(57)【要約】【課題】スラリーや研磨屑がリテナーリングの溝内に固着することを防止し、これにより固着物の乾燥脱離によって研磨面のスクラッチの発生を防止することおよび研磨精度の向上を図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。【解決手段】回転自在に構成された上部に研磨クロスが貼合せられる研磨テーブルと、研磨テーブル上にスラリーを供給するノズルと、研磨テーブルに対向配置される研磨へッドと、研磨へッドと前記研磨テーブルとの間に狭持され内周部において被研磨ウェハをガイド保持するリテナーリング２０とを備えた研磨装置において、リテナーリング２０における研磨テーブルに向かう摺動面Ａには、リテナーリング２０の内周と外周とを連通する複数の溝２１が設けられ、溝２１の断面形状が、側壁から底面にかけて連続する曲面で構成されていることを特徴としている。【選択図】図２
2007290085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に構成された上部に研磨クロスが貼合せられる研磨テーブルと、
前記研磨テーブル上にスラリーを供給するノズルと、
前記研磨テーブルに対向配置される研磨へッドと、
前記研磨へッドと前記研磨テーブルとの間に狭持され内周部において被研磨ウェハをガイド保持するリテナーリングとを備えた研磨装置において、
前記リテナーリングにおける前記研磨テーブルに向かう面には、当該リテナーリングの内周と外周とを連通する複数の溝が設けられ、
前記溝の断面形状が、側壁から底面にかけて連続する曲面で構成されている
ことを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
回転自在に構成された上部に研磨クロスが貼合せられる研磨テーブルと、
前記研磨テーブル上にスラリーを供給するノズルと、
前記研磨テーブルに対向配置される研磨へッドと、
前記研磨へッドと前記研磨テーブルとの間に狭持され内周部において被研磨ウェハをガイド保持するリテナーリングとを備えた研磨装置において、
前記リテナーリングにおける前記研磨テーブルに向かう面には、当該リテナーリングの内周と外周とを連通する複数の溝が設けられ、
前記溝の内壁が疎水性である
ことを特徴とする研磨装置。
【請求項３】
回転自在に構成された上部に研磨クロスが貼合せられる研磨テーブルと、
前記研磨テーブル上にスラリーを供給するノズルと、
前記研磨テーブルに対向配置される研磨へッドと、
前記研磨へッドと前記研磨テーブルとの間に狭持され内周部において被研磨ウェハをガイド保持するリテナーリングとを備えた研磨装置において、
前記リテナーリングにおける前記研磨テーブルに向かう面には、当該リテナーリングの内周と外周とを連通する複数の溝が設けられ、
前記溝の開口幅が、外周側または内周側の少なくとも一方に向かって拡張されている
ことを特徴とする研磨装置。
【請求項４】
請求項３記載の研磨装置において、
前記溝の開口幅は、外周側および内周側の両方向に向かって拡張されている
ことを特徴とする研磨装置。
【請求項５】
回転自在に構成された上部に研磨クロスが貼合せられる研磨テーブルと、
前記研磨テーブル上にスラリーを供給するノズルと、
前記研磨テーブルに対向配置される研磨へッドと、
前記研磨へッドと前記研磨テーブルとの間に狭持され内周部において被研磨ウェハをガイド保持するリテナーリングとを備えた研磨装置において、
前記リテナーリングにおける前記研磨テーブルに向かう面には、当該リテナーリングの内周と外周とを連通する複数の溝が設けられ、
前記溝として、内周側から外周側に向かう第1の方向に沿って形成された第1の溝と、前記第1の方向とは異なる第２の方向に沿って形成された第２の溝とが、それぞれ複数設けられている
ことを特徴とする研磨装置。
【請求項６】
請求項５記載の研磨装置において、
前記第1の溝と第２の溝とは、内周側または外周側において連通している
ことを特徴とする研磨装置。
【請求項７】
研磨装置において内周部に被研磨ウェハを収納してガイド保持するリテナーリングであって、
一主面側に内周と外周とを連通する複数の溝が設けられ、
前記溝の断面形状が、側壁から底面にかけて連続する曲面で構成されている
ことを特徴とするリテナーリング。
【請求項８】
研磨装置において内周部に被研磨ウェハを収納してガイド保持するリテナーリングであって、
一主面側に内周と外周とを連通する複数の溝が設けられ、
少なくとも前記溝の内壁が疎水性である
ことを特徴とするリテナーリング。
【請求項９】
研磨装置における研磨テーブル上に設けられるもので、内周部に被研磨ウェハを収納してガイド保持するリテナーリングであって、
一主面側に内周と外周とを連通する複数の溝が設けられ、
前記溝の開口幅が、外周側または内周側の少なくとも一方に向かって拡張されている
ことを特徴とするリテナーリング。
【請求項１０】
請求項９記載のリテナーリングにおいて、
前記溝の開口幅は、外周側および内周側の両方向に向かって拡張されている
ことを特徴とするリテナーリング。
【請求項１１】
研磨装置における研磨テーブル上に設けられるもので、内周部に被研磨ウェハを収納してガイド保持するリテナーリングであって、
一主面側に内周と外周とを連通する複数の溝が設けられ、
前記溝として、内周側から外周側に向かう第1の方向に沿って形成された第1の溝と、前記第1の方向とは異なる第２の方向に沿って形成された第２の溝とが、それぞれ複数設けられている
ことを特徴とするリテナーリング。
【請求項１２】
請求項１１記載のリテナーリングにおいて、
前記第1の溝と第２の溝とは、内周側または外周側において連通している
ことを特徴とするリテナーリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨装置および研磨装置に用いるリテナーリングに関し、特には化学的機械研磨（chemical mechanical polishing：ＣＭＰ）に好適に用いられる研磨装置およびリテナーリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体装置では、フォトリソグラフィー工程における焦点合わせ精度を向上させるために、フォトレジスト材料の下地となる配線層や絶縁層などの表面をＣＭＰ技術によって平坦化する工程が行われている。
【０００３】
図９には、ＣＭＰ技術に用いられる研磨装置の概略断面図を示す。この図に示す研磨装置は、下面側に回転軸が結合された研磨テーブル１１を備えている。研磨テーブル１１は、上面側に研磨クロス（研磨パッドとも言う）１２が貼り付けられる。また、研磨テーブル１１の上方には、上面側に回転軸が結合された研磨へッド１３が対向配置されている。この研磨へッド１３の研磨テーブル１１側には、研磨対象となるウェハＷをガイド保持するリテナーリング１４が設けられている。研磨へッド１３は、リテナーリング１４を研磨テーブル１１上の研磨クロス１２に対して押し圧した状態で、研磨テーブル１１と逆方向に回転する。また研磨へッド１３は、リテナーリング１４と研磨へッド１３とで囲まれた空間部分を加圧することにより、リテナーリング１４内にガイド保持させたウェハＷを研磨クロス１２に押し圧する。さらに、研磨テーブル１１上方には、研磨クロス１２上に研磨剤スラリー１６を吐出させるノズル１７が設けられている。
【０００４】
ここで図１０には、リテナーリング１４を研磨テーブル１１側から見た斜視図を示す。この図に示すように、リテナーリング１４は、支持リング１４-1とこの上部に積層された磨耗リング１４-2とを備えている。また、磨耗リング１４-2における研磨クロスとの摺動面Ａには、リテナーリング１４の内周と外周とを連通する複数の溝１４-3が、リテナーリング１４の全周にわたって放射状に設けられている。そして、これらの溝１４-3を介して、リテナーリング１４に対して相互に押し圧された状態で回転する研磨クロス１２上の研磨剤スラリー１６が、リテナーリング１４の内周側に導入され、ウェハＷの研磨によって生じた研磨屑がリテナーリング１４の外周に排出される構成となっている。また、リテナーリングに設けられた溝（グルーブ）の配置状態は、例えばアーチ型とした構成が提案されている(下記特許文献1参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平２００１−２５９６３号公報(特に００２７段落および図４参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した構成の研磨装置においては、リテナーリングの摺動面に設けられた溝を介して、リテナーリングの内周と外周とでスラリーや研磨屑の入れ替えが行われることになるが、溝底面の角部は吹き溜まりとなってスラリーや研磨屑が固着し易い。そして、このようなスラリーや研磨屑などの固着物は、乾燥し、やがては溝内から脱落する。そして、脱落した固着物は、研磨クロスを引っ掻いて傷を発生させ研磨の均一性を劣化させたり、ウェハの研磨面にスクラッチを発生させる要因となる。
【０００７】
そこで本発明は、スラリーや研磨屑がリテナーリングの溝内に固着することを防止し、これにより固着物の乾燥脱離によって研磨面のスクラッチの発生を防止することおよび研磨精度の向上を図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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するための本発明に係る研磨装置は、回転自在に構成された上部に研磨クロスが貼合せられる研磨テーブルと、前記研磨テーブル上にスラリーを供給するノズルと、前記研磨テーブルに対向配置される研磨へッドと、前記研磨へッドと前記研磨テーブルとの間に狭持され内周部において被研磨ウェハをガイド保持するリテナーリングとを備え、リテナーリングにおける研磨テーブルに向かう面に当該リテナーリングの内周と外周とを連通する複数の溝が設けられた研磨装置に関する。
【０００９】
そして、第１の発明は、リテナーリングにおける溝の断面形状が、側壁から底面にかけて連続する曲面で構成されていることを特徴としている。このような構成では、溝内にスラリーや研磨屑の流動に対して吹き溜まりとなり易い側壁から底面にかけての角部分が曲面として形成されることで、吹き溜まりの発生によるスラリーや研磨屑の固着が防止される。
【００１０】
第２の発明は、リテナーリングにおける溝の内壁が疎水性であることを特徴としている。このような構成では、溝の内壁を疎水性としたことで、溝の内壁に対するスラリーや研磨屑の粘着性が低下する。このため、溝の内壁に対するスラリーや研磨屑の固着が防止される。
【００１１】
第３の発明は、リテナーリングにおける溝の開口幅が、外周側または内周側の少なくとも一方に向かって拡張されていることを特徴としている。このような構成では、溝の開口幅の拡張状態により、溝内におけるスラリーや研磨屑の流動性が制御され、溝の内壁へのスラリーや研磨屑の固着が防止される。
【００１２】
第４の発明は、リテナーリングの溝として、内周側から外周側に向かう第1の方向に沿って形成された第1の溝と、前記第1の方向とは異なる第２の方向に沿って形成された第２の溝とが、それぞれ複数設けられていることを特徴としている。このような構成では、リテナーリングの内周から外周への排出経路と、リテナーリングの外周から内周への流入経路とが、第1の溝と第２の溝とに分別される。これにより溝内におけるスラリーや研磨屑の流動性が向上し、溝の内壁へのスラリーや研磨屑の固着が防止される。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明によれば、スラリーや研磨屑がリテナーリングの溝内に固着することを防止できる。このため、これらの固着物が乾燥脱離することによって研磨面にスクラッチが発生することおよび研磨クロスに傷が発生することが防止され、研磨精度の向上を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の研磨装置およびリテナーリングの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
ここで、各実施形態の研磨装置は、各実施形態のリテナーリングを設けたものであり、リテナーリングに形成された溝の構成以外は、従来と同様の構成であって良い。
【００１６】
すなわち、図１に示すように、各実施形態における研磨装置１は、下面側に回転軸が結合された研磨テーブル１１、上面側に回転軸が結合された研磨へッド１３、研磨へッド１３に固定保持された状態で研磨へッド１３と研磨テーブルとの間に狭持されるリテナーリング２０、研磨テーブル１１上に研磨剤スラリー１６を吐出させるノズル１７が設けられている。
【００１７】
研磨テーブル１１は、上面側に研磨クロス（研磨パッドとも言う）１２が貼り付けられ、研磨クロス１２が貼り合わせられた面を水平に保った状態で回転自在に構成されている。研磨へッド１３は、研磨テーブル１１に対向配置され、リテナーリング２０を固定保持して研磨テーブル１１上の研磨クロス１２に対して押し圧した状態で、研磨テーブル１１と逆方向に回転自在に構成されている。また研磨へッド１３は、リテナーリング２０の内周側の空間部分を加圧することにより、リテナーリング２０内にガイド保持させたウェハＷを、研磨テーブル１１と共に回転する研磨クロス１２に押し圧する構成となっている。
【００１８】
図２には、以上のような構成の研磨装置１に設けられたリテナーリング２０を、研磨テーブル１１側から見た斜視図を示す。この図に示すように、リテナーリング２０は、従来と同様に、例えば支持リング２０-1とこの上部に積層された磨耗リング２０-2とを備えている。そして、研磨クロスとの摺動面Ａには、リテナーリング２０の内周と外周とを連通する複数の溝２１が、リテナーリング２０の全周にわたって放射状に設けられている。以下、各実施形態においては、各リテナーリング２０に特徴的な溝２１の構成を説明する。
【００１９】
＜第１実施形態＞
図３（１）〜（４）は、第1実施形態の研磨装置に用いるリテナーリング２０の溝２１を拡大した斜視図である。これらの図に示すように、第1実施形態のリテナーリング２０においては、溝２１の断面形状が、側壁ａから底面ｂにかけて連続する曲面で構成されているところが特徴的である。
【００２０】
このような溝２１の構成例として、例えば、図３（１）に示す溝２１ａ（２１）のように、平行配置された側壁ａと平面形状の底面ｂとが交わる部分の角部を曲面とした構成が例示される。
【００２１】
また図３（２）に示す溝２１ｂ（２１）のように、底面ｂ自体が下方向に凸となる曲面で構成されていて良い。この場合、平面状の側壁ａと凸曲面で構成された底面ｂとの境界部分が屈曲しておらず、側壁aから底面ｂに連続的に変化していることが好ましい。
【００２２】
また図３（３）に示す溝２１ｃ（２１）のように、側壁ａから底面ｂにかけて連続する曲面で構成されていれば、開口上部に向かって開口幅が拡大されるように、一方の側壁ａがテーパ形状で構成されていても良い。この場合、図中矢印で示すリテナーリング２０の移動方向ｄ１に対する研磨クロス１２の移動方向ｄ２に配置されている側壁ａを傾斜させることにより、溝２１ｃ（２１）の開口幅を拡大する。これにより、溝２１ｃにおいて、研磨クロス１２の移動方向ｄ２に位置することで負荷が掛かり易い開口肩部分の欠けが防止可能な構成とする。
【００２３】
さらに図３（４）に示す溝２１ｄ（２１）のように、側壁ａから底面ｂにかけて連続する曲面で構成されていれば、開口上部に向かって開口幅が拡大されるように、両側の側壁ａがテーパ形状で構成されていても良い。
【００２４】
以上のような構成の溝２１ａ〜２１ｄ（２１）の何れか備えたリテナーリング２０において、溝２１が形成されている磨耗リング２０-2（図２参照）は、例えばポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリ(アリーレンエチニレン)（ＡＰＩ）、またはポリエーテルイミド（ＰＥＩ）などのプラスティック材料からなる。
【００２５】
以上、図３（１）〜図３（４）を用いて説明した構成の溝２１ａ〜２１ｄ（２１）を備えたリテナーリング２０は、図１の研磨装置１において研磨テーブル１１側に、溝２１を対向させた状態で設けられる。
【００２６】
このような構成のリテナーリング２０を備えた研磨装置１を作動させる場合には、リテナーリング２０の内周にガイド保持させたウェハ（被研磨ウェハ）Ｗを、研磨テーブル１１に貼り合わせた研磨クロス１２に対して押し圧し、研磨クロス１２上にノズル１７からスラリー１６を供給した状態で、研磨テーブル１１と研磨へッド１３とを逆方向に回転させる。
【００２７】
また、この研磨装置１を用いて行うＣＭＰ研磨の条件は、例えば次のように設定される。
【００２８】
研磨圧力：５０〜５００［ｈＰａ］、例えば３００［ｈＰａ］、
研磨テーブル回転数：２０〜１２０［ｒｐｍ］、例えば１００［ｒｐｍ］、
研磨へッド回転数：２０〜１２０［ｒｐｍ］、例えば１０７［ｒｐｍ］、
研磨クロス：発泡ポリウレタン樹脂（例えばロデール社製、製品名ＩＣ１４００）、
スラリー：酸化セリウム系スラリー（DANM社製、旭硝子社製、JSR社製、日立化成社製など）またはシリカ系スラリー（ロデール社製、JSR社製、東京磁気印刷社製など）、
スラリーの流量：１０〜６００［ｃｍ3/ｍｉｎ］、例えば［２００ｃｍ3/ｍｉｎ]、
温度：２５〜３０[℃]
研磨時間：３０[秒]のオーバーエッチング（トルクエンドポイント使用）。
【００２９】
尚、以上の研磨条件は、研磨対象として、アルミニウム（Ａｌ），銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、窒化タングステン（ＷＮ）、鉛（Ｐｂ）、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表面層（研磨面）に形成されたウェハＷを想定した設定である。
【００３０】
以上のような研磨においては、ウェハＷに対して逆方向に回転する研磨クロス１２上に供給されたスラリー１６が、リテナーリング２０の溝２１を介してリテナーリング２０の内周側に導入される。一方、リテナーリング２０の内周にガイド保持されたウェハＷの研磨によって生じた研磨屑は、リテナーリング２０の溝２１を介してリテナーリング２０の外周に排出される。
【００３１】
このような作動状態において、図３（１）〜図３（４）に示す構成の溝２１ａ〜２１ｄ（２１）を備えたリテナーリング２０では、スラリー１６や研磨屑の流動路となる溝２１に、流動に対して吹き溜まりとなり易い角部がない。したがって、溝２１内での吹き溜まりの発生による研磨スラリー１６や研磨屑の固着が防止される。この結果、これらの固着物が乾燥脱離することによってウェハＷの研磨面にスクラッチが発生すること、および研磨クロス１２に傷が発生することが防止され、研磨精度の向上を図ることが可能になる。
【００３２】
＜第２実施形態＞
図４は、第２実施形態の研磨装置に用いるリテナーリング２０の溝２１を拡大した斜視図である。この図に示すように、第２実施形態のリテナーリング２０においては、溝２１の内壁を疎水性としたところが特徴的である。図４（１）〜図４（４）においては、第１実施形態で説明した各断面形状を備えた各溝２１ａ〜２１ｄの内壁を疎水成膜２２で覆った構成を示した。
【００３３】
以上のような溝２１ａ〜２１ｄ（２１）の内壁を覆う疎水性膜２２は、例えばフッ素樹脂からなり、吹付けまたは塗布などの成膜法によって形成される。この場合、溝２１内壁を含むリテナーリング２０の摺動面Ａ側に、例えばフッ素樹脂からなる疎水性膜２２を成膜した後、摺動面Ａ上の疎水性膜２２部分を研磨等によって除去し、溝２１内壁のみに疎水性膜２２を残す。これにより、この研磨装置を用いたウェハＷの研磨に対して、疎水性膜２２が影響を及ぼすことを防止する。
【００３４】
尚、疎水性膜２２は、溝２１の内壁に疎水物質を組み込む疎水化処理によって形成した膜であっても良い。このような疎水化処理を行った場合であっても、摺動面Ａ上の疎水性膜２２分部を除去することが好ましい。
【００３５】
以上、図４（１）〜図４（４）を用いて説明したように溝２１の内壁が疎水性となっているリテナーリング２０は、第１実施形態と同様に図１の研磨装置１において研磨テーブル１１側に溝２１を対向させた状態で設けられる。また、この研磨装置１の動作、およびこの研磨装置を用いたＣＭＰ研磨の条件設定は、第１実施形態と同様である。
【００３６】
このような構成のリテナーリング２０を備えた研磨装置１においては、スラリー１６や研磨屑の流動路となる溝２１内を覆う疎水性膜２２により、溝２０ａの内壁に対するスラリーや研磨屑の粘着性が低下する。これにより、溝２１の内壁に対するスラリーや研磨屑の固着が防止される。また、第１実施形態で説明した溝２１の断面形状としたことによるスラリーや研磨屑の固着を防止する効果も得られる。この結果、第１実施形態と同様に、これらの固着物が乾燥脱離することによって研磨面にスクラッチが発生することおよび研磨クロスに傷が発生することが防止され、研磨精度の向上を図ることが可能になる。
【００３７】
尚、本第２実施形態においては、溝２１の断面形状が、第１実施形態と同様に側壁から底面にかけて連続する曲面で構成された構成を説明した。しかしながら、溝２１の断面形状は、例えば、平面形状の側壁と底面との接合部に角部を有する構成であって、その内壁を疎水性とした構成であっても良い。このような構成であっても、溝２１の内壁に対するスラリーや研磨屑の粘着性を低下させ、スラリーや研磨屑の固着を防止する効果を得ることが可能である。
【００３８】
＜第３実施形態＞
図５は、第３実施形態の研磨装置に用いるリテナーリング２０を、研磨テーブル１１側の摺動面Ａから見た平面図である。この図に示すように、第３実施形態のリテナーリング２０においては、内周側に向かって開口幅が拡張された溝２１ｅ（２１）が設けられているところが特徴的である。このように、外周から内周に向かって溝２１ｅの開口幅を拡張した構成とすることで、リテナーリング２０の内周から溝２１ｅ内への流入性を向上させ、リテナーリング２０の外周に向かう流動性、すなわちリテナーリング２０の内周から外周への流出性（排出性）の向上を図る。
【００３９】
このような溝２１ｅにおいて、内周側に向かう開口幅の拡張状態は、図示したように直線的であっても良いし、流出性の向上度合いに合わせて内周側に向かう程、拡張率を高めた構成であっても良い。
【００４０】
このような構成の溝２１ｅを備えたリテナーリング２０は、第１実施形態と同様に図１の研磨装置１において研磨テーブル１１側に溝２１ｅを対向させた状態で設けられる。また、また、この研磨装置１の動作、およびこの研磨装置を用いたＣＭＰ研磨の条件設定は、第１実施形態と同様である。
【００４１】
このような構成のリテナーリング２０を備えた研磨装置１においては、リテナーリング２０の内周からの流出性（排出性）の向上が図られたことにより、例えば、研磨レートが早く研磨屑の発生量が多い研磨においては、リテナーリング２０の内側で発生した研磨屑を素早くリテナーリング２０の外周に排出することがでる。このように、リテナーリング２０の内周と外周とを連通する溝２１ｅ内における流動性を制御することにより、溝の内壁へのスラリーや研磨屑の固着を防止することができる。この結果、第１実施形態と同様に、これらの固着物が乾燥脱離することによって研磨面にスクラッチが発生することおよび研磨クロスに傷が発生することが防止され、研磨精度の向上を図ることが可能になる。
【００４２】
また特に本第３実施形態では、リテナーリング２０の内周からの流出性（排出性）の向上により、リテナーリング２０の内周側で発生した研磨屑や凝集スラリーの排出が促されるため、研磨面のスクラッチを防止する効果が高い。このため、第３実施形態の研磨装置１は、例えば半導体装置の製造にける溝型素子分離（shallow trench isolation：ＳＴＩ）の形成工程で酸化膜を研磨する工程に好適に用いることができる。これにより、ＳＴＩで分離されたアクティブ領域に素子を形成した場合、ＳＴＩ形成のための研磨工程で発生したスクラッチを要因とする素子間のショートを防止することができる。
【００４３】
＜第４実施形態＞
図６は、第４実施形態の研磨装置に用いるリテナーリング２０を、研磨テーブル１１側の摺動面Ａから見た平面図である。この図に示すように、第４実施形態のリテナーリング２０においては、外周側に向かって開口幅が拡張された溝２１ｆ（２１）が設けられているところが特徴的である。このように、内周から外周に向かって溝２１ｆの開口幅を拡張した構成とすることで、リテナーリング２０の外周から溝２１ｆ内への流入性を向上させ、リテナーリング２０の内周に向かう流動性、すなわちリテナーリング２０の外周から内周への流入性の向上を図る。
【００４４】
このような溝２１ｆにおいて、外周側に向かう開口幅の拡張状態は、図示したように直線的であっても良いし、流入性の向上度合いに合わせて外周側に向かう程、拡張率を高めた構成であっても良い。
【００４５】
このような構成の溝２１ｆを備えたリテナーリング２０は、第１実施形態と同様に図１の研磨装置１において研磨テーブル１１側に溝２１ｆを対向させた状態で設けられる。また、この研磨装置１の動作、およびこの研磨装置を用いたＣＭＰ研磨の条件設定は、第１実施形態と同様である。
【００４６】
このような構成のリテナーリング２０を備えた研磨装置１においては、リテナーリング２０の外周からの流入性の向上が図られたことにより、例えば、ケミカル成分が研磨に大きな影響を与えるような、多量のスラリーの供給が必要とされる研磨において、リテナーリング２０の内に素早くスラリーを供給することができる。このように、リテナーリング２０の内周と外周とを連通する溝２１ｆ内における流動性を制御することにより、溝の内壁へのスラリーや研磨屑の固着を防止することができる。この結果、第１実施形態と同様に、これらの固着物が乾燥脱離することによって研磨面にスクラッチが発生することおよび研磨クロスに傷が発生することが防止され、研磨精度の向上を図ることが可能になる。
【００４７】
また上述した銅（Ｃｕ）膜研磨においては、研磨中に研磨面の温度が上昇することにより、スラリー中に含まれるケミカル成分の変性、分解により研磨が進行しなくなる。この場合、本第４実施形態の研磨装置１を用いて研磨を行うことにより、リテナーリング２０の内周側にスラリーを滞り無く供給して研磨面の温度上昇を防止し、研磨レートの向上を図ることが可能になる。
【００４８】
＜第５実施形態＞
図７は、第５実施形態の研磨装置に用いるリテナーリング２０を、研磨テーブル１１側の摺動面Ａから見た平面図である。この図に示すように、第５実施形態のリテナーリング２０においては、中央部から外周側および内周側に向かって開口幅が拡張された溝２１ｇ（２１）が設けられているところが特徴的である。このように、中央部から内周および外周に向かって溝２１ｇの開口幅を拡張した構成とすることで、リテナーリング２０の外周から溝２１ｇ内への流入性を向上させ、かつリテナーリングの内周から溝２１ｇ内への流入性を向上させて、リテナーリング２０の外周からの流入性の向上およびリテナーリング２０の内周からの流出性の向上を図る。
【００４９】
このような溝２１ｆにおいて、外周側に向かう開口幅の拡張状態は、図示したように、流入性の向上度合いに合わせて外周側に向かう程、拡張率を高め、かつ流出性の向上度合いに合わせて内周側に向かう程、拡張率を高めた構成であっても良い。また、中央部から内周側および外周側に向かって直線的に開口幅が拡張した構成であっても良い。
【００５０】
このような構成の溝２１ｆを備えたリテナーリング２０は、第１実施形態と同様に図１の研磨装置１において研磨テーブル１１側に溝２１ｇを対向させた状態で設けられる。また、また、この研磨装置１の動作、およびこの研磨装置を用いたＣＭＰ研磨の条件設定は、第１実施形態と同様である。
【００５１】
このような構成のリテナーリング２０を備えた研磨装置１においては、溝２１ｇの中央部から内周側および外周側に向かう開口幅の拡張度合によって、溝２１ｇを介してのリテナーリング２０の内周と外周とにおける流入性および流出性を制御することにより、溝２１ｇ内の流動性を向上させることが可能である。この結果、第１実施形態と同様に、これらの固着物が乾燥脱離することによって研磨面にスクラッチが発生することおよび研磨クロスに傷が発生することが防止され、研磨精度の向上を図ることが可能になる。
【００５２】
尚、上述した第３実施形態〜第５実施形態で説明したような平面形状の各溝２１ｅ〜２１ｇは、第1実施形態で説明したように、断面形状が側壁から底面にかけて連続する曲面で構成された断面形状であっても良い。また、第２実施形態で説明したように、溝２１ｆ〜２１ｇの内壁が疎水性となっていても良い。このように、第３実施形態〜第５実施形態と、先に説明した第１実施形態および第２実施形態との一方または両方とを組み合わせることにより、固着物の発生を防止する効果をさらに高めることが可能になる。
【００５３】
＜第６実施形態＞
磨耗リング溝３２形状にて、取り込み口と、排出口を設けることで、研磨剤スラリーや半導体ウェハの研磨屑の流入、流出を促進し、均一性の安定化、スクラッチの発生を抑制することができる。
【００５４】
図８は、第６実施形態の研磨装置に用いるリテナーリング２０を、研磨テーブル１１側の摺動面Ａから見た平面図である。第６実施形態のリテナーリング２０においては、内周側から外周側に向かう第1の方向ｘ１に沿って形成された第1の溝２１ｈと、第1の方向ｘ１とは異なる第２の方向ｘ２に沿って形成された第２の溝２１ｉとが、それぞれ複数設けられているところが特徴的である。
【００５５】
ここで、リテナーリング２０の内周側から外周側に向かう第1の方向ｘ１および第２の方向ｘ２とは、リテナーリング２０の半径ｒ方向に対する方向であることとする。例えばリテナーリング２０の回転方向ｘとすると、半径ｒ方向よりも回転方向ｘに傾いた方向を第１の方向ｘ１とし、第１の方向ｘ１と逆方向に傾いた方向を第２の方向ｘ２とする。
【００５６】
このような第１の方向ｘ１に沿って形成された第１の溝２１ｈと、第２の方向ｘ２に沿って形成された第２の溝２１ｉとは、図示したようにリテナーリング２０の内周部において連通していても良い。また、これらの第１の溝２１ｈと第２の溝２１ｉとは、独立して設けられていても良い。
【００５７】
このような構成の溝２１ｆを備えたリテナーリング２０は、第１実施形態と同様に図１の研磨装置１において研磨テーブル１１側に溝２１ｈ，２１ｉを対向させた状態で設けられる。また、この研磨装置１の動作、およびこの研磨装置を用いたＣＭＰ研磨の条件設定は、第１実施形態と同様である。
【００５８】
このような構成のリテナーリング２０を備えた研磨装置１においては、第１の溝２１ｈがリテナーリング２０の外周から内周への流入経路となり、第２の溝２１ｉがリテナーリング２０の内周から外周への排出経路となる。すなわち、リテナーリング２０の回転方向ｘに傾いて設けられた第１の溝２１ｈは、リテナーリング２０の外周側において、リテナーリング２０に対して相対的に逆方向に回転する研磨テーブル（研磨クロス）上のスラリーが流入し易いため、スラリーの流入経路となる。一方、リテナーリング２０の回転方向ｘと逆側に傾いて設けられた第２の溝２１ｉは、リテナーリング２０の内周側において、研磨によって発生した研磨屑が流入し易いため、研磨屑の流出経路となる。
【００５９】
以上のように、リテナーリング２０の外周から内周へのスラリーの流入経路となる第１の溝２１ｈと、リテナーリング２０の内周から外周への研磨屑の流出経路となる第２の溝２１ｉとを分離したことにより、溝２１ｈ，２１ｉ内における流動性が向上する。これにより、溝２１ｈ，２１ｉの内壁へのスラリーや研磨屑の固着が防止される。この結果、第１実施形態と同様に、これらの固着物が乾燥脱離することによって研磨面にスクラッチが発生することおよび研磨クロスに傷が発生することが防止され、研磨精度の向上を図ることが可能になる。
【００６０】
またさらに、上述したように溝２１ｈ，２１ｉを分離したことにより、第１の溝２１ｈからリテナーリング２０の内周側へのスラリーの流入性向上、および第２の溝２１ｉからリテナーリング２０の外周側への研磨屑の流出性向上を図ることができる。そして特に流入性向上により、研磨レートの向上およびウェハＷの表面温度の低減効果を図ることが可能になる。また流出性向上により、研磨屑や凝集スラリーの排出効果を高めて研磨面のスクラッチを防止する効果を高めることが可能になる。
【００６１】
尚、本第６実施形態で説明したような異なる方向に沿って配置された各溝２１ｈ，２１ｉは、第１実施形態で説明したように、側壁から底面にかけて連続する曲面で構成された断面形状であっても良い。また、第２実施形態で説明したように、溝２１ｈ，２１ｉの内壁が疎水性となっていても良い。このように、本第６実施形態と、第１実施形態および第２実施形態との一方または両方とを組み合わせることにより、固着物の発生を防止する効果をさらに高めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】実施形態の研磨装置の構成を説明する図である。
【図２】実施形態のリテナーリングの構成を説明する斜視図である。
【図３】第1実施形態の研磨装置に用いるリテナーリングの溝を拡大した斜視図である。
【図４】第２実施形態の研磨装置に用いるリテナーリングの溝を拡大した斜視図である。
【図５】第３実施形態の研磨装置に用いるリテナーリングを摺動面側から見た平面図である。
【図６】第４実施形態の研磨装置に用いるリテナーリングを摺動面側から見た平面図である。
【図７】第５実施形態の研磨装置に用いるリテナーリングを摺動面側から見た平面図である。
【図８】第６実施形態の研磨装置に用いるリテナーリングを摺動面側から見た平面図である。
【図９】従来の研磨装置の構成を説明する図である。
【図１０】従来の研磨装置に設けられたリテナーリングの構成を説明する斜視図である。
【符号の説明】
【００６３】
１…研磨装置、１１…研磨テーブル、１２…研磨クロス、１３…研磨へッド、１６…スラリー、１７…ノズル、２０…リテナーリング、２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ…溝、２１ｈ…第1の溝、２１ｉ…第２の溝、２２…疎水性膜、ｘ１…第1の方向、ｘ２…第２の方向、ａ…側壁、ｂ…底面、Ｗ…ウェハ（被研磨ウェハ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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