JP2004253725A - Wafer polishing device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はウェーハの研磨装置に係り、特に、化学的機械研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing )によるウェーハの研磨に好適に使用できるウェーハ研磨装置に関する。
【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ェーハの大口径化も進行してきている。そのため、従来のように、パターンを形成した層の上にそのまま次の層のパターンを形成しようとした場合、前の層の凹凸のために次の層では良好なパターンを形成することが難しく、欠陥などが生じやすかった。
【0003】
そこで、パターンを形成した層の表面を平坦化し、その後で次の層のパターンを形成することが行われている。この場合の平坦化手段として、CMP法によるウェーハの研磨装置が用いられている。
【0004】
このCMP法によるウェーハの研磨装置として、表面に研磨パッドが貼付された円盤状の研磨定盤と、ウェーハの一面を保持してウェーハの他面を研磨パッドに当接させるウェーハキャリアとを有し、研磨定盤を回転させるとともに、ウェーハキャリアを回転させながらウェーハを研磨パッドに当接させ、研磨パッドとウェーハとの間に研磨材であるスラリを供給しながら、ウェーハの他面を研磨するCMP研磨装置が一般に広く知られている。
【0005】
ウェーハを保持するウェーハキャリアには、ウェーハにエアによる押圧力を付与するバックプレートと、ウェーハの径方向の移動を規制するとともに研磨パッドを押圧するリテーナリングと、ウェーハ吸着用の吸着口を有するとともにウェーハに接触してバックプレートからのエアの押圧力をウェーハに伝達する保護シートと、を有し、ウェーハの裏面がバックプレートの硬い面に直接接触して傷が付くのを防止したものが公知である(たとえば、特許文献1参照。)。
【0006】
このウェーハキャリアでは、バックプレートから噴射されるエアの圧力が保護シートを介してウェーハに伝えられ、ウェーハを研磨パッドに押圧する構造となっている。そのため、保護シートはウェーハを一様に押圧する必要があり、伸び難い性質を持ちながらも曲げやすい性質を持つ材質で形成されている。
【0007】
保護シートにはウェーハ吸着用の吸着口が形成されており、ウェーハの搬送時にウェーハを吸着保持するために使用される。ウェーハを搬送する場合は、まずウェーハをウェーハキャリアのリテーナリング内に配置し、バックプレートのエア吸引口からエアを吸引して、保護シートの内側を減圧状態にする。
【0008】
この保護シート内側の減圧雰囲気により、ウェーハは保護シート表面に密着し、この状態で搬送される。研磨パッドの上面に搬送されたウェーハは、エアの吸引が解除され、バックプレートのエア吸引口が今度はエア噴射口に変わり、ウェーハは保護シートを介した押圧力を受けて研磨パッドに押圧され、研磨が開始される。
【0009】
【特許文献1】
特開2000−317819号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、保護シートは、研磨の際にはウェーハを研磨パッドに押圧すべくエアの圧力が加えられ、ウェーハの搬送の際にはウェーハを吸引すべく減圧力が加えられる。そして、長期間の運転によるこの繰り返しにより徐々にたるみを生じてくることが多い。その結果、ウェーハが保護シート表面に密着しにくく、又は、保護シートがバックプレート表面に密着しにくく、搬送不良となる問題点が指摘されている。
【0011】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、エア等の流体による加圧でウェーハの研磨を行なえるとともに、研磨終了の際に、又は研磨開始の際に、誤動作なく、ウェーハを確実に吸着して搬送できるウェーハ研磨装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、スラリを供給しながら、ウェーハキャリアに保持されたウェーハを回転する研磨パッドに当接させて研磨するウェーハ研磨装置において、前記ウェーハキャリアは、ウェーハに押圧力を付与するバックプレートと、ウェーハの径方向の移動を規制するとともに前記研磨パッドを押圧するリテーナリングと、ウェーハ吸着用の吸着口を有するとともにウェーハに接触して前記バックプレートからの押圧力をウェーハに伝達する保護シートと、を有し、前記バックプレートの、前記保護シートの吸着口に対応する位置には流体吐出用及び流体吸引用の通気孔が設けられ、前記保護シートの吸着口に対応する位置に貫通孔を有するシート材が、前記保護シートの上面に接して又は前記バックプレートの下面に接して設けられていることを特徴とするウェーハ研磨装置を提供する。
【0013】
本発明によれば、バックプレートの、保護シートの吸着口に対応する位置には流体吐出用及び流体吸引用の通気孔が設けられ、更に、保護シートの吸着口に対応する位置に貫通孔を有するシート材が、保護シートの上面に接して又はバックプレートの下面に接して設けられているので、バックプレートと保護シートとの間にこのシート材が介在することになる。その結果、たとえ保護シートにたるみを生じても、このシート材の存在により、ウェーハの保護シート表面への密着性が向上するのみならず、バックプレートと保護シートとの密着性も向上することとなる。したがって、エア等の流体による加圧でウェーハの研磨を行なえるとともに、研磨終了の際に、又は研磨開始の際に、誤動作なく、ウェーハを確実に吸着して搬送できる。
【0014】
なお、このようなウェーハ研磨装置の加圧及び減圧は、通常はエアにより行うのが一般的であるが、流体吸引用の通気孔とあるように、本発明は、必ずしもエアによる加圧及び減圧に限定されず、他の流体、たとえば、窒素ガス、水、作動油等の流体による加圧及び減圧にも適用できる。
【0015】
本発明において、前記シート材の硬度が、JIS K6301Aで規定する試験法で90以下であることが好ましい。このような硬度のシート材であれば、押圧等により変形しやすく、保護シートにたるみを生じていても、このたるみを吸収してウェーハの保護シート表面への密着性をより向上させるからである。
【0016】
なお、シート材の硬度が、JIS K6301Aで規定する試験法で80以下であることがより好ましく、70以下であることが更に好ましい。
【0017】
また、本発明において、前記シート材の表面粗さが、JIS B0601で規定するRaで5μm以下であることが好ましい。このような表面粗さのシート材であれば、バックプレート又は保護シートと接した際に、両者の密着状態を良好にでき、ウェーハの保護シート表面への密着性をより向上させるからである。
【0018】
なお、シート材の表面粗さが、JIS B0601で規定するRaで3μm以下であることがより好ましく、1μm以下であることが更に好ましい。
【0019】
また、本発明において、前記シート材が、前記保護シートの吸着口又は前記バックプレートの通気孔の周囲の所定範囲にのみ接する環状であることが好ましい。このように、保護シートの吸着口又はバックプレートの通気孔の周囲の所定範囲にのみ存在するシート材であれば、バックプレート又は保護シートとの密着状態を良好にでき、ウェーハの保護シート表面への密着性をより向上させるからである。
【0020】
また、本発明において、前記バックプレートの通気孔の周囲には凹陥部が形成されており、該凹陥部に前記シート材が配されることにより、前記バックプレートの下面と前記シート材の下面とが面一となっていることが好ましい。このように、バックプレートの下面とシート材の下面とが面一となっていれば、ウェーハの保護シート表面への密着性をより向上させる効果に加え、バックプレートと保護シートとで形成される空間の厚さをコンパクトにできる効果も得られるからである。
【0021】
また、本発明において、前記保護シートの吸着口と略同一サイズの孔を有し、前記保護シートより厚さが小である環状部材が前記保護シートの吸着口の近傍又は前記バックプレートの通気孔の近傍に配され、前記環状部材の周縁が前記保護シート又は前記バックプレートに気密状態で固着されていることが好ましい。このように、保護シートより厚さが小である環状部材が保護シートの吸着口の近傍又はバックプレートの通気孔の近傍に気密状態で固着されていれば、この環状部材を介してバックプレートと保護シートとが連結される。これにより、ウェーハの保護シート表面への密着性をより向上させることができる。
【0022】
また、本発明において、ウェーハを前記ウェーハキャリアで保持した際に、前記保護シートの吸着口がウェーハ外周部より50mm以上内側に位置するように設けられていることが好ましい。
【0023】
このような位置に保護シートの吸着口を設けることにより、ウェーハと保護シートとのシールに必要な充分な距離が確保できるからである。また、このような構成であれば、研磨の際に加圧用に供給される流体(通常はエア)がウェーハと保護シートとの隙間から流出しにくい。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って、本発明に係るウェーハ研磨装置の好ましい実施の形態について詳説する。なお、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。
【0025】
図1は、 本発明に係るウェーハ研磨装置の一実施形態を示す断面図である。ウェーハ研磨装置10では、同図に示されるように、回転する研磨定盤11の表面に研磨パッド12が貼付されている。研磨パッド12の上方にはウェーハキャリア20が、ウェーハWを保持しながら回転し、ウェーハWを研磨パッド12に当接させるように配置されている。
【0026】
ウェーハキャリア20は、キャリア本体21、バックプレート22、リテーナリング23、保護シート24(図2参照)、バックプレート用エアバッグ28及びリテーナーリング用エアバッグ29で構成されている。
【0027】
バックプレート用エアバッグ28は、ゴムシート27とキャリア本体21とで形成される空間で、エアライン50Cからエアが供給され、バックプレート22を研磨パッド12に向けて加圧する。リテーナーリング用エアバッグ29は、ゴムシート27とキャリア本体21とで形成される空間で、バックプレート用エアバッグ28よりも外周側に設けられる。このリテーナーリング用エアバッグ29には、エアライン50Dからエアが供給され、リテーナリング23を研磨パッド12に向けて押圧する。
【0028】
図2は、ウェーハキャリア20のウェーハWの加圧機構部を表わす拡大断面図である。バックプレート22の下面には外周部に流体吐出用の通気孔であるエア噴出口22A、22A…が、中央部には流体吐出用及び流体吸引用の通気孔であるエア噴出口22B、22B…が形成されている。エア噴出口22A、22A…はレギュレータ54を経由してメインエア経路55に、エア噴出口22B、22B…はレギュレータ51を経由してサブエア経路52に接続されている。サブエア経路52は切替バルブ56によって正圧ライン53とレギュレータ57を経由した負圧ライン58又は大気開放ライン59とに接続換えされる。
【0029】
リテーナーリング23はウェーハWの径方向の動きを規制するとともに、研磨パッド12を押圧してその表面を安定させる役目を果たしている。
【0030】
保護シート24は、周縁部でリテーナーリング23に保持されており、ウェーハWが硬いバックプレート22に直接接触することを防止し、ウェーハWに当接してバックプレート22からのエア圧をウェーハWに伝達する。バックプレート22から噴射されたエアはバックプレート22とリテーナーリング23との隙間23Aから外部に排気される。メインエア経路55によるエアの圧力とサブエア経路52によるエアの圧力とをそれぞれ調整することによって、ウェーハWの研磨形状が制御される。
【0031】
正圧ライン53、負圧ライン58又は大気開放ライン59との切替えや、メインエア経路55によるエアの圧力とサブエア経路52によるエアの圧力、及び負圧ライン58による吸引圧力は、CPU60によってそれぞれ最適に制御される。
【0032】
保護シート24にはウェーハ吸着用の吸着口24A(図3参照)が形成されており、ウェーハWの搬送時にウェーハWを吸着保持するために使用される。すなわち、ウェーハWの吸着時は切替バルブ56がサブエア経路52を負圧ライン58に切替え、吸着口24Aを経由してウェーハWに吸引力を伝達する。
【0033】
ウェーハキャリア20は以上のように構成され、このウェーハキャリア20で保持したウェーハWを研磨定盤11上の研磨パッド12に押し付けて、研磨定盤11とウェーハキャリア20とをそれぞれ回転させながら、研磨パッド12上にスラリを供給することにより、ウェーハWが研磨される。
【0034】
図3は、保護シート24とリテーナリング23を示す下面図である。保護シート24は、ウェーハWのウェーハキャリア20に保持される面を保護するとともに、バックプレート22からのエア圧を伝達してウェーハWを一様に押圧する必要があるため、伸び難い性質を持ちながらも、曲げやすい性質を持つ薄い材料でできている。また、スラリに含まれる酸又はアルカリへの耐性も必要である。
【0035】
保護シート24の材質は、たとえば、テフロン(du Pont 社の商標、ポリ四ふっ化エチレン)フィルム、PEТ(ポリエチレンテレフタレート)フィルム、PFA(四ふっ化パーフルオロアルキルビニルエーテル)フィルム、ポリエチレンフィルム、ポリエステルフィルム、シリコンゴムフィルム等が好ましい。
【0036】
保護シート24には中心部に吸着口24Aが形成されている。なお、保護シート24に形成される吸着口24Aの位置及び個数は、これ以外の態様を採ることもできる。たとえば、保護シート24の中心部に吸着口24Aが形成され、これを覆うように、円周上に4個の吸着口24A、24A…が形成される構成であってもよい。但し、既述のように、保護シート24の吸着口24A、24A…がウェーハWの外周部より50mm以上内側に位置するように設けられることが好ましい。
【0037】
保護シート24のリテーナリング23への固定は、図4に示される概念図のように行われる。同図において、(a)は拡大底面図であり、(b)は(a)のAA’線断面図である。リテーナリング23は上部23Aと下部23Bとに分割されており、固定ボルト40、40…により一体化される。保護シート24はこの上部23Aと下部23Bとに挟み込まれることにより固定される。
【0038】
更に、リテーナリング23には、保護シート24の張力調整機構が設けられており、保護シート24に撓みを生じた場合に対処できるようになっている。この張力調整機構は、上部23A下面に形成された嵌合溝42と、下部23Bに貫通して設けられたねじ孔44と、ねじ孔44に螺合する、先端に突起部46Aを有するボルト46とより構成される。保護シート24に撓みを生じた場合には、ボルト46を締め込むことにより、保護シート24が嵌合溝42内に引き込まれ、保護シート24に張力が付与される。
【0039】
なお、図4(b)に示されるように、下部23Bの貫通孔23Dは、ボルト46の頭部がリテーナリング23の下面より突出しないように、段差状に形成されており、図示しない固定ボルト40用の貫通孔も、同様に、固定ボルト40の頭部がリテーナリング23の下面より突出しないように、段差状に形成されている。
【0040】
なお、本実施の形態では、保護シート24をリテーナーリング23にボルト40等を使用して固定しているが、これ以外の方法、たとえば、接着剤で接着して固定してもよい。
【0041】
次に、本発明における、ウェーハの保護シート24表面への密着性を向上させる構成について説明する。図5は、第1の実施形態を示す要部断面図である。このうち、(a)は、ウェーハ搬送時にウェーハWを吸着している状態を示しており、(b)は、ウェーハWの研磨をしている状態を示している。なお、図中の矢印は、エアの流れる方向を示している。
【0042】
この構成において、バックプレート22の、保護シート24の吸着口24Aに対応する位置にはエア噴出口22Bが配されている。更に、保護シート24の吸着口24Aに対応する位置に貫通孔70Aを有するシート材70がバックプレート22の下面に設けられている。このシート材70は、バックプレート22の通気孔22Bの周囲の所定範囲にのみ接する環状であり、バックプレート22の通気孔22Bの周囲に形成された凹陥部22Cに配され、バックプレート22の下面とシート材70の下面とが面一となっている。
【0043】
シート材70は、硬度がJIS K6301Aで規定する試験法で90以下であるものが好ましく、また、表面粗さがJIS B0601で規定するRaで5μm以下であるものが好ましく使用できる。但し、この範囲を外れるものであっても多少効果が劣るものの、所定の効果は得られる。シート材70の厚さは、0.5mm以上が好ましく、1mm以上がより好ましい。
【0044】
シート材70の材質としては、上記の諸条件を満たすものであれば、特に制限はないが、たとえば、クロロプレンゴム、シリコーンゴム等のゴム材が好ましく使用できる。
【0045】
以上のような構成とすることにより、バックプレート22と保護シート24との間に所定硬度のシート材70が介在することになる。その結果、たとえ保護シート24にたるみを生じても、このシート材80と保護シート24とは密着しやすく、気密性が確保でき、これにより、ウェーハWの保護シート24の表面への密着性が向上することとなる。したがって、図5(b)に示されるように、エア等の流体による加圧でウェーハの研磨を行なえるとともに、研磨終了の際に、又は研磨開始の際に、図5(a)に示されるように、誤動作なく、ウェーハWを確実に吸着して搬送できる。なお、図5(a)は、実際よりも強調して図示してあり、保護シート24の変形はこれ程大きくはない。
【0046】
図6は、第2の実施形態を示す要部断面図である。このうち、(a)は、ウェーハ搬送時にウェーハWを吸着している状態を示しており、(b)は、ウェーハWの研磨をしている状態を示している。なお、図中の矢印は、エアの流れる方向を示している。
【0047】
この構成において、バックプレート22の、保護シート24の吸着口24Aに対応する位置にはエア噴出口22Bが配されている。更に、保護シート24の吸着口24Aに対応する位置に貫通孔80Aを有するシート材80が保護シート24の上面に設けられている。このシート材80は、保護シート24の吸着口24Aの周囲の所定範囲にのみ接する環状である。
【0048】
シート材80は、硬度がJIS K6301Aで規定する試験法で90以下であるものが好ましく、また、表面粗さがJIS B0601で規定するRaで5μm以下であるものが好ましく使用できる。但し、この範囲を外れるものであっても多少効果が劣るものの、所定の効果は得られる。シート材80の厚さは、0.05〜1mmが好ましく、0.1〜0.5mmがより好ましい。
【0049】
シート材80の材質としては、上記の諸条件を満たすものであれば、特に制限はないが、たとえば、クロロプレンゴム、シリコーンゴム等のゴム材が好ましく使用できる。
【0050】
以上のような構成とすることにより、バックプレート22と保護シート24との間に所定硬度のシート材80が介在することになる。その結果、たとえ保護シート24にたるみを生じても、このシート材80とバックプレート22とは密着しやすく、気密性が確保でき、これにより、ウェーハWの保護シート24の表面への密着性が向上することとなる。したがって、図6(b)に示されるように、エア等の流体による加圧でウェーハの研磨を行なえるとともに、研磨終了の際に、又は研磨開始の際に、図6(a)に示されるように、誤動作なく、ウェーハWを確実に吸着して搬送できる。なお、図6(a)は、実際よりも強調して図示してあり、保護シート24の変形はこれ程大きくはない。
【0051】
図7は、第3の実施形態を示す要部断面図である。このうち、(a)は、ウェーハ搬送時にウェーハWを吸着している状態を示しており、(b)は、ウェーハWの研磨をしている状態を示している。なお、図中の矢印は、エアの流れる方向を示している。
【0052】
この構成において、バックプレート22の、保護シート24の吸着口24Aに対応する位置にはエア噴出口22Bが配されている。更に、保護シート24の吸着口24Aに対応する位置に貫通孔70Aを有するシート材70がバックプレート22の下面に設けられている。このシート材70は、バックプレート22の通気孔22Bの周囲の所定範囲にのみ接する環状であり、バックプレート22の通気孔22Bの周囲に形成された凹陥部22Cに配され、バックプレート22の下面とシート材70の下面とが面一となっている。以上の構成は、図5に示される第1の実施形態と同一である。
【0053】
本構成では、更に、保護シート24の吸着口24Aと略同一サイズの孔90Aを有し、保護シート24より厚さが小である環状部材90が保護シート24の吸着口24Aの近傍に配され、かつ、環状部材90の周縁が保護シート24に気密状態で固着されている構成を採用している。
【0054】
第1の実施形態と同様に、シート材70は、硬度がJIS K6301Aで規定する試験法で90以下であるものが好ましく、また、表面粗さがJIS B0601で規定するRaで5μm以下であるものが好ましく使用できる。但し、この範囲を外れるものであっても多少効果が劣るものの、所定の効果は得られる。シート材70の厚さは、0.5mm以上が好ましく、1mm以上がより好ましい。
【0055】
シート材70の材質としては、上記の諸条件を満たすものであれば、特に制限はないが、たとえば、クロロプレンゴム、シリコーンゴム等のゴム材が好ましく使用できる。
【0056】
環状部材90は、保護シート24より厚さが小であるもので、かつ、シート材70との間で気密性が保てるような柔軟な材料であることが好ましい。環状部材90の厚さとしては、保護シート24より厚さが小であるという以外に特に制限はないが、具体的には0.25mm以下であることが好ましい。
【0057】
環状部材90の材質としては、たとえば、テフロン(du Pont 社の商標、ポリ四ふっ化エチレン)フィルム、PEТ(ポリエチレンテレフタレート)フィルム、PFA(四ふっ化パーフルオロアルキルビニルエーテル)フィルム、ポリエチレンフィルム、ポリエステルフィルム、シリコンゴムフィルム等が採用できる。
【0058】
環状部材90の周縁を保護シート24に気密状態で固着させる手段としては、環状部材90及び保護シート24の材質によって左右されるが、一般的には、接着剤による接着、両面接着テープによる接着、熱圧着等、公知の各種手段が採用できる。
【0059】
以上のような構成とすることにより、バックプレート22と保護シート24との間に所定硬度のシート材70及び保護シート24より薄い環状部材90が介在することになる。その結果、たとえ保護シート24にたるみを生じても、環状部材90がシート材70に密着することにより気密性が確保でき、ウェーハWの保護シート24の表面への密着性が向上することとなる。したがって、図7(b)に示されるように、エア等の流体による加圧でウェーハの研磨を行なえるとともに、研磨終了の際に、又は研磨開始の際に、図7(a)に示されるように、誤動作なく、ウェーハWを確実に吸着して搬送できる。なお、図7(a)は、実際よりも強調して図示してあり、環状部材90の変形はこれ程大きくはない。
【0060】
以上、本発明に係るウェーハ研磨装置の実施形態の例について説明したが、本発明は上記実施形態の例に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。たとえば、図5〜図7に示されるシート材70、80は、保護シートの吸着口24A又はバックプレートの通気孔22Bの周囲の所定範囲にのみ接する環状であるが、保護シート24又はバックプレート22の略全面を覆うサイズとする態様も採り得る。このようにしても、所定の効果が得られるからである。
【0061】
また、図6に示されるシート材80が保護シート24の上面に接して設けられているが、これに代えて、シート材80をバックプレート22の下面に接して設けられる構成も採用できる。このようにしても、略同様の効果が得られるからである。
【0062】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、バックプレートの、保護シートの吸着口に対応する位置には流体吐出用及び流体吸引用の通気孔が設けられ、更に、保護シートの吸着口に対応する位置に貫通孔を有するシート材が、保護シートの上面に接して又はバックプレートの下面に接して設けられているので、バックプレートと保護シートとの間にこのシート材が介在することになる。その結果、たとえ保護シートにたるみを生じても、このシート材の存在により、ウェーハの保護シート表面への密着性が向上することとなる。したがって、エア等の流体による加圧でウェーハの研磨を行なえるとともに、研磨終了の際に、又は研磨開始の際に、誤動作なく、ウェーハを確実に吸着して搬送できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るウェーハ研磨装置の断面図
【図2】ウェーハキャリアのウェーハ押圧機構部を表わす拡大断面図
【図3】保護シートとリテーナリングを示す下面図
【図4】保護シートのリテーナリングへの固定方法を示す概念図
【図5】本発明の第1の実施形態を示す要部断面図
【図6】本発明の第2の実施形態を示す要部断面図
【図7】本発明の第3の実施形態を示す要部断面図
【符号の説明】
W…ウェーハ、10…ウェーハ研磨装置、11…研磨定盤、12…研磨パッド、20…ウェーハキャリア、21…キャリア本体、22…バックプレート、22A、22B…エア噴出口、23…リテーナリング、24…保護シート、24A…吸着口、70、80…シート材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wafer polishing apparatus, and more particularly, to a wafer polishing apparatus that can be suitably used for polishing a wafer by chemical mechanical polishing (CMP).
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the development of semiconductor technology, finer design rules and multilayer wiring have been promoted, and in order to reduce costs, the diameter of wafers has also been increasing. Therefore, as in the prior art, when trying to form the pattern of the next layer as it is on the layer on which the pattern is formed, it is difficult to form a good pattern in the next layer due to the unevenness of the previous layer, Defects were likely to occur.
[0003]
Therefore, the surface of the layer on which the pattern is formed is flattened, and thereafter, the pattern of the next layer is formed. In this case, as a flattening means, a wafer polishing apparatus using a CMP method is used.
[0004]
As a wafer polishing apparatus by this CMP method, there is a disk-shaped polishing platen with a polishing pad attached to the surface, and a wafer carrier that holds one surface of the wafer and abuts the other surface of the wafer against the polishing pad. The polishing of the other surface of the wafer while rotating the polishing platen and rotating the wafer carrier to bring the wafer into contact with the polishing pad and supplying a slurry as an abrasive between the polishing pad and the wafer. Polishing apparatuses are generally widely known.
[0005]
The wafer carrier that holds the wafer has a back plate that applies a pressing force by air to the wafer, a retainer ring that regulates the radial movement of the wafer and presses the polishing pad, and a suction port for wafer suction. A protection sheet that contacts the wafer and transmits the pressing force of air from the back plate to the wafer, and a protection sheet that prevents the back surface of the wafer from directly contacting the hard surface of the back plate to prevent scratching (For example, see Patent Document 1).
[0006]
The wafer carrier has a structure in which the pressure of the air injected from the back plate is transmitted to the wafer via the protective sheet and presses the wafer against the polishing pad. For this reason, the protective sheet needs to press the wafer uniformly, and is formed of a material that has a property that it is difficult to stretch but is easily bent.
[0007]
The protection sheet is formed with a suction port for sucking a wafer, and is used to hold the wafer by suction when the wafer is transferred. When transporting a wafer, the wafer is first placed in a retainer ring of a wafer carrier, and air is sucked from an air suction port of a back plate to reduce the pressure inside the protective sheet.
[0008]
Due to the reduced-pressure atmosphere inside the protective sheet, the wafer comes into close contact with the surface of the protective sheet and is transported in this state. The wafer conveyed to the upper surface of the polishing pad is released from the air suction, the air suction port on the back plate is changed to an air injection port, and the wafer is pressed against the polishing pad by receiving the pressing force via the protective sheet. Then, polishing is started.
[0009]
[Patent Document 1]
JP 2000-317819 A
[Problems to be solved by the invention]
However, air pressure is applied to the protective sheet to press the wafer against the polishing pad during polishing, and decompression force is applied to suction the wafer during wafer transfer. In addition, in many cases, the repetition due to the long-term operation gradually causes sag. As a result, it has been pointed out that the wafer hardly adheres to the surface of the protective sheet, or that the protective sheet hardly adheres to the surface of the back plate, resulting in poor transport.
[0011]
The present invention has been made in view of such circumstances, and can perform polishing of a wafer by pressurization with a fluid such as air, at the end of polishing, or at the start of polishing, without malfunction, the wafer. It is an object of the present invention to provide a wafer polishing apparatus capable of reliably sucking and transferring.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a wafer polishing apparatus for polishing a wafer held in a wafer carrier by contacting the wafer with a rotating polishing pad while supplying slurry, wherein the wafer carrier presses the wafer. A back plate that applies pressure, a retainer ring that regulates movement of the wafer in the radial direction and presses the polishing pad, and has a suction port for wafer suction and contacts the wafer and reduces the pressing force from the back plate. A protective sheet for transmitting to the wafer, and a vent hole for fluid discharge and fluid suction is provided at a position of the back plate corresponding to the suction port of the protection sheet. A sheet material having a through hole at a corresponding position is in contact with the upper surface of the protective sheet or on the lower surface of the back plate. To provide a wafer polishing apparatus according to claim is provided with.
[0013]
According to the present invention, a vent hole for fluid discharge and fluid suction is provided at a position of the back plate corresponding to the suction port of the protection sheet, and a through-hole is provided at a position corresponding to the suction port of the protection sheet. Since the sheet material provided is provided in contact with the upper surface of the protection sheet or the lower surface of the back plate, the sheet material is interposed between the back plate and the protection sheet. As a result, even if sagging occurs in the protective sheet, the presence of this sheet material not only improves the adhesion of the wafer to the protective sheet surface, but also improves the adhesion between the back plate and the protective sheet. Become. Therefore, the wafer can be polished by pressurization with a fluid such as air, and the wafer can be reliably sucked and transferred without malfunction at the end of polishing or at the start of polishing.
[0014]
The pressurization and depressurization of such a wafer polishing apparatus are generally performed by air, but the present invention is not necessarily limited to the pressurization and depressurization by air, as with a vent hole for fluid suction. However, the present invention can be applied to pressurization and decompression by other fluids such as a fluid such as nitrogen gas, water, and hydraulic oil.
[0015]
In the present invention, the hardness of the sheet material is preferably 90 or less according to a test method specified in JIS K6301A. If the sheet material has such a hardness, the sheet is easily deformed by pressing or the like, and even if the protective sheet is sagged, the sag is absorbed and the adhesion of the wafer to the protective sheet surface is further improved. .
[0016]
The hardness of the sheet material is more preferably 80 or less, and even more preferably 70 or less, according to a test method specified in JIS K6301A.
[0017]
Further, in the present invention, it is preferable that the surface roughness of the sheet material is 5 μm or less in Ra specified in JIS B0601. If the sheet material has such a surface roughness, when the sheet material comes into contact with the back plate or the protection sheet, the close contact between them can be improved, and the adhesion of the wafer to the protection sheet surface is further improved.
[0018]
In addition, the surface roughness of the sheet material is more preferably 3 μm or less, more preferably 1 μm or less in terms of Ra specified in JIS B0601.
[0019]
In the present invention, it is preferable that the sheet material has an annular shape in contact with only a predetermined range around a suction port of the protection sheet or a ventilation hole of the back plate. As described above, if the sheet material exists only in a predetermined range around the suction hole of the protection sheet or the ventilation hole of the back plate, the state of close contact with the back plate or the protection sheet can be improved, and the surface of the protection sheet of the wafer can be formed. This is because the adhesiveness of the film is further improved.
[0020]
Further, in the present invention, a concave portion is formed around the ventilation hole of the back plate, and the lower surface of the back plate and the lower surface of the sheet material are formed by disposing the sheet material in the concave portion. Are preferably flush. As described above, if the lower surface of the back plate and the lower surface of the sheet material are flush, in addition to the effect of further improving the adhesion of the wafer to the surface of the protective sheet, the back plate and the protective sheet are formed. This is because the effect of making the thickness of the space compact can be obtained.
[0021]
Further, in the present invention, the annular member having a hole having substantially the same size as the suction port of the protection sheet and having a thickness smaller than that of the protection sheet is provided near the suction port of the protection sheet or the ventilation hole of the back plate. It is preferable that the peripheral edge of the annular member is fixed to the protective sheet or the back plate in an airtight state. As described above, if the annular member having a thickness smaller than that of the protective sheet is air-tightly fixed in the vicinity of the suction port of the protective sheet or in the vicinity of the ventilation hole of the back plate, the back plate is connected to the back plate through the annular member. The protection sheet is connected. Thereby, the adhesion of the wafer to the surface of the protective sheet can be further improved.
[0022]
Further, in the present invention, it is preferable that when the wafer is held by the wafer carrier, the suction port of the protective sheet is provided so as to be located at least 50 mm inside the outer peripheral portion of the wafer.
[0023]
Providing a suction port for the protection sheet at such a position can ensure a sufficient distance required for sealing between the wafer and the protection sheet. With such a configuration, the fluid (usually air) supplied for pressurization during polishing is less likely to flow out of the gap between the wafer and the protective sheet.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a wafer polishing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same members are given the same numbers or symbols.
[0025]
FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of a wafer polishing apparatus according to the present invention. In the
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view illustrating a pressure mechanism of the wafer W of the
[0029]
The
[0030]
The
[0031]
Switching between the
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
FIG. 3 is a bottom view showing the
[0035]
The material of the
[0036]
The
[0037]
The fixing of the
[0038]
Further, the
[0039]
As shown in FIG. 4B, the through
[0040]
In the present embodiment, the
[0041]
Next, a configuration for improving the adhesion of the wafer to the surface of the
[0042]
In this configuration, an
[0043]
The
[0044]
The material of the
[0045]
With the above configuration, the
[0046]
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part showing the second embodiment. Among them, (a) shows a state in which the wafer W is being sucked when the wafer is transferred, and (b) shows a state in which the wafer W is being polished. The arrows in the figure indicate the direction in which the air flows.
[0047]
In this configuration, an
[0048]
The
[0049]
The material of the
[0050]
With the above configuration, the
[0051]
FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part showing the third embodiment. Among them, (a) shows a state in which the wafer W is being sucked when the wafer is transferred, and (b) shows a state in which the wafer W is being polished. The arrows in the figure indicate the direction in which the air flows.
[0052]
In this configuration, an
[0053]
In this configuration, an
[0054]
As in the first embodiment, the
[0055]
The material of the
[0056]
It is preferable that the
[0057]
Examples of the material of the
[0058]
Means for fixing the peripheral edge of the
[0059]
With the above configuration, the
[0060]
As described above, the example of the embodiment of the wafer polishing apparatus according to the present invention has been described, but the present invention is not limited to the example of the above embodiment, and various aspects can be adopted. For example, the
[0061]
Although the
[0062]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, at the position corresponding to the suction port of the protection sheet, the vent hole for discharging fluid and suction of the fluid is provided at the position corresponding to the suction port of the protection sheet. Since a sheet material having a through hole at a position where the sheet material is provided is in contact with the upper surface of the protection sheet or the lower surface of the back plate, the sheet material is interposed between the back plate and the protection sheet. . As a result, even if the protective sheet sags, the presence of the sheet material improves the adhesion of the wafer to the protective sheet surface. Therefore, the wafer can be polished by pressurization with a fluid such as air, and the wafer can be reliably sucked and transferred without malfunction at the end of polishing or at the start of polishing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a wafer polishing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a wafer pressing mechanism of a wafer carrier. FIG. 3 is a bottom view showing a protective sheet and a retainer ring. FIG. 5 is a conceptual view showing a method of fixing the protective sheet to the retainer ring. FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part showing a first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part showing a second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a sectional view of a main part showing a third embodiment of the present invention.
W: Wafer, 10: Wafer polishing apparatus, 11: Polishing table, 12: Polishing pad, 20: Wafer carrier, 21: Carrier body, 22: Back plate, 22A, 22B: Air ejection port, 23: Retainer ring, 24 ... Protective sheet, 24A ... Suction port, 70, 80 ... Sheet material
Claims (7)
前記ウェーハキャリアは、ウェーハに押圧力を付与するバックプレートと、ウェーハの径方向の移動を規制するとともに前記研磨パッドを押圧するリテーナリングと、ウェーハ吸着用の吸着口を有するとともにウェーハに接触して前記バックプレートからの押圧力をウェーハに伝達する保護シートと、を有し、
前記バックプレートの、前記保護シートの吸着口に対応する位置には流体吐出用及び流体吸引用の通気孔が設けられ、
前記保護シートの吸着口に対応する位置に貫通孔を有するシート材が、前記保護シートの上面に接して又は前記バックプレートの下面に接して設けられていることを特徴とするウェーハ研磨装置。While supplying the slurry, in a wafer polishing apparatus for polishing the wafer held in the wafer carrier by contacting the rotating polishing pad,
The wafer carrier has a back plate that applies a pressing force to the wafer, a retainer ring that controls the radial movement of the wafer and presses the polishing pad, and has a suction port for wafer suction and is in contact with the wafer. Having a protective sheet for transmitting the pressing force from the back plate to the wafer,
At the position corresponding to the suction port of the protection sheet of the back plate, a vent hole for fluid discharge and fluid suction is provided,
A wafer polishing apparatus, wherein a sheet material having a through hole at a position corresponding to a suction port of the protection sheet is provided in contact with an upper surface of the protection sheet or in contact with a lower surface of the back plate.
前記環状部材の周縁が前記保護シート又は前記バックプレートに気密状態で固着されている請求項1〜5のいずれか1項に記載のウェーハ研磨装置。An annular member having a hole of substantially the same size as the suction port of the protection sheet and having a smaller thickness than the protection sheet is disposed near the suction port of the protection sheet or near the ventilation hole of the back plate,
The wafer polishing apparatus according to claim 1, wherein a peripheral edge of the annular member is fixed to the protection sheet or the back plate in an airtight state.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003044605A JP2004253725A (en) | 2003-02-21 | 2003-02-21 | Wafer polishing device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013094918A (en) * | 2011-11-02 | 2013-05-20 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Template pressing wafer polishing method |
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2003
- 2003-02-21 JP JP2003044605A patent/JP2004253725A/en active Pending
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