(57)【要約】      （修正有）【課題】研磨定盤表面に供給された研磨液の使用効率を向上させることにより、少量の研磨液でウエーハを研磨することで、コストを抑えることが可能なウエーハの研磨方法および装置を提供する。【解決手段】使用済みのスラリーを積極的に排除することで再利用されないようにし、未使用のスラリーを再利用できるように未使用のスラリーと使用済みのスラリーを、研磨布１に対して接離可能に設けられた再利用防止手段６により分離させることで、研磨レートを向上させ研磨コストをダウンさせる。【選択図】図２
2005271151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨面に研磨布が貼着可能に設けられ定盤駆動機構により回転可能に設けられた定盤と、
前記研磨面の所定位置と対向する位置に設けられた研磨組成物を滴下する供給手段と、
前記定盤に対して接離可能に設けられた使用済み研磨組成物の再利用防止手段と
を備えたことを特徴とする研磨装置。 
【請求項２】
前記再利用防止手段は、直線、曲線、複数の直線、あるいは曲線と直線を組み合わせた形
状からなり使用済み研磨組成物を外周方向へ排除する板状部材、あるいは使用済み研磨組
成物に対して高圧エアを吹き付けて外周方向へ排除する高圧エア手段、使用済み研磨組成
物を吸引除去する吸引手段、使用済み研磨組成物を吸収除去する多孔性・通気性を備えた
吸収手段の少なくともいずれか１つを用いることを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
【請求項３】
前記再利用防止手段は姿勢や位置の調整が可能であることを特徴とする請求項１記載の研
磨装置。
【請求項４】
前記再利用防止手段における板状部材は、前記定盤の回転の中心と前記被研磨物の回転の
中心を結んだ線を０°とし、前記定盤の回転方向を角度の正方向とすると−１０〜−９０
°の傾きをもち、前記０°の線で前記定盤を２つの領域に分けた時に少なくとも前記研磨
組成物の滴下位置を含まない領域部分設けられていることを特徴とする請求項１記載記載
の研磨装置。
【請求項５】
保持機構に保持された被研磨物と定盤駆動機構により回転可能に設けられ
た定盤に貼着された研磨布とを相対的に駆動させて前記被研磨物を研磨する研磨工程と、
前記被研磨物と前記研磨布との間に研磨組成物を供給する供給工程と、
前記研磨布上の使用済みの研磨組成物が再利用されないようにする排除工程と、
を備えたことを特徴とする研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板に形成された薄膜を研磨する研磨装置及び研磨方法に係り、特に化学的機械
的研磨法（CMP:Chemical Mechanical Polishing）による研磨装置及び研磨方法に関する
。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記研磨方法では研磨液の供給方法として、図１０（特開平７−１５６０６３の
図７）および図１１（特開平７−１５６０６３の図１）に示すものが採用されている。図
１０の方法では、貯溜槽７１内の研磨液７２を供給ポンプ７３により供給部材７４を介し
て研磨定盤７５に設けた研磨布７６の表面に供給してウエーハＷを研磨し、研磨布７６の
表面から遠心力で振り飛ばされファンネル７７に流入した研磨液を循環使用することなく
、そのまま廃液７８として排出する。
【０００３】
そこで図１１では、定盤から飛散してしまうスラリーをできるだけ定盤上に貯めておきス
ラリー量を削減することを目的としており、定盤の回転中心に向かう板状部材を研磨布表
面上に配設し、本来ならば定盤周囲に飛散するスラリーを板状部材の径方向外側部分でせ
きとめて捕集して定盤中央方面に引き戻している。
【特許文献１】特開平７−１５６０６３号公報（第５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１０の研磨液供給方法では、研磨布７６に供給した研磨液７２を一度の使用で廃液７８
として処理するため、研磨液の使用コストが高価になるという問題があり、使用量を最小
限度に管理したとしても、研磨布７６を湿潤させるための供給量はどうしても必要である
ことから、研磨工程の加工コストを低下させるには限度があった。
【０００５】
また、供給部材８１から研磨布８２表面に供給された研磨液８３の大半は、遠心力によ
り矢印Ａのようにその周辺に飛散するため、実際にウエーハＷに供給される研磨液８３の
割合はごく小さいものとなるので、研磨液の使用効率が低く、特に図１０の研磨方法では
高価な研磨液の殆どが使用に供されることなく、そのまま廃液として処理されてしまうと
いう問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、研磨定盤表面に供給された研磨液の使用効率を向上させることにより、
少量の研磨液でウエーハを研磨するコストダウン可能なウエーハの研磨方法および装置を
提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の研磨装置は、
研磨面に研磨布が貼着可能に設けられ定盤駆動機構により回転可能に設けられた定盤と、
前記研磨面の所定位置と対向する位置に設けられた研磨組成物を滴下する供給手段と、
前記定盤に対して接離可能に設けられた使用済み研磨組成物の再利用防止手段と
を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の研磨装置における
前記再利用防止手段は、直線、曲線、複数の直線、あるいは曲線と直線を組み合わせた形
状からなり使用済み研磨組成物を外周方向へ排除する板状部材、あるいは使用済み研磨組
成物に対して高圧エアを吹き付けて外周方向へ排除する高圧エア手段、使用済み研磨組成
物を吸引除去する吸引手段、使用済み研磨組成物を吸収除去する多孔性・通気性を備えた
吸収手段の少なくともいずれか１つを用いることを特徴とする。
【０００９】
更に、本発明の研磨装置における前記再利用防止手段は姿勢や位置の調整が可能であるこ
とを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の研磨装置における前記再利用防止手段である板状部材は、前記定盤の回転
の中心と前記被研磨物の回転の中心を結んだ線を０°とし、前記定盤の回転方向を角度の
正方向とすると−１０〜−９０°の傾きをもち、前記０°の線で前記定盤を２つの領域に
分けた時に少なくとも前記研磨組成物の滴下位置を含まない領域部分設けられていること
を特徴とする。
【００１１】
更に、本発明の研磨方法は、 保持機構に保持された被研磨物と定盤駆動機構により回転
可能に設けられた定盤に貼着された研磨布とを相対的に駆動させて前記被研磨物を研磨す
る研磨工程と、前記被研磨物と前記研磨布との間に研磨組成物を供給する供給工程と、前
記研磨布上の使用済みの研磨組成物が再利用されないようにする排除工程と、を備えたこ
とを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
研磨をするにあたり、研磨組成物、スラリー使用量が削減できる。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係る研磨装置の構造、及びその研磨方法ついて、研磨装置を示
す図面、及び研磨方法を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１４】
請求項中の研磨組成物は研磨をするときに必要な液体および流体で、砥粒を含有するスラ
リーを含む。また保持機構をトップリング、定盤駆動機構をモータとする。
【００１５】
出願人は、スラリーをせき止めるなどの再利用には限界があるという理由の一つとして、
一度利用したスラリーはpH値が下がること（図４）、そしてpH値が下がると研磨レートも
下がることをつきとめた（図５）。
【００１６】
よって本発明ではスラリーのpH値を保たせることを目的とし、従来のようにスラリーを貯
めるのではなく、使用済みスラリーが再利用されないように積極的に排除することに着目
し、スラリーの削減を図る。
【００１７】
図１は研磨装置の全体の構造を示している。
【００１８】
この研磨装置は定盤上に研磨布１が貼着されている。定盤９の上方にはアームによってウ
エハ等の被研磨基板を保持する為のトップリング２が移動可能に設置されている。研磨液
供給部３が定盤上方にアームにより保持されている。使用済みの研磨組成物が再利用され
ないようにする再利用防止手段である堰６は、角度、位置の変更、移動が可能なアームに
よって固定され、定盤９上に貼着された研磨布１の研磨面上で保持されている。
【００１９】
堰６の物質はポリカーボネ−ト、フッ素系樹脂などアルカリに強い性質のものを使用する
が代替可能な物質があればそれも使用可能である。堰６は使用により消耗した場合、交換
をする。
【００２０】
堰６には板状の部材の他に環状壁やスパイラル壁、直線の壁を複数用いるものでもよい。
また、使用済みスラリーを吸収する素材を用いる、使用済みスラリーを吸引する吸引装置
を用いる、加圧したエアによって壁を作る等、使用済みのスラリーが再利用されないよう
にするものであれば代替可能である。
【００２１】
次に、上記構成の研磨装置を使用する際の作用について説明する。定盤９が研磨布１ご
と回転し、研磨液供給部３から研磨液が研磨布１上のスラリー滴下位置に供給される。堰
６が研磨布１上に配置され、ウエハを保持しているトップリング２が回転し、ウエハの研
磨が行なわれる。このときのスラリーの流れを図２に示す。
【００２２】
研磨に使われたスラリーが堰６のトップリング２側であるＡサイドに沿って定盤上から排
出（排除）される。また、滴下され、トップリング２の下に入らず研磨に使われなかった
スラリーは、堰６のスラリー滴下位置側であるＢサイドに衝突し、再び研磨布１上を移動
する。
【００２３】
次にこの堰６に関しての研磨布１上における位置について定義をする。図３より、前記定
盤９の回転の中心とトップリング２の回転の中心を結んだ線を０°とし、定盤９、トップ
リング２の回転方向を角度の正方向とすると−１０〜―９０°の傾きに設定をする。前記
線で定盤９を２つの領域に分けると堰６はスラリー滴下位置を含まない領域部分に堰の長
手方向の長さが多く含まれている。
【００２４】
また、本発明はスラリーのpHについて着目をした。図４に示すようにpH値と研磨レートと
には関係があり、pH値が高いほど、研磨レートが高いことが分かる。よって、本発明では
使用済みのスラリーが再利用されないような手法をとっている。
【００２５】
また、図５に示すようには研磨前スラリー、本発明によるスラリー、繰り返し使用したス
ラリーの３つの場合でのpH値を示している。研磨前のスラリーのpH値が一番高く、次いで
本発明によるスラリー、一番低いのが繰り返し使用したスラリーである。図４より、pH値
が高いと研磨レートが高いことが示されているので、本発明によるスラリーは、繰り返し
使用したスラリーに比べて研磨レートが高いことが分かる。
【００２６】
次にスラリーの流量と研磨レートの関係を図６に示す。すると、本発明の手法を用いると
、従来技術での研磨レートを保つためには、使用するスラリー量は従来の約３０％で済む
ことが分かる。
【実施例２】
【００２７】
実施例１において、スラリーをせき止めるために堰６を用いたが、その代わりに吸収手段
であるスポンジなどの多孔性・通気性を備えた素材を用いてもよい。図７のように堰６の
代わりにスポンジローラ１１を設置し、さらに、スポンジローラ１１で吸い取ったスラリ
ーを圧縮ローラ１２によって搾り出す。このときスポンジローラ１１と圧縮ローラ１２は
それぞれ回転している。これらのローラによって搾り出されたスラリーをとい１３によっ
て研磨布１の外へ排除する。あとは実施例１と同様である。
【実施例３】
【００２８】
また、実施例１における堰６の代わりに図８のように吸引手段である吸引ノズル１４を
設置してもよい。スラリーを吸い取ることにより、実施例１、２と同様の効果が得られる
。
【実施例４】
【００２９】
また、実施例１における堰６の代わりに図９のように高圧エア１７を用いてもよい。堰６
を伝ってスラリーを研磨布１の外に排出する代わりに、高圧エア１７を用いてエアノズル
１６によって研磨布１の外へスラリーを吹き飛ばす。これらに準ずる機能をもつものでも
代用可能である。
【００３０】
上記の各実施例においては、使用済みのスラリーを積極的に排除して再利用されないよう
にしているが、未使用のスラリーは再利用されるように導かれるように排除手段を分離手
段として機能させることも可能であり、実施例１においてはそのような機能を堰６に持た
せている。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の研磨装置を示す図。
【図２】本発明の定盤上のスラリーの動き及びスラリーの量を示す図。
【図３】堰角度の定義を示す図。
【図４】スラリーのpHと研磨レートの関係。
【図５】研磨によるスラリーのpHの変化。
【図６】スラリー流量と研磨レートの関係。
【図７】本発明の応用例を示す図。
【図８】本発明の応用例を示す図。
【図９】本発明の応用例を示す図。
【図１０】従来の研磨装置を示す図。
【図１１】従来の定盤上のスラリーの動きを示す図。
【符号の説明】
【００３２】
１…研磨布、２…トップリング、３…研磨液供給部、
６…堰、９…定盤、１１…スポンジローラー、１３…とい、１４・・・吸引ノズル、
１６・・・エアノズル、１７・・・高圧エア
【図１】
2005271151.tif 000003
【図２】
2005271151.tif 000004
【図３】
2005271151.tif 000005
【図４】
2005271151.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2005271151.tif 000009
【図８】
2005271151.tif 000010
【図９】
2005271151.tif 000011
【図１０】
2005271151.tif 000012
【図１１】
2005271151.tif 000013