(57)【要約】  【課題】研磨パッド上のウェーハ部分に所要量のスラリーを効率よく供給して該ウェーハに対する研磨性能を向上させうるＣＭＰ装置におけるスラリー供給装置を提供することを目的とする。  【解決手段】本発明は上記目的を達成するために、ノズル１１にスラリーＳを移送するスラリー配管９を研磨ヘッド３の回転軸８を支える軸受７に沿わせて固定するとともに、ノズル１１は研磨ヘッド３に対するプラテン回転方向上流側の所定位置に位置させ、研磨パッド６上へのスラリーＳの滴下位置を研磨ヘッド３に対するプラテン回転方向上流側の所定位置に設定したＣＭＰ装置におけるスラリー供給装置を提供するものである。【選択図】図２
2008192935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨ヘッドに保持されたウェーハを回転するプラテン上の研磨パッドに押し付けるとともに前記研磨パッド上に滴下したスラリーを該研磨パッド上のウェーハ部分に供給して該ウェーハを研磨するＣＭＰ装置におけるスラリー供給装置において、
前記研磨パッド上への前記スラリーの滴下位置を、前記研磨ヘッドに対するプラテン回転方向上流側の所定位置に設定してなることを特徴とするＣＭＰ装置におけるスラリー供給装置。
【請求項２】
スラリー滴下用のノズルにスラリーを移送するスラリー配管を上記研磨ヘッドの回転軸を支える軸受に沿わせて固定するとともに、前記ノズルは前記研磨ヘッドに対するプラテン回転方向上流側の所定位置に位置させてなることを特徴とする請求項１記載のＣＭＰ装置におけるスラリー供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＭＰ装置におけるスラリー供給装置に関するものであり、特に、化学機械的研磨加工（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）においてウェーハの研磨性能を向上させることが可能なＣＭＰ装置におけるスラリー供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハ上に形成した酸化膜にリソグラィ及びエッチングを施して配線パターンに対応した溝パターンを形成し、この上に前記溝パターンを充填するためのＣｕ等からなる導電性膜を成膜し、該導電性膜のうち不要部分をＣＭＰにより研磨除去して配線パターン等を形成するプロセスが知られている。このようなＣＭＰによるウェハの研磨は、研磨ヘッドに保持したウェハを回転するプラテン上の研磨パッドに所定の圧力で押し付け、該研磨パッド上のウェハ部分にスラリーを供給することにより行われる。
【０００３】
該ウェハの研磨プロセスでは、所要の研磨性能を得るため、研磨ヘッド及びプラテンの各回転数、ウェハへの圧力等、種々のパラメータが組み合わされて行われる。しかし、パラメータの設定変更により研磨パッド上に滴下されたスラリーの流れが変わり、これに伴ってウェハ部分に供給されるスラリーの量が変わる。このため、ウェハの研磨形状の変化やウェハ部分へのスラリーの供給不足によるスリップアウト等が生じることがある。これらを防止するためには設定されるパラメータに応じて研磨パッド上へのスラリー滴下位置の変更が必要である。
【０００４】
これに関連する従来技術として、例えば、次のような化学機械研磨装置用のスラリー供給装置が知られている。この従来技術は、スラリー供給源から送られてくるスラリーを移送するスラリー移送管と、基端部がプラテンの側方にて研磨テーブルに取り付けられ前記スラリー移送管を保持するアームと、該アームの先端部に回転可能に取り付けらたノブと、前記スラリー移送管に接続されるとともに前記ノブに支持されて研磨パッドの中心部近傍の上方位置に配置されたノズルとが備えられ、前記ノブの回転中心を中心とした円形軌道の範囲にて前記ノズルの位置調整が可能となっている。そして、手動にて前記ノブを回すことにより、研磨パッドにおける中心部近傍の限定された範囲でスラリーの供給位置を調整してウェハの研磨プロファイルを向上させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、他の従来技術として、例えば、次のようなポリッシング装置が知られている。この従来技術は、ターンテーブル（プラテン）の外側に支点を備え、該支点を中心として回転可能とされたアームが備えられている。砥液（スラリー）供給用のノズルが前記アームの先端部に設けられ、該ノズルは前記アームの動作によりターンテーブルの研磨面（研磨パッド）の中心から外周部に向けて移動自在となっている。該ノズルにより研磨面の中心から外周に至るほぼ中間で該研磨面上に砥液が供給される。ノズルから供給された砥液は、ターンテーブルの回転により、トップリングに保持された半導体ウェハ部分に供給される。そして、該半導体ウェハが回転するターンテーブルの研磨面に押圧されて回転することで研磨が進行する（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−６３８８８号公報（第４〜６頁、図３）。
【特許文献２】特開２００２−３７０１５９号公報（第２〜３頁、図１）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の従来技術においては、スラリー吐出用のノズルはアーム先端部のノブ部分に取り付けられて研磨パッドにおける中心部近傍の限定された範囲で位置調整が可能となっている。しかしながら、ノズルはアームの先端部側に配置されているので、該ノズルによるスラリーの吐出位置は研磨ヘッドの揺動等によるウェハの動きに対しては追従し得ない。このため、なおウェハ部分に常時所要量のスラリーを効率よく供給することは難しい。
【０００７】
また、特許文献２に記載の従来技術においては、ノズルはターンテーブルの外側に支点を備えたアームの先端部に設けられているので、上記と同様に、該ノズルによるスラリーの吐出位置は研磨ヘッドの揺動等によるウェハの動きに対しては追従し得ない。このため、なおウェハ部分に常時所要量のスラリーを効率よく供給することは難しい。
【０００８】
これを、図３の（ａ）〜（ｄ）を用いて、さらに説明する。該図３の（ａ）〜（ｄ）は、ウェハの研磨プロセスにおける種々のパラメータのうち、プラテンの回転数を設定変更したとき、該プラテンの設定回転数毎に研磨パッド上へのスラリーの滴下位置を調整した場合について説明されている。図３（ａ）は、プラテンの回転数が低速回転に設定された状態で、ノズル１２から研磨パッド６上へのスラリーＳの滴下位置を、該低速回転に対応した最適位置に調整した場合を示している。図３（ｂ）では、ノズル１２の調整位置は図３（ａ）の状態のままで、ウェハの研磨状態の進行に応じてプラテンの回転数を高速回転に設定変更している。このとき、研磨パッド６上でのスラリーＳの流れが変わってしまう。そこで、図３（ｃ）では、研磨パッド６上におけるノズル１２の位置を前記高速回転に対応した最適位置に調整している。このとき、研磨パッド６上のスラリーＳは適正な流れに変わる。図３（ｄ）では、図３（ｃ）の適正な調整状態において、研磨ヘッド３に揺動等による動きが生じた場合を示している。このとき、ノズル１２の位置は研磨ヘッド３の動き、即ちウェハの動きには追従し得ず、該ウェハ部分に所要量のスラリーを供給することが難しくなる。
【０００９】
そこで、研磨パッド上のウェハ部分に所要量のスラリーを効率よく供給して該ウェハに対する研磨性能を向上させ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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、研磨ヘッドに保持されたウェハを回転するプラテン上の研磨パッドに押し付けるとともに前記研磨パッド上に滴下したスラリーを前記研磨パッド上のウェハ部分に供給して該ウェハを研磨するＣＭＰ装置におけるスラリー供給装置において、前記研磨パッド上への前記スラリーの滴下位置を、前記研磨ヘッドに対するプラテン回転方向上流側の所定位置に設定してなるＣＭＰ装置におけるスラリー供給装置を提供する。
【００１１】
この構成によれば、研磨ヘッドに対しプラテン回転方向上流側の所定位置にスラリーが滴下されることで、研磨パッド上にスラリーが研磨ヘッド側に流れる適正な流れが生じてウェハ部分に所要量のスラリーが供給される。研磨ヘッドに揺動等による動きが生じても、スラリーの滴下位置は研磨ヘッドに対し所定の位置関係を保って追従する。したがって、研磨ヘッドに動き等が生じてもウェハ部分には常時所要量のスラリーが供給される。
【００１２】
請求項２記載の発明は、スラリー滴下用のノズルに該スラリーを移送するスラリー配管を上記研磨ヘッドの回転軸を支える軸受に沿わせて固定するとともに、前記ノズルは前記研磨ヘッドに対するプラテン回転方向上流側の所定位置に位置させてなるＣＭＰ装置におけるスラリー供給装置を提供する。
【００１３】
この構成によれば、スラリー配管を研磨ヘッドの回転軸を支える軸受に沿わせて固定することで、研磨ヘッドが回転してもスラリー配管は回転しない。したがって、研磨ヘッドとスラリー滴下用ノズルとの位置関係は常に一定の関係に保たれる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明は、研磨パッド上へのスラリーの滴下位置を、研磨ヘッドに対するプラテン回転方向上流側の所定位置に設定したので、研磨ヘッドに揺動等による動きが生じた場合やウェハの研磨プロセスにおけるパラメータの設定変更等があった場合でも、スラリーの滴下位置は研磨ヘッドに対し所定の位置関係を保って追従する。したがって、研磨パッド上にスラリーが研磨ヘッド側に流れる適正な流れが常に生じてウェハ部分に常時所要量のスラリーを効率よく供給することができる。この結果、ウェハを均一な研磨形状に精度よく研磨することができる。また、ウェハ部分にスラリーを効率よく供給できることからスラリーの使用量を減らすことができるという利点がある。
【００１５】
請求項２記載の発明は、スラリー滴下用のノズルに該スラリーを移送するスラリー配管を上記研磨ヘッドの回転軸を支える軸受に沿わせて固定するとともに、前記ノズルは前記研磨ヘッドに対するプラテン回転方向上流側の所定位置に位置させたので、研磨ヘッドとスラリー滴下用ノズルとの位置関係を常に一定の関係に保つことができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
研磨パッド上のウェハ部分に所要量のスラリーを効率よく供給して該ウェハに対する研磨性能を向上させるという目的を達成するために、研磨ヘッドに保持されたウェハを回転するプラテン上の研磨パッドに押し付けるとともに前記研磨パッド上に滴下したスラリーを前記研磨パッド上のウェハ部分に供給して該ウェハを研磨するＣＭＰ装置におけるスラリー供給装置において、前記研磨パッド上への前記スラリーの滴下位置を、前記研磨ヘッドに対するプラテン回転方向上流側の所定位置に設定することにより実現した。
【実施例１】
【００１７】
以下、本発明の実施例を図面に従って詳述する。図１はＣＭＰ装置におけるスラリー供給装置の斜視図、図２は研磨ヘッドとスラリーの滴下位置の関係を説明するための図である。
【００１８】
まず、本実施例に係るＣＭＰ装置におけるスラリー供給装置の構成を説明する。図１においてＣＭＰ装置（化学機械研磨装置）１は、主としてプラテン２と、研磨ヘッド３とから構成されている。プラテン２は円盤状に形成され、その下面中央には回転軸４が連結されており、モータ５の駆動によって矢印Ａ方向へ回転する。前記プラテン２の上面には研磨パッド６が貼着されている。
【００１９】
前記研磨ヘッド３はプラテン２よりも小形の円盤状に形成され、その上面中央に軸受７に支持された回転軸８が連結されている。該研磨ヘッド３は前記回転軸８に軸着された図示しないモータで駆動され図１の矢印Ｂ方向へ回転する。
【００２０】
そして、スラリーを移送するスラリー配管９が前記軸受７の外表面部に、該軸受７に沿うように固定用部材１０，１０で固定され、該スラリー配管９の先端部にスラリー滴下用のノズル１１が取り付けられている。この取付け態様により該ノズル１１は研磨ヘッド３に対するプラテン２回転方向上流側の所定位置に位置されている。
【００２１】
前記研磨パッド６の上面に研磨ヘッド３に保持されたウェハ（図示せず）が載置押圧され、プラテン２及び研磨ヘッド３の各回転並びに前記ノズル１１からスラリーの供給によ
って該ウェハが研磨される。プラテン２と研磨ヘッド３の回転数は異なっているが、相互に回転してもウェハの研磨には支障を来すことはない。
【００２２】
次に、図２の（ａ）、（ｂ）を用いて、上述のように構成されたＣＭＰ装置におけるスラリー供給装置の作用を説明する。スラリー配管９が軸受７に固定されていることで、研磨ヘッド３が回転してもスラリー配管９は回転せず、該研磨ヘッド３に対し、ノズル１１は常にプラテン２回転方向上流側の所定位置に位置される。
【００２３】
したがって、図２（ｂ）に示すように、スラリーＳは研磨ヘッド３に対し常にプラテン２回転方向上流側の所定位置における研磨パッド６上に滴下される。この結果、研磨パッド６上にはスラリーＳが研磨ヘッド３側に流れる適正な流れが生じてウェハ部分に所要量のスラリーが供給される。
【００２４】
研磨ヘッド３に揺動等による動きが生じても、研磨ヘッド３とノズル１１との位置関係は変わらず、スラリーＳの滴下位置は研磨ヘッド３に対し常に所定の位置関係を保って追従する。したがって、研磨ヘッド３に動き等が生じてもウェハ部分には常時所要量のスラリーＳが供給される。
【００２５】
このように、ウェハ部分には常時所要量のスラリーＳが供給されることで、該ウェハは均一な研磨形状に精度よく研磨されるとともに、スラリーＳの供給不足によるスリップアウト等の不具合は生じることがない。
【００２６】
また、研磨ヘッド３の下面部にはウェハの周囲を包囲するリテーナリング  （図示せず）が設けられている。このリテーナリングの下面に等間隔に複数のスラリー流路が形成され、一方、研磨パッド６の表面部に該表面部中央からエッジ部まで連通した複数の溝（図示せず）が形成されているときには、前記研磨パッド６上を研磨ヘッド３側に流れるスラリーＳがウェハ全体に一層行き渡りやすくなり、さらに研磨副生成物を含む研磨に寄与したスラリーが研磨パッド６外に効率よく除去される。この結果、ウェハは一層均一な研磨形状に精度よく研磨される。
【００２７】
上述したように、本実施例に係るＣＭＰ装置におけるスラリー供給装置においては、研磨ヘッド３に揺動等による動きが生じた場合やウェハの研磨プロセスにおけるパラメータの設定変更等があった場合でも、スラリーＳの滴下位置を研磨ヘッド３に対し所定の位置関係を保って追従させることができる。
【００２８】
研磨パッド６上にスラリーＳが研磨ヘッド３側に流れる適正な流れが常に生じてウェハ部分に常時所要量のスラリーＳを効率よく供給することができる。したがって、ウェハを均一な研磨形状に精度よく研磨することができる。
【００２９】
ウェハ部分にスラリーＳを効率よく供給することができて、スラリーＳの使用量を減らすことができる。
【００３０】
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例に係るＣＭＰ装置におけるラリー供給装置の斜視図。
【図２】本実施例における研磨ヘッドとスラリーの滴下位置の関係を示す図であり、（ａ）は研磨ヘッド部分の側面図、（ｂ）は研磨ヘッドとスラリーの滴下位置の関係を説明するための図。
【図３】従来のスラリー供給装置によるプラテンの設定回転数毎のスラリー滴下位置の調整を説明するための組図であり、（ａ）は低速回転でスラリーの滴下位置を調整した状態を示す図、（ｂ）は低速回転用に調整したまま高速回転にしたときのスラリー流れの変化を示す図、（ｃ）は高速回転用にスラリーの滴下位置を調整した状態を示す図、（ｄ）は高速回転用に調整したまま研磨ヘッドに動きが生じた状態を示す図。
【符号の説明】
【００３２】
１    ＣＭＰ装置
２    プラテン
３    研磨ヘッド
４    回転軸
５    モータ
６    研磨パッド
７    軸受
８    回転軸
９    スラリー配管
１０    固定用部材
１１    ノズル
１２    ノズル
【図１】
2008192935.tif 000003
【図２】
2008192935.tif 000004
【図３】
2008192935.tif 000005