JPH10193253A - Wafer polishing device - Google Patents

Wafer polishing device

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JPH10193253A
JPH10193253A JP173197A JP173197A JPH10193253A JP H10193253 A JPH10193253 A JP H10193253A JP 173197 A JP173197 A JP 173197A JP 173197 A JP173197 A JP 173197A JP H10193253 A JPH10193253 A JP H10193253A
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JP
Japan
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wafer
diaphragm
fluid chamber
carrier
head
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JP173197A
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Katsumi Mogi
克己 茂木
Jiro Kajiwara
治郎 梶原
Osamu Endo
修 遠藤
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily separate and retreat a wafer holding head not holding a wafer from a polishing pad by providing a pressure switching means to switch connection of a pressurizing means, a negative means and a fluid chamber. SOLUTION: In a wafer holding head 27 which does not hold a wafer W, its fluid chamber 36 is put in a condition of being connected not to a pressurizing means 37 but to a negative pressure means 38 by a pressure switching means C, and air of its fluid chamber 36 is sucked by the negative pressure means 38, and the fluid chamber 36 is put in a negative pressure condition, and a carrier 30 is separated and retreated from a polishing pad. At this time, a retainer ring 41 is also retreated by being put in a condition of separating from the polishing pad. That is, there is no need to use a dummy wafer, and the wafer holding head 27 which does not hold the wafer W is not polished by coming into contact with the polishing pad.

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、集積回路を形成す
る半導体ウェーハ等の表面を研磨するためのウェーハ研
磨装置に関する。
The present invention relates to a wafer polishing apparatus for polishing a surface of a semiconductor wafer or the like forming an integrated circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種のウェーハ研磨装置として、表面
に研磨パッドが貼付された円盤状のプラテンと、研磨す
べきウェーハの一面を保持して研磨パッドにウェーハの
他面を当接させる複数のウェーハ保持ヘッドと、これら
ウェーハ保持ヘッドをプラテンに対し相対回転させるヘ
ッド駆動機構とを具備し、研磨パッドとウェーハの間に
研磨砥粒を含むスラリーを供給することにより研磨を行
うものが広く知られている。
2. Description of the Related Art As a wafer polishing apparatus of this kind, a disk-shaped platen having a polishing pad attached to a surface thereof and a plurality of wafer polishing apparatuses for holding one surface of a wafer to be polished and bringing the other surface of the wafer into contact with the polishing pad. It is widely known that a wafer holding head and a head driving mechanism for rotating these wafer holding heads relative to a platen are used, and polishing is performed by supplying a slurry containing abrasive grains between a polishing pad and a wafer. ing.

【0003】この種のウェーハ研磨装置としては、例え
ば、米国特許5,205,082号に、図7に示すよう
なウェーハ保持ヘッドを複数採用したものが開示されて
いる。このウェーハ保持ヘッドは、中空のヘッド本体1
と、ヘッド本体1内に水平に張られたダイアフラム2
と、ダイアフラム2の下面に固定されたキャリア4とを
有し、ダイアフラム2によって画成された空気室6へ、
シャフト8を通じて加圧空気源10から加圧空気を供給
することにより、キャリア4を下方へ押圧できるフロー
ティングヘッド構造になっている。このようなフローテ
ィングヘッド構造は、研磨パッドに対するウェーハの当
接圧力が均一化できる利点を有する。
As a wafer polishing apparatus of this type, for example, US Pat. No. 5,205,082 discloses an apparatus employing a plurality of wafer holding heads as shown in FIG. This wafer holding head has a hollow head body 1.
And a diaphragm 2 stretched horizontally in the head body 1
And a carrier 4 fixed to the lower surface of the diaphragm 2, and into an air chamber 6 defined by the diaphragm 2,
By supplying pressurized air from a pressurized air source 10 through a shaft 8, the carrier 4 has a floating head structure capable of pressing the carrier 4 downward. Such a floating head structure has an advantage that the contact pressure of the wafer against the polishing pad can be made uniform.

【0004】キャリア4の外周には同心上にリテーナリ
ング12が配置され、このリテーナリング12もダイア
フラム2に固定されている。リテーナリング12の下端
はキャリア4よりも下方に突出し、これにより、キャリ
ア4の下面に付着されたウェーハの外周を保持する。こ
のようにウェーハ外周を保持することにより、研磨中の
ウェーハがキャリア4から外れる不具合が防止できる。
また、ウェーハをリテーナリング12で囲み、このリテ
ーナリング12の下端をウェーハ下面と同じ高さで研磨
することにより、ウェーハ外周部での過研磨が防止でき
るとされている。
A retainer ring 12 is arranged concentrically on the outer periphery of the carrier 4, and this retainer ring 12 is also fixed to the diaphragm 2. The lower end of the retainer ring 12 projects below the carrier 4, thereby holding the outer periphery of the wafer attached to the lower surface of the carrier 4. By holding the outer periphery of the wafer in this manner, a problem that the wafer being polished comes off the carrier 4 can be prevented.
Further, it is stated that overpolishing at the outer peripheral portion of the wafer can be prevented by surrounding the wafer with a retainer ring 12 and polishing the lower end of the retainer ring 12 at the same height as the lower surface of the wafer.

【0005】ところで、従来、上記ウェーハ研磨装置に
おいては、一度に研磨すべき製品用ウェーハの枚数がウ
ェーハ保持ヘッドの数より少ない場合(例えば、ウェー
ハ保持ヘッドが6基であるときに、研磨すべきウェーハ
が3枚の場合)には、製品用ウェーハを保持していない
ウェーハ保持ヘッドに、ダミーウェーハを保持させて研
磨を行っていた。このようにダミーウェーハを用いる理
由は、研磨パッドにウェーハ保持ヘッドが直接、当接し
て研磨されてしまうことを防ぐためである。
Conventionally, in the above wafer polishing apparatus, when the number of product wafers to be polished at a time is smaller than the number of wafer holding heads (for example, when there are six wafer holding heads, In the case of three wafers), polishing was performed by holding a dummy wafer on a wafer holding head that does not hold a product wafer. The reason for using the dummy wafer in this way is to prevent the wafer holding head from directly contacting the polishing pad and being polished.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ウェーハ研磨装置には、以下のような課題が残されてい
る。すなわち、研磨すべき製品用ウェーハの枚数がウェ
ーハ保持ヘッドの数より少ない場合には、製品として用
いることができないダミーウェーハを用意しなければな
らず、またダミーウェーハの取り付けおよび取り外しの
作業が必要となることから、研磨作業に手間がかかると
ともに作業効率が低下するという不都合があった。
However, the above-mentioned wafer polishing apparatus has the following problems. In other words, when the number of product wafers to be polished is smaller than the number of wafer holding heads, dummy wafers that cannot be used as products must be prepared, and the work of attaching and detaching dummy wafers is required. Therefore, there is a disadvantage that the polishing operation is troublesome and the operation efficiency is reduced.

【0007】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、研磨するウェーハが少なくてもダミーウェーハを
必要とせず、ウェーハを保持していないウェーハ保持ヘ
ッドと研磨パッドとの接触を防止することができるウェ
ーハ研磨装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and does not require a dummy wafer even if the number of wafers to be polished is small, and prevents contact between a wafer holding head that does not hold a wafer and a polishing pad. It is an object of the present invention to provide a wafer polishing apparatus capable of performing the above.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下の構成を採用した。すなわち、請求項
1記載のウェーハ研磨装置では、表面に研磨パッドが貼
付されたプラテンと、研磨すべきウェーハの一面を保持
して前記研磨パッドにウェーハの他面を当接させる複数
のウェーハ保持ヘッドと、これらウェーハ保持ヘッドを
前記プラテンに対し相対運動させることにより前記研磨
パッドでウェーハ他面を研磨するヘッド駆動機構とを具
備し、前記ウェーハ保持ヘッドは、前記ウェーハの一面
を保持するための円盤状のキャリアと、円筒状に形成さ
れ前記キャリアをほぼ同心上にかつ内部に配し内周面で
該キャリアを支持するヘッド本体と、前記キャリアと前
記ヘッド本体との間に張られこれらを連結するダイアフ
ラムと、該ダイアフラム、前記キャリアおよび前記ヘッ
ド本体の間に形成される流体室に満たされた流体圧力を
調整する圧力調整機構とを備え、該圧力調整機構は、前
記流体室に接続され該流体室を加圧状態にする加圧手段
と、前記流体室に接続され該流体室を負圧状態にする負
圧手段と、前記加圧手段と前記負圧手段とに接続されこ
れらと前記流体室との接続を切り替えて該流体室の圧力
を選択的に加圧状態または負圧状態にする圧力切替手段
とを備えている技術が採用される。
The present invention has the following features to attain the object mentioned above. That is, in the wafer polishing apparatus according to claim 1, a plurality of wafer holding heads for holding one surface of a wafer to be polished and holding the other surface of the wafer against the polishing pad, with a platen having a polishing pad attached to the surface. And a head drive mechanism for polishing the other surface of the wafer with the polishing pad by moving these wafer holding heads relative to the platen, wherein the wafer holding head is a disk for holding one surface of the wafer. -Shaped carrier, a head body which is formed in a cylindrical shape, is arranged substantially concentrically and internally, and supports the carrier on the inner peripheral surface, and is stretched between the carrier and the head body to connect them. And a fluid pressure filled in a fluid chamber formed between the diaphragm, the carrier and the head body. A pressure adjusting mechanism that is connected to the fluid chamber and pressurizes the fluid chamber; and a pressure adjusting mechanism that is connected to the fluid chamber and pressurizes the fluid chamber. Negative pressure means, and pressure switching means connected to the pressurizing means and the negative pressure means for switching the connection between these and the fluid chamber to selectively pressurize the fluid chamber to a pressurized state or a negative pressure state The technology having the following is adopted.

【0009】このウェーハ研磨装置では、圧力調整機構
が流体室を加圧状態にする加圧手段と、流体室を負圧状
態にする負圧手段と、これらと流体室との接続を切り替
える圧力切替手段とを備えているので、研磨すべきウェ
ーハを保持するウェーハ保持ヘッドでは、圧力切替手段
によってその流体室と加圧手段とを接続状態とし、加圧
手段によってその流体室を加圧状態としてキャリアに取
り付けたウェーハを研磨パッドに押圧させる。また、ウ
ェーハを保持していないウェーハ保持ヘッドでは、圧力
切替手段によってその流体室と負圧手段とを接続状態と
し、負圧手段によってその流体室を負圧状態としてキャ
リアを研磨パッドから離間・退避させる。
In this wafer polishing apparatus, the pressure adjusting mechanism has a pressurizing means for pressurizing the fluid chamber, a negative pressure means for setting the fluid chamber in a negative pressure state, and a pressure switch for switching connection between these and the fluid chamber. In the wafer holding head holding the wafer to be polished, the fluid chamber and the pressurizing means are connected by the pressure switching means, and the fluid chamber is pressurized by the pressurizing means. Is pressed against the polishing pad. In a wafer holding head which does not hold a wafer, the fluid chamber and the negative pressure means are connected by the pressure switching means, and the fluid chamber is negatively pressured by the negative pressure means to separate and retreat the carrier from the polishing pad. Let it.

【0010】請求項2記載のウェーハ研磨装置では、請
求項1記載のウェーハ研磨装置において、前記キャリア
の外周に同心上に配置されたリテーナリングを設け、該
リテーナリングは、前記ダイアフラムに固定されヘッド
軸線方向に変位可能とされ、前記負圧手段により前記流
体室が負圧状態となったときに前記研磨パッドから離間
するように設定されている技術が採用される。
According to a second aspect of the present invention, in the wafer polishing apparatus of the first aspect, a retainer ring is provided concentrically around the outer periphery of the carrier, and the retainer ring is fixed to the diaphragm and the head is fixed to the carrier. A technology is adopted which is capable of being displaced in the axial direction and is set so as to be separated from the polishing pad when the fluid chamber is brought into a negative pressure state by the negative pressure means.

【0011】このウェーハ研磨装置では、ダイアフラム
に固定されヘッド軸線方向に変位可能とされたリテーナ
リングを設けているので、ウェーハを保持しないウェー
ハ保持ヘッドでは、その流体室を負圧状態とすることに
より、キャリアが研磨パッドから離間するとともに、ダ
イアフラムによってキャリアと接続されたリテーナリン
グも研磨パッドから離間状態となり、退避される。
In this wafer polishing apparatus, a retainer ring fixed to the diaphragm and capable of being displaced in the axial direction of the head is provided. Therefore, in a wafer holding head that does not hold a wafer, its fluid chamber is brought into a negative pressure state. The carrier is separated from the polishing pad, and the retainer ring connected to the carrier by the diaphragm is also separated from the polishing pad and retracted.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るウェーハ研磨
装置の第1実施形態を図1から図4を参照しながら説明
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of a wafer polishing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【0013】始めに図3を参照して全体の構成を簡単に
説明すると、図中符号21は基台であり、この基台21
の中央には円盤状のプラテン22が水平に設置されてい
る。このプラテン22は基台21内に設けられたプラテ
ン駆動機構により軸線回りに回転されるようになってお
り、その上面には全面に亙って研磨パッド23が貼付さ
れている。
First, the overall structure will be briefly described with reference to FIG. 3. In the figure, reference numeral 21 denotes a base.
A disk-shaped platen 22 is horizontally installed at the center of the platen. The platen 22 is rotated about an axis by a platen drive mechanism provided in the base 21. A polishing pad 23 is attached to the entire upper surface of the platen.

【0014】プラテン22の上方には、複数の支柱24
を介して上側取付板25が水平に固定されている。この
上側取付板25の下面には円盤状のカルーセル(ヘッド
駆動機構)26が固定され、このカルーセル26にはプ
ラテン22と対向する計6基のウェーハ保持ヘッド27
が設けられている。これらウェーハ保持ヘッド27は、
図4に示すようにカルーセル26の中心から同一距離に
おいて、カルーセル26の中心軸回りに60゜毎に配置
され、カルーセル26によりそれぞれ遊星回転される。
ただし、ウェーハ保持ヘッド27の個数は6基に限定さ
れず、2〜5基または7基以上でもよい。
Above the platen 22, a plurality of columns 24 are provided.
The upper mounting plate 25 is horizontally fixed via the. A disk-shaped carousel (head driving mechanism) 26 is fixed to the lower surface of the upper mounting plate 25, and a total of six wafer holding heads 27 facing the platen 22 are mounted on the carousel 26.
Is provided. These wafer holding heads 27
As shown in FIG. 4, at the same distance from the center of the carousel 26, the carousel 26 is arranged at every 60 ° around the central axis thereof, and is each planet-rotated by the carousel 26.
However, the number of wafer holding heads 27 is not limited to six, but may be two to five or seven or more.

【0015】次に、図1および図2を参照してウェーハ
保持ヘッド27を説明する。ウェーハ保持ヘッド27
は、図1および図2に示すように、軸線垂直に配置され
下端が開口する中空のヘッド本体28と、このヘッド本
体28の内部に張られたダイアフラム29と、このダイ
アフラム29の下面に固定された円盤状のキャリア30
とを具備するものである。
Next, the wafer holding head 27 will be described with reference to FIGS. Wafer holding head 27
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, a hollow head main body 28 which is arranged perpendicular to the axis and has an open lower end, a diaphragm 29 stretched inside the head main body 28, and fixed to the lower surface of the diaphragm 29 Disc shaped carrier 30
Is provided.

【0016】ヘッド本体28は円板状の天板部31と、
この天板部31の外周に固定された円筒状の周壁部32
とから構成され、天板部31はカルーセル26のシャフ
ト33に同軸に固定されている。周壁部32の内周面に
は、全周に亙って半径方向内方へ突出する円環状段部の
取付部34が形成され、この取付部34に円板状のダイ
アフラム29の外周が載せられ、固定リング35Aで固
定されている。ダイアフラム29は、各種ゴム等の弾性
材料で形成されている。
The head main body 28 includes a disc-shaped top plate 31,
A cylindrical peripheral wall portion 32 fixed to the outer periphery of the top plate portion 31
The top plate portion 31 is coaxially fixed to the shaft 33 of the carousel 26. On the inner peripheral surface of the peripheral wall portion 32, a mounting portion 34 of an annular step portion protruding radially inward over the entire circumference is formed, and the outer periphery of the disk-shaped diaphragm 29 is placed on the mounting portion 34. And is fixed by a fixing ring 35A. The diaphragm 29 is formed of an elastic material such as various rubbers.

【0017】一方、シャフト33には流路33aが形成
され、ヘッド本体28とダイアフラム29とにより形成
された流体室36は、流路33aを通じて三方弁等の圧
力切替手段Cに接続されている。該圧力切替手段Cは、
さらにコンプレッサー等の加圧空気源である加圧手段3
7および真空ポンプ等の負圧手段38にそれぞれ接続さ
れ、これらと流体室36との接続を各ウェーハ保持ヘッ
ド27毎に選択的に適宜切替可能とされている。
On the other hand, a flow path 33a is formed in the shaft 33, and a fluid chamber 36 formed by the head body 28 and the diaphragm 29 is connected to a pressure switching means C such as a three-way valve through the flow path 33a. The pressure switching means C is
Further, a pressurizing means 3 which is a pressurized air source such as a compressor.
7 and negative pressure means 38 such as a vacuum pump, and the connection between these and the fluid chamber 36 can be selectively and appropriately switched for each wafer holding head 27.

【0018】前記加圧手段37または前記負圧手段38
で流体室36内の流体圧力を調整することにより、ダイ
アフラム29が上下に変位して研磨パッド23へのキャ
リア30の押圧圧力および上下位置が変化する。すなわ
ち、加圧手段37、負圧手段38および圧力切替手段C
は、流体室36の圧力調整機構として機能する。なお、
流体としては、一般に空気を使用すれば十分であるが、
必要に応じては他種のガスや液体を使用してもよい。
The pressurizing means 37 or the negative pressure means 38
By adjusting the fluid pressure in the fluid chamber 36, the diaphragm 29 is vertically displaced, and the pressing pressure of the carrier 30 against the polishing pad 23 and the vertical position are changed. That is, the pressurizing means 37, the negative pressure means 38 and the pressure switching means C
Functions as a pressure adjusting mechanism of the fluid chamber 36. In addition,
As the fluid, it is generally sufficient to use air,
If necessary, another kind of gas or liquid may be used.

【0019】キャリア30は、セラミック等の高い剛性
を有する材料で成形された一定厚さのものであり、弾性
変形はしない。キャリア30は、ダイアフラム29の上
面に同軸に配置された固定リング35Bに対して複数の
ボルトで固定されている。固定リング35Bの上端には
外方に広がるフランジ部が形成され、ヘッド上昇時に
は、ヘッド本体28に取り付けられた保持部材42によ
りこのフランジ部が保持されて、キャリア重量が支えら
れるようになっている。
The carrier 30 is made of a material having high rigidity such as ceramic and has a constant thickness, and does not undergo elastic deformation. The carrier 30 is fixed with a plurality of bolts to a fixing ring 35B coaxially arranged on the upper surface of the diaphragm 29. An outwardly extending flange portion is formed at the upper end of the fixing ring 35B, and when the head is raised, the flange portion is held by a holding member 42 attached to the head main body 28 to support the weight of the carrier. .

【0020】前記キャリア30の外周には、同心に配置
されたリテーナリング41が設けられている。リテーナ
リング41は、下端面が平坦な円環状をなし、キャリア
30の外周面との間に僅かな透き間を空けて同心状に配
置され、キャリア30とは独立して上下変位可能とされ
ている。また、リテーナリング41の上端外周縁には、
半径方向外方に突出する保持部41Aが形成されてお
り、ウェーハ保持ヘッド27をカルーセル26と共にプ
ラテン22から引き上げた場合には、この保持部41A
が周壁部32の下端の円環状のストッパ部43により保
持されるようになっている。
On the outer periphery of the carrier 30, a retainer ring 41 is provided concentrically. The retainer ring 41 has a flat annular shape at the lower end surface, is arranged concentrically with a slight clearance between the retainer ring 41 and the outer peripheral surface of the carrier 30, and is vertically displaceable independently of the carrier 30. . Also, on the outer peripheral edge of the upper end of the retainer ring 41,
A holding portion 41A protruding radially outward is formed. When the wafer holding head 27 is pulled up from the platen 22 together with the carousel 26, the holding portion 41A is formed.
Is held by an annular stopper portion 43 at the lower end of the peripheral wall portion 32.

【0021】該ストッパ部43は、周壁部32の下端周
縁から半径方向内方に突出し、リテーナリング41の外
周に当接状態若しくは僅かなクリアランスをもってリテ
ーナリング41を取り囲んで形成されている。
The stopper portion 43 protrudes radially inward from the lower peripheral edge of the peripheral wall portion 32 and is formed so as to abut on the outer periphery of the retainer ring 41 or surround the retainer ring 41 with a slight clearance.

【0022】前記天板部31には、外部に設けられた洗
浄水供給手段(図示せず)に接続される供給口50が設
けられ、該供給口50に接続された洗浄水供給孔51が
内部に形成されている。該洗浄水供給孔51の下流端開
口部は、周壁部32に形成された洗浄水流通孔52の上
流端開口部に接続され、該洗浄水流通孔52の下流端開
口部は、周壁部32の内周面に配されるとともにリテー
ナリング41の外周面に向かって開口して形成されてい
る。該リテーナリング41には、その外周面から内周面
に貫通状態に前記洗浄水流通孔52の下流端開口部に対
向して配された洗浄用貫通孔53が形成されている。
The top plate section 31 is provided with a supply port 50 connected to a cleaning water supply means (not shown) provided outside, and a cleaning water supply hole 51 connected to the supply port 50. Formed inside. The downstream end opening of the washing water supply hole 51 is connected to the upstream end opening of the washing water circulation hole 52 formed in the peripheral wall 32, and the downstream end opening of the washing water circulation hole 52 is connected to the peripheral wall 32. Are formed on the inner peripheral surface and open toward the outer peripheral surface of the retainer ring 41. The retainer ring 41 is provided with a cleaning through-hole 53 which is disposed so as to penetrate from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface of the retainer ring 41 so as to face the downstream end opening of the cleaning water flow hole 52.

【0023】すなわち、前記洗浄水供給手段から純水等
の洗浄水を供給口50に供給すると、洗浄水が洗浄水供
給孔51を介して洗浄水流通孔52に流通し、洗浄水流
通孔52の下流端開口部からリテーナリング41の外周
面に供給される。さらに、リテーナリング41の外周面
に供給された洗浄水は、洗浄用貫通孔53を流通してリ
テーナリング41の内周面に供給される。したがって、
上記経路によってリテーナリング41の内外周面に洗浄
水が供給され、リテーナリング41およびキャリア30
に付着したスラリーを洗い流すことができる。
That is, when cleaning water such as pure water is supplied from the cleaning water supply means to the supply port 50, the cleaning water flows through the cleaning water flow hole 52 through the cleaning water supply hole 51, and the cleaning water flow hole 52. Is supplied to the outer peripheral surface of the retainer ring 41 from the downstream end opening. Further, the cleaning water supplied to the outer peripheral surface of the retainer ring 41 flows through the cleaning through hole 53 and is supplied to the inner peripheral surface of the retainer ring 41. Therefore,
The cleaning water is supplied to the inner and outer peripheral surfaces of the retainer ring 41 by the above-described path, and the retainer ring 41 and the carrier 30
The slurry adhering to the can be washed away.

【0024】なお、研磨を行う場合には、真空ポンプ等
の吸引手段(図示せず)に接続されキャリア30の下面
に形成された吸着孔(図示せず)によりウェーハWを吸
着固定する。
When polishing is performed, the wafer W is suction-fixed by suction holes (not shown) formed on the lower surface of the carrier 30 by being connected to suction means (not shown) such as a vacuum pump.

【0025】次に、研磨時におけるウェーハ保持ヘッド
27の状態設定を、ウェーハWを保持している場合と保
持していない場合とに分けて説明する。
Next, the setting of the state of the wafer holding head 27 during polishing will be described separately for a case where the wafer W is held and a case where the wafer W is not held.

【0026】〔ウェーハWを保持している場合〕研磨す
べきウェーハWを保持するウェーハ保持ヘッド27で
は、図1に示すように、圧力切替手段Cによってその流
体室36と加圧手段37とを接続状態とし、加圧手段3
7によってその流体室36に加圧空気を供給して流体室
36を加圧状態とし、キャリア30に取り付けたウェー
ハWを研磨パッド23に押圧させる。このとき、キャリ
ア30とダイアフラム29で接続されたリテーナリング
41も同様に研磨パッド23に押圧される。
[When the Wafer W is Held] In the wafer holding head 27 which holds the wafer W to be polished, as shown in FIG. Pressing means 3
7, pressurized air is supplied to the fluid chamber 36 to make the fluid chamber 36 pressurized, and the wafer W attached to the carrier 30 is pressed against the polishing pad 23. At this time, the retainer ring 41 connected to the carrier 30 by the diaphragm 29 is similarly pressed by the polishing pad 23.

【0027】〔ウェーハWを保持していない場合〕ウェ
ーハWを保持していないウェーハ保持ヘッド27では、
図2に示すように、圧力切替手段Cによってその流体室
36と負圧手段38とを接続状態とし、負圧手段38に
よってその流体室36の空気を吸引して流体室36を負
圧状態とし、キャリア30を研磨パッド23から離間・
退避させる。このとき、リテーナリング41も研磨パッ
ド23から離間状態となり、退避される。
[When not holding wafer W] In the wafer holding head 27 not holding the wafer W,
As shown in FIG. 2, the fluid chamber 36 and the negative pressure means 38 are connected by the pressure switching means C, and the air in the fluid chamber 36 is sucked by the negative pressure means 38 to bring the fluid chamber 36 into the negative pressure state. , The carrier 30 is separated from the polishing pad 23.
Evacuate. At this time, the retainer ring 41 is also separated from the polishing pad 23 and is retracted.

【0028】したがって、上記構成のウェーハ研磨装置
では、ウェーハWを保持しているウェーハ保持ヘッド2
7の流体室36を加圧状態に、またウェーハWを保持し
ていないウェーハ保持ヘッド27の流体室36を負圧状
態に、個別かつ選択的に流体圧力の設定をすることがで
きる。すなわち、ダミーウェーハを用いる必要もなく、
ウェーハWを保持していないウェーハ保持ヘッド27が
研磨パッド23に当接して、研磨されることがない。
Therefore, in the above-structured wafer polishing apparatus, the wafer holding head 2 holding the wafer W
The fluid pressure of the fluid chamber 36 can be set individually and selectively in a pressurized state, and the fluid chamber 36 of the wafer holding head 27 not holding the wafer W can be set in a negative pressure state. In other words, there is no need to use a dummy wafer,
The wafer holding head 27 that does not hold the wafer W abuts on the polishing pad 23 and is not polished.

【0029】次に、本発明に係るウェーハ研磨装置の第
2実施形態について、図5および図6を参照しながら説
明する。
Next, a second embodiment of the wafer polishing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【0030】第2実施形態と第1実施形態との異なる点
は、第1実施形態におけるウェーハ保持ヘッド27のダ
イアフラム29が一つであったのに対し、第2実施形態
におけるウェーハ保持ヘッド100のダイアフラムは第
1のダイアフラム101Aと第2のダイアフラム101
Bとの2つに分割されて構成されている点である。
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the wafer holding head 27 in the first embodiment has one diaphragm 29, whereas the wafer holding head 100 in the second embodiment has one diaphragm 29. The diaphragm includes a first diaphragm 101A and a second diaphragm 101.
B is divided into two parts.

【0031】以下、ウェーハ保持ヘッド100について
詳細に説明する。ウェーハ保持ヘッド100は、軸線垂
直に配置され下端が開口する中空のヘッド本体102
と、このヘッド本体102の内部に張られた第1のダイ
アフラム101Aおよび第2のダイアフラム101B
と、この第1のダイアフラム101Aの下面に固定され
た円盤状のキャリア103とを具備するものである。ま
た、該キャリア103の外周には、同心に配置されたリ
テーナリング104が設けられている。
Hereinafter, the wafer holding head 100 will be described in detail. The wafer holding head 100 has a hollow head body 102 which is arranged perpendicular to the axis and has an open lower end.
And a first diaphragm 101A and a second diaphragm 101B stretched inside the head main body 102.
And a disc-shaped carrier 103 fixed to the lower surface of the first diaphragm 101A. A retainer ring 104 is provided concentrically on the outer periphery of the carrier 103.

【0032】ヘッド本体102は、第一実施形態と同様
に、円板状の天板部102Aと、この天板部102Aの
外周に固定された円筒状の周壁部102Bとから構成さ
れ、天板部102Aはカルーセルのシャフト105に同
軸に固定されている。また、前記周壁部102Bの内周
面には、全周に亙って半径方向内方へ突出する円環状段
部の取付部107が形成されている。
As in the first embodiment, the head body 102 includes a disk-shaped top plate 102A and a cylindrical peripheral wall 102B fixed to the outer periphery of the top plate 102A. The portion 102A is coaxially fixed to the carousel shaft 105. Further, on the inner peripheral surface of the peripheral wall portion 102B, a mounting portion 107 of an annular step portion that protrudes radially inward over the entire circumference is formed.

【0033】前記リテーナリング104は、下端面が平
坦な円環状をなし、キャリア103の外周面との間に僅
かな透き間を空けて同心状に配置され、キャリア103
とは独立して上下変位可能とされている。
The retainer ring 104 has a flat annular lower end surface, and is concentrically arranged with a slight clearance between the retainer ring 104 and the outer peripheral surface of the carrier 103.
Up and down independently.

【0034】また、リテーナリング104の上端外周縁
には、第1実施形態と同様に、半径方向外方に突出する
保持部108が形成されており、ウェーハ保持ヘッド1
00をカルーセル26と共にプラテン22から引き上げ
た場合には、この保持部108が周壁部102Bの下端
の円環状のストッパ部109により保持されるようにな
っている。該ストッパ部109は、周壁部102Bの下
端周縁から半径方向内方に突出し、リテーナリング10
4の外周に当接状態若しくは僅かなクリアランスをもっ
てリテーナリング104を取り囲んで形成されている。
As in the first embodiment, a holding portion 108 projecting outward in the radial direction is formed on the outer peripheral edge of the upper end of the retainer ring 104.
When 00 is pulled up from the platen 22 together with the carousel 26, the holding portion 108 is held by the annular stopper portion 109 at the lower end of the peripheral wall portion 102B. The stopper portion 109 protrudes radially inward from the lower peripheral edge of the peripheral wall portion 102B, and
4 is formed so as to surround the retainer ring 104 with an abutment state or a small clearance on the outer periphery of the retainer ring 104.

【0035】前記キャリア103の上面には、第1のダ
イアフラム101Aの内縁部が軸線を同じくして配され
るとともに、リテーナリング104の上面には、第1の
ダイアフラム101Aの外縁部が配されている。第1の
ダイアフラム101Aの内縁部の上面には、軸線を同じ
くして第1の固定リング110が配され、該第1の固定
リング110は、第1の固定リング110および第1の
ダイアフラム101Aを貫通する複数のボルト111に
よって第1のダイアフラム101Aを挟持した状態でキ
ャリア103に固定されている。
On the upper surface of the carrier 103, the inner edge of the first diaphragm 101A is arranged on the same axis, and on the upper surface of the retainer ring 104, the outer edge of the first diaphragm 101A is arranged. I have. On the upper surface of the inner edge of the first diaphragm 101A, a first fixing ring 110 is arranged along the same axis, and the first fixing ring 110 is used to connect the first fixing ring 110 and the first diaphragm 101A. The first diaphragm 101A is fixed to the carrier 103 in a state where the first diaphragm 101A is sandwiched by a plurality of bolts 111 penetrating therethrough.

【0036】また、第1のダイアフラム101Aの外縁
部の上面には、軸線を同じくして連結用リング112が
配され、該連結用リング112の上面には第2のダイア
フラム101Bの内縁部が配されている。そして、第2
のダイアフラム101Bの内縁部上面には、軸線を同じ
くして第2の固定リング113が配され、該第2の固定
リング113は、第1のダイアフラム101A、連結用
リング112、第2のダイアフラム101Bおよび第2
の固定リング113を貫通する複数のボルト114によ
って第1のダイアフラム101Aおよび第2のダイアフ
ラム101Bをそれぞれ挟持した状態でリテーナリング
104に固定されている。
On the upper surface of the outer edge of the first diaphragm 101A, a connecting ring 112 is disposed along the same axis, and on the upper surface of the connecting ring 112, the inner edge of the second diaphragm 101B is disposed. Have been. And the second
On the upper surface of the inner edge of the diaphragm 101B, a second fixing ring 113 is arranged along the same axis, and the second fixing ring 113 is composed of a first diaphragm 101A, a connecting ring 112, and a second diaphragm 101B. And the second
The first diaphragm 101A and the second diaphragm 101B are fixed to the retainer ring 104 with the first diaphragm 101A and the second diaphragm 101B being sandwiched by a plurality of bolts 114 penetrating the fixing ring 113.

【0037】さらに、第2のダイアフラム101Bの外
縁部は取付部107に載せられ、前記外縁部上面には、
軸線を同じくして第3の固定リング115が配されてい
る。該第3の固定リング115は、第2のダイアフラム
101Bおよび第3の固定リング115を貫通する複数
のボルト116によって、第2のダイアフラム101B
をそれぞれ挟持した状態で取付部107に固定されてい
る。第1のダイアフラム101Aと第2のダイアフラム
101Bは、それぞれ各種ゴム等の弾性材料で形成され
ている。
Further, the outer edge of the second diaphragm 101B is placed on the mounting portion 107, and on the upper surface of the outer edge,
A third fixing ring 115 is arranged coaxially. The third fixing ring 115 is fixed to the second diaphragm 101B by a plurality of bolts 116 penetrating the second diaphragm 101B and the third fixing ring 115.
Are fixed to the mounting portion 107 in a state where they are sandwiched. The first diaphragm 101A and the second diaphragm 101B are each formed of an elastic material such as various rubbers.

【0038】また、第2のダイアフラム101Bの可撓
部分、すなわち取付部107による挟持部分と連結用リ
ング112による挟持部分との間の部分が、第1のダイ
アフラム101Aの可撓部分、すなわちリテーナリング
104による挟持部分とキャリア103による挟持部分
との間の部分より幅広に設定されている。したがって、
第2のダイアフラム101Bは、第1のダイアフラム1
01Aより上下方向(軸線方向)に大きく撓むことがで
き、該方向への柔軟性が高い。
The flexible portion of the second diaphragm 101B, that is, the portion between the portion held by the mounting portion 107 and the portion held by the connecting ring 112 is the flexible portion of the first diaphragm 101A, ie, the retainer ring. The width is set wider than the portion between the holding portion 104 and the holding portion by the carrier 103. Therefore,
The second diaphragm 101B is the first diaphragm 1
It can bend more greatly in the vertical direction (axial direction) than 01A, and the flexibility in this direction is high.

【0039】一方、シャフト105には流路が形成さ
れ、ヘッド本体102、キャリア103、第1のダイア
フラム101Aおよび第2のダイアフラム101Bによ
り形成された流体室117は、流路を通じて第一実施形
態と同様に、三方弁等の圧力切替手段Cに接続されてい
る。該圧力切替手段Cは、さらにコンプレッサー等の加
圧空気源である加圧手段37および真空ポンプ等の負圧
手段38にそれぞれ接続され、これらと流体室117と
の接続を各ウェーハ保持ヘッド100毎に選択的に適宜
切替可能とされている。
On the other hand, a flow path is formed in the shaft 105, and a fluid chamber 117 formed by the head main body 102, the carrier 103, the first diaphragm 101A and the second diaphragm 101B passes through the flow path as in the first embodiment. Similarly, it is connected to a pressure switching means C such as a three-way valve. The pressure switching means C is further connected to a pressurizing means 37, which is a pressurized air source such as a compressor, and a negative pressure means 38, such as a vacuum pump, and connects these to the fluid chamber 117 for each wafer holding head 100. Can be selectively switched as needed.

【0040】前記加圧手段37または前記負圧手段38
で流体室117内の流体圧力を調整することにより、第
1のダイアフラム101Aおよび第2のダイアフラム1
01Bが上下に変位して研磨パッド23へのキャリア1
03の押圧圧力および上下位置が変化する。なお、符号
120は、負圧手段38によりキャリア103を上方に
退避させた場合に、図6に示すように、所定位置で第2
の固定リング113上面に当接するように天板部102
A下面に取り付けた退避用ストッパである。
The pressurizing means 37 or the negative pressure means 38
By adjusting the fluid pressure in the fluid chamber 117 with the first diaphragm 101A and the second diaphragm 1A,
01B is displaced up and down and the carrier 1 is transferred to the polishing pad 23.
The pressing pressure and the vertical position of 03 change. Reference numeral 120 denotes a second position at a predetermined position when the carrier 103 is retracted upward by the negative pressure means 38, as shown in FIG.
Of the top plate 102 so as to contact the upper surface of the fixing ring 113 of the
A retracting stopper attached to the lower surface of A.

【0041】上記構成からなる第2実施形態におけるウ
ェーハ研磨装置では、キャリア103がヘッド本体10
2に連結用リング112を介して張られた第1のダイア
フラム101Aおよび第2のダイアフラム101Bに取
り付けられ流体室117に加わる流体圧力を調整するこ
とにより、キャリア103を下方へ押圧した状態とな
り、研磨パッド23に対するウェーハの当接圧力を均一
化して研磨工程が行われる。
In the wafer polishing apparatus according to the second embodiment having the above configuration, the carrier 103 is
The carrier 103 is pressed downward by adjusting the fluid pressure applied to the fluid chamber 117 by being attached to the first diaphragm 101A and the second diaphragm 101B, which are stretched through the connecting ring 112 to the carrier 2, so that the polishing is performed. The polishing process is performed by making the contact pressure of the wafer against the pad 23 uniform.

【0042】すなわち、キャリア103とリテーナリン
グ104との間に張られこれらを連結する第1のダイア
フラム101Aと、リテーナリング104とヘッド本体
102との間に張られこれらを連結する第2のダイアフ
ラム101Bとを備えているので、ダイアフラムが一つ
の場合に比べて、ダイアフラムが2つに分割されている
ことによりキャリア103の動きに対して追従性が向上
し、ウェーハの当接圧力がより均一化される。
That is, a first diaphragm 101A that is stretched between the carrier 103 and the retainer ring 104 and connects them, and a second diaphragm 101B that is stretched between the retainer ring 104 and the head body 102 and connects them. Since the diaphragm is divided into two, the ability to follow the movement of the carrier 103 is improved and the contact pressure of the wafer is more uniform than in the case where the diaphragm is one. You.

【0043】また、第2のダイアフラム101Bの内縁
部が第1のダイアフラム101Aの外縁部上方に配され
て張られているので、第1のダイアフラム101Aの外
縁部と第2のダイアフラム101Bの内縁部とが軸線方
向に重なって配されることから、第2のダイアフラム1
01Bを第1のダイアフラム101Aの径方向外側にお
ける同一平面上に配する場合に比べて、ウェーハ保持ヘ
ッド100全体の外径寸法が小さく抑えられる。
Further, since the inner edge of the second diaphragm 101B is arranged and stretched above the outer edge of the first diaphragm 101A, the outer edge of the first diaphragm 101A and the inner edge of the second diaphragm 101B are stretched. Are overlapped in the axial direction, the second diaphragm 1
The outer diameter of the entire wafer holding head 100 can be reduced as compared with the case where the first wafer 101B is arranged on the same plane on the radially outer side of the first diaphragm 101A.

【0044】なお、本発明は、次のような実施形態をも
含むものである。 (1)キャリアの下面にウェーハを保持させる手段とし
て、吸着孔による吸着を用いたが、他の保持手段を採用
しても構わない。例えば、キャリアの下面にウェーハ付
着シートを介してウェーハを付着させても良い。このウ
ェーハ付着シートは、例えば不織布等の吸水性を有する
材質で形成され、水分を吸収すると、表面張力でウェー
ハを吸着するものである。また、キャリアの下面にワッ
クスを介してウェーハを付着させる構成としてもよい。
Note that the present invention includes the following embodiments. (1) Although the suction by the suction holes is used as the means for holding the wafer on the lower surface of the carrier, other holding means may be employed. For example, a wafer may be attached to the lower surface of the carrier via a wafer attachment sheet. The wafer-attached sheet is formed of a water-absorbing material such as a nonwoven fabric, and absorbs the wafer by surface tension when absorbing water. Further, the wafer may be attached to the lower surface of the carrier via wax.

【0045】(2)第2実施形態のウェーハ研磨装置に
おける第1のダイアフラム101Aと第2のダイアフラ
ム101Bは、同一の厚さに設定したが、互いに異なる
厚さに設定しても構わない。例えば、第1のダイアフラ
ムの膜厚を、第2のダイアフラムより厚く設定すること
により、第1のダイアフラムの剛性が高くなるので、キ
ャリアの動きを直接受ける第1のダイアフラムを、キャ
リアの全周に亙って高い均一性をもって高精度に取り付
けることができ、研磨精度がさらに向上する。また、第
1のダイアフラムの剛性が高いので、キャリアの細かな
動きに対する追従性が向上するとともに、薄い第2のダ
イアフラムの柔軟性が高いので、キャリアおよびリテー
ナリングの大きな動きにも十分対応可能である。
(2) Although the first diaphragm 101A and the second diaphragm 101B in the wafer polishing apparatus of the second embodiment are set to the same thickness, they may be set to different thicknesses. For example, by setting the thickness of the first diaphragm to be thicker than that of the second diaphragm, the rigidity of the first diaphragm is increased. Therefore, the first diaphragm that directly receives the movement of the carrier is provided around the entire periphery of the carrier. It can be mounted with high uniformity and high accuracy over the entire surface, and the polishing accuracy is further improved. In addition, since the rigidity of the first diaphragm is high, the followability to the fine movement of the carrier is improved, and the flexibility of the thin second diaphragm is high, so that it can sufficiently cope with the large movement of the carrier and the retainer ring. is there.

【0046】(3)第2実施形態のウェーハ研磨装置に
おける第1のダイアフラム101Aおよび第2のダイア
フラム101Bを、同一の弾性材料で形成したが、互い
に異なる材質で形成しても構わない。例えば、第1のダ
イアフラムを、四フッ化エチレン樹脂系材料(例えば、
テフロン(デュポン社の登録商標))で形成するととも
に、第2のダイアフラムを、ポリエステル薄膜にゴムを
被膜してなるもので構成してもよい。
(3) Although the first diaphragm 101A and the second diaphragm 101B in the wafer polishing apparatus of the second embodiment are formed of the same elastic material, they may be formed of different materials. For example, the first diaphragm is made of a tetrafluoroethylene resin-based material (for example,
The second diaphragm may be made of Teflon (registered trademark of DuPont), and the second diaphragm may be formed by coating a polyester thin film with rubber.

【0047】この場合、第1のダイアフラムが加工精度
の高い四フッ化エチレン樹脂系材料で形成されているの
で、第1のダイアフラムの全周に亙って高い寸法精度お
よび取付精度が得られるとともに均一な剛性が得られ
る。また、第2のダイアフラムがポリエステル薄膜にゴ
ムを被膜した構成とされるので、軸線方向の柔軟性と面
方向における高い強度とを有するとともに高い気密性が
得られる。
In this case, since the first diaphragm is formed of a tetrafluoroethylene resin material having high processing accuracy, high dimensional accuracy and mounting accuracy can be obtained over the entire circumference of the first diaphragm. Uniform rigidity is obtained. Further, since the second diaphragm has a structure in which rubber is coated on the polyester thin film, the second diaphragm has flexibility in the axial direction and high strength in the plane direction and high airtightness can be obtained.

【0048】したがって、この第2のダイアフラムを採
用することにより、キャリアの軸線方向の動きに対して
優れた追従性を有するとともに、第2のダイアフラムに
作用する作動流体の漏洩を確実に防止し、またヘッド本
体からの回転力が第2のダイアフラムを介してリテーナ
リング及びキャリアに良好に伝達される。
Therefore, by adopting the second diaphragm, it has excellent followability to the movement of the carrier in the axial direction, and reliably prevents the working fluid acting on the second diaphragm from leaking. Further, the rotational force from the head body is favorably transmitted to the retainer ring and the carrier via the second diaphragm.

【0049】(4)第1実施形態のダイアフラムおよび
第2実施形態の第1のダイアフラムは円環状に形成した
が、円形状に形成しても構わない。
(4) Although the diaphragm of the first embodiment and the first diaphragm of the second embodiment are formed in an annular shape, they may be formed in a circular shape.

【0050】(5)上記各実施形態では、キャリアの下
面にウェーハWを保持させる手段として、吸着孔による
吸着を用いたが、他の保持手段を採用しても構わない。
例えば、キャリアの下面にウェーハ付着シートを介して
ウェーハを付着させても良い。このウェーハ付着シート
は、例えば不織布等の吸水性を有する材質で形成され、
水分を吸収すると、表面張力でウェーハを吸着するもの
である。また、キャリアの下面にワックスを介してウェ
ーハを付着させる構成としてもよい。
(5) In each of the above embodiments, suction by the suction holes is used as means for holding the wafer W on the lower surface of the carrier, but other holding means may be employed.
For example, a wafer may be attached to the lower surface of the carrier via a wafer attachment sheet. This wafer-attached sheet is formed of a material having water absorption such as a nonwoven fabric,
When water is absorbed, the wafer is absorbed by the surface tension. Further, the wafer may be attached to the lower surface of the carrier via wax.

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果を奏する。 (1)請求項1記載のウェーハ研磨装置によれば、圧力
調整機構が流体室を加圧状態にする加圧手段と、流体室
を負圧状態にする負圧手段と、これらと流体室との接続
を切り替える圧力切替手段とを備えているので、ウェー
ハの保持の有無によって各ウェーハ保持ヘッドの流体室
を加圧または負圧状態に、選択的に圧力設定をすること
ができ、キャリアを研磨パッドに当接または離間させる
ことが個別にできる。したがって、ウェーハを保持して
いないウェーハ保持ヘッドを容易に研磨パッドから離間
・退避させることができ、研磨すべきウェーハ枚数が少
なくてもダミーウェーハを用いる必要もなく、研磨作業
の迅速化および作業効率の向上を図ることができる。
According to the present invention, the following effects can be obtained. (1) According to the wafer polishing apparatus of the first aspect, the pressure adjusting mechanism pressurizes the fluid chamber in the pressurized state, the negative pressure means sets the fluid chamber in the negative pressure state, and these and the fluid chamber. And pressure switching means for switching the connection between the wafers, so that the fluid chamber of each wafer holding head can be selectively set to a pressurized or negative pressure state depending on whether or not the wafer is held, and the carrier can be polished. It can be individually brought into contact with or separated from the pad. Therefore, the wafer holding head that does not hold a wafer can be easily separated and retracted from the polishing pad, and even if the number of wafers to be polished is small, there is no need to use a dummy wafer. Can be improved.

【0052】(2)請求項2記載のウェーハ研磨装置に
よれば、ダイアフラムに固定されヘッド軸線方向に変位
可能とされたリテーナリングを設けているので、キャリ
アとともにリテーナリングも研磨パッドに対し選択的に
当接または離間させることができる。すなわち、ウェー
ハを保持しているウェーハ保持ヘッドにおいては、研磨
時においてリテーナリングがウェーハの外周を保持する
ことができるとともに、ウェーハを保持していないウェ
ーハ保持ヘッドにおいては、リテーナリングを研磨パッ
ドから退避させることができる。
(2) According to the wafer polishing apparatus of the second aspect, since the retainer ring fixed to the diaphragm and capable of being displaced in the axial direction of the head is provided, the retainer ring as well as the carrier is selective with respect to the polishing pad. Can be brought into contact with or separated from. That is, in the wafer holding head holding the wafer, the retainer ring can hold the outer periphery of the wafer during polishing, and in the wafer holding head not holding the wafer, the retainer ring is retracted from the polishing pad. Can be done.

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

【図1】 本発明に係るウェーハ研磨装置の第1実施形
態におけるウェーハを保持しているウェーハ保持ヘッド
を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a wafer holding head holding a wafer in a first embodiment of a wafer polishing apparatus according to the present invention.

【図2】 本発明に係るウェーハ研磨装置の第1実施形
態におけるウェーハを保持していないウェーハ保持ヘッ
ドを示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a wafer holding head that does not hold a wafer in the first embodiment of the wafer polishing apparatus according to the present invention.

【図3】 本発明に係るウェーハ研磨装置の全体の構成
を示す正面図である。
FIG. 3 is a front view showing the entire configuration of the wafer polishing apparatus according to the present invention.

【図4】 同装置のウェーハ保持ヘッドとプラテンの配
置状態を示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing an arrangement state of a wafer holding head and a platen of the apparatus.

【図5】 本発明に係るウェーハ研磨装置の第2実施形
態におけるウェーハを保持しているウェーハ保持ヘッド
を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a wafer holding head holding a wafer in a second embodiment of the wafer polishing apparatus according to the present invention.

【図6】 本発明に係るウェーハ研磨装置の第2実施形
態におけるウェーハを保持していないウェーハ保持ヘッ
ドを示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a wafer holding head that does not hold a wafer in a second embodiment of the wafer polishing apparatus according to the present invention.

【図7】 本発明に係るウェーハ研磨装置の従来例にお
けるウェーハ保持ヘッドを示す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing a wafer holding head in a conventional example of a wafer polishing apparatus according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

22 プラテン 23 研磨パッド 26 カルーセル(ヘッド駆動機構) 27,100 ウェーハ保持ヘッド 28,102 ヘッド本体 29 ダイアフラム 30,103 キャリア 31,102A 天板部 32,102B 周壁部 36,117 流体室 37 加圧手段 38 負圧手段 41,104 リテーナリング 101A 第1のダイアフラム 101B 第2のダイアフラム C 圧力切替手段 W ウェーハ 22 Platen 23 Polishing Pad 26 Carousel (Head Driving Mechanism) 27,100 Wafer Holding Head 28,102 Head Main Body 29 Diaphragm 30,103 Carrier 31,102A Top Plate 32,102B Peripheral Wall 36,117 Fluid Chamber 37 Pressurizing Means 38 Negative pressure means 41, 104 Retaining ring 101A First diaphragm 101B Second diaphragm C Pressure switching means W Wafer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表面に研磨パッドが貼付されたプラテン
と、研磨すべきウェーハの一面を保持して前記研磨パッ
ドにウェーハの他面を当接させる複数のウェーハ保持ヘ
ッドと、これらウェーハ保持ヘッドを前記プラテンに対
し相対運動させることにより前記研磨パッドでウェーハ
他面を研磨するヘッド駆動機構とを具備し、 前記ウェーハ保持ヘッドは、前記ウェーハの一面を保持
するための円盤状のキャリアと、円筒状に形成され前記
キャリアをほぼ同心上にかつ内部に配し内周面で該キャ
リアを支持するヘッド本体と、前記キャリアと前記ヘッ
ド本体との間に張られこれらを連結するダイアフラム
と、該ダイアフラム、前記キャリアおよび前記ヘッド本
体の間に形成される流体室に満たされた流体圧力を調整
する圧力調整機構とを備え、 該圧力調整機構は、前記流体室に接続され該流体室を加
圧状態にする加圧手段と、 前記流体室に接続され該流体室を負圧状態にする負圧手
段と、 前記加圧手段と前記負圧手段とに接続されこれらと前記
流体室との接続を切り替えて該流体室の圧力を選択的に
加圧状態または負圧状態にする圧力切替手段とを備えて
いることを特徴とするウェーハ研磨装置。
1. A platen having a polishing pad attached to a surface thereof, a plurality of wafer holding heads for holding one surface of a wafer to be polished and abutting the other surface of the wafer to the polishing pad, A head drive mechanism for polishing the other surface of the wafer with the polishing pad by making relative movement with respect to the platen, wherein the wafer holding head has a disc-shaped carrier for holding one surface of the wafer, and a cylindrical shape. A head body which is formed on the carrier and which is arranged substantially concentrically and inside and supports the carrier on the inner peripheral surface; a diaphragm stretched between the carrier and the head body to connect them; and a diaphragm; A pressure adjusting mechanism for adjusting a fluid pressure filled in a fluid chamber formed between the carrier and the head main body, A force adjusting mechanism connected to the fluid chamber and configured to pressurize the fluid chamber; a pressure unit connected to the fluid chamber and configured to cause the fluid chamber to be in a negative pressure state; Pressure switching means connected to the negative pressure means for switching the connection between the negative pressure means and the fluid chamber to selectively set the pressure of the fluid chamber to a pressurized state or a negative pressure state. Wafer polishing equipment.
【請求項2】 請求項1記載のウェーハ研磨装置におい
て、 前記キャリアの外周に同心上に配置されたリテーナリン
グを設け、 該リテーナリングは、前記ダイアフラムに固定されヘッ
ド軸線方向に変位可能とされ、前記負圧手段により前記
流体室が負圧状態となったときに前記研磨パッドから離
間するように設定されていることを特徴とするウェーハ
研磨装置。
2. The wafer polishing apparatus according to claim 1, further comprising: a retainer ring disposed concentrically around an outer periphery of the carrier, wherein the retainer ring is fixed to the diaphragm and is displaceable in a head axis direction. The wafer polishing apparatus is set so as to be separated from the polishing pad when the fluid chamber is in a negative pressure state by the negative pressure means.
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