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JP6924710B2 - Polishing equipment and polishing method - Google Patents

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JP6924710B2
JP6924710B2 JP2018001412A JP2018001412A JP6924710B2 JP 6924710 B2 JP6924710 B2 JP 6924710B2 JP 2018001412 A JP2018001412 A JP 2018001412A JP 2018001412 A JP2018001412 A JP 2018001412A JP 6924710 B2 JP6924710 B2 JP 6924710B2
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宏俊 神頭
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Description

本発明は、バッチ式の研磨装置および研磨方法に関するものである。 The present invention relates to a batch type polishing apparatus and polishing method.

従来、シリコンウェーハ等のウェーハを研磨するために、ウェーハを保持するためのトップリング、該トップリングに保持されたウェーハに接触してウェーハの表面を研磨する研磨布等を具備するバッチ式の研磨装置が使用されている。研磨装置を用いて、キズがなく平坦性の高い表面を有する研磨ウェーハが求められている（特許文献１）。 Conventionally, in order to polish a wafer such as a silicon wafer, a batch type polishing provided with a top ring for holding the wafer, a polishing cloth for polishing the surface of the wafer in contact with the wafer held by the top ring, and the like. The device is in use. There is a demand for a polishing wafer having a surface having a high flatness without scratches by using a polishing apparatus (Patent Document 1).

ここで、従来の一般的なバッチ式の研磨装置について説明する。
研磨装置では、定盤に貼着された研磨布の上方に複数のトップリングが上下動可能に対向して設けられている。該トップリングの下方には、研磨中に１枚以上のウェーハを保持するプレートが配設されており、該プレートをトップリングが保持している。
また、定盤上には、その中心および外周にそれぞれセンターローラおよびガイドローラが配設されている。トップリングは、定盤上においてセンターローラとガイドローラの間で、回転可能にそれらと接触している。 Here, a conventional general batch type polishing apparatus will be described.
In the polishing apparatus, a plurality of top rings are provided above the polishing cloth attached to the surface plate so as to be vertically movable and opposed to each other. Below the top ring, a plate that holds one or more wafers during polishing is disposed, and the top ring holds the plate.
Further, on the surface plate, center rollers and guide rollers are arranged at the center and the outer periphery thereof, respectively. The top ring is rotatably in contact with the center roller and the guide roller on the surface plate.

そして、研磨の際には、研磨剤を供給しつつ、上記定盤の回転運動によりトップリングには回転力が与えられ、センターローラおよびガイドローラに接触して回転運動（いわゆるつれ廻り）を行う。この時、研磨布とウェーハ間に発生する摺擦運動によりウェーハが研磨される。 Then, at the time of polishing, while supplying an abrasive, a rotational force is given to the top ring by the rotational movement of the surface plate, and the top ring is brought into contact with the center roller and the guide roller to perform a rotational movement (so-called turning). .. At this time, the wafer is polished by the rubbing motion generated between the polishing pad and the wafer.

特開２０００−１３５６６９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-135669

上記のような一般的な研磨装置を用いて得られた研磨ウェーハでは、表面にキズ（研磨キズ）が発生することがある。本発明者らが調査したところ、このキズが発生する理由は以下の通りである。まず、研磨加工中に研磨剤がトップリングに付着し、研磨待機中に乾燥され固化する。そして、次の研磨加工中にセンターローラやガイドローラとの接触により、固化された研磨剤が研磨布上に落下し、研磨ウェーハの表面に研磨キズを発生させる。
トップリングの定期的な清掃によって固化した研磨剤を除去していたが、固化を未然に防ぐことができていない。 In a polishing wafer obtained by using a general polishing apparatus as described above, scratches (polishing scratches) may occur on the surface. As a result of investigation by the present inventors, the reason why this scratch occurs is as follows. First, the abrasive adheres to the top ring during the polishing process, and is dried and solidified while waiting for polishing. Then, during the next polishing process, the solidified abrasive falls onto the polishing pad due to contact with the center roller or the guide roller, causing polishing scratches on the surface of the polishing wafer.
Abrasives that had solidified were removed by regular cleaning of the top ring, but solidification could not be prevented.

本発明はこのような上記の課題を解決するためになされたものであり、トップリングに研磨剤が付着して固化（固着）するのを抑制し、さらには研磨ウェーハに研磨キズが発生するのを低減することができるバッチ式の研磨装置および研磨方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and suppresses the polishing agent from adhering to the top ring and solidifying (fixing), and further causes polishing scratches on the polishing wafer. It is an object of the present invention to provide a batch type polishing device and a polishing method capable of reducing the number of cases.

上記目的を達成するために、本発明は、研磨布が貼り付けられた定盤と、該定盤上の中心および外周にそれぞれ配設されたセンターローラおよびガイドローラと、ウェーハを保持し、前記センターローラおよび前記ガイドローラと回転可能に接触しているトップリングとを具備し、前記定盤の回転により前記トップリングを回転させながら、該トップリングで保持された前記ウェーハを前記研磨布に押し当てて研磨するバッチ式の研磨装置であって、
前記トップリングは前記ウェーハを保持するプレートを下方で保持しており、
該トップリングは、外周側面のうち、前記センターローラおよび前記ガイドローラと対向する領域に１つ以上の外周溝が設けられており、該外周溝以外の対向領域で接触しているか、または、
前記センターローラおよび前記ガイドローラは、各々のローラ面のうち、前記トップリングと対向する領域に１つ以上のローラ溝が設けられており、該ローラ溝以外の対向領域で接触しているものであることを特徴とする研磨装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention holds a surface plate to which a polishing pad is attached, a center roller and a guide roller arranged at the center and the outer periphery of the surface plate, respectively, and a wafer. It is provided with a center roller and a top ring that is rotatably in contact with the guide roller, and while rotating the top ring by the rotation of the surface plate, the wafer held by the top ring is pushed onto the polishing pad. It is a batch type polishing device that hits and polishes.
The top ring holds the plate holding the wafer below.
The top ring is provided with one or more outer peripheral grooves in a region of the outer peripheral side surface facing the center roller and the guide roller, and is in contact with or in contact with the facing region other than the outer peripheral groove.
The center roller and the guide roller are provided with one or more roller grooves in a region of each roller surface facing the top ring, and are in contact with each other in a facing region other than the roller groove. Provided is a polishing apparatus characterized by being present.

本発明者らの調査により、トップリングの、センターローラおよびガイドローラとの接触箇所に研磨剤の固着が見られることが分かった。上記のような研磨装置であれば、トップリングの外周溝や、センターローラおよびガイドローラのローラ溝が設けられているため、トップリングと、センターローラおよびガイドローラとが接触する領域を従来よりも少なくすることができる。これにより、トップリングへの研磨剤の付着量、そして固着量を少なくすることができる。その結果、研磨布上に落下する固着した研磨剤を原因として、研磨ウェーハに研磨キズが発生するのを効果的に低減することができる。 According to the investigation by the present inventors, it was found that the abrasive was adhered to the contact points of the top ring with the center roller and the guide roller. In the case of the above-mentioned polishing apparatus, since the outer peripheral groove of the top ring and the roller groove of the center roller and the guide roller are provided, the area where the top ring and the center roller and the guide roller come into contact with each other is larger than the conventional one. Can be reduced. This makes it possible to reduce the amount of the abrasive that adheres to the top ring and the amount of adhesion. As a result, it is possible to effectively reduce the occurrence of polishing scratches on the polishing wafer due to the fixed abrasive that falls on the polishing cloth.

また、本発明は、研磨布が貼り付けられた定盤上の中心および外周にそれぞれセンターローラおよびガイドローラを配設し、該センターローラおよびガイドローラと回転可能に接触しているトップリングに保持したウェーハを、前記定盤の回転により前記トップリングを回転させながら、前記研磨布に押し当てて研磨するバッチ式の研磨方法であって、
前記トップリングにより前記センターローラおよび前記ガイドローラと接触させ、かつ、前記トップリングにより前記ウェーハを保持するプレートを下方で保持しつつ、前記ウェーハを研磨するとき、
前記トップリングの外周側面のうち、前記センターローラおよび前記ガイドローラと対向する領域に１つ以上の外周溝を設け、該外周溝以外の対向領域で接触させるか、または、
前記センターローラおよび前記ガイドローラの各々のローラ面のうち、前記トップリングと対向する領域に１つ以上のローラ溝を設け、該ローラ溝以外の対向領域で接触させながら研磨することを特徴とする研磨方法を提供する。 Further, in the present invention, a center roller and a guide roller are arranged at the center and the outer periphery of the surface plate on which the polishing pad is attached, respectively, and are held by a top ring in rotatably contacting the center roller and the guide roller. This is a batch-type polishing method in which the wafer is polished by pressing it against the polishing pad while rotating the top ring by rotating the surface plate.
When polishing the wafer while contacting the center roller and the guide roller with the top ring and holding the plate holding the wafer with the top ring below.
Of the outer peripheral side surface of the top ring, one or more outer peripheral grooves are provided in the regions facing the center roller and the guide roller, and the outer peripheral grooves are brought into contact with each other in the facing regions other than the outer peripheral grooves.
Of the roller surfaces of the center roller and the guide roller, one or more roller grooves are provided in a region facing the top ring, and polishing is performed while making contact with the facing region other than the roller groove. A polishing method is provided.

このような研磨方法によって、トップリングへの研磨剤の固着量を低減することができ、該固着を原因とする研磨ウェーハの研磨キズの発生を効果的に低減することができる。 By such a polishing method, the amount of the polishing agent adhered to the top ring can be reduced, and the occurrence of polishing scratches on the polishing wafer due to the adhesion can be effectively reduced.

また、本発明は、研磨布が貼り付けられた定盤と、該定盤上の中心および外周にそれぞれ配設されたセンターローラおよびガイドローラと、ウェーハを保持し、前記センターローラおよび前記ガイドローラと回転可能に接触しているトップリングとを具備し、前記定盤の回転により前記トップリングを回転させながら、該トップリングで保持された前記ウェーハを前記研磨布に押し当てて研磨するバッチ式の研磨装置であって、
前記トップリングは前記ウェーハを保持するプレートを下方で保持しており、
前記センターローラおよび前記ガイドローラと、前記トップリングとは、Ｏリングを介して接触しているものであることを特徴とする研磨装置を提供する。 Further, the present invention holds a surface plate to which a polishing pad is attached, center rollers and guide rollers arranged at the center and outer periphery of the surface plate, respectively, and a wafer, and holds the center roller and the guide roller. A batch type that includes a top ring that is in rotatable contact with the surface plate, and presses the wafer held by the top ring against the polishing pad to polish the wafer while rotating the top ring by rotating the surface plate. Polishing equipment
The top ring holds the plate holding the wafer below.
Provided is a polishing apparatus characterized in that the center roller, the guide roller, and the top ring are in contact with each other via an O-ring.

このような研磨装置であれば、Ｏリングを介して、トップリングと、センターローラおよびガイドローラとが接触しているため、トップリングと、センターローラおよびガイドローラとが接触する領域を従来よりも少なくすることができる。これにより、トップリングへの研磨剤の付着量、そして固着量を少なくし、研磨ウェーハの研磨キズの発生を効果的に低減することができる。 In such a polishing device, since the top ring and the center roller and the guide roller are in contact with each other via the O-ring, the area where the top ring and the center roller and the guide roller are in contact with each other is larger than before. Can be reduced. As a result, the amount of the abrasive adhering to the top ring and the amount of sticking to the top ring can be reduced, and the occurrence of polishing scratches on the polishing wafer can be effectively reduced.

また、本発明は、研磨布が貼り付けられた定盤上の中心および外周にそれぞれセンターローラおよびガイドローラを配設し、該センターローラおよびガイドローラと回転可能に接触しているトップリングに保持したウェーハを、前記定盤の回転により前記トップリングを回転させながら、前記研磨布に押し当てて研磨するバッチ式の研磨方法であって、
前記トップリングにより前記センターローラおよび前記ガイドローラと接触させ、かつ、前記トップリングにより前記ウェーハを保持するプレートを下方で保持しつつ、前記ウェーハを研磨するとき、
前記センターローラおよび前記ガイドローラと、前記トップリングとを、Ｏリングを介して接触させながら研磨することを特徴とする研磨方法を提供する。 Further, in the present invention, a center roller and a guide roller are arranged at the center and the outer periphery of the surface plate on which the polishing pad is attached, respectively, and are held by a top ring in rotatably contacting the center roller and the guide roller. This is a batch-type polishing method in which the wafer is polished by pressing it against the polishing pad while rotating the top ring by rotating the surface plate.
When polishing the wafer while contacting the center roller and the guide roller with the top ring and holding the plate holding the wafer with the top ring below.
Provided is a polishing method characterized in that the center roller, the guide roller, and the top ring are polished while being in contact with each other via an O-ring.

このような研磨方法によって、トップリングへの研磨剤の固着量を低減することができ、該固着を原因とする研磨ウェーハの研磨キズの発生を効果的に低減することができる。 By such a polishing method, the amount of the polishing agent adhered to the top ring can be reduced, and the occurrence of polishing scratches on the polishing wafer due to the adhesion can be effectively reduced.

以上のように、本発明の研磨装置および研磨方法であれば、トップリングと、センターローラおよびガイドローラとが接触する領域を少なくすることができ、トップリングへの研磨剤の固着量の低減、さらには研磨ウェーハの研磨キズの発生の低減を図ることができる。 As described above, with the polishing apparatus and polishing method of the present invention, the area where the top ring comes into contact with the center roller and the guide roller can be reduced, and the amount of the polishing agent adhered to the top ring can be reduced. Further, it is possible to reduce the occurrence of polishing scratches on the polishing wafer.

本発明の研磨装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the polishing apparatus of this invention. 研磨装置の上面図の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the top view of the polishing apparatus. 本発明の研磨装置の別態様の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of another aspect of the polishing apparatus of this invention. 本発明の研磨装置の別態様の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of another aspect of the polishing apparatus of this invention. 研磨キズの一例を示す観察図である。It is an observation figure which shows an example of a polishing scratch. 実施例および比較例における汚れ面積の相対値と研磨キズによる不良率の相対値との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the relative value of the dirt area and the relative value of the defect rate due to polishing scratches in an Example and a comparative example. 従来の研磨装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the conventional polishing apparatus.

以下、本発明について図面を参照して実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
まず、本発明の研磨装置について説明する。図１は本発明のバッチ式の研磨装置の一例である。また、図２は研磨装置１の上面図である。この研磨装置１は、主に以下の構成からなっている。
研磨装置１はまず回転可能な定盤２を有しており、該定盤２には研磨布３が貼付されている。この定盤２の上方にはトップリング４が上下動可能に対向して設けられている。ここでは４つのトップリング４が配設されている例を示す。また、定盤２の中心および外周には、センターローラ５およびガイドローラ６がそれぞれ配設されている。また、研磨剤が研磨布３上に供給可能になっている。例えばセンターローラ５付近に不図示の研磨剤供給機構を適宜設けることができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
First, the polishing apparatus of the present invention will be described. FIG. 1 is an example of a batch type polishing apparatus of the present invention. Further, FIG. 2 is a top view of the polishing apparatus 1. The polishing device 1 mainly has the following configuration.
The polishing apparatus 1 first has a rotatable surface plate 2, and a polishing cloth 3 is attached to the surface plate 2. A top ring 4 is provided above the surface plate 2 so as to be vertically movable and opposed to each other. Here, an example in which four top rings 4 are arranged is shown. Further, a center roller 5 and a guide roller 6 are arranged at the center and the outer periphery of the surface plate 2, respectively. Further, the abrasive can be supplied on the polishing pad 3. For example, an abrasive supply mechanism (not shown) may be appropriately provided near the center roller 5.

これらの定盤２上の研磨布３、トップリング４、センターローラ５、ガイドローラ６の位置関係について、さらに図２を参照して説明する。図２に示すように、各々のトップリング４は、研磨布３上において、センターローラ５とガイドローラ６との間に位置しており、これらのセンターローラ５およびガイドローラ６と接触している。定盤２が回転することにより、トップリング４はセンターローラ５およびガイドローラ６との間で回転することになる（つれ回り）。 The positional relationship between the polishing pad 3, the top ring 4, the center roller 5, and the guide roller 6 on the surface plate 2 will be further described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, each top ring 4 is located between the center roller 5 and the guide roller 6 on the polishing pad 3, and is in contact with the center roller 5 and the guide roller 6. .. As the surface plate 2 rotates, the top ring 4 rotates between the center roller 5 and the guide roller 6 (rotating).

トップリング４はその下方でプレート７を保持している。そして、該プレート７はその下面側で、研磨対象である１枚あるいは複数枚のウェーハＷをワックス等により接着固定している。トップリング４の上記つれ回りにより、ウェーハＷの表面が研磨布３で研磨されることになる。 The top ring 4 holds the plate 7 below it. Then, on the lower surface side of the plate 7, one or a plurality of wafers W to be polished are adhered and fixed with wax or the like. The surface of the wafer W is polished by the polishing pad 3 due to the above-mentioned rotation of the top ring 4.

また、トップリング４の外周側面４ａのうち、センターローラ５およびガイドローラ６と対向する領域（対向領域）８に、１つ以上の外周溝９が設けられている。これにより、トップリング４は、センターローラ５およびガイドローラ６とは、外周溝９以外の対向領域で実際に接触することになる（接触対向領域８ａ）。このため、図７に示すような、対向領域（矢印の範囲）のほぼ全体（例えば、高さ方向の長さが１０ｍｍ）で接触し、広範囲の汚れ面積（図７のトップリングにおける網掛け部分）が生じていた従来装置よりも、本発明の装置では図１に示すように互いに接触する領域を少なくすることができ、トップリング４の外周側面４ａに沿っての汚れ面積（図１のトップリング４の網掛け部分）を小さくすることができる。例えば、接触対向領域８ａの高さ方向の長さを５ｍｍ以下、さらには３ｍｍ以下にすることができる。すなわち、１／２以下、さらには１／３以下にすることができる。 Further, one or more outer peripheral grooves 9 are provided in a region (opposing region) 8 facing the center roller 5 and the guide roller 6 in the outer peripheral side surface 4a of the top ring 4. As a result, the top ring 4 actually comes into contact with the center roller 5 and the guide roller 6 in the facing region other than the outer peripheral groove 9 (contact facing region 8a). Therefore, as shown in FIG. 7, contact is made in almost the entire facing region (range of arrows) (for example, the length in the height direction is 10 mm), and a wide range of dirt areas (shaded portion in the top ring of FIG. 7). ) Can be reduced in the device of the present invention as shown in FIG. 1, and the dirt area along the outer peripheral side surface 4a of the top ring 4 (top of FIG. 1) can be reduced as compared with the conventional device in which) is generated. The shaded portion of the ring 4) can be made smaller. For example, the length of the contact facing region 8a in the height direction can be set to 5 mm or less, and further to 3 mm or less. That is, it can be reduced to 1/2 or less, and further to 1/3 or less.

なお、ここでは２つの外周溝９が設けられているが、その数や形状は特に限定されない。研磨時のトップリング４の回転運動に支障がないように、適宜、外周溝９の数や形状を決定して、接触する領域の低減度合を調整することができる。 Although two outer peripheral grooves 9 are provided here, the number and shape thereof are not particularly limited. The number and shape of the outer peripheral grooves 9 can be appropriately determined so that the rotational movement of the top ring 4 during polishing is not hindered, and the degree of reduction of the contact area can be adjusted.

従来では、トップリングは、センターローラおよびガイドローラと対向領域のほぼ全体にわたって接触し、研磨布上に供給された研磨剤が付着して固化してしまっていた。
しかしながら、上記のような本発明の研磨装置１であれば、外周溝９の形成により、トップリング４と、センターローラ５およびガイドローラ６とが接触する領域を従来装置よりも小さくすることができる。トップリングにおける、付着した研磨剤による汚れ面積は、（トップリングの直径）×π×（センターローラ及びガイドローラとの接触対向領域の高さ方向の長さ）で表される。上述したように本発明の装置によって接触対向領域の高さ方向の長さを１／２以下、さらには１／３以下に低減することができるため、同様にその汚れ面積を低減することができる。
そして、このようにトップリング４への研磨剤の付着量を抑制することができ、その固着量を低減することができる。したがって、該固着した研磨剤が剥がれ、それを原因とする研磨ウェーハの研磨キズの発生を低減することが可能である。 Conventionally, the top ring comes into contact with the center roller and the guide roller over almost the entire facing region, and the abrasive supplied on the polishing pad adheres and solidifies.
However, in the polishing apparatus 1 of the present invention as described above, the region where the top ring 4, the center roller 5 and the guide roller 6 come into contact with each other can be made smaller than that of the conventional apparatus by forming the outer peripheral groove 9. .. The area of the top ring soiled by the adhered abrasive is represented by (diameter of the top ring) × π × (length in the height direction of the contact-opposite region with the center roller and the guide roller). As described above, since the length of the contact facing region in the height direction can be reduced to 1/2 or less, further to 1/3 or less by the apparatus of the present invention, the dirt area can be similarly reduced. ..
Then, in this way, the amount of the abrasive that adheres to the top ring 4 can be suppressed, and the amount of the abrasive that adheres to the top ring 4 can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of polishing scratches on the polishing wafer due to the peeling of the adhered abrasive.

なお、図１に示す例ではトップリング４の外周側面４ａに外周溝９を示す例を示したが、その代わりにセンターローラ５およびガイドローラ６に溝を形成することも可能である。図３にその別態様の本発明の研磨装置を示す。なお、簡単のため、１つのトップリング付近のみ示す。 In the example shown in FIG. 1, the outer peripheral groove 9 is shown on the outer peripheral side surface 4a of the top ring 4, but instead, a groove can be formed in the center roller 5 and the guide roller 6. FIG. 3 shows another aspect of the polishing apparatus of the present invention. For simplicity, only the vicinity of one top ring is shown.

図３に示すように、センターローラ５のローラ面５ａのうち、トップリング４と対向する領域（対向領域）１０に、１つ以上のローラ溝１１が設けられている。これにより、センターローラ５は、トップリング４とは、ローラ溝１１以外の対向領域（実際に接触している領域：接触対向領域１０ａ）で接触することになる。
一方、ガイドローラ６のローラ面６ａのうち、トップリング４と対向する領域（対向領域）１２にも、１つ以上のローラ溝１３が設けられている。これにより、ガイドローラ６は、トップリング４とは、ローラ溝１３以外の対向領域（実際に接触している領域：接触対向領域１２ａ）で接触することになる。 As shown in FIG. 3, one or more roller grooves 11 are provided in a region (opposing region) 10 facing the top ring 4 in the roller surface 5a of the center roller 5. As a result, the center roller 5 comes into contact with the top ring 4 in an facing region other than the roller groove 11 (actual contact region: contact facing region 10a).
On the other hand, in the roller surface 6a of the guide roller 6, one or more roller grooves 13 are also provided in the region (opposing region) 12 facing the top ring 4. As a result, the guide roller 6 comes into contact with the top ring 4 in a facing region other than the roller groove 13 (a region that is actually in contact: a contact facing region 12a).

このようなローラ溝１１、１３の形成によっても、トップリング４と、センターローラ５およびガイドローラ６とが接触する領域の低減化、研磨剤の付着量や固着量の低減化、ひいては研磨ウェーハＷの研磨キズの発生の低減化を図ることが可能である。 By forming the roller grooves 11 and 13 in this way, the area where the top ring 4 and the center roller 5 and the guide roller 6 come into contact with each other can be reduced, the amount of adhesive and the amount of adhesion of the abrasive can be reduced, and the polishing wafer W can be formed. It is possible to reduce the occurrence of polishing scratches.

図４にさらに別態様の本発明の研磨装置を示す。この例では、トップリング４と、センターローラ５およびガイドローラ６とが、Ｏリング１４を介して接触している。図４に示す例ではセンターローラ５およびガイドローラ６にＯリング１４を設けているが、代わりに、トップリング４に対してＯリングを設けても良い。Ｏリングの幅等は特に限定されず、適宜決定することができる。 FIG. 4 shows another aspect of the polishing apparatus of the present invention. In this example, the top ring 4, the center roller 5, and the guide roller 6 are in contact with each other via the O-ring 14. In the example shown in FIG. 4, the center roller 5 and the guide roller 6 are provided with the O-ring 14, but instead, the top ring 4 may be provided with the O-ring. The width of the O-ring and the like are not particularly limited and can be appropriately determined.

上記のようなＯリング１４を介在させることによっても、トップリング４と、センターローラ５およびガイドローラ６とが接触する領域を小さくし、トップリング４への研磨剤の付着量、固着量を低減し、研磨ウェーハの研磨キズの発生の抑制を図ることができる。 By interposing the O-ring 14 as described above, the area where the top ring 4 and the center roller 5 and the guide roller 6 come into contact with each other is reduced, and the amount of the abrasive adhering to the top ring 4 and the amount of sticking to the top ring 4 are reduced. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of polishing scratches on the polishing wafer.

次に、図１に示す本発明の研磨装置１を用いた本発明のバッチ式の研磨方法について説明する。
ウェーハＷをプレート７の表面にワックス等で接着したうえで、ウェーハＷを定盤２に貼付された研磨布３に接するように配置する。トップリング４を下降してプレート７上に載置して押圧する。これにより、トップリング４によってプレート７を下方で保持しつつ、プレート７に保持されたウェーハＷと研磨布の間に研磨圧力を発生させることができる。 Next, the batch-type polishing method of the present invention using the polishing apparatus 1 of the present invention shown in FIG. 1 will be described.
After the wafer W is adhered to the surface of the plate 7 with wax or the like, the wafer W is arranged so as to be in contact with the polishing pad 3 attached to the surface plate 2. The top ring 4 is lowered, placed on the plate 7, and pressed. As a result, while the plate 7 is held downward by the top ring 4, a polishing pressure can be generated between the wafer W held by the plate 7 and the polishing pad.

またこのとき、トップリング４の外周側面４ａは、センターローラ５のローラ面５ａおよびガイドローラ６のローラ面６ａと接触する。より具体的には、トップリング４の外周側面４ａに外周溝９を設けているため、センターローラおよびガイドローラとの対向領域８の全体で接触するのではなく、外周溝９以外の対向領域（接触対向領域８ａ）でのみ接触させることができる。 At this time, the outer peripheral side surface 4a of the top ring 4 comes into contact with the roller surface 5a of the center roller 5 and the roller surface 6a of the guide roller 6. More specifically, since the outer peripheral groove 9 is provided on the outer peripheral side surface 4a of the top ring 4, the facing region other than the outer peripheral groove 9 is not in contact with the center roller and the guide roller as a whole. Contact can be made only in the contact facing region 8a).

このような状態で、研磨剤供給機構から研磨剤を供給しつつ定盤２を回転駆動させると、ウェーハＷと研磨布３との間の摩擦力に起因して、トップリング４（およびプレート７）には回転運動（つれ回り）が生じ、ウェーハＷと研磨布３との間に相対運動が発生して、ウェーハＷを研磨することができる。 In such a state, when the platen 2 is rotationally driven while the abrasive is supplied from the abrasive supply mechanism, the top ring 4 (and the plate 7) is caused by the frictional force between the wafer W and the polishing cloth 3. ), A rotary motion (friction) is generated, and a relative motion is generated between the wafer W and the polishing cloth 3, so that the wafer W can be polished.

なお、上記例ではトップリング４に外周溝９を設けた装置を使用したが、この他、図３に示すような、センターローラ５のローラ面５ａやガイドローラ６のローラ面６ａに、各々ローラ溝１１、１３を設けた装置を用いて研磨することも可能である。
あるいは、図４に示すような、トップリング４と、センターローラ５およびガイドローラ６とを、Ｏリング１４を介して接触させながら研磨を行うことも可能である。
いずれの方法においても、トップリング４と、センターローラ５およびガイドローラ６と接触する領域を従来の研磨方法に比べて小さくすることができるため、トップリング４への研磨剤の付着量を低減し（すなわち、研磨剤による汚れ面積を小さくし）、ひいては研磨ウェーハの研磨キズの発生を抑制することができる。 In the above example, a device in which the outer peripheral groove 9 is provided in the top ring 4 is used, but in addition, as shown in FIG. 3, rollers are formed on the roller surface 5a of the center roller 5 and the roller surface 6a of the guide roller 6, respectively. It is also possible to polish using a device provided with grooves 11 and 13.
Alternatively, as shown in FIG. 4, polishing can be performed while the top ring 4 and the center roller 5 and the guide roller 6 are brought into contact with each other via the O-ring 14.
In either method, the area in contact with the top ring 4, the center roller 5, and the guide roller 6 can be made smaller than that of the conventional polishing method, so that the amount of the abrasive adhering to the top ring 4 can be reduced. (That is, the area of contamination by the abrasive can be reduced), and the occurrence of polishing scratches on the polishing wafer can be suppressed.

以下、本発明の実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１−４、比較例）
ウェーハを用意して片面研磨を行った。研磨は１次研磨、２次研磨、仕上げ研磨の３段階からなるものとした。
研磨装置として、従来の研磨装置と本発明の研磨装置を用意した。従来の研磨装置では、トップリングと、センターローラおよびガイドローラとの接触対向領域の高さ方向の長さは１０ｍｍであった。一方、本発明の研磨装置としては、図３に示す態様のものを用意した。すなわち、センターローラおよびガイドローラの各ローラ面にローラ溝が１つずつ形成されているものである。接触対向領域の高さ方向の長さが５ｍｍのものと、３ｍｍのものの２つのタイプを用意した。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples of the present invention, but the present invention is not limited thereto.
(Example 1-4, comparative example)
A wafer was prepared and single-sided polishing was performed. Polishing consisted of three stages: primary polishing, secondary polishing, and finish polishing.
As the polishing device, a conventional polishing device and a polishing device of the present invention were prepared. In the conventional polishing apparatus, the length in the height direction of the contact-opposite region between the top ring and the center roller and the guide roller is 10 mm. On the other hand, as the polishing apparatus of the present invention, the one having the aspect shown in FIG. 3 was prepared. That is, one roller groove is formed on each roller surface of the center roller and the guide roller. Two types were prepared, one having a length of the contact facing region in the height direction of 5 mm and the other having a length of 3 mm.

各実施例では、１次研磨のみ、あるいは１次研磨と２次研磨の両方で、上記２つのタイプのうちのいずれかの本発明の研磨装置を用いた。仕上げ研磨はいずれも従来の研磨装置を用いた。
一方、比較例では１次研磨、２次研磨、仕上げ研磨のいずれも従来の研磨装置を用いた。
その他の、使用する研磨剤、研磨布などの条件は同様の条件とし、各々、ウェーハの研磨を行い、研磨ウェーハの研磨キズの有無を検査した。なお、研磨キズの一例を図５に示す。検査装置ＳＰ１（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製）により研磨ウェーハの表面を検査し、図５のような研磨キズ（楕円で囲った箇所のキズ）が観察される場合に不良品と判定した。 In each example, the polishing apparatus of the present invention of either of the above two types was used for only the primary polishing or for both the primary polishing and the secondary polishing. For the finish polishing, a conventional polishing device was used.
On the other hand, in the comparative example, a conventional polishing apparatus was used for all of the primary polishing, the secondary polishing, and the finish polishing.
Other conditions such as the abrasive to be used and the polishing cloth were the same, and the wafer was polished and the polishing wafer was inspected for polishing scratches. An example of polishing scratches is shown in FIG. The surface of the polishing wafer was inspected by the inspection device SP1 (manufactured by KLA-Tencor), and when polishing scratches (scratches in the portion surrounded by an ellipse) as shown in FIG. 5 were observed, it was determined to be a defective product.

研磨条件および研磨結果をまとめ、トップリングにおける高さ方向の接触長さ（１次研磨、２次研磨、仕上げ研磨（３次研磨））、トップリングにおける研磨剤による汚れ面積の相対値（比較例の値を１．００とする）、研磨キズによる不良率の相対値（比較例の値を１．００とする）を表１に示す。
また、汚れ面積の相対値と研磨キズによる不良率の相対値との関係グラフを図６に示す。 The polishing conditions and polishing results are summarized, and the contact length in the height direction of the top ring (primary polishing, secondary polishing, finish polishing (tertiary polishing)), and the relative value of the dirt area of the top ring due to the abrasive (comparative example). The relative value of the defect rate due to polishing scratches (the value of the comparative example is 1.00) is shown in Table 1.
Further, FIG. 6 shows a graph of the relationship between the relative value of the dirt area and the relative value of the defect rate due to polishing scratches.

Figure 0006924710
Figure 0006924710

表１から分かるように、トップリングにおける高さ方向の接触長さが短くなるほど（接触する領域が小さくなるほど）、また、本発明の研磨装置を使用する研磨段階の数が増えるほど、汚れ面積の相対値を低くすることができた。そして表１、図６から分かるように、汚れ面積の相対値が低くなるほど研磨キズによる不良率の相対値も低くすることができた。
より具体的には、例えば、実施例１と比較例を比較して分かるように、１次研磨で本発明の装置を用いることで、不良率を４４％に低減できた。実施例４にいたっては、比較例の１３％にまで不良率を低減できた。 As can be seen from Table 1, the shorter the contact length in the height direction of the top ring (the smaller the contact area), and the more the number of polishing steps using the polishing apparatus of the present invention, the more the dirt area becomes. The relative value could be lowered. As can be seen from Tables 1 and 6, the lower the relative value of the dirt area, the lower the relative value of the defect rate due to polishing scratches.
More specifically, for example, as can be seen by comparing Example 1 and Comparative Example, the defect rate could be reduced to 44% by using the apparatus of the present invention in the primary polishing. In Example 4, the defective rate could be reduced to 13% of that of Comparative Example.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is an example, and any one having substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibiting the same effect and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

１…本発明の研磨装置、 ２…定盤、 ３…研磨布、 ４…トップリング、
４ａ…トップリングの外周側面、 ５…センターローラ、
５ａ…センターローラのローラ面、 ６…ガイドローラ、
６ａ…ガイドローラのローラ面、 ７…プレート、
８…トップリングの、センターローラおよびガイドローラと対向する領域、
８ａ…トップリングの接触対向領域、 ９…外周溝、
１０…センターローラのトップリングと対向する領域、
１０ａ…センターローラの接触対向領域、 １１…センターローラのローラ溝、
１２…ガイドローラのトップリングと対向する領域、
１２ａ…ガイドローラの接触対向領域、 １３…ガイドローラのローラ溝、
１４…Ｏリング、 Ｗ…ウェーハ。 1 ... Polishing device of the present invention, 2 ... Surface plate, 3 ... Polishing cloth, 4 ... Top ring,
4a ... Outer side surface of top ring, 5 ... Center roller,
5a ... Roller surface of center roller, 6 ... Guide roller,
6a ... Roller surface of guide roller, 7 ... Plate,
8 ... The area of the top ring facing the center roller and guide roller,
8a ... Top ring contact facing area, 9 ... Outer groove,
10 ... Area facing the top ring of the center roller,
10a ... Center roller contact facing area, 11 ... Center roller roller groove,
12 ... Area facing the top ring of the guide roller,
12a ... Contact facing area of the guide roller, 13 ... Roller groove of the guide roller,
14 ... O-ring, W ... wafer.

Claims (2)

研磨布が貼り付けられた定盤と、該定盤上の中心および外周にそれぞれ配設されたセンターローラおよびガイドローラと、ウェーハを保持し、前記センターローラおよび前記ガイドローラと回転可能に接触しているトップリングとを具備し、前記定盤の回転により前記トップリングを回転させながら、該トップリングで保持された前記ウェーハを前記研磨布に押し当てて研磨するバッチ式の研磨装置であって、
前記トップリングは前記ウェーハを保持するプレートを下方で保持しており、
前記センターローラおよび前記ガイドローラと、前記トップリングとは、Ｏリングを介して接触しているものであることを特徴とする研磨装置。 The surface plate to which the polishing pad is attached, the center roller and the guide roller arranged at the center and the outer periphery of the surface plate, respectively, hold the wafer and rotatably contact the center roller and the guide roller. It is a batch type polishing apparatus provided with a top ring, and while rotating the top ring by the rotation of the surface plate, the wafer held by the top ring is pressed against the polishing pad to be polished. ,
The top ring holds the plate holding the wafer below.
A polishing apparatus characterized in that the center roller, the guide roller, and the top ring are in contact with each other via an O-ring. 研磨布が貼り付けられた定盤上の中心および外周にそれぞれセンターローラおよびガイドローラを配設し、該センターローラおよびガイドローラと回転可能に接触しているトップリングに保持したウェーハを、前記定盤の回転により前記トップリングを回転させながら、前記研磨布に押し当てて研磨するバッチ式の研磨方法であって、
前記トップリングにより前記センターローラおよび前記ガイドローラと接触させ、かつ、前記トップリングにより前記ウェーハを保持するプレートを下方で保持しつつ、前記ウェーハを研磨するとき、
前記センターローラおよび前記ガイドローラと、前記トップリングとを、Ｏリングを介して接触させながら研磨することを特徴とする研磨方法。 A center roller and a guide roller are arranged at the center and the outer periphery of the surface plate on which the polishing pad is attached, respectively, and the wafer held by the top ring rotatably in contact with the center roller and the guide roller is held. This is a batch-type polishing method in which the top ring is rotated by the rotation of a plate and pressed against the polishing cloth for polishing.
When polishing the wafer while contacting the center roller and the guide roller with the top ring and holding the plate holding the wafer with the top ring below.
A polishing method characterized in that the center roller, the guide roller, and the top ring are polished while being in contact with each other via an O-ring.
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