JP2000263420A - 半導体基板研磨装置 - Google Patents
半導体基板研磨装置Info
- Publication number
- JP2000263420A JP2000263420A JP7314399A JP7314399A JP2000263420A JP 2000263420 A JP2000263420 A JP 2000263420A JP 7314399 A JP7314399 A JP 7314399A JP 7314399 A JP7314399 A JP 7314399A JP 2000263420 A JP2000263420 A JP 2000263420A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dresser
- polishing
- washing
- cleaning
- tool
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】パッド表面の目立てを行うためのドレッサには
ドレス時の異物が堆積する。この異物を除去するために
従来、純水とブラシ等を用いて洗浄していたが、除去能
力に乏しい。 【解決手段】異物が除去され易い洗浄方法を検討する必
要が有る。その中で、最も容易で異物の除去能力の見込
める、純水に超音波を発生させ洗浄する。ＣＭＰにドレ
ッサ洗浄槽および超音波発生器を設け、純水に超音波を
発生させる事で、ドレッサの取り外しの必要が無く、容
易にドレッサを洗浄出来、ドレッサの洗浄能力が従来よ
りも向上する。これによりドレッサの長寿命化も期待出
来る。
ドレス時の異物が堆積する。この異物を除去するために
従来、純水とブラシ等を用いて洗浄していたが、除去能
力に乏しい。 【解決手段】異物が除去され易い洗浄方法を検討する必
要が有る。その中で、最も容易で異物の除去能力の見込
める、純水に超音波を発生させ洗浄する。ＣＭＰにドレ
ッサ洗浄槽および超音波発生器を設け、純水に超音波を
発生させる事で、ドレッサの取り外しの必要が無く、容
易にドレッサを洗浄出来、ドレッサの洗浄能力が従来よ
りも向上する。これによりドレッサの長寿命化も期待出
来る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体基板の研磨装
置に関する。
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体デバイスの高密度，微細化
に伴い、パターン露光工程における光学的焦点マージン
の不足が問題となり、デバイスウェハ表面の平坦化が極
めて重要となっている。このウェハ平坦化技術の１つに
化学機械研磨法（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polish
ing）と呼ばれる図１に示す研磨加工法がある。
に伴い、パターン露光工程における光学的焦点マージン
の不足が問題となり、デバイスウェハ表面の平坦化が極
めて重要となっている。このウェハ平坦化技術の１つに
化学機械研磨法（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polish
ing）と呼ばれる図１に示す研磨加工法がある。
【０００３】研磨パッド１１を回転定盤上１２に貼りつ
けて回転しておく。この研磨パッドは、例えば発泡ウレ
タン樹脂を薄いシート状にスライスして成形したもので
あり、被加工物の種類や仕上げたい表面あらさの程度に
よってその材質や微細な表面構造を種々選択して使いわ
ける。他方、加工すべきウェハ１は弾性のあるスポンジ
層（インサートとも呼ばれる）１３を介してウェハ保持
ホルダ１４に固定する。このウェハ保持ホルダ１４を回
転しながら研磨パッド１１表面に荷重し、さらに研磨パ
ッド１１の上に研磨スラリ１５を供給することによりウ
ェハ表面上の絶縁膜の凸部が研磨除去され、平坦化され
る。
けて回転しておく。この研磨パッドは、例えば発泡ウレ
タン樹脂を薄いシート状にスライスして成形したもので
あり、被加工物の種類や仕上げたい表面あらさの程度に
よってその材質や微細な表面構造を種々選択して使いわ
ける。他方、加工すべきウェハ１は弾性のあるスポンジ
層（インサートとも呼ばれる）１３を介してウェハ保持
ホルダ１４に固定する。このウェハ保持ホルダ１４を回
転しながら研磨パッド１１表面に荷重し、さらに研磨パ
ッド１１の上に研磨スラリ１５を供給することによりウ
ェハ表面上の絶縁膜の凸部が研磨除去され、平坦化され
る。
【０００４】二酸化珪素等の絶縁膜を研磨する場合、一
般的に研磨スラリとしてはコロイダルシリカが用いられ
る。コロイダルシリカは直径３０ｎｍ程度の微細なシリ
カ粒子を水酸化カリウム等のアルカリ水溶液に懸濁させ
たものであり、アルカリによる化学作用が加わるため、
砥粒のみによる機械的研磨に比べ飛躍的に高い加工能率
と加工ダメージの少ない平滑面を得られる特徴がある。
ところが、量産に適用しようとすると、研磨パッド１１
の表面に目詰まりが発生し、加工能率の低下を招いてし
まう。加工能率を安定させるためには、研磨パッド１１
の表面を常に活性な状態に保持する必要があり、すなわ
ち研磨パッド１１の表面を目立てするためのドレスが必
要である。
般的に研磨スラリとしてはコロイダルシリカが用いられ
る。コロイダルシリカは直径３０ｎｍ程度の微細なシリ
カ粒子を水酸化カリウム等のアルカリ水溶液に懸濁させ
たものであり、アルカリによる化学作用が加わるため、
砥粒のみによる機械的研磨に比べ飛躍的に高い加工能率
と加工ダメージの少ない平滑面を得られる特徴がある。
ところが、量産に適用しようとすると、研磨パッド１１
の表面に目詰まりが発生し、加工能率の低下を招いてし
まう。加工能率を安定させるためには、研磨パッド１１
の表面を常に活性な状態に保持する必要があり、すなわ
ち研磨パッド１１の表面を目立てするためのドレスが必
要である。
【０００５】図２に具体的な半導体デバイスウェハの平
坦化に用いられるＣＭＰ装置の構成例を示す。基本的に
は２プラテン，２ヘッドの装置である。
坦化に用いられるＣＭＰ装置の構成例を示す。基本的に
は２プラテン，２ヘッドの装置である。
【０００６】研磨パッドには本研磨を行うための硬質材
料の研磨パッド２１と仕上げ研磨を行うための軟質材料
の研磨パッド２２を用いている。両者はそれぞれ回転定
盤１２によって固定され、回転定盤１２の回転により連
動し回転する。
料の研磨パッド２１と仕上げ研磨を行うための軟質材料
の研磨パッド２２を用いている。両者はそれぞれ回転定
盤１２によって固定され、回転定盤１２の回転により連
動し回転する。
【０００７】ウェハ１は受け渡し台２３の位置から、ま
ずウェハ保持ホルダ１４に固定された後、回転揺動アー
ム２４により硬質材料のパッド２１上に送られ、ノズル
２５からの研磨液導入後、回転揺動アーム２４による揺
動およびウェハ保持ホルダ１４の加圧回転と硬質材料の
パッド２１の回転により本研磨を行う。さらに硬質材料
の研磨パッド２１での研磨終了後、回転揺動アーム２４
により軟質材料の研磨パッド２２上に送られ仕上げ研磨
を行う。その後、回転揺動アーム２４により受渡し台２
３の位置に戻る。
ずウェハ保持ホルダ１４に固定された後、回転揺動アー
ム２４により硬質材料のパッド２１上に送られ、ノズル
２５からの研磨液導入後、回転揺動アーム２４による揺
動およびウェハ保持ホルダ１４の加圧回転と硬質材料の
パッド２１の回転により本研磨を行う。さらに硬質材料
の研磨パッド２１での研磨終了後、回転揺動アーム２４
により軟質材料の研磨パッド２２上に送られ仕上げ研磨
を行う。その後、回転揺動アーム２４により受渡し台２
３の位置に戻る。
【０００８】ここで、研磨前には加工能率の安定化のた
めに、硬質材料の研磨パッド２１のドレスを行ってい
る。回転揺動アーム２４に取り付けられたスピンドルモ
ータ２７によりドレッサ２８を高速で回転させ、硬質材
料のパッド２１をドレスする。通常、ドレスによる硬質
材料の研磨パッド２１の切込み量およびドレッサ２８の
揺動時間はそれぞれ１〜２０μｍで１〜３００sec の範
囲である。この時用いられたドレッサ２８は、ダイヤ粒
を電鋳等の加工法で埋め込んだ直径６０mm程のカップ型
で形成されている。
めに、硬質材料の研磨パッド２１のドレスを行ってい
る。回転揺動アーム２４に取り付けられたスピンドルモ
ータ２７によりドレッサ２８を高速で回転させ、硬質材
料のパッド２１をドレスする。通常、ドレスによる硬質
材料の研磨パッド２１の切込み量およびドレッサ２８の
揺動時間はそれぞれ１〜２０μｍで１〜３００sec の範
囲である。この時用いられたドレッサ２８は、ダイヤ粒
を電鋳等の加工法で埋め込んだ直径６０mm程のカップ型
で形成されている。
【０００９】さて、上記ドレッサを用いて研磨パッドを
ドレスすると、少しずつ、砥粒が付着し、これがドレッ
サのサビの原因となり、このサビがスクラッチの原因と
なっていた。そのため、ドレッサを定期的に洗浄する必
要がある。
ドレスすると、少しずつ、砥粒が付着し、これがドレッ
サのサビの原因となり、このサビがスクラッチの原因と
なっていた。そのため、ドレッサを定期的に洗浄する必
要がある。
【００１０】従来の洗浄法は、ドレス時にドレッサ２８
に堆積した多量の遊離砥粒等の異物に対し、ドレッサ２
８を取り外し後、純水とＰＶＡ等のブラシにより除去し
ている。
に堆積した多量の遊離砥粒等の異物に対し、ドレッサ２
８を取り外し後、純水とＰＶＡ等のブラシにより除去し
ている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、ド
レッサに堆積されたドレス時の異物が完全に除去出来
ず、その残留した異物が原因となってドレッサにサビが
発生する。これによりドレス能力の劣化が急進行する。
また、ドレッサに発生したサビによるスクラッチ発生の
懸念がある。
レッサに堆積されたドレス時の異物が完全に除去出来
ず、その残留した異物が原因となってドレッサにサビが
発生する。これによりドレス能力の劣化が急進行する。
また、ドレッサに発生したサビによるスクラッチ発生の
懸念がある。
【００１２】本発明の目的は、ドレッサに堆積された異
物をほぼ完全に除去し、ドレッサの劣化を最小限にする
事にある。
物をほぼ完全に除去し、ドレッサの劣化を最小限にする
事にある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】ドレッサに堆積した異物
の除去能力の見込める洗浄方法として、純水に超音波を
用いる。
の除去能力の見込める洗浄方法として、純水に超音波を
用いる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施例について図３、図
４を用いて説明する。
４を用いて説明する。
【００１５】図２で説明した従来の装置にドレッサ２８
の洗浄槽３１を新たに設ける。さらに洗浄槽３１内には
超音波発生器３２を設け、純水張りをする。通常はウェ
ハ１加工位置側に純水をオーバーフローさせておく。ま
た、洗浄槽３１内の洗浄後の排水用として排水口４１を
設ける。
の洗浄槽３１を新たに設ける。さらに洗浄槽３１内には
超音波発生器３２を設け、純水張りをする。通常はウェ
ハ１加工位置側に純水をオーバーフローさせておく。ま
た、洗浄槽３１内の洗浄後の排水用として排水口４１を
設ける。
【００１６】ドレッサ２８は、硬質材料の研磨パッド２
１上でのドレス終了後に、揺動回転アーム２５により洗
浄槽３１に移動する。その後、ドレッサ２８全体を超音
波の発生した純水の水張り面４２直下まで下降し、放置
状態で洗浄する。洗浄時間は研磨異物の組成や堆積具合
により異なるが、異物がＣｅＯ2の場合、３〜１０min程
度である。
１上でのドレス終了後に、揺動回転アーム２５により洗
浄槽３１に移動する。その後、ドレッサ２８全体を超音
波の発生した純水の水張り面４２直下まで下降し、放置
状態で洗浄する。洗浄時間は研磨異物の組成や堆積具合
により異なるが、異物がＣｅＯ2の場合、３〜１０min程
度である。
【００１７】洗浄後は水張り面４２より上昇させ、ドレ
ッサ２８の自転により乾燥させる。また、ドレッサ２８
の乾燥中に洗浄槽３１内の洗浄後液を排水口４１より排
水する。その後、再度洗浄槽３１内の純水張りをする。
ッサ２８の自転により乾燥させる。また、ドレッサ２８
の乾燥中に洗浄槽３１内の洗浄後液を排水口４１より排
水する。その後、再度洗浄槽３１内の純水張りをする。
【００１８】以上の洗浄工程により、ドレッサに付着し
た異物は完全に除去されるのである。
た異物は完全に除去されるのである。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明ではドレッ
サの洗浄において、純水に超音波を発生させる事により
ドレッサに堆積された異物の除去能力が向上する。これ
によりドレッサの長寿命化が期待出来る。また、平坦化
装置内にドレッサ洗浄槽および超音波発生器を設ける事
により、ドレッサを取り外す事無く容易に洗浄出来る。
また、これらによりドレッサの信頼性が向上し、高いウ
ェハ加工安定性が得られる。
サの洗浄において、純水に超音波を発生させる事により
ドレッサに堆積された異物の除去能力が向上する。これ
によりドレッサの長寿命化が期待出来る。また、平坦化
装置内にドレッサ洗浄槽および超音波発生器を設ける事
により、ドレッサを取り外す事無く容易に洗浄出来る。
また、これらによりドレッサの信頼性が向上し、高いウ
ェハ加工安定性が得られる。
【図１】化学機械研磨法を説明する図。
【図２】従来のＣＭＰ装置の構成を示す平面図。
【図３】本発明でのＣＭＰ装置の構成を示す平面図。
【図４】本発明でのＣＭＰ装置の構成を示す正面図。
１…ウェハ、１１…研磨パッド、１２…回転定盤、１３
…押さえパッド、１４…ウェハホルダ、１５…研磨スラ
リ、２１…硬質材料の研磨パッド、２２…軟質材料研磨
のパッド、２３…受渡し台、２４，２６…回転揺動アー
ム、２５…ノズル、２７…スピンドルモータ、２８…ド
レッサ、３１…洗浄槽、３２…超音波発生器、４１…排
水口、４２…水張り面。
…押さえパッド、１４…ウェハホルダ、１５…研磨スラ
リ、２１…硬質材料の研磨パッド、２２…軟質材料研磨
のパッド、２３…受渡し台、２４，２６…回転揺動アー
ム、２５…ノズル、２７…スピンドルモータ、２８…ド
レッサ、３１…洗浄槽、３２…超音波発生器、４１…排
水口、４２…水張り面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久賀谷 隆 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 石田 吉弘 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 古川 貴康 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 大月 繁夫 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 鈴木 幸夫 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 戸川 賢一 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 宝槻 正博 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 稲吉 健治 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 大和田 秀一 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器事業部内 Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AA16 AB06 AC01 AC04 DA02 DA17
Claims (5)
- 【請求項１】被加工物と研磨工具との間に相対的な運動
を与えて前記研磨工具の研磨面で前記被加工物の表面を
研磨する半導体基板研磨装置において、前記研磨工具の
研磨面に表面荒れを形成するためのドレス工具と、前記
ドレス工具と前記研磨工具との間に相対的な運動を与え
る第１の移動手段と、前記ドレス工具を前記研磨工具の
研磨面に対し垂直な方向に移動する第２の移動手段と、
前記ドレス工具を洗浄するための洗浄手段とを備えたこ
とを特徴とする半導体基板研磨装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記洗浄手段として超
音波洗浄を用いることを特徴とする半導体基板研磨装
置。 - 【請求項３】上記第１の移動手段および第２の移動手段
を用いて前記ドレス工具を洗浄手段に移動する機能を含
むことを特徴とする半導体基板研磨装置。 - 【請求項４】請求項１において、前記ドレス工具を洗浄
するための洗浄槽と、洗浄後の異物が沈殿するのを防ぐ
ために前記洗浄槽に取り付けた排水口を含むことを特徴
とする半導体基板研磨装置。 - 【請求項５】請求項１において、前記ドレス工具を前記
洗浄槽内にて洗浄後、水張り面より上昇させて前記ドレ
ス工具を自転により乾燥させる工程を含むことを特徴と
する半導体基板研磨装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7314399A JP2000263420A (ja) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | 半導体基板研磨装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7314399A JP2000263420A (ja) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | 半導体基板研磨装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000263420A true JP2000263420A (ja) | 2000-09-26 |
Family
ID=13509694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7314399A Pending JP2000263420A (ja) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | 半導体基板研磨装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000263420A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6780088B1 (en) * | 1999-10-14 | 2004-08-24 | Sony Corporation | Chemical mechanical polishing apparatus and a method of chemical mechanical polishing using the same |
-
1999
- 1999-03-18 JP JP7314399A patent/JP2000263420A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6780088B1 (en) * | 1999-10-14 | 2004-08-24 | Sony Corporation | Chemical mechanical polishing apparatus and a method of chemical mechanical polishing using the same |
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