JP2001260011A - Wafer polishing head and polishing device using it - Google Patents

Wafer polishing head and polishing device using it

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JP2001260011A
JP2001260011A JP2000073092A JP2000073092A JP2001260011A JP 2001260011 A JP2001260011 A JP 2001260011A JP 2000073092 A JP2000073092 A JP 2000073092A JP 2000073092 A JP2000073092 A JP 2000073092A JP 2001260011 A JP2001260011 A JP 2001260011A
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JP
Japan
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wafer
polishing
head
intermediate member
subcarrier
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Withdrawn
Application number
JP2000073092A
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Japanese (ja)
Inventor
Tatsunobu Kobayashi
達宜 小林
Hiroshi Tanaka
弘志 田中
Etsuro Morita
悦郎 森田
Seishi Harada
晴司 原田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Silicon Corp
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Silicon Corp
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wafer polishing head and a polishing device, capable of being easily maintained, capable of improving operating rates and capable of stabilizing machining precision of a wafer. SOLUTION: A wafer polishing head 31 is provided with a head main body 12 composed of a top plate part 13 and a peripheral wall part 14 formed into a cylindrical shape, a diaphragm 15 made of an elastic material stretched in the head main body 12, a sub carrier 36 to be floatingly supported by the diaphragm 15, and a retainer ring 37 (a floating part 38). An intermediate member 32 having rigidity is interposed between the diaphragm 15 and the floating part 38. The floating part 38 is detachably attached to the intermediate member 32.

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、半導体ウェーハな
どのウェーハ表面を研磨する装置に用いられるウェーハ
研磨用ヘッド及びこれを用いた研磨装置に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a wafer polishing head used for an apparatus for polishing a surface of a wafer such as a semiconductor wafer, and a polishing apparatus using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体製造装置の高集積化に伴う
パターンの微細化が進んでおり、特に多層構造の微細な
パターンの形成が容易かつ確実に行われるために、パタ
ーンが形成される半導体ウェーハ自体及びパターンを形
成する過程における半導体ウェーハの表面を極力平坦化
させることが重要となってきている。例えば、パターン
の形成は光リソグラフィを用いて行っているが、パター
ンが微細化するにつれて光リソグラフィの焦点深度は浅
くなる。そして、パターンの精度を確保するため、また
露光時の焦点調節を容易にするためには、ウェーハ表面
での凹凸の差を焦点深度以下に納められるようにするこ
と(平坦化すること)が要求される。また、ベアウェー
ハの研磨においても、ウェーハの大径化に伴い、平坦化
への要求が厳しくなってきている。その場合、半導体ウ
ェーハ(以下、単にウェーハという)の表面を研磨する
ために平坦化の度合いが高い化学的機械的研磨法(CM
P法)が脚光を浴びている。
2. Description of the Related Art In recent years, patterns have been miniaturized in accordance with high integration of semiconductor manufacturing apparatuses. In particular, since a fine pattern having a multilayer structure can be easily and reliably formed, a semiconductor on which a pattern is formed is formed. It has become important to flatten the surface of the semiconductor wafer as much as possible in the process of forming the wafer itself and the pattern. For example, a pattern is formed using optical lithography, but as the pattern becomes finer, the depth of focus of optical lithography becomes shallower. In order to ensure pattern accuracy and facilitate focus adjustment during exposure, it is necessary that the difference in unevenness on the wafer surface be kept below the depth of focus (flattening). Is done. Also, in the polishing of bare wafers, the demand for flattening has become stricter as the diameter of wafers has increased. In this case, in order to polish the surface of a semiconductor wafer (hereinafter, simply referred to as a wafer), a chemical mechanical polishing method (CM
P method) is in the spotlight.

【0003】CMP法とは、SiO2を用いたアルカリ
性スラリーやSeO2を用いた中性スラリー、あるいは
Al23を用いた酸性スラリー、砥粒剤等を用いたスラ
リー等(以下、これらを総称して砥粒剤という)を用い
て化学的・機械的にウェーハ表面を研磨し、平坦化する
方法である。そして、CMP法を用いてウェーハの表面
を研磨する装置としては、例えば次のような研磨装置が
知られている。
The CMP method refers to an alkaline slurry using SiO 2 , a neutral slurry using SeO 2 , an acidic slurry using Al 2 O 3 , a slurry using abrasives, etc. This is a method in which the wafer surface is chemically and mechanically polished and flattened using an abrasive. As an apparatus for polishing the surface of a wafer using the CMP method, for example, the following polishing apparatus is known.

【0004】この研磨装置1は、図5の要部拡大斜視図
に概略的に示すように、中心軸2に取り付けられた円板
状の回転テーブル3(プラテン)上に例えば硬質ウレタ
ンからなる研磨パッド4が設けられ、この研磨パッド4
に対向してかつ研磨パッド4の中心軸2から偏心した位
置に、自転可能なウェーハ研磨用ヘッド5が配設されて
いるものである。
As shown schematically in an enlarged perspective view of a main part of FIG. 5, this polishing apparatus 1 is a polishing table made of, for example, hard urethane on a disk-shaped rotary table 3 (platen) attached to a center shaft 2. The polishing pad 4 is provided.
A rotatable wafer polishing head 5 is disposed at a position eccentric to the center axis 2 of the polishing pad 4 so as to face the wafer.

【0005】ウェーハ研磨用ヘッド5は、例えば図6の
正断面図に示すように、天板部13と天板部13の外周
下方に設けられた筒状の周壁部14とからなるヘッド本
体12と、ヘッド本体12内に張られたダイヤフラム1
5と、ダイヤフラム15とヘッド本体12との間に形成
される流体室24内の圧力(例えば空気圧等)を調整す
る圧力調整機構28と、ダイヤフラム15に固定されこ
のダイヤフラム15とともにヘッド軸線方向に変位可能
に設けられ、ウェーハWの一面を保持するためのサブキ
ャリア16と、ダイヤフラム15に、サブキャリア16
の外周面とヘッド本体12の内壁面との間に位置するよ
うに設けられてヘッド軸線方向に変位可能とされ、研磨
時には研磨パッド4に当接し、ウェーハWの周囲を押さ
えて係止するリテーナリング17とを備えている。ここ
で、ダイヤフラム15は、例えば繊維補強ゴムなどの可
撓性を有する部材によって構成される。また、圧力調整
機構28は、流体室24内の圧力すなわちダイヤフラム
15とともに変位するサブキャリア16をヘッド軸線方
向に変位させる力を調節して、サブキャリア16に保持
されるウェーハWを研磨パッド4に当接させる圧力を研
磨に適した範囲内に調節するためのものである。
As shown in the front sectional view of FIG. 6, for example, the wafer polishing head 5 has a head body 12 comprising a top plate portion 13 and a cylindrical peripheral wall portion 14 provided below the outer periphery of the top plate portion 13. And the diaphragm 1 stretched in the head body 12
5, a pressure adjusting mechanism 28 that adjusts the pressure (for example, air pressure) in the fluid chamber 24 formed between the diaphragm 15 and the head main body 12, and is fixed to the diaphragm 15 and displaced in the head axis direction together with the diaphragm 15. And a subcarrier 16 for holding one surface of the wafer W, and a subcarrier 16
Is provided so as to be positioned between the outer peripheral surface of the head body 12 and the inner wall surface of the head body 12 and is displaceable in the head axis direction. And a ring 17. Here, the diaphragm 15 is formed of a flexible member such as fiber reinforced rubber. Further, the pressure adjusting mechanism 28 adjusts the pressure in the fluid chamber 24, that is, the force for displacing the subcarrier 16 displaced together with the diaphragm 15 in the head axis direction, so that the wafer W held by the subcarrier 16 is applied to the polishing pad 4. This is for adjusting the contact pressure within a range suitable for polishing.

【0006】このように、サブキャリア16とリテーナ
リング17とは、ダイヤフラム15によってヘッド本体
12に対してフローティング支持されるフローティング
部18とされている。すなわち、これらフローティング
部18は、ダイヤフラム15が流体室24内の加圧空気
の圧力または研磨パッド4からフローティング部18が
受ける当接圧力を受けて変形することで、ダイヤフラム
15の変形に伴って位置変位可能に支持されている。
As described above, the subcarrier 16 and the retainer ring 17 form a floating portion 18 which is floatingly supported by the diaphragm 15 with respect to the head main body 12. That is, the floating portions 18 are deformed by the pressure of the pressurized air in the fluid chamber 24 or the contact pressure received by the floating portions 18 from the polishing pad 4, so that the diaphragm 15 is deformed by the deformation of the diaphragm 15. It is displaceably supported.

【0007】ここで、周壁部14の内壁の下部には、全
周にわたって段部14aが形成されている。そして、ダ
イヤフラム15は、その外周部を、段部14aの上面
と、円環形状をなすダイヤフラム固定リング25との間
に挟み込んだ状態で、ダイヤフラム固定ボルト25aに
よってダイヤフラム固定リング25ごと段部14aに螺
着されることで、ヘッド本体12に取り付けられてい
る。そして、サブキャリア16及びリテーナリング17
は、それぞれダイヤフラム15の上面に配置されるサブ
キャリア固定リング26及びリテーナリング固定リング
27に対して、間にダイヤフラム15を挟み込んだ状態
でそれぞれサブキャリア固定ボルト26a、リテーナリ
ング固定ボルト27aによって螺着されることで、ダイ
ヤフラム15の下面に取り付けられている。なお、これ
らダイヤフラム固定ボルト25a、サブキャリア固定ボ
ルト26a、リテーナリング固定ボルト27aは、ダイ
ヤフラム15に設けられたボルト挿通孔hを通じてダイ
ヤフラム15の上下に挿通されている。
Here, a step portion 14a is formed over the entire circumference at the lower portion of the inner wall of the peripheral wall portion 14. Then, the diaphragm 15 is sandwiched between the upper surface of the step 14a and the diaphragm fixing ring 25 having an annular shape, and the diaphragm 15 is fixed to the step 14a together with the diaphragm fixing ring 25 by the diaphragm fixing bolt 25a. It is attached to the head main body 12 by being screwed. Then, the subcarrier 16 and the retaining ring 17
Are screwed to a subcarrier fixing ring 26 and a retainer ring fixing ring 27 respectively disposed on the upper surface of the diaphragm 15 with a subcarrier fixing bolt 26a and a retainer ring fixing bolt 27a sandwiching the diaphragm 15 therebetween. As a result, it is attached to the lower surface of the diaphragm 15. The diaphragm fixing bolt 25a, the subcarrier fixing bolt 26a, and the retainer ring fixing bolt 27a are inserted above and below the diaphragm 15 through bolt insertion holes h provided in the diaphragm 15.

【0008】このように構成されるウェーハ研磨用ヘッ
ド5は、図示せぬアームによって上端を保持された状態
で、その下部すなわちヘッド先端部でウェーハWを保持
して研磨パッド4に当接させるものである。そして、ウ
ェーハWの研磨に際して、例えば上述した砥粒剤Sが研
磨パッド4上に供給されているため、砥粒剤Sがウェー
ハ研磨用ヘッド5に保持されたウェーハWと研磨パッド
4との間に流動して、ウェーハ研磨用ヘッド5に保持さ
れたウェーハWが自転し、同時に研磨パッド4が中心軸
2を中心として回転するために、研磨パッド4でウェー
ハWの一面が研磨される。
The thus configured wafer polishing head 5 holds the wafer W at its lower end, that is, at the tip of the head, and contacts the polishing pad 4 with the upper end held by an arm (not shown). It is. When the wafer W is polished, for example, the above-mentioned abrasive S is supplied onto the polishing pad 4, so that the abrasive S is placed between the wafer W held by the wafer polishing head 5 and the polishing pad 4. Then, the wafer W held by the wafer polishing head 5 rotates, and at the same time, the polishing pad 4 rotates around the central axis 2, so that one surface of the wafer W is polished by the polishing pad 4.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
CMP法を用いる研磨装置1のウェーハ研磨用ヘッド5
においては、研磨を続けることで、例えばサブキャリア
16とリテーナリング17の間、リテーナリング17と
ヘッド本体12の周壁部14との間などに砥粒剤Sが侵
入し、この砥粒剤Sが乾燥したり、研磨時に生じる摩擦
熱等によって変質するなどして固化またはゲル化し、固
形物またはそれに準じる半固形物を生じさせる。このよ
うにして生じた固形物または半固形物は、ウェーハ研磨
用ヘッド5から研磨パッド4上に流出するとウェーハW
にスクラッチ等の損傷を生じさせたり、研磨レートを悪
化させたり、均一な研磨を阻害する原因となるので、砥
粒剤Sを除去するために、ウェーハ研磨用ヘッド5を定
期的に洗浄している。また、ウェーハ研磨用ヘッド5を
構成する部品のうち、例えばリテーナリング17は、研
磨時に常に研磨パッド4に当接されて損耗する消耗品で
ある。このように、ウェーハ研磨用ヘッド5の洗浄や部
品交換、各部の調整などのメンテナンスを行う際には、
サブキャリア16及びリテーナリング17をウェーハ研
磨用ヘッド5から取り外す必要が生じる。
The wafer polishing head 5 of the polishing apparatus 1 using such a CMP method.
In this case, by continuing the polishing, the abrasive S penetrates into, for example, between the subcarrier 16 and the retainer ring 17, between the retainer ring 17 and the peripheral wall portion 14 of the head main body 12, and the abrasive S It solidifies or gels by drying or being transformed by frictional heat or the like generated during polishing to produce a solid or a semi-solid equivalent thereto. The solids or semi-solids thus generated flow out of the wafer polishing head 5 onto the polishing pad 4 when the wafer W
In order to remove the abrasive S, the wafer polishing head 5 is periodically cleaned to cause damage such as scratches, to deteriorate the polishing rate, and to inhibit uniform polishing. I have. Further, among the components constituting the wafer polishing head 5, for example, the retainer ring 17 is a consumable that is constantly in contact with the polishing pad 4 during polishing and is worn. As described above, when performing maintenance such as cleaning of the wafer polishing head 5, replacement of parts, and adjustment of each part,
It becomes necessary to remove the subcarrier 16 and the retainer ring 17 from the wafer polishing head 5.

【0010】しかし、これらサブキャリア16及びリテ
ーナリング17は前述したようにダイヤフラム15の上
面に配置されるサブキャリア固定リング26、リテーナ
リング固定リング27に螺着されているので、ウェーハ
研磨用ヘッド5から取り外すには、一旦ウェーハ研磨用
ヘッド5を分解する必要がある。このためメンテナンス
作業に時間がかかり、研磨装置1の稼働率が頭打ちとな
っているのが現状である。ここで、ウェーハ研磨用ヘッ
ド5ごと交換すれば、メンテナンスに要する時間を短縮
することができるが、この場合には予備のウェーハ研磨
用ヘッド5を用意しておく必要があり、特にウェーハ研
磨用ヘッド5を複数備える研磨装置においてはコストア
ップの要因となる。また、ダイヤフラム15に再びこれ
らフローティング部18を取り付ける際に、流体室24
の気密を確保してフローティング部18のフローティン
グ支持を良好にするために、サブキャリア固定ボルト2
6a、リテーナリング固定ボルト27aの締めつけを十
分に行って、ダイヤフラム15のボルト挿通孔hからの
流体の流出を防止している。しかし、ダイヤフラム15
は可撓性を有しているので、サブキャリア固定ボルト2
6a、リテーナリング固定ボルト27aを締めつけるこ
とで歪みが生じたり、サブキャリア16、リテーナリン
グ17が最初に設定した組付位置からずれてしまう。そ
して、サブキャリア16、リテーナリング17の組付精
度は、作業者や作業条件によって異なってくるので、こ
れらの組付精度を一定とすることは困難で、ウェーハW
の加工精度を安定させることが困難となっているのが現
状である。
However, since the subcarrier 16 and the retainer ring 17 are screwed to the subcarrier fixing ring 26 and the retainer ring fixing ring 27 arranged on the upper surface of the diaphragm 15 as described above, the wafer polishing head 5 In order to remove the wafer polishing head, it is necessary to temporarily disassemble the wafer polishing head 5. For this reason, maintenance work takes time, and the operating rate of the polishing apparatus 1 has reached a plateau at present. Here, if the entire wafer polishing head 5 is replaced, the time required for maintenance can be reduced, but in this case, it is necessary to prepare a spare wafer polishing head 5, and in particular, the wafer polishing head In a polishing apparatus provided with a plurality of polishing tools 5, the cost increases. Also, when these floating portions 18 are attached to the diaphragm 15 again, the fluid chamber 24
The subcarrier fixing bolt 2
6a, the retainer ring fixing bolt 27a is sufficiently tightened to prevent the fluid from flowing out from the bolt insertion hole h of the diaphragm 15. However, diaphragm 15
Is flexible, so that the subcarrier fixing bolt 2
6a, tightening the retainer ring fixing bolt 27a causes distortion, or the subcarrier 16 and the retainer ring 17 are displaced from the initially set assembling position. Since the mounting accuracy of the subcarrier 16 and the retainer ring 17 varies depending on the operator and the working conditions, it is difficult to make these mounting accuracy constant, and the wafer W
At present, it is difficult to stabilize the processing accuracy of steel.

【0011】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、メンテナンスが容易で、稼働率を向上させる
ことができるウェーハ研磨用ヘッド及び研磨装置を提供
することを目的とする。また、ウェーハの加工精度を安
定させることができるウェーハ研磨用ヘッド及び研磨装
置を提供することも目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to provide a wafer polishing head and a polishing apparatus which are easy to maintain and can improve the operation rate. It is another object of the present invention to provide a wafer polishing head and a polishing apparatus capable of stabilizing the processing accuracy of a wafer.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の請求項1記載のウェーハ研磨用ヘッドにお
いては、プラテン上に貼付された研磨パッドにウェーハ
の一面を当接させてこれらを相対移動させることで前記
ウェーハを研磨する研磨装置に用いられて、前記ウェー
ハを保持して前記研磨パッドに当接させるウェーハ研磨
用ヘッドであって、天板部と該天板部の外周下方に設け
られた筒状の周壁部とからなるヘッド本体と、前記ヘッ
ド本体内に張られたダイヤフラムと、該ダイヤフラム
に、このダイヤフラムとともに前記ヘッド軸線方向に変
位可能に設けられて前記ウェーハを保持するフローティ
ング部と、前記ヘッド本体と前記フローティング部との
間の、前記ダイヤフラムによって外部と仕切られてなる
第一の流体室の内圧を調整する第一の圧力調整機構とを
備え、前記ダイヤフラムと前記フローティング部との間
には剛性を有する中間部材が介装され、前記フローティ
ング部は、前記中間部材に対して着脱可能にして取り付
けられていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, in a wafer polishing head according to the present invention, one surface of a wafer is brought into contact with a polishing pad attached on a platen. A wafer polishing head that is used in a polishing apparatus that polishes the wafer by moving the wafer relative to each other, and holds the wafer and makes contact with the polishing pad. A head body comprising a cylindrical peripheral wall provided in the head body, a diaphragm stretched in the head body, and provided on the diaphragm so as to be displaceable in the head axis direction together with the diaphragm to hold the wafer. The internal pressure of the first fluid chamber, which is separated from the outside by the diaphragm between the floating portion and the head body and the floating portion. A first pressure adjusting mechanism for adjusting, a rigid intermediate member is interposed between the diaphragm and the floating portion, and the floating portion is detachably attached to the intermediate member. It is characterized by having.

【0013】このように構成されるウェーハ研磨用ヘッ
ドにおいては、フローティング部が中間部材を介してダ
イヤフラムに取り付けられており、またフローティング
部は中間部材に着脱可能に取り付けられているので、ウ
ェーハ研磨用ヘッド全体を分解することなく、フローテ
ィング部の着脱が可能となる。また、中間部材が剛性を
有しているので、従来のようにフローティング部を可撓
性を有するダイヤフラムに直接組付ける場合に比べて、
フローティング部の組付精度が安定する。そして、ダイ
ヤフラムに対する中間部材の組付精度を確保しておけ
ば、フローティング部を再度装着する際にも簡単な調整
だけでフローティング部の組付精度を確保することが可
能となる。また、例えばヘッド本体と中間部材との間の
空間を、ダイヤフラムによって外部と仕切ってこれを流
体室とし、フローティング部が流体室の形成に関与しな
い構造とすれば、ダイヤフラムへの中間部材の組付で
は、流体室の気密性を確保することを重視し、中間部材
へのフローティング部の組付は、フローティング部の組
付精度を確保することを重視して行うことが可能とな
る。また、中間部材は、フローティング部のヘッド軸線
方向の位置を調節するスペーサとしても用いることがで
きる。すなわち、中間部材を厚みの異なる中間部材と交
換することで、例えば研磨するウェーハの厚みに合わせ
て、ヘッド本体に対するフローティング部のヘッド軸線
方向の位置を変えて、フローティング部のウェーハ保持
位置の調整を行うことができるので、厚みの異なるウェ
ーハを研磨する際にも調整を容易に行うことができる。
In the wafer polishing head constructed as above, the floating portion is attached to the diaphragm via the intermediate member, and the floating portion is detachably attached to the intermediate member. The floating portion can be attached and detached without disassembling the entire head. In addition, since the intermediate member has rigidity, compared to the case where the floating portion is directly assembled to the flexible diaphragm as in the related art,
Stable assembly accuracy of the floating part. If the accuracy of assembling the intermediate member with respect to the diaphragm is secured, it is possible to secure the accuracy of assembling the floating portion with only a simple adjustment when the floating portion is mounted again. Also, for example, if the space between the head body and the intermediate member is partitioned from the outside by a diaphragm to form a fluid chamber and the floating portion does not participate in the formation of the fluid chamber, the intermediate member is assembled to the diaphragm. Thus, it is possible to attach importance to ensuring the airtightness of the fluid chamber and attach the floating portion to the intermediate member with an emphasis on ensuring the assembly accuracy of the floating portion. The intermediate member can also be used as a spacer for adjusting the position of the floating portion in the head axis direction. That is, by replacing the intermediate member with an intermediate member having a different thickness, for example, the position of the floating portion with respect to the head body in the head axis direction is changed according to the thickness of the wafer to be polished, and the adjustment of the wafer holding position of the floating portion is performed. Therefore, the adjustment can be easily performed even when polishing wafers having different thicknesses.

【0014】請求項2記載のウェーハ研磨用ヘッドにお
いては、前記フローティング部が、サブキャリアと、該
サブキャリアの外周部分に取り付けられて、前記ウェー
ハ研磨時には研磨パッドに当接し、前記ウェーハの周囲
をおさえて係止するリテーナリングとを有しており、前
記サブキャリアの下面には、可撓性を有し、前記サブキ
ャリアの下面との間に第二の流体室を形成するとともに
下面で前記ウェーハを受ける膜体が設けられ、前記サブ
キャリアには、前記第二の流体室内の圧力を調整して前
記ウェーハを前記研磨パッドに向けて押圧する力を調整
する第二の圧力調整機構が接続されていることを特徴と
する。
According to a second aspect of the present invention, in the head for polishing a wafer, the floating portion is attached to a sub-carrier and an outer peripheral portion of the sub-carrier, and abuts on a polishing pad during the polishing of the wafer. And a retainer ring for holding down and holding, wherein the lower surface of the subcarrier has flexibility and forms a second fluid chamber between the lower surface of the subcarrier and the lower surface of the subcarrier. A film body for receiving a wafer is provided, and the subcarrier is connected to a second pressure adjusting mechanism that adjusts a pressure in the second fluid chamber to adjust a force pressing the wafer toward the polishing pad. It is characterized by having been done.

【0015】このように構成されるウェーハ研磨用ヘッ
ドにおいては、サブキャリアの下面には、ウェーハを受
ける膜体が設けられており、これらの間には第二の流体
室が形成されている。そして第二の流体室内の圧力を第
二の圧力調整機構によって調節することで、ウェーハを
研磨パッドに向けて押圧する力を調整するようになって
いる。すなわち、このウェーハ保持ヘッドに保持される
ウェーハは、膜体によってフローティング支持されるよ
うになっているので、リテーナリングがサブキャリアに
固定されていてサブキャリアに対してフローティング支
持されていない構造でも、リテーナリングとウェーハと
を独立してフローティング支持することができ、ウェー
ハの研磨を良好に行うことができる。ここで、従来のウ
ェーハ研磨用ヘッドでは、ヘッド本体に対してサブキャ
リアとリテーナリングをダイヤフラムによってフローテ
ィング支持する関係上、サブキャリアとリテーナリン
グ、リテーナリングとヘッド本体との間には、外部に通
じる隙間が形成される。この隙間は、サブキャリアまた
はリテーナリングがヘッド軸線方向に変位する際のダイ
ヤフラムの変形によって容積が変化してその内圧が変化
するので、場合によっては研磨パッド上の砥粒剤やその
他の異物が隙間内に吸い込まれてしまう。またこの隙間
には毛細管現象によってもこれら異物が吸い込まれる。
そして、吸い込まれた砥粒剤やその他の異物が再び研磨
パッド上に吐き出されて、ウェーハにスクラッチ等の損
傷を生じさせる恐れがあった。本発明のウェーハ研磨用
ヘッドにおいては、リテーナリングをサブキャリアに対
してフローティング支持する構造が不要なので、研磨パ
ッドに面する部分からフローティング構造によって形成
される隙間(異物が吸い込まれる隙間)を少なくするこ
とができる。また、本発明のウェーハ研磨用ヘッドにお
いては、リテーナリングはサブキャリアに取り付けられ
ているので、ウェーハ研磨用ヘッドを分解せずにリテー
ナリングを交換することができる。
In the wafer polishing head configured as described above, a film receiving the wafer is provided on the lower surface of the subcarrier, and a second fluid chamber is formed between these films. Then, by adjusting the pressure in the second fluid chamber by the second pressure adjusting mechanism, the force for pressing the wafer toward the polishing pad is adjusted. That is, since the wafer held by the wafer holding head is adapted to be floating supported by the film body, even in a structure in which the retainer ring is fixed to the subcarrier and is not floating supported with respect to the subcarrier, The retainer ring and the wafer can be independently floating supported, and the wafer can be polished well. Here, in the conventional wafer polishing head, since the subcarrier and the retainer ring are floating supported by the diaphragm with respect to the head main body, the subcarrier and the retainer ring, and between the retainer ring and the head main body, communicate with the outside. A gap is formed. This gap may change its volume due to deformation of the diaphragm when the subcarrier or the retainer ring is displaced in the head axis direction, thereby changing its internal pressure.In some cases, abrasives or other foreign substances on the polishing pad may It will be sucked inside. These foreign substances are also sucked into this gap by capillary action.
Then, the sucked abrasive or other foreign matter is discharged again onto the polishing pad, and there is a possibility that the wafer may be damaged such as a scratch. In the wafer polishing head of the present invention, since a structure for floatingly supporting the retainer ring with respect to the subcarrier is not required, a gap (gap where foreign matter is sucked) formed by the floating structure from a portion facing the polishing pad is reduced. be able to. Further, in the wafer polishing head of the present invention, since the retainer ring is attached to the subcarrier, the retainer ring can be replaced without disassembling the wafer polishing head.

【0016】請求項3記載のウェーハ研磨用ヘッドにお
いては、前記中間部材が、前記フローティング部のヘッ
ド軸線方向の位置を調節するスペーサを兼ねており、前
記中間部材は、そのスペーサとなる部分の厚みを表示す
る表示部を有していることを特徴とする。このように構
成されるウェーハ研磨用ヘッドにおいては、中間部材
を、そのスペーサとなる部分の厚みの異なる中間部材と
交換することで、例えば研磨するウェーハの厚みに合わ
せて、フローティング部のウェーハ保持位置の調整をす
ることができる。そして、中間部材にスペーサとなる部
分の厚みを表示する表示部が設けられているので、フロ
ーティング部のセッティングを目視によって確認するこ
とができ、調整ミスを低減することができる。ここで、
表示部は中間部材の一部のみである必要はなく、例えば
中間部材の全面を表示部とすることができる。そして、
スペーサとなる部分の厚み(ヘッド本体とフローティン
グ部との間の距離やこれらの相対位置、もしくは対応す
るウェーハの厚みとして表すこともできる)は、数値や
目印の数、形状などで表したり、スペーサとなる部分の
厚みに応じて中間部材を色分けするなどして示すことが
できる。そして、この表示部を、中間部材においてウェ
ーハ研磨用ヘッドの外部に露出される部分(例えば後述
する張り出し部の外周面)に設けることで、フローティ
ング部のセッティングをより容易に確認することができ
る。
According to a third aspect of the present invention, in the wafer polishing head, the intermediate member also serves as a spacer for adjusting the position of the floating portion in the head axis direction, and the intermediate member has a thickness that serves as the spacer. Is displayed. In the wafer polishing head configured as described above, the intermediate member is replaced with an intermediate member having a different thickness in a portion serving as a spacer, for example, in accordance with the thickness of the wafer to be polished, the wafer holding position of the floating portion. Can be adjusted. And since the display part which displays the thickness of the part used as a spacer is provided in the intermediate member, the setting of the floating part can be visually confirmed, and the adjustment error can be reduced. here,
The display unit does not need to be only a part of the intermediate member. For example, the entire surface of the intermediate member can be used as the display unit. And
The thickness of the portion to be a spacer (which can also be expressed as the distance between the head body and the floating portion, their relative position, or the thickness of the corresponding wafer) can be expressed by numerical values, the number of marks, the shape, etc. The intermediate member can be indicated by color coding or the like according to the thickness of the portion to be formed. By providing the display portion on a portion of the intermediate member that is exposed to the outside of the wafer polishing head (for example, an outer peripheral surface of an overhang portion described below), the setting of the floating portion can be more easily confirmed.

【0017】請求項4記載のウェーハ研磨用ヘッドにお
いては、前記表示部に、前記スペーサとなる部分の厚み
を示すバーコードを有していることを特徴とする。この
ように構成されるウェーハ研磨用ヘッドにおいては、ス
ペーサとなる部分の厚みがバーコードによって表されて
おり、バーコードリーダを用いてウェーハ研磨用ヘッド
のセッティングの情報を容易に研磨装置の制御装置に容
易に入力することができる。これにより、例えば制御装
置によって現在の研磨条件とウェーハ研磨ヘッドのセッ
ティングを照合させることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the wafer polishing head, the display portion has a bar code indicating a thickness of a portion serving as the spacer. In the wafer polishing head configured as described above, the thickness of a portion serving as a spacer is represented by a barcode, and information on the setting of the wafer polishing head can be easily obtained using a barcode reader. Can be easily entered. Thereby, for example, the current polishing conditions and the setting of the wafer polishing head can be collated by the control device.

【0018】請求項5記載のウェーハ研磨用ヘッドにお
いては、前記中間部材が、前記ヘッド本体の外周側に張
り出す張り出し部を有しており、前記フローティング部
が、前記中間部材に対して、前記張り出し部の上面側か
らボルト止めされることによって取り付けられているこ
とを特徴とする。このように構成されるウェーハ研磨用
ヘッドにおいては、フローティング部が中間部材の張り
出し部に対してボルト止めによって取り付けられている
ので、ヘッド本体を分解することなくフローティング部
を容易に着脱することができる。また、フローティング
部が中間部材の張り出し部の上面側からボルト止めされ
るので、フローティング部を中間部材に固定するボルト
がウェーハ及び研磨パッドから離間され、またボルトと
研磨パッドとの間は中間部材の張り出し部によって遮ら
れているので、ウェーハ及び研磨パッドにボルト由来の
金属汚染(ボルトから溶けだした金属による汚染)が生
じにくくなる。また、フローティング構造によって形成
される隙間(フローティング部の移動に伴って容積が変
化する隙間)は中間部材とヘッド本体との間に形成され
ており、研磨パッドから離間されている。また、この隙
間の開口部と研磨パッドとの間は中間部材の張り出し部
によって遮られているので、隙間内に異物が吸い込まれ
にくくなる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the head for polishing a wafer, the intermediate member has a projecting portion projecting to an outer peripheral side of the head main body, and the floating portion is provided with respect to the intermediate member. It is characterized by being attached by bolting from the upper surface side of the overhang portion. In the wafer polishing head configured as described above, since the floating portion is attached to the overhang portion of the intermediate member by bolting, the floating portion can be easily attached and detached without disassembling the head body. . Further, since the floating portion is bolted from the upper surface side of the projecting portion of the intermediate member, bolts for fixing the floating portion to the intermediate member are separated from the wafer and the polishing pad, and between the bolt and the polishing pad is the intermediate member. Since the wafer and the polishing pad are shielded by the overhang, metal contamination due to bolts (contamination due to metal melted from the bolts) is less likely to occur. Further, a gap formed by the floating structure (a gap whose volume changes with the movement of the floating portion) is formed between the intermediate member and the head main body, and is separated from the polishing pad. Further, since the gap between the opening of the gap and the polishing pad is blocked by the projecting portion of the intermediate member, it is difficult for foreign substances to be sucked into the gap.

【0019】請求項6記載のウェーハ研磨用ヘッドにお
いては、前記中間部材が、前記ヘッド本体の外周側に張
り出す張り出し部を有しており、前記中間部材の張り出
し部の上面に、前記ヘッド本体と前記中間部材との間の
隙間を側方から覆うカバーが設けられていることを特徴
とする。このように構成されるウェーハ研磨用ヘッドに
おいては、カバーによってヘッド本体と中間部材との間
の隙間を側方から覆うことで、この隙間への砥粒剤やそ
の他の異物の侵入をさらに低減することができる。また
カバーを中間部材の外周側に張り出させずにすむため、
カバーを設けてもウェーハ研磨用ヘッドの外径を大きく
せずにすみ、設置スペースを小さくすることができる。
また、張り出し部にカバーが設けられることによってこ
の隙間内への空気の出入り口は上方に向くこととなり、
さらに異物を吸い込みにくくなるとともに、もしカバー
によって覆われる空間内に異物を吸い込んだとしても異
物が重力によってカバーに覆われる空間内に向けて引き
戻されるので、異物が外部に吐き出されにくくなる。そ
して、例えば中間部材にフローティング部をボルト止め
している場合、このカバーによってボルトを覆うこと
で、ボルト由来の金属汚染をさらに効果的に低減するこ
とができる。
7. The wafer polishing head according to claim 6, wherein the intermediate member has a projecting portion projecting to an outer peripheral side of the head body, and the head body is provided on an upper surface of the projecting portion of the intermediate member. A cover for covering a gap between the first member and the intermediate member from a side. In the wafer polishing head configured as described above, the gap between the head main body and the intermediate member is covered from the side by the cover, thereby further reducing the invasion of the abrasive or other foreign matter into the gap. be able to. Also, since the cover does not protrude to the outer peripheral side of the intermediate member,
Even if the cover is provided, the outer diameter of the wafer polishing head does not need to be increased, and the installation space can be reduced.
In addition, by providing a cover on the overhanging portion, the entrance and exit of air into this gap will face upward,
Furthermore, it is difficult to suck in the foreign matter, and even if the foreign matter is sucked into the space covered by the cover, the foreign matter is pulled back toward the space covered by the cover by gravity, so that the foreign matter is hardly discharged to the outside. And, for example, when the floating portion is bolted to the intermediate member, covering the bolt with this cover can further effectively reduce metal contamination due to the bolt.

【0020】請求項7記載のウェーハ研磨用ヘッドにお
いては、前記フローティング部が、サブキャリアと、該
サブキャリアの外周部分に取り付けられて、ウェーハ研
磨時には前記研磨パッドに当接し、前記ウェーハの周囲
をおさえて係止するリテーナリングとを有しており、前
記リテーナリングは、前記サブキャリアに対して、該サ
ブキャリアの上面側からボルト止めされることによって
取り付けられていることを特徴とする。このように構成
されるウェーハ研磨用ヘッドにおいては、リテーナリン
グがサブキャリアの上面側からボルト止めされるので、
リテーナリングをサブキャリアに固定するボルトが研磨
パッドから離間され、またボルトと研磨パッドとの間は
サブキャリアによって遮られているので、ボルト由来の
金属汚染を低減することができる。また、サブキャリア
の上面において、リテーナリングを固定するボルトが中
間部材によって覆われる構造とすることで、さらにボル
ト由来の金属汚染を低減することができる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the wafer polishing head, the floating portion is attached to a sub-carrier and an outer peripheral portion of the sub-carrier, and abuts on the polishing pad at the time of polishing the wafer. And a retainer ring for holding down the retainer ring, wherein the retainer ring is attached to the subcarrier by being bolted from an upper surface side of the subcarrier. In the wafer polishing head configured as described above, since the retainer ring is bolted from the upper surface side of the subcarrier,
Since the bolt for fixing the retainer ring to the subcarrier is separated from the polishing pad, and the space between the bolt and the polishing pad is blocked by the subcarrier, metal contamination due to the bolt can be reduced. In addition, by adopting a structure in which the bolt for fixing the retainer ring is covered by the intermediate member on the upper surface of the subcarrier, metal contamination derived from the bolt can be further reduced.

【0021】請求項8記載のウェーハ研磨用ヘッドにお
いては、前記ダイヤフラム及び前記中間部材が、ともに
内周側が開口される略円環形状をなしていることを特徴
とする。このように構成されるウェーハ研磨用ヘッドに
おいては、中間部材からフローティング部を取り外すこ
とでウェーハ研磨用ヘッドの内部が露出するので、同時
にウェーハ研磨用ヘッドの内部のメンテナンスも行うこ
とが可能となる。
According to a eighth aspect of the present invention, in the wafer polishing head, both the diaphragm and the intermediate member have a substantially annular shape whose inner peripheral side is open. In the thus configured wafer polishing head, since the inside of the wafer polishing head is exposed by removing the floating portion from the intermediate member, it is possible to simultaneously perform maintenance of the inside of the wafer polishing head.

【0022】請求項9記載の研磨装置においては、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他面を前記研磨パッドに当接させ
るウェーハ研磨用ヘッドとを備え、前記ウェーハを前記
研磨パッドに当接させた状態で前記プラテンと前記ウェ
ーハとを相対移動させることで該ウェーハの研磨を行う
研磨装置であって、前記ウェーハ研磨用ヘッドとして、
請求項1から8のいずれかに記載のウェーハ研磨用ヘッ
ドを用いることを特徴とする。このように構成される研
磨装置においては、上記請求項1から8のいずれかに記
載のウェーハ研磨用ヘッドのもたらす作用を得ることが
できる。
In the polishing apparatus according to the ninth aspect, a platen having a polishing pad attached to a surface thereof, and a wafer polishing head holding one surface of a wafer to be polished and bringing the other surface into contact with the polishing pad. A polishing apparatus for polishing the wafer by relatively moving the platen and the wafer while the wafer is in contact with the polishing pad, wherein the wafer polishing head comprises:
A wafer polishing head according to any one of claims 1 to 8 is used. In the polishing apparatus configured as described above, the function provided by the wafer polishing head according to any one of claims 1 to 8 can be obtained.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】〔第一の実施の形態〕以下、本発
明の第一の実施の形態におけるウェーハ研磨用ヘッド及
びこれを用いた研磨装置について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の第一の実施の形態のウェーハ研磨用
ヘッド31を示す正断面図、図2は図1の要部拡大図で
ある。ここで、本発明の研磨装置は、図5に示す従来の
研磨装置1とほぼ同様の構成からなり、ウェーハ研磨用
ヘッドとして本発明のウェーハ用ヘッド31を用いたも
のである。また、以下の説明において、従来のウェーハ
研磨用ヘッド5と同一部分については同一の符号を付し
て説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment A wafer polishing head and a polishing apparatus using the same according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a front sectional view showing a wafer polishing head 31 according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG. Here, the polishing apparatus of the present invention has substantially the same configuration as the conventional polishing apparatus 1 shown in FIG. 5, and uses the wafer head 31 of the present invention as a wafer polishing head. In the following description, the same portions as those of the conventional wafer polishing head 5 are denoted by the same reference numerals and described.

【0024】図1において、ウェーハ研磨用ヘッド31
は、天板部13及び筒状に形成された周壁部14とから
なるヘッド本体12と、ヘッド本体12内に張られたダ
イヤフラム15と、ダイヤフラム15に固定される中間
部材32と、ダイヤフラム15の下面に、中間部材32
を介して固定される略円盤形状のサブキャリア36と、
サブキャリア36の外周下部に、周壁部14の内壁との
間に位置して設けられた円環状のリテーナリング37と
を備えている。サブキャリア36は、中間部材32に対
してヘッド本体12と略同心にして取り付けられるもの
であって、下面に張られた膜体57(後述)を介してウ
ェーハWの一面を保持するものである。リテーナリング
37は、サブキャリア36と略同心にして取り付けられ
るものであって、研磨時には研磨パッド4の表面に当接
し、ウェーハWの周囲をおさえて係止する他、研磨パッ
ド4の表面に適切な力で押圧されることで、ウェーハW
の周辺での研磨パッド4の変形を低減させ、研磨される
ウェーハWの周辺だれ(ふちだれ)を防止するものであ
る。これらサブキャリア36及びリテーナリング37
は、ダイヤフラム15の弾性変形によってヘッド軸線方
向に移動可能となったフローティング構造とされるもの
で、これらはフローティング部38を構成している。
In FIG. 1, a wafer polishing head 31 is shown.
The head body 12 includes a top plate portion 13 and a peripheral wall portion 14 formed in a cylindrical shape, a diaphragm 15 stretched in the head body 12, an intermediate member 32 fixed to the diaphragm 15, and a diaphragm 15. On the lower surface, the intermediate member 32
A substantially disc-shaped subcarrier 36 fixed via
An annular retainer ring 37 is provided below the outer periphery of the subcarrier 36 and provided between the subcarrier 36 and the inner wall of the peripheral wall portion 14. The subcarrier 36 is attached to the intermediate member 32 so as to be substantially concentric with the head body 12, and holds one surface of the wafer W via a film body 57 (described later) stretched on the lower surface. . The retainer ring 37 is attached substantially concentrically with the subcarrier 36, and abuts on the surface of the polishing pad 4 during polishing, holds the periphery of the wafer W and locks the surface of the polishing pad 4, and is suitable for the surface of the polishing pad 4. The wafer W
The deformation of the polishing pad 4 around the periphery of the wafer W is reduced, and the periphery of the wafer W to be polished is prevented. These subcarriers 36 and retainer rings 37
Have a floating structure which is movable in the head axis direction by elastic deformation of the diaphragm 15, and these constitute a floating portion 38.

【0025】ヘッド本体12は、円板状の天板部13と
天板部13の外周下方に固定された筒状の周壁部14と
から構成され、ヘッド本体12の下端部は開口されて中
空になっている。天板部13は、研磨装置1の図示せぬ
アームに連結されるための連結部であるシャフト部39
に同軸に固定されており、シャフト部39には、第一、
第二の流路42a、42bが鉛直方向に形成されてい
る。このシャフト部39は、アームに設けられるスピン
ドル(図示せず)を介してアームに連結されるものであ
る。また、周壁部14の内壁の下部には、全周にわたっ
て段部14aが形成されている。
The head main body 12 is composed of a disk-shaped top plate 13 and a cylindrical peripheral wall 14 fixed below the outer periphery of the top plate 13. The lower end of the head main body 12 is open and hollow. It has become. The top plate 13 is provided with a shaft 39 serving as a connecting portion for connecting to an arm (not shown) of the polishing apparatus 1.
The shaft portion 39 has a first,
The second flow paths 42a and 42b are formed in the vertical direction. The shaft portion 39 is connected to the arm via a spindle (not shown) provided on the arm. In addition, a step portion 14a is formed all around the lower portion of the inner wall of the peripheral wall portion 14.

【0026】繊維補強ゴムなどの可撓性を有する素材か
らなるダイヤフラム15は、内周側が開口される円環形
状に形成されたものであって、ダイヤフラム固定リング
25によって周壁部14の内壁に形成された段部14a
上に固定されている。また、ヘッド本体12とフローテ
ィング部38、中間部材32との間の、ダイヤフラム1
5によって外部と仕切られてなる空間は、第一の流体室
44とされ、シャフト部39に形成された第一の流路4
2aと連通されている。そして、第一の流体室44内
に、第一の圧力調整機構48から第一の流路42aを通
じて、空気をはじめとする流体が供給されることによっ
て、第一の流体室44内の圧力は調整される。第一の圧
力調整機構48は、第一の流体室44内の圧力すなわち
ダイヤフラム15とともに変位するフローティング部3
8をヘッド軸線方向に変位させる力を調節している。第
一の圧力調整機構48は、フローティング部38におい
て研磨パッド4に当接されるリテーナリング37を研磨
パッド4に押し付ける力の調節を主目的としている。
The diaphragm 15 made of a flexible material such as fiber reinforced rubber is formed in an annular shape with an inner peripheral side opened, and is formed on the inner wall of the peripheral wall portion 14 by a diaphragm fixing ring 25. Step 14a
Fixed on top. Further, the diaphragm 1 between the head body 12 and the floating portion 38 and the intermediate member 32
The space separated from the outside by the space 5 is a first fluid chamber 44 and the first flow path 4 formed in the shaft portion 39.
2a. Then, by supplying a fluid such as air into the first fluid chamber 44 from the first pressure adjusting mechanism 48 through the first flow path 42a, the pressure in the first fluid chamber 44 is reduced. Adjusted. The first pressure adjusting mechanism 48 controls the pressure in the first fluid chamber 44, that is, the floating portion 3 that is displaced with the diaphragm 15.
8 is adjusted in the head axis direction. The main purpose of the first pressure adjusting mechanism 48 is to adjust the force of pressing the retainer ring 37 in contact with the polishing pad 4 in the floating portion 38 against the polishing pad 4.

【0027】ここで、第一の流体室44内には、シャフ
ト部39に形成された第二の流路42bとサブキャリア
36に設けられる流通孔53(後述)とを接続する配管
54が設けられている。配管54は、少なくとも一部が
可撓性を有する素材からなるものであって、この可撓性
を有する素材からなる部分は、ダイヤフラム15の変形
に伴うサブキャリア36のヘッド軸線方向の変位を許容
するよう、適度に弛みをもって設けられている。
Here, in the first fluid chamber 44, a pipe 54 for connecting a second flow path 42b formed in the shaft portion 39 and a flow hole 53 (described later) provided in the subcarrier 36 is provided. Have been. The pipe 54 is at least partially made of a flexible material. The flexible material allows the subcarrier 36 to be displaced in the head axis direction due to the deformation of the diaphragm 15. So that it is appropriately slackened.

【0028】中間部材32は、内周側が開口される略円
環形状をなす部材であって、剛性を有する素材、例えば
ステンレス鋼、セラミック、またはより軽量なアルミ材
等からなる。中間部材32は、ダイヤフラム15の上面
に配置される中間部材固定リング33に対して、間にダ
イヤフラム15を挟み込んだ状態でそれぞれ中間部材固
定ボルト33aによって螺着されることで、ヘッド本体
12と略同心にして、ダイヤフラム15の下面に取り付
けられている。また、中間部材32の内周上部には、図
2に示すように、内周側に向かって張り出す内フランジ
32aが形成されており、この内フランジ32aによっ
てその下方に形成される段部及び中間部材32の下面と
が、サブキャリア36の係合部34b(後述)と係合す
る係合部34aとされている。そして、この係合部34
aのうち、中間部材32の下面は、中間部材32の軸線
に略直交しており、第一の取付基準面40とされてい
る。また、係合部34aを形成する段部のうち内周側を
向く面は、中間部材32の軸線に略平行とされ、第二の
取付基準面41とされている。
The intermediate member 32 is a substantially annular member whose inner peripheral side is opened, and is made of a rigid material, for example, stainless steel, ceramic, or a lighter aluminum material. The intermediate member 32 is screwed to an intermediate member fixing ring 33 disposed on the upper surface of the diaphragm 15 by an intermediate member fixing bolt 33a with the diaphragm 15 interposed therebetween, so that the intermediate member 32 is substantially the same as the head main body 12. Concentrically, it is attached to the lower surface of the diaphragm 15. As shown in FIG. 2, an inner flange 32a projecting toward the inner circumference is formed at an upper portion of the inner periphery of the intermediate member 32, and a step formed below the inner flange 32a by the inner flange 32a and The lower surface of the intermediate member 32 is an engagement portion 34a that engages with an engagement portion 34b (described later) of the subcarrier 36. Then, this engaging portion 34
The lower surface of the intermediate member 32 is substantially orthogonal to the axis of the intermediate member 32 and serves as a first attachment reference surface 40. Further, a surface facing the inner peripheral side of the step portion forming the engagement portion 34 a is substantially parallel to the axis of the intermediate member 32, and serves as a second attachment reference surface 41.

【0029】セラミック、またはより軽量なアルミ材等
の高剛性材料からなるサブキャリア36は、図1に示す
ように、略円盤形状の部材であって、中間部材32の下
方に、例えばボルト止めなどによって着脱を可能にして
取り付けられている。サブキャリア36の外周部36a
は、上部及び下部には、それぞれ全周にわたってサブキ
ャリア36と略同心の切り欠きが設けられて段部が形成
されており、図2に示すように、サブキャリア36の外
周部36aにおいて、上部に形成される段部が、中間部
材32の係合部34aと係合する係合部34bとされて
いる。そして、係合部34bを形成する段部のうち上方
を向く面は、サブキャリア36の軸線に略直交してお
り、第三の取付基準面45とされている。また、段部の
うち外周側を向く面は、サブキャリア36の軸線に略平
行とされ、第四の取付基準面46とされている。
As shown in FIG. 1, the subcarrier 36 made of a high-rigidity material such as ceramic or a lighter aluminum material is a substantially disk-shaped member. It is attached so that it can be attached and detached. Outer peripheral portion 36a of subcarrier 36
The upper part and the lower part are provided with notches substantially concentric with the subcarrier 36 over the entire circumference, and a step is formed. As shown in FIG. Is formed as an engaging portion 34b that engages with the engaging portion 34a of the intermediate member 32. The upwardly facing surface of the step portion forming the engaging portion 34b is substantially orthogonal to the axis of the subcarrier 36, and serves as a third attachment reference surface 45. Further, a surface of the step portion facing the outer peripheral side is substantially parallel to the axis of the subcarrier 36 and is a fourth attachment reference surface 46.

【0030】サブキャリア36は、係合部34bのう
ち、第三の取付基準面45を中間部材の第一の取付基準
面40に面接触させ、かつ第四の取付基準面46を中間
部材32の第二の取付基準面41に面接触させること
で、中間部材32と同心となるように位置決めされる。
そして、これら中間部材32の係合部34aまたはサブ
キャリア36の係合部34b、もしくはこれら両方に
は、これらの間を気密、液密に封止する封止材35が配
されている。本実施の形態では、封止材35として例え
ばOリングが用いられ、係合部34aの、第二の取付基
準面41に、その全周にわたって封止材35がはめ込ま
れる溝35aを形成している(溝35aはサブキャリア
36の第四の取付基準面46側に設けてもよい)。
The sub-carrier 36 makes the third mounting reference surface 45 of the engaging portion 34b come into surface contact with the first mounting reference surface 40 of the intermediate member, and the fourth mounting reference surface 46 of the intermediate member 32. By being in surface contact with the second mounting reference surface 41, the positioning is performed so as to be concentric with the intermediate member 32.
A sealing material 35 is provided on the engaging portion 34a of the intermediate member 32 and / or the engaging portion 34b of the subcarrier 36 to seal the space between them in an air-tight and liquid-tight manner. In the present embodiment, for example, an O-ring is used as the sealing material 35, and a groove 35a in which the sealing material 35 is fitted over the entire circumference is formed in the second mounting reference surface 41 of the engaging portion 34a. (The groove 35a may be provided on the fourth mounting reference surface 46 side of the subcarrier 36).

【0031】また、サブキャリア36の下面の中央部に
は略円形の下側凹部52が設けられ、その他の部分は一
定の厚さとされている。そして、サブキャリア36に
は、下側凹部52からサブキャリア36の上面まで通じ
る流通孔53が形成されている。流通孔53は、第一の
流体室44内に設けられる配管54とヘッド本体12の
天板部13の第二の流路42bとを通じて、第二の圧力
調整機構56と接続されている。
A substantially circular lower concave portion 52 is provided at the center of the lower surface of the subcarrier 36, and the other portions have a constant thickness. A flow hole 53 is formed in the subcarrier 36 and extends from the lower recess 52 to the upper surface of the subcarrier 36. The flow hole 53 is connected to a second pressure adjusting mechanism 56 through a pipe 54 provided in the first fluid chamber 44 and a second flow path 42b of the top plate 13 of the head main body 12.

【0032】リテーナリング37は、略円環形状に形成
される部材であって、図1に示されるように、サブキャ
リア36の外周部36a下部に形成される段部に、周壁
部14及びサブキャリア36と略同心にして取り付けら
れている。リテーナリング37は、サブキャリア36に
対して、例えばリテーナリング固定ボルト47aによる
ボルト止めなどによって着脱を可能にして取り付けられ
ており、また周壁部14の内壁と、サブキャリア36の
下側の段部のうち外周側を向く面36aとのそれぞれに
対して、間にわずかな隙間を空けて設けられている。ま
たリテーナリング37は、上面37a及び下面37bが
略平行に形成されており、研磨時には研磨パッド4に当
接するように、下面37bをサブキャリア36の下面に
張られる膜体57の下面よりも突出して設けられてい
る。ここで、リテーナリング37は、その上面37aと
サブキャリア36の下側の段部のうちの下側を向く面3
6bとの間に、適当な厚さのシムを挟み込んだ状態で装
着することも可能であり、これによってサブキャリア3
6の下面に張られる膜体57の下面からの突出量を、研
磨するウェーハWの厚みに応じて調整することができ
る。またリテーナリング7が摩耗してその上下方向の厚
みが薄くなっても、膜体27下面からのリテーナリング
7の突出量を最適な範囲内に収めて、リテーナリング7
の寿命を延ばすことができる。
The retainer ring 37 is a member formed in a substantially annular shape. As shown in FIG. 1, a step formed below the outer peripheral portion 36a of the subcarrier 36 includes the peripheral wall portion 14 and the sub It is mounted substantially concentrically with the carrier 36. The retainer ring 37 is detachably attached to the subcarrier 36 by, for example, bolting with a retainer ring fixing bolt 47a, and the inner wall of the peripheral wall portion 14 and the lower step portion of the subcarrier 36 are provided. Are provided with a slight gap between each of them and the surface 36a facing the outer peripheral side. The retainer ring 37 has an upper surface 37a and a lower surface 37b formed substantially parallel to each other. It is provided. Here, the retainer ring 37 has its upper surface 37 a and the lower surface 3 of the lower step portion of the subcarrier 36.
6b can be mounted with a shim of an appropriate thickness sandwiched between the subcarriers 3b.
The amount of protrusion from the lower surface of the film body 57 stretched on the lower surface of 6 can be adjusted according to the thickness of the wafer W to be polished. Even if the retainer ring 7 is worn and its thickness in the vertical direction is reduced, the amount of protrusion of the retainer ring 7 from the lower surface of the film body 27 is kept within an optimum range, and the retainer ring 7
Life can be extended.

【0033】サブキャリア36の下面には、下側凹部5
2と外部とを仕切って第二の流体室58を形成する膜体
57が張られている。膜体57は、例えばダイヤフラム
15と同じく繊維補強ゴムなどの可撓性を有する素材か
らなる略円形のシート状部材であって、その外周縁を、
サブキャリア36の段部の面36bとリテーナリング3
7の上面7aとの間に挟み込まれることで、サブキャリ
ア36に対して気密に取り付けられている。
On the lower surface of the subcarrier 36, a lower concave portion 5 is provided.
A membrane 57 is formed to partition the second fluid chamber from the outside to form a second fluid chamber 58. The film body 57 is, for example, a substantially circular sheet-like member made of a flexible material such as fiber reinforced rubber like the diaphragm 15, and its outer peripheral edge is
The surface 36b of the step portion of the subcarrier 36 and the retaining ring 3
7 is hermetically attached to the subcarrier 36 by being sandwiched between the upper surface 7a and the subcarrier 36.

【0034】第二の圧力調整機構56は、第二の流体室
58を含むサブキャリア36と膜体57との間の空間
(膜体57の上面側)において気体の供給または吸引を
行ってこの空間の内圧を調整するものである。そして、
第二の圧力調整機構56は、ウェーハWの研磨時におい
てサブキャリア36と膜体57との間の空間の内圧を所
定の圧力まで高めることで膜体57を外方に向けて押圧
して、膜体57の下面によってウェーハWの全面をウェ
ーハ研磨装置1の研磨パッド4に均等圧力で押し付ける
ようにするものである。このとき第二の圧力調整機構5
6が印加する圧力は、ウェーハWが研磨に最適な圧力で
研磨パッド4に押し付けられるように調整されている。
また、第二の圧力調整機構56は、ウェーハWを膜体5
7の下面に密着させた状態で第二の流体室58の内圧を
外気圧よりも低下させることで、膜体57を下側凹部5
2内に向けて窪ませて、膜体57をウェーハWを吸着す
る吸盤として作用させるものである。第二の圧力調整機
構56は、第二の流体室58の内圧を調整することでフ
ローティング部38からウェーハWを研磨パッド4に向
けて押圧する力を調節して、ウェーハWをリテーナリン
グ37とは独立してフローティング支持している。ここ
で、ウェーハWを研磨パッド4に押し付ける力は、第二
の流体室58の内圧によって決定されているが、この力
は、ウェーハWを研磨パッド4に押し付ける力と同じ力
でフローティング部38を押し上げている。また、リテ
ーナリング37を研磨パッド4に押し付ける力は、フロ
ーティング部38が押し上げられる力と、第一の圧力調
整機構48から供給される流体圧でフローティング部3
8を研磨パッド4に向けて押す力との差として与えられ
る。すなわち、リテーナリング37が研磨パッド4に当
接される圧力は、第二の流体室58の内圧に応じて変化
する。第一、第二の圧力調整機構48、56による第
一、第二の流体室44、58の内圧の調整は、このよう
な関係を考慮して行われる。
The second pressure adjusting mechanism 56 supplies or sucks a gas in a space between the subcarrier 36 including the second fluid chamber 58 and the membrane 57 (the upper surface side of the membrane 57). It adjusts the internal pressure of the space. And
The second pressure adjusting mechanism 56 presses the film body 57 outward by increasing the internal pressure of the space between the subcarrier 36 and the film body 57 to a predetermined pressure during polishing of the wafer W, The lower surface of the film body 57 presses the entire surface of the wafer W against the polishing pad 4 of the wafer polishing apparatus 1 with a uniform pressure. At this time, the second pressure adjusting mechanism 5
The pressure applied by 6 is adjusted so that the wafer W is pressed against the polishing pad 4 at a pressure optimal for polishing.
Further, the second pressure adjusting mechanism 56 transfers the wafer W to the film 5
By lowering the internal pressure of the second fluid chamber 58 below the external pressure in a state in which the film body 57 is in close contact with the lower surface of the
The film body 57 is depressed inward so that the film body 57 acts as a suction cup for sucking the wafer W. The second pressure adjusting mechanism 56 adjusts the force of pressing the wafer W from the floating portion 38 toward the polishing pad 4 by adjusting the internal pressure of the second fluid chamber 58, and moves the wafer W to the retainer ring 37. Independently supports floating. Here, the force for pressing the wafer W against the polishing pad 4 is determined by the internal pressure of the second fluid chamber 58, and this force is applied to the floating portion 38 with the same force as the force for pressing the wafer W against the polishing pad 4. It is pushing up. The force for pressing the retainer ring 37 against the polishing pad 4 is determined by the force for pushing up the floating portion 38 and the fluid pressure supplied from the first pressure adjusting mechanism 48.
8 is given as a difference from the force of pushing toward the polishing pad 4. That is, the pressure at which the retainer ring 37 contacts the polishing pad 4 changes according to the internal pressure of the second fluid chamber 58. The adjustment of the internal pressure of the first and second fluid chambers 44 and 58 by the first and second pressure adjusting mechanisms 48 and 56 is performed in consideration of such a relationship.

【0035】このように構成されたウェーハ研磨用ヘッ
ド31は、シャフト部39を図示せぬアームに連結する
ことによってウェーハ研磨装置に連結される。このウェ
ーハ研磨用ヘッド31を用いてウェーハWの研磨を行う
場合、まずウェーハWは、図示せぬローディング装置等
によってサブキャリア36の下面に設けられた膜体57
に当接される。この状態で、第二の圧力調整機構56に
よって第二の流体室58内の内圧を下げて膜体57を下
側凹部52内に向けて窪ませ、ウェーハWを吸着する吸
盤として作用させることで、ウェーハWの保持を行う。
次に、アームによってウェーハ研磨用ヘッド31を移動
させてウェーハWを研磨パッド4上に搬入する。
The wafer polishing head 31 thus configured is connected to a wafer polishing apparatus by connecting the shaft 39 to an arm (not shown). When the wafer W is polished by using the wafer polishing head 31, first, the wafer W is formed by a film 57 provided on the lower surface of the subcarrier 36 by a loading device (not shown) or the like.
Contacted. In this state, the internal pressure in the second fluid chamber 58 is reduced by the second pressure adjusting mechanism 56 so that the film body 57 is depressed toward the inside of the lower concave portion 52, so that the film body 57 acts as a suction cup for sucking the wafer W. Then, the wafer W is held.
Next, the wafer W is carried into the polishing pad 4 by moving the wafer polishing head 31 by the arm.

【0036】そして、ウェーハWはリテーナリング37
によって周囲を係止されつつ、その表面を回転テーブル
3の上面に貼付された研磨パッド4に当接させられる。
ここで、研磨パッド4としては、従来よりウェーハの研
磨に使用されていたものであればいずれの材質のものを
用いても良く、例えばポリエステル等からなる不織布に
ポリウレタン樹脂等の軟質樹脂を含浸させたベロアタイ
プ研磨パッド、ポリエステル等の不織布を基材としてそ
の上に発泡ポリウレタン等からなる発泡樹脂層を形成し
たスエードタイプ研磨パッド、あるいは独立発泡させた
ポリウレタン等からなる発泡樹脂シートが使用される。
Then, the wafer W is placed on the retainer ring 37.
The surface of the rotary table 3 is brought into contact with the polishing pad 4 attached to the upper surface of the turntable 3 while the surroundings are locked.
Here, as the polishing pad 4, any material may be used as long as it has been conventionally used for polishing a wafer. For example, a non-woven fabric made of polyester or the like is impregnated with a soft resin such as a polyurethane resin. A velor-type polishing pad, a suede-type polishing pad having a non-woven fabric such as polyester as a base material and a foamed resin layer made of foamed polyurethane or the like formed thereon, or a foamed resin sheet made of independently foamed polyurethane or the like is used.

【0037】このように、第一の圧力調整機構48によ
るサブキャリア36及びリテーナリング37の研磨パッ
ド4への押圧圧力、並びに第二の圧力調整機構56によ
り膜体57に加えられる背圧によってウェーハWを研磨
パッド4へ押圧する圧力を調節しつつ、回転テーブル3
を回転させるとともにウェーハ研磨用ヘッド31を自転
させ、これと同時に、図示しない研磨剤供給手段から砥
粒剤Sを研磨パッド4の表面やウェーハWの被研磨面に
供給させることでウェーハWは研磨される。
As described above, the wafer is caused by the pressing pressure of the subcarrier 36 and the retainer ring 37 against the polishing pad 4 by the first pressure adjusting mechanism 48 and the back pressure applied to the film body 57 by the second pressure adjusting mechanism 56. While adjusting the pressure for pressing W to the polishing pad 4, the rotating table 3
The wafer W is polished by rotating the wafer polishing head 31 and rotating the wafer polishing head 31 at the same time, and simultaneously supplying the abrasive S to the surface of the polishing pad 4 and the surface to be polished of the wafer W from an abrasive supply means (not shown). Is done.

【0038】このように構成されるウェーハ研磨用ヘッ
ド31及びこれを用いた研磨装置によれば、サブキャリ
ア36及びリテーナリング37(フローティング部3
8)が中間部材32を介してダイヤフラム15に取り付
けられており、またフローティング部38は中間部材3
2に着脱可能に取り付けられているので、ウェーハ研磨
用ヘッド31全体を分解することなく、フローティング
部38の着脱が可能となる。これによって、メンテナン
スが容易となり、研磨装置の稼働率を向上させることが
できる。また、中間部材32が剛性を有しているので、
従来のようにフローティング部38を可撓性を有するダ
イヤフラム15に直接組付ける場合に比べて、フローテ
ィング部の組付精度が安定する。そして、ダイヤフラム
15に対する中間部材32の組付精度を確保しておけ
ば、フローティング部38を再度装着する際にも簡単な
調整だけでフローティング部38の組付精度を確保する
ことが可能となり、ウェーハの加工精度を安定させるこ
とができる。
According to the wafer polishing head 31 and the polishing apparatus using the same, the subcarrier 36 and the retainer ring 37 (floating portion 3) are formed.
8) is attached to the diaphragm 15 via the intermediate member 32, and the floating portion 38 is
2, the floating portion 38 can be attached and detached without disassembling the entire wafer polishing head 31. Thereby, maintenance becomes easy, and the operation rate of the polishing apparatus can be improved. Also, since the intermediate member 32 has rigidity,
The mounting accuracy of the floating portion is more stable than when the floating portion 38 is directly mounted on the flexible diaphragm 15 as in the related art. If the assembly accuracy of the intermediate member 32 with respect to the diaphragm 15 is ensured, the assembly accuracy of the floating portion 38 can be ensured by simple adjustment only when the floating portion 38 is mounted again. Processing accuracy can be stabilized.

【0039】また、中間部材32は、フローティング部
38のヘッド軸線方向の位置を調節するスペーサとして
も用いることができる。すなわち、中間部材32をスペ
ーサとなる部分の厚みの異なる中間部材32と交換する
ことで、例えば研磨するウェーハWの厚みに合わせて、
ヘッド本体12に対するフローティング部38のヘッド
軸線方向の位置を変えて、フローティング部38のウェ
ーハ保持位置の調整を行うことができる。ここで、中間
部材32に、スペーサとなる部分の厚み(本実施の形態
では中間部材32の上面から下面までの厚み)を表示す
る表示部を設けることで、フローティング部の38セッ
ティングを目視によって確認することができ、調整ミス
を低減することができる。ここで、表示部は中間部材3
2の一部のみである必要はなく、例えば中間部材32の
全面を表示部とすることができる。そして、スペーサと
なる部分の厚み(ヘッド本体12とフローティング部3
8との間の距離またはこれらの相対位置、もしくは対応
するウェーハWの厚みとして表すこともできる)は、数
値や目印の数、形状などで表したり、スペーサとなる部
分の厚みに応じて中間部材32を色分けするなどして示
すことができる。そして、例えば表示部にスペーサとな
る部分の厚みを示すバーコードを設けることで、研磨装
置1の制御装置(図示せず)にウェーハ研磨用ヘッド3
1のセッティングの情報を容易に入力することができ
る。これによって、制御装置に現在の研磨条件とウェー
ハ研磨用ヘッド31のセッティングとを照合させて、セ
ッティングに間違いがないかを自動的に確認させて、調
整ミスを低減することができる。
The intermediate member 32 can also be used as a spacer for adjusting the position of the floating portion 38 in the head axis direction. That is, by replacing the intermediate member 32 with an intermediate member 32 having a different thickness at a portion serving as a spacer, for example, according to the thickness of the wafer W to be polished,
The position of the floating portion 38 in the head axis direction with respect to the head main body 12 can be changed to adjust the wafer holding position of the floating portion 38. Here, by providing the intermediate member 32 with a display portion for displaying the thickness of the portion serving as the spacer (in this embodiment, the thickness from the upper surface to the lower surface of the intermediate member 32), 38 settings of the floating portion are visually confirmed. Adjustment errors can be reduced. Here, the display unit is the intermediate member 3
It is not necessary that only a part of the second member 2 be used. Then, the thickness of the portion serving as the spacer (the head body 12 and the floating portion 3)
8 or the relative position thereof, or the thickness of the corresponding wafer W) can be represented by a numerical value, the number of marks, the shape, or the like, or an intermediate member depending on the thickness of a portion serving as a spacer. 32 can be indicated by color coding or the like. Then, for example, a bar code indicating the thickness of a portion serving as a spacer is provided on the display unit, so that the control unit (not shown) of the polishing apparatus 1 has a wafer polishing head 3.
The information of one setting can be easily input. This allows the control device to compare the current polishing conditions with the settings of the wafer polishing head 31 and automatically check whether there are any errors in the settings, thereby reducing adjustment errors.

【0040】また、ダイヤフラム15及び中間部材32
が、ともに内周側が開口される略円環形状とされてお
り、中間部材32からフローティング部38を取り外す
ことで、ウェーハ研磨用ヘッド31の内部が外部に露出
するので、同時にウェーハ研磨用ヘッド31の内部のメ
ンテナンスも行うことが可能となる。このようにメンテ
ナンスを容易に行うことができるので、研磨装置の稼働
率を向上させることができる。そして、中間部材32と
サブキャリア36との係合部34a、34b間に配され
る封止材35によってこれら係合部34a、34b間の
封止が行われるので、ダイヤフラム15への中間部材3
2の組み付けは第一の流体室24の気密性を確保するこ
とを重視し、中間部材32へのフローティング部38の
組付はフローティング部38の組付精度を確保すること
を重視して行うことが可能となる。
Further, the diaphragm 15 and the intermediate member 32
However, both are formed in a substantially annular shape whose inner peripheral side is opened, and by removing the floating portion 38 from the intermediate member 32, the inside of the wafer polishing head 31 is exposed to the outside. Can also be maintained. Since the maintenance can be easily performed in this manner, the operation rate of the polishing apparatus can be improved. Then, the sealing between the engagement portions 34a and 34b is performed by the sealing material 35 disposed between the engagement portions 34a and 34b of the intermediate member 32 and the subcarrier 36, so that the intermediate member 3
2 is to attach importance to ensuring the airtightness of the first fluid chamber 24, and to attach the floating portion 38 to the intermediate member 32 is to attach importance to ensuring the assembly accuracy of the floating portion 38. Becomes possible.

【0041】また、このウェーハ保持ヘッド31に保持
されるウェーハWは、膜体57によってフローティング
支持されるようになっているので、リテーナリング37
がサブキャリア36に固定されていて、サブキャリア3
6に対してフローティング支持されていない構造でも、
リテーナリング37とウェーハWとを独立してフローテ
ィング支持することができ、ウェーハWの研磨を良好に
行うことができる。そして、リテーナリング37をサブ
キャリア36に対してフローティング支持する構造が不
要なので、研磨パッド4に面する部分からフローティン
グ構造によって形成される隙間を少なくすることができ
る。また、リテーナリング37はサブキャリア36に取
り付けられており、ウェーハ研磨用ヘッド31を分解せ
ずにリテーナリング37を交換することができるので、
作業効率を向上させて研磨装置の稼働率を向上させるこ
とができる。また、ダイヤフラム15とフローティング
部38との間に中間部材32を介在させることで、結果
的にフローティング部38の下端とヘッド本体12の開
口部との間の距離が離れるので、ヘッド本体12内に研
磨パッド4上の砥粒剤Sを取り込みにくくなる。また、
仮に砥粒剤Sを取り込んだ場合にも、研磨パッド4上に
流出しにくくなる。
Since the wafer W held by the wafer holding head 31 is floatingly supported by the film body 57, the retainer ring 37
Is fixed to the subcarrier 36 and the subcarrier 3
Even if the structure is not floating supported for 6,
The retainer ring 37 and the wafer W can be independently floating supported, and the wafer W can be polished favorably. Since a structure for floatingly supporting the retainer ring 37 with respect to the subcarrier 36 is not required, a gap formed by the floating structure from a portion facing the polishing pad 4 can be reduced. Further, since the retainer ring 37 is attached to the subcarrier 36 and the retainer ring 37 can be replaced without disassembling the wafer polishing head 31,
The working efficiency can be improved and the operation rate of the polishing apparatus can be improved. Further, since the intermediate member 32 is interposed between the diaphragm 15 and the floating portion 38, the distance between the lower end of the floating portion 38 and the opening of the head main body 12 is increased. It becomes difficult to take in the abrasive S on the polishing pad 4. Also,
Even if the abrasive S is taken in, it is difficult to flow out onto the polishing pad 4.

【0042】ここで、上記実施の形態においては、中間
部材32の係合部34aとサブキャリア36の係合部3
4bとの間の封止を行う封止材35を、係合部34aの
第二の取付基準面41と、係合部34bの第四の取付基
準面46との間に配した例を示した。しかし、これに限
られることなく、封止材35を、係合部34aの第一の
取付基準面40と係合部34bの第三の取付基準面45
との間に配してもよい。ここで、例えば封止材35とし
てOリングを用いた場合、第一の取付基準面40または
第三の取付基準面45に、その全周にわたって、封止材
35を収容する溝35aを形成する。また、上記実施の
形態においては、中間部材32の内周下部に形成した段
部を係合部34aとし、サブキャリア36の外周上部に
形成した段部を係合部34bとした例を示した。しか
し、これに限られることなく、例えば図3に示すよう
に、中間部材32において段部を内周下部ではなく外周
下部に形成して係合部34aとし、サブキャリア36に
おいて、外周上部に切り込みを設けるかわりに全周にわ
たって突条Tを形成し、この突条Tの上面及び内周側に
向く面とによって係合部34bを形成してもよい。この
場合、係合部34aを形成する段部のうち下方を向く面
を、中間部材32の軸線に略直交する第一の取付基準面
40とし、段部のうち外周側を向く面を、中間部材32
の軸線に略平行な第二の取付基準面41とし、また、係
合部34bを形成する突条Tの上面をサブキャリア36
の軸線に略直交する第三の取付基準面45とし、突条T
の内周側を向く面をサブキャリア36の軸線に略平行な
第四の取付基準面46とする。
Here, in the above embodiment, the engaging portion 34a of the intermediate member 32 and the engaging portion 3 of the subcarrier 36
4B shows an example in which a sealing material 35 for sealing between the second mounting reference surface 41b and the second mounting reference surface 41 of the engaging portion 34a is disposed between the fourth mounting reference surface 46 of the engaging portion 34b. Was. However, without being limited to this, the sealing material 35 may be attached to the first attachment reference surface 40 of the engagement portion 34a and the third attachment reference surface 45 of the engagement portion 34b.
And may be arranged between them. Here, for example, when an O-ring is used as the sealing material 35, a groove 35a for accommodating the sealing material 35 is formed in the first mounting reference surface 40 or the third mounting reference surface 45 over the entire circumference. . Further, in the above-described embodiment, an example has been described in which the step formed on the lower inner periphery of the intermediate member 32 is the engaging portion 34a, and the step formed on the upper outer periphery of the subcarrier 36 is the engaging portion 34b. . However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 3, the step portion of the intermediate member 32 is formed not at the lower portion of the inner periphery but at the lower portion of the outer periphery to form the engaging portion 34a. Instead, the ridge T may be formed over the entire circumference, and the upper surface of the ridge T and a surface facing the inner peripheral side may form the engaging portion 34b. In this case, the downwardly facing surface of the step portion forming the engaging portion 34a is defined as a first attachment reference surface 40 that is substantially orthogonal to the axis of the intermediate member 32, and the surface of the step portion that faces the outer peripheral side is the intermediate position. Member 32
, And the upper surface of the ridge T forming the engagement portion 34b is referred to as a subcarrier 36.
And a third mounting reference surface 45 substantially perpendicular to the axis of
A surface facing the inner peripheral side of the subcarrier 36 is defined as a fourth attachment reference surface 46 substantially parallel to the axis of the subcarrier 36.

【0043】また、上記実施の形態において、リテーナ
リング37をサブキャリア36に対してボルト止めする
場合には、例えばサブキャリア36の上面側からリテー
ナリング固定ボルト47aによってボルト止めすること
ができる。こうすることで、リテーナリング固定ボルト
47aがサブキャリア36の上面にあって研磨パッド4
から離間し、またリテーナリング固定ボルト47aと研
磨パッド4との間はサブキャリア36によって遮られる
ので、リテーナリング固定ボルト47a由来の金属汚染
(リテーナリング固定ボルト47aから溶けだした金属
による汚染)を低減することができる。また、サブキャ
リア36の上面において、リテーナリング固定ボルト4
7aが中間部材32によって覆われる構造とするか、ま
たは流体室44内に収容される構造とすることで、さら
にリテーナリング固定ボルト47a由来の金属汚染を低
減することができる。
In the above embodiment, when the retainer ring 37 is bolted to the subcarrier 36, for example, the retainer ring 37 can be bolted from the upper surface side of the subcarrier 36 by the retainer ring fixing bolt 47a. By doing so, the retainer ring fixing bolt 47a is on the upper surface of the sub-carrier 36 and the polishing pad 4
, And the space between the retainer ring fixing bolt 47a and the polishing pad 4 is blocked by the subcarrier 36, thereby reducing metal contamination from the retainer ring fixing bolt 47a (contamination due to metal melted from the retainer ring fixing bolt 47a). can do. Further, on the upper surface of the subcarrier 36, the retainer ring fixing bolt 4
By adopting a structure in which 7a is covered by the intermediate member 32 or a structure in which the 7a is accommodated in the fluid chamber 44, metal contamination from the retainer ring fixing bolt 47a can be further reduced.

【0044】〔第二の実施の形態〕以下、本発明の第二
の実施の形態におけるウェーハ研磨用ヘッド及びこれを
用いた研磨装置について図面を参照して説明する。図4
は本発明の第二の実施の形態のウェーハ研磨用ヘッド6
1を示す正断面図である。ここで、本発明の研磨装置
は、図5に示す従来の研磨装置1とほぼ同様の構成から
なり、ウェーハ研磨用ヘッドとして本発明のウェーハ用
ヘッド61を用いたものである。また、以下の説明にお
いて、第一の実施の形態のウェーハ研磨用ヘッド31ま
たは図6に示す従来のウェーハ研磨用ヘッド5とほぼ同
様の部分については同一符号を付して説明する。
[Second Embodiment] Hereinafter, a wafer polishing head and a polishing apparatus using the same according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG.
Is a wafer polishing head 6 according to the second embodiment of the present invention.
FIG. Here, the polishing apparatus of the present invention has substantially the same configuration as the conventional polishing apparatus 1 shown in FIG. 5, and uses the wafer head 61 of the present invention as a wafer polishing head. Further, in the following description, the same reference numerals are given to portions that are substantially the same as the wafer polishing head 31 of the first embodiment or the conventional wafer polishing head 5 shown in FIG.

【0045】図4において、ウェーハ研磨用ヘッド61
は、天板部13及び筒状に形成された周壁部14とから
なるヘッド本体12と、ヘッド本体12内に張られたダ
イヤフラム15と、ダイヤフラム15に固定される中間
部材62と、ダイヤフラム15の下面に、中間部材62
を介して固定される略円盤形状のサブキャリア66と、
サブキャリア66の外周下部に設けられた円環状のリテ
ーナリング67とを備えている。これらサブキャリア6
6及びリテーナリング67は、ダイヤフラム15の弾性
変形によってヘッド軸線方向に移動可能となるフローテ
ィング部68を構成している。
In FIG. 4, a wafer polishing head 61 is provided.
The head body 12 includes a top plate portion 13 and a peripheral wall portion 14 formed in a cylindrical shape, a diaphragm 15 stretched in the head body 12, an intermediate member 62 fixed to the diaphragm 15, and a On the lower surface, an intermediate member 62
A substantially disk-shaped subcarrier 66 fixed via
An annular retainer ring 67 is provided at the lower part of the outer periphery of the subcarrier 66. These subcarriers 6
The 6 and the retainer ring 67 constitute a floating portion 68 which can be moved in the head axis direction by elastic deformation of the diaphragm 15.

【0046】ヘッド本体12は下端部が開口されてお
り、天板部13は、研磨装置1の図示せぬアームに連結
されるためのシャフト部39に同軸に固定されている。
シャフト部39には、第一、第二の流路42a、42b
が鉛直方向に形成されている。天板部13の下面には、
ヘッド軸線方向に延在するストッパーボルト69が設け
られている。ストッパーボルト69の下端には、側方に
突出させて、中間部材62に設けられる内フランジ62
b(後述)と係合され得る段部69aが設けられてい
る。また周壁部14の内壁下部には全周にわたって段部
14aが形成されている。
The head body 12 has an opening at the lower end, and the top plate 13 is coaxially fixed to a shaft 39 to be connected to an arm (not shown) of the polishing apparatus 1.
The shaft portion 39 includes first and second flow paths 42a and 42b.
Are formed in the vertical direction. On the lower surface of the top plate 13,
A stopper bolt 69 extending in the head axis direction is provided. At the lower end of the stopper bolt 69, an inner flange 62 provided on the intermediate
b (described later) is provided with a stepped portion 69a. Further, a step portion 14a is formed over the entire circumference at the lower portion of the inner wall of the peripheral wall portion 14.

【0047】ダイヤフラム15は、内周側が開口される
円環形状をなし、ダイヤフラム固定リング25によって
周壁部14の内壁に形成された段部14a上に固定され
ている。また、ヘッド本体12と中間部材62との間で
ダイヤフラム15によって外部と仕切られてなる空間
は、第一の流体室44とされ、シャフト部39に形成さ
れた第一の流路42aと連通されている。そして、第一
の流体室44内の圧力は第一の圧力調整機構48によっ
て調整され、これによってダイヤフラム15の変形とと
もに変位するフローティング部68をヘッド軸線方向に
変位させる力を調節している。
The diaphragm 15 is formed in an annular shape whose inner peripheral side is opened, and is fixed on a step portion 14 a formed on the inner wall of the peripheral wall portion 14 by a diaphragm fixing ring 25. Further, a space defined between the head body 12 and the intermediate member 62 by the diaphragm 15 from the outside is defined as a first fluid chamber 44 and communicates with a first channel 42 a formed in the shaft portion 39. ing. The pressure in the first fluid chamber 44 is adjusted by the first pressure adjusting mechanism 48, thereby adjusting the force for displacing the floating portion 68 displaced with the deformation of the diaphragm 15 in the head axis direction.

【0048】ここで、第一の流体室44内には、シャフ
ト部39に形成された第二の流路42bと中間部材62
に設けられる第三の流路42c(後述)とを接続する配
管54が設けられている。配管54は、少なくとも一部
が可撓性を有する素材からなるものであって、この可撓
性を有する素材からなる部分は、ダイヤフラム15の変
形に伴う中間部材62及びフローティング部68のヘッ
ド軸線方向の変位を許容するよう、適度に弛みをもって
設けられている。
Here, in the first fluid chamber 44, the second flow path 42b formed in the shaft portion 39 and the intermediate member 62
There is provided a pipe 54 for connecting to a third flow path 42c (described later) provided in the first path. At least a part of the pipe 54 is made of a flexible material, and the portion made of the flexible material is formed in the head axial direction of the intermediate member 62 and the floating part 68 accompanying the deformation of the diaphragm 15. Is provided with a moderate slack so as to allow the displacement of.

【0049】中間部材62は、剛性を有する素材、例え
ばステンレス鋼、セラミック、アルミ材等からなり、外
径がヘッド本体12の外径よりも大きい大略円盤形状を
なしている。中間部材62は、ヘッド本体12と同心に
して取り付けられており、ヘッド本体12よりも外周側
に張り出す部分は第一の張り出し部71とされる。ここ
で、中間部材62はフローティング部68のヘッド軸線
方向の位置を調節するスペーサを兼ねており、中間部材
62には、スペーサとなる部分の厚みを表示する表示部
Iが設けられている。本実施の形態では、スペーサとな
る部分の厚みは、後述する突部62aの上面から第六の
取付基準面75までの厚みである。表示部Iは中間部材
62の一部のみである必要はなく、例えば中間部材62
の全面を表示部とすることができる。また、スペーサと
なる部分の厚み(ヘッド本体12とフローティング部6
8との間の距離やこれらの相対位置、もしくは対応する
ウェーハWの厚みとして表すこともできる)は、表示部
Iに数値や目印の数、形状などで表したり、スペーサと
なる部分の厚みに応じて中間部材62を色分けするなど
して示すことができる。本実施の形態では、中間部材6
2において外部に露出される部分である第一の張り出し
部71の外周面を表示部Iとし、中間部材62を、スペ
ーサとなる部分の厚みに応じて色分けしたものとする。
The intermediate member 62 is made of a rigid material, for example, stainless steel, ceramic, aluminum, or the like, and has a substantially disk shape whose outer diameter is larger than the outer diameter of the head body 12. The intermediate member 62 is mounted concentrically with the head main body 12, and a portion that protrudes outward from the head main body 12 is a first protruding portion 71. Here, the intermediate member 62 also serves as a spacer for adjusting the position of the floating portion 68 in the head axis direction, and the intermediate member 62 is provided with a display section I for displaying the thickness of the portion serving as the spacer. In the present embodiment, the thickness of the portion serving as the spacer is the thickness from the upper surface of a protrusion 62a described later to the sixth attachment reference surface 75. The display unit I does not need to be only a part of the intermediate member 62.
Can be a display section. Further, the thickness of the portion serving as the spacer (the head body 12 and the floating portion 6)
8 and the relative position thereof, or the thickness of the corresponding wafer W) can be represented by a numerical value, the number or shape of a mark on the display unit I, or the thickness of a portion serving as a spacer. Accordingly, the intermediate member 62 can be indicated by being colored. In the present embodiment, the intermediate member 6
In FIG. 2, the outer peripheral surface of the first overhanging portion 71, which is the portion exposed to the outside, is the display portion I, and the intermediate member 62 is color-coded according to the thickness of the portion serving as the spacer.

【0050】中間部材62の上面のうち、ヘッド本体1
2の開口部分内に位置する部分には、中間部材62と略
同心にして、ヘッド本体12内に収容される略リング状
の突部62aが形成されている。また、突部62aの内
周側には上側凹部cが形成されており、外周側に比べて
一段低く形成されている。そして、上側凹部cによって
中間部材62の上部に形成される空間も第一の流体室1
4とされている。突部62aは、ダイヤフラム15の上
面に配置される略円環形状をなす中間部材固定リング3
3に対して、ダイヤフラム15を挟み込んだ状態で中間
部材固定ボルト33aによって螺着されており、これに
よって中間部材62はダイヤフラム15の下面に取り付
けられる。ここで、突部62aが中間部材62の上面
(外周側の上面)から突出する高さは、ヘッド本体12
の段部14aの、ヘッド軸線方向の厚みよりも大きくと
られており、これによって中間部材62の上面と周壁部
14の下端との間には、中間部材62のヘッド軸線方向
への変位を許容する隙間kが形成されている。そして、
上側凹部cの底面中央には、中間部材62の下面側まで
通じる第三の流路42cが形成されており、この第三の
流路42cの上端には、前記した配管54が接続されて
いる。
The head body 1 on the upper surface of the intermediate member 62
A substantially ring-shaped projection 62a housed in the head main body 12 is formed substantially concentrically with the intermediate member 62 at a portion located inside the opening portion of the second. An upper concave portion c is formed on the inner peripheral side of the protrusion 62a, and is formed one step lower than the outer peripheral side. The space formed above the intermediate member 62 by the upper concave portion c is also the first fluid chamber 1.
It is set to 4. The protruding portion 62a is formed in a substantially annular intermediate member fixing ring 3 disposed on the upper surface of the diaphragm 15.
3, the intermediate member 62 is attached to the lower surface of the diaphragm 15 by being screwed with the intermediate member fixing bolt 33a with the diaphragm 15 sandwiched therebetween. Here, the height of the protrusion 62a projecting from the upper surface (upper surface on the outer peripheral side) of the intermediate member 62 is determined by the head body 12
Of the intermediate member 62 is allowed to be displaced in the head axis direction between the upper surface of the intermediate member 62 and the lower end of the peripheral wall portion 14. A gap k is formed. And
At the center of the bottom surface of the upper concave portion c, a third flow passage 42c communicating with the lower surface of the intermediate member 62 is formed, and the above-described pipe 54 is connected to the upper end of the third flow passage 42c. .

【0051】また、この突部62aの上部には、内周側
に向けて張り出して、内フランジ62bが全周にわたっ
て形成されている。内フランジ62bは、ヘッド本体1
2内に設けたストッパーボルト69の段部69aと係合
され得るものであって、ダイヤフラム15が下方にたわ
んでも、内フランジ62bとストッパーボルト69の段
部69aとが係合することで、ヘッド本体12と中間部
材62の相対移動を適正範囲内に規制し、ダイヤフラム
15に過剰な力を作用させないようになっている。ま
た、突部62aの外周側の側面62cは、ヘッド軸線に
略平行な面とされ、ヘッド本体12の周壁部14の内周
面との間にわずかな隙間をもって設けられている。側面
62cは、周壁部14の内周面に対して、ヘッド軸線方
向に摺動され得るようになっており、これによって中間
部材62のヘッド軸線方向への変位を許容しつつ、ヘッ
ド軸線に直交する方向への変位を規制している。ここ
で、突部62aの上部は下部に対して外径が狭められて
おり、これによって周壁部14との間に、中間部材62
がヘッド軸線方向に変位する際のダイヤフラム15の変
形を許容する空間を確保している。
Further, an inner flange 62b is formed over the entire periphery of the upper part of the projection 62a so as to protrude toward the inner peripheral side. The inner flange 62b is attached to the head body 1
2 can be engaged with the stepped portion 69a of the stopper bolt 69 provided in the inner portion 2. Even when the diaphragm 15 is bent downward, the inner flange 62b and the stepped portion 69a of the stopper bolt 69 can be engaged to form the head. The relative movement between the main body 12 and the intermediate member 62 is restricted within an appropriate range so that an excessive force is not applied to the diaphragm 15. The side surface 62c on the outer peripheral side of the protrusion 62a is a surface substantially parallel to the head axis, and is provided with a slight gap between the side surface 62c and the inner peripheral surface of the peripheral wall portion 14 of the head main body 12. The side surface 62c can be slid in the head axis direction with respect to the inner peripheral surface of the peripheral wall portion 14, thereby allowing the intermediate member 62 to be displaced in the head axis direction and orthogonal to the head axis. It regulates the displacement in the direction of movement. Here, the outer diameter of the upper part of the protrusion 62a is smaller than that of the lower part, and thereby the intermediate member 62
Has a space that allows deformation of the diaphragm 15 when the diaphragm 15 is displaced in the head axis direction.

【0052】ここで、本実施の形態では、第一の張り出
し部71の上面には、ヘッド本体12と中間部材62と
の間に形成される隙間kを側方から覆う大略円環形状の
カバー72が設けられている。カバー72は、例えば第
一の張り出し部71の上面に対してボルト止め等によっ
て固定される基部72aと、基部72aからヘッド本体
12の外周面(周壁部14の外周面)に沿ってヘッド軸
線方向に立ち上げられるカバー部72bとを有してい
る。カバー部72bと基部72aとの間には、補強用の
リブ72cが、カバー72の周方向に適宜間隔を開けて
複数設けられている。また、基部72aを第一の張り出
し部71に固定するボルトbには、金属汚染を招かない
ように、例えば樹脂製のボルトを用いることができる。
Here, in the present embodiment, a substantially annular cover covering the gap k formed between the head main body 12 and the intermediate member 62 from the side is provided on the upper surface of the first overhang portion 71. 72 are provided. The cover 72 includes, for example, a base 72 a fixed to the upper surface of the first protrusion 71 by bolting or the like, and a head axial direction extending from the base 72 a along the outer peripheral surface of the head main body 12 (the outer peripheral surface of the peripheral wall portion 14). And a cover portion 72b that is raised up. A plurality of reinforcing ribs 72c are provided between the cover 72b and the base 72a at appropriate intervals in the circumferential direction of the cover 72. Further, as the bolt b for fixing the base 72a to the first protrusion 71, for example, a resin bolt can be used so as not to cause metal contamination.

【0053】中間部材62の下面には、中間部材62と
同心にして、サブキャリア66に設けられた係合凹部7
3b(後述)と係合する略円形の係合突部73aが形成
されている。この係合突部73aの外周面は、中間部材
62の軸線に略平行とされ、第五の取付基準面74とさ
れている。また、中間部材62の下面のうち、係合突部
73aより外周側に位置する面は、中間部材62の軸線
に略直交しており、第六の取付基準面75とされてい
る。これら第五、第六の取付基準面74、75は、中間
部材62にサブキャリア66を取り付ける際の取付基準
面となる。ここで、第五の取付基準面74の上端から第
六の取付基準面75の内周側にかけて逃げが形成されて
おり、また、係合突部73aの下面はサブキャリア66
の係合凹部73bの底面とは非接触状態とされており、
これによって中間部材62に対するサブキャリア66の
取付精度が確保されている。
On the lower surface of the intermediate member 62, an engaging recess 7 provided on the subcarrier 66 is provided concentrically with the intermediate member 62.
A substantially circular engaging projection 73a is formed to engage with 3b (described later). The outer peripheral surface of the engagement projection 73a is substantially parallel to the axis of the intermediate member 62, and serves as a fifth attachment reference surface 74. The surface of the lower surface of the intermediate member 62 that is located on the outer peripheral side from the engagement protrusion 73 a is substantially perpendicular to the axis of the intermediate member 62, and serves as a sixth attachment reference surface 75. The fifth and sixth attachment reference surfaces 74 and 75 serve as attachment reference surfaces when attaching the subcarrier 66 to the intermediate member 62. Here, a clearance is formed from the upper end of the fifth attachment reference surface 74 to the inner peripheral side of the sixth attachment reference surface 75, and the lower surface of the engagement protrusion 73a is
Is in a non-contact state with the bottom surface of the engagement concave portion 73b.
This ensures the mounting accuracy of the subcarrier 66 to the intermediate member 62.

【0054】サブキャリア66は、セラミック、または
より軽量なアルミ材等の高剛性材料からなり、外径がヘ
ッド本体12の外径よりも大きい大略円盤形状の部材で
あって、中間部材62に対して着脱を可能にして取り付
けられている。また、サブキャリア66は、中間部材6
2に対してヘッド本体12と同心にして取り付けられて
おり、サブキャリア66においてヘッド本体12よりも
外周側に張り出す部分は、第二の張り出し部66aとさ
れる。サブキャリア66の上面には、サブキャリア66
と同心にして、中間部材62の係合突部73aに嵌合す
る係合凹部73bが形成されている。係合凹部77aの
内側面は、サブキャリア66の軸線に略平行とされ、中
間部材62の第五の取付基準面74と当接される第七の
取付基準面76とされている。また、サブキャリア66
の上面は、サブキャリア66の軸線に略直交しており、
中間部材62の第六の取付基準面75と当接される第八
の取付基準面77とされている。
The subcarrier 66 is made of a highly rigid material such as ceramic or a lighter aluminum material, and has a substantially disc-shaped member whose outer diameter is larger than the outer diameter of the head main body 12. It is attached so that it can be attached and detached. In addition, the subcarrier 66 includes the intermediate member 6.
2 is mounted concentrically with the head main body 12, and a portion of the subcarrier 66 that protrudes outward from the head main body 12 is a second protruding portion 66a. On the upper surface of the subcarrier 66, the subcarrier 66
An engagement recess 73b is formed concentrically with the engagement protrusion 73a of the intermediate member 62. The inner side surface of the engagement recess 77a is substantially parallel to the axis of the subcarrier 66, and serves as a seventh attachment reference surface 76 that comes into contact with the fifth attachment reference surface 74 of the intermediate member 62. Also, the subcarrier 66
Is substantially perpendicular to the axis of the subcarrier 66,
An eighth attachment reference surface 77 that is in contact with the sixth attachment reference surface 75 of the intermediate member 62 is provided.

【0055】サブキャリア66は、第七の取付基準面7
6を中間部材62の第五の取付基準面74に面接触さ
せ、第八の取付基準面77を中間部材62の第六の取付
基準面75に面接触させることで、中間部材62と同心
となるように位置決めされる。そして、これら中間部材
62の取付基準面またはサブキャリア66の取付基準
面、もしくはこれら両方には、これらの間を気密、液密
に封止する封止材35が配されている。本実施の形態で
は、封止材35としてOリングが用いられ、中間部材6
2の第五の取付基準面74に、その全周にわたって封止
材35がはめ込まれる溝35aを形成している。(溝3
5aはサブキャリア66の第七の取付基準面76側に設
けてもよい)。ここで、中間部材62に対してサブキャ
リア66をボルト止めする構造を採用する場合には、第
一の張り出し部71には上下に貫通してボルト挿通孔7
1aが形成される。そしてサブキャリア66は、このボ
ルト挿通孔71aに挿通されるサブキャリア固定ボルト
71bによって中間部材62に固定される。このボルト
挿通孔71aは、第一の張り出し部71の全周に例えば
等間隔をあけて複数形成されており、また、第一の張り
出し部71に取り付けられたカバー72によって覆われ
ている(サブキャリア固定ボルト71bの頭部をボルト
挿通孔71aに収容させなくとも、カバー72がサブキ
ャリア固定ボルト71bの頭部を覆うようにすればよ
い)。
The subcarrier 66 is provided with a seventh mounting reference plane 7.
6 is brought into surface contact with the fifth attachment reference surface 74 of the intermediate member 62, and the eighth attachment reference surface 77 is brought into surface contact with the sixth attachment reference surface 75 of the intermediate member 62, and concentrically with the intermediate member 62. It is positioned so that it becomes. A sealing member 35 is provided on the mounting reference surface of the intermediate member 62 and / or the mounting reference surface of the subcarrier 66 to seal the space between them in an airtight and liquid tight manner. In the present embodiment, an O-ring is used as the sealing material 35, and the intermediate member 6
The second fifth attachment reference surface 74 is formed with a groove 35a into which the sealing material 35 is fitted over the entire circumference. (Groove 3
5a may be provided on the seventh mounting reference surface 76 side of the subcarrier 66). Here, in the case of employing a structure in which the subcarrier 66 is bolted to the intermediate member 62, the first overhanging portion 71 is vertically penetrated and the bolt insertion hole 7 is formed.
1a is formed. The subcarrier 66 is fixed to the intermediate member 62 by the subcarrier fixing bolt 71b inserted into the bolt insertion hole 71a. A plurality of the bolt insertion holes 71a are formed at equal intervals, for example, all around the first overhanging portion 71, and are covered by a cover 72 attached to the first overhanging portion 71 (sub). The cover 72 may cover the head of the subcarrier fixing bolt 71b without having to accommodate the head of the carrier fixing bolt 71b in the bolt insertion hole 71a).

【0056】サブキャリア66の下面には、サブキャリ
ア66と略同心にして下側凹部52が形成されている。
そして、サブキャリア66には、下側凹部52から係合
凹部73bの底面の略中央まで通じる流通孔53が形成
されている。流通孔53は、サブキャリア66の係合凹
部73bと中間部材62の係合突部73aとの間に形成
される空間及び中間部材62に形成される第三の流路4
2cを通じて配管54と接続されており、これによって
第二の圧力調整機構56と接続されている。また、サブ
キャリア66の外周下部には、全周にわたって切り欠き
が形成されて、サブキャリア66の軸線方向下方を向く
第一取付面78と、サブキャリア66の外周方向を向く
第二取付面79が形成されている。そしてこれら第一、
第二取付面78、79にはリテーナリング67が取り付
けられる。
The lower recess 52 is formed on the lower surface of the subcarrier 66 substantially concentrically with the subcarrier 66.
The subcarrier 66 has a flow hole 53 extending from the lower concave portion 52 to a substantially center of the bottom surface of the engaging concave portion 73b. The flow hole 53 is formed in a space formed between the engagement recess 73 b of the subcarrier 66 and the engagement protrusion 73 a of the intermediate member 62 and the third flow path 4 formed in the intermediate member 62.
2c, it is connected to the pipe 54, and thereby connected to the second pressure adjusting mechanism 56. In addition, a notch is formed in the lower part of the outer periphery of the subcarrier 66 over the entire periphery, and a first mounting surface 78 that faces downward in the axial direction of the subcarrier 66 and a second mounting surface 79 that faces in the outer peripheral direction of the subcarrier 66. Are formed. And these first,
The retainer ring 67 is attached to the second attachment surfaces 78, 79.

【0057】ここで、サブキャリア66に対してリテー
ナリング67をボルト止めする構造を採用する場合に
は、第二の張り出し部66aには、上下に貫通してボル
ト挿通孔66bが形成される。そして、リテーナリング
67は、このボルト挿通孔66bに挿通されるリテーナ
リング固定ボルト66cによってサブキャリア66に螺
着される。このボルト挿通孔66bはリテーナリング固
定ボルト66cの頭部を収容するようになっており、こ
れによってサブキャリア66を中間部材62に取り付け
た際に、リテーナリング固定ボルト66cが中間部材6
2とサブキャリア66との間に収容されて外部とは隔離
されるようになっている。ボルト挿通孔66bは、第二
の張り出し部66aの全周に例えば等間隔をあけて複数
形成されている。(例えばボルト挿通孔66bにリテー
ナリング固定ボルト66cの頭部を収容させる代わり
に、図4で二点鎖線で示すように、中間部材62の下面
においてボルト挿通孔66bに対向する位置に穴D(溝
でもよい)を形成して、この穴にリテーナリング固定ボ
ルト66cの頭部を収容するようにしてもよい。)
Here, when adopting a structure in which the retainer ring 67 is bolted to the subcarrier 66, a bolt insertion hole 66b penetrating vertically is formed in the second overhang portion 66a. The retainer ring 67 is screwed to the subcarrier 66 by a retainer ring fixing bolt 66c inserted into the bolt insertion hole 66b. The bolt insertion hole 66b accommodates the head of the retainer ring fixing bolt 66c, so that when the subcarrier 66 is mounted on the intermediate member 62, the retainer ring fixing bolt 66c
It is accommodated between the subcarrier 2 and the subcarrier 66 to be isolated from the outside. The plurality of bolt insertion holes 66b are formed at equal intervals, for example, all around the second protrusion 66a. (For example, instead of accommodating the head of the retainer ring fixing bolt 66c in the bolt insertion hole 66b, as shown by a two-dot chain line in FIG. 4, a hole D ( A groove may be formed, and the head of the retainer ring fixing bolt 66c may be accommodated in this hole.)

【0058】ここで、リテーナリング67は、上下の面
が略平行に形成されており、上面67aをサブキャリア
66の第一取付面78に取り付けられるようになってい
る。また、リテーナリング67の内周面67bは、上面
67aに対して略直交しており、第二取付面79との間
に膜体82の外周部82a(後述)を挟み込んでこれを
固定するようになっている。これによって膜体82は、
サブキャリア6に対して気密に取り付けられる。ここ
で、リテーナリング67は、上面67aとサブキャリア
66の第一取付面75との間に適当な厚さのシムを挟み
込んで装着することも可能であり、これによってサブキ
ャリア66の下面に張られる膜体82下面からのリテー
ナリング67の突出量を、研磨するウェーハWの厚みに
応じて調整することができ、またリテーナリング67が
摩耗してその上下方向の厚みが薄くなっても、膜体82
下面からのリテーナリング67の突出量を最適な範囲内
に収めて、リテーナリング67の寿命を延ばすことがで
きる。
Here, the upper and lower surfaces of the retainer ring 67 are formed substantially in parallel, and the upper surface 67 a is mounted on the first mounting surface 78 of the subcarrier 66. The inner peripheral surface 67b of the retainer ring 67 is substantially perpendicular to the upper surface 67a, and the outer peripheral portion 82a (described later) of the film body 82 is sandwiched between the inner peripheral surface 67b and the second mounting surface 79 so as to be fixed. It has become. As a result, the film body 82
It is hermetically attached to the subcarrier 6. Here, the retainer ring 67 can be mounted with a shim having an appropriate thickness sandwiched between the upper surface 67 a and the first mounting surface 75 of the subcarrier 66, thereby stretching the lower surface of the subcarrier 66. The amount of protrusion of the retainer ring 67 from the lower surface of the film body 82 to be polished can be adjusted according to the thickness of the wafer W to be polished. Body 82
The life of the retainer ring 67 can be extended by keeping the amount of protrusion of the retainer ring 67 from the lower surface within the optimum range.

【0059】外周側を向く第二取付面79には、全周に
わたって嵌合溝81が形成されている。嵌合溝81は、
その底面の幅に対して開口部側の幅が狭められた形状を
なしており、サブキャリア66の下面に張られる膜体8
2の端縁82b(後述)がはめ込まれるものである。そ
して、第二取付面79は、リテーナリング67がキャリ
ア66に取り付けられることで、リテーナリング67の
内周面67bとの間に膜体82の外周部82aを挟み込
んで固定するようになっている。ここで、膜体82は、
例えばダイヤフラム15と同じく繊維補強ゴムなどの可
撓性を有する素材からなり、その外周部82aは、平面
状をなす内周部に対して上面側に立ち上げられ、端縁8
2bを内周側に向けて折り返された形状とされている。
端縁82bは他の部分に比べて肉厚に形成されており、
これによって端縁82bはサブキャリア66の嵌合溝8
1に係合されるようになっている。
A fitting groove 81 is formed on the entire circumference of the second mounting surface 79 facing the outer peripheral side. The fitting groove 81 is
The film body 8 has a shape in which the width on the opening side is narrower than the width of the bottom surface, and is formed on the lower surface of the subcarrier 66.
The second edge 82b (described later) is fitted. When the retainer ring 67 is attached to the carrier 66, the second attachment surface 79 sandwiches and fixes the outer peripheral portion 82 a of the film body 82 to the inner peripheral surface 67 b of the retainer ring 67. . Here, the film body 82
For example, the diaphragm 15 is made of a flexible material such as fiber-reinforced rubber, like the diaphragm 15, and its outer peripheral portion 82a is raised on the upper surface side with respect to the planar inner peripheral portion, and the edge 8
2b is turned back toward the inner peripheral side.
The edge 82b is formed thicker than the other parts,
As a result, the edge 82b is inserted into the fitting groove 8 of the subcarrier 66.
1.

【0060】第二の圧力調整機構56は、第二の流体室
58を含むサブキャリア66と膜体82との間の空間
(膜体82の上面側)において気体の供給または吸引を
行ってこの空間の内圧を調整するものである。第二の圧
力調整機構56は、ウェーハWの研磨時において第二の
流体室58の内圧を上げることで膜体82を介してウェ
ーハWの全面をウェーハ研磨装置1の研磨パッド4に押
し付け、また第二の流体室58の内圧を外気圧よりも低
下させて膜体82を下側凹部52内に向けて窪ませるこ
とで膜体82をウェーハWを吸着する吸盤として作用さ
せるものである。
The second pressure adjusting mechanism 56 supplies or sucks a gas in a space between the subcarrier 66 including the second fluid chamber 58 and the film body 82 (on the upper surface side of the film body 82). It adjusts the internal pressure of the space. The second pressure adjusting mechanism 56 presses the entire surface of the wafer W through the film body 82 against the polishing pad 4 of the wafer polishing apparatus 1 by increasing the internal pressure of the second fluid chamber 58 during polishing of the wafer W, and The internal pressure of the second fluid chamber 58 is made lower than the outside air pressure, and the film body 82 is depressed toward the inside of the lower concave portion 52 so that the film body 82 acts as a suction cup for sucking the wafer W.

【0061】このように構成されるウェーハ研磨用ヘッ
ド61においては、フローティング部68が中間部材6
2の第一の張り出し部71に対してボルト止めによって
取り付けられているので、ヘッド本体12を分解するこ
となくフローティング部68を容易に着脱することがで
きるので、メンテナンスが容易となり、研磨装置の稼働
率を向上させることができる。また、フローティング部
68が中間部材62の第一の張り出し部71の上面側か
らボルト止めされるので、フローティング部68を中間
部材62に固定するサブキャリア固定ボルト71bがウ
ェーハW及び研磨パッド4から離間され、さらにサブキ
ャリア固定ボルト71bと研磨パッド4との間は中間部
材62の第一の張り出し部71によって遮られているの
で、ウェーハW及び研磨パッド4にサブキャリア固定ボ
ルト71b由来の金属汚染が生じにくくなる。
In the wafer polishing head 61 thus configured, the floating portion 68 is
Since the floating portion 68 can be easily attached and detached without disassembling the head main body 12 because it is attached to the first overhang portion 71 by bolting, maintenance becomes easy, and the operation of the polishing apparatus is facilitated. Rate can be improved. Further, since the floating portion 68 is bolted from the upper surface side of the first overhang portion 71 of the intermediate member 62, the subcarrier fixing bolt 71b for fixing the floating portion 68 to the intermediate member 62 is separated from the wafer W and the polishing pad 4. Further, since the space between the subcarrier fixing bolt 71b and the polishing pad 4 is blocked by the first protrusion 71 of the intermediate member 62, metal contamination derived from the subcarrier fixing bolt 71b on the wafer W and the polishing pad 4 is prevented. Less likely to occur.

【0062】また、フローティング構造によって形成さ
れる隙間k(フローティング部68の移動に伴って容積
が変化する隙間)は中間部材62とヘッド本体12との
間に形成されており、研磨パッド4から離間されてい
る。また、この隙間kの開口部と研磨パッド4との間は
中間部材62の第一の張り出し部71によって遮られて
いるので、隙間k内に異物が吸い込まれにくくなる。こ
れによって、ウェーハ研磨用ヘッド61において中間部
材62をヘッド本体12から取り外して洗浄を行う頻度
を低減させて、研磨装置の稼働率を向上させることがで
きる。また、中間部材62をスペーサとなる部分の厚み
の異なる中間部材と交換することで、フローティング部
68のウェーハ保持位置の調整をすることができる。そ
して、中間部材62にスペーサとなる部分の厚みを表示
する表示部Iを設けたので、フローティング部68のセ
ッティングを目視によって確認することができ、調整ミ
スを低減することができる。また、表示部Iが、中間部
材62においてウェーハ研磨用ヘッド61の外部に露出
される部分である第一の張り出し部71の外周面に設け
られ、また表示部Iがスペーサとなる部分の厚みに応じ
て色分けされているので、ウェーハ研磨用ヘッド61を
分解することなく、フローティング部68のセッティン
グをより容易に確認することができる。
A gap k (a gap whose volume changes with the movement of the floating portion 68) formed by the floating structure is formed between the intermediate member 62 and the head main body 12 and is separated from the polishing pad 4. Have been. Further, since the gap between the opening of the gap k and the polishing pad 4 is blocked by the first protrusion 71 of the intermediate member 62, it is difficult for foreign matter to be sucked into the gap k. Accordingly, the frequency of performing the cleaning by removing the intermediate member 62 from the head main body 12 in the wafer polishing head 61 can be reduced, and the operation rate of the polishing apparatus can be improved. Further, by replacing the intermediate member 62 with an intermediate member having a different thickness at a portion serving as a spacer, the wafer holding position of the floating portion 68 can be adjusted. Since the display portion I for displaying the thickness of the portion serving as the spacer is provided on the intermediate member 62, the setting of the floating portion 68 can be visually checked, and adjustment errors can be reduced. Further, the display portion I is provided on the outer peripheral surface of the first overhang portion 71 which is a portion of the intermediate member 62 exposed to the outside of the wafer polishing head 61, and the thickness of the display portion I becomes a spacer. Since the colors are categorized accordingly, the setting of the floating portion 68 can be more easily confirmed without disassembling the wafer polishing head 61.

【0063】また、カバー72によってヘッド本体12
と中間部材62との間の隙間kを側方から覆うことで、
この隙間kへの砥粒剤やその他の異物の侵入をさらに低
減することができる。また、第一の張り出し部71にカ
バー72が設けられることによってこの隙間k内への空
気の出入り口は上方に向くこととなり、さらに異物を吸
い込みにくくなるとともに、もしカバー72によって覆
われる空間内に異物を吸い込んだとしても異物が重力に
よってカバー72に覆われる空間内に向けて引き戻され
るので、異物が外部に吐き出されにくくなる。そして、
本実施の形態のように、中間部材62にフローティング
部68(サブキャリア66)をボルト止めしている場
合、このカバー72によってサブキャリア固定ボルト7
1bを覆うことで、サブキャリア固定ボルト71b由来
の金属汚染をさらに効果的に低減することができる。ま
た、カバー72を中間部材62の外周側に張り出させず
にすむため、カバー72を設けてもウェーハ研磨用ヘッ
ド61の外径を大きくせずにすみ、設置スペースを小さ
くすることができる。
The head body 12 is covered by the cover 72.
By covering the gap k between the first member and the intermediate member 62 from the side,
Intrusion of the abrasive or other foreign matter into the gap k can be further reduced. In addition, since the cover 72 is provided on the first overhanging portion 71, the entrance of the air into the gap k is directed upward, so that it becomes more difficult to suck in the foreign matter, and if the foreign matter is in the space covered by the cover 72, Even if inhaled, the foreign matter is pulled back into the space covered by the cover 72 by gravity, so that the foreign matter is less likely to be discharged to the outside. And
When the floating portion 68 (subcarrier 66) is bolted to the intermediate member 62 as in the present embodiment, the subcarrier fixing bolt 7 is
By covering 1b, metal contamination derived from the subcarrier fixing bolt 71b can be reduced more effectively. In addition, since the cover 72 does not need to protrude to the outer peripheral side of the intermediate member 62, even if the cover 72 is provided, the outer diameter of the wafer polishing head 61 does not need to be increased, and the installation space can be reduced.

【0064】また、リテーナリング67をサブキャリア
66に固定するリテーナリング固定ボルト66cがサブ
キャリア66の上面にあって研磨パッド4から離間して
おり、またリテーナリング固定ボルト66cと研磨パッ
ド4との間はサブキャリア66によって遮られているの
で、リテーナリング固定ボルト66c由来の金属汚染を
低減することができる。また、サブキャリアの上面にお
いて、リテーナリング固定ボルト66cが中間部材62
によって覆われて、外部から隔離されているので、さら
にリテーナリング固定ボルト66c由来の金属汚染を低
減することができる。
A retainer ring fixing bolt 66c for fixing the retainer ring 67 to the subcarrier 66 is located on the upper surface of the subcarrier 66 and is separated from the polishing pad 4, and the retainer ring fixing bolt 66c and the polishing pad 4 Since the space is blocked by the subcarrier 66, metal contamination derived from the retainer ring fixing bolt 66c can be reduced. On the upper surface of the subcarrier, the retainer ring fixing bolt 66c is
Since it is covered by and is isolated from the outside, metal contamination derived from the retainer ring fixing bolt 66c can be further reduced.

【0065】ここで、上記第一の実施の形態において
は、サブキャリア36の下面への膜体の取り付け構造と
して第二の実施の形態に示したサブキャリア66への膜
体82の取り付け構造を適用してもよい。すなわち膜体
57のかわりに膜体82を用い、またサブキャリア36
の外周部36a下部において外周側を向く面に嵌合溝8
1を形成し、嵌合溝81に膜体82の端縁82bを嵌合
させた状態で、サブキャリア36の外周側を向く面とリ
テーナリング37の内周面とによって膜体82の外周部
82aを挟み込んで固定する構造としてもよい。また第
二の実施の形態において、サブキャリア66の下面への
膜体の取り付け構造として、第一の実施の形態に示した
サブキャリア36への膜体57の取り付け構造を適用し
てもよい。すなわち、膜体82のかわりに膜体57を用
い、またサブキャリア66の第二取付面79から嵌合溝
81を無くして、膜体57の外周縁をサブキャリア66
の第一取付面78とリテーナリング67の上面67aと
の間に挟み込んで固定する構造としてもよい。
Here, in the first embodiment, the structure for attaching the film 82 to the subcarrier 66 shown in the second embodiment is the same as the structure for attaching the film to the lower surface of the subcarrier 36. May be applied. That is, the film body 82 is used instead of the film body 57 and the subcarrier 36
The fitting groove 8 is formed on the surface facing the outer peripheral side below the outer peripheral portion 36a.
1 and the outer peripheral portion of the film body 82 is formed by the surface facing the outer peripheral side of the subcarrier 36 and the inner peripheral surface of the retainer ring 37 in a state where the edge 82 b of the film body 82 is fitted in the fitting groove 81. It is good also as a structure which clamps 82a and fixes. In the second embodiment, the structure for attaching the film 57 to the subcarrier 36 shown in the first embodiment may be applied as the structure for attaching the film to the lower surface of the subcarrier 66. That is, the film body 57 is used in place of the film body 82, the fitting groove 81 is eliminated from the second mounting surface 79 of the subcarrier 66, and the outer peripheral edge of the film body 57 is
The first mounting surface 78 and the upper surface 67a of the retainer ring 67 may be sandwiched and fixed.

【0066】[0066]

【発明の効果】本発明の請求項1記載のウェーハ研磨用
ヘッド、及びこれを用いた研磨装置によれば、ウェーハ
研磨用ヘッド全体を分解することなく、フローティング
部の着脱が可能となるので、メンテナンスが容易とな
り、稼働率を向上させることができる。また、フローテ
ィング部の組付精度を安定させることができ、フローテ
ィング部を再度装着する際にも簡単な調整だけでフロー
ティング部の組付精度を確保することが可能となり、ウ
ェーハの加工精度を安定させることができる。また、中
間部材を、厚みの異なる中間部材と交換することで、フ
ローティング部のウェーハ保持位置の調整をすることが
できるので、厚みの異なるウェーハを研磨する際にも調
整を容易に行うことができる。
According to the wafer polishing head according to the first aspect of the present invention and the polishing apparatus using the same, the floating portion can be attached and detached without disassembling the entire wafer polishing head. Maintenance becomes easy, and the operation rate can be improved. In addition, the mounting accuracy of the floating portion can be stabilized, and the mounting accuracy of the floating portion can be ensured only by simple adjustment when the floating portion is mounted again, and the processing accuracy of the wafer is stabilized. be able to. Further, by replacing the intermediate member with an intermediate member having a different thickness, the wafer holding position of the floating portion can be adjusted. Therefore, the adjustment can be easily performed even when polishing a wafer having a different thickness. .

【0067】請求項2記載のウェーハ研磨用ヘッド、及
びこれを用いた研磨装置によれば、このウェーハ保持ヘ
ッドに保持されるウェーハは、膜体によってフローティ
ング支持されるようになっているので、リテーナリング
がサブキャリアに固定されていてサブキャリアに対して
フローティング支持されていない構造でも、リテーナリ
ングとウェーハとを独立してフローティング支持するこ
とができ、ウェーハの研磨を良好に行うことができる。
また、リテーナリングをサブキャリアに対してフローテ
ィング支持する構造が不要なので、研磨パッドに面する
部分からフローティング構造によって形成される隙間
(異物が吸い込まれる隙間)を少なくすることができ
る。また、本発明のウェーハ研磨用ヘッドにおいては、
リテーナリングはサブキャリアに取り付けられているの
で、ウェーハ研磨用ヘッドを分解せずにリテーナリング
を交換することができ、作業効率を向上させて研磨装置
の稼働率を向上させることができる。
According to the wafer polishing head and the polishing apparatus using the same, the wafer held by the wafer holding head is supported by the film body in a floating state. Even in a structure in which the ring is fixed to the subcarrier and is not floating supported on the subcarrier, the retainer ring and the wafer can be independently floating supported, and the wafer can be polished favorably.
Further, since a structure for supporting the retainer ring in a floating manner with respect to the subcarrier is not required, a gap (gap in which a foreign substance is sucked) formed by the floating structure from a portion facing the polishing pad can be reduced. Further, in the wafer polishing head of the present invention,
Since the retainer ring is attached to the subcarrier, the retainer ring can be replaced without disassembling the wafer polishing head, and the working efficiency can be improved and the operation rate of the polishing apparatus can be improved.

【0068】請求項3記載のウェーハ研磨用ヘッド、及
びこれを用いた研磨装置によれば、中間部材を、そのス
ペーサとなる部分の厚みの異なる中間部材と交換するこ
とで、例えば研磨するウェーハの厚みに合わせて、フロ
ーティング部のウェーハ保持位置の調整をすることがで
きる。そして、中間部材にそのスペーサとなる部分の厚
みを表示する表示部が設けられているので、フローティ
ング部のセッティングを目視によって確認することがで
き、調整ミスを低減することができる。
According to the head for polishing a wafer according to the third aspect and the polishing apparatus using the same, the intermediate member is replaced with an intermediate member having a different thickness of a portion serving as a spacer, so that, for example, the polishing of the wafer to be polished is performed. The wafer holding position of the floating portion can be adjusted according to the thickness. And since the display part which displays the thickness of the part used as the spacer in the intermediate member is provided, the setting of the floating part can be visually confirmed, and the adjustment error can be reduced.

【0069】請求項4記載のウェーハ研磨用ヘッド、及
びこれを用いた研磨装置によれば、研磨装置の制御装置
に現在の研磨条件とウェーハ研磨用ヘッドのセッティン
グとを照合させて、セッティングに間違いがないかを自
動的に確認させて、調整ミスを低減することができる。
According to the wafer polishing head according to the fourth aspect and the polishing apparatus using the same, the current polishing conditions and the setting of the wafer polishing head are collated by the control device of the polishing apparatus, and an incorrect setting is made. It is possible to automatically check whether there is any, and to reduce adjustment errors.

【0070】請求項5記載のウェーハ研磨用ヘッド、及
びこれを用いた研磨装置によれば、フローティング部が
中間部材の張り出し部に対してボルト止めによって取り
付けられているので、ヘッド本体を分解することなくフ
ローティング部を容易に着脱することができ、作業効率
を向上させて研磨装置の稼働率を向上させることができ
る。また、フローティング部を中間部材に固定するボル
トがウェーハ及び研磨パッドから離間され、またボルト
と研磨パッドとの間は中間部材の張り出し部によって遮
られているので、ウェーハ及び研磨パッドにボルト由来
の金属汚染(ボルトから溶けだした金属による汚染)が
生じにくくなる。また、フローティング構造によって形
成される隙間(フローティング部の移動に伴って容積が
変化する隙間)は中間部材とヘッド本体との間に形成さ
れており、研磨パッドから離間されている。また、この
隙間の開口部と研磨パッドとの間は中間部材の張り出し
部によって遮られているので、隙間内に異物が吸い込ま
れにくくなる。これによって、フローティング部をヘッ
ド本体から取り外して洗浄を行う頻度を低減させて、研
磨装置の稼働率を向上させることができる。
According to the wafer polishing head according to the fifth aspect and the polishing apparatus using the same, since the floating portion is attached to the overhang portion of the intermediate member by bolting, the head body can be disassembled. Therefore, the floating portion can be easily attached and detached, and the working efficiency can be improved and the operation rate of the polishing apparatus can be improved. In addition, since the bolt for fixing the floating portion to the intermediate member is separated from the wafer and the polishing pad, and the space between the bolt and the polishing pad is blocked by the overhanging portion of the intermediate member, the metal derived from the bolt is attached to the wafer and the polishing pad. Contamination (contamination by metal melted from bolts) is less likely to occur. Further, a gap formed by the floating structure (a gap whose volume changes with the movement of the floating portion) is formed between the intermediate member and the head main body, and is separated from the polishing pad. Further, since the gap between the opening of the gap and the polishing pad is blocked by the projecting portion of the intermediate member, it is difficult for foreign substances to be sucked into the gap. Thus, the frequency of performing the cleaning by removing the floating portion from the head main body can be reduced, and the operation rate of the polishing apparatus can be improved.

【0071】請求項6記載のウェーハ研磨用ヘッド、及
びこれを用いた研磨装置によれば、カバーによってヘッ
ド本体と中間部材との間の隙間を側方から覆うことで、
この隙間への砥粒剤やその他の異物の侵入をさらに低減
することができる。また、張り出し部にカバーが設けら
れることによってこの隙間内への空気の出入り口は上方
に向くこととなり、さらに異物を吸い込みにくくなると
ともに、もしカバーによって覆われる空間内に異物を吸
い込んだとしても、異物が外部に吐き出されにくくな
る。そして、例えば中間部材にフローティング部をボル
ト止めしている場合、このカバーによってボルトを覆う
ことで、ボルト由来の金属汚染をさらに効果的に低減す
ることができる。
According to the wafer polishing head and the polishing apparatus using the same, the gap between the head main body and the intermediate member is covered by the cover from the side.
Intrusion of the abrasive or other foreign matter into the gap can be further reduced. In addition, since the cover is provided on the overhanging portion, the air inlet / outlet into this gap is directed upward, making it more difficult for foreign substances to be sucked in, and even if foreign substances are sucked into the space covered by the cover, foreign matter is not removed. Is hardly discharged to the outside. And, for example, when the floating portion is bolted to the intermediate member, covering the bolt with this cover can further effectively reduce metal contamination due to the bolt.

【0072】請求項7記載のウェーハ研磨用ヘッド、及
びこれを用いた研磨装置によれば、リテーナリングをサ
ブキャリアに固定するボルトがサブキャリアの上面にあ
って研磨パッドから離間しており、またボルトと研磨パ
ッドとの間はサブキャリアによって遮られているので、
ボルト由来の金属汚染(ボルトから溶けだした金属によ
る汚染)を低減することができる。また、サブキャリア
の上面において、リテーナリングを固定するボルトが中
間部材によって覆われる構造とすることで、さらにボル
ト由来の金属汚染を低減することができる。
According to the wafer polishing head and the polishing apparatus using the same, the bolt for fixing the retainer ring to the subcarrier is located on the upper surface of the subcarrier and is separated from the polishing pad. Since the gap between the bolt and the polishing pad is blocked by the subcarrier,
Metal contamination from bolts (contamination by metal melted from bolts) can be reduced. In addition, by adopting a structure in which the bolt for fixing the retainer ring is covered by the intermediate member on the upper surface of the subcarrier, metal contamination derived from the bolt can be further reduced.

【0073】請求項8記載のウェーハ研磨用ヘッド、及
びこれを用いた研磨装置によれば、中間部材からフロー
ティング部を取り外すことでウェーハ研磨用ヘッドの内
部が露出するので、同時にウェーハ研磨用ヘッドの内部
のメンテナンスも行うことが可能となる。これによっ
て、メンテナンスが容易となり、研磨装置の稼働率を向
上させることができる。
According to the wafer polishing head and the polishing apparatus using the same, the inside of the wafer polishing head is exposed by removing the floating portion from the intermediate member. Internal maintenance can also be performed. Thereby, maintenance becomes easy, and the operation rate of the polishing apparatus can be improved.

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

【図1】 本発明の第一の実施の形態におけるウェーハ
研磨用ヘッドを示す正断面図である。
FIG. 1 is a front sectional view showing a wafer polishing head according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第一の実施の形態におけるウェーハ
研磨用ヘッドを示す図であって、図1の要部拡大図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a wafer polishing head according to the first embodiment of the present invention, and is an enlarged view of a main part of FIG. 1;

【図3】 本発明の第一の実施の形態における中間部材
に対するサブキャリアの取り付け構造の他の例を示す要
部拡大正断面図である。
FIG. 3 is an enlarged front sectional view of a main part showing another example of the mounting structure of the subcarrier to the intermediate member according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の第二の実施の形態におけるウェーハ
研磨用ヘッドを示す正断面図である。
FIG. 4 is a front sectional view showing a wafer polishing head according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 従来の研磨装置を概略的に示す要部拡大斜視
図である。
FIG. 5 is an enlarged perspective view of a main part schematically showing a conventional polishing apparatus.

【図6】 従来のウェーハ研磨用ヘッドを示す正断面図
である。
FIG. 6 is a front sectional view showing a conventional wafer polishing head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 研磨装置 3 回転テーブル
(プラテン) 4 研磨パッド 12 ヘッド本体 13 天板部 14 周壁部 15 ダイヤフラム 31、61 ウェ
ーハ研磨用ヘッド 32、62 中間部材 36、66 サブ
キャリア 37、67 リテーナリング 38、68 フロ
ーティング部 44、58 第一、第二の流体室 48、56 第
一、第二の圧力調整機構 57 膜体 71 第一の張り
出し部 72 カバー I 表示部 W ウェーハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polishing apparatus 3 Rotary table (platen) 4 Polishing pad 12 Head main body 13 Top plate part 14 Peripheral wall part 15 Diaphragm 31, 61 Wafer polishing head 32, 62 Intermediate member 36, 66 Subcarrier 37, 67 Retaining ring 38, 68 Floating Parts 44, 58 First and second fluid chambers 48, 56 First and second pressure adjusting mechanisms 57 Membrane 71 First overhanging part 72 Cover I Display part W Wafer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 弘志 埼玉県大宮市北袋町1丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社総合研究所内 (72)発明者 森田 悦郎 東京都千代田区大手町一丁目5番1号 三 菱マテリアルシリコン株式会社内 (72)発明者 原田 晴司 東京都千代田区大手町一丁目5番1号 三 菱マテリアルシリコン株式会社内 Fターム(参考) 3C058 AA12 AB04 BA05 BB04 CB01 CB03 DA17  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroshi Tanaka 1-297 Kitabukuro-cho, Omiya-shi, Saitama Mitsubishi Materials Research Institute (72) Inventor Etsuro Morita 1-1-5-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo (72) Inventor Haruji Harada 1-5-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term (reference) 3C058 AA12 AB04 BA05 BB04 CB01 CB03 DA17

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プラテン上に貼付された研磨パッドにウ
ェーハの一面を当接させてこれらを相対移動させること
で前記ウェーハを研磨する研磨装置に用いられて、前記
ウェーハを保持して前記研磨パッドに当接させるウェー
ハ研磨用ヘッドであって、 天板部と該天板部の外周下方に設けられた筒状の周壁部
とからなるヘッド本体と、 前記ヘッド本体内に張られたダイヤフラムと、 該ダイヤフラムに、このダイヤフラムとともに前記ヘッ
ド軸線方向に変位可能に設けられて前記ウェーハを保持
するフローティング部と、 前記ヘッド本体と前記フローティング部との間の、前記
ダイヤフラムによって外部と仕切られてなる第一の流体
室の内圧を調整する第一の圧力調整機構とを備え、 前記ダイヤフラムと前記フローティング部との間には剛
性を有する中間部材が介装され、 前記フローティング部は、前記中間部材に対して着脱可
能にして取り付けられていることを特徴とするウェーハ
研磨用ヘッド。
1. A polishing apparatus for polishing a wafer by bringing one surface of the wafer into contact with a polishing pad affixed on a platen and relatively moving the wafer, the polishing pad holding the wafer and holding the wafer A head body comprising a top plate portion and a cylindrical peripheral wall portion provided below the outer periphery of the top plate portion; a diaphragm stretched in the head body; A floating portion provided on the diaphragm so as to be displaceable in the head axis direction together with the diaphragm and holding the wafer; and a first portion between the head body and the floating portion, which is separated from the outside by the diaphragm. And a first pressure adjusting mechanism for adjusting the internal pressure of the fluid chamber, wherein rigidity is provided between the diaphragm and the floating portion. Intermediate member is interposed, the floating portion, the wafer polishing head, characterized in that mounted in the detachable with respect to the intermediate member.
【請求項2】 前記フローティング部が、サブキャリア
と、該サブキャリアの外周部分に取り付けられて、ウェ
ーハ研磨時には前記研磨パッドに当接し、前記ウェーハ
の周囲をおさえて係止するリテーナリングとを有してお
り、 前記サブキャリアの下面には、可撓性を有し、前記サブ
キャリアの下面との間に第二の流体室を形成するととも
に下面で前記ウェーハを受ける膜体が設けられ、 前記サブキャリアには、前記第二の流体室内の圧力を調
整して前記ウェーハを前記研磨パッドに向けて押圧する
力を調整する第二の圧力調整機構が接続されていること
を特徴とする請求項1記載のウェーハ研磨用ヘッド。
2. The floating part has a subcarrier and a retainer ring attached to an outer peripheral portion of the subcarrier, the retainer ring being in contact with the polishing pad during wafer polishing and holding the periphery of the wafer for locking. The lower body of the subcarrier has a flexibility, a second fluid chamber is formed between the lower surface of the subcarrier, and a film body that receives the wafer at the lower surface is provided, The subcarrier is connected to a second pressure adjusting mechanism that adjusts a pressure in the second fluid chamber to adjust a force for pressing the wafer toward the polishing pad. 2. The wafer polishing head according to 1.
【請求項3】 前記中間部材が、前記フローティング部
のヘッド軸線方向の位置を調節するスペーサを兼ねてお
り、前記中間部材は、そのスペーサとなる部分の厚みを
表示する表示部を有していることを特徴とする請求項1
または2に記載のウェーハ研磨用ヘッド。
3. The intermediate member also serves as a spacer for adjusting the position of the floating portion in the head axis direction, and the intermediate member has a display portion for displaying the thickness of a portion serving as the spacer. 2. The method according to claim 1, wherein
Or the head for polishing a wafer according to 2.
【請求項4】 前記表示部に、前記スペーサとなる部分
の厚みを示すバーコードを有していることを特徴とする
請求項3記載のウェーハ研磨用ヘッド。
4. The wafer polishing head according to claim 3, wherein the display section has a bar code indicating a thickness of a portion serving as the spacer.
【請求項5】 前記中間部材が、前記ヘッド本体の外周
側に張り出す張り出し部を有しており、 前記フローティング部が、前記中間部材に対して、前記
張り出し部の上面側からボルト止めされることによって
取り付けられていることを特徴とする請求項1から4の
いずれかに記載のウェーハ研磨用ヘッド。
5. The intermediate member has a projecting portion projecting to an outer peripheral side of the head main body, and the floating portion is bolted to the intermediate member from an upper surface side of the projecting portion. The wafer polishing head according to any one of claims 1 to 4, wherein the wafer polishing head is attached.
【請求項6】 前記中間部材が、前記ヘッド本体の外周
側に張り出す張り出し部を有しており、 前記中間部材の張り出し部の上面に、前記ヘッド本体と
前記中間部材との間の隙間を側方から覆うカバーが設け
られていることを特徴とする請求項1から5のいずれか
に記載のウェーハ研磨用ヘッド。
6. The intermediate member has a projecting portion projecting to an outer peripheral side of the head main body, and a gap between the head body and the intermediate member is formed on an upper surface of the projecting portion of the intermediate member. The wafer polishing head according to any one of claims 1 to 5, further comprising a cover that covers from the side.
【請求項7】 前記フローティング部が、サブキャリア
と、該サブキャリアの外周部分に取り付けられて、ウェ
ーハ研磨時には前記研磨パッドに当接し、前記ウェーハ
の周囲をおさえて係止するリテーナリングとを有してお
り、 前記リテーナリングは、前記サブキャリアに対して、該
サブキャリアの上面側からボルト止めされることによっ
て取り付けられていることを特徴とする請求項1から6
のいずれかに記載のウェーハ研磨用ヘッド。
7. The floating portion includes a subcarrier and a retainer ring attached to an outer peripheral portion of the subcarrier, the retainer ring being in contact with the polishing pad when polishing a wafer and holding the periphery of the wafer. The said retainer ring is attached to the said subcarrier by bolting from the upper surface side of this subcarrier, The said 1 to 6 characterized by the above-mentioned.
A wafer polishing head according to any one of the above.
【請求項8】 前記ダイヤフラム及び前記中間部材が、
ともに内周側が開口される略円環形状をなしていること
を特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のウェー
ハ研磨用ヘッド。
8. The diaphragm and the intermediate member,
8. The wafer polishing head according to claim 1, wherein each of the heads has a substantially annular shape whose inner peripheral side is opened.
【請求項9】 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他面を前記研
磨パッドに当接させるウェーハ研磨用ヘッドとを備え、
前記ウェーハを前記研磨パッドに当接させた状態で前記
プラテンと前記ウェーハとを相対移動させることで該ウ
ェーハの研磨を行う研磨装置であって、前記ウェーハ研
磨用ヘッドとして、請求項1から8のいずれかに記載の
ウェーハ研磨用ヘッドを用いることを特徴とする研磨装
置。
9. A platen having a polishing pad attached to a surface thereof, and a wafer polishing head for holding one surface of a wafer to be polished and bringing the other surface into contact with the polishing pad,
A polishing apparatus for polishing the wafer by relatively moving the platen and the wafer while the wafer is in contact with the polishing pad, wherein the wafer polishing head is used as the polishing head. A polishing apparatus using the wafer polishing head according to any one of the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006159392A (en) * 2004-12-10 2006-06-22 Ebara Corp Apparatus for holding substrate, and apparatus for polishing substrate
JP2008103568A (en) * 2006-10-19 2008-05-01 Shin Etsu Handotai Co Ltd Polishing head, polishing device, and workpiece removal method
WO2014189039A1 (en) * 2013-05-20 2014-11-27 有限会社サクセス Semiconductor-wafer-holding jig, semiconductor-wafer polishing device, and workpiece-holding jig

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