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JP7780906B2 - CMP equipment - Google Patents
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CMP equipment

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JP7780906B2 JP2021164266A JP2021164266A JP7780906B2 JP 7780906 B2 JP7780906 B2 JP 7780906B2 JP 2021164266 A JP2021164266 A JP 2021164266A JP 2021164266 A JP2021164266 A JP 2021164266A JP 7780906 B2 JP7780906 B2 JP 7780906B2
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Description

本発明は、ワークをCMP研磨するCMP装置に関するものである。 The present invention relates to a CMP apparatus for CMP polishing of a workpiece.

半導体製造分野では、シリコンウェハ等の半導体ウェハ(以下、「ワーク」という)を平坦化するCMP装置が知られている。 In the semiconductor manufacturing field, CMP apparatuses are known for planarizing semiconductor wafers such as silicon wafers (hereinafter referred to as "workpieces").

特許文献1記載のウェハ研磨装置は、化学的機械的研磨、いわゆるCMP(Chemical Mechanical Polishing)技術を適用した研磨装置である。このウェハ研磨装置では、ウェハWが、円環状の交換部34内に収容され、研磨ヘッド1が、キャリア20とリテーナリング30に周縁を保持されたゴムシート60との隙間に形成されたエア室61のエア圧でウェハWを研磨布2に押し付けて研磨する。なお、符号は、特許文献1のものである。 The wafer polishing apparatus described in Patent Document 1 is a polishing apparatus that applies chemical mechanical polishing, or CMP (Chemical Mechanical Polishing) technology. In this wafer polishing apparatus, a wafer W is housed in an annular exchange unit 34, and the polishing head 1 polishes the wafer W by pressing it against the polishing cloth 2 using air pressure from an air chamber 61 formed in the gap between the carrier 20 and a rubber sheet 60 whose peripheral edge is held by a retainer ring 30. Note that the reference numerals are those of Patent Document 1.

特許第3683149号公報Patent No. 3683149

しかしながら、上述したようなウェハ研磨装置では、研磨時に、ウェハWが研磨布2との動摩擦により交換部34の内側面に衝突するため、ウェハWを緩やかに受ける必要がある。また、ウェハWの研磨に伴って交換部34自体も研磨されるところ、研磨を繰り返すと交換部34が摩耗して薄くなり、ウェハWの研磨形状に悪影響を及ぼすため、定期的に交換する必要がある。 However, in the wafer polishing apparatus described above, the wafer W collides with the inner surface of the replacement part 34 due to dynamic friction with the polishing cloth 2 during polishing, so the wafer W needs to be gently received. Furthermore, the replacement part 34 itself is also polished as the wafer W is polished, and repeated polishing causes the replacement part 34 to wear and thin, adversely affecting the polished shape of the wafer W, so it needs to be replaced periodically.

例えば、交換部34の材質を軟質なものに設定すれば、研磨時のウェハWとの衝突が緩衝されてウェハWの欠けは抑制されるものの、交換部34は擦り減り易く、交換部34の交換頻度が増して、装置の運転時間が短くなる。 For example, if the replacement part 34 is made of a soft material, it will cushion the collision with the wafer W during polishing and reduce chipping of the wafer W, but the replacement part 34 will be more susceptible to wear, which will increase the frequency of replacement of the replacement part 34 and shorten the operating time of the equipment.

一方、交換部34の材質を耐摩耗性が高いものに設定すれば、交換部34の交換頻度は低くなるものの、研磨時の交換部34との衝突によりウェハWが欠け易くなる。 On the other hand, if the replacement part 34 is made of a highly wear-resistant material, the replacement part 34 will need to be replaced less frequently, but the wafer W will be more likely to chip due to collisions with the replacement part 34 during polishing.

そこで、CMP研磨時のワークの欠けを抑制しつつ、CMP装置の運転時間を長期化するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。 This raises a technical issue that must be resolved in order to extend the operating time of the CMP equipment while suppressing chipping of the workpiece during CMP polishing, and the present invention aims to solve this issue.

上記目的を達成するために、本発明に係るCMP装置は、ワークを研磨するCMP装置であって、前記ワークを収容する収容ポケットが形成され、前記ワークとともに研磨パッドに押し当てられる枠体を備え、前記枠体は、前記収容ポケットを囲繞して設けられた緩衝部と、前記緩衝部と一体に設けられて前記緩衝部より高い耐摩耗性を有し、前記枠体の前記研磨パッドに押し当てられる被押圧面のうち少なくとも一部を占める補強部と、を備えている。 To achieve the above objective, the CMP apparatus of the present invention is a CMP apparatus for polishing a workpiece, and includes a frame body formed with a storage pocket for storing the workpiece and pressed against a polishing pad together with the workpiece. The frame body includes a buffer section surrounding the storage pocket, and a reinforcing section that is integral with the buffer section, has higher wear resistance than the buffer section, and occupies at least a portion of the pressed surface of the frame body that is pressed against the polishing pad.

この構成によれば、緩衝部より高い耐摩耗性を有する補強部が、枠体の被押圧面の少なくとも一部を占めることにより、枠体の摩耗が抑制されて枠体の交換頻度が低くなり、CMP装置の運転時間を長期化することができる。さらに、緩衝部が、研磨時に収容ポケット内を移動するワークを受けるため、研磨時のワークの欠けを抑制することができる。 With this configuration, the reinforcing section, which has higher wear resistance than the buffer section, occupies at least a portion of the pressed surface of the frame, thereby suppressing wear on the frame and reducing the frequency of frame replacement, thereby extending the operating time of the CMP apparatus. Furthermore, because the buffer section receives the workpieces that move within the storage pocket during polishing, chipping of the workpieces during polishing can be suppressed.

本発明は、CMP装置の運転時間を長期化するとともに、研磨時のワークの欠けを抑制することができる。 The present invention can extend the operating time of a CMP device and reduce chipping of the workpiece during polishing.

本発明の一実施形態に係るCMP装置を模式的に示す斜視図。1 is a perspective view schematically showing a CMP apparatus according to an embodiment of the present invention; 研磨ヘッドの要部を模式的に示す縦断面図。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view schematically showing a main part of the polishing head. 研磨ヘッドの底面図。FIG. 図2のI部拡大図。FIG. 3 is an enlarged view of part I in FIG. 2 . 研磨時にワークが枠体に接触している様子を示す模式図。FIG. 10 is a schematic diagram showing a state in which a workpiece is in contact with a frame during polishing. 本発明の変形例に係るCMP装置における、枠体の要部を示す断面図及び研磨時にワークが枠体に接触している様子を示す模式図。10A and 10B are cross-sectional views showing the main parts of a frame in a CMP apparatus according to a modified example of the present invention, and schematic views showing a state in which a workpiece is in contact with the frame during polishing.

本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下では、構成要素の数、数値、量、範囲等に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも構わない。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that, hereinafter, when referring to the number, numerical value, amount, range, etc. of components, unless otherwise expressly stated or when it is clearly limited to a specific number in principle, the number is not limited to that specific number and may be greater than or less than the specific number.

また、構成要素等の形状、位置関係に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似又は類似するもの等を含む。 In addition, when referring to the shape or positional relationship of components, etc., this includes things that are substantially similar or approximate to that shape, etc., unless otherwise specified or when it is clearly considered otherwise in principle.

また、図面は、特徴を分かり易くするために特徴的な部分を拡大する等して誇張する場合があり、構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。また、断面図では、構成要素の断面構造を分かり易くするために、一部の構成要素のハッチングを省略することがある。 In addition, drawings may exaggerate characteristic parts to make their features easier to understand, and the dimensional proportions of the components may not be the same as in reality. In addition, in cross-sectional views, hatching of some components may be omitted to make the cross-sectional structure of the components easier to understand.

図1は、本発明の一実施形態に係るCMP装置1を模式的に示す斜視図である。CMP装置1は、ワークWの一面を平坦に研磨するものである。CMP装置1は、プラテン2と、研磨ヘッド10と、を備えている。 Figure 1 is a perspective view showing a schematic diagram of a CMP apparatus 1 according to one embodiment of the present invention. The CMP apparatus 1 polishes one surface of a workpiece W to a flat surface. The CMP apparatus 1 includes a platen 2 and a polishing head 10.

プラテン2は、円盤状に形成されており、プラテン2の下方に配置された回転軸3に連結されている。回転軸3がモータ4の駆動によって回転することにより、プラテン2は図1中の矢印D1の方向に回転する。プラテン2の上面には、研磨パッド5が貼付されており、研磨パッド5上に図示しないノズルから研磨剤と化学薬品との混合物であるCMPスラリーが供給される。 The platen 2 is formed in a disk shape and is connected to a rotating shaft 3 located below the platen 2. When the rotating shaft 3 is rotated by the drive of a motor 4, the platen 2 rotates in the direction of arrow D1 in Figure 1. A polishing pad 5 is affixed to the upper surface of the platen 2, and CMP slurry, a mixture of abrasives and chemicals, is supplied onto the polishing pad 5 from a nozzle (not shown).

研磨ヘッド10は、プラテン2より小径の円盤状に形成されており、研磨ヘッド10の上方に配置された回転軸10aに連結されている。回転軸10aが図示しないモータの駆動によって回転することにより、研磨ヘッド10は、図1中の矢印D2の方向に回転する。研磨ヘッド10は、図示しない昇降装置によって垂直方向Vに昇降自在である。研磨ヘッド10は、ワークWを研磨する際に下降して研磨パッド5にワークWを押圧する。研磨ヘッド10が研磨するワークWは、図示しないワーク搬送機構によって受け渡される。 The polishing head 10 is formed in a disk shape with a smaller diameter than the platen 2 and is connected to a rotating shaft 10a located above the polishing head 10. The rotating shaft 10a is rotated by a motor (not shown), causing the polishing head 10 to rotate in the direction of arrow D2 in FIG. 1. The polishing head 10 can be raised and lowered in the vertical direction V by an elevator (not shown). When polishing a workpiece W, the polishing head 10 descends and presses the workpiece W against the polishing pad 5. The workpiece W to be polished by the polishing head 10 is transferred by a work transport mechanism (not shown).

CMP装置1の動作は、図示しないコントローラによって制御される。コントローラは、CMP装置1を構成する構成要素をそれぞれ制御するものである。コントローラは、例えばコンピュータであり、CPU、メモリ等により構成される。なお、コントローラの機能は、ソフトウェアを用いて制御することにより実現されても良く、ハードウェアを用いて動作するものにより実現されても良い。 The operation of the CMP apparatus 1 is controlled by a controller (not shown). The controller controls each of the components that make up the CMP apparatus 1. The controller is, for example, a computer, and is composed of a CPU, memory, etc. The functions of the controller may be realized by control using software, or may be realized by hardware.

次に、研磨ヘッド10の構成について図2、図3及び図4に基づいて説明する。図2に示すように、研磨ヘッド10は、ヘッド本体20と、キャリア30と、リテーナリング40と、メンブレンフィルム50と、バッキングフィルム60と、を備えている。 Next, the configuration of the polishing head 10 will be described with reference to Figures 2, 3, and 4. As shown in Figure 2, the polishing head 10 includes a head body 20, a carrier 30, a retaining ring 40, a membrane film 50, and a backing film 60.

ヘッド本体20は、回転軸10aに接続されており、回転軸10aと共に回転する。ヘッド本体20は、回転部21を介してヘッド本体20の下方に配置されたキャリア30に連結されており、ヘッド本体20及びキャリア30は連動して回転する。 The head body 20 is connected to the rotary shaft 10a and rotates together with the rotary shaft 10a. The head body 20 is connected to the carrier 30 located below the head body 20 via the rotating part 21, and the head body 20 and carrier 30 rotate in unison.

ヘッド本体20とキャリア30との間には、キャリア押圧手段31が設けられている。キャリア押圧手段31は、図示しないエア供給源から供給されるエアによって膨張するエアバッグ等である。エア供給源から供給されるエアの圧力は、図示しないレギュレータによって調整される。キャリア押圧手段31は、供給されるエアの圧力に応じて、キャリア30を介してワークWを研磨パッド5に押圧する。 A carrier pressing means 31 is provided between the head main body 20 and the carrier 30. The carrier pressing means 31 is an air bag or the like that is inflated by air supplied from an air supply source (not shown). The pressure of the air supplied from the air supply source is adjusted by a regulator (not shown). The carrier pressing means 31 presses the workpiece W against the polishing pad 5 via the carrier 30 in accordance with the pressure of the supplied air.

キャリア30には、キャリア30の周縁に等間隔に離間して配置されたエアライン32が設けられている。エアライン32の下端は、キャリア30の下面30aとメンブレンフィルム50との間に形成されたエア室Aに開口している。エアライン32は、図示しないエア供給手段としてのエア供給源に接続されており、エア室Aには、エアライン32を介してエアが導入される。エアライン32に供給されるエアの圧力は、図示しないレギュレータによって調整される。エアライン32からエア室Aに供給されるエアが、キャリア押圧手段31によってキャリア30に伝えられた圧力を押し返す空気圧層をエア室Aに形成するとともに余剰圧力を大気に逃がすことにより、ワークWを均一な圧力分布で押圧することができる。 Air lines 32 are provided on the carrier 30, spaced at equal intervals around its periphery. The lower ends of the air lines 32 open into air chamber A, formed between the underside 30a of the carrier 30 and the membrane film 50. The air lines 32 are connected to an air supply source (not shown), which serves as an air supply means, and air is introduced into air chamber A via the air lines 32. The pressure of the air supplied to the air lines 32 is adjusted by a regulator (not shown). The air supplied from the air lines 32 to air chamber A forms an air pressure layer in air chamber A that pushes back the pressure transmitted to the carrier 30 by the carrier pressing means 31, and by releasing excess pressure to the atmosphere, the workpiece W can be pressed with a uniform pressure distribution.

キャリア30の下面30aには、同軸上に配置された図示しない複数の弾性押圧部材が設けられている。また、複数の押圧部材は、それぞれ径の異なる円環状に形成されている。弾性押圧部材は、キャリア30の下面30aに図示しないブラケットを介してボルト固定されている。弾性押圧部材は、研磨ヘッド10の回転軸10aと同軸上に配置されており、エア室Aを区画する。 The lower surface 30a of the carrier 30 is provided with multiple elastic pressing members (not shown) arranged coaxially. Each pressing member is formed in an annular shape with a different diameter. The elastic pressing members are bolted to the lower surface 30a of the carrier 30 via a bracket (not shown). The elastic pressing members are arranged coaxially with the rotation axis 10a of the polishing head 10 and define air chamber A.

リテーナリング40は、キャリア30の周囲を囲むように配置されている。リテーナリング40は、上面にメンブレンフィルム50及びバッキングフィルム60が設けられた枠体41を備えている。 The retainer ring 40 is arranged to surround the periphery of the carrier 30. The retainer ring 40 has a frame body 41 with a membrane film 50 and a backing film 60 provided on its upper surface.

枠体41は、円環状に形成されており、中央にワークWを収容する収容ポケット41aを備えている。枠体41は、スナップリング42を介してリテーナ押圧部材43に取り付けられている。ヘッド本体20とリテーナ押圧部材43との間には、リテーナ押圧手段44が設けられている。なお、符号45は、スナップリング42の上方を覆うカバーである。 The frame 41 is formed in an annular shape and has a storage pocket 41a in its center for storing the workpiece W. The frame 41 is attached to a retainer pressing member 43 via a snap ring 42. A retainer pressing means 44 is provided between the head body 20 and the retainer pressing member 43. Reference numeral 45 denotes a cover that covers the top of the snap ring 42.

リテーナ押圧手段44は、図示しないエア供給源から供給されるエアによって膨張するエアバッグ等である。エア供給源から供給されるエアの圧力は、図示しないレギュレータによって調整される。リテーナ押圧手段44は、供給されるエアの圧力に応じて、リテーナ押圧手段44を介してリテーナリング40を研磨パッド5に押圧する。 The retainer pressing means 44 is an air bag or the like that is inflated by air supplied from an air supply source (not shown). The pressure of the air supplied from the air supply source is adjusted by a regulator (not shown). The retainer pressing means 44 presses the retainer ring 40 against the polishing pad 5 via the retainer pressing means 44 in accordance with the pressure of the supplied air.

メンブレンフィルム50は、例えば、四フッ化エチレンペルフルオロアルコキシビニルエーテル共重合体(PFA)又はポリエチレンテレフタレート(PET)等の樹脂から成る。メンブレンフィルム50は、バッキングフィルム60の上面に接合されており、エア室Aに圧縮空気が導入されると、空気圧で収容ポケット41a内に向かって弾性変形する。 The membrane film 50 is made of a resin such as tetrafluoroethylene perfluoroalkoxyvinyl ether copolymer (PFA) or polyethylene terephthalate (PET). The membrane film 50 is bonded to the upper surface of the backing film 60, and when compressed air is introduced into the air chamber A, the air pressure causes the membrane film 50 to elastically deform toward the inside of the storage pocket 41a.

バッキングフィルム60は、例えば、スウェードフィルムである。バッキングフィルム60は、収容ポケット41aを覆うように枠体41に貼着されており、エア室Aに圧縮空気が導入されると、メンブレンフィルム50の弾性変形に伴って弾性変形してワークWを加圧する。 The backing film 60 is, for example, a suede film. The backing film 60 is attached to the frame 41 so as to cover the storage pocket 41a. When compressed air is introduced into the air chamber A, the backing film 60 elastically deforms in accordance with the elastic deformation of the membrane film 50, pressurizing the workpiece W.

図4に示すように、枠体41は、緩衝部46と、補強部47と、を備えている。 As shown in Figure 4, the frame body 41 has a buffer portion 46 and a reinforcing portion 47.

緩衝部46は、例えば、ガラスエポキシ、ナイロン(ポリアミド)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)又はポリフェニレンサルファイド(PPS)等の樹脂から成る。 The buffer section 46 is made of a resin such as glass epoxy, nylon (polyamide), polyether ether ketone (PEEK), or polyphenylene sulfide (PPS).

補強部47は、緩衝部46より高い耐摩耗性を示す材質から成り、例えば、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)等から成る。CFRPは、ガラスエポキシに比べて約20倍の耐摩耗性を示す。また、CFRPは、ガラスエポキシより高い剛性を示すため、CMP研磨時に緩衝部46の形状を保つのに好適である。 The reinforcing section 47 is made of a material that exhibits higher abrasion resistance than the buffer section 46, such as carbon fiber reinforced plastic (CFRP). CFRP is approximately 20 times more abrasion resistant than glass epoxy. CFRP also exhibits higher rigidity than glass epoxy, making it suitable for maintaining the shape of the buffer section 46 during CMP polishing.

緩衝部46は、中央に形成された収容ポケット41aを囲繞するように、平面から視て略円環状に形成されている。緩衝部46は、収容ポケット41aに露出している。緩衝部46は、補強部47上に積層されている。 The buffer portion 46 is formed in a generally annular shape in plan view, surrounding the storage pocket 41a formed in the center. The buffer portion 46 is exposed to the storage pocket 41a. The buffer portion 46 is layered on the reinforcing portion 47.

補強部47は、緩衝部46と同様に、中央に形成された収容ポケット41aを囲繞するように、平面から視て略円環状に形成されている。補強部47は、緩衝部46の下面46a全面を被覆しており、換言すれば、補強部47の下面47aは、枠体41の研磨パッド5に押圧される被押圧面全面を占めている。緩衝部46の下面46aと補強部47の上面47bとは、熱圧着や凹凸係合等により一体化されている。 Like the buffer portion 46, the reinforcing portion 47 is formed in a generally annular shape in plan view, surrounding the storage pocket 41a formed in the center. The reinforcing portion 47 covers the entire lower surface 46a of the buffer portion 46; in other words, the lower surface 47a of the reinforcing portion 47 occupies the entire surface to be pressed against the polishing pad 5 of the frame 41. The lower surface 46a of the buffer portion 46 and the upper surface 47b of the reinforcing portion 47 are integrated by thermocompression bonding, concave-convex engagement, or the like.

緩衝部46及び補強部47の厚みは、緩衝部46がワークWの側面を受けられるように、ワークWの厚みに応じて設定される。例えば、ワークWの厚みが200μmである場合、緩衝部46の厚みを250μm、補強部47の厚みを50μmにそれぞれ設定することが考えられる。これにより、ワークWが収容ポケット41a内を移動した場合であっても、補強部47とワークWの湾曲した外周面との間に隙間が確保され、補強部47がワークWに接触することを回避できる。なお、枠体41は、所定のマージン厚(例えば30μm)だけ摩耗した時点で交換される。 The thicknesses of the buffer portion 46 and the reinforcing portion 47 are set according to the thickness of the workpiece W so that the buffer portion 46 can support the side of the workpiece W. For example, if the thickness of the workpiece W is 200 μm, the thickness of the buffer portion 46 can be set to 250 μm and the thickness of the reinforcing portion 47 to 50 μm. This ensures a gap between the reinforcing portion 47 and the curved outer surface of the workpiece W, even when the workpiece W moves within the storage pocket 41a, preventing the reinforcing portion 47 from coming into contact with the workpiece W. The frame 41 is replaced when it has worn down by a specified margin (e.g., 30 μm).

緩衝部46が、収容ポケット41aに露出するように設けられていることにより、図5に示すように、CMP研磨の際にワークWが研磨パッド5との動摩擦により収容ポケット41a内を移動して緩衝部46に衝突する場合であっても、緩衝部46がワークWを緩やかに受けるように構成されている。 By providing the buffer portion 46 so that it is exposed to the storage pocket 41a, as shown in Figure 5, even if the workpiece W moves within the storage pocket 41a due to dynamic friction with the polishing pad 5 during CMP polishing and collides with the buffer portion 46, the buffer portion 46 is configured to gently receive the workpiece W.

また、補強部47は、緩衝部46の下面46a全面を被覆していることにより、図5に示すように、エアの圧力に応じた押圧力で枠体41が研磨パッド5に押し付けられても、補強部47が、緩衝部46と研磨パッド5との間に介在して、緩衝部46が動摩擦で摩耗することを抑制する。 In addition, because the reinforcing portion 47 covers the entire underside 46a of the buffer portion 46, even if the frame 41 is pressed against the polishing pad 5 with a pressure corresponding to the air pressure, as shown in Figure 5, the reinforcing portion 47 is interposed between the buffer portion 46 and the polishing pad 5, preventing the buffer portion 46 from wearing down due to dynamic friction.

また、図4に示すように、枠体41は、反り抑制部48をさらに備えている。反り抑制部48は、緩衝部46及び補強部47と同様に、中央に形成された収容ポケット41aを囲繞するように、平面から視て略円環状に形成されている。反り抑制部48は、緩衝部46上に積層され、緩衝部46の上面46bを被覆している。緩衝部46の上面46bと反り抑制部48の下面48aとは、熱圧着や凹凸係合等により一体化されている。反り抑制部48は、緩衝部46より高い剛性を示す材質、例えばCFRP等から成る。また、反り抑制部48に補強部47と同様の材質を採用した場合には、反り抑制部48の厚みも補強部47と略同様に設定されるのが好ましい。なお、反り抑制部48の形状、材質及び厚み等は、CMP研磨時の緩衝部46の反りを抑制可能な範囲で適宜調整して構わない。 As shown in FIG. 4 , the frame 41 further includes a warpage suppression section 48. Like the buffer section 46 and the reinforcing section 47, the warpage suppression section 48 is formed in a generally annular shape in plan view, surrounding the centrally formed storage pocket 41a. The warpage suppression section 48 is layered on the buffer section 46 and covers the upper surface 46b of the buffer section 46. The upper surface 46b of the buffer section 46 and the lower surface 48a of the warpage suppression section 48 are integrated by thermocompression bonding, concave-convex engagement, or other methods. The warpage suppression section 48 is made of a material that exhibits higher rigidity than the buffer section 46, such as CFRP. Furthermore, if the same material as the reinforcing section 47 is used for the warpage suppression section 48, it is preferable that the thickness of the warpage suppression section 48 be set to be generally the same as that of the reinforcing section 47. The shape, material, thickness, and other aspects of the warpage suppression section 48 may be adjusted as appropriate within a range that can suppress warpage of the buffer section 46 during CMP polishing.

このようにして、本実施形態に係るCMP装置1は、ワークを研磨するCMP装置1であって、ワークWを収容する収容ポケット41aが形成され、ワークWとともに研磨パッド5に押し当てられる枠体41を備え、枠体41は、収容ポケット41aを囲繞して設けられた緩衝部46と、緩衝部46と一体に設けられて緩衝部46より高い耐摩耗性を有し、枠体41の研磨パッド5に押し当てられる被押圧面のうち少なくとも一部を占める補強部47と、を備えている構成とした。 In this way, the CMP apparatus 1 according to this embodiment is a CMP apparatus 1 for polishing a workpiece, and includes a frame 41 formed with a storage pocket 41a for storing the workpiece W, and pressed against the polishing pad 5 together with the workpiece W. The frame 41 is configured to include a buffer section 46 surrounding the storage pocket 41a, and a reinforcing section 47 integral with the buffer section 46, having higher wear resistance than the buffer section 46, and occupying at least a portion of the pressed surface of the frame 41 that is pressed against the polishing pad 5.

この構成により、緩衝部46より高い耐摩耗性を有する補強部47が、緩衝部46の代わりに研磨パッド5に押し当てられることにより、枠体41の摩耗が抑制されて枠体41の交換頻度が低くなり、CMP装置1の運転時間を長期化することができる。さらに、緩衝部46が、研磨時に収容ポケット41a内を移動するワークWを受けるため、研磨時のワークWの欠けを抑制することができる。 With this configuration, the reinforcing portion 47, which has higher wear resistance than the buffer portion 46, is pressed against the polishing pad 5 instead of the buffer portion 46, thereby suppressing wear on the frame body 41 and reducing the frequency of frame body 41 replacement, thereby extending the operating time of the CMP apparatus 1. Furthermore, because the buffer portion 46 receives the workpiece W moving within the storage pocket 41a during polishing, chipping of the workpiece W during polishing can be suppressed.

また、本実施形態に係るCMP装置1は、補強部47が、緩衝部46の下面46aを被覆している構成とした。 In addition, the CMP apparatus 1 according to this embodiment is configured so that the reinforcing portion 47 covers the lower surface 46a of the buffer portion 46.

この構成により、補強部47が研磨パッド5と緩衝部46との間に介在することにより、緩衝部46の摩耗が抑制され、枠体41の交換頻度をさらに低くすることできる。 With this configuration, the reinforcing portion 47 is interposed between the polishing pad 5 and the buffer portion 46, which reduces wear on the buffer portion 46 and further reduces the frequency of replacement of the frame body 41.

また、本実施形態に係るCMP装置1は、緩衝部46の上面46bを被覆して緩衝部46より高い剛性を有し、緩衝部46の反りを抑制する反り抑制部48をさらに備えている。 The CMP apparatus 1 according to this embodiment also includes a warpage suppression section 48 that covers the upper surface 46b of the buffer section 46, has higher rigidity than the buffer section 46, and suppresses warpage of the buffer section 46.

この構成により、緩衝部46が、高い剛性を示す補強部47及び反り抑制部48に挟み込まれることにより、柔らかい緩衝部46が研磨中に反ることが抑制される。 With this configuration, the buffer portion 46 is sandwiched between the highly rigid reinforcing portion 47 and the warp suppression portion 48, preventing the soft buffer portion 46 from warping during polishing.

次に、本実施形態の変形例について図6に基づいて説明する。なお、本変形例は、上述した実施形態と比べて、枠体41の構成が異なる。以下に説明する構成以外の構成は、上述した実施形態の構成と同様である。 Next, a modified example of this embodiment will be described with reference to Figure 6. Note that this modified example differs from the embodiment described above in the configuration of the frame body 41. The configuration other than that described below is the same as the configuration of the embodiment described above.

本変形例に係るCMP装置1では、図6(a)に示すように、緩衝部46及び補強部47が、収容ポケット41aを中心とした同心円の略円環状にそれぞれ形成されている。 In the CMP apparatus 1 according to this modified example, as shown in FIG. 6(a), the buffer portion 46 and the reinforcing portion 47 are each formed in a roughly concentric ring shape centered on the storage pocket 41a.

緩衝部46は、中央に形成された収容ポケット41aを囲繞するように、平面から視て略円環状に形成されている。緩衝部46は、収容ポケット41aに露出するように設けられている。 The buffer portion 46 is formed in a generally annular shape in plan view, surrounding the storage pocket 41a formed in the center. The buffer portion 46 is exposed to the storage pocket 41a.

補強部47は、緩衝部46の外周側に設けられている。緩衝部46の外周面46cと補強部47の内周面47cとは、熱圧着や凹凸係合等により一体化されている。補強部47の下面47aは、枠体41の研磨パッド5に押圧される被押圧面の外周側の一部を占めている。 The reinforcing portion 47 is provided on the outer periphery of the buffer portion 46. The outer periphery 46c of the buffer portion 46 and the inner periphery 47c of the reinforcing portion 47 are integrated by thermocompression bonding, concave-convex engagement, or the like. The lower surface 47a of the reinforcing portion 47 occupies a portion of the outer periphery of the pressed surface of the frame 41 that is pressed against the polishing pad 5.

緩衝部46及び補強部47の厚みは、略同じ厚みに設定されるとともに、緩衝部46がワークWの側面を受けるようにワークWの厚みに応じて設定される。例えば、厚み200μmのワークWを研磨する場合には、緩衝部46及び補強部47の厚みは、350μmにそれぞれ設定される。 The thicknesses of the buffer portion 46 and the reinforcing portion 47 are set to approximately the same thickness and are set according to the thickness of the workpiece W so that the buffer portion 46 supports the side of the workpiece W. For example, when polishing a workpiece W with a thickness of 200 μm, the thicknesses of the buffer portion 46 and the reinforcing portion 47 are each set to 350 μm.

緩衝部46が、収容ポケット41aに露出するように設けられていることにより、図6(b)に示すように、エアの圧力に応じた押圧力でワークWが研磨パッド5との動摩擦により収容ポケット41a内を移動して緩衝部46に衝突する場合であっても、緩衝部46がワークWを緩やかに受けるように構成されている。 By providing the buffer section 46 so that it is exposed to the storage pocket 41a, as shown in Figure 6(b), even if the workpiece W moves within the storage pocket 41a due to dynamic friction with the polishing pad 5 caused by a pressing force corresponding to the air pressure and collides with the buffer section 46, the buffer section 46 is configured to gently receive the workpiece W.

また、補強部47の下面47aは、枠体41の研磨パッド5に押圧される被押圧面の外周側の一部を占めていることにより、CMP研磨の際に枠体41が研磨パッド5に押し付けられると、緩衝部46の下面46a及び補強部47の下面47aが、研磨パッド5にそれぞれ接触するように構成されている。 In addition, the lower surface 47a of the reinforcing portion 47 occupies a portion of the outer periphery of the pressed surface of the frame 41 that is pressed against the polishing pad 5. Therefore, when the frame 41 is pressed against the polishing pad 5 during CMP polishing, the lower surface 46a of the buffer portion 46 and the lower surface 47a of the reinforcing portion 47 each come into contact with the polishing pad 5.

このようにして、本変形例に係るCMP装置1は、緩衝部46が、補強部47の内周側に配置され、研磨パッド5に接触可能である構成とした。 In this way, the CMP apparatus 1 according to this modified example is configured so that the buffer portion 46 is positioned on the inner periphery of the reinforcing portion 47 and can come into contact with the polishing pad 5.

この構成により、枠体41の研磨パッド5に押圧される被押圧面のうち補強部47が占める分だけ、枠体41の摩耗が抑制されて枠体41の交換頻度が低くなり、CMP装置1の運転時間を長期化することができる。さらに、緩衝部46が、研磨時に収容ポケット41a内を移動するワークWを受けるため、研磨時のワークWの欠けを抑制することができる。 With this configuration, the reinforcement portion 47 accounts for a portion of the surface of the frame 41 that is pressed against the polishing pad 5, thereby reducing wear on the frame 41 and reducing the frequency of replacement of the frame 41, thereby extending the operating time of the CMP apparatus 1. Furthermore, because the buffer portion 46 receives the workpiece W that moves within the storage pocket 41a during polishing, chipping of the workpiece W during polishing can be reduced.

また、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り、上記以外にも種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。 Furthermore, the present invention can be modified in various ways other than those described above without departing from the spirit of the present invention, and it goes without saying that the present invention also covers such modifications.

すなわち、本発明に係るCMP装置1は、研磨時に収容ポケット41a内を移動するワークWを受ける緩衝部46と、緩衝部46と一体に設けられて緩衝部46より高い摩耗性を有し、枠体41の被押圧面のうち少なくとも一部を占める補強部47と、を備えているものであれば如何なる構成であっても構わない。 In other words, the CMP apparatus 1 according to the present invention may have any configuration as long as it includes a buffer portion 46 that receives the workpiece W moving within the storage pocket 41a during polishing, and a reinforcing portion 47 that is integral with the buffer portion 46, has higher abrasion resistance than the buffer portion 46, and occupies at least a portion of the pressed surface of the frame body 41.

1 :CMP装置
2 :プラテン
3 :回転軸
4 :モータ
5 :研磨パッド
10 :研磨ヘッド
10a:回転軸
20 :ヘッド本体
21 :回転部
30 :キャリア
30a:下面
31 :キャリア押圧手段
32 :エアライン
34 :交換部
40 :リテーナリング
41 :枠体
41a:収容ポケット
42 :スナップリング
43 :リテーナ押圧部材
44 :リテーナ押圧手段
46 :緩衝部
46a:(緩衝部の)下面
46b:(緩衝部の)上面
46c:外周面
47 :補強部
47a:(補強部の)下面
47b:(補強部の)上面
47c:内周面
48 :反り抑制部
48a:(反り抑制部の)下面
50 :メンブレンフィルム
60 :バッキングフィルム
A :エア室
W :ワーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: CMP apparatus 2: Platen 3: Rotating shaft 4: Motor 5: Polishing pad 10: Polishing head 10a: Rotating shaft 20: Head body 21: Rotating section 30: Carrier 30a: Lower surface 31: Carrier pressing means 32: Air line 34: Replacement section 40: Retainer ring 41: Frame body 41a: Storage pocket 42: Snap ring 43: Retainer pressing member 44: Retainer pressing means 46: Cushioning section 46a: (Cushioning section) Lower surface 46b: (Cushioning section) Upper surface 46c: Outer surface 47: Reinforcing section 47a: (Reinforcing section) Lower surface 47b: (Reinforcing section) Upper surface 47c: Inner surface 48: Warp suppressing section 48a: (Warp suppressing section) Lower surface 50: Membrane film 60: Backing film A: Air chamber W: Work

Claims (2)

ワークを研磨するCMP装置であって、
前記ワークを収容する収容ポケットが形成され、前記ワークとともに研磨パッドに押し当てられる枠体を備え、
前記枠体は、
前記収容ポケットを囲繞して設けられた緩衝部と、
前記緩衝部と一体に設けられて前記緩衝部より高い耐摩耗性を有し、前記緩衝部の下面全面を被覆して、前記枠体の前記研磨パッドに押し当てられる被押圧面のうち少なくとも一部を占める補強部と、
を備えていることを特徴とするCMP装置。
A CMP apparatus for polishing a workpiece,
a frame body formed with a storage pocket for storing the workpiece and pressed against the polishing pad together with the workpiece;
The frame body is
a buffer portion provided surrounding the storage pocket;
a reinforcing portion that is integral with the buffer portion, has higher wear resistance than the buffer portion, covers the entire lower surface of the buffer portion, and occupies at least a part of the pressed surface of the frame that is pressed against the polishing pad;
A CMP apparatus comprising:
前記緩衝部の上面を被覆して前記緩衝部より高い剛性を有し、前記緩衝部の反りを抑制する反り抑制部をさらに備えていることを特徴とする請求項1に記載のCMP装置。 2. The CMP apparatus according to claim 1 , further comprising a warpage suppression section that covers an upper surface of the buffer section, has higher rigidity than the buffer section, and suppresses warpage of the buffer section.
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