JP2005019440A - Work holding head and polishing device having the same - Google Patents

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JP2005019440A
JP2005019440A JP2003178050A JP2003178050A JP2005019440A JP 2005019440 A JP2005019440 A JP 2005019440A JP 2003178050 A JP2003178050 A JP 2003178050A JP 2003178050 A JP2003178050 A JP 2003178050A JP 2005019440 A JP2005019440 A JP 2005019440A
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retainer ring
polishing pad
retainer
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Mitsuhiro Kaburagi
光広 鏑木
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Tokyo Seimitsu Co Ltd
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Tokyo Seimitsu Co Ltd
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a work holding head with which the whole surface of a wafer can be polished uniformly for a long time by preventing the outer peripheral edge of the wafer from being polished excessively, and to provide a polishing device having the work holding head. <P>SOLUTION: Such work holding head 14 in the polishing device is provided that presses a work W against a polishing pad 20 while holding the work W when the work W is polished, and that is constituted of a protective sheet 52 which presses the work W against the pad 20 and is made of an elastic material, and retainers 28 and 50 which hold the periphery of the protective sheet 52 and, at the same time, are brought into contact with the pad 20, and also a carrier 24 which presses the part of the protective sheet 52 corresponding to the area of the work W against the work W, and has, on the whole circumference of the inner peripheral side of the contact surfaces of the retainers 28 and 50 with the pad 20, annular members 29 having larger wear rates than the retainers 28 and 50 disposed. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はワーク保持ヘッド及び該ワーク保持ヘッドを有する研磨装置に係り、特に、化学的機械研磨法(CMP:Chemical Mechanical Polishing )によってウェーハ等を研磨するのに好適なワーク保持ヘッド及び該ワーク保持ヘッドを有する研磨装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のウェーハ研磨装置は、図5に示されるように、キャリア1及びリテーナーリング2を備えたウェーハ保持ヘッド3と、研磨パッド4が貼付された定盤5とを主な構成としており、キャリア1によってウェーハ6を、回転中の研磨パッド4に押し付けて研磨するとともに、キャリア1の外周に配置されたリテーナーリング2を研磨パッド4に押し付けてウェーハ6の周囲を包囲することにより、研磨中のウェーハ6がキャリア1から飛び出すのを防止している(特許文献1参照)。
【0003】
研磨パッド4は、ウェーハの研磨層(絶縁膜)の材質(たとえばSi O)に応じて硬質のもの、又は軟質のものが選択されて使用されるが、軟質の研磨パッド4を使用した場合には、リテーナーリング2に当接した箇所の周縁に沿って研磨パッド4が局部的に盛り上がる、という所謂波打ち現象が研磨パッド4に生じる。このような現象が研磨パッド4に生じると、研磨パッド4の盛り上がり部分4Cによってウェーハ6の外周部6Aが過剰に研磨され、ウェーハ6の研磨均一性が阻害されるという問題となる。
【0004】
波打ち現象による盛り上がり部分は、研磨パッド4の回転方向上流側に位置するリテーナーリング2の外周縁2A及び内周縁2Bに対応する部分4A、4Bと、研磨パッド4の回転方向下流側に位置するリテーナーリング2の内周縁2Cに対応する部分4Cに発生する。ここで、前者で発生する盛り上がり部分4A、4Bは、ウェーハ6の外周部6Aから離れた位置に発生するので研磨上問題はないが、後者で発生する盛り上がり部分4Cには、ウェーハ6の外周部6Aが接触するため、ここでウェーハ6の外周縁6Aが過剰に研磨される。
【0005】
このため、上記(特許文献1参照)のウェーハ研磨装置は、研磨パッド4に対するリテーナーリング2の当接力を弱い適切値に設定することで、波打ち現象の発生を防止し、ウェーハ外周縁6Aの過剰研磨を防止しているが、波打ち現象を完全に解消することができず、期待した効果を得ることができていない。
【0006】
このような問題点を解決すべく、本出願人による提案がなされており(特許文献2参照)、所定の効果が確認されている。図6はこの原理を説明するための模式図である。すなわち、リテーナーリング128の、研磨パッド116との当接面129には、研磨パッド116の盛り上がり部を逃がすための溝129Aが形成されている。
【0007】
この溝129Aは研磨パッド116と実際に当接する当接面129の内側で環状に形成されている。また、溝129Aの高さhは、溝129Aの上面129Bが研磨パッド116に接触せず、かつ、研磨中のウェーハ150が溝129A内に入り込まないように、ウェーハ150の厚さよりも薄く(低く)形成されている。
【0008】
更に、溝129Aの幅sは、研磨パッド116の回転方向下流側に位置するリテーナーリング128の内周縁128Cに起因して発生する盛り上がり部分116Cが、充分に入り込んで逃げることができる幅に形成されている。これにより、盛り上がり部分116Cは、ウェーハ150の外周縁150Aから離れた位置に発生する。
【0009】
なお、波打ち現象による盛り上がり部分は、研磨パッド116の回転方向上流側に位置するリテーナーリング128の外周縁128A及び内周縁128Bに対応する部分116A、116Bにも発生するが、この盛り上がり部分116A、116Bは、ウェーハ150の外周部150Aから離れた位置に発生するので、ウェーハ150の均一研磨に悪影響を与えない。
【0010】
【特許文献1】
特開平8−229808号公報
【0011】
【特許文献2】
特開2002−18709号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の提案になる研磨装置(特許文献2参照)であっても、リテーナーリング128の磨耗速度が速く、100枚前後のウェーハ150を処理すると、溝129Aの高さhがほとんど0になってしまい、改善効果がなくなってしまう。また、そのたびにリテーナーリング128を適正な溝129Aのものに交換するのでは、装置のダウンタイムが長くなってしまい、稼働率の低下となり不経済である。
【0013】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ウェーハ外周縁の過剰研磨を防止することにより、ウェーハ全面を均一に長時間に亘って研磨することができるワーク保持ヘッド及び該ワーク保持ヘッドを有する研磨装置を提供することを目的とする。
【0014】
【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、ワークを保持するとともに前記ワークの表面を研磨パッドに押し付けるキャリアと、前記キャリアの外周に配置されて前記ワークの周囲を包囲するとともに前記研磨パッドに当接されるリテーナと、前記リテーナの前記研磨パッドとの当接面の内周側の全周に配され、前記リテーナより磨耗速度が大であるリング状部材と、を備えることを特徴とするワーク保持ヘッドを提供する。
【0015】
また、本発明は、ワークを研磨パッドに押し付ける弾性材料からなる保護シートと、該保護シートの周囲を保持するとともに前記研磨パッドに当接されるリテーナと、ワークの領域に該当する部分の保護シートをワークに向けて押し付けるキャリアと、前記リテーナの前記研磨パッドとの当接面の内周側の全周に配され、前記リテーナより磨耗速度が大であるリング状部材と、を備えることを特徴とするワーク保持ヘッドを提供する。
【0016】
本発明によれば、リテーナの研磨パッドとの当接面の内周側の全周にリテーナより磨耗速度が大であるリング状部材が配されている。このような構成を採用することにより、リング状部材がリテーナより多く磨耗し、リテーナの研磨パッドとの当接面の内周側に適正な深さの溝(段差)を形成した状態となる。その結果、ウェーハ外周縁の過剰研磨を防止することができ、ウェーハ全面を均一に長時間に亘って研磨することができるという効果が得られる。
【0017】
本発明において、前記リテーナがポリイミド、PEEK又はPPSで形成され、前記リング状部材がPEEK、PPS又はPVCで形成されていることが好ましい。このような材質の組み合わせによるリテーナとリング状部材とすることにより、本発明の効果がより有効に発揮できるからである。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係るワーク保持ヘッド及び該ワーク保持ヘッドを有する研磨装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【0019】
図1は、研磨装置であるウェーハ研磨装置10の全体構成を示す斜視図である。同図に示されるようにウェーハ研磨装置10は、主として研磨定盤12とワーク保持ヘッド(ウェーハワーク保持ヘッド)14とで構成されている。
【0020】
研磨定盤12は円盤状に形成され、その下面中央には回転軸16が連結されている。研磨定盤12は、この回転軸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、この研磨定盤12の上面には研磨パッド20が貼り付けられており、この研磨パッド20上に図示しないノズルからメカノケミカル研磨剤が供給される。
【0021】
ワーク保持ヘッドであるウェーハワーク保持ヘッド14は、 図2に示されるように、主としてヘッド本体22、キャリア24、キャリア押圧手段26、リテーナーリング28、 リテーナーリング押圧手段30、保護シート52、エア制御手段等で構成されている。
【0022】
ヘッド本体22は円盤状に形成され、その上面中央には回転軸32が連結されている。ヘッド本体22は、この回転軸32に連結された図示しないモータに駆動されて回転する。
【0023】
キャリア24は円盤状に形成され、ヘッド本体22の下部中央に配置されている。キャリア24の上面中央部には円筒状の凹部34が形成されている。凹部34にはヘッド本体22の軸部36がピン38を介して嵌着されている。キャリア24には、このピン38を介してヘッド本体22から回転が伝達される。
【0024】
また、キャリア24の上面周縁部にはキャリア押圧部材40が設けられている。キャリア24には、このキャリア押圧部材40を介してキャリア押圧手段26から押圧力が伝達される。
【0025】
また、キャリア24の下面には、保護シート52にエアを噴射するエア供給経路であるエアの吸引・吹出溝42が形成されている。この吸引・吹出溝42には、キャリア24の内部に形成されたエア流路44が連通されている。エア流路44には図示しないエア配管を介して吸気ポンプと給気ポンプが接続されている。吸引・吹出溝42からのエアの吸引と吹出は、この吸気ポンプと給気ポンプとを切り替えることにより行われる。
【0026】
上記のエアの吸引・吹出溝42、エア流路44、エア配管、吸気ポンプ、給気ポンプ、および、吸気ポンプと給気ポンプとの切り替え手段、等でエア制御手段が構成される。
【0027】
キャリア押圧手段26は、 ヘッド本体22の下面外周部に配置され、 キャリア押圧部材40に押圧力を与えることにより、これに結合されたキャリア24に押圧力を伝達する。このキャリア押圧手段26は、 好ましくはエアの吸排気により膨張収縮するゴムシート製のエアバッグ46で構成される。エアバッグ46にはエアを供給するための空気供給機構48が連結され、この空気供給機構48には、図示しないポンプから圧送されるエアの圧力を調整するレギュレータ(不図示)が具備される。
【0028】
リテーナは、リテーナ本体であるホルダ(リテーナーリングホルダ)50とリテーナーリング28とより構成される。リテーナーリング28は、リング状に形成され、キャリア24の外周に配置される。このリテーナーリング28は、ウェーハワーク保持ヘッド14に設けられたリテーナーリングホルダ50に取り付けられ、その内周部には保護シート52が張設される。
【0029】
リテーナ本体であるリテーナーリングホルダ50はリング状に形成され、図2及び図3に示されるように、その下面には環状の凹部54が形成されている。一方、リテーナーリング28の上面には、この凹部54に嵌合する凸部56が形成されており、この凸部56をリテーナーリングホルダ50の凹部54に嵌合させることにより、リテーナーリング28がリテーナーリングホルダ50に装着される。
【0030】
リテーナーリング28の下面、すなわち研磨パッド20との当接面の内周側の全周に段差28Aが形成され、リテーナーリング28より磨耗速度が大であるリング状部材29が段差28Aを埋めるように嵌合されている。なお、図3に示されるリング状部材29は、リテーナーリング28の段差28Aを埋めるように嵌合され、リング状部材29の下面とリテーナーリング28の下面とが面一の初期状態であった以降、所定枚数のウェーハWを研磨した後の状態を示している。
【0031】
この状態において、リング状部材29がリテーナーリング28より多く磨耗し、リテーナーリング28の研磨パッドとの当接面の内周側に適正な深さΔhの溝(段差)を形成した状態となっている。
【0032】
リテーナーリング28の段差28Aへのリング状部材29の固定方法としては、各種の接着剤、両面粘着テープ等の公知の各種手段が採用できる。
【0033】
リテーナーリングホルダ50の材質としては、各種金属材料が使用できる。特に研磨剤に対する耐食性、防錆効果等の点より、ステンレス鋼、アルマイト処理したアルミニウム等が好ましく使用できる。
【0034】
リテーナーリング28の材質としては、研磨パッド20により磨耗することを考慮した場合、所定以上の耐磨耗性があり、かつ研磨剤に混入しても不具合を生じさせない材料が好ましく、PET、ポリエチレン、ポリプロピレン、PFA、PTFE、PPS、PEEK、ポリイミド(商品名:ベスペル)等が使用できる。これらのうち、特にPEEKが好ましく使用できる。
【0035】
リング状部材29の材質としては、PEEK、PPS、PVC等が使用できる。これらのうち、特にPPSが好ましく使用できる。なお、リング状部材29の研磨パッド20による磨耗速度は、リテーナーリング28の研磨パッド20による磨耗速度より大であることが求められる。さもないと、リング状部材29の下面が磨耗することによる、適正な深さΔhの溝(段差)がリテーナーリング28に形成できなくなるからである。
【0036】
保護シート52は、円形状に形成され、複数の孔52Aが開けられている。この保護シート52は、周縁部がリテーナーリング28とリテーナーリングホルダ50との間で挟持されることにより、リテーナーリング28の内側に張設される。すなわち、保護シート52は、薄い円盤状に形成されており、リテーナーリング28の取り付け時に、その周縁部をリテーナーリング28の凸部56とリテーナーリングホルダ50の凹部54との間に挟み込むことにより、リテーナーリング28の内側に張設される。このように張設することにより、保護シート52は取り付けと同時に外周方向に引っ張られ、全面に皺なく均一に張設される。
【0037】
保護シート52には、後述するボルト58、58、…が貫通するための複数の孔(図示略)が開けられている。
【0038】
キャリア24の吸引・吹出溝42により噴出されるエアは、キャリア押圧手段26により付与された押圧力により、キャリア24と保護シート52との間にエア層を形成し、いわゆる静圧軸受の原理(エアーベアリングの原理)により、保護シート52を介してウェーハWを研磨パッド20に押し付ける。
【0039】
保護シート52は、キャリア24の吸引・吹出溝42によるエア層で形成されたエア動圧分布をウェーハWに伝達するのに十分な可撓性がある弾性部材であり、かつ、ウェーハWを傷つけず、汚染しない材料であることが求められる。
【0040】
また、リテーナーリング28が磨耗した際にも、これに追随して撓み量が変化できるだけの可撓性があり、かつ、研磨時にウェーハWと接触し摩擦することに対する充分な強度が求められる。
【0041】
保護シート52の強度が不足すると、保護シート52が破損したり、保護シート52に皺が生じ、正常な研磨作業が困難となる。一方、保護シート52の強度が大きすぎると、可撓性が不足し、リテーナーリング28が磨耗した際に、これに追随できなくなる。その結果、リテーナーリング28の交換頻度が増える。
【0042】
ところで、ウェーハWには、ノッチタイプとオリフラタイプとの2種類がある。オリフラタイプの場合、オリフラ部の影響を少なくするには、保護シート52の硬度は高いことが好ましい。
【0043】
一方、ノッチタイプの場合、研磨時にウェーハWとの摩擦に耐え得る充分な強度がある限りにおいて、保護シート52の硬度は低いことが好ましい。すなわち、保護シート52の可撓性が大きければ、保護シート52のリテーナーリング28への取り付け位置をウェーハWの上面より充分高くできる。これにより、リテーナーリング28の磨耗量が大きくても使用可能となり、リテーナーリング28の交換頻度を減らせる。
【0044】
保護シート52の厚さは、 0.1〜2mmであることが好ましい。保護シート52の厚さが2mm超では、ウェーハWの外周部付近において、保護シート52の曲率半径が大きくなり、ウェーハWの外周部を適正な押圧力で研磨できず、正常な研磨作業が困難となる。
【0045】
一方、保護シート52の厚さが0.1mm未満では、保護シート52の強度を維持するために、保護シート52の硬度を高くせざるを得ず、その結果、 ウェーハWの裏面に傷をつける可能性が高くなり、保護シートとしての機能を発揮できない。
【0046】
保護シート52の材質としては、ゴム系の材料としては、クロロプレンゴムやニトリルゴム等が、四フッ化エチレン樹脂等の樹脂材料としては、PET、ポリエチレン、ポリプロピレン、PFA、PTFE等が、ポリイミド系樹脂等の樹脂材料としては、PEEK、ベスペル(商品名)等が使用できる。
【0047】
リテーナーリング28は、その凸部56をリテーナーリングホルダ50の凹部54に嵌合させた後、ボルト58、58、…でねじ止めすることにより、リテーナーリングホルダ50に固定される。このため、リテーナーリング28には、一定の間隔でねじ穴60、60、…が形成され、リテーナーリングホルダ50には一定の間隔で貫通穴62、62、…が形成されている。
【0048】
また、リテーナーリング28に形成された凸部56と、リテーナーリングホルダ50に形成された凹部54は、それぞれ内周側の壁面54A、56Aがテーパ状に形成されており(テーパ部分を有し)、これにより嵌合作業が容易にできるようにされている。
【0049】
図2に示されるように、保護シート52が張設されたキャリア24の下部には、キャリア24と保護シート52との間にエア層が形成される。ウェーハWは、このエア溜り部74を介してキャリア24に押圧される。このエア溜り部74は、キャリア24の吸引・吹出溝42からエアを吹出すことにより内圧が高められる。また、保護シート52に形成された孔52Aは、ウェーハWを保持して搬送する際には吸着用の孔として作用し、研磨時には、 エアの噴き出し用の孔として作用する。
【0050】
リテーナーリングホルダ50は、リング状に形成された取付部材64にスナップリング66を介して取り付けられている。スナップリング66は、リング状に形成され、その内周部には図3に示されるように、溝66Aが形成されている。このスナップリング66には切割りが形成されており、これにより拡縮可能に形成されている。リテーナーリングホルダ50と取付部材64は、その上端部外周と下端部外周に形成された外周フランジ部50A、64Aをスナップリング66に形成された溝66Aに嵌合させることにより、互いに一体化されて固定される。
【0051】
また、リテーナーリングホルダ50の内周部には内周フランジ部50Bが形成されており、この内周フランジ部50Bにキャリア24の外周部に形成されたフランジ部24Aが緩挿されている。これにより、キャリア24と保護シート52との間にエア層が形成される。
【0052】
取付部材64には、図2のリテーナーリング押圧部材68が連結されている。リテーナーリング28は、このリテーナーリング押圧部材68を介してリテーナーリング押圧手段30からの押圧力が伝達される。
【0053】
リテーナーリング押圧手段30は、ヘッド本体22の下面の中央部周縁に配置され、 リテーナーリング押圧部材68に押圧力を与えることにより、 これに結合しているリテーナーリング28を研磨パッド20に押し付ける。このリテーナーリング押圧手段30も、好ましくはキャリア押圧手段26と同様にゴムシート製のエアバッグ70で構成される。エアバッグ70にはエアを供給するための空気供給機構72が連結され、この空気供給機構72には、図示しないポンプから圧送されるエアの圧力を調整するレギュレータ(不図示)が具備される。
【0054】
次に、図3に示される、リング状部材29の下面が磨耗することにより、リテーナーリング28に形成された深さΔhの溝(段差)の作用について、図4を参照して説明する。深さΔhの溝29Aは研磨パッド20と実際に当接する当接面の内側で環状に形成されている。また、溝29Aの段差Δhは、溝29Aの上面29Bが研磨パッド20に接触せず、かつ、研磨中のウェーハWが溝29A内に入り込まないように、ウェーハWの厚さよりも薄く(低く)形成されている。
【0055】
更に、溝29Aの幅Sは、研磨パッド20の回転方向下流側に位置するリテーナーリング28の内周縁28Cに起因して発生する盛り上がり部分20Cが、充分に入り込んで逃げることができる幅に形成されている。これにより、盛り上がり部分20Cは、ウェーハWの外周縁WAから離れた位置に発生する。
【0056】
なお、波打ち現象による盛り上がり部分は、研磨パッド20の回転方向上流側に位置するリテーナーリング28の外周縁28D及び段差28Aの内周縁28Eに対応する部分20D、20Eにも発生するが、この盛り上がり部分20D、20Eは、ウェーハWの外周部WAから離れた位置に発生するので、ウェーハWの均一な研磨に悪影響を与えない。
【0057】
前記のごとく構成されたウェーハ研磨装置10のウェーハ研磨方法は次のとおりである。
【0058】
まず、ウェーハWをウェーハワーク保持ヘッド14で保持して研磨パッド20上に載置する。この際、キャリア24の下面に形成された吸引・吹出溝42を用いウェーハWを吸引保持する。この吸引のため、保護シート52には複数の孔52Aが形成されている(図3参照)。この孔52Aを介してウェーハWを吸引保持する。
【0059】
次に、図示しないポンプからエアバック46、70にエアを供給する。これと同時にキャリア24の吸引・吹出溝42からエアを吹出する。これにより、エア溜り部74の内圧が高くなるとともにエアバッグ46、70が膨らみ、ウェーハWとリテーナーリング28が所定の圧力で研磨パッド20に押し付けられる。この状態で研磨定盤12を図1のA方向に回転させるとともに、ウェーハワーク保持ヘッド14を図1のB方向に回転させる。そして、その回転する研磨パッド20上に図示しないノズルからスラリを供給する。これにより、ウェーハWの下面が研磨パッド20により研磨される。
【0060】
なお、保護シート52には複数の孔52Aが形成されているため(図3参照)、エア溜り部74に供給されたエアは、この孔52Aから保護シート52を介してウェーハWの裏面を押圧する。エア層の中に存在する保護シート52とウェーハWの裏面との間には、直接の押圧力は働かない。したがって、保護シート52の厚さムラがウェーハWの加工精度には影響を与えない。
【0061】
また、保護シート52には吸着用に複数の孔52Aが形成されているため、保護シート52とウェーハWの裏面との間には薄いエア層ができるが、保護シート52とウェーハWとの間にはエアの流れがほとんどなく、またエアの流れがあったとしても、エア量は非常に少ないので、スラリーの凝集が起らない。
【0062】
以上、本発明に係るワーク保持ヘッド及び該ワーク保持ヘッドを有する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。
【0063】
たとえば、実施形態の例では、キャリア24を保護シート52の上方に配し、エアの圧力を使用してウェーハWを押圧する構成としたが、キャリア24を保護シート52に物理的に接触させてウェーハWを押圧する構成とすることもできる。
【0064】
また、本実施の形態では、リテーナーリング28の研磨パッド20との当接面の内周側の全周に段差28Aが形成され、リテーナーリング28より磨耗速度が大であるリング状部材29が段差28Aを埋めるように嵌合される構成が採用されているが、このようにせず、リテーナーリング28とリング状部材29の一体成型等により構成してもよい。
【0065】
要は、リテーナーリング28の研磨パッド20との当接面の内周側の全周に、リテーナーリング28より磨耗速度が大であるリング状部材29が配されていれば、本発明の効果は得られる。
【0066】
また、本実施の形態では、ウェーハワーク保持ヘッド14を、ヘッド本体22、キャリア24、キャリア押圧手段26、リテーナーリング28、 リテーナーリング押圧手段30、保護シート52等を有する構成としたが、ワーク保持ヘッドを、ワークを保持するとともにワークの表面を研磨パッド20に押し付けるキャリアと、キャリアの外周に配置されてワークの周囲を包囲するとともに研磨パッド20に当接されるリテーナとから構成されたものとすることもできる。
【0067】
また、本実施の形態では、保護シート52を挟持したリテーナーリング28とリテーナーリングホルダ50とをボルト58で固定しているが、接着剤で接着して固定してもよい。
【0068】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、リテーナの研磨パッドとの当接面の内周側の全周に段差が形成され、リテーナより磨耗速度が大であるリング状部材がこの段差を埋めるように嵌合されている。このような構成を採用することにより、リング状部材がリテーナより多く磨耗し、リテーナの研磨パッドとの当接面の内周側に適正な深さの溝(段差)を形成した状態となる。その結果、ウェーハ外周縁の過剰研磨を防止することができ、ウェーハ全面を均一に長時間に亘って研磨することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ウェーハ研磨装置の全体構造を示す斜視図
【図2】ウェーハワーク保持ヘッドの構成を示す縦断面図
【図3】リテーナーリングの構成を示す要部断面図
【図4】ウェーハ研磨時における研磨パッドのプロファイルを説明するための模式図
【図5】従来のウェーハ研磨時における研磨パッドのプロファイルを説明するための模式図
【図6】従来のウェーハ研磨時における研磨パッドのプロファイルを説明するための模式図
【符号の説明】
10…ウェーハ研磨装置、12…研磨定盤、14…ウェーハワーク保持ヘッド、20…研磨パッド、24…キャリア、28…リテーナーリング、29…リング状部材、42…吸引・吹出溝、44…エア流路、46…エアバッグ、48…空気供給機構、50…リテーナーリングホルダ、52…保護シート、72…空気供給機構、74…エア溜り部、W…ウェーハ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a work holding head and a polishing apparatus having the work holding head, and in particular, a work holding head suitable for polishing a wafer or the like by a chemical mechanical polishing (CMP) method and the work holding head. The present invention relates to a polishing apparatus having
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIG. 5, this type of wafer polishing apparatus mainly includes a wafer holding head 3 having a carrier 1 and a retainer ring 2 and a surface plate 5 to which a polishing pad 4 is attached. The wafer 6 is pressed by the carrier 1 against the rotating polishing pad 4 and polished, and the retainer ring 2 arranged on the outer periphery of the carrier 1 is pressed against the polishing pad 4 to surround the periphery of the wafer 6. The inside wafer 6 is prevented from jumping out of the carrier 1 (see Patent Document 1).
[0003]
As the polishing pad 4, a hard one or a soft one is selected and used according to the material (for example, SiO 2 ) of the polishing layer (insulating film) of the wafer, but when the soft polishing pad 4 is used. In other words, a so-called undulation phenomenon occurs in the polishing pad 4 in that the polishing pad 4 locally swells along the periphery of the portion in contact with the retainer ring 2. When such a phenomenon occurs in the polishing pad 4, the outer peripheral portion 6 </ b> A of the wafer 6 is excessively polished by the raised portion 4 </ b> C of the polishing pad 4, and the polishing uniformity of the wafer 6 is hindered.
[0004]
The swelled portions due to the undulation phenomenon are portions 4A and 4B corresponding to the outer peripheral edge 2A and the inner peripheral edge 2B of the retainer ring 2 located on the upstream side in the rotational direction of the polishing pad 4, and the retainer located on the downstream side in the rotational direction of the polishing pad 4. It occurs in the portion 4C corresponding to the inner peripheral edge 2C of the ring 2. Here, the raised portions 4A and 4B generated in the former are generated at positions away from the outer peripheral portion 6A of the wafer 6, so that there is no problem in polishing. However, the raised portions 4C generated in the latter include the outer peripheral portion of the wafer 6. Since 6A contacts, the outer peripheral edge 6A of the wafer 6 is excessively polished here.
[0005]
For this reason, the above-described wafer polishing apparatus (see Patent Document 1) sets the abutting force of the retainer ring 2 to the polishing pad 4 to a weak appropriate value, thereby preventing the occurrence of the undulation phenomenon and excessive wafer peripheral edge 6A. Although polishing is prevented, the wavy phenomenon cannot be completely eliminated, and the expected effect cannot be obtained.
[0006]
In order to solve such a problem, a proposal by the present applicant has been made (see Patent Document 2), and a predetermined effect has been confirmed. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining this principle. That is, a groove 129 </ b> A for allowing the raised portion of the polishing pad 116 to escape is formed on the contact surface 129 of the retainer ring 128 with the polishing pad 116.
[0007]
The groove 129 </ b> A is formed in an annular shape inside the contact surface 129 that actually contacts the polishing pad 116. Further, the height h of the groove 129A is thinner (lower) than the thickness of the wafer 150 so that the upper surface 129B of the groove 129A does not contact the polishing pad 116 and the wafer 150 being polished does not enter the groove 129A. ) Is formed.
[0008]
Further, the width s of the groove 129A is formed such that the raised portion 116C generated due to the inner peripheral edge 128C of the retainer ring 128 located on the downstream side in the rotation direction of the polishing pad 116 can sufficiently enter and escape. ing. As a result, the raised portion 116 </ b> C is generated at a position away from the outer peripheral edge 150 </ b> A of the wafer 150.
[0009]
The raised portions due to the undulation phenomenon also occur in the portions 116A and 116B corresponding to the outer peripheral edge 128A and the inner peripheral edge 128B of the retainer ring 128 located on the upstream side in the rotation direction of the polishing pad 116, but the raised portions 116A and 116B. Occurs at a position away from the outer peripheral portion 150 </ b> A of the wafer 150, and does not adversely affect the uniform polishing of the wafer 150.
[0010]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 8-229808
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-18709
[Problems to be solved by the invention]
However, even with the proposed polishing apparatus (see Patent Document 2), the wear rate of the retainer ring 128 is fast, and the height h of the groove 129A becomes almost zero when about 100 wafers 150 are processed. The effect of improvement is lost. In addition, if the retainer ring 128 is replaced with an appropriate one for the groove 129A each time, the downtime of the apparatus becomes long, and the operating rate is lowered, which is uneconomical.
[0013]
The present invention has been made in view of such circumstances, and a work holding head capable of uniformly polishing the entire surface of a wafer over a long period of time by preventing excessive polishing of the outer peripheral edge of the wafer, and the work holding An object of the present invention is to provide a polishing apparatus having a head.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a carrier that holds a workpiece and presses the surface of the workpiece against a polishing pad, and is disposed on the outer periphery of the carrier so as to surround the workpiece and to contact the polishing pad. A work piece comprising: a retainer that is in contact; and a ring-shaped member that is disposed on an entire inner circumference of a contact surface of the retainer with the polishing pad and has a higher wear rate than the retainer. A holding head is provided.
[0015]
The present invention also provides a protective sheet made of an elastic material that presses the workpiece against the polishing pad, a retainer that holds the periphery of the protective sheet and abuts against the polishing pad, and a protective sheet that corresponds to the region of the workpiece A carrier that presses the workpiece toward the workpiece, and a ring-shaped member that is disposed on the entire inner periphery of the contact surface of the retainer with the polishing pad and has a higher wear rate than the retainer. A workpiece holding head is provided.
[0016]
According to the present invention, the ring-shaped member whose wear speed is higher than that of the retainer is arranged on the entire circumference on the inner peripheral side of the contact surface of the retainer with the polishing pad. By adopting such a configuration, the ring-shaped member is worn more than the retainer, and a groove (step) having an appropriate depth is formed on the inner peripheral side of the contact surface of the retainer with the polishing pad. As a result, it is possible to prevent excessive polishing of the outer peripheral edge of the wafer and to obtain an effect that the entire surface of the wafer can be uniformly polished over a long period of time.
[0017]
In the present invention, it is preferable that the retainer is made of polyimide, PEEK or PPS, and the ring-shaped member is made of PEEK, PPS or PVC. It is because the effect of the present invention can be more effectively exhibited by using a retainer and a ring-shaped member by such a combination of materials.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a workpiece holding head and a polishing apparatus having the workpiece holding head according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0019]
FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration of a wafer polishing apparatus 10 that is a polishing apparatus. As shown in the figure, the wafer polishing apparatus 10 is mainly composed of a polishing surface plate 12 and a work holding head (wafer work holding head) 14.
[0020]
The polishing surface plate 12 is formed in a disk shape, and a rotating shaft 16 is connected to the center of the lower surface thereof. The polishing surface plate 12 rotates by driving a motor 18 connected to the rotating shaft 16. A polishing pad 20 is attached to the upper surface of the polishing surface plate 12, and a mechanochemical abrasive is supplied onto the polishing pad 20 from a nozzle (not shown).
[0021]
As shown in FIG. 2, the wafer work holding head 14 which is a work holding head mainly includes a head main body 22, a carrier 24, a carrier pressing means 26, a retainer ring 28, a retainer ring pressing means 30, a protective sheet 52, an air control means. Etc.
[0022]
The head body 22 is formed in a disk shape, and a rotary shaft 32 is connected to the center of the upper surface thereof. The head main body 22 rotates by being driven by a motor (not shown) connected to the rotary shaft 32.
[0023]
The carrier 24 is formed in a disc shape and is arranged at the lower center of the head body 22. A cylindrical recess 34 is formed at the center of the upper surface of the carrier 24. A shaft portion 36 of the head body 22 is fitted into the recess 34 via a pin 38. The rotation is transmitted to the carrier 24 from the head main body 22 through the pin 38.
[0024]
Further, a carrier pressing member 40 is provided on the peripheral edge of the upper surface of the carrier 24. A pressing force is transmitted to the carrier 24 from the carrier pressing means 26 via the carrier pressing member 40.
[0025]
An air suction / blowout groove 42, which is an air supply path for injecting air to the protective sheet 52, is formed on the lower surface of the carrier 24. An air flow path 44 formed inside the carrier 24 is communicated with the suction / blowout groove 42. An intake pump and an air supply pump are connected to the air flow path 44 via an air pipe (not shown). The suction and blowing of air from the suction / blowing groove 42 is performed by switching between the intake pump and the air supply pump.
[0026]
The air suction / blowout groove 42, the air flow path 44, the air piping, the intake pump, the air supply pump, the switching means between the intake pump and the air supply pump, and the like constitute an air control means.
[0027]
The carrier pressing means 26 is disposed on the outer peripheral portion of the lower surface of the head body 22, and applies a pressing force to the carrier pressing member 40 to transmit the pressing force to the carrier 24 coupled thereto. The carrier pressing means 26 is preferably composed of a rubber sheet airbag 46 that expands and contracts by air intake and exhaust. An air supply mechanism 48 for supplying air is connected to the airbag 46, and the air supply mechanism 48 is provided with a regulator (not shown) that adjusts the pressure of air pumped from a pump (not shown).
[0028]
The retainer includes a holder (retainer ring holder) 50 and a retainer ring 28 which are retainer bodies. The retainer ring 28 is formed in a ring shape and is disposed on the outer periphery of the carrier 24. The retainer ring 28 is attached to a retainer ring holder 50 provided on the wafer work holding head 14, and a protective sheet 52 is stretched around the inner periphery thereof.
[0029]
A retainer ring holder 50 as a retainer body is formed in a ring shape, and an annular recess 54 is formed on the lower surface thereof as shown in FIGS. On the other hand, a convex portion 56 that fits into the concave portion 54 is formed on the upper surface of the retainer ring 28. By fitting the convex portion 56 into the concave portion 54 of the retainer ring holder 50, the retainer ring 28 is retained by the retainer ring 28. Attached to the ring holder 50.
[0030]
A step 28A is formed on the lower surface of the retainer ring 28, that is, the entire circumference on the inner peripheral side of the contact surface with the polishing pad 20, and a ring-shaped member 29 having a higher wear speed than the retainer ring 28 fills the step 28A. It is mated. The ring-shaped member 29 shown in FIG. 3 is fitted so as to fill the step 28A of the retainer ring 28, and the lower surface of the ring-shaped member 29 and the lower surface of the retainer ring 28 are in an initial state that is flush with each other. 2 shows a state after a predetermined number of wafers W have been polished.
[0031]
In this state, the ring-shaped member 29 is worn more than the retainer ring 28, and a groove (step) having an appropriate depth Δh is formed on the inner peripheral side of the contact surface of the retainer ring 28 with the polishing pad. Yes.
[0032]
As a method for fixing the ring-shaped member 29 to the step 28A of the retainer ring 28, various known means such as various adhesives and double-sided pressure-sensitive adhesive tapes can be employed.
[0033]
As the material of the retainer ring holder 50, various metal materials can be used. In particular, stainless steel, anodized aluminum, and the like can be preferably used from the viewpoints of corrosion resistance to an abrasive and rust prevention effect.
[0034]
The material of the retainer ring 28 is preferably a material that has a predetermined or higher wear resistance when it is worn by the polishing pad 20 and that does not cause a problem even if mixed with an abrasive, such as PET, polyethylene, Polypropylene, PFA, PTFE, PPS, PEEK, polyimide (trade name: Vespel) and the like can be used. Of these, PEEK can be preferably used.
[0035]
As a material of the ring-shaped member 29, PEEK, PPS, PVC or the like can be used. Of these, PPS can be preferably used. The wear rate of the ring-shaped member 29 by the polishing pad 20 is required to be higher than the wear rate of the retainer ring 28 by the polishing pad 20. Otherwise, a groove (step) having an appropriate depth Δh cannot be formed in the retainer ring 28 due to wear of the lower surface of the ring-shaped member 29.
[0036]
The protective sheet 52 is formed in a circular shape and has a plurality of holes 52A. The protective sheet 52 is stretched inside the retainer ring 28 by sandwiching the peripheral edge portion between the retainer ring 28 and the retainer ring holder 50. That is, the protective sheet 52 is formed in a thin disk shape, and when the retainer ring 28 is attached, the peripheral portion thereof is sandwiched between the convex portion 56 of the retainer ring 28 and the concave portion 54 of the retainer ring holder 50. It is stretched inside the retainer ring 28. By stretching in this way, the protective sheet 52 is pulled in the outer circumferential direction at the same time as being attached, and is stretched uniformly over the entire surface.
[0037]
The protective sheet 52 has a plurality of holes (not shown) through which bolts 58, 58,.
[0038]
The air ejected by the suction / blowing groove 42 of the carrier 24 forms an air layer between the carrier 24 and the protective sheet 52 by the pressing force applied by the carrier pressing means 26, and the principle of a so-called hydrostatic bearing ( The wafer W is pressed against the polishing pad 20 through the protective sheet 52 by the principle of the air bearing.
[0039]
The protective sheet 52 is an elastic member that is flexible enough to transmit the air dynamic pressure distribution formed by the air layer formed by the suction / blowout grooves 42 of the carrier 24 to the wafer W, and damages the wafer W. Therefore, it is required that the material does not contaminate.
[0040]
Further, when the retainer ring 28 is worn, it is necessary to have flexibility that can change the amount of deflection following the retainer ring 28 and sufficient strength against contact and friction with the wafer W during polishing.
[0041]
When the strength of the protective sheet 52 is insufficient, the protective sheet 52 is damaged or wrinkles occur in the protective sheet 52, and normal polishing work becomes difficult. On the other hand, if the strength of the protective sheet 52 is too high, the flexibility is insufficient, and the retainer ring 28 cannot be followed when worn. As a result, the replacement frequency of the retainer ring 28 increases.
[0042]
There are two types of wafers W, a notch type and an orientation flat type. In the case of the orientation flat type, the hardness of the protective sheet 52 is preferably high in order to reduce the influence of the orientation flat portion.
[0043]
On the other hand, in the case of the notch type, the hardness of the protective sheet 52 is preferably low as long as it has sufficient strength to withstand friction with the wafer W during polishing. That is, if the protection sheet 52 is highly flexible, the attachment position of the protection sheet 52 to the retainer ring 28 can be sufficiently higher than the upper surface of the wafer W. Thereby, even if the wear amount of the retainer ring 28 is large, the retainer ring 28 can be used, and the replacement frequency of the retainer ring 28 can be reduced.
[0044]
The thickness of the protective sheet 52 is preferably 0.1 to 2 mm. If the thickness of the protective sheet 52 exceeds 2 mm, the radius of curvature of the protective sheet 52 increases in the vicinity of the outer peripheral portion of the wafer W, and the outer peripheral portion of the wafer W cannot be polished with an appropriate pressing force, making normal polishing work difficult. It becomes.
[0045]
On the other hand, if the thickness of the protective sheet 52 is less than 0.1 mm, the hardness of the protective sheet 52 must be increased in order to maintain the strength of the protective sheet 52, and as a result, the back surface of the wafer W is damaged. The possibility increases and the function as a protective sheet cannot be exhibited.
[0046]
As a material of the protective sheet 52, chloroprene rubber, nitrile rubber, etc. are used as rubber materials, and PET, polyethylene, polypropylene, PFA, PTFE, etc. are polyimide resins as resin materials such as tetrafluoroethylene resin. As a resin material such as PEEK, Vespel (trade name) or the like can be used.
[0047]
The retainer ring 28 is fixed to the retainer ring holder 50 by fitting the convex portion 56 into the concave portion 54 of the retainer ring holder 50 and then screwing it with bolts 58, 58. Therefore, screw holes 60, 60,... Are formed in the retainer ring 28 at regular intervals, and through holes 62, 62,... Are formed in the retainer ring holder 50 at regular intervals.
[0048]
Further, the convex portion 56 formed on the retainer ring 28 and the concave portion 54 formed on the retainer ring holder 50 have inner circumferential wall surfaces 54A and 56A formed in a tapered shape (having a tapered portion). Thus, the fitting operation can be easily performed.
[0049]
As shown in FIG. 2, an air layer is formed between the carrier 24 and the protective sheet 52 under the carrier 24 on which the protective sheet 52 is stretched. The wafer W is pressed against the carrier 24 through the air reservoir 74. The air reservoir 74 is increased in internal pressure by blowing air from the suction / blowing groove 42 of the carrier 24. The holes 52A formed in the protective sheet 52 act as suction holes when the wafer W is held and transported, and act as air ejection holes during polishing.
[0050]
The retainer ring holder 50 is attached to an attachment member 64 formed in a ring shape via a snap ring 66. The snap ring 66 is formed in a ring shape, and a groove 66A is formed on the inner periphery thereof as shown in FIG. The snap ring 66 is cut and formed so that it can be expanded and contracted. The retainer ring holder 50 and the mounting member 64 are integrated with each other by fitting the outer peripheral flange portions 50A and 64A formed on the outer periphery of the upper end portion and the outer periphery of the lower end portion into the groove 66A formed in the snap ring 66. Fixed.
[0051]
An inner peripheral flange portion 50B is formed on the inner peripheral portion of the retainer ring holder 50, and a flange portion 24A formed on the outer peripheral portion of the carrier 24 is loosely inserted into the inner peripheral flange portion 50B. Thereby, an air layer is formed between the carrier 24 and the protective sheet 52.
[0052]
The retainer ring pressing member 68 of FIG. 2 is connected to the mounting member 64. The retainer ring 28 is transmitted with a pressing force from the retainer ring pressing means 30 via the retainer ring pressing member 68.
[0053]
The retainer ring pressing means 30 is disposed on the peripheral edge of the central portion of the lower surface of the head body 22, and applies a pressing force to the retainer ring pressing member 68 to press the retainer ring 28 coupled thereto against the polishing pad 20. The retainer ring pressing means 30 is also preferably formed of a rubber sheet airbag 70 in the same manner as the carrier pressing means 26. An air supply mechanism 72 for supplying air is connected to the airbag 70, and the air supply mechanism 72 is provided with a regulator (not shown) that adjusts the pressure of air pumped from a pump (not shown).
[0054]
Next, the action of the groove (step) having a depth Δh formed in the retainer ring 28 when the lower surface of the ring-shaped member 29 shown in FIG. 3 is worn will be described with reference to FIG. The groove 29A having a depth Δh is formed in an annular shape inside the contact surface that actually contacts the polishing pad 20. The step Δh of the groove 29A is thinner (lower) than the thickness of the wafer W so that the upper surface 29B of the groove 29A does not contact the polishing pad 20 and the wafer W being polished does not enter the groove 29A. Is formed.
[0055]
Furthermore, the width S of the groove 29A is formed such that the raised portion 20C generated due to the inner peripheral edge 28C of the retainer ring 28 located on the downstream side in the rotation direction of the polishing pad 20 can sufficiently enter and escape. ing. As a result, the raised portion 20 </ b> C is generated at a position away from the outer peripheral edge WA of the wafer W.
[0056]
Note that the swelled portion due to the undulation phenomenon also occurs in the portions 20D and 20E corresponding to the outer peripheral edge 28D of the retainer ring 28 and the inner peripheral edge 28E of the step 28A located on the upstream side in the rotational direction of the polishing pad 20. Since 20D and 20E are generated at positions away from the outer peripheral portion WA of the wafer W, they do not adversely affect the uniform polishing of the wafer W.
[0057]
The wafer polishing method of the wafer polishing apparatus 10 configured as described above is as follows.
[0058]
First, the wafer W is held by the wafer work holding head 14 and placed on the polishing pad 20. At this time, the wafer W is sucked and held by using the sucking / blowing grooves 42 formed on the lower surface of the carrier 24. For this suction, the protective sheet 52 has a plurality of holes 52A (see FIG. 3). The wafer W is sucked and held through the hole 52A.
[0059]
Next, air is supplied to the airbags 46 and 70 from a pump (not shown). At the same time, air is blown out from the suction / blowing groove 42 of the carrier 24. As a result, the internal pressure of the air reservoir 74 is increased and the airbags 46 and 70 are inflated, and the wafer W and the retainer ring 28 are pressed against the polishing pad 20 with a predetermined pressure. In this state, the polishing surface plate 12 is rotated in the direction A in FIG. 1, and the wafer work holding head 14 is rotated in the direction B in FIG. Then, slurry is supplied onto the rotating polishing pad 20 from a nozzle (not shown). Thereby, the lower surface of the wafer W is polished by the polishing pad 20.
[0060]
Since the protective sheet 52 has a plurality of holes 52A (see FIG. 3), the air supplied to the air reservoir 74 presses the back surface of the wafer W through the protective sheet 52 from the holes 52A. To do. No direct pressing force acts between the protective sheet 52 present in the air layer and the back surface of the wafer W. Therefore, the thickness unevenness of the protective sheet 52 does not affect the processing accuracy of the wafer W.
[0061]
In addition, since the protective sheet 52 has a plurality of holes 52A for suction, a thin air layer is formed between the protective sheet 52 and the back surface of the wafer W. There is almost no air flow, and even if there is an air flow, the amount of air is so small that the slurry does not aggregate.
[0062]
As mentioned above, although the example of embodiment of the workpiece | work holding head which concerns on this invention, and the grinding | polishing apparatus which has this work holding head was demonstrated, this invention is not limited to the example of the said embodiment, Various aspects can be taken. .
[0063]
For example, in the example of the embodiment, the carrier 24 is arranged above the protective sheet 52 and the wafer W is pressed using air pressure. However, the carrier 24 is physically brought into contact with the protective sheet 52. It can also be configured to press the wafer W.
[0064]
Further, in the present embodiment, a step 28A is formed on the entire inner circumference side of the contact surface of the retainer ring 28 with the polishing pad 20, and the ring-shaped member 29 having a higher wear rate than the retainer ring 28 has a step. Although the configuration of fitting so as to fill in 28 </ b> A is adopted, it may be configured by integral molding or the like of the retainer ring 28 and the ring-shaped member 29 instead of this.
[0065]
In short, if the ring-shaped member 29 whose wear speed is higher than that of the retainer ring 28 is arranged on the entire inner circumference side of the contact surface of the retainer ring 28 with the polishing pad 20, the effect of the present invention can be obtained. can get.
[0066]
In the present embodiment, the wafer work holding head 14 has the head body 22, the carrier 24, the carrier pressing means 26, the retainer ring 28, the retainer ring pressing means 30, the protective sheet 52, and the like. The head includes a carrier that holds the workpiece and presses the surface of the workpiece against the polishing pad 20, and a retainer that is disposed on the outer periphery of the carrier and surrounds the periphery of the workpiece and is in contact with the polishing pad 20. You can also
[0067]
Further, in the present embodiment, the retainer ring 28 and the retainer ring holder 50 sandwiching the protective sheet 52 are fixed by the bolts 58, but they may be fixed by bonding with an adhesive.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a step is formed in the entire circumference on the inner peripheral side of the contact surface of the retainer with the polishing pad, and the ring-shaped member having a higher wear rate than the retainer fills this step. Are fitted. By adopting such a configuration, the ring-shaped member is worn more than the retainer, and a groove (step) having an appropriate depth is formed on the inner peripheral side of the contact surface of the retainer with the polishing pad. As a result, it is possible to prevent excessive polishing of the outer peripheral edge of the wafer and to obtain an effect that the entire surface of the wafer can be uniformly polished over a long period of time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing the overall structure of a wafer polishing apparatus. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the configuration of a wafer work holding head. FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part showing the configuration of a retainer ring. FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a profile of a polishing pad in conventional wafer polishing. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a profile of a polishing pad in conventional wafer polishing. Schematic diagram [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Wafer polisher, 12 ... Polishing surface plate, 14 ... Wafer work holding head, 20 ... Polishing pad, 24 ... Carrier, 28 ... Retainer ring, 29 ... Ring-shaped member, 42 ... Suction / outlet groove, 44 ... Air flow Road, 46 ... Air bag, 48 ... Air supply mechanism, 50 ... Retainer ring holder, 52 ... Protection sheet, 72 ... Air supply mechanism, 74 ... Air reservoir, W ... Wafer

Claims (4)

ワークを保持するとともに前記ワークの表面を研磨パッドに押し付けるキャリアと、
前記キャリアの外周に配置されて前記ワークの周囲を包囲するとともに前記研磨パッドに当接されるリテーナと、
前記リテーナの前記研磨パッドとの当接面の内周側の全周に配され、前記リテーナより磨耗速度が大であるリング状部材と、
を備えることを特徴とするワーク保持ヘッド。
A carrier that holds the workpiece and presses the surface of the workpiece against the polishing pad;
A retainer which is disposed on the outer periphery of the carrier and surrounds the periphery of the workpiece and is in contact with the polishing pad;
A ring-shaped member that is disposed on the entire circumference on the inner circumferential side of the contact surface of the retainer with the polishing pad, and has a wear rate greater than that of the retainer;
A work holding head comprising:
ワークを研磨パッドに押し付ける弾性材料からなる保護シートと、
該保護シートの周囲を保持するとともに前記研磨パッドに当接されるリテーナと、
ワークの領域に該当する部分の保護シートをワークに向けて押し付けるキャリアと、
前記リテーナの前記研磨パッドとの当接面の内周側の全周に配され、前記リテーナより磨耗速度が大であるリング状部材と、
を備えることを特徴とするワーク保持ヘッド。
A protective sheet made of an elastic material that presses the workpiece against the polishing pad;
A retainer that holds the periphery of the protective sheet and is in contact with the polishing pad;
A carrier that presses the protective sheet corresponding to the area of the workpiece toward the workpiece;
A ring-shaped member that is disposed on the entire circumference on the inner peripheral side of the contact surface of the retainer with the polishing pad, and has a wear rate greater than that of the retainer;
A work holding head comprising:
前記リテーナがポリイミド、PEEK又はPPSで形成され、前記リング状部材がPEEK、PPS又はPVCで形成されている請求項1又は2に記載のワーク保持ヘッド。The work holding head according to claim 1 or 2, wherein the retainer is formed of polyimide, PEEK, or PPS, and the ring-shaped member is formed of PEEK, PPS, or PVC. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のワーク保持ヘッドを有する研磨装置。A polishing apparatus comprising the work holding head according to claim 1.
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