JP2973403B2 - Wafer polishing equipment - Google Patents

Wafer polishing equipment

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JP2973403B2
JP2973403B2 JP10084115A JP8411598A JP2973403B2 JP 2973403 B2 JP2973403 B2 JP 2973403B2 JP 10084115 A JP10084115 A JP 10084115A JP 8411598 A JP8411598 A JP 8411598A JP 2973403 B2 JP2973403 B2 JP 2973403B2
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wafer
polishing
carrier
air
pressing
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    • B24B37/30Work carriers for single side lapping of plane surfaces
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    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/16Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the load

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

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はウェーハ研磨装置に
係り、特に化学的機械研磨法(CMP:ChemicalMechan
ical Polishing )による半導体ウェーハの研磨装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer polishing apparatus, and more particularly, to a chemical mechanical polishing method (CMP).
The present invention relates to an apparatus for polishing a semiconductor wafer by ical polishing.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の半導体ウェーハ研磨装置とし
て、キャリアとウェーハとの間に圧力エア層を形成する
研磨装置が提案されており、この研磨装置によれば、キ
ャリアを押圧する押圧手段からの押圧力を前記圧力エア
層を介してウェーハに伝達することにより、ウェーハを
研磨定盤に押し付けて研磨する。
2. Description of the Related Art As this type of semiconductor wafer polishing apparatus, a polishing apparatus for forming a pressurized air layer between a carrier and a wafer has been proposed. According to this polishing apparatus, a pressing means for pressing a carrier is used. By transmitting the pressing force to the wafer through the pressure air layer, the wafer is pressed against the polishing platen and polished.

【0003】また、前記ウェーハ研磨装置には、ウェー
ハの周縁を包囲するリテーナリングが設けられ、このリ
テーナリングにウェーハの周縁を当接させることにより
キャリアからのウェーハの飛び出しを防止している。前
記リテーナリングは、ウェーハの飛び出しを防止する観
点から剛性が高く、また、剛性の高い別の部材に取り付
けられて使用されている。
Further, the wafer polishing apparatus is provided with a retainer ring surrounding the peripheral edge of the wafer, and the peripheral edge of the wafer is brought into contact with the retainer ring to prevent the wafer from jumping out of the carrier. The retainer ring has high rigidity from the viewpoint of preventing the wafer from jumping out, and is used by being attached to another member having high rigidity.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ウ
ェーハ研磨装置は、リテーナリング側の剛性が高いた
め、ウェーハはリテーナリングに対して点接触の状態で
押し付けられる。これにより、ウェーハは、前記点接触
部分に圧力が集中するので、その接触部分に割れ欠け等
の欠陥が発生する場合があるという欠点がある。
However, since the wafer polishing apparatus has high rigidity on the retainer ring side, the wafer is pressed against the retainer ring in a point contact state. As a result, since the pressure is concentrated on the point contact portion of the wafer, there is a defect that a defect such as a crack may occur in the contact portion.

【0005】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、ウェーハに欠陥を生じさせないリテーナリン
グを備えたウェーハ研磨装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a wafer polishing apparatus provided with a retainer ring that does not cause a defect on a wafer.

【0006】[0006]

【課題を解決する為の手段】本発明は、前記目的を達成
するために、ウェーハを保持ヘッドに保持し回転する研
磨定盤に押し付けて、ウェーハを研磨する研磨装置にお
いて、前記保持ヘッドは、回転すると共に前記研磨定盤
に対向配置されるヘッド本体と、前記ヘッド本体に上下
方向移動自在に支持されたキャリアと、前記キャリアの
下面に設けられると共に前記ウェーハの裏面に向けてエ
アを吹き出すことにより、キャリアとウェーハとの間に
圧力流体層を形成するエア吹出部材と、前記キャリアを
前記研磨定盤に向けて押圧することにより、前記ウェー
ハを前記圧力流体層を介して前記研磨定盤に押し付ける
押圧手段と、前記キャリアの下部外周部に上下移動可能
に嵌入され、該キャリアからのウェーハの飛び出しを防
止すると共に、ウェーハの横方向からの当接によるウェ
ーハの押圧力でウェーハの周縁の形状に沿った形状に弾
性変形するリングと、から成ることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention provides a polishing apparatus for polishing a wafer by holding the wafer on a holding head and pressing the wafer against a rotating polishing platen. A head body that rotates and is disposed to face the polishing platen, a carrier that is vertically movably supported by the head body, and that is provided on a lower surface of the carrier and blows air toward a back surface of the wafer. By the air blowing member forming a pressure fluid layer between the carrier and the wafer, by pressing the carrier toward the polishing platen, the wafer to the polishing platen through the pressure fluid layer A pressing means for pressing and a vertically movable part fitted into a lower outer peripheral portion of the carrier to prevent the wafer from jumping out of the carrier, and It is characterized with the ring elastically into a shape along the shape of the peripheral edge of the wafer deformation by the pressing force of the wafer by contact from lateral Doha, in that it consists of.

【0007】本発明によれば、研磨中にウェーハの周縁
がリテーナリングに当接すると、リテーナリングは、ウ
ェーハの横方向からの当接によるウェーハからの押圧力
でウェーハの周縁の形状に沿った形状に弾性変形する。
これにより、ウェーハは、リテーナリングに面接触した
状態で押し付けられるので、リテーナリングからウェー
ハにかかる圧力が分散し、ウェーハに割れ欠け等の欠陥
は生じない。
According to the present invention, when the peripheral edge of the wafer comes into contact with the retainer ring during polishing, the retainer ring follows the shape of the peripheral edge of the wafer by the pressing force from the wafer due to the lateral contact of the wafer. It elastically deforms into a shape.
As a result, the wafer is pressed in a state of being in surface contact with the retainer ring, so that the pressure applied to the wafer from the retainer ring is dispersed, and defects such as cracks and the like do not occur in the wafer.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るウェーハ研磨装置の好ましい実施の形態について詳説
する。図1は、本発明の実施の形態に係るウェーハ研磨
装置の構造図である。同図に示すウェーハ研磨装置10
は、主として研磨定盤12と保持ヘッド14とから構成
される。研磨定盤12は円盤状に形成されており、その
上面には研磨布16が設けられている。また、研磨定盤
12の下部には、スピンドル18が連結され、このスピ
ンドル18はモータ20の図示しない出力軸に連結され
ている。前記研磨定盤12は、モータ20を駆動するこ
とにより矢印A方向に回転し、その回転する研磨定盤1
2の研磨布16上に図示しないノズルからスラリが供給
される。前記保持ヘッド14は、図示しない昇降装置に
より上下移動され、研磨対象のウェーハを保持ヘッド1
4にセットする際に上昇移動される。また、保持ヘッド
14は、ウェーハを研磨する際に下降移動されてウェー
ハを前記研磨布16に押し付ける。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a wafer polishing apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a structural diagram of a wafer polishing apparatus according to an embodiment of the present invention. Wafer polishing apparatus 10 shown in FIG.
Is mainly composed of a polishing platen 12 and a holding head 14. The polishing platen 12 is formed in a disk shape, and a polishing cloth 16 is provided on an upper surface thereof. In addition, a spindle 18 is connected to a lower portion of the polishing table 12, and the spindle 18 is connected to an output shaft (not shown) of a motor 20. The polishing platen 12 is rotated in the direction of arrow A by driving a motor 20, and the rotating polishing platen 1 is rotated.
A slurry is supplied from a nozzle (not shown) onto the second polishing pad 16. The holding head 14 is moved up and down by a lifting device (not shown) to hold a wafer to be polished to the holding head 1.
It is raised when setting to 4. The holding head 14 is moved downward when polishing the wafer, and presses the wafer against the polishing pad 16.

【0009】図2は前記保持ヘッド14の平面図であ
り、図3は図2の3−3線に沿う縦断面図である。図3
に示す保持ヘッド14は、ヘッド本体22、キャリア2
4、ガイドリング26、研磨面調整リング28、リテー
ナーリング30、ゴムシート32、差動トランス34、
及び押付部材36等から構成されている。前記ヘッド本
体22は、円盤状に形成されると共に、その上面には回
転軸38が連結され、この回転軸38に連結された図示
しないモータによって矢印B方向に回転される。また、
ヘッド本体22にはエア供給路40、42、44が形成
されている。前記エア供給路40は、図2上二点鎖線で
示すように保持ヘッド14の外部に延設され、レギュレ
ータ(R:regulator )46Aを介してエアポンプ(A
P:air pump)48に接続される。また、エア供給路4
2、44も同様に保持ヘッド14の外部に延設され、エ
ア供給路42はレギュレータ46Bを介してポンプ40
に、そして、エア供給路44はレギュレータ46Cを介
してポンプ40にそれぞれ接続されている。
FIG. 2 is a plan view of the holding head 14, and FIG. 3 is a longitudinal sectional view taken along line 3-3 in FIG. FIG.
The holding head 14 shown in FIG.
4, guide ring 26, polishing surface adjusting ring 28, retainer ring 30, rubber sheet 32, differential transformer 34,
And a pressing member 36 and the like. The head main body 22 is formed in a disk shape, and a rotating shaft 38 is connected to an upper surface thereof. The head body 22 is rotated in the direction of arrow B by a motor (not shown) connected to the rotating shaft 38. Also,
Air supply paths 40, 42, 44 are formed in the head main body 22. The air supply path 40 extends outside the holding head 14 as shown by a two-dot chain line in FIG. 2, and is provided with an air pump (A) via a regulator (R) 46A.
P: air pump) 48. In addition, the air supply path 4
2 and 44 are also extended outside the holding head 14, and the air supply path 42 is connected to the pump 40 via a regulator 46B.
The air supply path 44 is connected to the pump 40 via a regulator 46C.

【0010】前記キャリア24は、略円柱状に形成され
てヘッド本体22の下部にヘッド本体22と同軸上に配
置されている。また、キャリア24の下面には凹部25
が形成され、この凹部25に通気性を有する多孔質板5
0が収納されている。多孔質板50には、キャリア24
に形成されたエア路52、52が連通されており、これ
らのエア路52、52は、図中二点鎖線で示すように保
持ヘッド14の外部に延設されて、サクションポンプ
(SP:suction pump)76に接続されている。したが
って、前記サクションポンプ76を駆動すると、ウェー
ハ54が多孔質板50に吸引されて多孔質板50に吸着
保持される。なお、前記多孔質板50は、内部に多数の
通気路を有するものであり、例えば、セラミック材料の
焼結体よりなるものが用いられている。
The carrier 24 is formed in a substantially cylindrical shape, and is disposed coaxially with the head main body 22 below the head main body 22. Further, a concave portion 25 is provided on the lower surface of the carrier 24.
Is formed, and the porous plate 5 having air permeability is formed in the concave portion 25.
0 is stored. The carrier 24 is provided on the porous plate 50.
Are connected to each other, and these air paths 52, 52 extend outside the holding head 14 as shown by a two-dot chain line in the figure, and are connected to a suction pump (SP: suction). pump) 76. Therefore, when the suction pump 76 is driven, the wafer 54 is sucked by the porous plate 50 and held by the porous plate 50. The porous plate 50 has a large number of air passages inside, and for example, a porous plate made of a sintered body of a ceramic material is used.

【0011】前記キャリア24には、キャリア24の下
面外周部に噴出口が形成された多数のエア供給路78、
78…(図2では2ヵ所のみ図示)が形成されている。
このエア供給路78、78…は、図中二点鎖線で示すよ
うに保持ヘッド14の外部に延設され、レギュレータ4
6Dを介してエアポンプ48に接続されている。したが
って、エアポンプ48からの圧縮エアは、エア供給路7
8、78…を介して多孔質板50とウェーハ54との間
の空気室56に噴き出される。これにより、空気室56
には圧力エア層が形成され、キャリア24の押圧力がこ
の圧力エア層を介してウェーハ54に伝達される。ウェ
ーハ54は、前記圧力エア層を介して伝達される前記押
圧力によって研磨布16に押し付けられる。なお、エア
供給路78、78…から噴き出されたエアは、研磨面調
整リング28に形成された図示しない排気孔から外部に
排気される。
The carrier 24 has a large number of air supply passages 78 each having an outlet formed on the outer periphery of the lower surface of the carrier 24.
78 (only two locations are shown in FIG. 2).
The air supply passages 78 are extended outside the holding head 14 as shown by a two-dot chain line in FIG.
It is connected to the air pump 48 via 6D. Therefore, the compressed air from the air pump 48 is supplied to the air supply path 7.
8, 78,... Are blown into the air chamber 56 between the porous plate 50 and the wafer 54. Thereby, the air chamber 56
Is formed, and the pressing force of the carrier 24 is transmitted to the wafer 54 via the pressure air layer. The wafer 54 is pressed against the polishing pad 16 by the pressing force transmitted through the pressure air layer. The air blown out from the air supply passages 78 is exhausted to the outside through an exhaust hole (not shown) formed in the polishing surface adjustment ring 28.

【0012】一方、ヘッド本体22とキャリア24との
間には、1枚のゴムシート32が配置されている。この
ゴムシート32は、均一な厚さで円盤状に形成される。
また、ゴムシート32は、大小2つの環状の止め金5
8、60によってヘッド本体22の下面に固定されてい
る。これにより、ゴムシート32は、止め金60を境と
して中央部32Aと中間部32Bとに2分され、また、
止め金58を境として中間部32Bと外周部32Cとに
2分されている。即ち、ゴムシート32は、止め金5
8、60によって3分され、その中央部32Aはキャリ
ア24を押圧し、中間部32Bは押付部材36を押圧
し、外周部32Cは研磨面調整リング28を押圧するた
めのエアーバックとして機能する。
On the other hand, one rubber sheet 32 is disposed between the head body 22 and the carrier 24. This rubber sheet 32 is formed in a disk shape with a uniform thickness.
The rubber sheet 32 includes two large and small annular stoppers 5.
8, 60 fixed to the lower surface of the head main body 22. As a result, the rubber sheet 32 is divided into a central part 32A and an intermediate part 32B with the stopper 60 as a boundary.
The intermediate part 32B and the outer peripheral part 32C are divided into two parts by the stopper 58 as a boundary. That is, the rubber sheet 32 is
The central portion 32A presses the carrier 24, the intermediate portion 32B presses the pressing member 36, and the outer peripheral portion 32C functions as an air bag for pressing the polishing surface adjusting ring 28.

【0013】前記エアーバックのうち、ゴムシート32
の中央部32Aで画成されるエアーバック62には、前
記エア供給路40が連通されている。したがって、エア
供給路40からエアーバック62に圧縮エアを供給する
と、ゴムシート32の中央部32Aがエア圧で弾性変形
されてキャリア24の上面を押圧する。これにより、研
磨布16に対するウェーハ54の押し付け力を得ること
ができる。また、エア圧をレギュレータ46Aで調整す
れば、ウェーハ54の押し付け力(研磨圧力)を制御す
ることができる。
In the air bag, a rubber sheet 32
The air supply path 40 communicates with an air bag 62 defined by a central portion 32A of the air bag. Therefore, when compressed air is supplied from the air supply path 40 to the airbag 62, the central portion 32A of the rubber sheet 32 is elastically deformed by air pressure and presses the upper surface of the carrier 24. Thereby, a pressing force of the wafer 54 against the polishing pad 16 can be obtained. Further, if the air pressure is adjusted by the regulator 46A, the pressing force (polishing pressure) of the wafer 54 can be controlled.

【0014】前記ガイドリング26は、円筒状に形成さ
れてヘッド本体22の下部にヘッド本体22と同軸上に
配置される。また、ガイドリング26は、ゴムシート3
2を介してヘッド本体22に固定されている。ガイドリ
ング26とキャリア24との間には、研磨面調整リング
28が配置されている。前記研磨面調整リング28の上
方には、ゴムシート32の外周部32Cと止め金58と
によって画成される環状のエアーバック64が形成され
る。このエアーバック64に、前記エア供給路44が連
通されている。したがって、エア供給路44からエアー
バック64に圧縮エアを供給すると、ゴムシート32の
外周部32Cがエア圧で弾性変形されて研磨面調整リン
グ28の環状上面28Aを押圧し、研磨面調整リング2
8の環状下面28Bが研磨布16に押し付けられる。な
お、研磨面調整リング28の押し付け力は、レギュレー
タ46Cでエア圧を調整することにより制御することが
できる。
The guide ring 26 is formed in a cylindrical shape, and is disposed coaxially with the head body 22 below the head body 22. In addition, the guide ring 26 is attached to the rubber sheet 3.
2 and is fixed to the head main body 22. A polishing surface adjusting ring 28 is disposed between the guide ring 26 and the carrier 24. Above the polishing surface adjusting ring 28, an annular air bag 64 defined by the outer peripheral portion 32C of the rubber sheet 32 and the stopper 58 is formed. The air bag 64 communicates with the air supply path 44. Therefore, when compressed air is supplied from the air supply path 44 to the air bag 64, the outer peripheral portion 32 </ b> C of the rubber sheet 32 is elastically deformed by air pressure and presses the annular upper surface 28 </ b> A of the polishing surface adjustment ring 28.
8 is pressed against the polishing pad 16. The pressing force of the polishing surface adjusting ring 28 can be controlled by adjusting the air pressure by the regulator 46C.

【0015】前記キャリア24と研磨面調整リング28
との間には押付部材36が配置されている。この押付部
材36は本体36A、ヘッド36B、支持アーム36
C、36C、及び脚部36D、36Dから構成されてい
る。なお、押付部材36のヘッド36B、支持アーム3
6C、及び脚部36Dは図2上で点線で示すように、そ
れぞれ3本ずつ等間隔で形成されている。
The carrier 24 and the polishing surface adjusting ring 28
A pressing member 36 is disposed between the two. The pressing member 36 includes a main body 36A, a head 36B, and a support arm 36.
C, 36C, and legs 36D, 36D. The head 36B of the pressing member 36 and the support arm 3
6C and three leg portions 36D are formed at equal intervals, as shown by dotted lines in FIG.

【0016】図3に示す前記押付部材36の本体36A
は、研磨面調整リング28に形成された開口部29内に
配置されている。また、押付部材36の前記ヘッド36
Bは、本体36Aと一体に形成されると共に、キャリア
24と研磨面調整リング28との間に隙間に配置されて
いる。前記ヘッド36Bの上方には、ゴムシート32の
中間部32Bと止め金58、60とによって画成される
環状のエアーバック66が形成される。このエアーバッ
ク66に、前記エア供給路42が連通されている。した
がって、エア供給路42からエアーバック66に圧縮エ
アを供給すると、ゴムシート32の中間部32Bがエア
圧で弾性変形されて押付部材36のヘッド36Bを押圧
する。これにより、押付部材36の脚部36Dの下面3
7が研磨布16に押し付けられる。なお、押付部材36
の押し付け力は、レギュレータ46Bでエア圧を調整す
ることにより制御することができる。また、前記脚部3
6Dは、研磨面調整リング28に形成された貫通孔28
Cに配置されている。更に、押付部材38は、研磨加工
熱による熱膨張を防止するために、熱膨張率が極小さい
アンバーを母材として形成され、そして、研磨布16に
押圧される前記下面37は、研磨布16に研磨されない
ようにダイヤモンドコーティングされている。
A main body 36A of the pressing member 36 shown in FIG.
Are arranged in an opening 29 formed in the polishing surface adjusting ring 28. Further, the head 36 of the pressing member 36
B is formed integrally with the main body 36A and is disposed in a gap between the carrier 24 and the polishing surface adjustment ring 28. Above the head 36B, an annular airbag 66 defined by the intermediate portion 32B of the rubber sheet 32 and the stoppers 58, 60 is formed. The air supply path 42 communicates with the air bag 66. Therefore, when compressed air is supplied from the air supply path 42 to the airbag 66, the intermediate portion 32B of the rubber sheet 32 is elastically deformed by air pressure and presses the head 36B of the pressing member 36. Thereby, the lower surface 3 of the leg 36D of the pressing member 36
7 is pressed against the polishing pad 16. The pressing member 36
Can be controlled by adjusting the air pressure with the regulator 46B. In addition, the leg 3
6D is a through hole 28 formed in the polishing surface adjusting ring 28.
C. Further, the pressing member 38 is formed using an amber having a very small coefficient of thermal expansion as a base material in order to prevent thermal expansion due to polishing processing heat, and the lower surface 37 pressed by the polishing cloth 16 Diamond coated so that it is not polished.

【0017】一方、前記押付部材36の支持アーム36
Cの先端部には、ウェーハ54の研磨量を検出する差動
トランス34が設けられている。この差動トランス34
は、コア70、ボビン72、及び接触子74から構成さ
れると共に、前記ボビン72は、押付部材36の支持ア
ーム36Cの先端部に固定され、このボビン72内に前
記コア70が上下移動自在に配置されている。また、前
記コア70の下部に前記接触子74が設けられ、この接
触子74はキャリア24に接触されている。また、前記
ボビン72には、図示しない演算装置が接続されてお
り、この演算装置は、ボビン72に対するコア70の上
下移動量に基づいてウェーハ54の研磨量を演算する。
On the other hand, the support arm 36 of the pressing member 36
A differential transformer 34 for detecting the polishing amount of the wafer 54 is provided at the tip of C. This differential transformer 34
Is composed of a core 70, a bobbin 72, and a contact 74. The bobbin 72 is fixed to a distal end portion of a support arm 36C of the pressing member 36, and the core 70 is vertically movable in the bobbin 72. Are located. The contact 74 is provided below the core 70, and the contact 74 is in contact with the carrier 24. An arithmetic unit (not shown) is connected to the bobbin 72, and the arithmetic unit calculates a polishing amount of the wafer 54 based on a vertical movement amount of the core 70 with respect to the bobbin 72.

【0018】ところで、キャリア24の下部外周部に
は、リテーナリング30が上下移動可能に嵌入されてい
る。前記リテーナリング30は、ウェーハ54の研磨中
において研磨布16に接触される。そして、前記ウェー
ハ54は、研磨布16の回転力で横方向に移動してリテ
ーナリング30の内周面に当接され、これによって、キ
ャリア24からのウェーハ54の飛び出しがリテーナリ
ング30によって阻止されている。
A retainer ring 30 is vertically movably fitted to the outer periphery of the lower portion of the carrier 24. The retainer ring 30 contacts the polishing pad 16 during polishing of the wafer 54. The wafer 54 is moved laterally by the rotational force of the polishing pad 16 and is brought into contact with the inner peripheral surface of the retainer ring 30, thereby preventing the wafer 54 from jumping out of the carrier 24 by the retainer ring 30. ing.

【0019】また、前記リテーナリング30は樹脂製な
ので、図4に示すようにウェーハ54の周縁54Aの横
方向からの当接によるウェーハ54からの押圧力Pによ
って、図中二点鎖線で示す元の形状から変形し、ウェー
ハ54の周縁54Aの形状に沿った形状に弾性変形す
る。したがって、前記ウェーハ54は、リテーナリング
30と角度θの範囲で面接触した状態でリテーナリング
30に押し付けられる。なお、前記押圧力Pで弾性変形
するものであれば、樹脂製に限らず金属製のリテーナリ
ングを適用しても良い。
Further, since the retainer ring 30 is made of resin, as shown in FIG. 4, the pressing force P from the wafer 54 due to the lateral abutment of the peripheral edge 54A of the wafer 54 as shown in FIG. And elastically deforms into a shape along the shape of the peripheral edge 54A of the wafer 54. Therefore, the wafer 54 is pressed against the retainer ring 30 in a state of being in surface contact with the retainer ring 30 within the range of the angle θ. In addition, as long as it is elastically deformed by the pressing force P, a metal retainer ring is not limited to resin and may be applied.

【0020】次に、前記の如く構成されたウェーハ研磨
装置10の作用いついて説明する。まず、保持ヘッド1
4を上昇させた後、サクションポンプ76を駆動して研
磨対象のウェーハ54を多孔質板50に吸着保持させ
る。次に、保持ヘッド14を下降させて、保持ヘッド1
4の研磨面調整リング28の接触面が研磨布16に当接
した位置で下降移動を停止する。そして、サクションポ
ンプ76を停止して前記ウェーハ54の吸着を解除し、
ウェーハ54を研磨布16上に載置する。
Next, the operation of the wafer polishing apparatus 10 configured as described above will be described. First, the holding head 1
Then, the suction pump 76 is driven to suck and hold the wafer 54 to be polished on the porous plate 50. Next, the holding head 14 is lowered to hold the holding head 1.
The descending movement is stopped at the position where the contact surface of the polishing surface adjusting ring 28 of No. 4 is in contact with the polishing pad 16. Then, the suction pump 76 is stopped to release the suction of the wafer 54,
The wafer 54 is placed on the polishing pad 16.

【0021】次いで、エアポンプ48を駆動して圧縮エ
アをエア路78を介して空間56に供給し、空気室56
に圧力エア層を形成する。この時、レギュレータ46D
を制御することにより圧縮エアの供給量を調整し、圧力
エア層の圧力を所定の圧力に設定する。次に、ポンプ4
8からの圧縮エアを、エア供給路40を介してエアーバ
ック62に供給し、ゴムシート32の中央部32Aを内
部エア圧により弾性変形させてキャリア24を押圧し、
前記圧力エア層を介してウェーハ54を研磨布16に押
し付ける。そして、レギュレータ46Aでエア圧を調整
して内部エア圧力を所望の圧力に制御し、研磨布16に
対するウェーハ54の押し付け力を一定に保持する。
Next, the air pump 48 is driven to supply the compressed air to the space 56 through the air passage 78, and the air chamber 56
A pressurized air layer is formed. At this time, the regulator 46D
To control the supply amount of compressed air, and set the pressure of the pressure air layer to a predetermined pressure. Next, pump 4
8 is supplied to the air bag 62 through the air supply path 40, and the center portion 32A of the rubber sheet 32 is elastically deformed by the internal air pressure to press the carrier 24.
The wafer 54 is pressed against the polishing pad 16 via the pressure air layer. Then, the air pressure is adjusted by the regulator 46A to control the internal air pressure to a desired pressure, and the pressing force of the wafer 54 against the polishing pad 16 is kept constant.

【0022】そして、これと同時に、ポンプ40からの
圧縮エアをエア供給路44を介してエアーバック64に
供給し、ゴムシート32の外周部32Cを内部エア圧に
より弾性変形させて研磨面調整リング28を押圧し、研
磨面調整リング28とリテーナリング30の下面を研磨
布16に押し付ける。そして、ポンプ40からの圧縮エ
アをエア供給路42を介してエアーバック66に供給
し、ゴムシート32の中間部32Bを内部エア圧により
弾性変形させて押付部材36を押圧し、押付部材36の
下面37を研磨布16に押し付ける。この後、研磨定盤
12及び保持ヘッド14を回転させてウェーハ54の研
磨を開始する。
At the same time, the compressed air from the pump 40 is supplied to the air bag 64 through the air supply path 44, and the outer peripheral portion 32C of the rubber sheet 32 is elastically deformed by the internal air pressure to thereby form the polishing surface adjusting ring. 28, the lower surfaces of the polishing surface adjusting ring 28 and the retainer ring 30 are pressed against the polishing pad 16. Then, the compressed air from the pump 40 is supplied to the airbag 66 via the air supply path 42, and the intermediate portion 32B of the rubber sheet 32 is elastically deformed by the internal air pressure to press the pressing member 36. The lower surface 37 is pressed against the polishing pad 16. Thereafter, the polishing table 12 and the holding head 14 are rotated to start polishing the wafer 54.

【0023】ウェーハ54の研磨中において、ウェーハ
54は研磨布16の回転によって横方向に移動して、そ
の周縁がリテーナリング30に押し付けられた状態で研
磨されるが、この時、リテーナリング30は図4に示し
たように、ウェーハ54からの押圧力Pによってウェー
ハ54の周縁54Aの形状に沿った形状に弾性変形す
る。これにより、ウェーハ54は、リテーナリング30
と面接触した状態でリテーナリング30に押し付けられ
ることになり、リテーナリング30からウェーハにかか
る圧力が分散するので、ウェーハに割れ欠け等の欠陥は
生じない。
During the polishing of the wafer 54, the wafer 54 moves laterally due to the rotation of the polishing pad 16, and is polished in a state where the peripheral edge thereof is pressed against the retainer ring 30. At this time, the retainer ring 30 As shown in FIG. 4, the wafer 54 is elastically deformed by the pressing force P from the wafer 54 into a shape following the shape of the peripheral edge 54A of the wafer 54. As a result, the wafer 54 can be
As a result, the wafer is pressed against the retainer ring 30 in a state of being in surface contact with the wafer, and the pressure applied to the wafer from the retainer ring 30 is dispersed.

【0024】一方、研磨中におけるウェーハ54の研磨
量は、差動トランス34の接触子74がキャリア24に
接触していることにより、接触子74の下降量、即ち、
コア70の下降量に基づいて演算装置により算出されて
いる。そして、前記演算装置で算出された研磨量が、予
め設定した研磨加工終点になると、ウェーハ研磨装置1
0を停止して、ウェーハ54の研磨を終了する。これに
より、1枚のウェーハ54の研磨が終了し、2枚目以降
のウェーハ54を研磨する場合には、前述した工程を繰
り返せば良い。
On the other hand, the polishing amount of the wafer 54 during the polishing is reduced by the contact 74 of the differential transformer 34 being in contact with the carrier 24.
It is calculated by the arithmetic unit based on the amount of the core 70 descending. When the polishing amount calculated by the arithmetic unit reaches a preset polishing end point, the wafer polishing apparatus 1
0 is stopped, and the polishing of the wafer 54 ends. As a result, when the polishing of one wafer 54 is completed and the second and subsequent wafers 54 are polished, the above-described steps may be repeated.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るウェー
ハ研磨装置によれば、ウェーハの横方向からの当接によ
るウェーハの押圧力によって、リテーナリングがウェー
ハの周縁の形状に沿った形状に弾性変形するので、リテ
ーナリングからウェーハにかかる圧力が分散し、ウェー
ハに割れ欠け等の欠陥は生じない。
As described above, according to the wafer polishing apparatus according to the present invention, the retainer ring is elastically shaped to follow the shape of the peripheral edge of the wafer by the pressing force of the wafer due to the lateral contact of the wafer. Since the wafer is deformed, the pressure applied to the wafer from the retainer ring is dispersed, and the wafer does not have defects such as cracks.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係るウェーハ研磨装置の
全体構造図
FIG. 1 is an overall structural diagram of a wafer polishing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のウェーハ研磨装置に適用された保持ヘッ
ドの平面図
FIG. 2 is a plan view of a holding head applied to the wafer polishing apparatus of FIG. 1;

【図3】図2上で3−3線に沿う保持ヘッドの縦断面図FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the holding head taken along line 3-3 in FIG. 2;

【図4】ウェーハの当接によってリテーナリングが弾性
変形した状態を示す説明図
FIG. 4 is an explanatory view showing a state in which a retainer ring is elastically deformed by abutting of a wafer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…ウェーハ研磨装置 12…研磨定盤 14…保持ヘッド 16…研磨布 24…キャリア 30…リテーナリング 32…ゴムシート 34…差動トランス 54…ウェーハ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Wafer polishing apparatus 12 ... Polishing surface plate 14 ... Holding head 16 ... Polishing cloth 24 ... Carrier 30 ... Retainer ring 32 ... Rubber sheet 34 ... Differential transformer 54 ... Wafer

───────────────────────────────────────────────────── 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B24B 37/04 H01L 21/304

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ウェーハを保持ヘッドに保持し回転する研
磨定盤に押し付けて、ウェーハを研磨する研磨装置にお
いて、 前記保持ヘッドは、 回転すると共に前記研磨定盤に対向配置されるヘッド本
体と、 前記ヘッド本体に上下方向移動自在に支持されたキャリ
アと、 前記キャリアの下面に設けられると共に前記ウェーハの
裏面に向けてエアを吹き出すことにより、キャリアとウ
ェーハとの間に圧力流体層を形成するエア吹出部材と、 前記キャリアを前記研磨定盤に向けて押圧することによ
り、前記ウェーハを前記圧力流体層を介して前記研磨定
盤に押し付ける押圧手段と、 前記キャリアの下部外周部に上下移動可能に嵌入され
該キャリアからのウェーハの飛び出しを防止すると共
に、ウェーハの横方向からの当接によるウェーハの押圧
力でウェーハの周縁の形状に沿った形状に弾性変形す
ングと、 から成るこを特徴とするウェーハ研磨装置。
1. A polishing apparatus for polishing a wafer by holding a wafer on a holding head and pressing the wafer against a rotating polishing platen, wherein the holding head rotates and is arranged to face the polishing platen; A carrier supported movably in the vertical direction by the head main body; air provided on the lower surface of the carrier and blowing air toward the back surface of the wafer to form a pressure fluid layer between the carrier and the wafer. A blowing member, pressing means for pressing the carrier against the polishing platen, pressing means for pressing the wafer against the polishing platen via the pressure fluid layer, and vertically movable to a lower outer peripheral portion of the carrier. Is inserted ,
Thereby preventing the jumping out of the wafer from the carrier, it elastically deformed into a shape along the shape of the peripheral edge of the wafer with a pressing force of the wafer by contact from lateral wafer
Wafer polishing and wherein the-ring, the this consisting.
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