JPH11277417A - ウェーハ研磨装置 - Google Patents
ウェーハ研磨装置Info
- Publication number
- JPH11277417A JPH11277417A JP10084115A JP8411598A JPH11277417A JP H11277417 A JPH11277417 A JP H11277417A JP 10084115 A JP10084115 A JP 10084115A JP 8411598 A JP8411598 A JP 8411598A JP H11277417 A JPH11277417 A JP H11277417A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- polishing
- carrier
- retainer ring
- air
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
- B24B49/00—Measuring 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
- B24B49/16—Measuring 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】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。 【解決手段】本発明は、キャリア２４とウェーハ５４と
の間に圧力エア層を形成してウェーハ５４を研磨する研
磨装置において、キャリア２４からのウェーハ５４の飛
び出しを防止するリテーナリング３０を、ウェーハ５４
の押圧力でウェーハ５４の周縁形状に沿った形状に弾性
変形するものを適用した。これにより、ウェーハ５４
は、研磨中においてリテーナリング３０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３０からウェ
ーハ５４にかかる圧力が分散し、ウェーハ５４に割れ欠
け等の欠陥は生じない。
を備えたウェーハ研磨装置を提供する。 【解決手段】本発明は、キャリア２４とウェーハ５４と
の間に圧力エア層を形成してウェーハ５４を研磨する研
磨装置において、キャリア２４からのウェーハ５４の飛
び出しを防止するリテーナリング３０を、ウェーハ５４
の押圧力でウェーハ５４の周縁形状に沿った形状に弾性
変形するものを適用した。これにより、ウェーハ５４
は、研磨中においてリテーナリング３０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３０からウェ
ーハ５４にかかる圧力が分散し、ウェーハ５４に割れ欠
け等の欠陥は生じない。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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、前記キャリアの外側に設けられ、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テーナー
リングと、から成ることを特徴としている。
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、前記キャリアの外側に設けられ、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テーナー
リングと、から成ることを特徴としている。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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
全体構造図
【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
ドの平面図
【図３】図２上で３−３線に沿う保持ヘッドの縦断面図
【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
変形した状態を示す説明図
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
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年６月１４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【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。
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。
Claims (1)
- 【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、 前記キャリアの外側に設けられ、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テーナーリングと、 から成ることを特徴とするウェーハ研磨装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10084115A JP2973403B2 (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | ウェーハ研磨装置 |
| PCT/JP1999/005291 WO2001023138A1 (fr) | 1998-03-30 | 1999-09-28 | Meuleuse pour plaquettes |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10084115A JP2973403B2 (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | ウェーハ研磨装置 |
| PCT/JP1999/005291 WO2001023138A1 (fr) | 1998-03-30 | 1999-09-28 | Meuleuse pour plaquettes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11277417A true JPH11277417A (ja) | 1999-10-12 |
| JP2973403B2 JP2973403B2 (ja) | 1999-11-08 |
Family
ID=26425193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10084115A Expired - Fee Related JP2973403B2 (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | ウェーハ研磨装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2973403B2 (ja) |
| WO (1) | WO2001023138A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6663468B2 (en) | 2000-01-07 | 2003-12-16 | Hitachi, Ltd. | Method for polishing surface of semiconductor device substrate |
| EP1418022A1 (en) | 2002-11-07 | 2004-05-12 | Ebara Technologies Incorporated | Vertically adjustable chemical mechanical polishing head having a pivot mechanism and method for use thereof |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105990163B (zh) * | 2015-01-30 | 2019-03-29 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 晶圆的键合方法和化学机械平坦化方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69813374T2 (de) * | 1997-05-28 | 2003-10-23 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Halbleiterscheibe Poliervorrichtung mit Halterring |
| TW434095B (en) * | 1997-08-11 | 2001-05-16 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Wafer polishing apparatus |
-
1998
- 1998-03-30 JP JP10084115A patent/JP2973403B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-09-28 WO PCT/JP1999/005291 patent/WO2001023138A1/ja active Application Filing
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6663468B2 (en) | 2000-01-07 | 2003-12-16 | Hitachi, Ltd. | Method for polishing surface of semiconductor device substrate |
| EP1418022A1 (en) | 2002-11-07 | 2004-05-12 | Ebara Technologies Incorporated | Vertically adjustable chemical mechanical polishing head having a pivot mechanism and method for use thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2001023138A1 (fr) | 2001-04-05 |
| JP2973403B2 (ja) | 1999-11-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100508529B1 (ko) | 웨이퍼 연마장치 | |
| US6027398A (en) | Wafer polishing apparatus | |
| US6196905B1 (en) | Wafer polishing apparatus with retainer ring | |
| KR100475845B1 (ko) | 연마장치 | |
| KR100939096B1 (ko) | 폴리싱장치, 폴리싱방법 및 기판캐리어 시스템 | |
| JP2973403B2 (ja) | ウェーハ研磨装置 | |
| JP2940611B2 (ja) | リテーナリング付きウェーハ研磨装置 | |
| JP2940613B2 (ja) | ウェーハ研磨装置 | |
| JP2973404B2 (ja) | ウェーハ研磨装置 | |
| JPH1029153A (ja) | 半導体ウェーハ研磨装置 | |
| US20020077051A1 (en) | Holder for flat workpieces, particularly semiconductor wafers | |
| USRE38854E1 (en) | Apparatus for and method for polishing workpiece | |
| JPH04343658A (ja) | ドレッサー付きウェハー研磨装置及びその研磨布表面のドレッシング方法 | |
| JP2000015559A (ja) | ウェーハ研磨装置 | |
| JPH11129154A (ja) | 半導体ウェーハの研磨装置 | |
| JP3220937B2 (ja) | ウェーハ研磨装置 | |
| TW411296B (en) | Chemical mechanical polishing apparatus | |
| JP3680894B2 (ja) | ウェーハ研磨装置のウェーハ保持方法 | |
| JPH1148136A (ja) | ウェーハ研磨装置 | |
| JP2002231663A (ja) | ウェーハ研磨装置 | |
| JP2000141211A (ja) | ウェーハ研磨装置 | |
| JPH10294298A (ja) | ウェーハ研磨装置 | |
| JP3254675B2 (ja) | 半導体ウェーハの研磨方法及びその装置 | |
| JP2655756B2 (ja) | スライシングマシンの切断方法 | |
| JPH06254786A (ja) | 真空吸着装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |