JP6594124B2 - Wafer polishing equipment - Google Patents

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Description

本発明は、ウェーハ研磨装置に関し、特に、化学的機械的研磨法(CMP:Chemical Mechanical Polishing)を用いてウェーハを研磨するウェーハ研磨装置に関する。   The present invention relates to a wafer polishing apparatus, and more particularly to a wafer polishing apparatus that polishes a wafer using chemical mechanical polishing (CMP).

ウェーハ研磨装置としては、ウェーハの表面に形成された酸化膜等を研磨するCMP研磨装置が知られている。CMPによる研磨は、研磨定盤に貼付された研磨パッドとウェーハとを回転させながら、ウェーハを研磨パッドに所定の圧力で押し付け、研磨パッドとウェーハとの間に研磨材(スラリー)を供給することによって行われる。   As a wafer polishing apparatus, a CMP polishing apparatus for polishing an oxide film or the like formed on the surface of a wafer is known. In polishing by CMP, the wafer is pressed against the polishing pad with a predetermined pressure while rotating the polishing pad attached to the polishing surface plate and the wafer, and an abrasive (slurry) is supplied between the polishing pad and the wafer. Is done by.

このようなCMP研磨装置として、特許文献1記載のウェーハ研磨装置が知られている。このウェーハ研磨装置では、研磨定盤の回転中心から偏心した位置に観測孔が設けられており、この観測孔内にウェーハの膜厚を測定する照射・受光光学系等の測定手段が設置されている。測定手段は、光源から出射した白色光をウェーハに向けて照射し、ウェーハの研磨面で反射した反射光を受光する。このような構成により、ウェーハの研磨量が制御され、所望の研磨量に達した研磨終点を測定する。   As such a CMP polishing apparatus, a wafer polishing apparatus described in Patent Document 1 is known. In this wafer polishing apparatus, an observation hole is provided at a position eccentric from the rotation center of the polishing surface plate, and measurement means such as an irradiation / light reception optical system for measuring the film thickness of the wafer is installed in the observation hole. Yes. The measuring means irradiates the wafer with white light emitted from the light source, and receives the reflected light reflected by the polished surface of the wafer. With such a configuration, the polishing amount of the wafer is controlled, and the polishing end point that reaches the desired polishing amount is measured.

特許第3804064号公報Japanese Patent No. 3804064

しかしながら、上述したようなウェーハ研磨装置では、測定手段は研磨パッドが1回転する度にウェーハに白色光を照射し反射光を受光してウェーハの膜厚を測定するため、ウェーハの膜厚及び研磨終点を演算するための測定データの取得間隔が長くなり、研磨中のウェーハと測定データに基づく演算結果とが同期しない虞があった。   However, in the wafer polishing apparatus as described above, the measuring means irradiates the wafer with white light and receives the reflected light every time the polishing pad makes one rotation, and measures the film thickness of the wafer. The measurement data acquisition interval for calculating the end point becomes long, and there is a possibility that the wafer being polished and the calculation result based on the measurement data are not synchronized.

また、研磨パッドとウェーハとの間に介在するスラリーは、研磨パッドの回転による遠心力で研磨パッド上を中央から外周に向かって流れるため、測定手段とウェーハとの間を往復する光の光路が安定しないという問題があった。   In addition, since the slurry interposed between the polishing pad and the wafer flows from the center toward the outer periphery on the polishing pad due to the centrifugal force generated by the rotation of the polishing pad, the optical path of light reciprocating between the measuring means and the wafer is There was a problem that it was not stable.

そこで、研磨中のウェーハの膜厚をリアルタイムで且つ正確に測定するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は、この課題を解決することを目的とする。   Therefore, a technical problem to be solved in order to accurately measure the film thickness of the wafer being polished in real time arises, and the present invention aims to solve this problem.

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項1記載の発明は、研磨定盤上に取り付けられた研磨パッドにウェーハを押し付けて、該ウェーハを研磨するウェーハ研磨装置であって、前記研磨定盤及び前記研磨パッドの中央に形成された観測孔と、該観測孔内に収容されて、前記ウェーハ研磨中に前記ウェーハに常時対向して前記ウェーハの膜厚を測定する光学式測定手段と、前記ウェーハの膜厚に基づいて前記ウェーハの研磨終点を演算する研磨終点検出手段と、前記研磨定盤を水平方向に移動させるトラバース機構と、前記光学式測定手段の反射光の信号強度と予め記憶された反射光の正常な信号強度とを比較して、前記研磨定盤の回転軸と前記ウェーハを保持するチャックテーブルの回転軸とが平行であるか否かを判定する制御装置と、を備えているウェーハ研磨装置を提供する。 The present invention has been proposed to achieve the above object, and the invention according to claim 1 is a wafer polishing apparatus for pressing a wafer against a polishing pad mounted on a polishing surface plate to polish the wafer. An observation hole formed in the center of the polishing surface plate and the polishing pad, and accommodated in the observation hole, and measures the film thickness of the wafer so as to always face the wafer during the wafer polishing. Optical measuring means, polishing end point detecting means for calculating the polishing end point of the wafer based on the film thickness of the wafer, a traverse mechanism for moving the polishing surface plate in the horizontal direction, and reflected light of the optical measuring means Is compared with the normal signal intensity of the reflected light stored in advance, whether the rotation axis of the polishing surface plate and the rotation axis of the chuck table holding the wafer are parallel or not. Providing a wafer polishing apparatus comprises a control device for constant for, a.

この構成によれば、光学式測定手段が研磨定盤及び研磨パッドの中央に配置されていることにより、ウェーハの膜厚をウェーハの膜厚をリアルタイムに測定することができる。また、光学式測定手段の直上のスラリーや純水等の液体には、研磨定盤の回転に起因した遠心力が作用せず、光学式測定手段とウェーハとの間に安定した光路が形成されるため、ウェーハの膜厚を正確に測定することができる。また、研磨定盤の回転軸とウェーハの回転軸とが平行でない場合に、反射光の信号強度が正常範囲から外れることにより、予め記憶した正常な信号強度と反射光の信号強度とを比較することで、研磨定盤の回転軸とウェーハの回転軸とが平行か否かを判定することができる。 According to this configuration, since the optical measuring means is disposed at the center of the polishing surface plate and the polishing pad, the film thickness of the wafer can be measured in real time. In addition, a centrifugal force due to the rotation of the polishing platen does not act on a liquid such as slurry or pure water immediately above the optical measuring means, and a stable optical path is formed between the optical measuring means and the wafer. Therefore, the film thickness of the wafer can be accurately measured. Further, when the rotation axis of the polishing platen and the rotation axis of the wafer are not parallel, the signal intensity of the reflected light deviates from the normal range, so that the normal signal intensity stored in advance is compared with the signal intensity of the reflected light. Thus, it can be determined whether or not the rotation axis of the polishing surface plate is parallel to the rotation axis of the wafer.

請求項2記載の発明は、請求項1記載のウェーハ研磨研削装置の構成に加えて、前記観測孔内は、液体で満たされているウェーハ研磨装置を提供する。   According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the wafer polishing and grinding apparatus according to the first aspect, a wafer polishing apparatus is provided in which the observation hole is filled with a liquid.

この構成によれば、光学式測定手段とウェーハとの間に安定した光路が確保されるため、ウェーハの膜厚を精度良く測定することができる。   According to this configuration, since a stable optical path is ensured between the optical measuring means and the wafer, the film thickness of the wafer can be accurately measured.

請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載のウェーハ研磨装置の構成に加えて、前記研磨パッドの表面には、外周に連通した排水溝が形成されているウェーハ研磨装置を提供する。   According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the wafer polishing apparatus according to the first or second aspect, a wafer polishing apparatus is provided in which a drain groove communicating with the outer periphery is formed on the surface of the polishing pad.

この構成によれば、研磨パッド上の余剰のスラリーが排水溝を介して外部に排水されることにより、光学式測定手段とウェーハとの間で余剰のスラリーに起因した光の屈折が抑制されるため、ウェーハの膜厚を精度良く測定することができる。   According to this configuration, surplus slurry on the polishing pad is drained to the outside through the drain groove, so that light refraction caused by the surplus slurry is suppressed between the optical measuring means and the wafer. Therefore, the film thickness of the wafer can be measured with high accuracy.

本発明は、光学式測定手段が研磨定盤及び研磨パッドの中央に配置されていることにより、ウェーハの膜厚をウェーハの膜厚をリアルタイムに測定することができる。また、光学式測定手段の直上のスラリーや純水等の液体には、研磨定盤の回転に起因した遠心力が作用せず、光学式測定手段とウェーハとの間に安定した光路が形成されるため、ウェーハの膜厚を正確に測定することができる。   In the present invention, since the optical measuring means is disposed at the center of the polishing surface plate and the polishing pad, the film thickness of the wafer can be measured in real time. In addition, a centrifugal force due to the rotation of the polishing platen does not act on a liquid such as slurry or pure water immediately above the optical measuring means, and a stable optical path is formed between the optical measuring means and the wafer. Therefore, the film thickness of the wafer can be accurately measured.

本発明の一実施例に係るウェーハ研磨装置を示す一部断面模式図。1 is a partial cross-sectional schematic view showing a wafer polishing apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1に示すウェーハ研磨装置の研磨ステージを示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the grinding | polishing stage of the wafer grinding | polishing apparatus shown in FIG. 図2のA部拡大図。The A section enlarged view of FIG. 変形例に係るウェーハ研磨装置に用いられる研磨ステージの要部拡大図。The principal part enlarged view of the grinding | polishing stage used for the wafer grinding | polishing apparatus which concerns on a modification. 光学式測定手段をウェーハチャックの径方向に水平移動させる様子を示す模式図。The schematic diagram which shows a mode that an optical measurement means is horizontally moved to the radial direction of a wafer chuck.

本発明に係るウェーハ研磨装置は、研磨中のウェーハの膜厚をリアルタイムで且つ正確に測定するという目的を達成するために、研磨定盤上に取り付けられた研磨パッドにウェーハを押し付けて、ウェーハを研磨するウェーハ研磨装置であって、研磨定盤及び研磨パッドの中央に形成された観測孔と、観測孔内に収容されて、ウェーハ研磨中にウェーハに常時対向してウェーハの膜厚を測定する光学式測定手段と、ウェーハの膜厚に基づいてウェーハの研磨終点を演算する研磨終点検出手段と、前記研磨定盤を水平方向に移動させるトラバース機構と、前記光学式測定手段の反射光の信号強度と予め記憶された反射光の正常な信号強度とを比較して、前記研磨定盤の回転軸と前記ウェーハを保持するチャックテーブルの回転軸とが平行であるか否かを判定する制御装置と、を備えていることにより実現する。 In order to achieve the purpose of accurately measuring the film thickness of a wafer being polished in real time, the wafer polishing apparatus according to the present invention presses the wafer against a polishing pad mounted on a polishing surface plate, A wafer polishing apparatus that polishes an observation hole formed in the center of a polishing surface plate and a polishing pad, and is accommodated in the observation hole, and measures the film thickness of the wafer constantly facing the wafer during wafer polishing. Optical measuring means, polishing end point detecting means for calculating the polishing end point of the wafer based on the film thickness of the wafer, a traverse mechanism for moving the polishing surface plate in the horizontal direction, and a signal of the reflected light of the optical measuring means The rotation axis of the polishing surface plate and the rotation axis of the chuck table holding the wafer are parallel by comparing the intensity and the normal signal intensity of the reflected light stored in advance. Realized by that and a control unit determining whether.

以下、本発明の一実施例に係るウェーハ研磨装置1について、図面に基づいて説明する。なお、以下の実施例において、構成要素の数、数値、量、範囲等に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも構わない。   Hereinafter, a wafer polishing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following examples, when referring to the number, numerical value, quantity, range, etc. of the constituent elements, the specific number is used unless otherwise specified and clearly limited to a specific number in principle. It is not limited, and it may be a specific number or more.

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

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

図1は、ウェーハ研磨装置1を示す一部断面模式図である。ウェーハ研磨装置1は、化学的機械的研磨(CMP)装置である。   FIG. 1 is a partial cross-sectional schematic diagram showing a wafer polishing apparatus 1. The wafer polishing apparatus 1 is a chemical mechanical polishing (CMP) apparatus.

ウェーハ研磨装置1は、ウェーハチャック2と、ウェーハチャック2を支持するフレーム3と、を備えている。   The wafer polishing apparatus 1 includes a wafer chuck 2 and a frame 3 that supports the wafer chuck 2.

ウェーハチャック2は、図示しない真空源に接続されていて、表面に載置されるウェーハを被研磨面を下方に向けた状態で真空吸着する。ウェーハチャック2は、回転軸2a回りに回動可能である。ウェーハチャック2は、昇降機構2bによって上下方向Hに昇降可能になっている。   The wafer chuck 2 is connected to a vacuum source (not shown), and vacuum-sucks the wafer placed on the surface with the surface to be polished facing downward. The wafer chuck 2 can be rotated around the rotation shaft 2a. The wafer chuck 2 can be moved up and down in the vertical direction H by the lifting mechanism 2b.

ウェーハチャック2の下方には、ウェーハの被研磨面を研磨する研磨定盤10が配置されている。   A polishing surface plate 10 for polishing the surface to be polished of the wafer is disposed below the wafer chuck 2.

研磨定盤10の表面には、研磨パッド20が貼着されている。研磨定盤10及び研磨パッド20は円盤状に形成されており、それらの外径はウェーハの外径より大きく設定されている。また、研磨定盤10及び研磨パッド20の半径は、ウェーハの外径より小さく設定されている。したがって、ウェーハの少なくとも一部は、研磨定盤10及び研磨パッド20の中心上に常に存在する。研磨定盤10は、図示しない回転モーターによって回転軸10a回りに回動可能である。   A polishing pad 20 is attached to the surface of the polishing surface plate 10. The polishing surface plate 10 and the polishing pad 20 are formed in a disk shape, and their outer diameters are set larger than the outer diameter of the wafer. Further, the radii of the polishing surface plate 10 and the polishing pad 20 are set smaller than the outer diameter of the wafer. Accordingly, at least a part of the wafer is always present on the center of the polishing platen 10 and the polishing pad 20. The polishing surface plate 10 can be rotated around a rotation shaft 10a by a rotation motor (not shown).

研磨定盤10は、研磨定盤10を水平方向Hに移動させるトラバース機構30に一体に取り付けられている。トラバース機構30は、ボールねじである定盤走行軸31と、定盤走行軸31の先端側に取り付けられて研磨定盤10を載置する定盤取付ベース32と、定盤走行軸31の基端側に配置された定盤走行用モーター33と、を備えている。トラバース機構30は、定盤走行用モーター33が駆動することで定盤取付ベース32及び研磨定盤10が定盤走行軸31に沿って水平移動する。   The polishing surface plate 10 is integrally attached to a traverse mechanism 30 that moves the polishing surface plate 10 in the horizontal direction H. The traverse mechanism 30 includes a surface plate traveling shaft 31 that is a ball screw, a surface plate mounting base 32 that is attached to the front end side of the surface plate traveling shaft 31 and on which the polishing surface plate 10 is placed, and a base for the surface plate traveling shaft 31. And a platen travel motor 33 disposed on the end side. In the traverse mechanism 30, the surface plate mounting base 32 and the polishing surface plate 10 move horizontally along the surface plate traveling shaft 31 by driving the surface plate traveling motor 33.

研磨定盤10の上方には、インデックス固定機構4が配置されている。インデックス固定機構4は、ウェーハチャック2のピン受入部2cに嵌合するインデックス固定ピン4aを出入させることにより、チャックテーブル2を研磨定盤10の上方に位置決めする。符号5は、研磨パッド20の表面を目立てるドレッサーヘッドである。   An index fixing mechanism 4 is disposed above the polishing surface plate 10. The index fixing mechanism 4 positions the chuck table 2 above the polishing surface plate 10 by moving the index fixing pins 4 a fitted into the pin receiving portions 2 c of the wafer chuck 2. Reference numeral 5 denotes a dresser head that stands out from the surface of the polishing pad 20.

ウェーハ研磨装置1の制御は、制御装置6によって行われる。制御装置6は、例えばCPUやメモリ等を有する装置制御部と、データの入出力を制御する入出力部と、データを記憶する記憶部と、を備えている。なお、制御装置6の機能は、ソフトウェアを用いて制御することにより実現されても、ハードウェアを用いて動作することにより実現されても良い。制御装置6は、研磨終点計測手段として機能する。   The control of the wafer polishing apparatus 1 is performed by the controller 6. The control device 6 includes, for example, a device control unit having a CPU, a memory, and the like, an input / output unit that controls input / output of data, and a storage unit that stores data. The function of the control device 6 may be realized by controlling using software or may be realized by operating using hardware. The control device 6 functions as a polishing end point measuring unit.

次に、研磨定盤10及び研磨パッド20の具体的形態について説明する。図2は、研磨定盤10の縦断面図である。図3は、図2のA部拡大図である。   Next, specific forms of the polishing surface plate 10 and the polishing pad 20 will be described. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the polishing surface plate 10. FIG. 3 is an enlarged view of a portion A in FIG.

研磨定盤10及び研磨パッド20の中央には、観測孔40が形成されている。観察孔40には、透明なブラケット50と、透明な観察窓60と、が設けられている。ブラケット50は、例えば、ステンレス製である。なお、ブラケット50は、透明なものに限定されるものではなく、不透明であっても構わない。観察窓60は、例えば、アクリル製である。また、観測窓60の周囲には、研磨パッド20の表面20aに開口する通水孔21が配置されている。通水孔21には、図示しない液体供給源が接続されており、表面20aに純水やスラリー等が供給される。観察窓60は、Oリング61を介して観察孔40内に配置されて観察孔40を封止しており、通水孔21から表面20a上に供給される液体が観察孔40に滴下することを抑制している。   An observation hole 40 is formed in the center of the polishing surface plate 10 and the polishing pad 20. The observation hole 40 is provided with a transparent bracket 50 and a transparent observation window 60. The bracket 50 is made of, for example, stainless steel. The bracket 50 is not limited to a transparent one and may be opaque. The observation window 60 is made of acrylic, for example. In addition, a water passage hole 21 that opens to the surface 20 a of the polishing pad 20 is disposed around the observation window 60. A liquid supply source (not shown) is connected to the water passage hole 21, and pure water, slurry, or the like is supplied to the surface 20a. The observation window 60 is arranged in the observation hole 40 via the O-ring 61 and seals the observation hole 40, and the liquid supplied from the water passage hole 21 onto the surface 20 a is dropped into the observation hole 40. Is suppressed.

研磨パッド20の表面20aには、図示しない排水溝が刻設されている。排水溝は、研磨パッド20の外周に連通しており、研磨パッド20上の余剰のスラリーが排水溝を介して外部に排水される。なお、研磨パッド20は、排水溝を備えたものに限定されるものではなく、例えば、連続的な発泡体が内部に形成されたウレタンパッド、表面に凹凸が形成されたスウェードパッド、又は不織布パッド等でも構わない。   On the surface 20 a of the polishing pad 20, a drain groove (not shown) is engraved. The drainage groove communicates with the outer periphery of the polishing pad 20, and excess slurry on the polishing pad 20 is drained to the outside through the drainage groove. The polishing pad 20 is not limited to the one provided with the drainage groove. For example, the urethane pad having a continuous foam formed therein, the suede pad having irregularities formed on the surface, or the nonwoven fabric pad. Etc.

観察窓60の直下には、光学式測定手段70が配置されている。光学式測定手段70は、例えば、多数の光ファイバーを結束したものであり、下端が二手に分岐され、分岐された一方は光源ユニット71に接続され、他方は分光器72に接続されている。光学式測定手段70の上端は、光源ユニット71から出射された照射光及びウェーハの研磨面で反射した反射光を受光する。光学式測定手段70が受光した反射光は、分光器72に導かれる。   An optical measuring means 70 is disposed immediately below the observation window 60. The optical measuring means 70 is, for example, a bundle of a large number of optical fibers, and the lower end is bifurcated. One of the branches is connected to the light source unit 71 and the other is connected to the spectroscope 72. The upper end of the optical measuring means 70 receives the irradiation light emitted from the light source unit 71 and the reflected light reflected by the polished surface of the wafer. The reflected light received by the optical measuring means 70 is guided to the spectroscope 72.

次に、ウェーハ研磨装置1を用いたウェーハの研磨加工について説明する。   Next, wafer polishing using the wafer polishing apparatus 1 will be described.

ウェーハ研磨装置1は、研磨定盤10とチャックテーブル2とが互いに逆向きに回転し、ウェーハの被研磨面を研磨する。この際、通水孔21から研磨パッド20の表面20aにスラリーが供給される。   In the wafer polishing apparatus 1, the polishing surface plate 10 and the chuck table 2 rotate in opposite directions to polish the surface to be polished of the wafer. At this time, the slurry is supplied from the water passage hole 21 to the surface 20 a of the polishing pad 20.

研磨加工の際には、光学式測定手段70がウェーハの膜厚を測定する。具体的には、研磨定盤10及び研磨パッド20の中央に配置された光学式測定手段70の上端は、常にウェーハの被研磨面に照射光を出射すると共に反射光を受光するため、リアルタイムで膜厚を測定することができる。また、光学式測定手段70の上端が研磨定盤10の回転軸10a上に配置されていることにより、光学式測定手段70の直上のスラリーには遠心力が作用しないため、安定した光路が確保でき、光の散乱を抑制することができる。制御装置6は、リアルタイムで送られるウェーハの膜厚の測定値と予め記憶された研磨終点に応じた膜厚の設定値とを比較する。ウェーハの膜厚の測定値が設定値に達すると、制御装置6は、研磨定盤10及びチャックテーブル2を停止させ、研磨が終了する。   At the time of polishing, the optical measuring means 70 measures the film thickness of the wafer. Specifically, the upper end of the optical measuring means 70 disposed at the center of the polishing surface plate 10 and the polishing pad 20 always emits irradiation light to the surface to be polished of the wafer and receives reflected light in real time. The film thickness can be measured. Further, since the upper end of the optical measuring means 70 is arranged on the rotating shaft 10a of the polishing surface plate 10, no centrifugal force acts on the slurry immediately above the optical measuring means 70, so a stable optical path is ensured. And light scattering can be suppressed. The control device 6 compares the measured value of the film thickness of the wafer sent in real time with the preset value of the film thickness corresponding to the polishing end point stored in advance. When the measured value of the film thickness of the wafer reaches the set value, the control device 6 stops the polishing surface plate 10 and the chuck table 2 and the polishing is finished.

なお、図4に示す変形例のように、研磨定盤10は、観察窓を備えていないものであっても構わない。このような研磨定盤10では、1次研磨の際にブラケット50内の凹部51にスラリーが貯留される。上述した観察窓60が省略されることにより、ブラケット50と観察窓60とを接着する接着剤及び観察窓60を通過する際の光の外乱が回避されるため、更に安定した光路を確保することができる。   Note that, as in the modification shown in FIG. 4, the polishing surface plate 10 may not include an observation window. In such a polishing platen 10, slurry is stored in the recess 51 in the bracket 50 during the primary polishing. By omitting the observation window 60 described above, an adhesive that adheres the bracket 50 and the observation window 60 and disturbance of light when passing through the observation window 60 are avoided, so that a more stable optical path is ensured. Can do.

次に、トラバース機構30の作用について説明する。図5(a)〜(c)は、光学式測定手段70がウェーハWを径方向に水平移動する様子を示す図である。トラバース機構30が研磨定盤10を水平方向Hに移動させて、光学式測定手段70がウェーハWの径方向に走査されることにより、ウェーハWのプロフィールを測定できると共に、研磨定盤10の回転軸10aとチャックテーブル2の回転軸2aとが互いに平行であるか否かを測定することができる。具体的には、研磨定盤10の回転軸10aとチャックテーブル2の回転軸2aとが平行でない場合、光学式測定手段70の反射光の信号強度が正常な範囲から外れる。したがって、制御装置9は、予め記憶しておいた正常な信号強度と研磨定盤10を水平移動させた際の反射光の信号強度とを比較することにより、研磨定盤10の回転軸10aとチャックテーブル2の回転軸2aとが平行か否かを判定することができる。   Next, the operation of the traverse mechanism 30 will be described. FIGS. 5A to 5C are views showing how the optical measuring means 70 horizontally moves the wafer W in the radial direction. The traverse mechanism 30 moves the polishing platen 10 in the horizontal direction H, and the optical measuring means 70 is scanned in the radial direction of the wafer W, whereby the profile of the wafer W can be measured and the polishing platen 10 rotates. It can be measured whether or not the shaft 10a and the rotating shaft 2a of the chuck table 2 are parallel to each other. Specifically, when the rotating shaft 10a of the polishing surface plate 10 and the rotating shaft 2a of the chuck table 2 are not parallel, the signal intensity of the reflected light of the optical measuring means 70 deviates from the normal range. Therefore, the control device 9 compares the normal signal intensity stored in advance with the signal intensity of the reflected light when the polishing platen 10 is moved horizontally, and the rotation axis 10a of the polishing platen 10 It can be determined whether or not the rotation axis 2a of the chuck table 2 is parallel.

このようにして、上述した本実施例に係るウェーハ研磨装置1は、光学式測定手段70が研磨定盤10及び研磨パッド20の中央に配置されていることにより、ウェーハの膜厚をリアルタイムに測定することができる。また、光学式測定手段70の直上のスラリーや純水等の液体には、研磨定盤10の回転に起因した遠心力が作用せず、光学式測定手段70とウェーハとの間に安定した光路が形成されるため、ウェーハの膜厚を正確に測定することができる。   As described above, the wafer polishing apparatus 1 according to this embodiment described above measures the film thickness of the wafer in real time because the optical measuring means 70 is arranged at the center of the polishing surface plate 10 and the polishing pad 20. can do. Further, a centrifugal force due to the rotation of the polishing platen 10 does not act on a liquid such as slurry or pure water immediately above the optical measuring means 70, and a stable optical path between the optical measuring means 70 and the wafer. Therefore, the film thickness of the wafer can be accurately measured.

なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。   The present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified ones.

1 ・・・ ウェーハ研磨装置
2 ・・・ チャックテーブル
2a・・・ (チャックテーブルの)回転軸
2b・・・ 昇降機構
2c・・・ ピン受入部
3 ・・・ フレーム
4 ・・・ インデックス固定機構
4a・・・ インデックス固定ピン
5 ・・・ ドレッサーヘッド
6 ・・・ 制御装置
10 ・・・ 研磨定盤
20 ・・・ 研磨パッド
20a・・・ (研磨パッドの)表面
21 ・・・ 通水孔
30 ・・・ トラバース機構
40 ・・・ 観察孔
50 ・・・ ブラケット
60 ・・・ 観察窓
61 ・・・ Oリング
70 ・・・ 光学式測定手段
71 ・・・ 光源ユニット
72 ・・・ 分光器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wafer polisher 2 ... Chuck table 2a ... (Rotation axis | shaft of the chuck table) 2b ... Elevating mechanism 2c ... Pin receiving part 3 ... Frame 4 ... Index fixing mechanism 4a・ ・ ・ Index fixing pin 5 ・ ・ ・ Dresser head 6 ・ ・ ・ Control device 10 ・ ・ ・ Polishing surface plate 20 ・ ・ ・ Polishing pad 20 a ・ ・ ・ Surface 21 (of the polishing pad) ・ ・ ・ Water flow hole 30 ・.. Traverse mechanism 40 ... Observation hole 50 ... Bracket 60 ... Observation window 61 ... O-ring 70 ... Optical measuring means 71 ... Light source unit 72 ... Spectroscope

Claims (3)

研磨定盤上に取り付けられた研磨パッドにウェーハを押し付けて、該ウェーハを研磨するウェーハ研磨装置であって、
前記研磨定盤及び前記研磨パッドの中央に形成された観測孔と、
該観測孔内に収容されて、前記ウェーハ研磨中に前記ウェーハに常時対向して前記ウェーハの膜厚を測定する光学式測定手段と、
前記ウェーハの膜厚に基づいて前記ウェーハの研磨終点を演算する研磨終点検出手段と、
前記研磨定盤を水平方向に移動させるトラバース機構と、
前記光学式測定手段の反射光の信号強度と予め記憶された反射光の正常な信号強度とを比較して、前記研磨定盤の回転軸と前記ウェーハを保持するチャックテーブルの回転軸とが平行であるか否かを判定する制御装置と、
を備えていることを特徴とするウェーハ研磨装置。
A wafer polishing apparatus for polishing a wafer by pressing the wafer against a polishing pad mounted on a polishing surface plate,
An observation hole formed in the center of the polishing surface plate and the polishing pad;
An optical measuring means that is accommodated in the observation hole and constantly measures the film thickness of the wafer while facing the wafer during the wafer polishing;
Polishing end point detection means for calculating the polishing end point of the wafer based on the film thickness of the wafer,
A traverse mechanism for moving the polishing surface plate in a horizontal direction;
Comparing the signal intensity of the reflected light of the optical measuring means with the normal signal intensity of the reflected light stored in advance, the rotation axis of the polishing table and the rotation axis of the chuck table holding the wafer are parallel. A control device for determining whether or not
A wafer polishing apparatus comprising:
前記観測孔内は、液体で満たされていることを特徴とする請求項1記載のウェーハ研磨装置。   The wafer polishing apparatus according to claim 1, wherein the observation hole is filled with a liquid. 前記研磨パッドの表面には、外周に連通した排水溝が形成されていることを特徴とする請求項1又は2記載のウェーハ研磨装置。   3. A wafer polishing apparatus according to claim 1, wherein a drainage groove communicating with the outer periphery is formed on the surface of the polishing pad.
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