JP2019162705A - Polishing device - Google Patents

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Abstract

To provide a polishing device that can be smoothly set.SOLUTION: A polishing device 1 comprises: a polishing head 10 comprising a polishing pad 30 for polishing an upper surface of a wafer W and a housing part 12 that opens to a polishing surface 31 of the polishing pad 30; thickness measuring means 60 that comprises a sensor head 61 provided in the housing part 12 and measures a thickness of the wafer W through the opening in a non-contact manner; a feeding mechanism 40 mounted with the polishing head 10 and connected integrally to the sensor head 61, which moves up and down the polishing head 10 and the sensor head 61; and a control device 70 that controls feeding amounts of the feeding mechanism 40. The feeding mechanism 40 separates the polishing head 10 when the polishing head 10 is moved down to sit on the wafer W, and then moves down the sensor head 61 to a measurement position separated by a predetermined distance from the upper surface of the wafer W.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明はウェハを研磨する研磨装置に関するものである。   The present invention relates to a polishing apparatus for polishing a wafer.

半導体製造分野では、シリコンウェハ等の半導体ウェハ(以下、「ウェハ」という)に残存するクラッチを除去するためにウェハを研磨する研磨装置が知られている。   In the semiconductor manufacturing field, a polishing apparatus for polishing a wafer to remove a clutch remaining on a semiconductor wafer such as a silicon wafer (hereinafter referred to as “wafer”) is known.

特許文献1記載の研磨装置は、研磨加工に際して研磨パッドをウェハに着座させ、ウェハ及び研磨パッドを回転させながら、研磨パッドをウェハに押圧することによりウェハの上面を研磨する研磨装置である。このような研磨装置では、研磨装置の外部で研磨ヘッドの回転軸上にウェハの厚みを測定する厚み測定手段を配置し、研磨ヘッド中央の空洞を通ってウェハの上面にスラリーを供給しながら、厚み測定手段が空洞を介してウェハの厚みを非接触で測定する。   The polishing apparatus described in Patent Document 1 is a polishing apparatus that polishes the upper surface of a wafer by seating the polishing pad on the wafer during polishing and pressing the polishing pad against the wafer while rotating the wafer and the polishing pad. In such a polishing apparatus, a thickness measuring means for measuring the thickness of the wafer is arranged on the rotating shaft of the polishing head outside the polishing apparatus, and while supplying slurry to the upper surface of the wafer through the cavity in the center of the polishing head, A thickness measuring means measures the thickness of the wafer through the cavity in a non-contact manner.

特開2015−134383号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2015-134383

しかしながら、特許文献1記載の研磨装置では、ウェハ毎にウェハ高さが変化する場合には、光学式の厚み測定手段を用いる場合には、厚み測定手段からウェハの上面までの距離を測定に好適な距離に一致するように調整するとともに研磨パッドをウェハに着座させる煩雑な作業を手動で行う必要があった。   However, the polishing apparatus described in Patent Document 1 is suitable for measuring the distance from the thickness measuring means to the upper surface of the wafer when the wafer height changes for each wafer and the optical thickness measuring means is used. Therefore, it is necessary to manually perform a complicated operation for adjusting the distance to match the distance and seating the polishing pad on the wafer.

そこで、研磨装置のセッティングをスムーズに行うために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。   Therefore, a technical problem to be solved in order to smoothly set the polishing apparatus arises, and the present invention aims to solve this problem.

上記目的を達成するために、本発明に係る研磨装置は、ウェハの研磨装置であって、前記ウェハの上面を研磨する研磨パッドと、前記研磨パッドの研磨面に開口する収容部と、を備えている研磨ヘッドと、前記収容部内に設けられたセンサヘッドを備え、前記開口を介して前記ウェハの厚みを非接触で測定する光学式の厚み測定手段と、前記研磨ヘッドを載上し、前記厚み測定手段と一体に接続され、前記研磨ヘッド及び厚み測定手段を昇降させる送り機構と、前記送り機構の送り量を制御する制御装置と、を備え、前記送り機構は、前記研磨ヘッドが前記ウェハに着座するまで降下すると前記研磨ヘッドを分離し、前記センサヘッドを前記ウェハの上面から所定距離離れた測定位置まで降下させるように構成されている。   In order to achieve the above object, a polishing apparatus according to the present invention is a wafer polishing apparatus, comprising: a polishing pad for polishing an upper surface of the wafer; and a housing portion opened to the polishing surface of the polishing pad. An optical thickness measuring means for measuring the thickness of the wafer in a non-contact manner through the opening, and a polishing head mounted on the polishing head. A feed mechanism that is integrally connected to the thickness measuring means and moves the polishing head and the thickness measuring means up and down; and a control device that controls the feed amount of the feed mechanism; When the head is lowered until it is seated, the polishing head is separated, and the sensor head is lowered to a measurement position at a predetermined distance from the upper surface of the wafer.

この構成によれば、送り機構がセンサヘッドを測定位置まで降下する途中で研磨ヘッドがウェハに着座すると研磨ヘッドが送り機構から離れることにより、研磨ヘッドをウェハに着座させる作業が省略されるとともにセンサヘッドが測定に好適な測定位置に円滑に降下されるため、研磨装置のセッティングをスムーズに行うことができる。   According to this configuration, when the polishing head is seated on the wafer while the feeding mechanism descends the sensor head to the measurement position, the polishing head is separated from the feeding mechanism, so that the operation of seating the polishing head on the wafer is omitted. Since the head is smoothly lowered to a measurement position suitable for measurement, the polishing apparatus can be set smoothly.

また、本発明に係る研磨装置は、前記制御装置は、予め測定された研磨前の前記ウェハの高さに応じて、前記センサヘッドを初期位置から前記測定位置まで降下させる基準送り量を補正することが好ましい。   In the polishing apparatus according to the present invention, the control device corrects a reference feed amount for lowering the sensor head from the initial position to the measurement position in accordance with a pre-measured height of the wafer before polishing. It is preferable.

この構成によれば、センサヘッドの測定位置をウェハの高さに応じて調整可能なことにより、ウェハの高さにかかわらずセンサヘッドからウェハの上面までの所定距離を維持することができるため、精度良くウェハの厚みを測定することができる。   According to this configuration, since the measurement position of the sensor head can be adjusted according to the height of the wafer, a predetermined distance from the sensor head to the upper surface of the wafer can be maintained regardless of the height of the wafer. The thickness of the wafer can be measured with high accuracy.

本発明は、送り機構がセンサヘッドを測定位置まで降下する途中で研磨ヘッドがウェハに着座すると研磨ヘッドが送り機構から離れることにより、研磨ヘッドをウェハに着座させる作業が省略されるとともにセンサヘッドが測定に好適な測定位置に円滑に降下されるため、研磨装置のセッティングをスムーズに行うことができる。   In the present invention, when the polishing head is seated on the wafer while the feeding mechanism is lowered to the measurement position, the polishing head is separated from the feeding mechanism, so that the operation of seating the polishing head on the wafer is omitted and the sensor head is Since it is smoothly lowered to a measurement position suitable for measurement, the polishing apparatus can be set smoothly.

本発明の一実施形態に係る研磨装置を模式的に示す縦断面図。1 is a longitudinal sectional view schematically showing a polishing apparatus according to an embodiment of the present invention. 研磨ヘッドの要部を模式的に示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the principal part of a grinding | polishing head typically. 研磨パッド及びウェハの位置関係を示す模式図。The schematic diagram which shows the positional relationship of a polishing pad and a wafer. 加工前の研磨装置のセッティング手順を示す模式図。The schematic diagram which shows the setting procedure of the grinding | polishing apparatus before a process.

本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下では、構成要素の数、数値、量、範囲等に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも構わない。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, when referring to the number, numerical value, quantity, range, etc. of the constituent elements, it is limited to the specific number unless otherwise specified and clearly limited to the specific number in principle. It may be more than a specific number or less.

また、構成要素等の形状、位置関係に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似又は類似するもの等を含む。   In addition, when referring to the shapes and positional relationships of components, etc., those that are substantially similar to or similar to the shapes, etc., unless otherwise specified or otherwise considered in principle to be apparent. Including.

また、図面は、特徴を分かり易くするために特徴的な部分を拡大する等して誇張する場合があり、構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。また、断面図では、構成要素の断面構造を分かり易くするために、一部の構成要素のハッチングを省略することがある。   In addition, the drawings may be exaggerated by enlarging characteristic portions in order to make the features easy to understand, and the dimensional ratios and the like of the constituent elements are not always the same. In the cross-sectional view, hatching of some components may be omitted in order to facilitate understanding of the cross-sectional structure of the components.

図1は、本発明の一実施形態に係る研磨装置1を模式的に示す縦断面図である。図2は、研磨ヘッド10の要部を模式的に示す縦断面図である。研磨装置1は、ウェハチャック2に吸着保持されたウェハWの上面を研磨して、研削加工時に発生したマイクロクラックを含むダメージ層を除去するものである。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a polishing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view schematically showing the main part of the polishing head 10. The polishing apparatus 1 polishes the upper surface of the wafer W attracted and held by the wafer chuck 2 and removes a damaged layer including microcracks generated during grinding.

ウェハチャック2は、ウェハチャック2の中央を通る回転軸a1回りに回転可能に設けられている。ウェハチャック2は、上面にアルミナ等の多孔質材料からなる図示しない吸着体が埋設されている。ウェハチャック2は、内部を通って表面に延びる図示しない管路を備えている。管路は、図示しないロータリージョイントを介して真空源、圧縮空気源又は給水源に接続されている。真空源が起動すると、ウェハチャック2に載置されたウェハWがウェハチャック2に吸着保持される。また、圧縮空気源又は給水源が起動すると、ウェハWとウェハチャック2との吸着が解除される。   The wafer chuck 2 is provided so as to be rotatable around a rotation axis a <b> 1 passing through the center of the wafer chuck 2. The wafer chuck 2 has an adsorbent (not shown) made of a porous material such as alumina embedded in the upper surface. The wafer chuck 2 includes a pipe line (not shown) that extends to the surface through the inside. The pipe line is connected to a vacuum source, a compressed air source, or a water supply source via a rotary joint (not shown). When the vacuum source is activated, the wafer W placed on the wafer chuck 2 is sucked and held by the wafer chuck 2. Further, when the compressed air source or the water supply source is activated, the adsorption between the wafer W and the wafer chuck 2 is released.

ウェハチャック2は、図示しないインデックステーブル上に複数配置されている。各ウェハチャック2は、インデックステーブルの回転軸を中心に同心円周上で所定の間隔を離間して配置されている。これにより、研磨装置1とウェハWの上面を研削する研削装置とを併用する場合に、インデックステーブルを回転させて、研削後のウェハWを研磨装置1に搬送することにより、ウェハWを連続して加工することができる。   A plurality of wafer chucks 2 are arranged on an index table (not shown). The wafer chucks 2 are arranged at a predetermined interval on a concentric circumference around the rotation axis of the index table. Accordingly, when the polishing apparatus 1 and a grinding apparatus for grinding the upper surface of the wafer W are used in combination, the wafer W is continuously moved by rotating the index table and transporting the ground wafer W to the polishing apparatus 1. Can be processed.

ウェハWは、バッググラインドテープや、ガラス基板、シリコン基板等のサポート基板にマウントされた状態でウェハチャック2に吸着保持される。特に、ウェハWが薄く、大口径化するにつれて、サポート基板が用いられることが多い。   The wafer W is sucked and held by the wafer chuck 2 while mounted on a support substrate such as a bag grind tape, a glass substrate, or a silicon substrate. In particular, a support substrate is often used as the wafer W becomes thinner and has a larger diameter.

研磨装置1は、ウェハチャック2の上方に設けられた研磨ヘッド10を備えている。研磨ヘッド10のスピンドル20の下端には、研磨パッド30が水平に取り付けられている。   The polishing apparatus 1 includes a polishing head 10 provided above the wafer chuck 2. A polishing pad 30 is horizontally attached to the lower end of the spindle 20 of the polishing head 10.

スピンドル20は、モータ21と、モータ21に接続された中空円筒状の回転部22と、回転部22を収容する固定部23と、回転部22と固定部23との間に介装されたベアリング24と、を備えている。回転部22は、モータ21によって回転軸a2を中心として回転する。   The spindle 20 includes a motor 21, a hollow cylindrical rotating part 22 connected to the motor 21, a fixing part 23 that accommodates the rotating part 22, and a bearing interposed between the rotating part 22 and the fixing part 23. 24. The rotating unit 22 is rotated about the rotation axis a2 by the motor 21.

研磨パッド30は、回転部22と一体化されており、回転部22の回転に伴って回転する。研磨パッド30は、図示しない加圧シリンダによって研磨パッド30の研磨面31が下方に押し付けられる。このようにして、研磨パッド30が回転しながら加圧シリンダによって下方に押し付けられることにより、ウェハWの上面が研磨される。研磨パッド30による研磨量は、例えばウェハWの上面から2μmに設定される。   The polishing pad 30 is integrated with the rotating unit 22 and rotates as the rotating unit 22 rotates. The polishing surface 30 of the polishing pad 30 is pressed downward by a pressure cylinder (not shown). In this way, the polishing pad 30 is pressed downward by the pressure cylinder while rotating, whereby the upper surface of the wafer W is polished. The amount of polishing by the polishing pad 30 is set to 2 μm from the upper surface of the wafer W, for example.

研磨パッド30には、研磨面31に開口する供給孔32が形成されている。供給孔32は、研磨ヘッド10の径方向の内側から外側に向かって3列設けられている。供給孔32は、各列8個ずつ設けられている。各列の供給孔32は、研磨ヘッド10の回転軸a2を中心に同心円上で互いに所定距離を離間して配置されている。   A supply hole 32 that opens to the polishing surface 31 is formed in the polishing pad 30. The supply holes 32 are provided in three rows from the inner side to the outer side in the radial direction of the polishing head 10. Eight supply holes 32 are provided in each row. The supply holes 32 of each row are arranged concentrically around the rotation axis a2 of the polishing head 10 and spaced apart from each other by a predetermined distance.

研磨装置1は、送り機構40を備えている。送り機構40は、モータ41と、ボールネジ42と、スライダ43と、を備えている公知のボールネジスライダ機構である。ボールネジ42は、モータ41によって回転し、スライダ43は、ボールネジ42の回転方向に応じて鉛直方向に昇降する。スライダ43は、固定部23の外周から突設された被支持部25を載せるように支持している。   The polishing apparatus 1 includes a feed mechanism 40. The feed mechanism 40 is a known ball screw slider mechanism including a motor 41, a ball screw 42, and a slider 43. The ball screw 42 is rotated by the motor 41, and the slider 43 moves up and down in the vertical direction according to the rotation direction of the ball screw 42. The slider 43 supports the supported portion 25 protruding from the outer periphery of the fixed portion 23 so as to be placed thereon.

回転部22内の空洞26には、内部にスラリーを流す螺旋状の配管50が設けられている。配管50の上端は、ロータリージョイント51を介して外部のスラリー供給源52に接続されている。配管50の下端は、図2の破線に示すように供給孔32に接続されている。ウェハWの上面に供給されたスラリーは、ウェハWの回転に伴う遠心力でウェハW全面に拡散する。   In the cavity 26 in the rotating part 22, a spiral pipe 50 is provided for flowing slurry therein. The upper end of the pipe 50 is connected to an external slurry supply source 52 via a rotary joint 51. The lower end of the pipe 50 is connected to the supply hole 32 as shown by the broken line in FIG. The slurry supplied to the upper surface of the wafer W is diffused over the entire surface of the wafer W by centrifugal force accompanying the rotation of the wafer W.

研磨ヘッド10の中央には、研磨面31の中央に開口する収容部12が形成されている。具体的には、収容部12は、空洞26の下部から研磨パッド30の下端に亘って形成されている。   In the center of the polishing head 10, an accommodating portion 12 that opens to the center of the polishing surface 31 is formed. Specifically, the accommodating portion 12 is formed from the lower portion of the cavity 26 to the lower end of the polishing pad 30.

収容部12の開口13には、透光窓14が装着されている。透光窓14は、収容部12を塞ぐように接着されている。これにより、ウェハWの上面に供給されたスラリーが収容部12内に侵入することが回避される。   A translucent window 14 is attached to the opening 13 of the housing portion 12. The translucent window 14 is bonded so as to close the housing portion 12. As a result, the slurry supplied to the upper surface of the wafer W is prevented from entering the accommodating portion 12.

研磨装置1は、研磨加工中に非接触でウェハWの厚みを測定する厚み測定手段60を備えている。厚み測定手段60は、例えば、分光干渉式の膜厚測定器が好ましい。分光干渉式の膜厚測定器は、振動等の外乱に強く、高精度でウェハWの厚みを測定することができる。以下では、厚み測定手段60として、分光干渉式の膜厚測定器を採用した場合を例に説明する。   The polishing apparatus 1 includes a thickness measuring unit 60 that measures the thickness of the wafer W in a non-contact manner during polishing. The thickness measuring means 60 is preferably, for example, a spectral interference type film thickness measuring device. The spectral interference type film thickness measuring instrument is resistant to disturbances such as vibration and can measure the thickness of the wafer W with high accuracy. Hereinafter, a case where a spectral interference type film thickness measuring device is employed as the thickness measuring means 60 will be described as an example.

厚み測定手段60は、収容部12内に配置されるセンサヘッド61を備えている。センサヘッド61は、ブラケット62を介してスライダ43に接続されている。センサヘッド61は、開口13を介して、ウェハWに向けて光を照射し、ウェハWの上面及び下面で反射した光が干渉した反射光を受光する。センサヘッド61が受光した反射光は、図示しない分光器によって分光され、後述する制御装置70が、ウェハWの上面で反射した光とウェハWの下面で反射した光との光路差を算出し、この光路差に基づいてウェハWの厚みを算出する。   The thickness measuring unit 60 includes a sensor head 61 disposed in the housing portion 12. The sensor head 61 is connected to the slider 43 via a bracket 62. The sensor head 61 irradiates light toward the wafer W through the opening 13, and receives reflected light that interferes with light reflected from the upper surface and the lower surface of the wafer W. The reflected light received by the sensor head 61 is dispersed by a spectroscope (not shown), and a control device 70 described later calculates the optical path difference between the light reflected from the upper surface of the wafer W and the light reflected from the lower surface of the wafer W, Based on this optical path difference, the thickness of the wafer W is calculated.

センサヘッド61が厚みを測定するウェハW上の測定点は、平面から視て研磨ヘッド10の回転軸a2と略一致する(光学的に一致するとみなせる範囲内を含む)ように設定されている。すなわち、センサヘッド61が照射する光の光路及びウェハWから反射する光の光路は、センサヘッド61とウェハW上の測定点とを結んだ経路に設定される。なお、センサヘッド61の測定点は、平面から視て研磨ヘッド10の回転軸a2と略一致する場合に限定されないことは言うまでもない。   The measurement point on the wafer W where the sensor head 61 measures the thickness is set so as to substantially coincide with the rotation axis a2 of the polishing head 10 (including a range that can be regarded as optically coincident) when viewed from above. That is, the optical path of the light irradiated by the sensor head 61 and the optical path of the light reflected from the wafer W are set to a path connecting the sensor head 61 and the measurement point on the wafer W. Needless to say, the measurement point of the sensor head 61 is not limited to the case where the measurement point substantially coincides with the rotational axis a2 of the polishing head 10 when viewed from the plane.

なお、透光窓14とセンサヘッド61との間に乾燥空気を供給する乾燥空気供給手段3を設けるのが好ましい。これにより、収容部12内の湿度が乾燥空気によって一定に維持されるため、研磨加工中に生じた摩擦熱によってスラリーが昇温された場合であっても、ウェハWの厚みを精度良く測定することができる。   In addition, it is preferable to provide the dry air supply means 3 which supplies dry air between the translucent window 14 and the sensor head 61. As a result, the humidity in the accommodating portion 12 is kept constant by dry air, so that the thickness of the wafer W is accurately measured even when the slurry is heated by frictional heat generated during the polishing process. be able to.

また、研磨装置1を水平方向に移動させる移動手段4を設けるのが好ましい。これにより、独立したウェハの厚みを測定する装置を用意することなく、研磨装置1を用いてウェハW全体の厚みプロファイルも測定することができるため、スループットを向上させることができる。   Further, it is preferable to provide moving means 4 for moving the polishing apparatus 1 in the horizontal direction. Thereby, the thickness profile of the entire wafer W can be measured using the polishing apparatus 1 without preparing an independent apparatus for measuring the thickness of the wafer, so that the throughput can be improved.

研磨装置1の動作は、制御装置70によって制御される。制御装置70は、研磨装置1を構成する構成要素をそれぞれ制御するものである。制御装置70は、例えば、CPU、メモリ等により構成される。なお、制御装置70の機能は、ソフトウェアを用いて制御することにより実現されても良く、ハードウェアを用いて動作することにより実現されても良い。   The operation of the polishing apparatus 1 is controlled by the control device 70. The control device 70 controls each component constituting the polishing device 1. The control device 70 is constituted by, for example, a CPU, a memory, and the like. The function of the control device 70 may be realized by controlling using software or may be realized by operating using hardware.

次に、研磨パッド30とウェハWとの配置関係について図3に基づいて説明する。図3は、研磨パッド30及びウェハWを下方から視た模式図である。研磨パッド30は、ウェハWよりも大径に形成されている。研磨パッド30及びウェハWの直径は、例えば、450mm、300mmにそれぞれ設定される。   Next, the positional relationship between the polishing pad 30 and the wafer W will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic view of the polishing pad 30 and the wafer W viewed from below. The polishing pad 30 has a larger diameter than the wafer W. The diameters of the polishing pad 30 and the wafer W are set to 450 mm and 300 mm, for example.

また、研磨パッド30とウェハWの回転方向が一致しており、研磨パッド30の外周とウェハWの外周とが1点で重なっている。これにより、ウェハW面内の速度ベクトルが一致する。また、研磨パッド30は、加工中にウェハW全面を常に覆うことにより、ウェハW全面を均一に研磨することができる。   Further, the rotation directions of the polishing pad 30 and the wafer W coincide with each other, and the outer periphery of the polishing pad 30 and the outer periphery of the wafer W overlap at one point. Thereby, the velocity vectors in the wafer W plane coincide. Further, the polishing pad 30 can uniformly polish the entire surface of the wafer W by always covering the entire surface of the wafer W during processing.

図3に示すように、研磨パッド30がウェハWを覆うように配置されると、研磨装置1の外部からスラリーをウェハWの上面に供給したり研磨加工中にウェハWの厚みを測定することが困難であるが、研磨装置1は、スラリーが供給孔32を介してウェハWの上面に供給しながら、研磨ヘッド10内に収容された厚み測定手段60が、開口13を介してウェハWの厚みを非接触で測定することができる。   As shown in FIG. 3, when the polishing pad 30 is arranged so as to cover the wafer W, slurry is supplied to the upper surface of the wafer W from the outside of the polishing apparatus 1 and the thickness of the wafer W is measured during polishing processing. However, in the polishing apparatus 1, while the slurry is supplied to the upper surface of the wafer W through the supply hole 32, the thickness measuring unit 60 accommodated in the polishing head 10 is connected to the wafer W through the opening 13. The thickness can be measured in a non-contact manner.

次に、加工前の研磨装置1のセッティング手順について図4に基づいて説明する。図4(a)は、研磨ヘッド10をウェハWに着座させる前の状態を示す図である。図4(b)は、研磨ヘッド10をウェハWに着座させた状態を示す図である。図4(c)は、センサヘッド61を降下させた状態を示す図である。   Next, the setting procedure of the polishing apparatus 1 before processing will be described with reference to FIG. FIG. 4A is a view showing a state before the polishing head 10 is seated on the wafer W. FIG. FIG. 4B is a diagram illustrating a state in which the polishing head 10 is seated on the wafer W. FIG. 4C is a diagram illustrating a state where the sensor head 61 is lowered.

まず、ウェハチャック2に吸着保持された研磨加工前のウェハWの高さを測定する。これは、研磨装置1がウェハWを連続して加工する場合には、異なるサポート基板間で厚みが一定でなく、サポート基板にマウントされたウェハWの高さがバラつきがちなためであるが、光学式の厚み測定手段70では、このようなウェハWの高さのバラつきに起因して、測定範囲から外れることで測定ができない虞があるためである。ウェハWの高さ測定は、公知の接触式又は非接触式の測定器が用いられる。なお、ウェハWの高さが既知である場合には、その値を用いても構わない。   First, the height of the wafer W before being polished and held by the wafer chuck 2 is measured. This is because when the polishing apparatus 1 continuously processes the wafer W, the thickness between the different support substrates is not constant, and the height of the wafer W mounted on the support substrate tends to vary. This is because the optical thickness measuring means 70 may not be able to measure due to deviation from the measurement range due to such a variation in the height of the wafer W. For measuring the height of the wafer W, a known contact-type or non-contact-type measurement device is used. In addition, when the height of the wafer W is known, the value may be used.

次に、制御装置70が、研磨加工前のウェハWの高さ測定値に基づいて、予め記憶された基準送り量を補正する。基準送り量は、センサヘッド61の初期位置から基準高さのウェハWの上面から所定距離(例えば、80mm)だけ離れたセンサヘッド61の測定位置までの下降量である。なお、基準高さとは、仮想的に定めた基準となるウェハWの高さである。また、測定位置におけるセンサヘッド61とウェハWの上面との距離は、測定を行う上で好適な範囲内で設定される。例えば、研磨加工前のウェハWの高さ測定値が、ウェハWの基準高さより偏差Δtだけ大きい場合には、制御装置70は、基準送り量から偏差Δtを減じた補正送り量を算出する。   Next, the control device 70 corrects the reference feed amount stored in advance based on the height measurement value of the wafer W before polishing. The reference feed amount is a descending amount from the initial position of the sensor head 61 to the measurement position of the sensor head 61 that is a predetermined distance (for example, 80 mm) away from the upper surface of the wafer W at the reference height. The reference height is the height of the wafer W that is a virtually determined reference. Further, the distance between the sensor head 61 and the upper surface of the wafer W at the measurement position is set within a range suitable for measurement. For example, when the height measurement value of the wafer W before polishing is larger than the reference height of the wafer W by a deviation Δt, the control device 70 calculates a corrected feed amount obtained by subtracting the deviation Δt from the reference feed amount.

次に、図4(a)に示すように、制御装置70が補正送り量に応じてモータ41を回転させ始めると、ボールネジ42が回転して、スライダ43が降下し始める。図4(b)に示すように、研磨ヘッド10がウェハWに着座するまでスライダ43が降下すると、被支持部25がスライダ43から離れる。一方、センサヘッド61は、ブラケット62を介してスライダ43と一体化されており、スライダ43とともにさらに降下する。   Next, as shown in FIG. 4A, when the control device 70 starts to rotate the motor 41 according to the correction feed amount, the ball screw 42 rotates and the slider 43 starts to descend. As shown in FIG. 4B, when the slider 43 is lowered until the polishing head 10 is seated on the wafer W, the supported portion 25 is separated from the slider 43. On the other hand, the sensor head 61 is integrated with the slider 43 via the bracket 62 and further descends together with the slider 43.

そして、図4(c)に示すように、制御装置70が補正送り量に相当する回転数だけモータ41を回転させると、センサヘッド61が測定値に位置決めされる。したがって、センサヘッド61は、研磨加工中において測定位置でウェハWの厚みを測定することができる。   As shown in FIG. 4C, when the control device 70 rotates the motor 41 by the number of rotations corresponding to the corrected feed amount, the sensor head 61 is positioned at the measured value. Therefore, the sensor head 61 can measure the thickness of the wafer W at the measurement position during the polishing process.

このようにして、本実施形態に係る研磨装置1は、送り機構40がセンサヘッド61を測定位置まで降下する途中で研磨パッド30がウェハWに着座すると、研磨ヘッド10がスライダ43から離れることにより、研磨ヘッド10をウェハWに着座させる作業が省略されるとともにセンサヘッド61が測定に好適な測定位置に円滑に降下されるため、研磨装置1のセッティングをスムーズに行うことができる。   As described above, in the polishing apparatus 1 according to the present embodiment, when the polishing pad 30 is seated on the wafer W while the feed mechanism 40 descends the sensor head 61 to the measurement position, the polishing head 10 is separated from the slider 43. Since the operation of seating the polishing head 10 on the wafer W is omitted and the sensor head 61 is smoothly lowered to the measurement position suitable for measurement, the setting of the polishing apparatus 1 can be performed smoothly.

また、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り、上記以外にも種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。   Further, the present invention can be variously modified in addition to the above without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified ones.

1 ・・・研磨装置
2 ・・・ウェハチャック
3 ・・・乾燥空気供給手段
4 ・・・移動手段
10 ・・・研磨ヘッド
12 ・・・収容部
13 ・・・開口
14 ・・・透光窓
20 ・・・スピンドル
21 ・・・モータ
22 ・・・回転部
23 ・・・固定部
24 ・・・ベアリング
25 ・・・被支持部
26 ・・・空洞
30 ・・・研磨パッド
31 ・・・研磨面
32 ・・・供給孔
40 ・・・送り機構
41 ・・・モータ
42 ・・・ボールネジ
43 ・・・スライダ
50 ・・・配管
51 ・・・ロータリージョイント
52 ・・・スラリー供給源
60 ・・・厚み測定手段
61 ・・・センサヘッド
62 ・・・ブラケット
70 ・・・制御装置
W ・・・ウェハ
a1 ・・・(ウェハチャックの)回転軸
a2 ・・・(研磨ヘッドの)回転軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Polishing apparatus 2 ... Wafer chuck 3 ... Dry air supply means 4 ... Moving means 10 ... Polishing head 12 ... Storage part 13 ... Opening 14 ... Translucent window DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Spindle 21 ... Motor 22 ... Rotating part 23 ... Fixed part 24 ... Bearing 25 ... Supported part 26 ... Cavity 30 ... Polishing pad 31 ... Polishing Surface 32 ... Supply hole 40 ... Feed mechanism 41 ... Motor 42 ... Ball screw 43 ... Slider 50 ... Pipe 51 ... Rotary joint 52 ... Slurry supply source 60 ... Thickness measuring means 61 ... sensor head 62 ... bracket 70 ... control device W ... wafer a1 ... rotation axis a2 (of wafer chuck) ... rotation axis (of polishing head)

Claims (2)

ウェハの研磨装置であって、
前記ウェハの上面を研磨する研磨パッドと、前記研磨パッドの研磨面に開口する収容部と、を備えている研磨ヘッドと、
前記収容部内に設けられたセンサヘッドを備え、前記開口を介して前記ウェハの厚みを非接触で測定する光学式の厚み測定手段と、
前記研磨ヘッドを載上し、前記厚み測定手段と一体に接続され、前記研磨ヘッド及び厚み測定手段を昇降させる送り機構と、
前記送り機構の送り量を制御する制御装置と、
を備え、
前記送り機構は、前記研磨ヘッドが前記ウェハに着座するまで降下すると前記研磨ヘッドを分離し、前記センサヘッドを前記ウェハの上面から所定距離離れた測定位置まで降下させることを特徴とする研磨装置。
A wafer polishing apparatus,
A polishing head comprising: a polishing pad for polishing the upper surface of the wafer; and a housing portion opened to the polishing surface of the polishing pad;
An optical thickness measuring means comprising a sensor head provided in the housing portion, and measuring the thickness of the wafer in a non-contact manner through the opening;
A feed mechanism that mounts the polishing head and is integrally connected to the thickness measuring means, and moves the polishing head and the thickness measuring means up and down;
A control device for controlling the feed amount of the feed mechanism;
With
When the polishing head is lowered until the polishing head is seated on the wafer, the feeding mechanism separates the polishing head and lowers the sensor head to a measurement position separated from the upper surface of the wafer by a predetermined distance.
前記制御装置は、予め測定された研磨前の前記ウェハの高さに応じて、前記センサヘッドを初期位置から前記測定位置まで降下させる基準送り量を補正することを特徴とする請求項1記載の研磨装置。
The said control apparatus correct | amends the reference | standard feed amount which lowers | hangs the said sensor head from the initial position to the said measurement position according to the height of the said wafer before grinding | polishing measured beforehand. Polishing equipment.
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