシャワーヘッドで行うのは、冷却媒体と研磨パッド12の接触機会を増やし、冷却効率を向上させるためである。なお、口径の比較的小さい半導体ウェーハ27を研磨する場合、単孔の冷却媒体供給管35を使用することが可能である。   A cooling medium supply pipe 35 with a shower head for supplying a cooling medium is provided above the polishing pad 12 in the non-polishing region 41. The cooling medium supply pipe 35 is provided at a suitable position of the polishing pad 12, for example, a position close to the rotation center, and can spray a cooling medium made of pure water. The reason why the cooling medium is supplied with a porous shower head instead of a single-hole tube is to increase the chance of contact between the cooling medium and the polishing pad 12 and improve the cooling efficiency. When polishing a semiconductor wafer 27 having a relatively small diameter, a single hole cooling medium supply pipe 35 can be used.

冷却媒体供給管35は、シャワーヘッド供給口を移動することにより供給位置を、シャワーヘッド供給口の向きを変更することにより供給方向を変更可能である。冷却媒体の流量、冷却媒体の温度等は最適化が可能である。冷却媒体の温度を常温より下げる場合、冷却媒体供給管35は、例えば、冷熱源(図示略)が巻き付けられて冷却される。なお、冷却媒体供給管35及びシャワーヘッドの移動系、流量制御系、及び温度制御系等は、図示が省略されている。また、冷却媒体は、純水の他、界面活性剤を添加された水であってもよい。この場合、研磨粒子の固着で汚れた研磨パッド12を洗浄する効果が副次的に期待できる。また、冷却媒体は、液体に限らず、窒素、空気等の気体を使用することが可能である。   The cooling medium supply pipe 35 can change the supply position by moving the shower head supply port and the supply direction by changing the direction of the shower head supply port. The flow rate of the cooling medium, the temperature of the cooling medium, etc. can be optimized. When lowering the temperature of the cooling medium from room temperature, the cooling medium supply pipe 35 is cooled, for example, by winding a cold heat source (not shown). The cooling medium supply pipe 35 and the shower head moving system, the flow rate control system, the temperature control system, and the like are not shown. The cooling medium may be pure water or water to which a surfactant is added. In this case, it is possible to expect a secondary effect of cleaning the polishing pad 12 that is soiled by the adhesion of the abrasive particles. Further, the cooling medium is not limited to a liquid, and a gas such as nitrogen or air can be used.

次に、研磨装置1を用いた研磨方法について説明する。   Next, a polishing method using the polishing apparatus 1 will be described.

研磨装置1には、上述したように、研磨パッド12がターンテーブル11上に貼付され、研磨パッド12を非研磨領域41と研磨領域43に区画するU字形の分離壁21が、押さえ治具23を用いて、ケーシング15に固定されている。分離壁21は、研磨パッド12と当接され、非研磨領域41が研磨パッド12の中心から外周方向に連続して確保される。   As described above, in the polishing apparatus 1, the polishing pad 12 is affixed on the turntable 11, and a U-shaped separation wall 21 that partitions the polishing pad 12 into a non-polishing region 41 and a polishing region 43 includes a pressing jig 23. Is fixed to the casing 15. The separation wall 21 is in contact with the polishing pad 12, and the non-polishing region 41 is continuously secured from the center of the polishing pad 12 in the outer peripheral direction.

ターンテーブル11を所定の回転数、例えば、60rpmで回転させる。そして、回転する研磨パッド12上における、分離壁21で区画される非研磨領域41に、冷却媒体供給管35を介して冷却媒体を供給する。冷却媒体は、非研磨領域41内の研磨パッド12の中心から外周方向全体に広がる。冷却媒体は、一部が研磨パッド12の回転による遠心力により外周側に流されてファンネル16に落ちるが、一部は研磨パッド12の回転方向下流側の分離壁21に当たって、曲面をなす壁面に沿って移動してファンネル16に落ちる。冷却媒体の流量は、例えば、毎分200cm(200ml/min)程度である。 The turntable 11 is rotated at a predetermined rotation speed, for example, 60 rpm. Then, the cooling medium is supplied to the non-polishing region 41 defined by the separation wall 21 on the rotating polishing pad 12 through the cooling medium supply pipe 35. The cooling medium spreads from the center of the polishing pad 12 in the non-polishing region 41 to the entire outer peripheral direction. A part of the cooling medium flows to the outer peripheral side due to the centrifugal force generated by the rotation of the polishing pad 12 and falls to the funnel 16. Move along and fall into funnel 16. The flow rate of the cooling medium is, for example, about 200 cm 3 (200 ml / min) per minute.

回転する研磨パッド12上における分離壁21で区画される研磨領域43に、スラリー供給管31を介してスラリーを滴下する。   Slurry is dropped through the slurry supply pipe 31 to the polishing region 43 defined by the separation wall 21 on the rotating polishing pad 12.

この後、半導体ウェーハ27を保持したトップリング25を、研磨領域43の真上まで搬送し、所定の回転数、例えば、63rpmで回転させながら降下させ、更に、所定の圧力、例えば、19.6kPa(200gf/cm)により押圧して、半導体ウェーハ27の被研磨面、例えば、半導体デバイス面を研磨パッド12の表面(研磨接触面37)に接触させる。半導体ウェーハ27の半導体デバイス面を、スラリーを含んだ研磨パッド12に擦り付けることにより研磨が進行する。 Thereafter, the top ring 25 holding the semiconductor wafer 27 is transported to a position directly above the polishing region 43 and lowered while rotating at a predetermined rotation speed, for example, 63 rpm, and further, a predetermined pressure, for example, 19.6 kPa. The surface to be polished of the semiconductor wafer 27, for example, the semiconductor device surface is brought into contact with the surface of the polishing pad 12 (polishing contact surface 37) by pressing with (200 gf / cm 2 ). Polishing proceeds by rubbing the semiconductor device surface of the semiconductor wafer 27 against the polishing pad 12 containing slurry.

研磨領域43のスラリーは、一部が研磨パッド12の回転による遠心力により外周側に流されてファンネル16に落ちるが、一部は研磨領域43の下流(非研磨領域41の上流)の分離壁21に当たって、曲面をなす壁面に沿って移動してファンネル16に排出される。   Part of the slurry in the polishing region 43 is caused to flow to the outer peripheral side due to the centrifugal force generated by the rotation of the polishing pad 12 and falls to the funnel 16, but a part of the slurry is downstream of the polishing region 43 (upstream of the non-polishing region 41). 21 and moves along a curved wall surface and is discharged to the funnel 16.

所定の厚さの研磨が終了したらスラリーの供給を止め、続いて、純水供給管33より水ポリッシュ用純水を滴下させて水ポリッシュを行い、半導体ウェーハ27に付着したスラリーを洗い流す。水ポリッシュが終了すると、冷却媒体は停止されるが、研磨が終了した時点で冷却媒体を停止または減少させても良い。水ポリッシュ時の荷重は、一般に、研磨時の荷重より小さくするので、水ポリッシュ時の摩擦熱の問題は小さいからである。   When the polishing of a predetermined thickness is completed, the supply of the slurry is stopped, and then water polishing is performed by dripping pure water for water polishing from the pure water supply pipe 33, and the slurry adhering to the semiconductor wafer 27 is washed away. When the water polishing is finished, the cooling medium is stopped. However, the cooling medium may be stopped or reduced when the polishing is finished. This is because the load at the time of water polishing is generally smaller than the load at the time of polishing, so that the problem of frictional heat at the time of water polishing is small.

研磨後の水ポリッシュが終了した半導体ウェーハ27は、後洗浄モジュール(図示略)に搬送されて後洗浄処理がなされる。その間、研磨パッド12上はドレッサー(図示略)により、通常のドレッシングが行われる。このドレッシングは、研磨領域43において、ドレッサーを擦り合わせることにより行われる。トップリング25が退避した後にドレッシングを行う場合、トップリング25の稼動領域とドレッサーの稼動領域は重なっても構わない。ドレッシングの終了後、次に研磨される半導体ウェーハ27を保持したトップリング25が、研磨領域43の真上まで搬送され、同様に研磨される。   The semiconductor wafer 27 that has been polished with water after being polished is transferred to a post-cleaning module (not shown) and subjected to post-cleaning processing. Meanwhile, normal dressing is performed on the polishing pad 12 by a dresser (not shown). This dressing is performed by rubbing dressers in the polishing region 43. When dressing is performed after the top ring 25 is retracted, the operating area of the top ring 25 and the operating area of the dresser may overlap. After the dressing is completed, the top ring 25 holding the semiconductor wafer 27 to be polished next is transported to just above the polishing region 43 and is similarly polished.

このように、分離壁21が配設された研磨装置1の研磨方法は、分離壁21のない研磨装置と基本的には変わらない。ただし、研磨領域43の分離壁21にスラリーが徐々に付着していき、この付着物が落ちて、研磨時の半導体ウェーハ27の下に達すると、半導体ウェーハ27の被研磨面にスクラッチを発生させる場合がある。よって、この付着物の除去処理を追加することが好ましい。例えば、一定数の半導体ウェーハ27を処理する度に、分離壁21を研磨パッド12から浮かせた状態にして、ハンドシャワー等で洗浄するような手続きを入れることが効果的である。また、このような洗浄が自動的に行えるようなシステムにすることは可能である。   Thus, the polishing method of the polishing apparatus 1 provided with the separation wall 21 is basically the same as that of the polishing apparatus without the separation wall 21. However, when the slurry gradually adheres to the separation wall 21 in the polishing region 43 and this deposit falls and reaches below the semiconductor wafer 27 during polishing, a scratch is generated on the surface to be polished of the semiconductor wafer 27. There is a case. Therefore, it is preferable to add this deposit removal process. For example, each time a certain number of semiconductor wafers 27 are processed, it is effective to put a procedure in which the separation wall 21 is lifted from the polishing pad 12 and washed with a hand shower or the like. It is also possible to make a system that can automatically perform such cleaning.

次に、研磨装置1を用いたCMPによって得られる効果を説明する。   Next, the effect obtained by CMP using the polishing apparatus 1 will be described.

図1(b)に示す、研磨パッド12上の、トップリング25に近接する計測線45(2点鎖線)での温度分布に注目する。計測線45は、研磨パッド12の半径の、研磨接触面37に含まれる線分である。そして、研磨パッド12の回転方向に関し、トップリング25の下流側に位置する。計測線45での温度は、放射温度計により測定される。この温度は、研磨直後での研磨パッド12の温度なので、半導体ウェーハ27直下の研磨パッド12の温度として代用できる。   Note the temperature distribution on the measurement line 45 (two-dot chain line) close to the top ring 25 on the polishing pad 12 shown in FIG. The measurement line 45 is a line segment included in the polishing contact surface 37 of the radius of the polishing pad 12. Then, it is located downstream of the top ring 25 with respect to the rotation direction of the polishing pad 12. The temperature at the measurement line 45 is measured by a radiation thermometer. Since this temperature is the temperature of the polishing pad 12 immediately after polishing, it can be used as the temperature of the polishing pad 12 directly under the semiconductor wafer 27.

図2は、横軸に計測線45の位置を、縦軸に温度を示したグラフである。冷却なし、すなわち、従来の研磨装置では、この温度は50℃を超えており、中央部では60℃近くになっている。一方、冷却あり、すなわち、本実施例の研磨装置1では、この温度は研磨接触面37の中央部を含めても40℃以下になっている。また、研磨装置1では、最高温度と最低温度との差も縮小されている。   FIG. 2 is a graph showing the position of the measurement line 45 on the horizontal axis and the temperature on the vertical axis. Without cooling, that is, in a conventional polishing apparatus, this temperature exceeds 50 ° C., and is close to 60 ° C. in the center. On the other hand, with cooling, that is, in the polishing apparatus 1 of this embodiment, this temperature is 40 ° C. or less including the central portion of the polishing contact surface 37. In the polishing apparatus 1, the difference between the maximum temperature and the minimum temperature is also reduced.

したがって、冷却なし、すなわち、従来の研磨装置では、温度上昇により研磨パッド12が軟化し、そのため、研磨の平坦化特性が劣化し、半導体ウェーハ27の研磨によるグローバル段差(最も高い箇所と、最も低い箇所での、高さの差)が100nmにもなった。一方、冷却あり、すなわち、本実施例の研磨装置1では、温度上昇が抑制されるので研磨パッド12の軟化が抑制され、そのため、研磨の平坦化特性が保持され、半導体ウェーハ27の研磨によるグローバル段差(最も高い箇所と、最も低い箇所での、高さの差)は20nmに抑制される。   Therefore, without cooling, that is, in the conventional polishing apparatus, the polishing pad 12 is softened due to the temperature rise, so that the planarization characteristics of the polishing are deteriorated, and the global level difference due to the polishing of the semiconductor wafer 27 (the highest and lowest points). The difference in height at the location was as high as 100 nm. On the other hand, in the polishing apparatus 1 of the present embodiment with cooling, since the temperature rise is suppressed, softening of the polishing pad 12 is suppressed, so that the planarization characteristic of polishing is maintained, and globalization due to polishing of the semiconductor wafer 27 is maintained. The level difference (the difference in height between the highest point and the lowest point) is suppressed to 20 nm.

(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係る研磨装置及び研磨方法について、図3を参照しながら説明する。第1の実施形態の研磨装置1との違いは、分離壁が平面視で「く」字形を有する点である。なお、第1の実施形態と同一構成部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
(Second Embodiment)
A polishing apparatus and a polishing method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The difference from the polishing apparatus 1 of the first embodiment is that the separation wall has a “<” shape in plan view. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

図3に示すように、研磨装置2は、第1の実施形態の研磨装置1の分離壁21がU字形をしているのに対して、分離壁51が平仮名の「く」字形を有している。く字形の分離壁51は、研磨パッド12の外周と接する2箇所が、研磨パッド12外周の1/4程度離れているものの、研磨パッド12の外周から外側に行くほど、より大きく離れる方向にあるので、押さえ治具23の間隔はより大きくなる。   As shown in FIG. 3, in the polishing apparatus 2, the separation wall 21 of the polishing apparatus 1 of the first embodiment has a U shape, whereas the separation wall 51 has a “K” shape of Hiragana. ing. Although the square-shaped separation wall 51 is separated from the outer periphery of the polishing pad 12 by about 1/4 of the two locations in contact with the outer periphery of the polishing pad 12, the separation wall 51 is in a direction that is further away from the outer periphery of the polishing pad 12. Therefore, the interval between the holding jigs 23 becomes larger.

平面視でく字形の分離壁51を、折れ曲がった部分で2つに分けると、それぞれは、研磨装置1のU字形の分離壁21を面対称となるように切断した一方に相当する。つまり、分離壁51は、非研磨領域41の研磨パッド12の回転方向上流において、上流に向かって凸な曲線をなし、研磨パッド12の回転方向下流において、やはり上流に向かって凸な曲線をなしている。平面視でく字形の分離壁51の折れ曲がった部分は、研磨パッド12の中心部に位置する。その他の構成は、第1の実施形態の研磨装置1と同じである。また、研磨方法も第1の実施形態の研磨装置1と同じである。   When the rectangular separating wall 51 in plan view is divided into two at the bent portion, each corresponds to one of the U-shaped separating wall 21 of the polishing apparatus 1 cut so as to be plane-symmetric. That is, the separation wall 51 has a convex curve toward the upstream in the rotation direction of the polishing pad 12 in the non-polishing region 41, and also has a convex curve toward the upstream in the rotation direction of the polishing pad 12. ing. The bent portion of the rectangular separation wall 51 in plan view is located at the center of the polishing pad 12. Other configurations are the same as those of the polishing apparatus 1 of the first embodiment. Further, the polishing method is the same as that of the polishing apparatus 1 of the first embodiment.

分離壁51は、非研磨領域41において、下流側の曲率が第1の実施形態の曲率とは逆になっている。その結果、研磨装置2は、トップリング25を分離壁51に接近して配置することが可能になる。冷却された研磨パッド12が短時間でトップリング25の直下に到達するので、冷却効率が向上するメリットを有する。なお、分離壁51は、V字形とすることは可能である。トップリング25の位置は、く字形の分離壁に対して多少離さざるを得なくなるものの、V字形の分離壁は形成しやすい形状となる。   In the non-polishing region 41, the separation wall 51 has a downstream curvature opposite to the curvature of the first embodiment. As a result, the polishing apparatus 2 can place the top ring 25 close to the separation wall 51. Since the cooled polishing pad 12 reaches directly under the top ring 25 in a short time, there is an advantage that the cooling efficiency is improved. The separation wall 51 can be V-shaped. Although the position of the top ring 25 has to be somewhat separated from the square-shaped separation wall, the V-shaped separation wall has a shape that is easy to form.

研磨装置2は、その他、第1の実施形態の研磨装置1が有する効果を同様に有している。   The polishing apparatus 2 has the same effects as the polishing apparatus 1 of the first embodiment.

(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態に係る研磨装置及び研磨方法について、図4を参照しながら説明する。第1の実施形態の研磨装置1との違いは、複数個からなる冷却媒体供給管が設けられている点である。なお、第1の実施形態と同一構成部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
(Third embodiment)
A polishing apparatus and a polishing method according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The difference from the polishing apparatus 1 of the first embodiment is that a plurality of cooling medium supply pipes are provided. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

図4に示すように、研磨装置3は、複数個の冷却媒体供給管55が配設されている。その他の構成は、第1の実施形態の研磨装置1と同じである。冷却媒体供給管55は、供給口が非研磨領域41内の研磨パッド12の中心から外周方向の半径に沿ってほぼ直線状に、ドーナツ状の研磨接触面37を半径方向にカバーするように配置されている。それぞれの冷却媒体供給管55は、冷却媒体の温度、流量、及び供給口の位置が独立して制御可能である。なお、1本の冷却媒体供給管55が複数の供給口を有する構成、例えば、3本の冷却媒体供給管55を配して、6個の供給口から冷却媒体を供給することは可能である。また、冷却媒体供給管55の供給口がシャワーヘッドでもよい。また、冷却媒体供給管55は、供給口が半径方向の直線配列に限らず、研磨パッド12の温度分布をより良く調整可能な配列、例えば、供給口が分離壁21に沿って曲線状に配置されることが可能である。また、分離壁21は第2の実施形態の分離壁51で置き換えることが可能である。   As shown in FIG. 4, the polishing apparatus 3 is provided with a plurality of cooling medium supply pipes 55. Other configurations are the same as those of the polishing apparatus 1 of the first embodiment. The cooling medium supply pipe 55 is arranged so that the supply port covers the doughnut-shaped polishing contact surface 37 in the radial direction substantially linearly from the center of the polishing pad 12 in the non-polishing region 41 along the radius in the outer peripheral direction. Has been. Each cooling medium supply pipe 55 can independently control the temperature, flow rate, and position of the supply port of the cooling medium. In addition, it is possible to supply the cooling medium from six supply ports by arranging one cooling medium supply tube 55 having a plurality of supply ports, for example, three cooling medium supply tubes 55. . The supply port of the cooling medium supply pipe 55 may be a shower head. Further, the cooling medium supply pipe 55 is not limited to the linear arrangement in the radial direction of the cooling medium supply pipe 55, but is an arrangement in which the temperature distribution of the polishing pad 12 can be adjusted better. Can be done. Further, the separation wall 21 can be replaced with the separation wall 51 of the second embodiment.

研磨装置3による研磨方法は、冷却媒体が複数構成の冷却媒体供給管55から供給される他は、第1の実施形態の研磨装置1と同じである。   The polishing method by the polishing apparatus 3 is the same as the polishing apparatus 1 of the first embodiment, except that the cooling medium is supplied from a plurality of cooling medium supply pipes 55.

研磨装置3は、複数個の冷却媒体供給管55の冷却媒体の温度、流量等を独立して制御することによって、研磨パッド12の温度分布を所望の形状にすることが可能となる。すなわち、実施例1で示した計測線45の温度分布を、図5に示すように平らにすることが可能となる。これは、複数個の冷却媒体供給管55のうち、研磨接触面37の中央部の冷却媒体の温度を下げたり、中央部の冷却媒体の流量を上げたりすることにより達成される。   The polishing apparatus 3 can make the temperature distribution of the polishing pad 12 into a desired shape by independently controlling the temperature, flow rate, and the like of the cooling medium of the plurality of cooling medium supply pipes 55. That is, the temperature distribution of the measurement line 45 shown in the first embodiment can be flattened as shown in FIG. This is achieved by lowering the temperature of the cooling medium at the center of the polishing contact surface 37 or increasing the flow rate of the cooling medium at the center of the plurality of cooling medium supply pipes 55.

このような研磨パッド12の温度分布を実現した研磨装置3を使用してCMP処理を行うことによって、半導体ウェーハ27は、その中に形成されている半導体デバイスの特性をより均一とすることが可能となる。   By performing the CMP process using the polishing apparatus 3 that realizes such a temperature distribution of the polishing pad 12, the semiconductor wafer 27 can make the characteristics of the semiconductor devices formed therein more uniform. It becomes.

研磨装置3は、その他、第1の実施形態の研磨装置1が有する効果を同様に有している。   The polishing apparatus 3 has the same effects as the polishing apparatus 1 of the first embodiment.

以上、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することができる。   As mentioned above, this invention is not limited to the said Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change and implement variously.

例えば、実施形態では、分離壁は、研磨パッドの外周と接する2箇所が、研磨パッド外周の1/4程度離れている例を示したが、研磨パッド外周の1/4より小さくも、大きくも設定することは可能である。分離壁によって区画された非研磨領域で、所望の研磨パッド冷却が行えればよい。   For example, in the embodiment, the example in which the separation wall is in contact with the outer periphery of the polishing pad at two locations that are separated by about 1/4 of the outer periphery of the polishing pad is shown. It is possible to set. What is necessary is just to perform desired polishing pad cooling in the non-polishing area defined by the separation wall.

さらに、以下の付記に記載されているような構成が考えられる。
(付記1) 上面に研磨パッドが貼付され、回転可能なターンテーブルと、研磨対象を回転可能に保持し、前記研磨対象の研磨面を前記研磨パッドに対向配置させる保持手段と、前記研磨パッド上面と当接し、前記研磨パッドに対向配置された前記保持手段が配設される研磨領域と前記保持手段が配設されない非研磨領域に前記研磨パッドを区画し、前記非研磨領域の前記研磨パッドの半径方向に、回転している前記研磨パッドが前記保持手段と接触してできるドーナツ状の研磨接触面の帯を連続して含む分離壁と、前記研磨領域側の前記研磨パッド上面にスラリーを供給するスラリー供給管と、前記非研磨領域の前記研磨パッド上面に冷却媒体を供給する冷却媒体供給管とを備える研磨装置。
Furthermore, the structure as described in the following supplementary notes can be considered.
(Supplementary Note 1) A polishing pad is attached to the upper surface, a rotatable turntable, a holding means for rotatably holding a polishing object, and a polishing surface to be polished facing the polishing pad, and an upper surface of the polishing pad The polishing pad is partitioned into a polishing region in which the holding means disposed opposite to the polishing pad is disposed and a non-polishing region in which the holding means is not disposed, and the polishing pad in the non-polishing region A slurry is supplied to a separation wall continuously including a band of a doughnut-shaped polishing contact surface formed by contacting the holding means with the polishing pad rotating in a radial direction, and the upper surface of the polishing pad on the polishing region side A polishing apparatus comprising: a slurry supply pipe that performs cooling; and a cooling medium supply pipe that supplies a cooling medium to the upper surface of the polishing pad in the non-polishing region.

(付記2) 前記分離壁は、平面視で前記研磨パッドの回転上流側に凸形の2つの曲線が、一定の角度だけ離れて、前記研磨パッドの回転中心部で連結される形状をなしている付記1に記載の研磨装置。 (Supplementary Note 2) The separation wall has a shape in which two curved curves that are convex upstream of the polishing pad in a plan view are connected to each other at a rotation angle portion of the polishing pad, separated by a certain angle. The polishing apparatus according to Appendix 1.

(付記3) 前記分離壁は、表面の少なくとも一部がPEEK、PPS、及びフッ素樹脂のいずれかで形成されている付記1に記載の研磨装置。 (Supplementary note 3) The polishing apparatus according to supplementary note 1, wherein at least a part of a surface of the separation wall is formed of one of PEEK, PPS, and fluororesin.

(付記4) 前記冷却媒体供給管は、前記研磨パッドの半径方向に移動が可能である付記1に記載の研磨装置。 (Supplementary note 4) The polishing apparatus according to supplementary note 1, wherein the cooling medium supply pipe is movable in a radial direction of the polishing pad.

(付記5) 前記冷却媒体供給管は、温度調節された冷却媒体を供給可能である付記1に記載の研磨装置。 (Supplementary note 5) The polishing apparatus according to supplementary note 1, wherein the cooling medium supply pipe is capable of supplying a temperature-controlled cooling medium.

(付記6) 前記冷却媒体は気体である付記1に記載の研磨装置。 (Supplementary note 6) The polishing apparatus according to supplementary note 1, wherein the cooling medium is a gas.

(付記7) 前記冷却媒体供給管は、前記研磨パッド上面に対向した供給口に多孔のシャワーヘッドが設けられている付記1に記載の研磨装置。 (Supplementary note 7) The polishing apparatus according to supplementary note 1, wherein the cooling medium supply pipe is provided with a porous shower head at a supply port facing the upper surface of the polishing pad.

1、2、3 研磨装置
11 ターンテーブル
12 研磨パッド
15 ケーシング
16 ファンネル
21、51 分離壁
23 押さえ治具
25 トップリング
27 半導体ウェーハ
29 リテーナリング
31 スラリー供給管
33 純水供給管
35、55 冷却媒体供給管
37 研磨接触面
41 非研磨領域
43 研磨領域
45 計測線
1, 2, 3 Polishing apparatus 11 Turntable 12 Polishing pad 15 Casing 16 Funnels 21, 51 Separation wall 23 Holding jig 25 Top ring 27 Semiconductor wafer 29 Retainer ring 31 Slurry supply pipe 33 Pure water supply pipe 35, 55 Cooling medium supply Tube 37 Polishing contact surface 41 Non-polishing region 43 Polishing region 45 Measuring line

Claims (5)

上面に研磨パッドが貼付され、回転可能なターンテーブルと、
研磨対象を回転可能に保持し、前記研磨対象の研磨面を前記研磨パッドに対向配置させる保持手段と、
前記研磨パッド上面と当接し、前記研磨パッドに対向配置された前記保持手段が配設される研磨領域と前記保持手段が配設されない非研磨領域に前記研磨パッドを区画し、前記非研磨領域の前記研磨パッドの半径方向に、回転している前記研磨パッドが前記保持手段と接触してできるドーナツ状の研磨接触面の帯を連続して含む分離壁と、
前記研磨領域側の前記研磨パッド上面にスラリーを供給するスラリー供給管と、
前記非研磨領域の前記研磨パッド上面に冷却媒体を供給する冷却媒体供給管と、
を備えることを特徴とする研磨装置。
A polishing pad is affixed to the upper surface, and a rotatable turntable,
Holding means for rotatably holding an object to be polished and disposing the polishing surface of the object to be polished opposite the polishing pad;
The polishing pad is partitioned into a polishing region that is in contact with the upper surface of the polishing pad and is disposed opposite to the polishing pad, and a non-polishing region where the holding unit is not disposed. A separating wall continuously including a doughnut-shaped polishing contact surface band formed by contacting the holding means with the rotating polishing pad rotating in the radial direction of the polishing pad;
A slurry supply pipe for supplying slurry to the upper surface of the polishing pad on the polishing region side;
A cooling medium supply pipe for supplying a cooling medium to the upper surface of the polishing pad in the non-polishing region;
A polishing apparatus comprising:
前記分離壁は、平面視でU字形をなし、U字形の底部が前記研磨パッドの回転中心部に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 separation wall has a U shape in a plan view, and a bottom portion of the U shape is at a rotation center portion of the polishing pad. 前記冷却媒体供給管は、前記研磨パッドの半径方向に沿って複数配設され、それぞれ独立に制御されて前記冷却媒体を供給可能であることを特徴とする請求項1または2に記載の研磨装置。   3. The polishing apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the cooling medium supply pipes are arranged along a radial direction of the polishing pad, and the cooling medium can be supplied independently controlled. 4. . 前記冷却媒体は純水であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の研磨装置。   The polishing apparatus according to claim 1, wherein the cooling medium is pure water. 研磨パッドに対向配置された研磨対象の保持手段が配設される研磨領域と前記保持手段が配設されない非研磨領域に前記研磨パッドを区画する分離壁を、ターンテーブルに貼付された前記研磨パッドと当接させる工程と、
回転する前記研磨パッドの前記非研磨領域に、前記研磨パッドの表面を冷却する冷却媒体を供給する工程と、
前記研磨領域にスラリーを供給する工程と、
前記スラリーが供給された前記研磨領域に、前記保持手段に保持された回転する前記研磨対象を押圧する工程と、
を備えることを特徴とする研磨方法。
The polishing pad that is attached to a turntable with a separation wall that partitions the polishing pad in a polishing region in which a holding means for polishing is disposed opposite to the polishing pad and a non-polishing region in which the holding means is not provided A step of contacting with,
Supplying a cooling medium for cooling the surface of the polishing pad to the non-polishing region of the rotating polishing pad;
Supplying slurry to the polishing region;
Pressing the rotating polishing object held by the holding means to the polishing area supplied with the slurry;
A polishing method comprising:
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012139739A (en) * 2010-12-28 2012-07-26 Ebara Corp Polishing device, and polishing method
WO2018034308A1 (en) * 2016-08-17 2018-02-22 株式会社 荏原製作所 Polishing method, polishing device, and recording medium with computer program recorded thereon
CN111733421A (en) * 2020-07-08 2020-10-02 罗远菊 Chemical polishing machine for metal processing
KR20220070344A (en) * 2016-06-24 2022-05-30 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Slurry distribution device for chemical mechanical polishing
JP2022529635A (en) * 2019-04-18 2022-06-23 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Insituedge asymmetry correction in CMP based on temperature

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5621702B2 (en) * 2011-04-26 2014-11-12 信越半導体株式会社 Semiconductor wafer and manufacturing method thereof
JP2013099814A (en) * 2011-11-08 2013-05-23 Toshiba Corp Polishing method and polishing apparatus
JP6161999B2 (en) * 2013-08-27 2017-07-12 株式会社荏原製作所 Polishing method and polishing apparatus
JP6139420B2 (en) * 2014-01-10 2017-05-31 株式会社東芝 Polishing apparatus and polishing method
US10576604B2 (en) * 2014-04-30 2020-03-03 Ebara Corporation Substrate polishing apparatus
JP6923342B2 (en) * 2017-04-11 2021-08-18 株式会社荏原製作所 Polishing equipment and polishing method
TWI838459B (en) * 2019-02-20 2024-04-11 美商應用材料股份有限公司 Chemical mechanical polishing apparatus and method of chemical mechanical polishing
TW202522580A (en) 2019-08-13 2025-06-01 美商應用材料股份有限公司 Chemical mechanical polishing system
KR102739375B1 (en) 2020-10-16 2024-12-05 삼성전자주식회사 Chemical mechanical polishing apparatus, chemical mechanical polishing method and method for fabricating semiconductor device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08281551A (en) * 1995-04-10 1996-10-29 Ebara Corp Polishing method and device for the same
JPH10309661A (en) * 1995-09-08 1998-11-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method and apparatus for polishing semiconductor substrate
JPH11277410A (en) * 1998-03-27 1999-10-12 Mitsubishi Materials Silicon Corp Polishing device
JP2004042217A (en) * 2002-07-12 2004-02-12 Ebara Corp Polishing method, polishing device, and method of manufacturing polishing tool

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5154021A (en) * 1991-06-26 1992-10-13 International Business Machines Corporation Pneumatic pad conditioner
TW344695B (en) * 1995-08-24 1998-11-11 Matsushita Electric Industrial Co Ltd Method for polishing semiconductor substrate
KR100202659B1 (en) * 1996-07-09 1999-06-15 구본준 Mechanochemical polishing apparatus for semiconductor wafers
US5667424A (en) * 1996-09-25 1997-09-16 Chartered Semiconductor Manufacturing Pte Ltd. New chemical mechanical planarization (CMP) end point detection apparatus
JP3672685B2 (en) * 1996-11-29 2005-07-20 松下電器産業株式会社 Polishing method and polishing apparatus
JPH10329015A (en) * 1997-03-24 1998-12-15 Canon Inc Polishing apparatus and polishing method
JPH11123658A (en) * 1997-10-21 1999-05-11 Speedfam Co Ltd Dresser and dressing device
US6261162B1 (en) * 1998-03-25 2001-07-17 Ebara Corporation Polishing apparatus and method of manufacturing grinding plate
US6284092B1 (en) * 1999-08-06 2001-09-04 International Business Machines Corporation CMP slurry atomization slurry dispense system
US6350183B2 (en) * 1999-08-10 2002-02-26 International Business Machines Corporation High pressure cleaning
US6953391B1 (en) * 2002-03-30 2005-10-11 Lam Research Corporation Methods for reducing slurry usage in a linear chemical mechanical planarization system
JP2007180309A (en) * 2005-12-28 2007-07-12 Toshiba Corp Polishing apparatus and polishing method
US7452264B2 (en) * 2006-06-27 2008-11-18 Applied Materials, Inc. Pad cleaning method
US8172641B2 (en) * 2008-07-17 2012-05-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. CMP by controlling polish temperature
JP2010179407A (en) * 2009-02-05 2010-08-19 Elpida Memory Inc Cmp device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08281551A (en) * 1995-04-10 1996-10-29 Ebara Corp Polishing method and device for the same
JPH10309661A (en) * 1995-09-08 1998-11-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method and apparatus for polishing semiconductor substrate
JPH11277410A (en) * 1998-03-27 1999-10-12 Mitsubishi Materials Silicon Corp Polishing device
JP2004042217A (en) * 2002-07-12 2004-02-12 Ebara Corp Polishing method, polishing device, and method of manufacturing polishing tool

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012139739A (en) * 2010-12-28 2012-07-26 Ebara Corp Polishing device, and polishing method
KR20220070344A (en) * 2016-06-24 2022-05-30 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Slurry distribution device for chemical mechanical polishing
US11806835B2 (en) 2016-06-24 2023-11-07 Applied Materials, Inc. Slurry distribution device for chemical mechanical polishing
KR102608278B1 (en) * 2016-06-24 2023-11-30 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Slurry distribution device for chemical mechanical polishing
US11986926B2 (en) 2016-06-24 2024-05-21 Applied Materials, Inc. Slurry distribution device for chemical mechanical polishing
WO2018034308A1 (en) * 2016-08-17 2018-02-22 株式会社 荏原製作所 Polishing method, polishing device, and recording medium with computer program recorded thereon
JP2022529635A (en) * 2019-04-18 2022-06-23 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Insituedge asymmetry correction in CMP based on temperature
US11865671B2 (en) 2019-04-18 2024-01-09 Applied Materials, Inc. Temperature-based in-situ edge assymetry correction during CMP
CN111733421A (en) * 2020-07-08 2020-10-02 罗远菊 Chemical polishing machine for metal processing
CN111733421B (en) * 2020-07-08 2022-04-12 福建省鈊美机械科技有限公司 Chemical polishing machine for metal processing

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Publication number Publication date
US20110081832A1 (en) 2011-04-07

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