JP2917992B1 - 研磨装置 - Google Patents
研磨装置Info
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- JP2917992B1 JP2917992B1 JP9923198A JP9923198A JP2917992B1 JP 2917992 B1 JP2917992 B1 JP 2917992B1 JP 9923198 A JP9923198 A JP 9923198A JP 9923198 A JP9923198 A JP 9923198A JP 2917992 B1 JP2917992 B1 JP 2917992B1
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- polishing
- substrate
- retainer ring
- polishing pad
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/27—Work carriers
- B24B37/30—Work carriers for single side lapping of plane surfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/27—Work carriers
- B24B37/30—Work carriers for single side lapping of plane surfaces
- B24B37/32—Retaining rings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
【要約】
【課題】 研磨の処理数が増加しても、研磨対象の基板
外周部における研磨量異常の発生を抑制する。 【解決手段】 リテーナーリング１０１を、ポリエチレ
ンテレフタレートなどの硬質プラスチックからなる樹脂
部分１０１ａと、ステンレス鋼などの金属部分１０１ｂ
とからなり、その樹脂部分が保持部材全面を覆うように
形成された状態に構成した。
外周部における研磨量異常の発生を抑制する。 【解決手段】 リテーナーリング１０１を、ポリエチレ
ンテレフタレートなどの硬質プラスチックからなる樹脂
部分１０１ａと、ステンレス鋼などの金属部分１０１ｂ
とからなり、その樹脂部分が保持部材全面を覆うように
形成された状態に構成した。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、化学的機械的研
磨法などに用いられる研磨装置に関する。
磨法などに用いられる研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】研磨により基板表面を平坦化する技術
は、半導体基板の作製工程をはじめとし、あらゆる分野
で用いられてきた。近年、半導体基板上のデバイス作製
工程においても、作製の過程で形成されている表面の凹
凸、たとえば層間絶縁膜表面の凹凸を研磨により平坦化
する化学的機械的研磨法（ＣＭＰ）が用いられてきてい
る。このＣＭＰでは、半導体基板の表面を研磨する場合
に用いられる不織布を材料とする比較的柔らかな研磨布
とは異なり、絶縁膜の平坦化を行うために発泡ポリウレ
タンなどの材料からなる硬めの研磨布が用いられる。ま
た、基板面内の研磨均一性を得るために、硬質パッドの
下層に弾力性のあるクッション層を設けることが一般的
である。
は、半導体基板の作製工程をはじめとし、あらゆる分野
で用いられてきた。近年、半導体基板上のデバイス作製
工程においても、作製の過程で形成されている表面の凹
凸、たとえば層間絶縁膜表面の凹凸を研磨により平坦化
する化学的機械的研磨法（ＣＭＰ）が用いられてきてい
る。このＣＭＰでは、半導体基板の表面を研磨する場合
に用いられる不織布を材料とする比較的柔らかな研磨布
とは異なり、絶縁膜の平坦化を行うために発泡ポリウレ
タンなどの材料からなる硬めの研磨布が用いられる。ま
た、基板面内の研磨均一性を得るために、硬質パッドの
下層に弾力性のあるクッション層を設けることが一般的
である。
【０００３】ここで、研磨装置について簡単に説明す
る。図４は、従来より用いられている研磨装置の構成を
示す構成図である。この研磨装置は、図４（ａ）に概略
を示すように、研磨対象を保持する基板保持部４０９
と、研磨パッド４０２が貼り付けられた研磨テーブル４
１０と、研磨材供給口４１１と、ダイヤモンドペレット
４１２を装着したコンディショニング機構４１３とから
構成されている。基板保持部４０９およびコンディショ
ニング機構４１３には、回転，揺動，加圧を行う機構が
付帯され、また、研磨テーブル４１０には、回転機構が
付帯しているが、それらは図示していない。
る。図４は、従来より用いられている研磨装置の構成を
示す構成図である。この研磨装置は、図４（ａ）に概略
を示すように、研磨対象を保持する基板保持部４０９
と、研磨パッド４０２が貼り付けられた研磨テーブル４
１０と、研磨材供給口４１１と、ダイヤモンドペレット
４１２を装着したコンディショニング機構４１３とから
構成されている。基板保持部４０９およびコンディショ
ニング機構４１３には、回転，揺動，加圧を行う機構が
付帯され、また、研磨テーブル４１０には、回転機構が
付帯しているが、それらは図示していない。
【０００４】ここで、基板保持部４０９に関してより詳
細に説明する。図４（ｂ）に示すように、基板保持部４
０９は、基板４０５の裏面にインサートパッド４０３と
呼ばれる弾力性のある層を有し、また、基板４０５の外
周に研磨中の基板４０５の横ずれを防止するリテーナー
リング４０１が設けられている。リテーナーリング４０
１の材質には、ポリエチレンテレフタレートなどの硬質
プラスチックなどが用いられている。なお、このリテー
ナーリング４０１は、エアクッション４０７により荷重
が加えられている。この研磨装置を用い、たとえば、Ｌ
ＳＩの多層配線構造において、層間絶縁膜の表面を平坦
化するようにしている。
細に説明する。図４（ｂ）に示すように、基板保持部４
０９は、基板４０５の裏面にインサートパッド４０３と
呼ばれる弾力性のある層を有し、また、基板４０５の外
周に研磨中の基板４０５の横ずれを防止するリテーナー
リング４０１が設けられている。リテーナーリング４０
１の材質には、ポリエチレンテレフタレートなどの硬質
プラスチックなどが用いられている。なお、このリテー
ナーリング４０１は、エアクッション４０７により荷重
が加えられている。この研磨装置を用い、たとえば、Ｌ
ＳＩの多層配線構造において、層間絶縁膜の表面を平坦
化するようにしている。
【０００５】ところで、リテーナーリング４０１は、基
板４０５の横ずれ防止だけではなく、基板４０５の外周
部の研磨異常を防止するようにもしている。研磨を行っ
ているときは、表面に硬質，下層に軟質の層からなる研
磨パッド４０２に、基板４０５が押しつけられ、基板４
０５の外周部の接触圧力が最大となっている。このと
き、図５（ａ）に示すように、その反力で基板４０５の
外周部から数ｍｍにわたって研磨パッド４０２が変形
し、基板４０５外周部にかかる圧力が低くなる。この結
果、基板４０５外周部の研磨量が少なくなる。特に、イ
ンサートパッド４０３の弾性率や、他の研磨条件によっ
ては、その研磨パッド４０２の変形領域５０１が、基板
４０５の外周部から数ｃｍにわたることもある。
板４０５の横ずれ防止だけではなく、基板４０５の外周
部の研磨異常を防止するようにもしている。研磨を行っ
ているときは、表面に硬質，下層に軟質の層からなる研
磨パッド４０２に、基板４０５が押しつけられ、基板４
０５の外周部の接触圧力が最大となっている。このと
き、図５（ａ）に示すように、その反力で基板４０５の
外周部から数ｍｍにわたって研磨パッド４０２が変形
し、基板４０５外周部にかかる圧力が低くなる。この結
果、基板４０５外周部の研磨量が少なくなる。特に、イ
ンサートパッド４０３の弾性率や、他の研磨条件によっ
ては、その研磨パッド４０２の変形領域５０１が、基板
４０５の外周部から数ｃｍにわたることもある。
【０００６】ここで、次に示すようにすることで、その
研磨異常を抑制することができる。すなわち、まず、リ
テーナーリング４０１と基板４０５との研磨パッド４０
２に接触する面を同一高さとする。また、リテーナーリ
ング４０１の研磨パッド４０２に接触する幅を上述した
研磨パッド４０２の変形領域以上とする（図５
（ｂ））。この結果、図５（ｂ）に示すように、変形領
域５０２が基板４０５の外周部にかかることが抑制され
る。そして、リテーナーリング４０１の荷重は、エアク
ッション４０７を用いることで、基板４０５への荷重制
御と独立して行うようにしている。このことにより、リ
テーナーリング４０１を研磨パッド４０２に押しつける
圧力が独立に一定に保たれるようになる。
研磨異常を抑制することができる。すなわち、まず、リ
テーナーリング４０１と基板４０５との研磨パッド４０
２に接触する面を同一高さとする。また、リテーナーリ
ング４０１の研磨パッド４０２に接触する幅を上述した
研磨パッド４０２の変形領域以上とする（図５
（ｂ））。この結果、図５（ｂ）に示すように、変形領
域５０２が基板４０５の外周部にかかることが抑制され
る。そして、リテーナーリング４０１の荷重は、エアク
ッション４０７を用いることで、基板４０５への荷重制
御と独立して行うようにしている。このことにより、リ
テーナーリング４０１を研磨パッド４０２に押しつける
圧力が独立に一定に保たれるようになる。
【０００７】ここで、このリテーナーリング４０１は、
５００ｇ／ｃｍ2 （≒７ｐｓｉ）程度の荷重をかけて研
磨パッド４０２に接触させている。したがって、研磨し
ているときには、リテーナーリング４０１を構成する物
質が、研削されて不純物となって研磨パッド４０２に広
がっていく。ここで、このリテーナーリング４０１の材
料にステンレス鋼などの合金材料を用いると、金属成分
が研磨パッド４０２に広がることになり、基板４０５に
形成されているデバイスの特性に悪影響を及ぼす場合が
ある。また、それら合金材料の切削片が発生したとき、
その切削片により研磨面が傷を付けられてしまう場合が
ある。このため、リテーナーリング４０１には、プラス
チックを用いるようにしている。
５００ｇ／ｃｍ2 （≒７ｐｓｉ）程度の荷重をかけて研
磨パッド４０２に接触させている。したがって、研磨し
ているときには、リテーナーリング４０１を構成する物
質が、研削されて不純物となって研磨パッド４０２に広
がっていく。ここで、このリテーナーリング４０１の材
料にステンレス鋼などの合金材料を用いると、金属成分
が研磨パッド４０２に広がることになり、基板４０５に
形成されているデバイスの特性に悪影響を及ぼす場合が
ある。また、それら合金材料の切削片が発生したとき、
その切削片により研磨面が傷を付けられてしまう場合が
ある。このため、リテーナーリング４０１には、プラス
チックを用いるようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上示したように、従
来では研磨対象の基板外周部の研磨量の異常を抑制する
ために、研磨パッドに接触するようにリテーナーリング
を用いていたが、処理量が増加するとともにこれが変形
し、所期の性能が保持されなくなるという問題があっ
た。前述したように、研磨対象の基板およびそれに形成
されるデバイスに悪影響を及ぼさないために、研磨パッ
ドの直接触れるリテーナーリングには、硬質プラスチッ
クを用いるようにしていた。しかし、いくら硬質なプラ
スチックを用いていても、その機械的強度には限界があ
り、ステンレス鋼などの金属合金材料には劣ってしま
う。このため、硬質プラスチックを用いた従来のリテー
ナーリングでは、研磨処理数が増加すると変形が生じ、
研磨パッドを押さえる能力が低下してしまう。この結
果、従来では、研磨処理数が増加すると、研磨対象の基
板外周部に研磨量異常が発生していた。
来では研磨対象の基板外周部の研磨量の異常を抑制する
ために、研磨パッドに接触するようにリテーナーリング
を用いていたが、処理量が増加するとともにこれが変形
し、所期の性能が保持されなくなるという問題があっ
た。前述したように、研磨対象の基板およびそれに形成
されるデバイスに悪影響を及ぼさないために、研磨パッ
ドの直接触れるリテーナーリングには、硬質プラスチッ
クを用いるようにしていた。しかし、いくら硬質なプラ
スチックを用いていても、その機械的強度には限界があ
り、ステンレス鋼などの金属合金材料には劣ってしま
う。このため、硬質プラスチックを用いた従来のリテー
ナーリングでは、研磨処理数が増加すると変形が生じ、
研磨パッドを押さえる能力が低下してしまう。この結
果、従来では、研磨処理数が増加すると、研磨対象の基
板外周部に研磨量異常が発生していた。
【０００９】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたものであり、研磨の処理数が増加して
も、研磨対象の基板外周部における研磨量異常の発生を
抑制することを目的とする。
るためになされたものであり、研磨の処理数が増加して
も、研磨対象の基板外周部における研磨量異常の発生を
抑制することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明の研磨装置は、
研磨テーブル上に設けられた研磨パッドと、この研磨パ
ッドに研磨対象の基板の研磨面を押しつける基板保持部
と、基板周囲に位置するように基板保持部の研磨パッド
側の面に設けられたリテーナーリングとを備え、そのリ
テーナーリングは、リテーナーリングの研磨パッドに接
触する面に形成されたリング状の樹脂部分と、樹脂部分
上に固定配置されて樹脂部分より機械的強度の高いたと
えば金属などの材料からなるリング状の保持部材とから
構成するようにした。したがって、このリテーナーリン
グは、研磨パッドに接触する面が樹脂としたうえで、リ
テーナーリングを樹脂のみで形成するより機械的強度が
向上する。また、この発明の研磨装置は、研磨テーブル
上に設けられた研磨パッドと、この研磨パッドに研磨対
象の基板の研磨面を押しつける基板保持部と、基板周囲
に位置するように基板保持部の研磨パッド側の面に設け
たれたリテーナーリングとを備え、そのリテーナーリン
グは、樹脂部分とその樹脂部分より機械的強度の高いた
とえば金属などの材料からなる保持部材とからなり、そ
の樹脂部分が保持部材全面を覆うように形成された状態
に構成した。したがって、このリテーナーリングにおい
ても、研磨パッドに接触する面が樹脂としたうえで、リ
テーナーリングを樹脂のみで形成するより機械的強度が
向上する。
研磨テーブル上に設けられた研磨パッドと、この研磨パ
ッドに研磨対象の基板の研磨面を押しつける基板保持部
と、基板周囲に位置するように基板保持部の研磨パッド
側の面に設けられたリテーナーリングとを備え、そのリ
テーナーリングは、リテーナーリングの研磨パッドに接
触する面に形成されたリング状の樹脂部分と、樹脂部分
上に固定配置されて樹脂部分より機械的強度の高いたと
えば金属などの材料からなるリング状の保持部材とから
構成するようにした。したがって、このリテーナーリン
グは、研磨パッドに接触する面が樹脂としたうえで、リ
テーナーリングを樹脂のみで形成するより機械的強度が
向上する。また、この発明の研磨装置は、研磨テーブル
上に設けられた研磨パッドと、この研磨パッドに研磨対
象の基板の研磨面を押しつける基板保持部と、基板周囲
に位置するように基板保持部の研磨パッド側の面に設け
たれたリテーナーリングとを備え、そのリテーナーリン
グは、樹脂部分とその樹脂部分より機械的強度の高いた
とえば金属などの材料からなる保持部材とからなり、そ
の樹脂部分が保持部材全面を覆うように形成された状態
に構成した。したがって、このリテーナーリングにおい
ても、研磨パッドに接触する面が樹脂としたうえで、リ
テーナーリングを樹脂のみで形成するより機械的強度が
向上する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図１は、この発明の実施の形態にお
ける研磨装置の構成を示す構成図である。この研磨装置
は、図１（ａ）に概略を示すように、研磨対象を保持す
る基板保持部１０９と、研磨パッド１０２が貼り付けら
れた研磨テーブル１１０と、研磨材供給口１１１と、ダ
イヤモンドペレット１１２を装着したコンディショニン
グ機構１１３とから構成されている。ここで、研磨パッ
ド１０２は、表面に硬質，下層に軟質の２層から構成さ
れている。なお、基板保持部１０９およびコンディショ
ニング機構１１３には、回転，揺動，加圧を行う機構が
付帯され、また、研磨テーブル１１０には、回転機構が
付帯しているが、それらは図示していない。
参照して説明する。図１は、この発明の実施の形態にお
ける研磨装置の構成を示す構成図である。この研磨装置
は、図１（ａ）に概略を示すように、研磨対象を保持す
る基板保持部１０９と、研磨パッド１０２が貼り付けら
れた研磨テーブル１１０と、研磨材供給口１１１と、ダ
イヤモンドペレット１１２を装着したコンディショニン
グ機構１１３とから構成されている。ここで、研磨パッ
ド１０２は、表面に硬質，下層に軟質の２層から構成さ
れている。なお、基板保持部１０９およびコンディショ
ニング機構１１３には、回転，揺動，加圧を行う機構が
付帯され、また、研磨テーブル１１０には、回転機構が
付帯しているが、それらは図示していない。
【００１２】ここで、基板保持部１０９に関してより詳
細に説明する。図１（ｂ）に示すように、基板保持部１
０９は、基板１０５の裏面にインサートパッド１０３と
呼ばれる弾力性のある層を有している。そして、研磨を
行うときは、このインサートパッド１０３を介して、研
磨パッド１０２に基板１０５の研磨対象面が押しつけら
れている。この基板１０５の研磨対象面には、たとえば
ＬＳＩの多層配線構造の一部が形成され、その最表面に
は層間絶縁膜が堆積された状態となっている。そして、
その層間絶縁膜表面には、下層の配線層などによる凹凸
があり、これを、この研磨装置による化学的機械的研磨
により切削研磨することで、平坦化するようにしてい
る。
細に説明する。図１（ｂ）に示すように、基板保持部１
０９は、基板１０５の裏面にインサートパッド１０３と
呼ばれる弾力性のある層を有している。そして、研磨を
行うときは、このインサートパッド１０３を介して、研
磨パッド１０２に基板１０５の研磨対象面が押しつけら
れている。この基板１０５の研磨対象面には、たとえば
ＬＳＩの多層配線構造の一部が形成され、その最表面に
は層間絶縁膜が堆積された状態となっている。そして、
その層間絶縁膜表面には、下層の配線層などによる凹凸
があり、これを、この研磨装置による化学的機械的研磨
により切削研磨することで、平坦化するようにしてい
る。
【００１３】また、基板１０５の外周に研磨中の基板１
０５の横ずれを防止するリテーナーリング１０１が設け
られている。そして、この実施の形態では、リテーナー
リング１０１を、ポリエチレンテレフタレートなどの硬
質プラスチックからなる樹脂部分１０１ａと、たとえば
ＳＵＳ３１６（ステンレス鋼）などの金属部分１０１ｂ
とから構成するようにした。なお、樹脂部分１０１ａと
金属部分１０１ｂとは、所定の接着剤などにより強固に
密着させている。ここで、樹脂部分１０１ａの表面が、
研磨パッド１０２に接触し、この樹脂部分１０１ａと基
板１０５との研磨パッド１０２に接触する面を同一高さ
としている。また、このリテーナーリング１０１の荷重
は、エアクッション１０７を用いることで、基板１０５
への荷重制御と独立して行うようにしている。このこと
により、リテーナーリング１０１を研磨パッド１０２に
押しつける圧力が独立に一定に保たれるようになる。こ
こで、このリテーナーリング１０１は、５００ｇ／ｃｍ
2 （≒７ｐｓｉ）程度の荷重をかけて研磨パッド１０２
に接触させている。
０５の横ずれを防止するリテーナーリング１０１が設け
られている。そして、この実施の形態では、リテーナー
リング１０１を、ポリエチレンテレフタレートなどの硬
質プラスチックからなる樹脂部分１０１ａと、たとえば
ＳＵＳ３１６（ステンレス鋼）などの金属部分１０１ｂ
とから構成するようにした。なお、樹脂部分１０１ａと
金属部分１０１ｂとは、所定の接着剤などにより強固に
密着させている。ここで、樹脂部分１０１ａの表面が、
研磨パッド１０２に接触し、この樹脂部分１０１ａと基
板１０５との研磨パッド１０２に接触する面を同一高さ
としている。また、このリテーナーリング１０１の荷重
は、エアクッション１０７を用いることで、基板１０５
への荷重制御と独立して行うようにしている。このこと
により、リテーナーリング１０１を研磨パッド１０２に
押しつける圧力が独立に一定に保たれるようになる。こ
こで、このリテーナーリング１０１は、５００ｇ／ｃｍ
2 （≒７ｐｓｉ）程度の荷重をかけて研磨パッド１０２
に接触させている。
【００１４】以上示したように、この実施の形態によれ
ば、リテーナーリング１０１を、樹脂部分１０１ａと金
属部分１０１ｂとの２ピース構造とした。この結果、こ
のリテーナーリング１０１は、従来のようにすべてを硬
質プラスチックで構成した場合に比較して、格段に機械
的強度が向上している。一方、このリテーナーリング１
０１は、研磨パッド１０２には樹脂部分１０１ａが接触
するのみで、金属部分１０１ｂは接触しない。したがっ
て、金属成分が研磨パッド１０２に広がり、基板１０５
に形成されているデバイスの特性に悪影響を及ぼした
り、金属材料の切削片が発生したとき、その切削片によ
り研磨面を傷つけることがない。
ば、リテーナーリング１０１を、樹脂部分１０１ａと金
属部分１０１ｂとの２ピース構造とした。この結果、こ
のリテーナーリング１０１は、従来のようにすべてを硬
質プラスチックで構成した場合に比較して、格段に機械
的強度が向上している。一方、このリテーナーリング１
０１は、研磨パッド１０２には樹脂部分１０１ａが接触
するのみで、金属部分１０１ｂは接触しない。したがっ
て、金属成分が研磨パッド１０２に広がり、基板１０５
に形成されているデバイスの特性に悪影響を及ぼした
り、金属材料の切削片が発生したとき、その切削片によ
り研磨面を傷つけることがない。
【００１５】ここで、この実施の形態のリテーナーリン
グ１０１を用いた研磨装置により、表面に酸化膜を形成
した８インチ径のシリコン基板を試料とし、化学的機械
的研磨により酸化膜の除去を行った。ここで、酸化膜
は、約６５０ｎｍ研磨するように設定した。そして、約
２５枚程度の研磨処理を行った後、２６枚目の処理の結
果、図２（ａ）に示すように、シリコン基板外周部から
約３ｍｍの領域にかけて、２０〜３０ｎｍ程度研磨膜厚
が少ない領域が発生していた。これに対して、従来の硬
質プラスチックのみで形成されたリテーナーリングを用
いた場合、同様の処理を行った結果、図２（ｂ）に示す
ように、シリコン基板外周部から５ｍｍ以上の領域にか
けて、研磨膜厚が少ない領域が発生していた。このよう
に、この実施の形態のリテーナーリング１０１を用いた
方が、研磨処理量が増加しても、研磨対象の基板外周部
に発生する研磨異常を抑制することができる。
グ１０１を用いた研磨装置により、表面に酸化膜を形成
した８インチ径のシリコン基板を試料とし、化学的機械
的研磨により酸化膜の除去を行った。ここで、酸化膜
は、約６５０ｎｍ研磨するように設定した。そして、約
２５枚程度の研磨処理を行った後、２６枚目の処理の結
果、図２（ａ）に示すように、シリコン基板外周部から
約３ｍｍの領域にかけて、２０〜３０ｎｍ程度研磨膜厚
が少ない領域が発生していた。これに対して、従来の硬
質プラスチックのみで形成されたリテーナーリングを用
いた場合、同様の処理を行った結果、図２（ｂ）に示す
ように、シリコン基板外周部から５ｍｍ以上の領域にか
けて、研磨膜厚が少ない領域が発生していた。このよう
に、この実施の形態のリテーナーリング１０１を用いた
方が、研磨処理量が増加しても、研磨対象の基板外周部
に発生する研磨異常を抑制することができる。
【００１６】ところで、上述ではリテーナーリングの金
属部分と樹脂部分とをほぼ同一形状とするようにした
が、これに限るものではない。たとえば、図３（ａ）に
示すように、リテーナーリング３０１の樹脂部分３０１
ａと金属部分３０１ｂとの形状を異なる状態としてもよ
い。このように構成することで、リテーナーリング３０
１における機械的強度と、リテーナーリング３０１が研
磨パッドと接触する面積とを、それぞれ自由に設計でき
るようになる。また、図３（ｂ）に示すように、リテー
ナーリング３１１を、樹脂部分３１１ａで金属部分３１
１ｂを覆うように構成してもよい。このように構成する
ことで、樹脂部分と金属部分とを接着剤などで密着させ
る必要があまりない。この結果、材料の組み合わせによ
っては金属部分３１１ｂと樹脂部分３１１ａとを接着で
きない場合でも、リテーナーリング３１１を構成するこ
とができる。
属部分と樹脂部分とをほぼ同一形状とするようにした
が、これに限るものではない。たとえば、図３（ａ）に
示すように、リテーナーリング３０１の樹脂部分３０１
ａと金属部分３０１ｂとの形状を異なる状態としてもよ
い。このように構成することで、リテーナーリング３０
１における機械的強度と、リテーナーリング３０１が研
磨パッドと接触する面積とを、それぞれ自由に設計でき
るようになる。また、図３（ｂ）に示すように、リテー
ナーリング３１１を、樹脂部分３１１ａで金属部分３１
１ｂを覆うように構成してもよい。このように構成する
ことで、樹脂部分と金属部分とを接着剤などで密着させ
る必要があまりない。この結果、材料の組み合わせによ
っては金属部分３１１ｂと樹脂部分３１１ａとを接着で
きない場合でも、リテーナーリング３１１を構成するこ
とができる。
【００１７】なお、上述では、金属部分としてステンレ
ス鋼を用い、樹脂部分としてポリエチレンテレフタレー
トを用いるようにしたが、これに限るものではなく、次
に示すようなエンジニアリングプラスチックを用いるよ
うにしてもよい。すなわち、ポリカーボネート，ポリア
ミド，ポリブチレンテレフタレート，ポリスルホン，ポ
リエーテルスルホン，ポリエーテルエーテルケトン，ポ
リアミドイミド，ポリエーテルイミド，クロロトリフル
オロエチレン・エチレン共重合体などである。また、金
属部分としては、ステンレス鋼に限るものではなく、耐
腐食性を有して高い機械的強度を有した他の金属および
その合金を用いるようにしてもよい。
ス鋼を用い、樹脂部分としてポリエチレンテレフタレー
トを用いるようにしたが、これに限るものではなく、次
に示すようなエンジニアリングプラスチックを用いるよ
うにしてもよい。すなわち、ポリカーボネート，ポリア
ミド，ポリブチレンテレフタレート，ポリスルホン，ポ
リエーテルスルホン，ポリエーテルエーテルケトン，ポ
リアミドイミド，ポリエーテルイミド，クロロトリフル
オロエチレン・エチレン共重合体などである。また、金
属部分としては、ステンレス鋼に限るものではなく、耐
腐食性を有して高い機械的強度を有した他の金属および
その合金を用いるようにしてもよい。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明では、研
磨テーブル上に設けられた研磨パッドと、この研磨パッ
ドに研磨対象の基板の研磨面を押しつける基板保持部
と、基板周囲に位置するように基板保持部の研磨パッド
側の面に設けたれたリテーナーリングとを備えた研磨装
置において、リテーナーリングは、リテーナーリングの
研磨パッドに接触する面に形成されたリング状の樹脂部
分と、樹脂部分上に固定配置されて樹脂部分より機械的
強度の高いたとえば金属などの材料からなるリング状の
保持部材とから構成するようにした。また、そのリテー
ナーリングが、樹脂部分とその樹脂部分より機械的強度
の高いたとえば金属などの材料からなる保持部材とから
なり、その樹脂部分が保持部材全面を覆うように形成さ
れた状態に構成した。したがって、このリテーナーリン
グは、研磨パッドに接触する面が樹脂としたうえで、リ
テーナーリングを樹脂のみで形成するより機械的強度が
向上する。する。この結果、この発明によれば、研磨の
処理数が増加しても、リテーナーリングがあまり変形し
ないので、研磨対象の基板外周部における研磨量異常の
発生を抑制できるという効果がある。
磨テーブル上に設けられた研磨パッドと、この研磨パッ
ドに研磨対象の基板の研磨面を押しつける基板保持部
と、基板周囲に位置するように基板保持部の研磨パッド
側の面に設けたれたリテーナーリングとを備えた研磨装
置において、リテーナーリングは、リテーナーリングの
研磨パッドに接触する面に形成されたリング状の樹脂部
分と、樹脂部分上に固定配置されて樹脂部分より機械的
強度の高いたとえば金属などの材料からなるリング状の
保持部材とから構成するようにした。また、そのリテー
ナーリングが、樹脂部分とその樹脂部分より機械的強度
の高いたとえば金属などの材料からなる保持部材とから
なり、その樹脂部分が保持部材全面を覆うように形成さ
れた状態に構成した。したがって、このリテーナーリン
グは、研磨パッドに接触する面が樹脂としたうえで、リ
テーナーリングを樹脂のみで形成するより機械的強度が
向上する。する。この結果、この発明によれば、研磨の
処理数が増加しても、リテーナーリングがあまり変形し
ないので、研磨対象の基板外周部における研磨量異常の
発生を抑制できるという効果がある。
【図１】 この発明の実施の形態における研磨装置の構
成を示す構成図である。
成を示す構成図である。
【図２】 研磨特性を示す特性図である。
【図３】 この発明の他の形態における研磨装置に用い
るリテーナーリングの構成を示す断面図である。
るリテーナーリングの構成を示す断面図である。
【図４】 従来より用いられている研磨装置の構成を示
す構成図である。
す構成図である。
【図５】 研磨パッドの変形状態を示す説明図である。
１０１…リテーナーリング、１０２…研磨パッド、１０
３…インサートパッド、１０５…基板、１０７…エアク
ッション、１０９…基板保持部、１１０…研磨テーブ
ル、１１１…研磨材供給口、１１２…ダイヤモンドペレ
ット、１１３…コンディショニング機構。
３…インサートパッド、１０５…基板、１０７…エアク
ッション、１０９…基板保持部、１１０…研磨テーブ
ル、１１１…研磨材供給口、１１２…ダイヤモンドペレ
ット、１１３…コンディショニング機構。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B24B 37/04 H01L 21/304 621 H01L 21/304 622
Claims (3)
- 【請求項１】 研磨テーブル上に設けられた研磨パッド
と、 前記研磨パッドに研磨対象の基板の研磨面を押しつける
基板保持部と、 前記基板周囲に位置するように前記基板保持部の前記研
磨パッド側の面に設けられたリテーナーリングとを備え
た研磨装置において、 前記リテーナーリングは、 前記リテーナーリングの研磨パッドに接触する面に形成
されたリング状の樹脂部分と、 前記樹脂部分上に固定配置されて前記樹脂部分より機械
的強度の高い材料からなるリング状の保持部材とから構
成されていることを特徴とする研磨装置。 - 【請求項２】 研磨テーブル上に設けられた研磨パッド
と、 前記研磨パッドに研磨対象の基板の研磨面を押しつける
基板保持部と、 前記基板周囲に位置するように前記基板保持部の前記研
磨パッド側の面に設けられたリテーナーリングとを備え
た研磨装置において、 前記リテーナーリングは、樹脂部分と前記樹脂部分より
機械的強度の高い材料からなる保持部材とから構成さ
れ、前記樹脂部分が前記保持部材全面を覆うように形成
されていることを特徴とする研磨装置。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の研磨装置におい
て、 前記保持部材は金属から構成されていることを特徴とす
る研磨装置。
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| US09/291,585 US6277008B1 (en) | 1998-04-10 | 1999-04-12 | Polishing apparatus |
| GB9908325A GB2336121B (en) | 1998-04-10 | 1999-04-12 | Polishing apparatus |
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| JPH11291162A JPH11291162A (ja) | 1999-10-26 |
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| CN (1) | CN1126153C (ja) |
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