JP2003025218A - Wafer polishing device - Google Patents

Wafer polishing device

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JP2003025218A
JP2003025218A JP2001213579A JP2001213579A JP2003025218A JP 2003025218 A JP2003025218 A JP 2003025218A JP 2001213579 A JP2001213579 A JP 2001213579A JP 2001213579 A JP2001213579 A JP 2001213579A JP 2003025218 A JP2003025218 A JP 2003025218A
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JP
Japan
Prior art keywords
wafer
membrane
polishing
retainer ring
carrier
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001213579A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Fujita
隆 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Seimitsu Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Seimitsu Co Ltd filed Critical Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority to JP2001213579A priority Critical patent/JP2003025218A/en
Publication of JP2003025218A publication Critical patent/JP2003025218A/en
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  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing device capable of stably holding a wafer at a position specified in a retainer ring and improving controllability and stability of a polishing shape in the neighborhood of a wafer edge part without changing the position of the wafer even during the polishing. SOLUTION: A wafer carrier 14 is constituted of a carrier main body 22, a membrane 32 to transmit pressurizing force to the wafer W, a back plate 24 to supply air pressure to the membrane 32 and the retainer ring 26 to hold the membrane 32 in the circumference, and a guide 30 to regulate movement of the wafer in the radial direction is provided in the proximity of an outer periphery of the wafer besides the retainer ring 26 on the wafer carrier 14.

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】本発明は研磨装置に関し、 特
に化学的機械研磨(CMP:Chemical Mechanical Poli
sing)によるウエーハ研磨装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing apparatus, and more particularly to chemical mechanical polishing (CMP).
sing) wafer polishing apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体技術の発展により、デザイ
ンルールの微細化、多層配線化が進み、またコスト低減
を進める上においてウエーハの大口径化も進行してきて
いる。その一方で、ウエーハ内においては、チップ取得
可能な領域を更に拡大するために、CMP装置での研磨
工程における研磨均一性評価の領域も、ウエーハエッジ
部近傍まで広がってきている。とりわけ最近では、ウエ
ーハ全域における研磨均一性評価に際し、エッジ部近傍
の研磨形状が研磨均一性の評価に与える影響が大きく、
安定した研磨均一性を確保するには、ウエーハエッジ部
近傍の研磨形状の制御性、安定性が必要不可欠となって
きた。
2. Description of the Related Art In recent years, due to the development of semiconductor technology, design rules are becoming finer and multilayer wiring is being made, and in order to reduce costs, the diameter of wafers is also being made larger. On the other hand, in the wafer, the area for polishing uniformity evaluation in the polishing step in the CMP apparatus is also expanding to the vicinity of the wafer edge portion in order to further expand the area where the chip can be obtained. In particular, recently, when evaluating the polishing uniformity over the entire area of the wafer, the polishing shape near the edge greatly affects the evaluation of the polishing uniformity,
In order to secure stable polishing uniformity, controllability and stability of the polishing shape near the wafer edge have become indispensable.

【0003】このような要求に対応するために、薄膜材
料であるメンブレンを介してウエーハに押圧力を与える
方法が用いられている。これは、メンブレンの上部に配
置されたバックプレートの下面の複数位置からエアを吹
き付てけエアーフロートを形成し、メンブレンを介して
ウエーハの裏面から均等圧力で押圧することにより、均
一性の向上を図っているものである。この研磨加工中
は、ウエーハがその径方向に移動するのを規制するた
め、ウエーハの外周部外側にリテーナリングが配置され
ている。ところがこのリテーナリングの内径は、ウエー
ハを安定して内嵌するためにウエーハ外形より1〜2m
m程大きく、余裕を持たせて作られている。しかし、今
後のウエーハエッジ部研磨形状の制御性向上や安定化を
考えると、この1〜2mm程度の余裕が大きな問題にな
る。以下にその内容を説明する。図4は、下部に研磨装
置の平面図を、上部に部分拡大断面図を示している。研
磨をしていない状況下では、ウエーハはリテーナリング
の中央部に定在しているのであるが、一旦研磨が始まる
と図4に示すように、リテーナリング内においてウエー
ハが研磨パッドとの摩擦力によって研磨パッドが動いて
いく方向にすべり、リテーナリングの内壁に押付けられ
る。研磨パッドがリテーナリング側からウエーハ側へ運
動する場所をウエーハ上におけるリーディングエッジ
(Leading Edge)と称し、研磨パッドがウエーハ側から
リテーナリング側へ運動する場所をウエーハ上における
トレイリングエッジ(Trailing Edge )と称することに
すると、研磨中、リーディングエッジ側とトレイリング
エッジ側とでは、リテーナリングとウエーハとの隙間に
明確な差ができる。即ちリーディングエッジ側は隙間が
大きくなり、トレイリングエッジ側では隙間が小さくな
る。しかし、ウエーハ全面を均一に研磨するために、ウ
エーハを保持しているウエーハキャリアを回転させるこ
とによってウエーハを回転させているので、ある瞬間に
リーディングエッジ側とトレイリングエッジ側とで隙間
差が生じても、次の瞬間、ウエーハキャリアは夫々の隙
間差を保ちながら回転移動する。そこでまた、研磨の摩
擦力がウエーハとメンブレンとの摩擦力より大きくなっ
た瞬間に、ウエーハとメンブレンとの間にすべりが生
じ、ウエーハがリテーナリング内壁に押込まれ、これが
断続的に繰り返される。このような状態で研磨が進行す
る。
In order to meet such demands, a method of applying a pressing force to a wafer through a membrane which is a thin film material is used. This is because air is blown from multiple positions on the lower surface of the back plate placed on the upper part of the membrane to form an air float, and the back surface of the wafer is pressed with an even pressure through the membrane to improve the uniformity. This is what we are aiming for. During the polishing process, a retainer ring is arranged outside the outer peripheral portion of the wafer in order to prevent the wafer from moving in the radial direction. However, the inside diameter of this retainer ring is 1 to 2 m from the outside diameter of the wafer in order to stably fit the inside of the wafer.
It is made as large as m and has a margin. However, considering the controllability and stabilization of the polished shape of the wafer edge portion in the future, this margin of about 1 to 2 mm becomes a big problem. The contents will be described below. FIG. 4 shows a plan view of the polishing apparatus in the lower part and a partially enlarged sectional view in the upper part. Under the condition that the wafer is not polished, the wafer is located in the center of the retainer ring. However, once polishing is started, as shown in FIG. 4, the wafer has a frictional force with the polishing pad in the retainer ring. The polishing pad slides in the moving direction and is pressed against the inner wall of the retainer ring. The position where the polishing pad moves from the retainer ring side to the wafer side is called the Leading Edge on the wafer, and the position where the polishing pad moves from the wafer side to the retaining ring side is the Trailing Edge on the wafer. That is, during polishing, there is a clear difference in the gap between the retainer ring and the wafer on the leading edge side and the trailing edge side. That is, the gap becomes large on the leading edge side and becomes small on the trailing edge side. However, since the wafer is rotated by rotating the wafer carrier that holds the wafer in order to evenly polish the entire surface of the wafer, a gap difference between the leading edge side and the trailing edge side occurs at a certain moment. However, at the next moment, the wafer carriers rotate and move while maintaining the respective gap differences. Then, at the moment when the frictional force of polishing becomes larger than the frictional force between the wafer and the membrane, a slip occurs between the wafer and the membrane, the wafer is pushed into the inner wall of the retainer ring, and this is repeated intermittently. Polishing proceeds in this state.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように研
磨中にウエーハがリテーナリング内で不規則に動くよう
な研磨状況では、ウエーハエッジ部近傍の研磨形状の制
御性向上や安定性確保は非常に困難になる。
However, in such a polishing situation in which the wafer moves irregularly in the retainer ring during polishing, it is very difficult to improve the controllability and ensure the stability of the polishing shape near the edge of the wafer. Becomes difficult.

【0005】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、ウエーハをリテーナリング内の定められた位
置に安定して保持し、研磨中であってもウエーハがその
位置を変えることがなく、ウエーハエッジ部近傍の研磨
形状の制御性や安定性を向上させることのできる研磨装
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 stably holds a wafer at a predetermined position in a retainer ring so that the wafer can change its position even during polishing. It is an object of the present invention to provide a polishing apparatus that can improve the controllability and stability of the polishing shape in the vicinity of the wafer edge.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、ウエーハキャリアで保持したウエーハを
スラリーを供給しながら研磨パッドに押圧して研磨する
ウエーハ研磨装置において、前記ウエーハキャリアは、
キャリア本体と、前記ウエーハに押圧力を伝達するメン
ブレンと、該メンブレンにエアー圧を供給するバックプ
レートと、メンブレンを周囲で保持するリテーナリング
とから構成され、前記ウエーハキャリアには更に前記リ
テーナリングとは別に、ウエーハの外周に近接してウエ
ーハの径方向の動きを規制するガイドが設けられている
ことを特徴とし、前記ガイドは、前記メンブレンに形成
されていることを特徴としている。更に前記リテーナリ
ングの前記研磨パッドに接触する面は、硬質で対摩耗性
の大きい材質で構成されていることを特徴としている。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a wafer polishing apparatus for polishing a wafer held by a wafer carrier by pressing it against a polishing pad while supplying a slurry, wherein the wafer carrier is ,
A carrier body, a membrane that transmits a pressing force to the wafer, a back plate that supplies air pressure to the membrane, and a retainer ring that holds the membrane around, and the wafer carrier further includes the retainer ring. Separately, a guide for restricting the radial movement of the wafer is provided near the outer circumference of the wafer, and the guide is formed on the membrane. Further, the surface of the retainer ring that comes into contact with the polishing pad is made of a hard and highly wear-resistant material.

【0007】請求項1に記載の発明によれば、リテーナ
リングとは別に、ウエーハの外周に近接してウエーハの
径方向の動きを規制するガイドが設けられているので、
研磨中であってもウエーハがその位置を変えることがな
くウエーハエッジ部近傍の研磨形状の制御性や安定性を
向上させることができる。
According to the first aspect of the present invention, in addition to the retainer ring, a guide is provided in the vicinity of the outer periphery of the wafer to restrict the radial movement of the wafer.
Even during polishing, the wafer does not change its position, and the controllability and stability of the polished shape in the vicinity of the wafer edge can be improved.

【0008】請求項2に記載の発明によれば、ウエーハ
の径方向の動きを規制するガイドが前記メンブレンに形
成されているので、メンブレンの弾力性によってウエー
ハ外径寸法のばらつきを吸収し、ウエーハを定位置に保
持できる。
According to the second aspect of the present invention, since the guide for restricting the radial movement of the wafer is formed in the membrane, the elasticity of the membrane absorbs the variation in the outer diameter of the wafer, and thus the wafer has a smaller diameter. Can be held in place.

【0009】請求項3に記載の発明によれば、更に前記
リテーナリングの前記研磨パッドに接触する面が、硬質
で対摩耗性の大きい材質で構成されているので、リテー
ナリングの研磨パッドへの当接面の摩耗が少ない。
According to the third aspect of the present invention, the surface of the retainer ring that contacts the polishing pad is made of a hard and highly wear-resistant material. Little wear on the contact surface.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る研磨装置の好ましい実施の形態について詳説する。尚
各図において、同一の部材については同一の番号又は記
号を付している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of a polishing apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In each drawing, the same members are given the same numbers or symbols.

【0011】図1は、ウエーハ研磨装置10の全体構成
を示す斜視図である。同図に示すウエーハ研磨装置10
は、主として研磨定盤12とウエーハキャリア14とで
構成される。研磨定盤12は、回転軸16に連結された
モータ18を駆動することにより回転する。また、研磨
定盤12の上面には、研磨パッド20が貼付され、研磨
パッド20上に図示しないノズルからスラリが供給され
る。
FIG. 1 is a perspective view showing the overall structure of a wafer polishing apparatus 10. Wafer polishing apparatus 10 shown in FIG.
Is mainly composed of a polishing platen 12 and a wafer carrier 14. The polishing platen 12 is rotated by driving a motor 18 connected to the rotating shaft 16. A polishing pad 20 is attached to the upper surface of the polishing platen 12, and slurry is supplied onto the polishing pad 20 from a nozzle (not shown).

【0012】ウエーハキャリア14は、図2に示すよう
に、主としてキャリア本体22、バックプレート24、
バックプレート用エアーバッグ40、リテーナリング2
6、リテーナ用エアーバッグ42、ガイド30、及びメ
ンブレン32等から構成される。
As shown in FIG. 2, the wafer carrier 14 mainly includes a carrier body 22, a back plate 24,
Air bag 40 for back plate, retainer ring 2
6, a retainer air bag 42, a guide 30, a membrane 32, and the like.

【0013】キャリア本体22は円盤状に形成され、そ
の上面中央に回転軸36が連結される。キャリア本体2
2は、この回転軸36に連結された図示しないモータの
駆動で回転する。
The carrier body 22 is formed in a disk shape, and the rotating shaft 36 is connected to the center of the upper surface thereof. Carrier body 2
The motor 2 is rotated by driving a motor (not shown) connected to the rotary shaft 36.

【0014】バックプレート24は、円盤状に形成さ
れ、キャリア本体22の下部中央に配置される。このバ
ックプレート24のメンブレン32と対向する下面には
押圧プレート24Aが設けられ、その外周に複数のエア
吹出口24B、24B、…が同心円上に所定の間隔で形
成されている。エア吹出口24B、24B、…はエアー
ライン64に接続されており、キャリア本体22に取付
けられた不図示のロータリージョイントを介してレギュ
レータR3 を経由してエアーポンプPに連結されてい
る。
The back plate 24 is formed in a disk shape and is arranged at the center of the lower part of the carrier body 22. A pressing plate 24A is provided on the lower surface of the back plate 24 facing the membrane 32, and a plurality of air outlets 24B, 24B, ... Are formed on the outer circumference of the pressing plate concentrically at predetermined intervals. The air outlets 24B, 24B, ... Are connected to an air line 64, and are connected to an air pump P via a regulator R 3 via a rotary joint (not shown) attached to the carrier body 22.

【0015】ウエーハW外周の外側に配置されたリテー
ナリング26は、リテーナ本体26A、メンブレン32
の表面に当接する当接リング27、メンブレンをクラン
プする保持リング28とクランプリング29、等からな
り、ウエーハWにバックプレート24からの押圧力を伝
えるメンブレン32は保持リング28と円周上複数個に
分割されているクランプリング29とで挟持されてい
る。このメンブレン32には、ウエーハWを外径部近傍
で支えるガイド30が一体的に形成されている。図3
は、リテーナリング26、ガイド30、及びウエーハW
の位置関係を示している。図3(a)は全体の位置関係
を表わし、図3(b)は図3(a)におけるC部の拡大
図である。図3に示すように、ウエーハWの径方向の動
きを規制するガイド30は、断面三角形のテーパ形や内
側一辺が曲線で結ばれたテーパ形のリング状で、ウエー
ハWを内嵌しやすい形状をなしている。またガイド30
の開口部はウエーハWの外径よりも僅かに大きくなって
おり、ガイド30内に収められたウエーハWは径方向に
動かないようになっている。このガイド30はメンブレ
ン32の下面にメンブレン30と同材質で一体に形成さ
れている。また、このメンブレン32を挟持した保持リ
ング28及びクランプリング29は、リテーナ本体26
Aと当接リング27との間にはめ込まれ、上からネジ2
7Aで当接リング27に引き上げられている。リテーナ
本体26Aの研磨パッド20と接触する面には、摩耗を
少なくするためにセラミックス、SiC(炭化珪素)、
SiN(窒化珪素)、DLC(Dia Like Carbon )コー
ト等の硬質材26Bが埋め込まれている。
The retainer ring 26 arranged outside the outer circumference of the wafer W includes a retainer body 26A and a membrane 32.
The contact ring 27 that comes into contact with the surface of the wafer, the holding ring 28 that clamps the membrane, the clamp ring 29, and the like, and the membrane 32 that transmits the pressing force from the back plate 24 to the wafer W are the holding ring 28 and a plurality of them on the circumference. It is clamped by a clamp ring 29 which is divided into A guide 30 that supports the wafer W in the vicinity of the outer diameter portion is integrally formed on the membrane 32. Figure 3
Is a retainer ring 26, a guide 30, and a wafer W.
Shows the positional relationship of. FIG. 3A shows the overall positional relationship, and FIG. 3B is an enlarged view of the C portion in FIG. 3A. As shown in FIG. 3, the guide 30 for restricting the radial movement of the wafer W has a taper shape with a triangular cross section or a taper shape in which one side of the inside is curved to connect the wafer W easily. Is doing. Also guide 30
Is slightly larger than the outer diameter of the wafer W, so that the wafer W housed in the guide 30 does not move in the radial direction. The guide 30 is integrally formed on the lower surface of the membrane 32 with the same material as the membrane 30. In addition, the retaining ring 28 and the clamp ring 29 that sandwich the membrane 32 are the retainer body 26.
It is fitted between A and the contact ring 27, and the screw 2
It is pulled up to the contact ring 27 at 7A. On the surface of the retainer body 26A that contacts the polishing pad 20, ceramics, SiC (silicon carbide),
A hard material 26B such as SiN (silicon nitride) or DLC (Dia Like Carbon) coat is embedded.

【0016】キャリア本体22とリテーナリング26、
及びリテーナリング26とバックプレート24とは、夫
々図示しない係止手段によって互いに回り止めがなされ
ているので、キャリア本体22が回転することによりリ
テーナリング26及びバックプレート24がキャリア本
体22と一緒に回転するようになっている。
Carrier body 22 and retainer ring 26,
Since the retainer ring 26 and the back plate 24 are respectively prevented from rotating by locking means (not shown), when the carrier body 22 rotates, the retainer ring 26 and the back plate 24 rotate together with the carrier body 22. It is supposed to do.

【0017】キャリア本体22には、ゴムシート34が
取付けリング38、39を介してネジ止めされており、
キャリア本体22とゴムシート34とでバックプレート
24を押圧するバックプレート用エアーバッグ40、及
びリテーナリング26を押圧するリテーナ用エアーバッ
グ42を形成している。バックプレート用エアーバッグ
40及びリテーナ用エアーバッグ42はどちらもキャリ
ア本体22に取付けられた不図示のロータリージョイン
トを介して、一方はエアーライン60にてレギュレータ
1 を経由してエアーポンプPに、他方はエアーライン
62にてレギュレータR2 を経由してエアーポンプPに
夫々接続されている。
A rubber sheet 34 is screwed to the carrier body 22 via mounting rings 38 and 39.
The carrier body 22 and the rubber sheet 34 form a back plate air bag 40 that presses the back plate 24 and a retainer air bag 42 that presses the retainer ring 26. Both the back plate air bag 40 and the retainer air bag 42 are connected via a rotary joint (not shown) attached to the carrier body 22, and one is connected to the air pump P via the regulator R 1 in the air line 60, The other is connected to the air pump P via the regulator R 2 in the air line 62, respectively.

【0018】次に、このように構成されたウエーハキャ
リア14の作用について説明する。先ず、ウエーハW
は、ウエーハキャリア14のリテーナリング26に取付
けられたメンブレン32の下面に保持される。メンブレ
ン32にはウエーハWの外径よりも僅かに大きいガイド
30が形成されているので、ウエーハWはそのガイド3
0の中央に内嵌される。この時ウエーハWの外径にばら
つきがあっても、ガイド30及びガイド30と一体のメ
ンブレン32は弾力性を有しているので、そのばらつき
分を吸収してくれる。この状態でウエーハWの加工面を
回転する研磨パッド20に当接し、メンブレン32を介
して加工圧を与えると共に自転する。この時ウエーハW
は、研磨パッド20の回転によって移動しようとする
が、ガイド30によって径方向に支持されているので動
くことがなく安定している。なお、研磨パッド20の加
工部近傍には図示しないノズルからスラリーが供給さ
れ、スラリーに含まれる薬品による化学的作用と、研磨
パッド20の機械的作用との複合作用によりウエーハW
が研磨される。
Next, the operation of the wafer carrier 14 thus constructed will be described. First, the wafer W
Are held on the lower surface of the membrane 32 attached to the retainer ring 26 of the wafer carrier 14. Since the guides 30 that are slightly larger than the outer diameter of the wafer W are formed on the membrane 32, the wafer W has a guide 3
It is fitted in the center of 0. At this time, even if the outer diameter of the wafer W varies, the guide 30 and the membrane 32 integrated with the guide 30 have elasticity and thus absorb the variation. In this state, the processing surface of the wafer W is brought into contact with the rotating polishing pad 20, and a processing pressure is applied through the membrane 32 and the wafer W rotates on its axis. Wafer W at this time
Tends to move by the rotation of the polishing pad 20, but is stable because it is supported in the radial direction by the guide 30 and does not move. Slurry is supplied from a nozzle (not shown) to the vicinity of the processed portion of the polishing pad 20, and the wafer W is combined with a chemical action of a chemical contained in the slurry and a mechanical action of the polishing pad 20.
Are polished.

【0019】次に、加工に当たってウエーハWへの加工
圧の付与について説明する。図2に示すように、エアー
ポンプPで発生した圧縮エアがエアーライン64のレギ
ュレータR3 で圧力調整され、バックプレート24の押
圧プレート24Aに設けられた吹出口24Bから噴射
し、押圧プレート24Aとメンブレン32との空隙46
でエアーフロートを形成してメンブレン32を介してウ
エーハWを押圧する。一方エアーライン60のレギュレ
ータR1 で圧力調整された圧縮エアは、バックプレート
用エアーバッグ40を膨張させてバックプレート24全
体を押圧する。即ちバックプレート24全体に加えられ
た加工圧が、バックプレート24の押圧プレート24A
に設けられた吹出口24Bから噴射された圧力エアー層
を介してメンブレンに伝えられ、更にメンブレンからウ
エーハWに伝えられる。このためウエーハWに凹凸があ
っても、また厚さのばらつきがあっても、均一な加工圧
がウエーハWの加工面に伝えられる。また、バックプレ
ート24の押圧プレート24Aに設けられた吹出口24
Bを押圧プレート24Aの外周部だけでなく、中央部に
も複数設け、外周部と中央部の吹出口を夫々独立したエ
アーラインで独立したレギュレータを介してエアーポン
プPに接続してもよい。このように構成することによ
り、ウエーハWの中央部と外周部とで押圧力を別々に調
整することができる。次にレギュレータR2 で圧力調整
された圧縮エアは、エアーライン62を経由してリテー
ナ用エアーバッグ42を膨張させてリテーナリング26
に押圧力を加える。リテーナリング26は、ウエーハW
が異常な力によって径方向に動いてウエーハキャリア1
4から飛び出してしまうのを規制する他、研磨パッド2
0を押付けて研磨パッド20の表面の波うちを抑え、表
面を安定させる効果も有している。
Next, the application of processing pressure to the wafer W in processing will be described. As shown in FIG. 2, the pressure of the compressed air generated by the air pump P is adjusted by the regulator R 3 of the air line 64, and the compressed air is ejected from the air outlet 24B provided in the pressing plate 24A of the back plate 24 to generate the pressure plate 24A. Void 46 with the membrane 32
Then, an air float is formed and the wafer W is pressed through the membrane 32. On the other hand, the compressed air whose pressure is adjusted by the regulator R 1 of the air line 60 expands the back plate air bag 40 and presses the entire back plate 24. That is, the processing pressure applied to the entire back plate 24 is equal to the pressing plate 24A of the back plate 24.
It is transmitted to the membrane through the pressure air layer jetted from the air outlet 24B provided in, and is further transmitted from the membrane to the wafer W. Therefore, even if the wafer W has irregularities or the thickness varies, a uniform processing pressure is transmitted to the processed surface of the wafer W. In addition, the air outlet 24 provided in the pressing plate 24A of the back plate 24
A plurality of Bs may be provided not only in the outer peripheral portion of the pressing plate 24A but also in the central portion, and the air outlets at the outer peripheral portion and the central portion may be connected to the air pump P via independent regulators by independent air lines. With this configuration, the pressing force can be adjusted separately for the central portion and the outer peripheral portion of the wafer W. Next, the compressed air whose pressure is adjusted by the regulator R 2 expands the retainer air bag 42 via the air line 62 and the retainer ring 26.
Apply pressing force to. The retainer ring 26 is a wafer W
Moves in the radial direction due to abnormal force, and wafer carrier 1
In addition to restricting jumping out of 4, polishing pad 2
It also has an effect of suppressing the waviness of the surface of the polishing pad 20 by pressing 0 to stabilize the surface.

【0020】次にウエーハWに直接接触してバックプレ
ート24からの押圧力を伝えるメンブレン32の張力を
調整する手段について説明する。メンブレン32は、バ
ックプレート24の押圧プレート24Aに形成された吹
出口24Bから噴射されたエアによる圧力エアー層で形
成されたエアー動圧分布をウエーハWに伝達するのに十
分な可撓性があり、且つ適度な剛性を必要としている。
このため、樹脂材料、ゴム材料若しくは樹脂をコーティ
ングした薄い金属材料等が用いられる。例えばPETシ
ート、ポリエチレンシート、ポリプロピレンシート、ポ
リイミドシート、ウレタンシート、PFT、PTFE等
のテフロン(登録商標)系シート、クロロプレンゴムや
ニトリルゴム等のゴムシート、樹脂コーティングした極
薄(100μm以下)のSUSシート等が適用できる。
このメンブレン32の張力を調整する手段は、図2に示
すように、リテーナリング26を構成している当接リン
グ27、メンブレン32を保持している保持リング28
とクランプリング29、及びネジ27Aとからなってい
る。メンブレン32を保持している保持リング28の内
径部に当接リング27が挿入され、複数のネジ27A、
27A、…で保持リング28を引き上げている。この複
数のネジ27A、27A、…を閉めこむことにより、メ
ンブレン32の上面が当接リング27に当接したままメ
ンブレン32の端部が引き上げられるので、メンブレン
32の張力が高まる。従って、ネジ27A、27A、…
の締め付け力の強弱によってメンブレン32の張力を調
整することができる。
Next, a means for adjusting the tension of the membrane 32 which is in direct contact with the wafer W and transmits the pressing force from the back plate 24 will be described. The membrane 32 is sufficiently flexible to transmit the air dynamic pressure distribution formed by the pressure air layer formed by the air ejected from the air outlet 24B formed in the pressing plate 24A of the back plate 24 to the wafer W. In addition, it requires appropriate rigidity.
Therefore, a resin material, a rubber material, a thin metal material coated with a resin, or the like is used. For example, PET sheet, polyethylene sheet, polypropylene sheet, polyimide sheet, urethane sheet, Teflon (registered trademark) sheet such as PFT and PTFE, rubber sheet such as chloroprene rubber and nitrile rubber, resin-coated ultra-thin (100 μm or less) SUS Sheets etc. can be applied.
The means for adjusting the tension of the membrane 32 is, as shown in FIG. 2, a contact ring 27 that constitutes the retainer ring 26 and a holding ring 28 that holds the membrane 32.
And a clamp ring 29 and a screw 27A. The contact ring 27 is inserted into the inner diameter portion of the holding ring 28 holding the membrane 32, and the plurality of screws 27A,
The retaining ring 28 is pulled up by 27A, .... By closing the plurality of screws 27A, 27A, ..., Since the end of the membrane 32 is pulled up while the upper surface of the membrane 32 is in contact with the contact ring 27, the tension of the membrane 32 is increased. Therefore, the screws 27A, 27A, ...
The tension of the membrane 32 can be adjusted depending on the strength of the tightening force of.

【0021】次に、ウエーハWのエッジ部近傍の厚さ制
御における重要な要素であるメンブレン32の下面とリ
テーナリング26の下面との段差を調整するリテーナ突
出し量調整手段について説明する。リテーナ突出し量調
整手段は、図2に示すように、リテーナリング26を構
成しているリテーナ本体26Aと当接リング27及びシ
ム27C、複数のネジ27B、27B、…からなってい
る。当接リング27は、シム27Cを介して複数のネジ
27B、27B、…によってリテーナ本体26に固定さ
れている。リテーナ突出し量は、当接リング27のメン
ブレン32に接触する面とリテーナ本体26Aの下面と
の距離に相当するので、リテーナ突出し量を調整する場
合は、シム27Cを弾性体で構成し、複数のネジ27
B、27B、…の締付け力の強弱で調整することができ
る。あるいは、シム27Cを剛体で構成し、シム27C
の厚みを調整してネジ27B、27B、…で固定しても
よい。
Next, the retainer protrusion amount adjusting means for adjusting the step between the lower surface of the membrane 32 and the lower surface of the retainer ring 26, which is an important factor in controlling the thickness of the edge portion of the wafer W, will be described. As shown in FIG. 2, the retainer protrusion amount adjusting means is composed of a retainer body 26A constituting the retainer ring 26, a contact ring 27, a shim 27C, a plurality of screws 27B, 27B ,. The contact ring 27 is fixed to the retainer body 26 by a plurality of screws 27B, 27B, ... Through shims 27C. Since the retainer protrusion amount corresponds to the distance between the surface of the contact ring 27 that contacts the membrane 32 and the lower surface of the retainer body 26A, when adjusting the retainer protrusion amount, the shim 27C is made of an elastic body and Screw 27
It can be adjusted by the strength of the tightening force of B, 27B, .... Alternatively, the shim 27C may be made of a rigid body, and the shim 27C
The thickness may be adjusted and fixed with screws 27B, 27B, ....

【0022】以上に説明した本発明における実施の形態
では、ウエーハWを径方向に支持するガイド30をメン
ブレン32に形成したが、これに限らずその他適宜の部
位に設けてもよい。またガイド30を断面三角形のリン
グ状で説明したが、断面形状はこれに限るものではな
い。
In the embodiment of the present invention described above, the guide 30 for supporting the wafer W in the radial direction is formed on the membrane 32. However, the guide is not limited to this and may be provided at any other appropriate portion. Although the guide 30 is described as a ring having a triangular cross section, the cross sectional shape is not limited to this.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ウ
エーハキャリアにリテーナリングとは別に、ウエーハの
外周に近接してウエーハの径方向の動きを規制するガイ
ドが設けられているので、研磨中に摩擦力によってウエ
ーハがその位置を移動することがなくウエーハエッジ部
近傍の研磨形状の制御性や安定性を向上させることがで
きる。更に前記リテーナリングの前記研磨パッドに接触
する面が、硬質で対摩耗性の大きい材質で構成されてい
るので、リテーナリングの研磨パッドへの当接面の摩耗
が少ない。
As described above, according to the present invention, since the wafer carrier is provided with a guide for restricting the radial movement of the wafer in the vicinity of the outer periphery of the wafer, in addition to the retainer ring. It is possible to improve the controllability and stability of the polishing shape in the vicinity of the wafer edge portion without the wafer moving its position due to the frictional force. Furthermore, since the surface of the retainer ring that contacts the polishing pad is made of a hard and highly wear-resistant material, the contact surface of the retainer ring with the polishing pad is less worn.

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

【図1】本発明の実施の形態に係るウエーハ研磨装置の
全体斜視図
FIG. 1 is an overall perspective view of a wafer polishing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態に係るウエーハ研磨装置の
ウエーハキャリアの断面図
FIG. 2 is a sectional view of a wafer carrier of a wafer polishing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態に係るウエーハ研磨装置の
ウエーハのガイド位置を説明する断面図
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a guide position of the wafer of the wafer polishing apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図4】従来のウエーハ研磨装置の課題を説明する概念
FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a problem of a conventional wafer polishing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

W…ウエーハ、10…ウエーハ研磨装置、14…ウエー
ハキャリア、20…研磨パッド、22…キャリア本体、
24…バックプレート、26…リテーナリング、26B
…硬質材、30…ガイド、32…メンブレン
W ... Wafer, 10 ... Wafer polishing device, 14 ... Wafer carrier, 20 ... Polishing pad, 22 ... Carrier body,
24 ... Back plate, 26 ... Retainer ring, 26B
… Hard material, 30… Guide, 32… Membrane

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ウエーハキャリアで保持したウエーハをス
ラリーを供給しながら研磨パッドに押圧して研磨するウ
エーハ研磨装置において、前記ウエーハキャリアは、キ
ャリア本体と、前記ウエーハに押圧力を伝達するメンブ
レンと、該メンブレンにエアー圧を供給するバックプレ
ートと、メンブレンを周囲で保持するリテーナリングと
から構成され、前記ウエーハキャリアには更に前記リテ
ーナリングとは別に、ウエーハの外周に近接してウエー
ハの径方向の動きを規制するガイドが設けられているこ
とを特徴とするウエーハ研磨装置。
1. A wafer polishing apparatus for polishing a wafer held by a wafer carrier by pressing it against a polishing pad while supplying a slurry, wherein the wafer carrier comprises a carrier body, and a membrane for transmitting a pressing force to the wafer. The wafer carrier comprises a back plate for supplying air pressure to the membrane and a retainer ring for holding the membrane around the wafer carrier, and the wafer carrier is provided separately from the retainer ring in the vicinity of the outer circumference of the wafer in the radial direction of the wafer. A wafer polishing apparatus having a guide for restricting movement.
【請求項2】前記ガイドは、前記メンブレンに形成され
ていることを特徴とする請求項1に記載のウエーハ研磨
装置。
2. The wafer polishing apparatus according to claim 1, wherein the guide is formed on the membrane.
【請求項3】前記リテーナリングの前記研磨パッドに接
触する面は、硬質で対摩耗性の大きい材質で構成されて
いることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のウ
エーハ研磨装置。
3. The wafer polishing apparatus according to claim 1, wherein a surface of the retainer ring that contacts the polishing pad is made of a hard and highly wear-resistant material.
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