JP2002113653A - Substrate retaining device and polishing device with the substrate retaining device - Google Patents

Substrate retaining device and polishing device with the substrate retaining device

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JP2002113653A
JP2002113653A JP2001060170A JP2001060170A JP2002113653A JP 2002113653 A JP2002113653 A JP 2002113653A JP 2001060170 A JP2001060170 A JP 2001060170A JP 2001060170 A JP2001060170 A JP 2001060170A JP 2002113653 A JP2002113653 A JP 2002113653A
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JP
Japan
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polishing
substrate
top ring
main body
retainer ring
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Application number
JP2001060170A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Gunji
芳宏 軍司
Hozumi Yasuda
穂積 安田
Keisuke Namiki
計介 並木
Hiroshi Yoshida
博 吉田
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara 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
    • B24B37/32Retaining rings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/27Work carriers
    • B24B37/30Work carriers for single side lapping of plane surfaces

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate retaining device and a polishing device with the substrate retaining device capable of achieving the evenness of polishing and safety by eliminating the relative motion of a retainer ring and the main body of a top ring, achieving the safety in the motion of the retainer ring in polishing, and keeping the distance between the retainer ring and the edge part of an object for polishing constant. SOLUTION: The substrate retaining device for retaining an object for polishing, a semiconductor wafer W, and pressing the wafer against the polishing surface on a polishing table 30 comprises the main body 2 of the top ring for retaining the semiconductor wafer W, the retainer ring 3 fixed to or integrally formed with the main body 2 of the top ring for retaining the outer rim of the semiconductor wafer W, and a fluid chamber 8 formed inside the main body 2 of the top ring and covered with an elastic film 4, to which a fluid is fed. The semiconductor wafer W is pressed against the polishing surface through the elastic film 4 by feeding the pressurized fluid into the fluid chamber 8, and the retainer ring 3 is pressed against the polishing surface by applying the pressing force to the main body 2 of the top ring.

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、半導体ウエハ等の
基板を研磨して平坦化する際に基板を保持する基板保持
装置および該基板保持装置を具備したポリッシング装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate holding apparatus for holding a substrate such as a semiconductor wafer when polishing and flattening the substrate, and a polishing apparatus having the substrate holding apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体デバイスがますます微細化
され素子構造が複雑になり、またロジック系の多層配線
の層数が増えるに伴い、半導体デバイス表面はますます
凹凸が増え、段差が大きくなる傾向にある。半導体デバ
イスの製造では薄膜を形成し、パターニングや開孔を行
う微細加工の後、次の薄膜を積むという工程を何回も繰
り返すためである。表面の凹凸が増えると、薄膜形成時
に段差部での膜厚が薄くなったり、また配線の断線によ
るオープンや配線層間の絶縁不良によるショートが起こ
るため、良品が取れなかったり、歩留りが低下したりす
る。また初期的に正常動作しても、長時間の使用に対し
信頼性の問題が生じる。
2. Description of the Related Art In recent years, as semiconductor devices have become more miniaturized and the element structure has become more complex, and the number of layers of logic-related multilayer wiring has increased, the surface of the semiconductor device has become more and more uneven and the level difference has increased. There is a tendency. This is because, in the manufacture of semiconductor devices, a process of forming a thin film, performing fine processing for patterning and opening, and then stacking the next thin film is repeated many times. If the surface irregularities increase, the film thickness at the stepped part becomes thinner when forming the thin film, and the open due to the disconnection of the wiring and the short circuit due to the insulation failure between the wiring layers occur, so that a good product cannot be obtained or the yield decreases. I do. In addition, even if it operates normally at the initial stage, there is a problem of reliability when used for a long time.

【0003】表面凹凸のもう一つの大きな問題は、リソ
グラフィ工程である。露光時、照射表面に凹凸がある
と、露光系のレンズ焦点が部分的に合わなくなり微細パ
ターンの形成そのものが難しくなるためである。これら
の理由により、半導体デバイスの製造工程において、表
面の平坦化技術は、ますます重要になっている。この平
坦化技術のうち、最も重要な技術は、化学的機械的研磨
(CMP(Chemical Mechanical Polishing))であ
る。この化学的機械的研磨においては、ポリッシング装
置を用いて、シリカ(SiO)等の砥粒を含んだ研磨
液を研磨パッド等の研磨面上に供給しつつ半導体ウエハ
を研磨面に摺接させて研磨を行うものである。
Another major problem of surface irregularities is the lithography process. This is because, if there is unevenness on the irradiation surface during exposure, the lens of the exposure system is partially out of focus and the formation of a fine pattern itself becomes difficult. For these reasons, surface flattening techniques have become increasingly important in semiconductor device manufacturing processes. The most important of these planarization techniques is chemical mechanical polishing (CMP). In this chemical mechanical polishing, a semiconductor wafer is brought into sliding contact with a polishing surface while supplying a polishing liquid containing abrasive grains such as silica (SiO 2 ) onto a polishing surface such as a polishing pad using a polishing apparatus. Polishing.

【0004】従来、この種のポリッシング装置は、研磨
パッドからなる研磨面を有した研磨テーブルと、半導体
ウエハを保持するためのトップリング又はキャリアヘッ
ド等と称される基板保持装置とを備えている。基板保持
装置は半導体ウエハを保持しつつ半導体ウエハを研磨テ
ーブルに対して所定の圧力で押圧し、かつ基板保持装置
と研磨テーブルとを相対運動させることにより半導体ウ
エハを研磨面に対して摺接させ、半導体ウエハの表面を
平坦かつ鏡面に研磨している。
Conventionally, this type of polishing apparatus includes a polishing table having a polishing surface composed of a polishing pad and a substrate holding device called a top ring or a carrier head for holding a semiconductor wafer. . The substrate holding device presses the semiconductor wafer against the polishing table at a predetermined pressure while holding the semiconductor wafer, and makes the semiconductor wafer slide against the polishing surface by relatively moving the substrate holding device and the polishing table. The surface of the semiconductor wafer is polished flat and mirror-finished.

【0005】上述したポリッシング装置において、研磨
中の半導体ウエハと研磨パッドの研磨面との間の相対的
な押圧力が半導体ウエハの全面に亘って均一でないと、
各部分の押圧力に応じて研磨不足や過研磨が生じてしま
う。そのため、基板保持装置の半導体ウエハ保持面をゴ
ム等の弾性材からなる弾性膜で形成し、弾性膜の裏面に
空気圧等の流体圧を加え、半導体ウエハに印加する押圧
力を全面に亘って均一化することも行われている。この
場合、半導体ウエハの周縁は研磨面との接触/非接触の
境界になっている。特に研磨パッドが弾性を有するた
め、半導体ウエハの周縁部に加わる研磨圧力が不均一に
なり、半導体ウエハの周縁のみが多く研磨され、いわゆ
る「縁だれ」を起こしてしまうという欠点があった。上
述した半導体ウエハの縁だれを防止するため、半導体ウ
エハの外周縁を保持するガイドリング又はリテーナリン
グにより半導体ウエハの外周側に位置する研磨面を押圧
する構造を有した基板保持装置も用いられている。この
装置においては、リテーナリングは空気圧等の流体圧に
よって研磨面に押圧されるようになっている。
In the above-mentioned polishing apparatus, if the relative pressing force between the semiconductor wafer being polished and the polishing surface of the polishing pad is not uniform over the entire surface of the semiconductor wafer,
Under-polishing or over-polishing occurs depending on the pressing force of each part. Therefore, the semiconductor wafer holding surface of the substrate holding device is formed of an elastic film made of an elastic material such as rubber, and a fluid pressure such as air pressure is applied to the back surface of the elastic film, so that the pressing force applied to the semiconductor wafer is uniform over the entire surface. Is also being done. In this case, the periphery of the semiconductor wafer is a contact / non-contact boundary with the polishing surface. In particular, since the polishing pad has elasticity, the polishing pressure applied to the peripheral portion of the semiconductor wafer becomes non-uniform, and only the peripheral portion of the semiconductor wafer is polished to a large extent, resulting in a so-called "edge dripping". A substrate holding device having a structure in which a polishing surface located on the outer peripheral side of a semiconductor wafer is pressed by a guide ring or a retainer ring for holding the outer peripheral edge of the semiconductor wafer to prevent the edge dripping of the semiconductor wafer is also used. I have. In this apparatus, the retainer ring is pressed against the polishing surface by a fluid pressure such as an air pressure.

【0006】図10は、上述した半導体ウエハを空気圧
等の流体圧で研磨面に押圧するとともにリテーナリング
を流体圧で研磨面に押圧する構造を有した基板保持装置
の模式図である。図10に示すように、基板保持装置を
構成するトップリング50は、内部に収容空間を有した
トップリング本体51と、トップリング本体51内に収
容されるとともに半導体ウエハWを研磨テーブル60上
の研磨面61に押圧するウエハ加圧機構52と、トップ
リング本体51に対して上下動可能に設けられるととも
に半導体ウエハWの外周縁を保持するリテーナリング5
3と、リテーナリング53を研磨面61に押圧するリテ
ーナリング加圧機構54とから構成されている。
FIG. 10 is a schematic view of a substrate holding apparatus having a structure in which the above-described semiconductor wafer is pressed against the polishing surface by a fluid pressure such as air pressure and the retainer ring is pressed against the polishing surface by a fluid pressure. As shown in FIG. 10, a top ring 50 constituting a substrate holding device includes a top ring main body 51 having an accommodation space therein, and a semiconductor wafer W accommodated in the top ring main body 51 and having a semiconductor wafer W placed on a polishing table 60. A wafer pressing mechanism 52 that presses against the polishing surface 61;
3 and a retainer ring pressing mechanism 54 that presses the retainer ring 53 against the polishing surface 61.

【0007】ウエハ加圧機構52は、詳細構造は図示さ
れていないが、トップリング本体51に連結されたゴム
等の弾性材からなる弾性膜で構成されており、弾性膜内
に加圧空気等の加圧流体が供給され、流体圧によって半
導体ウエハWを研磨面61に押圧するようになってい
る。またリテーナリング加圧機構54は、詳細構造は図
示されていないが、トップリング本体51に連結された
ゴム等の弾性材からなる弾性膜で構成されており、弾性
膜内に加圧空気等の加圧流体が供給され、流体圧によっ
てリテーナリング53を研磨面61に押圧するようにな
っている。トップリング本体51は駆動軸55に連結さ
れており、駆動軸55はエアシリンダ等の昇降機構によ
って昇降されるようになっている。
Although the detailed structure of the wafer pressing mechanism 52 is not shown, the wafer pressing mechanism 52 is formed of an elastic film made of an elastic material such as rubber connected to the top ring main body 51. Is supplied, and the semiconductor wafer W is pressed against the polishing surface 61 by the fluid pressure. Although the detailed structure is not shown, the retainer ring pressing mechanism 54 is formed of an elastic film made of an elastic material such as rubber and connected to the top ring main body 51. A pressurized fluid is supplied, and the retainer ring 53 is pressed against the polishing surface 61 by the fluid pressure. The top ring main body 51 is connected to a drive shaft 55, and the drive shaft 55 is raised and lowered by a lifting mechanism such as an air cylinder.

【0008】上述の構成において、駆動軸55に連結さ
れたエアシリンダ等の昇降機構を作動させトップリング
本体51の全体を研磨テーブル60に近接させて半導体
ウエハWを研磨面61に近接させた状態で、ウエハ加圧
機構52に所定圧力の加圧流体を供給して半導体ウエハ
Wを研磨テーブル60の研磨面61に押圧する。この場
合には、半導体ウエハWに加わる研磨圧力は、ウエハ加
圧機構52に供給される加圧流体の圧力を調整すること
により、所望の値に調整する。またリテーナリング加圧
機構54に所定圧力の加圧流体を供給してリテーナリン
グ53を研磨テーブル60の研磨面61に押圧する。
In the above-described configuration, a state in which the semiconductor wafer W is brought close to the polishing surface 61 by operating the elevating mechanism such as an air cylinder connected to the drive shaft 55 to bring the entire top ring body 51 close to the polishing table 60. Then, a pressurized fluid at a predetermined pressure is supplied to the wafer pressurizing mechanism 52 to press the semiconductor wafer W against the polishing surface 61 of the polishing table 60. In this case, the polishing pressure applied to the semiconductor wafer W is adjusted to a desired value by adjusting the pressure of the pressurized fluid supplied to the wafer pressing mechanism 52. Further, a pressurized fluid of a predetermined pressure is supplied to the retainer ring pressurizing mechanism 54 to press the retainer ring 53 against the polishing surface 61 of the polishing table 60.

【0009】上述のように、流体圧によって半導体ウエ
ハWが研磨面61に押圧されるので、半導体ウエハWの
中央部から周縁部に至るまで全面に亘って均一な研磨圧
力を加えることができる。そのため、半導体ウエハWの
全面を均一に研磨できる。そして、半導体ウエハWに加
えられる研磨圧力と概略同一の押圧力がリテーナリング
加圧機構54を介してリテーナリング53に加えられる
ため、半導体ウエハWの周囲の研磨パッド等の研磨面が
半導体ウエハWと概略同一の圧力で押され、半導体ウエ
ハWの中心部から周縁部、さらには半導体ウエハWの外
側にあるリテーナリング53の外周部までの圧力分布が
連続かつ均一になる。そのため、ポリッシング対象物で
ある半導体ウエハWの周縁部における研磨量の過不足を
防止することができる。
As described above, since the semiconductor wafer W is pressed against the polishing surface 61 by the fluid pressure, a uniform polishing pressure can be applied over the entire surface of the semiconductor wafer W from the center to the peripheral edge. Therefore, the entire surface of the semiconductor wafer W can be uniformly polished. Then, since the same pressing force as the polishing pressure applied to the semiconductor wafer W is applied to the retainer ring 53 via the retainer ring pressing mechanism 54, the polishing surface such as a polishing pad around the semiconductor wafer W , And the pressure distribution from the central portion of the semiconductor wafer W to the peripheral portion, and further to the outer peripheral portion of the retainer ring 53 outside the semiconductor wafer W becomes continuous and uniform. Therefore, it is possible to prevent the polishing amount at the peripheral portion of the semiconductor wafer W to be polished from being excessive or insufficient.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上述したような半導体
ウエハの押圧およびリテーナリングの押圧にいずれも流
体圧を使用した従来の基板保持装置においては、トップ
リング本体に対してリテーナリングは上下(垂直方向)
および左右(半径方向)に自由に動くことができるよう
に構成されている。即ち、リテーナリングはトップリン
グ本体に対して独立した動きができる構造になってお
り、そのため半導体ウエハの外周部の研磨均一性を左右
するリテーナリングの動きが、ウエハに対して、必要な
上下動のみならず左右にも動く現象がある。その結果、
リテーナリングと半導体ウエハの周縁部(エッジ部)と
の距離が一定にならず、半導体ウエハの外周部の研磨均
一性と安定性に問題が生じていた。
In a conventional substrate holding apparatus using a fluid pressure for both the pressing of the semiconductor wafer and the pressing of the retainer ring as described above, the retainer ring is vertically moved (vertically) with respect to the top ring body. direction)
And it is constituted so that it can move freely to the left and right (radial direction). In other words, the retainer ring has a structure capable of independent movement with respect to the top ring main body. Therefore, the movement of the retainer ring, which affects the polishing uniformity of the outer peripheral portion of the semiconductor wafer, causes the required vertical movement with respect to the wafer. There is also a phenomenon that moves not only to the left and right. as a result,
The distance between the retainer ring and the peripheral portion (edge portion) of the semiconductor wafer is not constant, and there has been a problem in polishing uniformity and stability of the peripheral portion of the semiconductor wafer.

【0011】また、このような砥液(スラリ)を用いた
化学的機械的研磨(CMP)における更なる問題点は、
凹凸パターンを有するデバイスウエハを研磨する際、研
磨初期は凸部が優先的に研磨されるが、次第に凹部も削
られるようになるため、凹凸の段差がなかなか解消され
ない点である。また、ウエハ上の凹凸パターンの疎密に
よっても、削れ方に差が出ていた。これは、研磨が比較
的柔らかい弾性を有する研磨パッドを用いて、且つ遊離
砥粒を多量に含むスラリ状の砥液により研磨を行うた
め、化学的機械的研磨が半導体ウェハ表面上の凸部のみ
ならず凹部にも作用するためである。
A further problem in chemical mechanical polishing (CMP) using such an abrasive fluid (slurry) is as follows.
When polishing a device wafer having a concavo-convex pattern, convex portions are preferentially polished in the initial stage of polishing, but concave portions are also gradually removed, so that the unevenness is not easily eliminated. In addition, there is a difference in the shaving method depending on the density of the uneven pattern on the wafer. This is because polishing is performed using a polishing pad with relatively soft elasticity and with a slurry-like polishing liquid containing a large amount of free abrasive grains. This is because it also acts on the recess.

【0012】このため、最近、酸化セリウム(Ce
)等の砥粒を例えばフェノール樹脂等のバインダを
用いて固定した、いわゆる固定砥粒からなる研磨面を用
いた半導体ウエハの研磨が研究されている。このような
固定砥粒を用いた研磨では、研磨面が従来の化学的機械
的研磨の場合の研磨パッドと異なり硬質であるため、凹
凸の凸部を優先的に研磨し、凹部は研磨され難いため、
絶対的な平坦性が得やすいという利点がある。しかしな
がら、このような固定砥粒からなる硬質な研磨面に適す
るトップリングの開発はなされていなかった。
For this reason, recently, cerium oxide (Ce)
Studies have been made on polishing a semiconductor wafer using a polishing surface made of so-called fixed abrasive grains in which abrasive grains such as O 2 ) are fixed using a binder such as phenol resin. In the polishing using such fixed abrasive grains, the polishing surface is hard unlike the polishing pad in the case of conventional chemical mechanical polishing, so that the convex portions of the irregularities are preferentially polished, and the concave portions are hard to be polished. For,
There is an advantage that absolute flatness is easily obtained. However, a top ring suitable for a hard polished surface made of such fixed abrasive grains has not been developed.

【0013】本発明は上述した事情に鑑みなされたもの
で、リテーナリングとトップリング本体との相対運動を
なくし、研磨中においてリテーナリングの挙動の安定性
を得るとともにリテーナリングとポリッシング対象物の
周縁部(エッジ部)との距離を一定とし研磨の均一性お
よび安定性を得ることができる基板保持装置及び該基板
保持装置を備えたポリッシング装置を提供することを目
的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and eliminates the relative movement between the retainer ring and the top ring main body to obtain the stability of the behavior of the retainer ring during polishing and to obtain the retainer ring and the peripheral edge of the object to be polished. It is an object of the present invention to provide a substrate holding device capable of obtaining uniformity and stability of polishing while keeping a distance to a portion (edge portion) constant, and a polishing device provided with the substrate holding device.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、本発明の基板保持装置の1態様は、ポリッシング
対象物である基板を保持して研磨テーブル上の研磨面に
押圧する基板保持装置において、前記基板を保持するト
ップリング本体と、前記トップリング本体に固定される
か又は一体に設けられ基板の外周縁を保持するリテーナ
リングと、トップリング本体内に設けられるとともに弾
性膜で覆われ流体が供給される流体室とを備え、前記流
体室内に加圧流体を供給することにより前記基板を前記
弾性膜を介して前記研磨面に押圧し、前記トップリング
本体に押圧力を加えることにより前記リテーナリングを
前記研磨面に押圧するようにしたことを特徴とするもの
である。本発明の基板保持装置の他の態様は、ポリッシ
ング対象物である基板を保持して研磨テーブル上の研磨
面に押圧する基板保持装置において、前記基板を保持す
るトップリング本体と、前記トップリング本体に固定さ
れるか又は一体に設けられ基板の外周縁を保持するリテ
ーナリングと、トップリング本体内に設けられるととも
に流体が供給される流体室とを備え、前記流体室内に加
圧流体を供給することにより前記基板を流体圧により前
記研磨面に押圧し、前記トップリング本体に押圧力を加
えることにより前記リテーナリングを前記研磨面に押圧
するようにしたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, one aspect of the substrate holding apparatus of the present invention is a substrate holding apparatus for holding a substrate to be polished and pressing the substrate against a polishing surface on a polishing table. A top ring body that holds the substrate, a retainer ring that is fixed to or integrated with the top ring body and holds the outer peripheral edge of the substrate, and that is provided in the top ring body and covered with an elastic film. A fluid chamber to which a fluid is supplied, by pressing the substrate against the polishing surface via the elastic film by supplying a pressurized fluid into the fluid chamber, by applying a pressing force to the top ring body. The retainer ring is pressed against the polishing surface. Another aspect of the substrate holding device of the present invention is a substrate holding device for holding a substrate to be polished and pressing the substrate against a polishing surface on a polishing table, wherein the top ring main body holds the substrate, and the top ring main body. And a fluid chamber provided in the top ring main body and supplied with a fluid, and a pressurized fluid is supplied into the fluid chamber. In this case, the substrate is pressed against the polishing surface by fluid pressure, and the retainer ring is pressed against the polishing surface by applying a pressing force to the top ring main body.

【0015】本発明によれば、リテーナリングを剛構造
のトップリング本体に一体構造として設け、トップリン
グ本体の上下動によりリテーナリングを上下動させる。
これにより、トップリング本体への押圧力をリテーナリ
ングへの押圧力として利用し、トップリング本体との一
体構造により不必要なリテーナリングの左右(半径方
向)の動きをなくすことができる。したがって、リテー
ナリングとポリッシング対象物である基板の周縁部(エ
ッジ部)との距離を常に最小に抑えることが可能にな
り、基板の外周部における研磨の均一性と研磨の安定性
の向上を図ることができる。
According to the present invention, the retainer ring is provided integrally with the rigid top ring main body, and the retainer ring is moved up and down by the vertical movement of the top ring main body.
Thus, the pressing force on the top ring main body is used as the pressing force on the retainer ring, and unnecessary left and right (radial) movements of the retainer ring can be eliminated by the integral structure with the top ring main body. Therefore, it is possible to always minimize the distance between the retainer ring and the peripheral portion (edge portion) of the substrate to be polished, and to improve the uniformity of polishing and the stability of polishing at the outer peripheral portion of the substrate. be able to.

【0016】またリテーナリングをトップリング本体と
一体構造とすることにより、高剛性のリテーナリング構
造を可能にし、研磨中にリテーナリングの挙動の安定性
が得られる。そして、安定した高剛性のリテーナリング
構造の内側において、フローティング構造の基板保持加
圧機構が研磨面のうねり等に追従し、結果として硬質の
研磨面においてリテーナリングの挙動が安定し、基板の
研磨の安定性が得られる。
Further, since the retainer ring is formed integrally with the top ring main body, a highly rigid retainer ring structure is enabled, and the stability of the behavior of the retainer ring during polishing can be obtained. Then, inside the stable and high-rigidity retainer ring structure, the floating structure of the substrate holding and pressing mechanism follows the undulations of the polished surface, and as a result, the behavior of the retainer ring on the hard polished surface is stabilized, and Is obtained.

【0017】また本発明のポリッシング装置の1態様
は、研磨面を有する研磨テーブルと、ポリッシング対象
物である基板を保持して研磨テーブル上の研磨面に押圧
するトップリングとを備え、前記研磨面を硬質の研磨面
で形成し、前記トップリング内に弾性膜により形成され
た加圧室を設け、前記流体室内に加圧流体を供給するこ
とにより前記基板を前記弾性膜を介して前記研磨面に押
圧するようにしたことを特徴とするものである。また本
発明のポリッシング装置の他の態様は、研磨面を有する
研磨テーブルと、ポリッシング対象物である基板を保持
して研磨テーブル上の研磨面に押圧するトップリングと
を備え、前記研磨面を硬質の研磨部材で形成し、前記ト
ップリング内に流体室を設け、前記流体室内に加圧流体
を供給することにより前記基板を流体圧により前記研磨
面に押圧するようにしたことを特徴とするものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided a polishing apparatus comprising: a polishing table having a polishing surface; and a top ring for holding a substrate to be polished and pressing the substrate against the polishing surface on the polishing table. Is formed with a hard polished surface, a pressurized chamber formed of an elastic film is provided in the top ring, and a pressurized fluid is supplied into the fluid chamber, whereby the substrate is polished through the elastic film. Is pressed. Another aspect of the polishing apparatus of the present invention includes a polishing table having a polishing surface, and a top ring that holds a substrate to be polished and presses the polishing surface on the polishing table, and hardens the polishing surface. And a fluid chamber is provided in the top ring, and the substrate is pressed against the polishing surface by fluid pressure by supplying a pressurized fluid into the fluid chamber. It is.

【0018】本発明のトップリングは、硬質な研磨面を
構成する、特に圧縮弾性係数19.6MPa(200k
g/cm)以上の研磨部材との適合性に優れている。
本発明のトップリングによれば、高剛性のリテーナリン
グの内側で基板は弾性膜を介して流体圧により保持され
ているので、基板の裏面に加わる流体圧により、硬質の
研磨面の凹凸を吸収できる。したがって、硬質の研磨面
を用いる場合にも研磨性能がよく、またバッキングパッ
ドの真空吸着孔が基板に転写されることもない。なお、
弾性膜を省略して、基板を直接流体で押圧してもよい。
The top ring of the present invention constitutes a hard polished surface, and particularly has a compression modulus of 19.6 MPa (200 kPa).
g / cm 2 ) or more.
According to the top ring of the present invention, since the substrate is held by the fluid pressure via the elastic film inside the highly rigid retainer ring, the unevenness of the hard polished surface is absorbed by the fluid pressure applied to the back surface of the substrate. it can. Therefore, even when a hard polishing surface is used, the polishing performance is good, and the vacuum suction holes of the backing pad are not transferred to the substrate. In addition,
The elastic film may be omitted, and the substrate may be directly pressed by the fluid.

【0019】本発明のポリッシング装置の1態様は、研
磨面を有する研磨テーブルと、基板を保持して研磨テー
ブルに押圧するトップリングと、基板の周囲の研磨面を
押圧するリテーナリングとを備え、前記リテーナリング
の下面には、外側から内側に向かう溝が設けられ、前記
溝は前記リテーナリングの内周部まで形成されておらず
壁が残されていることを特徴とするものである。本発明
によれば、リテーナリングの研磨面との接触面側に複数
の溝を設けることにより、研磨液をリテーナリングの内
側に入り込みやすくして半導体ウエハへの研磨液の供給
を確保し、研磨液不足によって生じる研磨均一性の悪
化、研磨レートの低下を防ぐことができる。また、リテ
ーナリングの回転方向に合わせて溝を半径方向に対して
傾斜して設けることにより、より研磨液の入り込みをよ
くしている。そして、リテーナリングの内周部まで溝を
形成しないで壁を残した溝とすることによって、研磨液
の入り込みを制御し、リテーナリングの内側の半導体ウ
エハへの研磨液の供給を確保しつつ、半導体ウエハの局
所的な過研磨を抑制できる。
One embodiment of the polishing apparatus of the present invention includes a polishing table having a polishing surface, a top ring for holding the substrate and pressing the polishing table, and a retainer ring for pressing the polishing surface around the substrate. A groove extending from the outside to the inside is provided on the lower surface of the retainer ring, and the groove is not formed up to the inner peripheral portion of the retainer ring, and a wall is left. According to the present invention, by providing a plurality of grooves on the contact surface side of the retainer ring with the polishing surface, the polishing liquid can easily enter the inside of the retainer ring, and the supply of the polishing liquid to the semiconductor wafer can be ensured. Deterioration of polishing uniformity and reduction of polishing rate caused by insufficient liquid can be prevented. In addition, the grooves are provided to be inclined with respect to the radial direction in accordance with the rotation direction of the retainer ring, so that the polishing liquid can be more easily entered. And, by forming a groove leaving a wall without forming a groove up to the inner peripheral portion of the retainer ring, controlling the entry of the polishing liquid, while ensuring the supply of the polishing liquid to the semiconductor wafer inside the retainer ring, Local overpolishing of the semiconductor wafer can be suppressed.

【0020】また本発明のポリッシング方法は、研磨面
を有する研磨テーブルとトップリングとを有し、トップ
リングによりポリッシング対象物である基板を保持して
研磨テーブル上の研磨面に押圧することによって基板を
研磨するポリッシング方法において、前記トップリング
内に設けられた流体室に加圧流体を供給することによ
り、前記基板を流体圧により硬質の研磨部材で形成され
た研磨面に押圧し研磨することを特徴とするものであ
る。
Further, the polishing method of the present invention has a polishing table having a polishing surface and a top ring, and holds the substrate to be polished by the top ring and presses the substrate against the polishing surface on the polishing table. In the polishing method for polishing, by supplying a pressurized fluid to a fluid chamber provided in the top ring, the substrate is pressed against a polishing surface formed of a hard polishing member by fluid pressure and polished. It is a feature.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る基板保持装置
及び該基板保持装置を備えたポリッシング装置の実施の
形態を図1乃至図9を参照して説明する。図1は本発明
の基板保持装置の第1の実施形態を示す縦断面図であ
り、図2は図1で示す基板保持装置の動作状態を示す縦
断面図である。基板保持装置は、ポリッシング対象物で
ある半導体ウエハ等の基板を保持して研磨テーブル上の
研磨面に押圧する装置である。図1に示すように、基板
保持装置を構成するトップリング1は、内部に収容空間
を有する円筒容器状のトップリング本体2と、トップリ
ング本体2の下端に固定されたリテーナリング3とを備
えている。トップリング本体2は金属やセラミックス等
の強度及び剛性が高い材料からなり、トップリング本体
2は円盤状の上部板2Aと、上部板2Aより下方に延設
された周壁部2Bとから構成されている。前記リテーナ
リング3は周壁部2Bの下端に固定されている。リテー
ナリング3は、剛性が高い樹脂材から形成されている。
なお、リテーナリング3はトップリング本体2と一体に
形成してもよい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of a substrate holding apparatus according to the present invention and a polishing apparatus provided with the substrate holding apparatus will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of the substrate holding device of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an operation state of the substrate holding device shown in FIG. The substrate holding device is a device that holds a substrate such as a semiconductor wafer to be polished and presses the substrate against a polishing surface on a polishing table. As shown in FIG. 1, a top ring 1 constituting a substrate holding device includes a cylindrical container-shaped top ring main body 2 having an accommodation space therein, and a retainer ring 3 fixed to a lower end of the top ring main body 2. ing. The top ring main body 2 is made of a material having high strength and rigidity such as metal and ceramics, and the top ring main body 2 is composed of a disc-shaped upper plate 2A and a peripheral wall portion 2B extending below the upper plate 2A. I have. The retainer ring 3 is fixed to a lower end of the peripheral wall 2B. The retainer ring 3 is formed from a resin material having high rigidity.
In addition, the retainer ring 3 may be formed integrally with the top ring main body 2.

【0022】トップリング本体2およびトップリング本
体2に一体に固定されたリテーナリング3の内部に画成
された空間内には、弾性膜4と弾性膜4の外周部が保持
された概略円筒状の弾性膜支持部材5が収容されてい
る。そして、弾性膜支持部材5とトップリング本体2と
の間には弾性膜からなる加圧シート6が張設されてい
る。前記トップリング本体2と弾性膜4と加圧シート6
とにより気密構造の流体室8が形成されている。弾性膜
4および加圧シート6は、エチレンプロピレンゴム(E
PMD)、ポリウレタンゴム、シリコンゴム等の強度お
よび耐久性に優れたゴム材によって形成されている。そ
して、流体室8にはチューブおよびコネクタ等からなる
流体路10を介して加圧空気等の加圧流体が供給される
ようになっている。流体室8に供給される加圧流体の圧
力はレギュレータ等により可変になっている。弾性膜4
の外周面とトップリング本体2およびリテーナリング3
との間には、わずかな間隙があり、弾性膜4および弾性
膜支持部材5は、トップリング本体2およびリテーナリ
ング3に対して上下方向に移動可能になっている。な
お、より高い研磨性能を得るためには、本実施例のよう
に弾性膜により流体室8を形成するのが望ましいが、弾
性膜4を設けずに、ポリッシング対象物を直接流体で押
圧してもよい。この場合は、トップリング本体2の内部
空間と、ポリッシング対象物である半導体ウエハの裏面
によって流体室が形成されることになる。
In the space defined inside the top ring main body 2 and the retainer ring 3 integrally fixed to the top ring main body 2, a substantially cylindrical shape in which the elastic film 4 and the outer peripheral portion of the elastic film 4 are held. Of the elastic membrane supporting member 5 are accommodated. A pressure sheet 6 made of an elastic film is stretched between the elastic film supporting member 5 and the top ring main body 2. The top ring body 2, the elastic film 4, and the pressure sheet 6
Thus, a fluid chamber 8 having an airtight structure is formed. The elastic film 4 and the pressure sheet 6 are made of ethylene propylene rubber (E
(PMD), polyurethane rubber, silicon rubber, and the like, and is formed of a rubber material having excellent strength and durability. A pressurized fluid such as pressurized air is supplied to the fluid chamber 8 via a fluid passage 10 including a tube and a connector. The pressure of the pressurized fluid supplied to the fluid chamber 8 is made variable by a regulator or the like. Elastic membrane 4
Outer peripheral surface, top ring body 2 and retainer ring 3
The elastic film 4 and the elastic film supporting member 5 are vertically movable with respect to the top ring body 2 and the retainer ring 3. In order to obtain higher polishing performance, it is desirable to form the fluid chamber 8 with an elastic film as in the present embodiment. However, without providing the elastic film 4, the object to be polished is directly pressed with a fluid. Is also good. In this case, a fluid chamber is formed by the internal space of the top ring main body 2 and the back surface of the semiconductor wafer to be polished.

【0023】前記トップリング本体2の上部板2Aに
は、サポート12を介して環状のストッパプレート13
が固定されている。ストッパプレート13の上端面13
aは所定高さ位置に設定されており、ストッパプレート
13は規制部材を構成している。そして、流体室8に加
圧空気等の加圧流体が供給された際に、弾性膜4および
弾性膜支持部材5は一体にトップリング本体2に対して
下方に移動することになるが、弾性膜支持部材5の上端
部5aがストッパプレート13の上端面13aと係合す
ることにより、この下方への移動が所定範囲に規制され
るようになっている。
An annular stopper plate 13 is provided on the upper plate 2A of the top ring body 2 via a support 12.
Has been fixed. Upper end surface 13 of stopper plate 13
a is set at a predetermined height position, and the stopper plate 13 constitutes a regulating member. When a pressurized fluid such as pressurized air is supplied to the fluid chamber 8, the elastic film 4 and the elastic film supporting member 5 move downward with respect to the top ring body 2 integrally. When the upper end 5a of the membrane support member 5 is engaged with the upper end surface 13a of the stopper plate 13, the downward movement is restricted to a predetermined range.

【0024】また弾性膜支持部材5の内側には、複数の
貫通孔14hを有したチャッキングプレート14が設け
られている。この実施形態においては、チャッキングプ
レート14は弾性膜支持部材5の内側に固定されている
が、チャッキングプレート14は弾性膜支持部材5と一
体に形成してもよい。チャッキングプレート14の下面
には、多数の球面上の凹部14aが形成されている。そ
して、前記流体室8が流体路10を介して真空源に接続
されると、図2に示すように、流体室8内が負圧になり
弾性膜4が凹部14aに倣うように変形し、即ち、凹部
14aに対応した弾性膜4の部位が吸盤となって弾性膜
4の下面に半導体ウエハWが吸着される。
A chucking plate 14 having a plurality of through holes 14h is provided inside the elastic membrane supporting member 5. In this embodiment, the chucking plate 14 is fixed inside the elastic membrane supporting member 5, but the chucking plate 14 may be formed integrally with the elastic membrane supporting member 5. On the lower surface of the chucking plate 14, a number of spherical concave portions 14a are formed. Then, when the fluid chamber 8 is connected to a vacuum source via the fluid path 10, as shown in FIG. 2, the inside of the fluid chamber 8 becomes negative pressure, and the elastic film 4 is deformed so as to follow the concave portion 14a, That is, the portion of the elastic film 4 corresponding to the concave portion 14a becomes a suction cup, and the semiconductor wafer W is sucked to the lower surface of the elastic film 4.

【0025】前記トップリング本体2の上部板2Aに
は、エアシリンダ等のアクチュエータ16により駆動さ
れる複数のストッパ17が設けられている。即ち、アク
チュエータ16を作動させることにより、図2に示すよ
うに、ストッパ17を所定量下方に突出させ、流体室8
内が負圧になったとき、弾性膜支持部材5が弾性膜4と
ともに上昇するが、弾性膜支持部材5の上端部5aがス
トッパ17に当接することにより、弾性膜支持部材5お
よび弾性膜4の上昇が所定範囲に規制されるようになっ
ている。即ち、ストッパ17は高さ位置が調整可能な規
制部材を構成している。アクチュエータ16をエアシリ
ンダ等の可変の押圧力が得られる機構により構成し、研
磨中にストッパ17を突出させて、弾性膜支持部材5を
下方に押圧すれば、半導体ウエハWの外周部を機械的に
研磨面に対して押圧できる。トップリング本体2の上部
板2Aの上方にはトップリング駆動軸18が配設されて
おり、トップリング本体2とトップリング駆動軸18と
は自在継手部19により連結されている。
The upper plate 2A of the top ring body 2 is provided with a plurality of stoppers 17 driven by an actuator 16 such as an air cylinder. That is, by operating the actuator 16, the stopper 17 is projected downward by a predetermined amount as shown in FIG.
When the internal pressure becomes negative, the elastic membrane supporting member 5 rises together with the elastic membrane 4, but when the upper end 5 a of the elastic membrane supporting member 5 comes into contact with the stopper 17, the elastic membrane supporting member 5 and the elastic membrane 4 Is regulated within a predetermined range. That is, the stopper 17 forms a regulating member whose height can be adjusted. If the actuator 16 is constituted by a mechanism capable of obtaining a variable pressing force such as an air cylinder, and the stopper 17 is projected during polishing to press the elastic film supporting member 5 downward, the outer peripheral portion of the semiconductor wafer W is mechanically moved. Can be pressed against the polishing surface. A top ring drive shaft 18 is provided above the upper plate 2 </ b> A of the top ring body 2, and the top ring body 2 and the top ring drive shaft 18 are connected by a universal joint 19.

【0026】トップリング駆動軸18からトップリング
本体2へ互いの傾動を許容しつつ押圧力及び回転力を伝
達する自在継手部19は、トップリング本体2とトップ
リング駆動軸18の互いの傾動を可能とする球面軸受機
構と、トップリング駆動軸18の回転をトップリング本
体2に伝達する回転伝達機構とを有している。球面軸受
機構は、トップリング駆動軸18の下面の中央に形成さ
れた球面状凹部18aと、上部板2Aの上面の中央に形
成された球面状凹部2aと、両凹部18a,2a間に介
装されたセラミックスのような高硬度材料からなるベア
リングボール21とから構成されている。
The universal joint 19 for transmitting the pressing force and the rotational force while allowing the top ring drive shaft 18 to tilt to the top ring body 2 allows the top ring body 2 and the top ring drive shaft 18 to tilt each other. It has a spherical bearing mechanism that enables the rotation and a rotation transmission mechanism that transmits the rotation of the top ring drive shaft 18 to the top ring main body 2. The spherical bearing mechanism includes a spherical concave portion 18a formed at the center of the lower surface of the top ring drive shaft 18, a spherical concave portion 2a formed at the center of the upper surface of the upper plate 2A, and an interposition between the concave portions 18a. And a bearing ball 21 made of a high hardness material such as ceramics.

【0027】回転伝達機構は、トップリング駆動軸18
に固定された駆動ピン(図示せず)と上部板2Aに固定
された被駆動ピン(図示せず)とから構成され、トップ
リング本体2が傾いても、被駆動ピンと駆動ピンは相対
的に上下方向に移動可能であるため、互いの接触点をず
らして係合し、トップリング駆動軸18の回転トルクを
トップリング本体2に確実に伝達する。
The rotation transmitting mechanism includes a top ring drive shaft 18.
And a driven pin (not shown) fixed to the upper plate 2A. Even if the top ring body 2 is inclined, the driven pin and the driving pin are relatively fixed. Since it is movable in the vertical direction, the contact points are shifted and engaged with each other, and the rotational torque of the top ring drive shaft 18 is reliably transmitted to the top ring body 2.

【0028】次に、前述のように構成されたトップリン
グ1の作用を説明する。トップリング1の全体を半導体
ウエハの移送位置に位置させ、流体室8を流体路10を
介して真空源に接続することにより、図2に示すよう
に、弾性膜4を変形させ吸盤作用により弾性膜4の下面
に半導体ウエハWを吸着する。そして、半導体ウエハW
を吸着した状態でトップリング1を移動させ、トップリ
ング1の全体を研磨面(例えば研磨パッドからなる)を
有する研磨テーブル(図7の符号30)の上方に位置さ
せ、半導体ウエハWおよびリテーナリング3を研磨面に
押圧し研磨を開始する。半導体ウエハWの外周縁はリテ
ーナリング3によって保持され、半導体ウエハWがトッ
プリング1から飛び出さないようになっている。
Next, the operation of the top ring 1 configured as described above will be described. By placing the entire top ring 1 at the transfer position of the semiconductor wafer and connecting the fluid chamber 8 to a vacuum source via a fluid path 10, the elastic film 4 is deformed as shown in FIG. The semiconductor wafer W is attracted to the lower surface of the film 4. Then, the semiconductor wafer W
The top ring 1 is moved in a state of adsorbing the semiconductor wafer W and the retainer ring with the entire top ring 1 positioned above a polishing table (reference numeral 30 in FIG. 7) having a polishing surface (for example, a polishing pad). 3 is pressed against the polishing surface to start polishing. The outer peripheral edge of the semiconductor wafer W is held by the retainer ring 3 so that the semiconductor wafer W does not protrude from the top ring 1.

【0029】半導体ウエハWを研磨する際には、トップ
リング駆動軸18に連結されたエアシリンダ(図7の符
号33)を作動させ、トップリング本体2の下端に固定
されたリテーナリング3を所定の押圧力で研磨テーブル
の研磨面に押圧する。この状態で、流体室8に所定圧力
の加圧流体を供給して半導体ウエハWを研磨テーブルの
研磨面に押圧する。この場合には、半導体ウエハWに加
わる研磨圧力は、流体室8に加わる加圧流体の圧力を調
整することにより、所望の値に調整する。この場合、流
体室8内の流体から押圧力が半導体ウエハWに加えられ
るので、半導体ウエハWの厚みによらず、半導体ウエハ
Wの中央部から周縁部に至るまで全面に亘って均一な研
磨圧力を加えることができる。そのため、半導体ウエハ
Wの全面を均一に研磨できる。
When polishing the semiconductor wafer W, the air cylinder (reference numeral 33 in FIG. 7) connected to the top ring drive shaft 18 is operated to move the retainer ring 3 fixed to the lower end of the top ring main body 2 to a predetermined position. Is pressed against the polishing surface of the polishing table. In this state, a pressurized fluid having a predetermined pressure is supplied to the fluid chamber 8 to press the semiconductor wafer W against the polishing surface of the polishing table. In this case, the polishing pressure applied to the semiconductor wafer W is adjusted to a desired value by adjusting the pressure of the pressurized fluid applied to the fluid chamber 8. In this case, since the pressing force is applied to the semiconductor wafer W from the fluid in the fluid chamber 8, the polishing pressure is uniform over the entire surface of the semiconductor wafer W from the central portion to the peripheral edge regardless of the thickness of the semiconductor wafer W. Can be added. Therefore, the entire surface of the semiconductor wafer W can be uniformly polished.

【0030】半導体ウエハWに加えられる研磨圧力と概
略同一又はそれより若干大きい押圧力がエアシリンダを
介してリテーナリング3に加えられるため、半導体ウエ
ハWの周囲の研磨面が半導体ウエハWと概略同一の圧力
で押圧され、半導体ウエハWの中心部から周縁部、さら
には半導体ウエハWの外側にあるリテーナリング3の外
周部までの圧力分布が連続かつ均一になる。そのため、
ポリッシング対象物である半導体ウエハWの周縁部にお
ける研磨量の過不足を防止することができる。
Since a pressing force substantially equal to or slightly larger than the polishing pressure applied to the semiconductor wafer W is applied to the retainer ring 3 via the air cylinder, the polished surface around the semiconductor wafer W is substantially the same as the semiconductor wafer W. , And the pressure distribution from the central portion of the semiconductor wafer W to the peripheral portion and further to the outer peripheral portion of the retainer ring 3 outside the semiconductor wafer W becomes continuous and uniform. for that reason,
It is possible to prevent the polishing amount from being excessive or insufficient at the peripheral portion of the semiconductor wafer W to be polished.

【0031】図3は本発明の基板保持装置の第2の実施
形態を示す縦断面図である。本実施形態においては、チ
ャッキングプレート14は設けられておらず、弾性膜支
持部材5の内側は空間になっている。その代わり、弾性
膜4には、弾性膜4の中心部から中心部と外周部との間
の中間部にかけて複数の貫通孔4hが形成されている。
したがって、弾性膜4の下面に半導体ウエハWを吸着す
る際には、流体室8を流体路10を介して真空源に接続
することにより、流体室8内が負圧になり半導体ウエハ
Wは貫通孔4hの吸引作用により真空吸着される。本実
施形態のトップリング1においては、研磨時には貫通孔
4hはポリッシング対象物である半導体ウエハWにより
閉塞されるため、研磨時の作用は図1に示すトップリン
グ1と全く同様である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the substrate holding device of the present invention. In the present embodiment, the chucking plate 14 is not provided, and the inside of the elastic membrane supporting member 5 is a space. Instead, a plurality of through holes 4h are formed in the elastic film 4 from the central portion of the elastic film 4 to an intermediate portion between the central portion and the outer peripheral portion.
Therefore, when the semiconductor wafer W is attracted to the lower surface of the elastic film 4, the fluid chamber 8 is connected to a vacuum source via the fluid path 10, so that the pressure inside the fluid chamber 8 becomes negative and the semiconductor wafer W penetrates. Vacuum suction is performed by the suction action of the hole 4h. In the top ring 1 of the present embodiment, since the through-hole 4h is closed by the semiconductor wafer W to be polished during polishing, the operation during polishing is exactly the same as that of the top ring 1 shown in FIG.

【0032】図1乃至図3に示す基板保持装置を構成す
るトップリングによれば、リテーナリング3を剛構造の
トップリング本体2に一体構造として設け、トップリン
グ本体2の上下動によりリテーナリング3を上下動させ
る。これにより、トップリング本体2への押圧力をリテ
ーナリング3への押圧力として利用し、トップリング本
体2との一体構造により不必要なリテーナリング3の左
右(半径方向)の動きをなくすことができる。したがっ
て、リテーナリング3と半導体ウエハWの周縁部(エッ
ジ部)との距離を常に最小に抑えることが可能になり、
半導体ウエハWの外周部における研磨の均一性と研磨の
安定性の向上を図ることができる。
According to the top ring constituting the substrate holding device shown in FIGS. 1 to 3, the retainer ring 3 is provided integrally with the rigid top ring main body 2, and the retainer ring 3 is moved up and down by the top ring main body 2. Move up and down. Thereby, the pressing force applied to the top ring main body 2 is used as the pressing force applied to the retainer ring 3, and unnecessary left and right (radial) movements of the retainer ring 3 are eliminated by the integral structure with the top ring main body 2. it can. Therefore, the distance between the retainer ring 3 and the peripheral portion (edge portion) of the semiconductor wafer W can always be minimized,
Polishing uniformity and polishing stability at the outer peripheral portion of the semiconductor wafer W can be improved.

【0033】またリテーナリング3をトップリング本体
2と一体構造とすることにより、高剛性のリテーナリン
グ構造を可能にし、研磨中にリテーナリングの挙動の安
定性が得られる。そして、安定した高剛性のリテーナリ
ング構造の内側において、フローティング構造のウエハ
保持加圧機構が研磨面のうねり等に追従し、結果として
硬質の研磨面においてリテーナリングの挙動が安定し、
半導体ウエハの研磨の安定性が得られる。
Further, since the retainer ring 3 is formed integrally with the top ring main body 2, a highly rigid retainer ring structure is enabled, and the stability of the behavior of the retainer ring during polishing can be obtained. And, inside the stable high-rigidity retainer ring structure, the floating structure of the wafer holding and pressing mechanism follows the undulation of the polished surface, and as a result, the behavior of the retainer ring is stabilized on the hard polished surface,
The polishing stability of the semiconductor wafer is obtained.

【0034】さらにストッパ17がシリンダー機構で駆
動され、ストッパ17を一定の位置で固定することによ
り、弾性膜支持部材5の上昇を所定の高さに規制し、チ
ャッキングプレート14の上昇を一定の範囲に押さえ
る。これにより、半導体ウエハの吸着時に必要以上の半
導体ウエハの反りを防止し、半導体ウエハの破損等の品
質上の問題を解決することができる。また、シリンダー
機構によりストッパ17を突出させ、研磨中に弾性膜支
持部材5を下方に押圧すれば、半導体ウエハWの研磨面
への押し付け圧力を部分的に変化させ、被研磨面のプロ
ファイルに関して任意の研磨特性を得ることができる。
Further, the stopper 17 is driven by a cylinder mechanism, and the stopper 17 is fixed at a fixed position, whereby the rise of the elastic film supporting member 5 is regulated to a predetermined height, and the rise of the chucking plate 14 is fixed. Hold in range. Thus, it is possible to prevent the semiconductor wafer from being warped more than necessary when the semiconductor wafer is attracted, and to solve quality problems such as breakage of the semiconductor wafer. Further, if the stopper 17 is projected by the cylinder mechanism and the elastic film supporting member 5 is pressed downward during polishing, the pressing pressure of the semiconductor wafer W against the polished surface is partially changed, and the profile of the surface to be polished is optionally changed. Polishing characteristics can be obtained.

【0035】また図3に示す基板保持装置を構成するト
ップリングによれば、弾性膜4に複数の貫通孔4hを形
成することにより、半導体ウエハWの吸着時に、真空圧
で弾性膜4が直接に半導体ウエハWを吸着するため、弾
性膜4がチャッキングプレート14(図1に示す)に接
触することがなく、弾性膜4の物性変化が少なくなり、
研磨均一性の安定性が増す。またチャッキングプレート
14を使用しての吸盤の作用による半導体ウエハWの吸
着が不要となり、チャッキングプレート14を設置する
必要がなくなり、リング状の弾性膜支持部材5だけで済
む。
According to the top ring constituting the substrate holding device shown in FIG. 3, a plurality of through holes 4h are formed in the elastic film 4 so that the elastic film 4 is directly vacuum-pressured when the semiconductor wafer W is sucked. The elastic film 4 does not come into contact with the chucking plate 14 (shown in FIG. 1) because the semiconductor wafer W is attracted to the semiconductor wafer W.
The stability of polishing uniformity increases. In addition, the suction of the semiconductor wafer W by the action of the suction cup using the chucking plate 14 becomes unnecessary, so that the chucking plate 14 does not need to be provided, and only the ring-shaped elastic film support member 5 is required.

【0036】図4乃至図6は、リテーナリングの下面に
溝を形成した例を示す図であり、図4(a)、図5
(a)および図6(a)はリテーナリングの底面図、図
4(b)、図5(b)および図6(b)はそれぞれ図4
(a)、図5(a)、図6(a)のA−A線断面図であ
る。図4に示す例においては、リテーナリング3の底面
に放射状(半径方向r)に延びる複数の溝3g−1が形
成されている。図5に示す例においては、リテーナリン
グ3の底面に半径方向rに対して所定角度(θ)傾斜し
た複数の溝3g−2が形成されている。図6に示す例に
おいては、リテーナリング3の底面に外周縁から内周縁
のやや手前まで放射状(半径方向r)に延びる複数の溝
3g−3が形成されている。
FIGS. 4 to 6 are views showing examples in which grooves are formed on the lower surface of the retainer ring. FIGS.
(A) and FIG. 6 (a) are bottom views of the retainer ring, and FIG. 4 (b), FIG. 5 (b) and FIG.
FIG. 7A is a sectional view taken along line AA of FIG. 5A and FIG. In the example shown in FIG. 4, a plurality of grooves 3 g-1 extending radially (in the radial direction r) are formed on the bottom surface of the retainer ring 3. In the example shown in FIG. 5, a plurality of grooves 3g-2 inclined at a predetermined angle (θ) with respect to the radial direction r are formed on the bottom surface of the retainer ring 3. In the example shown in FIG. 6, a plurality of grooves 3g-3 extending radially (in the radial direction r) from the outer peripheral edge to slightly before the inner peripheral edge are formed on the bottom surface of the retainer ring 3.

【0037】リテーナリングの底面の全面が平坦な場合
には、リテーナリングが研磨パッド等の研磨面を押圧す
ることにより、リテーナリングの内側への研磨液(スラ
リー)の入り込みが低下しやすく、半導体ウエハへの研
磨液の供給が不足し、結果として半導体ウエハの研磨均
一性の悪化、研磨レートの低下の問題が生ずる。また、
半導体ウエハと研磨面との間の研磨液が減少するため、
半導体ウエハと研磨面との摩擦が大きくなり、研磨装置
の動力負荷が増大するといった問題も生ずる。これを防
ぐために、リテーナリングの幅を狭くし、研磨液のリテ
ーナリングの内側への流入をできる限り妨げないように
することが考えられるが、リテーナリング下面の偏摩耗
により、リテーナリング下面の平坦部が小さくなってし
まうため、リテーナリングが安定して研磨面を押圧する
ことが困難になる。また、リテーナリングの摩耗量が大
きくなるため、リテーナリングの寿命が短くなってしま
う。
When the entire bottom surface of the retainer ring is flat, the retainer ring presses a polishing surface such as a polishing pad, so that the polishing liquid (slurry) can easily enter the inside of the retainer ring. Insufficient supply of the polishing liquid to the wafer results in a problem that the polishing uniformity of the semiconductor wafer deteriorates and the polishing rate decreases. Also,
Because the polishing liquid between the semiconductor wafer and the polishing surface decreases,
There is also a problem that friction between the semiconductor wafer and the polished surface increases, and the power load on the polishing apparatus increases. In order to prevent this, it is conceivable to reduce the width of the retainer ring so as to prevent the polishing liquid from flowing into the inside of the retainer ring as much as possible. Since the portion becomes small, it becomes difficult to press the polished surface stably with the retainer ring. In addition, since the amount of wear of the retainer ring increases, the life of the retainer ring is shortened.

【0038】本発明では、図4に示すように、リテーナ
リング3の研磨面との接触面側に複数の溝3g−1を設
けることにより、研磨液をリテーナリング3の内側に入
り込みやすくして半導体ウエハへの研磨液の供給を確保
し、研磨液不足によって生じる研磨均一性の悪化、研磨
レートの低下を防ぐことができる。また、図5に示すよ
うに、リテーナリング3の回転方向Rに合わせて溝3g
−2を半径方向に対して傾斜して設けることにより、よ
り研磨液の入り込みをよくしている。研磨液の入りすぎ
により局所的に研磨が加速される可能性が大きい場合に
は、図6に示すように、リテーナリング3の内周部まで
溝を形成しないで壁を残した溝3g−3とすることによ
って、研磨液の入り込みを制御し、リテーナリング3の
内側の半導体ウエハへの研磨液の供給を確保しつつ、半
導体ウエハの局所的な過研磨を抑制できる。また、リテ
ーナリングの内周部まで溝が形成されていると、研磨中
に研磨ヘッドであるトップリングと半導体ウエハが相対
的に回転した際、半導体ウエハのオリエンテーションフ
ラットの角部や、ノッチ部がリテーナリングの溝に接触
し、その衝撃によりリテーナリングの内側の溝周囲が偏
摩耗してしまう傾向がある。特に、この傾向はオリエン
テーションフラットの場合に顕著で、接触の衝撃により
音も出る。図6に示すように、リテーナリングの溝の終
端に壁を残すことによって、この偏摩耗を防ぐことがで
きる。
In the present invention, as shown in FIG. 4, by providing a plurality of grooves 3g-1 on the contact surface side of the retainer ring 3 with the polishing surface, the polishing liquid can easily enter the inside of the retainer ring 3. The supply of the polishing liquid to the semiconductor wafer can be ensured, and the deterioration of the polishing uniformity and the reduction of the polishing rate caused by the shortage of the polishing liquid can be prevented. Further, as shown in FIG. 5, the groove 3g is aligned with the rotation direction R of the retainer ring 3.
-2 is inclined with respect to the radial direction, so that the polishing liquid can be more easily entered. In a case where there is a high possibility that polishing is locally accelerated due to excessive pouring of the polishing liquid, as shown in FIG. 6, a groove 3g-3 which does not form a groove to the inner peripheral portion of the retainer ring 3 and leaves a wall. By controlling the entry of the polishing liquid, it is possible to suppress the local overpolishing of the semiconductor wafer while ensuring the supply of the polishing liquid to the semiconductor wafer inside the retainer ring 3. Also, if a groove is formed up to the inner peripheral portion of the retainer ring, when the top ring, which is a polishing head, and the semiconductor wafer rotate relatively during polishing, the corners and notches of the orientation flat of the semiconductor wafer are formed. The groove contacts the retainer ring, and the impact tends to cause uneven wear around the groove inside the retainer ring. In particular, this tendency is remarkable in the case of the orientation flat, and a sound is produced by the impact of the contact. This uneven wear can be prevented by leaving a wall at the end of the groove of the retainer ring as shown in FIG.

【0039】なお、リテーナリングの下面への溝の形成
は、図1乃至図3に示す実施の形態のトップリングに限
らず、リテーナリングを研磨面に押圧する構造のトップ
リングであれば適用可能であり、具体的なトップリング
の例を図7に示す。図7に示す例においては、トップリ
ング101はトップリング本体102と、半導体ウエハ
W等のポリッシング対象物の上面を保持する保持プレー
ト103とを備えている。保持プレート103はセラミ
ックス等の剛性の高い材料で形成されており、ウエハ保
持面103aは変形しないようになっている。保持プレ
ート103の下面には弾性マット106が貼着されてい
る。
The formation of the groove on the lower surface of the retainer ring is not limited to the top ring of the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, but may be applied to any top ring having a structure in which the retainer ring is pressed against the polished surface. FIG. 7 shows a specific example of the top ring. In the example shown in FIG. 7, the top ring 101 includes a top ring main body 102 and a holding plate 103 that holds an upper surface of an object to be polished such as a semiconductor wafer W. The holding plate 103 is made of a highly rigid material such as ceramics, so that the wafer holding surface 103a is not deformed. An elastic mat 106 is attached to the lower surface of the holding plate 103.

【0040】またトップリング101の外周部には、半
導体ウエハWを保持プレート103の下面に保持するた
めに半導体ウエハWの外周部を保持するリテーナリング
(ガイドリング)107が配置されている。保持プレー
ト103とトップリング本体102の間には、チャンバ
Cが形成されているが、このチャンバCは、保持プレー
ト103に形成された連通孔103mを介して保持プレ
ート103の下面に流体を供給するためのものである。
即ち、チャンバCに圧縮空気等の加圧流体を供給するこ
とにより、加圧流体は保持プレート103のウエハ保持
面103aから噴出し、半導体ウエハWにバックサイド
プレッシャをかけることができる。また、チャンバC内
を真空ポンプで排気することにより、保持プレート10
3のウエハ保持面103aに半導体ウエハWを真空吸着
できる。なお、半導体ウエハWを保持プレート103の
ウエハ保持面103aから離脱させる際には、チャンバ
Cに純水等の液体を供給する。
A retainer ring (guide ring) 107 for holding the outer peripheral portion of the semiconductor wafer W for holding the semiconductor wafer W on the lower surface of the holding plate 103 is arranged on the outer peripheral portion of the top ring 101. A chamber C is formed between the holding plate 103 and the top ring main body 102. The chamber C supplies a fluid to the lower surface of the holding plate 103 through a communication hole 103m formed in the holding plate 103. It is for.
That is, by supplying a pressurized fluid such as compressed air to the chamber C, the pressurized fluid is ejected from the wafer holding surface 103 a of the holding plate 103, and a backside pressure can be applied to the semiconductor wafer W. By evacuating the chamber C with a vacuum pump, the holding plate 10
The semiconductor wafer W can be vacuum-sucked on the third wafer holding surface 103a. When the semiconductor wafer W is separated from the wafer holding surface 103a of the holding plate 103, a liquid such as pure water is supplied to the chamber C.

【0041】図7に示す実施形態においては、トップリ
ング下面に保持された半導体ウエハは、トップリング駆
動軸18を上下動させるエアシリンダにより研磨面に押
圧される。そして、下面に溝103g−3が設けられた
リテーナリング107を半導体ウエハを取り囲むように
配置し、空間143に供給する圧力流体の圧力により、
リテーナリング107を研磨面に独立に押圧する。空間
143はシールリング140A,140Bにより形成さ
れている。下側のシールリング140Aは、リテーナリ
ング107を押圧するためのリング141aと、リング
141aと保持プレート103およびリング141aと
トップリング本体102との間をシールするためのリッ
プシール142aとからなっている。また上側のシール
リング140Bは、トップリング本体102の取付フラ
ンジ部102aに固定されたリング141bと、リング
141bと保持プレート103およびリング141bと
トップリング本体102との間をシールするためのリッ
プシール142bとからなっている。図7に示すリテー
ナリング107は第1リテーナリング部材107aと第
2リテーナリング部材107bとから構成されている。
In the embodiment shown in FIG. 7, the semiconductor wafer held on the lower surface of the top ring is pressed against the polishing surface by an air cylinder that moves the top ring drive shaft 18 up and down. Then, a retainer ring 107 having a groove 103g-3 provided on the lower surface is arranged so as to surround the semiconductor wafer.
The retainer ring 107 is pressed independently against the polishing surface. The space 143 is formed by the seal rings 140A and 140B. The lower seal ring 140A includes a ring 141a for pressing the retainer ring 107, and a lip seal 142a for sealing between the ring 141a and the holding plate 103 and between the ring 141a and the top ring main body 102. . The upper seal ring 140B includes a ring 141b fixed to the mounting flange portion 102a of the top ring main body 102, a lip seal 142b for sealing between the ring 141b and the holding plate 103, and between the ring 141b and the top ring main body 102. It consists of The retainer ring 107 shown in FIG. 7 includes a first retainer ring member 107a and a second retainer ring member 107b.

【0042】図7に示すトップリングにおいては、トッ
プリング本体102の取付フランジ部102aの箇所
に、リテーナリングの押圧機構が設置されている。即
ち、取付フランジ部102aの箇処に、シールリング1
40A,140Bにより形成された空間143が設けら
れている。したがって、図7に示す実施形態において
は、リテーナリング107が摩耗しても、リテーナリン
グの押圧機構はリテーナリング107を所望の押圧力で
押圧することができる。また、リテーナリング107に
形成された溝103g−3は、図6に示す溝3g−3と
同様に壁を残した溝である。この溝103g−3の作用
は、図6に示す溝3g−3に関連して説明したとおりで
ある。なお、溝103g−3は、図5に示すように半径
方向rに対して所定角度(θ)傾斜して形成してもよ
い。
In the top ring shown in FIG. 7, a retainer ring pressing mechanism is provided at the mounting flange portion 102a of the top ring main body 102. That is, the seal ring 1 is provided at the location of the mounting flange portion 102a.
A space 143 formed by 40A and 140B is provided. Therefore, in the embodiment shown in FIG. 7, even if the retainer ring 107 is worn, the retainer ring pressing mechanism can press the retainer ring 107 with a desired pressing force. The groove 103g-3 formed in the retainer ring 107 is a groove in which a wall is left like the groove 3g-3 shown in FIG. The action of the groove 103g-3 is as described in relation to the groove 3g-3 shown in FIG. The groove 103g-3 may be formed to be inclined at a predetermined angle (θ) with respect to the radial direction r as shown in FIG.

【0043】図8は、図1乃至図3に示す基板保持装置
を備えたポリッシング装置の全体構成を示す断面図であ
る。図中、符号1は基板保持装置を構成するトップリン
グであり、トップリング1の下方には、上面に研磨パッ
ド31を備えた研磨テーブル30が設置されている。前
記トップリング1は自在継手部19を介してトップリン
グ駆動軸18に接続されており、このトップリング駆動
軸18はトップリングヘッド32に固定されたトップリ
ング上下用エアシリンダ33に連結されており、このト
ップリング上下用エアシリンダ33によってトップリン
グ駆動軸18は上下動し、トップリング1の全体を昇降
させるとともにトップリング本体2の下端に固定された
リテーナリング3を研磨テーブル30に押圧するように
なっている。
FIG. 8 is a sectional view showing the overall configuration of a polishing apparatus provided with the substrate holding device shown in FIGS. In the figure, reference numeral 1 denotes a top ring constituting the substrate holding device. Below the top ring 1, a polishing table 30 having a polishing pad 31 on an upper surface is provided. The top ring 1 is connected to a top ring drive shaft 18 via a universal joint 19, and the top ring drive shaft 18 is connected to a top ring vertical air cylinder 33 fixed to a top ring head 32. The top ring drive shaft 18 is moved up and down by the top ring up / down air cylinder 33 to raise and lower the entire top ring 1 and press the retainer ring 3 fixed to the lower end of the top ring body 2 against the polishing table 30. It has become.

【0044】また、トップリング駆動軸18はキー(図
示せず)を介して回転筒34に連結されており、この回
転筒34はその外周部にタイミングプーリ35を有して
いる。そして、タイミングプーリ35は、タイミングベ
ルト36を介して、トップリングヘッド32に固定され
たトップリング用モータ37に設けられたタイミングプ
ーリ38に接続されている。従って、トップリング用モ
ータ37を回転駆動することによってタイミングプーリ
38、タイミングベルト36およびタイミングプーリ3
5を介して回転筒34及びトップリング駆動軸18が一
体に回転し、トップリング1が回転する。トップリング
ヘッド32は、フレーム(図示せず)に固定支持された
トップリングヘッドシャフト39によって支持されてい
る。
The top ring drive shaft 18 is connected to a rotary cylinder 34 via a key (not shown). The rotary cylinder 34 has a timing pulley 35 on its outer periphery. The timing pulley 35 is connected via a timing belt 36 to a timing pulley 38 provided on a top ring motor 37 fixed to the top ring head 32. Therefore, the timing pulley 38, the timing belt 36, and the timing pulley 3 are driven by rotating the top ring motor 37.
5, the rotary cylinder 34 and the top ring drive shaft 18 rotate integrally, and the top ring 1 rotates. The top ring head 32 is supported by a top ring head shaft 39 fixedly supported by a frame (not shown).

【0045】トップリング上下用エアシリンダ33及び
流体室8は、それぞれレギュレータR1,R2を介して
圧縮空気源24に接続されている。そして、レギュレー
タR1によってトップリング上下用エアシリンダ33へ
供給する加圧空気の空気圧を調整することにより、リテ
ーナリング3が研磨パッド31を押圧する押圧力を調整
することができ、レギュレータR2によって流体室8へ
供給する加圧空気の空気圧を調整することにより、半導
体ウエハWを研磨パッド31に押圧する研磨圧力を調整
することができる。
The top ring vertical air cylinder 33 and the fluid chamber 8 are connected to the compressed air source 24 via regulators R1 and R2, respectively. Then, by adjusting the air pressure of the pressurized air supplied to the top ring vertical air cylinder 33 by the regulator R1, the pressing force of the retainer ring 3 pressing the polishing pad 31 can be adjusted, and the fluid chamber is adjusted by the regulator R2. The polishing pressure for pressing the semiconductor wafer W against the polishing pad 31 can be adjusted by adjusting the air pressure of the pressurized air supplied to 8.

【0046】また、研磨テーブル30の上方には研磨液
供給ノズル40が設置されており、砥液供給ノズル40
によって研磨テーブル30上の研磨パッド31上に研磨
液Qが供給されるようになっている。
A polishing liquid supply nozzle 40 is provided above the polishing table 30.
Thus, the polishing liquid Q is supplied onto the polishing pad 31 on the polishing table 30.

【0047】上記構成のポリッシング装置において、ト
ップリング1の弾性膜4の下面に半導体ウエハWを保持
させ、トップリング上下用エアシリンダ33を作動させ
てトップリング1に一体に固定されたリテーナリング3
を研磨テーブル30に向かって押圧し、かつ流体室8へ
加圧空気を供給して回転している研磨テーブル30の上
面の研磨パッド31に半導体ウエハWを押圧する。一
方、研磨液供給ノズル40から研磨液Qを流すことによ
り、研磨パッド31に研磨液Qが保持されており、半導
体ウエハWの研磨される面(下面)と研磨パッド31の
間に研磨液Qが存在した状態で研磨が行われる。
In the polishing apparatus having the above structure, the semiconductor wafer W is held on the lower surface of the elastic film 4 of the top ring 1, and the retainer ring 3 integrally fixed to the top ring 1 by operating the top ring vertical air cylinder 33.
Is pressed toward the polishing table 30 and pressurized air is supplied to the fluid chamber 8 to press the semiconductor wafer W against the polishing pad 31 on the upper surface of the rotating polishing table 30. On the other hand, by flowing the polishing liquid Q from the polishing liquid supply nozzle 40, the polishing liquid Q is held on the polishing pad 31, and the polishing liquid Q is provided between the polishing surface (the lower surface) of the semiconductor wafer W and the polishing pad 31. Is polished in a state where there is.

【0048】トップリング上下用エアシリンダ33によ
るリテーナリング3の研磨パッド31への押圧力と、流
体室8に供給する加圧空気による半導体ウエハWの研磨
パッド31への押圧力とを適宜調整して半導体ウエハW
の研磨を行う。研磨中にレギュレータR2によって半導
体ウエハWを研磨テーブル30上の研磨パッド31に押
圧する押圧力を変更でき、レギュレータR1によってリ
テーナリング3が研磨パッド31を押圧する押圧力を変
更できる。従って、研磨中に、リテーナリング3が研磨
パッド31を押圧する押圧力と半導体ウエハWを研磨パ
ッド31に押圧する押圧力を適宜調整することにより、
半導体ウエハWの中心部から周縁部、さらには半導体ウ
エハWの外側にあるリテーナリング3の外周部までの研
磨圧力の分布が連続かつ均一になる。そのため、半導体
ウエハWの周縁部における研磨量の過不足を防止するこ
とができる。
The pressing force of the retainer ring 3 on the polishing pad 31 by the top ring vertical air cylinder 33 and the pressing force of the semiconductor wafer W on the polishing pad 31 by the pressurized air supplied to the fluid chamber 8 are appropriately adjusted. Semiconductor wafer W
Is polished. During polishing, the pressing force of pressing the semiconductor wafer W against the polishing pad 31 on the polishing table 30 can be changed by the regulator R2, and the pressing force of the retainer ring 3 pressing the polishing pad 31 can be changed by the regulator R1. Therefore, during polishing, by appropriately adjusting the pressing force of the retainer ring 3 pressing the polishing pad 31 and the pressing force of pressing the semiconductor wafer W against the polishing pad 31,
The distribution of the polishing pressure from the central portion of the semiconductor wafer W to the peripheral portion and further to the outer peripheral portion of the retainer ring 3 outside the semiconductor wafer W becomes continuous and uniform. Therefore, it is possible to prevent the polishing amount at the peripheral portion of the semiconductor wafer W from being excessive or insufficient.

【0049】本発明においては、研磨テーブル上に形成
される研磨面は、前述した研磨パッドにより形成しても
よく、又、固定砥粒により形成してもよい。研磨パッド
としては、市場で入手できるものとして、種々のものが
あり、例えば、ロデール社製のSUBA800,IC−
1000,IC−1000/SUBA400(二層クロ
ス)、フジミインコーポレイテッド社製のSurfin
xxx−5,Surfin 000等である。SUB
A800,Surfin xxx−5,Surfin
000は繊維をウレタン樹脂で固めた不織布であり、I
C−1000は硬質の発泡ポリウレタン(単層)であ
る。発泡ポリウレタンは、ポーラス(多孔質状)になっ
ており、その表面に多数の微細なへこみ又は孔を有して
いる。
In the present invention, the polishing surface formed on the polishing table may be formed by the above-mentioned polishing pad, or may be formed by fixed abrasive grains. There are various types of polishing pads available on the market, for example, SUBA800, IC-IC manufactured by Rodale.
1000, IC-1000 / SUBA400 (double layer cloth), Surfin manufactured by Fujimi Incorporated
xxx-5, Surfin 000, etc. SUB
A800, Surfin xxx-5, Surfin
000 is a non-woven fabric obtained by hardening fibers with urethane resin.
C-1000 is a rigid foamed polyurethane (single layer). The foamed polyurethane is porous and has many fine dents or pores on its surface.

【0050】固定砥粒は、砥粒をバインダ中に固定し板
状に形成されたものである。固定砥粒から自生した砥粒
により研磨が進行する。固定砥粒は砥粒とバインダと気
孔により構成されており、例えば砥粒には平均粒径0.
5μm以下の酸化セリウム(CeO)、バインダには
エポキシ樹脂を用いる。固定砥粒は硬質の研磨面を構成
する。固定砥粒には、前記板状のものの他に、薄い固定
砥粒層の下に弾性を有する研磨パッドを貼り付けて二層
構造とした固定砥粒パッドも含まれる。その他の硬質の
研磨面としては、前記IC−1000がある。
The fixed abrasive is a plate formed by fixing the abrasive in a binder. Polishing proceeds with abrasive grains spontaneously generated from the fixed abrasive grains. The fixed abrasive is composed of an abrasive, a binder, and pores.
Cerium oxide (CeO 2 ) of 5 μm or less, and an epoxy resin is used for the binder. The fixed abrasive forms a hard polished surface. The fixed abrasive grains include, in addition to the above-mentioned plate-shaped abrasive grains, fixed abrasive grains pads having a two-layer structure in which an elastic polishing pad is attached below a thin fixed abrasive layer. Another hard polished surface is the IC-1000.

【0051】本発明のトップリングは、硬質な研磨面を
構成する、特に圧縮弾性係数19.6MPa(200k
g/cm)以上の研磨部材との適合性に優れている。
従来のトップリングの一例においては、剛体のトップリ
ング本体にバッキングパッドを介して半導体ウエハを保
持していたが、研磨パッドが弾性を有しているため、半
導体ウエハに対する衝撃を研磨パッド側でも吸収してい
たが、研磨面が硬質の研磨面になった場合は、研磨面の
凹凸がそのまま半導体ウエハに転写され、影響してしま
う。また、トップリング側の半導体ウエハの真空吸着用
の孔が半導体ウエハ裏面に転写していた。しかしなが
ら、半導体ウエハを弾性膜を介して流体圧により保持す
るトップリングによれば、半導体ウエハの裏面に加わる
流体圧により、硬質の研磨面の凹凸を吸収できる。した
がって、硬質の研磨面を用いる場合にも研磨性能がよ
く、またバッキングパッドの真空吸着孔が半導体ウエハ
に転写されることもない。更に、本発明によれば、リテ
ーナリングがトップリング本体と一体に構成されている
ため、剛性が高く、リテーナリングの必要以上の不安定
な動きが抑制され、研磨性能が安定する。
The top ring of the present invention constitutes a hard polished surface, and particularly has a compression elastic modulus of 19.6 MPa (200 kPa).
g / cm 2 ) or more.
In an example of a conventional top ring, a semiconductor wafer is held on a rigid top ring main body via a backing pad. However, since the polishing pad has elasticity, the impact on the semiconductor wafer is also absorbed on the polishing pad side. However, when the polished surface becomes a hard polished surface, the unevenness of the polished surface is transferred to the semiconductor wafer as it is, which has an effect. Further, the holes for vacuum suction of the semiconductor wafer on the top ring side were transferred to the back surface of the semiconductor wafer. However, according to the top ring that holds the semiconductor wafer by the fluid pressure via the elastic film, the unevenness of the hard polished surface can be absorbed by the fluid pressure applied to the back surface of the semiconductor wafer. Therefore, the polishing performance is good even when a hard polishing surface is used, and the vacuum suction holes of the backing pad are not transferred to the semiconductor wafer. Further, according to the present invention, since the retainer ring is formed integrally with the top ring main body, the rigidity is high, and the unstable movement of the retainer ring more than necessary is suppressed, and the polishing performance is stabilized.

【0052】本発明のトップリングで半導体ウエハを支
持し硬質な固定砥粒で研磨した後、同じトップリング、
即ち、半導体ウエハを流体圧で保持するトップリングで
半導体ウエハを支持しつつ、固定砥粒よりも軟質な研磨
パッド上で仕上げ研磨をすることにより、より平坦性が
高く、かつスクラッチの少ない被研磨面を得ることがで
きる。なお、ここで言う軟質とは弾性係数が低いことを
意味する。図9は、本発明のトップリングを用いて上述
の2段研磨をする場合に好適なポリッシング装置を示す
平面図である。図9に示すポリッシング装置は、2つの
研磨テーブル30を備え、一方の研磨テーブル30に固
定砥粒29を取付けることにより第1研磨ユニット41
aを構成し、他方の研磨テーブル30に研磨パッド31
を取り付けることにより第2研磨ユニット41bを構成
している。第2研磨ユニット41bは仕上げ研磨ユニッ
トとして用いることができる。トップリング1は図1乃
至図3に示す構成を具備している。そして、第1研磨ユ
ニット41a及び第2研磨ユニット41bは1基のトッ
プリング1を共有している。即ち、トップリング1は図
8に示す例と同様にトップリングヘッド32に支持さ
れ、トップリングヘッド32はトップリングヘッドシャ
フト39により揺動可能になっており、トップリング1
は固定砥粒29と研磨パッド31との間で移動可能にな
っている。この実施の形態では、半導体ウエハWは、プ
ッシャ42→トップリング1→第1研磨ユニット41a
(固定砥粒29)→第2研磨ユニット41b(研磨パッ
ド31)→プッシャ42、の順に移動する。この構成に
より、トップリング1で半導体ウエハWを支持し硬質な
固定砥粒29で研磨した後、トップリング1を研磨パッ
ド31上に移動させて、固定砥粒よりも軟質な研磨パッ
ド上で仕上げ研磨をすることができる。したがって、よ
り平坦性が高く、かつスクラッチの少ない被研磨面を得
ることができる。
After supporting the semiconductor wafer with the top ring of the present invention and polishing it with hard fixed abrasive grains, the same top ring,
In other words, while the semiconductor wafer is supported by a top ring that holds the semiconductor wafer at a fluid pressure, finish polishing is performed on a polishing pad that is softer than fixed abrasive grains, so that polishing is performed with higher flatness and less scratches. Face can be obtained. Here, soft means that the elastic modulus is low. FIG. 9 is a plan view showing a polishing apparatus suitable for performing the above-described two-stage polishing using the top ring of the present invention. The polishing apparatus shown in FIG. 9 includes two polishing tables 30, and a fixed polishing grain 29 is attached to one of the polishing tables 30.
a, and a polishing pad 31
Is attached to constitute the second polishing unit 41b. The second polishing unit 41b can be used as a finish polishing unit. The top ring 1 has the configuration shown in FIGS. The first polishing unit 41a and the second polishing unit 41b share one top ring 1. That is, the top ring 1 is supported by the top ring head 32 similarly to the example shown in FIG. 8, and the top ring head 32 is swingable by the top ring head shaft 39.
Is movable between the fixed abrasive grains 29 and the polishing pad 31. In this embodiment, the semiconductor wafer W is provided by a pusher 42 → a top ring 1 → a first polishing unit 41a.
(Fixed abrasive grains 29) → second polishing unit 41b (polishing pad 31) → pusher 42. With this configuration, after the semiconductor wafer W is supported by the top ring 1 and polished with the hard fixed abrasive grains 29, the top ring 1 is moved onto the polishing pad 31 to finish on the polishing pad softer than the fixed abrasive grains. Can be polished. Therefore, a polished surface with higher flatness and less scratches can be obtained.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明によれば、リテーナリングを剛構
造のトップリング本体に一体構造として設け、トップリ
ング本体の上下動によりリテーナリングを上下動させ
る。これにより、トップリング本体への押圧力をリテー
ナリングへの押圧力として利用し、トップリング本体と
の一体構造により不必要なリテーナリングの左右(半径
方向)の動きをなくすことができる。したがって、リテ
ーナリングとポリッシング対象物である基板の周縁部
(エッジ部)との距離を常に最小に抑えることが可能に
なり、基板の外周部における研磨の均一性と研磨の安定
性の向上を図ることができる。
According to the present invention, the retainer ring is provided integrally with the rigid top ring main body, and the retainer ring is moved up and down by the vertical movement of the top ring main body. Thus, the pressing force on the top ring main body is used as the pressing force on the retainer ring, and unnecessary left and right (radial) movements of the retainer ring can be eliminated by the integral structure with the top ring main body. Therefore, it is possible to always minimize the distance between the retainer ring and the peripheral portion (edge portion) of the substrate to be polished, and to improve the uniformity of polishing and the stability of polishing at the outer peripheral portion of the substrate. be able to.

【0054】またリテーナリングをトップリング本体と
一体構造とすることにより、高剛性のリテーナリング構
造を可能にし、研磨中にリテーナリングの挙動の安定性
が得られる。そして、安定した高剛性のリテーナリング
構造の内側において、フローティング構造の基板保持加
圧機構が研磨面のうねり等に追従し、結果として硬質の
研磨面においてリテーナリングの挙動が安定し、基板の
研磨の安定性が得られる。
By making the retainer ring integral with the top ring main body, a highly rigid retainer ring structure is enabled, and the stability of the behavior of the retainer ring during polishing can be obtained. Then, inside the stable and high-rigidity retainer ring structure, the floating structure of the substrate holding and pressing mechanism follows the undulations of the polished surface, and as a result, the behavior of the retainer ring on the hard polished surface is stabilized, and Is obtained.

【0055】さらに規制部材がシリンダー機構等の駆動
機構により駆動され、規制部材を一定の位置で固定する
ことにより、弾性膜を支持する支持部材の上昇を所定の
高さに規制し、保持用プレートの上昇を一定の範囲に押
さえる。これにより、基板の吸着時に必要以上の基板の
反りを防止し、基板の破損等の品質上の問題を解決する
ことができる。また、シリンダー機構によりストッパを
突出させ、研磨中に弾性膜支持部材を下方に押圧すれ
ば、基板の研磨面への押し付け圧力を部分的に変化さ
せ、被研磨面のプロファイルに関して任意の研磨特性を
得ることができる。
Further, the regulating member is driven by a driving mechanism such as a cylinder mechanism and the like, and the regulating member is fixed at a fixed position to regulate the elevation of the supporting member for supporting the elastic film to a predetermined height, and the holding plate is held. To a certain range. Thereby, it is possible to prevent the substrate from being warped more than necessary at the time of sucking the substrate, and to solve quality problems such as breakage of the substrate. In addition, if the stopper is projected by the cylinder mechanism and the elastic film supporting member is pressed downward during polishing, the pressing pressure on the polishing surface of the substrate is partially changed, and an arbitrary polishing characteristic with respect to the profile of the surface to be polished is obtained. Obtainable.

【0056】本発明のトップリングは、特に硬質な研磨
面、特に圧縮弾性係数19.6MPa(200kg/c
)以上の研磨面との適合性に優れている。本発明の
トップリングによれば、高剛性のリテーナリングの内側
で基板は弾性膜を介して流体圧により保持されているの
で、基板の裏面に加わる流体圧により、硬質の研磨面の
凹凸を吸収できる。したがって、硬質の研磨面を用いる
場合にも研磨性能がよく、またバッキングパッドの真空
吸着孔が基板に転写されることもない。
The top ring of the present invention has an especially hard polished surface, especially a compression elastic modulus of 19.6 MPa (200 kg / c).
Excellent in compatibility with a polished surface of m 2 ) or more. According to the top ring of the present invention, since the substrate is held by the fluid pressure via the elastic film inside the highly rigid retainer ring, the unevenness of the hard polished surface is absorbed by the fluid pressure applied to the back surface of the substrate. it can. Therefore, even when a hard polishing surface is used, the polishing performance is good, and the vacuum suction holes of the backing pad are not transferred to the substrate.

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

【図1】本発明の基板保持装置の第1の実施形態を示す
縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a substrate holding device of the present invention.

【図2】図1で示す基板保持装置の動作状態を示す縦断
面図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an operation state of the substrate holding device shown in FIG.

【図3】本発明の基板保持装置の第2の実施形態を示す
縦断面図である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the substrate holding device of the present invention.

【図4】リテーナリングの下面に溝を形成した例を示す
図であり、図4(a)はリテーナリングの底面図、図4
(b)は図4(a)のA−A線断面図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example in which a groove is formed on a lower surface of a retainer ring, and FIG. 4 (a) is a bottom view of the retainer ring, and FIG.
FIG. 4B is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図5】リテーナリングの下面に溝を形成した例を示す
図であり、図5(a)はリテーナリングの底面図、図5
(b)は図5(a)のA−A線断面図である。
5A and 5B are diagrams showing an example in which a groove is formed on the lower surface of the retainer ring, and FIG. 5A is a bottom view of the retainer ring, and FIG.
FIG. 5B is a sectional view taken along line AA in FIG.

【図6】リテーナリングの下面に溝を形成した例を示す
図であり、図6(a)はリテーナリングの底面図、図6
(b)は図6(a)のA−A線断面図である。
6A and 6B are diagrams showing an example in which a groove is formed on the lower surface of the retainer ring, and FIG. 6A is a bottom view of the retainer ring, and FIG.
FIG. 7B is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図7】本発明の基板保持装置の他の実施形態を示す縦
断面図である。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the substrate holding device of the present invention.

【図8】図1乃至図3に示す基板保持装置を備えたポリ
ッシング装置の全体構成を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the overall configuration of a polishing apparatus provided with the substrate holding device shown in FIGS. 1 to 3;

【図9】本発明の基板保持装置を用いて2段研磨を行う
場合に好適なポリッシング装置を示す平面図である。
FIG. 9 is a plan view showing a polishing apparatus suitable for performing two-stage polishing using the substrate holding device of the present invention.

【図10】半導体ウエハを空気圧等の流体圧で研磨面に
押圧するとともにリテーナリングを流体圧で研磨面に押
圧する構造を有した基板保持装置の模式図である。
FIG. 10 is a schematic diagram of a substrate holding apparatus having a structure in which a semiconductor wafer is pressed against a polishing surface by fluid pressure such as air pressure and a retainer ring is pressed against a polishing surface by fluid pressure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,101 トップリング 2,102 トップリング本体 2A 上部板 2B 周壁部 3,53,107 リテーナリング 3g−1,3g−2,3g−3,103g−3 溝 4 弾性膜 4h 貫通孔 5 弾性膜支持部材 5a 上端部 6 加圧シート 8 流体室 10 流体路 12 サポート 13 ストッパプレート 13a 上端面 14 チャッキングプレート 14a 凹部 16 アクチュエータ 17 ストッパ 18 トップリング駆動軸 19 自在継手部 21 ベアリングボール 24 圧縮空気源 29 固定砥粒 30 研磨テーブル 31 研磨パッド 32 トップリングヘッド 33 トップリング上下用エアシリンダ 34 回転筒 35,38 タイミングプーリ 36 タイミングベルト 37 トップリング用モータ 39 トップリングヘッドシャフト 40 研磨液供給ノズル 41a,41b 研磨ユニット 42 プッシャ 52 ウエハ加圧機構 54 リテーナリング加圧機構 55 駆動軸 103 保持プレート 103a ウエハ保持面 106 弾性マット 107a,107b リテーナリング部材 140A,140B シールリング 141a,141b リング 142a,142b リップシール 143 空間 C チャンバ W 半導体ウエハ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 Top ring 2,102 Top ring main body 2A Upper plate 2B Peripheral wall 3,53,107 Retainer ring 3g-1,3g-2,3g-3,103g-3 Groove 4 Elastic film 4h Through hole 5 Elastic film support Member 5a Upper end portion 6 Pressurizing sheet 8 Fluid chamber 10 Fluid path 12 Support 13 Stopper plate 13a Upper end surface 14 Chucking plate 14a Depression 16 Actuator 17 Stopper 18 Top ring drive shaft 19 Universal joint 21 Bearing ball 24 Compressed air source 29 Fixed Abrasive grains 30 Polishing table 31 Polishing pad 32 Top ring head 33 Air cylinder for top ring up and down 34 Rotating cylinder 35, 38 Timing pulley 36 Timing belt 37 Motor for top ring 39 Top ring head shaft 40 Polishing liquid supply nozzle 41a, 41b Polishing unit 42 Pusher 52 Wafer pressing mechanism 54 Retaining ring pressing mechanism 55 Drive shaft 103 Holding plate 103a Wafer holding surface 106 Elastic mat 107a, 107b Retaining ring members 140A, 140B Seal rings 141a, 141b Rings 142a, 142b Lip Seal 143 space C chamber W semiconductor wafer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 並木 計介 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 吉田 博 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 Fターム(参考) 3C058 AA07 AB04 CB01 DA12 DA17 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Keisuke Namiki 11-1 Haneda Asahimachi, Ota-ku, Tokyo Inside Ebara Works Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Yoshida 11-1 Haneda Asahi-cho, Ota-ku, Tokyo Stock F term in EBARA CORPORATION (reference) 3C058 AA07 AB04 CB01 DA12 DA17

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリッシング対象物である基板を保持し
て研磨テーブル上の研磨面に押圧する基板保持装置にお
いて、 前記基板を保持するトップリング本体と、前記トップリ
ング本体に固定されるか又は一体に設けられ基板の外周
縁を保持するリテーナリングと、トップリング本体内に
設けられるとともに弾性膜で覆われ流体が供給される流
体室とを備え、前記流体室内に加圧流体を供給すること
により前記基板を前記弾性膜を介して前記研磨面に押圧
し、前記トップリング本体に押圧力を加えることにより
前記リテーナリングを前記研磨面に押圧するようにした
ことを特徴とする基板保持装置。
1. A substrate holding apparatus for holding a substrate to be polished and pressing the substrate against a polishing surface on a polishing table, wherein the top ring main body holds the substrate and the top ring main body is fixed to or integrated with the top ring main body. A retainer ring provided on the top ring body and holding a peripheral edge of the substrate, and a fluid chamber provided in the top ring main body and covered with an elastic film and supplied with fluid, by supplying a pressurized fluid into the fluid chamber. The substrate holding device, wherein the substrate is pressed against the polishing surface via the elastic film, and the retainer ring is pressed against the polishing surface by applying a pressing force to the top ring body.
【請求項2】 前記流体室に供給する加圧流体の圧力を
調整することにより基板に加わる研磨圧力を調整するこ
とを特徴とする請求項1記載の基板保持装置。
2. The substrate holding apparatus according to claim 1, wherein a polishing pressure applied to the substrate is adjusted by adjusting a pressure of a pressurized fluid supplied to the fluid chamber.
【請求項3】 前記弾性膜は支持部材によって前記トッ
プリング本体内で上下動可能に支持され、前記支持部材
の前記トップリング本体に対する上下方向位置は規制部
材により規制されることを特徴とする請求項1又は2に
記載の基板保持装置。
3. The elastic film is supported by a support member so as to be vertically movable within the top ring main body, and a vertical position of the support member with respect to the top ring main body is regulated by a regulating member. Item 3. The substrate holding device according to item 1 or 2.
【請求項4】 前記規制部材の位置は調整可能であるこ
とを特徴する請求項3記載の基板保持装置。
4. The substrate holding device according to claim 3, wherein the position of said regulating member is adjustable.
【請求項5】 前記流体室内に複数の凹部を有した保持
用プレートが設けられ、前記流体室内を負圧にすること
により前記弾性膜を保持用プレートの凹部に倣うように
変形させ前記弾性膜により前記基板を吸着することを特
徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の基板保
持装置。
5. A holding plate having a plurality of concave portions is provided in the fluid chamber, and the elastic film is deformed so as to follow the concave portion of the holding plate by applying a negative pressure to the fluid chamber. The substrate holding device according to any one of claims 1 to 4, wherein the substrate is sucked by means of:
【請求項6】 前記弾性膜に貫通孔を設け、前記流体室
内を負圧にすることにより前記弾性膜により前記基板を
吸着することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1
項に記載の基板保持装置。
6. The substrate according to claim 1, wherein a through-hole is provided in the elastic film, and the substrate is adsorbed by the elastic film by applying a negative pressure to the fluid chamber.
13. The substrate holding device according to item 13.
【請求項7】 ポリッシング対象物である基板を保持し
て研磨テーブル上の研磨面に押圧する基板保持装置にお
いて、 前記基板を保持するトップリング本体と、前記トップリ
ング本体に固定されるか又は一体に設けられ基板の外周
縁を保持するリテーナリングと、トップリング本体内に
設けられるとともに流体が供給される流体室とを備え、
前記流体室内に加圧流体を供給することにより前記基板
を流体圧により前記研磨面に押圧し、前記トップリング
本体に押圧力を加えることにより前記リテーナリングを
前記研磨面に押圧するようにしたことを特徴とする基板
保持装置。
7. A substrate holding apparatus for holding a substrate to be polished and pressing the substrate against a polishing surface on a polishing table, wherein the top ring main body holds the substrate and the top ring main body is fixed to or integrated with the top ring main body. A retainer ring that is provided in the top ring and holds an outer peripheral edge of the substrate, and a fluid chamber that is provided in the top ring main body and is supplied with fluid,
By supplying a pressurized fluid into the fluid chamber, the substrate is pressed against the polishing surface by fluid pressure, and the retainer ring is pressed against the polishing surface by applying a pressing force to the top ring body. A substrate holding device characterized by the above-mentioned.
【請求項8】 前記トップリング本体に押圧力を加える
手段は、トップリング本体を上下動させる機構からなる
ことを特徴とする請求項1又は7記載の基板保持装置。
8. The substrate holding apparatus according to claim 1, wherein the means for applying a pressing force to the top ring main body comprises a mechanism for moving the top ring main body up and down.
【請求項9】 研磨面を有する研磨テーブルと、ポリッ
シング対象物である基板を保持して研磨テーブル上の研
磨面に押圧するトップリングとを備え、前記研磨面を硬
質の研磨部材で形成し、前記トップリング内に弾性膜に
より形成された流体室を設け、前記流体室内に加圧流体
を供給することにより前記基板を前記弾性膜を介して前
記硬質の研磨面に押圧するようにしたことを特徴とする
ポリッシング装置。
9. A polishing table having a polishing surface, a top ring for holding a substrate to be polished and pressing against the polishing surface on the polishing table, wherein the polishing surface is formed by a hard polishing member, A fluid chamber formed of an elastic film is provided in the top ring, and the substrate is pressed against the hard polishing surface via the elastic film by supplying a pressurized fluid into the fluid chamber. Characteristic polishing equipment.
【請求項10】 前記硬質の研磨部材より軟質の研磨部
材で形成された研磨面を持つ研磨テーブルをさらに有
し、前記基板を前記硬質の研磨部材で研磨した後に、前
記加圧流体により前記軟質の研磨部材で形成された研磨
面に押圧して、研磨することを特徴とする請求項9記載
のポリッシング装置。
10. A polishing table having a polishing surface formed of a softer polishing member than the hard polishing member, wherein the substrate is polished by the hard polishing member, and then the softened surface is polished by the pressurized fluid. The polishing apparatus according to claim 9, wherein the polishing is performed by pressing against a polishing surface formed by the polishing member.
【請求項11】 前記トップリングはトップリング本体
に固定されるか又は一体に設けられ基板の外周縁を保持
するリテーナリングを備え、前記トップリング本体に押
圧力を加えることにより前記リテーナリングを前記研磨
面に押圧するようにしたことを特徴とする請求項9記載
のポリッシング装置。
11. The top ring includes a retainer ring fixed to or integral with the top ring main body and holding an outer peripheral edge of the substrate, and the retainer ring is formed by applying a pressing force to the top ring main body. 10. The polishing apparatus according to claim 9, wherein the polishing apparatus is pressed against a polishing surface.
【請求項12】 前記硬質の研磨部材は、19.6MP
a(200kg/cm)以上の圧縮弾性係数を有する
ことを特徴とする請求項9記載のポリッシング装置。
12. The hard polishing member may be 19.6MP.
a (200kg / cm 2) or more to have a compressive modulus polishing apparatus according to claim 9, wherein.
【請求項13】 前記硬質の研磨部材は、砥粒をバイン
ダ中に固定し板状に形成した固定砥粒により構成される
ことを特徴とする請求項12記載のポリッシング装置。
13. The polishing apparatus according to claim 12, wherein said hard polishing member is constituted by fixed abrasive grains formed in a plate shape by fixing abrasive grains in a binder.
【請求項14】 研磨面を有する研磨テーブルと、ポリ
ッシング対象物である基板を保持して研磨テーブル上の
研磨面に押圧するトップリングとを備え、前記研磨面を
硬質の研磨部材で形成し、前記トップリング内に流体室
を設け、前記流体室内に加圧流体を供給することにより
前記基板を流体圧により前記研磨面に押圧するようにし
たことを特徴とするポリッシング装置。
14. A polishing table having a polishing surface, a top ring for holding a substrate to be polished and pressing against a polishing surface on the polishing table, wherein the polishing surface is formed of a hard polishing member, A polishing apparatus, wherein a fluid chamber is provided in the top ring, and the substrate is pressed against the polishing surface by fluid pressure by supplying a pressurized fluid into the fluid chamber.
【請求項15】 前記硬質の研磨部材より軟質の研磨部
材で形成された研磨面を持つ研磨テーブルをさらに有
し、前記基板を前記硬質の研磨部材で研磨した後に、前
記流体圧により前記軟質の研磨部材で形成された研磨面
に押圧して、研磨することを特徴とする請求項14記載
のポリッシング装置。
15. A polishing table having a polishing surface formed of a softer polishing member than the hard polishing member, further comprising: polishing the substrate with the hard polishing member; The polishing apparatus according to claim 14, wherein the polishing is performed by pressing against a polishing surface formed by the polishing member.
【請求項16】 研磨面を有する研磨テーブルと、ポリ
ッシング対象物である基板を保持して研磨テーブル上の
研磨面に押圧する請求項1乃至8のいずれか1項に記載
の基板保持装置とを備えたことを特徴とするポリッシン
グ装置。
16. A polishing table having a polishing surface, and a substrate holding apparatus according to claim 1, which holds a substrate to be polished and presses the substrate against the polishing surface on the polishing table. A polishing apparatus, comprising:
【請求項17】 研磨面を有する研磨テーブルと、基板
を保持して研磨テーブルに押圧するトップリングと、基
板の周囲の研磨面を押圧するリテーナリングとを備え、
前記リテーナリングの下面には、外側から内側に向かう
溝が設けられ、前記溝は前記リテーナリングの内周部ま
で形成されておらず壁が残されていることを特徴とする
ポリッシング装置。
17. A polishing table having a polishing surface, a top ring for holding a substrate and pressing the polishing table, and a retainer ring for pressing a polishing surface around the substrate.
A polishing apparatus, wherein a groove extending from the outside to the inside is provided on a lower surface of the retainer ring, and the groove is not formed up to an inner peripheral portion of the retainer ring, and a wall is left.
【請求項18】 前記溝は半径方向に対して傾斜してい
ることを特徴とする請求項17記載のポリッシング装
置。
18. The polishing apparatus according to claim 17, wherein said groove is inclined with respect to a radial direction.
【請求項19】 研磨面を有する研磨テーブルとトップ
リングとを有し、トップリングによりポリッシング対象
物である基板を保持して研磨テーブル上の研磨面に押圧
することによって基板を研磨するポリッシング方法にお
いて、 前記トップリング内に設けられた流体室に加圧流体を供
給することにより、前記基板を流体圧により硬質の研磨
部材で形成された研磨面に押圧し研磨することを特徴と
するポリッシング方法。
19. A polishing method comprising: a polishing table having a polishing surface; and a top ring, wherein the top ring holds a substrate to be polished and presses the substrate against the polishing surface on the polishing table to polish the substrate. A polishing method, wherein a pressurized fluid is supplied to a fluid chamber provided in the top ring, whereby the substrate is pressed against a polishing surface formed of a hard polishing member by fluid pressure and polished.
【請求項20】 前記硬質の研磨部材より軟質の研磨部
材で形成された研磨面を持つ研磨テーブルをさらに有
し、前記基板を前記硬質の研磨部材で研磨した後に、前
記流体圧により前記軟質の研磨部材で形成された研磨面
に押圧して、研磨することを特徴とする請求項19記載
のポリッシング方法。
20. A polishing table having a polishing surface formed of a softer polishing member than the hard polishing member, wherein the substrate is polished by the hard polishing member, and the soft surface is polished by the fluid pressure. The polishing method according to claim 19, wherein the polishing is performed by pressing against a polishing surface formed by the polishing member.
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