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JP6495117B2 - CMP polishing apparatus and CMP polishing method - Google Patents
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Description

本発明は、スラリーを供給しながらウエーハを研磨するCMP研磨装置及びCMP研磨方法に関する。   The present invention relates to a CMP polishing apparatus and a CMP polishing method for polishing a wafer while supplying a slurry.

CMP(Chemical Mechanical Polishing)研磨では、保持テーブル上にウエーハが吸引保持され、ウエーハに研磨パッドを押し付けた状態でスラリーが供給されてウエーハが研磨される。保持テーブルの保持面は熱の逃げが悪いポーラス体で形成されており、保持面に加工熱が蓄熱されることでスラリーが温められて研磨レートが変化するという不具合がある。このため、研磨加工中の温度を管理しながらウエーハを研磨するCMP研磨装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載のCMP研磨装置は、温度センサによって研磨加工時の摩擦熱を検出して、摩擦熱の変化に応じて研磨加工を制御している。   In CMP (Chemical Mechanical Polishing) polishing, a wafer is sucked and held on a holding table, and a slurry is supplied with the polishing pad pressed against the wafer to polish the wafer. The holding surface of the holding table is formed of a porous body with poor heat escape, and there is a problem that the polishing rate is changed by warming the slurry by storing processing heat on the holding surface. For this reason, a CMP polishing apparatus is known that polishes a wafer while controlling the temperature during the polishing process (see, for example, Patent Document 1). The CMP polishing apparatus described in Patent Document 1 detects frictional heat during polishing using a temperature sensor, and controls polishing according to changes in frictional heat.

特開2004−14999号公報JP 2004-14999 A

ところで、特許文献1に記載のCMP研磨装置では、研磨中の温度が管理されているが、研磨パッドの研磨面とウエーハの表面の平行度にズレが生じている場合には、ウエーハを均一に研磨することができない。このため、研磨パッドの研磨面と保持テーブルの保持面の平行度の調節が重要になっていた。また、ウエーハが保持テーブルに吸引保持されるため、保持テーブルとの接触によってウエーハに傷が付かないように、ウエーハの裏面に保護テープを貼着しなければならない。このため、保護テープを使用する分だけ、作業工数及び材料コストが増加するという問題があった。   By the way, in the CMP polishing apparatus described in Patent Document 1, the temperature during polishing is controlled. However, if there is a deviation in parallelism between the polishing surface of the polishing pad and the surface of the wafer, the wafer is made uniform. It cannot be polished. For this reason, it has been important to adjust the parallelism between the polishing surface of the polishing pad and the holding surface of the holding table. Further, since the wafer is sucked and held on the holding table, a protective tape must be attached to the back surface of the wafer so that the wafer is not damaged by contact with the holding table. For this reason, there is a problem that the number of work steps and the material cost increase by the amount of use of the protective tape.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、平行度を調節せず、さらに作業工数及び材料コストを増加させずに、ウエーハを良好に研磨することができるCMP研磨装置及びCMP研磨方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and provides a CMP polishing apparatus and a CMP polishing method capable of polishing a wafer satisfactorily without adjusting parallelism and without increasing work man-hours and material costs. The purpose is to provide.

本発明のCMP研磨装置は、ウエーハの下面に対面する保持面を有しウエーハを保持する保持テーブルと、ウエーハの外周の径より大きい内径でリング形状のリテーナリングと、保持テーブルが保持するウエーハの外側で保持面に直交する方向となる昇降方向にリテーナリングを昇降させる昇降機構と、保持テーブルが保持するウエーハをウエーハの中心を軸に回転させる回転手段と、ウエーハを研磨する研磨パッドを回転可能に装着する研磨手段と、研磨手段と保持テーブルとを相対的に接近および離間する方向に加工送りする加工送り手段と、ウエーハの上面と研磨パッドの研磨面とにスラリーを供給するスラリー供給手段と、を備え、保持テーブルには、保持面から液体を噴出させる噴出口を備え、噴出口から噴出させ保持面に沿って液体を流し液体で満たされた状態の保持面に向かってウエーハを搬入しウエーハの下面と保持面との隙間を液体が流れてウエーハの外周から排出させることで非接触でウエーハを保持してウエーハを研磨する。   The CMP polishing apparatus of the present invention includes a holding table having a holding surface facing the lower surface of the wafer, holding the wafer, a ring-shaped retainer ring having an inner diameter larger than the outer diameter of the wafer, and a wafer held by the holding table. An elevating mechanism that raises and lowers the retainer ring in the elevating direction that is perpendicular to the holding surface on the outside, a rotating means that rotates the wafer held by the holding table around the center of the wafer, and a polishing pad that polishes the wafer can be rotated Polishing means to be mounted on the surface, processing feed means for processing and feeding the polishing means and the holding table in directions approaching and separating from each other, slurry supply means for supplying slurry to the upper surface of the wafer and the polishing surface of the polishing pad, The holding table is provided with a spout for ejecting liquid from the holding surface, and is ejected from the spout along the holding surface. The wafer is carried toward the holding surface in a state of flowing through the body and filled with liquid, and the wafer flows in a gap between the lower surface of the wafer and the holding surface and is discharged from the outer periphery of the wafer to hold the wafer in a non-contact manner. To polish.

この構成によれば、リテーナリングの内側で保持テーブルの保持面とウエーハの下面との間に液体が介在され、保持テーブルにウエーハが非接触で保持される。研磨時には、液体によってウエーハが押し上げられ、ウエーハの上面が研磨パッドの研磨面に倣うように押し当てられる。このため、保持テーブルの保持面と研磨パッドの研磨面の平行度にズレが生じていても、平行度を調節することなくウエーハを良好に研磨することができる。また、研磨中にウエーハの下面が保持テーブルの保持面に接触して傷つくことがないため、ウエーハの下面に保護テープを貼着する必要がない。よって、保護テープを使用しない分だけ、作業工数及び材料コストを低減することができる。   According to this configuration, the liquid is interposed between the holding surface of the holding table and the lower surface of the wafer inside the retainer ring, and the wafer is held on the holding table in a non-contact manner. At the time of polishing, the wafer is pushed up by the liquid and pressed so that the upper surface of the wafer follows the polishing surface of the polishing pad. For this reason, even if there is a deviation in the parallelism between the holding surface of the holding table and the polishing surface of the polishing pad, the wafer can be satisfactorily polished without adjusting the parallelism. Further, since the lower surface of the wafer does not come into contact with the holding surface of the holding table and is damaged during polishing, it is not necessary to attach a protective tape to the lower surface of the wafer. Therefore, work man-hours and material costs can be reduced as much as the protective tape is not used.

また、上記CMP研磨装置において、噴出口から噴射させる液体の温度調節を行う温調手段を備える。   The CMP polishing apparatus further includes temperature adjusting means for adjusting the temperature of the liquid ejected from the ejection port.

本発明のCMP研磨方法は、上記のCMP研磨装置を用いてウエーハを研磨するCMP研磨方法であって、噴出口から噴出させ保持面に沿って液体を流し液体で満たされた状態の保持面に向かってウエーハを搬入しウエーハの下面と保持面との隙間を液体が流れてウエーハの外周から排出させることでウエーハを保持する保持工程と、保持工程で保持するウエーハの外側にて昇降機構を用いてリテーナリングを上昇させた後、加工送り手段で研磨パッドの研磨面をリテーナリングに押圧させると共にウエーハの上面に押圧させ、さらにスラリー供給手段によりスラリーを供給してウエーハを研磨するCMP研磨工程と、からなる。   The CMP polishing method of the present invention is a CMP polishing method for polishing a wafer using the above-described CMP polishing apparatus, and is applied to a holding surface in a state filled with liquid by flowing a liquid along a holding surface and ejecting from a jet port. The wafer is carried in, the liquid flows through the gap between the lower surface of the wafer and the holding surface and is discharged from the outer periphery of the wafer, and the holding mechanism holds the wafer, and the lifting mechanism is used outside the wafer held in the holding process. A CMP polishing step in which after the retainer ring is raised, the polishing surface of the polishing pad is pressed against the retainer ring by the processing feed means and pressed onto the upper surface of the wafer, and the slurry is supplied by the slurry supply means to polish the wafer. It consists of

また、上記CMP研磨方法において、CMP研磨工程において、温調手段を用いて噴出口から噴射させる液体の温度を所定の温度に調節させつつウエーハを研磨する。   In the CMP polishing method, in the CMP polishing step, the wafer is polished while adjusting the temperature of the liquid ejected from the ejection port to a predetermined temperature using the temperature adjusting means.

本発明によれば、保持テーブルの保持面とウエーハの下面との間に液体が介在され、保持テーブルにウエーハが非接触で保持される。よって、保持テーブルの保持面と研磨パッドの研磨面の平行度を調節することなくウエーハを良好に研磨することができ、さらに保護テープを使用しない分だけ、作業工数及び材料コストを低減することができる。   According to the present invention, the liquid is interposed between the holding surface of the holding table and the lower surface of the wafer, and the wafer is held on the holding table in a non-contact manner. Therefore, the wafer can be polished satisfactorily without adjusting the parallelism between the holding surface of the holding table and the polishing surface of the polishing pad, and the work man-hours and material costs can be reduced by the amount not using the protective tape. it can.

第1の実施の形態に係るCMP研磨装置の斜視図である。1 is a perspective view of a CMP polishing apparatus according to a first embodiment. 一般的なCMP研磨の説明図である。It is explanatory drawing of general CMP grinding | polishing. 第1の実施の形態に係る保持テーブルの周辺構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the periphery structure of the holding table which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係るCMP研磨方法の説明図である。It is explanatory drawing of the CMP grinding | polishing method which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施の形態に係るCMP研磨方法の説明図である。It is explanatory drawing of the CMP grinding | polishing method which concerns on 2nd Embodiment. 変形例に係る保持テーブルの周辺構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the periphery structure of the holding table which concerns on a modification.

以下、添付図面を参照して、CMP研磨装置について説明する。図1は、第1の実施の形態に係るCMP研磨装置の斜視図である。なお、本実施の形態に係るCMP研磨装置は、図1に示すような研磨専用の装置に限定されず、例えば、研削、研磨、洗浄等の一連の加工が全自動で実施されるフルオートタイプの加工装置に組み込まれてもよい。   Hereinafter, a CMP polishing apparatus will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view of a CMP polishing apparatus according to the first embodiment. Note that the CMP polishing apparatus according to the present embodiment is not limited to a polishing-dedicated apparatus as shown in FIG. 1, and is, for example, a fully automatic type in which a series of processes such as grinding, polishing, and cleaning are performed automatically. It may be incorporated in the processing apparatus.

図1に示すように、CMP研磨装置1は、保持テーブル15上のウエーハWと研磨パッド45の間にスラリーを進入させて、化学機械研磨(CMP: Chemical Mechanical Polishing)によってウエーハWを研磨するように構成されている。なお、ウエーハWは、シリコン、ガリウム砒素等の半導体基板でもよいし、サファイア、炭化ケイ素等の無機材料基板でもよい。また、ウエーハWは、半導体基板にIC、LSI等の半導体デバイスが形成された半導体ウエーハでもよいし、無機材料基板にLED等の光デバイスが形成された光デバイスウエーハでもよい。   As shown in FIG. 1, the CMP polishing apparatus 1 causes the slurry to enter between the wafer W on the holding table 15 and the polishing pad 45, and polishes the wafer W by chemical mechanical polishing (CMP). It is configured. The wafer W may be a semiconductor substrate such as silicon or gallium arsenide, or may be an inorganic material substrate such as sapphire or silicon carbide. The wafer W may be a semiconductor wafer in which semiconductor devices such as IC and LSI are formed on a semiconductor substrate, or an optical device wafer in which optical devices such as LEDs are formed on an inorganic material substrate.

CMP研磨装置1の基台10の上面には、X軸方向に延在する矩形状の開口が形成され、この開口は保持テーブル15と共に移動可能なテーブルカバー11及び蛇腹状の防水カバー12に覆われている。防水カバー12の下方には、保持テーブル15をX軸方向に移動させる移動手段20と、ウエーハWをZ軸回りに回転させる回転手段としての回転モータ25とが設けられている。保持テーブル15の表面には、後述するようにウエーハWを非接触で保持する保持面16が形成されている。保持テーブル15の周囲には、ウエーハWに対する過度な研磨を規制するためのリテーナリング30が昇降可能に設けられている。   A rectangular opening extending in the X-axis direction is formed on the upper surface of the base 10 of the CMP polishing apparatus 1, and this opening is covered with a table cover 11 movable together with the holding table 15 and a bellows-shaped waterproof cover 12. It has been broken. Below the waterproof cover 12, a moving means 20 for moving the holding table 15 in the X-axis direction and a rotating motor 25 as a rotating means for rotating the wafer W about the Z-axis are provided. As will be described later, a holding surface 16 that holds the wafer W in a non-contact manner is formed on the surface of the holding table 15. A retainer ring 30 for restricting excessive polishing on the wafer W is provided around the holding table 15 so as to be movable up and down.

移動手段20は、基台10上に配置されたX軸方向に平行な一対のガイドレール21と、一対のガイドレール21にスライド可能に設置されたモータ駆動のX軸テーブル22とを有している。X軸テーブル22の背面側には、ナット部(不図示)が形成され、このナット部にボールネジ23が螺合されている。そして、ボールネジ23の一端部に連結された駆動モータ24が回転駆動されることで、保持テーブル15が一対のガイドレール21に沿ってX軸方向に動かされる。回転モータ25は、X軸テーブル22上に設けられており、保持テーブル15の下方に設けられた回転基台52に連結されている。   The moving means 20 includes a pair of guide rails 21 arranged on the base 10 and parallel to the X-axis direction, and a motor-driven X-axis table 22 slidably installed on the pair of guide rails 21. Yes. A nut portion (not shown) is formed on the back side of the X-axis table 22, and a ball screw 23 is screwed to the nut portion. Then, when the drive motor 24 connected to one end of the ball screw 23 is rotationally driven, the holding table 15 is moved along the pair of guide rails 21 in the X-axis direction. The rotation motor 25 is provided on the X-axis table 22 and is connected to a rotation base 52 provided below the holding table 15.

基台10上のコラム13には、研磨手段40と保持テーブル15とを相対的に接近および離間するZ軸方向に加工送りする加工送り手段35が設けられている。加工送り手段35は、コラム13に配置されたZ軸方向に平行な一対のガイドレール36と、一対のガイドレール36にスライド可能に設置されたモータ駆動のZ軸テーブル37とを有している。Z軸テーブル37の背面側にはナット部(不図示)が形成され、このナット部にボールネジ38が螺合されている。ボールネジ38の一端部に連結された駆動モータ39によりボールネジ38が回転駆動されることで、研磨手段40がガイドレール36に沿って加工送りされる。   The column 13 on the base 10 is provided with a processing feed means 35 for processing and feeding the polishing means 40 and the holding table 15 in the Z-axis direction relatively approaching and separating. The processing feed means 35 includes a pair of guide rails 36 arranged in the column 13 and parallel to the Z-axis direction, and a motor-driven Z-axis table 37 slidably installed on the pair of guide rails 36. . A nut portion (not shown) is formed on the back side of the Z-axis table 37, and a ball screw 38 is screwed to the nut portion. The ball screw 38 is rotationally driven by a drive motor 39 connected to one end of the ball screw 38, whereby the polishing means 40 is processed and fed along the guide rail 36.

研磨手段40は、ハウジング41を介してZ軸テーブル37の前面に取り付けられており、スピンドルユニット42の下部に研磨パッド45を回転可能に装着して構成されている。スピンドルユニット42にはフランジ43が設けられ、フランジ43を介してハウジング41に研磨手段40が支持される。スピンドルユニット42の下部はマウント44になっており、マウント44の下面にはウエーハWを研磨する研磨パッド45が装着されている。研磨パッド45は、発泡材や繊維質等で形成されており、研磨パッド45の中心と回転軸の中心とを一致させるように、マウント44に装着されている。   The polishing means 40 is attached to the front surface of the Z-axis table 37 via a housing 41, and is configured by rotatably mounting a polishing pad 45 on the lower part of the spindle unit. The spindle unit 42 is provided with a flange 43, and the polishing means 40 is supported on the housing 41 via the flange 43. A lower part of the spindle unit 42 is a mount 44, and a polishing pad 45 for polishing the wafer W is attached to the lower surface of the mount 44. The polishing pad 45 is formed of a foam material, fiber, or the like, and is mounted on the mount 44 so that the center of the polishing pad 45 and the center of the rotation shaft are aligned.

また、スピンドルユニット42の上部には、ウエーハWの上面71と研磨パッド45の研磨面46とにスラリーを供給するスラリー供給手段61が接続されている。スラリー供給手段61からスラリーが供給されることで、スピンドルユニット42内の流路を通じて研磨面46にスラリーが定着される。スラリーは、砥粒を含むアルカリ性水溶液又は酸性水溶液であり、例えば、グリーンカーボランダム、ダイヤモンド、アルミナ、酸化セリウム、CBN(立方晶窒化ホウ素)の砥粒が含有される。アルカリ性のスラリーはシリコンウエーハの研磨、酸性のスラリーは無機材料系のウエーハの研磨にそれぞれ使用されることが好ましい。   A slurry supply means 61 for supplying slurry to the upper surface 71 of the wafer W and the polishing surface 46 of the polishing pad 45 is connected to the upper portion of the spindle unit 42. By supplying the slurry from the slurry supply means 61, the slurry is fixed to the polishing surface 46 through the flow path in the spindle unit 42. The slurry is an alkaline aqueous solution or an acidic aqueous solution containing abrasive grains, and contains, for example, abrasive grains of green carborundum, diamond, alumina, cerium oxide, and CBN (cubic boron nitride). The alkaline slurry is preferably used for polishing a silicon wafer, and the acidic slurry is preferably used for polishing an inorganic material wafer.

CMP研磨装置1には、装置各部を統括制御する制御部(不図示)が設けられている。制御部は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成される。メモリは、用途に応じてROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。このように構成されたCMP研磨装置1では、研磨パッド45がZ軸回りに回転されながら保持テーブル15に接近される。そして、スラリーが供給されながら、研磨パッド45がウエーハWに回転接触することで、ウエーハWの上面71が研磨される。   The CMP polishing apparatus 1 is provided with a control unit (not shown) that controls each part of the apparatus. The control unit is configured by a processor, a memory, and the like that execute various processes. The memory is composed of one or a plurality of storage media such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory) depending on the application. In the CMP polishing apparatus 1 configured as described above, the polishing pad 45 approaches the holding table 15 while being rotated about the Z axis. Then, the upper surface 71 of the wafer W is polished by the polishing pad 45 being in rotational contact with the wafer W while the slurry is supplied.

ところで、図2に示すような一般的なCMP研磨装置では、ウエーハWの下面72に保護テープTを貼着して、保護テープTを介して保持テーブル15上にウエーハWが吸着保持された状態で研磨される。この場合、ウエーハWの上面71は、保持テーブル15の保持面16に倣って変形するため、研磨パッド45の研磨面46と保持テーブル15の保持面16とが平行ではない場合にはウエーハWを均一に加工することが困難である。また、ウエーハWの下面72には保護テープTが貼着されるため、保護テープTを貼着する作業や、保護テープTを剥離する作業等の作業工数が増加すると共に材料コストが増加する。   By the way, in a general CMP polishing apparatus as shown in FIG. 2, the protective tape T is stuck to the lower surface 72 of the wafer W, and the wafer W is sucked and held on the holding table 15 via the protective tape T. It is polished with. In this case, since the upper surface 71 of the wafer W is deformed following the holding surface 16 of the holding table 15, the wafer W is moved when the polishing surface 46 of the polishing pad 45 and the holding surface 16 of the holding table 15 are not parallel. It is difficult to process uniformly. Further, since the protective tape T is attached to the lower surface 72 of the wafer W, the number of work steps such as attaching the protective tape T and removing the protective tape T increase, and the material cost increases.

そこで、本実施の形態では、液体供給源62(図1参照)に接続された噴出口17(図1参照)を保持テーブル15に設けて、噴出口17から保持テーブル15の保持面16とウエーハWの下面72との間に液体を供給することで、保持テーブル15上にウエーハWを非接触で保持するようにしている。これにより、保持テーブル15の保持面16と研磨パッド45の研磨面46の平行度を調整せずにウエーハWを均一に研磨でき、さらに保護テープTを使用しない分だけ、作業工数及び材料コストを低減している。研磨中にウエーハWの下面72が液体洗浄されるため、ウエーハWの下面72に研磨屑が付着することがない。   Therefore, in the present embodiment, the ejection port 17 (see FIG. 1) connected to the liquid supply source 62 (see FIG. 1) is provided in the holding table 15, and the holding surface 16 and the wafer of the holding table 15 are connected from the ejection port 17. By supplying a liquid to the lower surface 72 of W, the wafer W is held on the holding table 15 in a non-contact manner. As a result, the wafer W can be uniformly polished without adjusting the parallelism of the holding surface 16 of the holding table 15 and the polishing surface 46 of the polishing pad 45, and the work man-hours and material costs can be reduced by the amount not using the protective tape T. Reduced. Since the lower surface 72 of the wafer W is liquid-cleaned during polishing, the polishing debris does not adhere to the lower surface 72 of the wafer W.

また、CMP研磨では、ウエーハWはスラリーの化学成分によってエッチングされながら、スラリー内の砥粒によって機械的に研磨される。スラリーの化学成分は、温度に応じて活性化具合が変化してウエーハWに対するエッチングの進行量に差異が生じる。このため、スラリーは、適切な研磨レート(単位時間当たりの研磨量)になるように、温度管理された状態でウエーハWに供給されることが好ましい。このため、本実施の形態では、噴出口17から噴射させる液体を温調手段63(図1参照)で温度調節することで、液体によってスラリーを間接的に温度調節するようにしている。   In CMP polishing, the wafer W is mechanically polished by the abrasive grains in the slurry while being etched by the chemical components of the slurry. The chemical components of the slurry vary in the degree of activation depending on the temperature, resulting in a difference in the amount of progress of etching with respect to the wafer W. For this reason, it is preferable that the slurry is supplied to the wafer W in a temperature-controlled state so as to achieve an appropriate polishing rate (polishing amount per unit time). For this reason, in the present embodiment, the temperature of the liquid ejected from the ejection port 17 is adjusted by the temperature adjusting means 63 (see FIG. 1), so that the temperature of the slurry is indirectly adjusted by the liquid.

以下、図3を参照して、保持テーブルの周辺構成について説明する。図3は、第1の実施の形態に係る保持テーブルの周辺構成を示す斜視図である。   Hereinafter, the peripheral configuration of the holding table will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a perspective view showing a peripheral configuration of the holding table according to the first embodiment.

図3に示すように、保持テーブル15は、ウエーハWの下面72に対面する保持面16を有しており、保持面16において非接触でウエーハWを保持するように構成されている。保持テーブル15には、保持面16から液体を噴出させる環状の噴出口17が形成され、噴出口17には液体を供給する液体供給源62が接続されている。噴出口17から噴出された液体は保持面16に沿って流れることで保持面16が液体で満たされる。この保持面16に向かってウエーハWが搬入されると、ウエーハWの下面72と保持テーブル15の保持面16の隙間に液体が流れて、ウエーハWの外周側から排出されることで、保持面16に非接触でウエーハWが保持される。   As shown in FIG. 3, the holding table 15 has a holding surface 16 that faces the lower surface 72 of the wafer W, and is configured to hold the wafer W in a non-contact manner on the holding surface 16. The holding table 15 is formed with an annular jet 17 for ejecting liquid from the holding surface 16, and a liquid supply source 62 for supplying liquid is connected to the jet 17. The liquid ejected from the ejection port 17 flows along the holding surface 16 so that the holding surface 16 is filled with the liquid. When the wafer W is loaded toward the holding surface 16, the liquid flows into the gap between the lower surface 72 of the wafer W and the holding surface 16 of the holding table 15, and is discharged from the outer peripheral side of the wafer W. The wafer W is held in contact with 16.

この場合、搬送中はリテーナリング30が下がって流速が高いため、ベルヌーイ効果によって保持テーブル15の保持面16に負圧が発生してウエーハWが吸着保持される(図4A参照)。一方、研磨中はリテーナリング30が上がって流速が落ちるため、液体によってウエーハWが研磨パッド45に押し付けられることで保持面16に対してウエーハWが非接触で保持される(図4C参照)。なお、図6に示すように、研磨中においても、リテーナリング30に液体の流速を下げない程度の逃げ道33を作って、搬送中と同様にベルヌーイ効果によって保持面16にウエーハWが非接触で保持されてもよい。リテーナリング30に液体の逃げ道33を備える場合は、搬送中にリテーナリング30を上昇させて噴射口17から液体を噴射させると、噴射口17から噴射される液体で保持面16からウエーハWが横に移動しても保持面16から落ちる心配が無くなる。なお、逃げ道33はリテーナリング30の上面に形成された溝であり、噴出口17からの液体の流れに沿うようにリテーナリング30の上面を斜めに横切るように形成されている。   In this case, since the retainer ring 30 is lowered during conveyance and the flow velocity is high, a negative pressure is generated on the holding surface 16 of the holding table 15 by the Bernoulli effect, and the wafer W is sucked and held (see FIG. 4A). On the other hand, during the polishing, the retainer ring 30 is raised and the flow velocity is reduced. Therefore, the wafer W is pressed against the polishing pad 45 by the liquid, so that the wafer W is held against the holding surface 16 in a non-contact manner (see FIG. 4C). As shown in FIG. 6, even during polishing, an escape passage 33 is formed in the retainer ring 30 so as not to decrease the flow rate of the liquid, and the wafer W is not in contact with the holding surface 16 by the Bernoulli effect as in the case of conveyance. It may be held. When the retainer ring 30 is provided with a liquid escape path 33, when the retainer ring 30 is raised during the transportation and the liquid is ejected from the ejection port 17, the wafer W is horizontally moved from the holding surface 16 by the liquid ejected from the ejection port 17. Even if it moves to, there is no fear of falling from the holding surface 16. The escape passage 33 is a groove formed on the upper surface of the retainer ring 30, and is formed so as to cross the upper surface of the retainer ring 30 obliquely so as to follow the flow of liquid from the ejection port 17.

保持テーブル15の周囲には、ウエーハWの外周の径より大きな内径でリング形状のリテーナリング30が設けられている。リテーナリング30の内周面には、ウエーハWのオリエンテーションフラット73に係合可能な平坦部31が形成されている。リテーナリング30の下方には、ウエーハW(保持テーブル15)の外側で保持面16に直交する方向となる昇降方向にリテーナリング30を昇降させる昇降機構として、複数(本実施の形態では4つ)のシリンダ32が設けられている。リテーナリング30が上昇されることで、研磨パッド45(図4C参照)によるウエーハWの過度の研磨がリテーナリング30の上面で規制される。   Around the holding table 15, a ring-shaped retainer ring 30 having an inner diameter larger than the outer diameter of the wafer W is provided. A flat portion 31 that can be engaged with an orientation flat 73 of the wafer W is formed on the inner peripheral surface of the retainer ring 30. Below the retainer ring 30, there are a plurality of (four in the present embodiment) lift mechanisms that raise and lower the retainer ring 30 in the lift direction that is perpendicular to the holding surface 16 outside the wafer W (holding table 15). Cylinder 32 is provided. By raising the retainer ring 30, excessive polishing of the wafer W by the polishing pad 45 (see FIG. 4C) is restricted on the upper surface of the retainer ring 30.

保持テーブル15は筒状の支持柱51に支持されており、支持柱51を囲むように回転基台52が設けられている。回転基台52は、リング状の固定台53上にリング状の可動台54が回転可能に載置されて構成される。回転基台52の周囲には、ウエーハWをウエーハWの中心を軸に回転させる回転手段として回転モータ25が配置されている。回転モータ25の主動ギア26は可動台54の外周面に形成された従動ギア55と噛み合っており、回転モータ25の駆動力によって可動台54を介してリテーナリング30が回転される。   The holding table 15 is supported by a cylindrical support column 51, and a rotation base 52 is provided so as to surround the support column 51. The rotation base 52 is configured by rotatably mounting a ring-shaped movable base 54 on a ring-shaped fixed base 53. Around the rotation base 52, a rotation motor 25 is arranged as a rotation means for rotating the wafer W around the center of the wafer W. The main drive gear 26 of the rotary motor 25 is meshed with a driven gear 55 formed on the outer peripheral surface of the movable table 54, and the retainer ring 30 is rotated via the movable table 54 by the driving force of the rotary motor 25.

ウエーハWの研磨時には、ウエーハWの下面72と保持テーブル15の保持面16との間が液体で満たされた状態でリテーナリング30が上昇される。回転モータ25が回転されると、可動台54を介してリテーナリング30が回転する。リテーナリング30の内周面には上記したように平坦部31が形成されており、リテーナリング30の平坦部31がオリエンテーションフラット73に係合することでウエーハWがリテーナリング30に連れ回りする。この状態で、回転した研磨パッド45の研磨面46がウエーハWの上面71に回転接触されてウエーハWが研磨される。   At the time of polishing the wafer W, the retainer ring 30 is raised in a state where the space between the lower surface 72 of the wafer W and the holding surface 16 of the holding table 15 is filled with liquid. When the rotary motor 25 is rotated, the retainer ring 30 is rotated via the movable base 54. As described above, the flat portion 31 is formed on the inner peripheral surface of the retainer ring 30, and the wafer W rotates with the retainer ring 30 by engaging the flat portion 31 of the retainer ring 30 with the orientation flat 73. In this state, the polishing surface 46 of the rotated polishing pad 45 is brought into rotational contact with the upper surface 71 of the wafer W to polish the wafer W.

この研磨時には、ウエーハWの上面71が研磨パッド45の研磨面46に押し付けられるようにして、ウエーハWが非接触で保持テーブル15に保持されている。よって、保持テーブル15の保持面16と研磨パッド45の研磨面46の平行度に関わらず、ウエーハWの内周側及び外周側に厚み差を出すことなく均一な研磨が可能になっている(図4C参照)。また、リテーナリング30によってウエーハWに対する研磨パッド45の過度な研磨が規制され、ウエーハWの外周側だけ過度に研磨されることがない。また、保護テープT(図2参照)を貼着することなく、ウエーハWを保持できるため作業工数及び材料コストを低減することが可能になっている。   During this polishing, the wafer W is held on the holding table 15 in a non-contact manner so that the upper surface 71 of the wafer W is pressed against the polishing surface 46 of the polishing pad 45. Therefore, regardless of the parallelism of the holding surface 16 of the holding table 15 and the polishing surface 46 of the polishing pad 45, uniform polishing is possible without causing a thickness difference between the inner and outer peripheral sides of the wafer W ( (See FIG. 4C). Further, the retainer ring 30 restricts excessive polishing of the polishing pad 45 with respect to the wafer W, so that only the outer peripheral side of the wafer W is not excessively polished. Further, since the wafer W can be held without sticking the protective tape T (see FIG. 2), it is possible to reduce the work man-hours and material costs.

また、研磨時は、ウエーハWと研磨パッド45の間のスラリーの温度に応じて研磨レートが変化するため、温調手段63によって間接的にスラリーが温度調節される。この場合、液体供給源62から供給された液体が温調手段63で温度調節され、液体に接するウエーハWを介してスラリーが温度調節される。不図示の厚みセンサでウエーハWの厚みを検出しながら、温調手段63で液体を通じてスラリーを温度調整することで適切に研磨レートが制御される。例えば、研磨序盤では、スラリーの温度が上がって研磨レートが高く制御され、研磨終盤に向けてスラリーの温度が下がって研磨レートが低くなるように制御される。   Further, at the time of polishing, the polishing rate changes according to the temperature of the slurry between the wafer W and the polishing pad 45, so the temperature of the slurry is indirectly adjusted by the temperature adjusting means 63. In this case, the temperature of the liquid supplied from the liquid supply source 62 is adjusted by the temperature adjusting means 63, and the temperature of the slurry is adjusted via the wafer W in contact with the liquid. The polishing rate is appropriately controlled by adjusting the temperature of the slurry through the liquid by the temperature adjusting means 63 while detecting the thickness of the wafer W with a thickness sensor (not shown). For example, in the early stage of polishing, the temperature of the slurry is raised and the polishing rate is controlled to be high, and the temperature of the slurry is lowered toward the final stage of polishing and the polishing rate is controlled to be low.

図4を参照して、CMP研磨方法について詳細に説明する。図4は、第1の実施の形態に係るCMP研磨方法の説明図である。なお、図4Aは保持工程を示し、図4B及び図4CはCMP研磨工程を示している。   The CMP polishing method will be described in detail with reference to FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of the CMP polishing method according to the first embodiment. 4A shows the holding process, and FIGS. 4B and 4C show the CMP polishing process.

図4Aに示すように、先ず保持工程が実施される。保持工程では、シリンダ32によってリテーナリング30が下降されており、保持面16の中央の噴出口17から液体が高い流速で噴出され、保持面16の外周側から外部に排出される。これにより、保持面16の中央から外周側に向かう液体の流れが形成され、保持面16の全面を覆うように液体の層が作られる。液体で満たされた保持面16にウエーハWが搬入されると、ウエーハWの下面72と保持テーブル15の保持面16との間を液体が流れることで負圧が発生し、ウエーハWが保持面16に対してベルヌーイ吸着されて非接触で保持される。なお、図6に示すように、リテーナリング30に逃げ道33を備えている場合は、逃げ道33から液体を放出させ噴射口17から噴射される液体の流速を低下させることが無いので、リテーナリング30を上昇させてウエーハWが保持面16に対してベルヌーイ吸着されて非接触で保持される。   As shown in FIG. 4A, a holding step is first performed. In the holding step, the retainer ring 30 is lowered by the cylinder 32, and the liquid is ejected from the ejection port 17 at the center of the holding surface 16 at a high flow rate and discharged from the outer peripheral side of the holding surface 16 to the outside. As a result, a liquid flow from the center of the holding surface 16 toward the outer peripheral side is formed, and a liquid layer is formed so as to cover the entire surface of the holding surface 16. When the wafer W is carried into the holding surface 16 filled with the liquid, a negative pressure is generated by the liquid flowing between the lower surface 72 of the wafer W and the holding surface 16 of the holding table 15, and the wafer W is held on the holding surface 16. 16 is adsorbed by Bernoulli and held without contact. As shown in FIG. 6, when the retainer ring 30 includes the escape passage 33, the liquid is not discharged from the escape passage 33 and the flow rate of the liquid ejected from the ejection port 17 is not reduced. The wafer W is Bernoulli adsorbed to the holding surface 16 and held in a non-contact manner.

図4Bに示すように、保持工程の後にCMP研磨工程が実施される。CMP研磨工程では、保持テーブル15の保持面16にウエーハWがベルヌーイ吸着された状態で、研磨手段40の真下までウエーハWが搬送される。シリンダ32によってリテーナリング30が上昇され、ウエーハWの周囲にリテーナリング30が位置付けられる。リテーナリング30によって液体の流れが部分的に遮られることで、液体の流れが遅くなってベルヌーイ吸着が解除される。ベルヌーイ吸着が解除された状態でも、液体によってウエーハWが押し上げられて、リテーナリング30の内側でウエーハWが保持面16に非接触で保持される。   As shown in FIG. 4B, a CMP polishing step is performed after the holding step. In the CMP polishing step, the wafer W is transported to just below the polishing means 40 with the wafer W adsorbed on the holding surface 16 of the holding table 15. The retainer ring 30 is raised by the cylinder 32, and the retainer ring 30 is positioned around the wafer W. Since the liquid flow is partially blocked by the retainer ring 30, the liquid flow is slowed and the Bernoulli adsorption is released. Even in the state where the Bernoulli adsorption is released, the wafer W is pushed up by the liquid, and the wafer W is held on the holding surface 16 in a non-contact manner inside the retainer ring 30.

図4Cに示すように、回転モータ25の回転が回転基台52を介してリテーナリング30に伝達されると、リテーナリング30の内側のウエーハWがリテーナリング30の回転に連れ回りされる。また、回転した研磨パッド45が加工送り手段35によってウエーハWに向かって加工送りされ、研磨パッド45の研磨面46によってリテーナリング30が押圧されると共にウエーハWが押圧される。そして、スラリー供給手段61から研磨パッド45の研磨面46とウエーハWの上面71の間にスラリーが供給されながら、研磨パッド45の研磨面46とウエーハWの上面71が回転接触されて研磨される。   As shown in FIG. 4C, when the rotation of the rotary motor 25 is transmitted to the retainer ring 30 via the rotation base 52, the wafer W inside the retainer ring 30 is rotated along with the rotation of the retainer ring 30. Further, the rotated polishing pad 45 is processed and fed toward the wafer W by the processing feeding means 35, and the retainer ring 30 is pressed and the wafer W is pressed by the polishing surface 46 of the polishing pad 45. While the slurry is supplied from the slurry supply means 61 between the polishing surface 46 of the polishing pad 45 and the upper surface 71 of the wafer W, the polishing surface 46 of the polishing pad 45 and the upper surface 71 of the wafer W are rotationally contacted and polished. .

このとき、液体によってウエーハWの上面71が研磨パッド45の研磨面46に倣うように押し付けられている。ウエーハWの上面71が研磨パッド45の研磨面46に平行に接触するため、ウエーハWの内側と外側で均一に研磨される。研磨中はウエーハWの下面72が保持テーブル15の保持面16に接触することがなく、ウエーハWの下面72が常に液体に洗浄された状態になるため、ウエーハWの下面72に研磨屑が付着することがない。さらに、ウエーハWの下面72が保持面16に接触して傷つくことがないため、ウエーハWの下面72に保護テープT(図2参照)を貼着する必要がない。   At this time, the upper surface 71 of the wafer W is pressed by the liquid so as to follow the polishing surface 46 of the polishing pad 45. Since the upper surface 71 of the wafer W is in contact with the polishing surface 46 of the polishing pad 45 in parallel, the wafer W is uniformly polished on the inside and outside of the wafer W. During polishing, the lower surface 72 of the wafer W does not come into contact with the holding surface 16 of the holding table 15, and the lower surface 72 of the wafer W is always washed with liquid. There is nothing to do. Furthermore, since the lower surface 72 of the wafer W does not come into contact with the holding surface 16 and is not damaged, it is not necessary to attach the protective tape T (see FIG. 2) to the lower surface 72 of the wafer W.

このようなCMP研磨では、厚みセンサによってウエーハWの厚みがリアルタイムで検出され、ウエーハWの厚みに応じてスラリーの温度が調節されて研磨レートが制御される。例えば、研磨序盤では、スラリーの目標温度が研磨レートの高い第1の目標温度に設定されており、温調手段63によって液体の温度が高く調節される。液体の熱がウエーハWを介してスラリーに伝わることで、温められたスラリーによってウエーハWが比較的粗く研磨される。この粗研磨は、厚みセンサによって研磨終盤のウエーハWの厚みが検出されるまで継続される。   In such CMP polishing, the thickness of the wafer W is detected in real time by the thickness sensor, and the polishing rate is controlled by adjusting the temperature of the slurry according to the thickness of the wafer W. For example, in the early stage of polishing, the target temperature of the slurry is set to the first target temperature having a high polishing rate, and the temperature of the liquid is adjusted to be high by the temperature adjusting means 63. The heat of the liquid is transferred to the slurry via the wafer W, so that the wafer W is polished relatively coarsely by the warmed slurry. This rough polishing is continued until the thickness of the wafer W at the end of polishing is detected by the thickness sensor.

研磨終盤では、スラリーの目標温度が研磨レートの低い第2の温度に切り換えられ、温調手段63によって液体の温度が低く調節される。液体の温度低下によってスラリーの温度が第2の目標温度まで低下し、通常の研磨レートでウエーハWが研磨される。これにより、目標温度の低下によってスラリーの化学成分の活性化が抑えられ、仕上げ段階でウエーハWが過度に研磨されることが防止される。このように、研磨序盤で研磨レートを上げ、研磨終盤で研磨レートを下げることで、研磨精度を低下させることなく、研磨の加工時間を短縮することが可能になっている。   At the final stage of polishing, the target temperature of the slurry is switched to the second temperature having a low polishing rate, and the temperature of the liquid is adjusted to be low by the temperature adjusting means 63. The temperature of the slurry is lowered to the second target temperature due to the temperature drop of the liquid, and the wafer W is polished at a normal polishing rate. Thereby, the activation of the chemical components of the slurry is suppressed by the decrease in the target temperature, and the wafer W is prevented from being excessively polished in the finishing stage. In this way, by increasing the polishing rate at the beginning of polishing and decreasing the polishing rate at the end of polishing, it is possible to reduce the polishing processing time without reducing the polishing accuracy.

以上のように、第1の実施の形態に係るCMP研磨装置1では、リテーナリング30の内側で保持テーブル15の保持面16とウエーハWの下面72との間に液体が介在され、保持テーブル15にウエーハWが非接触で保持される。研磨時には、液体によってウエーハWが押し上げられ、ウエーハWの上面71が研磨パッド45の研磨面46に倣うように押し当てられる。このため、保持テーブル15の保持面16と研磨パッド45の研磨面46の平行度にズレが生じていても、平行度を調節することなくウエーハWを良好に研磨することができる。また、研磨中にウエーハWの下面72が保持テーブル15の保持面16に接触して傷つくことがないため、ウエーハWの下面72に保護テープT(図2参照)を貼着する必要がない。よって、保護テープTを使用しない分だけ、作業工数及び材料コストを低減することができる。   As described above, in the CMP polishing apparatus 1 according to the first embodiment, liquid is interposed between the holding surface 16 of the holding table 15 and the lower surface 72 of the wafer W inside the retainer ring 30, and the holding table 15. The wafer W is held in a non-contact manner. During polishing, the wafer W is pushed up by the liquid, and the upper surface 71 of the wafer W is pressed so as to follow the polishing surface 46 of the polishing pad 45. For this reason, even if the parallelism between the holding surface 16 of the holding table 15 and the polishing surface 46 of the polishing pad 45 is deviated, the wafer W can be satisfactorily polished without adjusting the parallelism. Further, since the lower surface 72 of the wafer W does not come into contact with the holding surface 16 of the holding table 15 and is not damaged during polishing, it is not necessary to attach the protective tape T (see FIG. 2) to the lower surface 72 of the wafer W. Therefore, work man-hours and material costs can be reduced as much as the protective tape T is not used.

続いて、図5を参照して、第2の実施の形態に係るCMP研磨装置について説明する。第2の実施の形態に係るCMP研磨装置は、リテーナリングと共に保持テーブルが回転する点で第1の実施の形態と相違している。したがって、第1の実施の形態と相違する点についてのみ説明し、共通する構成については極力説明を省略する。また、第1の実施の形態と同一の構成については同一の符号を付して説明する。図5は、第2の実施の形態に係るCMP研磨方法の説明図である。   Next, a CMP polishing apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The CMP polishing apparatus according to the second embodiment is different from the first embodiment in that the holding table rotates together with the retainer ring. Therefore, only differences from the first embodiment will be described, and description of common configurations will be omitted as much as possible. The same components as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals. FIG. 5 is an explanatory diagram of a CMP polishing method according to the second embodiment.

図5に示すように、第2の実施の形態に係るCMP研磨装置では、保持テーブル15の下面中央から真下に軸部18が突出しており、X軸テーブル22上の支持台56に軸部18がベアリング57を介して回転可能に支持されている。また、保持テーブル15の下面には、環状のフランジ58が固定されており、フランジ58上にはリテーナリング30を昇降させる昇降機構として複数(本実施の形態では4つ)のシリンダ32が設けられている。保持テーブル15の軸部18には、保持テーブル15と共にリテーナリング30を回転させる回転手段として回転モータ25が連結されている。   As shown in FIG. 5, in the CMP polishing apparatus according to the second embodiment, the shaft portion 18 protrudes directly below the center of the lower surface of the holding table 15, and the shaft portion 18 projects from the support base 56 on the X-axis table 22. Is rotatably supported via a bearing 57. An annular flange 58 is fixed to the lower surface of the holding table 15, and a plurality of (four in the present embodiment) cylinders 32 are provided on the flange 58 as lifting mechanisms for lifting and lowering the retainer ring 30. ing. A rotation motor 25 is connected to the shaft portion 18 of the holding table 15 as a rotating means for rotating the retainer ring 30 together with the holding table 15.

このように構成されたCMP研磨装置においても、第1の実施の形態に係るCMP研磨装置1と同様なCMP研磨方法が実施される。図5Aに示すように、保持工程では、シリンダ32によってリテーナリング30が下降され、保持テーブル15の噴出口17から液体が高い流速で噴出されて、ウエーハWが保持面16にベルヌーイ吸着されて非接触で保持される。図5Bに示すように、CMP研磨工程では、ウエーハWが研磨手段40の真下まで搬送されると、シリンダ32によってリテーナリング30が上昇されて、ベルヌーイ吸着が解除された状態でリテーナリング30の内側でウエーハWが保持面16に非接触で保持される。   Also in the CMP polishing apparatus configured as described above, the same CMP polishing method as that of the CMP polishing apparatus 1 according to the first embodiment is performed. As shown in FIG. 5A, in the holding step, the retainer ring 30 is lowered by the cylinder 32, the liquid is ejected from the ejection port 17 of the holding table 15 at a high flow velocity, and the wafer W is adsorbed on the holding surface 16 and is not absorbed. Held in contact. As shown in FIG. 5B, in the CMP polishing process, when the wafer W is conveyed to just below the polishing means 40, the retainer ring 30 is raised by the cylinder 32, and the inner side of the retainer ring 30 is released in a state where the Bernoulli adsorption is released. Thus, the wafer W is held on the holding surface 16 in a non-contact manner.

図5Cに示すように、回転モータ25によって保持テーブル15と共にリテーナリング30が回転され、リテーナリング30にウエーハWが連れ回りされる。また、研磨パッド45が回転しながら加工送り手段35によってウエーハWに向かって加工送りされ、研磨パッド45の研磨面46によってリテーナリング30が押圧されると共にウエーハWが押圧される。そして、スラリー供給手段61からスラリーが供給されながら、研磨パッド45の研磨面46とウエーハWの上面71が回転接触されて研磨される。このとき、第1の実施の形態と同様に、液体の温度を調節しながら研磨レートを制御するようにしてもよい。   As shown in FIG. 5C, the retainer ring 30 is rotated together with the holding table 15 by the rotation motor 25, and the wafer W is rotated around the retainer ring 30. Further, the polishing pad 45 is processed and fed toward the wafer W by the processing feeding means 35 while rotating, and the retainer ring 30 is pressed and the wafer W is pressed by the polishing surface 46 of the polishing pad 45. Then, while the slurry is supplied from the slurry supply means 61, the polishing surface 46 of the polishing pad 45 and the upper surface 71 of the wafer W are rotationally contacted and polished. At this time, as in the first embodiment, the polishing rate may be controlled while adjusting the temperature of the liquid.

以上のように、第2の実施の形態に係るCMP研磨装置でも、保持テーブル15の保持面16とウエーハWの下面72との間に液体が介在され、保持テーブル15にウエーハWが非接触で保持される。よって、第1の実施の形態と同様に、保持テーブル15の保持面16と研磨パッド45の研磨面46の平行度を調節することなくウエーハWを良好に研磨することができ、さらに保護テープTを使用しない分だけ、作業工数及び材料コストを低減することができる。また、ウエーハWの下面72を洗浄しながら研磨することができる。   As described above, also in the CMP polishing apparatus according to the second embodiment, the liquid is interposed between the holding surface 16 of the holding table 15 and the lower surface 72 of the wafer W, so that the wafer W does not contact the holding table 15. Retained. Therefore, as in the first embodiment, the wafer W can be satisfactorily polished without adjusting the parallelism between the holding surface 16 of the holding table 15 and the polishing surface 46 of the polishing pad 45, and the protective tape T The number of work steps and material costs can be reduced by the amount of not using. Further, the lower surface 72 of the wafer W can be polished while being washed.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change and implement variously. In the above-described embodiment, the size, shape, and the like illustrated in the accompanying drawings are not limited to this, and can be appropriately changed within a range in which the effect of the present invention is exhibited. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the object of the present invention.

例えば、上記した第1、第2の実施の形態においては、保持テーブル15の保持面16に環状の噴出口17を設ける構成にしたが、この構成に限定されない。噴出口17は、保持面16の中央から外周側に向かって液体の流れを作り出すような形状であればよく、特に形状は限定されない。また、保持テーブル15の保持面16に単一の噴出口17ではなく、複数の噴出口17が形成されてもよい。   For example, in the first and second embodiments described above, the annular ejection port 17 is provided on the holding surface 16 of the holding table 15, but the present invention is not limited to this configuration. The spout 17 may have any shape that creates a liquid flow from the center of the holding surface 16 toward the outer periphery, and the shape is not particularly limited. Further, a plurality of jets 17 may be formed on the holding surface 16 of the holding table 15 instead of the single jets 17.

また、上記した第1、第2の実施の形態においては、昇降機構として複数のシリンダ32を例示して説明したが、この構成に限定されない。昇降機構は、リテーナリング30を昇降方向に昇降させる構成であればよく、例えば、電動アクチュエータで構成されてもよい。   In the first and second embodiments described above, the plurality of cylinders 32 are exemplified as the lifting mechanism, but the present invention is not limited to this configuration. The raising / lowering mechanism should just be the structure which raises / lowers the retainer ring 30 in the raising / lowering direction, for example, may be comprised by the electric actuator.

また、上記した第1、第2の実施の形態においては、加工送り手段35によって保持テーブル15に対して研磨手段40が接近及び離間する方向に加工送りされる構成にしたが、この構成に限定されない。加工送り手段35は、研磨手段40に対して保持テーブル15を接近及び離間する方向に加工送りする構成にしてもよい。   In the first and second embodiments described above, the polishing feed unit 35 is processed and fed in the direction in which the polishing unit 40 approaches and separates from the holding table 15 by the processing feed unit 35. However, the configuration is limited to this configuration. Not. The process feeding means 35 may be configured to process and feed the holding table 15 toward and away from the polishing means 40.

また、上記した第1、第2の実施の形態においては、ウエーハWのオリエンテーションフラット73に対応して、リテーナリング30の内周面に平坦部31が形成される構成にしたが、この構成に限定されない。リテーナリング30の内周面には、ウエーハWの切欠き部に係合する係合部が形成されていればよく、例えば、ウエーハWにノッチが形成されている場合には、リテーナリング30の内周面にノッチに対応した係合部として突起が形成されてもよい。また、リテーナリング30にウエーハWが連れ回り可能であれば、リテーナリング30の内周面には係合部が形成されていなくてもよい。   Further, in the first and second embodiments described above, the flat portion 31 is formed on the inner peripheral surface of the retainer ring 30 corresponding to the orientation flat 73 of the wafer W. It is not limited. An engagement portion that engages with a notch portion of the wafer W may be formed on the inner peripheral surface of the retainer ring 30. For example, when the notch is formed in the wafer W, the retainer ring 30 has a notch. A protrusion may be formed on the inner peripheral surface as an engaging portion corresponding to the notch. Further, as long as the wafer W can be rotated with the retainer ring 30, the engaging portion may not be formed on the inner peripheral surface of the retainer ring 30.

また、上記した第1、第2の実施の形態においては、液体を温度調節することでスラリーを間接的に加温する構成にしたが、この構成に限定されない。スラリー供給手段61で直にスラリーを加温して、液体によってスラリーの熱を吸収させるようにしてスラリーの温度を調節してもよい。例えば、研磨序盤では液体の温度を高くしてスラリーの温度の低下を抑え、研磨終盤では液体の温度を低くしてスラリーの温度を低下させるようにしてもよい。また、第1、第2の実施の形態においては、スラリーの温度を調節しないようにしてもよい。   In the first and second embodiments described above, the slurry is indirectly heated by adjusting the temperature of the liquid. However, the present invention is not limited to this configuration. The temperature of the slurry may be adjusted by heating the slurry directly with the slurry supply means 61 and absorbing the heat of the slurry by the liquid. For example, the temperature of the liquid may be increased at the beginning of polishing to suppress the decrease in the temperature of the slurry, and the temperature of the liquid may be decreased at the end of polishing to decrease the temperature of the slurry. In the first and second embodiments, the temperature of the slurry may not be adjusted.

また、上記した第1、第2の実施の形態では、CMP研磨装置1の単体を例示して説明したが、CMP研磨装置1は、一連の加工が全自動で実施されるフルオートタイプの加工装置に組み込まれてもよい。   In the first and second embodiments described above, the CMP polishing apparatus 1 is described as an example. However, the CMP polishing apparatus 1 is a fully automatic type process in which a series of processes are performed fully automatically. It may be incorporated into the device.

また、上記した第1、第2の実施の形態では、保持テーブル15の上方に研磨パッド45を位置付けて、上側からウエーハWを研磨する構成について説明したが、この構成に限定されない。保持テーブル15の保持面16を下方に向け、保持テーブル15の下方に研磨パッド45を位置付けて、下側からウエーハWを研磨する構成にしてもよい。   In the first and second embodiments described above, the configuration in which the polishing pad 45 is positioned above the holding table 15 and the wafer W is polished from the upper side has been described. However, the present invention is not limited to this configuration. The holding surface 16 of the holding table 15 may be directed downward, the polishing pad 45 may be positioned below the holding table 15, and the wafer W may be polished from below.

以上説明したように、本発明は、平行度を調節せず、さらに作業工数及び材料コストを増加させずに、ウエーハを良好に研磨することができるという効果を有し、特に、スラリーを供給しながらウエーハを研磨するCMP研磨装置及びCMP研磨方法に有用である。   As described above, the present invention has an effect that the wafer can be satisfactorily polished without adjusting the parallelism and without increasing the work man-hours and the material cost. However, it is useful for a CMP polishing apparatus and a CMP polishing method for polishing a wafer.

1 CMP研磨装置
15 保持テーブル
16 保持面
17 噴出口
25 回転モータ(回転手段)
30 リテーナリング
32 シリンダ(昇降機構)
35 加工送り手段
40 研磨手段
45 研磨パッド
46 研磨パッドの研磨面
61 スラリー供給手段
63 温調手段
71 ウエーハの上面
72 ウエーハの下面
W ウエーハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 CMP polishing apparatus 15 Holding table 16 Holding surface 17 Jet outlet 25 Rotation motor (rotating means)
30 Retainer ring 32 Cylinder (elevating mechanism)
35 Process Feeding Unit 40 Polishing Unit 45 Polishing Pad 46 Polishing Surface of Polishing Pad 61 Slurry Supplying Unit 63 Temperature Control Unit 71 Wafer Upper Surface 72 Wafer Lower Surface W Wafer

Claims (4)

ウエーハの下面に対面する保持面を有しウエーハを保持する保持テーブルと、ウエーハの外周の径より大きい内径でリング形状のリテーナリングと、該保持テーブルが保持するウエーハの外側で該保持面に直交する方向となる昇降方向に該リテーナリングを昇降させる昇降機構と、該保持テーブルが保持するウエーハをウエーハの中心を軸に回転させる回転手段と、ウエーハを研磨する研磨パッドを回転可能に装着する研磨手段と、該研磨手段と該保持テーブルとを相対的に接近および離間する方向に加工送りする加工送り手段と、ウエーハの上面と該研磨パッドの研磨面とにスラリーを供給するスラリー供給手段と、を備え、
該保持テーブルには、該保持面から液体を噴出させる噴出口を備え、
該噴出口から噴出させ該保持面に沿って該液体を流し該液体で満たされた状態の該保持面に向かってウエーハを搬入しウエーハの下面と該保持面との隙間を該液体が流れてウエーハの外周から排出させることで非接触でウエーハを保持してウエーハを研磨するCMP研磨装置。
A holding table having a holding surface facing the lower surface of the wafer and holding the wafer, a ring-shaped retainer ring having an inner diameter larger than the outer diameter of the wafer, and perpendicular to the holding surface outside the wafer held by the holding table A lifting mechanism that lifts and lowers the retainer ring in a lifting direction, a rotating means that rotates the wafer held by the holding table about the center of the wafer, and a polishing that rotatably mounts a polishing pad that polishes the wafer Means, processing feed means for processing and feeding the polishing means and the holding table relatively in the approaching and separating directions, slurry supply means for supplying slurry to the upper surface of the wafer and the polishing surface of the polishing pad, With
The holding table includes a jet outlet for ejecting liquid from the holding surface,
The liquid is ejected from the ejection port and flows along the holding surface, and the wafer is loaded toward the holding surface filled with the liquid. The liquid flows through the gap between the lower surface of the wafer and the holding surface. A CMP polishing apparatus for polishing a wafer while holding the wafer in a non-contact manner by discharging it from the outer periphery of the wafer.
該噴出口から噴射させる該液体の温度調節を行う温調手段を備える請求項1記載のCMP研磨装置。   The CMP polishing apparatus according to claim 1, further comprising temperature adjusting means for adjusting a temperature of the liquid ejected from the ejection port. 請求項1又は請求項2記載のCMP研磨装置を用いてウエーハを研磨するCMP研磨方法であって、
該噴出口から噴出させ該保持面に沿って該液体を流し該液体で満たされた状態の該保持面に向かってウエーハを搬入しウエーハの下面と該保持面との隙間を該液体が流れてウエーハの外周から排出させることでウエーハを保持する保持工程と、
該保持工程で保持するウエーハの外側にて該昇降機構を用いて該リテーナリングを上昇させた後、該加工送り手段で該研磨パッドの該研磨面を該リテーナリングに押圧させると共にウエーハの上面に押圧させ、さらに該スラリー供給手段によりスラリーを供給してウエーハを研磨するCMP研磨工程と、
からなるCMP研磨方法。
A CMP polishing method for polishing a wafer using the CMP polishing apparatus according to claim 1 or 2,
The liquid is ejected from the ejection port and flows along the holding surface, and the wafer is loaded toward the holding surface filled with the liquid. The liquid flows through the gap between the lower surface of the wafer and the holding surface. A holding step for holding the wafer by discharging it from the outer periphery of the wafer;
After the retainer ring is lifted by using the lifting mechanism outside the wafer held in the holding step, the polishing surface of the polishing pad is pressed against the retainer ring by the processing feeding means, and the upper surface of the wafer is CMP polishing step of pressing and further polishing the wafer by supplying slurry by the slurry supply means;
A CMP polishing method comprising:
該CMP研磨工程において、温調手段を用いて該噴出口から噴射させる該液体の温度を所定の温度に調節させつつウエーハを研磨する請求項3に記載のCMP研磨方法。   4. The CMP polishing method according to claim 3, wherein, in the CMP polishing step, the wafer is polished while adjusting the temperature of the liquid ejected from the ejection port to a predetermined temperature using temperature control means.
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