JP2013094918A - Template pressing wafer polishing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、テンプレート押圧ウェハ研磨方式に関するものであり、特に、研磨時にウェハの過剰研磨等の欠陥発生を防止し、リテーナリングとテンプレートとを一体化してウェハの自動搬送の構築を可能とし、さらには該自動搬送等の際の研磨ヘッドへのウェハの真空吸着を安定化させることが可能なテンプレート押圧ウェハ研磨方式に関するものである。 The present invention relates to a template-pressed wafer polishing system, and in particular, prevents occurrence of defects such as excessive polishing of the wafer during polishing, enables the construction of automatic wafer transfer by integrating the retainer ring and the template, Relates to a template pressing wafer polishing system capable of stabilizing the vacuum suction of the wafer to the polishing head during the automatic conveyance or the like.
この種のテンプレート押圧ウェハ研磨方式としては、例えば本出願人の特許出願に係る特願２０１０−１３２３３６号の願書に添付した明細書及び図面に開示されているようなものがある。この先願に係る技術は、ウェハを、研磨ヘッドにおけるキャリアの下面部に設けられた圧力エア層でプラテン上の研磨パッドに押圧するとともに該研磨ヘッドに設けられたリテーナリングで周囲を包囲し、研磨ヘッドをプラテンに対し相対回転させてウェハを研磨するテンプレート押圧ウェハ研磨方式であって、前記圧力エア層は、前記キャリアの下面と周縁部が前記リテーナリングに保持された弾性シートと前記キャリアの下面に該下面の周縁に沿って環状に凸設されたエアシールとで囲まれたエア室に圧縮エアを供給することにより形成されている。キャリアの下面には、圧縮エアを供給するためのエア吹出し口と真空吸引用のバキューム孔及び該バキューム孔に通じる吸着溝とが形成されている。また前記リテーナリングの内径に対応した直径の円板状体の底面にウェハの外径とほぼ同径の嵌合用凹部が形成されたテンプレートが該リテーナリングとは別体の部材として備えられ、研磨の際に、ウェハは該テンプレートにおける嵌合用凹部に嵌合されてテンプレートを介して前記圧力エア層でプラテン上の研磨パッドに押圧されるとともに当該テンプレートを介して前記リテーナリングで周囲が包囲されるように構成されている。前記弾性シートの適所には、複数の孔が開穿され、該孔はウェハの搬送時には真空吸着用の吸着用孔として機能し、研磨時には前記エア室を形成するためテンプレートの上面に密着して閉止される。 As this type of template pressing wafer polishing method, for example, there is one disclosed in the specification and drawings attached to the application of Japanese Patent Application No. 2010-132336 relating to the applicant's patent application. In the technology according to this prior application, a wafer is pressed against a polishing pad on a platen with a pressure air layer provided on a lower surface portion of a carrier in a polishing head, and the periphery is surrounded by a retainer ring provided on the polishing head. A template pressing wafer polishing method in which a wafer is polished by rotating a head relative to a platen, wherein the pressure air layer includes an elastic sheet in which a lower surface and a peripheral portion of the carrier are held by the retainer ring, and a lower surface of the carrier Further, it is formed by supplying compressed air to an air chamber surrounded by an air seal projecting annularly along the periphery of the lower surface. An air outlet for supplying compressed air, a vacuum hole for vacuum suction, and an adsorption groove that communicates with the vacuum hole are formed on the lower surface of the carrier. Further, a template in which a fitting recess having the same diameter as the outer diameter of the wafer is formed on the bottom surface of the disk-shaped body having a diameter corresponding to the inner diameter of the retainer ring is provided as a separate member from the retainer ring, and polished. At this time, the wafer is fitted into a fitting recess in the template, pressed against the polishing pad on the platen by the pressure air layer through the template, and surrounded by the retainer ring through the template. It is configured as follows. A plurality of holes are opened at appropriate positions of the elastic sheet, and the holes function as suction holes for vacuum suction when the wafer is transported, and are in close contact with the upper surface of the template to form the air chamber during polishing. Closed.
そして、圧力エア層となるエア室の周囲を形成しているエアシールの内径よりも小径の嵌合用凹部に嵌合されているウェハには、研磨時に外周部を含めて、その全面に圧力エア層からの押圧力が均一にかかる。また、ウェハは、その周囲がテンプレートを介してリテーナリングで周囲を包囲されている。このため、研磨時にはリテーナリングの内周面にテンプレートの外側面の部分で接触し、リテーナリングの内周面に対する接触面積が拡大されている。したがって、リテーナリングとの接触面積が広くなって、リテーナリングの内周面に衝突するように接触する際のウェハに発生する応力、即ちウェハに作用する変形力は小さくなる。この結果、外周部を含めたウェハ全面の均一加圧とあいまって、研磨時におけるウェハの変形、特に外周部の変形が抑制され、研磨後のウェハに過剰研磨等の欠陥が発生することがない。 The wafer that is fitted in the fitting recess having a smaller diameter than the inner diameter of the air seal that forms the periphery of the air chamber that becomes the pressure air layer, including the outer peripheral portion during polishing, has a pressure air layer on the entire surface. The pressing force from is applied uniformly. The periphery of the wafer is surrounded by a retainer ring through a template. For this reason, at the time of grinding | polishing, the inner peripheral surface of a retainer ring contacts in the part of the outer surface of a template, and the contact area with respect to the inner peripheral surface of a retainer ring is expanded. Therefore, the contact area with the retainer ring is widened, and the stress generated on the wafer when it comes into contact with the inner peripheral surface of the retainer ring, that is, the deformation force acting on the wafer is reduced. As a result, coupled with the uniform pressurization of the entire wafer surface including the outer peripheral portion, deformation of the wafer during polishing, particularly deformation of the outer peripheral portion is suppressed, and defects such as excessive polishing do not occur in the polished wafer. .
上記のようなテンプレート押圧ウェハ研磨方式に関連する従来技術として、例えば、次のようなウェハ研磨装置が知られている。この従来技術は、ウェハの周囲を包囲し、研磨時にウェハと共にプラテン上の研磨パッドに接触して該研磨パッドにおける研磨面の盛り上がりを押さえるリテーナリングが備えられ、ウェハは、周縁部がリテーナリングに保持された保護シートに吸着されてプラテン上に運ばれる。この後、ウェハ裏面に研磨圧力を伝える圧力流体層が、キャリア下面に設けられたエア噴出し部材と前記保護シートとの間に形成され、ウェハは該圧力流体層により保護シートを介して研磨パッドに押圧される。そして、該ウェハの押圧状態においてプラテンの回転駆動部を起動してプラテンと共に研磨パッドを一方向に回転させ、これと同時に研磨ヘッドの回転駆動部を起動してウェハをプラテン側の回転に対し相対回転させることにより、ウェハを研磨するようにしている（例えば、特許文献１参照）。 As a conventional technique related to the template pressing wafer polishing method as described above, for example, the following wafer polishing apparatus is known. This prior art is provided with a retainer ring that surrounds the periphery of the wafer, contacts the polishing pad on the platen together with the wafer during polishing, and suppresses the bulge of the polishing surface of the polishing pad. It is adsorbed to the held protective sheet and carried onto the platen. Thereafter, a pressure fluid layer for transmitting the polishing pressure to the back surface of the wafer is formed between the air ejection member provided on the lower surface of the carrier and the protective sheet, and the wafer is polished by the pressure fluid layer through the protective sheet and the polishing pad. Pressed. Then, when the wafer is pressed, the platen rotation drive unit is activated to rotate the polishing pad in one direction together with the platen. At the same time, the polishing head rotation drive unit is activated to cause the wafer to rotate relative to the platen side rotation. By rotating, the wafer is polished (for example, see Patent Document 1).
また、従来、例えば、次のようなウェハ変形抑制装置及びウェハ変形抑制方法が知られている。この従来技術は、リテーナリングで包囲されたウェハをキャリアの下面部に設けられた圧力エア層で研磨パッドに押し付けて研磨するＣＭＰ装置におけるウェハ変形抑制装置であって、ウェハの上面に該ウェハ径とほぼ同等の直径を有する平面視円形の補強部材が貼り付けられ、該補強部材をウェハに貼り付けたまま該ウェハを研磨するように構成されている。前記圧力エア層は、キャリアの下面と周縁部がリテーナリングに保持された弾性シート等との間に形成されるとともに、キャリアの下面には、圧縮エアを供給するためのエア吹出し口と真空吸引用のバキューム孔とが形成され、弾性シートの適所には、複数の孔が開穿され、該孔はウェハの搬送時には真空吸着用の吸着用孔として機能し、研磨時にはエア圧供給用孔として機能する。この圧力エア層の形成、キャリアの下面へのバキューム孔の形成及び弾性シートへの吸着用孔の開穿等の構成部分は、前記特願２０１０−１３２３３６号の願書に添付した明細書及び図面に開示されている技術におけるものとほぼ同様である。そして、補強部材はウェハ径とほぼ同等の直径を有し、貼着材を介してウェハ上面に一体に貼り付けられている。したがって、研磨時にウェハが移動してリテーナリングに衝突しても該リテーナリングからウェハに作用する変形力は補強部材により緩和吸収される。その結果、ウェハに作用する衝撃力に対する耐性強度が実質的に増大する。研磨時にウェハが移動してリテーナリングに衝突した場合でもリテーナリングからウェハに作用する変形力が補強部材により吸収除去されるので、リテーナリングとの接触・衝撃によるウェハの研磨形状の変形、特に該ウェハの外周縁部の座屈変形を抑制することができると共に、該変形によるウェハ外周縁部の研磨不良を防止することができる（例えば、特許文献２参照）。 Conventionally, for example, the following wafer deformation suppressing device and wafer deformation suppressing method are known. This prior art is a wafer deformation suppression device in a CMP apparatus that polishes a wafer surrounded by a retainer ring by pressing it against a polishing pad with a pressure air layer provided on a lower surface portion of a carrier. A reinforcing member with a circular shape in plan view having a diameter substantially equal to that of the wafer is attached, and the wafer is polished while the reinforcing member is attached to the wafer. The pressure air layer is formed between a lower surface of the carrier and an elastic sheet having a peripheral edge held by a retainer ring, and an air outlet for supplying compressed air and vacuum suction are formed on the lower surface of the carrier. Vacuum holes are formed, and a plurality of holes are opened at appropriate positions on the elastic sheet. The holes function as suction holes for vacuum suction when the wafer is transferred, and serve as air pressure supply holes when polishing. Function. The components such as the formation of the pressure air layer, the formation of a vacuum hole on the lower surface of the carrier, and the opening of the suction hole to the elastic sheet are described in the specification and drawings attached to the application of Japanese Patent Application No. 2010-132336. It is almost the same as in the disclosed technology. The reinforcing member has a diameter substantially equal to the wafer diameter, and is integrally attached to the upper surface of the wafer via an adhesive material. Therefore, even if the wafer moves during polishing and collides with the retainer ring, the deformation force acting on the wafer from the retainer ring is relaxed and absorbed by the reinforcing member. As a result, the resistance strength against the impact force acting on the wafer is substantially increased. Even when the wafer moves during polishing and collides with the retainer ring, the deformation force acting on the wafer from the retainer ring is absorbed and removed by the reinforcing member. The buckling deformation of the outer peripheral edge portion of the wafer can be suppressed, and poor polishing of the outer peripheral edge portion of the wafer due to the deformation can be prevented (for example, see Patent Document 2).
先願である特願２０１０−１３２３３６号に係る技術においては、テンプレートにおける嵌合用凹部に嵌合されているウェハには、研磨時に外周部を含めて、その全面に圧力エア層からの押圧力が均一にかかる。また、ウェハは、その周囲がテンプレートを介してリテーナリングで周囲を包囲され、研磨時にはリテーナリングの内周面にテンプレートの外側面の部分で接触し、リテーナリングの内周面に対する接触面積が拡大されている。この結果、外周部を含めたウェハ全面の均一加圧とあいまって、研磨時におけるウェハの変形、特に外周部の変形が抑制され、研磨後のウェハに過剰研磨等の欠陥が発生しない。しかしながら、ウェハを嵌合する嵌合用凹部が形成されたテンプレートは、リテーナリングとは別体の部材として構成されて二重構造となっていたためウェハの自動搬送の構築が難しい。また、この自動搬送の際、ウェハは、テンプレートの嵌合用凹部に嵌合された状態で該テンプレートがキャリアの下面に形成された真空吸引用のバキューム孔に通じる吸着溝と弾性シートに開穿され真空吸着用の吸着用孔を介して真空吸引されることにより、研磨ヘッド側に真空吸着される。しかしながら、キャリア下面の吸着溝と弾性シートの吸着用孔との間には、何らの位置合わせ手段も講じられていなかったため、該吸着溝と吸着用孔とが合っていないと研磨ヘッド側へのウェハの真空吸着が不安定になる。 In the technology according to Japanese Patent Application No. 2010-132336, which is a prior application, the wafer fitted in the fitting recess in the template has a pressing force from the pressure air layer on the entire surface including the outer periphery during polishing. Take evenly. In addition, the periphery of the wafer is surrounded by the retainer ring through the template, and when polishing, the inner surface of the retainer ring comes into contact with the outer surface of the template, thereby increasing the contact area with the inner surface of the retainer ring. Has been. As a result, coupled with the uniform pressurization of the entire wafer surface including the outer peripheral portion, deformation of the wafer during polishing, particularly deformation of the outer peripheral portion is suppressed, and defects such as excessive polishing do not occur in the polished wafer. However, since the template in which the fitting recess for fitting the wafer is formed is configured as a separate member from the retainer ring and has a double structure, it is difficult to construct automatic wafer transfer. Further, during this automatic transfer, the wafer is opened in the suction groove and the elastic sheet, which are connected to the vacuum recess for vacuum suction formed on the lower surface of the carrier in a state where the wafer is fitted in the recess for fitting the template. By vacuum suction through the suction hole for vacuum suction, vacuum suction is performed on the polishing head side. However, since no positioning means was provided between the suction groove on the lower surface of the carrier and the suction hole of the elastic sheet, if the suction groove and the suction hole do not match, the polishing head side is not aligned. The vacuum suction of the wafer becomes unstable.
特許文献１に記載の従来技術においては、ウェハの周囲を包囲するリテーナリングは、ウェハを安定して内嵌させるために、その内径がウェハの外径よりも所要量大きく、余裕を持たせて作られている。このような寸法関係から、研磨をしていない状況下では、ウェハはリテーナリングの中央部側に位置しているが、一旦研磨が始まるとウェハはリテーナリング内を研磨パッドの回転方向に滑り動く。その結果、ウェハの外周部がリテーナリングの内周面に衝突するように接触する。この衝突時にウェハに発生する応力は、リテーナリングの単位面積当たりの反力（外力）の大きさに相当し、ウェハ中心部は、衝突時の外力を受ける部分から十分離れているため、外力と応力がほぼ等しくなり、また圧力流体層により加圧が行われているため変形が生じることは殆どない。しかし、接触面積が小さい外周縁の部分でリテーナリングの内周面に衝突するように接触するウェハの外周部は、リテーナリングからの反力（外力）が大きくなるとともに、圧力流体層による加圧も不十分になり易い。このため、ウェハの外周部には、リテーナリング内周面との衝突力により変形が発生する虞がある。そして、変形が発生した場合は、ウェハの研磨表面における圧力分布が不均等になり、特にウェハ外周部の研磨レートが増大して、研磨後のウェハに過剰研磨等の欠陥が発生する。また、本従来技術において研磨に供されるウェハは、その外径がリテーナリングの内径よりも所要量小さく、その周囲をリテーナリングに包囲されて該リテーナリングに安定して内嵌させ得るものに限られる。そのため、使用されているリテーナリングの内径に合った外径のウェハしか研磨することができない。 In the prior art described in Patent Document 1, the retainer ring that surrounds the periphery of the wafer has an inner diameter that is larger than the outer diameter of the wafer by a required amount in order to stably fit the wafer. It is made. From such a dimensional relationship, the wafer is positioned at the center of the retainer ring when polishing is not performed. However, once polishing starts, the wafer slides in the retainer ring in the rotation direction of the polishing pad. . As a result, the outer peripheral portion of the wafer comes into contact with the inner peripheral surface of the retainer ring. The stress generated in the wafer at the time of the collision corresponds to the magnitude of the reaction force (external force) per unit area of the retainer ring, and the center of the wafer is sufficiently away from the portion that receives the external force at the time of the collision. Since the stresses are almost equal, and pressure is applied by the pressure fluid layer, deformation hardly occurs. However, the outer peripheral part of the wafer that comes into contact with the inner peripheral surface of the retainer ring at the outer peripheral part where the contact area is small increases the reaction force (external force) from the retainer ring, and is pressurized by the pressure fluid layer. Tends to be insufficient. For this reason, there exists a possibility that a deformation | transformation may generate | occur | produce in the outer peripheral part of a wafer by the collision force with a retainer ring inner peripheral surface. When the deformation occurs, the pressure distribution on the polishing surface of the wafer becomes uneven, particularly the polishing rate at the outer peripheral portion of the wafer increases, and defects such as excessive polishing occur in the polished wafer. Further, the wafer used for polishing in this conventional technique has an outer diameter that is smaller than the inner diameter of the retainer ring, and is surrounded by the retainer ring so that it can be stably fitted into the retainer ring. Limited. Therefore, only a wafer having an outer diameter matching the inner diameter of the retainer ring used can be polished.
また、特許文献２に記載の従来技術においては、研磨時にウェハが移動してリテーナリングに衝突した場合でもリテーナリングからウェハに作用する変形力が補強部材により吸収除去されるので、ウェハの外周縁部の座屈変形を抑制することができると共に、該変形によるウェハ外周縁部の研磨不良を防止することができる。そして、自動搬送等の際、ウェハは、その上面に補強部材が貼り付けられた状態でキャリアの下面に形成された真空吸引用のバキューム孔と弾性シートに開穿され真空吸着用の吸着用孔を介して真空吸引されることにより、研磨ヘッド側に真空吸着される。しかしながら、前記特願２０１０−１３２３３６号の願書に添付した明細書及び図面に開示されている技術におけるものとほぼ同様に、キャリア下面のバキューム孔と弾性シートの吸着用孔との間には、何らの位置合わせ手段も講じられていなかったため、該バキューム孔と吸着用孔とが合っていないと研磨ヘッド側へのウェハの真空吸着が不安定になる。 In the prior art described in Patent Document 2, even when the wafer moves during polishing and collides with the retainer ring, the deforming force acting on the wafer from the retainer ring is absorbed and removed by the reinforcing member. It is possible to suppress the buckling deformation of the portion and to prevent the polishing failure of the outer peripheral edge portion of the wafer due to the deformation. Then, during automatic transfer, the wafer is opened in the vacuum suction vacuum hole formed in the lower surface of the carrier and the elastic sheet with the reinforcing member attached to the upper surface thereof, and the suction hole for vacuum suction. Is vacuum-sucked to the polishing head side. However, in the same manner as in the technology disclosed in the specification and drawings attached to the application for Japanese Patent Application No. 2010-132336, there is no gap between the vacuum hole on the lower surface of the carrier and the suction hole for the elastic sheet. Therefore, if the vacuum hole and the suction hole do not match, the vacuum suction of the wafer to the polishing head side becomes unstable.
そこで、研磨時に外周部を含むウェハの全面を均一に加圧して該ウェハの特に外周部の変形を抑制し、この変形によるウェハの過剰研磨等の欠陥発生を防止し、リテーナリング一体型のテンプレートとしてウェハの自動搬送の構築を可能とし、該自動搬送等の際の研磨ヘッドへのウェハの真空吸着を安定化させ、さらには径、厚み等のサイズ違いのウェハも容易・確実に研磨可能とするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。 Therefore, the entire surface of the wafer including the outer peripheral portion is uniformly pressed during polishing to suppress deformation of the wafer, in particular, the outer peripheral portion, and the occurrence of defects such as excessive polishing of the wafer due to this deformation is prevented. As a result, it is possible to construct an automatic wafer transfer, stabilize the vacuum suction of the wafer to the polishing head during the automatic transfer, etc., and easily and reliably polish wafers of different sizes such as diameter and thickness. Therefore, a technical problem to be solved arises, and the present invention aims to solve this problem.
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、底面部にウェハを嵌合させる嵌合用凹部が形成されたテンプレートと研磨ヘッド側に取り付けられて前記テンプレートの周囲を包囲する円環状のリテーナリングとを一体化したリテーナリング一体化テンプレートを備え、該リテーナリング一体化テンプレートにおける嵌合用凹部に前記ウェハを嵌合させ、該リテーナリング一体化テンプレートを介して該ウェハをプラテン上の研磨パッドに押し付けるとともに前記研磨ヘッドを前記プラテンに対し相対回転させて前記ウェハを研磨するテンプレート押圧ウェハ研磨方式を提供する。 The present invention has been proposed in order to achieve the above-mentioned object, and the invention according to claim 1 is attached to a template having a bottom surface portion on which a recess for fitting to fit a wafer is formed and a polishing head side. A retainer ring integrated template integrated with an annular retainer ring surrounding the periphery of the template; and the wafer is fitted into a recess for fitting in the retainer ring integrated template, and the retainer ring integrated template is interposed therebetween. A template pressing wafer polishing method is provided in which the wafer is pressed against a polishing pad on a platen and the polishing head is rotated relative to the platen to polish the wafer.
この構成によれば、リテーナリング一体化テンプレートにおける嵌合用凹部に嵌合されているウェハには、研磨時にその外周部を含めた全面に該リテーナリング一体化テンプレート上に形成される圧力エア層等からの押圧力が均一にかかる。またウェハの外周部が直接リテーナリングの内周面に衝突するように接触するという動作がなく、さらにはテンプレートの外側面がリテーナリングの内周面に衝突するように接触するという動作がないことから、これらの動作が生じるときのウェハに発生する応力、即ちウェハに作用する変形力は全く生じない。この結果、研磨時におけるウェハの変形、特に外周部の変形が抑制され、研磨後のウェハに過剰研磨等の欠陥が発生しない。さらに、ウェハを嵌合させる嵌合用凹部が形成されているテンプレート部分は、リテーナリングと一体化されて研磨ヘッド側に固定されていることで、自動搬送によるウェハの受け渡しが可能となって、ウェハの自動搬送の構築が可能となる。 According to this configuration, the wafer fitted in the fitting recess in the retainer ring integrated template has a pressure air layer or the like formed on the retainer ring integrated template over the entire surface including the outer peripheral portion during polishing. The pressing force from is applied uniformly. Also, there is no operation that the outer periphery of the wafer directly contacts the inner peripheral surface of the retainer ring, and there is no operation that the outer surface of the template contacts the inner peripheral surface of the retainer ring. Thus, no stress is generated on the wafer when these operations occur, that is, no deformation force acts on the wafer. As a result, deformation of the wafer during polishing, particularly deformation of the outer peripheral portion is suppressed, and defects such as excessive polishing do not occur in the polished wafer. Furthermore, the template portion in which the concave portion for fitting for fitting the wafer is formed is integrated with the retainer ring and fixed to the polishing head side, so that the wafer can be delivered by automatic conveyance, and the wafer This makes it possible to construct an automatic transport.
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記リテーナリング一体化テンプレートにおける外周部のリテーナリング相当領域にリテーナリングホルダが固着され、前記リテーナリング一体化テンプレートは前記リテーナリングホルダを介して上記研磨ヘッド側に取り付けられているテンプレート押圧ウェハ研磨方式を提供する。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a retainer ring holder is fixed to a region corresponding to a retainer ring on an outer peripheral portion of the retainer ring integrated template, and the retainer ring integrated template is provided with the retainer ring holder. A template pressing wafer polishing system attached to the polishing head side is provided.
この構成によれば、リテーナリング一体化テンプレートは、その外周部のリテーナリング相当領域にリテーナリングホルダが固着され、このリテーナリングホルダが固着された状態でスナップリングの嵌脱により研磨ヘッドに対し取付け、取外しが可能となっている。したがって、嵌合用凹部の内径、嵌合深さ等を可能な範囲で変えた複数個のリテーナリング一体化テンプレートに、それぞれリテーナリングホルダを固着したものを予め準備しておくことで、リテーナリング一体化テンプレートは径、厚み等のサイズ違いのウェハにも対応可能となって、これらのウェハも確実に研磨することが可能となる。 According to this structure, the retainer ring integrated template is attached to the polishing head by attaching and detaching the snap ring in a state where the retainer ring holder is fixed to the area corresponding to the retainer ring on the outer periphery. Can be removed. Therefore, the retainer ring can be integrated by preparing in advance a plurality of retainer ring integrated templates in which the inner diameter of the recess for fitting, the fitting depth, etc. are changed as much as possible, respectively, to which the retainer ring holder is fixed. The template can be applied to wafers of different sizes such as diameter and thickness, and these wafers can be polished reliably.
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、上記リテーナリング一体化テンプレートにおける外周部のリテーナリング相当領域に上記リテーナリングホルダを固着する際には、上記研磨ヘッドにおけるキャリアの下面部に形成された真空吸着溝と一定の位置関係にある上記リテーナリングホルダ上の第１の位置合わせ用指標と、上記リテーナリング一体化テンプレートにおける嵌合用凹部の天井部に開穿された吸着孔の位置に関連する該リテーナリング一体化テンプレート上の第２の位置合わせ用指標とを位置合わせするように構成したテンプレート押圧ウェハ研磨方式を提供する。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, when the retainer ring holder is fixed to the retainer ring equivalent region of the outer peripheral portion of the retainer ring integrated template, the lower surface portion of the carrier in the polishing head A first alignment index on the retainer ring holder that is in a fixed positional relationship with the vacuum suction groove formed on the upper surface of the retainer ring, and a suction hole opened in the ceiling portion of the fitting recess in the retainer ring integrated template. Provided is a template pressing wafer polishing system configured to align a second alignment index on a retainer ring integrated template related to a position.
この構成によれば、リテーナリング一体化テンプレートにおける外周部のリテーナリング相当領域に対しリテーナリングホルダは両面テープ等を用いて固着される。この固着の際、リテーナリングホルダ上の第１の位置合わせ用指標とリテーナリング一体化テンプレート上の第２の位置合わせ用指標とを位置合わせすることで、キャリアの下面部に形成された真空吸着溝の位置とリテーナリング一体化テンプレートに開穿された吸着孔の位置とが合って、自動搬送等の際の研磨ヘッドへのウェハの真空吸着を安定化させることが可能となる。 According to this configuration, the retainer ring holder is fixed to the region corresponding to the retainer ring on the outer peripheral portion of the retainer ring integrated template using the double-sided tape or the like. At the time of fixing, a vacuum suction formed on the lower surface portion of the carrier by aligning the first alignment index on the retainer ring holder and the second alignment index on the retainer ring integrated template. By matching the position of the groove with the position of the suction hole opened in the retainer ring integrated template, it is possible to stabilize the vacuum suction of the wafer to the polishing head during automatic transfer or the like.
請求項１記載の発明は、リテーナリング一体化テンプレートにおける嵌合用凹部に嵌合されているウェハには、研磨時にその外周部を含めた全面に圧力エア層等からの押圧力が均一にかかって外周部を含むウェハの全面を均一に加圧することができる。またウェハの外周部が直接リテーナリングの内周面に衝突するように接触するという動作及びテンプレートの外側面がリテーナリングの内周面に衝突するように接触するという動作がないことから、これらの動作が生じるときのウェハに作用する変形力は全く生じない。このため研磨時におけるウェハの変形、特に外周部の変形が抑制されて、ウェハの過剰研磨等の欠陥発生を防止することができる。また、ウェハを嵌合させる嵌合用凹部が形成されているテンプレート部分は研磨ヘッド側に固定されていることでウェハの自動搬送の構築が可能となるという利点がある。 According to the first aspect of the present invention, a pressing force from a pressure air layer or the like is uniformly applied to the entire surface including the outer peripheral portion of the wafer fitted in the fitting recess in the retainer ring integrated template. The entire surface of the wafer including the outer peripheral portion can be uniformly pressurized. In addition, since there is no operation in which the outer peripheral portion of the wafer directly contacts the inner peripheral surface of the retainer ring and there is no operation in which the outer surface of the template contacts the inner peripheral surface of the retainer ring, these There is no deformation force acting on the wafer when motion occurs. For this reason, deformation of the wafer during polishing, in particular, deformation of the outer peripheral portion is suppressed, and generation of defects such as excessive polishing of the wafer can be prevented. In addition, there is an advantage that it is possible to construct an automatic conveyance of the wafer by fixing the template portion on which the fitting recess for fitting the wafer is fixed to the polishing head side.
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えてさらに、リテーナリング一体化テンプレートは、外周部のリテーナリング相当領域にリテーナリングホルダが固着され、このリテーナリングホルダが固着された状態でスナップリングの嵌脱により研磨ヘッドに対し取付け、取外しが可能となっている。したがって、嵌合用凹部の内径、嵌合深さ等を変えた複数個のリテーナリング一体化テンプレートに、それぞれリテーナリングホルダを固着したものを予め準備しておくことで、径、厚み等のサイズ違いのウェハにも対応可能となって、これらのウェハも容易・確実に研磨することができるという利点がある。 In the invention according to claim 2, in addition to the effect of the invention according to claim 1, in the retainer ring integrated template, the retainer ring holder is fixed to an area corresponding to the retainer ring on the outer peripheral portion, and the retainer ring holder is fixed. In this state, the snap ring can be attached to and detached from the polishing head by fitting and removal. Therefore, by preparing in advance a plurality of retainer ring integrated templates with different inner diameters, mating depths, etc. of the mating recesses, to which each retainer ring holder is fixed, the size difference in diameter, thickness, etc. This wafer has the advantage that it can be easily and reliably polished.
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明の効果に加えてさらに、リテーナリング一体化テンプレートにおける外周部のリテーナリング相当領域にリテーナリングホルダを両面テープ等を用いて固着する際に、リテーナリングホルダ上の第１の位置合わせ用指標とリテーナリング一体化テンプレート上の第２の位置合わせ用指標とを位置合わせすることで、キャリアの下面部に形成された真空吸着溝の位置とリテーナリング一体化テンプレートに開穿された吸着孔の位置とを合わせることができて、自動搬送等の際の研磨ヘッドへのウェハの真空吸着を安定化させることができるという利点がある。 In addition to the effect of the invention described in claim 2, the invention described in claim 3 further, when fixing the retainer ring holder to the retainer ring equivalent region of the outer peripheral portion in the retainer ring integrated template using a double-sided tape or the like, By aligning the first alignment index on the retainer ring holder and the second alignment index on the retainer ring integrated template, the position of the vacuum suction groove formed on the lower surface of the carrier and the retainer There is an advantage that the position of the suction hole opened in the ring integrated template can be matched, and the vacuum suction of the wafer to the polishing head during automatic transfer or the like can be stabilized.
本発明は、研磨時に外周部を含むウェハの全面を均一に加圧して該ウェハの特に外周部の変形を抑制し、この変形によるウェハの過剰研磨等の欠陥発生を防止し、リテーナリング一体型のテンプレートとしてウェハの自動搬送の構築を可能とし、該自動搬送等の際の研磨ヘッドへのウェハの真空吸着を安定化させ、さらには径、厚み等のサイズ違いのウェハも容易・確実に研磨可能とするという目的を達成するために、底面部にウェハを嵌合させる嵌合用凹部が形成されたテンプレートと研磨ヘッド側に取り付けられて前記テンプレートの周囲を包囲する円環状のリテーナリングとを一体化したリテーナリング一体化テンプレートを備え、該リテーナリング一体化テンプレートにおける嵌合用凹部に前記ウェハを嵌合させ、該リテーナリング一体化テンプレートを介して該ウェハをプラテン上の研磨パッドに押し付けるとともに前記研磨ヘッドを前記プラテンに対し相対回転させて前記ウェハを研磨することにより実現した。 The present invention uniformly presses the entire surface of the wafer including the outer peripheral portion during polishing to suppress deformation of the wafer, particularly the outer peripheral portion, and prevents defects such as excessive polishing of the wafer due to this deformation. As a template, it is possible to construct an automatic wafer transfer, stabilize the vacuum suction of the wafer to the polishing head during the automatic transfer, and easily and reliably polish wafers of different sizes such as diameter and thickness. In order to achieve the object of enabling, a template having a recess for fitting a wafer on the bottom surface portion and an annular retainer ring which is attached to the polishing head side and surrounds the periphery of the template are integrated. A retainer ring integrated template, and the wafer is fitted into a fitting recess in the retainer ring integrated template. Was achieved by polishing the wafer to the wafer through the conjugated template rotated relative to said platen to said polishing head with pressed against the polishing pad on the platen.
以下、本発明の好適な実施例を図１乃至図３の（ａ）〜（ｆ）を参照して説明する。まず、本実施例に係るテンプレート押圧ウェハ研磨方式に適用されるウェハ研磨装置の構成を図１及び図２を用いて説明する。 A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3 (a) to (f). First, the configuration of a wafer polishing apparatus applied to the template pressing wafer polishing system according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図１においてウェハ研磨装置（ＣＭＰ装置）１は、主としてプラテン２と、研磨ヘッド３とから構成されている。前記プラテン２は、円盤状に形成され、その下面中央には回転軸４が連結されており、モータ５の駆動によって矢印Ａ方向へ回転する。プラテン２の上面には研磨パッド６が貼付されており、該研磨パッド６上に図示しないノズルから研磨剤と化学薬品との混合物であるスラリーが供給される。 In FIG. 1, a wafer polishing apparatus (CMP apparatus) 1 is mainly composed of a platen 2 and a polishing head 3. The platen 2 is formed in a disk shape, and a rotary shaft 4 is connected to the center of the lower surface thereof. The platen 2 rotates in the direction of arrow A when the motor 5 is driven. A polishing pad 6 is affixed to the upper surface of the platen 2, and a slurry that is a mixture of an abrasive and a chemical is supplied onto the polishing pad 6 from a nozzle (not shown).
前記研磨ヘッド３は、前記プラテン２よりも小形の円盤状に形成されたヘッド本体の上面中央に回転軸７が連結され、該回転軸７に軸着された図示しないモータで駆動されて矢印Ｂ方向に回転する。研磨ヘッド３は、図示しない昇降装置によって上下移動自在に設けられており、後述するリテーナリング一体化テンプレートに研磨対象のウェハを嵌合させる際に上昇移動される。また、研磨ヘッド３は、ウェハを研磨する際には下降移動されて研磨パッド６に押圧当接される。 The polishing head 3 has a rotary shaft 7 connected to the center of the upper surface of a head body formed in a disk shape smaller than the platen 2, and is driven by a motor (not shown) mounted on the rotary shaft 7. Rotate in the direction. The polishing head 3 is provided so as to be movable up and down by an elevating device (not shown), and is moved upward when a wafer to be polished is fitted to a retainer ring integrated template described later. Further, the polishing head 3 is moved downward and pressed against the polishing pad 6 when polishing the wafer.
研磨ヘッド３には、図２に示すようにヘッド本体の中央部に、図示しないキャリア押圧手段を介して上下方向に所要量移動可能にキャリア８が配設されている。そして、該キャリア８の下方に、圧力エア層が形成されるエア室９となる空間領域を介して、前記先願に係る特願２０１０−１３２３３６号の願書に添付した明細書及び図面に開示されているテンプレートとリテーナリングとを一体化した形のリテーナリング一体化テンプレート１０が設けられている。 As shown in FIG. 2, the polishing head 3 is provided with a carrier 8 at the center of the head body so that a required amount can be moved in the vertical direction via carrier pressing means (not shown). And it is disclosed by the specification and drawing attached to the application of Japanese Patent Application No. 2010-132336 which concerns on the said prior application through the space area | region used as the air chamber 9 in which a pressure air layer is formed under this carrier 8. A retainer ring integrated template 10 is provided in which the template and the retainer ring are integrated.
該リテーナリング一体化テンプレート１０は、中央部にウェハＷの外径とほぼ同径の嵌合用凹部１１が形成された円環状のテンプレート本体１０ａと、該テンプレート本体１０ａ上に順に積層されたそれぞれ円形の緩衝材１２及び弾性基材１３とで構成されている。テンプレート本体１０ａは、機械的強度の優れたガラスエポキシ等のプラスチックで作製されている。天井面が緩衝材１２と弾性基材１３との積層体で形成された嵌合用凹部１１の深さは、該嵌合用凹部１１にウェハＷを嵌合させたとき、リテーナリング一体化テンプレート１０の下面とウェハＷの下面とが面一になるように形成されている。嵌合用凹部１１の天井面における緩衝材１２と弾性基材１３の積層体部分には、後述するキャリア８下面の複数個の吸着溝の形成態様に対応した複数位置に吸着孔１４が開穿されている。 The retainer ring integrated template 10 includes an annular template body 10a in which a fitting recess 11 having substantially the same diameter as the outer diameter of the wafer W is formed at the center, and circular shapes stacked in order on the template body 10a. The cushioning material 12 and the elastic base material 13. The template body 10a is made of plastic such as glass epoxy having excellent mechanical strength. The depth of the recessed portion 11 for fitting, in which the ceiling surface is formed of a laminate of the cushioning material 12 and the elastic base material 13, is such that when the wafer W is fitted into the recessed portion 11 for fitting, the retainer ring integrated template 10. The lower surface and the lower surface of the wafer W are formed to be flush with each other. In the laminated body portion of the cushioning material 12 and the elastic base material 13 on the ceiling surface of the fitting recess 11, suction holes 14 are opened at a plurality of positions corresponding to a plurality of suction groove formation modes on the lower surface of the carrier 8 described later. ing.
リテーナリング一体化テンプレート１０における外周部のリテーナリング相当領域１０ｂには両面テープ等により環状のリテーナリングホルダ１５が固着され、該環状のリテーナリングホルダ１５は同様に環状のスナップリング１６等を介して研磨ヘッド３に設けられたリテーナリング押圧部材１７に連結されている。リテーナリング相当領域１０ｂは、リテーナリングホルダ１５及びリテーナリング押圧部材１７等を介して図示しないリテーナリング押圧手段からの押圧力が伝達されて研磨パッド６に押し付けられる。 An annular retainer ring holder 15 is fixed to the retainer ring equivalent region 10b on the outer peripheral portion of the retainer ring integrated template 10 by a double-sided tape or the like, and the annular retainer ring holder 15 is similarly connected via an annular snap ring 16 or the like. It is connected to a retainer ring pressing member 17 provided on the polishing head 3. The retainer ring equivalent region 10b is pressed against the polishing pad 6 by transmitting a pressing force from a retainer ring pressing means (not shown) via the retainer ring holder 15, the retainer ring pressing member 17, and the like.
前記キャリア８下方のエア室９は、該キャリア８の下面８ａと、リテーナリング一体化テンプレート１０上面部の弾性基材１３と、キャリア８の下面８ａに該下面の周縁に沿って環状に凸設されたエアシール８ｂとで囲まれた空間領域により形成されている。 The air chamber 9 below the carrier 8 is provided so as to project annularly from the lower surface 8a of the carrier 8, the elastic base material 13 on the upper surface of the retainer ring integrated template 10, and the lower surface 8a of the carrier 8 along the periphery of the lower surface. It is formed by a space region surrounded by the air seal 8b.
前記キャリア８の下面８ａには、中心部から放射状に真空吸着用の複数個の吸着溝１８が形成され、該複数個の吸着溝１８内のキャリア下面８ａ部には、図示しないバキュームラインに通じるバキューム孔１９が適宜間隔をおいて複数個形成されている。該複数個のバキューム孔１９は前記複数個の吸着溝１８内以外のキャリア下面８ａ部に形成して該複数個の吸着溝１８に適宜に通じるようにしてもよい。 A plurality of suction grooves 18 for vacuum suction are formed radially from the center portion on the lower surface 8a of the carrier 8, and the carrier lower surface 8a in the plurality of suction grooves 18 leads to a vacuum line (not shown). A plurality of vacuum holes 19 are formed at appropriate intervals. The plurality of vacuum holes 19 may be formed in the carrier lower surface 8a other than the plurality of suction grooves 18 so as to communicate with the plurality of suction grooves 18 as appropriate.
また、前記複数個のバキューム孔１９の形成に加えて、吸着溝１８内等のキャリア下面８ａ部の適宜の部位には、図示しないエアフロートラインに通じる複数個のエア噴出孔が形成されている。なお、前記複数個のバキューム孔１９をバルブ等により前記バキュームラインとエアフロートラインに切換え接続して、複数個のバキューム孔１９をエア噴出孔に兼用させるとともに複数個の吸着溝１８をエア溝に兼用させてもよい。キャリア下面８ａの真空吸着部もしくはエア噴出部を溝状に形成することで吸着対象もしくは加圧対象の均一吸引もしくは均一加圧が可能となる。バキュームラインからのバキューム作用及びエアフロートラインからの圧縮エアの供給等は図示しない制御部からの指令信号によって行われる。 In addition to the formation of the plurality of vacuum holes 19, a plurality of air ejection holes leading to an air float line (not shown) are formed at appropriate portions of the carrier lower surface 8 a such as in the suction groove 18. The plurality of vacuum holes 19 are switched and connected to the vacuum line and the air float line by a valve or the like so that the plurality of vacuum holes 19 are also used as air ejection holes and the plurality of suction grooves 18 are also used as air grooves. You may let them. By forming the vacuum suction part or air ejection part of the carrier lower surface 8a in the shape of a groove, it is possible to uniformly suck or pressurize the suction target or pressurization target. The vacuum action from the vacuum line and the supply of compressed air from the air float line are performed by command signals from a control unit (not shown).
前記環状のリテーナリングホルダ１５には、適宜の目印等によりスナップリング１６を介して前記キャリア８と所定の位置関係を以って取り付けられたとき、該キャリア８の下面８ａに形成された吸着溝１８と一定の位置関係を持つ第１の位置合わせ用指標としての第１の位置合わせ用孔２０が形成されている。これに対応してリテーナリング一体化テンプレート１０におけるリテーナリング相当領域１０ｂには嵌合用凹部１１の天井部に開穿された吸着孔１４の位置に関連する第２の位置合わせ用指標としての第２の位置合わせ用孔２１が形成されている。 A suction groove formed on the lower surface 8a of the carrier 8 when the annular retainer ring holder 15 is attached with a predetermined positional relationship to the carrier 8 via a snap ring 16 with an appropriate mark or the like. A first alignment hole 20 is formed as a first alignment index having a fixed positional relationship with 18. Correspondingly, in the retainer ring equivalent region 10b of the retainer ring integrated template 10, a second index as a second alignment index related to the position of the suction hole 14 opened in the ceiling portion of the fitting recess 11 is provided. The positioning hole 21 is formed.
前述のリテーナリング一体化テンプレート１０における外周部のリテーナリング相当領域１０ｂに、両面テープ等により環状のリテーナリングホルダ１５を固着する際にリテーナリングホルダ１５上の第１の位置合わせ用孔２０とリテーナリング一体化テンプレート１０上の第２の位置合わせ用孔２１とを位置合わせすることで、キャリア８の下面８ａに形成された吸着溝１８の位置とリテーナリング一体化テンプレート１０における嵌合用凹部１１の天井部に開穿された吸着孔１４の位置とが合って、自動搬送等の際の研磨ヘッド３へのウェハＷの真空吸着が安定化する。 When the annular retainer ring holder 15 is fixed to the retainer ring equivalent region 10b on the outer peripheral portion of the retainer ring integrated template 10 with a double-sided tape or the like, the first alignment hole 20 on the retainer ring holder 15 and the retainer are fixed. By aligning the second alignment hole 21 on the ring integrated template 10, the position of the suction groove 18 formed on the lower surface 8 a of the carrier 8 and the fitting recess 11 in the retainer ring integrated template 10 are aligned. Matching the position of the suction hole 14 opened in the ceiling, the vacuum suction of the wafer W to the polishing head 3 during automatic transfer or the like is stabilized.
次に、上述のように構成されたテンプレート押圧ウェハ研磨方式の作用を、図３の（ａ）〜（ｆ）を用いて説明する。図３（ａ）に示すように、リテーナリング一体化テンプレート１０における嵌合用凹部１１に嵌合されているウェハＷには、研磨時にその外周部を含めた全面に該リテーナリング一体化テンプレート１０上のエア室９に形成される圧力エア層等からの押圧力が均一にかかる。またウェハＷの外周部が直接リテーナリングの内周面に衝突するように接触するという動作がなく、さらにはテンプレートの外側面がリテーナリングの内周面に衝突するように接触するという動作がないことから、これらの動作が生じるときのウェハＷに発生する応力、即ちウェハＷに作用する変形力は全く生じない。この結果、研磨時におけるウェハＷの変形、特に外周部の変形が抑制され、研磨後のウェハＷに過剰研磨等の欠陥が発生しない。そして、上記のようにウェハＷを嵌合させる嵌合用凹部１１は、研磨ヘッド３側に固定されたリテーナリング一体化テンプレート１０の中央部に形成されていることで、自動搬送によるウェハＷの受け渡しが可能となって、ウェハＷの自動搬送の構築が可能となる。 Next, the operation of the template pressing wafer polishing system configured as described above will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 3 (a), the wafer W fitted in the fitting recess 11 in the retainer ring integrated template 10 is placed on the retainer ring integrated template 10 over the entire surface including its outer peripheral portion during polishing. The pressing force from the pressure air layer or the like formed in the air chamber 9 is uniformly applied. Further, there is no operation that the outer peripheral portion of the wafer W directly contacts the inner peripheral surface of the retainer ring, and there is no operation that the outer surface of the template contacts the inner peripheral surface of the retainer ring. Therefore, the stress generated on the wafer W when these operations occur, that is, the deformation force acting on the wafer W does not occur at all. As a result, deformation of the wafer W during polishing, particularly deformation of the outer peripheral portion is suppressed, and defects such as excessive polishing do not occur in the polished wafer W. The fitting recess 11 for fitting the wafer W as described above is formed in the central portion of the retainer ring integrated template 10 fixed to the polishing head 3 side, so that the wafer W is transferred by automatic transfer. Thus, it is possible to construct an automatic transfer of the wafer W.
これに対し、図３（ｄ）に示すように、先願に係る技術においては、ウェハＷを嵌合する嵌合用凹部が形成されたテンプレート２２は、リテーナリング２３とは別体の部材として構成されて二重構造となっていたためウェハＷの自動搬送の構築は難しい。 On the other hand, as shown in FIG. 3D, in the technique according to the prior application, the template 22 in which the recess for fitting to which the wafer W is fitted is formed as a separate member from the retainer ring 23. Since it has a double structure, it is difficult to construct an automatic transfer of the wafer W.
リテーナリング一体化テンプレート１０は、外周部のリテーナリング相当領域１０ｂの部分に両面テープ等により環状のリテーナリングホルダ１５が固着されている。この固着の際に、図３（ｂ）に示すように、リテーナリングホルダ１５上の第１の位置合わせ用孔２０とリテーナリング一体化テンプレート１０上の第２の位置合わせ用孔２１とを位置合わせすることで、キャリア８の下面８ａに形成された吸着溝１８の位置とリテーナリング一体化テンプレート１０における嵌合用凹部１１の天井部に開穿された吸着孔１４の位置とが合って、自動搬送等の際の研磨ヘッド３へのウェハＷの真空吸着を安定化させることが可能となる。また、研磨ヘッド３へのウェハＷの真空吸着の際、キャリア下面８ａのエアシール８ｂがリテーナリング一体化テンプレート１０における弾性基材１３に密接して真空シールされる。 In the retainer ring integrated template 10, an annular retainer ring holder 15 is fixed to a portion of a retainer ring-corresponding region 10b on the outer peripheral portion with a double-sided tape or the like. At the time of fixing, as shown in FIG. 3B, the first alignment hole 20 on the retainer ring holder 15 and the second alignment hole 21 on the retainer ring integrated template 10 are positioned. By matching, the position of the suction groove 18 formed on the lower surface 8a of the carrier 8 and the position of the suction hole 14 opened in the ceiling portion of the fitting recess 11 in the retainer ring integrated template 10 are matched, and automatic It becomes possible to stabilize the vacuum suction of the wafer W to the polishing head 3 at the time of conveyance or the like. Further, when the wafer W is vacuum-sucked to the polishing head 3, the air seal 8 b on the carrier lower surface 8 a is intimately sealed with the elastic base material 13 in the retainer ring integrated template 10.
これに対し、図３（ｅ）に示すように、先願に係る技術においては、バキューム孔１９に通じるキャリア８下面の吸着溝１８と弾性シート２４の吸着用孔２５との間には、何らの位置合わせ手段も講じられていなかったため、吸着溝１８と吸着用孔２５とが合っていないと搬送時等における研磨ヘッド側へのウェハＷの真空吸着が不安定になる虞がある。 On the other hand, as shown in FIG. 3 (e), in the technique according to the prior application, there is nothing between the suction groove 18 on the lower surface of the carrier 8 communicating with the vacuum hole 19 and the suction hole 25 of the elastic sheet 24. Therefore, if the suction groove 18 and the suction hole 25 do not match, there is a possibility that the vacuum suction of the wafer W to the polishing head side at the time of conveyance or the like becomes unstable.
リテーナリング一体化テンプレート１０は、図３（ｃ）に示すように、その外周部のリテーナリング相当領域１０ｂの部分に両面テープ等によりリテーナリングホルダ１５が固着されている。そして、リテーナリング一体化テンプレート１０は、このリテーナリングホルダ１５が固着された状態でスナップリング１６の嵌脱により研磨ヘッド３に対し取付け、取外しが可能となっている。したがって、嵌合用凹部の内径、嵌合深さ等を可能な範囲で変えた複数個のリテーナリング一体化テンプレート１０に、それぞれリテーナリングホルダ１５を固着したものを予め準備しておくことで、リテーナリング一体化テンプレート１０は径、厚み等のサイズ違いのウェハＷにも対応可能となって、これらのウェハＷも確実に研磨することが可能となる。また、使用済みのリテーナリング一体化テンプレート１０から両面テープ等の部分でリテーナリングホルダ１５を剥がすことで該リテーナリングホルダ１５のみは再利用することが可能である。 As shown in FIG. 3 (c), the retainer ring integrated template 10 has a retainer ring holder 15 fixed to a portion of the outer periphery of the retainer ring equivalent region 10b by a double-sided tape or the like. The retainer ring integrated template 10 can be attached to and detached from the polishing head 3 by fitting / removing the snap ring 16 in a state where the retainer ring holder 15 is fixed. Therefore, the retainer ring holder 15 is fixed to a plurality of retainer ring integrated templates 10 in which the inner diameter of the recess for fitting, the fitting depth, and the like are changed as much as possible. The ring integrated template 10 can handle wafers W of different sizes such as diameter and thickness, and these wafers W can be reliably polished. Further, only the retainer ring holder 15 can be reused by peeling the retainer ring holder 15 from the used retainer ring integrated template 10 at a portion such as a double-sided tape.
この点では、図３（ｆ）に示すように、先願に係る技術においても、嵌合用凹部の内径、嵌合深さ等を可能な範囲で変えた複数個のテンプレート２２を予め準備しておくことで、サイズ違いのウェハＷにも対応可能である。 In this regard, as shown in FIG. 3 (f), even in the technology according to the prior application, a plurality of templates 22 in which the inner diameter of the fitting recess, the fitting depth, and the like are changed as much as possible are prepared in advance. Therefore, it is possible to deal with wafers W of different sizes.
上述したように、本実施例に係るテンプレート押圧ウェハ研磨方式においては、リテーナリング一体化テンプレート１０における嵌合用凹部１１に嵌合されているウェハＷには、研磨時にその外周部を含めた全面に圧力エア層等からの押圧力が均一にかかって外周部を含むウェハＷの全面を均一に加圧することができる。またウェハＷの外周部が直接リテーナリングの内周面に衝突するように接触するという動作及びテンプレートの外側面がリテーナリングの内周面に衝突するように接触するという動作がないことから、これらの動作が生じるときのウェハＷに作用する変形力は全く生じない。このため研磨時におけるウェハＷの変形、特に外周部の変形が抑制されて、ウェハＷの過剰研磨等の欠陥発生を防止することができる。 As described above, in the template pressing wafer polishing method according to the present embodiment, the wafer W fitted in the fitting recess 11 in the retainer ring integrated template 10 is covered on the entire surface including its outer peripheral portion during polishing. A pressing force from the pressure air layer or the like is applied uniformly, and the entire surface of the wafer W including the outer peripheral portion can be uniformly pressurized. Further, since there is no operation in which the outer peripheral portion of the wafer W directly contacts the inner peripheral surface of the retainer ring and there is no operation in which the outer surface of the template contacts the inner peripheral surface of the retainer ring, these No deformation force acting on the wafer W when the above operation occurs. For this reason, deformation of the wafer W during polishing, particularly deformation of the outer peripheral portion is suppressed, and generation of defects such as excessive polishing of the wafer W can be prevented.
ウェハＷを嵌合させる嵌合用凹部１１が形成されているリテーナリング一体化テンプレート１０は研磨ヘッド３側に固定されていることでウェハＷの自動搬送の構築が可能になる。 The retainer ring integrated template 10 in which the fitting recess 11 for fitting the wafer W is formed is fixed to the polishing head 3 side, so that the automatic conveyance of the wafer W can be constructed.
リテーナリング一体化テンプレート１０は、外周部のリテーナリング相当領域１０ｂにリテーナリングホルダ１５が固着され、このリテーナリングホルダ１５が固着された状態でスナップリング１６の嵌脱により研磨ヘッド３に対し取付け、取外しが可能となっている。したがって、嵌合用凹部１１の内径、嵌合深さ等を変えた複数個のリテーナリング一体化テンプレート１０に、それぞれリテーナリングホルダ１５を固着したものを予め準備しておくことで、径、厚み等のサイズ違いのウェハＷにも対応可能となって、これらのウェハＷも容易・確実に研磨することができる。 The retainer ring integrated template 10 is attached to the polishing head 3 by attaching and detaching the snap ring 16 in a state where the retainer ring holder 15 is fixed to the retainer ring equivalent region 10b of the outer peripheral portion, and the retainer ring holder 15 is fixed. It can be removed. Accordingly, by preparing in advance a plurality of retainer ring integrated templates 10 in which the inner diameter, the fitting depth, etc. of the fitting recess 11 are changed, respectively, to which the retainer ring holder 15 is fixed, the diameter, thickness, etc. It is possible to handle wafers W of different sizes, and these wafers W can be polished easily and reliably.
リテーナリング一体化テンプレート１０における外周部のリテーナリング相当領域１０ｂにリテーナリングホルダ１５を両面テープ等を用いて固着する際に、リテーナリングホルダ１５上の第１の位置合わせ用孔２０とリテーナリング一体化テンプレート１０上の第２の位置合わせ用孔２１とを位置合わせすることで、キャリア８の下面部に形成された吸着溝１８の位置とリテーナリング一体化テンプレート１０に開穿された吸着孔１４の位置とを合わせることができて、自動搬送等の際の研磨ヘッド３へのウェハＷの真空吸着を安定化させることができる。 When the retainer ring holder 15 is fixed to the retainer ring equivalent region 10b on the outer peripheral portion of the retainer ring integrated template 10 by using a double-sided tape or the like, the first positioning hole 20 on the retainer ring holder 15 and the retainer ring are integrated. By aligning the second alignment hole 21 on the template 10 with the position of the suction groove 18 formed in the lower surface portion of the carrier 8 and the suction hole 14 opened in the retainer ring integrated template 10. Thus, the vacuum suction of the wafer W to the polishing head 3 during automatic transfer or the like can be stabilized.
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。 The present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified ones.
研磨時に外周部を含むウェハ等の全面を均一に加圧して該ウェハ等の特に外周部の変形を抑制し、この変形によるウェハ等の過剰研磨等の欠陥発生を防止し、リテーナリング一体型のテンプレートとしてウェハ等の自動搬送の構築を可能とし、該自動搬送等の際の研磨ヘッドへのウェハ等の真空吸着を安定化させ、さらには径、厚み等のサイズ違いのウェハ等も容易・確実に研磨可能とすることが不可欠な半導体ウェハ以外のプレートの研磨装置にも広く適用することが可能である。 Uniformly pressurizing the entire surface of the wafer including the outer peripheral portion during polishing to suppress deformation of the outer peripheral portion of the wafer, etc., and preventing defects such as excessive polishing of the wafer due to this deformation. Enables automatic wafer transfer as a template, stabilizes vacuum suction of wafers to the polishing head during automatic transfer, and easily and reliably handles wafers of different sizes such as diameter and thickness. The present invention can also be widely applied to polishing apparatuses for plates other than semiconductor wafers, which are essential to be polished.
１ ウェハ研磨装置
２ プラテン
３ 研磨ヘッド
４ 回転軸
５ モータ
６ 研磨パッド
７ 回転軸
８ キャリア
８ａ キャリアの下面
８ｂ エアシール
９ エア室
１０ リテーナリング一体化テンプレート
１０ａ テンプレート本体
１０ｂ リテーナリング相当領域
１１ 嵌合用凹部
１２ 緩衝材
１３ 弾性基材
１４ 吸着孔
１５ リテーナリングホルダ
１６ スナップリング
１７ リテーナリング押圧部材
１８ 吸着溝
１９ バキューム孔
２０ 第１の位置合わせ用孔（第１の位置合わせ用指標）
２１ 第２の位置合わせ用孔（第２の位置合わせ用指標）
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wafer polisher 2 Platen 3 Polishing head 4 Rotating shaft 5 Motor 6 Polishing pad 7 Rotating shaft 8 Carrier 8a Lower surface of carrier 8b Air seal 9 Air chamber 10 Retainer ring integrated template 10a Template main body 10b Retainer ring equivalent region 11 Recessed portion 12 for fitting Buffer material 13 Elastic base material 14 Suction hole 15 Retainer ring holder 16 Snap ring 17 Retainer ring pressing member 18 Suction groove 19 Vacuum hole 20 First positioning hole (first positioning index)
21 Second alignment hole (second alignment index)
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015146415A (en) * | 2014-02-04 | 2015-08-13 | 信越化学工業株式会社 | Method of manufacturing soi composite substrate |
| JP2016159385A (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-05 | 株式会社東京精密 | Wafer polishing device |
| WO2021240949A1 (en) * | 2020-05-29 | 2021-12-02 | 信越半導体株式会社 | Polishing head and single-sided polishing method for wafer |
| JP2021186959A (en) * | 2020-05-29 | 2021-12-13 | 信越半導体株式会社 | Polishing head and single-side polishing method of wafer |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001212754A (en) * | 2000-02-01 | 2001-08-07 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Polishing head structure for polishing device |
| JP2003151933A (en) * | 2001-11-19 | 2003-05-23 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Wafer-polishing apparatus |
| JP2004253725A (en) * | 2003-02-21 | 2004-09-09 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Wafer polishing device |
| JP2005034935A (en) * | 2003-07-18 | 2005-02-10 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Workpiece holding head and machining apparatus having the same |
| JP2005088171A (en) * | 2003-09-19 | 2005-04-07 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Work holding head and polishing device having work holding head |
| WO2008050475A1 (en) * | 2006-10-27 | 2008-05-02 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Polishing head and polishing apparatus |
| JP2010010213A (en) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Method of manufacturing polishing head and polishing device |
| WO2010023829A1 (en) * | 2008-08-29 | 2010-03-04 | 信越半導体株式会社 | Polishing head and polishing apparatus |
-
2011
- 2011-11-02 JP JP2011241513A patent/JP5878733B2/en active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001212754A (en) * | 2000-02-01 | 2001-08-07 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Polishing head structure for polishing device |
| JP2003151933A (en) * | 2001-11-19 | 2003-05-23 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Wafer-polishing apparatus |
| JP2004253725A (en) * | 2003-02-21 | 2004-09-09 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Wafer polishing device |
| JP2005034935A (en) * | 2003-07-18 | 2005-02-10 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Workpiece holding head and machining apparatus having the same |
| JP2005088171A (en) * | 2003-09-19 | 2005-04-07 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Work holding head and polishing device having work holding head |
| WO2008050475A1 (en) * | 2006-10-27 | 2008-05-02 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Polishing head and polishing apparatus |
| JP2010010213A (en) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Method of manufacturing polishing head and polishing device |
| WO2010023829A1 (en) * | 2008-08-29 | 2010-03-04 | 信越半導体株式会社 | Polishing head and polishing apparatus |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015146415A (en) * | 2014-02-04 | 2015-08-13 | 信越化学工業株式会社 | Method of manufacturing soi composite substrate |
| JP2016159385A (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-05 | 株式会社東京精密 | Wafer polishing device |
| WO2021240949A1 (en) * | 2020-05-29 | 2021-12-02 | 信越半導体株式会社 | Polishing head and single-sided polishing method for wafer |
| JP2021186959A (en) * | 2020-05-29 | 2021-12-13 | 信越半導体株式会社 | Polishing head and single-side polishing method of wafer |
| JP7345433B2 (en) | 2020-05-29 | 2023-09-15 | 信越半導体株式会社 | Polishing head and wafer single-sided polishing method |
Also Published As
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