JP2010005777A

JP2010005777A - 研磨装置用リテーナリング、これを用いた研磨方法

Info

Publication number: JP2010005777A
Application number: JP2008171394A
Authority: JP
Inventors: Chihiro Togawa; 千裕戸川
Original assignee: Covalent Materials Corp
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 2008-06-30
Filing date: 2008-06-30
Publication date: 2010-01-14

Abstract

【課題】安価にワークを平坦加工できる研磨装置用リテーナリングを提供する。
【解決手段】本面研磨装置用リテーナリングは、上下両面の少なくとも内側が平面状をなし、内側にワーク収納孔を有しかつ、リング本体の外周は非真円形状をなし、一定間隔で波形状あるいは不一定形状の波形を繰り返えし、ワーク収納孔に収納したワークに回転運動と偏心運動を与える偏心運動付与部が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は片面もしくは両面研磨装置用リテーナリングおよびこれを用いた研磨方法に係り、特に外周端部を非真円形状にした研磨装置用リテーナリングおよびこれを用いた研磨方法に関する。

半導体ウェーハを製造するには、単結晶の半導体インゴットを作り、このインゴットをマルチワイヤソーなどにより所定の厚さにスライシングし、このスライシングされた半導体ウェーハを研削装置により研削し、さらに研磨装置により鏡面研磨して半導体ウェーハを製造する。

図３及び図４に示すように、一般的な片面研磨装置１１では、リテーナリング２１のワーク収容孔２３にワーク（半導体ウェーハ）Ｗを収容し、定盤１２の回転によりリテーナリング２１と共にワークＷを回転させて研磨するが、固定治具１３に設けた一対のガイドローラー１４、１４が固定されており、常にワークＷが同一箇所で回転する。このため、定盤１２の形状がワークＷの加工面に転写されて、加工精度が向上しにくいという問題がある。

また、この問題の解消のため、ガイドローラーを揺動稼動させることでワーク位置を変化させる機構を備えた研磨装置もあるが、構造が複雑になることや駆動モータが追加されることなどにより研磨装置が高価になる問題がある。

また、リテーナリングを用いることによる課題解決のために種々の提案がなされている。

研磨屑の発生を低減する目的で、リテーナリングの研磨布との接触部分に円錐コロを用い、接触部間に働く摩擦力を軽減する研磨装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

さらに、スラリや研磨屑がリテーナリングの溝内に付着するのを防止するために、リテーナリングの内周と外周を連通する溝の断面形状が、側壁から底面にかけて連続する曲面で構成するリテーナリングが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

また、定盤の平坦度を修正する作業を軽減するために、上定盤、下定盤及びワークの回転中心を互いにずらした両面研磨装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

さらに、小型な片面研磨装置を提供する目的で、ワークを回転定盤上に押し付ける貼り付けプレートと、この貼り付けプレートを囲うリテーナリングを複数のキーで連結する片面研磨装置が提案されている（例えば、特許文献４参照）。

しかしながら、特許文献１〜４に記載の技術は、いずれも、定盤の形状がワークの加工面に転写されるのを防止し、安価にワークを平坦加工できるものではない。
特開２００７−１５８２５５号公報特開２００７−２９００８５号公報特開２００３−４８１５６号公報特開２００４−３５１５７７号公報

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、安価にワークを平坦加工できる研磨装置用リテーナリングを提供する。

また、安価にワークを平坦加工できる研磨方法を提供する。

上述した目的を達成するため、本発明に係る研磨装置用リテーナリングは、上下両面の少なくとも内周側が平面状で、ワークの周囲をガイドするワーク収納孔を有し、外周端部は非真円形状で、一定間隔の波形状あるいは不一定間隔の波形状であることを特徴とする。

また、本発明に係る研磨方法は、回転自在に構成され、かつ上部に研磨布が貼り付けられた定盤に、固定治具に設けられたガイドローラーに当接させて上記リテーナリングを配置し、前記リテーナリングのワーク収納孔にワークを配置し、前記定盤の回転により前記リテーナリングと前記ワークとを回転させ、前記リテーナリングの外周端部の形状により、前記リテーナリングと前記ウェーハとに偏心運動を与えることを特徴とする。

本発明に係る研磨装置用リテーナリングによれば、安価にワークを平坦加工できる研磨装置用リテーナリングを提供することができる。

また、本発明に係る研磨方法によれば、安価にワークを平坦加工できる研磨方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る研磨装置用リテーナリングについて図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る研磨装置用リテーナリングの平面図である。

図１に示すように、本実施形態の研磨装置用リテーナリング１は、上下両面の少なくとも内周側が平面状をなし、内側にワーク収納孔３を有し、外周端部２ａは、非真円形状をなし、一定間隔で波形状あるいは不一定間隔の波形状を繰り返す複数の偏心運動付与部４が設けられる。

リテーナリング１は、ワークが例えば半導体ウェーハで、ＣＭＰ（ｃｈｅｍｉｃａｌｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：化学的機械的研磨）に用いる場合、リテーナリング１は上下両面の少なくとも内周側が平面状をなし、薄板リング状をなす。

材質としては、ポリプロピレンなどの樹脂、スチール、ステンレスなどがあげられる。ワーク収納孔３は、ワーク収納孔３とワークＷ間にクリアランスが設けられる大きさに設定され、クリアランスによりリテーナリングによる研磨効果が得られる。

外周２ａが、真円形状でなく、非円形状とするのは、一対のガイドローラーに当接した状態で、ワークＷ及びリテーナリング１が、その中心（点）で回転を継続することなく、回転運動に偏心運動（揺動運動）を与えるためである。

そして、偏心運動付与部４は、外方に突出する曲線状凸部４ａと、この曲線状凸部４ａの曲率よりも大きな曲率を有し、内方にへこんだ曲線状凹部４ｂの組み合わせからなり、偏心運動付与部４が一定間隔で外周２ａに沿って繰り返し設けられる。すなわち、曲線状凸部４ａと凹状曲線部４ｂが順次繰り返し設けられる。

なお、研磨装置用リテーナリングはワークを定盤に固定して研磨する際にワークの外周にセットするリング状の治具であり、本実施形態のように半導体ウェーハを研磨する場合には、リテーナリングは薄板、ワーク収納孔は円形にしたが、ワークの厚さに応じてリング本体の厚さを厚くし、研磨されるワークの外形に合わせた種々の形状であってもよい。

また、発泡ポリウレタンやスエード、不織布などの研磨パッドを使用するポリッシュ加工のほかに、鋳鉄や銅、錫やその複合など硬化な定盤を使用するラップ加工に適用してもよい。

次に本発明の一実施形態に係る研磨装置用リテーナリングを用いたワークの研磨方法について説明する。

図２に示すように、一般的な研磨装置１１を用い、研磨布を備えた定盤１２上に、ワークＷである半導体ウェーハを収容したリテーナリング１を載置する。図示していないが、定盤１２には他に同様に３個のリテーナリング１を載置する。

さらに、半導体ウェーハ及びリテーナリング１上に、これらを定盤１２に均等な力で押圧するためのウェートをおく。

一方、定盤１２の上方に、固定治具１３を配置し、この固定治具１３に設けられた一対のガイドローラー１４、１４を、定盤１２に接触しない程度に近接させる。

しかる後、定盤１２を回転させて、定盤１２に載置されたリテーナリング１をガイドローラー１４、１４に当接させる。

リテーナリング１がガイドローラー１４、１４に当接すると、リテーナリング１は連れ回りといわれる自転をする。しかしながら、曲線状凸部４ａと曲線状凹部４ｂを備える偏心運動付与部４の作用によって、回転運動に僅かに偏心運動が加わり、半導体ウェーハと定盤の接触位置が僅かにずれ、半導体ウェーハの同一部位が定盤の同一部位で継続的に研磨させることがなく、半導体ウェーハは定盤１２の異なる部位で研磨されるので、定盤１２の形状が半導体ウェーハに転写することがない。

従って、半導体ウェーハを平坦に加工できる。

また、本リテーナリングは、従来のリテーナリングの外周に偏心運動付与部を設けることで、容易に得られるので、安価であり、また、本リテーナリングを用いることで、複雑な揺動装置などを設ける必要がなく、安価な研磨装置を用いることが可能であり、安価にワークを平坦加工できる。

なお、本実施形態では、ワークに半導体ウェーハを例にとり説明したが、ワークはこれに限定されるものではなく、種々のものに適用できる。

本実施形態の研磨装置用リテーナリングによれば、安価にワークを平坦加工できる研磨装置用リテーナリングが実現される。

本発明の一実施形態に係る研磨装置用リテーナリングの平面図。本発明の一実施形態に係る研磨装置用リテーナリングを用いた研磨装置の概念図。従来の片面研磨装置用リテーナリングの平面図。従来の片面研磨装置用リテーナリングを用いた研磨装置の概念図。

符号の説明

１研磨装置用リテーナリング
２ａ外周端部
３ワーク収納孔
４偏心運動付与部
４ａ曲線状凸部
４ｂ曲線状凹部

Claims

上下両面の少なくとも内周側が平面状で、
ワークの周囲をガイドするワーク収納孔を有し、
外周端部は非真円形状で、一定間隔の波形状あるいは不一定間隔の波形状であることを特徴とする研磨装置用リテーナリング。
前記リテーナリングは薄板略円形状であり、前記ワーク収納孔は円形状で、前記外周端部は曲線状凹凸部からなることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置用リテーナリング。
回転自在に構成され、かつ上部に研磨布が貼り付けられた定盤に、
固定治具に設けられたガイドローラーに当接させて請求項１または請求項２に記載のリテーナリングを配置し、前記リテーナリングのワーク収納孔にワークを配置し、
前記定盤の回転により前記リテーナリングと前記ワークとを回転させ、
前記リテーナリングの外周端部の形状により、前記リテーナリングと前記ウェーハとに偏心運動を与えることを特徴とする研磨方法。