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技術 研磨装置及び研磨方法

出願人 富士通セミコンダクター株式会社
発明者 林武彦
出願日 2014年5月14日 (6年1ヶ月経過) 出願番号 2014-100095
公開日 2015年12月7日 (4年7ヶ月経過) 公開番号 2015-217441
状態 特許登録済
技術分野 仕上研磨、刃砥ぎ、特定研削機構による研削 洗浄、機械加工
主要キーワード 突起状構造 シャワー機構 乾燥スラリー 畝状突起 半球状突起 スラリー滴 ガード板 左右端側
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (14)

課題

研磨装置及び研磨方法に関し、飛散したスラリー飛沫が装置内に付着して乾燥することを抑制する。

解決手段

研磨ヘッド3を囲むように遮蔽機構6を設け、前記機構にスラリー飛沫を付着させたのち、スラリー滴として落下させる。開示の研磨装置及び研磨方法によれば、飛散したスラリー飛沫が装置内に付着して乾燥することを抑制することが可能になり、それによって、ウェーハスクラッチ痕の発生を低減することが可能になる。

概要

背景

近年、半導体装置高集積化要請応えるために、従来のアルミニウム(Al)系の
配線に代わって、アルミニウム(Al)よりエレクトロマイグレーション耐性の大きな銅
(Cu)が使用されるようになってきた。銅(Cu)を配線材料に用いる場合には、CMP(化学機械研磨)法を用いて埋込配線層として形成している。

また、各種の平坦化工程においても、研磨が用いられているので、ここで、図11及び図12を参照して、従来の研磨工程を説明する。図11は、従来の研磨装置の概略的要部平面図であり、研磨台51に、回転自在の複数(ここでは3つで説明する)のプラテン54とロードカップ60が設けられ、このプラテン54上にそれぞれ研磨パッド55が載置されている。また、支持アーム52の先端部には4つの研磨ヘッド53が回転自在且つ搖動自在に取り付けられている。

研磨台51には、各プラテン54毎にコンディショナー56及びスラリーノズル59が配置され、コンディショナー56はコンディショナーヘッド57と、コンディショナーヘッド57を回転自在に操作する回転アーム58を備えている。また、研磨台51の一角には研磨ヘッド53にウェーハ62を供給するウェーハ供給装置61が設けられている(例えば、特許文献1参照)。

各研磨ヘッド53は、ウェーハ62を内周部に保持するリテーナリング(図示は省略)を有しており、ヘッド筐体の内部にはその膨張収縮によってウェーハ62を研磨ヘッド53に吸引したり、或いは、研磨パッド55側に押圧するメンブレンが内蔵されている。ウェーハ供給装置61から供給されたウェーハ62はロードカップ60上で研磨ヘッド53に装着され、支持アーム52を90°回転させて研磨パッド55上に位置させる。

CMP工程においては、研磨残渣等により研磨パッドが目詰まりを起こし、研磨速度の低下或いは研磨精度の低下を招くので、コンディショナー56を用いて定期的にコンディショニングを行っている。コンディショニングにおいては、ダイヤモンドディスクを備えたコンディショナーヘッド57により研磨パッド55の目立てを行なう。

研磨工程においては、図12(a)に示すように、研磨ヘッド53に装着されたウェーハ62を研磨パッド55に押し当てて、スラリーノズルからスラリー63を供給しながら研磨ヘッド53とプラテン54を回転させて研磨を行う。この時、研磨ヘッド53及び研磨パッド55の回転に伴ってスラリー63が飛散して、スラリー飛沫64が支持アーム52の天井部に付着する。

図12(b)に示すように、このような研磨工程を1時間乃至2時間繰り返す間に、付着したスラリー飛沫64は乾燥して乾燥スラリー65になる。この乾燥スラリー65は、白い塗料を吹き付けたような状態となる。

概要

研磨装置及び研磨方法に関し、飛散したスラリー飛沫が装置内に付着して乾燥することを抑制する。研磨ヘッド3を囲むように遮蔽機構6を設け、前記機構にスラリー飛沫を付着させたのち、スラリー滴として落下させる。開示の研磨装置及び研磨方法によれば、飛散したスラリー飛沫が装置内に付着して乾燥することを抑制することが可能になり、それによって、ウェーハにスクラッチ痕の発生を低減することが可能になる。

目的

したがって、研磨装置及び研磨方法において、飛散したスラリー飛沫が装置内に付着して乾燥することを抑制することを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

研磨台と、前記研磨台に設けられた回転自在のプラテンと、前記プラテン上に固定された研磨パッドと、被研磨部材を固定して前記研磨パッドに圧接して研磨する研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドを搖動可能に支持するアームとを有し、前記アームの前記研磨ヘッドを支持する支持部に、前記研磨ヘッドの上面及び側面を覆い且つ、内面水平部を有さない機構を有することを特徴とする研磨装置

請求項2

前記機構は、前記研磨ヘッドの前後左右の4方に設けられ、前記研磨ヘッドと対向する内面に突起状構造を備えた遮蔽板であることを特徴とする請求項1に記載の研磨装置。

請求項3

前記遮蔽板に設けられた突起状構造は、水平方向と交わる方向に延在する突起構造であることを特徴とする請求項2に記載の研磨装置。

請求項4

前記遮蔽板に設けられた突起構造は、水平方向に延在する溝と前記水平方向と交わる方向に延在する溝により区分された四角錐状の突起状構造であることを特徴とする請求項2に記載の研磨装置。

請求項5

前記遮蔽板に設けられた突起状構造は、半球状の突起状構造であることを特徴とする請求項2に記載の研磨装置。

請求項6

前記機構は、前記研磨ヘッドに対向する内面に螺旋状の溝が切られた椀状の遮蔽体であることを特徴とする請求項1に記載の研磨装置。

請求項7

被研磨部材を固定した研磨ヘッドを研磨パッドに圧接して回転研磨する工程において、回転に伴って飛散するスラリーを機構により遮蔽して、前記遮蔽したスラリーを前記研磨パッド上に滴下しながら研磨することを特徴とする研磨方法

技術分野

0001

本発明は、研磨装置及び研磨方法に関する。

背景技術

0002

近年、半導体装置高集積化要請応えるために、従来のアルミニウム(Al)系の
配線に代わって、アルミニウム(Al)よりエレクトロマイグレーション耐性の大きな銅
(Cu)が使用されるようになってきた。銅(Cu)を配線材料に用いる場合には、CMP(化学機械研磨)法を用いて埋込配線層として形成している。

0003

また、各種の平坦化工程においても、研磨が用いられているので、ここで、図11及び図12を参照して、従来の研磨工程を説明する。図11は、従来の研磨装置の概略的要部平面図であり、研磨台51に、回転自在の複数(ここでは3つで説明する)のプラテン54とロードカップ60が設けられ、このプラテン54上にそれぞれ研磨パッド55が載置されている。また、支持アーム52の先端部には4つの研磨ヘッド53が回転自在且つ搖動自在に取り付けられている。

0004

研磨台51には、各プラテン54毎にコンディショナー56及びスラリーノズル59が配置され、コンディショナー56はコンディショナーヘッド57と、コンディショナーヘッド57を回転自在に操作する回転アーム58を備えている。また、研磨台51の一角には研磨ヘッド53にウェーハ62を供給するウェーハ供給装置61が設けられている(例えば、特許文献1参照)。

0005

各研磨ヘッド53は、ウェーハ62を内周部に保持するリテーナリング(図示は省略)を有しており、ヘッド筐体の内部にはその膨張収縮によってウェーハ62を研磨ヘッド53に吸引したり、或いは、研磨パッド55側に押圧するメンブレンが内蔵されている。ウェーハ供給装置61から供給されたウェーハ62はロードカップ60上で研磨ヘッド53に装着され、支持アーム52を90°回転させて研磨パッド55上に位置させる。

0006

CMP工程においては、研磨残渣等により研磨パッドが目詰まりを起こし、研磨速度の低下或いは研磨精度の低下を招くので、コンディショナー56を用いて定期的にコンディショニングを行っている。コンディショニングにおいては、ダイヤモンドディスクを備えたコンディショナーヘッド57により研磨パッド55の目立てを行なう。

0007

研磨工程においては、図12(a)に示すように、研磨ヘッド53に装着されたウェーハ62を研磨パッド55に押し当てて、スラリーノズルからスラリー63を供給しながら研磨ヘッド53とプラテン54を回転させて研磨を行う。この時、研磨ヘッド53及び研磨パッド55の回転に伴ってスラリー63が飛散して、スラリー飛沫64が支持アーム52の天井部に付着する。

0008

図12(b)に示すように、このような研磨工程を1時間乃至2時間繰り返す間に、付着したスラリー飛沫64は乾燥して乾燥スラリー65になる。この乾燥スラリー65は、白い塗料を吹き付けたような状態となる。

先行技術

0009

特開2001−257187号公報

発明が解決しようとする課題

0010

上述の乾燥スラリー65が研磨中に落下してウェーハに接触してスクラッチ痕を発生させるという問題があるので、その事情図13を参照して説明する。なお、図13は、図12から引き続く一連の工程である。図13(c)に示すように、研磨中に乾燥した乾燥スラリー65は、研磨中の機械的な振動や飛散してくるスラリー飛沫64の衝突により剥離して、装置内に落下する。

0011

図13(d)に示すように、研磨パッド55上に落下した乾燥スラリー65は回転に伴ってウェーハ62と接触してウェーハ62にスクラッチ痕を発生させることになる。

0012

したがって、研磨装置及び研磨方法において、飛散したスラリー飛沫が装置内に付着して乾燥することを抑制することを目的とする。

課題を解決するための手段

0013

開示する一観点からは、研磨台と、前記研磨台に設けられた回転自在のプラテンと、前記プラテン上に固定された研磨パッドと、被研磨部材を固定して前記研磨パッドに圧接して研磨する研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドを搖動可能に支持するアームとを有し、前記アームの前記研磨ヘッドを支持する支持部に、前記研磨ヘッドの上面及び側面を覆い且つ、内面水平部を有さない機構を有することを特徴とする研磨装置が提供される。

0014

また、開示する別の観点からは、被研磨部材を固定した研磨ヘッドを研磨パッドに圧接して回転研磨する工程において、回転に伴って飛散するスラリーを遮蔽機構により遮蔽して、前記遮蔽したスラリーを前記研磨パッド上に滴下しながら研磨することを特徴とする研磨方法が提供される。

発明の効果

0015

開示の研磨装置及び研磨方法によれば、飛散したスラリー飛沫が装置内に付着して乾燥することを抑制することが可能になり、それによって、ウェーハにスクラッチ痕の発生を低減することが可能になる。

図面の簡単な説明

0016

本発明の実施の形態の研磨装置の構成説明図である。
本発明の実施の形態の研磨工程の途中までの説明図である。
本発明の実施の形態の研磨工程の図2以降の説明図である。
本発明の実施例1の研磨装置の構成説明図である。
本発明の実施例1の研磨装置に用いるガード板の説明図である。
本発明の実施例2の研磨装置に用いるガード板の説明図である。
本発明の実施例3の研磨装置に用いるガード板の説明図である。
本発明の実施例4の研磨装置に用いるガード板の説明図である。
本発明の実施例4のガード板に設ける螺旋状の溝の説明図である。
本発明の実施例5の研磨装置に用いるガード板の説明図である。
従来の研磨装置の概略的要部平面図である。
従来の研磨工程の途中までの説明図である。
従来の研磨工程の図12以降の説明図である。

0017

ここで、図1乃至図3を参照して、本発明の実施の形態の研磨装置及びこの研磨装置を用いた研磨工程を説明する。図1は、本発明の実施の形態の研磨装置の構成説明図であり、図1(a)は概略的要部平面図であり、図1(b)は研磨状態を示す要部断面図である。図1(a)に示すように、研磨装置は、研磨台1と、研磨台1に設けられた回転自在のプラテン4と、プラテン4上に固定された研磨パッド5を有している。また、研磨パッド5に被研磨部材12を固定して圧接して研磨する研磨ヘッド3と、研磨ヘッド3を搖動可能に支持するアーム2を有している。本発明の研磨装置においては、アーム2の研磨ヘッド3を支持する支持部に、研磨ヘッド3の上面及び側面を覆い且つ、内面が研磨台1の主平面に対して水平部を有さない遮蔽機構6を設けている。この遮蔽機構6をアーム2に取り付ける際には、ネジや嵌合機構等を用いて着脱自在に取り付けることが望ましい。

0018

この遮蔽機構6は、研磨ヘッド3の前後左右の4方に設けられ、研磨ヘッド3と対向する内面に突起状構造を備えた遮蔽板としても良い。この場合の遮蔽板に設けられた突起状構造は、水平方向と交わる方向に延在する突起構造としても良い、或いは、蔽板に設けられた突起構造を、水平方向に延在する溝と水平方向と交わる方向に延在する溝により区分された四角錐状の突起状構造または半球状の突起状構造としても良い。このような突起状構造を設けることによって、遮蔽板の内面に付着したスラリー飛沫が集合して滴化してスラリー滴となり、このスラリー滴は乾燥することなく滴下し、その一部は研磨パッド5上に滴下してスラリーの一部として再利用することができる。

0019

また、遮蔽機構6は、研磨ヘッド3に対向する内面に螺旋状の溝が切られた椀状の遮蔽体としても良い。この椀状の遮蔽体のアームに対する後端側が研磨パッド5からはみ出さない形状にすることが望ましく、それによって、遮蔽板の内面に付着したスラリー飛沫が集合して滴化したスラリー滴を研磨パッド5上に滴下して再利用することができる。また、螺旋状の溝の下端滴下口)が、椀状の遮蔽体の裾のアーム2に対する前端側及び左右端側にのみに設けることによって、スラリー滴を研磨パッド5上のみに滴下することができる。また、このような椀状の遮蔽体は、アーム2の研磨ヘッド3を支持する支持部近傍にアーム2と一体に成型された凹部構造として設けても良い。

0020

この遮蔽機構6の研磨ヘッド3と対向する内面は、フッ素系樹脂等の撥水性物質被覆することが望ましく、それによって、スラリー飛沫の滴下をより促進することができる。なお、遮蔽機構6の素材は任意であるが、一般には金属或いはプラスチックを用いる。

0021

また、研磨台1には、各プラテン4毎に回転アーム8により回転自在に操作されるコンディショナーヘッド7と、スラリーを供給するスラリーノズル9を備えている。また、研磨台1の一角には研磨ヘッド3に被研磨部材12を供給する被研磨部材供給装置11が設けられており、ロードカップ10上で被研磨部材12を研磨ヘッド3に装着する。なお、被研磨部材12は、典型的にはSiウェーハ等の半導体ウェーハである。

0022

次に、図2乃至図3を参照して、本発明の実施の形態の研磨工程を説明する。図2(a)に示すように、研磨ヘッド3に装着された被被研磨部材12を研磨パッド5に押し当てて、スラリーノズルからスラリー13を供給しながら研磨ヘッド3とプラテン4を回転させて研磨を行う。この時、研磨ヘッド3及び研磨パッド5の回転に伴ってスラリー13が飛散するが、飛散したスラリー飛沫14は遮蔽機構6の内面に付着し、アーム2の天井部に付着することはない。

0023

図12(b)に示すように、引き続き研磨を行うと、遮蔽機構6の内面に付着したスラリー飛沫14が集合してスラリー滴15となって遮蔽機構6の内面を伝って降下して、ついには乾燥することなく装置内に落下する。研磨パッド5上に落下したスラリー滴15はそのままスラリー13の一部として再利用されることになる。

0024

次いで、図3(c)に示すように、研磨が終了した被研磨部材をロードカップ10上で取り外したのち、シャワー機構16から純水をシャワー17として噴射して遮蔽機構6を洗浄して遮蔽機構6の内面に付着しているスラリー滴15を洗い流す。図3(d)は洗浄後の状態を示す断面図であり、遮蔽機構6の内面からスラリーが完全に除去された状態を示している。

0025

このように、本発明の実施の形態においては、研磨ヘッド3を取り囲むように遮蔽機構6を設けているので、スラリー飛沫がアーム2の天井部に付着して乾燥することがない。また、遮蔽機構6の内面に付着したスラリー飛沫は、遮蔽機構6の内面が研磨台1の主平面に対して水平部を有していないので、付着したまま乾燥することなく効果的に降下して装置内に落下することになる。

0026

したがって、スラリー飛沫が乾燥して乾燥スラリーが落下することがないので、被研磨部材12にスクラッチ痕が発生することがない。また、落下したスラリー滴の一部或いは全部は研磨パッド5上に落下して、スラリーとして再び利用されるので、スラリーの利用効率が向上することにもなる。

0027

次に、図4及び図5を参照して、本発明の実施例1の研磨装置を説明する。図4は本発明の実施例1の研磨装置の構成説明図であり、図4(a)は概略的要部平面図であり、図4(b)は研磨状態を示す要部断面図である。なお、研磨工程は実施の形態で説明した通りであるので、研磨装置のみ説明する。図4(a)に示すように、研磨装置は、研磨台21に3つの回転自在のプラテン24と、ロードカップ33が設けられ、各プラテン24上にそれぞれ研磨パッド25が載置されている。また、支持アーム22の先端部には4つの研磨ヘッド23が回転自在且つ搖動自在に取り付けられている。

0028

支持アーム22の研磨ヘッド23を支持する支持部に、研磨ヘッド23の上面及び側面を覆うガード板26,27が固定ネジ28によって取り付けられている。この時のガード板26,27の傾斜角度θは45°〜90°であり、ここでは、θ=50°とする。

0029

また、研磨台21には、各プラテン24毎にコンディショナー29及びスラリーノズル32が配置され、コンディショナー29はコンディショナーヘッド30と、コンディショナーヘッド30を回転自在に操作する回転アーム31を備えている。また、研磨台21の一角には研磨ヘッド23にウェーハ35を供給するウェーハ供給装置34が設けられている。

0030

図5は、本発明の実施例1の研磨装置に用いるガード板の説明図であり、図5(a)はガード板の取り付け状態を示す上面図であり、図5(b)はガード板の斜視図である。図5(c)は図5(b)におけるB−B′を結ぶ一点鎖線に沿った断面図である。図5(a)に示すように、研磨ヘッド23の支持アーム22の軸線の前後を覆うようにガード板26が設けられ、左右の面を覆うようにガード板27が設けられている。このガード板26,27はプラスチックを加工して形成し、その内面をテフロン登録商標)でコートして形成する。

0031

12インチウェーハを対象とする場合には、一例を挙げれば、ガード板26は、幅w1が35cm〜50cmで、突出長さl1は10cm〜15cmであり、ここでは、w1=40cm、l1=15cmとする。また、ガード板27の幅w2は、40cm〜60cmであり、ここでは、w2=50cmとする。

0032

また、図5(b)に示すように、ガード板26(27)には三角畝状突起36が設けられている。図5(c)に示すように、この三角畝状突起36の高さhは5mm〜50mmであり、ピッチpは5mm〜50mmであり、ガード板26(27)の全体の厚さdは10mm〜50mmである。ここでは、d=20mm、h=10mm、p=12mmとする。

0033

このように、本発明の実施例1の研磨装置においては、三角畝状突起36を設けたガード板26,27で研磨ヘッド23の前後左右を囲んでいるので、ガード板26,27に付着したスラリー飛沫は三角畝状突起36を伝って降下して装置内に落下する。したがって、スラリー飛沫が乾燥して乾燥スラリーが落下することがないので、ウェーハ35に乾燥スラリーに起因するスクラッチ痕が発生することがない。また、落下したスラリー滴の一部は研磨パッド25上に落下して、スラリーとして再び利用されるので、スラリーの利用効率が向上することにもなる。

0034

次に、図6を参照して本発明の実施例2の研磨装置を説明するが、ガード板の構造以外は上述の実施例1の研磨装置と同様であるので、ガード板の構造のみを説明する。図6は、本発明の実施例2の研磨装置に用いるガード板の説明図であり、図6(a)はガード板の取り付け状態を示す上面図であり、図6(b)はガード板の内面を示す平面図である。図6(c)は図6(b)におけるB−B′を結ぶ一点鎖線に沿った断面図であり、図6(d)は図6(b)におけるC−C′を結ぶ二点鎖線に沿った断面図である。図6(a)に示すように、研磨ヘッド23の支持アーム22の軸線の前後を覆うようにガード板37が設けられ、左右の面を覆うようにガード板38が設けられている。このガード板37,38はプラスチックを加工して形成し、その内面をテフロン(登録商標)でコートして形成する。なお、ガード板37,38の取り付け角度は、45°〜90°であり、ここでは、50°とする。

0035

12インチウェーハを対象とする場合には、一例を挙げれば、ガード板37は、幅w1が35cm〜50cmで、突出長さl1は10cm〜15cmであり、ここでは、w1=40cm、l1=15cmとする。また、ガード板38の幅w2は、40cm〜60cmであり、ここでは、w2=50cmとする。

0036

また、図6(b)に示すように、ガード板37(38)には四角錐状突起39が設けられている。図6(c)及び図6(d)に示すように、この三角畝状突起39の高さhは5mm〜50mmであり、ピッチp1,p2は5mm〜50mmであり、ガード板37(38)の全体の厚さdは10mm〜50mmである。ここでは、d=20mm、h=10mm、p1=p2=12mmとする。

0037

このように、本発明の実施例2の研磨装置においては、四角錐状突起39を設けたガード板37,38で研磨ヘッド23の前後左右を囲んでいるので、ガード板37,38に付着したスラリー飛沫は四角錐状突起39の先端部を伝って装置内に落下する。したがって、スラリー飛沫が乾燥して乾燥スラリーが落下することがないので、ウェーハ35に乾燥スラリーに起因するスクラッチ痕が発生することがない。また、落下したスラリー滴の一部は研磨パッド25上に落下して、スラリーとして再び利用されるので、スラリーの利用効率が向上することにもなる。

0038

次に、図7を参照して本発明の実施例3の研磨装置を説明するが、ガード板の構造以外は上述の実施例1の研磨装置と同様であるので、ガード板の構造のみを説明する。図7は、本発明の実施例3の研磨装置に用いるガード板の説明図であり、図7(a)はガード板の取り付け状態を示す上面図であり、図7(b)はガード板の内面を示す平面図である。図7(c)は図7(b)におけるB−B′を結ぶ一点鎖線に沿った断面図であり、図7(d)は図7(b)におけるC−C′を結ぶ二点鎖線に沿った断面図である。図7(a)に示すように、研磨ヘッド23の支持アーム22の軸線の前後を覆うようにガード板40が設けられ、左右の面を覆うようにガード板41が設けられている。このガード板40,41はプラスチックを加工して形成し、その内面をテフロン(登録商標)でコートして形成する。なお、ガード板40,41の取り付け角度は、45°〜90°であり、ここでは、50°とする。

0039

12インチウェーハを対象とする場合には、一例を挙げれば、ガード板40は、幅w1が35cm〜50cmで、突出長さl1は10cm〜15cmであり、ここでは、w1=40cm、l1=15cmとする。また、ガード板41の幅w2は、40cm〜60cmであり、ここでは、w2=50cmとする。

0040

また、図7(b)に示すように、ガード板40(41)には半球状突起42が設けられている。図7(c)及び図7(d)に示すように、この半球状突起42の高さhは5mm〜50mmであり、ピッチp1,p2は5mm〜50mmであり、ガード板40(41)の全体の厚さdは10mm〜50mmである。ここでは、d=20mm、h=10mm、p1=p2=12mmとする。

0041

このように、本発明の実施例3の研磨装置においては、半球状突起42を設けたガード板40,41で研磨ヘッド23の前後左右を囲んでいるので、ガード板40,41に付着したスラリー飛沫は半球状突起42の先端部を伝って装置内に落下する。したがって、スラリー飛沫が乾燥して乾燥スラリーが落下することがないので、ウェーハ35に乾燥スラリーに起因するスクラッチ痕が発生することがない。また、落下したスラリー滴の一部は研磨パッド25上に落下して、スラリーとして再び利用されるので、スラリーの利用効率が向上することにもなる。

0042

次に、図8及び図9を参照して本発明の実施例4の研磨装置を説明するが、ガード板の構造以外は上述の実施例1の研磨装置と同様であるので、ガード板の構造のみを説明する。図8は、本発明の実施例4の研磨装置に用いるガード板の説明図であり、図8(a)はガード板の取り付け状態を示す上面図であり、図8(b)はガード板の取り付け状態を示す透視側面図である。図8(a)及び図8(b)に示すように、研磨ヘッド23の周囲を囲むお椀形状のガード板43を固定ネジ44によって支持アーム22に取り付ける。このガード板43の内面には、複数本の螺旋状の溝が設けられている。なお、ガード板43の取り付け角度は、45°〜90°であり、ここでは、50°とする。

0043

図9(a)は、実施例4のガード板の内面に設ける螺旋状の溝の説明図であり、ここでは図示を簡単にするために4本の溝45を示しているが、実際には、1本〜20本設ける。この螺旋状の溝45の幅は5mm〜50mmであり、ここでは、15mmとする。

0044

このように、本発明の実施例4の研磨装置においては、内面に螺旋状の溝45を設けたお椀形状のガード板43で研磨ヘッド23の周囲を囲んでいるので、ガード板43に付着したスラリー飛沫は螺旋状の溝45を伝って降下して滴下口46から装置内に落下する。したがって、スラリー飛沫が乾燥して乾燥スラリーが落下することがないので、ウェーハ35に乾燥スラリーに起因するスクラッチ痕が発生することがない。また、落下したスラリー滴の一部は研磨パッド25上に落下して、スラリーとして再び利用されるので、スラリーの利用効率が向上することにもなる。

0045

図9(b)は螺旋状の溝の変形例の説明図であり、この場合には、螺旋状の溝47の滴下口48が、支持アーム22の軸線の後端部側に位置しないように、各螺旋状の溝47の形状を順次変化させている。

0046

このように、螺旋状の溝47の滴下口48が支持アーム22の軸線の後端部側に位置しないように溝47を形成しているので、螺旋状の溝47を伝って降下して滴下口48から落下するスラリー滴は全て研磨パッド25上に落下することになる。したがって、飛散したスラリーを効率的に回収して再び研磨に用いることができる。

0047

次に、図10を参照して本発明の実施例5の研磨装置を説明するが、ガード板の構造以外は上述の実施例1の研磨装置と同様であるので、ガード板の構造のみを説明する。図10は、本発明の実施例5の研磨装置に用いるガード板の説明図であり、図10(a)はガード板の取り付け状態を示す上面図であり、図10(b)はガード板の取り付け状態を示す透視側面図である。図10(a)及び図10(b)に示すように、研磨ヘッド23の周囲を囲むお椀形状のガード板49を固定ネジ44によって支持アーム22に取り付ける。

0048

このガード板49の形状は、支持アーム22の軸線に沿った前後において非対称なお椀型の形状になっており、支持アーム22の軸線に沿った後端部側においては、研磨パッドからはみ出さない形状にする。また、ガード板49の内面には複数本の螺旋状の溝が設けられている。なお、ガード板49の取り付け角度は、45°〜90°であり、ここでは、50°とする。

0049

このように、本発明の実施例5の研磨装置においては、支持アーム22の軸線に沿った後端部側においては、研磨パッドからはみ出さない非対称な形状のガード板49で研磨ヘッド23の周囲を囲んでいるので、スラリー滴は全て研磨パッド25上に落下する。したがって、飛散したスラリーを効率的に回収して再び研磨に用いることができる。

実施例

0050

ここで、実施例1乃至実施例5を含む本発明の実施の形態に関して、以下の付記を付す。
(付記1)研磨台と、前記研磨台に設けられた回転自在のプラテンと、前記プラテン上に固定された研磨パッドと、被研磨部材を固定して前記研磨パッドに圧接して研磨する研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドを搖動可能に支持するアームとを有し、前記アームの前記研磨ヘッドを支持する支持部に、前記研磨ヘッドの上面及び側面を覆い且つ、内面が水平部を有さない機構を有することを特徴とする研磨装置。
(付記2)前記機構は、前記研磨ヘッドの前後左右の4方に設けられ、前記研磨ヘッドと対向する内面に突起状構造を備えた遮蔽板であることを特徴とする付記1に記載の研磨装置。
(付記3)前記遮蔽板に設けられた突起状構造は、水平方向と交わる方向に延在する畝上突起構造であることを特徴とする付記2に記載の研磨装置。
(付記4)前記遮蔽板に設けられた突起構造は、水平方向に延在する溝と前記水平方向と交わる方向に延在する溝により区分された四角錐状の突起状構造であることを特徴とする付記2に記載の研磨装置。
(付記5)前記遮蔽板に設けられた突起状構造は、半球状の突起状構造であることを特徴とする付記2に記載の研磨装置。
(付記6)前記機構は、前記研磨ヘッドに対向する内面に螺旋状の溝が切られた椀状の遮蔽体であることを特徴とする付記1に記載の研磨装置。
(付記7)前記椀状の遮蔽体は、前記遮蔽体の前記アームに対する後端側が前記研磨パッドからはみ出さない形状であることを特徴とする付記6に記載の研磨装置。
(付記8)前記螺旋状の溝の下端が、前記椀状の遮蔽体の裾の前記アームに対する前端側及び左右端側にのみ設けられていることを特徴とする付記7に記載の研磨装置。
(付記9)前記機構が、前記アームの前記研磨ヘッドを支持する支持部近傍に設けた前記アームと一体に成型された凹部構造であることを特徴とする付記7または付記8に記載の研磨装置。
(付記10)前記機構の前記研磨ヘッドと対向する内面が、撥水性物質で被覆されていることを特徴とする付記1乃至付記9のいずれか1に記載の研磨装置。
(付記11)被研磨部材を固定した研磨ヘッドを研磨パッドに圧接して回転研磨する工程において、回転に伴って飛散するスラリーを機構により遮蔽して、前記遮蔽したスラリーを前記研磨パッド上に滴下しながら研磨することを特徴とする研磨方法。
(付記12)前記遮蔽したスラリーを前記研磨パッド外に滴下することなく研磨することを特徴とする付記11に記載の研磨方法。
(付記13)1枚の前記被研磨部材の研磨を終了する毎に、前記被研磨部材を取り外した状態で、且つ、前記研磨ヘッドがロードカップ上に位置した状態で前記機構を洗浄することを特徴とする付記11または付記12に記載の研磨方法。

0051

1研磨台
2アーム
3研磨ヘッド
4プラテン
5研磨パッド
6遮蔽機構
7コンディショナーヘッド
8回転アーム
9スラリーノズル
10ロードカップ
11被研磨部材供給装置
12 被研磨部材
13スラリー
14 スラリー飛沫
15スラリー滴
16シャワー機構
17シャワー
21,51 研磨台
22,52支持アーム
23,53 研磨ヘッド
24,54 プラテン
25,55 研磨パッド
26,27ガード板
28固定ネジ
29,56コンディショナー
30,57 コンディショナーヘッド
31,58 回転アーム
32,59 スラリーノズル
33,60 ロードカップ
34,61ウェーハ供給装置
35,62ウェーハ
36三角畝状突起
37,38 ガード板
39四角錐状突起
40,41 ガード板
42半球状突起
43 ガード板
44 固定ネジ
45,47 溝
46,48滴下口
49 ガード板
63 スラリー
64 スラリー飛沫
65 乾燥スラリー

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