基板保持装置、研磨装置、研磨方法及保持环制造方法及图纸

一种基板保持装置(1)，具有：对基板(W)进行保持的顶环主体(10)；以及保持环(40)，该保持环(40)配置成包围保持在顶环主体(10)上的基板(W)，保持环(40)具有与研磨垫(2)接触的环状的垫按压部(122)，垫按压部(122)具有3mm以上、7.5mm以下的宽度。采用本发明专利技术，即使是连续对多个基板进行研磨的情况下，也可防止基板的边缘部处的研磨速率上升。

【技术实现步骤摘要】
基板保持装置、研磨装置、研磨方法及保持环
本专利技术涉及一种对晶片等基板进行保持的基板保持装置，尤其涉及一种用于将基板按压到研磨垫等研磨件上而对基板的表面进行研磨的基板保持装置。另外，本专利技术涉及一种使用了那种基板保持装置的研磨装置及研磨方法。此外，本专利技术涉及一种用于上述基板保持装置的保持环。
技术介绍
在半导体器件的制造工序中，为了晶片的表面进行研磨而广泛使用研磨装置。这种研磨装置具有：对具有研磨面的研磨垫进行支承的研磨台；用于对晶片进行保持的称为顶环或研磨头的基板保持装置；以及将研磨液供给到研磨面上的研磨液供给喷管。研磨装置如下那样对晶片进行研磨。使研磨台与研磨垫一起旋转，并且将研磨液从研磨液供给喷管供给到研磨面上。通过基板保持装置对晶片进行保持，进一步使晶片以其轴心为中心进行旋转。在该状态下，基板保持装置将晶片的表面按压到研磨垫的研磨面上，在研磨液的存在下使晶片的表面与研磨面滑动接触。晶片的表面通过研磨液所含的磨粒的机械作用、和研磨液的化学作用而被研磨成平坦状态。这种研磨装置也被称为CMP(化学机械研磨)。晶片的研磨过程中，由于晶片的表面与研磨垫滑动接触，因此，摩擦力作用在晶片上。因此，基板保持装置具有保持环，以使在晶片的研磨过程中晶片不脱离基板保持装置。该保持环包围晶片配置，在晶片的外侧按压研磨垫。专利文献1：日本专利特开平10-286769号公报晶片的研磨速率(也称为除去速率)，依赖于晶片相对于研磨垫的负载、保持环的负载、研磨台及晶片的转速和研磨液的种类等研磨条件而能够变化。在连续研磨多个晶片的情况下，为了获得相同的研磨结果，研磨条件通常被维持成一定。但是，随着对多个晶片进行，研磨条件尽管相同，当晶片的边缘部的外形有时逐渐产生变化。具体来说，随着研磨的晶片的枚数增加，边缘部的研磨速率会上升。这种研磨速率的上升原因，被认为是保持环的形状变化。图19是表示晶片研磨过程中的保持环的模式图。如图19所示，在晶片W的研磨过程中，保持环200由于被按压在旋转的研磨垫201的研磨面201a上，因此，保持环200会产生磨损。尤其，保持环200的内周面及外周面产生磨损而成为带圆形的形状。当保持环200的内周面如图19所示那样产生磨损时，保持环200对接近晶片W边缘部的垫区域进行按压的力就会下降，结果，边缘部的研磨速率就上升。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术是为解决上述问题而做成的，其目的在于，提供一种即使是连续对多个基板(例如晶片)进行的情况下也能防止基板的边缘部的研磨速率上升的基板保持装置。另外，本专利技术的目的在于，提供一种使用了这种基板保持装置的研磨装置及研磨方法。此外，本专利技术的目的在于，提供一种用于基板保持装置的保持环。用于解决课题的手段为了实现上述目的，本专利技术的一方式是一种用于将基板按压到研磨垫上的基板保持装置，其特点是，具有：对所述基板进行保持的顶环主体；以及单一的保持环，该单一的保持环具有构成所述基板保持装置的最外侧露出面的最下部的外周面，所述单一的保持环具有圆环部和与所述研磨垫接触的环状的垫按压部，所述垫按压部具有构成基板保持面的内周面，所述垫按压部从所述圆环部的内周端向下方延伸，所述垫按压部的宽度比所述圆环部的宽度小，所述垫按压部具有3mm以上、7.5mm以下的宽度。本专利技术的另一方式是一种用于将基板按压到研磨垫上的基板保持装置，其特点是，具有：对所述基板进行保持的顶环主体；以及单一的保持环，该单一的保持环具有构成所述基板保持装置的最外侧露出面的最下部的外周面，所述单一的保持环具有圆环部和与所述研磨垫接触的环状的垫按压部，所述垫按压部从所述圆环部的内周端向下方延伸，所述垫按压部的宽度比所述圆环部的宽度小，所述垫按压部具有5mm以上、7.5mm以下的宽度，所述垫按压部具有与所述研磨垫接触的垫接触面，所述垫接触面具有向下方突出的截面形状，从所述垫按压部的内周面至所述垫接触面的最下点的距离相对于所述垫按压部的宽度的比值处于3/5～2/3的范围内。本专利技术的另一方式是一种研磨装置，其具有：对研磨垫进行支承用的研磨台；基板保持装置，该基板保持装置对基板进行保持，并将该基板按压到所述研磨垫上；以及将研磨液供给到所述研磨垫上的研磨液供给喷管，所述基板保持装置具有：对所述基板进行保持的顶环主体；以及单一的保持环，该单一的保持环具有构成所述基板保持装置的最外侧露出面的最下部的外周面，所述单一的保持环具有圆环部和与所述研磨垫接触的环状的垫按压部，所述垫按压部具有构成基板保持面的内周面，所述垫按压部从所述圆环部的内周端向下方延伸，所述垫按压部的宽度比所述圆环部的宽度小，所述垫按压部具有3mm以上、7.5mm以下的宽度。本专利技术的另一方式是一种研磨装置，其具有：用于对研磨垫进行支承的研磨台；基板保持装置，该基板保持装置对基板进行保持，并将该基板按压到所述研磨垫上；以及将研磨液供给到所述研磨垫上的研磨液供给喷管，该研磨装置的特征在于，所述基板保持装置具有：对所述基板进行保持的顶环主体；以及单一的保持环，该单一的保持环具有构成所述基板保持装置的最外侧露出面的最下部的外周面，所述单一的保持环具有圆环部和与所述研磨垫接触的环状的垫按压部，所述垫按压部从所述圆环部的内周端向下方延伸，所述垫按压部的宽度比所述圆环部的宽度小，所述垫按压部具有5mm以上、7.5mm以下的宽度，所述垫按压部具有与所述研磨垫接触的垫接触面，所述垫接触面具有向下方突出的截面形状，从所述垫按压部的内周面至所述垫接触面的最下点的距离相对于所述垫按压部的宽度的比值处于3/5～2/3的范围内。本专利技术的又一方式是一种研磨方法，其特点是，包含如下工序：使研磨台与研磨垫一起旋转，将研磨液供给到所述研磨垫上，由基板保持装置对基板进行保持，该基板保持装置具有：对基板进行保持的顶环主体；以及单一的保持环，该单一的保持环具有构成所述基板保持装置的最外侧露出面的最下部的外周面，所述单一的保持环具有圆环部和从所述圆环部的内周端向下方延伸的环状的垫按压部，由所述基板保持装置将基板按压到所述研磨垫上，并且仅用具有3mm以上、7.5mm以下的宽度的所述环状的垫按压部将所述基板围住将所述垫按压部并按压到所述研磨垫上，其中，所述垫按压部的宽度比所述圆环部的宽度小，所述垫按压部具有构成基板保持面的内周面。本专利技术的又一方式是一种使用于基板保持装置的保持环，所述基板保持装置用于将基板按压到研磨垫上，该保持环的特点是，具有圆环部和与所述研磨垫接触的环状的垫按压部，所述垫按压部具有构成基板保持面的内周面，所述垫按压部从所述圆环部的内周端向下方延伸，所述垫按压部的宽度比所述圆环部的宽度小，所述垫按压部具有3mm以上、7.5mm以下的宽度，所述保持环具有供多个加强销插入的多个孔，所述保持环构成装入所述基板保持装置的单一的保持环。本专利技术的又一方式是一种使用于基板保持装置的保持环，所述基板保持装置用于将基板按压到研磨垫上，该保持环的特点是，具有圆环部和与所述研磨垫接触的环状的垫按压部，所述垫按压部从所述圆环部的内周端向下方延伸，所述垫按压部的宽度比所述圆环部的宽度小，所述保持环具有供多个加强销插入的多个孔，所述垫按压部具有5mm以上、7.5mm以下的宽度，所述垫按压部具有与所述研磨垫接触的垫接触面，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将基板按压到研磨垫上的基板保持装置，该基板保持装置的特征在于，具有：对所述基板进行保持的顶环主体；以及保持环，该保持环配置成包围由所述顶环主体保持的所述基板，所述保持环具有与所述研磨垫接触的环状的垫按压部，所述垫按压部具有3mm以上、7.5mm以下的宽度。

【技术特征摘要】
2013.11.13 JP 2013-235210;2014.04.30 JP 2014-093841.一种用于将基板按压到研磨垫上的基板保持装置，该基板保持装置的特征在于，具有：对所述基板进行保持的顶环主体；以及单一的保持环，该单一的保持环具有构成所述基板保持装置的最外侧露出面的最下部的外周面，所述单一的保持环具有圆环部和与所述研磨垫接触的环状的垫按压部，所述垫按压部具有构成基板保持面的内周面，所述垫按压部从所述圆环部的内周端向下方延伸，所述垫按压部的宽度比所述圆环部的宽度小，所述垫按压部具有3mm以上、7.5mm以下的宽度。2.如权利要求1所述的基板保持装置，其特征在于，所述垫按压部具有3mm以上、5mm以下的宽度。3.如权利要求1所述的基板保持装置，其特征在于，所述垫按压部具有5mm以上、7.5mm以下的宽度，所述垫按压部具有与所述研磨垫接触的垫接触面，所述垫接触面具有向下方突出的截面形状，所述垫接触面的最下点位于离开所述垫按压部的所述内周面3mm～5mm的范围内。4.一种用于将基板按压到研磨垫上的基板保持装置，该基板保持装置的特征在于，具有：对所述基板进行保持的顶环主体；以及单一的保持环，该单一的保持环具有构成所述基板保持装置的最外侧露出面的最下部的外周面，所述单一的保持环具有圆环部和与所述研磨垫接触的环状的垫按压部，所述垫按压部从所述圆环部的内周端向下方延伸，所述垫按压部的宽度比所述圆环部的宽度小，所述垫按压部具有5mm以上、7.5mm以下的宽度，所述垫按压部具有与所述研磨垫接触的垫接触面，所述垫接触面具有向下方突出的截面形状，从所述垫按压部的内周面至所述垫接触面的最下点的距离相对于所述垫按压部的宽度的比值处于3/5～2/3的范围内。5.如权利要求1或4所述的基板保持装置，其特征在于，在所述垫按压部的下表面形成有沿所述保持环的径向延伸的多个径向槽。6.一种研磨装置，具有：用于对研磨垫进行支承的研磨台；基板保持装置，该基板保持装置对基板进行保持，并将该基板按压到所述研磨垫上；以及将研磨液供给到所述研磨垫上的研磨液供给喷管，该研磨装置的特征在于，所述基板保持装置具有：对所述基板进行保持的顶环主体；以及单一的保持环，该单一的保持环具有构成所述基板保持装置的最外侧露出面的最下部的外周面，所述单一的保持环具有圆环部和与所述研磨垫接触的环状的垫按压部，所述垫按压部具有构成基板保持面的内周面，所述垫按压部从所述圆环部的内周端向下方延伸，所述垫按压部的宽度比所述圆环部的宽度小，所述垫按压部具有3mm以上、7.5mm以下的宽度。7.如权利要求6所述的研磨装置，其特征在于，所述垫按压部具有3mm以上、5mm以下的宽度。8.如权利要求6所述的研磨装置，其特征在于，所述垫按压部具有5mm以上、7.5mm以下的宽度，所述垫按压部具有与所述研磨垫接触的垫接触面，所述垫接触面具有向下方突出的截面形状，所述垫接触面的最下点位于离开所述垫按压部的所述内周面3mm～5mm的范围内。9.一种研磨装置，具有：用于对研磨垫进行支承的研磨台；基板保持装置，该基板保持装置对基板进行保持，并将该基板按压到所述研磨垫上；以及将研磨液供给到所述研磨垫上的研磨液供给喷管...

【专利技术属性】
技术研发人员：山木晓，安田穗积，并木计介，锅谷治，福岛诚，富樫真吾，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP