JP3069954B2 - Wafer polishing equipment - Google Patents
Wafer polishing equipmentInfo
- Publication number
- JP3069954B2 JP3069954B2 JP31790798A JP31790798A JP3069954B2 JP 3069954 B2 JP3069954 B2 JP 3069954B2 JP 31790798 A JP31790798 A JP 31790798A JP 31790798 A JP31790798 A JP 31790798A JP 3069954 B2 JP3069954 B2 JP 3069954B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- carrier
- polishing
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はウェーハ研磨装置に
係り、特に化学的機械研磨法（ＣＭＰ：ChemicalMechan
ical Polishing ）による半導体ウェーハの研磨装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer polishing apparatus, and more particularly, to a chemical mechanical polishing method (CMP).
The present invention relates to an apparatus for polishing a semiconductor wafer by ical polishing.
【０００２】[0002]
【従来の技術】特開平９−１９８６３号公報に開示され
たウェーハ研磨装置は、キャリアとウェーハとの間に圧
力エア層を形成し、この圧力エア層を介してウェーハを
研磨定盤に押し付けて研磨する研磨装置である。また、
前記ウェーハ研磨装置によれば、前記キャリアの外周に
リテーナーリングが配置され、このリテーナーリングに
よって、研磨中のウェーハのキャリアからの飛び出しが
防止されている。即ち、研磨中のウェーハは、その外周
部がリテーナーリングの内周部に当接されることによっ
て、キャリアからの飛び出しが防止されている。2. Description of the Related Art In a wafer polishing apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-19863, a pressure air layer is formed between a carrier and a wafer, and the wafer is pressed against a polishing platen via the pressure air layer. This is a polishing device for polishing. Also,
According to the wafer polishing apparatus, a retainer ring is arranged on the outer periphery of the carrier, and the retainer ring prevents the wafer being polished from jumping out of the carrier. In other words, the wafer being polished is prevented from jumping out of the carrier by contacting the outer peripheral portion with the inner peripheral portion of the retainer ring.
【０００３】ところで、前記リテーナーリングをキャリ
アの外周部に直接固定した場合、ウェーハがリテーナー
リングに当接した時の衝撃力がリテーナーリング側に吸
収されず、反力となってウェーハにかかるので、ウェー
ハが破損する場合がある。そこで、ウェーハ研磨装置で
は、リテーナーリングをキャリアの外周部に対して所定
のガタ付きをもって配設し、このガタを利用して前記衝
撃力を吸収することにより、ウェーハの損傷を防止して
いる。When the retainer ring is directly fixed to the outer peripheral portion of the carrier, the impact force generated when the wafer comes into contact with the retainer ring is not absorbed by the retainer ring, but acts as a reaction force on the wafer. The wafer may be damaged. Therefore, in the wafer polishing apparatus, the retainer ring is disposed with a predetermined play on the outer peripheral portion of the carrier, and the wafer is prevented from being damaged by absorbing the impact force by using the play.
【０００４】また、ウェーハ研磨装置では、リテーナー
リングがキャリアに対してガタ付きをもって配設されて
いるので、ウェーハはキャリアに対する位置が常に変動
しながら研磨される。Further, in a wafer polishing apparatus, since a retainer ring is provided with a play with respect to a carrier, the wafer is polished while its position with respect to the carrier constantly changes.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ウェーハ研磨装置において、ウェーハの研磨精度を向上
させるためには、ウェーハの中心をキャリアの中心軸上
に保持した状態で研磨することが好ましい。しかしなが
ら、前記従来のウェーハ研磨装置は、研磨中のウェーハ
の位置が常に変動するので、ウェーハの研磨精度を向上
させることが難しいという欠点があった。Incidentally, in such a wafer polishing apparatus, in order to improve the polishing accuracy of the wafer, it is preferable to carry out the polishing while keeping the center of the wafer on the center axis of the carrier. However, the conventional wafer polishing apparatus has a drawback that it is difficult to improve the polishing accuracy of the wafer because the position of the wafer being polished constantly changes.
【０００６】このような不具合は、リテーナーリングを
キャリアの外周部に直接固定して、前記ガタを無くした
状態で研磨すれば解消できるが、ガタを無くすと、前述
したようにウェーハが破損するという欠点がある。本発
明は、このような事情に鑑みてなされたもので、リテー
ナーリングを有するウェーハ研磨装置において、ウェー
ハがリテーナーリングに当接した時の衝撃力に起因する
ウェーハの損傷を防止することができると共に、ウェー
ハの中心をキャリアの中心軸上に保持した状態で研磨す
ることによって研磨精度を向上させ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。[0006] Such a problem can be solved by directly fixing the retainer ring to the outer peripheral portion of the carrier and polishing it in a state in which the play is eliminated, but if the play is eliminated, the wafer is damaged as described above. There are drawbacks. The present invention has been made in view of such circumstances, and in a wafer polishing apparatus having a retainer ring, it is possible to prevent damage to a wafer due to an impact force when the wafer comes into contact with the retainer ring. It is another object of the present invention to provide a wafer polishing apparatus capable of improving the polishing accuracy by polishing while maintaining the center of the wafer on the center axis of the carrier.
【０００７】[0007]
【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、ウェーハの表面を研磨する研磨装
置において、前記保持ヘッドは、回転されると共に前記
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
との間に圧力エア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エア層を介して前記研磨定盤に押
し付ける第１押圧手段と、前記キャリアの外周部のみに
緩衝部材を介して装着され、ウェーハの研磨時に研磨定
盤に押し付けられて前記キャリアからのウェーハの飛び
出しを防止すると共に、ウェーハを略隙間なく包囲して
ウェーハの中心をキャリアの中心軸上に保持させるリテ
ーナーリングと、前記リテーナーリングを前記研磨定盤
に押し付ける第２押圧手段と、から成ることを特徴とし
ている。In order to achieve the above object, the present invention provides a polishing apparatus for polishing a surface of a wafer by holding the wafer on a holding head and pressing the wafer against a rotating polishing platen. A head body that is rotated and arranged to face the polishing platen, a carrier that is supported by the head body so as to be vertically movable, and air that is provided on the lower surface of the carrier and faces the back surface of the wafer. By blowing air, an air blowing member that forms a pressure air layer between the carrier and the wafer, and pressing the carrier toward the polishing platen, polishing the wafer through the pressure air layer A first pressing means for pressing against a surface plate, and a buffering member mounted only on an outer peripheral portion of the carrier via a buffer member, and pressed against a polishing surface plate during wafer polishing. A retainer ring that prevents the wafer from jumping out of the carrier, surrounds the wafer with substantially no gap, and holds the center of the wafer on the center axis of the carrier, and a second pressing unit that presses the retainer ring against the polishing platen. And characterized by the following.
【０００８】本発明によれば、リテーナーリングがキャ
リアの外周部に緩衝部材を介して装着されているので、
ウェーハがリテーナーリングに当接した時の衝撃力は前
記緩衝部材で吸収される。これにより、本発明は、前記
衝撃力に起因するウェーハの損傷を防止することができ
る。また、本発明によれば、リテーナーリングがキャリ
アにガタ無く装着されているので、ウェーハの外周をリ
テーナーリングで包囲し、ウェーハの中心をキャリアの
中心軸上に保持した状態で研磨することができる。よっ
て、研磨精度を向上させることができる。According to the present invention, since the retainer ring is mounted on the outer peripheral portion of the carrier via the buffer member,
The impact force when the wafer comes into contact with the retainer ring is absorbed by the buffer member. Thus, the present invention can prevent the wafer from being damaged due to the impact force. Further, according to the present invention, since the retainer ring is attached to the carrier without play, the outer periphery of the wafer can be surrounded by the retainer ring, and the wafer can be polished while being held on the center axis of the carrier. . Therefore, the polishing accuracy can be improved.
【０００９】[0009]
【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、本実施の形態のウェーハ研磨装置１０の
全体構成図である。同図に示すウェーハ研磨装置１０
は、研磨定盤１２とウェーハ保持ヘッド１４とを備えて
いる。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１
２の下部には、軸１８が連結され、この軸１８はモータ
２０の図示しない出力軸に連結されている。したがっ
て、前記モータ２０を駆動すると、前記研磨定盤１２
は、図１上矢印Ａ方向に回転され、その回転する研磨定
盤１２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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a wafer polishing apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a wafer polishing apparatus 10 according to the present embodiment. Wafer polishing apparatus 10 shown in FIG.
Has a polishing table 12 and a wafer holding head 14. The polishing platen 12 is formed in a disk shape, and a polishing cloth 16 is provided on an upper surface thereof. Polishing surface plate 1
A shaft 18 is connected to a lower portion of the motor 2, and the shaft 18 is connected to an output shaft (not shown) of the motor 20. Therefore, when the motor 20 is driven, the polishing platen 12
Is rotated in the direction of arrow A in FIG. 1, and slurry is supplied from a nozzle (not shown) onto the polishing pad 16 of the rotating polishing table 12.
【００１０】図２は前記ウェーハ保持ヘッド１４の縦断
面図である。同図に示すウェーハ保持ヘッド１４は、ヘ
ッド本体２２、キャリア２４、ガイドリング２６、リテ
ーナーリング２８、及びゴムシート３０等から構成され
る。前記ヘッド本体２２は円盤状に形成され、その上面
には回転軸３２がヘッド本体２２の中心軸と同軸上に固
定されている。前記回転軸３２は、図示しないモータの
出力軸に連結され、このモータの駆動力によってヘッド
本体２２は図２上矢印Ｂ方向に回転される。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the wafer holding head 14. The wafer holding head 14 shown in FIG. 1 includes a head body 22, a carrier 24, a guide ring 26, a retainer ring 28, a rubber sheet 30, and the like. The head main body 22 is formed in a disk shape, and a rotating shaft 32 is fixed on the upper surface thereof coaxially with the center axis of the head main body 22. The rotating shaft 32 is connected to an output shaft of a motor (not shown), and the head body 22 is rotated in the direction of arrow B in FIG. 2 by the driving force of the motor.
【００１１】前記ヘッド本体２２にはエア供給路３４、
３６が形成されている。このエア供給路３４は図２上二
点鎖線で示すようにウェーハ保持ヘッド１４の外部に延
設され、レギュレータ３８を介してエアポンプ４０に接
続されている。また、エア供給路３６も同様にウェーハ
保持ヘッド１４の外部に延設され、レギュレータ４２を
介して前記エアポンプ４０に接続されている。The head body 22 has an air supply passage 34,
36 are formed. The air supply path 34 extends outside the wafer holding head 14 as shown by a two-dot chain line in FIG. 2 and is connected to an air pump 40 via a regulator 38. Similarly, an air supply path 36 extends outside the wafer holding head 14 and is connected to the air pump 40 via a regulator 42.
【００１２】前記キャリア２４は、円盤状に形成されて
ヘッド本体２２の下部にヘッド本体２２の中心軸と同軸
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４４が収納されている。多孔質板４４にはエア吸引
路４６が連通され、エア吸引路４６は図２上二点鎖線で
示すようにウェーハ保持ヘッド１４の外部に延設されて
サクションポンプ４８に接続されている。したがって、
サクションポンプ４８が駆動されると、多孔質板４４が
吸引部材として機能し、この多孔質板４４にウェーハ５
０が吸着保持される。前記多孔質板４４は、内部に多数
の通気路を有するものであり、例えば、セラミック材料
の焼結体よりなるものが用いられている。The carrier 24 is formed in a disk shape and is arranged below the head body 22 coaxially with the center axis of the head body 22. In addition, a concave portion 25 is formed on the lower surface of the carrier 24, and a porous plate 44 having air permeability is accommodated in the concave portion 25. An air suction path 46 communicates with the porous plate 44, and the air suction path 46 extends outside the wafer holding head 14 and is connected to a suction pump 48 as shown by a two-dot chain line in FIG. Therefore,
When the suction pump 48 is driven, the porous plate 44 functions as a suction member, and the porous plate 44
0 is held by suction. The porous plate 44 has a large number of air passages therein, and for example, a porous plate made of a sintered body of a ceramic material is used.
【００１３】前記キャリア２４の下面外周部には、多数
のエア噴射口５２、５２…が同心円上に所定の間隔をも
って形成されている。また、これらのエア噴射口５２、
５２…は、キャリア２４の下面に形成された環状のエア
溝５４を介して連通されている。更に、前記エア噴射口
５２、５２…は、図２上二点鎖線で示すエア供給路５６
に連通されており、このエア供給路５６は、ウェーハ保
持ヘッド１４の外部に延設され、レギュレータ５８を介
してエアポンプ４０に接続されている。On the outer peripheral portion of the lower surface of the carrier 24, a large number of air injection ports 52 are formed at predetermined intervals on a concentric circle. In addition, these air injection ports 52,
52 are communicated via an annular air groove 54 formed on the lower surface of the carrier 24. Are connected to an air supply path 56 shown by a two-dot chain line in FIG.
The air supply path 56 extends outside the wafer holding head 14, and is connected to the air pump 40 via a regulator 58.
【００１４】したがって、エアポンプ４０が駆動される
と、エアポンプ４０からの圧縮エアがエア供給路５６、
エア噴射口５２を介してエア溝５４から下方に噴き出さ
れる。これにより、キャリア２４の下面とウェーハ５０
の裏面との間に圧力エア層６０が形成される。ウェーハ
５０は、前記圧力エア層６０を介して伝達されるキャリ
ア２４からの押圧力によって研磨布１６に押し付けられ
研磨される。Therefore, when the air pump 40 is driven, the compressed air from the air pump 40 is supplied to the air supply path 56,
The air is ejected downward from the air groove 54 via the air ejection port 52. Thereby, the lower surface of the carrier 24 and the wafer 50
A pressurized air layer 60 is formed between the pressure air layer 60 and the back surface. The wafer 50 is pressed against the polishing pad 16 by the pressing force from the carrier 24 transmitted through the pressure air layer 60, and is polished.
【００１５】前記ゴムシート３０は、均一な厚さで１枚
の円盤状に形成される。また、ゴムシート３０は、大中
小の環状の止め金６２、６４、６６によってヘッド本体
２２の下面に固定され、これらの止め金６２、６４、６
６によってゴムシート３０は外側部３０Ａと内側部３０
Ｂとに２分されている。このように２分されたゴムシー
ト３０の内側部３０Ｂは、キャリア２４を押圧し、外側
部３０Ａはガイドリング２６を介してリテーナーリング
２８を押圧する。なお、符号６８は、止め金６２、６
４、６６をヘッド本体２２に締結するためのボルトであ
る。The rubber sheet 30 is formed into a single disk with a uniform thickness. The rubber sheet 30 is fixed to the lower surface of the head main body 22 by large, medium, and small annular stoppers 62, 64, 66.
6, the rubber sheet 30 is formed into an outer portion 30A and an inner portion 30.
And B. The inner portion 30B of the rubber sheet 30 thus divided presses the carrier 24, and the outer portion 30A presses the retainer ring 28 via the guide ring 26. Reference numeral 68 indicates the stoppers 62 and 6.
4 and 66 are bolts for fastening the head body 22.
【００１６】前記の如くゴムシート３０を２分すると、
ヘッド本体２２の下方には、ゴムシート３０の内側部３
０Ｂによって密閉される環状の空間７０と、外側部３０
Ａによって密閉される環状の空間部７２とが形成され
る。前記空間７０には、前記エア供給路３４が連通され
ている。したがって、エアポンプ４０からの圧縮エアを
エア供給路３４から空間７０に供給すると、ゴムシート
３０の内側部３０Ｂはエア圧で膨張される。これによ
り、内側部３０Ｂの下部に位置するキャリア２４が、内
側部３０Ｂの膨張によって下方に押圧される。そして、
この押圧力は、圧力エア層６０を介してウェーハ５０に
伝達されるので、研磨布１６に対するウェーハ５０の押
し付け力が得られる。また、エア圧をレギュレータ３８
で調整すれば、研磨布１６に対するウェーハ５０の押し
付け力を制御することができる。When the rubber sheet 30 is divided into two parts as described above,
Below the head body 22, an inner portion 3 of the rubber sheet 30 is provided.
OB, an annular space 70 sealed by the
A forms an annular space 72 hermetically sealed. The space 70 communicates with the air supply passage 34. Therefore, when the compressed air from the air pump 40 is supplied from the air supply path 34 to the space 70, the inner portion 30B of the rubber sheet 30 is expanded by the air pressure. Thereby, the carrier 24 located below the inner portion 30B is pressed downward by the expansion of the inner portion 30B. And
Since this pressing force is transmitted to the wafer 50 via the pressure air layer 60, a pressing force of the wafer 50 against the polishing pad 16 is obtained. Also, the air pressure is regulated by the regulator 38.
In this case, the pressing force of the wafer 50 against the polishing pad 16 can be controlled.
【００１７】一方、前記空間７２には、前記エア供給路
３６が連通されているので、エアポンプ４０からの圧縮
エアをエア供給路３６から空間７２に供給すると、ゴム
シート３０の外側部３０Ａをエア圧で膨張させることが
できる。これによって、外側部３０Ａの下部に位置する
ガイドリング２６が外側部３０Ａに押し下げられ、そし
て、ガイドリング２６の下部に配置されたリテーナーリ
ング２８が研磨布１６に押し付けられる。また、レギュ
レータ４２でエア圧を調整すれば、リテーナーリング２
８の押し付け力を制御することができる。この場合のリ
テーナーリング２８の押し付け力は、研磨布１６からの
応力がウェーハ５０のエッジ部に集中しない力に設定さ
れる。On the other hand, since the air supply path 36 is communicated with the space 72, when compressed air from the air pump 40 is supplied from the air supply path 36 to the space 72, the outside portion 30A of the rubber sheet 30 is It can be inflated with pressure. As a result, the guide ring 26 located below the outer portion 30A is pushed down to the outer portion 30A, and the retainer ring 28 arranged below the guide ring 26 is pressed against the polishing pad 16. If the air pressure is adjusted by the regulator 42, the retainer ring 2
8 pressing force can be controlled. In this case, the pressing force of the retainer ring 28 is set to a force at which the stress from the polishing pad 16 does not concentrate on the edge of the wafer 50.
【００１８】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の中心軸と
同軸上に配置される。また、ガイドリング２６の上部外
周にはフランジ２６Ａが形成され、このフランジ２６Ａ
は、ウェーハ保持ヘッド１４を研磨布１６から上昇させ
た時に、止め金６２の下部内周に形成されたフランジ６
２Ａに当接される。これにより、ウェーハ保持ヘッド１
４からのガイドリング２６の脱落が防止されている。The guide ring 26 is formed in a cylindrical shape, and is arranged below the head body 22 coaxially with the center axis of the head body 22. A flange 26A is formed on the outer periphery of the upper part of the guide ring 26.
When the wafer holding head 14 is lifted from the polishing pad 16, the flange 6
2A. Thereby, the wafer holding head 1
4 prevents the guide ring 26 from falling off.
【００１９】ところで、前記リテーナーリング２８は、
研磨中のウェーハ５０がウェーハ保持ヘッド１４から飛
び出すのを防止するためのリングであり、キャリア２４
の下部外周部にＯリング（緩衝部材）７４を介して装着
されている。このように、リテーナーリング２８をＯリ
ング７４を介してキャリア２４に装着すると、ウェーハ
５０がリテーナーリング２８に当接した時の衝撃力が、
前記Ｏリング７４で吸収される。また、リテーナーリン
グ２８は、ウェーハ５０を略隙間なく包囲することがで
きる大きさに形成されているので、ウェーハ５０はリテ
ーナーリング２８で包囲された状態で、即ち、ウェーハ
５０の中心がキャリア２４の中心軸上に保持された状態
で研磨される。By the way, the retainer ring 28
This is a ring for preventing the wafer 50 being polished from jumping out of the wafer holding head 14, and is a carrier 24.
Is mounted via an O-ring (buffer member) 74 on the outer periphery of the lower part of the. Thus, when the retainer ring 28 is mounted on the carrier 24 via the O-ring 74, the impact force when the wafer 50 abuts on the retainer ring 28,
It is absorbed by the O-ring 74. Further, since the retainer ring 28 is formed to have a size capable of surrounding the wafer 50 with almost no gap, the wafer 50 is surrounded by the retainer ring 28, that is, the center of the wafer 50 is It is polished while being held on the central axis.
【００２０】次に、本実施の形態のウェーハ保持ヘッド
１４に適用された研磨量終点検出装置について説明す
る。本実施の形態の研磨量終点検出装置は、ウェーハ５
０の研磨量が終点に近づくに従ってキャリア２４の回転
トルクが小さくなることに着目して構成されたものであ
る。即ち、前記研磨量終点検出装置は、キャリア２４の
回転トルクを歪みとして検出する歪みゲージ９６、歪み
ゲージから出力される電気信号に基づいて前記回転トル
クを演算する演算部を有する制御装置（不図示）から構
成される。Next, a polishing amount end point detecting device applied to the wafer holding head 14 according to the present embodiment will be described. The polishing amount end point detecting apparatus according to the present embodiment uses the wafer 5
The configuration is based on the fact that the rotational torque of the carrier 24 decreases as the polishing amount of 0 approaches the end point. That is, the polishing amount end point detecting device includes a strain gauge 96 for detecting the rotational torque of the carrier 24 as distortion, and a control device (not shown) having a computing unit for computing the rotational torque based on an electric signal output from the strain gauge. ).
【００２１】前記歪みゲージ９６は、連結バー８０に取
り付けられている。この連結バー８０は、ヘッド本体２
２にキャリア２４を吊り下げ支持する部材であり、ウェ
ーハ保持ヘッド１４の中心軸と同軸上に配置されてい
る。また、連結バー８０は基部８２、連結部８４、及び
括れ部８６から構成されている。前記基部８２は、前記
ヘッド本体２２に図示しないボルトによって固定され、
前記連結部８４はキャリア２４の上面に形成された矩形
状の凹状溝８８に挿入されている。前記連結部８４の下
部には図３に示すように矩形状のフランジ９０が形成さ
れ、このフランジ９０が前記溝８８に嵌入されている。
これによって、前記キャリア２４は、ヘッド本体２２に
対して回り止めされた状態で連結されると共に、振れ止
めされた状態で連結される。なお、前記連結部８４は、
キャリア２４にボルト９２で固定された抜け止めリング
９４によってキャリア２４からの脱落が防止されてい
る。The strain gauge 96 is attached to the connecting bar 80. The connecting bar 80 is connected to the head body 2
2 is a member for suspending and supporting the carrier 24, and is arranged coaxially with the central axis of the wafer holding head 14. The connecting bar 80 includes a base 82, a connecting portion 84, and a constricted portion 86. The base 82 is fixed to the head main body 22 by a bolt (not shown),
The connecting portion 84 is inserted into a rectangular concave groove 88 formed on the upper surface of the carrier 24. As shown in FIG. 3, a rectangular flange 90 is formed below the connecting portion 84, and the flange 90 is fitted into the groove 88.
Thus, the carrier 24 is connected to the head main body 22 in a state where it is prevented from rotating, and is connected in a state where it is prevented from swinging. The connecting portion 84 is
The retaining ring 94 fixed to the carrier 24 with bolts 92 prevents the carrier 24 from dropping off the carrier 24.
【００２２】前記連結バー８０の括れ部８６には図２に
示すように、前記歪みケージ９６が取り付けられてい
る。この歪みケージ９６は、前記括れ部８６の水平方向
の歪みを電気信号として検出し、この電気信号は前記制
御装置の演算部に出力される。演算部は、歪みケージ９
６から出力された電気信号に基づいてキャリア２４の回
転トルクを演算する。そして、演算部で演算された前記
回転トルクが、研磨量終点に対応する基準の回転トルク
と合致した時に、制御装置がウェーハ研磨装置１０を制
御してウェーハ５０の研磨を終了させる。なお、前記基
準の回転トルクは、制御装置のＲＡＭに予め記憶されて
おり、ウェーハ研磨時に制御装置によって読み出され、
実測された回転トルクと比較される。As shown in FIG. 2, the strain cage 96 is attached to the constricted portion 86 of the connecting bar 80. The strain cage 96 detects a horizontal strain of the constricted portion 86 as an electric signal, and the electric signal is output to an arithmetic unit of the control device. The calculation unit is a strain cage 9
The rotational torque of the carrier 24 is calculated based on the electric signal output from the control unit 6. Then, when the rotation torque calculated by the calculation unit matches the reference rotation torque corresponding to the polishing amount end point, the control device controls the wafer polishing apparatus 10 to finish polishing the wafer 50. The reference rotation torque is stored in the RAM of the control device in advance, and is read by the control device during wafer polishing.
It is compared with the measured rotational torque.
【００２３】このように、ヘッド本体２２とキャリア２
４とを連結バー８０で連結し、この連結バー８０に歪み
ゲージ９６を設け、この歪みゲージ９６から出力される
電気信号に基づいてキャリア２４の回転トルクを検出す
れば、その回転トルクを正確に検出することができる。
よって、本実施の形態の研磨量終点検出装置によれば、
ウェーハ保持ヘッド１４を回転させるモータの電気抵抗
でキャリア２４の回転トルクを検出する研磨量終点検出
装置と比較すると、その回転トルクを正確に検出するこ
とができるので、ウェーハ５０の研磨量終点を正確に検
出することができる。なお、キャリア２４の回転トルク
を検出できるものであれば、前記歪みゲージ９６に代え
て圧電素子等の他の検出手段を適用して良い。また、本
実施の形態では、キャリア２４の横方向（水平方向）の
力Ｆを、ウェーハ保持ヘッド１４の中心軸上で受けるの
で、ウェーハ保持ヘッド１４の外周部で前記力Ｆを受け
るよりも、ウェーハ保持ヘッド１４全体の傾きに対する
自由度を広げることができる。As described above, the head body 22 and the carrier 2
4 is connected by a connecting bar 80, a strain gauge 96 is provided on the connecting bar 80, and if the rotational torque of the carrier 24 is detected based on an electric signal output from the strain gauge 96, the rotational torque can be accurately determined. Can be detected.
Therefore, according to the polishing amount end point detecting device of the present embodiment,
Compared with the polishing amount end point detecting device that detects the rotation torque of the carrier 24 by the electric resistance of the motor that rotates the wafer holding head 14, the rotation torque can be detected accurately, so that the polishing amount end point of the wafer 50 can be accurately determined. Can be detected. In addition, as long as the rotational torque of the carrier 24 can be detected, other detecting means such as a piezoelectric element may be used instead of the strain gauge 96. Further, in the present embodiment, since the force F in the lateral direction (horizontal direction) of the carrier 24 is received on the central axis of the wafer holding head 14, the force F is not applied to the outer peripheral portion of the wafer holding head 14 than the above. The degree of freedom with respect to the inclination of the entire wafer holding head 14 can be increased.
【００２４】次に、前記の如く構成されたウェーハ研磨
装置１０のウェーハ保持ヘッド１４の作用について説明
する。まず、研磨対象のウェーハ５０を多孔質板４４で
吸着保持し、この状態でウェーハ保持ヘッド１４を研磨
布１６上の所定の位置に移動させる。次に、多孔質板４
４によるウェーハ５０の吸着保持を解除し、このウェー
ハ５０を研磨布１６上に載置する。Next, the operation of the wafer holding head 14 of the wafer polishing apparatus 10 configured as described above will be described. First, the wafer 50 to be polished is suction-held by the porous plate 44, and the wafer holding head 14 is moved to a predetermined position on the polishing pad 16 in this state. Next, the porous plate 4
4 and release the suction of the wafer 50, and place the wafer 50 on the polishing pad 16.
【００２５】次に、エアポンプ４０を駆動して、圧縮エ
アをエア供給路５６からエア噴射口５２及びエア溝５４
を介してキャリア２４とウェーハ５０との間に噴射し、
キャリア２４とウェーハ５０との間に圧力エア層６０を
形成する。そして、エアポンプ４０からの圧縮エアをエ
ア供給路３４を介して空間７０に供給し、ゴムシート３
０の内側部３０Ｂを内部エア圧により膨張させてキャリ
ア２４を押圧する。これによって、ウェーハ５０は、圧
力エア層６０を介して伝達されるキャリア２４の押圧力
によって研磨布１６に押し付けられる。そして、レギュ
レータ３８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５０の押付力
を一定にする。Next, the air pump 40 is driven to supply compressed air from the air supply path 56 to the air injection port 52 and the air groove 54.
Is injected between the carrier 24 and the wafer 50 through
A pressure air layer 60 is formed between the carrier 24 and the wafer 50. Then, compressed air from the air pump 40 is supplied to the space 70 via the air supply path 34, and the rubber sheet 3
The inner portion 30B of the “0” is expanded by the internal air pressure to press the carrier 24. Thus, the wafer 50 is pressed against the polishing pad 16 by the pressing force of the carrier 24 transmitted through the pressure air layer 60. Then, the air pressure is adjusted by the regulator 38 to control the internal air pressure to a desired pressure, and the pressing force of the wafer 50 against the polishing pad 16 is made constant.
【００２６】次に、エアポンプ４４からの圧縮エアをエ
ア供給路３６を介して空間７２に供給し、ゴムシート３
０の外側部３０Ａを内部エア圧により膨張させてリテー
ナーリング２８をガイドリング２６を介して押圧し、リ
テーナーリング２８を研磨布１６に押し付ける。そし
て、レギュレータ４２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に対するリテーナー
リング２８の押付力を一定に保持する。Next, compressed air from the air pump 44 is supplied to the space 72 through the air supply path 36,
The outer portion 30 </ b> A is expanded by the internal air pressure to press the retainer ring 28 through the guide ring 26 and press the retainer ring 28 against the polishing pad 16. Then, the air pressure is adjusted by the regulator 42 to control the internal air pressure to a desired pressure, and the pressing force of the retainer ring 28 against the polishing pad 16 is kept constant.
【００２７】次いで、ウェーハ保持ヘッド１４と研磨定
盤１２とを回転させてウェーハ５０の研磨を開始する。
この研磨中において前記ウェーハ５０は、その外周部が
リテーナーリング２８の内周部に当接することによっ
て、ウェーハ保持ヘッド１４からの飛び出しが防止され
た状態で研磨される。そして、リテーナーリング２８に
ウェーハ５０が当接した時の衝撃力は、Ｏリング７４で
吸収されている。したがって、前記ウェーハ保持ヘッド
１４によれば、前記衝撃力に起因するウェーハ５０の損
傷を防止することができる。Next, the polishing of the wafer 50 is started by rotating the wafer holding head 14 and the polishing platen 12.
During this polishing, the wafer 50 is polished in a state where the wafer 50 is prevented from jumping out of the wafer holding head 14 by the outer peripheral portion abutting on the inner peripheral portion of the retainer ring 28. The impact force when the wafer 50 abuts on the retainer ring 28 is absorbed by the O-ring 74. Therefore, according to the wafer holding head 14, damage to the wafer 50 due to the impact force can be prevented.
【００２８】また、前記ウェーハ保持ヘッド１４では、
リテーナーリング２８がキャリア２４にガタなく固定さ
れ、これにより、ウェーハ５０はリテーナーリングによ
って包囲された状態で研磨される。したがって、前記ウ
ェーハ保持ヘッド１４によれば、ウェーハ５０の中心を
キャリア２４の中心軸上に保持した状態でウェーハ５０
を研磨することができるので、ウェーハ５０の研磨精度
を向上させることができる。In the wafer holding head 14,
The retainer ring 28 is fixed to the carrier 24 without play, whereby the wafer 50 is polished while being surrounded by the retainer ring. Therefore, according to the wafer holding head 14, the wafer 50 is held in a state where the center of the wafer 50 is held on the center axis of the carrier 24.
Can be polished, so that the polishing accuracy of the wafer 50 can be improved.
【００２９】一方、ウェーハ研磨中におけるウェーハ５
０の研磨量は、歪みゲージ９６と制御装置とでキャリア
２４の回転トルクを検出することにより常時検出されて
いる。そして、検出された回転トルクが、研磨量終点に
対応する基準の回転トルクと合致した時に、制御装置が
ウェーハ研磨装置１０を制御してウェーハ５０の研磨を
終了する。On the other hand, during wafer polishing, the wafer 5
The polishing amount of 0 is always detected by detecting the rotational torque of the carrier 24 by the strain gauge 96 and the control device. Then, when the detected rotation torque matches the reference rotation torque corresponding to the polishing amount end point, the control device controls the wafer polishing apparatus 10 to finish polishing the wafer 50.
【００３０】その後、研磨終了したウェーハ５０を、多
孔質板４４で吸着保持し、ウェーハ保持ヘッド１４のア
ンロード動作によって次工程の洗浄装置に向けて搬送す
る。以上が、前記ウェーハ保持ヘッド１４の作用であ
る。なお、本実施の形態では、緩衝部材としてＯリング
７４を適用した例について説明したが、これに限られる
ものではなく、ウェーハ５０がリテーナーリング２８に
当接した時の衝撃力を緩衝することができる部材であれ
ば、その形態は問わない。Thereafter, the polished wafer 50 is sucked and held by the porous plate 44, and is conveyed to the next-step cleaning device by the unloading operation of the wafer holding head 14. The above is the operation of the wafer holding head 14. In the present embodiment, an example in which the O-ring 74 is applied as the buffer member has been described. However, the present invention is not limited to this, and it is possible to buffer the impact force when the wafer 50 contacts the retainer ring 28. The form is not limited as long as the member can be formed.
【００３１】[0031]
【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、リテーナーリングをキャリアの外
周部に緩衝部材を介して装着したので、ウェーハがリテ
ーナーリングに当接した時の衝撃力に起因するウェーハ
の損傷を防止することができ、また、リテーナーリング
がキャリアにガタ無く装着されているので、ウェーハの
外周をリテーナーリングで包囲し、ウェーハの中心をキ
ャリアの中心軸上に保持した状態で研磨することができ
る。よって、本発明は、ウェーハの研磨精度を向上させ
ることができる。As described above, according to the wafer polishing apparatus of the present invention, since the retainer ring is mounted on the outer peripheral portion of the carrier via the buffer member, the impact force when the wafer comes into contact with the retainer ring. It is possible to prevent the damage of the wafer caused by the above, and since the retainer ring is mounted on the carrier without play, the outer periphery of the wafer is surrounded by the retainer ring, and the center of the wafer is held on the center axis of the carrier. It can be polished in a state. Therefore, the present invention can improve the polishing accuracy of the wafer.
【図１】本実施の形態のウェーハ研磨装置の全体構造図FIG. 1 is an overall structural diagram of a wafer polishing apparatus according to the present embodiment.
【図２】図１に示したウェーハ研磨装置のウェーハ保持
ヘッドの縦断面図FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a wafer holding head of the wafer polishing apparatus shown in FIG.
【図３】キャリアに対する連結バーの取付位置を示す平
面図FIG. 3 is a plan view showing an attachment position of a connection bar to a carrier.
１０…ウェーハ研磨装置 １２…研磨定盤 １４…ウェーハ保持ヘッド １６…研磨布 ２２…ヘッド本体 ２４…キャリア ２６…ガイドリング ２８…リテーナーリング ３０…ゴムシート ７４…Ｏリング DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Wafer polishing apparatus 12 ... Polishing surface plate 14 ... Wafer holding head 16 ... Polishing cloth 22 ... Head main body 24 ... Carrier 26 ... Guide ring 28 ... Retainer ring 30 ... Rubber sheet 74 ... O-ring
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B24B 37/04 H01L 21/304 622 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B24B 37/04 H01L 21/304 622
Claims (1)
磨定盤に押し付けて、ウェーハの表面を研磨する研磨装
置において、 前記保持ヘッドは、 回転され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エア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エア層を介して前記研磨定
盤に押し付ける第１押圧手段と、 前記キャリアの外周部のみに緩衝部材を介して装着さ
れ、ウェーハの研磨時に研磨定盤に押し付けられて前記
キャリアからのウェーハの飛び出しを防止すると共に、
ウェーハを略隙間なく包囲してウェーハの中心をキャリ
アの中心軸上に保持させるリテーナーリングと、前記リテーナーリングを前記研磨定盤に押し付ける第２
押圧手段と、 から成るこを特徴とするウェーハ研磨装置。1. A polishing apparatus for polishing a surface of a wafer by holding a wafer on a holding head and pressing the wafer against a rotating polishing table, wherein the holding head is rotated and arranged to face the polishing table. A main body, a carrier supported movably in the vertical direction by the head main body, and a pressure air layer provided between the carrier and the wafer by blowing air toward the back surface of the wafer while being provided on the lower surface of the carrier. An air blowing member to be formed, first pressing means for pressing the wafer against the polishing platen via the pressure air layer by pressing the carrier toward the polishing platen, and only an outer peripheral portion of the carrier To prevent the wafer from jumping out of the carrier by being pressed against the polishing platen when polishing the wafer. Together,
A retainer ring for surrounding the wafer with substantially no gap and holding the center of the wafer on the center axis of the carrier; and a second pressing the retainer ring against the polishing platen.
And a pressing unit .
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31790798A JP3069954B2 (en) | 1998-11-09 | 1998-11-09 | Wafer polishing equipment |
| US09/433,310 US6283828B1 (en) | 1998-11-09 | 1999-11-03 | Wafer polishing apparatus |
| TW088119377A TW422756B (en) | 1998-11-09 | 1999-11-05 | Wafer polishing apparatus |
| GB9926539A GB2350077B (en) | 1998-11-09 | 1999-11-09 | Wafer polishing apparatus |
| DE19953847A DE19953847A1 (en) | 1998-11-09 | 1999-11-09 | Wafer polishing device has a holder head for pressing the wafer against a rotating tensioning plate to polish the wafer |
| MYPI99004858A MY122374A (en) | 1998-11-09 | 1999-11-09 | Wafer polishing apparatus |
| US09/779,828 US6319106B2 (en) | 1998-11-09 | 2001-02-09 | Wafer polishing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31790798A JP3069954B2 (en) | 1998-11-09 | 1998-11-09 | Wafer polishing equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000141211A JP2000141211A (en) | 2000-05-23 |
| JP3069954B2 true JP3069954B2 (en) | 2000-07-24 |
Family
ID=18093390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31790798A Expired - Fee Related JP3069954B2 (en) | 1998-11-09 | 1998-11-09 | Wafer polishing equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3069954B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004028743A1 (en) * | 2002-09-27 | 2004-04-08 | Komatsu Denshi Kinzoku Kabushiki Kaisha | Polishing apparatus, polishing head, and polishing method |
| JP5464820B2 (en) | 2007-10-29 | 2014-04-09 | 株式会社荏原製作所 | Polishing equipment |
-
1998
- 1998-11-09 JP JP31790798A patent/JP3069954B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000141211A (en) | 2000-05-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100475845B1 (en) | Polishing device | |
| US6059636A (en) | Wafer polishing apparatus | |
| US6277009B1 (en) | Carrier head including a flexible membrane and a compliant backing member for a chemical mechanical polishing apparatus | |
| US6183354B1 (en) | Carrier head with a flexible membrane for a chemical mechanical polishing system | |
| US6027398A (en) | Wafer polishing apparatus | |
| US20040067719A1 (en) | Apparatus and method of detecting a substrate in a carrier head | |
| KR101044738B1 (en) | Substrate holding apparatus, polishing apparatus and a method for holding a substrate and pressing the substrate against a polishing surface by substrate holding apparatus | |
| JP3042293B2 (en) | Wafer polishing equipment | |
| KR100440627B1 (en) | Structure of polishing head of polishing apparatus | |
| US6283828B1 (en) | Wafer polishing apparatus | |
| JP3069954B2 (en) | Wafer polishing equipment | |
| KR100609843B1 (en) | Wafer polishing apparatus | |
| JP2005288664A (en) | Polishing device and method for detecting completion of polishing pad standing | |
| JP2004193289A (en) | Polishing method | |
| JP2940613B2 (en) | Wafer polishing equipment | |
| JP2973404B2 (en) | Wafer polishing equipment | |
| JP2973403B2 (en) | Wafer polishing equipment | |
| JP3279875B2 (en) | Polishing equipment | |
| JP2001001260A (en) | Wafer polishing device | |
| US20040018806A1 (en) | Wafer polisher | |
| JP3220937B2 (en) | Wafer polishing equipment | |
| JP3327378B2 (en) | Wafer polishing equipment | |
| JP2005244258A (en) | Wafer-polishing apparatus | |
| JPH11860A (en) | Wafer polishing device | |
| JP3770956B2 (en) | Polishing apparatus and polishing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090526 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |