(57)【要約】【課題】  本発明は、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。【解決手段】  本発明のリテーナーリング４においては、リテーナーリング本体４１が厚肉部分４１１及び薄肉部分４１２を有しており、厚肉部分４１１にはリング押圧体からの押圧力が加えられ、薄肉部分４１２には、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が備えられている。これにより薄肉部分４１２は厚肉部分４１１よりもリング押圧体（不図示）から受ける押圧力が弱くなり、スラリーはリテーナーリング４によって掻き出されることなく確実にリテーナーリング４内側に到達する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
請求項１に記載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。
【請求項３】
請求項１又は２に記載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。
【請求項４】
請求項１又は２に記載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。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれかに記載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。
【請求項６】
請求項５に記載の研磨装置において、
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。
【請求項７】
上記請求項１から請求項４までのいずれかに記載された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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
【特許文献１】特開平０７−１６４３０７号公報
【特許文献２】特開平０７−１６４３０８号公報
【特許文献３】特開平０８−２１６０２９号公報
【特許文献４】特開平０９−１８８６１８号公報
【特許文献５】特開平０９−２２５８１８号公報
【特許文献６】特開平１０−０５８３０９号公報
【特許文献７】特開平１０−１９３２５３号公報
【特許文献８】特開平１１−０７７５１８号公報
【特許文献９】特開平１１−１６５２５５号公報
【特許文献１０】特開平１１−３３３７１２号公報
【特許文献１１】特開２０００−０９４３１１号公報
【特許文献１２】特開２０００−０９４３１２号公報
【特許文献１３】特開２０００−１５３４４９号公報
【特許文献１４】特開２０００−２３３３６３号公報
【特許文献１５】特開２０００−２６３４２４号公報
【特許文献１６】特開２００１−２７７０９７号公報
【特許文献１７】特開２００１−２７７０９８号公報
【特許文献１８】特開２００２−１２４４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【発明の効果】
【００１８】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を用いて実施例を説明する。
【実施例１】
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【実施例２】
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】スエード調研磨パッド１の断面を模式的に示す図である。
【図２】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。
【図３】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る。
【符号の説明】
【００３３】
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
【図１】
2005169527.tif 000003
【図２】
2005169527.tif 000004
【図３】
2005169527.tif 000005