JP3438874B2 - Jig for calibration of wafer polishing apparatus and calibration apparatus - Google Patents
Jig for calibration of wafer polishing apparatus and calibration apparatusInfo
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- JP3438874B2 JP3438874B2 JP2000322523A JP2000322523A JP3438874B2 JP 3438874 B2 JP3438874 B2 JP 3438874B2 JP 2000322523 A JP2000322523 A JP 2000322523A JP 2000322523 A JP2000322523 A JP 2000322523A JP 3438874 B2 JP3438874 B2 JP 3438874B2
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- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、化学的機械研磨法
（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing ）によって
半導体ウェーハを研磨するウェーハ研磨装置のキャリブ
レーション用治具及びキャリブレーション装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a calibration jig and a calibration device for a wafer polishing apparatus that polishes a semiconductor wafer by a chemical mechanical polishing (CMP) method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】化学的機械研磨法でウェーハを研磨する
研磨装置は、図５に示すように、キャリア１及びリテー
ナーリング２を備えたウェーハ保持ヘッド３と、研磨パ
ッド４が貼付された研磨定盤５を主な構成としている。
そして、研磨パッド４に押し付けたリテーナーリング２
でウェーハＷの周囲を包囲しながら、キャリア１でウェ
ーハＷを回転する研磨パッド４に押し付けることにより
ウェーハＷを研磨するようにしている。2. Description of the Related Art As shown in FIG. 5, a polishing apparatus for polishing a wafer by a chemical mechanical polishing method has a wafer holding head 3 having a carrier 1 and a retainer ring 2 and a polishing pad having a polishing pad 4 attached thereto. The board 5 is the main component.
Then, the retainer ring 2 pressed against the polishing pad 4
The wafer W is polished by pressing the wafer W against the rotating polishing pad 4 by the carrier 1 while surrounding the periphery of the wafer W with.
【０００３】ここで、研磨パッド４に対するキャリア１
及びリテーナーリング２の押圧は、ウェーハ保持ヘッド
３に備えられたキャリア用エアバッグ６Ａ及びリテーナ
ーリング用エアバッグ６Ｂに図示しないエアコンプレッ
サから圧縮エアを供給することにより行われ、その押圧
力のコントロールは、圧縮エアの供給ラインに設置され
た圧力制御弁７Ａ、７Ｂの解放量を制御装置８で制御す
ることにより行われる。Here, the carrier 1 for the polishing pad 4
The retainer ring 2 is pressed by supplying compressed air from an air compressor (not shown) to the carrier airbag 6A and the retainer ring airbag 6B provided on the wafer holding head 3, and the pressing force is controlled. The control device 8 controls the release amount of the pressure control valves 7A and 7B installed in the compressed air supply line.
【０００４】ところで、上記のようにキャリア１及びリ
テーナーリング２の押圧力は圧力制御弁７Ａ、７Ｂでコ
ントロールされるが、この圧力制御弁７Ａ、７Ｂは使用
に際して指示値どおりにキャリア１及びリテーナーリン
グ２が押圧されるようにキャリブレーションが実施され
る。By the way, as described above, the pressing force of the carrier 1 and the retainer ring 2 is controlled by the pressure control valves 7A and 7B. When the pressure control valves 7A and 7B are used, the carrier 1 and the retainer ring are in accordance with the indicated values. Calibration is performed so that 2 is pressed.
【０００５】キャリブレーションは、キャリブレーショ
ン用治具でキャリア１及びリテーナーリング２の押圧力
を検出し、その押圧力と予め設定された設定値とを比較
し、押圧力が設定値と等しくなるように、オペレータが
必要な補正量を算出する。従来のキャリブレーション用
治具は、一組の板の間に複数個のロードセルを配置して
構成されており、このキャリブレーション用治具を研磨
パッド上にセットしてキャリア１及びリテーナーリング
２の押圧力を検出する。For the calibration, the pressing force of the carrier 1 and the retainer ring 2 is detected by a calibration jig, and the pressing force is compared with a preset setting value so that the pressing force becomes equal to the setting value. First, the operator calculates the necessary correction amount. A conventional calibration jig is configured by arranging a plurality of load cells between a set of plates. The calibration jig is set on a polishing pad and the pressing force of the carrier 1 and the retainer ring 2 is set. To detect.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
キャリブレーション用治具は、キャリア１とリテーナー
リング２の押圧力が同時に検出されるため、キャリア１
の押圧力とリテーナーリング２の押圧力をそれぞれ個別
に検出することはできないという欠点がある。However, in the conventional calibration jig, since the pressing forces of the carrier 1 and the retainer ring 2 are detected at the same time, the carrier 1
There is a drawback in that the pressing force of 1 and the pressing force of the retainer ring 2 cannot be detected individually.
【０００７】また、従来はキャリブレーション用治具に
よる検出結果から、複雑な計算式を用いてオペレータが
補正量を算出するため大変な手間がかかり、また、人的
ミスが生じやすいという欠点がある。Further, conventionally, it takes a lot of trouble because an operator calculates a correction amount from a detection result by a calibration jig by using a complicated calculation formula, and there is a drawback that a human error is likely to occur. .
【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、簡単かつ正確にキャリブレーションを実施で
きるウェーハ研磨装置のキャリブレーション用治具及び
キャリブレーション装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a calibration jig and a calibration device for a wafer polishing apparatus that can perform calibration easily and accurately.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
前記目的を達成するために、ウェーハを保持して研磨パ
ッドに押し付けるキャリアと、キャリアを研磨パッドに
向けて押圧するキャリア用押圧手段と、キャリアの外周
に配置されてウェーハの周囲を包囲するリテーナーリン
グと、リテーナーリングを研磨パッドに向けて押圧する
リテーナーリング用押圧手段と、入力された設定値に基
づいてキャリア用押圧手段及びリテーナーリング用押圧
手段の研磨パッドに対する押圧力を制御する制御手段と
を備えたウェーハ研磨装置において、前記キャリアの前
記研磨パッドに対する押圧力と前記リテーナーリングの
前記研磨パッドに対する押圧力とを検出するキャリブレ
ーション用治具は、前記研磨パッド上にセットされる板
部材と、前記板部材上に配設され、前記キャリアに押圧
されてキャリアの押圧力を検出するキャリア用押圧力検
出手段と、前記板部材上に配設され、前記リテーナーリ
ングに押圧されてリテーナーリングの押圧力を検出する
リテーナーリング用押圧力検出手段と、からなることを
特徴とするウェーハ研磨装置のキャリブレーション用治
具を提供する。The invention according to claim 1 is
To achieve the above object, a carrier that holds a wafer and presses it against a polishing pad, a carrier pressing unit that presses the carrier toward the polishing pad, and a retainer ring that is arranged on the outer periphery of the carrier and surrounds the periphery of the wafer. And a retainer ring pressing means for pressing the retainer ring toward the polishing pad, and a control means for controlling the pressing force of the carrier pressing means and the retainer ring pressing means against the polishing pad based on the input set value. In a wafer polishing apparatus provided, a calibration jig for detecting a pressing force of the carrier on the polishing pad and a pressing force of the retainer ring on the polishing pad, a plate member set on the polishing pad, The carrier is arranged on the plate member and pressed by the carrier. A carrier pressing force detecting means for detecting a pressure, and a retainer ring pressing force detecting means disposed on the plate member and being pressed by the retainer ring to detect a pressing force of the retainer ring. A jig for calibrating a wafer polishing apparatus is provided.
【００１０】本発明によれば、キャリアの押圧力を検出
するキャリア用押圧力検出手段とリテーナーリングの押
圧力を検出するリテーナーリング用押圧力検出手段とが
別個に設けられているため、キャリアの押圧力とリテー
ナーリングの押圧力とを個別に検出することができる。According to the present invention, the carrier pressing force detecting means for detecting the carrier pressing force and the retainer ring pressing force detecting means for detecting the pressing force of the retainer ring are separately provided. The pressing force and the pressing force of the retainer ring can be detected individually.
【００１１】また、請求項３に係る本発明は、前記目的
を達成するために、ウェーハを保持して研磨パッドに押
し付けるキャリアと、キャリアを研磨パッドに向けて押
圧するキャリア用押圧手段と、キャリアの外周に配置さ
れてウェーハの周囲を包囲するリテーナーリングと、リ
テーナーリングを研磨パッドに向けて押圧するリテーナ
ーリング用押圧手段と、入力された設定値に基づいてキ
ャリア用押圧手段及びリテーナーリング用押圧手段の研
磨パッドに対する押圧力を制御する制御手段とを備えた
ウェーハ研磨装置において、前記研磨パッド上にセット
される板部材と、前記板部材上に配設され、前記キャリ
アに押圧されてキャリアの押圧力を検出するキャリア用
押圧力検出手段と、前記板部材上に配設され、前記リテ
ーナーリングに押圧されてリテーナーリングの押圧力を
検出するリテーナーリング用押圧力検出手段と、からな
り、前記キャリアの研磨パッドに対する押圧力と前記リ
テーナーリングの研磨パッドに対する押圧力を個別に検
出するキャリブレーション用治具と、前記キャリブレー
ション用治具で検出されたキャリアとリテーナーリング
の前記押圧力の検出値が、あらかじめ設定された設定値
と等しくなるように前記キャリア用押圧手段及び前記リ
テーナーリング用押圧手段を制御する制御手段と、から
なることを特徴とするウェーハ研磨装置のキャリブレー
ション装置を提供する。In order to achieve the above object, the present invention provides a carrier for holding a wafer and pressing it against a polishing pad, a carrier pressing means for pressing the carrier toward the polishing pad, and a carrier. Retainer ring disposed on the outer periphery of the wafer to surround the periphery of the wafer, retainer ring pressing means for pressing the retainer ring toward the polishing pad, carrier pressing means and retainer ring pressing based on the input set value In a wafer polishing apparatus provided with a control means for controlling the pressing force of the means on the polishing pad, a plate member set on the polishing pad, and a plate member disposed on the plate member and pressed by the carrier A carrier pressing force detecting means for detecting a pressing force, and a pressing force detecting means arranged on the plate member and pressed on the retainer ring. And a retainer ring pressing force detecting means for detecting the pressing force of the retainer ring, and a calibration jig for individually detecting the pressing force of the carrier with respect to the polishing pad and the pressing force of the retainer ring with respect to the polishing pad. And controlling the carrier pressing means and the retainer ring pressing means such that the detected value of the pressing force of the carrier and the retainer ring detected by the calibration jig becomes equal to a preset set value. There is provided a calibration device for a wafer polishing apparatus, comprising:
【００１２】本発明によれば、キャリブレーション用治
具で個別に検出されたキャリアの押圧力とリテーナーリ
ングの押圧力とから、制御手段が自動でキャリア用押圧
手段及びリテーナーリング用押圧手段のキャリブレーシ
ョンを実施する。これにより人的ミスを排除して、簡単
かつ正確にキャリブレーションを実施できる。According to the present invention, the control means automatically calibrates the carrier pressing means and the retainer ring pressing means based on the carrier pressing force and the retainer ring pressing force individually detected by the calibration jig. Option. This makes it possible to eliminate human error and perform calibration easily and accurately.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係るウェーハ研磨装置のキャリブレーション用治具及び
キャリブレーション装置の好ましい実施の形態について
詳説する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of a calibration jig for a wafer polishing apparatus and a calibration apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
【００１４】図１に示すウェーハ研磨装置１０は、主と
して研磨定盤１２とウェーハ保持ヘッド１４とで構成さ
れている。The wafer polishing apparatus 10 shown in FIG. 1 mainly includes a polishing platen 12 and a wafer holding head 14.
【００１５】研磨定盤１２は円盤状に形成されており、
その上面には研磨パッド１６が貼付されている。研磨パ
ッド１６には、スエードタイプ、不織布タイプ、発泡ウ
レタンタイプ等があり、ウェーハの研磨層の材質によっ
て適宜選択されて研磨定盤１２に貼付される。The polishing platen 12 is formed in a disk shape,
A polishing pad 16 is attached to the upper surface thereof. The polishing pad 16 is of a suede type, a non-woven fabric type, a urethane foam type, or the like, and is appropriately selected according to the material of the polishing layer of the wafer and attached to the polishing platen 12.
【００１６】研磨定盤１２の下部にはスピンドル１８が
連結されており、スピンドル１８はモータ２０の出力軸
に連結されている。このモータ２０を駆動することによ
り、研磨定盤１２は矢印Ａ方向に回転され、その回転す
る研磨定盤１２の研磨パッド１６上に、図示しないノズ
ルからメカノケミカル研磨剤（スラリ）が供給される。
メカノケミカル研磨剤としては、たとえば研磨層がシリ
コンの場合にはＢａＣＯ3 微粉末をＫＯＨ水溶液に懸濁
したものが使用される。A spindle 18 is connected to a lower portion of the polishing platen 12, and the spindle 18 is connected to an output shaft of a motor 20. By driving the motor 20, the polishing platen 12 is rotated in the direction of arrow A, and a mechanochemical polishing agent (slurry) is supplied from a nozzle (not shown) onto the polishing pad 16 of the rotating polishing platen 12. .
As the mechanochemical polishing agent, for example, when the polishing layer is made of silicon, a suspension of BaCO 3 fine powder in a KOH aqueous solution is used.
【００１７】ウェーハ保持ヘッド１４は、図示しない昇
降装置によって昇降自在に設けられており、研磨対象の
ウェーハをウェーハ保持ヘッド１４にセットする際に上
昇される。また、ウェーハを研磨する際に下降されてウ
ェーハとともに研磨パッド１６に押圧当接される。The wafer holding head 14 is provided so as to be able to move up and down by an elevating device (not shown), and is raised when the wafer to be polished is set on the wafer holding head 14. Further, when the wafer is polished, it is lowered and pressed against the polishing pad 16 together with the wafer.
【００１８】なお、図１では１台のウェーハ保持ヘッド
１４のみ図示しているが、ウェーハ保持ヘッド１４の台
数は１台に限定されるものではなく、たとえばスピンド
ル１８を中心とする円周上に複数台等間隔に設置するこ
とが加工効率上好ましい。Although only one wafer holding head 14 is shown in FIG. 1, the number of the wafer holding heads 14 is not limited to one, and for example, the number of wafer holding heads 14 may be set around a spindle 18 as a center. It is preferable to install multiple units at equal intervals in terms of processing efficiency.
【００１９】このウェーハ保持ヘッド１４は、図２に示
すように、主としてヘッド本体２２、キャリア２４、ガ
イドリング２６、リテーナーリング２８、ゴムシート３
０で構成されている。As shown in FIG. 2, the wafer holding head 14 mainly includes a head body 22, a carrier 24, a guide ring 26, a retainer ring 28, and a rubber sheet 3.
It consists of zero.
【００２０】ヘッド本体２２は円盤状に形成されてお
り、回転軸３２に連結された図示しないモータによって
図２上矢印Ｂ方向に回転される。このヘッド本体２２に
はリテーナーリング用エア供給路３４とキャリア用エア
供給路３６とが形成されている。リテーナーリング用エ
ア供給路３４は、図２に二点鎖線で示すように、ウェー
ハ保持ヘッド１４の外部に延設されており、リテーナー
リング用圧力制御弁３８Ａを介してエアポンプ４０に接
続されている。一方、キャリア用エア供給路３６は、キ
ャリア用圧力制御弁３８Ｂを介してエアポンプ４０に接
続されている。The head body 22 is formed in a disk shape, and is rotated in the direction of arrow B in FIG. 2 by a motor (not shown) connected to the rotary shaft 32. An air supply passage 34 for a retainer ring and an air supply passage 36 for a carrier are formed in the head body 22. The retainer ring air supply passage 34 is extended to the outside of the wafer holding head 14 as shown by the chain double-dashed line in FIG. 2, and is connected to the air pump 40 via the retainer ring pressure control valve 38A. . On the other hand, the carrier air supply passage 36 is connected to the air pump 40 via the carrier pressure control valve 38B.
【００２１】キャリア２４は、ほぼ円柱状に形成され、
ゴムシート３０を介してヘッド本体２２の下部中央に配
置されている。ガイドリング２６は、ほぼ円筒状に形成
され、ゴムシート３０を介してヘッド本体２２の下部外
周に配置されている。リテーナーリング２８は、ほぼ円
筒状に形成され、キャリア２４とガイドリング２６との
間に配置されている。The carrier 24 is formed in a substantially cylindrical shape,
It is arranged at the center of the lower part of the head body 22 with a rubber sheet 30 interposed therebetween. The guide ring 26 is formed in a substantially cylindrical shape, and is arranged on the outer periphery of the lower portion of the head body 22 with a rubber sheet 30 interposed therebetween. The retainer ring 28 is formed in a substantially cylindrical shape and is arranged between the carrier 24 and the guide ring 26.
【００２２】ゴムシート３０は、均一な厚さで円盤状に
形成され、ヘッド本体２２の下面に環状の止め金４８で
固定されている。また、ゴムシート３０の外周部は、ガ
イドリング２６とヘッド本体２２とに挟持されて密閉さ
れている。このゴムシート３０は止め金４８を境として
中央部３０Ａと外周部３０Ｂとに２分されており、中央
部３０Ａはキャリア２４を押圧するエアバッグとして機
能し、外周部３０Ｂはリテーナーリング２８を押圧する
エアバッグとして機能する。The rubber sheet 30 is formed in a disk shape with a uniform thickness, and is fixed to the lower surface of the head body 22 by an annular stopper 48. Further, the outer peripheral portion of the rubber sheet 30 is sandwiched between the guide ring 26 and the head main body 22 to be hermetically sealed. The rubber sheet 30 is divided into a central portion 30A and an outer peripheral portion 30B with a clasp 48 as a boundary, the central portion 30A functions as an air bag for pressing the carrier 24, and the outer peripheral portion 30B presses the retainer ring 28. Function as an airbag.
【００２３】すなわち、ヘッド本体２２の下部中央には
ゴムシート３０の円形部３０Ａによって密閉された円形
空間４４が形成され、この円形空間４４にキャリア用エ
ア供給路３６が連通される。そして、このキャリア用エ
ア供給路３６から円形空間４４に圧縮エアを供給するこ
とにより、ゴムシート３０の円形部３０Ａが膨らみ、キ
ャリア２４の上面が押圧される。この結果、キャリア２
４に保持されたウェーハ（不図示）が研磨パッド１６に
押し付けられる。That is, a circular space 44 sealed by the circular portion 30A of the rubber sheet 30 is formed in the center of the lower portion of the head body 22, and the carrier air supply passage 36 is connected to the circular space 44. Then, by supplying compressed air from the carrier air supply passage 36 to the circular space 44, the circular portion 30A of the rubber sheet 30 swells and the upper surface of the carrier 24 is pressed. As a result, carrier 2
The wafer (not shown) held by No. 4 is pressed against the polishing pad 16.
【００２４】一方、ヘッド本体２２の下部外周にはゴム
シート３０の外周部３０Ｂによって密閉された環状空間
４６が形成され、この環状空間４６にリテーナーリング
用エア供給路３４が連通される。そして、この環状空間
４６にリテーナーリング用エア供給路３４から圧縮エア
を供給することにより、ゴムシート３０の外周部３０Ｂ
が膨らみ、リテーナーリング２８の上面が押圧される。
この結果、リテーナーリング２８の下面２９が研磨パッ
ド１６に押し付けられる。On the other hand, an annular space 46 sealed by the outer peripheral portion 30B of the rubber sheet 30 is formed on the outer periphery of the lower portion of the head main body 22, and the retainer ring air supply passage 34 communicates with the annular space 46. Then, by supplying compressed air from the retainer ring air supply passage 34 to the annular space 46, the outer peripheral portion 30B of the rubber sheet 30 is
Bulges and the upper surface of the retainer ring 28 is pressed.
As a result, the lower surface 29 of the retainer ring 28 is pressed against the polishing pad 16.
【００２５】なお、キャリア２４の押圧力はキャリア用
圧力制御弁３８Ｂの解放量を制御することで制御でき、
また、リテーナーリング２８の押圧力はリテーナーリン
グ用圧力制御弁３８Ａの解放量を制御することで制御で
きる。そして、このキャリア用圧力制御弁３８Ｂとリテ
ーナーリング用圧力制御弁３８Ａの各々の解放量は制御
装置４２で制御され、制御装置４２は、オペレータが入
力した設定値どおりにキャリア２４及びリテーナーリン
グ２８が押圧されるようにキャリア用圧力制御弁３８Ｂ
とリテーナーリング用圧力制御弁３８Ａの各々の解放量
を制御する。The pressing force of the carrier 24 can be controlled by controlling the release amount of the carrier pressure control valve 38B.
Further, the pressing force of the retainer ring 28 can be controlled by controlling the release amount of the retainer ring pressure control valve 38A. The release amount of each of the carrier pressure control valve 38B and the retainer ring pressure control valve 38A is controlled by the control device 42, and the control device 42 controls the carrier 24 and the retainer ring 28 according to the set value input by the operator. Carrier pressure control valve 38B so that it is pressed
And the release amount of each retainer ring pressure control valve 38A.
【００２６】以上のように構成されたウェーハ研磨装置
１０によれば、まず、研磨パッド１６上に載置されたウ
ェーハをウェーハ保持ヘッド１４で保持し、エアポンプ
４０からキャリア用エア供給路３６を介して円形空間４
４に圧縮エアを供給する。これにより、ゴムシート３０
の中央部３０Ａが膨らみ、キャリア２４によってウェー
ハが研磨パッド１６に押し付けられる。また、これと同
時にエアポンプ４０からリテーナーリング用エア供給路
３４を介して環状空間４６に圧縮エアを供給する。これ
により、ゴムシート３０の外周部３０Ｂが膨らみ、リテ
ーナーリング２８の下面２９が研磨パッド１６に押し付
けられる。この状態で研磨定盤１２とウェーハ保持ヘッ
ド１４を回転させ、研磨パッド１６上にスラリを供給す
る。これにより、ウェーハの下面が研磨される。According to the wafer polishing apparatus 10 constructed as described above, first, the wafer placed on the polishing pad 16 is held by the wafer holding head 14, and the air pump 40 passes through the carrier air supply passage 36. Round space 4
Supply compressed air to No. 4. Thereby, the rubber sheet 30
The central portion 30A of the wafer swells, and the wafer is pressed against the polishing pad 16 by the carrier 24. At the same time, compressed air is supplied from the air pump 40 to the annular space 46 via the retainer ring air supply passage 34. As a result, the outer peripheral portion 30B of the rubber sheet 30 swells, and the lower surface 29 of the retainer ring 28 is pressed against the polishing pad 16. In this state, the polishing platen 12 and the wafer holding head 14 are rotated to supply the slurry onto the polishing pad 16. As a result, the lower surface of the wafer is polished.
【００２７】なお、制御装置４２はキャリア２４及びリ
テーナーリング２８が、設定値どおりの押圧力で押圧さ
れるように、キャリア用圧力調整弁３８Ｂ及びリテーナ
ーリング用圧力調整弁３８Ａでエア圧を調整し、円形空
間４４及び環状空間４６の内部エア圧を制御する。The controller 42 adjusts the air pressure with the carrier pressure adjusting valve 38B and the retainer ring pressure adjusting valve 38A so that the carrier 24 and the retainer ring 28 are pressed with the pressing force according to the set value. , The internal air pressure of the circular space 44 and the annular space 46 is controlled.
【００２８】次に、ウェーハ研磨装置１０のキャリブレ
ーション装置について説明する。Next, the calibration device of the wafer polishing apparatus 10 will be described.
【００２９】図３、図４に示すように、キャリブレーシ
ョン用治具５０は、ベースプレート（板部材）５２、キ
ャリア用押圧板５４、リテーナーリング用押圧板５６、
キャリア用ロードセル（キャリア用押圧力検出手段）５
８、リテーナーリング用ロードセル（リテーナーリング
用押圧力検出手段）６０で構成されている。As shown in FIGS. 3 and 4, the calibration jig 50 includes a base plate (plate member) 52, a carrier pressing plate 54, a retainer ring pressing plate 56,
Carrier load cell (carrier pressing force detection means) 5
8. A load cell for retainer ring (retainer ring pressing force detecting means) 60.
【００３０】ベースプレート５２は、均一な厚さの円盤
であり、リテーナーリング２８とほぼ同じ外径寸法で形
成されている。The base plate 52 is a disk having a uniform thickness and is formed to have an outer diameter dimension substantially the same as that of the retainer ring 28.
【００３１】キャリア用押圧板５４は、均一な厚さを有
する円盤状に形成され、キャリア２４とほぼ同じ外径寸
法で形成されている。このキャリア用押圧板５４はベー
スプレート５２の上部同軸上に配置されている。The carrier pressing plate 54 is formed in a disk shape having a uniform thickness, and is formed to have substantially the same outer diameter dimension as the carrier 24. The carrier pressing plate 54 is arranged coaxially above the base plate 52.
【００３２】リテーナーリング用押圧板５６は、均一な
厚さのリング状部材であり、リテーナーリング２８とほ
ぼ同じ外径寸法で形成されている。このリテーナーリン
グ用押圧板５６は、キャリア用押圧板５４の外周に配置
されている。The retainer ring pressing plate 56 is a ring-shaped member having a uniform thickness, and is formed to have substantially the same outer diameter size as the retainer ring 28. The retainer ring pressing plate 56 is arranged on the outer periphery of the carrier pressing plate 54.
【００３３】キャリア用ロードセル５８は、ベースプレ
ート５２とキャリア用押圧板５４との間に介在されてお
り、４つが同心円上に９０°の間隔で配置されている。The carrier load cells 58 are interposed between the base plate 52 and the carrier pressing plate 54, and four carrier load cells 58 are concentrically arranged at intervals of 90 °.
【００３４】リテーナーリング用ロードセル６０は、ベ
ースプレート５２とリテーナーリング用押圧板５６との
間に介在されており、４つが同心円上に９０°の間隔で
配置されている。The retainer ring load cells 60 are interposed between the base plate 52 and the retainer ring pressing plate 56, and four retainer ring load cells 60 are concentrically arranged at intervals of 90 °.
【００３５】以上のように構成されたキャリブレーショ
ン用治具５０は、キャリブレーション実行時に研磨パッ
ド１６上にセットされる。そして、このようにセットさ
れたキャリブレーション用治具５０は、キャリア用押圧
板５４がキャリア２４に押圧されて、その押圧力がキャ
リア用ロードセル５８で検出される。また、リテーナー
リング用押圧板５６がリテーナーリング２８に押圧され
て、その押圧力がリテーナーリング用ロードセル６０で
検出される。The calibration jig 50 configured as described above is set on the polishing pad 16 at the time of executing the calibration. In the calibration jig 50 thus set, the carrier pressing plate 54 is pressed against the carrier 24, and the pressing force is detected by the carrier load cell 58. Further, the retainer ring pressing plate 56 is pressed by the retainer ring 28, and the pressing force is detected by the retainer ring load cell 60.
【００３６】キャリア用ロードセル５８及びリテーナー
リング用ロードセル６０の検出結果は、演算回路を備え
た表示器６２を介して制御装置４２に出力される。表示
器６２の演算回路は、４つのキャリア用ロードセル５８
の検出値の合計を合算してキャリア２４の押圧力の検出
値（Ａ）としてモニタ６２Ａに表示するとともに、４つ
のリテーナーリング用ロードセル６０の検出値の合計を
合算してリテーナーリング２８の押圧力の計測値（Ｂ）
としてモニタ６２Ｂに表示する。また、これと同時にキ
ャリア２４の押圧力の検出値（Ａ）とリテーナーリング
２８の押圧力の計測値（Ｂ）と和（Ａ＋Ｂ）又は差（Ａ
−Ｂ）をモニタ６２Ｃに表示する。The detection results of the carrier load cell 58 and the retainer ring load cell 60 are output to the control device 42 via a display 62 having an arithmetic circuit. The arithmetic circuit of the display 62 includes four carrier load cells 58.
The total of the detection values of the above is displayed on the monitor 62A as the detection value (A) of the pressing force of the carrier 24, and the total of the detection values of the four retainer ring load cells 60 is added to the pressing force of the retainer ring 28. Measurement value (B)
Is displayed on the monitor 62B. At the same time, the detected value (A) of the pressing force of the carrier 24 and the measured value (B) of the pressing force of the retainer ring 28 are summed (A + B) or difference (A).
-B) is displayed on the monitor 62C.
【００３７】制御装置４２は、キャリア２４の押圧力の
検出値とリテーナーリング２８の押圧力の検出値に基づ
いてキャリブレーションを実行する。The control device 42 executes the calibration based on the detected value of the pressing force of the carrier 24 and the detected value of the pressing force of the retainer ring 28.
【００３８】キャリブレーション装置によるキャリブレ
ーションは、初回運転時やリテーナーリング２８の交換
時に実施される。The calibration by the calibration device is carried out at the time of initial operation or replacement of the retainer ring 28.
【００３９】まず、オペレータがキャリブレーション用
治具５０を研磨パッド１６上にセットする。すなわち、
キャリブレーション用治具５０を研磨パッド１６上に載
置し、キャリア２４をキャリア用押圧板５４に当接させ
るとともに、リテーナーリング２８をリテーナーリング
用押圧板５６に当接させる。First, the operator sets the calibration jig 50 on the polishing pad 16. That is,
The calibration jig 50 is placed on the polishing pad 16, the carrier 24 is brought into contact with the carrier pressing plate 54, and the retainer ring 28 is brought into contact with the retainer ring pressing plate 56.
【００４０】次に、オペレータは、制御装置４２にキャ
リア２４の押圧力の設定値（ａ）とリテーナーリング２
８の押圧力の設定値（ｂ）を入力する。そして、制御装
置４２にキャリブレーションの実行命令を出す。Next, the operator uses the control device 42 to set the pressing force of the carrier 24 (a) and the retainer ring 2
Input the set value (b) of the pressing force of 8. Then, it issues a calibration execution command to the control device 42.
【００４１】キャリブレーションの実行命令が出される
と、エアポンプ４０からキャリア用エア供給路３６を介
して円形空間４４に圧縮エアが供給される。これによ
り、ゴムシート３０の中央部３０Ａが膨らみ、キャリア
用押圧板５４がキャリア２４に押圧される。また、これ
と同時にエアポンプ４０からリテーナーリング用エア供
給路３４を介して環状空間４６に圧縮エアが供給され
る。これにより、ゴムシート３０の外周部３０Ｂが膨ら
み、リテーナーリング用押圧板５６がリテーナーリング
２８によって押圧される。When a calibration execution command is issued, compressed air is supplied from the air pump 40 to the circular space 44 via the carrier air supply passage 36. As a result, the central portion 30A of the rubber sheet 30 swells, and the carrier pressing plate 54 is pressed against the carrier 24. At the same time, compressed air is supplied from the air pump 40 to the annular space 46 via the retainer ring air supply passage 34. As a result, the outer peripheral portion 30B of the rubber sheet 30 swells, and the retainer ring pressing plate 56 is pressed by the retainer ring 28.
【００４２】このとき制御装置４２は、入力された押圧
力の設定値（ａ）でキャリア２４が押圧されるようにキ
ャリア用圧力制御弁３８Ａの解放量を制御するととも
に、入力された押圧力の設定値（ｂ）でリテーナーリン
グ２８が押圧されるようにリテーナーリング用圧力制御
弁３８Ｂの解放量を制御する。At this time, the control device 42 controls the release amount of the carrier pressure control valve 38A so that the carrier 24 is pressed by the input set value (a) of the pressing force, and the input pressing force The release amount of the retainer ring pressure control valve 38B is controlled so that the retainer ring 28 is pressed at the set value (b).
【００４３】一方、キャリブレーション用治具５０で
は、４つのキャリア用ロードセル５８がキャリア２４の
押圧力を検出するとともに、４つのリテーナーリング用
ロードセル６０がリテーナーリング２８の押圧力を検出
する。そして、その検出結果を表示器６２及び制御装置
４２に出力する。On the other hand, in the calibration jig 50, the four carrier load cells 58 detect the pressing force of the carrier 24, and the four retainer ring load cells 60 detect the pressing force of the retainer ring 28. Then, the detection result is output to the display 62 and the control device 42.
【００４４】表示器６２では、４つのキャリア用ロード
セル５８の検出値の合計をキャリア２４の押圧力の検出
値（Ａ）としてモニタ６２Ａに表示するとともに、４つ
のリテーナーリング用ロードセル６０の検出値の合計を
リテーナーリング２８の押圧力の計測値（Ｂ）としてモ
ニタ６２Ｂに表示する。また、キャリア２４の押圧力の
検出値（Ａ）とリテーナーリング２８の押圧力の計測値
（Ｂ）と和（Ａ＋Ｂ）をモニタ６２Ｃに表示する。On the display 62, the total of the detected values of the four carrier load cells 58 is displayed on the monitor 62A as the detected value (A) of the pressing force of the carrier 24, and the detected values of the four retainer ring load cells 60 are displayed. The total is displayed on the monitor 62B as the measured value (B) of the pressing force of the retainer ring 28. Further, the detected value (A) of the pressing force of the carrier 24, the measured value (B) of the pressing force of the retainer ring 28 and the sum (A + B) are displayed on the monitor 62C.
【００４５】制御装置４２は、検出値（Ａ）、（Ｂ）と
設定値（ａ）、（ｂ）との関係を求め、必要な補正量を
演算する。そして、その演算結果に基づいてキャリア用
圧力制御弁３８Ａとリテーナーリング用圧力制御弁３８
Ｂとの解放量を個別に制御する。The controller 42 obtains the relationship between the detected values (A) and (B) and the set values (a) and (b), and calculates the necessary correction amount. Then, based on the calculation result, the carrier pressure control valve 38A and the retainer ring pressure control valve 38
The release amount with B is controlled individually.
【００４６】このように本実施の形態のキャリブレーシ
ョン装置によれば、キャリブレーション用治具５０によ
って、キャリア２４とリテーナーリング２８の押圧力を
個別に検出することができる。そして、その検出結果を
利用して制御装置４２が自動でキャリブレーションを実
行するので、人的ミスを排除して正確にキャリブレーシ
ョンを実行することができる。また、オペレータはキャ
リブレーション用治具５０をセットして簡単な操作をす
るだけなので、簡単にキャリブレーションを実施するこ
とができる。As described above, according to the calibration device of the present embodiment, the pressing force of the carrier 24 and the retainer ring 28 can be individually detected by the calibration jig 50. Then, since the control device 42 automatically executes the calibration by using the detection result, human error can be eliminated and the calibration can be accurately executed. Further, since the operator simply sets the calibration jig 50 and performs a simple operation, the calibration can be easily performed.
【００４７】なお、本実施の形態ではキャリブレーショ
ン用治具５０に４つのキャリア用ロードセル５８と４つ
のリテーナーリング用ロードセル６０を設置するように
しているが、各ロードセルの設置数は本実施の形態のも
のに限定されるものではなく適宜増減して設置すること
もできる。In the present embodiment, the calibration jig 50 is provided with the four carrier load cells 58 and the four retainer ring load cells 60. However, the number of each load cell installed is the present embodiment. The number is not limited to the above, and can be appropriately increased or decreased.
【００４８】また、本実施の形態では、いわゆるエアバ
ックでキャリア２４及びリテーナーリング２８を押圧す
る方式のウェーハ研磨装置に本発明を適用した例で説明
したが、他の押圧手段、たとえばエアシリンダ等でキャ
リア及びリテーナーリングを押圧する方式のウェーハ研
磨装置にも本発明は有効に適用することができる。In this embodiment, the present invention is applied to the wafer polishing apparatus of the type in which the carrier 24 and the retainer ring 28 are pressed by the so-called air bag, but other pressing means such as an air cylinder is used. The present invention can be effectively applied to a wafer polishing apparatus that presses a carrier and a retainer ring.
【００４９】さらに、本実施の形態では、キャリア用押
圧板５４及びリテーナーリング用押圧板５６を介してキ
ャリア用ロードセル５８及びリテーナーリング用ロード
セル６０を押圧するようにしているが、直接キャリア用
ロードセル５８及びリテーナーリング用ロードセル６０
を押圧するように構成してもよい。Further, in the present embodiment, the carrier load cell 58 and the retainer ring load cell 60 are pressed through the carrier pressing plate 54 and the retainer ring pressing plate 56, but the carrier load cell 58 is directly pressed. And retainer ring load cell 60
It may be configured to press.
【００５０】[0050]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
キャリブレーション用治具によってキャリアの押圧力と
リテーナーリングの押圧力とを個別に検出することがで
きる。また、その検出結果を利用して自動でキャリア用
押圧手段及びリテーナーリング用押圧手段のキャリブレ
ーションを実施するので、人的ミスを排除でき、簡単か
つ正確にキャリブレーションを実施できる。As described above, according to the present invention,
The pressing force of the carrier and the pressing force of the retainer ring can be individually detected by the calibration jig. Moreover, since the carrier pressing means and the retainer ring pressing means are automatically calibrated using the detection result, human error can be eliminated, and the calibration can be carried out easily and accurately.
【図１】ウェーハ研磨装置の全体構造図FIG. 1 is an overall structure diagram of a wafer polishing apparatus.
【図２】キャリブレーション装置の構成図FIG. 2 is a block diagram of a calibration device.
【図３】キャリブレーション用治具の平面図FIG. 3 is a plan view of a calibration jig.
【図４】キャリブレーション用治具の側面断面図FIG. 4 is a side sectional view of a calibration jig.
【図５】従来のキャリブレーション方法の説明図FIG. 5 is an explanatory diagram of a conventional calibration method.
１０…ウェーハ研磨装置、１２…研磨定盤、１４…ウェ
ーハ保持ヘッド、１６…研磨パッド、１８…スピンド
ル、２０…モータ、２２…ヘッド本体、２４…キャリ
ア、２６…ガイドリング、２８…リテーナーリング、３
０…ゴムシート、３２…回転軸、３４…リテーナーリン
グ用エア供給路、３６…キャリア用エア供給路、３８Ａ
…リテーナーリング用圧力制御弁、３８Ｂ…キャリア用
圧力制御弁、４０…エアポンプ、４２…制御装置、４４
…円形空間、４６…環状空間、４８…止め金、５０…キ
ャリブレーション用治具、５２…ベースプレート、５４
…キャリア用押圧板、５６…リテーナーリング用押圧
板、５８…キャリア用ロードセル、６０…リテーナーリ
ング用ロードセル、６２…表示器10 ... Wafer polishing device, 12 ... Polishing platen, 14 ... Wafer holding head, 16 ... Polishing pad, 18 ... Spindle, 20 ... Motor, 22 ... Head body, 24 ... Carrier, 26 ... Guide ring, 28 ... Retainer ring, Three
0 ... Rubber sheet, 32 ... Rotating shaft, 34 ... Air supply passage for retainer ring, 36 ... Air supply passage for carrier, 38A
... pressure control valve for retainer ring, 38B ... pressure control valve for carrier, 40 ... air pump, 42 ... control device, 44
... Circular space, 46 ... Annular space, 48 ... Clasp, 50 ... Calibration jig, 52 ... Base plate, 54
... Carrier pressing plate, 56 ... Retainer ring pressing plate, 58 ... Carrier load cell, 60 ... Retainer ring load cell, 62 ... Indicator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−196456（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−232261（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−118917（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−311764（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−70460（ＪＰ，Ａ) 特開2000−323446（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/304 B24B 49/10 B24B 49/16 B24B 37/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-6-196456 (JP, A) JP-A-9-232261 (JP, A) JP-A-10-118917 (JP, A) JP-A-10- 311764 (JP, A) JP-A-11-70460 (JP, A) JP-A-2000-323446 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/304 B24B 49 / 10 B24B 49/16 B24B 37/00
Claims (4)
けるキャリアと、キャリアを研磨パッドに向けて押圧す
るキャリア用押圧手段と、キャリアの外周に配置されて
ウェーハの周囲を包囲するリテーナーリングと、リテー
ナーリングを研磨パッドに向けて押圧するリテーナーリ
ング用押圧手段と、入力された設定値に基づいてキャリ
ア用押圧手段及びリテーナーリング用押圧手段の研磨パ
ッドに対する押圧力を制御する制御手段とを備えたウェ
ーハ研磨装置において、 前記キャリアの前記研磨パッドに対する押圧力と前記リ
テーナーリングの前記研磨パッドに対する押圧力とを検
出するキャリブレーション用治具は、 前記研磨パッド上にセットされる板部材と、 前記板部材上に配設され、前記キャリアに押圧されてキ
ャリアの押圧力を検出するキャリア用押圧力検出手段
と、 前記板部材上に配設され、前記リテーナーリングに押圧
されてリテーナーリングの押圧力を検出するリテーナー
リング用押圧力検出手段と、からなることを特徴とする
ウェーハ研磨装置のキャリブレーション用治具。1. A carrier that holds a wafer and presses it against a polishing pad, a carrier pressing means that presses the carrier toward the polishing pad, a retainer ring that is arranged on the outer periphery of the carrier and surrounds the periphery of the wafer, and a retainer. Wafer provided with a retainer ring pressing means for pressing the ring toward the polishing pad, and a control means for controlling the pressing force of the carrier pressing means and the retainer ring pressing means against the polishing pad based on the input set value. In the polishing apparatus, a calibration jig that detects a pressing force of the carrier on the polishing pad and a pressing force of the retainer ring on the polishing pad includes a plate member set on the polishing pad, and the plate member. It is arranged on the top and is pressed by the carrier to detect the pressing force of the carrier. A carrier pressing force detecting means, and a retainer ring pressing force detecting means that is disposed on the plate member and that is pressed by the retainer ring to detect the pressing force of the retainer ring. A jig for calibration of polishing equipment.
用押圧力検出手段と前記キャリアとの間に配設されたキ
ャリア用押圧板と、 前記リテーナーリングとほぼ同じ平面形状を有し、前記
リテーナーリング用押圧力検出手段と前記リテーナーリ
ングとの間に配設されたリテーナーリング用押圧板と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のウェーハ研
磨装置のキャリブレーション用治具。2. The calibration jig has substantially the same planar shape as that of the carrier, a carrier pressing plate disposed between the carrier pressing force detecting means and the carrier, and the retainer. A retainer ring pressing plate that has a substantially same planar shape as the ring, and is disposed between the retainer ring pressing force detecting means and the retainer ring,
The jig for calibration of a wafer polishing apparatus according to claim 1, further comprising:
けるキャリアと、キャリアを研磨パッドに向けて押圧す
るキャリア用押圧手段と、キャリアの外周に配置されて
ウェーハの周囲を包囲するリテーナーリングと、リテー
ナーリングを研磨パッドに向けて押圧するリテーナーリ
ング用押圧手段と、入力された設定値に基づいてキャリ
ア用押圧手段及びリテーナーリング用押圧手段の研磨パ
ッドに対する押圧力を制御する制御手段とを備えたウェ
ーハ研磨装置において、 前記研磨パッド上にセットされる板部材と、前記板部材
上に配設され、前記キャリアに押圧されてキャリアの押
圧力を検出するキャリア用押圧力検出手段と、前記板部
材上に配設され、前記リテーナーリングに押圧されてリ
テーナーリングの押圧力を検出するリテーナーリング用
押圧力検出手段と、からなり、前記キャリアの研磨パッ
ドに対する押圧力と前記リテーナーリングの研磨パッド
に対する押圧力を個別に検出するキャリブレーション用
治具と、 前記キャリブレーション用治具で検出されたキャリアと
リテーナーリングの前記押圧力の検出値が、あらかじめ
設定された設定値と等しくなるように前記キャリア用押
圧手段及び前記リテーナーリング用押圧手段を制御する
制御手段と、からなることを特徴とするウェーハ研磨装
置のキャリブレーション装置。3. A carrier for holding a wafer and pressing it against a polishing pad, a carrier pressing means for pressing the carrier toward the polishing pad, a retainer ring arranged on the outer periphery of the carrier and surrounding the periphery of the wafer, and a retainer. Wafer provided with a retainer ring pressing means for pressing the ring toward the polishing pad, and a control means for controlling the pressing force of the carrier pressing means and the retainer ring pressing means against the polishing pad based on the input set value. In the polishing apparatus, a plate member set on the polishing pad, a carrier pressing force detection unit which is disposed on the plate member and detects the pressing force of the carrier when pressed by the carrier, and the plate member. The retainer retainer, which is disposed on the retainer ring and is pressed by the retainer ring to detect the pressing force of the retainer ring. And a calibration jig for individually detecting the pressing force of the carrier on the polishing pad and the pressing force of the retainer ring on the polishing pad, and the calibration jig. And a control means for controlling the carrier pressing means and the retainer ring pressing means so that the detected value of the pressing force of the carrier and the retainer ring becomes equal to a preset value. Calibration equipment for wafer polishing equipment.
リテーナーリングの押圧力の検出結果とを表示する表示
器を備えたことを特徴とする請求項３に記載のウェーハ
研磨装置のキャリブレーション装置。4. The calibration device for a wafer polishing apparatus according to claim 3, further comprising an indicator for displaying a detection result of the pressing force of the carrier and a detection result of the pressing force of the retainer ring. .
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