JP2001096456A - Polishing head - Google Patents

Polishing head

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JP2001096456A
JP2001096456A JP27444499A JP27444499A JP2001096456A JP 2001096456 A JP2001096456 A JP 2001096456A JP 27444499 A JP27444499 A JP 27444499A JP 27444499 A JP27444499 A JP 27444499A JP 2001096456 A JP2001096456 A JP 2001096456A
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JP
Japan
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wafer
polishing
ring
pressing
work
Prior art date
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Pending
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JP27444499A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiromi Nishihara
浩巳 西原
Akihiro Kasahara
章裕 笠原
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Toshiba Corp
Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Machine Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Machine Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve uniformity for contacting pressure distribution between a wafer and polishing cloth in a place close to the peripheral part of the wafer in a polishing device. SOLUTION: A wafer 1 is sucked on the lower surface of a top ring 6 by way of a packing pad 8. A pressing ring 23 is disposed to the peripheral part of the top ring 6 along the outer circumference of the wafer 1, and a pressing piston 25 is provided for a place behind the aforesaid place. The control of pressing force by the piston 25 thereby allows the pressing pressure of the pressing ring 23 against pressing cloth 2 to be adjusted. Each groove in the thickness direction is formed in three places at an equal interval in the inner circumferential surface of the pressing ring 23 so as to let each guide pin 21 be housed therein. The wafer 1 is restrained in movement in the horizontal direction by these guide pins 21 so as to be positioned. This constitution thereby allows a distance C between the outer circumference of the wafer 1 and the inner circumference of the pressing ring 23 to be kept constant.

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、例えば半導体ウエ
ーハなどの、円板状のワークの表面を研磨する際に使用
されるポリッシング装置において、ワークを保持する機
構として使用されるポリッシングヘッドの構造に係り、
特に、研磨精度の向上を目的としたポリッシングヘッド
の構造の改善に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing head used as a mechanism for holding a workpiece in a polishing apparatus used for polishing the surface of a disk-shaped workpiece such as a semiconductor wafer. Involved
In particular, the present invention relates to improvement of a polishing head structure for improving polishing accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路の微細化・多層化
が進むに従って、パターン形成に用いられる露光装置の
ビーム波長が次第に短波長側へ移行し、フォトリソグラ
フィの際の焦点深度のマージンが少なくなっている。こ
のため、ウエーハ表面の段差をグローバルに低減させる
平坦化技術は、多層配線を行う上で必要不可欠な技術と
なりつつある。その中でも、グローバルに精度良くウエ
ーハ表面を平坦化する技術として、CMP(Chemical M
echanical Polishing) が注目されている。
2. Description of the Related Art In recent years, as semiconductor integrated circuits have become finer and multilayered, the beam wavelength of an exposure apparatus used for pattern formation has gradually shifted to a shorter wavelength side, and the margin of depth of focus in photolithography has been reduced. Has become. For this reason, a planarization technique for globally reducing a step on a wafer surface is becoming an indispensable technique for performing multilayer wiring. Among them, the CMP (Chemical M
echanical Polishing) is attracting attention.

【0003】図4に、CMP装置( Chemical Mechanic
al Polishing Machine )の概略構成図を示す。
FIG. 4 shows a CMP apparatus (Chemical Mechanic).
al Polishing Machine).

【0004】研磨布2はターンテーブル3の上面に装着
される。トップリング6は、ポリッシングヘッド5の先
端部に設けられ、研磨布2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(後述)を介して吸着されて保持さ
れる。研磨剤供給ノズル11から研磨布2上に研磨剤
(砥粒を純水あるいは薬液に懸濁させたスラリ)を供給
するとともに、ポリッシングヘッド5によってウエーハ
1を回転させながら、回転している研磨布2に対して押
し付けることによって、ウエーハ1の表面のポリッシン
グが行われる。
[0004] The polishing cloth 2 is mounted on the upper surface of the turntable 3. The top ring 6 is provided at the tip of the polishing head 5 and is arranged at a position facing the polishing pad 2. The wafer 1 to be polished is adsorbed and held on the lower surface of the top ring 6 via a backing pad 8 (described later). A polishing agent (a slurry in which abrasive grains are suspended in pure water or a chemical solution) is supplied from the polishing agent supply nozzle 11 onto the polishing cloth 2, and the rotating polishing cloth is rotated while the wafer 1 is rotated by the polishing head 5. By pressing against the wafer 2, the surface of the wafer 1 is polished.

【0005】ポリッシングヘッド5に隣接して、ドレッ
シングヘッド30が配置されている。ドレッシングヘッ
ド30の先端には、ドレッサ31が取り付けられてい
る。ドレッサ31の表面にはダイヤモンド砥粒が電着さ
れている。ドレッシングヘッド30を研磨布2の上方に
旋回し、回転している研磨布2の上に回転しているドレ
ッサ31を押し付けることによって、ドレッシングを行
う。
[0005] A dressing head 30 is arranged adjacent to the polishing head 5. A dresser 31 is attached to a tip of the dressing head 30. Diamond abrasive grains are electrodeposited on the surface of the dresser 31. Dressing is performed by rotating the dressing head 30 above the polishing pad 2 and pressing the rotating dresser 31 onto the rotating polishing pad 2.

【0006】図5に、従来のポリッシングヘッド5の主
要部の構成を示す。
FIG. 5 shows a configuration of a main part of a conventional polishing head 5.

【0007】トップリング6の下面の周縁部には、ウエ
ーハ1の外周に沿って、加圧リング9(リテーナーリン
グとも呼ばれる)が取り付けられている。加圧リング9
は、表面に対して平行な面内でのウエーハ1の動きを拘
束して、研磨中にウエーハ1が横方向に飛び出すことを
防止する。
[0007] A pressure ring 9 (also called a retainer ring) is attached to the periphery of the lower surface of the top ring 6 along the outer periphery of the wafer 1. Pressure ring 9
Restricts the movement of the wafer 1 in a plane parallel to the surface to prevent the wafer 1 from jumping out during polishing.

【0008】トップリング6の内部には複数の給排気孔
15が形成され、これらの給排気孔15の先端は、トッ
プリング6の下面の中央付近に開口している。これらの
給排気孔15は、トップリング6の内部に設けられた空
洞部14を介して、駆動軸7の内部に設けられた給排気
経路13に接続されている。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を介して吸着される。
上記の給排気孔15は、ウエーハ1を移送する際、ウエ
ーハ1をバッキングパッド8を介してトップリング6の
下面に吸着するために使用される。
A plurality of air supply / exhaust holes 15 are formed inside the top ring 6, and the tips of the air supply / exhaust holes 15 are opened near the center of the lower surface of the top ring 6. These air supply / exhaust holes 15 are connected to an air supply / exhaust passage 13 provided inside the drive shaft 7 via a cavity 14 provided inside the top ring 6. The wafer 1 is attracted to the lower surface of the top ring 6 via the backing pad 8.
The above-mentioned air supply / exhaust hole 15 is used for adsorbing the wafer 1 to the lower surface of the top ring 6 via the backing pad 8 when transferring the wafer 1.

【0009】図6に、図5に示したポリッシングヘッド
におけるウエーハの周縁部近傍での接触圧力の分布を示
す。
FIG. 6 shows the distribution of the contact pressure in the vicinity of the periphery of the wafer in the polishing head shown in FIG.

【0010】従来のポリッシングヘッド5において、通
常、加圧リング9の厚さは、ウエーハ1とバッキングパ
ッド8との合計の厚さよりも小さめに設定されていた。
このため、研磨の際、ウエーハ1を研磨布2に対して押
し付けたとき、図6に示す様に、ウエーハ1と研磨布2
との間の接触圧力が、ウエーハ1の周縁部において急激
に増大する。その影響で、ウエーハ1の周縁部に沿った
幅5mm程度の領域の研磨速度が不均一になり、ウエー
ハ1の面内における研磨量の均一性が損なわれる。この
結果、ウエーハ1の周縁部の近傍からは良品のチップが
得られにくく、歩留りの低下を招く要因の一つとなって
いた。
In the conventional polishing head 5, the thickness of the pressure ring 9 is usually set to be smaller than the total thickness of the wafer 1 and the backing pad 8.
Therefore, when the wafer 1 is pressed against the polishing cloth 2 during polishing, as shown in FIG.
At the peripheral edge of the wafer 1 sharply increases. As a result, the polishing rate in a region having a width of about 5 mm along the peripheral portion of the wafer 1 becomes non-uniform, and the uniformity of the polishing amount in the plane of the wafer 1 is impaired. As a result, it is difficult to obtain a good chip from the vicinity of the peripheral portion of the wafer 1, which is one of the factors that cause a decrease in yield.

【0011】なお、図6に示した接触圧力の分布は、数
値解析を用いて算出した結果であるが、ウエーハの研磨
結果の実測データも、この接触圧力分布の形状に類似し
たものなので、実際にも、この様な接触圧力分布になっ
ていると考えられる。
Although the contact pressure distribution shown in FIG. 6 is a result calculated using numerical analysis, the actual measurement data of the wafer polishing result is similar to the shape of this contact pressure distribution, Also, it is considered that such a contact pressure distribution is obtained.

【0012】上述の様な問題を解決するため、米国特許
公報US−5205082号には、次の様なポリッシン
グヘッドの構造が開示されている。即ち、加圧リングの
後方に加圧機構を設け、ウエーハの研磨中に、加圧リン
グを研磨布に対して押付けることを可能にしている。こ
の様なポリッシングヘッドを使用することによって、研
磨布との間の接触圧力が最大になる位置を加圧リング側
に移動することができるので、ウエーハの周縁部近傍に
おける研磨速度の変動幅を縮少することが可能となる。
In order to solve the above-mentioned problems, US Pat. No. 5,205,082 discloses the following polishing head structure. That is, a pressure mechanism is provided behind the pressure ring, and the pressure ring can be pressed against the polishing cloth during polishing of the wafer. By using such a polishing head, the position where the contact pressure between the polishing pad and the polishing pad becomes maximum can be moved to the pressure ring side, so that the fluctuation range of the polishing rate in the vicinity of the periphery of the wafer is reduced. It becomes possible to reduce.

【0013】しかし、この場合、加圧リングの内径寸法
を、ウエーハのハンドリング時の位置決め誤差を吸収す
るため、ウエーハの外径寸法よりも1〜2mm程度大き
めに製作しなければならない。この結果、ウエーハを吸
着する際のズレ、あるいは研磨中に加圧リング内でウエ
ーハが動くことなどの理由で、ウエーハの外周と加圧リ
ングの内周との間の間隔を一定に保つことは困難であ
る。この結果、ウエーハの周縁部近傍における研磨量
が、ウエーハの周縁部に沿って均一にはならず、ウエー
ハの周縁部の近傍から得られたチップの歩留りを十分に
改善するまでには至っていない。
However, in this case, the inner diameter of the pressure ring must be made larger by about 1 to 2 mm than the outer diameter of the wafer in order to absorb a positioning error in handling the wafer. As a result, it is not possible to keep the distance between the outer circumference of the wafer and the inner circumference of the pressure ring constant because of the deviation when the wafer is adsorbed or the movement of the wafer in the pressure ring during polishing. Have difficulty. As a result, the amount of polishing in the vicinity of the peripheral portion of the wafer is not uniform along the peripheral portion of the wafer, and the yield of chips obtained from the vicinity of the peripheral portion of the wafer has not been sufficiently improved.

【0014】[0014]

【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ヘッドの問題点に鑑み成されたもの
で、本発明の目的は、ウエーハの周縁部の近傍における
ウエーハと研磨布との間の接触圧力分布の均一性を改善
し、当該ウエーハから生産されるチップの歩留まりの向
上を実現することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the conventional polishing head, and an object of the present invention is to provide a polishing pad with a wafer near a peripheral edge of the wafer. The object of the present invention is to improve the uniformity of the contact pressure distribution during the process and to improve the yield of chips produced from the wafer.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明のポリッシングヘ
ッドは、円板上のワークの表面を、ターンテーブル上に
装着された研磨布に対して押し付けて表面の研磨を行う
ポリッシング装置で、ワークを保持する機構として使用
されるポリッシングヘッドにおいて、バッキングパッド
8を介して、その下面にワークを吸着する円板上のトッ
プリングと、ワークの外周に沿う様にトップリングの下
面に設けられ、内周面の少なくとも3箇所に板厚方向の
溝が形成され、研磨布に対して押し付けられる加圧リン
グと、前記各溝の中にそれぞれ配置され、トップリング
の下面から突出し、表面に対して平行な面内でのワーク
の動きをワークの外周から拘束するガイドピンと、を備
えたことを特徴とする。
A polishing head according to the present invention is a polishing apparatus for polishing a surface of a work on a disk by pressing the surface of the work against a polishing cloth mounted on a turntable. In a polishing head used as a holding mechanism, a top ring on a disk is provided on a lower surface of the disk via a backing pad 8 to adsorb a work, and a top ring is provided on a lower surface of the top ring along the outer periphery of the work. Grooves in the thickness direction are formed in at least three places of the surface, and a pressure ring pressed against the polishing pad, and each of the pressure rings is disposed in each of the grooves, protrudes from the lower surface of the top ring, and is parallel to the surface. A guide pin for restraining the movement of the work in the plane from the outer periphery of the work.

【0016】本発明のポリッシングヘッドによれば、複
数のガイドピンを用いて、ワークの表面に対して平行な
面内での位置決めをするとともに、加圧リングを用い
て、ワークの周縁部近傍におけるワークと研磨布との間
の接触圧力の分布の調整を行っている。複数のガイドピ
ンを用いることによって、ワークの位置決めを精密に行
うことができるので、ワークの外周と加圧リングの内周
との間の間隔を、円周方向に均一に且つ狭く設定するこ
とができる。この結果、ワークの周縁部近傍におけるワ
ークと研磨布との間の接触圧力の分布の変動幅を縮小さ
せ、ワークの面内での接触圧力分布の均一性を高めるこ
とができる。
According to the polishing head of the present invention, a plurality of guide pins are used to perform positioning in a plane parallel to the surface of the work, and a pressure ring is used to position the work in the vicinity of the periphery of the work. The distribution of the contact pressure between the work and the polishing cloth is adjusted. By using a plurality of guide pins, it is possible to precisely position the work, so that the interval between the outer circumference of the work and the inner circumference of the pressure ring can be set to be uniform and narrow in the circumferential direction. it can. As a result, the fluctuation range of the distribution of the contact pressure between the work and the polishing pad in the vicinity of the periphery of the work can be reduced, and the uniformity of the contact pressure distribution in the plane of the work can be increased.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】図1に、本発明に基づくCMP装
置の主要部の構成を示す。図中、1はウエーハ、2は研
磨布、3はターンテーブル、5はポリッシングヘッドを
表す。ポリッシングヘッド5は、駆動軸7、トップリン
グ6、ガイドピン21、加圧リング23、加圧用のピス
トン25などから構成されている。
FIG. 1 shows the structure of a main part of a CMP apparatus according to the present invention. In the figure, 1 indicates a wafer, 2 indicates a polishing cloth, 3 indicates a turntable, and 5 indicates a polishing head. The polishing head 5 includes a drive shaft 7, a top ring 6, a guide pin 21, a pressure ring 23, a pressure piston 25, and the like.

【0018】トップリング6の内部には複数の給排気孔
15が形成され、これらの給排気孔15の先端は、トッ
プリング6の下面の中央付近に開口している。これらの
給排気孔15は、トップリング6の内部に設けられた空
洞部14を介して、駆動軸7の内部に設けられた給排気
経路13に接続されている。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を介して吸着される。
上記の給排気孔15は、ウエーハ1を移送する際、ウエ
ーハ1をバッキングパッド8を介してトップリング6の
下面に吸着するために使用される。
A plurality of air supply / exhaust holes 15 are formed inside the top ring 6, and the tips of the air supply / exhaust holes 15 are opened near the center of the lower surface of the top ring 6. These air supply / exhaust holes 15 are connected to an air supply / exhaust passage 13 provided inside the drive shaft 7 via a cavity 14 provided inside the top ring 6. The wafer 1 is attracted to the lower surface of the top ring 6 via the backing pad 8.
The above-mentioned air supply / exhaust hole 15 is used for adsorbing the wafer 1 to the lower surface of the top ring 6 via the backing pad 8 when transferring the wafer 1.

【0019】更に、上記の給排気孔15は、ウエーハ1
を研磨する際、ウエーハ1の裏面中央付近にバックプレ
ッシャをかけてウエーハ1を変形させ、被研磨面内にお
ける接触圧力分布を調整するためにも使用される。
Further, the above-mentioned supply / exhaust hole 15 is provided in the wafer 1.
When polishing the wafer 1, it is also used to apply a back pressure to the vicinity of the center of the back surface of the wafer 1 to deform the wafer 1 and adjust the contact pressure distribution in the surface to be polished.

【0020】トップリング6の周縁部には、ウエーハ1
の外周に沿って加圧リング23が配置されている。加圧
リング23の後方には、加圧用のピストン25が設けら
れている。加圧用のピストン25は、円周方向に複数個
(3個〜12個程度が好ましい)配置されている。な
お、この加圧用ピストン25は、リング状の一つのピス
トンであっても良い。これらのピストン25へは、それ
ぞれホース27を介して作動流体(例えば、空気)が供
給される。ピストン25による加圧力を制御することに
よって、研磨布2に対する加圧リング23の押付け圧力
の調整が行われる。ウエーハ1の研磨中に、ウエーハ1
の状態あるいは研磨条件などに応じて、加圧リング23
に加える加圧力を調整することによって、ウエーハ1の
周縁部におけるウエーハ1と研磨布2との間の接触圧力
分布の均一性を改善することができる。
On the periphery of the top ring 6, the wafer 1
A pressure ring 23 is disposed along the outer periphery of the pressure ring. Behind the pressure ring 23, a piston 25 for pressure is provided. A plurality of (preferably about 3 to 12) pistons 25 for pressurization are arranged in the circumferential direction. The pressurizing piston 25 may be a single ring-shaped piston. A working fluid (for example, air) is supplied to each of the pistons 25 via a hose 27. By controlling the pressing force by the piston 25, the pressing pressure of the pressing ring 23 against the polishing pad 2 is adjusted. During polishing of wafer 1, wafer 1
Pressure ring 23 in accordance with the state of
The uniformity of the contact pressure distribution between the wafer 1 and the polishing pad 2 at the peripheral portion of the wafer 1 can be improved by adjusting the pressure applied to the wafer.

【0021】なお、ウエーハ1の研磨以外のときには、
ホース27を介して各ピストン25に負圧を与えること
により加圧リング23を上方に後退させて、ウエーハ1
のチャック動作あるいはアンチャック動作の邪魔になら
ない様にすることができる。
Incidentally, at times other than the polishing of the wafer 1,
By applying a negative pressure to each piston 25 via the hose 27, the pressure ring 23 is retracted upward, and the wafer 1
Can be prevented from obstructing the chucking operation or the unchucking operation of the above.

【0022】ウエーハ1の外周と加圧リング23との間
には、複数本のガイドピン21が配置されている。この
例では、ガイドピン21は、ウエーハ1の外周に沿って
等間隔で3本設けられている。
A plurality of guide pins 21 are arranged between the outer periphery of the wafer 1 and the pressure ring 23. In this example, three guide pins 21 are provided at equal intervals along the outer periphery of the wafer 1.

【0023】図2の下面図に示す様に、加圧リング23
の内周面には、等間隔で3個所に板厚方向の溝が形成さ
れ、これらの溝の中にガイドピン21が収容されてい
る。ウエーハ1は、これらのガイドピン21によって水
平方向(ウエーハ1の表面に対して平行方向)の動きが
外周から拘束され、位置決めされる。これによって、ウ
エーハ1の外周と加圧リング23の内周との間隔Cが一
定に保たれる。なお、間隔Cの値が大きくなるに従っ
て、ウエーハ1と研磨布2との間の接触面圧に対する加
圧リング23による調整効果が低下するので、間隔Cの
値は、ウエーハ1のハンドリングに支障が無い範囲でで
きるだけ小さい方が望ましい。
As shown in the bottom view of FIG.
On the inner peripheral surface of the device, grooves in the plate thickness direction are formed at three places at equal intervals, and the guide pins 21 are accommodated in these grooves. The movement of the wafer 1 in the horizontal direction (the direction parallel to the surface of the wafer 1) is restricted from the outer periphery by the guide pins 21 and is positioned. As a result, the distance C between the outer circumference of the wafer 1 and the inner circumference of the pressure ring 23 is kept constant. In addition, as the value of the interval C increases, the adjustment effect of the pressure ring 23 on the contact surface pressure between the wafer 1 and the polishing pad 2 decreases, so that the value of the interval C hinders the handling of the wafer 1. It is desirable to be as small as possible within the range not present.

【0024】ガイドピン21の先端部には先細のテーパ
が形成され(図3の部分断面図参照)、ウエーハ1が円
滑にガイドピン21によって導かれて、位置決めされる
様になっている。なお、ガイドピン21は、ウエーハ1
の水平方向の動きを拘束するが、上下方向(板厚方向)
の動きの妨げにならない様に、ガイドピン21とウエー
ハ1の外周との間に僅かな隙間が確保される様に、その
配置が設定されている。
A tapered taper is formed at the tip of the guide pin 21 (see the partial sectional view of FIG. 3), so that the wafer 1 is smoothly guided by the guide pin 21 and positioned. Note that the guide pin 21 is attached to the wafer 1
In the horizontal direction, but in the vertical direction (thickness direction)
The arrangement is set such that a slight gap is secured between the guide pin 21 and the outer periphery of the wafer 1 so as not to hinder the movement of the wafer 1.

【0025】なお、ガイドピン21を、ウエーハ1の径
方向に開閉可能とすることもできる。
The guide pin 21 can be opened and closed in the radial direction of the wafer 1.

【0026】このポリッシングヘッドの場合、ウエーハ
搬送、チャックあるいはアンチャックなどの動作の際、
加圧リング23をウエーハ1よりも上方に後退させて
も、ウエーハ1の水平方向の位置は、ガイドピン21に
よって位置決めされているので、ウエーハ1の安定した
ハンドリングが可能である。
In the case of this polishing head, during operations such as wafer transfer, chucking and unchucking,
Even if the pressure ring 23 is retracted above the wafer 1, the wafer 1 can be handled stably because the horizontal position of the wafer 1 is determined by the guide pins 21.

【0027】図3に、ウエーハ1の周縁部近傍におけ
る、ウエーハ1及び加圧リング23と研磨布2との間の
接触圧力の分布を示す。接触圧力は、加圧リング23の
周縁部で急激に高くなり、加圧リング23の内周部近傍
では一定になって安定する。これによって、ウエーハ1
の面内では接触圧力の分布が均一になり、研磨速度が一
定になり、研磨精度が改善される。この結果、ウエーハ
1の周縁部近傍からも良品のチップが採れる様になり、
そのウエーハ1から生産される製品の歩留りが向上す
る。
FIG. 3 shows the distribution of the contact pressure between the polishing pad 2 and the wafer 1 and the pressure ring 23 in the vicinity of the periphery of the wafer 1. The contact pressure increases rapidly at the peripheral edge of the pressure ring 23 and becomes constant and stable near the inner peripheral portion of the pressure ring 23. Thereby, the wafer 1
In the plane, the distribution of the contact pressure becomes uniform, the polishing rate becomes constant, and the polishing accuracy is improved. As a result, good chips can be obtained from the vicinity of the periphery of the wafer 1,
The yield of products produced from the wafer 1 is improved.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明のポリッシングヘッドによれば、
ガイドピンを用いて、ワークの表面に対して平行な面内
での動きを拘束し、上記面内でのワークの位置決めをす
るとともに、加圧リングを用いて、ワークの周縁部近傍
におけるワークと研磨布との間の接触圧力の分布の調整
を行っている。ガイドピンを用いることによって、ワー
クの位置決めを精密に行うことができるので、ワークの
外周と加圧リングの内周との間の間隔を、ガイドピンを
使用せずに加圧リングを用いて直接ワークの位置決めを
行う場合(従来の場合)と比較して、円周方向に均一に
且つ狭く設定することができる。
According to the polishing head of the present invention,
Using a guide pin, restrict the movement in a plane parallel to the surface of the work, position the work in the above-mentioned plane, and use a pressure ring to make contact with the work near the periphery of the work. The distribution of the contact pressure with the polishing cloth is adjusted. The use of guide pins allows precise positioning of the work, so the distance between the outer circumference of the work and the inner circumference of the pressure ring can be directly adjusted using the pressure ring without using the guide pins. As compared with the case where the work is positioned (conventional case), it can be set uniformly and narrowly in the circumferential direction.

【0029】この結果、ワークの周縁部近傍におけるワ
ークと研磨布との間の接触圧力の分布の変動幅を縮小さ
せ、ワークの面内での接触圧力分布の均一性を高めるこ
とができる。これによって、ワークの面内での研磨速度
の均一性を高め、研磨精度を向上させることができる。
As a result, the fluctuation range of the distribution of the contact pressure between the work and the polishing pad in the vicinity of the peripheral edge of the work can be reduced, and the uniformity of the distribution of the contact pressure in the plane of the work can be improved. As a result, the uniformity of the polishing rate in the plane of the work can be improved, and the polishing accuracy can be improved.

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

【図1】本発明に基づくポリッシングヘッドの構造を示
す軸方向断面図。
FIG. 1 is an axial sectional view showing the structure of a polishing head according to the present invention.

【図2】本発明に基づくポリッシングヘッドの下面図。FIG. 2 is a bottom view of the polishing head according to the present invention.

【図3】本発明に基づくポリッシングヘッドにおけるウ
エーハ周縁部近傍での接触圧力分布を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a contact pressure distribution in the vicinity of a peripheral portion of a wafer in a polishing head according to the present invention.

【図4】CMP装置の概略構成を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a CMP apparatus.

【図5】従来のCMP装置のポリッシングヘッドの構造
を示す軸方向断面図。
FIG. 5 is an axial sectional view showing a structure of a polishing head of a conventional CMP apparatus.

【図6】従来のポリッシングヘッドにおけるウエーハ周
縁部近傍での接触圧力分布を示す図。
FIG. 6 is a view showing a contact pressure distribution in the vicinity of a peripheral portion of a wafer in a conventional polishing head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・ウエーハ(ワーク)、 2・・・研磨布、 3・・・ターンテーブル、 4・・・駆動軸、 5・・・ポリッシングヘッド、 6・・・トップリング、 7・・・駆動軸、 8・・・バッキングパッド、 9・・・加圧リング、 13・・・給排気経路、 14・・・空胴部、 15・・・給排気孔、 17・・・Oリング、 11・・・研磨剤供給ノズル、 21・・・ガイドピン、 23・・・加圧リング、 25・・・ピストン、 27・・・ホース、 28・・・Oリング、 30・・・ドレッシングヘッド、 31・・・ドレッサ、 32・・・駆動軸。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wafer (work), 2 ... Polishing cloth, 3 ... Turntable, 4 ... Drive shaft, 5 ... Polishing head, 6 ... Top ring, 7 ... Drive shaft 8 backing pad 9 pressure ring 13 supply / exhaust passage 14 cavity / cavity 15 supply / exhaust hole 17 O-ring 11 Abrasive supply nozzle, 21: guide pin, 23: pressure ring, 25: piston, 27: hose, 28: O-ring, 30: dressing head, 31 ...・ Dresser, 32 ... Drive shaft.

フロントページの続き (72)発明者 笠原 章裕 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Fターム(参考) 3C058 AA07 AA09 AA12 AB04 CB03 DA17 Continuing from the front page (72) Inventor Akihiro Kasahara 1 Toshiba R & D Center, Komukai Toshiba-cho, Saitama-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa F term (reference) 3C058 AA07 AA09 AA12 AB04 CB03 DA17

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 円板上のワークの表面を、ターンテーブ
ル上に装着された研磨布に対して押し付けて表面の研磨
を行うポリッシング装置で、ワークを保持する機構とし
て使用されるポリッシングヘッドにおいて、 バッキングパッド8を介して、その下面にワークを吸着
する円板上のトップリングと、 ワークの外周に沿う様にトップリングの下面に設けら
れ、内周面の少なくとも3箇所に板厚方向の溝が形成さ
れ、研磨布に対して押し付けられる加圧リングと、 前記各溝の中にそれぞれ配置され、トップリングの下面
から突出し、表面に対して平行な面内でのワークの動き
をワークの外周から拘束するガイドピンと、 を備えたことを特徴とするポリッシングヘッド。
1. A polishing head used as a mechanism for holding a workpiece by a polishing apparatus for polishing the surface by pressing the surface of the workpiece on a disc against a polishing cloth mounted on a turntable. A top ring on a disk which adsorbs the work on the lower surface thereof via a backing pad 8; and a bottom surface of the top ring provided on the lower surface of the top ring along the outer periphery of the work. Is formed and pressed against the polishing cloth; and a pressure ring disposed in each of the grooves, protrudes from the lower surface of the top ring, and moves the work in a plane parallel to the surface to the outer periphery of the work. And a guide pin for restraining the polishing head.
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