JP6625442B2

JP6625442B2 - 研磨装置

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Publication number: JP6625442B2
Application number: JP2016021817A
Authority: JP
Inventors: 宏平浅井; 渡辺　真也; 真也渡辺
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2016-02-08
Filing date: 2016-02-08
Publication date: 2019-12-25
Anticipated expiration: 2036-02-08
Also published as: JP2017140658A

Description

本発明は、研磨装置に関する。

所望の厚さに薄化された半導体ウエーハなどのウエーハは、研削工程で生じた切削屑を除去したり、破砕層を除去することで抗折強度を上げたりするために、ウエーハの裏面を研磨装置で研磨することが知られている（例えば、特許文献１参照）。研磨装置では、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing、化学機械的研磨）やＤＰ（Dry Polishing、乾式研磨）と呼ばれる方法で、ウエーハの裏面を研磨する。

特開２０１５−１９９１３４号公報

研磨装置は、ウエーハの回転中心と離れた位置に研磨パッドの回転中心が設定されている。このため、研磨パッドの研磨面とウエーハの表面（保持面）とを平行に調整して研磨したとしても、研磨パッドの弾性により、ウエーハの表面に対して研磨パッドの研磨面が片当たり状態となってしまい、研磨加工後のウエーハが平坦にならないことがある。また、研磨パッドが偏摩耗している場合も、ウエーハの表面に対して研磨パッドの研磨面が片当たり状態となって、研磨加工後のウエーハが平坦にならないことがある。

ところが、研磨加工中は研磨パッドが中心軸を中心に回転しているため、研磨パッドの研磨面の角度（向き）を測定することは困難である。このため、研磨パッドの研磨面の角度に基づいて、研磨パッドの研磨面とウエーハの表面とが平行になるように調整することは困難である。そこで、実際にウエーハを研磨加工して、研磨加工後のウエーハの形状に基づいて、ウエーハが平坦に研磨加工されるように、チャックテーブルの保持面の角度を調整する方法がある。ところが、この方法では、研磨加工後のウエーハの形状を測定するために、無駄なウエーハの研磨加工が必要である。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、ウエーハを所望の形状に形成することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の研磨装置は、保持面でウエーハを保持する回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルの回転中心と離れた位置に回転中心が設定され該保持面に保持されたウエーハを覆って研磨する研磨パッドが装着された研磨手段と、該チャックテーブルと該研磨手段とを相対的に接近・離間させる研磨送り手段と、該研磨パッドの研磨送りにより該保持面に保持したウエーハにかかる研磨荷重を検出する該チャックテーブル又は該研磨手段に装着された３つ以上の荷重センサと、該保持面又は該研磨手段の角度を調整する角度調整手段と、各構成要素を制御する制御手段と、を備える研磨装置であって、制御手段は、荷重センサで測定した研磨荷重から、保持面における荷重の重心位置を算出する算出部と、算出した重心位置が保持面で保持したウエーハ面内の所望の位置に対応しているか否かを判定する判定部と、を備え、重心位置が所望の位置に対応していない場合、角度調整手段を制御し重心位置を所望の位置に位置付ける角度制御部、又は対応していないことを報知する報知部を備えることを特徴とする。

本願発明の研磨装置によれば、研磨加工時にウエーハにかかる研磨荷重の重心位置を算出する。研磨装置は、算出した重心位置を所望の位置、例えば研磨後のウエーハの厚くなってしまった領域になるよう、チャックテーブルと研磨パッドとの相対的な角度を調整したり、ウエーハの所望の位置と重心位置とがずれていることを報知したりする。このため、研磨装置は、所望のウエーハの形状を形成することができる。しかも、研磨装置は、研磨荷重の重心位置が所望の位置になるよう、チャックテーブルと研磨パッドとの相対的な角度を調整したり、ウエーハの所望の位置と重心位置とがずれていることを報知したりする。このため、研磨装置は、研磨パッドが偏摩耗した場合であっても、ウエーハを所望の形状に形成することが可能である。

図１は、本実施形態に係る研磨装置で研磨加工されるウエーハを示す平面図である。図２は、本実施形態に係る研磨装置を模式的に示す概略図である。図３は、本実施形態に係る研磨装置の研磨パッドとウエーハとを模式的に示す平面図である。図４は、本実施形態に係る研磨装置で研磨加工されるウエーハを示す側面図である。図５は、本実施形態に係る研磨装置で研磨加工されるウエーハを示す側面図である。

以下、本発明に係る実施形態につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。

本実施形態に係る研磨装置１は、研削済みのウエーハＷの被研磨面Ｗａを高精度に平坦化するために研磨加工するものである。

ウエーハＷは、研磨装置１により加工される加工対象である。本実施形態では、ウエーハＷは、シリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウエーハである。図１に示すように、ウエーハＷは、表面の裏側の被研磨面Ｗａに研磨加工が施される。ウエーハＷは、表面に保護テープＴが貼着され、保護テープＴを介してチャックテーブル１０に保持されている。

研磨装置１は、図２に示すように、チャックテーブル１０と、研磨手段２０と、研磨送り手段３０と、荷重センサ４０と、角度調整手段５０と、角度制御部６０と、報知部７０と、制御手段８０とを有する。

チャックテーブル１０は、被加工物としてのウエーハＷを保持する。チャックテーブル１０は、保持面１０ａを構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状である。チャックテーブル１０は、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続されている。チャックテーブル１０は、保持面１０ａ上に保護テープＴを介してウエーハＷの表面が載置される。チャックテーブル１０は、保持面１０ａ上に載置されたウエーハＷを、保護テープＴを介して吸引保持する。チャックテーブル１０は、吸引保持したウエーハＷをＺ軸回りに回転させる。

研磨手段２０は、チャックテーブル１０の保持面１０ａに保持されたウエーハＷを覆って研磨する。研磨手段２０は、チャックテーブル１０の回転中心と離れた位置に回転中心が設定されている。研磨手段２０は、ＣＭＰ、ＤＰのいずれの方法でもよい。

研磨手段２０は、スピンドルハウジング２１と、スピンドルハウジング２１に回転可能に支持されるスピンドル２２と、スピンドル２２の下端に装着された研磨パッド２３とを有する。研磨パッド２３は、回転駆動機構によりスピンドル２２が回転することで、研磨手段２０の中心軸を中心に回転可能である。研磨パッド２３は、ウエーハＷよりも大きな径を有する円盤状に形成されている。研磨手段２０は、スピンドル２２の下端に装着された研磨パッド２３をチャックテーブル１０の保持面１０ａに対向して配置させる。このような構成の研磨手段２０は、研磨パッド２３を回転させながら、研磨位置に位置するチャックテーブル１０の保持面１０ａに保持された研削済みのウエーハＷの被研磨面（裏面）Ｗａに押圧することによって、ウエーハＷの被研磨面Ｗａを研磨加工する。研磨パッド２３は、ウレタンなどの弾性を有する樹脂により形成されている。

スピンドルハウジング２１には、円環状のリング２４と、スピンドルハウジング２１の周方向に沿ったフランジ２５と、カバー２６とが同軸で配設されている。

リング２４は、カバー２６の下方に配設されている。リング２４は、スピンドル２２から研磨荷重を受ける。リング２４には、厚さ方向に貫通し、内周面に荷重センサ４０の雄ネジ４２が螺合する雌ネジ２４ａが複数形成されている。複数の雌ネジ２４ａは、回転中心から同じ距離、つまり回転中心を中心とする同一円周上に、リング２４の周方向に等間隔で形成されている。本実施形態では、３つの雌ネジ２４ａが、リング２４の周方向に１２０°間隔で形成されている。リング２４には、厚さ方向に貫通し、内周面に角度調整手段５０の雄ネジ５１が螺合する雌ネジ２４ｂが複数形成されている。複数の雌ネジ２４ｂは、同一円周上に、リング２４の周方向に等間隔で形成されている。本実施形態では、３つの雌ネジ２４ｂが、リング２４の周方向に１２０°間隔で形成されている。

フランジ２５は、スピンドルハウジング２１と同軸で一体に形成されている。フランジ２５には、厚さ方向に貫通し、内周面に角度調整手段５０の雄ネジ５１が螺合する雌ネジ２５ａが複数形成されている。複数の雌ネジ２５ａは、同一円周上に、フランジ２５の周方向に等間隔で形成されている。本実施形態では、３つの雌ネジ２５ａが、フランジ２５の周方向に１２０°間隔で形成されている。複数の雌ネジ２５ａは、スピンドルハウジング２１にリング２４を固定する際に、軸方向視において、リング２４の雌ネジ２４ｂと重なり連通する位置に形成されている。

カバー２６は、スピンドルハウジング２１の外周を覆って配置されている。カバー２６は、研磨送り手段３０の可動部３２に取り付けられている。カバー２６には、下面に荷重センサ４０の雄ネジ４２が挿入可能な凹部２６ａが複数形成されている。複数の凹部２６ａは、同一円周上に、カバー２６の周方向に等間隔で形成されている。本実施形態では、３つの凹部２６ａが、カバー２６の周方向に１２０°間隔で形成されている。複数の凹部２６ａは、スピンドルハウジング２１にリング２４を固定する際に、軸方向視において、リング２４の雌ネジ２４ａと重なり連通する位置に形成されている。リング２４とカバー２６は、図示しない周方向に等間隔を空けた複数の位置でネジ締結されている。

研磨送り手段３０は、チャックテーブル１０と研磨手段２０とを相対的に接近・離間させる。より詳しくは、研磨送り手段３０は、研磨手段２０のスピンドルハウジング２１と研磨パッド２３とを一体として、チャックテーブル１０に対し保持面１０ａと直交方向に移動させる。研磨送り手段３０は、保持面１０ａと直交方向に延在するボールねじ３１と、ボールねじ３１に沿って移動する可動部３２と、可動部３２を移動させる図示しないモータ等と、を含む。可動部３２には、研磨手段２０のカバー２６が取り付けられている。このように構成された研磨送り手段３０は、チャックテーブル１０と研磨手段２０との距離を調節することで、チャックテーブル１０の保持面１０ａに保持したウエーハＷを研磨パッド２３が押圧する力（研磨荷重）を調整する。

荷重センサ４０は、研磨手段２０の研磨パッド２３の研磨送りにより、チャックテーブル１０の保持面１０ａに保持したウエーハＷにかかる研磨荷重を検出する。荷重センサ４０は、研磨手段２０のリング２４とカバー２６との間に、周方向に等間隔で配置されている。本実施形態において、３つの荷重センサ４０が、周方向に１２０°間隔で配置されている。

荷重センサ４０は、例えば歪センサを含む研磨荷重を検出可能なセンサでリング状に構成されたセンサ４１と、センサ４１を貫通する雄ネジ４２とを含む。センサ４１は、検出した研磨荷重を制御手段８０に出力する。雄ネジ４２は、センサ４１を固定する。雄ネジ４２は、リング２４の雌ネジ２４ａに挿通され、カバー２６の凹部２６ａに挿通されている。雄ネジ４２を締め付けられて、センサ４１は、研磨手段２０のリング２４とカバー２６とで挟まれた状態で配置されている。言い換えると、センサ４１は、研磨手段２０のリング２４とカバー２６との間に、研磨手段２０の軸線方向に沿って押圧された状態で配置されている。これにより、研磨荷重は、研磨パッド２３、スピンドル２２、スピンドルハウジング２１、フランジ２５、リング２４を介して、センサ４１に伝わる。

図３を参照して、荷重センサ４０が測定する研磨荷重について説明する。Ｚ軸方向視において、荷重センサ４０は、（ｘ_１，ｙ_１）、（ｘ_２，ｙ_２）、（ｘ_３，ｙ_３）に配置され、それぞれの位置における研磨荷重Ｆ_１、Ｆ_２、Ｆ_３を検出する。

図２に戻って、角度調整手段５０は、チャックテーブル１０の保持面１０ａ又は研磨手段２０の研磨パッド２３の角度を調整する。本実施形態では、角度調整手段５０は、研磨パッド２３の角度を調整する。角度調整手段５０は、研磨手段２０のリング２４とフランジ２５との間に、周方向に等間隔で配置されている。本実施形態において、３つの角度調整手段５０が、周方向に１２０°間隔で配置されている。角度調整手段５０は、研磨手段２０のリング２４とフランジ２５とをそれぞれ相対的に接近・離間させて、研磨パッド２３の角度を調整する。

角度調整手段５０は、雄ネジ５１と、内周面に雄ネジ５１が螺合する雌ネジが形成されたナット５２とを含む。雄ネジ５１は、リング２４の雌ネジ２４ｂに挿通され、フランジ２５の雌ネジ２５ａと螺合する。雄ネジ５１は、リング２４を挟んで配置された一対のナット５２に挿通される。このように構成された角度調整手段５０は、雄ネジ５１を緩められると、リング２４とフランジ２５とが離間する。また、角度調整手段５０は、雄ネジ５１を締め付けられると、リング２４とフランジ２５とが近接する。このようにして、角度調整手段５０は、各雄ネジ５１を、それぞれ締め付けたり緩めたりすることで、研磨手段２０の研磨パッド２３の角度を調整する。

角度制御部６０は、重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）（図３参照）が所望の位置に対応していない場合、角度調整手段５０を制御し重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）を所望の位置に位置付ける。より詳しくは、角度制御部６０は、制御手段８０からの制御信号に基づいて、角度調整手段５０を制御し重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）を所望の位置に位置付ける。角度制御部６０は、角度調整手段５０の各雄ネジ５１を、それぞれ締め付けたり、緩めたりすることで、重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）を所望の位置に位置付けるように、研磨手段２０の研磨パッド２３の角度を調整する。

ここで、所望の位置とは、ウエーハＷの中心Ｏ（ｘ_Ｏ，ｙ_Ｏ）（図３参照）としてもよい。所望の位置とは、ウエーハＷの被研磨面Ｗａが平坦ではない場合（図４参照）、ウエーハＷを平坦化するように厚くなってしまった領域としてもよい。本実施形態では、所望の位置は、ウエーハＷの被研磨面Ｗａが平坦ではない場合、ウエーハＷの厚くなってしまった領域とし、それ以外の場合、ウエーハＷの中心Ｏ（ｘ_Ｏ，ｙ_Ｏ）とする。図５に示すように、例えば、所望の位置をウエーハＷの中心Ｏ（ｘ_Ｏ，ｙ_Ｏ）とした場合、重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）を中心Ｏ（ｘ_Ｏ，ｙ_Ｏ）に位置付けるように、角度制御部６０で、角度調整手段５０を制御する。

具体的に例えば、重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）とウエーハＷの中心Ｏ（ｘ_Ｏ，ｙ_Ｏ）とが図３のような位置関係で、所望の位置がウエーハＷの中心Ｏ（ｘ_Ｏ，ｙ_Ｏ）である場合について説明する。角度制御部６０は、重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）を中心Ｏ（ｘ_Ｏ，ｙ_Ｏ）に位置付けるため、研磨手段２０の研磨パッド２３の図３に示す右側がウエーハＷから離間し、左側がウエーハＷに近接するように、角度調整手段５０の各雄ネジ５１を、それぞれ締め付けたり、緩めたりする。または、角度制御部６０は、角度調整手段５０のいずれかの雄ネジ５１を固定とし、その他の雄ネジ５１を締め付けたり緩めたりしてもよい。角度制御部６０は、重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）がウエーハＷの中心Ｏ（ｘ_Ｏ，ｙ_Ｏ）に合致したかどうかを判定し、合致するまで雄ネジ５１を締め付けたり、緩めたりする作業を繰り返す。

報知部７０は、重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）が所望の位置に対応していない場合、対応していないことをオペレータに報知する。より詳しくは、報知部７０は、制御手段８０からの制御信号に基づいて、重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）が所望の位置に対応していないことを報知する。報知部７０は、例えば、スピーカや警告灯、表示画面に出力される警告表示などである。

制御手段８０は、チャックテーブル１０と研磨手段２０と研磨送り手段３０と荷重センサ４０と角度調整手段５０と角度制御部６０と報知部７０との動作を制御する。制御手段８０は、例えばＣＰＵ等で構成された演算処理装置やＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える図示しないマイクロプロセッサを主体として構成されている。制御手段８０は、算出部８１と、判定部８２とを有する。なお、制御手段８０は、算出部８１又は判定部８２を有していればよい。制御手段８０は、荷重センサ４０から入力された研磨荷重Ｆ_１、Ｆ_２、Ｆ_３を記憶する。制御手段８０は、判定部８２で、算出部８１が算出した重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）が所望の位置に対応していないと判定された場合、角度制御部６０で、角度調整手段５０を制御させて重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）を所望の位置に位置付けさせる。制御手段８０は、判定部８２で、算出部８１が算出した重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）が所望の位置に対応していないと判定された場合、報知部７０で、対応していないことを報知させる。

算出部８１は、荷重センサ４０で測定した研磨荷重Ｆ_１、Ｆ_２、Ｆ_３から、チャックテーブル１０の保持面１０ａにおける研磨荷重Ｆ_１、Ｆ_２、Ｆ_３の重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）を次式で算出する。
ｘ_Ｇ＝（Ｆ_１ｘ_１＋Ｆ_２ｘ_２＋Ｆ_３ｘ_３）／（Ｆ_１＋Ｆ_２＋Ｆ_３）
ｙ_Ｇ＝（Ｆ_１ｙ_１＋Ｆ_２ｙ_２＋Ｆ_３ｙ_３）／（Ｆ_１＋Ｆ_２＋Ｆ_３）

ここで、重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）の算出に使用する研磨荷重Ｆ_１、Ｆ_２、Ｆ_３は、例えば、検出した研磨荷重Ｆ_１、Ｆ_２、Ｆ_３のそれぞれの平均値、研磨加工開始時や研磨加工中、研磨加工終了時の研磨荷重Ｆ_１、Ｆ_２、Ｆ_３などであればよい。

判定部８２は、算出部８１で算出した重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）がチャックテーブル１０の保持面１０ａで保持したウエーハＷ面内の所望の位置に対応しているか否かを判定する。

次に、本実施形態に係る研磨装置１を使用した研磨加工について、図面に基づいて説明する。

制御手段８０は、研磨装置１で、研削済みのウエーハＷの被研磨面Ｗａを研磨加工させて高精度に平坦化させる。

まず、制御手段８０は、図示しない供給・回収カセットから１枚の研削済みのウエーハＷを取り出して、図示しない搬送手段の搬送パッドで、ウエーハＷを吸引保持して、ウエーハＷの被研磨面Ｗａ側を上に向けた状態で、ウエーハＷの表面側をチャックテーブル１０に載置させる。制御手段８０は、チャックテーブル１０で、ウエーハＷの表面側を吸引保持させる。制御手段８０は、チャックテーブル１０に載置された１枚目のウエーハＷの例えば大きさ、形状、チャックテーブル１０における位置などを含むプロファイルを取得する。このプロファイルによって、ウエーハＷの厚さや、ウエーハＷの中心Ｏ（ｘ_Ｏ，ｙ_Ｏ）がわかる。

そして、制御手段８０は、研磨送り手段３０で、チャックテーブル１０と研磨手段２０とを相対的に接近・離間させながら、研磨手段２０で、ウエーハＷの被研磨面Ｗａを研磨加工させる。研磨加工中、制御手段８０は、荷重センサ４０で、研磨荷重Ｆ_１、Ｆ_２、Ｆ_３を検出させる。

１枚目のウエーハＷの研磨加工の終了後、研磨加工されたウエーハＷは、搬送手段の搬送パッドで吸引保持されて、供給・回収カセットに収納される。

そして、制御手段８０は、供給・回収カセットから２枚目の研削済みのウエーハＷを取り出して、チャックテーブル１０で、ウエーハＷの表面側を吸引保持させる。制御手段８０は、２枚目のウエーハＷのプロファイルを取得する。

制御手段８０は、１枚目のウエーハＷの研磨加工時に、荷重センサ４０から入力された研磨荷重Ｆ_１、Ｆ_２、Ｆ_３から、算出部８１で、チャックテーブル１０の保持面１０ａにおける研磨荷重Ｆ_１、Ｆ_２、Ｆ_３の重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）を算出させる。そして、制御手段８０は、判定部８２で、算出部８１が算出した重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）が所望の位置に対応しているか否かを判定させる。制御手段８０は、判定部８２が、重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）が所望の位置に対応していないと判定した場合、角度制御部６０で、角度調整手段５０を制御させて重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）を所望の位置に位置付けさせ、報知部７０で、対応していないことを報知させる。このようにして、制御手段８０は、角度制御部６０で、角度調整手段５０を制御させて、研磨手段２０の研磨パッド２３の角度を調整させて、重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）を所望の位置に位置付けさせる。制御手段８０は、判定部８２が、重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）が所望の位置に対応していると判定した場合、研磨手段２０の研磨パッド２３の角度を変えず、このままとする。

具体的に例えば、重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）と所望の位置であるウエーハＷの中心Ｏ（ｘ_Ｏ，ｙ_Ｏ）とが、図３に示すような位置関係である場合について説明する。この場合、重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）をウエーハＷの中心Ｏ（ｘ_Ｏ，ｙ_Ｏ）に位置付けるためには、重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）を図中の矢印方向に左側に移動させる。このように重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）を移動するためには、研磨手段２０の研磨パッド２３の図中右側を上げてウエーハＷから離間させて、研磨パッド２３の図中左側を下げてウエーハＷに近接させればよい。このため、制御手段８０は、角度制御部６０で、各角度調整手段５０を制御させて、研磨パッド２３の図中右側が上、図中左側が下となるように、各雄ネジ５１を、それぞれ締め付けたり緩めたりさせたりして、角度を調整させる。

そして、制御手段８０は、研磨手段２０で、２枚目のウエーハＷの被研磨面Ｗａを研磨加工させる。なお、チャックテーブル１０に保持したウエーハＷと研磨パッド２３との相対的な角度を調整する処理は、１枚目のウエーハＷの研磨加工の終了後、２枚目のウエーハＷの研磨加工の開始時にのみ行ってもよいし、２枚目以降のウエーハＷの研磨加工の開始時ごとに行ってもよい。

このような処理を繰り返して、制御手段８０は、研磨装置１で、研削済みのウエーハＷの被研磨面Ｗａを研磨加工させて高精度に平坦化させる。

以上のように、本実施形態に係る研磨装置１は、研磨加工時にウエーハＷにかかる研磨荷重Ｆ_１、Ｆ_２、Ｆ_３の重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）を所望の位置、例えば研磨後のウエーハＷの厚くなってしまった領域になるよう、角度制御部６０で、角度調整手段５０を制御させて、チャックテーブル１０に保持したウエーハＷと研磨手段２０の研磨パッド２３との相対的な角度を調整することができる。このように、研磨装置１は、チャックテーブル１０に保持したウエーハＷと研磨パッド２３との相対的な角度を調整することで、研磨パッド２３で研磨する位置をウエーハＷの所望の位置にすることができる。これにより、研磨装置１は、所望のウエーハＷの形状を形成することができる。

研磨装置１は、ウエーハＷの所望の位置と重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）とがずれていることを報知することができる。このため、研磨装置１は、角度制御部６０で、角度調整手段５０を自動で調節することができない場合であっても、オペレータに報知することで、オペレータに対して、手動で、チャックテーブル１０に保持したウエーハＷと研磨手段２０の研磨パッド２３との相対的な角度を調整することを促すことができる。これにより、研磨装置１は、所望の形状のウエーハＷを形成することができる。

研磨装置１は、研磨荷重Ｆ_１、Ｆ_２、Ｆ_３の重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）が所望の位置になるよう、チャックテーブル１０に保持したウエーハＷと研磨手段２０の研磨パッド２３との相対的な角度を調整したり、所望のウエーハＷの領域と重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）とがずれていることを報知したりする。このため、研磨装置１は、研磨パッド２３が偏摩耗した場合であっても、研磨パッド２３の片当たりを解消又は軽減することが可能である。このように、研磨装置１は、研磨パッド２３が偏摩耗している場合であっても、所望の形状のウエーハＷを形成することができる。

以上、本実施形態について説明したが、上述した内容により本実施形態が限定されるものではない。上述した本実施形態の構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、上述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。

角度制御部６０は、さらに、研磨後のウエーハＷのプロファイルと加工中に算出した重心位置Ｇ（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）とに基づいて、チャックテーブル１０に保持したウエーハＷと研磨パッド２３との相対的な角度を調節してもよい。これにより、研磨後のウエーハＷの状態に合わせて、チャックテーブル１０に保持したウエーハＷと研磨パッド２３との相対的な角度をより適切に調整することができる。これにより、研磨パッド２３や研磨後のウエーハＷの状態によらず、所望の形状のウエーハＷを形成することができる。

荷重センサ４０は、研磨手段２０に装着されているものとして説明したが、チャックテーブル１０の保持面１０ａに保持したウエーハＷにかかる研磨荷重を検出することができれば、他の位置に装着されていてもよい。例えば、荷重センサ４０は、チャックテーブル１０に装着されていてもよい。また、荷重センサ４０の数は、３つ以上であれば、その数は限定されない。

角度調整手段５０は、チャックテーブル１０に保持したウエーハＷと研磨手段２０の研磨パッド２３との相対的な角度を調整するものであればよく、例えば、チャックテーブル１０に配置されチャックテーブル１０の保持面１０ａの角度を調整してもよく、その構成及び配置は上述した構成及び配置に限定されない。

１研磨装置
１０チャックテーブル
１０ａ保持面
２０研磨手段
２１スピンドルハウジング
２２スピンドル
２３研磨パッド
２４リング
２５フランジ
２６カバー
３０研磨送り手段
４０荷重センサ
４１センサ
４２雄ネジ
５０角度調整手段
５１雄ネジ
５２ナット
６０角度制御部
７０報知部
８０制御手段
８１算出部
８２判定部
Ｇ重心位置
Ｗウエーハ

Claims

保持面でウエーハを保持する回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルの回転中心と離れた位置に回転中心が設定され該保持面に保持されたウエーハを覆って研磨する研磨パッドが装着された研磨手段と、該チャックテーブルと該研磨手段とを相対的に接近・離間させる研磨送り手段と、該研磨パッドの研磨送りにより該保持面に保持したウエーハにかかる研磨荷重を検出する該チャックテーブル又は該研磨手段に装着された３つ以上の荷重センサと、該保持面又は該研磨手段の角度を調整する角度調整手段と、各構成要素を制御する制御手段と、を備える研磨装置であって、
該制御手段は、
該荷重センサで測定した該研磨荷重から、該保持面における荷重の重心位置を算出する算出部と、
算出した該重心位置が該保持面で保持したウエーハ面内の所望の位置に対応しているか否かを判定する判定部と、を備え、
該重心位置が所望の位置に対応していない場合、該角度調整手段を制御し該重心位置を所望の位置に位置付ける角度制御部、又は対応していないことを報知する報知部を備えることを特徴とする研磨装置。