JPH09295263A - 研磨装置 - Google Patents

研磨装置

Info

Publication number
JPH09295263A
JPH09295263A JP10888796A JP10888796A JPH09295263A JP H09295263 A JPH09295263 A JP H09295263A JP 10888796 A JP10888796 A JP 10888796A JP 10888796 A JP10888796 A JP 10888796A JP H09295263 A JPH09295263 A JP H09295263A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing
wafer
retainer
wafer mounting
groove
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.)
Granted
Application number
JP10888796A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3077586B2 (ja
Inventor
Katsufumi Goto
勝文 後藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP10888796A priority Critical patent/JP3077586B2/ja
Publication of JPH09295263A publication Critical patent/JPH09295263A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3077586B2 publication Critical patent/JP3077586B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/27Work carriers
    • B24B37/30Work carriers for single side lapping of plane surfaces
    • B24B37/32Retaining rings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】研磨パッドの目詰まりの進行を抑え、長期間に
わたってウエハの研磨速度を安定させることができる研
磨装置を提供する。 【解決手段】ウエハ載置部に保持されたウエハに、研磨
定盤に被着された研磨パッドを押し当て、ウエハと研磨
パッドの間に研磨スラリーを供給し、ウエハ載置部と試
料台と研磨定盤のいずれか一方、または両方を回転させ
てウエハを研磨する研磨装置であって、ウエハ載置部の
ウエハ載置面の外周部に設けられるリテーナ13の溝2
1が、ウエハ載置部の回転方向と逆向きに並ぶ点、例え
ばV、W、X、Y、Zに対して、リテーナの中心からの
距離RV、RW、RX、RY、RZが順次増加する形状であ
る研磨装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウエハな
どのウエハ(板状物)等の研磨装置に関し、特に半導体
素子の製造工程で用いられるウエハの研磨に好適な研磨
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体素子の製造工程におけるウエハの
研磨は、研磨定盤に被着された研磨パッドを試料台のウ
エハ載置部に保持されたウエハに押し当て、その間に研
磨スラリー(砥粒液)を供給し、ウエハ載置部を回転
(自転)させるとともに研磨定盤と試料台のいずれか一
方、または両方を回転(公転)させることにより行われ
る。
【0003】この研磨時の回転運動によりウエハの外縁
には大きな力が加わることと、ウエハと研磨パッドの間
から滲みでたスラリーがウエハの外縁付近に滞留するこ
とから、ウエハの周縁部分が過剰に研磨され、面ダレを
起こすことが多い。この対策としてウエハの周囲に所定
厚みのリテーナを設けることが行われる。
【0004】図1は、ウエハの研磨装置を示す模式的縦
断面図である。研磨パッド12が被着された研磨定盤1
1が、研磨定盤回転軸A−A’を中心としてこのまわり
を回転(公転)する。ウエハ載置部14が設けられた試
料台15が、試料台回転軸B−B’を中心としてこのま
わりを回転(公転)する。研磨定盤回転軸A−A’と試
料台回転軸B−B’は一致させる場合もあれば、異なら
せる場合もある。リテーナ13を有するウエハ載置部1
4はウエハ載置部回転軸C−C’を中心としてこの回り
を回転する。
【0005】なお、回転方向は、研磨定盤11を上方か
ら見て、時計まわりを+、反時計まわりを−で表現する
ことにする。図1では、研磨定盤、試料台およびウエハ
載置部は、全て+方向に回転していることを示してい
る。
【0006】図2は、ウエハの研磨装置の試料台を示す
模式的平面図である。試料台15には、ウエハ載置部1
4が5つ設けられている。図2では、それぞれのウエハ
載置部14、試料台15、および研磨定盤(図示せず)
は、すべて+方向に回転している。
【0007】図3は、ウエハの研磨装置のウエハ載置部
を示す模式的縦断面図である。ウエハ載置部14のウエ
ハ載置面16にはウエハ保持用溝17が形成され、排気
用貫通孔18を介してこのウエハ保持用溝17を真空に
排気することにより、ウエハSがこのウエハ載置面16
に真空吸着される。このウエハ載置面16の周囲に、リ
テーナ13が配設されている。このリテーナ13の上面
は、ウエハSをウエハ載置面16に載置したとき、ウエ
ハSの表面とほぼ同一の高さになる程度の高さに調整さ
れており、これによりウエハSを研磨する際、研磨パッ
ド12が安定した平面で回転し、ウエハS周縁部の面ダ
レの発生が防止されるように構成されている。
【0008】リテーナは、通常研磨される材料とほぼ同
じ材質、例えばウエハS上のシリコン酸化膜を研磨する
場合は、石英で作製されている。また、リテーナの表面
は平坦な面に作製されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような研磨パッドを用いた研磨装置には、研磨処理の
時間が経過するにつれて、研磨パッドの目詰まりが進行
し、ウエハの研磨速度が低下するという問題がある。
【0010】本発明は、このような課題を解決するため
になされたものであり、研磨パッドの目詰まりの進行を
抑え、長期間にわたってウエハの研磨速度を安定させる
ことができる研磨装置を提供することを目的としてい
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の研磨装置は、ウ
エハ載置部が配置された試料台と、研磨パッドが被着さ
れた研磨定盤と、ウエハ載置部をその中心軸のまわりに
回転させる機構と、試料台をその中心軸のまわりに回転
させる機構および/または研磨定盤をその中心軸のまわ
りに回転させる機構を備え、ウエハ載置部に保持された
ウエハに、研磨定盤に被着された研磨パッドを押し当
て、ウエハと研磨パッドの間に研磨スラリーを供給し、
ウエハ載置部と試料台および/または研磨定盤とを回転
させてウエハを研磨する研磨装置であって、ウエハ載置
部のウエハ載置面の外周部にリテーナを備え、前記リテ
ーナの研磨パッドと対向する面に、溝の各部とリテーナ
中心間の距離がウエハ載置部の回転方向と逆向きの方向
に向かうにしたがい大きくなる形状の溝が複数設けられ
ていることを特徴としている。
【0012】なお、溝の各部とリテーナ中心間の距離が
ウエハ載置部の回転方向と逆向きの方向に向かうにした
がい大きくなるとは、例えば、図4に示すように、リテ
ーナの1つの溝の、ウエハ載置部の回転方向と逆向きに
並ぶ点、V、W、X、Y、Zに対して、リテーナの中心
からの距離RV、RW、RX、RY、RZが順次増加するこ
とを意味している。
【0013】本発明の研磨装置によれば、リテーナの表
面(上面)に溝が設けられているので、このリテーナ表
面の溝の角で、研磨パッドの表面を削りとり、シーズニ
ング(目たて)することができる。このため、研磨パッ
ドの目詰まりの進行を抑えることができる。その結果、
ウエハの研磨速度の低下が抑えられ、長期間安定したウ
エハの研磨が可能になる。
【0014】また、この溝の平面パターンが、溝の各部
とリテーナ中心間の距離がウエハ載置部の回転方向と逆
向きの方向に向かうにしたがい大きくなる複数の溝で形
成されているので、研磨パッドの表面を均一に削りとる
ことができる。すなわち、均一にシーズニング(目た
て)することができる。その結果、この研磨装置では、
研磨パッドを長期間安定して使用することも可能にな
る。
【0015】リテーナの溝の平面パターンが研磨パッド
のシーズニングの分布に与える影響について、以下のよ
うにして数値計算により評価した。
【0016】図6は、リテーナの溝の研磨パッド上の平
面運動を説明する模式図である。この図は、研磨パッド
上の座標平面から見たものである。リテーナ13の溝2
1はウエハ載置部の回転に伴い回転(自転)しながら、
研磨定盤の回転と試料台の回転の合成された方向に回転
(公転)し、研磨パッド上を走査する。
【0017】リテーナの溝上の点がパッド表面に描く軌
跡を計算し、研磨パッド表面をメッシュに分割し、各メ
ッシュについて、この溝上の点が通過する回数を計算し
た。そして、研磨パッドの1つの直径に着目して、この
通過回数のヒストグラムを作成した。計算は、研磨パッ
ド中心と試料台中心を10(mm)離した条件で、研磨
パッドの回転速度と試料台の回転速度の差、すなわち公
転の回転速度、とウエハ載置部の回転速度、すなわち自
転の回転速度、との比がほぼ1の条件で、行った。追跡
したそれぞれ溝の点の数は、13個である。
【0018】図7は、この計算に用いた3種類の溝のパ
ターンを示す模式図である。図7(a)に示す溝は、溝
とリテーナの直径方向(O-O')となす角度θaが−45
゜のものである。すなわち、溝の各部とリテーナ中心間
の距離がウエハ載置部の回転方向と逆向きの方向に向か
うにしたがい大きくなるものである。図7(b)に示す
溝は、溝とリテーナの直径方向(O-O')となす角度θb
が0゜のものである。すなわち、溝の各部とリテーナ中
心間の距離がウエハ載置部の回転方向と逆向きの方向に
向かうにしたがい大きくなるとも小さくなるともいえな
いものであり、その境界のものである。図7(c)に示
す溝は、溝とリテーナの直径方向(O-O')となす角度θ
cが+45゜のものである。すなわち、溝の各部とリテ
ーナ中心間の距離がウエハ載置部の回転方向と逆向きの
方向に向かうにしたがい小さくなるものである。角度θ
a、θcの符号は、ウエハ載置部の回転方向に進んだもの
を+、遅れたものを−と表現している。
【0019】図8は、研磨パッドの直径部分の通過回数
のヒストグラムの結果である。図8(a)、(b)およ
び(c)は、それぞれ、図7(a)、(b)および
(c)に示す溝パターンに関する計算結果である。図8
(a)の分布は、図8(b)および(c)の分布に比
べ、通過回数が均一になっている。
【0020】この結果から、溝の各部とリテーナ中心間
の距離がウエハ載置部の回転方向と逆向きの方向に向か
うにしたがい大きくなる溝とすれば、研磨パッドの表面
を均一に削りとることができることがわかる。
【0021】なお、図7で行ったように、リテーナの溝
のリテーナの直径方向となす角度でこの溝の平面パター
ンを簡易的に表現することができる。リテーナの溝のリ
テーナの直径方向となす角度を用いた場合、その最適値
は、研磨パッドの回転数、試料台の回転数、ウエハ載置
部の回転数、および研磨パッド中心と試料台中心の距離
などから決まるが、通常、ウエハ載置部の回転方向に対
して−80゜から−25゜の角度をなすようにすれば良
い。
【0022】なお、本発明の研磨装置は、リテーナの溝
が、ウエハ載置部の回転に伴い回転(自転)しながら、
研磨パッド上を回転(公転)し走査する研磨装置に適用
することが可能である。したがって、研磨定盤と試料台
のいずれか一方が回転(公転)すれば良いので、研磨定
盤と試料台のいずれか一方が回転しない研磨装置にも適
用することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】本発明の研磨装置の例について説
明する。本発明の研磨装置の例は、図1、図2および図
3に示す研磨装置であって、リテーナのみが溝を施した
点で従来と異なるものである。したがって、リテーナの
みを説明し、それ以外の説明は省略する。
【0024】図4は、本発明の研磨装置のリテーナの1
例の模式的平面図である。この例は、直線の溝の例であ
る。リテーナの1つの溝の、ウエハ載置部の回転方向と
逆向きに並ぶ点、V、W、X、Y、Zに対して、リテー
ナの中心からの距離RV、RW、RX、RY、RZが順次増
加している。この例では、溝21とリテーナの直径方向
(O−O’)とのなす角θ1が−75゜としている。前
述のように、この溝のリテーナの直径方向となす角度
は、通常−80゜から−25゜とすれば良い。溝部の幅
は、1〜7mm程度、その深さは、0.05〜2mm程
度とすれば良い。
【0025】リテーナ13は、例えばSi34、Si
C、Al23のような高硬度のセラミックスやステンレ
ス鋼により作製すれば良い。
【0026】図5は、本発明の研磨装置のリテーナの別
の例の模式的平面図である。この例は、曲線の溝の例で
ある。この例では、溝21の平均的な方向(図中、点
線)とリテーナの直径方向(O−O’)とのなす角θ2
をやはり−75゜としている。
【0027】図4および図5に示すようなリテーナを用
いることにより、研磨パッドの表面を均一に削りとり、
シーズニング(目たて)することができる。したがっ
て、研磨パッドの目詰まりの進行を抑え、ウエハの研磨
速度の低下を生じることなく、長期間にわたって安定し
たウエハの研磨を行うことができる。
【0028】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の研磨装置
によれば、研磨パッドの目詰まりの進行を抑え、長期間
にわたってウエハの研磨速度を安定させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】ウエハの研磨装置を示す模式的縦断面図であ
る。
【図2】ウエハの研磨装置を示す模式的平面図である。
【図3】ウエハの研磨装置のウエハ載置部を示す模式的
縦断面図である。
【図4】本発明の研磨装置のリテーナの1例の模式的平
面図である。
【図5】本発明の研磨装置のリテーナの別の例の模式的
平面図である。
【図6】リテーナの溝の研磨パッド上の平面運動を説明
する模式図である。この図は、研磨パッド上の座標平面
から見たものである。
【図7】数値計算に用いた3種類の溝のパターンを示す
模式図である。(a)に示す溝は、角度θaが−45゜
のものである。(b)に示す溝は、角度θbが0゜のも
のである。(c)に示す溝は、角度θcが+45゜のも
のである。
【図8】研磨パッドの直径部分の通過回数のヒストグラ
ムの結果である。図8(a)、(b)および(c)は、
それぞれ、図7(a)、(b)および(c)に示す溝パ
ターンの結果である。
【符号の説明】
11 研磨定盤 12 研磨パッド 13 リテーナ 14 ウエハ載置部 15 試料台 16 ウエハ載置面 17 ウエハ保持用溝 18 排気用貫通孔 21 溝 31 研磨パッド上の通過領域 S ウエハ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ウエハ載置部が配置された試料台と、研磨
    パッドが被着された研磨定盤と、ウエハ載置部をその中
    心軸のまわりに回転させる機構と、試料台をその中心軸
    のまわりに回転させる機構および/または研磨定盤をそ
    の中心軸のまわりに回転させる機構を備え、ウエハ載置
    部に保持されたウエハに、研磨定盤に被着された研磨パ
    ッドを押し当て、ウエハと研磨パッドの間に研磨スラリ
    ーを供給し、ウエハ載置部と試料台および/または研磨
    定盤とを回転させてウエハを研磨する研磨装置であっ
    て、ウエハ載置部のウエハ載置面の外周部にリテーナを
    備え、前記リテーナの研磨パッドと対向する面に、溝の
    各部とリテーナ中心間の距離がウエハ載置部の回転方向
    と逆向きの方向に向かうにしたがい大きくなる形状の溝
    が複数設けられていることを特徴とする研磨装置。
JP10888796A 1996-04-30 1996-04-30 研磨装置 Expired - Fee Related JP3077586B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10888796A JP3077586B2 (ja) 1996-04-30 1996-04-30 研磨装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10888796A JP3077586B2 (ja) 1996-04-30 1996-04-30 研磨装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09295263A true JPH09295263A (ja) 1997-11-18
JP3077586B2 JP3077586B2 (ja) 2000-08-14

Family

ID=14496124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10888796A Expired - Fee Related JP3077586B2 (ja) 1996-04-30 1996-04-30 研磨装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3077586B2 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6168684B1 (en) 1997-12-04 2001-01-02 Nec Corporation Wafer polishing apparatus and polishing method
US6443826B1 (en) 1999-06-22 2002-09-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Polishing head of a chemical mechanical polishing apparatus and, retainer ring of the same
KR20030024402A (ko) * 2001-09-18 2003-03-26 주식회사 하이닉스반도체 화학 기계적 연마 장치
KR100389115B1 (ko) * 1999-06-24 2003-06-25 삼성전자주식회사 화학적 기계적 연마를 위한 유지링
KR100542723B1 (ko) * 1998-09-03 2006-04-06 삼성전자주식회사 반도체장치 제조용 씨엠피설비의 연마헤드
CN113276018A (zh) * 2021-06-15 2021-08-20 北京烁科精微电子装备有限公司 一种化学机械抛光用保持环
CN114473862A (zh) * 2020-10-26 2022-05-13 昆明物理研究所 一种适用于碲镉汞外延薄膜表面的抛光夹具

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6168684B1 (en) 1997-12-04 2001-01-02 Nec Corporation Wafer polishing apparatus and polishing method
KR100542723B1 (ko) * 1998-09-03 2006-04-06 삼성전자주식회사 반도체장치 제조용 씨엠피설비의 연마헤드
US6443826B1 (en) 1999-06-22 2002-09-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Polishing head of a chemical mechanical polishing apparatus and, retainer ring of the same
KR100389115B1 (ko) * 1999-06-24 2003-06-25 삼성전자주식회사 화학적 기계적 연마를 위한 유지링
KR20030024402A (ko) * 2001-09-18 2003-03-26 주식회사 하이닉스반도체 화학 기계적 연마 장치
CN114473862A (zh) * 2020-10-26 2022-05-13 昆明物理研究所 一种适用于碲镉汞外延薄膜表面的抛光夹具
CN114473862B (zh) * 2020-10-26 2023-01-24 昆明物理研究所 一种适用于碲镉汞外延薄膜表面的抛光夹具
CN113276018A (zh) * 2021-06-15 2021-08-20 北京烁科精微电子装备有限公司 一种化学机械抛光用保持环

Also Published As

Publication number Publication date
JP3077586B2 (ja) 2000-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6783436B1 (en) Polishing pad with optimized grooves and method of forming same
US6955587B2 (en) Grooved polishing pad and method
US5674109A (en) Apparatus and method for polishing workpiece
KR100425937B1 (ko) 표면가공방법 및 장치
US5944593A (en) Retainer ring for polishing head of chemical-mechanical polish machines
US20020068516A1 (en) Apparatus and method for controlled delivery of slurry to a region of a polishing device
JPH09103955A (ja) 正常位置での研摩パッドの平坦さ調整方法及び装置
US20050282479A1 (en) Polishing pad having grooves configured to promote mixing wakes during polishing
JP5091410B2 (ja) 半径方向に交互に位置する溝セグメント配置形態を有するcmpパッド
JP3077586B2 (ja) 研磨装置
JPH10180624A (ja) ラッピング装置及び方法
JP2647046B2 (ja) 研磨布および研磨方法
US7270595B2 (en) Polishing pad with oscillating path groove network
JPH1034535A (ja) 研磨方法及び研磨装置
JPH1177515A (ja) 平面研磨装置及び研磨装置に用いる研磨布
US6290808B1 (en) Chemical mechanical polishing machine with ultrasonic vibration and method
JP3821944B2 (ja) ウェーハの枚葉式研磨方法とその装置
US6155913A (en) Double polishing head
JPH11285963A (ja) ウェーハ研磨用研磨布若しくは研磨定盤からなる研磨体及び該研磨体を用いたウェーハ研磨方法
GB2590511A (en) Hybrid CMP conditioning head
KR20020092407A (ko) 웨이퍼 연마 방법
JP2000108033A (ja) 研磨装置
JPS6295172A (ja) 回転塗布装置
KR100596094B1 (ko) 배치 드레싱-기계적 화학연마 장치 및 그 방법
JPH10315119A (ja) 研磨布

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees