JP2007255957A - Inspection method of wafer chuck - Google Patents

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JP2007255957A JP2006078032A JP2006078032A JP2007255957A JP 2007255957 A JP2007255957 A JP 2007255957A JP 2006078032 A JP2006078032 A JP 2006078032A JP 2006078032 A JP2006078032 A JP 2006078032A JP 2007255957 A JP2007255957 A JP 2007255957A
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守彦 江崎
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection method of wafer chuck, capable of inspecting it a state of being installed in a device. <P>SOLUTION: In this inspecting method, a wafer chuck 31 for sucking and holding a semiconductor wafer on its upper surface is inspected. A predetermined test wafer W2 is mounted on the upper surface of the wafer chuck 31, an optical flat 40 is superimposed and mounted on the upper surface of the test wafer W2, and defects in the upper surface of the wafer chuck 31 is detected, based on the variation from the predetermined state of an interference pattern appearing in the optical flat 40 superimposed and mounted on the upper surface of the test wafer W2. When the defects in the upper surface of the wafer chuck 31 are detected by using the optical flat 40, a part where variation in the interference pattern has been generated on the upper surface of the wafer chuck 31 is observed with a microscope. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体ウェハを吸着保持するウェハチャックの検査方法に関する。   The present invention relates to a wafer chuck inspection method for holding a semiconductor wafer by suction.

ウェハの研磨に用いられる研磨装置は、例えば、ウェハよりも径が小さい研磨パッドを用いる研磨装置や、ウェハよりも径が大きい研磨パッドを用いる（コンベンショナルの）研磨装置が知られている。ウェハよりも径が小さい研磨パッドを用いる研磨装置においては、研磨パッドがウェハに対して揺動運動しながら研磨を行うため、ウェハの裏面をウェハ保持部の吸着面に真空吸着させて、ウェハがウェハ保持部より脱落しないようにした状態で研磨を行っている。   As a polishing apparatus used for polishing a wafer, for example, a polishing apparatus using a polishing pad having a diameter smaller than that of the wafer and a (conventional) polishing apparatus using a polishing pad having a diameter larger than that of the wafer are known. In a polishing apparatus using a polishing pad having a diameter smaller than that of the wafer, the polishing is performed while the polishing pad swings with respect to the wafer. Polishing is performed in a state in which the wafer is not removed from the wafer holder.

ウェハ保持部は、回転自在な円盤状のウェハチャックを有して構成され、ウェハチャックの上面にウェハの裏面が接触するようになっている。ウェハチャックは、いわゆるピンチャックと称されるものであり、上面に多数のピン形状の凸部が形成されている（例えば、特許文献１を参照）。また、チャック上面の凸部の間に位置する凹部には、真空源に繋がる多数の吸着穴が開口して設けられており、ウェハの裏面をウェハチャック（凸部）の上面に接触させて、多数の吸着穴に負圧を作用させることで、ウェハの裏面がウェハチャックの上面に真空吸着されるようになっている。このようにして、ウェハの裏面（すなわち、被吸着面）がウェハチャックの上面（すなわち、吸着面）に真空吸着された状態で、ウェハがウェハ保持部に吸着保持される。   The wafer holding unit is configured to have a rotatable disk-shaped wafer chuck, and the back surface of the wafer is in contact with the upper surface of the wafer chuck. The wafer chuck is a so-called pin chuck, and has a large number of pin-shaped protrusions formed on the upper surface (see, for example, Patent Document 1). In addition, in the concave portion located between the convex portions on the upper surface of the chuck, a plurality of suction holes connected to the vacuum source are opened, and the back surface of the wafer is brought into contact with the upper surface of the wafer chuck (convex portion), By applying negative pressure to a large number of suction holes, the back surface of the wafer is vacuum-sucked on the top surface of the wafer chuck. In this way, the wafer is sucked and held by the wafer holding unit in a state where the back surface (that is, the suction surface) of the wafer is vacuum-sucked by the upper surface (that is, the suction surface) of the wafer chuck.

また、各凸部の上面は同一高さとなるように形成され、ウェハの裏面が各凸部の上面に真空吸着されたときに、ウェハが各凸部の上面に倣って平坦に保持される。そのため、各凸部の上面（すなわち、ウェハチャックの上面）には高い平面度が要求され、ウェハチャックの製造時においてこの平面度の検査も行われている。
特開平１０−５０８１０号公報 Further, the upper surface of each convex portion is formed to have the same height, and when the back surface of the wafer is vacuum-sucked to the upper surface of each convex portion, the wafer is held flat following the upper surface of each convex portion. For this reason, high flatness is required for the upper surface of each convex portion (that is, the upper surface of the wafer chuck), and this flatness is also inspected when the wafer chuck is manufactured.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-50810

しかしながら、ウェハチャックを研磨装置（ウェハ保持部）に組み込んだ後は、研磨後のウェハに何らかの不具合が生じた場合に、ウェハチャックを研磨装置から取り外して調べていたため、作業が煩雑となっていた。   However, after incorporating the wafer chuck into the polishing apparatus (wafer holding unit), if any defect occurred in the polished wafer, the wafer chuck was removed from the polishing apparatus and examined, and the work was complicated. .

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、装置に組み込んだ状態での検査が可能なウェハチャックの検査方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a wafer chuck inspection method capable of inspection in a state of being incorporated in an apparatus.

このような目的達成のため、本発明に係る検査方法は、上面において半導体ウェハを吸着保持するウェハチャックの検査方法であって、ウェハチャックの上面に所定のテストウェハを載置するとともに、テストウェハの上面にオプティカルフラットを重ねて載置し、テストウェハの上面に重ねて載置されたオプティカルフラットに現れる干渉縞の所定の状態からの変化よりウェハチャックの上面における欠陥を検出し、オプティカルフラットを用いてウェハチャックの上面における欠陥が検出された場合に、ウェハチャックの上面において干渉縞の所定の状態からの変化が生じた箇所を顕微鏡で観察することを特徴とする。   In order to achieve such an object, an inspection method according to the present invention is a wafer chuck inspection method in which a semiconductor wafer is sucked and held on an upper surface, and a predetermined test wafer is placed on the upper surface of the wafer chuck and the test wafer is mounted. An optical flat is placed on the upper surface of the wafer, and a defect on the upper surface of the wafer chuck is detected from a change from a predetermined state of interference fringes appearing on the optical flat placed on the upper surface of the test wafer. When a defect on the upper surface of the wafer chuck is detected, a portion of the upper surface of the wafer chuck where the interference fringes have changed from a predetermined state is observed with a microscope.

また、上述の発明において、ウェハチャックは、円盤状に形成されてウェハチャックの上面を含む平面内で回転自在に構成されており、オプティカルフラットを用いてウェハチャックの上面における欠陥が検出された場合に、オプティカルフラットおよびテストウェハをウェハチャックの上面から取り除くとともに、顕微鏡設置手段を用いて顕微鏡をウェハチャックの上方にウェハチャックの径方向へスライド移動可能に設置し、ウェハチャックを回転させるとともに、顕微鏡設置手段を用いて顕微鏡をウェハチャックの径方向へスライド移動させることにより、顕微鏡をウェハチャックの上面において干渉縞の所定の状態からの変化が生じた箇所の上方に移動させることが好ましい。   In the above invention, the wafer chuck is formed in a disk shape and is configured to be rotatable in a plane including the upper surface of the wafer chuck, and when a defect on the upper surface of the wafer chuck is detected using an optical flat. In addition, the optical flat and the test wafer are removed from the upper surface of the wafer chuck, and the microscope is placed on the wafer chuck so as to be slidable in the radial direction of the wafer chuck using the microscope installation means, and the wafer chuck is rotated and the microscope is rotated. It is preferable to move the microscope above the location where the interference fringes have changed from a predetermined state on the upper surface of the wafer chuck by sliding the microscope in the radial direction of the wafer chuck using the installation means.

本発明によれば、装置に組み込んだままの状態でウェハチャックの上面を検査することが可能になる。   According to the present invention, it is possible to inspect the upper surface of the wafer chuck while being incorporated in the apparatus.

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。まず、本発明が適用されるウェハチャックを備えた研磨装置として、半導体ウェハＷ１を３ステージの研磨工程で精密に平坦研磨するＣＭＰ装置（以降の説明では単に「研磨装置１」と呼ぶ）の構成について説明する。この研磨装置１は、その全体構成を図１に平面図として示すように、大きくカセットインデックス部１００、ウェハ洗浄部２００、研磨部３００、およびこの研磨装置の作動を制御する制御装置（図示せず）からなり、装置全体が一体のクリーンチャンバを構成するとともに各部が小室に仕切られて構成されている。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, as a polishing apparatus equipped with a wafer chuck to which the present invention is applied, a configuration of a CMP apparatus (hereinafter simply referred to as “polishing apparatus 1”) that precisely flatly polishes a semiconductor wafer W1 in a three-stage polishing process. Will be described. As shown in the plan view of FIG. 1, the polishing apparatus 1 has a cassette index unit 100, a wafer cleaning unit 200, a polishing unit 300, and a control device (not shown) for controlling the operation of the polishing apparatus. The entire apparatus constitutes an integral clean chamber and each part is partitioned into small chambers.

カセットインデックス部１００には、複数のウェハＷ１を保持したカセット（キャリアとも称する）Ｃ1〜Ｃ4を載置するウェハ載置テーブル１２０、ウェハＷ１のノッチまたはオリエンタルフラットを一定方向に配向させるアライナー機構１３０、カセット内の未加工ウェハＷ１を取り出して洗浄部２００の洗浄機仮置き台２１１に搬入し、また、洗浄部２００で洗浄された加工済みウェハＷ１をカセットに収納する第１搬送ロボット１５０等が設けられている。 The cassette index unit 100 includes a wafer mounting table 120 on which cassettes (also referred to as carriers) C 1 to C 4 holding a plurality of wafers W 1 and an aligner mechanism for orienting notches or oriental flats of the wafer W 1 in a certain direction. 130, the first transfer robot 150 that takes out the unprocessed wafer W1 from the cassette and loads it into the temporary cleaning table 211 of the cleaning unit 200, and stores the processed wafer W1 cleaned by the cleaning unit 200 in the cassette. Is provided.

第１搬送ロボット１５０は２本の多関節アームを有する多関節アーム型のロボットであり、基台１５１上に水平旋回および昇降作動が自在に取り付けられた旋回台１５２、旋回台１５２に屈伸作動自在に取り付けられた２本の多関節アーム１５３ａ，１５３ｂ、各アームの先端部に伸縮自在に取り付けられたＡアーム１５５ａおよびＢアーム１５５ｂ（Ｂアーム１５５ｂはＡアーム１５５ａの下方にオフセット配置され、図１において上下に重なって位置している）等から構成されている。Ａアーム１５５ａおよびＢアーム１５５ｂの先端部には、ウェハＷ１を裏面側から支持して吸着保持する保持部が形成されている。基台１５１には直線移動装置が設けられており、床面に配設されたリニアガイド１６０に沿って水平移動自在に構成されている。   The first transfer robot 150 is a multi-joint arm type robot having two multi-joint arms. The swivel base 152 is mounted on a base 151 so as to be able to freely rotate horizontally and move up and down. Two articulated arms 153a and 153b, and an A arm 155a and a B arm 155b (B arm 155b is offset below the A arm 155a, and is attached to the tip of each arm in a telescopic manner. In the upper and lower sides). A holding portion for supporting the wafer W1 from the back surface side and holding it by suction is formed at the tip of the A arm 155a and the B arm 155b. The base 151 is provided with a linear moving device, and is configured to be horizontally movable along a linear guide 160 disposed on the floor surface.

ウェハ洗浄部２００は、第１洗浄室２１０、第２洗浄室２２０、第３洗浄室２３０および乾燥室２４０の４室構成からなり、研磨加工済みのウェハＷ１が第１洗浄室２１０→第２洗浄室２２０→第３洗浄室２３０→乾燥室２４０のように順次送られて研磨加工部３００で付着した研磨加工液（スラリ）、研磨摩耗粉等の除去洗浄が行われる。   The wafer cleaning unit 200 has a four-chamber configuration including a first cleaning chamber 210, a second cleaning chamber 220, a third cleaning chamber 230, and a drying chamber 240. The polished wafer W1 is a first cleaning chamber 210 → second cleaning chamber. The polishing process liquid (slurry), polishing wear powder, and the like, which are sequentially sent in the order of the chamber 220, the third cleaning chamber 230, and the drying chamber 240, are attached to the polishing processing unit 300, and are removed and cleaned.

各洗浄室の構成は種々の公知手法を用いることができるが、本実施例では第１洗浄室２１０での粗洗浄として回転ブラシによる両面洗浄、第２洗浄室２２０での中洗浄として超音波加振下での表面ペンシル洗浄、第３洗浄室２３０での仕上げ洗浄として純水によるスピナー洗浄、乾燥室２４０では窒素雰囲気下における乾燥処理を行うように構成している。なお、洗浄工程は研磨加工を行ったウェハについて行い、未加工ウェハは洗浄機仮置き台２１１を介してウェハ洗浄部２００を通過し研磨部３００に搬入される。   Although various known methods can be used for the configuration of each cleaning chamber, in this embodiment, ultrasonic cleaning is applied as double-side cleaning with a rotating brush as rough cleaning in the first cleaning chamber 210 and intermediate cleaning in the second cleaning chamber 220. Surface pencil cleaning under shaking, spinner cleaning with pure water as finish cleaning in the third cleaning chamber 230, and drying processing in the drying chamber 240 are performed in a nitrogen atmosphere. The cleaning process is performed on the polished wafer, and the unprocessed wafer passes through the wafer cleaning unit 200 and is carried into the polishing unit 300 via the cleaning machine temporary table 211.

研磨部３００は、研磨加工を行う領域であり、中央に円盤状のインデックステーブル３４０が設けられている。インデックステーブル３４０は９０度ごとの４区画に等分割され、区画ごとにウェハＷ１を吸着保持する４つのウェハ保持部３０，３０，…が設けられるとともに、内蔵するステッピングモータの作動によりテーブル全体を９０度ごとに回動送りさせる。インデックステーブル３４０の周囲には、このテーブルの位置決め停止位置に対応して外周から取り囲むように、第１研磨ステージ３１０、第２研磨ステージ３２０、第３研磨ステージ３３０の３つの研磨ステージと、ウェハ保持部３０に未加工ウェハＷ１を搬入し、また、研磨加工が終了した加工済みウェハＷ１をウェハ保持部３０から取り出して搬送する搬送ステージ３５０とが形成されている。   The polishing unit 300 is an area where polishing is performed, and a disk-shaped index table 340 is provided at the center. The index table 340 is equally divided into four sections every 90 degrees, and four wafer holders 30, 30,... For sucking and holding the wafer W1 are provided for each section, and the entire table is moved to 90 by operation of a built-in stepping motor. Rotate and feed every degree. Around the index table 340, there are three polishing stages of a first polishing stage 310, a second polishing stage 320, and a third polishing stage 330 so as to surround from the outer periphery corresponding to the positioning stop position of the table, and a wafer holding A transfer stage 350 is formed in which the unprocessed wafer W1 is carried into the unit 30 and the processed wafer W1 that has been polished is taken out from the wafer holding unit 30 and transferred.

インデックステーブル３４０に設けられたウェハ保持部３０は、図２に示すように、上面においてウェハＷ１を吸着保持するウェハチャック３１を主体に構成される。また、詳細な図示を省略するが、ウェハ保持部３０には、ウェハチャック３１の上面にウェハＷ１の裏面を真空吸着させる吸着保持機構、ウェハチャック３１をインデックステーブル３４０に対して水平面内（ウェハチャック３１の上面を含む平面内）で高速回転させるチャック回転機構、研磨加工時に使用するスラリが乾燥固着しないようにウェハチャック３１に純水を供給して洗い流すチャック洗浄機構等が設けられている。   As shown in FIG. 2, the wafer holding unit 30 provided in the index table 340 is mainly composed of a wafer chuck 31 that holds the wafer W1 by suction on its upper surface. Although not shown in detail, the wafer holding unit 30 has a suction holding mechanism that vacuum-sucks the back surface of the wafer W1 on the upper surface of the wafer chuck 31, and the wafer chuck 31 is in a horizontal plane with respect to the index table 340 (wafer chuck). A chuck rotating mechanism that rotates at a high speed within a plane including the upper surface of 31, a chuck cleaning mechanism that supplies pure water to the wafer chuck 31 to wash away the slurry used during polishing processing and the like is provided.

ウェハチャック３１は、ステンレスやセラミック等の高い剛性を有する材料を用いて円盤状に形成され、チャック回転機構に構成される回転軸３２の上端に取り付けられてほぼ水平姿勢に保持される。また、詳細な図示を省略するが、ウェハチャック３１の上面には多数のピン形状の凸部が形成され、チャック上面の各凸部の間に位置する凹部には多数の吸着穴が開口して設けられており、ウェハＷ１の裏面をウェハチャック３１（凸部）の上面に接触させて、吸着保持機構を用いて吸着穴に負圧を作用させることで、ウェハＷ１の裏面がウェハチャック３１の上面に真空吸着されるようになっている。   The wafer chuck 31 is formed in a disk shape using a material having high rigidity such as stainless steel or ceramic, and is attached to the upper end of the rotating shaft 32 configured in the chuck rotating mechanism and held in a substantially horizontal posture. Although not shown in detail, a large number of pin-shaped convex portions are formed on the upper surface of the wafer chuck 31, and a large number of suction holes are opened in the concave portions located between the convex portions on the upper surface of the chuck. The back surface of the wafer W1 is brought into contact with the upper surface of the wafer chuck 31 (convex portion), and a negative pressure is applied to the suction hole using the suction holding mechanism. The upper surface is vacuum-adsorbed.

ウェハチャック３１の直径はウェハ直径よりもわずかに小径に形成されており、ウェハチャック３１上へのウェハＷ１の搬入やウェハチャック３１からの搬出時にウェハＷ１の外周端部を把持可能に構成されている。このため、ウェハＷ１をウェハチャック３１上に搬入して吸着保持させ、上面においてウェハＷ１が吸着保持されたウェハチャック３１をチャック回転機構により高速回転および停止保持させることが自在に構成されている。   The diameter of the wafer chuck 31 is slightly smaller than the diameter of the wafer, and is configured to be able to grip the outer peripheral edge of the wafer W1 when the wafer W1 is loaded onto the wafer chuck 31 or unloaded from the wafer chuck 31. Yes. For this reason, the wafer W1 is loaded onto the wafer chuck 31 and is held by suction, and the wafer chuck 31 on which the wafer W1 is sucked and held on the upper surface can be rotated at high speed and stopped and held by a chuck rotating mechanism.

図１に示すように、第１研磨ステージ３１０、第２研磨ステージ３２０、第３研磨ステージ３３０の３つの研磨ステージには、それぞれ、インデックステーブル３４０に対して水平方向に揺動自在かつ鉛直方向に上下動自在な研磨アーム３１１，３２１，３３１が設けられている。各研磨アームの先端部にはこの研磨アームから垂下して水平面内に高速回転自在な研磨ヘッドが取り付けられており、その下端面にウェハＷ１との相対回転によりウェハ表面を平坦研磨する研磨パッドを有している。   As shown in FIG. 1, each of the three polishing stages of the first polishing stage 310, the second polishing stage 320, and the third polishing stage 330 is swingable in the horizontal direction with respect to the index table 340 and in the vertical direction. Polishing arms 311, 321, 331 that are movable up and down are provided. A polishing head that is suspended from the polishing arm and is rotatable in a horizontal plane at high speed is attached to the tip of each polishing arm, and a polishing pad that flatly polishes the wafer surface by relative rotation with the wafer W1 is provided at the lower end surface thereof. Have.

このため、例えば第１研磨ステージ３１０において研磨加工を行うときには、研磨アーム３１１を揺動させて研磨ヘッドをウェハチャック３１の上方に移動させ、研磨ヘッドおよびウェハチャック３１を相対回転させるとともに研磨アーム３１１を降下させて研磨パッドをウェハＷ１上に押圧させ、研磨パッド中心部からスラリを供給しながら研磨アームを揺動往復させることにより、ウェハチャック３１上に吸着保持されたウェハＷ１の表面を平坦に研磨加工することができる。   Therefore, for example, when polishing is performed in the first polishing stage 310, the polishing arm 311 is swung to move the polishing head above the wafer chuck 31, and the polishing head and the wafer chuck 31 are relatively rotated and the polishing arm 311 is rotated. Is lowered to press the polishing pad onto the wafer W1, and the polishing arm swings and reciprocates while supplying slurry from the center of the polishing pad, so that the surface of the wafer W1 adsorbed and held on the wafer chuck 31 is flattened. It can be polished.

また、各研磨ステージ３１０，３２０，３３０には、研磨パッドの揺動軌跡上に、研磨パッドの表面（研磨加工面）をドレスアップするパッドドレッサ３１７，３２７，３３７が設けられている。パッドドレッサ３１７，３２７，３３７は、ウェハＷ１を研磨加工することによって研磨パッドの表面に生じる目詰まりや目の不揃いを修正（ドレッシング、目立て）する装置であり、表面にダイヤモンド砥粒が固着されて回転自在なディスクと、ドレッシング後の研磨パッドの表面に純水を噴射して研磨パッド表面を純水洗浄するノズルとを有して構成されている。研磨パッドのドレッシングは研磨アーム３１１，３２１，３３１を揺動させて研磨パッドをパッドドレッサ上に移動させ、研磨パッドとディスクとを相対回転させながら押圧させることにより行われる。   Each of the polishing stages 310, 320, and 330 is provided with pad dressers 317, 327, and 337 that dress up the surface (polishing surface) of the polishing pad on the rocking locus of the polishing pad. The pad dressers 317, 327, and 337 are devices for correcting clogging and irregularities (dressing and sharpening) generated on the surface of the polishing pad by polishing the wafer W1, and diamond abrasive grains are fixed to the surface. The disk includes a rotatable disk and a nozzle that sprays pure water onto the surface of the polishing pad after dressing to clean the surface of the polishing pad with pure water. The dressing of the polishing pad is performed by swinging the polishing arms 311, 321 and 331 to move the polishing pad onto the pad dresser and pressing the polishing pad and the disk while relatively rotating them.

搬送ステージ３５０には、ウェハＷ１の搬送を行う第２搬送ロボット３６０と第３搬送ロボット３７０およびこれらの搬送ロボット間でウェハＷ１の受け渡しを仲介するＡ仮置き台３８１およびＢ仮置き台３８２とが配設されている。第２搬送ロボット３６０は、前述した第１搬送ロボット１５０と同様の多関節アーム型ロボットであり、水平旋回および昇降作動自在な旋回台３６２上に揺動自在に取り付けられた２本の多関節アーム３６３ａ，３６３ｂおよび各多関節アームの先端部に伸縮自在に取り付けられたＡアーム３６５ａおよびＢアーム３６５ｂから構成されている。Ａアーム３６５ａとＢアーム３６５ｂとは上下にオフセットして配置されるとともに、両アームの先端部にはウェハＷ１を裏面側から支持して吸着保持する保持部が形成されている。   The transfer stage 350 includes a second transfer robot 360 and a third transfer robot 370 that transfer the wafer W1, and an A temporary table 381 and a B temporary table 382 that mediate delivery of the wafer W1 between the transfer robots. It is arranged. The second transfer robot 360 is an articulated arm type robot similar to the first transfer robot 150 described above, and is provided with two articulated arms swingably mounted on a turntable 362 that can be horizontally swung and moved up and down. 363a and 363b, and an A arm 365a and a B arm 365b which are attached to the tip of each multi-joint arm so as to be extendable and contractable. The A arm 365a and the B arm 365b are disposed so as to be offset in the vertical direction, and a holding portion that supports and holds the wafer W1 from the back side is formed at the tip of both arms.

第３搬送ロボット３７０は、インデックステーブル３４０に対して水平方向に揺動自在かつ鉛直方向に上下動自在な揺動アーム３７１と、揺動アームの先端部にこの揺動アームに対して水平旋回自在に取り付けられた回動アーム３７２、回動アーム３７２の両端部に懸吊されてウェハＷ１の外周端部を把持するＡクランプ３７５ａおよびＢクランプ３７５ｂ等から構成されている。Ａクランプ３７５ａとＢクランプ３７５ｂとは回動アーム３７２の回動中心から同一距離の回動アーム端部に配設されている。図１に示す状態は第３搬送ロボット３７０の待機姿勢を示しており、図におけるＡクランプ３７５ａとＢクランプ３７５ｂとの下方に、それぞれ未加工のウェハＷ１を載置するＡ仮置き台３８１と、研磨加工済みのウェハＷ１を載置するＢ仮置き台３８２とが設けられている。   The third transfer robot 370 is swingable in the horizontal direction with respect to the index table 340 and vertically swingable in the vertical direction, and horizontally swingable with respect to the swing arm at the tip of the swing arm. A pivot arm 372 attached to the A, and an A clamp 375a and a B clamp 375b which are suspended from both ends of the pivot arm 372 and grip the outer peripheral end of the wafer W1. The A clamp 375a and the B clamp 375b are disposed at the end of the rotation arm at the same distance from the rotation center of the rotation arm 372. The state shown in FIG. 1 shows a standby posture of the third transfer robot 370. A temporary placement table 381 for placing an unprocessed wafer W1 on the lower side of the A clamp 375a and the B clamp 375b in the drawing, A B temporary placement table 382 on which the polished wafer W1 is placed is provided.

このため、第３搬送ロボット３７０の揺動アーム３７１を揺動作動させ、回動アーム３７２を旋回作動させることによりＡクランプ３７５ａまたはＢクランプ３７５ｂのいずれをもインデックステーブル３４０におけるウェハチャック３１の上方に移動させることができ、当該位置で揺動アーム３７１を下降させてＡクランプ３７５ａまたはＢクランプ３７５ｂでウェハチャック３１上のウェハＷ１を外周クランプして受取り、あるいは、ウェハチャック３１上に新たなウェハＷ１を載置保持させることができる。   Therefore, the swing arm 371 of the third transfer robot 370 is swung and the swivel arm 372 is swung so that either the A clamp 375a or the B clamp 375b is above the wafer chuck 31 in the index table 340. At this position, the swing arm 371 is lowered and the outer clamp of the wafer W1 on the wafer chuck 31 is received by the A clamp 375a or B clamp 375b, or a new wafer W1 is received on the wafer chuck 31. Can be placed and held.

なお、研磨加工後のウェハＷ１にはスラリを含んだ研磨加工液が付着していることから、研磨装置１では研磨加工前のウェハＷ１を搬入するアームおよびクランプと、研磨加工後のウェハＷ１を搬出するアームおよびクランプとを区別して用いている。すなわち、上下にオフセットされたＡ，Ｂアームのうち上方に位置するＡアーム３６５ａを未加工ウェハの搬入用アーム、下方に位置するＢアーム３６５ｂを搬出用アームに、また、Ａクランプ３７５ａを搬入用クランプ、Ｂクランプ３７５ｂを搬出用クランプとして規定し作動させている。   Since the polishing liquid containing slurry is attached to the wafer W1 after polishing, the polishing apparatus 1 includes an arm and a clamp for carrying the wafer W1 before polishing and the wafer W1 after polishing. The arm and clamp to be carried out are distinguished from each other. That is, among the A and B arms offset up and down, the upper A arm 365a is used for loading an unprocessed wafer, the lower B arm 365b is used as a loading arm, and the A clamp 375a is loaded. The clamp and B clamp 375b are defined and operated as a carry-out clamp.

続いて、上述のように研磨装置１に組み込まれた状態のウェハチャック３１の検査方法について説明する。このウェハチャック３１の検査は、比較的スペースのある搬送ステージ３５０で行われる。まず、図３に示すように、ウェハチャック３１の上面に所定のテストウェハＷ２を載置する。このテストウェハＷ２には、平坦度が約０．５μｍに仕上げられたスーパーフラットネスウェハを用いることが好ましい。   Next, a method for inspecting the wafer chuck 31 that is incorporated in the polishing apparatus 1 as described above will be described. The inspection of the wafer chuck 31 is performed on the transfer stage 350 having a relatively space. First, as shown in FIG. 3, a predetermined test wafer W <b> 2 is placed on the upper surface of the wafer chuck 31. It is preferable to use a super flatness wafer having a flatness of about 0.5 μm as the test wafer W2.

次に、テストウェハＷ２の上面にオプティカルフラット４０を重ねて載置する。オプティカルフラット４０とは、波長の１／１０以下の平坦度に仕上げられた平面を有する光学素子であり、本実施形態においては、いわゆる青ガラスを用いてウェハチャック３１とほぼ同じ径を有する円板状に形成される。なお、オプティカルフラット４０の材料として石英ガラスやパイレックス（登録商標）等を用いてもよく、また、オプティカルフラット４０の径はウェハチャック３１の径より大きくてもよい。   Next, the optical flat 40 is placed on the upper surface of the test wafer W2. The optical flat 40 is an optical element having a flat surface finished with a flatness of 1/10 or less of the wavelength. In this embodiment, a so-called blue glass is used and a disk having substantially the same diameter as the wafer chuck 31. It is formed in a shape. Note that quartz glass, Pyrex (registered trademark), or the like may be used as the material of the optical flat 40, and the diameter of the optical flat 40 may be larger than the diameter of the wafer chuck 31.

続いて、テストウェハＷ２の上面に重ねて載置されたオプティカルフラット４０を照明装置４１により上方から照明し、照明によりオプティカルフラット４０に現れた干渉縞をデジタルカメラ４２により撮影する。次に、予め撮影しておいた比較用の（例えば、未使用時の）オプティカルフラット４０の干渉縞と、今回撮影したオプティカルフラット４０の干渉縞とを比較して、オプティカルフラット４０に現れる干渉縞に変化がないかどうか目視で調べる。   Subsequently, the optical flat 40 placed on the upper surface of the test wafer W2 is illuminated from above by the illumination device 41, and the interference fringes appearing on the optical flat 40 are photographed by the digital camera 42 by the illumination. Next, the interference fringes of the optical flat 40 for comparison (for example, when not in use) previously photographed and the interference fringes of the optical flat 40 photographed this time are compared, and the interference fringes appearing on the optical flat 40 are compared. Check visually for any changes.

このとき、ウェハチャック３１の上面が正常な状態（すなわち、比較用）の干渉縞は、例えば、図４に示すような干渉縞４５となる。一方、ウェハチャック３１の上面に異物が付着した状態では、例えば、図５に示すような干渉縞４６となる。この干渉縞４６を比較用の干渉縞４５と比較することにより、図５に示す干渉縞４６から、干渉縞の変化が著しい箇所Ｘ１において異物が付着している等の欠陥が生じていることが推測される。   At this time, the interference fringes when the upper surface of the wafer chuck 31 is normal (that is, for comparison) are, for example, interference fringes 45 as shown in FIG. On the other hand, in the state where the foreign matter adheres to the upper surface of the wafer chuck 31, for example, an interference fringe 46 as shown in FIG. By comparing the interference fringe 46 with the interference fringe 45 for comparison, a defect such as a foreign matter adhering to the portion X1 where the interference fringe changes significantly is generated from the interference fringe 46 shown in FIG. Guessed.

このように、オプティカルフラット４０に現れる干渉縞の変化よりウェハチャック３１の上面における欠陥を検出し、干渉縞の変化、すなわちウェハチャック３１の上面における欠陥が検出された場合には、オプティカルフラット４０およびテストウェハＷ２をウェハチャック３１の上面から取り除いて、図７に示すように、ウェハチャック３１の上面において干渉縞の変化が生じた箇所Ｘ２（図５の干渉縞４６における干渉縞の変化が著しい箇所Ｘ１に該当する）を顕微鏡７０で観察する。   As described above, when the defect on the upper surface of the wafer chuck 31 is detected from the change in the interference fringe appearing on the optical flat 40, and the change in the interference fringe, that is, the defect on the upper surface of the wafer chuck 31, is detected, the optical flat 40 and The test wafer W2 is removed from the upper surface of the wafer chuck 31, and as shown in FIG. 7, the change of the interference fringe X2 on the upper surface of the wafer chuck 31 (the change of the interference fringe in the interference fringe 46 of FIG. 5 is remarkable). (Corresponding to X1) is observed with the microscope 70.

このとき、顕微鏡設置ユニット５０（顕微鏡設置手段）を用いて顕微鏡７０をウェハチャック３１の上方に設置した状態で、顕微鏡７０によるウェハチャック３１上面の観察が行われる。顕微鏡設置ユニット５０は、図６および図７に示すように、ウェハチャック３１の上方に配置されるベース板５１と、シャフト５４を介してベース板５１の下方に連結された支持リング５５と、ベース板５１上で顕微鏡７０をスライド移動自在に保持する顕微鏡保持部６０とを主体に構成される。   At this time, the upper surface of the wafer chuck 31 is observed by the microscope 70 in a state where the microscope 70 is installed above the wafer chuck 31 using the microscope installation unit 50 (microscope installation means). As shown in FIGS. 6 and 7, the microscope installation unit 50 includes a base plate 51 disposed above the wafer chuck 31, a support ring 55 connected below the base plate 51 via a shaft 54, a base A microscope holding unit 60 that holds the microscope 70 slidably on the plate 51 is mainly configured.

ベース板５１には、ベース板５１の中央部から一方の端部まで延びるように逃げ部５２が形成されており、顕微鏡保持部６０に保持された顕微鏡７０がベース板５１と干渉しないようになっている。ベース板５１の外縁部近傍には、取っ手５３が２つ取り付けられており、顕微鏡設置ユニット５０を持ち運びしやすいようになっている。ベース板５１の下面側には複数のシャフト５４が連結されており、シャフト５４の下端部には支持リング５５が連結される。   The base plate 51 is formed with an escape portion 52 so as to extend from the central portion of the base plate 51 to one end portion, so that the microscope 70 held by the microscope holding portion 60 does not interfere with the base plate 51. ing. Two handles 53 are attached near the outer edge of the base plate 51 so that the microscope installation unit 50 can be easily carried. A plurality of shafts 54 are connected to the lower surface side of the base plate 51, and a support ring 55 is connected to the lower end portion of the shaft 54.

支持リング５５は、ウェハチャック３１の側部を覆うカバー部材３３の形状に合わせた円筒状に形成され、ウェハチャック３１と干渉しないようにカバー部材３３の上部に嵌合して取り付けられるようになっている。なお、ウェハ保持部３０に構成されるカバー部材３３は、ウェハチャック３１の中腹部より下側の部分を覆う円筒状に形成され、カバー部材３３の上部中央に設けられた開口部からウェハチャック３１の上面が外部露出するようになっている。このように、カバー部材３３の上部に取り付けられた支持リング５５およびシャフト５４に支持された状態で、ベース板５１がウェハチャック３１の上方に配置される。なお、支持リング５５の向きは、位置決めピン５６を用いて位置決めされる。   The support ring 55 is formed in a cylindrical shape that matches the shape of the cover member 33 that covers the side portion of the wafer chuck 31, and is fitted and attached to the upper portion of the cover member 33 so as not to interfere with the wafer chuck 31. ing. Note that the cover member 33 configured in the wafer holding unit 30 is formed in a cylindrical shape that covers a portion below the middle part of the wafer chuck 31, and from the opening provided in the upper center of the cover member 33, the wafer chuck 31. The upper surface of is exposed externally. As described above, the base plate 51 is disposed above the wafer chuck 31 while being supported by the support ring 55 and the shaft 54 attached to the upper portion of the cover member 33. The orientation of the support ring 55 is positioned using the positioning pins 56.

ベース板５１の上面側における逃げ部５２の近傍には、リニアガイド５７が逃げ部５２の延びる方向と平行に取り付けられており、このリニアガイド５７に顕微鏡保持部６０がスライド移動自在に取り付けられる。これにより、顕微鏡保持部６０は、ベース板５１に対して逃げ部５２の延びる方向と平行にスライド移動自在となる。   Near the escape portion 52 on the upper surface side of the base plate 51, a linear guide 57 is attached in parallel with the extending direction of the escape portion 52, and the microscope holding portion 60 is slidably attached to the linear guide 57. Thereby, the microscope holding unit 60 is slidable in parallel with the extending direction of the escape portion 52 with respect to the base plate 51.

顕微鏡保持部６０は、リニアガイド５７にスライド移動自在に取り付けられたスライダ６１と、スライダ６１の上面に取り付けられて上方に延びるブラケット６２と、ブラケット６２の側部に取り付けられた第１プレート部材６３と、第１プレート部材６３に対して上下移動可能に取り付けられた第２プレート部材６４と、顕微鏡７０を第２プレート部材６４に取付保持するための顕微鏡取付部材６５とを有して構成される。そのため、第２プレート部材６４に取付保持された顕微鏡７０は、ベース板５１に対して、逃げ部５２の延びる方向と平行にスライド移動自在になるとともに、逃げ部５２を通過するように上下移動可能となる。なお、顕微鏡７０の上部には、顕微鏡７０による像を撮像可能なＣＣＤカメラ７１が取り付けられる。   The microscope holding unit 60 includes a slider 61 that is slidably attached to the linear guide 57, a bracket 62 that is attached to the upper surface of the slider 61 and extends upward, and a first plate member 63 that is attached to a side portion of the bracket 62. And a second plate member 64 attached to the first plate member 63 so as to be movable up and down, and a microscope attachment member 65 for attaching and holding the microscope 70 to the second plate member 64. . Therefore, the microscope 70 mounted and held on the second plate member 64 is slidable with respect to the base plate 51 in parallel with the extending direction of the escape portion 52 and can be moved up and down so as to pass through the escape portion 52. It becomes. A CCD camera 71 capable of capturing an image from the microscope 70 is attached to the top of the microscope 70.

また、支持リング５５がカバー部材３３の上部に嵌合して取り付けられた状態では、逃げ部５２がウェハチャック３１の径方向（ウェハチャック３１の中心線Ｌの方向）と平行に延びるようになっている。そのため、顕微鏡保持部６０に保持された顕微鏡７０は、支持リング５５がカバー部材３３の上部に嵌合して取り付けられると、ウェハチャック３１の上方に位置してウェハチャック３１の径方向へスライド移動可能となる。このように、支持リング５５をカバー部材３３の上部に嵌合させて顕微鏡設置ユニット５０をカバー部材３３の上部に設置することで、顕微鏡７０をウェハチャック３１の上方にウェハチャック３１の径方向へスライド移動可能に設置することができる。   When the support ring 55 is fitted and attached to the upper portion of the cover member 33, the escape portion 52 extends parallel to the radial direction of the wafer chuck 31 (the direction of the center line L of the wafer chuck 31). ing. Therefore, the microscope 70 held by the microscope holder 60 is positioned above the wafer chuck 31 and slides in the radial direction of the wafer chuck 31 when the support ring 55 is fitted and attached to the upper part of the cover member 33. It becomes possible. Thus, the microscope 70 is placed above the wafer chuck 31 in the radial direction of the wafer chuck 31 by fitting the support ring 55 to the upper part of the cover member 33 and installing the microscope installation unit 50 on the cover member 33. It can be installed slidably.

顕微鏡設置ユニット５０を用いて顕微鏡７０をウェハチャック３１の上方に設置した後、ウェハチャック３１を回転させるとともに、顕微鏡設置ユニット５０を用いて顕微鏡７０をウェハチャック３１の径方向へスライド移動させることにより、顕微鏡７０をウェハチャック３１の上面において干渉縞の変化が生じた箇所Ｘ２の上方に移動させる。そして、（第２プレート部材６４とともに）顕微鏡７０を上下移動させてピントを合わせ、顕微鏡７０を用いてウェハチャック３１の上面における干渉縞の変化が生じた箇所Ｘ２の観察を行う。なお、顕微鏡７０による観察が終了した後は、顕微鏡設置ユニット５０をウェハチャック３１の上方から簡単に取り外すことができる。   After the microscope 70 is installed above the wafer chuck 31 using the microscope installation unit 50, the wafer chuck 31 is rotated, and the microscope 70 is slid in the radial direction of the wafer chuck 31 using the microscope installation unit 50. Then, the microscope 70 is moved above the position X2 where the interference fringe has changed on the upper surface of the wafer chuck 31. Then, the microscope 70 is moved up and down (together with the second plate member 64) to focus, and the microscope 70 is used to observe the portion X <b> 2 where the interference fringe change occurs on the upper surface of the wafer chuck 31. Note that after the observation with the microscope 70 is completed, the microscope installation unit 50 can be easily removed from above the wafer chuck 31.

このようなウェハチャック３１の検査方法によれば、ウェハチャック３１を研磨装置１（ウェハ保持部３０）から取り外す必要がなく、装置に組み込んだままの状態でウェハチャック３１の上面を検査することが可能になる。さらに、この検査方法は、ウェハチャック３１の製造工程での良否判定にも有効である。   According to such an inspection method of the wafer chuck 31, it is not necessary to remove the wafer chuck 31 from the polishing apparatus 1 (wafer holding unit 30), and the upper surface of the wafer chuck 31 can be inspected while being incorporated in the apparatus. It becomes possible. Further, this inspection method is also effective for determining whether or not the wafer chuck 31 is manufactured.

また、ウェハチャック３１を回転させるとともに、顕微鏡設置ユニット５０を用いて顕微鏡７０をウェハチャック３１の径方向へスライド移動させることにより、顕微鏡７０をウェハチャック３１の上面において干渉縞の変化が生じた箇所Ｘ２の上方に移動させる構成であるため、顕微鏡設置ユニット５０がウェハチャック３１の上面において顕微鏡７０を一方向に移動させる機構を備えるだけで、顕微鏡７０をウェハチャック３１の上面全体に（二次元的に）移動させることが可能になり、顕微鏡設置ユニット５０の構造を単純にすることができる。   In addition, when the wafer chuck 31 is rotated and the microscope 70 is slid in the radial direction of the wafer chuck 31 using the microscope installation unit 50, the interference fringes change on the upper surface of the wafer chuck 31. Since the microscope mounting unit 50 includes a mechanism for moving the microscope 70 in one direction on the upper surface of the wafer chuck 31, the microscope 70 is moved over the entire upper surface of the wafer chuck 31 (two-dimensionally). And the structure of the microscope installation unit 50 can be simplified.

なお、上述の実施形態においては、ウェハチャック３１の上面の一部に生じた欠陥を検出する場合について説明しているが、これに限られるものではなく、ウェハチャック３１の上面全体の劣化を検出することも可能である。ウェハチャック３１の上面全体が劣化した場合、オプティカルフラット４０に現れる干渉縞は、比較用の干渉縞と比較して全体的に変化することになる。   In the above-described embodiment, a case has been described in which a defect generated in a part of the upper surface of the wafer chuck 31 is detected. However, the present invention is not limited to this, and the deterioration of the entire upper surface of the wafer chuck 31 is detected. It is also possible to do. When the entire upper surface of the wafer chuck 31 is deteriorated, the interference fringes appearing on the optical flat 40 change as a whole compared with the interference fringes for comparison.

また、上述の実施形態において、ウェハチャック３１としていわゆるピンチャックを用いているが、これに限られるものではなく、上面がフラットの（凸部のない）ウェハチャックを用いる場合でも本発明を適用することができる。   In the above-described embodiment, a so-called pin chuck is used as the wafer chuck 31. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is applied even when a wafer chuck having a flat upper surface (without a convex portion) is used. be able to.

さらに、上述の実施形態において、リニアガイド５７を用いて顕微鏡７０をスライド移動可能に構成しているが、これに限られるものではなく、ボールネジ等を用いるようにしてもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the microscope 70 is configured to be slidable using the linear guide 57. However, the present invention is not limited to this, and a ball screw or the like may be used.

また、上述の実施形態において、顕微鏡７０の上部にＣＣＤカメラ７１が取り付けられているが、これに限られるものではなく、顕微鏡７０による像を直接目視で観察するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the CCD camera 71 is attached to the upper part of the microscope 70. However, the present invention is not limited to this, and an image obtained by the microscope 70 may be directly visually observed.

本発明が適用されるウェハチャックを備えた研磨装置の平面図である。It is a top view of a polish device provided with a wafer chuck to which the present invention is applied. ウェハチャックの側面図である。It is a side view of a wafer chuck. ウェハチャックの上面にテストウェハおよびオプティカルフラットが載置された状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state in which the test wafer and the optical flat were mounted on the upper surface of the wafer chuck. オプティカルフラットに現れる干渉縞の例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of the interference fringe which appears in an optical flat. 干渉縞が変化した例を示す平面図である。It is a top view which shows the example which the interference fringe changed. ウェハチャックの上方に顕微鏡が設置された状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state in which the microscope was installed above the wafer chuck. ウェハチャックの上方に顕微鏡が設置された状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state in which the microscope was installed above the wafer chuck.

符号の説明Explanation of symbols

１ ＣＭＰ装置（研磨装置）
３０ ウェハ保持部 ３１ ウェハチャック
４０ オプティカルフラット
４５ 干渉縞 ４６ 干渉縞
５０ 顕微鏡設置ユニット（顕微鏡設置手段） ７０ 顕微鏡
Ｗ１ 半導体ウェハ Ｗ２ テストウェハ 1 CMP equipment (polishing equipment)
30 Wafer holding part 31 Wafer chuck 40 Optical flat 45 Interference fringe 46 Interference fringe 50 Microscope installation unit (microscope installation means) 70 Microscope W1 Semiconductor wafer W2 Test wafer

Claims (2)

上面において半導体ウェハを吸着保持するウェハチャックの検査方法であって、
前記ウェハチャックの上面に所定のテストウェハを載置するとともに、前記テストウェハの上面にオプティカルフラットを重ねて載置し、
前記テストウェハの上面に重ねて載置された前記オプティカルフラットに現れる干渉縞の所定の状態からの変化より前記ウェハチャックの上面における欠陥を検出し、
前記オプティカルフラットを用いて前記ウェハチャックの上面における欠陥が検出された場合に、前記ウェハチャックの上面において前記干渉縞の所定の状態からの変化が生じた箇所を顕微鏡で観察することを特徴とするウェハチャックの検査方法。 A wafer chuck inspection method for holding a semiconductor wafer by suction on the upper surface,
A predetermined test wafer is placed on the upper surface of the wafer chuck, and an optical flat is placed on the upper surface of the test wafer,
Detecting a defect on the upper surface of the wafer chuck from a change from a predetermined state of interference fringes appearing in the optical flat placed on the upper surface of the test wafer;
When a defect on the upper surface of the wafer chuck is detected using the optical flat, a portion of the upper surface of the wafer chuck where the interference fringes have changed from a predetermined state is observed with a microscope. Inspection method for wafer chuck. 前記ウェハチャックは、円盤状に形成されて前記ウェハチャックの上面を含む平面内で回転自在に構成されており、
前記オプティカルフラットを用いて前記ウェハチャックの上面における欠陥が検出された場合に、前記オプティカルフラットおよび前記テストウェハを前記ウェハチャックの上面から取り除くとともに、顕微鏡設置手段を用いて前記顕微鏡を前記ウェハチャックの上方に前記ウェハチャックの径方向へスライド移動可能に設置し、
前記ウェハチャックを回転させるとともに、前記顕微鏡設置手段を用いて前記顕微鏡を前記ウェハチャックの径方向へスライド移動させることにより、前記顕微鏡を前記ウェハチャックの上面において前記干渉縞の所定の状態からの変化が生じた箇所の上方に移動させることを特徴とする請求項１に記載のウェハチャックの検査方法。 The wafer chuck is formed in a disc shape and is configured to be rotatable within a plane including the upper surface of the wafer chuck,
When a defect on the upper surface of the wafer chuck is detected using the optical flat, the optical flat and the test wafer are removed from the upper surface of the wafer chuck, and the microscope is mounted on the wafer chuck using a microscope installation means. Installed to be slidable in the radial direction of the wafer chuck above,
By rotating the wafer chuck and sliding the microscope in the radial direction of the wafer chuck using the microscope setting means, the microscope is changed from a predetermined state of the interference fringes on the upper surface of the wafer chuck. The wafer chuck inspection method according to claim 1, wherein the wafer chuck is moved above a portion where the occurrence of the wafer occurs.
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