JP3614672B2

JP3614672B2 - Wafer polishing equipment

Info

Publication number: JP3614672B2
Application number: JP21837398A
Authority: JP
Inventors: 治郎梶原; 博志柴谷; 寛二細木; 憲司藤本; 仁足立
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1998-07-31
Filing date: 1998-07-31
Publication date: 2005-01-26
Anticipated expiration: 2018-07-31
Also published as: JP2000052240A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集積回路を形成する半導体ウェーハ等の表面を研磨するためのウェーハ研磨装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のウェーハ研磨装置としては、表面に研磨パッドが貼付された円盤状のプラテンと、研磨すべきウェーハの一面を保持して研磨パッドにウェーハの他面を当接させる複数のウェーハ保持ヘッドとを具備し、これらウェーハ保持ヘッドと前記プラテンとを相対運動させつつ研磨パッドとウェーハとの間に研磨砥粒を含むスラリーを供給することにより研磨を行うものが広く知られている。
【０００３】
近年、この種のウェーハ研磨装置では、限られた設備で生産効率を上げ、製造コストを下げるために、単位時間あたりの研磨作業の処理量を増大する要求が高まっている。
【０００４】
このような要求に基づき、複数のウェーハ保持ヘッドを同一のヘッド支持機構により支持し、このヘッド支持機構を同時に回転駆動させることにより、複数のウェーハを同時回転させて研磨を行うウェーハ研磨装置が用いられるようになってきている。
【０００５】
図６は、このようなウェーハ研磨装置の要部を模式的に示した図であり、図中、符号１は、基台を、２は、基台１によって支持されたプラテンを、３は、プラテン２に貼付された研磨パッドを示す。
【０００６】
基台１には、支柱５，…が設けられており、支柱５，…および支柱５，…により支持された上側取付板６によって、カルーセル（ヘッド回転機構）７が支持されている。そしてカルーセル７におけるプラテン２と対向する側の面には、ウェーハ保持ヘッド９，…が取り付けられている。
支柱５，…は、伸縮自在な構成となっており、支柱５，…を伸縮させることにより、ウェーハ保持ヘッド９，…を研磨パッド３に接近・離間させることが可能となっている。
【０００７】
このウェーハ保持ヘッド９，…は、図７に示すようにカルーセル７の中心から同一距離においてカルーセル７の中心軸周りに６０°ごとに計６基取り付けられている。さらに、これらウェーハ保持ヘッド９は、その下面９ａにウェーハを保持することが可能に形成されている（図６参照）。
【０００８】
このようなウェーハ研磨装置を用いてウェーハ研磨を行うには、図示しない回転機構によりカルーセル７をその中心軸線周りに回転させ、これにより、カルーセル７に取り付けられたウェーハ保持ヘッド９，…を遊星回転させる。また、これとは別に、ウェーハを保持したウェーハ保持ヘッド９，…およびプラテン２を、図示しない別の回転機構によりそれぞれの中心軸周りに回転させる。これらの回転運動により、研磨パッド３およびウェーハ間において研磨に必要な相対運動を実現する。
【０００９】
さらに、この状態で、支柱５，…を縮退させることによってウェーハ保持ヘッド９により保持されたウェーハと研磨パッド３とを当接させ研磨を行う。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のウェーハ研磨装置においては、研磨終了時に、プラテン２、ウェーハ保持ヘッド９、および、カルーセル７の回転駆動が停止され、ウェーハ保持ヘッド９，…からウェーハが取り外されて、順次、次の工程に搬送されることとなる。このため、その後の検査段階でウェーハの研磨不良が発見された場合に、カルーセル７の停止時のウェーハ保持ヘッド９，…の位置が一定していないことから、研磨不良のウェーハが、どのウェーハ保持ヘッドから取り外されたものであるかを特定することが不可能であり、このことが、研磨不良発生時の対応を困難なものとしていた。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、製造されたウェーハがどのウェーハ保持ヘッドにおいて研磨されたか容易にチェックすることを可能とすることによって、研磨不良発生時の対応の容易化を図ることを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。
請求項１記載のウェーハ研磨装置は、表面に研磨パッドが貼付されたプラテンと、該プラテンの前記表面に対向配置されて、前記研磨パッドと直交する回転軸を中心として回転可能なヘッド回転機構と、該ヘッド回転機構により支持されるとともに、研磨すべきウェーハの一面を前記研磨パッドと平行に保持し前記研磨パッドに該ウェーハの他面を当接させることが可能な複数のウェーハ保持ヘッドとを備えてなるウェーハ研磨装置であって、前記ウェーハ保持ヘッドは、前記ヘッド回転機構における前記プラテンの表面と対向する位置に設けられて、前記研磨パッドと平行に、なおかつ、前記回転軸の周囲に互いに間隔をおいて配置され、前記ヘッド回転機構には、前記各ウェーハ保持ヘッドの前記回転軸に対する位置を検出するための回転位置検出手段が備えられ、前記回転位置検出手段および前記ヘッド回転機構には、前記ヘッド回転機構の回転および停止を制御する制御装置が接続され、前記ウェーハ保持ヘッドが所定の位置に停止した後に前記ウェーハをウェーハ保持ヘッドから次工程に搬送する移載ロボットが備えられるとともに、前記制御装置は前記回転位置検出手段からの信号により前記ウェーハ保持ヘッドを所定の位置にて停止し、前記移載ロボットがあらかじめ決定された順序にて研磨終了後のウェーハを取り外すことによってウェーハがどのヘッドから取外されたかを把握することを特徴としている。
【００１３】
このような構成とされるために、このウェーハ研磨装置においては、研磨終了後、ヘッド回転機構の回転軸に対するウェーハ保持ヘッドの位置が常に一定となるように、ヘッド回転機構を所定の状態に停止させることができる。
【００１５】
このような構成とされるために、このウェーハ研磨装置においては、研磨終了後にヘッド回転機構を停止させた場合、研磨終了後のウェーハ保持ヘッドの停止位置が常に一定となっていることから、その回転軸に対する各ウェーハ保持ヘッドの位置を回転位置検出手段により把握することができる。その結果、移載ロボットによる研磨終了後のウェーハの取り外し動作をあらかじめ所定の動作に決定しておけば、移載ロボットは、ウェーハ保持ヘッドから常に一定の順序でウェーハを取り外すように作動することとなる。この場合、移載ロボットにより、次工程に輸送されるウェーハの順番と、ウェーハ保持ヘッドからウェーハが取り外される順序とが常に対応することとなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図２に示すものは、本発明の一実施の形態であるウェーハ研磨装置１１を適用した半導体ウェーハの製造工程の一部の概略構成である。
この図に示す半導体ウェーハの製造工程においては、カセット１３，…に収納されて搬送されてきた一枚または複数枚のウェーハが、ストッカ１４においてカセット１３から取り出されて、搬送ロボット１５により、搬送され、また、必要に応じてバッファ１６に一時的に収納されて、搬送ロボット１７により一枚ずつ受け渡される。さらに、ウェーハは、搬送ロボット１７から、移載ロボット１８Ａにより移載されて、ウェーハ研磨装置１１にまで搬送される。ここで、ウェーハは、研磨され、さらに、移載ロボット１８Ｂによりロボット１９に受け渡され、さらに、洗浄ロボット２０Ａに受け渡され洗浄層において洗浄される。さらに、ウェーハは、ロボット２０Ｂに受け渡された後、乾燥装置２１により乾燥され、再び、搬送ロボット１５に受け渡され、カセット１３内に収納されることとなる。
【００１７】
図３は、ウェーハ研磨装置１１の概略構成を示す図である。
図中に示すように、ウェーハ研磨装置１１は、基台２２と、基台２２により支持された支柱２３，…とを有する構成とされ、基台２２には、プラテン駆動機構２５を介してプラテン２６が取り付けられ、また、支柱２３，…には、ヘッド回転機構２８を介してウェーハ保持ヘッド２９，…が取り付けられた構成となっている。
【００１８】
プラテン２６は、プラテン駆動機構２５により、軸線周りに回転されるようになっており、また、その上面２６ａには、全面にわたって研磨パッド３０が貼付されている。
【００１９】
一方、ヘッド回転機構２８は、支柱２３，…に設けられた昇降装置３１により支柱２３に沿って昇降可能な構成とされた上側取付板３２と、上側取付板３２によって支持されたモータ３３と、モータ３３の回転軸３３ａにより支持されたカルーセル３４とを備えた構成となっている。
【００２０】
カルーセル３４は、モータ３３により、その中心軸線周りに回転されるようになっている。また、ウェーハ保持ヘッド２９，…は、図４に示すように、カルーセル３４のプラテン２６と対向する下面３４ａにおいて、カルーセル３４の中心軸線周りに６０°ごとに、Ｎｏ．１からＮｏ．６まで計６基設けられた構成となっている。
【００２１】
これら６基のウェーハ保持ヘッド２９，…は、カルーセル３４に設けられた図示しない駆動機構と連結されており、この駆動機構を駆動することにより、同時に同一方向へ回転可能な構成とされている。
【００２２】
図１は、ウェーハ保持ヘッド２９の要部の構成を示す図である。ウェーハ保持ヘッド２９は、カルーセル３４に固定された軸受３６，３６と、これら軸受３６，３６により支持されたスピンドル３７と、スピンドル３７の下端に固定されたヘッド本体３８とを備えて構成されている。
【００２３】
スピンドル３７は、主軸部４０と、主軸部４０の外側に固定されて、軸受３６，３６と係合する外周部４１と、外周部４１の上端の外周に固定されたスプロケット４２とを備えた構成とされている。スプロケット４２は、カルーセル３４の他の部分に設けられた図示しない駆動機構とチェーン４４と介して連結されており、駆動機構から回転力が付与される構成となっている。これにより、スピンドル３７がその軸線周りに回転することが可能となる。
【００２４】
また、スピンドル３７においては、主軸部４０の中心に第一の流路４５が、外周部４１と主軸部４０との間に、第二の流路４６が形成された構成となっている。第一の流路４５は、その上端部４５ａが、第一の接続ノズル４７と接続されており、その下端部４５ｂが、ヘッド本体３８に設けられた流体室（後述）と接続されている。また、第二の流路４６は、その上端部４６ａが、第二の接続ノズル４８に接続され、その下端部４６ｂが、ヘッド本体３８に設けられた吸着孔（後述）に接続されている。
【００２５】
また、第一の流路４５は、第一の接続ノズル４７を介して図示しない圧力調整機構と接続されており、第二の流路４６は、第二の接続ノズル４８を介して真空ポンプ等の図示しない吸引手段と接続されている。
【００２６】
さらに、図１中に示すように、スプロケット４２およびその上方には、回転位置検出手段４９が設けられている。この回転位置検出手段４９は、スプロケット４２に設けられた位置センサ５０と、位置センサ５０の上方における位置センサ５０と対向する位置に設けられて、図示しない制御装置に接続された位置センサ検出部５１とから構成されている。この位置センサ検出部５１は、上側取付板３２（図３参照）側に固定されるとともに、位置センサ５０と光学的に対応して検出信号を制御装置に送信する機能を有している。また、この制御装置は、モータ３３（図３参照）に対しても接続されており、これにより、モータ３３の回転を制御できる構成となっている。
【００２７】
ここに、位置センサ検出部５１は、上側取付板３２に取り付けられているために、カルーセル３４が回転した場合にも回転することがない。一方、位置センサ５０が設けられたウェーハ保持ヘッド２９は、カルーセル３４とともに回転するため、位置センサ検出部５１は、ウェーハ保持ヘッド２９がカルーセル３４の回転軸に対して所定の箇所に位置したときのみに位置センサ５０と対応して検出信号を制御装置に送信することとなる。なお、位置センサ５０は、計６基あるウェーハ保持ヘッド２９のうちのいずれか１基にのみ設けられている。
【００２８】
図５は、ヘッド本体３８の構成の詳細を示す図である。図中に示すように、ヘッド本体３８の内部には、ダイヤフラム５３が張られており、また、ダイヤフラム５３の下面には、円盤状のキャリア５４が固定されている。さらに、キャリア５４の外周には円環状のリテーナリング５５が同心状に配置されている。
【００２９】
ヘッド本体３８は、円盤状の天板部５７と、天板部５７の外周に固定された円筒状の周壁部５８とから構成され、天板部５７は、スピンドル３７に同軸に固定されている。周壁部５８の内周壁には、水平な段部５８Ａが形成され、ここに、円盤状のダイヤフラム５３の外周部が載置されて固定リング５９により複数のボルトで固定されている。また、ダイヤフラム５３は、各種ゴムなどの弾性材料により形成されている。
【００３０】
キャリア５４は、セラミック等の高い剛性を有する材料で成型された一定厚さのものであり、弾性変形はしない。また、キャリア５４は、ダイヤフラム５３の上面に同軸に配置された固定リング６０に対して複数のボルトにより固定されている。
【００３１】
また、キャリア５４には、第二の流路４６（図１参照）を介して図示しない吸引手段に接続された吸着孔６２が設けられている。これにより、研磨時には、ウェーハＷをキャリア５４の下面に吸着固定できるようになっている。さらに、ウェーハＷは、キャリア５４の下面に円形のウェーハ付着シートＳを介して貼り付けられる。ウェーハ吸着シートＳは、例えば吸水性を有する材質で形成されたもので、水分を吸収すると表面張力でウェーハを吸着するようになっている。
【００３２】
一方、ヘッド本体３８とダイヤフラム５３との間には流体室６３が画成されており、この流体室６３は、第三の流路６４に接続された構成とされている。また、第三の流路６４は、第一の流路４５（図１参照）を介して、図示しない圧力調整機構に接続されている。これにより、流体室６３においては、圧力調整機構により内部の流体圧力を調整できるようになっている。また、このように流体室６３内部の流体圧力を調整することによって、ダイヤフラム５３を上下に変位させて研磨パッド３０（図３参照）へのキャリア５４およびリテーナリング５５の押圧圧力を同時に変化させることが可能となっている。
【００３３】
このウェーハ研磨装置１１によりウェーハ研磨を行うには、まず、研磨パッド３０と各キャリア５４，…の間にウェーハＷを配置するとともに、リテーナリング５５を研磨パッド３０に当接させ、ウェーハＷの外周をリテーナリング５５で支持する。
【００３４】
そして、研磨パッド３０に対するウェーハＷの当接圧力（キャリア５４による押圧圧力）が所望値になるように、圧力調整機構により流体室６３内の流体圧を調整しつつ、プラテン２６およびカルーセル３４を回転させ、ウェーハ保持ヘッド２９をプラテン２６に対し遊星回転させる。
【００３５】
そしてウェーハＷの研磨が終了した後に、ウェーハ保持ヘッド２９，プラテン２６およびカルーセル３４の回転を停止させ、ウェーハＷをウェーハ保持ヘッド２９から取り外すわけであるが、この際、位置センサ検出部５１が位置センサ５０と対応して、制御装置に検出信号を送信するような位置で丁度カルーセル３４が停止するように、モータ３３の回転を制御する。これにより、カルーセル３４は、常に所定の回転角で停止することとなり、したがって、カルーセル３４に固定されたＮｏ．１からＮｏ．６までのウェーハ保持ヘッド２９，…のそれぞれの停止位置も、カルーセル３４の中心軸線に対して一定となる。
【００３６】
このように、研磨終了後のウェーハ保持ヘッド２９，…の停止位置が常に一定となっていることから、移載ロボット１８Ｂによる研磨終了後のウェーハＷの取り外し動作をあらかじめ所定の動作に決定しておけば、移載ロボット１８Ｂは、Ｎｏ．１から６までのウェーハ保持ヘッド２９，…から常に一定の順序でウェーハＷを取り外すように作動することとなる。この場合、移載ロボット１８Ｂにより、次工程に輸送されるウェーハＷの順番と、Ｎｏ．１から６までのウェーハ保持ヘッド２９，…からウェーハＷが取り外される順序とが常に対応するようになる。
【００３７】
具体的には、移載ロボット１８Ｂが、Ｎｏ．１，２，３，４，５，６の順番にウェーハ保持ヘッド２９，…からウェーハＷを取り外したとすると、次工程に搬送されるウェーハＷの順番も、Ｎｏ．１のウェーハ保持ヘッドから取り外されたウェーハＷ，Ｎｏ．２のウェーハ保持ヘッドから取り外されたウェーハＷ，…，Ｎｏ．６のウェーハ保持ヘッドから取り外されたウェーハ、といった順番となる。したがって、搬送中のウェーハＷの順番から、そのウェーハＷが取り外されたウェーハ保持ヘッドの番号を特定することができる。
【００３８】
したがって、その後、ウェーハＷが他の工程を経て検査される際に、研磨不良が発見された場合には、ウェーハＷの順番から、研磨不良のウェーハＷがどのウェーハ保持ヘッドにおいて研磨されたかが容易に特定できることとなり、これにより、研磨不良発生時の対応を従来に比較して容易化することができる。
【００３９】
さらに、この場合、モータ３３の回転が位置センサ検出部５１に接続された図示しない制御装置によって制御されることから、カルーセル３４を所定の位置に容易に停止させることができ、これにより、作業効率の向上を図ることができる。
【００４０】
なお、上記実施の形態において、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で他の構成を採用するようにしてもよい。例えば、上記実施の形態における回転位置検出手段４９には光学的手段が用いられているが、そのかわりに、磁気的手段、あるいは、機械的手段を採用するようにしてもよい。
【００４１】
また、上記実施の形態においては、回転位置検出手段４９は、ウェーハ保持ヘッド２９のスピンドル３７に設けられたスプロケット４２と上側取付板３２とに設けられていたが、この箇所に限らず、カルーセル３４の中心軸に対する各ウェーハ保持ヘッド２９，…の位置を特定できるような箇所であれば、いずれの箇所に設けるようにしてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のウェーハ研磨装置においては、回転位置検出手段により、ヘッド回転機構の回転軸に対する各ウェーハ保持ヘッドの位置を把握することができるために、ウェーハをウェーハ保持ヘッドから取り外す際に、ウェーハがどのヘッドから取り外されたものであるかを把握することができる。したがって、研磨不良発見時の対応を容易なものとすることができる。また、この場合、回転位置検出手段を、ヘッド回転機構の駆動を制御する制御装置と接続するようにすれば、ヘッド回転機構を所定の位置に停止させることができ、これにより、ウェーハがどのヘッドから取り外されたものであるのかについての特定をより一層容易なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を模式的に示すウェーハ研磨装置の要部の拡大断面図である。
【図２】図１に示したウェーハ研磨装置を含むウェーハの製造工程の要部の概略を示す平面図である。
【図３】図１，２に示したウェーハ研磨装置の正面図である。
【図４】図１から３に示したウェーハ研磨装置におけるウェーハ保持ヘッドとカルーセルとの配置状態を示した平面図である。
【図５】図１から３に示したウェーハ研磨装置におけるウェーハ保持ヘッドのヘッド本体の構成の詳細を示す立断面図である。
【図６】従来のウェーハ研磨装置の要部を模式的に示す正面図である。
【図７】図６に示したウェーハ研磨装置におけるウェーハ保持ヘッドとカルーセルとの配置状態を示した平面図である。
【符号の説明】
１１ウェーハ研磨装置
２６プラテン
２６ａ上面
２８ヘッド回転機構
２９ウェーハ保持ヘッド
３０研磨パッド
４９回転位置検出手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wafer polishing apparatus for polishing the surface of a semiconductor wafer or the like forming an integrated circuit.
[0002]
[Prior art]
As this type of wafer polishing apparatus, a disk-shaped platen having a polishing pad affixed to the surface, and a plurality of wafer holding heads that hold one surface of the wafer to be polished and abut the other surface of the wafer against the polishing pad It is widely known that polishing is performed by supplying a slurry containing abrasive grains between a polishing pad and a wafer while relatively moving the wafer holding head and the platen.
[0003]
In recent years, in this type of wafer polishing apparatus, there is an increasing demand for increasing the amount of polishing work per unit time in order to increase production efficiency with limited facilities and reduce manufacturing costs.
[0004]
Based on such requirements, a wafer polishing apparatus is used that supports a plurality of wafer holding heads by the same head support mechanism, and simultaneously rotates the head support mechanism to rotate a plurality of wafers at the same time for polishing. It is getting to be.
[0005]
FIG. 6 is a diagram schematically showing the main part of such a wafer polishing apparatus. In the figure, reference numeral 1 is a base, 2 is a platen supported by the base 1, and 3 is The polishing pad affixed to the platen 2 is shown.
[0006]
The base 1 is provided with columns 5,... And a carousel (head rotation mechanism) 7 is supported by the upper mounting plate 6 supported by the columns 5,. Wafer holding heads 9 are attached to the surface of the carousel 7 facing the platen 2.
The struts 5,... Can be extended and contracted, and the wafer holding heads 9,... Can be moved closer to and away from the polishing pad 3 by expanding / contracting the struts 5,.
[0007]
As shown in FIG. 7, a total of six wafer holding heads 9,... Are mounted around the central axis of the carousel 7 every 60 ° at the same distance from the center of the carousel 7. Further, these wafer holding heads 9 are formed so as to be able to hold the wafer on the lower surface 9a (see FIG. 6).
[0008]
In order to perform wafer polishing using such a wafer polishing apparatus, the carousel 7 is rotated around its central axis by a rotation mechanism (not shown), thereby rotating the wafer holding heads 9 attached to the carousel 7 to planetary rotation. Let In addition to this, the wafer holding heads 9,... Holding the wafer and the platen 2 are rotated around their respective central axes by another rotating mechanism (not shown). By these rotational movements, a relative movement necessary for polishing is realized between the polishing pad 3 and the wafer.
[0009]
Further, in this state, the support 5 is retracted to bring the wafer held by the wafer holding head 9 into contact with the polishing pad 3 for polishing.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-described wafer polishing apparatus, at the end of polishing, the rotational drive of the platen 2, the wafer holding head 9, and the carousel 7 is stopped, the wafer is removed from the wafer holding head 9,. It will be conveyed to the process. For this reason, when a polishing failure of a wafer is discovered in a subsequent inspection stage, the position of the wafer holding heads 9 when the carousel 7 is stopped is not constant. It is impossible to specify whether the head is removed from the head, and this makes it difficult to cope with occurrence of defective polishing.
[0011]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and by making it possible to easily check in which wafer holding head the manufactured wafer is polished, it is possible to facilitate the handling when a polishing defect occurs. This is the issue.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems.
The wafer polishing apparatus according to claim 1, a platen having a polishing pad affixed to a surface thereof, a head rotating mechanism that is disposed opposite to the surface of the platen and is rotatable about a rotation axis orthogonal to the polishing pad. A plurality of wafer holding heads supported by the head rotating mechanism and capable of holding one surface of the wafer to be polished in parallel with the polishing pad and bringing the other surface of the wafer into contact with the polishing pad. The wafer polishing apparatus is provided, wherein the wafer holding head is provided at a position facing the surface of the platen in the head rotation mechanism, and is parallel to the polishing pad and around the rotation axis. Arranged at intervals, the head rotation mechanism has a rotation for detecting the position of each wafer holding head relative to the rotation axis. A position detection unit is provided, and a control device for controlling rotation and stop of the head rotation mechanism is connected to the rotation position detection unit and the head rotation mechanism, and the wafer holding head is stopped at a predetermined position after the wafer holding head is stopped at a predetermined position. A transfer robot for transporting the wafer from the wafer holding head to the next process is provided, and the control device stops the wafer holding head at a predetermined position by a signal from the rotational position detecting means, and the transfer robot It is characterized by grasping from which head the wafer has been removed by removing the wafer after completion of polishing in a predetermined order.
[0013]
Because of this configuration, in this wafer polishing apparatus, after the polishing is completed, the head rotation mechanism is stopped in a predetermined state so that the position of the wafer holding head with respect to the rotation axis of the head rotation mechanism is always constant. Can be made.
[0015]
Because of this configuration, in this wafer polishing apparatus, when the head rotation mechanism is stopped after polishing, the stop position of the wafer holding head after polishing is always constant, so that The position of each wafer holding head with respect to the rotation axis can be grasped by the rotation position detecting means. As a result, if the wafer removal operation after completion of polishing by the transfer robot is determined in advance as a predetermined operation, the transfer robot operates to always remove the wafer from the wafer holding head in a certain order. Become. In this case, the order of the wafers transported to the next process by the transfer robot always corresponds to the order in which the wafers are removed from the wafer holding head.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
2 shows a schematic configuration of a part of a semiconductor wafer manufacturing process to which a wafer polishing apparatus 11 according to an embodiment of the present invention is applied.
In the semiconductor wafer manufacturing process shown in this figure, one or a plurality of wafers housed and transported in cassettes 13,... Are taken out from cassette 13 by stocker 14 and transported by transport robot 15. Further, it is temporarily stored in the buffer 16 as needed, and is transferred one by one by the transfer robot 17. Further, the wafer is transferred from the transfer robot 17 by the transfer robot 18A and transferred to the wafer polishing apparatus 11. Here, the wafer is polished, further transferred to the robot 19 by the transfer robot 18B, and further transferred to the cleaning robot 20A and cleaned in the cleaning layer. Further, after the wafer is delivered to the robot 20B, the wafer is dried by the drying device 21, is delivered again to the transfer robot 15, and is stored in the cassette 13.
[0017]
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the wafer polishing apparatus 11.
As shown in the figure, the wafer polishing apparatus 11 includes a base 22 and support columns 23 supported by the base 22. The base 22 is connected to a platen via a platen drive mechanism 25. 26 is attached, and the wafer holding heads 29,... Are attached to the pillars 23,.
[0018]
The platen 26 is rotated around the axis by the platen drive mechanism 25, and the polishing pad 30 is stuck on the entire upper surface 26a.
[0019]
On the other hand, the head rotating mechanism 28 includes an upper mounting plate 32 that can be moved up and down along the column 23 by a lifting device 31 provided on the column 23,..., A motor 33 supported by the upper mounting plate 32, The configuration includes a carousel 34 supported by a rotation shaft 33 a of the motor 33.
[0020]
The carousel 34 is rotated around its central axis by a motor 33. Further, as shown in FIG. 4, the wafer holding heads 29,... 1 to No. A total of six units are provided up to six.
[0021]
These six wafer holding heads 29,... Are connected to a driving mechanism (not shown) provided in the carousel 34, and are configured to be simultaneously rotatable in the same direction by driving the driving mechanism.
[0022]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a main part of the wafer holding head 29. The wafer holding head 29 includes bearings 36 and 36 fixed to the carousel 34, a spindle 37 supported by the bearings 36 and 36, and a head body 38 fixed to the lower end of the spindle 37. .
[0023]
The spindle 37 includes a main shaft portion 40, an outer peripheral portion 41 that is fixed to the outside of the main shaft portion 40 and engages with the bearings 36 and 36, and a sprocket 42 that is fixed to the outer periphery of the upper end of the outer peripheral portion 41. It is said that. The sprocket 42 is connected to a drive mechanism (not shown) provided in the other part of the carousel 34 via a chain 44, and is configured to receive a rotational force from the drive mechanism. As a result, the spindle 37 can rotate around its axis.
[0024]
In the spindle 37, the first flow path 45 is formed at the center of the main shaft portion 40, and the second flow path 46 is formed between the outer peripheral portion 41 and the main shaft portion 40. The first channel 45 has an upper end 45 a connected to the first connection nozzle 47 and a lower end 45 b connected to a fluid chamber (described later) provided in the head body 38. Further, the upper end portion 46 a of the second flow path 46 is connected to the second connection nozzle 48, and the lower end portion 46 b is connected to a suction hole (described later) provided in the head main body 38.
[0025]
The first channel 45 is connected to a pressure adjusting mechanism (not shown) via a first connection nozzle 47, and the second channel 46 is connected to a vacuum pump or the like via a second connection nozzle 48. Is connected to a suction means (not shown).
[0026]
Further, as shown in FIG. 1, a rotational position detecting means 49 is provided above the sprocket 42. This rotational position detecting means 49 is provided at a position sensor 50 provided on the sprocket 42, and at a position facing the position sensor 50 above the position sensor 50, and a position sensor detector 51 connected to a control device (not shown). It consists of and. The position sensor detection unit 51 is fixed to the upper mounting plate 32 (see FIG. 3) side and has a function of transmitting a detection signal to the control device in optical correspondence with the position sensor 50. In addition, this control device is also connected to the motor 33 (see FIG. 3), and thereby, the rotation of the motor 33 can be controlled.
[0027]
Here, since the position sensor detection unit 51 is attached to the upper attachment plate 32, it does not rotate even when the carousel 34 rotates. On the other hand, since the wafer holding head 29 provided with the position sensor 50 rotates together with the carousel 34, the position sensor detection unit 51 is only when the wafer holding head 29 is positioned at a predetermined position with respect to the rotation axis of the carousel 34. In response to the position sensor 50, a detection signal is transmitted to the control device. The position sensor 50 is provided only in any one of the six wafer holding heads 29 in total.
[0028]
FIG. 5 is a diagram showing details of the configuration of the head main body 38. As shown in the drawing, a diaphragm 53 is stretched inside the head main body 38, and a disk-shaped carrier 54 is fixed to the lower surface of the diaphragm 53. Further, an annular retainer ring 55 is concentrically disposed on the outer periphery of the carrier 54.
[0029]
The head main body 38 includes a disk-shaped top plate portion 57 and a cylindrical peripheral wall portion 58 fixed to the outer periphery of the top plate portion 57, and the top plate portion 57 is fixed coaxially to the spindle 37. . A horizontal stepped portion 58 </ b> A is formed on the inner peripheral wall of the peripheral wall portion 58, and the outer peripheral portion of the disk-shaped diaphragm 53 is placed thereon and fixed by a plurality of bolts by a fixing ring 59. The diaphragm 53 is formed of an elastic material such as various rubbers.
[0030]
The carrier 54 is a constant thickness molded of a material having high rigidity such as ceramic and does not elastically deform. The carrier 54 is fixed to the fixing ring 60 that is coaxially disposed on the upper surface of the diaphragm 53 by a plurality of bolts.
[0031]
The carrier 54 is provided with a suction hole 62 connected to a suction means (not shown) via the second flow path 46 (see FIG. 1). Thereby, the wafer W can be attracted and fixed to the lower surface of the carrier 54 at the time of polishing. Further, the wafer W is attached to the lower surface of the carrier 54 via a circular wafer adhesion sheet S. The wafer adsorbing sheet S is formed of, for example, a material having water absorption, and adsorbs the wafer with surface tension when absorbing moisture.
[0032]
On the other hand, a fluid chamber 63 is defined between the head main body 38 and the diaphragm 53, and the fluid chamber 63 is configured to be connected to the third flow path 64. The third channel 64 is connected to a pressure adjusting mechanism (not shown) via the first channel 45 (see FIG. 1). Thereby, in the fluid chamber 63, the internal fluid pressure can be adjusted by the pressure adjusting mechanism. Further, by adjusting the fluid pressure inside the fluid chamber 63 in this manner, the diaphragm 53 is displaced up and down to simultaneously change the pressing pressure of the carrier 54 and the retainer ring 55 against the polishing pad 30 (see FIG. 3). Is possible.
[0033]
In order to perform wafer polishing by the wafer polishing apparatus 11, first, the wafer W is disposed between the polishing pad 30 and each of the carriers 54, and the retainer ring 55 is brought into contact with the polishing pad 30, so that the outer periphery of the wafer W is Is supported by a retainer ring 55.
[0034]
Then, the platen 26 and the carousel 34 are rotated while adjusting the fluid pressure in the fluid chamber 63 by the pressure adjusting mechanism so that the contact pressure of the wafer W against the polishing pad 30 (pressing pressure by the carrier 54) becomes a desired value. Then, the wafer holding head 29 is rotated planetarily with respect to the platen 26.
[0035]
Then, after the polishing of the wafer W is completed, the rotation of the wafer holding head 29, the platen 26, and the carousel 34 is stopped, and the wafer W is removed from the wafer holding head 29. At this time, the position sensor detection unit 51 is positioned. Corresponding to the sensor 50, the rotation of the motor 33 is controlled so that the carousel 34 stops just at the position where the detection signal is transmitted to the control device. As a result, the carousel 34 always stops at a predetermined rotation angle. 1 to No. The stop positions of the wafer holding heads 29,... Up to 6 are also constant with respect to the central axis of the carousel 34.
[0036]
As described above, since the stop position of the wafer holding heads 29,... After the polishing is always constant, the removal operation of the wafer W after the polishing by the transfer robot 18B is determined in advance as a predetermined operation. If this is the case, the transfer robot 18B is no. The wafer holding heads 29,... 1 to 6 are always operated so as to remove the wafers W in a certain order. In this case, the order of the wafers W transported to the next process by the transfer robot 18B, The order in which the wafers W are removed from the wafer holding heads 29,.
[0037]
Specifically, the transfer robot 18B has a No. If the wafers W are removed from the wafer holding heads 29,... In the order of 1, 2, 3, 4, 5, 6, the order of the wafers W transferred to the next process is No. 1 is removed from the wafer holding head of No. 1. No. 2 wafer W removed from the wafer holding head 2. The wafers are removed from the wafer holding head 6. Therefore, the number of the wafer holding head from which the wafer W is removed can be identified from the order of the wafers W being transferred.
[0038]
Therefore, when a defective polishing is found after the wafer W is inspected through other processes, it is easy to determine in which wafer holding head the defective wafer W is polished in the order of the wafers W. As a result, it is possible to make it easier to deal with the occurrence of defective polishing as compared to the conventional case.
[0039]
Further, in this case, since the rotation of the motor 33 is controlled by a control device (not shown) connected to the position sensor detection unit 51, the carousel 34 can be easily stopped at a predetermined position, thereby improving work efficiency. Can be improved.
[0040]
In the above embodiment, other configurations may be adopted without departing from the spirit of the present invention. For example, although the optical means is used for the rotational position detecting means 49 in the above embodiment, a magnetic means or a mechanical means may be adopted instead.
[0041]
In the above embodiment, the rotational position detecting means 49 is provided on the sprocket 42 and the upper mounting plate 32 provided on the spindle 37 of the wafer holding head 29. As long as the position of each of the wafer holding heads 29,.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, in the wafer polishing apparatus of the present invention, since the position of each wafer holding head with respect to the rotation axis of the head rotation mechanism can be grasped by the rotation position detecting means, the wafer is removed from the wafer holding head. At this time, it is possible to grasp from which head the wafer is removed. Therefore, it is possible to easily deal with a defective polishing. Further, in this case, if the rotational position detecting means is connected to a control device that controls the driving of the head rotating mechanism, the head rotating mechanism can be stopped at a predetermined position. It is possible to make it easier to specify whether or not it has been removed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a wafer polishing apparatus schematically showing an embodiment of the present invention.
2 is a plan view showing an outline of a main part of a wafer manufacturing process including the wafer polishing apparatus shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is a front view of the wafer polishing apparatus shown in FIGS.
4 is a plan view showing an arrangement state of a wafer holding head and a carousel in the wafer polishing apparatus shown in FIGS. 1 to 3. FIG.
5 is an elevational sectional view showing details of the configuration of the head main body of the wafer holding head in the wafer polishing apparatus shown in FIGS. 1 to 3. FIG.
FIG. 6 is a front view schematically showing a main part of a conventional wafer polishing apparatus.
7 is a plan view showing an arrangement state of a wafer holding head and a carousel in the wafer polishing apparatus shown in FIG. 6;
[Explanation of symbols]
11 Wafer polishing device 26 Platen 26a Upper surface 28 Head rotation mechanism 29 Wafer holding head 30 Polishing pad 49 Rotation position detection means

Claims

A platen having a polishing pad affixed to the surface, a head rotation mechanism that is disposed opposite to the surface of the platen and is rotatable about a rotation axis orthogonal to the polishing pad, and supported by the head rotation mechanism A wafer polishing apparatus comprising a plurality of wafer holding heads capable of holding one surface of a wafer to be polished in parallel with the polishing pad and bringing the other surface of the wafer into contact with the polishing pad,
The wafer holding head is provided at a position facing the surface of the platen in the head rotation mechanism, and is arranged in parallel to the polishing pad and spaced from each other around the rotation axis. The mechanism includes a rotational position detecting means for detecting the position of each wafer holding head with respect to the rotational axis,
A control device for controlling rotation and stop of the head rotation mechanism is connected to the rotation position detection means and the head rotation mechanism,
A transfer robot is provided that transports the wafer from the wafer holding head to the next process after the wafer holding head stops at a predetermined position.
The control device stops the wafer holding head at a predetermined position in response to a signal from the rotational position detecting means, and the transfer robot removes the polished wafer in a predetermined order to determine which wafer is A wafer polishing apparatus characterized by grasping whether it has been removed from the head .