研磨装置以及研磨头制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种研磨装置、研磨头以及保持环。研磨装置能够简单地更换保持环、且不使保持环变形就能够将该保持环固定于驱动环。研磨装置具有用于将基板(W)按压于研磨垫(2)的研磨头(1)。研磨头(1)包括：具有基板接触面(45a)的头主体(10)；与头主体(10)连结的驱动环(46)；包围基板接触面(45a)、并与驱动环(46)连接的保持环(40)。在驱动环(46)形成有第1螺纹(91)，在保持环(40)形成有与第1螺纹(91)卡合的第2螺纹(92)，第2螺纹(92)沿着保持环(40)的周向延伸。

Polishing apparatus, polishing head and retaining ring

The invention provides a grinding device, a grinding head and a retaining ring. The grinding device can simply replace the retainer ring, and the retaining ring can be fixed on the drive ring without deformation of the retaining ring. The grinding device is provided with a grinding head (1) for pressing the substrate (W) to the polishing pad (2). The grinding head (1) includes a head body (10) having a substrate contact surface (45A), a drive ring (46) coupled to the head body (10), a retainer ring (45A) that surrounds the substrate contact surface () and a drive ring (a). A first thread (91) is formed in the drive ring (46), and the retaining ring (40) is formed with a thread (92) which is in close contact with the first thread (91), and the second thread (92) extends along the circumferential direction of the retaining ring (a).

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对晶片等基板进行研磨的研磨装置，特别是涉及在基板的周围一边将保持环按压于研磨垫一边在该研磨垫上研磨基板的研磨装置。另外，本专利技术涉及那样的研磨装置所使用的研磨头以及保持环。
技术介绍
作为研磨装置的CMP装置一边向研磨垫供给研磨液(浆料)，一边将晶片按压于研磨垫来研磨晶片。研磨垫被支承于研磨台上，与研磨台一起旋转。晶片在研磨头的作用下进行旋转，被按压于旋转着的研磨垫。在研磨晶片的过程中，由于晶片与研磨垫之间的摩擦，力沿着横向作用于晶片。因此，为了晶片不从研磨头飞出，研磨头具有用于保持晶片的保持环。图39是以往的研磨头的概略剖视图。研磨头300具有向保持环301传递转矩的驱动环302，保持环301固定于该驱动环302。更具体而言，在保持环301的上表面上等间隔地形成有多个螺纹孔305，贯通驱动环302的多个螺钉307拧入保持环301的螺纹孔305，从而保持环301被固定于驱动环302。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-190101号公报专利技术要解决的课题保持环301在研磨晶片W的过程中与研磨垫滑动接触，因此逐渐磨损。因而，保持环301是必须定期地更换的消耗品之一。然而，固定着保持环301的螺钉307配置于研磨头300的内部，因此，为了更换保持环301，需要将研磨头300从研磨装置拆卸下来并将研磨头300分解。因此，保持环301的更换花费相当长的时间，研磨装置的停机时间就变长。另外，在用多个螺钉307紧固保持环301时，保持环301内的应力产生偏差，有时这使保持环301变形。保持环301除了具有对研磨中的晶片W进行保持的作用之外，还具有通过控制研磨垫的反弹量来控制晶片W的外周部的研磨速度的作用。若保持环301变形，则晶片W的外周部的研磨速度有可能产生偏差。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述的以往的问题点而做成的，目的在于提供一种能够简单地更换保持环，且不使保持环变形就能够将该保持环固定于驱动环的研磨头以及研磨装置。另外，本专利技术的目的在于提供能够相对于那样的研磨头简单地安装以及卸下的保持环。用于解决课题的手段为了达成上述目的，本专利技术的一技术方案是一种研磨装置，其中，该研磨装置包括：研磨台，该研磨台用于支承研磨垫；研磨头，该研磨头用于将基板按压于所述研磨垫；头电动机，该头电动机用于使所述研磨头旋转，所述研磨头包括：头主体，该头主体具有基板接触面；驱动环，该驱动环与所述头主体连结；保持环，该保持环包围所述基板接触面，并与所述驱动环连接，在所述驱动环形成有第1螺纹，在所述保持环形成有与所述第1螺纹卡合的第2螺纹，所述第2螺纹沿着所述保持环的周向延伸。本专利技术的优选技术方案中，所述驱动环具有环状驱动环主体和从所述环状驱动环主体的下表面向下方突出的环状突部，在所述保持环的上表面形成有收容所述环状突部的环状凹部，在所述环状突部的侧面形成有所述第1螺纹，在所述环状凹部的侧面形成有所述第2螺纹。本专利技术的优选技术方案中，所述环状突部由固定于所述环状驱动环主体的螺纹环的至少一部分构成。本专利技术的优选技术方案中，所述环状驱动环主体的下表面与所述保持环的上表面接触。本专利技术的优选技术方案中，所述保持环具有环状保持环主体和凹环，该凹环形成有所述环状凹部以及所述第2螺纹，所述凹环具有比所述环状保持环主体的强度高的强度。本专利技术的优选技术方案中，所述保持环具有环状保持环主体和从所述环状保持环主体的上表面向上方突出的环状突部，在所述驱动环的下表面形成有收容所述环状突部的环状凹部，在所述环状凹部的侧面形成有所述第1螺纹，在所述环状突部的侧面形成有所述第2螺纹。本专利技术的优选技术方案中，所述环状突部由固定于所述环状保持环主体的螺纹环的至少一部分构成。本专利技术的优选技术方案中，所述环状保持环主体的上表面与所述驱动环的下表面接触。本专利技术的优选技术方案中，在所述第1螺纹以及所述第2螺纹的内侧以及外侧分别设
置有对所述驱动环与所述保持环之间的间隙进行密封的密封环。本专利技术的优选技术方案中，在所述保持环的外周面形成有供紧固工具卡合的凹部，该紧固工具用于使该保持环绕其轴心旋转。本专利技术的优选技术方案中，所述头电动机具有将所述研磨头的旋转锁定的锁定功能。本专利技术的优选技术方案中，所述第2螺纹被紧固的方向与在研磨所述基板时所述头电动机使所述研磨头旋转的方向相反。本专利技术的优选技术方案中，该研磨装置还具有所述第1螺纹以及所述第2螺纹的防松构造体。本专利技术的优选技术方案中，所述防松构造体是将所述保持环按压于所述驱动环的锁定环。本专利技术的优选技术方案中，所述防松构造体是使所述保持环相对于所述驱动环的旋转停止的锁定螺钉。本专利技术的优选技术方案中，所述防松构造体具有上下移动自由地支承于所述驱动环的销，所述保持环具有孔，所述销的顶端能够插入所述孔。本专利技术的优选技术方案中，所述防松构造体还具有能够旋转地支承于所述驱动环的凸轮轴，所述凸轮轴具有与所述销卡合的凸轮部和露出的端部。本专利技术的优选技术方案中，该研磨装置还具有对所述第2螺纹相对于所述第1螺纹的松动进行检测的松动检测器。本专利技术的优选技术方案中，所述松动检测器是对形成于所述驱动环的第1记号与形成于所述保持环的第2记号的相对位置进行检测的记号检测器。本专利技术的优选技术方案中，所述松动检测器是夹在所述驱动环与所述保持环之间的负荷传感器。本专利技术的另一技术方案是一种研磨头，其中，该研磨头包括：头主体，该头主体具有基板接触面；驱动环，该驱动环与所述头主体连结；保持环，该保持环包围所述基板接触面，并与所述驱动环连接，在所述驱动环形成有第1螺纹，在所述保持环形成有与所述第1螺纹卡合的第2螺纹，所述第2螺纹沿着所述保持环的周向延伸。本专利技术的又一技术方案是一种保持环，该保持环用于研磨头，该研磨头包括具有基板接触面的头主体和与所述头主体连结的驱动环，其中，该保持环具有与形成于所述驱动环的第1螺纹卡合的第2螺纹，所述第2螺纹沿着所述保持环的周向延伸。专利技术效果保持环通过第1螺纹与第2螺纹之间的卡合而与驱动环连接。即，通过使整个保持环旋转，第2螺纹与第1螺纹卡合，保持环固定于驱动环。若保持环向相反方向旋转，则第1螺纹与第2螺纹之间的卡合解除，能够将保持环从驱动环拆下。这样，仅通过使保持环旋转就能够安装且能够卸下保持环，因此，无需将研磨头从研磨装置卸下，而且还无需将研磨头分解。而且，第2螺纹沿着保持环的周向延伸，因此，第1螺纹与第2螺纹之间的紧固力在保持环的整周上均匀。因而，在保持环内产生的应力也均匀，保持环不会变形。附图说明图1是表示本专利技术的一实施方式的研磨装置的示意图。图2是表示研磨装置的详细结构的图。图3是研磨头的剖视图。图4是表示驱动环以及连结构件的俯视图。图5是保持环和驱动环的放大剖视图。图6是图5所示的第1螺纹与第2螺纹之间的卡合解除时的保持环和驱动环的放大剖视图。图7是表示在驱动环与保持环之间设置有密封环的实施方式的图。图8是表示在驱动环与保持环之间设置有密封环的另一实施方式的图。图9是表示保持环和驱动环的另一实施方式的放大剖视图。图10是图9所示的第1螺纹与第2螺纹之间的卡合解除时的保持环和驱动环的放大剖视图。图11是表示保持环的另一实施方式的图。图12是图11所示的第1螺纹与第2螺纹之间的卡合解除时的保持环和驱动环的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种研磨装置，其特征在于，该研磨装置包括：研磨台，该研磨台用于支承研磨垫；研磨头，该研磨头用于将基板按压于所述研磨垫；头电动机，该头电动机用于使所述研磨头旋转，所述研磨头包括：头主体，该头主体具有基板接触面；驱动环，该驱动环与所述头主体连结；保持环，该保持环包围所述基板接触面，并与所述驱动环连接，在所述驱动环形成有第1螺纹，在所述保持环形成有与所述第1螺纹卡合的第2螺纹，所述第2螺纹沿着所述保持环的周向延伸。

【技术特征摘要】
2015.05.25 JP 2015-105793;2016.01.18 JP 2016-007261.一种研磨装置，其特征在于，该研磨装置包括：研磨台，该研磨台用于支承研磨垫；研磨头，该研磨头用于将基板按压于所述研磨垫；头电动机，该头电动机用于使所述研磨头旋转，所述研磨头包括：头主体，该头主体具有基板接触面；驱动环，该驱动环与所述头主体连结；保持环，该保持环包围所述基板接触面，并与所述驱动环连接，在所述驱动环形成有第1螺纹，在所述保持环形成有与所述第1螺纹卡合的第2螺纹，所述第2螺纹沿着所述保持环的周向延伸。2.根据权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，所述驱动环具有环状驱动环主体和从所述环状驱动环主体的下表面向下方突出的环状突部，在所述保持环的上表面形成有收容所述环状突部的环状凹部，在所述环状突部的侧面形成有所述第1螺纹，在所述环状凹部的侧面形成有所述第2螺纹。3.根据权利要求2所述的研磨装置，其特征在于，所述环状突部由固定于所述环状驱动环主体的螺纹环的至少一部分构成。4.根据权利要求2所述的研磨装置，其特征在于，所述环状驱动环主体的下表面与所述保持环的上表面接触。5.根据权利要求2所述的研磨装置，其特征在于，所述保持环具有环状保持环主体和凹环，该凹环形成有所述环状凹部以及所述第2螺纹，所述凹环具有比所述环状保持环主体的强度高的强度。6.根据权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，所述保持环具有环状保持环主体和从所述环状保持环主体的上表面向上方突出的环状突部，在所述驱动环的下表面形成有收容所述环状突部的环状凹部，在所述环状凹部的侧面形成有所述第1螺纹，在所述环状突部的侧面形成有所述第2螺纹。7.根据权利要求6所述的研磨装置，其特征在于，所述环状突部由固定于所述环状保持环主体的螺纹环的至少一部分构成。8.根据权利要求6所述的研磨装置，其特征在于，所述环状保持环主体的上表面与所述驱动环的下表面接触。9.根据权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，在所述第1螺纹以及所述第2螺纹的内侧以及外侧分别设置有对所述驱动环与所述保持环之间的间隙进行密封的密封环。10.根据权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，在所述保持环的外周面形成有供紧固工具卡合的凹部，该紧固工具用于使该保持环绕其轴心旋转。11.根据权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，所述头电动机具有将所述研磨头的旋转锁定的锁定功能。12.根据权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，所述第2螺纹被紧固的方向与在研磨所述基板时所述头电动机使所述研磨头旋转的方向相反。13.根据权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，该研磨装置还具有所述第1螺纹以及所述第2螺纹的防松构造体。14.根据权利要求13所述的研磨装置，其特征在于，所述防松构造体是将所述保持环按压于所述驱动环的锁定环。15.根据权利要求13所述的研磨装置，其特征在于，所述防松构造体是使所述保持环相对于所述驱动环的旋转停止的锁定螺钉。16.根据权利要求13所述的研磨装置，其特征在于，所述防松构造体具有上下移动自由地支承于所述驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：安田穗积，福岛诚，锅谷治，
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