JP2017162859A - Wafer polishing apparatus - Google Patents

Wafer polishing apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2017162859A
JP2017162859A JP2016043190A JP2016043190A JP2017162859A JP 2017162859 A JP2017162859 A JP 2017162859A JP 2016043190 A JP2016043190 A JP 2016043190A JP 2016043190 A JP2016043190 A JP 2016043190A JP 2017162859 A JP2017162859 A JP 2017162859A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
carrier
pressing member
elastic
elastic pressing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2016043190A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
桑原 孝好
Takayoshi Kuwabara
孝好 桑原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Seimitsu Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Seimitsu Co Ltd filed Critical Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority to JP2016043190A priority Critical patent/JP2017162859A/en
Publication of JP2017162859A publication Critical patent/JP2017162859A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wafer polishing apparatus capable of conveniently obtaining a desired pressure distribution without remodeling of a polishing head.SOLUTION: A polishing head 10 includes: a carrier 30 supported by a ratable head body 20; an elastic sheet 50 whose peripheral edge is protected by a retainer ring 40 surrounding the carrier 30 and which is arranged opposite to a lower surface 30a of the carrier 30; and an elastic press member 60 which is fixed to an arbitrary position of the lower surface 30a of the carrier 30 and presses a wafer W to the polishing pad 5 via the elastic sheet 50.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ウェハ研磨装置に関し、特に、ウェハにCMP加工を施すウェハ研磨装置に関する。   The present invention relates to a wafer polishing apparatus, and more particularly to a wafer polishing apparatus that performs CMP processing on a wafer.

半導体製造分野では、シリコンウェハ等の半導体ウェハ(以下、「ウェハ」という)を平坦化するウェハ研磨装置が知られている。   In the semiconductor manufacturing field, a wafer polishing apparatus for flattening a semiconductor wafer such as a silicon wafer (hereinafter referred to as “wafer”) is known.

特許文献1記載の研磨装置は、化学的機械的研磨、いわゆるCMP(Chemical Mechanical Polishing)技術を適用した研磨装置である。この研磨装置の研磨ヘッドでは、キャリアとゴムシートとの間に形成されたエア室にエアが導入されると共に、キャリアの下面に配置された複数のエアバッグにエアがそれぞれ独立して導入される。エアバッグに供給されるエアの圧力に応じたエアバッグの膨張量により、ゴムシートがウェハを押圧する押圧力が局所的に調整され、ウェハを押圧するゴムシート上にエアバッグの配置に応じた圧力分布を形成することができる。   The polishing apparatus described in Patent Document 1 is a polishing apparatus to which chemical mechanical polishing, so-called CMP (Chemical Mechanical Polishing) technology is applied. In the polishing head of this polishing apparatus, air is introduced into an air chamber formed between the carrier and the rubber sheet, and air is independently introduced into a plurality of airbags arranged on the lower surface of the carrier. . The pressing force by which the rubber sheet presses the wafer is locally adjusted by the amount of expansion of the airbag according to the pressure of the air supplied to the airbag, and the airbag is arranged on the rubber sheet pressing the wafer according to the arrangement of the airbag. A pressure distribution can be formed.

このような研磨装置では、エアバッグがキャリアの下面に形成された取付溝等に嵌合可能な留め金具等を介してキャリアに固定されるため、キャリアは留め金具等を考慮した形状に応じた金型を用いてその都度製作されるため、ウェハの種類等に応じて圧力分布を変更する場合には、複数の研磨ヘッドを用意しなければならないという問題があった。   In such a polishing apparatus, since the airbag is fixed to the carrier via a fastener or the like that can be fitted into a mounting groove or the like formed on the lower surface of the carrier, the carrier has a shape that takes into account the fastener or the like. Since the mold is manufactured each time, there is a problem that a plurality of polishing heads must be prepared when the pressure distribution is changed according to the type of wafer.

このような問題に対して、複数の押圧領域を一つの研磨ヘッドを流用して形成するために、取付溝を予め複数用意し、所望の押圧領域を形成するように押圧領域規制部材を配置することが考えられる。特許文献2記載の研磨装置では、エアバッグが周縁を押圧領域規制部材によって支持され、ウェハを押圧する範囲が規制されている。押圧領域規制部材は、凸部がキャリアに形成された取付溝に嵌合され、ボルトでキャリアに固定されている。取付溝は、複数配置されており、押圧領域規制部材を嵌合させる取付溝を変更することにより、弾性シート上に形成された圧力分布を変更することができる。   For such a problem, in order to form a plurality of pressing areas by diverting one polishing head, a plurality of mounting grooves are prepared in advance, and the pressing area regulating member is arranged so as to form a desired pressing area. It is possible. In the polishing apparatus described in Patent Document 2, the air bag is supported at its periphery by a pressing region restricting member, and the range in which the wafer is pressed is restricted. The pressing region restricting member is fitted to an attachment groove formed in the carrier at the convex portion, and is fixed to the carrier with a bolt. A plurality of mounting grooves are arranged, and the pressure distribution formed on the elastic sheet can be changed by changing the mounting groove into which the pressing region regulating member is fitted.

特許第3683149号公報Japanese Patent No. 3683149 特許第3520916号公報Japanese Patent No. 3520916

しかしながら、上述したような特許文献2記載の研磨装置では、エアバッグにエアを供給するキャリア内のエアラインは、外部のエア供給源のポートに接続されていることにより、エアバッグの設置数の上限はポート数に制限されるため、1つのキャリアで多様な圧力分布を全て形成することは困難である。また、エアを圧送するポートや電空レギュレータ等を増設する場合には、研磨ヘッドを大幅に改造しなければならないという問題があった。   However, in the polishing apparatus described in Patent Document 2 as described above, the air line in the carrier that supplies air to the airbag is connected to the port of the external air supply source, so that the number of installed airbags is increased. Since the upper limit is limited by the number of ports, it is difficult to form all the various pressure distributions with one carrier. In addition, when adding a port for pumping air, an electropneumatic regulator, or the like, there is a problem that the polishing head must be significantly modified.

そこで、所望の圧力分布を研磨ヘッドの改造を伴うことなく簡便に得るという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, a technical problem to be solved arises that a desired pressure distribution can be easily obtained without remodeling the polishing head, 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、研磨ヘッドに装着されたウェハをエアによって研磨パッドに押圧して前記ウェハを研磨するウェハ研磨装置であって、前記研磨ヘッドは、回転可能なヘッド本体に支持されたキャリアと、該キャリアを囲繞するリテーナリングに周縁を保持され、前記キャリアの下面に対向して配置された弾性シートと、前記キャリアと前記弾性シートとの間に形成されたエア室にエアを供給するエア供給手段と、前記キャリアの下面の任意の位置に固着され、前記弾性シートを介して前記ウェハを前記研磨パッドに押圧する弾性押圧部材と、を備えているウェハ研磨装置を提供する。   The present invention has been proposed to achieve the above object, and the invention according to claim 1 is a wafer polishing apparatus that polishes the wafer by pressing the wafer mounted on the polishing head against the polishing pad with air. The polishing head includes a carrier supported by a rotatable head body, an elastic sheet that is held at its periphery by a retainer ring that surrounds the carrier, and is disposed to face the lower surface of the carrier, and the carrier And an air supply means for supplying air to an air chamber formed between the elastic sheet and the elastic sheet, and is fixed to an arbitrary position on the lower surface of the carrier and presses the wafer against the polishing pad via the elastic sheet A wafer polishing apparatus comprising an elastic pressing member.

この構成によれば、弾性押圧部材がキャリアの下面の任意の位置に固着されることにより、圧力分布が弾性押圧部材の配置に応じて適宜変更可能なため、多様な圧力分布を弾性押圧部材の設置位置を変更するだけで簡便に形成することができる。   According to this configuration, since the elastic pressure member is fixed to an arbitrary position on the lower surface of the carrier, the pressure distribution can be appropriately changed according to the arrangement of the elastic pressure member. It can be formed simply by changing the installation position.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明の構成に加えて、前記弾性押圧部材は、前記キャリアの下面に接着剤を介して貼着されているウェハ研磨装置を提供する。   According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the elastic pressing member provides a wafer polishing apparatus that is adhered to the lower surface of the carrier via an adhesive.

この構成によれば、請求項1記載の発明の効果に加えて、弾性押圧部材が接着剤を介してキャリアの下面に貼着されることにより、弾性押圧部材の配置変更が容易なため、多様な圧力分布を簡便に形成することができる。   According to this configuration, in addition to the effect of the invention described in claim 1, since the elastic pressing member is attached to the lower surface of the carrier via the adhesive, it is easy to change the arrangement of the elastic pressing member. A simple pressure distribution can be formed easily.

請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明の構成に加えて、前記弾性押圧部材には、該弾性押圧部材を挟んで区画された隣り合う前記エア室同士を連通する通気溝が形成されているウェハ研磨装置を提供する。   According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect of the invention, the elastic pressing member communicates with the adjacent air chambers that are partitioned with the elastic pressing member interposed therebetween. A wafer polishing apparatus in which is formed.

この構成によれば、請求項1又は2記載の発明の効果に加えて、エア供給手段から供給されるエアが通気溝を通ってエア室内に拡散されることにより、エアがエア室全体に行き届かずに局所的に圧力が低下することが抑制されるため、所望の圧力分布を確実に形成することができる。   According to this configuration, in addition to the effect of the first or second aspect of the invention, the air supplied from the air supply means diffuses into the air chamber through the ventilation groove, so that the air goes to the entire air chamber. Since it is suppressed that a pressure falls locally without reaching, a desired pressure distribution can be formed reliably.

請求項4記載の発明は、請求項1乃至3の何れか1項記載の発明の構成に加えて、前記弾性押圧部材が前記ウェハを押圧する押圧力は、前記弾性押圧部材の厚み、硬度又は材質の少なくとも1つを変更して調整可能なウェハ研磨装置を提供する。   According to a fourth aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the pressing force with which the elastic pressing member presses the wafer is the thickness, hardness, or hardness of the elastic pressing member. Provided is a wafer polishing apparatus which can be adjusted by changing at least one of materials.

この構成によれば、請求項1乃至3の何れか1項記載の発明の効果に加えて、弾性押圧部材の厚み、硬度又は材質の少なくとも1つを変更して弾性押圧部材が弾性シートを介してウェハに付与する押圧力を調整可能なため、多様な圧力分布を簡便に形成することができる。   According to this configuration, in addition to the effect of the invention according to any one of claims 1 to 3, at least one of the thickness, hardness, or material of the elastic pressing member is changed so that the elastic pressing member is interposed between the elastic sheets. Since the pressing force applied to the wafer can be adjusted, various pressure distributions can be easily formed.

本発明は、弾性押圧部材はキャリアの下面の任意の位置に固着可能なことにより、圧力分布が弾性押圧部材の配置に応じて任意に変更可能なため、多様な圧力分布を簡便に形成することができる。   In the present invention, since the elastic pressing member can be fixed at an arbitrary position on the lower surface of the carrier, the pressure distribution can be arbitrarily changed according to the arrangement of the elastic pressing member, and thus various pressure distributions can be easily formed. Can do.

本発明の一実施例に係るウェハ研磨装置を示す斜視図。1 is a perspective view showing a wafer polishing apparatus according to an embodiment of the present invention. 研磨ヘッドの要部を模式的に示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the principal part of a grinding | polishing head typically. 研磨ヘッドの先端を模式的に示す縦断面図及び一部拡大図。The longitudinal cross-sectional view and partial enlarged view which show typically the front-end | tip of a grinding | polishing head. 図3の研磨ヘッドを示す底面図。FIG. 4 is a bottom view showing the polishing head of FIG. 3. 図3の研磨ヘッドに形成される圧力分布による除去率(Removal rate)を示すグラフ。The graph which shows the removal rate (Removal rate) by the pressure distribution formed in the grinding | polishing head of FIG. 従来のウェハ研磨装置に用いられる研磨ヘッドに形成される圧力分布による除去率(Removal rate)を示すグラフ。The graph which shows the removal rate (Removal rate) by the pressure distribution formed in the grinding | polishing head used for the conventional wafer grinding | polishing apparatus.

本発明に係るウェハ研磨装置は、所望の圧力分布を研磨ヘッドの改造を伴うことなく簡便に得るという目的を達成するために、研磨ヘッドに装着されたウェハをエアによって研磨パッドに押圧してウェハを研磨するウェハ研磨装置であって、研磨ヘッドは、回転可能なヘッド本体に支持されたキャリアと、キャリアを囲繞するリテーナリングに周縁を保持され、キャリアの下面に対向して配置された弾性シートと、キャリアと弾性シートとの間に形成されたエア室にエアを供給するエア供給手段と、キャリアの下面の任意の位置に固着され、弾性シートを介してウェハを研磨パッドに押圧する弾性押圧部材と、を備えていることにより実現する。   In order to achieve the object of easily obtaining a desired pressure distribution without modification of the polishing head, the wafer polishing apparatus according to the present invention presses the wafer mounted on the polishing head against the polishing pad by air. A polishing head is an elastic sheet that has a carrier supported by a rotatable head body and a retainer ring that surrounds the carrier, the periphery of which is disposed opposite the lower surface of the carrier And an air supply means for supplying air to an air chamber formed between the carrier and the elastic sheet, and an elastic press fixed to an arbitrary position on the lower surface of the carrier and pressing the wafer against the polishing pad via the elastic sheet It implement | achieves by providing a member.

以下、本発明の一実施例に係るウェハ研磨装置1について、図面に基づいて説明する。なお、以下の実施例において、構成要素の数、数値、量、範囲等に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも構わない。   Hereinafter, a wafer polishing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following examples, when referring to the number, numerical value, quantity, range, etc. of the constituent elements, the specific number is used unless otherwise specified and clearly limited to a specific number in principle. It is not limited, and it may be a specific number or more.

また、構成要素等の形状、位置関係に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似又は類似するもの等を含む。   In addition, when referring to the shapes and positional relationships of components, etc., those that are substantially similar to or similar to the shapes, etc., unless otherwise specified or otherwise considered in principle to be apparent. Including.

また、図面は、特徴を分かり易くするために特徴的な部分を拡大する等して誇張する場合があり、構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。また、断面図では、構成要素の断面構造を分かり易くするために、一部の構成要素のハッチングを省略することがある。なお、本実施例において、「上」、「下」の語は、垂直方向における上方、下方に対応するものとする。   In addition, the drawings may be exaggerated by enlarging characteristic portions in order to make the features easy to understand, and the dimensional ratios and the like of the constituent elements are not always the same. In the cross-sectional view, hatching of some components may be omitted in order to facilitate understanding of the cross-sectional structure of the components. In this embodiment, the terms “upper” and “lower” correspond to the upper and lower parts in the vertical direction.

図1は、ウェハ研磨装置1の基本的構成を示す斜視図である。ウェハ研磨装置1は、CMP研磨装置であり、ウェハWを平坦に研磨する。ウェハ研磨装置1は、プラテン2と、研磨ヘッド10と、を備えている。   FIG. 1 is a perspective view showing a basic configuration of the wafer polishing apparatus 1. The wafer polishing apparatus 1 is a CMP polishing apparatus and polishes the wafer W flatly. The wafer polishing apparatus 1 includes a platen 2 and a polishing head 10.

プラテン2は、円盤状に形成されており、プラテン2の下方に配置された回転軸3に連結されている。回転軸3がモータ4の駆動によって回転することにより、プラテン2は図1中の矢印D1の方向に回転する。プラテン2の上面には、研磨パッド5が貼付されており、研磨パッド5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CMPスラリーが供給される。   The platen 2 is formed in a disk shape and is connected to a rotating shaft 3 disposed below the platen 2. As the rotary shaft 3 is rotated by driving the motor 4, the platen 2 rotates in the direction of the arrow D1 in FIG. A polishing pad 5 is affixed to the upper surface of the platen 2, and a CMP slurry, which is a mixture of an abrasive and a chemical, is supplied onto the polishing pad 5 from a nozzle (not shown).

研磨ヘッド10は、プラテン2より小径の円盤状に形成されており、研磨ヘッド10の上方に配置された回転軸10aに連結されている。回転軸10aが図示しないモータの駆動によって回転することにより、研磨ヘッド10は、図1中の矢印D2の方向に回転する。研磨ヘッド10は、図示しない昇降装置によって垂直方向Vに昇降自在である。研磨ヘッド10は、ウェハWを研磨する際に下降して研磨パッド5にウェハWを押圧する。   The polishing head 10 is formed in a disk shape having a smaller diameter than the platen 2, and is connected to a rotating shaft 10 a disposed above the polishing head 10. As the rotary shaft 10a rotates by driving a motor (not shown), the polishing head 10 rotates in the direction of the arrow D2 in FIG. The polishing head 10 can be raised and lowered in the vertical direction V by a lifting device (not shown). The polishing head 10 descends when pressing the wafer W and presses the wafer W against the polishing pad 5.

ウェハ研磨装置1の動作は、図示しない制御手段によって制御される。制御手段は、ウェハ研磨装置1を構成する構成要素をそれぞれ制御するものである。制御手段は、例えばコンピュータであり、CPU、メモリ等により構成される。なお、制御手段の機能は、ソフトウェアを用いて制御することにより実現されても良く、ハードウェアを用いて動作するものにより実現されても良い。   The operation of the wafer polishing apparatus 1 is controlled by control means (not shown). The control means controls each component constituting the wafer polishing apparatus 1. The control means is, for example, a computer, and includes a CPU, a memory, and the like. The function of the control means may be realized by controlling using software, or may be realized by operating using hardware.

次に、研磨ヘッド10について説明する。図2は、研磨ヘッド10の要部を模式的に示す縦断面図である。図3は、研磨ヘッド10の先端を模式的に示す縦断面図及びその一部拡大図である。図4は、研磨ヘッド10の底面図である。   Next, the polishing head 10 will be described. FIG. 2 is a longitudinal sectional view schematically showing the main part of the polishing head 10. FIG. 3 is a longitudinal sectional view schematically showing the tip of the polishing head 10 and a partially enlarged view thereof. FIG. 4 is a bottom view of the polishing head 10.

研磨ヘッド10は、ヘッド本体20と、キャリア30と、リテーナリング40と、弾性シート50と、を備えている。   The polishing head 10 includes a head main body 20, a carrier 30, a retainer ring 40, and an elastic sheet 50.

ヘッド本体20は、回転軸10aに接続されており、回転軸10aと共に回転する。ヘッド本体20は、回転部21を介してヘッド本体20の下方に配置されたキャリア30に連結されており、ヘッド本体20及びキャリア30は連動して回転する。   The head body 20 is connected to the rotation shaft 10a and rotates together with the rotation shaft 10a. The head main body 20 is connected to a carrier 30 disposed below the head main body 20 via a rotating unit 21, and the head main body 20 and the carrier 30 rotate in conjunction with each other.

キャリア30には、キャリア30の周縁に等間隔に離間して配置された8本のエアライン31が設けられている。エアライン31の下端は、キャリア30の下面30aと弾性シート50との間に形成されたエア室Aに開口している。エアライン31は、図示しないエア供給手段としてのエア供給源に接続されており、エア室Aには、エアライン31を介してエアが導入される。エアライン31に供給されるエアの圧力は、図示しないレギュレータによって調整される。   The carrier 30 is provided with eight air lines 31 that are arranged at equal intervals around the periphery of the carrier 30. The lower end of the air line 31 opens into an air chamber A formed between the lower surface 30 a of the carrier 30 and the elastic sheet 50. The air line 31 is connected to an air supply source as air supply means (not shown), and air is introduced into the air chamber A through the air line 31. The pressure of the air supplied to the air line 31 is adjusted by a regulator (not shown).

ヘッド本体20とキャリア30との間には、キャリア押圧手段32が設けられている。キャリア押圧手段32は、図示しないエア供給源から供給されるエアによって膨張するエアバッグ等である。エア供給源から供給されるエアの圧力は、図示しないレギュレータによって調整される。キャリア押圧手段32は、供給されるエアの圧力に応じて、キャリア30を介してウェハWを研磨パッド5に押圧する。   Carrier pressing means 32 is provided between the head main body 20 and the carrier 30. The carrier pressing means 32 is an airbag or the like that is inflated by air supplied from an air supply source (not shown). The pressure of the air supplied from the air supply source is adjusted by a regulator (not shown). The carrier pressing means 32 presses the wafer W against the polishing pad 5 via the carrier 30 according to the pressure of the supplied air.

リテーナリング40は、キャリア30の周囲を囲むように配置されている。リテーナリング40は、リテーナリングホルダ41と図示しないボルトで固着されている。リテーナリング40とリテーナリングホルダ41との間に、弾性シート50の周縁が挟持されている。リテーナリングホルダ41は、スナップリング42を介してリテーナ押圧部材43に取り付けられている。ヘッド本体20とリテーナ押圧部材43との間には、リテーナ押圧手段44が設けられている。なお、符号45は、スナップリング42の上方を覆うカバーである。   The retainer ring 40 is disposed so as to surround the carrier 30. The retainer ring 40 is fixed to the retainer ring holder 41 with a bolt (not shown). The peripheral edge of the elastic sheet 50 is sandwiched between the retainer ring 40 and the retainer ring holder 41. The retainer ring holder 41 is attached to the retainer pressing member 43 via a snap ring 42. A retainer pressing means 44 is provided between the head body 20 and the retainer pressing member 43. Reference numeral 45 denotes a cover that covers the upper portion of the snap ring 42.

リテーナ押圧手段44は、図示しないエア供給源から供給されるエアによって膨張するエアバッグ等である。エア供給源から供給されるエアの圧力は、図示しないレギュレータによって調整される。リテーナ押圧手段44は、供給されるエアの圧力に応じて、リテーナ押圧部材44を介してリテーナリング40を研磨パッド5に押圧する。   The retainer pressing means 44 is an airbag or the like that is inflated by air supplied from an air supply source (not shown). The pressure of the air supplied from the air supply source is adjusted by a regulator (not shown). The retainer pressing means 44 presses the retainer ring 40 against the polishing pad 5 via the retainer pressing member 44 according to the pressure of the supplied air.

弾性シート50は、キャリア30の下面30aに対向するように配置されている。弾性シート50は、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)製、フッ素樹脂(PFA)製又はポニフェニレンサルファイド(PPS)製である。PFAは、吸水率が低く適度に柔軟性があって伸びや変形に強い。PPSは、吸水率が低く、伸びや変形に強い上、PFAに比べて安価である。   The elastic sheet 50 is disposed so as to face the lower surface 30 a of the carrier 30. The elastic sheet 50 is made of polyethylene terephthalate resin (PET), fluororesin (PFA), or poniphenylene sulfide (PPS). PFA has a low water absorption rate, is moderately flexible and is resistant to elongation and deformation. PPS has a low water absorption rate, is strong against elongation and deformation, and is less expensive than PFA.

キャリア30の下面30aには、同軸上に配置された4つの弾性押圧部材60が設けられている。弾性押圧部材60は、研磨ヘッド10の回転軸と同軸上に配置されており、エア室Aを区画している。平面視で中央に配置された弾性押圧部材60は、円板状に形成されている。また、他の3つの弾性押圧部材60は、それぞれ径の異なる円環状に形成されている。   Four elastic pressing members 60 arranged coaxially are provided on the lower surface 30 a of the carrier 30. The elastic pressing member 60 is disposed on the same axis as the rotation axis of the polishing head 10 and defines the air chamber A. The elastic pressing member 60 disposed in the center in plan view is formed in a disc shape. Further, the other three elastic pressing members 60 are formed in an annular shape having different diameters.

弾性押圧部材60は、キャリア30の下面30aに固着されており、2液性エポキシ樹脂接着剤等でキャリア30に着脱自在に貼着されるのが好ましい。これにより、弾性押圧部材60の配置位置を任意に変更することができる。   The elastic pressing member 60 is fixed to the lower surface 30a of the carrier 30, and is preferably detachably attached to the carrier 30 with a two-component epoxy resin adhesive or the like. Thereby, the arrangement position of the elastic pressing member 60 can be arbitrarily changed.

弾性押圧部材60は、図3に示すように、下面30aがキャリア30のリム33より下方に突出量tだけ僅かに突出しており、弾性押圧部材60の下部が押圧力で弾性変形することにより、弾性シート50を介してウェハWを研磨パッド5に押圧する。したがって、弾性押圧部材60の下面60aの表面積を増減させることにより、ウェハWを押圧する範囲を加減することができる。すなわち、弾性押圧部材60の配置、設置本数又は弾性シート50に接する設置面積等を適宜変更することにより、エア室Aに供給されるエア圧以上の圧でウェハWのうち局所的に押圧する部分を選択することができる。   As shown in FIG. 3, the elastic pressing member 60 has a lower surface 30a slightly protruding below the rim 33 of the carrier 30 by a protruding amount t, and the lower portion of the elastic pressing member 60 is elastically deformed by the pressing force. The wafer W is pressed against the polishing pad 5 through the elastic sheet 50. Therefore, the range in which the wafer W is pressed can be increased or decreased by increasing or decreasing the surface area of the lower surface 60a of the elastic pressing member 60. That is, a portion of the wafer W that is locally pressed with a pressure equal to or higher than the air pressure supplied to the air chamber A by appropriately changing the arrangement, the number of the elastic pressing members 60, the installation area in contact with the elastic sheet 50, or the like. Can be selected.

弾性押圧部材60の下面60aには、図4に示すように、弾性押圧部材60の径方向に沿って延設された通気溝61が形成されている。通気溝61は、弾性押圧部材60を挟んで区画された隣り合うエア室A同士を連通している。これにより、最外周の弾性押圧部材60の外周側に配置されたエアライン31から供給されたエアは、弾性押圧部材60の通気溝61を通ってエア室A全体に拡散する。   As shown in FIG. 4, a ventilation groove 61 extending along the radial direction of the elastic pressing member 60 is formed on the lower surface 60 a of the elastic pressing member 60. The ventilation groove 61 communicates adjacent air chambers A partitioned with the elastic pressing member 60 interposed therebetween. As a result, the air supplied from the air line 31 disposed on the outer peripheral side of the outermost elastic pressing member 60 diffuses throughout the air chamber A through the ventilation groove 61 of the elastic pressing member 60.

弾性押圧部材60がウェハWを押圧する押圧力は、弾性押圧部材60の厚み、硬度又は材質の少なくとも1つを変更することにより調整可能である。弾性押圧部材60を厚くすると、弾性押圧部材60の下面60aがリム33より突出する突出量tが大きくなるため、弾性押圧部材60がウェハWを押圧する押圧力が増大する。   The pressing force with which the elastic pressing member 60 presses the wafer W can be adjusted by changing at least one of the thickness, hardness or material of the elastic pressing member 60. When the elastic pressing member 60 is thickened, the protrusion amount t by which the lower surface 60a of the elastic pressing member 60 protrudes from the rim 33 increases, so that the pressing force with which the elastic pressing member 60 presses the wafer W increases.

また、弾性押圧部材60の硬度を上げると、弾性押圧部材60が弾性変形し難くなるため、弾性押圧部材60がウェハWを押圧する押圧力が増大する。弾性押圧部材60の硬度HSは、例えば、20°≦HS≦70°(JIS−A)が好ましい。弾性押圧部材60の硬度HSが20°未満に設定されると、弾性押圧部材60が軟らか過ぎて押圧力がウェハWに伝達し難くなる。また、弾性押圧部材60の硬度HSが70°より大きく設定されると、弾性押圧部材60が硬過ぎてウェハWを研磨する際に過剰な押圧力が逃げにくくなる。   Further, when the hardness of the elastic pressing member 60 is increased, the elastic pressing member 60 is less likely to be elastically deformed, so that the pressing force with which the elastic pressing member 60 presses the wafer W increases. The hardness HS of the elastic pressing member 60 is preferably 20 ° ≦ HS ≦ 70 ° (JIS-A), for example. If the hardness HS of the elastic pressing member 60 is set to be less than 20 °, the elastic pressing member 60 is too soft and it is difficult to transmit the pressing force to the wafer W. On the other hand, if the hardness HS of the elastic pressing member 60 is set to be larger than 70 °, the elastic pressing member 60 is too hard and excessive pressing force is difficult to escape when the wafer W is polished.

また、弾性押圧部材60に硬い材質の樹脂を採用すると、弾性押圧部材60が弾性変形し難くなるため、弾性押圧部材60がウェハWを押圧する押圧力が増大する。弾性押圧部材60の材質は、例えば、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、シリコンゴム等が考えられる。   Further, when a hard resin is used for the elastic pressing member 60, the elastic pressing member 60 is difficult to be elastically deformed, so that the pressing force with which the elastic pressing member 60 presses the wafer W increases. Examples of the material of the elastic pressing member 60 include ethylene propylene diene rubber (EPDM), chloroprene rubber (CR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), styrene butadiene rubber (SBR), and silicon rubber.

図5に、径の異なる3つの弾性押圧部材60が同軸上に配置された研磨ヘッド10に形成される圧力分布による除去率(Removal rate)を示す。以下、図5に示す3つの弾性押圧部材60をそれぞれ区別する場合には、内側から順に各部材を表す数字の末尾にa〜cを付して参照符号とする。   FIG. 5 shows a removal rate (removal rate) due to pressure distribution formed on the polishing head 10 in which three elastic pressing members 60 having different diameters are coaxially arranged. Hereinafter, when distinguishing each of the three elastic pressing members 60 shown in FIG. 5, a to c are added to the end of the numbers representing the members in order from the inner side, and the reference numerals are used.

図5に示す研磨ヘッド10では、弾性押圧部材60aの押圧力が最も強く、弾性押圧部材60cが最も弱い。一方、本発明の比較例として従来の研磨ヘッド90の圧力分布による除去率(Removal rate)を図6に示す。研磨ヘッド90には、局所的に押圧力を付与する構成が設けられておらず、研磨ヘッド90に形成される圧力分布は、キャリア91と弾性シート92との間に形成されたエア室A’内に導入されたエアによって均一になる。   In the polishing head 10 shown in FIG. 5, the pressing force of the elastic pressing member 60a is the strongest, and the elastic pressing member 60c is the weakest. On the other hand, FIG. 6 shows a removal rate (removal rate) by pressure distribution of a conventional polishing head 90 as a comparative example of the present invention. The polishing head 90 is not provided with a configuration for locally applying a pressing force, and the pressure distribution formed on the polishing head 90 is an air chamber A ′ formed between the carrier 91 and the elastic sheet 92. It becomes uniform by the air introduced inside.

図5に示すような圧力分布による除去率を得るためには、弾性押圧部材60aを最も厚く形成し、弾性押圧部材60b、弾性押圧部材60cの順に薄くすることが考えられる。また、弾性押圧部材60aを最も硬く形成し、弾性押圧部材60b、弾性押圧部材60cの順に柔らかくすることが考えられる。さらに、弾性押圧部材60aに最も硬い素材を採用し、弾性押圧部材60b、弾性押圧部材60cの順に柔らかい素材を採用することが考えられる。また、弾性押圧部材60の厚み、硬度又は材質から2つ以上を組み合わせて変更することにより、弾性シート50上に形成される圧力分布をさらに柔軟に調整することも可能である。   In order to obtain the removal rate by the pressure distribution as shown in FIG. 5, it is conceivable that the elastic pressing member 60a is formed to be the thickest, and the elastic pressing member 60b and the elastic pressing member 60c are made thinner in this order. It is also conceivable that the elastic pressing member 60a is formed to be the hardest, and the elastic pressing member 60b and the elastic pressing member 60c are softened in this order. Furthermore, it is conceivable to employ the hardest material for the elastic pressing member 60a and to employ soft materials in the order of the elastic pressing member 60b and the elastic pressing member 60c. In addition, the pressure distribution formed on the elastic sheet 50 can be adjusted more flexibly by changing two or more of the thickness, hardness or material of the elastic pressing member 60 in combination.

このようにして、上述したウェハ研磨装置1は、弾性押圧部材60はキャリア30の下面30aの任意の位置に固着可能なことにより、圧力分布が弾性押圧部材60の配置に応じて任意に変更可能なため、多様な圧力分布を簡便に形成することができる。   Thus, in the wafer polishing apparatus 1 described above, the elastic pressure member 60 can be fixed to an arbitrary position on the lower surface 30 a of the carrier 30, so that the pressure distribution can be arbitrarily changed according to the arrangement of the elastic pressure member 60. Therefore, various pressure distributions can be easily formed.

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.

1 ・・・ ウェハ研磨装置
2 ・・・ プラテン
3 ・・・ 回転軸
4 ・・・ モータ
5 ・・・ 研磨パッド
10・・・ 研磨ヘッド
10a・・ 回転軸
20・・・ ヘッド本体
21・・・ 回転部
30・・・ キャリア
30a・・・(キャリアの)下面
31・・・ エアライン
32・・・ キャリア押圧手段
33・・・ リム
40・・・ リテーナリング
41・・・ リテーナリングホルダ
42・・・ スナップリング
43・・・ リテーナ押圧部材
44・・・ リテーナ押圧手段
50・・・ 弾性シート
60・・・ 弾性押圧部材
60a・・・(弾性押圧部材の)下面
61・・・ 通気溝
A ・・・ エア室
V ・・・ 垂直方向
W ・・・ ウェハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wafer polisher 2 ... Platen 3 ... Rotating shaft 4 ... Motor 5 ... Polishing pad 10 ... Polishing head 10a ... Rotary shaft 20 ... Head main body 21 ... Rotating part 30 ... Carrier 30a ... (under the carrier) 31 ... Air line 32 ... Carrier pressing means 33 ... Rim 40 ... Retainer ring 41 ... Retainer ring holder 42 ... Snap ring 43 ... Retainer pressing member 44 ... Retainer pressing means 50 ... Elastic sheet 60 ... Elastic pressing member 60a ... (lower surface of elastic pressing member) 61 ... Ventilation groove A ...・ Air chamber V ... Vertical direction W ... Wafer

Claims (4)

研磨ヘッドに装着されたウェハをエアによって研磨パッドに押圧して前記ウェハを研磨するウェハ研磨装置であって、
前記研磨ヘッドは、
回転可能なヘッド本体に支持されたキャリアと、
該キャリアを囲繞するリテーナリングに周縁を保持され、前記キャリアの下面に対向して配置された弾性シートと、
前記キャリアと前記弾性シートとの間に形成されたエア室にエアを供給するエア供給手段と、
前記キャリアの下面の任意の位置に固着され、前記弾性シートを介して前記ウェハを前記研磨パッドに押圧する弾性押圧部材と、
を備えていることを特徴とするウェハ研磨装置。
A wafer polishing apparatus that polishes the wafer by pressing the wafer mounted on the polishing head against the polishing pad with air,
The polishing head is
A carrier supported by a rotatable head body;
An elastic sheet having a peripheral edge held by a retainer ring surrounding the carrier and disposed opposite to the lower surface of the carrier;
Air supply means for supplying air to an air chamber formed between the carrier and the elastic sheet;
An elastic pressing member fixed to an arbitrary position on the lower surface of the carrier and pressing the wafer against the polishing pad via the elastic sheet;
A wafer polishing apparatus comprising:
前記弾性押圧部材は、前記キャリアの下面に接着剤を介して貼着されていることを特徴とする請求項1記載にウェハ研磨装置。   The wafer polishing apparatus according to claim 1, wherein the elastic pressing member is adhered to the lower surface of the carrier via an adhesive. 前記弾性押圧部材には、該弾性押圧部材を挟んで区画された隣り合う前記エア室同士を連通する通気溝が形成されていることを特徴とする請求項1又は2記載のウェハ研磨装置。   The wafer polishing apparatus according to claim 1, wherein the elastic pressing member is formed with a ventilation groove communicating the adjacent air chambers partitioned with the elastic pressing member interposed therebetween. 前記弾性押圧部材が前記ウェハを押圧する押圧力は、前記弾性押圧部材の厚み、硬度又は材質の少なくとも1つを変更して調整可能なことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載のウェハ研磨装置。   4. The pressing force with which the elastic pressing member presses the wafer can be adjusted by changing at least one of the thickness, hardness or material of the elastic pressing member. The wafer polishing apparatus as described.
JP2016043190A 2016-03-07 2016-03-07 Wafer polishing apparatus Pending JP2017162859A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016043190A JP2017162859A (en) 2016-03-07 2016-03-07 Wafer polishing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016043190A JP2017162859A (en) 2016-03-07 2016-03-07 Wafer polishing apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017162859A true JP2017162859A (en) 2017-09-14

Family

ID=59857192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016043190A Pending JP2017162859A (en) 2016-03-07 2016-03-07 Wafer polishing apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017162859A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2065132B1 (en) Polishing apparatus and method
JP7239539B2 (en) Single-side polishing head with flexible center with recess and cap
TWI393209B (en) A method of polishing a substrate
JP5648954B2 (en) Polishing equipment
US6361419B1 (en) Carrier head with controllable edge pressure
US9815171B2 (en) Substrate holder, polishing apparatus, polishing method, and retaining ring
JP2008307674A (en) Split pressurizing type retainer ring
JP2023171400A (en) Cmp device
JP2019201127A (en) Polishing head, and wafer polishing apparatus, and polishing method using the same
US11597055B2 (en) Carrier head of polishing apparatus and membrane used therein
JP2001212754A (en) Polishing head structure for polishing device
JP5467937B2 (en) Edge float shape controllable air float polishing head
JP2003151933A (en) Wafer-polishing apparatus
JP2017162859A (en) Wafer polishing apparatus
JP2017152615A (en) Wafer polishing apparatus
JP2007266299A (en) Wafer-polishing apparatus and method
US7090570B2 (en) Chemical mechanical polishing apparatus and methods using a polishing surface with non-uniform rigidity
JP7349791B2 (en) CMP equipment
JP2002198339A (en) Wafer polishing apparatus
WO2019187814A1 (en) Substrate holding device and method of manufacturing drive ring
JP7170426B2 (en) CMP equipment
KR101583818B1 (en) Chemical mechanical polishing apparatus and polishing table assembly used therein
KR101387921B1 (en) Membrane of carrier head in chemical mechanical polishing apparatus and carrier head using same
WO2023233681A1 (en) Polishing head, and polishing treatment device
KR101600767B1 (en) Chemical mechanical polishing apparatus and polishing table assembly used therein