JP3220937B2 - Wafer polishing equipment - Google Patents

Wafer polishing equipment

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JP3220937B2
JP3220937B2 JP24133197A JP24133197A JP3220937B2 JP 3220937 B2 JP3220937 B2 JP 3220937B2 JP 24133197 A JP24133197 A JP 24133197A JP 24133197 A JP24133197 A JP 24133197A JP 3220937 B2 JP3220937 B2 JP 3220937B2
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polishing cloth
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高男 稲葉
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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】本発明はウェーハ研磨装置に
係り、特に化学的機械研磨法(CMP:ChemicalMechan
ical Polishing )によるウェーハ研磨装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer polishing apparatus, and more particularly, to a chemical mechanical polishing method (CMP).
ical Polishing).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種のウェーハ研磨装置は、ウ
ェーハをキャリアで保持して研磨布に押し付けると共
に、キャリアと研磨布とを回転させながらキャリアと研
磨布との間に研磨液(スラリー)を供給してウェーハを
研磨している。前記スラリーは、キャリアと研磨布との
間に直接供給することが困難なため、スラリーを研磨布
上に供給して、研磨布の回転でキャリアと研磨布との間
に間接的に供給するようにしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of wafer polishing apparatus holds a wafer with a carrier and presses the wafer against a polishing cloth, and also rotates a carrier and the polishing cloth while rotating a polishing liquid (slurry) between the carrier and the polishing cloth. Is supplied to polish the wafer. Since the slurry is difficult to supply directly between the carrier and the polishing cloth, the slurry is supplied on the polishing cloth, and indirectly supplied between the carrier and the polishing cloth by rotation of the polishing cloth. I have to.

【0003】また、従来のウェーハ研磨装置には、ウェ
ーハの周囲に環状部材を配置し、この環状部材の研磨布
に接触する面に、研磨液をウェーハに向けて案内する溝
を形成したものが提案されている。このウェーハ研磨装
置によれば、研磨布に供給した研磨液を前記溝によって
効率良くウェーハに供給することができる。
[0003] Further, in a conventional wafer polishing apparatus, an annular member is arranged around the wafer, and a groove for guiding a polishing liquid toward the wafer is formed on a surface of the annular member that contacts the polishing cloth. Proposed. According to this wafer polishing apparatus, the polishing liquid supplied to the polishing cloth can be efficiently supplied to the wafer by the grooves.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、CMPによ
るウェーハ研磨装置において、ウェーハの研磨精度を向
上させるためには、スラリーを研磨布に十分に染み込ま
せることが重要である。しかしながら、環状部材を配置
した従来のウェーハ研磨装置では、溝によってスラリー
を効率良くウェーハに供給することができるが、スラリ
ーを研磨布に染み込ませることができないため、研磨精
度を向上させることができないという欠点がある。
In a wafer polishing apparatus using CMP, it is important to sufficiently infiltrate the slurry into the polishing cloth in order to improve the polishing accuracy of the wafer. However, in the conventional wafer polishing apparatus in which the annular member is arranged, although the slurry can be efficiently supplied to the wafer by the groove, the polishing accuracy cannot be improved because the slurry cannot be soaked into the polishing cloth. There are drawbacks.

【0005】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、スラリーを研磨布に十分に染み込ませること
によりウェーハの研磨精度を向上させることができるウ
ェーハ研磨装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a wafer polishing apparatus capable of improving the polishing accuracy of a wafer by sufficiently impregnating a slurry into a polishing cloth. I do.

【0006】[0006]

【課題を解決する為の手段】本発明は、前記目的を達成
するために、ウェーハと研磨布との間に研磨液を供給す
ると共に、ウェーハと研磨布とを押し付けながら相対運
動させて、ウェーハを研磨するウェーハ研磨装置におい
て、前記ウェーハの周囲を包囲してウェーハと共に研磨
布に押し付けられる環状部材を設け、該環状部材の前記
研磨布に接触する面に、前記研磨液を環状部材の外側か
ら内側に向けて案内する溝と、該溝の内側終端位置で該
溝で案内されてきた研磨液を研磨布に染み込ませる平坦
面とを形成したことを特徴とする。
According to the present invention, in order to achieve the above object, a polishing liquid is supplied between a wafer and a polishing cloth, and the wafer is moved relative to the polishing cloth while being pressed against the wafer. In a wafer polishing apparatus for polishing, an annular member that surrounds the periphery of the wafer and is pressed against the polishing cloth together with the wafer is provided, and the polishing liquid is applied to the surface of the annular member that contacts the polishing cloth from outside the annular member. A groove for guiding inward is formed, and a flat surface is formed at the inner end position of the groove to allow the polishing liquid guided by the groove to penetrate into the polishing pad.

【0007】本発明によれば、環状部材の溝によって研
磨液がウェーハに向けて案内され、そして、溝で案内さ
れてきた研磨液は、環状部材の平坦面によって研磨布に
押し付けられて研磨布に染み込む。したがって、本発明
は、研磨液が十分に染み込んだ研磨布でウェーハを研磨
することができるので、研磨精度を向上させることがで
きる。
According to the present invention, the polishing liquid is guided toward the wafer by the groove of the annular member, and the polishing liquid guided by the groove is pressed against the polishing cloth by the flat surface of the annular member to form the polishing cloth. Soak in Therefore, according to the present invention, the wafer can be polished with the polishing cloth sufficiently permeated with the polishing liquid, so that the polishing accuracy can be improved.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るウェーハ研磨装置の好ましい実施の形態について詳説
する。図1は、本発明の実施の形態のウェーハ研磨装置
の全体構成図である。同図に示すウェーハ研磨装置10
は、主として研磨定盤12とウェーハ保持ヘッド14と
から構成される。研磨定盤12は円盤状に形成され、そ
の上面には研磨布16が設けられている。また、研磨定
盤12の下部には、スピンドル18が連結され、このス
ピンドル18はモータ20の図示しない出力軸に連結さ
れている。前記研磨定盤12は、モータ20を駆動する
ことにより矢印A方向に回転され、その回転する研磨定
盤12の研磨布16上にノズル21からスラリー23が
供給される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a wafer polishing apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a wafer polishing apparatus according to an embodiment of the present invention. Wafer polishing apparatus 10 shown in FIG.
Is mainly composed of a polishing table 12 and a wafer holding head 14. The polishing platen 12 is formed in a disk shape, and a polishing cloth 16 is provided on an upper surface thereof. In addition, a spindle 18 is connected to a lower portion of the polishing table 12, and the spindle 18 is connected to an output shaft (not shown) of a motor 20. The polishing platen 12 is rotated in the direction of arrow A by driving a motor 20, and a slurry 23 is supplied from a nozzle 21 onto the polishing cloth 16 of the rotating polishing platen 12.

【0009】前記ウェーハ保持ヘッド14は、図示しな
い昇降装置により上下移動され、研磨対象のウェーハを
ウェーハ保持ヘッド14にセットする際に上昇移動され
る。また、ウェーハ保持ヘッド14は、ウェーハを研磨
する際に下降移動されてウェーハを前記研磨布16に押
し付ける。図2は前記ウェーハ保持ヘッド14の縦断面
図である。同図に示すウェーハ保持ヘッド14は、ヘッ
ド本体22、キャリア24、ガイドリング26、研磨面
調整リング28、及びゴムシート30等から構成され
る。前記ヘッド本体22は円盤状に形成され、回転軸3
2に連結された図示しないモータによって矢印B方向に
回転される。また、ヘッド本体22にはエア供給路3
4、36が形成されている。前記エア供給路34は、図
2上二点鎖線で示すようにウェーハ保持ヘッド14の外
部に延設され、レギュレータ(R:regulator )38A
を介してエアポンプ(AP:air pnmp)40に接続され
る。また、エア供給路36は、レギュレータ38Bを介
してポンプ40に接続されている。
The wafer holding head 14 is moved up and down by a lifting device (not shown), and is moved up when a wafer to be polished is set on the wafer holding head 14. Further, the wafer holding head 14 is moved downward when polishing the wafer, and presses the wafer against the polishing pad 16. FIG. 2 is a vertical sectional view of the wafer holding head 14. The wafer holding head 14 shown in FIG. 1 includes a head body 22, a carrier 24, a guide ring 26, a polishing surface adjustment ring 28, a rubber sheet 30, and the like. The head body 22 is formed in a disk shape,
The motor 2 is rotated in the direction of arrow B by a motor (not shown) connected to the motor 2. The air supply path 3 is provided in the head body 22.
4 and 36 are formed. The air supply passage 34 extends outside the wafer holding head 14 as shown by a two-dot chain line in FIG. 2 and has a regulator (R) 38A.
And an air pump (AP: air pnmp) 40. The air supply path 36 is connected to a pump 40 via a regulator 38B.

【0010】前記キャリア24は、略円柱状に形成され
てヘッド本体22の下部にヘッド本体22と同軸上に配
置されている。また、キャリア24の下面には凹部25
が形成され、この凹部25に通気性を有する多孔質板4
2が収納されている。多孔質板42の上方には空気室2
7が形成され、この空気室27には、キャリア24に形
成されたエア吸引路44が連通されている。エア吸引路
44は、図2上二点鎖線で示すようにウェーハ保持ヘッ
ド14の外部に延設されて、サクションポンプ(SP:
suction pump) 46に接続されている。したがって、サ
クションポンプ46を駆動すると、ウェーハ50が多孔
質板42に吸引されて、多孔質板42の下面に吸着保持
される。前記多孔質板42は、内部に多数の通気路を有
するものであり、例えば、セラミック材料の焼結体より
なるものが用いられている。
The carrier 24 is formed in a substantially cylindrical shape, and is disposed coaxially with the head main body 22 below the head main body 22. Further, a concave portion 25 is provided on the lower surface of the carrier 24.
Are formed, and the porous plate 4 having air permeability is formed in the concave portion 25.
2 are stored. The air chamber 2 is located above the porous plate 42.
The air chamber 27 is communicated with an air suction path 44 formed in the carrier 24. The air suction path 44 extends outside the wafer holding head 14 as shown by a two-dot chain line in FIG.
suction pump) 46. Therefore, when the suction pump 46 is driven, the wafer 50 is sucked by the porous plate 42 and held by suction on the lower surface of the porous plate 42. The porous plate 42 has a number of air passages therein, and for example, a porous plate made of a sintered body of a ceramic material is used.

【0011】前記キャリア24には、キャリア24の下
面に噴出口が形成された多数のエア供給路48、48…
(図2では2ヵ所のみ図示)が形成されている。このエ
ア供給路48、48…は、図2上二点鎖線で示すように
ウェーハ保持ヘッド14の外部に延設され、レギュレー
タ38Cを介してポンプ40に接続されている。したが
って、ポンプ40からの圧縮エアは、エア供給路48、
48…を介して多孔質板42とウェーハ50との間の空
気室51に噴き出される。これにより、空気室51には
圧力エア層が形成され、この圧力エア層を介してキャリ
ア24の押圧力がウェーハ50に伝達される。この圧力
エア層を介して伝達された前記押圧力によって、ウェー
ハ50が研磨布16に押し付けられる。
The carrier 24 has a number of air supply paths 48, 48,.
(Only two locations are shown in FIG. 2). The air supply paths 48 extend outside the wafer holding head 14 as shown by a two-dot chain line in FIG. 2 and are connected to the pump 40 via a regulator 38C. Therefore, the compressed air from the pump 40 is supplied to the air supply path 48,
48 are blown out into the air chamber 51 between the porous plate 42 and the wafer 50. As a result, a pressure air layer is formed in the air chamber 51, and the pressing force of the carrier 24 is transmitted to the wafer 50 via the pressure air layer. The wafer 50 is pressed against the polishing pad 16 by the pressing force transmitted through the pressure air layer.

【0012】前記キャリア24には、キャリア24の下
面に噴出口が形成された多数のエア/ウォータ供給路5
2、52…(図2では2ヵ所のみ図示)が形成される。
このエア/ウォータ供給路52、52…は、図2上二点
鎖線で示すようにウェーハ保持ヘッド14の外部に延設
され、バルブ54を介して二方向に分岐されている。一
方の分岐路には、レギュレータ38Dを介してエアポン
プ40が接続され、他方の分岐路にはウォータポンプ
(WP:water pnmp)56が接続されている。したがっ
て、前記バルブ54でエアポンプ40側の経路を開に、
ウォータポンプ56側の経路を閉にすると、エアポンプ
40からの圧縮エアがエア/ウォータ供給路52、52
…を介して前記空気室51に供給される。また、バルブ
54を切り替えてエアポンプ40側の経路を閉に、ウォ
ータポンプ56側の経路を開にすると、ウォータポンプ
56からのウォータがエア/ウォータ供給路52、52
…を介して前記空気室51に供給される。
The carrier 24 has a large number of air / water supply passages 5 each having an ejection port formed on the lower surface of the carrier 24.
2, 52... (Only two locations are shown in FIG. 2).
The air / water supply paths 52 extend outside the wafer holding head 14 as shown by a two-dot chain line in FIG. An air pump 40 is connected to one branch via a regulator 38D, and a water pump (WP: water pnmp) 56 is connected to the other branch. Therefore, the valve 54 opens the path on the air pump 40 side,
When the path on the water pump 56 side is closed, compressed air from the air pump 40 is supplied to the air / water supply paths 52, 52.
Are supplied to the air chamber 51 via the. When the valve 54 is switched to close the path on the air pump 40 side and open the path on the water pump 56 side, the water from the water pump 56 is supplied to the air / water supply paths 52, 52.
Are supplied to the air chamber 51 via the.

【0013】一方、キャリア24とヘッド本体22との
間には1枚のゴムシート30が配置されている。このゴ
ムシート30は、均一な厚さで円盤状に形成される。ま
た、ゴムシート30は、環状の止め金58によってヘッ
ド本体22の下面に固定され、ゴムシート30は止め金
58を境として中央部30Aと外周部30Bとに2分さ
れている。ゴムシート30の中央部30Aはキャリア2
4を押圧し、外周部30Bは研磨面調整リング28を押
圧する。
On the other hand, one rubber sheet 30 is disposed between the carrier 24 and the head main body 22. This rubber sheet 30 is formed in a disk shape with a uniform thickness. The rubber sheet 30 is fixed to the lower surface of the head body 22 by an annular stopper 58, and the rubber sheet 30 is divided into a center part 30 </ b> A and an outer peripheral part 30 </ b> B with the stopper 58 as a boundary. The center 30A of the rubber sheet 30 is the carrier 2
4, the outer peripheral portion 30B presses the polishing surface adjustment ring 28.

【0014】ヘッド本体22の下方には、ゴムシート3
0の中央部30Aと止め金58とによって密閉される空
間60が形成される。この空間60に、前記エア供給路
36が連通されている。したがって、エア供給路36か
ら空間60に圧縮エアを供給すると、ゴムシート30の
中央部30Aがエア圧で弾性変形されてキャリア24の
上面を押圧する。これにより、研磨布16に対するウェ
ーハ50の押し付け力を得ることができる。また、エア
圧をレギュレータ38Bで調整すれば、ウェーハ50の
押し付け力を制御することができる。
A rubber sheet 3 is provided below the head body 22.
A space 60 which is hermetically sealed by the central portion 30 </ b> A and the stopper 58 is formed. The air supply path 36 communicates with the space 60. Therefore, when compressed air is supplied from the air supply path 36 to the space 60, the central portion 30A of the rubber sheet 30 is elastically deformed by air pressure and presses the upper surface of the carrier 24. Thereby, a pressing force of the wafer 50 against the polishing pad 16 can be obtained. Further, if the air pressure is adjusted by the regulator 38B, the pressing force of the wafer 50 can be controlled.

【0015】前記ガイドリング26は、円筒状に形成さ
れてヘッド本体22の下部にヘッド本体22と同軸上に
配置される。また、ガイドリング26は、ゴムシート3
0を介してヘッド本体22に固定されている。ガイドリ
ング26とキャリア24との間には、研磨面調整リング
(環状部材)28が配置されている。研磨面調整リング
28の下部内周部には、ウェーハ50の飛び出しを防止
するリテーナリング(環状部材)62が取り付けられて
いる。この研磨面調整リング28とリテーナリング62
については後述する。
The guide ring 26 is formed in a cylindrical shape, and is disposed coaxially with the head main body 22 below the head main body 22. In addition, the guide ring 26 is attached to the rubber sheet 3.
0 is fixed to the head main body 22. A polishing surface adjusting ring (annular member) 28 is arranged between the guide ring 26 and the carrier 24. A retainer ring (annular member) 62 for preventing the wafer 50 from jumping out is attached to the lower inner peripheral portion of the polishing surface adjusting ring 28. The polishing surface adjusting ring 28 and the retainer ring 62
Will be described later.

【0016】前記ヘッド本体22の下方外周部には、ヘ
ッド本体22とゴムシート30の外周部30B等によっ
て密閉される環状の空間64が形成される。この空間6
4に、前記エア供給路34が連通されている。したがっ
て、エア供給路34から空間64に圧縮エアを供給する
と、ゴムシート30の外周部30Bがエア圧で弾性変形
されて研磨面調整リング28の環状上面を押圧する。こ
れにより、研磨面調整リング28の環状下面(研磨布1
6との接触面)とリテーナリング62の環状下面(研磨
布16との接触面)とが研磨布16に押し付けられる。
なお、研磨面調整リング28及びリテーナリング62の
押し付け力は、レギュレータ38Aでエア圧を調整する
ことにより制御することができる。
An annular space 64 is formed in the lower outer peripheral portion of the head main body 22 and is closed by the outer peripheral portion 30B of the head main body 22 and the rubber sheet 30 and the like. This space 6
4 communicates with the air supply path 34. Therefore, when compressed air is supplied from the air supply path 34 to the space 64, the outer peripheral portion 30B of the rubber sheet 30 is elastically deformed by air pressure and presses the annular upper surface of the polishing surface adjustment ring 28. As a result, the annular lower surface of the polishing surface adjusting ring 28 (polishing cloth 1)
6 and the annular lower surface of the retainer ring 62 (the contact surface with the polishing pad 16) are pressed against the polishing pad 16.
The pressing force of the polishing surface adjustment ring 28 and the retainer ring 62 can be controlled by adjusting the air pressure with the regulator 38A.

【0017】図3は、研磨面調整リング28とリテーナ
リング62の斜視図である。同図に示すように、研磨面
調整リング28の研磨布との接触面28Aには複数本の
溝29、29…が形成されている。この溝29は図4に
示すように、等間隔で向心方向に対して傾斜して形成さ
れると共に、図上矢印で示す研磨面調整リング28の回
転により、スラリーをウェーハに向けて案内する方向に
形成されている。これにより、研磨布上に供給されたス
ラリーは、前記溝29、29…によってウェーハに向け
て案内される。また、リテーナリング62の研磨布との
接触面62Aは、平坦に形成されている。これにより、
前記溝29に案内されてきたスラリーは、リテーナリン
グ62の平坦な接触面62Aによって研磨布に押し付け
られて研磨布に染み込む。本実施の形態では、研磨面調
整リング28に溝29を形成し、リテーナリング62に
平坦面を形成したが、これに限られるものではなく、一
体に形成した環状部材に溝と平坦面を形成しても良い。
FIG. 3 is a perspective view of the polishing surface adjusting ring 28 and the retainer ring 62. As shown in the figure, a plurality of grooves 29 are formed on a contact surface 28A of the polishing surface adjusting ring 28 with the polishing cloth. As shown in FIG. 4, the grooves 29 are formed at equal intervals and inclined with respect to the centripetal direction, and guide the slurry toward the wafer by rotating the polishing surface adjusting ring 28 indicated by the arrow in the figure. It is formed in the direction. As a result, the slurry supplied onto the polishing pad is guided toward the wafer by the grooves 29. The contact surface 62A of the retainer ring 62 with the polishing cloth is formed flat. This allows
The slurry guided to the groove 29 is pressed against the polishing cloth by the flat contact surface 62A of the retainer ring 62 and permeates the polishing cloth. In this embodiment, the groove 29 is formed in the polishing surface adjusting ring 28 and the flat surface is formed in the retainer ring 62. However, the present invention is not limited to this, and the groove and the flat surface are formed in an integrally formed annular member. You may.

【0018】一方、図2において、前記ウェーハ保持ヘ
ッド14には、ウェーハ50の研磨量を検出する検出装
置が設けられている。この検出装置は、コア66とボビ
ン68とから成るセンサ70と非接触式センサ72、7
2、72とから構成され、また、これらのセンサ70、
72、72、72で検出された検出値を演算処理する図
示しないCPUがウェーハ保持ヘッド14の外部に備え
られている。
On the other hand, in FIG. 2, the wafer holding head 14 is provided with a detecting device for detecting the polishing amount of the wafer 50. This detection device includes a sensor 70 including a core 66 and a bobbin 68 and non-contact sensors 72 and 7.
2, 72, and these sensors 70,
A CPU (not shown) for performing arithmetic processing on the detection values detected at 72, 72, 72 is provided outside the wafer holding head 14.

【0019】前記センサ70のボビン68は、研磨面調
整リング28の内側面からウェーハ保持ヘッド14の回
転軸方向に延設されたアーム76の先端部に取り付けら
れる。また、センサ70のコア66は、キャリア24の
上面で且つコア66の中心軸がウェーハ保持ヘッド14
の回転軸と同軸になる位置に設けられている。このセン
サ70は、研磨面調整リング28の下面に対する、即ち
ウェーハ50の研磨面に対するキャリア24の上下方向
の変動量を検出する。なお、前記キャリア24には、前
記アーム76を挿入するための溝78が形成されてい
る。
The bobbin 68 of the sensor 70 is attached to the tip of an arm 76 extending from the inner surface of the polishing surface adjusting ring 28 in the direction of the rotation axis of the wafer holding head 14. The core 66 of the sensor 70 is located on the upper surface of the carrier 24 and the center axis of the core 66 is aligned with the wafer holding head 14.
Is provided at a position that is coaxial with the rotation axis. The sensor 70 detects the amount of vertical movement of the carrier 24 with respect to the lower surface of the polishing surface adjustment ring 28, that is, with respect to the polishing surface of the wafer 50. The carrier 24 has a groove 78 into which the arm 76 is inserted.

【0020】前記センサ70によってウェーハ50の研
磨量は概ね検出できるが、本実施の形態では、前記セン
サ70で検出された検出値を、前記センサ72、72、
72で検出された検出値で補正することによりウェーハ
50の研磨量を正確に得るようにしている。前記センサ
72は、容量センサ等の非接触センサであり、その検出
面72aが多孔質板42の下面と面一に配置され、ウェ
ーハ50の上面との距離を検出することにより、圧力エ
ア層(空気室51)の層厚の変動量を検出している。
Although the polishing amount of the wafer 50 can be generally detected by the sensor 70, in this embodiment, the detection value detected by the sensor 70 is used as the sensor 72, 72,
The amount of polishing of the wafer 50 is accurately obtained by correcting with the detection value detected at 72. The sensor 72 is a non-contact sensor such as a capacitance sensor, and its detection surface 72 a is arranged flush with the lower surface of the porous plate 42, and detects the distance from the upper surface of the wafer 50 to form a pressure air layer ( The amount of change in the layer thickness of the air chamber 51) is detected.

【0021】そして、前記CPUは、センサ70で検出
されたキャリア24の変動量から、センサ72、72、
72で検出された圧力エア層の層厚の変動量を加算する
ことによりウェーハ50の研磨量を算出する。即ち、C
PUは、予め記憶されている基準値に対する変動量から
ウェーハ50の研磨量を算出する。例えば、センサ70
で検出された変動量がT1で、センサ72、72、72
で検出された変動量の平均値がT2であると、その時の
ウェーハ50の研磨量をT1+T2で算出する。また、
センサ70からの変動量がT1で、センサ72、72、
72からの変動量の平均値がOであると、その時のウェ
ーハ50の研磨量をT1−0で算出する。更に、センサ
70からの変動量がT1で、センサ72、72、72か
らの変動量の平均値が−T2であると、その時のウェー
ハ50の研磨量をT1−T2で算出する。このように、
本実施の形態では、センサ70、72を設けて2つの変
動量から研磨量を演算するようにしたので、ウェーハ5
0の研磨量を正確に測定することができる。
Then, the CPU obtains the sensors 72, 72,
The polishing amount of the wafer 50 is calculated by adding the fluctuation amount of the thickness of the pressure air layer detected at 72. That is, C
The PU calculates the polishing amount of the wafer 50 from the fluctuation amount with respect to the reference value stored in advance. For example, the sensor 70
Is the fluctuation amount detected at T1, and the sensors 72, 72, 72
Assuming that the average value of the fluctuation amounts detected in the step is T2, the polishing amount of the wafer 50 at that time is calculated by T1 + T2. Also,
The variation from the sensor 70 is T1, and the sensors 72, 72,
If the average value of the variation from 72 is O, the polishing amount of the wafer 50 at that time is calculated by T1-0. Further, if the fluctuation amount from the sensor 70 is T1 and the average value of the fluctuation amounts from the sensors 72, 72, 72 is -T2, the polishing amount of the wafer 50 at that time is calculated as T1-T2. in this way,
In the present embodiment, the sensors 70 and 72 are provided to calculate the polishing amount from the two fluctuation amounts.
The polishing amount of 0 can be accurately measured.

【0022】次に、前記の如く構成されたウェーハ研磨
装置10の作用について説明する。まず、ウェーハ保持
ヘッド14を上昇させた後、サクションポンプ46を駆
動して研磨対象のウェーハ50を多孔質板42に吸着保
持させる。次に、ウェーハ保持ヘッド14を下降させ
て、ウェーハ保持ヘッド14の研磨面調整リング28の
接触面28Aが研磨布16に当接した位置で下降移動を
停止する。そして、サクションポンプ46を停止して前
記ウェーハ50の吸着を解除し、ウェーハ50を研磨布
16上に載置する。
Next, the operation of the wafer polishing apparatus 10 configured as described above will be described. First, after raising the wafer holding head 14, the suction pump 46 is driven to suck and hold the wafer 50 to be polished on the porous plate 42. Next, the wafer holding head 14 is lowered, and the lowering movement is stopped at a position where the contact surface 28A of the polishing surface adjustment ring 28 of the wafer holding head 14 is in contact with the polishing pad 16. Then, the suction pump 46 is stopped to release the suction of the wafer 50, and the wafer 50 is placed on the polishing pad 16.

【0023】次いで、ポンプ40を駆動して圧縮エアを
エア供給路48を介して空気室51に供給し、圧力流体
層を空気室51に形成する。そして、ポンプ40からの
圧縮エアを、エア供給路36を介して空間60に供給
し、ゴムシート30の中央部30Aを内部エア圧により
弾性変形させてキャリア24を押圧し、前記圧力エア層
を介してウェーハ50を研磨布16に押し付ける。そし
て、レギュレータ38Bでエア圧を調整して内部エア圧
力を所望の圧力に制御し、研磨布16に対するウェーハ
50の押し付け力を一定に保持する。
Next, the pump 40 is driven to supply compressed air to the air chamber 51 via the air supply path 48, and a pressure fluid layer is formed in the air chamber 51. Then, the compressed air from the pump 40 is supplied to the space 60 via the air supply path 36, and the center portion 30A of the rubber sheet 30 is elastically deformed by the internal air pressure to press the carrier 24, and the pressure air layer is formed. The wafer 50 is pressed against the polishing pad 16 via the polishing pad. Then, the air pressure is adjusted by the regulator 38B to control the internal air pressure to a desired pressure, and the pressing force of the wafer 50 against the polishing pad 16 is kept constant.

【0024】次に、ポンプ40からの圧縮エアをエア供
給路34を介して空間64に供給し、ゴムシート30の
外周部30Bを内部エア圧により弾性変形させて研磨面
調整リング28を押圧し、研磨面調整リング28の接触
面28Aとリテーナリング62の平坦な接触面62Aと
を研磨布16に押し付ける。そして、レギュレータ38
Aでエア圧を調整して内部エア圧力を所望の圧力に制御
し、研磨布16に対する研磨面調整リング28及びリテ
ーナリング62の押し付け力を一定に保持する。この時
の押し付け力は、スラリーを研磨布16に染み込ませる
ことができる力に設定される。この後、研磨定盤12及
びウェーハ保持ヘッド14を回転させると共に、ノズル
21からスラリー23を供給してウェーハ50の研磨を
開始する。
Next, compressed air from the pump 40 is supplied to the space 64 via the air supply path 34, and the outer peripheral portion 30B of the rubber sheet 30 is elastically deformed by internal air pressure to press the polishing surface adjusting ring 28. Then, the contact surface 28A of the polishing surface adjusting ring 28 and the flat contact surface 62A of the retainer ring 62 are pressed against the polishing pad 16. And the regulator 38
The air pressure is adjusted by A to control the internal air pressure to a desired pressure, and the pressing force of the polishing surface adjusting ring 28 and the retainer ring 62 against the polishing pad 16 is kept constant. The pressing force at this time is set to a force that allows the slurry to soak into the polishing pad 16. Thereafter, the polishing table 12 and the wafer holding head 14 are rotated, and the slurry 23 is supplied from the nozzle 21 to start polishing the wafer 50.

【0025】ウェーハ50の研磨中において、前記スラ
リー23は、回転する研磨面調整リング28の溝29、
29…によってウェーハ50に向けて案内され、そし
て、溝29に案内されてきたスラリー23は、リテーナ
リング62の平坦な接触面62Aに押し付けられて研磨
布16に染み込む。したがって、ウェーハ50は、スラ
リー23が染み込んだ研磨布16で研磨されるので、ウ
ェーハ50の研磨精度が向上し、また、研磨レートも向
上する。
During the polishing of the wafer 50, the slurry 23 is supplied with the grooves 29 of the rotating polishing surface adjusting ring 28,
The slurry 23 guided toward the wafer 50 by 29... And guided into the groove 29 is pressed against the flat contact surface 62 </ b> A of the retainer ring 62 and soaks into the polishing pad 16. Therefore, since the wafer 50 is polished by the polishing pad 16 impregnated with the slurry 23, the polishing accuracy of the wafer 50 is improved, and the polishing rate is also improved.

【0026】一方、研磨中におけるウェーハ50の研磨
量は、CPUによって算出されており、この算出された
ウェーハ50の研磨量が、予め設定された研磨目標値に
達した時に研磨終了信号を出力して、ウェーハ研磨装置
10を停止する。これにより、1枚のウェーハ50の研
磨が終了する。そして、2枚目以降のウェーハ50を研
磨する場合には、前述した工程を繰り返せば良い。
On the other hand, the polishing amount of the wafer 50 during polishing is calculated by the CPU. When the calculated polishing amount of the wafer 50 reaches a preset polishing target value, a polishing end signal is output. Then, the wafer polishing apparatus 10 is stopped. Thus, polishing of one wafer 50 is completed. When the second and subsequent wafers 50 are polished, the above-described steps may be repeated.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るウェー
ハ研磨装置によれば、ウェーハの周囲を包囲する環状部
材を設け、この環状部材の研磨布に接触する面に、研磨
液をウェーハに向けて案内する溝と、この溝の内側終端
位置で該溝で案内されてきた研磨液を研磨布に染み込ま
せる平坦面とを形成したので、研磨液が十分に染み込ん
だ研磨布でウェーハを研磨することができる。よって、
本発明は、研磨精度を向上させることができる。
As described above, according to the wafer polishing apparatus of the present invention, the annular member surrounding the periphery of the wafer is provided, and the polishing liquid is directed to the surface of the annular member which contacts the polishing cloth. Groove and inner end of this groove
Since a flat surface is formed at the position where the polishing liquid guided by the groove is soaked into the polishing cloth, the wafer can be polished with the polishing cloth sufficiently permeated with the polishing liquid. Therefore,
The present invention can improve polishing accuracy.

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

【図1】本発明の実施の形態に係るウェーハ研磨装置の
全体構造図
FIG. 1 is an overall structural diagram of a wafer polishing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のウェーハ研磨装置に適用されたウェーハ
保持ヘッドの縦断面図
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a wafer holding head applied to the wafer polishing apparatus of FIG.

【図3】研磨面調整リングとリテーナリングの斜視図FIG. 3 is a perspective view of a polishing surface adjustment ring and a retainer ring.

【図4】図3に示した研磨面調整リングとリテーナリン
グのA部拡大図
FIG. 4 is an enlarged view of a portion A of the polishing surface adjustment ring and the retainer ring shown in FIG. 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…ウェーハ研磨装置 12…研磨定盤 14…ウェーハ保持ヘッド 16…研磨布 23…スラリー 28…研磨面調整リング 29…溝 50…ウェーハ 62…リテーナリング DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Wafer polishing apparatus 12 ... Polishing surface plate 14 ... Wafer holding head 16 ... Polishing cloth 23 ... Slurry 28 ... Polishing surface adjustment ring 29 ... Groove 50 ... Wafer 62 ... Retainer ring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B24B 37/00 - 37/04 H01L 21/304 622 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B24B 37/00-37/04 H01L 21/304 622

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ウェーハと研磨布との間に研磨液を供給
すると共に、ウェーハと研磨布とを押し付けながら相対
運動させて、ウェーハを研磨するウェーハ研磨装置にお
いて、 前記ウェーハの周囲を包囲してウェーハと共に研磨布に
押し付けられる環状部材を設け、該環状部材の前記研磨
布に接触する面に、前記研磨液を環状部材の外側から内
側に向けて案内する溝と、該溝の内側終端位置で該溝で
案内されてきた研磨液を研磨布に染み込ませる平坦面と
を形成したことを特徴とするウェーハ研磨装置。
1. A wafer polishing apparatus for polishing a wafer by supplying a polishing liquid between a wafer and a polishing cloth and relatively moving the wafer and the polishing cloth while pressing the wafer and the polishing cloth. the annular member is pressed against the polishing cloth with the wafer disposed on the surface in contact with the polishing cloth of the annular member, the polishing liquid and groove inwardly from outer ring guide, inside end position of the groove A wafer polishing apparatus having a flat surface for allowing a polishing liquid guided by the groove to permeate the polishing cloth.
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