TW201600234A - 研磨裝置 - Google Patents
研磨裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201600234A TW201600234A TW104114107A TW104114107A TW201600234A TW 201600234 A TW201600234 A TW 201600234A TW 104114107 A TW104114107 A TW 104114107A TW 104114107 A TW104114107 A TW 104114107A TW 201600234 A TW201600234 A TW 201600234A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- ring
- polishing apparatus
- polishing
- stationary ring
- load
- Prior art date
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 168
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 90
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 16
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 22
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 19
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 11
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 11
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- KFVPJMZRRXCXAO-UHFFFAOYSA-N [He].[O] Chemical compound [He].[O] KFVPJMZRRXCXAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
-
- 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
- B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
- B24B37/07—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
- B24B37/10—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping
-
- 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
- B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
- B24B37/07—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
- B24B37/10—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping
- B24B37/105—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping the workpieces or work carriers being actively moved by a drive, e.g. in a combined rotary and translatory movement
- B24B37/107—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping the workpieces or work carriers being actively moved by a drive, e.g. in a combined rotary and translatory movement in a rotary movement only, about an axis being stationary during lapping
-
- 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
- B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
- B24B41/007—Weight compensation; Temperature compensation; Vibration damping
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
揭示一種可抑制將負載傳至固定環的滾輪的磨耗，且防止所發生的磨耗粉流出到外部的研磨裝置。研磨裝置係具備有：固定環，其係一邊連同頭本體一起旋轉一邊按壓研磨面；旋轉環，其係被固定在固定環，且連同固定環一起旋轉；靜止環，其係被配置在旋轉環上；及局部負載賦予裝置，其係透過旋轉環及靜止環而對固定環一部分施加局部負載。旋轉環係具有與靜止環相接觸的複數滾輪。
Description
本發明係關於研磨晶圓等基板的研磨裝置，尤其係關於具備有包圍基板周圍的固定環(retainer ring)的研磨裝置。
近年來，伴隨半導體元件的高集積化/高密度化，電路的配線日益微細化，多層配線的層數亦增加。若欲一邊達成電路微細化一邊實現多層配線，由於一邊沿襲下側的層的表面凹凸，段差一邊變得更大，因此隨著配線層數增加，薄膜形成中對段差形狀的膜被覆性(階梯覆蓋性)會變差。因此，為進行多層配線，必須改善該階梯覆蓋性，且在適當的過程進行平坦化處理。此外，光微影微細化的同時，焦點深度會變淺，因此，必須以半導體元件表面的凹凸段差在焦點深度以下的方式將半導體元件表面進行平坦化處理。
因此，在半導體元件的製造工序中，半導體元件表面的平坦化日益重要。在該表面平坦化中最為重要的技術為化學機械研磨(CMP：Chemical Mechanical Polishing)。該化學機械研磨係一邊將包含二氧化矽(SiO2)等砥粒的研磨液供給至研磨墊的研磨面上，一邊使晶圓滑動接觸研磨面來進行研磨。
第二十二圖係顯示用以進行CMP的研磨裝置的示意圖。研磨裝置係具備有：支持研磨墊202的研磨平台203、用以保持晶圓W的研磨
頭201、及對研磨墊202上供給研磨液(漿料)的研磨液供給噴嘴205。研磨墊202係連同研磨平台203一起被旋轉，研磨液係被供給至旋轉的研磨墊202上。研磨頭201係一邊保持晶圓W，一邊以預定的壓力，對研磨墊202的研磨面202a按壓該晶圓W。晶圓W的表面係藉由因研磨液所包含的砥粒所造成的機械作用、及因研磨液所包含的化學成分所造成的化學作用而被研磨。
若研磨中的晶圓W與研磨墊202的研磨面202a之間的相對按壓力遍及晶圓W的全面非為均一時，按照被供予至晶圓W之各部分的按壓力，產生研磨不足或過度研磨。因此，為了將對晶圓W的按壓力均一化，進行在研磨頭201的下部設置由彈性膜所形成的壓力室，藉由對該壓力室供給空氣等流體，透過彈性膜，藉由流體壓按壓晶圓W。
上述研磨墊202由於具有彈性，因此施加至研磨中晶圓W的邊緣部(周緣部)的按壓力成為不均一，會有發生僅有晶圓W的邊緣部被多半研磨的所謂「邊緣修整」的情形。為防止如上所示之邊緣修整，以可相對頭本體上下動地設置保持晶圓W的邊緣部的固定環220，以固定環220按壓位於晶圓W的外周緣側的研磨墊202的研磨面202a。
固定環220係在晶圓W的周圍按壓研磨墊202，因此固定環220的負載會影響晶圓W的邊緣部的輪廓。為了積極控制晶圓W的邊緣部的輪廓，亦有對固定環220的一部分供予局部負載的情形。因此，第二十二圖所示之研磨裝置係具備有對固定環220的一部分供予局部負載的局部負載賦予裝置230。該局部負載賦予裝置230係被固定在頭臂216。
第二十三圖係顯示局部負載賦予裝置230、及研磨頭201的立體圖。如第二十三圖所示，在固定環220上配置有靜止環235。局部負載賦
予裝置230係具有將朝下的局部負載傳至固定環220的按壓桿231，按壓桿231的下端係被固定在靜止環235。在晶圓W研磨中，固定環220進行旋轉，但是靜止環235及局部負載賦予裝置230並不旋轉。靜止環235係具備有後述之滾輪，該滾輪在固定環220的上面作滾動接觸。局部負載賦予裝置230係將朝下的局部負載，由按壓桿231透過靜止環235傳達至固定環220。
第二十四圖係由固定環220的上方觀看對固定環220的一部分供予局部負載的機構的圖。如第二十四圖所示，在固定環220的上面固定有圓環軌條221，在圓環軌條221上配置有3個滾輪225。在圓環軌條221的上面形成有環狀溝221a，滾輪225係被置放於該環狀溝221a內。
第二十五圖係顯示圓環軌條221、及被配置在其之上的滾輪225的立體圖。在第二十五圖中，係省略固定環220的圖示。3個滾輪225之中的1個滾輪225係與局部負載賦予裝置230相連結，對該滾輪225係如第二十五圖所示被供予朝下的局部負載。在晶圓研磨中，圓環軌條221係與固定環220一體旋轉，但是3個滾輪225的位置為固定。因此，該等滾輪225係與旋轉的圓環軌條221作滾動接觸。
圓環軌條221連同固定環220一起旋轉時，圓環軌條221由於其全體為環狀，因此因各滾輪225的內側部分與外側部分之間的速度差，滾輪225係稍微滑動。此外，圓環軌條221旋轉時，各滾輪225的側面係與圓環軌條221的環狀溝221a相接觸。藉由如上所示之滾輪225的滑動或接觸，滾輪225會磨耗而發生磨耗粉。此外，若磨耗進行，滾輪225會破損。若磨耗粉落下在研磨墊上，在晶圓研磨中，會損傷晶圓表面而形成為晶圓缺陷的原因。
進行旋轉的固定環220會有因加工精度或研磨墊202的表面凹凸而傾斜的情形。按壓桿231係被固定在靜止環235，因此若固定環220呈傾斜，按壓桿231亦呈傾斜。若按壓桿231呈傾斜，會在支持按壓桿231的線性導件(未圖示)發生過大的摩擦阻力，會有無法對固定環220施加意圖的局部負載的情形。在如上所示之情形下，無法獲得所希望的研磨結果，造成尤其在晶圓W的周緣部產生膜厚不均的原因。
此外，當將局部負載賦予裝置230組裝在頭臂216時，會有局部負載賦予裝置230相對固定環220稍微傾斜的情形。若局部負載賦予裝置230自身相對固定環220呈傾斜時，在按壓桿231係以鉛直方向以外的方向施加應力，會在上述線性導件(未圖示)發生過大的摩擦阻力。此時亦無法獲得所希望的研磨結果，造成尤其在晶圓W的周緣部發生膜厚不均的原因。
再者，當研磨平台203旋轉時，會有研磨平台203的表面亦上下變動的情形。該研磨平台203的上下變動係造成使固定環220全體上下振動的原因。局部負載賦予裝置230係慣性大、亦有摩擦阻力，因此無法吸收該振動，導致對固定環220的局部負載發生變動。
本發明之第1目的係提供一種可抑制將負載傳至固定環的滾輪的磨耗的研磨裝置。
本發明之第2目的係提供一種即使在局部負載賦予裝置與固定環相對傾斜的情形下，亦可將意圖的局部負載由局部負載賦予裝置施加至固定環的研磨裝置。
本發明之一態樣係一種研磨裝置，其特徵為：具備有：頭本
體，其係一邊使基板旋轉一邊按壓在研磨面；固定環，其係以包圍前述基板的方式作配置，一邊連同前述頭本體一起旋轉一邊按壓前述研磨面；旋轉環，其係被固定在前述固定環，且連同前述固定環一起旋轉；靜止環，其係被配置在前述旋轉環上；及局部負載賦予裝置，其係透過前述旋轉環及前述靜止環而對前述固定環的一部分施加局部負載，前述旋轉環係具有與前述靜止環相接觸的複數滾輪。
本發明之較佳態樣中，前述複數滾輪的各個係具備有：軸承、及被安裝在前述軸承的外輪的輪具(wheel)，前述輪具係由樹脂或橡膠所構成。
本發明之較佳態樣中，前述旋轉環係具備有形成有供收容前述複數滾輪的環狀凹部的滾輪外殼。
本發明之較佳態樣中，另外具備有與前述靜止環相連接的吸引線路，前述吸引線路係與藉由前述環狀凹部所形成的空間相連通。
本發明之較佳態樣中，另外具備有：被配置在前述旋轉環與前述靜止環之間的密封件。
本發明之較佳態樣中，前述密封件為迷宮式密封件。
本發明之較佳態樣中，前述密封件係封塞前述旋轉環與前述靜止環的間隙的接觸式密封件。
本發明之較佳態樣中，前述靜止環係具備有與前述複數滾輪相接觸的圓環軌條。
藉由本發明，複數滾輪一邊連同固定環一起旋轉，一邊將負載傳達至固定環的一部分。各滾輪係僅在通過負載作用點時接受負載。因
此，各滾輪接受負載的時間變短，滾輪的磨耗受到抑制。此外，亦抑制磨耗粉發生，滾輪的壽命變長。
本發明之一態樣係一種研磨裝置，其特徵為：具備有：頭本體，其係一邊使基板旋轉一邊按壓在研磨面；固定環，其係以包圍前述基板的方式作配置，一邊連同前述頭本體一起旋轉一邊按壓前述研磨面；靜止環，其係被配置在前述固定環的上方；及局部負載賦予裝置，其係透過前述靜止環而對前述固定環的一部分施加局部負載，前述局部負載賦予裝置係具有與前述靜止環相連結的負載傳達部，前述負載傳達部係具備有容許前述局部負載賦予裝置與前述固定環的相對傾斜的機構。
本發明之較佳態樣中，前述機構為可傾斜接頭。
本發明之較佳態樣中，前述可傾斜接頭係在前述負載傳達部被連結在前述靜止環的部位，可僅以前述固定環的切線方向傾斜。
本發明之較佳態樣中，前述負載傳達部係具備有：按壓構件，其係與前述靜止環相連結；及前述可傾斜接頭，其係被固定在前述按壓構件。
本發明之較佳態樣中，前述可傾斜接頭係可以多方向傾斜。
本發明之較佳態樣中，前述負載傳達部係具備有：2個按壓桿，其係用以傳達前述局部負載；及2個球面軸承，其係分別可自由傾斜地支持前述2個按壓桿，前述可傾斜接頭係由前述2個球面軸承所構成。
本發明之較佳態樣中，前述2個球面軸承係具備有：2個軸承外殼(bearing housing)；及2個突起部，其係與前述2個軸承外殼分別作點接觸。
本發明之較佳態樣中，前述負載傳達部係另外具備有振動吸收構件。
本發明之較佳態樣中，前述振動吸收構件為彈簧。
本發明之較佳態樣中，前述振動吸收構件為橡膠。
即使在因研磨墊的表面凹凸等而局部負載賦予裝置與固定環相對傾斜的情形下，該傾斜亦被吸收。因此，因此不需要的力並不會發生在局部負載賦予裝置與固定環，局部負載賦予裝置係可將目標的局部負載傳至固定環。
1、201‧‧‧研磨頭(基板保持裝置)
2、202‧‧‧研磨墊
2a、202a‧‧‧研磨面
3、203‧‧‧研磨平台
5、205‧‧‧研磨液供給噴嘴
10‧‧‧頭本體
11、25‧‧‧研磨頭軸
15‧‧‧回旋軸
16、216‧‧‧頭臂
20、220‧‧‧固定環
20a‧‧‧環構件
20b‧‧‧驅動環
30、230‧‧‧局部負載賦予裝置
31‧‧‧按壓桿
31A‧‧‧上側按壓桿
31B‧‧‧下側按壓桿
32‧‧‧橋部
33、34、35‧‧‧空氣汽缸(負載發生裝置)
33a、34a、35a‧‧‧活塞桿
38‧‧‧線性導件
39‧‧‧導桿
40‧‧‧單元基座
43‧‧‧載體
45‧‧‧彈性膜
46‧‧‧壓力室
47‧‧‧球面軸承
48‧‧‧內輪
49‧‧‧外輪
51‧‧‧旋轉環
52‧‧‧滾輪
53‧‧‧滾輪
54‧‧‧滾輪軸
54a‧‧‧溝槽
55‧‧‧滾輪外殼
55a‧‧‧環狀凹部
57‧‧‧軸承
58‧‧‧螺絲
59‧‧‧輪具
60‧‧‧環狀固定環按壓機構
61‧‧‧環狀活塞
62‧‧‧滾動隔膜
63‧‧‧壓力室
75‧‧‧連結構件
76‧‧‧軸部
78‧‧‧輪輻
80‧‧‧驅動套環
91‧‧‧靜止環
92‧‧‧圓環軌條
94‧‧‧軌條基座
95‧‧‧環狀溝
100A、100B‧‧‧密封件
101‧‧‧第1周壁
102‧‧‧第2周壁
104‧‧‧周壁
105‧‧‧端頭密封件
108‧‧‧吸引線路
109‧‧‧通孔
110‧‧‧空間
131‧‧‧球面軸承
132‧‧‧軸承外殼
132a‧‧‧低窪部
133‧‧‧圓筒突起部
133a‧‧‧下端面
140‧‧‧可傾斜接頭
141‧‧‧上側接頭構件
142‧‧‧下側接頭構件
143‧‧‧樞軸
150‧‧‧按壓塊
150A‧‧‧上側按壓塊
150B‧‧‧下側按壓塊
155‧‧‧彈簧
221‧‧‧圓環軌條
221a‧‧‧環狀溝
225‧‧‧滾輪
231‧‧‧按壓桿
235‧‧‧靜止環
P‧‧‧真空源
W‧‧‧晶圓
第一圖係顯示本發明之一實施形態中的研磨裝置的示意圖。
第二圖係顯示局部負載賦予裝置的立體圖。
第三圖係研磨頭的剖面圖。
第四圖係旋轉環及靜止環的剖面圖。
第五圖係顯示滾輪與圓環軌條的立體圖。
第六圖係由下方觀看第五圖所示之滾輪與圓環軌條的圖。
第七圖係顯示接觸式密封件的剖面圖。
第八圖係顯示用以由研磨頭吸引磨耗粉的吸引系統的圖。
第九圖係吸引線路、靜止環、及旋轉環的放大剖面圖。
第十圖係顯示本發明之一實施形態中的研磨裝置的示意圖。
第十一圖係顯示局部負載賦予裝置的立體圖。
第十二圖係研磨頭的剖面圖。
第十三圖係顯示按壓桿、靜止環、及滾輪的側面圖。
第十四圖係第十三圖所示之球面軸承的放大圖。
第十五圖係顯示可傾斜接頭之其他實施形態的圖。
第十六圖係顯示可傾斜接頭呈傾斜的狀態的圖。
第十七圖係顯示組入第十五圖所示之可傾斜接頭的局部負載賦予裝置及研磨頭的立體圖。
第十八圖係顯示負載傳達部的另外其他實施形態的圖。
第十九圖係顯示負載傳達部的另外其他實施形態的圖。
第二十圖係顯示負載傳達部的另外其他實施形態的圖。
第二十一圖係顯示負載傳達部的另外其他實施形態的圖。
第二十二圖係顯示用以進行CMP的研磨裝置的示意圖。
第二十三圖係顯示習知之局部負載賦予裝置、及研磨頭的立體圖。
第二十四圖係由固定環的上方觀看對顯示固定環的一部分供予局部負載的機構的圖。
第二十五圖係顯示圓環軌條及被配置在其之上的滾輪的立體圖。
以下參照圖示，詳加說明本發明之實施形態。其中，在圖示中相同或相當的構成要素係標註相同符號且省略重複說明。
第一圖係顯示本發明之一實施形態中的研磨裝置的示意圖。如第一圖所示，研磨裝置係具備有：保持作為基板之一例的晶圓且使其旋轉的研磨頭(基板保持裝置)1、支持研磨墊2的研磨平台3、及供給研磨液(漿料)至研磨墊2的研磨液供給噴嘴5。研磨墊2的上面係構成研磨晶圓的研磨面2a。
研磨頭1係與研磨頭軸11的下端相連結。該研磨頭軸11係藉由頭臂16而旋轉自如地被保持。在頭臂16內係配置有：使研磨頭軸11旋轉的旋轉裝置(未圖示)、及使研磨頭軸25上升及下降的升降裝置(未圖示)。研磨頭1係藉由旋轉裝置，透過研磨頭軸11進行旋轉，藉由升降機構，研磨頭1透過研磨頭軸11被上升及下降。頭臂16係被固定在回旋軸15，可藉由回旋軸15的旋轉，使研磨頭1朝研磨平台3的外側移動。
研磨頭1係構成為可藉由真空吸引而將晶圓保持在其下面。研磨頭1及研磨平台3係如箭號所示，以相同方向旋轉，在該狀態下，研磨頭1係將晶圓按壓在研磨墊2的研磨面2a。由研磨液供給噴嘴5，研磨液被供給至研磨墊2上，晶圓係在研磨液存在下，藉由與研磨墊2的滑動接觸予以研磨。
研磨頭1係具備有：對研磨墊2按壓晶圓的頭本體10、及以包圍晶圓的方式作配置的固定環20。頭本體10及固定環20係構成為與研磨頭軸11一體旋轉。固定環20係構成為可與頭本體10獨立地上下動。固定環20係由頭本體10朝半徑方向外側突出。在該固定環20的上方係配置有對固定環20的一部分施加局部負載的局部負載賦予裝置30。
局部負載賦予裝置30被固定在頭臂16。研磨中的固定環20係繞其軸心旋轉，但是局部負載賦予裝置30並未與固定環20一體旋轉，其位置為固定。在固定環20的上面被固定有在內部配置有複數滾輪(後述)的旋轉環51。此外，在旋轉環1之上置放有靜止環91。靜止環91係與局部負載賦予裝置30相連結。
旋轉環51係連同固定環20一起旋轉，但是靜止環91並未旋
轉，其位置被固定。局部負載賦予裝置30係透過靜止環91及旋轉環51對固定環20的一部分供予朝下的局部負載。朝下的局部負載係透過靜止環91及旋轉環51被傳達至固定環20，固定環20係按壓研磨墊2的研磨面2a。在晶圓研磨中對固定環20的一部分供予朝下的局部負載的理由係基於積極控制晶圓的周緣部(邊緣部)的輪廓之故。
第二圖係顯示局部負載賦予裝置30的立體圖。如第二圖所示，局部負載賦予裝置30主要由以下所構成：2個按壓桿31、橋部32、複數空氣汽缸(負載發生裝置)33、34、35、複數線性導件38、複數導桿39、及單元基座40。
單元基座40被固定在頭臂16。在單元基座40安裝有複數(圖示之例中為3個)空氣汽缸33、34、35、及複數(圖示之例中為4個)線性導件38。空氣汽缸33、34、35的活塞桿33a、34a、35a及複數導桿39係與共通的橋部32相連接。複數導桿39係藉由線性導件38，以低摩擦上下動自如地被支持。藉由該等線性導件38，橋部32無須傾斜即可平滑地上下動。
空氣汽缸33、34、35係構成為：分別與獨立的壓力調整裝置(未圖示)及大氣開放機構(未圖示)相連接，可互相獨立發生負載。各自的空氣汽缸33、34、35所發生的負載係被傳至共通的橋部32。橋部32係藉由按壓桿(按壓構件)31而與靜止環91相連接，按壓桿31係將被施加至橋部32之空氣汽缸33、34、35的負載傳達至靜止環91。空氣汽缸有3個的理由在於局部負載位於頭臂16之下，在其正上方無法配置空氣汽缸，因此以3個空氣汽缸改變輸出比例，藉此將負載重心配合局部負載的位置之故。此外，在本實施例中，空氣汽缸為3個，但是為強化線性導件機構，可僅設置
1個空氣汽缸，亦可在頭臂16之下配置空氣汽缸。
研磨頭1係以自身的軸心為中心進行旋轉，但是局部負載賦予裝置30由於被固定在頭臂16，因此不會連同研磨頭1一起旋轉。亦即，在晶圓研磨中，研磨頭1及晶圓進行旋轉，另一方面，局部負載賦予裝置30係靜止在預定位置。同樣地，在晶圓研磨中，旋轉環51係連同研磨頭1一起旋轉，另一方面，靜止環91係靜止在預定位置。
接著，說明作為基板保持裝置的研磨頭1。第三圖係研磨頭1的剖面圖。研磨頭1係具備有：頭本體10、及固定環20。頭本體10係具備有：與研磨頭軸11(參照第一圖)相連結的載體43、被安裝在載體43的下面的彈性膜(Membrane)45、及一邊容許相對載體43的固定環20的傾斜及上下移動一邊支持固定環20的球面軸承47。固定環20係透過連結構件75而與球面軸承47相連結、被支持。連結構件75係在載體43內可上下動地被配置。
彈性膜45的下面係構成圓形的基板接觸面，該基板接觸面係與晶圓W的上面(被研磨面的相反側的面)相接觸。在彈性膜45的基板接觸面形成有複數通孔(未圖示)。載體43與彈性膜45之間形成有壓力室46。該壓力室46係與壓力調整裝置(未圖示)相連接。若加壓流體(例如加壓空氣)被供給至壓力室46，受到壓力室46內的流體壓力的彈性膜45係對研磨墊2的研磨面2a按壓晶圓W。若在壓力室46內形成負壓，晶圓W係藉由真空吸引被保持在彈性膜45的下面。
固定環20係被配置成包圍晶圓W及彈性膜45。該固定環20係具有：與研磨墊2相接觸的環構件20a、及被固定在該環構件20a的上部的驅動環20b。環構件20a係藉由未圖示之複數螺栓而與驅動環20b相結合。環
構件20a係被配置成包圍晶圓W的外周緣。
連結構件75係具備有：被配置在頭本體10的中心部的軸部76、及由該軸部76以放射狀延伸的複數輪輻78。軸部76係將被配置在頭本體10之中央部的球面軸承47內以縱向延伸。軸部76係縱向移動自如地被支持在球面軸承47。驅動環20b係與輪輻78相連接。藉由如上所示之構成，連結構件75及與其相連接的固定環20係可相對頭本體10縱向移動。
球面軸承47係具備有：內輪48、及滑動自如地支持內輪48的外周面的外輪49。內輪48係透過連結構件75而與固定環20相連結。外輪49係被固定在載體43。連結構件75的軸部76係上下動自如地被支持在內輪48。固定環20係透過連結構件75藉由球面軸承47可傾斜地被支持。
球面軸承47係容許固定環20的上下移動及傾斜，另一方面，限制固定環20的橫向移動(水平方向的移動)。晶圓W研磨中，固定環20係由晶圓W接受因晶圓W與研磨墊2的摩擦而起的橫向的力(朝向晶圓W的半徑方向外側的力)。該橫向的力係被球面軸承47所承受。如上所示，球面軸承47係作為在晶圓W研磨中，一邊接受因晶圓W與研磨墊2的摩擦而起，固定環20由晶圓W所接受的橫向的力(朝向晶圓W的半徑方向外側的力)，一邊限制固定環20的橫向移動(亦即固定固定環20的水平方向的位置)的支持機構來發揮功能。
在載體43被固定有複數對驅動套環(drive collar)80。各對驅動套環80係被配置在各輪輻78的兩側，載體43的旋轉係透過驅動套環80而被傳達至固定環20，藉此頭本體10與固定環20係一體旋轉。驅動套環80係僅與輪輻78相接觸，不會妨礙連結構件75及固定環20的上下動及傾斜。
固定環20的上部係與環狀固定環按壓機構60相連結。該固定環按壓機構60係對固定環20的上面(更具體而言為驅動環20b的上面)的全體供予均一的朝下負載，對研磨墊2的研磨面2a按壓固定環20的下面(亦即環構件20a的下面)。
固定環按壓機構60係具備有：被固定在驅動環20b的上部的環狀活塞61、及與活塞61的上面相連接的環狀滾動隔膜62。在滾動隔膜62的內部形成有壓力室63。該壓力室63係與壓力調整裝置(未圖示)相連接。若加壓流體(例如加壓空氣)被供給至壓力室63，滾動隔膜62朝下方壓低活塞61，此外，活塞61係朝下方壓低固定環20的全體。如上所示，固定環按壓機構60係對研磨墊2的研磨面2a按壓固定環20的下面。
在固定環20的上面固定有旋轉環51。此外，在旋轉環51上配置有靜止環91。局部負載賦予裝置30的按壓桿31的下端係與靜止環91相連結。局部負載賦予裝置30係透過按壓桿31而對靜止環91施加朝下的局部負載。晶圓研磨中，旋轉環51係連同固定環20一起旋轉，但是局部負載賦予裝置30及靜止環91並不旋轉。
第四圖係旋轉環51及靜止環91的剖面圖。旋轉環51係具備有：複數滾輪52、分別支持該等滾輪52的滾輪軸54、及固定滾輪軸54的滾輪外殼55。滾輪外殼55係具有環狀的形狀，被固定在固定環20的上面。滾輪52係具有被安裝在滾輪軸54的軸承57，滾輪52係以滾輪軸54為中心旋轉自如。
靜止環91係具備有：與滾輪52的頂部相接觸的圓環軌條92；及固定圓環軌條92的環狀軌條基座94。在圓環軌條92的下面形成有環狀溝
95，各滾輪52的頂部係與環狀溝95相接觸。在軌條基座94的上部連結有按壓桿31。
第五圖係顯示滾輪52、及圓環軌條92的立體圖，第六圖係由下方觀看第五圖所示之滾輪52及圓環軌條92的圖。在本實施形態中設有24個滾輪52。在晶圓研磨中，該等滾輪52係與固定環20一體旋轉，另一方面，圓環軌條92係靜止。因此，各滾輪52係與圓環軌條92作滾動接觸。
局部負載賦予裝置30的負載係由圓環軌條92被傳達至滾輪52。滾輪52係僅在通過負載作用點時，接受局部負載賦予裝置30的負載，因此負載施加至各滾輪52的時間與滾輪的位置被固定之第二十四圖所示之習知構成相比，為較短。因此，可更加延長各滾輪52的壽命。
滾輪52的數量係根據滾輪52的外徑與圓環軌條92的直徑所決定。為達成負載的平順傳達，以儘可能加多滾輪52的數量，使滾輪52間的間隔變小為佳。滾輪52係具有平滑的外周面，為了可傳達更大的負載，以大接觸面積與圓環軌條92相接觸。圓環軌條92係被置放在滾輪52上。滾輪52係與圓環軌條92作滾動接觸。圓環軌條92的橫向位置係以滾輪52的彎曲剖面形狀的角部與圓環軌條92的彎曲剖面形狀的角隅的接觸而被導引。此時，局部負載賦予裝置30的負載主要由圓環軌條92被傳達至滾輪52的外周面。
如第四圖所示，貫穿滾輪52的軸承57的內輪的滾輪軸54係被支持在滾輪外殼55的內側壁與外側壁，以被插入在內側壁的螺絲58予以固定。因此在滾輪軸54形成有母螺旋部，母螺旋部的相反側係以在螺絲58鎖緊時不會空轉的方式形成有供扁平頭螺絲起子嵌入的溝槽54a。旋轉環51係
被載置於固定環20的驅動環20b的上面。驅動環20b與旋轉環51係以定位銷(未圖示)定位，形成為旋轉環51不會相對於固定環20滑動的構造。
滾輪52係由以下所構成：被安裝在滾輪軸54的軸承57、及被固定在軸承57的外輪的輪具59。輪具59係由耐磨耗性高的樹脂，例如聚縮醛、PET(聚對苯二甲酸乙二酯)、PPS(聚苯硫醚)、MC尼龍(註冊商標)等材料所構成。圓環軌條92的材料係以不銹鋼(SUS304)等耐蝕性高的金屬為佳。在軸承57係使用單列深溝滾珠軸承，在軸承57的外輪壓入樹脂製輪具59，藉此在軸承57安裝輪具59。藉由如上所示之構成，滾輪52係可平順地旋轉，而且可使圓環軌條92未損傷地傳達負載。
在滾輪外殼55的內部形成有環狀凹部55a，複數滾輪52被收容在該環狀凹部55a內。各滾輪52的下面、兩側面係藉由環狀凹部55a包圍。在旋轉環51的滾輪外殼55與靜止環91的軌條基座94之間配置有密封件100A、100B。更具體而言，在圓環軌條92的外側配置有外側密封件100A，在圓環軌條92的內側配置有內側密封件100B。在構成環狀凹部55a的兩側面及底面並未存在開口，在靜止環91與旋轉環51之間配置有密封件100A、100B。因此，由滾輪52及圓環軌條92所發生的磨耗粉係被封入在環狀凹部55a內，並未落下在研磨墊2上。
在第四圖所示之實施形態中，外側密封件100A及內側密封件100B為迷宮式密封件。外側密封件100A係具備有：被配置在圓環軌條92的外側的第1周壁101、及被配置在第1周壁101的外側的第2周壁102。第1周壁101係由滾輪外殼55朝上方延伸，與滾輪外殼55一體形成。第2周壁102係由軌條基座94朝下方延伸，與軌條基座94一體形成。在第1周壁101與第2周
壁102之間形成有極為微小的間隙。內側密封件100B亦同樣地，具備有：被配置在圓環軌條92的內側的第1周壁101、及被配置在第1周壁101的內側的第2周壁102。
以其他實施形態而言，如第七圖所示，外側密封件100A亦可為封塞靜止環91與旋轉環51之間的間隙的接觸式密封件。該接觸式密封件係具備有：被配置在圓環軌條92的外側的周壁104、及被配置在周壁104的外側的端頭密封件(lip seal)105。周壁104係由滾輪外殼55朝上方延伸，與滾輪外殼55一體形成。端頭密封件105係由軌條基座94朝下方延伸，由橡膠、矽氧等彈性材所構成。端頭密封件105的端部係與周壁104相接觸。因此，在周壁104與端頭密封件105之間並未形成有間隙，完全防止磨耗粉出現至環狀凹部55a之外。不僅外側密封件100A，內側密封件100B亦可形成為接觸式密封件。
接著，參照第八圖，說明用以由研磨頭1吸引磨耗粉的吸引系統。如第八圖所示，研磨裝置係具備有與真空源(例如真空泵)P相連接的吸引線路108。該吸引線路108的前端係與靜止環91相連接。
第九圖係吸引線路108、靜止環91、及旋轉環51的放大剖面圖。如第九圖所示，在構成靜止環91的環狀軌條基座94及圓環軌條92形成有以縱向貫穿的通孔109。該通孔109係與藉由滾輪外殼55的環狀凹部55a所形成的空間110相連通。複數滾輪52係被收容在環狀凹部55a內。
吸引線路108係與形成在靜止環91的上述通孔109相連接，因此，吸引線路108係與藉由環狀凹部55a所形成的空間110相連通。如上所述，滾輪52係與圓環軌條92作滾動接觸，因此會發生磨耗粉。該磨耗粉係
被封入在環狀凹部55a內。吸引線路108係吸引存在於環狀凹部55a內的磨耗粉，且將磨耗粉由滾輪外殼55(亦即旋轉環51)去除。
形成在圓環軌條92的通孔109係有促進滾輪52磨耗的可能性。因此，通孔109係以設在由圓環軌條92施加至滾輪52的負載為最小的位置為佳。理想上，如第八圖所示，通孔109係以位於按壓桿(按壓構件)31的相反側為佳。亦可設置複數吸引線路108。為提升維護作業，吸引線路108係以可由靜止環91卸下為佳。此時，以設置用以密封吸引線路108與靜止環91的間隙的密封件(例如O型環)為佳。以下說明本發明之其他實施形態。未特別說明的本實施形態的構成及動作由於與上述實施形態相同，故省略其重複說明。
第十圖係顯示本發明之其他實施形態中的研磨裝置的示意圖。如第十圖所示，局部負載賦予裝置30被固定在頭臂16。研磨中的固定環20係繞其軸心旋轉，但是局部負載賦予裝置30並未與固定環20一體旋轉，其位置為固定。在固定環20的上方配置有靜止環91。在固定環20與靜止環91之間配置有複數滾輪53。靜止環91係與局部負載賦予裝置30相連結。
靜止環91並未旋轉，其位置為固定。複數滾輪53係被保持在靜止環91，滾輪53係與旋轉的固定環20作滾動接觸。局部負載賦予裝置30係透過靜止環91及滾輪53而對固定環20的一部分供予朝下的局部負載。朝下的局部負載係透過靜止環91及滾輪53而被傳達至固定環20，固定環20係按壓研磨墊2的研磨面2a。在晶圓研磨中，對固定環20的一部分供予朝下的局部負載的理由係基於積極控制晶圓的周緣部(邊緣部)的輪廓之故。
第十一圖係顯示局部負載賦予裝置30的立體圖。未特別說明
的局部負載賦予裝置30的構成及動作由於與第二圖所示之實施形態相同，因此省略其重複說明。
研磨頭1係以自身的軸心為中心進行旋轉，但是局部負載賦予裝置30由於被固定在頭臂16，因此不會連同研磨頭1一起旋轉。亦即，在晶圓研磨中，研磨頭1及晶圓係進行旋轉，另一方面，局部負載賦予裝置30係靜止在預定位置。同樣地，在晶圓研磨中，靜止環91係靜止在預定位置。
第十二圖係研磨頭1的剖面圖。未特別說明的研磨頭1的構成及動作由於與第三圖所示之實施形態相同，故省略其重複說明。
局部負載賦予裝置30的按壓桿31的下端係與靜止環91相連結。局部負載賦予裝置30係透過按壓桿31而對靜止環91施加朝下的局部負載。此外，朝下的局部負載係透過滾輪53而被傳達至固定環20。
之使用2支按壓桿31，有幾個理由。第一理由係為了防止按壓桿31傾斜而形成不安定。第二理由係基於使靜止環91不會以按壓桿31中心而旋轉。第三理由係由於2支按壓桿31的負載點位於2支按壓桿31的中間點，因此使負載點位於比各自的按壓桿31的按壓點更為內側，不會有靜止環91的按壓點的相反側浮動之故。
第十三圖係顯示按壓桿31、靜止環91、及滾輪53的側面圖。如第十三圖所示，2個球面軸承131係被設在按壓桿31與靜止環91之間。2個球面軸承131係構成為可分別可自由傾斜地支持2支按壓桿31，作為可朝多方向傾斜的可傾斜接頭而發揮功能。在本實施形態中，負載傳達部係由2支按壓桿31及2個球面軸承131所構成。
第十四圖係第十三圖所示之球面軸承131的放大圖。各球面
軸承131係具備有：一體形成在靜止環91的頂部的軸承外殼132、及與軸承外殼132作點接觸的圓筒突起部133。軸承外殼132係具有圓筒狀的低窪部132a。圓筒突起部133係一體形成在按壓桿31的下端。圓筒突起部133係具有球面狀的下端面133a，該球面狀的下端面133a與軸承外殼132的低窪部132a的底面作點接觸。
圓筒突起部133係寬鬆地被組入在低窪部132a，在球面狀的下端面133a與低窪部132a的底面作點接觸的狀態下，圓筒突起部133係可在低窪部132a內以所有方向傾斜。因此，與圓筒突起部133一體連接的按壓桿31係可朝多方向傾斜。軸承外殼132亦可形成為有別於靜止環91的其他個體而設。例如，具有圓筒狀低窪部132a的軸承外殼132亦可被固定在靜止環91的上面。
可以多方向傾斜之作為可傾斜接頭的2個球面軸承131係可容許(吸收)局部負載賦予裝置30與固定環20的相對傾斜。因此，即使在局部負載賦予裝置30及固定環20呈傾斜的情形下，亦在線性導件38與線性桿39(參照第十一圖)之間不會發生過大的摩擦阻力，而且亦不會有在按壓桿31發生過度應力的情形。因此，局部負載賦予裝置30係可對固定環20供予意圖的局部負載。
第十五圖係顯示可傾斜接頭之其他實施形態的圖。在第十五圖所示之實施形態中，可傾斜接頭140係被組入在2支按壓桿31。更具體而言，按壓桿31係被分割成：上側按壓桿31A及下側按壓桿31B，上側按壓桿31A係與橋部32相連接，下側按壓桿31B係與靜止環91相連接。可傾斜接頭140係被設在上側按壓桿31A與下側按壓桿31B之間，可傾斜地連結上側按壓
桿31A及下側按壓桿31B。在本實施形態中，負載傳達部係由2支按壓桿31及可傾斜接頭140所構成。
可傾斜接頭140係具備有：上側接頭構件141、下側接頭構件142、及將上側接頭構件141及下側接頭構件142互相旋轉自如地相連結的樞軸(pivot shaft)143。如第十六圖所示，上側接頭構件141及下側接頭構件142係構成為可以樞軸143為中心呈傾斜。
第十七圖係顯示組入第十五圖所示之可傾斜接頭140的局部負載賦予裝置30及研磨頭1的立體圖。樞軸143的軸心係以固定環20的半徑方向延伸，可傾斜接頭140係可僅以與樞軸143的軸心呈垂直的方向傾斜。更具體而言，可傾斜接頭140係在2支按壓桿31與靜止環91相連結的部位，可僅以固定環20的切線方向傾斜。
可傾斜接頭140係可容許(吸收)局部負載賦予裝置30與固定環20的相對傾斜。因此，即使在局部負載賦予裝置30與固定環20呈傾斜的情形下，亦在線性導件38與線性桿39(參照第十一圖)之間不會發生過大的摩擦阻力，而且亦不會有在按壓桿31發生過剩的應力的情形。因此，局部負載賦予裝置30係可對固定環20供予意圖的局部負載。
第十八圖係顯示負載傳達部之其他實施形態的圖。在該實施形態中係在第十五圖所示之可傾斜接頭140組合第十三圖及第十四圖所示之可傾斜接頭(球面軸承)131。在本實施形態中，負載傳達部係由2支按壓桿31、可傾斜接頭140、及可傾斜接頭(球面軸承)131所構成。可傾斜接頭140係在2支按壓桿31與靜止環91相連結的部位，可僅以固定環20的切線方向傾斜，可傾斜接頭131係可遍及360度而以所有方向自由傾斜。本實
施形態之其他構成由於與第十五圖所示之構成相同，故省略其重複說明。
第十九圖係顯示負載傳達部的另外其他實施形態的圖。在該實施形態中係使用1個按壓塊150取代2支按壓桿31來作為按壓構件。可傾斜接頭140係被組入在按壓塊150。更具體而言，按壓塊150係被分割為：上側按壓塊150A、及下側按壓塊150B，上側按壓塊150A係與橋部32相連接，且下側按壓塊150B係與靜止環91相連接。可傾斜接頭140係被設在上側按壓塊150A與下側按壓塊150B之間，可傾斜地連結上側按壓塊150A及下側按壓塊150B。本實施形態之其他構成由於與第十五圖所示之構成相同，因此省略其重複說明。
第二十圖係顯示負載傳達部的另外其他實施形態的圖。在該實施形態中，在2支按壓桿31係分別組入有作為振動吸收構件的彈簧155。本實施形態之其他構成由於與第十五圖所示之構成相同，故省略其重複說明。
彈簧155係構成為：被組入在下側按壓桿31B，吸收因研磨墊2的表面凹凸等而起的固定環20的上下方向的振動。其中，彈簧155亦可被組入在上側按壓桿31A。藉由本實施形態，可傾斜接頭140可容許(吸收)局部負載賦予裝置30與固定環20的相對傾斜，且作為振動吸收構件的彈簧155可吸收固定環20的上下方向的振動。因此，局部負載賦予裝置30係可對固定環20供予意圖的局部負載。
第二十一圖係顯示負載傳達部的另外其他實施形態的圖。在該實施形態中，係組合有：第十五圖所示之可傾斜接頭140、第十三圖及第十四圖所示之可傾斜接頭(球面軸承)131、及第二十圖所示之彈簧155。
本實施形態之其他構成由於與第十五圖所示之構成相同，故省略其重複說明。
在第二十圖及第二十一圖所示之實施形態中，亦可使用橡膠作為振動吸收構件，來取代彈簧155。
上述實施形態係以本發明所屬技術領域中具有通常知識者可實施本發明為目的所記載者。上述實施形態的各種變形例係若為熟習該項技術者為當然可完成者，本發明之技術思想亦可適用於其他實施形態。因此，本發明並非被限定在所記載的實施形態，以遵照藉由申請專利範圍所被定義的技術思想之最大範圍予以解釋者。
1‧‧‧研磨頭(基板保持裝置)
2‧‧‧研磨墊
10‧‧‧頭本體
20‧‧‧固定環
20a‧‧‧環構件
20b‧‧‧驅動環
31‧‧‧按壓桿
32‧‧‧橋部
43‧‧‧載體
45‧‧‧彈性膜
46‧‧‧壓力室
47‧‧‧球面軸承
48‧‧‧內輪
49‧‧‧外輪
51‧‧‧旋轉環
52‧‧‧滾輪
60‧‧‧環狀固定環按壓機構
61‧‧‧環狀活塞
62‧‧‧滾動隔膜
63‧‧‧壓力室
75‧‧‧連結構件
76‧‧‧軸部
78‧‧‧輪輻
80‧‧‧驅動套環
91‧‧‧靜止環
W‧‧‧晶圓
Claims (18)
- 一種研磨裝置，其特徵為：具備有：頭本體，其係一邊使基板旋轉一邊按壓在研磨面；固定環，其係以包圍前述基板的方式作配置，一邊連同前述頭本體一起旋轉一邊按壓前述研磨面；旋轉環，其係被固定在前述固定環，且連同前述固定環一起旋轉；靜止環，其係被配置在前述旋轉環上；及局部負載賦予裝置，其係透過前述旋轉環及前述靜止環而對前述固定環的一部分施加局部負載，前述旋轉環係具有與前述靜止環相接觸的複數滾輪。
- 如申請專利範圍第1項之研磨裝置，其中，前述複數滾輪的各個係具備有：軸承、及被安裝在前述軸承的外輪的輪具，前述輪具係由樹脂或橡膠所構成。
- 如申請專利範圍第1項之研磨裝置，其中，前述旋轉環係具備有形成有供收容前述複數滾輪的環狀凹部的滾輪外殼。
- 如申請專利範圍第3項之研磨裝置，其中，另外具備有與前述靜止環相連接的吸引線路，前述吸引線路係與藉由前述環狀凹部所形成的空間相連通。
- 如申請專利範圍第1項之研磨裝置，其中，另外具備有：被配置在前述旋轉環與前述靜止環之間的密封件。
- 如申請專利範圍第5項之研磨裝置，其中，前述密封件為迷宮式密封 件。
- 如申請專利範圍第5項之研磨裝置，其中，前述密封件係封塞前述旋轉環與前述靜止環的間隙的接觸式密封件。
- 如申請專利範圍第1項之研磨裝置，其中，前述靜止環係具備有與前述複數滾輪相接觸的圓環軌條。
- 一種研磨裝置，其特徵為：具備有：頭本體，其係一邊使基板旋轉一邊按壓在研磨面；固定環，其係以包圍前述基板的方式作配置，一邊連同前述頭本體一起旋轉一邊按壓前述研磨面；靜止環，其係被配置在前述固定環的上方；及局部負載賦予裝置，其係透過前述靜止環而對前述固定環的一部分施加局部負載，前述局部負載賦予裝置係具有與前述靜止環相連結的負載傳達部，前述負載傳達部係具備有容許前述局部負載賦予裝置與前述固定環的相對傾斜的機構。
- 如申請專利範圍第9項之研磨裝置，其中，前述機構為可傾斜接頭。
- 如申請專利範圍第10項之研磨裝置，其中，前述可傾斜接頭係在前述負載傳達部被連結在前述靜止環的部位，可僅以前述固定環的切線方向傾斜。
- 如申請專利範圍第11項之研磨裝置，其中，前述負載傳達部係具備有： 按壓構件，其係與前述靜止環相連結；及前述可傾斜接頭，其係被固定在前述按壓構件。
- 如申請專利範圍第10項之研磨裝置，其中，前述可傾斜接頭係可以多方向傾斜。
- 如申請專利範圍第13項之研磨裝置，其中，前述負載傳達部係具備有：2個按壓桿，其係用以傳達前述局部負載；及2個球面軸承，其係分別可自由傾斜地支持前述2個按壓桿，前述可傾斜接頭係由前述2個球面軸承所構成。
- 如申請專利範圍第14項之研磨裝置，其中，前述2個球面軸承係具備有：2個軸承外殼；及2個突起部，其係與前述2個軸承外殼分別作點接觸。
- 如申請專利範圍第10項之研磨裝置，其中，前述負載傳達部係另外具備有振動吸收構件。
- 如申請專利範圍第16項之研磨裝置，其中，前述振動吸收構件為彈簧。
- 如申請專利範圍第16項之研磨裝置，其中，前述振動吸收構件為橡膠。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014-100382 | 2014-05-14 | ||
| JP2014100382A JP2015217445A (ja) | 2014-05-14 | 2014-05-14 | 研磨装置 |
| JP2014100381 | 2014-05-14 | ||
| JP2014-100381 | 2014-05-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201600234A true TW201600234A (zh) | 2016-01-01 |
| TWI656944B TWI656944B (zh) | 2019-04-21 |
Family
ID=54537740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW104114107A TWI656944B (zh) | 2014-05-14 | 2015-05-04 | 研磨裝置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US9833875B2 (zh) |
| KR (2) | KR102260613B1 (zh) |
| CN (1) | CN105081961B (zh) |
| SG (2) | SG10201802846XA (zh) |
| TW (1) | TWI656944B (zh) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6216686B2 (ja) * | 2014-05-30 | 2017-10-18 | 株式会社荏原製作所 | 研磨装置 |
| KR102173323B1 (ko) * | 2014-06-23 | 2020-11-04 | 삼성전자주식회사 | 캐리어 헤드, 화학적 기계식 연마 장치 및 웨이퍼 연마 방법 |
| JP7108450B2 (ja) * | 2018-04-13 | 2022-07-28 | 株式会社ディスコ | 研磨装置 |
| JP7049984B2 (ja) * | 2018-12-27 | 2022-04-07 | 株式会社荏原製作所 | 研磨装置および静止リングの傾きを制御する方法 |
| JP7178259B2 (ja) * | 2018-12-27 | 2022-11-25 | 株式会社荏原製作所 | 研磨装置および研磨方法 |
| JP2020189366A (ja) * | 2019-05-22 | 2020-11-26 | 株式会社荏原製作所 | 研磨装置および研磨方法 |
| USD954567S1 (en) * | 2019-06-25 | 2022-06-14 | Ebara Corporation | Measurement jig |
| KR20210006550A (ko) | 2019-07-08 | 2021-01-19 | 삼성전자주식회사 | 회전체 모듈 및 이를 구비하는 화학 기계적 연마 장치 |
| JP7339811B2 (ja) * | 2019-08-27 | 2023-09-06 | 株式会社荏原製作所 | リテーナリングに局所荷重を伝達するローラーの異常検出方法および研磨装置 |
| CN111113201A (zh) * | 2020-02-17 | 2020-05-08 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 用于光学元件快速抛光的浮动加压夹持装置及其方法 |
| CN111975500B (zh) * | 2020-08-19 | 2022-04-12 | 无锡起舟五金弹簧有限公司 | 一种弹簧端面磨削装置 |
| US11623321B2 (en) * | 2020-10-14 | 2023-04-11 | Applied Materials, Inc. | Polishing head retaining ring tilting moment control |
| US20230356355A1 (en) * | 2022-05-03 | 2023-11-09 | Applied Materials, Inc. | Polishing head with local inner ring downforce control |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2873314B2 (ja) | 1989-03-30 | 1999-03-24 | 住友シチックス株式会社 | 半導体基板の研磨方法及びその装置 |
| JPH0569310A (ja) | 1991-04-23 | 1993-03-23 | Mitsubishi Materials Corp | ウエーハの鏡面研磨装置 |
| EP0911115B1 (en) * | 1992-09-24 | 2003-11-26 | Ebara Corporation | Polishing apparatus |
| JPH06262514A (ja) | 1993-03-17 | 1994-09-20 | Speedfam Co Ltd | 振動防止装置付き平面研磨装置 |
| US5584746A (en) * | 1993-10-18 | 1996-12-17 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Method of polishing semiconductor wafers and apparatus therefor |
| EP0878268B1 (en) * | 1994-05-23 | 2002-03-27 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Polishing apparatus and method for hard material-coated wafer |
| JP2982635B2 (ja) * | 1994-12-20 | 1999-11-29 | 株式会社東京精密 | ウエハ研磨方法及び装置 |
| JP3807807B2 (ja) * | 1997-02-27 | 2006-08-09 | 株式会社荏原製作所 | ポリッシング装置 |
| US6110025A (en) * | 1997-05-07 | 2000-08-29 | Obsidian, Inc. | Containment ring for substrate carrier apparatus |
| JP2000005988A (ja) * | 1998-04-24 | 2000-01-11 | Ebara Corp | 研磨装置 |
| TW467792B (en) * | 1999-03-11 | 2001-12-11 | Ebara Corp | Polishing apparatus including attitude controller for turntable and/or wafer carrier |
| US6705930B2 (en) | 2000-01-28 | 2004-03-16 | Lam Research Corporation | System and method for polishing and planarizing semiconductor wafers using reduced surface area polishing pads and variable partial pad-wafer overlapping techniques |
| CN100433269C (zh) * | 2000-05-12 | 2008-11-12 | 多平面技术公司 | 抛光装置以及与其一起使用的基片托架 |
| US6540592B1 (en) * | 2000-06-29 | 2003-04-01 | Speedfam-Ipec Corporation | Carrier head with reduced moment wear ring |
| JP3627143B2 (ja) | 2000-10-23 | 2005-03-09 | 株式会社東京精密 | ウェーハ研磨装置 |
| JP4814677B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2011-11-16 | 株式会社荏原製作所 | 基板保持装置および研磨装置 |
| JP5547472B2 (ja) * | 2009-12-28 | 2014-07-16 | 株式会社荏原製作所 | 基板研磨装置、基板研磨方法、及び基板研磨装置の研磨パッド面温調装置 |
| JP5831974B2 (ja) * | 2011-11-08 | 2015-12-16 | Ｍｉｐｏｘ株式会社 | 端縁部を研磨テープにより研磨仕上げした板ガラス並びに板ガラス端縁部の研磨方法及び研磨装置 |
| US10702972B2 (en) * | 2012-05-31 | 2020-07-07 | Ebara Corporation | Polishing apparatus |
| JP5976522B2 (ja) * | 2012-05-31 | 2016-08-23 | 株式会社荏原製作所 | 研磨装置および研磨方法 |
-
2015
- 2015-05-04 TW TW104114107A patent/TWI656944B/zh active
- 2015-05-05 SG SG10201802846XA patent/SG10201802846XA/en unknown
- 2015-05-05 SG SG10201503514TA patent/SG10201503514TA/en unknown
- 2015-05-11 KR KR1020150065211A patent/KR102260613B1/ko active IP Right Grant
- 2015-05-12 US US14/710,535 patent/US9833875B2/en active Active
- 2015-05-13 CN CN201510242162.0A patent/CN105081961B/zh active Active
-
2017
- 2017-10-31 US US15/799,582 patent/US11059144B2/en active Active
-
2021
- 2021-05-28 KR KR1020210068780A patent/KR20210066775A/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20150328743A1 (en) | 2015-11-19 |
| US11059144B2 (en) | 2021-07-13 |
| CN105081961A (zh) | 2015-11-25 |
| KR102260613B1 (ko) | 2021-06-07 |
| KR20210066775A (ko) | 2021-06-07 |
| KR20150130923A (ko) | 2015-11-24 |
| SG10201503514TA (en) | 2015-12-30 |
| US20180065228A1 (en) | 2018-03-08 |
| CN105081961B (zh) | 2018-12-14 |
| TWI656944B (zh) | 2019-04-21 |
| US9833875B2 (en) | 2017-12-05 |
| SG10201802846XA (en) | 2018-05-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI656944B (zh) | 研磨裝置 | |
| TWI639485B (zh) | Substrate holding device, polishing device, and polishing method | |
| US9815171B2 (en) | Substrate holder, polishing apparatus, polishing method, and retaining ring | |
| JP6445924B2 (ja) | 研磨装置 | |
| TWI702114B (zh) | 具有局部區域速率控制的拋光系統 | |
| JP2010012539A (ja) | 傾斜角調整装置及びワーク装着装置 | |
| KR102629676B1 (ko) | 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너 | |
| US11731235B2 (en) | Polishing apparatus and polishing method | |
| US11654524B2 (en) | Method of detecting abnormality of a roller which transmits a local load to a retainer ring, and polishing apparatus | |
| JP5267918B2 (ja) | 保持装置および研磨装置 | |
| JP4783405B2 (ja) | 傾斜角調整装置及びワーク装着装置 | |
| JP6927560B2 (ja) | ワーク研磨ヘッド | |
| KR100797311B1 (ko) | 화학적기계적 연마장치의 폴리싱 헤드 | |
| US6290583B1 (en) | Apparatus for holding workpiece | |
| JP2015217445A (ja) | 研磨装置 | |
| US11752590B2 (en) | Polishing head and polishing apparatus | |
| JP2019160848A (ja) | 研磨装置 | |
| KR101466773B1 (ko) | 웨이퍼 폴리싱머신용 헤드어셈블리의 스핀들 | |
| JPH1044029A (ja) | ウエハ研磨装置 | |
| JP4313337B2 (ja) | ポリッシング装置 | |
| JP2004154936A (ja) | ポリッシング装置及び方法 | |
| KR20050007503A (ko) | 화학적 기계적 연마설비 | |
| JP2007260872A (ja) | ラップ装置 |