JP2002134446A - Calibration jig and calibration device for wafer-polishing apparatus - Google Patents

Calibration jig and calibration device for wafer-polishing apparatus

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JP2002134446A
JP2002134446A JP2000322523A JP2000322523A JP2002134446A JP 2002134446 A JP2002134446 A JP 2002134446A JP 2000322523 A JP2000322523 A JP 2000322523A JP 2000322523 A JP2000322523 A JP 2000322523A JP 2002134446 A JP2002134446 A JP 2002134446A
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retainer ring
pressing
pressing force
polishing pad
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光広 鏑木
Takao Inaba
高男 稲葉
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a calibration jig and a calibration system for a wafer- polishing apparatus which can carry out the calibration easily and accurately. SOLUTION: A calibration jig 50 detects a pushing pressure of a carrier 24 and a pushing pressure of a retainer ring 28 individually with a carrier load-cell 58 and a retainer load-cell 60 respectively. The calibration is carried out automatically by a controller 42, according to the pressing pressures of the carrier 24 and retainer 28 detected by the calibration jig 50.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、化学的機械研磨法
(CMP:Chemical Mechanical Polishing )によって
半導体ウェーハを研磨するウェーハ研磨装置のキャリブ
レーション用治具及びキャリブレーション装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a calibration jig and a calibration device for a wafer polishing apparatus for polishing a semiconductor wafer by a chemical mechanical polishing (CMP) method.

【0002】[0002]

【従来の技術】化学的機械研磨法でウェーハを研磨する
研磨装置は、図5に示すように、キャリア1及びリテー
ナーリング2を備えたウェーハ保持ヘッド3と、研磨パ
ッド4が貼付された研磨定盤5を主な構成としている。
そして、研磨パッド4に押し付けたリテーナーリング2
でウェーハWの周囲を包囲しながら、キャリア1でウェ
ーハWを回転する研磨パッド4に押し付けることにより
ウェーハWを研磨するようにしている。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 5, a polishing apparatus for polishing a wafer by a chemical mechanical polishing method has a wafer holding head 3 provided with a carrier 1 and a retainer ring 2, and a polishing pad having a polishing pad 4 attached thereto. The board 5 has a main configuration.
Then, the retainer ring 2 pressed against the polishing pad 4
The wafer W is polished by pressing the wafer W against the rotating polishing pad 4 with the carrier 1 while surrounding the periphery of the wafer W with.

【0003】ここで、研磨パッド4に対するキャリア1
及びリテーナーリング2の押圧は、ウェーハ保持ヘッド
3に備えられたキャリア用エアバッグ6A及びリテーナ
ーリング用エアバッグ6Bに図示しないエアコンプレッ
サから圧縮エアを供給することにより行われ、その押圧
力のコントロールは、圧縮エアの供給ラインに設置され
た圧力制御弁7A、7Bの解放量を制御装置8で制御す
ることにより行われる。
Here, the carrier 1 with respect to the polishing pad 4
Pressing of the retainer ring 2 is performed by supplying compressed air from an air compressor (not shown) to the carrier airbag 6A and the retainer ring airbag 6B provided in the wafer holding head 3, and the pressing force is controlled. The control device 8 controls the release amount of the pressure control valves 7A and 7B installed in the compressed air supply line.

【0004】ところで、上記のようにキャリア1及びリ
テーナーリング2の押圧力は圧力制御弁7A、7Bでコ
ントロールされるが、この圧力制御弁7A、7Bは使用
に際して指示値どおりにキャリア1及びリテーナーリン
グ2が押圧されるようにキャリブレーションが実施され
る。
The pressing force of the carrier 1 and the retainer ring 2 is controlled by the pressure control valves 7A and 7B as described above. Calibration is performed so that 2 is pressed.

【0005】キャリブレーションは、キャリブレーショ
ン用治具でキャリア1及びリテーナーリング2の押圧力
を検出し、その押圧力と予め設定された設定値とを比較
し、押圧力が設定値と等しくなるように、オペレータが
必要な補正量を算出する。従来のキャリブレーション用
治具は、一組の板の間に複数個のロードセルを配置して
構成されており、このキャリブレーション用治具を研磨
パッド上にセットしてキャリア1及びリテーナーリング
2の押圧力を検出する。
The calibration detects the pressing force of the carrier 1 and the retainer ring 2 with a calibration jig, compares the pressing force with a preset set value, and makes the pressing force equal to the set value. Next, the operator calculates a necessary correction amount. A conventional calibration jig is configured by arranging a plurality of load cells between a set of plates. The calibration jig is set on a polishing pad, and the pressing force of the carrier 1 and the retainer ring 2 is set. Is detected.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
キャリブレーション用治具は、キャリア1とリテーナー
リング2の押圧力が同時に検出されるため、キャリア1
の押圧力とリテーナーリング2の押圧力をそれぞれ個別
に検出することはできないという欠点がある。
However, the conventional calibration jig detects the pressing force of the carrier 1 and the retainer ring 2 at the same time.
And the pressing force of the retainer ring 2 cannot be individually detected.

【0007】また、従来はキャリブレーション用治具に
よる検出結果から、複雑な計算式を用いてオペレータが
補正量を算出するため大変な手間がかかり、また、人的
ミスが生じやすいという欠点がある。
Conventionally, since an operator calculates a correction amount using a complicated calculation formula based on a detection result obtained by a calibration jig, it takes a great deal of trouble, and human errors are liable to occur. .

【0008】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、簡単かつ正確にキャリブレーションを実施で
きるウェーハ研磨装置のキャリブレーション用治具及び
キャリブレーション装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a calibration jig and a calibration apparatus for a wafer polishing apparatus capable of performing calibration easily and accurately.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
前記目的を達成するために、ウェーハを保持して研磨パ
ッドに押し付けるキャリアと、キャリアを研磨パッドに
向けて押圧するキャリア用押圧手段と、キャリアの外周
に配置されてウェーハの周囲を包囲するリテーナーリン
グと、リテーナーリングを研磨パッドに向けて押圧する
リテーナーリング用押圧手段と、入力された設定値に基
づいてキャリア用押圧手段及びリテーナーリング用押圧
手段の研磨パッドに対する押圧力を制御する制御手段と
を備えたウェーハ研磨装置において、前記キャリアの前
記研磨パッドに対する押圧力と前記リテーナーリングの
前記研磨パッドに対する押圧力とを検出するキャリブレ
ーション用治具は、前記研磨パッド上にセットされる板
部材と、前記板部材上に配設され、前記キャリアに押圧
されてキャリアの押圧力を検出するキャリア用押圧力検
出手段と、前記板部材上に配設され、前記リテーナーリ
ングに押圧されてリテーナーリングの押圧力を検出する
リテーナーリング用押圧力検出手段と、からなることを
特徴とするウェーハ研磨装置のキャリブレーション用治
具を提供する。
The invention according to claim 1 is
In order to achieve the above object, a carrier for holding and pressing a wafer against a polishing pad, a carrier pressing means for pressing the carrier toward the polishing pad, and a retainer ring disposed around the carrier and surrounding the periphery of the wafer And a retainer ring pressing means for pressing the retainer ring toward the polishing pad, and a control means for controlling a pressing force of the carrier pressing means and the retainer ring pressing means against the polishing pad based on the input set value. In the provided wafer polishing apparatus, a calibration jig for detecting the pressing force of the carrier against the polishing pad and the pressing force of the retainer ring against the polishing pad, a plate member set on the polishing pad, It is arranged on the plate member, and is pressed by the carrier to A carrier pressing force detecting means for detecting pressure, and a retainer ring pressing force detecting means disposed on the plate member and pressed by the retainer ring to detect a pressing force of the retainer ring. A calibration jig for a wafer polishing apparatus.

【0010】本発明によれば、キャリアの押圧力を検出
するキャリア用押圧力検出手段とリテーナーリングの押
圧力を検出するリテーナーリング用押圧力検出手段とが
別個に設けられているため、キャリアの押圧力とリテー
ナーリングの押圧力とを個別に検出することができる。
According to the present invention, the carrier pressing force detecting means for detecting the pressing force of the carrier and the retainer ring pressing force detecting means for detecting the pressing force of the retainer ring are provided separately. The pressing force and the pressing force of the retainer ring can be individually detected.

【0011】また、請求項3に係る本発明は、前記目的
を達成するために、ウェーハを保持して研磨パッドに押
し付けるキャリアと、キャリアを研磨パッドに向けて押
圧するキャリア用押圧手段と、キャリアの外周に配置さ
れてウェーハの周囲を包囲するリテーナーリングと、リ
テーナーリングを研磨パッドに向けて押圧するリテーナ
ーリング用押圧手段と、入力された設定値に基づいてキ
ャリア用押圧手段及びリテーナーリング用押圧手段の研
磨パッドに対する押圧力を制御する制御手段とを備えた
ウェーハ研磨装置において、前記研磨パッド上にセット
される板部材と、前記板部材上に配設され、前記キャリ
アに押圧されてキャリアの押圧力を検出するキャリア用
押圧力検出手段と、前記板部材上に配設され、前記リテ
ーナーリングに押圧されてリテーナーリングの押圧力を
検出するリテーナーリング用押圧力検出手段と、からな
り、前記キャリアの研磨パッドに対する押圧力と前記リ
テーナーリングの研磨パッドに対する押圧力を個別に検
出するキャリブレーション用治具と、前記キャリブレー
ション用治具で検出されたキャリアとリテーナーリング
の前記押圧力の検出値が、あらかじめ設定された設定値
と等しくなるように前記キャリア用押圧手段及び前記リ
テーナーリング用押圧手段を制御する制御手段と、から
なることを特徴とするウェーハ研磨装置のキャリブレー
ション装置を提供する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a carrier for holding a wafer and pressing the same against a polishing pad, a carrier pressing means for pressing the carrier toward the polishing pad, and a carrier. A retainer ring disposed around the periphery of the wafer, surrounding the periphery of the wafer, a retainer ring pressing unit for pressing the retainer ring toward the polishing pad, and a carrier pressing unit and a retainer ring pressing unit based on the input set values. A wafer polishing apparatus, comprising: a plate member set on the polishing pad; and a plate member disposed on the plate member, the carrier member being pressed by the carrier. A pressing force detecting means for a carrier for detecting a pressing force; and a pressing force detecting means disposed on the plate member and pressed against the retainer ring. And a retainer ring pressing force detecting means for detecting the pressing force of the retainer ring, and a calibration jig for individually detecting the pressing force of the carrier against the polishing pad and the pressing force of the retainer ring against the polishing pad. And controlling the carrier pressing unit and the retainer ring pressing unit such that the detected value of the pressing force of the carrier and the retainer ring detected by the calibration jig is equal to a preset value. And a control unit for performing a calibration of the wafer polishing apparatus.

【0012】本発明によれば、キャリブレーション用治
具で個別に検出されたキャリアの押圧力とリテーナーリ
ングの押圧力とから、制御手段が自動でキャリア用押圧
手段及びリテーナーリング用押圧手段のキャリブレーシ
ョンを実施する。これにより人的ミスを排除して、簡単
かつ正確にキャリブレーションを実施できる。
According to the present invention, the control means automatically calibrates the carrier pressing means and the retainer ring pressing means based on the pressing force of the carrier and the pressing force of the retainer ring individually detected by the calibration jig. Implement the application. This makes it possible to easily and accurately perform calibration without human error.

【0013】[0013]

【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キャリブレーション用治具及び
キャリブレーション装置の好ましい実施の形態について
詳説する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a calibration jig and a calibration apparatus for a wafer polishing apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0014】図1に示すウェーハ研磨装置10は、主と
して研磨定盤12とウェーハ保持ヘッド14とで構成さ
れている。
The wafer polishing apparatus 10 shown in FIG. 1 mainly comprises a polishing table 12 and a wafer holding head 14.

【0015】研磨定盤12は円盤状に形成されており、
その上面には研磨パッド16が貼付されている。研磨パ
ッド16には、スエードタイプ、不織布タイプ、発泡ウ
レタンタイプ等があり、ウェーハの研磨層の材質によっ
て適宜選択されて研磨定盤12に貼付される。
The polishing platen 12 is formed in a disk shape.
A polishing pad 16 is attached to the upper surface. The polishing pad 16 is of a suede type, a nonwoven fabric type, a urethane foam type, or the like.

【0016】研磨定盤12の下部にはスピンドル18が
連結されており、スピンドル18はモータ20の出力軸
に連結されている。このモータ20を駆動することによ
り、研磨定盤12は矢印A方向に回転され、その回転す
る研磨定盤12の研磨パッド16上に、図示しないノズ
ルからメカノケミカル研磨剤(スラリ)が供給される。
メカノケミカル研磨剤としては、たとえば研磨層がシリ
コンの場合にはBaCO3 微粉末をKOH水溶液に懸濁
したものが使用される。
A spindle 18 is connected to a lower portion of the polishing table 12, and the spindle 18 is connected to an output shaft of a motor 20. By driving the motor 20, the polishing platen 12 is rotated in the direction of arrow A, and a mechanochemical polishing agent (slurry) is supplied from a nozzle (not shown) onto the polishing pad 16 of the rotating polishing platen 12. .
As the mechanochemical polishing agent, for example, when the polishing layer is silicon, a suspension of BaCO 3 fine powder in a KOH aqueous solution is used.

【0017】ウェーハ保持ヘッド14は、図示しない昇
降装置によって昇降自在に設けられており、研磨対象の
ウェーハをウェーハ保持ヘッド14にセットする際に上
昇される。また、ウェーハを研磨する際に下降されてウ
ェーハとともに研磨パッド16に押圧当接される。
The wafer holding head 14 is provided so as to be able to move up and down by an elevating device (not shown), and is raised when a wafer to be polished is set on the wafer holding head 14. When the wafer is polished, it is lowered and pressed against the polishing pad 16 together with the wafer.

【0018】なお、図1では1台のウェーハ保持ヘッド
14のみ図示しているが、ウェーハ保持ヘッド14の台
数は1台に限定されるものではなく、たとえばスピンド
ル18を中心とする円周上に複数台等間隔に設置するこ
とが加工効率上好ましい。
Although only one wafer holding head 14 is shown in FIG. 1, the number of wafer holding heads 14 is not limited to one. It is preferable in terms of processing efficiency that a plurality of units are installed at equal intervals.

【0019】このウェーハ保持ヘッド14は、図2に示
すように、主としてヘッド本体22、キャリア24、ガ
イドリング26、リテーナーリング28、ゴムシート3
0で構成されている。
As shown in FIG. 2, the wafer holding head 14 mainly includes a head body 22, a carrier 24, a guide ring 26, a retainer ring 28, and a rubber sheet 3.
0.

【0020】ヘッド本体22は円盤状に形成されてお
り、回転軸32に連結された図示しないモータによって
図2上矢印B方向に回転される。このヘッド本体22に
はリテーナーリング用エア供給路34とキャリア用エア
供給路36とが形成されている。リテーナーリング用エ
ア供給路34は、図2に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おり、リテーナー
リング用圧力制御弁38Aを介してエアポンプ40に接
続されている。一方、キャリア用エア供給路36は、キ
ャリア用圧力制御弁38Bを介してエアポンプ40に接
続されている。
The head body 22 is formed in a disk shape, and is rotated in a direction indicated by an arrow B in FIG. 2 by a motor (not shown) connected to a rotating shaft 32. The head body 22 has a retainer ring air supply passage 34 and a carrier air supply passage 36 formed therein. The retainer ring air supply passage 34 extends outside the wafer holding head 14 and is connected to the air pump 40 via a retainer ring pressure control valve 38A, as shown by a two-dot chain line in FIG. . On the other hand, the carrier air supply path 36 is connected to an air pump 40 via a carrier pressure control valve 38B.

【0021】キャリア24は、ほぼ円柱状に形成され、
ゴムシート30を介してヘッド本体22の下部中央に配
置されている。ガイドリング26は、ほぼ円筒状に形成
され、ゴムシート30を介してヘッド本体22の下部外
周に配置されている。リテーナーリング28は、ほぼ円
筒状に形成され、キャリア24とガイドリング26との
間に配置されている。
The carrier 24 is formed in a substantially cylindrical shape.
It is arranged at the lower center of the head main body 22 via the rubber sheet 30. The guide ring 26 is formed in a substantially cylindrical shape, and is arranged on the outer periphery of the lower part of the head main body 22 via the rubber sheet 30. The retainer ring 28 is formed in a substantially cylindrical shape, and is disposed between the carrier 24 and the guide ring 26.

【0022】ゴムシート30は、均一な厚さで円盤状に
形成され、ヘッド本体22の下面に環状の止め金48で
固定されている。また、ゴムシート30の外周部は、ガ
イドリング26とヘッド本体22とに挟持されて密閉さ
れている。このゴムシート30は止め金48を境として
中央部30Aと外周部30Bとに2分されており、中央
部30Aはキャリア24を押圧するエアバッグとして機
能し、外周部30Bはリテーナーリング28を押圧する
エアバッグとして機能する。
The rubber sheet 30 is formed in a disk shape with a uniform thickness, and is fixed to the lower surface of the head body 22 with an annular stopper 48. Further, the outer peripheral portion of the rubber sheet 30 is sandwiched between the guide ring 26 and the head main body 22 to be sealed. The rubber sheet 30 is divided into a central portion 30A and an outer peripheral portion 30B by a stopper 48 as a boundary. The central portion 30A functions as an airbag that presses the carrier 24, and the outer peripheral portion 30B presses the retainer ring 28. It functions as an airbag.

【0023】すなわち、ヘッド本体22の下部中央には
ゴムシート30の円形部30Aによって密閉された円形
空間44が形成され、この円形空間44にキャリア用エ
ア供給路36が連通される。そして、このキャリア用エ
ア供給路36から円形空間44に圧縮エアを供給するこ
とにより、ゴムシート30の円形部30Aが膨らみ、キ
ャリア24の上面が押圧される。この結果、キャリア2
4に保持されたウェーハ(不図示)が研磨パッド16に
押し付けられる。
That is, a circular space 44 closed by the circular portion 30A of the rubber sheet 30 is formed at the lower center of the head body 22, and the carrier air supply path 36 communicates with the circular space 44. By supplying compressed air from the carrier air supply path 36 to the circular space 44, the circular portion 30 </ b> A of the rubber sheet 30 expands, and the upper surface of the carrier 24 is pressed. As a result, carrier 2
The wafer (not shown) held by 4 is pressed against polishing pad 16.

【0024】一方、ヘッド本体22の下部外周にはゴム
シート30の外周部30Bによって密閉された環状空間
46が形成され、この環状空間46にリテーナーリング
用エア供給路34が連通される。そして、この環状空間
46にリテーナーリング用エア供給路34から圧縮エア
を供給することにより、ゴムシート30の外周部30B
が膨らみ、リテーナーリング28の上面が押圧される。
この結果、リテーナーリング28の下面29が研磨パッ
ド16に押し付けられる。
On the other hand, an annular space 46 sealed by the outer peripheral portion 30B of the rubber sheet 30 is formed in the outer periphery of the lower portion of the head body 22, and the retainer ring air supply passage 34 communicates with the annular space 46. By supplying compressed air to the annular space 46 from the retainer ring air supply passage 34, the outer peripheral portion 30 </ b> B of the rubber sheet 30 is supplied.
Bulges, and the upper surface of the retainer ring 28 is pressed.
As a result, the lower surface 29 of the retainer ring 28 is pressed against the polishing pad 16.

【0025】なお、キャリア24の押圧力はキャリア用
圧力制御弁38Bの解放量を制御することで制御でき、
また、リテーナーリング28の押圧力はリテーナーリン
グ用圧力制御弁38Aの解放量を制御することで制御で
きる。そして、このキャリア用圧力制御弁38Bとリテ
ーナーリング用圧力制御弁38Aの各々の解放量は制御
装置42で制御され、制御装置42は、オペレータが入
力した設定値どおりにキャリア24及びリテーナーリン
グ28が押圧されるようにキャリア用圧力制御弁38B
とリテーナーリング用圧力制御弁38Aの各々の解放量
を制御する。
The pressing force of the carrier 24 can be controlled by controlling the release amount of the carrier pressure control valve 38B.
The pressing force of the retainer ring 28 can be controlled by controlling the release amount of the retainer ring pressure control valve 38A. The release amounts of the carrier pressure control valve 38B and the retainer ring pressure control valve 38A are controlled by a control device 42, and the control device 42 controls the carrier 24 and the retainer ring 28 according to the set values input by the operator. The carrier pressure control valve 38B is pressed so as to be pressed.
And the release amount of each of the retainer ring pressure control valves 38A.

【0026】以上のように構成されたウェーハ研磨装置
10によれば、まず、研磨パッド16上に載置されたウ
ェーハをウェーハ保持ヘッド14で保持し、エアポンプ
40からキャリア用エア供給路36を介して円形空間4
4に圧縮エアを供給する。これにより、ゴムシート30
の中央部30Aが膨らみ、キャリア24によってウェー
ハが研磨パッド16に押し付けられる。また、これと同
時にエアポンプ40からリテーナーリング用エア供給路
34を介して環状空間46に圧縮エアを供給する。これ
により、ゴムシート30の外周部30Bが膨らみ、リテ
ーナーリング28の下面29が研磨パッド16に押し付
けられる。この状態で研磨定盤12とウェーハ保持ヘッ
ド14を回転させ、研磨パッド16上にスラリを供給す
る。これにより、ウェーハの下面が研磨される。
According to the wafer polishing apparatus 10 configured as described above, first, the wafer mounted on the polishing pad 16 is held by the wafer holding head 14, and the wafer is transferred from the air pump 40 through the carrier air supply path 36. And circular space 4
4 is supplied with compressed air. Thereby, the rubber sheet 30
The central portion 30 </ b> A expands, and the wafer is pressed against the polishing pad 16 by the carrier 24. At the same time, compressed air is supplied from the air pump 40 to the annular space 46 via the retainer ring air supply passage 34. Thereby, the outer peripheral portion 30 </ b> B of the rubber sheet 30 swells, and the lower surface 29 of the retainer ring 28 is pressed against the polishing pad 16. In this state, the polishing table 12 and the wafer holding head 14 are rotated to supply the slurry onto the polishing pad 16. Thereby, the lower surface of the wafer is polished.

【0027】なお、制御装置42はキャリア24及びリ
テーナーリング28が、設定値どおりの押圧力で押圧さ
れるように、キャリア用圧力調整弁38B及びリテーナ
ーリング用圧力調整弁38Aでエア圧を調整し、円形空
間44及び環状空間46の内部エア圧を制御する。
The controller 42 adjusts the air pressure with the carrier pressure adjusting valve 38B and the retainer ring pressure adjusting valve 38A so that the carrier 24 and the retainer ring 28 are pressed with the pressing force according to the set value. , The internal air pressure of the circular space 44 and the annular space 46 is controlled.

【0028】次に、ウェーハ研磨装置10のキャリブレ
ーション装置について説明する。
Next, a calibration device of the wafer polishing apparatus 10 will be described.

【0029】図3、図4に示すように、キャリブレーシ
ョン用治具50は、ベースプレート(板部材)52、キ
ャリア用押圧板54、リテーナーリング用押圧板56、
キャリア用ロードセル(キャリア用押圧力検出手段)5
8、リテーナーリング用ロードセル(リテーナーリング
用押圧力検出手段)60で構成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the calibration jig 50 includes a base plate (plate member) 52, a carrier pressing plate 54, a retainer ring pressing plate 56,
Carrier load cell (carrier pressing force detecting means) 5
8. A load cell for retainer ring (retainer ring pressing force detecting means) 60.

【0030】ベースプレート52は、均一な厚さの円盤
であり、リテーナーリング28とほぼ同じ外径寸法で形
成されている。
The base plate 52 is a disk having a uniform thickness, and is formed to have substantially the same outer diameter as the retainer ring 28.

【0031】キャリア用押圧板54は、均一な厚さを有
する円盤状に形成され、キャリア24とほぼ同じ外径寸
法で形成されている。このキャリア用押圧板54はベー
スプレート52の上部同軸上に配置されている。
The carrier pressing plate 54 is formed in a disk shape having a uniform thickness, and has substantially the same outer diameter as the carrier 24. The carrier pressing plate 54 is disposed coaxially with the upper portion of the base plate 52.

【0032】リテーナーリング用押圧板56は、均一な
厚さのリング状部材であり、リテーナーリング28とほ
ぼ同じ外径寸法で形成されている。このリテーナーリン
グ用押圧板56は、キャリア用押圧板54の外周に配置
されている。
The retainer ring pressing plate 56 is a ring-shaped member having a uniform thickness, and is formed with substantially the same outer diameter as the retainer ring 28. The retainer ring pressing plate 56 is arranged on the outer periphery of the carrier pressing plate 54.

【0033】キャリア用ロードセル58は、ベースプレ
ート52とキャリア用押圧板54との間に介在されてお
り、4つが同心円上に90°の間隔で配置されている。
The carrier load cells 58 are interposed between the base plate 52 and the carrier pressing plate 54, and four of them are arranged concentrically at 90 ° intervals.

【0034】リテーナーリング用ロードセル60は、ベ
ースプレート52とリテーナーリング用押圧板56との
間に介在されており、4つが同心円上に90°の間隔で
配置されている。
The retainer ring load cells 60 are interposed between the base plate 52 and the retainer ring pressing plate 56, and four of them are arranged concentrically at 90 ° intervals.

【0035】以上のように構成されたキャリブレーショ
ン用治具50は、キャリブレーション実行時に研磨パッ
ド16上にセットされる。そして、このようにセットさ
れたキャリブレーション用治具50は、キャリア用押圧
板54がキャリア24に押圧されて、その押圧力がキャ
リア用ロードセル58で検出される。また、リテーナー
リング用押圧板56がリテーナーリング28に押圧され
て、その押圧力がリテーナーリング用ロードセル60で
検出される。
The calibration jig 50 configured as described above is set on the polishing pad 16 when performing calibration. Then, in the calibration jig 50 set as described above, the carrier pressing plate 54 is pressed against the carrier 24, and the pressing force is detected by the carrier load cell 58. Further, the retainer ring pressing plate 56 is pressed by the retainer ring 28, and the pressing force is detected by the retainer ring load cell 60.

【0036】キャリア用ロードセル58及びリテーナー
リング用ロードセル60の検出結果は、演算回路を備え
た表示器62を介して制御装置42に出力される。表示
器62の演算回路は、4つのキャリア用ロードセル58
の検出値の合計を合算してキャリア24の押圧力の検出
値(A)としてモニタ62Aに表示するとともに、4つ
のリテーナーリング用ロードセル60の検出値の合計を
合算してリテーナーリング28の押圧力の計測値(B)
としてモニタ62Bに表示する。また、これと同時にキ
ャリア24の押圧力の検出値(A)とリテーナーリング
28の押圧力の計測値(B)と和(A+B)又は差(A
−B)をモニタ62Cに表示する。
The detection results of the carrier load cell 58 and the retainer ring load cell 60 are output to the controller 42 via a display 62 provided with an arithmetic circuit. The operation circuit of the display 62 includes four carrier load cells 58.
Are displayed on the monitor 62A as the detected value (A) of the pressing force of the carrier 24, and the total of the detected values of the four retainer ring load cells 60 are added together to display the pressing force of the retainer ring 28. Measured value (B)
Is displayed on the monitor 62B. At the same time, the sum (A + B) or the difference (A) of the detected value (A) of the pressing force of the carrier 24 and the measured value (B) of the pressing force of the retainer ring 28.
-B) is displayed on the monitor 62C.

【0037】制御装置42は、キャリア24の押圧力の
検出値とリテーナーリング28の押圧力の検出値に基づ
いてキャリブレーションを実行する。
The controller 42 performs calibration based on the detected value of the pressing force of the carrier 24 and the detected value of the pressing force of the retainer ring 28.

【0038】キャリブレーション装置によるキャリブレ
ーションは、初回運転時やリテーナーリング28の交換
時に実施される。
The calibration by the calibration device is performed at the time of the first operation or when the retainer ring 28 is replaced.

【0039】まず、オペレータがキャリブレーション用
治具50を研磨パッド16上にセットする。すなわち、
キャリブレーション用治具50を研磨パッド16上に載
置し、キャリア24をキャリア用押圧板54に当接させ
るとともに、リテーナーリング28をリテーナーリング
用押圧板56に当接させる。
First, the operator sets the calibration jig 50 on the polishing pad 16. That is,
The calibration jig 50 is placed on the polishing pad 16, the carrier 24 is brought into contact with the carrier pressing plate 54, and the retainer ring 28 is brought into contact with the retaining ring pressing plate 56.

【0040】次に、オペレータは、制御装置42にキャ
リア24の押圧力の設定値(a)とリテーナーリング2
8の押圧力の設定値(b)を入力する。そして、制御装
置42にキャリブレーションの実行命令を出す。
Next, the operator inputs the set value (a) of the pressing force of the carrier 24 and the retainer ring 2 to the control device 42.
The set value (b) of the pressing force of 8 is input. Then, a calibration execution instruction is issued to the control device 42.

【0041】キャリブレーションの実行命令が出される
と、エアポンプ40からキャリア用エア供給路36を介
して円形空間44に圧縮エアが供給される。これによ
り、ゴムシート30の中央部30Aが膨らみ、キャリア
用押圧板54がキャリア24に押圧される。また、これ
と同時にエアポンプ40からリテーナーリング用エア供
給路34を介して環状空間46に圧縮エアが供給され
る。これにより、ゴムシート30の外周部30Bが膨ら
み、リテーナーリング用押圧板56がリテーナーリング
28によって押圧される。
When a calibration execution command is issued, compressed air is supplied from the air pump 40 to the circular space 44 via the carrier air supply path 36. As a result, the central portion 30A of the rubber sheet 30 swells, and the carrier pressing plate 54 is pressed against the carrier 24. At the same time, compressed air is supplied from the air pump 40 to the annular space 46 via the retainer ring air supply passage 34. As a result, the outer peripheral portion 30B of the rubber sheet 30 expands, and the retainer ring pressing plate 56 is pressed by the retainer ring 28.

【0042】このとき制御装置42は、入力された押圧
力の設定値(a)でキャリア24が押圧されるようにキ
ャリア用圧力制御弁38Aの解放量を制御するととも
に、入力された押圧力の設定値(b)でリテーナーリン
グ28が押圧されるようにリテーナーリング用圧力制御
弁38Bの解放量を制御する。
At this time, the controller 42 controls the release amount of the carrier pressure control valve 38A so that the carrier 24 is pressed by the input set value (a) of the pressing force, and controls the input pressing force. The release amount of the retainer ring pressure control valve 38B is controlled so that the retainer ring 28 is pressed at the set value (b).

【0043】一方、キャリブレーション用治具50で
は、4つのキャリア用ロードセル58がキャリア24の
押圧力を検出するとともに、4つのリテーナーリング用
ロードセル60がリテーナーリング28の押圧力を検出
する。そして、その検出結果を表示器62及び制御装置
42に出力する。
On the other hand, in the calibration jig 50, the four carrier load cells 58 detect the pressing force of the carrier 24, and the four retainer ring load cells 60 detect the pressing force of the retainer ring 28. Then, the detection result is output to the display 62 and the control device 42.

【0044】表示器62では、4つのキャリア用ロード
セル58の検出値の合計をキャリア24の押圧力の検出
値(A)としてモニタ62Aに表示するとともに、4つ
のリテーナーリング用ロードセル60の検出値の合計を
リテーナーリング28の押圧力の計測値(B)としてモ
ニタ62Bに表示する。また、キャリア24の押圧力の
検出値(A)とリテーナーリング28の押圧力の計測値
(B)と和(A+B)をモニタ62Cに表示する。
The display 62 displays the sum of the detected values of the four carrier load cells 58 on the monitor 62A as the detected value (A) of the pressing force of the carrier 24, and displays the detected values of the four retainer ring load cells 60. The sum is displayed on the monitor 62B as a measured value (B) of the pressing force of the retainer ring 28. Further, the sum (A + B) of the detected value (A) of the pressing force of the carrier 24 and the measured value (B) of the pressing force of the retainer ring 28 is displayed on the monitor 62C.

【0045】制御装置42は、検出値(A)、(B)と
設定値(a)、(b)との関係を求め、必要な補正量を
演算する。そして、その演算結果に基づいてキャリア用
圧力制御弁38Aとリテーナーリング用圧力制御弁38
Bとの解放量を個別に制御する。
The control unit 42 obtains the relationship between the detected values (A) and (B) and the set values (a) and (b), and calculates a necessary correction amount. The carrier pressure control valve 38A and the retainer ring pressure control valve 38
The release amount with B is individually controlled.

【0046】このように本実施の形態のキャリブレーシ
ョン装置によれば、キャリブレーション用治具50によ
って、キャリア24とリテーナーリング28の押圧力を
個別に検出することができる。そして、その検出結果を
利用して制御装置42が自動でキャリブレーションを実
行するので、人的ミスを排除して正確にキャリブレーシ
ョンを実行することができる。また、オペレータはキャ
リブレーション用治具50をセットして簡単な操作をす
るだけなので、簡単にキャリブレーションを実施するこ
とができる。
As described above, according to the calibration apparatus of the present embodiment, the pressing force of the carrier 24 and the retainer ring 28 can be individually detected by the calibration jig 50. Then, since the control device 42 automatically executes the calibration using the detection result, the calibration can be executed accurately without human error. Further, since the operator simply sets the calibration jig 50 and performs a simple operation, the calibration can be easily performed.

【0047】なお、本実施の形態ではキャリブレーショ
ン用治具50に4つのキャリア用ロードセル58と4つ
のリテーナーリング用ロードセル60を設置するように
しているが、各ロードセルの設置数は本実施の形態のも
のに限定されるものではなく適宜増減して設置すること
もできる。
In this embodiment, the four carrier load cells 58 and the four retainer ring load cells 60 are installed on the calibration jig 50. The present invention is not limited to this, and may be appropriately increased or decreased.

【0048】また、本実施の形態では、いわゆるエアバ
ックでキャリア24及びリテーナーリング28を押圧す
る方式のウェーハ研磨装置に本発明を適用した例で説明
したが、他の押圧手段、たとえばエアシリンダ等でキャ
リア及びリテーナーリングを押圧する方式のウェーハ研
磨装置にも本発明は有効に適用することができる。
In this embodiment, the present invention is applied to the wafer polishing apparatus of the type in which the carrier 24 and the retainer ring 28 are pressed by a so-called air bag. However, other pressing means, such as an air cylinder, are used. The present invention can also be effectively applied to a wafer polishing apparatus of a type in which a carrier and a retainer ring are pressed by the method.

【0049】さらに、本実施の形態では、キャリア用押
圧板54及びリテーナーリング用押圧板56を介してキ
ャリア用ロードセル58及びリテーナーリング用ロード
セル60を押圧するようにしているが、直接キャリア用
ロードセル58及びリテーナーリング用ロードセル60
を押圧するように構成してもよい。
Further, in this embodiment, the carrier load cell 58 and the retainer ring load cell 60 are pressed via the carrier press plate 54 and the retainer ring press plate 56, but the carrier load cell 58 is directly pressed. And load cell 60 for retainer ring
May be configured to be pressed.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
キャリブレーション用治具によってキャリアの押圧力と
リテーナーリングの押圧力とを個別に検出することがで
きる。また、その検出結果を利用して自動でキャリア用
押圧手段及びリテーナーリング用押圧手段のキャリブレ
ーションを実施するので、人的ミスを排除でき、簡単か
つ正確にキャリブレーションを実施できる。
As described above, according to the present invention,
The pressing force of the carrier and the pressing force of the retainer ring can be individually detected by the calibration jig. In addition, since the calibration of the carrier pressing means and the retainer ring pressing means is automatically performed using the detection result, human error can be eliminated, and the calibration can be performed simply and accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】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.

【図2】キャリブレーション装置の構成図FIG. 2 is a configuration diagram of a calibration device.

【図3】キャリブレーション用治具の平面図FIG. 3 is a plan view of a calibration jig.

【図4】キャリブレーション用治具の側面断面図FIG. 4 is a side sectional view of a calibration jig.

【図5】従来のキャリブレーション方法の説明図FIG. 5 is an explanatory diagram of a conventional calibration method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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…研磨パッド、18…スピンド
ル、20…モータ、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、3
0…ゴムシート、32…回転軸、34…リテーナーリン
グ用エア供給路、36…キャリア用エア供給路、38A
…リテーナーリング用圧力制御弁、38B…キャリア用
圧力制御弁、40…エアポンプ、42…制御装置、44
…円形空間、46…環状空間、48…止め金、50…キ
ャリブレーション用治具、52…ベースプレート、54
…キャリア用押圧板、56…リテーナーリング用押圧
板、58…キャリア用ロードセル、60…リテーナーリ
ング用ロードセル、62…表示器
Reference Signs List 10: Wafer polishing apparatus, 12: Polishing plate, 14: Wafer holding head, 16: Polishing pad, 18: Spindle, 20: Motor, 22: Head body, 24: Carrier, 26: Guide ring, 28: Retainer ring, 3
0 ... Rubber sheet, 32 ... Rotary shaft, 34 ... Air supply path for retainer ring, 36 ... Air supply path for carrier, 38A
... pressure control valve for retainer ring, 38B ... pressure control valve for carrier, 40 ... air pump, 42 ... control device, 44
... circular space, 46 ... annular space, 48 ... clasp, 50 ... calibration jig, 52 ... base plate, 54
... Pressing plate for carrier, 56 ... Pressing plate for retaining ring, 58 ... Load cell for carrier, 60 ... Load cell for retaining ring, 62 ... Display

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Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ウェーハを保持して研磨パッドに押し付
けるキャリアと、キャリアを研磨パッドに向けて押圧す
るキャリア用押圧手段と、キャリアの外周に配置されて
ウェーハの周囲を包囲するリテーナーリングと、リテー
ナーリングを研磨パッドに向けて押圧するリテーナーリ
ング用押圧手段と、入力された設定値に基づいてキャリ
ア用押圧手段及びリテーナーリング用押圧手段の研磨パ
ッドに対する押圧力を制御する制御手段とを備えたウェ
ーハ研磨装置において、 前記キャリアの前記研磨パッドに対する押圧力と前記リ
テーナーリングの前記研磨パッドに対する押圧力とを検
出するキャリブレーション用治具は、 前記研磨パッド上にセットされる板部材と、 前記板部材上に配設され、前記キャリアに押圧されてキ
ャリアの押圧力を検出するキャリア用押圧力検出手段
と、 前記板部材上に配設され、前記リテーナーリングに押圧
されてリテーナーリングの押圧力を検出するリテーナー
リング用押圧力検出手段と、からなることを特徴とする
ウェーハ研磨装置のキャリブレーション用治具。
1. A carrier for holding a wafer and pressing the polishing pad against a polishing pad, a carrier pressing means for pressing the carrier toward the polishing pad, a retainer ring disposed on an outer periphery of the carrier and surrounding the periphery of the wafer, and a retainer. A wafer comprising: a retainer ring pressing means for pressing the ring toward the polishing pad; and a control means for controlling the pressing force of the carrier pressing means and the retainer ring pressing means on the polishing pad based on the input set value. In the polishing apparatus, a calibration jig for detecting a pressing force of the carrier against the polishing pad and a pressing force of the retainer ring against the polishing pad includes: a plate member set on the polishing pad; and the plate member. Detected by the carrier and pressed by the carrier A carrier pressing force detecting means, and a retainer ring pressing force detecting means disposed on the plate member and pressed by the retainer ring to detect a pressing force of the retainer ring. Jig for calibration of polishing equipment.
【請求項2】 前記キャリブレーション用治具は、 前記キャリアとほぼ同じ平面形状を有し、前記キャリア
用押圧力検出手段と前記キャリアとの間に配設されたキ
ャリア用押圧板と、 前記リテーナーリングとほぼ同じ平面形状を有し、前記
リテーナーリング用押圧力検出手段と前記リテーナーリ
ングとの間に配設されたリテーナーリング用押圧板と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載のウェーハ研
磨装置のキャリブレーション用治具。
2. The calibration jig has substantially the same planar shape as the carrier, and the carrier pressing plate disposed between the carrier pressing force detecting means and the carrier; and the retainer. A retainer ring pressing plate having substantially the same planar shape as the ring and disposed between the retainer ring pressing force detection means and the retainer ring,
The jig for calibration of a wafer polishing apparatus according to claim 1, further comprising:
【請求項3】 ウェーハを保持して研磨パッドに押し付
けるキャリアと、キャリアを研磨パッドに向けて押圧す
るキャリア用押圧手段と、キャリアの外周に配置されて
ウェーハの周囲を包囲するリテーナーリングと、リテー
ナーリングを研磨パッドに向けて押圧するリテーナーリ
ング用押圧手段と、入力された設定値に基づいてキャリ
ア用押圧手段及びリテーナーリング用押圧手段の研磨パ
ッドに対する押圧力を制御する制御手段とを備えたウェ
ーハ研磨装置において、 前記研磨パッド上にセットされる板部材と、前記板部材
上に配設され、前記キャリアに押圧されてキャリアの押
圧力を検出するキャリア用押圧力検出手段と、前記板部
材上に配設され、前記リテーナーリングに押圧されてリ
テーナーリングの押圧力を検出するリテーナーリング用
押圧力検出手段と、からなり、前記キャリアの研磨パッ
ドに対する押圧力と前記リテーナーリングの研磨パッド
に対する押圧力を個別に検出するキャリブレーション用
治具と、 前記キャリブレーション用治具で検出されたキャリアと
リテーナーリングの前記押圧力の検出値が、あらかじめ
設定された設定値と等しくなるように前記キャリア用押
圧手段及び前記リテーナーリング用押圧手段を制御する
制御手段と、からなることを特徴とするウェーハ研磨装
置のキャリブレーション装置。
3. A carrier for holding and pressing a wafer against a polishing pad, a carrier pressing means for pressing the carrier toward the polishing pad, a retainer ring disposed on an outer periphery of the carrier and surrounding the periphery of the wafer, and a retainer. A wafer comprising: a retainer ring pressing means for pressing the ring toward the polishing pad; and a control means for controlling the pressing force of the carrier pressing means and the retainer ring pressing means on the polishing pad based on the input set value. In the polishing apparatus, a plate member set on the polishing pad, a carrier pressing force detecting unit disposed on the plate member and pressed by the carrier to detect a pressing force of the carrier, And a retainer that is pressed by the retainer ring and detects a pressing force of the retainer ring. A pressing jig for detecting a pressing force of the carrier against the polishing pad and a pressing jig for individually detecting the pressing force of the retainer ring against the polishing pad; and Control means for controlling the carrier pressing means and the retainer ring pressing means such that the detected value of the pressing force of the carrier and the retainer ring is equal to a preset set value. Calibration equipment for wafer polishing equipment.
【請求項4】 前記キャリアの押圧力の検出結果と前記
リテーナーリングの押圧力の検出結果とを表示する表示
器を備えたことを特徴とする請求項3に記載のウェーハ
研磨装置のキャリブレーション装置。
4. The calibration apparatus for a wafer polishing apparatus according to claim 3, further comprising an indicator for displaying a detection result of the pressing force of the carrier and a detection result of the pressing force of the retainer ring. .
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