JP2003311607A - Vibration damping in carrier head - Google Patents

Vibration damping in carrier head

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JP2003311607A
JP2003311607A JP2003111877A JP2003111877A JP2003311607A JP 2003311607 A JP2003311607 A JP 2003311607A JP 2003111877 A JP2003111877 A JP 2003111877A JP 2003111877 A JP2003111877 A JP 2003111877A JP 2003311607 A JP2003311607 A JP 2003311607A
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carrier head
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エム. スニガ スティーヴン
Ramakrishna Cheboli
チェボリ リマクリシュナ
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    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
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    • B24B37/32Retaining rings

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce transmission of vibration from a backing assembly to a housing. <P>SOLUTION: A carrier head has the backing assembly with a substrate support surface, the housing connectable to a drive shaft to rotate with the drive shaft around a rotation axis, and a damping material in a load path between the backing assembly and the housing. The damping material reduces transmission of vibrations from the backing assembly to the housing. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【関連出願のクロスリファレンス】この出願は、200
1年10月10日に出願された、米国特許出願番号第0
9/975,196号明細書の一部継続出願であり、そ
の優先権を主張する。
[Cross Reference of Related Applications]
U.S. Patent Application No. 0, filed October 10, 1
It is a continuation-in-part application of the 9 / 975,196 specification, and claims its priority.

【0002】[0002]

【背景】本発明は、全般的に、化学的機械的研磨システ
ムとプロセスに関する。
BACKGROUND The present invention relates generally to chemical mechanical polishing systems and processes.

【0003】集積回路は、一般的に基板(特にシリコン
ウェーハ)上への、伝導、半導、絶縁層の一連の堆積に
よって形成される。一連の層が連続して堆積されてエッ
チングされると、基板の外部又は最上層、ますます非平
坦化する。この非平坦化表面は、集積回路製作プロセス
のホトリソグラフィックステップで問題を提示する。特
に、非平坦化表面のピークと谷との間の最大高さの差
が、装置の焦点深度を超えるならば、ホトリソグラフィ
ック装置はフォトレジスト層の上で光イメージに焦点を
合わせることができないだろう。従って、基板表面を定
期的に平坦化する必要性がある。
Integrated circuits are typically formed by the sequential deposition of conductive, semiconductive, and insulating layers on a substrate (particularly a silicon wafer). When a series of layers are deposited and etched sequentially, the outer or top layer of the substrate becomes increasingly textured. This non-planarized surface presents a problem at the photolithographic step of the integrated circuit fabrication process. In particular, if the maximum height difference between the peaks and valleys of the textured surface exceeds the depth of focus of the device, the photolithographic device will not be able to focus the optical image on the photoresist layer. right. Therefore, it is necessary to regularly flatten the substrate surface.

【0004】化学的機械的研磨(CMP)は、平坦化の
1つの認められた方法である。化学的機械的研磨は、一
般的に化学的に反応性の薬品を含むスラリーで基板を機
械的に研磨することを必要とする。代表的なポリッシン
グ操作中に、基板は、キャリヤヘッドによって回転研摩
パッドに対して保持される。キャリヤヘッドは、また、
基板を、研摩パッドに関して回転及び移動させるだろ
う。キャリヤヘッドと研摩パッドとの間の動きの結果、
研摩パッドに埋め込まれ又はポリッシングスラリーで含
まれる研磨材は、表面を研磨することによって、非平坦
な基板表面を平坦化する。
Chemical mechanical polishing (CMP) is one accepted method of planarization. Chemical mechanical polishing generally requires mechanically polishing a substrate with a slurry containing a chemically reactive chemical. During a typical polishing operation, the substrate is held against the rotary polishing pad by the carrier head. The carrier head also
The substrate will rotate and move with respect to the polishing pad. As a result of the movement between the carrier head and the polishing pad,
An abrasive embedded in the polishing pad or included in the polishing slurry planarizes the non-planar substrate surface by polishing the surface.

【0005】ポリッシングプロセスは振動を発生し、そ
れは平坦化の品質を低減し、研摩装置にダメージを与え
るだろう。更に、振動は迷惑なノイズを作成する可能性
がある。
The polishing process produces vibrations which reduce the quality of the planarization and will damage the polishing equipment. In addition, vibration can create annoying noise.

【0006】[0006]

【概要】1つの見地で、本発明は基板をポリッシング表
面に配置するためにキャリヤヘッドに向けられる。キャ
リヤヘッドは、基板サポート表面を有するバッキング組
立体と、回転の軸を中心としてドライブシャフトと伴に
回転する、ドライブシャフトに接続可能なハウジング
と、バッキング組立体とハウジングとの間のロードパス
内の緩衝材料とを備える。緩衝材料は、バッキング組立
体からハウジングまで振動の伝達を低減する。
SUMMARY In one aspect, the present invention is directed to a carrier head for placing a substrate on a polishing surface. The carrier head includes a backing assembly having a substrate support surface, a housing connectable to the drive shaft that rotates with the drive shaft about an axis of rotation, and a load path between the backing assembly and the housing. And a buffer material. The cushioning material reduces the transmission of vibrations from the backing assembly to the housing.

【0007】本発明の実施形態は、1つ以上の特徴を含
むだろう。キャリヤヘッドは、バッキング組立体とハウ
ジングとの間にジンバル機構を含み、バッキング組立体
がハウジングに関してジンバル運動することができるよ
うにする。バッキング組立体は、硬いベースと、加圧可
能なチャンバを定義するために硬いベースに固定される
フレキシブルメンブレンと、ベースの底面上で圧縮でき
るフィルムとを含むだろう。ハウジングは、ブッシング
を提供するだろう。ジンバル機構は、ブッシングに延び
るジンバルロッド含み、ジンバルロッドが横に移動する
のを防止する一方、ブッシングはジンバルロッドが垂直
に移動することをできるようにするだろう。
Embodiments of the invention may include one or more features. The carrier head includes a gimbal mechanism between the backing assembly and the housing to allow the backing assembly to gimbal with respect to the housing. The backing assembly will include a rigid base, a flexible membrane secured to the rigid base to define a pressurizable chamber, and a compressible film on the bottom surface of the base. The housing will provide the bushing. The gimbal mechanism would include a gimbal rod extending into the bushing to prevent the gimbal rod from moving laterally, while the bushing would allow the gimbal rod to move vertically.

【0008】ジンバル機構は、ハウジングに接続する頂
部と、バッキング組立体に接続する底部とを含み、緩衝
材料は底部から頂部を分離するだろう。緩衝材料は、感
圧型接着剤を使用して、頂部と底部との少なくとも1つ
に取り付けられるだろう。緩衝材料は、全般的に環状の
本体を形成するだろう。ジンバル機構は、たわみリング
の平面に垂直な方向に曲がる実質的に平らなたわみリン
グを含み、ハウジングにバッキング組立体をジンバル
し、緩衝材料はたわみリングに取り付けられる。
The gimbal mechanism includes a top that connects to the housing and a bottom that connects to the backing assembly, and the cushioning material will separate the top from the bottom. The cushioning material will be attached to at least one of the top and bottom using a pressure sensitive adhesive. The cushioning material will form a generally annular body. The gimbal mechanism includes a substantially flat flex ring that bends in a direction perpendicular to the plane of the flex ring to gimbal the backing assembly to the housing and the cushioning material attached to the flex ring.

【0009】緩衝材料は、ジンバル機構とバッキング組
立体との間のロードパスに配置されるだろう。ジンバル
機構は、実質的に平らなたわみリングを含み、たわみリ
ングの平面方向に垂直に曲がり、ハウジングにバッキン
グ組立体をジンバルし、緩衝材料がたわみリングに接す
る。たわみリングは、緩衝材料に延びる複数の突起物又
はフランジを含むだろう。
The cushioning material will be located in the load path between the gimbal mechanism and the backing assembly. The gimbal mechanism includes a substantially flat flexible ring that bends perpendicular to the plane of the flexible ring, gimbals the backing assembly to the housing, and the cushioning material contacts the flexible ring. The flexible ring may include a plurality of protrusions or flanges that extend into the cushioning material.

【0010】緩衝材料は、粘弾性を有するだろう。変形
にされると、緩衝材料はその本来の形にリバウンドしな
いだろう。例えば、緩衝材料は変形の6パーセント未満
のリバウンドであろう。
The cushioning material will be viscoelastic. When deformed, the cushioning material will not rebound to its original shape. For example, the cushioning material will rebound less than 6 percent of the deformation.

【0011】他の見地で、本発明は、キャリヤヘッドを
含む化学的機械的研磨装置に向けられる。
In another aspect, the present invention is directed to a chemical mechanical polishing apparatus including a carrier head.

【0012】本発明の1つ以上の実施形態の詳細を、添
付図面と以下の説明で述べる。本発明の、他の特徴、目
的及び利点は、説明と図面と請求項から明白である。
The details of one or more embodiments of the invention are set forth in the accompanying drawings and the description below. Other features, objects, and advantages of the invention will be apparent from the description, drawings, and claims.

【0013】種々の図面での同類参照記号は、同類部材
を示す。
Like reference symbols in the various drawings indicate like elements.

【0014】図1について述べると、化学的機械的研磨
(CMP)装置は、ポリッシング中の基板を保持するた
めのキャリヤヘッド100を含む。好適なCMP装置の
説明は、米国特許第5,738,574号明細書におい
て見いだされるだろう。その内容は全体として本明細書
に援用されている。
Referring to FIG. 1, a chemical mechanical polishing (CMP) apparatus includes a carrier head 100 for holding a substrate during polishing. A description of a suitable CMP apparatus may be found in US Pat. No. 5,738,574. Its contents are incorporated herein in its entirety.

【0015】ポリッシング中の、キャリヤヘッド100
は、所定のローディング力で研摩パッドに対して基板1
0を押す。同時に、モータが、基板を回転させるために
キャリヤヘッドを回転させる。更に、スライダーは研摩
パッドの表面を横方向に基板及びキャリヤヘッド100
を振動させることができる。
The carrier head 100 during polishing.
Is the substrate 1 against the polishing pad with a predetermined loading force.
Press 0. At the same time, the motor rotates the carrier head to rotate the substrate. Further, the slider laterally traverses the surface of the polishing pad to the substrate and carrier head 100.
Can be vibrated.

【0016】キャリヤヘッド100は、隣接部分との間
に振動エネルギーの伝達をかなり低減するための振動減
衰材料を含み、ポリッシング中の振動を低減又は防止す
る。全般的に、緩衝材料は、研摩装置の両方の隣接部分
よりかなり良い振動減衰性特性を有し、それは、硬い材
料(例えば金属)から一般的に作られる。緩衝材料は、
良好な振動減衰性特性を提供する、メモリをわずかに有
する又は有さない粘性弾性材であり、それは、市販の絶
縁緩衝材料、7911 ザイオンズビルロード、インデ
ィアナポリス、IN 46268のE−A−R特別複合
物であるC−1002等によって製造される。
The carrier head 100 includes a vibration damping material to significantly reduce the transfer of vibrational energy to and from adjacent portions to reduce or prevent vibration during polishing. Overall, the cushioning material has significantly better vibration damping properties than both adjacent parts of the sander, which is typically made of a hard material (eg metal). The buffer material is
A viscoelastic material with or without memory, which provides good vibration damping properties, which is a commercially available insulating buffer material, 7911 Zion'sville Road, Indianapolis, IN 46268 E-A-R Special. It is produced by C-1002 which is a composite material.

【0017】図1で示すように、キャリヤヘッド100
は、ハウジング102、ベース104、ジンバル機構1
06、リテーニングリング110と基板バッキング組立
体112(それは、ベース104を含むと考えることも
できる)を含む。ハウジング102は、実質的に円筒状
で一組のボルト(図示せず)を使用してドライブシャフ
ト74に接続されることができる。ドライブシャフト
は、軸107を中心としてハウジングを回転させる。下
で説明するように、通路126が、キャリヤヘッドの空
気制御のためにハウジング102を通して延びる。ハウ
ジング102は、ハウジングを通して垂直に続く垂直ボ
ア124に適合される円筒状のブッシング122を有す
る。
As shown in FIG. 1, a carrier head 100.
Is a housing 102, a base 104, a gimbal mechanism 1
06, including retaining ring 110 and substrate backing assembly 112 (which may also be considered to include base 104). The housing 102 is substantially cylindrical and can be connected to the drive shaft 74 using a set of bolts (not shown). The drive shaft rotates the housing about axis 107. A passage 126 extends through the housing 102 for pneumatic control of the carrier head, as described below. The housing 102 has a cylindrical bushing 122 that fits into a vertical bore 124 that extends vertically through the housing.

【0018】ジンバル機構106は、ジンバルロッド1
50とたわみリング152を含む。ジンバルロッド15
0は、ブッシング122にフィットし、ロッド150が
ボア内を垂直に自由に移動し、一方ブッシング122が
ジンバルロッド150の横方向の動きを防止するように
なっている。たわみリング152が、緩衝材料230に
よってジンバルロッド150の下端で、フランジ220
に取り付けられており、ジンバルリング220を通して
たわみリング152からハウジング102まで振動エネ
ルギーの伝達を防止又は低減するようになっている。緩
衝材料230は、厚さ0.06インチである。感圧型接
着剤(図示せず)は、ハウジング102とたわみリング
152の両方に緩衝材料230を接着する。
The gimbal mechanism 106 includes the gimbal rod 1
Includes 50 and flex ring 152. Gimbal rod 15
0 fits the bushing 122 so that the rod 150 is free to move vertically within the bore while the bushing 122 prevents lateral movement of the gimbal rod 150. A flexible ring 152 is attached to the flange 220 at the lower end of the gimbal rod 150 by a cushioning material 230.
And is adapted to prevent or reduce the transmission of vibrational energy from the flexure ring 152 to the housing 102 through the gimbal ring 220. The cushioning material 230 is 0.06 inches thick. A pressure sensitive adhesive (not shown) bonds the cushioning material 230 to both the housing 102 and the flex ring 152.

【0019】たわみリング152(それは全般的に平ら
な環状リングで)は、全般的にリング形状のベース10
4に取り付けられる。たわみリング152は、たわみリ
ング152の平面と垂直の方向に曲がり、それによっ
て、ジンバルロッド150とハウジング102と関連し
てベース104をジンバル運動する。ジンバルロッド1
50がボア122内を垂直に移動することができるよう
にすることによって、ジンバル機構も、ベースのいかな
る横向移動も防止する一方、ベース104が上下に移動
することをできるようにする。緩衝材料230は、ベー
ス104からハウジング102へのジンバル機構106
を通した振動エネルギーの伝達を低減又は防止する。
The flexible ring 152 (which is a generally flat annular ring) comprises a generally ring-shaped base 10.
It is attached to 4. The flex ring 152 bends in a direction perpendicular to the plane of the flex ring 152, thereby gimbaling the base 104 in association with the gimbal rod 150 and the housing 102. Gimbal rod 1
By allowing 50 to move vertically within bore 122, the gimbal mechanism also prevents any lateral movement of the base while allowing base 104 to move up and down. The cushioning material 230 allows the gimbal mechanism 106 from the base 104 to the housing 102.
Reduce or prevent the transmission of vibrational energy through.

【0020】外部のクランプリング164は、ベース1
04にローリングダイアフラム160の外部のエッジを
固定し、一方、内部クランプリング162は、ハウジン
グにローリングダイアフラム160の内部エッジを固定
する。従って、ローリングダイヤフラム160は、ハウ
ジング102、ジンバルロッド106、ジンバルリング
220、緩衝材料230、たわみリング152とベース
104によって形成されるローディングチャンバ108
を、チャンバ108に開口126を残してシールする。
開口126は、ポンプ(図示せず)に接続され、それ
は、各々、チャンバ108へ又はチャンバから流体(例
えば空気)を出し入れすることによってベースを上下す
る。ローディングチャンバ108に注入される流体の圧
力を制御することによって、ポンプは、所望のローディ
ング力でポリッシング表面の方に向かってベースを下へ
押すことができる。
The outer clamp ring 164 is the base 1
The outer edge of the rolling diaphragm 160 is fixed to 04, while the inner clamp ring 162 fixes the inner edge of the rolling diaphragm 160 to the housing. Accordingly, the rolling diaphragm 160 includes the loading chamber 108 formed by the housing 102, the gimbal rod 106, the gimbal ring 220, the cushioning material 230, the flexible ring 152 and the base 104.
Are sealed in the chamber 108 leaving an opening 126.
Apertures 126 are connected to pumps (not shown), which raise and lower the base by moving fluids (eg, air) into and out of chamber 108, respectively. By controlling the pressure of the fluid injected into the loading chamber 108, the pump can push the base down toward the polishing surface with the desired loading force.

【0021】リテーニングリング110は、ベース10
4に固定される全般的に環状のリングである。研磨中、
流体がローディングチャンバ108に注入され、それに
よって圧力がチャンバ108内で生じる。発生された圧
力は、ベース104への下への力を発揮し、それは次
に、リテーニングリング110への下への力を発揮す
る。下への力は、研摩パッド32に対してリテーニング
リング110を押す。
The retaining ring 110 has a base 10
4 is a generally annular ring fixed to 4. During polishing,
Fluid is injected into the loading chamber 108, which creates a pressure within the chamber 108. The generated pressure exerts a downward force on the base 104, which in turn exerts a downward force on the retaining ring 110. The downward force pushes the retaining ring 110 against the polishing pad 32.

【0022】基板バッキング組立体112は、たわみダ
イヤフラム116を含み、それは、リテーニングリング
110とベース104との間に固定される。たわみダイ
ヤフラム116の内部エッジは、支持構造体114の環
状下部クランプ172と環状上部クランプ174との間
に固定される。支持構造体114の支持板170は、下
部クランプ172に取り付けられる。たわみダイヤフラ
ムにより、ベース104に関する支持板170の垂直移
動ができるようになる。支持板170は、それを通して
の複数のアパーチャ176を有する全般的に円板形の硬
い部材である(1つだけが図2に番号が付されてい
る)。支持板170は、その外部のエッジで下方へ突き
出したリップ178を有する。
The substrate backing assembly 112 includes a flexible diaphragm 116, which is fixed between the retaining ring 110 and the base 104. The inner edge of the flexure diaphragm 116 is secured between the annular lower clamp 172 and the annular upper clamp 174 of the support structure 114. The support plate 170 of the support structure 114 is attached to the lower clamp 172. The flexible diaphragm allows vertical movement of the support plate 170 with respect to the base 104. The support plate 170 is a generally disc-shaped rigid member having a plurality of apertures 176 therethrough (only one is numbered in FIG. 2). The support plate 170 has a lip 178 protruding downward at its outer edge.

【0023】フレキシブルメンブレン118が、支持板
170のリップ178のまわりに延び、支持板170と
下部クランプ172との間に固定され、略ディスク形の
下部表面120を形成している。フレキシブルメンブレ
ンは、可撓性且つ弾性材料(例えばクロロプレン又はエ
チレンプロピレンゴム)から形成される。あるいは、た
わみダイヤフラムと可撓性メンブレンは、単一部材のメ
ンブレンで組み合わせられる可能性がある。柔軟なメン
ブレン118、支持構造体114、たわみダイヤフラム
116、ベース104とたわみリング152との間にシ
ールされたボリュームは、チャンバ190を規定し、開
口250だけが、ジンバルロッド150を通して続いて
いる。ポンプ(図示せず)が、開口250を通してチャ
ンバに流体を注入することによってチャンバ190の圧
力を制御するように、開口250に接続され、それによ
って、基板10へのメンブレン下面120への下向きの
圧力を制御する。
A flexible membrane 118 extends around the lip 178 of the support plate 170 and is secured between the support plate 170 and the lower clamp 172 to form a generally disc-shaped lower surface 120. Flexible membranes are formed from flexible and elastic materials such as chloroprene or ethylene propylene rubber. Alternatively, the flexible diaphragm and flexible membrane may be combined in a single piece membrane. The flexible membrane 118, the support structure 114, the flexure diaphragm 116, the sealed volume between the base 104 and the flexure ring 152 define a chamber 190, with only an opening 250 continuing through the gimbal rod 150. A pump (not shown) is connected to the opening 250 so as to control the pressure in the chamber 190 by injecting fluid into the chamber through the opening 250, thereby causing downward pressure on the membrane lower surface 120 to the substrate 10. To control.

【0024】図2Aと図2Bに言及すると、他の実施形
態で、ジンバルロッド150’とたわみリング152’
は、単一パートとして形成される。更に、この実施形態
は、支持構造体114又はたわみ116を含まない。む
しろ、可撓性メンブレンは、直接ベース104に接続さ
れる。
Referring to FIGS. 2A and 2B, in another embodiment, a gimbal rod 150 'and a flexure ring 152'.
Is formed as a single part. Further, this embodiment does not include support structure 114 or flexure 116. Rather, the flexible membrane is directly connected to the base 104.

【0025】この実施形態で、緩衝材料230’が、た
わみリング152とベース104’との間に置かれる。
特に、たわみリング152’は、ベース104’内のス
ロット242に放射状に外方へ延びる複数のこぶのある
突起物240を含む。スロット242は、粘弾性緩衝材
料230’で充てんされ、スロットの頂部は、ベースl
04’のレストに固定される環状リング244で閉じら
れる。例えば、緩衝材料は、突起物240とベースとの
間に下部層を含むことができ、より少ない振動エネルギ
ーが、ベース104からジンバル106に伝えられる。
In this embodiment, a cushioning material 230 'is placed between the flex ring 152 and the base 104'.
In particular, flexible ring 152 'includes a plurality of humped projections 240 that extend radially outward into slots 242 in base 104'. The slot 242 is filled with a viscoelastic cushioning material 230 ', the top of the slot being the base l.
It is closed with an annular ring 244 which is fixed to the rest of 04 '. For example, the cushioning material can include a bottom layer between the protrusion 240 and the base, and less vibrational energy is transferred from the base 104 to the gimbal 106.

【0026】代替えとして、個々の突起物240ではな
く、たわみリング152’は、放射状に外方に延びて、
粘弾性緩衝材料230’でベース104’と環状リング
244との間に閉じ込められる環状のフランジを含むこ
とができる。
Alternatively, the flexible rings 152 ', rather than the individual protrusions 240, extend radially outwardly,
An annular flange may be included that is confined between the base 104 'and the annular ring 244 with a viscoelastic cushioning material 230'.

【0027】本発明の多くの実現形態が、説明された。
それにもかかわらず、種々の修正が精神と発明の範囲か
ら離れることなく作られるだろうと理解される。例え
ば、緩衝材料は、当該技術に熟練する者に知られた他の
種類の既知の研摩装置に使用することができるだろう。
例えば、ポリッシングシステムは、回転パッドではなく
リニアベルト型パッドを使用することができる。研磨装
置は標準型非研磨材研摩パッド又は固定型研磨材パッド
のいずれも使用可能であり、スラリーは、研摩粒子を有
する又は有さないことができる。更に、緩衝材料はキャ
リヤヘッドの他の型で使用されることができる。キャリ
ヤヘッドは、可撓性メンブレンの代わりに基板を保持す
る硬い支持構造体又はベースを使用することができる。
圧縮できるキャリヤフィルムは、硬い支持構造体の底部
に配置されるだろう。リテーニングリングは研摩パッド
に接触する必要はない。
Many implementations of the invention have been described.
Nevertheless, it is understood that various modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. For example, the cushioning material could be used in other types of known polishing equipment known to those skilled in the art.
For example, polishing systems can use linear belt type pads rather than rotating pads. The polishing apparatus can use either standard non-abrasive polishing pads or fixed polishing pads, and the slurry can have abrasive particles or not. Moreover, the cushioning material can be used in other types of carrier heads. The carrier head can use a rigid support structure or base to hold the substrate instead of a flexible membrane.
A compressible carrier film will be placed on the bottom of the rigid support structure. The retaining ring does not have to contact the polishing pad.

【0028】振動減衰性材料は、また、キャリヤヘッド
で他の位置、例えばリテーニングリングとベースとの
間、又はベース内で使用され、可撓性メンブレンとハウ
ジングとの間のロードバスである。好適な緩衝性質を有
する他の材料が、材料の一端から他への振動エネルギー
の伝達をかなり低減又は防止する限り振動を減衰させる
ために使用されるだろう。一般に、材料は粘弾性材であ
ることができる。更に、緩衝材料は、変形させられたと
き、その本来の形にリバウンドしないものから選ばれる
ことができる。特に、変形にされるとき、緩衝材料は、
変形の6パーセント未満のリバウンドが好まれるが、変
形の10パーセント未満より少ないリバウンドをとらな
ければならない。例えば、緩衝材料は、E−A−R特別
専門複合物によって製造された、いかなるイソダンプ
(isodamp)C−1000シリーズ絶縁減衰材
料、粘性−弾性材、軟かいプラスチック又は緩衝材料に
直に隣接する材料よりも良好な振動減衰特性を有する他
のどの材料もでもよい。緩衝材料の厚さは、異なる負
荷、キャリヤヘッド回転速度、研摩パッド回転速度、緩
衝材料、その他を有する操作状態において、最適の結果
を提供するために変化されるだろう。
The vibration dampening material is also used in the carrier head at other locations, such as between the retaining ring and the base, or within the base, and is the load bus between the flexible membrane and the housing. Other materials with suitable damping properties will be used to damp vibrations as long as they significantly reduce or prevent the transfer of vibrational energy from one end of the material to the other. Generally, the material can be a viscoelastic material. Further, the cushioning material can be selected from those that do not rebound to their original shape when deformed. In particular, when deformed, the cushioning material is
Rebounds of less than 6 percent of deformation are preferred, but less than 10 percent of deformation must be taken. For example, the cushioning material may be any isodamp C-1000 series insulation damping material, visco-elastic material, soft plastic or a material immediately adjacent to the cushioning material, manufactured by the E-A-R special specialty composite. Any other material having better vibration damping properties may be used. The thickness of the cushioning material will be varied to provide optimum results under operating conditions with different loads, carrier head rotation speeds, polishing pad rotation speeds, cushioning material, etc.

【0029】基板と研摩パッドの相対運動の貧弱な制御
が、厚すぎる緩衝材料から生じるだろうが、より厚い緩
衝材料が、振動減衰性を改良されるために使用すること
ができる。緩衝材料があまりに薄すぎる場合、十分な振
動エネルギーの伝達を低減又は防止しないだろうが、よ
り薄い緩衝材料も使用することができる。
Poor control of the relative motion of the substrate and polishing pad will result from a cushioning material that is too thick, but a thicker cushioning material can be used to improve vibration damping. If the cushioning material is too thin, it will not reduce or prevent the transmission of sufficient vibrational energy, although thinner cushioning materials can also be used.

【0030】従って、他の実施形態は、請求項の範囲に
ある。
Accordingly, other embodiments are within the scope of the claims.

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

【図1】キャリヤヘッドの断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a carrier head.

【図2A】キャリヤヘッドの代替実施形態の断面図であ
る。
FIG. 2A is a cross-sectional view of an alternative embodiment of a carrier head.

【図2B】図2Aのキャリヤヘッドからの緩衝材料の展
開図である。
2B is an exploded view of the cushioning material from the carrier head of FIG. 2A.

フロントページの続き (72)発明者 ヒュン チー チェン アメリカ合衆国, カリフォルニア州 95050, サンタ クララ, カレン ド ライヴ シャープ 1 2419 (72)発明者 スティーヴン エム. スニガ アメリカ合衆国, カリフォルニア州 95073, ソウクエル, ロス ロブレス ロード 351 (72)発明者 リマクリシュナ チェボリ アメリカ合衆国, カリフォルニア州 94086, サニーヴェイル, アパートメ ント 1, グランド ファー アヴェニ ュー 551 Fターム(参考) 3C058 AA07 AB04 CB01 DA13 DA17Continued front page    (72) Inventor Hyun Chi Chen             California, United States             95050, Santa Clara, Calendar             Live Sharp 1 2419 (72) Inventor Stephen M. Suniga             California, United States             95073, Soukuel, Los Robles               Road 351 (72) Inventor Lima Krishna Cheborg             California, United States             94086, Sunnyvale, Apartment             Ton 1, Grand Far Aveni             551 F term (reference) 3C058 AA07 AB04 CB01 DA13 DA17

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板サポート表面を有するバッキング組
立体と、 回転の軸を中心としてドライブシャフトと伴に回転す
る、ドライブシャフトに接続可能なハウジングと、 バッキング組立体とハウジングとの間のロードパス内の
緩衝材料であって、バッキング組立体からハウジングへ
の振動の伝達を低減する緩衝材料と、を備える基板をポ
リッシング表面に配置するためのキャリヤヘッド。
1. A backing assembly having a substrate support surface, a housing connectable to the drive shaft that rotates with the drive shaft about an axis of rotation, and a load path between the backing assembly and the housing. A cushioning material for reducing vibration transmission from the backing assembly to the housing, the carrier head for disposing the substrate on a polishing surface.
【請求項2】 バッキング組立体がハウジングに関して
ジンバル運動することができるようにする、バッキング
組立体とハウジングとの間にジンバル機構を更に含む請
求項1に記載のキャリヤヘッド。
2. The carrier head of claim 1, further comprising a gimbal mechanism between the backing assembly and the housing that allows the backing assembly to gimbal with respect to the housing.
【請求項3】 バッキング組立体が硬いベースを含む請
求項2に記載のキャリヤヘッド。
3. The carrier head of claim 2, wherein the backing assembly includes a rigid base.
【請求項4】 バッキング組立体が加圧可能なチャンバ
を画定するように、硬いベースに固定される可撓性メン
ブレンを含む請求項3に記載のキャリヤヘッド。
4. The carrier head of claim 3, wherein the backing assembly includes a flexible membrane secured to a rigid base so as to define a pressurizable chamber.
【請求項5】 バッキング組立体がベースの底面で圧縮
できるフィルムを含む請求項3に記載のキャリヤヘッ
ド。
5. The carrier head of claim 3, wherein the backing assembly includes a film compressible on the bottom surface of the base.
【請求項6】 ジンバル機構はハウジングに接続する頂
部、バッキング組立体に接続する底部を含み、緩衝材料
は、底部から頂部を分離する請求項2に記載のキャリヤ
ヘッド。
6. The carrier head of claim 2, wherein the gimbal mechanism includes a top that connects to the housing, a bottom that connects to the backing assembly, and the cushioning material separates the top from the bottom.
【請求項7】 緩衝材料が、感圧型接着剤を使用して頂
部と底部の少なくとも1つに取り付けられた請求項6に
記載のキャリヤヘッド。
7. The carrier head of claim 6, wherein the cushioning material is attached to at least one of the top and bottom using a pressure sensitive adhesive.
【請求項8】 緩衝材料が全般的に環状の本体を形成す
る請求項6に記載のキャリヤヘッド。
8. The carrier head of claim 6, wherein the cushioning material forms a generally annular body.
【請求項9】 ジンバル機構が、ハウジングにバッキン
グ組立体をジンバル運動するように、たわみリングの平
面に、垂直な方向で曲がる実質的に平らなたわみリング
を含み、緩衝材料がたわみリングに取り付けられた請求
項2に記載のキャリヤヘッド。
9. A gimbal mechanism includes a substantially flat flexure ring that bends in a direction perpendicular to the plane of the flexure ring to gimbal the backing assembly to the housing, and the cushioning material is attached to the flexure ring. The carrier head according to claim 2,
【請求項10】 緩衝材料がジンバル機構とバッキング
組立体との間のロードパス内にある請求項2に記載のキ
ャリヤヘッド。
10. The carrier head of claim 2, wherein the cushioning material is in the load path between the gimbal mechanism and the backing assembly.
【請求項11】 ジンバル機構が、ハウジングにバッキ
ング組立体をジンバル運動させるために、たわみリング
の平面に、垂直な方向で曲がる実質的に平らなたわみリ
ングを含み、たわみリングに緩衝材料が接する請求項1
0に記載のキャリヤヘッド。
11. The gimbal mechanism includes a substantially flat flexure ring that bends in a direction perpendicular to the plane of the flexure ring for gimbaling the backing assembly to the housing, and the cushioning material contacts the flexure ring. Item 1
The carrier head according to 0.
【請求項12】 たわみリングが緩衝材料に延びる複数
の突起物を含む請求項11に記載のキャリヤヘッド。
12. The carrier head of claim 11, wherein the flexure ring includes a plurality of protrusions extending into the cushioning material.
【請求項13】 たわみリングが緩衝材料に延びるフラ
ンジを含む請求項11に記載のキャリヤヘッド。
13. The carrier head of claim 11, wherein the flexure ring includes a flange extending into the cushioning material.
【請求項14】 ハウジングがブッシングを提供し、ジ
ンバル機構がブッシングに延びるジンバルロッドを含
み、ブッシングによって、ジンバルロッドが横に移動す
るのを防止する一方、ジンバルロッドが垂直に移動する
ことができるようになっている請求項2に記載のキャリ
ヤヘッド。
14. The housing provides a bushing and the gimbal mechanism includes a gimbal rod extending to the bushing to prevent the gimbal rod from moving laterally while allowing the gimbal rod to move vertically. The carrier head according to claim 2, wherein:
【請求項15】 緩衝材料が粘弾性である請求項1に記
載のキャリヤヘッド。
15. The carrier head of claim 1, wherein the cushioning material is viscoelastic.
【請求項16】 変形にされるとき、緩衝材料がその本
来の形にリバウンドされない請求項15に記載のキャリ
ヤヘッド。
16. The carrier head of claim 15, wherein the cushioning material does not rebound to its original shape when deformed.
【請求項17】 緩衝材料が変形の6パーセント未満で
リバウンドされる請求項16に記載のキャリヤヘッド。
17. The carrier head of claim 16, wherein the cushioning material is rebound with less than 6 percent of deformation.
【請求項18】 研摩パッドと、 基板をポリッシング表面に配置するためのキャリヤヘッ
ドであって基板サポート表面を有するバッキング組立体
を含むキャリヤヘッドと、 回転軸を中心としてドライブシャフトと伴に回転するド
ライブシャフトに接続可能なハウジングと、 バッキング組立体からハウジングへの振動の伝達を低減
するための、バッキング組立体とハウジングとの間のロ
ードパスでの緩衝材料と、を含む化学的機械的研磨装
置。
18. A polishing pad, a carrier head for positioning a substrate on a polishing surface, the carrier head including a backing assembly having a substrate support surface, and a drive rotating with a drive shaft about an axis of rotation. A chemical mechanical polishing apparatus including a housing connectable to a shaft and a cushioning material in a load path between the backing assembly and the housing to reduce transmission of vibrations from the backing assembly to the housing.
【請求項19】 キャリヤヘッドがバッキング組立体と
ハウジングとの間にジンバル機構を更に含み、 バッキング組立体がハウジングに関してジンバル運動す
ることができるようにする請求項18に記載の装置。。
19. The apparatus of claim 18, wherein the carrier head further includes a gimbal mechanism between the backing assembly and the housing to allow the backing assembly to gimbal with respect to the housing. .
【請求項20】 ジンバル機構がハウジングに接続する
頂部、バッキング組立体に接続する底部を含み、緩衝材
料は底部から頂部を分離する請求項19に記載の装置。
20. The apparatus of claim 19, wherein the gimbal mechanism includes a top that connects to the housing, a bottom that connects to the backing assembly, and the cushioning material separates the top from the bottom.
【請求項21】 緩衝材料がジンバル機構とバッキング
組立体との間にあるロードパスである請求項19に記載
の装置。
21. The device of claim 19, wherein the cushioning material is a load path between the gimbal mechanism and the backing assembly.
【請求項22】 緩衝材料が粘弾性材である請求項18
に記載の装置。
22. The cushioning material is a viscoelastic material.
The device according to.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009107094A (en) * 2007-10-31 2009-05-21 Shin Etsu Handotai Co Ltd Workpiece polishing head, and polishing apparatus having the workpiece polishing head
JP2009202325A (en) * 2008-02-29 2009-09-10 Shin Etsu Handotai Co Ltd Polishing head, polishing device, and polishing method
JP2015136737A (en) * 2014-01-21 2015-07-30 株式会社荏原製作所 Substrate holding device and polishing device
DE102017223821A1 (en) 2017-01-10 2018-07-12 Fujikoshi Machinery Corp. WORK POLISHING HEAD
WO2022196631A1 (en) * 2021-03-17 2022-09-22 ミクロ技研株式会社 Polishing head, and polishing treatment device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101455940B1 (en) * 2013-07-22 2014-10-28 주식회사 엘지실트론 Wafer polishing apparatus

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009107094A (en) * 2007-10-31 2009-05-21 Shin Etsu Handotai Co Ltd Workpiece polishing head, and polishing apparatus having the workpiece polishing head
KR101486780B1 (en) 2007-10-31 2015-01-28 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 Work polishing head, and polishing apparatus having the polishing head
JP2009202325A (en) * 2008-02-29 2009-09-10 Shin Etsu Handotai Co Ltd Polishing head, polishing device, and polishing method
JP2015136737A (en) * 2014-01-21 2015-07-30 株式会社荏原製作所 Substrate holding device and polishing device
KR101849824B1 (en) * 2014-01-21 2018-04-17 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 Substrate holding apparatus and polishing apparatus
DE102017223821A1 (en) 2017-01-10 2018-07-12 Fujikoshi Machinery Corp. WORK POLISHING HEAD
KR20180082311A (en) 2017-01-10 2018-07-18 후지코시 기카이 고교 가부시키가이샤 Work polishing head
US10668593B2 (en) 2017-01-10 2020-06-02 Fujikoshi Machinery Corp. Work polishing head
WO2022196631A1 (en) * 2021-03-17 2022-09-22 ミクロ技研株式会社 Polishing head, and polishing treatment device
KR20230133402A (en) * 2021-03-17 2023-09-19 미크로 기켄 가부시키가이샤 Polishing head and polishing processing device
KR102650422B1 (en) 2021-03-17 2024-03-22 미크로 기켄 가부시키가이샤 Polishing head and polishing processing device

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