JP2000202761A - Polishing device - Google Patents

Polishing device

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JP2000202761A
JP2000202761A JP938799A JP938799A JP2000202761A JP 2000202761 A JP2000202761 A JP 2000202761A JP 938799 A JP938799 A JP 938799A JP 938799 A JP938799 A JP 938799A JP 2000202761 A JP2000202761 A JP 2000202761A
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JP
Japan
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ring
polishing
wafer
top block
top ring
Prior art date
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Application number
JP938799A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiko Nagakura
靖彦 長倉
Takahiro Kawamo
貴裕 川面
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Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JP2000202761A publication Critical patent/JP2000202761A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing device which can realize a high degree of flatness by reducing non-uniformity of a polishing amount in the peripheral edge part of a wafer. SOLUTION: A top ring 6 is fixed to a lower surface of a top block 5, and a guide ring 7 is fixed to a lower surface peripheral edge part of the top block 5 so as to surround the external periphery of the top ring 6. A wafer 1 is sucked to a lower surface of the top ring 6 through a backing pad 8. A thin thickness part 11 is formed in a ring-state along the external periphery in a lower surface side of the top ring 6, and a piston 12 is inserted in a ring-shaped space part surrounded by the thin thickness part 11, lower surface of the top block 5, and an internal peripheral surface of the guide ring 7. A pressure chamber 13 is formed between an upper end surface of the piston 12 and a lower surface of the top block 5. Pressure force by the piston 12 is adjusted by controlling a pressure in the pressure chamber 13, and distribution of contact pressure between a surface of the wafer 1 in the peripheral edge part and a polishing cloth is adjusted.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウエーハ
などの板厚が薄い円板状の被加工材の表面を平坦に研磨
する際に使用されるポリッシング装置に係り、特に、被
加工材を吸着して保持するトップリングの構造に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing apparatus used for flatly polishing the surface of a thin disk-shaped workpiece such as a silicon wafer. The present invention relates to a structure of a top ring which is held as a top ring.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体デバイスの高集積度化に伴
い、配線の微細化、多層化が進み、パターン形成に使用
される露光装置の露光ビームが波長が短くなってきてい
る。このため、フォトリソグラフィ工程において解像度
の確保が可能な焦点深度が次第に浅くなり、浅い焦点深
度での処理を確実にするため、ウエーハ表面の平坦度を
高めることが要求されている。
2. Description of the Related Art In recent years, as semiconductor devices have become more highly integrated, wirings have become finer and multilayered, and the wavelength of an exposure beam of an exposure apparatus used for pattern formation has become shorter. For this reason, the depth of focus at which resolution can be ensured in the photolithography process becomes gradually smaller, and it is required to increase the flatness of the wafer surface in order to ensure processing at a shallower depth of focus.

【0003】図2に、ポリッシング装置の概略構成図を
示す。図中、1はウエーハ、2は研磨布、3はターンテ
ーブル、4はポリッシングヘッド、6はトップリング、
8はバッキングパッドを表す。
FIG. 2 shows a schematic configuration diagram of a polishing apparatus. In the figure, 1 is a wafer, 2 is a polishing cloth, 3 is a turntable, 4 is a polishing head, 6 is a top ring,
8 denotes a backing pad.

【0004】研磨布2は、ターンテーブル3の上面に両
面テープで貼り付けられる。トップリング6は、ポリッ
シングヘッド4の先端に取り付けられ、ターンテーブル
3の上方の、ターンテーブル3に対向する位置に配置さ
れる。研磨対象のウエーハ1は、トップリング6の下面
にバッキングパッド8を介して吸着されて保持される。
研磨剤供給ノズル9から研磨布2上に研磨剤(砥粒を懸
濁させたスラリ)を供給するとともに、ポリッシングヘ
ッド4によって、ウエーハ1をターンテーブル3と同一
方向に回転しながら研磨布2に対して押し付けることに
よって、ウエーハ1のポリッシングが行われる。
The polishing cloth 2 is attached to the upper surface of the turntable 3 with a double-sided tape. The top ring 6 is attached to the tip of the polishing head 4 and is disposed above the turntable 3 at a position facing the turntable 3. The wafer 1 to be polished is adsorbed and held on the lower surface of the top ring 6 via the backing pad 8.
An abrasive (a slurry in which abrasive grains are suspended) is supplied from the abrasive supply nozzle 9 onto the polishing cloth 2, and the polishing head 4 rotates the wafer 1 in the same direction as the turntable 3 to the polishing cloth 2. The wafer 1 is polished by being pressed against the wafer 1.

【0005】図3に、従来のポリッシングヘッドの構造
の概要を示す。
FIG. 3 shows an outline of the structure of a conventional polishing head.

【0006】駆動軸4aの下端には、トップブロック5
が取り付けられ、トップブロック5の下面に、トップリ
ング6が取り付けられている。トップリング6の外周を
取り囲む様に、トップブロック5の下面周縁部にガイド
リング7が取り付けられている。ウエーハ1は、トップ
リング6の下面に、バッキングパッド8を介して吸着さ
れて保持される。ウエーハ1は、その外周側をガイドリ
ング7によってガイドされている。
[0006] A top block 5 is provided at the lower end of the drive shaft 4a.
Is attached, and a top ring 6 is attached to the lower surface of the top block 5. A guide ring 7 is attached to the lower peripheral edge of the top block 5 so as to surround the outer periphery of the top ring 6. The wafer 1 is sucked and held on the lower surface of the top ring 6 via the backing pad 8. The outer peripheral side of the wafer 1 is guided by a guide ring 7.

【0007】トップブロック5及びトップリング6の内
部には、それぞれ、通気孔25、28が成形され、これ
らの通気孔25、28内を減圧することによって、ウエ
ーハ1の吸着が行われ、一方、これらの通気孔25、2
8内を加圧することによって、ウエーハ1の解放が行わ
れる。
[0007] Ventilation holes 25 and 28 are formed in the top block 5 and the top ring 6, respectively, and the pressure in the ventilation holes 25 and 28 is reduced, whereby the wafer 1 is adsorbed. These ventilation holes 25, 2
By pressurizing the inside of the wafer 8, the wafer 1 is released.

【0008】(従来のポリッシング装置の問題点)図4
に、シリコン基板の表面にCVDによって二酸化シリコ
ン薄膜が堆積されたウエーハの研磨を、従来のポリッシ
ングヘッド(図3)を用いて行ったときの、ウエーハの
断面プロファイルの概要を示す。
(Problems of Conventional Polishing Apparatus) FIG.
FIG. 2 shows an outline of a cross-sectional profile of a wafer when a wafer having a silicon dioxide thin film deposited on a surface of a silicon substrate by CVD is polished using a conventional polishing head (FIG. 3).

【0009】このウエーハの表面は、研磨前にはほぼ平
坦であったが、ウエーハの中央部及び周縁部が研磨され
にくいため、研磨後には、ウエーハの中央部及び周縁部
における二酸化シリコン薄膜の厚さが他の部分と比べて
厚くなって、表面の平坦度が低下している。
Although the surface of the wafer was almost flat before polishing, the central portion and the peripheral portion of the wafer were difficult to be polished, so that the thickness of the silicon dioxide thin film at the central portion and the peripheral portion of the wafer was reduced after the polishing. Is thicker than other parts, and the flatness of the surface is reduced.

【0010】ウエーハ表面の任意の位置の研磨量Pr
は、Prestonの式により、 Pr=k・p・v・t で表わされる。ここで、kは研磨布と研摩剤により決ま
る定数、pは研磨の際の押し付け圧力、vはウエーハと
ターンテーブルとの間の相対速度、tは研磨時間であ
る。この内、vの値は、ウエーハを保持しているポリッ
シングヘッドの回転数とターンテーブルの回転数をサー
ボモータを用いて制御することにより設定される。pの
値は、エアシリンダ等を使用してポリッシングヘッドの
押し付け力を制御することにより設定される。
The polishing amount Pr at an arbitrary position on the wafer surface
Is represented by Pr = kpvt by Preston's formula. Here, k is a constant determined by the polishing cloth and the abrasive, p is the pressing pressure at the time of polishing, v is the relative speed between the wafer and the turntable, and t is the polishing time. Among these, the value of v is set by controlling the number of rotations of the polishing head holding the wafer and the number of rotations of the turntable using a servomotor. The value of p is set by controlling the pressing force of the polishing head using an air cylinder or the like.

【0011】図4に示す様に、ウエーハの中央部での研
磨量が少ないのは、研磨剤をウエーハの外周側から供給
しているので、ウエーハの中央部まで研磨剤が回りにく
いためと考えられる。また、ウエーハの周縁部での研磨
量が少ないのは、「CMPにおける荷重分布の影響」
(トライポロジ−会議 大阪 1997・11 予稿
集)に記載されている様に、ウエーハの外周部での押し
付け力が相対的に低くなるためであると考えられる。
As shown in FIG. 4, the reason why the polishing amount at the central portion of the wafer is small is that the polishing agent is supplied from the outer peripheral side of the wafer, so that the polishing agent hardly turns to the central portion of the wafer. Can be In addition, the small amount of polishing at the peripheral portion of the wafer is caused by the "effect of load distribution on CMP".
This is probably because the pressing force at the outer peripheral portion of the wafer becomes relatively low as described in (Tripology Conference Osaka 1997/11 Abstracts).

【0012】研磨後のウエーハの平坦度を改善するため
のポリッシングヘッドの構造が、特開平9−27467
号公報、特開平9−225821号公報などに開示され
ている。
The structure of a polishing head for improving the flatness of a polished wafer is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-27467.
And Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-225821.

【0013】この内、特開平9−27467号公報に記
載されているポリッシングヘッドでは、トップリングの
裏面中央部に当接するピストンを設け、このピストンか
らトップリングの裏面中央部へ加える押付力を調整する
ことによって、ウエーハの中央部における研磨後の平坦
度の改善を行っている。しかし、同公報には、ウエーハ
の周縁部における平坦度の改善方法については、特に記
載されていない。
In the polishing head described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-27467, a piston is provided which comes into contact with the center of the back surface of the top ring, and the pressing force applied from the piston to the center of the back surface of the top ring is adjusted. By doing so, the flatness of the central portion of the wafer after polishing is improved. However, this publication does not specifically describe a method for improving the flatness at the peripheral portion of the wafer.

【0014】一方、特開平9−225821公報に記載
されているポリッシングヘッドでは、トップリングの内
部に、複数の空洞部を同心円状に設けるとともに、これ
ら各空洞部からトップリングの下面に通ずる複数の貫通
孔を設けている。各空洞部に供給する加圧流体の圧力を
それぞれ独立に調整することによって、ウエーハの裏面
側に作用する上記加圧流体の圧力分布を調整し、研磨後
のウエーハの平坦度の改善を図っている。
On the other hand, in the polishing head described in JP-A-9-225821, a plurality of cavities are provided concentrically inside the top ring, and a plurality of cavities extending from each of these cavities to the lower surface of the top ring. A through hole is provided. By independently adjusting the pressure of the pressurized fluid supplied to each cavity, the pressure distribution of the pressurized fluid acting on the back side of the wafer is adjusted, and the flatness of the polished wafer is improved. I have.

【0015】しかし、この方法の場合、トップリングの
下面とウエーハの裏面との間に加圧流体が介在すること
になるので、ウエーハに対する保持が不確実になって、
研磨中に、ウエーハがトップリングに対して相対的に移
動してしまうことがある。このため、ウエーハとターン
テーブルと間の相対速度が不均一になって、平坦度が低
下する問題がある。
However, in this method, since the pressurized fluid is interposed between the lower surface of the top ring and the lower surface of the wafer, the holding of the wafer becomes uncertain.
During polishing, the wafer may move relative to the top ring. For this reason, there is a problem that the relative speed between the wafer and the turntable becomes uneven, and the flatness is reduced.

【0016】また、トップリングの下面に開口している
複数の貫通孔に関して、各貫通孔の影響が及ぶ範囲が各
貫通孔を中心にして円形に形成されると考えられるの
で、平坦度の改善効果について限界がある。
Further, regarding a plurality of through-holes opened on the lower surface of the top ring, the range affected by each through-hole is considered to be formed in a circular shape centered on each through-hole, so that the flatness is improved. There are limits to the effect.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の様な
従来のポリッシング装置の問題点に鑑み成されたもの
で、本発明の目的は、ウエーハの周縁部における研磨量
の不均一性を減少させることによって、高い平坦度を実
現することができるポリッシング装置を提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the conventional polishing apparatus, and an object of the present invention is to reduce the nonuniformity of the polishing amount at the peripheral portion of the wafer. An object of the present invention is to provide a polishing apparatus capable of realizing a high flatness by reducing the number of polishing steps.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明のポリッシング装
置は、上面に研磨布が装着されるターンテーブルと、タ
ーンテーブルに対向してその上方に配置され、下面にバ
ッキングパッドを介して円板状の被加工物が吸着される
トップリングと、トップリングの上面側に配置され、下
面にトップリングが保持されるトップブロックと、トッ
プリングの外周を取り囲む様にトップブロックの下面周
縁部に取り付けられ、被加工物を外周側からガイドする
ガイドリングとを備え、被加工物を回転させながら研磨
布に対して押し付けてポリッシングを行うポリッシング
装置において、前記トップリングは、その下面側に外周
に沿って薄肉部がリング状に形成され、この薄肉部と、
前記トップブロックの下面及び前記ガイドリングの内周
面とによって取り囲まれたリング状の空間部に、リング
状のピストンが挿入され、このリング状のピストンの上
端面と前記トップブロックの下面との間に、加圧流体が
供給される圧力室が形成されていることを特徴とする。
A polishing apparatus according to the present invention comprises a turntable on which an abrasive cloth is mounted on an upper surface, and a disk-shaped polishing device which is disposed above and opposed to the turntable and has a lower surface with a backing pad interposed therebetween. A top ring on which the workpiece is adsorbed, a top block disposed on the upper surface side of the top ring and holding the top ring on the lower surface, and a top block attached to the lower surface peripheral portion of the top block so as to surround the outer periphery of the top ring A guide ring that guides the workpiece from the outer peripheral side, in a polishing apparatus that performs polishing by pressing against the polishing cloth while rotating the workpiece, the top ring is provided along the outer periphery on the lower surface side. The thin part is formed in a ring shape, and this thin part,
A ring-shaped piston is inserted into a ring-shaped space surrounded by the lower surface of the top block and the inner peripheral surface of the guide ring, and between the upper end surface of the ring-shaped piston and the lower surface of the top block. And a pressure chamber to which a pressurized fluid is supplied.

【0019】本発明のポリッシング装置によれば、前記
圧力室内に供給される加圧流体の圧力を制御することに
よって、前記リング状のピストンによる押し付け力を調
整し、周縁部におけるトップリングの弾性変形状態を調
整することができる。これによって、ウエーハ表面と研
磨布との間の接触圧力の面内均一性を高め、研磨後のウ
エーハ表面の平坦度を改善することができる。
According to the polishing apparatus of the present invention, by controlling the pressure of the pressurized fluid supplied into the pressure chamber, the pressing force of the ring-shaped piston is adjusted, and the elastic deformation of the top ring at the peripheral edge portion is achieved. The condition can be adjusted. Thereby, the in-plane uniformity of the contact pressure between the wafer surface and the polishing cloth can be increased, and the flatness of the polished wafer surface can be improved.

【0020】好ましくは、前記加圧流体として圧縮空気
を使用し、この圧縮空気を、前記トップブロックの内部
に形成された経路を介して前記圧力室へ供給する。
[0020] Preferably, compressed air is used as the pressurized fluid, and the compressed air is supplied to the pressure chamber via a path formed inside the top block.

【0021】好ましくは、前記リング状のピストンの下
端面に外周に沿ってリング状の突出部を設け、この突出
部の先端面を、前記トッププレートの薄肉部の上面に接
触させる。
Preferably, a ring-shaped protrusion is provided on the lower end surface of the ring-shaped piston along the outer periphery, and a tip end surface of the protrusion is brought into contact with an upper surface of a thin portion of the top plate.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】図1に、本発明に基づくポリッシ
ング装置の主要部を構成するポリッシングヘッドの構造
を示す。図中、1はウエーハ、5はトップブロック、6
はトップリング、7はガイドリング、8はバッキングパ
ッド、11は薄肉部、12はピストン、13は圧力室を
表す。
FIG. 1 shows the structure of a polishing head constituting a main part of a polishing apparatus according to the present invention. In the figure, 1 is a wafer, 5 is a top block, 6
Denotes a top ring, 7 denotes a guide ring, 8 denotes a backing pad, 11 denotes a thin portion, 12 denotes a piston, and 13 denotes a pressure chamber.

【0023】トップブロック5は、駆動軸4aの下端に
取り付けられる。トップブロック5の上端部及び下端部
には、それぞれフランジ部5a、5bが形成されてい
る。上端側のフランジ部5aは、駆動軸4aの下端にボ
ルトで固定される。下端側のフランジ部5bの径は、研
磨対象のウエーハ1よりも一回り大きい。この下端側の
フランジ部5bの下面に、トップリング6がボルトで固
定される。更に、この下端側のフランジ部5bの下面の
周縁部には、トップリング6の外周を取り囲む様に、ガ
イドリング7がボルトで固定されている。
The top block 5 is attached to the lower end of the drive shaft 4a. Flanges 5a and 5b are formed at the upper end and the lower end of the top block 5, respectively. The upper end side flange portion 5a is fixed to the lower end of the drive shaft 4a with bolts. The diameter of the lower flange portion 5b is slightly larger than the wafer 1 to be polished. The top ring 6 is fixed to the lower surface of the lower flange portion 5b with bolts. Further, a guide ring 7 is fixed to the peripheral edge of the lower surface of the lower flange portion 5 b with a bolt so as to surround the outer periphery of the top ring 6.

【0024】トップリング6は、その上面側の中央に、
円形の窪み部27が形成され、この窪み部27の底面と
トップリング6の下面との間に複数の貫通孔28が形成
されている。なお、トップリング6の上面には、窪み部
27の外周に沿ってOリングが配置され、窪み部27の
内部がシールされている。
The top ring 6 has a
A circular recess 27 is formed, and a plurality of through holes 28 are formed between the bottom surface of the recess 27 and the lower surface of the top ring 6. In addition, an O-ring is arranged on the upper surface of the top ring 6 along the outer periphery of the recess 27, and the inside of the recess 27 is sealed.

【0025】トップリング6は、その下面側に外周に沿
って薄肉部11がリング状に形成され、この薄肉部11
においてトップリング6の肉厚が薄くなっている。この
薄肉部11と、トップブロック5の下面及びガイドリン
グ7の内周面とによって取り囲まれたリング状の空間部
に、リング状のピストン12が挿入され、このピストン
12の上端面とトップブロック5の下面との間に、加圧
流体が供給される圧力室13が形成されている。なお、
トップリング6の上面には、上面の外周に沿ってOリン
グが配置され、ガイドリング7の上面にもOリングが配
置されている。これらのOリングによって、圧力室13
の内部がシールされている。
The top ring 6 has a thin portion 11 formed in a ring shape on the lower surface side along the outer periphery.
, The thickness of the top ring 6 is reduced. A ring-shaped piston 12 is inserted into a ring-shaped space surrounded by the thin portion 11, the lower surface of the top block 5, and the inner peripheral surface of the guide ring 7, and the upper end surface of the piston 12 and the top block 5 A pressure chamber 13 to which a pressurized fluid is supplied is formed between the pressure chamber 13 and the lower surface of the pressure chamber 13. In addition,
An O-ring is arranged on the upper surface of the top ring 6 along the outer periphery of the upper surface, and an O-ring is also arranged on the upper surface of the guide ring 7. By these O-rings, the pressure chamber 13
Is sealed inside.

【0026】ピストン12の下端面には、外周に沿って
リング状の突出部12aが形成され、この突出部12a
の先端面が、トップリング6の薄肉部11の上面にその
周縁部において接触している。
On the lower end surface of the piston 12, a ring-shaped protrusion 12a is formed along the outer periphery.
Is in contact with the upper surface of the thin portion 11 of the top ring 6 at the peripheral edge thereof.

【0027】トップリング6の下面には、バッキングパ
ッド8が両面テープによって接着される。バッキングパ
ッド8には、トップリング6に形成された上記の複数の
貫通孔28に対応する位置に、それぞれ貫通孔29が形
成されている。ウエーハ1は、バッキングパッド8を介
してトップリング6の下面に吸着される。ウエーハ1
は、その外周側をガイドリング7によってガイドされて
いる。
A backing pad 8 is adhered to the lower surface of the top ring 6 with a double-sided tape. Through holes 29 are formed in the backing pad 8 at positions corresponding to the plurality of through holes 28 formed in the top ring 6. The wafer 1 is attracted to the lower surface of the top ring 6 via the backing pad 8. Wafer 1
Is guided by a guide ring 7 on its outer peripheral side.

【0028】駆動軸4aの内部には、通気孔23が形成
されている。トップブロック5の上端側のフランジ部5
aの内部には通気孔25a、下端側のフランジ部5bの
内部には通気孔25bが形成されている。通気孔23
は、回転継手(図示せず)を介して、真空源及び高圧空
気源に接続されている。通気孔23の先端は通気孔25
aに連絡し、通気孔25aの先端は、チューブ24を介
して通気孔25bに連絡している。通気孔25bの先端
は、トップブロック5の下面に開口し、窪み部27に連
絡している。
A vent hole 23 is formed inside the drive shaft 4a. Flange part 5 on the upper end side of top block 5
A ventilation hole 25a is formed inside a, and a ventilation hole 25b is formed inside the lower flange portion 5b. Vent 23
Is connected to a vacuum source and a high-pressure air source via a rotary joint (not shown). The tip of the ventilation hole 23 is the ventilation hole 25
a, and the tip of the ventilation hole 25a communicates with the ventilation hole 25b via the tube 24. The distal end of the ventilation hole 25 b opens on the lower surface of the top block 5 and communicates with the recess 27.

【0029】通気孔23、通気孔25a、チューブ2
4、通気孔25bを介して、窪み部27内を減圧するこ
とによって、ウエーハ1の吸着が行われ、一方、窪み部
27内を加圧することによって、ウエーハ1の解放が行
われる。
Vent hole 23, vent hole 25a, tube 2
4. The wafer 1 is sucked by reducing the pressure in the recess 27 through the ventilation hole 25b, while the wafer 1 is released by pressurizing the inside of the recess 27.

【0030】駆動軸4aの内部には、更に、通気孔33
が形成されている。トップブロック5の上端側のフラン
ジ5aの内部には通気孔35a、下端側のフランジ5b
の内部には通気孔35bが形成されている。通気孔33
は、回転継手(図示せず)及び圧力調整装置31を介し
て、高圧空気源に接続されている。通気孔33の先端は
通気孔35aに連絡し、通気孔35aの先端は、チュー
ブ34を介して通気孔35bに連絡している。通気孔3
5bの先端は、トップブロック5の下面に開口し、圧力
室13に連絡している。
The drive shaft 4a further includes a ventilation hole 33 therein.
Are formed. Inside the upper end flange 5a of the top block 5 is a ventilation hole 35a and the lower end flange 5b.
Is formed with a ventilation hole 35b. Vent 33
Is connected to a high-pressure air source via a rotary joint (not shown) and a pressure adjusting device 31. The tip of the ventilation hole 33 communicates with the ventilation hole 35a, and the tip of the ventilation hole 35a communicates with the ventilation hole 35b via the tube 34. Vent 3
The tip of 5 b is opened on the lower surface of the top block 5 and communicates with the pressure chamber 13.

【0031】通気孔33、通気孔35a、チューブ3
4、通気孔35bを介して、圧力室13内の圧力を制御
することによって、リング状のピストン12による薄肉
部11に対する加圧力を調整する。これにより、薄肉部
11を軸対象状に弾性変形させて、ウエーハ1の周縁部
におけるウエーハ1の表面と研磨布との間の接触圧力分
布の調整を行う。
Vent 33, vent 35a, tube 3
4. By controlling the pressure in the pressure chamber 13 through the ventilation hole 35b, the pressure applied to the thin portion 11 by the ring-shaped piston 12 is adjusted. Thereby, the thin portion 11 is elastically deformed to be axially symmetrical, and the contact pressure distribution between the surface of the wafer 1 and the polishing cloth at the peripheral portion of the wafer 1 is adjusted.

【0032】なお、ピストン12による適正な加圧力の
値は、研磨布の種類により異なるので、予め、実験を行
って求めておく。
Since the appropriate value of the pressure applied by the piston 12 varies depending on the type of the polishing cloth, it is determined in advance by conducting experiments.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明のポリッシング装置によれば、リ
ング状のピストンを使用して、トップリング外周部の弾
性変形状態を適宜、調整することによって、ウエーハの
周縁部におけるウエーハの表面と研磨布との間の接触圧
力分布を調整することができるので、ウエーハの研磨量
の面内均一性を改善して、研磨後の平坦度を向上させる
ことができる。
According to the polishing apparatus of the present invention, by using a ring-shaped piston, the elastic deformation state of the outer periphery of the top ring is appropriately adjusted, so that the surface of the wafer at the periphery of the wafer and the polishing cloth can be adjusted. Can be adjusted, so that the in-plane uniformity of the polishing amount of the wafer can be improved and the flatness after polishing can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のポリッシング装置の主要部を構成する
ポリッシングヘッドの軸方向断面図。
FIG. 1 is an axial sectional view of a polishing head constituting a main part of a polishing apparatus according to the present invention.

【図2】ポリッシング装置の概略構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a polishing apparatus.

【図3】従来のポリッシングヘッドの構造の一例を示す
軸方向断面図。
FIG. 3 is an axial sectional view showing an example of the structure of a conventional polishing head.

【図4】研磨後のウエーハの断面形状を示す模式図。FIG. 4 is a schematic diagram showing a cross-sectional shape of a polished wafer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・ウエーハ、 2・・・研磨布、 3・・・ターンテーブル、 4・・・ポリッシングヘッド、 5・・・トップブロック、 6・・・トップリング、 7・・・ガイドリング、 8・・・バッキングパッド、 9・・・研磨剤供給ノズル、 11・・・薄肉部、 12・・・ピストン、 12a・・・リング状の突出部、 13・・・圧力室、 23・・・通気孔、 24・・・チューブ、 25a、25b・・・通気孔、 27・・・窪み部、 28・・・貫通孔、 29・・・貫通孔、 31・・・圧力制御装置、 33・・・通気孔、 34・・・チューブ、 35a、35b・・・通気孔。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wafer, 2 ... Polishing cloth, 3 ... Turntable, 4 ... Polishing head, 5 ... Top block, 6 ... Top ring, 7 ... Guide ring, 8 ..Backing pad, 9 ... Abrasive supply nozzle, 11 ... Thin section, 12 ... Piston, 12a ... Ring-shaped projection, 13 ... Pressure chamber, 23 ... Vent hole , 24 ... tube, 25a, 25b ... vent hole, 27 ... recessed portion, 28 ... through hole, 29 ... through hole, 31 ... pressure control device, 33 ... through Pores, 34 ... Tubes, 35a, 35b ... Vents.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 上面に研磨布が装着されるターンテーブ
ルと、 ターンテーブルに対向してその上方に配置され、下面に
バッキングパッドを介して円板状の被加工物が吸着され
るトップリングと、 トップリングの上面側に配置され、下面にトップリング
が保持されるトップブロックと、 トップリングの外周を取り囲む様にトップブロックの下
面周縁部に取り付けられ、被加工物を外周側からガイド
するガイドリングとを備え、 被加工物を回転させながら研磨布に対して押し付けてポ
リッシングを行うポリッシング装置において、 前記トップリングは、その下面側に外周に沿って薄肉部
がリング状に形成され、 この薄肉部と、前記トップブロックの下面及び前記ガイ
ドリングの内周面とによって取り囲まれたリング状の空
間部に、リング状のピストンが挿入され、 このリング状のピストンの上端面と前記トップブロック
の下面との間に、加圧流体が供給される圧力室が形成さ
れていること、 を特徴とするポリッシング装置。
1. A turntable on which an abrasive cloth is mounted on an upper surface, and a top ring which is disposed above and opposed to the turntable, and on which a disk-shaped workpiece is sucked via a backing pad on a lower surface. A top block arranged on the upper surface side of the top ring and holding the top ring on the lower surface; and a guide mounted on the lower peripheral edge of the top block so as to surround the outer periphery of the top ring and guiding the workpiece from the outer peripheral side. A polishing apparatus comprising: a ring; and a polishing device that performs polishing by pressing against a polishing cloth while rotating a workpiece, wherein the top ring has a thin portion formed in a ring shape along an outer circumference on a lower surface side of the top ring. And a ring-shaped space surrounded by the lower surface of the top block and the inner peripheral surface of the guide ring. A polishing chamber, into which a ston is inserted, and a pressure chamber to which a pressurized fluid is supplied is formed between an upper end surface of the ring-shaped piston and a lower surface of the top block.
【請求項2】 前記加圧流体は圧縮空気であって、この
圧縮空気は、前記トップブロックの内部に形成された経
路を介して前記圧力室へ供給されることを特徴とする請
求項1に記載のポリッシング装置。
2. The method according to claim 1, wherein the pressurized fluid is compressed air, and the compressed air is supplied to the pressure chamber via a path formed inside the top block. The polishing apparatus according to claim 1.
【請求項3】 前記リング状のピストンは、その下端面
に外周に沿ってリング状の突出部が設けられ、この突出
部の先端面が、前記トッププレートの薄肉部の上面に接
触することを特徴とする請求項1に記載のポリッシング
装置。
3. The ring-shaped piston is provided with a ring-shaped protrusion at the lower end surface thereof along the outer periphery, and a tip end surface of the protrusion contacts an upper surface of a thin portion of the top plate. The polishing apparatus according to claim 1, wherein:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7156933B2 (en) 2000-12-14 2007-01-02 Infineon Technologies Sc 300 Gmbh & Co. Kg Configuration and method for mounting a backing film to a polish head
CN111451928A (en) * 2020-05-15 2020-07-28 中国科学院微电子研究所 Polishing head and polishing device

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