JP2017144504A - ウエハ研磨装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用済みの研磨材であるスラリーを容易に回収してリサイクルができるようにしたウエハ研磨装置を提供する。【解決手段】研磨定盤１２の外周から飛散されたスラリー２３を捕捉するスラリー捕捉ポケット３６と、研磨定盤１２の外周から飛散された洗浄液２９を捕捉する洗浄液捕捉ポケット３５と、スラリー捕捉ポケット３６と洗浄液捕捉ポケット３５との間に昇降可能に設けられ、研磨定盤１２の外周から飛散されたスラリー２３及び洗浄液２９をそれぞれの捕捉ポケット３５，３６に振り分け可能な可動壁部材３７を有してなる、分別回収手段１６を設けた。【選択図】図１

Description

本発明はウエハ研磨装置に関するものであり、特に、研磨剤であるスラリーを効率良く回収してリサイクルができるようにしたウエハ研磨装置に関するものである。

従来、半導体製造プロセスにおける化学機械研磨(ＣＭＰ)装置では、研磨部において、半導体ウエハ(以下、単に「ウエハ」という)を回転させつつ、このウエハを研磨パッドが被着されて、かつ回転をしている研磨定盤に押し付け、これと同時に、ウエハと研磨定盤との間に研磨材であるスラリーを供給して研磨を行う。その後、同じ研磨部において、同じくウエハを回転させつつ、回転している研磨定盤に押し付け、同時にウエハと研磨定盤との間に超純水等のリンス水(以下、これを「洗浄液」という)を多量に供給して研磨及び洗浄を行うことが知られている。

また、研磨定盤の外周位置には、研磨定盤の外周を囲って回収樋等を配置し、研磨部で使用されたスラリーと洗浄液を、回転している研磨定盤の回転遠心力で回収樋に落下させ、そのスラリーと洗浄液を共通の排出管を経て廃液タンクに回収している。このような、大量の洗浄液が混じって希釈されたスラリーは、従来では一般に再利用が困難であるため、廃棄されていた。

しかし、スラリーで使用されるシリコン系の微細な粉末状をした研磨粒子等でなる砥粒は、比較的高価である。そこで、スラリーを含む廃液から砥粒のような有用成分を回収する提案、及び、研磨部において用いたスラリーと洗浄水を分離して回収する提案もなされている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−１０５４０号公報

しかしながら、特許文献１記載の発明は、研磨部において用いたスラリーと洗浄水とを同一の回収樋等に落下させて、共通の排出管で回収した後、スラリーと洗浄水とに分離させる手法が採られている。このため、スラリーは大量の洗浄液に混じって回収される。したがって、回収されたスラリーは、洗浄液の量と比べると非常に少量で、廃液内での濃度が低く、複雑な濃縮工程や成分調整工程が必要になる、という問題があった。

そこで、使用済みの研磨材であるスラリーを簡単に効率良く回収してリサイクルができるようにしたウエハ研磨装置を提供するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、スラリーと洗浄液を交互に供給してウエハの研磨を行う研磨部を備えたウエハ研磨装置において、前記スラリー及び前記洗浄液が上面に供給され、該供給された前記スラリー及び前記洗浄液を回転遠心力で外周より排出可能な回転する研磨定盤と、前記研磨定盤の外周を囲って配置され、前記スラリーと前記洗浄液を分別して回収する分別回収手段とを備え、前記分別回収手段が、前記研磨定盤の外周から飛散された前記スラリーを捕捉するスラリー捕捉ポケットと、前記研磨定盤の外周から飛散された前記洗浄液を捕捉する洗浄液捕捉ポケットと、前記スラリー捕捉ポケットと洗浄液捕捉ポケットとの間に昇降可能に設けられ、前記研磨定盤の外周から飛散された前記スラリー及び洗浄液をそれぞれの前記捕捉ポケットに振り分け可能な可動壁部材を有してなる、ウエハ研磨装置を提供する。

この構成によれば、可動壁部材を上昇又は下降させて、その位置を切り替えることにより、研磨定盤の上面に供給されたスラリーをスラリー捕捉ポケットで捕捉して回収する、反対に研磨定盤の上面に供給された洗浄液を洗浄液捕捉ポケットで捕捉して回収する、と言うように、スラリーと洗浄液を簡単に分離して、個々に回収することができる。このように、使用済みのスラリーをスラリー捕捉ポケットに集め、使用済みの洗浄液を洗浄液捕捉ポケットに集める、と言うようにして各々を分離して処理することにより、スラリーを高い濃度のままで効率良く回収することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成において、前記スラリー捕捉ポケットと洗浄液捕捉ポケットは、それぞれ前記研磨定盤の外周を囲って概略環状に形成されて、一方のポケットが内側で他方のポケットが外側に配置され、前記可動壁部材は、該両ポケットの間を仕切るようにして配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載のウエハ研磨装置。

この構成によれば、スラリー捕捉ポケットと洗浄液捕捉ポケットは、それぞれ研磨定盤の外周を囲って概略環状に形成して配置され、またスラリー捕捉ポケットと洗浄液捕捉ポケットとの間に可動壁部材が配置される。そして、この可動壁部材を昇降させることにより、スラリー捕捉ポケットと洗浄液捕捉ポケットとの間を分離し、使用済みのスラリーはスラリー捕捉ポケットに集める、使用済みの洗浄液は洗浄液捕捉ポケットに集める、と言う振り分け操作が簡単に行え、分離処理作業を容易にすることができる。

請求項３記載の発明は、請求項２に記載の構成において、前記可動壁部材は、下降した際、前記内側のポケットの上面開口を覆い、研磨定盤の外周から飛散された前記スラリー又は前記洗浄液を前記外側のポケット内に導くカバー部を有する、ウエハ研磨装置を提供する。

この構成によれば、研磨定盤の上面に供給されたスラリー又は洗浄液を、外側のポケットに捕捉させる場合、カバー部が内側のポケットの上面開口を覆う。したがって、外側のポケットに向かうスラリー又は洗浄液の一部が、途中で内側のポケット内に飛散するのを防ぐ。また、外側のポケットに向かうスラリー又は洗浄液の一部が、途中でカバー部上に落下しても、そのカバー部が外側のポケット内に導くので、分離処理を確実に行うことができる。

請求項４記載の発明は、請求項２又は３に記載の構成において、前記可動壁部材は、上下方向に複数個に分割された環状部材を、入れ子状にスライド自在に連結組み合わせて伸縮自在に形成されてなる、ウエハ研磨装置を提供する。

この構成によれば、複数個に分割され、かつ入れ子状にスライド自在に連結組み合わせされている、環状部材の上端部を持ち上げると、他の環状部材も吊られて順にスライドして持ち上げり、反対に下げると、他の環状部材もスライドして順に下がる。これにより、可動壁部材が上昇した状態と下降した状態とに、容易に切り替えることができる。また、可動壁部材の構造のコンパクト化が図れる。

請求項５記載の発明は、請求項２、３又は４に記載の構成において、前記内側に配置されたポケットで前記スラリーを捕捉し、前記外側に配置されたポケットで前記洗浄液を捕捉する、ウエハ研磨装置を提供する。

この構成によれば、一般に、シリコン系の微細な粉末状をした研磨粒子である砥粒を薬液に含有して形成されるスラリーは、比較的粘性の強い(ドロドロ)とした液体である。そのため、回収する捕捉ポケットの内壁面に一部が付着し、これが乾燥すると取れにくくなるので、従来では湿度の高い部屋の中で研磨処理をする必要があった。しかし、この構成では、スラリーによる研磨加工が終わった後、水研磨や洗浄を行う際、洗浄液がスラリー捕捉ポケットの上を通過して洗浄液捕捉ポケットに向かうので、半密閉空間になっているスラリー捕捉ポケットの内部が乾燥するのを、その洗浄液の通過により防ぐことができる。したがって、スラリー捕捉ポケットの内部の湿度を管理する必要もなくなり、装置構造の簡略化が可能になる。

この発明によれば、研磨定盤の外周から飛散された使用済みの研磨剤であるスラリーを捕捉するスラリー捕捉ポケットと、使用済みの洗浄液を捕捉する洗浄液捕捉ポケットと、スラリー及び洗浄液をそれぞれの捕捉ポケットに振り分け可能な可動壁部材とを設けることで、スラリーと洗浄液を、別々に効率良く回収してリサイクルすることができる。この結果、同一スラリーを複数回再使用することが可能になり、研磨作業コストの低減化が図れる。また、装置構造の簡略化も可能になる。

本発明に係るウエハ研磨装置を、スラリー供給時の状態で示す模式的縦断面図である。 本発明に係るウエハ研磨装置を、洗浄液供給時の状態で示す模式的縦断面図である。 同上ウエハ研磨装置における可動壁部材の昇降機構の一例を示す斜視図であり、(ａ)は可動壁部材が上昇された状態、(ｂ)は可動壁部材が下降された状態を示している。 同上ウエハ研磨装置における可動壁部材を単体で示す斜視図である。 同上ウエハ研磨装置における動作の一例を示す流れ図である。

本発明は使用済みの研磨材であるスラリーを簡単に効率良く回収してリサイクルができるようにしたウエハ研磨装置を提供するという目的を達成するために、スラリーと洗浄液を交互に供給してウエハの研磨を行う研磨部を備えたウエハ研磨装置において、前記スラリー及び前記洗浄液が交互に上面に供給され、該供給された前記スラリー及び前記洗浄液を回転遠心力で外周より排出可能な回転する研磨定盤と、前記研磨定盤の外周を囲って配置され、前記スラリーと前記洗浄液を分別して回収する分別回収手段とを備え、前記分別回収手段が、前記研磨定盤の外周から飛散された前記スラリーを捕捉するスラリー捕捉ポケットと、前記研磨定盤の外周から飛散された前記洗浄液を捕捉する洗浄液捕捉ポケットと、前記スラリー捕捉ポケットと洗浄液捕捉ポケットとの間に昇降可能に設けられ、前記研磨定盤の外周から飛散された前記スラリー及び洗浄液をそれぞれの前記捕捉ポケットに振り分け可能な可動壁部材を有してなる、構成にしたことにより実現した。

以下、本発明の実施形態によるウエハ研磨装置の好適な実施例を、図１乃至図５を参照しながら詳細に説明する。

図１乃至図４は、半導体製造プロセスにおける化学機械研磨(ＣＭＰ)装置に適用したウエハ研磨装置を示すものであり、図１はスラリー供給時の状態で示すウエハ研磨装置の模式的縦断面図、図２は洗浄液供給時の状態で示すウエハ研磨装置の模式的縦断面図、図３は同上ウエハ研磨装置における可動壁部材の昇降機構の一例を示す図であり、(ａ)は可動壁部材が上昇された状態を示す斜視図、(ｂ)は可動壁部材が下降した状態を示す斜視図、図４は同上ウエハ研磨装置における可動壁部材を単体で示す斜視図である。なお、本実施例では、径が４インチから６インチ程の大きさを有するシリコンウエハを研磨加工する場合を一例としているが、必ずしもこの大きさのウエハに限定されるものではない。

図１乃至図４において、ウエハ研磨装置１１は、研磨定盤１２、ウエハ保持機構１３、スラリー供給部１４、洗浄液供給部１５、分別回収手段１６、制御部１７等で構成されている。

前記研磨定盤１２は、図３に示すように、円板状に形成されている。また、図１、図２に示すように、研磨定盤１２の上面には、研磨パッド１８が交換可能に被着されている。その研磨定盤１２は、回転駆動機構１９の駆動により、軸心Ｏ１を中心として研磨パッド１８と一体に回転する。研磨パッド１８には、例えば硬質ウレタンパッド等が使用される。なお、研磨定盤１２の下面側には、研磨定盤１２の外周から外側に向かって鍔状に張り出した状態にして設けられた、リング円板状の傘部４５が取り付けられている。この傘部４５は、研磨定盤１２の外周面を伝わって垂れるスラリー２３又は洗浄液２９を、後述するスラリー捕捉ポケット３６又は洗浄液捕捉ポケット３５内にそれぞれ案内して回収する役目を果たす。

前記ウエハ保持機構１３は、ウエハＷを吸着保持して、このウエハＷを指定の位置から研磨定盤１２の上面の上に搬送し、かつ、ウエハＷを回転させながら研磨パッド１８に押し付けるものである。ウエハ保持機構１３は、そのウエハＷを着脱可能に吸着保持して、回転軸２０と一体に回転する研磨ヘッド２１が設けられている。その研磨ヘッド２１は、図示しない駆動モータからの回転をベルト・プーリ機構２２を介して受け、その駆動モータの駆動力で回転軸２０が回転すると、この回転軸２０と一体に回転する。

前記スラリー供給部１４は、研磨定盤１２に被着された研磨パッド１８上にスラリー２３を供給するものである。スラリー２３は、例えばシリコン系の、微細な粉末状をした研磨粒子である砥粒を薬液に含有して形成された比較的粘性の強い(ドロドロとした)液体である。そのスラリー供給部１４は、スラリー２３が溜められたスラリー貯留タンク２４と、研磨パッド１８上にスラリー２３を供給するスラリー供給ノズル２５と、スラリー貯留タンク２４とスラリー供給ノズル２５との間を接続している配管２６とを備える。また、配管２６とスラリー供給ノズル２５との間には開閉バルブ２７を設け、さらに配管２６の途中には、スラリー貯留タンク２４内のスラリー２３を配管２６内に汲み上げるスラリー供給ポンプ２８が設けられている。したがって、スラリー貯留タンク２４内のスラリー２３は、スラリー供給ポンプ２８が駆動され、かつ、開閉バルブ２７が開操作されると、その開閉バルブ２７が開操作されている間、研磨パッド１８上に放出される。

前記洗浄液供給部１５は、研磨定盤１２に被着された研磨パッド１８上に洗浄液２９を供給するものである。洗浄液２９は、例えば超純水の液体であり、スラリー２３による研磨が所定時間行われた後に、大量に研磨パッド１８上に放出されて、リンス及びパッドコンデショニング(研磨パッド１８のドレス)を行う役目をする。その洗浄液供給部１５は、洗浄液２９が溜められた洗浄液貯留タンク３０と、研磨パッド１８上に洗浄液２９を供給する洗浄液供給ノズル３１と、洗浄液貯留タンク３０と洗浄液供給ノズル３１との間を接続している配管３２とを備える。また、配管３２と洗浄液供給ノズル３１との間には開閉バルブ３３を設け、さらに配管３２の途中には、洗浄液貯留タンク３０内の洗浄液２９を配管３２内に汲み上げる洗浄液供給ポンプ３４が設けられている。したがって、洗浄液貯留タンク３０内の洗浄液２９は、洗浄液供給ポンプ３４が駆動されて、かつ、開閉バルブ３３が開操作されると、その開閉バルブ３３が開操作されている間、研磨パッド１８上に放出される。

前記分別回収手段１６は、前記研磨パッド１８上に放出されたスラリー２３と洗浄液２９を概略分別して回収し、少なくとも高価なスラリー２３のリサイクルを可能にするためのものである。その分割回収手段１６は、前記研磨定盤１２の下方で、該研磨定盤１２の外周を囲って概略環状に形成されている。また、分別回収手段１６は、研磨定盤１２の外周から飛散された洗浄液２９を捕捉する洗浄液捕捉ポケット３５と、同じく研磨定盤１２の外周から飛散されたスラリー２３を捕捉するスラリー捕捉ポケット３６と、洗浄液捕捉ポケット３５とスラリー捕捉ポケット３６との間において昇降可能に設けられ、かつ研磨定盤１２の外周から飛散されたスラリー２３及び洗浄液２９を、それぞれの前記捕捉ポケット３６，３５に振り分け可能な可動壁部材３７とを備える。

前記スラリー捕捉ポケット３６は、図１及び図２に示すように、研磨定盤１２の外径よりも若干大きな内径を有する環状をしたポケット内壁部３８ａと、該ポケット内壁部３８ａよりも大きな内径を有する環状をしたポケット共通壁部３８ｂと、該ポケット内壁部３８ａと該ポケット共通壁部３８ｂの間の底面を塞いで設けられた内側底壁部３８ｃとを有して、研磨定盤１２の上面からスラリー２３が飛散されて来る方向、すなわち上面が開口された断面上向きコ字状をしたポケット溝として形成されている。このポケット溝、すなわちスラリー捕捉ポケット３６は、研磨定盤１２の上面から飛散されて来るスラリー２３を捕捉する役目を果たす。また、内側底壁部３８ｃの一部には、スラリー排出孔４２が設けられており、このスラリー排出孔４２は、排出管４３を介してスラリー回収タンク４４に連結されている。

前記洗浄液捕捉ポケット３５は、図１及び図２に示すように、前記共通壁部３８ｂの外側で、該ポケット共通壁部３８ｂの外側を囲うようにして矩形枠状に立設して設けられたポケット外壁部３８ｄと、該ポケット共通壁部３８ｂと該ポケット外壁部３８ｄの間の底面を塞いで設けられた外側底壁部３８ｅと、を有して研磨定盤１２の上面から洗浄液２９が飛散されて来る方向、すなわち上面が開口された断面上向きの断面コ字状をしたポケット溝として形成されている。このポケット溝、すなわち洗浄液捕捉ポケット３５は、研磨定盤１２の上面から飛散されて来る洗浄液２９を受け止める役目を果たす。また、外側底壁部３８ｅの一部には、洗浄液排出孔３９が設けられており、この洗浄液排出孔３９は、洗浄液排出管４０を介して洗浄液排出タンク４１に連結されている。

前記可動壁部材３７は、図１、図２、図３及び図４に示すように、前記ポケット共通壁部３８ｂの内径と略等しい外径を有した下側環状部材３７ａと、該下側環状部材３７ａの内径と略等しい外径を有した中間環状部材３７ｂと、該中間環状部材３７ｂの内径と略等しい外径を有し、かつ前記傘部４５の外径と略内径を有した上側環状部材３７ｃとを有する。その上側環状部材３７ｃの上端部外周には、スラリー捕捉ポケット３６の上面開口を傘部４５と共に閉じ、また研磨定盤１２の外周から飛散された洗浄液２９を洗浄液捕捉ポケット３５内に導く、上面が外側に向かって傾斜されたカバー部３７ｄが設けられている。なお、カバー部３７ｄの上面における傾斜量は、上記傘部４５の上面における傾斜量と略同じに設定されており、図１に示すようにカバー部３７ｄが傘部４５と同じ高さに並置されたときに、傘部４５の上面からカバー部３７ｄの上面に渡って外側に連続して下る傾斜面が作られるようになっている。

さらに、前記可動壁部材３７における上側環状部材３７ｃの外周面には、図３に示すように、上側環状部材３７ｃの上下方向への移動を案内するためのシリンダー４６におけるピストン４６ａの先端部と連結固定してなる、ブラケット板３７ｅが一体移動可能に取り付けられている。したがって、上側環状部材３７ｃは、シリンダー４６のピストン４６ａがシリンダー４６内に引かれると、シリンダー４６側である上方へ移動され、逆にピストン４６ａがシリンダー４６の外側に突き出されると下方へ移動されるようになっている。

また、上述したように三つに分割された、前記可動壁部材３７の環状部材３７ａ、３７ｂ、３７ｃは、入れ子状に連結組み合わせされている。すなわち、下側環状部材３７ａ内に中間環状部材３７ｂをスライド自在に組み込むとともに、中間環状部材３７ｂ内に上側環状部材３７ｃをスライド自在に組み込んで、それぞれが互いに連結結合されている。そして、シリンダー４６におけるピストン４６ａの動作により上側環状部材３７ｃが上方向(図１中に矢印５０で示す方向)に移動されると、この上側環状部材３７ｃに引き吊られて中間環状部材３７ｂも上方に移動し、図１、図３(ａ)及び図４で示すように伸長された環状部材(以下、これを「伸長された環状部材態様」という)となる。なお、この伸長された環状部材態様のときには、上側環状部材３７ｃ及び中間環状部材３７ｂの一部が、研磨定盤１２の上面よりも上側に移動されて研磨定盤１２の外周外側に壁を形成した状態になる。すなわち、可動壁部材３７が上昇する。反対に、ピストン４６ａの動作により上側環状部材３７ｃが下方向に移動されると、中間環状部材３７ｂも上側環状部材３７ｃに吊られた状態で該上側環状部材３７ｃと共に下方に移動し、図２、図３(ｂ)で示すように縮小された環状部材(以下、これを「縮小された環状部材態様」という)となる、すなわち可動壁部材３７が下降するように形成されている。なお、この縮小された環状部材態様の時には、図２に示すように上側環状部材３７ｃと中間環状部材３７ｂと下側環状部材３７ａの上端部がそれぞれ研磨定盤１２の上面よりも下側で、かつ、カバー部３７ｄが前記傘部４５の下面と略同じ高さ位置まで移動される。そして、そのカバー部３７ｄの上面が傘部４５の上面と連続した状態に並置され、カバー部３７ｄと傘部４５とでスラリー捕捉ポケット３６の上面を閉じた状態になる。

前記制御部１７は、例えばコンピュータであり、ウエハ研磨装置１１の全体の部材、すなわち研磨定盤１２の回転、ウエハ保持機構１３の搬送動作、開閉バルブ２７、３３の開閉操作、スラリー供給ポンプ２８及び洗浄液供給ポンプ３４の駆動・停止操作、シリンダー４６の切り替え操作等を決められた手順で制御するプログラムが予め格納されている。図５は、そのプログラムにより、制御部１７がウエハ研磨装置１１を操作する動作手順の一例を示すフロー図である。そこで、次に図１乃至図４に示した上記ウエハ研磨装置１１の一動作例を、図５のフロー図に従って説明する。

まず、図２に示すように、環状部材３７ａ、３７ｂ、３７ｃが縮小された環状部材態様にあるとき、すなわち可動壁部材３７が下降されて、カバー部３７ｄの上面が傘部４５の上面と連続した状態に並置されているとき、ウエハ保持機構１３が、ウエハＷを研磨ヘッド２１で吸着保持して、そのウエハＷを所定の位置から研磨定盤１２上まで搬送する(ステップＳ１)。

ウエハＷの研磨定盤１２上への搬送が完了したら、そのウエハＷを吸着保持した研磨ヘッド２１と、研磨パッド１８を被着した研磨定盤１２を、それぞれ所定の速度で回転させる(ステップＳ２)。

続いて、シリンダー４６をピストン４６ａが縮小する方向に動作させる。すなわち、上側環状部材３７ｃを上方向に移動させて、環状部材を伸長された環状部材態様(可動壁部材３７が上昇された状態)にする。すなわち、図１及び図３(ａ)に示すように可動壁部材３７を上昇させ、洗浄液捕捉ポケット３５とスラリー捕捉ポケット３６との間に、可動壁部材３７による高い壁を作り、その内部に半密閉されたスラリー研磨作業のための空間を作る(ステップＳ３)。

次いで、開閉バルブ２７を開操作してスラリー供給ノズル２５からスラリー２３を、研磨定盤１２上の研磨パッド１８上に滴下する(ステップＳ４)。その後、研磨ヘッド２１と共に回転しているウエハＷを、同じく研磨定盤１２と共に回転している研磨パッド１８上に押し付け(タッチダウン)、スラリー研磨を開始する(ステップＳ５)。

所定のスラリー研磨が行われたら、開閉バルブ２７を閉操作してスラリー供給ノズル２５からのスラリー２３の供給を停止し、スラリー２３を用いた研磨を終了する(ステップＳ６)。

なお、ステップＳ４からステップＳ６の間に、研磨パッド１８上に滴下されて研磨を終えた使用済みのスラリー２３は、回転している研磨定盤１２の回転遠心力で研磨定盤１２の外周端側に飛散され、一部は可動壁部材３７の内面にぶつかってスラリー捕捉ポケット３６内に流下し、また一部は、傘部４５にガイドされてスラリー捕捉ポケット３６内に流下し、スラリー捕捉ポケット３６で捕捉される。また、スラリー捕捉ポケット３６で捕捉された使用済みのスラリー２５は、スラリー排出孔４２から排出管４３を通ってスラリー回収タンク４４内に集められる。また、スラリー回収タンク４４内に集められた使用済みのスラリー２３は必要なリサイクル処理をして再利用される。

続いて、シリンダー４６をピストン４６ａが伸長する方向に動作させる。すなわち、上側環状部材３７ｃを下方向に移動させて環状部材を縮小された環状部材態様にする。すなわち、図２及び図３(ｂ)に示すように可動壁部材３７を下降させ、カバー部３７ｄの上面が傘部４５の上面と連続した状態にする。この状態では、スラリー捕捉ポケット３６の上面開口はカバー部３７ｄと傘部４５とで閉じられ、スラリー捕捉ポケット３６内は半密閉空間になる (ステップＳ７)。

次いで、開閉バルブ３３を開操作し、洗浄液供給ノズル３１から洗浄液２９を研磨定盤１２上の研磨パッド１８上に滴下し、水研磨を行う(ステップＳ８)。また、所定時間の水研磨が終了したら、洗浄液供給ノズル３１からの洗浄液２９の供給はそのままにして、研磨ヘッド２１とウエハＷを上方に退避させる。更に研磨ヘッド２１の回転を停止し、研磨加工を終えたウエハＷを所定の位置に戻す(ステップＳ９)。一方、研磨定盤１２上では、洗浄液２９を滴下したまま、研磨バッド１８のドレスを開始する。また、ドレスが終了したら、開閉バルブ３３を閉操作し、洗浄液供給ノズル３１からの洗浄液２９の供給を停止すると共に、研磨定盤１２の回転も停止させる(ステップＳ１０)。これにより、一連の研磨加工が終了し、その後も同じ操作が繰り返される。

なお、ステップＳ８からステップＳ９の間に、研磨パッド１８上に滴下された使用済みの洗浄液２９は、回転している研磨定盤１２の回転遠心力で研磨定盤１２の外周端側に飛ばされ、直接、又は、傘部４５及びカバー部３７ｄにガイドされて、それぞれ洗浄液捕捉ポケット３５内に流下し、スラリー捕捉ポケット３６内に流れ込むことなく、洗浄液捕捉ポケット３５で捕捉される。また、洗浄液捕捉ポケット３５で捕捉された洗浄液２９は、洗浄液排出孔３９から洗浄液排出管４０を通って洗浄液排出タンク４１内に集められ、必要によってはリサイクルされる。

以上説明したように、本実施例のウエハ研磨装置１１によれば、可動壁部材３７を上昇位置に切り替え配置させると、研磨パッド１８が被着されている研磨定盤１２の上面に供給されたスラリー２３は、スラリー捕捉ポケット３６で捕捉されて回収され、可動壁部材３７を下降位置に切り替え配置させると、研磨定盤１２の上面に供給された洗浄液２９は洗浄液捕捉ポケット３５で捕捉されて回収される、と言うようにスラリー２３と洗浄液２９を簡単に分離して回収することができる。特に、使用済みのスラリーは、洗浄液２９と混ざり合うこと無くスラリー捕捉ポケット３６に集められるので、スラリー２３を高純度、すなわち高い濃度で回収することができる。これにより、比較的高価なスラリー２３の回収とリサイクルを容易にする。この結果、同一のスラリー２３を複数回再使用することができ、研磨作業コストの低減化が図れる。また、スラリー２３による研磨加工が終わった後、水研磨や洗浄を行う際、洗浄液２９がスラリー捕捉ポケット３６の上を通過して洗浄液捕捉ポケット３５に向かうので、半密閉空間になっているスラリー捕捉ポケット３６内が乾燥するのを防ぐことができる。これにより、スラリー捕捉ポケット３６内の湿度を管理する必要もなくなる。

なお、上記実施例の可動壁部材３７は、下側環状部材３７ａと中間環状部材３７ｂと上側環状部材３７ｃとで昇降する壁を形成する構成を開示したが、洗浄液捕捉ポケット３５とスラリー捕捉ポケット３６との間を選択的に仕切ることができる構造である可動壁であれば、これ以外の構造であっても差し支えないものである。

また、洗浄液捕捉ポケット３５を外側に配置し、スラリー捕捉ポケット３６を内側に配置した構造を開示したが、逆にスラリー捕捉ポケット３６を外側に配置し、洗浄液捕捉ポケット３５を内側に配置した構造にしてもよいものである。

さらに、スラリー２３が付着する可動壁部材３７の表面やカバー部３７ｄの表面、及び傘部４５の表面にそれぞれテフロン（登録商標）加工を施すと、スラリー２３がそれぞれの表面に付着したとき、その付着したスラリー２３を簡単に取り除くことができる。

また、さらに本発明は、以上の改変以外にも本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

以上説明したように、本発明は主として半導体装置を形成する半導体製造プロセスへの適用を意図しているが、表面に酸化膜が形成されたウエハを研磨する場合であれば、どのようなウエハにも応用できる。

１１ ウエハ研磨装置
１２ 研磨定盤
１３ ウエハ保持機構
１４ スラリー供給部、
１５ 洗浄液供給部
１６ 分別回収手段
１７ 制御部
１８ 研磨パッド
１９ 回転駆動機構
２０ 回転軸
２１ 研磨ヘッド
２２ ベルト・プーリ機構
２３ スラリー
２４ スラリー貯留タンク
２５ スラリー供給ノズル
２６ 配管
２７ 開閉バルブ
２８ スラリー供給ポンプ
２９ 洗浄液
３０ 洗浄液貯留タンク
３１ 洗浄液供給ノズル
３２ 配管
３３ 開閉バルブ
３４ 洗浄液供給ポンプ
３５ 洗浄液捕捉ポケット
３６ スラリー捕捉ポケット
３７ 可動壁部材
３７ａ 下側環状部材
３７ｂ 中間環状部材
３７ｃ 上側環状部材
３７ｄ カバー部
３８ａ ポケット内壁部
３８ｂ ポケット共通壁部
３８ｃ 内側底壁部
３８ｄ ポケット外壁部
３８ｅ 外側底壁部
３９ 洗浄液排出孔
４０ 洗浄液排出管
４１ 洗浄液排出タンク
４２ スラリー排出孔
４３ 排出管
４４ スラリー回収タンク
４５ 傘部
４６ シリンダー
４６ａ ピストン
５０ 矢印

Claims (5)

1. スラリーと洗浄液を交互に供給してウエハの研磨を行う研磨部を備えたウエハ研磨装置において、
   前記スラリー及び前記洗浄液が上面に供給され、該供給された前記スラリー及び前記洗浄液を回転遠心力で外周より排出可能な回転する研磨定盤と、
   前記研磨定盤の外周を囲って配置され、前記スラリーと前記洗浄液を分別して回収する分別回収手段とを備え、
   前記分別回収手段が、前記研磨定盤の外周から飛散された前記スラリーを捕捉するスラリー捕捉ポケットと、前記研磨定盤の外周から飛散された前記洗浄液を捕捉する洗浄液捕捉ポケットと、前記スラリー捕捉ポケットと洗浄液捕捉ポケットとの間に昇降可能に設けられ、前記研磨定盤の外周から飛散された前記スラリー及び洗浄液をそれぞれの前記捕捉ポケットに振り分け可能な可動壁部材を有してなる、
   ことを特徴とするウエハ研磨装置。
2. 前記スラリー捕捉ポケットと洗浄液捕捉ポケットは、それぞれ前記研磨定盤の外周を囲って概略環状に形成されて、一方のポケットが内側で他方のポケットが外側に配置され、前記可動壁部材は、該両ポケットの間を仕切るようにして配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載のウエハ研磨装置。
3. 前記可動壁部材は、下降した際、前記内側のポケットの上面開口を覆い、研磨定盤の外周から飛散された前記スラリー又は前記洗浄液を前記外側のポケット内に導くカバー部を有する、ことを特徴とする請求項２に記載のウエハ研磨装置。
4. 前記可動壁部材は、上下方向に複数個に分割された環状部材を、入れ子状にスライド自在に連結組み合わせて伸縮自在に形成されてなる、ことを特徴とする請求項２又は３に記載のウエハ研磨装置。
5. 前記内側に配置されたポケットで前記スラリーを捕捉し、前記外側に配置されたポケットで前記洗浄液を捕捉する、ことを特徴とする請求項２、３又は４に記載のウエハ研磨装置。

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