JP2003133271A - Chemical mechanical polishing apparatus - Google Patents

Chemical mechanical polishing apparatus

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JP2003133271A
JP2003133271A JP2001326385A JP2001326385A JP2003133271A JP 2003133271 A JP2003133271 A JP 2003133271A JP 2001326385 A JP2001326385 A JP 2001326385A JP 2001326385 A JP2001326385 A JP 2001326385A JP 2003133271 A JP2003133271 A JP 2003133271A
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Japan
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detection sensor
carrier head
detection
wafer
polishing
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Application number
JP2001326385A
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Japanese (ja)
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Yoshihiro Tanaka
中 好 広 田
Hiroshi Ishiwatari
渡 博 石
Akihiro Akamatsu
松 昭 博 赤
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Applied Materials Inc
Original Assignee
Applied Materials Inc
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent deteriorated productivity or the like due to error detection in a CMP apparatus comprising a mechanical detection mechanism for detecting the presence or absence of a wafer in a carrier head. SOLUTION: The chemical mechanical polishing apparatus which comprises three carrier heads 31-34 for absorbing and holding a wafer, a removable table 51, and three platens 61, 71 and 81 for pressing and polishing the wafer held by the carrier heads, and has mechanical detection mechanisms in the carrier heads, wherein four reflex optical sensors 120 are provided on a top face of a base 20 outside the carrier heads 31-34. This structure improves polishing efficiency as well as productivity.

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、被処理体としての
半導体基板等を化学的及び機械的研磨(CMP)により
平坦化する化学機械研磨装置に関し、特に、キャリアヘ
ッドに対して半導体基板が保持されているか否かを機械
的に検知する検知機構をキャリアヘッド内に備えた化学
機械研磨装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemical mechanical polishing apparatus for flattening a semiconductor substrate or the like as an object to be processed by chemical and mechanical polishing (CMP), and more particularly to holding a semiconductor substrate against a carrier head. The present invention relates to a chemical mechanical polishing device provided with a detection mechanism for mechanically detecting whether or not it has been removed.

【0002】[0002]

【従来の技術】種々の積層処理が施された被処理体とし
ての半導体基板(以下、単にウェーハと称す)の表面を
平坦化する装置として、化学機械研磨装置(CMP装
置)が知られている。この装置は、キャリアヘッドでウ
ェーハを保持し、プラテン上の研磨パッドにウェーハを
押し付け、キャリアヘッド及びプラテン(回転基盤)を
回転させながら研磨剤(スラリー)を供給して、ウェー
ハの表面を化学的かつ機械的に研磨するものである。
2. Description of the Related Art A chemical mechanical polishing apparatus (CMP apparatus) is known as an apparatus for flattening the surface of a semiconductor substrate (hereinafter, simply referred to as a wafer) as an object to be processed which has been subjected to various lamination processes. . This device holds a wafer with a carrier head, presses the wafer against a polishing pad on a platen, and supplies a polishing agent (slurry) while rotating the carrier head and the platen (rotary base) to chemically remove the wafer surface. And it is mechanically polished.

【0003】この装置においては、図6に示すように、
ハウジング2、ハウジング2の外周において環状に形成
された保持リング3、保持リング3の内側空間において
上下方向に移動可能に支持された可動保持部材4、可動
保持部材4の下面に密接して配置され圧力の変化等によ
り弾性変形が可能なメンブレン(可撓膜)5等を備えて
いる。可動保持部材4は、チャンバCを画定すると共
に、メンブレン5が貼設された下面部において、チャン
バCに連通する複数の第1貫通孔4a、開口径が第1貫
通孔4aより大きい一つの第2貫通孔4b、吸引ポンプ
(不図示)とチャンバCとを連通させる通路4c等を備
えている。
In this device, as shown in FIG.
The housing 2, the holding ring 3 formed in an annular shape on the outer circumference of the housing 2, the movable holding member 4 supported in the inner space of the holding ring 3 so as to be movable in the vertical direction, and arranged in close contact with the lower surface of the movable holding member 4. A membrane (flexible membrane) 5 that can be elastically deformed by a change in pressure or the like is provided. The movable holding member 4 defines the chamber C and has a plurality of first through holes 4a communicating with the chamber C on the lower surface portion to which the membrane 5 is attached, and one first through hole 4a having an opening diameter larger than the first through hole 4a. 2 through holes 4b, a passage 4c for connecting a suction pump (not shown) to the chamber C, and the like.

【0004】また、上記装置においては、研磨処理に際
しては、ウェーハWがキャリアヘッド1(可動保持部材
4)に正確に保持されている必要があるため、ウェーハ
Wの有無を検知するための機械的な検知機構が設けられ
ている。この検知機構は、可動保持部材4に一部が配設
されて大気に開放される通路6、通路6を開閉する開閉
バルブ7、開閉バルブ7を閉弁方向に付勢するスプリン
グ8等により構成されている。
Further, in the above apparatus, since the wafer W needs to be accurately held by the carrier head 1 (movable holding member 4) during the polishing process, a mechanical device for detecting the presence or absence of the wafer W is required. A different detection mechanism is provided. This detection mechanism is configured by a passage 6 which is partially provided in the movable holding member 4 and is opened to the atmosphere, an opening / closing valve 7 that opens and closes the passage 6, a spring 8 that urges the opening / closing valve 7 in the closing direction, and the like. Has been done.

【0005】上記装置において、図7(a)に示すよう
に、メンブレン5の下面にウェーハWが置かれた状態
で、吸引ポンプによりチャンバC内が減圧されると、第
1貫通孔4a及び第2貫通孔4bに位置するメンブレン
5´,5´´が内側に向けて吸い込まれることで変形
し、ウェーハWとの間に、低圧ポケットLPを生じる。
これら低圧ポケットLPは、吸盤として作用しウェーハ
Wを吸着する。したがって、ウェーハWは、可動保持部
材4に堅固に保持されることになる。このとき、第2貫
通孔4bに対応するメンブレン5´´は、低圧ポケット
LP内の圧力との関係で、開閉バルブ7に接触しないレ
ベルまで変形するため、開閉バルブ7は通路6を閉じた
状態を維持する。
In the above apparatus, as shown in FIG. 7A, when the pressure in the chamber C is reduced by the suction pump with the wafer W placed on the lower surface of the membrane 5, the first through hole 4a and the first through hole 4a The membranes 5 ′ and 5 ″ located in the two through holes 4 b are deformed by being sucked inward, and a low pressure pocket LP is generated between the membrane 5 ′ and the wafer W.
These low-pressure pockets LP act as suction cups to adsorb the wafer W. Therefore, the wafer W is firmly held by the movable holding member 4. At this time, the membrane 5 ″ corresponding to the second through hole 4b is deformed to a level at which it does not come into contact with the opening / closing valve 7 due to the pressure in the low pressure pocket LP, so that the opening / closing valve 7 closes the passage 6. To maintain.

【0006】一方、図7(b)に示すように、メンブレ
ン5の下面にウェーハWが無い状態で、吸引ポンプによ
りチャンバC内が減圧されると、第1貫通孔4a及び第
2貫通孔4bに位置するメンブレン5´,5´´は、内
側に向けて吸い込まれて変形するが、ウェーハWが無い
ため、図7(a)に示す場合よりもより大きく変形す
る。その結果、第2貫通孔4bに対応するメンブレン5
´´は、開閉バルブ7に当接しさらにスプリング8の付
勢力に逆らって開閉バルブ7を上方に向けて押し上げ、
開閉バルブ7は通路6を開放する。これにより、吸引ポ
ンプによりチャンバC内が減圧され続けても、通路6が
大気に開放されるため、チャンバC内の圧力は、所定レ
ベルより低くはならない。
On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the inside of the chamber C is decompressed by the suction pump without the wafer W on the lower surface of the membrane 5, the first through hole 4a and the second through hole 4b are formed. The membranes 5 ′ and 5 ″ located at are deformed by being sucked inward, but due to the absence of the wafer W, they are deformed more than in the case shown in FIG. 7A. As a result, the membrane 5 corresponding to the second through hole 4b
″ Is in contact with the opening / closing valve 7 and further pushes the opening / closing valve 7 upward against the biasing force of the spring 8.
The opening / closing valve 7 opens the passage 6. As a result, even if the inside of the chamber C is continuously depressurized by the suction pump, the passage 6 is opened to the atmosphere, so that the pressure inside the chamber C does not become lower than the predetermined level.

【0007】すなわち、上記検知機構においては、図8
に示すように、チャンバC内の圧力が圧力センサ(不図
示)により検出されて、その値がP1のとき(図7
(a)に示す状態のとき)は、ウェーハWが有る(保持
されている)と判断され、一方、その値がP2(P2>
P1)のとき(図7(b)に示す状態のとき)は、ウェ
ーハWが無い(保持されていない)と判断される。
That is, in the above detection mechanism, FIG.
As shown in FIG. 7, when the pressure in the chamber C is detected by a pressure sensor (not shown) and the value is P1 (see FIG. 7).
(In the state shown in (a)), it is determined that the wafer W is present (held), and its value is P2 (P2>
In the case of P1) (in the state shown in FIG. 7B), it is determined that the wafer W is absent (not held).

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な機械式の検知機構においては、組み付け精度のバラツ
キ、作動環境あるいは経時的要因等により、開閉バルブ
7がその往復案内通路との間でスティック等を生じて、
図9に示すように、完全に復帰せず、通路6を開放した
状態のまま停止してしまう場合がある。
In the mechanical detection mechanism as described above, the opening / closing valve 7 sticks to and from the reciprocating guide passage due to variations in assembling accuracy, operating environment, temporal factors, and the like. And so on,
As shown in FIG. 9, there is a case in which the passage 6 is not completely restored and the passage 6 is stopped while being kept open.

【0009】その結果、ウェーハWがメンブレン5によ
り吸着されて保持されているにも拘わらず、圧力センサ
はP2の値を検出して、ウェーハWが無い(ウェーハW
が落下した)、と判断(誤検出)することになる。この
判断に基づき、装置の動作全体を司る制御部は、キャリ
アヘッド1及びプラテン等の回転を止めて、研磨動作を
停止させる。したがって、ウェーハWが有るにも拘わら
ず装置が自動的に停止するため、研磨作業が途中で中断
し、その中断の度にオペレータが確認作業を行なわなけ
ればならず、稼働時間の低下、生産性の低下等を招くこ
とになる。
As a result, although the wafer W is adsorbed and held by the membrane 5, the pressure sensor detects the value of P2, and there is no wafer W (wafer W).
Has fallen), it will be judged (erroneous detection). Based on this determination, the control unit that controls the entire operation of the apparatus stops the rotation of the carrier head 1, the platen, etc., and stops the polishing operation. Therefore, the apparatus automatically stops in spite of the presence of the wafer W, so that the polishing work is interrupted in the middle, and the operator must perform a confirmation work each time the interrupting work is performed. Will be reduced.

【0010】また、上記の検知機構とは逆に、ウェーハ
Wが無いにも拘わらず有る、と誤検出するような別のタ
イプの検知機構を備えた化学機械研磨装置においては、
このような誤検出が行なわれると、ウェーハWが保持さ
れていないにも拘わらず、キャリアヘッド1及びプラテ
ン等を回転させ続けるため、メンブレン5及び保持リン
グ3が研磨パッド等に直接押し付けられて研磨されるこ
とになり、メンブレン5の損傷又は破損、あるいは、研
磨パッドの破損等を招く虞がある。
Contrary to the above-mentioned detection mechanism, a chemical mechanical polishing apparatus having another type of detection mechanism that erroneously detects that the wafer W is present even though it is not present,
If such an erroneous detection is performed, the carrier head 1 and the platen are continuously rotated even though the wafer W is not held, so that the membrane 5 and the holding ring 3 are directly pressed against the polishing pad or the like to polish the wafer. As a result, the membrane 5 may be damaged or damaged, or the polishing pad may be damaged.

【0011】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて
成されたものであり、その目的とするところは、ウェー
ハ等の被処理体の有無を検知する機械式の検知機構が、
例え誤検出を行なった場合でも、その検出信号に基づき
装置が停止する頻度を抑制して、無駄な確認作業を極力
省き、安定した研磨作業が持続されて生産性の向上が図
れ、あるいは、被処理体が無いにも拘わらず有ると誤検
出するような検知機構を備えた装置においては、構成部
品等の損傷又は破損等を極力防止できる、化学機械研磨
装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a mechanical detection mechanism for detecting the presence or absence of an object to be processed such as a wafer.
Even if an erroneous detection is performed, the frequency of the device stopping based on the detection signal is suppressed, unnecessary checking work is minimized, stable polishing work is maintained, and productivity is improved, or An object of the present invention is to provide a chemical mechanical polishing apparatus that can prevent damage or breakage of components and the like as much as possible in an apparatus including a detection mechanism that erroneously detects that there is no processing object.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の化学機械研磨装
置は、被処理体を吸着して保持するキャリアヘッドと、
キャリアヘッドに保持された被処理体を押し付けて研磨
する回転基盤と、回転基盤を支持するベースと、を備え
た化学機械研磨装置であって、上記ベース上の所定の位
置において、キャリアヘッドに保持される被処理体の有
無を検知する検知センサを設けた、ことを特徴としてい
る。この構成によれば、キャリアヘッドに内蔵された機
械式の検知機構が例え誤検出を行なっても、キャリアヘ
ッドの外部であるベース上に配置された別の検知センサ
が被処理体の有無を検知するため、誤検出による装置の
停止を極力防止でき、あるいは、構成部品の破損等を極
力防止できる。また、機械式の検知機構を備えない装置
においても、この検知センサにより被処理体の有無を検
知することができる。
A chemical mechanical polishing apparatus of the present invention comprises a carrier head for adsorbing and holding an object to be processed,
A chemical mechanical polishing apparatus comprising a rotary base for pressing and polishing an object to be processed held by a carrier head, and a base supporting the rotary base, which is held by a carrier head at a predetermined position on the base. A detection sensor for detecting the presence or absence of the processed object is provided. According to this configuration, even if the mechanical detection mechanism built in the carrier head makes a false detection, another detection sensor arranged on the base outside the carrier head detects the presence or absence of the object to be processed. Therefore, stoppage of the device due to erroneous detection can be prevented as much as possible, or damage to component parts and the like can be prevented as much as possible. In addition, even in a device that does not include a mechanical detection mechanism, the presence or absence of the object to be processed can be detected by this detection sensor.

【0013】上記構成において、検知センサは、投光部
及び受光部を有する反射型の光センサである、構成を採
用できる。この構成によれば、機械的なセンサではな
く、非接触式の光センサであるため、従来の検知機構に
発生するような作動不良による誤検出を防止でき、より
確実な検出を行なえる。
In the above structure, the detection sensor may be a reflection type optical sensor having a light projecting portion and a light receiving portion. According to this configuration, since it is a non-contact type optical sensor rather than a mechanical sensor, it is possible to prevent erroneous detection due to malfunctions that occur in a conventional detection mechanism, and to perform more reliable detection.

【0014】上記構成において、検知センサは、回転基
盤の外縁近傍に配置されている、構成を採用できる。こ
の構成によれば、回転基盤の外縁近傍、すなわち、外側
の隣接した領域に検知センサが配置されるため、回転基
盤の上方に配置される他の部品(例えば、研磨パッドを
調整するパッドコンディショナ、研磨剤等を供給するス
ラリー供給パイプ等)を間違って検出するのを防止で
き、より確実に被処理体の有無を検出することができ
る。
In the above structure, the detection sensor may be arranged near the outer edge of the rotary base. According to this configuration, since the detection sensor is arranged in the vicinity of the outer edge of the rotary base, that is, in the adjacent area on the outer side, other parts (for example, a pad conditioner for adjusting the polishing pad) arranged above the rotary base are arranged. , A slurry supply pipe for supplying an abrasive, etc.) can be prevented from being detected by mistake, and the presence or absence of the object to be processed can be detected more reliably.

【0015】また、本発明の化学機械研磨装置は、被処
理体を吸着して保持し得る複数のキャリアヘッドを移動
可能に担持して所定の回転軸回りに回転可能に配置され
たカラセルと、キャリアヘッドに対する被処理体の着脱
を行なう着脱テーブルと、キャリアヘッドに保持された
被処理体を押し付けて研磨するべく複数のキャリアヘッ
ドのそれぞれに対応して配置された複数の回転基盤と、
着脱テーブル及び回転基盤を支持するベースとを備え、
着脱テーブル及び複数の回転基盤はカラセルの回転軸周
りに配列された化学機械研磨装置であって、上記キャリ
アヘッドの外部の位置において、キャリアヘッドに保持
される被処理体の有無を検知する検知センサを設けた、
ことを特徴としている。この構成によれば、キャリアヘ
ッドに保持された被処理体が、着脱テープルから隣接す
る回転基盤上にあるいは一つの回転基盤から隣接する他
の回転基盤上に移送される際等に、キャリアヘッドに内
蔵された機械式の検知機構が例え誤検出を行なっても、
キャリアヘッドの外部であるベース上に配置された別の
検知センサが被処理体の有無を検知するため、誤検出に
よる装置の停止を極力防止でき、あるいは、構成部品の
破損等を極力防止できる。これにより、被処理体の研磨
作業が効率良く行なわれ、生産性が向上する。また、機
械式の検知機構を備えない装置においても、この検知セ
ンサにより被処理体の有無を検知することができる。
Further, the chemical mechanical polishing apparatus of the present invention includes a carousel movably carrying a plurality of carrier heads capable of adsorbing and holding an object to be processed and rotatably arranged around a predetermined rotation axis. An attachment / detachment table for attaching / detaching the object to be processed with respect to the carrier head, a plurality of rotary bases arranged corresponding to each of the plurality of carrier heads for pressing and polishing the object to be processed held by the carrier head,
With a detachable table and a base that supports a rotating base,
A detachable table and a plurality of rotary bases are chemical mechanical polishing devices arranged around the rotation axis of a carousel, and a detection sensor for detecting the presence or absence of an object to be processed held by the carrier head at a position outside the carrier head. Is provided,
It is characterized by that. According to this configuration, when the object to be processed held by the carrier head is transferred from the removable tape to the adjacent rotary base or from one rotary base to another adjacent rotary base, the carrier head is Even if the built-in mechanical detection mechanism makes a false detection,
Since another detection sensor arranged on the base outside the carrier head detects the presence or absence of the object to be processed, stoppage of the device due to erroneous detection can be prevented as much as possible, or damage to component parts and the like can be prevented as much as possible. As a result, the work of polishing the object to be processed is efficiently performed, and the productivity is improved. In addition, even in a device that does not include a mechanical detection mechanism, the presence or absence of the object to be processed can be detected by this detection sensor.

【0016】上記構成において、検知センサは、投光部
及び受光部を有する反射型の光センサである、構成を採
用できる。この構成によれば、機械的なセンサではな
く、非接触式の光センサであるため、従来の検知機構に
発生するような作動不良による誤検出を防止でき、より
確実な検出を行なえる。
In the above structure, the detection sensor may be a reflection type optical sensor having a light projecting portion and a light receiving portion. According to this configuration, since it is a non-contact type optical sensor rather than a mechanical sensor, it is possible to prevent erroneous detection due to malfunctions that occur in a conventional detection mechanism, and to perform more reliable detection.

【0017】上記構成において、検知センサは、着脱テ
ーブルの外縁近傍及び複数の回転基盤のそれぞれの外縁
近傍で、かつ、カラセルの回転軸との間に、それぞれ配
置されている、構成を採用できる。この構成によれば、
被処理体の着脱及び研磨処理を行なう複数の処理ステー
ションを備える装置においても、それぞれの移送行程毎
に確実な検出が行なえるため、誤検出の頻度を極力抑え
られ、研磨作業が一層効率良く行なわれ、生産性がより
一層向上する。
In the above structure, it is possible to adopt a structure in which the detection sensor is arranged in the vicinity of the outer edge of the removable table and in the vicinity of each outer edge of the plurality of rotary bases, and between the rotary shaft of the carousel. According to this configuration,
Even in an apparatus having a plurality of processing stations for attaching / detaching an object to be processed and polishing processing, reliable detection can be performed for each transfer process, so that the frequency of erroneous detection can be suppressed as much as possible and polishing work can be performed more efficiently. Productivity is further improved.

【0018】上記構成において、カラセル、キャリアヘ
ッド、及び検知センサの動作を少なくとも制御する制御
手段を有し、この制御手段は、キャリアヘッドに保持さ
れた被処理体を、複数の回転基盤の一つの回転基盤に対
向する位置から隣接する他の回転基盤に対向する位置に
移動させる際に、被処理体を予めカラセルの回転軸側に
引寄せるようにキャリアヘッドを後退移動させその後逆
向きに前進移動させると共に、この後退移動又は前進移
動の際に検知センサに検知動作を行わせる、構成を採用
できる。この構成によれば、被処理体が回転基盤の上方
に配置される他の部品(例えば、パッドコンディショ
ナ、スラリー供給パイプ等)等から離れた所定のタイミ
ングで検知センサが検知動作を行なうため、誤検出を確
実に防止でき、より安定して高精度に被処理体の有無を
検出することができる。
In the above structure, there is provided control means for controlling at least the operations of the carousel, the carrier head and the detection sensor, and the control means controls the object to be processed held by the carrier head as one of a plurality of rotary substrates. When moving from a position facing the rotary base to a position facing another adjacent rotary base, the carrier head is moved backward so that the object to be processed is drawn toward the rotary shaft side of the carousel in advance, and then moved forward in the opposite direction. In addition, it is possible to employ a configuration in which the detection sensor performs a detection operation during the backward movement or the forward movement. According to this configuration, since the object to be processed performs the detection operation at a predetermined timing away from other parts (for example, a pad conditioner, a slurry supply pipe, etc.) arranged above the rotating base, False detection can be reliably prevented, and the presence or absence of the object to be processed can be detected more stably and highly accurately.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付図面を参照しつつ説明する。図1ないし図5
は、本発明に係る化学機械研磨装置の一実施形態を示す
ものであり、図1は全体の構成を示す概略平面図、図2
はベースを示す平面図、図3は検知センサと被処理体と
の関係を示す側面図、図4は制御システムを示すブロッ
ク図、図5は作動及び検知センサの動作タイミングを説
明する平面図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 1 to 5
1 shows an embodiment of a chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention, and FIG. 1 is a schematic plan view showing the entire configuration, FIG.
Is a plan view showing the base, FIG. 3 is a side view showing the relationship between the detection sensor and the object to be processed, FIG. 4 is a block diagram showing the control system, and FIG. 5 is a plan view showing the operation and the operation timing of the detection sensor. is there.

【0020】この装置は、図1に示すように、ベース1
0、ベース10の上方において回転軸20により回動自
在に支持されたカラセル30、ベース10に隣接して配
置され被処理体としてのウェーハWを収容するカセット
41を搬送する搬送機構40、装置全体の動作等を制御
する制御手段としての制御部100等を、基本構成とし
て備えている。
This device has a base 1 as shown in FIG.
0, a carousel 30 rotatably supported by a rotary shaft 20 above the base 10, a transport mechanism 40 that is disposed adjacent to the base 10 and transports a cassette 41 that stores a wafer W as an object to be processed, the entire apparatus The control unit 100 as a control unit for controlling the operation and the like is provided as a basic configuration.

【0021】ベース10は、図1及び図2に示すよう
に、ウェーハWの着脱を行なうための一つの着脱ステー
ション50、着脱ステーション50に続けて、回転軸2
0(カラセル30)の周りにおいて、反時計回りに順次
に配置された第1の研磨ステーション60、第2の研磨
ステーション70、第3の研磨ステーション80等を備
えている。また、着脱ステーション50及び3つの研磨
ステーション60,70,80の相互の間には、洗浄ス
テーション90がそれぞれ配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the base 10 includes a single attachment / detachment station 50 for attachment / detachment of the wafer W, and the attachment / detachment station 50, followed by the rotary shaft 2.
A first polishing station 60, a second polishing station 70, a third polishing station 80, and the like, which are sequentially arranged counterclockwise around 0 (carousel 30), are provided. A cleaning station 90 is arranged between the attachment / detachment station 50 and the three polishing stations 60, 70, 80.

【0022】着脱ステーション50は、ウェーハWを後
述するキャリアヘッド31,32,33,34に対して
着脱する際に、ウェーハWを一旦載せる着脱テーブル5
1を備えている。3つの研磨ステーション60,70,
80は、それぞれ研磨パッドを上面に有する回転基盤と
してのプラテン61,71,81と、スラリー供給ユニ
ットの一部をなすスラリー供給パイプ62,72,82
と、パッドコンディショナ63,73,83等を備えて
いる。
The loading / unloading station 50 temporarily mounts the wafer W when the wafer W is loaded / unloaded to / from carrier heads 31, 32, 33, 34 described later.
1 is provided. 3 polishing stations 60, 70,
Reference numeral 80 is a platen 61, 71, 81 as a rotary base having a polishing pad on the upper surface, and slurry supply pipes 62, 72, 82 forming part of the slurry supply unit.
And pad conditioners 63, 73, 83 and the like.

【0023】プラテン61,71,81は、それぞれ駆
動モータ(不図示)により回転駆動され、その回転速度
は、約30rpm〜200rpmである。スラリー供給
パイプ62,72,82は、反応剤、研磨粒子、化学反
応触媒等を含む研磨剤(スラリー)を研磨パッドの表面
に供給するものであり、又、研磨パッドの高圧リンスを
行なう複数のリンスノズル等も備えている。パッドコン
ディショナ63,73,83は、それぞれ調整ヘッド6
3a,73a,83aを有しており、研磨パッドに押し
付けられたウェーハWを効率良く研磨するように、研磨
パッドを最適な状態に維持するものである。
The platens 61, 71, 81 are each rotationally driven by a drive motor (not shown), and the rotational speed thereof is about 30 rpm to 200 rpm. The slurry supply pipes 62, 72, 82 supply an abrasive (slurry) containing a reaction agent, abrasive particles, a chemical reaction catalyst, etc., to the surface of the polishing pad, and a plurality of high-pressure rinses for the polishing pad. Also equipped with a rinse nozzle. The pad conditioners 63, 73, and 83 are the adjustment heads 6 respectively.
3a, 73a and 83a are provided to maintain the polishing pad in an optimum state so as to efficiently polish the wafer W pressed against the polishing pad.

【0024】カラセル30は、4つのキャリアヘッド3
1,32,33,34を担持している。キャリアヘッド
31,32,33,34は、それぞれ駆動モータ(不図
示)により回転させられると共に、ウェーハWを吸着さ
せるための吸引システム、吸着したウェーハWをプラテ
ン61,71,81上の研磨パッドに押し付ける押圧シ
ステム、及びウェーハWの有無を検知する機械式の検知
機構等を備えている。尚、吸引システム、検知機構等に
ついては、図6及び図7に示すような従来の構造と同一
であるため、ここでの説明は省略する。
The carousel 30 includes four carrier heads 3.
1, 32, 33, 34 are carried. The carrier heads 31, 32, 33, 34 are respectively rotated by drive motors (not shown), and a suction system for adsorbing the wafer W, and the adsorbed wafer W as a polishing pad on the platens 61, 71, 81. A pressing system for pressing, a mechanical detection mechanism for detecting the presence or absence of the wafer W, and the like are provided. Since the suction system, the detection mechanism, and the like have the same structure as the conventional structure shown in FIGS. 6 and 7, description thereof will be omitted here.

【0025】また、キャリアヘッド31,32,33,
34には、それぞれ駆動機構31a,32a,33a,
34aが設けられている。駆動機構31a,32a,3
3a,34aは、対応するそれぞれのキャリアヘッド3
1,32,33,34を、プラテン61,71,81の
上面と平行な面内のD方向において、回転軸20に近づ
く向きに移動(後退移動)させ、又、逆に回転軸20か
ら遠ざかる向きに移動(前進移動)させ、さらに、プラ
テン61,71,81の上面に垂直な上下方向において
下降及び上昇移動させるようになっている。
The carrier heads 31, 32, 33,
34 includes drive mechanisms 31a, 32a, 33a,
34a is provided. Drive mechanism 31a, 32a, 3
3a and 34a are corresponding carrier heads 3
1, 32, 33, 34 are moved (retracted) toward the rotating shaft 20 in the direction D in the plane parallel to the upper surfaces of the platens 61, 71, 81, and are also moved away from the rotating shaft 20. The platen 61, 71, 81 is moved downward (moved forward) and further moved downward and upward in the vertical direction perpendicular to the upper surfaces of the platens 61, 71, 81.

【0026】ベース10の上面には、図2に示すよう
に、4つの検知センサ120(120a,120b,1
20c,120d)が配置されている。これら4つの検
知センサ120は、回転軸20の外側に配置されてベー
ス10に固定されたリングブラケット130に取り付け
られ、お互いに略90度の角度間隔をあけて支持されて
いる。
On the upper surface of the base 10, as shown in FIG. 2, four detection sensors 120 (120a, 120b, 1) are provided.
20c, 120d) are arranged. These four detection sensors 120 are mounted on a ring bracket 130 arranged outside the rotary shaft 20 and fixed to the base 10, and are supported at an angular interval of approximately 90 degrees from each other.

【0027】検知センサ120は、図3に示すように、
検知光を投光する投光部121、投光部121から投光
された検知光がウェーハWの表面(下面)により反射さ
れた反射光を受光する受光部122、投光部121及び
受光部122を保持するハウジング123等により構成
された、いわゆる反射型の光センサ(フォトインタラプ
タ)である。投光部121は、発光ダイオードからな
り、その先端部121aは半球表面をなすように丸く形
成されている。受光部122は、受光素子からなり、そ
の先端部122aは半球表面をなすように丸く形成され
ている。ハウジング123は、リングブラケット130
に固定されており、ハウジング123の角度、高さ等が
微調整できるようになっている。
The detection sensor 120, as shown in FIG.
A light projecting unit 121 that projects detection light, a light receiving unit 122 that receives the reflected light in which the detection light projected from the light projecting unit 121 is reflected by the front surface (lower surface) of the wafer W, the light projecting unit 121, and the light receiving unit. It is a so-called reflection type optical sensor (photointerrupter) configured by a housing 123 or the like that holds 122. The light projecting portion 121 is composed of a light emitting diode, and its tip portion 121a is rounded so as to form a hemispherical surface. The light receiving portion 122 is formed of a light receiving element, and its tip portion 122a is rounded so as to form a hemispherical surface. The housing 123 is a ring bracket 130.
The housing 123 can be finely adjusted in angle, height and the like.

【0028】検知センサ120が配置される研磨処理空
間は、研磨剤(スラリー)、研磨粉等が飛散する悪条件
の環境下であるため、投光部121及び受光部122の
表面にも、これらの飛散物が付着する場合がある。この
場合、投光部121及び受光部122の先端部121
a,122aが半球表面をなすように丸く形成されてい
るため、付着物は即座に下方に流れ落ちて、投光及び受
光の機能に支障を来たさないようになっている。特に、
化学機械研磨を行なう環境空間において、光センサを用
いる場合は、上記のように投光部121及び受光部12
2の先端部121a,122aを丸く形成することが、
検出精度を高めるのに効果的である。尚、この丸み形状
は、付着物が容易に離脱するような形状であれば、半球
形状に限らない。
Since the polishing processing space in which the detection sensor 120 is disposed is in an environment of adverse conditions in which abrasives (slurry), polishing powder, etc. are scattered, these are also formed on the surfaces of the light projecting section 121 and the light receiving section 122. May be attached to In this case, the tip portions 121 of the light projecting portion 121 and the light receiving portion 122
Since the a and 122a are formed in a round shape so as to form a hemispherical surface, the adhering substances immediately flow downward and do not hinder the functions of light projection and light reception. In particular,
When an optical sensor is used in an environment space where chemical mechanical polishing is performed, the light projecting unit 121 and the light receiving unit 12 are used as described above.
To form the tip portions 121a and 122a of the second round shape,
It is effective in increasing the detection accuracy. The rounded shape is not limited to the hemispherical shape as long as the attached matter can be easily separated.

【0029】また、投光部121及び受光部122は、
キャリアヘッド31,32,33,34に保持されたウ
ェーハWの下面に対して位置決めされる際に、図3に示
すように、ウェーハWの下面に垂直な線Vに対して線対
称となるように位置付けられ、かつ、投光部121の光
軸L1と受光部122の光軸L2とのなす角度θ、及び
投光部121及び受光部122の投光端部及び受光端部
からウェーハW下面までの距離Hとは、それぞれ角度θ
が約60度〜80度、好ましくは70度程度に設定さ
れ、又、距離Hが約8mm〜12mm、好ましくは10
mm程度に設定される。このように、検知センサ120
を位置決めすることにより、誤検出を防止してウェーハ
Wの有無を高精度に検知することができる。
The light projecting section 121 and the light receiving section 122 are
When being positioned with respect to the lower surface of the wafer W held by the carrier heads 31, 32, 33, 34, as shown in FIG. 3, it is line-symmetric with respect to a line V perpendicular to the lower surface of the wafer W. And the angle θ formed by the optical axis L1 of the light projecting portion 121 and the optical axis L2 of the light receiving portion 122, and from the light projecting end and the light receiving end of the light projecting portion 121 and the light receiving portion 122 to the lower surface of the wafer W. To the distance H to the angle θ
Is set to about 60 to 80 degrees, preferably about 70 degrees, and the distance H is about 8 mm to 12 mm, preferably 10 degrees.
It is set to about mm. Thus, the detection sensor 120
By locating, it is possible to prevent erroneous detection and detect the presence or absence of the wafer W with high accuracy.

【0030】また、図2に示すように、4つの検知セン
サ120は、それぞれ着脱テーブル51及びプラテン6
1,71,81の外縁近傍でかつ回転軸20との間に配
置されている。すなわち、それぞれの検知センサ120
は、着脱テーブル51及びプラテン61,71,81の
それぞれの中心と回転軸20の中心とを結ぶ線上あるい
はその近傍に、位置付けられ固定されている。
Further, as shown in FIG. 2, the four detection sensors 120 are respectively attached to the detachable table 51 and the platen 6.
They are arranged in the vicinity of the outer edges of 1, 71 and 81 and between them and the rotary shaft 20. That is, each detection sensor 120
Is positioned and fixed on or near a line connecting the centers of the removable table 51 and the platens 61, 71, 81 and the center of the rotary shaft 20.

【0031】このように、着脱テーブル51及び3つの
プラテン61,71,81のそれぞれに対応させて検知
センサ120が配置されているため、ウェーハWを保持
したキャリアヘッド31,32,33,34がいずれの
ステーション領域にある場合でも、ステーション毎にウ
ェーハWの有無を検出することができる。すなわち、着
脱ステーション50及び3つの研磨ステーション60,
70,80の相互における移送行程毎に、ウェーハWの
有無を検出することができるため、機械式の検知機構が
誤検出を招いた場合でもその誤検出により装置が停止す
る頻度を極力抑えることができる。これにより、無駄に
研磨作業が停止するのを防止して、研磨作業を効率良く
行なわせることができる。
As described above, since the detection sensor 120 is arranged corresponding to each of the attachment / detachment table 51 and the three platens 61, 71, 81, the carrier heads 31, 32, 33, 34 holding the wafer W are The presence or absence of the wafer W can be detected for each station regardless of which station area it is. That is, the attachment / detachment station 50 and the three polishing stations 60,
Since it is possible to detect the presence or absence of the wafer W for each transfer process between the 70 and 80, even if the mechanical detection mechanism causes an erroneous detection, the frequency of stopping the device due to the erroneous detection can be suppressed as much as possible. it can. As a result, it is possible to prevent the polishing work from being unnecessarily stopped and to efficiently perform the polishing work.

【0032】また、上記のように、着脱テーブル51及
び三つのプラテン61,71,81の外縁近傍でかつ回
転軸20との間に検知センサ120を配置することによ
り、検知センサ120がウェーハWではなく他の部品等
を検出して、ウェーハW有り、と誤検出するのを防止で
きる。特に、それぞれの研磨ステーション60,70,
80領域には、プラテン61,71,81の上方におい
て、キャリアヘッド31,32,33,34だけでな
く、スラリー供給パイプ62,72,82、あるいは、
パッドコンディショナ63,73,83等が存在するた
め、検知センサ120から投光された検知光は色々な部
品の表面により反射されて戻り、ウェーハW有りとの検
出信号を出力する恐れがある。
As described above, by disposing the detection sensor 120 near the outer edges of the attachment / detachment table 51 and the three platens 61, 71, 81 and between the rotation shaft 20 and the detection sensor 120, the detection sensor 120 in the wafer W is It is possible to prevent other components and the like from being erroneously detected, and erroneously detect that the wafer W is present. In particular, each polishing station 60, 70,
In the area 80, above the platens 61, 71, 81, not only the carrier heads 31, 32, 33, 34 but also the slurry supply pipes 62, 72, 82, or
Since the pad conditioners 63, 73, 83 and the like are present, the detection light projected from the detection sensor 120 may be reflected by the surfaces of various components and returned, and a detection signal indicating that the wafer W is present may be output.

【0033】そこで、上記のように、スラリー供給パイ
プ62,72,82あるいはパッドコンディショナ6
3,73,83等が存在しない空間、すなわち、着脱テ
ーブル51及びプラテン61,71,81の外縁近傍で
かつ回転軸20の間に検知センサ120を配置すること
により、ウェーハW以外の部品により検知光が反射され
るのを確実に防止し、これにより、誤検出のない高精度
な検出を行なうことができる。
Therefore, as described above, the slurry supply pipes 62, 72, 82 or the pad conditioner 6 is used.
By arranging the detection sensor 120 between the rotary shaft 20 and the space where the 3, 3, 83, etc. do not exist, that is, near the outer edges of the attachment / detachment table 51 and the platens 61, 71, 81, detection by components other than the wafer W It is possible to reliably prevent the light from being reflected, and thereby to perform highly accurate detection without erroneous detection.

【0034】図4に示すように、装置の全体の制御を司
る制御システムにおいて、制御部(制御手段)100
は、種々の演算処理を行なうと共に制御信号を発する中
央演算処理部110、種々の運転情報、例えば研磨作業
の手順を示したレシピ情報等を予め記憶させておく記憶
部115、カラセル30の回転駆動を制御する駆動回路
130、キャリアヘッド31,32,33,34を駆動
する駆動機構31a,32a,33a,34aの駆動を
制御する駆動回路140、キャリアヘッド31,32,
33,34を回転駆動を制御する駆動回路150、プラ
テン61,71,81の回転駆動を制御する駆動回路1
60、パッドコンディショナ63,73,83の駆動を
制御する駆動回路170、スラリー供給システムの駆動
を制御する駆動回路180、検知センサ120(120
a,120b,120c,120d)の検知動作(検知
タイミング)を制御する検知回路190等を備えてい
る。
As shown in FIG. 4, a control unit (control means) 100 is provided in a control system that controls the entire apparatus.
Is a central arithmetic processing unit 110 that performs various arithmetic processes and emits control signals, a storage unit 115 that stores various operation information such as recipe information indicating a procedure of polishing work in advance, and a rotational driving of the carousel 30. Drive circuit 130 that controls the drive heads, drive circuits 31a, 32a, 33a, and 34a that drive the carrier heads 31, 32, 33, and 34a, carrier heads 31, 32, and
A drive circuit 150 for controlling the rotational drive of 33 and 34, and a drive circuit 1 for controlling the rotational drive of the platens 61, 71 and 81.
60, a drive circuit 170 for controlling the drive of the pad conditioners 63, 73, 83, a drive circuit 180 for controlling the drive of the slurry supply system, a detection sensor 120 (120)
a, 120b, 120c, 120d) is provided with a detection circuit 190 for controlling the detection operation (detection timing).

【0035】すなわち、検知センサ120がウェーハW
の有無を検知する動作(検知タイミング)としては、駆
動機構31a,32a,33a,34aが予め記憶部1
15に格納されたレシピ情報に基づいてキャリアヘッド
31,32,33,34を適宜移動させる際に、キャリ
アヘッド31,32,33,34が所定の位置に至った
とき、あるいは、所定の範囲内に位置するとき、中央演
算処理部110からの制御信号により検知回路190が
作動して、検知センサ120による検知動作を行なうよ
うになっている。
That is, the detection sensor 120 is the wafer W.
For the operation (detection timing) of detecting the presence or absence of the drive mechanism, the drive mechanisms 31a, 32a, 33a, 34a are previously stored in the storage unit 1.
When the carrier heads 31, 32, 33, 34 are appropriately moved based on the recipe information stored in 15, when the carrier heads 31, 32, 33, 34 reach a predetermined position, or within a predetermined range. When it is located at, the detection circuit 190 is activated by the control signal from the central processing unit 110, and the detection operation by the detection sensor 120 is performed.

【0036】次に、上記装置の動作及び検知センサ12
0の検知動作について説明する。ここでは、説明の便宜
上、1枚のウェーハWを一つのキャリアヘッド31で保
持して3つの研磨ステーション60,70,80で順次
に研磨処理を行なう場合について説明する。
Next, the operation and detection sensor 12 of the above device.
The detection operation of 0 will be described. Here, for convenience of description, a case will be described in which one wafer W is held by one carrier head 31 and the polishing processing is sequentially performed by the three polishing stations 60, 70, 80.

【0037】先ず、出し入れ機構(不図示)によりカセ
ット41から取り出されたウェーハWは、着脱テーブル
51に載せられる。そして、例えばキャリアヘッド31
が駆動されてウェーハWを吸着し、キャリアヘッド31
は回転軸20に引寄せられる向きに(D1方向)に移動
(後退移動)する。この後退移動の際に、所定のタイミ
ングで検知センサ120aを作動させて、ウェーハWの
有無を検知する。
First, the wafer W taken out of the cassette 41 by the loading / unloading mechanism (not shown) is placed on the attachment / detachment table 51. Then, for example, the carrier head 31
Is driven to adsorb the wafer W, and the carrier head 31
Moves (reverses) in the direction of being attracted to the rotary shaft 20 (direction D1). During this backward movement, the detection sensor 120a is operated at a predetermined timing to detect the presence or absence of the wafer W.

【0038】続いて、カラセル30が反時計回りに略9
0度回転して、第1の研磨ステーション60にキャリア
ヘッド31を位置付ける。そして、駆動機構31aによ
りキャリアヘッド31をプラテン61に対向する位置ま
で近付けて、ウェーハWを研磨パッドに押し付け、研磨
処理を行なう。
Then, the carousel 30 is rotated counterclockwise by about 9 degrees.
Rotate 0 degrees to position the carrier head 31 on the first polishing station 60. Then, the drive mechanism 31a brings the carrier head 31 closer to a position facing the platen 61, presses the wafer W against the polishing pad, and performs the polishing process.

【0039】第1の研磨ステーション60での研磨処理
が終了すると、駆動機構31aにより、キャリアヘッド
31は上昇して研磨パッドから離れると共に回転軸20
側に引寄せられる向き(D1方向)に移動(後退移動)
する。この後退移動の際に、所定のタイミングで検知セ
ンサ120bを作動させて、ウェーハWの有無を検知す
る。
When the polishing process in the first polishing station 60 is completed, the drive mechanism 31a raises the carrier head 31 away from the polishing pad, and at the same time the rotary shaft 20 is rotated.
Move in the direction (D1 direction) that is pulled to the side (reverse movement)
To do. During this backward movement, the detection sensor 120b is operated at a predetermined timing to detect the presence or absence of the wafer W.

【0040】続いて、カラセル30は、キャリアヘッド
31を隣接する第2の研磨ステーション70に移動させ
るべく、反時計回りに略90度回転する。そして、駆動
機構31aにより、キャリアヘッド31は回転軸20か
ら遠ざかる向き(D2方向)に移動(前進移動)する。
尚、この前進移動の際に、所定のタイミングで検知セン
サ120cを作動させて、ウェーハWの有無を検知して
もよい。この場合、第2の研磨ステーション70で研磨
処理が行なわれる前に、二重の検知動作が行われること
になり、よりきめ細かに誤検出の頻度を抑えることがで
きる。そして、駆動機構31aによりキャリアヘッド3
1をプラテン71に対向する位置まで近付けて、ウェー
ハWを研磨パッドに押し付け、研磨処理を行なう。
Subsequently, the carousel 30 rotates counterclockwise by approximately 90 degrees in order to move the carrier head 31 to the adjacent second polishing station 70. Then, the drive mechanism 31a moves (forward moves) the carrier head 31 in a direction away from the rotary shaft 20 (direction D2).
During the forward movement, the presence / absence of the wafer W may be detected by operating the detection sensor 120c at a predetermined timing. In this case, the double detection operation is performed before the polishing process is performed in the second polishing station 70, and the frequency of erroneous detection can be more finely suppressed. Then, the carrier head 3 is driven by the drive mechanism 31a.
1 is brought to a position facing the platen 71, the wafer W is pressed against the polishing pad, and the polishing process is performed.

【0041】第2の研磨ステーション70での研磨処理
が終了すると、駆動機構31aにより、キャリアヘッド
31は上昇して研磨パッドから離れると共に回転軸20
側に引寄せられる向き(D1方向)に移動(後退移動)
する。この後退移動の際に、所定のタイミングで検知セ
ンサ120cを作動させて、ウェーハWの有無を検知す
る。
When the polishing process in the second polishing station 70 is completed, the drive mechanism 31a raises the carrier head 31 away from the polishing pad and the rotary shaft 20
Move in the direction (D1 direction) that is pulled to the side (reverse movement)
To do. During this backward movement, the detection sensor 120c is operated at a predetermined timing to detect the presence or absence of the wafer W.

【0042】以下、第3の研磨ステーション80におい
ての研磨処理及び検知センサ120dによる検知動作も
同様であり、第3の研磨ステーション80での研磨処理
が終了すると、カラセル30は時計回りに270度回転
して、キャリアヘッド31を着脱ステーション50の位
置に位置付け、ウェーハWの離脱及び取り出しが行なわ
れる。
The same applies to the polishing process in the third polishing station 80 and the detection operation by the detection sensor 120d. When the polishing process in the third polishing station 80 is completed, the carousel 30 rotates 270 degrees clockwise. Then, the carrier head 31 is positioned at the position of the attachment / detachment station 50, and the wafer W is detached and taken out.

【0043】上記一連の研磨処理においては、機械式の
検知機構がウェーハW無しとの信号を出力している場合
は、それぞれの検知センサ120により、ウェーハW有
りとの信号が出力されている限り、研磨処理は続行され
る。すなわち、検知機構が誤検出を行なっていること
が、検知センサ120の検知信号により判断された場合
は、制御部100(中央演算処理部110)は装置を停
止させることなく研磨処理を続行させる。
In the above-described series of polishing processes, when the mechanical detection mechanism outputs a signal indicating that there is no wafer W, as long as each detection sensor 120 outputs a signal indicating that a wafer W exists. The polishing process is continued. That is, when it is determined by the detection signal of the detection sensor 120 that the detection mechanism is performing erroneous detection, the control unit 100 (central processing unit 110) continues the polishing process without stopping the device.

【0044】一方、検知機構の信号に拘わらず、検知セ
ンサ120によりウェーハW無し(ウェーハWが脱落し
ている)と判断された場合は、制御部100(中央演算
処理部110)により制御信号が発せられて、全ての動
作が停止する。その後、オペレータはウェーハWの確
認、脱落したウェーハWの除去等を行うことになる。
On the other hand, if the detection sensor 120 determines that there is no wafer W (the wafer W has fallen off) regardless of the signal from the detection mechanism, the control unit 100 (central processing unit 110) outputs the control signal. Is issued and all operations stop. After that, the operator confirms the wafer W, removes the dropped wafer W, and the like.

【0045】以上述べた一連の研磨処理及び検知動作に
おいては、複数の処理ステーションを備える装置におい
て、特に、一つの処理ステーション(プラテン)から隣
接する次工程の処理ステーションにウェーハWを移送さ
せる際に、検知センサ120により検知動作を行なうた
め、それぞれの移送行程毎に確実な検出を行なうことが
でき、誤検出の頻度を極力抑えることができる。これに
より、研磨作業の効率が良くなり、生産性が向上する。
In the series of polishing processing and detection operations described above, in the apparatus having a plurality of processing stations, particularly when the wafer W is transferred from one processing station (platen) to the adjacent processing station of the next process. Since the detection operation is performed by the detection sensor 120, reliable detection can be performed for each transfer stroke, and the frequency of erroneous detection can be suppressed as much as possible. This improves the efficiency of the polishing operation and improves the productivity.

【0046】また、キャリアヘッド31(32,33,
34)を回転軸20とプラテン61,71,81との間
で移動(後退移動又は前進移動)させる際に、検知セン
サ120に検知動作を行なわせるため、他の部品等によ
り検知光が反射されて誤検出を招くのを防止でき、より
安定して高精度にウェーハWの有無を検出することがで
きる。
The carrier head 31 (32, 33,
34) is moved (backward movement or forward movement) between the rotary shaft 20 and the platens 61, 71, 81, the detection light is reflected by other parts in order to cause the detection sensor 120 to perform a detection operation. Therefore, it is possible to prevent erroneous detection and more stably detect the presence or absence of the wafer W with high accuracy.

【0047】尚、上記一連の動作においては、検知機構
が、ウェーハWが保持されているにも拘わらず無いと誤
検出する場合において説明したが、逆に、ウェーハWが
無いにも拘わらず保持されていると誤検出する場合にお
いては、上記のような検知センサ120の検知動作によ
り、ウェーハWが保持されていない状態で、キャリアヘ
ッド31,32,33,34及びプラテン61,71,
81が作動して、メンブレン、研磨パッド、あるいはそ
の他の構成部品が損傷あるいは破損するのを防止するこ
とができる。
In the above series of operations, the detection mechanism erroneously detects that the wafer W is not held even though it is held, but conversely, the wafer W is held when the wafer W is not held. In the case of erroneously detecting that the wafer W is not held, the carrier heads 31, 32, 33, 34 and the platens 61, 71,
81 can be activated to prevent damage or breakage of the membrane, polishing pad, or other components.

【0048】上記実施形態においては、複数のキャリア
ヘッド31,32,33,34及び複数のプラテン6
1,71,81を備える化学機械研磨装置において、キ
ャリアヘッド31,32,33,34の外部に別個の検
知センサ120(120a,120b,120c,12
0d)を設けたものを示したが、これに限定されるもの
ではなく、単数のキャリアヘッド及びプラテンを備える
装置において自動的に連続した研磨処理を行なうような
場合においても、本発明に係る別個の検知センサを採用
することができる。
In the above embodiment, a plurality of carrier heads 31, 32, 33, 34 and a plurality of platens 6 are provided.
In the chemical mechanical polishing apparatus including 1, 71, 81, separate detection sensors 120 (120a, 120b, 120c, 12) are provided outside the carrier heads 31, 32, 33, 34.
0d) is provided, but the present invention is not limited to this, and even in the case where automatic continuous polishing processing is performed in an apparatus equipped with a single carrier head and platen, a separate The detection sensor can be used.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上述べたように、本発明の化学機械研
磨装置によれば、キャリアヘッドに吸着により保持され
る被処理体の有無を検知する手段として、従来のような
機械式の検知機構とは別個に、キャリアヘッドの外部で
あるベース上に配置される検知センサを設けたことによ
り、従来の検知機構が誤検出を行なっても、この別固の
検知センサが確実に被処理体の有無を検知するため、誤
検出により装置が停止する頻度を極力抑えることがで
き、生産性を向上させることができる。また、被処理体
が保持されていないのに保持されていると誤検出するよ
うな検知機構を備える場合においても、この別固の検知
センサが確実に被処理体の有無を検知するため、構成部
品の破損等を防止できる。
As described above, according to the chemical mechanical polishing apparatus of the present invention, as a means for detecting the presence or absence of the object to be processed which is held by adsorption on the carrier head, a conventional mechanical type detection mechanism is used. In addition to the above, by providing a detection sensor that is arranged on the base that is outside the carrier head, even if the conventional detection mechanism makes an erroneous detection, this separate detection sensor ensures that Since the presence / absence is detected, the frequency of stopping the device due to erroneous detection can be suppressed as much as possible, and the productivity can be improved. In addition, even if a processing mechanism that erroneously detects that the object to be processed is not held is provided, the separate detection sensor reliably detects the presence or absence of the object to be processed. It is possible to prevent damage to parts.

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

【図1】本発明に係る化学機械研磨装置の概略構成を示
す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention.

【図2】検知センサが取り付けられたベースの上面を示
す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing an upper surface of a base to which a detection sensor is attached.

【図3】検知センサとキャリアヘッドに保持されたウェ
ーハとの関係を示す側面図である。
FIG. 3 is a side view showing a relationship between a detection sensor and a wafer held by a carrier head.

【図4】本発明に係る装置の制御システムを示すブロッ
ク図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a control system of an apparatus according to the present invention.

【図5】本発明に係る措置の動作及び検知センサの検知
タイミングを説明する平面図である。
FIG. 5 is a plan view illustrating the operation of the measure according to the present invention and the detection timing of the detection sensor.

【図6】キャリアヘッドの構造及び機械式検知機構の構
造を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a structure of a carrier head and a structure of a mechanical detection mechanism.

【図7】キャリアヘッドに内蔵された機械式の検知機構
の動作を説明するものであり、(a)はウェーハを吸着
した状態で検知機構が正常に作動している状態を示す断
面図、(b)はウェーハを吸着していない状態で検知機
構が正常に作動している状態を示す断面図である。
FIG. 7 is a view for explaining the operation of a mechanical detection mechanism incorporated in the carrier head, and FIG. 7A is a cross-sectional view showing a state in which the detection mechanism is operating normally with a wafer being sucked; FIG. 6B is a cross-sectional view showing a state in which the detection mechanism is normally operating in a state where the wafer is not adsorbed.

【図8】検知機構の作動に基づく圧力信号を示すグラフ
である。
FIG. 8 is a graph showing a pressure signal based on the operation of the detection mechanism.

【図9】機械式の検知機構がウェーハを吸着した状態で
誤検出を生じる状態を示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which a mechanical detection mechanism causes an erroneous detection when a wafer is sucked.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

C チャンバ 4 可動保持部材 5 メンブレン 6 通路(検知機構) 7 開閉バルブ(検知機構) 8 スプリング(検知機構) 10 ベース 20 回転軸 30 カラセル 31,32,33,34 キャリアヘッド 31a,32a,33a,34a 駆動機構 50 着脱ステーション 51 着脱テーブル 60 第1の研磨ステーション 70 第2の研磨ステーション 80 第3の研磨ステーション 61,71,81 プラテン(回転基盤) 62,72,82 スラリー供給パイプ 63,73,83 パッドコンディショナ 90 洗浄ステーション 100 制御部(制御手段) 110 中央演算処理部(制御手段) 120(120a,120b,120c,120d)
検知センサ(光センサ) 121 投光部 122 受光部 130 リングブラケット
C chamber 4 movable holding member 5 membrane 6 passage (detection mechanism) 7 opening / closing valve (detection mechanism) 8 spring (detection mechanism) 10 base 20 rotary shaft 30 carousel 31, 32, 33, 34 carrier head 31a, 32a, 33a, 34a Drive mechanism 50 Attachment / detachment station 51 Attachment / detachment table 60 First polishing station 70 Second polishing station 80 Third polishing station 61, 71, 81 Platen (rotary base) 62, 72, 82 Slurry supply pipe 63, 73, 83 Pad Conditioner 90 Cleaning station 100 Control unit (control means) 110 Central processing unit (control means) 120 (120a, 120b, 120c, 120d)
Detection sensor (light sensor) 121 Light emitting unit 122 Light receiving unit 130 Ring bracket

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田 中 好 広 千葉県成田市新泉14−3 野毛平工業団地 内 アプライドマテリアルズジャパン株式 会社内 (72)発明者 石 渡 博 千葉県成田市新泉14−3 野毛平工業団地 内 アプライドマテリアルズジャパン株式 会社内 (72)発明者 赤 松 昭 博 千葉県成田市新泉14−3 野毛平工業団地 内 アプライドマテリアルズジャパン株式 会社内 Fターム(参考) 3C058 AA07 AB03 BA09 CB06 DA17   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Yoshihiro Tanaka             14-3 Shinizumi, Narita City, Chiba Prefecture Nogedaira Industrial Park             Uchi Applied Materials Japan Co., Ltd.             In the company (72) Inventor Hiroshi Ishiwatari             14-3 Shinizumi, Narita City, Chiba Prefecture Nogedaira Industrial Park             Uchi Applied Materials Japan Co., Ltd.             In the company (72) Inventor Akimatsu Akihiro             14-3 Shinizumi, Narita City, Chiba Prefecture Nogedaira Industrial Park             Uchi Applied Materials Japan Co., Ltd.             In the company F-term (reference) 3C058 AA07 AB03 BA09 CB06 DA17

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被処理体を吸着して保持するキャリアヘ
ッドと、前記キャリアヘッドに保持された被処理体を押
し付けて研磨する回転基盤と、前記回転基盤を支持する
ベースと、を備えた化学機械研磨装置であって、 前記ベース上の所定の位置において、前記キャリアヘッ
ドに保持される被処理体の有無を検知する検知センサを
設けた、ことを特徴とする化学機械研磨装置。
1. A chemistry comprising a carrier head for adsorbing and holding an object to be processed, a rotary base for pressing and polishing the object to be processed held by the carrier head, and a base for supporting the rotary base. A mechanical polishing apparatus, comprising a detection sensor for detecting the presence or absence of an object to be processed held by the carrier head, at a predetermined position on the base.
【請求項2】 前記検知センサは、投光部及び受光部を
有する反射型の光センサである、ことを特徴とする請求
項1記載の化学機械研磨装置。
2. The chemical mechanical polishing apparatus according to claim 1, wherein the detection sensor is a reflection type optical sensor having a light projecting portion and a light receiving portion.
【請求項3】 前記検知センサは、前記回転基盤の外縁
近傍に配置されている、ことを特徴とする請求項1又は
2に記載の化学機械研磨装置。
3. The chemical mechanical polishing apparatus according to claim 1, wherein the detection sensor is arranged near an outer edge of the rotary base.
【請求項4】 被処理体を吸着して保持し得る複数のキ
ャリアヘッドを移動可能に担持して所定の回転軸回りに
回転可能に配置されたカラセルと、前記キャリアヘッド
に対する被処理体の着脱を行なう着脱テーブルと、前記
キャリアヘッドに保持された被処理体を押し付けて研磨
するべく前記複数のキャリアヘッドのそれぞれに対応し
て配置された複数の回転基盤と、前記着脱テーブル及び
回転基盤を支持するベースとを備え、前記着脱テーブル
及び複数の回転基盤は前記回転軸の周りに配列された化
学機械研磨装置であって、 前記ベース上の所定の位置において、前記キャリアヘッ
ドに保持される被処理体の有無を検知する検知センサを
設けた、ことを特徴とする化学機械研磨装置。
4. A carousel movably carrying a plurality of carrier heads capable of adsorbing and holding an object to be processed and rotatably arranged around a predetermined rotation axis, and attachment / detachment of the object to / from the carrier head. And a plurality of rotary bases arranged corresponding to each of the plurality of carrier heads for pressing and polishing the object to be processed held by the carrier head, and supporting the removable table and the rotary base. A detachable table and a plurality of rotating bases arranged around the rotation axis, wherein the removable head and the plurality of rotating bases are arranged around the rotation axis, and are held by the carrier head at a predetermined position on the base. A chemical mechanical polishing device comprising a detection sensor for detecting the presence or absence of a body.
【請求項5】 前記検知センサは、投光部及び受光部を
有する反射型の光センサである、ことを特徴とする請求
項4記載の化学機械研磨装置。
5. The chemical mechanical polishing apparatus according to claim 4, wherein the detection sensor is a reflection type optical sensor having a light projecting portion and a light receiving portion.
【請求項6】 前記検知センサは、前記着脱テーブルの
外縁近傍及び前記複数の回転基盤のそれぞれの外縁近傍
で、かつ、前記カラセルの回転軸との間に、それぞれ配
置されている、ことを特徴とする請求項4又は5に記載
の化学機械研磨装置。
6. The detection sensor is arranged in the vicinity of the outer edge of the removable table and in the vicinity of the outer edge of each of the plurality of rotation bases, and between the rotation sensor and the rotation axis of the carousel. The chemical mechanical polishing apparatus according to claim 4 or 5.
【請求項7】 前記カラセル、前記キャリアヘッド、及
び前記検知センサの動作を少なくとも制御する制御手段
を有し、 前記制御手段は、前記キャリアヘッドに保持された被処
理体を、前記複数の回転基盤の一つの回転基盤に対向す
る位置から隣接する他の回転基盤に対向する位置に移動
させる際に、被処理体を予め前記回転軸側に引寄せるよ
うに前記キャリアヘッドを後退移動させその後逆向きに
前進移動させると共に、前記後退移動又は前進移動の際
に前記検知センサに検知動作を行わせる、ことを特徴と
する請求項4ないし6いずれかに記載の化学機械研磨装
置。
7. A control means for controlling at least operations of the carousel, the carrier head, and the detection sensor, wherein the control means controls the object to be processed held by the carrier head to the plurality of rotary substrates. When moving from a position facing one rotary base to a position facing another rotary base adjacent to the rotary base, the carrier head is moved backward so that the object to be processed is attracted to the rotary shaft side in advance, and then in the reverse direction. 7. The chemical mechanical polishing apparatus according to claim 4, wherein the detection sensor is caused to perform a detection operation during the backward movement or forward movement.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7044833B2 (en) 2003-12-03 2006-05-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus for transporting and polishing wafers
JPWO2004094105A1 (en) * 2003-04-24 2006-07-13 株式会社ニコン Vacuum suction holding apparatus and holding method, polishing apparatus using the holding apparatus, and device manufacturing method using the polishing apparatus
KR101786484B1 (en) 2016-06-13 2017-10-18 주식회사 케이씨텍 Carrier head of polishing apparatus and its control method
KR20180095167A (en) * 2017-02-17 2018-08-27 주식회사 케이씨텍 Carrier head of polishing apparatus and its control method
KR101913701B1 (en) * 2015-03-13 2018-11-02 주식회사 케이씨텍 Carrier head of chemical mechanical polishing apparatus

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2004094105A1 (en) * 2003-04-24 2006-07-13 株式会社ニコン Vacuum suction holding apparatus and holding method, polishing apparatus using the holding apparatus, and device manufacturing method using the polishing apparatus
JP4505822B2 (en) * 2003-04-24 2010-07-21 株式会社ニコン Polishing apparatus, polishing method, and device manufacturing method using the polishing apparatus
US7044833B2 (en) 2003-12-03 2006-05-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus for transporting and polishing wafers
KR101913701B1 (en) * 2015-03-13 2018-11-02 주식회사 케이씨텍 Carrier head of chemical mechanical polishing apparatus
KR101786484B1 (en) 2016-06-13 2017-10-18 주식회사 케이씨텍 Carrier head of polishing apparatus and its control method
KR20180095167A (en) * 2017-02-17 2018-08-27 주식회사 케이씨텍 Carrier head of polishing apparatus and its control method
KR102057838B1 (en) * 2017-02-17 2020-02-07 주식회사 케이씨텍 Carrier head of polishing apparatus and its control method

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