(57)【要約】【課題】放射状に形成されたリテナーリングの溝の端部の損傷を防止する。【解決手段】磨耗リング２１ｂの底面に放射状に溝２２を形成し、溝２２の内周面側の鋭角を成す端部にアール加工されたアール部２３を設ける。【選択図】      図２
2005005398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨テーブルと、
前記研磨テーブル上に貼り付けられた研磨クロスと、
前記研磨テーブルを回転させる回転手段と、
前記研磨テーブル上にスラリを供給するスラリ供給手段と、
前記研磨テーブル上でウェハの周囲をガイドするリテナーリングと、
前記リテナーリングの底面に放射状に形成され、少なくとも内周面側の端部が鈍角となるように構成された溝と、
前記研磨テーブル上で前記ウェハを前記リテナーリングとともに押さえる研磨ヘッドとを備えることを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
研磨テーブルと、
前記研磨テーブル上に貼り付けられた研磨クロスと、
前記研磨テーブルを回転させる回転手段と、
前記研磨テーブル上にスラリを供給するスラリ供給手段と、
前記研磨テーブル上でウェハの周囲をガイドするリテナーリングと、
前記リテナーリングの底面に放射状に形成された溝と、
前記溝の少なくとも内周面側の鋭角を成す端部に設けられたアール部と、
前記研磨テーブル上で前記ウェハを前記リテナーリングとともに押さえる研磨ヘッドとを備えることを特徴とする研磨装置。
【請求項３】
底面に放射状に形成され、少なくとも内周面側の端部が鈍角となるように構成された溝を備えることを特徴とするリテナーリング。
【請求項４】
底面に放射状に形成された溝と、
前記溝の少なくとも内周面側の鋭角を成す端部に設けられたアール部とを備えることを特徴とするリテナーリング。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は研磨装置およびリテナーリングに関し、特に、ＣＭＰ（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：化学的機械的研磨）に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の半導体装置では、配線層や絶縁層などの成膜後の表面を平坦化して、フォトリソグラフィー工程における焦点合わせを精度よく行うために、ＣＭＰが用いられている。
ここで、半導体ウェハのＣＭＰを行う場合、例えば、特許文献１に開示されているように、半導体ウェハを研磨テーブル上でホルディングさせるために、リテナーリング（ガイドリングとも言う。）が用いられている。
【０００３】
図８は、従来のリテナーリングの構成を示す斜視図である。
図８において、リテナーリング４１は、磨耗リング４１ｂを支持する支持リング４１ａと、支持リング４１ａ上に積層された磨耗リング４１ｂを備え、磨耗リング４１ｂの底面には溝４２が放射状に形成されている。そして、半導体ウェハのＣＭＰを行う場合、半導体ウェハの周囲をリテナーリング４１でガイドしながら、半導体ウェハ表面を研磨テーブル上に押し付け、半導体ウェハ表面の平坦化を行う。
【０００４】
ここで、半導体ウェハ表面を研磨テーブル上に押し付ける場合、磨耗リング４１ｂの底面も研磨テーブル上に押し付けられ、磨耗リング４１ｂの底面も削り取られる。そして、研磨テーブル上に供給された研磨剤スラリや半導体ウェハの研磨屑などは、リテナーリング４１の内周面側に出し入れすることができる。
また、半導体ウェハの研磨が行われる場合、リテナーリング４１は、半導体ウェハとともに回転しながら、半導体ウェハをガイドする。このため、磨耗リング４１ｂの底面に溝４２を放射状に形成することで、溝４２を介して研磨剤スラリや研磨屑などを効率よく出し入れさせることができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２００１−２５９６３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、磨耗リング４１ｂの底面に溝４２を放射状に形成すると、溝４２の端部４３が鋭角となる。このため、溝４２の端部４３が割れ易くなったり、溝４２の端部４３が研磨クロスを引っ掻いて、研磨クロスに傷が発生し、研磨の均一性が劣化するという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、放射状に形成された溝の端部の損傷を防止することが可能な研磨装置およびリテナーリングを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る研磨装置によれば、研磨テーブルと、前記研磨テーブル上に貼り付けられた研磨クロスと、前記研磨テーブルを回転させる回転手段と、前記研磨テーブル上にスラリを供給するスラリ供給手段と、前記研磨テーブル上でウェハの周囲をガイドするリテナーリングと、前記リテナーリングの底面に放射状に形成され、少なくとも内周面側の端部が鈍角となるように構成された溝と、前記研磨テーブル上で前記ウェハを前記リテナーリングとともに押さえる研磨ヘッドとを備えることを特徴とする。
【０００９】
これにより、リテナーリングの底面に放射状に溝を形成することを可能としつつ、溝の端部を割れ難くすることが可能となるとともに、溝の端部で研磨クロスが引っ掻かれることを防止することが可能となる。このため、半導体ウェハとともにリテナーリングを研磨クロス上に押し付けた場合においても、溝を介して研磨剤スラリや研磨屑などを効率よく出し入れさせることを可能としつつ、半導体ウェハを研磨することが可能となり、研磨の均一性を向上させることが可能となる。
【００１０】
また、本発明の一態様に係る研磨装置によれば、研磨テーブルと、前記研磨テーブル上に貼り付けられた研磨クロスと、前記研磨テーブルを回転させる回転手段と、前記研磨テーブル上にスラリを供給するスラリ供給手段と、前記研磨テーブル上でウェハの周囲をガイドするリテナーリングと、前記リテナーリングの底面に放射状に形成された溝と、前記溝の少なくとも内周面側の鋭角を成す端部に設けられたアール部と、前記研磨テーブル上で前記ウェハを前記リテナーリングとともに押さえる研磨ヘッドとを備えることを特徴とする。
【００１１】
これにより、リテナーリングの底面に放射状に溝を形成することを可能としつつ、溝の端部を割れ難くすることが可能となるとともに、溝の端部で研磨クロスが引っ掻かれることを防止することが可能となる。このため、半導体ウェハとともにリテナーリングを研磨クロス上に押し付けた場合においても、溝を介して研磨剤スラリや研磨屑などを効率よく出し入れさせることを可能としつつ、半導体ウェハを研磨することが可能となり、研磨の均一性を向上させることが可能となる。
【００１２】
また、本発明の一態様に係るリテナーリングによれば、底面に放射状に形成され、少なくとも内周面側の端部が鈍角となるように構成された溝を備えることを特徴とする。
これにより、リテナーリングの底面に溝が放射状に形成されている場合においても、少なくともリテナーリングの回転方向に対して鋭角を成す端部を除去することができる。このため、溝の端部を割れ難くすることが可能となるとともに、溝の端部で研磨クロスが引っ掻かれることを防止することが可能となり、リテナーリングおよび研磨クロスの損傷を防止することを可能として、研磨の均一性を向上させることが可能となる。
【００１３】
また、本発明の一態様に係るリテナーリングによれば、底面に放射状に形成された溝と、前記溝の少なくとも内周面側の鋭角を成す端部に設けられたアール部とを備えることを特徴とする。
これにより、リテナーリングの底面に溝が放射状に形成されている場合においても、少なくともリテナーリングの回転方向に対して鋭角を成す端部を除去することができる。このため、溝の端部を割れ難くすることが可能となるとともに、溝の端部で研磨クロスが引っ掻かれることを防止することが可能となり、リテナーリングおよび研磨クロスの損傷を防止することを可能として、研磨の均一性を向上させることが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る研磨装置およびリテナーリングについて図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る研磨装置の概略構成を示す断面図である。
【００１５】
図１において、研磨テーブル（プラテンとも言う。）１は回転軸３に結合され、回転軸３を中心として回転できるようにされるとともに、研磨テーブル１上には研磨クロス２が貼り付けられている。
また、研磨クロス２が貼り付けられた研磨テーブル１上には、ウェハＷの周囲をガイドするリテナーリング４が設けられるとともに、ウェハＷおよびリテナーリング４を研磨クロス２上に押さえ付ける研磨ヘッド５が設けられている。ここで、リテナーリング４の底面には、内周面側の端部が鈍角となるように構成された溝が放射状に形成されている。また、研磨ヘッド５とウェハＷとの間には、ウェハＷの押圧を調整するメンブレン７が挿入されている。なお、メンブレン７は、例えば、ゴムなどで構成することができる。また、研磨対象となるウェハＷとしては、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、多結晶シリコンなどの配線層、シリコン酸化膜やシリコン窒素膜などの絶縁層などが形成された半導体ウェハやガラスウェハなどを挙げることができる。
【００１６】
そして、研磨ヘッド５は、スピンドル６に結合され、ウェハＷおよびリテナーリング４を研磨クロス２上に押さえ付けながら、スピンドル６の回りを回転できるように構成されている。また、研磨テーブル１上方には、研磨剤スラリ９を研磨クロス２上に吐出させるノズル８が設けられている。
そして、ウェハＷを研磨する場合、研磨テーブル１上に研磨クロス２を貼り付け、研磨クロス２上に研磨剤スラリ９を吐出させる。そして、研磨ヘッド５により、リテナーリング４およびウェハＷを研磨クロス２上に押さえ付け、ウェハＷの周囲をリテナーリング４でガイドしながら、研磨テーブル１および研磨ヘッド５を回転させる。
【００１７】
ここで、ウェハＷおよびリテナーリング４を研磨クロス２上に押し付けると、ウェハＷおよびリテナーリング４の押圧で研磨クロス２が圧縮され、ウェハＷおよびリテナーリング４の端部での沈み込みが発生する。このため、ウェハＷおよびリテナーリング４を研磨クロス２上に押し付ける場合、ウェハＷの押圧よりもリテナーリング４の押圧の方が大きくなるように、メンブレン７の厚みや材質などを調整する。これにより、ウェハＷの位置に比べてリテナーリング４の位置での研磨クロス２の圧縮量を大きくすることができ、研磨クロス２の沈み込み１０がリテナーリング４の端部で発生するようにして、ウェハＷの端部での研磨クロス２の沈み込みを防止することが可能となる。このため、研磨クロス２がウェハＷ全面に均一に当たるようにすることが可能となり、ウェハＷの研磨の均一性を向上させることが可能となる。
【００１８】
また、ウェハＷを研磨テーブル１上に押し付ける場合、リテナーリング４の底面も研磨テーブル１上に押し付けられ、リテナーリング４の底面も削り取られる。そして、研磨テーブル１上に供給された研磨剤スラリ９やウェハＷの削り屑などは、リテナーリング４の底面に設けられた溝を介してリテナーリング４の内周面側に出し入れすることができる。
【００１９】
ここで、リテナーリング４に形成された溝の内周面側の端部を鈍角とすることにより、リテナーリング４の底面に放射状に溝を形成することを可能としつつ、溝の端部を割れ難くすることが可能となるとともに、溝の端部で研磨クロス２が引っ掻かれることを防止することが可能となる。このため、半導体ウェハＷとともにリテナーリング４を研磨クロス２上に押し付けた場合においても、溝を介して研磨剤スラリや研磨屑などを効率よく出し入れさせることを可能としつつ、研磨クロス２やリテナーリング４に損傷が発生することを防止することが可能となり、研磨の均一性を向上させることが可能となる。
【００２０】
図２（ａ）は、本発明の第２実施形態に係るリテナーリングの構成を示す平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）の一部を拡大して示す斜視図である。
図２において、リテナーリング２１は、磨耗リング２１ｂを支持する支持リング２１ａと、支持リング２１ａ上に積層された磨耗リング２１ｂとを備えている。ここで、支持リング２１ａの材質としては、例えば、ステンレスなどを用いることができる。また、磨耗リング２１ｂは、研磨クロスによる磨耗を受けながら、半導体ウェハを内側でガイドするもので、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニルサルファイト）などを用いることができる。そして、磨耗リング２１ｂの底面には溝２２が放射状に形成され、溝２２の内周面側の鋭角を成す端部には、アール加工されたアール部２３が設けられている。
【００２１】
なお、リテナーリング２１の外形は、例えば、２４８ｍｍ、リテナーリング２１の幅は、例えば、２４ｍｍ、溝２２の幅は、例えば、３．２ｍｍ、溝２２の深さは、例えば、２．７ｍｍに設定することができる。
そして、半導体ウェハを研磨する場合、半導体ウェハの周囲をリテナーリング２１でガイドしながら、半導体ウェハおよびリテナーリング２１を研磨テーブ上で回転させる。ここで、リテナーリング２１の底面は、半導体ウェハとともに研磨テーブル上に押し付けられ、研磨テーブル上に供給されたスラリや研磨屑などは、溝２２を介してリテナーリング２１の内周面側に出し入れすることができる。そして、半導体ウェハの研磨に伴って、リテナーリング２１の底面も研磨され、リテナーリング２１の溝２２の端部が研磨クロスに擦り付けられる。
【００２２】
ここで、溝２２の内周面側の鋭角を成す端部にアール部２３を設けることにより、リテナーリング２１の回転方向に向けられた鋭角部分を除去することができる。このため、リテナーリング２１の底面が研磨クロスに擦り付けられながら、半導体ウェハの研磨が行われる場合においても、溝２２の端部で研磨クロスが傷付くことを抑制することが可能となり、研磨クロスの寿命を増加させることが可能となるとともに、研磨の均一性を向上させることが可能となる。
【００２３】
なお、上述した第２実施形態では、溝２２の端部で研磨クロスが傷付くことを抑制するために、溝２２の内周面側の鋭角を成す端部をアール加工する方法について説明したが、溝２２の内周面側の鋭角を成す端部を面取り加工するようにしてもよい。
図３（ａ）は、本発明の第３実施形態に係るリテナーリングの構成を示す平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）の一部を拡大して示す斜視図である。
【００２４】
図３において、リテナーリング３１は、磨耗リング３１ｂを支持する支持リング３１ａと、支持リング３１ａ上に積層された磨耗リング３１ｂを備えている。ここで、支持リング３１ａの材質としは、例えば、ステンレスなどを用いることができる。また、磨耗リング３１ｂは、研磨クロスによる磨耗を受けながら、半導体ウェハを内側でガイドするもので、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニルサルファイト）などを用いることができる。そして、磨耗リング３１ｂの底面には溝３２が放射状に形成され、溝３２の内周面側および外周面側の鋭角を成す端部には、アール加工されたアール部３３ａ、３３ｂがそれぞれ設けられている。
【００２５】
なお、リテナーリング３１の外形は、例えば、２４８ｍｍ、リテナーリング３１の幅は、例えば、２４ｍｍ、溝３２の幅は、例えば、３．２ｍｍ、溝３２の深さは、例えば、２．７ｍｍに設定することができる。
そして、半導体ウェハを研磨する場合、半導体ウェハの周囲をリテナーリング３１でガイドしながら、半導体ウェハおよびリテナーリング３１を研磨テーブ上で回転させる。ここで、リテナーリング３１の底面は、半導体ウェハとともに研磨テーブル上に押し付けられ、研磨テーブル上に供給されたスラリや研磨屑などは、溝３２を介してリテナーリング３１の内周面側に出し入れすることができる。そして、半導体ウェハの研磨に伴って、リテナーリング３１の底面も研磨され、リテナーリング３１の溝３２の端部が研磨クロスに擦り付けられる。
【００２６】
ここで、溝３２の内周面側および外周面側の鋭角を成す端部にアール部３３ａ、３３ｂをそれぞれ設けることにより、リテナーリング３１の鋭角部分を除去することができる。このため、リテナーリング３１の底面が研磨クロスに擦り付けられながら、半導体ウェハの研磨が行われる場合においても、溝３２の端部で研磨クロスが傷付くことを抑制することが可能となるとともに、溝３２の端部が欠損することを防止することが可能となり、研磨クロスおよびリテナーリング３１の寿命を増加させることが可能となるとともに、研磨の均一性を向上させることが可能となる。
【００２７】
なお、上述した第３実施形態では、溝３２の端部で研磨クロスが傷付くことを抑制するために、溝３２の内周面側および外周面側の鋭角を成す端部をアール加工する方法について説明したが、溝２２の内周面側および外周面側の鋭角を成す端部を面取り加工するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る研磨装置の概略構成を示す断面図。
【図２】第２実施形態に係るリテナーリングの構成を示す図。
【図３】第３実施形態に係るリテナーリングの構成を示す図。
【図４】従来のリテナーリングの構成を示す斜視図。
【符号の説明】
１  研磨テーブル、２  研磨クロス、３  回転軸、４、２１、３１  リテナーリング、５  研磨ヘッド、６  スピンドル、７  メンブレン、８  ノズル、９  研磨剤スラリ１０  沈み込み部、Ｗ  ウェハ、２１ａ、３１ａ  支持リング、２１ｂ、３１ｂ  磨耗リング、２２、３２  溝、２３、３３  アール部
【図１】
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【図２】
2005005398.tif 000004
【図３】
2005005398.tif 000005
【図４】
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