JP2005169527A - Retainer ring - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、片面研磨装置における仕上げで用いられるリテーナーリングに関する。 The present invention relates to a retainer ring used for finishing in a single-side polishing apparatus.
片面研磨装置では、研磨パッドが貼着された円盤状の研磨定盤にリテーナーリングを配置し、リテーナーリングの内側にウェハーが保持されている。加圧装置によりリテーナーリングとウェハーとをそれぞれ研磨パッドに押しつけ、研磨パッドにスラリーを供給しながら研磨定盤を回転させることによって、研磨作業が行われる。 In a single-side polishing apparatus, a retainer ring is disposed on a disk-shaped polishing surface plate to which a polishing pad is attached, and a wafer is held inside the retainer ring. The polishing operation is performed by pressing the retainer ring and the wafer against the polishing pad by a pressurizing device, and rotating the polishing platen while supplying the slurry to the polishing pad.
リテーナーリングとウェハーとの加圧は、単独の加圧手段によることもそれぞれ独立の加圧手段によることもある。近年では後者の方が主流になってきており、下記特許文献にこれらの様々の例を見ることができる。 The retainer ring and the wafer may be pressed by a single pressurizing unit or by independent pressurizing units. In recent years, the latter has become mainstream, and various examples can be seen in the following patent documents.
研磨パッドには、従来硬質系のパッド、例えば不織布系のものを使用するのが一般的であったが、近年、軟質系のパッド、例えば表面に向かって涙滴状の発泡部が開放したスエード調の研磨パッドが開発され、次のような理由から仕上げ研磨に広く使用されるようになってきた。 Conventionally, a hard pad, for example, a non-woven cloth type, has been generally used as a polishing pad. However, in recent years, a soft pad, for example, a suede in which a teardrop-shaped foam portion is open toward the surface. Tone polishing pads have been developed and have been widely used for finish polishing for the following reasons.
図1に上記スエード調研磨パッド1の断面を模式的に示す。このスエード調研磨パッドは、基部部分11と涙滴状発泡部分12とを有し、涙滴状発泡121は主として表面部のみに存在し、この発泡空間が外側に開放した構造を有している。基部部分11はわずかに発泡しているだけである。
FIG. 1 schematically shows a cross section of the suede-like polishing pad 1. This suede-like polishing pad has a
涙滴状発泡121が外側に開放しており、表面近傍における発泡空間が大きな体積を占めるため、ここに多量のスラリーを含むことができる。また、素材と発泡空間の存在によりパッドとしては比較的軟質の性状を示す。
Since the teardrop-shaped
スエード調研磨パッド1が圧力を受けるとこの涙滴状発泡121が容易に押しつぶされ、そこに含まれていたスラリーが押し出され表面にあふれ出すことから、軽い研磨圧によって研磨部には潤沢にスラリーが供給される。軽い研磨圧によって潤沢にスラリー供給ができることから仕上げ研磨に適し、これに多用されるようになってきた。
When the suede-like polishing pad 1 is subjected to pressure, the teardrop-
ところが、加圧されたリテーナーリングによりスラリーがリテーナーリング内に入りづらくなり、摩擦が増してウェハーがリテーナーリングから飛び出してしまう。このように一旦飛び出したウェハー表面は損傷しており、もはや半導体基板として使用することはできない。このことを防止するために、スエード調研磨パッド1に溝を形成することが考えられたが、スエード調研磨パッドが柔らかいためにうねり等が発生し、ウェハーの加工精度に影響を及ぼすようになった。 However, the pressurized retainer ring makes it difficult for the slurry to enter the retainer ring, increasing the friction and causing the wafer to jump out of the retainer ring. Thus, the surface of the wafer that has once jumped out is damaged and can no longer be used as a semiconductor substrate. In order to prevent this, it has been considered to form a groove in the suede-like polishing pad 1. However, since the suede-like polishing pad is soft, waviness or the like occurs, which affects the processing accuracy of the wafer. It was.
本発明は、上述のような現状に鑑みなされた発明であって、スエード調研磨パッドのような柔軟性に富んだ研磨パッドを用いてもウェハーの飛び出しが発生し難い構造のリテーナーリングを提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described situation, and provides a retainer ring having a structure in which a wafer does not easily protrude even when a highly flexible polishing pad such as a suede-like polishing pad is used. This is the issue.
上記課題は、以下の手段によって解決される。すなわち、第1番目の発明は、片面研磨装置におけるリテーナーリングであって、上記リテーナーリングの半径方向内側に、研磨パッドに向かって押しつけ力を加えるための厚肉部分が形成されており、さらに、上記リテーナーリングの半径方向外側に、薄肉部分が形成されていることを特徴とする片面研磨装置におけるリテーナーリングである。 The above problem is solved by the following means. That is, the first invention is a retainer ring in a single-side polishing apparatus, wherein a thick portion for applying a pressing force toward the polishing pad is formed on the radially inner side of the retainer ring, and A retainer ring in a single-side polishing apparatus, wherein a thin-walled portion is formed on an outer side in the radial direction of the retainer ring.
第2番目の発明は、第1番目の発明のリテーナーリングにおいて、上記厚肉部分と上記薄肉部分との面圧分布の違いによって、研磨パッド上のスラリーの取り込みを行うことを特徴とするリテーナーリングである。 According to a second aspect of the present invention, in the retainer ring of the first aspect, the slurry on the polishing pad is taken in by the difference in surface pressure distribution between the thick portion and the thin portion. It is.
第3番目の発明は、第1番目の発明のリテーナーリングにおいて、上記薄肉部分は、上記厚肉部分上面から半径方向外側に向かって下る傾斜面を備えることを特徴とするリテーナーリングである。 A third aspect of the present invention is the retainer ring according to the first aspect, wherein the thin portion includes an inclined surface that descends radially outward from the upper surface of the thick portion.
第4番目の発明は、第1番目又は第2番目の発明のリテーナーリングにおいて、上記薄肉部分は、上記厚肉部分から外側においてこの厚肉部分の上面より低い段差を持った平面を備えることを特徴とするリテーナーリングである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the retainer ring of the first or second aspect, the thin portion includes a flat surface having a step lower than the upper surface of the thick portion on the outer side from the thick portion. This is a featured retainer ring.
第5番目の発明は、第1番目から第4番目までのいずれかの発明のリテーナーリングを用いた研磨装置において、上記研磨パッドは、柔軟性に富みリテーナーリングによってスラリーが掻き出されやすく、スラリーが不足したとき大きな摩擦抵抗を示す軟質の研磨パッドであることを特徴とする研磨装置である。 A fifth invention is a polishing apparatus using the retainer ring according to any one of the first to fourth inventions, wherein the polishing pad is rich in flexibility, and the slurry is easily scraped by the retainer ring. A polishing apparatus characterized by being a soft polishing pad exhibiting a large frictional resistance when deficiency is insufficient.
第6番目の発明は、第5番目の発明の研磨装置において、上記研磨パッドがスエード調の研磨パッドであることを特徴とする研磨装置である。 A sixth invention is a polishing apparatus according to the fifth invention, wherein the polishing pad is a suede polishing pad.
第7番目の発明は、第1番目から第4番目までのいずれかの発明のリテーナーリングと柔軟性に富みリテーナーリングによってスラリーが掻き出されやすく、スラリーが不足したとき大きな摩擦抵抗を示す軟質の研磨パッドを組み合わせ使用することを特徴とする研磨方法である。 The seventh invention is a soft and flexible retainer ring of any one of the first to fourth inventions, which is rich in flexibility and easy to scrape slurry by the retainer ring and exhibits a large frictional resistance when the slurry is insufficient. A polishing method using a combination of polishing pads.
本発明によれば、リテーナーリングの外周部は、面圧分布の違いにより確実に研磨領域までスラリーを取り込むことが容易となり、偶発的な力のバランスのくずれが生じた場合でも、スラリーが存在することにより潤滑され摩擦抵抗が低いままに保たれる。このため、半導体ウェハーWがリテーナーリングから飛び出すことを防止できる。 According to the present invention, the outer peripheral portion of the retainer ring can easily take in the slurry to the polishing region surely due to the difference in the surface pressure distribution, and the slurry exists even when an accidental balance of force occurs. And the frictional resistance is kept low. For this reason, it is possible to prevent the semiconductor wafer W from jumping out of the retainer ring.
以下、図面を用いて実施例を説明する。 Embodiments will be described below with reference to the drawings.
図2は、実施例1のリテーナーリング4及びその周辺を示す断面図である。スエード調研磨パッド1は定盤2の上面に貼付されており、半導体ウェハーWは、このスエード調研磨パッド1の上面上であってリテーナーリング4のリング穴内に保持される。この半導体ウェハーWはウェハー押圧体3によってスエード調研磨パッド1に向けて押しつけられる。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the retainer ring 4 and its surroundings according to the first embodiment. The suede-like polishing pad 1 is attached to the upper surface of the
定盤2は回転駆動される。半導体ウェハーWがその中心からずれた位置にあるため定盤2及びスエード調研磨パッド1は、半導体ウェハーWに対して矢印a方向に相対速度を持つことになる。
The
リテーナーリング4は、不図示のリング押圧体によって、スエード調研磨パッド1に押しつけられる。ウェハー押圧体3及びリング押圧体が付与する押圧力は独立した別の押圧手段あるいは同じ押圧手段によって与えられる。ウェハー押圧体3及びリング押圧体は図面横方向移動及び前後方向移動を拘束されているが、自由に回転可能となっている。
The retainer ring 4 is pressed against the suede polishing pad 1 by a ring pressing body (not shown). The pressing force applied by the
本実施例のリテーナーリング本体41は、厚肉部分411及び薄肉部分412を有しており、厚肉部分411には上記リング押圧体からの押圧力が加えられる。薄肉部分412は、厚肉部分411の上面から半径方向外側に向かって下る傾斜面4121を備えることにより薄肉化されている。
The retainer ring
スエード調研磨パッド1の上面には不図示のスラリー供給ノズルからスラリーが注がれ、注がれたスラリーはこのパッドに吸収されるとともに表面に液膜Lを形成している。 Slurry is poured from a slurry supply nozzle (not shown) onto the upper surface of the suede polishing pad 1, and the poured slurry is absorbed by this pad and a liquid film L is formed on the surface.
薄肉部分412を形成しなかった従来例の場合を考察し、これとの比較により本発明及びこの実施例の特徴を説明する。
Considering the case of the conventional example in which the
従来のリテーナーリングの場合、液膜L部分のスラリー及び涙滴状の発泡部内に含浸されたスラリーは、リテーナーリング4の半径方向外周部下端部によって掻き出されるあるいは掻き取られる。掻き取り作用によってスラリーが不足し、半ば乾いた状態になったスエード調研磨パッド1の面は、定盤2の運動につれて、リング内つまり半導体ウェハーWの下側に移動する。このとき、スラリーがほとんど存在しないことから潤滑作用が不足するため半導体ウェハーWとスエード調研磨パッド1との間に非常に大きな摩擦抵抗が現れる。
In the case of the conventional retainer ring, the slurry in the liquid film L portion and the slurry impregnated in the teardrop-shaped foamed portion are scraped or scraped off by the lower end portion in the radial direction outer peripheral portion of the retainer ring 4. The surface of the suede-like polishing pad 1 that has become semi-dried due to the scraping action moves to the inside of the ring, that is, the lower side of the semiconductor wafer W as the
偶発的な力のバランスのくずれが生じ、半導体ウェハーWがスエード調研磨パッド1を更に変形させてリテーナーリング4の下(図面右側)にもぐり込もうとした場合、摩擦力が大きいためそのままリテーナーリング4の下側に引きずり込まれるようになる。このため、半導体ウェハーWは、もとの位置(リテーナーリング4の内側)に回復することなくそのままリテーナーリング4の下側を通過し、結果リテーナーリングから飛び出すことになる。 If an accidental loss of force balance occurs and the semiconductor wafer W further deforms the suede-like polishing pad 1 and tries to go under the retainer ring 4 (right side of the drawing), the retainer ring remains as it is because the frictional force is large. 4 is dragged to the lower side. For this reason, the semiconductor wafer W passes through the lower side of the retainer ring 4 as it is without being restored to the original position (inside the retainer ring 4), and jumps out of the retainer ring as a result.
本実施例のように薄肉部分412を設けた場合、薄肉部分412は厚肉部分411よりもリング押圧体から受ける押圧力が弱くなり、先端はスラリーを掻き出すことなく、スラリーは確実に実質的にそのままリング内に到達する。つまり、スラリーが確実にリテーナーリング4内に取り込まれる。このため、偶発的な力のバランスのくずれが生じた場合でも、スラリーが存在することにより潤滑され摩擦抵抗が低いままであるため、半導体ウェハーWはもとに回復できる。このため、半導体ウェハーWがリテーナーリング4から飛び出すことを防止できる。
When the
上記説明ではスエード調研磨パッドであることを前提に説明したが、柔軟性に富みリテーナーリングによってスラリーが掻き出されやすく、スラリーが不足したとき大きな摩擦抵抗を示すような研磨パッドについても、本実施例のリテーナーリングが有益であることはいうまでもなく、また、このためスエード調研磨パッドに限定されるものでもない。また、上記リテーナーリングには、スラリー取り込みを更に容易にするための溝を設けてもよい。 Although the above description has been made on the assumption that the pad is a suede-like polishing pad, the present embodiment is also applied to a polishing pad which is highly flexible and easily scrapes off the slurry by retainer ring and exhibits a large frictional resistance when the slurry is insufficient. It goes without saying that the example retainer ring is beneficial and is therefore not limited to a suede polishing pad. Further, the retainer ring may be provided with a groove for further facilitating slurry uptake.
実施例2のリテーナーリング4は、薄肉部分412の構造が実施例1と異なるだけあるため、この部分についてのみ説明し、他は実施例1の説明を援用するものとする。図3は、実施例2のリテーナーリング4及びその周辺を示す断面図であり、できる限り実施例1と同じ符号を使用した。
Since the retainer ring 4 of the second embodiment is different from the first embodiment only in the structure of the
本実施例2の薄肉部分412は、厚肉部分411から外側においてこの厚肉部分411の上面より低い段差を持った平面4122を備えることにより薄肉化されている。実施例1と同様に、薄肉部分412は厚肉部分411よりもリング押圧体から受ける押圧力が弱くなりスラリーが確実に実質的にそのままリング内に到達するため、半導体ウェハの飛び出しが防止できる。
The
1 スエード調研磨パッド
11 基部部分
12 涙滴状発泡部分
121 涙滴状発泡
2 定盤
3 ウェハー押圧体
4 リテーナーリング
41 リテーナーリング本体
411 厚肉部分
412 薄肉部分
4121 傾斜面
4122 平面
4123 下側傾斜面
L 液膜
P1、P2 中心位置
W 半導体ウェハー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Suede-
Claims (7)
上記厚肉部分と上記薄肉部分との面圧分布の違いによって、研磨パッド上のスラリーの取り込みを行うこと
を特徴とするリテーナーリング。 The retainer ring according to claim 1,
A retainer ring, wherein the slurry is taken up on the polishing pad by the difference in surface pressure distribution between the thick part and the thin part.
上記薄肉部分は、上記厚肉部分上面から半径方向外側に向かって下る傾斜面を備えること
を特徴とするリテーナーリング。 The retainer ring according to claim 1 or 2,
The retainer ring according to claim 1, wherein the thin portion includes an inclined surface that descends radially outward from the upper surface of the thick portion.
上記薄肉部分は、上記厚肉部分から外側においてこの厚肉部分の上面より低い段差を持った平面を備えること
を特徴とするリテーナーリング。 The retainer ring according to claim 1 or 2,
The retainer ring according to claim 1, wherein the thin-walled portion includes a flat surface having a step lower than an upper surface of the thick-walled portion on the outer side from the thick-walled portion.
上記研磨パッドは、柔軟性に富みリテーナーリングによってスラリーが掻き出されやすく、スラリーが不足したとき大きな摩擦抵抗を示す軟質の研磨パッドであること
を特徴とする研磨装置。 In the polishing apparatus using the retainer ring according to any one of claims 1 to 4,
The polishing apparatus according to claim 1, wherein the polishing pad is a soft polishing pad that is flexible and retains the slurry easily, and exhibits a large frictional resistance when the slurry is insufficient.
上記研磨パッドはスエード調の研磨パッドであること
を特徴とする研磨装置。 The polishing apparatus according to claim 5, wherein
A polishing apparatus, wherein the polishing pad is a suede-like polishing pad.
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WO2022177726A1 (en) * | 2021-02-18 | 2022-08-25 | Applied Materials, Inc. | Dual loading retaining ring |
-
2003
- 2003-12-09 JP JP2003410128A patent/JP2005169527A/en not_active Withdrawn
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