JP2002144222A - Polishing head - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、バージンのシリコ
ンウェハや、半導体製造プロセスにおける半導体ウェー
ハ、ハードディスク基板、液晶基板、あるいはレンズ等
の光学部品など、平坦面を有する被研磨材表面を研磨す
るための装置に適用される研磨ヘッドに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to polishing a surface of a material to be polished having a flat surface, such as a virgin silicon wafer, a semiconductor wafer in a semiconductor manufacturing process, a hard disk substrate, a liquid crystal substrate, or an optical component such as a lens. And a polishing head applied to the apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、半導体ウェーハの高集積化に伴う
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、製造
工程中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(ここではウェーハの場合
を例にとって説明しているが、これらウェーハ以外の被
研磨材、例えばハードディスク基板や液晶基板、あるい
はレンズ等の光学部品などの研磨においても表面を高精
度に平坦化することが要求される)。その場合、表面の
膜を研磨するために平坦化の度合いが高く、凹部への膜
の埋め込みも可能となる、という観点から、化学機械的
研磨法(CMP法)が脚光を浴びている。2. Description of the Related Art In recent years, the miniaturization of patterns accompanying the high integration of semiconductor wafers has been progressing. In particular, since the formation of fine patterns of a multilayer structure can be performed easily and surely, the production of semiconductor wafers during the manufacturing process is difficult. It has become important to make the surface as flat as possible. 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 with the increase in the diameter of the wafers (here, the case of a wafer is described as an example. For example, even when polishing a hard disk substrate, a liquid crystal substrate, or an optical component such as a lens, the surface must be flattened with high precision. In that case, the chemical mechanical polishing method (CMP method) has been spotlighted from the viewpoint that the degree of flattening is high because the surface film is polished, and the film can be embedded in the concave portion.
【0003】CMP法とは、SiO2を用いたアルカリ
性スラリーやCeO2を用いた中性スラリー、あるいは
Al2O3を用いた酸性スラリー、その他砥粒剤等を用い
たスラリー等を用いて化学的・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、例えば図
5の要部拡大斜視図に示すような研磨装置が知られてい
る。この研磨装置1は、図5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プラテン3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に対向してかつプラテン3の中心軸2から偏
心した位置に、図示せぬヘッド駆動機構によって回転駆
動される研磨ヘッド5が配設されているものである。研
磨ヘッド5は、図示しないが、下面においてウェーハW
の一面を保持する円盤状のキャリアと、キャリアの外周
に同心状に配置される円環状のリテーナリングとを有し
ている。リテーナリングは、研磨時には研磨パッド4に
当接されるものであって、その内周面でキャリアに保持
されるウェーハWの外周を係止するとともに、下面で研
磨パッド4を押圧してウェーハWの外周近傍における研
磨パッド4の変形を抑えて、ウェーハWの研磨精度を確
保するものである。The CMP method is a chemical / mechanical method using an alkaline slurry using SiO 2, a neutral slurry using CeO 2, an acidic slurry using Al 2 O 3, a slurry using an abrasive, or the like. This is a method of polishing and flattening the wafer surface. As an apparatus for polishing the surface of a wafer by using the CMP method, for example, a polishing apparatus as shown in an enlarged perspective view of a main part in FIG. 5 is known. In the polishing apparatus 1, as schematically shown in FIG. 5, a polishing pad 4 made of, for example, hard urethane is provided on a disk-shaped platen 3 attached to a central shaft 2. In addition, a polishing head 5 that is rotationally driven by a head driving mechanism (not shown) is disposed at a position eccentric from the center axis 2 of the platen 3. Although not shown, the polishing head 5 has a wafer W
And a disc-shaped carrier that holds one surface of the carrier, and an annular retainer ring that is arranged concentrically around the outer periphery of the carrier. The retainer ring is brought into contact with the polishing pad 4 at the time of polishing. The inner peripheral surface of the retainer ring locks the outer periphery of the wafer W held by the carrier, and the lower surface presses the polishing pad 4 to press the wafer W. The deformation of the polishing pad 4 in the vicinity of the outer periphery of the wafer W is suppressed, and the polishing accuracy of the wafer W is ensured.
【0004】そして、この研磨装置1では、ウェーハW
の研磨に際して、上記したスラリーSが研磨パッド4上
に供給されているため、このスラリーSが研磨ヘッド5
に保持されたウェーハWと研磨パッド4との間に流動す
る。この状態で研磨ヘッド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。In the polishing apparatus 1, the wafer W
When the polishing is performed, the slurry S is supplied onto the polishing pad 4.
Flows between the polishing pad 4 and the wafer W held at this time. In this state, the wafer W held by the polishing head 5 rotates on its own axis, 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.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】このような研磨装置1
では、スラリーSは研磨ヘッド5の外周側から研磨パッ
ド4の表面に供給される。この場合、プラテン3の回転
による遠心力により、供給されたスラリーSの大部分は
外方に流れ出てしまうほか、リテーナリングが障壁とな
ってリテーナリングの内周側に保持されるウェーハ表面
までスラリーSが届きにくいため、ウェーハWの研磨効
率が低く、またウェーハWの中央部が研磨されにくかっ
た。そして、十分な研磨効果を得るためには大量のスラ
リーSを供給しなければならならず、このように高価な
スラリーSを大量に浪費し、効率良くスラリーSを使用
することができなかった。また、研磨ヘッドとしては、
キャリアとリテーナリングとの間の隙間を通じて、リテ
ーナリングよりも内周側からウェーハWと研磨パッド4
との間にスラリーを供給するものもある。しかし、この
ような研磨ヘッドを用いても、スラリーは、研磨ヘッド
の自転によって生じる遠心力を受けて外周側に流出して
しまう上、ウェーハWに加える研磨圧力が比較的大きか
ったり、研磨パッド4が摩耗して、研磨パッド4の表面
に形成されるスラリー保持用の溝が浅くなっている場合
など、研磨条件によってはウェーハWの中央にスラリー
Sが回り込みにくくなってしまうことがあった。SUMMARY OF THE INVENTION Such a polishing apparatus 1
Then, the slurry S is supplied to the surface of the polishing pad 4 from the outer peripheral side of the polishing head 5. In this case, most of the supplied slurry S flows outward due to the centrifugal force caused by the rotation of the platen 3, and the slurry reaches the surface of the wafer held on the inner peripheral side of the retainer ring due to the retainer ring acting as a barrier. Since S was difficult to reach, the polishing efficiency of the wafer W was low, and the central portion of the wafer W was difficult to be polished. Then, in order to obtain a sufficient polishing effect, a large amount of the slurry S had to be supplied, and thus a large amount of the expensive slurry S was wasted, and the slurry S could not be used efficiently. In addition, as a polishing head,
Through the gap between the carrier and the retainer ring, the wafer W and the polishing pad 4 are located from the inner peripheral side of the retainer ring.
Some supply a slurry between them. However, even if such a polishing head is used, the slurry flows out to the outer peripheral side due to the centrifugal force generated by the rotation of the polishing head, and the polishing pressure applied to the wafer W is relatively large. , The slurry S may not easily flow around the center of the wafer W depending on the polishing conditions, for example, when the slurry holding groove formed on the surface of the polishing pad 4 becomes shallow.
【0006】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、研磨条件によらずに被研磨材の中央にスラリ
ーを十分に供給して、ウェーハの研磨を良好に行うこと
ができる研磨ヘッドを提供することを目的としている。The present invention has been made in view of such circumstances, and a polishing method capable of satisfactorily polishing a wafer by sufficiently supplying a slurry to the center of a material to be polished regardless of polishing conditions. It is intended to provide a head.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明にかかる研磨ヘッドは、プラテン上に貼付さ
れた研磨パッドの表面に、該研磨パッドに対して相対的
に移動しつつ被研磨材を押し付けて該被研磨材の研磨を
行うための研磨ヘッドであって、略中央に貫通孔が形成
される被研磨材の研磨に供されて、被研磨材の貫通孔を
通じて、被研磨材と研磨パッドとの間にスラリーを供給
するスラリー供給手段を有していることを特徴としてい
る。このように構成される研磨ヘッドにおいては、被研
磨材の研磨時には、スラリー供給手段から供給されるス
ラリーが、被研磨材に形成される貫通孔を通じて、被研
磨材と研磨パッドとの間に供給される。このため、研磨
ヘッドにリテーナリングが設けられていても、リテーナ
リングに妨げられることなく、直接被研磨材の被研磨面
にスラリーを供給することができる。そして、貫通孔を
通じて被研磨材の中央位置に供給されたスラリーは、研
磨ヘッドの自転による遠心力により被研磨材の中央部か
ら外周部に流れるため、被研磨材の内外周にわたってス
ラリーが確実に供給される。このようにして被研磨材と
研磨パッドとの間に供給されたスラリーは、確実に被研
磨材の研磨に使用されるので、スラリーの浪費が抑えら
れる。In order to solve the above-mentioned problems, a polishing head according to the present invention covers a polishing pad attached to a platen while moving relative to the polishing pad. A polishing head for pressing the polishing material to polish the material to be polished, wherein the polishing head is used for polishing the material to be polished having a through hole formed substantially at the center thereof, and It is characterized by having a slurry supply means for supplying a slurry between the material and the polishing pad. In the polishing head configured as described above, when the polishing target material is polished, the slurry supplied from the slurry supply means is supplied between the polishing target material and the polishing pad through a through hole formed in the polishing target material. Is done. For this reason, even if the retainer ring is provided in the polishing head, the slurry can be directly supplied to the surface to be polished of the material to be polished without being hindered by the retainer ring. Then, the slurry supplied to the central position of the workpiece through the through-hole flows from the central part to the outer peripheral part of the workpiece by centrifugal force caused by the rotation of the polishing head. Supplied. The slurry supplied in this way between the workpiece and the polishing pad is reliably used for polishing the workpiece, so that waste of the slurry is suppressed.
【0008】また、この研磨ヘッドのヘッド本体に、下
面において研磨すべき被研磨材の一面を支持する支持体
を設け、この支持体に、一端がスラリー供給手段と接続
されるとともに、他端が下面の略中央に通じる流路を設
けてもよい。この場合には、支持体によってウェーハの
支持を確実に行いつつ、支持体に設けた流路から被研磨
材に形成される貫通孔を通じて、被研磨面へのスラリー
の供給を良好に行うことができる。[0008] A support for supporting one surface of a material to be polished is provided on the lower surface of the head body of the polishing head. One end of the support is connected to the slurry supply means, and the other end is connected to the slurry supply means. A flow path that communicates with the approximate center of the lower surface may be provided. In this case, it is possible to supply the slurry to the surface to be polished satisfactorily through the through holes formed in the material to be polished from the flow path provided in the support while reliably supporting the wafer by the support. it can.
【0009】ここで、スラリーは、次第に乾燥したり変
質するなどして研磨ヘッドの隙間に詰まりやすく、この
ようなスラリーが研磨パッド上に落ちると被研磨材の表
面にスクラッチを生じさせる要因となる。本発明にかか
る研磨ヘッドでは、支持体の流路には、さらに流路に洗
浄液を供給する洗浄液供給手段を接続し、研磨作業を終
えた際などの適宜時期に、洗浄液供給手段から流路内に
洗浄液を供給することで、流路内に残留しているスラリ
ーを洗浄液によって洗い流すことができる。洗浄液とし
ては、例えば純水や、スラリーを構成する溶媒等を用い
てもよい。[0009] Here, the slurry is liable to be clogged in the gap between the polishing heads due to drying or deterioration thereof gradually, and if such slurry falls on the polishing pad, it causes a scratch on the surface of the material to be polished. . In the polishing head according to the present invention, a cleaning liquid supply means for supplying a cleaning liquid to the flow path of the support is further connected to the flow path of the support. By supplying the cleaning liquid to the flow path, the slurry remaining in the flow path can be washed away by the cleaning liquid. As the cleaning liquid, for example, pure water, a solvent constituting a slurry, or the like may be used.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態にかか
る研磨ヘッドを図面を参照して説明する。図1は本実施
形態にかかる研磨ヘッドの構成を示す縦断面図、図2は
本実施形態にかかる研磨ヘッドの先端面図、図3は本実
施形態にかかる研磨ヘッドの要部を概略的に示す一部拡
大図である。本実施形態にかかる研磨ヘッドは、例えば
図5に示す従来の研磨装置において、研磨ヘッド5の代
わりに用いられるものである。図1に示すように、本実
施形態にかかる研磨ヘッド11は、天板部13及び筒状
に形成された周壁部14からなるヘッド本体12と、ヘ
ッド本体12の内部に張られたダイヤフラム15と、ダ
イヤフラム15の下面に固定され、下面によってウェー
ハW(被研磨材)の一面を保持する円盤状のキャリア1
6(支持体)と、周壁部14の内壁とキャリア16の外
周面16aとの間に同心状に設けられて、研磨時には研
磨パッド4に当接しつつ内周面17aでキャリア16に
保持されるウェーハWの外周を係止する円環状のリテー
ナリング17とを備えている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A polishing head according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a polishing head according to the present embodiment, FIG. 2 is a front end view of the polishing head according to the present embodiment, and FIG. 3 schematically shows a main part of the polishing head according to the present embodiment. FIG. The polishing head according to the present embodiment is used instead of the polishing head 5 in, for example, the conventional polishing apparatus shown in FIG. As shown in FIG. 1, a polishing head 11 according to the present embodiment includes a head body 12 including a top plate 13 and a peripheral wall 14 formed in a cylindrical shape, and a diaphragm 15 stretched inside the head body 12. The disc-shaped carrier 1 is fixed to the lower surface of the diaphragm 15 and holds one surface of the wafer W (material to be polished) by the lower surface.
6 (support), and provided concentrically between the inner wall of the peripheral wall portion 14 and the outer peripheral surface 16a of the carrier 16, and held on the carrier 16 by the inner peripheral surface 17a while being in contact with the polishing pad 4 during polishing. An annular retainer ring 17 for locking the outer periphery of the wafer W is provided.
【0011】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、研磨装置本体に連結さ
れるシャフト19に同軸に固定されており、シャフト1
9には、圧力調整機構30に連通された第一の流通孔2
5a及びスラリー/洗浄液供給機構31に連通された第
二の流通孔25bが鉛直方向に形成されている。また、
天板部13には、スラリー/洗浄液供給機構31と連結
されるためのジョイント部26が設けられている。この
ジョイント部26からは、天板部13の下面側に通じる
ヘッド本体管路27が形成されている。また、周壁部1
4の下端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 comprises 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 coaxially fixed to a shaft 19 connected to the main body of the polishing apparatus.
9 has a first flow hole 2 communicating with the pressure adjusting mechanism 30.
5 a and a second flow hole 25 b communicating with the slurry / washing liquid supply mechanism 31 are formed in the vertical direction. Also,
The top plate 13 is provided with a joint 26 for connecting to the slurry / washing liquid supply mechanism 31. From this joint part 26, a head main body conduit 27 communicating with the lower surface side of the top plate part 13 is formed. In addition, the peripheral wall 1
At the lower end of 4, a step 14a is formed over the entire circumference.
【0012】繊維補強ゴムなどの弾性材料からなるダイ
ヤフラム15は円環状に形成されており、その外周縁
を、周壁部14の内壁に形成された段部14aと段部1
4aに取り付けられるダイヤフラム固定リング21との
間に挟み込まれることで、ヘッド本体12に対して固定
されている。ダイヤフラム15の上方には流体室24が
形成されており、流体室24は、シャフト19に形成さ
れた第一の流通孔25aによって圧力調整機構30に連
通されている。そして、流体室24内部に、圧力調整機
構30から第一の流通孔25aを通して、空気をはじめ
とする流体が供給されることによって、流体室24内部
の圧力は調整される。A diaphragm 15 made of an elastic material such as fiber reinforced rubber is formed in an annular shape, and its outer peripheral edge is formed by a step 14 a formed on the inner wall of the peripheral wall 14 and a step 1.
It is fixed to the head main body 12 by being sandwiched between the diaphragm fixing ring 21 attached to the head 4a. A fluid chamber 24 is formed above the diaphragm 15, and the fluid chamber 24 is connected to the pressure adjusting mechanism 30 by a first flow hole 25 a formed in the shaft 19. Then, a fluid such as air is supplied into the fluid chamber 24 from the pressure adjusting mechanism 30 through the first circulation hole 25a, so that the pressure inside the fluid chamber 24 is adjusted.
【0013】セラミック等の高剛性材料からなるキャリ
ア16はほぼ円盤状に一定の厚さで形成されており、ダ
イヤフラム15の上面に設けられたキャリア固定リング
22に対して、間にダイヤフラム15を挟み込んだ状態
で固定されることで、ダイヤフラム15に取り付けられ
ている。そして、キャリア16には、図1から図3に示
すように、キャリア16の下面16cの略中央までスラ
リーまたは洗浄液を供給するための流路として、第一の
流路32が形成されている。第一の流路32は、キャリ
ア16において上面16bの略中央から、キャリア16
の軸線に沿って下面16cの略中央まで形成されるもの
である。The carrier 16 made of a high-rigidity material such as ceramic is formed in a substantially disc-like shape with a constant thickness, and the diaphragm 15 is sandwiched between a carrier fixing ring 22 provided on the upper surface of the diaphragm 15. It is attached to the diaphragm 15 by being fixed in a state of being bent. As shown in FIGS. 1 to 3, a first flow path 32 is formed in the carrier 16 as a flow path for supplying a slurry or a cleaning liquid to substantially the center of the lower surface 16 c of the carrier 16. The first flow path 32 extends from substantially the center of the upper surface 16 b of the carrier 16 to the carrier 16.
Along the axis of the lower surface 16c.
【0014】第一の流路32の下端近傍には、キャリア
16の下面16cに沿って、外周側に向けて略放射状に
設けられる第二の流路33が設けられている。本実施の
形態では、図2に示すように、計4本の第二の流路33
を、キャリア16の周方向に略等角度おきに形成してい
る。図1に示すように、第一の流路32において、上面
16b側の開口端は、少なくとも一部が可撓性を有する
第一のフレキシブル配管34を介して、ヘッド本体12
のシャフト19に形成される第二の流通孔25bと接続
されている。ここで、キャリア16は、第一のフレキシ
ブル配管34が変形することによってダイヤフラム15
の変形に伴うヘッド軸線方向の変位を許容されている。In the vicinity of the lower end of the first flow path 32, a second flow path 33 is provided along the lower surface 16c of the carrier 16 in a substantially radially outward direction. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a total of four second flow paths 33 are provided.
Are formed at substantially equal angles in the circumferential direction of the carrier 16. As shown in FIG. 1, in the first flow path 32, the opening end on the upper surface 16 b side is connected to the head main body 12 via a first flexible pipe 34 having at least a part of flexibility.
Is connected to a second flow hole 25b formed in the shaft 19. Here, the carrier 16 is moved by the deformation of the first flexible pipe 34.
Is allowed in the axial direction of the head due to the deformation of the head.
【0015】そして、上記のように、第二の流通孔25
bは、スラリーと洗浄液のうちいずれか一方を選択的に
供給するスラリー/洗浄液供給機構31に接続されてお
り、これによって第一の流路32は、第二の流通孔25
b及び第一のフレキシブル配管34を介して、スラリー
/洗浄液供給機構31からスラリーと洗浄液のうちいず
れか一方を選択的に供給されるようになっている。ま
た、上記第一、第二の流路32、33の直径は、2mm
よりも小さいとスラリーが詰まりやすくなり、10mm
よりも大きくなるとキャリア16の強度が低下するの
で、2mm以上10mm以下とすることが望ましい。Then, as described above, the second flow hole 25
b is connected to a slurry / cleaning liquid supply mechanism 31 for selectively supplying either one of the slurry and the cleaning liquid.
The slurry / cleaning liquid supply mechanism 31 selectively supplies either one of the slurry and the cleaning liquid via the b / first flexible pipe 34. The diameter of the first and second flow paths 32 and 33 is 2 mm.
If it is smaller than 10 mm, the slurry is likely to be clogged.
If it is larger than this, the strength of the carrier 16 is reduced.
【0016】また、キャリア16の外周面16aには、
第二の流路33と接続されて、第二の流路33から供給
されるスラリーまたは洗浄液を導く第一の溝35が全周
にわたって形成されている。第一の溝35において下側
の内面35aは、図3に示すように下方に向けて窪んだ
形状とされており、これによって第二の流路33から第
一の溝35に供給されたスラリーまたは洗浄液が一時保
持されて、第一の溝35に沿って流れるようになってい
る。ここで、図3では、一例として、第一の溝35によ
るスラリーSの保持の様子を示している。Further, on the outer peripheral surface 16a of the carrier 16,
A first groove 35 which is connected to the second flow path 33 and guides the slurry or the cleaning liquid supplied from the second flow path 33 is formed over the entire circumference. The lower inner surface 35 a of the first groove 35 has a shape that is recessed downward as shown in FIG. 3, whereby the slurry supplied from the second flow path 33 to the first groove 35 is formed. Alternatively, the cleaning liquid is temporarily held and flows along the first groove 35. Here, FIG. 3 shows a state of holding the slurry S by the first groove 35 as an example.
【0017】リテーナリング17は、図1に示すように
略円環状に形成されており、周壁部14の内壁との間及
びキャリア16の外周面16aとの間に僅かな隙間を空
けて、これらと同心状にして配置されている。ここで、
キャリア16とリテーナリング17との間に形成される
隙間を符号Kで示す(図2、図3参照)。また、リテー
ナリング17は、ダイヤフラム15の上面に設けられた
リテーナリング固定リング23に対して、間にダイヤフ
ラム15を挟み込んだ状態で固定されることで、ダイヤ
フラム15に取り付けられている。ここで、リテーナリ
ング固定リング23及びダイヤフラム15には、後述す
る第三の流路36の開口端に対向する位置に、第二のフ
レキシブル配管37(後述)を挿通するための挿通孔H
が形成されている。The retainer ring 17 is formed in a substantially annular shape as shown in FIG. 1 and has a slight gap between the retainer ring 17 and the inner wall of the peripheral wall portion 14 and the outer peripheral surface 16 a of the carrier 16. And are arranged concentrically. here,
A gap formed between the carrier 16 and the retainer ring 17 is indicated by a symbol K (see FIGS. 2 and 3). The retainer ring 17 is attached to the diaphragm 15 by being fixed to a retainer ring fixing ring 23 provided on the upper surface of the diaphragm 15 with the diaphragm 15 interposed therebetween. Here, an insertion hole H for inserting a second flexible pipe 37 (described later) is formed in the retainer ring fixing ring 23 and the diaphragm 15 at a position facing an opening end of a third flow path 36 described later.
Are formed.
【0018】また、リテーナリング17には、周方向の
複数箇所に、内周面17aとキャリア16の外周面との
間に形成される隙間Kへスラリーまたは洗浄液を供給す
るための流路として第三の流路36が形成されている。
第三の流路36は、リテーナリング17の上面17bか
ら内周面17aまで通じている。本実施の形態では、図
2に示すように、計4本の第三の流路36をリテーナリ
ング17の周方向に略等角度おきに形成している。そし
て、リテーナリング固定リング23及びダイヤフラム1
5の挿通孔Hには、一部が可撓性を有する第二のフレキ
シブル配管37が挿通されており、第三の流路36にお
いて上面17b側の開口端は、第二のフレキシブル配管
37を介して、ヘッド本体12の天板部13に形成され
るヘッド本体管路27と接続されている。ここで、リテ
ーナリング17は、第二のフレキシブル配管37が変形
することによってダイヤフラム15の変形に伴うヘッド
軸線方向の変位を許容されている。The retainer ring 17 has a plurality of flow paths for supplying slurry or cleaning liquid to a gap K formed between the inner peripheral surface 17a and the outer peripheral surface of the carrier 16 at a plurality of positions in the circumferential direction. Three flow paths 36 are formed.
The third flow path 36 communicates from the upper surface 17b of the retainer ring 17 to the inner peripheral surface 17a. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a total of four third flow paths 36 are formed at substantially equal angles in the circumferential direction of the retainer ring 17. Then, the retainer ring fixing ring 23 and the diaphragm 1
The second flexible pipe 37, which is partially flexible, is inserted through the insertion hole H of No. 5, and the opening end of the third flow path 36 on the upper surface 17b side is connected to the second flexible pipe 37. The head body 12 is connected to a head body conduit 27 formed on the top plate portion 13 of the head body 12 via the same. Here, the retainer ring 17 is allowed to be displaced in the head axis direction due to the deformation of the diaphragm 15 due to the deformation of the second flexible pipe 37.
【0019】そして、第二のフレキシブル配管37は、
他端をヘッド本体12の天板部13に形成されるヘッド
本体管路27を介してスラリー/洗浄液供給機構31に
接続されており、これによって第三の流路36は、ヘッ
ド本体管路27及び第二のフレキシブル配管37を介し
て、スラリー/洗浄液供給機構31からスラリーと洗浄
液のうちいずれか一方を選択的に供給されるようになっ
ている。また、上記第三の流路36の直径は、2mmよ
りも小さいとスラリーが詰まりやすくなり、10mmよ
りも大きくなるとリテーナリングの強度が低下するの
で、2mm以上10mm以下とすることが望ましい。The second flexible pipe 37 is
The other end is connected to the slurry / washing liquid supply mechanism 31 via a head main body conduit 27 formed on the top plate portion 13 of the head main body 12, whereby the third flow path 36 is connected to the head main body conduit 27. In addition, either the slurry or the cleaning liquid is selectively supplied from the slurry / cleaning liquid supply mechanism 31 via the second flexible pipe 37. When the diameter of the third flow path 36 is smaller than 2 mm, the slurry is likely to be clogged, and when the diameter is larger than 10 mm, the strength of the retainer ring is reduced.
【0020】また、リテーナリング17の内周面17a
には、第三の流路36と接続されて、第三の流路36か
ら供給されるスラリーまたは洗浄液を導く第二の溝38
が全周にわたって形成されている。図3に示すように、
第二の溝38において下側の内面38aは下方に向けて
窪んだ形状とされており、これによって第三の流路36
から第二の溝38に供給されたスラリーまたは洗浄液が
一時保持されて、第二の溝38に沿って流れるようにな
っている。The inner peripheral surface 17a of the retainer ring 17
The second groove 38 is connected to the third flow path 36 and guides the slurry or the cleaning liquid supplied from the third flow path 36.
Are formed over the entire circumference. As shown in FIG.
The lower inner surface 38a of the second groove 38 has a shape that is recessed downward, so that the third flow path 36
The slurry or the cleaning liquid supplied to the second groove 38 is temporarily held and flows along the second groove 38.
【0021】図1に示すように、スラリー/洗浄液供給
機構31は、スラリー供給源41と洗浄液供給源42と
を有しており、これらはそれぞれ第二の流通孔25b、
ジョイント部26に対してスラリー/洗浄液供給配管4
3を介して接続されている。スラリー供給源41が供給
するスラリーは、例えばSiO2を用いたアルカリ性ス
ラリーやCeO2を用いた中性スラリー、あるいはAl2
O3を用いた酸性スラリー、その他砥粒剤等を用いたス
ラリー等、ウェーハWの研磨条件に適したものとされ
る。スラリー/洗浄液供給配管43は、洗浄液として、
例えば純水や、スラリーを構成する溶媒等を供給するも
のである。本実施の形態では、スラリー/洗浄液供給配
管43は、スラリー供給源41に対しては第一のバルブ
44を介して接続され、また洗浄液供給源42に対して
は第二のバルブ45を介して接続されており、これら第
一、第二のバルブ44、45のうちのいずれか一方を
開、他方を閉とすることで、スラリーと洗浄液のうちい
ずれか一方を選択的に供給されるようになっている。こ
こで、スラリー/洗浄液供給配管43へのスラリーまた
は洗浄液の供給を切り換える機構としては、上記のよう
に第一、第二のバルブ44、45を用いた機構に限ら
ず、配管同士の接続の切換に通常用いられる任意の機構
を用いることができる。As shown in FIG. 1, the slurry / cleaning liquid supply mechanism 31 has a slurry supply source 41 and a cleaning liquid supply source 42, which are respectively provided with second flow holes 25b,
Slurry / washing liquid supply pipe 4 for joint 26
3 are connected. The slurry supplied by the slurry supply source 41 is, for example, an alkaline slurry using SiO2, a neutral slurry using CeO2, or an Al2 slurry.
An acidic slurry using O3, a slurry using an abrasive, or the like is suitable for the polishing conditions of the wafer W. The slurry / cleaning liquid supply pipe 43 serves as a cleaning liquid.
For example, it supplies pure water or a solvent that constitutes the slurry. In the present embodiment, the slurry / cleaning liquid supply pipe 43 is connected to the slurry supply source 41 via a first valve 44, and to the cleaning liquid supply source 42 via a second valve 45. Connected so that one of the first and second valves 44 and 45 is opened and the other is closed so that one of the slurry and the cleaning liquid is selectively supplied. Has become. Here, the mechanism for switching the supply of the slurry or the cleaning liquid to the slurry / cleaning liquid supply pipe 43 is not limited to the mechanism using the first and second valves 44 and 45 as described above. Any of the mechanisms commonly used for can be used.
【0022】このような研磨ヘッド11を用いた研磨装
置は、略中央に貫通孔Pが形成されたウェーハWを研磨
するためのものである。このウェーハWは、一般的なウ
ェーハWと同様にしてオリエンテーションフラットやノ
ッチを設け、これらをパターン形成時における周方向の
位置決めの基準として用いる他、例えば貫通孔Pの近傍
位置にレーザー加工等によって位置決めの基準となる印
を付けたり、貫通孔Pを非円形、例えば楕円形に形成し
て、貫通孔Pの向きを位置決めの基準としてもよい。こ
の場合には、ウェーハWの中心に対する印の位置、もし
くは貫通孔Pの向きを光学的または機械的に検出するこ
とで、ウェーハWの向きを検出する。A polishing apparatus using such a polishing head 11 is for polishing a wafer W having a through hole P formed substantially at the center. This wafer W is provided with an orientation flat and a notch in the same manner as a general wafer W, and is used as a reference for positioning in the circumferential direction at the time of pattern formation. Or the through hole P may be formed in a non-circular shape, for example, an elliptical shape, and the direction of the through hole P may be used as a reference for positioning. In this case, the direction of the wafer W is detected by optically or mechanically detecting the position of the mark with respect to the center of the wafer W or the direction of the through hole P.
【0023】そして、この研磨装置によってウェーハW
の研磨を行う場合、まずウェーハWは、例えばキャリア
16の下面16cに設けられたウェーハ付着シート(図
示せず)に付着される。ここで、ウェーハ付着シートに
おいて、キャリア16の第一の流路32に対向する位置
には、スラリーまたは洗浄液を通過させるための貫通孔
が形成されており、ウェーハWは、貫通孔Pをキャリア
16の第一の流路32に連通された状態でキャリア16
に保持される。そして、ウェーハWはリテーナリング1
7によって周囲を係止されつつ、その表面をプラテン3
上面に貼付された研磨パッド4に当接させられる。この
とき、リテーナリング17の下面も研磨パッド4に当接
される。ここで、初期状態では、スラリー/洗浄液供給
機構31の第一、第二のバルブ44、45は共に閉じら
れている。Then, the wafer W is
When the polishing is performed, first, the wafer W is attached to a wafer attachment sheet (not shown) provided on the lower surface 16c of the carrier 16, for example. Here, in the wafer adhering sheet, a through hole for passing a slurry or a cleaning liquid is formed at a position facing the first flow path 32 of the carrier 16. The carrier 16 communicates with the first flow path 32 of the
Is held. And the wafer W is the retainer ring 1
7, the surface of which is locked by the platen 3
It is brought into contact with the polishing pad 4 attached to the upper surface. At this time, the lower surface of the retainer ring 17 is also in contact with the polishing pad 4. Here, in the initial state, both the first and second valves 44 and 45 of the slurry / cleaning liquid supply mechanism 31 are closed.
【0024】次に、第一の流通孔25aから流体室24
に空気などの流体を流入させることによって流体室24
内の圧力を調節し、キャリア16及びリテーナリング1
7の研磨パッド4への押圧圧力を調節する。キャリア1
6及びリテーナリング17は、ダイヤフラム15にそれ
ぞれ支持されて上下方向に変位可能とされたフローティ
ング構造となっており、流体室24内部の圧力によって
研磨パッド4への押圧圧力が調節可能となっている。そ
して、キャリア16及びリテーナリング17の研磨パッ
ド4への押圧圧力を調節しつつ、プラテン3を回転させ
るとともに、研磨ヘッド11を自転させる。Next, the first flow hole 25a is inserted through the fluid chamber 24.
A fluid such as air flows into the fluid chamber 24.
Adjusting the internal pressure of the carrier 16 and the retainer ring 1
The pressing pressure on the polishing pad 4 is adjusted. Carrier 1
The retainer ring 6 and the retainer ring 17 each have a floating structure supported by the diaphragm 15 and capable of being displaced in the vertical direction, and the pressure applied to the polishing pad 4 can be adjusted by the pressure inside the fluid chamber 24. . Then, while adjusting the pressing pressure of the carrier 16 and the retainer ring 17 against the polishing pad 4, the platen 3 is rotated, and the polishing head 11 is rotated.
【0025】これと同時に、スラリー/洗浄液供給機構
31の第一のバルブ44を開き、スラリー供給源41か
らスラリー/洗浄液供給配管43内にスラリーを供給す
る。これ以降は、ウェーハWの研磨中は第一のバルブ4
4は開いたままとする。スラリー/洗浄液供給配管43
に供給されたスラリーは、ヘッド本体12のシャフト1
9に設けた第二の流通孔25b内に供給され、またヘッ
ド本体12の天板部13に設けたジョイント部26を通
じてヘッド本体管路27内にも供給される。そして、第
二の流通孔25b内に供給されたスラリーは、第一のフ
レキシブル配管34を通じて、キャリア16の第一の流
路32内に供給される。第一の流路32によってキャリ
ア16の下面16cまで導かれたスラリーは、ウェーハ
付着シートの貫通孔及びウェーハWの貫通孔Pを通じ
て、ウェーハWと研磨パッド4との間にスラリーが直接
供給される。このスラリーは、研磨ヘッド11の自転に
伴って生じる遠心力を受けて、ウェーハWの中央から外
周側に向けて送り出されて、ウェーハW全面で研磨に作
用する。At the same time, the first valve 44 of the slurry / washing liquid supply mechanism 31 is opened to supply the slurry from the slurry supply source 41 into the slurry / washing liquid supply pipe 43. Thereafter, during polishing of the wafer W, the first valve 4
4 remains open. Slurry / washing liquid supply pipe 43
Is supplied to the shaft 1 of the head body 12.
9 is supplied to the inside of a second main body channel 27 through a joint 26 provided in the top plate 13 of the head main body 12. Then, the slurry supplied into the second flow hole 25b is supplied into the first flow path 32 of the carrier 16 through the first flexible pipe. The slurry guided to the lower surface 16c of the carrier 16 by the first flow path 32 is supplied directly between the wafer W and the polishing pad 4 through the through hole of the wafer attachment sheet and the through hole P of the wafer W. . The slurry is sent from the center of the wafer W to the outer peripheral side under the centrifugal force generated by the rotation of the polishing head 11 and acts on the entire surface of the wafer W for polishing.
【0026】ここで、第一の流路32内に供給されたス
ラリーは、その一部が第二の流路33内にも送り込まれ
る。そして、第二の流路33によってキャリア16の外
周面16aまで導かれたスラリーは、外周面16aに形
成された第一の溝35によって外周面16aの全周に導
かれ、外周面16aの全周から流れ落ちるので、外周面
16aとリテーナリング17の内周面17aとの間に形
成される隙間K内、すなわちウェーハWの外周に位置す
る隙間の全周にスラリーが供給される。Here, part of the slurry supplied into the first flow path 32 is also sent into the second flow path 33. Then, the slurry guided to the outer peripheral surface 16a of the carrier 16 by the second flow path 33 is guided to the entire periphery of the outer peripheral surface 16a by the first groove 35 formed in the outer peripheral surface 16a, and the entire surface of the outer peripheral surface 16a is Since the slurry flows down from the periphery, the slurry is supplied to the gap K formed between the outer peripheral surface 16a and the inner peripheral surface 17a of the retainer ring 17, that is, the entire periphery of the gap located at the outer periphery of the wafer W.
【0027】また、このようにスラリーが第一、第二の
流路32、33内に供給されることで、第一、第二の流
路32、33内を流れるスラリーによってキャリア16
の冷却が行われる。本実施の形態では、第二の流路33
をキャリア16の下面16cに近付けて形成し、かつキ
ャリア16の中央から外周側に向けて略放射状に形成し
たので、キャリア16において加工熱を受ける下面16
c近傍全体にわたってスラリーによる冷却が行われる。
ここで、キャリア16の効果的な冷却を考慮した場合、
第二の流路33は、キャリア16の強度を落とさない範
囲内で極力多く設けるとともに、下面16c側に近付け
て設けることが好ましい。さらに、研磨ヘッド11の回
転に伴って生じる遠心力によって第二の流路33内に供
給されたスラリーが外周面16aに向けて送り出される
ので、外周面16aへのスラリーの供給がスムーズに行
われる。Further, by supplying the slurry into the first and second flow paths 32 and 33 as described above, the slurry flowing in the first and second flow paths 32 and 33 allows the carrier 16
Is cooled. In the present embodiment, the second flow path 33
Is formed close to the lower surface 16c of the carrier 16 and is formed substantially radially from the center of the carrier 16 toward the outer peripheral side.
Cooling by the slurry is performed over the entire vicinity of c.
Here, in consideration of effective cooling of the carrier 16,
The second flow path 33 is preferably provided as much as possible within a range where the strength of the carrier 16 is not reduced, and is preferably provided close to the lower surface 16c side. Further, since the slurry supplied into the second flow path 33 is sent out toward the outer peripheral surface 16a by the centrifugal force generated by the rotation of the polishing head 11, the slurry is smoothly supplied to the outer peripheral surface 16a. .
【0028】一方、ヘッド本体管路27内に供給された
スラリーは、第二のフレキシブル配管37を通じて、リ
テーナリング17の第三の流路36内に供給される。第
三の流路36によって内周面17aまで導かれたスラリ
ーは、内周面17aに形成された第二の溝38によって
内周面17aの全周に導かれ、内周面17aの全周から
流れ落ちるので、内周面17aとキャリア16の外周面
16aとの間に形成される隙間K内の全周にスラリーが
供給される。このようにスラリーが隙間K内に供給され
ることで、プラテン3の回転やリテーナリング17に妨
げられることなく、ウェーハWと研磨パッド4との間に
スラリーが直接供給される。On the other hand, the slurry supplied into the head main body conduit 27 is supplied through the second flexible pipe 37 into the third flow path 36 of the retainer ring 17. The slurry guided to the inner peripheral surface 17a by the third flow path 36 is guided to the entire periphery of the inner peripheral surface 17a by the second groove 38 formed in the inner peripheral surface 17a, and the entire periphery of the inner peripheral surface 17a. , The slurry is supplied to the entire periphery in the gap K formed between the inner peripheral surface 17a and the outer peripheral surface 16a of the carrier 16. By supplying the slurry into the gap K in this manner, the slurry is directly supplied between the wafer W and the polishing pad 4 without being hindered by the rotation of the platen 3 and the retainer ring 17.
【0029】そして、研磨作業を終えた際などの適宜時
期に、スラリー/洗浄液供給機構31からの第一、第
二、第三の流路32、33、36へのスラリーの供給を
停止し、代わりに第一、第二、第三の流路32、33、
36内に洗浄液を供給することで、スラリーと同様に洗
浄液を第一、第二、第三の流路32、33、36内及び
隙間Kの周方向全周に行き渡らせて、第一、第二、第三
の流路32、33、36内及び隙間K内に残留している
スラリーを洗い流すことができる。本実施の形態では、
第一のバルブ44を閉じることでスラリー供給源41か
らのスラリー/洗浄液供給配管43へのスラリーの供給
を停止し、第二のバルブ45を開くことで、洗浄液供給
源42からのスラリー/洗浄液供給配管43への洗浄液
の供給を行う。At an appropriate time such as when the polishing operation is completed, the supply of the slurry from the slurry / washing liquid supply mechanism 31 to the first, second, and third flow paths 32, 33, and 36 is stopped. Instead, the first, second and third channels 32, 33,
The cleaning liquid is supplied into the first, second, and third flow paths 32, 33, and 36, and the entire circumference of the gap K in the circumferential direction. The slurry remaining in the second and third flow paths 32, 33, and 36 and the gap K can be washed away. In the present embodiment,
By closing the first valve 44, the supply of the slurry from the slurry supply source 41 to the slurry / cleaning liquid supply pipe 43 is stopped, and by opening the second valve 45, the slurry / cleaning liquid supply from the cleaning liquid supply source 42 is stopped. The cleaning liquid is supplied to the pipe 43.
【0030】このように構成される研磨ヘッド11によ
れば、キャリア16に形成された第一の流路32、ウェ
ーハ付着シートの貫通孔、及びウェーハWの貫通孔Pを
通じて、スラリーがウェーハWと研磨パッド4との間に
直接供給されるので、プラテン3の回転やリテーナリン
グ17に妨げられることなく、ウェーハWと研磨パッド
4との間にスラリーが直接供給される。そして、このス
ラリーは、研磨ヘッド11が自転することによって生じ
る遠心力を受けて、ウェーハWの中央側から外周側に送
り出されて、ウェーハWの全面の研磨に作用する。これ
によって、ウェーハWと研磨パッド4との間に十分な量
のスラリーを供給することができる。また、従来はスラ
リーを供給しにくかったウェーハWの中央側にも十分な
量のスラリーを供給することができるので、研磨条件に
よらずにウェーハWの研磨を良好に行うことができる。
そして、このようにしてウェーハWと研磨パッド4との
間に供給されたスラリーは、確実にウェーハWの研磨に
使用されるので、従来の研磨ヘッドを用いた場合に比べ
て、研磨に使用するスラリーの量を劇的に減らすことが
でき、ウェーハWの加工コストを低減することができ
る。According to the polishing head 11 configured as described above, the slurry is brought into contact with the wafer W through the first flow path 32 formed in the carrier 16, the through-hole of the wafer-attached sheet, and the through-hole P of the wafer W. The slurry is directly supplied between the wafer W and the polishing pad 4 without being hindered by the rotation of the platen 3 or the retainer ring 17 because the slurry is directly supplied to the polishing pad 4. The slurry is sent from the center of the wafer W to the outer periphery thereof under the centrifugal force generated by the rotation of the polishing head 11 and acts on the entire surface of the wafer W. As a result, a sufficient amount of slurry can be supplied between the wafer W and the polishing pad 4. In addition, since a sufficient amount of slurry can be supplied to the center side of the wafer W which has conventionally been difficult to supply the slurry, the wafer W can be favorably polished regardless of the polishing conditions.
Since the slurry supplied between the wafer W and the polishing pad 4 in this manner is reliably used for polishing the wafer W, it is used for polishing as compared with the case where a conventional polishing head is used. The amount of the slurry can be dramatically reduced, and the processing cost of the wafer W can be reduced.
【0031】さらに、本実施の形態では、スラリーは、
キャリア16の外周面16aとリテーナリング17の内
面17aとの間に形成される隙間K内からも、ウェーハ
Wと研磨パッド4との間に供給されるので、ウェーハW
の外周側からもスラリーを供給して、スラリーの供給量
を確保することができる。また、スラリーは、キャリア
16の外周面16aに形成された第一の溝35及びリテ
ーナリング17の内周面17aに形成された第二の溝3
8に導かれて、隙間K内の全周に供給されるので、ウェ
ーハWの外周全周から、ウェーハWと研磨パッド4との
間にスラリーがほぼ均一に供給されることとなり、ウェ
ーハWの全面で研磨量をほぼ均一にすることができる。
さらに、ウェーハWと研磨パッド4との間に供給された
スラリーは、リテーナリング17によって周囲を囲われ
るため、研磨ヘッド11やプラテン3の回転による遠心
力を受けてもリテーナリング17の外周に流出しにく
い。そのため、最小限のスラリーの使用量で効率良く研
磨を行うことができ、高価なスラリーの使用量を低減す
ることができる。そして、研磨ヘッド11自体が回転す
ることによりスラリーはまんべんなくウェーハWと研磨
パッド4との間に供給されるので、スラリーを効率良く
研磨に寄与させることができる。Further, in the present embodiment, the slurry is
The wafer W is also supplied between the wafer W and the polishing pad 4 from within the gap K formed between the outer peripheral surface 16a of the carrier 16 and the inner surface 17a of the retainer ring 17, so that the wafer W
The slurry can be supplied also from the outer peripheral side of, and the supply amount of the slurry can be secured. The slurry is supplied to the first groove 35 formed on the outer peripheral surface 16 a of the carrier 16 and the second groove 3 formed on the inner peripheral surface 17 a of the retainer ring 17.
8, the slurry is supplied to the entire circumference within the gap K, so that the slurry is substantially uniformly supplied between the wafer W and the polishing pad 4 from the entire circumference of the wafer W, The polishing amount can be made substantially uniform over the entire surface.
Further, since the slurry supplied between the wafer W and the polishing pad 4 is surrounded by the retainer ring 17, the slurry flows to the outer periphery of the retainer ring 17 even when receiving the centrifugal force due to the rotation of the polishing head 11 and the platen 3. Hard to do. Therefore, polishing can be efficiently performed with a minimum amount of slurry used, and the amount of expensive slurry used can be reduced. The slurry is evenly supplied between the wafer W and the polishing pad 4 by the rotation of the polishing head 11 itself, so that the slurry can efficiently contribute to polishing.
【0032】また、スラリーが第一、第二の流路32、
33内に供給されることで、第一、第二の流路32、3
3内を流れるスラリーによってキャリア16の冷却が行
われるので、キャリア16の熱変形を低減して、ウェー
ハWの研磨精度を向上させることができる。そして、第
二の流路33をキャリア16の中央から外周側に向けて
略放射状に形成したので、キャリア16において加工熱
を受ける下面16c近傍全体にわたってスラリーによる
冷却を行うことができ、キャリア16の熱変形をより効
果的に押さえることができる。さらに、ウェーハWの研
磨時には、研磨ヘッド11の回転に伴って生じる遠心力
によってキャリア16の外周面16aへのスラリーの供
給をスムーズに行うことができる。The slurry is supplied to the first and second flow paths 32,
33, the first and second flow paths 32, 3
Since the carrier 16 is cooled by the slurry flowing in the inside 3, the thermal deformation of the carrier 16 can be reduced, and the polishing accuracy of the wafer W can be improved. Since the second flow path 33 is formed substantially radially from the center of the carrier 16 to the outer peripheral side, cooling with the slurry can be performed over the entire vicinity of the lower surface 16 c of the carrier 16 which receives the processing heat. Thermal deformation can be suppressed more effectively. Further, at the time of polishing the wafer W, the slurry can be smoothly supplied to the outer peripheral surface 16a of the carrier 16 by the centrifugal force generated by the rotation of the polishing head 11.
【0033】そして、研磨作業を終えた際などの適宜時
期に、スラリー/洗浄液供給機構31からの第一、第
二、第三の流路32、33、36へのスラリーの供給を
停止し、代わりに第一、第二、第三の流路32、33、
36内に洗浄液を供給することで、第一、第二、第三の
流路32、33、36内及び隙間K内に残留しているス
ラリーを、スラリーが乾燥または変質しないうちに洗浄
液によって洗い流すことができる。At an appropriate time such as when the polishing operation is completed, the supply of the slurry from the slurry / washing liquid supply mechanism 31 to the first, second, and third flow paths 32, 33, and 36 is stopped. Instead, the first, second and third channels 32, 33,
By supplying the cleaning liquid into the inside 36, the slurry remaining in the first, second and third flow paths 32, 33, 36 and the gap K is washed away by the cleaning liquid before the slurry is dried or deteriorated. be able to.
【0034】なお、上記実施の形態では、ヘッド本体1
2において、天板部13に設けられるジョイント部26
とリテーナリング17の第三の流路36とを接続する構
造として、天板部13に流体室24内に通じるヘッド本
体管路27を形成し、このヘッド本体管路27と第三の
流路36とを、流体室24内に配置した第二のフレキシ
ブル配管37によって接続した例を示した。しかし、こ
れに限られることなく、例えば図4に示す研磨ヘッド5
1のように、ヘッド本体12にヘッド本体管路27を設
ける代わりに、天板部13のジョイント部26から周壁
部14の段部14aの内周面に通じるヘッド本体管路5
2を形成し、また第三の流路36において、リテーナリ
ング17の上面17bに開口されていた端部を外周面1
7cに開口させ、この開口端とヘッド本体管路52の段
部14a側の開口端とを第二のフレキシブル配管37に
よって接続した構成としてもよい。In the above embodiment, the head body 1
2, the joint 26 provided on the top plate 13
And a third flow path 36 of the retainer ring 17, a head main body conduit 27 communicating with the fluid chamber 24 is formed in the top plate 13, and the head main body conduit 27 is connected to the third flow path 36. The example shown in FIG. 3 is connected by a second flexible pipe 37 disposed in the fluid chamber 24. However, without being limited to this, for example, the polishing head 5 shown in FIG.
1, instead of providing the head main body conduit 27 in the head main body 12, the head main body conduit 5 communicating from the joint portion 26 of the top plate portion 13 to the inner peripheral surface of the step portion 14a of the peripheral wall portion 14 is formed.
In the third flow path 36, the end opened on the upper surface 17 b of the retainer ring 17 is connected to the outer peripheral surface 1.
7c, and the opening end may be connected to the opening end of the head body conduit 52 on the side of the step portion 14a by the second flexible pipe 37.
【0035】また、上記実施の形態では、キャリア16
に第二の流路33と第一の溝35とを設け、リテーナリ
ング17に第三の流路36と第二の溝38とを設けた例
を示したが、これらを省いて、キャリア16に第一の流
路32のみを形成しても、ウェーハWの研磨を良好に行
うことができる。また、支持体は、上記のようにキャリ
ア16に限らず、ヘッド本体12の下面に張られた膜体
など、他の部材によって構成してもよい。In the above embodiment, the carrier 16
Although the example in which the second flow path 33 and the first groove 35 are provided on the retainer ring 17 and the third flow path 36 and the second groove 38 are provided in the Even if only the first flow path 32 is formed, the wafer W can be polished favorably. In addition, the support is not limited to the carrier 16 as described above, and may be formed of another member such as a film stretched on the lower surface of the head main body 12.
【0036】[0036]
【発明の効果】本発明にかかる研磨ヘッドによれば、被
研磨材の研磨時には、スラリー供給手段から供給される
スラリーが、被研磨材に形成される貫通孔を通じて、被
研磨材と研磨パッドとの間に供給されるので、直接被研
磨材の被研磨面にスラリーを供給することができる。そ
して、貫通孔を通じて被研磨材の中央位置に供給された
スラリーは、研磨ヘッドの自転による遠心力により被研
磨材の中央部から外周部に流れるため、被研磨材の内外
周にわたってスラリーが確実に供給される。このように
して被研磨材と研磨パッドとの間に十分な量のスラリー
を供給することができ、また、従来はスラリーを供給し
にくかった被研磨材の中央側にも十分な量のスラリーを
供給することができるので、研磨条件によらずに被研磨
材の研磨を良好に行うことができる。さらに、被研磨材
と研磨パッドとの間に供給されたスラリーは、確実に被
研磨材の研磨に使用されるので、従来の研磨ヘッドを用
いた場合に比べて、研磨に使用するスラリーの量を劇的
に減らすことができ、被研磨材の加工コストを低減する
ことができる。According to the polishing head of the present invention, at the time of polishing a material to be polished, the slurry supplied from the slurry supply means passes through the through-hole formed in the material to be polished and the polishing material and the polishing pad are polished. The slurry can be supplied directly to the surface to be polished of the material to be polished. Then, the slurry supplied to the central position of the workpiece through the through-hole flows from the central part to the outer peripheral part of the workpiece by centrifugal force caused by the rotation of the polishing head. Supplied. In this manner, a sufficient amount of slurry can be supplied between the workpiece and the polishing pad, and a sufficient amount of slurry is also supplied to the center of the workpiece, which has conventionally been difficult to supply the slurry. Since it can be supplied, the material to be polished can be favorably polished regardless of the polishing conditions. Further, since the slurry supplied between the polishing material and the polishing pad is reliably used for polishing the polishing material, the amount of slurry used for polishing is smaller than when a conventional polishing head is used. Can be dramatically reduced, and the processing cost of the material to be polished can be reduced.
【0037】また、この研磨ヘッドのヘッド本体に、下
面において研磨すべき被研磨材の一面を支持する支持体
を設け、この支持体に、一端がスラリー供給手段と接続
されるとともに、他端が下面に通じる流路を設けること
で、支持体によってウェーハの支持を確実に行いつつ、
流路から被研磨材に形成される貫通孔を通じて、被研磨
面へのスラリーの供給を良好に行うことができる。A support for supporting one surface of the material to be polished is provided on the lower surface of the head body of the polishing head. One end of the support is connected to the slurry supply means, and the other end is connected to the slurry supply means. By providing a flow path leading to the lower surface, while supporting the wafer securely by the support,
The slurry can be satisfactorily supplied to the surface to be polished through the through holes formed in the material to be polished from the flow path.
【0038】そして、支持体の流路に、さらに流路に洗
浄液を供給する洗浄液供給手段を接続し、研磨作業を終
えた際などの適宜時期に、洗浄液供給手段から流路内に
洗浄液を供給することで、流路内に残留しているスラリ
ーを、スラリーが乾燥または変質しないうちに洗浄液に
よって洗い流すことができる。Then, a cleaning liquid supply means for supplying a cleaning liquid to the flow path of the support and further to the flow path is connected, and the cleaning liquid is supplied from the cleaning liquid supply means into the flow path at an appropriate time such as when the polishing operation is completed. By doing so, the slurry remaining in the flow path can be washed away with the cleaning liquid before the slurry is dried or deteriorated.
【図1】 本発明の一実施形態にかかる研磨ヘッドの構
成を示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a polishing head according to an embodiment of the present invention.
【図2】 本発明の一実施形態にかかる研磨ヘッドの先
端面図である。FIG. 2 is a front end view of a polishing head according to an embodiment of the present invention.
【図3】 本発明の一実施形態にかかる研磨ヘッドの要
部を概略的に示す一部拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view schematically showing a main part of a polishing head according to an embodiment of the present invention.
【図4】 本発明の研磨ヘッドの他の形態例を示す縦断
面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the polishing head of the present invention.
【図5】 従来の研磨装置を概略的に示す斜視図であ
る。FIG. 5 is a perspective view schematically showing a conventional polishing apparatus.
1 研磨装置 3 プラテン 4 研磨パッド 11 研磨ヘッド 16 キャリア(支持体) 31 スラリー/
洗浄液供給機構 32 第一の流路 P 貫通孔 W ウェーハ(被研磨材)Reference Signs List 1 polishing apparatus 3 platen 4 polishing pad 11 polishing head 16 carrier (support) 31 slurry /
Cleaning liquid supply mechanism 32 First flow path P Through hole W Wafer (material to be polished)
Claims (3)
面に、該研磨パッドに対して相対的に移動しつつ被研磨
材を押し付けて該被研磨材の研磨を行うための研磨ヘッ
ドであって、 略中央に貫通孔が形成される被研磨材の研磨に供され
て、 該被研磨材の前記貫通孔を通じて、前記被研磨材と前記
研磨パッドとの間にスラリーを供給するスラリー供給手
段を有していることを特徴とする研磨ヘッド。1. A polishing head for polishing a material to be polished by pressing the material to be polished while moving relatively to the polishing pad on the surface of the polishing pad stuck on a platen. A slurry supply unit that is used for polishing a material to be polished having a through hole formed substantially at the center thereof, and supplies a slurry between the material to be polished and the polishing pad through the through hole of the material to be polished; A polishing head, comprising:
前記被研磨材の一面を支持する支持体が設けられ、 該支持体には、一端が前記スラリー供給手段と接続され
るとともに、他端が前記下面の略中央に通じる流路が設
けられていることを特徴とする請求項1記載の研磨ヘッ
ド。2. A head body is provided with a support for supporting one surface of the material to be polished on the lower surface, the support having one end connected to the slurry supply means and the other end connected to the slurry supply means. The polishing head according to claim 1, wherein a flow path communicating with substantially the center of the lower surface is provided.
浄液を供給する洗浄液供給手段も接続されていることを
特徴とする請求項2記載の研磨ヘッド。3. The polishing head according to claim 2, wherein a cleaning liquid supply unit for supplying a cleaning liquid to the flow path is connected to the flow path of the support.
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- 2000-11-10 JP JP2000343614A patent/JP2002144222A/en not_active Withdrawn
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