JP2000271860A - Wafer polishing device and wafer manufacture - Google Patents

Wafer polishing device and wafer manufacture

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JP2000271860A
JP2000271860A JP7868899A JP7868899A JP2000271860A JP 2000271860 A JP2000271860 A JP 2000271860A JP 7868899 A JP7868899 A JP 7868899A JP 7868899 A JP7868899 A JP 7868899A JP 2000271860 A JP2000271860 A JP 2000271860A
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JP
Japan
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wafer
head
carrier
diaphragm
polishing
Prior art date
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JP7868899A
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Japanese (ja)
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Tatsunobu Kobayashi
達宜 小林
Hiroshi Tanaka
弘志 田中
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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Priority to TW089104222A priority patent/TW436382B/en
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Priority to KR1020000012229A priority patent/KR100715384B1/en
Priority to US09/525,322 priority patent/US6242353B1/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/27Work carriers
    • B24B37/30Work carriers for single side lapping of plane surfaces
    • B24B37/32Retaining rings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/27Work carriers
    • B24B37/30Work carriers for single side lapping of plane surfaces

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To raise the load torque threshold value of a diaphragm without damaging the following characteristics of wafer in the perpendicular direction to the surface and improve polishing efficiency and uniformity of the polishing surface by setting it freely slidable in the head axial direction and restricting the displacement in the tangential direction of a circle with its center set to the head axis. SOLUTION: A guide member 50 is fitted to the upper face of a carrier 30 by a bolt 50b and a guide member 51 paired with the guide member 50 is fitted to a top plate part of a head body 33 by a bolt 51b. The interval between the opposed guide surfaces of the guide member 50 is set a little larger than the board thickness of the guide member 51. The paired guide members 50, 51 thus form an engagement state with each other with a slight clearance. This constitution does not restrict the displacement in the axis Q direction of the carrier 30 but restrict the displacement about the axis Q. This constitution can reduce the time for replacing the diaphragm and reduce the cost of the diaphragm.

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】本発明は半導体ウェーハ研磨
装置およびウェーハ製造方法に係り、特に被研磨ウェー
ハをフローティング保持し、CMP(化学機械的研磨
法)等に適したウェーハ研磨装置おける研磨面均一性向
上や生産性向上に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor wafer polishing apparatus and a wafer manufacturing method, and more particularly, to a polishing surface uniformity in a wafer polishing apparatus which holds a wafer to be polished in a floating state and is suitable for CMP (chemical mechanical polishing) or the like. Improvement and productivity improvement.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路の高集積化、それによる
パターンの微細化に伴い、基板となるウェーハの面精度
向上の要求が近年ますます高まっている。このような要
求に応えるウェーハ研磨装置として、表面に研磨パッド
が貼付された円盤状のプラテンと、研磨すべきウェーハ
の一面を保持して研磨パッドにウェーハの他面を当接さ
せる複数のウェーハ保持ヘッドと、これらウェーハ保持
ヘッドをプラテンに対し相対回転させるヘッド駆動機構
とを具備し、研磨パッドとウェーハとの間に研磨砥粒を
含むスラリーを供給することにより研磨を行う装置が知
られている。
2. Description of the Related Art With the increasing integration of semiconductor integrated circuits and the resulting finer patterns, the demand for improved surface accuracy of wafers serving as substrates has been increasing more and more in recent years. As a wafer polishing apparatus that meets such demands, a disk-shaped platen having a polishing pad attached to the surface, and a plurality of wafer holding devices that hold one surface of a wafer to be polished and abut the other surface of the wafer on the polishing pad. 2. Description of the Related Art There is known an apparatus which includes a head and a head drive mechanism for rotating these wafer holding heads relative to a platen, and performs polishing by supplying a slurry containing abrasive grains between a polishing pad and a wafer. .

【0003】この種の研磨装置を改良したものとして、
米国特許5,205,082号では、図9に示すような
ウェーハ保持ヘッドが開示されている。このウェーハ保
持ヘッドは、中空のヘッド本体1と、ヘッド本体1内に
水平に張られたダイヤフラム2と、ダイヤフラム2の下
面に固定されたキャリア4とを有する。キャリア4の外
周には同心状にわずかな隙間をもってリテーナリング1
2が配置され、このリテーナリング12もダイヤフラム
2に固定されている。さらにリテーナリング12の外周
には同心状にわずかな隙間をもってヘッド本体1のスト
ッパー部3が配置されている。このようにしてキャリア
4とリテーナリング12は、ヘッド本体1にフローティ
ング支持されている。また、ダイヤフラム2の上側に
は、ヘッド本体1とダイヤフラム2とによって空気室6
が形成され、ここに、シャフト8の内部を通じて加圧空
気源10から加圧空気を供給できるようになっている。
[0003] As an improvement of this type of polishing apparatus,
U.S. Pat. No. 5,205,082 discloses a wafer holding head as shown in FIG. This wafer holding head has a hollow head main body 1, a diaphragm 2 stretched horizontally in the head main body 1, and a carrier 4 fixed to the lower surface of the diaphragm 2. The retainer ring 1 has a small gap concentrically around the outer periphery of the carrier 4.
2, and the retainer ring 12 is also fixed to the diaphragm 2. Further, a stopper portion 3 of the head main body 1 is disposed concentrically with a small gap around the outer periphery of the retainer ring 12. Thus, the carrier 4 and the retainer ring 12 are floatingly supported by the head main body 1. On the upper side of the diaphragm 2, an air chamber 6 is formed by the head body 1 and the diaphragm 2.
Is formed, in which pressurized air can be supplied from a pressurized air source 10 through the inside of the shaft 8.

【0004】研磨作業は、インサートSを介してキャリ
ア4に付着固定されたウェーハWを、研磨パッド14に
当接させて行う。この当接圧力は、空気室6に供給する
空気の圧力を変化させることで調整可能となっている。
このようにして上記従来のウェーハ研磨装置は、ウェー
ハWの当接圧力の均一化を図ることができ、ウェーハ研
磨面の均一性を向上できるという利点を有する。なお、
ここで使用されるダイヤフラム2は通常、ゴム材や極薄
金属板等の弾性材で形成され、キャリア4の軸線方向の
動きを阻害しない程度の面直剛性を有するものである。
[0006] The polishing operation is performed by bringing the wafer W adhered and fixed to the carrier 4 via the insert S into contact with the polishing pad 14. This contact pressure can be adjusted by changing the pressure of the air supplied to the air chamber 6.
As described above, the conventional wafer polishing apparatus has an advantage that the contact pressure of the wafer W can be made uniform and the uniformity of the polished surface of the wafer can be improved. In addition,
The diaphragm 2 used here is usually formed of an elastic material such as a rubber material or an ultrathin metal plate, and has a plane rigidity that does not hinder the movement of the carrier 4 in the axial direction.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、研磨作業
中、ウェーハWと研磨パッド14との間には常に摩擦力
が発生している。これによりキャリア4やリテーナリン
グ12に作用する水平力やトルクは、上記従来のウェー
ハ研磨装置においては、リテーナリング12、ヘッド本
体1のフランジ部3およびダイヤフラム2で支持してい
る。キャリア4とリテーナリング12、リテーナリング
12とフランジ部3それぞれは円形の輪郭で、上記のよ
うに、わずかに隙間をもつ嵌合関係にある。従って、キ
ャリア4やリテーナリング12に作用する水平力は、そ
れぞれの側壁面が当接することにより支持できるが、軸
線回りのトルクはダイヤフラム2のみで支持することに
なる。
Incidentally, a frictional force is always generated between the wafer W and the polishing pad 14 during the polishing operation. Thus, the horizontal force and torque acting on the carrier 4 and the retainer ring 12 are supported by the retainer ring 12, the flange portion 3 of the head main body 1, and the diaphragm 2 in the above-described conventional wafer polishing apparatus. The carrier 4 and the retainer ring 12 and the retainer ring 12 and the flange 3 each have a circular contour and are in a fitting relationship with a slight gap as described above. Therefore, the horizontal force acting on the carrier 4 and the retainer ring 12 can be supported by the contact between the respective side walls, but the torque around the axis is supported only by the diaphragm 2.

【0006】研磨作業中にダイヤフラム2に作用するト
ルクは、摩擦力に起因するため不安定であり、時にダイ
ヤフラム2の強度限界を越えて、薄肉材であるダイヤフ
ラム2が破損してしまうことがあった。研磨による摩擦
力、ダイヤフラム2に作用するトルクは、ウェーハWを
研磨パッド14に押付ける力と研磨速度が増大するとそ
れに応じて増大するので、上記ダイヤフラム2の破損を
防止するためには、押付け力や研磨速度が制約されるこ
とになる。そしてこのような研磨条件の制約により、研
磨効率(時間当たりの研磨数)や研磨面の面精度、均一
性の限界が決定されていた。
[0006] The torque acting on the diaphragm 2 during the polishing operation is unstable due to frictional force, and sometimes exceeds the strength limit of the diaphragm 2 and the thin-walled diaphragm 2 may be damaged. Was. Since the frictional force due to polishing and the torque acting on the diaphragm 2 increase in accordance with the force pressing the wafer W against the polishing pad 14 and the polishing speed, the pressing force is required to prevent the diaphragm 2 from being damaged. In addition, the polishing rate is limited. The limitations on the polishing conditions determine the polishing efficiency (the number of polishings per time), the surface accuracy of the polished surface, and the uniformity limit.

【0007】また上記問題の対策として、ダイヤフラム
2の材料を厚くしてその強度を上げることも考えられる
が、このようにすると、必然的に面直剛性も高くなって
キャリア4の軸線方向の追従性が悪くなり、研磨面の平
坦性・均一性に悪影響を及ぼすことになる。
As a countermeasure against the above-mentioned problem, it is conceivable to increase the strength of the diaphragm 2 by increasing the thickness thereof. However, in this case, the in-plane rigidity inevitably increases, and the carrier 4 follows the carrier 4 in the axial direction. This deteriorates the flatness and uniformity of the polished surface.

【0008】本発明は以上述べた問題を解決するために
なされたもので、ウェーハの面直方向の追従性を損なわ
ずにダイヤフラムの負荷トルク限界値を上げ、研磨効率
の向上や研磨面の均一性の向上を図ることのできるウェ
ーハ研磨装置と、これを研磨工程に用いたウェーハ製造
方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and increases the load torque limit value of the diaphragm without impairing the followability of the wafer in the direction perpendicular to the surface, thereby improving the polishing efficiency and improving the uniformity of the polished surface. It is an object of the present invention to provide a wafer polishing apparatus capable of improving the performance and a wafer manufacturing method using the same in a polishing process.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、請求項1に記載の本発明は、半導体ウェーハの研磨
装置であって、表面に研磨パッドが貼付されたプラテン
と、研磨すべきウェーハの一面を保持して前記研磨パッ
ドにウェーハの他面を当接させるウェーハ保持ヘッド
と、該ウェーハ保持ヘッドを駆動することによりウェー
ハ他面を研磨するヘッド駆動機構とを具備し、前記ウェ
ーハ保持ヘッドは、ヘッド本体と、前記ヘッド本体内に
ヘッド軸線に対し垂直に張られたダイヤフラムと、この
ダイヤフラムと前記ヘッド本体との間に形成される流体
室と、この流体室に満たされた流体圧力を調整する圧力
調整機構と、前記ダイヤフラムに固定されてダイヤフラ
ムとともにヘッド軸線方向に変位し、研磨すべきウェー
ハの一面を保持する円盤状のキャリアと、このキャリア
の外周に同心状に配置され、前記ダイヤフラムに固定さ
れ前記ダイヤフラムとともにヘッド軸線方向に変位し、
研磨時には研磨パッドに当接するリテーナリングと、一
方を前記ヘッド本体に、他方を前記キャリアと前記リテ
ーナリングのうち少なくとも一方に固定され相互に噛合
う少なくとも一対のガイド部材とを具備し、前記ガイド
部材はその噛合い部において、ヘッド軸線方向に摺動自
在であり、ヘッド軸線に中心を置く円の接線方向には変
位規制することを特徴とする。
According to the present invention, there is provided an apparatus for polishing a semiconductor wafer, comprising: a platen having a polishing pad attached to a surface thereof; and a wafer to be polished. A wafer holding head that holds one surface of the wafer and abuts the other surface of the wafer on the polishing pad; and a head driving mechanism that drives the wafer holding head to polish the other surface of the wafer. A head body, a diaphragm stretched in the head body perpendicular to the head axis, a fluid chamber formed between the diaphragm and the head body, and a fluid pressure filled in the fluid chamber. A pressure adjusting mechanism for adjusting, and a circle fixed to the diaphragm, displaced in the head axis direction together with the diaphragm, and holding one surface of a wafer to be polished. And Jo carrier, arranged concentrically on the outer circumference of the carrier, is secured to the diaphragm is displaced to the head axis direction together with the diaphragm,
A polishing apparatus comprising: a retainer ring that abuts on a polishing pad during polishing; and at least one pair of guide members, one of which is fixed to the head body and the other is fixed to at least one of the carrier and the retainer ring. Is characterized by being slidable in the direction of the head axis at the meshing portion and restricting displacement in the tangential direction of a circle centered on the head axis.

【0010】この構成によれば、研磨摩擦力によりキャ
リアに軸線回りのトルクが作用した場合、対をなすガイ
ド部材がこのトルクを受け持つため、ダイヤフラムのせ
ん断応力が大幅に低減され、薄膜であっても破損を防止
することができる。また、対をなす前記ガイド部材はヘ
ッド軸線方向には摺動自在であるため、これによりキャ
リアの軸線方向の追従性が損なわれることはない。
According to this structure, when a torque around the axis acts on the carrier due to the abrasive frictional force, the paired guide members bear this torque, so that the shear stress of the diaphragm is greatly reduced and the diaphragm is thin. Even damage can be prevented. Further, since the paired guide members are slidable in the head axis direction, the followability of the carrier in the axis direction is not impaired.

【0011】また、請求項2に記載の本発明は、請求項
1に記載のウェーハ研磨装置において、対をなす前記ガ
イド部材に代えて、前記キャリアの軸線方向に摺動自在
に相互に噛合うガイド部が、前記キャリアの外周部と前
記リテーナリング内周部、および前記リテーナリング外
周部とその近傍の前記ヘッド本体の、少なくとも一方の
組み合わせに形成されていることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the wafer polishing apparatus according to the first aspect, instead of the pair of guide members, the wafer polisher meshes with each other slidably in the axial direction of the carrier. The guide portion is formed on at least one of an outer peripheral portion of the carrier, an inner peripheral portion of the retainer ring, and an outer peripheral portion of the retainer ring and the head main body in the vicinity thereof.

【0012】この構成によれば、キャリアまたはリテー
ナリング上方の空間が狭く、前述ガイド部材を取付ける
ことが困難な場合であっても、キャリア、リテーナリン
グ、またはヘッド本体にガイド部を設けることで、請求
項1記載の発明と同様のダイヤフラム保護効果を得るこ
とができる。
According to this structure, even when the space above the carrier or the retainer ring is narrow and it is difficult to mount the guide member, the guide portion is provided on the carrier, the retainer ring, or the head main body. The same diaphragm protection effect as the first aspect of the invention can be obtained.

【0013】請求項3に記載の本発明は、ウェーハ製造
方法であって、そのウェーハ研磨工程において、請求項
1または2いずれか記載のウェーハ研磨装置を使用し、
前記流体室内の圧力と、前記プラテンの回転速度と、前
記ヘッド駆動機構の運転速度とを調整しながらウェーハ
を研磨することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a wafer, wherein the wafer polishing step uses the wafer polishing apparatus according to the first or second aspect,
The wafer is polished while adjusting the pressure in the fluid chamber, the rotation speed of the platen, and the operation speed of the head drive mechanism.

【0014】このウェーハ製造方法によれば、その研磨
工程において、従来、ダイヤフラムの破損防止のために
使用できなかったウェーハ押圧条件あるいは研磨速度で
研磨を行うことが可能となり、研磨効率の向上、それに
よるウェーハ生産効率の向上、およびウェーハ研磨面の
均一性向上を図ることができる。
According to this wafer manufacturing method, in the polishing step, it is possible to perform polishing under a wafer pressing condition or a polishing rate which could not be used conventionally to prevent the breakage of the diaphragm, thereby improving the polishing efficiency. , And the uniformity of the polished surface of the wafer can be improved.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態について説明する。図1から図4は、本発明に係る
ウェーハ研磨装置の第1の実施形態を示している。始め
に図3を参照して全体の構成を説明すると、図中符号2
1は基台であり、この基台21の中央には円盤状のプラ
テン22が水平に設置されている。このプラテン22は
基台21内に設けられたプラテン駆動機構により軸線P
を中心に回転するようになっており、その上面には全面
にわたって研磨パッド23が貼付されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 4 show a first embodiment of a wafer polishing apparatus according to the present invention. First, the overall configuration will be described with reference to FIG.
Reference numeral 1 denotes a base, and a disk-shaped platen 22 is horizontally installed at the center of the base 21. The platen 22 is driven by a platen drive mechanism provided in the base 21 so that the axis P
, And a polishing pad 23 is attached to the entire upper surface thereof.

【0016】基台21の上面には複数の支柱24が設置
され、これら支柱24に沿って水平を保ちつつ上下昇降
可能に上側取付板25が配置されている。ウェーハWの
取付け、取り外し時には上側取付板25を上昇させ、研
磨運転時には下降させる。上側取付板25の下面には、
円盤状のカルーセル(ヘッド駆動機構)26が配置され
ており、カルーセル26は、駆動装置28に接続され
て、軸線P回りに回転駆動される。この回転駆動軸は、
軸線Pからずらして、プラテン22と非同軸に配置され
てもよく、これにより研磨パッド23をより広範囲に使
用することが可能である。カルーセル26には、プラテ
ン22と対向して計6基のウェーハ保持ヘッド27が設
けられている。それぞれのウェーハ保持ヘッド27は、
軸線Qを回転中心として有し、これら軸線Qは、軸線P
上に中心を置く円Rの周上に、60゜毎に配置されてい
る。研磨パッド23とウェーハ保持ヘッド27の配置関
係を図4に示す。そして、各ウェーハ保持ヘッド27
は、カルーセル26の回転による軸線P回りの公転運動
と、カルーセル26内部の歯車機構による軸線Q回りの
自転運動を行う。なお、本実施形態ではウェーハ保持ヘ
ッド27の個数を6基としているが、個数はこれに限定
されない。
A plurality of columns 24 are installed on the upper surface of the base 21, and an upper mounting plate 25 is arranged along the columns 24 so as to be able to move up and down while keeping the horizontal. The upper mounting plate 25 is raised when mounting and removing the wafer W, and lowered during the polishing operation. On the lower surface of the upper mounting plate 25,
A disk-shaped carousel (head driving mechanism) 26 is arranged, and the carousel 26 is connected to a driving device 28 and is driven to rotate about an axis P. This rotary drive shaft is
It may be arranged off-axis from the axis P and non-coaxially with the platen 22, so that the polishing pad 23 can be used more widely. The carousel 26 is provided with a total of six wafer holding heads 27 facing the platen 22. Each wafer holding head 27
It has an axis Q as its center of rotation, and these axes Q
They are arranged every 60 ° on the circumference of a circle R centered on the top. FIG. 4 shows an arrangement relationship between the polishing pad 23 and the wafer holding head 27. Then, each wafer holding head 27
Performs a revolving motion around the axis P due to the rotation of the carousel 26 and a rotating motion around the axis Q by the gear mechanism inside the carousel 26. In the present embodiment, the number of the wafer holding heads 27 is six, but the number is not limited thereto.

【0017】次に図1を参照して、本実施形態に係るウ
ェーハ保持ヘッド27について説明する。ウェーハ保持
ヘッド27は、軸線Qに垂直に配置され下端が開口する
中空のヘッド本体33と、このヘッド本体33の内部に
張られたダイヤフラム29と、このダイヤフラム29の
下面に固定されたキャリア30と、このキャリア30の
外側に同心に配置されたリテーナリング41とを具備す
るものである。
Next, a wafer holding head 27 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The wafer holding head 27 includes a hollow head main body 33 arranged perpendicular to the axis Q and having a lower end opened, a diaphragm 29 stretched inside the head main body 33, and a carrier 30 fixed to a lower surface of the diaphragm 29. , And a retainer ring 41 concentrically disposed outside the carrier 30.

【0018】ヘッド本体33は円盤状の天板部31と、
この天板部31の外周に接続される円筒状の周壁部32
とから構成され、天板部31はシャフト34を介してカ
ルーセル26のスピンドルに接続されている。周壁部3
2はその下端付近に、全周にわたって半径方向内方へ突
出する棚状のダイヤフラム取付部32aを有し、さらに
その下方には同様に半径方向内方へ突出するストッパー
部32bを備える。ダイヤフラム取付部32aには円環
状のダイヤフラム29の周縁部分が載せられ、固定リン
グ42で固定される。ダイヤフラム29は各種ゴムある
いは薄肉の金属板などの弾性材料で形成されている。
The head main body 33 has a disc-shaped top plate 31,
A cylindrical peripheral wall portion 32 connected to the outer periphery of the top plate portion 31
The top plate 31 is connected to a spindle of the carousel 26 via a shaft 34. Surrounding wall 3
2 has a diaphragm-shaped diaphragm mounting portion 32a protruding radially inward over the entire circumference near the lower end thereof, and further has a stopper portion 32b protruding radially inward below the shelf mounting portion 32a. The peripheral portion of the annular diaphragm 29 is placed on the diaphragm mounting portion 32a, and is fixed by the fixing ring 42. The diaphragm 29 is formed of an elastic material such as various types of rubber or a thin metal plate.

【0019】本実施形態のダイヤフラム29は円環状で
あるが、その下面にキャリア30が取付けられることに
より中央部が塞がれ、天板部31、周壁部32と合わせ
て流体室36が形成される。一方、シャフト34内部に
は流体室36へ通ずる流路35が形成され、これは圧力
調整機構37に接続されている。そして、圧力調整機構
37により流体室36内の流体圧力を変化させることに
より、ダイヤフラム29を介して、キャリア30の研磨
パッド23への押付け力を調整することができる。な
お、流体としては、一般に空気を使用すれば十分である
が、必要に応じて他種のガスや液体を使用してもよい。
Although the diaphragm 29 of this embodiment is annular, the center portion is closed by attaching the carrier 30 to the lower surface thereof, and the fluid chamber 36 is formed by combining the top plate portion 31 and the peripheral wall portion 32. You. On the other hand, a flow passage 35 communicating with the fluid chamber 36 is formed inside the shaft 34, and is connected to a pressure adjusting mechanism 37. Then, by changing the fluid pressure in the fluid chamber 36 by the pressure adjusting mechanism 37, the pressing force of the carrier 30 against the polishing pad 23 can be adjusted via the diaphragm 29. As the fluid, it is generally sufficient to use air, but other types of gas or liquid may be used as needed.

【0020】周壁部32下端のストッパー部32bの内
周面内側には、わずかに隙間をもってリテーナリング4
1が配置される。リテーナリング41は円環状をなし、
固定リング43を用いてダイヤフラム29に固定されて
いる。この構成により、リテーナリング41はヘッド本
体33に対して軸線Q方向へ変位可能となっている。ま
た、リテーナリング41の下端の内周面41b内側には
わずかに隙間をもってキャリア30が配置される。さら
に、リテーナリング41の周縁部には半径方向外方に突
出するフランジ部41aが形成されており、ウェーハ保
持ヘッド27をカルーセル26とともにプラテン22か
ら引き上げた場合には、このフランジ部41aが周壁部
32の下端に形成されたストッパー部32bにより保持
されるようになっている。
The retainer ring 4 has a slight gap on the inner side of the inner peripheral surface of the stopper 32b at the lower end of the peripheral wall 32.
1 is arranged. The retainer ring 41 has an annular shape,
It is fixed to the diaphragm 29 using a fixing ring 43. With this configuration, the retainer ring 41 can be displaced in the direction of the axis Q with respect to the head main body 33. The carrier 30 is arranged with a slight gap inside the inner peripheral surface 41b at the lower end of the retainer ring 41. Further, a flange portion 41a protruding outward in the radial direction is formed on a peripheral edge portion of the retainer ring 41. When the wafer holding head 27 is pulled up from the platen 22 together with the carousel 26, the flange portion 41a becomes a peripheral wall portion. 32 is held by a stopper portion 32b formed at the lower end.

【0021】キャリア30は、セラミック等の高い剛性
を有する材料で円盤状に形成された一定厚さのものであ
る。キャリア30は、前述したようにリテーナリング4
1の半径方向内側に配置された上で、キャリア固定リン
グ44を用いてダイヤフラム29に複数のボルトで固定
されている。この構成により、キャリア30はリテーナ
リング41とは独立して、軸線Q方向へ変位可能となっ
ている。キャリア固定リング44の上端には外側に広が
るフランジ部44aが形成され、ヘッド上昇時には、ス
トッパーボルト45のストッパー部45aによりこのフ
ランジ部44aが保持されて、キャリア30の重量が支
えられるようになっている。なお、ストッパーボルト4
5の長さはスペーサー46とダブルナット47とで調整
可能となっている。
The carrier 30 is made of a material having high rigidity, such as ceramics, and is formed in a disk shape and has a constant thickness. The carrier 30 includes the retainer ring 4 as described above.
After being arranged radially inward of one, it is fixed to the diaphragm 29 with a plurality of bolts using a carrier fixing ring 44. With this configuration, the carrier 30 can be displaced in the direction of the axis Q independently of the retainer ring 41. An outwardly extending flange portion 44a is formed at the upper end of the carrier fixing ring 44. When the head is raised, the flange portion 44a is held by the stopper portion 45a of the stopper bolt 45, so that the weight of the carrier 30 is supported. I have. The stopper bolt 4
The length of 5 is adjustable by a spacer 46 and a double nut 47.

【0022】本実施形態では、キャリア30の上面に、
ガイド部材50がボルト50bにより取付けられ、ま
た、ヘッド本体33の天板部31には、前記ガイド部材
50と対をなすガイド部材51がボルト51bにより取
付けられている。これら一対のガイド部材50、51の
詳細形状を図2に断面で示す。ガイド部材50では、
「コの字」形状部の対面する二平面がガイド面50aと
なっている。一方ガイド部材51では、平板形状部の両
面がガイド面51aとなっている。ガイド部材50の対
面するガイド面50a同士の間隔Dは、ガイド部材51
の板厚Tよりもわずかに大きく設定されている。従っ
て、これら一対のガイド部材50、51は、わずかに隙
間をもって噛合い状態を形成する。この構成により、キ
ャリア30の軸線Q方向の変位は規制されないが、軸線
Q回りの回転は規制されることになる。
In this embodiment, on the upper surface of the carrier 30,
The guide member 50 is attached by bolts 50b, and a guide member 51 that makes a pair with the guide member 50 is attached to the top plate 31 of the head main body 33 by bolts 51b. The detailed shapes of the pair of guide members 50 and 51 are shown in cross section in FIG. In the guide member 50,
Two planes facing the “U-shaped” portion are the guide surfaces 50a. On the other hand, in the guide member 51, both surfaces of the flat plate-shaped portion are guide surfaces 51a. The distance D between the facing guide surfaces 50a of the guide member 50 is the guide member 51.
Is set to be slightly larger than the plate thickness T. Therefore, the pair of guide members 50 and 51 form a meshing state with a slight gap. With this configuration, the displacement of the carrier 30 in the direction of the axis Q is not restricted, but the rotation about the axis Q is restricted.

【0023】ガイド部材50、51は、互いに摺動する
ものであるので、その材料としては金属等の硬質材が適
しており、ガイド面50a、51aは摩擦低減のため必
要に応じて研磨仕上げとすることが望ましい。さらに
は、ガイド面50a、51aに潤滑剤を塗布してもよ
い。
Since the guide members 50 and 51 slide relative to each other, a hard material such as a metal is suitable as the material, and the guide surfaces 50a and 51a are polished as necessary to reduce friction. It is desirable to do. Further, a lubricant may be applied to the guide surfaces 50a and 51a.

【0024】ガイド部材50のキャリア30への取付け
は、ガイド部材50に2本のボルト50bを挿通して、
これをキャリア30へねじ込むことで行われる。ガイド
部材51のヘッド本体33の天板部31への取付けも同
様であり、2本のボルト51bをねじ込んで行う。とこ
ろで、ガイド部材50、51が当初の目的であるガイド
機能を有するためには、取付け状態でそれぞれのガイド
面50a、51aの方向が揃っていることが重要であ
る。本実施形態のように、ガイド部材50、51を、そ
れぞれ2本のボルトで固定すれば、概ね方向合わせが可
能であるが、さらに精度良く方向合わせを行う必要があ
る場合には、ガイド部材50とキャリア30との間、お
よび、ガイド部材51と天板部31との間に、それぞれ
ノックピンを介在させれば、それが可能となる。
The guide member 50 is attached to the carrier 30 by inserting two bolts 50b into the guide member 50,
This is performed by screwing this into the carrier 30. The mounting of the guide member 51 to the top plate portion 31 of the head main body 33 is the same, and is performed by screwing two bolts 51b. By the way, in order for the guide members 50 and 51 to have the guide function which is the original purpose, it is important that the directions of the respective guide surfaces 50a and 51a are aligned in the mounted state. As in the present embodiment, if the guide members 50 and 51 are fixed with two bolts, respectively, it is possible to roughly align the directions. This can be achieved by interposing a knock pin between the carrier member 30 and the guide member 51 and the top plate 31.

【0025】なお、図5は、上側のガイド部材を、雌ね
じを有するガイド部材54とした場合の取付け状態を示
している。ここでは、天板部31には2つのボルト挿通
孔31aを設けており、ガイド部材54の固定は、天板
部31の上方から2本のボルト54bをねじ込むことで
行われる。この場合、流体室36の気密性を保持するた
めに、ボルト挿通孔31aあるいはボルト54b周りに
ついては、必要な気密処置を行う。
FIG. 5 shows a mounting state in which the upper guide member is a guide member 54 having a female screw. Here, the top plate portion 31 is provided with two bolt insertion holes 31a, and the guide member 54 is fixed by screwing two bolts 54b from above the top plate portion 31. In this case, in order to maintain the airtightness of the fluid chamber 36, necessary airtight treatment is performed around the bolt insertion hole 31a or the bolt 54b.

【0026】次に、このようなガイド部材50、51を
備えたウェーハ保持ヘッド27の組立て作業について説
明する。まず周壁部32側については、ガイド部材50
を、上記のように2本のボルト50bでキャリア30上
面に取付けておく。一方、リテーナリング41を周壁部
32の上方から入れ、フランジ部41aをストッパー部
32bに載せる。この状態でダイヤフラム29を固定リ
ング42により周壁部32のダイヤフラム取付部32a
に取付ける。続いてリテーナリング41を持ち上げて固
定リング43によりダイヤフラム29に取付ける。さら
に、あらかじめガイド部材50を取付けたキャリア30
をリテーナリング41に下方から入れ、ダイヤフラム2
9に当接させた後、キャリア固定リング44で固定す
る。天板部31側については、ガイド部材51を2本の
ボルト51bで天板部31下面に取付け、さらにシャフ
ト34、ストッパーボルト45などを取付ける。このよ
うにして周壁部32側、天板部31側それぞれを組立て
た後、天板部31の下方側から周壁部32を嵌合させ
る。嵌合作業は、ガイド部材50と51が噛合っている
かに注意しながら行う。完全に嵌合した時点で接続ねじ
38により固定を行い、組立て作業が完了する。
Next, the operation of assembling the wafer holding head 27 having such guide members 50 and 51 will be described. First, regarding the peripheral wall portion 32 side, the guide member 50
Is mounted on the upper surface of the carrier 30 with the two bolts 50b as described above. On the other hand, the retainer ring 41 is inserted from above the peripheral wall portion 32, and the flange portion 41a is placed on the stopper portion 32b. In this state, the diaphragm 29 is fixed by the fixing ring 42 to the diaphragm attaching portion 32a of the peripheral wall portion 32.
Attach to Subsequently, the retainer ring 41 is lifted and attached to the diaphragm 29 by the fixing ring 43. Further, the carrier 30 on which the guide member 50 is mounted in advance.
Into the retainer ring 41 from below, and
9, and is fixed by the carrier fixing ring 44. On the top plate 31 side, the guide member 51 is attached to the lower surface of the top plate 31 with two bolts 51b, and the shaft 34, the stopper bolt 45 and the like are further attached. After assembling the peripheral wall portion 32 side and the top plate portion 31 side in this way, the peripheral wall portion 32 is fitted from below the top plate portion 31. The fitting operation is performed while paying attention to whether the guide members 50 and 51 are engaged. At the time of complete fitting, fixing is performed by the connection screw 38, and the assembling work is completed.

【0027】次に本研磨装置を用いた研磨作業、各ウェ
ーハ保持ヘッドまわりの挙動およびガイド部材の作用に
ついて説明する。研磨を行うには、まず、キャリア30
の下面に、インサートSを介してウェーハWを付着固定
する。インサートSは、吸水性を有する材質で形成さ
れ、水分を吸収すると表面張力でウェーハWを吸着す
る。このインサートSの具体的な材質としては発泡ウレ
タン等が挙げられ、その好ましい厚さは0.6mm〜
0.8mmである。ただし本発明は必ずしもインサート
Sを使用しなくてもよく、例えばキャリア30の下面に
ワックスを介在させてウェーハWを付着させる構成とし
てもよいし、他の付着手段を使用してもよい。
Next, the polishing operation using the polishing apparatus, the behavior around each wafer holding head, and the operation of the guide member will be described. To perform the polishing, first, the carrier 30
The wafer W is attached and fixed to the lower surface of the wafer through an insert S. The insert S is formed of a material having water absorbency, and absorbs the wafer W by surface tension when absorbing moisture. Urethane foam or the like is given as a specific material of the insert S, and its preferable thickness is 0.6 mm or more.
0.8 mm. However, the present invention does not necessarily require the use of the insert S. For example, a configuration may be employed in which the wax is interposed on the lower surface of the carrier 30 to attach the wafer W, or another attaching means may be used.

【0028】続いて上側取付板25を下降させてウェー
ハWの被研磨面を研磨パッド23に当接させる。ここで
圧力調整装置37により流体室36内の圧力を調整し、
これによりウェーハWの押付け力が所定値になるように
する。このあと研磨パッド23の表面に研磨用スラリー
を供給しながらカルーセル26およびプラテン22をを
駆動することにより研磨が進行する。
Subsequently, the upper mounting plate 25 is lowered to bring the polished surface of the wafer W into contact with the polishing pad 23. Here, the pressure in the fluid chamber 36 is adjusted by the pressure adjusting device 37,
Thereby, the pressing force of the wafer W is set to a predetermined value. Then, the polishing proceeds by driving the carousel 26 and the platen 22 while supplying the polishing slurry to the surface of the polishing pad 23.

【0029】研磨の進行中、ダイヤフラム29はキャリ
ア30およびリテーナリング41をフローティング支持
し、ウェーハWの研磨パッド23への押付け力が常に適
切になるよう維持する機能をもつ。また、研磨面では常
に摩擦力が作用している。この摩擦力に起因するキャリ
ア30とリテーナリング41への水平入力により、ダイ
ヤフラム29の可撓部29a、29bにはせん断応力が
発生する。このせん断応力の成分は大きく分けて二種類
あり、一つはウェーハ保持ヘッド27の軸線Q回りの自
転運動に伴う摩擦トルクによるもの、もう一つはウェー
ハ保持ヘッド27の軸線P回りの公転運動およびプラテ
ン22の軸線P回りの自転運動に伴う摩擦力によるもの
である。
While polishing is in progress, the diaphragm 29 has a function of floatingly supporting the carrier 30 and the retainer ring 41 so as to keep the pressing force of the wafer W against the polishing pad 23 always appropriate. Further, frictional force always acts on the polished surface. Due to the horizontal input to the carrier 30 and the retainer ring 41 due to the frictional force, a shear stress is generated in the flexible portions 29a and 29b of the diaphragm 29. The components of the shear stress are roughly classified into two types, one is due to the friction torque accompanying the rotation of the wafer holding head 27 around the axis Q, the other is the revolving motion around the axis P of the wafer holding head 27 and This is due to frictional force accompanying the rotation of the platen 22 about the axis P.

【0030】前述したように、キャリア30とリテーナ
リング41、およびリテーナリング41とヘッド本体3
3のストッパー部32bはそれぞれわずかな隙間をもっ
た嵌合関係にある。キャリア30とリテーナリング41
の間、リテーナリング41と周壁部32の間の水平方向
の相対変位は微小であり、従って、上記せん断応力のう
ち後者の、摩擦力により可撓部29a、29bに発生す
るせん断応力は微小である。
As described above, the carrier 30 and the retainer ring 41, and the retainer ring 41 and the head body 3
The third stopper portions 32b are in a fitting relationship with a slight gap. Carrier 30 and retainer ring 41
In the meantime, the relative displacement in the horizontal direction between the retainer ring 41 and the peripheral wall portion 32 is very small. Therefore, of the above-mentioned shear stress, the shear stress generated in the flexible portions 29a and 29b by the frictional force is very small. is there.

【0031】問題となるのは前者の軸線Q回りの摩擦ト
ルクによるせん断応力である。従来のヘッド構造では、
キャリア30、リテーナリング41の軸線Q回りの回転
を規制するものがなく、ダイヤフラム29が軸線Q回り
のトルク入力を全て受けるため、可撓部29a、29b
に過大なせん断応力が発生する場合があった。しかし、
本実施形態では軸線Q回りのキャリア30へのトルク入
力を、お互いに噛合っているガイド部材50および51
が受け止めるので、可撓部29a、29bのせん断応力
を大幅に低減することができる。図1においてガイド部
材は一対となっているが、この場合厳密には、トルクを
受け止めるのはガイド部材50、51のみではなく、キ
ャリア30、リテーナリング41、およびストッパー部
32bそれぞれの側壁も含まれる。
The problem is the former shear stress due to the friction torque around the axis Q. In the conventional head structure,
Since there is nothing to restrict the rotation of the carrier 30 and the retainer ring 41 about the axis Q, and the diaphragm 29 receives all the torque input about the axis Q, the flexible portions 29a, 29b
In some cases, excessive shear stress was generated. But,
In the present embodiment, torque input to the carrier 30 around the axis Q is transmitted to the guide members 50 and 51 meshing with each other.
, The shear stress of the flexible portions 29a and 29b can be greatly reduced. In FIG. 1, the guide member is a pair, but strictly, in this case, not only the guide members 50 and 51 receive the torque but also the side walls of the carrier 30, the retainer ring 41, and the stopper portion 32b. .

【0032】ガイド部材は図1のように一対に限定され
るものではなく、複数対設けてもよい。例えば二対のガ
イド部材を備えれば上記トルク成分をガイド部材のみで
支持することができ、ヘッド軸線方向の摺動摩擦低減の
観点から有利な場合がある。
The guide members are not limited to a pair as shown in FIG. 1, but a plurality of guide members may be provided. For example, if two pairs of guide members are provided, the torque component can be supported only by the guide members, which may be advantageous from the viewpoint of reducing the sliding friction in the head axis direction.

【0033】図6はガイド部材の取付け方に関する他の
実施形態を示す。本実施形態では一方のガイド部材52
をリテーナリング41に、対をなして摺動自在に噛合う
他方のガイド部材53をヘッド本体の天板部31に取付
けている。この取付け方においては、ダイヤフラム29
の可撓部29aのせん断応力は低減されないが、例えば
キャリア41上方の空間が限られガイド部材を取付けら
れない場合などにこの実施形態を選択してもよい。
FIG. 6 shows another embodiment relating to how to attach the guide member. In the present embodiment, one guide member 52
Are mounted on the retainer ring 41, and the other guide member 53, which meshes slidably in pairs, is mounted on the top plate 31 of the head main body. In this mounting method, the diaphragm 29
Although the shear stress of the flexible portion 29a is not reduced, this embodiment may be selected, for example, when the space above the carrier 41 is limited and a guide member cannot be attached.

【0034】また、図1、図6両方の実施形態を合わせ
て、キャリア30、リテーナリング41双方にガイド部
材を設けてもよい。このような構成とすることにより、
例えば図1の実施形態において、リテーナリング41へ
のトルク入力によって可撓部29bに発生するせん断応
力を低減することができる。
In addition, a guide member may be provided on both the carrier 30 and the retainer ring 41 by combining the embodiments of FIGS. With such a configuration,
For example, in the embodiment of FIG. 1, the shear stress generated in the flexible portion 29b due to the torque input to the retainer ring 41 can be reduced.

【0035】図7、図8はさらに別の実施形態として、
セレーション30sをキャリア30の全外周に、これと
噛合うセレーション41sをリテーナリング41の全内
周に、加えてセレーション41tをリテーナリング41
の全外周に、これと噛合うセレーション32sをヘッド
本体33の周壁部32下端全内周に設けたものである。
図8は図7におけるB−B線視断面を部分的に拡大して
セレーション形状の詳細を示した。これらのセレーショ
ンは全周にわたって配置せずに、周上、部分的に配置す
る形態でもよい。いずれの場合でも、キャリア30に入
力されたトルクはリテーナリング41を介してヘッド本
体33の周壁部32へ伝達されるのでダイヤフラム29
の可撓部29a、29bを保護することができる。
FIGS. 7 and 8 show still another embodiment.
Serrations 30 s are provided on the entire outer periphery of carrier 30, serrations 41 s meshing therewith are provided on the entire inner periphery of retainer ring 41, and serrations 41 t are provided on retainer ring 41.
The serrations 32s meshing with the serrations are provided on the entire inner periphery of the lower end of the peripheral wall portion 32 of the head main body 33.
FIG. 8 shows the serration shape in detail by partially enlarging a cross section taken along line BB in FIG. These serrations may not be arranged over the entire circumference, but may be partially arranged on the circumference. In any case, the torque input to the carrier 30 is transmitted to the peripheral wall portion 32 of the head main body 33 via the retainer ring 41, so that the diaphragm 29
Flexible portions 29a and 29b can be protected.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように請求項1の発明によ
れば、研磨中のせん断力によりダイヤフラムが破損する
ことを防止できるため、ダイヤフラム交換に要する時間
の削減、ダイヤフラム自体のコスト削減を図ることがで
きる。また従来ダイヤフラムを保護する観点から決定さ
れていたウェーハ押付け圧の限界値、および研磨運動速
度の限界値を上げることができ、研磨面の均一性向上や
研磨効率向上を図ることができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, it is possible to prevent the diaphragm from being damaged by the shearing force during polishing, thereby reducing the time required for replacing the diaphragm and reducing the cost of the diaphragm itself. be able to. In addition, the limit value of the wafer pressing pressure and the limit value of the polishing movement speed, which are conventionally determined from the viewpoint of protecting the diaphragm, can be increased, and the uniformity of the polished surface and the polishing efficiency can be improved.

【0037】また請求項2の発明によれば、キャリアま
たはリテーナリング上方の空間が狭く、前述ガイド部材
を取付けることが困難な場合であっても、キャリア、リ
テーナリング、またはヘッド本体にガイド部を設けるこ
とで、請求項1記載の発明と同様のダイヤフラム保護効
果を得ることができる。
According to the second aspect of the present invention, even when the space above the carrier or the retainer ring is narrow and it is difficult to attach the guide member, the guide portion is provided on the carrier, the retainer ring or the head body. By providing the same, it is possible to obtain the same diaphragm protection effect as the first aspect of the present invention.

【0038】請求項3の発明によれば、ウェーハ製造工
程における研磨工程において、従来、ダイヤフラムの破
損防止のために使用できなかったウェーハ押圧条件ある
いは研磨速度で研磨を行うことが可能となり、研磨効率
の向上、それによるウェーハ生産効率の向上、およびウ
ェーハ研磨面の均一性向上を図ることができる。
According to the third aspect of the present invention, in the polishing process in the wafer manufacturing process, it is possible to perform polishing under a wafer pressing condition or a polishing speed which could not be conventionally used for preventing the breakage of the diaphragm, and the polishing efficiency is improved. , The wafer production efficiency thereby, and the uniformity of the polished surface of the wafer can be improved.

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

【図1】 本発明第1の実施形態に係るウェーハ研磨装
置ヘッド本体の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a head body of a wafer polishing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 ガイド部材の詳細形状を示す図1におけるA
−A線視断面図である。
FIG. 2A shows a detailed shape of a guide member in FIG.
FIG.

【図3】 本発明に係るウェーハ研磨装置の主要部を示
す正面図である。
FIG. 3 is a front view showing a main part of the wafer polishing apparatus according to the present invention.

【図4】 同装置のウェーハ保持ヘッドとプラテンの配
置状態を示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing an arrangement state of a wafer holding head and a platen of the apparatus.

【図5】 天板部へのガイド部材の取付けに関する他の
実施形態を示すヘッド本体の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a head main body showing another embodiment relating to attachment of a guide member to a top plate portion.

【図6】 ガイド部材の取付け位置に関する他の実施形
態におけるヘッド本体断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of a head main body in another embodiment relating to a mounting position of a guide member.

【図7】 キャリア、リテーナリング、ヘッド本体にセ
レーションを設けた実施形態のウェーハ保持ヘッド本体
断面図である。
FIG. 7 is a sectional view of a wafer holding head main body of an embodiment in which serrations are provided on a carrier, a retainer ring, and a head main body.

【図8】 キャリア、リテーナリング、ヘッド本体に設
けたセレーションを示す、図7におけるB−B線視断面
の部分拡大図である。
FIG. 8 is a partially enlarged view of a cross section taken along line BB in FIG. 7, showing serrations provided on a carrier, a retainer ring, and a head main body.

【図9】 キャリアをフローティング保持する従来の研
磨装置のヘッド本体断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a head body of a conventional polishing apparatus that holds a carrier in a floating state.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

22 プラテン 23 研磨パッド 26 カルーセル 27 ウェーハ保持ヘッド 29 ダイヤフラム 30 キャリア 31 天板部 32 周壁部 41 リテーナリング 50、51 ガイド部材 S インサート W ウェーハ 22 Platen 23 Polishing Pad 26 Carousel 27 Wafer Holding Head 29 Diaphragm 30 Carrier 31 Top Plate 32 Peripheral Wall 41 Retainer Ring 50, 51 Guide Member S Insert W Wafer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表面に研磨パッドが貼付されたプラテン
と、研磨すべきウェーハの一面を保持して前記研磨パッ
ドにウェーハの他面を当接させるウェーハ保持ヘッド
と、該ウェーハ保持ヘッドを駆動することによりウェー
ハ他面を研磨するヘッド駆動機構とを具備し、 前記ウェーハ保持ヘッドは、ヘッド本体と、 前記ヘッド本体内にヘッド軸線に対し垂直に張られたダ
イヤフラムと、 このダイヤフラムと前記ヘッド本体との間に形成される
流体室と、 この流体室に満たされた流体圧力を調整する圧力調整機
構と、 前記ダイヤフラムに固定されてダイヤフラムとともにヘ
ッド軸線方向に変位し、研磨すべきウェーハの一面を保
持する円盤状のキャリアと、 このキャリアの外周に同心状に配置され、前記ダイヤフ
ラムに固定され前記ダイヤフラムとともにヘッド軸線方
向に変位し、研磨時には研磨パッドに当接するリテーナ
リングと、 一方を前記ヘッド本体に、他方を前記キャリアと前記リ
テーナリングのうち少なくとも一方に固定され相互に噛
合う少なくとも一対のガイド部材とを具備し、 前記ガイド部材はその噛合い部において、ヘッド軸線方
向に摺動自在であり、ヘッド軸線に中心を置く円の接線
方向には変位規制することを特徴とするウェーハ研磨装
置。
1. A platen having a polishing pad attached to a surface thereof, a wafer holding head for holding one surface of a wafer to be polished and bringing the other surface of the wafer into contact with the polishing pad, and driving the wafer holding head. A head drive mechanism for polishing the other surface of the wafer by performing the above, the wafer holding head, a head body, a diaphragm stretched in the head body perpendicular to the head axis, and the diaphragm and the head body A fluid chamber formed between the fluid chamber and a pressure adjusting mechanism for adjusting a fluid pressure filled in the fluid chamber; fixed to the diaphragm, displaced in the head axis direction together with the diaphragm, and holds one surface of a wafer to be polished. A disc-shaped carrier, which is arranged concentrically around the outer periphery of the carrier, and is fixed to the diaphragm, and A retainer ring that is displaced in the head axis direction together with the head, and abuts against a polishing pad during polishing; and at least one pair of guides, one of which is fixed to the head body and the other is fixed to at least one of the carrier and the retainer ring and meshes with each other. A wafer polishing apparatus, comprising: a guide member slidable in a direction of a head axis at a meshing portion of the guide member; and a displacement control in a tangential direction of a circle centered on the head axis.
【請求項2】 請求項1に記載のウェーハ研磨装置にお
いて、対をなす前記ガイド部材に代えて、前記キャリア
の軸線方向に摺動自在に相互に噛合うガイド部が、前記
キャリアの外周部と前記リテーナリング内周部、および
前記リテーナリング外周部とその近傍の前記ヘッド本体
の、少なくとも一方の組み合わせに形成されていること
を特徴とするウェーハ研磨装置。
2. The wafer polishing apparatus according to claim 1, wherein, instead of the pair of guide members, a guide portion that slidably engages with the carrier in an axial direction of the carrier and an outer peripheral portion of the carrier. A wafer polishing apparatus formed on at least one of the inner peripheral portion of the retainer ring and the outer peripheral portion of the retainer ring and the head main body in the vicinity thereof.
【請求項3】 ウェーハ製造方法であって、そのウェー
ハ研磨工程において、請求項1または2いずれか記載の
ウェーハ研磨装置を使用し、前記流体室内の圧力と、前
記プラテンの回転速度と、前記ヘッド駆動機構の運転速
度とを調整しながらウェーハを研磨することを特徴とす
るウェーハ製造方法。
3. A wafer manufacturing method, wherein in the wafer polishing step, the wafer polishing apparatus according to claim 1 is used, the pressure in the fluid chamber, the rotation speed of the platen, and the head. A wafer manufacturing method, wherein a wafer is polished while adjusting an operation speed of a drive mechanism.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003071706A (en) * 2001-08-30 2003-03-12 Kyocera Corp Lapping apparatus
EP2502705A3 (en) * 2007-10-29 2012-12-26 Ebara Corporation Polishing apparatus

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